(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側に順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群から構成され、
前記第２および前記第３レンズ群を光軸方向に移動させて変倍を行い、前記第１レンズ群を光軸方向に移動させて前記変倍に伴う像面変動を低減するズームレンズであって、
前記第３レンズ群は、広角端から望遠端への変倍に際して物体側へ移動し、
前記第１レンズ群は、正レンズを含んでおり、
以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
−０．８３≦ｆ１／ｆ２≦−０．４０
−４．６≦ｆ１／ｆｗ≦−２．５
１．８５≦Ｎ１Ｐ≦２．１５
１３≦ν１Ｐ≦２５
ただし、ｆ１は前記第１レンズ群の焦点距離であり、ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは前記ズームレンズ全体の広角端での焦点距離であり、Ｎ１Ｐは前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズの屈折率であり、ν１Ｐは前記第１レンズ群に含まれる前記正レンズのアッベ数である。
【請求項２】
前記第３レンズ群を前記物体側に移動させて、無限遠物体に対する合焦状態から至近物体に対する合焦状態へのフォーカシングを行い、
以下の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。
０．８５≦ｆ３／ｆ２≦２．５０
ただし、ｆ３は前記第３レンズ群の焦点距離である。
【請求項３】
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
１．０≦｜β３ｗ／β３ｔ｜≦８．０
ただし、β３ｗは前記第３レンズ群の広角端での結像倍率であり、β３ｔは前記第３レンズ群の望遠端での結像倍率である。
【請求項４】
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．０１≦｜β２ｗ／β２ｔ｜≦０．３５
ただし、β２ｗは前記第２レンズ群の広角端での結像倍率であり、β２ｔは前記第２レンズ群の望遠端での結像倍率である。
【請求項５】
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
５０≦ν（２−３）Ｐ
ただし、ν（２−３）Ｐは、前記第２レンズ群および前記第３レンズ群のそれぞれに含まれる正レンズの平均アッベ数である。
【請求項６】
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．９≦Ｍ２／√（ｆｗ・ｆｔ）≦２．１
ただし、ｆｔは前記ズームレンズ全体の望遠端での焦点距離であり、Ｍ２は広角端から望遠端までの変倍における前記第２レンズ群の移動量である。
【請求項７】
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
０．９≦Ｍ３／√（ｆｗ・ｆｔ）≦２．１
ただし、ｆｔは前記ズームレンズ全体の望遠端での焦点距離であり、Ｍ３は広角端から望遠端までの変倍における前記第３レンズ群の移動量である。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一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た光学像を光電変換する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いられるズームレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いたビデオカメラ、監視カメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ等の撮像装置には、小型であり、広画角かつ高ズーム比で、撮像素子の高画素化に対応した高い光学性能を有するズームレンズが求められている。特に夜間等の暗い被写体の撮影をも可能とするために、Ｆナンバーが小さいズームレンズが望まれている。
【０００３】
これらの要求を満足するズームレンズとして、物体側から像側に順に配置された、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た２群ズームレンズが特許文献１にて開示されている。この２群ズームレンズは、第２レンズ群を光軸方向に移動させ変倍を行い、第１レンズ群を移動させて変倍に伴う像面変動を補正する。また、この２群ズームレンズは、１００°を越える超広画角を有するバリフォーカルタイプのズームレンズである。
【０００４】
さらに、上記２群ズームレンズに、第３レンズ群を追加した３群ズームレンズが、特許文献２，３にて開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０４６９９号公報
【特許文献２】特開２００１−２０８９６９号公報
【特許文献３】特開２００５−０９９０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１にて開示された負・正タイプの２群ズームレンズでは、倍率色収差等の諸収差を、撮像素子の高画素化に対応可能なように十分に低減することが難しい。また、特許文献２にて開示された３群ズームレンズでは、負・正タイプの２群ズームレンズに固定群としての第３レンズ群を追加したことによりレンズ枚数が多くなり、小型化が難しい。
【０００７】
さらに、特許文献３にて開示された３群ズームレンズは、負・正・正タイプのものであり、すべての群が移動する。しかし、広角端での対角画角が８０°程度であり、十分な広画角が得られていない。しかも、Ｆナンバーが２．８程度と、大きい（暗い）。
【０００８】
