JP2006126418A

JP2006126418A - ズームレンズ

Info

Publication number: JP2006126418A
Application number: JP2004313646A
Authority: JP
Inventors: Yohei Nagai; 洋平永井; Yasuhiko Abe; 泰彦阿部
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2006-05-18

Abstract

【課題】３〜４倍程度のズーム比を確保しつつ、ズームレンズの小型化等を図る。
【解決手段】負の第１レンズ群、開口絞りをもつ正の第２レンズ群、正の第３レンズ群からなり、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群は像面側へ移動し途中から物体側に移動し、第２レンズ群は物体側に移動し、第３レンズ群は像面側に移動するズームレンズにおいて、第１レンズ群は両凹レンズ２を含み、第２レンズ群は正の両凸レンズ５及び負の両凹レンズ６を接合した負の接合レンズを含み、第１レンズ群の焦点距離ｆＧ１、第２レンズ群の焦点距離ｆＧ２、広角端でのレンズ系の焦点距離ｆｗ、両凸レンズ５及び両凹レンズ６のアッベ数ν５，ν６が、１．３≦│ｆＧ１│／ｆＧ２≦１．５、２．０≦│ｆＧ１│／ｆｗ≦２．８、│ν５−ν６│≧２０を満足するように形成する。これにより、３〜４倍程度のズーム比を確保しつつ小型化されたズームレンズが得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＣＤ等の固体撮像素子を備えたデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等に適用されるズームレンズに関し、特に、ズーム比（変倍比）が３〜４倍程度で、小型のデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等に好適なズームレンズに関する。

近年においては、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等に用いられる固体撮像素子の著しい技術進歩により、小型のＣＣＤ等が開発されており、それに伴って、使用されるズームレンズとしても、高性能、小型化、低コスト化等の要求が強くなっている。
小型のズームレンズとしては、負の屈折力をもつ第１レンズ群、正の屈折力をもつ第２レンズ群を備え、これら第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を変化させることにより変倍を行う２群構成のズームレンズが知られている。

一方、デジタルカメラ等において、高性能化を実現するためには、ローパスフィルタ等のガラスフィルタを配置し、射出瞳位置を像面から離す必要があり、それ故にある程度のバックフォーカスを確保する必要がある。しかしながら、２群構成のズームレンズでは、射出瞳位置が像面に近くなるため、固体撮像素子を用いたデジタルカメラ等に適用するには好ましくない。

また、高性能化を実現し得る他のズームレンズとしては、負の屈折力をもつ第１レンズ群、正の屈折力をもつ第２レンズ群、正の屈折力をもつ第３レンズ群を備えた３群構成のズームレンズが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
特開平１０−２９３２５３号公報特開平１０−３０７２５８号公報特開平１０−２１３７４５号公報

ところで、上記特許文献１，２に開示された３群構成のズームレンズについては、レンズ群全体を構成するレンズの枚数が８枚〜９枚と多くて、コストが高くなる。また、上記特許文献３に開示の３群構成のズームレンズにおいては、焦点距離に対するレンズ系の全長が長く、小型化が困難である。

本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、小型化、薄型化、軽量化等が図れ、高い結像性能を有し、３〜４倍程度のズーム比を確保でき、特に小型化が望まれるデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等に好適なズームレンズを提供することにある。

本発明のズームレンズは、物体側から像面側に向けて順に、負の屈折力をもつ第１レンズ群と、最も物体側に開口絞りを有すると共に正の屈折力をもつ第２レンズ群と、正の屈折力をもつ第３レンズ群とを備え、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群は物体側から像面側へ移動すると共に途中から物体側に移動し、第２レンズ群は像面側から物体側に移動し、第３レンズ群は物体側から像面側に移動するズームレンズであって、上記第１レンズ群は、両凹形状のレンズを含み、上記第２レンズ群は、両凹形状のレンズ、正の屈折力をもつレンズ及び負の屈折力をもつレンズを接合した全体として負の屈折力をもつ接合レンズを含み、第１レンズ群の焦点距離をｆＧ１、第２レンズ群の焦点距離をｆＧ２、広角端でのレンズ系（第１レンズ群の前面から像面まで）の焦点距離をｆｗ、接合レンズにおける正の屈折力をもつレンズのアッベ数をν５、接合レンズにおける負の屈折力をもつレンズのアッベ数をν６とするとき、次の条件式（１），（２），（３）、
（１）１．３≦│ｆＧ１│／ｆＧ２≦１．５
（２）２．０≦│ｆＧ１│／ｆｗ≦２．８
（３） │ν５−ν６│≧２０
を満足する、ことを特徴としている。
この構成によれば、負の屈折力をもつ第１レンズ群、正の屈折力をもつ第２レンズ群、及び正の屈折力をもつ第３レンズ群からなる３群構成とし、各々のレンズ群を移動させてズーミングを行わせることで、高性能化、小型化等を達成しつつ、３〜４倍程度のズーム比を確保し、広い画角で、諸収差が良好に補正された光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
すなわち、条件式（１），（２）を満たすことで、画角を広くして、３〜４倍程度のズーム比を確保しつつ小型化を達成でき、条件式（３）を満たす接合レンズを採用することで、高解像化に影響を及ぼす色収差を良好に補正でき、又、レンズの加工を容易にすることができ、低コスト化を達成できる。

