JP3739529B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズに関し、特に、コンパクトカメラ用のズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンパクトカメラ用のズームレンズとしては、正の第１群と、負の第２群が間隔を変えて焦点距離を変化させる２群ズームレンズと、正の第１群と、正の第２群と、負の第３群からなり、各群が間隔を変化させて焦点距離を変化させる３群ズームレンズがよく知られている。２群ズームレンズは３群ズームレンズに比べて鏡枠構成や駆動機構が簡単になり、また、レンズ枚数も少なくなるため、低コスト化に有利であるが、ズーム比をできるだけ大きく、かつ、全体をコンパクトに構成するには、３群ズームレンズの方が優れている。３群ズームレンズにおいて、レンズ枚数を最小限に止めて低コスト化を図った従来例として、特開平４−２６００１６号に示されるものや、特開平５−１８８２９６号に示されるもの等がある。前者は、第１群を正レンズ１枚、第２群を負レンズ１枚と正レンズ１枚、第３群を負レンズ１枚で構成している。後者は、第１群を負レンズ１枚と正レンズ１枚、第２群を負レンズ１枚と正レンズ１枚、又は、正レンズ１枚のみ、第３群を負レンズ１枚で構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
コンパクトカメラ用ズームレンズをさらに低コスト化するための方法として、プラスチックレンズを用いることが考えられる。上記の先行技術の中、前者では、第３群の負レンズと第２群の正レンズにプラスチックレンズを用いた例が示されている。しかし、この例では、焦点距離が約３５ｍｍ〜６０ｍｍとズーム比が２倍に満たない。また、後者は、第２群を２枚で構成したものでは、ズーム比２倍程度が実現されている。しかし、これらは全てガラスレンズで構成されているため、十分に低コスト化されているとは言えない。
【０００４】
本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、最低限のコストでズーム比の大きいコンパクトカメラ用ズームレンズを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のズームレンズは、物体側から順に、正の第１群、正の第２群、負の第３群で構成され、各群の間隔を変えて焦点距離を変化させるズームレンズにおいて、
前記第１群が、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズの２枚からなり、
前記第３群が負のプラスチックレンズ１枚よりなり、
次の式を満たすことを特徴とするものである。
１＜（ｒ2F＋ｒ2R）／（ｒ2F−ｒ2R）＜６ ・・・（１）
ただし、ｒ2F、ｒ2Rは第１群の負レンズのそれぞれ物体側、像側の面の曲率半径である。
【００１０】
以下、上記の構成をとる理由と作用を順に説明する。
前述のように、プラスチック成形レンズは、ガラスレンズに比べて低コストで製作できる。その反面、材質の種類が限られていて屈折率が１．５前後の比較的小さいところに限定されることや、レンズ面の面精度がガラスレンズに比較してやや劣ることや、温湿度の変化によって特性が変化する等の欠点を持っている。そのため、ガラスレンズを無条件にプラスチックレンズで置き変えることは困難であることが多い。したがって、これらの欠点を少しでも緩和するような構成をとった上で、プラスチックレンズを用いることが必要である。前述の面精度の悪化による性能への影響や、温湿度の変化によるレンズ系全体の性能の変化への効き方は、略軸上光線の光線高の２乗に比例する。
【００１１】
そこで、本発明のような正、正、負の３群ズームレンズでは、軸上光線高が最も低くなる第３群にプラスチックレンズを用いるのが、上記の効き方が最も小さくてすむ。また、第３群の負レンズは最もレンズ径が大きく、ガラス材料や研磨工程等のコストが最も高いので、プラスチックレンズを用いたときのコスト的効果が最も大きい。これらの理由から、本発明のような構成のレンズ系では、第３群の負レンズにプラスチックレンズを用いることが最も効果的である。さらに、プラスチックレンズとすることにより、非球面に成形することが容易になるため、第３群をこの負レンズ１枚で構成することができる。
【００１２】
また、２倍程度以上のズーム比を確保するためには、ズーミングに伴う色収差の変動を小さくしなければならず、そのために、第１群で発生する色収差を小さく抑える必要があるため、第１群に正レンズと負レンズが少なくともそれぞれ１枚以上必要である。また、これらの正レンズと負レンズは、高次収差の発生を防ぐために接合レンズにするのが望ましい。
【００１３】
また、２倍以上のズーム比を確保するには、第２群も色収差の補正のために正レンズと負レンズをそれぞれ少なくとも１枚以上用いるのが望ましい。この中、少なくとも正レンズをプラスチックレンズとすることで、さらに低コストにすることができる。本発明のようなズームレンズの場合、第２群中の正レンズのパワーは強いが、前述の温度による変化は、第３群の負のプラスチックレンズとある程度打ち消し合って緩和することができる。さらに、同時に、負レンズもプラスチックレンズとすることで、よりよく温度補償をすることができ、また、さらなる低コスト化も可能になる。また、第２群の構成としては、物体側から順に、物体側により強い凹面を向けた負メニスカスレンズ、１枚又は２枚の正レンズとするのが、収差補正上最もよい。さらに、その中、少なくとも１面を光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなる形状の非球面とすることで、広角側の非点収差やコマ収差を良好に補正することができる。
【００１４】
また、本発明のズームレンズでは、第１群の第１面は、軸外の入射光線に対して収差の発生を小さく抑えるために、物体側に凸になることが望ましいが、このとき、物体側から順に、負レンズ、正レンズの順に構成すると、負レンズが像側の曲率が非常に大きいメニスカスレンズとなって研磨工程のコスト高になりやすい。それに対して、第１群の構成を、物体側から順に、正レンズ、負レンズの構成とすれば、負レンズを像側に比較的緩い凹面を向けたメニスカスレンズにすることができ、コスト的に有利である。このとき、正レンズの形状は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ、負レンズは、像側に凹面を向けたメニスカスレンズとするのが望ましい。また、この負レンズは、次の式を満たすような形状とするのが収差補正上望ましい。
【００１５】
１＜（ｒ2F＋ｒ2R）／（ｒ2F−ｒ2R）＜６ ・・・（１）
ただし、ｒ2F、ｒ2Rは第１群の負レンズのそれぞれ物体側、像側の面の曲率半径である。
【００１６】
上式（１）の下限の１を越えると、負レンズは両凹レンズになり、第１群の各面に対する軸外光線の入射角が大きくなって、非点収差やコマ収差の発生量が増大して好ましくない。また、上限の６を越えてメニスカス形状がきつくなると、第１群で発生する望遠側での正の球面収差が増大して好ましくない。さらに、第１群の正レンズと負レンズは、前述のように向き合った面で発生する高次収差の発生を抑えるために、接合レンズにするのが望ましい。
