JP2008070519A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンパクトで、優れた光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置を得ること。
【解決手段】 物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群を有し、各レンズ群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズにおいて、第２レンズ群は、正レンズと負レンズからなる第２ａレンズ群と、第２ａレンズ群の像側に配置され、正レンズと負レンズからなる第２ｂレンズ群とを有し、該第２ａレンズ群の正レンズと負レンズの材料のアッベ数を各々ν１ｐ、ν１ｎ、該第２ｂレンズ群の正レンズと負レンズの材料のアッベ数を各々ν２ｐ、ν２ｎとするとき、
ν１ｎ＜２９
ν２ｎ＜３０
１８＜ν１ｐ−ν１ｎ＜３５
２６＜ν２ｐ−ν２ｎ＜３５
なる条件式を満足すること。
【選択図】図１

Description

本発明はズームレンズに関し、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に好適なものである。

最近、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置（カメラ）には小型で高い光学性能を有するズームレンズが求められている。

この種のカメラには、レンズ最後部と固体撮像素子との間に、ローパスフィルターや色補正フィルターなどの各種の光学部材が配置される。

このため、これらのカメラに用いるズームレンズには、比較的バックフォーカスが長いことが要望されている。

バックフォーカスが長くとれる光学系としては、負の屈折力のレンズ群が先行するネガティブリード型のズームレンズがある。

一方、カラー画像用の固体撮像素子を用いたカラーカメラの場合、色シェーディングを避けるため、像側のテレセントリック特性の良いズームレンズであることが望まれている。

従来、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、および正の屈折力の第３レンズ群より成り、小型で、しかも像側がテレセントリックである３群ズームレンズが知られている（特許文献１，２）。

又、このタイプの３群ズームレンズにおいて、ズーミングに際し、全てのレンズ群が移動し、第２レンズ群に接合レンズを使用して色収差を補正した３群ズームレンズが知られている（例えば特許文献３〜５）。
特開２００１−６６５０３号公報 特開２００１−２８１５４５号公報 特開２００４−６１６７５号公報 特開２００５−３３１６４１号公報 特開２００６−８４８２９号公報

近年、ビデオカメラやデジタルカメラ等に用いるズームレンズには、撮像素子の高性能化に伴い小型でかつ高い光学性能を有することが強く要望されている。

またこれらに用いられるズームレンズは、非撮影時にレンズ群間隔を詰める所謂沈胴式を用いて撮像装置の薄型化を図ることが行われている。

このとき、薄型化を図るにはレンズ群の厚みを薄くすることが必要となってくる。

前述した３群ズームレンズでは第２レンズ群が主変倍のレンズ群である。このため全ズーム範囲中で高い光学性能を得るには、ズーミング時の収差変動、特に色収差の変動を第２レンズ群中で低減しておく必要がある。このため３群ズームレンズにおいて、レンズ系全体の小型化と、全ズーム範囲で高い光学性能を得るには、主変倍の第２レンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要となってくる。

特に第２レンズ群を構成する各レンズの材料を適切に設定してズーミングに伴う色収差の変動を小さくすることが重要になってくる。

本発明は、レンズ系全体がコンパクトで、全ズーム範囲中で高い光学性能が得られるズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群を有し、各レンズ群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズにおいて、第２レンズ群は、正レンズと負レンズからなる第２ａレンズ群と、第２ａレンズ群の像側に配置され、正レンズと負レンズからなる第２ｂレンズ群とを有し、該第２ａレンズ群の正レンズと負レンズの材料のアッベ数を各々ν１ｐ、ν１ｎ、該第２ｂレンズ群の正レンズと負レンズの材料のアッベ数を各々ν２ｐ、ν２ｎとするとき、
ν１ｎ＜３０ （１）
ν２ｎ＜３０ （２）
１８＜ν１ｐ−ν１ｎ＜３５ （３）
２６＜ν２ｐ−ν２ｎ＜３５ （４）
なる条件式を満足することを特徴としている。

本発明によれば、レンズ系全体がコンパクトで、全ズーム範囲中で高い光学性能が得られるズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。

以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。

図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図、図２、図３、図４はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１はズーム比３．６、開口比２．９〜５．９程度のズームレンズである。

図５は本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図６、図７、図８はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比３．６、開口比２．９〜５．９程度のズームレンズである。

図９は本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図１０、図１１、図１２はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比３．６、開口比２．９〜５．９程度のズームレンズである。