上記構成において、広角端でのレンズ系（第１レンズ群の前面から像面まで、但し、第３レンズ群の後面から像面までのバックフォーカスは空気換算距離とする）の全長をＤｗ、広角端でのレンズ系（第１レンズ群の前面から像面まで、但し、第３レンズ群の後面から像面までのバックフォーカスは空気換算距離とする）の焦点距離をｆｗとするとき、次の条件式（４）、
（４）６．０≦Ｄｗ／ｆｗ≦８．０
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、広角端におけるレンズ系の全長Ｄｗと焦点距離ｆｗとの関係が条件式（４）を満たすことで、像高の高い位置での解像度を高めつつ、小型化、高性能化を達成できる。

上記構成において、第１レンズ群は、物体側から像面側に向けて順に配列された、物体側に凸面を向けた負の屈折力をもつメニスカス形状の第１レンズ、負の屈折力をもつ両凹形状の第２レンズ、物体側の凸面を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状の第３レンズを含み、第１レンズの焦点距離をｆｇ１、第２レンズの焦点距離をｆｇ２、第１レンズ群の光軸上の距離をＤＧ１、第１レンズと第２レンズとの間の光軸上の距離をＤ２とするとき、次の条件式（５），（６）、
（５）０．５≦ｆｇ２／ｆｇ１≦２．５
（６）２．０≦ＤＧ１／Ｄ２≦３．０
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１レンズ群を、負の屈折力をもつ第１レンズ、負の屈折力をもつ第２レンズ、及び正の屈折力をもつ第３レンズにより構成し、条件式（５），（６）を満たすように負のレンズを２枚配置することで、第１レンズ群の偏芯感度を小さく抑えつつ、諸収差を良好に補正して、高いズーム比を得ることができる。

上記構成において、第２レンズ群は、物体側から像面側に向けて順に配列された、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第４レンズ、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第５レンズ及び物体側及び像面側に凹面を向けた負の屈折力をもつ両凹形状の第６レンズの接合からなる接合レンズを含み、第２レンズ群の焦点距離をｆＧ２、第４レンズの焦点距離をｆｇ４とするとき、次の条件式（７）、
（７）０．８≦ｆＧ２／ｆｇ４≦１．４
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、第２レンズ群を、正の屈折力をもつ第４レンズ、正の屈折力をもつ第５レンズと負の屈折力をもつ第６レンズの接合からなる接合レンズにより構成し、条件式（７）を満たすように形成したことで、第２レンズ群内のレンズの偏芯感度を小さく抑えつつ、高いズーム比を得ることができる。

上記構成において、第３レンズ群は、正の屈折力をもつ一つの第７レンズからなる、構成を採用することができる。
この構成によれば、第３レンズ群を正の屈折力をもつ一つの第７レンズで構成したことにより、適切な射出角度及びバックフォーカスを確保しつつ、小型化を達成することができる。

上記構成において、第２レンズ群の第４レンズは、物体側及び像面側の少なくとも一方に非球面を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、開口絞りの近くに配置される第４レンズに非球面を設けることで、特に球面収差等の軸上収差を良好に補正することができ、良好な光学特性を得ることができる。

上記構成において、第２レンズ群の第４レンズは、物体側に非球面を有し、かつ、この非球面はレンズの周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなるように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、開口絞りの近くに配置される第４レンズの物体側に非球面を設け、この非球面の屈折力が周辺部で弱くなるようにすることで、特に歪曲収差を良好に補正することができる。

