(57)【要約】【課題】高変倍比、広画角で、高解像力の結像性能を有し、小型化および省資源化に対応可能なズームレンズであって、しかも化学的に安定で且つ有害物質を含まない光学ガラスで構成することができる。【解決手段】正の屈折力を有する第１群光学系Ｇ１と、負の屈折力を有する第２群光学系Ｇ２と、正の屈折力を有する第３群光学系Ｇ３とを、物体側から像面側に向かって順次配置してなり、短焦点距離端において第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２との間隔が最小となり、長焦点距離端において第２群光学系Ｇ２と第３群光学系Ｇ３との間隔が最小となるように、少なくとも第１群光学系Ｇ１と第３群光学系Ｇ３とを移動させる。第３群光学系Ｇ３に、負レンズＥ８、正レンズＥ９そして負レンズＥ１０からなる３枚接合レンズを有する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正の屈折力を有する第１群光学系と、負の屈折力を有する第２群光学系と、正の屈折力を有する第３群光学系とを、物体側から像面側に向かって順次配置するとともに、前記第３群光学系の物体側に前記第３群光学系と一体的に移動する絞りを有し、短焦点距離端と長焦点距離端との間での変倍に伴って、短焦点距離端にて前記第１群光学系と前記第２群光学系との間隔が最小となり、長焦点距離端にて前記第２群光学系と前記第３群光学系との間隔が最小となるよう、少なくとも前記第１群光学系と前記第３群光学系とを移動させるズームレンズにおいて、
前記第３群光学系が、負レンズと、正レンズと、負レンズとを順次配置して接合してなる３枚接合レンズを含む
ことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第１群光学系が、短焦点距離端と長焦点距離端との間での中間焦点距離状態を経ての変倍動作に伴って像面側に凸形状をなして移動することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第１群光学系が、短焦点距離端および長焦点距離端以外の中間焦点距離において、最も像面に近い位置へ移動することを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第３群光学系の前記３枚接合レンズの最も物体側の負レンズが、像面側に強い凹面を向けて形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
全変倍域における前記第１群光学系と前記第２群光学系との群間隔の変化量をＫ１２、短焦点距離端での全系の合成焦点距離をｆｗ、そして長焦点距離端での全系の合成焦点距離をｆｔとすると、条件式：
０．６＜Ｋ１２／（ｆｗ＋ｆｔ）＜１．２  （１）
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第３群光学系の前記３枚接合レンズのうちの正レンズの屈折率をＮｐ、前記第３群光学系の前記３枚接合レンズのうちの２枚の負レンズの屈折率の平均をＮｎ、前記第３群光学系の前記３枚接合レンズのうちの正レンズのアッベ数をνｐ、そして前記第３群光学系の前記３枚接合レンズのうちの２枚の負レンズのアッベ数の平均をνｎとすると、条件式：
−０．２２＜Ｎｐ−Ｎｎ＜０    （２）
３＜νｐ−νｎ＜３６        （３）
を満足することを特徴とする請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第３群光学系が、前記３枚接合レンズの物体側および像面側に少なくとも１枚の正レンズをさらに有することを特徴とする請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記３枚接合レンズの物体側および像面側に配置された正レンズのうちの少なくとも１枚の正レンズが、非球面を有していることを特徴とする請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記第１群光学系および前記第２群光学系の各々が、正レンズと負レンズを少なくとも１枚ずつ含んでいることを特徴とする請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
撮影用光学系として、請求項１〜請求項９のうちのいずれか１項のズームレンズを使用していることを特徴とするカメラ。
【請求項１１】
前記カメラが、撮影画像をディジタル情報とする機能を含むディジタルカメラであることを特徴とする請求項１０に記載のカメラ。
【請求項１２】
カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項１〜請求項９のうちのいずれか１項のズームレンズを使用していることを特徴とする携帯情報端末装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラおよびスティルビデオカメラに好適なコンパクトなズームレンズ、並びに前記ズームレンズを撮影用光学系として使用したカメラおよび前記ズームレンズをカメラ機能部の撮影用光学系として使用した携帯情報端末装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラやスティルビデオカメラに搭載されるズームレンズは、近年では、高変倍比化、広画角化および、高解像力化などの要求が高くなるとともに、小型化、軽量化および低コスト化に対応するため、レンズ全長およびレンズ外径の短縮と、構成枚数の低減とが必須となっている。
