JP4662428B2 - ズームレンズ系、ズームレンズ系を備える撮像装置、及び撮像装置を備える機器 - Google Patents

Description

本発明は、主にデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話端末等に搭載されるズームレンズ系、及びズームレンズ系を備える撮像装置に関し、特定的には、負パワーを有するレンズ群が先行する３群ズームレンズ系、及びそのレンズ系を備える撮像装置に関する。また、本発明は、上記撮像装置を備えるデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話端末等の機器に関する。

近年、デジタルスチルカメラやビデオカメラの小型化と高精細化のニーズの高まりと同時に、携帯電話端末に搭載される撮像装置においても固定焦点からズームなどの高機能化の要求が高まってきている。他方、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｃｉｄ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の固体撮像素子も小型で高画素のものが開発され、小型の固体撮像素子を用いたより小型の撮像装置を構成することが求められている。

このような撮像装置に用いられるズームレンズ系は、小型であるだけなく、固体撮像素子への入射する光線のなす角によって生じるシェーディングの影響を回避するために、良好なテレセントリック性が必要である。また、このようなズームレンズ系は、落下時の衝撃に耐えうるためにも、光学系の鏡筒長が一定のものが適しており、全長の変化が少ない光学系が求められている。

従来から、小型化のズームレンズ系として、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群との２つのレンズ群よりなり、各レンズ群間隔を変化させて変倍を行う２群ズームレンズ系が提案されている。しかしながら、２群ズームレンズ系は、変倍により光学全長が大きく変化してしまうという問題点を有していた。

他のコンパクトなズームレンズ系として、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーと有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群とからなる３群ズームレンズ系が提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。
特開２００４−４７６５号公報 特開２００３−１４００４３号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載されたズームレンズ系は、レンズ全長が長く、かつズーム時の光学全長の変化が大きいため、上記の課題を十分解決したものではなかった。また、特許文献１及び特許文献２に記載されたズームレンズ系は、多数の高価な光学材料が必要であるため製造コストが高いという課題を有していた。

本発明の目的は、固体撮像素子を用いた撮像装置に好適で、高価な光学材料を必要とせず、レンズ全長が短く、かつズーム時の光学全長の変化が小さいズームレンズ系及びそのズームレンズ系を備える撮像装置を提供することである。また、本発明の目的は、その撮像装置を備える機器を提供することである。

上記目的は、以下のズームレンズ系により達成される。物体の光学像を変倍可能に形成するズームレンズ系であって、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、第２レンズ群と一体的に移動する絞りとからなり、第１レンズ群が、負・正の２枚のレンズから構成され、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群が、像面側に凸の軌跡を描きながら光軸上を一旦像面側に移動した後物体側に移動し、第２レンズ群が、光軸上を単調に物体側に移動するとともに、フォーカス調整に際して、第３レンズ群が光軸上を移動し、以下の条件式（１）を満足する。
（１） ２．５＜（Ｌ／Ｙ）／√（ｆＴ／ｆＷ）≦４．０３ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
ただし、Ｌは広角端における第１レンズ群の最も物体側のレンズ素子の物体側の面から第３レンズ群のレンズの最も像面側の面までの軸上距離、Ｙは最大像高、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離である。

好ましくは、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２） ０．７＜Ｌ２／Ｙ＜１．５
ただし、Ｌ２は第２レンズ群の最も物体側のレンズの最も物体側の面から第２レンズ群の最も像面側のレンズの像面側の面までの軸上距離、Ｙは最大像高である。

好ましくは、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３） ０．５＜Ｌ１２／√（ｆＷ・ｆＴ）＜０．７ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
ただし、Ｌ１２は第１レンズ群と第２レンズ群との間隔の最大変化量であって、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔の広角端と望遠端との差、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離である。

好ましくは、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４） ０．６＜ｆ２／√（ｆＷ・ｆＴ）＜１．２ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
ただし、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離である。

好ましくは、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５） １．５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜２．０
ただし、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。

好ましくは、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６） １．０＜ｆ３／ｆ２＜１．５
ただし、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。

好ましくは、第１レンズ群を構成する負・正の２枚のレンズのうち、いずれか一方が条件式（７）の範囲に属し、残る一方のレンズが条件式（８）の範囲に属することが望ましい。
（７） １．７５＜ｎｄ＜１．９０かつ３５＜νｄ＜４８
（８） ｎｄ＞１．８２かつνｄ＜２４
ただし、ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはアッベ数である。

好ましくは、第２レンズ群が、正の単レンズ素子と正・負の接合レンズ素子の３枚のレンズ素子から構成され、接合レンズ素子の正のパワーのレンズは条件式（９）の範囲に属しており、負のレンズは条件式（１０）の範囲に属することが望ましい。
（９）１．７５＜ｎｄ＜１．９０かつ３５＜νｄ＜４８
（１０）ｎｄ＞１．８２かつνｄ＜２４
ただし、ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはアッベ数である。

好ましくは、第３レンズ群が、正の単レンズ素子で構成されており、条件式（１１）の範囲に属することが望ましい。
（１１）１．７５＜ｎｄ＜１．９０かつ３５＜νｄ＜４８
ただし、ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはアッベ数である。

好ましくは、第３レンズ群は、正の単レンズ素子で構成され、当該単レンズ素子が以下の条件式（１２）及び（１３）のいずれか又は両方を満足することが望ましい。
（１２）６．５＜｜Ｒ３１｜／｜Ｒ３２｜ （Ｒ３２＞０）
（１３）０＜｜Ｒ３２｜／Ｙ＜３．０ （Ｒ３２＞０）
ただし、Ｒ３１は第３レンズ群を構成する単レンズの物体側面の曲率半径、Ｒ３２は第３レンズ群を構成する単レンズの像側面の曲率半径、Ｙは最大像高である。

好ましくは、以下の条件式（１４）を満足することが望ましい。
（１４） ０．８＜ＬｆＷ／ＬｆＴ＜１．２ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
ただし、ＬｆＷは広角端における第１レンズ群の最も物体側から像面までの軸上間隔、ＬｆＴは望遠端における第１レンズ群の最も物体側から像面までの軸上間隔、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離である。

上記目的は、以下の撮像装置により達成される。被写体の電気的な画像信号を取得するために用いられる撮像装置であって、被写体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、ズームレンズ系を保持する鏡筒と、ズームレンズ系が形成した光学的な像を電気的な画像信号に変換する固体撮像素子とを備え、ズームレンズ系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、第２レンズ群と一体的に移動する絞りとからなり、第１レンズ群が、負・正の２枚のレンズから構成され、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群が、像面側に凸の軌跡を描きながら光軸上を一旦像面側に移動した後物体側に移動し、第２レンズ群が、光軸上を単調に物体側に移動するとともに、フォーカス調整に際して、第３レンズ群が光軸上を移動し、以下の条件式（１）を満足する。
（１） ２．５＜（Ｌ／Ｙ）／√（ｆＴ／ｆＷ）≦４．０３ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
ただし、Ｌは広角端における第１レンズ群の最も物体側のレンズ素子の物体側の面から第３レンズ群のレンズの最も像面側の面までの軸上距離、Ｙは最大像高、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離である。

