JP4333151B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はズームレンズに関し、特に固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適なズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体撮像素子等に適した屈折力配置が負正正型の３群構成のズームレンズが開示されている（特許文献１、２、３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−２９２１０６号公報。
【特許文献２】
特開平６−９４９９６号公報。
【特許文献３】
特開２０００−２８４１７７号公報。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特許文献１の各開示例では、第３レンズ群が３つまたは４つのレンズより構成されているので、第３レンズ群のレンズ室の構造が複雑になり組立調整に時間を要してしまう問題がある。また、特許文献２の各開示例では、第１レンズ群が３つのレンズより構成されているので、小型化に限界があるという問題がある。また、特許文献３の各開示例では、第１レンズ群を２つのレンズで構成しているが、非球面を４面以上使用しており、製造条件が厳しく、コストが掛るという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適な、小型、高画質なズームレンズを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とからなり、前記第１レンズ群は、前記物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとから成り、前記第２レンズ群は、前記物体側より順に、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズと、正レンズとから成り、前記第３レンズ群は、単一レンズ成分から成り、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大するように、前記第１レンズ群および前記第２レンズ群がそれぞれ移動し、且つ前記第３レンズ群が固定され、前記第２レンズ群の前記正レンズと前記負レンズとの前記接合レンズは、前記接合レンズの焦点距離をｆｃ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、
（４） ２．３７９４８１≦｜ｆｃ／ｆ２｜＜１０．０
の条件を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に関し詳説する。
【０００８】
本発明のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とを有し、前記第１レンズ群は、前記物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとから成り、前記第２レンズ群は、前記物体側より順に、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズと、正レンズとから成り、前記第３レンズ群は、単一レンズ成分から成り、第２レンズ群の物体側の近傍に開口絞りが配置されており、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大するように、前記第１レンズ群および前記第２レンズ群がそれぞれ移動し、開口絞りは第２レンズ群と共に移動し、且つ前記第３レンズ群が固定されて構成されている。なお、開口絞りの配置によって、広角端状態から望遠端状態へのズーミングによる光線の位置を適切にすることができ、ズーミングによる瞳位置の変動を適切な値とすることができる。
【０００９】
第１レンズ群を前記物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとで構成し、第３レンズ群は単一レンズ成分から構成することにより、第１レンズ群と第３レンズ群の組立調整が極めて楽になり、低コスト化に効果的である。また、第２レンズ群は前記物体側より順に、正レンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズと、正レンズとから構成することにより、球面収差、コマ収差および色収差を効果的かつ良好に補正できる。
また、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記ズームレンズの広角端焦点距離をｆｗとしたとき、
（１） １．０＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜４．０
の条件を満足することが望ましい。
【００１０】
条件式（１）は、第１レンズ群とズームレンズの広角端状態における焦点距離の適切な範囲を示している。条件式（１）の上限値を超えると、ズームレンズの全長が長くなり好ましくない。条件式（１）の下限値を超えると、第１レンズ群によって発生する収差を良好に除去できないので好ましくない。
また、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、
（２） １．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜２．０
の条件を満足することが望ましい。
【００１１】
条件式（２）は、第１レンズ群と第２レンズ群との適切な範囲を示している。条件式（２）の上限値を超えると、歪曲収差および球面収差が悪化するか、ズームレンズの全長が長くなり好ましくない。条件式（２）の下限値を超えると、ズーミングによる収差変動が大きくなり好ましくない。
また、第３レンズ群の単一レンズ成分の焦点距離をｆ３、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、
（３） ｜ｆ２／ｆ３｜＜２．０
の条件を満足することが望ましい。
【００１２】
条件式（３）は、第２レンズ群と第３レンズ群との関係を規定している。条件式（３）の上限値を超えると、ズーミングによる収差変動が大きくなるので好ましくない。
【００１３】
条件式（４）は、第２レンズ群中にある、接合レンズの焦点距離の最適な範囲を規定している。条件式（４）の上限値、および下限値を超えると、第２レンズ群による収差補正能力が著しく低下してしまうので好ましくない。
また、第３レンズ群の単一レンズ成分は、単一レンズ成分の焦点距離をｆ３、前記屈折率をｎ３としたとき、
（５） ６．５＜｜ｆ３／ｎ３｜＜９．４
の条件を満足することが望ましい。
【００１４】
条件式（５）は、第３レンズ群の焦点距離と屈折率との関係を規定している。条件式（５）の上限値、および下限値を超えると、フォーカシングによる収差変動が大きくなるので好ましくない。
また、第1レンズ群の負メニスカスレンズは、負メニスカスレンズの物体側の曲率半径をｒ１、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、としたとき、
（６） ５．０＜｜ｒ１／ｆ１｜＜２０．０
の条件を満足することが望ましい。
条件式（６）は、負メニスカスレンズの非球面レンズの製造のしやすさを規定している。条件式（６）の下限値を下回ると、第１レンズ群の中心厚が増し光学系が大型化してしまうので好ましくない。条件式（６）の上限値を上回ると、非球面レンズの製造時に高い精度が要求されるため好ましくない。
また、第２レンズ群の接合レンズの最も物体側の曲率半径をｒ２１、接合面の曲率半径をｒ２２、最も像面側の曲率半径をｒ２３、としたとき、
（７） １．０＜ｒ２２／（ｒ２１＋ｒ２３）＜５．０
の条件を満足することが望ましい。
条件式（７）は、第２レンズ群中の接合レンズによる収差補正が良好に行なえる範囲を規定している。条件式（７）の下限値を下回ると、第２レンズ群内の他のレンズの曲率半径が小さくなり、第２レンズ群の中心厚が増し光学系が大型化してしまうので好ましくない。条件式（７）の上限値を上回ると、球面収差およびコマ収差が悪化してしまうので好ましくない。
また、第３レンズ群の単一レンズ成分の屈折率をｎ３としたとき、
（８） １．６＜ｎ３＜１．８０
の条件を満足することが望ましい。
条件式（８）は、第３レンズ群中にある単一レンズ成分の屈折率の最適な範囲を規定している。条件式（８）の下限値を下回ると、第３レンズ群を構成するレンズの各曲率半径が小さくなり、レンズ中心厚が増加し大型化してしまうので好ましくない。条件式（８）の上限値を上回ると、コマ収差が悪化してしまうので好ましくない。
【００１５】
また、本発明のズームレンズでは、第１レンズ群の負メニスカスレンズは、少なくとも１つ非球面を持っている。これにより、広角ズームにおいて問題になる歪曲収差を良好に補正できる。
また、第２レンズ群は、少なくとも１つ非球面を持っている。これにより、ズーム全域において球面収差、コマ収差を良好に補正できる。
【００１６】
また、第２レンズ群の最も像面側に配置した正レンズは、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズを持っている。これにより第２レンズ群によるコマ収差補正能力が向上する。
【００１７】
また、第３レンズ群の単一レンズ成分は、両凸形状の正レンズを持っている。これによりフォーカシングの際に発生する収差変動を小さくすることが出来る。
【００１８】
また、第１レンズ群を物体側に移動させることによってフォーカシングを行なう。これにより、フォーカシングの際に発生する収差変動を小さくすることが出来る。さらに、フォーカシング移動量を小さく出来、第３レンズ群は常に固定となる為可動部分が少なくなり、製造上好ましい。