図１３は本発明のズームレンズを備えるデジタルスチルカメラの要部概略図である。

各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮影レンズ系であり、レンズ断面図において、左方が被写体側（前方）で、右方が像側（後方）である。

図１、図５、図９のレンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。

ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する開口絞りの作用をするＦナンバー決定部材（以下「開口絞り」ともいう。）である。

Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。

収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線、ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表している。

尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群（第２レンズ群Ｌ２）が機構上、光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。

各実施例のズームレンズでは、広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１が像側に凸状の軌跡で略往復移動、第２レンズ群Ｌ２が物体側に単調に移動し、第３レンズ群Ｌ３は像側に移動している。

このとき広角端に比べ望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が大きくなるように各レンズ群が移動してズーミングを行っている。

各実施例のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に際して第２レンズ群Ｌ２を物体側に移動させている。本実施例のズームレンズは、この第２レンズ群Ｌ２の移動によって主な変倍を行っている。また、広角端から望遠端への変倍に際して第１レンズ群Ｌ１を往復移動（像側に凸の軌跡を描く往復運動）させることによって変倍に伴う像点の移動を補正している。

第３レンズ群Ｌ３の移動により副変倍を行い、１つのレンズ群で変倍を行う場合に対し、各レンズ群の屈折力の増大を防いでいる。

図１４はＦナンバー決定絞りＳＰの配置を示す説明図である。

Ｆナンバー決定部材ＳＰは、図１４に示すように光軸方向に関して、第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に配置されたレンズＧ２１の物体側頂点Ｇ２１ａと、レンズＧ２１の物体側の面Ｓ６と外周部（コバ部）Ｐ６との交点Ｇ２１ｂの間に配置している。

このように、Ｆナンバー決定部材ＳＰを第２レンズ群Ｌ２中に置き、ズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と共に移動させて広角側での入射瞳と第１レンズ群Ｌ１との距離を縮めている。

開口絞りＳＰをこのように配置することにより望遠端における第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が詰められるため、ズーミングのための第２レンズ群Ｌ２の物体側への移動量を十分確保することができる。これにより高ズーム化としながら望遠端におけるレンズ全長の増大を防いでいる。

なお光量調節を行うためには第２レンズ群Ｌ２の像側に小絞り可能な絞りユニットもしくはＮＤフィルターの挿脱手段等を設けるのが良い。

次に各レンズ群について説明する。

第１レンズ群Ｌ１は負の屈折力のレンズ群とすることで、画角特性による像面変動を良好に補正している。また、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力を強めることで広角化及びレンズ系全体のコンパクト化を達成している。

第２レンズ群Ｌ２は正の屈折力のレンズ群とすることで、球面収差と非点収差を良好に補正している。また、第２レンズ群Ｌ２は正の屈折力を強めることで、広角化及びレンズ系全体のコンパクト化を達成している。

第２レンズ群Ｌ２は正の屈折力を２つの第２ａレンズ群Ｌ２ａと第２ｂレンズ群Ｌ２ｂに分担させている。そして正の屈折力の第２ａレンズ群Ｌ２ａと正の屈折力の第２ｂレンズ群Ｌ２ｂをいずれも接合レンズより構成している。

これにより、接合レンズの各面の曲率半径を緩め、第２レンズ群Ｌ２の光軸方向の薄型化を達成している。

第３レンズ群Ｌ３は正の屈折力のレンズ群とすることで、像側のテレセントリック特性を良好に実現するためのフィールドレンズの役割を持たせている。

これによって、固体撮像素子を用いた撮像装置への適用を容易にしている。

なお第３レンズ群Ｌ３は広角端から望遠端へのズーミングに際して像側に移動させているが、各実施例のズームレンズとしてはズーミングのためには不動としても良い。不動とすると駆動のために必要なメカ部材、アクチュエーター等が不要となる。

次に、各レンズ群のレンズ構成の具体的な特徴について説明する。

第１レンズ群Ｌ１は物体側より像側へ順に、像側の面が凹でメニスカス形状の負の屈折力の（負の）第１１レンズＧ１１、物体側の面が凸でメニスカス形状の正の屈折力の（正の）第１２レンズＧ１２で構成している。このような構成により第１レンズ群Ｌ１を２枚のレンズとしてレンズ系全体の小型化を図りながら諸収差を良好に補正している。

