JP5009051B2 - 3群ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は小型のズームレンズ、及びそれを用いたコンパクトなデジタルカメラ等の撮像装置に関するものである。
従来、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置においては高画質、高変倍比化が要求されている。例えば、特許文献1には、物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群、負屈折力の第2レンズ群、正屈折力の第3レンズ群を有する3群ズームレンズが開示されている。このズームレンズは2.9程度の変倍比を達成している。また、第2レンズ群が物体側から順に正レンズ、負レンズ、正レンズの順で構成した接合レンズであり、光学性能の確保や偏心による影響の低減を行っている。
特開2006−39523号公報
しかしながら、小型で高変倍比のズームレンズへのニーズはより高まっている。
本発明は、上述の課題に鑑み、高変倍比でありながら光学性能の確保や小型化にも有利な3群ズームレンズおよびそれを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、物体側より順に、負の屈折力をもつ第1レンズ群、正の屈折力をもつ第2レンズ群、屈折力をもつ第3レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が狭まり、且つ、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が変化し、第2レンズ群は広角端から望遠端への変倍に際して物体側に移動し、第3レンズ群は広角端での位置に対して望遠端で増倍する位置に移動する3群ズームレンズを基本構成としている。
このように、第1レンズ群の屈折力を負とすることにより、画角の確保や径方向の小型化、構成するレンズ群の数を減らすことに有利となる。そして、正屈折力の第2レンズ群が第1レンズ群との距離を変えることでバリエーターの役割を果たし、広角端から望遠端に変倍する際に、物体側から像側へ移動し、増倍を行う。そして、第3レンズ群に正または負の屈折力を持たせ、広角端に対して望遠端にて増倍させている。
第2レンズ群と第3レンズ群の二つのレンズ群で広角端から望遠端に変倍する際に増倍を行うことによって、各々の群の増倍の効果を少ない移動量で分担することが可能となり、画質を良好に保ったまま、レンズ全長を小型化することが可能となる。
一方、以下の条件式(1)を満足する高変倍比化を達成しようとする場合、望遠端付近での収差の影響も考慮すべきである。また、小型化のために、各レンズ群内の構成も考慮することが好ましい。
t/fw>3.6 ・・・(1)
ただし、
wは3群ズームレンズの広角端での焦点距離、
tは3群ズームレンズの望遠端での焦点距離、
である。
第1レンズ群は、両凹負レンズ成分を最も物体側に有し、且つ第1レンズ群中の負レンズ成分は両凹負レンズ成分の1つのみとすることが好ましい。ここで、レンズ成分は、光軸上にて空気に接する面が物体側面と像側面の2つのみのレンズであり、単レンズもしくは接合レンズを意味する。
このように構成することで、第1レンズ群中の負レンズ成分の数を一つとし、それを最も物体側に配置することで第1レンズ群の小型化に有利となる。また、負レンズ成分を両凹形状とすることで負のパワーを確保しつつ負の屈折力を複数のレンズ面に分担し、望遠端付近での球面収差やコマ収差の低減に有利な形状とすることが好ましい。具体的には以下の条件式(2)を満足する形状とすることが好ましい。
0<(rL11f+rL11r)/(rL11f−rL11r)<1.0 ・・・(2)
ただし、
L11fは第1レンズ群中の両凹負レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
L11rは第1レンズ群中の両凹負レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
条件式(2)の下限を下回らないようにすることで物体側面の凹面の曲率を弱めやすくなり過度な歪曲収差やコマ収差の発生を抑えやすくなる。条件式(2)の上限を上回らないようにすることで像側面の曲率を弱めやすくなり望遠端付近での球面収差等の発生を抑えやすくなる。
第2レンズ群は、物体側から順に、第1の正レンズ、負レンズ、第2の正レンズの少なくとも3枚のレンズが光軸上にてそれぞれ接合された1つの接合レンズ成分からなり、
その負レンズは像側の面が凹面であり、第1の正レンズ、第2の正レンズよりも小さいアッベ数をもち、且つ第2の正レンズよりも大きい屈折率をもつように構成することが好ましい。
第2レンズ群の屈折力を確保しても色収差や球面収差等の諸収差の補正を行いやすくなる。また、負レンズの像側面が負の屈折力の接合面となるので、第2レンズ群の主点を物体側よりにしやすくなり、変倍比の確保も行いやすくなる。
第3レンズ群は1つのレンズ成分からなることが小型化の点で好ましい。
更には、第2レンズ群が、以下の条件式(3)を満足することがより好ましい。
2.1<DL23/DL22<7.0 ・・・(3)
ただし、
L23は第2レンズ群中の第2の正レンズの光軸上の厚さ、
L22は第2レンズ群中の負レンズの光軸上の厚さ、
である。
条件式(3)は第2レンズ群中の負レンズと第2の正レンズの光軸上の好ましい厚さの関係を示すものである。条件式(3)の下限を下回らないようにして第2の正レンズの厚さを確保することで高変倍比化に伴う像面湾曲の変動を抑えやすくなる。条件式(3)の上限を上回らないようにすることで第2の正レンズの厚さを適度に抑え、第2レンズ群を小さくでき小型化の点で好ましい。
また、第1レンズ群は広角端から望遠端への変倍に際してまず像側に移動しその後物体側に移動し、第3レンズ群は正レンズ成分からなり、広角端から望遠端への変倍に際してまず物体側に移動しその後像側に移動することが好ましい。
広角端と望遠端の何れか一方でズームレンズ全長が大きくなることを抑えられる。また、第3レンズ群を上述のように移動させることで、第2レンズ群の移動範囲の確保や中間焦点距離状態付近での軸外収差の低減、望遠端付近での増倍作用の確保が行える。
また、第3レンズ群が正レンズ成分からなり、広角端に対して望遠端で像側に位置し、第3レンズ群を物体側に移動させて遠距離物から近距離物へのフォーカシングを行うようにしてもよい。
撮像素子の特性が、撮像面の垂直方向付近に対して良好となる場合、第3レンズ群を正レンズ成分とするとよい。また、サイズを小さくしやすい第3レンズ群をフォーカシングレンズ群とすることで、フォーカシング時の駆動系への負担を抑えやすくなる。
また、第3レンズ群が負レンズ成分からなり、広角端に対して望遠端で物体側に位置し、第3レンズ群を像側に移動させて遠距離物から近距離物へのフォーカシングを行うようにしてもよい。
撮像素子の特性が、撮像面の周辺ほど垂直に対して傾いた方向にて良好となる場合、第3レンズ群を負レンズ成分とするとよい。ズームレンズの小径化に有利となる。また、サイズを小さくしやすい第3レンズ群をフォーカシングレンズ群とすることで、フォーカシング時の駆動系への負担を抑えやすくなる。
また、正レンズ成分の第3レンズ群でフォーカシングを行う場合、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
0.15<1−β3T 2 <0.7 ・・・(4)
ただし、β3Tは望遠端における最遠距離物合焦時の第3レンズ群の横倍率である。
第3レンズ群のフォーカス感度は、第3レンズ群の倍率に依存する。そこで、望遠端における第3レンズ群のフォーカス感度が確保できるように、条件式(4)を満足することが好ましい。
条件式(4)の下限を下回らないようにすることでフォーカス感度を確保し、第3レンズ群のフォーカシング時の移動量を抑えやすくなり、駆動機構の小型化に有利となる。条件式(4)の上限を上回らないようにすることでフォーカシングの精度を確保しやすくなる。
また、第1レンズ群が、物体側から順に、負レンズ、正レンズの2枚のレンズからなる構成とすることが好ましい。
このように構成すると、第1レンズ群の主点を物体寄りにして使用状態での小型化を行いつつ、色収差等の収差バランスを行いやすく構成できる。また、光学性能の維持と沈胴時の鏡枠の薄型化との両立に効果的である。
また、第1レンズ群は、物体側から順に、両凹負レンズ成分と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分からなり、それぞれのレンズ成分が単レンズであり、第2レンズ群は第1の正レンズ、負レンズ、第2の正レンズの3枚のレンズからなり、第3レンズ群は1枚のレンズからなることが好ましい。
各レンズの構成枚数を少なくすることで低コスト化に有利となる。また、上述のレンズ配置とすることで、小型化や光学性能の確保を行いやすい。