上記構成において、第３レンズ群の第７レンズは、物体側及び像面側の少なくとも一方に非球面を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、開口絞りから最も離れた像面寄りに配置される第７レンズに非球面を設けることで、特に非点収差、歪曲収差等の軸外収差を良好に補正することができ、良好な光学特性を得ることができる。

上記構成において、第３レンズ群の第７レンズは、物体側に非球面を有し、かつ、この非球面はレンズの周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなるように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、開口絞りから最も離れた像面近くに配置される第７レンズの物体側に非球面を設け、この非球面の屈折力が周辺部で弱くなるようにすることで、特に歪曲収差を良好に補正することができる。

以上述べたように、本発明のズームレンズによれば、小型化、薄型化、軽量化、低コスト化等が行え、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等に好適なズームレンズを得ることができる。
特に、３群７枚構成であるにも拘わらず、パワー配置、非球面を施す位置等を適切に設定したことにより、ズーム比が約３〜４倍程度、画角（２ω）が広角端で６３度〜６６度程度、Ｆナンバーが広角端で２．６〜２．８程度と十分な明るさをもつ、小型、薄型で、諸収差が良好に補正された光学性能の高いズームレンズを得ることができる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図３は、本発明に係るズームレンズの一実施形態を示すものであり、図１は基本構成図、図２は光線図、図３は広角端，中間位置，望遠端にある状態図である。

このズームレンズにおいては、図１に示すように、物体側から像面側に向けて、全体として負の屈折力を有する第１レンズ群（Ｉ）と、全体として負の屈折力を有する第２レンズ群（ＩＩ）と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群（ＩＩＩ）とが、順次に配列されている。
そして、広角端から望遠端へのズーミングに際しては、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、第１レンズ群（Ｉ）は物体側から像面側へ移動すると共に途中から物体側に移動し、第２レンズ群（ＩＩ）は像面側から物体側に単調に移動し、第３レンズ群（ＩＩＩ）は物体側から像面側に単調に又は非直線的軌道で移動する。

第１レンズ群（Ｉ）は、図１に示すように、物体側から像面側に向けて順に配列された、負の屈折力をもつ第１レンズ１、負の屈折力をもつ第２レンズ２、正の屈折力をもつ第３レンズ３により構成されている。
第２レンズ群（ＩＩ）は、図１に示すように、物体側から像面側に向けて順に配列された、正の屈折力をもつ第４レンズ４、正の屈折力をもつ第５レンズ５と負の屈折力をもつ第６レンズ６との接合からなる接合レンズ、及び第４レンズ４の直前に一体的に配置された所定の口径をもつ開口絞りＳＤにより構成されている。
第３レンズ群（ＩＩＩ）は、図１に示すように、正の屈折力をもつ一つの第７レンズ７により構成されている。
すなわち、このズームレンズは、独立して光軸方向にそれぞれ移動する３つのレンズ群と、レンズ群全体を形成する７枚のレンズからなる、３群７枚構成をなすものである。

また、上記配列構成において、第３レンズ群（ＩＩＩ）の第７レンズ７よりも像面側寄りには、赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタ等のガラスフィルタ８，９が配置され、ガラスフィルタ９の後方に固体撮像素子としてのＣＣＤの結像面Ｐが配置される。

ここで、第１レンズ群（Ｉ）の焦点距離はｆＧ１、第２レンズ群（ＩＩ）の焦点距離はｆＧ２、第１レンズ群（Ｉ）の前面（第１レンズ１の前面）から像面Ｐまでをレンズ系とした場合、広角端におけるレンズ系の焦点距離はｆｗ、望遠端におけるレンズ系の焦点距離はｆｔ、中間領域におけるレンズ系の焦点距離はｆｍ、第１レンズ１の焦点距離はｆｇ１、第２レンズ２の焦点距離はｆｇ２、第４レンズ４の焦点距離はｆｇ４、で表す。
また、第１レンズ１〜第３レンズ３、開口絞りＳＤ、第４レンズ４〜第７レンズ７、及びガラスフィルタ８，９においては、図１に示すように、それぞれの面をＳｉ（ｉ＝１〜１８）、それぞれの面Ｓｉの曲率半径をＲｉ（ｉ＝１〜１８）、ｄ線に対する屈折率をＮｉ及びアッベ数をνｉ（ｉ＝１〜８）で表す。
さらに、第１レンズ１〜ガラスフィルタ９までのそれぞれの光軸Ｌ上での距離（厚さ、空気間隔）はＤｉ（ｉ＝１〜１７）、第１レンズ群（Ｉ）の光軸Ｌ上での距離をＤＧ１、広角端におけるレンズ系の全長をＤｗで表し、第７レンズ７から結像面Ｐまでの空気間隔をバックフォーカス（ＢＦ）とする。

