JP3867462B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズに関するものであり、更に詳しくは、特にデジタルスチルカメラに適した、小型で安価なズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータの普及に伴い、フロッピーディスク等に手軽に画像を取り込めるデジタルスチルカメラが普及しつつある。このようなデジタルスチルカメラの普及に伴い、より安価なデジタルスチルカメラが求められてきており、撮影光学系にもより一層のコストダウンが要望されている。一方、光電変換素子の画素数は年々増加の傾向にあり、撮影光学系にはより高性能なものが求められているので、コストダウンと高性能化という、相反する要求に応えていく必要がある。
【０００３】
このため、従来より、例えば特開平６−２０１９９３号公報，特開平１−１９１８２０号公報に記載されている如く、負のパワーを持つ第１群と、正のパワーをそれぞれ持つ第２群，第３群とより成り、プラスチックレンズを使用していると思われる光学系の構成が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各公報に開示されているような構成では、まだまだ小型，高性能化、コストダウンの余地が残されている。本発明は、このような問題点に鑑み、負正２成分ズームにプラスチックレンズを効果的に配する事により、特にデジタルスチルカメラに適した、小型，高画質で安価なズームレンズを提供する事を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のズームレンズは、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群とで構成され、少なくとも第１レンズ群と第２レンズ群が移動し、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔、及び第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を変える事により、変倍を行うズームレンズであって、前記第３レンズ群を構成するレンズの内、少なくとも１枚が以下の条件式(5)を満足するプラスチックレンズであるとともに、以下の条件式(2')及び(12)を満足する事を特徴とする。
−０．３０＜Ｍ３／Ｍ２≦０．００ …(2')
｜φＰ／φ３｜＜１．７０ …(5)
０．１＜φ３／φＷ＜０．６０ …(12)
但し、
Ｍ３：第３レンズ群の移動量（広角端を基準にして物体側を−とする）
Ｍ２：第２レンズ群の移動量（広角端を基準にして物体側を−とする）
φＰ：プラスチックレンズのパワー
φ３：第３レンズ群のパワー
φＷ：広角端での全系のパワー
である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１〜図９は、それぞれ第１〜第９の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示している。ただし、第１，第４，第６の実施形態は本発明の参考のためのものであり、本発明に属さないものである。各図の左側が物体側、右側が像側である。尚、各図中の矢印は、ズーム時の各レンズ群の広角端から望遠端への移動の様子を模式的に表したものである。破線で表す矢印は、移動しない事を示している。また、各図はそのズーム時の広角端の状態を示している。そして、各図に示すように、各実施形態は負正正３成分ズームであり、物体側から順に、第１レンズ群Ｇｒ１，第２レンズ群Ｇｒ２，第３レンズ群Ｇｒ３から構成され、少なくとも２つのレンズ群が移動するタイプである。
【００２１】
Ｇｒ１は全体として負のパワーを有する。また、Ｇｒ２及びＧｒ３は全体として正のパワーを有する。物体側から順に、１枚目〜８枚目のレンズをそれぞれＧ１〜Ｇ８とする。各実施形態の各レンズ群は、それぞれこれらのレンズを適宜組み合わせた構成となっている。そして、Ｇｒ２には絞りＳが含まれている。尚、像側端部の平行平板はローパスフィルターＬＰＦである。
【００２２】
図１に示すように、第１の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から２枚目（Ｇ２）及び６枚目（Ｇ６）のレンズがプラスチックレンズである。また、図２に示すように、第２の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から２枚目（Ｇ２），及び７枚目（Ｇ７）のレンズがプラスチックレンズである。
【００２３】
さらに、図３に示すように、第３の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から１枚目（Ｇ１）及び７枚目（Ｇ７）のレンズがプラスチックレンズである。また、図４に示すように、第４の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から２枚目（Ｇ２）及び５枚目（Ｇ５）のレンズがプラスチックレンズである。また、図５に示すように、第５の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から１枚目（Ｇ１）及び７枚目（Ｇ７）のレンズがプラスチックレンズである。
【００２４】
また、図６に示すように、第６の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から２枚目（Ｇ２）及び５枚目（Ｇ５）のレンズがプラスチックレンズである。また、図７に示すように、第７の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から２枚目（Ｇ２），５枚目（Ｇ５），６枚目（Ｇ６），及び７枚目（Ｇ７）のレンズがプラスチックレンズである。
【００２５】
さらに、図８に示すように、第８の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から２枚目（Ｇ２），５枚目（Ｇ５），６枚目（Ｇ６），７枚目（Ｇ７）及び８枚目（Ｇ８）のレンズがプラスチックレンズである。最後に、図９に示すように、第９の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から２枚目（Ｇ２），６枚目（Ｇ６），及び７枚目（Ｇ７）のレンズがプラスチックレンズである。
【００２６】
以下に、光学系について望ましい条件を記す。上記各実施形態の光学系は、以下の条件式（１）を満足する事が望ましい。
−０．８＜Ｃｐ×（Ｎ′−Ｎ）／φＷ＜０．８ （１）
但し、
Ｃｐ：プラスチックレンズ曲率
φＷ：広角端での全系のパワー
Ｎ ：非球面の物体側媒質のｄ線の屈折率
Ｎ′：非球面の像側媒質のｄ線の屈折率
である。
【００２７】
条件式（１）は、プラスチックレンズの面のパワーを規定する式である。面のパワーが強すぎると、温度変化に伴う面形状の変化により、諸収差が劣化する。この条件式の下限値以下になると、負のパワーが強くなりすぎ、逆に、上限値以上になると、正のパワーが強くなりすぎるため、第１レンズ群のプラスチックレンズの場合、主に温度変化に伴う像面湾曲の変動が大きくなる。また、第２レンズ群のプラスチックレンズの場合、主に温度変化に伴う球面収差の変動が大きくなる。そして、第３レンズ群のプラスチックレンズの場合、主に温度変化に伴う球面収差、及び周辺光束のコマ収差の変動が大きくなる。
【００２８】
各実施形態の光学系は、以下の条件式（２）を満足する事が望ましい。
−０．４５＜Ｍ３／Ｍ２＜０．９０ （２）
但し、
Ｍ３：第３レンズ群の移動量（広角端を基準にして物体側を−とする）
Ｍ２：第２レンズ群の移動量（広角端を基準にして物体側を−とする）
である。
【００２９】
条件式（２）は、第２レンズ群と第３レンズ群の移動量の比を規定する式であり、変倍を効率よく行うために第２，第３レンズ群の移動量を適切にするための条件である。従って、ズーム比を確保する必要がある光学系に有効であり、
φＷ／φＴ＞１．６
を満たす事が更に望ましい。
但し、
φＴ：望遠端での全系のパワー
である。
【００３０】
条件式（２）の下限値以下になると、第３レンズ群の変倍負担が大きくなり過ぎるため、変倍による球面収差、及び周辺光束のコマ収差の変動が著しくなる。逆に、上限値以上になると、第２レンズ群の移動量が増大し、広角側での周辺照度確保のため、前玉径の増大を招くとともに、第２レンズ群の変倍負担が大きくなり過ぎるため、変倍による球面収差の変動が大きくなる。
【００３１】
また、第３レンズ群にプラスチックレンズを用いる場合、第３レンズ群の収差補正能力が低下する傾向にあるので、上記条件式（２）の範囲を縮小して、
−０．３０＜Ｍ３／Ｍ２≦０．００ （２′）