また、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
1.3<Cjmax/ft<3.0 ・・・(5)
ただし、
jmaxは広角端から望遠端への変倍域における3群ズームレンズ全長の最大値であり、全長は3群ズームレンズの最も物体側のレンズの入射面から最も像側のレンズの射出面までの光軸上の厚みに、空気換算長で現したバックフォーカスを足したものとする。
条件式(5)は、ズームレンズの望遠端での焦点距離に対するレンズ全長最大値を規定するものであり、鏡枠の薄型化と収差補正のバランスを良好とするための条件である。条件式(5)の下限を下回らないようにすることで、各レンズ群によるパワーを抑えやすくなり、広角側での第1レンズ群での軸外収差、第2レンズ群での軸上収差等の収差をバランス良く補正することに有利となる。また、製造誤差による収差への影響も抑えやすくなる。条件式(5)の上限を上回らないようにすることで、ズームレンズの全長の短縮化となる。
また、以下の条件式(6)を満足することが好ましい。
4.0<Cj(w)/fw<10.0 ・・・(6)
ただし、
j(w)は広角端における3群ズームレンズ全長であり、全長は3群ズームレンズの最も物体側のレンズの入射面から最も像側のレンズの射出面までの光軸上の厚みに、空気換算長で現したバックフォーカスを足したものとする。
条件式(6)は、ズームレンズの広角端での焦点距離に対する広角端でのズームレンズ全長を規定するものであり、小型化と変倍比の確保を両立しやすくするための条件である。条件式(6)の下限を下回らないようにすると、望遠端での全長の増大を抑えやすくなる。若しくは、所望の変倍比を得やすくなる。条件式(6)の上限を上回らないようにすると、第1レンズ群での光線高が高くなることを抑え、第1レンズ群の径が大きくなることを防止できる。若しくは、ズームレンズの全長が長くなることを抑え、鏡枠の沈胴段数の増加を抑えやすくなる。
また、次の条件式(7)を満足することが好ましい。
1.3<Cj(t)/ft<2.5 ・・・(7)
ただし、
j(t)は望遠端における3群ズームレンズ全長であり、全長は3群ズームレンズの最も物体側のレンズの入射面から最も像側のレンズの射出面までの光軸上の厚みに、空気換算長で現したバックフォーカスを足したものとする。
この条件式(7)は、望遠端におけるズームレンズの全長を望遠端の焦点距離で規定したものであり、全長短縮により鏡筒の構成をより簡略にし得るようにするための条件である。条件式(7)の下限を下回らないようにすると、広角端での全長増大を抑えやすくなる。若しくは、所望の変倍比を得るのが容易となる。条件式(7)の上限を上回らないようにすると、鏡枠全長を抑えやすく、小型化に有利となる。
また、以下の条件式(8)を満足することが好ましい。
−1.4<fL11/fw<−0.3 ・・・(8)
ただし、fL11は第1レンズ群の両凹負レンズ成分の焦点距離である。
前述の条件式(2)を満足する第1レンズ群の最も物体側の負レンズ成分には条件式(8)を満たす強い屈折力を持たせても光学性能上、良好に収差を補正しながらも、高変倍比化を行うことができる。条件式(8)の下限を下回らないようにして負の屈折力を確保することで、小型、高変倍比化を行いやすくなる。条件式(8)の上限を上回らないようにして、負の屈折力の過剰を抑え、軸上収差、軸外収差の発生を抑えることが好ましい。
また、以下の条件式(9)を満足することが好ましい。
2.0<fG2/IHw<4.0 ・・・(9)
ただし、
G2は第2レンズ群の焦点距離、
IHwは広角端における像高、
である。
条件式(9)を満足することによって変倍比を確保しながらも少ない移動量でズーミングを行うことが可能となる。条件式(9)の下限を下回らないようにすることで、第2レンズ群の屈折力を抑え、収差を抑えることが好ましい。また、条件式(9)の上限を上回らないようにすることで、第2レンズ群の屈折力を確保し、第2レンズ群の移動量の増大を抑えることが好ましい。
また、以下の条件式を満足することが好ましい。
0.1<D1G/fw<1.5 ・・・(10)
ただし、D1Gは第1レンズ群の光軸上での厚さである。
ズームレンズ全長および沈胴時の厚さを小さくするためには、条件式(10)を満足することが好ましい。条件式(10)の下限を下回らないようにして、第1レンズ群の光軸上の厚さを確保し、負の屈折力の確保に必要なレンズの厚みを確保することが好ましい。
条件式(10)の上限を上回らないようにすることで、第1レンズ群の厚さを抑え、必要以上に厚くならないようにすることが好ましい。
また、第2レンズ群中の最も物体側のレンズ面および最も像側のレンズ面がいずれも非球面であることが好ましい。これにより、広角端から望遠端までの全状態での球面収差を良好に補正することができる。
また、上述の何れかのズームレンズを撮像装置の結像レンズとして用いることができる。つまり、3群ズームレンズと、3群ズームレンズの像側に配置され、3群ズームレンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子を備える撮像装置であって、3群ズームレンズが上述の何れかの3群ズームレンズである撮像装置とすることが好ましい。
さらに、3群ズームレンズによるディストーションを含んだ電気信号を画像処理によりディストーションを補正した画像信号に変換する画像変換部を有することが好ましい。3群ズームレンズのディストーションを許容することで、3群ズームレンズのレンズ枚数の低減や小型化に一層有利となる。
上述の各条件式は、3群ズームレンズがフォーカシング機能を持つ場合は、最も遠距離に合焦した状態での構成とする。また、上述の構成を複数同時に満足することがより好ましい。
また、各条件式について、以下のようにすることがより好ましい。
条件式(1)について下限値を3.7、更には3.8とすることが好ましい。
上限値を設け、5.5を上回らないようにすることで各レンズ群の屈折力を抑えやすくなり、レンズ枚数の低減などの点で好ましい。
条件式(2)について、
下限値を0.3、更には0.5とすることが好ましい。
上限値を0.96とすることが好ましい。
条件式(3)について、
下限値を3.0、更には3.5とすることが好ましい。
上限値を6.0、更には5.0とすることが好ましい。
条件式(4)について、
下限値を0.2とすることが好ましい。
上限値を0.5とすることが好ましい。
条件式(5)について、
下限値を1.6、更には1.75とすることが好ましい。
上限値を2.5、更には2.0とすることが好ましい。
条件式(6)について、
下限値を5.0、更には6.0とすることが好ましい。
上限値を9.0、更には8.5とすることが好ましい。
条件式(7)について、
下限値を1.5とすることが好ましい。
上限値を2.0とすることが好ましい。
条件式(8)について、
下限値を−1.35とすることが好ましい。
上限値を−0.5、更には−0.9とすることが好ましい。
条件式(9)について、
下限値を2.5、更には2.7とすることが好ましい。
上限値を3.5、更には3.4とすることが好ましい。
条件式(10)について
下限値を0.4、更には0.7とすることが好ましい。
上限値を1.3、更には1.1とすることが好ましい。
上述の各発明は、任意に複数を同時に満足することがより好ましい。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値あるいは下限値のみを限定しても構わない。また、上述の各構成は、任意に組み合わせて構わない。
本発明によれば、高変倍比でありながら光学性能の確保や小型化にも有利な3群ズームレンズおよびそれを備えた撮像装置を提供できる。
以下に、本発明にかかる3群ズームレンズ及び撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
以下に示す各実施例は、いずれも4倍程度の高変倍比を達成し、35°以上の広角端半画角を確保し、光学性能も良好な負、正、正タイプ(実施例1〜4)もしくは負、正、負タイプ(実施例5〜8)の3群ズームレンズとなっている。実施例1、2、4、5は全ズーム状態にて有効撮像領域は矩形で一定である。
各実施例での条件式対応値は無限遠物点に合焦した状態での値である。全長は、レンズの入射面から射出面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えたものである。バックフォーカスは、空気換算長で示している。
以下、本発明の3群ズームレンズの実施例1、2、5、6について説明する。実施例1、2、5、6の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間焦点距離状態(b)、望遠端(c)のレンズ断面図をそれぞれ図1、図2、図10、図11に示す。図1、図2、図10、図11中、第1レンズ群はG1、明るさ絞りはS、第2レンズ群はG2、フレア絞りはFS、第3レンズ群はG3、赤外光を制限する波長域制限コートを施したローパスフィルタを構成する平行平板はF、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はC、像面はIで示してある。なお、カバーガラスCの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスCにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。
