JP4807611B2

JP4807611B2 - ズームレンズ

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Publication number: JP4807611B2
Application number: JP2005183186A
Authority: JP
Inventors: 季樹長澤; 清志林
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2025-06-23
Also published as: JP2007003774A

Description

本発明は、携帯電話機や携帯情報端末機（ＰＤＡ）などに搭載される小型のデジタルカメラ等に好適なズームレンズに関する。

近年、小型化が進む携帯用の電話機や情報端末機等に搭載するため、例えば、レンズ間にプリズムを配置して光学系を折り曲げ、レンズ系全長を短くすることによって、小型化を図っているズームレンズが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。
特開２００４−２９５０７５号公報特開２００３−３２９９３２号公報

ところで、携帯電話機や携帯情報端末機（ＰＤＡ）などに搭載するズームレンズでは、小型なだけではなく、近年の撮像素子の高画素数化に対応可能な優れた結像性能も求められている。しかしながら、特許文献１で開示されているズームレンズでは小型化を達成しているもののズーム比が小さく、特許文献２で開示されているズームレンズでは小型化が不足であり、共に色収差をはじめとする諸収差の補正が十分とは言えなかった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、小型でありながら、結像性能に優れて高画素数化に対応できるズームレンズを提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明は、物体側から順に、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レンズ群とからなり、広角端から望遠端への変倍時に、前記第１レンズ群及び前記第２レンズ群が光軸上を移動するズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、物体側から順に、物体側のレンズ面が正の曲率を有し且つ非球面形状である負メニスカスレンズと、物体側のレンズ面が非球面形状である負レンズと、物体側のレンズ面が正の曲率を有する正メニスカスレンズとからなる、３枚のレンズで構成され、前記第２レンズ群は、最も物体側から少なくとも１枚の正レンズと、最も物体側のレンズ面が非球面形状である少なくとも１組の貼り合わせレンズと、最も像側に位置して像側のレンズ面が強い負の曲率を有し且つ非球面形状である正メニスカスレンズとを含んで構成され、前記第３レンズ群は、少なくとも、像側もしくは物体側のどちらかのレンズ面が非球面形状であり且つ正の屈折力を有するレンズを含んで構成され、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、最大像高をｙとし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式１．１＜｜ｆ１／２ｙ｜＜１．８…（１）、０．７５＜｜ｆ２／ｆ１｜＜０．９５…（２）を満足するとともに、前記第１レンズ群の前記最も物体側の負メニスカスレンズのアッベ数をν１とし、前記第１レンズ群の前記正メニスカスレンズのアッベ数をν２とし、前記第２レンズ群の前記開口絞りと前記貼り合わせレンズの色消し面との間隔をＤｓ−ｃとし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式２５＜｜ν１−ν２｜…（５）、０．２４＜｜Ｄｓ−ｃ／ｆ２｜＜０．５１…（６）を満足する。

以上説明したように、本発明によれば、小型で、結像性能に優れて高画素数化に対応できるズームレンズを実現できる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明のズームレンズは、可視光線（波長λ＝400〜700ｎｍ）で物体を像面上に結像させるレンズであり、物体側から順に、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レンズ群とからなり、広角端から望遠端への変倍時に、第１レンズ群及び第２レンズ群が光軸上を移動する。

そして、第１レンズ群は、物体側から順に、物体側のレンズ面が正の曲率を有し且つ非球面形状である負メニスカスレンズと、物体側のレンズ面が非球面形状である負レンズと、物体側のレンズ面が正の曲率を有する正メニスカスレンズとからなる、３枚のレンズで構成される。

なお、上記の第１レンズ群の正メニスカスレンズは、像側もしくは物体側のどちらかのレンズ面が非球面形状であることが好ましい。

このような構成の第１レンズ群は、主に変倍に伴う像面の変動を補正する作用をなす。

第２レンズ群は、最も物体側から少なくとも１枚の正レンズと、最も物体側のレンズ面が非球面形状である少なくとも１組の色消し用の貼り合わせレンズと、最も像側に位置して像側のレンズ面が強い負の曲率を有し且つ非球面形状である正メニスカスレンズとを含んで構成される。

