(57)【要約】撮影距離が∞の場合のズーム比が２．５倍〜３．２倍、広角端における画角が６０°〜７０°で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短い３群構成のズームレンズである。物体側から像面（Ｓ）側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群（Ｇ１）と、正パワーの第２レンズ群（Ｇ２）と、正パワーの第３レンズ群（Ｇ３）とによりズームレンズを構成する。第１レンズ群（Ｇ１）を、物体側から順に配置された、像面（Ｓ）側に曲率の強い面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズ（Ｌ１）と、物体側に曲率の強い面を向けた正メニスカスレンズの第２レンズ（Ｌ２）とにより構成する。第２レンズ群（Ｇ２）を、物体側から順に配置された、物体側に凸面を向けた正レンズの第３レンズ（Ｌ３）と、正レンズの第４レンズ（Ｌ４）と、負レンズの第５レンズ（Ｌ５）と、像面（Ｓ）側に凸面を向けた平凸レンズの第６レンズ（Ｌ６）とにより構成する。第３レンズ群（Ｇ３）を、１枚の正レンズの第７レンズ（Ｌ７）によって構成する。
2003085440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、物体側に絞りが固定された正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群とを備えたズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に配置された、像面側に曲率の強い面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズと、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第２レンズとを含み、
前記第２レンズ群は、物体側から順に配置された、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第３レンズと、正レンズの第４レンズと、負レンズの第５レンズと、正レンズの第６レンズとを含み、
前記第３レンズ群は、正レンズの第７レンズを含み、
前記第１レンズの像面側の面と前記第３レンズの物体側の面は、いずれも中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であり、
前記第７レンズの一方の面は非球面であり、
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像面側に凸の軌跡を描き、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、
広角端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬＷ、望遠端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬＴ、撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆＷ、前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆＧ２、前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆＧ３、前記第ｉレンズ（ｉは自然数）の焦点距離をｆｉ、屈折率をｎｉ、アッベ数をνｉとしたとき、
｜ＬＷ−ＬＴ｜／ＬＷ＜０．１                      ‥‥‥（１）
１．９＜ｆＧ２／ｆＷ＜２．４                      ‥‥‥（２）
３．２＜ｆＧ３／ｆＷ＜４．０                      ‥‥‥（３）
０．６＜ｆ３／ｆＧ２＜１．１                      ‥‥‥（４）
１．５＜ｆ６／ｆＧ２＜１．８                      ‥‥‥（５）
ｎ３＞１．７５                                    ‥‥‥（６）
ν３＞３５                                        ‥‥‥（７）
ｎ４＞１．６                                      ‥‥‥（８）
ν４＞４５                                        ‥‥‥（９）
ｎ６＞１．７                                      ‥‥‥（１０）
３５＜ν６＜５０                                  ‥‥‥（１１）
の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が２．５倍〜３．２倍で、広角端における画角が６０°〜７０°であることを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第３レンズの物体側の面の近軸曲率半径をｒ３Ｆ、円錐定数をκ３Ｆ、４次の非球面係数をＤ３Ｆとしたとき、
−０．８＜κ３Ｆ＋８Ｄ３Ｆｒ３Ｆ３＜−０．５      ‥‥‥（１２）
の条件式を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第３レンズ群は像面側に凸の軌跡を描く請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第４レンズと前記第５レンズとが接合されている請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第５レンズと前記第６レンズとが有効径の外側で互いに接触している請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第３レンズの像面側の面が平面又は凹面である請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項７】
物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、物体側に絞りが固定された正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群とを備えたズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に配置された、像面側に曲率の強い面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズと、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第２レンズとを含み、
前記第２レンズ群は、物体側から順に配置された、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第３レンズと、正レンズの第４レンズと、負レンズの第５レンズと、正レンズの第６レンズとを含み、
前記第３レンズ群は、正レンズの第７レンズを含み、
前記第１レンズの像面側の面と前記第３レンズの物体側の面は、いずれも中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であり、
前記第７レンズの一方の面は非球面であり、
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像面側に凸の軌跡を描き、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、
広角端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬＷ、望遠端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬＴ、撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆＷ、前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆＧ２、前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆＧ３、前記第ｉレンズ（ｉは自然数）の焦点距離をｆｉ、屈折率をｎｉ、アッベ数をνｉとしたとき、
｜ＬＷ−ＬＴ｜／ＬＷ＜０．１                      ‥‥‥（１）
１．９＜ｆＧ２／ｆＷ＜２．４                      ‥‥‥（２）
３．２＜ｆＧ３／ｆＷ＜４．０                      ‥‥‥（３）
０．６＜ｆ３／ｆＧ２＜１．１                      ‥‥‥（４）
１．５＜ｆ６／ｆＧ２＜１．８                      ‥‥‥（５）
ｎ３＞１．７５                                    ‥‥‥（６）
ν３＞３５                                        ‥‥‥（７）
ｎ４＞１．７                                      ‥‥‥（８′）
ν４＞４５                                        ‥‥‥（９）
ｎ６＞１．７                                      ‥‥‥（１０）
３５＜ν６＜５０                                  ‥‥‥（１１）
の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が２．５倍〜３．２倍で、広角端における画角が６０°〜７０°であることを特徴とするズームレンズ。
【請求項８】
前記第３レンズの物体側の面の近軸曲率半径をｒ３Ｆ、円錐定数をκ３Ｆ、４次の非球面係数をＤ３Ｆとしたとき、
−０．８＜κ３Ｆ＋８Ｄ３Ｆｒ３Ｆ３＜−０．５      ‥‥‥（１２）
の条件式を満足する請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項９】
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第３レンズ群は像面側に凸の軌跡を描く請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記第４レンズと前記第５レンズとが接合されている請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
前記第５レンズと前記第６レンズとが有効径の外側で互いに接触している請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
前記第３レンズの像面側の面が平面又は凹面である請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項１３】
前記第１レンズの物体側の面の曲率半径をｒ１Ｆ、前記第２レンズの像面側の面の曲率半径をｒ２Ｒとしたとき、
９＜ｒ１Ｆ／ｆＷ＜１３                            ‥‥‥（１３）
３．８＜ｒ２Ｒ／ｆＷ＜４．７                      ‥‥‥（１４）
の各条件式を満足する請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項１４】
物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、絞りと、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群とを備えたズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に配置された、像面側に曲率の強い面を向けた負レンズの第１レンズと、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第２レンズとを含み、
前記第２レンズ群は、物体側から順に配置された、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第３レンズと、正レンズの第４レンズと、負レンズの第５レンズと、正レンズの第６レンズとを含むと共に、光軸と垂直な方向に平行移動可能であり、
前記第３レンズ群は、正レンズの第７レンズを含み、
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像面側に凸の軌跡を描き、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、
撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆＷ、前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆＧ２、撮影距離が∞で望遠端における前記第２レンズ群及び第３レンズ群の倍率をそれぞれｍＧ２Ｔ、ｍＧ３Ｔとしたとき、
１．９＜ｆＧ２／ｆＷ＜２．４                      ‥‥‥（２）
１．７＜（１−ｍＧ２Ｔ）ｍＧ３Ｔ＜２．１          ‥‥‥（１５）
の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が２．５倍〜３．２倍で、広角端における画角が６０°〜７０°であることを特徴とするズームレンズ。
【請求項１５】
フォーカス調整が、前記第３レンズ群の光軸方向への移動によって行われる請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項１６】
広角端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬＷ、望遠端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬＴとしたとき、
｜ＬＷ−ＬＴ｜／ＬＷ＜０．１                      ‥‥‥（１）
の条件式を満足する請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項１７】
前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆＧ３としたとき、
３．２＜ｆＧ３／ｆＷ＜４．０                      ‥‥‥（３）
の条件式を満足する請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項１８】
前記第３レンズの焦点距離をｆ３、前記第６レンズの焦点距離をｆ６としたとき、
０．６＜ｆ３／ｆＧ２＜１．１                      ‥‥‥（４）
１．５＜ｆ６／ｆＧ２＜１．８                      ‥‥‥（５）
の各条件式を満足する請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項１９】
前記第ｉレンズ（ｉは自然数）の屈折率をｎｉ、アッベ数をνｉとしたとき、
ｎ３＞１．７５                                    ‥‥‥（６）
ν３＞３５                                        ‥‥‥（７）
ｎ４＞１．７                                      ‥‥‥（８′）
ν４＞４５                                        ‥‥‥（９）
ｎ６＞１．７                                      ‥‥‥（１０）
３５＜ν６＜５０                                  ‥‥‥（１１）
の各条件式を満足する請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２０】
前記第１レンズの像面側の面が中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であり、前記第７レンズの少なくとも一方の面が非球面である請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２１】
前記第３レンズの物体側の面が中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面である請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２２】
前記第３レンズの物体側の面が非球面であって、前記非球面の近軸曲率半径をｒ３Ｆ、円錐定数をκ３Ｆ、４次の非球面係数をＤ３Ｆとしたとき、
−０．８＜κ３Ｆ＋８Ｄ３Ｆｒ３Ｆ３＜−０．５      ‥‥‥（１２）
の条件式を満足する請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２３】
前記第４レンズと前記第５レンズとが接合されている請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２４】
前記第５レンズと前記第６レンズとが有効径の外側で互いに接触している請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２５】
前記第３レンズの像面側の面が平面又は凹面である請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２６】
前記第１レンズの物体側の面の曲率半径をｒ１Ｆ、前記第２レンズの像面側の面の曲率半径をｒ２Ｒとしたとき、
９＜ｒ１Ｆ／ｆＷ＜１３                            ‥‥‥（１３）
３．８＜ｒ２Ｒ／ｆＷ＜４．７                      ‥‥‥（１４）
の各条件式を満足する請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２７】
ズームレンズと、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして請求項１〜６のいずれかに記載のズームレンズを用いることを特徴とする電子スチルカメラ。
【請求項２８】
ズームレンズと、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして請求項７〜１３のいずれかに記載のズームレンズを用いることを特徴とする電子スチルカメラ。
【請求項２９】
前記固体撮像素子が傾き調整可能である請求項２８に記載の電子スチルカメラ。
【請求項３０】
ズームレンズと、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして請求項１４〜２６のいずれかに記載のズームレンズを用いることを特徴とする電子スチルカメラ。
【請求項３１】
前記固体撮像素子の中央部に形成される画像を信号処理回路によって画面全体に拡大する電子ズーム手段をさらに備えた請求項３０に記載の電子スチルカメラ。
【請求項３２】
前記固体撮像素子が傾き調整可能である請求項３０に記載の電子スチルカメラ。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ズームレンズ及びそれを用いた電子スチルカメラに関する。さらに詳細には、電子スチルカメラに用いられる高画質のズームレンズ、及びそのズームレンズを用いた電子スチルカメラに関する。
背景技術
パーソナルコンピュータの進歩・普及と相まって、画像入力装置として、電子スチルカメラが急速に普及している。電子スチルカメラに用いられる固体撮像素子の総画素数は１００万画素を超え、最近では、総画素数が３００万画素を超える固体撮像素子を搭載した電子スチルカメラも商品化されている。また、動画の他に高画質の静止画を撮影できる機能を搭載したビデオカメラも商品化されている。
電子スチルカメラの光学系は、物体側から像面側に向かって順に配置された、撮像レンズと、光学ローパスフィルタと、固体撮像素子とを備えている。そして、撮像レンズにより、被写体に対応する実像が固体撮像素子の受光面上に形成される。固体撮像素子は、画素構造によって空間的サンプリングを行い、撮像面上に形成された像の映像信号を出力する。固体撮像素子は薄く、軽く、小型であるため、電子スチルカメラの小型化が図られる。
固体撮像素子は、画素構造によって空間的サンプリングを行うが、この場合に生じる折り返し歪みを除去するために、一般には、撮像レンズとしてのズームレンズと固体撮像素子との間に光学ローパスフィルタを配置して、ズームレンズが形成する画像から高周波成分を除去するようにされている。一般に、光学ローパスフィルタは、水晶板を用いて構成されている。この場合、自然光が水晶板に入射すると水晶の複屈折によって自然光が常光線と異常光線とに分離して平行に出射するという性質が利用されている。
固体撮像素子は、画面サイズを同じにしたままで画素数を増大させると、画素ピッチが小さくなり、開口率が低下して、受光感度が低下してしまう。そこで、固体撮像素子の各画素に微小正レンズを設けることにより、実効開口率を向上させて、受光感度の低下を防止するようにされている。この場合、微小正レンズからの出射光の大半を対応する各画素に到達させるためには、各画素に入射する主光線が光軸とほぼ平行となるようにズームレンズを構成する必要がある。すなわち、テレセントリック性を良好にする必要がある。
電子スチルカメラとしては多くの形態が考えられるが、その１つの形態としてズーム比が２〜３倍のズームレンズを搭載したコンパクトタイプがある。コンパクトタイプの電子スチルカメラにおいては、持ち運び易さが要望されており、少なくとも非使用時の光学全長（レンズ系全体の最も物体側のレンズ面の頂点から固体撮像素子の撮像面までの距離）を短くする必要がある。
この要望に適したズームレンズとしては、物体側から像面側に向かって順に配置された、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、２つのレンズ群間の間隔を変えることによって変倍を行う２群構成のズームレンズが考えられる。しかし、このような２群構成のズームレンズは、広角に向いているという特徴を有するが、ズーム比が２倍程度と小さいという問題点をも有している。また、フォーカス調整を行うには２つのレンズ群の少なくとも一方を移動させる必要があるが、いずれのレンズ群も大きくて重いことから、上記のような２群構成のズームレンズは、オートフォーカスに向いていないという問題点も有している。そこで、かかる問題を解決するために、２群構成のズームレンズの像面側に正パワーの第３レンズ群を配置した３群構成のズームレンズが数多く提案されている。
例えば、特開平１１−１９４２７４号公報には、物体側から順に負、正のパワー配置とした第１レンズ群と、４枚構成の第２レンズ群と、１枚構成の第３レンズ群とからなる３群構成のズームレンズが開示されている。また、特開２００１−２９６４７５号公報には、物体側から順に負、正のパワー配置又は負、負、正のパワー配置とした第１レンズ群と、４枚構成の第２レンズ群と、１枚構成又は１組の接合レンズの第３レンズ群とからなる３群構成のズームレンズが開示されている。
これら３群構成のズームレンズは、物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群とにより構成されている。そして、広角端から望遠端へのズーミング（変倍）に際しては、第１レンズ群と第２レンズ群との間の空気間隔が単調減少し、第２レンズ群と第３レンズ群との間の空気間隔が単調増加し、さらに第３レンズ群も移動するようになっている。また、フォーカス調整は、第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって行われる。第３レンズ群は、テレセントリック性を良好にする作用を有している。また、第３レンズ群は、外径の小さい１枚のレンズ又は１組の接合レンズによって構成されており、パワーの小さい小型モータを用いて高速駆動させることが可能であるため、高速移動が望まれるオートフォーカスのフォーカス調整用レンズ群に適している。第１レンズ群と第２レンズ群の移動は、円筒カムを用いて行われる。従って、円筒カムを利用して非使用時に３つのレンズ群をすべて固体撮像素子側に寄せて沈胴構成とすることが可能となる。そして、電子スチルカメラにこのようなズームレンズを搭載すれば、非使用時の電子スチルカメラの奥行を薄くすることが可能となる。
ビデオカメラにおいては、手振れ時の撮影画像の振動を補正するために、手振れ補正機能を搭載したものが商品化されている。手振れ補正方式としては多くの方式が提案されているが、ズームレンズの一部のレンズ群を光軸と垂直な方向に平行移動させる方式が採用されつつある（例えば、特開２０００−２９８２３５号公報）。
また、特開平１１−５２２４５号公報には、物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群と、正パワー又は負パワーの第４レンズ群とにより構成され、第３レンズ群を光軸と垂直な方向に平行移動させることによって手振れ補正を行うようにしたズームレンズが開示されている。また、当該公報には、手振れ補正のために第３レンズ群を平行移動させた場合の偏心像面湾曲と偏心コマ収差を良好に補正できることが開示されている。
コンパクトタイプの電子スチルカメラにおいては、持ち運び易さの点から非使用時の奥行が薄いことが要望され、また、撮影画像の高解像度化が要望されている。
電子スチルカメラの非使用時の奥行を薄くするためには、固体撮像素子の画面サイズを小さくすると共に、ズームレンズの非使用時の光学全長を短くすればよい。そして、ズームレンズの非使用時の光学全長を短くするためには、ズームレンズを沈胴構成とし、さらに、各レンズ群の全長を短くして、沈胴時のレンズ群間の間隔を短くすればよい。
また、電子スチルカメラの撮影画像の高解像度化を図るためには、固体撮像素子の画素数を増やすと共に、ズームレンズを高解像度にする必要がある。
しかし、固体撮像素子の画面サイズを小さくし、画素数を増大させると、画素ピッチが非常に小さくなるために、回折の影響によってズームレンズの結像特性が劣化することに注意する必要がある。回折の影響を低減するためには、ズームレンズのＦ値を小さくすればよい。
また、撮影画像からその周辺部の画像を切り取る場合もあることを考えると、撮影画像は画面全体の解像度がより均一であることが望まれる。固体撮像素子の解像度の均一性は非常に良好であるが、ズームレンズの解像度特性は、一般に、画面中央部では高いが、画面周辺部では低いという傾向がある。
また、上記特開平１１−１９４２７４号公報に記載のズームレンズにおいては、歪曲収差は小さいが、サジタル方向の像面湾曲とメリディオナル方向の像面湾曲とが共に大きい。そのため、当該公報に記載のズームレンズは、画面周辺部の結像特性が良好でないという問題点を有している。また、上記特開２００１−２９６４７５号公報、及び特開平２００１−２９６４７６号公報に記載のズームレンズは、画面周辺部でサジタルフレアが発生するために、画面周辺部の解像度特性を良好にし難いという問題点を有している。
電子スチルカメラ用のズームレンズは、３５ｍｍフィルムカメラに用いるズームレンズに比べて、レンズ素子の加工公差、ズームレンズユニットの組立公差が非常に厳しいという問題点を有している。これは、３５ｍｍフィルムカメラの有効画面（水平３６ｍｍ×垂直２４ｍｍ）の対角長が約４３．３ｍｍであるのに対して、固体撮像素子の有効画面の対角長がかなり小さいことに起因している。また、沈胴構成とするには、ズーミングに際して移動する移動鏡筒と、移動鏡筒を保持する固定鏡筒が必要であるが、沈胴時の光学全長に比べて使用時の光学全長があまりにも長い場合には、固定鏡筒が移動鏡筒を安定に保持することができないために、一部のレンズ群が偏心し、撮影画像の結像特性の劣化を招くという問題が生じる。そのため、ズームレンズの設計性能は良好であるが、レンズ素子と鏡筒部品の加工公差、組立公差が非常に厳しいために、量産で設計性能に近い結像性能を実現することが困難になるという問題が生じる。
上記特開平１１−５２２４５号公報に記載のズームレンズは、手振れ補正機能を有するが、第２レンズ群に長い空気間隔又は中心厚の厚いレンズが含まれるために第２レンズ群の全長が長く、沈胴構成を採用しても沈胴時の光学全長はそれほど短くならないという問題点を有している。また、当該公報に記載のズームレンズは、１０枚又は１１枚のレンズで構成されており、レンズ枚数が多いためにコスト高になるという問題点をも有している。
発明の開示
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、撮影距離が∞の場合のズーム比が２．５倍〜３．２倍、広角端における画角が６０°〜７０°で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度の低いズームレンズ、さらには手振れ補正機能を搭載したズームレンズを提供することを目的とする。また、本発明は、これらのズームレンズを用いることにより、非使用時の奥行が薄い電子スチルカメラ、さらには手振れ補正機能を搭載した電子スチルカメラを提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明に係るズームレンズの第１の構成は、物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、物体側に絞りが固定された正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群とを備えたズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に配置された、像面側に曲率の強い面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズと、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第２レンズとを含み、
前記第２レンズ群は、物体側から順に配置された、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第３レンズと、正レンズの第４レンズと、負レンズの第５レンズと、正レンズの第６レンズとを含み、
前記第３レンズ群は、正レンズの第７レンズを含み、
前記第１レンズの像面側の面と前記第３レンズの物体側の面は、いずれも中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であり、
前記第７レンズの一方の面は非球面であり、
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像面側に凸の軌跡を描き、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、
広角端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬＷ、望遠端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬＴ、撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆＷ、前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆＧ２、前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆＧ３、前記第ｉレンズ（ｉは自然数）の焦点距離をｆｉ、屈折率をｎｉ、アッベ数をνｉとしたとき、
｜ＬＷ−ＬＴ｜／ＬＷ＜０．１                      ‥‥‥（１）
１．９＜ｆＧ２／ｆＷ＜２．４                      ‥‥‥（２）
３．２＜ｆＧ３／ｆＷ＜４．０                      ‥‥‥（３）
０．６＜ｆ３／ｆＧ２＜１．１                      ‥‥‥（４）
１．５＜ｆ６／ｆＧ２＜１．８                      ‥‥‥（５）
ｎ３＞１．７５                                    ‥‥‥（６）
ν３＞３５                                        ‥‥‥（７）
ｎ４＞１．６                                      ‥‥‥（８）
ν４＞４５                                        ‥‥‥（９）
ｎ６＞１．７                                      ‥‥‥（１０）
３５＜ν６＜５０                                  ‥‥‥（１１）
の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が２．５倍〜３．２倍で、広角端における画角が６０°〜７０°であることを特徴とする。
また、前記本発明のズームレンズの第１の構成においては、前記第３レンズの物体側の面の近軸曲率半径をｒ３Ｆ、円錐定数をκ３Ｆ、４次の非球面係数をＤ３Ｆとしたとき、
−０．８＜κ３Ｆ＋８Ｄ３Ｆｒ３Ｆ３＜−０．５      ‥‥‥（１２）
の条件式を満足するのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第１の構成においては、撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第３レンズ群は像面側に凸の軌跡を描くのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第１の構成においては、前記第４レンズと前記第５レンズとが接合されているのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第１の構成においては、前記第５レンズと前記第６レンズとが有効径の外側で互いに接触しているのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第１の構成においては、前記第３レンズの像面側の面が平面又は凹面であるのが好ましい。
また、本発明に係るズームレンズの第２の構成は、物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、物体側に絞りが固定された正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群とを備えたズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に配置された、像面側に曲率の強い面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズと、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第２レンズとを含み、
前記第２レンズ群は、物体側から順に配置された、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第３レンズと、正レンズの第４レンズと、負レンズの第５レンズと、正レンズの第６レンズとを含み、
前記第３レンズ群は、正レンズの第７レンズを含み、
前記第１レンズの像面側の面と前記第３レンズの物体側の面は、いずれも中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であり、
前記第７レンズの一方の面は非球面であり、
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像面側に凸の軌跡を描き、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、
広角端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬＷ、望遠端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬＴ、撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆＷ、前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆＧ２、前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆＧ３、前記第ｉレンズ（ｉは自然数）の焦点距離をｆｉ、屈折率をｎｉ、アッベ数をνｉとしたとき、
