JP4540389B2 - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、ズームレンズおよび撮像装置に関する。例えば、デジタルカメラやビデオカメラ等の電子撮像装置に適したズームレンズに関する。

近年、銀塩３５ｍｍフィルムカメラに代わる次世代カメラとしてデジタルカメラが注目されている。さらにそれは業務用高機能タイプからポータブルな普及タイプまで幅広い範囲でいくつものカテゴリーを有するようになっている。特にポータブルな普及タイプのカテゴリーではＦ値が２.８程度と明るくズーム比が３倍程度と大きく、画角が６０°程度と広画角で高画質を確保しながら奥行きの薄いカメラが望まれている。
カメラの奥行き方向を薄くするにあたって最大の課題となるのは、光学系、特にズームレンズ系の最も物体側の面から撮像面までの厚みである。最近では、撮影時に光学系をカメラボディ内からせり出し携帯時に光学系をカメラボディ内に収納するいわゆる沈胴式鏡筒を採用することが主流になっている。
薄型化小型化を実施するには、撮像素子を小さくすればよいが、同じ画素数とするためには画素ピッチを小さくする必要があり、感度不足を光学系でカバーしなければならない。また回折の影響もある。したがってＦ値の明るい光学系が必要となる。
また、奥行きの薄いカメラボディにするためには、合焦時のレンズ移動を前群繰り出し方式ではなく、いわゆるリアフォーカス方式で行なうことが駆動系のレイアウト上有効である。そのため、リアフォーカス方式を実施した時の収差変動が少ない光学系を選択する必要がある。
例えば、特許文献１、２には、Ｆ値が明るくズーム比が３倍程度と大きく画角が広い、比較的コンパクトな負先行の３群構成のズームレンズが開示されている。
また、特許文献２、３には、リアフォーカス方式に適したズームレンズが開示されている。
特開２００２−３７２６６７号公報 特開２００２−１９６２４０号公報 特開２００３−２２２７９７号公報

しかしながら、上記のような従来のズームレンズには、以下のような問題があった。
特許文献１、２に記載の技術では、第１レンズ群、第２レンズ群で軸外諸収差を除去しきれておらず、残存する収差を第３レンズ群に非球面量の大きなレンズを配置することで除去する構成になっている。そのため第３群を移動させたときに収差変動が大きくなってしまい、無限遠物点から近距離物点まで安定した良好な結像性能を得ることが難しいという問題がある。そのため、リアフォーカス方式には適さない。
また、特許文献２、３に記載の技術では、広角端または望遠端での最短のレンズ全長が大きく、また変倍時の第２レンズ群移動量が大きいために、第２レンズ群を駆動するカム機構を有する鏡筒部が長くなる。そのため、沈胴時においてもレンズ全長が大きくなってしまうことが考えられ、充分にコンパクトとは言えないという問題がある。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、構成レンズ枚数が少なくコンパクトで、機構レイアウト上、小型で簡素にしやすいリアフォーカス方式に適し、無限遠から近距離まで安定した結像性能を得られるズームレンズを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明のズームレンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、前記第１レンズ群が、物体側より順に、負の第１レンズ、正の第２レンズから構成され、少なくとも１面の非球面を有し、前記第２レンズ群が、物体側より順に、正の第１レンズ、正の第２レンズ、負の第３レンズ、像側に凸面を有する単レンズからなる第４レンズを備え、前記正の第２レンズおよび前記負の第３レンズが互いに接合されて、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズをなす構成とされ、該接合レンズの接合面を除く少なくとも２面に非球面を有し、前記第３レンズ群が、正の単レンズから構成され、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端へ変倍する際、前記第１レンズ群が像側に凸の軌跡で移動し、前記第２レンズ群が物体側へのみ移動し、前記第３レンズ群が第２レンズ群とは異なる量で移動しかつ合焦のために可動とされ、以下の条件式（１）、（２）、（３）を満足する構成とする。
２．３＜Ｌ_ｔ／ｆ_２＜３．７ ・・・（１）
−２．５＜（Ｒ_１３＋Ｒ_１４）／（Ｒ_１３−Ｒ_１４）＜−０．４ ・・・（２）
０．６５＜Ｔ_１／Ｔ_２＜１ ・・・（３）
ただし、Ｌ_ｔはズームレンズの望遠端での最も物体側のレンズ面から結像面までの距離、ｆ_２は、前記第２レンズ群の焦点距離、Ｒ_１３は第１レンズ群の正の第２レンズの物体側の面の曲率半径、Ｒ_１４は第１レンズ群の正の第２レンズの像側の面の曲率半径、Ｔ_１は第１レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の長さ、Ｔ_２は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の長さである。

本発明のズームレンズおよび撮像装置によれば、構成枚数が少なくコンパクトでありながら、Ｆ値が２.８程度と明るくズーム比が３倍程度と大きく、広角端での画角が６０°程度と広角な結像性能が高いズームレンズで、かつ機構レイアウト上小型で簡素にしやすいリアフォーカス方式に適した無限から近距離まで安定した結像性能が得られるズームレンズを提供できるという効果を奏する。

各実施形態の説明に先立って本発明の作用について実施例をもとに説明を行う。
本発明のズームレンズは、物体側より負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群からなる３群構成を採用しているので、テレセントリック性が良くなり、例えばＣＣＤ等の撮像素子に効率的に光線を入射させることができる。また、バックフォーカスを長くとることができるため、光学的ローパスフィルタや赤外線カットフィルタといった部材を配置するスペースが確保できるものである。

そして、広角端から望遠端への変倍時には、第１レンズ群が像側に凸の軌跡で移動し、第２レンズ群は物体側へのみ移動し、第３レンズ群は第２レンズ群とは異なる量で移動するため、射出瞳距離を適切に保ちながら、全長をコンパクトにすることができる。

また、本発明のズームレンズは、上記の条件式（１）を満足する。条件式（１）は、Ｌ_ｔ／ｆ_２の範囲によりコンパクト化するのに好適な条件を規定している。
Ｌ_ｔ／ｆ_２が、条件式（１）の上限を超えると全長が長くなりすぎ、コンパクト化するのが難しくなる。また、Ｌ_ｔ／ｆ_２が下限を超えて小さくなると、第２レンズ群のパワーが弱くなり、第２レンズ群の変倍作用が小さくなって変倍時の移動量が大きくなる。そのため、コンパクト化が難しくなる。

ここで、条件式（１）の下限値は、２．５であれば望ましく、２．７であればより望ましい。また、上限値は、３．５であれば望ましく、３．３であればより望ましい。
例えば、以下の条件式（１ａ）であれば望ましく、条件式（１ｂ）であればより望ましい。
２．５＜Ｌ_ｔ／ｆ_２＜３．５ ・・・（１ａ）
２．７＜Ｌ_ｔ／ｆ_２＜３．３ ・・・（１ｂ）

