JP2007156043A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】３倍程度のズーム比を確保し、低コストで小型のズームレンズを提供する。
【解決手段】広角端から望遠端へのズーミングに際し、負の第１レンズ群Ｉが像面側へ一旦移動し途中から物体側へ移動し、正の第２レンズ群ＩＩが開口絞りＳＤを一体的に備えて物体側に移動し、正の第３レンズ群ＩＩＩが像面側に移動するズームレンズにおいて、第１〜第３レンズ群は、それぞれ少なくとも１枚のプラスチックレンズを含み、条件式（１）０．９≦│ｆＧ１│／ｆＧ２≦１．５、（２）１．０≦│１／ｆＰ１＋１／ｆＰ２＋１／ｆＰ３│×ｆｗ≦３．０、ｆＧ１，ｆＧ２：第１レンズ群，第２レンズ群の焦点距離、ｆｗ：広角端におけるレンズ系の焦点距離、ｆＰ１，ｆＰ２，ｆＰ３：第１レンズ群，第２レンズ群，第３レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離を満足するように形成する。これにより、ズーム比３倍程度で、低コストの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用いた電子撮像装置に適用されるズームレンズに関し、特に、デジタルカメラ等に適用され、ズーム比（変倍比）が３倍程度で、小型かつ高性能のズームレンズに関する。

近年におけるデジタルカメラの普及に伴って、適用されるレンズとしては、高画素化に対応でき、小型かつ低コストで、３倍程度のズーム比が得られる高性能のズームレンズ、特に、低コストのズームレンズが望まれている。
一方、プラスチックレンズは、ガラスレンズと比較して安価で形状の自由度も高く、非球面レンズとしても適しているため、種々のレンズ系に適用されている。

非球面をもつプラスチックレンズを採用した従来のズームレンズとしては、２枚のレンズからなり負の屈折力を有する第１レンズ群、３枚のレンズからなり正の屈折力を有する第２レンズ群、１枚のレンズからなり正の屈折力を有する第３レンズ群を備え、第２レンズ群に含まれる１枚のレンズを、非球面をもつプラスチックレンズとしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、他のズームレンズとしては、２枚のレンズからなり負の屈折力を有する第１レンズ群、２枚のレンズからなり正の屈折力を有する第２レンズ群、１枚のレンズからなり正の屈折力を有する第３レンズ群を備え、第２レンズ群の最も物体側に位置する１枚のレンズを、プラスチックレンズとしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、これら従来のズームレンズでは、プラスチックレンズの枚数が少なく、低コスト化の要求を満足するものではない。

さらに、小型化を図るズームレンズとしては、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群からなる３群構成のものが多く知られている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
しかしながら、いずれのズームレンズにおいても、レンズの枚数が８〜９枚と構成枚数が多く、低コスト化の要求を満足するものではない。

レンズの枚数が少ないズームレンズとしては、２枚のレンズからなり負の屈折力を有する第１レンズ群、２枚のレンズからなり正の屈折力を有する第２レンズ群、２枚のレンズからなり正の屈折力を有する第３レンズ群からなる３群６枚構成のものが知られている（例えば、特許文献５参照）。
しかしながら、焦点距離に対するレンズの全長が長く、小型化の要求を満足するものではない。

特開２００５−１８１７７４号公報 特開２００３−５０３５２号公報 特開平１０−２９３２５３号公報 特開平１０−３０７２５８号公報 特開平１０−２１３７４５号公報

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、プラスチックレンズを多用することで、低コスト化、小型化、高性能化を満足しつつ、３倍程度のズーム比を確保でき、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等に好適な小型の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配列された、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群を備え、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群は像面側へ移動し途中から物体側へ移動し、第２レンズ群は開口絞りを一体的に備えて物体側に移動し、第３レンズ群は像面側に移動するズームレンズであって、上記第１レンズ群、第２レンズ群、及び第３レンズ群は、それぞれ少なくとも１枚のプラスチックレンズを含み、かつ、下記条件式（１），（２）
（１）０．９≦│ｆＧ１│／ｆＧ２≦１．５
（２）１．０≦│１／ｆＰ１＋１／ｆＰ２＋１／ｆＰ３│×ｆｗ≦３．０
但し、ｆＧ１：第１レンズ群の焦点距離、ｆＧ２：第２レンズ群の焦点距離、ｆｗ：広角端におけるレンズ系の焦点距離、ｆＰ１：第１レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離、ｆＰ２：第２レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離、ｆＰ３：第３レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離、
を満足することを特徴としている。
この構成によれば、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群が像面側へ移動し途中から物体側へ移動し、第２レンズ群が物体側に向けて移動（例えば、直線的に移動）し、第３レンズ群が像面側に移動（例えば、直線的にあるいは非直線的に移動）する）。このように、ズーミングに際し各レンズ群を移動させることにより、３倍程度のズーム比を確保することができ、条件式（１）を満たすことにより、各レンズ群のパワー配置を適切に設定して小型化を達成することができる。また、各レンズ群にプラスチックレンズを含めると共に条件式（２）を満たすことにより、温度変化に伴う屈折率の変化によって生じる像面のずれの影響を最小限に抑制しつつ、低コスト化、軽量化等を達成することができる。

