JP4097930B2

JP4097930B2 - ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置

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Publication number: JP4097930B2
Application number: JP2001351623A
Authority: JP
Inventors: あずさ野口; 伸一三原
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2021-11-16
Also published as: US20030189762A1; JP2003149555A; US6744564B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置に関し、特に、ズームレンズ等の光学系部分の工夫により奥行き方向の薄型化を実現したズームレンズ及びそれを用いたビデオカメラやデジタルカメラ等の電子撮像装置に関するものである。また、そのズームレンズはリアフォーカスを可能にならしめたものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、銀塩３５ｍｍフィルム（通称ライカ版）カメラに代わる次世代カメラとしてデジタルカメラ（電子カメラ）が注目されてきている。さらに、それは業務用高機能タイプからポータブルな普及タイプまで幅広い範囲でいくつものカテゴリーを有するようになってきている。本発明においては、特にポータブルな普及タイプのカテゴリーに注目し、高画質を確保しながら奥行きの薄いビデオカメラ、デジタルカメラを実現する技術を提供することを狙っている。
【０００３】
カメラの奥行き方向を薄くするのに最大のネックとなっているのは、光学系特にズームレンズ系の最も物体側の面から撮像面までの厚みである。最近では、撮影時に光学系をカメラボディ内からせり出し、携帯時に光学系をカメラボディ内に収納するいわゆる沈胴式鏡筒を採用することが主流になっている。しかしながら、使用するレンズタイプやフィルターによって光学系沈胴時の厚みが大きく異なる。特にズーム比やＦ値等仕様を高く設定するには、最も物体側のレンズ群が正の屈折力を有するいわゆる正先行型ズームレンズが適しているが、各々のレンズエレメントの厚みやデッドスペースが大きく、沈胴してもたいして厚みが薄くならない（特開平１１−２５８５０７号）。負先行型で特に２乃至３群構成のズームレンズはその点有利であるが、群内構成枚数が多かったり、エレメントの厚みが大きかったり、最も物体側のレンズが正レンズの場合も沈胴しても薄くならない（特開平１１−５２２４６号）。現在知られている中で電子撮像素子用に適しかつズーム比、画角、Ｆ値等含めた結像性能が良好で、沈胴厚を最も薄くできる可能性を有するものの例として、特開平１１−２８７９５３号、特開２０００−２６７００９、特開２０００−２７５５２０等のものがある。
【０００４】
第１群を薄くするには入射瞳位置を浅くするのがよいが、そのためには第２群の倍率を高くすることになる。一方、そのために第２群の負担が大きくなり、それ自身を薄くすることが困難になるばかりでなく、収差補正の困難さや製造誤差の効きが増大し好ましくない。薄型化小型化を実現するには、撮像素子を小さくすればよいが、同じ画素数とするためには画素ピッチを小さくする必要があり、感度不足を光学系でカバーしなければならない。回折の影響も然りである。
【０００５】
また、奥行きの薄いカメラボディにするために、合焦時のレンズ移動を前群で行うのではなく、後群で行ういわゆるリアフォーカスが駆動系のレイアウト上有効である。そのためには、リアフォーカスを実施したときの収差変動が少ない光学系を選択する必要性が出てくる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、構成枚数が少なく、リアフォーカス方式等機構レイアウト上小型で簡素にしやすく、無限遠から近距離まで安定した高い結像性能を有するズーム方式とズーム構成を選択し、さらには、ズームレンズの各レンズエレメントを薄くして各群の総厚を薄くしたりフィルター類の選択をも考慮して、ビデオカメラやデジタルカメラの徹底的薄型化を図ることである。
【０００７】
【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、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群よりなり、無限遠物点合焦時における広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群の間隔を変化させつつ、前記第２レンズ群が物体側へのみ移動し、かつ、前記第３レンズ群は第２レンズ群とは異なる軌跡で移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群は、物体側レンズ成分と像側レンズ成分の２つのレンズ成分からなり、その中一方のレンズ成分は正レンズと負レンズの接合レンズ成分、他方のレンズ成分は正の単レンズのみからなり、
前記物体側のレンズ成分が以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【０００８】
（１）０．６＜Ｒ_2FR／Ｒ_2FF＜１．０５
ただし、Ｒ_2FF、Ｒ_2FRはそれぞれ第２レンズ群の物体側レンズ成分の物体側面及び像側面における光軸上の曲率半径である。
【０００９】
以下、本発明において上記構成をとる理由と作用について説明する。
【００１０】
本発明のズームレンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群よりなり、無限遠物点合焦時における広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群の間隔を変化させつつ、第２レンズ群が物体側へのみ移動し、かつ、第３レンズ群は第２レンズ群とは異なる軌跡で移動するズームレンズにおいて、第２レンズ群は、物体側レンズ成分と像側レンズ成分の２つのレンズ成分からなり、その中一方のレンズ成分は正レンズと負レンズの接合レンズ成分、他方のレンズ成分は正の単レンズのみからなる（２成分３枚構成）ズームレンズを採用しており、さらに、その２成分の中、物体側のレンズ成分が以下の条件を満足するとよい。
【００１１】
（１）０．６＜Ｒ_2FR／Ｒ_2FF＜１．０５
ただし、Ｒ_2FF、Ｒ_2FRはそれぞれ第２レンズ群の物体側レンズ成分の物体側面及び像側面における光軸上の曲率半径である。
【００１２】
なお、本発明において、レンズとは、単一の媒質からなるレンズを一単位とし、接合レンズは複数のレンズからなるものとする。また、レンズ成分は、間に空気間隔を配さないレンズ群を意味し、単レンズ又は接合レンズを意味する。
【００１３】
古くから銀塩フィルムカメラ用ズームレンズとしてよく使用される負正の２群ズームレンズにおいて、それを小型化するために各焦点距離における正の後群（第２レンズ群）の倍率を高くするのがよいが、そのために、第２レンズ群のさらに像側に正レンズ成分を第３レンズ群として加え、広角端から望遠端に変倍する際に第２レンズ群との間隔を変化させるという方法がよく知られている。また、この第３レンズ群はフォーカス用としても使用できる可能性を有している。
【００１４】
そして、本発明の目的の達成、つまり、沈胴収納時のレンズ部総厚を薄くしてなおかつ第３レンズ群にてフォーカスをする際、非点収差を始めとする軸外収差の変動を抑制するために、第２レンズ群を、物体側から順に、物体側レンズ成分と像側レンズ成分の２つのレンズ成分からなり、その中一方のレンズ成分は正レンズと負レンズの接合レンズ成分、他方のレンズ成分は正の単レンズのみからなる構成することが必要不可欠要件となっている。
【００１５】
第３レンズ群にてフォーカスをする場合、収差変動が問題になるが、第３レンズ群に必要以上の量の非球面が入ると、その効果を出すために第１レンズ群・第２レンズ群で残存する非点収差を第３レンズ群にて補正することになり、ここで第３レンズ群がフォーカスのために動くと、そのバランスが崩れてしまい好ましくない。したがって、第３レンズ群でフォーカスする場合は、第１レンズ群・第２レンズ群で非点収差をズーム全域に亘り略取り切らねばならない。
【００１６】
よって、第３レンズ群は球面系又は少ない非球面量にて構成し、開口絞りを第２レンズ群の物体側に配し、第２レンズ群は、物体側レンズ成分と像側レンズ成分の２つのレンズ成分から構成し、その中一方のレンズ成分は正レンズと負レンズの接合レンズ成分、他方のレンズ成分は正の単レンズのみからなる３枚構成とするのがよい。
【００１７】
条件（１）の上限を越えると、全系収差の球面収差・コマ収差・非点収差の補正には有利だが、接合による偏心敏感度の緩和の効果が少ない。下限を越えると、全系収差の球面収差・コマ収差・非点収差の補正が困難になりやすい。
【００１８】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００１９】
（１）’ ０．６５＜Ｒ_2FR／Ｒ_2FF＜１．０
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００２０】
（１）” ０．７＜Ｒ_2FR／Ｒ_2FF＜０．９５
上記の２成分の中、接合成分は物体側の成分とするのがよく、さらに以下の条件を満足するとよい。
【００２１】
（２）０＜Ｌ／Ｒ_2FC＜０．８
（３）０．０１＜ｎ_2FN−ｎ_2FP＜０．２
（４） ν_2FN＜２６．５
ただし、Ｌは撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長、Ｒ_2FCは第２レンズ群の物体側成分の接合面の光軸上の曲率半径、ｎ_2FP、ｎ_2FNはそれぞれ第２レンズ群の物体側レンズ成分の正レンズ、負レンズのｄ線屈折率、ν_2FNは第２レンズ群の物体側レンズ成分における負レンズのｄ線基準アッベ数である。
【００２２】
条件（２）は軸上・倍率色収差の補正に関する規定であって、この条件の上限の０．８を越えると、第２レンズ群の接合レンズの厚みを薄くしやすいが、軸上色収差の補正が困難になる。下限の０を越えると、軸上色収差の補正には有利だが、接合レンズの厚みを厚くせざるを得ず、沈胴厚を薄くするのに足枷となる。
【００２３】
