JP2004333767A - ズームレンズ及びそれを有する光学機器 - Google Patents
ズームレンズ及びそれを有する光学機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004333767A JP2004333767A JP2003128261A JP2003128261A JP2004333767A JP 2004333767 A JP2004333767 A JP 2004333767A JP 2003128261 A JP2003128261 A JP 2003128261A JP 2003128261 A JP2003128261 A JP 2003128261A JP 2004333767 A JP2004333767 A JP 2004333767A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- lens group
- zoom
- positive
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/143—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only
- G02B15/1435—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being negative
- G02B15/143507—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being negative arranged -++
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
【課題】レンズ全長の短縮化を図った携帯性にすぐれた電子スチルカメラに好適な３群よりなるズームレンズ及びそれを有する光学機器を得ること。
【解決手段】物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、そして正の屈折力の第３レンズ群を有し、各レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、該第１レンズ群は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと正レンズより成り、該第３レンズ群は物体側に凸面を向けた正レンズを有し、該第１レンズ群内の負レンズの材料の屈折率をｎ１ｎ、正レンズの材料の屈折率をｎ１ｐとするとき、
１．６０ ＜ ｎ１ｎ ＜ １．７５
１．６５ ＜ ｎ１ｐ ＜ １．８０
なる条件式を満足すること。
【選択図】 図１
【解決手段】物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、そして正の屈折力の第３レンズ群を有し、各レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、該第１レンズ群は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと正レンズより成り、該第３レンズ群は物体側に凸面を向けた正レンズを有し、該第１レンズ群内の負レンズの材料の屈折率をｎ１ｎ、正レンズの材料の屈折率をｎ１ｐとするとき、
１．６０ ＜ ｎ１ｎ ＜ １．７５
１．６５ ＜ ｎ１ｐ ＜ １．８０
なる条件式を満足すること。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスチルカメラやビデオカメラ、そしてデジタルスチルカメラ等に好適なズームレンズ及びそれを有する光学機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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等、撮像装置（カメラ）の高機能化にともない、それに用いる光学系には広い画角を包含した大口径比のズームレンズが求められている。
【０００３】
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光学部材を配置する為、それに用いる光学系には、比較的バックフォーカスの長いレンズ系が要求される。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、色シェーディングを避けるため、それに用いる光学系には像側のテレセントリック特性の良いものが望まれている。
【０００４】
従来より、負の屈折力の第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群の２つのレンズ群より成り、双方のレンズ間隔を変えて変倍を行う、所謂ショートズームタイプの広画角の２群ズームレンズが種々提案されている。これらのショートズームタイプの光学系では、正の屈折力の第２レンズ群を移動する事で変倍を行い、負の屈折力の第１レンズ群を移動する事で変倍に伴う像点位置の補正を行っている。これらの２つのレンズ群よりなるレンズ構成においては、ズーム倍率は２倍程度である。
【０００５】
さらに２倍以上の高い変倍比を有しつつレンズ全体をコンパクトな形状にまとめるため、２群ズームレンズの像側に負または正の屈折力の第３レンズ群を配置し、高倍化に伴って発生する諸収差の補正を行っている、所謂３群ズームレンズが提案されている（例えば特許文献１、２）。
【０００６】
３群ズームレンズとしてバックフォーカスとテレセントリック特性を満足する広画角の３群ズームレンズ系が知られている（例えば特許文献３、４）。
【０００７】
又３群ズームレンズにおいて負の屈折力の第１レンズ群を固定とし、正の屈折力の第２レンズ群と正の屈折力の第３レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズが知られている（例えば特許文献５）。
【０００８】
又、レンズ構成枚数が比較的少ない３群ズームレンズが知られている（例えば特許文献６〜１１）。
【０００９】
又、３群ズームレンズにおいて、第１レンズ群を負レンズと正レンズの２枚のレンズで構成し、かつ負レンズ及び正レンズの材料の屈折率を比較的低く押さえ、色収差と像面補正を両立させたものが知られている（例えば特許文献１２〜１４）。
【特許文献１】
特公平７−３５０７号公報
【特許文献２】
特公平６−４０１７０号公報
【特許文献３】
特開昭６３−１３５９１３号公報
【特許文献４】
特開平７−２６１０８３号公報
【特許文献５】
特開平３−２８８１１３号公報
【特許文献６】
特開２０００−４７１８号公報
【特許文献７】
特開２００１−２７２６０２号公報
【特許文献８】
特開２００２−１４２８４号公報
【特許文献９】
特開２００２−４８９７５号公報
【特許文献１０】
特許第３０３５８３０号公報
【特許文献１１】
米国特許第５２７８６９８号
【特許文献１２】
特開２０００−４７１８号公報
【特許文献１３】
特許第３０３５８３０号公報
【特許文献１４】
米国特許第５２７８６９８号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
３５ｍｍフィルム写真用に設計されている３群ズームレンズは、固体撮像素子を用いる光学機器には、バックフォーカスが長すぎ、又テレセントリック特性が良くない為、固体撮像素子を用いる光学機器に、そのまま用いることが難しい。
【００１１】
一方近年、カメラのコンパクト化とズームレンズの高倍化を両立する為に、非撮影時に各レンズ群の間隔を撮影状態と異なる間隔まで縮小し、カメラ本体からのレンズの突出量を少なくした所謂沈胴式のズームレンズが広く用いられている。
【００１２】
一般に、ズームレンズを構成する各レンズ群のレンズ枚数が多いと、各レンズ群の光軸上の長さが長くなり、又、各レンズ群のズーミング及びフォーカシングにおける移動量が大きいとレンズ全長が長くなり、所望の沈胴長が達成出来なくなり、沈胴式のズームレンズに用いるのが難しくなる。
【００１３】
本発明は構成レンズ枚数の少ない、コンパクトで、優れた光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。
【００１４】
この他本発明は、固体撮像素子を用いた撮影系に好適な、構成レンズ枚数の少ない、コンパクト、高変倍比で、優れた光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のズームレンズは、
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、そして正の屈折力の第３レンズ群を有し、各レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、該第１レンズ群は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと正レンズより成り、該第３レンズ群は物体側に凸面を向けた正レンズを有し、該第１レンズ群内の負レンズの材料の屈折率をｎ１ｎ、正レンズの材料の屈折率をｎ１ｐとするとき、
１．６０ ＜ ｎ１ｎ ＜ １．７５
１．６５ ＜ ｎ１ｐ ＜ １．８０
なる条件式を満足する事を特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を用いて本発明のズームレンズ及び光学機器の実施形態について説明する。
【００１７】
図１は実施形態１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２〜図４は実施形態１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。実施形態１は変倍比３．０倍、開口比２．７〜５．０程度のズームレンズである。
【００１８】
図５は実施形態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６〜図８は実施形態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。実施形態２は変倍比２．２倍、開口比２．７〜４．０程度のズームレンズである。
【００１９】