上記構成において、第１レンズ群、第２レンズ群、及び第３レンズ群は、それぞれ非球面をもつレンズを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、一般に開口絞りの近くにあるレンズでは球面収差等の軸上収差が発生し易く、開口絞りから離れた位置にあるレンズでは非点収差、歪曲収差等の軸外収差が発生し易い。球面レンズでそれらを補正するとなると、レンズの枚数が増加し目的に沿わない。そこで、各レンズ群に非球面をもつレンズを含めることにより、これらの収差を良好に補正することができる。特に、第１レンズ群では最も物体側にあるレンズに又第２レンズ群では開口絞りの近くにあるレンズにそれぞれ非球面をもたせることにより、球面収差等の軸上収差、非点収差、歪曲収差等の軸外収差を良好に補正でき、近年の高密度な固体撮像素子に適した高性能で小型のズームレンズを得ることができる。

上記構成において、非球面をもつレンズの少なくとも一つは、プラスチックレンズである、構成を採用することができる。
この構成によれば、低コスト化、軽量化を達成することができる。

上記構成において、第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する両凹形状の第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有し物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第３レンズを含み、下記条件式（３），（４）
（３）０．２０≦Ｄ２／ｆｗ≦０．３５
（４）１．８≦│ｆＧ１│／ｆｗ≦２．５
但し、Ｄ２：第１レンズ及び第２レンズの光軸上における空気間隔、ｆｗ：広角端におけるレンズ系の焦点距離、
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、条件式（３）を満たすことにより、収差特にコマ収差を良好に補正することができると共に、薄型化すなわち小型化を達成することができ、条件式（４）を満たすことにより、第１レンズ群のパワーを適切に設定して、所望のズーム比を確保しつつ、諸収差を良好に補正することができ、光学性能の高い小型のズームレンズを得ることができる。

上記構成において、第２レンズ群は、物体側から順に、光量を調整する開口絞り、正の屈折力を有する第４レンズ、正の屈折力を有する第５レンズ、負の屈折力を有する第６レンズを含み、下記条件式（５）
（５）１．４≦ｆＧ２／ｆｗ≦１．８
但し、ｆＧ２：前記第２レンズ群の焦点距離、ｆｗ：広角端におけるレンズ系の焦点距離、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、条件式（５）を満たすことにより、第２レンズ群のパワーを適切に設定して、所望のズーム比を確保しつつ、諸収差を良好に補正することができ、光学性能の高い小型のズームレンズを得ることができる。

上記構成において、第２レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズのアッベ数をνｓ、第２レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズのアッベ数をνｆとするとき、下記条件式（６）
（６）│νｓ−νｆ│≧１０
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、条件式（６）を満たすことにより、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る。

上記構成において、第３レンズ群は、正の屈折力を有する第７レンズにより形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、適切な射出角度に設定できると共に、さらに小型化を達成することができる。

上記構成をなすズームレンズによれば、プラスチックレンズを多用することにより、特に、７群７枚という構成において、プラスチックレンズを適切に配置し、パワー配置及び非球面を施す位置を適切に選択することにより、低コスト化、小型化、高性能化を満足しつつ、３倍程度のズーム比を確保でき、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等に好適な高性能で小型の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及び図２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は概略構成図、図２は広角端、中間、望遠端における光路図である。
このズームレンズは、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、負の屈折力を有する第１レンズ群（Ｉ）、正の屈折力を有する第２レンズ群（ＩＩ）、正の屈折力を有する第３レンズ群（ＩＩＩ）を備えている。
そして、広角端から望遠端へのズーミングに際しては、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、第１レンズ群（Ｉ）が像面側へ移動し途中から物体側へ移動し、第２レンズ群（ＩＩ）が像面側から物体側に向けて（直線的に）移動し、第３レンズ群（ＩＩＩ）が像面側に（直線的にあるいは非直線的に）移動する。

第１レンズ群（Ｉ）は、物体側から順に配置された、負の屈折力を有する両凹形状の第１レンズ１と、負の屈折力を有し物体側に凸面を向けメニスカス形状の第２レンズ２と、正の屈折力を有し物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第３レンズ３により形成されている。
第２レンズ群（ＩＩ）は、光量を調整するべく所定の口径をなす開口絞りＳＤ、正の屈折力を有する両凸形状の第４レンズ４と、正の屈折力を有する両凸形状の第５レンズ５と、負の屈折力を有する両凹形状の第６レンズ６により形成されている。
第３レンズ群（ＩＩＩ）は、正の屈折力を有し像面側に凸面を向けたメニスカス形状の第７レンズ７により形成されている。
そして、第７レンズ７の後方に、固体撮像素子の像面Ｐが配置されている。

