(57)【要約】【課題】携帯電話機等に好適な小型で安価なズームレンズを提供する。【解決手段】負の屈折力をもつ第１レンズ群Ｉ、正の屈折力をもつ第２レンズ群ＩＩ、正の屈折力をもつ第３レンズ群ＩＩＩを備え、第１レンズ群Ｉは、負の屈折力をもつ第１レンズ１及び正の屈折力をもち物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２レンズ２を有し、第２レンズ群ＩＩは、正の屈折力をもち物体側の面の曲率が像面側の面の曲率よりも大きい第３レンズ３及び負の屈折力をもち像面側の面の曲率が物体側の面の曲率よりも大きいメニスカス形状の第４レンズ４を有し、第３レンズ群ＩＩＩは、正の屈折力をもつ第５レンズ５を有し、第１レンズ１〜第５レンズ５は全てプラスチック材料で形成されている。これにより、短縮化、薄型化、小型化、低コスト化でき、又、広角端における最外角光線の射出角度を小さくでき、固体撮像素子に適したズームレンズが得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像面側に向けて順に、全体として負の屈折力をもつ第１レンズ群と、全体として正の屈折力をもつ第２レンズ群と、全体として正の屈折力をもつ第３レンズ群と、を備え、
前記第１レンズ群は、物体側から像面側に向けて順に配列された、負の屈折力をもつ第１レンズと、正の屈折力をもち物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２レンズと、を有し、
前記第２レンズ群は、物体側から像面側に向けて順に配列された、正の屈折力をもち物体側の面の曲率が像面側の面の曲率よりも大きい第３レンズと、負の屈折力をもち像面側の面の曲率が物体側の面の曲率よりも大きいメニスカス形状の第４レンズと、を有し、
前記第３レンズ群は、正の屈折力をもつ第５レンズを有し、
前記第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ及び第５レンズは、全てプラスチック材料で形成されている、
ことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第２レンズ群を像面側から物体側に移動させて広角端から望遠端への変倍を行い、前記第１レンズ群を移動させて前記変倍に伴う像面変動を調節すると共に、前記第１レンズ群又は第３レンズ群を移動させて物体の変動に伴う像面変動を調節する、
ことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端における前記第１レンズの前面から像面までのレンズ系の焦点距離をｆｗとするとき、次の条件式（１），（２）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。
（１）０．５＜ｆ２／｜ｆ１｜＜１．３
（２）１．２５＜ｆ３／ｆｗ＜４．５
【請求項４】
前記第４レンズの物体側の面の曲率半径をＲ８、前記第４レンズの像面側の面の曲率半径をＲ９とするとき、次の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載のズームレンズ。
（３）１．０＜Ｒ８／Ｒ９＜３．０
【請求項５】
前記第１レンズと第２レンズとの光軸上における間隔をＤ２、広角端における前記第１レンズの前面から像面までのレンズ系の焦点距離をｆｗとするとき、次の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載のズームレンズ。
（４）Ｄ２／ｆｗ＞０．２
【請求項６】
前記第１レンズの物体側及び像面側の少なくとも一方の面、前記第２レンズ群の物体側に凸面を向けた面、及び前記第５レンズの物体側及び像面側の少なくとも一方の面は、それぞれ非球面に形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第１レンズの非球面は、曲率半径が小さい方の面に非球面を有する、
ことを特徴とする請求項６記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記第１レンズの非球面は、周辺部に向かうに連れて負の屈折力が弱くなるように形成されている、
ことを特徴とする請求項７記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記第１レンズ及び第２レンズは、同一材料により形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし８いずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記第３レンズ及び第４レンズは、同一材料により形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし９いずれかに記載のズームレンズ。
【請求項１１】
