JP3709148B2 - ズームレンズ系 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、小型軽量なビデオカメラ、デジタルカメラ等に用いられる、短焦点距離端での口径比１：２．８以上の明るさと、２．５〜４程度のズーム比を有し、特に収納時の全長の短いズームレンズ系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
近年、固体撮像素子の小型化、高密度化にともない、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等で用いられるズームレンズ系も、小型化、高性能化が要求されている。
【０００３】
また、この種のビデオカメラや電子スチルカメラに用いられているＣＣＤ等の固体撮像素子は、受光面近傍に色分解フィルターを配置しているため、受光面に対してレンズからの光束が斜めに入射すると光がフィルターによりケラてしまうため、周辺光量低下の原因となったり、色フィルターの特性により色むらを生じたりする。そのため、受光面に対してできるだけ垂直に近い状態で光束が入射するような、いわゆる良好なテレセントリック特性を得るために、射出瞳が像面から遠く離れたような光学系が要求される。
【０００４】
また、近年のズームコンパクトカメラとしては、撮影状態での小型化も重要であるが、それに加えて、レンズを収納して携帯するときのカメラのコンパクト性が、重要な小型化の要素となってきている。この種のズームレンズ系には、レンズ収納時、すなわちレンズの沈胴時の薄型化も望まれる。この薄型化を実現するために、ズームレンズ系の各レンズ群のレンズ全長の薄型化や、機械的な負担を少なくするためにズーム時の各群の移動量を小さく抑えることが必要とされる。
【０００５】
従来の小型ズームレンズ系としては、負の第１レンズ群と正の第２レンズ群からなる２群ズームレンズ系が知られている。しかしながら、これらの２群ズームレンズ系の多くは、射出瞳位置が比較的像面に近く、ＣＣＤなどの固体撮像素子用としては好ましくない。
【０００６】
これを解決するために、特開平６−９４９９６号、特開平１０−３９２１４号、特開平１１−１９４２７４号に示されるような２群ズームレンズ系の第２レンズ群と撮像素子の間に固定あるいは移動可能な正レンズ群を配置してテレセントリック特性を向上させた３群ズームレンズ系が提案されている。
【０００７】
しかしながら、前記特開平６−９４９９６号は、３群ズーム構成としてテレセントリック特性は良くなっているが、ズーム比が２程度と小さく、高倍率化の要求がまだ満たされていないという欠点がある。
【０００８】
また、前記特開平１０−３９２１４号は、特開平６−９４９９６号と同じレンズ構成でありながら、ズーム比は３を達成しているが、焦点距離に対する全長が長く、レンズ収納時のコンパクト性という点でまだ満足できるものではない。
【０００９】
また、前記特開平１１−１９４２７４号は、第１レンズ群を非球面を含む２枚のレンズで構成して、３倍ズームを７枚で達成し小型化は達成しているが、焦点距離に比較して球面収差、像面湾曲が比較的大きく、近年の画素サイズの微細化に比例した高解像度の要求に対応しているとは言い難く、また第２レンズ群を４枚で構成しているため、低コスト化という点でも改善の余地がある。
【００１０】
【発明の目的】
本発明は、小型のビデオカメラ、デジタルカメラ等に用いられ、２．５〜４程度のズーム比と短焦点距離端で口径比１：２．８以上の明るさと有し、短焦点距離端で半画角３０゜以上の画角を包括可能で、高解像度の撮像素子にも十分対応可能な結像性能を有し、収納時に小型でコンパクトにできるズームレンズ系を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明は、物体側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、及び正の第３レンズ群の３つのレンズ群からなり、これらの３つのレンズ群をそれぞれ移動させることによりズーミングを行うズームレンズ系において、第２レンズ群は、物体側から順に、光軸から離れるに従い近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが小さくなるような非球面を少なくとも１面有する正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズとの２群３枚のレンズから構成され、
前記第３レンズ群は、フォーカスレンズ群であり、
次の条件式（１）、（２）、（３）、（５）及び（６）を満足することを特徴とするズームレンズ系。
（１）１．３＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１．８
（２）２．０＜ｆ３／ｆｗ＜３．４
（３）１．０５＜ｍ３ｔ／ｍ３ｗ＜１．２５
（５） - ０．１＜Ｎｐ - Ｎｎ＜０．２
（６）５＜νｐ - νｎ＜３０
但し、
ｆｗ：短焦点距離端におけるレンズ全系の焦点距離、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
ｍ３ｗ：短焦点距離端において無限遠物体に合焦したときの第３レンズ群の倍率、
ｍ３ｔ：長焦点距離端において無限遠物体に合焦したときの第３レンズ群の倍率、
Ｎｐ：接合レンズを構成する正レンズのｄ線に対する屈折率、
Ｎｎ：接合レンズを構成する負レンズのｄ線に対する屈折率、
νｐ：接合レンズを構成する正レンズのアッベ数、
νｎ：接合レンズを構成する負レンズのアッベ数、
である。
【００１２】
本発明のズームレンズ系の第２レンズ群は、その最も像側の面は凹面からなる発散面とし、次の条件式（４）を満足させることが好ましい。
（４）０．４＜Ｒ／ｆｗ＜１．０
但し、
Ｒ：第２レンズ群の最も像側の面の曲率半径、
である。
【００１４】
また、第１レンズ群は、具体的には例えば、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズの３群３枚であって、いずれのレンズ面も球面のレンズから構成することができる。
あるいは、物体側から順に、像側に凹面を有する負レンズと、物体側に凸面を有する正レンズとの２群２枚のレンズから構成し、光軸から離れるに従い近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが強くなるような、少なくとも１面の非球面を含ませることができる。
【００１５】
フォーカスレンズ群を構成する第３レンズ群は、両凸単レンズから構成すると、低コストである。
【００１６】
【発明の実施形態】
本発明によるズームレンズ系は、図２９の簡易移動図に示すように、物体側から順に、負の第１レンズ群１０、正の第２レンズ群２０、及び正の第３レンズ群３０の３つのレンズ群からなっている。短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングに際し、第１レンズ群１０は、短焦点距離端から中間焦点距離にかけて像側に移動した後、反転して長焦点距離端まで物体側に移動し、第２レンズ群２０は、物体側に単調に移動し、第３レンズ群は、像側に単調に移動する。フォーカシングは第３レンズ群３０によって行う。絞Ｓは、第２レンズ群２０の前方にあって、第２レンズ群と一緒に移動する。Ｇはフィルタ類であり、撮像面はこのフィルタ類Ｇの像側の面又はその近傍に位置する。カメラを携帯する際には、各レンズ群をできるだけ像面側に収納（沈胴）させることによってカメラをコンパクトにすることができる。収納は例えばレンズ群単位でさせればよい
【００１７】