上記目的は、以下の機器により達成される。被写体の電気的な画像信号を取得する撮像装置を備える機器であって、撮像装置は、被写体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、ズームレンズ系を保持する鏡筒と、ズームレンズ系が形成した光学的な像を電気的な画像信号に変換する固体撮像素子とを含み、ズームレンズ系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、第２レンズ群と一体的に移動する絞りとからなり、第１レンズ群が、負・正の２枚のレンズから構成され、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群が、像面側に凸の軌跡を描きながら光軸上を一旦像面側に移動した後物体側に移動し、第２レンズ群が、光軸上を単調に物体側に移動するとともに、フォーカス調整に際して、第３レンズ群が光軸上を移動し、以下の条件式（１）を満足する。
（１） ２．５＜（Ｌ／Ｙ）／√（ｆＴ／ｆＷ）≦４．０３ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
ただし、Ｌは広角端における第１レンズ群の最も物体側のレンズ素子の物体側の面から第３レンズ群のレンズの最も像面側の面までの軸上距離、Ｙは最大像高、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離である。

好ましくは、機器が、電子スチルカメラであることが望ましい。好ましくは、機器が、携帯電話端末であることが望ましい。

本発明によれば、固体撮像素子を用いた撮像装置に好適で、高価な光学材料を必要とせず、レンズ全長が短く、かつズーム時の光学全長の変化が小さいズームレンズ系及びそのズームレンズ系を備える撮像装置を提供することができる。また本発明によれば、その撮像装置を備える機器を提供することができる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るズームレンズ系の構成図である。図５は、本発明の実施の形態２に係るズームレンズ系の構成図である。図９は、本発明の実施の形態３に係るズームレンズ系の構成図である。図１３は、本発明の実施の形態４に係るズームレンズ系の構成図である。図１７は、本発明の実施の形態５に係るズームレンズ系の構成図である。図２１は、本発明の実施の形態６に係るズームレンズ系の構成図である。図２５は、本発明の実施の形態７に係るズームレンズ系の構成図である。

実施の形態１〜７に係るズームレンズ系は、いずれも６枚のレンズで構成され、物体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１、正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３とで構成されている。実施の形態１〜７に係るズームレンズ系は、撮影距離が∞の場合、広角端から望遠端への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１は光軸上を一旦像面側に移動した後物体側に移動し、像面側に凸の軌跡を描き、第２レンズ群Ｇ２は、光軸上を単調に物体側に移動する。また、実施の形態１〜７に係るズームレンズ系は、フォーカス調整のため、第３レンズ群Ｇ３は光軸上を移動する。絞り及びシャッタは第２レンズ群Ｇ２と一体となっており、第２レンズ群Ｇ２の移動と共に光軸上を移動する。

実施の形態１〜７に係るズームレンズ系において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負のパワーを有するレンズと、曲率の強い面を物体側に向けた物体側に凸の正のパワーを有するメニスカスレンズで構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に強い曲率の凸面を向け、像面側が平面の正のレンズと、両凸の正のレンズと、正のレンズの像側面と接合されている両凹の負のレンズとから構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、正のパワーのレンズのみから構成されている。第２レンズ群Ｇ２の物体側には絞りおよびシャッタが取り付けられている。絞り及びシャッタの位置は、直線で示されている。

実施の形態１〜７に係るズームレンズ系は、第１レンズ群の最も物体側のレンズである第１レンズに少なくとも１面の非球面が形成されている。また、実施の形態１〜７に係るズームレンズ系は、第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズにも少なくとも１面の非球面が形成されている。さらに、実施の形態１〜７に係るズームレンズ系は、第３レンズ群Ｇ３のレンズの像面側面が非球面である。

第３レンズ群Ｇ３のレンズよりも像面側には、赤外カットフィルタや光学的ローパスフィルタ、固体撮像素子が配置される。各図では、赤外カットフィルタや光学的ローパスフィルタ、固体撮像素子のカバーガラスをひとつの等価な平行平板を配置している。被写体から出て、ズームレンズ系及び前記並行平板を透過した光束は、像面に相当する前記固体撮像素子の撮像面に結像する。

次に、各実施の形態に共通する基本構成について説明する。各実施の形態に係るズームレンズ系は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と間の間隔を変えることによって変倍を行う。また、各実施の形態に係るズームレンズ系は、第３レンズ群Ｇ３を光軸方向に移動させることによってフォーカス調整を行う。

各実施の形態のズームレンズ系は、広角端における光学全長と望遠端における光学全長をほぼ等しくすることにより、使用時の光学全長の最大値を小さくしている。また、各実施の形態に係るズームレンズ系は、コンパクトでありながら良好な光学性能を維持するために、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との焦点距離を特に適切に設定している。

各実施の形態のズームレンズ系は、光学全長を短くし、良好な結像性能を得るために次のような工夫を行っている。まず、第１レンズ群Ｇ１において、最も物体側のレンズの両面を非球面にすることにより、歪曲収差および非点収差を良好に補正している。

また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から正・正・負の３枚構成とし、最も物体側に強い正のパワーのレンズを配置している。この構成により、第２レンズ群Ｇ２の物体側の主点位置はより物体側に偏移する。この結果、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが再接近する望遠端において、第１レンズ群Ｇ１の像面側主点位置から第２レンズ群Ｇ２の物体側主点位置までの距離を短くすることができる。主点間隔が短くなるので、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離を短くすることができ、全長を短くすることができる。さらに、第２レンズ群Ｇ２を３枚のレンズで構成することによって、より短いレンズ群を実現している。

第３レンズ群Ｇ３は、各実施の形態に係るズームレンズ系を構成するレンズ群の中で最も軽量であるため、高速なオートフォーカスが要求されるフォーカス調整用レンズに適している。また、第３レンズ群Ｇ３は、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の物体側に強い凸面を有する負のパワーのレンズから射出する主光線角度の大きな光束に対してテレセントリック性を良好にする作用を有する。この結果、第３レンズ群Ｇ３は、受光面に集光効率を向上させ感度改善を行っている固体撮像素子、具体的には各画素に対してマイクロレンズが形成されている固体撮像素子に光学的な像を形成する撮像光学系に好適である。

以下、各実施の形態に係るズームレンズ系が満足すべき条件を説明する。なお、各実施の形態に係るズームレンズ系において、複数の満足すべき条件が規定されるが、各条件をすべて満足するズームレンズ系の構成が最も望ましい。しかしながら、個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏するズームレンズ系を得ることも可能である。

各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１） ２．５＜（Ｌ／Ｙ）／√（ｆＴ／ｆＷ）＜５．０ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
ただし、Ｌは第１レンズ群の最も物体側のレンズ素子の物体側の面から第３レンズ群のレンズの最も像面側の面までの軸上距離、Ｙは最大像高、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離、である。

条件式（１）はレンズ全長を短くすると同時に良好な結像性能を有するための条件である。結像性能を良好に維持しながらズーム比を大きくすると、各レンズ群の焦点距離が比較的長くなるので、各群ごとに十分な収差補正を行うためには、レンズ全長を大きく取る必要がある。一方、ズーム比が大きくても結像性能を割り切るのであれば、各レンズ群のパワーを強くして光学全長を短くすることができる。