条件（３）は第２レンズ群物体側レンズ成分の正レンズ、負レンズの媒質屈折率差を規定したもので、下限値の０．０１を越えると、第２レンズ群内の２つの成分間の相対偏心敏感度を小さくする効果はあるが、コマ収差等の全体的な補正が困難になる。上限値の０．２を越えると、ズーム全域各収差の補正には有利であるが、第２レンズ群内の２つの成分間の相対偏心敏感度の改善には不利である。
【００２４】
条件（４）は軸上・倍率色収差の補正に関する規定であって、この条件の上限の２６．５を越えると、軸上色収差の補正不足を招く。下限はそれ以下に現実に適した媒質が存在しないため特に設けないが、あえて下限値を付けるとすれば、下限値を２０とし、ν_2FNがそれ以上となるようにするとよい。下限値２０を越えると、ガラス材料が高価となる。
【００２５】
なお、条件（２）〜（４）の何れか１つ以上あるいは全てを以下のようにするとよりよい。
【００２６】
（２）’ ０．０５＜Ｌ／Ｒ_2FC＜０．７５
（３）’ ０．０２＜ｎ_2FN−ｎ_2FP＜０．１８
（４）’ ν_2FN＜２６
さらに、条件（２）〜（４）の何れか１つ以上を以下のようにするとさらによい。特に全てを以下のようにすると最もよい。
【００２７】
（２）” ０．１＜Ｌ／Ｒ_2FC＜０．７
（３）” ０．０３＜ｎ_2FN−ｎ_2FP＜０．１６
（４）” ν_2FN＜２５．５
さらに、物体側レンズ成分を正レンズと負レンズの接合レンズ成分とし、像側レンズ成分を正の単レンズのみから構成する場合、その第２レンズ群の最も像側の正レンズに関して、以下の条件式を満足するのがよい。
【００２８】
（５） −１．０＜（Ｒ_2RF＋Ｒ_2RR）／（Ｒ_2RF−Ｒ_2RR）＜０．６
ただし、Ｒ_2RF、Ｒ_2RRはそれぞれ第２レンズ群の像側レンズ成分の物体側の面・像側の面の光軸上での曲率半径である。
【００２９】
第２レンズ群の物体側の正レンズ（接合されているレンズ）の空気接触面側に非球面を導入して球面収差を補正してＦ値を明るくするが、それでも条件（５）の下限値の−１．０を越えると、球面収差が発生しやすく、上限値の０．６を越えると、第１レンズ群に非球面を導入しても非点収差を補正し切れない。
【００３０】
なお、次のようにすればより好ましい。
【００３１】
（５）’ −０．７＜（Ｒ_2RF＋Ｒ_2RR）／（Ｒ_2RF−Ｒ_2RR）＜０．３４
さらに、次のようにすればさらに望ましい。
【００３２】
（５）” ０．０２５＜（Ｒ_2RF＋Ｒ_2RR）／（Ｒ_2RF−Ｒ_2RR）＜０．３４
また、収差補正のための非球面レンズは、第１レンズ群（歪曲収差・非点収差・コマ収差補正）と、第２レンズ群（球面収差補正）に各々１枚ずつ、全系で合計２枚とするのがよい。それ以上入れても効果は少なく、コスト高になるだけである。
【００３３】
また、広角端から望遠端に変倍する際、軸外の収差変動を少なくするため、第３レンズ群は、像側に凸の軌跡で動くようにするのがよい。
【００３４】
条件（５）を満たす系に対し、さらに以下の条件を満足すると、球面収差の補正上よい。
【００３５】
（６）５＜（Ｒ_2FF＋Ｒ_2FR）／（Ｒ_2FF−Ｒ_2FR）＜６０
ただし、Ｒ_2FF、Ｒ_2FRはそれぞれ第２レンズ群の物体側レンズ成分の最も物体側の面、最も像側の面の光軸上での曲率半径である。
【００３６】
条件（６）の上限の６０を越えると、球面収差補正不足になりやすく、レンズ厚が厚くなりやすい。また、物体側レンズ成分の正レンズの加工性も悪化する。下限の５を越えると、逆に高次の球面収差が発生したり、負レンズ側の深い凹面の加工性が悪化する。
【００３７】
なお、次のようにすればより好ましい。
【００３８】
（６）’ ７＜（Ｒ_2FF＋Ｒ_2FR）／（Ｒ_2FF−Ｒ_2FR）＜６０
さらに、次のようにすればさらに望ましい。
【００３９】
（６）” ８＜（Ｒ_2FF＋Ｒ_2FR）／（Ｒ_2FF−Ｒ_2FR）＜６０
条件（５）を満たす系又は条件（６）を満たす系に対し、さらに以下の条件を満足すると、射出瞳位置つまりシェーディングに関して有利である。
【００４０】
（７）０．１＜ｆ_2R ／ｆ₃₀＜１．２
（８）０．０１＜ｄ_2FR×Ｒ_2FR／ｔ₂ ²＜０．６
ただし、ｆ_2R とｆ₃₀はそれぞれ第２レンズ群の像側レンズ成分と第３レンズ群の焦点距離、ｄ_2FRは第２レンズ群の物体側レンズ成分の像側面と像側レンズ成分の物体側面との間隔、Ｒ_2FRは第２レンズ群の物体側レンズ成分の像側面の光軸上での曲率半径、ｔ₂は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での距離である。
【００４１】
条件（７）の上限値の１．２を越えると、広角端における射出瞳位置つまりシェーディングには有利であるが、望遠端に変倍する際の射出瞳位置の変動量が大きく、望遠端でのシェーディングにとって不利となる。下限値の０．１を越えると、広角端での射出瞳が近すぎてシェーディングが発生しやすく、また、第３レンズ群にてフォーカスをする際にその移動量が大きくなりすぎてスペース上の不利がある。また、近軸的に軸上光線高の高い第２レンズ群の像側の正レンズを強くする必要があるため第２レンズ群の主点位置が後ろへ移動し、高い倍率を得難く、第１レンズ群が巨大化しやすい。
【００４２】
条件（８）の下限の０．０１を越えると、非点収差の補正に不利であるのに加え、広角端での射出瞳位置の関係でシェーディングが発生しやすい。上限の０．６を越えると、第２レンズ群の厚みが厚く、沈胴厚を小さくするのに足枷となる。
【００４３】
なお、次のようにすればより好ましい。
【００４４】
（７）’ ０．１５＜ｆ_2R ／ｆ₃₀＜１．０
（８）’ ０．０３＜ｄ_2FR×Ｒ_2FR／ｔ₂ ²＜０．３
さらに、次のようにすればさらに望ましい。
【００４５】
（７）” ０．３＜ｆ_2R ／ｆ₃₀＜０．８
（８）” ０．０５＜ｄ_2FR×Ｒ_2FR／ｔ₂ ²＜０．２１
これとは別に、条件（５）又は（６）に対し、さらに以下の条件を満足すると、沈胴時の小型化に有利である。
【００４６】
（９）０．２＜Ｒ_2FC／ｆ_2F＜２
ただし、Ｒ_2FCは第２レンズ群の物体側レンズ成分の接合面の曲率半径、ｆ_2Fは第２レンズ群の物体側レンズ成分の焦点距離である。
【００４７】
条件（９）の下限の０．２を越えると、第２レンズ群の物体側レンズ成分の厚みを薄くしやすいが、軸上色収差の補正が困難になる。上限値２を越えると、軸上色収差の補正には有利だが、物体側レンズ成分の厚みを厚くせざるを得ず、沈胴厚を薄くするのに足枷となる。
【００４８】
なお、次のようにすればより好ましい。
【００４９】
（９）’ ０．３＜Ｒ_2FC／ｆ_2F＜１．６
さらに、次のようにすればさらに望ましい。
【００５０】
（９）” ０．４＜Ｒ_2FC／ｆ_2F＜１．２
上記条件（５）を満たす系又は条件（６）を満たす系又は条件（９）を満たす系に対し、さらに以下の条件の何れか、又は、複数を同時に満足すると、沈胴時の小型化に有利である。
【００５１】
（ａ）０．０＜ｆ₂／ｆ_2R＜１．３
（ｂ）０．０４＜ｔ_2N／ｔ₂＜０．２
（ｃ）０．５＜ｔ₂／Ｌ＜１．２
ただし、ｆ₂は第２レンズ群全体の合成焦点距離、ｆ_2Rは第２レンズ群の像側レンズ成分の焦点距離、ｔ_2Nは第２レンズ群の物体側レンズ成分の接合された正レンズの像側の面から負レンズの像側の面までの光軸上の距離、ｔ₂は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での距離、Ｌは撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長である。
【００５２】
条件（ａ）は第２レンズ群の像側の正レンズの単体焦点距離と第２レンズ群全体の合成焦点距離の比を規定したものである。その上限の１．３を越えると、第２レンズ群の主点が像側寄りになるために第２レンズ群倍率が高くならず、第１レンズ群の移動量が大きくなったり大型化しやすいか、使用状態における第２レンズ群後方にデッドスペースができやすく、全長が長くなり、沈胴厚を薄くするために鏡枠機械構成が複雑になるか巨大化する。あるいは、あまり薄くできない。下限値の０．０を越えると、非点収差の補正が困難となる。
【００５３】
条件（ｂ）は第２レンズ群の物体側レンズ成分の接合された正レンズの像側の面から負レンズの像側の面までの光軸上の距離ｔ_2Nを規定したものである。この部位はある程度厚くしないと非点収差が補正し切れないが、光学系の各エレメントの厚みを薄くする目的の場合、これが足枷になる。したがって、非点収差の補正は、第１レンズ群の何れかの面に非球面を導入して補正する。それでも、下限値の０．０４を越えると、非点収差は補正し切れなくなる。上限値の０．２を越えると、厚さが許容できない。
【００５４】
なお、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各々について個別に又は複数を同時に、次のようにすればより好ましい。
【００５５】
（ａ）’ ０．５＜ｆ₂／ｆ_2R＜１．２
（ｂ）’ ０．０６＜ｔ_2N／ｔ₂＜０．１８
（ｃ）’ ０．５５＜ｔ₂／Ｌ＜１．１
さらに、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各々について個別に又は複数を同時に、次のようにすればさらに望ましい。
【００５６】
（ａ）” ０．９＜ｆ₂／ｆ_2R＜１．１
（ｂ）” ０．０８＜ｔ_2N／ｔ₂＜０．１６
（ｃ）” ０．６＜ｔ₂／Ｌ＜１．０
ところで、ズーム比２．３倍以上の場合、以下の条件を満足すると、薄型化に寄与する。
【００５７】
（ｄ）１．２＜−β_2t＜２．０
（ｅ）１．６＜ｆ₂／ｆ_W＜３．０
ただし、β_2tは第２レンズ群の望遠端における倍率（無限遠物点）、ｆ₂は第２レンズ群の焦点距離、ｆ_Wはズームレンズ全系の広角端（無限遠物点）焦点距離である。
【００５８】
条件（ｄ）は第２レンズ群の望遠端における無限遠物点時倍率β_2tを規定したものである。これはできるだけ絶対値が大きい方が広角端における入射瞳位置を浅くできて第１レンズ群の径を小さくしやすく、ひいては厚みを小さくできる。下限の１．２を越えると、厚みを満足するのが困難で、上限の２．０を越えると、収差補正（球面収差、コマ収差、非点収差）が困難となる。
【００５９】
条件（ｅ）は第２レンズ群焦点距離ｆ₂を規定したものである。焦点距離が短い方が第２レンズ群自身の薄型化には有利であるが、第２レンズ群の前側主点を物体側に、第１レンズ群の後側主点を像側に位置するようなパワー配置上の無理が出やすく、収差補正上好ましくない。下限の１．６を越えると、球面収差、コマ収差、非点収差等の補正が困難になる。上限の３．０を越えると、薄型化が困難となる。