ここでは、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、開口絞りＳＤと、第４レンズ４、第５レンズ５、第６レンズ６、第７レンズ７、及び像面Ｐが、光軸Ｌに沿って物体側から像面側に向けて順に配列される構成において、図１に示すように、それぞれの面をＳｉ（ｉ＝１〜１５）、それぞれの面Ｓｉの曲率半径をＲｉ（ｉ＝１〜１５）、ｄ線に対する屈折率をＮｉ（ｉ＝１〜７）及びアッベ数をνｉ（ｉ＝１〜７）、第１レンズ１〜像面Ｐまでのレンズ系のそれぞれの光軸Ｌ上における間隔（厚さ、空気間隔）をＤｉ（ｉ＝１〜１５）、第１レンズ１と第２レンズ２との間隔をＤ２で表す。
また、レンズ系（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）の広角端、中間、望遠端における焦点距離をｆｗ，ｆｍ，ｆｔ、第１レンズ群（Ｉ）の焦点距離をｆＧ１、第２レンズ群（ＩＩ）の焦点距離をｆＧ２、第１レンズ群（Ｉ），第２レンズ群（ＩＩ），第３レンズ群（ＩＩＩ）に含まれるプラスチックレンズのそれぞれの焦点距離をｆＰ１，ｆＰ２，ｆＰ３、第２レンズ群（ＩＩ）に含まれる正の屈折力を有するレンズのアッベ数をνｓ、第２レンズ群（ＩＩ）に含まれる負の屈折力を有するレンズのアッベ数をνｆで表す。

第１レンズ１は、ガラス材料により形成され、負の屈折力を有するように、物体側の面Ｓ１が凹状でかつ像面側の面Ｓ２が凹状をなす両凹形状のガラスレンズである。そして、両面Ｓ１，Ｓ２は、球面又は非球面に形成されている。
第２レンズ２は、樹脂材料により形成され、負の屈折力を有するように、物体側の面Ｓ３が凸状でかつ像面側の面Ｓ４が凹状をなすメニスカス形状のプラスチックレンズである。そして、両面Ｓ３，Ｓ４は非球面に形成されている。
第３レンズ３は、ガラス材料により形成され、正の屈折率を有するように、物体側の面Ｓ５が凸状でかつ像面側の面Ｓ６が凹状をなすメニスカス形状のガラスレンズである。そして、両面Ｓ５，Ｓ６は球面に形成されている。

第４レンズ４は、ガラス材料又は樹脂材料により形成され、正の屈折力を有するように、物体側の面Ｓ８が凸状でかつ像面側の面Ｓ９が凸状をなす両凸形状のガラスレンズ又はプラスチックレンズである。そして、両面Ｓ８，Ｓ９は、球面又は非球面に形成されている。
第５レンズ５は、ガラス材料又は樹脂材料により形成され、正の屈折力を有するように、物体側の面Ｓ１０が凸状でかつ像面側の面Ｓ１１が凸状をなす両凸形状のガラスレンズ又はプラスチックレンズである。そして、面Ｓ１０は球面又は非球面に形成され、面Ｓ１１は球面に形成されている。
第６レンズ６は、樹脂材料により形成され、負の屈折力を有するように、物体側の面Ｓ１２が凹状でかつ像面側の面Ｓ１３が凹状をなす両凹形状のプラスチックレンズである。そして、両面Ｓ１２，Ｓ１３は、球面又は非球面に形成されている。

第７レンズ７は、樹脂材料により形成され、正の屈折力を有するように、物体側の面Ｓ１４が凹状でかつ像面側の面Ｓ１５が凸状をなすメニスカス形状のプラスチックレンズである。そして、両面Ｓ１４，Ｓ１５は非球面に形成されている。

このように、第１レンズ１〜第７レンズ７からなる７枚のレンズ構成、及び負，正，正の屈折力をなす３つのレンズ群（Ｉ），（ＩＩ），（ＩＩＩ）を採用すると共に、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群（Ｉ）を像面側に一端移動させた後に物体側に移動させ、第２レンズ群（ＩＩ）を物体側に直線的に移動させ、第３レンズ群（ＩＩＩ）を像面側に直線的にあるいは非直線的に移動させることにより、レンズ系全長を比較的短くでき、３．０倍程度のズーム比（変倍比）を確保することができる。
また、第３レンズ群（ＩＩＩ）を、正の屈折力を有する第７レンズ７により形成することにより、適切な射出角度に設定できると共にさらに小型化を達成することができる。