特に沈胴時のレンズ全長の短縮化を容易にしている。

第１レンズ群Ｌ１は、広角端における軸外光線の屈折量が大きいために軸外諸収差、特に非点収差と歪曲収差が発生し易い。

そこで各実施例では、最も物体側のレンズ径の増大が抑えられる、負の第１１レンズＧ１１と正の第１２レンズＧ１２の構成としている。第１レンズ群Ｌ１は負の第１１レンズＧ１１の材料に高屈折率高分散硝材を使用し、正の第１２レンズＧ１２の材料に低屈折率低分散硝材を使用することで、ズーム全域における球面収差補正と軸上および倍率色収差の補正を良好に行っている。

また、負の第１１レンズＧ１１の物体側のレンズ面をレンズ周辺で正の屈折力が強くなる非球面形状とし、像側のレンズ面をレンズ周辺で負の屈折力が弱くなる非球面形状としている。これにより、非点収差と歪曲収差のバランス良く補正すると共に、２枚と言う少ないレンズ枚数で第１レンズ群Ｌ１を構成し、レンズ全体のコンパクト化に寄与している。

また、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力を後述する条件式（５）を満足するように強めることで、広画角化に伴う前玉径の増大を防いでいる。

各実施例のズームレンズでは、第２レンズ群Ｌ２を正の屈折力の第２ａレンズ群Ｌ２ａと正の屈折力の第２ｂレンズ群Ｌ２ｂで構成している。これにより広画角化に伴う第２レンズ群Ｌ２の屈折力の増大を分担するとともに、第２レンズ群Ｌ２で防振を行うときの偏芯敏感度の低減を図っている。偏芯敏感度とは、防振作用を持つレンズ群（ここでは第２レンズ群）の偏芯量に対する結像位置の偏芯量、つまり（結像位置の偏芯量）／（第２レンズ群の偏芯量）、のことである。

物体側より像側へ順に、第２ａレンズ群Ｌ２ａは、物体側が凸面でメニスカス形状の正の第２１レンズＧ２１と、物体側が凸面でメニスカス形状の負の第２２レンズＧ２２より成っている。

第２ｂレンズ群Ｌ２ｂは物体側が凸面でメニスカス形状の負の第２３レンズＧ２３と両凸形状の正の第２４レンズＧ２４より成っている。

但し、第２ａレンズ群Ｌ２ａと第２ｂレンズ群Ｌ２ｂは、いずれも正レンズと負レンズの接合レンズより構成されていれば良く、正レンズと負レンズとの配置順番は逆であっても良い。

又、第２ａレンズ群Ｌ２ａは両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの接合レンズより構成されていても良い。

第２ａレンズ群Ｌ２ａの構成は物体側に正の第２１レンズＧ２１を配置し、第１レンズ群Ｌ１を射出した軸外光線の屈折角を少なくし、軸外諸収差が発生しない様な形状としている。

最も物体側に配置された正の第２１レンズＧ２１は、最も軸上光線の通る高さが高いレンズであり、主に球面収差、コマ収差の補正に関与するレンズである。

そこで各実施例では、正の第２１レンズＧ２１の物体側の面をレンズ中心からレンズ周辺にいくに従って正の屈折力が弱くなる非球面形状とすることにより球面収差とコマ収差を良好に補正している。

また、正の第２１レンズＧ２１は物体側に凸面を向けた形状とし、第２ｂレンズ群Ｌ２ｂの正の第２４レンズＧ２４は両面が凸面とすることで、球面収差と非点収差を良好に補正している。

第２ａレンズ群Ｌ２ａと第２ｂレンズ群Ｌ２ｂで使用する２つのレンズの硝材はともにアッベ数の差を大きくとることでズーム全域の軸上色収差補正を良好に行っている。

そして、アッベ数の差を後述する条件式（３）、（４）を満足するように適切に設定することで、各レンズ群内で色収差を良好に補正している。

第２レンズ群Ｌ２は屈折力を強めることで、変倍時の移動ストロークの短縮を図り、沈胴長の小型化を達成している。

第２レンズ群Ｌ２は、カメラが振動したときの画像ブレを補正する（防振する）ように軸と垂直方向の成分を持つように変移している。

このときの偏芯敏感度が後述する条件式（１３）、（１４）を満足するようにして防振動作を良好に行っている。

第３レンズ群Ｌ３は、テレセントリック性を確保するためのフィールドレンズとしての役割を果たしており、軸上レンズ厚の短縮のため、１枚の正の第３１レンズより構成している。

