JP5246228B2 - ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法に関する。
近年、デジタルスチルカメラの普及に伴い、より安価なカメラが期待されており、カメラに搭載される撮像光学系にもより一層のコストダウンが望まれている。一方で、デジタルスチルカメラの携帯性も重要視されており、カメラ本体の小型化、薄型化、軽量化を図るために、撮影レンズであるズームレンズの小型化及び軽量化が図られている。
このような需要に応えるためのズームレンズとして、物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とからなり、第１レンズ群内の負レンズに非球面レンズを効果的に配置することで、第１レンズ群を２枚のみで構成した、ズームレンズが開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
しかしながら、従来のズームレンズのように、負レンズに非球面レンズを使用すると、製造コストが大幅に増大する。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、安価でありながら、高変倍で、小型で、高画質なズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法を提供することを目的とする。
このような目的を達成するため、本発明のズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔及び前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群は、空気間隔を隔てた、負の球面レンズ１枚と、プラスチック正レンズ１枚のみで構成され、前記第２レンズ群は、正レンズ成分と、プラスチック負レンズ１枚とを含む、３枚以下のレンズで構成され、前記第１レンズ群を構成する前記プラスチック正レンズの焦点距離をｆ１ＰＬとし、前記第２レンズ群を構成する前記プラスチック負レンズの焦点距離をｆ２ＰＬとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式０．７０＜ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ）≦２．１９及び０．８０＜（−ｆ１）／ｆ２＜１．２５の条件を満足する。尚、前記レンズ成分とは、単レンズ又は接合レンズをいう。
また、本発明のズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔及び前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群は、空気間隔を隔てた、負の球面レンズ１枚と、プラスチック正レンズ１枚のみで構成され、前記第２レンズ群は、正レンズ成分と、プラスチック負レンズ１枚とを含む、３枚以下のレンズで構成され、前記第１レンズ群を構成する前記プラスチック正レンズの焦点距離をｆ１ＰＬとし、前記第２レンズ群を構成する前記プラスチック負レンズの焦点距離をｆ２ＰＬとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、前記第２レンズ群を構成する前記正レンズ成分は、物体側レンズ面の曲率半径をＲ２１とし、像側レンズ面の曲率半径をＲ２２としたとき、次式０．５０＜ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ）＜２．５０、０．８０＜（−ｆ１）／ｆ２＜１．３５及び０．４０＜（Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１）＜１．２０の条件を満足する。尚、前記レンズ成分とは、単レンズ又は接合レンズをいう。
また、本発明のズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔及び前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群は、空気間隔を隔てた、負の球面レンズ１枚と、プラスチック正レンズ１枚のみで構成され、前記第２レンズ群は、正レンズ成分と、プラスチック負レンズ１枚とを含む、３枚以下のレンズで構成され、前記第１レンズ群を構成する前記プラスチック正レンズの焦点距離をｆ１ＰＬとし、前記第２レンズ群を構成する前記プラスチック負レンズの焦点距離をｆ２ＰＬとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式０．９６≦ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ）≦２．１９及び０．８０＜（−ｆ１）／ｆ２＜１．３５の条件を満足する。尚、前記レンズ成分とは、単レンズ又は接合レンズをいう。
また、本発明のズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔及び前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群は、空気間隔を隔てた、負の球面レンズ１枚と、プラスチック正レンズ１枚のみで構成され、前記第２レンズ群は、正レンズ成分と、プラスチック負レンズ１枚とを含む、３枚以下のレンズで構成され、前記第１レンズ群を構成する前記プラスチック正レンズの焦点距離をｆ１ＰＬとし、前記第２レンズ群を構成する前記プラスチック負レンズの焦点距離をｆ２ＰＬとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、前記第２レンズ群を構成する前記正レンズ成分は、物体側レンズ面の曲率半径をＲ２１とし、像側レンズ面の曲率半径をＲ２２としたとき、次式０．５０＜ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ）＜２．５０、０．８０＜（−ｆ１）／ｆ２＜１．３５及び０．４０＜（Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１）＜１．２０の条件を満足する。尚、前記レンズ成分とは、単レンズ又は接合レンズをいう。
また、本発明のズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔及び前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群は、空気間隔を隔てた、負の球面レンズ１枚と、プラスチック正レンズ１枚のみで構成され、前記第２レンズ群は、正レンズ成分と、プラスチック負レンズ１枚とを含む、３枚以下のレンズで構成され、前記第１レンズ群を構成する前記プラスチック正レンズの焦点距離をｆ１ＰＬとし、前記第２レンズ群を構成する前記プラスチック負レンズの焦点距離をｆ２ＰＬとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式０．９６≦ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ）≦２．１９及び０．８０＜（−ｆ１）／ｆ２＜１．３５の条件を満足する。尚、前記レンズ成分とは、単レンズ又は接合レンズをいう。
本発明において、前記第２レンズ群を構成する前記正レンズ成分は、物体側レンズ面の曲率半径をＲ２１とし、像側レンズ面の曲率半径をＲ２２としたとき、次式０．３０＜（Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１）＜１．２０の条件を満足することが好ましい。
本発明は、以下の条件式１．００＜ｆ１ＰＬ／（−ｆ１）＜３．００を満足することが好ましい。
本発明は、前記第２レンズ群を構成する前記プラスチック負レンズのアッベ数をνｄ２としたとき、次式１５．０＜νｄ２＜３５．０の条件を満足することが好ましい。
また、本発明において、前記第２レンズ群を構成する前記プラスチック負レンズは、球面レンズであることが好ましい。
また、本発明において、前記第１レンズ群を構成する前記負の球面レンズは、物体側レンズ面の曲率半径をＲ１１とし、像側レンズ面の曲率半径をＲ１２としたとき、次式 ０．６５ ＜ −（Ｒ１２＋Ｒ１１） ／ （Ｒ１２−Ｒ１１） ＜ １．５０ の条件を満足することが好ましい。
また、本発明において、前記第１レンズ群を構成する前記プラスチック正レンズのアッベ数をνｄ１としたとき、次式 １５．０ ＜ νｄ１ ＜ ３５．０ の条件を満足することが好ましい。
また、本発明において、前記第３レンズ群は、１枚のレンズで構成されていることが好ましい。
また、本発明において、前記第３レンズ群は、プラスチックレンズで構成されていることが好ましい。
また、本発明において、開口絞りは、前記第１レンズ群よりも像側に配置されていることが好ましい。
また、本発明において、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際し、前記開口絞りは前記第２レンズ群と共に移動することが好ましい。
また、本発明の光学機器（例えば、本実施形態におけるデジタルスチルカメラ１）は、上記いずれかのズームレンズを搭載する。
本発明のズームレンズの製造方法は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなるズームレンズの製造方法であって、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔及び前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群は、空気間隔を隔てた、負の球面レンズ１枚と、プラスチック正レンズ１枚のみで構成され、前記第２レンズ群は、正レンズ成分と、プラスチック負レンズ１枚とを含む、３枚以下のレンズで構成され、前記第１レンズ群を構成する前記プラスチック正レンズの焦点距離をｆ１ＰＬとし、前記第２レンズ群を構成する前記プラスチック負レンズの焦点距離をｆ２ＰＬとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式０．７０＜ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ）≦２．１９及び０．８０＜（−ｆ１）／ｆ２＜１．２５の条件を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを組み込む。尚、前記レンズ成分とは、単レンズ又は接合レンズをいう。