【００１７】
第１群の正レンズと負レンズとを接合した場合、正レンズと負レンズの向かい合うレンズ面で発生する高次収差の発生が少なくなり、組立時の位置ずれによる性能低下が少なくなる。
【００１８】
一方、ズーム域が広角側にシフトした場合、特に以下の（３）式を満足するような場合は、第１群の正負レンズを独立させた方が望ましい。ただし、ｆW は広角側の焦点距離、Ｙは像面の対角長である。
【００１９】
０．６５＜ｆW ／Ｙ＜０．８１ ・・・（３）
広角系になった場合、像面湾曲、歪曲収差の発生が大きくなるので、正レンズと負レンズの向かい合った面で発生する高次の像面湾曲、歪曲収差を利用し、収差補正することが望ましい。
【００２０】
このとき、次の条件式（２）を満たすことが好ましい。
−１＜（ｒ1R−ｒ2F）／（ｒ1R＋ｒ2F）≦０ ・・・（２）
ただし、ｒ1Rは第１群の正レンズの像側の面の曲率半径、ｒ2Fは第１群の負レンズの物体側の面の曲率半径である。（２）式の下限の−１を越えると、高次の収差が過剰に発生し、好ましくない。上限の０を越えると、高次の収差発生が少なく、高次収差の補正効果が発揮できない。
なお、（３）式を満たしていても、例えば変倍比が２倍以下のズームレンズ等では、第１群を正レンズと負レンズの接合レンズで構成してもよい。
【００２１】
第１群を１枚の正レンズと１枚の負レンズを有する構成としたとき、第２群は、物体側から順に、開口絞り、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、正レンズにより構成して、正レンズの何れか１面が光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなる形状の非球面とし、次の条件式を満たすように構成することが収差補正上望ましい。
０．２７＜Ｄ1 ／ΣＤ＜０．５ ・・・（４）
ただし、Ｄ1 は開口絞りと負レンズの間隔、ΣＤは開口絞りからその正レンズの像側の面までの距離である。
【００２２】
上式（４）は、第２群の開口絞りと負レンズの間隔と、開口絞りから正レンズの像側の面までの距離の比を規定したものである。本発明のズームレンズでは、特に広角側の非点収差やコマ収差を補正するために、第２群の非球面の位置は開口絞りからの距離を大きくとった方がよい。したがって、開口絞りと非球面を有する正レンズは、コンパクト性を損なわない程度に間隔をとったほうがよい。一方、第２群全体で色収差が補正されていなければならないため、第２群中の正レンズと負レンズは、それぞれ色収差の補正に十分なパワーを持っていなければならない。ところが、第２群中の負レンズは、非点収差やコマ収差の発生を抑えるため、開口絞りに対して凹面を向けたメニスカス形状となっているが、それでも開口絞りに近づく程非点収差やコマ収差の発生量が大きくなるため、色収差の補正に十分なパワーがとれなくなってくる。したがって、負レンズも開口絞りと適当な間隔が必要であり、（４）式の下限の０．２７を越えてＤ1 ／ΣＤが小さくなると、収差補正上好ましくない。また、上限の０．５を越えると、コンパクト性を損なうか、あるいは、第２群中の正レンズの肉厚を確保することが難しくなる。
【００２３】
また、本発明のズームレンズでは、第３群の負レンズは、少なくとも１面が光軸から離れるに従って負のパワーが弱くなる形状の非球面とすることが望ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のズームレンズの実施例１〜１３について説明する。図１に、実施例１の広角端（ａ）、望遠端（ｂ）におけるレンズ群の位置及び各レンズ群の構成を示すレンズ断面図を示す。また、図２〜図１３には、それぞれ実施例２〜１３の広角端におけるレンズ断面図を示す。なお、実施例３、７〜１１、１３は本発明の参考例である。
【００２５】
実施例１は、図１に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。また、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズと第３群Ｇ３の負メニスカスレンズがプラスチックレンズである。
【００２６】
実施例２は、図２に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、両凹レンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。また、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズと第３群Ｇ３の両凹レンズがプラスチックレンズである。
【００２７】
実施例３は、図３に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、両凹レンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。また、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズと第３群Ｇ３の両凹レンズがプラスチックレンズである。
【００２８】
実施例４は、図４に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、両凹レンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。また、第２群Ｇ２の最も像側の正メニスカスレンズと第３群Ｇ３の両凹レンズがプラスチックレンズである。
【００２９】
実施例５は、図５に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、両凹レンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。また、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズと第３群Ｇ３の両凹レンズがプラスチックレンズである。
【００３０】
実施例６は、図６に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとからなり、第３群Ｇ３は、両凹レンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。また、第２群Ｇ２の両凸レンズと第３群Ｇ３の両凹レンズがプラスチックレンズである。
【００３１】
実施例７は、図７に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の両凹レンズの物体側の面の２面に用いている。また、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズと第３群Ｇ３の両凹レンズがプラスチックレンズである。
【００３２】