条件式（１）は、第１レンズ群と第２レンズ群のパワーの比に関する条件であり、第１レンズ群の負のパワーと第２レンズ群の正のパワーを適切に配分し、変倍時の収差変化を良好に補正すると同時に小型化を達成するための条件である。条件式（１）の上限を超えて、第２レンズ群の正のパワーが強くなりすぎると、球面収差を始めとする諸収差をバランス良く補正することが困難になるとともに、各種フィルター類等を配置するための、十分なバックフォーカスを確保することができない。
条件式（１）の下限を超えて、第２レンズ群の正のパワーが弱くなりすぎると、変倍時の第２レンズ群の変倍作用が小さくなって移動量が増加し、レンズ系全体が大きくなり好ましくない。
【００１８】
条件式（２）は、第３レンズ群のパワーに関する条件であり、第１レンズ群、第２レンズ群で良好に補正された諸収差を悪化させること無く、良好なテレセントリック特性を得るための条件である。
条件式（２）の下限を超えて、第３レンズ群の正のパワーが強くなりすぎると、射出瞳位置がそれにともない像面から離れテレセントリック性は良くなるが、球面収差や、像面湾曲をバランスよく補正して平坦な像面を確保することが困難になる。
条件式（２）の上限を超えて、第３レンズ群の正のパワーが弱くなりすぎると、第３レンズ群の屈折力が不足しテレセントリック特性が悪化すると共に、第３レンズ群でフォーカシングを行なう際に、移動量が増加し小型化という点でも好ましくない。
【００１９】
本実施形態のズームレンズ系では、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、第３レンズ群で行なう。フォーカシングは、第１レンズ群で行うことも可能であり、第１レンズ群をフォーカス群とすると、ズーミング時の焦点移動が無いという利点があるが、収納時の小型化等を考えると、フォーカスレンズ駆動装置の小型化が可能な第３レンズ群でフォーカシングを行なうことが好ましい。
【００２０】
条件式（３）は、短焦点距離端から長焦点距離端にズーミングするときの第３レンズ群の倍率の変化に関する条件であり、良好なテレセントリック特性と、特に第３レンズ群でフォーカシングを行なったときの収差変化を小さく抑えるための条件である。第３レンズ群でフォーカシングを行なう場合、特に長焦点距離側では、無限物体から近距離物体に合焦するためにフォーカシングレンズの移動量を大きくする必要があるが、第３レンズ群は良好なテレセントリック特性を得るために比較的強いパワーを持つため、フォーカシングにともない像面湾曲が大きく変動してしまう。条件式（３）に示すように、長焦点距離端のおける第３レンズ群の倍率を短焦点距離端における第３レンズ群の倍率より大きくする、すなわち、長焦点距離側での第３レンズ群の位置を短焦点距離側よりも像側に移動させることにより、特にフォーカシング移動量の大きくなる長焦点距離側での近距離性能の向上が可能になる。
条件式（３）の上限を超えると、長焦点距離端における収差の近距離変化は小さくすることが可能であるが、第３レンズ群が像面に近づきすぎ十分なバックフォーカスを確保することが困難になる。
条件式（３）の下限を超えて、短焦点距離端の第３レンズ群の位置よりも長焦点距離端の第３レンズ群の位置が像面から離れ過ぎると、近距離物体にフォーカシングしたときの球面収差、像面湾曲がオーバーになりすぎ好ましくない。
【００２１】
第２レンズ群の最も像側の面は、凹面にして発散面とするのが好ましい。第２レンズ群の最終面を発散面とすることにより、第２レンズ群から射出した光束を、第２レンズ群と第３レンズ群間の距離をあけることなく光軸から離すことが可能になり、第３レンズ群で効率よく屈折させることにより良好なテレセントリック特性を得ることが可能となる。この第２レンズ群の最も像側の面は条件式（４）を満足することが好ましい。
【００２２】
条件式（４）の上限を超えて、第２レンズ群の最終面の曲率半径がゆるくなり発散のパワーが小さくなりすぎると、良好なテレセントリック特性を得るためには、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を広げる必要が生じ、コンパクト化という点で好ましくない。
条件式（４）の下限を超えて、発散のパワーが強くなりすぎると、同時に第３レンズ群の正のパワーも増大しすぎて、球面収差、コマ収差を小さく補正することが困難になる。
【００２３】
第２レンズ群は、物体側から順に、少なくとも１面の光軸から離れる従って正のパワーがゆるくなるような非球面を有する正レンズと、正レンズと負レンズからなる３枚のレンズで構成可能であるが、第２レンズ群は変倍レンズ群であるため、その構成レンズは強いパワーを有する。この第２レンズ群中の第２、第３レンズは、正負レンズの接合レンズとすることにより、加工上の誤差に起因する光学性能を低下させることなく、組立の簡素化を行うことが可能となる。この接合レンズの正レンズと負レンズは、条件式（５）及び（６）を満足することが望ましい。
【００２４】
条件式（５）は、第２レンズ群中の接合レンズの正レンズと負レンズのｄ線に対する屈折率の差に関する条件である。
条件式（５）の範囲内で硝材を選択することにより、色収差を悪化させること無く球面収差を良好に補正することが可能になる。条件式（５）の上限を超えて、正レンズの屈折率が負レンズの屈折率より高くなりすぎると、球面収差が補正不足となる。
条件式（５）の下限を超えると、球面収差が補正過剰となる。
【００２５】
条件式（６）は、第２レンズ群中の接合レンズの正レンズと負レンズのアッベ数の差に関する条件で色収差を良好に補正するための条件である。
条件式（６）の範囲内で、硝材を適切に組み合わせを行うことにより、特に短焦点距離側における倍率色収差、長焦点距離端における軸上色収差をバランス良く補正することが可能になる。
【００２６】
第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズの３群３枚のレンズから構成することが可能である。この場合、いずれの面も球面のみで構成することでき、レンズ径の大きくなる第１レンズ群に高価な非球面レンズ等を使用することなく、十分な性能を得ることが可能である。
【００２７】
また、第１レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を有する負レンズと、物体側に凸面を有する正レンズを配置し、２群２枚のレンズで構成することも可能である。この場合、光軸から離れるに従って近軸の曲率半径よりも曲率半径が深くなるような（つまり光軸から離れるに従い近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが強くような）少なくとも１面の非球面を入れることにより、特に短焦点距離側での歪曲収差の発生を効果的に抑えると同時に、周辺性能も上げることが可能になる。
【００２８】
第３レンズ群は、特にフォーカシングを第３レンズ群で行なう際に、軽量化することにより機械的な負担を少なくできるようにするために、１枚の両凸正レンズで構成することが好ましい。また、第３レンズ群は、非球面を採用しなくても十分な性能を得ることは可能であるが、非球面を導入することにより、短焦点距離端での画面周辺性能の向上や、最短撮影距離を短くしたときの接写性能を向上させることが可能となる。
【００２９】
