JP5599065B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はズームレンズに関し、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ等の撮像装置に好適なものである。

最近、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ＴＶカメラ等の撮像装置（カメラ）は、高機能化及び小型化されている。そして撮像装置の高機能化及び小型化にともない、それに用いる撮像光学系には広い画角（撮影画角）を包含した高いズーム比で高い光学性能を有したレンズ全長の短い小型のズームレンズであることが求められている。また、この種のカメラには、レンズ最後部と撮像素子との間に、ローパスフィルターや色補正フィルターなどの各種の光学部材が配置される。この為、それに用いるズームレンズには、比較的バックフォーカスの長いことが要求される。

さらに、カラー画像用の撮像素子を用いたカラーカメラの場合には、色シェーディングを避けるため、像側のテレセントリック特性の良いことが望まれている。全系が小型でバックフォーカスが長く、しかも像側のテレセントリック特性の良いズームレンズとして、負の屈折力のレンズ群が先行する（最も物体側に位置する）ネガティブリード型のズームレンズが知られている。

ネガティブリード型のズームレンズとして、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、および正の屈折力の第３レンズ群より成る３群ズームレンズが知られている。このタイプの３群ズームレンズにおいて長いバックフォーカスと像側がテレセントリックである広画角の３群ズームレンズ系が知られている（例えば特許文献１、２）。

特開２００９−２０３３７号公報 特開２０１０−１３４３７３号公報

近年、ビデオカメラやデジタルカメラ等に用いるズームレンズには、広画角、高ズーム比で、しかも撮像素子の高性能化に伴い小型でかつ高い光学性能を有することが強く要望されている。前述した３群ズームレンズにおいて、全系の小型化を図りつつ、全ズーム範囲中で高い光学性能を得るには、各レンズ群の屈折力やレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。

特に、全ズーム範囲にわたり像面湾曲を少なくし、良好なる光学性能を得るには第１レンズ群の屈折力や、全系に含まれる正レンズや負レンズの屈折力、材料等を適切に設定することが重要になってくる。例えばズーム領域全域に渡り平坦な像面特性を得るにはペッツバール和を小さく抑え像面湾曲を低減することが特に重要である。そのためには全系の正の屈折力を複数の正レンズで分担したり、正レンズに高屈折率材料を用いること等が有効である。

特許文献１の各実施例において全系に含まれる正レンズの材料の屈折率の平均値は１．６５から１．７１程度である。特許文献２において全系に含まれる正レンズの材料の屈折率の平均値は大きいもので１．７０から１．７７程度である。これらの構成にて正レンズの枚数を増やさずに屈折力を強めてさらに全系の小型化を図ろうとすると、ペッツバール和が増大し像面湾曲が多く発生してくる。特に高ズーム比化と全系の小型化を図ろうとすると全ズーム範囲において平坦な像面特性を実現するのが大変難しくなってくる。

本発明は、レンズ系全体がコンパクトで、全ズーム範囲中で高い光学性能が得られるズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が小さくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が大きくなるように各レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、負レンズ、正レンズを有し、
望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、全系に含まれる全ての正レンズの材料の屈折率の平均値をＮｐａ、全系に含まれる全ての正レンズの焦点距離の平均値をｆｐａ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．３５＜｜ｆ１｜／ｆｔ＜０．５５
１．８０＜Ｎｐａ
３．１０＜ｆｐａ／ｆｗ＜４．００
なる条件式を満足することを特徴としている。

本発明によれば、レンズ系全体がコンパクトで、全ズーム範囲中で高い光学性能が得られるズームレンズが得られる。

本発明の数値実施例１のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 本発明の数値実施例１の広角端，中間位置のズーム位置，望遠端における収差図 本発明の数値実施例２のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 本発明の数値実施例２の広角端，中間位置のズーム位置，望遠端における収差図 本発明の数値実施例３のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 本発明の数値実施例３の広角端，中間位置のズーム位置，望遠端における収差図 本発明の数値実施例４のレンズ断面図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ） 本発明の数値実施例４の広角端，中間位置のズーム位置，望遠端における収差図 本発明の撮像装置の要部概略図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成されている。そして広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は狭まり、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は広がるように各レンズ群が移動する。

図１は、本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１はズーム比４．７５、開口比２．８８〜６．０９程度のズームレンズである。