とする事が望ましい。
【００３２】
また、第１レンズ群にプラスチックレンズを用いる場合、以下の条件式（３）を満足する事が望ましい。
｜φＰ／φ１｜＜１．２０ （３）
但し、
φＰ：プラスチックレンズのパワー
φ１：第１レンズ群のパワー
である。
【００３３】
条件式（３）は、第１レンズ群のパワーと第１レンズ群に含まれるプラスチックレンズのパワーとの比を規定する式であり、温度変化に伴う収差変動を適切に保つための条件である。この条件式の上限値以上になると、温度変化による像面湾曲、特に広角側での像面湾曲の変動が大きくなる。また、第１レンズ群で生じる収差補正に関しては、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズとを設ける事が望ましい。
【００３４】
また、第２レンズ群にプラスチックレンズを用いる場合、以下の条件式（４）を満足する事が望ましい。
｜φＰ／φ２｜＜２．５ （４）
但し、
φ２：第２レンズ群のパワー
である。
【００３５】
条件式（４）は、第２レンズ群のパワーと第２レンズ群に含まれるプラスチックレンズのパワーとの比を規定する式であり、温度変化に伴う収差変動を適切に保つための条件である。この条件式の上限値以上になると、温度変化による球面収差、特に望遠側での球面収差の変動が大きくなる。また、第２レンズ群で生じる収差補正に関しては、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズとを設ける事が望ましい。
【００３６】
また、第３レンズ群にプラスチックレンズを用いる場合、以下の条件式（５）を満足する事が望ましい。
｜φＰ／φ３｜＜１．７０ （５）
但し、
φ３：第３レンズ群のパワー
である。
【００３７】
条件式（５）は、第３レンズ群のパワーと第３レンズ群に含まれるプラスチックレンズのパワーとの比を規定する式であり、温度変化に伴う収差変動を適切に保つための条件である。この条件式の上限値以上になると、温度変化による球面収差、及び周辺光束のコマ収差の変動が大きくなる。また、第３レンズ群で生じる収差補正に関しては、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズとを設ける事が望ましい。
【００３８】
条件式（３），（４），（５）については、下限値を規定していないが、条件式の値が小さくなるという事は、プラスチックレンズのパワーが弱くなる事を意味し、温度変化による収差変動に対しては望ましい方向である。しかし、常温時の収差補正に対しては効果がなく、プラスチックレンズを設けている意味がなくなるので、プラスチックレンズが以下の条件式（６）を満足する場合、非球面を必ず設ける事が必要である。
【００３９】
０≦｜φＰ／φＡ｜＜０．４５ （６）
但し、
φＡ：プラスチックレンズを含むレンズ群のパワー
である。無論、この条件式の上限値以上となるプラスチックレンズに非球面を設けても差し支えない。
【００４０】
以上のように非球面を設ける場合、以下の条件式を満足する事が望ましい。まず、第１レンズ群のプラスチックレンズに非球面を設ける場合、以下の条件式（７）を満足する事が望ましい。
【００４１】
但し、
Ｃ0 ：非球面の基準球面曲率
Ｎ′：非球面の像側媒質のｄ線の屈折率
Ｎ ：非球面の物体側媒質のｄ線の屈折率
Ｘ ：非球面の光軸と垂直方向高さでの光軸方向の変位量（物体側方向−）
Ｘ0 ：非球面基準球面の光軸と垂直方向高さでの光軸方向の変位量（物体側方向−）
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
である。
【００４２】
条件式（７）の下限値以下になると、広角側、特に近接時での正の歪曲収差が大きくなるとともに、像面のオーバー側への倒れが大きくなる。逆に、上限値以上になると、非球面の効果が殆ど得られず、非球面を設ける意味が無くなり、広角側、特に近接時での負の歪曲収差、像面のアンダー側への倒れが補正不足となる。尚、第１レンズ群に非球面が複数ある場合、少なくともその１面がこの条件式を満足していれば良く、他の面は他の収差との兼ね合いでこの条件式を満足していなくても差し支えない。
【００４３】
次に、第２レンズ群のプラスチックレンズに非球面を設ける場合、以下の条件式（８）を満足する事が望ましい。
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
である。
【００４４】
条件式（８）は、非球面が第２レンズ群の正のパワーを弱めるような形状である事を意味しており、主に球面収差を適切に補正するための条件である。この条件式の下限値以下になると、主に望遠側での球面収差のオーバー傾向が著しくなる。逆に、上限値以上になると、非球面の効果が殆ど得られず、非球面を設ける意味が無くなり、主に望遠側での球面収差が補正不足となる。尚、第２レンズ群に非球面が複数ある場合、少なくともその１面がこの条件式を満足していれば良く、他の面は他の収差との兼ね合いでこの条件式を満足していなくても差し支えない。
【００４５】
また、第３レンズ群のプラスチックレンズに非球面を設ける場合、以下の条件式（９）を満足する事が望ましい。
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
である。
【００４６】
条件式（９）は、非球面が第３レンズ群の正のパワーを弱めるような形状である事を意味しており、球面収差と周辺光束のコマ収差を適切に補正するための条件である。この条件式の下限値以下になると、球面収差のオーバー傾向及び周辺光束のコマ収差が著しくなる。逆に、上限値以上になると、非球面の効果が殆ど得られず、非球面を設ける意味が無くなり、球面収差及び周辺光束のコマ収差が補正不足となる。尚、第３レンズ群に非球面が複数ある場合、少なくともその１面がこの条件式を満足していれば良く、他の面は他の収差との兼ね合いでこの条件式を満足していなくても差し支えない。
【００４７】
また、各実施形態の光学系は、以下の条件式（１０）を満足する事が望ましい。
０．２０＜｜φ１／φＷ｜＜０．７０ （１０）
条件式（１０）は、第１レンズ群のパワーを規定する式であり、収差補正及び光学系の大きさを適切に保つための条件である。この条件式の下限値以下になると、第１レンズ群のパワーが弱くなりすぎるため、収差補正には有利であるが、全長及び前玉径の増大を招く。逆に、上限値以上になると、第１レンズ群のパワーが強くなりすぎるため、収差劣化、特にオーバー側への像面の倒れが著しくなるとともに、広角側での樽型の歪曲収差が著しくなり、屈折率が低く、分散値が限定されるプラスチックレンズを用いると、十分に補正する事が困難となり、レンズ枚数の増加を招く。
【００４８】
また、各実施形態の光学系は、以下の条件式（１１）を満足する事が望ましい。
０．２５＜φ２／φＷ＜０．７５ （１１）
条件式（１１）は、第２レンズ群のパワーを規定する式であり、収差補正及び光学系の大きさを適切に保つための条件である。条件式（１１）の下限値以下になると、第２レンズ群のパワーが弱くなりすぎるため、収差補正には有利であるが、全長及び前玉径の増大を招く。逆に、上限値以上になると、第２レンズ群のパワーが強くなりすぎるため、収差劣化、特に球面収差のアンダー傾向が著しくなり、屈折率が低く、分散値が限定されるプラスチックレンズを用いると、十分に補正する事が困難となり、レンズ枚数の増加を招く。
【００４９】
また、各実施形態の光学系は、以下の条件式（１２）を満足する事が望ましい。
０．１＜φ３／φＷ＜０．６０ （１２）
条件式（１２）は、第３レンズ群のパワーを規定する式であり、収差補正及び光学系の大きさを適切に保つための条件である。条件式（１２）の下限値以下になると、第３レンズ群のパワーが弱くなりすぎるため、収差補正には有利であるが、全長及び前玉径の増大を招く。逆に、上限値以上になると、第３レンズ群のパワーが強くなりすぎるため、収差劣化、特に球面収差のアンダー傾向が著しくなり、屈折率が低く、分散値が限定されるプラスチックレンズを用いると、十分に補正する事が困難となり、レンズ枚数の増加を招く。
【００５０】
また、条件式（１０），（１１），（１２）の上限値以上になると、プラスチックレンズのパワーが強くなる傾向にあるので、条件式（３）と（１０）、条件式（４）と（１１）、条件式（５）と（１２）は同時に満たす事が更に望ましい。
【００５１】
また、各実施形態の光学系は、以下の条件式（１３）を満足する事が望ましい。
−１．４＜ΣφＰｉ／φＷ×ｈｉ＜１．４ （１３）
但し、
φＰｉ：ｉ番目のプラスチックレンズのパワー
ｈｉ：近軸追跡における初期条件を換算傾角α１＝０，高さｈ１＝１としたときの、望遠端でのｉ番目のプラスチックレンズへの近軸軸上光線の物体側面入射高さ
である。
【００５２】
