JP2009294666A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高変倍比を有し、例えば広画角の固体撮像素子を用いたときにも、十分対応できる高い光学性能を有するズームレンズを得ること。
【解決手段】物体側より像側に順に、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レンズ群より構成され、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、該第１レンズ群の最も物体側のレンズＧ１１及び第２レンズ群の最も物体側のレンズＧ２１は、物体側と像側の少なくとも一方のレンズ面が非球面形状であり、該レンズＧ１１とレンズＧ２１の材料の屈折率ｎ１ｎ，ｎ２ｐを適切に設定すること。
【選択図】図１

Description

本発明はスチルカメラやビデオカメラ、そしてデジタルスチルカメラ等に好適なズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関するものである。

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、撮像装置（カメラ）の高機能化にともない、それに用いる光学系には広い画角を包含した大口径比の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光学部材を配置する為、それに用いる光学系には、比較的バックフォーカスの長いレンズ系が要求される。さらに、カラー画像用の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、それに用いる光学系には像側のテレセントリック特性の良いものが望まれている。

従来より、負の屈折力の第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群の２つのレンズ群より成り、双方のレンズ間隔を変えて変倍を行う、所謂ショートズームタイプの広画角の２群ズームレンズが種々提案されている。これらのショートズームタイプの光学系では、正の屈折力の第２レンズ群を移動する事で変倍を行い、負の屈折力の第１レンズ群を移動する事で変倍に伴う像点位置の変動の補正を行っている。これらの２つのレンズ群よりなるレンズ構成においては、ズーム倍率は２倍程度である。

さらに２倍以上の高い変倍比を有しつつレンズ全体をコンパクトな形状にまとめるため、２群ズームレンズの像側に負または正の屈折力の第３レンズ群を配置し、高倍化に伴って発生する諸収差の補正を行っている。これら所謂３群ズームレンズが知られている（例えば特許文献１、２）。３群ズームレンズとして長いバックフォーカスを有し、テレセントリック特性を満足する広画角の３群ズームレンズ系が知られている（例えば特許文献３、４）。又３群ズームレンズにおいて、負の屈折力の第１レンズ群を固定とし、正の屈折力の第２レンズ群と正の屈折力の第３レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズが知られている（例えば特許文献５）。又、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レンズ群に効果的に接合レンズを使用して色収差を補正した構成レンズ枚数が比較的少ない３群ズームレンズが知られている（例えば特許文献６〜１１）。又、３群ズームレンズにおいて第１レンズ群中の負の屈折力のレンズの物体側と像側の面を非球面形状とすることで、さらに構成レンズ枚数の減少を狙った３群ズームレンズが知られている（例えば特許文献１２〜１５）。

特公平７−３５０７号公報 特公平６−４０１７０号公報 特開昭６３−１３５９１３号公報 特開平７−２６１０８３号公報 特開平３−２８８１１３号公報 特開２００１−２７２６０２号公報 特願２００３−１２８２６１号公報 特開２００２−４８９７５号公報 特開２００３−５０７２号公報 特開２００３−１４９５５５号公報 特開２００３−１４９５５６号公報 特開平５−３２３１９０号公報 特開平７−１７４９７１号公報 特開２００２−５５２７８公報 特開２００２−３６５５４５号公報

３５ｍｍフィルム写真用に設計されている３群ズームレンズは、固体撮像素子を用いる撮像装置には、バックフォーカスが長すぎ、又テレセントリック特性が良くない為、固体撮像素子を用いる撮像装置に、そのまま用いることが難しい。一方近年、カメラのコンパクト化とズームレンズの高倍化の双方を両立する為に、非撮影時に各レンズ群の間隔を撮影状態と異なる間隔まで縮小し、カメラ本体からのレンズの突出量を少なくした所謂沈胴式のズームレンズが広く用いられている。

一般に、ズームレンズを構成する各レンズ群のレンズ枚数が多いと、各レンズ群の光軸上の長さが長くなり、又、各レンズ群のズーミング及びフォーカシングにおける移動量が大きいとレンズ全長が長くなる。この結果、所望の沈胴長が達成出来なくなり、沈胴式のズームレンズに用いるのが難しくなる。

