WO2003085440A1

WO2003085440A1 - Lentille a foyer reglable et appareil photographique electronique comprenant cette derniere

Info

Publication number: WO2003085440A1
Application number: PCT/JP2003/004543
Authority: WO
Inventors: Yoshito Miyatake; Keiki Yoshitsugu
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2003-10-16
Also published as: US7023623B2; JP2008209945A; EP1494055A1; CN1650213A; US20050068634A1; JP4138671B2; JP2008203881A; JP2008250332A; CN1306305C; JPWO2003085440A1

Description

ズームレンズ及びそれを用いた電子スチルカメラ技術分野

本発明は、ズームレンズ及びそれを用いた電子スチルカメラに関する。さらに詳細には、電子スチルカメラに用いられる高画質のズームレンズ、及びそのズームレンズを用いた明電子スチルカメラに関する。

田

背景技術

パーソナルコンピュータの進歩 ·普及と相まって、画像入力装置として、電子スチルカメラが急速に普及している。電子スチルカメラに用いられる固体撮像素子の総画素数は 1 0 0万画素を超え、最近では、総画素数が 3 0 0万画素を超える固体撮像素子を搭載した電子スチルカメラも商品化されている。また、動画の他に高画質の静止画を撮影できる機能を搭載したビデオカメラも商品化されている。

電子スチルカメラの光学系は、物体側から像面側に向かって順に配置された、撮像レンズと、光学ローパスフィルタと、固体撮像素子とを備えている。そして、撮像レンズにより、被写体に対応する実像が固体撮像素子の受光面上に形成される。固体撮像素子は、画素構造によって空間的サンプリングを行い、撮像面上に形成された像の映像信号を出力する。固体撮像素子は薄く、軽く、小型であるため、電子スチルカメラの小型化が図られる。

固体撮像素子は、画素構造によって空間的サンプリングを行うが、この場合に生じる折り返し歪みを除去するために、一般には、撮像レンズとしてのズームレンズと固体撮像素子との間に光学ローパスフィルタを配置して、ズームレンズが形成する画像から高周波成分を除去するようにされている。一般に、光学ローパスフィル夕は、水晶板を用いて構成されている。この場合、自然光が水晶板に入射すると水晶の複屈折によつて自然光が常光線と異常光線とに分離して平行に出射するという性質が利用されている。

固体撮像素子は、画面サイズを同じにしたままで画素数を増大させる. と、画素ピッチが小さくなり、開口率が低下して、受光感度が低下してしまう。そこで、固体撮像素子の各画素に微小正レンズを設けることにより、実効開口率を向上させて、受光感度の低下を防止するようにされている。この場合、微小正レンズからの出射光の大半を対応する各画素に到達させるためには、各画素に入射する主光線が光軸とほぼ平行となるようにズームレンズを構成する必要がある。すなわち、テレセントリック性を良好にする必要がある。

電子スチルカメラとしては多くの形態が考えられるが、その 1つの形態としてズ一ム比が 2〜 3倍のズームレンズを搭載したコンパクトタイプがある。コンパクトタイプの電子スチルカメラにおいては、持ち運び易さが要望されており、少なくとも非使用時の光学全長 (レンズ系全体の最も物体側のレンズ面の頂点から固体撮像素子の撮像面までの距離）を短くする必要がある。

この要望に適したズームレンズとしては、物体側から像面側に向かつて順に配置された、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レンズ群とにより構成され、 2つのレンズ群間の間隔を変えることによって変倍を行う 2群構成のズームレンズが考えられる。しかし、このような 2群構成のズームレンズは、広角に向いているという特徴を有するが、ズーム比が 2倍程度と小さいという問題点をも有している。また、フォーカス調整を行うには 2つのレンズ群の少なくとも一方を移動させる必要があるが、いずれのレンズ群も大きくて重いことから、上記のような 2群構成のズームレンズは、オートフォーカスに向いていないという問題点も有している。そこで、かかる問題を解決するために、 2群構成のズームレンズの像面側に正パワーの第 3レンズ群を配置した 3群構成のズームレンズが数多く提案されている。

例えば、特開平 1 1一 1 9 4 2 7 4号公報には、物体側から順に負、正のパワー配置とした第 1レンズ群と、 4枚構成の第 2レンズ群と、 1 枚構成の第 3レンズ群とからなる 3群構成のズームレンズが開示されている。また、特開 2 0 0 1— 2 9 6 4 7 5号公報には、物体側から順に負、正のパワー配置又は負、負、正のパワー配置とした第 1レンズ群と、 4枚構成の第 2レンズ群と、 1枚構成又は 1組の接合レンズの第 3レンズ群とからなる 3群構成のズームレンズが開示されている。

これら 3群構成のズームレンズは、物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第 1レンズ群と、正パワーの第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群とにより構成されている。そして、広角端から望遠端へのズーミング（変倍）に際しては、第 1レンズ群と第 2レンズ群との間の空気間隔が単調減少し、第 2レンズ群と第 3レンズ群との間の空気間隔が単調増加し、さらに第 3レンズ群も移動するようになっている。また、フォーカス調整は、第 3レンズ群を光軸方向に移動させることによって行われる。第 3レンズ群は、テレセントリック性を良好にする作用を有している。また、第 3レンズ群は、外径の小さい 1枚のレンズ又は 1組の接合レンズによって構成されており、パワーの小さい小型モータを用いて高速駆動させることが可能であるため、高速移動が望まれるォートフォーカスのフォーカス調整用レンズ群に適している。第 1レンズ群と第 2レンズ群の移動は、円筒カムを用いて行われる。従つて、円筒カムを利用して非使用時に 3つのレンズ群をすベて固体撮像素子側に寄せて沈胴構成とすることが可能となる。そして、電子スチルカメラにこのようなズームレンズを搭載すれば、非使用時の電子スチルカメラの奥行を薄くすることが可能となる。

ビデオカメラにおいては、手振れ時の撮影画像の振動を補正するために、手振れ補正機能を搭載したものが商品化されている。手振れ補正方式としては多くの方式が提案されているが、ズ一ムレンズの一部のレンズ群を光軸と垂直な方向に平行移動させる方式が採用されつつある（例えば、特開 2 0 0 0— 2 9 8 2 3 5号公報）。

また、特開平 1 1— 5 2 2 4 5号公報には、物体側から像面側に向かつて順に配置された、負パワーの第 1レンズ群と、正パワーの第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群と、正パワー又は負パワーの第 4レンズ群とにより構成され、第 3レンズ群を光軸と垂直な方向に平行移動させることによって手振れ補正を行うようにしたズームレンズが開示されている。また、当該公報には、手振れ補正のために第 3レンズ群を平行移動させた場合の偏心像面湾曲と偏心コマ収差を良好に補正できることが開示されている。

コンパクトタイプの電子スチルカメラにおいては、持ち運び易さの点から非使用時の奥行が薄いことが要望され、また、撮影画像の高解像度化が要望されている。

電子スチルカメラの非使用時の奥行を薄くするためには、固体撮像素子の画面サイズを小さくすると共に、ズームレンズの非使用時の光学全長を短くすればよい。そして、ズームレンズの非使用時の光学全長を短くするためには、ズームレンズを沈胴構成とし、さらに、各レンズ群の全長を短くして、沈胴時のレンズ群間の間隔を短くすればよい。

また、電子スチルカメラの撮影画像の高解像度化を図るためには、固体撮像素子の画素数を増やすと共に、ズームレンズを高解像度にする必要がある。

しかし、固体撮像素子の画面サイズを小さくし、画素数を増大させると、画素ピッチが非常に小さくなるために、回折の影響によってズームレンズの結像特性が劣化することに注意する必要がある。回折の影響を低減するためには、ズームレンズの F値を小さくすればよい。

また、撮影画像からその周辺部の画像を切り取る場合もあることを考えると、撮影画像は画面全体の解像度がより均一であることが望まれる。固体撮像素子の解像度の均一性は非常に良好であるが、ズームレンズの解像度特性は、一般に、画面中央部では高いが、画面周辺部では低いという傾向がある。

また、上記特開平 1 1— 1 9 4 2 7 4号公報に記載のズームレンズにおいては、歪曲収差は小さいが、サジタル方向の像面湾曲とメリディォナル方向の像面湾曲とが共に大きい。そのため、当該公報に記載のズームレンズは、画面周辺部の結像特性が良好でないという問題点を有している。また、上記特開 2 0 0 1— 2 9 6 4 7 5号公報、及び特開平 2 0 0 1 - 2 9 6 4 7 6号公報に記載のズームレンズは、画面周辺部でサジタルフレアが発生するために、画面周辺部の解像度特性を良好にし難いという問題点を有している。

電子スチルカメラ用のズームレンズは、 3 5 mmフィルムカメラに用いるズームレンズに比べて、レンズ素子の加工公差、ズームレンズュニッ卜の組立公差が非常に厳しいという問題点を有している。これは、 3 5 mmフィルムカメラの有効画面（水平 3 6 mm x垂直 2 4 mm) の対角長が約 4 3 . 3 mmであるのに対して、固体撮像素子の有効画面の対角長がかなり小さいことに起因している。また、沈胴構成とするには、ズーミングに際して移動する移動鏡筒と、移動鏡筒を保持する固定鏡筒が必要であるが、沈胴時の光学全長に比べて使用時の光学全長があまりにも長い場合には、固定鏡筒が移動鏡筒を安定に保持することができないために、一部のレンズ群が偏心し、撮影画像の結像特性の劣化を招くという問題が生じる。そのため、ズームレンズの設計性能は良好であるが、レンズ素子と鏡筒部品の加工公差、組立公差が非常に厳しいために、量産で設計性能に近い結像性能を実現することが困難になるという問題が生じる。

上記特開平 1 1一 5 2 2 4 5号公報に記載のズームレンズは、手振れ補正機能を有するが、第 2レンズ群に長い空気間隔又は中心厚の厚いレンズが含まれるために第 2レンズ群の全長が長く、沈胴構成を採用しても沈胴時の光学全長はそれほど短くならないという問題点を有している < また、当該公報に記載のズ一ムレンズは、 1 0枚又は 1 1枚のレンズで構成されており、レンズ枚数が多いためにコスト高になるという問題点をも有している。発明の開示

本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、撮影距離が∞の場合のズーム比が 2 . 5倍〜 3 . 2倍、広角端における画角が 6 0 ° 〜 7 0 ° で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度の低いズームレンズ、さらには手振れ補正機能を搭載したズームレンズを提供することを目的とする。また、本発明は、これらのズームレンズを用いることにより、非使用時の奥行が薄い電子スチルカメラ、さらには手振れ補正機能を搭載した電子スチルカメラを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係るズームレンズの第 1の構成は、物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第 1レンズ群と、物体側に絞りが固定された正パワーの第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群とを備えたズームレンズであって、

前記第 1レンズ群は、物体側から順に配置された、像面側に曲率の強い面を向けた負メニスカスレンズの第 1レンズと、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第 2レンズとを含み、

前記第 2レンズ群は、物体側から順に配置された、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第 3レンズと、正レンズの第 4レンズと、負レンズの第 5レンズと、正レンズの第 6レンズとを含み、

前記第 3レンズ群は、正レンズの第 7レンズを含み、

前記第 1レンズの像面側の面と前記第 3レンズの物体側の面は、いずれも中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であり、

前記第 7レンズの一方の面は非球面であり、

撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズ一ミングに際して、前記第 1レンズ群は像面側に凸の軌跡を描き、前記第 2レンズ群は物体側に単調に移動し、

広角端における前記第 1レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離を L_w 、望遠端における前記第 1レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離を LT 、撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離を f_w 、前記第 2レンズ群の合成焦点距離を f _c2 、前記第 3 レンズ群の合成焦点距離を f _{G 3} 、前記第 i レンズ（ iは自然数）の焦点距離を f i 、屈折率を ni 、アッベ数を i としたとき、

I Lw- LT Iノ L_w < 0.1 ( 1 )

3. 2く ί f w<4. 0 ( 3 ) 0.6く f ₃Z f G2< 1.1 (4)

n ₃> 1.7 5 (6) v ₃> 3 5 (7) n ₄> 1.6 ( 8 ) 4>45 (9) n ₆> 1.7 ( 1 0)

3 5 < y ₆< 50 (1 1) の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が 2.5倍〜 3.2 倍で、広角端における画角が 6 0 ° 〜7 0 ° であることを特徴とする。

また、前記本発明のズームレンズの第 1の構成においては、前記第 3 レンズの物体側の面の近軸曲率半径を r _3F 、円錐定数を K _{3 F} 、 4次の非球面係数を D_3F としたとき、

- 0.8< /C 3 F+ 8D_{3 F} r 3F³<- 0. 5 ( 1 2) の条件式を満足するのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 1の構成においては、撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第 3レンズ群は像面側に凸の軌跡を描くのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 1の構成においては、前記第 4 レンズと前記第 5レンズとが接合されているのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 1の構成においては、前記第 5 レンズと前記第 6レンズとが有効径の外側で互いに接触しているのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 1の構成においては、前記第 3 レンズの像面側の面が平面又は凹面であるのが好ましい。

また、本発明に係るズームレンズの第 2の構成は、物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第 1レンズ群と、物体側に絞りが固定された正パワーの第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群とを雇 43

備えたズームレンズであって、

前記第 3レンズ群は、正レンズの第 7レンズを含み、

前記第 7レンズの一方の面は非球面であり、

撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第 1レンズ群は像面側に凸の軌跡を描き、前記第 2レンズ群は物体側に単調に移動し、

広角端における前記第 1レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離を Lw 、望遠端における前記第 1レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離を LT 、撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離を、前記第 2レンズ群の合成焦点距離を f _G2 、前記第 3 レンズ群の合成焦点距離を： f _G3 、前記第 i レンズ（ iは自然数）の焦点距離を f i 、屈折率を n i 、アッベ数をレ；としたとき、

1.9く f _G2/ f w< 2.4 ( 2 )

3.2く f GSX f w<4.0 (3) 0.6 < f ₃, f _G2< 1. 1 (4)