図３は、本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比６．２０、開口比２．７３〜６．９６程度のズームレンズである。図５は、本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比４．８２、開口比２．８４〜６．０８程度のズームレンズである。

図７は、本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比４．７４、開口比２．６６〜６．０１程度のズームレンズである。図９は本発明のズームレンズを備えるデジタルカメラの要部概略図である。

各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮影レンズ系であり、レンズ断面図において、左方が被写体側（前方）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、ｉは物体側から像側への各レンズ群の順序を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。実施例１〜４のズームレンズの特徴について説明する。図１、図３、図５、図７のレンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。

ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する開口絞りの作用をするＦナンバー決定部材（以下「開口絞り」ともいう。）である。開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２の像側に配置されている。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。又、銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際にはフィルム面に相当する感光面が置かれている。

収差図において、球面収差の実線はｄ線、二点鎖線はｇ線を、非点収差の実線はメリディオナル像面、破線はサジタル像面を、倍率色収差はｇ線によって表している。

各実施例のズームレンズでは、広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１が像側に凸状の軌跡で略往復移動する。又、第２レンズ群Ｌ２が物体側に移動し、第３レンズ群Ｌ３が像側に移動している。このとき広角端に比べ望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が大きくなるようにしてズーミングを行っている。各実施例のズームレンズは、第２レンズ群Ｌ２の移動により主な変倍を行い、第１レンズ群Ｌ１の往復移動によって変倍に伴う像点の移動を補正している。

第１レンズ群Ｌ１を負の屈折力として負の屈折力先行型の屈折力配置とすることで広画角化と前玉径有効径の小型化を図るとともに必要な長さのバックフォーカスを確保している。また第３レンズ群Ｌ３を正の屈折力として射出瞳を像面から十分に遠ざけ、固体撮像素子に入射する光束の入射角度を緩めている。これにより固体撮像素子上でおこるシェーディングを低減している。 無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは第３レンズ群Ｌ３を物体側へ移動させて行っている。尚、フォーカシングは第１レンズ群Ｌ１で行っても良い。Ｆナンバー決定部材ＳＰは、光軸方向に関して、第２レンズ群Ｌ２の像側に配置している。開口絞りＳＰをこのような位置に配置することにより望遠端における第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が詰められる。

このため、ズーミングのための第２レンズ群Ｌ２の物体側への移動量を十分確保することができる。これにより高ズーム化としながら望遠端におけるレンズ全長の増大を防いでいる。

各実施例において、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、全系に含まれる全ての正の屈折力のレンズ（正レンズ）の材料の屈折率の平均値をＮｐａとする。このとき、
０．３５＜｜ｆ１｜／ｆｔ＜０．５５ ・・・（１）
１．８０＜Ｎｐａ ・・・（２）
なる条件式を満足している。

条件式（１）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を規定する式である。条件式（１）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が長すぎると、すなわち第１レンズ群Ｌ１の屈折力が緩すぎると広角端において軸外光束を屈曲する作用が薄れる。第１レンズ群Ｌ１の光学有効径は広角端における軸外光束で決まるため、広角端において軸外光束を屈曲作用が弱いと第１レンズ群Ｌ１のレンズ径が増大し、全系の小型化が難しくなる。

下限を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短すぎると、すなわち第１レンズ群Ｌ１の屈折力がきつすぎると広角端において第１レンズ群Ｌ１より像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差等の発生が増大してくるので良くない。

条件式（２）は全系の正レンズの屈折率の平均値を規定する式である。ペッツバール和は各レンズの屈折力を屈折率で割った値の和である。ズーム全域に渡り像面湾曲を小さく抑えるにはペッツバール和を小さくするのが有効である。レンズ枚数を増やさないでペッツバール和を小さくするには正レンズを高屈折率材料で構成するのがよい。条件式（２）の下限を超えて正レンズの材料の屈折率の平均値が小さすぎる場合はペッツバール和が大きくなりすぎる。結果として像面湾曲の発生が多くなるので良くない。更に好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

０．３８＜｜ｆ１｜／ｆｔ＜０．５４ ・・・（１ａ）
１．８１０＜Ｎｐａ ・・・（２ａ）
以上のように各実施例によれば第１レンズ群Ｌ１の焦点距離や全系に含まれる正レンズの材料の屈折率を適切に設定することにより、全系の小型化を図りつつ、諸収差を良好に補正した広画角のズームレンズを得ている。各実施例において、更に好ましくは次の諸条件のうちの１以上を満足するのが良い。

