JP2008076584A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】ズームレンズのズーム倍率を３倍程度にし、薄型化、小型化を図る。
【解決手段】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、ズーミングに際して全てのレンズ群を移動させ、第１レンズ群は、像面側に凹面を向けかつ両面が非球面に形成されたメニスカス形状の第１レンズ１、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２レンズ２からなり、第２レンズ群は、両凸形状でかつ両面が非球面に形成された第３レンズ３、像面側に凹面を向けかつ両面が非球面に形成されたメニスカス形状の第４レンズ４からなり、第３レンズ群は、両凸形状でかつ像面側の面が非球面に形成された第５レンズ５からなる。これにより、解像度を低下させることなく、３倍程度のズーム倍率を確保でき、レンズ系全長を短く特に沈胴時の薄型化を達成でき、撮影時のレンズ系全長を短くできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いたデジタルカメラ等に適用されるズームレンズに関し、特に、薄型化のデジタルカメラ等に適用される小型で薄型のズームレンズに関する。

近年、デジタルカメラの市場では、薄さ優先のモデルが主流となり、高性能なデジタルカメラに搭載するレンズ系の小型化、薄型化が求められている。
このような要求に対処するために、ズームレンズにおいては、複数のレンズ群のうち１つのレンズ群を光軸から外れた位置に退避させて、沈胴時の厚さを薄くする方法がある。
この手法は、レンズを光軸から退避（偏倚）させるため、出力画像の劣化を招く虞があり、又、シャッターユニット等の設置場所についても制限を受ける。

また、手振れ補正機構等を搭載しようとすると、機構の小型化（薄型化）が望まれる。これに対処するべく、開口絞りに近いレンズ群に手振れ補正機構を搭載する手法も考えられるが、このレンズ群はレンズ径が小さく光軸から退避させるのに最も適しているため、両者の共存は難しい関係にある。
そのため、ズームレンズの沈胴時の厚みを薄くするには、レンズ群の厚みを縮める以外に好ましい手法がないのが実情でありく、既存のズームレンズを単純に縮めて薄型化を図ると、レンズが作製できないほど薄くなってしまうという問題があった。

従来の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レンズ群を備え、第１レンズ群をメニスカス形状又は両凹形状の２つのレンズ、第２レンズ群を開口絞りと両凸形状及びメニスカス形状の２つのレンズ、第３レンズ群をメニスカス形状又は両凸形状の１つのレンズによりそれぞれ構成したものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

しかしながら、これら従来のズームレンズにおいては、ズーム倍率が２倍程度と小さく、又、沈胴時の厚さ寸法が十分に小さい（薄い）ものではなく、撮影時のレンズ全長も長くなっているという問題があった。

特開２００６−３９０６３号 特開２００６−１１０９６号 特開２００２−１４２８４号

本発明は、上記のような従来技術の問題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、解像力等の光学性能を劣化させることなく、３．０倍程度のズーム倍率を有し、沈胴時の厚さ寸法を小さくして薄型化を図り、又、撮影時のレンズ全長も短くでき、光学性能の高いデジタルスチルカメラ等に好適な小型で薄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、最も物体側に開口絞りを有しかつ正の屈折力を有する第２レンズ群、及び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て、第１レンズ群，第２レンズ群，及び第３レンズ群の相互間の間隔を変化させるズームレンズであって、上記第１レンズ群は、像面側に凹面を向けかつ両面が非球面に形成されたメニスカス形状の第１レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２レンズとからなり、上記第２レンズ群は、両凸形状でかつ両面が非球面に形成された第３レンズと、像面側に凹面を向けかつ両面が非球面に形成されたメニスカス形状の第４レンズと、からなり、上記第３レンズ群は、両凸形状でかつ像面側の面が非球面に形成された第５レンズからなる、ことを特徴としている。
この構成によれば、第１レンズ群に負の屈折力、第２レンズ群に正の屈折力、第３レンズ群に正の屈折力もたせる３つの独立したレンズ群構成とし、これらのパワーを適切に配置し、又、第１レンズ，第３レンズ，及び第４レンズのそれぞれの両面を非球面に形成し、第５レンズの像面側の面を非球面に形成することで、諸収差を良好に補正して、解像度を低下させることなく、３倍程度のズーム倍率を確保することができ、レンズ系全長を短く特に沈胴時の薄型化を達成することができ、又、撮影時のレンズ系全長を短くすることができる。