また、本発明のズームレンズは、上記の条件式（３）を満足する。ズームレンズ光学系の全長を小さくしコンパクトにするためには、各レンズ群の全長を小さくすることが求められる。一方、結像性能の確保とレンズ要素の製作と保持のため、それぞれの全長の短縮には制限がある。条件式（３）は、これらを考慮し、高い結像性能を達成でき、かつ、条件式（１）により規定する光学系のコンパクト性を達成するのに適した第１レンズ群と第２レンズ群の全長の比率を規定している。ここで全長とは各レンズ群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の長さである。
Ｔ_１／Ｔ_２が、条件式（３）の下限を超えると、第１レンズ群の全長が短くなりすぎる。そのため、第１レンズ群の負の第１レンズと正の第２レンズとの間隔が小さくなり、特に歪曲収差やコマ収差等の軸外収差の補正上好ましくない。この場合、第２レンズ群を長くしても第２レンズ群での補正が困難となる。
また、第１レンズ群の負の第１レンズに必要な負の屈折力を確保する際に、比較的径の大きい負の第１レンズの外径部の縁肉のバランスが悪くなり、第１レンズ群の正の第１レンズの外径部での干渉したり、保持が困難となったりするので、好ましくない。あるいは、第１レンズ群の負の第１レンズの物体側の面が凹面となるので、光軸上の長さは短くなるものの、外径部を含めて考えるとコンパクト化することが難しい。また、バランスとして第２レンズ群の全長が長くなりすぎて好ましくない。
また上限を超えると第２レンズ群の全長が短くなり、特に像面湾曲や非点較差の収差の補正が難しくなる。コンパクト性を確保する範囲で第１レンズ群の全長を長くしても第１レンズ群での補正は困難である。また、第1レンズの全長が必要以上に長くなりコンパクト化の上で好ましくない。また、バランスとして、第２レンズ群の各レンズがそれぞれ機能する必要スペースを確保することが難しくなる。

ここで、条件式（３）の下限値は、０．６７であれば望ましく、また０．７であればより望ましい。また、上限値は０．９であれば望ましく、０．８５であればより望ましい。
例えば、以下の条件式（３ａ）であれば望ましく、条件式（３ｂ）であればより望ましい。
０．６７＜Ｔ_１／Ｔ_２＜０．９ ・・・（３ａ）
０．７＜Ｔ_１／Ｔ_２＜０．８５ ・・・（３ｂ）

特に、第３レンズ群でフォーカスすることを考慮すると、第１、２レンズ群で非点収差をズーム全域にわたりほぼ取り切ることが望ましい。このとき、非点収差をはじめとする軸外収差変動を抑制するために、特に第２レンズ群の収差補正能力が重要である。
そのため、本発明のズームレンズでは、第２レンズ群を、物体側より順に、正の第１レンズ、正の第２レンズ、負の第３レンズ、像側に凸面を有する単レンズからなる第４レンズを備え、正の第２レンズおよび負の第３レンズが互いに接合されて、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズをなす構成とし、接合レンズの接合面を除く少なくとも２面に非球面を有するものとしている。
このような構成によれば、第３レンズ群で発生する非点収差等を効果的に補正でき、結像性能を向上することができる。特に、少なくとも２面に非球面を設けるので、効果的に収差補正を行うことができる。
この場合、少なくとも２面の非球面は、接合レンズの接合面を除くレンズ面に設けるので、接合レンズの製作が容易となる。
また、少なくとも２面の非球面は第２レンズ群の正の第１レンズの両面に設けることが好ましい。そうすれば、球面収差補正、群内相対偏心感度の緩和、製造コストの点で大きなメリットが得られる。

また、このような構成によれば、第２レンズ群内の負の第３レンズが、正の第２レンズで発生する球面収差、コマ収差をキャンセルすることにより、第２レンズ群内で発生する収差量を最小に抑えることができる。また、負の第３レンズを主として球面収差、コマ収差をキャンセルする役目を担うレンズ面を有する正の第２レンズと接合することで相対偏心による収差の発生を抑制できる。
この場合、接合レンズ内で収差をキャンセルするようにして、偏心感度を小さくすることが好ましい。このようにすれば、第２レンズ群の正の第１レンズとの相対偏心感度を小さくすることができる。

また、第２レンズ群の第４レンズを備えることにより、第３レンズ群の構成を単純にできるという利点もある。第２レンズ群の第４レンズを備えることにより、例えば、第３レンズ群を球面や少ない非球面量のレンズで構成しても、像面に近い第３レンズ群の移動による収差変動を抑えることができるものである。

また、本発明のズームレンズでは、第２レンズ群の第４レンズが像側に凸面を有することにより、この単レンズが偏心した際の性能劣化を小さくできる。また沈胴時に、第２レンズ群の後に配置されたメカ部材との機械的干渉を回避できるため、薄型化にも有利である。
この第４レンズは、収差補正上はパワーレス、または負レンズとしてもよい。ただし、第４レンズを正の屈折力を有するレンズとすれば、第２レンズ群内の正パワーが分散される。そして、第２レンズ群内の相対偏心感度を下げることができる。

また、本発明のズームレンズでは、第２レンズ群の第４レンズは、像側の面が非球面であることが好ましい。
この場合、収差補正上有効である。特に第１レンズ群で発生する非点収差や歪曲収差を補正するには、絞りより後の主光線高が高くなる面に非球面を配置することが有効である。
しかし、第３レンズ群によるリアフォーカス方式とする場合、第３レンズ群への非球面の導入には制約がある。つまり、フォーカシング時、第３レンズ群に非球面をもつと結像性能の変動が大きくなる。そのため、第２レンズ群の最も像側の面に非球面を配置することが望ましい。
なお、第２レンズ群の第４レンズは、ガラスレンズでもプラスチックレンズでもよい。また、ガラス球面上に非球面樹脂を形成させた複合非球面レンズとしてもよい。

また、本発明のズームレンズは、第２レンズ群の接合レンズが、以下の条件式（７）、（８）を満足することが好ましい。
０．３＜Ｒ_２３Ｒ／Ｒ_２２Ｆ＜１．０ ・・・（７）
−０．４＜ｆ_２／Ｒ_２３Ｆ＜１．４ ・・・（８）
ただし、ｆ_２は第２レンズ群の焦点距離、Ｒ_２２Ｆは第２レンズ群の正の第２レンズの物体側の面の光軸近傍の曲率半径、Ｒ_２３Ｒは、第２レンズ群の負の第３レンズの最も像側の面の光軸近傍の曲率半径、Ｒ_２３Ｆは第２レンズ群の接合レンズの接合面の光軸近傍の曲率半径である。

条件式（７）は、Ｒ_２３Ｒ／Ｒ_２２Ｆの値により、第２レンズ群の接合レンズの好ましい形状の範囲を規定している。
Ｒ_２３Ｒ／Ｒ_２２Ｆが、条件式（７）の上限を超えると、群内での球面収差・コマ収差・非点収差の補正が不十分かつ接合による偏心感度の緩和の効果が少なくなる。下限を超えると、群内の球面収差・コマ収差・非点収差の補正には有利で偏心感度の緩和の効果もあるが、第２レンズ群の倍率を上げるため、小型化に支障をきたしやすい。

