(57)【要約】【課題】  ３倍程度の変倍比を有し、沈胴時における光学系の全長が短く、充分な高解像力を発揮することができ、低コストであるにもかかわらず高画質で諸収差を良好に補正可能な３群ズームレンズとする。【解決手段】  物体側から順に、負の第１群Ｇ1、正の第２群Ｇ2、正の第３群Ｇ3を配設し、第２群Ｇ2中に絞り１を配設し、広角端から望遠端への変倍時に第１群Ｇ1を第２群Ｇ2に相対的に近づかせるとともに、第２群Ｇ2と第３群Ｇ3を両群の間隔が増大するように相対的に移動させ、無限遠から近距離への合焦時に第３群Ｇ3を物体側に移動させる。物体側から順に、第１群Ｇ1は負Ｌ1、正Ｌ2、第２群Ｇ2は両凸Ｌ3、両凹Ｌ4、単体Ｌ5（Ｌ3，Ｌ4は接合）、第３群Ｇ3は１枚の正Ｌ6とする。第１群Ｇ1と第２群Ｇ2は少なくとも１つの非球面を有し、Ｌ5とＬ6は合成樹脂で構成し、所定の条件式を満足する。【選択図】          図１
2006010895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、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レンズ群および正の屈折力を有する第３レンズ群が配設されるとともに、前記第２レンズ群中に光量を調節する絞りが配設され、広角端から望遠端へ向かって変倍する際に、前記第１レンズ群を前記第２レンズ群に相対的に近づくよう移動させるとともに、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群をそれらの間隔が増大するように相対的に移動させ、無限遠から近距離へフォーカシングする際に、前記第３レンズ群を物体側に移動させる３群ズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズおよび正レンズが配設されてなり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズ、両凹レンズおよび単レンズが配設されてなるとともに、前記両凸レンズと前記両凹レンズとは接合レンズを構成し、
前記第３レンズ群は正レンズ１枚で構成されてなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群は、それぞれ少なくとも１つの非球面を有し、
前記第２レンズ群中の単レンズと前記第３レンズ群を構成する正レンズは合成樹脂により形成されてなり、
下記の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする３群ズームレンズ。
ν3−ν4＞１５  ・・・  （１）
｜ｆ3／ν3＋ｆ4／ν4｜＜０．０７  ・・・  （２）
ｆW／｜ｆ５｜＜０．１８  ・・・  （３）
ただし、
ν3：第２レンズ群中の両凸レンズのアッベ数
ν4：第２レンズ群中の両凹レンズのアッベ数
ｆ3：第２レンズ群中の両凸レンズの焦点距離
ｆ4：第２レンズ群中の両凹レンズの焦点距離
ｆ5：第２レンズ群中の単レンズの焦点距離
ｆW：広角端における全系の焦点距離
【請求項２】
前記第２レンズ群中の単レンズは、非球面レンズであることを特徴とする請求項１記載の３群ズームレンズ。
【請求項３】
前記第３レンズ群を構成する正レンズは、下記の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の３群ズームレンズ。
Ｒ11／ｆW＞６．５  ・・・  （４）
ただし、
Ｒ11：第３レンズ群を構成する正レンズの物体側面の曲率半径
ｆW：広角端における全系の焦点距離
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３群ズームレンズに関し、特に、デジタルカメラやビデオカメラに好適に用いられる３群ズームレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種カメラのズームレンズとして３群ズームレンズが知られている。この３群ズームレンズはコンパクト化を図り、かつ収差補正を良好にするという観点から広く用いられている。そして、近年急速に普及しつつあるデジタルカメラやビデオカメラにおいては、一般のカメラに用いられるものと同様にレンズの小型化、高画質化、低ディストーション化、低コスト化が望まれている。
【０００３】
ところで、デジタルカメラやビデオカメラにおいては、オートフォーカスが主流となっており、フォーカシングの高速化が望まれている。このため、ズームレンズのフォーカシング方式としては、レンズ重量を軽くすることができ、なおかつカメラ本体側にレンズが近くて駆動操作が容易な、インナーフォーカス式やリアーフォーカス式が頻繁に使用されており、レンズ群数としては２群構成とするよりも３群構成とすることが望ましい。
【０００４】
このような３群ズームレンズとして、リアーフォーカス方式を採用し、フォーカシングの高速化および小型化を図り、高解像力を発揮し得る諸収差が良好なものが開示されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２８４１７７号公報