ここで、第２レンズ２、第４レンズ４、第５レンズ５〜第７レンズ７の非球面を表す式は、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
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：非球面係数である。

上記のように、第１レンズ群（Ｉ）、第２レンズ群（ＩＩ）、及び第３レンズ群（ＩＩＩ）に、それぞれ非球面をもつレンズを含むことにより、球面収差等の軸上収差、非点収差、歪曲収差等の軸外収差等を良好に補正することができる。
すなわち、一般に開口絞りＳＤの近くにあるレンズでは、球面収差等の軸上収差が発生し易く、開口絞りから離れた位置にあるレンズでは非点収差、歪曲収差等の軸外収差が発生し易い。これに対処するべく、球面レンズでそれらを補正するとなると、レンズの枚数が増加し目的に沿わない。
そこで、各レンズ群（Ｉ），（ＩＩ），（ＩＩＩ）に非球面をもつレンズを含める、特に、第１レンズ群（Ｉ）では最も物体側にある第１レンズ１に又第２レンズ群（ＩＩ）では開口絞りＳＤの近くにある第４レンズ４にそれぞれ非球面をもたせることにより、球面収差等の軸上収差、非点収差、歪曲収差等の軸外収差を良好に補正でき、近年の高密度な固体撮像素子に適した高性能で小型のズームレンズを得ることができる。
さらに、非球面をもつレンズの少なくとも一つは、樹脂材料により形成されたプラスチックレンズとすることにより、さらに低コスト化、軽量化を達成することができる。

また、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、第１レンズ群（Ｉ）に含まれるプラスチックレンズの焦点距離ｆＰ１、第２レンズ群（ＩＩ）に含まれるプラスチックレンズの焦点距離ｆＰ２、第３レンズ群（ＩＩＩ）に含まれるプラスチックレンズの焦点距離ｆＰ３が、次の条件式（１），（２）
（１）０．９≦│ｆＧ１│／ｆＧ２≦１．５
（２）１．０≦│１／ｆＰ１＋１／ｆＰ２＋１／ｆＰ３│×ｆｗ≦３．０
を満足するように形成されている。
条件式（１）を満たすことにより、各レンズ群のパワー配置を適切に設定して小型化を達成することができる。仮に条件式（１）から逸脱すると、同一のレンズ枚数で画角が狭くなり高ズーム比を達成できず、小型化を達成できず、諸収差の補正を良好に行うことができない等の問題が発生するが、条件式（１）を満たすことにより、３倍程度のズーム比を確保しつつ、諸収差を良好に補正して、小型化を可能にしている。
また、条件式（２）を満たすように、プラスチックレンズを各レンズ群に適切に使用することにより、温度変化に伴う屈折率の変化によって生じる像面のずれの影響を最小限に抑制しつつ、低コスト化、軽量化等を達成することができる。

上記構成においては、第１レンズ群（Ｉ）が、負の屈折力を有する両凹形状の第１レンズ１、負の屈折力を有する第２レンズ２、正の屈折力を有し物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第３レンズ３を含む構成において、好ましくは、第１レンズ１及び第２レンズ２の光軸上における空気間隔Ｄ２、広角端におけるレンズ系の焦点距離ｆｗが、条件式（３），（４）
（３）０．２０≦Ｄ２／ｆｗ≦０．３５
（４）１．８≦│ｆＧ１│／ｆｗ≦２．５
を満足するように形成される。
条件式（３）は、第１レンズ群（Ｉ）の厚みに関して規定したものである。条件式（３）を満たすことにより、収差特にコマ収差を良好に補正することができると共に、薄型化すなわち小型化を達成することができる。
条件式（４）は、第１レンズ群（Ｉ）のパワーを適切に設定するために規定したものである。条件式（４）を満たすことにより、所望のズーム比を確保しつつ、諸収差を良好に補正することができ、光学性能の高い小型のズームレンズを得ることができる。

また、上記構成においては、第２レンズ群（ＩＩ）が、開口絞りＳＤ、正の屈折力を有する第４レンズ４、正の屈折力を有する第５レンズ５、負の屈折力を有する第６レンズ６を含む構成において、好ましくは、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が、条件式（５）
（５）１．４≦ｆＧ２／ｆｗ≦１．８
を満足するように形成される。
条件式（５）は、第２レンズ群（ＩＩ）のパワーを適切に設定するために規定したものである。条件式（５）を満たすことにより、所望のズーム比を確保しつつ、諸収差を良好に補正することができ、光学性能の高い小型のズームレンズを得ることができる。

また、上記構成においては、第２レンズ群（ＩＩ）に含まれる正の屈折力を有するレンズのアッベ数νｓ、第２レンズ群（ＩＩ）に含まれる負の屈折力を有するレンズのアッベ数νｆが、好ましくは、条件式（６）
（６）│νｓ−νｆ│≧１０
を満足するように形成される。
一般に、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べてアッベ数の選定の自由度が低い。そこで、条件式（６）を満たすように各レンズのアッベ数を選定することにより、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る。