1.5く f ₆ f _G2< 1.8 (5) n ₃> 1.7 5 (6) v ₃> 3 5 (7) n₄> l.7 (8 ' ) v ₄>45 (9) n ₆> 1.7 ( 1 0)

3 5ぐソ ₆<5 0 ( 1 1) の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が 2.5倍〜 3.2 倍で、広角端における画角が 60 ° 〜 7 0 ° であることを特徴とする。また、前記本発明のズームレンズの第 2の構成においては、前記第 3 レンズの物体側の面の近軸曲率半径を r _3F 、円錐定数を K _3F 、 4次の非球面係数を D_3F としたとき、

— 0.8く κ _3F+ 8 D_3F r _3F ³ <— 0.5 (1 2) の条件式を満足するのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 2の構成においては、撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第 3レンズ群は像面側に凸の軌跡を描くのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 2の構成においては、前記第 4 レンズと前記第 5レンズとが接合されているのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 2の構成においては、前記第 5 レンズと前記第 6レンズとが有効径の外側で互いに接触しているのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 2の構成においては、前記第 3 レンズの像面側の面が平面又は凹面であるのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 2の構成においては、前記第 1 レンズの物体側の面の曲率半径を r _1F 、前記第 2レンズの像面側の面の曲率半径を r _2R としたとき、蘭 43

3.8く r _2R/ f w<4.7 (14) の各条件式を満足するのが好ましい。 . また、本発明に係るズームレンズの第 3の構成は、物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第 1レンズ群と、絞りと、正パヮ一の第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群とを備えたズームレンズであって、

前記第 1レンズ群は、物体側から順に配置された、像面側に曲率の強い面を向けた負レンズの第 1レンズと、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第 2レンズとを含み、

前記第 2レンズ群は、物体側から順に配置された、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第 3レンズと、正レンズの第 4レンズと、負レンズの第 5レンズと、正レンズの第 6レンズとを含むと共に、光軸と垂直な方向に平行移動可能であり、

前記第 3レンズ群は、正レンズの第 7レンズを含み、

撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離を f w 、前記第 2レンズ群の合成焦点距離を f c^ 、撮影距離が∞で望遠端における前記第 2レンズ群及び第 3レンズ群の倍率をそれぞれ m_G2T 、 m_G3 τ としたとき、

1.9 < f _G2/ f w<2.4 (2)

1.7 < (1 -m_G 2 _T) mG 3 T < 2.1 (1 5) の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が 2.5倍〜 3.2 倍で、広角端における画角が 60 ° 〜70° であることを特徴とする。また、前記本発明のズームレンズの第 3の構成においては、フォー力ス調整が、前記第 3レンズ群の光軸方向への移動によって行われるのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 3の構成においては、広角端における前記第 1レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離を Lw 、望遠端における前記第 1レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離を L_T としたとき、

の条件式を満足するのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 3の構成においては、前記第 3 レンズ群の合成焦点距離を f _G3 としたとき、

3.2 < f _G3/ f w<4. 0 (3) の条件式を満足するのが好ましい。

また—、前記本発明のズームレンズの第 3の構成においては、前記第 3 レンズの焦点距離を f ₃、前記第 6レンズの焦点距離を ί ₆ としたとき、

0.6 < f ₃/ f G 2 < 1. 1 (4)

1. 5 < f f G 2 < 1.8 ( 5 ) の各条件式を満足するのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 3の構成においては、前記第 i レンズ（ iは自然数）の屈折率を η ι 、アッベ数をレ i としたとき、 n₃> 1.7 5 (6)

V ₃> 3 5 ( 7 ) n₄> 1.7 (8 ' )

V ₄>45 (9) n ₆> 1.7 ( 1 0)

3 5 < V ₆< 5 0 ( 1 1) の各条件式を満足するのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 3の構成においては、前記第 1 レンズの像面側の面が中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であり、前記第 7レンズの少なくとも一方の面が非球面であるのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 3の構成においては、前記第 3 レンズの物体側の面が中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であるのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 3の構成においては、前記第 3 レンズの物体側の面が非球面であって、前記非球面の近軸曲率半径を r 3 F 、円錐定数を K _{3 F} 、 4次の非球面係数を D_3F としたとき、

一 0.8く κ _3F+ 8 D _3F r _3F ³< - 0.5 ( 1 2) の条件式を満足するのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 3の構成においては、前記第 4 レンズと前記第 5レンズとが接合されているのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 3の構成においては、前記第 5 レンズと前記第 6レンズとが有効径の外側で互いに接触しているのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 3の構成においては、前記第 3 レンズの像面側の面が平面又は凹面であるのが好ましい。

また、前記本発明のズームレンズの第 3の構成においては、前記第 1 レンズの物体側の面の曲率半径を r _{1 F} 、前記第 2レンズの像面側の面の曲率半径を r _2R としたとき、

の各条件式を満足するのが好ましい。尚、本発明においては、ガラスレンズの表面に薄い樹脂層を設け、樹脂層の表面を非球面とするレンズは 1枚のレンズとみなす。

また、本発明に係る電子スチルカメラの第 1の構成は、ズームレンズと、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズ一ムレンズとして前記本発明のズームレンズの第 1の構成を用いることを特徴とする。

また、本発明に係る電子スチルカメラの第 2の構成は、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして前記本発明のズームレンズの第 2の構成を用いることを特徴とする。

また、前記本発明の電子スチルカメラの第 2の構成においては、前記固体撮像素子が傾き調整可能であるのが好ましい。

また、本発明に係る電子スチルカメラの第 3の構成は、ズームレンズと、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズ一ムレンズとして前記本発明のズームレンズの第 3の構成を用いることを特徴とする。

また、前記本発明の電子スチルカメラの第 3の構成においては、前記固体撮像素子の中央部に形成される画像を信号処理回路によって画面全体に拡大する電子ズーム手段をさらに備えているのが好ましい。

また、前記本発明の電子スチルカメラの第 3の構成においては、前記固体撮像素子が傾き調整可能であるのが好ましい。図面の簡単な説明

図 1は本発明の第 1の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図、

図 2は本発明の第 1の実施の形態におけるズームレンズの広角端の場合の収差性能図、図 3は本発明の第 1の実施の形態におけるズームレンズの中間位置の場合の収差性能図、

図 4は本発明の第 1の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の場合の収差性能図、

図 5は本発明の第 2の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図、

図 6は本発明の第 2の実施の形態におけるズームレンズの広角端の場合の収差性能図、

図 7は本発明の第 2の実施の形態におけるズームレンズの中間位置の場合の収差性能図、

図 8は本発明の第 2の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の場合の収差性能図、

図 9は本発明の第 3の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図、

図 1 0は本発明の第 3の実施の形態におけるズームレンズの広角端の場合の収差性能図、

図 1 1は本発明の第 3の実施の形態におけるズームレンズの中間位置の場合の収差性能図、

図 1 2は本発明の第 3の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の場合の収差性能図、

図 1 3は本発明の第 4の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図、

図 1 4は本発明の第 4の実施の形態におけるズームレンズの広角端の ' 場合の収差性能図、

図 1 5は本発明の第 4の実施の形態におけるズームレンズの中間位置の場合の収差性能図、図 1 6は本発明の第 4の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の場合の収差性能図、

図 1 7は本発明の第 5の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図、

図 1 8は本発明の第 5の実施の形態におけるズームレンズの広角端の場合の収差性能図、

図 1 9は本発明の第 5の実施の形態におけるズームレンズの中間位置の場合の収差性能図、

図 2 0は本発明の第 5の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の場合の収差性能図、

図 2 1は本発明の第 6の実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り.開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図、

図 2 2は本発明の第 7の実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図、

図 2 3は本発明の第 8の実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図、

図 2 4は本発明の第 9の実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図、

図 2 5は本発明の第 1 0の実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図、

図 2 6は本発明の第 1 1の実施の形態における電子スチルカメラを示す概略構成図、

図 2 7は本発明の第 1 2の実施の形態における電子スチルカメラの要部を示す概略構成図、

図 2 8は本発明の第 1 3の実施の形態における電子スチルカメラを示す概略構成図である。発明を実施するための最良の形態

以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。

[第 1の実施の形態]

図 1は本発明の第 1の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図である。このズームレンズは、高解像度で、沈胴時の光学全長が短くなるように構成されたものである。

図 1に示すように、本実施の形態におけるズームレンズは、物体側（図 1では左側）から像面 S側（図 1では右側）に向かって順に配置された、負パヮ一の第 1レンズ群 G 1と、正パワーの第 2レンズ群 G 2と.、正パヮ一の第 3レンズ群 G 3とにより構成されており、 7枚のレンズを含んでいる。絞り Aは、第 2レンズ群 G 2の物体側に固定され、第 2レンズ群 G 2と一緒に光軸方向に移動する。ここで、撮影距離が∞の場合の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 G 1は像面 S側に凸の軌跡を描き、第 2レンズ群 G 2は物体側に単調に移動し、第 3レンズ群 G 3は像面 S側に凸の軌跡を描く。フォーカス調整は、第 3レンズ群 G 3を光軸方向に移動させることによって行われる。

第 1レンズ群 G 1は、物体側から順に配置された、像面 S側に曲率の強い面を向けた負メニスカスレンズの第 1レンズ 1と、物体側に曲率の強い面を向けた正メニスカスレンズ（正レンズ）の第 2レンズ L 2とにより構成されている。第 2レンズ群 G 2は、物体側から順に配置された、物体側に凸面（曲率の強い面）を向けた正レンズの第 3レンズ L 3と、正レンズの第 4レンズ L 4と、負レンズの第 5レンズ L 5と、像面 S側に凸面を向けた平凸レンズ（正レンズ）の第 6レンズ L 6とにより構成されている。

第 3レンズ群 G 3は、 1枚の正レンズの第 7レンズ L 7によって構成されている。

第 4レンズ L 4と第 5レンズ L 5とは接合され、第 5レンズ L 5と第 6レンズ 6とは有効径の外側で互いに接触している。第 1レンズ 1 の像面 S側の面と第 3レンズし 3の物体側の面は、いずれも中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面となっており、第 7レンズ L 7の像面 S側の面は非球面となっている。

非球面の光軸からの高さが hの点における局所曲率半径 iOは、下記（数 1 ) によって与えられる。 '

[数 1 ]

r d Z 、 3 / 2

1 + (—— )

d h

P =

d ² z

d h ²

上記（数 1 ) において、 zは非球面—上の光軸からの高さが hの点におけるサグ量である。

ズームレンズの像面 S側には、' 物体側から順に、赤外カットフィルタと、 3枚の水晶板からなる光学ローパスフィルタと、固体撮像素子とが配置されており、固体撮像素子には保護のためのカバーガラスが取り付けられている。図 1においては、赤外カットフィルタ、光学口一パスフィル夕及びカバーガラスが 1つの等価な平行平板素子 Pとして表されている。ズームレンズによる被写体の像は、固体撮像素子の撮像面（像面 04543

S ) 上に形成される。

図 1に示したズームレンズを、非使用時に第 1レンズ群 G 1、第 2レンズ群 G 2及び第 3レンズ群 G 3を固体撮像素子側に寄せる沈胴構成にすれば、沈胴時の光学全長を短くすることができる。沈胴構成は、第 1 レンズ群 G 1と第 2レンズ群 G 2を光軸方向に移動させる円筒カムの力ム溝を延ばすことによって実現することができる。

以下に、本発明のズームレンズの基本構成に関する基本的な考え方について説明する。

本発明のズ一ムレンズは、物体側から順に負、正のパワー配置とした 2群構成のズ一ムレンズを基本とし、その像面側に正パワーのレンズ群を付加した 3群構成のズームレンズである。

このズームレンズのズーミングは、第 1レンズ群 G 1と第 2レンズ群 G 2との間の空気間隔を変えると共に、第 3レンズ群 G 3をも光軸方向に移動させることによって行われる。また、フォーカス調整は、第 3レンズ群 G 3を光軸方向に移動させることによって行われる。第 3レンズ群 G 3は、 3つのレンズ群の中で最も軽いため、高速移動が望まれるォ —トフオーカスのフォーカス調整用レンズ群に適している。また、第 3 レンズ群 G 3は、テレセントリック性を良好にする作用をも有するので、画素ごとに微小正レンズを設けた固体撮像素子を用いる場合に都合がよい。

3群構成のズームレンズにおいて非使用時の光学全長を短くするには- 3つのレンズ群の全長を短くすればよい。そのため、後述するように、 3つのレンズ群は、いずれも構成枚数を少なくすると共に、各レンズ群の全長が極力短くなるようにされている。

コンパクトタイプの電子スチルカメラにおいては、非使用時の光学全長を短くすると共に、ズームレンズ鏡筒の外径を小さくすることが要望される。円筒カムの回転角は例えば 1 2 0 ° 以下と上限があるため、円筒カムの直径を小さくすると、カム溝の傾斜角が大きくなり、第 1レンズ群 G 1と第 2レンズ群 G 2とを滑らかに移動させることが困難となる _t また、鏡筒は 1つの固定鏡筒と 1つ又は複数の移動鏡筒とにより構成され、沈胴時の光学全長を短くするには固定鏡筒と移動鏡筒とを短くする必要があるが、沈胴時の光学全長に対して使用時の光学全長の最大値の比が大きい場合には、第 1レンズ群 G 1と第 2レンズ群 G 2とが互いに偏心し易くなり、レンズ系全体の結像特性が劣化してしまう。これらの問題を解決するには、使用時の光学全長の最大値を小さくすればよい。そこで、本実施の形態のズームレンズは、広角端における光学全長と望遠端における光学全長との差を小さくすることにより、使用時の光学全長の最大値が小さくなるように構成されている。また、本実施の形態のズームレンズは、第 2レンズ群 G 2の合成焦点距離と第 3レンズ群 G 3の合成焦点距離を適切に設定し、第 3レンズ 3の焦点距離と第 6レンズ L 6の焦点距離を適切に設定することにより、結像特性が良好となるようにされた上で、使用時の光学全長が短くなるように構成されている。さらに、本実施の形態のズームレンズは、撮影距離が∞の場合の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 G 3が像面 S側に凸の軌跡を描くようにすることにより、使用時の光学全長の最大値が小さくなるように構成されている。

