JP5377032B2

JP5377032B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

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Publication number: JP5377032B2
Application number: JP2009089941A
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Inventors: 大介伊藤
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Description

本発明はズームレンズに関し、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ等の撮像装置に好適なものである。

最近、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置（カメラ）は、高機能化及び小型化されている。そして撮像装置の高機能化及び小型化にともない、それに用いる光学系には広い画角（撮影画角）を包含した大口径比で高い光学性能を有した小型のズームレンズであることが求められている。また、この種のカメラには、レンズ最後部と撮像素子との間に、ローパスフィルターや色補正フィルターなどの各種の光学部材が配置される。この為、それに用いるズームレンズには、比較的バックフォーカスの長いことが要求される。

さらに、カラー画像用の撮像素子を用いたカラーカメラの場合には、色シェーディングを避けるため、像側のテレセントリック特性の良いことが望まれている。全系が小型でバックフォーカスが長く、しかも像側のテレセントリック特性の良いズームレンズとして、負の屈折力のレンズ群が先行する（最も物体側に位置する）ネガティブリード型のズームレンズが知られている。ネガティブリード型のズームレンズとして、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、および正の屈折力の第３レンズ群より成る３群ズームレンズが知られている（特許文献１、２）。又、このタイプの３群ズームレンズにおいて、ズーミングに際し、全てのレンズ群が移動して、ズーム比３倍以上の高ズーム比化を図った３群ズームレンズが知られている（例えば特許文献３、４）。又、このタイプの３群ズームレンズにおいて長いバックフォーカスと像側がテレセントリックである広画角の３群ズームレンズ系が知られている（例えば特許文献５、６）。

一方、近年、撮像装置においてはズームレンズの諸収差のうち歪曲収差の補正を光学的に行わずに電気的に画像処理で補正することが行われている。これによって、広画角化を図ったときに多く生ずる歪曲収差を軽減している。

特開２００４−０６１６７５号公報特開２００４−０９４２８３号公報特開２００５−３４５８９１号公報特開２００６−６５０３４号公報特開昭６３−１３５９１３号公報特開平７−２６１０８３号公報

近年、ビデオカメラやデジタルカメラ等に用いるズームレンズには、撮像素子の高性能化に伴って小型でかつ高い光学性能を有することが強く要望されている。また、近年多くのカメラには、カメラのコンパクト化とそれに用いるズームレンズの高ズーム比化を図るために非撮影時に各レンズ群の間隔を撮影状態と異なる間隔まで縮小し、カメラ本体からのレンズの突出量を少なくする所謂沈胴式が用いられている。このときズームレンズを構成する各レンズ群のレンズ枚数が多いと、各レンズ群の光軸上の長さが長くなる（レンズ全長が長くなる）。この結果、所望の沈胴長が得られず、沈胴式を利用するのが難しくなってくる。この傾向はズームレンズのズーム比が大きくなるほどレンズ全長が長くなり、沈胴式の適用が難しくなる。

前述したネガティブリード型の３群ズームレンズにおいて全系の小型化及び沈胴の際の小型化、更に高ズーム比化を図るにはズームレンズを構成する各レンズ群のレンズ構成や各レンズ群の結像倍率等を適切に設定することが重要になってくる。例えば、第２レンズ群のレンズ構成や第２、第３レンズ群の広角端と望遠端における結像倍率等を適切に設定しないと全系の小型化および広画角化を図りつつ、高い光学性能を得るのが大変困難になってくる。

本発明は、レンズ系全体がコンパクトで、全ズーム範囲中で高い光学性能が得られるズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。

本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、像側の面が凹形状のレンズと、最も物体側と最も像側に各々正レンズを有し、前記第２レンズ群の光軸上の厚みをＤ２、前記第２レンズ群に含まれる、像側の面が凹形状のレンズの像側のレンズ面のうち最も曲率が大きいレンズ面Ｒｃから前記第２レンズ群の最も像側の正レンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離をｄ２ａ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第２レンズ群の最も物体側の正レンズの焦点距離をｆ２１、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の望遠端における結像倍率を各々β２Ｔ、β３Ｔ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の広角端における結像倍率を各々β２Ｗ、β３Ｗとするとき、
０．４＜ｄ２ａ／Ｄ２≦０．４７６
０．５＜ｆ２１／ｆ２＜１．３
３．２＜（β２Ｔ・β３Ｗ）／（β２Ｗ・β３Ｔ）＜５．０
なる条件を満足することを特徴としている。
この他、本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、負レンズを有し、
さらに、前記第２レンズ群は、最も像側に正レンズを有し、
前記第２レンズ群を構成するレンズのうち、少なくとも１つのレンズは、像側の面が凹形状のレンズであり、
前記第２レンズ群の光軸上の厚みをＤ２、前記第２レンズ群に含まれる、像側の面が凹形状のレンズの像側のレンズ面のうち最も曲率が大きいレンズ面Ｒｃから前記第２レンズ群の最も像側の正レンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離をｄ２ａ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第２レンズ群の最も物体側の正レンズの焦点距離をｆ２１、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の望遠端における結像倍率を各々β２Ｔ、β３Ｔ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の広角端における結像倍率を各々β２Ｗ、β３Ｗとするとき、
０．４＜ｄ２ａ／Ｄ２＜０．７
０．５＜ｆ２１／ｆ２＜１．３
３．２＜（β２Ｔ・β３Ｗ）／（β２Ｗ・β３Ｔ）＜５．０
なる条件を満足することを特徴としている。

本発明によれば、レンズ系全体がコンパクトで、全ズーム範囲中で高い光学性能が得られるズームレンズが得られる。

数値実施例１のレンズ断面図数値実施例１の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図数値実施例２のレンズ断面図数値実施例２の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図数値実施例３のレンズ断面図数値実施例３の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図数値実施例４のレンズ断面図数値実施例４の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図数値実施例５のレンズ断面図数値実施例５の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図数値実施例６のレンズ断面図数値実施例６の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図本発明の撮像装置の要部概略図

次に本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置について説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群から構成されている。そして、ズーミングに際し、各レンズ群の間隔が変化する。具体的には、広角端から望遠端のズーミングに際し、第１レンズ群は像側に凸形状の軌跡で移動し、第２レンズ群は物体側に単調に移動し、第３レンズ群は像側へ単調移動する。

図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１はズーム比（変倍比）４．４、開口比２．１〜５．１程度のズームレンズである。図３は本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比３．５、開口比２．１〜５．１程度のズームレンズである。

図５は本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比３．８、開口比２．１〜５．４程度のズームレンズである。図７は本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比３．４、開口比２．１〜５．１程度のズームレンズである。図９は本発明の実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例５はズーム比３．４、開口比２．１〜５．２程度のズームレンズである。

図１１は本発明の実施例６のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例６のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例６はズーム比３．５、開口比２．１〜５．１程度のズームレンズである。図１３は本発明のズームレンズを備えるデジタルスチルカメラ（撮像装置）の要部概略図である。