本発明は、広画角で高ズーム比を有しつつ、全ズーム範囲にわたって高い光学性能が得られる小型のズームレンズおよびこれを有する撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面としてのズームレンズは、物体側から像側に順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群から構成される。第２および第３レンズ群を光軸方向に移動させて変倍を行い、第１レンズ群を光軸方向に移動させて前記変倍に伴う像面変動を低減するズームレンズである。第３レンズ群は、広角端から望遠端への変倍に際して物体側へ移動する。そして、第１レンズ群は、正レンズを含んでおり、以下の条件を満足することを特徴とする。
−０．８３≦ｆ１／ｆ２≦−０．４０
−４．６≦ｆ１／ｆｗ≦−２．５
１．８５≦Ｎ１Ｐ≦２．１５
１３≦ν１Ｐ≦２５
ただし、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離であり、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離であり、ｆｗはズームレンズ全体の広角端での焦点距離であり、Ｎ１Ｐは第１レンズ群に含まれる正レンズの屈折率であり、ν１Ｐは第１レンズ群に含まれる正レンズのアッベ数である。
【００１０】
なお、上記ズームレンズを備えた撮像装置も本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１および第２レンズ群とズームレンズ全体の焦点距離が上記条件を満足することで、広画角で高ズーム比を有しつつ、全ズーム範囲にわたって高い光学性能が得られる小型のズームレンズを実現できる。さらに、該ズームレンズを通して良好な画像を取得可能な撮像装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１であるズームレンズの広角端における断面図。
【図２】実施例１のズームレンズの広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図。
【図３】本発明の実施例２であるズームレンズの広角端における断面図。
【図４】実施例２のズームレンズの広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図。
【図５】本発明の実施例３であるズームレンズの広角端における断面図。
【図６】実施例３のズームレンズの広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図。
【図７】本発明の実施例４であるズームレンズの広角端における断面図。
【図８】実施例４のズームレンズの広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図。
【図９】本発明の実施例５であるズームレンズの広角端における断面図。
【図１０】実施例５のズームレンズの広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。まず、具体的な実施例の説明に先立って、各実施例に共通する事項について説明する。
【００１４】
各実施例のズームレンズは、物体側から像側に順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群とを有する３群構成のズームレンズである。このズームレンズでは、第２および第３レンズ群を光軸方向に移動させて変倍（ズーミング）を行い、該変倍に伴う像面変動を低減（補正）するために第１レンズ群を光軸方向に移動させる。第２レンズ群だけでなく、第３レンズ群も移動させて変倍を行うことで、第２レンズ群に必要な屈折力を弱めて、良好な光学性能を得易くしている。
【００１５】
また、各実施例のズームレンズは、ビデオカメラ、デジタルカメラ、監視カメラ、放送用カメラ等、後述する撮像素子を備えた各種撮像装置において撮影レンズとして用いられる。図１、図３、図５、図７および図９に示すレンズ断面図において、左側が被写体が位置する物体側（前側）であり、右側が撮像素子が配置される像側（後側）である。
【００１６】
各実施例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）を有する第１レンズ群であり、Ｌ２は正の屈折力を有する第２レンズ群であり、Ｌ３は正の屈折力を有する第３レンズ群である。ＳＰは開口絞りであり、第２レンズ群Ｌ２よりも物体側（第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間）に位置している。
【００１７】
Ｇは光学フィルター、フェースプレート等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面である。図１に示すように、該像面ＩＰは、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）ＰＥの撮像面が配置される。Ｃは該ズームレンズが一体に又は交換可能に備えられた撮像装置である。
【００１８】
また、図２、図４、図６、図８および図１０は、各実施例のズームレンズの（ａ）広角端、（ｂ）中間ズーム位置および（ｃ）望遠端での収差図を示している。これらの収差図において、ｄ，ｇはそれぞれ、ｄ線およびｇ線の収差を、ΔＭおよびΔＳはそれぞれ、メリディオナル像面およびサジタル像面での収差を表す。ＦはＦナンバー、ωは半画角である。
【００１９】
「球面収差」においては、ｄ線（実線）およびｇ線（点線）の球面収差を示し、「非点収差」においてはｄ線におけるΔＭおよびΔＳでの非点収差を示す。また、「歪曲収差」においては、ｄ線の歪曲収差を示し、「倍率色収差」においてはｄ線に対するｇ線の倍率色収差を示している。
【００２０】
なお、各実施例において、広角端と望遠端は、変倍用のレンズ群である第２レンズ群Ｌ２および第３レンズ群Ｌ３が機構上、光軸方向に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。
【００２１】
また、広角端から望遠端へのズーミングに際して、変倍のために第２レンズ群Ｌ２および第３レンズ群Ｌ３を物体側へ移動させ、かつ像面変動を低減するために第１レンズ群Ｌ１を像側に移動させる。さらに、広角端から望遠端へのズーミングの際の像面変動を低減するために、第３レンズ群Ｌ３を物体側に移動させる。各レンズ断面図において、曲線（実線）３ａと曲線（点線）３ｂはそれぞれ、無限遠物体と近距離物体に対する合焦状態において広角端から望遠端へのズーミングの際の像面変動を低減するための第３レンズ群Ｌ３の移動軌跡を示している。例えば、望遠端において無限遠物体から近距離物体にフォーカシングを行う場合には、矢印Ｆで示すように、第３レンズ群Ｌ３を物体側に繰り出す。