条件式（１）は、これらを考慮して得られた条件である。条件式（１）の上限を超えると、レンズ全長が大きくなりすぎ好ましくない。また下限を下回ると、十分な結像性能を得ることができない。

なお、上記条件式（１）は、さらに以下の範囲を規定することにより、上記効果を一層高めることができる。
（１）’ ３．４＜（Ｌ／Ｙ）／√（ｆＴ／ｆＷ）
（１）’’ （Ｌ／Ｙ）／√（ｆＴ／ｆＷ）＜４．５

さらに、上記条件式（１）は、以下の範囲を規定することにより、最も顕著に上記効果を奏功させることができる。
（１）’’’ ３．８＜（Ｌ／Ｙ）／√（ｆＴ／ｆＷ）
（１）’’’’ （Ｌ／Ｙ）／√（ｆＴ／ｆＷ）＜４．０

各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２） ０．７＜Ｌ２／Ｙ＜１．５
ただし、Ｌ２は第２レンズ群の最も物体側のレンズの最も物体側の面から第２レンズ群の最も像面側のレンズの像面側の面までの軸上距離、Ｙは最大像高である。

条件式（２）は、レンズ全長を短くすると同時に良好な結像性能を得るための条件である。第２レンズ群Ｇ２の群の厚みを薄くすると、各面の曲率が大きくなり、球面収差や非点収差が大きく発生することになる。一方、第２レンズ群Ｇ２の群の厚みを厚くすることにより、第２レンズ群Ｇ２を構成する各面の曲率は小さくなるがレンズ全長が大きくなりコンパクト化が困難となる。

条件式（２）は、これらを考慮して得られた条件である。条件式（２）の上限を超えると、結像性能は良好であるが、第２レンズ群Ｇ２の群の厚みが厚くなるためレンズ全長が長くなる。一方、条件式（２）の下限を超えると、第２レンズ群Ｇ２を構成する各レンズの曲率半径が大きくなるため、レンズ面で発生する球面収差及び非点収差が大きくなるため、良好な結像性能が得られなくなる。

各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３） ０．５＜Ｌ１２／√（ｆＷ・ｆＴ）＜０．７ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
ただし、Ｌ１２は第１レンズ群と第２レンズ群との間隔の最大変化量であって、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔の広角端と望遠端との差、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離である。

条件式（３）は、レンズ全長を短くすると同時に良好な結像性能を得るための条件である。レンズ全長を短くするためには、変倍に伴う第２レンズ群Ｇ２の移動範囲が狭いことが臨まれるが、移動範囲を狭くするためには、第２レンズ群Ｇ２のパワーを強くすることになる。レンズ群のパワーが強くなることによって、第２レンズ群Ｇ２での諸収差が大きく発生し、良好な光学性能を得ることができない。一方、第２レンズ群Ｇ２のパワーを弱くすることによって、第２レンズ群Ｇ２で発生する諸収差を小さくすることができるが、移動距離が大きくなるためにレンズをコンパクトに構成することができない。

条件式（３）はこれらを考慮して得られた条件である。条件式（３）の上限を超えると、第２レンズ群で発生する諸収差は小さくなるが、レンズ全長が長くなり、コンパクトに構成することができない。一方、条件式（３）の下限を下回ると、第２レンズ群Ｇ２に要求されるパワーが強くなるため、諸収差の抑制が十分できなくなり、コンパクトなレンズができるものの、十分な光学性能が得られない。

なお、上記条件式（３）は、さらに以下の範囲を規定することにより、上記効果を一層高めることができる。
（３）’ ０．５６＜２／√（ｆＷ・ｆＴ）
（３）’’ ２／√（ｆＷ・ｆＴ）＜０．６１

さらに、上記条件式（３）は、以下の範囲を規定することにより、最も顕著に上記効果を奏功させることができる。
（３）’’’ ０．５９＜２／√（ｆＷ・ｆＴ）
（３）’’’’ ２／√（ｆＷ・ｆＴ）＜０．６

各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４） ０．６＜ｆ２／√（ｆＷ・ｆＴ）＜１．２ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
ただし、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離である。

条件式（４）は、レンズ全長を短くすると同時に良好な結像性能を得るための条件である。レンズ全長を短くするためには、第２レンズ群Ｇ２のパワーを強くして変倍に伴う第２レンズ群Ｇ２の移動範囲を狭くすることが必要である。しかし、第２レンズ群のパワーを強くすると、諸収差が大きく発生し、良好な結像性能を得ることができなくなる。レンズ群のパワーが弱くすれば諸収差の発生は抑制できるものの、第２レンズ群Ｇ２の移動範囲が大きくなりレンズ全長が長くなりコンパクトなズームレンズ系を実現することはできない。

条件式（４）はこれらを考慮して得られた条件である。条件式（４）の上限を超えると、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離が長くなり、諸収差の抑制が可能であるが、変倍に伴うレンズ群の移動距離が長くなるため、レンズ全長が長くなってしまう。一方、下限を下回ると第２レンズ群Ｇ２の焦点距離が短くなり、変倍に伴う第２レンズ群Ｇ２の移動範囲は狭くなるが、諸収差の抑制が不十分であり良好な結像性能を得ることができない。

なお、上記条件式（４）は、さらに以下の範囲を規定することにより、上記効果を一層高めることができる。
（４）’ ０．８＜ｆ２／√（ｆＷ・ｆＴ）
（４）’’ ｆ２／√（ｆＷ・ｆＴ）＜１．０

さらに、上記条件式（４）は、以下の範囲を規定することにより、最も顕著に上記効果を奏功させることができる。
（４）’’’ ０．９＜ｆ２／√（ｆＷ・ｆＴ）
（４）’’’’ ｆ２／√（ｆＷ・ｆＴ）＜０．９６

各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５） １．５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜２．０
ただし、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。

条件式（５）は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２で発生する諸収差をバランスよく補正するとともに、レンズ全長を短くするための条件である。第１レンズ群Ｇ１の焦点距離の絶対値｜ｆ１｜に比べて第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２が短すぎると、Ｇ１で発生する歪曲収差などの諸収差は抑制できるものの、前玉レンズ径が大きくなり、Ｇ１とＧ２の最接近時においても望遠側の焦点距離が不足するために、Ｇ２の移動距離に対して大きなズーム比を得ることができない。一方、｜ｆ１｜に比べてｆ２が長すぎると、前玉レンズ径は小さく構成することができるが、Ｇ１とＧ２の間隔が広くなるためにコンパクトなズームレンズ系を構成することができない。

条件式（５）はこれらを考慮して得られた条件である。条件式（５）の上限を超えると、諸収差の抑制はできるが、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２が最接近した場合でも、第１レンズ群Ｇ１の像点位置と第２レンズ群Ｇ２の距離が長くなり、結果として第２レンズ群Ｇ２が望遠側に対する十分な焦点距離を得ることができないために、大きなズーム比を得ることができない。一方、下限を下回ると、第１レンズ群での諸収差の発生が増大すると共に、第２レンズ群Ｇ２の移動範囲が大きくなるため、良好な光学性能が得られず、またコンパクトなズームレンズ系を得ることができない。

