(57)【要約】【課題】  短焦点端における半画角を４５度程度の広画角として、Ｆ値を２．０以下、構成レンズ枚数を１１枚程度と少なく抑え、小型で１０００万〜２０００万画素の撮像素子に対応する高解像力を得る。【解決手段】  物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、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レンズ群とを配置する。短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は減少し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が変化するように移動する。  第１レンズ群は物体側から順に、像側が凹面である負レンズＬ１１と、像側が凹面である負レンズＬ１２と、両凹レンズＬ１３と、物体側が凸面である正レンズＬ１４とで構成する。  前記第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と、負レンズＬ２３と、正レンズＬ２４と、負レンズＬ２５と正レンズＬ２６とで構成する。【選択図】    図１
2014153443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、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レンズ群とを配置してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化するように移動するズームレンズにおいて、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に開口絞りを配置し、前記第１レンズ群は物体側から順に、像側が凹面である負レンズＬ１１と、像側が凹面とである負レンズＬ１２と、両凹レンズＬ１３と、物体側が凸面である正レンズＬ１４とを配置して構成し、前記第２レンズ群は物体側から順に、正レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と、負レンズＬ２３と、正レンズＬ２４と、負レンズＬ２５と、正レンズＬ２６とで構成することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をｆｗとして、
下記の条件式（１）：
−４．０＜ｆ１／ｆｗ＜−３．０                    （１）
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。
【請求項３】
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をｆｗとして、
下記の条件式（２）：
３．０＜ｆ２／ｆｗ＜５．０                    （２）
。
を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をｆｗとして、
下記の条件式（３）：
６．０＜ｆ３／ｆｗ＜１６．０                    （３）
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第３レンズ群は物体側に凸の正レンズ１枚で構成することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第１レンズ群の光軸上での厚さをＤ１とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をｆｗとして、
下記の条件式（４）：
３．５＜Ｄ１／ｆｗ＜６．５                    （４）
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第２レンズ群の光軸上の厚さをＤ２とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をｆｗとして、
下記の条件式（５）：
２．５＜Ｄ２／ｆｗ＜４．５                    （５）
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
短焦点端における前記開口絞りと前記第２レンズ群との間隔をＴＬｓ２＿ｗとし、短焦点端における前記第１レンズ群と前記開口絞りとの間隔をＴＬ１ｓ＿ｗとして、
下記の条件式（６）：
０．１０＜ＴＬｓ２＿ｗ／ＴＬ１ｓ＿ｗ＜０．６０                    （６）
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
撮影用光学系として請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のズームレンズを、具備することを特徴とするカメラ。
【請求項１０】
撮影機能を有し、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のズームレンズを、具備することを特徴とする携帯情報端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子等を用いた撮像装置に好適なズームレンズ、ならびにそのようなズームレンズを用いるカメラおよび携帯情報端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮影レンズの焦点距離が短く画角が広い広角状態、あるいは焦点距離が長く画角が狭い望遠状態などのような種々の焦点距離を所望に応じて選択することが可能なズームレンズ等の焦点距離可変機能を有するレンズを撮影レンズとして備えたカメラが普及している。特に撮影レンズにより結像された被写体光学像をＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等のような固体撮像素子により電子情報として取り込み、記録、伝送およびプリント等に供するデジタルカメラにおける焦点距離可変な撮影レンズの普及は、極めて顕著である。
この種の焦点距離可変機能を有する撮影レンズを備えたデジタルカメラに対するユーザのニーズは、多岐にわたってきており、中でも、高画質化と小型化に対するニーズは群を抜いて高い。よって、撮影レンズとして用いるズームレンズにおいても、高性能化と小型化を両立させることが求められている。
ここで、小型化という面では、まず、使用時のレンズ全長（最も物体側のレンズの対物面から撮像素子が配置される像面までの距離）を短縮することが必要であり、また、各レンズの厚みを短縮して、収納時の全長を抑えることも重要である。さらに、高性能化という面では、少なくとも１０００万〜２０００万画素の撮像素子に対応した解像力を全ズーム域にわたって確保することが必要である。
また、撮影レンズの広画角化を望むユーザも多く、ズームレンズの広角端側（短焦点端側）の半画角は、４５度程度が望ましい。
【０００３】
さらに、大口径化を望まれており、短焦点端のＦナンバが２．０以下であることが望ましい。
デジタルカメラにおける撮影レンズに適するズームレンズとしては、多くの種類が考えられるが、広角でありながら、小型なタイプとして、第１レンズ群が負の屈折力を有するズームレンズがある。
物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群を配置し、第１レンズ群は、物体側から、順に、像側が凹面の負レンズ、像側が凹面の負レンズ、両凹レンズ、正レンズで構成するズームレンズの従来例として、例えば、特許文献１（特開２００７−２４９０８７号公報）、特許文献２（特開２００８−１２２８７５号公報）および特許文献３（特開２００８−０４０１５９号公報）等に開示のものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載されたズームレンズは、短焦点端の半画角は４２度程度であり、充分広角とはいえず、また、短焦点端のＦナンバをＦ２．０以下にはできていない。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、請求項１に記載の発明は、短焦点端の半画角が４５度以上と十分に広画角でありながら短焦点端のＦナンバが２．０以下、構成枚数が１１枚程度、小型で且つ１０００万〜２０００万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るズームレンズは、上述した目的を達成させるために、