【００２２】
なお、各実施例において、開口絞りＳＰは、ズーミングおよびフォーカシングのためには不動である。
【００２３】
さらに、各実施例では、以下の条件（１），（２）を満足する。
−０．８３≦ｆ１／ｆ２≦−０．４０  ・・・（１）
−４．６≦ｆ１／ｆｗ≦−２．５   ・・・（２）
ただし、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離であり、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離である。また、ｆｗはズームレンズ全体の広角端での焦点距離である。
【００２４】
条件（１），（２）は、広画角かつ高ズーム比を得ながら、全ズーム範囲にわたって高い光学性能が得られる小型のズームレンズを実現するための条件である。
【００２５】
条件（１）は、変倍用レンズ群の１つである第２レンズ群の焦点距離と、第１レンズ群の焦点距離の関係を制限するものである。第１レンズ群は、広画角化のためにネガティブリードタイプのズームレンズを構成するために、比較的強いパワーを有する必要があるとともに、変倍に対する像面変動を補正するコンペンセータ群としても適切なパワーを有することが必要である。さらに、第２レンズ群には、変倍効果を与えるために正のパワーを持たせる必要がある。このため、条件（１）は、第２レンズ群と第１レンズ群のパワーのバランスを適切に設定することを目的としている。
【００２６】
ｆ１／ｆ２の値が条件（１）の上限値を超えると、第１レンズ群の焦点距離ｆ１が大きくなり（絶対値としては小さくなり）、第１レンズ群の負のパワーが大きくなりすぎてしまう。これにより、ズームレンズ全体としての像面湾曲や色収差の補正バランスが崩れてしまい、好ましくない。しかも、第２レンズ群の焦点距離ｆ２が大きくなり、第２レンズ群の正のパワーが小さくなりすぎてしまう。これにより、変倍のための第２レンズ群の移動量が増大し、ズームレンズの全長や第１レンズ群の径が大きくなり、好ましくない。
【００２７】
また、ｆ１／ｆ２の値が条件（１）の下限値を下回ると、第１レンズ群の焦点距離ｆ１が小さくなり（絶対値としては大きくなり）、第１レンズ群の負のパワーが小さくなりすぎてしまう。これにより、コンペンセータ群としての第１レンズ群の広角端から望遠端までの移動量が増大し、ズームレンズの全長や第１レンズ群の径が大きくなり、好ましくない。しかも、第２レンズ群の焦点距離ｆ２が小さくなり、第２レンズ群の正のパワーが大きくなりすぎてしまう。これにより、変倍における球面収差等の諸収差の変動が大きくなり、好ましくない。
【００２８】
条件（２）は、ズームレンズ全体の広角端での焦点距離を短くした際に、第１レンズ群のパワーを適切に設定することを目的とする条件である。ｆ１／ｆｗの値が条件（２）の上限値を超えると、第１レンズ群の焦点距離ｆ１が大きくなり（絶対値としては小さくなり）、第１レンズ群の負のパワーが強くなりすぎてしまう。これにより、各レンズ群の収差のバランスがとりにくくなってしまい、全ズーム範囲において像面湾曲や色収差等の諸収差が補正しきれなくなり、好ましくない。
【００２９】
また、ｆ１／ｆｗの値が条件（２）の下限値を下回ると、第１レンズ群の焦点距離ｆ１が大きくなり（絶対値としては小さくなり）、第１レンズ群の負のパワーが弱くなりすぎてしまう。これにより、広画角化が達成しにくくなるだけでなく、第１レンズ群の広角端から望遠端までの移動量が増大してしまい、ズームレンズ全長や第１レンズ群の径が大きくなり、好ましくない。
【００３０】
条件（１），（２）の上限値と下限値を以下のよう設定すると、より好ましい。
−０．７９≦ｆ１／ｆ２≦−０．４９    ・・・（１ａ）
−４．４≦ｆ１／ｆｗ≦−２．７   ・・・（２ａ）
このように、各実施例は、条件（１），（２）を満足することにより、小型、広画角および高ズーム比でありながらも、全ズーム範囲で諸収差が良好に補正された光学性能の高いズームレンズを実現する。
【００３１】
各実施例のズームレンズは、さらに良好な光学性能を得るために、条件（１），（２）を満足することに加えて、以下の条件のうち少なくとも１つを満足することが好ましい。
【００３２】
１．無限遠物体に対する合焦状態から至近物体に対する合焦状態へのフォーカシングに際して、第３レンズ群を物体側に移動させ、かつ以下の条件（３）を満足することが好ましい。
０．８５≦ｆ３／ｆ２≦２．５０  ・・・（３）
ただし、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離である。
【００３３】
この条件は、フォーカシングを行う第３レンズ群のパワーを適切に設定するための条件である。負・正２群のバリフォーカルタイプのように第１レンズ群でフォーカシングする方法もあるが、第１レンズ群の径が他のレンズ群に対して大きくなるという欠点がある。この欠点は、ネガティブリードタイプのズームレンズの欠点の１つでもある。第１レンズ群の径（つまりは重量）が大きくなると、フォーカシングに際しての第１レンズ群を移動させるメカ的な負荷が大きくなり、高速なフォーカシングが困難となる。このため、フォーカス群を重量を小さくすることができる最も像面側の第３レンズ群とし、そのパワーを適切に設定する。
【００３４】
ｆ３／ｆ２の値が条件（３）の上限値を超えるように第３レンズ群の焦点距離が長くなると、第３レンズ群の正の屈折力を弱くすることができ、収差補正上は好ましい。しかし、ズームレンズとしてのバックフォーカスが長くなる。この結果、ズームレンズ全長が長くなり、好ましくない。
【００３５】
また、ｆ３／ｆ２の値が条件（３）の下限値を下回ると、第３レンズ群の焦点距離が短くなると、第３レンズ群のパワーが強くなりすぎてしまい、全ズーム範囲において球面収差やコマ収差が増大し、好ましくない。
条件（３）の上限値と下限値を以下のよう設定すると、より好ましい。