本発明は構成レンズ枚数の少ない、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、物体側より像側に順に、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レンズ群より構成され、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、該第１レンズ群の最も物体側のレンズＧ１１及び第２レンズ群の最も物体側のレンズＧ２１は、物体側と像側の少なくとも一方のレンズ面が非球面形状であり、該レンズＧ１１とレンズＧ２１の材料の屈折率を各々ｎ１ｎ，ｎ２ｐとするとき、
１．８５＜ｎ１ｎ
１．８５＜ｎ２ｐ
なる条件式を満足することを特徴としている。

本発明によれば構成レンズ枚数の少ない、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が得られる。

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のズームレンズの望遠端での収差図 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のズームレンズの望遠端での収差図 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のズームレンズの望遠端での収差図 本発明の撮像装置の要部概略図

[実施例１]
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は変倍比２．９、開口比２．８〜５．１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は変倍比３．０、開口比２．８〜５．１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は変倍比３．０、開口比２．７〜５．１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カメラ（撮像装置）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、ＳＰは開口絞りであり、第２レンズ群Ｌ２の物体側に位置している。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。また銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際にはフィルム面に相当する感光面が置かれる。

収差図において、ｄ，ｇは各々ｄ線及びｇ線、Ｍ，Ｓ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。各実施例のズームレンズは、第２レンズ群Ｌ２の移動により主な変倍を行い、第１レンズ群Ｌ１の往復移動及び第３レンズ群Ｌ３による像側方向への移動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は、撮像素子の小型化に伴う撮影レンズの屈折力の増大を分担し、第１、第２レンズ群Ｌ１，Ｌ２で構成されるショートズーム系の屈折力を減らす事で特に第１レンズ群Ｌ１を構成する各レンズでの収差の発生を抑え良好な光学性能を達成している。また、特に固体撮像素子等を用いた撮影装置に必要な像側のテレセントリックな結像を第３レンズ群Ｌ３にフィールドレンズの役割を持たせる事で達成している。また、絞りＳＰを第２レンズ群Ｌ２の物体側に置き、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。これにより第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズの外径（有効径）の増大を抑えている。更に第２レンズ群Ｌ２の物体側に配置した絞りＳＰを挟んで第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３とで軸外の諸収差を打ち消す事で構成レンズ枚数を増やさずに良好な光学性能を得ている。

各実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に、第１レンズ群Ｌ１は物体側の面が凸でメニスカス形状の負の屈折力のレンズＧ１１と１枚の物体側の面が凸でメニスカス形状の正の屈折力のレンズＧ１２の２枚のレンズを有している。第２レンズ群Ｌ２は物体側の面が凸でメニスカス形状の正の屈折力のレンズＧ２１と像側の面が凹でメニスカス形状の負の屈折力のレンズＧ２２とを接合した接合レンズと物体側と像側の面が凸形状の正の屈折力のレンズＧ２３を有している。第３レンズ群Ｌ３は少なくとも１枚の正の屈折力のレンズＧ３１を有している。各実施例では以上の様に、各レンズ群の屈折力配置とレンズ構成を特定する事により、良好な光学性能を保ちつつ、レンズ系のコンパクト化を達成している。

次に具体的に各レンズ群のレンズ構成の特徴について説明する。第１レンズ群Ｌ１は、軸外主光線を絞りＳＰ中心に瞳結像させる役割を持っており、特に広角側のズーム領域においては軸外主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、通常の広画角レンズと同様、第１レンズ群Ｌ１を最も物体側のレンズ径（有効径）の増大が抑えられるタイプの負の屈折力のレンズＧ１１と正の屈折力のレンズＧ１２のレンズ構成としている。そして、レンズＧ１１をメニスカス形状とするとともに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を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を構成する各レンズＧ１１，Ｇ１２は、軸外主光線の屈折によって生じる軸外収差の発生を抑えるために絞りＳＰと光軸が交差する点を中心とする略同心球面に近い形状をとっている。