次に具体的な実施例を示す。諸収差図中、球面収差で表される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、Ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナルである。また、表中のＦNoはＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、Ｗは半画角（°）、ｆB はバックフォーカス（最も像側の面（フィルター類）から撮像面までの空気換算距離）、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔（空気間隔）、Ｎd はｄ線（波長588nm）の屈折率、νdはアッベ数を示す。また、回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8
（但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８は各次数の非球面係数）
尚、図中Ｇ（平行平面板）は、ローパスフィルター、赤外カットフィルター、ＣＣＤカバーガラス等の各種フィルター類をまとめたものである。
【００３０】
［実施例１］
図１ないし図４は本発明のズームレンズ系の第１実施例を示している。図１はレンズ構成を示し、図２、図３及び図４はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差を示している。表１はその数値データである。
【００３１】
第１レンズ群１０は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹の負レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの3群3枚のレンズからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、両面ともに光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとの２群３枚のレンズからなり、第３レンズ群３０は、物体側の面に、光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが強くなる非球面を有し、像側の面に光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズからなる。いずれの実施例も、ズーミング基礎軌跡は、図２９で説明したのと同様である。
【００３２】
【表１】
＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
【００３３】
［実施例２］
図５ないし図８は本発明のズームレンズ系の第２実施例を示している。図５はレンズ構成を示し、図６、図７及び図８はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差を示す。表２はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの3群3枚のレンズからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、両面ともに光軸からの距離が離れるに従って近軸の曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズと、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の接合レンズの２群３枚のレンズからなり、第３レンズ群３０は、物体側と像側の両面に、光軸からの距離が離れるに従って近軸の曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズからなる。
【００３４】
【表２】
＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
【００３５】
［実施例３］
図９ないし図１２は本発明のズームレンズ系の第３実施例を示している。図９は、レンズ構成を示し、図１０、図１１及び図１２はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差を示す。表３はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、及び物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの3群3枚のレンズからなり、第２レンズ群２０と第3レンズ群３０は、実施例１と同じレンズ構成である。
【００３６】
【表３】
＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
【００３７】
［実施例４］
図１３ないし図１６は本発明のズームレンズ系の第４実施例を示している。図１３はレンズ構成を示し、図１４、図１５及び図１６はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差を示す。表４はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、像側に光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが強くなる非球面を有する正の両凸レンズの２群２枚のレンズからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、両面ともに光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとの２群３枚のレンズからなり、第３レンズ群３０は、物体側に光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズからなる。
【００３８】
【表４】
＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
【００３９】
［実施例５］
図１７ないし図２０は本発明のズームレンズ系の第５実施例を示している。図１７はレンズ構成を示し、図１８、図１９及び図２０はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差を示す。表５はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが強くなる非球面を有する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２群２枚のレンズからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、両面ともに光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズと、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の接合レンズとの２群３枚のレンズからなり、第３レンズ群３０は、物体側に光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズからなる。この実施例は、短焦点距離端の半画角を約３３゜まで広角化し、但し、ズーム比を２．４と小さくして小型化をはかった例である。
【００４０】
【表５】
＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
【００４１】
［実施例６］