【００６０】
なお、（ｄ）、（ｅ）について各々個別に又は同時に、次のようにすればより好ましい。
【００６１】
（ｄ）’ １．２５＜−β_2t＜１．９
（ｅ）’ １．８＜ｆ₂／ｆ_W＜２．７
さらに、（ｄ）、（ｅ）について各々個別に又は同時に、次のようにすればさらに望ましい。
【００６２】
（ｄ）” １．３＜−β_2t＜１．８
（ｅ）” ２．０＜ｆ₂／ｆ_W＜２．５
以上述べてきたように、薄型化と収差補正とは相反する。そこで、第２レンズ群の最も物体側の正レンズに非球面を導入するとよい。球面収差、コマ収差補正に効果が大きく、その分で非点収差や軸上色収差の補正を有利に実施できる。
【００６３】
先に、第３レンズ群にてリアフォーカスを実施する場合、第１レンズ群と第２レンズ群にてズーム全域に亘り軸外収差補正を略完結させた方がよい旨述べてきた。第２レンズ群の構成に対して第１レンズ群の構成の選択を工夫すれば、第１レンズ群と第２レンズ群にてズーム全域に亘り軸外収差補正を略完結することができる。以下、そのときの第１レンズ群の構成について述べる。一つは、物体側から順に、２枚以下の負レンズで構成される負レンズ群と１枚の正屈折力の単レンズで構成される正レンズ群よりなり、その負レンズ群の中少なくとも１枚の負レンズは非球面を含むものであり、以下の条件（ｆ）、（ｇ）を満足するものである。
【００６４】
（ｆ） −０．０３＜ｆ_W／Ｒ₁₁＜０．４
（ｇ）０．１５＜ｄ_NP／ｆ_W＜１．０
ただし、Ｒ₁₁は第１レンズ群の物体側から１番目のレンズ面の光軸上での曲率半径、ｄ_NPは負レンズ群と正レンズ群の光軸上での空気間隔、ｆ_Wはズームレンズ全系の広角端（無限遠物点）焦点距離である。
【００６５】
条件（ｆ）は第１レンズ群の構成が上記の一つ目の種類のときの第１面の曲率半径を規定するものである。第１レンズ群に非球面を導入することで歪曲収差を補正し、残る球面成分で非点収差の補正を行うのがよい。上限値の０．４を越えると、非点収差の補正には不利になり、下限値の−０．０３を越えると、非球面でも歪曲収差を補正し切れない。
【００６６】
条件（ｇ）は第１レンズ群の構成が上記の一つ目の種類のときの負レンズ群と正レンズ群の光軸上での空気間隔ｄ_NPを規定するものである。上限値の１．０を越えると、非点収差の補正には有利になるが、第１レンズ群の厚みが増し小型化に反する。下限値の０．１５を越えると、非点収差の補正が困難となる。
【００６７】
なお、（ｆ）、（ｇ）について各々個別に又は同時に、次のようにすればより好ましい。
【００６８】
（ｆ）’ −０．０２＜ｆ_W／Ｒ₁₁＜０．２４
（ｇ）’ ０．１８＜ｄ_NP／ｆ_W＜０．７
さらに、（ｆ）、（ｇ）について各々個別に又は同時に、次のようにすればさらに望ましい。
【００６９】
（ｆ）” −０．０１＜ｆ_W／Ｒ₁₁＜０．１６
（ｇ）” ０．２＜ｄ_NP／ｆ_W＜０．５
一方、第１レンズ群を、物体側から順に、物体側に凸面を向けた２枚の負のメニスカスレンズと１枚の正レンズで構成する場合、非球面はその２枚の負メニスカスレンズ間の空気間隔（光軸に沿った量はｄ_NN）に面した何れかの面に非球面を導入するのが、歪曲収差・非点収差・コマ収差補正に有利であり、さらに、以下の条件を満たすのが、主点位置の関係から有利である。
【００７０】
（ｈ）０．４＜Ｒ₁₂／Ｒ₁₃＜１．３
（ｉ）０．０２＜ｄ_NN／ｆ_W＜０．２５
条件（ｈ）は物体側から第１の負メニスカスレンズの像側のレンズ面の光軸上での曲率半径Ｒ₁₂と第２の負メニスカスレンズの物体側のレンズ面の光軸上での曲率半径Ｒ₁₃との比を規定したものである。下限の０．４を越えると、歪曲収差が悪化しやすいのと、レンズ干渉の関係でｄ_NNを大きくせざるを得ない。上限の１．３を越えると、非点収差補正上不利な他に、第２の負メニスカスレンズが加工し難い形状となる。
【００７１】
条件（ｉ）については、レンズ干渉が許される限り小さくするのがよいが、上限の０．２５を越えると、ｄ_NPを無理に小さくせざるを得ず、非点収差の補正が困難となる。
【００７２】
なお、（ｈ）、（ｉ）を各々個別に又は同時に、次のようにすればより好ましい。
【００７３】
（ｈ）’ ０．４７＜Ｒ₁₂／Ｒ₁₃＜１．０
（ｉ）’ ０．０２＜ｄ_NN／ｆ_W＜０．２
さらに、（ｈ）、（ｉ）を各々個別に又は同時に、次のようにすればさらに望ましい。
【００７４】
（ｈ）” ０．５＜Ｒ₁₂／Ｒ₁₃＜０．８
（ｉ）” ０．０２＜ｄ_NN／ｆ_W＜０．１７
また、第１レンズ群を、物体側から順に、物体側に凸面を向けた１枚の負のメニスカスレンズと１枚の正レンズで構成する場合、第１レンズ群に関して以下の条件を満たすとよい。
【００７５】
（ｊ） −５．０＜（Ｒ_1P1＋Ｒ_1P2）／（Ｒ_1P1−Ｒ_1P2）＜−１．３
（ｋ）１．７＜ｎ_d1N＜１．９５
ただし、Ｒ_1P1とＲ_1P2はそれぞれ第１レンズ群の正レンズの物体側と像側の光軸上での曲率半径、ｎ_d1Nは第１レンズ群の負メニスカスレンズのｄ線屈折率である。
【００７６】
条件（ｊ）は第１レンズ群正レンズのシェープファクターを規定したものである。下限の−５．０を越えると、非点収差の補正上不利になる他、変倍時の機械的干渉を回避するために第２レンズ群との間隔を余分に必要とする点も不利になる。上限の−１．３を越えると、歪曲収差の補正が不利になりやすい。
【００７７】
条件（ｋ）は第１レンズ群負レンズの媒質屈折率を規定したものである。１枚のみで第１レンズ群の強い負のパワーを確保するためにＲ₁₁が負の強い曲率を持つようになると、例えこのレンズに非球面を導入したとしても歪曲収差の補正は十分に行えなくなる。そこで、媒質の屈折率を極力高く設定するのがよい。下限の１．７を越えると、歪曲収差が発生しやすい。上限の１．９５は色収差（アッベ数）を含めて現実のガラスが存在しないため設けた。
【００７８】
なお、（ｊ）、（ｋ）について各々個別に又は同時に、次のようにすればより好ましい。
【００７９】
（ｊ）’ −５．０＜（Ｒ_1P1＋Ｒ_1P2）／（Ｒ_1P1−Ｒ_1P2）＜−１．７
（ｋ）’ １．７２＜ｎ_d1N＜１．９５
さらに、（ｊ）、（ｋ）について各々個別に又は同時に、次のようにすればさらに望ましい。
【００８０】
（ｊ）” −５．０＜（Ｒ_1P1＋Ｒ_1P2）／（Ｒ_1P1−Ｒ_1P2）＜−２．０
（ｋ）” １．７４＜ｎ_d1N＜１．９５
二つ目として、第１レンズ群は、物体側から順に、１枚の非球面を含む弱い屈折力の単レンズと１枚の負の単レンズと１枚の正の単レンズとよりなり、以下の条件（ｌ）を満たすものである。
【００８１】
（ｌ） −０．２＜ｆ_W／ｆ_1*＜０．３
ただし、ｆ_1*は第１レンズ群の非球面を含む弱い屈折力のレンズの焦点距離、ｆ_Wはズームレンズ全系の広角端（無限遠物点）焦点距離である。
【００８２】
条件（ｌ）は第１レンズ群の構成が上記の二つ目の種類のときの非球面を含む弱い屈折力のレンズの焦点距離ｆ_1*を規定するものである。上限値の０．３を越えると、第１レンズ群内の負レンズのパワーが強くなりすぎディストーションが悪化しやすく、また、凹面の曲率半径が小さくなりすぎ加工が困難になる。下限値の−０．２を越えると、非球面がディストーション補正に注がれ非点収差補正の面で好ましくない。
【００８３】
なお、次のようにすればより好ましい。
【００８４】
（ｌ）’ −０．１５＜ｆ_W／ｆ_1*＜０．２
さらに、次のようにすればさらに望ましい。
【００８５】
（ｌ）” −０．１＜ｆ_W／ｆ_1*＜０．１
また、第３レンズ群については、両面共略球面より構成した正の単レンズ１枚がよいが、その際、形状的に以下の条件を満たすのがよい。
【００８６】
（ｍ） −１＜（Ｒ₃₁＋Ｒ₃₂）／（Ｒ₃₁−Ｒ₃₂）＜１
ただし、Ｒ₃₁とＲ₃₂はそれぞれ第３レンズ群の正レンズの物体側と像側の曲率半径である。条件（ｍ）の上限値の１を越えると、リアフォーカスによる非点収差の変動が大きくなりすぎ、無限物点で非点収差を良好に補正し得ても近距離物点に対しては非点収差が悪化しやすい。下限値の−１を越えると、リアフォーカスによる非点収差変動は少ないが、無限物点に対する収差補正が困難となる。
【００８７】
なお、次のようにすればより好ましい。
【００８８】
（ｍ）’ −０．４５＜（Ｒ₃₁＋Ｒ₃₂）／（Ｒ₃₁−Ｒ₃₂）＜０．５
さらに、次のようにすればさらに望ましい。
【００８９】
（ｍ）” −０．２５＜（Ｒ₃₁＋Ｒ₃₂）／（Ｒ₃₁−Ｒ₃₂）＜０．５
ところで、収差や近軸量を最適化しながら第１レンズ群、第２レンズ群を薄くするためには、それぞれの群の厚みの関係を以下のようにバランスさせるのがよい。
【００９０】
（ｎ）０．５＜ｔ₂／ｔ₁＜１．５
（ｏ）０．４＜ｔ₁／Ｌ＜１．３
ただし、ｔ₁は第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上での距離を示す。ｔ₂は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での距離を示す。Ｌは撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長である。
【００９１】
条件（ｎ）は第１レンズ群と第２レンズ群のそれぞれの群の厚みの比を規定したものである。軸外収差、特に非点収差を補正するためにはそれぞれの群内の何れかの面間隔を大きくすることが効果的であるが、厚みを薄くする上で許容できない。そこで、群内の各々の面間隔を小さくしても非球面の効果で軸外収差の劣化が少ないのは第２レンズ群の方である。つまり、条件（ｎ）の値は小さい方がバランスがよいことになる。上限の１．５を越えると、各群を薄くしていった場合に非点収差等、軸外収差を十分補正し切れない。下限値の０．５を越えると、第２レンズ群が物理的に構成できないか、却って第１レンズ群が厚くなってしまう。
【００９２】
条件（ｏ）は第１レンズ群の総厚を規定したものである。上限値の１．３を越えると、薄型化の妨げになりやすく、下限値の０．４を越えると、各レンズ面の曲率半径を緩くせざるを得ず、近軸関係の成立や諸収差補正が困難になる。
【００９３】
なお、条件（ｎ）については次のようにすればより好ましい。
【００９４】
（ｎ）’ ０．６＜ｔ₂／ｔ₁＜１．４
さらに、次のようにすればさらに望ましい。
【００９５】
（ｎ）” ０．７＜ｔ₂／ｔ₁＜１．３
なお、条件（ｏ）におけるより適切な範囲は、縁肉・機械的スペース確保上、Ｌの値によって変える必要がある。
【００９６】