０．９０≦ｆ３／ｆ２≦２．２０  ・・・（３ａ）
２．以下の条件（４）を満足することが好ましい。
１．０≦｜β３ｗ／β３ｔ｜≦８．０  ・・・（４）
ただし、β３ｗは第３レンズ群の広角端での結像倍率であり、β３ｔは第３レンズ群の望遠端での結像倍率である。
【００３６】
この条件は、第３レンズ群を変倍用レンズ群の１つとして、その変倍効果を適切に設定するための条件である。｜β３ｗ／β３ｔ｜の値が条件（４）の上限値を超えると、第３レンズ群の変倍に寄与する効果が大きくなり、その結果、第３レンズ群のパワーが強くなりすぎ、全ズーム範囲において球面収差やコマ収差が増大し、好ましくない。
【００３７】
また、｜β３ｗ／β３ｔ｜の値が条件（４）の下限値を下回ると、第３レンズ群の変倍に寄与する効果が小さくなりすぎ、第２レンズ群の変倍負担が大きくなる。このため、第２レンズ群のパワーを強くする必要が生じ、その結果、変倍における球面収差等の諸収差の変動が大きくなってしまい、好ましくない。
条件（４）の上限値と下限値を以下のよう設定すると、より好ましい。
１．２≦｜β３ｗ／β３ｔ｜≦６．７  ・・・（４ａ）
３．以下の条件（５）を満足することが好ましい。
０．０１≦｜β２ｗ／β２ｔ｜≦０．３５  ・・・（５）
ただし、β２ｗは第２レンズ群の広角端での結像倍率であり、β２ｔは第２レンズ群の望遠端での結像倍率である。
【００３８】
この条件は、第２レンズ群を変倍用レンズ群の１つとして、その変倍効果を適切に設定するための条件である。｜β２ｗ／β２ｔ｜の値が条件（５）の上限値を超えると、第２レンズ群の変倍に寄与する効果が大きくなり、その結果、第２レンズ群のパワーが強くなりすぎ、変倍における球面収差等の諸収差の変動が大きくなり、好ましくない。
【００３９】
また、｜β２ｗ／β２ｔ｜の値が条件（５）の下限値を下回ると、第２レンズ群の変倍に寄与する効果が小さくなりすぎ、第３レンズ群の変倍負担が大きくなる。このため、全ズーム範囲において球面収差やコマ収差が増大し、好ましくない。
条件（５）の上限値と下限値を以下のよう設定すると、より好ましい。
０．０３≦｜β２ｗ／β２ｔ｜≦０．２７  ・・・（５ａ）
なお、各実施例のズームレンズは、第２レンズ群と第３レンズ群に、これらを互いに独立に移動させることで変倍効果を分担させている。このため、条件（４）と条件（５）を同時に満たすことが好ましい。これにより、第２レンズ群と第３レンズ群に対してバランスのよい変倍負担を持たせることができ、全ズーム範囲における収差補正上、有利となる。
４．以下の条件（６）を満足することが好ましい。
５０≦ν（２−３）Ｐ    ・・・（６）
ただし、ν（２−３）Ｐは、第２レンズ群と第３レンズ群のそれぞれに含まれる正レンズの平均アッベ数である。
【００４０】
この条件は、変倍用レンズ群である第２レンズ群および第３レンズ群のそれぞれに含まれる正レンズの材料の特性を制限するものである。具体的には、各正レンズが、低分散となるガラスの特性を有する条件であり、色収差を良好に補正するための条件である。ν（２−３）Ｐの値が条件（６）の下限値を下回ると、色収差の補正が不足し、ズームレンズにより形成される光学像の色にじみが目立ってしまい、好ましくない。
条件（６）の下限値を以下のよう設定すると、より好ましい。
【００４１】
５５≦ν（２−３）Ｐ    ・・・（６ａ）
５．第１レンズ群は正レンズを含み、かつ以下の条件（７），（８）を満足することが好ましい。
１．８５≦Ｎ１Ｐ≦２．１５  ・・・（７）
１３≦ν１Ｐ≦２５    ・・・（８）
ただし、Ｎ１Ｐは第１レンズ群に含まれる正レンズの屈折率であり、ν１Ｐは第１レンズ群に含まれる正レンズのアッベ数である。なお、屈折率Ｎ１Ｐおよびアッベ数ν１Ｐは、第１レンズ群に複数の正レンズが含まれる場合はそれぞれ、該複数の正レンズの平均屈折率および平均アッベ数である。
【００４２】
条件（７），（８）は、第１レンズ群に含まれる正レンズの材料の特性を制限するものである。Ｎ１Ｐの値が条件（７）の上限値を超えると、特に望遠端で発生する球面収差がアンダー方向に増加しやすくなり、好ましくない。また、Ｎ１Ｐの値が条件（７）の下限値を下回ると、望遠端での球面収差がオーバー方向に増加しやすくなり、好ましくない。さらに、正レンズのパワーを得るためにその曲率半径を小さくしたりレンズ厚を大きくしたりする必要が生じ、小型化を妨げるので、好ましくない。
【００４３】
条件（８）は色収差の補正に関する条件であり、第１レンズ群に含まれる負レンズで発生する色収差を、条件（８）を満足する正レンズを使用することによってキャンセルすることができる。
【００４４】
ν１Ｐの値が条件（８）の上限値を超えると、特に倍率色収差が増加してしまう。例えば、ｄ線に対するｇ線やＦ線等の短波長側の収差が、アンダー方向に増加してしまい、好ましくない。
【００４５】
また、ν１Ｐの値が条件（８）の下限値を下回ると、上限値を超えるときと同様に、倍率色収差が悪化してしまう。この場合、ｄ線に対するｇ線やＦ線等の短波長側の収差が、オーバー方向に増加してしまい、好ましくない。
条件（７），（８）の上限値と下限値を以下のよう設定すると、より好ましい。
１．８８≦Ｎ１Ｐ≦２．００  ・・・（７ａ）
１６≦ν１Ｐ≦２２    ・・・（８ａ）
６．以下の条件（９）を満足することが好ましい。
０．９≦Ｍ２／√（ｆｗ・ｆｔ）≦２．１  ・・・（９）
ただし、ｆｔはズームレンズ全体の望遠端での焦点距離であり、Ｍ２は広角端から望遠端への変倍における第２レンズ群の移動量（絶対値）である。
【００４６】
この条件は、第２レンズ群の移動量を制限するものである。Ｍ２／√（ｆｗ・ｆｔ）の値が条件（９）の上限値を超えると、第２レンズ群の移動量が大きくなりすぎて、ズームレンズ全長が大きくなり、好ましくない。
【００４７】
また、Ｍ２／√（ｆｗ・ｆｔ）の値が条件（９）の下限値を下回ると、第２レンズ群に必要な移動量が得られず、十分な変倍を行えなくなる。したがって、高ズーム比を実現することが困難になり、好ましくない。
【００４８】
条件（９）の上限値と下限値を以下のよう設定すると、より好ましい。
１．１≦Ｍ２／√（ｆｗ・ｆｔ）≦１．９  ・・・（９ａ）
７．以下の条件を満足することが好ましい。