図２１ないし図２４は本発明のズームレンズ系の第６実施例を示している。図２１はのレンズ構成を示し、図２２、図２３及び図２４はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差を示す。表６はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが強くなる非球面を有する物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面むけた正メニスカスレンズとの２群２枚のレンズからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、両面ともに光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとの２群３枚のレンズからなり、第３レンズ群３０は、両面球面の両凸レンズからなる。本実施例では、コストダウンのため、第3レンズ群を球面レンズとしているが、他の実施例と同様の十分な性能が得られている。
【００４２】
【表６】
＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
【００４３】
［実施例７］
図２５ないし図２８は本発明のズームレンズ系の第７実施例を示している。図２５はレンズ構成を示し、図２６、図２７及び図２８はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差を示す。表７はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹の負レンズ、及び物体側に凸面を向けた平凸正レンズの３群３枚のレンズからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、両面ともに光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとの２群３枚のレンズからなり、第３レンズ群３０は、物体側の面に、光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが強くなる非球面を有し、像側の面に光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズからなる。この実施例は、実施例１とほぼ同じ構成で、ズーム比を約４まで拡大したものであるが、長焦点距離端での口径比がＦ５．６とやや暗くなっているものの、長焦点距離端まで十分な性能が得られている。
【００４４】
【表７】
＊は回転対称非球面
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
【００４５】
各実施例の各条件式に対する値を表８に示す。
【表８】
各実施例は、各条件式を満足しており、諸収差も十分良く補正されている。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、小型のビデオカメラ、デジタルカメラ等に用いられるズームレンズ系であって、ズーム比２．５〜４程度、短焦点距離端での半画角３０゜以上の画角を持ち、高解像度の撮像素子に適した結像性能を有し、撮影時はもとより収納時にも非常にコンパクトにすることが可能なズームレンズ系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるズームレンズ系の第１実施例のレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図３】図１のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図４】図１のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図５】本発明によるズームレンズ系の第２実施例のレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図７】図５のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図８】図５のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図９】本発明によるズームレンズ系の第３実施例のレンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図１１】図９のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図１２】図９のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図１３】本発明によるズームレンズ系の第４実施例のレンズ構成図である。
【図１４】図１３のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図１５】図１３のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図１６】図１３のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図１７】本発明によるズームレンズ系の第５実施例のレンズ構成図である。
【図１８】図１７のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図１９】図１７のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図２０】図１７のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図２１】本発明によるズームレンズ系の第６実施例のレンズ構成図である。
【図２２】図２１のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図２３】図２１のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図２４】図２１のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図２５】本発明によるズームレンズ系の第７実施例のレンズ構成図である。
【図２６】図２５のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図２７】図２５のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図２８】図２５のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図２９】本発明によるズームレンズ系の簡易移動図である。
【技術分野】
本発明は、小型軽量なビデオカメラ、デジタルカメラ等に用いられる、短焦点距離端での口径比１：２．８以上の明るさと、２．５〜４程度のズーム比を有し、特に収納時の全長の短いズームレンズ系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
近年、固体撮像素子の小型化、高密度化にともない、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等で用いられるズームレンズ系も、小型化、高性能化が要求されている。
【０００３】
また、この種のビデオカメラや電子スチルカメラに用いられているＣＣＤ等の固体撮像素子は、受光面近傍に色分解フィルターを配置しているため、受光面に対してレンズからの光束が斜めに入射すると光がフィルターによりケラてしまうため、周辺光量低下の原因となったり、色フィルターの特性により色むらを生じたりする。そのため、受光面に対してできるだけ垂直に近い状態で光束が入射するような、いわゆる良好なテレセントリック特性を得るために、射出瞳が像面から遠く離れたような光学系が要求される。
【０００４】