前記第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、及び第５レンズは、全て同一材料により形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし１０いずれかに記載のズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ等の固体撮像素子を備えたデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等に適用される小型のズームレンズに関し、特に、携帯電話機、携帯情報端末機（ＰＤＡ）、ＰＣカメラ（パーソナルコンピュータに付属又は接続して使用されるモバイルカメラ）等に好適な小型のズームレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等に用いられるＣＣＤ等の固体撮像素子は、高画素化及び高密度化により小型化されており、それに伴って、使用される光学系の小型化、軽量化が要望されている。特に、携帯電話機、携帯情報端末機等に使用される光学系は、許容される搭載スペースが限られているため、１〜３枚程度の固定焦点レンズで構成されたものが主流であり、ズームレンズで構成されるものは未だ少ないのが現状である。
【０００３】
一方、２〜３倍程度の変倍比をもつ３群のズームレンズとしては、第１レンズ群に正又は負の屈折力、第２レンズ群に正の屈折力、及び第３レンズ群に負の屈折力をそれぞれもたせたもの（例えば、特許文献１、特許文献２参照）、あるいは、第１レンズ群に負の屈折力、第２レンズ群に正の屈折力、及び第３レンズ群に正の屈折力をもたせると共に第１レンズ群及び第２レンズ群をそれぞれ３〜４枚程度のガラス球面レンズ及びガラス非球面レンズで構成したものが知られている（例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５参照）。
【特許文献１】特開平５−１７３０６９号公報
【特許文献２】特開２００３−３１５６７７号公報
【特許文献３】特開２００１−２９００７５号公報
【特許文献４】特開２００４−１３１６９号公報
【特許文献５】特開２００３−３０７６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＣＣＤ等の固体撮像素子では、光を効率良く利用するために、撮像表面にマイクロレンズが設けられる。このため、固体撮像素子に入射する光線の角度すなわち射出角度が大き過ぎると、ケラレ現象（シェーディング現象）が発生する。したがって、固体撮像素子に対して使用されるレンズ系は、射出瞳位置が像面から十分に離れており、射出角度が小さい（最大でも１５°程度）テレセントリック光学系であることが望まれる。
しかしながら、上記のような第３レンズ群が負の屈折力をもつ従来の３群ズームレンズでは、広角端において最外角光線の射出角度が大きくなり過ぎるため、ＣＣＤ等の固体撮像素子に適用するのが困難であった。
また、第１レンズ群及び第２レンズ群をそれぞれ３〜４枚程度のガラス球面レンズ及びガラス非球面レンズで形成しかつ第３レンズ群に正の屈折力をもたせた従来の３群ズームレンズでは、広角端における最外角光線の射出角度を小さくすることは可能であるが、ガラス非球面レンズを用いているため、コストが高くなると共に撮影時及び収納時におけるレンズ系の全長が長くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、広角端における最外角光線の射出角度を小さく抑えつつ、小型化、軽量化、薄型化、低コスト化等が図れ、携帯電話機、携帯情報端末機、ＰＣカメラ等に搭載されるのに適した光学性能の高いズームレンズを提供することにある。
具体的には、約２．５倍の変倍比（ズーム倍率）を確保でき、広角端におけるレンズの明るさ（Ｆナンバー）が２．８程度と明るく、撮影時におけるレンズ系の全長（最前方のレンズ先端から像面までの距離）が２３ｍｍ以下で、収納時（沈胴時）に薄型化を図るべく各レンズ群の光軸上厚みの合計値が１２ｍｍ以下等の条件を満足するズームレンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るズームレンズは、物体側から像面側に向けて順に、全体として負の屈折力をもつ第１レンズ群と、全体として正の屈折力をもつ第２レンズ群と、全体として正の屈折力をもつ第３レンズ群とを備え、上記第１レンズ群は、物体側から像面側に向けて順に配列された、負の屈折力をもつ第１レンズと、正の屈折力をもち物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２レンズとを有し、上記第２レンズ群は、物体側から像面側に向けて順に配列された、正の屈折力をもち物体側の面の曲率が像面側の面の曲率よりも大きい第３レンズと、負の屈折力をもち像面側の面の曲率が物体側の面の曲率よりも大きいメニスカス形状の第４レンズとを有し、上記第３レンズ群は、正の屈折力をもつ第５レンズを有し、上記第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ及び第５レンズは、全てプラスチック材料で形成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、３群ズームレンズを５枚のレンズで構成することができるので、撮影時及び収納時（沈胴）時のレンズ系全長を短縮化、薄型化、小型化できる。また、第３レンズ群を正の屈折力をもつレンズで構成したことにより、広角端における最外角光線の射出角度を小さく抑えることができ、固体撮像素子に適したズームレンズとなる。さらに、第１〜第３レンズ群を構成する全てのレンズをプラスチック材料で形成することにより、コストを低減できると共に全体を軽量化できる。
【０００７】