物体側より順に、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レンズ群とを配置してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化するように移動するズームレンズにおいて、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に開口絞りを配置し、前記第１レンズ群は物体側から順に、像側が凹面である負レンズＬ１１と、像側が凹面とである負レンズＬ１２と、両凹レンズＬ１３と、物体側が凸面である正レンズＬ１４とを配置して構成し、前記第２レンズ群は物体側から順に、正レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と、負レンズＬ２３と、正レンズＬ２４と、負レンズＬ２５と、正レンズＬ２６とで構成することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るズームレンズによれば、
物体側より順に、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レンズ群とを配置してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化するように移動するズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に開口絞りを配置し、前記第１レンズ群は物体側から順に、像側が凹面である負レンズＬ１１と、像側が凹面とである負レンズＬ１２と、両凹レンズＬ１３と、物体側が凸面である正レンズＬ１４とを配置して構成し、前記第２レンズ群は物体側から順に、正レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と、負レンズＬ２３と、正レンズＬ２４と、負レンズＬ２５と、正レンズＬ２６とで構成することにより、短焦点端の半画角が４５度以上と十分に広画角でありながら短焦点端のＦナンバが２．０以下、構成枚数が１１枚程度と少なく、小型で且つ１０００万〜２０００万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る実施例（数値実施例。以下、同じ）１におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、（ａ）は短焦点端（広角端）、（ｂ）は中間焦点距離および（ｃ）は長焦点端（望遠端）のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図２】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの短焦点端（広角端）における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図３】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図４】図１に示す本発明の実施例１によるズームレンズの長焦点端（望遠端）における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る実施例２におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、（ａ）は短焦点端、（ｂ）は中間焦点距離および（ｃ）は長焦点端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図６】図５に示す本発明の実施例２によるズームレンズの短焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図７】図５に示す本発明の実施例２によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図８】図５に示す本発明の実施例２によるズームレンズの長焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る実施例３におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、（ａ）は短焦点端、（ｂ）は中間焦点距離および（ｃ）は長焦点端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図１０】図９に示す本発明の実施例３によるズームレンズの短焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１１】図９に示す本発明の実施例３によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１２】図９に示す本発明の実施例３によるズームレンズの長焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係る実施例４におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、（ａ）は短焦点端、（ｂ）は中間焦点距離および（ｃ）は長焦点端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。
【図１４】図１３に示す本発明の実施例４によるズームレンズの短焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１５】図１３に示す本発明の実施例４によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１６】図１３に示す本発明の実施例４によるズームレンズの長焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態に係るカメラとしてのデジタルカメラの物体側から見た外観構成を模式的に示す斜視図である。
【図１８】図１７のデジタルカメラを撮影者側から見た外観構成を模式的に示す斜視図である。
【図１９】図１７および図１８のデジタルカメラの機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係るズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置を詳細に説明する。
具体的な実施例について説明する前に、先ず、本発明の原理的な実施の形態について説明する。
本発明は、物体側より順に、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レンズ群とを配置してなる。いわば、負−正−正の３レンズ群で構成されるズームレンズは、短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は減少し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変化することにより、第２レンズ群が変倍作用を有する。
短焦点端において第１レンズ群は、開口絞りから離れることから第１レンズ群は大型化し、第１レンズ群内の軸外の収差補正が困難になる。短焦点端の歪曲収差を光学的に補正するためには、さらに重要になる。第１レンズ群としてよくある負レンズ−負レンズ−正レンズで構成した場合、大口径でありながら広角であるため軸外収差の補正も困難になってくる。そこで、本発明においては、物体側から順に、像側が凹面である負レンズＬ１１、像側が凹面である負レンズＬ１２、両凹レンズＬ１３、物体側が凸面である正レンズＬ１４で構成した。
【０００９】
さらに、負レンズＬ１１、負レンズＬ１２の像側を凹面形状にし、負レンズＬ１３を両凹の形状にすると各種収差をバランス良く補正することができる。短焦点端の軸外光線の入射角が最も緩やかになる負レンズＬ１３にて物体側に凹面の形状を構成することにより、ズーム域全体の各種収差を補正しつつ、短焦点端の軸外光線を十分に補正することができる。
また、大口径であるために、軸上マージナル光線が高い位置を通る第２レンズ群の構成が重要になってくる。そこで、本発明においては、第２レンズ群Ｇ２を、物体側から順に、正レンズＬ２１と正レンズＬ２２と負レンズＬ２３と正レンズＬ２４と負レンズＬ２５および正レンズＬ２６とで構成している（請求項１に対応する）。
特に、正レンズＬ２２、負レンズＬ２３、正レンズＬ２４を３枚接合し、負レンズＬ２５と正レンズＬ２６を２枚接合すると、接合レンズ内での偏心を小さく製造できることやレンズ面の面精度の誤差の影響を低減できることができる。特に接合面を設けることにより、広角レンズで問題となる倍率色収差や大口径レンズで問題となる色コマ収差を十分に抑制することができる。また、大口径でありながら、球面収差、コマ収差等を十分に補正することができる。