｜ＬＷ−ＬＴ｜／ＬＷ＜０．１                      ‥‥‥（１）
１．９＜ｆＧ２／ｆＷ＜２．４                      ‥‥‥（２）
３．２＜ｆＧ３／ｆＷ＜４．０                      ‥‥‥（３）
０．６＜ｆ３／ｆＧ２＜１．１                      ‥‥‥（４）
１．５＜ｆ６／ｆＧ２＜１．８                      ‥‥‥（５）
ｎ３＞１．７５                                    ‥‥‥（６）
ν３＞３５                                        ‥‥‥（７）
ｎ４＞１．７                                      ‥‥‥（８′）
ν４＞４５                                        ‥‥‥（９）
ｎ６＞１．７                                      ‥‥‥（１０）
３５＜ν６＜５０                                  ‥‥‥（１１）
の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が２．５倍〜３．２倍で、広角端における画角が６０°〜７０°であることを特徴とする。
また、前記本発明のズームレンズの第２の構成においては、前記第３レンズの物体側の面の近軸曲率半径をｒ３Ｆ、円錐定数をκ３Ｆ、４次の非球面係数をＤ３Ｆとしたとき、
−０．８＜κ３Ｆ＋８Ｄ３Ｆｒ３Ｆ３＜−０．５      ‥‥‥（１２）
の条件式を満足するのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第２の構成においては、撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第３レンズ群は像面側に凸の軌跡を描くのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第２の構成においては、前記第４レンズと前記第５レンズとが接合されているのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第２の構成においては、前記第５レンズと前記第６レンズとが有効径の外側で互いに接触しているのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第２の構成においては、前記第３レンズの像面側の面が平面又は凹面であるのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第２の構成においては、前記第１レンズの物体側の面の曲率半径をｒ１Ｆ、前記第２レンズの像面側の面の曲率半径をｒ２Ｒとしたとき、
９＜ｒ１Ｆ／ｆＷ＜１３                            ‥‥‥（１３）
３．８＜ｒ２Ｒ／ｆＷ＜４．７                      ‥‥‥（１４）
の各条件式を満足するのが好ましい。
また、本発明に係るズームレンズの第３の構成は、物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、絞りと、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群とを備えたズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に配置された、像面側に曲率の強い面を向けた負レンズの第１レンズと、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第２レンズとを含み、
前記第２レンズ群は、物体側から順に配置された、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第３レンズと、正レンズの第４レンズと、負レンズの第５レンズと、正レンズの第６レンズとを含むと共に、光軸と垂直な方向に平行移動可能であり、
前記第３レンズ群は、正レンズの第７レンズを含み、
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像面側に凸の軌跡を描き、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、
撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆＷ、前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆＧ２、撮影距離が∞で望遠端における前記第２レンズ群及び第３レンズ群の倍率をそれぞれｍＧ２Ｔ、ｍＧ３Ｔとしたとき、
１．９＜ｆＧ２／ｆＷ＜２．４                      ‥‥‥（２）
１．７＜（１−ｍＧ２Ｔ）ｍＧ３Ｔ＜２．１          ‥‥‥（１５）
の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が２．５倍〜３．２倍で、広角端における画角が６０°〜７０°であることを特徴とする。
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、フォーカス調整が、前記第３レンズ群の光軸方向への移動によって行われるのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、広角端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬＷ、望遠端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬＴとしたとき、
｜ＬＷ−ＬＴ｜／ＬＷ＜０．１                      ‥‥‥（１）
の条件式を満足するのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆＧ３としたとき、
３．２＜ｆＧ３／ｆＷ＜４．０                      ‥‥‥（３）
の条件式を満足するのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、前記第６レンズの焦点距離をｆ６としたとき、
０．６＜ｆ３／ｆＧ２＜１．１                      ‥‥‥（４）
１．５＜ｆ６／ｆＧ２＜１．８                      ‥‥‥（５）
の各条件式を満足するのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第ｉレンズ（ｉは自然数）の屈折率をｎｉ、アッベ数をνｉとしたとき、
ｎ３＞１．７５                                    ‥‥‥（６）
ν３＞３５                                        ‥‥‥（７）
ｎ４＞１．７                                      ‥‥‥（８′）
ν４＞４５                                        ‥‥‥（９）
ｎ６＞１．７                                      ‥‥‥（１０）
３５＜ν６＜５０                                  ‥‥‥（１１）
の各条件式を満足するのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第１レンズの像面側の面が中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であり、前記第７レンズの少なくとも一方の面が非球面であるのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第３レンズの物体側の面が中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であるのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第３レンズの物体側の面が非球面であって、前記非球面の近軸曲率半径をｒ３Ｆ、円錐定数をκ３Ｆ、４次の非球面係数をＤ３Ｆとしたとき、
−０．８＜κ３Ｆ＋８Ｄ３Ｆｒ３Ｆ３＜−０．５      ‥‥‥（１２）
の条件式を満足するのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第４レンズと前記第５レンズとが接合されているのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第５レンズと前記第６レンズとが有効径の外側で互いに接触しているのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第３レンズの像面側の面が平面又は凹面であるのが好ましい。
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第１レンズの物体側の面の曲率半径をｒ１Ｆ、前記第２レンズの像面側の面の曲率半径をｒ２Ｒとしたとき、
９＜ｒ１Ｆ／ｆＷ＜１３                            ‥‥‥（１３）
３．８＜ｒ２Ｒ／ｆＷ＜４．７                      ‥‥‥（１４）
の各条件式を満足するのが好ましい。
尚、本発明においては、ガラスレンズの表面に薄い樹脂層を設け、樹脂層の表面を非球面とするレンズは１枚のレンズとみなす。
また、本発明に係る電子スチルカメラの第１の構成は、ズームレンズと、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして前記本発明のズームレンズの第１の構成を用いることを特徴とする。
また、本発明に係る電子スチルカメラの第２の構成は、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして前記本発明のズームレンズの第２の構成を用いることを特徴とする。
また、前記本発明の電子スチルカメラの第２の構成においては、前記固体撮像素子が傾き調整可能であるのが好ましい。
また、本発明に係る電子スチルカメラの第３の構成は、ズームレンズと、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして前記本発明のズームレンズの第３の構成を用いることを特徴とする。
また、前記本発明の電子スチルカメラの第３の構成においては、前記固体撮像素子の中央部に形成される画像を信号処理回路によって画面全体に拡大する電子ズーム手段をさらに備えているのが好ましい。
また、前記本発明の電子スチルカメラの第３の構成においては、前記固体撮像素子が傾き調整可能であるのが好ましい。
発明を実施するための最良の形態
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図である。このズームレンズは、高解像度で、沈胴時の光学全長が短くなるように構成されたものである。
図１に示すように、本実施の形態におけるズームレンズは、物体側（図１では左側）から像面Ｓ側（図１では右側）に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群Ｇ１と、正パワーの第２レンズ群Ｇ２と、正パワーの第３レンズ群Ｇ３とにより構成されており、７枚のレンズを含んでいる。絞りＡは、第２レンズ群Ｇ２の物体側に固定され、第２レンズ群Ｇ２と一緒に光軸方向に移動する。ここで、撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｓ側に凸の軌跡を描き、第２レンズ群Ｇ２は物体側に単調に移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面Ｓ側に凸の軌跡を描く。フォーカス調整は、第３レンズ群Ｇ３を光軸方向に移動させることによって行われる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に配置された、像面Ｓ側に曲率の強い面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズＬ１と、物体側に曲率の強い面を向けた正メニスカスレンズ（正レンズ）の第２レンズＬ２とにより構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に配置された、物体側に凸面（曲率の強い面）を向けた正レンズの第３レンズＬ３と、正レンズの第４レンズＬ４と、負レンズの第５レンズＬ５と、像面Ｓ側に凸面を向けた平凸レンズ（正レンズ）の第６レンズＬ６とにより構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、１枚の正レンズの第７レンズＬ７によって構成されている。
第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とは接合され、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは有効径の外側で互いに接触している。第１レンズＬ１の像面Ｓ側の面と第３レンズＬ３の物体側の面は、いずれも中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面となっており、第７レンズＬ７の像面Ｓ側の面は非球面となっている。
非球面の光軸からの高さがｈの点における局所曲率半径ρは、下記（数１）によって与えられる。
2003085440.tif 000003
上記（数１）において、ｚは非球面上の光軸からの高さがｈの点におけるサグ量である。
ズームレンズの像面Ｓ側には、物体側から順に、赤外カットフィルタと、３枚の水晶板からなる光学ローパスフィルタと、固体撮像素子とが配置されており、固体撮像素子には保護のためのカバーガラスが取り付けられている。図１においては、赤外カットフィルタ、光学ローパスフィルタ及びカバーガラスが１つの等価な平行平板素子Ｐとして表されている。ズームレンズによる被写体の像は、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上に形成される。
図１に示したズームレンズを、非使用時に第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３を固体撮像素子側に寄せる沈胴構成にすれば、沈胴時の光学全長を短くすることができる。沈胴構成は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２を光軸方向に移動させる円筒カムのカム溝を延ばすことによって実現することができる。
以下に、本発明のズームレンズの基本構成に関する基本的な考え方について説明する。
本発明のズームレンズは、物体側から順に負、正のパワー配置とした２群構成のズームレンズを基本とし、その像面側に正パワーのレンズ群を付加した３群構成のズームレンズである。
このズームレンズのズーミングは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔を変えると共に、第３レンズ群Ｇ３をも光軸方向に移動させることによって行われる。また、フォーカス調整は、第３レンズ群Ｇ３を光軸方向に移動させることによって行われる。第３レンズ群Ｇ３は、３つのレンズ群の中で最も軽いため、高速移動が望まれるオートフォーカスのフォーカス調整用レンズ群に適している。また、第３レンズ群Ｇ３は、テレセントリック性を良好にする作用をも有するので、画素ごとに微小正レンズを設けた固体撮像素子を用いる場合に都合がよい。
３群構成のズームレンズにおいて非使用時の光学全長を短くするには、３つのレンズ群の全長を短くすればよい。そのため、後述するように、３つのレンズ群は、いずれも構成枚数を少なくすると共に、各レンズ群の全長が極力短くなるようにされている。
コンパクトタイプの電子スチルカメラにおいては、非使用時の光学全長を短くすると共に、ズームレンズ鏡筒の外径を小さくすることが要望される。円筒カムの回転角は例えば１２０°以下と上限があるため、円筒カムの直径を小さくすると、カム溝の傾斜角が大きくなり、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを滑らかに移動させることが困難となる。また、鏡筒は１つの固定鏡筒と１つ又は複数の移動鏡筒とにより構成され、沈胴時の光学全長を短くするには固定鏡筒と移動鏡筒とを短くする必要があるが、沈胴時の光学全長に対して使用時の光学全長の最大値の比が大きい場合には、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが互いに偏心し易くなり、レンズ系全体の結像特性が劣化してしまう。これらの問題を解決するには、使用時の光学全長の最大値を小さくすればよい。
そこで、本実施の形態のズームレンズは、広角端における光学全長と望遠端における光学全長との差を小さくすることにより、使用時の光学全長の最大値が小さくなるように構成されている。また、本実施の形態のズームレンズは、第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離と第３レンズ群Ｇ３の合成焦点距離を適切に設定し、第３レンズＬ３の焦点距離と第６レンズＬ６の焦点距離を適切に設定することにより、結像特性が良好となるようにされた上で、使用時の光学全長が短くなるように構成されている。さらに、本実施の形態のズームレンズは、撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、第３レンズ群Ｇ３が像面Ｓ側に凸の軌跡を描くようにすることにより、使用時の光学全長の最大値が小さくなるように構成されている。
物体側から順に負、正のパワー配置とした２群構成のズームレンズの使用時の光学全長は、広角端又は望遠端で最も長くなり、途中のズーム位置で最も短くなる。また、２群構成のズームレンズの像面側に正パワーで位置固定の第３レンズ群を配置すると、使用時の光学全長は、やはり、広角端又は望遠端で最も長くなり、途中のズーム位置で最も短くなる。このことから、第３レンズ群Ｇ３を像面Ｓから離すと、広角端と望遠端では光学全長が短くなることが分かる。この効果を大きくするには第３レンズ群Ｇ３の倍率を大きくすればよく、そのためには、第３レンズ群Ｇ３の合成焦点距離を短くし、第３レンズ群Ｇ３を像面Ｓから離せばよい。広角端と望遠端の中間では無理して光学全長を短くする必要はないので、第３レンズ群Ｇ３で発生する球面収差を小さくするために、第３レンズ群Ｇ３を像面Ｓに近づければよい。以上のことを考慮して、本実施の形態のズームレンズは、撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、第３レンズ群Ｇ３が像面Ｓ側に凸の軌跡を描くように構成されている。
本実施の形態のズームレンズにおいては、各レンズ群の全長を短くするために、次のような工夫がなされている。
第１レンズ群Ｇ１は、その全長を短くするために、物体側から順に配置された、負、正の２枚のレンズによって構成されている。負レンズ（負メニスカスレンズ）の第１レンズＬ１で負の歪曲収差が発生するが、正レンズの第２レンズＬ２で正の歪曲収差を発生させて、レンズ系全体の広角端における負の歪曲収差の低減が図られている。また、この歪曲収差をさらに小さくするために、第１レンズＬ１の像面Ｓ側の面が中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面とされている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に配置された、正、正、負、正の４枚のレンズによって構成されている。そして、この場合、最も物体側に強い正パワーの正レンズが配置され、最も像面Ｓ側に弱い正パワーの正レンズが配置されているので、第２レンズ群Ｇ２の物体側主点は物体側に偏る。そのため、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが最も接近する望遠端において、第１レンズ群Ｇ１の像面Ｓ側主点から第２レンズ群Ｇ２の物体側主点までの距離を短くすることができ、第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離を短くすることができるので、使用時の光学全長が短くなる。また、本実施の形態のズームレンズにおいては、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とを接合し、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とを有効径の外側で互いに接触させることにより、第２レンズ群Ｇ２の全長が短くなるように構成されている。
本実施の形態のズームレンズにおいては、第３レンズＬ３の物体側近傍に絞りＡが配置されているので、軸上光線の入射高は第３レンズＬ３で最大となり、第３レンズＬ３が両面ともに球面の場合には第３レンズＬ３で負の球面収差が発生する。そこで、第３レンズＬ３の物体側の面を、中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加するような非球面とすることにより、第３レンズ群Ｇ３で発生する球面収差の低減が図られている。
第３レンズ群Ｇ３は、１枚の正レンズの第７レンズＬ７によって構成されているので、その全長が短い。この第７レンズＬ７は、像面Ｓ側の面が非球面となっており、これにより正の歪曲収差を発生させて、広角端における負の歪曲収差の絶対値が小さくなるようにされている。
フォーカス調整は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２を固定し、第３レンズ群Ｇ３だけを光軸方向に移動させることによって行われる。この場合、第３レンズ群Ｇ３は、撮影距離が短くなるにしたがって物体側に出ていく。第３レンズ群Ｇ３は、１枚のレンズによって構成され、移動する他の機構部品も含めた移動部分が軽いので、第３レンズ群Ｇ３を小型でパワーの小さいモータを用いて高速で移動させることが可能となり、その結果、オートフォーカス調整を高速で行うことが可能となる。尚、フォーカス調整のために第７レンズＬ７が移動する際に倍率色収差が変化するが、実用上問題のない程度に抑制されている。
本実施の形態におけるズームレンズは、次の条件式を満足するように構成されている。
｜ＬＷ−ＬＴ｜／ＬＷ＜０．１                      ‥‥‥（１）
１．９＜ｆＧ２／ｆＷ＜２．４                      ‥‥‥（２）
３．２＜ｆＧ３／ｆＷ＜４．０                      ‥‥‥（３）
０．６＜ｆ３／ｆＧ２＜１．１                      ‥‥‥（４）
１．５＜ｆ６／ｆＧ２＜１．８                      ‥‥‥（５）
ｎ３＞１．７５                                    ‥‥‥（６）
ν３＞３５                                        ‥‥‥（７）
ｎ４＞１．６                                      ‥‥‥（８）
ν４＞４５                                        ‥‥‥（９）
ｎ６＞１．７                                      ‥‥‥（１０）
３５＜ν６＜５０                                  ‥‥‥（１１）
ここで、ＬＷは広角端における光学全長（第１レンズＬ１の物体側の面の頂点から像面までの距離）、ＬＴは望遠端における光学全長、ｆＧ２は第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離、ｆＧ３は第３レンズ群Ｇ３の合成焦点距離、ｆＷは撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離、ｆｉは第ｉレンズ（ｉは自然数）の焦点距離、ｎｉは第ｉレンズの屈折率、νｉは第ｉレンズのアッベ数である。
また、本実施の形態のズームレンズにおいては、次の条件式を満足するのが望ましい。
−０．８＜κ３Ｆ＋８Ｄ３Ｆｒ３Ｆ３＜−０．５      ‥‥‥（１２）
ここで、κ３Ｆは第３レンズＬ３の物体側の面の円錐定数、Ｄ３Ｆは第３レンズＬ３の物体側の面の４次の非球面係数、ｒ３Ｆは第３レンズＬ３の物体側の面の近軸曲率半径である。
以下に、上記各条件式について説明する。
上記条件式（１）は、使用時の光学全長の最大値を小さくすると共に、良好な結像特性を確保するための条件式である。使用時の光学全長の最大値を小さくするには、広角端における光学全長と望遠端における光学全長とを等しくするのが理想的である。但し、広角端における光学全長と望遠端における光学全長を完全に等しくしようとすると、結像特性が犠牲となる場合もある。上記条件式（１）は、これらを考慮して得られた条件式である。上記条件式（１）が満足されない場合には、使用時の光学全長を短くすると共に、良好な結像特性を確保することが困難となる。
上記条件式（２）は、使用時の光学全長を極力短くすると同時に諸収差の発生をバランス良く補正するための条件式である。ｆＧ２／ｆＷが２．４以上になると、第２レンズ群Ｇ２の物像間距離（物点から像点までの距離）が長くなるために、使用時の光学全長が長くなってしまう。この場合、第３レンズ群Ｇ３の倍率を小さくすれば光学全長が短くなるが、第３レンズ群Ｇ３のパワーが大きくなるために第３レンズ群Ｇ３で発生する像面湾曲が補正不足となり、この像面湾曲を第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とで補正することが困難となる。一方、ｆＧ２／ｆＷが１．９以下になると、使用時の光学全長は短くなるものの、望遠端において第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に絞りＡを配置できるだけの空気間隔を確保することが困難となる。
上記条件式（３）は、固体撮像素子に入射する最大像高における主光線の傾斜角を小さく、つまりテレセントリック性を良好にすると共に、像面湾曲を低減するための条件式である。ｆＧ３／ｆＷが３．２以下になると、テレセントリック性は良好となるものの、レンズ系全体の像面湾曲を補正しきれなくなる。一方、ｆＧ３／ｆＷが４．０以上になると、像面湾曲は低減するものの、テレセントリック性が不十分となる。
上記条件式（４）及び式（５）は、第２レンズ群Ｇ２で発生する諸収差をバランス良く補正すると共に、使用時のレンズ系全体の光学全長を短くするための条件式である。ｆ３／ｆＧ２が１．１以上となる場合、又はｆ６／ｆＧ２が１．５以下となる場合には、第２レンズ群Ｇ２の物体側主点の物体側への偏りが不十分となるために、望遠端において第１レンズ群Ｇ１の像面Ｓ側主点から第２レンズ群Ｇ２の物体側主点までの距離を所望の長さにしようとすると、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に絞りＡを配置できるだけの空気間隔を確保することが困難となる。一方、ｆ３／ｆＧ２が０．６以下となる場合、又はｆ６／ｆＧ２が１．８以上となる場合には、第２レンズ群Ｇ２の物体側主点の物体側への偏りが十分となって、望遠端において第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に絞りＡを配置できるだけの空気間隔を確保すると共に、使用時の光学全長を短くすることができるが、第４レンズＬ４のパワーが過大となるために、第４レンズＬ４で発生する球面収差、コマ収差を他のレンズでバランス良く補正することが困難となる。
上記条件式（６）〜（１１）は、広角端から望遠端へのズーミングに際しての軸上色収差及び倍率色収差を小さくすると共に、像面湾曲を小さくするための条件式である。上記条件式（６）〜（１１）のいずれかが満足されない場合には、いずれかのズーム位置において軸上色収差又は倍率色収差が大きくなるために色にじみが目立ったり、像面湾曲が小さくならないために撮影画像の一部で結像特性が悪くなったりするという問題が生じる。
上記条件式（１２）は、第３レンズＬ３の物体側の面の非球面に関する円錐定数及び４次の非球面係数を規制することにより、絞りＡの中央部を通過する画角の小さい光線に対して、第３レンズＬ３の物体側の面の偏心敏感度を低減するための条件式である。κ３Ｆ＋８Ｄ３Ｆｒ３Ｆ３は、非球面の球面からのずれの程度を表している。κ３Ｆ＋８Ｄ３Ｆｒ３Ｆ３が−０．８以下になると、非球面の効果によって第３レンズＬ３の物体側の面で発生する球面収差は小さくなるが、第３レンズＬ３の物体側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差が過大となり、第３レンズＬ３の物体側の面の偏心敏感度が高くなってしまう。一方、κ３Ｆ＋８Ｄ３Ｆｒ３Ｆ３が−０．５以上になると、第３レンズＬ３の物体側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差は小さくなるが、球面収差が補正不足となるか、あるいは、第５レンズＬ５の像面側の面の曲率半径が短くなるために、第５レンズＬ５の像面側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差が大きくなり、第５レンズＬ５の像面側の面の偏心敏感度が高くなってしまう。
下記（表１）に、図１に示したズームレンズの具体的数値例（レンズデータ）を示す。
2003085440.tif 000004
表中の長さの単位は、すべて［ｍｍ］である。上記（表１）において、ｒはレンズの曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄ、νｄはそれぞれレンズのｄ線に対する屈折率、アッベ数を示している（後述する他の実施の形態についても同様である）。また、＊印を付した面は非球面であり、非球面形状は、下記（数２）によって定義される（後述する他の実施の形態についても同様である）。
2003085440.tif 000005
但し、上記（数２）中、ｈは光軸からの高さ、ｚは非球面上の光軸からの高さがｈの点におけるサグ量、κは円錐定数、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇはそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数を表している。
下記（表２）に、図１に示したズームレンズの円錐定数及び非球面係数（非球面データ）を示す。
2003085440.tif 000006
また、下記（表３）に、図１に示したズームレンズの撮影距離が∞の場合の可変面間隔（ｍｍ）（可変面間隔データ）を示す。下記（表３）中、ｆ（ｍｍ）、２ωはそれぞれ焦点距離、画角を表している（後述する他の実施の形態についても同様である）。
2003085440.tif 000007
ここで、撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆＷ、望遠端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆＴとしたとき、焦点距離が
ｆＮ＝（ｆＷｆＴ）１／２
となるズーム位置を『中間位置』と呼ぶ。
図２、図３、図４に、図１に示したズームレンズの撮影距離が∞で絞り開放の時の収差性能図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示す。図２は広角端の場合、図３は中間位置の場合、図４は望遠端の場合である。尚、球面収差図において、実線はｄ線に対する値、短い破線はＦ線に対する値、長い破線はＣ線に対する値をそれぞれ示している。また、非点収差図において、実線はサジタル像面湾曲、破線はメリディオナル像面湾曲をそれぞれ示している（後述する他の実施の形態についても同様である）。
図２〜図４に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示している。
図１に示したズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、記録画素数が水平２０４８×垂直１５３６（約３００万画素）、画素ピッチが水平２．８μｍ×垂直２．８μｍ、記録画面サイズが水平５．７３４４ｍｍ×垂直４．３００８ｍｍのものを用いることができる。また、固体撮像素子として、実効開口率を向上させるために、画素ごとに微小正レンズが設けられているものを用いることもできる。
図１に示したズームレンズにおいては、第２レンズ群Ｇ２内の第３レンズＬ３から第５レンズＬ５までの３枚のレンズの偏心敏感度が高い。そこで、本実施の形態のズームレンズにおいては、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とを接合し、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とを有効径の外側で互いに接触（突き当て）させている。また、第３レンズＬ３の像面側の面を凹面にして、組み立て時に第３レンズＬ３を調心し易いようにされている。
第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とを接合すると、接着剤の両面の境界では屈折率差が小さくなるために、第４レンズＬ４の像面側の面と第５レンズＬ５の物体側の面の偏心敏感度は低くなる。また、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とを有効径の外側で互いに接触（突き当て）させると、第５レンズＬ５の像面側の面と第６レンズＬ６の物体側の面との間の偏心が小さくなる。また、接合や突き当てを採用すると、面間隔の誤差を発生させ易いスペーサが不要となるため、スペーサを用いる場合に比べて面間隔の誤差を小さくすることができる。
調心を行う場合には、次のようにすればよい。すなわち、まず、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とを接合したものと、第６レンズＬ６とをレンズ枠に組み込んだ後、第３レンズＬ３を所定の位置に取り付け、偏心測定装置を利用して、第２レンズ群Ｇ２全体の偏心状態が小さくなるように、第３レンズＬ３の位置を調整し、最後に、接着剤によって第３レンズＬ３をレンズ枠に固定する。このとき、第３レンズＬ３の像面側の面が凸面の場合には、第３レンズＬ３を移動させようとすると、平行偏心と傾斜偏心との両方が生じるために、調心がやり難い。これに対して、図１に示したズームレンズにおいては、第３レンズＬ３の像面側の面を凹面としているので、第３レンズＬ３を傾斜させることなく平行移動させることができ、調心がやり易い。尚、第３レンズＬ３の像面側の面は平面としてもよく、この場合にも調心がやり易くなる。
以上に説明したように、図１に示したズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短くなっている。
［第２の実施の形態］
図５は本発明の第２の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図である。このズームレンズは、高解像度で、沈胴時の光学全長が短く、偏心敏感度が上記第１の実施の形態におけるズームレンズの場合よりも低くなるように構成されたものである。
図５に示すように、本実施の形態におけるズームレンズは、物体側（図５では左側）から像面Ｓ側（図５では右側）に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群Ｇ１と、正パワーの第２レンズ群Ｇ２と、正パワーの第３レンズ群Ｇ３とにより構成されており、７枚のレンズを含んでいる。絞りＡは、第２レンズ群Ｇ２の物体側に固定され、第２レンズ群Ｇ２と一緒に光軸方向に移動する。
図５に示したズームレンズは、上記第１の実施の形態で示したズームレンズと同様の構成を有しているが、一部のレンズの材質が異なっている。すなわち、本実施の形態のズームレンズにおいては、上記第１の実施の形態で説明したズームレンズに比べて、第４レンズＬ４、第６レンズＬ６及び第７レンズＬ７について屈折率が高く設定されている。