上記構成において、第２レンズ群を像面側から物体側に移動させて広角端から望遠端への変倍を行い、第１レンズ群を移動させて変倍に伴う像面変動を調節すると共に、第１レンズ群又は第３レンズ群を移動させて物体の変動に伴う像面変動を調節する、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１レンズ群を移動させて物体の変動に伴う像面変動の調節（物体距離の変化におけるピント調節）を行うことにより、特に有限距離での諸収差の変動を少なくして良好な光学特性を得ることができ、第３レンズ群を移動させて物体の変動に伴う像面変動の調節（物体距離の変化におけるピント調節）を行うことにより、特に有限距離でもレンズ全長が変化しないズームレンズとなり、又、第１レンズ群のレンズ径を小さくできるため、小型化、薄型化を達成できる。
【０００８】
上記構成において、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端における第１レンズの前面から像面までのレンズ系の焦点距離をｆｗとするとき、次の条件式（１），（２）、
（１）０．５＜ｆ２／｜ｆ１｜＜１．３
（２）１．２５＜ｆ３／ｆｗ＜４．５
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、条件式（１）満たすことにより、約２．５倍の変倍比を確保しつつ、特に歪曲収差及び倍率色収差を良好に補正して良好な光学性能を得ることができると共に小型化を達成することができ、又、条件式（２）を満たすことにより、小型化を達成しつつ、適切な射出瞳位置を設定して固体撮像素子に適したテレセントリック性を得ることができる。
【０００９】
上記構成において、第４レンズの物体側の面の曲率半径をＲ８、第４レンズの像面側の面の曲率半径をＲ９とするとき、次の条件式（３）、
（３）１．０＜Ｒ８／Ｒ９＜３．０
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、像面側の面に大きい曲率（小さい曲率半径）をもつメニスカス形状の第４レンズにおいて、物体側の面の曲率半径Ｒ８と像面側の面の曲率半径Ｒ９とが条件式（３）を満たすように設定することにより、特に非点収差及びコマ収差を良好に補正することができる。
【００１０】
上記構成において、第１レンズと第２レンズとの光軸上における間隔をＤ２、広角端における第１レンズの前面から像面までのレンズ系の焦点距離をｆｗとするとき、次の条件式（４）、
（４）Ｄ２／ｆｗ＞０．２
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１レンズ群を構成する第１レンズと第２レンズとの光軸上間隔が条件式（４）を満たすように設定することにより、諸収差、特に球面収差を良好に補正しつつ、小型化、薄型化を達成することができる。
【００１１】
上記構成において、第１レンズの物体側及び像面側の少なくとも一方の面、第２レンズ群の物体側に凸面を向けた面、及び第５レンズの物体側及び像面側の少なくとも一方の面は、それぞれ非球面に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１レンズに設けた非球面により、特に歪曲収差及び非点収差を良好に補正することができ、第２レンズ群の物体側の凸面に設けた非球面により、特に球面収差を良好に補正することができ、第５レンズに設けた非球面により、特に非点収差及びコマ収差を良好に補正することができる。これにより、全体として諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
【００１２】
上記構成において、第１レンズの非球面は、曲率半径が小さい方の面に非球面を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、特に歪曲収差、非点収差を良好に補正することができ、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
【００１３】
上記構成において、第１レンズの非球面は、周辺部に向かうに連れて負の屈折力が弱くなるように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、特に歪曲収差、非点収差を良好に補正することができ、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
【００１４】
上記構成において、第１レンズ及び第２レンズは、同一材料により形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１レンズ及び第２レンズのプラスチック材料を同一とすることにより、一台の射出成型機設備で製造が可能となり、材料を効率的に使用することができ、材料調達の容易化及び簡素化、並びに低コスト化を達成することができる。
【００１５】
上記構成において、第３レンズ及び第４レンズは、同一材料により形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第３レンズ及び第４レンズのプラスチック材料を同一とすることにより、一台の射出成型機設備で製造が可能となり、材料を効率的に使用することができ、材料調達の容易化及び簡素化、並びに低コスト化を達成することができる。
【００１６】
上記構成において、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズ、及び第５レンズは、全て同一材料により形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１レンズ〜第５レンズの全てのプラスチック材料を同一とすることにより、一台の射出成型機設備で製造が可能となり、材料を一層効率的に使用することができ、材料の調達を一層容易化及び簡素化でき、コストを一層低減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、広角端での最外角光線の射出角度を小さく抑えつつ、小型化、軽量化、薄型化、低コスト化等が図れ、携帯電話機、携帯情報端末機、ＰＣカメラ等に搭載されるのに適した光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