実施例８は、図８に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとその正メニスカスレンズと空気間隔をあけて像側に配置された像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなる。非球面は、第２群Ｇ２の両凸レンズの像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。
【００３３】
実施例９は、図９に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側に移動する。第１群Ｇ１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の接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと２枚の両凸レンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズの接合レンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。
【００３４】
実施例１０は、図１０に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとその正メニスカスレンズと空気間隔をあけて像側に配置された像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと２枚の両凸レンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の正メニスカスレンズの像側の面の２面に用いている。
【００３５】
実施例１１は、図１１に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとその正メニスカスレンズと空気間隔をあけて像側に配置された像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹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負メニスカスレンズとその負メニスカスレンズより屈折率が低くアッべ数の大きい両凸レンズとの接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に複合型非球面を配置した両凹レンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の接合レンズの最も像側の面と第３群Ｇ３の最も像側の面の２面に用いている。
【００３６】
実施例１２は、図１２に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとその正メニスカスレンズと空気間隔をあけて像側に配置された像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。非球面は、第１群Ｇ１の正メニスカスレンズの物体側の面、第１群Ｇ１の負メニスカスレンズの物体側の面、第２群Ｇ２の両凸レンズの像側の面、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズの像側の面、第３群Ｇ３の物体側の面の５面に用いている。また、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズと第３群Ｇ３の負メニスカスレンズがプラスチックレンズである。
【００３７】
実施例１３は、図１３に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとその正メニスカスレンズと空気間隔をあけて像側に配置された像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなる。非球面は、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズの物体側の面と、第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。
【００３８】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、ＦNOはＦナンバー、ｆB はバックフォーカス、 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。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を光軸と直行する方向にとると、下記の式にて表される。
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、A4、A6、A8、A10 はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
上記実施例１〜１３の収差図をそれぞれ図１４〜図２６に示す。図中、（ａ）は広角端、（ｂ）は望遠端での収差図であり、ＳＡは球面収差、ＡＳは非点収差、ＤＴは歪曲収差、ＣＣは倍率色収差、ＣＭはコマ収差を示す。なお、図中、ＦＩＹは像高を表す。
【００５３】
以上の説明から明らかなように、本発明のズームレンズは、例えば次のように構成することができる。
〔１〕 物体側から順に、正の第１群、正の第２群、負の第３群で構成され、各群の間隔を変えて焦点距離を変化させるズームレンズにおいて、第１群が１枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、第３群が負のプラスチックレンズ１枚よりなることを特徴とするズームレンズ。
【００５４】
〔２〕 第２群が１枚の正レンズと１枚の負レンズを有することを特徴とする上記〔１〕記載のズームレンズ。
【００５５】
〔３〕 第２群中の少なくとも正レンズがプラスチックレンズであることを特徴とする上記〔２〕記載のズームレンズ。
【００５６】
〔４〕 物体側から順に、正の第１群、正の第２群、負の第３群で構成され、各群の間隔を換えて焦点距離を変化させるズームレンズにおいて、第１群が、物体側から順に、正レンズ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズの２枚からなることを特徴とするズームレンズ。
【００５７】
〔５〕 第１群が、物体側から順に、正レンズと像側に凹面を向けた負レンズの２枚からなり、前記正レンズと負レンズの間に空間があることを特徴とする上記〔４〕記載のズームレンズ。
【００５８】
〔６〕 次の式を満たすことを特徴とする上記〔５〕記載のズームレンズ。
−１＜（ｒ1R−ｒ2F）／（ｒ1R＋ｒ2F）≦０ ・・・（２）
ただし、ｒ1Rは第１群の正レンズの像側の面の曲率半径、ｒ2Fは第１群の負レンズの物体側の面の曲率半径である。
【００５９】
〔７〕 次の式を満たすことを特徴とする上記〔４〕又は〔５〕記載のズームレンズ。
１＜（ｒ2F＋ｒ2R）／（ｒ2F−ｒ2R）＜６ ・・・（１）
ただし、ｒ2F、ｒ2Rは第１群の負レンズのそれぞれ物体側、像側の面の曲率半径である。
【００６０】
