(57)【要約】  ズームレンズは、物体側から順に、負の第１レンズ群と正の第２レンズ群から成り、群間隔を変化させることにより変倍を行う。第２レンズ群には、物体側から順に、負の第１レンズ、正の第２レンズ、負の第３レンズから成る３枚接合レンズを含み、条件式：０．０８＜（ｒｓ２＋ｒｓ１）／（ｒｓ２−ｒｓ１）＜０．５，２７＜ｖ２−ｖ１＜４０，２０＜ｖ２−ｖ３＜３８（ｒｓ１，ｒｓ２：３枚接合レンズの物体側接合面，像側接合面の曲率半径、ｖ１〜３：３枚接合レンズの第１〜第３レンズのアッベ数）を満たす。
2014010504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、負パワーを有する第１レンズ群と、正パワーを有する第２レンズ群と、から成り、群間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズであって、前記第２レンズ群に、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズと、正パワーを有する第２レンズと、負パワーを有する第３レンズと、から成る３枚接合レンズを少なくとも１組含み、前記３枚接合レンズが以下の条件式（１）〜（３）を満たすことを特徴とするズームレンズ；
０．０８＜（ｒｓ２＋ｒｓ１）／（ｒｓ２−ｒｓ１）＜０．５  …（１）
２７＜ｖ２−ｖ１＜４０  …（２）
２０＜ｖ２−ｖ３＜３８  …（３）
ただし、
ｒｓ１：３枚接合レンズの物体側接合面の曲率半径、
ｒｓ２：３枚接合レンズの像側接合面の曲率半径、
ｖ１：３枚接合レンズの第１レンズのアッベ数、
ｖ２：３枚接合レンズの第２レンズのアッベ数、
ｖ３：３枚接合レンズの第３レンズのアッベ数、
である。
【請求項２】
前記第１レンズ群と第２レンズ群が以下の条件式（４）を満たすことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ；
−０．８＜ｆ１／ｆ２＜−０．５  …（４）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
である。
【請求項３】
前記第２レンズ群が、物体側から順に、前群と、絞りと、後群と、から成り、前記後群に前記３枚接合レンズを含み、以下の条件式（５）を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載のズームレンズ；
−１＜ｆｓ／ｆ２＿ｒ＜−０．３  …（５）
ただし、
ｆ２＿ｒ：第２レンズ群の後群の焦点距離、
ｆｓ：第２レンズ群内の３枚接合レンズの焦点距離、
である。
【請求項４】
前記第１レンズ群に、以下の条件式（６）を満たす複合型非球面を２面含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のズームレンズ；
４．８＜ΔＸ＿ｍａｘ／ΔＸ＿ｍｉｎ＜６．０  …（６）
ただし、複合型非球面を構成する樹脂の光軸方向の厚さに関して、
ΔＸ＿ｍａｘ：最大樹脂厚、
ΔＸ＿ｍｉｎ：最小樹脂厚、
である。
【請求項５】
前記第２レンズ群が、物体側から順に、前群と、絞りと、後群と、から成り、前記後群が、単レンズ又は接合レンズから成る正負正の３つのレンズ成分から成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のズームレンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記ズームレンズが設けられていることを特徴とする撮像光学装置。
【請求項７】
請求項６記載の撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とするデジタル機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はズームレンズ，撮像光学装置及びデジタル機器に関するものである。例えば、被写体の映像を撮像素子で取り込むデジタルカメラに適したコンパクトなズームレンズと、そのズームレンズ及び撮像素子で取り込んだ被写体の映像を電気的な信号として出力する撮像光学装置と、その撮像光学装置を搭載したデジタルカメラ等の画像入力機能付きデジタル機器と、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より負正の２群から成るズームレンズが多数提案されている。例えば特許文献１には、第２レンズ群を前群と後群で構成し、その前群をフォーカス群とすることにより、小型化を達成したズームレンズが提案されている。しかしながら、特許文献１に記載のズームレンズには、画面周辺での像面湾曲が大きく、色のコマ収差が大きく生じる、という問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３０７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年のデジタル化に伴い、ユーザーはモニターで撮影画像を等倍で隅々まで見ることが可能となっている。このため、軸上だけでなく周辺まで高いＭＴＦ(Modulation  Transfer  Function)性能を確保し、かつ、色収差を低減することが求められている。しかしながら、デジタル化に対応する場合、ＣＣＤ(Charge  Coupled  Device)の仕様の関係で、射出瞳位置までの距離をより長くする必要がある。その結果、全長が大きくなる傾向となるため、高性能化と小型化とを両立させることは、特許文献１に記載のズームレンズのように困難である。【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、小型化を達成しながらも、全変倍域において軸上から周辺まで像面湾曲が良好に補正され、かつ、像面湾曲の色収差・色のコマ収差が低減された高性能なズームレンズ，それを備えた撮像光学装置及びデジタル機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、第１の発明のズームレンズは、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズ群と、正パワーを有する第２レンズ群と、から成り、群間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズであって、前記第２レンズ群に、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズと、正パワーを有する第２レンズと、負パワーを有する第３レンズと、から成る３枚接合レンズを少なくとも１組含み、前記３枚接合レンズが以下の条件式（１）〜（３）を満たすことを特徴とする。