なお、上記条件式（５）は、さらに以下の範囲を規定することにより、上記効果を一層高めることができる。
（５）’ １．６＜｜ｆ１｜／ｆ２
（５）’’ ｜ｆ１｜／ｆ２＜１．８

さらに、上記条件式（５）は、以下の範囲を規定することにより、最も顕著に上記効果を奏功させることができる。
（５）’’’ １．６５＜｜ｆ１｜／ｆ２
（５）’’’’ ｜ｆ１｜／ｆ２＜１．７５

各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６） １．０＜ｆ３／ｆ２＜１．５
ただし、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。

条件式（６）は第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３で発生する諸収差をバランスよく補正すると共に、良好なテレセントリック性を得るための条件である。第２レンズ群Ｇ２の焦点距離が第３レンズ群Ｇ３の焦点距離に比べて短すぎると、十分な変倍比が得られるものの、第２レンズ群Ｇ２からの射出角度が大きくなるため、良好なテレセントリック性を得ることができない。また、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離に対して、第３レンズ群の焦点距離が短すぎると、良好なテレセントリック性を得ることができるものの、第３レンズ群Ｇ３によって発生する変倍時における倍率色収差の変化が大きくなり、良好な結像性能を得ることができなくなる。

条件式（６）はこれらを考慮して得られた条件である。条件式（６）の上限を超えると、良好なテレセントリック性が得られず、固体撮像素子を用いた撮像系に適さなくなる。一方、条件式（６）の下限を下回ると、変倍時に大きな倍率色収差の変化が発生し、良好な結像性能を得ることができなくなる。

なお、上記条件式（６）は、さらに以下の範囲を規定することにより、上記効果を一層高めることができる。
（６）’ １．１＜ｆ３／ｆ２
（６）’’ ｆ３／ｆ２＜１．３５

さらに、上記条件式（６）は、以下の範囲を規定することにより、最も顕著に上記効果を奏功させることができる。
（６）’’’ １．２５＜ｆ３／ｆ２
（６）’’’’ ｆ３／ｆ２＜１．３２

各実施の形態に係るズームレンズ系において、第１レンズ群Ｇ１は、負・正の２枚のレンズから構成され、いずれか一方が条件式（７）の範囲に属し、残る一方のレンズが条件式（８）の範囲に属することが好ましい。
（７） １．７５＜ｎｄ＜１．９０かつ３５＜νｄ＜４８
（８） ｎｄ＞１．８２かつνｄ＜２４
ただし、ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはアッベ数である。

第１レンズ群Ｇ１においては、レンズ群として変倍によって大きな倍率色および軸上色収差の発生を抑制するために色消しの組合わせが必要であり、レンズ面の曲率を小さくするためには比較的高い屈折率の光学材料を用いる必要がある。屈折率が十分高くかつ、色消しが可能な組合わせを考えると、条件式（７）と条件式（８）の範囲のガラス材料を組合わせることが好ましい。

各実施の形態に係るズームレンズ系において、第２レンズ群Ｇ２は、正の単レンズ素子と正・負の接合レンズ素子の３枚のレンズ素子から構成され、接合レンズ素子の正のパワーのレンズは条件式（９）の範囲に属しており、負のレンズは条件式（１０）の範囲に属していることが好ましい。
（９）１．７５＜ｎｄ＜１．９０かつ３５＜νｄ＜４８
（１０）ｎｄ＞１．８２かつνｄ＜２４
ただし、ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはアッベ数である。

第２レンズ群Ｇ２においては、変倍時に大きくレンズ群が移動するため、高い光線高で第２レンズ群Ｇ２に入射する際の収差変動が大きくなるため、第２レンズ群Ｇ２を構成する各レンズの曲率が小さいことが望ましい。そのためには、比較的高い屈折率のガラス材料を用いることが必要である。また、第２レンズ群Ｇ２は物体側から正のレンズが２枚続くことにより軸上色収差がアンダーになるため、最も像面側の負のパワーのレンズでは、軸上色収差を補正するためにも、条件式（１０）の範囲に属することが望ましい。条件式（１０）の範囲に属することによって、第２レンズ群Ｇ２の最も像面側のレンズに関して、像面側の面の曲率が小さくなり、非点収差やコマ収差の発生を抑制することができる。

各実施の形態に係るズームレンズ系において、第３レンズ群Ｇ３が、正の単レンズ素子で構成されており、条件式（１１）の範囲に属していることが好ましい。
（１１）１．７５＜ｎｄ＜１．９０かつ３５＜νｄ＜４８
ただし、ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはアッベ数である。

第３レンズ群Ｇ３においては、オートフォーカスの高速化のために軽量化を図り、単レンズで構成している。しかしながら、変倍に伴うフォーカス調整による移動のため、倍率色収差の変化が比較的大きくなる。また、軽量化のためには、レンズ厚を薄くすることが必要であり、そのためには、曲率を小さくし、かつ、薄くても十分なパワーを得ることが必要となるため、第３レンズ群Ｇ３を構成する単レンズは、条件式（１１）の範囲に属することが好ましい。

各実施の形態に係るズームレンズ系において、第３レンズ群Ｇ３は、正の単レンズ素子で構成されているが、この単レンズ素子が以下の条件式（１２）及び（１３）のいずれか又は両方を満足することが望ましい。
（１２）６．５＜｜Ｒ３１｜／｜Ｒ３２｜ （Ｒ３２＞０）
（１３）０＜｜Ｒ３２｜／Ｙ＜３．０ （Ｒ３２＞０）
ただし、Ｒ３１は第３レンズ群を構成する単レンズの物体側面の曲率半径、Ｒ３２は第３レンズ群を構成する単レンズの像側面の曲率半径、Ｙは最大像高である。

第３レンズ群Ｇ３を構成する単レンズは、前述のように、ズームレンズ系全系のフォーカス調整の機能と、固体撮像素子に入射する光束のテレセントリック性の向上の機能とを持つ。条件式（１２）の範囲を外れると、固体撮像素子に入射する光束のテレセントリック性が悪化するとともに、フォーカス調整の際の収差変動が大きくなり望ましくない。条件式（１３）の範囲を外れると、固体撮像素子に入射する光束のテレセントリック性が悪化し、周辺光量の低下が著しくなり望ましくない。

なお、上記条件式（１２）は、さらに以下の範囲を規定することにより、上記効果を一層高めることができる。
（１２）’ ７．０＜｜Ｒ３１｜／｜Ｒ３２｜でかつ０＜｜Ｒ３２｜／｜Ｒ３１｜

また、上記条件式（１３）は、さらに以下の範囲を規定することにより、上記効果を一層高めることができる。
（１３）’ ０＜｜Ｒ３２｜／Ｙ＜２．５
（１３）’’ ０＜｜Ｒ３２｜／Ｙ＜２．４８

各実施の形態に係るズームレンズ系は、以下の条件式（１４）を満足することが望ましい。
（１４） ０．８＜ＬｆＷ／ＬｆＴ＜１．２ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
ただし、ＬｆＷは広角端における第１レンズ群の最も物体側から像面までの軸上間隔、ＬｆＴは望遠端における第１レンズ群の最も物体側から像面までの軸上間隔、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離である。