第１レンズ１は、物体側に凸面Ｓ１及び像面側に凹面Ｓ２を向けた負の屈折力をもつメニスカス形状のレンズである。
第２レンズ２は、物体側及び像面側の両方に凹面Ｓ３，Ｓ４を向けた負の屈折力をもつ両凹形状のレンズである。
第３レンズ３は、物体側に凸面Ｓ５及び像面側に凹面Ｓ６を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状のレンズである。
第４レンズ４は、物体側及び像面側に凸面Ｓ７，Ｓ８を向けた正の屈折力をもつ両凸形状のレンズである。
第５レンズ５は、物体側及び像面側の両方に凸面Ｓ９，Ｓ１０を向けた正の屈折力をもつ両凸形状のレンズである。
第６レンズ６は、第５レンズ５の像面側の凸面Ｓ１０に接合され、物体側及び像面側の両方に凹面Ｓ１０，Ｓ１１を向けた負の屈折力をもつ両凹形状のレンズである。
第７レンズ７は、物体側及び像面側の両方に凸面Ｓ１２，Ｓ１３を向けた正の屈折力をもつ両凸形状のレンズである。このように、第３レンズ群（ＩＩＩ）を正の屈折力をもつ一つの第７レンズ７で構成したことにより、適切な射出角度及びバックフォーカスを確保しつつ、小型化を達成することができる。

ここで、第１レンズ１の像面側の面Ｓ２、第４レンズ４の物体側の凸面Ｓ８又は像面側の凸面Ｓ９、第７レンズ７の物体側の凸面Ｓ１３又は像面側の凸面Ｓ１４は、非球面として形成されてもよい。このように、開口絞りＳＤの近くに配置される第４レンズ４に非球面を設けることで、球面収差等の軸上収差を良好に補正することができ、又、開口絞りＳＤから最も離れた像面寄りに配置される第７レンズ７に非球面を設けることで、特に非点収差、歪曲収差等の軸外収差を良好に補正することができる。
また、第４レンズ４の物体側の凸面Ｓ８は、非球面でかつその非球面が周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなるように形成されてもよく、又、第７レンズ７の物体側の凸面Ｓ１３は、非球面でかつその非球面が周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなるように形成されてもよい。これにより、諸収差の補正、特に歪曲収差を良好にかつ容易に補正することができる。尚、非球面以外の面は、全て球面に形成されている。

ここで、非球面を表す式としては、次式で規定される。
Ｚ＝Ｃｙ^２／［１＋（１−εＣ^２ｙ^２）^１／２］＋Ｄｙ^４＋Ｅｙ^６＋Ｆｙ^８＋Ｇｙ^１０＋ＨＧｙ^１２、ただし、Ｚ：非球面の頂点における接平面から，光軸Ｌからの高さがｙの非球面上の点までの距離、ｙ：光軸からの高さ、Ｃ：非球面の頂点における曲率（１／Ｒ）、ε：円錐定数、Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ：非球面係数である。

また、上記構成において、第１レンズ群（Ｉ）の焦点距離ｆＧ１、第２レンズ群（ＩＩ）の焦点距離ｆＧ２、広角端におけるレンズ系の焦点距離ｆｗ、接合レンズにおける正の屈折力をもつ第５レンズ５のアッベ数ν５及び負の屈折力をもつ第６レンズ６のアッベ数ν６が、次の条件式（１），（２），（３）、
（１）１．３≦│ｆＧ１│／ｆＧ２≦１．５
（２）２．０≦│ｆＧ１│／ｆｗ≦２．８
（３） │ν５−ν６│≧２０
を満足するように形成されている。

