JP2010256417A - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、コンパクトながらも広画角化を実現し、高い光学性能を有するズームレンズ及び撮像装置を提案しようとするものである。
【解決手段】物体側から順に、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レンズ群によって構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群との空気間隔が減少し、第２レンズ群と第３レンズ群との空気間隔が増大するように第１レンズ群が移動すると共に第２レンズ群が物体側へ移動するズームレンズであって、第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、両面が非球面に形成され像側に凹面を向けた負レンズである第１レンズと、少なくとも１面が非球面に形成され物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第２レンズとの２枚からなり、以下の条件式（１）を満足する。（１）２．８＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜３．３
【選択図】図２

Description

本発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関し、特に、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等のデジタル入出力機器の撮影光学系に好適なコンパクトながらも広い画角を有し、高い光学性能を有するズームレンズ及びこれを用いた撮像装置に適用して好適なものである。

従来、デジタルスチルカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が普及しつつある。このようなデジタルスチルカメラ等の撮像装置の普及に伴い一層の高画質化が求められている。特にデジタルスチルカメラ等においては、画素数の多い固体撮像素子に対応した結像性能に優れている撮像用レンズ、特に、ズームレンズが求められている。

また、その上で、最近では広画角化への要求も強く、高いズーム比と半画角で３８°を超えるような広い画角を有するコンパクトなズームレンズが求められている。

デジタルスチルカメラ用のズームレンズには多くの種類が存在するが、小型化かつ広画角化に適したレンズタイプとして、物体側から順に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レンズ群によって構成される３群ズームレンズが知られている（例えば、特許文献１乃至特許文献４参照）。

特許文献１及び特許文献２に記載されたズームレンズにあっては、第１レンズ群を３枚のレンズによって構成することにより、広画角化を実現している。

また、特許文献３及び特許文献４に記載されたズームレンズにあっては、第１レンズ群を２枚のレンズによって構成することにより小型化が図られている。

特開2004-13169公報 特開2006-113554公報 特開2007-212636公報 特開2007-140359公報

ところで上述した特許文献１及び特許文献２に記載された従来のズームレンズにおいては、第１レンズ群が３枚のレンズによって構成されているため、第１レンズ群が厚くなってしまう。

特に、レンズ鏡筒が伸縮するタイプの沈胴式の撮像装置にズームレンズを用いたときの沈胴収納時における全長が長くなって小型化に適さないという問題があった。

一方、上述した特許文献３に記載された従来のズームレンズにおいては、第１レンズ群を２枚のレンズによって構成し小型化を図っているが、半画角３８°以下、またズーム比３．８未満であり、広画角化、高ズーム倍率化に対応できていないという問題があった。

さらに上述した特許文献４に記載された従来のズームレンズにおいては、第１レンズ群を２枚のレンズによって構成し、さらに歪曲収差を画像処理により補正することが出来るので、当該歪曲収差を補正するためのレンズ枚数を削減でき、その分だけ小型化を図ることができるようになった。

しかしながら、このズームレンズにおいても、半画角３８°以下、またズーム比３．８未満であり、近年の広画角化及び高ズーム倍率化には対応できていないという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、コンパクトながらも広画角化を実現し、高い光学性能を有するズームレンズ及び撮像装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、物体側から順に、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レンズ群によって構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群との空気間隔が減少し、第２レンズ群と第３レンズ群との空気間隔が増大するように第１レンズ群が移動すると共に第２レンズ群が物体側へ移動するズームレンズであって、第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、両面が非球面に形成され像側に凹面を向けた負レンズである第１レンズと、少なくとも１面が非球面に形成され物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第２レンズとの２枚からなり、以下の条件式（１）を満足する。
（１）２．８＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜３．３
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における全体の焦点距離
とする。

この条件式（１）は、第１レンズ群の焦点距離を規定するものであり、条件式（１）の下限値を超えると、第１レンズ群の焦点距離が小さくなり過ぎて（パワーが強くなり過ぎて）、ズーム時の第２レンズ群の移動量が増加するため、ズーム時における収差の変動量が大きくなって収差補正が困難となる。

また、条件式（１）の下限値を超えると、第２レンズ群を移動させるための駆動機構が大型化するために小型化が困難となる。

さらに、条件式（１）の下限値を超えると、第１レンズ群のパワーが強まるために、第１レンズ群の負レンズである第１レンズと正メニスカスレンズである第２レンズとの相対的な偏芯誤差敏感度が高まって製造が困難となる。

一方、この条件式（１）の上限値を超えると、第１レンズ群の焦点距離が大きくなり過ぎて第２レンズ群以降の結像倍率が小さくなるため光学系全長及び前玉径に相当する第１レンズ群の負レンズである第１レンズが大きくなって小型化が困難となる。

さらに前玉である第１レンズ群の負レンズである第１レンズが大型化した場合には、それに伴って第１レンズ群の正メニスカスレンズである第２レンズも大型化することになり、第１レンズ群を構成する第１レンズ及び第２レンズにおける非球面形状の成形が困難となって好ましくない。

従ってズームレンズにおいては、条件式（１）を満たすことにより、広画角化を実現しつつ高い光学性能を得ながら、光学系全長及び前玉径の小型化を達成することができる。

またズームレンズは、以下の条件式（２）乃至（４）を満足するように構成されている。
（２）１．０＜｜ｆ１２／ｆ１｜＜２．０
（３）０．２５＜｜ｆ１１／ｆ１２｜＜０．４５
（４）１．０＜Ｄ１／ｆｗ＜１．６
但し、
ｆ１１：上記負レンズである第１レンズの焦点距離
ｆ１２：上記正メニスカスレンズである第２レンズの焦点距離
ｆ１ ：上記第１レンズ群の焦点距離
Ｄ１ ：上記第１レンズ群の光軸上の厚さ
ｆｗ ：広角端状態における全体の焦点距離
とする。

条件式（２）は、第１レンズ群の正メニスカスレンズである第２レンズの焦点距離と第１レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。

この条件式（２）の下限値を超えると、すなわち正メニスカスレンズである第２レンズの焦点距離が短くなり過ぎると、第２レンズの厚みが増加するためレンズ系の薄型化にとって好ましくないことに加え、第２レンズで発生する諸収差が大きくなって偏芯誤差敏感度が高くなるため量産性の観点からも好ましくない。

一方、条件式（２）の上限値を超えると、すなわち正メニスカスレンズである第２レンズの焦点距離が長くなり過ぎると、良好な収差補正（特に広角端状態における像面湾曲の補正）が困難となる。

従ってズームレンズは、条件式（２）を満足することにより、偏芯誤差敏感度の低下による量産性の向上を図ることができると共に、収差補正（特に広角端状態における像面湾曲の補正）を良好に行うことができる。

条件式（３）は、第１レンズ群を構成する負レンズである第１レンズの焦点距離と正メニスカスレンズである第２レンズの焦点距離との比を規定するものである。

この条件式（３）の下限値を超えると、諸軸外収差が大きくなり過ぎ、特に広角端状態における非点収差の補正と、望遠端状態における球面収差の補正との両立が困難となって光学性能の低下を招いてしまう。