本発明によれば、特に固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に好適な、安価でありながら、高変倍で、小型で、高画質なズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法を提供することができる。
以下、本実施形態について説明する。本実施形態に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とを有し、広角端状態における半画角が３５°を超え、第１レンズ群は、空気間隔を隔てた、負の球面レンズ（但し、球面とは平面を含む）１枚と、プラスチック正レンズ１枚のみで構成され、第２レンズ群は、正レンズ成分（但し、正レンズ成分とは正の単レンズ及び正の接合レンズを含む）と、プラスチック負レンズ１枚とを含む、３枚以下のレンズで構成され、第１レンズ群を構成するプラスチック正レンズの焦点距離をｆ１ＰＬとし、第２レンズ群を構成するプラスチック負レンズの焦点距離をｆ２ＰＬとし、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、以下の条件式（１），（２）を満足する。
０．５０ ＜ ｆ１ＰＬ ／（−ｆ２ＰＬ） ＜ ２．５０ … （１）
０．８０ ＜ （−ｆ１） ／ ｆ２ ＜ １．３５ … （２）
０．８０ ＜ （−ｆ１） ／ ｆ２ ＜ １．３５ … （２）
このように複数のレンズ群を有することで、高変倍比の光学系を容易に構成することができる。また、少なくとも第１レンズ群と第２レンズ群にそれぞれプラスチックレンズを使用することで、低コスト化を図ることができる。また、第１レンズ群のみにプラスチックレンズを使用した場合では温度変化時の焦点距離や収差変動が大きくなり、これは光学系を高変倍化するほど無視できない量となってしまうが、本実施形態のズームレンズのように複数のレンズ群に亘ってプラスチックレンズを配置することで、温度変化時の焦点距離や収差変動を緩和し、より高い光学性能が得られるようになっている。
また、第１レンズ群を空気間隔を隔てた負の球面レンズ１枚とプラスチック正レンズ１枚との計２枚で構成することで、光学系の小型化を図るとともに、構成レンズ面の数が少ないためフレアやゴーストの発生が少なく、ひいては良好な光学性能を達成させることができる。また、第１レンズ群において（非球面の負レンズを使用せず）球面の負レンズを使用することで、製造コストの抑制に大きく貢献することができる。また、第２レンズ群を正レンズ成分とプラスチック負レンズ１枚とを含む、３枚以下のレンズで構成することで、構成レンズ枚数を抑え、小型化を達成しつつ、フレアやゴーストの発生を抑え、良好な光学性能を維持することができる。
上記条件式（１）は、第１レンズ群を構成するプラスチック正レンズの焦点距離と、第２レンズ群を構成するプラスチック負レンズの焦点距離との比率を規定するものである。この条件式（１）の範囲外となった場合、温度変化時の焦点距離や、非点収差の変動が大きくなる。一方、条件式（１）を満たす場合、製造コストを抑えつつ、温度変化時の性能を良好に保持しながら、光学系の４倍以上の変倍比が実現可能となる。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（１）の上限値を２．００とすることが好ましい。また、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（１）の下限値を０．７０とすることが好ましい。
上記条件式（２）は、第１レンズ群の焦点距離と、第２レンズ群の焦点距離との比率を規定するものである。この条件式（２）の範囲外となった場合、コマ収差、非点収差が大きく悪化するとともに、各レンズ群の移動量が大きくなることで小型化の観点からも好ましくない。一方、条件式（２）を満たす場合、ズームレンズ全体をさほど大きくすることなく、４倍以上に変倍比を上げ、広角化を実現することが容易となる。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（２）の上限値を１．２５とすることが好ましい。また、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（２）の下限値を０．９５とすることが好ましい。
また、本実施形態に係るズームレンズは、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
１．００ ＜ ｆ１ＰＬ ／ （−ｆ１） ＜ ３．００ …（３）
上記条件式（３）は、第１レンズ群を構成するプラスチック正レンズの焦点距離と、第１レンズ群の焦点距離との比率を規定するものである。この条件式（３）の上限値を上回ると、色収差が悪化する。また、条件式（３）の下限値を下回ると、コマ収差の補正が困難になる。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（３）の上限値を２．００とすることが好ましい。また、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（３）の下限値を１．２０とすることが好ましい。
また、本実施形態に係るズームレンズは、第２レンズ群を構成するプラスチック負レンズのアッベ数をνｄ２としたとき、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
１５．０ ＜ νｄ２ ＜ ３５．０ …（４）
上記条件式（４）は、第２レンズ群を構成するプラスチック負レンズのアッベ数を規定するものである。この条件式（４）の範囲外となった場合、倍率色収差の補正が困難になる。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（４）の上限値を３０．０とすることが好ましい。また、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（４）の下限値を２０．０とすることが好ましい。
また、本実施形態に係るズームレンズにおいて、第２レンズ群を構成する正レンズ成分は、物体側レンズ面の曲率半径をＲ２１とし、像側レンズ面の曲率半径をＲ２２としたとき、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．３０ ＜ （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１） ＜ １．２０ …（５）
上記条件式（５）は、第２レンズ群を構成する正レンズ成分を１つのレンズと考えたときの形状因子を規定するものである。この条件式（５）の範囲外となった場合、コマ収差の補正が困難となる。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（５）の上限値を１．００とすることが好ましい。また、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（５）の下限値を０．４０とすることが好ましい。
また、本実施形態に係るズームレンズにおいて、第２レンズ群を構成するプラスチック負レンズは、球面レンズ（但し、球面とは平面を含む）であることが好ましい。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。
また、本実施形態に係るズームレンズにおいて、第１レンズ群を構成する負の球面レンズは、物体側レンズ面の曲率半径をＲ１１とし、像側レンズ面の曲率半径をＲ１２としたとき、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．６５ ＜ −（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＜ １．５０ …（６）
上記条件式（６）は、第１レンズ群を構成する負の球面レンズの形状因子を規定するものである。この条件式（６）の範囲外となった場合、コマ収差と色収差の補正が困難となる。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（６）の上限値を１．３０とすることが好ましい。また、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（６）の下限値を０．８０とすることが好ましい。
また、本実施形態に係るズームレンズは、第１レンズ群を構成するプラスチック正レンズのアッベ数をνｄ１としたとき、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
１５．０ ＜ νｄ１ ＜ ３５．０ …（７）
上記条件式（７）は、第１レンズ群を構成するプラスチック正レンズのアッベ数を規定するものである。この条件式（７）の範囲外となった場合、コマ収差と色収差の補正が困難になる。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（７）の上限値を３０．０とすることが好ましい。また、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（７）の下限値を２０．０とすることが好ましい。