図９は実施形態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１０〜図１２は実施形態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。実施形態３は変倍比３．０倍、開口比２．７〜５．０程度のズームレンズである。
【００２０】
図１、図５、図９のレンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力の第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、ＳＰは開口絞り、ＩＰは像面であり、撮像素子が配置されている。Ｇは水晶ローパスフィルターや赤外カットフィルター等のガラスブロックである。
【００２１】
各実施形態では、物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、そして正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３の３つのレンズ群より成り、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群が像側に凸状の軌跡の一部を沿って往復移動し、第２レンズ群Ｌ２が物体側に移動し、第３レンズ群Ｌ３は像側に単調に又は変曲点をもって移動している。
【００２２】
各実施形態では、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の往復移動及び第３レンズ群Ｌ３による像側方向への移動によって変倍に伴う像点の移動を補正している。
【００２３】
第３レンズ群Ｌ３は、撮像素子の小型化に伴うレンズ系全体の屈折力の増大を分担し、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２で構成されるショートズーム系の屈折力を減らす事で特に第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズでの収差の発生を抑え良好な光学性能を達成している。また、特に固体撮像素子等を用いた撮影装置（光学機器）に必要な像側のテレセントリックな結像を第３レンズ群Ｌ３にフィールドレンズの役割を持たせる事で達成している。
【００２４】
また、絞りＳＰを第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に置き、広角側での入射瞳と第１レンズ群Ｌ１との距離を縮める事で第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズの外径の増大を抑えると共に、第２レンズ群Ｌ２の物体側に配置した絞りＳＰを挟んで第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３とで軸外の諸収差を打ち消す事で構成レンズ枚数を増やさずに良好な光学性能を得ている。
【００２５】
各実施形態においては、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１を物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ１１、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ１２の２枚のレンズで構成している。
【００２６】
第２レンズ群Ｌ２は、２枚の正レンズと１枚以上の負レンズを有し、該２枚の正レンズは、各々第２レンズ群Ｌ２の最も物体側と最も像側に配置されている。
【００２７】
具体的には、正の屈折力の第２レンズＬ２群を物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ２１と、像面側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ２２の接合レンズと、両レンズ面が凸面の正レンズ２３の３枚のレンズで構成している。
【００２８】
第１レンズ群Ｌ１の負レンズの少なくとも１つの面と、前記第２レンズ群Ｌ２の最も物体側の面は非球面である。正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を１つの正レンズ３１で構成している。
【００２９】
以上の様に、各レンズ群を所望の屈折力配置と収差補正とを両立するレンズ構成とする事により、良好な光学性能を保ちつつ、レンズ系のコンパクト化を達成している。
【００３０】
次に具体的に各レンズ群のレンズ構成の特徴について説明する。
【００３１】
第１レンズ群Ｌ１は、軸外主光線を絞りＳＰの中心に瞳結像させる役割を持っており、特に広角側のズーム領域においては軸外主光線の屈折量が大きいために軸外諸収差、特に非点収差と歪曲収差が発生し易い。
【００３２】
そこで各実施形態では、通常の広画角用の撮影レンズと同様、第１レンズ群Ｌ１を最も物体側のレンズ径の増大が抑えられる負レンズと正レンズのレンズ構成としている。
【００３３】
そして、メニスカス形状の負レンズ１１の像側のレンズ面をレンズ周辺で負の屈折力が弱くなる形状の非球面とする事により、非点収差と歪曲収差をバランス良く補正すると共に、２枚と言う少ないレンズ枚数で第１レンズ群Ｌ１を構成し、レンズ全体のコンパクト化を図っている。
【００３４】
また第１レンズ群Ｌ１を構成する各レンズは、軸外主光線の屈折によって生じる軸外収差の発生を抑えるために絞りＳＰと光軸が交差する点を中心とする同心球面に近いレンズ形状をとっている。
【００３５】
次に第２レンズ群Ｌ２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ２１を配置し、第１レンズ群Ｌ１を射出した軸外主光線の屈折角を少なくし、軸外諸収差が発生しない様なレンズ形状としている。
【００３６】
また、正レンズ２１は、最も軸上光線の通る高さが高いレンズであり、主に球面収差、コマ収差の補正に関与しているレンズである。
【００３７】
そこで正レンズ２１の物体側のレンズ面をレンズ周辺で正の屈折力が弱くなる形状の非球面とすることにより球面収差、コマ収差を良好に補正している。
【００３８】
次に、正レンズ２１と接合した負レンズ２２のレンズ形状を、像面側に凹面を向けたメニスカス形状とすることで、正レンズ２１の物体側のレンズ面で発生した収差をキャンセルしている。
【００３９】
次に第３レンズ群Ｌ３は、両レンズ面が凸面の正レンズ３１より構成し、像側テレセントリックにするためのフィールドレンズとしての役割をも有している。
【００４０】
いま、バックフォーカスをｓｋ’、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、第３レンズ群Ｌ３の結像倍率をβ３とすると、
ｓｋ’＝ｆ３（１−β３）
の関係が成り立っている。
【００４１】
但し、
０＜β３＜１．０
である。
【００４２】
ここで、広角端から望遠端へのズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を像側に移動するとバックフォーカスｓｋ’が減少する事になり、第３レンズ群Ｌ３の結像倍率β３は望遠側で増大する。
【００４３】
すると、結果的に第３レンズ群Ｌ３で変倍を分担できて第２レンズ群Ｌ２の移動量が減少し、そのためのスペースが節約できるためにレンズ系の小型化に寄与する。
【００４４】
各実施形態において、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスを行なう場合には、第１レンズ群Ｌ１を物体側へ移動する事で良好な光学性能を得られるが、第３レンズ群Ｌ３を物体側に移動してフォーカシングしても良い。
【００４５】
これによれば、最も物体側に配置した第１レンズ群Ｌ１をフォーカシングさせた場合に生じる、前玉径の増大、レンズ重量が最も重い第１レンズ群Ｌ１を移動させる事によるアクチュエーターの負荷の増大を防ぎ、さらに第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とをカム等で単純に連携してズーミング時に移動させる事が可能となり、メカ構造の簡素化及び精度向上を達成できる。
【００４６】
また、第３レンズ群Ｌ３にてフォーカシングを行う場合、広角端から望遠端へのズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を像側に移動する事により、フォーカシングの際の移動量の大きい望遠端を像面側に配置する事が出来る為、ズーミング及びフォーカシングで必要となる第３レンズ群Ｌ３の全ての移動量を少なくする事が可能となり、これによってレンズ系のコンパクト化を達成している。
【００４７】
次に各実施形態の前述した特徴以外の特徴について説明する。
【００４８】
◎第１レンズ群Ｌ１内の負レンズの材料の屈折率をｎ１ｎ、正レンズの材料の屈折率をｎ１ｐとするとき、
１．６０ ＜ ｎ１ｎ ＜ １．７５ ・・・（１）
１．６５ ＜ ｎ１ｐ ＜ １．８０ ・・・（２）
なる条件式を満足している。
【００４９】
条件式（１）の上限値又は条件式（２）の下限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１のペッツバール和が正の方向に増大し、像面彎曲の補正が困難となる。また、条件式（１）の下限値又は条件式（２）の上限値を超えると、広角端のズーム位置での歪曲収差及び倍率色収差補正が困難となり好ましくない。
【００５０】
更に好ましくは、条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如くするのが良い。
【００５１】
１．６５ ＜ ｎ１ｎ ＜ １．７ ・・・（１ａ）
１．６８ ＜ ｎ１ｐ ＜ １．７８ ・・・（２ａ）
◎第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
−２．７ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ −１．６ ・・・（３）
なる条件式を満足している。
【００５２】
条件式（３）の上限値を超えると、光学系の全長は短くなるが、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなることで、変倍域全体の収差補正、特に歪曲収差の補正が困難となり好ましくない。また、条件式（３）の下限値を超えると、変倍時の第１レンズ群Ｌ１の移動量が増大し、光学系の全長が長くなるので好ましくない。