第３レンズ群Ｌ３はフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行う際に像側から物体側へ移動する。フォーカシングを行う際に、第３レンズ群の位置敏感度、すなわちフォーカス敏感度を後述する条件式（１１）、（１２）を満足するように適切に設定することで、フォーカシングの高速化を図っている。条件式（１１）、（１２）では、フォーカス群である第３レンズ群の移動距離と、その第３レンズ群の移動に対するフォーカス位置の移動距離との比を適切に設定している。具体的には、広角端、望遠端において、（フォーカス位置の移動距離）／（第３レンズ群の移動距離）の値を適切に設定している。

尚、以上の各実施例においては、ズーミングに際して３つのレンズ群を移動させていた。この代わりに、各レンズ群の間隔が変化するように２つのレンズ群（例えば第１と第２レンズ群、又は第１と第３レンズ群又は第２と第３レンズ群）を移動させるズームタイプにも適用できる。

又、第１レンズ群Ｌ１の物体側又は／及び第３レンズ群Ｌ３の像側に屈折力の小さなレンズ群や、コンバーターレンズ群等を付加しても良い。

以上のように各実施例によれば、負、正、正の屈折力のレンズ群を有する３群構成において全ズーム領域に渡って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有するズームレンズが得られる。更にレンズ群を薄型としてコンパクトでありながらテレセントリック性が良く固体撮像素子を用いたカメラに好適なズームレンズを得ている。

また、各実施例によれば、レンズ群中に効果的に非球面を導入することによって軸外諸収差、特に非点収差・歪曲収差および大口径比化した際の球面収差の補正を効果的に行っている。

尚、各実施例のズームレンズにおいては、次の条件式のうちの１つ以上を満足するのが良い。これによれば各条件式に相当する効果が得られる。

第２ａレンズ群Ｌ２ａの正レンズと負レンズの材料のアッベ数を各々ν１ｐ、ν１ｎとする。第２ｂレンズ群の正レンズと負レンズの材料のアッベ数を各々ν２ｐ、ν２ｎとする。

第１、第２、第３レンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の焦点距離を順にｆ１、ｆ２、ｆ３とする。

広角端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆＴとする。

第２レンズ群Ｌ２のズーミングに伴う光軸方向の移動量をｍ２とする。

但し、移動量の符号は、広角端から望遠端への変倍に際して像側への移動量を正、物体側への移動量を負とする。

第２ａレンズ群は、物体側より像側へ順に、正レンズと負レンズの順で配置されているとき、該正レンズの物体側の面の曲率半径をｒ１＿ａ、像側の面の曲率半径をｒ２＿ａとする。

第２ｂレンズ群Ｌ２ｂが、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズの順に配置されているとき、該正レンズの物体側の面の曲率半径をｒ１＿ｂ、像側の面の曲率半径をｒ２＿ｂとする。

第３レンズ群Ｌ３の広角端と望遠端における位置敏感度を各々、ＡＷ、ＡＴとする。

第３レンズ群Ｌ３の広角端と望遠端における横倍率を各々β３ｗ、β３Ｔとし、
ＡＷ＝１−β３ｗ^２
ＡＴ＝１−β３Ｔ^２
とする。

第２レンズ群Ｌ２の広角端と望遠端における偏芯敏感度を各々ＢＷ、ＢＴとする。

第２レンズ群Ｌ２の広角端と望遠端における横倍率を各々β２ｗ、β２Ｔとし、
ＢＷ＝（１−β２ｗ）×β３ｗ
ＢＴ＝（１−β２Ｔ）×β３Ｔ
とする。

このとき
ν１ｎ＜２９ ‥‥‥（１）
ν２ｎ＜３０ ‥‥‥（２）
１８＜ν１ｐ−ν１ｎ＜３５ ‥‥‥（３）
２６＜ν２ｐ−ν２ｎ＜３５ ‥‥‥（４）
１．５＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜２．５ ‥‥‥（５）
１．５＜ｆ２／ｆｗ＜２．５ ‥‥‥（６）

‥‥‥（７）
−４．０＜ｍ２／ｆｗ＜−２．５ ‥‥‥（８）
−１５＜（ｒ１＿ａ＋ｒ２＿ａ）／（ｒ１＿ａ−ｒ２＿ａ）＜０ ‥‥‥（９）
−１≦（ｒ１＿ｂ＋ｒ２＿ｂ）／（ｒ１＿ｂ−ｒ２＿ｂ）≦０ ‥‥‥（１０）
０．３＜ＡＷ＜０．５ ‥‥‥（１１）
０．２＜ＡＴ＜０．５ ‥‥‥（１２）
０．５＜ＢＷ＜２．５ ‥‥‥（１３）
２．０＜ＢＴ＜３．０ ‥‥‥（１４）
なる条件のうち１以上を満足している。