このようなズームレンズとして、物体側から、順次、正の屈折力を有する第１群光学系と、負の屈折力を有する第２群光学系と、正の屈折力を有する第３群光学系とが配置されてなり、短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に伴って、前記第１群光学系と前記第２群光学系との間隔を増大させ、且つ前記第２群光学系と前記第３群光学系との間隔を減小させることによって変倍動作を行うズームタイプの構成が提案されている。
このようなズームタイプの構成されたものであって、変倍比が３倍を超えるものが、次の特許文献１、特許文献２および特許文献３にて提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２７５５２６号公報
【特許文献２】
特開平１１−２４２１５７号公報
【特許文献３】
特許第２８９９０１９号公報
また変倍比が１０倍に近い高変倍を達成しているものとして、例えば次の特許文献４に記載されたものがある。
【０００４】
【特許文献４】
特開平１１−１０９２３４号公報
これら特許文献１〜特許文献４の構成は、何れも、短焦点距離端の半画角が３０°前後と狭く、広画角化の要求には充分に対応できていなかった。
さらに、短焦点距離端の半画角が３７°前後と比較的広画角に対応する構成についても例えば、次の特許文献５も開示されている。
【０００５】
【特許文献５】
特開平１１−６９５８号公報
しかしながら、この特許文献５等に示された構成においては、Ｆ値（Ｆナンバ）が短焦点距離端でＦ４．１、長焦点距離端でＦ５．８となり、レンズが暗くなってしまう。このように暗いレンズでは、ＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等の撮像素子の高密度化に伴い１画素のサイズが小さくなると、高周波数領域において大幅に性能劣化が発生してしまうため、高密度化への要求には、充分に対応することができない。
また、短焦点距離端の画角が４５°以上の広画角に対応するものとして、例えば特許文献６に記載されたものがある。
【０００６】
【特許文献６】
特開２００２−０７２０８８号公報
しかしながら、この特許文献６に示された構成では、変倍比は２倍以下であり、高変倍化の要求には充分に対応することはできない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、３倍を超える高変倍比でありながら、短焦点距離端の半画角が３８°以上と広画角で、その上３００万画素以上の高密度の撮像素子に対応可能な高解像力の結像性能を有し、レンズ全長およびレンズ外径が非常に小さく、レンズの構成枚数も１０枚程度と少なくすることができて省資源化に対応することが可能で、しかも全てのレンズを化学的に安定で且つ鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスで構成することができて、材料のリサイクル化をも可能とし、加工時の廃液による水質汚染等のおそれもない地球環境を考慮したズームレンズ、並びにそのズームレンズを用いるカメラおよび携帯情報端末装置を提供することを目的としている。
そして、本発明の請求項１の目的は、特に、広画角化に伴って発生する軸上および軸外の倍率の色収差補正に大きな効果が得られるズームレンズを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の請求項２の目的は、特に、第２群光学系の移動により、主に変倍を行ない、且つその他の群の移動により、変倍および変倍に伴う像面位置の変動の補正を行なって、良好なレンズ性能を得ることが可能なズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、第１群光学系が、変倍に伴う像面位置変動の補正を行なって、良好なレンズ性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、比較的簡単な構成で、不要な収差の発生を抑え、且つ主に球面収差およびコマ収差を効果的に補正し得るズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、小型化を実現して、しかも各群光学系における収差の発生および偏心等の製造誤差による性能劣化を効果的に抑制し得るズームレンズを提供することにある。
【０００９】
本発明の請求項６の目的は、特に、良好な色収差補正を実現し得るズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項７の目的は、特に、第３群光学系における各レンズ面における収差の発生を抑え、且つ偏心等の製造誤差による性能劣化も小さく抑えることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、特に、第３群光学系の全長を効果的に短縮することを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項９の目的は、特に、適切に収差補正を行なってしかも小型化を達成し得るズームレンズを提供することにある。