上記構成において、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群は像面側に移動し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し、フォーカシングに際して、第３レンズ群のみ移動する、構成を採用することができる。
この構成によれば、ズーミングの全域において高い光学性能を確保しつつ、撮影時のレンズ系全長を短くすることができる。

上記構成において、第２レンズ群の合成焦点距離をｆＧ２、第２レンズ群の広角端位置から望遠端位置までの移動量をＭＬ、ズーミング全域における第１レンズ群の物体側の面から像面までの光軸上の距離の最大値をＴＬ、広角端におけるレンズ系の焦点距離をｆｗとするとき、下記条件式（１），（２）、
（１）１．２０＜ｆＧ２／ｆｗ＜２．００
（２）０．２０＜ＭＬ／ＴＬ＜０．４０
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（１），（２）を満たすことで、メカシャッター等の配置スペースを確保しつつも、撮影時のレンズ系全長を短くすることができ、又、第２レンズ群の偏芯感度を鈍く（低く）でき、レンズの組付けを容易に行うことができる。

上記構成において、第１レンズと第２レンズの光軸上の間隔をＤ２、第１レンズ群の光軸上の厚みをＤＩとするとき、下記条件式（３）、
（３）０．３１１＜Ｄ２／ＤＩ＜０．４６６
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レンズ群が条件式（３）を満たすことで、第１レンズを小径化してレンズ系の小型化を達成でき、又、広角域における画面周辺部のコマ収差等を良好に補正することができる。

上記構成において、第２レンズのｄ線における屈折率をＮ２及びアッベ数をν２とするとき、下記条件式（４），（５）、
（４）Ｎ２＞１．７０
（５）ν２＜２４．０
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２レンズが条件式（４），（５）を満たすことで、諸収差、特に、望遠端の倍率色収差、上限光線の下コマ収差、ズーミング全域で色収差、特に下限光線の色収差等を良好に補正でき、光学性能の高い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レンズの物体側の面の曲率半径をＲ３及び像面側の面の曲率半径をＲ４とするとき、下記条件式（６）、
（６）−５．００＜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）＜−１．００
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レンズが条件式（６）を満たすことで、諸収差、特に、軸上色収差、倍率色収差、コマ収差等を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。

上記構成をなすズームレンズによれば、解像力等の光学性能を劣化させることなく、３．０倍程度のズーム倍率を有し、沈胴時の厚さ寸法を小さくして薄型化を達成でき、又、撮影時のレンズ全長も短くでき、光学性能の高いデジタルスチルカメラ等に好適な小型で薄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はレンズ構成図、図２は広角端〜中間〜望遠端までのズーミングを示す状態図である。

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）、最も物体側に開口絞りＳＤを有しかつ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、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、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（Ｉ），第２レンズ群（ＩＩ），及び第３レンズ群（ＩＩＩ）が、光軸Ｌ方向における相互間の間隔を変化させる、すなわち、第１レンズ群（Ｉ）が像面側に移動し途中から物体側に（像面側に凸となる軌跡を描くように）移動し、第２レンズ群（ＩＩ）が像面側から物体側に直線的に移動し、第３レンズ群（ＩＩＩ）が物体側から像面側に直線的に移動する。また、フォーカシングに際して、第３レンズ群（ＩＩＩ）のみが光軸Ｌ方向に移動するようになっている。

第１レンズ群（Ｉ）は、図１に示すように、物体側から順に配列された、像面側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第１レンズ１と、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズ２と、により形成されている。
第２レンズ群（ＩＩ）は、図１に示すように、物体側から順に配列された、所定の口径をなす開口絞りＳＤと、両凸形状の正の屈折力を有する第３レンズ３と、像面側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第４レンズ４と、により形成されている。
第３レンズ群（ＩＩＩ）は、図１に示すように、両凸形状の正の屈折力を有する第５レンズ５のみにより形成されている。
そして、第５レンズ５の後方において、図１に示すように、ローパスフィルターあるは赤外線カットフィルター等のガラスフィルタ６，７が配置され、その後方に撮像素子の像面Ｐが配置されている。

ここでは、第１レンズ１〜第５レンズ５、ガラスフィルタ６，７、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）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２レンズ群（ＩＩ）の合成焦点距離をｆＧ２、第２レンズ群（ＩＩ）の広角端位置から望遠端位置までの移動量をＭＬ、ズーミング全域における第１レンズ群（Ｉ）の物体側の面Ｓ１から像面Ｐまでの光軸Ｌ上の距離の最大値をＴＬ、第１レンズ１と第２レンズ２の光軸Ｌ上の間隔をＤ２、第１レンズ群（Ｉ）の光軸Ｌ上の厚みをＤＩ（＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）、第２レンズ２の物体側の面Ｓ３の曲率半径をＲ３及び像面側の面Ｓ４の曲率半径をＲ４で表す。

