JP2007256325A - ズームレンズを有する撮影装置、カメラ装置および携帯情報端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半画角３８°以上の広画角で短焦点端のF値が３以下でありながら、十分に小型で且つ高性能な、３群構成のズームレンズを提供する。
【解決手段】物体側から順次、負−正−正の焦点距離を持つ３群の光学系、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３をもって、ズームレンズを構成する。このうち、第２群光学系Ｇ２は、２枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、第２群光学系Ｇ２の最も物体側には、正レンズＬ４を配置してある。第３群光学系Ｇ３は、球面レンズＬ８からなる。第２群光学系Ｇ２の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの屈折率をＮｎとし、アッベ数をνｎとしたとき、
１．９５ ＜ Ｎｎ ＜ ２．２０ （１）
１５ ＜ νｎ ＜ ３５ （２）
の条件式を満足する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影光学系として、改良されたズームレンズを使用した撮像装置、カメラ装置および携帯情報端末装置に関するものである。

近年においては、ディジタルカメラまたは電子カメラ等と称され、被写体像を、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）やＣ−ＭＯＳイメージセンサからなる撮像素子等の固体撮像素子により撮像し、被写体の静止画像（スティル画像）または動画像（ムービー画像）の画像データを得て、フラッシュメモリに代表される不揮発性半導体メモリ等にディジタル的に記録するタイプのカメラが既に一般化しており、旧来の銀塩フィルムを用いる在来型のカメラ、すなわち銀塩カメラは、次第に過去のものとなりつつある。
このようなディジタルカメラの市場は非常に大きなものとなっており、ディジタルカメラに対するユーザの要望も多岐にわたってきている。なかんずく、高画質化と広角化と小型化は常にユーザの欲するところである。
この種のディジタルカメラは、小型、軽量で且つ高性能の特性を活かすべく、撮影レンズとして、ズームレンズ等の可変焦点距離レンズが使用されることが多い。ディジタルカメラに用いられるズームレンズとしては、２群または３群構成でレンズ構成枚数のあまり多くないものが用いられることが多い。

そして、ズームレンズとしては、３００万画素を超えるような受光素子に対応するための高画質化は、もとより広角化、大口径化、小型化が求められる。
例えば、ディジタルカメラ等に好適で、小型化に適し、半画角３８°以上の広画角で、短焦点端のＦナンバーが３以下である従来の撮像装置としては、下記の特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載されたものがある。
即ち、これら特許文献１〜４には、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群光学系と、正の焦点距離を持つ第２群光学系と、正の焦点距離を持つ第３群光学系とを有し、前記第２群光学系の物体側に第２群光学系と一体に移動する絞りを有しており、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第１群光学系と第２群光学系の空気間隔が変化することにより変倍するズームレンズを有する撮像装置において、半画角３８°以上の広画角で、短焦点端のＦナンバーが３以下である撮像装置が提案されている。

特開２００３−１３１１３４号公報 特開２００３−１０７３５２号公報 特開２００３−３５８６８号公報 特開２００５−２４９８８号公報

上記従来の特許文献のうち、特許文献１〜４においては、第３群光学系に非球面を形成することにより、像面補正を行っている。しかしながら、第３群光学系に非球面を用いると、像面の補正には有効ではあるものの、焦点合わせのために光軸に沿って移動した場合、焦点合わせによる像性能の劣化が発生するという新たな問題を惹起する。
また、特許文献４においては、十分に小型化されているとは言えない、という問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、物体側から順次、負の焦点距離を持つ第１群光学系と、正の焦点距離を持つ第２群光学系と、正の焦点距離を持つ第３群光学系とを配置して、前記第２群光学系の物体側に前記第２群光学系と一体に移動する開口絞りを有してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第１群光学系と第２群光学系の空気間隔が減少することにより変倍するズームレンズを有する撮像装置において、半画角が３８°以上の広画角で短焦点端のＦ値が３以下でありながら、十分に小型で高性能なズームレンズを有する撮像装置、カメラ装置および携帯情報端末装置を提供することを目的としている。

特に、請求項１に記載の発明は、半画角が３８°以上の広画角で短焦点端のＦ値が３以下でありながら、十分に小型で高性能なズームレンズを有する携帯装置を提供することを目的としている。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置を、より高性能化することを目的としている。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置を、小型でかつより高性能化することを目的としている。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置を、高性能でありながら十分に小型で、組み付け誤差の影響が少なく、さらなる性能の安定化を図ることを目的としている。
請求項５および６に記載の発明は，請求項１に記載の撮像装置を、より高性能化することを目的としている。
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置を、効率良く変倍しつつ、より高性能化することを目的としている。
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置を、より高性能化することを目的としている。

請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置を、より高性能化することを目的としている。
請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置を、大口径でありながら、より高性能化することを目的としている。
請求項１１に記載の発明は、半画角が３８°以上の広画角で、短焦点端のＦ値が３以下でありながら、十分小型で高性能な撮像装置を有するカメラ装置を提供することを目的としている。
請求項１２に記載の発明は、撮影画像をディジタル情報とする機能を有するカメラ装置を提供することを目的としている。
請求項１３に記載の発明は、ズームレンズによる像を受光する受光素子が、３００万画素以上のものであるカメラ装置を提供することを目的としている。
請求項１４に記載の発明は、半画角３８°以上の広画角で短焦点端のＦ値が３以下でありながら、十分小型で高性能な撮像装置を有する小型で高画質な携帯情報端末装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載した本発明に係るズームレンズを有する撮像装置は、上記の目的を達成するために、物体側から順次、負の焦点距離を持つ第１群光学系と、正の焦点距離を持つ第２群光学系と、正の焦点距離を持つ第３群光学系とを配置して、前記第２群光学系の物体側に前記第２群光学系と一体に移動する開口絞りを有してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第１群光学系と前記第２群光学系の空気間隔が減少することにより変倍するズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系は２枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、前記第２群光学系の最も物体側には正レンズを配置し、前記第３群光学系は球面レンズからなり、前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの屈折率をＮｎとし、アッベ数をνｎとしたとき、
次の条件式：
１．９５＜Ｎｎ＜２．２０ （１）
１５＜νｎ＜３５ （２）
を満足することを特徴としている。

請求項２に記載した本発明に係るズームレンズを有する撮像装置は、請求項１に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの物体側面の曲率半径をｒ１とし、前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの像側面の曲率半径をｒ２としたとき、
次の条件式：
−０．０２＜（ｒ１−ｒ２）／（ｒ１＋ｒ２）＜０．０７ （３）
を満足することを特徴としている。
請求項３に記載した本発明に係るズームレンズを有する撮像装置は、請求項１または２に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの物体側面から第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの像側面までの光軸上の距離をｔｎとし、最大像高をＹ´としたとき、
次の条件式：
０．８＜ｔｎ／Ｙ´＜１．４ （４）
を満足することを特徴としている。