また、本実施形態に係るズームレンズにおいて、第３レンズ群は、１枚のレンズで構成されていることが好ましい。このようにレンズの構成枚数を少なくすることで、小型化に寄与できるとともに、フレアやゴーストの発生を抑えることができる。
また、本実施形態に係るズームレンズにおいて、第３レンズ群は、プラスチックレンズで構成されていることが好ましい。第３レンズ群は結像面に近いレンズ群であるため、プラスチックレンズで構成した場合でも、温度変化時の性能変化はほぼ無視できる。そのため、製造コストの観点から、第３レンズ群にはプラスチックレンズを使用することが好ましい。
また、本実施形態に係るズームレンズにおいて、開口絞りは、第１レンズ群よりも像側に配置されていることが好ましい。この構成により、ズーミングによるコマ収差等の収差変動を良好に補正することが可能となる。
また、本実施形態に係るズームレンズにおいて、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際し、前記開口絞りは第２レンズ群と共に移動することが好ましい。この構成により、ズーミングによるコマ収差等の収差変動を良好に補正することが可能となる。
図９に、撮影レンズＺＬとして上記ズームレンズを備えたデジタルスチルカメラ１（光学機器）を示す。このデジタルスチルカメラ１は、不図示の電源釦を押すと、撮影レンズＺＬの不図示のシャッタが開放されて、撮影レンズＺＬで被写体（物体）からの光が集光され、像面Ｉ（図１参照）に配置された（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる）撮像素子に結像される。撮像素子に結像された被写体像は、デジタルスチルカメラ１の背後に配置された液晶モニター２に表示される。撮影者は、液晶モニター２を見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズ釦３を押し下げて被写体像を撮像素子で撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。
なお、このカメラ１には、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部４、撮影レンズＺＬを広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）にズーミングする際のワイド（Ｗ）−テレ（Ｔ）ボタン５、及び、デジタルスチルカメラ１の種々の条件設定等に使用するファンクションボタン６等が配置されている。
続いて、図１０を参照しながら、上記構成のズームレンズの製造方法について説明する。まず、鏡筒内に第１〜第３レンズ群（例えば、図１では第１〜第３レンズ群Ｇ１〜Ｇ３）を組み込む（ステップＳ１）。この組み込みステップにおいて、第１レンズ群は負の屈折力を持つように、第２レンズ群は正の屈折力を持つように、第３レンズ群は正の屈折力を持つように、各レンズを配置する。このとき、第１レンズ群は、空気間隔を隔てた、負の球面レンズ１枚と、プラスチック正レンズ１枚のみを有して組み込む。第２レンズ群は、正レンズ成分と、プラスチック負レンズ１枚とを含みつつ、構成レンズが３枚以下となるように組み込む。次に、第１レンズ群を構成する前記プラスチック正レンズの焦点距離をｆ１ＰＬとし、第２レンズ群を構成する前記プラスチック負レンズの焦点距離をｆ２ＰＬとし、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、０．５０ ＜ ｆ１ＰＬ ／（−ｆ２ＰＬ） ＜ ２．５０（上述の条件式（１））及び ０．８０ ＜ （−ｆ１） ／ ｆ２ ＜ １．３５（上述の条件式（２））の条件を満足するように、各レンズを配置する（ステップＳ２）。なお、各レンズを鏡筒内に組み込む際、光軸に沿った順にレンズを１つずつ鏡筒内に組み込んでもよく、一部または全てのレンズを保持部材で一体保持してから鏡筒部材と組み立ててもよい。このようにして鏡筒内に各レンズ群を組み込んだ後、鏡筒内に各レンズ群が組み込まれた状態で物体の像が形成されるか、すなわち各レンズの中心が揃っているかを確認した後、ズームレンズの各種動作を確認する。各種動作の一例としては、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う変倍動作（例えば、図１では第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２が移動し、第３レンズ群Ｇ３が常に固定され、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２と共に移動する）、遠距離物体から近距離物体への合焦を行うレンズ（例えば、図１では第３レンズ群Ｇ３）が光軸方向に沿って移動する合焦動作などが挙げられる。なお、各種動作の確認順番は任意である。このような製造方法によれば、安価でありながら、高変倍で、小型で、高画質なズームレンズを得ることができる。
以下、本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表１〜表４を示すが、これらは第１実施例〜第４実施例における各諸元の表である。［全体諸元］において、ｆは全系の焦点距離を、ＦnoはＦナンバーを、ωは半画角を示す。［レンズデータ］において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄは各光学面から次の光学面（又は像面）までの光軸上の距離である面間隔を、ｎｄはｄ線（波長587.6nm）に対する屈折率を、νｄはｄ線に対するアッベ数を示す。また、レンズ面が非球面である場合には、面番号に＊印を付し、曲率半径ｒの欄には近軸曲率半径を示す。なお、曲率半径の「0.0000」は平面または開口を示す。また、空気の屈折率「1.00000」は省略する。
［非球面データ］には、［レンズデータ］に示した非球面について、その形状を以下の条件式（ａ）で示す。すなわち、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＡｎとしたとき、以下の式（ａ）で示している。また、Ｅ-nは、×１０-nを表す。例えば、1.234E-05＝1.234×10-5である。
Ｓ（ｙ）＝（ｙ2／ｒ）／｛１＋（１−κ・y2／ｒ2）1/2｝
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 …（ａ）
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 …（ａ）
［可変間隔データ］において、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の各状態における、ｄｉ（但し、ｉは整数）は第ｉ面と第（ｉ＋１）面の可変間隔を示す。［各群焦点距離］において、各群の初面及び焦点距離を示す。［条件式］において、上記の条件式（１）〜（７）に対応する値を示す。
なお、表中において、焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他の長さの単位は、一般に「ｍｍ」が使われている。但し、光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「ｍｍ」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
以上の表の説明は、全ての実施例において適用される。
（第１実施例）
第１実施例について、図１，図２及び表１を用いて説明する。図１は、第１実施例のレンズ構成図及びズーム軌跡を示したものである。図１に示すように、第１実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ１）は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有する。
第１実施例について、図１，図２及び表１を用いて説明する。図１は、第１実施例のレンズ構成図及びズーム軌跡を示したものである。図１に示すように、第１実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ１）は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有する。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の球面レンズＬ１１と、両凸形状のプラスチック正レンズＬ１２とから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のプラスチック負レンズＬ２３とから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状のプラスチック正レンズＬ３１から構成される。
なお、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間には、光量を調節するための開口絞りＳが配置されている。また、第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉとの間には、像面Ｉに配設されるＣＣＤ等の固体撮像素子のセンサーカバーガラスＣＶが配置されている。
また、本実施例では、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２が移動し、第３レンズ群Ｇ３は常に固定である。また、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と共に移動する。
以下の表１に、第１実施例における各諸元の表を示す。なお、表１における面番号１〜１４は、図１に示す面１〜１４に対応している。なお、第１実施例では、第３面、第４面、第６面及び第１２面が非球面形状に形成されている。
（表１）
［全体緒元］