ズームレンズを構成する各レンズのレンズ面が偏心している場合には、固体撮像素子の撮像面上の一部の領域で結像特性が低下するという問題が生じる。特に、第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズのレンズ面の多くは偏心敏感度が高く、特に、第３レンズＬ３の物体側の面と第５レンズＬ５の像面Ｓ側の面は偏心敏感度が非常に高くなり易い。
この問題に対して、本発明者らは、ズームレンズを構成する各レンズのレンズ面が偏心した場合の３次収差を独自に検討し、さらに３次偏心コマ収差と３次偏心非点収差について分析を行った。その結果、ズームレンズを構成する各レンズのレンズ面の偏心敏感度を低くするには、各レンズ面の偏心量に対するそのレンズ面で発生する偏心コマ収差の比（偏心コマ収差の面係数）と、各レンズ面の偏心量に対するそのレンズ面で発生する偏心非点収差の比（偏心非点収差の面係数）とを小さくすればよいことが見出された。また、各レンズ面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差の各面係数がいずれも小さく、各レンズ面の偏心量が小さい場合には、固体撮像素子を適切に傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の結像特性を改善できる可能性を見出した。
上記の分析結果を利用して、第３レンズＬ３の物体側の面と第５レンズＬ５の像面側の面の偏心敏感度を低くするには、絞りＡの縁を通過する軸上光線が空気中からレンズ面に入射する場合の入射角又はレンズ面から空気中に出射する場合の空気中での屈折角を小さくすればよいことが見出された。そこで、本実施の形態においては、第４レンズＬ４の屈折率を高くし、これにより第３レンズＬ３の物体側の面の曲率半径が大きくなるようにされている。また、第６レンズＬ６の屈折率と第７レンズＬ７の屈折率をも高くすることにより、ペッツバール和に余裕をつくり、この余裕を利用して第５レンズＬ５の像面側の面の曲率半径が大きくなるようにされている。
以上のようにした結果、図５に示したズームレンズの第３レンズＬ３の物体側面と第５レンズＬ５の像面側の面の偏心敏感度は、図１に示したズームレンズの対応するレンズ面の偏心敏感度よりも低くなっている。
図５に示したズームレンズにおいては、各レンズ面が僅かに偏心している場合に、固体撮像素子を傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面上における結像特性を良好に補正できるようにされている。但し、各レンズ面の偏心量が大きい場合や、各レンズ面がレンズ系全体の偏心コマ収差、偏心非点収差が大きくなるように偏心している場合には、固体撮像素子の撮像面上の一部の領域で結像特性が良くないままとなるので、固体撮像素子を傾斜させる方法には限界がある。
本実施の形態におけるズームレンズにおいても、上記第１の実施の形態におけるズームレンズと同様に、沈胴時の光学全長を短くし、使用時の光学全長を短くすることができる。
本実施の形態におけるズームレンズは、次の条件式を満足するように構成されている。
｜ＬＷ−ＬＴ｜／ＬＷ＜０．１                      ‥‥‥（１）
１．９＜ｆＧ２／ｆＷ＜２．４                      ‥‥‥（２）
３．２＜ｆＧ３／ｆＷ＜４．０                      ‥‥‥（３）
０．６＜ｆ３／ｆＧ２＜１．１                      ‥‥‥（４）
１．５＜ｆ６／ｆＧ２＜１．８                      ‥‥‥（５）
ｎ３＞１．７５                                    ‥‥‥（６）
ν３＞３５                                        ‥‥‥（７）
ｎ４＞１．７                                      ‥‥‥（８′）
ν４＞４５                                        ‥‥‥（９）
ｎ６＞１．７                                      ‥‥‥（１０）
３５＜ν６＜５０                                  ‥‥‥（１１）
また、本実施の形態のズームレンズにおいては、次の条件式を満足するのが望ましい。
−０．８＜κ３Ｆ＋８Ｄ３Ｆｒ３Ｆ３＜−０．５      ‥‥‥（１２）
ここで、ＬＷは広角端における光学全長（第１レンズＬ１の物体側の面の頂点から像面までの距離）、ＬＴは望遠端における光学全長、ｆＧ２は第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離、ｆＧ３は第３レンズ群Ｇ３の合成焦点距離、ｆＷは撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離、ｆｉは第ｉレンズ（ｉは自然数）の焦点距離、ｎｉは第ｉレンズの屈折率、νｉは第ｉレンズのアッベ数、ｒ３Ｆは第３レンズＬ３の物体側の面の近軸曲率半径、κ３Ｆは第３レンズＬ３の物体側の面の円錐定数、Ｄ３Ｆは第３レンズＬ３の物体側の面の４次の非球面係数である。
以下に、上記各条件式について説明する。
上記条件式（１）〜（７）、（９）〜（１２）は、上記第１の実施の形態で説明した通りである。尚、上記条件式（８′）の下限値が上記第１の実施の形態で説明した上記条件式（８）の下限値よりも大きくなっているが、これは、広角端から望遠端へのズーミングに際しての軸上色収差及び倍率色収差を小さくし、さらに像面湾曲を小さくすると同時に、第４レンズＬ４の物体側の面の偏心敏感度を低減する作用を有効に得るためである。
下記（表４）に、図５に示したズームレンズの具体的数値例を示す。
2003085440.tif 000008
下記（表５）に、図５に示したズームレンズの円錐定数及び非球面係数を示す。
2003085440.tif 000009
また、下記（表６）に、図５に示したズームレンズの撮影距離が∞の場合の可変面間隔（ｍｍ）を示す。
2003085440.tif 000010
図６、図７、図８に、図５に示したズームレンズの撮影距離が∞で絞り開放の時の収差性能図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示す。図６は広角端の場合、図７は中間位置の場合、図８は望遠端の場合である。
図６〜図８に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示している。
図５に示したズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第１の実施の形態で説明したものを用いることができる。
第３レンズＬ３の像面側の面が凹面となっているので、必要であれば、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に、組み立て時の第３レンズＬ３の調心を容易に行うことができる。また、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の一部の領域で結像特性が良好でない場合には、固体撮像素子を１°以内で傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の結像特性を良好にすることができる。
以上に説明したように、図５に示したズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、また、偏心敏感度が低くなっている。
［第３の実施の形態］
図９は本発明の第３の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図である。このズームレンズは、高解像度で、沈胴時の光学全長が短く、偏心敏感度が低くなるように構成されたものである。
図９に示すように、本実施の形態におけるズームレンズは、物体側（図９では左側）から像面Ｓ側（図９では右側）に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群Ｇ１と、正パワーの第２レンズ群Ｇ２と、正パワーの第３レンズ群Ｇ３とにより構成されており、７枚のレンズを含んでいる。絞りＡは、第２レンズ群Ｇ２の物体側に固定され、第２レンズ群Ｇ２と一緒に光軸方向に移動する。
図９に示したズームレンズは、上記第２の実施の形態で示したズームレンズと同様の構成を有しているが、一部のレンズの材質が異なっている。すなわち、本実施の形態のズームレンズにおいては、上記第２の実施の形態で説明したズームレンズに比べて、第４レンズＬ４について屈折率が高く設定されている。
本実施の形態におけるズームレンズも、より良好な光学性能を得るために、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（１）〜（７）、（８′）、（９）〜（１２）を満足するように構成されている。
下記（表７）に、図９に示したズームレンズの具体的数値例を示す。
2003085440.tif 000011
下記（表８）に、図９に示したズームレンズの円錐定数及び非球面係数を示す。
2003085440.tif 000012
また、下記（表９）に、図９に示したズームレンズの撮影距離が∞の場合の可変面間隔（ｍｍ）を示す。
2003085440.tif 000013
図１０、図１１、図１２に、図９に示したズームレンズの撮影距離が∞で絞り開放の時の収差性能図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示す。図１０は広角端の場合、図１１は中間位置の場合、図１２は望遠端の場合である。
図１０〜図１２に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示している。尚、広角端における歪曲収差はやや大きいが、撮影画像全体で高周波空間周波数における結像特性は良好である。
図９に示したズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第１の実施の形態で説明したものを用いることができる。
第３レンズＬ３の像面側の面が凹面となっているので、必要であれば、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に、組み立て時の第３レンズＬ３の調心を容易に行うことができる。また、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の一部の領域で結像特性が良好でない場合には、固体撮像素子を１°以内で傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の結像特性を良好にすることができる。
以上に説明したように、図９に示したズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、また、偏心敏感度が低くなっている。
［第４の実施の形態］
図１３は本発明の第４の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図である。このズームレンズは、高解像度で、沈胴時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、さらに歪曲収差が良好となるように構成されたものである。
図１３に示すように、本実施の形態におけるズームレンズは、物体側（図１３では左側）から像面Ｓ側（図１３では右側）に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群Ｇ１と、正パワーの第２レンズ群Ｇ２と、正パワーの第３レンズ群Ｇ３とにより構成されており、７枚のレンズを含んでいる。絞りＡは、第２レンズ群Ｇ２の物体側に固定され、第２レンズ群Ｇ２と一緒に光軸方向に移動する。
図１３に示したズームレンズは、上記第３の実施の形態で示したズームレンズと同様の構成を有しているが、レンズデータが少し異なっている。すなわち、図１３に示したズームレンズは、主に、第１レンズＬ１の物体側の面の曲率半径を小さくすることにより、広角端における歪曲収差の絶対値が小さくなるように構成されている。
本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（１）〜（７）、（８′）、（９）〜（１２）を満足すると共に、次の条件式を満足するように構成されている。
９＜ｒ１Ｆ／ｆＷ＜１３                            ‥‥‥（１３）
３．８＜ｒ２Ｒ／ｆＷ＜４．７                      ‥‥‥（１４）
ここで、ｒ１Ｆは第１レンズＬ１の物体側の面の曲率半径、ｒ２Ｒは第２レンズＬ２の像面Ｓ側の面の曲率半径である。
上記条件式（１３）は、第１レンズＬ１の物体側の面の曲率半径を規制することにより、広角端における負の歪曲収差を小さくするための条件式である。ｒ１Ｆ／ｆＷが９以下になると、広角端における負の歪曲収差は小さくなるが、コマ収差、非点収差が過大となるために、撮影画像の周辺部の結像特性を良好にすることが困難となる。一方、ｒ１Ｆ／ｆＷが１３以上になると、後続のレンズのレンズ面で広角端における負の歪曲収差を小さくすることが困難となる。
上記条件式（１４）は、上記条件式（１３）を満足した上で、さらに第２レンズＬ２の像面側の面の曲率半径を規制することにより、広角端における負の歪曲収差を小さくするための条件式である。ｒ２Ｒ／ｆＷが３．８以下になると、広角端における歪曲収差の絶対値は小さくなるが、コマ収差、非点収差が過大となるために、撮影画像の周辺部の結像特性を良好にすることが困難となる。一方、ｒ２Ｒ／ｆＷが４．７以上になると、後続のレンズのレンズ面で広角端における負の歪曲収差を小さくすることが困難となる。
下記（表１０）に、図１３に示したズームレンズの具体的数値例を示す。
2003085440.tif 000014
下記（表１１）に、図１３に示したズームレンズの円錐定数及び非球面係数を示す。
2003085440.tif 000015
また、下記（表１２）に、図１３に示したズームレンズの撮影距離が∞の場合の可変面間隔（ｍｍ）を示す。
2003085440.tif 000016
図１４、図１５、図１６に、図１３に示したズームレンズの撮影距離が∞で絞り開放の時の収差性能図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示す。図１４は広角端の場合、図１５は中間位置の場合、図１６は望遠端の場合である。
図１４〜図１６に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示し、最大像高における歪曲収差は、広角端で−２．０％、望遠端で０．７％と小さくなっている。
図１３に示したズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第１の実施の形態で説明したものを用いることができる。
第３レンズＬ３の像面側の面が凹面となっているので、必要であれば、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に、組み立て時の第３レンズＬ３の調心を容易に行うことができる。また、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の一部の領域で結像特性が良好でない場合には、固体撮像素子を１°以内で傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の結像特性を良好にすることができる。
以上に説明したように、図１３に示したズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約２．９倍、広角端における画角が６３°で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、また、偏心敏感度が低く、歪曲収差が特に良好となっている。
［第５の実施の形態］
図１７は本発明の第５の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図である。このズームレンズは、高解像度で、沈胴時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、さらに歪曲収差が良好となるように構成されたものである。
図１７に示すように、本実施の形態におけるズームレンズは、物体側（図１７では左側）から像面Ｓ側（図１７では右側）に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群Ｇ１と、正パワーの第２レンズ群Ｇ２と、正パワーの第３レンズ群Ｇ３とにより構成されており、７枚のレンズを含んでいる。絞りＡは、第２レンズ群Ｇ２の物体側に固定され、第２レンズ群Ｇ２と一緒に光軸方向に移動する。
図１７に示したズームレンズは、上記第４の実施の形態で示したズームレンズと同様の構成を有しているが、一部のレンズの材質が異なっている。すなわち、本実施の形態のズームレンズにおいては、上記第４の実施の形態で説明したズームレンズに比べて、第４レンズＬ４について屈折率が低く設定されている。
本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（１）〜（７）、（８′）、（９）〜（１２）、上記第４の実施の形態で説明した上記条件式（１３）、（１４）を満足するように構成されている。
下記（表１３）に、図１７に示したズームレンズの具体的数値例を示す。
2003085440.tif 000017
下記（表１４）に、図１７に示したズームレンズの円錐定数及び非球面係数を示す。
2003085440.tif 000018
また、下記（表１５）に、図１７に示したズームレンズの撮影距離が∞の場合の可変面間隔（ｍｍ）を示す。
2003085440.tif 000019
図１８、１９、図２０に、図１７に示したズームレンズの撮影距離が∞で絞り開放の時の収差性能図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示す。図１８は広角端の場合、図１９は中間位置の場合、図２０は望遠端の場合である。
図１８〜図２０に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示し、最大像高における歪曲収差は、広角端で−２．０％、望遠端で０．８％と小さくなっている。
図１８に示したズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第１の実施の形態で説明したものを用いることができる。
第３レンズＬ３の像面側の面が凹面となっているので、必要であれば、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に、組み立て時の第３レンズＬ３の調心を容易に行うことができる。また、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の一部の領域で結像特性が良好でない場合には、固体撮像素子を１°以内で傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の結像特性を良好にすることができる。
以上に説明したように、図１８に示したズームレンズは、ズーム比が約２．９倍、広角端における画角が６３°で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、また、偏心敏感度が低く、歪曲収差が特に良好となっている。
下記（表１６）に、以上説明した第１〜第５の実施の形態のズームレンズに関する上記条件式の数値を示す。
2003085440.tif 000020
尚、上記第１〜第５の実施の形態においては、そこで示したズームレンズが、いずれも約３００万画素の固体撮像素子に対応できる解像度を有することを説明したが、レンズ素子、鏡筒部品の加工誤差を小さくし、組み立て誤差を小さくすることができれば、記録画面サイズがほぼ同じで、記録画素数が約４００万画素の固体撮像素子に対応できる解像度を有するようにすることもできる。約４００万画素の固体撮像素子の具体的な寸法は、記録画素数が水平２３０４×垂直１７２８（約４００万画素）、画素ピッチが水平２．５μｍ×垂直２．５μｍ、記録画面サイズが水平５．７６ｍｍ×垂直４．３２ｍｍ（対角７．２ｍｍ）である。
［第６の実施の形態］
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第１の実施の形態のズームレンズにおいて、絞りＡと第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔は一定のままで、第２レンズ群Ｇ２のみが光軸と垂直な方向に平行移動可能となるように構成されたものである。従って、レンズデータ、非球面データ、撮影距離が∞の場合の可変面間隔データは、それぞれ上記（表１）、（表２）、（表３）に示したものと全く同一である。
フォーカス調整は、上記第１の実施の形態の場合と同様に、第３レンズ群Ｇ３を光軸方向に移動させることによって行われる。
本実施の形態のズームレンズにおいては、撮影期間中にカメラが手振れした場合に、第２レンズ群Ｇ２を、光軸と垂直な方向に適切な量だけ平行移動させることにより、手振れ補正時の結像特性をそれほど劣化させることなく、固体撮像素子上に形成される被写体像が移動しないようにすることができる。ここでは、第２レンズ群Ｇ２の平行移動量が０の場合を『基本状態』、第２レンズ群Ｇ２が平行移動した場合を『手振れ補正状態』と呼ぶことにする。
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第１の実施の形態で説明した上記条件式（２）を満足すると共に、次の条件式を満足するように構成されている。
１．７＜（１−ｍＧ２Ｔ）ｍＧ３Ｔ＜２．１          ‥‥‥（１５）
ここで、ｍＧ２Ｔ、ｍＧ３Ｔは、それぞれ撮影距離が∞で望遠端における第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の倍率である。
尚、本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第１の実施の形態で説明した上記条件式（１）、（３）〜（１２）を満足するように構成されるのが望ましい。
また、本実施の形態におけるズームレンズは、さらに良好な結像特性を得るためには、上記条件式（１２）の代わりに、次の条件式を満足するように構成されるのが望ましい。
−０．７５＜κ３Ｆ＋８Ｄ３Ｆｒ３Ｆ３＜−０．５    ‥‥‥（１２′）
また、本実施の形態におけるズームレンズは、さらに良好な結像特性を得るためには、上記条件式（１５）の代わりに、次の条件式を満足するように構成されるのが望ましい。
１．８＜（１−ｍＧ２Ｔ）ｍＧ３Ｔ＜２．０          ‥‥‥（１５′）
以下に、本発明の手振れ補正の方式に関する基本的な考え方について説明する。
本発明者らは、偏心３次収差を独自に検討し、さらに種々の検討を加えた結果、物体側から順に負、正、正のパワー配置とした３群構成のズームレンズに関する手振れ補正の方式としては、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向に平行移動させる方式が有用であることを見出した。
撮影距離を∞とし、手振れによるズームレンズの傾斜角をθ、レンズ系全体の合成焦点距離をｆとすると、撮影距離が∞の場合の画面中心付近における像偏心量ｅＭは、
ｅＭ＝ｆ  ｔａｎθ                              ‥‥‥（１６）
によって表記される。
上記式（１６）から分かるように、ズームレンズの傾斜角が同じであれば、レンズ系全体の合成焦点距離が長いほど像偏心量が大きくなる。このことは、ズームレンズの焦点距離が長くなるほど手振れぼけが発生し易いことを意味している。
第２レンズ群Ｇ２の倍率をｍＧ２、第３レンズ群Ｇ３の倍率をｍＧ３としたとき、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向にｅＧ２だけ平行移動させた場合の像偏心量ｅＭは、
ｅＭ＝（１−ｍＧ２）ｍＧ３ｅＧ２                  ‥‥‥（１７）
によって表記される。ここで、全ズーム範囲において、ｍＧ２は負、ｍＧ３は正であることに注意すべきである。
上記第１の実施の形態で示したズームレンズにおいては、広角端から望遠端へのズーミングに際して、｜ｍＧ２｜は単調増加し、ｍＧ３はあまり変化しないので、（１−ｍＧ２）ｍＧ３も単調増加する。
ｍＧ２、ｍＧ３はともにレンズ系全体の合成焦点距離ｆの関数として表わすことができるので、手振れによってズームレンズが傾斜した場合には、レンズ系全体の合成焦点距離ｆとズームレンズの傾斜角θとが分かっていれば、上記式（１６）、（１７）から第２レンズ群Ｇ２の適切な平行移動量ｅＧ２を求め、その量だけ第２レンズ群Ｇ２を平行移動させることにより、手振れぼけの問題を解決することができる。
ところで、レンズ系の中の一部のレンズを偏心させると、画面全体又は画面の一部の結像特性が劣化することが一般的に知られている。本発明の手振れ補正の方法では、レンズを平行偏心させるので、手振れ補正状態における結像特性が基本状態における結像特性に比べて良好でなくなる可能性がある。この場合には、手振れ補正状態で、撮影画像の一部の結像特性が良好でなくなるという問題（片ぼけ）や、撮影画像全体の結像特性が基本状態に比べて低下するという問題が発生し易い。
従って、基本状態における結像特性を良好にするのは当然であるが、手振れ補正時の結像特性の劣化を防止するためには、基本状態と手振れ補正状態との間の収差の変化を小さくすることが必要である。
本発明者らは、手振れ補正状態における結像特性を良好にするためには、絞りの中央部を通過する光線と、絞りの周辺部を通過する光線とに分けて考えればよいことを見出した。そこで、本実施の形態においては、絞りＡの周辺部を通過する光線に対しては第２レンズ群Ｇ２の平行移動量を小さくすることにより、また、絞りＡの中央部を通過する光線に対しては第２レンズ群Ｇ２で発生する偏心３次収差を小さくすることにより、手振れ補正状態における結像特性の劣化が抑制されている。
第２レンズ群Ｇ２を構成する各レンズのレンズ面のうち、偏心コマ収差、偏心非点収差が大きくなるのは、第３レンズＬ３の物体側の面、第５レンズＬ５の像面側の面である。第３レンズＬ３の物体側の面と第５レンズＬ５の像面側の面は、パワー配分を支配し、基本状態における結像特性を支配するので、パラメータを大きく変えることはできない。しかし、第３レンズＬ３の非球面に関するパラメータはある程度変えることができる。そこで、本実施の形態においては、第２レンズ群の偏心コマ収差、偏心非点収差が小さくなるように、第３レンズＬ３の物体側の面の非球面のパラメータを適切に選んでいる。
第２レンズ群Ｇ２の平行移動量を小さくするためには、上記式（１７）より、（１−ｍＧ２）ｍＧ３を大きくすればよいことが分かる。しかし、（１−ｍＧ２）ｍＧ３が大きくなり過ぎると、手振れ補正時の像を安定に一定の位置に合わせることが困難となる。そこで、本実施の形態においては、第２レンズ群Ｇ２の平行移動量が適切な範囲に設定されている。
上記条件式（１２）、（１２′）は、絞りＡの中央部を通過する画角の小さい光線に対して、第３レンズＬ３の非球面に関する円錐定数及び４次の非球面係数を規制することにより、手振れ補正時の結像特性の劣化を低減するための条件式である。上記条件式（１２）は、上記第１の実施の形態で説明したように、第３レンズＬ３の物体側の面の偏心敏感度を低減するための条件でもある。κ３Ｆ＋８Ｄ３Ｆｒ３Ｆ３は、非球面の球面からのずれの程度を表している。κ３Ｆ＋８Ｄ３Ｆｒ３Ｆ３が−０．８以下になると、非球面の効果によって第３レンズＬ３の物体側の面で発生する球面収差は小さくなるが、手振れ補正状態において第３レンズＬ３の物体側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差が過大となってしまう。一方、κ３Ｆ＋８Ｄ３Ｆｒ３Ｆ３が−０．５以上になると、第３レンズＬ３の物体側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差は小さくなるが、球面収差が補正不足となるか、あるいは、第５レンズＬ５の像面側の面の曲率半径が短くなるために、第５レンズＬ５の像面側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差が大きくなり、第２レンズ群Ｇ２全体の偏心コマ収差と偏心非点収差を小さくすることが困難となる。
上記条件式（１５）、（１５′）は、手振れ補正時の結像特性を良好にするための条件式である。（１−ｍＧ２Ｔ）ｍＧ３Ｔが１．７以下になると、像を所定の量だけ偏心させるのに必要な第２レンズ群Ｇ２の偏心量が過大となるために、第２レンズ群Ｇ２の平行移動による収差の変化が大きくなり、画像周辺部の結像特性が劣化してしまう。一方、（１−ｍＧ２Ｔ）ｍＧ３Ｔが２．１以上になると、像を所定の量だけ偏心させるのに必要な第２レンズ群Ｇ２の偏心量が過小となるために、第２レンズ群Ｇ２を精度良く平行移動させることが困難となる。その結果、撮影中の画素ずれを十分に小さくすることができないので、手振れ補正時の結像特性を良好なものにすることが困難となる。
本実施の形態におけるズームレンズの基本状態の結像特性は、上記第１の実施の形態における結像特性と全く同一であり、図２〜図４に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態におけるズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示す。
図２１に、本実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図を示す。手振れ補正状態では、第２レンズ群Ｇ２全体を光軸と垂直な方向に０．０７８ｍｍだけ平行移動させている。図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃは、それぞれ基本状態における最大像高の７５％の像点（＋７５％像点）、軸上像点、最大像高の−７５％の像点（−７５％像点）での横収差の図であり、図２１Ｄ、図２１Ｅ、図２１Ｆは、それぞれ手振れ補正状態における＋７５％像点、軸上像点、−７５％像点での横収差の図である。図中、実線はｄ線、短い破線はＦ線、長い破線はＣ線に対する値を示している。尚、図２１においては、メリディオナル平面を、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第２レンズ群Ｇ２の光軸とを含む平面としている。
撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが０．５°だけ傾いた場合の像偏心量は、第２レンズ群Ｇ２全体が光軸と垂直な方向に０．０７８ｍｍだけ平行移動するときの像偏心量に等しい。
図２１に示す収差性能図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることが分かる。また、＋７５％像点における横収差と−７５％像点における横収差とを比較すると、いずれも湾曲度が小さく、収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことが分かる。このことは、偏心補正状態であっても十分な結像性能が得られていることを意味している。また、ズームレンズの手振れ角が同じ場合には、レンズ系全体の合成焦点距離が短くなるにしたがって、手振れ補正に必要な第２レンズ群Ｇ２の平行移動量が減少する。従って、いずれのズーム位置であっても、０．５°までの手振れ角に対して、結像特性を低下させることなく十分な手振れ補正を行うことが可能となる。
手振れ補正時には、絞りＡと第２レンズ群Ｇ２との間の光軸方向の空気間隔は一定のまま、しかも絞りＡは光軸と垂直な方向に平行移動させないで、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向に平行移動させる必要がある。この場合、絞りＡと第２レンズＧ２とが接近しすぎていると、鏡筒部品の構成上の制約から、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向に平行移動させることが困難となる。一方、絞りＡと第２レンズＧ２とが離れすぎていると、沈胴時の光学全長が長くなってしまう。そこで、本実施の形態のズームレンズにおいては、絞りＡと第３レンズＬ３の間の空気間隔が０．９ｍｍに設定されている。
本実施の形態のズームレンズにおいては、フォーカス調整のために光軸方向に移動するレンズ群と、手振れ補正のために光軸と垂直な方向に移動するレンズ群とが異なるため、鏡筒の構成が極端に複雑化することを回避することができる。仮に、１つのレンズ群を光軸方向と、光軸に垂直な方向とに移動させる構成の場合には、フォーカス調整用のモータと手振れ補正用のアクチュエータのうちの一方が他方を移動させることとなるために、パワーの大きなモータ又はアクチュエータを用いる必要があり、その結果、鏡筒が大きくなって、本発明が意図するコンパクトな電子スチルカメラを実現することができなくなる。
以上説明したように、本実施の形態におけるズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、しかも非使用時の光学全長が短く、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好となっている。
本実施の形態におけるズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、記録画素数が水平２０４８×垂直１５３６（約３００万画素）、画素ピッチが水平２．８μｍ×垂直２．８μｍ、記録画面サイズが水平５．７３４４ｍｍ×垂直４．３００８ｍｍのものを用いることができる。また、固体撮像素子として、実効開口率を向上させるために、画素ごとに微小正レンズが設けられているものを用いることもできる。
手振れぼけは、焦点距離が長いほど、シャッタースピードが長いほど目立ち易い。また、物体側から順に負、正、正のパワー配置とした３群構成のズームレンズは、一般に、望遠端の開放Ｆ値が広角端の開放Ｆ値よりも暗いという性質を有している。この３群構成のズームレンズを電子スチルカメラに搭載した場合であって、被写体の明るさが同じ場合には、適正露光にするために、望遠端でのシャッタースピードを広角端でのシャッタースピードよりも長くする必要がある。従って、この３群構成のズームレンズにあっては、広角端に比べて望遠端での手振れぼけが目立ち易い。この問題に対して、本実施の形態のズームレンズにおいては、手振れ補正機能を持たせることにより、シャッタースピードが長い場合であっても、手振れぼけ、片ぼけのない撮影画像を得ることができるようにされている。
また、本実施の形態におけるズームレンズにおいては、レンズデータ、非球面データ、及び撮影距離が∞の場合の可変面間隔データが、手振れ補正機能を有しない上記第１の実施の形態におけるズームレンズと共通している。このことは、７枚のレンズと鏡筒部品の大半とを共通にして、手振れ補正機能を有しないズームレンズと手振れ補正機能を有するズームレンズとを実現できることを意味しており、これによりズームレンズの量産において低コスト化を図ることができる。
［第７の実施の形態］
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第２の実施の形態のズームレンズにおいて、絞りＡと第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔は一定のままで、第２レンズ群Ｇ２のみが光軸と垂直な方向に平行移動可能となるように構成されたものである。従って、レンズデータ、非球面データ、撮影距離が∞の場合の可変面間隔データは、それぞれ上記（表４）、（表５）、（表６）に示したものと全く同一である。
フォーカス調整は、上記第２の実施の形態の場合と同様に、第３レンズ群Ｇ３を光軸方向に移動させることによって行われる。
本実施の形態のズームレンズにおいても、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向に平行移動させることにより、手振れを補正することが可能であり、手振れ補正時の結像特性も良好となる。
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（２）を満足すると共に、上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１５）あるいは（１５′）を満足するように構成されている。