【００１０】
より高性能にするためには、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
即ち、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をｆｗとして、
下記の条件式（１）：
−４．０＜ｆ１／ｆｗ＜−３．０                    （１）
を満足することが望ましい（請求項２に対応する）。
上記条件式（１）の上限値以上であると、前記第１レンズ群の焦点距離が長くなりすぎ、前記第２レンズ群の変倍効率が劣化し、ズーム域全体を収差補正することが困難になる。また、条件式（１）の下限値以下であると、前記第１レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、前記第１レンズ群内の軸外収差を補正することが困難になる。
より高性能にするためには、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
即ち、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をｆｗとして、
下記の条件式（２）：
３．０＜  ｆ２／ｆｗ  ＜５．０
を満足することが望ましい（請求項３に対応する）。
【００１１】
条件式（２）の上限値以上であると、前記第２レンズ群の焦点距離が長くなりすぎ、前記第２レンズ群の変倍効率が劣化し、ズーム域全体の収差補正することが困難になる。条件式（２）の下限値以下であると、前記第２レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、前記第２レンズ群内の軸外収差を補正することが困難になる。
より高性能にするためには、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
即ち、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をｆｗとして、
下記の条件式（３）：
６．０＜ｆ３／ｆｗ＜１６．０                    （３）
を満足することが望ましい（請求項４に対応する）。
上記条件式（４）を満足することにより、前記第３レンズ群は、射出瞳位置をセンサから適切な距離にし、センサに対しての適切な角度で光線が入射するようにしている。
フォーカシングは、前記第３レンズ群で行うことが望ましい。また前記第３レンズ群は、正レンズ１枚で構成することによりフォーカス群を軽量化でき、省エネにつながる。
前記第３レンズ群の正レンズは、物体側に凸の形状を有することが望ましい（請求項５に対応する）。
【００１２】
小型でありながら高性能にするためには、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
即ち、前記第１レンズ群の光軸上での厚さをＤ１とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をｆｗとして、
下記の条件式（４）：
３．５＜Ｄ１／ｆｗ＜６．５                    （４）
を満足することが望ましい（請求項６に対応する）。
条件式（４）の上限値以上であると、前記第１レンズ群が厚くなりすぎ、変倍するための空気間隔が短くなりすぎ、ズーム域全体の収差補正することが困難になる。一方、条件式（４）の下限値以下であると、前記第１レンズ群が薄くなりすぎ、前記第１レンズ群内の軸外収差を補正することが困難になる。
さらに望ましくは、以下の条件式（４）′を満足すると良い。
３．０＜Ｄ１／ｆｗ＜４．０                    （４）′
小型でありながら高性能にするためには、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
【００１３】
即ち、前記第２レンズ群の光軸上の厚さをＤ２とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をｆｗとして、
下記の条件式（５）：
２．５＜Ｄ２／ｆｗ＜４．５                    （５）
を満足することが望ましい（請求項７に対応する）。
条件式（５）の上限値以上であると、前記第２レンズ群が厚くなりすぎ、変倍するための空気間隔が短くなりすぎ、ズーム域全体の収差補正することが困難になる。一方、条件式（５）の下限値以下であると、前記第２レンズ群が薄くなりすぎ、前記第２レンズ群内の軸外収差を補正することが困難になる。
さらに望ましくは、以下の条件式を満足すると良い。
２．０＜Ｄ２／ｆｗ＜４．０                    （５）′
さらに小型、高性能にするためには、以下の条件式（６）を満足すると良い。
短焦点端における前記開口絞りと前記第２レンズ群との間隔をＴＬｓ２＿ｗとし、短焦点端における前記第１レンズ群と前記開口絞りとの間隔をＴＬ１ｓ＿ｗとして、
下記の条件式（６）：
０．１０＜ＴＬｓ２＿ｗ／ＴＬ１ｓ＿ｗ＜０．６０                    （６）
を満足すると良い（請求項８に対応する）。
【００１４】
条件式（６）の下限値以下であると、前記第１レンズ群と前記開口絞りの間隔が大きくなり、短焦点端における前記第１レンズ群を通る軸外光線が高くなりすぎ、前記第１レンズ群内における軸外収差の補正が困難になり、且つ前記第１レンズ群が大型化する。一方、条件式（６）の上限値以上であると、前記第２レンズ群と前記開口絞りの間隔が大きくなり、短焦点端における前記第２レンズ群を通る軸外光線が高くなりすぎ、前記第２レンズ群内における収差補正が困難になり、且つ前記第２レンズ群が大型化する。
フォーカシングは、前記第３レンズ群ですることが望ましい。また前記第３レンズ群は、正レンズ１枚で構成することによりフォーカス群を軽量化でき、省エネにつながる。前記第３レンズ群の前記正レンズは、物体側に凸の形状を有することが望ましい。
像面に到達する光量を減少させる必要があるときには、前記開口絞りを小径化しても良いが、前記開口絞り径を大きく変えることなく、ＮＤフィルタ（減光フィルタ）等の挿入により光量を減少させるようにする。このようにした方が、回折現象による解像力の低下を防止することができて一層好ましい。
一方、本発明の第５の実施の形態は、上述した本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズ（第２〜第４の実施の形態に係るズームレンズを含む）を、撮影用光学系として用いて構成した、いわゆるデジタルカメラ等のカメラである（請求項９に対応する）。
【００１５】
このようなカメラは、撮影用光学系として、上述したようなズームレンズを具備することにより、小型で高画質を得ることが可能となる。
また、カメラ機能等の撮影機能を有する、いわゆる携帯情報端末装置における撮影機能部の撮影用光学系として、上述したようなズームレンズを用いて構成することもできる（請求項１０に対応する）。
このような携帯情報端末装置は、撮影機能を有し、撮影用光学系として、上述したようなズームレンズを具備することにより、広角端の画角が４５度以上と十分に広画角でありながら、短焦点端のＦナンバが２．０以下、構成枚数が１１枚程度と少なく、小型で且つ１０００万〜２０００万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを、カメラ機能部の撮影光学系として使用した、小型で高画質の携帯情報端末装置を提供することができる。このためユーザは、携帯性に優れた携帯情報端末装置で高画質な画像を撮影し、その画像を外部へ送信したりすることができる。
上述したように、請求項１に記載の発明によれば、短焦点端の半画角が４５度以上と十分に広画角でありながら短焦点端のＦナンバが２．０以下、構成枚数が１１枚程度と少なく、小型で且つ１０００万〜２０００万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することができる。
【００１６】
請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の発明によれば、各収差をさらに良好に補正した、高性能なズームレンズを提供することができる。
請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の発明によれば、小型で高性能なズームレンズを提供することができる。