なお、上記の第２レンズ群の最も物体側に位置する正レンズは、貼り合わせレンズに含まれる構成であってもよい。

また、この第２レンズ群の最も物体側に位置する正レンズは、物体側のレンズ面が非球面形状であり、この正レンズの物体側には開口絞りが配置される構成であるとより好ましい。

このような構成の第２レンズ群は、主に変倍作用をなす。すなわち、広角端状態から望遠端状態に向かうに従い、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を変化させることにより、拡大率を高め、焦点距離を変化させている。

第３レンズ群は、少なくとも、像側もしくは物体側のどちらかのレンズ面が非球面形状であり且つ正の屈折力を有するレンズを含んで構成される。

このような構成の第３レンズ群は、撮像面に入射する光線の角度を制限すべく射出瞳位置のコントロールを行う作用をなす。また、この第３レンズ群は、合焦に用いてもよい。

上記構成の本発明に係るズームレンズは、以下に説明する条件式（１）〜（９）を満足することが望ましい。

本発明に係るズームレンズは、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、最大像高をｙとし、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式（１），（２）を満足する。

１．１＜｜ｆ１／２ｙ｜＜１．８ …（１）
０．７５＜｜ｆ２／ｆ１｜＜０．９５ …（２）

本発明のズームレンズにおいて、広角側で７２度程度の画角を持ち、さらに撮像モジュールを小型に構成するため、レンズ系後方にプリズムまたはミラーを挿入して光路を折り曲げることを考慮すると、負のレンズ群が物体側に位置するいわゆるレトロタイプのレンズ系である必要がある。また、本発明のズームレンズは、全体として強い正のパワーを持つ結像光学系であるため、高ズーム比を実現し、所定の結像性能を獲得し、収差補正を行うためには、物体側のレンズ群（第１レンズ群）に負の屈折力を持たせる必要がある。これらを踏まえた上で、上記条件式（１）は、本発明のズームレンズが、大きなイメージサークルにおいて、像面全体で良好な結像性能を獲得するための条件である。

なお、条件式（１）の上限値を上回ると、画面サイズに比べて第１レンズ群の焦点距離が大きくなり、レンズ系の全長が長くなるため、小型携帯機器に搭載するレンズ系としては不向きとなる。一方、条件式（１）の下限値を下回ると、画面サイズに比べて第１レンズ群の焦点距離は小さくなり、第１レンズ群で発生する歪曲収差、コマ収差等が大きく発生し、仮にレンズ系に非球面を採用しても、もはや良好な補正は困難となる。

本発明のように強い正のパワーを持つ結像光学系で、高ズーム比を実現し、所定の結像性能を獲得し、収差補正を行うために、第１レンズ群は負の屈折力を持つことが必要である。上記条件式（２）は、このような第１レンズ群において、変倍時の移動量、正の屈折力を持つ第２レンズ群の焦点距離とのバランス、また発生する収差を抑えるために必要な条件である。

なお、条件式（２）の上限値を上回ると、第１レンズ群の焦点距離に比べて第２レンズ群の焦点距離が大きくなり、レンズ系全長の増大を招き、好ましくない。一方、条件式（２）の下限値を下回ると、第１レンズ群に比べて第２レンズ群の焦点距離が短くなり、球面収差や球面収差の色による変動が増大し、補正が困難となる。

本発明に係るズームレンズは、第２レンズ群と第３レンズ群との最小間隔をＤ２ｍｉｎとし、最大像高をｙとし、レンズ系全体の最大軸上厚をＬｍａｘとしたとき、次式（３），（４）を満足することが望ましい。