請求項４に記載した本発明に係るズームレンズを有する撮像装置は、請求項１〜３に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系に正レンズと負レンズの接合レンズを有することを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係るズームレンズを有する撮像装置は、請求項１〜４に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の少なくとも1枚の正レンズが非球面であることを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係るズームレンズを有する撮像装置は、請求項５に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の中で最も物体側に配置されている正レンズの物体側面が非球面であることを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係るズームレンズを有する撮像装置は、請求項１〜６に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の移動量をＭとし、第２群光学系の焦点距離をｆ２としたとき、
次の条件式：
０．８＜Ｍ／ｆ２＜１．５ （５）
を満足することを特徴としている。

請求項８に記載した本発明に係るズームレンズを有する撮像装置は、請求項１〜８に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの屈折率をＮｎとし、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの屈折率をＮｐとしたとき、
次の条件式：
０．０５＜Ｎｎ−Ｎｐ＜０．３ （６）
を満足することを特徴としている。
請求項９に記載した本発明に係るズームレンズを有する撮像装置は、請求項１〜８のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズのアッベ数をνｎとしたとき、
次の条件式：
−１５＜νｎ−νｐ＜−５ （７）
を満足することを特徴としている。

請求項１０に記載した本発明に係るズームレンズを有する撮像装置は、請求項１〜９のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置において、開口絞りの最大径をφとし、短焦点端における半画角をωとし、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの物体側面の曲率半径をｒ１としたとき、
次の条件式：
０．８＜φ／{ｒ１・ｔａｎ（ω）}＜１．２ （８）
を満足することを特徴としている。
請求項１１に記載した本発明に係るカメラ装置は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置を用いたことを特徴としている。
請求項１２に記載した本発明に係るカメラ装置は、請求項１１に記載のカメラ装置において、撮影画像をディジタル情報とする機能を有することを特徴としている。
請求項１３に記載した本発明に係るカメラ装置は、請求項１２記載のカメラ装置において、ズームレンズによる像を受光する受光素子が３００万画素以上のものであることを特徴としている。
請求項１４に記載した本発明に係る携帯情報端末装置は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置を用いたことを特徴としている。

本発明によれば、物体側から順次、負の焦点距離を持つ第１群光学系と、正の焦点距離を持つ第２群光学系と、正の焦点距離を持つ第３群光学系とを配置して、前記第２群光学系の物体側に前記第２群光学系と一体に移動する開口絞りを有してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第１群光学系と前記第２群光学系の空気間隔が減少することにより変倍するズームレンズを有する撮像装置において、半画角が３８°以上の広画角で短焦点端のＦ値が３以下でありながら、十分に小型で高性能なズームレンズを有する撮像装置、カメラ装置および携帯情報端末装置を提供することができる。
特に、請求項１に記載の発明によれば、物体側から順次、負の焦点距離を持つ第１群光学系と、正の焦点距離を持つ第２群光学系と、正の焦点距離を持つ第３群光学系とを配置して、前記第２群光学系の物体側に前記第２群光学系と一体に移動する開口絞りを有してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第１群光学系と前記第２群光学系の空気間隔が減少することにより変倍するズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系は２枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、前記第２群光学系の最も物体側には正レンズを配置し、前記第３群光学系は球面レンズからなり、前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの屈折率をＮｎとし、アッベ数をνｎとしたとき、
次の条件式：
１．９５＜Ｎｎ＜２．２０ （１）
１５＜νｎ＜３５ （２）
を満足することにより、
半画角が３８°以上の広画角で短焦点端のＦ値が３以下でありながら、十分に小型で高性能なズームレンズを有する撮像装置を提供することができる。

特に、第２群光学系の負レンズに高い屈折率の光学材料を用いることにより、単色収差補正を十分に補正することができ、第２群光学系により像面補正が可能となり、また、負レンズの製造誤差感度を抑制することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの物体側面の曲率半径をｒ１とし、前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの像側面の曲率半径をｒ２としたとき、
次の条件式：
−０．０２＜（ｒ１−ｒ２）／（ｒ１＋ｒ２）＜０．０７ （３）
を満足することにより、より高い結像性能なものとして高性能化したズームレンズを有する撮像装置を提供することができる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの物体側面から前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの像側面までの光軸上の距離をｔｎとし、最大像高をＹ´としたとき、
次の条件式：
０．８＜ｔｎ／Ｙ´＜１．４ （４）
を満足することにより、収納長を短縮しつつ小型でかつより高性能化したズームレンズを有する撮像装置を提供することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系に正レンズと負レンズの接合レンズを有するものとしたので、高性能でありながら十分小型で、組み付け誤差の影響が少なく、さらに性能が安定化したズームレンズを有する撮像装置を提供することができる。
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の少なくとも1枚の正レンズを非球面としたので、球面収差、コマ収差を良好に補正することができ、より高性能化したズームレンズを有する撮像装置を提供することができる。
請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の中で最も物体側に配置されている正レンズの物体側面が非球面であることにより、特に、最も物体側の正レンズの物体側面で最も軸上マージナル光線が高くなるので、球面収差、コマ収差の補正に対する非球面が顕著に得られ、より高性能化したズームレンズを有する撮像装置を提供することができる。

請求項７に記載の発明によれば、請求項１〜６のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の移動量をＭとし、第２群光学系の焦点距離をｆ２としたとき、
次の条件式：
０．８＜Ｍ／ｆ２＜１．５ （５）
を満足することにより、レンズ全長を短縮しつつ、より高い結像性能が得られるズームレンズを有する撮像装置を提供することができる。
請求項８の発明によれば、請求項１〜８のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの屈折率をＮｎとし、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの屈折率をＮｐとしたとき、
次の条件式：
０．０５＜Ｎｎ−Ｎｐ＜０．３ （６）
を満足することにより、より高性能化したズームレンズを有する撮像装置を提供することができる。

請求項９に記載の発明によれば、請求項１〜８のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズのアッベ数をνｎとし、第２群光学系の最も物体側にある正レンズのアッベ数をνｐとしたとき、
次の条件式：
−１５＜νｎ−νｐ＜−５ （７）
を満足することにより、第２群の最も物体側にある正レンズにより発生する軸上色収差を補正すると共に、第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズが発生する倍率色収差を補正し得るズームレンズを有する撮像装置を提供することができる。
請求項１０に記載の発明によれば、請求項１〜９のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置において、開口絞りの最大径をφとし、短焦点端における半画角をωとし、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの物体側面の曲率半径をｒ１としたとき、
次の条件式：
０．８＜φ／｛ｒ１・ｔａｎ（ω）｝＜１．２ （８）
を満足することにより、広画角で、Ｆ値が小さく、且つ高い結像性能が得られるズームレンズを有する結像装置を提供することができる。