次に、上記ズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例１、実施例２として以下に示す。

実施例１における条件式（１）〜（６）の数値データ、第１レンズ１〜第４レンズ７の主な仕様諸元、種々の数値データ（設定値）は以下の通りである。
尚、プラスチックレンズは、第２レンズ２、第４レンズ４、第６レンズ６、第７レンズ７に採用した。
＜条件式の値＞
（１）│ｆＧ１│／ｆＧ２＝１４．２０／１０．４３＝１．３６
（２）│１／ｆＰ１＋１／ｆＰ２＋１／ｆＰ３│×ｆｗ＝（０．００２＋０．２２０＋０．０５５）×６．３７＝１．７６
（３）Ｄ２／ｆｗ＝１．７８／６．３７＝０．２８
（４）│ｆＧ１│／ｆｗ＝１４．２０／６．３７＝２．２３
（５）ｆＧ２／ｆｗ＝１０．４３／６．３７＝１．６４
（６）│νｓ−νｆ│＝５６．３／３０．３＝２６．０

＜仕様諸元＞
物体距離＝∞（広角端）〜∞（中間）〜∞（望遠端）、レンズ系の焦点距離＝６．３７ｍｍ（広角端，ｆｗ）〜１３．１７ｍｍ（中間，ｆｍ）〜１８．４３ｍｍ（望遠端，ｆｔ）、変倍比（ズーム比）＝２．９０、Ｆナンバー＝２．７５（広角端）〜４．１３（中間）〜５．２４（望遠端）、画角（２ω）＝６１．３０°（広角端）〜３０．４６°（中間）〜２２．１６°（望遠端）、射出瞳位置＝−１９．１７ｍｍ（広角端）〜−９９．１３ｍｍ（中間）〜１６０．６５ｍｍ（望遠端）、レンズ全長（第１レンズ１〜第７レンズ７）＝２９．１０ｍｍ（広角端）〜２７．５８ｍｍ（中間）〜３０．６０ｍｍ（望遠端）、レンズ系全長（空気換算距離）＝３３．２３ｍｍ（広角端）〜３１．０７ｍｍ（中間）〜３３．３０ｍｍ（望遠端）、バックフォーカス（空気換算距離）＝４．５２ｍｍ（広角端）〜３．９０ｍｍ（中間）〜３．１５ｍｍ（望遠端）

＜非球面＞
第２レンズ２の両面Ｓ３，Ｓ４、第４レンズ４の両面Ｓ８，Ｓ９、第７レンズ７の両面Ｓ１４，Ｓ１５
＜曲率半径＞
Ｒ１＝−６０．１６７ｍｍ、Ｒ２＝６．４３０ｍｍ、Ｒ３＝４３．４３１ｍｍ（非球面）、Ｒ４＝３７．６８６ｍｍ（非球面）、Ｒ５＝１５．６８１ｍｍ、Ｒ６＝１７２．３５１ｍｍ、Ｒ７＝∞（開口絞り）、Ｒ８＝５．７５８ｍｍ（非球面）、Ｒ９＝−２５．４２２ｍｍ（非球面）、Ｒ１０＝６．８６６ｍｍ、Ｒ１１＝−９．７２６ｍｍ、Ｒ１２＝−１５．８４１ｍｍ、Ｒ１３＝３．２９６ｍｍ、Ｒ１４＝−１３５．４１１ｍｍ（非球面）、Ｒ１５＝−８．９５４ｍｍ（非球面）

＜光軸上の間隔＞
Ｄ１＝１．００ｍｍ、Ｄ２＝１．７８ｍｍ、Ｄ３＝１．０９ｍｍ、Ｄ４＝０．１０ｍｍ、Ｄ５＝１．３０ｍｍ、Ｄ６＝可変、Ｄ７＝０．４０ｍｍ、Ｄ８＝１．６５ｍｍ、Ｄ９＝０．１０ｍｍ、Ｄ１０＝１．６０ｍｍ、Ｄ１１＝０．１５ｍｍ、Ｄ１２＝１．２０ｍｍ、Ｄ１３＝可変、Ｄ１４＝１．７９ｍｍ、Ｄ１５＝可変
＜屈折率（Ｎｄ）＞
Ｎ１＝１．７４３９９７、Ｎ２＝１．５２５１２０、Ｎ３＝１．８０５１８１、Ｎ４＝１．５２５１２、Ｎ５＝１．５１６３３０、Ｎ６＝１．５８３８１６、Ｎ７＝１．５２５１２０
＜アッベ数（νｄ）＞
ν１＝４４．８、ν２＝５６．３、ν３＝２５．４、ν４＝５６．３、ν５＝６４．１、ν６＝３０．３、ν７＝５６．３

