JP4697555B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明はズームレンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のデジタル入出力機器の撮影光学系に好適な小型化及び高性能化されたズームレンズ及びこれを用いた撮像装置の技術分野に関する。
近年、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ている。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、一層の高画質化が要求されている。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た撮影用レンズ、特に、ズームレンズが要求されている。
また、上記した高画質化に加えて広画角化への要求も高くなっており、高い変倍比と半画角で、例えば、３８°を超えるような広い画角を有する小型のズームレンズが要求されている。
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、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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成された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が図られている。
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。特に、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し、さらに歪曲収差を積極的に生じさせることにより小型化を図るようにしている。
特開２００４−１３１６９号公報 特開２００６−１１３５５４号公報 特開２００７−２１２６３６号公報 特開２００７−１４０３５９号公報
ところが、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レンズ群の光軸方向における全長が長くなってしまい、小型化に支障を来たしている。
また、特許文献３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し小型化を図っているが、十分な広画角化及び高変倍化が図られていない。具体的には、半画角が３８°以下、変倍比が３．８未満とされており、近年要求されている広画角化及び高変倍化を満足するズームレンズとはされていない。
さらに、特許文献４に記載されたズームレンズにあっては、歪曲収差を積極的に生じさせることにより小型化を図っているが、半画角が３０°程度、変倍比が３．８程度とされており、やはり近年要求されている広画角化及び高変倍化を満足するズームレンズとはされていない。
そこで、本発明ズームレンズ及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、小型化を図ると共に広画角化及び高変倍化された高い光学性能を確保することを課題とする。
ズームレンズは、上記した課題を解決するために、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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、広角端から望遠端への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が減少し前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が増大するように、前記第１レンズ群が移動されると共に前記第２レンズ群が絞りと一体となって物体側へ移動され、前記第１レンズ群は、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、物体側の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レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成され、前記第２レンズ群は、少なくとも物体側の面が非球面に形成され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レンズとが接合されて成る接合レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成され、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するように構成したものである。
（１）０．１１≦（Ｓｇｒ−Ｓｇｆ）／ΔＨ＜０．５
（２）１．０＜｜ｆ１２／ｆ１｜＜２．０
但し、
Ｓｇｆ：前記第１レンズの像側の面の有効径における、前記第１レンズの像側の面の近軸曲率半径のサグ量と非球面形状のサグ量との差
Ｓｇｒ：前記第２レンズの物体側の面の有効径における、前記第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径のサグ量と非球面形状のサグ量との差
ΔＨ：前記第２レンズの物体側の面の有効径（前記第２レンズを通過する最も高い光線位置の光軸からの高さ）
ｆ１２：前記第２レンズの焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
とする。
従って、第１レンズの両面と第２レンズの物体側の面の中心部の曲率半径と周辺部の近似的な曲率半径とを大きく変化させることが可能となる。また、第２レンズ群の構成によって、第２レンズ群の前側主点を物体側に近付けることが可能となり、光学全長の短縮化を図ることができる。さらに、ズームレンズが条件式（１）を満足するように構成することにより、第１レンズの両面と第２レンズの物体側の面との各中心部の曲率半径と各周辺部の近似的な曲率半径とを大きく変化させることが可能となり、第１レンズと第２レンズの間に形成される空気レンズのコバ厚が適正化される。さらにまた、ズームレンズが条件式（２）を満足するように構成することにより、第２レンズの焦点距離が適正化される。
上記したズームレンズにおいては、以下の条件式（３）を満足するように構成することが望ましい。
（３）０．２５＜｜ｆ１１／ｆ１２｜＜０．４５
但し、
ｆ１１：前記第１レンズの焦点距離
ｆ１２：前記第２レンズの焦点距離
とする。
ズームレンズが条件式（３）を満足するように構成することにより、第１レンズの焦点距離及び第２レンズの焦点距離が適正化される。
上記したズームレンズにおいては、以下の条件式（４）を満足するように構成することが望ましい。
（４）０．６＜Ｄ１／ｆｗ＜１．３
但し、
Ｄ１：前記第１レンズ群の光軸上の厚さ
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。
ズームレンズが条件式（４）を満足するように構成することにより、第１レンズ群の厚さが適正化される。
上記したズームレンズにおいては、以下の条件式（５）及び条件式（６）を満足するように構成することが望ましい。
（５）ｎ１２＞１．９０
（６）ν１２＜２５
但し、
ｎ１２：前記第２レンズのｄ線における屈折率
ν１２：前記第２レンズのｄ線におけるアッベ数
とする。
ズームレンズが条件式（５）及び条件式（６）を満足するように構成することにより、第２レンズの曲率が適正化されると共に第１レンズ群で発生する色収差の発生が抑制される。
撮像装置は、上記した課題を解決するために、ズームレンズと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、前記ズームレンズは、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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、広角端から望遠端への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が減少し前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が増大するように、前記第１レンズ群が移動されると共に前記第２レンズ群が絞りと一体となって物体側へ移動され、前記第１レンズ群は、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、物体側の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レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成され、前記第２レンズ群は、少なくとも物体側の面が非球面に形成され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レンズとが接合されて成る接合レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成され、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するように構成している。