請求項９に記載の発明によれば、広角端の半画角が４５度以上と十分に広画角でありながら短焦点端のＦナンバが２．０以下、構成枚数が１１枚程度と少なく、小型で且つ１０００万〜２０００万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを撮影光学系として使用した、小型で高画質のデジタルカメラ等のカメラを提供ことができるため、ユーザは携帯性に優れたカメラで高画質な画像を撮影することができる。
請求項１０に記載の発明によれば、広角端の半画角が４５度以上と十分に広画角でありながら短焦点端のＦナンバが２．０以下、構成枚数が１１枚程度と少なく、小型で且つ１０００万〜２０００万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズをカメラ機能部の撮影光学系として使用した、小型で高画質の携帯情報端末装置を提供ことができるため、ユーザは携帯性に優れた携帯情報端末装置で高画質な画像を撮影し、その画像を外部へ送信したりすることができる。
【実施例１】
【００１７】
次に、上述した本発明の実施の形態に基づく、具体的な実施例を詳細に説明する。以下に述べる実施例１〜実施例４は、本発明の第１の実施の形態〜第４の実施の形態に係るズームレンズの数値例（数値実施例）による具体的な構成の実施例である。図１〜図４は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例１におけるズームレンズを説明するためのものである。図５〜図８は、本発明の第２の実施の形態に係る実施例２におけるズームレンズを説明するためのものである。図９〜図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る実施例３におけるズームレンズを説明するためのものである。そして図１３〜図１６は、本発明の第４の実施の形態に係る実施例４におけるズームレンズを説明するためのものである。
実施例１〜実施例４のズームレンズは、いずれも、物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群を配置した、いわゆる負−正−正の３群構成のズームレンズである。
実施例１〜実施例４の各実施例のズームレンズにおいて、第３レンズ群の像面側に配設される平行平板からなる光学要素は、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）イメージセンサまたはＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサ等の受光撮像素子のカバーガラス（シールガラス）を想定したものであり、ここでは、等価的な透明平行平板として、フィルタ等ＦＧと総称することにする。
【００１８】
また、実施例１〜実施例４の各実施例において用いている光学ガラスの硝材は、株式会社オハラ（ＯＨＡＲＡ）、ＨＯＹＡ株式会社（ＨＯＹＡ）および光ガラス株式会社（ＨＩＫＡＲＩ）の製品の光学硝種名で示している。
実施例１〜実施例４の各実施例のズームレンズにおける収差は、充分に補正されており、１０００万〜２０００万画素またはそれ以上の画素数の受光素子に対応することが可能となっている。本発明の第１の実施の形態〜第４の実施の形態に従ってズームレンズを構成することによって、充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は、実施例１〜実施例４の各実施例より明らかである。
歪曲収差は、電子的に補正することも可能であるが、補正することにより画質への影響がある。そのため、本発明は、歪曲収差を光学的に十分に補正することにより、高画質化を図っている。
【００１９】
実施例１〜実施例４に共通な記号の意味は、次の通りである。
ｆ：光学系全系の焦点距離
Ｆ：Ｆ値（Ｆナンバ）
ω：半画角（度）
Ｒ：曲率半径（非球面については近軸曲率半径）
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
ここで用いられる非球面形状は、近軸曲率半径Ｒの逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨ、そして円錐定数をＫとし、上記各次数の非球面係数を用い、Ｘを光軸方向における非球面量として、次の式（７）で定義され、近軸曲率半径および円錐定数、並びに非球面係数を与えて形状を特定する。
【００２０】
【数１】
2014153443.tif 000003
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る実施例１のズームレンズの光学系のレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、（ａ）は短焦点端、即ち広角端における断面図、（ｂ）は所定の中間焦点距離における断面図、そして（ｃ）は長焦点端、即ち望遠端における断面図である。なお、実施例１のレンズ群配置を示す図１において、図示左側が物体（被写体）側である。
図１に示すズームレンズは、物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを配置している。第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に開口絞りＡＤを配置している。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、像側が凹面である負レンズＬ１１と像側が凹面である負レンズＬ１２と両凹レンズＬ１３と物体側が凸面である正レンズＬ１４からなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順次、正レンズＬ２１、正レンズＬ２２、負レンズＬ２３、正レンズＬ２４、負レンズＬ２５および正レンズＬ２６を配置してなる。第３レンズ群Ｇ３は、正レンズＬ３１のみからなる。
【００２２】
第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図１には、各光学面の面番号も示している。なお、図１における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いている。そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは、他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３の全群が移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が変化するように移動する。
図１に示す本発明に係る第１の実施の形態であって、実施例（数値実施例。以下同じ）１のズームレンズの第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸形状をなし、ハイブリッド非球面を形成してなる凹面を像面側に向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズＬ１１と、物体側に凸形状をなし、像側に非球面を形成してなる凹面を向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズＬ１２と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズＬ１３と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズから正レンズＬ１４とを配置している。
【００２３】
開口絞りＡＤは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に介挿配置されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズＬ２１と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ２２と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ２３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ２４と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ２５と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ像面側に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズＬ２６とを配置している。
