JP4268773B2

JP4268773B2 - ズームレンズにおける変倍群・ズームレンズ・撮像装置

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Publication number: JP4268773B2
Application number: JP2001222811A
Authority: JP
Inventors: 和泰大橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2021-07-24
Also published as: JP2003035868A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ズームレンズにおける変倍群・ズームレンズ・撮像装置に関する。この発明は、銀塩カメラ等各種の撮影装置、特にデジタルカメラやビデオカメラやデジタル画像撮影機能を持つ情報機器に好適に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル画像の撮影は従来のデジタルカメラのみならず、携帯電話等の携帯情報端末装置にも広がり、ユーザの要望も多岐にわたってきている。中でも、高画質化と小型化とは常にユーザの欲するところであり、各種要望中において占めるウエイトが大きい。このため、撮影レンズとして用いられるズームレンズにも「高性能であることと小型であることとの両立」が求められる。
【０００３】
ズームレンズの小型化には、レンズ全長（最も物体側のレンズ面から像面までの距離）の短縮が必要である。さらに、レンズ収納時のコンパクト化を図る所謂「沈胴型」の撮像装置では、収納時の寸法を小さくするため、ズーミングに際して移動する各群の光軸方向の厚みを減らすことも重要である。
【０００４】
小型化に適したズームレンズのタイプとして、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群、正の焦点距離を持つ第２群、正の焦点距離を持つ第３群を配し、第２群の物体側に「第２群と一体に移動する絞り」を有してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第２群が像側から物体側へ単調に移動し、第1群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するものが知られている。
【０００５】
特開平１０―０３９２１４号は、上記タイプのズームレンズを提案したものとしては最も早く、基本的な構成は全て開示されているが、小型化という面では必ずしも十分ではない。上記タイプのズームレンズを改良し、小型化を進めたものが特開平１１―２８７９５３号公報に開示されているが、第２群に非球面を１面しか有していないため、小型化はなお十分ではなく、収差補正も十分とは言いがたい。また、特開２０００―０８９１１０２号公報は、その実施例３として、第２群に２面の非球面を用いて収差の良好な補正を図ったものを開示しているが、第２群の厚みが大きく、小型化に必ずしも有利ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上述した事情に鑑み、デジタル画像撮影に用いられるズームレンズの高性能を維持しつつ、更なる小型化を図ることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の「ズームレンズにおける変倍群」は、「物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群、正の焦点距離を持つ第２群、正の焦点距離を持つ第３群からなり、第２群の物体側に第２群と一体に移動する絞りを有し、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第２群が像側から物体側へ単調に移動し、第１群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズにおいて、第２群として構成され、実質的な変倍を行う変倍群」である。
【０００８】
この発明の変倍群について説明するに先立って、類似の「参考例」を説明する。
参考例１の変倍群は、以下の如き特徴を有する。即ち、第２群として構成される変倍群は、物体側から順に、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズ、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ、正レンズの３枚を配して構成され、最も物体側の面と最も像側の面が非球面である。
【０００９】
参考例１の変倍群は、光軸方向の厚み：Ｌ_２と最大像高：Ｙ’とが、条件：
（１）１．０＜(Ｌ_２／Ｙ’)＜２．５
を満足することが好ましい（参考例２）。
【００１０】
参考例１または２の変倍群は、最も像側の正レンズの、物体側および像側の面の曲率半径をそれぞれＲ₃₁およびＲ₃₂とするとき、これらが条件：