〔８〕 第１群が、物体側から順に、物体側の曲率がより大きい正レンズ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズの２枚からなることを特徴とする上記〔１〕から〔３〕の何れか１項記載のズームレンズ。
【００６１】
〔９〕 次の式を満たすことを特徴とする上記〔８〕記載のズームレンズ。
１＜（ｒ2F＋ｒ2R）／（ｒ2F−ｒ2R）＜６ ・・・（１）
ただし、ｒ2F、ｒ2Rは第１群の負レンズのそれぞれ物体側、像側の面の曲率半径である。
【００６２】
〔１０〕 第１群が、物体側から順に、物体側の曲率がより大きい正レンズ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズの２枚からなり、この２枚のレンズが接合されていることを特徴とする上記〔４〕から〔７〕の何れか１項記載のズームレンズ。
【００６３】
〔１１〕 第１群が、物体側から順に、物体側の曲率がより大きい正レンズ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズの２枚からなり、この２枚のレンズが接合されていることを特徴とする上記〔８〕又は〔９〕記載のズームレンズ。
【００６４】
〔１２〕 第２群が、１枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、それらが共にプラスチックレンズであることを特徴とする上記〔１〕、〔８〕、〔９〕又は〔１１〕記載のズームレンズ。
【００６５】
〔１３〕 第２群が、物体側から順に、物体側により強い凹面を向けた負のメニスカスレンズ、１枚又は２枚の正レンズからなることを特徴とする上記〔１〕から〔１２〕の何れか１項記載のズームレンズ。
【００６６】
〔１４〕 第２群中の少なくとも１面が、光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなる形状の非球面であることを特徴とする上記〔１３〕記載のズームレンズ。
【００６７】
〔１５〕 第２群が、物体側から順に、開口絞り、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、正レンズにより構成され、前記正レンズの少なくとも１面が光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなる形状の非球面からなり、次の式を満たすことを特徴とする上記〔２〕から〔１２〕の何れか１項記載のズームレンズ。
０．２７＜Ｄ1 ／ΣＤ＜０．５ ・・・（４）
ただし、Ｄ1 は前記開口絞りと負レンズの間隔、ΣＤは前記開口絞りから前記正レンズの像側の面までの距離である。
【００６８】
〔１６〕 第３群の少なくとも１面が、光軸から離れるに従って負のパワーが弱くなる形状の非球面であることを特徴とする上記〔１〕から〔１５〕の何れか１項記載のズームレンズ。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、低コストでコンパクトでズーム比の大きいコンパクトカメラ用ズームレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のズームレンズの実施例１の広角端及び望遠端におけるレンズ断面図である。
【図２】 本発明のズームレンズの実施例２の広角端におけるレンズ断面図である。
【図３】 本発明のズームレンズの実施例３の広角端におけるレンズ断面図である。
【図４】 本発明のズームレンズの実施例４の広角端におけるレンズ断面図である。
【図５】 本発明のズームレンズの実施例５の広角端におけるレンズ断面図である。
【図６】 本発明のズームレンズの実施例６の広角端におけるレンズ断面図である。
【図７】 本発明のズームレンズの実施例７の広角端におけるレンズ断面図である。
【図８】 本発明のズームレンズの実施例８の広角端におけるレンズ断面図である。
【図９】 本発明のズームレンズの実施例９の広角端におけるレンズ断面図である。
【図１０】 本発明のズームレンズの実施例１０の広角端におけるレンズ断面図である。
【図１１】 本発明のズームレンズの実施例１１の広角端におけるレンズ断面図である。
【図１２】 本発明のズームレンズの実施例１２の広角端におけるレンズ断面図である。
【図１３】 本発明のズームレンズの実施例１３の広角端におけるレンズ断面図である。
【図１４】 実施例１の広角端及び望遠端における収差図である。
【図１５】 実施例２の広角端及び望遠端における収差図である。
【図１６】 実施例３の広角端及び望遠端における収差図である。
【図１７】 実施例４の広角端及び望遠端における収差図である。
【図１８】 実施例５の広角端及び望遠端における収差図である。
【図１９】 実施例６の広角端及び望遠端における収差図である。
【図２０】 実施例７の広角端及び望遠端における収差図である。
【図２１】 実施例８の広角端及び望遠端における収差図である。
【図２２】 実施例９の広角端及び望遠端における収差図である。
【図２３】 実施例１０の広角端及び望遠端における収差図である。
【図２４】 実施例１１の広角端及び望遠端における収差図である。
【図２５】 実施例１２の広角端及び望遠端における収差図である。
【図２６】 実施例１３の広角端及び望遠端における収差図である。
【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 …開口絞り
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズに関し、特に、コンパクトカメラ用のズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンパクトカメラ用のズームレンズとしては、正の第１群と、負の第２群が間隔を変えて焦点距離を変化させる２群ズームレンズと、正の第１群と、正の第２群と、負の第３群からなり、各群が間隔を変化させて焦点距離を変化させる３群ズームレンズがよく知られている。２群ズームレンズは３群ズームレンズに比べて鏡枠構成や駆動機構が簡単になり、また、レンズ枚数も少なくなるため、低コスト化に有利であるが、ズーム比をできるだけ大きく、かつ、全体をコンパクトに構成するには、３群ズームレンズの方が優れている。３群ズームレンズにおいて、レンズ枚数を最小限に止めて低コスト化を図った従来例として、特開平４−２６００１６号に示されるものや、特開平５−１８８２９６号に示されるもの等がある。前者は、第１群を正レンズ１枚、第２群を負レンズ１枚と正レンズ１枚、第３群を負レンズ１枚で構成している。後者は、第１群を負レンズ１枚と正レンズ１枚、第２群を負レンズ１枚と正レンズ１枚、又は、正レンズ１枚のみ、第３群を負レンズ１枚で構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
コンパクトカメラ用ズームレンズをさらに低コスト化するための方法として、プラスチックレンズを用いることが考えられる。上記の先行技術の中、前者では、第３群の負レンズと第２群の正レンズにプラスチックレンズを用いた例が示されている。しかし、この例では、焦点距離が約３５ｍｍ〜６０ｍｍとズーム比が２倍に満たない。また、後者は、第２群を２枚で構成したものでは、ズーム比２倍程度が実現されている。しかし、これらは全てガラスレンズで構成されているため、十分に低コスト化されているとは言えない。