０．０８＜（ｒｓ２＋ｒｓ１）／（ｒｓ２−ｒｓ１）＜０．５  …（１）
２７＜ｖ２−ｖ１＜４０  …（２）
２０＜ｖ２−ｖ３＜３８  …（３）
ただし、
ｒｓ１：３枚接合レンズの物体側接合面の曲率半径、
ｒｓ２：３枚接合レンズの像側接合面の曲率半径、
ｖ１：３枚接合レンズの第１レンズのアッベ数、
ｖ２：３枚接合レンズの第２レンズのアッベ数、
ｖ３：３枚接合レンズの第３レンズのアッベ数、
である。【０００７】
第２の発明のズームレンズは、上記第１の発明において、前記第１レンズ群と第２レンズ群が以下の条件式（４）を満たすことを特徴とする。
−０．８＜ｆ１／ｆ２＜−０．５  …（４）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
である。【０００８】
第３の発明のズームレンズは、上記第１又は第２の発明において、前記第２レンズ群が、物体側から順に、前群と、絞りと、後群と、から成り、前記後群に前記３枚接合レンズを含み、以下の条件式（５）を満たすことを特徴とする。
−１＜ｆｓ／ｆ２＿ｒ＜−０．３  …（５）
ただし、
ｆ２＿ｒ：第２レンズ群の後群の焦点距離、
ｆｓ：第２レンズ群内の３枚接合レンズの焦点距離、
である。【０００９】
第４の発明のズームレンズは、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第１レンズ群に、以下の条件式（６）を満たす複合型非球面を２面含むことを特徴とする。
４．８＜ΔＸ＿ｍａｘ／ΔＸ＿ｍｉｎ＜６．０  …（６）
ただし、複合型非球面を構成する樹脂の光軸方向の厚さに関して、
ΔＸ＿ｍａｘ：最大樹脂厚、
ΔＸ＿ｍｉｎ：最小樹脂厚、
である。【００１０】
第５の発明のズームレンズは、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記第２レンズ群が、物体側から順に、前群と、絞りと、後群と、から成り、前記後群が、単レンズ又は接合レンズから成る正負正の３つのレンズ成分から成ることを特徴とする。【００１１】
第６の発明の撮像光学装置は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明に係るズームレンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記ズームレンズが設けられていることを特徴とする。【００１２】
第７の発明のデジタル機器は、上記第６の発明に係る撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、２成分ズームタイプにおいて第２レンズ群内に所定の条件を満たした３枚接合レンズが配置された構成になっているため、小型化を達成しながらも、全変倍域において軸上から周辺まで像面湾曲が良好に補正され、かつ、像面湾曲の色収差・色のコマ収差が低減された高性能なズームレンズ及び撮像光学装置を実現することができる。その小型化・高性能化されたズームレンズ又は撮像光学装置をデジタル機器（例えばデジタルカメラ）に用いることによって、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態（実施例１）の光学構成図。
【図２】第２の実施の形態（実施例２）の光学構成図。
【図３】第３の実施の形態（実施例３）の光学構成図。
【図４】第４の実施の形態（実施例４）の光学構成図。
【図５】第５の実施の形態（実施例５）の光学構成図。
【図６】第６の実施の形態（実施例６）の光学構成図。
【図７】実施例１の縦収差図。
【図８】実施例２の縦収差図。
【図９】実施例３の縦収差図。
【図１０】実施例４の縦収差図。
【図１１】実施例５の縦収差図。
【図１２】実施例６の縦収差図。
【図１３】実施例１の像面湾曲の色収差を示す収差図。
【図１４】実施例２の像面湾曲の色収差を示す収差図。
【図１５】実施例３の像面湾曲の色収差を示す収差図。
【図１６】実施例４の像面湾曲の色収差を示す収差図。
【図１７】実施例５の像面湾曲の色収差を示す収差図。
【図１８】実施例６の像面湾曲の色収差を示す収差図。
【図１９】実施例１の広角端での色コマ収差を示す横収差図。
【図２０】実施例１の中間焦点距離状態での色コマ収差を示す横収差図。
【図２１】実施例１の望遠端での色コマ収差を示す横収差図。
【図２２】実施例２の広角端での色コマ収差を示す横収差図。
【図２３】実施例２の中間焦点距離状態での色コマ収差を示す横収差図。
【図２４】実施例２の望遠端での色コマ収差を示す横収差図。
【図２５】実施例３の広角端での色コマ収差を示す横収差図。
【図２６】実施例３の中間焦点距離状態での色コマ収差を示す横収差図。
【図２７】実施例３の望遠端での色コマ収差を示す横収差図。
【図２８】実施例４の広角端での色コマ収差を示す横収差図。
【図２９】実施例４の中間焦点距離状態での色コマ収差を示す横収差図。
【図３０】実施例４の望遠端での色コマ収差を示す横収差図。
【図３１】実施例５の広角端での色コマ収差を示す横収差図。
【図３２】実施例５の中間焦点距離状態での色コマ収差を示す横収差図。
【図３３】実施例５の望遠端での色コマ収差を示す横収差図。
【図３４】実施例６の広角端での色コマ収差を示す横収差図。
【図３５】実施例６の中間焦点距離状態での色コマ収差を示す横収差図。
【図３６】実施例６の望遠端での色コマ収差を示す横収差図。