条件式（１）は、第１レンズ群（Ｉ）と第２レンズ群（ＩＩ）との焦点距離の関係を規定したものである。条件式（２）は、広角端でのレンズ系の焦点距離に対する第１レンズ群（Ｉ）の焦点距離の関係を規定したものである。条件式（１），（２）の範囲から逸脱すると、同一のレンズ枚数では画角が狭くなり、高いズーム比を確保するのが困難になるが、条件式（１），（２）を満たすことで、画角を広くして、３〜４倍程度のズーム比を確保しつつ小型化を達成できる。
また、条件式（３）は、接合レンズにおけるアッベ数の関係を規定したものである。第２レンズ群（ＩＩ）はズーム比を稼ぐために屈折力が大きくなり、結果として偏芯感度が増大する傾向にあり、条件式（３）の範囲から逸脱すると、色収差を良好に補正できず、高性能化が達成できないが、条件式（３）を満たすことで、高解像化に大きな影響を及ぼす色収差を良好に補正することができ、又、レンズの加工を容易にすることができ、低コスト化を達成できる。

すなわち、負の屈折力をもつ第１レンズ群（Ｉ）、正の屈折力をもつ第２レンズ群（ＩＩ）、及び正の屈折力をもつ第３レンズ群（ＩＩＩ）からなる３群構成とし、各々のレンズ群を移動させてズーミングを行わせると共に、条件式（１），（２），（３）を満たすことで、高性能化、小型化等を達成しつつ、広い画角で、３〜４倍程度のズーム比を確保することができる。

また、上記構成において、広角端でのレンズ系（バックフォーカスは空気換算距離）の全長Ｄｗ、広角端でのレンズ系（バックフォーカスは空気換算距離）の焦点距離ｆｗが、次の条件式（４）、
（４）６．０≦Ｄｗ／ｆｗ≦８．０
を満足するように形成されてもよい。
条件式（４）は、レンズ系の焦点距離に対する全長を規定したものである。この条件式（４）から逸脱すると、小型化あるいは像高の高い位置での解像度の点で好ましくないが、条件式（４）を満たすことで、像高の高い位置での解像度を高めつつ、小型化、高性能化を達成できる。

また、上記構成において、第１レンズ１の焦点距離ｆｇ１、第２レンズ２の焦点距離ｆｇ２、第１レンズ群（Ｉ）の光軸Ｌ上の距離ＤＧ１、第１レンズ１と第２レンズ２との間の光軸Ｌ上の距離Ｄ２が、次の条件式（５），（６）、
（５）０．５≦ｆｇ２／ｆｇ１≦２．５
（６）２．０≦ＤＧ１／Ｄ２≦３．０
を満足するように形成されてもよい。
条件式（５），（６）は、第１レンズ群（Ｉ）に関して規定したものである。仮に、第１レンズ群（Ｉ）を負の屈折力をもつレンズと正の屈折力をもつレンズの２枚構成とした場合、諸収差を補正しつつ高いズーム比を確保するには、各レンズの偏芯感度が増大する。そこで、ここでは、第１レンズ群（Ｉ）を、負の屈折力をもつ第１レンズ１、負の屈折力をもつ第２レンズ２、及び正の屈折力をもつ第３レンズ３の３枚構成とし、条件式（５），（６）を満たすように負のレンズを２枚配置することで、第１レンズ群（Ｉ）の偏芯感度を小さく抑えつつ、諸収差を良好に補正して、高いズーム比を得ることができる。

さらに、上記構成において、第２レンズ群（ＩＩ）の焦点距離ｆＧ２、第４レンズ４の焦点距離ｆｇ４が、次の条件式（７）、
（７）０．８≦ｆＧ２／ｆｇ４≦１．４
を満足するように形成されてもよい。
条件式（７）は、第２レンズ群（ＩＩ）内におけるパワー配置を規定したものであり、レンズ系のズーム比に関する条件である。すなわち、第２レンズ群（ＩＩ）を、正の屈折力をもつ第４レンズ４、正の屈折力をもつ第５レンズ５と負の屈折力をもつ第６レンズ６との接合からなる接合レンズにより構成し、条件式（７）を満たすように形成することで、第２レンズ群（ＩＩ）内のレンズの偏芯感度を小さく抑えつつ、高いズーム比を得ることができる。

上記構成からなるズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例１として以下に示す。実施例１では、第１レンズ１の像面側の凹面Ｓ２、第４レンズ４の物体側及び像面側の両凸面Ｓ８，Ｓ９、第７レンズ７の物体側及び像面側の両凸面Ｓ１３，Ｓ１４が、非球面に形成されている。