請求項１１に記載の発明によれば、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置を用いたことにより、半画角３８°以上の広画角で、短焦点端のＦ値が３以下でありながら、十分小型で高性能であり、携帯性に優れ、高画質が得られる撮像装置を有するカメラ装置を提供することができる。
請求項１２に記載の発明によれば、請求項１１に記載のカメラ装置において、撮影画像をディジタル情報とする機能を有するものとしたので、小型で高画質なディジタルカメラ装置を提供することができる。
請求項１３に記載の発明によれば、請求項１２記載のカメラ装置において、ズームレンズによる像を受光する受光素子が３００万画素以上のものであるものを用いているので、高性能で半画角が３８°以上の広画角で、短焦点端のＦ値が３以下でありながら、十分小型で、そのため、ユーザにとっては、携帯性に優れ、高画質な画像を撮影し、その画像をディジタル情報として扱い得るカメラ装置を提供することができる。
請求項１４に記載の発明によれば、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置を用いたことにより、高性能で、半画角３８°以上の広画角で、短焦点端のＦ値が３以下でありながら、十分小型なズームレンズを有する撮像装置を用いたので、ユーザによって携帯性に優れ、高画質な画像を撮影し得る携帯情報端末装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して、本発明に係るズームレンズを有する撮像装置、カメラ装置および携帯情報端末装置を詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明の第１〜第４の実施の形態に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、このうち、特に、図１は、本発明に係る実施例１の構成、図２は、実施例２の構成、図３は、実施例３の構成、図４は、実施例４の構成をそれぞれ示す断面図である。
図１〜図４に示すように、本発明の実施例１〜実施例４は、物体側から順次、負の焦点距離を持つ第１群光学系Ｇ１と、正の焦点距離を持つ第２群光学系Ｇ２と、正の焦点距離を持つ第３群光学系Ｇ３とを配置して、前記第２群光学系Ｇ２の物体側に前記第２群光学系Ｇ２と一体に移動する開口絞りＳを有してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第１群光学系Ｇ１と前記第２群光学系Ｇ２の空気間隔が減少することにより変倍するタイプのズームレンズである。

図１〜図４に示すズームレンズは、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、絞りＳおよび光学フィルタＯＦを具備している。
この場合、第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第４レンズＬ４〜第７レンズＬ７は、第２群光学系を構成し、第８レンズＬ８は、第３群光学系を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては、各群毎に一体的に動作する。また、図１〜図４には、各光学面の面番号ｒ１〜ｒ１９も示している。
このようなレンズ構成を有する本発明に係るズームレンズを有する撮像装置は、以下のような特徴を持つものである。
先ず、小型化には、収納長とレンズ全長を短縮することが求められる。ここで、収納長とは、第１群光学系〜第３群光学系の厚みの和、レンズ全長とは最も物体側のレンズから像面までの距離とする。さらに、いわゆる沈胴タイプのカメラ装置に用いるズームレンズにおいては、複数段からなる鏡胴の大型化を避けるためにレンズ径を小さくすることも重要である。

本発明のような、負・正・正の３群の光学系で構成されるズームレンズは、変倍機能の大半を第２群光学系が負っており、第３群光学系は、主として像面から射出瞳を遠ざけるために設けられている。
収納長を短縮するには、レンズ厚や空気間隔を短縮することが必要であり、レンズ全長を短縮するには、変倍を司る光学系が高い変倍機能を有することが必要である。
第３群光学系を球面レンズで構成することにより、非球面レンズを用いることで問題となる焦点合わせによる像性能の劣化を防ぐことができる。しかし、非球面による像面補正の効果を得られない。
そこで、本発明においては、第２群光学系により像面補正を行うために、以下の条件式を満足するように構成した。
１．９５＜Ｎｎ＜２．２ （１）
１５＜νｎ＜３５ （２）
ただし，Ｎｎ、νｎは第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの屈折率、アッベ数である。

第２群光学系の負レンズに高い屈折率の光学材料を用いることにより、単色収差補正を十分に補正することができ、第２群光学系により像面補正が可能となる。また、負レンズの製造誤差感度を抑制することができる。
上記の条件式（１）の下限値に満たない、負レンズを十分に短縮しつつ、単色収差を十分に補正し、製造誤差感度の上昇を抑制することが困難となる。また、上限値を超えると、光学材料のコストが高くなる。
条件式（２）の下限値に満たない場合は、負レンズを十分に短縮しつつ、単色収差を十分に補正し、倍率色収差を補正することが困難となる。また、上限値を超えると、負レンズを十分に短縮しつつ、単色収差を十分に補正し、軸上色収差を補正する
ことが困難となる。なお、さらに上記効果を高めるには、以下の条件式（２´）を満足することが望ましい。
２０＜νｎ＜３０ （２´）
また、より高い結像性能を得るには、本発明の請求項２に規定する、以下の条件式を満足することが望ましい。即ち、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの物体側面の曲率半径をｒ１とし、前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの像側面の曲率半径をｒ２としたとき、
次の条件式：
−０．０２＜（ｒ１−ｒ２）／（ｒ１＋ｒ２）＜０．０７ （３）
を満足することが望ましい。

上記条件式（３）の下限値に満たない場合には、第２群光学系Ｇ２の最も物体側にある正レンズＬ４の物体側面ｒ８により発生する収差が第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズ（この場合、第５レンズＬ５）の像側面が発生する収差よりも大きくなり、また、上限値を超えると、第２群光学系Ｇ２の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズ（この場合第５レンズＬ５）の像側面が発生する収差が第２群光学系Ｇ２の最も物体側にある正レンズ（第４レンズＬ４）の物体側面ｒ８が発生する収差よりも大きくなり、どちらにしても収差のバランスをとることが困難となる。
さらに、収差長を短縮しつつ、より高い結像性能を得るには、請求項３に規定する条件式を満足することが望ましい。即ち、請求項１または２に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの物体側面から前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの像側面までの光軸上の距離をｔｎとし、最大像高をＹ´としたとき、
次の条件式：
０．８＜ｔｎ／Ｙ´＜１．４ （４）
を満足することが望ましい。

第２群光学系の最も物体側にある正レンズ（第４レンズＬ４）の物体側面ｒ８と、第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズ（第５レンズＬ５）の像側面ｒ１１は、双方とも曲率が小さく、互いに大きく収差をやりとりして、収差補正に最も寄与している。良好な収差補正を行うためには、これら２つの面を通る光線の高さが重要である。条件式（４）の下限値に満たないと、第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズ（第５レンズＬ５）の像側面ｒ１１における軸外主光線の高さが小さくなり過ぎ、非点収差、コマ収差の補正が難しくなる。条件式（４）の上限値を超えると、第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズ（第５レンズＬ５）の像側面ｒ１１における軸上マージナル光線高さが小さくなり過ぎ、球面収差の補正が難しくなる。また、第２群光学系の小型化にも不利となる。
さらに、望ましくは、以下の条件式（４´）を満足する方が良い。

０．９＜ｔｎ／Ｙ´＜１．３ （４´）
また、本発明に係るズームレンズは、
前記第２群光学系に正レンズと負レンズの接合レンズを有している（請求項４）。

これは、正レンズの物体側面と負レンズの像側面とが互いに大きく収差をやりとりする場合、この２つのレンズの組み付け誤差（偏心等）が結像性能に与える影響が大きくなりがちであることを考慮して、これら２つのレンズを接合することにより、組み付け誤差自体を小さく抑えるものである（請求項４）。

また、本発明においては、前記第２群光学系の少なくとも１枚の正レンズを非球面とすることが望ましい。
何となれば、第２群光学系では軸上マージナル光線が高くなるため、第２群光学系に非球面レンズを用いることにより、球面収差、コマ収差の補正に効果があるからである。特に、最も物体側の正レンズの物体側面で最も軸上マージナル光線が高くなるので、球面収差、コマ収差の補正に対する非球面の効果が最も得られる。
また、レンズ全長を短縮しつつ、より高い結像性能を得るには，以下の条件式（５）を満足することが望ましい（請求項７）。即ち、前記第２群光学系の移動量をＭとし、第２群光学系の焦点距離をｆ２としたとき、
次の条件式：
０．８＜Ｍ／ｆ２＜１．５ （５）
を満足することが望ましい。