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.138 16.287
Ｆｎｏ 2.89 4.11 6.58
ω 40.34 22.19 11.28
像高 2.900 3.250 3.250
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
１ -64.7052 0.70 1.75500 52.3
２ 4.0284 1.15
３ 10.1654 1.75 1.60740 27.0 (OKP4)
４ -78.7392 (D4)
５ 0.0000 0.00 (開口絞り)
６ 4.8410 1.60 1.76802 49.2
７ -6.5341 0.40 1.84666 23.8
８ -18.0569 0.10
９ 5.3990 1.00 1.60740 27.0 (OKP4)
10 2.6480 (D10)
11 32.1069 1.55 1.53110 56.0 (ZEONEX E48R)
12 -10.9293 (D12)
13 0.0000 0.71 1.51680 64.1
14 0.0000 0.90
［非球面データ］
第3面
κ=8.376, A4=1.4185E-05, A6=-8.9566E-05, A8=2.5963E-06, A10=-4.9331E-07
第4面
κ=1.000, A4=-6.7661E-04, A6=-9.6376E-06, A8=-1.1201E-05, A10=4.5821E-07
第6面
κ=0.596, A4=-8.2878E-04, A6=7.8992E-06, A8=-4.2921E-06, A10=1.0000E-15
第12面
κ=1.000, A4=4.1828E-04, A6=-6.7654E-06, A8=0.0000E+00, A10=0.0000E+00
［可変間隔データ］
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.138 16.287
(Ｄ４) 10.235 3.777 0.550
(Ｄ10) 4.634 9.057 17.907
(Ｄ12) 1.422 1.422 1.422
空気換算ＢＦ 2.790 2.790 2.790
空気換算全長 25.909 23.873 29.497
［各群焦点距離］
群初面 群焦点距離
第１レンズ群 １ -8.65
第２レンズ群 ６ 7.55
第３レンズ群 11 15.53
［条件式対応値］
条件式（１） ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ） ＝ 0.96
条件式（２） （−ｆ１）／ｆ２ ＝ 1.15
条件式（３） ｆ１ＰＬ／（−ｆ１） ＝ 1.73
条件式（４） νｄ２ ＝ 27.0
条件式（５） （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１) ＝ 0.58
条件式（６） −（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＝ 0.88
条件式（７） νｄ１ ＝ 27.0
［全体緒元］
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.138 16.287
Ｆｎｏ 2.89 4.11 6.58
ω 40.34 22.19 11.28
像高 2.900 3.250 3.250
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
１ -64.7052 0.70 1.75500 52.3
２ 4.0284 1.15
３ 10.1654 1.75 1.60740 27.0 (OKP4)
４ -78.7392 (D4)
５ 0.0000 0.00 (開口絞り)
６ 4.8410 1.60 1.76802 49.2
７ -6.5341 0.40 1.84666 23.8
８ -18.0569 0.10
９ 5.3990 1.00 1.60740 27.0 (OKP4)
10 2.6480 (D10)
11 32.1069 1.55 1.53110 56.0 (ZEONEX E48R)
12 -10.9293 (D12)
13 0.0000 0.71 1.51680 64.1
14 0.0000 0.90
［非球面データ］
第3面
κ=8.376, A4=1.4185E-05, A6=-8.9566E-05, A8=2.5963E-06, A10=-4.9331E-07
第4面
κ=1.000, A4=-6.7661E-04, A6=-9.6376E-06, A8=-1.1201E-05, A10=4.5821E-07
第6面
κ=0.596, A4=-8.2878E-04, A6=7.8992E-06, A8=-4.2921E-06, A10=1.0000E-15
第12面
κ=1.000, A4=4.1828E-04, A6=-6.7654E-06, A8=0.0000E+00, A10=0.0000E+00
［可変間隔データ］
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.138 16.287
(Ｄ４) 10.235 3.777 0.550
(Ｄ10) 4.634 9.057 17.907
(Ｄ12) 1.422 1.422 1.422
空気換算ＢＦ 2.790 2.790 2.790
空気換算全長 25.909 23.873 29.497
［各群焦点距離］
群初面 群焦点距離
第１レンズ群 １ -8.65
第２レンズ群 ６ 7.55
第３レンズ群 11 15.53
［条件式対応値］
条件式（１） ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ） ＝ 0.96
条件式（２） （−ｆ１）／ｆ２ ＝ 1.15
条件式（３） ｆ１ＰＬ／（−ｆ１） ＝ 1.73
条件式（４） νｄ２ ＝ 27.0
条件式（５） （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１) ＝ 0.58
条件式（６） −（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＝ 0.88
条件式（７） νｄ１ ＝ 27.0
表１に示す諸元の表から、本実施例では、上記条件式（１）〜（７）を全て満たすことが分かる。
図２は、第１実施例の諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差及びコマ収差）であり、（ａ）は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ｂ）は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差であり、（ｃ）は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差である。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ａは画角を示す。なお、球面収差図において、実線は球面収差を、破線は正弦条件を示す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリジオナル像面を示す。また、コマ収差図においては、メリジオナルコマを示す。また、ｄはｄ線（波長587.6nm）、ｇはｇ線（波長435.8nm）に対する諸収差を、記載のないものはｄ線に対する諸収差をそれぞれ示す。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。
各収差図から明らかなように、第１実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において、歪曲収差以外の諸収差が良好に補正されていることが分かる。なお、負の歪曲収差については、この程度の収差量では撮像後の画像処理により十分補正可能であるため、光学的な補正は必要ない。
（第２実施例）
第２実施例について、図３，図４及び表２を用いて説明する。図３は、第２実施例のレンズ構成図及びズーム軌跡を示したものである。図３に示すように、第２実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ２）は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有する。
第２実施例について、図３，図４及び表２を用いて説明する。図３は、第２実施例のレンズ構成図及びズーム軌跡を示したものである。図３に示すように、第２実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ２）は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有する。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の球面レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状のプラスチック正レンズＬ１２とから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ２１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のプラスチック負レンズＬ２３とから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状のプラスチック正レンズＬ３１から構成される。