各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。各実施例のズームレンズを、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に被写体像を形成する。

各レンズ断面図において、左方が被写体（物体）側（前方）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。ＳＰ１は開口絞りであり、第２レンズ群Ｌ２の物体側に位置している。ＳＰ１は可変絞り、ＳＰ２はメカ絞りである。開口絞りＳＰと可変絞りＳＰは同じ位置に配置されている。

Ｇは光学フィルター、フェースプレート等に相当するガラスブロック、ＩＰは像面である。矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際して各レンズ群の移動軌跡を示している。収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線、ｇ線、Ｍ、Ｓはメリディオナル像面、サジタル像面を表している。倍率色収差はｇ線によって表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。尚、各実施例において広角端と望遠端とは変倍用レンズ群が機構上光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。

各実施例のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３からなる。そして広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１が像側に凸の軌跡で移動、第２レンズ群Ｌ２が物体側に単調に移動、第３レンズ群Ｌ３が像側に移動している。各実施例のズームレンズは、第２レンズ群Ｌ２の移動により主な変倍を行っている。第１レンズ群Ｌ１の凸状の軌跡の移動及び第３レンズ群Ｌ３による像側方向への移動によって、変倍に伴う像面変動を補正している。

無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは第３レンズ群Ｌ３を物体側へ移動させて行っている。また、第３レンズ群Ｌ３は、ズームレンズの小型化に伴うズームレンズの屈折力の増大を分担している。特に第１、第２レンズ群Ｌ１、Ｌ２で構成されるショートズーム系の屈折力を減らす事で、第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズでの収差の発生を抑え良好な光学性能を達成している。また、特に固体撮像素子等を用いた撮影装置に必要な像側のテレセントリックな結像を第３レンズ群Ｌ３にフィールドレンズの役割を持たせる事で達成している。

また、各実施例では広角端のＦナンバーを決定する開放絞り（開口絞り）ＳＰの直後に、広角端、中間領域（中間のズーム領域）、望遠端における開放Ｆナンバーを決定する可変絞りＳＰ１を第２レンズ群Ｌ２の物体側に配置し光量を調整している。各実施例では広角端におけるＦナンバーを決定する開放絞りＳＰと可変絞りＳＰ１は同じ位置に配置している。また、第２レンズ群Ｌ２の像側には開口径固定のメカ絞りＳＰ２を配置している。メカ絞りＳＰ２の役割は光学性能を劣化させる有害な光線をカットすることである。具体的には、ズーム全域を大口径化することにより軸上光線が大量に入射するが、同時に軸上光線が通過する高さまで軸外光線も入射する。

光量が大量に入ってくる分、軸外光線の上線がコマフレアとなり光学性能に影響を与えるため、メカ絞りＳＰ２はこの軸外光線の上線をカットしている。このメカ絞りＳＰ２は望遠端において軸上光線をカットしないギリギリの開口径を設定することにより、全ズーム領域にて軸外光線の上線によるコマフレアを最大限にカットして、ズーム全域において高い光学性能を得ている。また、開口絞りＳＰを挟んで第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３とで軸外の諸収差を打ち消させることで、レンズ枚数の増加を防止しつつ良好な光学性能を得ている。

次に各レンズ群のレンズ構成について説明する。第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、像側の面が凹形状の負レンズ１１と、像側の面が凹でメニスカス形状の正レンズ１２で構成されている。第１レンズ群Ｌ１は、軸外主光線を開口絞りＳＰ中心に結像させる役割を持っている。第１レンズ群Ｌ１は特に広角側において、軸外主光線の屈折量が大きいために軸外諸収差、特に非点収差と歪曲収差が発生し易い。そこで各実施例では、通常の広画角のズームレンズと同様、最も物体側のレンズの有効径の増大が抑えられる負レンズと正レンズで構成している。

そして負レンズ１１の物体側のレンズ面をレンズ中心からレンズ周辺にいくに従って負の屈折力が強くなる非球面形状とし、像側のレンズ面を、レンズ中心からレンズ周辺にいくに従って負の屈折力が弱くなる非球面形状としている。これにより、非点収差を良好に補正し、歪曲収差を電子補正対応可能な量に抑えると共に、２枚と言う少ないレンズ枚数で構成し、レンズ全体のコンパクト化を容易にしている。また、２枚という少ないレンズ枚数で構成し、高屈折率材料を使用することにより、径方向のコンパクト化を図っている。また、第１レンズ群Ｌ１を構成する負レンズ１１の物体側のレンズ面を除く各レンズ面は、軸外主光線の屈折によって生じる軸外収差の発生を抑えるために、可変絞りＳＰ１と光軸が交差する点を中心とする同心球面に近いレンズ形状をとっている。

負レンズ１１の物体側のレンズ面は歪曲収差を電子補正対応可能な量まで許しつつ、像面彎曲の補正を行うため、形状的には近軸上にてフラット（平面）になるようにしている。第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に物体側に凸面を向けた正レンズ２１、物体側に凸面を向けた正レンズ２２、像側に凹面を向けた負レンズ２３を有するようにしている。そして最も像側に正レンズを配置している。第２レンズ群Ｌ２は全体として４乃至６のレンズより成っている。広角端にて大口径化を実現すると、可変絞りＳＰ１付近の軸上光束が径方向に最も広がり、球面収差やコマ収差などの収差が多く発生する。これらの収差はレンズ面で光線が屈折する際に発生し、屈折が大きいほど大きく発生する。

そのため、可変絞りＳＰ１通過後の軸上光線が径方向に最も高くなる光軸上の位置に正レンズ２１を配置している。正レンズ２１を物体側に凸面を向けたレンズ形状とし、かつ屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）を適切に設定することにより光線を緩やかに屈折させ、諸収差の発生を低減している。さらに、正レンズ２１を両レンズ面を非球面形状とすることで特に球面収差の補正を容易にしている。

各実施例においては、最も物体側に配された正レンズ２１の物体側のレンズ面をレンズ中心からレンズ周辺にいくに従って正の屈折力が弱くなる非球面形状とすることにより、球面収差、コマ収差を補正している。また、正レンズ２１の像面側に物体側の面が凸形状の正レンズ２２を配置することにより、光線の屈折を分割するような構成にしている。正レンズ２１と正レンズ２２にて光線を屈折することにより発生した球面収差やコマ収差は、負レンズ２３の像側の面を凹形状にし、光線を逆側に屈折させることにより、正レンズ２１と正レンズ２２にて発生した球面収差やコマ収差を補正している。

正レンズ２１と正レンズ２２にて発生した収差を補正するためには、負レンズ２３の像側のレンズ面の曲率がある程度の屈折力を持つことが良い。特に球面収差の補正のためには正レンズ２１、正レンズ２２、負レンズ２３のレンズ面形状の最適化が必要となる。また、広角端において第２レンズ群Ｌ２の光軸上の位置はレンズ系全体の屈折力配置によって決まっている。大口径比にて高い光学性能を確保するには正レンズ２１、正レンズ２２、負レンズ２３の位置はある最適な光軸上の位置に決まる。