（１）０．１１≦（Ｓｇｒ−Ｓｇｆ）／ΔＨ＜０．５
（２）１．０＜｜ｆ１２／ｆ１｜＜２．０
但し、
Ｓｇｆ：前記第１レンズの像側の面の有効径における、前記第１レンズの像側の面の近軸曲率半径のサグ量と非球面形状のサグ量との差
Ｓｇｒ：前記第２レンズの物体側の面の有効径における、前記第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径のサグ量と非球面形状のサグ量との差
ΔＨ：前記第２レンズの物体側の面の有効径（前記第２レンズを通過する最も高い光線位置の光軸からの高さ）
ｆ１２：前記第２レンズの焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
とする。
従って、ズームレンズの第１レンズの両面と第２レンズの物体側の面の中心部の曲率半径と周辺部の近似的な曲率半径とを大きく変化させることが可能となる。また、第２レンズ群の構成によって、第２レンズ群の前側主点を物体側に近付けることが可能となり、光学全長の短縮化を図ることができる。さらに、ズームレンズが条件式（１）を満足するように構成することにより、第１レンズの両面と第２レンズの物体側の面との各中心部の曲率半径と各周辺部の近似的な曲率半径とを大きく変化させることが可能となり、第１レンズと第２レンズの間に形成される空気レンズのコバ厚が適正化される。さらにまた、ズームレンズが条件式（２）を満足するように構成することにより、第２レンズの焦点距離が適正化される。
本発明ズームレンズは、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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、広角端から望遠端への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が減少し前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が増大するように、前記第１レンズ群が移動されると共に前記第２レンズ群が絞りと一体となって物体側へ移動され、前記第１レンズ群は、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、物体側の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レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成され、前記第２レンズ群は、少なくとも物体側の面が非球面に形成され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レンズとが接合されて成る接合レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成され、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するように構成している。
（１）０．１１≦（Ｓｇｒ−Ｓｇｆ）／ΔＨ＜０．５
（２）１．０＜｜ｆ１２／ｆ１｜＜２．０
但し、
Ｓｇｆ：前記第１レンズの像側の面の有効径における、前記第１レンズの像側の面の近軸曲率半径のサグ量と非球面形状のサグ量との差
Ｓｇｒ：前記第２レンズの物体側の面の有効径における、前記第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径のサグ量と非球面形状のサグ量との差
ΔＨ：前記第２レンズの物体側の面の有効径（前記第２レンズを通過する最も高い光線位置の光軸からの高さ）
ｆ１２：前記第２レンズの焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
とする。
従って、広角端における歪曲収差と望遠端における球面収差を効果的に補正することが可能となり、レンズの小型化を図ることができると共に広画角化及び高変倍化された高い光学性能を確保することができる。また、第２レンズ群の前側主点を物体側に近付けることが可能となり、光学全長の短縮化を図ることができる。さらに、第１レンズ群における収差を良好に補正することができ、特に、広角端における非点収差と望遠端における球面収差の良好な補正を行うことができる。さらにまた、広角端における像面湾曲の良好な補正を行うことができると共に偏芯敏感度の低下による量産性の向上を図ることができる。
請求項２に記載した発明にあっては、以下の条件式（３）を満足するように構成している。
（３）０．２５＜｜ｆ１１／ｆ１２｜＜０．４５
但し、
ｆ１１：前記第１レンズの焦点距離
ｆ１２：前記第２レンズの焦点距離
とする。
従って、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。
請求項３に記載した発明にあっては、以下の条件式（４）を満足するように構成している。
（４）０．６＜Ｄ１／ｆｗ＜１．３
但し、
Ｄ１：前記第１レンズ群の光軸上の厚さ
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。
従って、非点収差及び色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。
請求項４に記載した発明にあっては、以下の条件式（５）及び条件式（６）を満足するように構成している。
（５）ｎ１２＞１．９０
（６）ν１２＜２５
但し、
ｎ１２：前記第２レンズのｄ線における屈折率
ν１２：前記第２レンズのｄ線におけるアッベ数
とする。
従って、第１レンズ群のレンズ枠の小型化を達成しつつ、偏芯敏感度を低下させることにより製造の困難性を回避することができる。また、色収差の良好な補正を含む光学性能の向上を図ることができる。
本発明撮像装置は、ズームレンズと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、前記ズームレンズは、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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、広角端から望遠端への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が減少し前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が増大するように、前記第１レンズ群が移動されると共に前記第２レンズ群が絞りと一体となって物体側へ移動され、前記第１レンズ群は、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、物体側の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レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成され、前記第２レンズ群は、少なくとも物体側の面が非球面に形成され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レンズとが接合されて成る接合レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成され、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するように構成している。
（１）０．１１≦（Ｓｇｒ−Ｓｇｆ）／ΔＨ＜０．５
（２）１．０＜｜ｆ１２／ｆ１｜＜２．０
但し、
Ｓｇｆ：前記第１レンズの像側の面の有効径における、前記第１レンズの像側の面の近軸曲率半径のサグ量と非球面形状のサグ量との差