また、実施例1、2において、明るさ絞りS、フレア絞りFSは第2レンズ群G2と一体で移動し、実施例5、6は明るさ絞りSは第2レンズ群G2と一体で移動する。各数値の長さの単位はmm、角度の単位は°(度)である。さらに、ズームデータは広角端(WE)、中間焦点距離状態(ST)、望遠端(TE)での値である。
実施例1のズームレンズは、図1に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第2レンズ群G2と、フレア絞りFSと、正の屈折力の第3レンズ群G3とを配置している。
広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は像側に移動後、物体側に移動する。第2レンズ群G2は物体側にのみ移動する。第3レンズ群G3は物体側に移動後、像側に移動する。フォーカシングは第3レンズ群G3の移動で行い、遠距離物点から近距離物点への合焦動作は第3レンズ群G3を物体側に移動させて行う。
物体側から順に、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る。第2レンズ群G2は、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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズとからなる。第3レンズ群G3は、両凸正レンズからなる。
非球面は、第1レンズ群G1の両凹負レンズの像側の面と、第2レンズ群G2の最も物体側の正メニスカスレンズの物体側の面と、最も像側の正メニスカスレンズの像側の面と、第3レンズ群G3の両凸正レンズの物体側の面との4面に用いている。
実施例2のズームレンズは、図2に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第2レンズ群G2と、フレア絞りFSと、正の屈折力の第3レンズ群G3とを配置している。
広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は像側に移動後、物体側に移動する。第2レンズ群G2は物体側にのみ移動する。第3レンズ群G3は物体側に移動後、像側に移動する。フォーカシングは第3レンズ群G3の移動で行い、遠距離物点から近距離物点への合焦動作は第3レンズ群G3を物体側に移動させて行う。
物体側から順に、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る。第2レンズ群G2は、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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズとからなる。第3レンズ群G3は、両凸正レンズからなる。
非球面は、第1レンズ群G1の両凹負レンズの像側の面と、第2レンズ群G2の最も物体側の正メニスカスレンズの物体側の面と、最も像側の正メニスカスレンズの像側の面と、第3レンズ群G3の両凸正レンズの物体側の面との4面に用いている。
実施例5のズームレンズは、図10に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第2レンズ群G2と、負の屈折力の第3レンズ群G3とを配置している。
広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は像側に移動後、物体側に移動する。第2レンズ群G2は物体側にのみ移動する。第3レンズ群G3は物体側にのみ移動する。フォーカシングは第3レンズ群G3の移動で行い、遠距離物点から近距離物点への合焦動作は第3レンズ群G3を像側に移動させて行う。
物体側から順に、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る。第2レンズ群G2は、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と両凸正レンズとの接合レンズとからなる。第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。
非球面は、第1レンズ群G1の両凹負レンズの物体側及び像側の面と、第2レンズ群G2の最も物体側の正メニスカスレンズの物体側の面と、最も像側の両凸正レンズの像側の面と、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの物体側の面との5面に用いている。
実施例6のズームレンズは、図11に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第2レンズ群G2と、負の屈折力の第3レンズ群G3とを配置している。
広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は像側に移動後、物体側に移動する。第2レンズ群G2は物体側にのみ移動する。第3レンズ群G3は物体側にのみ移動する。フォーカシングは第3レンズ群G3の移動で行い、遠距離物点から近距離物点への合焦動作は第3レンズ群G3を像側に移動させて行う。
物体側から順に、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る。第2レンズ群G2は、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と両凸正レンズとの接合レンズとからなる。第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。
非球面は、第1レンズ群G1の両凹負レンズの物体側及び像側の面と、第2レンズ群G2の最も物体側の正メニスカスレンズの物体側の面と、最も像側の両凸正レンズの像側の面と、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの物体側の面との5面に用いている。
以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、fは全系焦点距離、BFはバックフォーカス、f1、f2…は各レンズ群の焦点距離、IHは像高、FNOはFナンバー、ωは半画角、WEは広角端、STは中間焦点距離状態、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、nd1、nd2…は各レンズのd線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。後述するレンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。BF(バックフォーカス)は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。
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。
x=(y2 /r)/[1+{1−(K+1)(y/r)2 1/2
+A4 4 +A6 6 +A8 8 +A1010+A1212
ただし、rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A4 、A6 、A8 、A10、A12はそれぞれ4次、6次、8次、10次、12次の非球面係数である。また、非球面係数において、「e−n」(nは整数)は、「10−n」を示している。
実施例1
単位:mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 -234.370 0.70 1.83481 42.71
2* 5.778 2.42
3 11.366 2.00 2.00069 25.46
4 27.645 可変
5 (明るさ絞り) 0.40
6* 5.381 2.88 1.85135 40.10
7 6.887 0.70 1.84666 23.78
8 3.222 2.76 1.58313 59.46
9* 36.164 0.55
10(フレア絞り) 可変
11* 33.961 1.49 1.53113 55.80
12 -42.368 可変
13 ∞ 0.50 1.51633 64.14
14 ∞ 0.50
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 0.35
像面(受光面) ∞