なお、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間には、光量を調節するための開口絞りＳが配置されている。また、第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉとの間には、像面Ｉに配設されるＣＣＤ等の固体撮像素子のセンサーカバーガラスＣＶが配置されている。
また、本実施例では、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２が移動し、第３レンズ群Ｇ３は常に固定である。また、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と共に移動する。
以下の表２に、第２実施例における各諸元の表を示す。なお、表２における面番号１〜１４は、図３に示す面１〜１４に対応している。なお、第２実施例では、第３面、第４面、第６面及び第１２面が非球面形状に形成されている。
（表２）
［全体緒元］
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.826 19.162
Ｆｎｏ 2.82 4.15 7.04
ω 40.02 20.51 9.63
像高 2.900 3.250 3.250
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
１ -253.035 0.70 1.74100 52.7
２ 4.5615 1.15
３ 7.9749 1.60 1.63280 23.4 (OKP4HT)
４ 23.3034 (D4)
５ 0.0000 0.00 (開口絞り)
６ 5.2777 1.60 1.76802 49.2
７ -7.4133 0.40 1.84666 23.8
８ -23.8156 0.10
９ 4.5810 1.00 1.63280 23.4 (OKP4HT)
10 2.7041 (D10)
11 173.8613 1.55 1.53110 56.0 (ZEONEX E48R)
12 -8.7671 (D12)
13 0.0000 0.71 1.51680 64.1
14 0.0000 0.90
［非球面データ］
第3面
κ=0.674, A4=-1.4800E-04, A6=-2.6613E-05, A8=4.8951E-06, A10=-2.1788E-07
第4面
κ=1.000, A4=-1.0459E-03, A6=-2.3503E-05, A8=3.2770E-06, A10=-2.6985E-07
第6面
κ=0.369, A4=-3.7263E-04, A6=1.5056E-05, A8=-2.0033E-06, A10=0.0000E+00
第12面
κ=1.000, A4=8.08393-04, A6=-4.0950E-05, A8=1.2950E-06, A10=0.0000E+00
［可変間隔データ］
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.826 19.162
(Ｄ４) 11.869 4.093 0.510
(Ｄ10) 4.132 9.136 20.000
(Ｄ12) 1.951 1.951 1.951
空気換算ＢＦ 3.319 3.319 3.319
空気換算全長 27.421 24.648 31.929
［各群焦点距離］
群初面 群焦点距離
第１レンズ群 １ -9.50
第２レンズ群 ６ 7.85
第３レンズ群 11 15.75
［条件式対応値］
条件式（１） ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ） ＝ 1.17
条件式（２） （−ｆ１）／ｆ２ ＝ 1.21
条件式（３） ｆ１ＰＬ／（−ｆ１） ＝ 1.94
条件式（４） νｄ２ ＝ 23.4
条件式（５） （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１) ＝ 0.64
条件式（６） −（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＝ 0.96
条件式（７） νｄ１ ＝ 23.4
［全体緒元］
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.826 19.162
Ｆｎｏ 2.82 4.15 7.04
ω 40.02 20.51 9.63
像高 2.900 3.250 3.250
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
１ -253.035 0.70 1.74100 52.7
２ 4.5615 1.15
３ 7.9749 1.60 1.63280 23.4 (OKP4HT)
４ 23.3034 (D4)
５ 0.0000 0.00 (開口絞り)
６ 5.2777 1.60 1.76802 49.2
７ -7.4133 0.40 1.84666 23.8
８ -23.8156 0.10
９ 4.5810 1.00 1.63280 23.4 (OKP4HT)
10 2.7041 (D10)
11 173.8613 1.55 1.53110 56.0 (ZEONEX E48R)
12 -8.7671 (D12)
13 0.0000 0.71 1.51680 64.1
14 0.0000 0.90
［非球面データ］
第3面
κ=0.674, A4=-1.4800E-04, A6=-2.6613E-05, A8=4.8951E-06, A10=-2.1788E-07
第4面
κ=1.000, A4=-1.0459E-03, A6=-2.3503E-05, A8=3.2770E-06, A10=-2.6985E-07
第6面
κ=0.369, A4=-3.7263E-04, A6=1.5056E-05, A8=-2.0033E-06, A10=0.0000E+00
第12面
κ=1.000, A4=8.08393-04, A6=-4.0950E-05, A8=1.2950E-06, A10=0.0000E+00
［可変間隔データ］
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.826 19.162
(Ｄ４) 11.869 4.093 0.510
(Ｄ10) 4.132 9.136 20.000
(Ｄ12) 1.951 1.951 1.951
空気換算ＢＦ 3.319 3.319 3.319
空気換算全長 27.421 24.648 31.929
［各群焦点距離］
群初面 群焦点距離
第１レンズ群 １ -9.50
第２レンズ群 ６ 7.85
第３レンズ群 11 15.75
［条件式対応値］
条件式（１） ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ） ＝ 1.17
条件式（２） （−ｆ１）／ｆ２ ＝ 1.21
条件式（３） ｆ１ＰＬ／（−ｆ１） ＝ 1.94
条件式（４） νｄ２ ＝ 23.4
条件式（５） （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１) ＝ 0.64
条件式（６） −（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＝ 0.96
条件式（７） νｄ１ ＝ 23.4
表２に示す諸元の表から、本実施例では、上記条件式（１）〜（７）を全て満たすことが分かる。
図４は、第２実施例の諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差及びコマ収差）であり、（ａ）は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ｂ）は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差であり、（ｃ）は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差である。各収差図から明らかなように、第２実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において、諸収差が良好に補正されていることが分かる。なお、負の歪曲収差については、この程度の収差量では撮像後の画像処理により十分補正可能であるため、光学的な補正は必要ない。
（第３実施例）
第３実施例について、図５，図６及び表３を用いて説明する。図５は、第３実施例のレンズ構成図及びズーム軌跡を示したものである。図５に示すように、第３実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ３）は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有する。
第３実施例について、図５，図６及び表３を用いて説明する。図５は、第３実施例のレンズ構成図及びズーム軌跡を示したものである。図５に示すように、第３実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ３）は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有する。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の球面レンズＬ１１と、両凸形状のプラスチック正レンズＬ１２とから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のプラスチック負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズＬ３１から構成される。
なお、第２レンズ群Ｇ２を構成する、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のプラスチック負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３との間には、光量を調節するための開口絞りＳが配置されている。また、第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉとの間には、像面Ｉに配設されるＣＣＤ等の固体撮像素子のセンサーカバーガラスＣＶが配置されている。