ここで、条件式（７）の下限値は０．４であれば望ましく、０．４５であればより望ましい。また、上限値は、０．９５であれば望ましく、０．９であればより望ましい。
例えば、以下の条件式（７ａ）であれば望ましく、条件式（７ｂ）であればより望ましい。
０．４＜Ｒ_２３Ｒ／Ｒ_２２Ｆ＜０．９５ ・・・（７ａ）
０．４５＜Ｒ_２３Ｒ／Ｒ_２２Ｆ＜０．９ ・・・（７ｂ）

条件式（８）は、ｆ_２／Ｒ_２３Ｆの値により、第２レンズ群の焦点距離に対する好ましい接合面の形状の範囲を規定している。
ｆ_２／Ｒ_２３Ｆが、条件式（８）の上限を超えると、軸上色収差、倍率色収差が補正不足になりやすい。下限を超えると、接合レンズ中の正の第２レンズの縁肉を確保するために光軸上での厚みが増大し好ましくない。

ここで、条件式（８）の下限値は、０．４であれば望ましく、０．５であればより望ましい。また、上限値は、１．２であれば望ましく、１．０であればより望ましい。
例えば、以下の条件式（８ａ）であれば望ましく、条件式（８ｂ）であればより望ましい。
０．４＜ｆ_２／Ｒ_２３Ｆ＜１．２ ・・・（８ａ）
０．５＜ｆ_２／Ｒ_２３Ｆ＜１．０ ・・・（８ｂ）

また、本発明のズームレンズは、第２レンズ群の負の第３レンズが、以下の条件式（９を満足することが好ましい。
１．０＜｜ｆ_２／ｆ_２３｜＜３．０ ・・・（９）
ただし、ｆ_２は第２レンズ群の焦点距離、ｆ_２３は第２レンズ群の負の第３レンズの焦点距離である。

条件式（９）は、｜ｆ_２／ｆ_２３｜の値により、第２レンズ群の負の第３レンズの焦点距離と第２レンズ群の焦点距離との好ましい比率の範囲を規定している。
｜ｆ_２／ｆ_２３｜が条件式（９）の上限を超えると、第２レンズ群の主点が物体側に寄るために全長を短くする作用があるものの、非点収差の補正が困難となる。下限を超えると、第２レンズ群の主点が像側寄りとなって第２レンズ群の倍率が高くならないため、第１レンズ群の移動量が大きくなったり大型化しやすくなってしまう。また、使用状態における第２レンズ群の後方にデッドスペースが生じやすく全長が長くなる。その結果、鏡枠の機械構造が複雑になったり巨大化したりする。あるいは沈胴時にレンズ全長を薄くできなくなる。

ここで、条件式（７）の下限値は、１．３であれば望ましく、１．６であればより望ましい。また、上限値は、２．５であれば望ましく、２．０であればより望ましい。
例えば、以下の条件式（７ａ）であれば望ましく、条件式（７ｂ）であればより望ましい。
１．３＜｜ｆ_２／ｆ_２３｜＜２．５ ・・・（９ａ）
１．６＜｜ｆ_２／ｆ_２３｜＜２．０ ・・・（９ｂ）

また、本発明のズームレンズは、第１レンズ群が、物体側より順に、負の第１レンズ、正の第２レンズから構成され、少なくとも１面の非球面を有する。
このように少なくとも１面の非球面を有する２枚構成とするので、色収差や各軸外収差が良好に補正可能であり、ズームレンズの薄型化に貢献することができる。

また、本発明のズームレンズでは、第１レンズ群の負の第１レンズは、物体側の面に比べより強い曲率を有する凹面を像側に備え、像側の凹面が非球面からなることが好ましい。そうすれば、特に広角端で発生する歪曲収差、像面湾曲を効果的に補正することができる。このレンズはガラス成型による非球面レンズとしてもよいし、ガラス球面上に非球面樹脂を形成させた複合非球面レンズとしてもよい。

また、本発明のズームレンズでは、第１レンズ群の正の第２レンズが、条件式（２）を満足する。
条件式（２）は、（Ｒ_１３＋Ｒ_１４）／（Ｒ_１３−Ｒ_１４）の値により、第１レンズ群の正の第２レンズの好ましい形状を規定している。
（Ｒ_１３＋Ｒ_１４）／（Ｒ_１３−Ｒ_１４）が、条件式（２）の上限を超えると、歪曲収差の補正が不利になりやすい。下限を超えると、非点収差の補正上不利になりやすい。また、変倍時の機械的干渉を避けるために第２レンズ群との間隔が余分に必要となるのでコンパクト化に不利である。

ここで、条件式（２）の下限値は、−２．４であれば望ましく、−２．３であればより望ましい。また、上限値は、−０．４５であれば望ましく、−０．５であればより望ましい。
例えば、以下の条件式（２ａ）であれば望ましく、条件式（２ｂ）であればより望ましい。
−２．４＜（Ｒ_１３＋Ｒ_１４）／（Ｒ_１３−Ｒ_１４）＜−０．４５・・・（２ａ）
−２．３＜（Ｒ_１３＋Ｒ_１４）／（Ｒ_１３−Ｒ_１４）＜−０．５ ・・・（２ｂ）

また、本発明のズームレンズでは、第１レンズ群の正の第２レンズが両面に非球面を有することが好ましい。
この場合、物体側の面では、レンズの外周部で正の屈折力が強くなるような非球面形状にすることがより好ましい。このようにすれば、第１レンズ群の負の第１レンズの外径を小さくすることができるとともに、広角端における歪曲収差、非点収差を効果的に補正できる。また、像側の面でも、同様の理由により、レンズの外周部で正の屈折力が強くなるような非球面形状にすることがより好ましい。

また、この場合、非球面形状に関して、以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。
０．０１＜（Ａ_{ｓｐ１２Ｆ}−Ａ_{ｓｐ１２Ｒ}）／ｆ_Ｗ＜０．０５ ・・・（１０）
ただし、Ａ_{ｓｐ１２Ｆ}、Ａ_{ｓｐ１２Ｒ}は、それぞれ第１レンズ群内の正の第２レンズの物体側、像側の非球面が有する光軸近傍での曲率半径（近軸曲率半径）の球面に対する有効径での非球面偏奇量、ｆ_Ｗは広角端でのズームレンズ全系の焦点距離である。

条件式（１０）は、（Ａ_{ｓｐ１２Ｆ}−Ａ_{ｓｐ１２Ｒ}）／ｆ_Ｗの値により好ましい非球面形状の範囲を規定している。
（Ａ_{ｓｐ１２Ｆ}−Ａ_{ｓｐ１２Ｒ}）／ｆ_Ｗが、条件式（１０）の上限を超えて非球面量が大きくなると、軸外のコマ収差の補正が困難になる。下限を超えると、負の歪曲収差の補正不足になり、また軸外の像面湾曲、非点格差が補正できない。

ここで、条件式（９）の下限値は０．０１５であれば望ましく、０，０２であればより望ましい。また、上限値は０．０４であれば望ましく、０．０３であればより望ましい。
例えば、以下の条件式（１０ａ）であれば望ましく、条件式（１０ｂ）であればより望ましい。
０．０１５＜（Ａ_{ｓｐ１２Ｆ}−Ａ_{ｓｐ１２Ｒ}）／ｆ_Ｗ＜０．０４ ・・・（１０ａ）
０．０２＜（Ａ_{ｓｐ１２Ｆ}−Ａ_{ｓｐ１２Ｒ}）／ｆ_Ｗ＜０．０３ ・・・（１０ｂ）