０．７＜Ｄ２ｍｉｎ／２ｙ …（３）
Ｌｍａｘ／２ｙ ≦ ４．７ …（４）

上記条件式（３）は、必要な結像性能が確保できる範囲で、可能な限り軸上厚を短くしつつ、第２レンズ群と第３レンズ群との間にプリズムやミラー（平面鏡）などの光路折り曲げ手段を設置できるスペースを確保しながら、且つ、大きなイメージサークルを達成するための条件である。言い換えれば、条件式（３）は、本光学系の大きさを小さくするための条件である。

なお、条件式（３）の下限値を下回ると、第２レンズ群と第３レンズ群の空気間隔が不足し、光路を折り曲げるためのプリズムやミラーの挿入が困難になり、レンズ系を小型化できず、小型携帯機器に搭載するレンズ系としては好ましくない。

上記条件式（４）は、大きなイメージサークルに対応し、そのなかで必要な結像性能が確保できる範囲で、可能な限り軸上厚を短くするための条件である。

なお、条件式（４）の上限値を上回ると、画面サイズに比べてレンズ系の全長が増大し、小型携帯機器に搭載するレンズ系としては不適となる。

本発明のズームレンズは、第１レンズ群の負メニスカスレンズのアッベ数をν１とし、第１レンズ群の正メニスカスレンズのアッベ数をν２とし、第２レンズ群の開口絞りと貼り合わせレンズの色消し面との間隔をＤｓ−ｃとし、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式（５），（６）を満足することが望ましい。

２５＜｜ν１−ν２｜ …（５）
０．２４＜｜Ｄｓ−ｃ／ｆ２｜＜０．５１ …（６）

上記条件式（５）は、第１レンズ群で発生する色収差を良好に補正するため、使用するガラスの選択を行うときに考慮する分散値（アッベ数）の条件である。

なお、条件式（５）の下限値を下回ると、第１レンズ群に含まれる負レンズと正レンズのアッベ数の差が小さくなり、第１レンズ群で発生する色収差の補正が困難となる。

上記条件式（６）は、第２レンズ群において、色収差、特に倍率の色収差を良好に補正するための条件である。

ここで、第２レンズ群の色収差補正を行う際に、軸上の色収差と倍率の色収差をバランス良く補正するためには、色消し面が（第２レンズ群の物体側に設けられている）絞りよりある程度離れている必要がある。条件式（６）の上限値を上回ると、第２レンズ群の焦点距離に比べて色消し面が絞りより離れ過ぎ、倍率の色収差への寄与が大きくなるため、軸上の色収差とのバランスが取れなくなり、好ましくない。一方、条件式（６）の下限値を下回ると、倍率の色収差への寄与が小さくなり過ぎ、やはり軸上の色収差とのバランスが取れなくなり、好ましくない。

本発明のズームレンズは、第２レンズ群の最も像側に位置する正メニスカスレンズの像側の面の焦点距離をｆｒとし、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式（７）を満足することが望ましい。

０．９＜｜ｆｒ／ｆ２｜＜７．０ …（７）

上記条件式（７）は、第２レンズ群において、第１レンズ群で発生している負の歪曲収差を、良好に補正するための条件である。

本発明のズームレンズでは、第１レンズ群で発生する歪曲収差は大きな量であり、第１レンズ群で補正できない歪曲収差の残存成分を、第２レンズ群の物体側に位置させた負のパワーを持つレンズ面で補正している。その結果、条件式（７）の上限値を上回ると、第２レンズ群の焦点距離に比べて歪曲収差の補正面の負のパワーが弱くなり過ぎ、負の歪曲収差が残存する。一方、条件式（７）の下限値を下回ると、歪曲収差の補正面の負のパワーが強くなり過ぎ、レンズ全系の歪曲収差に高次の曲がりが残存し、良好な補正が困難となる。

本発明のズームレンズは、第１レンズ群の軸上厚をＤ_ＬＧ１とし、第２レンズ群の軸上厚をＤ_ＬＧ２とし、最大像高をｙとしたとき、次式（８），（９）を満足することが望ましい。