具体的には、大口径化にすると特に広角端では焦点深度が浅くなるため、像面彎曲の補正が重要となる。全系の屈折力が最適化されていないとペッツバール和が崩れてしまうため、像面彎曲が増大して高性能化が望めない。このように全系の最適な屈折力配分を行うと第２レンズ群Ｌ２の主に収差補正を行っている正レンズ２１、正レンズ２２、負レンズ２３はある程度像面から離れた位置に配置することが必要となる。例えば、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強くすると、正レンズ２１、正レンズ２２、負レンズ２３は像面に近づき、コンパクト化や高倍率化（高ズーム比化）には有利になる。

しかしながら、ペッツバール和が小さくなりすぎ、像面彎曲の補正が困難となってしまう。また、大口径比を達成するためには、第２レンズ群Ｌ２の最終レンズを像面に近いところに配置することが重要である。大口径のズームレンズにおいて軸上光線は、大口径になるほど、像面ＩＰに入射する光線の入射角度が大きくなる。そのため、像面付近に正レンズを配置し、軸上光線を屈折しておかないと、広角端にて最も軸上光線の高くなる正レンズ２１の有効径が増大すると共に、球面収差の補正が困難となる。よって、像面付近の正レンズである第３レンズ群Ｌ３に加え、第２レンズ群Ｌ２の最も像面側のレンズを正レンズとして配置し、屈折力を分割することにより、球面収差の発生を少なくしつつ全系の大きさを抑えている。

以上より、特に大口径化による球面収差の増大を抑えるためには、正レンズ２１、正レンズ２２、負レンズ２３の位置と、第２レンズ群の最も像側のレンズの像側のレンズ面の位置が重要となる。そのため、第２レンズ群Ｌ２の最も像面側には、正レンズ２１、正レンズ２２にて発生した球面収差やコマ収差を補正するための像側に凹面を向けた屈折力の強いレンズ面Ｒｃからある程度距離を離した場所に正レンズの像側のレンズ面を配置している。これにより、正レンズ２１の大型化、それにともなう収差の発生を防ぎつつ、大口径化を達成を容易にしている。

ここで面Ｒｃは第２レンズ群において像面側に凹面を向けたレンズ面のうち最も曲率の強い面である。レンズ面Ｒｃから第２レンズ群Ｌ２の最終レンズ面までの距離を離しすぎると全系の小型化には不利になるため、光学性能と全系の小型化を両立するための配置の最適化が重要となる。小型化を狙い、正レンズ２１、正レンズ２２、負レンズ２３と第２レンズ群Ｌ２の最も像側のレンズの像側のレンズ面の配置を近づけすぎると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力配置からくる像面彎曲の補正と、球面収差のズーミング時の変動が増大する。

次に第３レンズ群Ｌ３は、物体側の面が凸形状の正レンズ３１より構成し、像側テレセントリックにするためのフィールドレンズとしての役割をも有している。いま、バックフォーカスをｓｋ’、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、第３レンズ群Ｌ３の結像倍率をβ３とすると、ｓｋ’＝ｆ３（１−β３）の関係が成り立っている。但し、０＜β３＜１．０である。ここで、広角端から望遠端へのズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を像側に移動するとバックフォーカスｓｋ’が減少する事になり、第３レンズ群Ｌ３の結像倍率β３は望遠側で増大する。すると、結果的に第３レンズ群Ｌ３で変倍を分担できるため、第２レンズ群Ｌ２の移動量が減少させることができる。そして、第２レンズ群Ｌ２のズーミングに伴う移動量が減少することにより、レンズ空間が節約できるためにズームレンズ全系の小型化が容易になる。

各実施例のズームレンズを用いて近距離物体を撮影する場合には、第１レンズ群を物体側へ移動する事で良好な性能を得られる。この他第３レンズ群Ｌ３を物体側に移動しても良い。第３レンズ群Ｌ３でフォーカスを行うと最も物体側に配置した第１レンズ群Ｌ１をフォーカシングさせた場合に生じる、前玉有効径の増大とレンズ重量が最も重い第１レンズ群Ｌ１を移動させる事によるアクチュエーターの負荷の増大を防ぐことができる。さらに、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とをカム等で単純に連携してズーミング時に移動させる事が可能となり、メカ構造の簡素化及び精度が向上する。

また、第３レンズ群Ｌ３にてフォーカシングを行う場合、広角端から望遠端へのズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を像側に移動する事により、フォーカシング移動量の大きい望遠端において像面側に配置する事が出来る。この為、ズーミング及びフォーカシングで必要となる第３レンズ群Ｌ３の全ての移動量を最小とする事が容易となり、レンズ系の小型化が容易になる。各実施例のズームレンズにおいては、大口径比に対応した高ズーム比（高変倍比）で全ズーム範囲において良好なる光学性能を得るため、次の条件を満足している。

第２レンズ群Ｌ２は像側の面が凹形状のレンズと、最も物体側に正レンズ２１と最も像側に正レンズを有している。第２レンズ群Ｌ２の光軸上の厚みをＤ２とする。第２レンズ群Ｌ２の像側の面が凹形状のレンズ面のうち最も曲率の強いレンズ面Ｒｃから第２レンズ群Ｌ２の最も像側の正レンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離をｄ２ａとする。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、第２レンズ群Ｌ２の最も物体側の正レンズ２１の焦点距離をｆ２１とする。望遠端における第２レンズ群Ｌ２と、第３レンズ群Ｌ３の結像倍率を各々β２Ｔ、β３Ｔとする。広角端における第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の結像倍率を各々β２Ｗ、β３Ｗとする。このとき
０．４＜ｄ２ａ／Ｄ２＜０．７‥‥‥（１）
０．５＜ｆ２１／ｆ２＜１．３‥‥‥（２）
３．２＜（β２Ｔ・β３Ｗ）／（β２Ｗ・β３Ｔ）＜５．０‥‥‥（３）
なる条件を満足している。

条件式（１）の上限値を超えて距離ｄ２ａが大きくなると（長くなると）、第２レンズ群Ｌ２の光軸上の厚みが増加してしまうため、第２レンズ群Ｌ２が長大化してくるため好ましくない。条件式（１）の下限値を超えて距離ｄ２ａが小さくなると（短くなると）、第２レンズ群Ｌ２の像面近傍に正レンズを配置することが困難となり、又正レンズ２１の有効径が増大し、ズーム全域において球面収差の変動を補正するのが困難になる。条件式（２）の上限値を超えて焦点距離ｆ２１が大きくなると、正レンズ２１のパワーが小さくなる。この状態で大口径比を達成しようとすると、第２レンズ群Ｌ２の最も像面側の正レンズの屈折力が大きくなりすぎ、球面収差、コマ収差の補正が困難となるため、好ましくない。