条件式（１３）は、温度変化に伴うレンズバックの変化を抑制するための条件であり、各プラスチックレンズの温度変化に伴うレンズバックの影響度の総和である。従って、プラスチックレンズを複数枚使用する際には、各々影響度を打ち消し合うように、正レンズと負レンズとを含む事が望ましい。この条件式の下限値以下になると、負のパワーを有するプラスチックレンズの温度変化によるバック変動が大きくなり、逆に、上限値以上になると、正のパワーを有するプラスチックレンズの温度変化によるバック変動が大きくなるため、いずれの場合も、温度変化に応じてレンズバックを補正するための機構が必要となる。
【００５３】
また、各実施形態の光学系は、以下の条件式（１４）を満足する事が望ましい。
０．５＜ｌｏｇ（β２Ｔ／β２Ｗ）／ｌｏｇＺ＜２．２ （１４）
但し、
β２Ｗ：広角端での第２レンズ群の横倍率
β２Ｔ：望遠端での第２レンズ群の横倍率
Ｚ：ズーム比
ｌｏｇ：自然対数（但し条件式では比を取っているので、底数は限定されない）
である。
【００５４】
本発明のズームタイプでは、第２レンズ群の変倍負担が最も大きい。変倍負担が大きくなると、変倍に伴う収差劣化もそれに応じて大きくなるので、良好に収差補正を行うには、変倍負担を複数のレンズ群で分担させる事が効率的である。条件式（１４）は、本発明のズームタイプとしては変倍負担が最も大きい第２レンズ群の変倍負担を規定する式である。
【００５５】
この条件式の下限値以下になると、第２レンズ群の変倍負担が小さくなり過ぎるため、第２レンズ群の収差補正には有利であるが、光学系として他の群の収差負担に影響があり、結局他の群のレンズ枚数が増えたり光学系全体が大きくなったりする。逆に、上限値以上になると、変倍負担が大きくなり過ぎるため、主に変倍による球面収差の変動が大きくなる。
【００５６】
また、各実施形態の光学系は、以下の条件式（１５）を満足する事が望ましい。
−１．２＜ｌｏｇ（β３Ｔ／β３Ｗ）／ｌｏｇＺ＜０．５ （１５）
但し、
β３Ｗ：広角端での第３レンズ群の横倍率
β３Ｔ：望遠端での第３レンズ群の横倍率
である。
【００５７】
条件式（１５）は、第３レンズ群の変倍負担を規定する式である。この条件式がマイナスになるという事は、減倍している事を意味しており、変倍に関しては不利となるが、変倍時に移動する事により、変倍時の他のレンズによる収差劣化を補正する効果がある。この条件式の下限値以下になると、減倍し過ぎるため、結局他のレンズ群でその分を補う必要があり、他のレンズ群のレンズ枚数の増加や光学系全体の全長増加を招く。逆に、上限値以上になると、変倍負担が大きくなり過ぎるため、変倍により球面収差及びコマ収差の変動が大きくなる。
【００５８】
また、各実施形態の光学系は、以下の条件式（１６）を満足する事が望ましい。
条件式（１６）は、第２レンズ群と第３レンズ群の変倍負担の比を規定する式である。この条件式の下限値以下になると、第３レンズ群の減倍に伴う第２レンズ群の変倍負担が大きくなり過ぎるため、変倍による球面収差の変動が大きくなる。逆に、上限値以上になると、第３レンズ群の変倍負担が大きくなり過ぎるため、変倍による球面収差、及びコマ収差の変動が大きくなる。
【００５９】
以下、本発明に係るズームレンズの光学系の構成を、コンストラクションデータ，収差図等を挙げて、更に具体的に示す。尚、以下に挙げる実施例１〜９は、前述した第１〜第９の実施形態にそれぞれ対応しており、第１〜第９の実施形態を表すレンズ構成図（図１〜図９）は、対応する実施例１〜９のレンズ構成をそれぞれ示している。したがって、第１，第４，第６の実施形態にそれぞれ対応する実施例１，４，６は本発明の単なる参考例であり、本発明に属さないものである。
【００６０】
各実施例において、ri(i=1,2,3...)は、物体側から数えてi 番目の面及びその曲率半径を示し、di(i=1,2,3...)は、物体側から数えてi 番目の軸上面間隔を示し、Ni(i=1,2,3...)，νi(i=1,2,3...) は、それぞれ物体側から数えてi 番目のレンズのｄ線に対する屈折率，アッベ数を示す。また、実施例中の全系の焦点距離ｆ，及び全系のＦナンバーＦＮＯ、並びに第１レンズ群と第２レンズ群との間隔，第２レンズ群と第３レンズ群との間隔，及び第３レンズ群とＬＰＦとの間隔は、左から順に、広角端（Ｗ），中間焦点距離（Ｍ），望遠端（Ｔ）でのそれぞれの値に対応している。尚、各実施例中、曲率半径に＊印を付した面は、非球面で構成された面である事を示し、非球面の面形状を表す式は、以下に定義する。
【００６１】
Ｘ＝Ｘ0＋ΣＡiＹi ・・・・・（ａ）
Ｘ0 ＝ＣＹ2／｛１＋（１−εＣ2Ｙ2）1/2｝ ・・・・・（ｂ）
但し、
Ｘ ：光軸方向の基準面からの変位量
Ｙ ：光軸と垂直な方向の高さ
Ｃ ：近軸曲率
ε ：２次曲面パラメータ
Ａi ：ｉ次の非球面係数
である。
【００６２】
【００６３】
[第３面(r3)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.38905×10-3
A6= 0.24379×10-5
A8= 0.38282×10-6
[第１２面(r12)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.13386×10-2
A6=-0.11975×10-4
A8=-0.53773×10-5
【００６４】
【００６５】
[第３面(r3)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.35342×10-3
A6= 0.71258×10-6
A8= 0.33647×10-6
[第１４面(r14)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.23473×10-3
A6= 0.43912×10-5
A8= 0.10409×10-6
【００６６】
【００６７】
[第１面(r1)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.15951×10-3
A6= 0.14779×10-6
A8= 0.56026×10-7
[第１４面(r14)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.27776×10-3
A6= 0.23365×10-5
A8= 0.19731×10-6
【００６８】
【００６９】
[第３面(r3)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.24908×10-3
A6=-0.62198×10-7
A8= 0.10295×10-6
[第１１面(r11)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.39625×10-2
A6= 0.16585×10-3
A8= 0.13563×10-4
【００７０】
【００７１】
[第１面(r1)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.19398×10-3
A6= 0.47895×10-6
A8= 0.46069×10-7
[第１４面(r14)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.37579×10-3
A6=-0.11089×10-5
A8= 0.87379×10-7
【００７２】
【００７３】
[第３面(r3)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.24372×10-3
A6=-0.10309×10-6
A8= 0.84837×10-7
[第１０面(r10)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.35107×10-2
A6=-0.17279×10-3
A8=-0.80824×10-5
[第１３面(r13)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.11613×10-3
A6=-0.34635×10-4
A8= 0.66386×10-6
【００７４】
【００７５】
[第３面(r3)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.17978×10-3
A6=-0.30828×10-6
A8= 0.71904×10-7
[第１２面(r12)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.18066×10-2
A6=-0.54257×10-4
A8=-0.76508×10-5
[第１５面(r15)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.29756×10-3