【００１９】
あるいは、第３レンズ群を物体側に移動させることによってフォーカシングを行なう。これにより、フォーカシングの際に発生する収差変動を小さくすることが出来る。さらに、第１レンズ群がフォーカシングの際に移動しないので、フォーカシングの際に全長変化がなく、マクロ撮影時などでの使い勝手を向上させることが出来る。
【００２０】
このような構成にすることによって、ズーム比が２．５倍以上で小型、高性能なズームレンズが可能となる。
【００２１】
「実施例」
以下、本発明の実施の形態に係る各実施例を、添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
各実施例において、本発明に係るズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有し、第２レンズ群Ｇ２の物体側の近傍に開口絞りＳが配置されており、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大するように、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２がそれぞれ移動し、開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に移動し、且つ第３レンズ群Ｇ３が固定されて、ズーミングを行っている。また、フォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１あるいは、第３レンズ群Ｇ３を移動させている。
【００２３】
なお、各実施例において、第１レンズ群Ｇ１から第３レンズ群Ｇ３の任意の面を回折面としてもよい。また、第１レンズ群Ｇ１から第３レンズ群Ｇ３の任意のレンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしてもよい。また、第１レンズ群Ｇ１から第３レンズ群Ｇ３のいずれかのレンズ群あるいはレンズ群の一部を光軸と直交方向または、ある1点を中心とした曲線状に移動させることによって、手ぶれ補正レンズとすることも可能である。
次に、以下の各表に各実施例の諸元値を示す。
【００２４】
各表において、[全体諸元]中、ｆは焦点距離、Ｂｆはバックフォーカス、ＦＮｏはＦナンバー、２ωは画角をそれぞれ表わしている。また、[レンズ諸元]中、面番号は物体側からのレンズ面の番号、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、νはアッベ数、ｎはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ表わしている。さらに、［非球面データ］には、次式で非球面を表現した場合の非球面係数を示している。
【００２５】
【数１】
ここで、Ｘ（ｙ）は非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離、ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）、Ｋは円錐定数、Ｃｉは第ｉ次の非球面係数をそれぞれ示している。また、[ズーミングデータ]には、広角端、中間焦点距離、望遠端の各状態における焦点距離、可変間隔の値を示す。
【００２６】
なお、以下の全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄその他の長さ等は、特記の無い場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「ｍｍ」に限定されること無く他の適当な単位を用いることもできる。さらに、全ての実施例においての表中の符号は同様の符号を用い説明を省略する。
【００２７】
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図である。本第１実施例では、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズＧ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有し、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Ｌ１１と正レンズＬ１２とから成り、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、正レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と負レンズＬ２３の接合レンズと、正レンズＬ２４とから成り、第３レンズ群は、両凸形状の正レンズＬ３１から成り、第２レンズ群Ｇ２の物体側の近傍に開口絞りＳが配置されており、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大するように、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２がそれぞれ移動し、開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に移動し、且つ第３レンズ群Ｇ３が固定されてズーミングを行うように構成されている。また、フォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１あるいは、第３レンズ群Ｇ３を移動させている。
【００２８】
また、本実施例および以下の全実施例では、第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉとの間に、像面Ｉに配設されるＣＣＤ等の固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターＰ１と、固体撮像素子を保護するためのカバーガラスＰ２とが設けられている。
【００２９】
以下に、第１実施例のズームレンズの諸元値を示す。
【００３０】
【表１】
［全体諸元］
ｆ＝ ４．８９９９９〜８．４８９８５〜１４．７０００５
Ｂｆ＝ ０．８９９１８
ＦＮｏ＝ ２．６８２７８〜３．５６１４６〜５．０８８１８
ω＝３３．０３７５０°〜１９．７４４０８°〜１１．５５２３２°
［レンズ諸元］
面番号 ｒ ｄ ν ｎ
1) 100.000 0.3000 40.71 1.806100
2) 4.5743 1.6000
3) 8.1661 2.1000 23.78 1.846660
4) 26.5531 （ｄ４）
5) ∞ 0.4000 開口絞り
6) 9.7324 1.6000 59.62 1.583130
7) -21.1056 0.1000
8) 4.6913 1.6000 44.79 1.744000
9) 18.5935 0.8000 23.78 1.846660
10) 3.4465 0.7000
11) -33.6018 1.1000 40.77 1.883000
12) -19.1290 (ｄ１２)
13) 10.3702 2.4000 60.29 1.620410
14) -52.0453 0.4000
15) ∞ 2.0000 70.51 1.544370
16) ∞ 0.3250
17) ∞ 0.7500 64.14 1.516330
18) ∞
[非球面データ]
2面
ｋ＝ ０．１３７８
Ｃ４＝ １．９４８５０×１０-4
Ｃ６＝ １．６１７３０×１０-5
Ｃ８＝−９．８８９２０×１０-7
Ｃ１０＝ ２．１７６６０×１０-8
７面
ｋ＝−１４．０７６１
Ｃ４＝ １．１７６００×１０-4
Ｃ６＝ −２．５２０２０×１０-6
Ｃ８＝ ８．９０４９０×１０-7
Ｃ１０＝ ０．０００００
[ズーミングデータ]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ４．８９９９９ ８．４８９８５ １４．７０００５
ｄ４ １３．９７８１８ ６．２２１９８ １．７４９４８
ｄ１２ ４．０７１７７ ８．４３０３７ １５．９７０４７
[条件式対応値]
（１） ｜ｆ１／ｆｗ｜ ＝２．６２１０２６
（２） ｜ｆ１／ｆ２｜ ＝１．２２９１６７
（３） ｜ｆ２／ｆ３｜ ＝０．７３７３２１
（４） ｜ｆｃ／ｆ２｜ ＝３．２７４９８９
（５） ｜ｆ３／ｎ３｜ ＝８．７３００１９
（６） ｜ｒ１／ｆ１｜ ＝７．７８７９１３
（７） ｒ２２／（ｒ２１＋ｒ２３）＝２．２８４８３１
（８） ｎ３ ＝１．６２０４１０
図２は本第１実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図３は本第１実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図４は本第１実施例の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【００３１】
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高、ｄはｄ線（λ=587.6nm）及びｇはｇ線（λ=435.6nm）、ＣはＣ線（λ=656.3nm）、ＦはＦ線（λ=486.1nm）を示す。非点収差図において、実線はサジタル像面を、破線はメリジオナル像面をそれぞれ示す。なお、以下の全実施例において同様の符号を用い説明を省略する。
【００３２】
上述の各収差図から、本第１実施例のズームレンズは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明らかである。
【００３３】
（第２実施例）