そして、第２レンズ群Ｇ２の正レンズＬ２２と負レンズＬ２３と正レンズＬ２４の３枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、３枚接合からなる接合レンズを形成している。また、第２レンズ群Ｇ２の負レンズＬ２５と正レンズＬ２６の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００２４】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸形状をなし、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ像面側にハイブリッド非球面を形成した単一の正レンズＬ３１のみからなっている。
この場合、図１に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ移動する。開口絞りＡＤは、物体側から像側へ若干移動する。第２レンズ群Ｇ２は、像側から物体側へ移動する。そして第３レンズ群Ｇ３は像側から物体側へほぼ単調に移動する。
この実施例１においては、全光学系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦおよび半画角ωが、短焦点端から長焦点端へのズーミングによって、それぞれｆ＝３．９６〜５．３７〜７．２７、Ｆ＝１．８５〜２．１６〜２．５１およびω＝５１．４４〜４１．９０〜３３．３４の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表１の通りである。
【００２５】
【表１】
2014153443.tif 000004
【００２６】
表１において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、表１には、各レンズの材質も示している。これらは、他の実施例についても同様である。
即ち、表１においては、「＊」が付された第３面、第５面、第１１面、第１２面、第１９面および第２２面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、次表２の通りである。
【００２７】
【表２】
2014153443.tif 000005
【００２８】
この実施例１においては、全光学系の焦点距離ｆ、Ｆ値、半画角ω、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＡ、開口絞りＡＤと第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＢ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、そして第３レンズ群Ｇ３とフィルタ等ＦＧとの間の可変間隔ＤＤ等の可変量は、ズーミングに伴って次表３のように変化する。
【００２９】
【表３】
2014153443.tif 000006
【００３０】
この場合、上記条件式（１）〜条件式（６）に対応する値は、次表４の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（６）を満足している。
【００３１】
【表４】
2014153443.tif 000007
【００３２】
また、図２、図３および図４に、それぞれ、実施例１の短焦点端（広角端）、中間焦点距離および長焦点端（望遠端）における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例２】
【００３３】
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る実施例２のズームレンズの光学系のレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、（ａ）は短焦点端、即ち広角端における断面図、（ｂ）は所定の中間焦点距離における断面図、そして（ｃ）は長焦点端、即ち望遠端における断面図である。なお、実施例２のレンズ群配置を示す図５において、図示左側が物体（被写体）側である。
図５に示すズームレンズは、物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを配置している。第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に開口絞りＡＤを配置している。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、像側が凹面である負レンズＬ１１と像側が凹面である負レンズＬ１２と両凹レンズＬ１３と物体側が凸面である正レンズＬ１４からなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順次、正レンズＬ２１、正レンズＬ２２、負レンズＬ２３、正レンズＬ２４、負レンズＬ２５および正レンズＬ２６を配置してなる。第３レンズ群Ｇ３は、正レンズＬ３１のみからなる。
【００３４】
第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。図５には、各光学面の面番号も示している。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３の全群が移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が変化するように移動する。
図５に示す本発明に係る第２の実施の形態であって、実施例２のズームレンズの第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸形状をなし、ハイブリッド非球面を形成してなる凹面を像面側に向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズＬ１１と、物体側に凸形状をなし、両面側に非球面を形成してなり、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズＬ１２と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ１４とを配置している。
【００３５】
開口絞りＡＤは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に介挿配置されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズＬ２１と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ２２と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ２３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ２４と、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ２５と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ像面側に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズＬ２６とを配置している。
そして、第２レンズ群Ｇ２の正レンズＬ２２と負レンズＬ２３と正レンズＬ２４の３枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、３枚接合からなる接合レンズを形成している。また、第２レンズ群Ｇ２の負レンズＬ２５と正レンズＬ２６の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００３６】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸形状をなし、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ像面側にハイブリッド非球面を形成した単一の正レンズＬ３１のみからなっている。
この場合、図５に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ移動する。開口絞りＡＤは、像面側に凸状の円弧を描くように移動する。第２レンズ群Ｇ２は、像側から物体側へ移動する。そして第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸状の円弧を描くように移動する。