非球面データ
第2面
k=-0.300,A4=-2.71430e-04,A6=-5.48669e-06,A8=4.19156e-08,A10=-4.40931e-09
第6面
k=-3.415,A4=2.55760e-03,A6=-6.32878e-05,A8=3.24082e-06,A10=-9.18564e-08
第9面
k=-0.278,A4=1.66713e-03,A6=1.16596e-04,A8=-1.14917e-05,A10=1.70240e-06
第11面
k=0.000,A4=5.57083e-05,A6=6.53176e-06, A8=-1.61759e-07,A10=8.08029e-10

群焦点距離
G1 G2 G3
f1=-12.70 f2=10.80 f3=35.73

ズームデータ
WE ST TE
像高IH 3.84 3.84 3.84
焦点距離 5.00 13.59 19.29
FNO. 2.92 4.57 6.00
画角2ω 84.36 32.23 22.93
全長 40.32 33.39 37.53
BF 5.02 7.87 4.44
d4 18.35 2.89 1.30
d10 2.97 8.65 17.81
d12 3.51 6.37 2.93
実施例2
単位:mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 -37.259 0.70 1.80610 40.92
2* 5.880 1.60
3 11.297 2.00 2.00069 25.46
4 47.964 可変
5(明るさ絞り) 0.40
6* 5.606 2.56 1.85135 40.10
7 7.382 0.70 1.84666 23.78
8 3.555 3.00 1.58313 59.46
9* 35.301 0.55
10(フレア絞り) 可変
11* 29.105 1.49 1.53113 55.80
12 -63.276 可変
13 ∞ 0.50 1.51633 64.14
14 ∞ 0.50
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 0.35
像面(受光面) ∞

非球面データ
第2面
k=-4.002,A4=1.79389e-03,A6=-5.26296e-05,A8=1.15306e-06,A10=-1.22438e-08
第6面
k=-3.358,A4=2.22136e-03, A6=-4.49616e-05,A8=2.03611e-06,A10=-4.19282e-08
第9面
k=-0.278,A4=1.46390e-03,A6=6.22492e-05,A8=2.84552e-06,A10=1.52230e-07
第11面
k=0.000,A4=-9.47610e-05,A6=2.61128e-05,A8=-1.53481e-06,A10=3.51661e-08

群焦点距離
G1 G2 G3
f1=-13.29 f2=11.36 f3=37.74

ズームデータ
WE ST TE
像高IH 3.84 3.84 3.84
焦点距離 5.80 13.59 22.30
FNO. 2.80 4.06 6.00
画角2ω 76.30 32.16 19.80
全長 39.29 33.51 40.53
BF 6.18 9.83 4.42

d4 17.06 3.76 1.60
d10 2.97 6.83 21.42
d12 4.67 8.32 2.91
実施例5
単位:mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* -113.961 0.70 1.88300 40.76
2* 5.940 1.65
3 10.858 1.73 1.84666 23.78
4 50.171 可変
5(明るさ絞り) 0.00
6* 4.509 2.40 1.51633 64.14
7 10.100 0.54 1.90366 31.32
8 3.983 2.15 1.62263 58.16
9* -24.449 可変
10* -3.808 1.00 1.49700 81.54
11 -5.865 可変
12 ∞ 0.50 1.53996 59.45
13 ∞ 0.50
14 ∞ 0.49 1.51633 64.14
15 ∞ 0.58
像面(受光面) ∞