全系に含まれる全ての正レンズの焦点距離の平均値をｆｐａ、全系に含まれる全ての正レンズの材料のアッベ数の平均値をνｐａとする。全系に含まれる全ての負レンズの材料の屈折率の平均値、アッベ数の平均値を各々Ｎｎａ、νｎａとする。全系に含まれる全ての負レンズの焦点距離の平均値をｆｎａとする。第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を各々ｆ２、ｆ３とする。広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。広角端から望遠端へのズーミングにおける第２レンズ群Ｌ２の移動量をＭ２（移動距離、符号は正とする。）とする。

このとき、
３．１０＜ｆｐａ／ｆｗ＜４．００ ・・・（３）
１．８０＜Ｎｎａ ・・・（４）
−０．３０＜ｆｎａ／ｆｔ＜−０．１０ ・・・（５）
０．３０＜ｆ２／ｆｔ＜０．５５ ・・・（６）
０．８０＜ｆ３／ｆｔ＜１．３０ ・・・（７）
０．７０＜Ｍ２／ｆｔ＜１．１０ ・・・（８）
３５．０＜νｐａ＜４３．０ ・・・（９）
３０．０＜νｎａ＜３３．０ ・・・（１０）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。

条件式（３）は全系に含まれる正レンズの焦点距離の平均値を規定する式である。条件式（３）の上限を超えて焦点距離の平均値が大きすぎる場合は正レンズの屈折力が平均的にゆるい場合である。この場合は広画角化と全系の小型化を図るのが困難となる。下限を超えて焦点距離の平均値が小さすぎる場合は正レンズの屈折力が平均的にきつすぎる場合である。この場合は正レンズに高屈折率材料を用いてもペッツバール和を小さくすることが困難となり像面湾曲が多く発生してくるので良くない。

条件式（４）は全系に含まれる全ての負レンズの材料の屈折率の平均値を規定する式である。第１レンズ群Ｌ１の屈折力を強めて前玉有効径の小型化を図る場合には第１レンズ群Ｌ１の負レンズの屈折力を強める必要がある。このようにすると負レンズで発生する広角側において高次の像面湾曲、望遠側において球面収差が多く発生してくる。また第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強めてレンズ全長の短縮を図りながら色消しを行う（色収差を補正する）には第２レンズ群Ｌ２の負レンズの屈折力をある程度強める必要がある。第２レンズ群の負レンズの屈折力がきついとズーム領域全域にわたって球面収差とコマ収差が多く発生してくる。これらの課題を解決するには全系に含まれる負レンズは平均的にある程度高屈折率材料とすることが必要となる。条件式（４）の下限を超えると全系の小型化を図りながら広角側において高次の像面湾曲、球面収差、コマ収差を良好に補正することが困難となる。

条件式（５）は全系に含まれる全ての負レンズの焦点距離の平均値を規定する式である。レンズ全系は正の屈折力であるためペッツバール和は正の値をとりやすいが、負レンズの屈折力を強めるとペッツバール和を負側に補正できる。条件式（５）の下限を超えて負レンズの屈折力が平均的に弱くなるとペッツバール和を負側に補正するのが難しくなり、像面湾曲が多く発生してくる。条件式（５）の上限を超えて屈折力が平均的に強くなると広角側において第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２より高次の像面湾曲、球面収差、コマ収差が多く発生し、これらを良好に補正することが困難となる。

条件式（６）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を規定する式である。条件式（６）の上限を超えて第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が長すぎると、すなわち屈折力が緩い場合は、高ズーム比化を達成するために必要な第２レンズ群Ｌ２の移動ストロークが長くなる。そうすると、望遠端において光学全長が増大し全系の小型化が困難になる。また条件式（６）の下限を超えて第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が短すぎると、すなわち屈折力がきつすぎる場合は、高屈折率材料を用いてもペッツバール和を小さくすることが難しくなる。特に少ないレンズ枚数で構成する場合に全系の小型化と像面湾曲の補正が困難となる。