さらに、本発明の請求項１０の目的は、特に、コンパクトで、高変倍、高画質および省電力を実現し得るカメラを提供することにある。
本発明の請求項１１の目的は、特に、非常にコンパクトで、高変倍および高画質を実現し得るカメラを提供することにある。
また、本発明の請求項１２の目的は、特に、非常に小型で、しかも高品質な記録データを得ることを可能とする携帯情報端末装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明に係るズームレンズは、上述した目的を達成するために、
正の屈折力を有する第１群光学系と、負の屈折力を有する第２群光学系と、正の屈折力を有する第３群光学系とを、物体側から像面側に向かって順次配置するとともに、前記第３群光学系の物体側に前記第３群光学系と一体的に移動する絞りを有し、短焦点距離端と長焦点距離端との間での変倍に伴って、短焦点距離端にて前記第１群光学系と前記第２群光学系との間隔が最小となり、長焦点距離端にて前記第２群光学系と前記第３群光学系との間隔が最小となるよう、少なくとも前記第１群光学系と前記第３群光学系とを移動させるズームレンズにおいて、前記第３群光学系が、負レンズと、正レンズと、負レンズとを順次配置して接合してなる３枚接合レンズを含むことを特徴としている。
また、請求項２に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、前記第１群光学系が、短焦点距離端と長焦点距離端との間での中間焦点距離状態を経ての変倍動作に伴って像面側に凸形状をなして移動することを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項２のズームレンズにおいて、前記第１群光学系が、短焦点距離端および長焦点距離端以外の中間焦点距離において、最も像面に近い位置へ移動することを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記第３群光学系の前記３枚接合レンズの最も物体側の負レンズが、像面側に強い凹面を向けて形成されていることを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、全変倍域における前記第１群光学系と前記第２群光学系との群間隔の変化量をＫ１２、短焦点距離端での全系の合成焦点距離をｆｗ、そして長焦点距離端での全系の合成焦点距離をｆｔとすると、条件式：
０．６＜Ｋ１２／（ｆｗ＋ｆｔ）＜１．２  （１）
を満足することを特徴としている。
【００１２】
請求項６に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記第３群光学系の前記３枚接合レンズのうちの正レンズの屈折率をＮｐ、前記第３群光学系の前記３枚接合レンズのうちの２枚の負レンズの屈折率の平均をＮｎ、前記第３群光学系の前記３枚接合レンズのうちの正レンズのアッベ数をνｐ、そして前記第３群光学系の前記３枚接合レンズのうちの２枚の負レンズのアッベ数の平均をνｎとすると、条件式：
−０．２２＜Ｎｐ−Ｎｎ＜０    （２）
３＜νｐ−νｎ＜３６        （３）
を満足することを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記第３群光学系が、前記３枚接合レンズの物体側および像面側に少なくとも１枚の正レンズをさらに有することを特徴としている。
【００１３】
請求項８に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項７のズームレンズにおいて、前記３枚接合レンズの物体側および像面側に配置された正レンズのうちの少なくとも１枚の正レンズが、非球面を有していることを特徴としている。
請求項９に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記第１群光学系および前記第２群光学系の各々が、正レンズと負レンズを少なくとも１枚ずつ含んでいることを特徴としている。
請求項１０に記載した本発明に係るカメラは、上述した目的を達成するために、撮影用光学系として、請求項１〜請求項９のうちのいずれか１項のズームレンズを使用していることを特徴としている。
請求項１１に記載した本発明に係るカメラは、請求項１０のカメラにおいて、当該カメラが、撮影画像をディジタル情報とする機能を含むディジタルカメラであることを特徴としている。
請求項１２に記載した本発明に係る携帯情報端末装置は、上述した目的を達成するために、カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項１〜請求項９のうちのいずれか１項のズームレンズを使用していることを特徴としている。
【００１４】
【作用】
すなわち、本発明の請求項１によるズームレンズは、正の屈折力を有する第１群光学系と、負の屈折力を有する第２群光学系と、正の屈折力を有する第３群光学系とを、物体側から像面側に向かって順次配置するとともに、前記第３群光学系の物体側に前記第３群光学系と一体的に移動する絞りを有し、短焦点距離端と長焦点距離端との間での変倍に伴って、短焦点距離端にて前記第１群光学系と前記第２群光学系との間隔が最小となり、長焦点距離端にて前記第２群光学系と前記第３群光学系との間隔が最小となるよう、少なくとも前記第１群光学系と前記第３群光学系とを移動させるズームレンズにおいて、前記第３群光学系が、負レンズと、正レンズと、負レンズとを順次配置して接合してなる３枚接合レンズを含む。