この実施例２においては、全光学系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦおよび半画角ωが、短焦点端から長焦点端へのズーミングによって、それぞれｆ＝４．６３〜８．３２〜１４．９６、Ｆ＝１．８５〜２．５３〜３．４４およびω＝４７．０３〜２９．７６〜１７．７０の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表５の通りである。
【００３７】
【表５】
2014153443.tif 000008
【００３８】
表５において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、表５には、各レンズの材質も示している。これらは、他の実施例についても同様である。
即ち、表５においては、「＊」が付された第３面、第４面、第５面、第１１面、第１２面、第１９面および第２２面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、次表６の通りである。
【００３９】
【表６】
2014153443.tif 000009
【００４０】
この実施例２においては、全光学系の焦点距離ｆ、Ｆ値、半画角ω、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＡ、開口絞りＡＤと第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＢ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、そして第３レンズ群Ｇ３とフィルタ等ＦＧとの間の可変間隔ＤＤ等の可変量は、ズーミングに伴って次表７のように変化する。
【００４１】
【表７】
2014153443.tif 000010
【００４２】
この場合、上記条件式（１）〜条件式（６）に対応する値は、次表８の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（６）を満足している。
【００４３】
【表８】
2014153443.tif 000011
【００４４】
また、図６、図７および図８に、それぞれ、実施例２の短焦点端（広角端）、中間焦点距離および長焦点端（望遠端）における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例３】
【００４５】
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る実施例３のズームレンズの光学系のレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、（ａ）は短焦点端、即ち広角端における断面図、（ｂ）は所定の中間焦点距離における断面図、そして（ｃ）は長焦点端、即ち望遠端における断面図である。なお、実施例３のレンズ群配置を示す図９において、図示左側が物体（被写体）側である。
図９に示すズームレンズは、物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを配置している。第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に開口絞りＡＤを配置している。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、像側が凹面である負レンズＬ１１と像側が凹面である負レンズＬ１２と両凹レンズＬ１３と物体側が凸面である正レンズＬ１４からなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順次、正レンズＬ２１、正レンズＬ２２、負レンズＬ２３、正レンズＬ２４、負レンズＬ２５および正レンズＬ２６を配置してなる。第３レンズ群Ｇ３は、正レンズＬ３１のみからなる。
【００４６】
第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３の全群が移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が変化するように移動する。
図９に示す本発明に係る第３の実施の形態であって、実施例３のズームレンズの第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸形状をなし、像面側にハイブリッド非球面を形成してなる凹面を向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズＬ１１と、物体側に凸形状をなし、像側に非球面を形成してなる凹面を向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズＬ１２と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから正レンズＬ１４とを配置している。
【００４７】
開口絞りＡＤは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に介挿配置されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズＬ２１と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ２２と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ２３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ２４と、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズＬ２５と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ像面側に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズＬ２６とを配置している。
そして、第２レンズ群Ｇ２の正レンズＬ２２と負レンズＬ２３と正レンズＬ２４の３枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、３枚接合からなる接合レンズを形成している。また、第２レンズ群Ｇ２の負レンズＬ２５と正レンズＬ２６の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００４８】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸形状をなし、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ像面側にハイブリッド非球面を形成した単一の正レンズＬ３１のみからなっている。
この場合、図９に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ移動する。開口絞りＡＤは、像面側に凸状の円弧を描くように移動する。第２レンズ群Ｇ２は、像面側から物体側へ移動する。そして第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸状の円弧を描くように移動する。
この実施例３においては、全光学系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦおよび半画角ωが、短焦点端から長焦点端へのズーミングによって、それぞれｆ＝４．６３〜８．３２〜１４．９５、Ｆ＝１．８５〜２．６０〜３．５８およびω＝４７．５４〜２９．９５〜１７．６５の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表９の通りである。
【００４９】
【表９】
2014153443.tif 000012
【００５０】
表９において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、表９には、各レンズの材質も示している。これらは、他の実施例についても同様である。
即ち、表９においては、「＊」が付された第３面、第５面、第１１面、第１２面、第１９面および第２２面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、次表１０の通りである。
【００５１】
【表１０】
2014153443.tif 000013
【００５２】
この実施例３においては、全光学系の焦点距離ｆ、Ｆ値、半画角ω、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＡ、開口絞りＡＤと第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＢ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、そして第３レンズ群Ｇ３とフィルタ等ＦＧとの間の可変間隔ＤＤ等の可変量は、ズーミングに伴って次表１１のように変化する。