図５は、本発明の第２実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図である。本第２実施例では、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズＧ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有し、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Ｌ１１と正レンズＬ１２とから成り、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、正レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と負レンズＬ２３の接合レンズと、正レンズＬ２４とから成り、第３レンズ群は、両凸形状の正レンズＬ３１から成り、第２レンズ群Ｇ２の物体側の近傍に開口絞りＳが配置されており、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大するように、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２がそれぞれ移動し、開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に移動し、且つ第３レンズ群Ｇ３が固定されてズーミングを行うように構成されている。また、フォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１あるいは、第３レンズ群Ｇ３を移動させている。
【００３４】
以下に、第２実施例のズームレンズの諸元値を示す。
【００３５】
【表２】
［全体諸元］
ｆ＝ ４．８９９９７〜８．４８９９９〜１４．７００００
Ｂｆ＝ １．１１５５８
ＦＮｏ＝ ２．７９２０３〜３．６８７８２〜５．２４６１３
ω＝３２．２０７８９°〜１９．５９７４２°〜１１．６２０６４°
［レンズ諸元］
面番号 ｒ ｄ ν ｎ
1) 200.0000 1.3000 40.71 1.806100
2) 4.3346 1.6000
3) 8.3615 1.8000 23.78 1.846660
4) 33.5951 （ｄ４）
5) ∞ 0.4000 開口絞り
6) 5.6265 1.8000 59.62 1.583130
7) -21.5571 0.1000
8) 6.5588 1.7000 44.79 1.744000
9) 22.8790 0.8000 23.78 1.846660
10) 3.4135 0.8000
11) -58.3097 1.1000 47.38 1.788000
12) -18.5837 （ｄ１２）
13) 16.6387 2.0000 54.66 1.729160
14) -20.9124 0.4000
15) ∞ 2.0000 70.51 1.544370
16) ∞ 0.3250
17) ∞ 0.7500 64.14 1.516330
18) ∞
[非球面データ]
２面
ｋ＝０．００１１
Ｃ４＝３．５０８１０×１０-4
Ｃ６＝０．０００００
Ｃ８＝０．０００００
Ｃ１０＝０．０００００
６面
ｋ＝−０．００５８
Ｃ４＝−８．８５５９０×１０-5
Ｃ６＝−４．５５８１０×１０-6
Ｃ８＝ ０．０００００
Ｃ１０＝ ０．０００００
[ズーミングデータ]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ４．８９９９７ ８．４８９９９ １４．７００００
ｄ３ １１．５４９９７ ４．９９９５７ １．２２２６７
ｄ１２ ３．０８０５８ ７．４３９３８ １４．９７９２８
[条件式対応値]
（１） ｜ｆ１／ｆｗ｜ ＝ ２．４０８６５４
（２） ｜ｆ１／ｆ２｜ ＝ １．２２９１６６
（３） ｜ｆ２／ｆ３｜ ＝ ０．７３８４６２
（４） ｜ｆｃ／ｆ２｜ ＝ １．１５０２２０
（５） ｜ｆ３／ｎ３｜ ＝ ７．５１８１０３
（６） ｜ｒ１／ｆ１｜ ＝１６．９４９１５
（７） ｒ２２／（ｒ２１＋ｒ２３）＝ ２．２９４２５５
（８） ｎ３ ＝ １．７２９１６０
図６は本第２実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図７は本第２実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図８は本第２実施例の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【００３６】
上述の各収差図から、本第２実施例のズームレンズは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明らかである。
【００３７】
（第３実施例）
図９は、本発明の第３実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図である。本第３実施例では、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズＧ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有し、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Ｌ１１と正レンズＬ１２とから成り、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、正レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と負レンズＬ２３の接合レンズと、正レンズＬ２４とから成り、第３レンズ群は、両凸形状の正レンズＬ３１から成り、第２レンズ群Ｇ２の物体側の近傍に開口絞りＳが配置されており、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大するように、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２がそれぞれ移動し、開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に移動し、且つ第３レンズ群Ｇ３が固定されてズーミングを行うように構成されている。また、フォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１あるいは、第３レンズ群Ｇ３を移動させている。
【００３８】
以下に、第３実施例のズームレンズの諸元値を示す。
【００３９】
【表３】
［全体諸元］
ｆ＝ ４．８９９９７〜７．７５９９９〜１２．３０００５
Ｂｆ＝ １．１１０８８
ＦＮｏ＝ ２．７８９６０〜３．４４３１１〜４．４８６６７
ω＝３２．３０１４１°〜２１．３９１８０°〜１３．７９２５５°
［レンズ諸元］
面番号 ｒ ｄ ν ｎ
1) 200.0000 1.2000 40.71 1.806100
2) 4.0130 1.2000
3) 7.1996 1.9000 23.78 1.846660
4) 32.5621 （ｄ４）
5) ∞ 0.4000 開口絞り
6) 7.8560 1.7000 59.62 1.583130
7) -27.4527 0.1000
8) 5.2126 1.6000 44.79 1.744000
9) 37.8898 0.8000 23.78 1.846660
10) 3.6464 0.7000
11) -16.0743 1.2000 47.38 1.788000
12) -8.6436 （ｄ１２）
13) 14.8688 1.8000 54.66 1.729160
14) -24.8153 0.4000
15) ∞ 2.0000 70.51 1.544370
16) ∞ 0.3250
17) ∞ 0.7500 64.14 1.516330
18) ∞ 7.0890
[非球面データ]
２面
ｋ＝−０．０４００
Ｃ４＝ ５．８９３３０×１０-4
Ｃ６＝ ０．０００００
Ｃ８＝ ０．０００００
Ｃ１０＝ ０．０００００
６面
ｋ＝−０．０６５７
Ｃ４＝−１．１０１１０×１０-4
Ｃ６＝−４．９６１３０×１０-6
Ｃ８＝ ０．０００００
Ｃ１０＝ ０．０００００
[ズーミングデータ]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ４．８９９９７ ７．７５９９９ １２．３０００５
ｄ３ １０．５２４８９ ４．８１５５９ １．２０５０９
ｄ１２ ４．０４５６９ ７．５１８１９ １３．０３０４９
[条件式対応値]
（１） ｜ｆ１／ｆｗ｜ ＝ ２．４０８６５４
（２） ｜ｆ１／ｆ２｜ ＝ １．２２９１６６
（３） ｜ｆ２／ｆ３｜ ＝ ０．７３８４６２
（４） ｜ｆｃ／ｆ２｜ ＝ ２．４７４１０２
（５） ｜ｆ３／ｎ３｜ ＝ ７．５１８１０３
（６） ｜ｒ１／ｆ１｜ ＝１６．９４９１５
（７） ｒ２２／（ｒ２１＋ｒ２３） ＝ ４．２７６９８４
（８） ｎ３ ＝ １．７２９１６０
図１０は本第３実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図１１は本第３実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図１２は本第３実施例の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【００４０】
上述の各収差図から、本第３実施例のズームレンズは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明らかである。
【００４１】
（第４実施例）