特に、約２．５倍の変倍比を有し、広角端におけるレンズの明るさ（Ｆナンバー）が２．８程度と明るく、撮影時におけるレンズ系の全長（最前方のレンズ先端から像面までの距離）が２３ｍｍ以下で、全レンズ群の光軸上厚さの合計値が１２ｍｍ以下の寸法に小型化、薄型化でき、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得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図３は、本発明のズームレンズの一実施形態を示すものであり、図１は基本構成図、図２は図１に示すズームレンズにおける光路図、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は広角端、中間位置及び望遠端での位置関係を示す状態である。
【００１９】
このズームレンズにおいては、図１に示すように、物体側から像面側に向けて、全体として負の屈折力をもつ第１レンズ群（Ｉ）と、全体として正の屈折力をもつ第２レンズ群（ＩＩ）と、全体として正の屈折力をもつ第３レンズ群（ＩＩＩ）とが、順次に配列されている。
【００２０】
第１レンズ群（Ｉ）は、第１レンズ１及び第２レンズ２により形成され、第２レンズ群（ＩＩ）は、第３レンズ３及び第４レンズ４により形成され、第３レンズ群（ＩＩＩ）は、第５レンズ５により形成されている。尚、第２レンズ群（ＩＩ）には、第３レンズ３の前面近傍において、所定の口径を規定する開口絞りＳＤが配置されている。
そして、第３レンズ群（ＩＩＩ）の第５レンズ５よりも像面側寄りには、赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタ、ＣＣＤのカバーガラス等のガラスフィルタ６が配置され、その後方にＣＣＤ等の結像面Ｐが配置されている。
【００２１】
ここで、第１レンズ群（Ｉ）の焦点距離はｆ１、第２レンズ群（ＩＩ）の焦点距離はｆ２、第３レンズ群（ＩＩＩ）の焦点距離はｆ３、広角端におけるレンズ系（第１レンズ１の前面〜像面Ｐ）の焦点距離はｆｗで表す。
また、第１レンズ１〜第５レンズ、及びガラスフィルタ６においては、図１に示すように、それぞれの面をＳｉ（ｉ＝１〜１３）、それぞれの面Ｓｉの曲率半径をＲｉ（ｉ＝１〜１３）、ｄ線に対する屈折率をＮｉ及びアッベ数をνｉ（ｉ＝１〜６）で表す。
また、第１レンズ１からガラスフィルタ６までのそれぞれの光軸Ｌ上における間隔（厚さ、空気間隔）をＤｉ（ｉ＝１〜１２）で表すと共に、ガラスフィルタ６の後面から像面Ｐまでの間隔（バックフォーカス）をＢＦで表す。
【００２２】
上記構成において、第２レンズ群（ＩＩ）は、像面側から物体側に移動して、すなわち、図３（ａ）に示す広角端から図３（ｂ）に示す中間位置を通って図３（ｃ）に示す望遠端に移動して変倍動作を行う。このとき、第１レンズ群（Ｉ）は、変倍動作に伴う像面変動を調節（補正）するように移動する。このため、レンズ系全長（第１レンズ１の前面Ｓ１から像面Ｐまでの距離）は、第１レンズ群（Ｉ）の移動に応じて変化する。
また、第１レンズ群（Ｉ）又は第３レンズ群（ＩＩ）は、物体の変動に伴う像面変動を調節する（物体距離の変化におけるピント調節をする）ように移動する。すなわち、第１レンズ群（Ｉ）を移動させて物体の変動に伴う像面変動の調節（物体距離の変化におけるピント調節）を行うことにより、特に有限距離での諸収差の変動を少なくして良好な光学特性を得ることができ、又、第３レンズ群（ＩＩＩ）を移動させて物体の変動に伴う像面変動の調節（物体距離の変化におけるピント調節）を行うことにより、特に有限距離でもレンズ全長が変化しないズームレンズとなり、又、第１レンズ群（Ｉ）のレンズ径を小さくできるため、小型化、薄型化を達成できる。
【００２３】
上記構成のズームレンズでは、図２に示すように、光線Ｌ１（被写体光）は、負の屈折力をもつ第１レンズ１を通過するときにその前面Ｓ１（凹面）及び後面Ｓ２（凹面）により発散する方向に屈折し、正の屈折力をもつ第２レンズ２を通過するときにその前面Ｓ３（凸面）及び後面Ｓ４（凹面）により収斂する方向に屈折し、第１レンズ群（Ｉ）の全体では発散する方向に屈折し、正の屈折力をもつ第３レンズ３を通過するときにその前面Ｓ６（凸面）及び後面Ｓ７（凸面）により収斂する方向に屈折し、負の屈折力をもつ第４レンズ４を通過するときにその前面Ｓ８（凸面）及び後面Ｓ９（凹面）により発散する方向に屈折し、第２レンズ群（ＩＩ）の全体では収斂する方向に屈折し、正の屈折力をもつ第５レンズ５を通過するときにその前面Ｓ１０（凸面）及び後面Ｓ１１（凸面）により収斂する方向に屈折したのち、ガラスフィルタ６を通過してＣＣＤの像面Ｐに到達する。
【００２４】
第１レンズ１は、物体側及び像面側に凹面Ｓ１，Ｓ２を向けた負の屈折力をもつ両凹形状のレンズである。
第２レンズ２は、物体側に凸面Ｓ３を向け像面側に凹面Ｓ４を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状のレンズである。
第３レンズ３は、物体側及び像面側に凸面Ｓ６，Ｓ７を向けた正の屈折力をもつ両凸形状のレンズであり、物体側の凸面Ｓ６の曲率１／Ｒ６が像面側の凸面Ｓ７の曲率１／Ｒ７よりも大きくなるように形成されている。