【００５３】
【表１１】
2014153443.tif 000014
【００５４】
この場合、上記条件式（１）〜条件式（６）に対応する値は、次表１２の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（６）を満足している。
【００５５】
【表１２】
2014153443.tif 000015
【００５６】
また、図１０、図１１および図１２に、それぞれ、実施例３の短焦点端（広角端）、中間焦点距離および長焦点端（望遠端）における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
【実施例４】
【００５７】
図１３は、本発明の第４の実施の形態に係る実施例４のズームレンズの光学系のレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、（ａ）は短焦点端、即ち広角端における断面図、（ｂ）は所定の中間焦点距離における断面図、そして（ｃ）は長焦点端、即ち望遠端における断面図である。なお、実施例４のレンズ群配置を示す図１３において、図示左側が物体（被写体）側である。
図１３に示すズームレンズは、物体側から、順次、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを配置している。第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に開口絞りＡＤを配置している。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、像側が凹面である負レンズＬ１１と像側が凹面である負レンズＬ１２と両凹レンズＬ１３と物体側が凸面である正レンズＬ１４からなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順次、正レンズＬ２１、正レンズＬ２２、負レンズＬ２３、正レンズＬ２４、負レンズＬ２５および正レンズＬ２６を配置してなる。第３レンズ群Ｇ３は、正レンズＬ３１のみからなる。
【００５８】
第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りＡＤは、各群とは独立に動作する。
短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に際しては、第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３の全群が移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が変化するように移動する。
図１３に示す本発明に係る第４の実施の形態であって、実施例４のズームレンズの第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸形状をなし、像面側にハイブリッド非球面を形成してなる凹面を向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズＬ１１と、物体側に凸形状をなし、像側に非球面を形成してなる凹面を向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズＬ１２と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズＬ１３と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズから正レンズＬ１４とを配置している。
【００５９】
開口絞りＡＤは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に介挿配置されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズＬ２１と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズＬ２２と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ２３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズＬ２４と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズＬ２５と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ像面側に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズＬ２６とを配置している。
そして、第２レンズ群Ｇ２の正レンズＬ２２と負レンズＬ２３と正レンズＬ２４の３枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、３枚接合からなる接合レンズを形成している。また、第２レンズ群Ｇ２の負レンズＬ２５と正レンズＬ２６の２枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、２枚接合からなる接合レンズを形成している。
【００６０】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸形状をなし、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ像面側にハイブリッド非球面を形成した単一の正レンズＬ３１のみからなっている。
この場合、図１３に示すように、短焦点端（広角端）から長焦点端（望遠端）への変倍に伴って、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ移動する。開口絞りＡＤは、物体側に凸状を描くように移動する。第２レンズ群Ｇ２は、像側から物体側へ移動する。そして第３レンズ群Ｇ３は像側から物体側へほぼ単調に移動する。
この実施例４においては、全光学系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦおよび半画角ωが、短焦点端から長焦点端へのズーミングによって、それぞれｆ＝３．９６〜５．３７〜７．２７、Ｆ＝１．８５〜１．９６〜２．４６およびω＝５１．４４〜４１．９１〜３３．２３の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表１３の通りである。
【００６１】
【表１３】
2014153443.tif 000016
【００６２】
表１３において、面番号に「＊（アスタリスク）」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、表１３には、各レンズの材質も示している。これらは、他の実施例についても同様である。
即ち、表１３においては、「＊」が付された第３面、第５面、第１１面、第１２面、第１９面および第２２面の各光学面が非球面であり、式（７）における各非球面のパラメータは、次表１４の通りである。
【００６３】
【表１４】
2014153443.tif 000017
【００６４】
この実施例４においては、全光学系の焦点距離ｆ、Ｆ値、半画角ω、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＡＤとの間の可変間隔ＤＡ、開口絞りＡＤと第２レンズ群Ｇ２との間の可変間隔ＤＢ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の可変間隔ＤＣ、そして第３レンズ群Ｇ３とフィルタ等ＦＧとの間の可変間隔ＤＤ等の可変量は、ズーミングに伴って次表１５のように変化する。
【００６５】
【表１５】
2014153443.tif 000018
【００６６】
この場合、上記条件式（１）〜条件式（６）に対応する値は、次表１６の通りとなり、それぞれ条件式（１）〜条件式（６）を満足している。
【００６７】
【表１６】
2014153443.tif 000019
【００６８】
また、図１４、図１５および図１６に、それぞれ、実施例４の短焦点端（広角端）、中間焦点距離および長焦点端（望遠端）における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