また、本発明のズームレンズでは、第１レンズ群の負の第１レンズに、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率が１．７５以上の硝材を用いることが好ましい。そうすれば、曲率を大きくすることなく良好な屈折力が得られるので、軸外諸収差の発生を最小に抑えることができる。
また、本発明のズームレンズでは、第１レンズ群の負の第１レンズは、物体側の面に比べより強い曲率を有する凹面を像側に備え、像側の凹面が非球面からなることが好ましい。そうすれば、特に広角端で発生する歪曲収差、像面湾曲を効果的に補正することができる。このレンズはガラス成型による非球面レンズとしてもよいし、ガラス球面上に非球面樹脂を形成させた複合非球面レンズとしてもよい。

また、本発明のズームレンズでは、第１レンズ群の正の第２レンズに、ｄ線に対する屈折率が１．８５以上の硝材の硝材を用いることが好ましい。負の第１レンズと同様な理由で、軸外諸収差の発生を最小に抑えることができる。この場合、ｄ線に対する屈折率が１．９０以上の硝材の硝材を用いることがより好ましい。

また、本発明のズームレンズでは、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
１．１５＜｜ｆ_１／ｆ_２｜＜２．０ ・・・（４）
ただし、ｆ_２は、前記第２レンズ群の焦点距離、ｆ_１は前記第１レンズ群の焦点距離である。

条件式（４）は、｜ｆ_１／ｆ_２｜の値により第１、２レンズ群の好ましい屈折力について規定している。｜ｆ_１／ｆ_２｜が、条件式（４）の上限を超えると、第２レンズ群の屈折力が強くなりすぎるから、テレセントリック性の確保が難しくなり、画面の隅でのかげり（シェーディング）が発生しやすくなる。また、下限を超えると、第２レンズ群の屈折力が弱くなりすぎ、第２レンズ群の変倍作用が小さくなってレンズ移動量が増加する。そのため、レンズ系全体が大きくなってしまう。

ここで、条件式（４）の下限値は１．２であれば望ましく、１．２５であればより望ましい。また、上限値は１．７５であれば望ましく、１．５であればより望ましい。
例えば、以下の条件式（４ａ）であれば望ましく、条件式（４ｂ）であればより望ましい。
１．２＜｜ｆ_１／ｆ_２｜＜１．７５ ・・・（４ａ）
１．２５＜｜ｆ_１／ｆ_２｜＜１．５ ・・・（４ｂ）

また、本発明のズームレンズは、第３レンズ群は可動とされ、フォーカス用として使用される。このような第３レンズ群によるリアフォーカス方式は、第１レンズ群によるフォーカスに比べて、移動レンズ群が軽量となるため、移動時に駆動モータにかかる負荷が少ない、全長が大きくならない、鏡枠内部に駆動モータを配置できるため鏡枠の径方向が大きくならない、といった特徴を有し、レイアウト上、小型化に有利となる。

また、このようなレンズ構成では、第３レンズ群に必要以上の量の非球面が入るとその効果を出すために第１、２レンズ群で残存する非点収差を第３レンズ群にて補正することが必要となるが、第３レンズ群がフォーカスのために動くとそのバランスが崩れてしまい収差変動が大きくなってしまう。
そこで、本発明のズームレンズでは、本発明の目的の達成、つまり沈胴収納時のレンズ部総厚を薄くしてなおかつ第３レンズ群にてフォーカスをするためには、第３レンズ群は球面系または少ない非球面量にて構成することが好ましい。

また、本発明のズームレンズは、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．２９＜ｆ_Ｗ／ｆ_３＜０．６ ・・・（６）
ただし、ｆ_Ｗは広角端でのズームレンズ全系の焦点距離、ｆ_３は前記第３レンズ群の焦点距離である。

条件式（６）は、ｆ_Ｗ／ｆ_３の値の範囲により、好ましい第３レンズ群の屈折力の範囲を規定している。
ｆ_Ｗ／ｆ_３が、条件式（６）の上限を超えて第３レンズ群の屈折力が強くなると、第３レンズ群で発生するコマ収差、像面湾曲が大きくなり、リアフォーカスをするのが難しくなる。下限を超えて第３レンズ群の屈折力が弱くなると、バックフォーカスが増大したり、フォーカシング時の第３レンズ群の移動量が大きくなったりするので、コンパクト化するのが難しくなる。条件式（６）は、第３レンズ群のレンズ面を球面で構成する場合に特に有用である。

ここで、条件式（６）の下限値は、０．３であれば望ましく、０．３１であればより望ましい。また上限値は、０．５であれば望ましく、０．４５であればより望ましい。
例えば、以下の条件式（６ａ）であれば望ましく、条件式（６ｂ）であればより望ましい。
０．３＜ｆ_Ｗ／ｆ_３＜０．５ ・・・（６ａ）
０．３１＜ｆ_Ｗ／ｆ_３＜０．４５ ・・・（６ｂ）

また、本発明のズームレンズでは、第３レンズ群が、広角端から望遠端に変倍する際に像側に凸の軌跡を動く様にすることが好ましい。
この場合、特に出来栄え誤差によるピント位置のばらつきの大きな望遠端における調整余裕量の確保が容易になる。

また、本発明のズームレンズでは、第３レンズ群を正レンズ１枚で構成している。
このような構成では、実用的な収差レベルの補正が可能であり、レンズ枚数を低減して、ズームレンズの薄型化に貢献することができる。

また、本発明のズームレンズでは、開口絞りを配置する位置は、第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置することが好ましい。
この場合、入射瞳位置を浅くできるため前玉径が小さくでき、結果として光軸上のレンズ肉厚を薄くできるため、厚さ方向のコンパクト化に貢献することができる。
また射出瞳位置を結像位置から遠くできるので、例えばＣＣＤなどの撮像素子に射出する光線角度を小さくでき、画面の端でのかげり（シェーディング）の発生を防ぐことができる。
また、開口絞りは、変倍時に第２レンズ群と一体して移動することが好ましい、
この場合、機構上単純であるばかりでなく、沈胴時のデッドスペースが発生しにくく、広角端と望遠端のＦ値の差が小さくなるという利点がある。

本発明の撮像装置は、本発明のズームレンズと、該ズームレンズの結像位置に撮像素子を配置した構成とする。
この発明によれば、本発明のズームレンズを用いて、被写体の像を撮像素子上に結像できるから、本発明のズームレンズと同様の作用効果を備える撮像装置となる。

なお、上記各条件式や各構成は、適宜組み合わせることで、より良好なズームレンズ、電子撮像装置を構成できる。また各条件式においては、その上限値のみ、もしくは下限値のみを、より好ましい条件式の対応する上限値,下限値で限定してもよい。また、後述の各実施例に記載の条件式の対応値を上限値または下限値としてもよい。

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係るズームレンズについて説明する。
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る第１実施例のズームレンズの無限遠物点合焦時の、それぞれ広角端、中間状態、望遠端でのレンズ断面図である。この図中において、符号Ｉは像面を示す。なお、これらの詳細な数値実施例は実施例１として後記する。