Ｓｇｒ：前記第２レンズの物体側の面の有効径における、前記第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径のサグ量と非球面形状のサグ量との差
ΔＨ：前記第２レンズの物体側の面の有効径（前記第２レンズを通過する最も高い光線位置の光軸からの高さ）
ｆ１２：前記第２レンズの焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
とする。
従って、広角端における歪曲収差と望遠端における球面収差を効果的に補正することが可能となり、レンズの小型化を図ることができると共に広画角化及び高変倍化された高い光学性能を確保することができる。また、第２レンズ群の前側主点を物体側に近付けることが可能となり、光学全長の短縮化を図ることができる。さらに、第１レンズ群における収差を良好に補正することができ、特に、広角端における非点収差と望遠端における球面収差の良好な補正を行うことができる。さらにまた、広角端における像面湾曲の良好な補正を行うことができると共に偏芯敏感度の低下による量産性の向上を図ることができる。
以下に、本発明ズームレンズ及び撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。
先ず、本発明ズームレンズについて説明する。
本発明ズームレンズは、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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
本発明ズームレンズにおいては、広角端から望遠端への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が減少し前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が増大するように、前記第１レンズ群が移動されると共に前記第２レンズ群が絞りと一体となって物体側へ移動される。
本発明ズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、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、物体側の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レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
本発明ズームレンズにあっては、第１レンズ群の第１レンズの両面を非球面に形成することにより、広画角化に伴い広角端において顕著に発生する負の歪曲収差と像面湾曲を良好に補正することができる。
また、第１レンズ群の第２レンズの物体側の面を非球面に形成することにより、第１レンズで補正しきれない広角端での歪曲収差と非点収差をバランスよく補正することができる。さらに、変倍比を大きくした場合に発生する望遠端での球面収差を良好に補正することができる。
以下に、上記した第１レンズ群に形成された非球面の効果について具体的に説明する（図１及び図２参照）。
負正正の３群ズームレンズにおいては、広角端における周辺光束と望遠端における周辺光束が第１レンズの両面と第２レンズの物体側の面で大きく離隔する（図１参照）。図１における実線は広角端における光束を示し、図１における破線は望遠端における光束を示している。
そこで、本発明ズームレンズにあっては、広角端における周辺光束と望遠端における周辺光束が大きく離隔する第１レンズの両面と第２レンズの物体側の面を非球面に形成し、第１レンズと第２レンズの間に形成される空気レンズを非球面化している。
このような構成とすることにより、図２に第１レンズの像側の面を例として示すように、レンズの中心部の曲率半径と周辺部の近似的な曲率半径とを大きく変化させることが可能となる。図２における点線は中心部の曲率半径を示し、図２における一点鎖線は周辺部の近似的な曲率半径を示す。
従って、第１レンズの両面と第２レンズの物体側の面の中心部の曲率半径と周辺部の近似的な曲率半径とを大きく変化させることにより、広角端における歪曲収差と望遠端における球面収差を効果的に補正することが可能となり、レンズの小型化を図ることができると共に広画角化及び高変倍化された高い光学性能を確保することができる。
特に、本発明ズームレンズを、レンズ鏡筒が伸縮するタイプの沈胴式の撮像装置に用いたときの収納時における全長の短縮化を図ることができる。
本発明の一実施形態のズームレンズにあっては、以下の条件式（１）を満足するように構成することが好ましい。
（１）０＜（Ｓｇｒ−Ｓｇｆ）／ΔＨ＜０．５
但し、
Ｓｇｆ：前記第１レンズの像側の面の有効径における、前記第１レンズの像側の面の近軸曲率半径のサグ量と非球面形状のサグ量との差
Ｓｇｒ：前記第２レンズの物体側の面の有効径における、前記第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径のサグ量と非球面形状のサグ量との差
ΔＨ：前記第２レンズの物体側の面の有効径（前記第２レンズを通過する最も高い光線位置の光軸からの高さ）
とする。
尚、「Ｓｇｆ」及び「Ｓｇｒ」の符号は、近軸曲率半径の面形状が非球面形状より像側にある場合には「−」であり、その逆の関係の場合には「＋」である。
条件式（１）は、第１レンズ群における負レンズである第１レンズの像側の面と正レンズである第２レンズの物体側の面に形成された非球面形状の関係を規定する式である。即ち、第１レンズと第２レンズの間に形成される非球面空気レンズの形状を規定する式である（図２参照）。
条件式（１）の下限値を超えると、第１レンズと第２レンズの間に形成される空気レンズの最外端の光軸方向における厚さであるコバ厚が薄くなり、負の屈折力が強くなってしまう。従って、非球面レンズの補正効果が低減してしまい、軸外諸収差が大きくなり過ぎ、特に、広角端における非点収差の補正が困難になり光学性能の低下を来たしてしまう。
一方、条件式（１）の上限値を超えると、第１レンズと第２レンズの間に形成される空気レンズのコバ厚が厚くなり、第１レンズ群において周辺部の屈折力が弱くなってしまう。従って、諸収差が補正過剰となるか、偏芯時に発生する像面湾曲収差が広角端と望遠端において相反することとなり、第１レンズ群における収差補正が困難になる他、第１レンズ群の各レンズの製造も困難になってしまう。
従って、ズームレンズが条件式（１）を満足することにより、第１レンズ群における収差を良好に補正することができ、特に、広角端における非点収差の良好な補正を行うことができると共に第１レンズ群の各レンズの製造の困難性を回避することができる。
本発明の一実施形態のズームレンズにあっては、以下の条件式（２）を満足するように構成することが好ましい。
（２）１．０＜｜ｆ１２／ｆ１｜＜２．０
但し、
ｆ１２：第２レンズの焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
とする。
条件式（２）は、第１レンズ群の第２レンズの焦点距離と第１レンズ群の焦点距離との比を規定する式である。
条件式（２）の下限値を超えると、第２レンズの焦点距離が短くなり過ぎるため、第２レンズの厚さを増加する必要が生じ小型化を阻害する。また、第２レンズにおいて発生する諸収差量が大きくなり偏芯敏感度が高くなるため、量産性に支障を来たしてしまう。
一方、条件式（２）の上限値を超えると、第２レンズの焦点距離が長くなり過ぎるため、収差補正、特に、広角端における像面湾曲の補正が困難になる。
従って、ズームレンズが条件式（２）を満足することにより、偏芯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、広角端における像面湾曲の良好な補正を行うことができる。
本発明の一実施形態のズームレンズにあっては、以下の条件式（３）を満足するように構成することが好ましい。
（３）０．２５＜｜ｆ１１／ｆ１２｜＜０．４５
但し、
ｆ１１：第１レンズの焦点距離
ｆ１２：第２レンズの焦点距離
とする。
条件式（３）は、第１レンズ群の第１レンズと第２レンズの焦点距離の比を規定する式である。
条件式（３）の下限値を超えると、軸外諸収差が大きくなり過ぎ、特に、広角端における非点収差の補正と望遠端における球面収差の補正の両立が困難になり光学性能の低下を来たしてしまう。
一方、条件式（３）の上限値を超えると、第１レンズの焦点距離が長くなり過ぎるか第２レンズの焦点距離が短くなり過ぎ、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、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、ズームレンズをレンズ鏡筒が伸縮するタイプの沈胴式の撮像装置に用いたときの長さが長くなり、レンズ系全体の小型化に支障を来たしてしまう。