条件式（２）の下限値を超えて焦点距離ｆ２１が小さくなると、正レンズ２１にて軸上光線を曲げる屈折力が強くなりすぎ、球面収差、コマ収差を補正するのが困難となるため好ましくない。また、大口径になるほど焦点深度が浅くなるため、像面彎曲を良好に補正することが要求されるが、条件式（２）の下限値を超えるとペッツバール和が小さくなり、像面彎曲が大きく発生するため好ましくない。条件式（３）の上限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２の変倍分担が大きくなり、所定の倍率（ズーム比）を確保するには十分となる。しかしながら第２レンズ群Ｌ２のレンズ枚数を増やし、収差の分担を分散させる必要があり、この結果第２レンズ群Ｌ２が大型化してくるため好ましくない。条件式（３）の下限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３の変倍分担が大きくなり、第３レンズ群Ｌ３のズーミングに伴う移動量が大きくなり、全系が大型化してくるので良くない。

各実施例において更に好ましくは条件式（１）〜（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．４２＜ｄ２ａ／Ｄ２＜０．５５‥‥‥（１ａ）
０．７０＜ｆ２１／ｆ２＜１．０５‥‥‥（２ａ）
３．３＜（β２Ｔ・β３Ｗ）／（β２Ｗ・β３Ｔ）＜４．５‥‥‥（３ａ）
この他本発明においては、条件式（１）の数値範囲を後述する表１の実施例４の値に基づいて、
０．４＜ｄ２ａ／Ｄ２≦０．４７６・・・（１ｂ）
とするのが良い。
以上のように各実施例によれば第１レンズ群Ｌ１のレンズ構成や第２、第３レンズ群Ｌ２、Ｌ３の広角端と望遠端における結像倍率を適切に設定することにより、全系の小型化を図りつつ諸収差を良好に補正した広画角のズームレンズを得ている。各実施例において更に好ましくは次の諸条件のうちの１以上を満足するのが良い。

広角端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆＷ、ｆＴとする。第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を各々ｆ１、ｆ３とする。第２レンズ群Ｌ２の最も物体側の正レンズ２１の物体側と像側の面の曲率半径を各々Ｒ２１ａ、Ｒ２１ｂとする。第２レンズ群Ｌ２は物体側より像側へ順に、物体側の面が凸形状の正レンズ２１、物体側の面が凸形状の正レンズ２２、像側の面が凹形状の負レンズ２３を有している。第２レンズ群Ｌ２の物体側から数えて２番目の正レンズ２２の物体側の面の曲率半径をＲ２２ａ、第２レンズ群Ｌ２の負レンズ２３の像側の面の曲率半径をＲ２３ｂとする。

第２レンズ群Ｌ２の最も像側の正レンズの像側の面よりも像側に、開口径が固定のメカ絞りＳＰ２を有し、第２レンズ群Ｌ２の最も像側の面から、メカ絞りＳＰまでの光軸上の距離をｄｄとする。第１レンズ群Ｌ１は物体側より像側へ順に、負レンズ１１、正レンズ１２を有し、負レンズ１１の材料の屈性率をＮｄ１Ｎ、アッベ数をνｄ１Ｎとする。又正レンズ１２材料の屈折率をＮｄ１Ｐ、アッベ数をνｄ１Ｐとする。このとき

０．７＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１．１５‥‥‥（５）
２．０＜ｆ３／ｆ２＜３．１‥‥‥（６）
−１．１＜（Ｒ２１ａ−Ｒ２１ｂ）／（Ｒ２１ａ＋Ｒ２１ｂ）＜−０．７‥‥（７）
０．１２＜（Ｒ２２ａ−Ｒ２３ｂ）／（Ｒ２２ａ＋Ｒ２３ｂ）＜０．３５‥‥（８）
−０．０１＜ｄｄ／ｆＷ＜０．１２‥‥‥（９）
１．００＜β３Ｔ／β３Ｗ＜１．０５‥‥‥（１０）
１．８８＜（Ｎｄ１Ｐ＋Ｎｄ１Ｎ）／２＜２．００‥‥‥（１１）
３５＜νｄ１Ｎ＜６０‥‥‥（１２）
１６＜νｄ１Ｐ＜２０‥‥‥（１３）
なる条件のうち１以上を満足するのが良い。

条件式（４）の上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の屈折力が弱くなりすぎると、所定のズーム比（変倍比）を確保するために第２レンズ群Ｌ２の移動量が増大し、全系が大型化してくるので良くない。また、条件式（４）の下限値を越えて第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなりすぎると、非点収差、コマ収差等を補正するために第２レンズ群Ｌ２のレンズ枚数が増大し、第２レンズ群Ｌ２が大型化してくるため好ましくない。また、屈折力配置からくるペッツバール和が小さくなりすぎ、像面彎曲の補正が困難となるため好ましくない。

条件式（５）の上限値を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が大きくなると、ズーム全域にて第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２間隔が狭くなる。そうすると、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が狭くなる望遠端にて、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間に絞りＳＰを配置するのが困難となる。また、所定の変倍率を確保するためには、広角端において第２レンズ群Ｌ２をより像側に配置することが必要となる。そのとき、ズーム軌跡上、第１レンズ群Ｌ１は、より物体側に移動することになるため、広画角化を図ろうとすると第１レンズ群Ｌ１の正レンズ１１が大型化してくるため好ましくない。また、条件式（５）の下限値を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が小さくなると、第１レンズ群Ｌ１の正レンズ１１の小型化、広角化には有利であるが、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなりすぎ、特にコマ収差の補正が困難になるため好ましくない。

条件式（６）の下限値を超えて第２群レンズ群Ｌ２の屈折力が弱くなりすぎると、所定の倍率を確保するために第２レンズ群Ｌ２の移動量が増大し、全系が大型化してくるので良くない。さらに、下限値を超えて第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強くなりすぎると非点収差を補正するために第３レンズ群Ｌ３のレンズ枚数が増大し、第３レンズ群Ｌ３が大型化してくるため好ましくない。また、条件式（６）の上限値を越えて第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなりすぎると、非点収差、コマ収差を補正するために第２レンズ群Ｌ２のレンズ枚数が増大するため第２レンズ群Ｌ２が大型化してくるため好ましくない。また、屈折力配置からくる像面彎曲の補正が困難となり好ましくない。

条件式（７）の上限値を超えると、正レンズ２１の屈折力が緩くなり、それを補うために第２レンズ群Ｌ２の最も像側の正レンズの屈折力が強くなり、球面収差の補正が困難となり、好ましくない。条件式（７）の下限値を超えると、正レンズ２１に入射する軸上光線の角度が緩くなるが、正レンズ２１の屈折力が大きくなり、球面収差、コマ収差の補正が困難となり好ましくない。