本実施形態の第１実施例のズームレンズ１００の概略構成は、図１（ａ）に示すように、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、平行平板群Ｆからなり、この順に物体側から配置されている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、負レンズＬ１（負の第１レンズ）と、正レンズＬ２（正の第２レンズ）とからなり、これらにより負の屈折力を有するレンズ群とされる。
負レンズＬ１は、物体側の面に比べより強い曲率を有する凹面を像側に備え、像側の凹面が非球面からなるレンズで構成される。そして、ｄ線に対する屈折率が１．７５以上の硝材からなる。
正レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズで構成される。
なお、以下では誤解の恐れのない限り、負レンズＬ１、正レンズＬ２などを総称するとき、正負などを省略して単にレンズＬ１、Ｌ２などと略称する場合がある。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、正レンズＬ３（正の第１レンズ）と、接合レンズＬ４と、正レンズＬ７（正の第４レンズ）とからなり、これらにより正の屈折力を有するレンズ群とされる。第２レンズ群Ｇ２の物体側には、変倍時に第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する開口絞りＳが設けられている。
正レンズＬ３は、両面に非球面を有する両凸レンズで構成される。
接合レンズＬ４は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ５（正の第２レンズ）、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなると負レンズＬ６（負の第３レンズ）により構成される。正レンズＬ５、負レンズＬ６は、各レンズ面が球面からなる。
正レンズＬ７は、像側に凸面を向けた単レンズからなり、像側の凸面に非球面を有する構成とされる。

第３レンズ群Ｇ３は、両面が球面のみの両凸単レンズからなる正レンズＬ８（正の単レンズ）で構成される。

平行平板群Ｆは、像面Ｉに配置する撮像素子などの特性により適宜の特性のものをすることができるが、本実施形態では、物体側より順に、光学的ローパスフィルタＦ１、およびカバーガラスＧＬから構成され、最終レンズ群と像面Ｉの間に固定配置されている。
光学的ローパスフィルタＦ１としては、結晶軸方向が調整された水晶板などからなる複屈折型ローパスフィルタや、回折効果を用いて光学的な遮断周波数特性を実現する位相型ローパスフィルタなどを好適に採用することができる。
また、カバーガラスＧＬは、ＣＣＤなどの撮像素子を配置する場合のカバーガラスである。
また、この他に、例えば平行平板に赤外光を遮断する蒸着を施した赤外光カットフィルタなどを設けてもよい。
なお、これらは場合によっては、一部または全部を割愛してもよい。

ズームレンズ１００は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示したように、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１が光軸に沿って像側に凸の軌跡を移動し、第２レンズ群Ｇ２が開口絞りＳと一体的に光軸に沿って物体側のみに移動し、第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿って第２レンズ群Ｇ２とは異なる量で、像側に凸の軌跡を移動する。そして、第３レンズ群Ｇ３は、合焦のため可動とされている。

次に、本実施形態の第２実施例に係るズームレンズについて説明する。
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る第２実施例のズームレンズの無限遠物点合焦時の、それぞれ広角端、中間状態、望遠端でのレンズ断面図である。この図中において、符号Ｉは像面を示す。なお、これらの詳細な数値実施例は実施例２として後記する。

第２実施例のズームレンズ１０１の概略構成は、図２（ａ）に示すように、上記実施形態の第１実施例のレンズＬ１〜Ｌ８に対応して、屈折力の正負が一致した同タイプのレンズ形状を有するレンズＬ１０〜Ｌ１７を備える。なお、開口絞りＳ、平行平板群Ｆは上記第１実施例と共通である。

ズームレンズ１０１は、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示したように、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１が光軸に沿って像側に凸の軌跡を移動し、第２レンズ群Ｇ２が開口絞りＳと一体的に光軸に沿って物体側のみに移動し、第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿って第２レンズ群Ｇ２とは異なる量で像面側に移動する。そして、第３レンズ群Ｇ３は、合焦のため可動とされている。

次に、本実施形態の第３実施例に係るズームレンズについて説明する。
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る第３実施例のズームレンズの無限遠物点合焦時の、それぞれ広角端、中間状態、望遠端でのレンズ断面図である。この図中において、符号Ｉは像面を示す。なお、これらの詳細な数値実施例は実施例３として後記する。

第３実施例のズームレンズ１０２の概略構成は、図３（ａ）に示すように、上記実施形態の第１実施例のレンズＬ１、Ｌ３〜６、Ｌ８に対応して、屈折力の正負が一致した同タイプのレンズ形状を有するレンズＬ２０、Ｌ２２〜２５、Ｌ２７を備える。
また、第１実施例の正レンズＬ２に代えて、正レンズＬ２１（正の第２レンズ）を、同じく正レンズＬ７に代えて、正レンズ２６（正の第４レンズ）を備える。
正レンズＬ２１は、両面に非球面を有することにより正の屈折力を有する単レンズから構成される。そして、ｄ線に対する屈折率が１．８５より小さい硝材からなる。
正レンズ２６は、像側に凸面を有する単レンズであり、像側の面に非球面を有する構成とされる。
なお、開口絞りＳ、平行平板群Ｆは上記第１実施例と共通である。

ズームレンズ１０２は、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示したように、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１が光軸に沿って像側に凸の軌跡を移動し、第２レンズ群Ｇ２が開口絞りＳと一体的に光軸に沿って物体側のみに移動し、第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿って第２レンズ群Ｇ２とは異なる量で移動する。そして、第３レンズ群Ｇ３は、合焦のため可動とされている。

次に、本実施形態の第４実施例に係るズームレンズについて説明する。
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る第４実施例のズームレンズの無限遠物点合焦時の、それぞれ広角端、中間状態、望遠端でのレンズ断面図である。この図中において、符号Ｉは像面を示す。なお、これらの詳細な数値実施例は実施例４として後記する。

第４実施例のズームレンズ１０３の概略構成は、図４（ａ）に示すように、上記実施形態の第１実施例のレンズＬ１〜６、Ｌ８に対応して、屈折力の正負が一致した同タイプのレンズ形状を有するレンズＬ３０〜３５、Ｌ３７を備える。
また、第１実施例の正レンズＬ７に代えて、正レンズ３６（正の第４レンズ）を備える。
正レンズ３６は、像側に凸面を有する単レンズであり、両面に球面を有する構成とされる。
なお、開口絞りＳ、平行平板群Ｆは上記第１実施例と共通である。

ズームレンズ１０３は、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示したように、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１が光軸に沿って像側に凸の軌跡を移動し、第２レンズ群Ｇ２が開口絞りＳと一体的に光軸に沿って物体側のみに移動し、第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿って第２レンズ群Ｇ２とは異なる量で移動する。そして、第３レンズ群Ｇ３は、合焦のため可動とされている。