図１３は、本発明の第４実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図である。本第４実施例では、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズＧ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有し、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Ｌ１１と正レンズＬ１２とから成り、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、正レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と負レンズＬ２３の接合レンズと、正レンズＬ２４とから成り、第３レンズ群は、両凸形状の正レンズＬ４１から成り、第２レンズ群Ｇ２の物体側の近傍に開口絞りＳが配置されており、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大するように、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２がそれぞれ移動し、開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に移動し、且つ第３レンズ群Ｇ３が固定されてズーミングを行うように構成されている。また、フォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１あるいは、第３レンズ群Ｇ３を移動させている。
【００４２】
以下に、第４実施例のズームレンズの諸元値を示す。
【００４３】
【表４】
［全体諸元］
ｆ＝ ５．５６６８４〜９．３４８１０〜１５．７１２８１
Ｂｆ＝ １．０１８７１
ＦＮｏ＝ ２．９０４５３〜３．７６７０８〜５．２６８０１
ω＝３３．９３２３２°〜２０．９０５１５°〜１２．６４９５８°
［レンズ諸元］
面番号 ｒ ｄ ν ｎ
1) 81.1456 1.3000 40.71 1.806100
2) 4.4868 1.3000
3) 7.3521 2.2000 23.78 1.846660
4) 21.5379 （ｄ4）
5) ∞ 0.4000 開口絞り
6) 8.0088 1.5000 59.44 1.583130
7) -22.6102 0.2000
8) 5.2078 1.6000 44.79 1.744000
9) 18.6470 0.8000 23.78 1.846660
10) 3.6276 0.8000
11) -17.5400 1.0000 37.17 1.834000
12) -13.4024 （ｄ12）
13) 14.6125 2.2000 52.32 1.755000
14) -37.0829 0.4000
15) ∞ 2.2600 70.51 1.544370
16) ∞ 0.5300
17) ∞ 0.5000 64.14 1.516330
18) ∞
[非球面データ]
２面
ｋ＝ ０．１５９７
Ｃ４＝ ３．６３３４６×１０-4
Ｃ６＝ ３．９８９３６×１０-6
Ｃ８＝ ２．２２７５５×１０-8
Ｃ１０＝−２．４９４１９×１０-9
７面
ｋ＝−２１．１１６６
Ｃ４＝ １．３２９０７×１０-4
Ｃ６＝ ６．９８７９１×１０-6
Ｃ８＝ ８．９２０１４×１０-8
Ｃ１０＝ ３．６４９５２×１０-8
[ズーミングデータ]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ５．５６６８４ ９．３４８１０ １５．７１２８１
ｄ３ １２．５５４８８ ６．００９２８ ２．１１４９８
ｄ１２ ４．６２６３５ ９．２０４１５ １６．９３２４５
[条件式対応値]
（１） ｜ｆ１／ｆｗ｜ ＝２．３０６５８８
（２） ｜ｆ１／ｆ２｜ ＝１．２２９１６７
（３） ｜ｆ２／ｆ３｜ ＝０．７３８６５９
（４） ｜ｆｃ／ｆ２｜ ＝２．３７９４８１
（５） ｜ｆ３／ｎ３｜ ＝８．０５７６８７
（６） ｜ｒ１／ｆ１｜ ＝６．３１９５４９
（７） ｒ２２／（ｒ２１＋ｒ２３） ＝２．１１０４９２
（８） ｎ３ ＝１．７５５０００
図１４は本第４実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図１５は本第４実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図１６は本第４実施例４の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【００４４】
上述の各収差図から、本第４実施例のズームレンズは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明らかである。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適な、小型、高画質なズームレンズを提供すること駕できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図。
【図２】本発明の第１実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図３】本発明の第１実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図４】本発明の第１実施例の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図５】本発明の第２実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図。
【図６】本発明の第２実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図７】本発明の第２実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図８】本発明の第２実施例の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図９】本発明の第３実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図。
【図１０】本発明の第３実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図１１】本発明の第３実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図１２】本発明の第３実施例の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図１３】本発明の第４実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図。
【図１４】本発明の第４実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図１５】本発明の第４実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図１６】本発明の第４実施例の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【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
Ｓ 開口絞り
Ｐ１ ローパスフィルタ
Ｐ２ カバーガラス
Ｉ 像面
【産業上の利用分野】
本発明はズームレンズに関し、特に固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適なズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体撮像素子等に適した屈折力配置が負正正型の３群構成のズームレンズが開示されている（特許文献１、２、３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−２９２１０６号公報。
【特許文献２】
特開平６−９４９９６号公報。
【特許文献３】
特開２０００−２８４１７７号公報。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特許文献１の各開示例では、第３レンズ群が３つまたは４つのレンズより構成されているので、第３レンズ群のレンズ室の構造が複雑になり組立調整に時間を要してしまう問題がある。また、特許文献２の各開示例では、第１レンズ群が３つのレンズより構成されているので、小型化に限界があるという問題がある。また、特許文献３の各開示例では、第１レンズ群を２つのレンズで構成しているが、非球面を４面以上使用しており、製造条件が厳しく、コストが掛るという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適な、小型、高画質なズームレンズを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とからなり、前記第１レンズ群は、前記物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとから成り、前記第２レンズ群は、前記物体側より順に、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズと、正レンズとから成り、前記第３レンズ群は、単一レンズ成分から成り、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大するように、前記第１レンズ群および前記第２レンズ群がそれぞれ移動し、且つ前記第３レンズ群が固定され、前記第２レンズ群の前記正レンズと前記負レンズとの前記接合レンズは、前記接合レンズの焦点距離をｆｃ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、