【特許文献２】特開２００４−９３６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年、３群ズームレンズとして更なる光学系の小型化と低コスト化が望まれている。
その際、前記特許文献１に記載された構成であると、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が変倍中ほぼ一定でかつ第３レンズ群にてフォーカスを行うため、物体距離無限遠時の第２レンズ群と第３レンズ群の間隔をフォーカシング量分だけ確保する必要があり、鏡筒枠の構成上、沈胴時のレンズ光軸長を更に短くすることはできない。
また、第２レンズ群中に接合レンズを用いていないため、空気間隔の分だけ沈胴時の光学系全長を短くすることはできない。
【０００７】
また、低コスト化の為にレンズ材料として合成樹脂を用いることが考えられるが、合成樹脂でレンズを形成する場合には、反射防止コートを施したとしても、光学ガラスからなるレンズに比べて反射率が大きくなり、そのために生じる反射光によりゴーストが発生して像質を低下させてしまう。
【０００８】
さらに、光量不足という条件下で撮影を行う際には、特に光量が不足する波長域の光量を増幅させて光量不足を補う必要がある。例えば、光量が不足する波長域が420nm付近であったとすると、人間の目の感度は420nm付近の短波長域に対して小さいため、光量補正を行わない場合には特に問題はないが、当該短波長域の光量を増幅した場合には色収差が目立ってしまうことがある。したがって、この場合には、420nm付近における色収差を補正する必要が生じてくる。
【０００９】
また、前記特許文献２に記載された構成であっても、このような不都合を解決することは難しかった。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、３倍程度の変倍比を有し、沈胴時における光学系の全長が短く、充分な高解像力を発揮することができ、低コストであるにもかかわらず高画質で諸収差を良好に補正することが可能な３群ズームレンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の３群ズームレンズは、上述した目的を達成するため、物体側から順に、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レンズ群および正の屈折力を有する第３レンズ群が配設されるとともに、前記第２レンズ群中に光量を調節する絞りが配設され、広角端から望遠端へ向かって変倍する際に、前記第１レンズ群を前記第２レンズ群に相対的に近づくよう移動させるとともに、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群をそれらの間隔が増大するように相対的に移動させ、無限遠から近距離へフォーカシングする際に、前記第３レンズ群を物体側に移動させる３群ズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズおよび正レンズが配設されてなり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズ、両凹レンズおよび単レンズが配設されてなるとともに、前記両凸レンズと前記両凹レンズとは接合レンズを構成し、
前記第３レンズ群は正レンズ１枚で構成されてなり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群は、それぞれ少なくとも１つの非球面を有し、
前記第２レンズ群中の単レンズと前記第３レンズ群を構成する正レンズは合成樹脂により形成されてなり、
下記の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とするものである。
ν3−ν4＞１５  ・・・  （１）
｜ｆ3／ν3＋ｆ4／ν4｜＜０．０７  ・・・  （２）
ｆW／｜ｆ５｜＜０．１８  ・・・  （３）
ただし、
ν3：第２レンズ群中の両凸レンズのアッベ数
ν4：第２レンズ群中の両凹レンズのアッベ数
ｆ3：第２レンズ群中の両凸レンズの焦点距離
ｆ4：第２レンズ群中の両凹レンズの焦点距離
ｆ5：第２レンズ群中の単レンズの焦点距離
ｆW：広角端における全系の焦点距離
【００１２】
また、本発明の３群ズームレンズは、前記構成に加えて、前記第２レンズ群中の単レンズが非球面レンズであることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の３群ズームレンズは、前記構成に加えて、前記第３レンズ群を構成するの正レンズが下記の条件式（４）を満足することが好ましい。
Ｒ11／ｆW＞６．５  ・・・  （４）
ただし、
Ｒ11：第３レンズ群を構成する正レンズの物体側面の曲率半径
ｆW：広角端における全系の焦点距離
【発明の効果】
【００１４】