また、本実施例では、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、全てのレンズ群、すなわち第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３が移動する。また、開口絞りＳも、第２レンズ群Ｇ２と共に移動する。
以下の表３に、第３実施例における各諸元の表を示す。なお、表３における面番号１〜１５は、図５に示す面１〜１５に対応している。なお、第３実施例では、第３面、第４面、第５面、第６面及び第１２面が非球面形状に形成されている。
（表３）
［全体緒元］
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.300 17.500
Ｆｎｏ 2.79 4.13 7.08
ω 39.64 22.04 10.52
像高 2.850 3.250 3.250
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
１ -43.2545 0.70 1.75500 52.3
２ 4.325 1.25
３ 15.0684 1.75 1.60700 27.0 (OKP4)
４ -27.9154 (D4)
５ 4.0618 1.55 1.59201 67.1
６ -17.7481 0.00
７ 0.0000 0.10 (開口絞り)
８ 5.5891 0.80 1.63200 23.0 (OKP4HT)
９ 2.7855 0.40
10 4.5259 1.00 1.60311 65.4
11 4.5779 (D11)
12 14.0251 1.55 1.59201 67.1
13 -34.1713 (D13)
14 0.0000 1.00 1.51680 63.9
15 0.0000 0.71
［非球面データ］
第3面
κ=1.000, A4=1.0610E-03, A6=-2.0028E-04, A8=2.7995E-05, A10=-1.3397E-06
第4面
κ=1.000, A4=-4.5663E-04, A6=-1.3284E-04, A8=1.6381E-05, A10=-1.0493E-06
第5面
κ=0.245, A4=-5.0707E-05, A6=2.0572E-05, A8=0.0000E+00, A10=0.0000E+00
第6面
κ=1.000, A4=6.0000E-04, A6=0.0000E+00, A8=0.0000E+00, A10=0.0000E+00
第13面
κ=1.000, A4=2.0363E-04, A6=-3.2867E-05, A8=1.3298E-06, A10=0.0000E+00
［可変間隔データ］
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.300 17.500
(Ｄ４) 10.884 4.102 0.677
(Ｄ11) 3.652 8.659 19.286
(Ｄ13) 1.851 1.753 1.545
空気換算ＢＦ 3.219 3.121 2.913
空気換算全長 26.855 24.983 31.977
［各群焦点距離］
群初面 群焦点距離
第１レンズ群 １ -8.90
第２レンズ群 ５ 7.95
第３レンズ群 12 17.00
［条件式対応値］
条件式（１） ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ） ＝ 1.66
条件式（２） （−ｆ１）／ｆ２ ＝ 1.12
条件式（３） ｆ１ＰＬ／（−ｆ１） ＝ 1.84
条件式（４） νｄ２ ＝ 23.4
条件式（５） （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１) ＝ 0.63
条件式（６） −（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＝ 0.82
条件式（７） νｄ１ ＝ 27.0
［全体緒元］
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.300 17.500
Ｆｎｏ 2.79 4.13 7.08
ω 39.64 22.04 10.52
像高 2.850 3.250 3.250
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
１ -43.2545 0.70 1.75500 52.3
２ 4.325 1.25
３ 15.0684 1.75 1.60700 27.0 (OKP4)
４ -27.9154 (D4)
５ 4.0618 1.55 1.59201 67.1
６ -17.7481 0.00
７ 0.0000 0.10 (開口絞り)
８ 5.5891 0.80 1.63200 23.0 (OKP4HT)
９ 2.7855 0.40
10 4.5259 1.00 1.60311 65.4
11 4.5779 (D11)
12 14.0251 1.55 1.59201 67.1
13 -34.1713 (D13)
14 0.0000 1.00 1.51680 63.9
15 0.0000 0.71
［非球面データ］
第3面
κ=1.000, A4=1.0610E-03, A6=-2.0028E-04, A8=2.7995E-05, A10=-1.3397E-06
第4面
κ=1.000, A4=-4.5663E-04, A6=-1.3284E-04, A8=1.6381E-05, A10=-1.0493E-06
第5面
κ=0.245, A4=-5.0707E-05, A6=2.0572E-05, A8=0.0000E+00, A10=0.0000E+00
第6面
κ=1.000, A4=6.0000E-04, A6=0.0000E+00, A8=0.0000E+00, A10=0.0000E+00
第13面
κ=1.000, A4=2.0363E-04, A6=-3.2867E-05, A8=1.3298E-06, A10=0.0000E+00
［可変間隔データ］
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.300 17.500
(Ｄ４) 10.884 4.102 0.677
(Ｄ11) 3.652 8.659 19.286
(Ｄ13) 1.851 1.753 1.545
空気換算ＢＦ 3.219 3.121 2.913
空気換算全長 26.855 24.983 31.977
［各群焦点距離］
群初面 群焦点距離
第１レンズ群 １ -8.90
第２レンズ群 ５ 7.95
第３レンズ群 12 17.00
［条件式対応値］
条件式（１） ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ） ＝ 1.66
条件式（２） （−ｆ１）／ｆ２ ＝ 1.12
条件式（３） ｆ１ＰＬ／（−ｆ１） ＝ 1.84
条件式（４） νｄ２ ＝ 23.4
条件式（５） （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１) ＝ 0.63
条件式（６） −（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＝ 0.82
条件式（７） νｄ１ ＝ 27.0
表３に示す諸元の表から、本実施例では、上記条件式（１）〜（７）を全て満たすことが分かる。
図６は、第３実施例の諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差及びコマ収差）であり、（ａ）は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ｂ）は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差であり、（ｃ）は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差である。各収差図から明らかなように、第３実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において、諸収差が良好に補正されていることが分かる。なお、負の歪曲収差については、この程度の収差量では撮像後の画像処理により十分補正可能であるため、光学的な補正は必要ない。
（第４実施例）
第４実施例について、図７，図８及び表４を用いて説明する。図７は、第４実施例のレンズ構成図及びズーム軌跡を示したものである。図７に示すように、第４実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ４）は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有する。
第４実施例について、図７，図８及び表４を用いて説明する。図７は、第４実施例のレンズ構成図及びズーム軌跡を示したものである。図７に示すように、第４実施例に係るズームレンズＺＬ（ＺＬ４）は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３とを有する。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の球面レンズＬ１１と、両凸形状のプラスチック正レンズＬ１２とから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状のプラスチック負レンズＬ２２とから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けたメニスカス形状のプラスチック正レンズＬ３１から構成される。