＜第１レンズ群（Ｉ）＞
第１レンズ１は、ガラス材料又は樹脂材料により、好ましくはガラス材料により形成されて、物体側の面Ｓ１が凸面にかつ像面側の面Ｓ２が凹面に形成された負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。そして、物体側の面Ｓ１及び像面側の面Ｓ２は、共に非球面に形成されている。
第２レンズ２は、ガラス材料又は樹脂材料により形成されて、物体側の面Ｓ３が凸面にかつ像面側の面Ｓ４が凹面に形成された正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。そして、物体側の面Ｓ３及び像面側の面Ｓ４は、共に球面に形成されている。

＜第２レンズ群（ＩＩ）＞
第３レンズ３は、ガラス材料又は樹脂材料により、好ましくはガラス材料により形成されて、物体側の面Ｓ６が凸面にかつ像面側の面Ｓ７が凸面に形成された正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。そして、面Ｓ６，Ｓ７は、共に非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、好ましくはガラス材料により形成されて、物体側の面Ｓ８が凸面にかつ像面側の面Ｓ９が凹面に形成された負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。そして、物体側の面Ｓ８及び像面側の面Ｓ９は、共に非球面に形成されている。

＜第３レンズ群（ＩＩＩ）＞
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て、物体側の面Ｓ１０が凸面にかつ像面側の面Ｓ１１が凸面に形成された正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。そして、物体側の面Ｓ１０は球面に形成され、像面側の面Ｓ１１は非球面に形成されている。

ここで、非球面を表す式は、次式で規定される。
Ｚ＝Ｃｙ^２／［１＋（１−（κ＋１）Ｃ^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）、κ：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）に負の屈折力、第２レンズ群（ＩＩ）に正の屈折力、第３レンズ群（ＩＩＩ）に正の屈折力もたせる３つの独立したレンズ群構成とし、これらのパワーを適切に配置することで、ズーム倍率を低下させることなく、レンズ系全長の短縮化を実現させている。また、上記のズーミング動作及びフォーカシング動作により、ズーミングの全域において高い光学性能を確保しつつ、撮影時のレンズ系全長を短くすることができる。
また、第１レンズ１，第３レンズ３，及び第４レンズ４のそれぞれの両面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９を非球面に形成し、第５レンズ５の像面側の面Ｓ１１を非球面に形成することで、諸収差を良好に補正して、解像度を低下させることなく、３倍程度のズーム倍率を確保することができ、レンズ系全長を短く特に沈胴時の薄型化を達成することができ、又、撮影時のレンズ系全長を短くすることができる。
特に、第４レンズ４を、屈折率Ｎ４が大きくアッベ数ν４の小さいガラス材料により形成しかつ両面Ｓ８，Ｓ９を非球面にすることで、解像度の低下を防止（高い光学性能を確保）しつつ、レンズ系の沈胴時の長さを短縮することができ、又、撮影時のレンズ全長を短く設定しつつ、３倍程度のズーム倍率を確保することができる。
また、像面Ｐの近くに配置した第５レンズ５において、像面側の面Ｓ１１を非球面とすることで、薄型化を達成しつつ（１つのレンズでの）収差補正が可能となり、結像性能すなわち高い光学性能を確保することができる。