尚、上述した実施例１〜実施例４においてレンズの材質は、主にガラスを採用している。しかしながら、第３レンズ群のレンズは、面精度による画質の影響が大きくないため、樹脂レンズを用いてもよい。
【００６９】
〔第５の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第１の実施の形態〜第４の実施の形態に係る実施例１〜実施例４等のようなズームレンズを撮影用光学系として採用して構成した本発明の第５の実施の形態に係るカメラについて図１７〜図１９を参照して説明する。図１７は、本発明の第５の実施の形態に係るカメラとしてのデジタルカメラを物体側から見た外観構成を模式的に示す斜視図、そして図１８は、当該デジタルカメラを撮影者側から見た外観構成を模式的に示す斜視図である。また、図１９は、当該デジタルカメラの機能構成を示すブロック図である。なお、図１７〜図１９には、カメラとしてのデジタルカメラについて説明しているが、ビデオカメラおよび在来の、いわゆる銀塩フィルムを用いるフィルムカメラ等を含む主として撮像専用の撮像装置だけでなく、携帯電話機や、ＰＤＡ（personal data assistant）などと称される携帯情報端末装置、さらにはこれらの機能を含む、いわゆるスマートフォンやタブレット端末などの携帯端末装置を含む種々の情報装置にデジタルカメラ等に相当する撮像機能が組み込まれることが多い。
【００７０】
このような情報装置も、外観は若干異にするもののデジタルカメラ等と実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような情報装置に上述した本発明の第１の実施の形態〜第４の実施の形態に係るズームレンズを撮像用光学系として用いることができる。
図１７および図１８に示すように、デジタルカメラは、カメラボディ１００に、撮像レンズ（撮影レンズ）１０１、光学ファインダ１０２、ストロボ（電子フラッシュライト）１０３、シャッタボタン１０４、電源スイッチ１０５、液晶モニタ１０６、操作ボタン１０７、メモリカードスロット１０８およびズームスイッチ１０９等を装備している。さらに、図１９に示すように、デジタルカメラは、カメラボディ１００内に、中央演算装置（ＣＰＵ）１１１、画像処理装置１１２、受光素子１１３、信号処理装置１１４、半導体メモリ１１５および通信カード等１１６を具備している。
デジタルカメラは、撮像用光学系としての撮像レンズ１０１と、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）撮像素子またはＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等を用いてイメージセンサとして構成された受光素子１１３とを有しており、撮像レンズ１０１によって結像される被写体光学像を受光素子１１３によって読み取る。この撮像レンズ１０１として、上述した実施例１〜実施例４等において説明したような本発明の第１の実施の形態〜第４の実施の形態に係るズームレンズを用いる。
【００７１】
受光素子１１３の出力は、中央演算装置１１１によって制御される信号処理装置１１４によって処理され、デジタル画像情報に変換される。 信号処理装置１１４によってデジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置１１１によって制御される画像処理装置１１２において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ１１５に記録される。この場合、半導体メモリ１１５は、メモリカードスロット１０８に装填されたメモリカードでもよく、デジタルカメラ本体にオンボードで内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ１０６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１１５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１１５に記録した画像は、通信カードスロット（明確には図示していないが、メモリカードスロット１０８と兼用しても良い）に装填した通信カード等１１６を介して外部へ送信することも可能である。
撮像レンズ１０１は、カメラの携帯時には、その対物面がレンズバリア（明確には図示していない）により覆われており、ユーザが電源スイッチ１０５を操作して電源を投入すると、レンズバリアが開き、対物面が露出する構成とする。このとき、撮像レンズ１０１の鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系が、例えば短焦点端（広角端）の配置となっており、ズームスイッチ１０９を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、中間焦点距離を経て長焦点端（望遠端）への変倍動作を行うことができる。
【００７２】
なお、光学ファインダ１０２の光学系も撮像レンズ１０１の画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。
多くの場合、シャッタボタン１０４の半押し操作により、フォーカシングがなされる。
本発明の第１〜第４の実施の形態に係るズームレンズ（請求項１〜請求項８で定義され、あるいは前述した実施例１〜実施例４に示されるズームレンズ）におけるフォーカシングは、ズームレンズを構成する複数群の光学系の一部の群の移動によって行うことができる。シャッタボタン１０４を更に押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ１１５に記録した画像を液晶モニタ１０６に表示させたり、通信カード等１１６を介して外部へ送信させたりする際には、操作ボタン１０７を所定のごとく操作する。半導体メモリ１１５および通信カード等１１６は、メモリカードスロット１０８および通信カードスロット等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
なお、撮像レンズ１０１が沈胴状態にあるときには、結像レンズの各群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば、沈胴時に第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の少なくとも一方が光軸上から退避して、その他のレンズ群と並列的に収納されるような機構とすれば、デジタルカメラのさらなる薄型化を実現することができる。
【００７３】
上述したデジタルカメラ（カメラ）のような撮像装置または同様の撮像機能を有する情報装置には、既に述べた通り、第１〜第４の実施の形態（実施例１〜実施例４）のようなズームレンズを用いて構成した撮像レンズ１０１を撮像用光学系として使用することができる。したがって、１０００万〜２０００万画素またはそれ以上の画素数の受光素子を使用した高画質で小型のデジタルカメラのような撮像装置または同様の撮像機能を有する携帯情報端末装置等の情報装置を実現することができる。
また、本発明の第１〜第４の実施の形態に係るズームレンズの構成は、在来の銀塩フィルムカメラの撮影レンズや投影機の投射レンズとしても応用が可能である。
【符号の説明】
【００７４】
Ｇ１  第１レンズ群（負）
Ｌ１１  負レンズ
Ｌ１２  負レンズ
Ｌ１３  両凹レンズ
Ｌ１４  正レンズ
Ｇ２  第２レンズ群（正）
Ｌ２１  正レンズ
Ｌ２２  正レンズ
Ｌ２３  負レンズ
Ｌ２４  正レンズ
Ｌ２５  負レンズ
Ｌ２６  正レンズ
Ｇ３  第３レンズ群（正）
Ｌ３１  正レンズ
ＡＤ  開口絞り
ＦＧ  フィルタ等
１００  カメラボディ
１０１  撮像レンズ
１０２  光学ファインダ
１０３  ストロボ（電子フラッシュライト）
１０４  シャッタボタン
１０５  電源スイッチ
１０６  液晶モニタ
１０７  操作ボタン
１０８  メモリカードスロット
１０９  ズームスイッチ
１１１  中央演算装置（ＣＰＵ）
１１２  画像処理装置
１１３  受光素子（エリアセンサ）
１１４  信号処理装置
１１５  半導体メモリ
１１６  通信カード等
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７５】
【特許文献１】特開２００７−２４９０８７号公報
【特許文献２】特開２００８−１２２８７５号公報
【特許文献３】特開２００８−０４０１５９号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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