なお、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間には、光量を調節するための開口絞りＳが配置されている。また、第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉとの間には、像面Ｉに配設されるＣＣＤ等の固体撮像素子のセンサーカバーガラスＣＶが配置されている。
また、本実施例では、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、全てのレンズ群、すなわち第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３が移動する。また、開口絞りＳも、第２レンズ群Ｇ２と共に移動する。
以下の表４に、第４実施例における各諸元の表を示す。なお、表４における面番号１〜１３は、図７に示す面１〜１３に対応している。なお、第４実施例では、第４面、第６面、第７面、第９面及び第１１面が非球面形状に形成されている。
（表４）
(全体緒元)
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.172 16.424
Ｆｎｏ 3.04 4.33 6.91
ω 40.01 22.17 11.19
像高 2.900 3.250 3.250
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
１ -50.0000 0.70 1.74100 52.7
２ 4.4218 1.35
３ 12.9385 1.60 1.63200 23.0 (OKP4HT)
４ -89.3093 (D4)
５ 0.0000 0.00 (開口絞り)
６ 3.8098 1.60 1.59252 67.9
７ -10.9002 0.10
８ 9.2735 1.20 1.63200 23.0 (OKP4HT)
９ 3.1427 (D9)
10 -109.3290 1.55 1.53110 56.0 (ZEONEX E48R)
11 -8.8801 (D11)
12 0.0000 0.80 1.51680 63.9
13 0.0000 0.84
［非球面データ］
第4面
κ=1.000, A4=-1.0878E-03, A6=1.1513E-05, A8=-4.1891E-06, A10=5.2157E-08
第6面
κ=1.344, A4=-2.6647E-03, A6=-1.0021E-04, A8=-1.6362E-05, A10=1.0000E-15
第7面
κ=-9.000, A4=0.0000E+00, A6=0.0000E+00, A8=0.0000E+00, A10=0.0000E+00
第9面
κ=1.506, A4=0.0000E+00, A6=0.0000E+00, A8=0.0000E+00, A10=0.0000E+00
第11面
κ=1.000, A4=4.3501E-04, A6=-5.2703E-06, A8=0.0000E+00, A10=0.0000E+00
［可変間隔データ］
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.172 16.424
(Ｄ４) 10.427 3.733 0.402
(Ｄ９) 3.343 7.784 16.859
(Ｄ11) 2.589 2.667 2.826
空気換算ＢＦ 3.957 4.035 4.194
空気換算全長 25.826 23.652 29.556
［各群焦点距離］
群初面 群焦点距離
第１レンズ群 １ -8.90
第２レンズ群 ６ 7.70
第３レンズ群 10 18.09
［条件式対応値］
条件式（１） ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ） ＝ 2.19
条件式（２） （−ｆ１）／ｆ２ ＝ 1.16
条件式（３） ｆ１ＰＬ／（−ｆ１） ＝ 2.02
条件式（４） νｄ２ ＝ 23.4
条件式（５） （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１) ＝ 0.48
条件式（６） −（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＝ 0.84
条件式（７） νｄ１ ＝ 23.4
(全体緒元)
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.172 16.424
Ｆｎｏ 3.04 4.33 6.91
ω 40.01 22.17 11.19
像高 2.900 3.250 3.250
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
１ -50.0000 0.70 1.74100 52.7
２ 4.4218 1.35
３ 12.9385 1.60 1.63200 23.0 (OKP4HT)
４ -89.3093 (D4)
５ 0.0000 0.00 (開口絞り)
６ 3.8098 1.60 1.59252 67.9
７ -10.9002 0.10
８ 9.2735 1.20 1.63200 23.0 (OKP4HT)
９ 3.1427 (D9)
10 -109.3290 1.55 1.53110 56.0 (ZEONEX E48R)
11 -8.8801 (D11)
12 0.0000 0.80 1.51680 63.9
13 0.0000 0.84
［非球面データ］
第4面
κ=1.000, A4=-1.0878E-03, A6=1.1513E-05, A8=-4.1891E-06, A10=5.2157E-08
第6面
κ=1.344, A4=-2.6647E-03, A6=-1.0021E-04, A8=-1.6362E-05, A10=1.0000E-15
第7面
κ=-9.000, A4=0.0000E+00, A6=0.0000E+00, A8=0.0000E+00, A10=0.0000E+00
第9面
κ=1.506, A4=0.0000E+00, A6=0.0000E+00, A8=0.0000E+00, A10=0.0000E+00
第11面
κ=1.000, A4=4.3501E-04, A6=-5.2703E-06, A8=0.0000E+00, A10=0.0000E+00
［可変間隔データ］
広角端 中間 望遠端
ｆ 4.066 8.172 16.424
(Ｄ４) 10.427 3.733 0.402
(Ｄ９) 3.343 7.784 16.859
(Ｄ11) 2.589 2.667 2.826
空気換算ＢＦ 3.957 4.035 4.194
空気換算全長 25.826 23.652 29.556
［各群焦点距離］
群初面 群焦点距離
第１レンズ群 １ -8.90
第２レンズ群 ６ 7.70
第３レンズ群 10 18.09
［条件式対応値］
条件式（１） ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ） ＝ 2.19
条件式（２） （−ｆ１）／ｆ２ ＝ 1.16
条件式（３） ｆ１ＰＬ／（−ｆ１） ＝ 2.02
条件式（４） νｄ２ ＝ 23.4
条件式（５） （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１) ＝ 0.48
条件式（６） −（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＝ 0.84
条件式（７） νｄ１ ＝ 23.4
表４に示す諸元の表から、本実施例では、上記条件式（１）〜（７）を全て満たすことが分かる。
図８は、第４実施例の諸収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差及びコマ収差）であり、（ａ）は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、（ｂ）は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差であり、（ｃ）は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差である。各収差図から明らかなように、第４実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において、諸収差が良好に補正されていることが分かる。なお、負の歪曲収差については、この程度の収差量では撮像後の画像処理により十分補正可能であるため、光学的な補正は必要ない。
なお、上述の実施形態において、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
上記実施例では、３群構成を示したが、４群、５群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも１枚のレンズを有する部分を言う。
また、本実施形態においては、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としてもよい。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モータ等を用いた）モータ駆動にも適している。特に、第３レンズ群を合焦レンズ群とするのが好ましい。
また、本実施形態において、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向に振動させ、または光軸を含む面内方向に回転移動（揺動）させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第２レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