上記構成において、第２レンズ群（ＩＩ）の合成焦点距離ｆＧ２、第２レンズ群（ＩＩ）の広角端位置から望遠端位置までの移動量ＭＬ、ズーミング全域における第１レンズ群（Ｉ）の物体側の面Ｓ１から像面Ｐまでの光軸Ｌ上の距離の最大値ＴＬ、広角端におけるレンズ系の焦点距離ｆｗが、好ましくは、下記条件式（１），（２）、
（１）１．２０＜ｆＧ２／ｆｗ＜２．００
（２）０．２０＜ＭＬ／ＴＬ＜０．４０
を満足するように形成される。
条件式（１）は、第２レンズ群（ＩＩ）の合成焦点距離ｆＧ２とレンズ系の広角端における焦点距離ｆｗとの関係を規定したものである。ｆＧ２／ｆｗの値が上限値以上になると、第２レンズ群（ＩＩ）の屈折力が弱いため、ズーミング時の第２レンズ群（ＩＩ）の移動量が増加し、撮影時のレンズ全長が長くなって好ましくない。一方、ｆＧ２／ｆｗの値が下限値以下になると、第２レンズ群（ＩＩ）内でのレンズ間の調整や他のレンズ群間との調整が必要となり、製造が困難になり好ましくない。
条件式（２）は、第２レンズ群（ＩＩ）の移動量ＭＬとレンズ系全長の最大値ＴＬとの関係を規定したものである。ＭＬ／ＴＬの値が上限値以上になると、メカシャッターを配置するスペースを確保するのが困難になり好ましくない。一方、ＭＬ／ＴＬの値が下限値以下になると、第２レンズ群（ＩＩ）の偏芯誤差感度が高くなるため、製造が困難になり好ましくない。
すなわち、条件式（１），（２）を満たすことで、メカシャッター等の配置スペースを確保しつつも、撮影時のレンズ系全長を短くすることができ、又、第２レンズ群（ＩＩ）の偏芯感度を鈍く（低く）でき、レンズの組付けを容易に行うことができる。

また、上記構成において、第１レンズ１と第２レンズ２の光軸Ｌ上の間隔Ｄ２、第１レンズ群（Ｉ）の光軸Ｌ上の厚みＤＩ（＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）が、好ましくは、下記条件式（３）、
（３）０．３１１＜Ｄ２／ＤＩ＜０．４６６
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）におけるレンズ間隔Ｄ２と全体の厚みＤＩとの関係を規定したものである。Ｄ２／ＤＩの値が上限値以上になると、第１レンズ１（前玉）の外径が大きくなり、レンズ系全体が大型化するので好ましくない。一方、Ｄ２／ＤＩの値が下限値以下になると、広角域における画面周辺部のコマ収差の補正が困難になる。
すなわち、第１レンズ群（Ｉ）が条件式（３）を満たすことで、第１レンズ１を小径化してレンズ系の小型化を達成でき、又、広角域における画面周辺部のコマ収差等を良好に補正することができる。

また、上記構成において、第２レンズ２の屈折率Ｎ２及びアッベ数ν２が、好ましくは、下記条件式（４），（５）、
（４）Ｎ２＞１．７０
（５）ν２＜２４．０
を満足するように形成される。
条件式（４），（５）は、第２レンズ２の材質について規定したものである。屈折率Ｎ２の値が条件式（４）の範囲を逸脱すると、望遠端における倍率色収差が悪化し、上限光線の下コマ収差が発生して好ましくない。また、アッベ数ν２の値が条件式（５）の範囲を逸脱すると、ズーミング全域で色収差、特に下限光線の色収差を良好に補正することが困難になり好ましくない。
すなわち、第２レンズ２が条件式（４），（５）を満たすことで、諸収差、特に、望遠端の倍率色収差、上限光線の下コマ収差、ズーミング全域で色収差、特に下限光線の色収差等を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズ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２の物体側の面Ｓ３の曲率半径Ｒ３及び像面側の面Ｓ４の曲率半径Ｒ４が、好ましくは、下記条件式（６）、
（６）−５．００＜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）＜−１．００
を満足するように形成される。
条件式（６）は、第２レンズ２の両面Ｓ３，Ｓ４の形状（曲率半径）について規定したものである。（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）の値が上限値以上になると、軸上色収差及び倍率色収差が増大し、コマ収差の補正も困難になり好ましくない。一方、（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）の値が下限値以下になると、ズーミング全域においてコマ収差の補正が困難になり好ましくない。
すなわち、第２レンズ２が条件式（６）を満たすことで、諸収差、特に、軸上色収差、倍率色収差、コマ収差等を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。

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５レンズ５、ガラスフィルタ６，７の主な仕様諸元、種々の数値データ（設定値）は、以下に示す通りである。
＜条件式＞
（１）ｆＧ２／ｆｗ＝１０．０４９／５．９５０＝１．６８９ → １．２０＜１．６８９＜２．００
（２）ＭＬ／ＴＬ＝１０．９３５／３１．６６１＝０．３４５ → ０．２０＜０．３４５＜０．４０
（３）Ｄ２／ＤＩ＝１．６／４．３＝０．３７２ → ０．３１１＜０．３７２＜０．４６６
（４）Ｎ２＝１．８４６６６３ → １．８４６６６３＞１．７
（５）ν２＝２３．８ → ２３．８＜２４．０
（６）（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）＝（９．０８７＋２０．３８２）／（９．０８７−２０．３８２）＝−２．６０９ → −５．００＜−２．６０９＜−１．００