なお、上記の説明のレンズの群内構成は一例であって、各レンズ群の正負のパワーが得られるならば、非球面の配置や群内構成を変えてもよい。例えば、第１レンズ群では、像側の面を非球面とする例で説明したが、少なくとも１面の非球面は、物体側の面としてもよい。また、第２レンズ群では、正の第１レンズの両面が非球面である構成として説明したが、少なくとも２面の非球面は、接合レンズの接合面以外であればよく、接合レンズの最も物体側、あるいは最も像側の面を非球面としてもよい。

また、上記第１の実施形態において、上記各条件式を適宜組み合わせて満足する構成とすることが望ましい。

下記に上記第１の実施形態のズームレンズに対応する第１数値実施例の光学系の構成パラメータを示す。なお、以下では、上記に説明した記号の他に、次の記号を用いる（各実施例に共通とする）。
ｆは全系焦点距離、ＦNOはＦナンバー、Ｗは広角端、Ｓは中間状態、Ｔは望遠端である。ｒ_１、ｒ_２、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ_１、ｄ_２、…は各レンズ面間の間隔であり、図１（ａ）の符号とそれぞれ対応している。また、ｎ_ｄ１、ｎ_ｄ２、…は各レンズのｄ線での屈折率、ν_ｄ１、ν_ｄ２、…は各レンズのアッベ数である。これらの表記は以下の参照図面すべてに共通である。
なお非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとるとき、次の式（ａ）で表される。
ｚ＝（ｙ^２／ｒ）／[１＋√｛１−（１＋Ｋ）・（ｙ／ｒ）^２｝]
＋Ａ_４ｙ^４＋Ａ_６ｙ^６＋Ａ_８ｙ^８＋Ａ_１０ｙ^１０ ・・・（ａ）
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ_４、Ａ_６、Ａ_８、Ａ_１０は、それぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。

面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
1 r₁ = ∞ d₁ = 1.50 n_d1 = 1.77377 ν_d1 = 47.17
2 r₂ = 7.265 (非球面) d₂ = 2.63
3 r₃ = 12.816 d₃ = 2.20 n_d2 = 1.80518 ν_d2 = 25.42
4 r₄ = 39.500 d₄ = (可変)
S ∞(絞り) d₅ = 0.80
5 r ₅ = 14.805 (非球面) d₆ = 1.82 n_d3 = 1.74330 ν_d3 = 49.33
6 r ₆ = -42.582 (非球面) d₇ = 0.08
7 r ₇ = 5.519 d₈ = 2.52 n_d4 = 1.51633 ν_d4 = 64.14
8 r ₈ = 16.682 d₉ = 0.65 n_d5 = 1.80518 ν_d5 = 25.42
9 r ₉ = 4.631 d₁₀= 1.25
10 r ₁₀ = 1148.788 d₁₁= 1.38 n_d6 = 1.51633 ν_d6 = 64.14
11 r ₁₁ = -31.519 (非球面) d₁₂= (可変)
12 r ₁₂ = 42.164 d₁₃= 2.01 n_d7 = 1.74400 ν_d7 = 44.78
13 r ₁₃ = -33.209 d₁₄= (可変)
14 r ₁₄ = ∞ d₁₅= 0.95 n_d8 = 1.54771 ν_d8 = 62.84
15 r ₁₅ = ∞ d₁₆= 0.55
16 r ₁₆ = ∞ d₁₇= 0.50 n_d9 = 1.51633 ν_d9 = 64.14
17 r ₁₇ = ∞ d₁₈= (可変)
I ∞(像面)
[非球面係数]
面番号 Ｋ Ａ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
2 -0.694 3.79934x10^-6 3.02207x10^-12 4.80234x10^-12 -4.18324x10^-11
5 7.272 -5.06557x10^-4 -1.23961x10^-5 -1.87104x10^-9 -1.87517x10^-8
6 -43.291 -2.56756x10^-4 -4.98807x10^-6 7.55902x10^-8 -8.45234x10^-9
11 0.000 1.68492x10^-4 -2.27448x10^-6 1.41768x10^-6 -6.47233x10^-8
[ズームデータ]
Ｗ Ｓ Ｔ
ｆ(mm) 8.072 13.438 23.273
ＦＮＯ 2.87 3.73 5.16
d₄ 18.51 8.96 1.99
d₁₂ 6.11 12.81 22.97
d₁₄ 4.17 3.40 3.83
d₁₈ 0.80 0.80 0.80

本実施例における収差図を図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。それぞれの図は、広角端（Ｗ）、中間状態（Ｓ）、望遠端（Ｔ）に対応する。そして、各図は、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である。それぞれの横軸の単位は、（ｍｍ）、（ｍｍ）、（％）、（ｍｍ）である。
これらより、本実施例では、各収差が良好に補正されていることが分かる。
なお、上記の各条件式に対応する計算値はまとめて後記する。

下記に上記第２実施例のズームレンズ（図２参照）に対応する第２数値実施例の光学系の構成パラメータを示す。

面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
1 r₁ = ∞ d₁ = 1.50 n_d1 = 1.77377 ν_d1 = 47.18
2 r₂ = 6.812 (非球面) d₂ = 2.20
3 r₃ = 12.179 d₃ = 2.35 n_d2 = 1.90367 ν_d2 = 31.32
4 r₄ = 40.524 d₄ = (可変)
S ∞ (絞り) d₅ = 0.80
5 r ₅ = 14.507 (非球面) d₆ = 2.12 n_d3 = 1.74330 ν_d3 = 49.33
6 r ₆ = -37.838 (非球面) d₇ = 0.10
7 r ₇ = 5.549 d₈ = 2.04 n_d4 = 1.48749 ν_d4 = 70.23
8 r ₈ = 11.872 d₉ = 1.13 n_d5 = 1.80518 ν_d5 = 25.42
9 r ₉ = 4.276 d₁₀= 1.28
10 r ₁₀ = 98.456 d₁₁= 1.86 n_d6 = 1.51633 ν_d6 = 64.14
11 r ₁₁ = -27.195 (非球面) d₁₂= (可変)
12 r ₁₂ = 27.602 d₁₃= 1.97 n_d7 = 1.60311 ν_d7 = 60.70
13 r ₁₃ = -31.375 d₁₄= (可変)
14 r ₁₄ = ∞ d₁₅= 0.95 n_d8 = 1.54771 ν_d8 = 62.84
15 r ₁₅ = ∞ d₁₆= 0.55
16 r ₁₆ = ∞ d₁₇= 0.50 n_d9 = 1.51633 ν_d9 = 64.14
17 r ₁₇ = ∞ d₁₈= (可変)
I ∞(像面)
[非球面係数]
面番号 Ｋ Ａ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
2 -0.661 -1.18095x10^-5 -5.16857x10^-7 -8.68102x10^-10 -3.63804x10^-11
5 7.386 -5.88389x10^-4 -1.77024x10^-5 2.94038x10^-10 -1.44443x10^-8
6 -35.173 -3.16877x10^-4 -9.12370x10^-6 1.33506x10^-7 -2.25341x10^-10
11 0.000 -1.33259x10^-4 -1.89869x10^-5 1.62043x10^-6 -1.96646x10^-7
[ズームデータ]
Ｗ Ｓ Ｔ
ｆ(mm) 8.068 13.438 23.275
ＦＮＯ 2.77 3.59 5.01
d₄ 18.96 8.95 2.00
d₁₂ 5.52 12.09 21.96
d₁₄ 3.79 2.77 2.00
d₁₈ 0.80 0.80 0.80