なお、本発明のズームレンズは、軸外主光線を像面に対して垂直に近い状態で射出できるため、その像面側に撮像素子を配した電子撮像装置として構成することが望ましい。
【００９７】
また、そのとき、撮像素子の有効撮像領域の対角長Ｌが３．０ｍｍ乃至１２．０ｍｍであることが、良好な画質と小型化を両立する上でより好ましい。この下限値３．０ｍｍを越えて撮像素子が小さくなると、感度不足がカバーし難くなる。一方、上限値１２．０ｍｍを越えて撮像素子が大きくなると、それに付随してズームレンズも大きくなる傾向にあり、薄型化の効果が薄れる。後記の実施例１ないし７は広角端の焦点距離を１として規格化して記載してあるが、実施例８に示す通り、撮像素子の有効撮像領域の対角長を適切にすることが好ましい。
【００９８】
また、本発明のズームレンズは、広角域を含む電子撮像装置を構成する上で有利である。特に、広角端における対角方向の半画角ω_Wが以下の条件を満足する電子撮像装置に用いることが好ましい（後記の各実施例に記載の広角端半画角はω_Wに相当する。）。
【００９９】
２７°＜ω_W＜４２°
この条件の下限値の２７°を越えて広角端半画角が狭くなると、収差補正上は有利になるが、実用的な広角端での画角ではなくなる。一方、上限値の４２°を越えると、歪曲収差、倍率の色収差が発生しやすくなり、レンズ枚数が増加する。
【０１００】
以上、ズームレンズ部について沈胴厚を薄くしつつも結像性能を良好にする手段を提供した。次に、フィルター類を薄くする件について言及する。電子撮像装置には通常赤外光が撮像面に入射しないように一定の厚みのある赤外吸収フィルターを撮像素子よりも物体側に挿入している。これを厚みのないコーティングに置き換えることを考える。当然その分薄くなる訳だが、副次的効果がある。ズームレンズ系後方にある撮像素子よりも物体側に、６００ｎｍでの透過率が８０％以上、７００ｎｍでの透過率が１０％以下の近赤外シャープカットコートを導入すると、吸収タイプよりも相対的に赤側の透過率が高くなり、補色モザイクフィルターを有するＣＣＤの欠点である青紫側のマゼンタ化傾向がゲイン調整により緩和され、原色フィルターを有するＣＣＤ並みの色再現を得ることができる。一方、補色フィルターの場合、その透過光エネルギーの高さから原色フィルター付きＣＣＤと比べ、実質的感度が高く、かつ解像的にも有利であるため、小型ＣＣＤを使用したときのメリットが大である。もう一方のフィルターである光学的ローパスフィルターについても、その総厚ｔ_LPFが以下の条件を満たすようにするとよい。
【０１０１】
（ｐ）０．１５＜ｔ_LPF／ａ＜０．４５〔ｍｍ〕
ただし、ａは電子撮像素子の水平画素ピッチ（単位μｍ）である。
【０１０２】
沈胴厚を薄くするには光学的ローパスフィルターを薄くすることも効果的であるが、一般的にはモアレ抑制効果が減少して好ましくない。一方、画素ピッチが小さくなるにつれて結像レンズ系の回折の影響により、ナイキスト限界以上の周波数成分のコントラストは減少し、モアレ抑制効果の減少はある程度許容されるようになる。例えば、像面上投影時の方位角度が水平（＝０°）と±４５°方向にそれぞれ結晶軸を有する３種類のフィルターを光軸方向に重ねて使用する場合、かなりモアレ抑制効果があることが知られている。この場合のフィルターが最も薄くなる仕様としては、水平にａμｍ、±４５°方向にそれぞれSQRT(1/2) ＊ａμｍだけずらせるものが知られている。ここで、ＳＱＲＴはスクエアルートであり平方根を意味する。このときのフィルター厚は、およそ［１＋２＊SQRT(1/2) ］＊ａ／５．８８（ｍｍ）となる。
【０１０３】
これは、ちょうどナイキスト限界に相当する周波数においてコントラストをゼロにする仕様である。これよりは数％乃至数十％程度薄くすると、ナイキスト限界に相当する周波数のコントラストが少し出てくるが、上記回折の影響で抑えることが可能になる。上記以外のフィルター仕様、例えは２枚重ねあるいは１枚で実施する場合も含めて、条件（ｐ）を満足するのがよい。上限値の０．４５を越えると、光学的ローパスフィルターが厚すぎ薄型化の妨げになる。下限値の０．１５を越えると、モアレ除去が不十分になる。ただし、これを実施する場合のａの条件は５μｍ以下である。
【０１０４】
ａが４μｍ以下なら、より回折の影響を受けやすいので、
（ｐ）' ０．１３＜ｔ_LPF／ａ＜０．４２〔ｍｍ〕
としてもよい。また、以下のようにしてもよい。
【０１０５】