本発明の３群ズームレンズは、前記構成を備えているため、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を沈胴時に縮めることができ、沈胴時のレンズ全長を短くすることができる。
【００１５】
また、各レンズ群を上述したレンズ構成とすることにより、６枚構成でありながら諸収差を良好に補正することができる。
【００１６】
また、第２レンズ群中に接合レンズを用いることにより、第２レンズ群のレンズ厚みを薄くすることができ、これによっても沈胴時のレンズ全長を短くすることができる。
【００１７】
すなわち、本発明の３群ズームレンズによれば、３倍程度の変倍比を有し、沈胴時の光学系の全長が短く、充分な高解像力を発揮することができ、低コストであるにもかかわらず高画質で諸収差を良好に補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の３群ズームレンズの実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る３群ズームレンズ（実施例１のものを代表させている）のレンズ構成を示すものである。
【００１９】
本発明の実施形態に係る３群ズームレンズは、図１に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ1、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ2および正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ3が配設されるとともに、第２レンズ群Ｇ2の物体側に光量を調節する絞り１が配設され、第３レンズ群Ｇ3の像面側に赤外線カットフィルタ等のフィルタ部２が配設されている。
【００２０】
この３群ズームレンズは、広角端から望遠端へ向かって変倍する際に、第１レンズ群Ｇ1を第２レンズ群Ｇ2に相対的に近づくよう移動させるとともに、第３レンズ群Ｇ3を固定とし、第２レンズ群Ｇ2を第３レンズ群Ｇ3との間隔が増大するように移動させ、無限遠から近距離へフォーカシングする際に、第３レンズ群Ｇ3を物体側に移動させる構成となっている。
【００２１】
第１レンズ群Ｇ1は、物体側から順に、負の屈折力を有し、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第１レンズＬ1、および正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２レンズＬ2が配設されてなる。
【００２２】
第２レンズ群Ｇ2は、物体側から順に、両凸の第３レンズＬ3、両凹の第４レンズＬ4、および正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第５レンズＬ5が配設されてなるとともに、第３レンズＬ3と第４レンズＬ4とは接合レンズを構成している。第３レンズ群Ｇ3は、両凸の第６レンズＬ6からなる。
【００２３】
また、第１レンズ群Ｇ1と第２レンズ群Ｇ2は、それぞれ少なくとも１つの非球面を有する。具体的には、後述する実施例１〜３では第１レンズＬ1の両面が非球面とされるとともに、第５レンズＬ5の両面が非球面とされている。なお、各非球面は、下記数１に示す非球面式で表される。この非球面式は奇数次項を含ませているため、非球面形状の自由度が増して、収差補正を一層有利に行うことができる。さらに、第５レンズＬ5と第６レンズＬ6は合成樹脂により形成されている。
【００２４】
【数１】
2006010895.tif 000003
【００２５】
このような構成からなる３群ズームレンズでは、物体側から光軸Ｘに沿って入射した光束は固体撮像素子（ＣＣＤ）等の撮像面３上の結像位置に結像する。
【００２６】
さらに、本発明の実施形態に係る３群ズームレンズは、下記の条件式（１）〜（４）を満足するように構成されている。
ν3−ν4＞１５  ・・・  （１）
｜ｆ3／ν3＋ｆ4／ν4｜＜０．０７  ・・・  （２）
ｆW／｜ｆ５｜＜０．１８  ・・・  （３）
Ｒ11／ｆW＞６．５  ・・・  （４）
ただし、
ν3：第２レンズ群中の両凸レンズ（第３レンズ）のアッベ数
ν4：第２レンズ群中の両凹レンズ（第４レンズ）のアッベ数
ｆ3：第２レンズ群中の両凸レンズ（第３レンズ）の焦点距離
ｆ4：第２レンズ群中の両凹レンズ（第４レンズ）の焦点距離
ｆ5：第２レンズ群中の単レンズ（第５レンズ）の焦点距離
ｆW：広角端における全系の焦点距離
Ｒ11：第３レンズ群を構成する正レンズ（第６レンズ）の物体側面の曲率半径
ｆW：広角端における全系の焦点距離
【００２７】
次に、前記各条件式の技術的意義について説明する。
条件式（１）は、第２レンズ群Ｇ2中の接合レンズである第３レンズＬ3と第４レンズＬ4のアッベ数ν3，ν4の差の値に関する条件式で、この条件式（１）を満足することにより、広角端における倍率色収差と望遠端における軸上色収差を良好に補正することができる。
【００２８】