A6=-0.62953×10-5
A8=-0.77785×10-7
【００７６】
【００７７】
[第３面(r3)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.16055×10-3
A6= 0.48397×10-7
A8= 0.67121×10-7
[第１２面(r12)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.25048×10-2
A6=-0.87701×10-4
A8=-0.12082×10-4
[第１４面(r14)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.52484×10-3
A6= 0.58442×10-5
A8= 0.87159×10-8
[第１７面(r17)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.91828×10-3
A6=-0.59033×10-5
A8= 0.27335×10-6
【００７８】
【００７９】
[第３面(r3)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.28799×10-3
A6= 0.40089×10-5
A8= 0.14823×10-6
[第１２面(r12)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.62816×10-3
A6=-0.22891×10-4
A8= 0.42945×10-6
[第１５面(r15)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.60130×10-3
A6=-0.42374×10-5
A8= 0.11268×10-7
【００８０】
また、図１０〜図１８は、それぞれ前記実施例１〜９に対応する無限遠の収差図であり、各図において、上段は広角端〔Ｗ〕、中段は中間焦点距離〔Ｍ〕、下段は望遠端〔Ｔ〕をそれぞれ表している。そして、球面収差図において、実線（ｄ）はｄ線を表し、破線（ＳＣ）は正弦条件を表している。また、非点収差図において、実線（ＤＳ）と破線（ＤＭ）は、それぞれサジタル面とメリディオナル面での非点収差を表している。実施例１〜９は、上記各条件式を満足する。また以下に、各実施例１〜９における、前記条件式（１）〜（５），（１０）〜（１６）に対応する値を示す。
【００８１】
【００８２】
【００８３】
【００８４】
【００８５】
【００８６】
【００８７】
また以下に、上記非球面の条件式（７）〜（９）に対応する値を示す。ここでのＹは非球面最大光路高さである。
【００８８】
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【００９２】
【００９３】
【００９４】
【００９５】
【００９６】
【００９７】
また、図１９は、第１０の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示している。ただし、第１０の実施形態は本発明の参考のためのものであり、本発明に属さないものである。同図の左側が物体側、右側が像側である。尚、図中の矢印は、ズーム時の各レンズ群の広角端から望遠端への移動の様子を模式的に表したものである。破線で表す矢印は、移動しない事を示している。また、同図はそのズーム時の広角端の状態を示している。そして、同図に示すように、本実施形態は負正正３成分ズームであり、物体側から順に、第１レンズ群Ｇｒ１，第２レンズ群Ｇｒ２，第３レンズ群Ｇｒ３から構成され、２つのレンズ群が移動するタイプである。
【００９８】
Ｇｒ１は全体として負のパワーを有する。また、Ｇｒ２及びＧｒ３は全体として正のパワーを有する。物体側から順に、１枚目〜６枚目のレンズをそれぞれＧ１〜Ｇ６とする。本実施形態の各レンズ群は、それぞれこれらのレンズを適宜組み合わせた構成となっている。そして、Ｇｒ２には絞りＳが含まれている。尚、像側端部の平行平板はローパスフィルターＬＰＦである。同図に示すように、本実施形態では、同図の斜線で示す物体側から１枚目（Ｇ１）及び５枚目（Ｇ５）のレンズがプラスチックレンズである。
【００９９】
以下に挙げる実施例１０のコンストラクションデータは、前述した第１０の実施形態に対応しており、第１０の実施形態を表すレンズ構成図（図１９）は、対応する実施例１０のレンズ構成を示している。したがって、第１０の実施形態に対応する実施例１０は本発明の単なる参考例であり、本発明に属さないものである。また、実施例１０のコンストラクションデータの表示の構成は、上記実施例１〜９で示したものと同様である。
【０１００】
【０１０１】
[第１面(r1)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.43400×10-3
A6=-0.55461×10-5
A8= 0.27915×10-7
[第２面(r2)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.26861×10-3
A6= 0.25040×10-5
A8=-0.23353×10-6
[第１０面(r10)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.30306×10-3
A6=-0.13415×10-4
A8=-0.19911×10-5
[第１１面(r11)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.19342×10-2
A6= 0.59893×10-4
A8=-0.42081×10-5
【０１０２】
また、図２０は、前記実施例１０に対応する無限遠の収差図であり、同図において、上段は広角端〔Ｗ〕、中段は中間焦点距離〔Ｍ〕、下段は望遠端〔Ｔ〕をそれぞれ表している。そして、球面収差図において、実線（ｄ）はｄ線を表し、破線（ＳＣ）は正弦条件を表している。また、非点収差図において、実線（ＤＳ）と破線（ＤＭ）は、それぞれサジタル面とメリディオナル面での非点収差を表している。
【０１０３】
続いて、実施例１０における、前記条件式（１）〜（４），（１０）,（１１），（１３），（１４）に対応する値を示す。
【０１０４】
【０１０５】
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、負正２成分ズームにプラスチックレンズを効果的に配する事により、特にデジタルスチルカメラに適した、小型，高画質で安価なズームレンズを提供する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図２】第２の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図３】第３の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図４】第４の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図５】第５の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図６】第６の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図７】第７の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図８】第８の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図９】第９の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図１０】実施例１に対応する無限遠の収差図。
【図１１】実施例２に対応する無限遠の収差図。
【図１２】実施例３に対応する無限遠の収差図。
【図１３】実施例４に対応する無限遠の収差図。
【図１４】実施例５に対応する無限遠の収差図。
【図１５】実施例６に対応する無限遠の収差図。
【図１６】実施例７に対応する無限遠の収差図。
【図１７】実施例８に対応する無限遠の収差図。
【図１８】実施例９に対応する無限遠の収差図。
【図１９】第１０の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図２０】実施例１０に対応する無限遠の収差図。
【符号の説明】
Ｇ１〜Ｇ８ レンズ
ＬＰＦ ローパスフィルター
Ｇｒ１ 第１レンズ群
Ｇｒ２ 第２レンズ群
Ｇｒ３ 第３レンズ群
Ｓ 絞り