０．９≦Ｍ３／√（ｆｗ・ｆｔ）≦２．１  ・・・（１０）
ただし、Ｍ３は広角端から望遠端への変倍における第３レンズ群の移動量である。
【００４９】
この条件は、第３レンズ群の移動量を制限するものである。Ｍ３／√（ｆｗ・ｆｔ）の値か条件（１０）の上限値を超えると、第３レンズ群の移動量が大きくなりすぎ、ズームレンズ全長が大きくなるため、好ましくない。
【００５０】
また、Ｍ３／√（ｆｗ・ｆｔ）の値が条件（１０）の下限値を下回ると、第３レンズ群に必要な移動量が得られず、十分な変倍を行えなくなる。したがって、高ズーム比を実現することが困難になり、好ましくない。
【００５１】
条件（１０）の上限値と下限値を以下のよう設定すると、より好ましい。
１．１≦Ｍ３／√（ｆｗ・ｆｔ）≦１．９  ・・・（１０ａ）
以下、本実施例の具体的な実施例について説明する。なお、各実施例におけるレンズ構成は、物体側から像側に配置されている順に説明する。
【実施例１】
【００５２】
図１に示す実施例１のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する負レンズＧ１１と、両凹形状の負レンズＧ１２と、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズＧ１３とにより構成されている。
【００５３】
第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズＧ２１と、両凸形状の正レンズＧ２２と、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する負レンズＧ２３とにより構成されている。正レンズＧ２１の両面は非球面形状であり、これにより広角端における球面収差を含む全ズーム範囲における諸収差を良好に補正する。
【００５４】
第３レンズ群Ｌ３は、両凸形状の正レンズＧ３１により構成されている。
【００５５】
実施例１に対応する数値例１のデータを表１に示す。また、実施例１（数値例１）の収差図を図２に示す。
【実施例２】
【００５６】
図３に示す実施例２のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する負レンズＧ１１と、両凹形状の負レンズＧ１２と、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する正レンズＧ１３とにより構成されている。
【００５７】
第２レンズ群Ｌ２は、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する正レンズＧ２１と、両凸形状の正レンズＧ２２と、両凸形状の正レンズＧ２３と、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する負レンズＧ２４とにより構成されている。正レンズＧ２１の両面は非球面形状である。
【００５８】
第３レンズ群Ｌ３は、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する正レンズＧ３１により構成されている。
【００５９】
実施例２に対応する数値例２のデータを表２に示す。また、実施例２（数値例２）の収差図を図４に示す。
【実施例３】
【００６０】
図５に示す実施例３のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する負レンズＧ１１と、両凹形状の負レンズＧ１２と、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する正レンズＧ１３とにより構成されている。
【００６１】
第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズＧ２１と、両凸形状の正レンズＧ２２と、両凸形状の正レンズＧ２３と、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する負レンズＧ２４とにより構成されている。正レンズＧ２１の両面は非球面形状である。
【００６２】
第３レンズ群Ｌ３は、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する正レンズＧ３１により構成されている。
【００６３】
実施例３に対応する数値例３のデータを表３に示す。また、実施例３（数値例３）の収差図を図６に示す。
【実施例４】
【００６４】
図７に示す実施例４のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する負レンズＧ１１と、両凹形状の負レンズＧ１２と、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する正レンズＧ１３とにより構成されている。
【００６５】
第２レンズ群Ｌ２は、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する正レンズＧ２１と、両凸形状の正レンズＧ２２と、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する負レンズＧ２３とにより構成されている。正レンズＧ２１の両面は非球面形状である。
【００６６】
第３レンズ群Ｌ３は、両凸正レンズＧ３１により構成されている。
【００６７】
実施例４に対応する数値例４のデータを表４に示す。また、実施例４（数値例４）の収差図を図８に示す。
【実施例５】
【００６８】
図９に示す実施例５のズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｌ１は、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する負レンズＧ１１と、両凹形状の負レンズＧ１２と、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する正レンズＧ１３とにより構成されている。
【００６９】
第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズＧ２１と、両凸形状の正レンズＧ２２と、物体側の面が凸でメニスカス形状を有する負レンズＧ２３とにより構成されている。正レンズＧ２１の両面は非球面形状である。