＜ズーム間隔（Ｄ６，Ｄ１３，Ｄ１５）＞
Ｄ６ｗ＝１１．８９ｍｍ（広角端）〜Ｄ６ｍ＝３．２３ｍｍ（中間）〜Ｄ６ｔ＝１．０２ｍｍ（望遠端）
Ｄ１３ｗ＝４．５６ｍｍ（広角端）〜Ｄ１３ｍ＝１１．６９ｍｍ（中間）〜Ｄ１３ｔ＝１６．８６ｍｍ（望遠端）
Ｄ１５ｗ＝４．５２ｍｍ（広角端）〜Ｄ１５ｍ＝３．９０ｍｍ（中間）〜Ｄ１５ｔ＝３．１５ｍｍ（望遠端）

＜非球面係数の数値データ＞
＜Ｓ３面＞
ε＝０．００００００、Ｄ＝−２．５４９６２１×１０^−４、Ｅ＝８．００６４８８×１０^−７、Ｆ＝６．６３２６４０×１０^−７、Ｇ＝−２．１８７６９０×１０^−８
＜Ｓ４面＞
ε＝０．００００００、Ｄ＝−１．６５０７５０×１０^−４、Ｅ＝−５．００５７５０×１０^−６、Ｆ＝５．８５０９０７×１０^−７、Ｇ＝−２．７３８２４０×１０^−８
＜Ｓ８面＞
ε＝−０．６４２５３０、Ｄ＝−３．７５４７４０×１０^−５、Ｅ＝−２．７６４１６１×１０^−５、Ｆ＝−２．００６５００×１０^−６、Ｇ＝−２．３９３８１０×１０^−７
＜Ｓ９面＞
ε＝０．００００００、Ｄ＝４．７２８４１９×１０^−４、Ｅ＝４．５２２３２８×１０^−５、Ｆ＝−２．８８６３１０×１０^−６、Ｇ＝−１．８１５０４０×１０^−７
＜Ｓ１４面＞
ε＝０．００００００、Ｄ＝−１．８６１０１０×１０^−４、Ｅ＝４．７３１９９０×１０^−５、Ｆ＝−３．７２５０５０×１０^−６、Ｇ＝５．９９０１３０×１０^−８
＜Ｓ１５面＞
ε＝−１３．１３８２３７、Ｄ＝−１．８３２１８０×１０^−３、Ｅ＝１．２９９７１２×１０^−４、Ｆ＝−６．４８３５１０×１０^−６、Ｇ＝１．００５３９７×１０^−７

この実施例１における広角端、中間位置、望遠端でのそれぞれの球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差に関する収差線図は図３、図４、図５に示すような結果となる。尚、図３、図４、図５において、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。
この実施例１によるレンズ仕様によれば、変倍比が２．９０、広角端でのＦナンバーが２．７５程度と明るく、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等に好適な小型で光学性能の高いズームレンズが得られる。

実施例２における条件式（１）〜（６）の数値データ、第１レンズ１〜第４レンズ７の主な仕様諸元、種々の数値データ（設定値）は以下の通りである。
尚、プラスチックレンズは、第２レンズ２、第５レンズ５、第６レンズ６、第７レンズ７に採用した。
＜条件式の値＞
（１）│ｆＧ１│／ｆＧ２＝１３．８６／１０．４０＝１．３３
（２）│１／ｆＰ１＋１／ｆＰ２＋１／ｆＰ３│×ｆｗ＝（０．００３＋０．３２０＋０．０５１）×６．２２＝２．３２
（３）Ｄ２／ｆｗ＝１．７５／６．２２＝０．２８
（４）│ｆＧ１│／ｆｗ＝１３．８６／６．２２＝２．２３
（５）ｆＧ２／ｆｗ＝１０．４０／６．２２＝１．６７
（６）│νｓ−νｆ│＝５６．３／３０．３＝２６．０

＜仕様諸元＞
物体距離＝∞（広角端）〜∞（中間）〜∞（望遠端）、レンズ系の焦点距離＝６．２２ｍｍ（広角端，ｆｗ）〜１３．１２ｍｍ（中間，ｆｍ）〜１８．０６ｍｍ（望遠端，ｆｔ）、変倍比（ズーム比）＝２．９０、Ｆナンバー＝２．７５（広角端）〜４．２０（中間）〜５．２６（望遠端）、画角（２ω）＝６４．６８°（広角端）〜３３．４４°（中間）〜２４．６２°（望遠端）、射出瞳位置＝−１７．１４ｍｍ（広角端）〜−６９．７８ｍｍ（中間）〜７６０．７０ｍｍ（望遠端）、レンズ全長（第１レンズ１〜第７レンズ７）＝２８．４１ｍｍ（広角端）〜２７．３８ｍｍ（中間）〜３０．３１ｍｍ（望遠端）、レンズ系全長（空気換算距離）＝３３．３０ｍｍ（広角端）〜３１．５２ｍｍ（中間）〜３３．７５ｍｍ（望遠端）、バックフォーカス（空気換算距離）＝４．８９ｍｍ（広角端）〜４．１４ｍｍ（中間）〜３．４４ｍｍ（望遠端）