次に第２レンズ群Ｌ２は、物体側の面が凸のメニスカス形状の正の屈折力のレンズＧ２１を配置し、第１レンズ群Ｌ１を射出した軸外主光線の屈折角を少なくし、軸外諸収差が多く発生しない様な形状としている。また、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しているレンズである。そこで各実施例においては、レンズＧ２１の物体側の面をレンズ周辺で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、コマ収差を良好に補正している。

次に、レンズＧ２１と接合したレンズＧ２２の形状を、像面側の面が凹形状とすることで、レンズＧ２１の物体側の面で発生した収差をキャンセルさせている。次に第３レンズ群Ｌ３は、物体側と像側の面が凸形状のレンズＧ３１より構成し、像側テレセントリックにするためのフィールドレンズとしての役割をも有している。いま、バックフォーカスをｓｋ’、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、第３レンズ群Ｌ３の結像倍率をβ３とすると、
ｓｋ’＝ｆ３（１−β３）
の関係が成り立っている。但し、
０＜β３＜１．０
である。

ここで、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３レンズ群Ｌ３を像側に移動するとバックフォーカスｓｋ’が減少する事になり、第３レンズ群Ｌ３の結像倍率β３は望遠側のズーム領域で増大する。すると、結果的に第３レンズ群Ｌ３で変倍を分担できて第２レンズ群Ｌ２の移動量が減少し、そのためのスペースが節約できるためにレンズ系の小型化に寄与する。各実施例のズームレンズを用いて無限遠物体から近距離物体を撮影する場合には、第１レンズ群Ｌ１を物体側へ移動する事で良好な性能を得られるが、さらに望ましくは、第３レンズ群Ｌ３を物体側に移動した方が良い。これによれば、最も物体側に配置した第１レンズ群Ｌ１をフォーカシングさせた場合に生じる、前玉径の増大、レンズ重量が最も重い第１レンズ群Ｌ１を移動させる事によるアクチュエーターの負荷の増大を防ぐことができる。さらに第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とをカム等で単純に連携してズーミング時に移動させる事が可能となり、メカ構造の簡素化及び精度向上を達成できる。尚、第３レンズ群Ｌ３のみでフォーカシングを行っても良い。

また、第３レンズ群Ｌ３にてフォーカシングを行う場合、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３レンズ群Ｌ３を像側に移動する。これにより、フォーカシングの為に移動させるレンズ群の移動量が大きい望遠端において、第３レンズ群Ｌ３を像面側に配置する事が出来る。この為、ズーミング及びフォーカシングで必要となる第３レンズ群Ｌ３の全ての移動量を最小とする事が可能となり、これによりレンズ系全体のコンパクト化を達成している。尚、各実施例のズームレンズにおいて、良好なる光学性能を得るため、又はレンズ系全体の小型化を図るに、次の諸条件のうちの１つ以上を満足するようにしている。これにより各条件式に相当する効果を得ている。

◎広角端のズーム位置において軸外光線がレンズＧ１１を通過する最大高さにおいて、レンズＧ１１の物体側の面の近軸曲率半径からのサグ量をサグ量Δ球とする。ここでサグ量Δ球（面頂点から光軸に対して立てた垂直線からの距離、符号は垂直線から光の進行方向に測った量を正とし、その逆を負とする。）と該非球面形状のサグ量Δ非との差（Δ球−Δ非）をＳａｇ１とする。該レンズＧ１１の像側の面の近軸曲率半径におけるサグ量と該非球面形状のサグ量との差をＳａｇ２とする。このとき、
０．０５＜｜Ｓａｇ１/Ｓａｇ２｜＜１．０ ‥‥‥（１）
なる条件を満足している。但し、差Ｓａｇ１及びＳａｇ２の符号は、近軸曲率半径の面形状が非球面形状より物体側にある場合はマイナス、その逆の場合はプラスとする。