非球面データ
第1面
k=0.000,A4=-5.53177e-04,A6=3.25017e-05,A8=-8.64611e-07,A10=8.14308e-09
第2面
k=0.000,A4=-1.03578e-03,A6=2.37354e-05,A8=-4.40077e-07,A10=-2.03801e-08
第6面
k=-0.246,A4=-1.98445e-04,A6=-1.40006e-05,A8=1.28259e-06,A10=0.000
第9面
k=13.738,A4=1.07699e-03,A6=1.12355e-05,A8=1.16855e-06,A10=6.46670e-07
第10面
k=-0.461,A4=-7.07395e-04,A6=-5.05995e-05,A8=-6.19626e-07,A10=-1.06047e-07

群焦点距離
G1 G2 G3
f1=-12.40 f2=9.28 f3=-26.06

ズームデータ
WE ST TE
像高IH 3.84 3.84 3.84
焦点距離 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.87 3.95 6.00
画角2ω 76.60 37.70 19.69
全長 36.66 30.71 33.96
BF 3.03 7.13 15.30

d4 16.69 6.44 1.50
d9 6.77 6.98 6.99
d11 1.30 5.40 13.58
実施例6
単位:mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* -62.729 0.70 1.88300 40.76
2* 5.852 1.51
3 11.451 1.66 2.00069 25.46
4 56.559 可変
5(明るさ絞り) 0.00
6* 4.483 2.40 1.51633 64.14
7 11.667 0.62 1.90366 31.32
8 4.172 2.15 1.62263 58.16
9* -23.523 可変
10* -4.173 1.00 1.49700 81.54
11 -6.653 可変
12 ∞ 0.50 1.53996 59.45
13 ∞ 0.50
14 ∞ 0.49 1.51633 64.14
15 ∞ 0.58
像面(受光面) ∞

非球面データ
第1面
k=0.000,A4=-5.96485e-04,A6=3.58482e-05,A8=-9.13819e-07,A10=7.87055e-09
第2面
k=0.000,A4=-1.17758e-03,A6=2.71790e-05,A8=-4.34015e-07,A10=-2.58636e-08
第6面
k=-0.271,A4=-1.55770e-04,A6=-1.24411e-05,A8=1.56677e-06,A10=0.000
第9面
k=5.238,A4=1.15790e-03,A6=1.61626e-05,A8=1.90077e-06,A10=7.47798e-07
第10面
k=-0.261,A4=-2.50820e-04,A6=-2.61630e-05,A8=-1.29687e-06,A10=4.23771e-08

群焦点距離
G1 G2 G3
f1=-12.65 f2=9.29 f3=-26.01

ズームデータ
WE ST TE
像高IH 3.84 3.84 3.84
焦点距離 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.89 3.95 6.00
画角2ω 76.57 37.67 19.67
全長 36.66 30.49 33.46
BF 3.03 7.10 15.13

d4 16.94 6.53 1.50
d9 6.65 6.82 6.82
d11 1.30 5.38 13.40
以上の実施例1、2、5、6の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図3、図4、図12、図13に示す。これらの収差図において、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。各図中、“ω”は半画角を示す。
次に、実施例3、4、7、8に係る3群ズームレンズについて説明する。実施例3、4は、それぞれ実施例1、2のズームレンズを用い、実施例7、8は、それぞれ実施例5、6のズームレンズを用い、電気的に歪曲収差を補正する撮像装置に用いた例であり、変倍時に有効撮像領域の形状が変化する。そのため、ズーム状態における像高や画角が対応する実施例と相違する。このように、実施例3に係る3群ズームレンズは、実施例1の3群ズームレンズと同一の構成である。実施例4に係る3群ズームレンズは、実施例2の3群ズームレンズと同一の構成である。実施例7に係る3群ズームレンズは、実施例5の3群ズームレンズと同一の構成である。実施例8に係る3群ズームレンズは、実施例6の3群ズームレンズと同一の構成である。このため、重複する説明は省略する。そして、広角端の半画角ωが34°以上のズームレンズを備えた撮像装置となっている。
実施例3、4、7、8では広角側で発生する樽型の歪曲収差を電気的に補正したうえで画像の記録や表示を行っている。本実施例のズームレンズは矩形の光電変換面上に広角端では樽型の歪曲収差が発生する。一方中間焦点距離状態付近や望遠端では歪曲収差の発生が抑えられる。
歪曲収差を電気的に補正するために、有効撮像領域は、広角端では樽型形状とし、中間焦点距離状態や望遠端では矩形の形状となるようにしている。そして、あらかじめ設定した有効撮像領域を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。広角端での像高IHwは、中間焦点距離状態の像高IHsや望遠端での像高IHtよりも小さくなるようにしている。
本実施例3、4、7、8では、広角端にて光電変換面の短辺方向の長さが有効撮像領域の短辺方向の長さと同じになるようにし、画像処理後の歪曲収差が−3%程残るように有効撮像領域を定めている。もちろん、それよりも小さい樽型の領域を有効撮像領域として矩形に変換した画像を記録・再生画像するようにしてもよい。
実施例3におけるズームデータを以下に示す。
ズームデータ
WE ST TE
像高IH 3.58 3.84 3.84
焦点距離 5.00 13.59 19.29
FNO. 2.92 4.57 6.00
画角2ω 79.02 32.23 22.93
実施例4におけるズームデータを以下に示す。
ズームデータ
WE ST TE
像高IH 3.57 3.84 3.84
焦点距離 5.80 13.59 22.30
FNO. 2.80 4.06 6.00
画角2ω 70.65 32.16 19.80
実施例7におけるズームデータを以下に示す。
ズームデータ
WE ST TE
像高IH 3.57 3.84 3.84
焦点距離 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.87 3.95 6.00
画角2ω 70.87 37.70 19.69
実施例8におけるズームデータを以下に示す。
ズームデータ
WE ST TE
像高IH 3.57 3.84 3.84
焦点距離 5.80 11.50 22.20
FNO. 2.89 3.95 6.00
画角2ω 70.91 37.67 19.67
次に、各実施例における条件式(1)〜(10)の値を掲げる。