尚、本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（１）、（３）〜（７）、（８′）、（９）〜（１２）あるいは上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１２′）を満足するように構成されるのが望ましい。
本実施の形態におけるズームレンズの基本状態の結像特性は、上記第２の実施の形態における結像特性と全く同一であり、図６〜図８に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態におけるズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示す。
図２２に、本実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図を示す。手振れ補正状態では、第２レンズ群Ｇ２全体を光軸と垂直な方向に０．０８０ｍｍだけ平行移動させている。図２２Ａ、図２２Ｂ、図２２Ｃは、それぞれ基本状態における最大像高の７５％の像点（＋７５％像点）、軸上像点、最大像高の−７５％の像点（−７５％像点）での横収差の図であり、図２２Ｄ、図２２Ｅ、図２２Ｆは、それぞれ手振れ補正状態における＋７５％像点、軸上像点、−７５％像点での横収差の図である。図中、実線はｄ線、短い破線はＦ線、長い破線はＣ線に対する値を示している。尚、図２２においては、メリディオナル平面を、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第２レンズ群Ｇ２の光軸とを含む平面としている。
撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが０．５°だけ傾いた場合の像偏心量は、第２レンズ群Ｇ２全体が光軸と垂直な方向に０．０８０ｍｍだけ平行移動するときの像偏心量に等しい。
図２２に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、０．５°までの手振れ角に対して、結像特性を低下させることなく十分な手振れ補正を行うことが可能である。また、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、絞りＡと第３レンズＬ３との間の空気間隔が０．９ｍｍに設定され、手振れ補正機能を搭載するのに十分なスペースを確保した上で、沈胴時の光学全長を短くすることができるようにされている。
本実施の形態におけるズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第６の実施の形態で説明したものを用いることができる。
以上説明したように、本実施の形態におけるズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、しかも非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好となっている。
［第８の実施の形態］
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第３の実施の形態のズームレンズにおいて、絞りＡと第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔は一定のままで、第２レンズ群Ｇ２のみが光軸と垂直な方向に平行移動可能となるように構成されたものである。従って、レンズデータ、非球面データ、撮影距離が∞の場合の可変面間隔データは、それぞれ上記（表７）、（表８）、（表９）に示したものと全く同一である。
フォーカス調整は、上記第３の実施の形態の場合と同様に、第３レンズ群Ｇ３を光軸方向に移動させることによって行われる。
本実施の形態のズームレンズにおいても、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向に平行移動させることにより、手振れを補正することが可能であり、手振れ補正時の結像特性も良好となる。
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（２）を満足すると共に、上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１５）あるいは（１５′）を満足するように構成されている。
尚、本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（１）、（３）〜（７）、（８′）、（９）〜（１２）あるいは上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１２′）を満足するように構成されるのが望ましい。
本実施の形態におけるズームレンズの基本状態の結像特性は、上記第３の実施の形態における結像特性と全く同一であり、図１０〜図１２に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態におけるズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示す。
図２３に、本実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図を示す。手振れ補正状態では、第２レンズ群Ｇ２全体を光軸と垂直な方向に０．０７９ｍｍだけ平行移動させている。図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃは、それぞれ基本状態における最大像高の７５％の像点（＋７５％像点）、軸上像点、最大像高の−７５％の像点（−７５％像点）での横収差の図であり、図２３Ｄ、図２３Ｅ、図２３Ｆは、それぞれ手振れ補正状態における＋７５％像点、軸上像点、−７５％像点での横収差の図である。図中、実線はｄ線、短い破線はＦ線、長い破線はＣ線に対する値を示している。尚、図２３においては、メリディオナル平面を、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第２レンズ群Ｇ２の光軸とを含む平面としている。
撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが０．５°だけ傾いた場合の像偏心量は、第２レンズ群Ｇ２全体が光軸と垂直な方向に０．０７９ｍｍだけ平行移動するときの像偏心量に等しい。
図２３に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、０．５°までの手振れ角に対して、結像特性を低下させることなく十分な手振れ補正を行うことが可能である。また、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、絞りＡと第３レンズＬ３との間の空気間隔が０．９ｍｍに設定され、手振れ補正機能を搭載するのに十分なスペースを確保した上で、沈胴時の光学全長を短くすることができるようにされている。
本実施の形態におけるズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第６の実施の形態で説明したものを用いることができる。
以上説明したように、本実施の形態におけるズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、しかも非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好となっている。
［第９の実施の形態］
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第４の実施の形態のズームレンズにおいて、絞りＡと第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔は一定のままで、第２レンズ群Ｇ２のみが光軸と垂直な方向に平行移動可能となるように構成されたものである。従って、レンズデータ、非球面データ、撮影距離が∞の場合の可変面間隔データは、それぞれ上記（表１０）、（表１１）、（表１２）に示したものと全く同一である。
フォーカス調整は、上記第４の実施の形態の場合と同様に、第３レンズ群Ｇ３を光軸方向に移動させることによって行われる。
本実施の形態のズームレンズにおいても、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向に平行移動させることにより、手振れを補正することが可能であり、手振れ補正時の結像特性も良好となる。
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（２）を満足すると共に、上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１５）あるいは（１５′）を満足するように構成されている。
尚、本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（１）、（３）〜（７）、（８′）、（９）〜（１２）あるいは上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１２′）、上記第４の実施の形態で説明した上記条件式（１３）、（１４）を満足するように構成されるのが望ましい。
本実施の形態におけるズームレンズの基本状態の結像特性は、上記第４の実施の形態における結像特性と全く同一であり、図１４〜図１６に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態におけるズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示す。
図２４に、本実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図を示す。手振れ補正状態では、第２レンズ群Ｇ２全体を光軸と垂直な方向に０．０８１ｍｍだけ平行移動させている。図２４Ａ、図２４Ｂ、図２４Ｃは、それぞれ基本状態における最大像高の７５％の像点（＋７５％像点）、軸上像点、最大像高の−７５％の像点（−７５％像点）での横収差の図であり、図２４Ｄ、図２４Ｅ、図２４Ｆは、それぞれ手振れ補正状態における＋７５％像点、軸上像点、−７５％像点での横収差の図である。図中、実線はｄ線、短い破線はＦ線、長い破線はＣ線に対する値を示している。尚、図２４においては、メリディオナル平面を、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第２レンズ群Ｇ２の光軸とを含む平面としている。
撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが０．５°だけ傾いた場合の像偏心量は、第２レンズ群Ｇ２全体が光軸と垂直な方向に０．０８１ｍｍだけ平行移動するときの像偏心量に等しい。
図２４に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、０．５°までの手振れ角に対して、結像特性を低下させることなく十分な手振れ補正を行うことが可能である。また、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、絞りＡと第３レンズＬ３との間の空気間隔が０．９ｍｍに設定され、手振れ補正機能を搭載するのに十分なスペースを確保した上で、沈胴時の光学全長を短くすることができるようにされている。
本実施の形態におけるズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第６の実施の形態で説明したものを用いることができる。
以上説明したように、本実施の形態におけるズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約２．９倍、広角端における画角が６３°で、解像度が高く、しかも非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、歪曲収差が特に良好であり、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好となっている。
［第１０の実施の形態］
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第５の実施の形態のズームレンズにおいて、絞りＡと第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔は一定のままで、第２レンズ群Ｇ２のみが光軸と垂直な方向に平行移動可能となるように構成されたものである。従って、レンズデータ、非球面データ、撮影距離が∞の場合の可変面間隔データは、それぞれ（表１３）、（表１４）、（表１５）に示したものと全く同一である。
フォーカス調整は、上記第５の実施の形態の場合と同様に、第３レンズ群Ｇ３を光軸方向に移動させることによって行われる。
本実施の形態のズームレンズにおいても、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向に平行移動させることにより、手振れを補正することが可能であり、手振れ補正時の結像特性も良好となる。
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（２）を満足すると共に、上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１５）あるいは（１５′）を満足するように構成されている。
尚、本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（１）、（３）〜（７）、（８′）、（９）〜（１２）あるいは上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１２′）、上記第４の実施の形態で説明した上記条件式（１３）、（１４）を満足するように構成されるのが望ましい。
本実施の形態におけるズームレンズの基本状態の結像特性は、上記第５の実施の形態における結像特性と全く同一であり、図１８〜図２０に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態におけるズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示す。
図２５に、本実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図を示す。手振れ補正状態では、第２レンズ群Ｇ２全体を光軸と垂直な方向に０．０８１ｍｍだけ平行移動させている。図２５Ａ、図２５Ｂ、図２５Ｃは、それぞれ基本状態における最大像高の７５％の像点（＋７５％像点）、軸上像点、最大像高の−７５％の像点（−７５％像点）での横収差の図であり、図２５Ｄ、図２５Ｅ、図２５Ｆは、それぞれ手振れ補正状態における＋７５％像点、軸上像点、−７５％像点での横収差の図である。図中、実線はｄ線、短い破線はＦ線、長い破線はＣ線に対する値を示している。尚、図２５においては、メリディオナル平面を、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第２レンズ群Ｇ２の光軸とを含む平面としている。
撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが０．５°だけ傾いた場合の像偏心量は、第２レンズ群Ｇ２全体が光軸と垂直な方向に０．０８１ｍｍだけ平行移動するときの像偏心量に等しい。
図２５に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、０．５°までの手振れ角に対して、結像特性を低下させることなく十分な手振れ補正を行うことが可能である。また、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、絞りＡと第３レンズＬ３との間の空気間隔が０．９ｍｍに設定され、手振れ補正機能を搭載するのに十分なスペースを確保した上で、沈胴時の光学全長を短くすることができるようにされている。
本実施の形態におけるズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第６の実施の形態で説明したものを用いることができる。
以上説明したように、本実施の形態におけるズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約２．９倍、広角端における画角が６３°で、解像度が高く、しかも非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、歪曲収差が特に良好であり、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好となっている。
下記（表１７）に、以上説明した第６〜第１０の実施の形態のズームレンズに関する上記条件式（１５）の数値を示す。
2003085440.tif 000021
尚、上記第６〜第１０の実施の形態におけるズームレンズは、基本状態ではそれぞれ上記第１〜第５の実施の形態におけるズームレンズと同一であるので、基本状態における条件式の数値は上記（表１６）を参照すればよい。
また、上記第６〜第１０の実施の形態においては、そこで示したズームレンズが、いずれも約３００万画素の固体撮像素子に対応できる解像度を有することを説明したが、レンズ素子、鏡筒部品の加工誤差を小さくし、組み立て誤差を小さくすることができれば、記録画面サイズがほぼ同じで、記録画素数が約４００万画素の固体撮像素子に対応できる解像度を有するようにすることもできる。約４００万画素の固体撮像素子の具体的な寸法は、記録画素数が水平２３０４×垂直１７２８（約４００万画素）、画素ピッチが水平２．５μｍ×垂直２．５μｍ、記録画面サイズが水平５．７６ｍｍ×垂直４．３２ｍｍ（対角７．２ｍｍ）である。
［第１１の実施の形態］
図２６は本発明の第１１の実施の形態における電子スチルカメラを示す概略構成図である。
図２６において、１２はズームレンズ、１４は固体撮像素子、１５は液晶モニタ、１８は第１レンズ群、１９は絞り、２０は第２レンズ群、２１は第３レンズ群である。
筐体１１の前側にはズームレンズ１２が配置され、ズームレンズ１２の後側には、物体側から像面側に向かって順に、光学ローパスフィルタ１３と、固体撮像素子１４とが配置されている。筐体１１の後側には液晶モニタ１５が配置され、固体撮像素子１４と液晶モニタ１５とは近接している。
光学ローパスフィルタ１３は、物体側から像面側に向かって順に配置された、第１水晶板と、第２水晶板と、第３水晶板とが透明接着剤によって互いに接合された構成となっている。３枚の水晶板は平行平板であり、各水晶板の光学軸はいずれも光軸に対して４５°傾斜している。また、各水晶板の光学軸を固体撮像素子１４の撮像面１６に射影した方向は、ズームレンズ１２側から見て、第１水晶板については画面水平方向から左回りに４５°回転した方向、第２水晶板については画面水平方向から右回りに４５°回転した方向、第３水晶板については画面水平方向となっている。光学ローパスフィルタ１３は、固体撮像素子１４の画素構造に起因するモアレなどの誤信号の発生を防止するものである。光学ローパスフィルタ１３の物体側の面には、赤外光を反射し、可視光を透過させる光学多層膜が蒸着されている。
固体撮像素子１４は、記録画素数が水平２０４８×垂直１５３６（約３００万画素）、画素ピッチが水平２．８μｍ×垂直２．８μｍ、記録画面サイズが水平５．７３４４ｍｍ×垂直４．３００８ｍｍであり、各画素には微小正レンズが設けられている。固体撮像素子１４の物体側にはカバーガラス１７が設けられている。ズームレンズ１２による被写体の像は撮像面１６に形成される。
本実施の形態においては、ズームレンズ１２として、上記第１の実施の形態で説明したズームレンズ（図１）が用いられている。ズームレンズ１２は、物体側から像面側に向かって順に配置された、第１レンズ群１８と、絞り１９と、第２レンズ群２０と、第３レンズ群２１とにより構成されている。
鏡筒は、移動鏡筒２２と、第１の円筒カム２３と、主鏡筒２４と、第２の円筒カム２５と、第２レンズ群枠２６と、第３レンズ群枠２７とにより構成されている。第１レンズ群１８は、移動鏡筒２２に取り付けられている。移動鏡筒２２は、第１の円筒カム２３を介して主鏡筒２４に組み込まれている。第１の円筒カム２３の内壁には第２レンズ群枠２６が固定されており、第２レンズ群枠２６には、絞り１９と第２レンズ群２０が取り付けられている。また、第３レンズ群２１は、第３レンズ群枠２７に取り付けられている。そして、主鏡筒２４の外側に取り付けられた第２の円筒カム２５を回転させることにより、第１の円筒カム２３が回転しながら光軸方向に移動し、この第１の円筒カム２３の回転動作によって、移動鏡筒２２及び第２レンズ群枠２６が光軸方向に移動する。このように、第２の円筒カム２５を回転させることにより、第１レンズ群１８及び第２レンズ群２０が固体撮像素子１４を基準とした所定の位置に移動するので、広角端から望遠端までのズーミングを行うことができる。撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群１８は、像面側に後退した後、物体側に出て行き、第２レンズ群２０は、像面側から物体側に単調に移動する。
第３レンズ群枠２７は、フォーカス調整用のモータによって光軸方向に移動可能となっている。そして、このモータによって第３レンズ群２１を光軸方向に移動させながら撮影画像の高周波成分がピークとなる位置を検出し、その位置に第３レンズ群２１を移動させることにより、オートフォーカス調整を行うことができる。撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、第３レンズ群２１は、像面側に後退した後、物体側に出て行く。
非使用時に第１レンズ群１８、第２レンズ群２０、第３レンズ群２１をすべて固体撮像素子１４側に寄せる沈胴構成にすれば、ズームレンズの非使用時（沈胴時）に光学全長を短くすることができる。第１レンズ群１８及び第２レンズ群２０を固体撮像素子１４側に寄せる機構は、第１及び第２の円筒カム２３、２５のカム溝を延ばすことによって実現可能である。
以上により、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、非使用時の奥行が薄い電子スチルカメラを実現することができる。
尚、図２６に示した電子スチルカメラにおいては、上記第１の実施の形態のズームレンズが用いられているが、上記第１の実施の形態のズームレンズの代わりに上記第２〜第５の実施の形態のズームレンズを用いることもできる。
また、図２６に示した電子スチルカメラの光学系は、動画を対象としたビデオカメラに用いることもできる。この場合には、動画だけでなく、解像度の高い静止画像を撮影することができる。
［第１２の実施の形態］
図２７は本発明の第１２の実施の形態における電子スチルカメラの要部を示す概略構成図である。図２７に示した電子スチルカメラは、図２６に示した電子スチルカメラにおいて、固体撮像素子１４がズームレンズ１２に対して傾斜して構成されたものである。本実施の形態においては、ズームレンズ１２として、上記第２の実施の形態で説明したズームレンズ（図５）が用いられている。尚、上記第１１の実施の形態の電子スチルカメラと同じ構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図２７に示すように、固体撮像素子１４には、取り付け板３１が取り付けられている。取り付け板３１には周辺部の３箇所に穴が穿設され、主鏡筒２４の端面には取り付け板３１の３箇所の穴に対応する３つのビス穴が螺設されている。主鏡筒２４の３つのビス穴のうちの２つのビス穴の近傍には２つの穴が穿設され、その２つの穴にはそれぞれバネ３５が挿入されている。そして、３本のビス３２（１本のビスは図示せず）が取り付け板３１の３つの穴を貫通し、主鏡筒２４の３つのビス穴に螺着されることにより、取り付け板３１が主鏡筒２４に取り付けられている。このとき、バネ３５が取り付け板３１を押すように作用するので、バネ３５の近傍のビス３２を回すことにより、固体撮像素子１４の傾斜角と傾斜方位を自由に調整することができる。そして、固体撮像素子１４の傾斜角と傾斜方位を調整した後に、３本のビス３２を接着剤で固定すれば、ズームレンズ１２に対する固体撮像素子１４の位置、姿勢を安定に保持することができる。
ズームレンズ１２の各レンズ面が偏心している場合に、固体撮像素子１４をその撮像面１６がズームレンズ１２の光軸と垂直となるように取り付けると、撮像面１６の一部の領域で結像特性が良好でない場合がある。しかし、上記のような構成を採用し、固体撮像素子１４の傾斜角と傾斜方位を適切に調整すれば、撮像面１６に生じていた結像特性の良好でない領域の結像特性を改善することができる。
固体撮像素子１４の傾斜角範囲は１°程度にするとよい。そして、実際に広角端から望遠端までのいくつかのズーム位置で撮影し、固体撮像素子１４からの出力信号から結像特性の良好でない領域を探し、次いで、出力信号を見ながら、２つのバネ３５の近傍にある２本のビスを回して、結像特性の良好でない領域の結像特性が良好となるように、固体撮像素子１４の傾斜角と傾斜方位の調整を行うとよい。
以上説明したように、本実施の形態における電子スチルカメラの構成によれば、ズームレンズの各レンズ面が偏心している場合であっても、固体撮像素子を傾斜させることによって固体撮像素子の撮像面上の結像特性を良好なものとすることができるので、撮影画像の結像特性が全領域で良好な電子スチルカメラを実現することができる。
尚、図２７に示した電子スチルカメラにおいては、上記第２の実施の形態のズームレンズが用いられているが、上記第２の実施の形態のズームレンズの代わりに上記第１、第３〜第５の実施の形態のズームレンズを用いることもできる。
［第１３の実施の形態］
図２８は本発明の第１３の実施の形態における電子スチルカメラを示す概略構成図である。図２８に示した電子スチルカメラは、図２６に示した電子スチルカメラにおいて、ズームレンズ１２を手振れ補正機能付きのズームレンズ４０に変えたものであり、このズームレンズ４０としては、上記第６の実施の形態で説明したズームレンズが用いられている。尚、本実施の形態の電子スチルカメラは、ズームレンズの鏡筒の構成が一部異なることを除けば、上記第１１の実施の形態の電子スチルカメラと同一であるため、上記第１１の実施の形態の電子スチルカメラと同じ構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図２８に示すように、第２レンズ群２０を構成する４枚のレンズは第２レンズ群枠４１に取り付けられており、この第２レンズ群枠４１は、絞り１９が取り付けられる部材４２に対して光軸と垂直な方向に平行移動可能となっている。
手振れによってズームレンズ４０が傾斜した場合には、画面水平方向移動用アクチュエータと画面垂直方向移動用アクチュエータとによって第２レンズ群２０を所定量だけ平行移動させることにより、手振れ補正を行うことができる。例えば、手振れによってズームレンズがその物体側が下がるように傾斜した場合には、画面垂直方向に平行移動するアクチュエータによって第２レンズ群２０を上方に所定量だけ平行移動させることにより、手振れ補正を行うことができる。手振れ補正を行うためには、ズームレンズの画面水平方向の手振れ角、画面垂直方向の手振れ角、レンズ系全体の合成焦点距離、第２レンズ群２０の倍率、及び第３レンズ群２１の倍率を検出する手段が必要であるが、２種類の手振れ角の検出には２つの角速度センサ（手振れ検出手段）を、レンズ系全体の合成焦点距離、第２レンズ群２０の倍率及び第３レンズ群２１の倍率の検出には第２レンズ群２０及び第３レンズ群２１の固体撮像素子１４を基準とした位置を求める位置検出センサをそれぞれ用いることができる。この場合、センサからの出力を元にして２方向の手振れ角、レンズ系全体の合成焦点距離、第２レンズ群２０の倍率、及び第３レンズ群２１の倍率をマイコンによって計算し、必要な制御信号を発生させて、その制御信号をアクチュエータに入力すればよい。
以上により、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、しかも非使用時の奥行が薄く、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好な電子スチルカメラを実現することができる。
以上に説明した電子スチルカメラには、固体撮像素子の中央部に形成される画像を信号処理回路によって画面全体に拡大する電子ズーム手段としての電子ズーム機能を搭載することもでき、電子ズーム機能を用いる場合には、以下に説明するように、手振れ補正機能による効果が顕著に得られる。
手振れによってズームレンズが傾斜した場合の手振れぼけの程度は、固体撮像素子の記録画面領域の対角長に対する像偏心量の比（像偏心量比）を用いて評価することができる。この比は、撮影画像の信号からどのような大きさで印刷しても一定である。電子ズーム機能を用いない場合の撮影画像の対角長は、固体撮像素子の有効領域の対角長と一致するが、電子ズーム機能を用いる場合の撮影画像の対角長は、固体撮像素子の対角長よりも小さくなる。従って、像偏心量が一定の場合には、電子ズーム機能を用いると、像偏心量比が大きくなって、手振れぼけの程度が大きくなる。
手振れ補正機能を用いると、像偏心量が非常に小さくなるので、電子ズーム機能を用いても、像偏心量比が小さくなって、手振れぼけが大幅に改善される。
図２８に示した電子スチルカメラにおいては、第２レンズ群２０の平行移動量が同一であっても、第２レンズ群２０の方位によって結像特性に差が生じることがある。この場合には、固体撮像素子１４の傾斜角と傾斜方位を調整することにより、結像特性の差を小さくすることができる。
尚、図２８に示した電子スチルカメラにおいては、上記第６の実施の形態のズームレンズが用いられているが、上記第６の実施の形態のズームレンズの代わりに上記第７〜第１０の実施の形態のズームレンズを用いることもできる。
また、固体撮像素子１４としては、上記した約３００万画素の固体撮像素子の代わりに、記録画素数が水平２３０４×垂直１７２８（約４００万画素）、画素ピッチが水平２．５μｍ×垂直２．５μｍ、記録画面サイズが水平５．７６ｍｍ×垂直４．３２ｍｍ（対角７．２ｍｍ）の固体撮像素子を用いることもできる。
また、図２８に示した電子スチルカメラの光学系は、動画を対象としたビデオカメラに用いることもできる。この場合には、動画だけでなく、解像度の高い静止画像を撮影することができる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明によれば、撮影距離が∞の場合のズーム比が２．５倍〜３．２倍、広角端における画角が６０°〜７０°で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度の低いズームレンズ、さらには手振れ補正機能を搭載したズームレンズを実現することができる。従って、これらのズームレンズは、解像度が高く、非使用時の奥行が薄い電子スチルカメラ、さらには手振れ補正機能を搭載した電子スチルカメラに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図、
図２は本発明の第１の実施の形態におけるズームレンズの広角端の場合の収差性能図、
図３は本発明の第１の実施の形態におけるズームレンズの中間位置の場合の収差性能図、
図４は本発明の第１の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の場合の収差性能図、
図５は本発明の第２の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図、
図６は本発明の第２の実施の形態におけるズームレンズの広角端の場合の収差性能図、
図７は本発明の第２の実施の形態におけるズームレンズの中間位置の場合の収差性能図、
図８は本発明の第２の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の場合の収差性能図、
図９は本発明の第３の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図、
図１０は本発明の第３の実施の形態におけるズームレンズの広角端の場合の収差性能図、
図１１は本発明の第３の実施の形態におけるズームレンズの中間位置の場合の収差性能図、
図１２は本発明の第３の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の場合の収差性能図、
図１３は本発明の第４の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図、
図１４は本発明の第４の実施の形態におけるズームレンズの広角端の場合の収差性能図、
図１５は本発明の第４の実施の形態におけるズームレンズの中間位置の場合の収差性能図、
図１６は本発明の第４の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の場合の収差性能図、
図１７は本発明の第５の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図、
図１８は本発明の第５の実施の形態におけるズームレンズの広角端の場合の収差性能図、
図１９は本発明の第５の実施の形態におけるズームレンズの中間位置の場合の収差性能図、
図２０は本発明の第５の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の場合の収差性能図、
図２１は本発明の第６の実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図、
図２２は本発明の第７の実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図、
図２３は本発明の第８の実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図、
図２４は本発明の第９の実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図、
図２５は本発明の第１０の実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図、
図２６は本発明の第１１の実施の形態における電子スチルカメラを示す概略構成図、
図２７は本発明の第１２の実施の形態における電子スチルカメラの要部を示す概略構成図、
図２８は本発明の第１３の実施の形態における電子スチルカメラを示す概略構成図である。
【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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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【図２１Ｆ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
2003085440.tif 000051
【図２２Ｅ】
2003085440.tif 000052
【図２２Ｆ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２３Ｄ】
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【図２３Ｅ】
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【図２３Ｆ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２４Ｄ】
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【図２４Ｅ】
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【図２４Ｆ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
2003085440.tif 000068
【図２５Ｄ】
2003085440.tif 000069
【図２５Ｅ】
2003085440.tif 000070
【図２５Ｆ】
2003085440.tif 000071
【図２６】
2003085440.tif 000072
【図２７】
2003085440.tif 000073
【図２８】
2003085440.tif 000074
【手続補正書】