０．６＜Ｄ_ＬＧ１／２ｙ＜０．８ …（８）
０．５５＜Ｄ_ＬＧ２／２ｙ＜０．６５ …（９）

上記条件式（８）は、第１レンズ群において、広角側で７２度以上の画角及び広いイメージサークルを確保するため、コマ収差や非点収差等の画角に関する諸収差を良好に補正するために必要となる、レンズ群の厚さを示す条件である。

なお、条件式（８）の上限値を上回ると、画面サイズに比べて第１レンズ群の総厚が大きくなるため、レンズ全系を小型に構成することが困難となり、小型携帯機器に搭載する光学系としては、好ましくない。一方、条件式（８）の下限値を下回ると、画面サイズに比べて第１レンズ群の総厚が小さくなるため、第１レンズ群の各レンズ面を通過する光線の光軸からの高さの差が少なくなり、コマ収差や非点収差等の画角に関する諸収差の補正が困難となる。

上記条件式（９）は、第２レンズ群において、広いイメージサークルを確保するために、色収差をはじめとする諸収差の良好な補正のために必要なレンズ群の厚さを示す条件である。

なお、条件式（９）の上限値を上回ると、画面サイズに比べて第２レンズ群の総厚が大きくなり過ぎ、レンズ全系を小型に構成することが困難となり、小型携帯機器に搭載する光学系としては好ましくない。一方、条件式（９）の下限値を下回ると、画面サイズに比べて第２レンズ群の総厚が小さくなり過ぎ、第２レンズ群の各レンズ面を通過する光線の光軸からの高さが少なくなり、特に球面収差の補正が困難となる。

以下に図面を参照して本発明の各実施例について説明する。

各実施例において非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、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に沿った距離（サグ量）をＺとし、基準球面の曲率半径をｒとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＣ_ｎとしたとき、以下の式（１０）で表す。なお、各実施例において、非球面には面番号の右側に＊印を付している。

Ｚ＝（ｙ^２／r）／〔１＋｛１−（１＋κ）（y^２／r^２）｝^１／２〕
＋Ｃ_４ｙ^４＋Ｃ_６ｙ^６＋Ｃ_８ｙ^８＋Ｃ_１０ｙ^１０ …（１０）

また、各実施例では、ｄ線を基準光線として収差特性を算出している（なお、球面収差及び横収差では、ｄ線に加え、Ｃ線（波長λ＝656.27ｎｍ）及びｇ線（波長λ＝435.83ｎｍ）を選んでいる）。

（第１実施例）
図１〜図８を用いて、本発明の第１実施例に係るズームレンズについて説明する。図１は第１実施例に係るズームレンズの構成を示す。第１実施例に係るズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群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とから構成される。なお、図１では、像面を符号Ｉで示している。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側のレンズ面（面番号１）が正の曲率を有し且つ非球面形状である負メニスカスレンズＬ１１と、物体側のレンズ面（面番号３）が非球面形状である負レンズＬ１２と、物体側のレンズ面（面番号５）が非球面形状であり且つ正の曲率を有する正メニスカスレンズＬ１３とからなる、３枚のレンズで構成される。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側のレンズ面（面番号８）が非球面形状である正レンズＬ２１と、最も物体側のレンズ面（面番号１０）及び最も像側のレンズ面（面番号１２）が非球面形状である色消し用の貼り合わせレンズＬ２２，２３と、像側のレンズ面（面番号１４）が強い負の曲率を有し且つ非球面形状である正メニスカスレンズＬ２４とから構成される。

第３レンズ群Ｇ３は、像側のレンズ面（面番号１６）が非球面形状であり且つ正の屈折力を有するレンズ両凸レンズＬ３１と、平行平板Ｌ３２とから構成される。

なお、本実施例に係るズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する変倍時に、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２が光軸上を移動する。