【００５３】
更に好ましくは、条件式（３）の数値範囲を次の如くするのが良い。
【００５４】
−２．５ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ −１．８ ・・・（３ａ）
◎第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
１．５ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ ２．２ ・・・（４）
なる条件式を満足している。
【００５５】
条件式（４）の上限値を超えると、変倍時の第２レンズ群Ｌ２の移動量が増大し、光学系の全長が長くなるので好ましくない。また、条件式（４）の下限値を超えると、光学系の全長は短くなるが、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が短くなることで、変倍域全体の収差補正が困難となり好ましくない。
【００５６】
更に好ましくは、条件式（４）の数値範囲を次の如くするのが良い。
【００５７】
１．６ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ ２．０ ・・・（４ａ）
◎第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、第１レンズ群Ｌ１の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ１、第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、第２レンズ群Ｌ２の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ２、第３レンズ群Ｌ３の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、第３レンズ群Ｌ３の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗするとき、
１．５ ＜（ＤＬ１＋ＤＬ２＋ＤＬ３）／ｆｗ ＜ ２．５ ・・・（５）
なる条件式を満足している。
【００５８】
条件式（５）の上限値を超えると、各レンズの厚みが相対的に厚くなる為、レンズ沈胴全長を短くする事が難しくなるので好ましくない。
【００５９】
条件式（５）の下限値を超えると、各レンズの厚みが薄くなり沈胴時のレンズ全長を短くする事が可能になるが、各レンズの厚みを薄くする為には各レンズの曲率を緩くしなければならず、この為に各レンズ群の焦点距離が長くなる。各レンズ群の焦点距離が長くなると、必然的に各レンズ群の変倍に伴う移動量が大きくなることで、各レンズ群を移動させるカム筒が長くなり、レンズの厚みが薄くなっても逆に沈胴長時のレンズ全長が長くなってしまい好ましくない。
【００６０】
更に好ましくは、条件式５の数値範囲を次の如くするのが良い。
【００６１】
１．６ ＜（ＤＬ１＋ＤＬ２＋ＤＬ３）／ｆｗ ＜ ２．３ ・・・（５ａ）
各実施形態では以上の様に各要素を設定する事により、特に、固体撮像素子を用いた撮影系に好適な、構成レンズ枚数が少なくコンパクトで、特に沈胴式のズームレンズに適した、変倍比が２〜３倍程度の優れた光学性能を有するズームレンズが達成している。
【００６２】
又、各実施形態によればレンズ群中に効果的に非球面を導入し、特に第１レンズ群と第２レンズ群の屈折力を適切に設定することによって軸外諸収差、特に非点収差・歪曲収差および大口径比化した際の球面収差の補正が効果的に行っている。
【００６３】
又、各実施形態によれば次の事項のうち少なくとも１つを満足するズームレンズを得ることができる。
【００６４】
即ち、
・広画端の画角を大きくしながら、高性能、コンパクト化を図る事。
【００６５】
・特に広角側での非点収差、歪曲収差を良好に補正する事。
【００６６】
・感度の低い高画素撮像素子に好適な大口径比化を図る事。
【００６７】
・構成レンズ枚数を最小としながら、固体撮像素子を用いた撮影系に好適な良好な像側テレセントリック結像をもたせる事。
【００６８】
・広角端のみならずズーム全域で歪曲収差を良好に補正する事。
【００６９】
・像側テレセントリック結像のズームによる変動を小さくする事。
【００７０】
・テレセントリック結像を保ったまま変倍レンズ群の移動量を減らし、レンズ系全体のさらなる小型化を達成する事。
【００７１】
・近距離物体へのフォーカシング機構を簡素化する事。
等である。
【００７２】
以下に、本発明の実施形態１〜３に各々対応する数値実施例１〜３を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順番を示し、ｒｉは各面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１との間の部材肉厚又は空気間隔、ｎｉ、νｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、もっとも像側の２つの面は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ガラスブロックＧである。非球面形状は光軸からの高さＨの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、
【００７３】
【数１】
【００７４】
で表される。但しＲは曲率半径、Ｋは円錐定数、Ｂ，Ｃ，Ｄは非球面係数である。
【００７５】
又、「０−Ｘ」は「×１０−Ｘ」を意味している。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。
【００７６】
又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。
【００７７】
【外１】
【００７８】
【外２】
【００７９】
【外３】
【００８０】
【表１】
【００８１】
次に実施形態１〜３に示したような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の実施形態を図１３を用いて説明する。
【００８２】
図１３において、２０はカメラ本体、２１は実施形態１〜３で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系、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）、２３は固体撮像素子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、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である。
【００８３】
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光学機器に適用することにより、小型で高い光学性能を有する光学機器が実現できる。
【００８４】
【発明の効果】
本発明によれば、構成レンズ枚数の少ない、コンパクトで、優れた光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する光学機器を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１のズームレンズの光学断面図。
【図２】実施形態１のズームレンズの広角端での収差図。
【図３】実施形態１のズームレンズの中間のズーム位置での収差図。
【図４】実施形態１のズームレンズの望遠端での収差図。
【図５】実施形態２のズームレンズの光学断面図。
【図６】実施形態２のズームレンズの広角端での収差図。
【図７】実施形態２のズームレンズの中間のズーム位置での収差図。
【図８】実施形態２のズームレンズの望遠端での収差図。
【図９】実施形態３のズームレンズの光学断面図。
【図１０】実施形態３のズームレンズの広角端での収差図。
【図１１】実施形態３のズームレンズの中間のズーム位置での収差図。
【図１２】実施形態３のズームレンズの望遠端での収差図。
【図１３】本発明の光学機器の概略図。
【符号の説明】
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
ＳＰ 絞り
ＩＰ 像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
Ｇ ガラスブロック
【発明の属する技術分野】
本発明はスチルカメラやビデオカメラ、そしてデジタルスチルカメラ等に好適なズームレンズ及びそれを有する光学機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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等、撮像装置（カメラ）の高機能化にともない、それに用いる光学系には広い画角を包含した大口径比のズームレンズが求められている。
【０００３】
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光学部材を配置する為、それに用いる光学系には、比較的バックフォーカスの長いレンズ系が要求される。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、色シェーディングを避けるため、それに用いる光学系には像側のテレセントリック特性の良いものが望まれている。
【０００４】
従来より、負の屈折力の第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群の２つのレンズ群より成り、双方のレンズ間隔を変えて変倍を行う、所謂ショートズームタイプの広画角の２群ズームレンズが種々提案されている。これらのショートズームタイプの光学系では、正の屈折力の第２レンズ群を移動する事で変倍を行い、負の屈折力の第１レンズ群を移動する事で変倍に伴う像点位置の補正を行っている。これらの２つのレンズ群よりなるレンズ構成においては、ズーム倍率は２倍程度である。
【０００５】