【０００４】
本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、最低限のコストでズーム比の大きいコンパクトカメラ用ズームレンズを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のズームレンズは、物体側から順に、正の第１群、正の第２群、負の第３群で構成され、各群の間隔を変えて焦点距離を変化させるズームレンズにおいて、
前記第１群が、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズの２枚からなり、
前記第３群が負のプラスチックレンズ１枚よりなり、
次の式を満たすことを特徴とするものである。
１＜（ｒ2F＋ｒ2R）／（ｒ2F−ｒ2R）＜６ ・・・（１）
ただし、ｒ2F、ｒ2Rは第１群の負レンズのそれぞれ物体側、像側の面の曲率半径である。
【００１０】
以下、上記の構成をとる理由と作用を順に説明する。
前述のように、プラスチック成形レンズは、ガラスレンズに比べて低コストで製作できる。その反面、材質の種類が限られていて屈折率が１．５前後の比較的小さいところに限定されることや、レンズ面の面精度がガラスレンズに比較してやや劣ることや、温湿度の変化によって特性が変化する等の欠点を持っている。そのため、ガラスレンズを無条件にプラスチックレンズで置き変えることは困難であることが多い。したがって、これらの欠点を少しでも緩和するような構成をとった上で、プラスチックレンズを用いることが必要である。前述の面精度の悪化による性能への影響や、温湿度の変化によるレンズ系全体の性能の変化への効き方は、略軸上光線の光線高の２乗に比例する。
【００１１】
そこで、本発明のような正、正、負の３群ズームレンズでは、軸上光線高が最も低くなる第３群にプラスチックレンズを用いるのが、上記の効き方が最も小さくてすむ。また、第３群の負レンズは最もレンズ径が大きく、ガラス材料や研磨工程等のコストが最も高いので、プラスチックレンズを用いたときのコスト的効果が最も大きい。これらの理由から、本発明のような構成のレンズ系では、第３群の負レンズにプラスチックレンズを用いることが最も効果的である。さらに、プラスチックレンズとすることにより、非球面に成形することが容易になるため、第３群をこの負レンズ１枚で構成することができる。
【００１２】
また、２倍程度以上のズーム比を確保するためには、ズーミングに伴う色収差の変動を小さくしなければならず、そのために、第１群で発生する色収差を小さく抑える必要があるため、第１群に正レンズと負レンズが少なくともそれぞれ１枚以上必要である。また、これらの正レンズと負レンズは、高次収差の発生を防ぐために接合レンズにするのが望ましい。
【００１３】
また、２倍以上のズーム比を確保するには、第２群も色収差の補正のために正レンズと負レンズをそれぞれ少なくとも１枚以上用いるのが望ましい。この中、少なくとも正レンズをプラスチックレンズとすることで、さらに低コストにすることができる。本発明のようなズームレンズの場合、第２群中の正レンズのパワーは強いが、前述の温度による変化は、第３群の負のプラスチックレンズとある程度打ち消し合って緩和することができる。さらに、同時に、負レンズもプラスチックレンズとすることで、よりよく温度補償をすることができ、また、さらなる低コスト化も可能になる。また、第２群の構成としては、物体側から順に、物体側により強い凹面を向けた負メニスカスレンズ、１枚又は２枚の正レンズとするのが、収差補正上最もよい。さらに、その中、少なくとも１面を光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなる形状の非球面とすることで、広角側の非点収差やコマ収差を良好に補正することができる。
【００１４】
また、本発明のズームレンズでは、第１群の第１面は、軸外の入射光線に対して収差の発生を小さく抑えるために、物体側に凸になることが望ましいが、このとき、物体側から順に、負レンズ、正レンズの順に構成すると、負レンズが像側の曲率が非常に大きいメニスカスレンズとなって研磨工程のコスト高になりやすい。それに対して、第１群の構成を、物体側から順に、正レンズ、負レンズの構成とすれば、負レンズを像側に比較的緩い凹面を向けたメニスカスレンズにすることができ、コスト的に有利である。このとき、正レンズの形状は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズ、負レンズは、像側に凹面を向けたメニスカスレンズとするのが望ましい。また、この負レンズは、次の式を満たすような形状とするのが収差補正上望ましい。
【００１５】
１＜（ｒ2F＋ｒ2R）／（ｒ2F−ｒ2R）＜６ ・・・（１）
ただし、ｒ2F、ｒ2Rは第１群の負レンズのそれぞれ物体側、像側の面の曲率半径である。
【００１６】
上式（１）の下限の１を越えると、負レンズは両凹レンズになり、第１群の各面に対する軸外光線の入射角が大きくなって、非点収差やコマ収差の発生量が増大して好ましくない。また、上限の６を越えてメニスカス形状がきつくなると、第１群で発生する望遠側での正の球面収差が増大して好ましくない。さらに、第１群の正レンズと負レンズは、前述のように向き合った面で発生する高次収差の発生を抑えるために、接合レンズにするのが望ましい。
【００１７】
第１群の正レンズと負レンズとを接合した場合、正レンズと負レンズの向かい合うレンズ面で発生する高次収差の発生が少なくなり、組立時の位置ずれによる性能低下が少なくなる。
【００１８】
一方、ズーム域が広角側にシフトした場合、特に以下の（３）式を満足するような場合は、第１群の正負レンズを独立させた方が望ましい。ただし、ｆW は広角側の焦点距離、Ｙは像面の対角長である。
【００１９】
０．６５＜ｆW ／Ｙ＜０．８１ ・・・（３）
広角系になった場合、像面湾曲、歪曲収差の発生が大きくなるので、正レンズと負レンズの向かい合った面で発生する高次の像面湾曲、歪曲収差を利用し、収差補正することが望ましい。
【００２０】
このとき、次の条件式（２）を満たすことが好ましい。
−１＜（ｒ1R−ｒ2F）／（ｒ1R＋ｒ2F）≦０ ・・・（２）
ただし、ｒ1Rは第１群の正レンズの像側の面の曲率半径、ｒ2Fは第１群の負レンズの物体側の面の曲率半径である。（２）式の下限の−１を越えると、高次の収差が過剰に発生し、好ましくない。上限の０を越えると、高次の収差発生が少なく、高次収差の補正効果が発揮できない。
なお、（３）式を満たしていても、例えば変倍比が２倍以下のズームレンズ等では、第１群を正レンズと負レンズの接合レンズで構成してもよい。
【００２１】