一方、条件式（３）の上限値を超えると、すなわち第１レンズ群を構成する負レンズである第１レンズの焦点距離が長くなり過ぎるか、正メニスカスレンズである第２レンズの焦点距離が短くなり過ぎると、第１レンズ群の負の焦点距離が長くなり過ぎることになり、ひいてはレンズ系全体の広画角化と小型化を同時に達成することができなくなる。

特に、第１レンズ群の厚さが大きくなると、レンズ鏡筒が伸縮するタイプの沈胴式の撮像装置にズームレンズを用いたときの沈胴長が長くなり、レンズ系全体のコンパクト化に不利となってしまう。

従ってズームレンズは、条件式（３）を満足することにより、諸収差の補正を良好に行うことができると共に、レンズ系全体の広画角化と小型化を同時に達成することができる。

条件式（４）は、第１レンズ群の光軸上の厚さを規定するものである。

この条件式（４）の下限値を超えると、諸軸外収差が大きくなり過ぎ、特に広角端状態における非点収差の補正が困難となって光学性能の低下を招いてしまう。

一方、条件式（４）の上限値を超えると、第１レンズ群の厚さが大きくなり、レンズ鏡筒が伸縮するタイプの沈胴式の撮像装置にズームレンズを用いたときの沈胴長が長くなり、レンズ系全体のコンパクト化に不利となってしまう。

従ってズームレンズは、条件式（４）を満足することにより、非点収差の良好な補正による光学性能の向上を図ることができると共にレンズ系全体の小型化を図ることができる。

このようにズームレンズでは、上述した条件式（２）乃至（４）を満足することにより、光学系全長の短縮化による小型化を図ることができると共に、光学性能の向上を図ることができる。

さらにズームレンズは、以下の条件式（５）を満足するように構成されている。
（５）０．８０＜｜β_２Ｔ／√Ｚｒ｜＜１．０５
但し、
β_２Ｔ：第２レンズ群の望遠端状態における横倍率
Ｚｒ ：広角端状態から望遠端状態までのズーム比
とする。

条件式（５）は、条件式（１）により決定した第１レンズ群のパワーに対応して、第２レンズ群の望遠端状態での横倍率を規定するものである。この条件式（５）では、第２レンズ群の望遠端状態における横倍率β_２Ｔの範囲を決定するようになされている。

この条件式（５）の下限値を超えると、即ち望遠端状態での第２レンズ群の結像倍率が小さくなり過ぎると、第１レンズ群の焦点距離を短くすることができなくなり、従って光学系全長及び前玉径に相当する第１レンズ群の負レンズである第１レンズが大きくなって小型化が困難になってしまう。

さらに前玉に相当する第１レンズ群の負レンズである第１レンズが大型化した場合には、それに伴って第１レンズ群の正メニスカスレンズである第２レンズも大型化することになり、負レンズである第１レンズ及び正メニスカスレンズである第２レンズにおける非球面形状の成形が困難となって好ましくない。

一方、条件式（５）の上限値を超えると、即ち望遠端状態での第２レンズ群の横倍率が大きくなり過ぎると、第１レンズ群での残存収差が拡大されるため、十分な光学性能を得ることが困難となる。また条件式（５）の上限値を超えると、第１レンズ群の負レンズである第１レンズと正メニスカスレンズである第２レンズとの相対的な偏芯誤差敏感度も拡大されて製造が困難になる。

従ってズームレンズは、条件式（５）を満足することにより、第１レンズ群での残存収差を拡大することなく十分な光学性能を得ながら、光学系全長及び前玉径に相当する第１レンズ群の負レンズである第１レンズを小さくして小型化を図ることができる。

本発明によれば、物体側から順に、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レンズ群によって構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群との空気間隔が減少し、第２レンズ群と第３レンズ群との空気間隔が増大するように第１レンズ群が移動すると共に第２レンズ群が物体側へ移動するズームレンズであって、第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、両面が非球面に形成され像側に凹面を向けた負レンズである第１レンズと、少なくとも１面が非球面に形成され物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第２レンズとの２枚からなり、以下の条件式（１）を満足するようにする。
（１）２．８＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜３．３
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における全体の焦点距離
とする。

これにより本発明のズームレンズでは、条件式（１）を満たすことによって、前玉径を極力大きくして広画角化を実現しつつ高い光学性能を得ながら、光学系全長及び前玉径の小型化を達成することができ、かくしてコンパクトながらも広画角化を実現し、高い光学性能を有するズームレンズを実現することができる。

また本発明のズームレンズは、以下の条件式（２）乃至（４）を満足するように構成されている。
（２）１．０＜｜ｆ１２／ｆ１｜＜２．０
（３）０．２５＜｜ｆ１１／ｆ１２｜＜０．４５
（４）１．０＜Ｄ１／ｆｗ＜１．６
但し、
ｆ１１：上記負レンズである第１レンズの焦点距離
ｆ１２：上記正メニスカスレンズである第２レンズの焦点距離
ｆ１ ：上記第１レンズ群の焦点距離
Ｄ１ ：上記第１レンズ群の光軸上の厚さ
ｆｗ ：広角端状態における全体の焦点距離
とする。

従って本発明のズームレンズでは、条件式（２）を満足することにより、偏芯誤差敏感度の低下による量産性の向上を図ることができると共に、収差補正（特に広角端状態における像面湾曲の補正）を良好に行うことができる。

また本発明のズームレンズでは、条件式（３）を満足することにより、諸収差の補正を良好に行うことができると共に、レンズ系全体の広画角化と小型化を同時に達成することができる。

さらに本発明のズームレンズでは、条件式（４）を満足することにより、非点収差の良好な補正による光学性能の向上を図ることができると共にレンズ系全体の小型化を図ることができる。

かくして本発明のズームレンズでは、上述した条件式（２）乃至（４）を満足することにより、光学系全長の短縮化による小型化を図ることができると共に、光学性能の向上を図ることができる。

さらに本発明のズームレンズは、以下の条件式（５）を満足するように構成されている。
（５）０．８０＜｜β_２Ｔ／√Ｚｒ｜＜１．０５
但し、
β_２Ｔ：第２レンズ群の望遠端状態における横倍率
Ｚｒ ：広角端状態から望遠端状態までのズーム比
とする。

これにより本発明のズームレンズでは、条件式（５）を満足することにより、第１レンズ群での残存収差を拡大することなく十分な光学性能を得ながら、光学系全長及び前玉径に相当する第１レンズ群の負レンズである第１レンズを小さくして小型化を図ることができる。

また本発明によれば、ズームレンズと、当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを具え、ズームレンズは、物体側から順に、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レンズ群によって構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群との空気間隔が減少し、第２レンズ群と第３レンズ群との空気間隔が増大するように第１レンズ群が移動すると共に第２レンズ群が物体側へ移動するように構成され、第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、両面が非球面に形成され像側に凹面を向けた負レンズと、少なくとも１面が非球面に形成され物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの２枚からなり、以下の条件式（１）を満足するようにする。
（１）２．８＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜３．３
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における全体の焦点距離
とする。