次に各条件式の技術的意味について説明する。

条件式（１）及び（２）は第２ａレンズ群Ｌ２ａを構成する負レンズと、第２ｂレンズ群Ｌ２ｂを構成する負レンズの材料のアッベ数を規定した式である。

条件式（１）及び条件式（２）の上限値を越えると、負レンズの材料の分散が不足し、軸上および倍率色収差の補正が困難となる。

条件式（３）は接合レンズである第２ａレンズ群Ｌ２ａを構成する２つのレンズの材料のアッベ数の差に関する。条件式（４）は接合レンズである第２ｂレンズ群Ｌ２ｂを構成する２つのレンズの材料のアッベ数の差を規定した式である。
式（３）および（４）は接合レンズのアッベ数差を規定する式である。式（３）および（４）の下限値を越えると、アッベ数差が少なすぎるため、各レンズ群中で広角端での軸上色収差補正が良好に行えない。また、式（３）および（４）の上限値を超えると、接合レンズのアッベ数差が大きすぎるため、望遠端での倍率色収差補正過剰となる。
条件式（５）は第１レンズ群Ｌ１の屈折力を規定する式である。条件式（５）の下限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が過小となり、すなわち、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が過大となるため、歪曲収差が補正不足となる。

条件式（５）の下限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が過大となり、すなわち、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が過小となるため、前玉径が大型化してくるので良くない。

条件式（６）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離と全系の広角端における焦点距離の比を規定した式である。

条件式（６）の下限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が短くなり、すなわち第２レンズ群Ｌ２の屈折力が過大となり、球面収差や軸上色収差を良好に補正することが困難となる。

条件式（６）の上限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が長くなり、すなわち第２レンズ群Ｌ２の屈折力が過小となり、所望のズーム比を得るためには、第２レンズ群Ｌ２の移動ストロークが長くなるため、レンズ全長の小型化が難しくなる。

条件式（７）は第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を規定する式である。条件式（７）の下限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が短くなり、すなわち第３レンズ群Ｌ３の屈折力が過大となり、フォーカシングによる像面変動が過大となるため、好ましくない。

条件式（７）の上限を超えると、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が長くなり、すなわち第３レンズ群Ｌ３の屈折力が過小となり、テレセントリック性を確保するのが難しくなる。

条件式（８）は第２レンズ群Ｌ２のズーミングに伴う移動量を規定する式である。
条件式（８）の下限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２の移動量が過大となるため、沈胴時のレンズ全長の小型化が難しくなる。条件式（８）の上限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２の移動量が過小となり、所望のズーム比を得るためには、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強めなければならず、この結果球面収差とコマ収差を補正するのが難しくなる。

条件式（９）は第２ａレンズ群Ｌ２ａの正の第２１レンズＧ２１のレンズ形状を規定する式である。

式（９）にて−１より小さい値をとると物体側に凸を向けたメニスカス形状となる。式（９）の下限値を超えるとメニスカスの度合いが強くなりすぎる。所望の屈折力とした場合には曲率がきつすぎるため球面収差の発生が課題となる。また曲率をあまりきつくしない場合には屈折力が弱まるため軸上色収差が補正不足となる。

式（９）にて−１より大きい値をとると像側レンズ面は像側に凸を向けた形状となり、値が大きいほど曲率がきつくなる。式（９）の上限値を超えると像側レンズ面の曲率がきつくなりすぎるため、球面収差の発生が課題となる。特に像側レンズ面は接合レンズ面であるため波長により球面収差の発生に違いが生じる点が課題となる。

条件式（１０）は第２ｂレンズ群Ｌ２ｂの正の第２４レンズＧ２４のレンズ形状を規定する式である。式（１０）にて−１より小さい値をとると像側レンズ面が像側に凹面を向けた形状となる。式（１０）の下限値を超えると、接合レンズ中の正レンズの物体側に強い凸面を向けたメニスカス形状となり、接合面の発散性が強まるため、球面収差補正過剰となる。