即ち、物体側の面においては、光軸から離れるに従い正の屈折力が強まる形状の場合はＳａｇ１の符号はマイナスの値となり、像側の面においては、光軸から離れるに従い負の屈折力が弱まる形状の場合はＳａｇ２の符号はプラスの値となる。条件式（１）の下限値を超えると、レンズＧ１１の物体側の面の非球面形状における歪曲収差の補正分担が弱まる。これに伴いレンズＧ１１の像側の面の非球面形状にて歪曲収差の補正分担が強まることにより、特に広角端での像面湾曲の補正が困難となり好ましくない。また、条件式（１）の上限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１にて発生する歪曲収差、像面湾曲が補正過剰となり、ズームレンズ系全体としての収差補正が困難となり好ましくない。更に好ましくは、条件式（１）の数値範囲を次の如くするのが良い。

０．1＜｜Ｓａｇ１/Ｓａｇ２｜＜０．７ ‥‥‥（１ａ）
◎第１レンズ群Ｌ１の最も物体側のレンズＧ１１及び第２レンズ群Ｌ２の最も物体側のレンズＧ２１は、各々物体側と像側の少なくとも一方のレンズ面が非球面形状であり、該レンズＧ１１とレンズＧ２１の材料の屈折率を各々ｎ１ｎ，ｎ２ｐとする。このとき、
１．８５＜ ｎ１ｎ ‥‥‥（２）
１．８５＜ ｎ２ｐ ‥‥‥（３）
なる条件を満足している。

条件式（２）及び条件式（３）の範囲をはずれると、ペッツバール和を一定値とするために、各レンズの面の曲率半径を小さくしなくてはならない。このためレンズとレンズの間隔及びレンズのコバ厚を確保する為には、レンズ間の間隔を広げ、レンズの肉厚を増やさなければならず、沈胴時のレンズ全長の短縮化を図るにはに対して好ましくない。

◎第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に配置されたレンズＧ１１の焦点距離をｆ１１、第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に配置されたレンズＧ２１の焦点距離をｆ２１とするとき、
−１．６＜ｆ１１／ｆ２１＜−０．８ ‥‥‥（４）
の条件を満足している。条件式（４）は、焦点距離ｆ１１と焦点距離ｆ２１の絶対値が略等しくし、両方のレンズＧ１１，Ｇ２１の材料を同じ（同一）とすることで、ペッツバール和が小さい値となる様にしている。更に好ましくは条件式（４）の数値を次の如く設定するのが良い。

−１．５＜ｆ１１／ｆ２１＜−０．９ ‥‥‥（４ａ）
◎第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、広角端のズーム位置における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
−２．６＜ ｆ１／ｆｗ ＜−１．６ ‥‥‥（５）
なる条件式を満足している。条件式（５）の上限値を超えると、光学系のレンズ全長は短くなるが、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなることで、変倍域全体の収差補正、特に歪曲収差の補正が困難となり好ましくない。また、条件式（５）の下限値を超えると、ズーミング時の第１レンズ群Ｌ１の移動量が増大し、光学系のレンズ全長が長くなるので好ましくない。更に好ましくは、条件式（５）の数値範囲を次の如くするのが良い。

−２．４＜ ｆ１／ｆｗ ＜−１．８ ‥‥‥（５ａ）
◎第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、広角端のズーム位置における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
１．２＜ ｆ２／ｆｗ ＜２．０ ‥‥‥（６）
なる条件式を満足している。条件式（６）の上限値を超えると、ズーミング時の第２レンズ群Ｌ２の移動量が増大し、光学系の全長が長くなるので好ましくない。また、条件式（６）の下限値を超えると、光学系の全長は短くなるが、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が短くなることで、変倍域全体の収差補正が困難となり好ましくない。更に好ましくは、条件式（６）の数値範囲を次の如くするのが良い。

１．３＜ ｆ２／ｆｗ ＜１．８ ‥‥‥（６ａ）
◎第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、第１レンズ群Ｌ１の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ１とする。第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、第２レンズ群Ｌ２の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ２とする。第３レンズ群Ｌ３の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、第３レンズ群Ｌ３の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ３とする。広角端のズーム位置における全系の焦点距離をｆｗとする。このとき、
１．３＜ （ＤＬ１＋ＤＬ２＋ＤＬ３）／ｆｗ ＜２．０ ‥‥‥（７）
なる条件式を満足している。条件式（７）は光学系の全長短縮及び沈胴時のレンズ全長短縮を図る為のものである。条件式（７）の上限値を超えると、各レンズの厚みが相対的に厚くなる為、レンズ沈胴全長を短くする事が難しくなるので好ましくない。