また、近年のズームコンパクトカメラとしては、撮影状態での小型化も重要であるが、それに加えて、レンズを収納して携帯するときのカメラのコンパクト性が、重要な小型化の要素となってきている。この種のズームレンズ系には、レンズ収納時、すなわちレンズの沈胴時の薄型化も望まれる。この薄型化を実現するために、ズームレンズ系の各レンズ群のレンズ全長の薄型化や、機械的な負担を少なくするためにズーム時の各群の移動量を小さく抑えることが必要とされる。
【０００５】
従来の小型ズームレンズ系としては、負の第１レンズ群と正の第２レンズ群からなる２群ズームレンズ系が知られている。しかしながら、これらの２群ズームレンズ系の多くは、射出瞳位置が比較的像面に近く、ＣＣＤなどの固体撮像素子用としては好ましくない。
【０００６】
これを解決するために、特開平６−９４９９６号、特開平１０−３９２１４号、特開平１１−１９４２７４号に示されるような２群ズームレンズ系の第２レンズ群と撮像素子の間に固定あるいは移動可能な正レンズ群を配置してテレセントリック特性を向上させた３群ズームレンズ系が提案されている。
【０００７】
しかしながら、前記特開平６−９４９９６号は、３群ズーム構成としてテレセントリック特性は良くなっているが、ズーム比が２程度と小さく、高倍率化の要求がまだ満たされていないという欠点がある。
【０００８】
また、前記特開平１０−３９２１４号は、特開平６−９４９９６号と同じレンズ構成でありながら、ズーム比は３を達成しているが、焦点距離に対する全長が長く、レンズ収納時のコンパクト性という点でまだ満足できるものではない。
【０００９】
また、前記特開平１１−１９４２７４号は、第１レンズ群を非球面を含む２枚のレンズで構成して、３倍ズームを７枚で達成し小型化は達成しているが、焦点距離に比較して球面収差、像面湾曲が比較的大きく、近年の画素サイズの微細化に比例した高解像度の要求に対応しているとは言い難く、また第２レンズ群を４枚で構成しているため、低コスト化という点でも改善の余地がある。
【００１０】
【発明の目的】
本発明は、小型のビデオカメラ、デジタルカメラ等に用いられ、２．５〜４程度のズーム比と短焦点距離端で口径比１：２．８以上の明るさと有し、短焦点距離端で半画角３０゜以上の画角を包括可能で、高解像度の撮像素子にも十分対応可能な結像性能を有し、収納時に小型でコンパクトにできるズームレンズ系を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明は、物体側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、及び正の第３レンズ群の３つのレンズ群からなり、これらの３つのレンズ群をそれぞれ移動させることによりズーミングを行うズームレンズ系において、第２レンズ群は、物体側から順に、光軸から離れるに従い近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが小さくなるような非球面を少なくとも１面有する正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズとの２群３枚のレンズから構成され、
前記第３レンズ群は、フォーカスレンズ群であり、
次の条件式（１）、（２）、（３）、（５）及び（６）を満足することを特徴とするズームレンズ系。
（１）１．３＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１．８
（２）２．０＜ｆ３／ｆｗ＜３．４
（３）１．０５＜ｍ３ｔ／ｍ３ｗ＜１．２５
（５） - ０．１＜Ｎｐ - Ｎｎ＜０．２
（６）５＜νｐ - νｎ＜３０
但し、
ｆｗ：短焦点距離端におけるレンズ全系の焦点距離、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
ｍ３ｗ：短焦点距離端において無限遠物体に合焦したときの第３レンズ群の倍率、
ｍ３ｔ：長焦点距離端において無限遠物体に合焦したときの第３レンズ群の倍率、
Ｎｐ：接合レンズを構成する正レンズのｄ線に対する屈折率、
Ｎｎ：接合レンズを構成する負レンズのｄ線に対する屈折率、
νｐ：接合レンズを構成する正レンズのアッベ数、
νｎ：接合レンズを構成する負レンズのアッベ数、
である。
【００１２】
本発明のズームレンズ系の第２レンズ群は、その最も像側の面は凹面からなる発散面とし、次の条件式（４）を満足させることが好ましい。
（４）０．４＜Ｒ／ｆｗ＜１．０
但し、
Ｒ：第２レンズ群の最も像側の面の曲率半径、
である。
【００１４】
また、第１レンズ群は、具体的には例えば、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズの３群３枚であって、いずれのレンズ面も球面のレンズから構成することができる。
あるいは、物体側から順に、像側に凹面を有する負レンズと、物体側に凸面を有する正レンズとの２群２枚のレンズから構成し、光軸から離れるに従い近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが強くなるような、少なくとも１面の非球面を含ませることができる。
【００１５】
フォーカスレンズ群を構成する第３レンズ群は、両凸単レンズから構成すると、低コストである。
【００１６】
【発明の実施形態】
本発明によるズームレンズ系は、図２９の簡易移動図に示すように、物体側から順に、負の第１レンズ群１０、正の第２レンズ群２０、及び正の第３レンズ群３０の３つのレンズ群からなっている。短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングに際し、第１レンズ群１０は、短焦点距離端から中間焦点距離にかけて像側に移動した後、反転して長焦点距離端まで物体側に移動し、第２レンズ群２０は、物体側に単調に移動し、第３レンズ群は、像側に単調に移動する。フォーカシングは第３レンズ群３０によって行う。絞Ｓは、第２レンズ群２０の前方にあって、第２レンズ群と一緒に移動する。Ｇはフィルタ類であり、撮像面はこのフィルタ類Ｇの像側の面又はその近傍に位置する。カメラを携帯する際には、各レンズ群をできるだけ像面側に収納（沈胴）させることによってカメラをコンパクトにすることができる。収納は例えばレンズ群単位でさせればよい
【００１７】
条件式（１）は、第１レンズ群と第２レンズ群のパワーの比に関する条件であり、第１レンズ群の負のパワーと第２レンズ群の正のパワーを適切に配分し、変倍時の収差変化を良好に補正すると同時に小型化を達成するための条件である。条件式（１）の上限を超えて、第２レンズ群の正のパワーが強くなりすぎると、球面収差を始めとする諸収差をバランス良く補正することが困難になるとともに、各種フィルター類等を配置するための、十分なバックフォーカスを確保することができない。
条件式（１）の下限を超えて、第２レンズ群の正のパワーが弱くなりすぎると、変倍時の第２レンズ群の変倍作用が小さくなって移動量が増加し、レンズ系全体が大きくなり好ましくない。
【００１８】
条件式（２）は、第３レンズ群のパワーに関する条件であり、第１レンズ群、第２レンズ群で良好に補正された諸収差を悪化させること無く、良好なテレセントリック特性を得るための条件である。
条件式（２）の下限を超えて、第３レンズ群の正のパワーが強くなりすぎると、射出瞳位置がそれにともない像面から離れテレセントリック性は良くなるが、球面収差や、像面湾曲をバランスよく補正して平坦な像面を確保することが困難になる。
条件式（２）の上限を超えて、第３レンズ群の正のパワーが弱くなりすぎると、第３レンズ群の屈折力が不足しテレセントリック特性が悪化すると共に、第３レンズ群でフォーカシングを行なう際に、移動量が増加し小型化という点でも好ましくない。
【００１９】