第４レンズ４は、物体側に凸面Ｓ８を向け像面側に凹面Ｓ９を向けた負の屈折力をもつメニスカス形状のレンズであり、像面側の凹面Ｓ９の曲率１／Ｒ９が物体側の凸面Ｓ８の曲率１／Ｒ８よりも大きくなるように形成されている。
第５レンズ５は、物体側及び像面側に凸面Ｓ１０，Ｓ１１を向けた正の屈折力をもつ両凸形状のレンズである。
【００２５】
そして、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、及び第５レンズ５は、全てプラスチック材料により形成されている。このように、ズームレンズを構成する全てのレンズを、ガラスレンズではなくプラスチックレンズで構成することにより、低コスト化及び軽量化が可能になる。
ここで、第１レンズ１及び第２レンズ２を同一のプラスチック材料で形成してもよく、又、第３レンズ３及び第４レンズ４を同一のプラスチック材料で形成してもよく、さらには、第１レンズ１〜第５レンズ５の全てを同一のプラスチック材料で形成してもよい。このように、第１レンズ１及び第２レンズ２を同一材料で形成、第３レンズ３及び第４レンズ４を同一材料で形成、あるいは第１レンズ１〜第５レンズ５の全てを同一材料で形成することにより、第１レンズ群（Ｉ）、第２レンズ群（ＩＩ）、あるいは全てのレンズ群（Ｉ），（ＩＩ），（ＩＩＩ）を一台の射出成型機設備で製造することが可能になり、材料を効率的に使用することができ、材料調達の容易化及び簡素化、並びに低コスト化を達成することができる。
【００２６】
第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、及び第５レンズ５を形成するプラスチック材料の最も代表的なものとしては、アクリル樹脂（メタクリル樹脂、ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）等が挙げられるが、近年においては、耐衝撃性、耐熱性、吸湿性、複屈折等が改善された種々のプラスチック材料が開発されており、これらの材料を適宜選択可能である。
アクリル樹脂に代表される材料としては、例えば、三菱レイヨン社製の「アクリペット」が挙げられるが、これ以外にも、シクロオレフィンポリマーの日本ゼオン社製の「ＺＥＯＮＥＸ  ３３０Ｒ」、ノルボルネン系樹脂のＪＳＲ社製の「ＡＲＴＯＮ」等を含む様々なプラスチック材料を選択可能である。
また、ポリカーボネート樹脂に代表される材料としては、帝人化成社製の「パンライト」、三菱エンジニアリングプラスチックス社製の「ユーピロン」が挙げられるが、これら以外にも、フルオレン系ポリエステルの大阪ガスケミカル社製の「ＯＫＰ４」等を含む様々なプラスチックレンズ材料を選択可能である。
【００２７】
また、上記構成において、第１レンズ１の物体側の面Ｓ１及び像面側の面Ｓ２のうち、曲率半径が小さい方の面Ｓ２は非球面として形成されている。そして、この非球面Ｓ２は、周辺部に向かうに連れて負の屈折力が弱くなるように形成されている。このように、第１レンズ１に非球面Ｓ２を設け、さらに非球面Ｓ２を周辺部に向かうに連れて負の屈折力が弱くなるように形成したことにより、特に歪曲収差及び非点収差を良好に補正することができる。
また、第２レンズ群（ＩＩ）を構成する第３レンズ３及び第４レンズ４のうち、物体側の凸面、例えば第３レンズ３の凸面Ｓ６は非球面として形成されている。このように、物体側の凸面Ｓ６に非球面を設けたことにより、特に球面収差を良好に補正することができる。
さらに、第５レンズ５の物体側の凸面Ｓ１０及び像面側の凸面Ｓ１１のうち、例えば像面側の凸面Ｓ１１は非球面として形成されている。このように、第５レンズ５に非球面Ｓ１１を設けたことにより、特に非点収差及びコマ収差を良好に補正することができる。
このように、第１レンズ群（Ｉ），第２レンズ群（ＩＩ），第３レンズ群（ＩＩＩ）において、それぞれ非球面を設けたことにより、全体として諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
【００２８】
ここで、非球面を有する面は、次式で規定される。
Ｚ＝Ｃｙ２／〔１＋（１−εＣ２ｙ２）１／２〕＋Ｄｙ４＋Ｅｙ６＋Ｆｙ８＋Ｇｙ１０＋Ｈｙ１２
、ただし、Ｚ：非球面の頂点における接平面から、光軸Ｌからの高さがｙの非球面上の点までの距離、ｙ：光軸Ｌからの高さ、Ｃ：非球面の頂点における曲率（１／Ｒ）、ε：円錐定数、Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ：非球面係数である。
【００２９】
また、上記構成において、第１レンズ群（Ｉ）の焦点距離ｆ１、第２レンズ群（ＩＩ）の焦点距離ｆ２、第３レンズ群（ＩＩＩ）の焦点距離ｆ３、及び広角端における第１レンズ１の前面Ｓ１から像面Ｐまでのレンズ系の焦点距離ｆｗが、好ましくは、条件式（１），（２）、
（１）０．５＜ｆ２／｜ｆ１｜＜１．３、
（２）１．２５＜ｆ３／ｆｗ＜４．５、
を満足するように形成される。
【００３０】
条件式（１）は、第１レンズ群（Ｉ）と第２レンズ群（ＩＩ）との適切な焦点距離の比を定めたものであり、下限値を越えると約２．５倍の変倍比を得ることが困難になり、上限値を超えると特に歪曲収差及び倍率色収差が大きくなって補正が困難となる。すなわち、条件式（１）を満たすことにより、約２．５倍の変倍比を確保しつつ、良好な光学性能及び小型化を達成することができる。
条件式（２）は、第３レンズ群（ＩＩＩ）の適切な焦点距離の範囲を定めたものであり、下限値を越えるとレンズ系全体の小型化が困難になり、上限値を超えると射出瞳位置が像面Ｐに近づいてテレセントリック性を得ることが困難となる。すなわち、条件式（２）を満たすことにより、小型化を達成できると共に、射出瞳位置を最適化してテレセントリック性を得ることが可能となり、固体撮像素子に対して好適なズームレンズが得られる。