【提出日】平成16年6月18日(2004.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、物体側に絞りが固定された正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群とを備えたズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に配置された、像面側に曲率の強い面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズと、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第２レンズとを含み、
前記第２レンズ群は、物体側から順に配置された、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第３レンズと、正レンズの第４レンズと、負レンズの第５レンズと、正レンズの第６レンズとを含み、
前記第３レンズ群は、正レンズの第７レンズを含み、
前記第１レンズの像面側の面と前記第３レンズの物体側の面は、いずれも中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であり、
前記第７レンズの一方の面は非球面であり、
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像面側に凸の軌跡を描き、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、
広角端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬW 、望遠端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬT 、撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆW 、前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆG2、前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆG3、前記第ｉレンズ（ｉは自然数）の焦点距離をｆi 、屈折率をｎi 、アッベ数をνi としたとき、
｜ＬW −ＬT ｜／ＬW ＜０.１                  ‥‥‥（１）
１.９＜ｆG2／ｆW ＜２.４                     ‥‥‥（２）
３.２＜ｆG3／ｆW ＜４.０                     ‥‥‥（３）
０.６＜ｆ3 ／ｆG2＜１.１                     ‥‥‥（４）
１.５＜ｆ6 ／ｆG2＜１.８                     ‥‥‥（５）
ｎ3 ＞１.７５                                 ‥‥‥（６）
ν3 ＞３５                                    ‥‥‥（７）
ｎ4 ＞１.６                                   ‥‥‥（８）
ν4 ＞４５                                    ‥‥‥（９）
ｎ6 ＞１.７                                   ‥‥‥（１０）
３５＜ν6 ＜５０                              ‥‥‥（１１）
の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が２.５倍〜３.２倍で、広角端における画角が６０°〜７０°であることを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第３レンズの物体側の面の近軸曲率半径をｒ3F、円錐定数をκ3F、４次の非球面係数をＤ3Fとしたとき、
−０.８＜κ3F＋８Ｄ3Fｒ3F3 ＜−０.５       ‥‥‥（１２）
の条件式を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第３レンズ群は像面側に凸の軌跡を描く請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第４レンズと前記第５レンズとが接合されている請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第５レンズと前記第６レンズとが有効径の外側で互いに接触している請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第３レンズの像面側の面が平面又は凹面である請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項７】
物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、物体側に絞りが固定された正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群とを備えたズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に配置された、像面側に曲率の強い面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズと、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第２レンズとを含み、
前記第２レンズ群は、物体側から順に配置された、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第３レンズと、正レンズの第４レンズと、負レンズの第５レンズと、正レンズの第６レンズとを含み、
前記第３レンズ群は、正レンズの第７レンズを含み、
前記第１レンズの像面側の面と前記第３レンズの物体側の面は、いずれも中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であり、
前記第７レンズの一方の面は非球面であり、
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像面側に凸の軌跡を描き、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、
広角端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬW 、望遠端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬT 、撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆW 、前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆG2、前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆG3、前記第ｉレンズ（ｉは自然数）の焦点距離をｆi 、屈折率をｎi 、アッベ数をνi としたとき、
｜ＬW −ＬT ｜／ＬW ＜０.１                  ‥‥‥（１）
１.９＜ｆG2／ｆW ＜２.４                     ‥‥‥（２）
３.２＜ｆG3／ｆW ＜４.０                     ‥‥‥（３）
０.６＜ｆ3 ／ｆG2＜１.１                     ‥‥‥（４）
１.５＜ｆ6 ／ｆG2＜１.８                     ‥‥‥（５）
ｎ3 ＞１.７５                                 ‥‥‥（６）
ν3 ＞３５                                    ‥‥‥（７）
ｎ4 ＞１.７                                   ‥‥‥（８′）
ν4 ＞４５                                    ‥‥‥（９）
ｎ6 ＞１.７                                   ‥‥‥（１０）
３５＜ν6 ＜５０                              ‥‥‥（１１）
の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が２.５倍〜３.２倍で、広角端における画角が６０°〜７０°であることを特徴とするズームレンズ。
【請求項８】
前記第３レンズの物体側の面の近軸曲率半径をｒ3F、円錐定数をκ3F、４次の非球面係数をＤ3Fとしたとき、
−０.８＜κ3F＋８Ｄ3Fｒ3F3 ＜−０.５       ‥‥‥（１２）
の条件式を満足する請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項９】
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第３レンズ群は像面側に凸の軌跡を描く請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記第４レンズと前記第５レンズとが接合されている請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項１１】
前記第５レンズと前記第６レンズとが有効径の外側で互いに接触している請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項１２】
前記第３レンズの像面側の面が平面又は凹面である請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項１３】
前記第１レンズの物体側の面の曲率半径をｒ1F、前記第２レンズの像面側の面の曲率半径をｒ2Rとしたとき、
９＜ｒ1F／ｆW ＜１３                        ‥‥‥（１３）
３.８＜ｒ2R／ｆW ＜４.７                    ‥‥‥（１４）
の各条件式を満足する請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項１４】
物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、絞りと、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群とを備えたズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に配置された、像面側に曲率の強い面を向けた負レンズの第１レンズと、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第２レンズとを含み、
前記第２レンズ群は、物体側から順に配置された、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第３レンズと、正レンズの第４レンズと、負レンズの第５レンズと、正レンズの第６レンズとを含むと共に、光軸と垂直な方向に平行移動可能であり、
前記第３レンズ群は、正レンズの第７レンズを含み、
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像面側に凸の軌跡を描き、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、
撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆW 、前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆG2、撮影距離が∞で望遠端における前記第２レンズ群及び第３レンズ群の倍率をそれぞれｍG2T 、ｍG3T としたとき、
１.９＜ｆG2／ｆW ＜２.４                    ‥‥‥（２）
１.７＜（１−ｍG2T ）ｍG3T ＜２.１         ‥‥‥（１５）
の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が２.５倍〜３.２倍で、広角端における画角が６０°〜７０°であることを特徴とするズームレンズ。
【請求項１５】
フォーカス調整が、前記第３レンズ群の光軸方向への移動によって行われる請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項１６】
広角端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬW 、望遠端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬT としたとき、
｜ＬW −ＬT ｜／ＬW ＜０.１                 ‥‥‥（１）
の条件式を満足する請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項１７】
前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆG3としたとき、
３.２＜ｆG3／ｆW ＜４.０                     ‥‥‥（３）
の条件式を満足する請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項１８】
前記第３レンズの焦点距離をｆ3 、前記第６レンズの焦点距離をｆ6 としたとき、
０.６＜ｆ3 ／ｆG2＜１.１                     ‥‥‥（４）
１.５＜ｆ6 ／ｆG2＜１.８                     ‥‥‥（５）
の各条件式を満足する請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項１９】
前記第ｉレンズ（ｉは自然数）の屈折率をｎi 、アッベ数をνi としたとき、
ｎ3 ＞１.７５                                 ‥‥‥（６）
ν3 ＞３５                                    ‥‥‥（７）
ｎ4 ＞１.７                                   ‥‥‥（８′）
ν4 ＞４５                                    ‥‥‥（９）
ｎ6 ＞１.７                                   ‥‥‥（１０）
３５＜ν6 ＜５０                              ‥‥‥（１１）
の各条件式を満足する請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２０】
前記第１レンズの像面側の面が中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であり、前記第７レンズの少なくとも一方の面が非球面である請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２１】
前記第３レンズの物体側の面が中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面である請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２２】
前記第３レンズの物体側の面が非球面であって、前記非球面の近軸曲率半径をｒ3F、円錐定数をκ3F、４次の非球面係数をＤ3Fとしたとき、
−０.８＜κ3F＋８Ｄ3Fｒ3F3 ＜−０.５       ‥‥‥（１２）
の条件式を満足する請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２３】
前記第４レンズと前記第５レンズとが接合されている請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２４】
前記第５レンズと前記第６レンズとが有効径の外側で互いに接触している請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２５】
前記第３レンズの像面側の面が平面又は凹面である請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２６】
前記第１レンズの物体側の面の曲率半径をｒ1F、前記第２レンズの像面側の面の曲率半径をｒ2Rとしたとき、
９＜ｒ1F／ｆW ＜１３                        ‥‥‥（１３）
３.８＜ｒ2R／ｆW ＜４.７                    ‥‥‥（１４）
の各条件式を満足する請求項１４に記載のズームレンズ。
【請求項２７】
ズームレンズと、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして請求項１〜６のいずれかに記載のズームレンズを用いることを特徴とする電子スチルカメラ。
【請求項２８】
ズームレンズと、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして請求項７〜１３のいずれかに記載のズームレンズを用いることを特徴とする電子スチルカメラ。
【請求項２９】
前記固体撮像素子が傾き調整可能である請求項２８に記載の電子スチルカメラ。
【請求項３０】
ズームレンズと、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして請求項１４〜２６のいずれかに記載のズームレンズを用いることを特徴とする電子スチルカメラ。
【請求項３１】
前記固体撮像素子の中央部に形成される画像を信号処理回路によって画面全体に拡大する電子ズーム手段をさらに備えた請求項３０に記載の電子スチルカメラ。
【請求項３２】
前記固体撮像素子が傾き調整可能である請求項３０に記載の電子スチルカメラ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズ及びそれを用いた電子スチルカメラに関する。さらに詳細には、電子スチルカメラに用いられる高画質のズームレンズ、及びそのズームレンズを用いた電子スチルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータの進歩・普及と相まって、画像入力装置として、電子スチルカメラが急速に普及している。電子スチルカメラに用いられる固体撮像素子の総画素数は１００万画素を超え、最近では、総画素数が３００万画素を超える固体撮像素子を搭載した電子スチルカメラも商品化されている。また、動画の他に高画質の静止画を撮影できる機能を搭載したビデオカメラも商品化されている。
【０００３】
電子スチルカメラの光学系は、物体側から像面側に向かって順に配置された、撮像レンズと、光学ローパスフィルタと、固体撮像素子とを備えている。そして、撮像レンズにより、被写体に対応する実像が固体撮像素子の受光面上に形成される。固体撮像素子は、画素構造によって空間的サンプリングを行い、撮像面上に形成された像の映像信号を出力する。固体撮像素子は薄く、軽く、小型であるため、電子スチルカメラの小型化が図られる。
【０００４】
固体撮像素子は、画素構造によって空間的サンプリングを行うが、この場合に生じる折り返し歪みを除去するために、一般には、撮像レンズとしてのズームレンズと固体撮像素子との間に光学ローパスフィルタを配置して、ズームレンズが形成する画像から高周波成分を除去するようにされている。一般に、光学ローパスフィルタは、水晶板を用いて構成されている。この場合、自然光が水晶板に入射すると水晶の複屈折によって自然光が常光線と異常光線とに分離して平行に出射するという性質が利用されている。
【０００５】
固体撮像素子は、画面サイズを同じにしたままで画素数を増大させると、画素ピッチが小さくなり、開口率が低下して、受光感度が低下してしまう。そこで、固体撮像素子の各画素に微小正レンズを設けることにより、実効開口率を向上させて、受光感度の低下を防止するようにされている。この場合、微小正レンズからの出射光の大半を対応する各画素に到達させるためには、各画素に入射する主光線が光軸とほぼ平行となるようにズームレンズを構成する必要がある。すなわち、テレセントリック性を良好にする必要がある。
【０００６】
電子スチルカメラとしては多くの形態が考えられるが、その１つの形態としてズーム比が２〜３倍のズームレンズを搭載したコンパクトタイプがある。コンパクトタイプの電子スチルカメラにおいては、持ち運び易さが要望されており、少なくとも非使用時の光学全長（レンズ系全体の最も物体側のレンズ面の頂点から固体撮像素子の撮像面までの距離）を短くする必要がある。
【０００７】
この要望に適したズームレンズとしては、物体側から像面側に向かって順に配置された、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、２つのレンズ群間の間隔を変えることによって変倍を行う２群構成のズームレンズが考えられる。しかし、このような２群構成のズームレンズは、広角に向いているという特徴を有するが、ズーム比が２倍程度と小さいという問題点をも有している。また、フォーカス調整を行うには２つのレンズ群の少なくとも一方を移動させる必要があるが、いずれのレンズ群も大きくて重いことから、上記のような２群構成のズームレンズは、オートフォーカスに向いていないという問題点も有している。そこで、かかる問題を解決するために、２群構成のズームレンズの像面側に正パワーの第３レンズ群を配置した３群構成のズームレンズが数多く提案されている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、物体側から順に負、正のパワー配置とした第１レンズ群と、４枚構成の第２レンズ群と、１枚構成の第３レンズ群とからなる３群構成のズームレンズが開示されている。また、特許文献２には、物体側から順に負、正のパワー配置又は負、負、正のパワー配置とした第１レンズ群と、４枚構成の第２レンズ群と、１枚構成又は１組の接合レンズの第３レンズ群とからなる３群構成のズームレンズが開示されている。
【０００９】
これら３群構成のズームレンズは、物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群とにより構成されている。そして、広角端から望遠端へのズーミング（変倍）に際しては、第１レンズ群と第２レンズ群との間の空気間隔が単調減少し、第２レンズ群と第３レンズ群との間の空気間隔が単調増加し、さらに第３レンズ群も移動するようになっている。また、フォーカス調整は、第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって行われる。第３レンズ群は、テレセントリック性を良好にする作用を有している。また、第３レンズ群は、外径の小さい１枚のレンズ又は１組の接合レンズによって構成されており、パワーの小さい小型モータを用いて高速駆動させることが可能であるため、高速移動が望まれるオートフォーカスのフォーカス調整用レンズ群に適している。第１レンズ群と第２レンズ群の移動は、円筒カムを用いて行われる。従って、円筒カムを利用して非使用時に３つのレンズ群をすべて固体撮像素子側に寄せて沈胴構成とすることが可能となる。そして、電子スチルカメラにこのようなズームレンズを搭載すれば、非使用時の電子スチルカメラの奥行を薄くすることが可能となる。
【００１０】
ビデオカメラにおいては、手振れ時の撮影画像の振動を補正するために、手振れ補正機能を搭載したものが商品化されている。手振れ補正方式としては多くの方式が提案されているが、ズームレンズの一部のレンズ群を光軸と垂直な方向に平行移動させる方式が採用されつつある（例えば、特許文献３）。
【００１１】
また、特許文献４には、物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群と、正パワー又は負パワーの第４レンズ群とにより構成され、第３レンズ群を光軸と垂直な方向に平行移動させることによって手振れ補正を行うようにしたズームレンズが開示されている。また、当該公報には、手振れ補正のために第３レンズ群を平行移動させた場合の偏心像面湾曲と偏心コマ収差を良好に補正できることが開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１９４２７４号公報
【特許文献２】特開２００１−２９６４７５号公報
【特許文献３】特開２０００−２９８２３５号公報
【特許文献４】特開平１１−５２２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
コンパクトタイプの電子スチルカメラにおいては、持ち運び易さの点から非使用時の奥行が薄いことが要望され、また、撮影画像の高解像度化が要望されている。
【００１３】
電子スチルカメラの非使用時の奥行を薄くするためには、固体撮像素子の画面サイズを小さくすると共に、ズームレンズの非使用時の光学全長を短くすればよい。そして、ズームレンズの非使用時の光学全長を短くするためには、ズームレンズを沈胴構成とし、さらに、各レンズ群の全長を短くして、沈胴時のレンズ群間の間隔を短くすればよい。
【００１４】
また、電子スチルカメラの撮影画像の高解像度化を図るためには、固体撮像素子の画素数を増やすと共に、ズームレンズを高解像度にする必要がある。
【００１５】
しかし、固体撮像素子の画面サイズを小さくし、画素数を増大させると、画素ピッチが非常に小さくなるために、回折の影響によってズームレンズの結像特性が劣化することに注意する必要がある。回折の影響を低減するためには、ズームレンズのＦ値を小さくすればよい。
【００１６】
また、撮影画像からその周辺部の画像を切り取る場合もあることを考えると、撮影画像は画面全体の解像度がより均一であることが望まれる。固体撮像素子の解像度の均一性は非常に良好であるが、ズームレンズの解像度特性は、一般に、画面中央部では高いが、画面周辺部では低いという傾向がある。
【００１７】
また、上記特許文献１に記載のズームレンズにおいては、歪曲収差は小さいが、サジタル方向の像面湾曲とメリディオナル方向の像面湾曲とが共に大きい。そのため、当該公報に記載のズームレンズは、画面周辺部の結像特性が良好でないという問題点を有している。また、上記特許文献２、及び特開平２００１−２９６４７６号公報に記載のズームレンズは、画面周辺部でサジタルフレアが発生するために、画面周辺部の解像度特性を良好にし難いという問題点を有している。
【００１８】
電子スチルカメラ用のズームレンズは、３５ｍｍフィルムカメラに用いるズームレンズに比べて、レンズ素子の加工公差、ズームレンズユニットの組立公差が非常に厳しいという問題点を有している。これは、３５ｍｍフィルムカメラの有効画面（水平３６ｍｍ×垂直２４ｍｍ）の対角長が約４３．３ｍｍであるのに対して、固体撮像素子の有効画面の対角長がかなり小さいことに起因している。また、沈胴構成とするには、ズーミングに際して移動する移動鏡筒と、移動鏡筒を保持する固定鏡筒が必要であるが、沈胴時の光学全長に比べて使用時の光学全長があまりにも長い場合には、固定鏡筒が移動鏡筒を安定に保持することができないために、一部のレンズ群が偏心し、撮影画像の結像特性の劣化を招くという問題が生じる。そのため、ズームレンズの設計性能は良好であるが、レンズ素子と鏡筒部品の加工公差、組立公差が非常に厳しいために、量産で設計性能に近い結像性能を実現することが困難になるという問題が生じる。
【００１９】
上記特許文献４に記載のズームレンズは、手振れ補正機能を有するが、第２レンズ群に長い空気間隔又は中心厚の厚いレンズが含まれるために第２レンズ群の全長が長く、沈胴構成を採用しても沈胴時の光学全長はそれほど短くならないという問題点を有している。また、当該公報に記載のズームレンズは、１０枚又は１１枚のレンズで構成されており、レンズ枚数が多いためにコスト高になるという問題点をも有している。
【００２０】
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、撮影距離が∞の場合のズーム比が２．５倍〜３．２倍、広角端における画角が６０°〜７０°で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度の低いズームレンズ、さらには手振れ補正機能を搭載したズームレンズを提供することを目的とする。また、本発明は、これらのズームレンズを用いることにより、非使用時の奥行が薄い電子スチルカメラ、さらには手振れ補正機能を搭載した電子スチルカメラ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】
【００２１】
前記目的を達成するため、本発明に係るズームレンズの第１の構成は、物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、物体側に絞りが固定された正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群とを備えたズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に配置された、像面側に曲率の強い面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズと、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第２レンズとを含み、
前記第２レンズ群は、物体側から順に配置された、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第３レンズと、正レンズの第４レンズと、負レンズの第５レンズと、正レンズの第６レンズとを含み、
前記第３レンズ群は、正レンズの第７レンズを含み、
前記第１レンズの像面側の面と前記第３レンズの物体側の面は、いずれも中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であり、
前記第７レンズの一方の面は非球面であり、
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像面側に凸の軌跡を描き、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、
広角端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬW 、望遠端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬT 、撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆW 、前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆG2、前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆG3、前記第ｉレンズ（ｉは自然数）の焦点距離をｆi 、屈折率をｎi 、アッベ数をνi としたとき、
｜ＬW −ＬT ｜／ＬW ＜０.１                  ‥‥‥（１）
１.９＜ｆG2／ｆW ＜２.４                     ‥‥‥（２）
３.２＜ｆG3／ｆW ＜４.０                     ‥‥‥（３）
０.６＜ｆ3 ／ｆG2＜１.１                     ‥‥‥（４）
１.５＜ｆ6 ／ｆG2＜１.８                     ‥‥‥（５）
ｎ3 ＞１.７５                                 ‥‥‥（６）
ν3 ＞３５                                    ‥‥‥（７）
ｎ4 ＞１.６                                   ‥‥‥（８）
ν4 ＞４５                                    ‥‥‥（９）
ｎ6 ＞１.７                                   ‥‥‥（１０）
３５＜ν6 ＜５０                              ‥‥‥（１１）
の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が２.５倍〜３.２倍で、広角端における画角が６０°〜７０°であることを特徴とする。
【００２２】
また、前記本発明のズームレンズの第１の構成においては、前記第３レンズの物体側の面の近軸曲率半径をｒ3F、円錐定数をκ3F、４次の非球面係数をＤ3Fとしたとき、
−０.８＜κ3F＋８Ｄ3Fｒ3F3 ＜−０.５       ‥‥‥（１２）
の条件式を満足するのが好ましい。
【００２３】
また、前記本発明のズームレンズの第１の構成においては、撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第３レンズ群は像面側に凸の軌跡を描くのが好ましい。
【００２４】
また、前記本発明のズームレンズの第１の構成においては、前記第４レンズと前記第５レンズとが接合されているのが好ましい。
【００２５】
また、前記本発明のズームレンズの第１の構成においては、前記第５レンズと前記第６レンズとが有効径の外側で互いに接触しているのが好ましい。
【００２６】
また、前記本発明のズームレンズの第１の構成においては、前記第３レンズの像面側の面が平面又は凹面であるのが好ましい。
【００２７】
また、本発明に係るズームレンズの第２の構成は、物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、物体側に絞りが固定された正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群とを備えたズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に配置された、像面側に曲率の強い面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズと、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第２レンズとを含み、
前記第２レンズ群は、物体側から順に配置された、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第３レンズと、正レンズの第４レンズと、負レンズの第５レンズと、正レンズの第６レンズとを含み、
前記第３レンズ群は、正レンズの第７レンズを含み、
前記第１レンズの像面側の面と前記第３レンズの物体側の面は、いずれも中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であり、
前記第７レンズの一方の面は非球面であり、
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像面側に凸の軌跡を描き、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、
広角端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬW 、望遠端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬT 、撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆW 、前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆG2、前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆG3、前記第ｉレンズ（ｉは自然数）の焦点距離をｆi 、屈折率をｎi 、アッベ数をνi としたとき、
｜ＬW −ＬT ｜／ＬW ＜０.１                  ‥‥‥（１）
１.９＜ｆG2／ｆW ＜２.４                     ‥‥‥（２）
３.２＜ｆG3／ｆW ＜４.０                     ‥‥‥（３）
０.６＜ｆ3 ／ｆG2＜１.１                     ‥‥‥（４）
１.５＜ｆ6 ／ｆG2＜１.８                     ‥‥‥（５）
ｎ3 ＞１.７５                                 ‥‥‥（６）
ν3 ＞３５                                    ‥‥‥（７）