【図３７】ズームレンズを搭載したデジタル機器の概略構成例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るズームレンズ，撮像光学装置及びデジタル機器を説明する。本発明に係るズームレンズは、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズ群と、正パワーを有する第２レンズ群と、から成り（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）、群間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズであって、前記第２レンズ群に、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズと、正パワーを有する第２レンズと、負パワーを有する第３レンズと、から成る３枚接合レンズを少なくとも１組含み、前記３枚接合レンズが以下の条件式（１）〜（３）を満たした構成になっている。
０．０８＜（ｒｓ２＋ｒｓ１）／（ｒｓ２−ｒｓ１）＜０．５  …（１）
２７＜ｖ２−ｖ１＜４０  …（２）
２０＜ｖ２−ｖ３＜３８  …（３）
ただし、
ｒｓ１：３枚接合レンズの物体側接合面の曲率半径、
ｒｓ２：３枚接合レンズの像側接合面の曲率半径、
ｖ１：３枚接合レンズの第１レンズのアッベ数、
ｖ２：３枚接合レンズの第２レンズのアッベ数、
ｖ３：３枚接合レンズの第３レンズのアッベ数、
である。
【００１６】
前述したように、デジタル化によってユーザーはモニターで撮影画像を等倍で見ることが可能となり、その結果、更なるＭＴＦ性能の向上や色収差の低減が求められるようになっている。しかし、デジタル化に対応しようとすると射出瞳位置を像面から遠くに配置しなければならなくなるため、全長の増大を招いて、高性能化と小型化との両立が難しくなってしまう。上記構成を採用すれば、軸上から周辺までの高性能化と小型化とを共に達成することが可能となる。例えば、第２レンズ群を前群と絞りと後群とで構成し、負正負の３枚接合レンズを第２レンズ群の後群内に配置すれば、第２レンズ群の後群で発生する非点収差及び色収差を広角端から望遠端まで良好に補正することができる。
【００１７】
条件式（１）は、３枚接合レンズにおいて正パワーを有する第２レンズの好ましいシェイプファクターを規定している。この条件式（１）を満たすことにより、広角端から望遠端において像面湾曲が小さい光学解を得ることができる。条件式（１）の上限を越える形状になると、物体側接合面より像側接合面の方が曲率の絶対値が小さくなり、それによって望遠端における像面湾曲がオーバー側に大きく発生するため、望ましくない。条件式（１）の下限を越える形状になると、物体側接合面と像側接合面とで曲率の絶対値が近づく形状になり、それによって広角端における像面湾曲が大きく発生するため、望ましくない。
【００１８】
条件式（２）は３枚接合レンズの第１レンズと第２レンズとの好ましい分散差を規定しており、条件式（３）は３枚接合レンズの第２レンズと第３レンズとの好ましい分散差を規定している。条件式（２）及び（３）を満足することにより、全ズーム領域において、色の像面湾曲収差と色コマを補正できる光学解を得ることができる。条件式（２）又は（３）の上限を越えると、３枚接合レンズの各レンズの分散差が大きくなりすぎて、３枚接合レンズにおいて像面湾曲の色収差が大きく発生してしまうため、望ましくない。条件式（２）又は（３）の下限を越えると、３枚接合レンズの各レンズの分散差が小さくなりすぎて、３枚接合レンズにおいて色のコマ収差、特に広角端でのＵｐｐｅｒ側の色コマ収差が大きく発生してしまうため、望ましくない。
【００１９】
上記特徴的構成によると、２成分ズームタイプにおいて第２レンズ群内に所定の条件を満たした３枚接合レンズが配置された構成になっているため、小型化を達成しながらも、広角端から望遠端までの全変倍域において軸上から周辺まで像面湾曲が良好に補正され、かつ、像面湾曲の色収差・色のコマ収差が低減された高性能なズームレンズ及び撮像光学装置を実現することができる。その小型化・高性能化されたズームレンズ又は撮像光学装置をデジタルカメラ等のデジタル機器に用いれば、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となり、デジタル機器のコンパクト化，低コスト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。例えば、本発明に係るズームレンズは、レンズ交換式デジタルカメラ用の交換レンズとして好適であるため、持ち運びに便利な軽量・小型の交換レンズを実現することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能，小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。
【００２０】
本発明に係るズームレンズは、以下の条件式（１ａ）を満足することが更に望ましい。
０．０８＜（ｒｓ２＋ｒｓ１）／（ｒｓ２−ｒｓ１）＜０．４０  …（１ａ）
この条件式（１ａ）は、前記条件式（１）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（１ａ）を満たすことにより、前記効果をより一層大きくすることができる。
【００２１】
本発明に係るズームレンズは、以下の条件式（２ａ）を満足することが更に望ましい。
３０＜ｖ２−ｖ１＜４０  …（２ａ）
この条件式（２ａ）は、前記条件式（２）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（２ａ）を満たすことにより、前記効果をより一層大きくすることができる。
【００２２】
本発明に係るズームレンズは、以下の条件式（３ａ）を満足することが更に望ましい。
２５＜ｖ２−ｖ３＜３８  …（３ａ）
この条件式（３ａ）は、前記条件式（３）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（３ａ）を満たすことにより、前記効果をより一層大きくすることができる。
【００２３】
前記第１レンズ群と第２レンズ群は、以下の条件式（４）を満たすことが望ましい。
−０．８＜ｆ１／ｆ２＜−０．５  …（４）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離、
である。
【００２４】