これにより本発明の撮像装置によれば、条件式（１）を満たすことによって、広画角化を実現しつつ高い光学性能を得ながら、光学系全長及び前玉径の小型化を達成することができ、かくしてコンパクトながらも広画角化を実現し、高い光学性能を有する撮像装置を実現することができる。

第１レンズ群に入射される光束の状態の説明に供する略線図である。 第１数値実施例におけるズームレンズの構成を示す略線的断面図である。 第１数値実施例における広角端状態の諸収差を示す特性曲線図である。 第１数値実施例における中間焦点距離状態の諸収差を示す特性曲線図である。 第１数値実施例における望遠端状態の諸収差を示す特性曲線図である。 第２数値実施例におけるズームレンズの構成を示す略線的断面図である。 第２数値実施例における広角端状態の諸収差を示す特性曲線図である。 第２数値実施例における中間焦点距離状態の諸収差を示す特性曲線図である。 第２数値実施例における望遠端状態の諸収差を示す特性曲線図である。 第３数値実施例におけるズームレンズの構成を示す略線的断面図である。 第３数値実施例における広角端状態の諸収差を示す特性曲線図である。 第３数値実施例における中間焦点距離状態の諸収差を示す特性曲線図である。 第３数値実施例における望遠端状態の諸収差を示す特性曲線図である。 第４数値実施例におけるズームレンズの構成を示す略線的断面図である。 第４数値実施例における広角端状態の諸収差を示す特性曲線図である。 第４数値実施例における中間焦点距離状態の諸収差を示す特性曲線図である。 第４数値実施例における望遠端状態の諸収差を示す特性曲線図である。 本発明の撮像装置としてのデジタルスチルカメラの構成を示す略線的ブロック図である。

以下、発明を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（ズームレンズ）
２．数値実施例（第１数値実施例乃至第４数値実施例）
３．デジタルスチルカメラの構成
４．他の実施の形態

＜１．実施の形態＞
［１−１．ズームレンズの構成］

本発明のズームレンズにおいては、物体側から順に、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レンズ群によって構成されている。

そしてズームレンズは、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群との空気間隔が減少し、第２レンズ群と第３レンズ群との空気間隔が増大するように第１レンズ群が移動すると共に第２レンズ群が物体側へ移動するように構成され、第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、両面が非球面に形成され像側に凹面を向けた負レンズである第１レンズと、少なくとも１面が非球面に形成され物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第２レンズとの２枚から構成されている。

ここでズームレンズは、第１レンズ群の負レンズである第１レンズの両面に非球面を形成することにより、当該ズームレンズの広画角化を図るときに広角端状態で顕著に発生する負の歪曲収差と像面湾曲を補正するようになされている。

またズームレンズでは、第１レンズ群の正メニスカスレンズである第２レンズの少なくとも１面を非球面形状に形成することにより、第１レンズ群の負レンズである第１レンズによっても補正し切れない広角端状態での歪曲収差と非点収差をバランス良く補正している。

さらにズームレンズでは、第１レンズ群の正メニスカスレンズである第２レンズの少なくとも１面を非球面形状に形成することにより、ズーム比を大きくした場合に発生する望遠端状態での球面収差を良好に補正している。

このためズームレンズでは、第１レンズ群を２枚構成としても、良好な収差補正を達成することができ、特にレンズ鏡筒が伸縮するタイプの沈胴式の撮像装置に当該ズームレンズが用いられたときの沈胴時の全長を短縮化することができる。

またズームレンズにおいては、第１レンズ群の正メニスカスレンズである第２レンズの物体側の面に非球面が形成されていることがより好ましい。

つまり負正正の３群構成でなるズームレンズにおいては、図１に示すように、広角端側の周辺光束と望遠端側の周辺光束とが最も分離している部分の負レンズである第１レンズＬ１の両面に非球面を形成し、正メニスカスレンズである第２レンズＬ２の物体側の面に非球面を形成することにより、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に作り出される空気レンズを非球面化する。

これによりズームレンズでは、球面レンズでは成し得なかった中心部のレンズ曲率半径と周辺部の近似的なレンズ曲率半径とを大きく変化させることが可能となり、結果として、効果的な広角端状態の歪曲収差及び望遠端状態の球面収差の補正が可能となり、第１レンズ群全体の小型化、高倍率化が達成可能になる。

またズームレンズにおいては、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１）２．８＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜３．３
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における全体の焦点距離
とする。

この条件式（１）は、第１レンズ群の焦点距離を規定するものであり、条件式（１）の下限値を超えると、第１レンズ群の焦点距離が小さくなり過ぎて（パワーが強くなり過ぎて）、ズーム時の第２レンズ群の移動量が増加するため、ズーム時における収差の変動量が大きくなって収差補正が困難となる。

また、条件式（１）の下限値を超えると、第２レンズ群を移動させるための駆動機構が大型化するために小型化が困難となる。

さらに、条件式（１）の下限値を超えると、第１レンズ群のパワーが強まるために、第１レンズ群の負レンズである第１レンズと正メニスカスレンズである第２レンズとの相対的な偏芯誤差敏感度が高まって製造が困難となる。

一方、この条件式（１）の上限値を超えると、第１レンズ群の焦点距離が大きくなり過ぎて、第２レンズ群以降の結像倍率が小さくなるために光学系全長及び前玉径に相当する第１レンズ群の負レンズである第１レンズが大きくなって小型化が困難となる。

さらに前玉に相当する第１レンズ群の負レンズである第１レンズが大型化した場合には、それに伴って第１レンズ群の正メニスカスレンズである第２レンズも大型化することになり、第１レンズ群を構成する第１レンズ及び第２レンズにおける非球面形状の成形が困難となって好ましくない。

従ってズームレンズにおいては、条件式（１）を満たすことにより、広画角化を実現しつつ高い光学性能を得ながら、光学系全長及び前玉径の小型化を達成することができる。

またズームレンズは、以下の条件式（２）乃至（４）を満足するように構成されている。
（２）１．０＜｜ｆ１２／ｆ１｜＜２．０
（３）０．２５＜｜ｆ１１／ｆ１２｜＜０．４５
（４）１．０＜Ｄ１／ｆｗ＜１．６
但し、
ｆ１１：上記負レンズである第１レンズの焦点距離
ｆ１２：上記正メニスカスレンズである第２レンズの焦点距離
ｆ１ ：上記第１レンズ群の焦点距離
Ｄ１ ：上記第１レンズ群の光軸上の厚さ
ｆｗ ：広角端状態における全体の焦点距離
とする。

条件式（２）は、第１レンズ群の正メニスカスレンズである第２レンズの焦点距離と第１レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。

この条件式（２）の下限値を超えると、すなわち正メニスカスレンズである第２レンズの焦点距離が短くなり過ぎると、第２レンズの厚みが増加するためレンズ系の薄型化にとって好ましくないことに加え、第２レンズで発生する諸収差が大きくなって偏芯誤差敏感度が高くなるため量産性の観点からも好ましくない。