ｎ4 ＞１.７                                   ‥‥‥（８′）
ν4 ＞４５                                    ‥‥‥（９）
ｎ6 ＞１.７                                   ‥‥‥（１０）
３５＜ν6 ＜５０                              ‥‥‥（１１）
の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が２.５倍〜３.２倍で、広角端における画角が６０°〜７０°であることを特徴とする。
【００２８】
また、前記本発明のズームレンズの第２の構成においては、前記第３レンズの物体側の面の近軸曲率半径をｒ3F、円錐定数をκ3F、４次の非球面係数をＤ3Fとしたとき、
−０.８＜κ3F＋８Ｄ3Fｒ3F3 ＜−０.５       ‥‥‥（１２）
の条件式を満足するのが好ましい。
【００２９】
また、前記本発明のズームレンズの第２の構成においては、撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第３レンズ群は像面側に凸の軌跡を描くのが好ましい。
【００３０】
また、前記本発明のズームレンズの第２の構成においては、前記第４レンズと前記第５レンズとが接合されているのが好ましい。
【００３１】
また、前記本発明のズームレンズの第２の構成においては、前記第５レンズと前記第６レンズとが有効径の外側で互いに接触しているのが好ましい。
【００３２】
また、前記本発明のズームレンズの第２の構成においては、前記第３レンズの像面側の面が平面又は凹面であるのが好ましい。
【００３３】
また、前記本発明のズームレンズの第２の構成においては、前記第１レンズの物体側の面の曲率半径をｒ1F、前記第２レンズの像面側の面の曲率半径をｒ2Rとしたとき、
９＜ｒ1F／ｆW ＜１３                        ‥‥‥（１３）
３.８＜ｒ2R／ｆW ＜４.７                    ‥‥‥（１４）
の各条件式を満足するのが好ましい。
【００３４】
また、本発明に係るズームレンズの第３の構成は、物体側から像面側に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群と、絞りと、正パワーの第２レンズ群と、正パワーの第３レンズ群とを備えたズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に配置された、像面側に曲率の強い面を向けた負レンズの第１レンズと、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第２レンズとを含み、
前記第２レンズ群は、物体側から順に配置された、物体側に曲率の強い面を向けた正レンズの第３レンズと、正レンズの第４レンズと、負レンズの第５レンズと、正レンズの第６レンズとを含むと共に、光軸と垂直な方向に平行移動可能であり、
前記第３レンズ群は、正レンズの第７レンズを含み、
撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像面側に凸の軌跡を描き、前記第２レンズ群は物体側に単調に移動し、
撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆW 、前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆG2、撮影距離が∞で望遠端における前記第２レンズ群及び第３レンズ群の倍率をそれぞれｍG2T 、ｍG3T としたとき、
１.９＜ｆG2／ｆW ＜２.４                    ‥‥‥（２）
１.７＜（１−ｍG2T ）ｍG3T ＜２.１         ‥‥‥（１５）
の各条件式を満足し、撮影距離が∞の場合のズーム比が２.５倍〜３.２倍で、広角端における画角が６０°〜７０°であることを特徴とする。
【００３５】
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、フォーカス調整が、前記第３レンズ群の光軸方向への移動によって行われるのが好ましい。
【００３６】
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、広角端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬW 、望遠端における前記第１レンズの物体側の面の頂点から像面までの距離をＬT としたとき、
｜ＬW −ＬT ｜／ＬW ＜０.１                 ‥‥‥（１）
の条件式を満足するのが好ましい。
【００３７】
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第３レンズ群の合成焦点距離をｆG3としたとき、
３.２＜ｆG3／ｆW ＜４.０                     ‥‥‥（３）
の条件式を満足するのが好ましい。
【００３８】
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第３レンズの焦点距離をｆ3 、前記第６レンズの焦点距離をｆ6 としたとき、
０.６＜ｆ3 ／ｆG2＜１.１                     ‥‥‥（４）
１.５＜ｆ6 ／ｆG2＜１.８                     ‥‥‥（５）
の各条件式を満足するのが好ましい。
【００３９】
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第ｉレンズ（ｉは自然数）の屈折率をｎi 、アッベ数をνi としたとき、
ｎ3 ＞１.７５                                 ‥‥‥（６）
ν3 ＞３５                                    ‥‥‥（７）
ｎ4 ＞１.７                                   ‥‥‥（８′）
ν4 ＞４５                                    ‥‥‥（９）
ｎ6 ＞１.７                                   ‥‥‥（１０）
３５＜ν6 ＜５０                              ‥‥‥（１１）
の各条件式を満足するのが好ましい。
【００４０】
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第１レンズの像面側の面が中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であり、前記第７レンズの少なくとも一方の面が非球面であるのが好ましい。
【００４１】
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第３レンズの物体側の面が中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面であるのが好ましい。
【００４２】
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第３レンズの物体側の面が非球面であって、前記非球面の近軸曲率半径をｒ3F、円錐定数をκ3F、４次の非球面係数をＤ3Fとしたとき、
−０.８＜κ3F＋８Ｄ3Fｒ3F3 ＜−０.５       ‥‥‥（１２）
の条件式を満足するのが好ましい。
【００４３】
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第４レンズと前記第５レンズとが接合されているのが好ましい。
【００４４】
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第５レンズと前記第６レンズとが有効径の外側で互いに接触しているのが好ましい。
【００４５】
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第３レンズの像面側の面が平面又は凹面であるのが好ましい。
【００４６】
また、前記本発明のズームレンズの第３の構成においては、前記第１レンズの物体側の面の曲率半径をｒ1F、前記第２レンズの像面側の面の曲率半径をｒ2Rとしたとき、
９＜ｒ1F／ｆW ＜１３                        ‥‥‥（１３）
３.８＜ｒ2R／ｆW ＜４.７                    ‥‥‥（１４）
の各条件式を満足するのが好ましい。
【００４７】
尚、本発明においては、ガラスレンズの表面に薄い樹脂層を設け、樹脂層の表面を非球面とするレンズは１枚のレンズとみなす。
【００４８】
また、本発明に係る電子スチルカメラの第１の構成は、ズームレンズと、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして前記本発明のズームレンズの第１の構成を用いることを特徴とする。
【００４９】
また、本発明に係る電子スチルカメラの第２の構成は、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして前記本発明のズームレンズの第２の構成を用いることを特徴とする。
【００５０】
また、前記本発明の電子スチルカメラの第２の構成においては、前記固体撮像素子が傾き調整可能であるのが好ましい。
【００５１】
また、本発明に係る電子スチルカメラの第３の構成は、ズームレンズと、固体撮像素子とを備えた電子スチルカメラであって、前記ズームレンズとして前記本発明のズームレンズの第３の構成を用いることを特徴とする。
【００５２】
また、前記本発明の電子スチルカメラの第３の構成においては、前記固体撮像素子の中央部に形成される画像を信号処理回路によって画面全体に拡大する電子ズーム手段をさらに備えているのが好ましい。
【００５３】
また、前記本発明の電子スチルカメラの第３の構成においては、前記固体撮像素子が傾き調整可能であるのが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
【００５５】
［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図である。このズームレンズは、高解像度で、沈胴時の光学全長が短くなるように構成されたものである。
【００５６】
図１に示すように、本実施の形態におけるズームレンズは、物体側（図１では左側）から像面Ｓ側（図１では右側）に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群Ｇ１と、正パワーの第２レンズ群Ｇ２と、正パワーの第３レンズ群Ｇ３とにより構成されており、７枚のレンズを含んでいる。絞りＡは、第２レンズ群Ｇ２の物体側に固定され、第２レンズ群Ｇ２と一緒に光軸方向に移動する。ここで、撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｓ側に凸の軌跡を描き、第２レンズ群Ｇ２は物体側に単調に移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面Ｓ側に凸の軌跡を描く。フォーカス調整は、第３レンズ群Ｇ３を光軸方向に移動させることによって行われる。
【００５７】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に配置された、像面Ｓ側に曲率の強い面を向けた負メニスカスレンズの第１レンズＬ１と、物体側に曲率の強い面を向けた正メニスカスレンズ（正レンズ）の第２レンズＬ２とにより構成されている。
【００５８】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に配置された、物体側に凸面（曲率の強い面）を向けた正レンズの第３レンズＬ３と、正レンズの第４レンズＬ４と、負レンズの第５レンズＬ５と、像面Ｓ側に凸面を向けた平凸レンズ（正レンズ）の第６レンズＬ６とにより構成されている。
【００５９】
第３レンズ群Ｇ３は、１枚の正レンズの第７レンズＬ７によって構成されている。
【００６０】
第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とは接合され、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは有効径の外側で互いに接触している。第１レンズＬ１の像面Ｓ側の面と第３レンズＬ３の物体側の面は、いずれも中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面となっており、第７レンズＬ７の像面Ｓ側の面は非球面となっている。
【００６１】
非球面の光軸からの高さがｈの点における局所曲率半径ρは、下記（数１）によって与えられる。
【００６２】
【数１】
2003085440.tif 000075
【００６３】
上記（数１）において、ｚは非球面上の光軸からの高さがｈの点におけるサグ量である。
【００６４】
ズームレンズの像面Ｓ側には、物体側から順に、赤外カットフィルタと、３枚の水晶板からなる光学ローパスフィルタと、固体撮像素子とが配置されており、固体撮像素子には保護のためのカバーガラスが取り付けられている。図１においては、赤外カットフィルタ、光学ローパスフィルタ及びカバーガラスが１つの等価な平行平板素子Ｐとして表されている。ズームレンズによる被写体の像は、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上に形成される。
【００６５】
図１に示したズームレンズを、非使用時に第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３を固体撮像素子側に寄せる沈胴構成にすれば、沈胴時の光学全長を短くすることができる。沈胴構成は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２を光軸方向に移動させる円筒カムのカム溝を延ばすことによって実現することができる。
【００６６】
以下に、本発明のズームレンズの基本構成に関する基本的な考え方について説明する。
【００６７】
本発明のズームレンズは、物体側から順に負、正のパワー配置とした２群構成のズームレンズを基本とし、その像面側に正パワーのレンズ群を付加した３群構成のズームレンズである。
【００６８】
このズームレンズのズーミングは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔を変えると共に、第３レンズ群Ｇ３をも光軸方向に移動させることによって行われる。また、フォーカス調整は、第３レンズ群Ｇ３を光軸方向に移動させることによって行われる。第３レンズ群Ｇ３は、３つのレンズ群の中で最も軽いため、高速移動が望まれるオートフォーカスのフォーカス調整用レンズ群に適している。また、第３レンズ群Ｇ３は、テレセントリック性を良好にする作用をも有するので、画素ごとに微小正レンズを設けた固体撮像素子を用いる場合に都合がよい。
【００６９】
３群構成のズームレンズにおいて非使用時の光学全長を短くするには、３つのレンズ群の全長を短くすればよい。そのため、後述するように、３つのレンズ群は、いずれも構成枚数を少なくすると共に、各レンズ群の全長が極力短くなるようにされている。
【００７０】
コンパクトタイプの電子スチルカメラにおいては、非使用時の光学全長を短くすると共に、ズームレンズ鏡筒の外径を小さくすることが要望される。円筒カムの回転角は例えば１２０°以下と上限があるため、円筒カムの直径を小さくすると、カム溝の傾斜角が大きくなり、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを滑らかに移動させることが困難となる。また、鏡筒は１つの固定鏡筒と１つ又は複数の移動鏡筒とにより構成され、沈胴時の光学全長を短くするには固定鏡筒と移動鏡筒とを短くする必要があるが、沈胴時の光学全長に対して使用時の光学全長の最大値の比が大きい場合には、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが互いに偏心し易くなり、レンズ系全体の結像特性が劣化してしまう。これらの問題を解決するには、使用時の光学全長の最大値を小さくすればよい。
【００７１】
そこで、本実施の形態のズームレンズは、広角端における光学全長と望遠端における光学全長との差を小さくすることにより、使用時の光学全長の最大値が小さくなるように構成されている。また、本実施の形態のズームレンズは、第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離と第３レンズ群Ｇ３の合成焦点距離を適切に設定し、第３レンズＬ３の焦点距離と第６レンズＬ６の焦点距離を適切に設定することにより、結像特性が良好となるようにされた上で、使用時の光学全長が短くなるように構成されている。さらに、本実施の形態のズームレンズは、撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、第３レンズ群Ｇ３が像面Ｓ側に凸の軌跡を描くようにすることにより、使用時の光学全長の最大値が小さくなるように構成されている。
【００７２】
物体側から順に負、正のパワー配置とした２群構成のズームレンズの使用時の光学全長は、広角端又は望遠端で最も長くなり、途中のズーム位置で最も短くなる。また、２群構成のズームレンズの像面側に正パワーで位置固定の第３レンズ群を配置すると、使用時の光学全長は、やはり、広角端又は望遠端で最も長くなり、途中のズーム位置で最も短くなる。このことから、第３レンズ群Ｇ３を像面Ｓから離すと、広角端と望遠端では光学全長が短くなることが分かる。この効果を大きくするには第３レンズ群Ｇ３の倍率を大きくすればよく、そのためには、第３レンズ群Ｇ３の合成焦点距離を短くし、第３レンズ群Ｇ３を像面Ｓから離せばよい。広角端と望遠端の中間では無理して光学全長を短くする必要はないので、第３レンズ群Ｇ３で発生する球面収差を小さくするために、第３レンズ群Ｇ３を像面Ｓに近づければよい。以上のことを考慮して、本実施の形態のズームレンズは、撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、第３レンズ群Ｇ３が像面Ｓ側に凸の軌跡を描くように構成されている。
【００７３】
本実施の形態のズームレンズにおいては、各レンズ群の全長を短くするために、次のような工夫がなされている。
【００７４】
第１レンズ群Ｇ１は、その全長を短くするために、物体側から順に配置された、負、正の２枚のレンズによって構成されている。負レンズ（負メニスカスレンズ）の第１レンズＬ１で負の歪曲収差が発生するが、正レンズの第２レンズＬ２で正の歪曲収差を発生させて、レンズ系全体の広角端における負の歪曲収差の低減が図られている。また、この歪曲収差をさらに小さくするために、第１レンズＬ１の像面Ｓ側の面が中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加する非球面とされている。
【００７５】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に配置された、正、正、負、正の４枚のレンズによって構成されている。そして、この場合、最も物体側に強い正パワーの正レンズが配置され、最も像面Ｓ側に弱い正パワーの正レンズが配置されているので、第２レンズ群Ｇ２の物体側主点は物体側に偏る。そのため、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とが最も接近する望遠端において、第１レンズ群Ｇ１の像面Ｓ側主点から第２レンズ群Ｇ２の物体側主点までの距離を短くすることができ、第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離を短くすることができるので、使用時の光学全長が短くなる。また、本実施の形態のズームレンズにおいては、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とを接合し、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とを有効径の外側で互いに接触させることにより、第２レンズ群Ｇ２の全長が短くなるように構成されている。
【００７６】
本実施の形態のズームレンズにおいては、第３レンズＬ３の物体側近傍に絞りＡが配置されているので、軸上光線の入射高は第３レンズＬ３で最大となり、第３レンズＬ３が両面ともに球面の場合には第３レンズＬ３で負の球面収差が発生する。そこで、第３レンズＬ３の物体側の面を、中心から離れるにしたがって局所曲率半径が単調増加するような非球面とすることにより、第３レンズ群Ｇ３で発生する球面収差の低減が図られている。
【００７７】
第３レンズ群Ｇ３は、１枚の正レンズの第７レンズＬ７によって構成されているので、その全長が短い。この第７レンズＬ７は、像面Ｓ側の面が非球面となっており、これにより正の歪曲収差を発生させて、広角端における負の歪曲収差の絶対値が小さくなるようにされている。
【００７８】
フォーカス調整は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２を固定し、第３レンズ群Ｇ３だけを光軸方向に移動させることによって行われる。この場合、第３レンズ群Ｇ３は、撮影距離が短くなるにしたがって物体側に出ていく。第３レンズ群Ｇ３は、１枚のレンズによって構成され、移動する他の機構部品も含めた移動部分が軽いので、第３レンズ群Ｇ３を小型でパワーの小さいモータを用いて高速で移動させることが可能となり、その結果、オートフォーカス調整を高速で行うことが可能となる。尚、フォーカス調整のために第７レンズＬ７が移動する際に倍率色収差が変化するが、実用上問題のない程度に抑制されている。
【００７９】
本実施の形態におけるズームレンズは、次の条件式を満足するように構成されている。
【００８０】
｜ＬW −ＬT ｜／ＬW ＜０.１                  ‥‥‥（１）
１.９＜ｆG2／ｆW ＜２.４                     ‥‥‥（２）
３.２＜ｆG3／ｆW ＜４.０                     ‥‥‥（３）
０.６＜ｆ3 ／ｆG2＜１.１                     ‥‥‥（４）
１.５＜ｆ6 ／ｆG2＜１.８                     ‥‥‥（５）
ｎ3 ＞１.７５                                 ‥‥‥（６）
ν3 ＞３５                                    ‥‥‥（７）
ｎ4 ＞１.６                                   ‥‥‥（８）
ν4 ＞４５                                    ‥‥‥（９）
ｎ6 ＞１.７                                   ‥‥‥（１０）
３５＜ν6 ＜５０                              ‥‥‥（１１）
【００８１】
ここで、ＬW は広角端における光学全長（第１レンズＬ１の物体側の面の頂点から像面までの距離）、ＬT は望遠端における光学全長、ｆG2は第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離、ｆG3は第３レンズ群Ｇ３の合成焦点距離、ｆW は撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離、ｆi は第ｉレンズ（ｉは自然数）の焦点距離、ｎi は第ｉレンズの屈折率、νi は第ｉレンズのアッベ数である。
【００８２】
また、本実施の形態のズームレンズにおいては、次の条件式を満足するのが望ましい。
【００８３】
−０.８＜κ3F＋８Ｄ3Fｒ3F3 ＜−０.５       ‥‥‥（１２）
【００８４】
ここで、κ3Fは第３レンズＬ３の物体側の面の円錐定数、Ｄ3Fは第３レンズＬ３の物体側の面の４次の非球面係数、ｒ3Fは第３レンズＬ３の物体側の面の近軸曲率半径である。
【００８５】
以下に、上記各条件式について説明する。
【００８６】
上記条件式（１）は、使用時の光学全長の最大値を小さくすると共に、良好な結像特性を確保するための条件式である。使用時の光学全長の最大値を小さくするには、広角端における光学全長と望遠端における光学全長とを等しくするのが理想的である。但し、広角端における光学全長と望遠端における光学全長を完全に等しくしようとすると、結像特性が犠牲となる場合もある。上記条件式（１）は、これらを考慮して得られた条件式である。上記条件式（１）が満足されない場合には、使用時の光学全長を短くすると共に、良好な結像特性を確保することが困難となる。
【００８７】
上記条件式（２）は、使用時の光学全長を極力短くすると同時に諸収差の発生をバランス良く補正するための条件式である。ｆG2／ｆW が２．４以上になると、第２レンズ群Ｇ２の物像間距離（物点から像点までの距離）が長くなるために、使用時の光学全長が長くなってしまう。この場合、第３レンズ群Ｇ３の倍率を小さくすれば光学全長が短くなるが、第３レンズ群Ｇ３のパワーが大きくなるために第３レンズ群Ｇ３で発生する像面湾曲が補正不足となり、この像面湾曲を第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とで補正することが困難となる。一方、ｆG2／ｆW が１．９以下になると、使用時の光学全長は短くなるものの、望遠端において第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に絞りＡを配置できるだけの空気間隔を確保することが困難となる。
【００８８】
上記条件式（３）は、固体撮像素子に入射する最大像高における主光線の傾斜角を小さく、つまりテレセントリック性を良好にすると共に、像面湾曲を低減するための条件式である。ｆG3／ｆW が３．２以下になると、テレセントリック性は良好となるものの、レンズ系全体の像面湾曲を補正しきれなくなる。一方、ｆG3／ｆW が４．０以上になると、像面湾曲は低減するものの、テレセントリック性が不十分となる。
【００８９】
上記条件式（４）及び式（５）は、第２レンズ群Ｇ２で発生する諸収差をバランス良く補正すると共に、使用時のレンズ系全体の光学全長を短くするための条件式である。ｆ3 ／ｆG2が１．１以上となる場合、又はｆ6 ／ｆG2が１．５以下となる場合には、第２レンズ群Ｇ２の物体側主点の物体側への偏りが不十分となるために、望遠端において第１レンズ群Ｇ１の像面Ｓ側主点から第２レンズ群Ｇ２の物体側主点までの距離を所望の長さにしようとすると、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に絞りＡを配置できるだけの空気間隔を確保することが困難となる。一方、ｆ3 ／ｆG2が０．６以下となる場合、又はｆ6 ／ｆG2が１．８以上となる場合には、第２レンズ群Ｇ２の物体側主点の物体側への偏りが十分となって、望遠端において第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に絞りＡを配置できるだけの空気間隔を確保すると共に、使用時の光学全長を短くすることができるが、第４レンズＬ４のパワーが過大となるために、第４レンズＬ４で発生する球面収差、コマ収差を他のレンズでバランス良く補正することが困難となる。
【００９０】
上記条件式（６）〜（１１）は、広角端から望遠端へのズーミングに際しての軸上色収差及び倍率色収差を小さくすると共に、像面湾曲を小さくするための条件式である。上記条件式（６）〜（１１）のいずれかが満足されない場合には、いずれかのズーム位置において軸上色収差又は倍率色収差が大きくなるために色にじみが目立ったり、像面湾曲が小さくならないために撮影画像の一部で結像特性が悪くなったりするという問題が生じる。
【００９１】
上記条件式（１２）は、第３レンズＬ３の物体側の面の非球面に関する円錐定数及び４次の非球面係数を規制することにより、絞りＡの中央部を通過する画角の小さい光線に対して、第３レンズＬ３の物体側の面の偏心敏感度を低減するための条件式である。κ3F＋８Ｄ3Fｒ3F3 は、非球面の球面からのずれの程度を表している。κ3F＋８Ｄ3Fｒ3F3 が−０．８以下になると、非球面の効果によって第３レンズＬ３の物体側の面で発生する球面収差は小さくなるが、第３レンズＬ３の物体側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差が過大となり、第３レンズＬ３の物体側の面の偏心敏感度が高くなってしまう。一方、κ3F＋８Ｄ3Fｒ3F3 が−０．５以上になると、第３レンズＬ３の物体側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差は小さくなるが、球面収差が補正不足となるか、あるいは、第５レンズＬ５の像面側の面の曲率半径が短くなるために、第５レンズＬ５の像面側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差が大きくなり、第５レンズＬ５の像面側の面の偏心敏感度が高くなってしまう。
【００９２】
下記（表１）に、図１に示したズームレンズの具体的数値例（レンズデータ）を示す。
【００９３】
【表１】
2003085440.tif 000076
【００９４】
表中の長さの単位は、すべて［ｍｍ］である。上記（表１）において、ｒはレンズの曲率半径、ｄは面間隔、ｎd 、νd はそれぞれレンズのｄ線に対する屈折率、アッベ数を示している（後述する他の実施の形態についても同様である）。また、＊印を付した面は非球面であり、非球面形状は、下記（数２）によって定義される（後述する他の実施の形態についても同様である）。
【００９５】
【数２】
2003085440.tif 000077
【００９６】
但し、上記（数２）中、ｈは光軸からの高さ、ｚは非球面上の光軸からの高さがｈの点におけるサグ量、κは円錐定数、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇはそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数を表している。
【００９７】
下記（表２）に、図１に示したズームレンズの円錐定数及び非球面係数（非球面データ）を示す。
【００９８】
【表２】
2003085440.tif 000078
【００９９】
また、下記（表３）に、図１に示したズームレンズの撮影距離が∞の場合の可変面間隔（ｍｍ）（可変面間隔データ）を示す。下記（表３）中、ｆ（ｍｍ）、２ωはそれぞれ焦点距離、画角を表している（後述する他の実施の形態についても同様である）。
【０１００】
【表３】
2003085440.tif 000079
【０１０１】
ここで、撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆW 、望遠端におけるレンズ系全体の合成焦点距離をｆT としたとき、焦点距離が
ｆN ＝(ｆW ｆT )1/2
となるズーム位置を『中間位置』と呼ぶ。
【０１０２】
図２、図３、図４に、図１に示したズームレンズの撮影距離が∞で絞り開放の時の収差性能図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示す。図２は広角端の場合、図３は中間位置の場合、図４は望遠端の場合である。尚、球面収差図において、実線はｄ線に対する値、短い破線はＦ線に対する値、長い破線はＣ線に対する値をそれぞれ示している。また、非点収差図において、実線はサジタル像面湾曲、破線はメリディオナル像面湾曲をそれぞれ示している（後述する他の実施の形態についても同様である）。
【０１０３】
図２〜図４に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示している。
【０１０４】
図１に示したズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、記録画素数が水平２０４８×垂直１５３６（約３００万画素）、画素ピッチが水平２．８μｍ×垂直２．８μｍ、記録画面サイズが水平５．７３４４ｍｍ×垂直４．３００８ｍｍのものを用いることができる。また、固体撮像素子として、実効開口率を向上させるために、画素ごとに微小正レンズが設けられているものを用いることもできる。
【０１０５】
図１に示したズームレンズにおいては、第２レンズ群Ｇ２内の第３レンズＬ３から第５レンズＬ５までの３枚のレンズの偏心敏感度が高い。そこで、本実施の形態のズームレンズにおいては、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とを接合し、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とを有効径の外側で互いに接触（突き当て）させている。また、第３レンズＬ３の像面側の面を凹面にして、組み立て時に第３レンズＬ３を調心し易いようにされている。
【０１０６】
第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とを接合すると、接着剤の両面の境界では屈折率差が小さくなるために、第４レンズＬ４の像面側の面と第５レンズＬ５の物体側の面の偏心敏感度は低くなる。また、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とを有効径の外側で互いに接触（突き当て）させると、第５レンズＬ５の像面側の面と第６レンズＬ６の物体側の面との間の偏心が小さくなる。また、接合や突き当てを採用すると、面間隔の誤差を発生させ易いスペーサが不要となるため、スペーサを用いる場合に比べて面間隔の誤差を小さくすることができる。
【０１０７】
調心を行う場合には、次のようにすればよい。すなわち、まず、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とを接合したものと、第６レンズＬ６とをレンズ枠に組み込んだ後、第３レンズＬ３を所定の位置に取り付け、偏心測定装置を利用して、第２レンズ群Ｇ２全体の偏心状態が小さくなるように、第３レンズＬ３の位置を調整し、最後に、接着剤によって第３レンズＬ３をレンズ枠に固定する。このとき、第３レンズＬ３の像面側の面が凸面の場合には、第３レンズＬ３を移動させようとすると、平行偏心と傾斜偏心との両方が生じるために、調心がやり難い。これに対して、図１に示したズームレンズにおいては、第３レンズＬ３の像面側の面を凹面としているので、第３レンズＬ３を傾斜させることなく平行移動させることができ、調心がやり易い。尚、第３レンズＬ３の像面側の面は平面としてもよく、この場合にも調心がやり易くなる。
【０１０８】
以上に説明したように、図１に示したズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短くなっている。
【０１０９】
［第２の実施の形態］
図５は本発明の第２の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図である。このズームレンズは、高解像度で、沈胴時の光学全長が短く、偏心敏感度が上記第１の実施の形態におけるズームレンズの場合よりも低くなるように構成されたものである。
【０１１０】
図５に示すように、本実施の形態におけるズームレンズは、物体側（図５では左側）から像面Ｓ側（図５では右側）に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群Ｇ１と、正パワーの第２レンズ群Ｇ２と、正パワーの第３レンズ群Ｇ３とにより構成されており、７枚のレンズを含んでいる。絞りＡは、第２レンズ群Ｇ２の物体側に固定され、第２レンズ群Ｇ２と一緒に光軸方向に移動する。
【０１１１】
図５に示したズームレンズは、上記第１の実施の形態で示したズームレンズと同様の構成を有しているが、一部のレンズの材質が異なっている。すなわち、本実施の形態のズームレンズにおいては、上記第１の実施の形態で説明したズームレンズに比べて、第４レンズＬ４、第６レンズＬ６及び第７レンズＬ７について屈折率が高く設定されている。
【０１１２】
ズームレンズを構成する各レンズのレンズ面が偏心している場合には、固体撮像素子の撮像面上の一部の領域で結像特性が低下するという問題が生じる。特に、第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズのレンズ面の多くは偏心敏感度が高く、特に、第３レンズＬ３の物体側の面と第５レンズＬ５の像面Ｓ側の面は偏心敏感度が非常に高くなり易い。
【０１１３】