画素ピッチの小さな撮像素子を使用する場合、絞り込みによる回折効果の影響で画質が劣化する。しがって、開口サイズが固定の複数の開口を有し、その中の１つを第１レンズ群の最も像側のレンズ面と第３レンズ群の最も物体側のレンズ面の間の何れかの光路内に挿入でき、かつ、他のものと交換可能とすることで、像面照度を調節することができる電子撮像装置としておき、その複数の開口の中、一部の開口内に５５０ｎｍに対する透過率がそれぞれ異なり、かつ、８０％未満であるような媒体を有するようにして光量調節を行なうのがよい。あるいは、ａ（μｍ）／Ｆナンバー＜０．４となるようなＦ値に相当する光量になるように調節を実施する場合は、開口内に５５０ｎｍに対する透過率がそれぞれ異なりかつ８０％未満の媒体を有する電子撮像装置とするのがよい。例えば、開放値から上記条件の範囲外ではその媒体なしかあるいは５５０ｎｍに対する透過率が９１％以上のダミー媒質としておき、範囲内のときは回折の影響が出る程に開口絞り径を小さくするのではなく、ＮＤフィルターのようなもので光量調節するのがよい。
【０１０６】
また、その複数の開口をそれぞれ径をＦ値に反比例して小さくしたものにして揃えておき、ＮＤフィルターの代わりにそれぞれ周波数特性の異なる光学的ローパスフィルターを開口内に入れておくのでもよい。絞り込むにつれて回折劣化が大きくなるので、開口径が小さくなる程光学的ローパスフィルターの周波数特性を高く設定しておく。
【０１０７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のズームレンズの実施例１〜８について説明する。実施例１、３、７、８の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図をそれぞれ図１〜図４に示す。実施例２、４〜６については、実施例１と同様であるので図示は省く。図１〜図４中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群はＧ３、光学的ローパスフィルターや電子撮像素子であるＣＣＤのカバーガラス等の平行平面板群はＦ、ＣＣＤの像面はＩで示してあり、平行平面板群Ｆは第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉの間に固定配置されている。実施例７（図３）、実施例８（図４）中の平行平面板群Ｆは、物体側から順に、赤外カット吸収フィルター、光学的ローパスフィルター、ＣＣＤのカバーガラスで構成されている。なお、赤外カット吸収フィルターに代えて、透明平板の入射面に近赤外シャープカットコートとしたものを用いてもよいし、ローパスフィルターに直接近赤外シャープカットコートを施してもよい（実施例１〜６）。
【０１０８】
実施例１のズームレンズは、図１に示すように、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は一旦像面側へ移動しその後物体側に反転して移動し、望遠端では広角端の位置と略同じになり、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ単調に移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が小さくなり、第３レンズ群Ｇ３は像面側へ若干移動する。
【０１０９】
実施例１の第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ２枚と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は両凸レンズ１枚からなる。非球面は、第１レンズ群Ｇ１の物体側の負メニスカスレンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズの物体側の面の２面に用いられている。
【０１１０】
実施例２のズームレンズは、実施例１と同様に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は一旦像面側へ移動しその後物体側に反転して移動し、望遠端では広角端より若干像面側の位置になり、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ単調に移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が小さくなり、第３レンズ群Ｇ３は像面側へ若干移動する。
【０１１１】
各群Ｇ１〜Ｇ３のレンズ構成は実施例１と同様であるが、非球面は、第１レンズ群Ｇ１の像面側の負メニスカスレンズの物体側の面、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズの物体側の面の２面に用いられている。
【０１１２】
実施例３のズームレンズは、図２に示すように、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は一旦像面側へ移動しその後物体側に反転して移動し、望遠端では広角端より若干像面側の位置になり、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ単調に移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が小さくなり、第３レンズ群Ｇ３は像面側へ若干移動する。
【０１１３】
実施例３の第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は両凸レンズ１枚からなる。非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズの物体側の面、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズの物体側の面の２面に用いられている。
【０１１４】
実施例４のズームレンズは、実施例１と同様に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は一旦像面側へ移動しその後物体側に反転して移動し、望遠端では広角端の位置と略同じになり、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ単調に移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が小さくなり、第３レンズ群Ｇ３は像面側へ若干移動する。
【０１１５】
各群Ｇ１〜Ｇ３のレンズ構成は実施例１と同様であるが、非球面は、第１レンズ群Ｇ１の像面側の負メニスカスレンズの物体側の面、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズの物体側の面の２面に用いられている。
【０１１６】
実施例５、６のズームレンズは、実施例１と同様に、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は一旦像面側へ移動しその後物体側に反転して移動し、望遠端では広角端より若干像面側の位置になり、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ単調に移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が小さくなり、第３レンズ群Ｇ３は一旦像面側へ移動しその後若干物体側に移動する。
【０１１７】
各群Ｇ１〜Ｇ３のレンズ構成は実施例１と同様であるが、非球面は、第１レンズ群Ｇ１の像面側の負メニスカスレンズの物体側の面、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズの物体側の面の２面に用いられている。
【０１１８】
実施例７のズームレンズは、図３に示すように、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は一旦像面側へ移動しその後物体側に反転して移動し、望遠端では広角端より若干像面側の位置になり、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ単調に移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が小さくなり、第３レンズ群Ｇ３は一旦物体側へ移動しその後若干像側に移動する。
【０１１９】
実施例７の第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズと、両凸レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は両凸レンズ１枚からなる。非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズの物体側の面の２面に用いられている。
【０１２０】
実施例８のズームレンズは、図４に示すように、負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は一旦像面側へ移動しその後物体側に反転して移動し、望遠端では広角端より若干像面側の位置になり、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ単調に移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が小さくなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より若干物体側の位置になる。
【０１２１】
実施例８の第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凸正レンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズの接合レンズからなる。非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の正メニスカスレンの物体側の面の２面に用いられている。
【０１２２】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、Ｆ_NOはＦナンバー、ωは半画角、ＷＥは広角端、ＳＴは中間状態、ＴＥは望遠端、ｒ₁、ｒ₂…は各レンズ面の曲率半径、ｄ₁、ｄ₂…は各レンズ面間の間隔、ｎ_d1、ｎ_d2…は各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【０１２３】
ｘ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）²｝^1/2］＋A₄ｙ⁴＋A₆ｙ⁶＋A₈ｙ⁸＋ A₁₀ｙ¹⁰
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、A₄、A₆、A₈、A₁₀はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。
【０１２４】
（実施例１）