従って、ズームレンズが条件式（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。
本発明の一実施形態のズームレンズにあっては、以下の条件式（４）を満足するように構成することが好ましい。
（４）０．６＜Ｄ１／ｆｗ＜１．３
但し、
Ｄ１：第１レンズ群の光軸上の厚さ
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。
条件式（４）は、広角端の焦点距離に対する第１レンズ群の光軸上の厚さを規定する式である。
条件式（４）の下限値を超えると、軸外諸収差が大きくなり過ぎ、特に、広角端における非点収差の補正が困難になり光学性能の低下を来たしてしまう。
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、レンズ系全体の小型化に支障を来たしてしまう。
従って、ズームレンズが条件式（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。
また、条件式（２）乃至条件式（４）を満足することにより、光学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。
本発明の一実施形態のズームレンズにあっては、以下の条件式（５）及び条件式（６）を満足するように構成することが好ましい。
（５）ｎ１２＞１．９０
（６）ν１２＜２５
但し、
ｎ１２：第２レンズのｄ線における屈折率
ν１２：第２レンズのｄ線におけるアッベ数
とする。
条件式（５）及び条件式（６）は、第１レンズ群を構成する第２レンズの屈折率及びアッベ数を規定する式である。
条件式（５）の範囲を超えると、第２レンズの曲率を大きくする必要があり、広角端における像面湾曲の補正が困難になることによる光学性能の低下を引き起こす。また、レンズのコバ厚の確保が困難になり、製造の困難性が高まってしまう。
従って、ズームレンズが条件式（５）を満足することにより、光学性能の向上を図ることができると共に製造の困難性を回避することができる。
条件式（６）の範囲を超えると、第１レンズ群で発生する色収差の補正が困難になり、光学性能の低下を来たしてしまう。
従って、ズームレンズが条件式（６）を満足することにより、色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。
本発明の一実施形態のズームレンズにあっては、第２レンズ群が、少なくとも物体側の面が非球面に形成され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レンズとが接合されて成る接合レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成されることが好ましい。
第２レンズ群をこのような構成にすることにより、第２レンズ群が少ないレンズの枚数で構成されるため、全長の短縮化を図ることができる。また、第２レンズ群の前側主点を物体側に近付けることが可能となり、光学全長の短縮化を図ることができる。さらに、第２レンズ群の最も物体側の面を非球面によって形成することにより、球面収差とコマ収差を良好に補正することができる。
尚、本発明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、一つのレンズ群又は一つのレンズ群の一部を光軸に略垂直な方向へ移動（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。このようにレンズ群又はその一部を光軸に略垂直な方向へ移動させ、像ブレを検出する検出系、各レンズ群をシフトさせる駆動系及び検出系の出力に基づいて駆動系にシフト量を付与する制御系と組み合わせることにより、ズームレンズを防振光学系としても機能させることが可能である。特に、本発明に係る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にシフトさせることにより、少ない収差変動で像をシフトさせることが可能である。
また、本発明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好ましい。特に、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レンズ群をシフトさせる防振駆動系との干渉を回避し易く、小型化を図ることができる。
次に、本発明ズームレンズの具体的な実施の形態及び該実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面及び表を参照して説明する。
尚、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。
「ｓｉ」は物体側から数えて像側へ第ｉ番目の面の面番号、「ｒｉ」は第ｉ番目の面（第ｉ面）の近軸曲率半径、「ｄｉ」は第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面の間の軸上面間隔である。「ｎｉ」は第ｉ番目の面を有するレンズを構成する材質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率、「νｉ」は第ｉ番目の面を有するレンズを構成する材質のｄ線におけるアッベ数である。「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す。
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」をレンズの頂点における近軸曲率（曲率半径の逆数）、「Ｋ」を円錐定数、「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。
Figure 0004697555
以下に、本発明の第１の実施の形態乃至第４の実施の形態について説明する（図３乃至図１８参照）。
第１の実施の形態乃至第４の実施の形態に係るズームレンズは、何れも、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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。また、第１の実施の形態乃至第４の実施の形態に係るズームレンズは、何れも、広角端から望遠端への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔が減少し第２レンズ群と第３レンズ群の空気間隔が増大するように、第１レンズ群が移動されると共に第２レンズ群が絞りと一体となって物体側へ移動される。
図３は、本発明の第１の実施の形態におけるズームレンズ１のレンズ構成を示す図である。
第１の実施の形態におけるズームレンズ１は、図３に示すように、６枚のレンズを有している。
ズームレンズ１は、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第１レンズ群Ｇ１は、両面が非球面に形成され物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである第１レンズＬ１と、物体側の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Ｌ２とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、両面が非球面に形成された両凸レンズである第３レンズＬ３と、両凸レンズである第４レンズＬ４と両凹レンズである第５レンズＬ５とが接合された接合レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、両面が非球面に形成された両凸レンズである第６レンズＬ６によって構成されている。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には絞りＳ（絞り面ｒ５）が配置されている。
第３レンズ群Ｇ３と像面ＩＭＧの間には、フィルターＦＬとカバーガラスＣＧが物体側から像側へ順に配置されている。
表１に、第１の実施の形態におけるズームレンズ１に具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデーターを示す。
Figure 0004697555