第１群を１枚の正レンズと１枚の負レンズを有する構成としたとき、第２群は、物体側から順に、開口絞り、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、正レンズにより構成して、正レンズの何れか１面が光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなる形状の非球面とし、次の条件式を満たすように構成することが収差補正上望ましい。
０．２７＜Ｄ1 ／ΣＤ＜０．５ ・・・（４）
ただし、Ｄ1 は開口絞りと負レンズの間隔、ΣＤは開口絞りからその正レンズの像側の面までの距離である。
【００２２】
上式（４）は、第２群の開口絞りと負レンズの間隔と、開口絞りから正レンズの像側の面までの距離の比を規定したものである。本発明のズームレンズでは、特に広角側の非点収差やコマ収差を補正するために、第２群の非球面の位置は開口絞りからの距離を大きくとった方がよい。したがって、開口絞りと非球面を有する正レンズは、コンパクト性を損なわない程度に間隔をとったほうがよい。一方、第２群全体で色収差が補正されていなければならないため、第２群中の正レンズと負レンズは、それぞれ色収差の補正に十分なパワーを持っていなければならない。ところが、第２群中の負レンズは、非点収差やコマ収差の発生を抑えるため、開口絞りに対して凹面を向けたメニスカス形状となっているが、それでも開口絞りに近づく程非点収差やコマ収差の発生量が大きくなるため、色収差の補正に十分なパワーがとれなくなってくる。したがって、負レンズも開口絞りと適当な間隔が必要であり、（４）式の下限の０．２７を越えてＤ1 ／ΣＤが小さくなると、収差補正上好ましくない。また、上限の０．５を越えると、コンパクト性を損なうか、あるいは、第２群中の正レンズの肉厚を確保することが難しくなる。
【００２３】
また、本発明のズームレンズでは、第３群の負レンズは、少なくとも１面が光軸から離れるに従って負のパワーが弱くなる形状の非球面とすることが望ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のズームレンズの実施例１〜１３について説明する。図１に、実施例１の広角端（ａ）、望遠端（ｂ）におけるレンズ群の位置及び各レンズ群の構成を示すレンズ断面図を示す。また、図２〜図１３には、それぞれ実施例２〜１３の広角端におけるレンズ断面図を示す。なお、実施例３、７〜１１、１３は本発明の参考例である。
【００２５】
実施例１は、図１に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。また、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズと第３群Ｇ３の負メニスカスレンズがプラスチックレンズである。
【００２６】
実施例２は、図２に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、両凹レンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。また、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズと第３群Ｇ３の両凹レンズがプラスチックレンズである。
【００２７】
実施例３は、図３に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、両凹レンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。また、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズと第３群Ｇ３の両凹レンズがプラスチックレンズである。
【００２８】
実施例４は、図４に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、両凹レンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。また、第２群Ｇ２の最も像側の正メニスカスレンズと第３群Ｇ３の両凹レンズがプラスチックレンズである。
【００２９】
実施例５は、図５に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、両凹レンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。また、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズと第３群Ｇ３の両凹レンズがプラスチックレンズである。
【００３０】
実施例６は、図６に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズとからなり、第３群Ｇ３は、両凹レンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。また、第２群Ｇ２の両凸レンズと第３群Ｇ３の両凹レンズがプラスチックレンズである。
【００３１】
実施例７は、図７に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の両凹レンズの物体側の面の２面に用いている。また、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズと第３群Ｇ３の両凹レンズがプラスチックレンズである。
【００３２】
実施例８は、図８に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとその正メニスカスレンズと空気間隔をあけて像側に配置された像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなる。非球面は、第２群Ｇ２の両凸レンズの像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。
【００３３】
実施例９は、図９に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側に移動する。第１群Ｇ１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の接合レンズからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと２枚の両凸レンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズの接合レンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。
【００３４】
実施例１０は、図１０に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとその正メニスカスレンズと空気間隔をあけて像側に配置された像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと２枚の両凸レンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとからなる。非球面は、第２群Ｇ２の最も像側の面と第３群Ｇ３の正メニスカスレンズの像側の面の２面に用いている。
【００３５】