実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
(1)ft/fw 3.86 3.85 3.86 3.85
(2)(rL11f+rL11r)/(rL11f-rL11r
0.95 0.73 0.95 0.73
(3)DL23/DL22 3.94 4.29 3.94 4.29
(4)1-β3T 2 0.26 0.25 0.26 0.25
(5)Cjmax/ft 2.09 1.76 2.09 1.76
(6)Cj(w)/fw 8.07 6.78 8.07 6.78
(7)Cj(t)/ft 1.95 1.82 1.95 1.82
(8)fL11/fw -1.35 -1.08 -1.35 -1.08
(9)fG2/IHw 2.81 2.96 3.02 3.18
(10)D1G/fw 1.02 0.74 1.02 0.74

実施例5 実施例6 実施例7 実施例8
(1)ft/fw 3.83 3.83 3.83 3.83
(2)(rL11f+rL11r)/(rL11f-rL11r
0.90 0.83 0.90 0.83
(3)DL23/DL22 3.95 3.46 3.95 3.46
(4)1-β3T 2 - - - -
(5)Cjmax/ft 1.65 1.65 1.65 1.65
(6)Cj(w)/fw 6.32 6.32 6.32 6.32
(7)Cj(t)/ft 1.53 1.51 1.53 1.51
(8)fL11/fw -1.10 -1.04 -1.10 -1.04
(9)fG2/IHw 2.42 2.42 2.60 2.60
(10)D1G/fw 0.70 0.67 0.70 0.67
(歪曲収差の補正)
ところで、本発明のズームレンズを用いたときに、像の歪曲は電気的にデジタル補正する。以下に、像の歪曲をデジタル補正するための基本的概念について説明する。
例えば、図5に示すように、光軸と撮像面との交点を中心として有効撮像面の長辺に内接する半径Rの円周上(像高)での倍率を固定し、この円周を補正の基準とする。そして、それ以外の任意の半径r(ω)の円周上(像高)の各点を略放射方向に移動させて、半径r'(ω)となるように同心円状に移動させることで補正する。
例えば、図5において、半径Rの円の内側に位置する任意の半径r1(ω)の円周上の点P1は、円の中心に向けて補正すべき半径r1'(ω)円周上の点P2に移動させる。また、半径Rの円の外側に位置する任意の半径r2(ω)の円周上の点Q1は、円の中心から離れる方向に向けて補正すべき半径r2'(ω)円周上の点Q2に移動させる。
ここで、r'(ω)は次のように表わすことができる。
r'(ω)=α・f・tanω (0≦α≦1)
ただし、
ωは被写体半画角、fは結像光学系(本発明では、ズームレンズ)の焦点距離である。
ここで、前記半径Rの円上(像高)に対応する理想像高をYとすると、
α=R/Y=R/(f・tanω)
となる。
光学系は、理想的には、光軸に対して回転対称であり、すなわち歪曲収差も光軸に対して回転対称に発生する。したがって、上述のように、光学的に発生した歪曲収差を電気的に補正する場合には、再現画像上で光軸と撮像面との交点を中心とした有効撮像面の長辺に内接する半径Rの円の円周上(像高)の倍率を固定して、それ以外の半径r(ω)の円周上(像高)の各点を略放射方向に移動させて、半径r'(ω)となるように同心円状に移動させることで補正することができれば、データ量や演算量の点で有利と考えられる。
ところが、光学像は、電子撮像素子で撮像された時点で(サンプリングのため)連続量ではなくなる。したがって、厳密には光学像上に描かれる上記半径Rの円も、電子撮像素子上の画素が放射状に配列されていない限り正確な円ではなくなる。
つまり、離散的座標点毎に表わされる画像データの形状補正においては、上記倍率を固定できる円は存在しない。そこで、各画素(Xi,Yj)毎に、移動先の座標(Xi',Yj' )を決める方法を用いるのがよい。なお、座標(Xi',Yj')に(Xi,Yj)の2点以上が移動してきた場合には、各画素が有する値の平均値をとる。また、移動してくる点がない場合には、周囲のいくつかの画素の座標(Xi',Yj')の値を用いて補間すればよい。
このような方法は、特にズームレンズが有する電子撮像装置において光学系や電子撮像素子の製造誤差等のために光軸に対して歪みが著しく、前記光学像上に描かれる上記半径Rの円が非対称になった場合の補正に有効である。また、撮像素子あるいは各種出力装置において信号を画像に再現する際に幾何学的歪み等が発生する場合等の補正に有効である。
本発明の電子撮像装置では、補正量r’(ω)−r(ω)を計算するために、r(ω)すなわち半画角と像高との関係、あるいは、実像高rと理想像高r’/αとの関係が、電子撮像装置に内蔵された記録媒体に記録されている構成としてもよい。
なお、歪曲補正後の画像が短辺方向の両端において光量が極端に不足することのないようにするには、前記半径Rが、次の条件式を満足するのがよい。
0≦R≦0.6Ls
ただし、Ls は有効撮像面の短辺の長さである。
好ましくは、前記半径Rは、次の条件式を満足するのがよい。
0.3Ls≦R≦0.6Ls
さらには、半径Rは、略有効撮像面の短辺方向の内接円の半径に一致させるのが最も有利である。なお、半径R=0の近傍、すなわち、軸上近傍において倍率を固定した補正の場合は、実質画像数の面で若干の不利があるが、広角化しても小型化にするための効果は確保できる。
なお、補正が必要な焦点距離区間については、いくつかの焦点ゾーンに分割する。そして、該分割された焦点ゾーン内の望遠端近傍で略、
r’(ω)=α・f・tanω
を満足する補正結果が得られる場合と同じ補正量で補正してもよい。
ただし、その場合、分割された焦点ゾーン内の広角端において樽型歪曲量がある程度残存してしまう。また、分割ゾーン数を増加させてしまうと、補正のために必要な固有データを記録媒体に余計に保有する必要が生じあまり好ましくない。そこで、分割された焦点ゾーン内の各焦点距離に関連した1つ又は数個の係数を予め算出しておく。この係数は、シミュレーションや実機による測定に基づいて決定しておけばよい。
そして、前記分割されたゾーン内の望遠端近傍で略、
r’(ω)=α・f・tanω
を満足する補正結果が得られる場合の補正量を算出し、この補正量に対して焦点距離毎に前記係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
ところで、無限遠物体を結像させて得られた像に歪曲がない場合は、
f=y/tanω
が成立する。
ただし、yは像点の光軸からの高さ(像高)、fは結像系(本発明ではズームレンズ)の焦点距離、ωは撮像面上の中心からyの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度(被写体半画角)である。
結像系に樽型の歪曲収差がある場合は、
f>y/tanω
となる。つまり、結像系の焦点距離fと、像高yとを一定とすると、ωの値は大きくなる。
(デジタルカメラ)
図6〜図8は、以上のようなズームレンズを撮影光学系141に組み込んだ本発明によるデジタルカメラの構成の概念図を示す。図6はデジタルカメラ140の外観を示す前方斜視図、図7は同後方正面図、図8はデジタルカメラ140の構成を示す模式的な断面図である。ただし、図6と図8においては、撮影光学系141の非沈胴時を示している。デジタルカメラ140は、この例の場合、撮影用光路142を有する撮影光学系141、ファインダー用光路144を有するファインダー光学系143、シャッターボタン145、フラッシュ146、液晶表示モニター147、焦点距離変更ボタン161、設定変更スイッチ162等を含み、撮影光学系141の沈胴時には、カバー160をスライドすることにより、撮影光学系141とファインダー光学系143とフラッシュ146はそのカバー160で覆われる。そして、カバー160を開いてカメラ140を撮影状態に設定すると、撮影光学系141は図8の非沈胴状態になり、カメラ140の上部に配置されたシャッターボタン145を押圧すると、それに連動して撮影光学系141、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141によって形成された物体像が、波長域制限コートを施したローパスフィルタFとカバーガラスCを介してCCD149の撮像面上に形成される。このCCD149で受光された物体像は、処理手段151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147に表示される。また、この処理手段151には記録手段152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152は処理手段151と別体に設けてもよいし、フレキシブル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、CCD149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。