【００３１】
また、上記構成において、第２レンズ群（ＩＩ）に含まれる第４レンズ４の物体側の面Ｓ８の曲率半径Ｒ８及び像面側の面Ｓ９の曲率半径Ｒ９が、好ましくは、条件式（３）、
（３）１．０＜Ｒ８／Ｒ９＜３．０、
を満足するように形成される。
条件式（３）は、メニスカス形状をなす第４レンズ４の物体側及び像面側の面の曲率半径の比を定めたものであり、条件式（４）を満たすことにより、諸収差、特に、非点収差、コマ収差を良好に補正することができる。
【００３２】
さらに、上記構成において、第１レンズ群（Ｉ）の第１レンズ１と第２レンズ２との光軸Ｌ上における間隔Ｄ２及び広角端におけるレンズ系（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐまで）の焦点距離ｆｗが、好ましくは、条件式（４）、
（４）Ｄ２／ｆｗ＞０．２、
を満足するように形成される。
条件式（４）は、第１レンズ群（Ｉ）における負レンズ成分（第１レンズ１）と正レンズ成分（第２レンズ２）の光軸Ｌ上における面間隔を定めたものであり、この範囲を外れると、第１レンズ１と第２レンズ２の光軸上の間隔が短くなり、小型化の観点からは有利となるが、諸収差、特に、球面収差の補正が困難になる。すなわち、条件式（４）を満たすことにより、小型化、薄型化を達成しつつ、球面収差を良好に補正することができる。
【００３３】
次に、図１ないし図３に示した構成からなるズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例１〜実施例４として以下に示す。
【実施例１】
【００３４】
実施例１における主な仕様諸元は表１に、種々の数値データ（設定値）は表２に、非球面に関する数値データは表３に、広角端，中間位置，望遠端におけるそれぞれのレンズ系の焦点距離ｆ（ｆｗ，ｆｍ，ｆｔ）及び光軸上の間隔Ｄ４，Ｄ９，Ｄ１１に関する数値データは表４に示される。
この実施例において、条件式（１）ないし（４）の数値データは、
（１）ｆ２／｜ｆ１｜＝５．６５２／│−７．３５０│＝０．７６９
（２）ｆ３／ｆｗ＝８．８１４／２．８２０＝３．１３
（３）Ｒ８／Ｒ９＝３．６７７／２．１４９＝１．７１１
（４）Ｄ２／ｆｗ＝１．２０／２．８２０＝０．４２６
となる。尚、表１において、空気換算のバックフォーカスは、無限物体距離にける第５レンズ５の後面Ｓ１１から像面Ｐまでの距離である。また、表４において、ｆｍは中間位置における第１レンズ１の前面Ｓ１から像面Ｐまでのレンズ系の焦点距離、ｆｔは望遠端における第１レンズ１の前面Ｓ１から像面Ｐまでのレンズ系の焦点距離を示す。
【００３５】
また、広角端、中間位置、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差に関する収差線図は、図４、図５、図６に示されるような結果となる。尚、図４ないし図６において、ＦはＦ線による収差、ｄはｄ線による収差、ＣはＣ線による収差をそれぞれ示し、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。
【００３６】
【表１】
2006201492.tif 000003
【００３７】
【表２】
2006201492.tif 000004
【００３８】
【表３】
2006201492.tif 000005
【００３９】
【表４】
2006201492.tif 000006
【００４０】
以上の実施例１においては、変倍比が約２．４５、広角端における最外角光線の射出角度が−１１．５２°、撮影時におけるレンズ系全長（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）が２０．９０ｍｍ（広角端）〜１８．５９ｍｍ（中間位置）〜１８．９５ｍｍ（望遠端）、第１レンズ群（Ｉ）〜第３レンズ群（ＩＩＩ）の光軸上厚さの合計値が８．６７ｍｍ、広角端におけるＦナンバーが２．８０、画角（２ω）が６２．１°（広角端）〜３６．３°（中間位置）〜２５．９°（望遠端）となり、広角端における最外角光線の射出角度が小さく抑えられつつ、小型で収納時にも薄型で、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が得られる。
【実施例２】
【００４１】
実施例２における主な仕様諸元は表５に、種々の数値データ（設定値）は表６に、非球面に関する数値データは表７に、広角端，中間位置，望遠端におけるそれぞれのレンズ系の焦点距離ｆ（ｆｗ，ｆｍ，ｆｔ）及び光軸上の間隔Ｄ４，Ｄ９，Ｄ１１に関する数値データは表８に示される。
この実施例において、条件式（１）ないし（４）の数値データは、
（１）ｆ２／｜ｆ１｜＝５．６５２／│−７．６０７│＝０．７４３
（２）ｆ３／ｆｗ＝７．９２１／２．８２０＝２．８０９
（３）Ｒ８／Ｒ９＝３．７０６／２．１３３＝１．７３７
（４）Ｄ２／ｆｗ＝１．２０／２．８２０＝０．４２６
となる。尚、表５において、空気換算のバックフォーカスは、無限物体距離にける第５レンズ５の後面Ｓ１１から像面Ｐまでの距離である。また、表８において、ｆｍは中間位置における第１レンズ１の前面Ｓ１から像面Ｐまでのレンズ系の焦点距離、ｆｔは望遠端における第１レンズ１の前面Ｓ１から像面Ｐまでのレンズ系の焦点距離を示す。
【００４２】