実施例１１は、図１１に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとその正メニスカスレンズと空気間隔をあけて像側に配置された像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹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負メニスカスレンズとその負メニスカスレンズより屈折率が低くアッべ数の大きい両凸レンズとの接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に複合型非球面を配置した両凹レンズからなる。非球面は、第２群Ｇ２の接合レンズの最も像側の面と第３群Ｇ３の最も像側の面の２面に用いている。
【００３６】
実施例１２は、図１２に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとその正メニスカスレンズと空気間隔をあけて像側に配置された像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。非球面は、第１群Ｇ１の正メニスカスレンズの物体側の面、第１群Ｇ１の負メニスカスレンズの物体側の面、第２群Ｇ２の両凸レンズの像側の面、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズの像側の面、第３群Ｇ３の物体側の面の５面に用いている。また、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズと第３群Ｇ３の負メニスカスレンズがプラスチックレンズである。
【００３７】
実施例１３は、図１３に示すように、正の第１群Ｇ１、正の第２群Ｇ２、負の第３群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に向けて、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔は増大し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３の間隔は減少しながら、３群共物体側へ移動する。第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとその正メニスカスレンズと空気間隔をあけて像側に配置された像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、開口絞りＳと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズと両凸レンズと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第３群Ｇ３は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなる。非球面は、第２群Ｇ２の正メニスカスレンズの物体側の面と、第３群Ｇ３の最も物体側の面の２面に用いている。
【００３８】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、ＦNOはＦナンバー、ｆB はバックフォーカス、 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。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を光軸と直行する方向にとると、下記の式にて表される。
【００３９】
上記実施例１〜１３の収差図をそれぞれ図１４〜図２６に示す。図中、（ａ）は広角端、（ｂ）は望遠端での収差図であり、ＳＡは球面収差、ＡＳは非点収差、ＤＴは歪曲収差、ＣＣは倍率色収差、ＣＭはコマ収差を示す。なお、図中、ＦＩＹは像高を表す。
【００５３】
以上の説明から明らかなように、本発明のズームレンズは、例えば次のように構成することができる。
〔１〕 物体側から順に、正の第１群、正の第２群、負の第３群で構成され、各群の間隔を変えて焦点距離を変化させるズームレンズにおいて、第１群が１枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、第３群が負のプラスチックレンズ１枚よりなることを特徴とするズームレンズ。
【００５４】
〔２〕 第２群が１枚の正レンズと１枚の負レンズを有することを特徴とする上記〔１〕記載のズームレンズ。
【００５５】
〔３〕 第２群中の少なくとも正レンズがプラスチックレンズであることを特徴とする上記〔２〕記載のズームレンズ。
【００５６】
〔４〕 物体側から順に、正の第１群、正の第２群、負の第３群で構成され、各群の間隔を換えて焦点距離を変化させるズームレンズにおいて、第１群が、物体側から順に、正レンズ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズの２枚からなることを特徴とするズームレンズ。
【００５７】
〔５〕 第１群が、物体側から順に、正レンズと像側に凹面を向けた負レンズの２枚からなり、前記正レンズと負レンズの間に空間があることを特徴とする上記〔４〕記載のズームレンズ。
【００５８】
〔６〕 次の式を満たすことを特徴とする上記〔５〕記載のズームレンズ。
−１＜（ｒ1R−ｒ2F）／（ｒ1R＋ｒ2F）≦０ ・・・（２）
ただし、ｒ1Rは第１群の正レンズの像側の面の曲率半径、ｒ2Fは第１群の負レンズの物体側の面の曲率半径である。
【００５９】
〔７〕 次の式を満たすことを特徴とする上記〔４〕又は〔５〕記載のズームレンズ。
１＜（ｒ2F＋ｒ2R）／（ｒ2F−ｒ2R）＜６ ・・・（１）
ただし、ｒ2F、ｒ2Rは第１群の負レンズのそれぞれ物体側、像側の面の曲率半径である。
【００６０】
〔８〕 第１群が、物体側から順に、物体側の曲率がより大きい正レンズ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズの２枚からなることを特徴とする上記〔１〕から〔３〕の何れか１項記載のズームレンズ。
【００６１】
〔９〕 次の式を満たすことを特徴とする上記〔８〕記載のズームレンズ。
１＜（ｒ2F＋ｒ2R）／（ｒ2F−ｒ2R）＜６ ・・・（１）
ただし、ｒ2F、ｒ2Rは第１群の負レンズのそれぞれ物体側、像側の面の曲率半径である。
【００６２】
〔１０〕 第１群が、物体側から順に、物体側の曲率がより大きい正レンズ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズの２枚からなり、この２枚のレンズが接合されていることを特徴とする上記〔４〕から〔７〕の何れか１項記載のズームレンズ。
【００６３】
〔１１〕 第１群が、物体側から順に、物体側の曲率がより大きい正レンズ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズの２枚からなり、この２枚のレンズが接合されていることを特徴とする上記〔８〕又は〔９〕記載のズームレンズ。
【００６４】