条件式（１４）は、ズームレンズ系の全長の変動に関する条件式である。条件式（１４）の範囲を超えると、広角端とのレンズ構成と望遠端のレンズ構成との間で全長が大きく変化してしまうため、コンパクトなズームレンズ系を達成することが困難になる。

なお、各実施の形態のズームレンズ系を構成している各レンズ群は、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レンズ（つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ）のみで構成されているが、これに限らない。例えば、回折により入射光線を偏向させる回折型レンズ，回折作用と屈折作用との組合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ，入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ等で、各レンズ群を構成してもよい。

また、各実施の形態のズームレンズ系において、反射面を光路中に配置することにより、ズームレンズ系の前，後又は途中で光路を折り曲げてもよい。折り曲げ位置は必要に応じて設定すればよく、光路の適正な折り曲げにより、カメラの見かけ上の薄型化を達成することが可能である。

さらに、各実施の形態に係るズームレンズ系は、最終面と撮像素子Ｓとの間に配置される光学的ローパスフィルタを含む平板を配置する構成を示したが、このローパスフィルタとしては、所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパスフィルタや、必要とされる光学的な遮断周波数の特性を回折効果により達成する位相型ローパスフィルタ等が適用可能である。また、各実施の形態に係るズームレンズ系は、ローパスフィルタを省略してもよい。

次に、実施の形態１〜７に係るズームレンズ系のいずれかを適用した機器について説明する。
（実施の形態８）
図２９は、本発明の実施の形態８に係る鏡筒の概略構成を示す概略分解図である。図２９において、鏡筒２９００は、概略、ズームレンズ系の保持部と、カム筒２９１１とから構成される。ズームレンズ系の保持部は、ズームレンズ系（第１レンズ群２９０１、第２レンズ群２９０３、第３レンズ群２９０４）と、絞りシャッターユニット２９０２と、２本のガイドポール２９０７と、光学的ローパスフィルタや赤外カットフィルタなどに相当する平行平板２９０５と、固体撮像素子２９０６とを含む。なお、ズームレンズ系は、上記した実施の形態１〜７のいずれかのレンズ系が用いられる。

ズームレンズ系の各レンズ群は、２本のガイドポール２９０７により光軸に平行な方向に移動可能に保持される。また、平行平板２９０５と固体撮像素子２９０６とは、ガイドポール２９０７の端部に固定される。絞りシャッターユニット２９０２は、第２レンズ群２９０３と一体的に固定され、第２レンズ群２９０３とともに光軸と平行な方向に移動可能に保持される。

カム筒２９１１は、変倍時の第１レンズ群２９０１の移動軌跡に対応するカム溝２９１５と、変倍時の第２レンズ群２９０３の移動軌跡に対応するカム溝２９１６とを有する。第１レンズ群２９０１は、第１レンズ群２９０１と一体的に形成された連結部２９１０によりカム筒２９１１と係合しており、カム筒１１の光軸と平行な軸に沿った回転に応じて連結部２９１０がカム溝２９１５に案内されて光軸方向に移動する。同様に、第２レンズ群２９０３は、第２レンズ群２９０３と一体的に形成された連結部２９０９によりカム筒２９１１と係合しており、カム筒１１の光軸と平行な軸に沿った回転に応じて連結部２９０９がカム溝２９１６に案内されて光軸方向に移動する。

カム筒２９１１は、外部にギア部が形成されている。このギア部と、ズーム駆動用のステッピングモータ２９１２の回転軸に固定されたスクリューとが噛みあっている。この構成により、ステッピングモータ２９１２が回転すると、カム筒１１が回転し第１レンズ群２９０１と第２レンズ群２９０３とが光軸に平行な方向に移動する。

一方、第３レンズ群２９０４は、第３レンズ群２９０４と一体的に形成された連結部２９０８とスクリュー２９１３とにより、ステッピングモータ２９１４と連結されている。この構成により、ステッピングモータ２９１２が回転すると、スクリュー２９１３が回転し第３レンズ群２９０４が光軸に平行な方向に駆動される。

（実施の形態９）
図３０は、本発明の実施の形態９に係る撮像装置の制御ブロック図である。実施の形態９に係る撮像装置は、実施の形態８に係る鏡筒２９００と、デジタル信号処理部３００９と、マイクロコンピュータ３００３とを中心に構成される。

図３０において、マイクロコンピュータ３００３は、Ａ／Ｄ変換部３００２を介してズーム位置切り替え入力部３００１からの信号を入力可能である。また、マイクロコンピュータ３００３は、Ｄ／Ａ変換部３００４を介して、ズーム機構駆動部３００５と、焦点調節レンズ系駆動制御部３００６とへ信号を出力可能である。

ズーム位置切り替え入力部３００１は、撮像装置の操作者により操作されるズーム位置の切り替えスイッチである。ズーム機構駆動部３００５は、マイクロコンピュータ３００３からの制御信号に基づき、前述の第１レンズ群及び第２レンズ群を光軸方向へ移動させるためにカム筒を回転させるステッピングモータのドライバ回路である。焦点調整レンズ系駆動制御部３００６は、マイクロコンピュータ３００３からの制御信号に基づき、前述の第３レンズ群を光軸方向へ移動させるためのステッピングモータのドライバ回路である。

また、固体撮像素子から出力される画像信号は、アナログ信号処理部３００７と、Ａ／Ｄ変換部３００８とを介して、デジタル信号処理部３００９へ入力される。アナログ信号処理部３００７は、撮像されたアナログ画像信号にホワイトバランス処理やシェーディング処理を行う。アナログ画像信号は、アナログ信号処理部３００７により所定の処理が施された後、Ａ／Ｄ変換部３００８にてデジタル信号に変換され、デジタル信号処理部３００９へ入力される。

デジタル信号処理部３００９は、さらに画像特徴抽出部３０１２と、画像蓄積部３０１０と、画像表示部３０１１へデジタル画像信号を出力可能である。画像蓄積部３０１０は、デジタル画像信号を格納する半導体メモリである。画像表示部３０１１は、デジタル画像信号を操作者へ視覚的に表示する液晶モニタである。画像特徴抽出部３０１２は、たとえば画像の輪郭などを抽出したり周波数成分を分離したりして、合焦状態を検出するための画像データを生成し、マイクロコンピュータへ送信する。

以上の構成において、操作者が撮像装置の電源をオンすると、ズームレンズ系が初期位置に配置され、ズームレンズ系が形成した光学的な像が固体撮像素子上に形成される。光学的な像は、固体撮像素子でアナログ画像信号に変換される。アナログ画像信号は、アナログ信号処理部３００７及びデジタル信号処理部３００９にて所定の画像処理が施された後、マイクロコンピュータ３００３からの指示により画像表示部３０１１で視覚的に表示される。また、デジタル信号は、画像特徴抽出部３０１２で特徴抽出等の処理がなされた後、マイクロコンピュータ３００３で合焦状態からのずれに関する情報が演算される。