（４） ２．３７９４８１≦｜ｆｃ／ｆ２｜＜１０．０
の条件を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に関し詳説する。
【０００８】
本発明のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とを有し、前記第１レンズ群は、前記物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとから成り、前記第２レンズ群は、前記物体側より順に、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズと、正レンズとから成り、前記第３レンズ群は、単一レンズ成分から成り、第２レンズ群の物体側の近傍に開口絞りが配置されており、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大するように、前記第１レンズ群および前記第２レンズ群がそれぞれ移動し、開口絞りは第２レンズ群と共に移動し、且つ前記第３レンズ群が固定されて構成されている。なお、開口絞りの配置によって、広角端状態から望遠端状態へのズーミングによる光線の位置を適切にすることができ、ズーミングによる瞳位置の変動を適切な値とすることができる。
【０００９】
第１レンズ群を前記物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとで構成し、第３レンズ群は単一レンズ成分から構成することにより、第１レンズ群と第３レンズ群の組立調整が極めて楽になり、低コスト化に効果的である。また、第２レンズ群は前記物体側より順に、正レンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズと、正レンズとから構成することにより、球面収差、コマ収差および色収差を効果的かつ良好に補正できる。
また、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記ズームレンズの広角端焦点距離をｆｗとしたとき、
（１） １．０＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜４．０
の条件を満足することが望ましい。
【００１０】
条件式（１）は、第１レンズ群とズームレンズの広角端状態における焦点距離の適切な範囲を示している。条件式（１）の上限値を超えると、ズームレンズの全長が長くなり好ましくない。条件式（１）の下限値を超えると、第１レンズ群によって発生する収差を良好に除去できないので好ましくない。
また、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、
（２） １．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜２．０
の条件を満足することが望ましい。
【００１１】
条件式（２）は、第１レンズ群と第２レンズ群との適切な範囲を示している。条件式（２）の上限値を超えると、歪曲収差および球面収差が悪化するか、ズームレンズの全長が長くなり好ましくない。条件式（２）の下限値を超えると、ズーミングによる収差変動が大きくなり好ましくない。
また、第３レンズ群の単一レンズ成分の焦点距離をｆ３、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、
（３） ｜ｆ２／ｆ３｜＜２．０
の条件を満足することが望ましい。
【００１２】
条件式（３）は、第２レンズ群と第３レンズ群との関係を規定している。条件式（３）の上限値を超えると、ズーミングによる収差変動が大きくなるので好ましくない。
【００１３】
条件式（４）は、第２レンズ群中にある、接合レンズの焦点距離の最適な範囲を規定している。条件式（４）の上限値、および下限値を超えると、第２レンズ群による収差補正能力が著しく低下してしまうので好ましくない。
また、第３レンズ群の単一レンズ成分は、単一レンズ成分の焦点距離をｆ３、前記屈折率をｎ３としたとき、
（５） ６．５＜｜ｆ３／ｎ３｜＜９．４
の条件を満足することが望ましい。
【００１４】
条件式（５）は、第３レンズ群の焦点距離と屈折率との関係を規定している。条件式（５）の上限値、および下限値を超えると、フォーカシングによる収差変動が大きくなるので好ましくない。
また、第1レンズ群の負メニスカスレンズは、負メニスカスレンズの物体側の曲率半径をｒ１、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、としたとき、
（６） ５．０＜｜ｒ１／ｆ１｜＜２０．０
の条件を満足することが望ましい。
条件式（６）は、負メニスカスレンズの非球面レンズの製造のしやすさを規定している。条件式（６）の下限値を下回ると、第１レンズ群の中心厚が増し光学系が大型化してしまうので好ましくない。条件式（６）の上限値を上回ると、非球面レンズの製造時に高い精度が要求されるため好ましくない。
また、第２レンズ群の接合レンズの最も物体側の曲率半径をｒ２１、接合面の曲率半径をｒ２２、最も像面側の曲率半径をｒ２３、としたとき、
（７） １．０＜ｒ２２／（ｒ２１＋ｒ２３）＜５．０
の条件を満足することが望ましい。
条件式（７）は、第２レンズ群中の接合レンズによる収差補正が良好に行なえる範囲を規定している。条件式（７）の下限値を下回ると、第２レンズ群内の他のレンズの曲率半径が小さくなり、第２レンズ群の中心厚が増し光学系が大型化してしまうので好ましくない。条件式（７）の上限値を上回ると、球面収差およびコマ収差が悪化してしまうので好ましくない。
また、第３レンズ群の単一レンズ成分の屈折率をｎ３としたとき、
（８） １．６＜ｎ３＜１．８０
の条件を満足することが望ましい。
条件式（８）は、第３レンズ群中にある単一レンズ成分の屈折率の最適な範囲を規定している。条件式（８）の下限値を下回ると、第３レンズ群を構成するレンズの各曲率半径が小さくなり、レンズ中心厚が増加し大型化してしまうので好ましくない。条件式（８）の上限値を上回ると、コマ収差が悪化してしまうので好ましくない。
【００１５】
また、本発明のズームレンズでは、第１レンズ群の負メニスカスレンズは、少なくとも１つ非球面を持っている。これにより、広角ズームにおいて問題になる歪曲収差を良好に補正できる。
また、第２レンズ群は、少なくとも１つ非球面を持っている。これにより、ズーム全域において球面収差、コマ収差を良好に補正できる。
【００１６】
また、第２レンズ群の最も像面側に配置した正レンズは、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズを持っている。これにより第２レンズ群によるコマ収差補正能力が向上する。
【００１７】
また、第３レンズ群の単一レンズ成分は、両凸形状の正レンズを持っている。これによりフォーカシングの際に発生する収差変動を小さくすることが出来る。
【００１８】
また、第１レンズ群を物体側に移動させることによってフォーカシングを行なう。これにより、フォーカシングの際に発生する収差変動を小さくすることが出来る。さらに、フォーカシング移動量を小さく出来、第３レンズ群は常に固定となる為可動部分が少なくなり、製造上好ましい。
【００１９】
あるいは、第３レンズ群を物体側に移動させることによってフォーカシングを行なう。これにより、フォーカシングの際に発生する収差変動を小さくすることが出来る。さらに、第１レンズ群がフォーカシングの際に移動しないので、フォーカシングの際に全長変化がなく、マクロ撮影時などでの使い勝手を向上させることが出来る。
【００２０】
このような構成にすることによって、ズーム比が２．５倍以上で小型、高性能なズームレンズが可能となる。
【００２１】
「実施例」
以下、本発明の実施の形態に係る各実施例を、添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
各実施例において、本発明に係るズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有し、第２レンズ群Ｇ２の物体側の近傍に開口絞りＳが配置されており、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大するように、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２がそれぞれ移動し、開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に移動し、且つ第３レンズ群Ｇ３が固定されて、ズーミングを行っている。また、フォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１あるいは、第３レンズ群Ｇ３を移動させている。
【００２３】
なお、各実施例において、第１レンズ群Ｇ１から第３レンズ群Ｇ３の任意の面を回折面としてもよい。また、第１レンズ群Ｇ１から第３レンズ群Ｇ３の任意のレンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしてもよい。また、第１レンズ群Ｇ１から第３レンズ群Ｇ３のいずれかのレンズ群あるいはレンズ群の一部を光軸と直交方向または、ある1点を中心とした曲線状に移動させることによって、手ぶれ補正レンズとすることも可能である。
次に、以下の各表に各実施例の諸元値を示す。
【００２４】