上記、条件式（５）の下限値に満たない場合、第２群光学系により必要とするズーム比を確保することが困難となる。また、上限値を超えると，レンズ全長を短縮しつつ、収差を補正することが困難となる。なお、さらに望ましくは以下の条件式（５´）を満足するのが良い。
０．９＜Ｍ／ｆ２＜１．４ （５´）
また、より高い結像性能を得るには、下記の条件式（６）を満足することが望ましい（請求項８）。
即ち、前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの屈折率をＮｎとし、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの屈折率をＮｐとしたとき、
次の条件式：
０．０５＜Ｎｎ−Ｎｐ＜０．３ （６）
を満足することが望ましい。

上記条件式（６）の下限値に満たないと、第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの像側面が発生する収差が第２群光学系の最も物体側にある正レンズの物体側面が発生する収差よりも大きくなり、また、上限値を超えると、第２群光学系の最も物体側にある正レンズの物体側面が発生する収差が第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの像側面が発生する収差よりも大きくなり、どちらにしても収差のバランスをとることが困難になる。
さらに高い結像性能を得るには，次の条件式（７）を満足することが望ましい（請求項９）。
即ち、前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズのアッベ数をνｎとし、第２群光学系の最も物体側にある正レンズのアッベ数をνｐとしたとき、
次の条件式：
−１５＜νｎ−νｐ＜−５ （７）
を満足することが望ましい。

上記条件式（７）の下限値に満たないと、第２群光学系の最も物体側にある正レンズにより発生する軸上色収差を補正することが困難になり、また、上限値を超えると、
第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズが発生する倍率色収差を補正することが困難になる。
また、広画角で、Ｆ値を小さく、且つ高い結像性能を得るには、次の条件式（８）を満足することが望ましい（請求項１０）。
即ち、開口絞りの最大径をφとし、短焦点端における半画角をωとし、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの物体側面の曲率半径をｒ１としたとき、
次の条件式：
０．８＜φ／｛ｒ１・ｔａｎ（ω）｝＜１．２ （８）
を満足することが望ましい。

上記条件式（８）の下限値に満たないと、広画角かつＦ値を小さくするためには、第２群光学系の最も物体側にある正レンズの曲率半径が大きくなるため、収納長を十分に短縮しつつ、第２群光学系の負レンズの収差を補正することが困難になる。また、上限値を超えると、第２群光学系の最も物体側にある正レンズの物体側面において、軸外の上下光線が大きく異なる屈折をするため、コマ収差を補正することが困難になる。
なお、上記条件式（８）に対し、上下限値の範囲を、下記条件式（８´）とすることが望ましい。
０．９＜φ／｛ｒ１・ｔａｎ（ω）｝＜１．１ （８´）

次に、上述した本発明の実施の形態に基づく具体的な数値をもって示す数値実施例を詳細に説明する。
尚、図１、図２、図３および図４は、本発明の第１の実施例、第２の実施例、第３の実施例および第４の実施例に係るズームレンズ（撮像装置）の構成を、変倍時のレンズ移動軌跡と共にそれぞれ示す断面図である。
以下に本発明の具体的な実施例を示す。実施例の収差は、後述するように、十分に補正されている。本発明のように撮像装置を構成することで、半画角３８°以上の広角で且つ小型で短焦点端のＦ値が３以下であり、非常に良好な像性能を確保し得ることは、以下に説明する実施例より明らかである．
実施例における記号の意味は以下の通りである．
ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：Ｆナンバ（Ｆ値）
ω：半画角
ｒ：曲率半径
Ｄ：面間隔
ＤＡ、ＤＢ、ＤＣ：可変間隔
Ｎｄ：屈折率
νｄ：アッベ数
Ｋ：非球面の円錐定数
Ａ_４：４次の非球面係数
Ａ_６：６次の非球面係数
Ａ_８：８次の非球面係数
Ａ_１０：１０次の非球面係数
Ａ_１２：１２次の非球面係数
Ａ_１４：１４次の非球面係数
Ａ_１６：１６次の非球面係数
Ａ_１８：１８次の非球面係数
ただし、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨとするとき、以下の（９）式で定義される．

また、以下に述べる数値例においてＥ−ＸＹは、１０^−ＸＹを意味している。さらに、以下に説明する収差図については、球面収差において、実線が球面収差、破線が正弦条件をあらわし、非点収差において、実線がサジタル像面、破線がメリディオナル像面をあらわす。また、実線の一方の線はｄ線（５８７．５６ｎｍ）、そして他方の実線ｇ線（４３５．８３ｎｍ）をあらわしている。
〔実施例１〕
図１は、本発明の実施例１に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図１は、本発明の実施例１に係るズームレンズの光学系の短焦点距離端、つまり広角端における構成を示している。
図１に示すズームレンズは、物体側から順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、絞りＳ、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８および光学フィルタＯＦの順で配列されており、各種の光学フィルタリング機能を有する光学フィルタＯＦの背後に結像される。この場合、第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第４レンズＬ４〜第７レンズＬ７は、第２群光学系Ｇ２を構成し、第８レンズＬ８は、第３群光学系Ｇ３を構成しており、それぞれ各群光学系毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群光学系毎に一体的に動作する。また、図１には、各光学面の面番号も示している。

第１レンズＬ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＬ２は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、そして第３レンズＬ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、これら第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３により構成する第１群光学系Ｇ１は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力を有する。第４レンズＬ４は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズであり、その物体側面に非球面を形成した非球面レンズである。第５レンズＬ５は、像側に強い凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズであり、これら第４レンズＬ４および第５レンズＬ５は、順次密接して貼り合わせられて一体に接合され、（２枚）接合レンズを形成している。第６レンズＬ６は、両凸レンズからなる正レンズであり、そして第７レンズＬ７は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。これら３群４枚構成の第４レンズＬ４〜第７レンズＬ７により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として正の焦点距離、つまり正の屈折力を有する。第２群光学系Ｇ２の物体側に配置された絞りＳは、第２群光学系Ｇ２と一体に動作する。第８レンズＬ８は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、この第８レンズＬ８のみにより構成する第３群光学系Ｇ３は、正の焦点距離、つまり正の屈折力を有する。

広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）への焦点距離変化に際しては、第１群光学系Ｇ１は物体側へ凹の軌跡を描くように移動し、そして第２群光学系Ｇ２は物体側へ単調に移動する。無限遠から近距離の物体への合焦は、第３群光学系Ｇ３を光軸上で物体側へ移動させて行なう。最も像側に配置されている平行平板からなる光学フィルタＯＦは、水晶ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等のフィルタ類である。焦点距離変化に伴う各群の移動により、各群間の可変間隔、すなわち、第１群光学系Ｇ１の最も像側の面、つまり第３レンズＬ３の像側の面（面番号ｒ６）と第２群光学系Ｇ２に一体化された絞りＳの物体側の面（面番号ｒ７）との間隔ＤＡ、第２群光学系Ｇ２の最も像側の面、つまり第７レンズＬ７の像側の面（面番号ｒ１５）と第３群光学系Ｇ３の最も物体側の面、つまり第８レンズＬ８の物体側の面（面番号ｒ１６）との間隔ＤＢおよび第３群光学系Ｇ３の最も像側の面、つまり第８レンズＬ８の像側の面（面番号ｒ１７）と光学フィルタＯＦの物体側の面（面番号ｒ１８）との間隔ＤＣが変化する。