ズームレンズ１において、第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１の物体側の面（ｒ１）、第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１の像側の面（ｒ２）、第１レンズ群Ｇ１の第２レンズＬ２の物体側の面（ｒ３）、第２レンズ群Ｇ２の第３レンズＬ３の物体側の面（ｒ６）、第２レンズ群Ｇ２の第３レンズＬ３の像側の面（ｒ７）、第３レンズ群Ｇ３の第６レンズＬ６の物体側の面（ｒ１１）及び第３レンズ群Ｇ３の第６レンズＬ６の像側の面（ｒ１２）は非球面に形成されている。数値実施例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。
尚、表２及び後述する非球面係数を示す各表において、「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。
Figure 0004697555
ズームレンズ１において、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と絞りＳの間の面間隔ｄ４、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間の面間隔ｄ１０及び第３レンズ群Ｇ３とフィルターＦＬの間の面間隔ｄ１２が変化する。数値実施例１における各面間隔の広角端状態（焦点距離ｆ＝４．４１）、中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝９．５７）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝２０．７７）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。
Figure 0004697555
ズームレンズ１において、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の焦点距離を、各レンズ群の最も物体側の面（始面）と共に表４に示す。
Figure 0004697555
図４乃至図６に数値実施例１の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図４は広角端状態（焦点距離ｆ＝４．４１）、図５は中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝９．５７）、図６は望遠端状態（焦点距離ｆ＝２０．７７）における諸収差図を示す。
図４乃至図６に示す球面収差図には、実線で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、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）の値を示す。また、図４乃至図６に示す非点収差図には、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。
各収差図から、数値実施例１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。
図７は、本発明の第２の実施の形態におけるズームレンズ２のレンズ構成を示す図である。
第２の実施の形態におけるズームレンズ２は、図７に示すように、６枚のレンズを有している。
ズームレンズ２は、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第１レンズ群Ｇ１は、両面が非球面に形成された両凹レンズである第１レンズＬ１と、物体側の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Ｌ２とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、両面が非球面に形成された両凸レンズである第３レンズＬ３と、両凸レンズである第４レンズＬ４と像側の面が非球面に形成された両凹レンズである第５レンズＬ５とが接合された接合レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、像側の面が非球面に形成された両凸レンズである第６レンズＬ６によって構成されている。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には絞りＳ（絞り面ｒ５）が配置されている。
第３レンズ群Ｇ３と像面ＩＭＧの間には、フィルターＦＬとカバーガラスＣＧが物体側から像側へ順に配置されている。
表５に、第２の実施の形態におけるズームレンズ２に具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデーターを示す。
Figure 0004697555
ズームレンズ２において、第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１の物体側の面（ｒ１）、第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１の像側の面（ｒ２）、第１レンズ群Ｇ１の第２レンズＬ２の物体側の面（ｒ３）、第２レンズ群Ｇ２の第３レンズＬ３の物体側の面（ｒ６）、第２レンズ群Ｇ２の第３レンズＬ３の像側の面（ｒ７）、第２レンズ群Ｇ２の第５レンズＬ５の像側の面（ｒ１０）及び第３レンズ群Ｇ３の第６レンズＬ６の像側の面（ｒ１２）は非球面に形成されている。数値実施例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６に示す。
Figure 0004697555
ズームレンズ２において、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と絞りＳの間の面間隔ｄ４、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間の面間隔ｄ１０及び第３レンズ群Ｇ３とフィルターＦＬの間の面間隔ｄ１２が変化する。数値実施例２における各面間隔の広角端状態（焦点距離ｆ＝５．１０）、中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝１０．５８）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝２１．９３）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７に示す。
Figure 0004697555
ズームレンズ２において、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の焦点距離を、各レンズ群の最も物体側の面（始面）と共に表８に示す。
Figure 0004697555
図８乃至図１０に数値実施例２の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図８は広角端状態（焦点距離ｆ＝５．１０）、図９は中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝１０．５８）、図１０は望遠端状態（焦点距離ｆ＝２１．９３）における諸収差図を示す。
図８乃至図１０に示す球面収差図には、実線で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、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）の値を示す。また、図８乃至図１０に示す非点収差図には、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。
各収差図から、数値実施例２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。
図１１は、本発明の第３の実施の形態におけるズームレンズ３のレンズ構成を示す図である。
第３の実施の形態におけるズームレンズ３は、図１１に示すように、６枚のレンズを有している。
ズームレンズ３は、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第１レンズ群Ｇ１は、両面が非球面に形成され物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである第１レンズＬ１と、物体側の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Ｌ２とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、両面が非球面に形成された両凸レンズである第３レンズＬ３と、両凸レンズである第４レンズＬ４と両凹レンズである第５レンズＬ５とが接合された接合レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、両面が非球面に形成された両凸レンズである第６レンズＬ６によって構成されている。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間には絞りＳ（絞り面ｒ５）が配置されている。