また、本実施例に係るズームレンズでは、開口絞りＳが、第２レンズ群Ｇ２の物体側に配置されており、変倍時には第２レンズ群Ｇ２と共に光軸上を移動する。

図２は、第１実施例に係るズームレンズを構成する各レンズの諸元値を示す図である。図２に示す諸元の表において、第１欄ｍは物体側からの各光学面の番号（以下、面番号と称する）、第２欄ｒは各光学面の曲率半径、第３欄ｄは各光学面から次の光学面（又は像面）までの光軸上の距離（以下、面間隔と称する）、第４欄ｎｄはｄ線に対する屈折率、第５欄νｄはアッベ数、第６欄は各レンズ成分を、第７欄は各レンズ群をそれぞれ表している。

なお、図２に示す諸元の表において、面番号７が開口絞りＳを示す。また、面番号６に示す面間隔（すなわち面番号６と面番号７との面間隔）ｄ６及び面番号１４に示す面間隔（すなわち面番号１４と面番号１５との面間隔）ｄ１４は、ズーム作動に応じて変化するため、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態におけるこれらの値を示す。さらに、表中では、ｆはズームレンズ全体の焦点距離、ＦＮＯはＦナンバーを表す。また、上記の条件式（１）〜（９）に対応する値、すなわち条件対応値も以下に示す。

なお、長さの単位は特記の無い場合は「ｍｍ」が使われている。但し、光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「ｍｍ」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。また、曲率半径∞は平面を示し、空気の屈折率1.00000は省略してある。以上の表の説明は、他の実施例においても同様である。

図２に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係るズームレンズでは、上記条件式（１）〜（９）を全て満たすことが分かる。

図３〜図８は、本実施例に係るズームレンズの諸収差図である。図３は広角端状態における無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図、図４は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図、図５は望遠端における無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。また、図６は広角端における無限遠合焦状態での横収差を示す図、図７は中間焦点距離における無限遠合焦状態での横収差を示す図、図８は望遠端における無限遠合焦状態での横収差を示す図である。

なお、各収差図では、ＣはＣ線（波長λ＝656.27ｎｍ），ｄはｄ線（波長λ＝587.56ｎｍ），ｇはｇ線（波長λ＝435.83ｎｍ）の収差曲線をそれぞれ示す。なお、非点収差図では、実線Ｓはサジタル像面、点線Ｔはタンジェンシャル像面をそれぞれ示す。また、球面収差図ではＨは入射高（但し、最大入射高を１と規格化する）を示し、非点収差図及び歪曲収差図ではＹは像高を示す。横収差図では、サジタル像面及びタンジェンシャル像面において各像高（半画角ω）毎に収差曲線を示す。以上、収差図の説明は他の実施例においても同様である。

図３〜図８に示す各収差図から明らかであるように、本実施例のズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

（第２実施例）
図９〜図１６を用いて、本発明の第２実施例に係るズームレンズについて説明する。図９は第２実施例に係るズームレンズの構成を示す。第２実施例に係るズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群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とから構成される。

第３レンズ群Ｇ３は、像側のレンズ面（面番号１６）が非球面形状であり且つ正の屈折力を有する両凸レンズＬ３１と、平行平板Ｌ３２とから構成される。

なお、本実施例に係るズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する変倍時に、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２が光軸上を移動する。また、本実施例に係るズームレンズでは、開口絞りＳが、第２レンズ群Ｇ２の物体側に配置されており、変倍時には第２レンズ群Ｇ２と共に光軸上を移動する。

図１０は、第２実施例に係るズームレンズを構成する各レンズの諸元値を示す図である。なお、図１０に示す諸元の表において、面番号７が開口絞りＳを示す。また、面番号６に示す面間隔（すなわち面番号６と面番号７との面間隔）ｄ６及び面番号１４に示す面間隔（すなわち面番号１４と面番号１５との面間隔）ｄ１４は、ズーム作動に応じて変化するため、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態におけるこれらの値を示す。

図１０に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係るズームレンズでは、上記条件式（１）〜（９）を全て満たすことが分かる。