さらに２倍以上の高い変倍比を有しつつレンズ全体をコンパクトな形状にまとめるため、２群ズームレンズの像側に負または正の屈折力の第３レンズ群を配置し、高倍化に伴って発生する諸収差の補正を行っている、所謂３群ズームレンズが提案されている（例えば特許文献１、２）。
【０００６】
３群ズームレンズとしてバックフォーカスとテレセントリック特性を満足する広画角の３群ズームレンズ系が知られている（例えば特許文献３、４）。
【０００７】
又３群ズームレンズにおいて負の屈折力の第１レンズ群を固定とし、正の屈折力の第２レンズ群と正の屈折力の第３レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズが知られている（例えば特許文献５）。
【０００８】
又、レンズ構成枚数が比較的少ない３群ズームレンズが知られている（例えば特許文献６〜１１）。
【０００９】
又、３群ズームレンズにおいて、第１レンズ群を負レンズと正レンズの２枚のレンズで構成し、かつ負レンズ及び正レンズの材料の屈折率を比較的低く押さえ、色収差と像面補正を両立させたものが知られている（例えば特許文献１２〜１４）。
【特許文献１】
特公平７−３５０７号公報
【特許文献２】
特公平６−４０１７０号公報
【特許文献３】
特開昭６３−１３５９１３号公報
【特許文献４】
特開平７−２６１０８３号公報
【特許文献５】
特開平３−２８８１１３号公報
【特許文献６】
特開２０００−４７１８号公報
【特許文献７】
特開２００１−２７２６０２号公報
【特許文献８】
特開２００２−１４２８４号公報
【特許文献９】
特開２００２−４８９７５号公報
【特許文献１０】
特許第３０３５８３０号公報
【特許文献１１】
米国特許第５２７８６９８号
【特許文献１２】
特開２０００−４７１８号公報
【特許文献１３】
特許第３０３５８３０号公報
【特許文献１４】
米国特許第５２７８６９８号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
３５ｍｍフィルム写真用に設計されている３群ズームレンズは、固体撮像素子を用いる光学機器には、バックフォーカスが長すぎ、又テレセントリック特性が良くない為、固体撮像素子を用いる光学機器に、そのまま用いることが難しい。
【００１１】
一方近年、カメラのコンパクト化とズームレンズの高倍化を両立する為に、非撮影時に各レンズ群の間隔を撮影状態と異なる間隔まで縮小し、カメラ本体からのレンズの突出量を少なくした所謂沈胴式のズームレンズが広く用いられている。
【００１２】
一般に、ズームレンズを構成する各レンズ群のレンズ枚数が多いと、各レンズ群の光軸上の長さが長くなり、又、各レンズ群のズーミング及びフォーカシングにおける移動量が大きいとレンズ全長が長くなり、所望の沈胴長が達成出来なくなり、沈胴式のズームレンズに用いるのが難しくなる。
【００１３】
本発明は構成レンズ枚数の少ない、コンパクトで、優れた光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。
【００１４】
この他本発明は、固体撮像素子を用いた撮影系に好適な、構成レンズ枚数の少ない、コンパクト、高変倍比で、優れた光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のズームレンズは、
物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、そして正の屈折力の第３レンズ群を有し、各レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、該第１レンズ群は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと正レンズより成り、該第３レンズ群は物体側に凸面を向けた正レンズを有し、該第１レンズ群内の負レンズの材料の屈折率をｎ１ｎ、正レンズの材料の屈折率をｎ１ｐとするとき、
１．６０ ＜ ｎ１ｎ ＜ １．７５
１．６５ ＜ ｎ１ｐ ＜ １．８０
なる条件式を満足する事を特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を用いて本発明のズームレンズ及び光学機器の実施形態について説明する。
【００１７】
図１は実施形態１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２〜図４は実施形態１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。実施形態１は変倍比３．０倍、開口比２．７〜５．０程度のズームレンズである。
【００１８】
図５は実施形態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６〜図８は実施形態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。実施形態２は変倍比２．２倍、開口比２．７〜４．０程度のズームレンズである。
【００１９】
図９は実施形態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１０〜図１２は実施形態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。実施形態３は変倍比３．０倍、開口比２．７〜５．０程度のズームレンズである。
【００２０】
図１、図５、図９のレンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力の第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、ＳＰは開口絞り、ＩＰは像面であり、撮像素子が配置されている。Ｇは水晶ローパスフィルターや赤外カットフィルター等のガラスブロックである。
【００２１】
各実施形態では、物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、そして正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３の３つのレンズ群より成り、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群が像側に凸状の軌跡の一部を沿って往復移動し、第２レンズ群Ｌ２が物体側に移動し、第３レンズ群Ｌ３は像側に単調に又は変曲点をもって移動している。
【００２２】
各実施形態では、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の往復移動及び第３レンズ群Ｌ３による像側方向への移動によって変倍に伴う像点の移動を補正している。
【００２３】
第３レンズ群Ｌ３は、撮像素子の小型化に伴うレンズ系全体の屈折力の増大を分担し、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２で構成されるショートズーム系の屈折力を減らす事で特に第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズでの収差の発生を抑え良好な光学性能を達成している。また、特に固体撮像素子等を用いた撮影装置（光学機器）に必要な像側のテレセントリックな結像を第３レンズ群Ｌ３にフィールドレンズの役割を持たせる事で達成している。
【００２４】
また、絞りＳＰを第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に置き、広角側での入射瞳と第１レンズ群Ｌ１との距離を縮める事で第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズの外径の増大を抑えると共に、第２レンズ群Ｌ２の物体側に配置した絞りＳＰを挟んで第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３とで軸外の諸収差を打ち消す事で構成レンズ枚数を増やさずに良好な光学性能を得ている。
【００２５】
各実施形態においては、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１を物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ１１、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ１２の２枚のレンズで構成している。
【００２６】
第２レンズ群Ｌ２は、２枚の正レンズと１枚以上の負レンズを有し、該２枚の正レンズは、各々第２レンズ群Ｌ２の最も物体側と最も像側に配置されている。
【００２７】
具体的には、正の屈折力の第２レンズＬ２群を物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ２１と、像面側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ２２の接合レンズと、両レンズ面が凸面の正レンズ２３の３枚のレンズで構成している。
【００２８】
第１レンズ群Ｌ１の負レンズの少なくとも１つの面と、前記第２レンズ群Ｌ２の最も物体側の面は非球面である。正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を１つの正レンズ３１で構成している。
【００２９】
以上の様に、各レンズ群を所望の屈折力配置と収差補正とを両立するレンズ構成とする事により、良好な光学性能を保ちつつ、レンズ系のコンパクト化を達成している。
【００３０】
次に具体的に各レンズ群のレンズ構成の特徴について説明する。
【００３１】
第１レンズ群Ｌ１は、軸外主光線を絞りＳＰの中心に瞳結像させる役割を持っており、特に広角側のズーム領域においては軸外主光線の屈折量が大きいために軸外諸収差、特に非点収差と歪曲収差が発生し易い。
【００３２】
そこで各実施形態では、通常の広画角用の撮影レンズと同様、第１レンズ群Ｌ１を最も物体側のレンズ径の増大が抑えられる負レンズと正レンズのレンズ構成としている。
【００３３】
そして、メニスカス形状の負レンズ１１の像側のレンズ面をレンズ周辺で負の屈折力が弱くなる形状の非球面とする事により、非点収差と歪曲収差をバランス良く補正すると共に、２枚と言う少ないレンズ枚数で第１レンズ群Ｌ１を構成し、レンズ全体のコンパクト化を図っている。
【００３４】