物体側から順に負、正のパワー配置とした 2群構成のズームレンズの使用時の光学全長は、広角端又は望遠端で最も長くなり、途中のズーム位置で最も短くなる。また、 2群構成のズームレンズの像面側に正パヮ一で位置固定の第 3レンズ群を配置すると、使用時の光学全長は、やはり、広角端又は望遠端で最も長くなり、途中のズーム位置で最も短くなる。このことから、第 3レンズ群 G 3を像面 Sから離すと、広角端と望遠端では光学全長が短くなることが分かる。この効果を大きくするには第 3レンズ群 G 3の倍率を大きくすればよく、そのためには、第 3レンズ群 G 3の合成焦点距離を短くし、第 3レンズ群 G 3を像面 Sから離せばよい。広角端と望遠端の中間では無理して光学全長を短くする必要はないので、第 3レンズ群 G 3で発生する球面収差を小さくするために、第 3レンズ群 G 3を像面 Sに近づければよい。以上のことを考慮して、本実施の形態のズームレンズは、撮影距離が∞の場合の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 G 3が像面 S側に凸の軌跡を描くように構成されている。

本実施の形態のズームレンズにおいては、各レンズ群の全長を短くするために、次のような工夫がなされている。

第 1レンズ群 G 1は、その全長を短くするために、物体側から順に配置された、負、正の 2枚のレンズによって構成されている。負レンズ（負メニスカスレンズ) の第 1レンズ L 1で負の歪曲収差が発生するが、正レンズの第 2レンズ L 2で正の歪曲収差を発生させて、レンズ系全体の広角端における負の歪曲収差の低減が図られている。また、この歪曲収差をさらに小さくするために、第 1レンズ L 1の像面 S側の面が中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面とされている, 第 2レンズ群 G 2は、物体側から順に配置された、正、正、負、正の 4枚のレンズによって構成されている。そして、この場合、最も物体側に強い正パワーの正レンズが配置され、最も像面 S側に弱い正パワーの正レンズが配置されているので、第 2レンズ群 G 2の物体側主点は物体側に偏る。そのため、第 1レンズ群 G 1と第 2レンズ群 G 2とが最も接近する望遠端において、第 1レンズ群 G 1の像面 S側主点から第 2レンズ群 G 2の物体側主点までの距離を短くすることができ、第 2レンズ群 G 2の合成焦点距離を短くすることができるので、使用時の光学全長が 4543

短くなる。また、本実施の形態のズームレンズにおいては、第 4レンズ L 4と第 5レンズし 5とを接合し、第 5レンズ L 5と第 6レンズ L 6とを有効径の外側で互いに接触させることにより、第 2レンズ群 G 2の全長が短くなるように構成されている。

本実施の形態のズームレンズにおいては、第 3レンズ L 3の物体側近傍に絞り Aが配置されているので、軸上光線の入射高は第 3レンズ L 3 で最大となり、第 3レンズ L 3が両面ともに球面の場合には第 3レンズ L 3で負の球面収差が発生する。そこで、第 3レンズ L 3の物体側の面を、中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加するような非球面とすることにより、第 3レンズ群 G 3で発生する球面収差の低減が図られている。

第 3レンズ群 G 3は、 1枚の正レンズの第 Ίレンズ 7によって構成されているので、その全長が短い。この第 7レンズ L 7は、像面 S側の面が非球面となっており、これにより正の歪曲収差を発生させて、広角端における負の歪曲収差の絶対値が小さくなるようにされている。

フォーカス調整は、第 1レンズ群 G 1と第 2レンズ群 G 2を固定し、第 3レンズ群 G 3だけを光軸方向に移動させることによって行われる。この場合、第 3レンズ群 G 3は、撮影距離が短くなるにしたがって物体側に出ていく。第 3レンズ群 G 3は、 1枚のレンズによって構成され、移動する他の機構部品も含めた移動部分が軽いので、第 3レンズ群 G 3 を小型でパヮ一の小さいモータを用いて高速で移動させることが可能となり、その結果、オートフォーカス調整を高速で行うことが可能となる。尚、フォーカス調整のために第 7レンズ L 7が移動する際に倍率色収差が変化するが、実用上問題のない程度に抑制されている。

本実施の形態におけるズームレンズは、次の条件式を満足するように構成されている。 P T/JP03/04543

I Lw- LT I /Lw く 0. 1 ( 1 )

1. 9く f _G2/ f w<2.4 (2)

0.6 < f ₃/ f G2< 1. 1 (4) 1.5< f ₆/ f G2< 1.8 (5) n ₃> 1. 7 5 (6) ソ ₃> 3 5 (7) n₄> 1.6 (8) v ₄>4 5 (9) n 6 > 1. 7 (1 0)

3 5 < v ₆< 5 0 ( 1 1) ここで、 Lw は広角端における光学全長（第 1レンズ L 1の物体側の面の頂点から像面までの距離）、 LT は望遠端における光学全長、： f _G2 は第 2レンズ群 G 2の合成焦点距離、 f _G3 は第 3レンズ群 G 3の合成焦点距離、 f w は撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離、 f i は第 i レンズ（ iは自然数）の焦点距離、 n i は第 i レンズの屈折率、 V は第 i レンズのアッベ数である。

また、本実施の形態のズームレンズにおいては、次の条件式を満足するのが望ましい。

— 0.8< K _3F+ 8 D_3F r _3F ³<— 0. 5 ( 1 2) ここで、 K _3f は第 3レンズ L 3の物体側の面の円錐定数、 D_3F は第 3レンズ L 3の物体側の面の 4次の非球面係数、 r _{3 F} は第 3レンズ L 3の物体側の面の近軸曲率半径である。

以下に、上記各条件式について説明する。

上記条件式（ 1 )は、使用時の光学全長の最大値を小さくすると共に、良好な結像特性を確保するための条件式である。使用時の光学全長の最大値を小さくするには、広角端における光学全長と望遠端における光学全長とを等しくするのが理想的である。但し、広角端における光学全長と望遠端における光学全長を完全に等しくしょうとすると、結像特性が犠牲となる場合もある。上記条件式（ 1) は、これらを考慮して得られた条件式である。上記条件式（ 1) が満足されない場合には、使用時の光学全長を短くすると共に、良好な結像特性を確保することが困難となる。

上記条件式（2) は、使用時の光学全長を極力短くすると同時に諸収差の発生をバランス良く補正するための条件式である。 f _G2/ f w が 2. 4以上になると、第 2レンズ群 G 2の物像間距離（物点から像点までの距離）が長くなるために、使用時の光学全長が長くなつてしまう。この場合、第 3レンズ群 G 3の倍率を小さくすれば光学全長が短くなるが、第 3レンズ群 G 3のパワーが大きくなるために第 3レンズ群 G 3で発生する像面湾曲が補正不足となり、この像面湾曲を第 1レンズ群 G 1と第 2レンズ群 G 2とで補正することが困難となる。一方、 f _G2/ f_w が 1. 9以下になると、使用時の光学全長は短くなるものの、望遠端において第 1レンズ群 G 1と第 2レンズ群 G 2との間に絞り Aを配置できるだけの空気間隔を確保することが困難となる。

上記条件式（3) は、固体撮像素子に入射する最大像高における主光線の傾斜角を小さく、つまりテレセントリック性を良好にすると共に、像面湾曲を低減するための条件式である。 f _G3Zf_w が 3. 2以下になると、テレセントリック性は良好となるものの、レンズ系全体の像面湾曲を補正しきれなくなる。一方、 f

が 4. 0以上になると、像面湾曲は低減するものの、テレセントリック性が不十分となる。

上記条件式（4) 及び式（5) は、第 2レンズ群 G 2で発生する諸収差をバランス良く補正すると共に、使用時のレンズ系全体の光学全長を短くするための条件式である。 f ₃Zf_G2 が 1. 1以上となる場合、又は f ₆Zf_C2 が 1. 5以下となる場合には、第 2レンズ群 G2の物体側主点の物体側への偏りが不十分となるために、望遠端において第 1レンズ群 G 1の像面 S側主点から第 2レンズ群 G 2の物体側主点までの距離を所望の長さにしょうとすると、第 1レンズ群 G 1と第 2レンズ群 G 2 との間に絞り Aを配置できるだけの空気間隔を確保することが困難となる。一方、 f ₃/ f G 2 が 0. 6以下となる場合、又は "Z " 2 が 1. 8以上となる場合には、第 2レンズ群 G 2の物体側主点の物体側への偏りが十分となって、望遠端において第 1レンズ群 G 1と第 2レンズ群 G 2との間に絞り Aを配置できるだけの空気間隔を確保すると共に、使用時の光学全長を短くすることができるが、第 4レンズ L 4のパワーが過大となるために、第 4レンズ L 4で発生する球面収差、コマ収差を他のレンズでバランス良く補正することが困難となる。

上記条件式（6) 〜（ 1 1) は、広角端から望遠端へのズーミングに際しての軸上色収差及び倍率色収差を小さくすると共に、像面湾曲を小さくするための条件式である。上記条件式（6) 〜（ 1 1) のいずれかが満足されない場合には、いずれかのズーム位置において軸上色収差又は倍率色収差が大きくなるために色にじみが目立ったり、像面湾曲が小さくならないために撮影画像の一部で結像特性が悪くなつたりするという問題が生じる。

上記条件式（1 2) は、第 3レンズ L 3の物体側の面の非球面に関する円錐定数及び 4次の非球面係数を規制することにより、絞り Aの中央部を通過する画角の小さい光線に対して、第 3レンズ 3の物体側の面の偏心敏感度を低減するための条件式である。 K _3F+ 8 D_3F r _3F ³ は、非球面の球面からのずれの程度を表している。 K _3F+ 8 D_3F r _3F ³ が一 0. 8以下になると、非球面の効果によって第 3レンズ L 3の物体側の面で発生する球面収差は小さくなるが、第 3レンズ L 3の物体側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差が過大となり、第 3レンズ L 3 の物体側の面の偏心敏感度が高くなつてしまう。一方、 K _3F+ 8 D_3F r 3 F ³ がー 0. 5以上になると、第 3レンズ L 3の物体側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差は小さくなるが、球面収差が補正不足となるか、あるいは、第 5レンズ L 5の像面側の面の曲率半径が短くなるために、第 5レンズし 5の像面側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差が大きくなり、第 5レンズし 5の像面側の面の偏心敏感度が高くなつてしまう。 '

下記（表 1) に、図 1に示したズームレンズの具体的数値例（レンズデータ）を示す。

[表 1]

表中の長さの単位は、すべて [mm] である。上記（表 1 ) において、 rはレンズの曲率半径、 dは面間隔、 n_d 、レ _d はそれぞれレンズの d P T/JP03/04543 線に対する屈折率、アッベ数を示している（後述する他の実施の形態についても同様である）。また、 *印を付した面は非球面であり、非球面形状は、下記（数 2) によって定義される（後述する他の実施の形態についても同様である）。

[数 2] h

+ Dh⁴+Eh⁶+F h⁸+Gh

1 + 1一（1 + κ) (h/r ) 但し、上記（数 2) 中、 hは光軸からの高さ、 zは非球面上の光軸からの高さが hの点におけるサグ量、 κは円錐定数、 D、 E、 F、 Gはそれぞれ 4次、 6次、 8次、 1 0次の非球面係数を表している。

下記（表 2) に、図 1に示したズームレンズの円錐定数及び非球面係数（非球面データ）を示す。

[表 2]

また、下記（表 3) に、図 1に示したズームレンズの撮影距離が∞の場合の可変面間隔（mm) (可変面間隔データ）を示す。下記（表 3) 中、 f (mm) 、 2 ωはそれぞれ焦点距離、画角を表している（後述する他の実施の形態についても同様である）。 [表 3]

ここで、撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離を f w 、望遠端におけるレンズ系全体の合成焦点距離を f _T としたとき、焦点距離が

I N —— V I w I T ノ

となるズーム位置を『中間位置』と呼ぶ。 ' - 図 2、図 3、図 4に、図 1に示したズームレンズの撮影距離が∞で絞り開放の時の収差性能図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示す。図 2は広角端の場合、図 3は中間位置の場合、図 4は望遠端の場合である。尚、球面収差図において、実線は d線に対する値、短い破線は F線に対する値、長い破線は C線に対する値をそれぞれ示している。また、非点収差図において、実線はサジタル像面湾曲、破線はメリディォナル像面湾曲をそれぞれ示している（後述する他の実施の形態についても同様である）。

図 2〜図 4に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示している。

図 1に示したズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、記録画素数が水平 2 0 4 8 X垂直 1 5 3 6 (約 3 0 0万画素）、画素ピッチが水平 2. 8 ^mX垂直 2. 8 m, 記録画面サイズが水平 5 . 7 3 4 4 mm X垂直 4 . 3 0 0 8 mmのものを用いることができる。また、固体撮像素子として、実効開口率を向上させるために、画素ごとに微小正レンズが設けられているものを用いることもできる。

図 1に示したズームレンズにおいては、第 2レンズ群 G 2内の第 3レンズ L 3力ゝら第 5レンズ L 5までの 3枚のレンズの偏心敏感度が高い。そこで、本実施の形態のズームレンズにおいては、第 4レンズ L 4と第 5レンズ L 5とを接合し、第 5レンズ L 5と第 6レンズ L 6とを有効径の外側で互いに接触（突き当て）させている。また、第 3レンズ L 3の像面側の面を凹面にして、組み立て時に第 3レンズ L 3を調心し易いようにされている。

第 4レンズ L 4と第 5レンズ L 5とを接合すると、接着剤の両面の境界では屈折率差が小さくなるために、第 4レンズ L 4の像面側の面と第 5レンズ L 5の物体側の面の偏心敏感度は低くなる。また、第 5レンズ L 5と第 6レンズ L 6とを有効径の外側で互いに接触（突き当て）させると、第 5レンズ L 5の像面側の面と第 6レンズ L 6の物体側の面との間の偏心が小さくなる。また、接合や突き当てを採用すると、面間隔の誤差を発生させ易いスぺーサが不要となるため、スぺ一サを用いる場合に比べて面間隔の誤差を小さくすることができる。