条件式（４）を満たすことにより、第１レンズ群と第２レンズ群のパワーを適切にし、第１レンズ群の移動量の増加を抑制して小型化を達成することができる。条件式（４）の上限を越えると、第１レンズ群のパワーが強くなるため、小型化を図ることはできるが、第１レンズ群のパワー増大に伴って第２レンズ群のパワーが増大するため、収差補正、特に望遠端での球面収差やコマ収差の補正が困難になって、高性能化を達成することが困難になる。条件式（４）の下限を越えると、第１レンズ群のパワーが弱くなるため、第１レンズ群の移動量が増えて全長が大きくなる。したがって、小型化の達成が困難になる。
【００２５】
本発明に係るズームレンズは、以下の条件式（４ａ）を満足することが更に望ましい。
−０．７２＜ｆ１／ｆ２＜−０．６  …（４ａ）
この条件式（４ａ）は、前記条件式（４）が規定している条件範囲のなかでも、前記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式（４ａ）を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
【００２６】
前記第２レンズ群が、物体側から順に、前群と、絞りと、後群と、から成り、前記後群に前記３枚接合レンズを含み、以下の条件式（５）を満たすことが望ましい。
−１＜ｆｓ／ｆ２＿ｒ＜−０．３  …（５）
ただし、
ｆ２＿ｒ：第２レンズ群の後群の焦点距離、
ｆｓ：第２レンズ群内の３枚接合レンズの焦点距離、
である。
【００２７】
第２レンズ群を絞りで前群と後群とに分けて、その後群が３枚接合レンズを含み、かつ、条件式（５）を満たすようにすることが好ましい。条件式（５）を満たすことにより、第２レンズ群の後群と３枚接合レンズとのパワー関係を最適化し、第２レンズ群の後群内で生じるコマ収差と球面収差を効果的に抑制することができる。条件式（５）の上限を越えると、３枚接合レンズの負のパワーが強くなって、望遠端での収差（特に球面収差）の補正が困難となるため、好ましくない。条件式（５）の下限を越えると、３枚接合レンズの負のパワーが弱くなって、絞り以降のレンズ径の増大を招くため、好ましくない。
【００２８】
前記第１レンズ群に、以下の条件式（６）を満たす複合型非球面を２面含むことが望ましい。
４．８＜ΔＸ＿ｍａｘ／ΔＸ＿ｍｉｎ＜６．０  …（６）
ただし、複合型非球面を構成する樹脂の光軸方向の厚さに関して、
ΔＸ＿ｍａｘ：最大樹脂厚、
ΔＸ＿ｍｉｎ：最小樹脂厚、
である。
【００２９】
第１レンズ群に上記のような複合型非球面を２面含むことにより、第１レンズ群内で発生する歪曲収差と像面湾曲を効果的に抑制することができる。本ズームタイプでは、第１レンズ群内で発生する負の歪曲収差を補正するために非球面が必要であるが、歪曲収差に加えて広角端から望遠端において像面湾曲を効果的に補正するために、別途、非球面を追加すれば効果的な補正が可能となる。
【００３０】
条件式（６）を満たすことにより、第１レンズ群で生じる像面湾曲を良好に補正することができる。条件式（６）の下限を越えると樹脂厚差が小さくなり、広角端において像面湾曲を大きく発生させることになるため、好ましくない。条件式（６）の上限を越えると樹脂厚差が大きくなり、望遠端において像面湾曲を大きく発生させることになるため、好ましくない。
【００３１】
前記第２レンズ群が、物体側から順に、前群と、絞りと、後群と、から成り、前記後群が、単レンズ又は接合レンズから成る正負正の３つのレンズ成分から成ることが望ましい。第２レンズ群の後群を正・負・正のレンズ成分で構成することは、ズーム全域での収差補正を良好に行う上で好ましい。さらに、後群を構成する負のレンズ成分として、前記３枚接合レンズを用いることにより、ズーム全域にわたって色収差及び像面湾曲を良好に補正しつつ、ズーム全域での球面収差及びコマ収差を低減することが可能となる。
【００３２】
本発明に係るズームレンズは、画像入力機能付きデジタル機器（例えば、デジタルカメラ）用の撮像レンズとしての使用に適しており、これを撮像素子等と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像光学装置を構成することができる。撮像光学装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成す光学装置であり、例えば、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像を形成するズームレンズと、そのズームレンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えることにより構成される。そして、撮像素子の受光面（すなわち撮像面）上に被写体の光学像が形成されるように、前述した特徴的構成を有するズームレンズが配置されることにより、小型・低コストで高い性能を有する撮像光学装置やそれを備えたデジタル機器を実現することができる。
【００３３】
画像入力機能付きデジタル機器の例としては、デジタルカメラ，ビデオカメラ，監視カメラ，車載カメラ，テレビ電話用カメラ等のカメラが挙げられる。また、パーソナルコンピュータ，携帯用デジタル機器（例えば、携帯電話，スマートフォン，モバイルコンピュータ等），これらの周辺機器（スキャナー，プリンター等），その他のデジタル機器等に内蔵又は外付けによりカメラ機能が搭載されたものが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像光学装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像光学装置を搭載することによりカメラ機能を付加することが可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。
【００３４】
図３７に、画像入力機能付きデジタル機器の一例として、ズームレンズＺＬを搭載したデジタル機器ＤＵの概略構成例を模式的断面で示す。図３７に示すデジタル機器ＤＵに搭載されている撮像光学装置ＬＵは、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像（像面）ＩＭを変倍可能に形成するズームレンズＺＬ（ＡＸ：光軸）と、平行平面板ＰＴ（撮像素子ＳＲのカバーガラス；必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター，赤外カットフィルター等の光学フィルター等に相当する。）と、ズームレンズＺＬにより受光面（撮像面）ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲと、を備えている。この撮像光学装置ＬＵで画像入力機能付きデジタル機器ＤＵを構成する場合、通常そのボディ内部に撮像光学装置ＬＵを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像光学装置ＬＵをデジタル機器ＤＵの本体に対して着脱自在又は回動自在に構成することが可能である。