＜仕様諸元＞
物体距離（ｍｍ）＝∞（広角端）〜∞（中間）〜∞（望遠端）、レンズ系の焦点距離（ｆｗ，ｆｍ，ｆｔ）＝５．９５０ｍｍ（広角端）〜９．８６０ｍｍ（中間）〜１７．３２３ｍｍ（望遠端）、ズーム倍率＝２．９１１、Ｆナンバー（ＦＮｏ．）＝２．８５０（広角端）〜３．７８７（中間）〜５．４６５（望遠端）、画角（２ω）＝６４．７°（広角端）〜４０．２°（中間）〜２３．５°（望遠端）、射出瞳位置＝−１４．８１３ｍｍ（広角端）〜−３２．４５４ｍｍ（中間）〜−５１１．８３０ｍｍ（望遠端）、最外角の射出角度（像高３．６ｍｍの光線の角度）＝１３．５°（広角端）〜７．２°（中間）〜１．２°（望遠端）、レンズ系全長（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐまでの距離）＝３０．３９９ｍｍ（広角端）〜２９．１４０ｍｍ（中間）〜３１．６６１ｍｍ（望遠端）、バックフォーカス（ガラスフィルタ７の後面Ｓ１５〜像面Ｐまでの空気換算距離；Ｄ１５）＝０．６０７ｍｍ（広角端〜中間〜望遠端）

＜曲率半径＞
Ｒ１＝２６３．１３０ｍｍ（非球面）、Ｒ２＝５．７８０ｍｍ（非球面）、Ｒ３＝９．０８７ｍｍ、Ｒ４＝２０．３８３ｍｍ、Ｒ５＝∞（開口絞り）、Ｒ６＝３．７９９ｍｍ（非球面）、Ｒ７＝−４２．８２１ｍｍ（非球面）、Ｒ８＝４．４１８ｍｍ（非球面）、Ｒ９＝２．７８４ｍｍ（非球面）、Ｒ１０＝１０６．１２７ｍｍ、Ｒ１１＝−１１．７４２ｍｍ（非球面）、Ｒ１２＝∞、Ｒ１３＝∞、Ｒ１４＝∞、Ｒ１５＝∞

＜光軸上の間隔＞
Ｄ１＝１．０００ｍｍ、Ｄ２＝１．６００ｍｍ、Ｄ３＝１．７００ｍｍ、Ｄ４＝可変、Ｄ５＝０．４００ｍｍ、Ｄ６＝１．６００ｍｍ、Ｄ７＝０．４５０ｍｍ、Ｄ８＝０．６００ｍｍ、Ｄ９＝可変、Ｄ１０＝１．６００ｍｍ、Ｄ１１＝可変、Ｄ１２＝０．３８０ｍｍ、Ｄ１３＝０．５００ｍｍ、Ｄ１４＝０．５００ｍｍ、Ｄ１５＝０．６０８ｍｍ

＜屈折率（Ｎｄ）＞
Ｎ１＝１．８０４７０、Ｎ２＝１．８４６６６、Ｎ３＝１．５８３３３、Ｎ４＝１．９９６７０、Ｎ５＝１．５１８３５、Ｎ６＝１．５１６８０、Ｎ７＝１．５１６８０
＜アッベ数（νｄ）＞
ν１＝４１．０、ν２＝２３．８、ν３＝５９．１、ν４＝２０．６、ν５＝７０．３、ν６＝６４．２、ν７＝６４．２

＜ズーム間隔（Ｄ４，Ｄ９，Ｄ１１）＞
Ｄ４＝１１．６７２ｍｍ（広角端）〜６．９０７ｍｍ（中間）〜２．０００ｍｍ（望遠端）
Ｄ９＝３．６６０ｍｍ（広角端）〜９．２６１ｍｍ（中間）〜１７．１５７ｍｍ（望遠端）
Ｄ１１＝４．１２９ｍｍ（広角端）〜２．８３５ｍｍ（中間）〜１．５６８ｍｍ（望遠端）