調心を行う場合には、次のようにすればよい。すなわち、まず、第 4 レンズ L 4と第 5レンズ L 5とを接合したものと、第 6レンズ L 6とをレンズ枠に組み込んだ後、第 3レンズ L 3を所定の位置に取り付け、偏心測定装置を利用して、第 2レンズ群 G 2全体の偏心状態が小さくなるように、第 3レンズ L 3の位置を調整し、最後に、接着剤によって第 3 レンズ L 3をレンズ枠に固定する。このとき、第 3レンズ L 3の像面側の面が凸面の場合には、第 3レンズ L 3を移動させようとすると、平行偏心と傾斜偏心との両方が生じるために、調心がやり難い。これに対して、図 1に示したズームレンズにおいては、第 3レンズ L 3の像面側の面を凹面としているので、第 3レンズ L 3を傾斜させることなく平行移動させることができ、調心がやり易い。尚、第 3レンズ L 3の像面側の面は平面としてもよく、この場合にも調心がやり易くなる。

以上に説明したように、図 1に示したズームレンズは、撮影距離が∞ の場合のズーム比が約 3 . 0倍、広角端における画角が約 6 6 ° で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短くなつている。

[第 2の実施の形態]

図 5は本発明の第 2の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図であ.る。このズームレンズは、高解像度で、沈胴時の光学全長が短く、偏心敏感度が上記第 1の実施の形態におけるズームレンズの場合よりも低くなるように構成されたものである。

図 5に示すように、本実施の形態におけるズ一ムレンズは、物体側（図 5では左側）力ゝら像面 S側（図 5では右側）に向かって順に配置された、負パワーの第 1レンズ群 G 1と、正パワーの第 2レンズ群 G 2と、正パヮ一の第 3レンズ群 G 3とにより構成されており、 7枚のレンズを含んでいる。絞り Aは、第 2レンズ群 G 2の物体側に固定され、第 2レンズ群 G 2と一緒に光軸方向に移動する。

図 5に示したズームレンズは、上記第 1の実施の形態で示したズームレンズと同様の構成を有しているが、一部のレンズの材質が異なっている。すなわち、本実施の形態のズームレンズにおいては、上記第 1の実施の形態で説明したズ一ムレンズに比べて、第 4レンズ L 4、第 6レンズ L 6及び第 7レンズ L 7について屈折率が高く設定されている。

ズームレンズを構成する各レンズのレンズ面が偏心している場合には、固体撮像素子の撮像面上の一部の領域で結像特性が低下するという問題が生じる。特に、第 2レンズ群 G 2を構成するレンズのレンズ面の多くは偏心敏感度が高く、特に、第 3レンズ L 3の物体側の面と第 5レンズ L 5の像面 S側の面は偏心敏感度が非常に高くなり易い。

この問題に対して、本発明者らは、ズームレンズを構成する各レンズのレンズ面が偏心した場合の 3次収差を独自に検討し、さらに 3次偏心コマ収差と 3次偏心非点収差について分析を行った。その結果、ズームレンズを構成する各レンズのレンズ面の偏心敏感度を低くするには、各レンズ面の偏心量に対するそのレンズ面で発生する偏心コマ収差の比 (偏心コマ収差の面係数）と、各レンズ面の偏心量に対するそのレンズ面で発生する偏心非点収差の比（偏心非点収差の面係数）とを小さくすればよいことが見出された。また、各レンズ面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差の各面係数がいずれも小さく、各レンズ面の偏心量が小さい場合には、固体撮像素子を適切に傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面（像面 S ) 上の結像特性を改善できる可能性を見出した。上記の分析結果を利用して、第 3レンズ L 3の物体側の面と第 5レンズ L 5の像面側の面の偏心敏感度を低くするには、絞り Aの緣を通過する軸上光線が空気中からレンズ面に入射する場合の入射角又はレンズ面から空気中に出射する場合の空気中での屈折角を小さくすればよいことが見出された。そこで、本実施の形態においては、第 4レンズ L 4の屈折率を高くし、これにより第 3レンズ L 3の物体側の面の曲率半径が大きくなるようにされている。また、第 6レンズ L 6の屈折率と第 7レンズ L 7の屈折率をも高くすることにより、ペッツバール和に余裕をつくり、この余裕を利用して第 5レンズ L 5の像面側の面の曲率半径が大きくなるようにされている。

以上のようにした結果、図 5に示したズームレンズの第 3レンズ L 3 の物体側面と第 5レンズ 5の像面側の面の偏心敏感度は、図 1に示したズームレンズの対応するレンズ面の偏心敏感度よりも低くなつている図 5に示したズームレンズにおいては、各レンズ面が僅かに偏心している場合に、固体撮像素子を傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面上における結像特性を良好に補正できるようにされている。但し、各レンズ面の偏心量が大きい場合や、各レンズ面がレンズ系全体の偏心コマ収差、偏心非点収差が大きくなるように偏心している場合には、固体撮像素子の撮像面上の一部の領域で結像特性が良くないままとなるので、固体撮像素子を傾斜させる方法には限界がある。

本実施の形態におけるズームレンズにおいても、上記第 1の実施の形態におけるズームレンズと同様に、沈胴時の光学全長を短くし、使用時の光学全長を短くすることができる。

本実施の形態におけるズームレンズは、次の条件式を満足するように構成されている。

I Lw- LT I /Lw く 0. 1 (1) 1. 9 < f _{G 2}/ f w< 2.4 (2)

3. 2く f _{G 3}/ f w< 4. 0 ( 3 )

0.6 < f ₃/ f c, 2 < 1. 1 ( 4)

1. 5 < f ₆/ f G2< 1.8 (5) n ₃> 1.7 5 ( 6 ) v ₃> 3 5 ( 7 ) n₄> 1.7 (8 ' ) v ₄>45 ( 9 ) n₆> l.7 (1 0)

3 5 < v ₆< 5 0 ( 1 1) また、本実施の形態のズームレンズにおいては、次の条件式を満足するのが望ましい。 — 0.8 < κ _3F+ 8 D _3F r _3F ³く一 0.5 (1 2) ここで、 L_w は広角端における光学全長（第 1レンズ L 1の物体側の面の頂点から像面までの距離）、 L_T は望遠端における光学全長、 f _G2 は第 2レンズ群 G 2の合成焦点距離、 f _G3 は第 3レンズ群 G 3の合成焦点距離、 f _w は撮影距離が ooで広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離、は第 i レンズ（ iは自然数）の焦点距離、 _{n i} は第 i レンズの屈折率、 _{V i} は第 i レンズのアッベ数、 r _3F は第 3レンズ L 3の物体側の面の近軸曲率半径、 K _3F は第 3レンズ L 3の物体側の面の円錐定数、 D_3F は第 3レンズ L 3の物体側の面の 4次の非球面係数である。

以下に、上記各条件式について説明する。

上記条件式（ 1 ) 〜（ 7 ) 、（ 9 ) 〜（ 1 2 ) は、上記第 1の実施の形態で説明した通りである。尚、上記条件式（8 ' ) の下限値が上記第 1の実施の形態で説明した上記条件式（8) の下限値よりも大きくなつているが、これは、広角端から望遠端へのズーミングに際しての軸上色収差及び倍率色収差を小さくし、さらに像面湾曲を小さくすると同時に、第 4レンズ L 4の物体側の面の偏心敏感度を低減する作用を有効に得るためである。

下記（表 4) に、図 5に示したズームレンズの具体的数値例を示す。

[表 4]

下記（表 5) に、図 5に示したズームレンズの円錐定数及び非球面係数を示す。 '

[表 5]

また、下記（表 6) に、図 5に示したズームレンズの撮影距離が⁰⁰の場合の可変面間隔（mm) を示す。 [表 6 ]

図 6、図 7、図 8に、図 5に示したズームレンズの撮影距離が∞で絞り開放の時の収差性能図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示す。図 6は広角端の場合、図 7は中間位置の場合、図 8は望遠端の場合である。図 6〜図 8に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズ —ムレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を図 5に示したズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第 1の実施の形態で説明したものを用いることができる。

第 3レンズ L 3の像面側の面が凹面となっているので、必要であれば、上記第 1の実施の形態で説明したのと同様に、組み立て時の第 3レンズ L 3の調心を容易に行うことができる。また、固体撮像素子の撮像面（像面 S ) 上の一部の領域で結像特性が良好でない場合には、固体撮像素子を 1 ° 以内で傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面（像面 S ) 上の結像特性を良好にすることができる。

以上に説明したように、図 5に示したズームレンズは、撮影距離が∞ の場合のズーム比が約 3 . 0倍、広角端における画角が約 6 6 ° で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、また、偏心敏感度が低くなつている。 [第 3の実施の形態]

図 9は本発明の第 3の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図である。このズームレンズは、高解像度で、沈胴時の光学全長が短く、偏心敏感度が低くなるように構成されたものである。

図 9に示すように、本実施の形態におけるズームレンズは、物体側（図 9では左側）から像面 S側（図 9では右側）に向かって順に配置された、負パワーの第 1レンズ群 G 1と、正パワーの第 2レンズ群 G 2と、正パヮ一の第 3レンズ群 G 3とにより構成されており、 7枚のレンズを含んでいる。絞り Aは、第 2レンズ群 G 2の物体側に固定され、第 2レンズ群 G 2と一緒に光軸方向に移動する。

図 9に示したズームレンズは、上記第 2の実施の形態で示したズームレンズと同様の構成を有しているが、一部のレンズの材質が異なっている。すなわち、本実施の形態のズームレンズにおいては、上記第 2の実施の形態で説明したズームレンズに比べて、第 4レンズ L 4について屈折率が高く設定されている。

本実施の形態におけるズームレンズも、より良好な光学性能を得るために、上記第 2の実施の形態で説明した上記条件式（ 1 )〜（7 )、 ( 8 ' ) , ( 9 ) 〜（1 2 ) を満足するように構成されている。

下記（表 7 ) に、図 9に示したズームレンズの具体的数値例を示す。

[表 7]

下記（表 8) に図 9に示したズームレンズの円錐定数及び非球面係数を示す。

[表 8]

また、下記（表 9) に、図 9に示したズの撮影距離が∞の場合の可変面間隔（mm) を示す。ほ 9 ]

図 1 0、図 1 1、図 1 2に、図 9に示したズームレンズの撮影距離が ∞で絞り開放の時の収差性能図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示す。図 1 0は広角端の場合、図 1 1は中間位置の場合、図 1 2は望遠端の場合である。

図 1 0〜図 1 2に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズ一ムレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示している。尚、広角端における歪曲収差はやや大きいが、撮影画像全体で高周波空間周波数における結像特性は良好である。

図 9に示したズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第 1の実施の形態で説明したものを用いることができる。

第 3レンズし 3の像面側の面が凹面となっているので、必要であれば、上記第 1の実施の形態で説明したのと同様に、組み立て時の第 3レンズ L -3の調心を容易に行うことができる。また、固体撮像素子の撮像面（像面 S ) 上の一部の領域で結像特性が良好でない場合には、固体撮像素子を 1 ° 以内で傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面（像面 S ) 上の結像特性を良好にすることができる。

以上に説明したように、図 9に示したズームレンズは、撮影距離が∞ の場合のズーム比が約 3 . 0倍、広角端における画角が約 6 6 ° で、解 3

像度が高く、非使用時の光学全長が短く、また、偏心敏感度が低くなつている。

[第 4の実施の形態]

図 1 3は本発明の第 4の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図である。このズームレンズは、高解像度で、沈胴時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、さらに歪曲収差が良好となるように構成されたものである。

図 1 3に示すように、本実施の形態におけるズームレンズは、物体側 (図 1 3では左側）から像面 S側（図 1 3では右側）に向かって順に配置された、負パワーの第 1レンズ群 G 1と、正パワーの第 2レンズ群 G 2と、正パワーの第 3レンズ群 G 3とにより構成されており、 7枚のレンズを含んでいる。絞り Aは、第 2レンズ群 G 2の物体側に固定され、第 2レンズ群 G 2と一緒に光軸方向に移動する。

図 1 3に示したズームレンズは、上記第 3の実施の形態で示したズ一ムレンズと同様の構成を有しているが、レンズデータが少し異なっている。すなわち、図 1 3に示したズームレンズは、主に、第 1レンズ L 1 の物体側の面の曲率半径を小さくすることにより、広角端における歪曲収差の絶対値が小さくなるように構成されている。

本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第 2の実施の形態で説明した上記条件式（ 1 )〜（7 )、（8 ' )、 ( 9 ) 〜（1 2 ) を満足すると共に、次の条件式を満足するように構成されている。

ここで、 r _{1 F} は第 1レンズ L 1の物体側の面の曲率半径、 r _{2 R} は第 2レンズ L 2の像面 S側の面の曲率半径である。上記条件式（ 1 3) は、第 1レンズ L 1の物体側の面の曲率半径を規制することにより、広角端における負の歪曲収差を小さくするための条件式である。 r _{1 F}/ f w が 9以下になると、広角端における負の歪曲収差は小さくなるが、コマ収差、非点収差が過大となるために、撮影画像の周辺部の結像特性を良好にすることが困難となる。一方、 r _1F/ f _w が 1 3以上になると、後続のレンズのレンズ面で広角端における負の歪曲収差を小さくすることが困難となる。

上記条件式（ 14) は、上記条件式（ 1 3) を満足した上で、さらに第 2レンズし 2の像面側の面の曲率半径を規制することにより、広角端における負の歪曲収差を小さくするための条件式である。 r _2R/ :f _w が 3.8以下になると、広角端における歪曲収差の絶対値は小さくなるが、コマ収差、非点収差が過大となるために、撮影画像の周辺部の結像特性を良好にすることが困難となる。一方、 r _{2 R}Z f w が 4. 7以上になると、後続のレンズのレンズ面で広角端における負の歪曲収差を小さくすることが困難となる。

下記（表 1 0) に、図 1 3に示したズームレンズの具体的数値例を示す。

[表 1 0]