一方、条件式（２）の上限値を超えると、すなわち正メニスカスレンズである第２レンズの焦点距離が長くなり過ぎると、良好な収差補正（特に広角端状態における像面湾曲の補正）が困難となる。

従ってズームレンズは、条件式（２）を満足することにより、偏芯誤差敏感度の低下による量産性の向上を図ることができると共に良好な収差補正（特に広角端状態における像面湾曲の補正）を良好に行うことができる。

条件式（３）は、第１レンズ群を構成する負レンズである第１レンズの焦点距離と正メニスカスレンズである第２レンズの焦点距離との比を規定するものである。

この条件式（３）の下限値を超えると、諸軸外収差が大きくなり過ぎ、特に広角端状態における非点収差の補正と、望遠端状態における球面収差の補正との両立が困難となって光学性能の低下を招いてしまう。

一方、条件式（３）の上限値を超えると、すなわち第１レンズ群を構成する負レンズである第１レンズの焦点距離が長くなり過ぎるか、正メニスカスレンズである第２レンズの焦点距離が短くなり過ぎると、第１レンズ群の負の焦点距離が長くなり過ぎることになり、ひいてはレンズ系全体の広画角化と小型化を同時に達成することができなくなる。

特に、第１レンズ群の厚さが大きくなると、レンズ鏡筒が伸縮するタイプの沈胴式の撮像装置にズームレンズを用いたときの沈胴長が長くなり、レンズ系全体のコンパクト化に不利となってしまう。

従ってズームレンズは、条件式（３）を満足することにより、諸収差の補正を良好に行うことができると共に、レンズ系全体の広画角化と小型化を同時に達成することができる。

条件式（４）は、第１レンズ群の光軸上の厚さを規定するものである。

この条件式（４）の下限値を超えると、諸軸外収差が大きくなり過ぎ、特に広角端状態における非点収差の補正が困難となって光学性能の低下を招いてしまう。

一方、条件式（４）の上限値を超えると、第１レンズ群の厚さが大きくなり、レンズ鏡筒が伸縮するタイプの沈胴式の撮像装置にズームレンズを用いたときの沈胴長が長くなり、レンズ系全体のコンパクト化に不利となってしまう。

従ってズームレンズは、条件式（４）を満足することにより、非点収差の良好な補正による光学性能の向上を図ることができると共にレンズ系全体の小型化を図ることができる。

このようにズームレンズでは、上述した条件式（２）乃至（４）を満足することにより、光学系全長の短縮化による小型化を図ることができると共に、光学性能の向上を図ることができる。

さらにズームレンズは、以下の条件式（５）を満足するように構成されている。
（５）０．８０＜｜β_２Ｔ／√Ｚｒ｜＜１．０５
但し、
β_２Ｔ：第２レンズ群の望遠端状態における横倍率
Ｚｒ ：広角端状態から望遠端状態までのズーム比
とする。

条件式（５）は、条件式（１）により決定した第１レンズ群のパワーに対応して、第２レンズ群の望遠端状態での横倍率を規定するものである。

この条件式（５）の下限値を超えると、即ち望遠端状態での第２レンズ群の結像倍率が小さくなり過ぎると、第１レンズ群の焦点距離を短くすることができなくなり、従って光学系全長及び前玉径に相当する第１レンズ群の負レンズである第１レンズが大きくなって小型化が困難になってしまう。

さらに前玉に相当する第１レンズ群の負レンズである第１レンズが大型化した場合には、それに伴って第１レンズ群の正メニスカスレンズである第２レンズも大型化することになり、負レンズである第１レンズ及び正メニスカスレンズである第２レンズにおける非球面形状の成形が困難となって好ましくない。

一方、条件式（５）の上限値を超えると、即ち望遠端状態での第２レンズ群の横倍率が大きくなり過ぎると、第１レンズ群での残存収差が拡大されるため、十分な光学性能を得ることが困難となる。また条件式（５）の上限値を超えると、第１レンズ群の負レンズである第１レンズと正メニスカスレンズである第２レンズとの相対的な偏芯誤差敏感度も拡大されて製造が困難になる。

従ってズームレンズは、条件式（５）を満足することにより、第１レンズ群での残存収差を拡大することなく十分な光学性能を得ながら、光学系全長及び前玉径に相当する第１レンズ群の負レンズである第１レンズを小さくして小型化を図ることができる。

なお本発明における一実施の形態のズームレンズにあっては、第２レンズ群が物体側から像側へ物体側に凸面を向けた正レンズである第３レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズである第４レンズと、像側に凹面を向けた負レンズである第５レンズとからなる接合レンズによって構成されることが望ましい。

このような構成とすることにより、ズームレンズは、３枚と少ない枚数で第２レンズ群が形成されるため、沈胴時の全長を短くすることができると同時に、第２レンズ群の前側主点を物体側へもってくることができ、光学系全長を短くすることにも有利となる。

またズームレンズでは、第２レンズ群の最も物体側の面を非球面で構成することにより、球面収差及びコマ収差を良好に補正することができる。

さらにズームレンズにおいては、第１レンズ群乃至第３レンズ群のうち、１つのレンズ群又は１つのレンズ群の一部を光軸に対して略垂直方向へ移動（シフト）させることにより、像をシフトさせることが可能である。

このようにズームレンズでは、１つのレンズ群又は１つのレンズ群の一部を光軸に対して略垂直方向へ移動させたときの像ブレを検出する検出系、第１レンズ群乃至第３レンズ群を移動させる駆動系、及び当該検出系の出力に基づいて駆動系に移動時のシフト量を付与する制御系とを組み合わせることにより、当該ズームレンズを防振光学系として機能させることが可能である。

特にズームレンズにおいては、第２レンズ群の全体を光軸に略垂直な方向へシフトさせることにより、少ない収差変動により像をシフトさせることが可能である。

またズームレンズにおいては、第１レンズ群又は第３レンズ群を光軸方向へ移動させることによりフォーカシングを行うことが望ましい。特に、ズームレンズでは、第３レンズ群をフォーカシングのためのレンズ群として用いることにより、シャッターユニットやアイリスユニットの駆動制御を行う駆動系や、第１レンズ群乃至第３レンズ群の何れかを光軸に対して略垂直方向へ移動させる防振駆動系との干渉を回避し易くして小型化を図ることができる。

＜２．数値実施例＞
次に、本発明のズームレンズに対して具体的な数値を適用した数値実施例について、以下、図面及び図表を用いて説明する。

各数値実施例において用いられたレンズには、レンズ面が非球面に形成されたものがある。非球面形状は、「ｘ」をレンズ面の頂点からの光軸方向における距離、「ｙ」を光軸に垂直な方向における高さ、「ｃ」をレンズ頂点における近軸曲率、「Ｋ」をコーニック定数、「Ａｉ」を第ｉ次の非球面係数とすると、以下の数式１によって定義される。