【００３５】
ズームレンズＺＬは、負正の２成分から成る２群ズーム構成になっており、第１レンズ群と第２レンズ群がそれぞれ光軸ＡＸに沿って移動して群間隔を変化させることにより変倍（すなわちズーミング）を行い、第２レンズ群を構成する前群が光軸ＡＸに沿って移動することによりフォーカシングを行い（近距離物体へのフォーカシングを前群の像側への移動により行う。）、撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上に光学像ＩＭを形成する構成になっている。
【００３６】
撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ(Charge  Coupled  Device)型イメージセンサー，ＣＭＯＳ(Complementary  Metal-Oxide  Semiconductor)型イメージセンサー等の固体撮像素子が用いられる。ズームレンズＺＬは、撮像素子ＳＲの光電変換部である受光面ＳＳ上に被写体の光学像ＩＭが形成されるように設けられているので、ズームレンズＺＬによって形成された光学像ＩＭは、撮像素子ＳＲによって電気的な信号に変換される。
【００３７】
デジタル機器ＤＵは、撮像光学装置ＬＵの他に、信号処理部１，制御部２，メモリ３，操作部４，表示部５等を備えている。撮像素子ＳＲで生成した信号は、信号処理部１で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリ３（半導体メモリ，光ディスク等）に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号等に変換されたりして他の機器に伝送される（例えば携帯電話の通信機能）。制御部２はマイクロコンピュータから成っており、撮影機能（静止画撮影機能，動画撮影機能等），画像再生機能等の機能の制御；ズーミング，フォーカシング，手ぶれ補正等のためのレンズ移動機構の制御等を集中的に行う。例えば、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方を行うように、制御部２により撮像光学装置ＬＵに対する制御が行われる。表示部５は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子ＳＲによって変換された画像信号あるいはメモリ３に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。操作部４は、操作ボタン（例えばレリーズボタン），操作ダイヤル（例えば撮影モードダイヤル）等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を制御部２に伝達する。
【００３８】
ここで、第１〜第６の実施の形態を挙げて、ズームレンズＺＬの具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図１〜図６は、第１〜第６の実施の形態を構成するズームレンズＺＬにそれぞれ対応する光学構成図であり、広角端（Ｗ），中間焦点距離状態（Ｍ），望遠端（Ｔ）でのレンズ配置，レンズ形状等を光学断面で示している。各光学構成図中の矢印ｍ１，ｍ２は、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）へのズーミングにおける第１レンズ群Ｇｒ１，第２レンズ群Ｇｒ２の移動をそれぞれ模式的に示している。矢印ｍ１，ｍ２から分かるように、第１レンズ群Ｇｒ１は広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）にかけて、像面ＩＭ側に一時移動し、その後物体側に移動するといったＵターンの軌跡を描くように移動し、第２レンズ群Ｇｒ２は広角端Ｗから望遠端Ｔにかけて物体側に移動する。
【００３９】
絞りＳＴは第２レンズ群Ｇｒ２内に位置しており、ズーミングにおいて第２レンズ群Ｇｒ２と共に移動する。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側から順に、前群ＧｒＦと、絞りＳＴと、後群ＧｒＲと、から成っており、後群ＧｒＲは、単レンズ又は接合レンズから成る正負正の３つのレンズ成分から成っている。その３つのレンズ成分のうちの負のレンズ成分は、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズＬ１と、正パワーを有する第２レンズＬ２と、負パワーを有する第３レンズＬ３と、から成る３枚接合レンズＬＳで構成されている。前群ＧｒＦはフォーカス群であり、破線矢印ｍＦで示すように、近距離物体へのフォーカシングにおいて像側へ移動する。
【００４０】
第１の実施の形態（図１）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸レンズと、から構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２の前群ＧｒＦは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ及び両凸レンズから成る接合レンズから構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２の後群ＧｒＲは、両凸レンズ及び両凹レンズから成る接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１），両凸レンズ（第２レンズＬ２）及び両凹レンズ（第３レンズＬ３）から成る３枚接合レンズＬＳと、両凸レンズと、から構成されている。このズームレンズＺＬにおいて、物体側から２番目のレンズの物体側面と、物体側から３番目のレンズの像側面と、最も像側に配置されている両凸レンズの両面と、は非球面であり、第１レンズ群Ｇｒ１中の非球面は２面とも複合型非球面である。