式（１０）の上限を超えると、物体側レンズ面すなわち接合面の曲率がゆるくなり軸上色収差、倍率色収差ともに補正不足となる点が課題となる。

条件式（１１）・（１２）は第３レンズ群Ｌ３の位置敏感度を規定する式である。条件式（１１）・（１２）の下限値を超えると、フォーカス群である第３レンズ群の位置敏感度が過小となるため、フォーカスのための移動量が増大し、駆動装置の大型化を招く。条件式（１１）・（１２）の上限値を超えると、位置敏感度が過大となるため、像面特性の距離変動が大きくなるため好ましくない。

条件式（１３）・（１４）は第２レンズ群Ｌ２の偏芯敏感度を規定する式である。条件式（１３）・（１４）の下限値を超えると、所望の防振効果を得るためには、第２レンズ群Ｌ２のシフト量が増大するため、レンズ鏡筒の大型化を招く。条件式（１３）・（１４）の上限値を超えると、防振時の性能変化が大きいため、高精度な制御機構が必要となるため、カメラの小型化が難しくなる。

各実施例において、更に好ましくは、条件式（１）〜（１４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

ν１ｎ＜２８．８ ‥‥‥（１ａ）
ν２ｎ＜２９．５ ‥‥‥（２ａ）
１９＜ν１ｐ−ν１ｎ＜３１ ‥‥‥（３ａ）
２６．１＜ν２ｐ−ν２ｎ＜３５ ‥‥‥（４ａ）
２．０＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜２．４ ‥‥‥（５ａ）
１．８＜ｆ２／ｆｗ＜２．３ ‥‥‥（６ａ）

‥‥‥（７ａ）
−３．５＜ｍ２／ｆｗ＜−２．８ ‥‥‥（８ａ）
−１４．０＜（ｒ１＿ａ＋ｒ２＿ａ）／（ｒ１＿ａ−ｒ２＿ａ）＜−３．０
‥‥‥（９ａ）
−０．８≦（ｒ１＿ｂ＋ｒ２＿ｂ）／（ｒ１＿ｂ−ｒ２＿ｂ）≦−０．３
‥‥‥（１０ａ）
０．３５＜ＡＷ＜０．４５ ‥‥‥（１１ａ）
０．３１＜ＡＴ＜０．４０ ‥‥‥（１２ａ）
１．０＜ＢＷ＜２．０ ‥‥‥（１３ａ）
２．２＜ＢＴ＜２．８ ‥‥‥（１４ａ）
これら条件式（１ａ）〜（１４ａ）までの上限値及び下限値は、前述の条件式（１）〜（１４）と任意に組み合わせて用いても構わない。

以下に、本発明の数値実施例を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、Ｒｉはレンズ面の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚および空気間隔、Ｎｉ、νｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。

また、もっとも像側の４面は水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター部材である。また、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは非球面係数である。非球面形状は光軸からの高さＨの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき

で表される。但しＲは近軸曲率半径、Ｋは円錐定数である。

又、「ｅ−０Ｘ」は「×１０^−ｘ」を意味している。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。また前述の各条件式と各数値実施例との関係を表１に示す。

数値実施例１〜３においてＤ５の値が負となっているが、これが物体側から順に、Ｆナンバー決定部材、第２レンズ群Ｌ２の第２１レンズＧ２１と数えた為である。具体的な構成としては図１、図５、図９に示すように、Ｆナンバー決定部材（開口絞り）ＳＰが第２レンズ群Ｌ２の物体側の第レンズＧ２１のレンズ面（Ｓ６）の物体側頂点Ｇ２１ａよりも絶対値Ｄ５だけ像側に位置していることを示している。

数値実施例１
f=4.71〜 16.98 Fno= 2.89 〜 5.93 2ω=74.3゜ 〜 23.8゜

*R 1 = 33.382 D 1 = 1.35 N 1 = 1.860000 ν 1 = 40.0
*R 2 = 4.471 D 2 = 2.37
R 3 = 8.531 D 3 = 1.55 N 2 = 1.922860 ν 2 = 18.9
R 4 = 15.401 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = -0.49
*R 6 = 4.121 D 6 = 1.90 N 3 = 1.766140 ν 3 = 49.1
R 7 = 6.575 D 7 = 0.62 N 4 = 1.728250 ν 4 = 28.5
R 8 = 3.619 D 8 = 0.51
R 9 = 8.089 D 9 = 0.50 N 5 = 1.805181 ν 5 = 25.4
R10 = 4.135 D10 = 2.20 N 6 = 1.620411 ν 6 = 60.3
R11 = -12.553 D11 = 可変
R12 = 14.990 D12 = 1.35 N 7 = 1.622992 ν 7 = 58.2
R13 = 89.039 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 0.22 N 8 = 1.544270 ν 8 = 70.6
R15 = ∞ D15 = 0.50
R16 = ∞ D16 = 0.50 N 9 = 1.516330 ν 9 = 64.1
R17 = ∞