マイクロコンピュータ３００３は、合焦状態からのずれに関する情報を、Ｄ／Ａ変換部３００４を介して、焦点調整レンズ系駆動制御部へ出力する。焦点調整レンズ系駆動制御部は、この情報に基づいて第３レンズ群を駆動する。第３レンズ群が移動した後、固体撮像素子から出力したアナログ画像信号は、再び同様の処理がなされてデジタル信号処理部へ入力される。このような制御により撮像装置のオートフォーカシングがなされる。

一方、操作者が、ズーム位置切り替えスイッチを操作すると、ズーム位置切り替え入力部３００１からの制御信号がＡ／Ｄ変換部３００２を介してマイクロコンピュータ３００３へ入力される。マイクロコンピュータ３００３は、この制御信号をＤ／Ａ変換部３００４を介してズーム機構駆動部３００５へ出力する。ズーム機構駆動部３００５は、現在のカム筒の位置とズーム位置切り替え入力部３００１からの信号に基づいて、カム筒の回転量を演算し、カム筒を回転させてズーミングを行う。

フォーカス調整やズームが行われた後に、操作者が、シャッタ等を操作することにより、静止画像を撮像する指令を行うと、デジタル信号処理部３００９にて処理されたデジタル画像が画像蓄積部３０１０に格納される。動画像の場合も同様に、デジタル信号処理部３００９にて処理されたデジタル画像が画像蓄積部３０１０に格納される。

以上の通り、実施の形態８に係る撮像装置が制御される。実施の形態８に係る撮像装置は、ズームレンズ系として実施の形態１〜７のいずれかのズームレンズ系を有しているので、コンパクトな撮像装置になっている。

（実施の形態１０）
図３１は、本発明の実施の形態１０に係る電子スチルカメラの概略構成図である。実施の形態１０に係る電子スチルカメラは、実施の形態８に係る鏡筒３１０１と、筐体３１０２と、光学式ビューファインダ３１０３と、ストロボユニット３１０４と、シャッタボタン３１０５と、バッテリ３１０６と、半導体メモリ３１０７と、液晶モニタ３１０８と、ズーム位置切り替えスイッチ３１０９とを含む。

光学式ビューファインダ３１０３は、鏡筒３１０１中に保持されているズームレンズ系とは別体に構成された光学系を持ち、ズームレンズ系と連動して変倍可能であり、被写体光を操作者の瞳内に光学的に伝達する。ストロボユニット３１０４及びシャッタボタン３１０５は、既知の構成であり、それぞれ操作者の操作によりフラッシュ発光や撮像指示のために操作される。バッテリ３１０６は、電子スチルカメラを起動するための乾電池や二次電池などである。半導体メモリ３１０７は、先に説明した画像蓄積部に該当する。また、液晶モニタは、先に説明した画像表示部に該当する。また、ズーム位置切り替えスイッチ３１０９は、先に説明したズーム位置切り替え入力部に該当する。

以上の通り、実施の形態１０に係る電子スチルカメラが構成される。実施の形態９に係る電子スチルカメラは、ズームレンズ系として実施の形態１〜７のいずれかのズームレンズ系を含む鏡筒を含むので、コンパクトな電子スチルカメラになっている。

なお、本実施形態では、被写体の撮影範囲や焦点距離を確認するために光学式ビューファインダを用いたが、液晶式のビューファインダであってもよく、また、ファインダはなく、液晶などの画像表示手段を用いても良い。また、モニタとして液晶モニタ３１０８を例としてあげたが、たとえば、有機ＥＬなどの画像表示手段であっても良い。画像蓄積部は、半導体メモリ３１０７などの画像記録手段を示したが、本記録手段については、電子スチルカメラ本体から脱着が可能であっても、不可能であっても良く、また、本カメラに外部制御装置との間の通信機能を備えても良い。

（実施の形態１１）
図３２は、本発明の実施の形態１１に係る携帯電話端末の構成図である。携帯電話端末は、筐体３２０１と、実施の形態９に係る撮像装置３２０２と、液晶モニタ３２０３とを含む。実施の形態１１に係る携帯電話端末は、ズームレンズ系として実施の形態１〜７のいずれかのズームレンズ系を含む鏡筒を含むので、コンパクトな携帯電話端末になっている。

なお、上記実施の形態１０及び１１に示した機器は、実施の形態９に係る撮像装置の一適用例であり、他の機器に適用可能であることはいうまでもない。実施の形態９に係る撮像装置は、例えば建物や高速道路等に設置される監視カメラ装置や、自動車等に設置される車載カメラ装置等に適用してもよい。その他、実施の形態９に係る撮像装置は、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等に接続したり、テレビ会議システムやテレビ電話システムに接続されるＷｅｂカメラ等に適用してもよい。

以下、実施の形態１〜５に係るズームレンズ系を具体的に実施した数値実施例を説明する。なお、数値実施例の表中の長さの単位はすべてｍｍである。表において、ｆは焦点距離、Ｆｎｏ．はＦナンバー、２ωは画角、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄ，νｄはそれぞれｄ線における屈折率、アッベ数である。また、非球面形状は次式（ＡＳ）で定義している。

ここで、κは円錐定数、ＡＤ，ＡＥ，ＡＦ，ＡＧはそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数、ｈは光軸からの高さ、Ｚは光軸と面頂点の交点を原点とした場合の高さｈにおけるサグ量である。

（実施例１）
数値実施例１のズームレンズ系は、図１に示した実施の形態１に対応する。実施例１のズームレンズ系のレンズデータを表１に、非球面データを表２に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Ｆナンバー、画角、光学全長および可変面間隔データを表３に示す。

図９に示したズームレンズ系の撮影距離が∞で絞り開放時の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を図１０、図１１、図１２に示す。図１０は広角端の場合、図１１はほぼ中間の位置の場合、図１２は望遠端の場合である。球面収差図において、実線はｄ線、短破線はＦ線、長破線はＣ線の特性である。非点収差図において、実線はサジタル平面、破線はメリディオナル平面の特性である。

（実施例２）
数値実施例２のズームレンズ系は、図５に示した実施の形態２に対応する。実施例２のズームレンズ系のレンズデータを表４に、非球面データを表５に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Ｆナンバー、画角、光学全長および可変面間隔データを表６に示す。

図５に示したズームレンズ系の撮影距離が∞で絞り開放時の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を図６、図７、図８に示す。図６は広角端の場合、図７はほぼ中間の位置の場合、図８は望遠端の場合である。球面収差図において、実線はｄ線、短破線はＦ線、長破線はＣ線の特性である。非点収差図において、実線はサジタル平面、破線はメリディオナル平面の特性である。

（実施例３）
数値実施例３のズームレンズ系は、図９に示した実施の形態３に対応する。実施例３のズームレンズ系のレンズデータを表７に、非球面データを表８に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Ｆナンバー、画角、光学全長および可変面間隔データを表９に示す。

図９に示したズームレンズ系の撮影距離が∞で絞り開放時の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を図１０、図１１、図１２に示す。図１０は広角端の場合、図１１はほぼ中間の位置の場合、図１２は望遠端の場合である。球面収差図において、実線はｄ線、短破線はＦ線、長破線はＣ線の特性である。非点収差図において、実線はサジタル平面、破線はメリディオナル平面の特性である。