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズに関するものであり、更に詳しくは、特にデジタルスチルカメラに適した、小型で安価なズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータの普及に伴い、フロッピーディスク等に手軽に画像を取り込めるデジタルスチルカメラが普及しつつある。このようなデジタルスチルカメラの普及に伴い、より安価なデジタルスチルカメラが求められてきており、撮影光学系にもより一層のコストダウンが要望されている。一方、光電変換素子の画素数は年々増加の傾向にあり、撮影光学系にはより高性能なものが求められているので、コストダウンと高性能化という、相反する要求に応えていく必要がある。
【０００３】
このため、従来より、例えば特開平６−２０１９９３号公報，特開平１−１９１８２０号公報に記載されている如く、負のパワーを持つ第１群と、正のパワーをそれぞれ持つ第２群，第３群とより成り、プラスチックレンズを使用していると思われる光学系の構成が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各公報に開示されているような構成では、まだまだ小型，高性能化、コストダウンの余地が残されている。本発明は、このような問題点に鑑み、負正２成分ズームにプラスチックレンズを効果的に配する事により、特にデジタルスチルカメラに適した、小型，高画質で安価なズームレンズを提供する事を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のズームレンズは、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群とで構成され、少なくとも第１レンズ群と第２レンズ群が移動し、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔、及び第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を変える事により、変倍を行うズームレンズであって、前記第３レンズ群を構成するレンズの内、少なくとも１枚が以下の条件式(5)を満足するプラスチックレンズであるとともに、以下の条件式(2')及び(12)を満足する事を特徴とする。
−０．３０＜Ｍ３／Ｍ２≦０．００ …(2')
｜φＰ／φ３｜＜１．７０ …(5)
０．１＜φ３／φＷ＜０．６０ …(12)
但し、
Ｍ３：第３レンズ群の移動量（広角端を基準にして物体側を−とする）
Ｍ２：第２レンズ群の移動量（広角端を基準にして物体側を−とする）
φＰ：プラスチックレンズのパワー
φ３：第３レンズ群のパワー
φＷ：広角端での全系のパワー
である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１〜図９は、それぞれ第１〜第９の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示している。ただし、第１，第４，第６の実施形態は本発明の参考のためのものであり、本発明に属さないものである。各図の左側が物体側、右側が像側である。尚、各図中の矢印は、ズーム時の各レンズ群の広角端から望遠端への移動の様子を模式的に表したものである。破線で表す矢印は、移動しない事を示している。また、各図はそのズーム時の広角端の状態を示している。そして、各図に示すように、各実施形態は負正正３成分ズームであり、物体側から順に、第１レンズ群Ｇｒ１，第２レンズ群Ｇｒ２，第３レンズ群Ｇｒ３から構成され、少なくとも２つのレンズ群が移動するタイプである。
【００２１】
Ｇｒ１は全体として負のパワーを有する。また、Ｇｒ２及びＧｒ３は全体として正のパワーを有する。物体側から順に、１枚目〜８枚目のレンズをそれぞれＧ１〜Ｇ８とする。各実施形態の各レンズ群は、それぞれこれらのレンズを適宜組み合わせた構成となっている。そして、Ｇｒ２には絞りＳが含まれている。尚、像側端部の平行平板はローパスフィルターＬＰＦである。
【００２２】
図１に示すように、第１の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から２枚目（Ｇ２）及び６枚目（Ｇ６）のレンズがプラスチックレンズである。また、図２に示すように、第２の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から２枚目（Ｇ２），及び７枚目（Ｇ７）のレンズがプラスチックレンズである。
【００２３】
さらに、図３に示すように、第３の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から１枚目（Ｇ１）及び７枚目（Ｇ７）のレンズがプラスチックレンズである。また、図４に示すように、第４の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から２枚目（Ｇ２）及び５枚目（Ｇ５）のレンズがプラスチックレンズである。また、図５に示すように、第５の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から１枚目（Ｇ１）及び７枚目（Ｇ７）のレンズがプラスチックレンズである。
【００２４】
また、図６に示すように、第６の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から２枚目（Ｇ２）及び５枚目（Ｇ５）のレンズがプラスチックレンズである。また、図７に示すように、第７の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から２枚目（Ｇ２），５枚目（Ｇ５），６枚目（Ｇ６），及び７枚目（Ｇ７）のレンズがプラスチックレンズである。
【００２５】
さらに、図８に示すように、第８の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から２枚目（Ｇ２），５枚目（Ｇ５），６枚目（Ｇ６），７枚目（Ｇ７）及び８枚目（Ｇ８）のレンズがプラスチックレンズである。最後に、図９に示すように、第９の実施形態では、同図の斜線で示す物体側から２枚目（Ｇ２），６枚目（Ｇ６），及び７枚目（Ｇ７）のレンズがプラスチックレンズである。
【００２６】
以下に、光学系について望ましい条件を記す。上記各実施形態の光学系は、以下の条件式（１）を満足する事が望ましい。
−０．８＜Ｃｐ×（Ｎ′−Ｎ）／φＷ＜０．８ （１）
但し、
Ｃｐ：プラスチックレンズ曲率
φＷ：広角端での全系のパワー
Ｎ ：非球面の物体側媒質のｄ線の屈折率
Ｎ′：非球面の像側媒質のｄ線の屈折率
である。
【００２７】
条件式（１）は、プラスチックレンズの面のパワーを規定する式である。面のパワーが強すぎると、温度変化に伴う面形状の変化により、諸収差が劣化する。この条件式の下限値以下になると、負のパワーが強くなりすぎ、逆に、上限値以上になると、正のパワーが強くなりすぎるため、第１レンズ群のプラスチックレンズの場合、主に温度変化に伴う像面湾曲の変動が大きくなる。また、第２レンズ群のプラスチックレンズの場合、主に温度変化に伴う球面収差の変動が大きくなる。そして、第３レンズ群のプラスチックレンズの場合、主に温度変化に伴う球面収差、及び周辺光束のコマ収差の変動が大きくなる。
【００２８】
各実施形態の光学系は、以下の条件式（２）を満足する事が望ましい。
−０．４５＜Ｍ３／Ｍ２＜０．９０ （２）
但し、
Ｍ３：第３レンズ群の移動量（広角端を基準にして物体側を−とする）
Ｍ２：第２レンズ群の移動量（広角端を基準にして物体側を−とする）
である。
【００２９】
条件式（２）は、第２レンズ群と第３レンズ群の移動量の比を規定する式であり、変倍を効率よく行うために第２，第３レンズ群の移動量を適切にするための条件である。従って、ズーム比を確保する必要がある光学系に有効であり、
φＷ／φＴ＞１．６
を満たす事が更に望ましい。
但し、
φＴ：望遠端での全系のパワー
である。
【００３０】
条件式（２）の下限値以下になると、第３レンズ群の変倍負担が大きくなり過ぎるため、変倍による球面収差、及び周辺光束のコマ収差の変動が著しくなる。逆に、上限値以上になると、第２レンズ群の移動量が増大し、広角側での周辺照度確保のため、前玉径の増大を招くとともに、第２レンズ群の変倍負担が大きくなり過ぎるため、変倍による球面収差の変動が大きくなる。
【００３１】
また、第３レンズ群にプラスチックレンズを用いる場合、第３レンズ群の収差補正能力が低下する傾向にあるので、上記条件式（２）の範囲を縮小して、
−０．３０＜Ｍ３／Ｍ２≦０．００ （２′）
とする事が望ましい。
【００３２】
また、第１レンズ群にプラスチックレンズを用いる場合、以下の条件式（３）を満足する事が望ましい。
｜φＰ／φ１｜＜１．２０ （３）