条件式（８）の上限値を超えると、正レンズ２１にて発生した球面収差、コマ収差が補正過剰となり好ましくない。条件式（８）の下限値を超えると、正レンズ２１にて発生した球面収差、コマ収差が補正不測となり好ましくない。

条件式（９）の上限値を超えて距離ｄｄが大きく（長く）なると、第２レンズ群Ｌ２からメカ絞りＳＰ２までの光軸上の距離が離れすぎてしまい、広角端と望遠端の両方において軸外光線をカットすることができなくなる。また、広角端においては周辺光量が不足となるため好ましくない。条件式（９）の下限値を超えて距離ｄｄが小さく（短く）なると、像面側の面とメカ絞りＳＰ２が干渉してしまいメカ絞りＳＰ２を配置することが困難となる。更に、広角端において軸外光線をカットすることができなくなり高性能化を狙えなくなるため好ましくない。

条件式（１０）は第３レンズ群Ｌ３の広角端と望遠端における結像倍率β３Ｗ、β３Ｔに関する。条件式（１０）の範囲を超えると、望遠端において、第３レンズ群Ｌ３と像側のフィルター等の光学部材までの間隔が小さくなり、レンズの組立誤差により発生したピントずれを補正するのが困難となり、光学部材と干渉してくるので好ましくない。条件式（１０）の範囲を超えると、広角端から望遠端へのズーミングに伴う第３レンズ群Ｌ３の変倍が小さくなり、その分、第２レンズ群Ｌ２で変倍比を負担しなければならなくなる。そうすると第２レンズ群Ｌ２のパワーが大きくなるか、又はズーミングに際し、移動量が大きくなり、その結果、光学性能と全長の短縮化が困難となり好ましくない。

条件式（１１）の範囲を超えると、屈折率が低くなる分、レンズ面の曲率がきつくなる。又、負レンズ１１の偏肉比（中心肉厚と周辺肉厚の比）が大きくなりすぎ、製造が困難になってくるため好ましくない。また条件式（１１）の範囲を超えると（１２）、（１３）を満たす範囲での存在するガラスの組み合わせが限られてしまい、倍率色収差が補正が困難となる。条件式（１１）の範囲を超えると、存在するガラスの材料の屈折率が低くなりすぎ、偏肉比が大きくなり好ましくない。また、条件式（１１）の範囲を超えると、倍率色収差をアンダー側に補正する正レンズ１２の組み合わせが少なくなるため、好ましくない。

条件式（１２）の範囲を超えると、条件式（１１）を満たしつつ、倍率色収差を補正する負レンズ１１の組み合わせが少なくなるため好ましくない。また条件式（１３）の範囲を超えるとオーバー側の倍率色収差の補正が困難となり好ましくない。また、存在する材料が少なくなってくるので良くない。収差補正上、およびレンズ全体の小型化のために、更に好ましくは、条件式（４）〜条件式（１３）の数値範囲を次の如くするのが良い。

０．８８＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１．１０‥‥‥（５ａ）
２．１＜ｆ３／ｆ２＜３．０‥‥‥（６ａ）
−１．０５＜（Ｒ２１ａ−Ｒ２１ｂ）／（Ｒ２１ａ＋Ｒ２１ｂ）＜−０．８５‥（７ａ）
０．１３＜（Ｒ２２ａ−Ｒ２３ｂ）／（Ｒ２２ａ＋Ｒ２３ｂ）＜０．３３‥‥（８ａ）
−０．００５＜ｄｄ／ｆＷ＜０．１００‥‥‥（９ａ）
１．００１＜β３Ｔ／β３Ｗ＜１．０２０‥‥‥（１０ａ）
１．８８５＜（Ｎｄ１Ｐ＋Ｎｄ１Ｎ）／２＜１．９００‥‥‥（１１ａ）
３８＜νｄ１Ｎ＜４５‥‥‥（１２ａ）
１７．５＜νｄ１Ｐ＜１９．０‥‥‥（１３ａ）
各実施例では固体撮像素子を用いた撮影光学系に好適な構成レンズ枚数が少なくコンパクトで、特に沈胴式のズームレンズに適した、変倍比が３．４〜４．５倍程度の優れた光学性能を有するズームレンズが達成している。又、各実施例によれば第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２に効果的に非球面を導入し、特に第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の屈折力を適切に設定している。これによって軸外諸収差、特に非点収差・歪曲収差および大口径比化した際の球面収差、コマ収差の補正を効果的に行っている。

次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルカメラ（撮像装置）（光学機器）の実施形態を図１３を用いて説明する。図１３において、２０はデジタルカメラ本体、２１は上述の実施形態のズームレンズによって構成された撮影光学系である。２２は撮影光学系２１によって被写体像を受光するＣＣＤ等の撮像素子、２３は撮像素子２２が受光した被写体像を記録する記録手段、２４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダーである。表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子２２上に形成された被写体像が表示される。このように本発明のズームレンズをビデオカメラやデジタルカメラ等に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。

次に、本発明の実施例１〜６に対応する数値実施例１〜６を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉはレンズ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚および空気間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、最も像側の２面はフェースプレート等のガラス材である。また、ｋ、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０は非球面係数である。非球面形状は光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき
ｘ＝（ｈ²／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）²｝^1/2］＋Ａ４・ｈ⁴＋Ａ６・ｈ⁶＋Ａ８・ｈ⁸＋Ａ１０・ｈ¹⁰
で表される。但しＲは曲率半径である。又、「ｅ−０ｘ」は「×１０^−ｘ」を意味している。又、前述の各条件式と各実施例との関係を表−１に示す

数値実施例１
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 34077.164 1.40 1.84954 40.1 17.90
2* 6.147 2.37 13.50
3 11.574 2.30 1.94595 18.0 13.60
4 23.631 (可変) 13.60
5(開放絞り)∞ 0.00 7.87
6(可変絞り)∞ 0.40 （可変）
7* 8.527 2.70 1.67790 55.3 8.20
8* 142.944 0.20 7.90
9 7.193 1.90 1.51633 64.1 7.80
10 22.221 1.00 1.80518 25.4 7.40
11 4.997 2.60 6.50
12 11.645 1.85 1.51823 58.9 6.50
13 -35.764 0.35 6.50
14(メカ絞り)∞ (可変) 5.60
15* 17.304 2.00 1.58913 61.3 11.00
16 75.747 (可変) 11.00
17 ∞ 1.00 1.51633 64.1 15.00
18 ∞ 0.60 15.00
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A 4=-1.32965e-004 A 6= 2.62075e-006
A 8=-2.16164e-008 A10= 5.85538e-011
第2面
K =-2.06015e+000 A 4= 5.83062e-004 A 6=-7.90703e-006
A 8= 2.14886e-007 A10=-2.27615e-009
第7面
K =-2.03607e-001 A 4=-7.76290e-005 A 6=-1.74688e-007
A 8=-1.69755e-007 A10= 2.20100e-009
第8面
K = 9.90155e+002 A 4=-1.47130e-005 A 6=-3.47189e-006
A 8= 1.71944e-008 A10=-8.31011e-009
第15面
K = 1.28502e-001 A 4=-7.91998e-006 A 6=-1.79352e-007