（２） −０．４＜(Ｒ₃₁＋Ｒ₃₂)／(Ｒ₃₁−Ｒ₃₂)＜０．０
を満足することが好ましい（参考例３）。なお、この場合、像側の面は非球面であるので、上記曲率半径：Ｒ₃₂は近軸曲率半径である。
【００１１】
参考例１または２または３の変倍群においては、最も物体側の正レンズと、これに続く負レンズとを接合して接合レンズとすることも（参考例４）、３枚のレンズを互いに独立したレンズとすることもできる（参考例５）。
【００１２】
以下、この発明の変倍群を説明する。
請求項１記載の変倍群は、以下の如き特徴を有する。即ち、第２群として構成されて実質的な変倍を行う変倍群は、最も物体側の面と最も像側の面が非球面で、光軸方向の厚み：Ｌ_２、最大像高：Ｙ’が、条件：
（１）１．０＜(Ｌ_２／Ｙ’)＜２．５
を満足する。
【００１３】
そして、請求項１記載の変倍群は、物体側から順に、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズ、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ、正レンズ、正レンズの４枚を配して構成される４枚構成のものであり、変倍群を構成する４枚のレンズのうちの「最も物体側の正レンズと、これに続く負レンズを接合レンズとして一体化」されている。
【００１４】
この発明のズームレンズは「物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群、正の焦点距離を持つ第２群、正の焦点距離を持つ第３群とからなり、第２群の物体側に第２群と一体に移動する絞りを有してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第２群が像側から物体側へ単調に移動して実質的な変倍を行い、第１群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズ」であって、第２群として、上記請求項１記載の変倍群を用いたことを特徴とする（請求項２）。
【００１５】
請求項３記載のズームレンズにおける第１群は「物体側から順に、２枚の負レンズ、１枚の正レンズを配し、物体側に配された１枚以上の負レンズのうちで、最も像側に位置する負レンズの像側の面を非球面とした３枚構成」であるすることができる。
「物体側の２枚の負レンズは、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ、像側の１枚の正レンズは、物体側に曲率の大きな面を向けたレンズ」とすることができる。
【００１６】
この請求項３記載のズームレンズにおける第１群を「物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、負レンズ、正レンズを配してなる３枚構成」とし、物体側から第２番目に配される負レンズの像側の面を非球面とすることができる（請求項４）。この場合、第１群の最も物体側に配された負メニスカスレンズの焦点距離：ｆ_L1、第１群の物体側から２番目に配された負レンズの焦点距離：ｆ_L2が、条件：
（３）０．７＜(ｆ_L1／ｆ_L2)＜２．０
を満足することが好ましい（請求項５）。
【００１７】
また、参考例６として、請求項３記載のズームレンズにおける第１群を「物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズを配してなる２枚構成」とし、上記負メニスカスレンズの像側の面を非球面とすることが考えられる。
【００１８】
上記請求項２〜５の任意の１に記載のズームレンズにおける第３群を１枚の正レンズにより構成し、少なくとも１面の非球面を有するようにすることができる（請求項６）。
【００１９】
上記請求項２〜６記載のズームレンズは、全系の構成レンズ枚数を８枚とすることが好ましい（請求項７）。
【００２０】
この発明の撮像装置は「撮影用ズームレンズ」として、上記請求項２〜７の任意の１に記載のズームレンズを有することを特徴とする（請求項８）。
この請求項８記載の撮像装置は「撮影用ズームレンズが沈胴式に収納される」構成とすることができる（請求項９）。
【００２１】
請求項８または９記載の撮像装置は「撮影画像をデジタル情報とする機能」を有することができ（請求項１０）、この場合、ズームレンズによる像を受光する受光素子は２００万画素以上のものであることができる（請求項１１）。
【００２２】
上記請求項１０、１１記載の撮像装置は「携帯情報端末装置」であることができる（請求項１２）。
【００２３】
この発明のズームレンズのように、負・正・正の３群で構成されるズームレンズでは一般に、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第２群が像側から物体側へと単調に移動し、第１群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する。変倍機能の大半は第２群が担っており、第３群は主として像面から射出瞳を遠ざける機能を付与されている。
【００２４】
各種収差が少なく、解像力の高いズームレンズを実現するためには、変倍による収差変動を小さく抑えねばならないが、特に実質的な変倍を行う変倍群、即ち「主たる変倍群」である第２群は、変倍範囲全域において良好に収差補正されている必要がある。
【００２５】
第２群の収差の良好な補正は基本的には、第２群を構成するレンズ枚数を増やすことにより可能であるが、構成レンズ枚数の増加は、第２群の「光軸方向の厚みの増大」につながり、十分な小型化を達成できず、コストの増大も招来する。
【００２６】
そこで、参考例１〜６では、主たる変倍群たる第２群を、物体側から順に、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズ、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ、正レンズを配した３枚構成とし、第２群の最も物体側の面と、最も像側の面とを非球面とした。
【００２７】
即ち、第２群をトリプレットタイプとし「色収差補正と像面湾曲補正を両立できる最小構成枚数」とすることで小型化を実現した上で、２面の非球面を用いて自由度の高い収差補正を行い、高性能化を実現している。
【００２８】
第２群の最も物体側の面は「絞りの近傍」にあるため、軸上と軸外の光束が殆ど分離せずに通り、この面に設けた非球面は、主として球面収差やコマ収差の補正に寄与する。第２群の最も像側の面は、絞りから離れているため、軸上と軸外の光束がある程度分離して通る。したがって、この面に設けた非球面は、非点収差等の補正に寄与する。
【００２９】
このように、２面の非球面を「最も物体側の面と、最も像側の面」に用い、それぞれの非球面がもたらす効果を異ならせることにより、単色収差の補正の自由度を飛躍的に増大させることができ、枚数の少ないトリプレットの構成でも、色収差を含めた各種収差の十分な補正を行うことが可能となる。
【００３０】
参考例１の変倍群では、第２群は３枚構成であるので小型化に良く適合するが、さらなる小型化を達成するためには、条件（１）が満足されることが好ましい。パラメータ：Ｌ₂/Ｙ’が上限値の２．５以上になると、第２群の光軸方向の厚みが増大して十分な小型化を達成できなくなる。逆に、パラメータ：Ｌ₂/Ｙ’が下限値の１．０以下になると、第２群の「最も像側の面」が絞りに近付き、上記「非点収差等の補正」を行うための非球面の効果を十分に発揮できず、非点収差等の各種の収差の補正が困難となる。
【００３１】
第２群を上記の如き「３枚構成」とする場合、条件（２）よりも狭い条件：
（１’）１．０＜(Ｌ_２／Ｙ’)＜２．０
を満足することにより、さらなる小型化を実現することが可能になる。
【００３２】
第２群の構成をトリプレットタイプとすると、第２群の最も物体側の正レンズの、物体側の面（非球面）と、これに続く負レンズの像側の面とが「互いに大きく収差をやりとりする」ことになる。このため、この２つのレンズの組み付け誤差（偏心等）が結像性能に与える影響が大きくなりがちである。
【００３３】
この点については、これら２つのレンズを接合することにより、組み付け誤差自体を小さく抑えることが可能である（参考例４）。
【００３４】
しかし、参考例１の変倍群では、第２群の最も像側の正レンズにも非球面が採用され、この最も像側の正レンズの組み付け誤差が結像性能に与える影響も大きい。第２群の「最も像側の正レンズ」の組み付け誤差による結像性能への影響を小さく抑えるには、条件（２）を満足させるのが良い。
【００３５】
条件（２）は、第２群の最も像側の正レンズの「物体側の面と像側の面（非球面）で、収差のやりとりを可及的に完結」させ、他のレンズとの位置関係がシビアにならないようにするためのものである。
【００３６】
パラメータ：(Ｒ₃₁＋Ｒ₃₂)／(Ｒ₃₁―Ｒ₃₂)が上限値の０．０以上になると、最も像側の正レンズの、像側の面で発生する収差が、物体側の面で発生する収差よりも大きくなり、下限値の―０．４以下になると、物体側の面で発生する収差が像側の面で発生する収差よりも大きくなって、どちらにしても「他のレンズ面との収差のやりとり」が増えるため、この（第２群の最も像側の）正レンズの組み付け誤差による結像性能への影響が大きくなる。
【００３７】
上記の如く、参考例１〜５では第２群は３枚構成であるが、上記の条件（１）を満足させると、条件（１）が、第２群のサイズを制限するので、３枚構成以外の構成で第２群を構成しても、高性能と小型化の要請を満足させることができる。
【００３８】
即ち、この場合、請求項１記載の変倍群のように、物体側から順に、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズ、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ、正レンズ、正レンズの４枚を配して構成される４枚構成のものとすることができ、「最も物体側の正レンズと、これに続く負レンズを接合レンズとして一体化」することもできる。
【００３９】
請求項２記載のズームレンズは上述の如く、３群構成の変倍群として、請求項１記載の変倍群を使用するものであるが、ズームレンズにおける各収差の「より良好な補正」のためには、請求項３記載の発明におけるように、第１群を「物体側から順に、像側に曲率の大きな面を向けた少なくとも1枚の負レンズと、物体側に曲率の大きな面を向けた少なくとも1枚の正レンズを有し、物体側に配された１枚以上の負レンズのうちで、最も像側に位置する負レンズの像側の面を非球面とする」のが良い。
【００４０】
第１群を、このような構成とすることにより「像面湾曲を小さくする」ことができ、「軸外光線の屈折角が大きな面」を非球面とすることにより、特に短焦点端における歪曲収差を抑制することが可能となる。
【００４１】
この場合、請求項４記載のズームレンズのように、第１群を「物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、負レンズ、正レンズを配してなる３枚構成とし、物体側から第２番目に配される負レンズの像側の面を非球面」とし、請求項５記載の発明のように、条件（３）を満足させることにより、上記非球面の形成誤差による結像性能への影響を小さくし、非球面の効果を有効に発揮させることが可能になる。
【００４２】
即ち、条件（３）において、パラメータ：(ｆ_L1／ｆ_L2)は、第１群における２枚の負レンズの「パワーの比」を表すが、このパラメータが上限値：２．０以上になると、非球面を有する２番目の負レンズのパワーが強くなり、非球面の製作誤差による結像性能への影響が大きくなる他、レンズ中心と周辺の肉厚差が大きくなって、このレンズを成型（モールド）により作成する場合の難度が高くなってしまう。一方、パラメータ：(ｆ_L1／ｆ_L2)が下限値の０．７以下になると、非球面を有する２番目の負レンズのパワーが弱くなり、像側の面における軸外光線の屈折角が小さくなるため、非球面の効果が薄れてしまう。
【００４３】
なお、より好ましくは、条件（３）よりも更に狭い、以下の条件：
（３’）０．７＜(ｆ_L1／ｆ_L2)＜１．５
を満足することが好ましい。
【００４４】
また、上記参考例６のズームレンズのように、第１群を「物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズを配してなる２枚構成」とし、負メニスカスレンズの像側の面を非球面とすることができ、第１群をこのような２枚構成とすることにより、より簡単な構成で小型化に有利となる。また、上記請求項６記載のズームレンズのように、第１群を３枚構成とする場合は「収差補正能力が高まるため、広画角化に有利」である。
【００４５】
第３群は、請求項６記載のズームレンズのように「１枚の正レンズで構成し、少なくとも１面を非球面とする」を有することが望ましい。このような構成により、第３群の厚みを最小限に抑えつつ、非点収差等の軸外収差をより良好に補正することができる。
【００４６】
なお、第３群は、変倍に際して固定としても良いが、「少量移動させることにより、収差補正の自由度を増加させる」ことができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明のズームレンズの具体的な数値実施例を示す。各実施例とも、収差は十分に補正され、２００万画素〜３００万画素の受光素子への対応が可能となっている。この発明のようにズームレンズを構成することで、十分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることが実施例により明らかである。
なお、以下に示す実施例１〜８のうちで、実施例１〜５と実施例８として示すものは、上記参考例１〜５の変倍群を用いるズームレンズに関するものであり、実施例６および７は、この発明のズームレンズの実施例である。
【００４８】
実施例における記号の意味は以下の通りである．
ｆ：全系の焦点距離
Ｆ：Fナンバ
ω：半画角
Ｒ：曲率半径
Ｄ：面間隔
Nd：屈折率
νd：アッベ数
Ｋ：非球面の円錐定数
Ａ₄：4次の非球面係数
Ａ₆：6次の非球面係数
Ａ₈：8次の非球面係数
Ａ₁₀：10次の非球面係数
Ａ₁₂：12次の非球面係数
Ａ₁₄：14次の非球面係数
Ａ₁₆：16次の非球面係数
Ａ₁₈：18次の非球面係数
非球面は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ（＝１/Ｒ）、光軸からの高さをＨ、光軸方向のデプスをＸとして、上記円錐定数、非球面係数を用いて、周知の以下の式で定義される．
Ｘ＝CH²/［1+√{1-(1+K)C²H²}］
+A₄・H⁴+A₆・H⁶+A₈・H⁸+A₁₀・H¹⁰+A₁₂・H¹²+A₁₄・H¹⁴+A₁₆・H¹⁶+A₁₈・H¹⁸
なお、非球面を採用した面には、面番号に「＊印」を付す。
また、長さの次元を持つ量の単位は「ｍｍ」である。
【００４９】
【実施例】

第１〜第３レンズが第１群を構成し、第４〜第６レンズが第２群を構成し、第７レンズが第３群を構成する。第２群における第４レンズと第５レンズは接合レンズである。
【００５０】

【００５１】

第１〜第３レンズが第１群を構成し、第４〜第６レンズが第２群を構成し、第７レンズが第３群を構成する。
【００５２】

【００５３】

第１〜第３レンズが第１群を構成し、第４〜第６レンズが第２群を構成し、第７レンズが第３群を構成する。
【００５４】

【００５５】

第１〜第３レンズが第１群を構成し、第４〜第６レンズが第２群を構成し、第７レンズが第３群を構成する。
【００５６】

【００５７】

第１〜第３レンズが第１群を構成し、第４〜第６レンズが第２群を構成し、第７レンズが第３群を構成する。
【００５８】

【００５９】

第１〜第３レンズが第１群を構成し、第４〜第７レンズが第２群を構成し、第８レンズが第３群を構成する。第２群における第４レンズと第５レンズは接合レンズである。
【００６０】

【００６１】

第１〜第３レンズが第１群を構成し、第４〜第７レンズが第２群を構成し、第８レンズが第３群を構成する。
【００６２】

【００６３】

第１、第２レンズが第１群を構成し、第３〜第５レンズが第２群を構成し、第６レンズが第３群を構成する。
【００６４】

【００６５】
図１〜図８に順次、上記実施例１〜８のズームレンズの「短焦点端におけるレンズ配置」と、長焦点端への変倍に伴う各群の移動の様子を矢印で示す。これらの図において、「Ｉ」は第１群、「ＩＩ」は第２群、「ＩＩＩ」は第３群を示し、「Ｓ」は絞り、「Ｆ」は各種フィルタを示している。各実施例とも「収差補正の自由度を増加させる」ために、変倍に際して、第３群ＩＩＩを少量移動させる構成としている。
【００６６】
実施例１に関する、短焦点端、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線図を図９〜図１１に順次示す。実施例２に関する、短焦点端、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線図を図１２〜図１４に順次示す。
【００６７】
実施例３に関する、短焦点端、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線図を図１５〜図１７に順次示す。実施例４に関する、短焦点端、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線図を図１８〜図２０に順次示す。
【００６８】
実施例５に関する、短焦点端、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線図を図２１〜図２３に順次示す。実施例６に関する、短焦点端、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線図を図２４〜図２６に順次示す。
【００６９】
実施例７に関する、短焦点端、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線図を図２７〜図２９に順次示す。実施例８に関する、短焦点端、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線図を図３０〜図３２に順次示す。
【００７０】
各収差曲線図において、球面収差の図中の破線は正弦条件を表す。また、非点収差の図中の実線はサジタル、破線はメリディオナルを表す。「Ｙ'」は最大像高であり、単位は「ｍｍ」である。また、球面収差・非点収差・歪曲収差の図における横軸の単位も「ｍｍ」である。各実施例とも、短焦点端・中間焦点距離・長焦点端において、収差が良好に補正され、性能良好である。
【００７１】
上記実施例１〜８のうちで、実施例１〜５および実施例８のズームレンズにおける第２群ＩＩは、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群Ｉ、正の焦点距離を持つ第２群ＩＩ、正の焦点距離を持つ第３群ＩＩＩを配し、第２群の物体側に第２群ＩＩと一体に移動する絞りＳを有し、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第２群ＩＩが像側から物体側へ単調に移動し、第１群Ｉが変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズにおいて、第２群ＩＩとして構成されて実質的な変倍を行う変倍群であって、物体側から順に、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズ、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ、正レンズの３枚を配して構成され、最も物体側の面と最も像側の面が非球面である。
【００７２】
そして、実施例１〜５および実施例８のズームレンズの第２群ＩＩは、光軸方向の厚み：Ｌ_２、最大像高：Ｙ'が、条件：
（１）１．０＜(Ｌ_２／Ｙ’)＜２．５
を満足し、最も像側の正レンズの、物体側および像側の面の曲率半径をそれぞれＲ₃₁およびＲ₃₂とするとき、これらが条件：
（２） −０．４＜(Ｒ₃₁＋Ｒ₃₂)／(Ｒ₃₁−Ｒ₃₂)＜０．０
を満足する。
【００７３】
また、実施例１のズームレンズの第２群ＩＩでは、最も物体側の正レンズ（第４レンズ）と、これに続く負レンズ（第５レンズ）とが接合された接合レンズであり、実施例２〜５、実施例８のズームレンズの第２群ＩＩでは、３枚のレンズが互いに独立したレンズである。
【００７４】
実施例６および７のズームレンズの第２群ＩＩは、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群Ｉ、正の焦点距離を持つ第２群ＩＩ、正の焦点距離を持つ第３群ＩＩＩからなり、第２群の物体側に第２群と一体に移動する絞りＳを有し、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第２群ＩＩが像側から物体側へ単調に移動し、第１群Ｉが変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズにおいて、第２群ＩＩとして構成されて実質的な変倍を行う変倍群であって、最も物体側の面と最も像側の面が非球面で、光軸方向の厚み：Ｌ_２、最大像高：Ｙ’が、条件：（１）
１．０＜(Ｌ_２／Ｙ')＜２．５
を満足し、物体側から順に、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズ（第４レンズ）、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ（第５レンズ）、正レンズ（第６レンズ）、正レンズ（第７レンズ）の４枚を配して構成され、実施例６では、最も物体側の正レンズ（第４レンズ）と、これに続く負レンズ（第５レンズ）が接合レンズとして一体化されている。従って、実施例６、７の各ズームレンズは、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群Ｉ、正の焦点距離を持つ第２群ＩＩ、正の焦点距離を持つ第３群ＩＩＩを配し、第２群ＩＩの物体側に第２群と一体に移動する絞りＳを有してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第２群ＩＩが像側から物体側へ単調に移動して実質的な変倍を行い、第１群Ｉが変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズにおいて、第２群ＩＩとして、請求項１記載の変倍群を用いたものである。
【００７５】
実施例１〜８のズームレンズはまた、第１群Ｉが、物体側から順に、像側に曲率の大きな面を向けた少なくとも１枚の負レンズ、物体側に曲率の大きな面を向けた少なくとも１枚の正レンズを配してなり、上記少なくとも１枚の負レンズの、最も像側の面が非球面である。
【００７６】
実施例１〜７のズームレンズは、第１群Ｉが、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（第１レンズ）、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ（第２レンズ）、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズ（第３レンズ）を配してなる３枚構成であって、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズの像側の面（第４面）が非球面であり、第１群Ｉの最も物体側に配された負メニスカスレンズ（第１レンズ）の焦点距離：ｆ_L1、第１群の物体側から２番目に配された負レンズ（第２レンズ）の焦点距離：ｆ_L2が、条件：
（３）０．７＜(ｆ_L1／ｆ_L2)＜２．０
を満足する。
【００７７】
実施例８のズームレンズの第１群Ｉは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（第１レンズ）、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズ（第２レンズ）を配してなる２枚構成で、負メニスカスレンズの像側の面（第２面）が非球面である。
【００７８】
実施例１〜８の各ズームレンズとも、第３群ＩＩＩは、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズにより構成され、少なくとも1面の非球面（物体側面）を有するものであり、実施例１〜８の各ズームレンズとも、全系の構成レンズ枚数が８枚以下（実施例１〜５において７枚構成、実施例６、７において８枚構成、実施例８において６枚構成）である。
【００７９】
図３３は、この発明の「撮像装置」の実施の１形態を説明するための図である。図３３（ａ）は正面側と上部面とを示す図、図３３（ｃ）は背面側を示す図である。撮像装置３０は、撮影レンズ３１として、上に説明した請求項１〜７の任意の１に記載のズームレンズ（実施例６または７）を「撮影用ズームレンズ」として有する。
【００８０】
図３３（ａ）において、符号３２はフラッシュ、符号３３はファインダを示す。ズームレバー３４とシャッタボタン３５は、本体の上面側に配置されている。図３３（ｂ）は撮影レンズ３１の使用状態を示す図である。撮影レンズ３１は、使用されないときは、図３３（ａ）に示すように、撮像装置本体に「沈胴式」に収納される。ズームレンズの上記各実施例とも、レンズ枚数が６〜８枚と少なく、第２群の厚さが小さいので、沈胴式に収納すると、薄いカメラ本体内に収納できる。
【００８１】
図３３（ｃ）に示すように、電源スイッチ３５、操作ボタン３７、液晶モニタ３８は撮像装置本体の背面側に配置され、通信カード用スロット３９Ａと、メモリカードスロット３９Ｂは、本体側面に配置されている。
【００８２】
図３４は、撮像装置の「システム構造」を示す図である。撮像装置３０は形態情報端末装置である（請求項２０）。図３４に示すように、撮像装置は、撮影レンズ３１と受光素子（エリアセンサ）４５を有し、撮影レンズ３１によって形成される撮影対象物の像を受光素子４５によって読取るように構成され、受光素子４５からの出力は中央演算装置４０の制御を受ける信号処理装置４２によって処理されてデジタル情報に変換される。即ち、撮像装置３０は「撮影画像をデジタル情報とする機能」を有している。
【００８３】
信号処理装置４２によってデジタル化された画像情報は、中央演算装置４０の制御を受ける画像処理装置４１において所定の画像処理を受けた後、半導体メモリ４４（前記メモリカードスロット３９Ｂにセットされる）に記録される。液晶モニタ３８には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ４４に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ４４に記録した画像は、通信カード４３等（前記通信カードスロット３９Ａにセットされる）を使用して外部へ送信することも可能である。
【００８４】
図３３（ａ）に示すように、撮影レンズ３１は撮像装置３０の携帯時には「沈胴状態」にあり、ユーザが電源スイッチ３６を操作して電源を入れると、図３３（ｂ）に示すように鏡胴が繰り出される。このとき、鏡胴内部でズームレンズの各群は、例えば「短焦点端の配置」となっており、ズームレバー３４を操作することで各群の配置が変化して長焦点端への変倍を行うことができる。このとき、ファインダ３３も撮影レンズの画角変化に連動して変倍する。
【００８５】
シャッタボタン３５の「半押し」によりフォーカシングがなされる。フォーカシングは、第1群または第３群の移動、もしくは、受光素子の移動によって行うことができる。シャッタボタン３５を、半押し状態からさらに押し込むと撮影がなされ、その後は上記の画像情報処理が実行される。
【００８６】
半導体メモリ４４に記録した画像を、液晶モニタ３８に表示したり、通信カード４３等を使用して外部へ送信する場合は、操作ボタン３７の操作により行なう。撮影レンズ３１として、実施例１〜８の任意のものを使用すると、これらは性能良好であるので、受光素子４５として、２００万画素〜３００万画素クラスのものを使用した高画質で小型の撮像装置を実現できる。
【００８７】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な、ズームレンズにおける変倍群、ズームレンズ、撮像装置を実現できる。
この発明の変倍群は、光軸方向の厚みが有効に縮小されているので、ズームレンズをコンパクト化でき、特に、沈胴型の撮像装置における収納時の寸法を有効に小さくできる。
【００８８】
また、この発明のズームレンズは、デジタル画像撮影に要求される高性能を維持しつつ、従来のものよりも更なる小型化を図ることが可能であり、この発明のズームレンズを用いる撮像装置は、小型で且つ高性能に実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のズームレンズの短焦点端におけるレンズ配置と、変倍に伴う各群の移動を示す図である。
【図２】実施例２のズームレンズの短焦点端におけるレンズ配置と、変倍に伴う各群の移動を示す図である。
【図３】実施例３のズームレンズの短焦点端におけるレンズ配置と、変倍に伴う各群の移動を示す図である。
【図４】実施例４のズームレンズの短焦点端におけるレンズ配置と、変倍に伴う各群の移動を示す図である。
【図５】実施例５のズームレンズの短焦点端におけるレンズ配置と、変倍に伴う各群の移動を示す図である。
【図６】実施例６のズームレンズの短焦点端におけるレンズ配置と、変倍に伴う各群の移動を示す図である。
【図７】実施例７のズームレンズの短焦点端におけるレンズ配置と、変倍に伴う各群の移動を示す図である。
【図８】実施例８のズームレンズの短焦点端におけるレンズ配置と、変倍に伴う各群の移動を示す図である。
【図９】実施例１のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。
【図１０】実施例１のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。
【図１１】実施例１のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。
【図１２】実施例２のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。
【図１３】実施例２のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。
【図１４】実施例２のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。
【図１５】実施例３のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。
【図１６】実施例３のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。
【図１７】実施例３のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。
【図１８】実施例４のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。
【図１９】実施例４のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。
【図２０】実施例４のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。
【図２１】実施例５のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。
【図２２】実施例５のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。
【図２３】実施例５のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。
【図２４】実施例６のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。
【図２５】実施例６のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。
【図２６】実施例６のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。
【図２７】実施例７のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。
【図２８】実施例７のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。
【図２９】実施例７のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。
【図３０】実施例８のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。
【図３１】実施例８のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。
【図３２】実施例８のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。
【図３３】撮像装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図３４】図３３の実施の形態のシステム構成を説明するための図である。
【符号の説明】
Ｉ第１群
ＩＩ第２群
ＩＩＩ第３群
Ｓ絞り

Claims

物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群、正の焦点距離を持つ第２群、正の焦点距離を持つ第３群とからなり、第２群の物体側に第２群と一体に移動する絞りを有し、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第２群が像側から物体側へ単調に移動し、第１群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズにおいて、
第２群として構成されて実質的な変倍を行う変倍群であって、
物体側から順に、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズ、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ、正レンズ、正レンズの４枚で構成され、且つ、最も物体側の正レンズと、これに続く負レンズが接合レンズとして一体化され、
最も物体側の面と最も像側の面が非球面で、光軸方向の厚み：Ｌ_２、最大像高：Ｙ’が
、条件：
（１）１．０＜(Ｌ_２／Ｙ’)＜２．５
を満足することを特徴とする、ズームレンズにおける変倍群。
物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群、正の焦点距離を持つ第２群、正の焦点距離を持つ第３群とからなり、第２群の物体側に第２群と一体に移動する絞りを有してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第２群が像側から物体側へ単調に移動して実質的な変倍を行い、第１群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズにおいて、
第２群として、請求項１記載の変倍群を用いたことを特徴とするズームレンズ。
請求項２記載のズームレンズにおいて、
第１群が、物体側から順に、２枚の負レンズと、１枚の正レンズからなる３枚構成であって、上記物体側から２枚目の負レンズの、最も像側の面が非球面であることを特徴とするズームレンズ。
請求項３記載のズームレンズにおいて、
第１群が、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、負レンズ、正レンズからなる３枚構成であって、
上記物体側から２枚目の負レンズの像側の面が非球面であることを特徴とするズームレンズ。
請求項４記載のズームレンズにおいて、
第１群の最も物体側に配された負メニスカスレンズの焦点距離：ｆ L1 、第１群の物体側から２番目に配された負レンズの焦点距離：ｆ L2 が、条件：
（３）０．７＜ ( ｆ L1 ／ｆ L2) ＜２．０
を満足することを特徴とするズームレンズ。
請求項２〜５の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
第３群が、１枚の正レンズにより構成され、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とするズームレンズ。
請求項２〜６の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
全系の構成レンズ枚数が８枚であることを特徴とするズームレンズ。
請求項３〜８の任意の１に記載のズームレンズにおいて、
請求項２〜７の任意の１に記載のズームレンズを、撮影用ズームレンズとして有する
撮像装置。
請求項８記載の撮像装置において、
撮影用ズームレンズが沈胴式に収納されることを特徴とする撮像装置。
請求項８または９記載の撮像装置において、
撮影画像をデジタル情報とする機能を有することを特徴とする撮像装置。
請求項１０記載の撮像装置において、
ズームレンズによる像を受光する受光素子が２００万画素以上のものであることを特徴とする撮像装置。
携帯情報端末装置であることを特徴とする、請求項１０または１１記載の撮像装置。