本実施形態のズームレンズ系では、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、第３レンズ群で行なう。フォーカシングは、第１レンズ群で行うことも可能であり、第１レンズ群をフォーカス群とすると、ズーミング時の焦点移動が無いという利点があるが、収納時の小型化等を考えると、フォーカスレンズ駆動装置の小型化が可能な第３レンズ群でフォーカシングを行なうことが好ましい。
【００２０】
条件式（３）は、短焦点距離端から長焦点距離端にズーミングするときの第３レンズ群の倍率の変化に関する条件であり、良好なテレセントリック特性と、特に第３レンズ群でフォーカシングを行なったときの収差変化を小さく抑えるための条件である。第３レンズ群でフォーカシングを行なう場合、特に長焦点距離側では、無限物体から近距離物体に合焦するためにフォーカシングレンズの移動量を大きくする必要があるが、第３レンズ群は良好なテレセントリック特性を得るために比較的強いパワーを持つため、フォーカシングにともない像面湾曲が大きく変動してしまう。条件式（３）に示すように、長焦点距離端のおける第３レンズ群の倍率を短焦点距離端における第３レンズ群の倍率より大きくする、すなわち、長焦点距離側での第３レンズ群の位置を短焦点距離側よりも像側に移動させることにより、特にフォーカシング移動量の大きくなる長焦点距離側での近距離性能の向上が可能になる。
条件式（３）の上限を超えると、長焦点距離端における収差の近距離変化は小さくすることが可能であるが、第３レンズ群が像面に近づきすぎ十分なバックフォーカスを確保することが困難になる。
条件式（３）の下限を超えて、短焦点距離端の第３レンズ群の位置よりも長焦点距離端の第３レンズ群の位置が像面から離れ過ぎると、近距離物体にフォーカシングしたときの球面収差、像面湾曲がオーバーになりすぎ好ましくない。
【００２１】
第２レンズ群の最も像側の面は、凹面にして発散面とするのが好ましい。第２レンズ群の最終面を発散面とすることにより、第２レンズ群から射出した光束を、第２レンズ群と第３レンズ群間の距離をあけることなく光軸から離すことが可能になり、第３レンズ群で効率よく屈折させることにより良好なテレセントリック特性を得ることが可能となる。この第２レンズ群の最も像側の面は条件式（４）を満足することが好ましい。
【００２２】
条件式（４）の上限を超えて、第２レンズ群の最終面の曲率半径がゆるくなり発散のパワーが小さくなりすぎると、良好なテレセントリック特性を得るためには、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を広げる必要が生じ、コンパクト化という点で好ましくない。
条件式（４）の下限を超えて、発散のパワーが強くなりすぎると、同時に第３レンズ群の正のパワーも増大しすぎて、球面収差、コマ収差を小さく補正することが困難になる。
【００２３】
第２レンズ群は、物体側から順に、少なくとも１面の光軸から離れる従って正のパワーがゆるくなるような非球面を有する正レンズと、正レンズと負レンズからなる３枚のレンズで構成可能であるが、第２レンズ群は変倍レンズ群であるため、その構成レンズは強いパワーを有する。この第２レンズ群中の第２、第３レンズは、正負レンズの接合レンズとすることにより、加工上の誤差に起因する光学性能を低下させることなく、組立の簡素化を行うことが可能となる。この接合レンズの正レンズと負レンズは、条件式（５）及び（６）を満足することが望ましい。
【００２４】
条件式（５）は、第２レンズ群中の接合レンズの正レンズと負レンズのｄ線に対する屈折率の差に関する条件である。
条件式（５）の範囲内で硝材を選択することにより、色収差を悪化させること無く球面収差を良好に補正することが可能になる。条件式（５）の上限を超えて、正レンズの屈折率が負レンズの屈折率より高くなりすぎると、球面収差が補正不足となる。
条件式（５）の下限を超えると、球面収差が補正過剰となる。
【００２５】
条件式（６）は、第２レンズ群中の接合レンズの正レンズと負レンズのアッベ数の差に関する条件で色収差を良好に補正するための条件である。
条件式（６）の範囲内で、硝材を適切に組み合わせを行うことにより、特に短焦点距離側における倍率色収差、長焦点距離端における軸上色収差をバランス良く補正することが可能になる。
【００２６】
第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズの３群３枚のレンズから構成することが可能である。この場合、いずれの面も球面のみで構成することでき、レンズ径の大きくなる第１レンズ群に高価な非球面レンズ等を使用することなく、十分な性能を得ることが可能である。
【００２７】
また、第１レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を有する負レンズと、物体側に凸面を有する正レンズを配置し、２群２枚のレンズで構成することも可能である。この場合、光軸から離れるに従って近軸の曲率半径よりも曲率半径が深くなるような（つまり光軸から離れるに従い近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが強くような）少なくとも１面の非球面を入れることにより、特に短焦点距離側での歪曲収差の発生を効果的に抑えると同時に、周辺性能も上げることが可能になる。
【００２８】
第３レンズ群は、特にフォーカシングを第３レンズ群で行なう際に、軽量化することにより機械的な負担を少なくできるようにするために、１枚の両凸正レンズで構成することが好ましい。また、第３レンズ群は、非球面を採用しなくても十分な性能を得ることは可能であるが、非球面を導入することにより、短焦点距離端での画面周辺性能の向上や、最短撮影距離を短くしたときの接写性能を向上させることが可能となる。
【００２９】
次に具体的な実施例を示す。諸収差図中、球面収差で表される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、Ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナルである。また、表中のＦNoはＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、Ｗは半画角（°）、ｆB はバックフォーカス（最も像側の面（フィルター類）から撮像面までの空気換算距離）、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔（空気間隔）、Ｎd はｄ線（波長588nm）の屈折率、νdはアッベ数を示す。また、回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8
（但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８は各次数の非球面係数）
尚、図中Ｇ（平行平面板）は、ローパスフィルター、赤外カットフィルター、ＣＣＤカバーガラス等の各種フィルター類をまとめたものである。
【００３０】
［実施例１］
図１ないし図４は本発明のズームレンズ系の第１実施例を示している。図１はレンズ構成を示し、図２、図３及び図４はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差を示している。表１はその数値データである。
【００３１】