【０１２５】
（実施例２）

【０１２６】
（実施例３）

【０１２７】
（実施例４）

【０１２８】
（実施例５）

【０１２９】
（実施例６）

【０１３０】
（実施例７）

【０１３１】
（実施例８）

【０１３２】
上記実施例１の無限遠にフォーカシングした場合の収差図を図５に、第３レンズ群Ｇ３を物体側に移動することで撮影距離１０ｃｍにフォーカシングした場合の収差図を図６にそれぞれ示す。実施例８の同様の収差図を図７と図８に示す。これら収差図の（ａ）は広角端、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は望遠端での収差を表し、“ＳＡ”は球面収差、“ＡＳ”は非点収差、“ＤＴ”は歪曲収差、“ＣＣ”は倍率色収差を示す。また、各収差図中、“ＦＩＹ”は像高を示す。
【０１３３】
次に、上記各実施例１〜８における条件式（１）〜（９）、（ａ）〜（ｐ）の値、及び、ａ（μｍ）とＬ（ｍｍ）の値を以下に示す。
【０１３４】

【０１３５】

【０１３６】
なお、実施例１〜６ではａ＝0.75、実施例７〜８ではａ＝0.92としているが、各実施例共０．４＜ａ＜１．０〔μｍ）の範囲で使用可能である。
【０１３７】
なお、実施例１〜８のローパスフィルターの総厚ｔ_LPFは何れも１．５００（ｍｍ）で３枚重ねで構成している。もちろん、上述の実施例は、例えばローパスフィルターＬＦを１枚で構成する等、前記した構成の範囲内で種々変更可能である。
【０１３８】
ここで、有効撮像面の対角長Ｌと画素間隔ａについて説明しておく。図９は、撮像素子の画素配列の１例を示す図であり、画素間隔ａでＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画素あるいはシアン、マゼンダ、イエロー、グリーン（緑）の４色の画素（図９）がモザイク状に配されている。有効撮像面は撮影した映像の再生（パソコン上での表示、プリンターによる印刷等）に用いる撮像素子上の光電変換面内における領域を意味する。図中に示す有効撮像面は、光学系の性能（光学系の性能が確保し得るイメージサークル）に合わせて、撮像素子の全光電変換面よりも狭い領域に設定されている。有効撮像面の対角長Ｌは、この有効撮像面の対角長である。なお、映像の再生に用いる撮像範囲を種々変更可能としてよいが、そのような機能を有する撮像装置に本発明のズームレンズを用いる際は、その有効撮像面の対角長Ｌが変化する。そのような場合は、本発明における有効撮像面の対角長Ｌは、Ｌのとり得る範囲における最大値とする。
【０１３９】
また、赤外カット手段については、赤外カット吸収フィルターＩＦと赤外シャープカットコートとがあり、赤外カット吸収フィルターＩＦはガラス中に赤外吸収体が含有される場合で、赤外シャープカットコートは吸収でなく反射によるカットである。したがって、前記したように、この赤外カット吸収フィルターＩＦを除去して、ローパスフィルターＬＦに直接赤外シャープカットコートを施してもよいし、ダミー透明平板上に施してもよい。
【０１４０】
この場合の近赤外シャープカットコートは、波長６００ｎｍでの透過率が８０％以上、波長７００ｎｍでの透過率が１０％以下となるように構成することが望ましい。具体的には、例えば次のような２７層の層構成からなる多層膜である。ただし、設計波長は７８０ｎｍである。
【０１４１】
基板材質物理的膜厚（ｎｍ） λ／４
───────────────────────────────
第１層Ａｌ₂Ｏ₃ ５８．９６０．５０
第２層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００
第３層ＳｉＯ₂ １３４．１４１．００
第４層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００
第５層ＳｉＯ₂ １３４．１４１．００
第６層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００
第７層ＳｉＯ₂ １３４．１４１．００
第８層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００
第９層ＳｉＯ₂ １３４．１４１．００
第10層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００
第11層ＳｉＯ₂ １３４．１４１．００
第12層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００
第13層ＳｉＯ₂ １３４．１４１．００
第14層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００
第15層ＳｉＯ₂ １７８．４１１．３３
第16層ＴｉＯ₂ １０１．０３１．２１
第17層ＳｉＯ₂ １６７．６７１．２５
第18層ＴｉＯ₂ ９６．８２１．１５
第19層ＳｉＯ₂ １４７．５５１．０５
第20層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００
第21層ＳｉＯ₂ １６０．９７１．２０
第22層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００
第23層ＳｉＯ₂ １５４．２６１．１５
第24層ＴｉＯ₂ ９５．１３１．１３
第25層ＳｉＯ₂ １６０．９７１．２０
第26層ＴｉＯ₂ ９９．３４１．１８
第27層ＳｉＯ₂ ８７．１９０．６５
───────────────────────────────
空気。
【０１４２】
上記の近赤外シャープカットコートの透過率特性は図１０に示す通りである。
【０１４３】
また、ローパスフィルターＬＦの射出面側には、図１１に示すような短波長域の色の透過を低滅する色フィルターを設けるか若しくはコーティングを行うことで、より一層電子画像の色再現性を高めている。
【０１４４】
具体的には、このフィルター若しくはコーティングにより、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍで透過率が最も高い波長の透過率に対する４２０ｎｍの波長の透過率の比が１５％以上であり、その最も高い波長の透過率に対する４００ｎｍの波長の透過率の比が６％以下であることが好ましい。
【０１４５】
それにより、人間の目の色に対する認識と、撮像及び再生される画像の色とのずれを低減させることができる。言い換えると、人間の視覚では認識され難い短波長側の色が、人間の目で容易に認識されることによる画像の劣化を防止することができる。
【０１４６】
上記の４００ｎｍの波長の透過率の比が６％を越えると、人間の目では認識され難い単波長城が認識し得る波長に再生されてしまい、逆に、上記の４２０ｎｍの波長の透過率の比が１５％よりも小さいと、人間の認識し得る波長城の再生が低くなり、色のバランスが悪くなる。
【０１４７】
このような波長を制限する手段は、補色モザイクフィルターを用いた撮像系においてより効果を奏するものである。
【０１４８】
上記各実施例では、図１１に示すように、波長４００ｎｍにおける透過率を０％、４２０ｎｍにおける透過率を９０％、４４０ｎｍにて透過率のピーク１００％となるコーティングとしている。
【０１４９】
前記した近赤外シャープカットコートとの作用の掛け合わせにより、波長４５０ｎｍの透過率９９％をピークとして、４００ｎｍにおける透過率を０％、４２０ｎｍにおける透過率を８０％、６００ｎｍにおける透過率を８２％、７００ｎｍにおける透過率を２％としている。それにより、より忠実な色再現を行っている。
【０１５０】
また、ローパスフィルターＬＦは、像面上投影時の方位角度が水平（＝０°）と±４５°方向にそれぞれ結晶軸を有する３種類のフィルターを光軸方向に重ねて使用しており、それぞれについて、水平にａμｍ、±４５°方向にそれぞれSQRT(1/2) ×ａだけずらすことで、モアレ抑制を行っている。ここで、ＳＱＲＴは前記のようにスクエアルートであり平方根を意味する。
【０１５１】
また、ＣＣＤの撮像面Ｉ上には、図１２に示す通り、シアン、マゼンダ、イエロー、グリーン（緑）の４色の色フィルターを撮像画素に対応してモザイク状に設けた補色モザイクフィルターを設けている。これら４種類の色フィルターは、それぞれが略同じ数になるように、かつ、隣り合う画素が同じ種類の色フィルターに対応しないようにモザイク状に配置されている。それにより、より忠実な色再現が可能となる。
【０１５２】
補色モザイクフィルターは、具体的には、図１２に示すように少なくとも４種類の色フィルターから構成され、その４種類の色フィルターの特性は以下の通りであることが好ましい。
【０１５３】
グリーンの色フイルターＧは波長Ｇ_Pに分光強度のピークを有し、
イエローの色フィルターＹ_eは波長Ｙ_Pに分光強度のピークを有し、
シアンの色フィルターＣは波長Ｃ_Pに分光強度のピークを有し、
マゼンダの色フィルターＭは波長Ｍ_P1とＭ_P2にピークを有し、以下の条件を満足する。
【０１５４】
５１０ｎｍ＜Ｇ_P＜５４０ｎｍ
５ｎｍ＜Ｙ_P−Ｇ_P＜３５ｎｍ
−１００ｎｍ＜Ｃ_P−Ｇ_P＜−５ｎｍ
４３０ｎｍ＜Ｍ_P1＜４８０ｎｍ
５８０ｎｍ＜Ｍ_P2＜６４０ｎｍ
さらに、グリーン、イエロー、シアンの色フィルターはそれぞれの分光強度のピークに対して波長５３０ｎｍでは８０％以上の強度を有し、マゼンダの色フィルターはその分光強度のピークに対して波長５３０ｎｍでは１０％から５０％の強度を有することが、色再現性を高める上でより好ましい。
【０１５５】
上記各実施例におけるそれぞれの波長特性の一例を図１３に示す。グリーンの色フィルターＧは５２５ｎｍに分光強度のビークを有している。イエローの色フィルターＹ_eは５５５ｎｍに分光強度のピークを有している。シアンの色フイルターＣは５１０ｎｍに分光強度のピークを有している。マゼンダの色フィルターＭは４４５ｎｍと６２０ｎｍにピークを有している。また、５３０ｎｍにおける各色フィルターは、それぞれの分光強度のピークに対して、Ｇは９９％、Ｙ_eは９５％、Ｃは９７％、Ｍは３８％としている。
【０１５６】
このような補色フイルターの場合、図示しないコントローラー（若しくは、デジタルカメラに用いられるコントローラー）で、電気的に次のような信号処理を行い、
輝度信号
Ｙ＝｜Ｇ＋Ｍ＋Ｙ_e＋Ｃ｜×１／４
色信号
Ｒ−Ｙ＝｜（Ｍ＋Ｙ_e）−（Ｇ＋Ｃ）｜
Ｂ−Ｙ＝｜（Ｍ＋Ｃ）−（Ｇ＋Ｙ_e）｜
の信号処理を経てＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の信号に変換される。
【０１５７】
ところで、上記した近赤外シャープカットコートの配置位置は、光路上のどの位置であってもよい。また、ローパスフィルターＬＦの枚数も前記した通り２枚でも１枚でも構わない。
【０１５８】
さて、以上のような本発明の電子撮像装置は、ズームレンズで物体像を形成しその像をＣＣＤ等の電子撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、特に持ち運びに便利な携帯電話等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
【０１５９】
図１４〜図１６は、本発明によるズームレンズをデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図１４はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１５は同後方斜視図、図１６はデジタルカメラ４０の構成を示す断面図である。デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッター４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含み、カメラ４０の上部に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１のズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、近赤外カットコートをダミー透明平板上に施してなる赤外カット吸収フィルターＩＦ、光学的ローパスフィルターＬＦを介してＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この処理手段５１には記録手段５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段５２は処理手段５１と別体に設けてもよいし、フロッピーディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
【０１６０】
さらに、ファインダー用光路４４上にはファインダー用対物光学系５３が配置してある。このファインダー用対物光学系５３によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。このポリプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。なお、撮影光学系４１及びファインダー用対物光学系５３の入射側、接眼光学系５９の射出側にそれぞれカバー部材５０が配置されている。
【０１６１】
このように構成されたデジタルカメラ４０は、撮影光学系４１が広画角で高変倍比であり、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォーカスの大きなズームレンズであるので、高性能・低コスト化が実現できる。
【０１６２】
なお、図１６の例では、カバー部材５０として平行平面板を配置しているが、パワーを持ったレンズを用いてもよい。
【０１６３】
以上の本発明のズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置は例えば次のように構成することができる。
【０１６４】
〔１〕物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群よりなり、無限遠物点合焦時における広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群の間隔を変化させつつ、前記第２レンズ群が物体側へのみ移動し、かつ、前記第３レンズ群は第２レンズ群とは異なる軌跡で移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群は、物体側レンズ成分と像側レンズ成分の２つのレンズ成分からなり、その中一方のレンズ成分は正レンズと負レンズの接合レンズ成分、他方のレンズ成分は正の単レンズのみからなり、