また、本実施形態において、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。また、レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしてもよい。
また、本実施形態において、開口絞りは第２レンズ群の中または近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用してもよい。
また、本実施形態において、各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減して高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。
また、本実施形態のズームレンズ（変倍光学系）は、変倍比が２〜７程度である。
また、本実施形態のズームレンズ（変倍光学系）は、第１レンズ群が、正レンズ成分を１つと、負レンズ成分を１つ有するのが好ましい。また、物体側から順に、負正の順番にレンズ成分を空気間隔を介在させて配置するのが好ましい。
また、本実施形態のズームレンズ（変倍光学系）は、第２レンズ群が、正レンズ成分を１つと、負レンズ成分を１つ有するのが好ましい。また、物体側から順に、正負の順番にレンズ成分を空気間隔を介在させて配置するのが好ましい。
また、本実施形態のズームレンズ（変倍光学系）は、第３レンズ群が、正レンズ成分を１つ有するのが好ましい。
以上のように、本発明を分かりやすくするため、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
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
Ｉ 像面
１ デジタルスチルカメラ（光学機器）
ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ４） 撮影レンズ（ズームレンズ）
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
１ デジタルスチルカメラ（光学機器）
ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ４） 撮影レンズ（ズームレンズ）
Claims (15)
- 光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔及び前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、
前記第１レンズ群は、空気間隔を隔てた、負の球面レンズ１枚と、プラスチック正レンズ１枚のみで構成され、
前記第２レンズ群は、正レンズ成分と、プラスチック負レンズ１枚とを含む、３枚以下のレンズで構成され、
前記第１レンズ群を構成する前記プラスチック正レンズの焦点距離をｆ１ＰＬとし、前記第２レンズ群を構成する前記プラスチック負レンズの焦点距離をｆ２ＰＬとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式
０．７０ ＜ ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ） ≦ ２．１９
０．８０ ＜ （−ｆ１）／ｆ２ ＜ １．２５
の条件を満足することを特徴としたズームレンズ。
尚、前記レンズ成分とは、単レンズ又は接合レンズをいう。 - 光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔及び前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、
前記第１レンズ群は、空気間隔を隔てた、負の球面レンズ１枚と、プラスチック正レンズ１枚のみで構成され、
前記第２レンズ群は、正レンズ成分と、プラスチック負レンズ１枚とを含む、３枚以下のレンズで構成され、
前記第１レンズ群を構成する前記プラスチック正レンズの焦点距離をｆ１ＰＬとし、前記第２レンズ群を構成する前記プラスチック負レンズの焦点距離をｆ２ＰＬとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、前記第２レンズ群を構成する前記正レンズ成分は、物体側レンズ面の曲率半径をＲ２１とし、像側レンズ面の曲率半径をＲ２２としたとき、次式
０．５０ ＜ ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ） ＜ ２．５０
０．８０ ＜ （−ｆ１）／ｆ２ ＜ １．３５
０．４０ ＜ （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１） ＜ １．２０
の条件を満足することを特徴としたズームレンズ。
尚、前記レンズ成分とは、単レンズ又は接合レンズをいう。 - 光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔及び前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、
前記第１レンズ群は、空気間隔を隔てた、負の球面レンズ１枚と、プラスチック正レンズ１枚のみで構成され、
前記第２レンズ群は、正レンズ成分と、プラスチック負レンズ１枚とを含む、３枚以下のレンズで構成され、
前記第１レンズ群を構成する前記プラスチック正レンズの焦点距離をｆ１ＰＬとし、前記第２レンズ群を構成する前記プラスチック負レンズの焦点距離をｆ２ＰＬとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式
０．９６ ≦ ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ） ≦ ２．１９
０．８０ ＜ （−ｆ１）／ｆ２ ＜ １．３５
の条件を満足することを特徴としたズームレンズ。
尚、前記レンズ成分とは、単レンズ又は接合レンズをいう。 - 前記第２レンズ群を構成する前記正レンズ成分は、物体側レンズ面の曲率半径をＲ２１とし、像側レンズ面の曲率半径をＲ２２としたとき、次式
０．３０ ＜ （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１） ＜ １．２０
の条件を満足することを特徴とする請求項１又は３に記載のズームレンズ。 - 次式
１．００ ＜ ｆ１ＰＬ／（−ｆ１） ＜ ３．００
の条件を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記第２レンズ群を構成する前記プラスチック負レンズのアッベ数をνｄ２としたとき、次式
１５．０ ＜ νｄ２ ＜ ３５．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記第２レンズ群を構成する前記プラスチック負レンズは、球面レンズであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群を構成する前記負の球面レンズは、物体側レンズ面の曲率半径をＲ１１とし、像側レンズ面の曲率半径をＲ１２としたとき、次式
０．６５ ＜ −（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＜ １．５０
の条件を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記第１レンズ群を構成する前記プラスチック正レンズのアッベ数をνｄ１としたとき、次式
１５．０ ＜ νｄ１ ＜ ３５．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記第３レンズ群は、１枚のレンズで構成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群は、プラスチックレンズで構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 開口絞りは、前記第１レンズ群よりも像側に配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際し、前記開口絞りは前記第２レンズ群と共に移動することを特徴とする請求項１２に記載のズームレンズ。
- 請求項１〜１３のいずれか一項に記載のズームレンズを搭載することを特徴とする光学機器。
- 光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなるズームレンズの製造方法であって、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔及び前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、
前記第１レンズ群は、空気間隔を隔てた、負の球面レンズ１枚と、プラスチック正レンズ１枚のみで構成され、
前記第２レンズ群は、正レンズ成分と、プラスチック負レンズ１枚とを含む、３枚以下のレンズで構成され、
前記第１レンズ群を構成する前記プラスチック正レンズの焦点距離をｆ１ＰＬとし、前記第２レンズ群を構成する前記プラスチック負レンズの焦点距離をｆ２ＰＬとし、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、次式
０．７０ ＜ ｆ１ＰＬ／（−ｆ２ＰＬ） ≦ ２．１９
０．８０ ＜ （−ｆ１）／ｆ２ ＜ １．２５
の条件を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを組み込むことを特徴とするズームレンズの製造方法。
尚、前記レンズ成分とは、単レンズ又は接合レンズをいう。
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