【００７０】
第３レンズ群Ｌ３は、両凸正レンズＧ３１により構成されている。
【００７１】
実施例５に対応する数値例５のデータを表５に示す。また、実施例５（数値例５）の収差図を図１０に示す。
【００７２】
実施例１〜５において、開口絞りＳＰは、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間に配置されており、ズーミングにおいては固定されている（不動である）。ズーミングに際して開口絞りＳＰを固定とすることにより、これを移動せる（駆動する）場合に比べて駆動負荷を軽減することができる。
【００７３】
また、実施例１〜５において、フォーカシングは第３レンズ群Ｌ３の移動によって行う。例えば、無限遠物体から至近物体にフォーカシングする際は、第３レンズ群Ｌ３を物体側に移動させる。
【００７４】
さらに、実施例１〜５において、ズーミングは第１、第２および第３レンズ群Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が移動することで行う。広角端から望遠端へズーミングする際には、第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ、第２レンズ群Ｌ２および第３レンズ群Ｌ３は像側から物体側へとこれらの間隔を変えながら移動する。
【００７５】
各実施例（各数値例）のズームレンズは、表６に示すように、条件（１），（２）を満足する。これにより、広画角で高ズーム比を達成しながら全ズーム範囲にわたって高い光学性能が得られる小型のズームレンズが実現される。さらに、表６に示すように、各実施例（各数値例）のズームレンズは、条件（３）〜（１０）も満足している。
【００７６】
なお、各実施例において、各レンズ群を構成するレンズの形状や枚数は、適宜変更することができる。
【００７７】
また、各実施例において、開口絞りＳＰを第２レンズ群Ｌ２よりも物体側に配置しているが、他の位置に配置してもよい。例えば、開口絞りＳＰを、第２レンズ群Ｌ２の中や第２レンズ群Ｌ２よりも像側に配置してもよい。また、ズーミングに際して開口絞りＳＰを移動させるようにしてもよい。
【００７８】
また、非球面レンズの材料はガラスに限らず、球面レンズ面上に樹脂材料で非球面を形成した（非球面成分を乗せた）ハイブリッドタイプの非球面レンズや、プラスチック材料より形成された非球面レンズを用いてもよい。
【００７９】
さらに、ズームレンズを構成するレンズ群のうち一部のレンズ群またはいずれかのレンズ群を構成するレンズを光軸に対して直交する方向の成分を持つように移動（シフト）させ、手振れ等のカメラ振れに起因する像振れを補正するようにしてもよい。
【００８０】
表１〜表５に示す数値データにおいて、面番号（ｉ）は、物体側から像側への面の順番を示している。ｒはその面の曲率半径を、ｄはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の間隔を示している。ｎｄ，νｄはそれぞれ、ｄ線に対する屈折率およびアッベ数を示す。
【００８１】
また、各数値例において最も像側の２つの面は、光学ブロックＧの入射面および射出面に相当する平面である。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。ただし、ｒは近軸曲率半径である。また、Ｋは円錐定数であり、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０はそれぞれ４次，６次，８次，１０次の非球面係数である。
「ｅ−Ｚ」は、「×１０−Ｚ」を意味する。
（表１）
[数値実施例１]
面データ
面番号    r         d          nd         vd
1       31.612     1.05      1.88300      40.8
2        8.065     5.62
3      -28.881     0.75      1.60311      60.6
4       13.568     1.32
5       15.702     2         1.92286      18.9
6       39.527     (可変)
7(絞り)    ∞      (可変)
8*      13.032     3.09      1.69350      53.2
9*     -43.33      0.23
10      12.047     3.87      1.48749      70.2
11     -30.488     0.15
12      19.494     0.9       1.92286      18.9
13       6.809     (可変)
14      16.944     1.76      1.69680      55.5
15     -31.298     (可変)
16        ∞       2         1.54400      60.0
像面      ∞
非球面データ
第8面
K =-1.76140  A4=-3.01782e-5  A6=-7.38647e-8  A8=-3.13890e-8
第9面
K =-1.53896e  A4= 7.98255e-5  A6=-6.35391e-7  A8=-2.20537e-8
各種データ
ズーム比       2.9
広角      中間      望遠
焦点距離        2.85       5.56      8.27
Fナンバー       1.24       1.63      2.03
画角           65.0       15.5      10.4
像高            3.0        3.0       3.0
レンズ全長     58.1       44.8      42.7
間隔           広角      中間      望遠
d 6           18.47      5.21      3.03
d 7            8.48      4.84      1.20