下記（表 1 1) 3に示したズームレンズの円錐定数及び非球面係数を示す。

[表 1 1]

また、下記（表 1 2) に、図 1 3に示したズームレンズの撮影距離が ∞の場合の可変面間隔（mm) を示す。 [表 1 2 ]

図 1 4、図 1 5、図 1 6に、図 1 3に示したズームレンズの撮影距離が∞で絞り開放の時の収差性能図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示す。図 1 4は広角端の場合、図 1 5は中間位置の場合、図 1 6は望遠端の場合である。

図 1 4〜図 1 6に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示し、最大像高における歪曲収差は、広角端で一 2. 0 %、望遠端で 0. 7 %と小さくなつている。

図 1 3に示したズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第 1の実施の形態で説明したものを用いることができる。

第 3レンズ 3の像面側の面が凹面となっているので、必要であれば、上記第 1の実施の形態で説明したのと同様に、組み立て時の第 3レンズ L 3の調心を容易に行うことができる。また、固体撮像素子の撮像面（像面 S) 上の一部の領域で結像特性が良好でない場合には、固体撮像素子を 1 ° 以内で傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面（像面 S) 上の結像特性を良好にすることができる。

以上に説明したように、図 1 3に示したズームレンズは、撮影距離が ∞の場合のズーム比が約 2. 9倍、広角端における画角が 6 3 ° で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、また、偏心敏感度が低く、歪曲収差が特に良好となっている。

[第 5の実施の形態]

図 1 Ίは本発明の第 5の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図である。このズームレンズは、高解像度で、沈胴時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、さらに歪曲収差が良好となるように構成されたものである。

H I 7に示すように、本実施の形態におけるズームレンズは、物体側 (図 1 7では左側）から像面 S側（図 1 7では右側）に向かって順に配置された、負パワーの第 1レンズ群 G 1と、正パワーの第 2レンズ群 G 2と、正パワーの第 3レンズ群 G 3とにより構成されており、 7枚のレンズを含んでいる。絞り Aは、第 2レンズ群 G 2の物体側に固定され、第 2レンズ群 G 2と一緒に光軸方向に移動する。

図 1 7に示したズームレンズは、上記第 4の実施の形態で示したズームレンズと同様の構成を有しているが、一部のレンズの材質が異なっている。すなわち、本実施の形態のズームレンズにおいては、上記第 4の実施の形態で説明したズームレンズに比べて、第 4レンズ L 4について屈折率が低く設定されている。

本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第 2の実施の形態で説明した上記条件式（ 1)〜（7)、 (8 ' ) (9)〜（1 2)、上記第 4の実施の形態で説明した上記条件式（ 1 3)、 ( 1 4) を満足するように構成されている。

下記（表 1 3) に、図 1 7に示したズームレンズの具体的数値例を示す。 T/JP03/04543

[表 1 3]

下記（表 14) に、図 17に示したズームレンズの円錐定数及び非球面係数を示す。

[表 14]

また、下記（表 1 5 ) に、図 1 7に示したズームレンズの撮影距離が ∞の場合の可変面間隔（mm) を示す。 0304543

[表 1 5]

図 1 8、 1 9、図 2 0に、図 1 7に示したズームレンズの撮影距離が ∞で絞り開放の時の収差性能図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示す。図 1 8は広角端の場合、図 1 9は中間位置の場合、図 2 0は望遠端の場合である。

図 1 8〜図 2 0に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示し、最大像高における歪曲収差は、広角端で一 2. 0 %、望遠端で 0. 8 %と小さくなつている。

図 1 8に示したズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第 1の実施の形態で説明したものを用いることができる。

第 3レンズ L 3の像面側の面が凹面となっているので、必要であれば、上記第 1の実施の形態で説明したのと同様に、組み立て時の第 3レンズ L 3の調心を容易に行うことができる。また、固体撮像素子の撮像面（像面 S) 上の一部の領域で結像特性が良好でない場合には、固体撮像素子を 1 ° 以内で傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面（像面 S) 上の結像特性を良好にすることができる。

以上に説明したように、図 1 8に示したズ一ムレンズは、ズーム比が約 2. 9倍、広角端における画角が 6 3 ° で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、また、偏心敏感度が低く、歪曲収差が特に良好となつている。

下記（表 1 6) に、以上説明した第 1〜第 5の実施の形態のズームレンズに関する上記条件式の数値を示す。

[表 1 6] 実施の形態

件式

1 2 3 4 5

1 L w - L T /Lw 0.000 0.000 0.000 0.007 0.008 f f w 2.113 2.124 2.223

2.180 f f 3.506 3.473 3.716 3.511 3.464 f f 0.680 0.759 0.789 0.908 0.844 f f 1.631 1.614 1.663 1.661 1.635 n 3 1.80431 1.80431 1.80431 1.80431 1.80431

V 40.9 40.9 40.9 40.9 40.9 n 4 1.62299 1.74330 1.77250 1.77250 1.74330

V 4 58.1 49.2 49.6 49.6 49.2 n 1.80611 1.83400 1.83400 1.83400 1.83400

40.7 37.3 37.3 37.3 37.3 r IF/ f W 37.907 38.836 35.495 10.251 11.893 r f W 5.332 5.243 5.145 4.116 4.280

K 3 F + 8D 3 F Γ 3 F -0.615 -0.633 -0.700 -0.639 -0.646

尚、上記第 1〜第 5の実施の形態においては、そこで示したズームレンズが、いずれも約 3 0 0万画素の固体撮像素子に対応できる解像度を有することを説明したが、レンズ素子、鏡筒部品の加工誤差を小さくし、組み立て誤差を小さくすることができれば、記録画面サイズがほぼ同じで、記録画素数が約 40 0万画素の固体撮像素子に対応できる解像度を有するようにすることもできる。約 40 0万画素の固体撮像素子の具体的な寸法は、記録画素数が水平 2 3 04 X垂直 1 7 28 (約 40 0万画素）、画素ピッチが水平 2. 5 ^mX垂直 2. 5 m, 記録画面サイズが水平 5. 7 6mmX垂直 4. 3 2 mm (対角 7. 2 mm) である。

[第 6の実施の形態] 3

本実施の形態におけるズームレンズは、上記第 1の実施の形態のズームレンズにおいて、絞り Aと第 2レンズ群 G 2との間の空気間隔は一定のままで、第 2レンズ群 G 2のみが光軸と垂直な方向に平行移動可能となるように構成されたものである。従って、レンズデータ、非球面デ一夕、撮影距離が∞の場合の可変面間隔データは、それぞれ上記（表 1 )、 (表 2) 、（表 3) に示したものと全く同一である。

フォーカス調整は、上記第 1の実施の形態の場合と同様に、第 3レンズ群 G 3を光軸方向に移動させることによって行われる。

本実施の形態のズームレンズにおいては、撮影期間中にカメラが手振れした場合に、第 2レンズ群 G 2を、光軸と垂直な方向に適切な量だけ平行移動させることにより、手振れ補正時の結像特性をそれほど劣化させることなく、固体撮像素子上に形成される被写体像が移動しないようにすることができる。ここでは、第 2レンズ群 G 2の平行移動量が 0の場合を『基本状態』、第 2レンズ群 G 2が平行移動した場合を『手振れ補正状態』と呼ぶことにする。

本実施の形態におけるズ一ムレンズは、上記第 1の実施の形態で説明した上記条件式（2) を満足すると共に、次の条件式を満足するように構成されている。

1.7< ( 1― HLG 2 T ) ΓΓ1 G 3 Τく 2. 1 (1 5) ここで、 m_G2T 、 m_G 3 T は、それぞれ撮影距離が∞で望遠端における第 2レンズ群 G 2及び第 3レンズ群 G 3の倍率である。

尚、本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第 1の実施の形態で説明した上記条件式（1) 、（3) 〜（ 1 2) を満足するように構成されるのが望ましい。

また、本実施の形態におけるズームレンズは、さらに良好な結像特性を得るためには、上記条件式（1 2) の代わりに、次の条件式を満足するように構成されるのが望ましい。

一 0.7 5く κ _3F+ 8 D_3F r _{3 F} ³く— 0. 5 ( 1 2 ' ) また、本実施の形態におけるズームレンズは、さらに良好な結像特性を得るためには、上記条件式（ 1 5) の代わりに、次の条件式を満足するように構成されるのが望ましい。

1.8 ( 1一 m_G 2 T) mc3へ 2.0 、 1 5 ) 以下に、本発明の手振れ補正の方式に関する基本的な考え方について説明する。

本発明者らは、偏心 3次収差を独自に検討し、さらに種々の検討を加えた結果、物体側から順に負、正、正のパワー配置とした 3群構成のズームレンズに関する手振れ補正の方式としては、第 2レンズ群 G 2を光軸と垂直な方向に平行移動させる方式が有用であることを見出した。撮影距離を∞とし、手振れによるズームレンズの傾斜角を 0、レンズ系全体の合成焦点距離を ίとすると、撮影距離が∞の場合の画面中心付近における像偏心量 e_M は、

e = f t n 0 、 1 6) によって表記される。

上記式（1 6) から分かるように、ズームレンズの傾斜角が同じであれば、レンズ系全体の合成焦点距離が長いほど像偏心量が大きくなる。このことは、ズ一ムレンズの焦点距離が長くなるほど手振れぼけが発生し易いことを意味している。

第 2レンズ群 G 2の倍率を m_G2、第 3レンズ群 G 3の倍率を m_G3としたとき、第 2レンズ群 G 2を光軸と垂直な方向に e_C2だけ平行移動させた場合の像偏心量 e_M は、

e = 、丄一 πΐ(ϊ 2)πΐ(53 e G 2 、丄飞ヽによって表記される。ここで、全ズーム範囲において、 m_G2 は負、 m_G JP03/04543

3 は正であることに注意すべきである。

上記第 1の実施の形態で示したズームレンズにおいては、広角端から望遠端へのズーミングに際して、 I m_{G 2} I は単調増加し、 m_{G 3}はあまり変化しないので、（1一 m_{G 2}) m_{G 3}も単調増加する。

m_{G 2}、 m_{G 3}はともにレンズ系全体の合成焦点距離 f の関数として表わすことができるので、手振れによってズームレンズが傾斜した場合には、レンズ系全体の合成焦点距離 f とズームレンズの傾斜角 0とが分かっていれば、上記式（ 1 6 ) 、 ( 1 7 ) から第 2レンズ群 G 2の適切な平行移動量 e _{G 2}を求め、その量だけ第 2レンズ群 G 2を平行移動させることにより、手振れぼけの問題を解決することができる。

ところで、レンズ系の中の一部のレンズを偏心させると、画面全体又は画面の一部の結像特性が劣化することが一般的に知られている。本発明の手振れ補正の方法では、レンズを平行偏心させるので、手振れ補正状態における結像特性が基本状態における結像特性に比べて良好でなくなる可能性がある。この場合には、手振れ補正状態で、撮影画像の一部の結像特性が良好でなくなるという問題（片ぼけ）や、撮影画像全体の結像特性が基本状態に比べて低下するという問題が発生し易い。

従って、基本状態における結像特性を良好にするのは当然であるが、手振れ補正時の結像特性の劣化を防止するためには、基本状態と手振れ補正状態との間の収差の変化を小さくすることが必要である。

本発明者らは、手振れ補正状態における結像特性を良好にするためには、絞りの中央部を通過する光線と、絞りの周辺部を通過する光線とに分けて考えればよいことを見出した。そこで、本実施の形態においては、絞り Aの周辺部を通過する光線に対しては第 2レンズ群 G 2の平行移動量を小さくすることにより、また、絞り Aの中央部を通過する光線に対しては第 2レンズ群 G 2で発生する偏心 3次収差を小さくすることにより、手振れ補正状態における結像特性の劣化が抑制されている。

第 2レンズ群 G 2を構成する各レンズのレンズ面のうち、偏心コマ収差、偏心非点収差が大きくなるのは、第 3レンズ L 3の物体側の面、第 5レンズ 5の像面側の面である。第 3レンズし 3の物体側の面と第 5 レンズ L 5の像面側の面は、パワー配分を支配し、基本状態における結像特性を支配するので、パラメータを大きく変えることはできない。しかし、第 3レンズ L 3の非球面に関するパラメータはある程度変えることができる。そこで、本実施の形態においては、第 2レンズ群の偏心コマ収差、偏心非点収差が小さくなるように、第 3レンズ L 3の物体側の面の非球面のパラメータを適切に選んでいる。

第 2レンズ群 G 2の平行移動量を小さくするためには、上記式（ 1 7) より、（1一 mcj mGsを大きくすればよいことが分かる。しかし、（1 一 m_G2)m_G3が大きくなり過ぎると、手振れ補正時の像を安定に一定の位置に合わせることが困難となる。そこで、本実施の形態においては、第 2レンズ群 G 2の平行移動量が適切な範囲に設定されている。

上記条件式（1 2) 、（1 2 ' ) は、絞り Aの中央部を通過する画角の小さい光線に対して、第 3レンズ L 3の非球面に関する円錐定数及び 4次の非球面係数を規制することにより、手振れ補正時の結像特性の劣化を低減するための条件式である。上記条件式（1 2) は、上記第 1の実施の形態で説明したように、第 3レンズ L 3の物体側の面の偏心敏感度を低減するための条件でもある。 K 3 F + 8 D _3F r _3F ³ は、非球面の球面からのずれの程度を表している。 K _3F+ 8 D_3F r _3F ³ が— 0. 8 以下になると、非球面の効果によって第 3レンズし 3の物体側の面で発生する球面収差は小さくなるが、手振れ補正状態において第 3レンズ 3の物体側の面で生する偏心コマ収差と偏心非点収差が過大となってしまう。一方、 K _3F+ 8 D_3F r _3F ³ が— 0. 5以上になると、第 3レンズ L 3の物体側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差は小さくなるが、球面収差が補正不足となるか、あるいは、第 5レンズ L 5の像面側の面の曲率半径が短くなるために、第 5レンズ L 5の像面側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差が大きくなり、第 2レンズ群 G 2 全体の偏心コマ収差と偏心非点収差を小さくすることが困難となる。上記条件式（1 5) 、（ 1 5 ' ) は、手振れ補正時の結像特性を良好にするための条件式である。（1一 m_G2T)m_G3T が 1. 7以下になると、像を所定の量だけ偏心させるのに必要な第 2レンズ群 G 2の偏心量が過大となるために、第 2レンズ群 G 2の平行移動による収差の変化が大きくなり、画像周辺部の結像特性が劣化してしまう。一方、（1一 m_G2T) m_G 3 T が 2. 1以上になると、像を所定の量だけ偏心させるのに必要な第 2レンズ群 G 2の偏心量が過小となるために、第 2レンズ群 G 2を精度良く平行移動させることが困難となる。その結果、撮影中の画素ずれを十分に小さくすることができないので、手振れ補正時の結像特性を良好なものにすることが困難となる。