条件式（７）は第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を規定する式である。条件式（７）の上限を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が大きすぎると、すなわち屈折力が緩い場合は、射出瞳を像面から遠ざける作用が薄れるため固体撮像素子を用いた場合にシェーディングが多く発生してくる。また第３レンズ群Ｌ３でフォーカシングを行う場合にはフォーカスのための移動量が増大し全系の小型化が困難になる。条件式（７）の下限を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が小さすぎると、すなわち屈折力がきつすぎる場合は、ペッツバール和が増大し像面湾曲が増大してくるので良くない。これに対して第３レンズ群Ｌ３の正レンズの枚数を増やしてペッツバール和を低減しようとすると全系の小型化が困難になる。

条件式（８）は第２レンズ群Ｌ２の広角端から望遠端にいたるズーミングに際しての移動量を規定する式である。条件式（８）の上限を超えて移動量が長すぎる場合には望遠端において光学全長が長くなり、全系の小型化が困難になる。条件式（８）の下限を超えて移動量が短すぎる場合には、所定のズーム比を得るため第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強めた構成となるため第２レンズ群Ｌ２より球面収差、コマ収差、像面湾曲等が多く発生してくる。第２レンズ群Ｌ２のレンズ枚数を増やしてこれらの諸収差を補正しようとすると全系の小型化が困難になる。条件式（６）と条件式（８）をともに満足すると、高ズーム比で全系の小型化が容易になる。

条件式（９）は全系に含まれる全ての正レンズの材料のアッベ数の平均値を規定する式である。実在の光学材料では低分散とすると高屈折率なものが少ない。条件式（９）の上限を超えて正レンズの材料のアッベ数の平均値が大きすぎる場合、すなわち正レンズの材料が平均的に低分散な場合は、高屈折率とすることが難しいためペッツバール和を小さくするのが困難になる。特に各レンズ群の屈折力を強めて全系の小型化を図る場合に、少ないレンズ枚数で像面湾曲を良好に補正することが難しくなる。条件式（９）の下限を超えて正レンズの材料のアッベ数の平均値が小さすぎる場合、すなわち正レンズの材料が平均的に高分散な場合は色収差が多く発生してくる。たとえば第２レンズ群Ｌ２より軸上色収差、そして第３レンズ群Ｌ３より倍率色収差が多く発生してくる。

条件式（１０）は全系に含まれる全ての負レンズの材料のアッベ数の平均値を規定する式である。条件式（１０）の上限を超えて負レンズの材料のアッベ数の平均値が大きすぎる場合、すなわち負レンズの材料が平均的に低分散な場合は、第２レンズ群Ｌ２の負レンズによる色消し作用が薄れる。この結果、ズーム領域全域に渡る軸上色収差が補正不足となる。また第１レンズ群Ｌ１の負レンズの材料が低分散すぎると実在の光学材料にて高屈折率なものが少ないため全系の小型化のために屈折力を強めようとすると広角側において像面湾曲、そして望遠側において球面収差が多く発生してくる。条件式（１０）の下限を超えて負レンズの材料のアッベ数の平均値が小さすぎる場合は、第２レンズ群Ｌ２の負レンズの材料が高分散となり二次スペクトルが多く発生してくる。

一般的に高分材料は部分分散比が大きいため色消しをした際に短波長側が補正過剰となり青側の色にじみを招きやすい。また第１レンズ群Ｌ１の負レンズの材料が高分散すぎると倍率色収差が多く発生してくる。更に好ましくは条件式（３）乃至（１０）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

３．１０＜ｆｐａ／ｆｗ＜３．８５ ・・・（３ａ）
１．８１＜Ｎｎａ ・・・（４ａ）
−０．２７＜ｆｎａ／ｆｔ＜−０．１５ ・・・（５ａ）
０．３５＜ｆ２／ｆｔ＜０．５３ ・・・（６ａ）
０．８５＜ｆ３／ｆｔ＜１．２５ ・・・（７ａ）
０．８０＜Ｍ２／ｆｔ＜１．００ ・・・（８ａ）
３６．０＜νｐａ＜４２．８ ・・・（９ａ）
３１．０＜νｎａ＜３２．９ ・・・（１０ａ）
以上のように各実施例によれば、全系の小型化を図りつつズーム比が４．７以上の高ズーム比で全ズーム範囲にわたり像面湾曲が小さく良好な光学性能を有するズームレンズが得られる。