＜非球面係数の数値データ＞
＜Ｓ１＞
κ＝０．０００００００、Ｄ＝−２．６５９５２６×１０^−４、Ｅ＝１．００４４７１×１０^−５、Ｆ＝−１．６２３１２０×１０^−７、Ｇ＝１．４４３２５８×１０^−９
＜Ｓ２＞
κ＝−０．７０５１８６６、Ｄ＝−２．７２５７７０×１０^−４、Ｅ＝６．７２４３２９×１０^−６、Ｆ＝１．２７５２９６×１０^−７、Ｇ＝５．４３１３５６×１０^−１０
＜Ｓ６＞
κ＝−１．２７８７８８０、Ｄ＝１．３１７６０１×１０^−３、Ｅ＝１．９２４８６６×１０^−５、Ｆ＝−６．８１５８４９×１０^−７、Ｇ＝７．６２５４７２×１０^−８
＜Ｓ７＞
κ＝−６２．３１５４４００、Ｄ＝１．９３８２５３×１０^−４、Ｅ＝８．９８５８１２×１０^−６、Ｆ＝−１．２００１２４×１０^−６、Ｇ＝１．４６７８６８×１０^−７
＜Ｓ８＞
κ＝−７．５９１５６５×１０^−４、Ｄ＝−１．３６９６１６×１０^−５、Ｅ＝−１．０６７１８３×１０^−５、Ｆ＝−２．６１０９２４×１０^−７、Ｇ＝−４．２３３１０４×１０^−７
＜Ｓ９＞
κ＝−４．５２５７４８×１０^−３、Ｄ＝−４．５６００３８×１０^−７、Ｅ＝３．８７９７６０×１０^−５、Ｆ＝−３．７２３１６７×１０^−６、Ｇ＝−３．４５６４８４×１０^−６
＜Ｓ１１＞
κ＝−２１．５８２２５００、Ｄ＝−７．３４０４２０×１０^−４、Ｅ＝−７．７０３４４９×１０^−６、Ｆ＝１．４３８０５９×１０^−６、Ｇ＝−３．９４２１９５×１０^−８

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、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中の非点収差において、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、ズーム倍率が２．９１１で、沈胴時の厚さ寸法を小さくして薄型化を達成でき、又、撮影時のレンズ全長も短くでき、光学性能の高いデジタルスチルカメラ等に好適な小型で薄型のズームレンズを得ることができる。

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５レンズ５、ガラスフィルタ６，７の主な仕様諸元、種々の数値データ（設定値）は以下に示す通りである。
＜条件式＞
（１）ｆＧ２／ｆｗ＝１０．０４７／５．９５０＝１．６８９ → １．００＜１．６８９＜２．００
（２）ＭＬ／ＴＬ＝１０．９４９／３１．６７３＝０．３４６ → ０．２０＜０．３４６＜０．４０
（３）Ｄ２／ＤＩ＝１．６／４．３＝０．３７２ → ０．３１１＜０．３７２＜０．４６６
（４）Ｎ２＝１．８４６６６３ → １．８４６６６３＞１．７
（５）ν２＝２３．８ → ２３．８＜２４．０
（６）（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）＝（９．０８２＋２０．３３０）／（９．０８２−２０．３３０）＝−２．６１５ → −５．００＜−２．６１５＜−１．００

＜仕様諸元＞
物体距離（ｍｍ）＝∞（広角端）〜∞（中間）〜∞（望遠端）、レンズ系の焦点距離（ｆｗ，ｆｍ，ｆｔ）＝５．９５０ｍｍ（広角端）〜９．８６２ｍｍ（中間）〜１７．３２３ｍｍ（望遠端）、ズーム倍率＝２．９１１、Ｆナンバー（ＦＮ０．）＝２．８５０（広角端）〜３．７８８（中間）〜５．４６４（望遠端）、画角（２ω）＝６４．７°（広角端）〜４０．２°（中間）〜２３．５°（望遠端）、射出瞳位置＝−１４．７９４ｍｍ（広角端）〜−３２．３９１ｍｍ（中間）〜−４９７．５７２ｍｍ（望遠端）、最外角の射出角度（像高３．６ｍｍの光線の角度）＝１３．５°（広角端）〜７．２°（中間）〜１．２°（望遠端）、レンズ系全長（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐまでの距離）＝３０．３９１ｍｍ（広角端）〜２９．１３９ｍｍ（中間）〜３１．６７３ｍｍ（望遠端）、バックフォーカス（ガラスフィルタ７の後面Ｓ１５〜像面Ｐまでの空気換算距離；Ｄ１５）＝０．６０７ｍｍ（広角端〜中間〜望遠端）