さらに、ファインダー用光路144上にはファインダー用対物光学系153が配置してある。ファインダー用対物光学系153は、複数のレンズ群(図の場合は3群)と2つのプリズムからなり、撮影光学系141のズームレンズに連動して焦点距離が変化するズーム光学系からなり、このファインダー用対物光学系153によって形成された物体像は、像正立部材である正立プリズム155の視野枠157上に形成される。この正立プリズム155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159が配置されている。なお、接眼光学系159の射出側にカバー部材150が配置されている。
このように構成されたデジタルカメラ140は、撮影光学系141が本発明により、沈胴時に厚みを極めて薄く、高変倍で全変倍域で結像性能を極めて安定的であるあるので、高性能・小型化・広角化が実現できる。
(内部回路構成)
図9は、上記デジタルカメラ140の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段は、例えばCDS/ADC部124、一時記憶メモリ117、画像処理部118等からなり、記憶手段は、例えば記憶媒体部119等からなる。
図9に示すように、デジタルカメラ140は、操作部112と、この操作部112に接続された制御部113と、この制御部113の制御信号出力ポートにバス114及び115を介して接続された撮像駆動回路116並びに一時記憶メモリ117、画像処理部118、記憶媒体部119、表示部120、及び設定情報記憶メモリ部121を備えている。
上記の一時記憶メモリ117、画像処理部118、記憶媒体部119、表示部120、及び設定情報記憶メモリ部121は、バス122を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路116には、CCD149とCDS/ADC部124が接続されている。
操作部112は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部(カメラ使用者)から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。
制御部113は、例えばCPU等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部112を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ140全体を制御する回路である。
CCD149は、本発明による撮影光学系141を介して形成された物体像を受光する。CCD149は、撮像駆動回路116により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してCDS/ADC部124に出力する撮像素子である。
CDS/ADC部124は、CCD149から入力する電気信号を増幅しかつアナログ/デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ(ベイヤーデータ、以下RAWデータという。)を一時記憶メモリ117に出力する回路である。
一時記憶メモリ117は、例えばSDRAM等からなるバッファであり、CDS/ADC部124から出力される上記RAWデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部118は、一時記憶メモリ117に記憶されたRAWデータ又は記憶媒体部119に記憶されているRAWデータを読み出して、制御部113から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
記録媒体部119は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一時記憶メモリ117から転送されるRAWデータや画像処理部118で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。
表示部120は、液晶表示モニターを備え、その液晶表示モニターに画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部121には、予め各種の画質パラメータが格納されているROM部と、そのROM部から読み出された画質パラメータの中から操作部112の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するRAM部が備えられている。設定情報記憶メモリ部121は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。
このように構成されたデジタルカメラ140は、撮影光学系141が、本発明により、十分な広角域を有し、コンパクトな構成としながら、高変倍で全変倍域で結像性能が極めて安定的であるので、高性能・小型化・広角化が実現できる。そして、広角側、望遠側での速い合焦動作が可能となる。
以上のように、本発明にかかる3群ズームレンズは、高変倍比でありながら光学性能の確保や小型化する場合に有用である。
本発明の3群ズームレンズの実施例1の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例2の図1と同様の図である。 実施例1の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例2の無限遠物点合焦時の収差図である。 歪曲収差の補正を説明する図である。 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。 上記デジタルカメラの後方斜視図である。 上記デジタルカメラの断面図である。 デジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。 本発明のズームレンズの実施例5の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例6の図1と同様の図である。 実施例5の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例6の無限遠物点合焦時の収差図である。
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
S…明るさ絞り
FS…フレア絞り
F…ローパスフィルタ
C…カバーガラス
I…像面
112…操作部
113…制御部
114…バス
115…バス
116…撮像駆動回路
117…一時記憶メモリ
118…画像処理部
119…記憶媒体部
120…表示部
121…設定情報記憶メモリ部
122…バス
124…CDS/ADC部
140…デジタルカメラ
141…撮影光学系
142…撮影用光路
143…ファインダー光学系
144…ファインダー用光路
145…シャッターボタン
146…フラッシュ
147…液晶表示モニター
149…CCD
150…カバー部材
151…処理手段
152…記録手段
153…ファインダー用対物光学系
155…正立プリズム
157…視野枠
159…接眼光学系
160…カバー
161…焦点距離変更ボタン
162…設定変更スイッチ

Claims (16)