実施例１における主な仕様諸元は表１に、種々の数値データ（設定値）は表２に、非球面に関する数値データは表３に、広角端，中間位置，望遠端におけるそれぞれのレンズ全系の焦点距離（広角端ｆｗ、中間位置ｆｍ、望遠端ｆｔ）、光軸Ｌ上での距離（間隔）Ｄ６，Ｄ１２，Ｄ１４に関する数値データは表４にそれぞれ示される。
また、条件式（１）〜（７）の数値データは、
（１）│ｆＧ１│／ｆＧ２＝１．３７１、（２）│ｆＧ１│／ｆｗ＝２．６６０、（３）│ν５−ν６│＝２４．０、（４）Ｄｗ／ｆｗ＝７．１２５、（５）ｆｇ２／ｆｇ１＝１．９０５、（６）ＤＧ１／Ｄ２＝２．２６４、（７）ｆＧ２／ｆｇ４＝１．１６４、となる。

さらに、広角端、中間位置、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差（ディスト−ション）、倍率色収差に関する収差線図は、図４、図５、図６に示されるような結果となる。尚、図４ないし図６において、ｄはｄ線による収差、ｆはｆ線による収差、ｃはｃ線による収差をそれぞれ示し、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。

以上の実施例１では、広角〜中間〜望遠のそれぞれの位置において、レンズ系全長（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）が４３．６７ｍｍ〜３８．１４ｍｍ〜４３．８０ｍｍ、ズーム倍率が３．８９（一定）、Ｆナンバーが２．８１〜３．９２〜６．２６、画角（２ω）が６３．２°〜３３．４°〜１７．４°となり、小型、薄型で、諸収差が良好に補正され、広画角、高ズーム倍率で、光学性能の高いズームレンズが得られる。

図７ないし図９は、本発明に係るズームレンズの他の実施形態を示すものであり、図７は基本構成図、図８は光路図、図９は広角端，中間位置，望遠端にある状態図である。
この実施形態においては、第７レン７´について、物体側の凸面Ｓ１３を球面とし、像面側の凸面Ｓ１４を非球面とした以外は、前述の実施形態と同一である。
この構成からなるズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例２として以下に示す。すなわち、実施例２では、第１レンズ１の像面側の凹面Ｓ２、第４レンズ４の物体側及び像面側の両凸面Ｓ８，Ｓ９、第７レンズ７´の像面側の凸面１４が、非球面に形成されている。

実施例２における主な仕様諸元は表５に、種々の数値データ（設定値）は表６に、非球面に関する数値データは表７に、広角端，中間位置，望遠端におけるそれぞれのレンズ系の焦点距離（広角端ｆｗ、中間位置ｆｍ、望遠端ｆｔ）、光軸Ｌ上での距離（間隔）Ｄ６，Ｄ１２，Ｄ１４に関する数値データは表８にそれぞれ示される。
また、条件式（１）〜（７）の数値データは、
（１）│ｆＧ１│／ｆＧ２＝１．３５９、（２）│ｆＧ１│／ｆｗ＝２．６３４、（３）│ν５−ν６│＝２４．０、（４）Ｄｗ／ｆｗ＝７．１００、（５）ｆｇ２／ｆｇ１＝１．９２１、（６）ＤＧ１／Ｄ２＝２．２７２、（７）ｆＧ２／ｆｇ４＝１．１６６、となる。

さらに、広角端、中間位置、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差（ディスト−ション）、倍率色収差に関する収差線図は、図１０、図１１、図１２に示されるような結果となる。尚、図１０ないし図１２において、ｄはｄ線による収差、ｆはｆ線による収差、ｃはｃ線による収差をそれぞれ示し、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。

以上の実施例２では、広角〜中間〜望遠のそれぞれの位置において、レンズ系全長（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）が４３．６９ｍｍ〜３８．３１ｍｍ〜４３．８２ｍｍ、ズーム倍率が３．８７（一定）、Ｆナンバーが２．８３〜３．９４〜６．２６、画角（２ω）が６５．４°〜３４．８°〜１８．０°となり、小型、薄型で、諸収差が良好に補正され、広画角、高ズーム倍率で、光学性能の高いズームレンズが得られる。

図１３ないし図１５は、本発明に係るズームレンズのさらに他の実施形態を示すものであり、図１３は基本構成図、図１４は光路図、図１５は広角端，中間位置，望遠端にある状態図である。
この実施形態においては、第１レンズ１´の像面側の凹面Ｓ２を球面とし、第７レン７´の物体側の凸面Ｓ１３を球面及び像面側の凸面Ｓ１４を非球面とした以外は、前述の実施形態と同一である。
この構成からなるズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例３として以下に示す。すなわち、実施例３では、第４レンズ４´の物体側及び像面側の両凸面Ｓ８，Ｓ９、第７レンズ７´の像面側の凸面１４が、非球面に形成されている。