非球面係数
R1 k= 1.73311e+00 B= 4.70062e-05 C= 1.09574e-06 D=-1.24880e-08
E=-1.00000e-10
R2 k=-1.78382e+00 B= 1.65677e-03 C=-8.71100e-06 D= 5.06153e-07
E=-6.61065e-09
R6 k=-3.13943e-01 B=-1.60250e-04 C= 1.59248e-06 D= 0.00000e+00
E=-3.50000e-08

数値実施例２
f=4.72〜 17.00 Fno= 2.88 〜 5.93 2ω=74.2゜ 〜 23.7゜

*R 1 = 35.865 D 1 = 1.35 N 1 = 1.860000 ν 1 = 40.0
*R 2 = 4.505 D 2 = 2.33
R 3 = 8.504 D 3 = 1.55 N 2 = 1.922860 ν 2 = 18.9
R 4 = 15.566 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = -0.49
*R 6 = 4.122 D 6 = 1.90 N 3 =1.766140 ν 3 =49.1
R 7 = 4.831 D 7 = 0.60 N 4 = 1.922860 ν 4 = 18.9
R 8 = 3.749 D 8 = 0.51
R 9 = 8.133 D 9 = 0.50 N 5 = 1.805181 ν 5 = 25.4
R10 = 3.819 D10 = 2.20 N 6 = 1.638539 ν 6 = 55.4
R11 = -12.209 D11 = 可変
R12 = 14.884 D12 = 1.35 N 7 = 1.622992 ν 7 = 58.2
R13 = 89.039 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 0.22 N 8 = 1.544270 ν 8 = 70.6
R15 = ∞ D15 = 0.50
R16 = ∞ D16 = 0.50 N 9 = 1.516330 ν 9 = 64.1
R17 = ∞

非球面係数
R1 k= 1.73348e+00 B= 7.56592e-05 C= 2.32097e-06 D=-7.13685e-08
E= 6.30471e-10
R2 k=-1.82298e+00 B= 1.71228e-03 C=-4.94715e-06 D= 3.74119e-07
E=-5.32713e-09
R6 k=-3.13943e-01 B=-1.60250e-04 C= 1.59248e-06 D= 0.00000e+00
E=-3.50000e-08

数値実施例３
f=4.71〜 16.96 Fno= 2.88 〜 5.91 2ω=74.3゜ 〜 23.8゜

*R 1 = 35.865 D 1 = 1.35 N 1 = 1.860000 ν 1 = 40.0
*R 2 = 4.505 D 2 = 2.33
R 3 = 8.488 D 3 = 1.55 N 2 = 1.922860 ν 2 = 18.9
R 4 = 15.480 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = -0.49
*R 6 = 4.122 D 6 = 1.90 N 3 =1.766140 ν 3 = 49.1
R 7 = 6.381 D 7 = 0.60 N 4 = 1.761821 ν 4 = 26.5
R 8 = 3.682 D 8 = 0.51
R 9 = 8.783 D 9 = 0.50 N 5 = 1.721507 ν 5 = 29.2
R10 = 3.401 D10 = 2.20 N 6 = 1.638539 ν 6 = 55.4
R11 = -13.515 D11 = 可変
R12 = 14.873 D12 = 1.35 N 7 = 1.622992 ν 7 = 58.2
R13 = 89.039 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 0.22 N 8 = 1.544270 ν 8 = 70.6
R15 = ∞ D15 = 0.50
R16 = ∞ D16 = 0.50 N 9 = 1.516330 ν 9 = 64.1
R17 = ∞

非球面係数
R1 k= 1.73348e+00 B= 7.56592e-05 C= 2.32097e-06 D=-7.13685e-08
E= 6.30471e-10
R2 k=-1.82298e+00 B= 1.71228e-03 C=-4.94715e-06 D= 3.74119e-07
E=-5.32713e-09
R6 k=-3.13943e-01 B=-1.60250e-04 C= 1.59248e-06 D= 0.00000e+00
E=-3.50000e-08