  1. 物体側より順に、
    負の屈折力をもつ第1レンズ群、
    正の屈折力をもつ第2レンズ群、
    屈折力をもつ第3レンズ群 を有し、
    広角端から望遠端への変倍に際して前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が狭まり、且つ、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、
    前記第2レンズ群は広角端から望遠端への変倍に際して物体側に移動し、
    前記第3レンズ群は広角端での位置に対して望遠端で増倍する位置に移動し、
    前記第1レンズ群は、両凹負レンズ成分を最も物体側に有し、且つ第1レンズ群中の負レンズ成分は前記両凹負レンズ成分の1つのみであり、
    前記第2レンズ群は、物体側から順に、第1の正レンズ、負レンズ、第2の正レンズの少なくとも3枚のレンズが光軸上にてそれぞれ接合された1つの接合レンズ成分からなり、
    前記第2レンズ群中の前記負レンズは像側の面が凹面であり、前記第1の正レンズ、第2の正レンズよりも小さいアッベ数をもち、且つ前記第2の正レンズよりも大きい屈折率をもち、
    前記第3レンズ群は1つのレンズ成分からなり、
    以下の条件式を満足することを特徴とする3群ズームレンズ。
    t/fw>3.6 ・・・(1)
    0<(rL11f+rL11r)/(rL11f-rL11r)<1.0 ・・・(2)
    ただし、
    wは前記3群ズームレンズの広角端での焦点距離、
    tは前記3群ズームレンズの望遠端での焦点距離、
    L11fは前記第1レンズ群中の前記両凹負レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
    L11rは前記第1レンズ群中の前記両凹負レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
    であり、
    レンズ成分は、光軸上にて空気に接する面が物体側面と像側面の2つのみのレンズであり、単レンズもしくは接合レンズを意味する。
  2. 前記第2レンズ群が、以下の条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の3群ズームレンズ。
    2.1<DL23/DL22<7.0 ・・・(3)
    ただし、
    L23は前記第2レンズ群中の第2の正レンズの光軸上の厚さ、
    L22は前記第2レンズ群中の負レンズの光軸上の厚さ、
    である。
  3. 前記第1レンズ群は広角端から望遠端への変倍に際して、まず像側に移動し、その後物体側に移動し、
    前記第3レンズ群は正レンズ成分からなり、広角端から望遠端への変倍に際して、まず物体側に移動し、その後像側に移動することを特徴とする請求項1または2に記載の3群ズームレンズ。
  4. 前記第3レンズ群が正レンズ成分からなり、
    広角端に対して望遠端で像側に位置し、
    前記第3レンズ群を物体側に移動させて遠距離物から近距離物へのフォーカシングを行うことを特徴とする請求項1乃至3の少なくとも何れか一項に記載の3群ズームレンズ。
  5. 前記第3レンズ群が負レンズ成分からなり、
    広角端に対して望遠端で物体側に位置し、
    前記第3レンズ群を像側に移動させて遠距離物から近距離物へのフォーカシングを行うことを特徴とする請求項1または2に記載の3群ズームレンズ。
  6. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項4に記載の3群ズームレンズ。
    0.15<1−β3T 2 <0.7 ・・・(4)
    ただし、β3Tは望遠端における最遠距離物合焦時の前記第3レンズ群の横倍率である。
  7. 前記第1レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズの2枚のレンズからなることを特徴とする請求項1乃至6の少なくとも何れか一項に記載の3群ズームレンズ。
  8. 前記第1レンズ群は、物体側から順に、両凹負レンズ成分と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分からなり、それぞれのレンズ成分が単レンズであり、
    前記第2レンズ群は3枚のレンズからなり、
    前記第3レンズ群は1枚のレンズからなり、
    以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至7の少なくとも何れか一項に記載の3群ズームレンズ。
    1.3<Cjmax/ft<3.0 ・・・(5)
    ただし、
    jmaxは広角端から望遠端への変倍域における前記3群ズームレンズ全長の最大値であり、
    全長は前記3群ズームレンズの最も物体側のレンズの入射面から最も像側のレンズの射出面までの光軸上の厚みに、空気換算長で現したバックフォーカスを足したものとする。
  9. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至8の少なくとも何れか一項に記載の3群ズームレンズ。
    4.0<Cj(w)/fw<10.0 ・・・(6)
    ただし、
    j(w)は広角端における前記3群ズームレンズ全長であり、
    全長は前記3群ズームレンズの最も物体側のレンズの入射面から最も像側のレンズの射出面までの光軸上の厚みに、空気換算長で現したバックフォーカスを足したものとする。
  10. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至9の少なくとも何れか一項に記載の3群ズームレンズ。
    1.3<Cj(t)/ft<2.5 ・・・(7)
    ただし、
    j(t)は望遠端における前記3群ズームレンズ全長であり、
    全長は前記3群ズームレンズの最も物体側のレンズの入射面から最も像側のレンズの射出面までの光軸上の厚みに、空気換算長で現したバックフォーカスを足したものとする。
  11. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至10の少なくとも何れか一項に記載の3群ズームレンズ。
    −1.4<fL11/fw<−0.3 ・・・(8)
    ただし、fL11は前記第1レンズ群の前記両凹負レンズ成分の焦点距離である。
  12. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至11の少なくとも何れか一項に記載の3群ズームレンズ。
    2.0<fG2/IHw<4.0 ・・・(9)
    ただし、
    G2は前記第2レンズ群の焦点距離、
    IHwは広角端における像高、
    である。
  13. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至12の少なくとも何れか一項に記載の3群ズームレンズ。
    0.1<D1G/fw<1.5 ・・・(10)
    ただし、D1Gは前記第1レンズ群の光軸上での厚さである。
  14. 前記第2レンズ群中の最も物体側のレンズ面および最も像側のレンズ面がいずれも非球面であることを特徴とする請求項1乃至13の少なくとも何れか一項に記載の3群ズームレンズ。
  15. 3群ズームレンズと、
    前記3群ズームレンズの像側に配置され、前記3群ズームレンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子を備える撮像装置であって、
    前記3群ズームレンズが請求項1乃至14の少なくとも何れか一項に記載の3群ズームレンズであることを特徴とする撮像装置。
  16. 前記3群ズームレンズによるディストーションを含んだ前記電気信号を画像処理により前記ディストーションを補正した画像信号に変換する画像変換部を有することを特徴とする請求項15に記載の撮像装置。
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