次に各実施例のレンズ構成について説明する。各実施例において第１レンズ群Ｌ１はレンズ断面図に示すように物体側から像側へ順に、負レンズ、正レンズを有している。具体的には、第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けた負の第１１レンズＧ１１、物体側に凸面を向けた正の第１２レンズＧ１２で構成している。これにより前玉有効径の小型化と色収差の補正を良好に行っている。また、負の第１１レンズＧ１１と正の第１２レンズＧ１２はともに高屈折率材料を用いることにより、所望の屈折力に対してなるべくレンズ面の曲率を緩くして広角側において像面湾曲、望遠側において球面収差等の発生を低減している。また正の第１２レンズＧ１２にはアッベ数が小さい高分散材料を用い、負の第１１レンズＧ１１の材料のアッベ数との差を十分取るように構成し屈折力をあまり強めずに色収差を補正している。さらに負の第１１レンズＧ１１の両レンズ面を非球面形状とし、広画角化と全系の小型化を図りながら広角側において像面湾曲と、非点収差を良好に補正している。負の第１１レンズＧ１１の像側のレンズ面のみを非球面形状としても同様の効果が得られる。

実施例１乃至３において第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けた正の第２１レンズＧ２１、正の第２２レンズＧ２２と負の第２３レンズＧ２３からなる負の屈折力の接合レンズ、正の第２４レンズＧ２４で構成される。実施例４において、第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に、正の第２１レンズと負の第２２レンズからなる正の屈折力の接合レンズ、正の第２３レンズＧ２３で構成される。

いずれの実施例においても第２レンズ群Ｌ２を構成する正レンズには高屈折率材料を用いて、レンズの薄型化を図っている。また高屈折率材料とすることでペッツバール和の値を小さく抑え像面湾曲を良好に補正している。高ズーム比化を図るには第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強める必要があるが、正レンズに高屈折率材料をも用いることによって像面の平坦性を容易にしている。また第２レンズ群Ｌ２の負レンズについても高屈折率材料を用いて球面収差と、コマ収差を良好に補正している。

各実施例において第３レンズ群Ｌ３は正の第３１レンズＧ３１で構成される。第３レンズ群Ｌ３は１つのレンズよりなり、軽量であるため駆動が容易となり、これにより迅速なフォーカスを容易にしている。また第３レンズ群Ｌ３の正の第３１レンズＧ３１に高屈折率材料を用いることにより、レンズの薄型化とペッツバール和の低減を図っている。なお各実施例においては任意のレンズ群を光軸に対して垂直な方向に移動させて結像位置を変位させ手ぶれ補正を行っても良い。

次に本発明の各実施例の数値実施例を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示す。数値実施例においてｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径である。ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔である。ｎｄｉとνｄｉは各々物体側より順に第ｉ番目の材料のｄ線に対する屈折率、アッベ数である。又前述の各条件式と数値実施例の関係を表１に示す。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Kを円錐定数、A4，A6，A8，A10，A12を各々非球面係数としたとき

なる式で表している。また、［e+X］は［×10 ^X ］を意味し、［e-X］は［×10 ^-X ］を意味している。ＢＦはレンズ最終面から近軸像面までの距離（バックフォーカス）を空気換算したものである。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ＢＦを加えたものである。非球面は面番号の後に*を付加して示す。

［数値実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* -70.070 1.00 1.84954 40.1
2* 6.688 1.91
3 10.503 1.53 1.94595 18.0
4 20.495 (可変)
5* 6.820 1.60 1.85135 40.1
6 222.233 0.20
7 8.056 1.25 1.80400 46.6
8 44.556 0.50 1.80809 22.8
9 3.925 0.95
10* 317.377 1.30 1.76802 49.2
11* -18.077 0.50
12(絞り) ∞ (可変)
13 32.356 1.50 1.71300 53.9
14 -30.223 (可変)
15 ∞ 0.80 1.51633 64.1
16 ∞ 0.41
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-3.87519e+001 A 4= 1.00832e-005 A 6= 2.70500e-006 A 8=-5.94864e-008
A10= 2.56058e-010 A12= 1.73400e-012

第2面
K =-1.39145e+000 A 4= 3.56819e-004 A 6= 7.55304e-006 A 8=-1.43040e-007
A10= 2.05905e-009 A12=-4.52444e-011

第5面
K =-2.27089e-001 A 4=-3.07024e-004 A 6=-6.29064e-006 A 8= 2.04588e-007
A10=-2.35144e-008