また第１レンズ群Ｌ１を構成する各レンズは、軸外主光線の屈折によって生じる軸外収差の発生を抑えるために絞りＳＰと光軸が交差する点を中心とする同心球面に近いレンズ形状をとっている。
【００３５】
次に第２レンズ群Ｌ２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ２１を配置し、第１レンズ群Ｌ１を射出した軸外主光線の屈折角を少なくし、軸外諸収差が発生しない様なレンズ形状としている。
【００３６】
また、正レンズ２１は、最も軸上光線の通る高さが高いレンズであり、主に球面収差、コマ収差の補正に関与しているレンズである。
【００３７】
そこで正レンズ２１の物体側のレンズ面をレンズ周辺で正の屈折力が弱くなる形状の非球面とすることにより球面収差、コマ収差を良好に補正している。
【００３８】
次に、正レンズ２１と接合した負レンズ２２のレンズ形状を、像面側に凹面を向けたメニスカス形状とすることで、正レンズ２１の物体側のレンズ面で発生した収差をキャンセルしている。
【００３９】
次に第３レンズ群Ｌ３は、両レンズ面が凸面の正レンズ３１より構成し、像側テレセントリックにするためのフィールドレンズとしての役割をも有している。
【００４０】
いま、バックフォーカスをｓｋ’、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、第３レンズ群Ｌ３の結像倍率をβ３とすると、
ｓｋ’＝ｆ３（１−β３）
の関係が成り立っている。
【００４１】
但し、
０＜β３＜１．０
である。
【００４２】
ここで、広角端から望遠端へのズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を像側に移動するとバックフォーカスｓｋ’が減少する事になり、第３レンズ群Ｌ３の結像倍率β３は望遠側で増大する。
【００４３】
すると、結果的に第３レンズ群Ｌ３で変倍を分担できて第２レンズ群Ｌ２の移動量が減少し、そのためのスペースが節約できるためにレンズ系の小型化に寄与する。
【００４４】
各実施形態において、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスを行なう場合には、第１レンズ群Ｌ１を物体側へ移動する事で良好な光学性能を得られるが、第３レンズ群Ｌ３を物体側に移動してフォーカシングしても良い。
【００４５】
これによれば、最も物体側に配置した第１レンズ群Ｌ１をフォーカシングさせた場合に生じる、前玉径の増大、レンズ重量が最も重い第１レンズ群Ｌ１を移動させる事によるアクチュエーターの負荷の増大を防ぎ、さらに第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とをカム等で単純に連携してズーミング時に移動させる事が可能となり、メカ構造の簡素化及び精度向上を達成できる。
【００４６】
また、第３レンズ群Ｌ３にてフォーカシングを行う場合、広角端から望遠端へのズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を像側に移動する事により、フォーカシングの際の移動量の大きい望遠端を像面側に配置する事が出来る為、ズーミング及びフォーカシングで必要となる第３レンズ群Ｌ３の全ての移動量を少なくする事が可能となり、これによってレンズ系のコンパクト化を達成している。
【００４７】
次に各実施形態の前述した特徴以外の特徴について説明する。
【００４８】
◎第１レンズ群Ｌ１内の負レンズの材料の屈折率をｎ１ｎ、正レンズの材料の屈折率をｎ１ｐとするとき、
１．６０ ＜ ｎ１ｎ ＜ １．７５ ・・・（１）
１．６５ ＜ ｎ１ｐ ＜ １．８０ ・・・（２）
なる条件式を満足している。
【００４９】
条件式（１）の上限値又は条件式（２）の下限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１のペッツバール和が正の方向に増大し、像面彎曲の補正が困難となる。また、条件式（１）の下限値又は条件式（２）の上限値を超えると、広角端のズーム位置での歪曲収差及び倍率色収差補正が困難となり好ましくない。
【００５０】
更に好ましくは、条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如くするのが良い。
【００５１】
１．６５ ＜ ｎ１ｎ ＜ １．７ ・・・（１ａ）
１．６８ ＜ ｎ１ｐ ＜ １．７８ ・・・（２ａ）
◎第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
−２．７ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ −１．６ ・・・（３）
なる条件式を満足している。
【００５２】
条件式（３）の上限値を超えると、光学系の全長は短くなるが、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなることで、変倍域全体の収差補正、特に歪曲収差の補正が困難となり好ましくない。また、条件式（３）の下限値を超えると、変倍時の第１レンズ群Ｌ１の移動量が増大し、光学系の全長が長くなるので好ましくない。
【００５３】
更に好ましくは、条件式（３）の数値範囲を次の如くするのが良い。
【００５４】
−２．５ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ −１．８ ・・・（３ａ）
◎第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
１．５ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ ２．２ ・・・（４）
なる条件式を満足している。
【００５５】
条件式（４）の上限値を超えると、変倍時の第２レンズ群Ｌ２の移動量が増大し、光学系の全長が長くなるので好ましくない。また、条件式（４）の下限値を超えると、光学系の全長は短くなるが、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が短くなることで、変倍域全体の収差補正が困難となり好ましくない。
【００５６】
更に好ましくは、条件式（４）の数値範囲を次の如くするのが良い。
【００５７】
１．６ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ ２．０ ・・・（４ａ）
◎第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、第１レンズ群Ｌ１の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ１、第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、第２レンズ群Ｌ２の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ２、第３レンズ群Ｌ３の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、第３レンズ群Ｌ３の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗするとき、
１．５ ＜（ＤＬ１＋ＤＬ２＋ＤＬ３）／ｆｗ ＜ ２．５ ・・・（５）
なる条件式を満足している。
【００５８】
条件式（５）の上限値を超えると、各レンズの厚みが相対的に厚くなる為、レンズ沈胴全長を短くする事が難しくなるので好ましくない。
【００５９】
条件式（５）の下限値を超えると、各レンズの厚みが薄くなり沈胴時のレンズ全長を短くする事が可能になるが、各レンズの厚みを薄くする為には各レンズの曲率を緩くしなければならず、この為に各レンズ群の焦点距離が長くなる。各レンズ群の焦点距離が長くなると、必然的に各レンズ群の変倍に伴う移動量が大きくなることで、各レンズ群を移動させるカム筒が長くなり、レンズの厚みが薄くなっても逆に沈胴長時のレンズ全長が長くなってしまい好ましくない。
【００６０】
更に好ましくは、条件式５の数値範囲を次の如くするのが良い。
【００６１】
１．６ ＜（ＤＬ１＋ＤＬ２＋ＤＬ３）／ｆｗ ＜ ２．３ ・・・（５ａ）
各実施形態では以上の様に各要素を設定する事により、特に、固体撮像素子を用いた撮影系に好適な、構成レンズ枚数が少なくコンパクトで、特に沈胴式のズームレンズに適した、変倍比が２〜３倍程度の優れた光学性能を有するズームレンズが達成している。
【００６２】
又、各実施形態によればレンズ群中に効果的に非球面を導入し、特に第１レンズ群と第２レンズ群の屈折力を適切に設定することによって軸外諸収差、特に非点収差・歪曲収差および大口径比化した際の球面収差の補正が効果的に行っている。
【００６３】
又、各実施形態によれば次の事項のうち少なくとも１つを満足するズームレンズを得ることができる。
【００６４】
即ち、
・広画端の画角を大きくしながら、高性能、コンパクト化を図る事。
【００６５】
・特に広角側での非点収差、歪曲収差を良好に補正する事。
【００６６】
・感度の低い高画素撮像素子に好適な大口径比化を図る事。
【００６７】
・構成レンズ枚数を最小としながら、固体撮像素子を用いた撮影系に好適な良好な像側テレセントリック結像をもたせる事。
【００６８】
・広角端のみならずズーム全域で歪曲収差を良好に補正する事。
【００６９】
・像側テレセントリック結像のズームによる変動を小さくする事。
【００７０】
・テレセントリック結像を保ったまま変倍レンズ群の移動量を減らし、レンズ系全体のさらなる小型化を達成する事。
【００７１】
・近距離物体へのフォーカシング機構を簡素化する事。
等である。
【００７２】
以下に、本発明の実施形態１〜３に各々対応する数値実施例１〜３を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順番を示し、ｒｉは各面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１との間の部材肉厚又は空気間隔、ｎｉ、νｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、もっとも像側の２つの面は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ガラスブロックＧである。非球面形状は光軸からの高さＨの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、