但し、
φＰ：プラスチックレンズのパワー
φ１：第１レンズ群のパワー
である。
【００３３】
条件式（３）は、第１レンズ群のパワーと第１レンズ群に含まれるプラスチックレンズのパワーとの比を規定する式であり、温度変化に伴う収差変動を適切に保つための条件である。この条件式の上限値以上になると、温度変化による像面湾曲、特に広角側での像面湾曲の変動が大きくなる。また、第１レンズ群で生じる収差補正に関しては、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズとを設ける事が望ましい。
【００３４】
また、第２レンズ群にプラスチックレンズを用いる場合、以下の条件式（４）を満足する事が望ましい。
｜φＰ／φ２｜＜２．５ （４）
但し、
φ２：第２レンズ群のパワー
である。
【００３５】
条件式（４）は、第２レンズ群のパワーと第２レンズ群に含まれるプラスチックレンズのパワーとの比を規定する式であり、温度変化に伴う収差変動を適切に保つための条件である。この条件式の上限値以上になると、温度変化による球面収差、特に望遠側での球面収差の変動が大きくなる。また、第２レンズ群で生じる収差補正に関しては、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズとを設ける事が望ましい。
【００３６】
また、第３レンズ群にプラスチックレンズを用いる場合、以下の条件式（５）を満足する事が望ましい。
｜φＰ／φ３｜＜１．７０ （５）
但し、
φ３：第３レンズ群のパワー
である。
【００３７】
条件式（５）は、第３レンズ群のパワーと第３レンズ群に含まれるプラスチックレンズのパワーとの比を規定する式であり、温度変化に伴う収差変動を適切に保つための条件である。この条件式の上限値以上になると、温度変化による球面収差、及び周辺光束のコマ収差の変動が大きくなる。また、第３レンズ群で生じる収差補正に関しては、少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズとを設ける事が望ましい。
【００３８】
条件式（３），（４），（５）については、下限値を規定していないが、条件式の値が小さくなるという事は、プラスチックレンズのパワーが弱くなる事を意味し、温度変化による収差変動に対しては望ましい方向である。しかし、常温時の収差補正に対しては効果がなく、プラスチックレンズを設けている意味がなくなるので、プラスチックレンズが以下の条件式（６）を満足する場合、非球面を必ず設ける事が必要である。
【００３９】
０≦｜φＰ／φＡ｜＜０．４５ （６）
但し、
φＡ：プラスチックレンズを含むレンズ群のパワー
である。無論、この条件式の上限値以上となるプラスチックレンズに非球面を設けても差し支えない。
【００４０】
以上のように非球面を設ける場合、以下の条件式を満足する事が望ましい。まず、第１レンズ群のプラスチックレンズに非球面を設ける場合、以下の条件式（７）を満足する事が望ましい。
但し、
Ｃ0 ：非球面の基準球面曲率
Ｎ′：非球面の像側媒質のｄ線の屈折率
Ｎ ：非球面の物体側媒質のｄ線の屈折率
Ｘ ：非球面の光軸と垂直方向高さでの光軸方向の変位量（物体側方向−）
Ｘ0 ：非球面基準球面の光軸と垂直方向高さでの光軸方向の変位量（物体側方向−）
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
である。
【００４２】
条件式（７）の下限値以下になると、広角側、特に近接時での正の歪曲収差が大きくなるとともに、像面のオーバー側への倒れが大きくなる。逆に、上限値以上になると、非球面の効果が殆ど得られず、非球面を設ける意味が無くなり、広角側、特に近接時での負の歪曲収差、像面のアンダー側への倒れが補正不足となる。尚、第１レンズ群に非球面が複数ある場合、少なくともその１面がこの条件式を満足していれば良く、他の面は他の収差との兼ね合いでこの条件式を満足していなくても差し支えない。
【００４３】
次に、第２レンズ群のプラスチックレンズに非球面を設ける場合、以下の条件式（８）を満足する事が望ましい。
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
である。
【００４４】
条件式（８）は、非球面が第２レンズ群の正のパワーを弱めるような形状である事を意味しており、主に球面収差を適切に補正するための条件である。この条件式の下限値以下になると、主に望遠側での球面収差のオーバー傾向が著しくなる。逆に、上限値以上になると、非球面の効果が殆ど得られず、非球面を設ける意味が無くなり、主に望遠側での球面収差が補正不足となる。尚、第２レンズ群に非球面が複数ある場合、少なくともその１面がこの条件式を満足していれば良く、他の面は他の収差との兼ね合いでこの条件式を満足していなくても差し支えない。
【００４５】
また、第３レンズ群のプラスチックレンズに非球面を設ける場合、以下の条件式（９）を満足する事が望ましい。
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
である。
【００４６】
条件式（９）は、非球面が第３レンズ群の正のパワーを弱めるような形状である事を意味しており、球面収差と周辺光束のコマ収差を適切に補正するための条件である。この条件式の下限値以下になると、球面収差のオーバー傾向及び周辺光束のコマ収差が著しくなる。逆に、上限値以上になると、非球面の効果が殆ど得られず、非球面を設ける意味が無くなり、球面収差及び周辺光束のコマ収差が補正不足となる。尚、第３レンズ群に非球面が複数ある場合、少なくともその１面がこの条件式を満足していれば良く、他の面は他の収差との兼ね合いでこの条件式を満足していなくても差し支えない。
【００４７】
また、各実施形態の光学系は、以下の条件式（１０）を満足する事が望ましい。
０．２０＜｜φ１／φＷ｜＜０．７０ （１０）
条件式（１０）は、第１レンズ群のパワーを規定する式であり、収差補正及び光学系の大きさを適切に保つための条件である。この条件式の下限値以下になると、第１レンズ群のパワーが弱くなりすぎるため、収差補正には有利であるが、全長及び前玉径の増大を招く。逆に、上限値以上になると、第１レンズ群のパワーが強くなりすぎるため、収差劣化、特にオーバー側への像面の倒れが著しくなるとともに、広角側での樽型の歪曲収差が著しくなり、屈折率が低く、分散値が限定されるプラスチックレンズを用いると、十分に補正する事が困難となり、レンズ枚数の増加を招く。
【００４８】
また、各実施形態の光学系は、以下の条件式（１１）を満足する事が望ましい。
０．２５＜φ２／φＷ＜０．７５ （１１）
条件式（１１）は、第２レンズ群のパワーを規定する式であり、収差補正及び光学系の大きさを適切に保つための条件である。条件式（１１）の下限値以下になると、第２レンズ群のパワーが弱くなりすぎるため、収差補正には有利であるが、全長及び前玉径の増大を招く。逆に、上限値以上になると、第２レンズ群のパワーが強くなりすぎるため、収差劣化、特に球面収差のアンダー傾向が著しくなり、屈折率が低く、分散値が限定されるプラスチックレンズを用いると、十分に補正する事が困難となり、レンズ枚数の増加を招く。
【００４９】
また、各実施形態の光学系は、以下の条件式（１２）を満足する事が望ましい。
０．１＜φ３／φＷ＜０．６０ （１２）
条件式（１２）は、第３レンズ群のパワーを規定する式であり、収差補正及び光学系の大きさを適切に保つための条件である。条件式（１２）の下限値以下になると、第３レンズ群のパワーが弱くなりすぎるため、収差補正には有利であるが、全長及び前玉径の増大を招く。逆に、上限値以上になると、第３レンズ群のパワーが強くなりすぎるため、収差劣化、特に球面収差のアンダー傾向が著しくなり、屈折率が低く、分散値が限定されるプラスチックレンズを用いると、十分に補正する事が困難となり、レンズ枚数の増加を招く。
【００５０】
また、条件式（１０），（１１），（１２）の上限値以上になると、プラスチックレンズのパワーが強くなる傾向にあるので、条件式（３）と（１０）、条件式（４）と（１１）、条件式（５）と（１２）は同時に満たす事が更に望ましい。
【００５１】
また、各実施形態の光学系は、以下の条件式（１３）を満足する事が望ましい。
−１．４＜ΣφＰｉ／φＷ×ｈｉ＜１．４ （１３）
但し、
φＰｉ：ｉ番目のプラスチックレンズのパワー
ｈｉ：近軸追跡における初期条件を換算傾角α１＝０，高さｈ１＝１としたときの、望遠端でのｉ番目のプラスチックレンズへの近軸軸上光線の物体側面入射高さ
である。
【００５２】