条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ2中の接合レンズである第３レンズＬ3および第４レンズＬ4の焦点距離をそれぞれアッベ数で除した値の和の絶対値に関する条件式で、この条件式（２）を満足することにより、特に420nm付近の短波長側での望遠端における軸上色収差を良好に補正することができる。
【００２９】
条件式（３）は、第２レンズ群Ｇ2中の単レンズである第５レンズＬ5の屈折力に関し、広角端における全系の焦点距離ｆWを第５レンズＬ5の焦点距離ｆ5の絶対値で除した値に関する条件式で、第２レンズ群Ｇ2中の単レンズである第５レンズＬ5を合成樹脂により形成した場合に、この条件式（３）を満足することにより、屈折力を弱くすることで温度変化時のピント移動を少なくすることができる。
【００３０】
ところで、レンズを合成樹脂により形成した場合には、成型時に生じる非回転対称なレンズ内の屈折率分布による非点隔差が生じる。そこで、第５レンズＬ5と第６レンズＬ6を合成樹脂により形成し、第５レンズＬ5と第６レンズＬ6の方向を最適に組み合わせることにより、非点隔差を良好に補正することができる。
【００３１】
条件式（４）は、第３レンズ群Ｇ3を構成する正レンズである第６レンズＬ6の物体側面の曲率半径Ｒ11を広角端における全系の焦点距離ｆWを除した値に関する条件式で、特に第６レンズＬ6を合成樹脂により形成した場合に、この第６レンズＬ6の物体側面における反射で生じるゴーストを軽減させるための条件式である。すなわち、第６レンズＬ6を合成樹脂により形成した場合には、反射防止コートを施しても、光学ガラスからなるレンズに比べて反射率が高くなり、ゴーストの発生が懸念されるが、この条件式（４）を満足することにより、第６レンズＬ6を合成樹脂により形成した場合であっても、第６レンズＬ6の物体側面における反射で生じるゴーストを軽減することができるとともに、低コスト化および高画質化に寄与することができる。
【００３２】
以下、具体的な実施例を用いて、本発明に係る３群ズームレンズをより詳細に説明する。
【００３３】
＜実施例１＞
実施例１に係る３群ズームレンズのレンズ構成は、図１に示すとおりである。
【００３４】
以下、実施例１について具体的なデータを示す。
下記表１の上段に、実施例１の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔（各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔；表４、表７において同じ）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎdおよびアッベ数νdを示す。なお、表１および以下の表４、表７において、各記号に対応させた数字は物体側から順次増加するようになっている。
【００３５】
また、下記表１の中段に、実施例１に係る３群ズームレンズの焦点距離（ｍｍ）、Ｆ値、画角２ω（度）の値を示す。
さらに、下記表１の下段に、広角端（焦点距離６．２５ｍｍ）、中間位置（焦点距離８．７５ｍｍ）および望遠端（焦点距離１７．２５ｍｍ）における軸上面間隔（変化ｄ1、ｄ2）の値を示す。
なお、下記表１において面番号の左側に＊を付した面は非球面であることを表しており、各非球面は上記非球面式により表される。
【００３６】
【表１】
2006010895.tif 000004
【００３７】
また、下記表２に、上記非球面に関する離心率Ｋおよび３次、４次、５次、６次、７次、８次、９次、１０次の各非球面係数Ａ3、Ａ4、Ａ5、Ａ6、Ａ7、Ａ8、Ａ9、Ａ10を示す。
【００３８】
【表２】
2006010895.tif 000005
【００３９】
また、下記表３に、実施例１における上記条件式（１）〜（４）の値を示す。
【００４０】
【表３】
2006010895.tif 000006
【００４１】
表３から明らかなように、実施例１に係る３群ズームレンズは、上記条件式（１）〜（４）の全てを満足している。
【００４２】
また、図２は、実施例１に係る３群ズームレンズについて、広角端、中間位置および望遠端における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。なお、これらの収差図および以下の収差図においてωは半画角を示す。また、球面収差の各収差図は、波長４２０ｎｍ、４６０ｎｍ、５８７．６ｎｍ、６１５ｎｍにおける収差を示し、非点収差の各収差図は、サジタル像面およびタンジェンシャル像面における収差を示す（図３および図４において同じ）。
図２から明らかなように、実施例１に係る３群ズームレンズは、各収差を良好に補正し得る高性能な３群ズームレンズとされている。
【００４３】
＜実施例２＞
実施例２に係る３群ズームレンズのレンズ構成は、図１に示す実施例１に係る３群ズームレンズとほぼ同様とされている。
【００４４】
以下、実施例２について具体的なデータを示す。