この問題に対して、本発明者らは、ズームレンズを構成する各レンズのレンズ面が偏心した場合の３次収差を独自に検討し、さらに３次偏心コマ収差と３次偏心非点収差について分析を行った。その結果、ズームレンズを構成する各レンズのレンズ面の偏心敏感度を低くするには、各レンズ面の偏心量に対するそのレンズ面で発生する偏心コマ収差の比（偏心コマ収差の面係数）と、各レンズ面の偏心量に対するそのレンズ面で発生する偏心非点収差の比（偏心非点収差の面係数）とを小さくすればよいことが見出された。また、各レンズ面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差の各面係数がいずれも小さく、各レンズ面の偏心量が小さい場合には、固体撮像素子を適切に傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の結像特性を改善できる可能性を見出した。
【０１１４】
上記の分析結果を利用して、第３レンズＬ３の物体側の面と第５レンズＬ５の像面側の面の偏心敏感度を低くするには、絞りＡの縁を通過する軸上光線が空気中からレンズ面に入射する場合の入射角又はレンズ面から空気中に出射する場合の空気中での屈折角を小さくすればよいことが見出された。そこで、本実施の形態においては、第４レンズＬ４の屈折率を高くし、これにより第３レンズＬ３の物体側の面の曲率半径が大きくなるようにされている。また、第６レンズＬ６の屈折率と第７レンズＬ７の屈折率をも高くすることにより、ペッツバール和に余裕をつくり、この余裕を利用して第５レンズＬ５の像面側の面の曲率半径が大きくなるようにされている。
【０１１５】
以上のようにした結果、図５に示したズームレンズの第３レンズＬ３の物体側面と第５レンズＬ５の像面側の面の偏心敏感度は、図１に示したズームレンズの対応するレンズ面の偏心敏感度よりも低くなっている。
【０１１６】
図５に示したズームレンズにおいては、各レンズ面が僅かに偏心している場合に、固体撮像素子を傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面上における結像特性を良好に補正できるようにされている。但し、各レンズ面の偏心量が大きい場合や、各レンズ面がレンズ系全体の偏心コマ収差、偏心非点収差が大きくなるように偏心している場合には、固体撮像素子の撮像面上の一部の領域で結像特性が良くないままとなるので、固体撮像素子を傾斜させる方法には限界がある。
【０１１７】
本実施の形態におけるズームレンズにおいても、上記第１の実施の形態におけるズームレンズと同様に、沈胴時の光学全長を短くし、使用時の光学全長を短くすることができる。
【０１１８】
本実施の形態におけるズームレンズは、次の条件式を満足するように構成されている。
【０１１９】
｜ＬW −ＬT ｜／ＬW ＜０.１                  ‥‥‥（１）
１.９＜ｆG2／ｆW ＜２.４                     ‥‥‥（２）
３.２＜ｆG3／ｆW ＜４.０                     ‥‥‥（３）
０.６＜ｆ3 ／ｆG2＜１.１                     ‥‥‥（４）
１.５＜ｆ6 ／ｆG2＜１.８                     ‥‥‥（５）
ｎ3 ＞１.７５                                 ‥‥‥（６）
ν3 ＞３５                                    ‥‥‥（７）
ｎ4 ＞１.７                                   ‥‥‥（８′）
ν4 ＞４５                                    ‥‥‥（９）
ｎ6 ＞１.７                                   ‥‥‥（１０）
３５＜ν6 ＜５０                              ‥‥‥（１１）
【０１２０】
また、本実施の形態のズームレンズにおいては、次の条件式を満足するのが望ましい。
【０１２１】
−０.８＜κ3F＋８Ｄ3Fｒ3F3 ＜−０.５       ‥‥‥（１２）
【０１２２】
ここで、ＬW は広角端における光学全長（第１レンズＬ１の物体側の面の頂点から像面までの距離）、ＬT は望遠端における光学全長、ｆG2は第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離、ｆG3は第３レンズ群Ｇ３の合成焦点距離、ｆW は撮影距離が∞で広角端におけるレンズ系全体の合成焦点距離、ｆi は第ｉレンズ（ｉは自然数）の焦点距離、ｎi は第ｉレンズの屈折率、νi は第ｉレンズのアッベ数、ｒ3Fは第３レンズＬ３の物体側の面の近軸曲率半径、κ3Fは第３レンズＬ３の物体側の面の円錐定数、Ｄ3Fは第３レンズＬ３の物体側の面の４次の非球面係数である。
【０１２３】
以下に、上記各条件式について説明する。
【０１２４】
上記条件式（１）〜（７）、（９）〜（１２）は、上記第１の実施の形態で説明した通りである。尚、上記条件式（８′）の下限値が上記第１の実施の形態で説明した上記条件式（８）の下限値よりも大きくなっているが、これは、広角端から望遠端へのズーミングに際しての軸上色収差及び倍率色収差を小さくし、さらに像面湾曲を小さくすると同時に、第４レンズＬ４の物体側の面の偏心敏感度を低減する作用を有効に得るためである。
【０１２５】
下記（表４）に、図５に示したズームレンズの具体的数値例を示す。
【０１２６】
【表４】
2003085440.tif 000080
【０１２７】
下記（表５）に、図５に示したズームレンズの円錐定数及び非球面係数を示す。
【０１２８】
【表５】
2003085440.tif 000081
【０１２９】
また、下記（表６）に、図５に示したズームレンズの撮影距離が∞の場合の可変面間隔（ｍｍ）を示す。
【０１３０】
【表６】
2003085440.tif 000082
【０１３１】
図６、図７、図８に、図５に示したズームレンズの撮影距離が∞で絞り開放の時の収差性能図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示す。図６は広角端の場合、図７は中間位置の場合、図８は望遠端の場合である。
【０１３２】
図６〜図８に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示している。
【０１３３】
図５に示したズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第１の実施の形態で説明したものを用いることができる。
【０１３４】
第３レンズＬ３の像面側の面が凹面となっているので、必要であれば、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に、組み立て時の第３レンズＬ３の調心を容易に行うことができる。また、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の一部の領域で結像特性が良好でない場合には、固体撮像素子を１°以内で傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の結像特性を良好にすることができる。
【０１３５】
以上に説明したように、図５に示したズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、また、偏心敏感度が低くなっている。
【０１３６】
［第３の実施の形態］
図９は本発明の第３の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図である。このズームレンズは、高解像度で、沈胴時の光学全長が短く、偏心敏感度が低くなるように構成されたものである。
【０１３７】
図９に示すように、本実施の形態におけるズームレンズは、物体側（図９では左側）から像面Ｓ側（図９では右側）に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群Ｇ１と、正パワーの第２レンズ群Ｇ２と、正パワーの第３レンズ群Ｇ３とにより構成されており、７枚のレンズを含んでいる。絞りＡは、第２レンズ群Ｇ２の物体側に固定され、第２レンズ群Ｇ２と一緒に光軸方向に移動する。
【０１３８】
図９に示したズームレンズは、上記第２の実施の形態で示したズームレンズと同様の構成を有しているが、一部のレンズの材質が異なっている。すなわち、本実施の形態のズームレンズにおいては、上記第２の実施の形態で説明したズームレンズに比べて、第４レンズＬ４について屈折率が高く設定されている。
【０１３９】
本実施の形態におけるズームレンズも、より良好な光学性能を得るために、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（１）〜（７）、（８′）、（９）〜(１２）を満足するように構成されている。
【０１４０】
下記（表７）に、図９に示したズームレンズの具体的数値例を示す。
【０１４１】
【表７】
2003085440.tif 000083
【０１４２】
下記（表８）に、図９に示したズームレンズの円錐定数及び非球面係数を示す。
【０１４３】
【表８】
2003085440.tif 000084
【０１４４】
また、下記（表９）に、図９に示したズームレンズの撮影距離が∞の場合の可変面間隔（ｍｍ）を示す。
【０１４５】
【表９】
2003085440.tif 000085
【０１４６】
図１０、図１１、図１２に、図９に示したズームレンズの撮影距離が∞で絞り開放の時の収差性能図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示す。図１０は広角端の場合、図１１は中間位置の場合、図１２は望遠端の場合である。
【０１４７】
図１０〜図１２に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示している。尚、広角端における歪曲収差はやや大きいが、撮影画像全体で高周波空間周波数における結像特性は良好である。
【０１４８】
図９に示したズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第１の実施の形態で説明したものを用いることができる。
【０１４９】
第３レンズＬ３の像面側の面が凹面となっているので、必要であれば、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に、組み立て時の第３レンズＬ３の調心を容易に行うことができる。また、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の一部の領域で結像特性が良好でない場合には、固体撮像素子を１°以内で傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の結像特性を良好にすることができる。
【０１５０】
以上に説明したように、図９に示したズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、また、偏心敏感度が低くなっている。
【０１５１】
［第４の実施の形態］
図１３は本発明の第４の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図である。このズームレンズは、高解像度で、沈胴時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、さらに歪曲収差が良好となるように構成されたものである。
【０１５２】
図１３に示すように、本実施の形態におけるズームレンズは、物体側（図１３では左側）から像面Ｓ側（図１３では右側）に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群Ｇ１と、正パワーの第２レンズ群Ｇ２と、正パワーの第３レンズ群Ｇ３とにより構成されており、７枚のレンズを含んでいる。絞りＡは、第２レンズ群Ｇ２の物体側に固定され、第２レンズ群Ｇ２と一緒に光軸方向に移動する。
【０１５３】
図１３に示したズームレンズは、上記第３の実施の形態で示したズームレンズと同様の構成を有しているが、レンズデータが少し異なっている。すなわち、図１３に示したズームレンズは、主に、第１レンズＬ１の物体側の面の曲率半径を小さくすることにより、広角端における歪曲収差の絶対値が小さくなるように構成されている。
【０１５４】
本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（１）〜（７）、（８′）、（９）〜（１２）を満足すると共に、次の条件式を満足するように構成されている。
【０１５５】
９＜ｒ1F／ｆW ＜１３                        ‥‥‥（１３）
３.８＜ｒ2R／ｆW ＜４.７                    ‥‥‥（１４）
【０１５６】
ここで、ｒ1Fは第１レンズＬ１の物体側の面の曲率半径、ｒ2Rは第２レンズＬ２の像面Ｓ側の面の曲率半径である。
【０１５７】
上記条件式（１３）は、第１レンズＬ１の物体側の面の曲率半径を規制することにより、広角端における負の歪曲収差を小さくするための条件式である。ｒ1F／ｆW が９以下になると、広角端における負の歪曲収差は小さくなるが、コマ収差、非点収差が過大となるために、撮影画像の周辺部の結像特性を良好にすることが困難となる。一方、ｒ1F／ｆW が１３以上になると、後続のレンズのレンズ面で広角端における負の歪曲収差を小さくすることが困難となる。
【０１５８】
上記条件式（１４）は、上記条件式（１３）を満足した上で、さらに第２レンズＬ２の像面側の面の曲率半径を規制することにより、広角端における負の歪曲収差を小さくするための条件式である。ｒ2R／ｆW が３．８以下になると、広角端における歪曲収差の絶対値は小さくなるが、コマ収差、非点収差が過大となるために、撮影画像の周辺部の結像特性を良好にすることが困難となる。一方、ｒ2R／ｆW が４．７以上になると、後続のレンズのレンズ面で広角端における負の歪曲収差を小さくすることが困難となる。
【０１５９】
下記（表１０）に、図１３に示したズームレンズの具体的数値例を示す。
【０１６０】
【表１０】
2003085440.tif 000086
【０１６１】
下記（表１１）に、図１３に示したズームレンズの円錐定数及び非球面係数を示す。
【０１６２】
【表１１】
2003085440.tif 000087
【０１６３】
また、下記（表１２）に、図１３に示したズームレンズの撮影距離が∞の場合の可変面間隔（ｍｍ）を示す。
【０１６４】
【表１２】
2003085440.tif 000088
【０１６５】
図１４、図１５、図１６に、図１３に示したズームレンズの撮影距離が∞で絞り開放の時の収差性能図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示す。図１４は広角端の場合、図１５は中間位置の場合、図１６は望遠端の場合である。
【０１６６】
図１４〜図１６に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示し、最大像高における歪曲収差は、広角端で−２.０％、望遠端で０．７％と小さくなっている。
【０１６７】
図１３に示したズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第１の実施の形態で説明したものを用いることができる。
【０１６８】
第３レンズＬ３の像面側の面が凹面となっているので、必要であれば、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に、組み立て時の第３レンズＬ３の調心を容易に行うことができる。また、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の一部の領域で結像特性が良好でない場合には、固体撮像素子を１°以内で傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の結像特性を良好にすることができる。
【０１６９】
以上に説明したように、図１３に示したズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約２．９倍、広角端における画角が６３°で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、また、偏心敏感度が低く、歪曲収差が特に良好となっている。
【０１７０】
［第５の実施の形態］
図１７は本発明の第５の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図である。このズームレンズは、高解像度で、沈胴時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、さらに歪曲収差が良好となるように構成されたものである。
【０１７１】
図１７に示すように、本実施の形態におけるズームレンズは、物体側（図１７では左側）から像面Ｓ側（図１７では右側）に向かって順に配置された、負パワーの第１レンズ群Ｇ１と、正パワーの第２レンズ群Ｇ２と、正パワーの第３レンズ群Ｇ３とにより構成されており、７枚のレンズを含んでいる。絞りＡは、第２レンズ群Ｇ２の物体側に固定され、第２レンズ群Ｇ２と一緒に光軸方向に移動する。
【０１７２】
図１７に示したズームレンズは、上記第４の実施の形態で示したズームレンズと同様の構成を有しているが、一部のレンズの材質が異なっている。すなわち、本実施の形態のズームレンズにおいては、上記第４の実施の形態で説明したズームレンズに比べて、第４レンズＬ４について屈折率が低く設定されている。
【０１７３】
本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（１）〜（７）、（８′）、（９）〜（１２）、上記第４の実施の形態で説明した上記条件式（１３）、（１４）を満足するように構成されている。
【０１７４】
下記（表１３）に、図１７に示したズームレンズの具体的数値例を示す。
【０１７５】
【表１３】
2003085440.tif 000089
【０１７６】
下記（表１４）に、図１７に示したズームレンズの円錐定数及び非球面係数を示す。
【０１７７】
【表１４】
2003085440.tif 000090
【０１７８】
また、下記（表１５）に、図１７に示したズームレンズの撮影距離が∞の場合の可変面間隔（ｍｍ）を示す。
【０１７９】
【表１５】
2003085440.tif 000091
【０１８０】
図１８、１９、図２０に、図１７に示したズームレンズの撮影距離が∞で絞り開放の時の収差性能図（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示す。図１８は広角端の場合、図１９は中間位置の場合、図２０は望遠端の場合である。
【０１８１】
図１８〜図２０に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示し、最大像高における歪曲収差は、広角端で−２.０％、望遠端で０．８％と小さくなっている。
【０１８２】
図１８に示したズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第１の実施の形態で説明したものを用いることができる。
【０１８３】
第３レンズＬ３の像面側の面が凹面となっているので、必要であれば、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に、組み立て時の第３レンズＬ３の調心を容易に行うことができる。また、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の一部の領域で結像特性が良好でない場合には、固体撮像素子を１°以内で傾斜させることにより、固体撮像素子の撮像面（像面Ｓ）上の結像特性を良好にすることができる。
【０１８４】
以上に説明したように、図１８に示したズームレンズは、ズーム比が約２．９倍、広角端における画角が６３°で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、また、偏心敏感度が低く、歪曲収差が特に良好となっている。
【０１８５】
下記（表１６）に、以上説明した第１〜第５の実施の形態のズームレンズに関する上記条件式の数値を示す。
【０１８６】
【表１６】
2003085440.tif 000092
【０１８７】
尚、上記第１〜第５の実施の形態においては、そこで示したズームレンズが、いずれも約３００万画素の固体撮像素子に対応できる解像度を有することを説明したが、レンズ素子、鏡筒部品の加工誤差を小さくし、組み立て誤差を小さくすることができれば、記録画面サイズがほぼ同じで、記録画素数が約４００万画素の固体撮像素子に対応できる解像度を有するようにすることもできる。約４００万画素の固体撮像素子の具体的な寸法は、記録画素数が水平２３０４×垂直１７２８（約４００万画素）、画素ピッチが水平２．５μｍ×垂直２．５μｍ、記録画面サイズが水平５．７６ｍｍ×垂直４．３２ｍｍ（対角７．２ｍｍ）である。
【０１８８】
［第６の実施の形態］
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第１の実施の形態のズームレンズにおいて、絞りＡと第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔は一定のままで、第２レンズ群Ｇ２のみが光軸と垂直な方向に平行移動可能となるように構成されたものである。従って、レンズデータ、非球面データ、撮影距離が∞の場合の可変面間隔データは、それぞれ上記（表１）、（表２）、（表３）に示したものと全く同一である。
【０１８９】
フォーカス調整は、上記第１の実施の形態の場合と同様に、第３レンズ群Ｇ３を光軸方向に移動させることによって行われる。
【０１９０】
本実施の形態のズームレンズにおいては、撮影期間中にカメラが手振れした場合に、第２レンズ群Ｇ２を、光軸と垂直な方向に適切な量だけ平行移動させることにより、手振れ補正時の結像特性をそれほど劣化させることなく、固体撮像素子上に形成される被写体像が移動しないようにすることができる。ここでは、第２レンズ群Ｇ２の平行移動量が０の場合を『基本状態』、第２レンズ群Ｇ２が平行移動した場合を『手振れ補正状態』と呼ぶことにする。
【０１９１】
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第１の実施の形態で説明した上記条件式（２）を満足すると共に、次の条件式を満足するように構成されている。
【０１９２】
１.７＜（１−ｍG2T ）ｍG3T ＜２.１         ‥‥‥（１５）
【０１９３】
ここで、ｍG2T 、ｍG3T は、それぞれ撮影距離が∞で望遠端における第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の倍率である。
【０１９４】
尚、本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第１の実施の形態で説明した上記条件式（１）、（３）〜（１２）を満足するように構成されるのが望ましい。
【０１９５】
また、本実施の形態におけるズームレンズは、さらに良好な結像特性を得るためには、上記条件式（１２）の代わりに、次の条件式を満足するように構成されるのが望ましい。
【０１９６】
−０.７５＜κ3F＋８Ｄ3Fｒ3F3 ＜−０.５     ‥‥‥（１２′）
【０１９７】
また、本実施の形態におけるズームレンズは、さらに良好な結像特性を得るためには、上記条件式（１５）の代わりに、次の条件式を満足するように構成されるのが望ましい。
【０１９８】
１.８＜（１−ｍG2T ）ｍG3T ＜２.０         ‥‥‥（１５′）
【０１９９】
以下に、本発明の手振れ補正の方式に関する基本的な考え方について説明する。
【０２００】
本発明者らは、偏心３次収差を独自に検討し、さらに種々の検討を加えた結果、物体側から順に負、正、正のパワー配置とした３群構成のズームレンズに関する手振れ補正の方式としては、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向に平行移動させる方式が有用であることを見出した。
【０２０１】
撮影距離を∞とし、手振れによるズームレンズの傾斜角をθ、レンズ系全体の合成焦点距離をｆとすると、撮影距離が∞の場合の画面中心付近における像偏心量ｅM は、
ｅM ＝ｆ tanθ                             ‥‥‥（１６）
によって表記される。
【０２０２】
上記式（１６）から分かるように、ズームレンズの傾斜角が同じであれば、レンズ系全体の合成焦点距離が長いほど像偏心量が大きくなる。このことは、ズームレンズの焦点距離が長くなるほど手振れぼけが発生し易いことを意味している。
【０２０３】
第２レンズ群Ｇ２の倍率をｍG2、第３レンズ群Ｇ３の倍率をｍG3としたとき、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向にｅG2だけ平行移動させた場合の像偏心量ｅM は、
ｅM ＝(１−ｍG2)ｍG3ｅG2                  ‥‥‥（１７）
によって表記される。ここで、全ズーム範囲において、ｍG2は負、ｍG3は正であることに注意すべきである。
【０２０４】
上記第１の実施の形態で示したズームレンズにおいては、広角端から望遠端へのズーミングに際して、｜ｍG2｜は単調増加し、ｍG3はあまり変化しないので、(１−ｍG2)ｍG3も単調増加する。
【０２０５】
ｍG2、ｍG3はともにレンズ系全体の合成焦点距離ｆの関数として表わすことができるので、手振れによってズームレンズが傾斜した場合には、レンズ系全体の合成焦点距離ｆとズームレンズの傾斜角θとが分かっていれば、上記式（１６）、（１７）から第２レンズ群Ｇ２の適切な平行移動量ｅG2を求め、その量だけ第２レンズ群Ｇ２を平行移動させることにより、手振れぼけの問題を解決することができる。
【０２０６】
ところで、レンズ系の中の一部のレンズを偏心させると、画面全体又は画面の一部の結像特性が劣化することが一般的に知られている。本発明の手振れ補正の方法では、レンズを平行偏心させるので、手振れ補正状態における結像特性が基本状態における結像特性に比べて良好でなくなる可能性がある。この場合には、手振れ補正状態で、撮影画像の一部の結像特性が良好でなくなるという問題（片ぼけ）や、撮影画像全体の結像特性が基本状態に比べて低下するという問題が発生し易い。
【０２０７】
従って、基本状態における結像特性を良好にするのは当然であるが、手振れ補正時の結像特性の劣化を防止するためには、基本状態と手振れ補正状態との間の収差の変化を小さくすることが必要である。
【０２０８】
本発明者らは、手振れ補正状態における結像特性を良好にするためには、絞りの中央部を通過する光線と、絞りの周辺部を通過する光線とに分けて考えればよいことを見出した。そこで、本実施の形態においては、絞りＡの周辺部を通過する光線に対しては第２レンズ群Ｇ２の平行移動量を小さくすることにより、また、絞りＡの中央部を通過する光線に対しては第２レンズ群Ｇ２で発生する偏心３次収差を小さくすることにより、手振れ補正状態における結像特性の劣化が抑制されている。
【０２０９】
第２レンズ群Ｇ２を構成する各レンズのレンズ面のうち、偏心コマ収差、偏心非点収差が大きくなるのは、第３レンズＬ３の物体側の面、第５レンズＬ５の像面側の面である。第３レンズＬ３の物体側の面と第５レンズＬ５の像面側の面は、パワー配分を支配し、基本状態における結像特性を支配するので、パラメータを大きく変えることはできない。しかし、第３レンズＬ３の非球面に関するパラメータはある程度変えることができる。そこで、本実施の形態においては、第２レンズ群の偏心コマ収差、偏心非点収差が小さくなるように、第３レンズＬ３の物体側の面の非球面のパラメータを適切に選んでいる。
【０２１０】
第２レンズ群Ｇ２の平行移動量を小さくするためには、上記式（１７）より、(１−ｍG2)ｍG3を大きくすればよいことが分かる。しかし、(１−ｍG2)ｍG3が大きくなり過ぎると、手振れ補正時の像を安定に一定の位置に合わせることが困難となる。そこで、本実施の形態においては、第２レンズ群Ｇ２の平行移動量が適切な範囲に設定されている。
【０２１１】
上記条件式（１２）、（１２′）は、絞りＡの中央部を通過する画角の小さい光線に対して、第３レンズＬ３の非球面に関する円錐定数及び４次の非球面係数を規制することにより、手振れ補正時の結像特性の劣化を低減するための条件式である。上記条件式（１２）は、上記第１の実施の形態で説明したように、第３レンズＬ３の物体側の面の偏心敏感度を低減するための条件でもある。κ3F＋８Ｄ3Fｒ3F3 は、非球面の球面からのずれの程度を表している。κ3F＋８Ｄ3Fｒ3F3 が−０．８以下になると、非球面の効果によって第３レンズＬ３の物体側の面で発生する球面収差は小さくなるが、手振れ補正状態において第３レンズＬ３の物体側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差が過大となってしまう。一方、κ3F＋８Ｄ3Fｒ3F3 が−０．５以上になると、第３レンズＬ３の物体側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差は小さくなるが、球面収差が補正不足となるか、あるいは、第５レンズＬ５の像面側の面の曲率半径が短くなるために、第５レンズＬ５の像面側の面で発生する偏心コマ収差と偏心非点収差が大きくなり、第２レンズ群Ｇ２全体の偏心コマ収差と偏心非点収差を小さくすることが困難となる。
【０２１２】
上記条件式（１５）、（１５′）は、手振れ補正時の結像特性を良好にするための条件式である。（１−ｍG2T ）ｍG3T が１．７以下になると、像を所定の量だけ偏心させるのに必要な第２レンズ群Ｇ２の偏心量が過大となるために、第２レンズ群Ｇ２の平行移動による収差の変化が大きくなり、画像周辺部の結像特性が劣化してしまう。一方、（１−ｍG2T ）ｍG3T が２．１以上になると、像を所定の量だけ偏心させるのに必要な第２レンズ群Ｇ２の偏心量が過小となるために、第２レンズ群Ｇ２を精度良く平行移動させることが困難となる。その結果、撮影中の画素ずれを十分に小さくすることができないので、手振れ補正時の結像特性を良好なものにすることが困難となる。
【０２１３】
本実施の形態におけるズームレンズの基本状態の結像特性は、上記第１の実施の形態における結像特性と全く同一であり、図２〜図４に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態におけるズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示す。
【０２１４】
図２１に、本実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図を示す。手振れ補正状態では、第２レンズ群Ｇ２全体を光軸と垂直な方向に０．０７８ｍｍだけ平行移動させている。図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃは、それぞれ基本状態における最大像高の７５％の像点（＋７５％像点）、軸上像点、最大像高の−７５％の像点（−７５％像点）での横収差の図であり、図２１Ｄ、図２１Ｅ、図２１Ｆは、それぞれ手振れ補正状態における＋７５％像点、軸上像点、−７５％像点での横収差の図である。図中、実線はｄ線、短い破線はＦ線、長い破線はＣ線に対する値を示している。尚、図２１においては、メリディオナル平面を、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第２レンズ群Ｇ２の光軸とを含む平面としている。
【０２１５】
撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが０．５°だけ傾いた場合の像偏心量は、第２レンズ群Ｇ２全体が光軸と垂直な方向に０．０７８ｍｍだけ平行移動するときの像偏心量に等しい。
【０２１６】
図２１に示す収差性能図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることが分かる。また、＋７５％像点における横収差と−７５％像点における横収差とを比較すると、いずれも湾曲度が小さく、収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことが分かる。このことは、偏心補正状態であっても十分な結像性能が得られていることを意味している。また、ズームレンズの手振れ角が同じ場合には、レンズ系全体の合成焦点距離が短くなるにしたがって、手振れ補正に必要な第２レンズ群Ｇ２の平行移動量が減少する。従って、いずれのズーム位置であっても、０．５°までの手振れ角に対して、結像特性を低下させることなく十分な手振れ補正を行うことが可能となる。
【０２１７】
手振れ補正時には、絞りＡと第２レンズ群Ｇ２との間の光軸方向の空気間隔は一定のまま、しかも絞りＡは光軸と垂直な方向に平行移動させないで、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向に平行移動させる必要がある。この場合、絞りＡと第２レンズＧ２とが接近しすぎていると、鏡筒部品の構成上の制約から、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向に平行移動させることが困難となる。一方、絞りＡと第２レンズＧ２とが離れすぎていると、沈胴時の光学全長が長くなってしまう。そこで、本実施の形態のズームレンズにおいては、絞りＡと第３レンズＬ３の間の空気間隔が０．９ｍｍに設定されている。
【０２１８】
本実施の形態のズームレンズにおいては、フォーカス調整のために光軸方向に移動するレンズ群と、手振れ補正のために光軸と垂直な方向に移動するレンズ群とが異なるため、鏡筒の構成が極端に複雑化することを回避することができる。仮に、１つのレンズ群を光軸方向と、光軸に垂直な方向とに移動させる構成の場合には、フォーカス調整用のモータと手振れ補正用のアクチュエータのうちの一方が他方を移動させることとなるために、パワーの大きなモータ又はアクチュエータを用いる必要があり、その結果、鏡筒が大きくなって、本発明が意図するコンパクトな電子スチルカメラを実現することができなくなる。
【０２１９】
以上説明したように、本実施の形態におけるズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、しかも非使用時の光学全長が短く、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好となっている。
【０２２０】
本実施の形態におけるズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、記録画素数が水平２０４８×垂直１５３６（約３００万画素）、画素ピッチが水平２．８μｍ×垂直２．８μｍ、記録画面サイズが水平５．７３４４ｍｍ×垂直４．３００８ｍｍのものを用いることができる。また、固体撮像素子として、実効開口率を向上させるために、画素ごとに微小正レンズが設けられているものを用いることもできる。
【０２２１】
手振れぼけは、焦点距離が長いほど、シャッタースピードが長いほど目立ち易い。また、物体側から順に負、正、正のパワー配置とした３群構成のズームレンズは、一般に、望遠端の開放Ｆ値が広角端の開放Ｆ値よりも暗いという性質を有している。この３群構成のズームレンズを電子スチルカメラに搭載した場合であって、被写体の明るさが同じ場合には、適正露光にするために、望遠端でのシャッタースピードを広角端でのシャッタースピードよりも長くする必要がある。従って、この３群構成のズームレンズにあっては、広角端に比べて望遠端での手振れぼけが目立ち易い。この問題に対して、本実施の形態のズームレンズにおいては、手振れ補正機能を持たせることにより、シャッタースピードが長い場合であっても、手振れぼけ、片ぼけのない撮影画像を得ることができるようにされている。
【０２２２】
また、本実施の形態におけるズームレンズにおいては、レンズデータ、非球面データ、及び撮影距離が∞の場合の可変面間隔データが、手振れ補正機能を有しない上記第１の実施の形態におけるズームレンズと共通している。このことは、７枚のレンズと鏡筒部品の大半とを共通にして、手振れ補正機能を有しないズームレンズと手振れ補正機能を有するズームレンズとを実現できることを意味しており、これによりズームレンズの量産において低コスト化を図ることができる。
【０２２３】
［第７の実施の形態］