条件式（７）の下限値を超えると、各レンズの厚みが薄くなり沈胴時のレンズ全長を短くする事が可能になるが、各レンズの厚みを薄くする為には各レンズの曲率を緩くしなければならず、この為に各レンズ群の焦点距離が長くなる。各レンズ群の焦点距離が長くなると、必然的に各レンズ群の変倍に伴う移動量が大きくなることで、各レンズ群を移動させるカム筒が長くなり、レンズの厚みが薄くなっても逆に沈胴長時のレンズ全長が長くなってしまい好ましくない。更に好ましくは、条件式（７）の数値範囲を次の如くするのが良い。

１．５＜（ＤＬ１＋ＤＬ２＋ＤＬ３）／ｆｗ＜１．８ ‥‥‥（７ａ）
各実施例によれば以上の様に各要素を設定する事により、特に、固体撮像素子を用いた撮影系に好適な、構成レンズ枚数が少なくコンパクトで、特に沈胴式のズームレンズに適した、変倍比が２〜３倍程度の優れた光学性能を有するズームレンズを達成している。又、各実施例によればレンズ群中に効果的に非球面を導入し、特に第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の屈折力を適切に設定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、以上の各実施例においては、ズーミングに際して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を付加しても良い。

次に、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、最も像側の２つの面はフェースプレート等のガラス材である。また、ｋ、Ｂ，Ｄ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
ｘ＝（ｈ²／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）²｝^1/2］＋Ｂｈ⁴＋Ｃｈ⁶＋Ｄｈ⁸
で表される。但しＲは曲率半径である。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。又前述の各条件式と各数値実施例との関係を表１に示す。

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。

Ｌ１ 第１レンズ群、Ｌ２ 第２レンズ群、Ｌ３ 第３レンズ群、Ｌ４ 第４レンズ群、ＳＰ 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 (12)

1. 物体側より像側に順に、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レンズ群より構成され、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、該第１レンズ群の最も物体側のレンズＧ１１及び第２レンズ群の最も物体側のレンズＧ２１は、物体側と像側の少なくとも一方のレンズ面が非球面形状であり、該レンズＧ１１とレンズＧ２１の材料の屈折率を各々ｎ１ｎ，ｎ２ｐとするとき、
   １．８５＜ｎ１ｎ
   １．８５＜ｎ２ｐ
   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. 前記レンズＧ１１の材料と前記レンズＧ２１の材料が同一であることを特徴とする請求項１のズームレンズ。
3. 前記第１レンズ群は、物体側より像側に順に、物体側の面が凸でメニスカス形状の負の屈折力のレンズＧ１１と物体側の面が凸でメニスカス形状の正の屈折力のレンズＧ１２より成ることを特徴とする請求項１または２のズームレンズ。
4. 前記第２レンズ群は、物体側より像側へ順に、正の屈折力のレンズＧ２１と負の屈折力のレンズＧ２２とを接合した接合レンズ、物体側と像側の面が凸形状のレンズＧ２３より成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項のズームレンズ。
5. 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レンズ群は物体側に単調に移動し、前記第３レンズ群は像側に移動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、
   −２．６＜ｆ１／ｆｗ＜−１．６
   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、
   １．２＜ｆ２／ｆｗ＜２．０
   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１レンズ群の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、該第１レンズ群の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ１、前記第２レンズ群の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、該第２レンズ群の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ２、前記第３レンズ群の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、該第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   １．３＜（ＤＬ１＋ＤＬ２＋ＤＬ３）／ｆｗ＜２．０
   なる条件式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３レンズ群を物体側に移動させ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. 前記第１レンズ群の最も物体側のレンズＧ１１の焦点距離をｆ１１、前記第２レンズ群の最も物体側のレンズＧ２１の焦点距離をｆ２１とするとき、
    −１．６＜ｆ１１／ｆ２１＜−０．８
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項のズームレンズ。
11. 撮像素子に像を形成する為の光学系であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項のズームレンズ。
12. 請求項１〜１１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を有していることを特徴とする撮像装置。