各表において、[全体諸元]中、ｆは焦点距離、Ｂｆはバックフォーカス、ＦＮｏはＦナンバー、２ωは画角をそれぞれ表わしている。また、[レンズ諸元]中、面番号は物体側からのレンズ面の番号、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面間隔、νはアッベ数、ｎはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ表わしている。さらに、［非球面データ］には、次式で非球面を表現した場合の非球面係数を示している。
【００２５】
【数１】
【００２６】
なお、以下の全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄその他の長さ等は、特記の無い場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「ｍｍ」に限定されること無く他の適当な単位を用いることもできる。さらに、全ての実施例においての表中の符号は同様の符号を用い説明を省略する。
【００２７】
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図である。本第１実施例では、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズＧ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有し、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Ｌ１１と正レンズＬ１２とから成り、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、正レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と負レンズＬ２３の接合レンズと、正レンズＬ２４とから成り、第３レンズ群は、両凸形状の正レンズＬ３１から成り、第２レンズ群Ｇ２の物体側の近傍に開口絞りＳが配置されており、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大するように、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２がそれぞれ移動し、開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に移動し、且つ第３レンズ群Ｇ３が固定されてズーミングを行うように構成されている。また、フォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１あるいは、第３レンズ群Ｇ３を移動させている。
【００２８】
また、本実施例および以下の全実施例では、第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉとの間に、像面Ｉに配設されるＣＣＤ等の固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターＰ１と、固体撮像素子を保護するためのカバーガラスＰ２とが設けられている。
【００２９】
以下に、第１実施例のズームレンズの諸元値を示す。
【００３０】
【表１】
［全体諸元］
ｆ＝ ４．８９９９９〜８．４８９８５〜１４．７０００５
Ｂｆ＝ ０．８９９１８
ＦＮｏ＝ ２．６８２７８〜３．５６１４６〜５．０８８１８
ω＝３３．０３７５０°〜１９．７４４０８°〜１１．５５２３２°
［レンズ諸元］
面番号 ｒ ｄ ν ｎ
1) 100.000 0.3000 40.71 1.806100
2) 4.5743 1.6000
3) 8.1661 2.1000 23.78 1.846660
4) 26.5531 （ｄ４）
5) ∞ 0.4000 開口絞り
6) 9.7324 1.6000 59.62 1.583130
7) -21.1056 0.1000
8) 4.6913 1.6000 44.79 1.744000
9) 18.5935 0.8000 23.78 1.846660
10) 3.4465 0.7000
11) -33.6018 1.1000 40.77 1.883000
12) -19.1290 (ｄ１２)
13) 10.3702 2.4000 60.29 1.620410
14) -52.0453 0.4000
15) ∞ 2.0000 70.51 1.544370
16) ∞ 0.3250
17) ∞ 0.7500 64.14 1.516330
18) ∞
[非球面データ]
2面
ｋ＝ ０．１３７８
Ｃ４＝ １．９４８５０×１０-4
Ｃ６＝ １．６１７３０×１０-5
Ｃ８＝−９．８８９２０×１０-7
Ｃ１０＝ ２．１７６６０×１０-8
７面
ｋ＝−１４．０７６１
Ｃ４＝ １．１７６００×１０-4
Ｃ６＝ −２．５２０２０×１０-6
Ｃ８＝ ８．９０４９０×１０-7
Ｃ１０＝ ０．０００００
[ズーミングデータ]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ４．８９９９９ ８．４８９８５ １４．７０００５
ｄ４ １３．９７８１８ ６．２２１９８ １．７４９４８
ｄ１２ ４．０７１７７ ８．４３０３７ １５．９７０４７
[条件式対応値]
（１） ｜ｆ１／ｆｗ｜ ＝２．６２１０２６
（２） ｜ｆ１／ｆ２｜ ＝１．２２９１６７
（３） ｜ｆ２／ｆ３｜ ＝０．７３７３２１
（４） ｜ｆｃ／ｆ２｜ ＝３．２７４９８９
（５） ｜ｆ３／ｎ３｜ ＝８．７３００１９
（６） ｜ｒ１／ｆ１｜ ＝７．７８７９１３
（７） ｒ２２／（ｒ２１＋ｒ２３）＝２．２８４８３１
（８） ｎ３ ＝１．６２０４１０
図２は本第１実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図３は本第１実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図４は本第１実施例の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【００３１】
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高、ｄはｄ線（λ=587.6nm）及びｇはｇ線（λ=435.6nm）、ＣはＣ線（λ=656.3nm）、ＦはＦ線（λ=486.1nm）を示す。非点収差図において、実線はサジタル像面を、破線はメリジオナル像面をそれぞれ示す。なお、以下の全実施例において同様の符号を用い説明を省略する。
【００３２】
上述の各収差図から、本第１実施例のズームレンズは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明らかである。
【００３３】
（第２実施例）
図５は、本発明の第２実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図である。本第２実施例では、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズＧ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有し、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Ｌ１１と正レンズＬ１２とから成り、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、正レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と負レンズＬ２３の接合レンズと、正レンズＬ２４とから成り、第３レンズ群は、両凸形状の正レンズＬ３１から成り、第２レンズ群Ｇ２の物体側の近傍に開口絞りＳが配置されており、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大するように、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２がそれぞれ移動し、開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に移動し、且つ第３レンズ群Ｇ３が固定されてズーミングを行うように構成されている。また、フォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１あるいは、第３レンズ群Ｇ３を移動させている。
【００３４】
以下に、第２実施例のズームレンズの諸元値を示す。
【００３５】
【表２】
［全体諸元］
ｆ＝ ４．８９９９７〜８．４８９９９〜１４．７００００
Ｂｆ＝ １．１１５５８
ＦＮｏ＝ ２．７９２０３〜３．６８７８２〜５．２４６１３
ω＝３２．２０７８９°〜１９．５９７４２°〜１１．６２０６４°
［レンズ諸元］
面番号 ｒ ｄ ν ｎ
1) 200.0000 1.3000 40.71 1.806100
2) 4.3346 1.6000
3) 8.3615 1.8000 23.78 1.846660
4) 33.5951 （ｄ４）
5) ∞ 0.4000 開口絞り
6) 5.6265 1.8000 59.62 1.583130
7) -21.5571 0.1000
8) 6.5588 1.7000 44.79 1.744000
9) 22.8790 0.8000 23.78 1.846660
10) 3.4135 0.8000
11) -58.3097 1.1000 47.38 1.788000
12) -18.5837 （ｄ１２）
13) 16.6387 2.0000 54.66 1.729160
14) -20.9124 0.4000