第１レンズ群１０は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹の負レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの3群3枚のレンズからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、両面ともに光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとの２群３枚のレンズからなり、第３レンズ群３０は、物体側の面に、光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが強くなる非球面を有し、像側の面に光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズからなる。いずれの実施例も、ズーミング基礎軌跡は、図２９で説明したのと同様である。
【００３２】
【表１】
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
［実施例２］
図５ないし図８は本発明のズームレンズ系の第２実施例を示している。図５はレンズ構成を示し、図６、図７及び図８はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差を示す。表２はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの3群3枚のレンズからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、両面ともに光軸からの距離が離れるに従って近軸の曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズと、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の接合レンズの２群３枚のレンズからなり、第３レンズ群３０は、物体側と像側の両面に、光軸からの距離が離れるに従って近軸の曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズからなる。
【００３４】
【表２】
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
［実施例３］
図９ないし図１２は本発明のズームレンズ系の第３実施例を示している。図９は、レンズ構成を示し、図１０、図１１及び図１２はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差を示す。表３はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、及び物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの3群3枚のレンズからなり、第２レンズ群２０と第3レンズ群３０は、実施例１と同じレンズ構成である。
【００３６】
【表３】
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
［実施例４］
図１３ないし図１６は本発明のズームレンズ系の第４実施例を示している。図１３はレンズ構成を示し、図１４、図１５及び図１６はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差を示す。表４はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、像側に光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが強くなる非球面を有する正の両凸レンズの２群２枚のレンズからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、両面ともに光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとの２群３枚のレンズからなり、第３レンズ群３０は、物体側に光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズからなる。
【００３８】
【表４】
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
［実施例５］
図１７ないし図２０は本発明のズームレンズ系の第５実施例を示している。図１７はレンズ構成を示し、図１８、図１９及び図２０はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差を示す。表５はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが強くなる非球面を有する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２群２枚のレンズからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、両面ともに光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズと、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の接合レンズとの２群３枚のレンズからなり、第３レンズ群３０は、物体側に光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズからなる。この実施例は、短焦点距離端の半画角を約３３゜まで広角化し、但し、ズーム比を２．４と小さくして小型化をはかった例である。
【００４０】
【表５】
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
［実施例６］
図２１ないし図２４は本発明のズームレンズ系の第６実施例を示している。図２１はのレンズ構成を示し、図２２、図２３及び図２４はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差を示す。表６はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが強くなる非球面を有する物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面むけた正メニスカスレンズとの２群２枚のレンズからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、両面ともに光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとの２群３枚のレンズからなり、第３レンズ群３０は、両面球面の両凸レンズからなる。本実施例では、コストダウンのため、第3レンズ群を球面レンズとしているが、他の実施例と同様の十分な性能が得られている。
【００４２】
【表６】
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
［実施例７］
図２５ないし図２８は本発明のズームレンズ系の第７実施例を示している。図２５はレンズ構成を示し、図２６、図２７及び図２８はそれぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差を示す。表７はその数値データである。第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凹の負レンズ、及び物体側に凸面を向けた平凸正レンズの３群３枚のレンズからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、両面ともに光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとの２群３枚のレンズからなり、第３レンズ群３０は、物体側の面に、光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが強くなる非球面を有し、像側の面に光軸からの距離が離れるに従って近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが弱くなる非球面を有する両凸レンズからなる。この実施例は、実施例１とほぼ同じ構成で、ズーム比を約４まで拡大したものであるが、長焦点距離端での口径比がＦ５．６とやや暗くなっているものの、長焦点距離端まで十分な性能が得られている。