本実施例における収差図を図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。それぞれの図は、広角端（Ｗ）、中間状態（Ｓ）、望遠端（Ｔ）に対応する。そして、各図は、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である。それぞれの横軸の単位は、（ｍｍ）、（ｍｍ）、（％）、（ｍｍ）である。
これらより、本実施例では、各収差が良好に補正されていることが分かる。
なお、上記の各条件式に対応する計算値はまとめて後記する。

下記に上記第３実施例のズームレンズ（図３参照）に対応する第３数値実施例の光学系の構成パラメータを示す。

面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
1 r₁ = ∞ d₁ = 1.50 n_d1 = 1.80610 ν_d1 = 40.92
2 r₂ = 8.753 d₂ = 2.71
3 r₃ = 29.169 (非球面) d₃ = 2.35 n_d2 = 1.84666 ν_d2 = 23.78
4 r₄ = -102.659 (非球面) d₄ = (可変)
S ∞(絞り) d₅ = 0.80
5 r ₅ = 14.140 (非球面) d₆ = 2.10 n_d3 = 1.58313 ν_d3 = 59.46
6 r ₆ = -24.946 (非球面) d₇ = 0.10
7 r ₇ = 5.904 d₈ = 2.08 n_d4 = 1.69100 ν_d4 = 54.82
8 r₈ = 13.607 d₉ = 1.37 n_d5 = 1.80518 ν_d5 = 25.42
9 r ₉ = 4.124 d₁₀= 1.46
10 r ₁₀ = -131.935 d₁₁= 1.47 n_d6 = 1.51633 ν_d6 = 64.14
11 r ₁₁ = -75.520 (非球面) d₁₂= (可変)
12 r ₁₂ = 23.098 d₁₃= 2.22 n_d7 = 1.60311 ν_d7 = 60.70
13 r ₁₃ = -22.809 d₁₄= (可変)
14 r ₁₄ = ∞ d₁₅= 0.95 n_d8 = 1.54771 ν_d8 = 62.84
15 r ₁₅ = ∞ d₁₆= 0.55
16 r ₁₆ = ∞ d₁₇= 0.50 n_d9 = 1.51633 ν_d9 = 64.14
17 r ₁₇ = ∞ d₁₈= (可変)
I ∞(像面)
[非球面係数]
面番号 Ｋ Ａ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
3 0.000 5.74375x10^-5 -8.37511x10^-6 4.11074x10^-7 -5.28660x10^-9
4 0.000 -6.94729x10^-5 -7.63117x10^-6 3.77509x10^-7 -5.46523x10^-9
5 6.643 -6.02020x10^-4 -5.51363x10^-6 -7.20229x10^-7 8.33261x10^-9
6 -0.550 -2.31108x10^-4 1.70053x10^-6 -6.41632x10^-7 1.97033x10^-8
11 0.000 1.51066x10^-4 -5.40629x10^-6 4.30502x10^-7 -1.15320x10^-7
[ズームデータ]
Ｗ Ｓ Ｔ
ｆ(mm) 8.068 13.438 23.275
ＦＮＯ 2.86 3.83 5.29
d₄ 18.61 9.15 1.24
d₁₂ 4.60 11.63 20.83
d₁₄ 3.38 2.00 2.00
d₁₈ 0.90 0.90 0.90

本実施例における収差図を図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。それぞれの図は、広角端（Ｗ）、中間状態（Ｓ）、望遠端（Ｔ）に対応する。そして、各図は、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である。それぞれの横軸の単位は、（ｍｍ）、（ｍｍ）、（％）、（ｍｍ）である。
これらより、本実施例では、各収差が良好に補正されていることが分かる。
なお、上記の各条件式に対応する計算値はまとめて後記する。

下記に上記第４実施例のズームレンズ（図４参照）に対応する第４数値実施例の光学系の構成パラメータを示す。

面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
1 r₁ = ∞ d₁ = 1.50 n_d1 = 1.77377 ν_d1 = 47.17
2 r₂ = 7.490 (非球面) d₂ = 2.72
3 r₃ = 13.222 d₃ = 2.11 n_d2 = 1.80518 ν_d2 = 25.42
4 r₄ = 38.308 d₄= (可変)
S ∞(絞り) d₅ = 0.80
5 r ₅ = 16.536 (非球面) d₆ = 1.77 n_d3 = 1.74330 ν_d3 = 49.33
6 r ₆ = -41.171 (非球面) d₇ = 0.02
7 r ₇ = 5.596 d₈ = 2.48 n_d4 = 1.51633 ν_d4 = 64.14
8 r ₈ = 16.030 d₉ = 1.02 n_d5 = 1.80518 ν_d5 = 25.42
9 r ₉ = 4.623 d₁₀= 1.02
10 r ₁₀ = 1319.760 d₁₁= 1.43 n_d6 = 1.51633 ν_d6 = 64.14
11 r ₁₁ = -24.853 d₁₂= (可変)
12 r ₁₂ = 37.064 d₁₃= 2.07 n_d7 = 1.74400 ν_d7 = 44.78
13 r ₁₃ = -36.893 d₁₄= (可変)
14 r ₁₄ = ∞ d₁₅= 0.95 n_d8 = 1.54771 ν_d8 = 62.84
15 r ₁₅ = ∞ d₁₆= 0.55
16 r ₁₆ = ∞ d₁₇= 0.50 n_d9 = 1.51633 ν_d9 = 64.14
17 r ₁₇ = ∞ d₁₈= (可変)
I ∞(像面)
[非球面係数]
面番号 Ｋ Ａ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
2 -0.697 7.65750x10^-6 -1.68254x10^-12 -1.42325x10^-15 -8.49690x10^-12
5 9.778 -4.32998x10^-4 -5.71365x10^-6 -4.70780x10^-8 -6.55631x10^-9
6 -29.058 -1.46704x10^-4 1.20833x10^-6 7.61198x10^-8 2.82407x10^-9
[ズームデータ]
Ｗ Ｓ Ｔ
ｆ(mm) 8.119 13.436 23.244
ＦＮＯ 2.87 3.70 5.15
d₄ 18.31 8.63 1.99
d₁₂ 6.21 12.49 23.05
d₁₄ 4.16 3.76 3.87
d₁₈ 0.79 0.80 0.79

本実施例における収差図を図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。それぞれの図は、広角端（Ｗ）、中間状態（Ｓ）、望遠端（Ｔ）に対応する。そして、各図は、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図である。それぞれの横軸の単位は、（ｍｍ）、（ｍｍ）、（％）、（ｍｍ）である。
なお、上記の各条件式に対応する計算値はまとめて後記する。

次表に、上記実施例１〜４における各条件式の値を示す。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係るカメラについて説明する。
以上のような本発明の第１の実施形態に係るズームレンズは、ズームレンズで物体像を形成しその像をＣＣＤ等の電子撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、特に持ち運びに便利な携帯電話等に用いることができる。以下にその実施形態を例示する。
図９〜１１は、本発明によるズームレンズをデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図９はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１０は同後方斜視図、図１１はデジタルカメラ４０の構成を示す断面図である。