実施例３における主な仕様諸元は表９に、種々の数値データ（設定値）は表１０に、非球面に関する数値データは表１１に、広角端，中間位置，望遠端におけるそれぞれのレンズ系の焦点距離（広角端ｆｗ、中間位置ｆｍ、望遠端ｆｔ）、光軸Ｌ上での距離（間隔）Ｄ６，Ｄ１２，Ｄ１４に関する数値データは表１２にそれぞれ示される。
また、条件式（１）〜（７）の数値データは、
（１）│ｆＧ１│／ｆＧ２＝１．３８５、（２）│ｆＧ１│／ｆｗ＝２．４０３、（３）│ν５−ν６│＝２１．６９、（４）Ｄｗ／ｆｗ＝６．０２、（５）ｆｇ２／ｆｇ１＝１．０５３、（６）ＤＧ１／Ｄ２＝２．６３４、（７）ｆＧ２／ｆｇ４＝１．０００、となる。

さらに、広角端、中間位置、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差（ディスト−ション）、倍率色収差に関する収差線図は、図１６、図１７、図１８に示されるような結果となる。尚、図１６ないし図１８において、ｄはｄ線による収差、ｆはｆ線による収差、ｃはｃ線による収差をそれぞれ示し、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。

以上の実施例３では、広角〜中間〜望遠のそれぞれの位置において、レンズ全長（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）が３５．９１ｍｍ〜３３．８２ｍｍ〜３６．４７ｍｍ、ズーム倍率が２．９１（一定）、Ｆナンバーが２．６４〜３．７９〜４．９４、画角（２ω）が６５．６°〜３５．０°〜２３．８°となり、小型、薄型で、諸収差が良好に補正され、広画角、高ズーム倍率で、光学性能の高いズームレンズが得られる。

以上述べたように、本発明のズームレンズは、小型化、薄型化、軽量化、低コスト化等が達成されるため、小型化が要求されるデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等に好適であるのは勿論のこと、ズーミング撮影を行うその他のレンズ光学系においても有用である。

本発明に係るズームレンズの一実施形態を示す基本構成図である。図１に示すズームレンズの光線図である。図１に示すズームレンズの状態図を示すものであり、（ａ）は広角端にある状態図、（ｂ）は中間位置にある状態図、（ｃ）は望遠端にある状態図である。実施例１に係るズームレンズにおいて、広角端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。実施例１に係るズームレンズにおいて、中間位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。実施例１に係るズームレンズにおいて、望遠端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。本発明に係るズームレンズの他の実施形態を示す基本構成図である。図７に示すズームレンズの光線図である。図７に示すズームレンズの状態図を示すものであり、（ａ）は広角端にある状態図、（ｂ）は中間位置にある状態図、（ｃ）は望遠端にある状態図である。実施例２に係るズームレンズにおいて、広角端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。実施例２に係るズームレンズにおいて、中間位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。実施例２に係るズームレンズにおいて、望遠端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。本発明に係るズームレンズのさらに他の実施形態を示す基本構成図である。図１３に示すズームレンズの光線図である。図１３に示すズームレンズの状態図を示すものであり、（ａ）は広角端にある状態図、（ｂ）は中間位置にある状態図、（ｃ）は望遠端にある状態図である。実施例３に係るズームレンズにおいて、広角端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。実施例３に係るズームレンズにおいて、中間位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。実施例３に係るズームレンズにおいて、望遠端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。