条件式（１３）は、温度変化に伴うレンズバックの変化を抑制するための条件であり、各プラスチックレンズの温度変化に伴うレンズバックの影響度の総和である。従って、プラスチックレンズを複数枚使用する際には、各々影響度を打ち消し合うように、正レンズと負レンズとを含む事が望ましい。この条件式の下限値以下になると、負のパワーを有するプラスチックレンズの温度変化によるバック変動が大きくなり、逆に、上限値以上になると、正のパワーを有するプラスチックレンズの温度変化によるバック変動が大きくなるため、いずれの場合も、温度変化に応じてレンズバックを補正するための機構が必要となる。
【００５３】
また、各実施形態の光学系は、以下の条件式（１４）を満足する事が望ましい。
０．５＜ｌｏｇ（β２Ｔ／β２Ｗ）／ｌｏｇＺ＜２．２ （１４）
但し、
β２Ｗ：広角端での第２レンズ群の横倍率
β２Ｔ：望遠端での第２レンズ群の横倍率
Ｚ：ズーム比
ｌｏｇ：自然対数（但し条件式では比を取っているので、底数は限定されない）
である。
【００５４】
本発明のズームタイプでは、第２レンズ群の変倍負担が最も大きい。変倍負担が大きくなると、変倍に伴う収差劣化もそれに応じて大きくなるので、良好に収差補正を行うには、変倍負担を複数のレンズ群で分担させる事が効率的である。条件式（１４）は、本発明のズームタイプとしては変倍負担が最も大きい第２レンズ群の変倍負担を規定する式である。
【００５５】
この条件式の下限値以下になると、第２レンズ群の変倍負担が小さくなり過ぎるため、第２レンズ群の収差補正には有利であるが、光学系として他の群の収差負担に影響があり、結局他の群のレンズ枚数が増えたり光学系全体が大きくなったりする。逆に、上限値以上になると、変倍負担が大きくなり過ぎるため、主に変倍による球面収差の変動が大きくなる。
【００５６】
また、各実施形態の光学系は、以下の条件式（１５）を満足する事が望ましい。
−１．２＜ｌｏｇ（β３Ｔ／β３Ｗ）／ｌｏｇＺ＜０．５ （１５）
但し、
β３Ｗ：広角端での第３レンズ群の横倍率
β３Ｔ：望遠端での第３レンズ群の横倍率
である。
【００５７】
条件式（１５）は、第３レンズ群の変倍負担を規定する式である。この条件式がマイナスになるという事は、減倍している事を意味しており、変倍に関しては不利となるが、変倍時に移動する事により、変倍時の他のレンズによる収差劣化を補正する効果がある。この条件式の下限値以下になると、減倍し過ぎるため、結局他のレンズ群でその分を補う必要があり、他のレンズ群のレンズ枚数の増加や光学系全体の全長増加を招く。逆に、上限値以上になると、変倍負担が大きくなり過ぎるため、変倍により球面収差及びコマ収差の変動が大きくなる。
【００５８】
また、各実施形態の光学系は、以下の条件式（１６）を満足する事が望ましい。
【００５９】
以下、本発明に係るズームレンズの光学系の構成を、コンストラクションデータ，収差図等を挙げて、更に具体的に示す。尚、以下に挙げる実施例１〜９は、前述した第１〜第９の実施形態にそれぞれ対応しており、第１〜第９の実施形態を表すレンズ構成図（図１〜図９）は、対応する実施例１〜９のレンズ構成をそれぞれ示している。したがって、第１，第４，第６の実施形態にそれぞれ対応する実施例１，４，６は本発明の単なる参考例であり、本発明に属さないものである。
【００６０】
各実施例において、ri(i=1,2,3...)は、物体側から数えてi 番目の面及びその曲率半径を示し、di(i=1,2,3...)は、物体側から数えてi 番目の軸上面間隔を示し、Ni(i=1,2,3...)，νi(i=1,2,3...) は、それぞれ物体側から数えてi 番目のレンズのｄ線に対する屈折率，アッベ数を示す。また、実施例中の全系の焦点距離ｆ，及び全系のＦナンバーＦＮＯ、並びに第１レンズ群と第２レンズ群との間隔，第２レンズ群と第３レンズ群との間隔，及び第３レンズ群とＬＰＦとの間隔は、左から順に、広角端（Ｗ），中間焦点距離（Ｍ），望遠端（Ｔ）でのそれぞれの値に対応している。尚、各実施例中、曲率半径に＊印を付した面は、非球面で構成された面である事を示し、非球面の面形状を表す式は、以下に定義する。
【００６１】
Ｘ＝Ｘ0＋ΣＡiＹi ・・・・・（ａ）
Ｘ0 ＝ＣＹ2／｛１＋（１−εＣ2Ｙ2）1/2｝ ・・・・・（ｂ）
但し、
Ｘ ：光軸方向の基準面からの変位量
Ｙ ：光軸と垂直な方向の高さ
Ｃ ：近軸曲率
ε ：２次曲面パラメータ
Ａi ：ｉ次の非球面係数
である。
【００６２】
[第３面(r3)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.38905×10-3
A6= 0.24379×10-5
A8= 0.38282×10-6
[第１２面(r12)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.13386×10-2
A6=-0.11975×10-4
A8=-0.53773×10-5
【００６４】
[第３面(r3)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.35342×10-3
A6= 0.71258×10-6
A8= 0.33647×10-6
[第１４面(r14)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.23473×10-3
A6= 0.43912×10-5
A8= 0.10409×10-6
【００６６】
[第１面(r1)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.15951×10-3
A6= 0.14779×10-6
A8= 0.56026×10-7
[第１４面(r14)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.27776×10-3
A6= 0.23365×10-5
A8= 0.19731×10-6
【００６８】
[第３面(r3)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.24908×10-3
A6=-0.62198×10-7
A8= 0.10295×10-6
[第１１面(r11)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.39625×10-2
A6= 0.16585×10-3
A8= 0.13563×10-4
【００７０】
[第１面(r1)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.19398×10-3
A6= 0.47895×10-6
A8= 0.46069×10-7
[第１４面(r14)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.37579×10-3
A6=-0.11089×10-5
A8= 0.87379×10-7
【００７２】
[第３面(r3)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.24372×10-3
A6=-0.10309×10-6
A8= 0.84837×10-7
[第１０面(r10)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.35107×10-2
A6=-0.17279×10-3
A8=-0.80824×10-5
[第１３面(r13)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.11613×10-3
A6=-0.34635×10-4
A8= 0.66386×10-6
【００７４】
[第３面(r3)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.17978×10-3
A6=-0.30828×10-6
A8= 0.71904×10-7
[第１２面(r12)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.18066×10-2
A6=-0.54257×10-4
A8=-0.76508×10-5
[第１５面(r15)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.29756×10-3
A6=-0.62953×10-5
A8=-0.77785×10-7
【００７６】
[第３面(r3)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.16055×10-3
A6= 0.48397×10-7
A8= 0.67121×10-7
[第１２面(r12)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.25048×10-2
A6=-0.87701×10-4
A8=-0.12082×10-4