（実施例４）
数値実施例４のズームレンズ系は、図１３に示した実施の形態４に対応する。実施例４のズームレンズ系のレンズデータを表１０に、非球面データを表１１に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Ｆナンバー、画角、光学全長および可変面間隔データを表１２に示す。

図１３に示したズームレンズ系の撮影距離が∞で絞り開放時の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を図１４、図１５、図１６に示す。図１４は広角端の場合、図１５はほぼ中間の位置の場合、図１６は望遠端の場合である。球面収差図において、実線はｄ線、短破線はＦ線、長破線はＣ線の特性である。非点収差図において、実線はサジタル平面、破線はメリディオナル平面の特性である

（実施例５）
数値実施例５のズームレンズ系は、図１７に示した実施の形態５に対応する。実施例５のズームレンズ系のレンズデータを表１３に、非球面データを表１４に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Ｆナンバー、画角、光学全長および可変面間隔データを表１５に示す。

図１７に示したズームレンズ系の撮影距離が∞で絞り開放時の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を図１８、図１９、図２０に示す。図１８は広角端の場合、図１９はほぼ中間の位置の場合、図２０は望遠端の場合である。球面収差図において、実線はｄ線、短破線はＦ線、長破線はＣ線の特性である。非点収差図において、実線はサジタル平面、破線はメリディオナル平面の特性である。

（実施例６）
数値実施例６のズームレンズ系は、図２１に示した実施の形態６に対応する。実施例６のズームレンズ系のレンズデータを表１６に、非球面データを表１７に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Ｆナンバー、画角、光学全長および可変面間隔データを表１８に示す。

図２１に示したズームレンズ系の撮影距離が∞で絞り開放時の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を図２２、図２３、図２４に示す。図２２は広角端の場合、図２３はほぼ中間の位置の場合、図２４は望遠端の場合である。球面収差図において、実線はｄ線、短破線はＦ線、長破線はＣ線の特性である。非点収差図において、実線はサジタル平面、破線はメリディオナル平面の特性である。

（実施例７）
数値実施例７のズームレンズ系は、図２５に示した実施の形態７に対応する。実施例７のズームレンズ系のレンズデータを表１９に、非球面データを表２１に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Ｆナンバー、画角、光学全長および可変面間隔データを表２２に示す。

図２５に示したズームレンズ系の撮影距離が∞で絞り開放時の収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を図２６、図２７、図２８に示す。図２６は広角端の場合、図２７はほぼ中間の位置の場合、図２８は望遠端の場合である。球面収差図において、実線はｄ線、短破線はＦ線、長破線はＣ線の特性である。非点収差図において、実線はサジタル平面、破線はメリディオナル平面の特性である。

以下の表２２に、実施例１〜７における主要なパラメータの対応値を示す。また、以下の表２３に、実施例１〜７における条件式の対応値を示す。

本発明にかかるズームレンズ系は、コンパクトで良好な結像性能を得ることができるため、コンパクトな電子スチルカメラ、あるいは、携帯電話などのモバイル系の撮像装置等に有用である。

本発明の実施の形態１（実施例１）のズームレンズ系の構成図 本発明の実施の形態１（実施例１）のズームレンズ系の広角端の収差図 本発明の実施の形態１（実施例１）のズームレンズ系の中間位置の収差図 本発明の実施の形態１（実施例１）のズームレンズ系の望遠端の収差図 本発明の実施の形態２（実施例２）のズームレンズ系の構成図 本発明の実施の形態２（実施例２）のズームレンズ系の広角端の収差図 本発明の実施の形態２（実施例２）のズームレンズ系の中間位置の収差図 本発明の実施の形態２（実施例２）のズームレンズ系の望遠端の収差図 本発明の実施の形態３（実施例３）のズームレンズ系の構成図 本発明の実施の形態３（実施例３）のズームレンズ系の広角端の収差図 本発明の実施の形態３（実施例３）のズームレンズ系の中間位置の収差図 本発明の実施の形態３（実施例３）のズームレンズ系の望遠端の収差図 本発明の実施の形態４（実施例４）のズームレンズ系の構成図 本発明の実施の形態４（実施例４）のズームレンズ系の広角端の収差図 本発明の実施の形態４（実施例４）のズームレンズ系の中間位置の収差図 本発明の実施の形態４（実施例４）のズームレンズ系の望遠端の収差図 本発明の実施の形態５（実施例５）のズームレンズ系の構成図 本発明の実施の形態５（実施例５）のズームレンズ系の広角端の収差図 本発明の実施の形態５（実施例５）のズームレンズ系の中間位置の収差図 本発明の実施の形態５（実施例５）のズームレンズ系の望遠端の収差図 本発明の実施の形態６（実施例６）のズームレンズ系の構成図 本発明の実施の形態６（実施例６）のズームレンズ系の広角端の収差図 本発明の実施の形態６（実施例６）のズームレンズ系の中間位置の収差図 本発明の実施の形態６（実施例６）のズームレンズ系の望遠端の収差図 本発明の実施の形態７（実施例７）のズームレンズ系の構成図 本発明の実施の形態７（実施例７）のズームレンズ系の広角端の収差図 本発明の実施の形態７（実施例７）のズームレンズ系の中間位置の収差図 本発明の実施の形態７（実施例７）のズームレンズ系の望遠端の収差図 本発明の実施の形態８における鏡筒の構成図 本発明の実施の形態９における撮像装置の構成図 本発明の実施の形態１０における電子スチルカメラの構成図 本発明の実施の形態１１における携帯電話の構成図

符号の説明

Ｇ１、２９０１ 第１レンズ群
Ｇ２、２９０３ 第２レンズ群
Ｇ３、２９０４ 第３レンズ群
２９００ 鏡筒
２９０２ 絞りシャッターユニット
２９０５ 平行平板
２９０６ 固体撮像素子
２９０７ ガイドポール
２９０８ 連結部
２９０９ 連結部
２９１０ 連結部
２９１１ カム筒
２９１２ ステッピングモータ
２９１３ スクリュー
２９１４ ステッピングモータ
２９１５ カム溝
２９１６ カム溝
３００１ ズーム一切り替え入力部
３００２ Ａ／Ｄ変換部
３００３ マイクロコンピュータ
３００４ Ｄ／Ａ変換部
３００５ ズーム機構駆動部
３００６ 焦点調整レンズ系駆動制御部
３００７ アナログ信号処理部
３００８ Ａ／Ｄ変換部
３００９ デジタル信号処理部
３０１０ 画像蓄積部
３０１１ 画像表示部
３０１２ 画像特徴抽出部
３１０１ 鏡筒
３１０２ 筐体
３１０３ 光学式ビューファインダ
３１０４ ストロボユニット
３１０５ シャッタボタン
３１０６ バッテリ
３１０７ 半導体メモリ
３１０８ 液晶モニタ
３１０６ ズーム位置切り替えスイッチ
３２０１ 筐体
３２０２ 撮像装置
３２０３ 液晶モニタ

Claims (15)