15) ∞ 2.0000 70.51 1.544370
16) ∞ 0.3250
17) ∞ 0.7500 64.14 1.516330
18) ∞
[非球面データ]
２面
ｋ＝０．００１１
Ｃ４＝３．５０８１０×１０-4
Ｃ６＝０．０００００
Ｃ８＝０．０００００
Ｃ１０＝０．０００００
６面
ｋ＝−０．００５８
Ｃ４＝−８．８５５９０×１０-5
Ｃ６＝−４．５５８１０×１０-6
Ｃ８＝ ０．０００００
Ｃ１０＝ ０．０００００
[ズーミングデータ]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ４．８９９９７ ８．４８９９９ １４．７００００
ｄ３ １１．５４９９７ ４．９９９５７ １．２２２６７
ｄ１２ ３．０８０５８ ７．４３９３８ １４．９７９２８
[条件式対応値]
（１） ｜ｆ１／ｆｗ｜ ＝ ２．４０８６５４
（２） ｜ｆ１／ｆ２｜ ＝ １．２２９１６６
（３） ｜ｆ２／ｆ３｜ ＝ ０．７３８４６２
（４） ｜ｆｃ／ｆ２｜ ＝ １．１５０２２０
（５） ｜ｆ３／ｎ３｜ ＝ ７．５１８１０３
（６） ｜ｒ１／ｆ１｜ ＝１６．９４９１５
（７） ｒ２２／（ｒ２１＋ｒ２３）＝ ２．２９４２５５
（８） ｎ３ ＝ １．７２９１６０
図６は本第２実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図７は本第２実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図８は本第２実施例の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【００３６】
上述の各収差図から、本第２実施例のズームレンズは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明らかである。
【００３７】
（第３実施例）
図９は、本発明の第３実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図である。本第３実施例では、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズＧ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有し、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Ｌ１１と正レンズＬ１２とから成り、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、正レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と負レンズＬ２３の接合レンズと、正レンズＬ２４とから成り、第３レンズ群は、両凸形状の正レンズＬ３１から成り、第２レンズ群Ｇ２の物体側の近傍に開口絞りＳが配置されており、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大するように、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２がそれぞれ移動し、開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に移動し、且つ第３レンズ群Ｇ３が固定されてズーミングを行うように構成されている。また、フォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１あるいは、第３レンズ群Ｇ３を移動させている。
【００３８】
以下に、第３実施例のズームレンズの諸元値を示す。
【００３９】
【表３】
［全体諸元］
ｆ＝ ４．８９９９７〜７．７５９９９〜１２．３０００５
Ｂｆ＝ １．１１０８８
ＦＮｏ＝ ２．７８９６０〜３．４４３１１〜４．４８６６７
ω＝３２．３０１４１°〜２１．３９１８０°〜１３．７９２５５°
［レンズ諸元］
面番号 ｒ ｄ ν ｎ
1) 200.0000 1.2000 40.71 1.806100
2) 4.0130 1.2000
3) 7.1996 1.9000 23.78 1.846660
4) 32.5621 （ｄ４）
5) ∞ 0.4000 開口絞り
6) 7.8560 1.7000 59.62 1.583130
7) -27.4527 0.1000
8) 5.2126 1.6000 44.79 1.744000
9) 37.8898 0.8000 23.78 1.846660
10) 3.6464 0.7000
11) -16.0743 1.2000 47.38 1.788000
12) -8.6436 （ｄ１２）
13) 14.8688 1.8000 54.66 1.729160
14) -24.8153 0.4000
15) ∞ 2.0000 70.51 1.544370
16) ∞ 0.3250
17) ∞ 0.7500 64.14 1.516330
18) ∞ 7.0890
[非球面データ]
２面
ｋ＝−０．０４００
Ｃ４＝ ５．８９３３０×１０-4
Ｃ６＝ ０．０００００
Ｃ８＝ ０．０００００
Ｃ１０＝ ０．０００００
６面
ｋ＝−０．０６５７
Ｃ４＝−１．１０１１０×１０-4
Ｃ６＝−４．９６１３０×１０-6
Ｃ８＝ ０．０００００
Ｃ１０＝ ０．０００００
[ズーミングデータ]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ４．８９９９７ ７．７５９９９ １２．３０００５
ｄ３ １０．５２４８９ ４．８１５５９ １．２０５０９
ｄ１２ ４．０４５６９ ７．５１８１９ １３．０３０４９
[条件式対応値]
（１） ｜ｆ１／ｆｗ｜ ＝ ２．４０８６５４
（２） ｜ｆ１／ｆ２｜ ＝ １．２２９１６６
（３） ｜ｆ２／ｆ３｜ ＝ ０．７３８４６２
（４） ｜ｆｃ／ｆ２｜ ＝ ２．４７４１０２
（５） ｜ｆ３／ｎ３｜ ＝ ７．５１８１０３
（６） ｜ｒ１／ｆ１｜ ＝１６．９４９１５
（７） ｒ２２／（ｒ２１＋ｒ２３） ＝ ４．２７６９８４
（８） ｎ３ ＝ １．７２９１６０
図１０は本第３実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図１１は本第３実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図１２は本第３実施例の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【００４０】
上述の各収差図から、本第３実施例のズームレンズは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明らかである。
【００４１】
（第４実施例）
図１３は、本発明の第４実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図である。本第４実施例では、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズＧ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有し、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Ｌ１１と正レンズＬ１２とから成り、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、正レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と負レンズＬ２３の接合レンズと、正レンズＬ２４とから成り、第３レンズ群は、両凸形状の正レンズＬ４１から成り、第２レンズ群Ｇ２の物体側の近傍に開口絞りＳが配置されており、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大するように、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２がそれぞれ移動し、開口絞りＳは第２レンズ群Ｇ２と共に移動し、且つ第３レンズ群Ｇ３が固定されてズーミングを行うように構成されている。また、フォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１あるいは、第３レンズ群Ｇ３を移動させている。
【００４２】
以下に、第４実施例のズームレンズの諸元値を示す。
【００４３】
【表４】
［全体諸元］
ｆ＝ ５．５６６８４〜９．３４８１０〜１５．７１２８１
Ｂｆ＝ １．０１８７１
ＦＮｏ＝ ２．９０４５３〜３．７６７０８〜５．２６８０１
ω＝３３．９３２３２°〜２０．９０５１５°〜１２．６４９５８°
［レンズ諸元］
面番号 ｒ ｄ ν ｎ
1) 81.1456 1.3000 40.71 1.806100
2) 4.4868 1.3000
3) 7.3521 2.2000 23.78 1.846660
4) 21.5379 （ｄ4）
5) ∞ 0.4000 開口絞り
6) 8.0088 1.5000 59.44 1.583130
7) -22.6102 0.2000
8) 5.2078 1.6000 44.79 1.744000
9) 18.6470 0.8000 23.78 1.846660
10) 3.6276 0.8000
11) -17.5400 1.0000 37.17 1.834000
12) -13.4024 （ｄ12）
13) 14.6125 2.2000 52.32 1.755000
14) -37.0829 0.4000
15) ∞ 2.2600 70.51 1.544370
16) ∞ 0.5300
17) ∞ 0.5000 64.14 1.516330