d13            3.35      3.34      3.33
d15            4.01      7.66     11.31
（表２）
[数値実施例2]
面データ
面番号    r         d          nd         vd
1       40.7        1.5       1.88300      40.8
2        9.951      7.53
3      -27.289      0.75      1.69680      55.5
4       45.208      0.63
5       28.207      2.17      2.00272      19.3
6      119.554     (可変)
7(絞り)    ∞      (可変)
8*      13.984      2.72      1.69350      53.2
9*     225.687      0.23
10      14.024      4.19      1.49700      81.5
11     -25.218      0.23
12     191.695      1.9       1.60311      60.6
13     -33.472      0.2
14      15.94      0.65       1.92286      20.9
15      6.265      (可変)
16     10.139      2.1        1.88300      40.8
17     15.756      (可変)
18       ∞        2          1.54400      60.0
像面     ∞
非球面データ
第8面
K =-2.15155  A4= 1.27203e-5  A6=-1.92590e-8  A8=-1.82776e-8
第9面
K = 0.00000  A4= 1.02207e-4  A6= 2.62614e-7  A8=-1.46737e-8
各種データ
ズーム比       4.9
広角      中間      望遠
焦点距離         2.85       8.30      13.96
Fナンバー        1.27       1.94       2.68
画角            67.1       10.4        6.1
像高             3.0        3.0        3.0
レンズ全長      81.0       50.8       48.8
間隔           広角      中間      望遠
d 6            4.24       2.31       2.15
d 7           12.25       6.73       1.20
d15           3.48        2.86       2.24
d17           2.89        9.04      15.18
（表３）
[数値実施例3]
面データ
面番号    r         d          nd         vd
1       36.808     1.5      1.88300      40.8
2       10.784     7.07
3      -35.099     1.01     1.60311      60.6
4       16.306     3.29
5       25.994     2        1.94595      18.0
6       69.028    (可変)
7(絞り)   ∞      (可変)
8*      21.089     2.88     1.69350      53.2
9*     -86.231     0.23
10      16.497     4.38     1.49700      81.5
11     -24.264     0.4
12      65.251     2.31     1.48749      70.2
13     -22.793     0.2
14      17.198     0.9      1.94595      18.0
15       7.274    (可変)
16      23.266     2.22     1.80610      40.9
17      829.165   (可変)
18        ∞       2        1.54400      60.0
像面      ∞
非球面データ
第8面
K =-3.50735  A4=-1.89089e-5  A6=-1.80705e-8  A8=-7.12567e-9  A10=-5.16441e-11
第9面
K = 0.00000  A4= 1.05137e-4  A6= 4.12833e-7  A8=-8.15268e-9
各種データ
ズーム比       3.0
広角      中間      望遠
焦点距離        2.70       5.35      8.06
Fナンバー       1.10       1.45      1.81
画角           69.5       16.1      10.6
像高            3.0        3.0       3.0
レンズ全長     79.9       56.6      50.7
間隔           広角      中間      望遠
d 6           34.92      11.61     5.69
d 7            7.27       4.23     1.20
d15            3.35       3.03     2.71
d17            2.80       6.16     9.51
（表４）
[数値実施例4]
面データ
面番号    r         d          nd         vd