【００７３】
【数１】
で表される。但しＲは曲率半径、Ｋは円錐定数、Ｂ，Ｃ，Ｄは非球面係数である。
【００７５】
又、「０−Ｘ」は「×１０−Ｘ」を意味している。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。
【００７６】
又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。
【００７７】
【外１】
【外２】
【外３】
【表１】
次に実施形態１〜３に示したような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の実施形態を図１３を用いて説明する。
【００８２】
図１３において、２０はカメラ本体、２１は実施形態１〜３で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系、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）、２３は固体撮像素子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、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である。
【００８３】
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光学機器に適用することにより、小型で高い光学性能を有する光学機器が実現できる。
【００８４】
【発明の効果】
本発明によれば、構成レンズ枚数の少ない、コンパクトで、優れた光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する光学機器を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１のズームレンズの光学断面図。
【図２】実施形態１のズームレンズの広角端での収差図。
【図３】実施形態１のズームレンズの中間のズーム位置での収差図。
【図４】実施形態１のズームレンズの望遠端での収差図。
【図５】実施形態２のズームレンズの光学断面図。
【図６】実施形態２のズームレンズの広角端での収差図。
【図７】実施形態２のズームレンズの中間のズーム位置での収差図。
【図８】実施形態２のズームレンズの望遠端での収差図。
【図９】実施形態３のズームレンズの光学断面図。
【図１０】実施形態３のズームレンズの広角端での収差図。
【図１１】実施形態３のズームレンズの中間のズーム位置での収差図。
【図１２】実施形態３のズームレンズの望遠端での収差図。
【図１３】本発明の光学機器の概略図。
【符号の説明】
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
ＳＰ 絞り
ＩＰ 像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
Ｇ ガラスブロック
Claims (11)
- 物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、そして正の屈折力の第３レンズ群を有し、各レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、該第１レンズ群は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと正レンズより成り、該第３レンズ群は物体側に凸面を向けた正レンズを有し、該第１レンズ群内の負レンズの材料の屈折率をｎ１ｎ、正レンズの材料の屈折率をｎ１ｐとするとき、
１．６０ ＜ ｎ１ｎ ＜ １．７５
１．６５ ＜ ｎ１ｐ ＜ １．８０
なる条件式を満足する事を特徴とするズームレンズ。 - 前記第２レンズ群は、２枚の正レンズと１枚以上の負レンズを有し、該２枚の正レンズは、各々第２レンズ群の最も物体側と最も像側に配置されている事を特徴とする請求項１のズームレンズ。
- 前記第２レンズ群は物体側より順に、正レンズと負レンズの接合レンズ、両レンズ面が凸面の正レンズより成る事を特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
- 広角端から望遠端へのズーミング動作に際して、前記第１レンズ群は像側に凸状の軌跡で移動し、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、前記第３レンズ群は像側に移動する事を特徴とする請求項１、２又は３のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
−２．７ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ −１．６
なる条件式を満足する事を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項のズームレンズ。 - 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
１．５ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ ２．２
なる条件式を満足する事を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項のズームレンズ。 - 前記第１レンズ群の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、該第１レンズ群の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ１、前記第２レンズ群の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、該第２レンズ群の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ２、前記第３レンズ群の最も物体側に配置されたレンズの物体側頂点から、該第３レンズ群の最も像側に配置されたレンズの像側頂点までの距離をＤＬ３、広角端における全系の焦点距離をｆｗするとき、
１．５ ＜（ＤＬ１＋ＤＬ２＋ＤＬ３）／ｆｗ ＜ ２．５
なる条件式を満足する事を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項のズームレンズ。 - 前記第１レンズ群の負レンズの少なくとも１つの面と、前記第２レンズ群の最も物体側の面は非球面であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群を物体側に移動させて無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行う事を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項のズームレンズ。
- 撮像素子に像を形成する為の光学系であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項のズームレンズ。
- 請求項１〜１０のいずれか１項のズームレンズを有していることを特徴とする光学機器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003128261A JP4366109B2 (ja) | 2003-05-06 | 2003-05-06 | ズームレンズ及びそれを有する光学機器 |
| CNB200410036664XA CN100416332C (zh) | 2003-05-06 | 2004-04-29 | 变焦透镜***及具有该变焦透镜***的照相机 |
| US10/839,145 US6943962B2 (en) | 2003-05-06 | 2004-05-05 | Zoom lens system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003128261A JP4366109B2 (ja) | 2003-05-06 | 2003-05-06 | ズームレンズ及びそれを有する光学機器 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004333767A true JP2004333767A (ja) | 2004-11-25 |
| JP2004333767A5 JP2004333767A5 (ja) | 2007-02-22 |
| JP4366109B2 JP4366109B2 (ja) | 2009-11-18 |
Family
ID=33410456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003128261A Expired - Fee Related JP4366109B2 (ja) | 2003-05-06 | 2003-05-06 | ズームレンズ及びそれを有する光学機器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6943962B2 (ja) |
| JP (1) | JP4366109B2 (ja) |
| CN (1) | CN100416332C (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006001431A1 (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ |
| JP2006194974A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Olympus Corp | ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 |
| JP2006194975A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Olympus Corp | ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 |