第10面
K = 4.87266e+002 A 4= 4.43585e-004 A 6= 3.53534e-005 A 8=-7.59402e-006
A10= 5.32148e-007

第11面
K = 0.00000e+000 A 8=-6.73754e-006

各種データ
ズーム比 4.75
広角 中間 望遠
焦点距離 5.11 12.76 24.25
Fナンバー 2.88 4.88 6.09
半画角（度） 37.74 17.23 9.13
像高 3.33 3.88 3.88
レンズ全長 36.91 33.79 42.83
BF 3.94 3.93 3.93

d 4 15.76 4.17 0.50
d12 4.97 13.45 26.17
d14 3.00 3.00 2.99


ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.77
2 5 10.46
3 13 22.14
4 15 ∞

［数値実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* -44.832 1.00 1.85135 40.1
2* 5.532 1.71
3 9.187 1.70 2.14352 17.8
4 15.592 (可変)
5* 5.840 1.50 1.84954 40.1
6 39.435 0.20
7 7.635 1.30 1.80400 46.6
8 -24.443 0.40 2.00069 25.5
9 4.418 0.81
10 30.828 1.00 1.77250 49.6
11 -12.982 0.50
12(絞り) ∞ (可変)
13* -57.286 1.60 1.85135 40.1
14 -15.718 (可変)
15 ∞ 0.80 1.51633 64.1
16 ∞ 0.40
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 2.85740e+001 A 4= 4.88252e-005 A 6= 2.26281e-006 A 8=-2.20405e-008
A10= 3.86222e-011 A12= 6.15933e-013

第2面
K =-2.12045e+000 A 4= 1.13127e-003 A 6=-1.43808e-005 A 8= 5.91585e-007
A10=-6.99870e-009 A12=-9.44669e-011

第5面
K =-1.87340e-001 A 4=-2.68563e-004 A 6=-6.31462e-006 A 8= 1.13177e-007
A10=-1.92335e-008

第13面
K =-8.69856e+001 A 4=-3.21620e-005 A 6=-9.74850e-006 A 8= 4.74513e-007
A10=-8.69199e-009

各種データ
ズーム比 6.20
広角 中間 望遠
焦点距離 3.71 11.38 23.00
Fナンバー 2.73 4.72 6.96
半画角（度） 48.40 19.36 9.65
像高 2.98 3.88 3.88
レンズ全長 35.48 31.46 41.55
BF 4.10 4.02 3.90

d 4 16.43 3.59 0.45
d12 3.24 12.14 25.49
d14 3.18 3.10 2.97


ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -9.24
2 5 9.03
3 13 25.00
4 15 ∞

［数値実施例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* -46.123 1.00 1.85135 40.1
2* 5.587 1.72
3 9.005 1.60 2.14352 17.8
4 15.203 (可変)
5* 5.879 1.30 1.88300 40.8
6 47.019 0.20
7 7.484 1.30 1.80400 46.6
8 -19.726 0.40 2.00069 25.5
9 4.223 0.54
10 26.114 1.00 1.88300 40.8
11 -18.947 0.50
12(絞り) ∞ (可変)
13* -98.523 1.60 1.85135 40.1
14 -14.626 (可変)
15 ∞ 0.80 1.51633 64.1
16 ∞ 0.40
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 2.85563e+001 A 4= 1.20740e-004 A 6= 1.53578e-006 A 8=-3.05476e-008
A10= 1.74873e-011 A12= 2.69089e-012

第2面
K =-2.14357e+000 A 4= 1.24873e-003 A 6=-9.22520e-006 A 8= 5.07448e-007
A10=-1.21724e-008 A12= 2.31457e-011

第5面
K =-1.00914e-001 A 4=-2.66821e-004 A 6=-3.80277e-006 A 8=-5.18226e-007
A10= 5.11737e-008

第13面
K =-4.65118e+001 A 4=-1.09598e-004 A 6=-5.43218e-006 A 8= 3.22289e-007
A10=-6.60458e-009

各種データ
ズーム比 4.82
広角 中間 望遠
焦点距離 3.71 9.35 17.88
Fナンバー 2.84 3.98 6.08
半画角（度） 48.20 23.29 12.21
像高 2.98 3.88 3.88
レンズ全長 34.53 29.99 36.42
BF 4.07 4.02 3.94

d 4 16.08 4.93 1.43
d12 3.22 9.89 19.90
d14 3.15 3.10 3.02


ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -9.51
2 5 8.99
3 13 20.00
4 15 ∞