＜非球面＞
第２レンズ２の両面Ｓ３，Ｓ４、第５レンズ５の前面Ｓ１０、第６レンズ６の両面Ｓ１２，Ｓ１３、第７レンズ７の両面Ｓ１４，Ｓ１５
＜曲率半径＞
Ｒ１＝−２３５．０９６ｍｍ、Ｒ２＝６．０３０ｍｍ、Ｒ３＝２９．１１７ｍｍ（非球面）、Ｒ４＝３４．３２７ｍｍ（非球面）、Ｒ５＝１４．５５３ｍｍ、Ｒ６＝５２．９３０ｍｍ、Ｒ７＝∞（開口絞り）、Ｒ８＝５．４０１ｍｍ、Ｒ９＝−７５．０００ｍｍ、Ｒ１０＝５．８２５ｍｍ（非球面）、Ｒ１１＝−１３．５９６ｍｍ、Ｒ１２＝−１８．９７７ｍｍ（非球面）、Ｒ１３＝３．４２３ｍｍ（非球面）、Ｒ１４＝−２４１．０８５ｍｍ（非球面）、Ｒ１５＝−９．９０３ｍｍ（非球面）

＜光軸上の間隔＞
Ｄ１＝１．００ｍｍ、Ｄ２＝１．７５ｍｍ、Ｄ３＝１．０９ｍｍ、Ｄ４＝０．１５ｍｍ、Ｄ５＝１．３０ｍｍ、Ｄ６＝可変、Ｄ７＝０．３０ｍｍ、Ｄ８＝１．６５ｍｍ、Ｄ９＝０．１０ｍｍ、Ｄ１０＝１．６３ｍｍ、Ｄ１１＝０．１０ｍｍ、Ｄ１２＝１．１３ｍｍ、Ｄ１３＝可変、Ｄ１４＝１．５８ｍｍ、Ｄ１５＝可変
＜屈折率（Ｎｄ）＞
Ｎ１＝１．７４３１９８、Ｎ２＝１．５２５１２０、Ｎ３＝１．８０５１８１、Ｎ４＝１．５１６３３０、Ｎ５＝１．５２５１２０、Ｎ６＝１．５８３８１６、Ｎ７＝１．５２５１２０
＜アッベ数（νｄ）＞
ν１＝４９．３、ν２＝５６．３、ν３＝２５．４、ν４＝６４．１、ν５＝５６．３、ν６＝３０．３、ν７＝５６．３

＜ズーム間隔（Ｄ６，Ｄ１３，Ｄ１５）＞
Ｄ６ｗ＝１２．４３ｍｍ（広角端）〜Ｄ６ｍ＝３．７３ｍｍ（中間）〜Ｄ６ｔ＝１．６４ｍｍ（望遠端）
Ｄ１３ｗ＝４．２２ｍｍ（広角端）〜Ｄ１３ｍ＝１１．７７ｍｍ（中間）〜Ｄ１３ｔ＝１６．８０ｍｍ（望遠端）
Ｄ１５ｗ＝４．８９ｍｍ（広角端）〜Ｄ１５ｍ＝４．１４ｍｍ（中間）〜Ｄ１５ｔ＝３．４４ｍｍ（望遠端）

＜非球面係数の数値データ＞
＜Ｓ３面＞
ε＝０．００００００、Ｄ＝１．５４４００７×１０^−４、Ｅ＝４．９７３３４４×１０^−６、Ｆ＝８．４８０３７２×１０^−８、Ｇ＝−１．１５７０３０×１０^−８
＜Ｓ４面＞
ε＝０．００００００、Ｄ＝−２．５９１４２０×１０^−４、Ｅ＝−８．８９２７００×１０^−６、Ｆ＝５．５０８４６３×１０^−７、Ｇ＝−３．４２３５００×１０^−８
＜Ｓ１０面＞
ε＝−０．３８３５７６、Ｄ＝−７．０３７７００×１０^−４、Ｅ＝−７．６４７１２０×１０^−６、Ｆ＝−１．１７３２００×１０^−５、Ｇ＝１．９６４９４９×１０^−７
＜Ｓ１２面＞
ε＝２２．６７６５０７、Ｄ＝１．８５０６５５×１０^−５、Ｅ＝−９．６０５９１０×１０^−５、Ｆ＝−４．０４９４８２×１０^−５、Ｇ＝−２．７５８７７０×１０^−６
＜Ｓ１３面＞
ε＝０．０９００７４、Ｄ＝０．００００００、Ｅ＝０．００００００、Ｆ＝０．００００００、Ｇ＝０．００００００
＜Ｓ１４面＞
ε＝０．００００００、Ｄ＝−１．０３９３５２×１０^−４、Ｅ＝−２．３４６０００×１０^−５、Ｆ＝−２．４５３２４０×１０^−６、Ｇ＝−２．４６３８５５×１０^−８
＜Ｓ１５面＞
ε＝−１７．１２９１７７、Ｄ＝−１．５０２７００×１０^−３、Ｅ＝１．０５６８４３×１０^−４、Ｆ＝−５．３３１６２０×１０^−６、Ｇ＝７．０８６０９０×１０^−８