この実施例１においては、広角側から望遠側への焦点距離変化に伴って、
全系の焦点距離ｆ：４．３２〜１２．２６ｍｍ
Ｆナンバ（Ｆ値）：２．６９〜４．７０
半画角：４０°３７´〜１６°１２´
と変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。

表１において面番号にアスタリスク「＊」を付した第４面および第８面の各光学面が非球面であり、各非球面の（９）式におけるパラメータは、次表の通りである。

第１群光学系Ｇ１と絞りＳとの間の可変間隔ＤＡ、第２群光学系Ｇ２と第３群光学系Ｇ３との間の可変間隔ＤＢ、第３群光学系Ｇ３と光学フィルタＯＦとの間の可変間隔ＤＣは、ズーミングに伴って次表（表３）のようにそれぞれ変化させられる。

また、この実施例１おける先に述べた条件式（１）〜条件式（８）に係るパラメータの値は、次の通りとなる。
条件式（１）： Ｎｎ＝２．００３３０
条件式（２）： νｎ＝２８．２７
条件式（３）： （ｒ１−ｒ２）／（ｒ１＋ｒ２）＝−０．００４７５６
条件式（４）： ｔｎ／Ｙ´＝１．２１
条件式（５）： Ｍ／ｆ２＝１．１４８
条件式（６）： Ｎｎ−Ｎｐ＝０．１９８９
条件式（７）： νｎ−νｐ＝−１１．３２
条件式（８）： φ／｛ｒ１・ｔａｎ（ω）｝＝０．９４８
従って、この実施例１における先に述べた条件式（１）〜条件式（８）に係るパラメータの値は、条件式の範囲内である。

図５〜図７は、上述した実施例１に係る図１に示したズームレンズにおける各収差の収差曲線図を示しており、図５は、広角端における収差曲線図、
図６は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図７は、望遠端における収差曲線図である。各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。
これらの図５〜図７の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例１に係る図１に示した構成のズームレンズにより、収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
このようにすれば、負−正−正の３群のズームレンズにおいて、諸収差の良好な補正が可能で、半画角が３８°以上の広画角で短焦点端のＦ値が３以下でありながら、十分に小型で高性能なズームレンズを有する撮像装置を提供することができる。
特に、第２群光学系の負レンズに高い屈折率の光学材料を用いることにより、単色収差補正を十分に行うことができ、第２群光学系により像面補正が可能となり、また、負レンズの製造誤差を抑制することができる。
〔実施例２〕
図２は、本発明の実施例２に係るズームレンズの光学系のそれぞれ短焦点距離端つまり広角端における構成を示している。
図２に示すズームレンズは、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８、絞りＳおよび光学フィルタＯＦを具備している。この場合、第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第４レンズＬ４〜第７レンズＬ７は、第２群光学系Ｇ２を構成し、第８レンズＬ８は、第３群光学系Ｇ３を構成しており、それぞれ各群光学系毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作する。また、図２には、各光学面の面番号ｒ１〜ｒ１９も示している。なお、図２に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、実施例毎に独立に用いており、そのため図２において図１と共通の参照符号を付していてもそれらは実施例１とはかならずしも共通の構成ではない。

図２において、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、絞りＳ、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８および光学フィルタＯＦの順で配列されており、各種の光学フィルタリング機能を有する光学フィルタＯＦの背後に結像される。
第１レンズＬ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＬ２は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、そして第３レンズＬ３は、物体側に凸面を向けた平凸レンズからなる正レンズであり、これら第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３により構成する第１群光学系Ｇ１は、全体として負の焦点距離、すなわち負の屈折力を有する。第４レンズＬ４は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズであり、物体側面に非球面を形成してある。ただし、この場合も、例えばガラスレンズからなるその物体側面に樹脂材料を成型添設して非球面を形成したハイブリッド非球面レンズとしてもよい。第５レンズＬ５は、像側に強い凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズであり、これら第４レンズＬ４および第５レンズＬ５は、順次密接して貼り合わせられて一体に接合され、（２枚）接合レンズを形成している。

第６レンズＬ６は、両凸レンズからなる正レンズであり、そして第７レンズＬ７は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズである。これら３群４枚構成の第４レンズＬ４〜第７レンズＬ７により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として正の屈折力を有する。第２群光学系Ｇ２の物体側に配置された絞りＳは、第２群光学系Ｇ２と一体に動作する。第８レンズＬ８は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、この第８レンズＬ８のみにより構成する第３群光学系Ｇ３は、正の屈折力を呈する。
広角端から望遠端への焦点距離変化に際しては、第１群光学系Ｇ１は物体側へ凹の軌跡を描くように移動し、そして第２群光学系Ｇ２は物体側へ単調に移動する。無限遠から近距離の物体への合焦は、第３群光学系Ｇ３を光軸上で物体側へ移動させて行なう。最も像側に配置されている平行平板からなる光学フィルタＯＦは、水晶ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等のフィルタ類である。焦点距離変化に伴う各群光学系の移動により、各群間の可変間隔、すなわち、第１群光学系Ｇ１の最も像側の面、つまり第３レンズＬ３の像側の面（面番号ｒ６）、と第２群光学系Ｇ２に一体化された絞りＳの物体側の面（面番号ｒ７）との間隔ＤＡ、第２群光学系Ｇ２の最も像側の面、つまり第７レンズＬ７の像側の面（面番号ｒ１５）と第３群光学系Ｇ３の最も物体側の面、つまり第８レンズＬ８の物体側の面（面番号ｒ１６）との間隔ＤＢおよび第３群光学系Ｇ３の最も像側の面、つまり第８レンズＬ８の像側の面（面番号ｒ１７）と光学フィルタＯＦの物体側の面（面番号ｒ１８）との間隔ＤＣが変化する。

この実施例２においては、広角側から望遠側への焦点距離変化に伴って、
全系の焦点距離：４．３２〜１２．２６ｍｍ
Ｆナンバ：２．７０〜４．６６
半画角：４０°４２〜１６°１６
と変化する。各光学面の特性は、次表（表４）の通りである。

表４における第４面および第８面の各光学面が非球面であり、各非球面における先に述べた式（９）に係るパラメータは、次表の通りである。

第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２に一体化された絞りＳとの間の間隔ＤＡ、第２群光学系Ｇ２と第３群光学系Ｇ３との間の間隔ＤＢ、そして第３群光学系Ｇ３と光学フィルタＯＦとの間の間隔ＤＣは、焦点距離変化に際して次表のように変化する。