符号の説明

Ｉ第１レンズ群
ＩＩ第２レンズ群
ＩＩＩ第３レンズ群
１第１レンズ（第１レンズ群、負の屈折力をもつメニスカス形状のレンズ）
２第２レンズ（第１レンズ群、負の屈折力をもつ両凹形状のレンズ）
３第３レンズ（第１レンズ群、正の屈折力をもつメニスカス形状のレンズ）
４第４レンズ（第２レンズ群、正の屈折力をもつ両凸形状のレンズ）
５第５レンズ（第２レンズ群、接合レンズの正の屈折力をもつ両凸形状のレンズ）
６第６レンズ（第２レンズ群、接合レンズの負の屈折力をもつ両凹形状のレンズ）
７第７レンズ（第３レンズ群、正の屈折力をもつレンズ）
８，９ガラスフィルタ
ＳＤ開口絞り
Ｄ１〜Ｄ１７光軸上の距離
ＤＧ１第１レンズ群の光軸上の距離
Ｄ２第１レンズと第２レンズとの間の光軸上の距離
Ｄｗ広角端におけるレンズ系の全長
Ｒ１〜Ｒ１８曲率半径
Ｓ１〜Ｓ１８面
ｆＧ１第１レンズ群の焦点距離
ｆＧ２第２レンズ群の焦点距離
ｆｇ１第１レンズの焦点距離
ｆｇ２第２レンズの焦点距離
ｆｗ広角端におけるレンズ系の焦点距離
ν５第５レンズのアッベ数
ν６第６レンズのアッベ数
Ｌ光軸

Claims

物体側から像面側に向けて順に、負の屈折力をもつ第１レンズ群と、最も物体側に開口絞りを有すると共に正の屈折力をもつ第２レンズ群と、正の屈折力をもつ第３レンズ群とを備え、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は物体側から像面側へ移動すると共に途中から物体側に移動し、前記第２レンズ群は像面側から物体側に移動し、前記第３レンズ群は物体側から像面側に移動するズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、両凹形状のレンズを含み、
前記第２レンズ群は、両凹形状のレンズ、正の屈折力をもつレンズ及び負の屈折力をもつレンズを接合した全体として負の屈折力をもつ接合レンズを含み、
次の条件式（１），（２），（３）を満足する、ことを特徴とするズームレンズ。
（１）１．３≦│ｆＧ１│／ｆＧ２≦１．５
（２）２．０≦│ｆＧ１│／ｆｗ≦２．８
（３） │ν５−ν６│≧２０
但し、ｆＧ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆＧ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端でのレンズ系（前記第１レンズ群の前面から像面まで）の焦点距離
ν５：前記接合レンズにおける正の屈折力をもつレンズのアッベ数
ν６：前記接合レンズにおける負の屈折力をもつレンズのアッベ数
次の条件式（４）を満足する、ことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
（４）６．０≦Ｄｗ／ｆｗ≦８．０
但し、Ｄｗ：広角端でのレンズ系（前記第１レンズ群の前面から像面まで、但しバックフォーカスは空気換算距離とする）の全長
ｆｗ：広角端でのレンズ系（前記第１レンズ群の前面から像面まで、但しバックフォーカスは空気換算距離とする）の焦点距離
前記第１レンズ群は、物体側から像面側に向けて順に配列された、物体側に凸面を向けた負の屈折力をもつメニスカス形状の第１レンズ、負の屈折力をもつ両凹形状の第２レンズ、物体側の凸面を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状の第３レンズを含み、次の条件式（５），（６）を満足する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
（５）０．５≦ｆｇ２／ｆｇ１≦２．５
（６）２．０≦ＤＧ１／Ｄ２≦３．０
但し、ｆｇ１：前記第１レンズの焦点距離
ｆｇ２：前記第２レンズの焦点距離
ＤＧ１：前記第１レンズ群の光軸上の距離
Ｄ２：前記第１レンズと第２レンズとの間の光軸上の距離
前記第２レンズ群は、物体側から像面側に向けて順に配列された、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第４レンズ、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力をもつ両凸形状の第５レンズ及び物体側及び像面側に凹面を向けた負の屈折力をもつ両凹形状の第６レンズの接合からなる前記接合レンズを含み、次の条件式（７）を満足する、ことを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載のズームレンズ。
（７）０．８≦ｆＧ２／ｆｇ４≦１．４
但し、ｆＧ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆｇ４：前記第４レンズの焦点距離
前記第３レンズ群は、正の屈折力をもつ一つの第７レンズからなる、
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群の第４レンズは、物体側及び像面側の少なくとも一方に非球面を有する、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群の第４レンズは、物体側に非球面を有し、かつ、前記非球面はレンズの周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなるように形成されている、
ことを特徴とする請求項６記載のズームレンズ。
前記第３レンズ群の第７レンズは、物体側及び像面側の少なくとも一方に非球面を有する、
ことを特徴とする請求項５ないし７いずれかに記載のズームレンズ。
前記第３レンズ群の第７レンズは、物体側に非球面を有し、かつ、前記非球面はレンズの周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなるように形成されている、
ことを特徴とする請求項８記載のズームレンズ。