[第１４面(r14)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.52484×10-3
A6= 0.58442×10-5
A8= 0.87159×10-8
[第１７面(r17)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.91828×10-3
A6=-0.59033×10-5
A8= 0.27335×10-6
【００７８】
[第３面(r3)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.28799×10-3
A6= 0.40089×10-5
A8= 0.14823×10-6
[第１２面(r12)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.62816×10-3
A6=-0.22891×10-4
A8= 0.42945×10-6
[第１５面(r15)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.60130×10-3
A6=-0.42374×10-5
A8= 0.11268×10-7
【００８０】
また、図１０〜図１８は、それぞれ前記実施例１〜９に対応する無限遠の収差図であり、各図において、上段は広角端〔Ｗ〕、中段は中間焦点距離〔Ｍ〕、下段は望遠端〔Ｔ〕をそれぞれ表している。そして、球面収差図において、実線（ｄ）はｄ線を表し、破線（ＳＣ）は正弦条件を表している。また、非点収差図において、実線（ＤＳ）と破線（ＤＭ）は、それぞれサジタル面とメリディオナル面での非点収差を表している。実施例１〜９は、上記各条件式を満足する。また以下に、各実施例１〜９における、前記条件式（１）〜（５），（１０）〜（１６）に対応する値を示す。
【００８１】
また以下に、上記非球面の条件式（７）〜（９）に対応する値を示す。ここでのＹは非球面最大光路高さである。
【００８８】
また、図１９は、第１０の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示している。ただし、第１０の実施形態は本発明の参考のためのものであり、本発明に属さないものである。同図の左側が物体側、右側が像側である。尚、図中の矢印は、ズーム時の各レンズ群の広角端から望遠端への移動の様子を模式的に表したものである。破線で表す矢印は、移動しない事を示している。また、同図はそのズーム時の広角端の状態を示している。そして、同図に示すように、本実施形態は負正正３成分ズームであり、物体側から順に、第１レンズ群Ｇｒ１，第２レンズ群Ｇｒ２，第３レンズ群Ｇｒ３から構成され、２つのレンズ群が移動するタイプである。
【００９８】
Ｇｒ１は全体として負のパワーを有する。また、Ｇｒ２及びＧｒ３は全体として正のパワーを有する。物体側から順に、１枚目〜６枚目のレンズをそれぞれＧ１〜Ｇ６とする。本実施形態の各レンズ群は、それぞれこれらのレンズを適宜組み合わせた構成となっている。そして、Ｇｒ２には絞りＳが含まれている。尚、像側端部の平行平板はローパスフィルターＬＰＦである。同図に示すように、本実施形態では、同図の斜線で示す物体側から１枚目（Ｇ１）及び５枚目（Ｇ５）のレンズがプラスチックレンズである。
【００９９】
以下に挙げる実施例１０のコンストラクションデータは、前述した第１０の実施形態に対応しており、第１０の実施形態を表すレンズ構成図（図１９）は、対応する実施例１０のレンズ構成を示している。したがって、第１０の実施形態に対応する実施例１０は本発明の単なる参考例であり、本発明に属さないものである。また、実施例１０のコンストラクションデータの表示の構成は、上記実施例１〜９で示したものと同様である。
【０１００】
[第１面(r1)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.43400×10-3
A6=-0.55461×10-5
A8= 0.27915×10-7
[第２面(r2)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.26861×10-3
A6= 0.25040×10-5
A8=-0.23353×10-6
[第１０面(r10)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4=-0.30306×10-3
A6=-0.13415×10-4
A8=-0.19911×10-5
[第１１面(r11)の非球面係数]
ε= 0.10000×10
A4= 0.19342×10-2
A6= 0.59893×10-4
A8=-0.42081×10-5
【０１０２】
また、図２０は、前記実施例１０に対応する無限遠の収差図であり、同図において、上段は広角端〔Ｗ〕、中段は中間焦点距離〔Ｍ〕、下段は望遠端〔Ｔ〕をそれぞれ表している。そして、球面収差図において、実線（ｄ）はｄ線を表し、破線（ＳＣ）は正弦条件を表している。また、非点収差図において、実線（ＤＳ）と破線（ＤＭ）は、それぞれサジタル面とメリディオナル面での非点収差を表している。
【０１０３】
続いて、実施例１０における、前記条件式（１）〜（４），（１０）,（１１），（１３），（１４）に対応する値を示す。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、負正２成分ズームにプラスチックレンズを効果的に配する事により、特にデジタルスチルカメラに適した、小型，高画質で安価なズームレンズを提供する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図２】第２の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図３】第３の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図４】第４の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図５】第５の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図６】第６の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図７】第７の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図８】第８の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図９】第９の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図１０】実施例１に対応する無限遠の収差図。
【図１１】実施例２に対応する無限遠の収差図。
【図１２】実施例３に対応する無限遠の収差図。
【図１３】実施例４に対応する無限遠の収差図。
【図１４】実施例５に対応する無限遠の収差図。
【図１５】実施例６に対応する無限遠の収差図。
【図１６】実施例７に対応する無限遠の収差図。
【図１７】実施例８に対応する無限遠の収差図。
【図１８】実施例９に対応する無限遠の収差図。
【図１９】第１０の実施形態のズームレンズの光学系の構成を示す図。
【図２０】実施例１０に対応する無限遠の収差図。
【符号の説明】
Ｇ１〜Ｇ８ レンズ
ＬＰＦ ローパスフィルター
Ｇｒ１ 第１レンズ群
Ｇｒ２ 第２レンズ群
Ｇｒ３ 第３レンズ群
Ｓ 絞り
Claims (1)
- 物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群とで構成され、少なくとも第１レンズ群と第２レンズ群が移動し、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔、及び第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を変える事により、変倍を行うズームレンズであって、前記第３レンズ群を構成するレンズの内、少なくとも１枚が以下の条件式(5)を満足するプラスチックレンズであるとともに、以下の条件式(2')及び(12)を満足する事を特徴とするズームレンズ；
−０．３０＜Ｍ３／Ｍ２≦０．００ …(2')
｜φＰ／φ３｜＜１．７０ …(5)
０．１＜φ３／φＷ＜０．６０ …(12)
但し、
Ｍ３：第３レンズ群の移動量（広角端を基準にして物体側を−とする）
Ｍ２：第２レンズ群の移動量（広角端を基準にして物体側を−とする）
φＰ：プラスチックレンズのパワー
φ３：第３レンズ群のパワー
φＷ：広角端での全系のパワー
である。
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