| KR100673961B1 (ko) * | 2005-04-30 | 2007-01-24 | 삼성테크윈 주식회사 | 소형 줌렌즈 |
| JP2007121459A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Konica Minolta Opto Inc | 変倍光学系、撮像レンズ装置及びデジタル機器 |
| KR100781163B1 (ko) * | 2006-10-31 | 2007-11-30 | 삼성테크윈 주식회사 | 광각 줌렌즈 |
| KR100781162B1 (ko) * | 2006-10-31 | 2007-11-30 | 삼성테크윈 주식회사 | 줌렌즈 광학계 |
| WO2008075566A1 (ja) * | 2006-12-20 | 2008-06-26 | Konica Minolta Opto, Inc. | 変倍光学系、撮像装置及びデジタル機器 |
| US7663809B2 (en) | 2008-02-04 | 2010-02-16 | Samsung Digital Imaging Co., Ltd. | Compact zoom lens |
| KR100942769B1 (ko) * | 2005-03-29 | 2010-02-18 | 호야 가부시키가이샤 | 줌 렌즈 시스템 |
| JP2011022427A (ja) * | 2009-07-17 | 2011-02-03 | Sigma Corp | 撮像装置 |
| KR101373019B1 (ko) | 2007-04-23 | 2014-03-13 | 삼성전자주식회사 | 광각 줌렌즈 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4210935B2 (ja) * | 2004-06-10 | 2009-01-21 | ソニー株式会社 | 可変焦点距離レンズ系及び撮像装置 |
| JP4630581B2 (ja) * | 2004-06-16 | 2011-02-09 | キヤノン株式会社 | ズームレンズおよびそれを有する撮像装置 |
| JP2006078581A (ja) * | 2004-09-07 | 2006-03-23 | Sony Corp | ズームレンズ及び撮像装置 |
| JP4612823B2 (ja) * | 2004-09-16 | 2011-01-12 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
| JP2007148052A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Konica Minolta Photo Imaging Inc | 変倍光学系 |
| JP4916198B2 (ja) * | 2006-03-20 | 2012-04-11 | 株式会社リコー | ズームレンズ、ズームレンズを有する撮像装置、カメラ装置および携帯情報端末装置 |
| JP5294796B2 (ja) * | 2008-10-23 | 2013-09-18 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 |
| CN101750718B (zh) * | 2008-12-20 | 2011-08-10 | 佛山普立华科技有限公司 | 光学变焦镜头 |
| JP2010256417A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Sony Corp | ズームレンズ及び撮像装置 |
| JP5688543B2 (ja) * | 2010-07-20 | 2015-03-25 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 立体画像撮像装置および立体画像撮像装置におけるレンズ駆動方法 |
| JP6192338B2 (ja) * | 2013-04-03 | 2017-09-06 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
| CN104122659A (zh) * | 2013-04-23 | 2014-10-29 | 张梅 | 变焦光学***、内窥镜物镜***及电子内窥镜 |
| JP6363574B2 (ja) * | 2015-09-28 | 2018-07-25 | 富士フイルム株式会社 | 撮像レンズおよび撮像装置 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4647160A (en) | 1981-12-24 | 1987-03-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Small-sized wide angle zoom objective |
| US4810072A (en) | 1984-12-22 | 1989-03-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens |
| JPS63135913A (ja) | 1986-11-27 | 1988-06-08 | Canon Inc | バツクフオ−カスの長い広角ズ−ムレンズ |
| JP3035830B2 (ja) | 1990-04-05 | 2000-04-24 | オリンパス光学工業株式会社 | ズームレンズ |
| US5270863A (en) | 1990-04-05 | 1993-12-14 | Olympus Optical Co., Ltd. | Zoom lens system |
| US5278698A (en) | 1990-07-06 | 1994-01-11 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Magnifying projecting lens |
| JPH0640170A (ja) | 1991-11-05 | 1994-02-15 | Konica Corp | 感熱転写記録用受像シートおよびその製造方法 |
| JPH073507A (ja) | 1993-06-14 | 1995-01-06 | Masayoshi Kaniyoshi | オーバースカート |
| JPH07261083A (ja) | 1994-03-17 | 1995-10-13 | Fuji Photo Film Co Ltd | ズームレンズ |
| US6542301B1 (en) | 1997-10-30 | 2003-04-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and image scanner using it |
| JPH11295599A (ja) * | 1998-04-13 | 1999-10-29 | Olympus Optical Co Ltd | 広角系ズームレンズ |
| JP3347679B2 (ja) | 1998-05-29 | 2002-11-20 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを用いた画像読取装置 |
| JP3606548B2 (ja) * | 1999-03-31 | 2005-01-05 | フジノン株式会社 | ３群ズームレンズ |
| JP3710352B2 (ja) | 2000-03-27 | 2005-10-26 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを用いた光学機器 |
| US6545819B1 (en) | 1999-08-31 | 2003-04-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and optical apparatus having the same |
| JP4460734B2 (ja) | 2000-05-23 | 2010-05-12 | オリンパス株式会社 | 電子撮像装置 |
| JP4612766B2 (ja) | 2000-06-28 | 2011-01-12 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを用いた光学機器 |
-
2003
- 2003-05-06 JP JP2003128261A patent/JP4366109B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-04-29 CN CNB200410036664XA patent/CN100416332C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-05-05 US US10/839,145 patent/US6943962B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2006001431A1 (ja) * | 2004-06-29 | 2008-04-17 | 松下電器産業株式会社 | ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ |
| JP4792395B2 (ja) * | 2004-06-29 | 2011-10-12 | パナソニック株式会社 | ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ |
| US7697215B2 (en) | 2004-06-29 | 2010-04-13 | Panasonic Corporation | Zoom lens system, imaging device and camera |
| WO2006001431A1 (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ |
| US7369323B2 (en) | 2004-06-29 | 2008-05-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Zoom lens system, imaging device and camera |
| JP2006194974A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Olympus Corp | ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 |
| JP2006194975A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Olympus Corp | ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 |
| JP4690052B2 (ja) * | 2005-01-11 | 2011-06-01 | オリンパスイメージング株式会社 | ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 |
| KR100942769B1 (ko) * | 2005-03-29 | 2010-02-18 | 호야 가부시키가이샤 | 줌 렌즈 시스템 |
| KR100673961B1 (ko) * | 2005-04-30 | 2007-01-24 | 삼성테크윈 주식회사 | 소형 줌렌즈 |
| US7365912B2 (en) | 2005-04-30 | 2008-04-29 | Samsung Techwin Co., Ltd. | Compact zoom lens |
| WO2007049504A3 (ja) * | 2005-10-25 | 2007-07-12 | Konica Minolta Opto Inc | 変倍光学系、撮像レンズ装置及びデジタル機器 |
| JP2007121459A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Konica Minolta Opto Inc | 変倍光学系、撮像レンズ装置及びデジタル機器 |
| EP1950593A2 (en) * | 2005-10-25 | 2008-07-30 | Konica Minolta Opto, Inc. | Variable power optical system, imaging lens device and digital apparatus |
| EP1950593A4 (en) * | 2005-10-25 | 2009-07-15 | Konica Minolta Opto Inc | VARIABLE POWER OPTICAL SYSTEM, IMAGE FORMING LENS DEVICE, AND DIGITAL APPARATUS |
| US7760439B2 (en) | 2005-10-25 | 2010-07-20 | Konica Minolta Opto, Inc. | Variable power optical system, imaging lens device and digital apparatus |
| KR100781163B1 (ko) * | 2006-10-31 | 2007-11-30 | 삼성테크윈 주식회사 | 광각 줌렌즈 |
| KR100781162B1 (ko) * | 2006-10-31 | 2007-11-30 | 삼성테크윈 주식회사 | 줌렌즈 광학계 |
| US7859764B2 (en) | 2006-12-20 | 2010-12-28 | Konica Minolta Opto, Inc. | Variable-power optical system, image pickup device, and digital apparatus |
| WO2008075566A1 (ja) * | 2006-12-20 | 2008-06-26 | Konica Minolta Opto, Inc. | 変倍光学系、撮像装置及びデジタル機器 |
| KR101373019B1 (ko) | 2007-04-23 | 2014-03-13 | 삼성전자주식회사 | 광각 줌렌즈 |
| US7663809B2 (en) | 2008-02-04 | 2010-02-16 | Samsung Digital Imaging Co., Ltd. | Compact zoom lens |
| JP2011022427A (ja) * | 2009-07-17 | 2011-02-03 | Sigma Corp | 撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6943962B2 (en) | 2005-09-13 |
| JP4366109B2 (ja) | 2009-11-18 |
| US20040223231A1 (en) | 2004-11-11 |
| CN1550815A (zh) | 2004-12-01 |
| CN100416332C (zh) | 2008-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4612823B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 | |
| JP4669294B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 | |
| JP4366109B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する光学機器 | |
| JP4378188B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 | |
| JP4817699B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 | |
| JP5455572B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 | |
| JP5495654B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する光学機器 | |
| JP5317669B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 | |
| JP4666977B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 | |
| JP4593971B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 | |
| JP2008197176A (ja) | ズームレンズおよびカメラ装置および携帯情報端末装置 | |
| JP2007140359A (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 | |
| JP4827454B2 (ja) | ズームレンズおよびそれを有する撮像装置 | |
| JP5207806B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 | |
| JP2004061675A (ja) | ズームレンズ | |
| JP3710352B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを用いた光学機器 | |
| JP4847091B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 | |
| JP2010160243A (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 | |
| JP2001296476A (ja) | ズームレンズ及びそれを用いた光学機器 | |
| JP2006337793A (ja) | ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 | |
| JP5522988B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 | |
| JP5084900B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 | |
| JP3706787B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを用いた光学機器 | |
| JP4838899B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを用いた光学機器 | |
| JP4759632B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060502 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070110 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090609 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090729 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090818 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090824 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120828 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120828 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130828 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |