JP4909089B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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やビデオカメラ等の撮像装置に好適なものである。

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）には小型で高ズーム比のズームレンズが求められている。

この種のカメラには、レンズ最後部と固体撮像素子との間に、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。

このため、これらのカメラに用いるズームレンズには、比較的バックフォーカスが長いことが要望されている。

又、カラー画像用の固体撮像素子を用いたカラーカメラの場合、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ものが望まれている。

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（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ある。

ネガティブリード型のバックフォーカスの長い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レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群より成り、双方のレンズ群を移動してズーミングを行う２群ズームレンズが知られている（特許文献１〜３）。

又、ネガティブリード型で、像側がテレセントリック特性の良い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４、５）。

特許文献４、５では最も物体側の第１レンズ群を１枚の負レンズと、１枚の正レンズで構成し、色消し構成とし、全系の小型化を図った実施例を開示している。

又、３群ズームレンズにおいて第１レンズ群中の負の屈折力のレンズの物体側と像側の面を非球面形状とすることで、構成レンズ枚数の少ない３群ズームレンズが知られている（特許文献６）。
特開平０５−２４９３７４号公報 特開２００３−１３１１２８号公報 特開２００４−１０２２１１号公報 特開２００１−６６５０３号公報 特開２００１−２８１５４５号公報 特開２００２−５５２７８号公報

ネガティブリード型の２群又は３群又はそれ以上のレンズ群を有するズームレンズにて全系の小型化を図るには各レンズ群の屈折力を強めるのが有効である。

しかしながら各レンズ群の屈折力を単に強めると、ズーミングに伴う収差変動が増大し、全ズーム範囲において高い光学性能を得るのが困難になってくる。

例えば広画角化及び高ズーム比化を図ろうとすると、ズーミングに伴う収差変動が増大し、全ズーム領域で高い光学性能を得るのが困難になる。

このため、ネガティブリード型の２群又は３群又はそれ以上のレンズ群より成るズームレンズにおいて、全系の小型化を図りつつ、広画角化そして広ズーム比化を図るには、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。

特に負の屈折力の第１レンズ群のレンズ構成はズーミングにおける収差変動を少なくしつつ、全ズーム領域において高い光学性能を得るのに重要である。

例えば負の屈折力の第１レンズ群のレンズ構成を適切に設定しないと、色収差の発生が多くなり、ズーミングに伴う色収差の変動が多くなり、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが難しくなる。

本発明は、レンズ系全体がコンパクトで、広画角、高ズーム比の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レンズ群を有し、広角端に比べて望遠端において前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が狭くなるズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は１枚の負レンズと１枚の正レンズより構成され、前記第１レンズ群の負レンズの材料の屈折率とアッベ数を各々Ｎ１ｎ、ν１ｎ、前記第１レンズ群の正レンズの材料のアッベ数をν１ｐ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
ν１ｐ＜１８．５
２．０＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．８
１．８３＜Ｎ１ｎ
２７＜ν１ｎ
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、高ズーム比のズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。

以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。

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、図２、図３、図４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３．５８、開口比２．８９〜５．７０程度のズームレンズである。

図５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、図６、図７、図８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３．８５、開口比２．８２〜５．６７程度のズームレンズである。

図９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、図１０、図１１、図１２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３．８２、開口比２．８８〜５．９０程度のズームレンズである。

図１３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、図１４、図１５、図１６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６はズーム比３．８０、開口比３．５０〜７．００程度のズームレンズである。

図１７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り、レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。

レンズ断面図において、ｉは物体側から像側への各レンズ群の順序を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。

まず実施例１〜３のズームレンズの特徴について説明する。

図１、図５、図９の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。

ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する開口絞りの作用をするＦナンバー決定部材（以下「開口絞り」ともいう。）である。

Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、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センサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。

又、銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際にはフィルム面に相当する感光面が置かれている。

収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線、ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表している。

尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群（第２レンズ群Ｌ２）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では、広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１が像側に凸状の軌跡で略往復移動、第２レンズ群Ｌ２が物体側に移動し、第３レンズ群Ｌ３は像側に移動している。

このとき広角端に比べ望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が大きくなるように各レンズ群が移動してズーミングを行っている。

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い、第１レンズ群Ｌ１の往復移動によって変倍に伴う像点の移動を補正している。

Ｆナンバー決定部材ＳＰは、光軸方向に関して、第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に配置されたレンズＧ２１の物体側頂点と、レンズＧ２１の物体側の面と外周部（コバ部）との交点との間に配置している。

このように、Ｆナンバー決定部材ＳＰを第２レンズ群Ｌ２中に置き、ズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と共に移動させて広角側での入射瞳と第１レンズ群Ｌ１との距離を縮めている。

開口絞りＳＰをこのように配置することにより望遠端における第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が詰められるため、ズーミングのための第２レンズ群Ｌ２の物体側への移動量を十分確保することができる。これにより高ズーム化としながら望遠端におけるレンズ全長の増大を防いでいる。

なお光量調節を行うためには第２レンズ群Ｌ２の像側に小絞り可能な絞りユニットもしくはＮＤフィルターの挿脱手段等を設けるのが良い。

次に図１３の実施例４のズームレンズについて説明する。

図１３において図１、図５、図９で示したのと同じ部材には同符号を付している。実施例４は、実施例１〜３の３群ズームレンズに比べて第３レンズ群を有していなく、２つのレンズ群より構成した２群ズームレンズである点が異なっている。

この他の構成は実施例１〜３と同じである。

図１３に示すように、実施例４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の２つのレンズ群で構成している。

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が像側に凸状の軌跡を有して移動し、第２レンズ群Ｌ２が物体側に移動する。

実施例４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い、第１レンズ群Ｌ１の移動によって変倍に伴う像点の移動を補正している。 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を有し、広角端に比べ望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が狭まるズームレンズである。そして、第１レンズ群Ｌ１は１枚の負レンズと１枚の正レンズにて構成されている。第１レンズ群Ｌ１の正レンズの材料のアッベ数をν１ｐ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。このとき
ν１ｐ＜１８．５ ‥‥‥（１）
２．０＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．８ ‥‥‥（２）
なる条件を満足している。

ここで条件式（１）は第１レンズ群Ｌ１の正レンズの材料のアッベ数を規定する式である。上限値を超えてアッベ数が大きすぎるすなわち分散が小さいと色収差の補正のために第１レンズ群Ｌ１を構成する正レンズの屈折力を強めなければならない。そうすると広角側において像面湾曲、歪曲収差、望遠側において球面収差、コマ収差等が多く発生してくるので良くない。

条件式（２）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を規定する式である。下限値を超えて焦点距離が短すぎると、すなわち屈折力が強すぎると第１レンズ群Ｌ１の負レンズから広角側において像面湾曲、歪曲収差、望遠側において球面収差、コマ収差が多く発生し、これを第１レンズ群Ｌ１の２枚のレンズで補正することが難しくなる。

収差補正のために構成レンズ枚数を増やせば良いが、そうすると第１レンズ群Ｌ１が大型化するためよくない。

上限値を超えて焦点距離が長すぎると、すなわち屈折力が小さすぎるとレトロフォーカスタイプの屈折力配置が弱まり像側にフィルター等の光学ブロックを挿入するための長さのバックフォーカスを確保するのが困難となる。 以上のように本発明によれば、ネガティブリード型のズームレンズにおいて高ズーム比でズーム全域に渡って諸収差が良好に補正されバックフォーカスの長いコンパクトなズームレンズが得られる。

尚、各実施例のズームレンズにおいて、更に良好なる光学性能を得るため、又はレンズ系全体の小型化を図りつつ、高い光学性能を得る為には、次の構成のうちの１つ以上を間満足するのがより好ましい。これによれば、各構成に相当する効果が得られる。 第１レンズ群Ｌ１の正レンズの材料の屈折率をＮ１ｐとする。

第１レンズ群Ｌ１の負レンズの材料の屈折率と、アッベ数を各々Ｎ１ｎ、ν１ｎとする。

第１レンズ群Ｌ１の正レンズの焦点距離をｆ１ｐとする。

第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。

第１レンズ群Ｌ１の最も物体側のレンズ面の頂点から最も像側のレンズ面の頂点までの距離をＬ１とする。

第２レンズ群Ｌ２の広角端から望遠端のズーム位置までの光軸方向の移動量をｍ２とする。

第２レンズ群Ｌ２の像側に正の屈折力の第３レンズ群を有するときには、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３とする。

このときには、
１．９３＜Ｎ１ｐ ‥‥‥（３）
１．８３＜Ｎ１ｎ ‥‥‥（４）
２７＜ν１ｎ ‥‥‥（５）
０．９＜ｆ１ｐ／｜ｆ１｜＜２．２ ‥‥‥（６）
１．３＜ｆ２／ｆｗ＜２．４ ‥‥‥（７）
０．６＜Ｌ１／ｆｗ＜１．３ ‥‥‥（８）
１．９０＜ｍ２／ｆｗ＜３．２ ‥‥‥（９）
４．０＜ｆ３／ｆｗ＜７．０ ‥‥‥（１０）

なる条件のうち１以上を満足するのがより好ましい。

条件式（３）は第１レンズ群Ｌ１を構成する正レンズの材料の屈折率を規定する式である。下限値を超えて屈折率が低くなると正レンズを所望の屈折力としたときのレンズ中心厚みが増大し小型化の点で課題を有する。

条件式（４）は第１レンズ群Ｌ１を構成する負レンズの材料の屈折率を規定する式である。下限値を超えて屈折率が低くなると負レンズを所望の屈折力としたときのレンズ周辺厚みが増大してくる。負レンズを例えばガラスモールド非球面レンズとする場合は周辺厚みに対してある程度中心の厚みをとらないと離型時に融着が起こりやすい。よって外周部が厚くなると中心部も厚くする必要があり小型化が難しくなる。またレンズ面の曲率がきつくなりすぎ非球面形状としても広角側において像面彎曲、歪曲収差が補正不足となってくる。

条件式（５）は第１レンズ群Ｌ１を構成する負レンズの材料のアッベ数を規定する式である。下限値を超えてアッベ数が小さすぎると、すなわち分散が大きすぎると広角側において倍率色収差、望遠側において軸上色収差の発生が多くなる。

条件式（６）は第１レンズ群Ｌ１を構成する正レンズの焦点距離を規定する式である。下限値を超えて焦点距離が短すぎる場合は望遠側において球面収差の発生が多くなる。上限値を超えて焦点距離が長すぎる場合はズーム全域における倍率色収差、望遠側において軸上色収差が補正不足となる。

条件式（７）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を規定する式である。下限値を超えて焦点距離が短すぎる場合はペッツバール和が大きくなりすぎて像面湾曲がアンダーとなってくる。又上限値を超えて焦点距離が長すぎる場合、変倍のための第２レンズ群Ｌ２の移動量が増大し、望遠側においてレンズ全長が増大してくる。

条件式（８）は第１レンズ群Ｌ１の光軸上の厚みを規定する式である。下限値を超えて第１レンズ群Ｌ１が薄すぎる場合は第１レンズ群Ｌ１を構成する負レンズと正レンズの間隔が短すぎて、第１レンズ群Ｌ１を物体側から順に負、正のレンズより成るレトロフォーカス型とした光学的効果が薄れる。

第１レンズ群Ｌ１をレトロフォーカス型のレンズ系とすることで後側主点位置を像側に設定でき望遠端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を確保するのが容易となる。

下限値を超えると、このときの第１レンズ群Ｌ１の後側主点位置を十分像側に設定するのが難しくなり望遠側において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とが干渉しやすくなる。

干渉しないようにすると高ズーム比が得られなくなってくる。上限値を超えて第１レンズ群Ｌ１が厚すぎる場合は前玉径が増大してくる。

条件式（９）は第２レンズ群Ｌ２のズーミングに伴う光軸方向の移動量を規定する式である。下限値を超えて移動量が小さすぎる場合は高変倍比を得るために第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強めなければならない。

このときペッツバール和が大きくなりすぎ像面湾曲がアンダーとなってくる。上限値を超えて移動量が大きすぎる場合は望遠端において全長が長すぎ小型化が難しくなってくる。また望遠端にて絞りから像面までの距離が長すぎるためＦナンバーが暗くなってくる。

条件式（１０）は、第２レンズ群Ｌ２の像側に第３レンズ群Ｌ３を有する場合の第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を規定する式である。

下限値を超えて焦点距離が短すぎると倍率色収差の発生が多くなる。上限値を超えて焦点距離が長すぎるとフィールドレンズとしての光学作用が薄れ射出瞳を像面から遠ざけるのが難しくなり、固定撮像素子を用いた場合に周辺部の光量が低下してくる。

各実施例において、更に好ましくは、条件式（１）〜（１０）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

ν１ｐ＜１８．２ ‥‥‥（１ａ）
２．１＜ｆ１／ｆｗ＜２．７ ‥‥‥（２ａ）
１．９４０＜Ｎ１ｐ ‥‥‥（３ａ）
１．８４０＜Ｎ１ｎ ‥‥‥（４ａ）
２８＜ν１ｎ ‥‥‥（５ａ）
１．０＜ｆ１ｐ／｜ｆ１｜＜２．１ ‥‥‥（６ａ）
１．５＜ｆ２／ｆｗ＜２．２ ‥‥‥（７ａ）
０．７０＜Ｌ１／ｆｗ＜１．２０ ‥‥‥（８ａ）
２．１０＜ｍ２／ｆｗ＜３．１０ ‥‥‥（９ａ）
４．３＜ｆ３／ｆｗ＜６．５ ‥‥‥（１０ａ）
以上のように、各実施例によれば、前述の如くレンズ群を構成することにより高ズーム比（例えばズーム比３．５以上）、広画角（例えば画角５０度以上）で高い光学性能を有したズームレンズが得られる。

次に、実施例１〜３のレンズ構成の具体的な特徴について説明する。

第１レンズ群Ｌ１は物体側より像側へ順に、像側の面が凹形状の負レンズＧ１１、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ１２で構成している。このような構成により少ないレンズ枚数としてレンズ系全体の小型化を図りながら諸収差を良好に補正している。

又、１以上の非球面を用いている。これにより広角側のズーム領域において歪曲収差、像面彎曲、そして望遠側の球面収差等を良好に補正している。

図１の実施例１では負レンズＧ１１の両面を非球面形状としている。

図５、図９の実施例２、３では負レンズＧ１１の像側の面を非球面形状としている。負レンズＧ１１の像側のレンズ面の非球面形状は周辺に向かって曲率が緩くなるような形状であり、これによって諸収差の補正を行っている。

第１レンズ群Ｌ１の正レンズＧ１２に超高分散材料を用いている。全系の小型化を図るには、各レンズ群Ｌ１、Ｌ２の屈折力を強めるのが有効である。第１レンズ群Ｌ１の屈折力を強めたうえで第１レンズ群Ｌ１内にて色消しを行なおうとすると負レンズＧ１１、正レンズＧ１２ともに屈折力が強まる傾向にある。

そこで各実施例では正レンズＧ１２の材料にアッベ数が極めて小さい高分散材料（アッベ数で１８．５以下）を用いることで負レンズＧ１１とのアッベ数の差を大きく設定し負レンズＧ１１、正レンズＧ１２の屈折力を極力緩めている。

これにより第１レンズ群Ｌ１にて発生する広角側の像面彎曲、歪曲収差を低減し、全系の小型化と高性能化を両立している。
また各実施例では、第１レンズ群Ｌ１の負レンズＧ１１、正レンズＧ１２ともに高屈折率（屈折率１．８３以上）材料を用いている。

高屈折率とすることで所望の屈折力としながらレンズの薄型化が図れるばかりでなく、望遠側において高次の球面収差の補正を容易にしている。

また正レンズＧ１２の材料には部分分散比が比較的大きい材料を用いている。これにより望遠側において二次スペクトルの発生が少なくなるようにしている。

第２レンズ群は正レンズと負レンズから成る正の屈折力の接合レンズを１以上有している。

具体的には、第２レンズ群Ｌ２は、物体側より像側へ順に、正レンズＧ２１と負レンズＧ２２からなる正の接合レンズＧ２５、負レンズＧ２３と正レンズＧ２４からなる正の接合レンズＧ２６で構成している。

第２レンズ群Ｌ２は変倍に伴う収差変動が起こりやすいので比較的対称なレンズ構成とすることで変倍時の収差変動を低減している。第２レンズ群Ｌ２は中間のズーム位置で等倍としている。第２レンズ群Ｌ２はトリプレットの発展形である正、負、負、正レンズの構成とし、諸収差を良好に補正しつつ、変倍による収差変動を小さくしている。特に高変倍とする場合には第２レンズ群Ｌ２をこのようなレンズ構成とするのが収差補正上有効である。

第２レンズ群Ｌ２中の最も物体側の正レンズＧ２１は、第１レンズ群Ｌ１を射出した軸外主光線が大きく屈折して軸外諸収差が多く発生しないように物体側の面を凸形状にしている。

また、第１レンズ群Ｌ１を発散状態で射出した軸上光束に対して球面収差の発生量を抑えるためにも正レンズＧ２１の物体側の面を凸形状としている。更に物体側のレンズ面を非球面形状とするのが良く、これによれば大口径化した際の球面収差を良好に補正することができる。

さらに負レンズＧ２２は像側の面が凹形状である。これにより正レンズＧ２１の物体側のレンズ面で発生するコマ収差を負レンズＧ２２の像側のレンズ面で補正している。

正レンズＧ２１と負レンズＧ２２を以上の形状とすることで球面収差とコマ収差をともに良好に補正している。

なお正レンズＧ２１と負レンズＧ２２で構成される接合レンズＧ２５は全体としてメニスカス形状となるため屈折力をあまり強められない。そこで各実施例では第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力を主に像側の接合レンズＧ２６に分担させている。

以上のような構成とすることで高ズーム比化に伴う第２レンズ群Ｌ２の収差の発生を全ズーム域で低減するとともにレンズ構成の薄型化を図っている。

なお正レンズＧ２１と負レンズＧ２２は必ずしも接合レンズを構成する必要はなく、球面収差、コマ収差が良好に補正される範囲内で分離してもよい。また物体側の面が凸でメニスカス形状のレンズ１枚で置き換えても構わない。このとき色収差を接合レンズＧ２６で補正するようにすればよい。

第３レンズ群Ｌ３は正の屈折力を有しており、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ことで達成している。

なお第３レンズ群Ｌ３は広角端から望遠端へのズーミングに際して像側に移動させているが、各実施例のズームレンズとしてはズーミングのためには不動としても良い。不動とすると駆動のために必要なメカ部材、アクチュエーター等が不要となる。

またズーミング中移動する場合は広角端から望遠端に向かって極端に物体側に移動させない方がよい。第３レンズ群Ｌ３が物体側へ移動すると第３レンズ群Ｌ３の倍率が低下するため全系のズーム比を低下させてしまう。

よって高ズーム化を図るためには広角端から望遠端に向かって第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が広がるように構成するのが良い。さらに第３レンズ群Ｌ３を広角端から望遠端に向かって像側に移動させると変倍作用がより高まるという効果がある。

また、各実施例のズームレンズでは、フォーカシングを構成レンズ枚数が少ない第３レンズ群Ｌ３で行うのが良い。これによればフォーカスレンズユニットが小型化され好ましい。

尚、以上の各実施例においては、ズーミングに際して３つのレンズ群を移動させていた。この代わりに、各レンズ群の間隔が変化するように２つのレンズ群（例えば第１と第２レンズ群、又は第１と第３レンズ群又は第２と第３レンズ群）を移動させるズームタイプにも適用できる。

又、第１レンズ群Ｌ１の物体側又は／及び第３レンズ群Ｌ３の像側に屈折力の小さなレンズ群を付加しても良い。

又、各実施例のズームレンズは、負、正、正の屈折力のレンズ群より成る３群構成に限定されるものではない。第２レンズ群を正、正のレンズ群に分割した負、正、正、正の屈折力のレンズ群より成る４群構成や、第２レンズ群を正、負のレンズ群構成に分割した負、正、負、正の屈折力のレンズ群より成る４群構成にも適用される。 又、４群以上のレンズ群も同様に適用することができる。

次に図１３の実施例４について説明する。実施例４において第１レンズ群Ｌ１と、第２レンズ群Ｌ２の構成は基本的に図１、図５、図９の実施例１〜３と同様である。非撮影時にレンズ群の間隔を短縮して小型化を図る沈胴方式が知られているが実施例４では第３レンズ群がない分沈胴時の全長が短縮され撮像装置の小型化の点で有利である。

フォーカスは第１レンズ群Ｌ１を用いて行っている。

実施例４においては、第１レンズ群Ｌ１の物体側又は／及び第２レンズ群Ｌ２の像側に屈折力の小さなレンズ群を付加しても良い。

さらに、実施例４のズームレンズは負、正のレンズ群より成る２群ズームレンズの構成に限定されるものではない。例えば第２レンズ群Ｌ２を正、正のレンズ群に分割した負、正、正のレンズ群より成る３群構成や、第２レンズ群Ｌ２を正、負のレンズ群に分割した負、正、負のレンズ群より成る３群構成にも適用されるものである。

以下に、本発明の数値実施例を示す。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、Ｎi、νiはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、もっとも像側の２面は水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター部材である。また、B,C,D,E,F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

で表される。但しＲは曲率半径、Ｋは円錐定数である。

又、「ｅ−０Ｘ」は「×１０^−ｘ」を意味している。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。また前述の各条件式と各数値実施例との関係を表１に示す。

数値実施例１〜４においてＤ５の値が負となっているが、これが物体側から順に、Ｆナンバー決定部材（開口絞り）、第２レンズ群Ｌ２のレンズＧ２１と数えた為である。具体的な構成としては図１、図５、図９、図１３に示すように、Ｆナンバー決定部材（開口絞り）ＳＰが第２レンズ群Ｌ２の物体側のレンズＧ２１のレンズ面の物体側頂点よりも絶対値Ｄ５だけ像側に位置していることを示している。

［数値実施例１］
ｆ＝4.73〜 16.95 Ｆｎｏ＝ 2.89 〜 5.70 ２ω＝70.6゜ 〜 22.4゜
R 1 = 29.729 D 1 = 1.35 N 1 = 1.848620 ν 1 = 40.4
R 2 = 4.887 D 2 = 2.69
R 3 = 8.790 D 3 = 1.50 N 2 = 1.945950 ν 2 = 18.0
R 4 = 13.740 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = -0.49
R 6 = 4.196 D 6 = 1.90 N 3 = 1.783423 ν 3 = 45.9
R 7 = 6.215 D 7 = 0.60 N 4 = 1.698947 ν 4 = 30.1
R 8 = 3.678 D 8 = 0.51
R 9 = 7.918 D 9 = 0.50 N 5 = 1.846660 ν 5 = 23.9
R10 = 4.043 D10 = 2.15 N 6 = 1.638539 ν 6 = 55.4
R11 = -15.225 D11 = 可変
R12 = 14.878 D12 = 1.35 N 7 = 1.622992 ν 7 = 58.2
R13 = 89.039 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 0.80 N 8 = 1.516330 ν 8 = 64.1
R15 = ∞

＼焦点距離 4.73 10.75 16.95
可変間隔＼
D 4 14.27 3.77 0.83
D11 3.77 10.78

非球面係数
R1 ｋ=-7.50224e+00 Ｂ=9.18146e-05 Ｃ=2.40557e-06 Ｄ=-6.69411e-08
Ｅ=4.62065e-10 Ｆ=0
R2 ｋ=-2.03956e+00 Ｂ=1.63749e-03 Ｃ=-1.08551e-05 Ｄ=5.79941e-07
Ｅ=-1.14835e-08 Ｆ=0
R6 ｋ=-3.33536e-01 Ｂ=-7.17021e-05 Ｃ=4.42696e-06 Ｄ=0.00000e+00
Ｅ=-3.50000e-08 Ｆ=1.90000e-9

[数値実施例２]
ｆ＝5.93〜 22.82 Ｆｎｏ＝ 2.82 〜 5.67 ２ω＝58.9゜ 〜 16.7゜
R 1 = 52.791 D 1 = 1.45 N 1 = 1.903660 ν 1 = 31.3
R 2 = 5.820 D 2 = 1.80
R 3 = 10.001 D 3 = 1.95 N 2 = 1.945950 ν 2 = 18.0
R 4 = 25.178 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = -0.50
R 6 = 4.645 D 6 = 1.94 N 3 = 1.859610 ν 3 = 40.3
R 7 = 14.399 D 7 = 0.50 N 4 = 1.728250 ν 4 = 28.5
R 8 = 3.929 D 8 = 0.83
R 9 = 10.581 D 9 = 0.50 N 5 = 2.003300 ν 5 = 28.3
R10 = 5.243 D10 = 1.80 N 6 = 1.772499 ν 6 = 49.6
R11 = -35.672 D11 = 可変
R12 = 14.244 D12 = 1.50 N 7 = 1.487490 ν 7 = 70.2
R13 = 1505.401 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 1.28 N 8 = 1.516330 ν 8 = 64.1
R15 = ∞

＼焦点距離 5.93 14.36 22.82
可変間隔＼
D 4 20.78 5.69 1.75
D11 7.51 16.17 24.82
D13 2.58 2.53 2.48

非球面係数
R2 ｋ=-2.01603e+00 Ｂ=8.90768e-04 Ｃ=-8.23640e-06 Ｄ=1.16620e-07
Ｅ=-9.45604e-10 Ｆ=0
R6 ｋ=-4.32757e-01 Ｂ=1.96970e-04 Ｃ=5.68850e-06 Ｄ=3.97996e-07
Ｅ=0.00000e+00 Ｆ=0

[数値実施例３]
ｆ＝5.95〜 22.74 Ｆｎｏ＝ 2.88 〜 5.90 ２ω＝58.7゜ 〜 16.8゜
R 1 = 29.321 D 1 = 1.20 N 1 = 2.100000 ν 1 = 30.0
R 2 = 6.014 D 2 = 1.80
R 3 = 9.822 D 3 = 1.50 N 2 = 2.000000 ν 2 = 16.0
R 4 = 21.412 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = -0.50
R 6 = 4.660 D 6 = 1.94 N 3 = 1.859610 ν 3 = 40.3
R 7 = 26.057 D 7 = 0.50 N 4 = 1.728250 ν 4 = 28.5
R 8 = 3.942 D 8 = 0.83
R 9 = 10.588 D 9 = 0.50 N 5 = 2.003300 ν 5 = 28.3
R10 = 5.404 D10 = 1.80 N 6 = 1.772499 ν 6 = 49.6
R11 = -30.488 D11 = 可変
R12 = 11.996 D12 = 1.50 N 7 = 1.487490 ν 7 = 70.2
R13 = 38.598 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 1.28 N 8 = 1.516330 ν 8 = 64.1
R15 = ∞

＼焦点距離 5.95 14.33 22.74
可変間隔＼
D 4 18.57 5.38 1.92
D11 7.80 16.49 25.18
D13 2.11 2.06 2.01

非球面係数
R2 ｋ=-2.11820e+00 Ｂ=9.21555e-04 Ｃ=-6.72439e-06 Ｄ=9.27180e-08
Ｅ=-6.77223e-10 Ｆ=0
R6 ｋ=-4.25654e-01 Ｂ=1.56052e-04 Ｃ=5.06920e-06 Ｄ=3.32698e-07
Ｅ=0.00000e+00 Ｆ=0

[数値実施例４]
ｆ＝6.90〜 26.20 Ｆｎｏ＝ 3.50 〜 7.00 ２ω＝51.8゜ 〜 14.6゜
R 1 = 52.982 D 1 = 1.45 N 1 = 1.900000 ν 1 = 29.0
R 2 = 6.061 D 2 = 1.80
R 3 = 9.542 D 3 = 1.95 N 2 = 1.945950 ν 2 = 18.0
R 4 = 20.252 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = -0.50
R 6 = 4.496 D 6 = 1.94 N 3 = 1.859610 ν 3 = 40.3
R 7 = 6.419 D 7 = 0.50 N 4 = 1.740769 ν 4 = 27.8
R 8 = 4.023 D 8 = 0.83
R 9 = 10.397 D 9 = 0.50 N 5 = 2.003300 ν 5 = 28.3
R10 = 4.320 D10 = 2.20 N 6 = 1.772499 ν 6 = 49.6
R11 = -22.013 D11 = 可変
R12 = ∞ D12 = 1.28 N 7 = 1.516330 ν 7 = 64.1
R13 = ∞

＼焦点距離 6.90 16.55 26.20
可変間隔＼
D 4 19.25 4.41 0.50
D11 10.70 18.09 25.48

非球面係数
R2 ｋ=-2.27325e+00 Ｂ=1.00101e-03 Ｃ=-7.11483e-06 Ｄ=-9.98470e-08
Ｅ=5.82150e-09 Ｆ=0
R6 ｋ=-4.53317e-01 Ｂ=1.97087e-04 Ｃ=5.91654e-06 Ｄ=3.57396e-07
Ｅ=0.00000e+00 Ｆ=0

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スチルカメラ（撮像装置）の実施例を図１７を用いて説明する。

図１７において、２０はカメラ本体、２１は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学系、２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。

２３は撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。

このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置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。

実施例１のズームレンズの光学断面図 実施例１のズームレンズの広角端での収差図 実施例１のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例１のズームレンズ望遠端での収差図 実施例２のズームレンズの光学断面図 実施例２のズームレンズの広角端での収差図 実施例２のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例２のズームレンズ望遠端での収差図 実施例３のズームレンズの光学断面図 実施例３のズームレンズの広角端での収差図 実施例３のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例３のズームレンズ望遠端での収差図 実施例４のズームレンズの光学断面図 実施例４のズームレンズの広角端での収差図 実施例４のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例４のズームレンズ望遠端での収差図 本発明の撮像装置の要部概略図

符号の説明

Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
ＳＰ Ｆナンバー決定部材（開口絞り）
ＩＰ 像面
Ｇ ガラスブロック
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面

Claims (8)

1. 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レンズ群を有し、広角端に比べて望遠端において前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が狭くなるズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は１枚の負レンズと１枚の正レンズより構成され、前記第１レンズ群の負レンズの材料の屈折率とアッベ数を各々Ｎ１ｎ、ν１ｎ、前記第１レンズ群の正レンズの材料のアッベ数をν１ｐ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   ν１ｐ＜１８．５
   ２．０＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜２．８
   １．８３＜Ｎ１ｎ
   ２７＜ν１ｎ
   なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第１レンズ群の正レンズの材料の屈折率をＮ１ｐとするとき、
   １．９３＜Ｎ１ｐ
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記第１レンズ群の正レンズの焦点距離をｆ１ｐとするとき、
   ０．９＜ｆ１ｐ／｜ｆ１｜＜２．２
   なる条件を満足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。
4. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
   １．３＜ｆ２／ｆｗ＜２．４
   なる条件を満足す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。
5. 前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面の頂点から最も像側のレンズ面の頂点までの距離をＬ１とするとき、
   ０．６＜Ｌ１／ｆｗ＜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。
6. 広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の光軸方向の移動量をｍ２とするとき、
   １．９０＜ｍ２／ｆｗ＜３．２
   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。
7. 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、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
   ４．０＜ｆ３／ｆｗ＜７．０
   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。
8. 請求項１乃至７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り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。

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