【００４１】
第２の実施の形態（図２）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸レンズと、から構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２の前群ＧｒＦは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ及び物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから成る接合レンズから構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２の後群ＧｒＲは、両凸レンズ及び像側に凸面を向けた負メニスカスレンズから成る接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１），両凸レンズ（第２レンズＬ２）及び両凹レンズ（第３レンズＬ３）から成る３枚接合レンズＬＳと、両凸レンズと、から構成されている。このズームレンズＺＬにおいて、物体側から２番目のレンズの物体側面と、物体側から３番目のレンズの像側面と、最も像側に配置されている両凸レンズの両面と、は非球面であり、第１レンズ群Ｇｒ１中の非球面は２面とも複合型非球面である。
【００４２】
第３の実施の形態（図３）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸レンズと、から構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２の前群ＧｒＦは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ及び物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから成る接合レンズから構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２の後群ＧｒＲは、両凸レンズ及び像側に凸面を向けた負メニスカスレンズから成る接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１），両凸レンズ（第２レンズＬ２）及び両凹レンズ（第３レンズＬ３）から成る３枚接合レンズＬＳと、両凸レンズと、から構成されている。このズームレンズＺＬにおいて、物体側から２番目のレンズの物体側面と、物体側から３番目のレンズの像側面と、最も像側に配置されている両凸レンズの両面と、は非球面であり、第１レンズ群Ｇｒ１中の非球面は２面とも複合型非球面である。
【００４３】
第４の実施の形態（図４）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸レンズと、から構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２の前群ＧｒＦは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ及び両凸レンズから成る接合レンズから構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２の後群ＧｒＲは、両凸レンズ及び像側に凸面を向けた負メニスカスレンズから成る接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１），両凸レンズ（第２レンズＬ２）及び両凹レンズ（第３レンズＬ３）から成る３枚接合レンズＬＳと、両凸レンズと、から構成されている。このズームレンズＺＬにおいて、物体側から２番目のレンズの物体側面と、物体側から３番目のレンズの像側面と、最も像側に配置されている両凸レンズの両面と、は非球面であり、第１レンズ群Ｇｒ１中の非球面は２面とも複合型非球面である。
【００４４】
第５の実施の形態（図５）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸レンズと、から構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２の前群ＧｒＦは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ及び両凸レンズから成る接合レンズから構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２の後群ＧｒＲは、両凸レンズ及び像側に凸面を向けた負メニスカスレンズから成る接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１），両凸レンズ（第２レンズＬ２）及び両凹レンズ（第３レンズＬ３）から成る３枚接合レンズＬＳと、両凸レンズと、から構成されている。このズームレンズＺＬにおいて、物体側から２番目のレンズの物体側面と、物体側から３番目のレンズの像側面と、最も像側に配置されている両凸レンズの両面と、は非球面であり、第１レンズ群Ｇｒ１中の非球面は２面とも複合型非球面である。
【００４５】
第６の実施の形態（図６）における各群は、物体側から順に以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸レンズと、から構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２の前群ＧｒＦは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ及び両凸レンズから成る接合レンズから構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２の後群ＧｒＲは、両凸レンズ及び像側に凸面を向けた負メニスカスレンズから成る接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（第１レンズＬ１），両凸レンズ（第２レンズＬ２）及び両凹レンズ（第３レンズＬ３）から成る３枚接合レンズＬＳと、両凸レンズと、から構成されている。このズームレンズＺＬにおいて、物体側から２番目のレンズの物体側面と、物体側から３番目のレンズの像側面と、最も像側に配置されている両凸レンズの両面と、は非球面であり、第１レンズ群Ｇｒ１中の非球面は２面とも複合型非球面である。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明を実施したズームレンズの構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜６（ＥＸ１〜６）は、前述した第１〜第６の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第６の実施の形態を表す光学構成図（図１〜図６）は、対応する実施例１〜６のレンズ配置，レンズ形状等をそれぞれ示している。【００４７】