図１１〜図１６は、本実施例に係るズームレンズの諸収差図である。図１１は広角端状態における無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図、図１２は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図、図１３は望遠端における無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。また、図１４は広角端における無限遠合焦状態での横収差を示す図、図１５は中間焦点距離における無限遠合焦状態での横収差を示す図、図１６は望遠端における無限遠合焦状態での横収差を示す図である。

図１１〜図１６に示す各収差図から明らかであるように、本実施例のズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

（第３実施例）
図１７〜図２４を用いて、本発明の第３実施例に係るズームレンズについて説明する。図１７は第３実施例に係るズームレンズの構成を示す。第３実施例に係るズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群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とから構成される。

図１８は、第３実施例に係るズームレンズを構成する各レンズの諸元値を示す図である。なお、図１８に示す諸元の表において、面番号７が開口絞りＳを示す。また、面番号６に示す面間隔（すなわち面番号６と面番号７との面間隔）ｄ６及び面番号１４に示す面間隔（すなわち面番号１４と面番号１５との面間隔）ｄ１４は、ズーム作動に応じて変化するため、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態におけるこれらの値を示す。

図１８に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係るズームレンズでは、上記条件式（１）〜（９）を全て満たすことが分かる。

図１９〜図２４は、本実施例に係るズームレンズの諸収差図である。図１９は広角端状態における無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図、図２０は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図、図２１は望遠端における無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。また、図２２は広角端における無限遠合焦状態での横収差を示す図、図２３は中間焦点距離における無限遠合焦状態での横収差を示す図、図２４は望遠端における無限遠合焦状態での横収差を示す図である。

図１９〜図２４に示す各収差図から明らかであるように、本実施例のズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

（第４実施例）
図２５〜図３２を用いて、本発明の第４実施例に係るズームレンズについて説明する。図２５は第４実施例に係るズームレンズの構成を示す。第４実施例に係るズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群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とから構成される。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側のレンズ面（面番号８）が非球面形状である正レンズＬ２１と負メニスカスレンズＬ２２とからなる色消し用の第１の貼り合わせレンズと、物体側及び像側のどちらのレンズ面（面番号１１及び１２）も非球面形状である負メニスカスレンズＬ２３と像側のレンズ面（面番号１４）が強い負の曲率を有し且つ非球面形状である正メニスカスレンズＬ２４とからなる色消し用の第２の貼り合わせレンズとから構成される。

なお、第２の貼り合わせレンズは、実際には僅かな空気間隔を隔てて、負メニスカスレンズＬ２３（負レンズ）と正メニスカスレンズＬ２４（正レンズ）とを相対させた構成となっている。この構成は、第１の貼り合わせレンズのように、完全にレンズ同士が接合された貼り合わせレンズとほぼ同様の色消し効果を発揮するため、ここでは貼り合わせレンズとして扱う。また、正メニスカスレンズＬ２４の像側の面は、強い負の屈折力を持つ非球面であり、実施例１〜３のレンズＬ２４と同じ効果を果たしている。

図２６は、第４実施例に係るズームレンズを構成する各レンズの諸元値を示す図である。なお、図２６に示す諸元の表において、面番号７が開口絞りＳを示す。また、面番号６に示す面間隔（すなわち面番号６と面番号７との面間隔）ｄ６及び面番号１４に示す面間隔（すなわち面番号１４と面番号１５との面間隔）ｄ１４は、ズーム作動に応じて変化するため、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態におけるこれらの値を示す。

図２６に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係るズームレンズでは、上記条件式（１）〜（９）を全て満たすことが分かる。

図２７〜図３２は、本実施例に係るズームレンズの諸収差図である。図２７は広角端状態における無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図、図２８は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図、図２９は望遠端における無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。また、図３０は広角端における無限遠合焦状態での横収差を示す図、図３１は中間焦点距離における無限遠合焦状態での横収差を示す図、図３２は望遠端における無限遠合焦状態での横収差を示す図である。