各種データ
ズーム比 4.42
広角中間望遠
焦点距離 4.94 13.39 21.85
Fナンバー 2.06 3.64 5.10
画角 38.18 19.07 11.96
像高 3.89 4.63 4.63
レンズ全長 50.88 45.59 53.19
BF 0.60 0.60 0.60
可変絞り6 7.87 6.90 6.70
d 4 22.49 5.83 2.05
d14 4.17 15.56 26.96
d16 3.55 3.52 3.50
d18 0.60 0.60 0.60

入射瞳位置 8.26 5.50 4.18
射出瞳位置 -26.39 -77.77 -910.10
前側主点位置 12.30 16.61 25.50
後側主点位置 -4.34 -12.79 -21.25

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離レンズ構成長前側主点位置後側主点位置
1 1 -11.88 6.07 0.03 -4.31
2 5 13.27 11.00 1.02 -8.39
3 15 37.59 2.00 -0.37 -1.61
4 17 ∞ 1.00 0.33 -0.33

単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 -7.24
2 3 21.95
3 7 13.27
4 9 19.75
5 10 -8.22
6 12 17.18
7 15 37.59
8 17 0.00

数値実施例２
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* ∞ 1.40 1.84954 40.1 15.00
2* 6.548 2.68 12.10
3 12.502 1.90 1.94595 18.0 12.60
4 25.149 (可変) 12.20
5(開放絞り)∞ 0.00 8.25
6(可変絞り)∞ 0.40 （可変）
7* 7.948 2.70 1.74330 49.3 8.70
8* 234.393 0.20 8.10
9 6.765 1.95 1.51633 64.1 7.40
10 48.513 0.60 1.80518 25.4 6.90
11 4.664 3.15 6.10
12 14.433 1.65 1.71999 50.2 6.50
13 453.833 0.35 6.50
14(メカ絞り)∞ (可変) 5.10
15 15.848 2.00 1.48749 70.2 10.80
16 -369.084 (可変) 10.80
17 ∞ 1.00 1.51633 64.1 15.00
18 ∞ 0.60 15.00
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A 4=-1.25186e-004 A 6= 2.51878e-006
A 8=-1.50640e-008 A10=-4.03300e-011
第2面
K =-2.25189e+000 A 4= 5.48165e-004 A 6=-8.14113e-006
A 8= 2.62368e-007 A10=-3.31116e-009
第7面
K =-1.06452e-001 A 4=-6.30887e-005 A 6= 7.32454e-007
A 8= 9.99854e-009 A10= 3.43511e-009

第8面
K = 2.33596e+003 A 4= 7.60935e-005 A 6= 8.95825e-007
A 8= 1.71344e-007 A10=-2.35377e-009

各種データ
ズーム比 3.53
広角中間望遠
焦点距離 6.18 14.00 21.84
Fナンバー 2.06 3.66 5.05
画角 33.39 18.29 11.96
像高 4.07 4.63 4.63
レンズ全長 45.38 43.48 50.10
BF 0.60 0.60 0.60
可変絞り6 8.25 6.90 6.75
d 4 17.03 5.13 1.76
d14 4.29 14.31 24.33
d16 3.48 3.46 3.43
d18 0.60 0.60 0.60

入射瞳位置 7.81 5.37 4.12
射出瞳位置 -28.70 -97.98 481.03
前側主点位置 12.69 17.38 26.96
後側主点位置 -5.58 -13.40 -21.24

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離レンズ構成長前側主点位置後側主点位置
1 1 -12.58 5.98 -0.16 -4.72
2 5 12.97 11.00 -0.06 -9.04
3 15 31.22 2.00 0.06 -1.29
4 17 ∞ 1.00 0.33 -0.33

単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 -7.71
2 3 24.49
3 7 11.01
4 9 14.99
5 10 -6.45
6 12 20.67
7 15 31.22
8 17 0.00

数値実施例３
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -10840.973 1.30 1.84954 40.1 15.50
2* 6.730 2.55 12.30
3 12.556 2.05 1.92286 18.9 12.70
4 28.855 (可変) 12.40
5(開放絞り)∞ 0.00 8.02
6(可変絞り)∞ 0.20 （可変）
7* 7.319 2.70 1.76414 49.0 8.40
8* 377.634 0.20 7.80
9 8.272 1.60 1.88300 40.8 7.10
10 -168.841 0.40 2.00069 25.5 6.50
11 4.735 2.31 5.50
12 21.643 1.60 1.88300 40.8 6.20
13 -1384.644 0.60 6.40
14(メカ絞り)∞ (可変) 4.90
15 20.294 1.80 1.60311 60.6 11.00
16 -83.433 (可変) 11.00
17 ∞ 1.00 1.51633 64.1 15.00
18 ∞ 0.60 15.00
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A 4=-3.54380e-005 A 6= 9.12293e-007
A 8=-3.38114e-009 A10=-3.29861e-011
第2面
K =-2.43576e+000 A 4= 6.76380e-004 A 6=-8.69639e-006
A 8= 1.94875e-007 A10=-1.96480e-009
第7面
K =-2.89275e-001 A 4=-1.05883e-004 A 6=-1.41065e-006
第8面
K = 2.14084e+003 A 4= 1.23606e-005 A 6=-7.37910e-008

各種データ
ズーム比 3.83
広角中間望遠
焦点距離 6.11 14.71 23.40
Fナンバー 2.06 3.71 5.35
画角 33.67 17.45 11.18
像高 4.07 4.63 4.63
レンズ全長 45.30 41.79 48.12
BF 0.60 0.60 0.60
可変絞り6 8.02 6.90 6.50
d 4 18.41 5.03 1.50
d14 4.70 14.68 24.65
d16 3.28 3.16 3.05
d18 0.60 0.60 0.60

入射瞳位置 8.29 5.39 3.99
射出瞳位置 -25.14 -109.19 193.63
前側主点位置 12.95 18.13 30.22
後側主点位置 -5.51 -14.11 -22.80

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離レンズ構成長前側主点位置後側主点位置
1 1 -13.81 5.90 -0.38 -4.88
2 5 12.70 9.61 -1.43 -8.00
3 15 27.24 1.80 0.22 -0.91
4 17 ∞ 1.00 0.33 -0.33

単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 -7.92
2 3 22.72
3 7 9.74
4 9 8.97
5 10 -4.60
6 12 24.15
7 15 27.24
8 17 0.00