第３レンズ群Ｇ３と像面ＩＭＧの間には、フィルターＦＬとカバーガラスＣＧが物体側から像側へ順に配置されている。
表９に、第３の実施の形態におけるズームレンズ３に具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデーターを示す。
Figure 0004697555
ズームレンズ３において、第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１の物体側の面（ｒ１）、第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１の像側の面（ｒ２）、第１レンズ群Ｇ１の第２レンズＬ２の物体側の面（ｒ３）、第２レンズ群Ｇ２の第３レンズＬ３の物体側の面（ｒ６）、第２レンズ群Ｇ２の第３レンズＬ３の像側の面（ｒ７）、第３レンズ群Ｇ３の第６レンズＬ６の物体側の面（ｒ１１）及び第３レンズ群Ｇ３の第６レンズＬ６の像側の面（ｒ１２）は非球面に形成されている。数値実施例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１０に示す。
Figure 0004697555
ズームレンズ３において、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と絞りＳの間の面間隔ｄ４、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間の面間隔ｄ１０及び第３レンズ群Ｇ３とフィルターＦＬの間の面間隔ｄ１２が変化する。数値実施例３における各面間隔の広角端状態（焦点距離ｆ＝４．４１）、中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝９．５７）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝２０．７６）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１１に示す。
Figure 0004697555
ズームレンズ３において、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の焦点距離を、各レンズ群の最も物体側の面（始面）と共に表１２に示す。
Figure 0004697555
図１２乃至図１４に数値実施例３の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図１２は広角端状態（焦点距離ｆ＝４．４１）、図１３は中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝９．５７）、図１４は望遠端状態（焦点距離ｆ＝２０．７６）における諸収差図を示す。
図１２乃至図１４に示す球面収差図には、実線で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、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）の値を示す。また、図１２乃至図１４に示す非点収差図には、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。
各収差図から、数値実施例３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。
図１５は、本発明の第４の実施の形態におけるズームレンズ４のレンズ構成を示す図である。
第４の実施の形態におけるズームレンズ４は、図１５に示すように、６枚のレンズを有している。
ズームレンズ４は、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第１レンズ群Ｇ１は、両面が非球面に形成され物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである第１レンズＬ１と、物体側の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Ｌ２とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、両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３レンズＬ３と、両凸レンズである第４レンズＬ４と両凹レンズである第５レンズＬ５とが接合された接合レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、両面が非球面に形成された両凸レンズである第６レンズＬ６によって構成されている。
第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間には絞りＳ（絞り面ｒ１０）が配置されている。
第３レンズ群Ｇ３と像面ＩＭＧの間には、フィルターＦＬとカバーガラスＣＧが物体側から像側へ順に配置されている。
表１３に、第４の実施の形態におけるズームレンズ４に具体的数値を適用した数値実施例４のレンズデーターを示す。
Figure 0004697555
ズームレンズ４において、第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１の物体側の面（ｒ１）、第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１の像側の面（ｒ２）、第１レンズ群Ｇ１の第２レンズＬ２の物体側の面（ｒ３）、第２レンズ群Ｇ２の第３レンズＬ３の物体側の面（ｒ５）、第２レンズ群Ｇ２の第３レンズＬ３の像側の面（ｒ６）、第３レンズ群Ｇ３の第６レンズＬ６の物体側の面（ｒ１１）及び第３レンズ群Ｇ３の第６レンズＬ６の像側の面（ｒ１２）は非球面に形成されている。数値実施例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１４に示す。
Figure 0004697555
ズームレンズ４において、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間の面間隔ｄ４、絞りＳと第３レンズ群Ｇ３の間の面間隔ｄ１０及び第３レンズ群Ｇ３とフィルターＦＬの間の面間隔ｄ１２が変化する。数値実施例４における各面間隔の広角端状態（焦点距離ｆ＝４．０８）、中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝８．４６）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝１７．５０）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１５に示す。
Figure 0004697555
ズームレンズ４において、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の焦点距離を、各レンズ群の最も物体側の面（始面）と共に表１６に示す。
Figure 0004697555
図１６乃至図１８に数値実施例４の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図１６は広角端状態（焦点距離ｆ＝４．０８）、図１７は中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝８．４６）、図１８は望遠端状態（焦点距離ｆ＝１７．５０）における諸収差図を示す。
図１６乃至図１８に示す球面収差図には、実線で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、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）の値を示す。また、図１６乃至図１８に示す非点収差図には、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。
各収差図から、数値実施例４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。