ｘ＝ｃｙ^２／（１＋（１−（１＋ｋ）・ｃ^２ｙ^２）^１／２）＋ΣＡｉ・Ｙｉ……（１）

［２−１．第１数値実施例］
図２において、１は全体として第１数値実施例におけるズームレンズを示し、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３によって構成されている。

そしてズームレンズ１は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が増大するように第１レンズ群Ｇ１が移動すると共に第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動するように構成されている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、両面に非球面を有する両凹レンズでなる第１レンズＬ１と、物体側の面に非球面を有し物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズでなる第２レンズＬ２とから構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両面に非球面を有する両凸レンズでなる第３レンズＬ３と、両凸レンズ及び両凹レンズが接合された接合レンズでなる第４レンズＬ４とから構成されている。第３レンズ群は、両面に非球面を有する両凸レンズでなる第５レンズＬ５により構成されている。

なおズームレンズ１においては、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２の近傍であって、かつ物体側に配置されていると共に、第３レンズ群Ｇ３の像面ＩＭＧとの間には、カットフィルタＣＦとシールガラスＳＧとが配置されている。

以下、表１〜表３に、本発明における第１数値実施例の諸元値を掲げる。ここで、第１数値実施例における諸元表中の「Ｆｎｏ」はＦナンバー、「ｆ」は焦点距離、「ω」は半画角を示す。

また、「面Ｎｏ．」は物体側から数えて像側へ何番目の面に相当するかを示す面番号、「Ｒ」は「面Ｎｏ．」に対応した面の近軸曲率半径、「Ｄ」は「面Ｎｏ．」に対応した面と、その隣の面との間の軸上面間隔である。

さらに、「ｎｄ」は「面Ｎｏ．」に対応した面を有するレンズを構成している材質のｄ線に対する屈折率、「νｄ」は「面Ｎｏ．」に対応した面を有するレンズを構成している材質のｄ線に対するアッベ数である。なお、「ＡＳＰ」は当該面が非球面であることを示し、「ＩＮＦ」は当該面の曲率が無限大であることを示している。

このズームレンズ１において、第１レンズ群Ｇ１における第１レンズＬ１の物体側の面（Ｒ１）、第１レンズＬ１の像側の面（Ｒ２）、第１レンズ群Ｇ１における第２レンズＬ２の物体側の面（Ｒ３）、第２レンズＬ２の像側の面（Ｒ４）、第２レンズ群Ｇ２における第３レンズＬ３の物体側の面（Ｒ６）、第３レンズＬ３の像側の面（Ｒ７）、第３レンズ群Ｇ３における第５レンズＬ５の物体側の面（Ｒ１１）及び第５レンズＬ５の像側の面（Ｒ１２）は非球面に形成されている。

ズームレンズ１における非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０を円錐定数Ｋと共に表２に示す。ここで、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、即ち「１０^−ｉ」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×１０^−５」を表している。

このズームレンズ１においては、広角端状態と望遠端状態との間の変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と絞りＳとの間の面間隔Ｄ４、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔Ｄ１０、及び第３レンズ群Ｇ３とカットフィルタＣＦとの間の面間隔Ｄ１２が変化する。

第１数値実施例における各面間隔の広角端状態（焦点距離ｆ＝４．３０）、中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝９．６０）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝２１．５０）における可変間隔を、ＦナンバーＦＮＯ．及び半画角ωと共に、表３に示す。

これにより第１数値実施例におけるズームレンズ１では、半画角４３°以上でかつズーム比５を達成し、広画角化及び高ズーム倍率化を実現している。

続いて、第１数値実施例のズームレンズ１による無限遠合焦状態での広角端状態（ｆ＝４．３０）における諸収差図を図３に示し、中間焦点距離状態（ｆ＝９．６０）における諸収差図を図４に示し、望遠端状態（ｆ＝２１．５０）における諸収差図を図５に示す。

この図３乃至図５において、球面収差図では実線によりｄ線（波長５８７．６ｎｍ）の値を示し、点線でｃ線（波長６５６．３ｎｍ）の値を示し、一点鎖線によりｇ線（波長４３５．８ｎｍ）の値を示す。

また図３乃至図５において、非点収差図では、実線によりサジタル像面における値を示し、破線によりメリディオナル像面における値を示している。この各収差図から、第１数値実施例のズームレンズ１では広角端状態から望遠端状態まで諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが分かる。

［２−２．第２数値実施例］
図６において、２は全体として第２数値実施例におけるズームレンズを示し、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３によって構成されている。

そしてズームレンズ２は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が増大するように第１レンズ群Ｇ１が移動すると共に第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動するように構成されている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、両面に非球面を有する両凹レンズでなる第１レンズＬ１と、物体側の面に非球面を有し物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズでなる第２レンズＬ２とから構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両面に非球面を有する両凸レンズでなる第３レンズＬ３と、両凸レンズ及び両凹レンズが接合された接合レンズでなる第４レンズＬ４とから構成されている。第３レンズ群は、両面に非球面を有する両凸レンズでなる第５レンズＬ５により構成されている。

なおズームレンズ２においては、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２の近傍であって、かつ物体側に配置されていると共に、第３レンズ群Ｇ３の像面ＩＭＧとの間には、カットフィルタＣＦとシールガラスＳＧとが配置されている。

以下、表４〜表６に、本発明における第２数値実施例の諸元値を掲げる。ここで、第２数値実施例における諸元表中の「Ｆｎｏ」はＦナンバー、「ｆ」は焦点距離、「ω」は半画角を示す。

また、「面Ｎｏ．」は物体側から数えて像側へ何番目の面に相当するかを示す面番号、「Ｒ」は「面Ｎｏ．」に対応した面の近軸曲率半径、「Ｄ」は「面Ｎｏ．」に対応した面と、その隣の面との間の軸上面間隔である。

さらに、「ｎｄ」は「面Ｎｏ．」に対応した面を有するレンズを構成している材質のｄ線に対する屈折率、「νｄ」は「面Ｎｏ．」に対応した面を有するレンズを構成している材質のｄ線に対するアッベ数である。なお、「ＡＳＰ」は当該面が非球面であることを示し、「ＩＮＦ」は当該面の曲率が無限大であることを示している。

このズームレンズ２において、第１レンズ群Ｇ１における第１レンズＬ１の物体側の面（Ｒ１）、第１レンズＬ１の像側の面（Ｒ２）、第１レンズ群Ｇ１における第２レンズＬ２の物体側の面（Ｒ３）、第２レンズＬ２の像側の面（Ｒ４）、第２レンズ群Ｇ２における第３レンズＬ３の物体側の面（Ｒ６）、第３レンズＬ３の像側の面（Ｒ７）、第３レンズ群Ｇ３における第５レンズＬ５の物体側の面（Ｒ１１）及び第５レンズＬ５の像側の面（Ｒ１２）は非球面に形成されている。

ズームレンズ２における非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０を円錐定数Ｋと共に表５に示す。ここで、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、即ち「１０^−ｉ」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×１０^−５」を表している。

このズームレンズ２においては、広角端状態と望遠端状態との間の変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と絞りＳとの間の面間隔Ｄ４、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔Ｄ１０、及び第３レンズ群Ｇ３とカットフィルタＣＦとの間の面間隔Ｄ１２が変化する。