【００４４】
【表７】
非球面データ（表示していない非球面係数は 0.00である。）
各実施例の各条件式に対する値を表８に示す。
【表８】
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、小型のビデオカメラ、デジタルカメラ等に用いられるズームレンズ系であって、ズーム比２．５〜４程度、短焦点距離端での半画角３０゜以上の画角を持ち、高解像度の撮像素子に適した結像性能を有し、撮影時はもとより収納時にも非常にコンパクトにすることが可能なズームレンズ系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるズームレンズ系の第１実施例のレンズ構成図である。
【図２】図１のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図３】図１のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図４】図１のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図５】本発明によるズームレンズ系の第２実施例のレンズ構成図である。
【図６】図５のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図７】図５のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図８】図５のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図９】本発明によるズームレンズ系の第３実施例のレンズ構成図である。
【図１０】図９のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図１１】図９のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図１２】図９のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図１３】本発明によるズームレンズ系の第４実施例のレンズ構成図である。
【図１４】図１３のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図１５】図１３のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図１６】図１３のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図１７】本発明によるズームレンズ系の第５実施例のレンズ構成図である。
【図１８】図１７のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図１９】図１７のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図２０】図１７のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図２１】本発明によるズームレンズ系の第６実施例のレンズ構成図である。
【図２２】図２１のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図２３】図２１のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図２４】図２１のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図２５】本発明によるズームレンズ系の第７実施例のレンズ構成図である。
【図２６】図２５のレンズ構成の短焦点距離端での諸収差図である。
【図２７】図２５のレンズ構成の中間焦点距離での諸収差図である。
【図２８】図２５のレンズ構成の長焦点距離端での諸収差図である。
【図２９】本発明によるズームレンズ系の簡易移動図である。
Claims (5)
- 物体側から順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、及び正の第３レンズ群の３つのレンズ群からなり、これらの３つのレンズ群をそれぞれ移動させることによりズーミングを行うズームレンズ系において、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、光軸から離れるに従い近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが小さくなるような非球面を少なくとも１面有する正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズとの２群３枚のレンズから構成され、
前記第３レンズ群は、フォーカスレンズ群であり、
次の条件式（１）、（２）、（３）、（５）及び（６）を満足することを特徴とするズームレンズ系。
（１）１．３＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１．８
（２）２．０＜ｆ３／ｆｗ＜３．４
（３）１．０５＜ｍ３ｔ／ｍ３ｗ＜１．２５
（５） - ０．１＜Ｎｐ - Ｎｎ＜０．２
（６）５＜νｐ - νｎ＜３０
但し、
ｆｗ：短焦点距離端におけるレンズ全系の焦点距離、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離、
ｍ３ｗ：短焦点距離端において無限遠物体に合焦したときの第３レンズ群の倍率、
ｍ３ｔ：長焦点距離端において無限遠物体に合焦したときの第３レンズ群の倍率、
Ｎｐ：接合レンズを構成する正レンズのｄ線に対する屈折率、
Ｎｎ：接合レンズを構成する負レンズのｄ線に対する屈折率、
νｐ：接合レンズを構成する正レンズのアッベ数、
νｎ：接合レンズを構成する負レンズのアッベ数。 - 前記第２レンズ群の最も像側の面は凹面からなる発散面であり、次の条件式（４）を満足する請求項１項記載のズームレンズ系。
（４）０．４＜Ｒ／ｆｗ＜１．０
但し、
Ｒ：第２レンズ群の最も像側の面の曲率半径。 - 前記第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズの３群３枚のレンズから構成され、いずれのレンズ面も球面からなっている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のズームレンズ系。
- 前記第１レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を有する負レンズと、物体側に凸面を有する正レンズとの２群２枚のレンズから構成され、光軸から離れるに従い近軸での曲率半径からなる球面レンズより正のパワーが強くなるような、少なくとも１面の非球面を含んでいる請求項１ないし３のいずれか１項に記載のズームレンズ系。
- 前記第３レンズ群は、両凸単レンズからなる請求項１ないし５のいずれか１項に記載のズームレンズ系。
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