表１７にズームレンズ１乃至ズームレンズ４における上記条件式（１）乃至条件式（６）の各値を示す。即ち、条件式（１）のＳｇｆ、Ｓｇｒ、ΔＨ、（Ｓｇｒ−Ｓｇｆ）／ΔＨ、条件式（２）のｆ１２、ｆ１、｜ｆ１２／ｆ１｜、条件式（３）のｆ１１、ｆ１２、｜ｆ１１／ｆ１２｜、条件式（４）のＤ１、ｆｗ、Ｄ１／ｆｗ、条件式（５）のｎ１２、条件式（６）のν１２を示す。
Figure 0004697555
尚、表１７において、ズームレンズ４のＳｇｆに関しては、球面のサグ量が算出可能な面番号ｒ２の近軸曲率高さを有効径として算出している。
表１７から明らかなように、ズームレンズ１乃至ズームレンズ４は、前記条件式（１）乃至条件式（６）を満足するようにされている。
次に、本発明撮像装置について説明する。
本発明撮像装置は、ズームレンズと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た撮像装置である。
撮像装置に備えられたズームレンズは、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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
撮像装置に備えられたズームレンズにおいては、広角端から望遠端への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が減少し前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が増大するように、前記第１レンズ群が移動されると共に前記第２レンズ群が絞りと一体となって物体側へ移動される。
撮像装置に備えられたズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、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、物体側の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レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
本発明撮像装置にあっては、上記したように、ズームレンズの第１レンズ群の第１レンズの両面を非球面に形成することにより、広画角化に伴い広角端で顕著に発生する負の歪曲収差と像面湾曲を良好に補正することができる。
また、第１レンズ群の第２レンズの物体側の面を非球面に形成することにより、第１レンズで補正しきれない広角端での歪曲収差と非点収差をバランスよく補正することができる。さらに、変倍比を大きくした場合に発生する望遠端での球面収差を良好に補正することができる。
従って、本発明撮像装置にあっては、ズームレンズの第１レンズ群を２枚のレンズによって形成すると共に第１レンズの両面と第２レンズの物体側の面を非球面に形成することにより、小型化を図ることができると共に広画角化及び高変倍化された高い光学性能を確保することができる。
特に、本発明撮像装置に備えられたズームレンズを、レンズ鏡筒が伸縮するタイプの沈胴式の撮像装置に用いたときの収納時における全長の短縮化を図ることができる。
尚、本発明の一実施形態の撮像装置においては、ズームレンズにおいて発生する歪曲収差を撮像装置において画像処理することが望ましい。歪曲収差を撮像装置において画像処理することにより、ズームレンズの一層の小型化及び高変倍化を図ることが可能となる。
図１９に、本発明撮像装置の一実施形態によるデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
撮像装置（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１０と、撮影された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部２０と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部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１０００への画像信号の書込及び読出を行うＲ／Ｗ（リーダ／ライタ）５０と、撮像装置の全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、ユーザーによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等から成る入力部７０と、カメラブロック１０に配置されたレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部８０とを備えている。
カメラブロック１０は、ズームレンズ１１（本発明が適用されるズームレンズ１、２、３、４）を含む光学系や、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子１２等により構成されている。
カメラ信号処理部２０は、撮像素子１２からの出力信号に対するデジタル信号への変換、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。
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。
ＬＣＤ４０はユーザーの入力部７０に対する操作状態や撮影した画像等の各種のデータを表示する機能を有している。
Ｒ／Ｗ５０は、画像処理部３０によって符号化された画像データのメモリーカード１０００への書込及びメモリーカード１０００に記録された画像データの読出を行う。
ＣＰＵ６０は、撮像装置１００に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能し、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。
入力部７０は、例えば、シャッター操作を行うためのシャッターレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等によって構成され、ユーザーによる操作に応じた指示入力信号をＣＰＵ６０に対して出力する。
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１１の各レンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。
メモリーカード１０００は、例えば、Ｒ／Ｗ５０に接続されたスロットに対して着脱可能な半導体メモリーである。
以下に、撮像装置１００における動作を説明する。
撮影の待機状態では、ＣＰＵ６０による制御の下で、カメラブロック１０において撮影された画像信号が、カメラ信号処理部２０を介してＬＣＤ４０に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、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１１の所定のレンズが移動される。
入力部７０からの指示入力信号によりカメラブロック１０の図示しないシャッターが動作されると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部２０から画像処理部３０に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはＲ／Ｗ５０に出力され、メモリーカード１０００に書き込まれる。
尚、フォーカシングは、例えば、入力部７０のシャッターレリーズボタンが半押しされた場合や記録（撮影）のために全押しされた場合等に、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１１の所定のレンズを移動させることにより行われる。
メモリーカード１０００に記録された画像データを再生する場合には、入力部７０に対する操作に応じて、Ｒ／Ｗ５０によってメモリーカード１０００から所定の画像データが読み出され、画像処理部３０によって伸張復号化処理が行われた後、再生画像信号がＬＣＤ４０に出力されて再生画像が表示される。
尚、上記した実施の形態においては、撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した例を示したが、撮像装置の適用範囲はデジタルスチルカメラに限られることはなく、デジタルビデオカメラ、カメラが組み込まれた携帯電話、カメラが組み込まれたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等のデジタル入出力機器のカメラ部等として広く適用することができる。