1       22.28      1.5      1.88300      40.8
2       7.771      6.65
3     -19.993      0.75     1.69680      55.5
4      23.208      1.07
5      21.875      2        1.94595      18.0
6      93.076     (可変)
7(絞り)  ∞       (可変)
8*     11.444      2.98     1.69350      53.2
9*    192.462      0.23  
10     12.87       3.59     1.49700      81.5
11    -24.092      1.15         
12     18.402      0.7      1.92286      18.9
13      6.589     (可変)
14     10.85       2.01     1.69350      53.2
15   -160.968     (可変)
16       ∞        2        1.54400      60.0
像面     ∞
非球面データ
第8面
K =-1.30558  A4= 5.27322e-5  A6= 6.81035e-7  A8= 4.31956e-9
第9面
K = 0.00000  A4= 1.64904e-4  A6= 9.97833e-7  A8= 7.65853e-9
各種データ
ズーム比       3.2
広角      中間      望遠
焦点距離         2.90      5.96      9.35
Fナンバー        1.25      1.69      2.21
画角            63.4      14.5       9.1
像高             3.0       3.0       3.0
レンズ全長      63.0      46.6      43.7
間隔           広角      中間      望遠
d 6           22.20      5.82      2.88
d 7            7.92      4.56      1.20
d13            3.35      2.40      1.45
d15            2.90      7.21     11.52
（表５）
[数値実施例5]
面データ
面番号    r         d          nd         vd
1       27.139     1.6      1.69680      55.5
2        7.882     6.73
3      -29.826     1        1.77250      49.6
4       12.099     1.59
5       15.187     2        1.94595      18.0
6       33.635    (可変)
7(絞り)   ∞      (可変) 
8*      15.088     2.93     1.69350      53.2
9*     -44.504     0.23
10      12.178     4.11     1.49700      81.5
11     -19.207     0.28
12      22.857     0.82     1.92286      20.9
13       7.181     (可変)
14      15.245     2.13     1.71999      50.2
15     -36.661     (可変)
16        ∞       2.5      1.54400      60.0
像面      ∞       (可変)
非球面データ
第8面
K =-2.16773  A4=-3.62162e-5  A6=-6.21494e-7  A8=-2.91076e-8
第9面
K =-4.73365e-2  A4= 1.09840e-4  A6=-7.76954e-7  A8=-1.44475e-8
各種データ
ズーム比       2.3
広角      中間      望遠
焦点距離        2.63       4.38      6.13
Fナンバー       1.23       1.52      1.80
画角           71.0       19.7      14.1
像高            3.0        3.0       3.0
レンズ全長     60.3       49.6      46.6
間隔           広角      中間      望遠
d 6           19.84      9.19      6.13
d 7            6.36      3.74      1.11
d13            3.32      3.32      3.31
d15            1.59      4.22      6.84
【００８２】
【表６】
0005550475.tif 000002
【００８３】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
広画角で高ズーム比を有する小型のズームレンズおよび撮像装置を提供できる。
【符号の説明】
【００８５】
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
Ｌ３  第３レンズ群
ＳＰ  開口絞り
ＩＰ  像面
【図１】
0005550475.tif 000003
【図２】
0005550475.tif 000004
【図３】
0005550475.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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