図２７〜図３２に示す各収差図から明らかであるように、本実施例のズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

（第５実施例）
図３３〜図４０を用いて、本発明の第５実施例に係るズームレンズについて説明する。図３３は第５実施例に係るズームレンズの構成を示す。第５実施例に係るズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群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とから構成される。

なお、第２の貼り合わせレンズは、実際には僅かな空気間隔を隔てて、負メニスカスレンズＬ２３（負レンズ）と正メニスカスレンズＬ２４（正レンズ）とを相対させた構成となっているが、上記したように完全な貼り合わせレンズとほぼ同様の色消し効果を持っているため、ここでは貼り合わせレンズとして扱う。また、前記したように、レンズＬ２４の像側の面の効果は、実施例４と同様である。

図３４は、第５実施例に係るズームレンズを構成する各レンズの諸元値を示す図である。なお、図３４に示す諸元の表において、面番号７が開口絞りＳを示す。また、面番号６に示す面間隔（すなわち面番号６と面番号７との面間隔）ｄ６及び面番号１４に示す面間隔（すなわち面番号１４と面番号１５との面間隔）ｄ１４は、ズーム作動に応じて変化するため、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態におけるこれらの値を示す。

図３４に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係るズームレンズでは、上記条件式（１）〜（９）を全て満たすことが分かる。

図３５〜図４０は、本実施例に係るズームレンズの諸収差図である。図３５は広角端状態における無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図、図３６は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図、図３７は望遠端における無限遠合焦状態での球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。また、図３８は広角端における無限遠合焦状態での横収差を示す図、図３９は中間焦点距離における無限遠合焦状態での横収差を示す図、図４０は望遠端における無限遠合焦状態での横収差を示す図である。

図３５〜図４０に示す各収差図から明らかであるように、本実施例のズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。

以上のような本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば適宜改良可能である。

例えば、本発明に係るズームレンズは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に、図４１に示す平面ミラーＭや図４２に示すプリズムＰ等を設置してもよい。このように、光路中に折り曲げ手段を挿入することで、本発明のズームレンズは、上記のような優れた結像性能を確保しながら、レンズ全長をより小さくすることができ、小型携帯機器に搭載する光学系としてより好ましくなる。さらに、プリズムＰを、図４２に示すように、曲面で構成すると、本光学系における収差補正能力が増し、結像性能の向上をより一層図ることができる。

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。本発明の第１実施例に係るズームレンズの諸元値を示す表図である。第１実施例の広角端におけるズームレンズの諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。第１実施例の中間焦点距離におけるズームレンズの諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。第１実施例の望遠端におけるズームレンズの諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。第１実施例の広角端におけるズームレンズの横収差図である。第１実施例の中間焦点距離におけるズームレンズの横収差図である。第１実施例の望遠端におけるズームレンズの横収差図である。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。本発明の第２実施例に係るズームレンズの諸元値を示す表図である。第２実施例の広角端におけるズームレンズの諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。第２実施例の中間焦点距離におけるズームレンズの諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。第２実施例の望遠端におけるズームレンズの諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。第２実施例の広角端におけるズームレンズの横収差図である。第２実施例の中間焦点距離におけるズームレンズの横収差図である。第２実施例の望遠端におけるズームレンズの横収差図である。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。本発明の第３実施例に係るズームレンズの諸元値を示す表図である。第３実施例の広角端におけるズームレンズの諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。第３実施例の中間焦点距離におけるズームレンズの諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。第３実施例の望遠端におけるズームレンズの諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。第３実施例の広角端におけるズームレンズの横収差図である。第３実施例の中間焦点距離におけるズームレンズの横収差図である。第３実施例の望遠端におけるズームレンズの横収差図である。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。本発明の第４実施例に係るズームレンズの諸元値を示す表図である。第４実施例の広角端におけるズームレンズの諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。第４実施例の中間焦点距離におけるズームレンズの諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。第４実施例の望遠端におけるズームレンズの諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。第４実施例の広角端におけるズームレンズの横収差図である。第４実施例の中間焦点距離におけるズームレンズの横収差図である。第４実施例の望遠端におけるズームレンズの横収差図である。本発明の第５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。本発明の第５実施例に係るズームレンズの諸元値を示す表図である。第５実施例の広角端におけるズームレンズの諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。第５実施例の中間焦点距離におけるズームレンズの諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。第５実施例の望遠端におけるズームレンズの諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）である。第５実施例の広角端におけるズームレンズの横収差図である。第５実施例の中間焦点距離におけるズームレンズの横収差図である。第５実施例の望遠端におけるズームレンズの横収差図である。上記ズームレンズ系内にミラーを設置した折り曲げ光学系のレンズ構成を示す図である。上記ズームレンズ系内にプリズムを設置した折り曲げ光学系のレンズ構成を示す図である。