本実施の形態におけるズームレンズの基本状態の結像特性は、上記第 1の実施の形態における結像特性と全く同一であり、図 2〜図 4に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態におけるズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示す。

図 2 1に、本実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図を示す。手振れ補正状態では、第 2レンズ群 G 2全体を光軸と垂直な方向に 0. 07 8mmだけ平行移動させている。図 2 1 A、図 2 1 B、図 2 1 Cは、それぞれ基本状態における最大像高の 7 5 %の像点（+ 7 5 %像点）、軸上像点、最大像高の一 7 5 %の像点（一 7 5 % 像点）での横収差の図であり、図 2 1 D、図 2 1 E、図 2 1 Fは、それぞれ手振れ補正状態における + 7 5 %像点、軸上像点、一 7 5 %像点での横収差の図である。図中、実線は d線、短い破線は F線、長い破線は C線に対する値を示している。尚、図 2 1においては、メリディォナル平面を、第 1レンズ群 G 1の光軸と第 2レンズ群 G 2の光軸とを含む平面としている。

撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが 0 . 5 ° だけ傾いた場合の像偏心量は、第 2レンズ群 G 2全体が光軸と垂直な方向に 0 . 0 7 8 mmだけ平行移動するときの像偏心量に等しい。

図 2 1に示す収差性能図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることが分かる。また、 + 7 5 %像点における横収差と一 7 ' 5 %像点における横収差とを比較すると、いずれも湾曲度が小さく、収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことが分かる。このことは、偏心補正状態であっても十分な結像性能が得られていることを意味している。また、ズームレンズの手振れ角が同じ場合には、レンズ系全体の合成焦点距離が短くなるにしたがって、手振れ補正に必要な第 2レンズ群 G 2の平行移動量が減少する。従って、いずれのズ一ム位置であっても、 0 . 5 ° までの手振れ角に対して、結像特性を低下させることなく十分な手振れ補正を行うことが可能となる。

手振れ補正時には、絞り Aと第 2レンズ群 G 2との間の光軸方向の空気間隔は一定のまま、しかも絞り Aは光軸と垂直な方向に平行移動させないで、第 2レンズ群 G 2を光軸と垂直な方向に平行移動させる必要がある。この場合、絞り Aと第 2レンズ G 2とが接近しすぎていると、鏡筒部品の構成上の制約から、第 2レンズ群 G 2を光軸と垂直な方向に平行移動させることが困難となる。一方、絞り Aと第 2レンズ G 2とが離れすぎていると、沈胴時の光学全長が長くなつてしまう。そこで、本実施の形態のズームレンズにおいては、絞り Aと第 3レンズ L 3の間の空気間隔が 0 . 9 mmに設定されている。

本実施の形態のズームレンズにおいては、フォーカス調整のために光軸方向に移動するレンズ群と、手振れ補正のために光軸と垂直な方向に移動するレンズ群とが異なるため、鏡筒の構成が極端に複雑化することを回避することができる。仮に、 1つのレンズ群を光軸方向と、光軸に垂直な方向とに移動させる構成の場合には、フォーカス調整用のモータと手振れ補正用のァクチユエ一夕のうちの一方が他方を移動させることとなるために、パワーの大きなモータ又はァクチユエ一夕を用いる必要があり、その結果、鏡筒が大きくなつて、本発明が意図するコンパクトな電子スチルカメラを実現することができなくなる。

以上説明したように、本実施の形態におけるズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約 3 . 0倍、広角端における画角が約 6 6 ° で、解像度が高く、しかも非使用時の光学全長が短く、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好となっている。

本実施の形態におけるズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、記録画素数が水平 2 0 4 8 X垂直 1 5 3 6 (約 3 0 0万画素）、画素ピッチが水平 2 . 8 ^ m X垂直 2 . S m , 記録画面サイズが水平 5 . 7 3 4 4 mm X垂直 4 . 3 0 0 8 mmのものを用いることができる。また、固体撮像素子として、実効開口率を向上させるために、画素ごとに微小正レンズが設けられているものを用いることもできる。

手振れぼけは、焦点距離が長いほど、シャッタースピードが長いほど目立ち易い。また、物体側から順に負、正、正のパワー配置とした 3群構成のズームレンズは、一般に、望遠端の開放 F値が広角端の開放 F値よりも暗いという性質を有している。この 3群構成のズームレンズを電子スチルカメラに搭載した場合であって、被写体の明るさが同じ場合には、適正露光にするために、望遠端でのシャッタースピードを広角端でのシャツ夕一スピードよりも長くする必要がある。従って、この 3群構成のズームレンズにあっては、広角端に比べて望遠端での手振れぼけが目立ち易い。この問題に対して、本実施の形態のズームレンズにおいては、手振れ補正機能を持たせることにより、シャッタースピードが長い場合であっても、手振れぼけ、片ぼけのない撮影画像を得ることができるようにされている。

また、本実施の形態におけるズームレンズにおいては、レンズデ一夕、非球面データ、及び撮影距離が∞の場合の可変面間隔データが、手振れ補正機能を有しない上記第 1の実施の形態におけるズームレンズと共通している。このことは、 7枚のレンズと鏡筒部品の大半とを共通にして、手振れ補正機能を有しないズームレンズと手振れ補正機能を有するズームレンズとを実現できることを意味しており、これによりズームレンズの量産において低コスト化を図ることができる。

[第 7の実施の形態]

本実施の形態におけるズームレンズは、上記第 2の実施の形態のズームレンズにおいて、絞り Aと第 2レンズ群 G 2との間の空気間隔は一定のままで、第 2レンズ群 G 2のみが光軸と垂直な方向に平行移動可能となるように構成されたものである。従って、レンズデータ、非球面デー夕、撮影距離が∞の場合の可変面間隔データは、それぞれ上記（表 4 )、 (表 5 ) 、（表 6 ) に示したものと全く同一である。

フォーカス調整は、上記第 2の実施の形態の場合と同様に、第 3レンズ群 G 3を光軸方向に移動させることによって行われる。

本実施の形態のズームレンズにおいても、第 2レンズ群 G 2を光軸と垂直な方向に平行移動させることにより、手振れを補正することが可能であり、手振れ補正時の結像特性も良好となる。

本実施の形態におけるズームレンズは、上記第 2の実施の形態で説明した上記条件式（2) を満足すると共に、上記第 6の実施の形態で説明した上記条件式（1 5) あるいは（ 1 5 ' ) を満足するように構成されている。

尚、本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第 2の実施の形態で説明した上記条件式（ 1) 、（3) 〜（7) 、（8 ' ) 、（9) 〜（1 2) あるいは上記第 6の実施の形態で説明した上記条件式（1 2 ' ) を満足するように構成されるのが望ましい。

本実施の形態におけるズームレンズの基本状態の結像特性は、上記第 2の実施の形態における結像特性と全く同一であり、図 6〜図 8に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態におけるズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示す。

図 2 2に、本実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図を示す。手振れ補正状態では、第 2レンズ群 G 2全体を光軸と垂直な方向に 0. 0 80 mmだけ平行移動させている。図 22A、図 2 2 B、図 22 Cは、それぞれ基本状態における最大像高の 7 5 %の像点（+ 7 5 %像点）、軸上像点、最大像高の一 7 5 %の像点 (- 7 5 % 像点）での横収差の図であり、図 22 D、図 22 E、図 2 2 Fは、それぞれ手振れ補正状態における + 7 5 %像点、軸上像点、 _ 7 5 %像点での横収差の図である。図中、実線は d線、短い破線は F線、長い破線は C線に対する値を示している。尚、図 22においては、メリディォナル平面を、第 1レンズ群 G 1の光軸と第 2レンズ群 G 2の光軸とを含む平面としている。撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが 0 . 5 ° だけ傾いた場合の像偏心量は、第 2レンズ群 G 2全体が光軸と垂直な方向に 0 . 0 8 0 mmだけ平行移動するときの像偏心量に等しい。

図 2 2に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第 6の実施の形態の場合と同様に、 0 . 5 ° までの手振れ角に対して、結像特性を低下させることなく十分な手振れ補正を行うことが可能である。また、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第 6の実施の形態の場合と同様に、絞り Aと第 3レンズ L 3 との間の空気間隔が 0 . 9 mmに設定され、手振れ補正機能を搭載するのに十分なスペースを確保した上で、沈胴時の光学全長を短くすることができるようにされている。

本実施の形態におけるズ一ムレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第 6の実施の形態で説明したものを用いることができる。

以上説明したように、本実施の形態におけるズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズ一ム比が約 3 . 0倍、広角端における画角が約 6 6 ° で、解像度が高く、しかも非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好となっている。

[第 8の実施の形態]

本実施の形態におけるズームレンズは、上記第 3の実施の形態のズ一ムレンズにおいて、絞り Aと第 2レンズ群 G 2との間の空気間隔は一定のままで、第 2レンズ群 G 2のみが光軸と垂直な方向に平行移動可能となるように構成されたものである。従って、レンズデータ、非球面デ一夕、撮影距離が∞の場合の可変面間隔データは、それぞれ上記（表 7 ) 、 (表 8 ) 、（表 9 ) に示したものと全く同一である。フォーカス調整は、上記第 3の実施の形態の場合と同様に、第 3レンズ群 G 3を光軸方向に移動させることによって行われる。

本実施の形態のズームレンズにおいても、第 2レンズ群 G2を光軸と垂直な方向に平行移動させることにより、手振れを補正することが可能であり、手振れ補正時の結像特性も良好となる。

本実施の形態におけるズームレンズは、上記第 2の実施の形態で説明した上記条件式（2) を満足すると共に、上記第 6の実施の形態で説明した上記条件式（ 1 5) あるいは（ 1 5 ' ) を満足するように構成されている。

尚、本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第 2の実施の形態で説明した上記条件式（ 1) 、（3) 〜（7) 、（8 ' ) 、（9) 〜（1 2) あるいは上記第 6の実施の形態で説明した上記条件式（ 1 2 ' ) を満足するように構成されるのが望ましい。

本実施の形態におけるズームレンズの基本状態の結像特性は、上記第 3の実施の形態における結像特性と全く同一であり、図 1 0〜図 1 2に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態におけるズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示す。図 23に、本実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図を示す。手振れ補正状態では、第 2レンズ群 G 2全体を光軸と垂直な方向に 0. 0 7 9 mmだけ平行移動させている。図 2 3A、図 2 3 B、図 2 3 Cは、それぞれ基本状態における最大像高の 7 5 %の像点（+ 7 5 %像点）、軸上像点、最大像高の一 7 5 %の像点（— 7 5 % 像点）での横収差の図であり、図 2 3 D、図 2 3 E、図 2 3 Fは、それぞれ手振れ補正状態における + 75 %像点、軸上像点、 — 7 5 %像点での横収差の図である。図中、実線は d線、短い破線は F線、長い破線は C線に対する値を示している。尚、図 2 3においては、メリディォナル平面を、第 1レンズ群 G 1の光軸と第 2レンズ群 G 2の光軸とを含む平面としている。

撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが 0 . 5 ° だけ傾いた場合の像偏心量は、第 2レンズ群 G 2全体が光軸と垂直な方向に 0 . 0 7 9 mmだけ平行移動するときの像偏心量に等しい。

図 2 3に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第 6の実施の形態の場合と同様に、 0 . 5 ° までの手振れ角に対して、結像特性を低下させることなく十分な手振れ補正を行うことが可能である。また、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第 6の実施の形態の場合と同様に、絞り Aと第 3レンズ L 3 との間の空気間隔が 0 . 9 mmに設定され、手振れ補正機能を搭載するのに十分なスペースを確保した上で、沈胴時の光学全長を短くすることができるようにされている。

本実施の形態におけるズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第 6の実施の形態で説明したものを用いることができる。

以上説明したように、本実施の形態におけるズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約 3 . 0倍、広角端における画角が約 6 6 ° で、解像度が高く、しかも非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好となっている。

[第 9の実施の形態]

本実施の形態におけるズームレンズは、上記第 4の実施の形態のズームレンズにおいて、絞り Aと第 2レンズ群 G 2との間の空気間隔は一定のままで、第 2レンズ群 G 2のみが光軸と垂直な方向に平行移動可能となるように構成されたものである。従って、レンズデータ、非球面デ一夕、撮影距離が∞の場合の可変面間隔データは、それぞれ上記（表 1 0)、 (表 1 1) 、（表 1 2) に示したものと全く同一である。

フォーカス調整は、上記第 4の実施の形態の塲合と同様に、第 3レンズ群 G 3を光軸方向に移動させることによって行われる。

尚、本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第 2の実施の形態で説明した上記条件式（ 1) 、（3) 〜（7) 、（8 ' ) 、（9) 〜（ 1 2) あるいは上記第 6の実施の形態で説明した上記条件式（ 1 2 ' ) 、上記第 4の実施の形態で説明した上記条件式（1 3)、（ 14) を満足するように構成されるのが望ましい。本実施の形態におけるズームレンズの基本状態の結像特性は、上記第 4の実施の形態における結像特性と全く同一であり、図 14〜図 1 6に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態におけるズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示す。図 24に、本実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図を示す。手振れ補正状態では、第 2レンズ群 G 2全体を光軸と垂直な方向に 0. 0 8 1 mmだけ平行移動させている。図 24A、図 24 B、図 24 Cは、それぞれ基本状態における最大像高の 7 5 %の像点（+ 7 5 %像点）、軸上像点、最大像高の一 7 5 %の像点（一 7 5 % 像点）での横収差の図であり、図 24D、図 24 E、図 24 Fは、それぞれ手振れ補正状態における + 7 5 %像点、軸上像点、一 75 %像点での横収差の図である。図中、実線は d線、短い破線は F線、長い破線は C線に対する値を示している。尚、図 24においては、メリディォナル平面を、第 1レンズ群 G 1の光軸と第 2レンズ群 G 2の光軸とを含む平面としている。

撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが 0. 5 ° だけ傾いた場合の像偏心量は、第 2レンズ群 G 2全体が光軸と垂直な方向に 0. 0 8

1 mmだけ平行移動するときの像偏心量に等しい。

図 24に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第 6の実施の形態の場合と同様に、 0. 5 ° までの手振れ角に対して、結像特性を低下させることなく十分な手振れ補正を行うことが可能である。また、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第 6の実施の形態の場合と同様に、絞り Aと第 3レンズ L 3 との間の空気間隔が 0. 9mmに設定され、手振れ補正機能を搭載するのに十分なスペースを確保した上で、沈胴時の光学全長を短くすることができるようにされている。

以上説明したように、本実施の形態におけるズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約 2. 9倍、広角端における画角が 6 3 ° で、解像度が高く、しかも非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、歪曲収差が特に良好であり、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好となっている。

[第 1 0の実施の形態]

本実施の形態におけるズームレンズは、上記第 5の実施の形態のズームレンズにおいて、絞り Aと第 2レンズ群 G 2との間の空気間隔は一定のままで、第 2レンズ群 G 2のみが光軸と垂直な方向に平行移動可能となるように構成されたものである。従って、レンズデータ、非球面デ一夕、撮影距離が∞の場合の可変面間隔データは、それぞれ（表 1 3) 、 (表 14) 、（表 1 5) に示したものと全く同一である。

フォーカス調整は、上記第 5の実施の形態の場合と同様に、第 3レンズ群 G 3を光軸方向に移動させることによって行われる。

尚、本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第 2の実施の形態で説明した上記条件式（1) 、（3) 〜（7) 、（8 ' ) 、（9) 〜（1 2) あるいは上記第 6の実施の形態で説明した上記条件式（1 2 ' ) 、上記第 4の実施の形態で説明した上記条件式（ 1 3)、（14) を満足するように構成されるのが望ましい。本実施の形態におけるズームレンズの基本状態の結像特性は、上記第 5の実施の形態における結像特性と全く同一であり、図 1 8〜図 2 0に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態におけるズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示す。図 2 5に、本実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図を示す。手振れ補正状態では、第 2レンズ群 G 2全体を光軸と垂直な方向に 0. 0 8 1 mmだけ平行移動させている。図 2 5A、図 2 5 B、図 2 5 Cは、それぞれ基本状態における最大像高の 7 5 %の像点（+ 7 5 %像点）、軸上像点、最大像高の一 7 5 %の像点 (- 7 5 % 像点）での横収差の図であり、図 2 5 D、図 2 5 E、図 2 5 Fは、それぞれ手振れ補正状態における + 7 5 %像点、軸上像点、一 7 5 %像点での横収差の図である。図中、実線は d線、短い破線は F線、長い破線は C線に対する値を示している。尚、図 2 5においては、メリディォナル平面を、第 1レンズ群 G 1の光軸と第 2レンズ群 G 2の光軸とを含む平面としている。

撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが 0. 5 ° だけ傾いた場合の像偏心量は、第 2レンズ群 G 2全体が光軸と垂直な方向に 0. 08 1 mmだけ平行移動するときの像偏心量に等しい。

図 2 5に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第 6の実施の形態の場合と同様に、 0. 5 ° までの手振れ角に対して、結像特性を低下させることなく十分な手振れ補正を行うことが可能である。また、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第 6の実施の形態の場合と同様に、絞り Aと第 3レンズ L 3 との間の空気間隔が 0. 9mmに設定され、手振れ補正機能を搭載するのに十分なスペースを確保した上で、沈胴時の光学全長を短くすることができるようにされている。

本実施の形態におけるズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第 6の実施の形態で説明したものを用いることができる。以上説明したように、本実施の形態におけるズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約 2.9倍、広角端における画角が 63° で、解像度が高く、しかも非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、歪曲収差が特に良好であり、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好となっている。

下記（表 17) に、以上説明した第 6〜第 10の実施の形態のズームレンズに関する上記条件式（1 5) の数値を示す。

[表 1 7]

尚、上記第 6〜第 10の実施の形態におけるズームレンズは、基本状態ではそれぞれ上記第 1〜第 5の実施の形態におけるズームレンズと同一であるので、基本状態における条件式の数値は上記（表 16) を参照すればよい。

また、上記第 6〜第 10の実施の形態においては、そこで示したズームレンズが、いずれも約 300万画素の固体撮像素子に対応できる解像度を有することを説明したが、レンズ素子、鏡筒部品の加工誤差を小さくし、組み立て誤差を小さくすることができれば、記録画面サイズがほぼ同じで、記録画素数が約 400万画素の固体撮像素子に対応できる解像度を有するようにすることもできる。約 400万画素の固体撮像素子の具体的な寸法は、記録画素数が水平 2304 X垂直 1 728 (約 40 0万画素）、画素ピッチが水平 2. 5 ^mx垂直 2. 5 m、記録画面サイズが水平 5. 76 mm X垂直 4. 32 mm (対角 7. 2 mm) である。

[第 1 1の実施の形態] 図 2 6は本発明の第 1 1の実施の形態における電子スチルカメラを示す概略構成図である。

図 2 6において、 1 2はズームレンズ、 1 4は固体撮像素子、 1 5は液晶モニタ、 1 8は第 1レンズ群、 1 9は絞り、 2 0は第 2レンズ群、 2 1は第 3レンズ群である。

筐体 1 1の前側にはズームレンズ 1 2が配置され、ズームレンズ 1 2 の後側には、物体側から像面側に向かって順に、光学口一パスフィルタ 1 3と、固体撮像素子 1 4とが配置されている。筐体 1 1の後側には液晶モニタ 1 5が配置され、固体撮像素子 1 4と液晶モニタ 1 5とは近接している。

光学口一パスフィルタ 1 3は、物体側から像面側に向かって順に配置された、第 1水晶板と、第 2水晶板と、第 3水晶板とが透明接着剤によつて互いに接合された構成となっている。 3枚の水晶板は平行平板であり、各水晶板の光学軸はいずれも光軸に対して 4 5 ° 傾斜している。また、各水晶板の光学軸を固体撮像素子 1 4の撮像面 1 6に射影した方向は、ズームレンズ 1 2側から見て、第 1水晶板については画面水平方向から左回りに 4 5 ° 回転した方向、第 2水晶板については画面水平方向から右回りに 4 5 ° 回転した方向、第 3水晶板については画面水平方向となっている。光学口一パスフィル夕 1 3は、固体撮像素子 1 4の画素構造に起因するモアレなどの誤信号の発生を防止するものである。光学ローパスフィルタ 1 3の物体側の面には、赤外光を反射し、可視光を透過させる光学多層膜が蒸着されている。

固体撮像素子 1 4は、記録画素数が水平 2 0 4 8 X垂直 1 5 3 6 (約 3 0 0万画素）、画素ピッチが水平 2. 8 imX垂直 2. 8 m、記録画面サイズが水平 5. 7 3 4 4mmX垂直 4. 3 0 0 8 mmであり、各画素には微小正レンズが設けられている。固体撮像素子 1 4の物体側にはカバ一ガラス 1 7が設けられている。ズームレンズ 1 2による被写体の像は撮像面 1 6に形成される。

本実施の形態においては、ズームレンズ 1 2として、上記第 1の実施の形態で説明したズームレンズ（図 1 ) が用いられている。ズームレンズ 1 2は、物体側から像面側に向かって順に配置された、第 1レンズ群 1 8と、絞り 1 9と、第 2レンズ群 2 0と、第 3レンズ群 2 1とにより構成されている。

鏡筒は、移動鏡筒 2 2と、第 1の円筒カム 2 3と、主鏡筒 2 4と、第 2の円筒カム 2 5と、第 2レンズ群枠 2 6と、第 3レンズ群枠 2 7とにより構成されている。第 1レンズ群 1 8は、移動鏡筒 2 2に取り付けられている。移動鏡筒 2 2は、第 1の円筒カム 2 3を介して主鏡筒 2 4に組み込まれている。第 1の円筒カム 2 3の内壁には第 2レンズ群枠 2 6 が固定されており、第 2レンズ群枠 2 6には、絞り 1 9と第 2レンズ群 2 0が取り付けられている。また、第 3レンズ群 2 1は、第 3レンズ群枠 2 7に取り付けられている。そして、主鏡筒 2 4の外側に取り付けられた第 2の円筒カム 2 5を回転させることにより、第 1の円筒カム 2 3 が回転しながら光軸方向に移動し、この第 1の円筒カム 2 3の回転動作によって、移動鏡筒 2 2及び第 2レンズ群枠 2 6が光軸方向に移動する。このように、第 2の円筒カム 2 5を回転させることにより、第 1レンズ群 1 8及び第 2レンズ群 2 0が固体撮像素子 1 4を基準とした所定の位置に移動するので、広角端から望遠端までのズーミングを行うことができる。撮影距離が∞の場合の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 1 8は、像面側に後退した後、物体側に出て行き、第 2レンズ群 2 0は、像面側から物体側に単調に移動する。

第 3レンズ群枠 2 7は、フォーカス調整用のモー夕によって光軸方向に移動可能となっている。そして、このモータによって第 3レンズ群 2 1を光軸方向に移動させながら撮影画像の高周波成分がピークとなる位置を検出し、その位置に第 3レンズ群 2 1を移動させることにより、ォ一トフォーカス調整を行うことができる。撮影距離が∞の場合の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 2 1は、像面側に後退した後、物体側に出て行く。

非使用時に第 1レンズ群 1 8、第 2レンズ群 2 0、第 3レンズ群 2 1 をすベて固体撮像素子 1 4側に寄せる沈胴構成にすれば、ズームレンズの非使用時（沈胴時）に光学全長を短くすることができる。第 1レンズ群 1 8及び第 2レンズ群 2 0を固体撮像素子 1 4側に寄せる機構は、第 1及び第 2の円筒カム 2 3、 2 5のカム溝を延ばすことによって実現可能である。

以上により、撮影距離が∞の場合のズーム比が約 3 . 0倍、広角端における画角が約 6 6 ° で、解像度が高く、非使用時の奥行が薄い電子スチルカメラを実現することができる。

尚、図 2 6に示した電子スチルカメラにおいては、上記第 1の実施の形態のズームレンズが用いられているが、上記第 1の実施の形態のズ一ムレンズの代わりに上記第 2〜第 5の実施の形態のズームレンズを用いることもできる。

また、図 2 6に示した電子スチルカメラの光学系は、動画を対象としたビデオカメラに用いることもできる。この場合には、動画だけでなく、解像度の高い静止画像を撮影することができる。

[第 1 2の実施の形態]

図 2 7は本発明の第 1 2の実施の形態における電子スチルカメラの要部を示す概略構成図である。図 2 7に示した電子スチルカメラは、図 2 6に示した電子スチルカメラにおいて、固体撮像素子 1 4がズ一ムレンズ 1 2に対して傾斜して構成されたものである。本実施の形態においては、ズームレンズ 1 2として、上記第 2の実施の形態で説明したズームレンズ（図 5 ) が用いられている。尚、上記第 1 1の実施の形態の電子スチルカメラと同じ構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図 2 7に示すように、固体撮像素子 1 4には、取り付け板 3 1が取り付けられている。取り付け板 3 1には周辺部の 3箇所に穴が穿設され、主鏡筒 2 4の端面には取り付け板 3 1の 3箇所の穴に対応する 3つのピス穴が螺設されている。主鏡筒 2 4の 3つのビス穴のうちの 2つのビス穴の近傍には 2つの穴が穿設され、その 2つの穴にはそれぞれバネ 3 5 が揷入されている。そして、 3本のビス 3 2 ( 1本のビスは図示せず）が取り付け板 3 1の 3つの穴を貫通し、主鏡筒 2 4の 3つのビス穴に螺着されることにより、取り付け板 3 1が主鏡筒 2 4に敢り付けられている。このとき、バネ 3 5が取り付け板 3 1を押すように作用するので、バネ 3 5の近傍のビス 3 2を回すことにより、固体撮像素子 1 4の傾斜角と傾斜方位を自由に調整することができる。そして、固体撮像素子 1 4の傾斜角と傾斜方位を調整した後に、 3本のビス 3 を接着剤で固定すれば、ズームレンズ 1 2に対する固体撮像素子 1 4の位置、姿勢を安定に保持することができる。

ズームレンズ 1 2の各レンズ面が偏心している場合に、固体撮像素子 1 4をその撮像面 1 6がズームレンズ 1 2の光軸と垂直となるように取り付けると、撮像面 1 6の一部の領域で結像特性が良好でない場合がある。しかし、上記のような構成を採用し、固体撮像素子 1 4の傾斜角と傾斜方位を適切に調整すれば、撮像面 1 6に生じていた結像特性の良好でない領域の結像特性を改善することができる。

固体撮像素子 1 4の傾斜角範囲は 1 ° 程度にするとよい。そして、実際に広角端から望遠端までのいくつかのズーム位置で撮影し、固体撮像素子 1 4からの出力信号から結像特性の良好でない領域を探し、次いで、出力信号を見ながら、 2つのバネ 3 5の近傍にある 2本のビスを回して、結像特性の良好でない領域の結像特性が良好となるように、固体撮像素子 1 4の傾斜角と傾斜方位の調整を行うとよい。