また、この実施例２おける先に述べた条件式（１）〜条件式（８）に係るパラメータの値は、次の通りとなる。
条件式（１）： Ｎｎ＝２．０００６９
条件式（２）： νｎ＝２５．４６
条件式（３）： （ｒ１−ｒ２）／（ｒ１＋ｒ２）＝０．００８６５７
条件式（４）： ｔｎ／Ｙ´＝１．１８
条件式（５）： Ｍ／ｆ２＝１．０７３
条件式（６）： Ｎｎ−Ｎｐ＝０．１９９６９
条件式（７）： νｎ−νｐ＝−９．５１
条件式（８）： φ／｛ｒ１・ｔａｎ（ω）｝＝０．９９６
従って、この実施例２における先に述べた条件式（１）〜条件式（８）に係るパラメータの値は、条件式の範囲内である。

図８〜図１０は、上述した実施例２に係る図２に示したズームレンズにおける各収差の収差曲線図を示しており、図８は、広角端における収差曲線図、図９は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図１０は、望遠端における収差曲線図である。各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。
これらの図８〜図１０の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例２に係る図２に示した構成のズームレンズにより、収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
このようにすれば、負−正−正の３群のズームレンズにおいて、諸収差の良好な補正が可能で、半画角が３８°以上の広画角で短焦点端のＦ値が３以下でありながら、十分に小型で高性能なズームレンズを有する撮像装置を提供することができる。
特に、第２群光学系の負レンズに高い屈折率の光学材料を用いることにより、単色収差補正を十分に行うことができ、第２群光学系により像面補正が可能となり、また、負レンズの製造誤差感度を抑制することができる。
〔実施例３〕
図３は、本発明の実施例３に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図３は、本発明の実施例３に係るズームレンズの光学系の短焦点距離端、つまり広角端における構成を示している。
図３に示すズームレンズは、実施例１および実施例２と同様に、物体側から順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８および光学フィルタＯＦの順で配列されており、各種の光学フィルタリング機能を有する光学フィルタＯＦの背後に結像される。この場合、第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第４レンズＬ４〜第７レンズＬ７は、第２群光学系Ｇ２を構成し、第８レンズＬ８は、第３群光学系Ｇ３を構成しており、それぞれ各群光学系毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群光学系毎に一体的に動作する。また、図３には、各光学面の面番号r１〜r１９も示している。

第１レンズＬ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＬ２は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、そして第３レンズＬ３は、物体側に凸面を向けた平凸レンズであり、これら第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３により構成する第１群光学系Ｇ１は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力を有する。第４レンズＬ４は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズであり、その物体側面に非球面を形成した非球面レンズである。第５レンズＬ５は、像側に強い凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズであり、これら第４レンズＬ４および第５レンズＬ５は、順次密接して貼り合わせられて一体に接合され、（２枚）接合レンズを形成している。第６レンズＬ６は、両凸レンズからなる正レンズであり、そして第７レンズＬ７は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズである。これら３群４枚構成の第４レンズＬ４〜第７レンズＬ７により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として正の焦点距離、つまり正の屈折力を有する。第２群光学系Ｇ２の物体側に配置された絞りＳは、第２群光学系Ｇ２と一体に動作する。第８レンズＬ８は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、この第８レンズＬ８のみにより構成する第３群光学系Ｇ３は、正の焦点距離、つまり正の屈折力を有する。

広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）への焦点距離変化に際しては、第１群光学系Ｇ１は物体側へ凹の軌跡を描くように移動し、そして第２群光学系Ｇ２は物体側へ単調に移動する。無限遠から近距離の物体への合焦は、第３群光学系Ｇ３を光軸上で物体側へ移動させて行なう。最も像側に配置されている平行平板からなる光学フィルタＯＦは、水晶ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等のフィルタ類である。焦点距離変化に伴う各群の移動により、各群間の可変間隔、すなわち、第１群光学系Ｇ１の最も像側の面、つまり第３レンズＬ３の像側の面（面番号ｒ６）、と第２群光学系Ｇ２に一体化された絞りＳの物体側の面（面番号ｒ７）との間隔ＤＡ、第２群光学系Ｇ２の最も像側の面、つまり第７レンズＬ７の像側の面（面番号ｒ１５）と第３群光学系Ｇ３の最も物体側の面、つまり第８レンズＬ８の物体側の面（面番号ｒ１６）との間隔ＤＢおよび第３群光学系Ｇ３の最も像側の面、つまり第８レンズＬ８の像側の面（面番号ｒ１７）と光学フィルタＯＦの物体側の面（面番号ｒ１８）との間隔ＤＣが変化する。

この実施例３においては、広角側から望遠側への焦点距離変化に伴って、
全系の焦点距離ｆ：４．９２〜１２．２５ｍｍ
Ｆナンバ（Ｆ値）：２．６９〜４．６
半画角：４０°３７´〜１６°１６´
と変化する。各光学面の特性は、次表の通りである。

表７において、面番号にアスタリスク「＊」を付した第４面および第８面の各光学面が非球面であり、各非球面の（９）式におけるパラメータは、次表の通りである。

第１群光学系Ｇ１と絞りＳとの間の可変間隔ＤＡ、第２群光学系Ｇ２と第３群光学系Ｇ３との間の可変間隔ＤＢ、第３群光学系Ｇ３と光学フィルタＯＦとの間の可変間隔ＤＣは、ズーミングに伴って次表（表９）のようにそれぞれ変化させられる。

また、この実施例３おける先に述べた条件式（１）〜条件式（８）に係るパラメータの値は、次の通りとなる。
条件式（１）： Ｎｎ＝２．００３３０
条件式（２）： νｎ＝２８．２７
条件式（３）： （ｒ１−ｒ２）／（ｒ１＋ｒ２）＝０．０１０２０
条件式（４）： ｔｎ／Ｙ´＝１．１９
条件式（５）： Ｍ／ｆ２＝１．０７７
条件式（６）： Ｎｎ−Ｎｐ＝０．１９８９
条件式（７）： νｎ−νｐ＝−１１．３２
条件式（８）： φ／｛ｒ１・ｔａｎ（ω）｝＝０．９９５
従って、この実施例３における先に述べた条件式（１）〜条件式（８）に係るパラメータの値は、条件式の範囲内である。