デジタルカメラ４０（カメラ）は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１（ズームレンズ）、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッター４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含み、デジタルカメラ４０の上部に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば第１の実施形態のズームレンズ１００、１０１、１０２、１０３などを通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、光学的ローパスフィルタＦ１、カバーガラスＧＬを介してＣＣＤ４９（撮像素子）の撮像面上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この処理手段５１には記録手段５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段５２は処理手段５１と別体に設けてもよいし、フロッピー（登録商標）ディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。

さらに、ファインダー用光路４４上にはファインダー用対物光学系５３が配置してある。このファインダー用対物光学系５３によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。このポリプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。なお、撮影光学系４１及びファインダー用対物光学系５３の入射側、接眼光学系５９の射出側にそれぞれカバー部材５０が配置されている。

このように構成されたデジタルカメラ４０は、撮影光学系４１が広画角で高変倍比であり、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォーカスの大きなズームレンズであるので、高性能・低コスト化が実現できる。

なお、図１１の例では、カバー部材５０として平行平面板を配置しているが、パワーを持ったレンズを用いてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る第１実施例のズームレンズの無限遠物点合焦時の広角端、中間状態、望遠端でのレンズ断面図である。 同じく第２実施例のズームレンズの無限遠物点合焦時の広角端、中間状態、望遠端でのレンズ断面図である。 同じく第３実施例のズームレンズの無限遠物点合焦時の広角端、中間状態、望遠端でのレンズ断面図である。 同じく第４実施例のズームレンズの無限遠物点合焦時の広角端、中間状態、望遠端でのレンズ断面図である。 実施例１における広角端、中間状態、望遠端に対応する収差図である。 実施例２における広角端、中間状態、望遠端に対応する収差図である。 実施例３における広角端、中間状態、望遠端に対応する収差図である。 実施例４における広角端、中間状態、望遠端に対応する収差図である。 本発明によるズームレンズを組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視の概念図である。 同じく後方斜視の概念図である。 本発明によるズームレンズを組み込んだデジタルカメラの構成を示すための断面概念図である。

符号の説明

１００、１０１、１０２、１０３ ズームレンズ
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
Ｆ 平行平板群
Ｆ１ 光学的ローパスフィルタ
Ｉ 像面
Ｌ１、Ｌ１０、Ｌ２０、Ｌ３０ 負レンズ（第１レンズ群の負の第１レンズ）
Ｌ２、Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ３１ 正レンズ（第１レンズ群の正の第２レンズ）
Ｌ３、Ｌ１２、Ｌ２２、Ｌ３２ 正レンズ（第２レンズ群の正の第１レンズ）
Ｌ４、Ｌ１３、Ｌ２３、Ｌ３３ 接合レンズ
Ｌ５、Ｌ１４、Ｌ２４、Ｌ３４ 正レンズ（第２レンズ群の正の第２レンズ）
Ｌ６、Ｌ１５、Ｌ２５、Ｌ３５ 負レンズ（第２レンズ群の負の第３レンズ）
Ｌ７、Ｌ１６、Ｌ２６、Ｌ３６ 正レンズ（第２レンズ群の正の第４レンズ）
Ｌ８、Ｌ１７、Ｌ２７、Ｌ３７ 正レンズ（第３レンズ群の正の単レンズ）
４０ デジタルカメラ（カメラ）
４１ 撮像光学系（ズームレンズ）
４９ ＣＣＤ（撮像素子）

Claims (11)

1. 物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とからなり、
   前記第１レンズ群が、物体側より順に、負の第１レンズ、正の第２レンズから構成され、少なくとも１面の非球面を有し、
   前記第２レンズ群が、物体側より順に、正の第１レンズ、正の第２レンズ、負の第３レンズ、像側に凸面を有する単レンズからなる第４レンズを備え、前記正の第２レンズおよび前記負の第３レンズが互いに接合されて、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズをなす構成とされ、該接合レンズの接合面を除く少なくとも２面に非球面を有し、
   前記第３レンズ群が、正の単レンズから構成され、
   無限遠物点合焦時に広角端から望遠端へ変倍する際、前記第１レンズ群が像側に凸の軌跡で移動し、前記第２レンズ群が物体側へのみ移動し、前記第３レンズ群が第２レンズ群とは異なる量で移動しかつ合焦のために可動とされ、
   以下の条件式（１）、（２）、（３）、（７）、（８）’を満足することを特徴とするズームレンズ。
   ２．３＜Ｌ_ｔ／ｆ_２＜３．７ ・・・（１）
   −２．５＜（Ｒ_１３＋Ｒ_１４）／（Ｒ_１３−Ｒ_１４）＜−０．４ ・・・（２）
   ０．６５＜Ｔ_１／Ｔ_２＜１ ・・・（３）
   ０．３＜Ｒ _２３Ｒ ／Ｒ _２２Ｆ ＜１．０ ・・・（７）
   ０．９≦ｆ _２ ／Ｒ _２３Ｆ ＜１．４ ・・・（８）’
   ただし、Ｌ_ｔはズームレンズの望遠端での最も物体側のレンズ面から結像面までの距離、ｆ_２は、前記第２レンズ群の焦点距離、Ｒ_１３は前記第１レンズ群の正の第２レンズの物体側の面の曲率半径、Ｒ_１４は前記第１レンズ群の正の第２レンズの像側の面の曲率半径、Ｔ_１は前記第１レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の長さ、Ｔ_２は前記第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の長さ、Ｒ _２２Ｆ は第２レンズ群の正の第２レンズの物体側の面の光軸近傍の曲率半径、Ｒ _２３Ｒ は、第２レンズ群の負の第３レンズの最も像側の面の光軸近傍の曲率半径、Ｒ _２３Ｆ は第２レンズ群の接合レンズの接合面の光軸近傍の曲率半径である。
2. 前記第１レンズ群の前記負の第１レンズが、物体側の面に比べより強い曲率を有する凹面を像側に備え、該像側の凹面が非球面からなることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記第１レンズ群の前記正の第２レンズが、両面に非球面を有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１レンズ群の前記正の第２レンズが、ｄ線に対する屈折率が１．８５以上の硝材からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
5. 以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
   １．１５＜｜ｆ_１／ｆ_２｜＜２．０ ・・・（４）
   ただし、ｆ_１は前記第１レンズ群の焦点距離、ｆ_２は前記第２レンズ群の焦点距離である。
6. 前記第２レンズ群の前記第４レンズが、正の屈折力を有することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
7. 前記第２レンズ群の前記正の第１レンズが、両面に非球面を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか1項に記載のズームレンズ。
8. 前記第２レンズ群の前記第４レンズの像側の面が非球面であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
9. 以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
   ０．２９＜ｆ_Ｗ／ｆ_３＜０．６ ・・・（６）
   ただし、ｆ_Ｗは広角端でのズームレンズ全系の焦点距離、ｆ_３は前記第３レンズ群の焦点距離である。
10. 前記第３レンズ群が球面のみで構成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズの結像位置に撮像素子を配置したことを特徴とする撮像装置。

Images