18) ∞
[非球面データ]
２面
ｋ＝ ０．１５９７
Ｃ４＝ ３．６３３４６×１０-4
Ｃ６＝ ３．９８９３６×１０-6
Ｃ８＝ ２．２２７５５×１０-8
Ｃ１０＝−２．４９４１９×１０-9
７面
ｋ＝−２１．１１６６
Ｃ４＝ １．３２９０７×１０-4
Ｃ６＝ ６．９８７９１×１０-6
Ｃ８＝ ８．９２０１４×１０-8
Ｃ１０＝ ３．６４９５２×１０-8
[ズーミングデータ]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ５．５６６８４ ９．３４８１０ １５．７１２８１
ｄ３ １２．５５４８８ ６．００９２８ ２．１１４９８
ｄ１２ ４．６２６３５ ９．２０４１５ １６．９３２４５
[条件式対応値]
（１） ｜ｆ１／ｆｗ｜ ＝２．３０６５８８
（２） ｜ｆ１／ｆ２｜ ＝１．２２９１６７
（３） ｜ｆ２／ｆ３｜ ＝０．７３８６５９
（４） ｜ｆｃ／ｆ２｜ ＝２．３７９４８１
（５） ｜ｆ３／ｎ３｜ ＝８．０５７６８７
（６） ｜ｒ１／ｆ１｜ ＝６．３１９５４９
（７） ｒ２２／（ｒ２１＋ｒ２３） ＝２．１１０４９２
（８） ｎ３ ＝１．７５５０００
図１４は本第４実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図１５は本第４実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示し、図１６は本第４実施例４の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【００４４】
上述の各収差図から、本第４実施例のズームレンズは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明らかである。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適な、小型、高画質なズームレンズを提供すること駕できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図。
【図２】本発明の第１実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図３】本発明の第１実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図４】本発明の第１実施例の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図５】本発明の第２実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図。
【図６】本発明の第２実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図７】本発明の第２実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図８】本発明の第２実施例の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図９】本発明の第３実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図。
【図１０】本発明の第３実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図１１】本発明の第３実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図１２】本発明の第３実施例の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図１３】本発明の第４実施例に係るズームレンズのレンズ構成を示す図。
【図１４】本発明の第４実施例の広角端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図１５】本発明の第４実施例の中間焦点距離状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【図１６】本発明の第４実施例の望遠端状態における無限遠撮影状態での諸収差図を示す。
【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
Ｓ 開口絞り
Ｐ１ ローパスフィルタ
Ｐ２ カバーガラス
Ｉ 像面
Claims (15)
- 物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とからなり、
前記第１レンズ群は、前記物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとから成り、
前記第２レンズ群は、前記物体側より順に、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズと、正レンズとから成り、
前記第３レンズ群は、単一レンズ成分から成り、
広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大するように、前記第１レンズ群および前記第２レンズ群がそれぞれ移動し、且つ前記第３レンズ群が固定され、
前記第２レンズ群の前記正レンズと前記負レンズとの前記接合レンズは、前記接合レンズの焦点距離をｆｃ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、
２．３７９４８１≦｜ｆｃ／ｆ２｜＜１０．０
の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記広角端状態における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗとしたとき、
１．０＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜４．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。 - 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、
１．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜２．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。 - 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の前記単一レンズ成分の焦点距離をｆ３としたとき、
｜ｆ２／ｆ３｜＜２．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 前記第３レンズ群の前記単一レンズ成分は、前記単一レンズ成分の焦点距離をｆ３、屈折率をｎ３としたとき、
６．５＜｜ｆ３／ｎ３｜＜９．４
の条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 前記第1レンズ群の前記負メニスカスレンズは、前記物体側の曲率半径をｒ１、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、としたとき、
５．０＜｜ｒ１／ｆ１｜＜２０．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 前記第２レンズ群の前記正レンズと前記負レンズとの前記接合レンズは、
前記接合レンズの最も物体側の曲率半径をｒ２１、接合面の曲率半径をｒ２２、および最も像面側の曲率半径をｒ２３、としたとき、
１．０＜ｒ２２／（ｒ２１＋ｒ２３）＜５．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 前記第３レンズ群の前記単一レンズ成分の屈折率をｎ３としたとき、
１．６＜ｎ３＜１．８０
の条件を満足することを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 前記第１レンズ群の前記負メニスカスレンズは、少なくとも１つ非球面を持っていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第２レンズ群は、少なくとも１つ非球面を持っていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第２レンズ群は、前記物体側に開口絞りを有し、ズーミングに際して、前記第２レンズ群と共に移動することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第２レンズ群の最も像面側に配置した前記正レンズは、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズであることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群の前記単一レンズ成分は、両凸形状の正レンズで構成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群を物体側に移動させることによってフォーカシングを行なうことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群を物体側に移動させることによってフォーカシングを行なうことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
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