次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例を図１３を用いて説明する。

図１３において、２０はカメラ本体、２１は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学系である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。２３は撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。

このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。

実施例１のズームレンズの光学断面図 実施例１のズームレンズの広角端での収差図 実施例１のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例１のズームレンズ望遠端での収差図 実施例２のズームレンズの光学断面図 実施例２のズームレンズの広角端での収差図 実施例２のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例２のズームレンズ望遠端での収差図 実施例３のズームレンズの光学断面図 実施例３のズームレンズの広角端での収差図 実施例３のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例３のズームレンズ望遠端での収差図 本発明の撮像装置の要部概略図 Ｆナンバー決定絞りの説明図

符号の説明

Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ２ａ 第２ａレンズ群
Ｌ２ｂ 第２ｂレンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
ＳＰ Ｆナンバー決定部材（開口絞り）
ＩＰ 像面
Ｇ ガラスブロック
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面

Claims (13)

1. 物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群を有し、各レンズ群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズにおいて、第２レンズ群は、正レンズと負レンズからなる第２ａレンズ群と、第２ａレンズ群の像側に配置され、正レンズと負レンズからなる第２ｂレンズ群とを有し、該第２ａレンズ群の正レンズと負レンズの材料のアッベ数を各々ν１ｐ、ν１ｎ、該第２ｂレンズ群の正レンズと負レンズの材料のアッベ数を各々ν２ｐ、ν２ｎとするとき、
   ν１ｎ＜２９
   ν２ｎ＜３０
   １８＜ν１ｐ−ν１ｎ＜３５
   ２６＜ν２ｐ−ν２ｎ＜３５
   なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   １．５＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜２．５
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１のズームレンズ。
3. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   １．５＜ｆ２／ｆｗ＜２．５
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
4. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆＴとするとき、
   
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１、２又は３のズームレンズ。
5. 広角端から望遠端への変倍に際して前記第２レンズ群が光軸方向に沿って像側に移動する移動量をｍ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき
   −４．０＜ｍ２／ｆｗ＜−２．５
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項のズームレンズ。
6. 前記第２ａレンズ群は、物体側より像側へ順に、正レンズと負レンズの順で配置され、該正レンズの物体側の面の曲率半径をｒ１＿ａ、像側の面の曲率半径をｒ２＿ａとするとき、
   −１５＜（ｒ１＿ａ＋ｒ２＿ａ）／（ｒ１＿ａ−ｒ２＿ａ）＜０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項のズームレンズ。
7. 前記第２ｂレンズ群は、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズの順に配置され、該正レンズの物体側の面の曲率半径をｒ１＿ｂ、像側の面の曲率半径をｒ２＿ｂとするとき、
   −１≦（ｒ１＿ｂ＋ｒ２＿ｂ）／（ｒ１＿ｂ−ｒ２＿ｂ）≦０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項のズームレンズ。
8. 前記第３レンズ群の広角端での位置敏感度をＡＷとし、望遠端での位置敏感度をＡＴ、第３レンズ群の広角端での横倍率をβ３ｗ、第３レンズ群の望遠端での横倍率をβ３Ｔとしたとき、
   ＡＷ＝１−β３ｗ^２
   ＡＴ＝１−β３Ｔ^２
   としたとき、
   ０．３＜ＡＷ＜０．５
   ０．２＜ＡＴ＜０．４
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項のズームレンズ。
9. 前記第２レンズ群の広角端と望遠端における偏芯敏感度を各々ＢＷ、ＢＴ、前記第２レンズ群の広角端と望遠端における横倍率をβ２ｗ、β２Ｔ、前記第３レンズ群の広角端と望遠端における横倍率をβ３ｗ、β３Ｔとし、
   ＢＷ＝（１−β２ｗ）×β３ｗ
   ＢＴ＝（１−β２Ｔ）×β３Ｔ
   としたとき、
   ０．５＜ＢＷ＜２．５
   ２．０＜ＢＴ＜３．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項のズームレンズ。
10. 広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像側に凸状の軌跡で移動し、前記第２レンズ群は単調に物体側に移動し、前記第３レンズ群は像側に移動する事を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項のズームレンズ。
11. 前記第１レンズ群中の少なくとも１つの負レンズは、物体側と像側の面が非球面形状である事を特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項のズームレンズ。
12. 前記第３レンズ群は物体側に移動して無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行う事を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項のズームレンズ。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子とを有していることを特徴とする撮像装置。