＜曲率半径＞
Ｒ１＝２６０．９７６ｍｍ（非球面）、Ｒ２＝５．７８０ｍｍ（非球面）、Ｒ３＝９．０８２ｍｍ、Ｒ４＝２０．３３０ｍｍ、Ｒ５＝∞（開口絞り）、Ｒ６＝３．７９８ｍｍ（非球面）、Ｒ７＝−４２．８４９ｍｍ（非球面）、Ｒ８＝４．４１７ｍｍ（非球面）、Ｒ９＝２．７８３ｍｍ（非球面）、Ｒ１０＝１０７．００２ｍｍ、Ｒ１１＝−１１．７４２ｍｍ（非球面）、Ｒ１２＝∞、Ｒ１３＝∞、Ｒ１４＝∞、Ｒ１５＝∞

＜光軸上の間隔＞
Ｄ１＝１．０００ｍｍ、Ｄ２＝１．６００ｍｍ、Ｄ３＝１．７００ｍｍ、Ｄ４＝可変、Ｄ５＝０．４００ｍｍ、Ｄ６＝１．６００ｍｍ、Ｄ７＝０．４５０ｍｍ、Ｄ８＝０．６００ｍｍ、Ｄ９＝可変、Ｄ１０＝１．６００ｍｍ、Ｄ１１＝可変、Ｄ１２＝０．３８０ｍｍ、Ｄ１３＝０．５００ｍｍ、Ｄ１４＝０．５００ｍｍ、Ｄ１５＝０．６０８ｍｍ

＜屈折率（Ｎｄ）＞
Ｎ１＝１．８０４７０、Ｎ２＝１．８４６６６、Ｎ３＝１．５８３３３、Ｎ４＝１．９９６７０、Ｎ５＝１．５１８３５、Ｎ６＝１．５１６８０、Ｎ７＝１．５１６８０
＜アッベ数（νｄ）＞
ν１＝４１．０、ν２＝２３．８、ν３＝５９．１、ν４＝２０．６、ν５＝７０．３、ν６＝６４．２、ν７＝６４．２

＜ズーム間隔（Ｄ４，Ｄ９，Ｄ１１）＞
Ｄ４＝１１．６６７ｍｍ（広角端）〜６．１０４ｍｍ（中間）〜２．０００ｍｍ（望遠端）
Ｄ９＝３．６４８ｍｍ（広角端）〜９．２５２ｍｍ（中間）〜１７．１４９ｍｍ（望遠端）
Ｄ１１＝４．１３８ｍｍ（広角端）〜２．８４５ｍｍ（中間）〜１．５８６ｍｍ（望遠端）

＜非球面係数の数値データ＞
＜Ｓ１＞
κ＝０．０００００００、Ｄ＝−２．６６００８６×１０^−４、Ｅ＝１．００４３０５×１０^−５、Ｆ＝−１．６２３８９２×１０^−７、Ｇ＝１．４４０８４１×１０^−９
＜Ｓ２＞
κ＝−０．７０４９８１６、Ｄ＝−２．７２４７７８×１０^−４、Ｅ＝６．７１８１７５×１０^−６、Ｆ＝１．２６６１０１×１０^−７、Ｇ＝５．６１１８５３×１０^−１０
＜Ｓ６＞
κ＝−１．２７８８３６０、Ｄ＝１．３１７８６１×１０^−３、Ｅ＝１．９２５７３５×１０^−５、Ｆ＝−６．８１４５２９×１０^−７、Ｇ＝７．６２５９９７×１０^−８
＜Ｓ７＞
κ＝−６２．０５７８１００、Ｄ＝１．９３５１８９×１０^−４、Ｅ＝８．９７１２２５×１０^−６、Ｆ＝−１．１９９７９１×１０^−６、Ｇ＝１．４７４３４７×１０^−７
＜Ｓ８＞
κ＝−８．７８６５３８×１０^−４、Ｄ＝−１．３３３３４０×１０^−５、Ｅ＝−１．０６６６９６×１０^−５、Ｆ＝−２．６６５１８６×１０^−７、Ｇ＝−４．２５７５９０×１０^−７
＜Ｓ９＞
κ＝−４．５９０９８３×１０^−３、Ｄ＝−４．５６０４４５×１０^−７、Ｅ＝３．８７０７４４×１０^−５、Ｆ＝−３．７４８８２４×１０^−６、Ｇ＝−３．４６６２１０×１０^−６
＜Ｓ１１＞
κ＝−２１．５９３２４００、Ｄ＝−７．３４２１６４×１０^−４、Ｅ＝−７．７２６６７２×１０^−６、Ｆ＝１．４３６８０６×１０^−６、Ｇ＝−３．９４３６７９×１０^−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、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中の非点収差において、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、ズーム倍率が２．９１１で、沈胴時の厚さ寸法を小さくして薄型化を達成でき、又、撮影時のレンズ全長も短くでき、光学性能の高いデジタルスチルカメラ等に好適な小型で薄型のズームレンズを得ることができる。