上記各実施の形態において示した各部の形状及び数値は、何れも本発明を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、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。
図２乃至図１９と共に本発明撮像装置及びズームレンズを実施するための最良の形態を示すものであり、本図は、第１レンズ群に入射される光束の状態を示す概念図である。 第１レンズ群の各面の曲率半径を説明するための概念図である。 本発明ズームレンズの第１の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図５及び図６と共に第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 本発明ズームレンズの第２の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図９及び図１０と共に第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 本発明ズームレンズの第３の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１３及び図１４と共に第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 本発明ズームレンズの第４の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１７及び図１８と共に第４の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 本発明撮像装置の一実施形態を示すブロック図である。
符号の説明
１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、３…ズームレンズ、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、Ｌ１…第１レンズ、Ｌ２…第２レンズ、Ｌ３…第３レンズ、Ｌ４…第４レンズ、Ｌ５…第５レンズ、Ｓ…絞り、１００…撮像装置、１１…ズームレンズ、１２…撮像素子

Claims (5)

  1. 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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
    広角端から望遠端への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が減少し前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が増大するように、前記第１レンズ群が移動されると共に前記第２レンズ群が絞りと一体となって物体側へ移動され、
    前記第１レンズ群は、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、物体側の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レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成され、
    前記第２レンズ群は、少なくとも物体側の面が非球面に形成され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レンズとが接合されて成る接合レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成され、
    以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するように構成した
    ズームレンズ。
    （１）０．１１≦（Ｓｇｒ−Ｓｇｆ）／ΔＨ＜０．５
    （２）１．０＜｜ｆ１２／ｆ１｜＜２．０
    但し、
    Ｓｇｆ：前記第１レンズの像側の面の有効径における、前記第１レンズの像側の面の近軸曲率半径のサグ量と非球面形状のサグ量との差
    Ｓｇｒ：前記第２レンズの物体側の面の有効径における、前記第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径のサグ量と非球面形状のサグ量との差
    ΔＨ：前記第２レンズの物体側の面の有効径（前記第２レンズを通過する最も高い光線位置の光軸からの高さ）
    ｆ１２：前記第２レンズの焦点距離
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
    とする。
  2. 以下の条件式（３）を満足するように構成した
    請求項１に記載のズームレンズ。
    （３）０．２５＜｜ｆ１１／ｆ１２｜＜０．４５
    但し、
    ｆ１１：前記第１レンズの焦点距離
    ｆ１２：前記第２レンズの焦点距離
    とする。
  3. 以下の条件式（４）を満足するように構成した
    請求項１に記載のズームレンズ。
    （４）０．６＜Ｄ１／ｆｗ＜１．３
    但し、
    Ｄ１：前記第１レンズ群の光軸上の厚さ
    ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
    とする。
  4. 以下の条件式（５）及び条件式（６）を満足するように構成した
    請求項１に記載のズームレンズ。
    （５）ｎ１２＞１．９０
    （６）ν１２＜２５
    但し、
    ｎ１２：前記第２レンズのｄ線における屈折率
    ν１２：前記第２レンズのｄ線におけるアッベ数
    とする。
  5. ズームレンズと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、
    前記ズームレンズは、
    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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
    広角端から望遠端への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が減少し前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の空気間隔が増大するように、前記第１レンズ群が移動されると共に前記第２レンズ群が絞りと一体となって物体側へ移動され、
    前記第１レンズ群は、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、物体側の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レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成され、
    前記第２レンズ群は、少なくとも物体側の面が非球面に形成され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レンズとが接合されて成る接合レンズとが、物体側より像側へ順に配置されて構成され、
    以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するように構成した
    撮像装置。
    （１）０．１１≦（Ｓｇｒ−Ｓｇｆ）／ΔＨ＜０．５
    （２）１．０＜｜ｆ１２／ｆ１｜＜２．０
    但し、
    Ｓｇｆ：前記第１レンズの像側の面の有効径における、前記第１レンズの像側の面の近軸曲率半径のサグ量と非球面形状のサグ量との差
    Ｓｇｒ：前記第２レンズの物体側の面の有効径における、前記第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径のサグ量と非球面形状のサグ量との差
    ΔＨ：前記第２レンズの物体側の面の有効径（前記第２レンズを通過する最も高い光線位置の光軸からの高さ）
    ｆ１２：前記第２レンズの焦点距離
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
    とする。
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