第２数値実施例における各面間隔の広角端状態（焦点距離ｆ＝４．３０）、中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝８．６０）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝１７．２０）における可変間隔を、ＦナンバーＦＮＯ．及び半画角ωと共に、表６に示す。

これにより第２数値実施例におけるズームレンズ２では、半画角４３°以上でかつズーム比４を達成し、広画角化及び高ズーム倍率化を実現している。

続いて、第２数値実施例のズームレンズ２による無限遠合焦状態での広角端状態（ｆ＝４．３０）における諸収差図を図７に示し、中間焦点距離状態（ｆ＝８．６０）における諸収差図を図８に示し、望遠端状態（ｆ＝１７．２０）における諸収差図を図９に示す。

この図７乃至図９において、球面収差図では実線によりｄ線（波長５８７．６ｎｍ）の値を示し、点線でｃ線（波長６５６．３ｎｍ）の値を示し、一点鎖線によりｇ線（波長４３５．８ｎｍ）の値を示す。

また図７乃至図９において、非点収差図では、実線によりサジタル像面における値を示し、破線によりメリディオナル像面における値を示している。この各収差図から、第２数値実施例のズームレンズ２では広角端状態から望遠端状態まで諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが分かる。

［２−３．第３数値実施例］
図１０において、３は全体として第３数値実施例におけるズームレンズを示し、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３によって構成されている。

そしてズームレンズ３は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が増大するように第１レンズ群Ｇ１が移動すると共に第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動するように構成されている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、両面に非球面を有する両凹レンズでなる第１レンズＬ１と、物体側の面に非球面を有し物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズでなる第２レンズＬ２とから構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両面に非球面を有する両凸レンズでなる第３レンズＬ３と、両凸レンズ及び両凹レンズが接合された接合レンズでなる第４レンズＬ４とから構成されている。第３レンズ群は、両面に非球面を有する両凸レンズでなる第５レンズＬ５により構成されている。

なおズームレンズ３においては、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２の近傍であって、かつ物体側に配置されていると共に、第３レンズ群Ｇ３の像面ＩＭＧとの間には、カットフィルタＣＦとシールガラスＳＧとが配置されている。

以下、表７〜表９に、本発明における第３数値実施例の諸元値を掲げる。ここで、第３数値実施例における諸元表中の「Ｆｎｏ」はＦナンバー、「ｆ」は焦点距離、「ω」は半画角を示す。

また、「面Ｎｏ．」は物体側から数えて像側へ何番目の面に相当するかを示す面番号、「Ｒ」は「面Ｎｏ．」に対応した面の近軸曲率半径、「Ｄ」は「面Ｎｏ．」に対応した面と、その隣の面との間の軸上面間隔である。

さらに、「ｎｄ」は「面Ｎｏ．」に対応した面を有するレンズを構成している材質のｄ線に対する屈折率、「νｄ」は「面Ｎｏ．」に対応した面を有するレンズを構成している材質のｄ線に対するアッベ数である。なお、「ＡＳＰ」は当該面が非球面であることを示し、「ＩＮＦ」は当該面の曲率が無限大であることを示している。

このズームレンズ３において、第１レンズ群Ｇ１における第１レンズＬ１の物体側の面（Ｒ１）、第１レンズＬ１の像側の面（Ｒ２）、第１レンズ群Ｇ１における第２レンズＬ２の物体側の面（Ｒ３）、第２レンズＬ２の像側の面（Ｒ４）、第２レンズ群Ｇ２における第３レンズＬ３の物体側の面（Ｒ６）、第３レンズＬ３の像側の面（Ｒ７）、第３レンズ群Ｇ３における第５レンズＬ５の物体側の面（Ｒ１１）及び第５レンズＬ５の像側の面（Ｒ１２）は非球面に形成されている。

ズームレンズ３における非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０を円錐定数Ｋと共に表８に示す。ここで、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、即ち「１０^−ｉ」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×１０^−５」を表している。

このズームレンズ２においては、広角端状態と望遠端状態との間の変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と絞りＳとの間の面間隔Ｄ４、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔Ｄ１０、及び第３レンズ群Ｇ３とカットフィルタＣＦとの間の面間隔Ｄ１２が変化する。

第３数値実施例における各面間隔の広角端状態（焦点距離ｆ＝３．７１）、中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝７．９９）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝１７．４７）における可変間隔を、ＦナンバーＦＮＯ．及び半画角ωと共に、表９に示す。

これにより第３数値実施例におけるズームレンズ３では、半画角４７°以上でかつズーム比４．７を達成し、広画角化及び高ズーム倍率化を実現している。

続いて、第３数値実施例のズームレンズ３による無限遠合焦状態での広角端状態（ｆ＝３．７１）における諸収差図を図１１に示し、中間焦点距離状態（ｆ＝７．９９）における諸収差図を図１２に示し、望遠端状態（ｆ＝１７．４７）における諸収差図を図１３に示す。

この図１１乃至図１３において、球面収差図では実線によりｄ線（波長５８７．６ｎｍ）の値を示し、点線でｃ線（波長６５６．３ｎｍ）の値を示し、一点鎖線によりｇ線（波長４３５．８ｎｍ）の値を示す。

また図１１乃至図１３において、非点収差図では、実線によりサジタル像面における値を示し、破線によりメリディオナル像面における値を示している。この各収差図から、第２数値実施例のズームレンズ３では広角端状態から望遠端状態まで諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが分かる。

［２−４．第４数値実施例］
図１４において、４は全体として第４数値実施例におけるズームレンズを示し、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３によって構成されている。

そしてズームレンズ４は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が増大するように第１レンズ群Ｇ１が移動すると共に第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動するように構成されている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、両面に非球面を有する両凹レンズでなる第１レンズＬ１と、物体側の面に非球面を有し物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズでなる第２レンズＬ２とから構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両面に非球面を有する両凸レンズでなる第３レンズＬ３と、両凸レンズ及び両凹レンズが接合された接合レンズでなる第４レンズＬ４とから構成されている。第３レンズ群は、両面に非球面を有する両凸レンズでなる第５レンズＬ５により構成されている。

なおズームレンズ４においては、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２の近傍であって、かつ物体側に配置されていると共に、第３レンズ群Ｇ３の像面ＩＭＧとの間には、カットフィルタＣＦとシールガラスＳＧとが配置されている。

以下、表１０〜表１２に、本発明における第４数値実施例の諸元値を掲げる。ここで、第４数値実施例における諸元表中の「Ｆｎｏ」はＦナンバー、「ｆ」は焦点距離、「ω」は半画角を示す。

また、「面Ｎｏ．」は物体側から数えて像側へ何番目の面に相当するかを示す面番号、「Ｒ」は「面Ｎｏ．」に対応した面の近軸曲率半径、「Ｄ」は「面Ｎｏ．」に対応した面と、その隣の面との間の軸上面間隔である。