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第２の実施の形態のズームレンズにおいて、絞りＡと第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔は一定のままで、第２レンズ群Ｇ２のみが光軸と垂直な方向に平行移動可能となるように構成されたものである。従って、レンズデータ、非球面データ、撮影距離が∞の場合の可変面間隔データは、それぞれ上記（表４）、（表５）、（表６）に示したものと全く同一である。
【０２２４】
フォーカス調整は、上記第２の実施の形態の場合と同様に、第３レンズ群Ｇ３を光軸方向に移動させることによって行われる。
【０２２５】
本実施の形態のズームレンズにおいても、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向に平行移動させることにより、手振れを補正することが可能であり、手振れ補正時の結像特性も良好となる。
【０２２６】
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（２）を満足すると共に、上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１５）あるいは（１５′）を満足するように構成されている。
【０２２７】
尚、本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（１）、（３）〜（７）、（８′）、（９）〜（１２）あるいは上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１２′）を満足するように構成されるのが望ましい。
【０２２８】
本実施の形態におけるズームレンズの基本状態の結像特性は、上記第２の実施の形態における結像特性と全く同一であり、図６〜図８に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態におけるズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示す。
【０２２９】
図２２に、本実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図を示す。手振れ補正状態では、第２レンズ群Ｇ２全体を光軸と垂直な方向に０．０８０ｍｍだけ平行移動させている。図２２Ａ、図２２Ｂ、図２２Ｃは、それぞれ基本状態における最大像高の７５％の像点（＋７５％像点）、軸上像点、最大像高の−７５％の像点（−７５％像点）での横収差の図であり、図２２Ｄ、図２２Ｅ、図２２Ｆは、それぞれ手振れ補正状態における＋７５％像点、軸上像点、−７５％像点での横収差の図である。図中、実線はｄ線、短い破線はＦ線、長い破線はＣ線に対する値を示している。尚、図２２においては、メリディオナル平面を、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第２レンズ群Ｇ２の光軸とを含む平面としている。
【０２３０】
撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが０．５°だけ傾いた場合の像偏心量は、第２レンズ群Ｇ２全体が光軸と垂直な方向に０．０８０ｍｍだけ平行移動するときの像偏心量に等しい。
【０２３１】
図２２に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、０．５°までの手振れ角に対して、結像特性を低下させることなく十分な手振れ補正を行うことが可能である。また、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、絞りＡと第３レンズＬ３との間の空気間隔が０．９ｍｍに設定され、手振れ補正機能を搭載するのに十分なスペースを確保した上で、沈胴時の光学全長を短くすることができるようにされている。
【０２３２】
本実施の形態におけるズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第６の実施の形態で説明したものを用いることができる。
【０２３３】
以上説明したように、本実施の形態におけるズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、しかも非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好となっている。
【０２３４】
［第８の実施の形態］
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第３の実施の形態のズームレンズにおいて、絞りＡと第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔は一定のままで、第２レンズ群Ｇ２のみが光軸と垂直な方向に平行移動可能となるように構成されたものである。従って、レンズデータ、非球面データ、撮影距離が∞の場合の可変面間隔データは、それぞれ上記（表７）、（表８）、（表９）に示したものと全く同一である。
【０２３５】
フォーカス調整は、上記第３の実施の形態の場合と同様に、第３レンズ群Ｇ３を光軸方向に移動させることによって行われる。
【０２３６】
本実施の形態のズームレンズにおいても、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向に平行移動させることにより、手振れを補正することが可能であり、手振れ補正時の結像特性も良好となる。
【０２３７】
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（２）を満足すると共に、上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１５）あるいは（１５′）を満足するように構成されている。
【０２３８】
尚、本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（１）、（３）〜（７）、（８′）、（９）〜（１２）あるいは上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１２′）を満足するように構成されるのが望ましい。
【０２３９】
本実施の形態におけるズームレンズの基本状態の結像特性は、上記第３の実施の形態における結像特性と全く同一であり、図１０〜図１２に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態におけるズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示す。
【０２４０】
図２３に、本実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図を示す。手振れ補正状態では、第２レンズ群Ｇ２全体を光軸と垂直な方向に０．０７９ｍｍだけ平行移動させている。図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃは、それぞれ基本状態における最大像高の７５％の像点（＋７５％像点）、軸上像点、最大像高の−７５％の像点（−７５％像点）での横収差の図であり、図２３Ｄ、図２３Ｅ、図２３Ｆは、それぞれ手振れ補正状態における＋７５％像点、軸上像点、−７５％像点での横収差の図である。図中、実線はｄ線、短い破線はＦ線、長い破線はＣ線に対する値を示している。尚、図２３においては、メリディオナル平面を、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第２レンズ群Ｇ２の光軸とを含む平面としている。
【０２４１】
撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが０．５°だけ傾いた場合の像偏心量は、第２レンズ群Ｇ２全体が光軸と垂直な方向に０．０７９ｍｍだけ平行移動するときの像偏心量に等しい。
【０２４２】
図２３に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、０．５°までの手振れ角に対して、結像特性を低下させることなく十分な手振れ補正を行うことが可能である。また、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、絞りＡと第３レンズＬ３との間の空気間隔が０．９ｍｍに設定され、手振れ補正機能を搭載するのに十分なスペースを確保した上で、沈胴時の光学全長を短くすることができるようにされている。
【０２４３】
本実施の形態におけるズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第６の実施の形態で説明したものを用いることができる。
【０２４４】
以上説明したように、本実施の形態におけるズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、しかも非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好となっている。
【０２４５】
［第９の実施の形態］
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第４の実施の形態のズームレンズにおいて、絞りＡと第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔は一定のままで、第２レンズ群Ｇ２のみが光軸と垂直な方向に平行移動可能となるように構成されたものである。従って、レンズデータ、非球面データ、撮影距離が∞の場合の可変面間隔データは、それぞれ上記（表１０）、（表１１）、（表１２）に示したものと全く同一である。
【０２４６】
フォーカス調整は、上記第４の実施の形態の場合と同様に、第３レンズ群Ｇ３を光軸方向に移動させることによって行われる。
【０２４７】
本実施の形態のズームレンズにおいても、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向に平行移動させることにより、手振れを補正することが可能であり、手振れ補正時の結像特性も良好となる。
【０２４８】
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（２）を満足すると共に、上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１５）あるいは（１５′）を満足するように構成されている。
【０２４９】
尚、本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（１）、（３）〜（７）、（８′）、（９）〜（１２）あるいは上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１２′）、上記第４の実施の形態で説明した上記条件式（１３）、（１４）を満足するように構成されるのが望ましい。
【０２５０】
本実施の形態におけるズームレンズの基本状態の結像特性は、上記第４の実施の形態における結像特性と全く同一であり、図１４〜図１６に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態におけるズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示す。
【０２５１】
図２４に、本実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図を示す。手振れ補正状態では、第２レンズ群Ｇ２全体を光軸と垂直な方向に０．０８１ｍｍだけ平行移動させている。図２４Ａ、図２４Ｂ、図２４Ｃは、それぞれ基本状態における最大像高の７５％の像点（＋７５％像点）、軸上像点、最大像高の−７５％の像点（−７５％像点）での横収差の図であり、図２４Ｄ、図２４Ｅ、図２４Ｆは、それぞれ手振れ補正状態における＋７５％像点、軸上像点、−７５％像点での横収差の図である。図中、実線はｄ線、短い破線はＦ線、長い破線はＣ線に対する値を示している。尚、図２４においては、メリディオナル平面を、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第２レンズ群Ｇ２の光軸とを含む平面としている。
【０２５２】
撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが０．５°だけ傾いた場合の像偏心量は、第２レンズ群Ｇ２全体が光軸と垂直な方向に０．０８１ｍｍだけ平行移動するときの像偏心量に等しい。
【０２５３】
図２４に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、０．５°までの手振れ角に対して、結像特性を低下させることなく十分な手振れ補正を行うことが可能である。また、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、絞りＡと第３レンズＬ３との間の空気間隔が０．９ｍｍに設定され、手振れ補正機能を搭載するのに十分なスペースを確保した上で、沈胴時の光学全長を短くすることができるようにされている。
【０２５４】
本実施の形態におけるズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第６の実施の形態で説明したものを用いることができる。
【０２５５】
以上説明したように、本実施の形態におけるズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約２．９倍、広角端における画角が６３°で、解像度が高く、しかも非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、歪曲収差が特に良好であり、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好となっている。
【０２５６】
［第１０の実施の形態］
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第５の実施の形態のズームレンズにおいて、絞りＡと第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔は一定のままで、第２レンズ群Ｇ２のみが光軸と垂直な方向に平行移動可能となるように構成されたものである。従って、レンズデータ、非球面データ、撮影距離が∞の場合の可変面間隔データは、それぞれ（表１３）、（表１４）、（表１５）に示したものと全く同一である。
【０２５７】
フォーカス調整は、上記第５の実施の形態の場合と同様に、第３レンズ群Ｇ３を光軸方向に移動させることによって行われる。
【０２５８】
本実施の形態のズームレンズにおいても、第２レンズ群Ｇ２を光軸と垂直な方向に平行移動させることにより、手振れを補正することが可能であり、手振れ補正時の結像特性も良好となる。
【０２５９】
本実施の形態におけるズームレンズは、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（２）を満足すると共に、上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１５）あるいは（１５′）を満足するように構成されている。
【０２６０】
尚、本実施の形態におけるズームレンズは、より良好な光学性能を得るために、上記第２の実施の形態で説明した上記条件式（１）、（３）〜（７）、（８′）、（９）〜（１２）あるいは上記第６の実施の形態で説明した上記条件式（１２′）、上記第４の実施の形態で説明した上記条件式（１３）、（１４）を満足するように構成されるのが望ましい。
【０２６１】
本実施の形態におけるズームレンズの基本状態の結像特性は、上記第５の実施の形態における結像特性と全く同一であり、図１８〜図２０に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態におけるズームレンズは、ズーム位置が変化した場合であっても良好な収差性能を示す。
【０２６２】
図２５に、本実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図を示す。手振れ補正状態では、第２レンズ群Ｇ２全体を光軸と垂直な方向に０．０８１ｍｍだけ平行移動させている。図２５Ａ、図２５Ｂ、図２５Ｃは、それぞれ基本状態における最大像高の７５％の像点（＋７５％像点）、軸上像点、最大像高の−７５％の像点（−７５％像点）での横収差の図であり、図２５Ｄ、図２５Ｅ、図２５Ｆは、それぞれ手振れ補正状態における＋７５％像点、軸上像点、−７５％像点での横収差の図である。図中、実線はｄ線、短い破線はＦ線、長い破線はＣ線に対する値を示している。尚、図２５においては、メリディオナル平面を、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第２レンズ群Ｇ２の光軸とを含む平面としている。
【０２６３】
撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが０．５°だけ傾いた場合の像偏心量は、第２レンズ群Ｇ２全体が光軸と垂直な方向に０．０８１ｍｍだけ平行移動するときの像偏心量に等しい。
【０２６４】
図２５に示す収差性能図から明らかなように、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、０．５°までの手振れ角に対して、結像特性を低下させることなく十分な手振れ補正を行うことが可能である。また、本実施の形態のズームレンズにおいても、上記第６の実施の形態の場合と同様に、絞りＡと第３レンズＬ３との間の空気間隔が０．９ｍｍに設定され、手振れ補正機能を搭載するのに十分なスペースを確保した上で、沈胴時の光学全長を短くすることができるようにされている。
【０２６５】
本実施の形態におけるズームレンズを電子スチルカメラに搭載する場合、固体撮像素子としては、上記第６の実施の形態で説明したものを用いることができる。
【０２６６】
以上説明したように、本実施の形態におけるズームレンズは、撮影距離が∞の場合のズーム比が約２．９倍、広角端における画角が６３°で、解像度が高く、しかも非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度が低く、歪曲収差が特に良好であり、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好となっている。
【０２６７】
下記（表１７）に、以上説明した第６〜第１０の実施の形態のズームレンズに関する上記条件式（１５）の数値を示す。
【０２６８】
【表１７】
2003085440.tif 000093
【０２６９】
尚、上記第６〜第１０の実施の形態におけるズームレンズは、基本状態ではそれぞれ上記第１〜第５の実施の形態におけるズームレンズと同一であるので、基本状態における条件式の数値は上記（表１６）を参照すればよい。
【０２７０】
また、上記第６〜第１０の実施の形態においては、そこで示したズームレンズが、いずれも約３００万画素の固体撮像素子に対応できる解像度を有することを説明したが、レンズ素子、鏡筒部品の加工誤差を小さくし、組み立て誤差を小さくすることができれば、記録画面サイズがほぼ同じで、記録画素数が約４００万画素の固体撮像素子に対応できる解像度を有するようにすることもできる。約４００万画素の固体撮像素子の具体的な寸法は、記録画素数が水平２３０４×垂直１７２８（約４００万画素）、画素ピッチが水平２．５μｍ×垂直２．５μｍ、記録画面サイズが水平５．７６ｍｍ×垂直４．３２ｍｍ（対角７．２ｍｍ）である。
【０２７１】
［第１１の実施の形態］
図２６は本発明の第１１の実施の形態における電子スチルカメラを示す概略構成図である。
【０２７２】
図２６において、１２はズームレンズ、１４は固体撮像素子、１５は液晶モニタ、１８は第１レンズ群、１９は絞り、２０は第２レンズ群、２１は第３レンズ群である。
【０２７３】
筐体１１の前側にはズームレンズ１２が配置され、ズームレンズ１２の後側には、物体側から像面側に向かって順に、光学ローパスフィルタ１３と、固体撮像素子１４とが配置されている。筐体１１の後側には液晶モニタ１５が配置され、固体撮像素子１４と液晶モニタ１５とは近接している。
【０２７４】
光学ローパスフィルタ１３は、物体側から像面側に向かって順に配置された、第１水晶板と、第２水晶板と、第３水晶板とが透明接着剤によって互いに接合された構成となっている。３枚の水晶板は平行平板であり、各水晶板の光学軸はいずれも光軸に対して４５°傾斜している。また、各水晶板の光学軸を固体撮像素子１４の撮像面１６に射影した方向は、ズームレンズ１２側から見て、第１水晶板については画面水平方向から左回りに４５°回転した方向、第２水晶板については画面水平方向から右回りに４５°回転した方向、第３水晶板については画面水平方向となっている。光学ローパスフィルタ１３は、固体撮像素子１４の画素構造に起因するモアレなどの誤信号の発生を防止するものである。光学ローパスフィルタ１３の物体側の面には、赤外光を反射し、可視光を透過させる光学多層膜が蒸着されている。
【０２７５】
固体撮像素子１４は、記録画素数が水平２０４８×垂直１５３６（約３００万画素）、画素ピッチが水平２．８μｍ×垂直２．８μｍ、記録画面サイズが水平５．７３４４ｍｍ×垂直４．３００８ｍｍであり、各画素には微小正レンズが設けられている。固体撮像素子１４の物体側にはカバーガラス１７が設けられている。ズームレンズ１２による被写体の像は撮像面１６に形成される。
【０２７６】
本実施の形態においては、ズームレンズ１２として、上記第１の実施の形態で説明したズームレンズ（図１）が用いられている。ズームレンズ１２は、物体側から像面側に向かって順に配置された、第１レンズ群１８と、絞り１９と、第２レンズ群２０と、第３レンズ群２１とにより構成されている。
【０２７７】
鏡筒は、移動鏡筒２２と、第１の円筒カム２３と、主鏡筒２４と、第２の円筒カム２５と、第２レンズ群枠２６と、第３レンズ群枠２７とにより構成されている。第１レンズ群１８は、移動鏡筒２２に取り付けられている。移動鏡筒２２は、第１の円筒カム２３を介して主鏡筒２４に組み込まれている。第１の円筒カム２３の内壁には第２レンズ群枠２６が固定されており、第２レンズ群枠２６には、絞り１９と第２レンズ群２０が取り付けられている。また、第３レンズ群２１は、第３レンズ群枠２７に取り付けられている。そして、主鏡筒２４の外側に取り付けられた第２の円筒カム２５を回転させることにより、第１の円筒カム２３が回転しながら光軸方向に移動し、この第１の円筒カム２３の回転動作によって、移動鏡筒２２及び第２レンズ群枠２６が光軸方向に移動する。このように、第２の円筒カム２５を回転させることにより、第１レンズ群１８及び第２レンズ群２０が固体撮像素子１４を基準とした所定の位置に移動するので、広角端から望遠端までのズーミングを行うことができる。撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群１８は、像面側に後退した後、物体側に出て行き、第２レンズ群２０は、像面側から物体側に単調に移動する。
【０２７８】
第３レンズ群枠２７は、フォーカス調整用のモータによって光軸方向に移動可能となっている。そして、このモータによって第３レンズ群２１を光軸方向に移動させながら撮影画像の高周波成分がピークとなる位置を検出し、その位置に第３レンズ群２１を移動させることにより、オートフォーカス調整を行うことができる。撮影距離が∞の場合の広角端から望遠端へのズーミングに際して、第３レンズ群２１は、像面側に後退した後、物体側に出て行く。
【０２７９】
非使用時に第１レンズ群１８、第２レンズ群２０、第３レンズ群２１をすべて固体撮像素子１４側に寄せる沈胴構成にすれば、ズームレンズの非使用時（沈胴時）に光学全長を短くすることができる。第１レンズ群１８及び第２レンズ群２０を固体撮像素子１４側に寄せる機構は、第１及び第２の円筒カム２３、２５のカム溝を延ばすことによって実現可能である。
【０２８０】
以上により、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、非使用時の奥行が薄い電子スチルカメラを実現することができる。
【０２８１】
尚、図２６に示した電子スチルカメラにおいては、上記第１の実施の形態のズームレンズが用いられているが、上記第１の実施の形態のズームレンズの代わりに上記第２〜第５の実施の形態のズームレンズを用いることもできる。
【０２８２】
また、図２６に示した電子スチルカメラの光学系は、動画を対象としたビデオカメラに用いることもできる。この場合には、動画だけでなく、解像度の高い静止画像を撮影することができる。
【０２８３】
［第１２の実施の形態］
図２７は本発明の第１２の実施の形態における電子スチルカメラの要部を示す概略構成図である。図２７に示した電子スチルカメラは、図２６に示した電子スチルカメラにおいて、固体撮像素子１４がズームレンズ１２に対して傾斜して構成されたものである。本実施の形態においては、ズームレンズ１２として、上記第２の実施の形態で説明したズームレンズ（図５）が用いられている。尚、上記第１１の実施の形態の電子スチルカメラと同じ構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０２８４】
図２７に示すように、固体撮像素子１４には、取り付け板３１が取り付けられている。取り付け板３１には周辺部の３箇所に穴が穿設され、主鏡筒２４の端面には取り付け板３１の３箇所の穴に対応する３つのビス穴が螺設されている。主鏡筒２４の３つのビス穴のうちの２つのビス穴の近傍には２つの穴が穿設され、その２つの穴にはそれぞれバネ３５が挿入されている。そして、３本のビス３２（１本のビスは図示せず）が取り付け板３１の３つの穴を貫通し、主鏡筒２４の３つのビス穴に螺着されることにより、取り付け板３１が主鏡筒２４に取り付けられている。このとき、バネ３５が取り付け板３１を押すように作用するので、バネ３５の近傍のビス３２を回すことにより、固体撮像素子１４の傾斜角と傾斜方位を自由に調整することができる。そして、固体撮像素子１４の傾斜角と傾斜方位を調整した後に、３本のビス３２を接着剤で固定すれば、ズームレンズ１２に対する固体撮像素子１４の位置、姿勢を安定に保持することができる。
【０２８５】
ズームレンズ１２の各レンズ面が偏心している場合に、固体撮像素子１４をその撮像面１６がズームレンズ１２の光軸と垂直となるように取り付けると、撮像面１６の一部の領域で結像特性が良好でない場合がある。しかし、上記のような構成を採用し、固体撮像素子１４の傾斜角と傾斜方位を適切に調整すれば、撮像面１６に生じていた結像特性の良好でない領域の結像特性を改善することができる。
【０２８６】
固体撮像素子１４の傾斜角範囲は１°程度にするとよい。そして、実際に広角端から望遠端までのいくつかのズーム位置で撮影し、固体撮像素子１４からの出力信号から結像特性の良好でない領域を探し、次いで、出力信号を見ながら、２つのバネ３５の近傍にある２本のビスを回して、結像特性の良好でない領域の結像特性が良好となるように、固体撮像素子１４の傾斜角と傾斜方位の調整を行うとよい。
【０２８７】
以上説明したように、本実施の形態における電子スチルカメラの構成によれば、ズームレンズの各レンズ面が偏心している場合であっても、固体撮像素子を傾斜させることによって固体撮像素子の撮像面上の結像特性を良好なものとすることができるので、撮影画像の結像特性が全領域で良好な電子スチルカメラを実現することができる。
【０２８８】
尚、図２７に示した電子スチルカメラにおいては、上記第２の実施の形態のズームレンズが用いられているが、上記第２の実施の形態のズームレンズの代わりに上記第１、第３〜第５の実施の形態のズームレンズを用いることもできる。
【０２８９】
［第１３の実施の形態］
図２８は本発明の第１３の実施の形態における電子スチルカメラを示す概略構成図である。図２８に示した電子スチルカメラは、図２６に示した電子スチルカメラにおいて、ズームレンズ１２を手振れ補正機能付きのズームレンズ４０に変えたものであり、このズームレンズ４０としては、上記第６の実施の形態で説明したズームレンズが用いられている。尚、本実施の形態の電子スチルカメラは、ズームレンズの鏡筒の構成が一部異なることを除けば、上記第１１の実施の形態の電子スチルカメラと同一であるため、上記第１１の実施の形態の電子スチルカメラと同じ構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０２９０】
図２８に示すように、第２レンズ群２０を構成する４枚のレンズは第２レンズ群枠４１に取り付けられており、この第２レンズ群枠４１は、絞り１９が取り付けられる部材４２に対して光軸と垂直な方向に平行移動可能となっている。
【０２９１】
手振れによってズームレンズ４０が傾斜した場合には、画面水平方向移動用アクチュエータと画面垂直方向移動用アクチュエータとによって第２レンズ群２０を所定量だけ平行移動させることにより、手振れ補正を行うことができる。例えば、手振れによってズームレンズがその物体側が下がるように傾斜した場合には、画面垂直方向に平行移動するアクチュエータによって第２レンズ群２０を上方に所定量だけ平行移動させることにより、手振れ補正を行うことができる。手振れ補正を行うためには、ズームレンズの画面水平方向の手振れ角、画面垂直方向の手振れ角、レンズ系全体の合成焦点距離、第２レンズ群２０の倍率、及び第３レンズ群２１の倍率を検出する手段が必要であるが、２種類の手振れ角の検出には２つの角速度センサ（手振れ検出手段）を、レンズ系全体の合成焦点距離、第２レンズ群２０の倍率及び第３レンズ群２１の倍率の検出には第２レンズ群２０及び第３レンズ群２１の固体撮像素子１４を基準とした位置を求める位置検出センサをそれぞれ用いることができる。この場合、センサからの出力を元にして２方向の手振れ角、レンズ系全体の合成焦点距離、第２レンズ群２０の倍率、及び第３レンズ群２１の倍率をマイコンによって計算し、必要な制御信号を発生させて、その制御信号をアクチュエータに入力すればよい。
【０２９２】
以上により、撮影距離が∞の場合のズーム比が約３．０倍、広角端における画角が約６６°で、解像度が高く、しかも非使用時の奥行が薄く、さらに手振れ補正機能が搭載され、手振れ補正時の結像特性も良好な電子スチルカメラを実現することができる。
【０２９３】
以上に説明した電子スチルカメラには、固体撮像素子の中央部に形成される画像を信号処理回路によって画面全体に拡大する電子ズーム手段としての電子ズーム機能を搭載することもでき、電子ズーム機能を用いる場合には、以下に説明するように、手振れ補正機能による効果が顕著に得られる。
【０２９４】
手振れによってズームレンズが傾斜した場合の手振れぼけの程度は、固体撮像素子の記録画面領域の対角長に対する像偏心量の比（像偏心量比）を用いて評価することができる。この比は、撮影画像の信号からどのような大きさで印刷しても一定である。電子ズーム機能を用いない場合の撮影画像の対角長は、固体撮像素子の有効領域の対角長と一致するが、電子ズーム機能を用いる場合の撮影画像の対角長は、固体撮像素子の対角長よりも小さくなる。従って、像偏心量が一定の場合には、電子ズーム機能を用いると、像偏心量比が大きくなって、手振れぼけの程度が大きくなる。
【０２９５】
手振れ補正機能を用いると、像偏心量が非常に小さくなるので、電子ズーム機能を用いても、像偏心量比が小さくなって、手振れぼけが大幅に改善される。
【０２９６】
図２８に示した電子スチルカメラにおいては、第２レンズ群２０の平行移動量が同一であっても、第２レンズ群２０の方位によって結像特性に差が生じることがある。この場合には、固体撮像素子１４の傾斜角と傾斜方位を調整することにより、結像特性の差を小さくすることができる。
【０２９７】
尚、図２８に示した電子スチルカメラにおいては、上記第６の実施の形態のズームレンズが用いられているが、上記第６の実施の形態のズームレンズの代わりに上記第７〜第１０の実施の形態のズームレンズを用いることもできる。
【０２９８】
また、固体撮像素子１４としては、上記した約３００万画素の固体撮像素子の代わりに、記録画素数が水平２３０４×垂直１７２８（約４００万画素）、画素ピッチが水平２．５μｍ×垂直２．５μｍ、記録画面サイズが水平５．７６ｍｍ×垂直４．３２ｍｍ（対角７．２ｍｍ）の固体撮像素子を用いることもできる。
【０２９９】
また、図２８に示した電子スチルカメラの光学系は、動画を対象としたビデオカメラに用いることもできる。この場合には、動画だけでなく、解像度の高い静止画像を撮影することができる。
【産業上の利用可能性】
【０３００】
以上のように、本発明によれば、撮影距離が∞の場合のズーム比が２.５倍〜３.２倍、広角端における画角が６０°〜７０°で、解像度が高く、非使用時の光学全長が短く、偏心敏感度の低いズームレンズ、さらには手振れ補正機能を搭載したズームレンズを実現することができる。従って、これらのズームレンズは、解像度が高く、非使用時の奥行が薄い電子スチルカメラ、さらには手振れ補正機能を搭載した電子スチルカメラに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０３０１】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるズームレンズの広角端の場合の収差性能図
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるズームレンズの中間位置の場合の収差性能図
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の場合の収差性能図
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるズームレンズの広角端の場合の収差性能図
【図７】本発明の第２の実施の形態におけるズームレンズの中間位置の場合の収差性能図
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の場合の収差性能図
【図９】本発明の第３の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図
【図１０】本発明の第３の実施の形態におけるズームレンズの広角端の場合の収差性能図
【図１１】本発明の第３の実施の形態におけるズームレンズの中間位置の場合の収差性能図
【図１２】本発明の第３の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の場合の収差性能図
【図１３】本発明の第４の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図
【図１４】本発明の第４の実施の形態におけるズームレンズの広角端の場合の収差性能図
【図１５】本発明の第４の実施の形態におけるズームレンズの中間位置の場合の収差性能図
【図１６】本発明の第４の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の場合の収差性能図
【図１７】本発明の第５の実施の形態におけるズームレンズの構成を示す配置図
【図１８】本発明の第５の実施の形態におけるズームレンズの広角端の場合の収差性能図
【図１９】本発明の第５の実施の形態におけるズームレンズの中間位置の場合の収差性能図
【図２０】本発明の第５の実施の形態におけるズームレンズの望遠端の場合の収差性能図
【図２１】本発明の第６の実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図
【図２２】本発明の第７の実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図
【図２３】本発明の第８の実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図
【図２４】本発明の第９の実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図
【図２５】本発明の第１０の実施の形態におけるズームレンズの、撮影距離が∞で絞り開放の時の望遠端における基本状態の収差性能図と手振れ補正状態の収差性能図
【図２６】本発明の第１１の実施の形態における電子スチルカメラを示す概略構成図
【図２７】本発明の第１２の実施の形態における電子スチルカメラの要部を示す概略構成図
【図２８】本発明の第１３の実施の形態における電子スチルカメラを示す概略構成図
【国際調査報告】
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