また、広角端、中間位置、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差に関する収差線図は、図７、図８、図９に示されるような結果となる。尚、図７ないし図９において、ＦはＦ線による収差、ｄはｄ線による収差、ＣはＣ線による収差をそれぞれ示し、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。
【００４３】
【表５】
2006201492.tif 000007
【００４４】
【表６】
2006201492.tif 000008
【００４５】
【表７】
2006201492.tif 000009
【００４６】
【表８】
2006201492.tif 000010
【００４７】
以上の実施例２においては、変倍比が約２．４５、広角端における最外角光線の射出角度が−１０．７３°、撮影時におけるレンズ系全長（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）が２０．８１ｍｍ（広角端）〜１８．４５ｍｍ（中間位置）〜１８．７６ｍｍ（望遠端）、第１レンズ群（Ｉ）〜第３レンズ群（ＩＩＩ）の光軸上厚さの合計値が８．６７ｍｍ、広角端におけるＦナンバーが２．８２、画角（２ω）が６１．４°（広角端）〜３６．０°（中間位置）〜２５．７°（望遠端）となり、広角端における最外角光線の射出角度が小さく抑えられつつ、小型で収納時にも薄型で、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が得られる。
【実施例３】
【００４８】
実施例３における主な仕様諸元は表９に、種々の数値データ（設定値）は表１０に、非球面に関する数値データは表１１に、広角端，中間位置，望遠端におけるそれぞれのレンズ系の焦点距離ｆ（ｆｗ，ｆｍ，ｆｔ）及び光軸上の間隔Ｄ４，Ｄ９，Ｄ１１に関する数値データは表１２に示される。
この実施例において、条件式（１）ないし（４）の数値データは、
（１）ｆ２／｜ｆ１｜＝５．７１９／│−７．１２７│＝０．８０２
（２）ｆ３／ｆｗ＝９．４６４／２．８２０＝３．３５６
（３）Ｒ８／Ｒ９＝３．６０６／２．１６７＝１．６６４
（４）Ｄ２／ｆｗ＝１．２０／２．８２０＝０．４２６
となる。尚、表９において、空気換算のバックフォーカスは、無限物体距離にける第５レンズ５の後面Ｓ１１から像面Ｐまでの距離である。また、表１２において、ｆｍは中間位置における第１レンズ１の前面Ｓ１から像面Ｐまでのレンズ系の焦点距離、ｆｔは望遠端における第１レンズ１の前面Ｓ１から像面Ｐまでのレンズ系の焦点距離を示す。
【００４９】
また、広角端、中間位置、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差に関する収差線図は、図１０、図１１、図１２に示されるような結果となる。尚、図１０ないし図１２において、ＦはＦ線による収差、ｄはｄ線による収差、ＣはＣ線による収差をそれぞれ示し、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。
【００５０】
【表９】
2006201492.tif 000011
【００５１】
【表１０】
2006201492.tif 000012
【００５２】
【表１１】
2006201492.tif 000013
【００５３】
【表１２】
2006201492.tif 000014
【００５４】
以上の実施例３においては、変倍比が約２．４５、広角端における最外角光線の射出角度が−１０．８２°、撮影時におけるレンズ系全長（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）が２１．０５ｍｍ（広角端）〜１８．９２ｍｍ（中間位置）〜１９．３９ｍｍ（望遠端）、第１レンズ群（Ｉ）〜第３レンズ群（ＩＩＩ）の光軸上厚さの合計値が８．６７ｍｍ、広角端におけるＦナンバーが２．８４、画角（２ω）が６２．３°（広角端）〜３６．４°（中間位置）〜２６．０°（望遠端）となり、広角端における最外角光線の射出角度が小さく抑えられつつ、小型で収納時にも薄型で、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が得られる。
【実施例４】
【００５５】
実施例４における主な仕様諸元は表１３に、種々の数値データ（設定値）は表１４に、非球面に関する数値データは表１５に、広角端，中間位置，望遠端におけるそれぞれのレンズ系の焦点距離ｆ（ｆｗ，ｆｍ，ｆｔ）及び光軸上の間隔Ｄ４，Ｄ９，Ｄ１１に関する数値データは表１６に示される。
この実施例において、条件式（１）ないし（４）の数値データは、
（１）ｆ２／｜ｆ１｜＝５．６２６／│−７．４５５│＝０．７５５
（２）ｆ３／ｆｗ＝８．６７４／２．８２０＝３．０７６
（３）Ｒ８／Ｒ９＝３．７２０／２．１２２＝１．７５３
（４）Ｄ２／ｆｗ＝１．２０／２．８２０＝０．４２６
となる。尚、表１３において、空気換算のバックフォーカスは、無限物体距離にける第５レンズ５の後面Ｓ１１から像面Ｐまでの距離である。また、表１６において、ｆｍは中間位置における第１レンズ１の前面Ｓ１から像面Ｐまでのレンズ系の焦点距離、ｆｔは望遠端における第１レンズ１の前面Ｓ１から像面Ｐまでのレンズ系の焦点距離を示す。
【００５６】
また、広角端、中間位置、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差に関する収差線図は、図１３、図１４、図１５に示されるような結果となる。尚、図１３ないし図１５において、ＦはＦ線による収差、ｄはｄ線による収差、ＣはＣ線による収差をそれぞれ示し、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。