以上述べたように、本発明のズームレンズは、解像力等の光学性能を劣化させることなく、３．０倍程度のズーム倍率を有し、沈胴時の厚さ寸法を小さくして薄型化を達成でき、又、撮影時のレンズ全長も短くできるため、小型化、薄型化が要求されるデジタルスチルカメラ等に適用できるのは勿論のこと、その他の撮像素子を用いた電子撮像装置、光学機器等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レンズ構成図である。 図１に示すズームレンズのズーミング動作を示すものであり、（ａ）は広角端位置での状態図、（ｂ）は中間位置での状態図、（ｃ）は望遠端位置での状態図である。 実施例１の広角端位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差線図である。 実施例１の中間位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差線図である。 実施例１の望遠端位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差線図である。 実施例２の広角端位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差線図である。 実施例２の中間位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差線図である。 実施例２の望遠端位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差線図である。

符号の説明

Ｌ 光軸
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
ＳＤ 開口絞り
３ 第３レンズ
４ 第４レンズ
５ 第５レンズ
６，７ ガラスフィルタ
Ｐ 像面
ｆＧ２ 第２レンズ群の合成焦点距離
ｆｗ 広角端におけるレンズ系の焦点距離
ＭＬ 第２レンズ群の広角端位置から望遠端位置までの移動量
ＴＬ ズーミング全域における第１レンズの前面から像面までの光軸上の距離の最大値
Ｄ２ 第１レンズと第２レンズの光軸上の間隔
ＤＩ 第１レンズ群の光軸上の厚み
Ｄ３ 第２レンズの物体側の面の曲率半径
Ｄ４ 第２レンズの像面側の面の曲率半径
Ｎ２ 第２レンズの屈折率
ν２ 第２レンズのアッベ数

Claims (6)

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、最も物体側に開口絞りを有しかつ正の屈折力を有する第２レンズ群、及び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て、前記第１レンズ群，第２レンズ群，及び第３レンズ群の相互間の間隔を変化させるズームレンズであって、
   前記第１レンズ群は、像面側に凹面を向けかつ両面が非球面に形成されたメニスカス形状の第１レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２レンズとからなり、
   前記第２レンズ群は、両凸形状でかつ両面が非球面に形成された第３レンズと、像面側に凹面を向けかつ両面が非球面に形成されたメニスカス形状の第４レンズと、からなり、
   前記第３レンズ群は、両凸形状でかつ像面側の面が非球面に形成された第５レンズからなる、
   ことを特徴とするズームレンズ。
2. 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、像面側に移動し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し、
   フォーカシングに際して、前記第３レンズ群のみ移動する、
   ことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
3. 前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆＧ２、前記第２レンズ群の広角端位置から望遠端位置までの移動量をＭＬ、ズーミング全域における前記第１レンズ群の物体側の面から像面までの光軸上の距離の最大値をＴＬ、広角端におけるレンズ系の焦点距離をｆｗとするとき、下記条件式（１），（２）、
   （１）１．２０＜ｆＧ２／ｆｗ＜２．００
   （２）０．２０＜ＭＬ／ＴＬ＜０．４０
   を満足する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の小型ズームレンズ。
4. 前記第１レンズと前記第２レンズの光軸上の間隔をＤ２、前記第１レンズ群の光軸上の厚みをＤＩとするとき、下記条件式（３）、
   （３）０．３１１＜Ｄ２／ＤＩ＜０．４６６
   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。
5. 前記第２レンズのｄ線における屈折率をＮ２及びアッベ数をν２とするとき、下記条件式（４），（５）、
   （４）Ｎ２＞１．７０
   （５）ν２＜２４．０
   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。
6. 前記第２レンズの物体側の面の曲率半径をＲ３及び像面側の面の曲率半径をＲ４とするとき、下記条件式（６）、
   （６）−５．００＜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）＜−１．００
   を満足する、
   ことを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載のズームレンズ。
   

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