さらに、「ｎｄ」は「面Ｎｏ．」に対応した面を有するレンズを構成している材質のｄ線に対する屈折率、「νｄ」は「面Ｎｏ．」に対応した面を有するレンズを構成している材質のｄ線に対するアッベ数である。なお、「ＡＳＰ」は当該面が非球面であることを示し、「ＩＮＦ」は当該面の曲率が無限大であることを示している。

このズームレンズ４において、第１レンズ群Ｇ１における第１レンズＬ１の物体側の面（Ｒ１）、第１レンズＬ１の像側の面（Ｒ２）、第１レンズ群Ｇ１における第２レンズＬ２の物体側の面（Ｒ３）、第２レンズＬ２の像側の面（Ｒ４）、第２レンズ群Ｇ２における第３レンズＬ３の物体側の面（Ｒ６）、第３レンズＬ３の像側の面（Ｒ７）、第３レンズ群Ｇ３における第５レンズＬ５の物体側の面（Ｒ１１）及び第５レンズＬ５の像側の面（Ｒ１２）は非球面に形成されている。

ズームレンズ４における非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０を円錐定数Ｋと共に表１１に示す。ここで、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、即ち「１０^−ｉ」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×１０^−５」を表している。

このズームレンズ４においては、広角端状態と望遠端状態との間の変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と絞りＳとの間の面間隔Ｄ４、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔Ｄ１０、及び第３レンズ群Ｇ３とカットフィルタＣＦとの間の面間隔Ｄ１２が変化する。

第４数値実施例における各面間隔の広角端状態（焦点距離ｆ＝３．７１）、中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝７．２２）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝１４．１０）における可変間隔を、ＦナンバーＦＮＯ．及び半画角ωと共に、表１２に示す。

これにより第４数値実施例におけるズームレンズ４では、半画角４７°以上でかつズーム比３．８を達成し、広画角化及び高ズーム倍率化を実現している。

続いて、第４数値実施例のズームレンズ４による無限遠合焦状態での広角端状態（ｆ＝３．７１）における諸収差図を図１５に示し、中間焦点距離状態（ｆ＝７．２２）における諸収差図を図１６に示し、望遠端状態（ｆ＝１４．１０）における諸収差図を図１７に示す。

この図１５乃至図１７において、球面収差図では実線によりｄ線（波長５８７．６ｎｍ）の値を示し、点線でｃ線（波長６５６．３ｎｍ）の値を示し、一点鎖線によりｇ線（波長４３５．８ｎｍ）の値を示す。

また図１５乃至図１７において、非点収差図では、実線によりサジタル像面における値を示し、破線によりメリディオナル像面における値を示している。この各収差図から、第２数値実施例のズームレンズ４では広角端状態から望遠端状態まで諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが分かる。

［２−５．各条件式に対応した諸数値］
次に、第１数値実施例乃至第４数値実施例に示したズームレンズ１乃至４の条件式（１）乃至（５）に対する各数値及び各条件を、表１３に示す。

この表１３によれば、条件式（１）の通り、｜ｆ１／ｆｗ｜が最小「２．９３５」であり、最大「３．２０６」であって、条件式（１）の数値範囲を満足していることが分かる。

また表１３によれば、条件式（２）の通り、｜ｆ１２／ｆ１｜が最小「１．４１」であり、最大「１．７１」であって、条件式（２）の数値範囲を満足していることが分かる。

さらに表１３によれば、条件式（３）の通り、｜ｆ１１／ｆ１２｜が最小「０．３４」であり、最大「０．３８」であって、条件式（３）の数値範囲を満足していることが分かる。

さらに表１３によれば、条件式（４）の通り、「Ｄ１／ｆｗ」が最小「１．０８」であり、最大「１．４８」であって、条件式（４）の数値範囲を満足していることが分かる。

さらに表１３によれば、条件式（５）の通り、｜β_２Ｔ／√Ｚｒ｜が最小「０．８５」であり、最大「０．９８」であって、条件式（５）の数値範囲を満足していることが分かる。

従って、第１数値実施例乃至第４数値実施例におけるズームレンズ１〜４においては、上述した条件式（１）乃至（５）を全て満足し、また、各収差図に示したように、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態においても各収差をバランス良く補正し得るようになされている。

＜３．撮像装置の構成＞
次に、本発明における撮像装置の構成について説明する。この撮像装置は、ズームレンズと当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えている。

この撮像装置のズームレンズは、物体側から順に、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レンズ群によって構成されている。

そして撮像装置では、ズームレンズによる広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群との空気間隔が減少し、第２レンズ群と第３レンズ群との空気間隔が増大するように第１レンズ群が移動すると共に第２レンズ群が物体側へ移動するように構成され、第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、両面が非球面に形成され像側に凹面を向けた負レンズである第１レンズと、少なくとも１面が非球面に形成され物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第２レンズとの２枚から構成されている。

ここで撮像装置では、ズームレンズにおける第１レンズ群の負レンズである第１レンズの両面に非球面を形成することにより、当該ズームレンズの広画角化を図るときに広角端状態で顕著に発生する負の歪曲収差と像面湾曲を補正するようになされている。

また撮像装置では、ズームレンズにおける第１レンズ群の正メニスカスレンズである第２レンズの少なくとも１面を非球面形状に形成することにより、第１レンズ群の負レンズである第１レンズで補正し切れない広角端状態での歪曲収差と非点収差をバランス良く補正している。

さらに撮像装置では、ズームレンズにおける第１レンズ群の正メニスカスレンズである第２レンズの少なくとも１面を非球面形状に形成することにより、ズーム比を大きくした場合に発生する望遠端状態での球面収差を良好に補正している。

このため撮像装置では、ズームレンズにおける第１レンズ群を２枚構成としても、良好な収差補正を達成することができ、特にレンズ鏡筒が伸縮するタイプの沈胴式の撮像装置に当該ズームレンズが用いられたときであっても沈胴時の全長を短縮化することができる。

なお撮像装置では、ズームレンズにおいて発生する歪曲収差を当該撮像装置において画像処理により補正することが望ましい。これにより撮像装置ではズームレンズにおいて歪曲収差を補正するためのレンズが不要となり、当該ズームレンズの小型化及び高変倍化を図ることが可能となる。

＜４．デジタルスチルカメラの構成＞
続いて、本発明における撮像装置の一実施の形態によるデジタルスチルカメラの構成について具体的に説明する。

図１８に示すように、上述したズームレンズ１乃至４を含むデジタルスチルカメラ１００は、撮像機能を担うカメラブロック１５と、当該カメラブロック１５により撮像された画像信号に対してアナログデジタル変換処理等の信号処理を行うカメラ信号処理部２０とを有する。

またデジタルスチルカメラ１００は、画像信号の記録再生処理等を行う画像処理部３０と、撮影された画像等を表示するＬＣＤ(Liquid Crystal Display)４０と、メモリーカード５１への書込／読出を行うリーダライタ５０とを有する。

更に加えてデジタルスチルカメラ１００は、当該カメラ全体を制御するＣＰＵ(Central Processing Unit)６０と、ユーザによる操作入力のための入力部７０と、カメラブロック１５内のレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部８０とを有するようになされている。