【００５７】
【表１３】
2006201492.tif 000015
【００５８】
【表１４】
2006201492.tif 000016
【００５９】
【表１５】
2006201492.tif 000017
【００６０】
【表１６】
2006201492.tif 000018
【００６１】
以上の実施例４においては、変倍比が約２．４５、広角端における最外角光線の射出角度が−１１．１６°、撮影時におけるレンズ系全長（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）が２０．８４ｍｍ（広角端）〜１８．４３ｍｍ（中間位置）〜１８．７２ｍｍ（望遠端）、第１レンズ群（Ｉ）〜第３レンズ群（ＩＩＩ）の光軸上厚さの合計値が８．６７ｍｍ、広角端におけるＦナンバーが２．８３、画角（２ω）が６２．１°（広角端）〜３６．２°（中間位置）〜２５．９°（望遠端）となり、広角端における最外角光線の射出角度が小さく抑えられつつ、小型で収納時にも薄型で、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が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上述べたように、本発明のズームレンズは、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラやビデオカメラに適用できるのは勿論のこと、銀塩式フィルムカメラ等にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係るズームレンズの一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１のズームレンズの光路図である。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１に示すズームレンズの広角端、中間位置及び望遠端を示す状態図である。
【図４】実施例１に係るズームレンズの広角端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【図５】実施例１に係るズームレンズの中間位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【図６】実施例１に係るズームレンズの望遠端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【図７】実施例２に係るズームレンズの広角端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【図８】実施例２に係るズームレンズの中間位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【図９】実施例２に係るズームレンズの望遠端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【図１０】実施例３に係るズームレンズの広角端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【図１１】実施例３に係るズームレンズの中間位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【図１２】実施例３に係るズームレンズの望遠端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【図１３】実施例４に係るズームレンズの広角端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【図１４】実施例４に係るズームレンズの中間位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【図１５】実施例４に係るズームレンズの望遠端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【符号の説明】
【００６４】
Ｉ  第１レンズ群
ＩＩ  第２レンズ群
ＩＩＩ  第３レンズ群
１  第１レンズ（第１レンズ群）
２  第２レンズ（第１レンズ群）
ＳＤ  開口絞り
３  第３レンズ（第２レンズ群）
４  第４レンズ（第２レンズ群）
５  第５レンズ（第３レンズ群）
６  ガラスフィルタ
Ｌ  光軸
Ｄ１〜Ｄ１２  光軸上の間隔
ＢＦ  バックフォーカス
Ｒ１〜Ｒ１３  曲率半径
Ｓ１〜Ｓ１３  面
Ｎ１〜Ｎ６  屈折率
ν１〜ν６  アッベ数
【図１】
2006201492.tif 000019
【図２】
2006201492.tif 000020
【図３】
2006201492.tif 000021
【図４】
2006201492.tif 000022
【図５】
2006201492.tif 000023
【図６】
2006201492.tif 000024
【図７】
2006201492.tif 000025
【図８】
2006201492.tif 000026
【図９】
2006201492.tif 000027
【図１０】
2006201492.tif 000028
【図１１】
2006201492.tif 000029
【図１２】
2006201492.tif 000030
【図１３】
2006201492.tif 000031
【図１４】
2006201492.tif 000032
【図１５】
2006201492.tif 000033