前記物体側のレンズ成分が以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【０１６５】
（１）０．６＜Ｒ_2FR／Ｒ_2FF＜１．０５
ただし、Ｒ_2FF、Ｒ_2FRはそれぞれ第２レンズ群の物体側レンズ成分の物体側面及び像側面における光軸上の曲率半径である。
【０１６６】
〔２〕前記物体側レンズ成分は接合レンズ成分からなり、前記像側レンズ成分は正の単レンズのみからなり、以下の条件を満足することを特徴とする上記１記載のズームレンズ。
【０１６７】
（５） −１．０＜（Ｒ_2RF＋Ｒ_2RR）／（Ｒ_2RF−Ｒ_2RR）＜０．６
ただし、Ｒ_2RF、Ｒ_2RRはそれぞれ第２レンズ群の像側レンズ成分の物体側の面・像側の面の光軸上での曲率半径である。
【０１６８】
〔３〕以下の条件を満足することを特徴とする上記１又は２記載のズームレンズ。
【０１６９】
（６）５＜（Ｒ_2FF＋Ｒ_2FR）／（Ｒ_2FF−Ｒ_2FR）＜６０
ただし、Ｒ_2FF、Ｒ_2FRはそれぞれ第２レンズ群の物体側レンズ成分の最も物体側の面、最も像側の面の光軸上での曲率半径である。
【０１７０】
〔４〕以下の条件を満足することを特徴とする上記１から３の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１７１】
（７）０．１５＜ｆ_2R ／ｆ₃₀＜１．０
（８）０．０３＜ｄ_2FR×Ｒ_2FR／ｔ₂ ²＜１．５
ただし、ｆ_2R とｆ₃₀はそれぞれ第２レンズ群の像側レンズ成分と第３レンズ群の焦点距離、ｄ_2FRは第２レンズ群の物体側レンズ成分の像側面と像側レンズ成分の物体側面との間隔、Ｒ_2FRは第２レンズ群の物体側レンズ成分の像側面の光軸上での曲率半径、ｔ₂は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での距離である。
【０１７２】
〔５〕以下の条件を満足することを特徴とする上記１から４の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１７３】
（９）０．２＜Ｒ_2FC／ｆ_2F＜２
ただし、Ｒ_2FCは第２レンズ群の物体側レンズ成分の接合面の曲率半径、ｆ_2Fは第２レンズ群の物体側レンズ成分の焦点距離である。
【０１７４】
〔６〕前記第２レンズ群の物体側レンズ成分が前記接合レンズ成分で構成され、広角端から望遠端に変倍する際、前記第３レンズ群は像側に凸の軌跡で動くことを特徴とする上記１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１７５】
〔７〕前記第３レンズ群を移動することによりフォーカシングを行うことを特徴とする上記１から６の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１７６】
〔８〕前記第２レンズ群と一体で移動する絞りを有することを特徴とする上記１から７の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１７７】
〔９〕前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面は、非球面であることを特徴とする上記１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１７８】
〔１０〕条件（５）に代えて以下の条件（５）’を満足することを特徴とする上記２記載のズームレンズ。
【０１７９】
（５）’ −０．７＜（Ｒ_2RF＋Ｒ_2RR）／（Ｒ_2RF−Ｒ_2RR）＜０．３４
〔１１〕前記第１レンズ群は非球面を１面のみ有し、前記第２レンズ群は非球面を１面のみ有し、前記第３レンズ群は球面レンズのみからなることを特徴とする上記１から１０の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１８０】
〔１２〕条件（６）に代えて以下の条件（６）’を満足することを特徴とする上記３記載のズームレンズ。
【０１８１】
（６）’ ７＜（Ｒ_2FF＋Ｒ_2FR）／（Ｒ_2FF−Ｒ_2FR）＜６０
〔１３〕条件（７）に代えて以下の条件（７）’を満足することを特徴とする上記４記載のズームレンズ。
【０１８２】
（７）’ ０．１５＜ｆ_2R ／ｆ₃₀＜１．０
〔１４〕条件（８）に代えて以下の条件（８）’を満足することを特徴とする上記４記載のズームレンズ。
【０１８３】
（８）’ ０．０５＜ｄ_2FR×Ｒ_2FR／ｔ₂ ²＜０．３
〔１５〕条件（９）に代えて以下の条件（９）’を満足することを特徴とする上記５記載のズームレンズ。
【０１８４】
（９）’ ０．３＜Ｒ_2FC／ｆ_2F＜１．６
〔１６〕以下の条件（ａ）を満足することを特徴とする上記１から１５の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１８５】
（ａ）０．０＜ｆ₂／ｆ_2R＜１．３
ただし、ｆ₂は第２レンズ群全体の合成焦点距離、ｆ_2Rは第２レンズ群の像側レンズ成分の焦点距離である。
【０１８６】
〔１７〕前記第２レンズ群の物体側レンズ成分が前記接合レンズ成分で構成され、その接合レンズ成分は、物体側から、正レンズ、負レンズの順で構成されており、以下の条件（ｂ）を満足することを特徴とする上記１から１６の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１８７】
（ｂ）０．０４＜ｔ_2N／ｔ₂＜０．２
ただし、ｔ_2Nは第２レンズ群の物体側レンズ成分の接合された正レンズの像側の面から負レンズの像側の面までの光軸上の距離、ｔ₂は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での距離である。
【０１８８】
〔１８〕ズーム比が２．３倍以上であり、以下の条件（ｄ）、（ｅ）を満足することを特徴とする上記１から１７の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１８９】
（ｄ）１．２＜−β_2t＜２．０
（ｅ）１．６＜ｆ₂／ｆ_W＜３．０
ただし、β_2tは第２レンズ群の無限遠物点合焦時の望遠端における倍率、ｆ₂は第２レンズ群の焦点距離、ｆ_Wはズームレンズ全系の無限遠物点合焦時の広角端における焦点距離である。
【０１９０】
〔１９〕前記第１レンズ群が、物体側から順に、２枚以下の負レンズで構成される負レンズ群と１枚の正屈折力の単レンズからなる正レンズ群よりなり、前記負レンズ群は非球面を含むことを特徴とする上記１から１８の何れか１項記載のズームレンズ又は撮像装置。
【０１９１】
〔２０〕前記第１レンズ群が以下の条件（ｆ）、（ｇ）を満足することを特徴とする上記１８記載のズームレンズ。
【０１９２】
（ｆ） −０．０３＜ｆ_W／Ｒ₁₁＜０．４
（ｇ）０．１５＜ｄ_NP／ｆ_W＜１．０
ただし、Ｒ₁₁は第１レンズ群の物体側から１番目のレンズ面の光軸上での曲率半径、ｄ_NPは第１レンズの負レンズ群と正レンズ群の光軸上での空気間隔、ｆ_Wはズームレンズ全系の無限遠物点合焦時の広角端における焦点距離である。
【０１９３】
〔２１〕前記第１レンズ群が、物体側から順に、物体側に凸面を向けた２枚の負メニスカスレンズと１枚の正屈折力の単レンズからなり、該２枚の負メニスカスレンズの空気間隔に面した何れか一方の面が非球面であることを特徴とする上記１から１８の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１９４】
〔２２〕前記第１レンズ群が以下の条件（ｈ）、（ｉ）を満足することを特徴とする上記２１記載のズームレンズ。
【０１９５】
（ｈ）０．４＜Ｒ₁₂／Ｒ₁₃＜１．３
（ｉ）０．０２＜ｄ_NN／ｆ_W＜０．２５
ただし、Ｒ₁₂は第１レンズ群の物体側の負メニスカスレンズの像側のレンズ面の光軸上での曲率半径、Ｒ₁₃は第１レンズ群の物体側から２番目の負メニスカスレンズの物体側のレンズ面の光軸上での曲率半径、ｄ_NNは２枚の負メニスカスレンズの空気間隔の光軸に沿った量、ｆ_Wはズームレンズ全系の無限遠物点合焦時の広角端における焦点距離である。
【０１９６】
〔２３〕前記第１レンズ群が、物体側から順に、物体側に凸面を向けた１枚の負メニスカスレンズと１枚の正屈折力の単レンズからなり、以下の条件（ｊ）、（ｋ）を満足することを特徴とする上記１から１８の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１９７】
（ｊ） −５．０＜（Ｒ_1P1＋Ｒ_1P2）／（Ｒ_1P1−Ｒ_1P2）＜−１．３
（ｋ）１．７＜ｎ_d1N＜１．９５
ただし、Ｒ_1P1とＲ_1P2はそれぞれ第１レンズ群の正屈折力の単レンズの物体側と像側のレンズ面の光軸上での曲率半径、ｎ_d1Nは第１レンズ群の負メニスカスレンズの媒質の屈折率である。
【０１９８】
〔２４〕前記第１レンズ群が、物体側から順に、以下の条件（ｌ）を満足する弱い屈折力の単レンズと、１枚の負の単レンズと、１枚の正の単レンズからなることを特徴とする上記１から１８の何れか１項記載のズームレンズ。
【０１９９】
（ｌ） −０．２＜ｆ_W／ｆ_1*＜０．３
ただし、ｆ_1*は第１レンズ群の弱い屈折力の単レンズの焦点距離、ｆ_Wはズームレンズ全系の無限遠物点合焦時の広角端における焦点距離である。
【０２００】
〔２５〕前記第３レンズ群が以下の条件（ｍ）を満足する形状の正の単レンズのみで構成され、かつ、前記正の単レンズは両面が球面であることを特徴とする上記１から２４の何れか１項記載のズームレンズ。
【０２０１】
（ｍ） −１＜（Ｒ₃₁＋Ｒ₃₂）／（Ｒ₃₁−Ｒ₃₂）＜１
ただし、Ｒ₃₁とＲ₃₂はそれぞれ第３レンズ群の正の単レンズの物体側と像側のレンズ面の光軸上での曲率半径である。
【０２０２】
〔２６〕上記１から２５の何れか１項記載のズームレンズと、その像側に配された撮像素子とを有することを特徴とする電子撮像装置。
【０２０３】
〔２７〕前記ズームレンズが以下の条件（ｃ）を満足することを特徴とする上記２６記載の電子撮像装置。
【０２０４】
（ｃ）０．５＜ｔ₂／Ｌ＜１．２
ただし、ｔ₂は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での距離、Ｌは撮像素子の有効撮像領域の対角長である。
【０２０５】
〔２８〕前記ズームレンズが以下の条件（ｎ）、（ｏ）を満足することを特徴とする上記２６又は２７記載の電子撮像装置。
【０２０６】
（ｎ）０．５＜ｔ₂／ｔ₁＜１．５
（ｏ）０．４＜ｔ₁／Ｌ＜１．３
ただし、ｔ₁は第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上での距離、ｔ₂は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での距離距離、Ｌは撮像素子の有効撮像領域の対角長である。
【０２０７】
〔２９〕前記ズームレンズにおける前記第２レンズ群の物体側レンズ成分が前記接合レンズ成分で構成され、以下の条件を満足することを特徴とする上記２６から２８の何れか１項記載の電子撮像装置。
【０２０８】
（２）０＜Ｌ／Ｒ_2FC＜０．８
（３）０．０１＜ｎ_2FN−ｎ_2FP＜０．２
（４） ν_2FN＜２６．５
ただし、Ｌは撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長、Ｒ_2FCは第２レンズ群の物体側成分の接合面の光軸上の曲率半径、ｎ_2FP、ｎ_2FNはそれぞれ第２レンズ群の物体側レンズ成分の正レンズ、負レンズのｄ線屈折率、ν_2FNは第２レンズ群の物体側レンズ成分における負レンズのｄ線基準アッベ数である。
【０２０９】
【発明の効果】
本発明により、沈胴厚が薄く収納性に優れ、かつ、高倍率で、リアフォーカスにおいても結像性能の優れたズームレンズを得ることができ、ビデオカメラやデジタルカメラの徹底的薄型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のズームレンズの広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図である。
【図２】本発明の実施例３のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図３】本発明の実施例７のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図４】本発明の実施例８のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図５】実施例１の無限遠にフォーカシングした場合の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図である。
【図６】実施例１の撮影距離１０ｃｍにフォーカシングした場合の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）の収差図である。
【図７】実施例８の図５と同様の収差図である。
【図８】実施例８の図６と同様の収差図である。
【図９】電子撮像素子にて撮影を行う場合の有効撮像面の対角長について説明するための図である。
【図１０】近赤外シャープカットコートの一例の透過率特性を示す図である。
【図１１】ローパスフィルターの射出面側に設ける色フィルターの一例の透過率特性を示す図である。
【図１２】補色モザイクフィルターの色フィルター配置を示す図である。
【図１３】補色モザイクフィルターの波長特性の一例を示す図である。
【図１４】本発明によるズームレンズを組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。
【図１５】図１４のデジタルカメラの後方斜視図である。
【図１６】図１４のデジタルカメラの断面図である。
【符号の説明】
Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｇ３…第３レンズ群
Ｆ…平行平面板群
Ｉ…ＣＣＤの像面
Ｅ…観察者眼球
４０…デジタルカメラ
４１…撮影光学系
４２…撮影用光路
４３…ファインダー光学系
４４…ファインダー用光路
４５…シャッター
４６…フラッシュ
４７…液晶表示モニター
４９…ＣＣＤ
５０…カバー部材
５１…処理手段
５２…記録手段
５３…ファインダー用対物光学系
５５…ポロプリズム
５７…視野枠
５９…接眼光学系