図１１〜図１３は、上述した実施例３に係る図３に示したズームレンズにおける各収差の収差曲線図を示しており、このうち、図１１は、広角端における収差曲線図、図１２は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図１３は、望遠端における収差曲線図である。各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。
これらの図１１〜図１３の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例３に係る図１に示した構成のズームレンズにより、収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
このようにすれば、負−正−正の３群のズームレンズにおいて、諸収差の良好な補正が可能で、半画角が３８°以上の広画角で短焦点端のＦ値が３以下でありながら、十分に小型で高性能なズームレンズを有する撮像装置を提供することができる。
特に、第２群光学系の負レンズに高い屈折率の光学材料を用いることにより、単色収差補正を十分に行うことができ、第２群光学系により像面補正が可能となり、また、負レンズの製造誤差を抑制することができる。
〔実施例４〕
図４は、本発明の実施例４に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図４は、本発明の実施例４に係るズームレンズの光学系の短焦点距離端つまり広角端における構成を示している。
図４に示すズームレンズは、物体側から順次、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７、第８レンズＬ８および光学フィルタＯＦの順で配列されており、各種の光学フィルタリング機能を有する光学フィルタＯＦの背後に結像される。この場合、第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第４レンズＬ４〜第７レンズＬ７は、第２群光学系Ｇ２を構成し、第８レンズＬ８は、第３群光学系Ｇ３を構成しており、それぞれ各群光学系毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群光学系毎に一体的に動作する。また、図１には、各光学面の面番号ｒ１〜ｒ１９も示している。 第１レンズＬ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＬ２は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、そして第３レンズＬ３は、物体側に凸面を向けた平凸レンズであり、これら第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３により構成する第１群光学系Ｇ１は、全体として負の焦点距離、つまり負の屈折力を有する。第４レンズＬ４は、物体側に強い凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズであり、その物体側面に非球面を形成した非球面レンズである。第５レンズＬ５は、像側に強い凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズであり、これら第４レンズＬ４および第５レンズＬ５は、順次密接して貼り合わせられて一体に接合され、（２枚）接合レンズを形成している。第６レンズＬ６は、両凸レンズからなる正レンズであり、そして第７レンズＬ７は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズである。これら３群４枚構成の第４レンズＬ４〜第７レンズＬ７により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として正の焦点距離、つまり正の屈折力を有する。第２群光学系Ｇ２の物体側に配置された絞りＳは、第２群光学系Ｇ２と一体に動作する。第８レンズＬ８は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、この第８レンズＬ８のみにより構成する第３群光学系Ｇ３は、正の焦点距離、つまり正の屈折力を有する。

広角端（短焦点端）から望遠端（長焦点端）への焦点距離変化に際しては、第１群光学系Ｇ１は物体側へ凹の軌跡を描くように移動し、そして第２群光学系Ｇ２は物体側へ単調に移動する。無限遠から近距離の物体への合焦は、第３群光学系Ｇ３を光軸上で物体側へ移動させて行なう。最も像側に配置されている平行平板からなる光学フィルタＯＦは、水晶ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等のフィルタ類である。焦点距離変化に伴う各群の移動により、各群間の可変間隔、すなわち、第１群光学系Ｇ１の最も像側の面、つまり第３レンズＬ３の像側の面（面番号ｒ６）と第２群光学系Ｇ２に一体化された絞りＳの物体側の面（面番号ｒ７）との間隔ＤＡ、第２群光学系Ｇ２の最も像側の面、つまり第７レンズＬ７の像側の面（面番号ｒ１５）と第３群光学系Ｇ３の最も物体側の面、つまり第８レンズＬ８の物体側の面（面番号ｒ１６）との間隔ＤＢおよび第３群光学系Ｇ３の最も像側の面、つまり第８レンズＬ８の像側の面（面番号ｒ１７）と光学フィルタＯＦの物体側の面（面番号ｒ１８）との間隔ＤＣが変化する。

この実施例４においては、広角側から望遠側への焦点距離変化に伴って、
全系の焦点距離ｆ：４．３１〜１２．２６ｍｍ
Ｆナンバ（Ｆ値）：２．６７〜４．５６
半画角：４０°４２´〜１６°１５´
と変化する。各光学面の特性は、次表（表１０）の通りである。

表１０において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した第４面および第８面の各光学面が非球面であり、各非球面の（９）式におけるパラメータは、次の表１１の通りである。

第１群光学系Ｇ１と絞りＳとの間の可変間隔ＤＡ、第２群光学系Ｇ２と第３群光学系Ｇ３との間の可変間隔ＤＢ、第３群光学系Ｇ３と光学フィルタＯＦとの間の可変間隔ＤＣは、ズーミングに伴って次表（表１２）のようにそれぞれ変化させられる。

また、この実施例４おける先に述べた条件式（１）〜条件式（８）に係るパラメータの値は、次の通りとなる。
条件式（１）： Ｎｎ＝２．０００００
条件式（２）： νｎ＝２２．５０
条件式（３）： （ｒ１−ｒ２）／（ｒ１＋ｒ２）＝０．０５１８５
条件式（４）： ｔｎ／Ｙ´＝１．０１
条件式（５）： Ｍ／ｆ２＝１．０２８
条件式（６）： Ｎｎ−Ｎｐ＝０．０９６３４
条件式（７）： νｎ−νｐ＝−８．８２
条件式（８）： φ／｛ｒ１・ｔａｎ（ω）｝＝０．９９１
従って、この実施例４における先に述べた条件式（１）〜条件式（８）に係るパラメータの値は、条件式の範囲内である。
図１４〜図１６は、上述した実施例４に係る図４に示したズームレンズにおける各収差の収差曲線図を示しており、このうち、図１４は、広角端における収差曲線図、図１５は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図１６は、望遠端における収差曲線図である。

これらの図１４〜図１６の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例４に係る図４に示した構成のズームレンズにより、収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
このようにすれば、負−正−正の３群のズームレンズにおいて、諸収差の良好な補正が可能で、半画角が３８°以上の広画角で短焦点端のＦ値が３以下でありながら、十分に小型で高性能なズームレンズを有する撮像装置を提供することができる。
特に、第２群光学系の負レンズに高い屈折率の光学材料を用いることにより、単色収差補正を十分に行うことができ、第２群光学系により像面補正が可能となり、また、負レンズの製造誤差を抑制することができる。
次に、上述した実施例１〜実施例４に示されたような本発明に係るズームレンズとしての撮影光学系を採用してカメラ装置を構成した本発明の実施の形態について図１７〜図１８を参照して説明する。図１７（Ａ）は、物体、すなわち被写体側である前面側から見たカメラ装置の外観を模式的に示す斜視図、図１７（Ｂ）は、撮影者側である背面側から見たカメラ装置の外観を模式的に示す斜視図であり、図１８は、カメラ装置の機能構成を示すブロック図である。なお、ここでは、カメラ装置について説明しているが、いわゆるＰＤＡ（personal data assistant）や携帯電話機等の携帯情報端末装置にカメラ機能を組み込んだものが近年登場している。このような携帯情報端末装置も外観は、若干異にするもののカメラ装置と実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような携帯情報端末装置に本発明に係る撮影光学系またはカメラ装置を採用してもよい。

図１７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、カメラ装置１は、撮影レンズ２、シャッタボタン３、ズームレバー４、ファインダ５、ストロボ６、液晶モニタ７、操作ボタン８、電源スイッチ９、メモリ／通信カードスロット１０等を備えている。さらに、図１８に示すように、カメラ装置１は、受光素子１２、信号処理装置１３、画像処理装置１４、中央演算装置（ＣＰＵ）１５、半導体メモリ１６および通信カード等１７も備えている。
カメラ装置１は、撮影光学系である撮影レンズ２とＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子１２を有しており、撮影光学系である撮影レンズ２によって形成される被写体の像を受光素子１２によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ２としては、実施例１〜実施例４において説明したような本発明に係る撮影光学系を用いる。具体的には、ズームレンズとしての撮影光学系を構成する光学要素であるレンズ等を用いてレンズユニットを構成する。このレンズユニットは、各レンズ等を、少なくともレンズ群毎に移動操作し得るように保持する機構を有する。カメラに組み込まれる撮影レンズ２は、通常の場合、このレンズユニットの形で組み込まれる。