1. 物体の光学像を変倍可能に形成するズームレンズ系であって、物体側から順に、
   負のパワーを有する第１レンズ群と、
   正のパワーを有する第２レンズ群と、
   正のパワーを有する第３レンズ群と、
   前記第２レンズ群と一体的に移動する絞りとからなり、
   前記第１レンズ群が、負・正の２枚のレンズから構成され、
   広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群が、像面側に凸の軌跡を描きながら光軸上を一旦像面側に移動した後物体側に移動し、第２レンズ群が、光軸上を単調に物体側に移動するとともに、
   フォーカス調整に際して、第３レンズ群が光軸上を移動し、
   以下の条件式（１）を満足する、ズームレンズ系：
   （１） ２．５＜（Ｌ／Ｙ）／√（ｆＴ／ｆＷ）≦４．０３ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
   ただし、Ｌは広角端における第１レンズ群の最も物体側のレンズ素子の物体側の面から第３レンズ群のレンズの最も像面側の面までの軸上距離、Ｙは最大像高、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離である。
2. 以下の条件式（２）を満足する、請求項１に記載のズームレンズ系：
   （２） ０．７＜Ｌ２／Ｙ＜１．５
   ただし、Ｌ２は第２レンズ群の最も物体側のレンズの最も物体側の面から第２レンズ群の最も像面側のレンズの像面側の面までの軸上距離、Ｙは最大像高である。
3. 以下の条件式（３）を満足する、請求項１に記載のズームレンズ系：
   （３） ０．５＜Ｌ１２／√（ｆＷ・ｆＴ）＜０．７ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
   ただし、Ｌ１２は第１レンズ群と第２レンズ群との間隔の最大変化量であって、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔の広角端と望遠端との差、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離である。
4. 以下の条件式（４）を満足する、請求項１に記載のズームレンズ系：
   （４） ０．６＜ｆ２／√（ｆＷ・ｆＴ）＜１．２ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
   ただし、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離である。
5. 以下の条件式（５）を満足する、請求項１に記載のズームレンズ系：
   （５） １．５＜｜ｆ１｜／ｆ２＜２．０
   ただし、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。
6. 以下の条件式（６）を満足する、請求項１に記載のズームレンズ系：
   （６） １．０＜ｆ３／ｆ２＜１．５
   ただし、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。
7. 前記第１レンズ群を構成する負・正の２枚のレンズのうち、いずれか一方が条件式（７）の範囲に属し、残る一方のレンズが条件式（８）の範囲に属する、請求項１に記載のズームレンズ系：
   （７） １．７５＜ｎｄ＜１．９０かつ３５＜νｄ＜４８
   （８） ｎｄ＞１．８２かつνｄ＜２４
   ただし、ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはアッベ数である。
8. 前記第２レンズ群が、正の単レンズ素子と正・負の接合レンズ素子の３枚のレンズ素子から構成され、前記接合レンズ素子の正のパワーのレンズは条件式（９）の範囲に属しており、負のレンズは条件式（１０）の範囲に属する、請求項１に記載のズームレンズ系：
   （９）１．７５＜ｎｄ＜１．９０かつ３５＜νｄ＜４８
   （１０）ｎｄ＞１．８２かつνｄ＜２４
   ただし、ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはアッベ数である。
9. 前記第３レンズ群が、正の単レンズ素子で構成されており、条件式（１１）の範囲に属する、請求項１に記載のズームレンズ系：
   （１１）１．７５＜ｎｄ＜１．９０かつ３５＜νｄ＜４８
   ただし、ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはアッベ数である。
10. 前記第３レンズ群は、正の単レンズ素子で構成され、当該単レンズ素子が以下の条件式（１２）及び（１３）のいずれか又は両方を満足する、請求項１に記載のズームレンズ系：
    （１２）６．５＜｜Ｒ３１｜／｜Ｒ３２｜ （Ｒ３２＞０）
    （１３）０＜｜Ｒ３２｜／Ｙ＜３．０ （Ｒ３２＞０）
    ただし、Ｒ３１は第３レンズ群を構成する単レンズの物体側面の曲率半径、Ｒ３２は第３レンズ群を構成する単レンズの像側面の曲率半径、Ｙは最大像高である。
11. 以下の条件式（１４）を満足する、請求項１に記載のズームレンズ系：
    （１４） ０．８＜ＬｆＷ／ＬｆＴ＜１．２ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
    ただし、ＬｆＷは広角端における第１レンズ群の最も物体側から像面までの軸上間隔、ＬｆＴは望遠端における第１レンズ群の最も物体側から像面までの軸上間隔、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離である。
12. 被写体の電気的な画像信号を取得するために用いられる撮像装置であって、
    被写体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、
    前記ズームレンズ系を保持する鏡筒と、
    前記ズームレンズ系が形成した光学的な像を電気的な画像信号に変換する固体撮像素子とを備え、
    前記ズームレンズ系は、物体側から順に、
    負のパワーを有する第１レンズ群と、
    正のパワーを有する第２レンズ群と、
    正のパワーを有する第３レンズ群と、
    前記第２レンズ群と一体的に移動する絞りとからなり、
    前記第１レンズ群が、負・正の２枚のレンズから構成され、
    広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群が、像面側に凸の軌跡を描きながら光軸上を一旦像面側に移動した後物体側に移動し、第２レンズ群が、光軸上を単調に物体側に移動するとともに、
    フォーカス調整に際して、第３レンズ群が光軸上を移動し、
    以下の条件式（１）を満足する、撮像装置：
    （１） ２．５＜（Ｌ／Ｙ）／√（ｆＴ／ｆＷ）≦４．０３ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
    ただし、Ｌは広角端における第１レンズ群の最も物体側のレンズ素子の物体側の面から第３レンズ群のレンズの最も像面側の面までの軸上距離、Ｙは最大像高、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離である。
13. 被写体の電気的な画像信号を取得する撮像装置を備える機器であって、前記撮像装置は、
    被写体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、
    前記ズームレンズ系を保持する鏡筒と、
    前記ズームレンズ系が形成した光学的な像を電気的な画像信号に変換する固体撮像素子とを含み、
    前記ズームレンズ系は、物体側から順に、
    負のパワーを有する第１レンズ群と、
    正のパワーを有する第２レンズ群と、
    正のパワーを有する第３レンズ群と、
    前記第２レンズ群と一体的に移動する絞りとからなり、
    前記第１レンズ群が、負・正の２枚のレンズから構成され、
    広角端から望遠端への変倍に際して、前記第１レンズ群が、像面側に凸の軌跡を描きながら光軸上を一旦像面側に移動した後物体側に移動し、第２レンズ群が、光軸上を単調に物体側に移動するとともに、
    フォーカス調整に際して、第３レンズ群が光軸上を移動し、
    以下の条件式（１）を満足する、機器：
    （１） ２．５＜（Ｌ／Ｙ）／√（ｆＴ／ｆＷ）≦４．０３ （ｆＴ／ｆＷ＞１．６）
    ただし、Ｌは広角端における第１レンズ群の最も物体側のレンズ素子の物体側の面から第３レンズ群のレンズの最も像面側の面までの軸上距離、Ｙは最大像高、ｆＷはズームレンズ系の広角端における焦点距離、ｆＴはズームレンズ系の望遠端における焦点距離である。
14. 前記機器が、電子スチルカメラである、請求項１３に記載の機器。
15. 前記機器が、携帯電話端末である、請求項１３に記載の機器。
    
    

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