Claims

物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群よりなり、無限遠物点合焦時における広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群の間隔を変化させつつ、前記第２レンズ群が物体側へのみ移動し、かつ、前記第３レンズ群は第２レンズ群とは異なる軌跡で移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群は、物体側レンズ成分と像側レンズ成分の２つのレンズ成分からなり、その中一方のレンズ成分は正レンズと負レンズの接合レンズ成分、他方のレンズ成分は正の単レンズのみからなり、
前記物体側のレンズ成分が以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
（１）” ０．７＜Ｒ _2FR ／Ｒ _2FF ＜０．９５
ただし、Ｒ_2FF、Ｒ_2FRはそれぞれ第２レンズ群の物体側レンズ成分の物体側面及び像側面における光軸上の曲率半径である。
前記物体側レンズ成分は接合レンズ成分からなり、前記像側レンズ成分は正の単レンズのみからなり、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
（５） −１．０＜（Ｒ_2RF＋Ｒ_2RR）／（Ｒ_2RF−Ｒ_2RR）＜０．６
ただし、Ｒ_2RF、Ｒ_2RRはそれぞれ第２レンズ群の像側レンズ成分の物体側の面、像側の面の光軸上での曲率半径である。
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１又は２記載のズームレンズ。
（６）５＜（Ｒ_2FF＋Ｒ_2FR）／（Ｒ_2FF−Ｒ_2FR）＜６０
ただし、Ｒ_2FF、Ｒ_2FRはそれぞれ第２レンズ群の物体側レンズ成分の最も物体側の面、最も像側の面の光軸上での曲率半径である。
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載のズームレンズ。
（７）０．１５＜ｆ_2R ／ｆ₃₀＜１．０
（８）０．０３＜ｄ_2FR×Ｒ_2FR／ｔ₂ ²＜１．５
ただし、ｆ_2R とｆ₃₀はそれぞれ第２レンズ群の像側レンズ成分と第３レンズ群の焦点距離、ｄ_2FRは第２レンズ群の物体側レンズ成分の像側面と像側レンズ成分の物体側面との間隔、Ｒ_2FRは第２レンズ群の物体側レンズ成分の像側面の光軸上での曲率半径、ｔ₂は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での距離である。
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載のズームレンズ。
（９）０．２＜Ｒ_2FC／ｆ_2F＜２
ただし、Ｒ_2FCは第２レンズ群の物体側レンズ成分の接合面の曲率半径、ｆ_2Fは第２レンズ群の物体側レンズ成分の焦点距離である。
前記第２レンズ群の物体側レンズ成分が前記接合レンズ成分で構成され、広角端から望遠端に変倍する際、前記第３レンズ群は像側に凸の軌跡で動くことを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
前記第３レンズ群を移動することによりフォーカシングを行うことを特徴とする請求項１から６の何れか１項記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群と一体で移動する絞りを有することを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面は、非球面であることを特徴とする請求項１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
条件（５）に代えて以下の条件（５）’を満足することを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
（５）’ −０．７＜（Ｒ_2RF＋Ｒ_2RR）／（Ｒ_2RF−Ｒ_2RR）＜０．３４
前記第１レンズ群は非球面を１面のみ有し、前記第２レンズ群は非球面を１面のみ有し、前記第３レンズ群は球面レンズのみからなることを特徴とする請求項１から１０の何れか１項記載のズームレンズ。
条件（６）に代えて以下の条件（６）’を満足することを特徴とする請求項３記載のズームレンズ。
（６）’ ７＜（Ｒ_2FF＋Ｒ_2FR）／（Ｒ_2FF−Ｒ_2FR）＜６０
条件（７）に代えて以下の条件（７）’を満足することを特徴とする請求項４記載のズームレンズ。
（７）’ ０．１５＜ｆ_2R ／ｆ₃₀＜１．０
条件（８）に代えて以下の条件（８）’を満足することを特徴とする請求項４記載のズームレンズ。
（８）’ ０．０５＜ｄ_2FR×Ｒ_2FR／ｔ₂ ²＜０．３
条件（９）に代えて以下の条件（９）’を満足することを特徴とする請求項５記載のズームレンズ。
（９）’ ０．３＜Ｒ_2FC／ｆ_2F＜１．６
以下の条件（ａ）を満足することを特徴とする請求項１から１５の何れか１項記載のズームレンズ。
（ａ）０．０＜ｆ₂／ｆ_2R＜１．３
ただし、ｆ₂は第２レンズ群全体の合成焦点距離、ｆ_2Rは第２レンズ群の像側レンズ成分の焦点距離である。
前記第２レンズ群の物体側レンズ成分が前記接合レンズ成分で構成され、その接合レンズ成分は、物体側から、正レンズ、負レンズの順で構成されており、以下の条件（ｂ）を満足することを特徴とする請求項１から１６の何れか１項記載のズームレンズ。
（ｂ）０．０４＜ｔ_2N／ｔ₂＜０．２
ただし、ｔ_2Nは第２レンズ群の物体側レンズ成分の接合された正レンズの像側の面から負レンズの像側の面までの光軸上の距離、ｔ₂は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での距離である。
ズーム比が２．３倍以上であり、以下の条件（ｄ）、（ｅ）を満足することを特徴とする請求項１から１７の何れか１項記載のズームレンズ。
（ｄ）１．２＜−β_2t＜２．０
（ｅ）１．６＜ｆ₂／ｆ_W＜３．０
ただし、β_2tは第２レンズ群の無限遠物点合焦時の望遠端における倍率、ｆ₂は第２レンズ群の焦点距離、ｆ_Wはズームレンズ全系の無限遠物点合焦時の広角端における焦点距離である。
前記第１レンズ群が、物体側から順に、２枚以下の負レンズで構成される負レンズ群と１枚の正屈折力の単レンズからなる正レンズ群よりなり、前記負レンズ群は非球面を含むことを特徴とする請求項１から１８の何れか１項記載のズームレンズ又は撮像装置。
前記第１レンズ群が以下の条件（ｆ）、（ｇ）を満足することを特徴とする請求項１８記載のズームレンズ。
（ｆ） −０．０３＜ｆ_W／Ｒ₁₁＜０．４
（ｇ）０．１５＜ｄ_NP／ｆ_W＜１．０
ただし、Ｒ₁₁は第１レンズ群の物体側から１番目のレンズ面の光軸上での曲率半径、ｄ_NPは第１レンズの負レンズ群と正レンズ群の光軸上での空気間隔、ｆ_Wはズームレンズ全系の無限遠物点合焦時の広角端における焦点距離である。
前記第１レンズ群が、物体側から順に、物体側に凸面を向けた２枚の負メニスカスレンズと１枚の正屈折力の単レンズからなり、該２枚の負メニスカスレンズの空気間隔に面した何れか一方の面が非球面であることを特徴とする請求項１から１８の何れか１項記載のズームレンズ。
前記第１レンズ群が以下の条件（ｈ）、（ｉ）を満足することを特徴とする請求項２１記載のズームレンズ。
（ｈ）０．４＜Ｒ₁₂／Ｒ₁₃＜１．３
（ｉ）０．０２＜ｄ_NN／ｆ_W＜０．２５
ただし、Ｒ₁₂は第１レンズ群の物体側の負メニスカスレンズの像側のレンズ面の光軸上での曲率半径、Ｒ₁₃は第１レンズ群の物体側から２番目の負メニスカスレンズの物体側のレンズ面の光軸上での曲率半径、ｄ_NNは２枚の負メニスカスレンズの空気間隔の光軸に沿った量、ｆ_Wはズームレンズ全系の無限遠物点合焦時の広角端における焦点距離である。
前記第１レンズ群が、物体側から順に、物体側に凸面を向けた１枚の負メニスカスレンズと１枚の正屈折力の単レンズからなり、以下の条件（ｊ）、（ｋ）を満足することを特徴とする請求項１から１８の何れか１項記載のズームレンズ。
（ｊ） −５．０＜（Ｒ_1P1＋Ｒ_1P2）／（Ｒ_1P1−Ｒ_1P2）＜−１．３
（ｋ）１．７＜ｎ_d1N＜１．９５
ただし、Ｒ_1P1とＲ_1P2はそれぞれ第１レンズ群の正屈折力の単レンズの物体側と像側のレンズ面の光軸上での曲率半径、ｎ_d1Nは第１レンズ群の負メニスカスレンズの媒質の屈折率である。
前記第１レンズ群が、物体側から順に、以下の条件（ｌ）を満足する弱い屈折力の単レンズと、１枚の負の単レンズと、１枚の正の単レンズからなることを特徴とする請求項１から１８の何れか１項記載のズームレンズ。
（ｌ） −０．２＜ｆ_W／ｆ_1*＜０．３
ただし、ｆ_1*は第１レンズ群の弱い屈折力の単レンズの焦点距離、ｆ_Wはズームレンズ全系の無限遠物点合焦時の広角端における焦点距離である。
前記第３レンズ群が以下の条件（ｍ）を満足する形状の正の単レンズのみで構成され、かつ、前記正の単レンズは両面が球面であることを特徴とする請求項１から２４の何れか１項記載のズームレンズ。
（ｍ） −１＜（Ｒ₃₁＋Ｒ₃₂）／（Ｒ₃₁−Ｒ₃₂）＜１
ただし、Ｒ₃₁とＲ₃₂はそれぞれ第３レンズ群の正の単レンズの物体側と像側のレンズ面の光軸上での曲率半径である。
請求項１から２５の何れか１項記載のズームレンズと、その像側に配された撮像素子とを有することを特徴とする電子撮像装置。
前記ズームレンズが以下の条件（ｃ）を満足することを特徴とする請求項２６記載の電子撮像装置。
（ｃ）０．５＜ｔ₂／Ｌ＜１．２
ただし、ｔ₂は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での距離、Ｌは撮像素子の有効撮像領域の対角長である。
前記ズームレンズが以下の条件（ｎ）、（ｏ）を満足することを特徴とする請求項２６又は２７記載の電子撮像装置。
（ｎ）０．５＜ｔ₂／ｔ₁＜１．５
（ｏ）０．４＜ｔ₁／Ｌ＜１．３
ただし、ｔ₁は第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上での距離、ｔ₂は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での距離距離、Ｌは撮像素子の有効撮像領域の対角長である。
前記ズームレンズにおける前記第２レンズ群の物体側レンズ成分が前記接合レンズ成分で構成され、以下の条件を満足することを特徴とする請求項２６から２８の何れか１項記載の電子撮像装置。
（２）０＜Ｌ／Ｒ_2FC＜０．８
（３）０．０１＜ｎ_2FN−ｎ_2FP＜０．２
（４） ν_2FN＜２６．５
ただし、Ｌは撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長、Ｒ_2FCは第２レンズ群の物体側成分の接合面の光軸上の曲率半径、ｎ_2FP、ｎ_2FNはそれぞれ第２レンズ群の物体側レンズ成分の正レンズ、負レンズのｄ線屈折率、ν_2FNは第２レンズ群の物体側レンズ成分における負レンズのｄ線基準アッベ数である。