カメラブロック１５は、ズームレンズ１（又は２、３、４）を含む光学系と、例えばＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサやＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサ等でなる撮像素子１６とが組み合わされた構成を有している。

カメラ信号処理部２０は、撮像素子１６からの出力信号に対するデジタル信号への変換処理、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換処理等の信号処理を行うようになされている。

画像処理部３０は、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や、解像度等のデータ仕様の変換処理等を行うようになされている。

メモリーカード５１は、着脱自在な半導体メモリから構成されている。リーダライタ５０は、画像処理部３０によって符号化された画像データをメモリーカード５１に書き込み、またメモリーカード５１に記録された画像データを読み出すようになされている。

ＣＰＵ６０は、デジタルスチルカメラ１００内の各回路ブロックを統括的に制御するようになされており、入力部７０からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御するようになされている。

入力部７０は、例えば、シャッタ操作を行うためのシャッタレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等により構成され、ユーザによる操作に応じた指示入力信号をＣＰＵ６０へ出力する。

レンズ駆動制御部８０は、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいて、ズームレンズ１（又は２、３、４）内のレンズを駆動する図示しないモータ等を制御するようになされている。

次に、デジタルスチルカメラ１００の動作を簡単に説明する。デジタルスチルカメラ１００では、撮影の待機状態のとき、ＣＰＵ６０による制御の下で、カメラブロック１５により撮像された画像信号をカメラ信号処理部２０を介してＬＣＤ４０へ出力し、カメラスルー画像として表示するようになされている。

またデジタルスチルカメラ１００は、入力部７０からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、ＣＰＵ６０がレンズ駆動制御部８０に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部８０の制御に基づいてズームレンズ１（又は２、３、４）内の所定のレンズを移動する。

そしてデジタルスチルカメラ１００は、入力部７０からの指示入力信号によりカメラブロック１５の図示しないシャッタが切られると、撮像された画像信号をカメラ信号処理部２０から画像処理部３０へ出力する。

画像処理部３０では、カメラ信号処理部２０から供給された画像信号に対して所定の圧縮符号化した後、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換し、これをリーダライタ５０を介してメモリーカード５１に書込むようになされている。

なおフォーカシングは、例えばシャッタレリーズボタンが半押し、或は記録のために全押しされた場合に、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部８０がズームレンズ１（又は２、３、４）を駆動制御することにより行われる。

またメモリーカード５１に記録された画像データを再生する場合、ＣＰＵ６０が入力部７０に対する操作に応じてリーダライタ５０によりメモリーカード５１から画像データを読み出し、画像処理部３０により伸張復号化処理した後、これをＬＣＤ４０へ出力する。

ＬＣＤ４０では、画像処理部３０により伸張復号化処理された画像データに基づいて再生画像を表示するようになされている。

因みに、この実施の形態では、本発明の撮像装置をデジタルスチルカメラに適用するようにした場合について説明したが、例えば、デジタルビデオカメラといった他の撮像装置等に適用することも可能である。

＜５．他の実施の形態＞
その他、上述した実施の形態及び第１数値実施例乃至第４数値実施例において示した各部の具体的な形状や構造並びに数値は、本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって、本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

なお上述の実施の形態においては、第１数値実施例乃至第４数値実施例に基づいて表１３の具体的な数値を示すようにした場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限らず、条件式（１）乃至（５）を満足する範囲内であれば、その他種々の具体的な数値を用いるようにしても良い。

また上述の第１乃至第４数値実施例においては、第２レンズ群Ｇ２の全体を光軸に略垂直な方向へシフトさせることにより、少ない収差変動により像をシフトさせるようにした場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限らず、第２レンズ群Ｇ２の代わりに、第１レンズ群Ｇ１や第３レンズ群Ｇ３を用いて像をシフトさせるようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、撮像装置としてデジタルスチルカメラ１００を一例として示したが、撮像装置の具体的な対象としては、これに限られるものではなく、デジタルビデオカメラ、携帯電話機、カメラが搭載されたパーソナルコンピュータ、カメラが組み込まれたＰＤＡ等のその他種々の電子機器に広く適用することができる。

１、２、３、４……ズームレンズ、Ｇ１……第１レンズ群、Ｇ２……第２レンズ群、Ｇ３……第３レンズ群、１５……カメラブロック、１６……撮像素子、２０……カメラ信号処理部、３０……画像処理部、４０……ＬＣＤ、５０……リーダライタ、５１……メモリーカード、６０……ＣＰＵ、７０……入力部、８０……レンズ駆動制御部。

Claims (5)

1. 物体側から順に、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レンズ群によって構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、上記第１レンズ群と上記第２レンズ群との空気間隔が減少し、上記第２レンズ群と上記第３レンズ群との空気間隔が増大するように上記第１レンズ群が移動すると共に上記第２レンズ群が物体側へ移動するズームレンズであって、
   上記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、両面が非球面に形成され像側に凹面を向けた負レンズと、少なくとも１面が非球面に形成され物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの２枚からなり、以下の条件式（１）を満足するズームレンズ。
   （１）２．８＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜３．３
   但し、
   ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端状態における全体の焦点距離
   とする。
2. 上記撮像装置において、
   以下の条件式（２）乃至（４）を満足する
   請求項１に記載のズームレンズ。
   （２）１．０＜｜ｆ１２／ｆ１｜＜２．０
   （３）０．２５＜｜ｆ１１／ｆ１２｜＜０．４５
   （４）１．０＜Ｄ１／ｆｗ＜１．６
   但し、
   ｆ１１：上記負レンズの焦点距離
   ｆ１２：上記正メニスカスレンズの焦点距離
   ｆ１ ：上記第１レンズ群の焦点距離
   Ｄ１ ：上記第１レンズ群の光軸上の厚さ
   ｆｗ ：広角端状態の焦点距離
   とする。
3. 上記撮像装置において、
   以下の条件式（５）を満足する
   請求項２に記載のズームレンズ。
   （５）０．８０＜｜β_２Ｔ／√Ｚｒ｜＜１．０５
   但し、
   β_２Ｔ：第２レンズ群の望遠端状態における横倍率
   Ｚｒ ：広角端状態から望遠端状態までのズーム比
   とする。
4. 上記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、少なくとも物体側の面に非球面が形成され物体側に凸面を向けた正レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズとによって構成される接合レンズからなる
   請求項３に記載のズームレンズ。
5. ズームレンズと、当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを具え、
   上記ズームレンズは、
   物体側から順に、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レンズ群によって構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、上記第１レンズ群と上記第２レンズ群との空気間隔が減少し、上記第２レンズ群と上記第３レンズ群との空気間隔が増大するように上記第１レンズ群が移動すると共に上記第２レンズ群が物体側へ移動するように構成され、
   上記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、両面が非球面に形成され像側に凹面を向けた負レンズと、少なくとも１面が非球面に形成され物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの２枚からなり、以下の条件式（１）を満足する撮像装置。
   （１）２．８＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜３．３
   但し、
   ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端状態における全体の焦点距離
   とする。

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