数値実施例４
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 13061.912 1.50 1.84954 40.1 15.10
2* 6.285 2.57 11.90
3 12.282 1.90 1.92286 18.9 12.40
4 28.590 (可変) 12.10
5(開放絞り)∞ 0.00 8.35
6(可変絞り)∞ 0.40 （可変）
7* 7.451 2.70 1.76414 49.0 8.80
8* 384.175 0.15 8.20
9 7.835 2.10 1.69680 55.5 7.40
10 -31.213 0.50 2.00330 28.3 6.60
11 4.838 1.09 5.90
12 18.613 1.60 1.74400 44.8 6.10
13 -11.500 0.50 1.77250 49.6 6.30
14 22.093 0.50 6.50
15 15.705 1.25 1.77250 49.6 6.50
16 -69.049 0.00 6.50
17(メカ絞り)∞ (可変) 4.90
18* 21.713 2.00 1.58313 59.4 12.00
19* -124.152 (可変) 12.00
20 ∞ 1.00 1.51633 64.1 15.00
21 ∞ 0.60 15.00
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A 4=-7.92076e-005 A 6= 1.37788e-006
A 8=-8.34300e-009 A10= 6.51295e-012
第2面
K =-2.23444e+000 A 4= 6.60364e-004 A 6=-8.78286e-006
A 8= 1.77727e-007 A10=-1.55880e-009
第7面
K =-3.10882e-001 A 4=-4.88442e-005 A 6= 1.70793e-007
A 8=-2.24340e-008 A10= 7.27768e-010
第8面
K = 7.21768e+003 A 4=-1.37404e-005 A 6= 5.61129e-007
A 8= 1.03849e-008 A10=-3.42753e-009
第18面
K = 1.82166e-001 A 4= 2.63870e-005 A 6=-2.21570e-007
A 8=-5.92530e-009
第19面
K =-1.41474e+002 A 4= 2.19192e-005 A 6= 5.56289e-007
A 8=-1.94427e-008

各種データ
ズーム比 3.43
広角中間望遠
焦点距離 6.12 13.49 21.00
Fナンバー 2.06 3.67 5.06
画角 34.08 19.02 12.49
像高 4.14 4.65 4.65
レンズ全長 46.42 43.52 49.07
BF 0.60 0.60 0.60
可変絞り6 8.35 6.90 6.70
d 4 17.93 6.04 2.59
d17 4.73 13.72 23.03
d19 3.40 3.41 3.09
d21 0.60 0.60 0.60

入射瞳位置 7.91 5.61 4.43
射出瞳位置 -25.04 -68.82 -749.72
前側主点位置 12.57 16.48 24.85
後側主点位置 -5.52 -12.89 -20.40

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離レンズ構成長前側主点位置後側主点位置
1 1 -12.75 5.97 -0.26 -4.85
2 5 12.74 10.79 -1.03 -8.28
3 18 31.85 2.00 0.19 -1.08
4 20 ∞ 1.00 0.33 -0.33

単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 -7.40
2 3 22.10
3 7 9.91
4 9 9.19
5 10 -4.15
6 12 9.78
7 13 -9.73
8 15 16.67
9 18 31.85
10 20 0.00

数値実施例５
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -89214.415 1.50 1.84954 40.1 14.10
2* 6.276 2.90 11.20
3 12.150 1.80 1.94595 18.0 11.60
4 22.683 (可変) 11.20
5(開放絞り)∞ 0.00 8.20
6(可変絞り)∞ 0.40 （可変）
7* 8.872 2.50 1.84954 40.1 8.60
8* -2370.177 0.15 8.10
9 6.886 1.90 1.77250 49.6 7.40
10 -85.722 0.50 2.00069 25.5 7.00
11 5.260 1.00 6.10
12 22.227 1.50 1.62299 58.2 6.20
13 -10.000 0.50 1.65844 50.9 6.20
14 7.424 1.01 6.30
15 7.771 1.82 1.58313 59.4 6.50
16* -59.848 0.20 6.50
17(メカ絞り)∞ (可変) 4.80
18 17.340 1.80 1.60311 60.6 11.00
19 400.000 (可変) 11.00
20 ∞ 1.00 1.51633 64.1 15.00
21 ∞ 0.60 15.00
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A 4=-5.27895e-005 A 6= 1.81338e-006
A 8=-1.88246e-008 A10=-6.84842e-012
第2面
K =-2.29361e+000 A 4= 7.28531e-004 A 6=-8.38169e-006
A 8= 2.59226e-007 A10=-4.31878e-009

第7面
K =-3.37129e-001 A 4=-2.42071e-005 A 6= 2.11081e-006
A 8=-6.54870e-008 A10= 2.35287e-009
第8面
K = 2.52686e+005 A 4= 2.28810e-005 A 6= 3.61428e-006
A 8=-1.31477e-007 A10= 3.73915e-009
第16面
K =-2.22899e+002 A 4= 2.65127e-004 A 6= 7.29414e-006
A 8= 8.89745e-007

各種データ
ズーム比 3.40
広角中間望遠
焦点距離 6.17 13.58 21.00
Fナンバー 2.06 3.68 5.23
画角 33.72 18.82 12.43
像高 4.12 4.63 4.63
レンズ全長 43.49 43.09 49.78
BF 0.60 0.60 0.60
可変絞り6 8.20 6.90 6.50
d 4 15.03 4.97 2.00
d17 3.95 13.64 23.32
d19 3.43 3.40 3.38
d21 0.60 0.60 0.60

入射瞳位置 7.27 5.26 4.25
射出瞳位置 -25.81 -86.09 599.58
前側主点位置 12.00 16.71 25.99
後側主点位置 -5.57 -12.98 -20.40

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離レンズ構成長前側主点位置後側主点位置
1 1 -11.62 6.20 -0.06 -4.85
2 5 12.20 11.48 -0.83 -9.07
3 18 30.00 1.80 -0.05 -1.17
4 20 ∞ 1.00 0.33 -0.33

単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 -7.39
2 3 25.54
3 7 10.41
4 9 8.33
5 10 -4.94
6 12 11.27
7 13 -6.40
8 15 11.91
9 18 30.00
10 20 0.00

数値実施例６
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -22050.281 1.40 1.84954 40.1 14.90
2* 6.673 2.70 12.10
3 12.573 1.90 1.94595 18.0 12.60
4 24.746 (可変) 12.20
5(開放絞り)∞ 0.00 8.13
6(可変絞り)∞ 0.40 （可変）
7* 7.629 3.00 1.76753 49.3 8.60
8* 274.291 0.33 7.90
9 8.757 1.55 1.83481 42.7 7.30
10 62.610 0.85 2.00069 25.5 6.80
11 4.514 1.25 5.90
12 22.886 3.10 1.76753 49.3 6.50
13* -22.652 0.20 6.50
14(メカ絞り)∞ (可変) 5.08
15 20.375 1.90 1.60311 60.6 11.00
16 -227.361 (可変) 11.00
17 ∞ 1.00 1.51633 64.1 15.00
18 ∞ 0.60 15.00
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A 4=-1.41638e-004 A 6= 2.43499e-006
A 8=-1.08799e-008 A10=-8.08848e-011
第2面
K =-2.37809e+000 A 4= 5.52232e-004 A 6=-9.41771e-006
A 8= 2.91509e-007 A10=-3.62121e-009
第7面
K =-2.68719e-001 A 4=-9.96850e-005 A 6=-2.28406e-007
A 8=-1.65409e-008 A10=-4.67934e-010
第8面
K = 3.55301e+003 A 4= 6.20168e-005 A 6=-1.41413e-007
A 8= 3.03537e-008 A10=-5.26369e-009
第13面
K =-2.97220e+000 A 4=-3.95134e-004 A 6=-5.34539e-006
A 8=-8.27917e-007