〔１２〕 第２群が、１枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、それらが共にプラスチックレンズであることを特徴とする上記〔１〕、〔８〕、〔９〕又は〔１１〕記載のズームレンズ。
【００６５】
〔１３〕 第２群が、物体側から順に、物体側により強い凹面を向けた負のメニスカスレンズ、１枚又は２枚の正レンズからなることを特徴とする上記〔１〕から〔１２〕の何れか１項記載のズームレンズ。
【００６６】
〔１４〕 第２群中の少なくとも１面が、光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなる形状の非球面であることを特徴とする上記〔１３〕記載のズームレンズ。
【００６７】
〔１５〕 第２群が、物体側から順に、開口絞り、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、正レンズにより構成され、前記正レンズの少なくとも１面が光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなる形状の非球面からなり、次の式を満たすことを特徴とする上記〔２〕から〔１２〕の何れか１項記載のズームレンズ。
０．２７＜Ｄ1 ／ΣＤ＜０．５ ・・・（４）
ただし、Ｄ1 は前記開口絞りと負レンズの間隔、ΣＤは前記開口絞りから前記正レンズの像側の面までの距離である。
【００６８】
〔１６〕 第３群の少なくとも１面が、光軸から離れるに従って負のパワーが弱くなる形状の非球面であることを特徴とする上記〔１〕から〔１５〕の何れか１項記載のズームレンズ。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、低コストでコンパクトでズーム比の大きいコンパクトカメラ用ズームレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のズームレンズの実施例１の広角端及び望遠端におけるレンズ断面図である。
【図２】 本発明のズームレンズの実施例２の広角端におけるレンズ断面図である。
【図３】 本発明のズームレンズの実施例３の広角端におけるレンズ断面図である。
【図４】 本発明のズームレンズの実施例４の広角端におけるレンズ断面図である。
【図５】 本発明のズームレンズの実施例５の広角端におけるレンズ断面図である。
【図６】 本発明のズームレンズの実施例６の広角端におけるレンズ断面図である。
【図７】 本発明のズームレンズの実施例７の広角端におけるレンズ断面図である。
【図８】 本発明のズームレンズの実施例８の広角端におけるレンズ断面図である。
【図９】 本発明のズームレンズの実施例９の広角端におけるレンズ断面図である。
【図１０】 本発明のズームレンズの実施例１０の広角端におけるレンズ断面図である。
【図１１】 本発明のズームレンズの実施例１１の広角端におけるレンズ断面図である。
【図１２】 本発明のズームレンズの実施例１２の広角端におけるレンズ断面図である。
【図１３】 本発明のズームレンズの実施例１３の広角端におけるレンズ断面図である。
【図１４】 実施例１の広角端及び望遠端における収差図である。
【図１５】 実施例２の広角端及び望遠端における収差図である。
【図１６】 実施例３の広角端及び望遠端における収差図である。
【図１７】 実施例４の広角端及び望遠端における収差図である。
【図１８】 実施例５の広角端及び望遠端における収差図である。
【図１９】 実施例６の広角端及び望遠端における収差図である。
【図２０】 実施例７の広角端及び望遠端における収差図である。
【図２１】 実施例８の広角端及び望遠端における収差図である。
【図２２】 実施例９の広角端及び望遠端における収差図である。
【図２３】 実施例１０の広角端及び望遠端における収差図である。
【図２４】 実施例１１の広角端及び望遠端における収差図である。
【図２５】 実施例１２の広角端及び望遠端における収差図である。
【図２６】 実施例１３の広角端及び望遠端における収差図である。
【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 …開口絞り
Claims (9)
- 物体側から順に、正の第１群、正の第２群、負の第３群で構成され、各群の間隔を変えて焦点距離を変化させるズームレンズにおいて、
前記第１群が、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズの２枚からなり、
前記第３群が負のプラスチックレンズ１枚よりなり、
次の式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
１＜（ｒ2F＋ｒ2R）／（ｒ2F−ｒ2R）＜６ ・・・（１）
ただし、ｒ2F、ｒ2Rは第１群の負レンズのそれぞれ物体側、像側の面の曲率半径である。 - 前記第２群が１枚の正レンズと１枚の負レンズを有することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
- 前記第２群中の少なくとも正レンズがプラスチックレンズであることを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
- 前記第１群の２枚のレンズが接合されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載のズームレンズ。
- 前記第２群が、１枚の正レンズと１枚の負レンズを有し、それらが共にプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１又は４記載のズームレンズ。
- 前記第２群が、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズ、１枚又は２枚の正レンズからなることを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載のズームレンズ。
- 前記第２群中の少なくとも１面が、光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなる形状の非球面であることを特徴とする請求項６記載のズームレンズ。
- 前記第２群が、物体側から順に、開口絞り、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、正レンズにより構成され、前記正レンズの少なくとも１面が光軸から離れるに従って正のパワーが弱くなる形状の非球面からなり、次の式を満たすことを特徴とする請求項２から５の何れか１項記載のズームレンズ。
０．２７＜Ｄ1 ／ΣＤ＜０．５ ・・・（４）
ただし、Ｄ1 は前記開口絞りと負レンズの間隔、ΣＤは前記開口絞りから前記正レンズの像側の面までの距離である。 - 前記第３群の少なくとも１面が、光軸から離れるに従って負のパワーが弱くなる形状の非球面であることを特徴とする請求項１から８の何れか１項記載のズームレンズ。
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