この実施例２における広角端、中間位置、望遠端でのそれぞれの球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差に関する収差線図は図６、図７、図８に示すような結果となる。尚、図６、図７、図８において、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。
この実施例２によるレンズ仕様によれば、変倍比が２．９０、広角端でのＦナンバーが２．７５程度と明るく、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等に好適な小型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、負、正、正の３群において全体で７枚のレンズを備えるレンズ構成で、３倍程度の変倍比を確保し、小型で高い光学性能を確保できるため、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等のズームレンズとして適用できるのは勿論のこと、その他の用途に用いられるレンズ光学系のズームレンズとしても有用である。

本発明に係るズームレンズの一実施形態を示す概略構成図である。 図１に示すズームレンズの広角端、中間、望遠端における光路図である。 実施例１における、広角端での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例１における、中間位置での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例１における、望遠端での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例２における、広角端での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例２における、中間位置での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例２における、望遠端での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。

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
２ 第２レンズ
３ 第３レンズ
ＳＤ 開口絞り
４ 第４レンズ
５ 第５レンズ
６ 第６レンズ
７ 第７レンズ
Ｐ 像面
ｆｗ 広角端におけるレンズ系の焦点距離
ｆＧ１ 第１レンズ群の焦点距離
ｆＧ２ 第２レンズ群の焦点距離
ｆＰ１ 第１レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離
ｆＰ２ 第２レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離
ｆＰ３ 第３レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離
Ｄ２ 第１レンズと第２レンズの光軸上における空気間隔
νｓ 第２レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズのアッベ数
νｆ 第２レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズのアッベ数
Ｌ 光軸

Claims (7)

1. 物体側から像面側に向けて順に配列された、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群を備え、広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第１レンズ群は像面側へ移動し途中から物体側へ移動し、前記第２レンズ群は開口絞りを一体的に備えて物体側に移動し、前記第３レンズ群は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、第２レンズ群、及び第３レンズ群は、それぞれ少なくとも１枚のプラスチックレンズを含み、かつ、下記条件式（１），（２）を満足する、ことを特徴とするズームレンズ。
   （１）０．９≦│ｆＧ１│／ｆＧ２≦１．５
   （２）１．０≦│１／ｆＰ１＋１／ｆＰ２＋１／ｆＰ３│×ｆｗ≦３．０
   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：広角端におけるレンズ系の焦点距離
   ｆＰ１：前記第１レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離
   ｆＰ２：前記第２レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離
   ｆＰ３：前記第３レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離
2. 前記第１レンズ群、第２レンズ群、及び第３レンズ群は、それぞれ非球面をもつレンズを含む、ことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
3. 前記非球面をもつレンズの少なくとも一つは、プラスチックレンズである、
   ことを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
4. 前記第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する両凹形状の第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有し物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第３レンズを含み、下記条件式（３），（４）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。
   （３）０．２０≦Ｄ２／ｆｗ≦０．３５
   （４）１．８≦│ｆＧ１│／ｆｗ≦２．５
   但し、Ｄ２：前記第１レンズ及び第２レンズの光軸上における空気間隔
   ｆｗ：広角端におけるレンズ系の焦点距離
   ｆＧ１：前記第１レンズ群の焦点距離
5. 前記第２レンズ群は、物体側から順に、光量を調整する開口絞り、正の屈折力を有する第４レンズ、正の屈折力を有する第５レンズ、負の屈折力を有する第６レンズを含み、下記条件式（５）を満足する、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。
   （５）１．４≦ｆＧ２／ｆｗ≦１．８
   但し、ｆＧ２：前記第２レンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端におけるレンズ系の焦点距離
6. 前記第２レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズのアッベ数をνｓ、前記第２レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズのアッベ数をνｆとするとき、下記条件式（６）を満足する、ことを特徴とする請求項５記載のズームレンズ。
   （６）│νｓ−νｆ│≧１０
7. 前記第３レンズ群は、正の屈折力を有する第７レンズにより形成されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし６いずれかに記載のズームレンズ。

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