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
Ｌレンズ成分Ｓ開口絞りＩ像面
ＭミラーＰプリズム

Claims

物体側から順に、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レンズ群とからなり、広角端から望遠端への変倍時に、前記第１レンズ群及び前記第２レンズ群が光軸上を移動するズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、物体側のレンズ面が正の曲率を有し且つ非球面形状である負メニスカスレンズと、物体側のレンズ面が非球面形状である負レンズと、物体側のレンズ面が正の曲率を有する正メニスカスレンズとからなる、３枚のレンズで構成され、
前記第２レンズ群は、最も物体側から少なくとも１枚の正レンズと、最も物体側のレンズ面が非球面形状である少なくとも１組の貼り合わせレンズと、最も像側に位置して像側のレンズ面が強い負の曲率を有し且つ非球面形状である正メニスカスレンズとを含んで構成され、
前記第３レンズ群は、少なくとも、像側もしくは物体側のどちらかのレンズ面が非球面形状であり且つ正の屈折力を有するレンズを含んで構成され、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、最大像高をｙとし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式
１．１＜｜ｆ１／２ｙ｜＜１．８ …（１）
０．７５＜｜ｆ２／ｆ１｜＜０．９５ …（２）
を満足するとともに、
前記第１レンズ群の前記最も物体側の負メニスカスレンズのアッベ数をν１とし、前記第１レンズ群の前記正メニスカスレンズのアッベ数をν２とし、前記第２レンズ群の前記開口絞りと前記貼り合わせレンズの色消し面との間隔をＤｓ−ｃとし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式
２５＜｜ν１−ν２｜ …（５）
０．２４＜｜Ｄｓ−ｃ／ｆ２｜＜０．５１ …（６）
を満足することを特徴とするズームレンズ。
前記第２レンズ群の前記最も物体側に位置する正レンズは、前記貼り合わせレンズに含まれる構成であ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レンズ群の前記正メニスカスレンズは、像側もしくは物体側のどちらかのレンズ面が非球面形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群の前記最も物体側に位置する正レンズは、物体側のレンズ面が非球面形状であり、この正レンズの物体側には開口絞りが配置され、
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との最小間隔をＤ２ｍｉｎとし、最大像高をｙとし、レンズ系全体の最大軸上厚をＬｍａｘとしたとき、次式
０．７＜Ｄ２ｍｉｎ／２ｙ …（３）
Ｌｍａｘ／２ｙ≦４．７ …（４）
を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群の前記最も像側に位置する正メニスカスレンズの像側の面の焦点距離をｆｒとし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式
０．９＜｜ｆｒ／ｆ２｜＜７．０ …（７）
を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のズームレンズ。
前記第１レンズ群の軸上厚をＤ_LG1とし、前記第２レンズ群の軸上厚をＤ_LG2とし、最大像高をｙとしたとき、次式
０．６＜Ｄ_LG1／２ｙ＜０．８ …（８）
０．５５＜Ｄ_LG2／２ｙ＜０．６５ …（９）
を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に、プリズムもしくは平面ミラーを設置することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のズームレンズ。