受光素子１２の出力は、中央演算装置１５によって制御される信号処理装置１３によって処理され、ディジタル画像情報に変換される。信号処理装置１３によってディジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置１５によって制御される画像処理装置１４において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ１６に記録される。この場合、半導体メモリ１６は、メモリ／通信カードスロット１０に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ７には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ１６に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ１６に記録した画像は、メモリおよび通信カードスロット１０に装填した通信カード等１７を介して外部へ送信することも可能である。
撮影レンズ２は、カメラ装置１の携帯時には図１７（Ａ）に示すように沈胴状態にあってカメラ装置１のボディ内に埋没しており、ユーザが電源スイッチ９を操作して電源を投入すると、鏡胴が繰り出され、カメラ装置１のボディから突出する構成とする。このとき、撮影レンズ２の鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系が、例えば広角端の配置となっており、ズームレバー４を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、望遠端への変倍動作を行うことができる。なお、ファインダ５の光学系も撮影レンズ２の画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。

多くの場合、シャッタボタン３の半押し操作により、フォーカシングがなされる。シャッタボタン３をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ１６に記録した画像を液晶モニタ７に表示させたり、通信カード等１７を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン８を所定のごとく操作する。半導体メモリ１６および通信カード等１７は、メモリおよび通信カードスロット１０等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
なお、撮影レンズ２が沈胴状態にあるときには、ズームレンズの各群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良く、複数群の光学系を並列的に収納されるような機構とすれば、カメラ装置のさらなる薄型化を実現することができる。
上述のようなカメラ装置または携帯情報端末装置には、既に述べた通り、実施例１〜実施例４に示されたようなズームレンズを用いた撮影レンズ２を撮影用の光学系として使用することができる。したがって、３００万画素以上のクラスの受光素子を使用した高画質で小型のカメラ装置または携帯情報端末装置を実現することができる。

本発明の数値実施例１のズームレンズの構成を示す断面図である。 本発明の数値実施例２のズームレンズの構成を示す断面図である。 本発明の数値実施例３のズームレンズの構成を示す断面図である。 本発明の数値実施例４のズームレンズの構成を示す断面図である。 本発明の数値実施例１のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 本発明の数値実施例１のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 本発明の数値実施例１のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 本発明の数値実施例２のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 本発明の数値実施例２のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 本発明の数値実施例２のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 本発明の数値実施例３のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 本発明の数値実施例３のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 本発明の数値実施例３のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 本発明の数値実施例４のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 本発明の数値実施例４のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 本発明の数値実施例４のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。球面収差の破線は正弦条件を表す．非点収差の図中の実線はサジタル，破線はメリディオナルを表す。 本発明によるカメラ装置（携帯情報端末装置）としての一実施形態を示すディジタルカメラの外観図であり、（Ａ）は携帯時の正面側の斜視図、（Ｂ）は背面側の斜視図である。 カメラ装置のシステム構造の概略を示すブロック図である。

符号の説明

Ｇ１ 第１群光学系
Ｇ２ 第２群光学系
Ｇ３ 第３群光学系
Ｌ１ 負レンズ（第１レンズ）
Ｌ２ 負レンズ（第２レンズ）
Ｌ３ 正レンズ（第３レンズ）
Ｌ４ 正レンズ（第４レンズ）
Ｌ５ 負レンズ（第５レンズ）
Ｌ６ 正レンズ（第６レンズ）
Ｌ７ 正レンズ（第７レンズ）
Ｌ８ 正レンズ（第８レンズ）
１ カメラ装置
２ 撮影レンズ
３ シャッタボタン
４ ズームレバー
５ ファインダ
６ ストロボ
７ 液晶モニタ
８ 操作ボタン
９ 電源スイッチ
１０ メモリ／通信カードスロット
１２ 受光素子
１３ 信号処理装置
１４ 画像処理装置
１５ 中央演算装置
１６ 半導体メモリ
１７ 通信カード等

Claims (14)

1. 物体側から順次、負の焦点距離を持つ第１群光学系と、正の焦点距離を持つ第２群光学系と、正の焦点距離を持つ第３群光学系とを配置して、前記第２群光学系の物体側に前記第２群光学系と一体に移動する開口絞りを有してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、前記第１群光学系と前記第２群光学系の空気間隔が減少することにより変倍するズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系は２枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、前記第２群光学系の最も物体側には正レンズを配置し、前記第３群光学系は球面レンズからなり、前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの屈折率をＮｎとし、アッベ数をνｎとしたとき、
   次の条件式：
   １．９５＜Ｎｎ＜２．２０ （１）
   １５＜νｎ＜３５ （２）
   を満足することを特徴とするズームレンズを有する撮像装置。
2. 請求項１に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの物体側面の曲率半径をｒ１とし、前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの像側面の曲率半径をｒ２としたとき、
   次の条件式：
   −０．０２＜（ｒ１−ｒ２）／（ｒ１＋ｒ２）＜０．０７ （３）
   を満足することを特徴とするズームレンズを有する撮像装置。
3. 請求項１または２に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの物体側面から前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの像側面までの光軸上の距離をｔｎとし、最大像高をＹ´としたとき、
   次の条件式：
   ０．８＜ｔｎ／Ｙ´＜１．４ （４）
   を満足することを特徴とするズームレンズを有する撮像装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系に正レンズと負レンズの接合レンズを有することを特徴とするズームレンズを有する撮像装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の少なくとも1枚の正レンズが非球面であることを特徴とするズームレンズを有する撮像装置。
6. 請求項５に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の中で最も物体側に配置されている正レンズの物体側面が非球面であることを特徴とするズームレンズを有する撮像装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の移動量をＭとし、第２群光学系の焦点距離をｆ２としたとき、
   次の条件式：
   ０．８＜Ｍ／ｆ２＜１．５ （５）
   を満足することを特徴とするズームレンズを有する撮像装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズの屈折率をＮｎとし、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの屈折率をＮｐとしたとき、
   次の条件式：
   ０．０５＜Ｎｎ−Ｎｐ＜０．３ （６）
   を満足することを特徴とするズームレンズを有する撮像装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置において、前記第２群光学系の負レンズの中で最も屈折率が高いレンズのアッベ数をνｎとし、第２群光学系の最も物体側にある正レンズのアッベ数をνｐとしたとき、
   次の条件式：
   −１５＜νｎ−νｐ＜−５ （７）
   を満足することを特徴とするズームレンズを有する撮像装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置において、開口絞りの最大径をφとし、短焦点端における半画角をωとし、前記第２群光学系の最も物体側にある正レンズの物体側面の曲率半径をｒ１としたとき、
    次の条件式：
    ０．８＜φ／｛ｒ１・ｔａｎ（ω）｝＜１．２ （８）
    を満足することを特徴とする撮像装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置を用いたことを特徴とするカメラ装置。
12. 請求項１１に記載のカメラ装置において、撮影画像をディジタル情報とする機能を有することを特徴とするカメラ装置。
13. 請求項１２記載のカメラ装置において、ズームレンズによる像を受光する受光素子が３００万画素以上のものであることを特徴とするカメラ装置。
14. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置を用いたことを特徴とする携帯情報端末装置。

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