下記表４の上段に、実施例２の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎdおよびアッベ数νdを示す。
また、下記表４の中段に、実施例２に係る３群ズームレンズの焦点距離（ｍｍ）、Ｆ値、画角２ω（度）の値を示す。
【００４５】
さらに、下記表４の下段に、広角端（焦点距離６．２５ｍｍ）、中間位置（焦点距離８．７５ｍｍ）および望遠端（焦点距離１７．１９ｍｍ）における軸上面間隔（ｄ1、ｄ2）の値を示す。
なお、下記表４において面番号の左側に＊を付した面は非球面であることを表しており、各非球面は上記非球面式により表される。
【００４６】
【表４】
2006010895.tif 000007
【００４７】
また、下記表５に、上記非球面に関する離心率Ｋおよび３次、４次、５次、６次、７次、８次、９次、１０次の各非球面係数Ａ3、Ａ4、Ａ5、Ａ6、Ａ7、Ａ8、Ａ9、Ａ10を示す。
【００４８】
【表５】
2006010895.tif 000008
また、下記表６に、実施例２における上記条件式（１）〜（４）の値を示す。
【００４９】
【表６】
2006010895.tif 000009
【００５０】
表６から明らかなように、実施例２に係る３群ズームレンズは、上記条件式（１）〜（４）の全てを満足している。
【００５１】
また、図３は、実施例２に係る３群ズームレンズについて、広角端、中間位置および望遠端における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。
【００５２】
図３から明らかなように、実施例２に係る３群ズームレンズは、各収差を良好に補正し得る高性能な３群ズームレンズとされている。
【００５３】
＜実施例３＞
実施例３に係る３群ズームレンズのレンズ構成は、図１に示す実施例１に係る３群ズームレンズとほぼ同様とされている。
【００５４】
以下、実施例３について具体的なデータを示す。
下記表７の上段に、実施例３の各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの軸上面間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎdおよびアッベ数νdを示す。
また、下記表７の中段に、実施例３に係る３群ズームレンズの焦点距離（ｍｍ）、Ｆ値、画角２ω（度）の値を示す。
【００５５】
さらに、下記表７の下段に、広角端（焦点距離６．２５ｍｍ）、中間位置（焦点距離８．７５ｍｍ）および望遠端（焦点距離１７．１９ｍｍ）における軸上面間隔（ｄ1、ｄ2）の値を示す。
なお、下記表７において面番号の左側に＊を付した面は非球面であることを表しており、各非球面は上記非球面式により表される。
【００５６】
【表７】
2006010895.tif 000010
【００５７】
また、下記表８に、上記非球面に関する離心率Ｋおよび３次、４次、５次、６次、７次、８次、９次、１０次の各非球面係数Ａ3、Ａ4、Ａ5、Ａ6、Ａ7、Ａ8、Ａ9、Ａ10を示す。
【００５８】
【表８】
2006010895.tif 000011
【００５９】
また、下記表９に、実施例３における上記条件式（１）〜（４）の値を示す。
【００６０】
【表９】
2006010895.tif 000012
【００６１】
表９から明らかなように、実施例３に係る３群ズームレンズは、上記条件式（１）〜（４）の全てを満足している。
【００６２】
また、図４は、実施例３に係る３群ズームレンズについて、広角端、中間位置および望遠端における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図である。
図４から明らかなように、実施例３に係る３群ズームレンズは、各収差を良好に補正し得る高性能な３群ズームレンズとされている。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１に係る３群ズームレンズのレンズ構成図
【図２】実施例１に係る３群ズームレンズの広角端、中間位置および望遠端における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図
【図３】実施例２に係る３群ズームレンズの広角端、中間位置および望遠端における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図
【図４】実施例３に係る３群ズームレンズの広角端、中間位置および望遠端における諸収差（球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差）を示す収差図
【符号の説明】
【００６４】
１      絞り
２      フィルタ部
３      撮像面
Ｇ1〜Ｇ3  レンズ群
Ｌ1〜Ｌ6  レンズ
Ｘ      光軸
【図１】
2006010895.tif 000013
【図２】
2006010895.tif 000014
【図３】
2006010895.tif 000015
【図４】
2006010895.tif 000016