［数値実施例４］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* 71.823 0.70 1.85135 40.1
2* 4.942 1.57
3 8.165 1.60 2.14352 17.8
4 12.516 (可変)
5* 4.276 2.00 1.85135 40.1
6 -69.577 0.50 1.84666 23.9
7 3.930 0.86
8* 14.422 1.30 1.69350 53.2
9* -13.292 0.50
10(絞り) ∞ (可変)
11* 32.703 1.40 1.58313 59.4
12* -25.889 (可変)
13 ∞ 0.30 1.51633 64.1
14 ∞ 0.52
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-7.60738e+000 A 4=-2.51609e-004 A 6= 3.30714e-006 A 8= 2.76967e-008
A10=-2.09909e-010 A12=-8.28712e-012

第2面
K =-9.58544e-001 A 4= 1.13637e-004 A 6=-3.36396e-006 A 8=-6.19198e-008
A10= 3.35657e-008 A12=-7.26049e-010

第5面
K =-5.51061e-001 A 4= 2.56388e-004 A 6= 7.94199e-007 A 8= 2.16781e-006
A10=-1.77496e-007

第8面
K =-3.96218e+001 A 4= 1.23838e-003 A 6=-6.66587e-005 A 8=-2.15450e-005
A10= 6.59771e-006

第9面
K =-4.23984e+000 A 4=-3.06864e-004 A 6= 9.60640e-005 A 8=-3.20785e-005
A10= 6.66292e-006

第11面
K = 1.06090e+001 A 4= 1.10680e-004 A 6= 5.94350e-007 A 8=-2.71313e-007

第12面
K =-1.09268e+002 A 4=-4.06311e-004 A 6= 2.57025e-005 A 8=-7.41340e-007

各種データ
ズーム比 4.74
広角 中間 望遠
焦点距離 4.43 10.96 21.00
Fナンバー 2.66 4.49 6.01
半画角（度） 42.54 19.87 10.47
像高 3.41 3.88 3.88
レンズ全長 32.41 29.61 37.32
BF 4.50 4.31 4.02

d 4 13.71 3.58 0.30
d10 3.78 11.30 22.58
d12 3.78 3.59 3.30


ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -10.21
2 5 9.23
3 11 25.00
4 13 ∞

次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例を図９を用いて説明する。図９において、２０はカメラ本体、２１は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学系である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。２３は撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。

Ｌ１ 第１レンズ群、 Ｌ２ 第２レンズ群、 Ｌ３ 第３レンズ群、 ＳＰ Ｆナンバー決定部材（開口絞り）、 ＩＰ 像面、 Ｇ ガラスブロック

Claims (10)

1. 物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、
   広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が小さくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が大きくなるように各レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
   前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、負レンズ、正レンズを有し、
   望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、全系に含まれる全ての正レンズの材料の屈折率の平均値をＮｐａ、全系に含まれる全ての正レンズの焦点距離の平均値をｆｐａ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   ０．３５＜｜ｆ１｜／ｆｔ＜０．５５
   １．８０＜Ｎｐａ
   ３．１０＜ｆｐａ／ｆｗ＜４．００
   なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 全系に含まれる全ての負レンズの材料の屈折率の平均値をＮｎａとするとき、
   １．８０＜Ｎｎａ
   なる条件式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。
3. 全系に含まれる全ての負レンズの焦点距離の平均値をｆｎａとするとき、
   −０．３０＜ｆｎａ／ｆｔ＜−０．１０
   なる条件式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。
4. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
   ０．３０＜ｆ２／ｆｔ＜０．５５
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
5. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
   ０．８０＜ｆ３／ｆｔ＜１．３０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
6. 広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の移動量をＭ２とするとき、
   ０．７０＜Ｍ２／ｆｔ＜１．１０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載のズームレンズ。
7. 全系に含まれる全ての正レンズの材料のアッベ数の平均値をνｐａとするとき、
   ３５．０＜νｐａ＜４３．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
8. 全系に含まれる全ての負レンズの材料のアッベ数の平均値をνｎａとするとき、
   ３０．０＜νｎａ＜３３．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
9. 前記第３レンズ群は、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して物体側に移動することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する光電変換素子を有することを特徴とする撮像装置。