以上説明したように、本実施の形態における電子スチルカメラの構成によれば、ズームレンズの各レンズ面が偏心している場合であっても、固体撮像素子を傾斜させることによって固体撮像素子の撮像面上の結像特性を良好なものとすることができるので、撮影画像の結像特性が全領域で良好な電子スチルカメラを実現することができる。

尚、図 2 7に示した電子スチルカメラにおいては、上記第 2の実施の形態のズームレンズが用いられているが、上記第 2の実施の形態のズームレンズの代わりに上記第 1、第 3〜第 5の実施の形態のズームレンズを用いることもできる。

[第 1 3の実施の形態]

図 2 8は本発明の第 1 3の実施の形態における電子スチルカメラを示す概略構成図である。図 2 8に示した電子スチルカメラは、図 2 6に示した電子スチルカメラにおいて、ズームレンズ 1 2を手振れ補正機能付きのズームレンズ 4 0に変えたものであり、このズームレンズ 4 0としては、上記第 6の実施の形態で説明したズームレンズが用いられている。尚、本実施の形態の電子スチルカメラは、ズームレンズの鏡筒の構成が一部異なることを除けば、上記第 1 1の実施の形態の電子スチルカメラと同一であるため、上記第 1 1の実施の形態の電子スチルカメラと同じ構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図 2 8に示すように、第 2レンズ群 2 0を構成する 4枚のレンズは第 2レンズ群枠 4 1に取り付けられており、この第 2レンズ群枠 4 1は、絞り 1 9が取り付けられる部材 4 2に対して光軸と垂直な方向に平行移動可能となっている。

手振れによってズームレンズ 4 0が傾斜した場合には、画面水平方向移動用ァクチユエ一タと画面垂直方向移動用ァクチユエ一夕とによって第 2レンズ群 2 0を所定量だけ平行移動させることにより、手振れ補正を行うことができる。例えば、手振れによってズームレンズがその物体側が下がるように傾斜した場合には、画面垂直方向に平行移動するァクチユエ一夕によって第 2レンズ群 2 0を上方に所定量だけ平行移動させることにより、手振れ補正を行うことができる。手振れ補正を行うためには、ズームレンズの画面水平方向の手振れ角、画面垂直方向の手振れ角、レンズ系全体の合成焦点距離、第 2レンズ群 2 0の倍率、及び第 3 レンズ群 2 1の倍率を検出する手段が必要であるが、 2種類の手振れ角の検出には 2つの角速度センサ（手振れ検出手段）を、レンズ系全体の合成焦点距離、第 2レンズ群 2 0の倍率及び第 3レンズ群 2 1の倍率の検出には第 2レンズ群 2 0及び第 3レンズ群 2 1の固体撮像素子 1 4を基準とした位置を求める位置検出センサをそれぞれ用いることができる _c この場合、センサからの出力を元にして 2方向の手振れ角、レンズ系全体の合成焦点距離、第 2レンズ群 2 0の倍率、及び第 3レンズ群 2 1の倍率をマイコンによって計算し、必要な制御信号を発生させて、その制御信号をァクチユエ一夕に入力すればよい。 - 以上により、撮影距離が∞の場合のズーム比が約 3 . 0倍、広角端における画角が約 6 6 ° で、解像度が高く、しかも非使用時の奥行が薄く、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好な電子スチルカメラを実現することができる。

以上に説明した電子スチルカメラには、固体撮像素子の中央部に形成される画像を信号処理回路によって画面全体に拡大する電子ズーム手段としての電子ズーム機能を搭載することもでき、電子ズーム機能を用いる場合には、以下に説明するように、手振れ補正機能による効果が顕著に得られる。

手振れによってズームレンズが傾斜した場合の手振れぼけの程度は、固体撮像素子の記録画面領域の対角長に対する像偏心量の比（像偏心量比）を用いて評価することができる。この比は、撮影画像の信号からどのような大きさで印刷しても一定である。電子ズーム機能を用いない場合の撮影画像の対角長は、固体撮像素子の有効領域の対角長と一致するが、電子ズーム機能を用いる場合の撮影画像の対角長は、固体撮像素子の対角長よりも小さくなる。従って、像偏心量が一定の場合には、電子ズーム機能を用いると、像偏心量比が大きくなつて、手振れぼけの程度が大きくなる。

手振れ補正機能を用いると、像偏心量が非常に小さくなるので、電子ズーム機能を用いても、像偏心量比が小さくなつて、手振れぼけが大幅に改善される。

図 2 8に示した電子スチルカメラにおいては、第 2レンズ群 2 0の平行移動量が同一であっても、第 2レンズ群 2 0の方位によって結像特性に差が生じることがある。この場合には、固体撮像素子 1 4の傾斜角と傾斜方位を調整することにより、結像特性の差を小さくすることができる。

尚、図 2 8に示した電子スチルカメラにおいては、上記第 6の実施の形態のズームレンズが用いられているが、上記第 6の実施の形態のズームレンズの代わりに上記第 7〜第 1 0の実施の形態のズームレンズを用いることもできる。

また、固体撮像素子 1 4としては、上記した約 3 0 0万画素の固体撮像素子の代わりに、記録画素数が水平 2 3 0 4 X垂直 1 7 2 8 (約 4 0 0万画素）、画素ピッチが水平 2 . 5 ^ m X垂直 2 . 5 rn, 記録画面サイズが水平 5 . 7 6 mm X垂直 4 . 3 2 mm (対角 7 . 2 mm) の固体撮像素子を用いることもできる。

また、図 2 8に示した電子スチルカメラの光学系は、動画を対象としたビデオカメラに用いることもできる。この場合には、動画だけでなく、解像度の高い静止画像を撮影することができる。産業上の利用可能性

以上のように、本発明によれば、撮影距離が∞の場合のズーム比が 2 . 5倍〜 3 . 2倍、広角端における画角が 6 0 ° 〜 7 0 ° で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度の低いズームレンズ、さらには手振れ補正機能を搭載したズームレンズを実現することができる。従つて、これらのズームレンズは、解像度が高く、非使用時の奥行が薄い電子スチルカメラ、さらには手振れ補正機能を搭載した電子スチルカメラに利用可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第 1 レンズ群と、物体側に絞りが固定された正パワーの第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群とを備えたズームレンズであって、

前記第 3レンズ群は、正レンズの第 7レンズを含み、

前記第 7レンズの一方の面は非球面であり、

広角端における前記第 1レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離を L w 、望遠端における前記第 1レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離を L T 、撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離を f _w 、前記第 2レンズ群の合成焦点距離を f _{G 2} 、前記第 3 レンズ群の合成焦点距離を f _{C 3} 、前記第 i レンズ（ iは自然数）の焦点距離を f i 、屈折率を n i 、アッベ数をソ！としたとき、

I L w - L _T I / L w < 0 . 1 ( 1 )

1.9く f _G2/ f w< 2.4 (2)

3.2く f _G3/ f w<4.0 (3)

1.5 < f ₆/ f G 2 < 1.8 (5) n ₃> 1.7 5 (6) v ₃> 3 5 ( 7 ) n₄> 1.6 (8) v ₄>45 ( 9 ) n e> 1.7 ( 1 0)

3 5 < v ₆< 5 0 ( 1 1) の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が 2.5倍〜 3.2 倍で、広角端における画角が 60 ° 〜7 0 ° であることを特徴とするズ

2. 前記第 3レンズの物体側の面の近軸曲率半径を r _3F 、円錐定数を K _{3 F} 、 4次の非球面係数を D_3F としたとき、

— 0.8 < κ _3F+ 8 D _3F r _3F ³<— 0. 5 (1 2) の条件式を満足する請求項 1に記載のズームレンズ。

3. 撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第 3レンズ群は像面側に凸の軌跡を描く請求項 1に記載のズー

4. 前記第 4レンズと前記第 5レンズとが接合されている請求項 1 に記載のズームレンズ。

5. 前記第 5レンズと前記第 6レンズとが有効径の外側で互いに接触している請求項 1に記載のズームレンズ。

6. 前記第 3レンズの像面側の面が平面又は凹面である請求項 1に記載のズームレンズ。

7 . 物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第 1 レンズ群と、物体側に絞りが固定された正パワーの第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群とを備えたズームレンズであって、

前記第 3レンズ群は、正レンズの第 7レンズを含み、

前記第 7レンズの一方の面は非球面であり、

広角端における前記第 1レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離を L w 、望遠端における前記第 1レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離を L T 、撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離を f _w 、前記第 2レンズ群の合成焦点距離を f 、前記第 3 レンズ群の合成焦点距離を f _{G 3} 、前記第 i レンズ（ iは自然数）の焦点距離を f i 、屈折率を n i 、アッベ数をとしたとき、

3 . 2く f _{G 3} / f w < 4 . 0 ( 3 )

0.6 < f ₃/ f _G2< 1.1 (4)

1.5< f ₆/ f _G2< 1.8 (5) n ₃> 1.75 (6) v ₃> 35 ( 7 ) n₄> 1.7 (8 ' ) y ₄>45 (9) n₆> 1.7 (10)

35 < v ₆< 50 (1 1) の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が 2.5倍〜 3.2 倍で、広角端における画角が 60 ° 〜70° であることを特徴とするズ

8. 前記第 3レンズの物体側の面の近軸曲率半径を r _3F 、円錐定数を K _{3 F} 、 4次の非球面係数を D_3F としたとき、

一 0.8 < κ _3F+ 8 D _3F r 3 F ³ <— 0.5 (12) の条件式を満足する請求項 7に記載のズームレンズ。

9. 撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第 3レンズ群は像面側に凸の軌跡を描く請求項 7に記載のズームレンズ。

10. 前記第 4レンズと前記第 5レンズとが接合されている請求項 7に記載のズ一ムレンズ。

1 1. 前記第 5レンズと前記第 6レンズとが有効径の外側で互いに接触している請求項 7に記載のズームレンズ。

12. 前記第 3レンズの像面側の面が平面又は凹面である請求項 7 に記載のズームレンズ。

13. 前記第 1レンズの物体側の面の曲率半径を r _1F 、前記第 2 レンズの像面側の面の曲率半径を r _2R としたとき、

の各条件式を満足する請求項 7に記載のズームレンズ。

14. 物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第 1レンズ群と、絞りと、正パワーの第 2レンズ群と、正パヮ一の第 3レンズ群とを備えたズ一ムレンズであって、

前記第 3レンズ群は、正レンズの第 7レンズを含み、

撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離を f _w 、前記第 2レンズ群の合成焦点距離を f _G2 、撮影距離が∞で望遠端における前記第 2レンズ群及び第 3レンズ群の倍率をそれぞれ m_G2T、 m_G3 τ としたとき、

1. 9 < f _G2/ f w< 2.4 (2)

1. 7く ( 1— m_G 2 τ) m<33 Tく 2. 1 (1 5) の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が 2.5倍〜 3.2 倍で、広角端における画角が 6 0 ° 〜7 0 ° であることを特徴とするズ

1 5. フォーカス調整が、前記第 3レンズ群の光軸方向への移動によって行われる請求項 14に記載のズームレンズ。

1 6. 広角端における前記第 1レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離を L_w 、望遠端における前記第 1レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離を LT としたとき、

の条件式を満足する請求項 14に記載のズームレンズ。

1 7. 前記第 3レンズ群の合成焦点距離を f _G3 としたとき、

の条件式を満足する請求項 14に記載のズームレンズ。

1 8. 前記第 3レンズの焦点距離を f ₃、前記第 6レンズの焦点距離を f 6 としたとき、

0.6 < f ₃/ f G2< 1. 1 (4)

1.5 < f ₆/ f G2< 1.8 (5) の各条件式を満足する請求項 14に記載のズームレンズ。

1 9. 前記第 i レンズ（ iは自然数）の屈折率を n i 、アッベ数を V i としたとき、

n ₃> 1.7 5 (6)

V ₃> 3 5 ( 7 ) n₄> 1.7 ( 8 ' )

V ₄>45 (9) n ₆> 1.7 ( 1 0)

3 5 < V ₆< 50 (1 1) の各条件式を満足する請求項 14に記載のズームレンズ。

2 0. 前記第 1レンズの像面側の面が中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であり、前記第 7レンズの少なくとも一方の面が非球面である請求項 14に記載のズームレンズ。

2 1. 前記第 3レンズの物体側の面が中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面である請求項 14に記載のズームレンズ。

22. 前記第 3レンズの物体側の面が非球面であって、前記非球面の近軸曲率半径を r _3F 、円錐定数を K _{3 F} 、 4次の非球面係数を D_3F としたとき、

— 0.8 < κ 十 8 D_3F r _3F ³<— 0. 5 ( 1 2) の条件式を満足する請求項 14に記載のズームレンズ。

2 3. 前記第 4レンズと前記第 5レンズとが接合されている請求項 14に記載のズームレンズ。

24. 前記第 5レンズと前記第 6レンズとが有効径の外側で互いに接触している請求項 14に記載のズームレンズ。

2 5. 前記第 3レンズの像面側の面が平面又は凹面である請求項 1 4に記載のズームレンズ。

2 6. 前記第 1レンズの物体側の面の曲率半径を r _1F 、前記第 2 レンズの像面側の面の曲率半径を r _2R としたとき、

3.8く r _2R/ f w<4.7 ( 14) の各条件式を満足する請求項 14に記載のズームレンズ。

2 7. ズームレンズと、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして請求項 1〜 6のいずれかに記載のズ —ムレンズを用いることを特徴とする電子スチルカメラ。

2 8. ズームレンズと、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして請求項 7〜 1 3のいずれかに記載のズームレンズを用いることを特徴とする電子スチルカメラ。

2 9 . 前記固体撮像素子が傾き調整可能である請求項 2 8に記載の電子スチルカメラ。

3 0 . ズームレンズと、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして請求項 1 4〜2 6のいずれかに記載のズームレンズを用いることを特徴とする電子スチルカメラ。

3 1 . 前記固体撮像素子の中央部に形成される画像を信号処理回路によって画面全体に拡大する電子ズーム手段をさらに備えた請求項 3 0 に記載の電子スチルカメラ。

3 2 . 前記固体撮像素子が傾き調整可能である請求項 3 0に記載の電子スチルカメラ。