各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号，曲率半径ｒ（ｍｍ），軸上面間隔ｄ（ｍｍ），ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に関する屈折率ｎｄ，ｄ線に関するアッベ数ｖｄを示す。面番号に＊が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いた以下の式（ＡＳ）で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してＥ−ｎ＝×１０-nである。
ｚ＝（ｃ・ｈ2）／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）・ｃ2・ｈ2｝］＋Σ（Ａｊ・ｈj）  …（ＡＳ）
ただし、
ｈ：ｚ軸（光軸ＡＸ）に対して垂直な方向の高さ（ｈ2＝ｘ2＋ｙ2）、
ｚ：高さｈの位置での光軸ＡＸ方向のサグ量（面頂点基準）、
ｃ：面頂点での曲率（曲率半径ｒの逆数）、
Ｋ：円錐定数、
Ａｊ：ｊ次の非球面係数、
である。【００４８】
各種データとして、ズーム比（変倍比）を示し、さらに各焦点距離状態Ｗ，Ｍ，Ｔについて、全系の焦点距離（ｆ，ｍｍ），全画角（２ω，°），バックフォーカス（ＢＦ，ｍｍ），レンズ全長（ＴＬ，ｍｍ），Ｆナンバー（Ｆｎｏ），像高（Ｙ’，ｍｍ），及び可変面間隔ｄｉ（ｉ：面番号，ｍｍ）を示し、レンズ群等（第１レンズ群Ｇｒ１，第２レンズ群Ｇｒ２，前群ＧｒＦ，後群ＧｒＲ，３枚接合レンズＬＳ，第１レンズＬ１，第２レンズＬ２，第３レンズＬ３）の焦点距離（ｆ１，ｆ２，ｆｓ，ｆ２＿ｒ等；ｍｍ）を示す。ただし、ここで使っているバックフォーカスＢＦは平行平面板ＰＴの像側面から像面ＩＭまでの距離であり、レンズ全長ＴＬはレンズ最前面から像面ＩＭまでの距離である。また、表１に条件式対応値を各実施例について示す。【００４９】
図７〜図１２は、実施例１〜実施例６（ＥＸ１〜ＥＸ６）にそれぞれ対応する無限遠被写体に対する縦収差図であり、（Ａ）〜（Ｃ）：広角端（Ｗ），（Ｄ）〜（Ｆ）：中間焦点距離状態（Ｍ），（Ｇ）〜（Ｉ）：望遠端（Ｔ）における諸収差を示している。図７〜図１２において、（Ａ），（Ｄ），（Ｇ）は球面収差図、（Ｂ），（Ｅ），（Ｈ）は非点収差図、（Ｃ），（Ｆ），（Ｉ）は歪曲収差図である。球面収差図は、実線で示すｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する球面収差量を、近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値（すなわち相対瞳高さ）を表している。非点収差図において、破線Ｔはｄ線に対するタンジェンシャル像面、実線Ｓはｄ線に対するサジタル像面を、近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は像高（ＩＭＧ  ＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。歪曲収差図において、横軸はｄ線に対する歪曲（単位：％）を表しており、縦軸は像高（ＩＭＧ  ＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。なお、像高ＩＭＧ  ＨＴの最大値は、像面ＩＭにおける最大像高Ｙ’（撮像素子ＳＲの受光面ＳＳの対角長の半分）に相当する。【００５０】
図１３〜図１８は、実施例１〜実施例６（ＥＸ１〜ＥＸ６）にそれぞれ対応する無限遠被写体に対する色像面湾曲図であり、（Ａ）は広角端（Ｗ）、（Ｂ）は中間焦点距離状態（Ｍ）、（Ｃ）は望遠端（Ｔ）における色像面湾曲をそれぞれ示している。図１３〜図１８中の表記は、図７〜図１２中の（Ｂ），（Ｅ），（Ｈ）と同様であり、Ｃ線（波長６５６．２８ｎｍ），ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ），ｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）に対する像面湾曲を、サジタル像面Ｓとタンジェンシャル像面Ｔのそれぞれについて示している。【００５１】
図１９〜図２１，図２２〜図２４，図２５〜図２７，図２８〜図３０，図３１〜図３３，図３４〜図３６は、実施例１〜実施例６（ＥＸ１〜ＥＸ６）にそれぞれ対応する横収差図であり、広角端（Ｗ），中間焦点距離状態（Ｍ），望遠端（Ｔ）における色コマ収差（ｍｍ）を示している。図１９〜図３６のそれぞれにおいて、（Ａ）〜（Ｅ）はタンジェンシャル光束での横収差を示しており、（Ｆ）〜（Ｊ）はサジタル光束での横収差を示している。また、ＲＥＬＡＴＩＶＥ  ＦＩＥＬＤ  ＨＥＩＧＨＴで表されている像高比（半画角ω°）での横収差を、実線で示すｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、一点鎖線で示すＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）、破線で示すｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）について示している。なお像高比は、像高を最大像高Ｙ’で規格化した相対的な像高である。【００５２】
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【００５３】