各種データ
ズーム比 3.53
広角中間望遠
焦点距離 6.18 14.00 21.84
Fナンバー 2.06 3.62 5.05
画角 33.39 18.29 11.96
像高 4.07 4.63 4.63
レンズ全長 45.56 43.32 49.53
BF 0.60 0.60 0.60
可変絞り6 8.13 6.90 6.65
d 4 16.80 5.02 1.68
d14 5.09 14.66 24.23
d16 3.48 3.46 3.43
d18 0.60 0.60 0.60

入射瞳位置 7.86 5.37 4.12
射出瞳位置 -26.08 -81.01 1870.88
前側主点位置 12.61 16.98 26.21
後側主点位置 -5.58 -13.40 -21.24

ズームレンズ群データ
群始面焦点距離レンズ構成長前側主点位置後側主点位置
1 1 -12.72 6.00 -0.14 -4.70
2 5 12.61 10.68 -0.52 -7.78
3 15 31.09 1.90 0.10 -1.09
4 17 ∞ 1.00 0.33 -0.33

単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 -7.85
2 3 25.11
3 7 10.17
4 9 12.04
5 10 -4.90
6 12 15.28
7 15 31.09
8 17 0.00

Ｌ１第１レンズ群、Ｌ２第２レンズ群、Ｌ３第３レンズ群、Ｒｃ第２レンズ群において像側に凹面を向けた最も曲率の大きい面、ＳＰ１可変絞り、ＳＰ２メカ絞り、Ｇガラスブロック、ＩＰ像面、ｄｄ線、ｇｇ線、Ｓサジタル像面、Ｍメリディオナル像面

Claims

物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、像側の面が凹形状のレンズと、最も物体側と最も像側に各々正レンズを有し、前記第２レンズ群の光軸上の厚みをＤ２、前記第２レンズ群に含まれる、像側の面が凹形状のレンズの像側のレンズ面のうち最も曲率が大きいレンズ面Ｒｃから前記第２レンズ群の最も像側の正レンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離をｄ２ａ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第２レンズ群の最も物体側の正レンズの焦点距離をｆ２１、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の望遠端における結像倍率を各々β２Ｔ、β３Ｔ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の広角端における結像倍率を各々β２Ｗ、β３Ｗとするとき、
０．４＜ｄ２ａ／Ｄ２≦０．４７６
０．５＜ｆ２１／ｆ２＜１．３
３．２＜（β２Ｔ・β３Ｗ）／（β２Ｗ・β３Ｔ）＜５．０
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像側に凸状の軌跡で移動し、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、前記第３レンズ群は像側に移動することを特徴とする請求項１のズームレンズ。
前記第２レンズ群は、物体側より像側へ順に、物体側の面が凸形状の正レンズ、物体側の面が凸形状の正レンズ、像側の面が凹形状の負レンズを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群の最も物体側の正レンズは両レンズ面が非球面形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
広角端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆＷ、ｆＴとするとき、
１．０＜ｆ２／√（ｆＷ・ｆＴ）＜１．３
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
０．７＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１．１５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
２．０＜ｆ３／ｆ２＜３．１
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群の最も物体側の正レンズの物体側と像側の面の曲率半径を各々Ｒ２１ａ、Ｒ２１ｂとするとき、
−１．１＜（Ｒ２１ａ−Ｒ２１ｂ）／（Ｒ２１ａ＋Ｒ２１ｂ）＜−０．７
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群は、物体側より像側へ順に、物体側の面が凸形状の正レンズ、物体側の面が凸形状の正レンズ、像側の面が凹形状の負レンズを有し、前記第２レンズ群の物体側から数えて２番目の正レンズの物体側の面の曲率半径をＲ２２ａ、前記像側の面が凹形状の負レンズの像側の面の曲率半径をＲ２３ｂとするとき、
０．１２＜（Ｒ２２ａ−Ｒ２３ｂ）／（Ｒ２２ａ＋Ｒ２３ｂ）＜０．３５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群の最も像側の正レンズの像側の面よりも像側に、開口径が固定のメカ絞りを有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズ。
広角端における全系の焦点距離をｆＷ、前記第２レンズ群の最も像側の面から前記メカ絞りまでの光軸上の距離をｄｄとするとき、
−０．０１＜ｄｄ／ｆＷ＜０．１２
なる条件を満足することを特徴とする請求項１０に記載のズームレンズ。
１．００＜β３Ｔ／β３Ｗ＜１．０５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に、負レンズ、正レンズからなることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のズームレンズ。
前記第１レンズ群を構成する負レンズの材料の屈折率とアッベ数を各々Ｎｄ１Ｎ、νｄ１Ｎとし、前記第１レンズ群を構成する正レンズの材料の屈折率とアッベ数を各々Ｎｄ１Ｐ、νｄ１Ｐとするとき、
１．８８＜（Ｎｄ１Ｐ＋Ｎｄ１Ｎ）／２＜２．００
３５＜νｄ１Ｎ＜６０
１６＜νｄ１Ｐ＜２０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１３に記載のズームレンズ。
前記第３レンズ群は、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、負レンズを有し、
さらに、前記第２レンズ群は、最も像側に正レンズを有し、
前記第２レンズ群を構成するレンズのうち、少なくとも１つのレンズは、像側の面が凹形状のレンズであり、
前記第２レンズ群の光軸上の厚みをＤ２、前記第２レンズ群に含まれる、像側の面が凹形状のレンズの像側のレンズ面のうち最も曲率が大きいレンズ面Ｒｃから前記第２レンズ群の最も像側の正レンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離をｄ２ａ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第２レンズ群の最も物体側の正レンズの焦点距離をｆ２１、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の望遠端における結像倍率を各々β２Ｔ、β３Ｔ、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の広角端における結像倍率を各々β２Ｗ、β３Ｗとするとき、
０．４＜ｄ２ａ／Ｄ２＜０．７
０．５＜ｆ２１／ｆ２＜１．３
３．２＜（β２Ｔ・β３Ｗ）／（β２Ｗ・β３Ｔ）＜５．０
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する光電変換素子を有することを特徴とする撮像装置。