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【００５４】
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【００５５】
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【００５６】
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【００５７】
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【００５８】
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【００５９】
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【００６０】
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【００６１】
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【００６２】
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【００６３】
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【００６４】
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【００６５】
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【００６６】
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【００６７】
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【００６８】
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【００６９】
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【００７０】
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【００７１】
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【００７２】
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【００７３】
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【００７４】
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【００７５】
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【００７６】
【表１】
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【符号の説明】
【００７７】
ＤＵ    デジタル機器
ＬＵ    撮像光学装置
ＺＬ    ズームレンズ
Ｇｒ１    第１レンズ群
Ｇｒ２    第２レンズ群
ＧｒＦ    前群
ＧｒＲ    後群
ＬＳ    ３枚接合レンズ
Ｌ１    第１レンズ
Ｌ２    第２レンズ
Ｌ３    第３レンズ
ＳＴ    絞り（開口絞り）
ＳＲ    撮像素子
ＳＳ    受光面（撮像面）
ＩＭ    像面（光学像）
ＡＸ    光軸
１    信号処理部
２    制御部
３    メモリ
４    操作部
５    表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014010504.tif 000031
【図５】
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【図６】
2014010504.tif 000033
【図７】
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【図８】
2014010504.tif 000035
【図９】
2014010504.tif 000036
【図１０】
2014010504.tif 000037
【図１１】
2014010504.tif 000038
【図１２】
2014010504.tif 000039
【図１３】
2014010504.tif 000040
【図１４】
2014010504.tif 000041
【図１５】
2014010504.tif 000042
【図１６】
2014010504.tif 000043
【図１７】
2014010504.tif 000044
【図１８】
2014010504.tif 000045
【図１９】
2014010504.tif 000046
【図２０】
2014010504.tif 000047
【図２１】
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【図２２】
2014010504.tif 000049
【図２３】
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【図２４】
2014010504.tif 000051
【図２５】
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【図２６】
2014010504.tif 000053
【図２７】
2014010504.tif 000054
【図２８】
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【図２９】
2014010504.tif 000056
【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【国際調査報告】
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