【００１５】
従来の第３群光学系の構成は、正、負、正の屈折力を有する３枚のレンズや正、正、負、正の屈折力を有する４枚のレンズ等を、必要に応じて２枚接合した構成が用いられているが、本発明においては第３群光学系に負、正、負の３枚接合レンズを有することで、絞りからの位置が異なる接合面を配置し、この２つの接合面における軸上と軸外の光線の通り方が異なることを利用して、軸上と軸外の色収差補正をある程度可能となしてある。この効果は、特に広画角化に伴い発生する倍率の色収差補正に顕著な効果を示す。
また、３枚接合レンズとしたことにより、２つの接合面の光軸ずれを小さく抑えられるため、２組の接合レンズとしたものと比較してみると、倍率の色収差補正が良好に行われている。
【００１６】
上記のような構成により、３倍を超える高変倍比でありながら、短焦点距離端の半画角が３８°以上と広画角で、その上３００万画素以上の高密度の撮像素子に対応可能な高解像力の結像性能を実現し、レンズ全長およびレンズ外径を非常に小さくし、レンズの構成枚数も１０枚程度と少なくすることができて省資源化に対応することが可能で、しかも全てのレンズを化学的に安定で且つ鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスで構成することができて、材料のリサイクル化をも可能とし、加工時の廃液による水質汚染等のおそれもなく、特に、広画角化に伴って発生する倍率の色収差補正に大きな効果を得ることができる。
また、本発明の請求項２によるズームレンズは、請求項１のズームレンズにおいて、前記第１群光学系が、短焦点距離端と長焦点距離端との間での中間焦点距離状態を経ての変倍動作に伴って像面側に凸形状をなして移動する。
このような構成により、特に、第２群光学系の移動により、主に変倍を行ない、且つその他の群の移動により、変倍および変倍に伴う像面位置の変動の補正を行なって、良好なレンズ性能を得ることが可能となる。
【００１７】
本発明の請求項３によるズームレンズは、請求項２のズームレンズにおいて、前記第１群光学系が、短焦点距離端および長焦点距離端以外の中間焦点距離において、最も像面に近い位置へ移動する。
このような構成により、特に、第１群光学系が、変倍に伴う像面位置変動の補正を行なって、良好なレンズ性能を得ることを可能とする。
本発明の請求項４によるズームレンズは、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記第３群光学系の前記３枚接合レンズの最も物体側の負レンズが、像面側に強い凹面を向けて形成されている。
このように、最も物体側の負レンズの物体側面の屈折力を極力弱くし、比較的簡単な構成で、不要な収差の発生を抑え、且つ像側の強い屈折力で主に球面収差およびコマ収差を効果的に補正することが可能となる。
【００１８】
本発明の請求項５によるズームレンズは、請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記条件式（１）を満足する。
このような構成により、特に、小型化を実現して、しかも各群光学系における収差の発生および偏心等の製造誤差による性能劣化を効果的に抑制することが可能となる。
本発明の請求項６によるズームレンズは、請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記条件式（２）および条件式（３）を満足する。
このような構成により、特に、非常に高価な硝材を用いずに、良好な色収差補正を実現することが可能となる。
本発明の請求項７によるズームレンズは、請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記第３群光学系が、前記３枚接合レンズの物体側および像面側に少なくとも１枚の正レンズをさらに有する。
このような構成により、特に、第３群光学系における屈折力のバランスをとり、１つのレンズ面における収差の発生を抑え、且つ偏心等の製造誤差による性能劣化も小さく抑えることが可能となる。
【００１９】
本発明の請求項８によるズームレンズは、請求項７のズームレンズにおいて、前記３枚接合レンズの物体側および像面側に配置された正レンズのうちの少なくとも１枚の正レンズが、非球面を有している。
このような構成により、特に、第３群光学系の全長を効果的に短縮することが可能となると共に、主に球面収差やコマ収差や非点収差の補正に効果がある。
本発明の請求項９によるズームレンズは、請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記第１群光学系および前記第２群光学系の各々が、正レンズと負レンズを少なくとも１枚ずつ含んでいる。
このような構成により、特に、適切に収差補正を行なってしかも小型化、低コスト化を達成することが可能となる。    また、本発明の請求項１０によるカメラは、撮影用光学系として、請求項１〜請求項９のうちのいずれか１項のズームレンズを使用する。
【００２０】
このような構成により、３倍を超える高変倍比でありながら、短焦点距離端の半画角が３８°以上と広画角で、その上３００万画素以上の高密度の撮像素子に対応可能な高解像力の結像性能を実現し、レンズ全長およびレンズ外径を非常に小さくし、レンズの構成枚数も１０枚程度と少なくすることができて省資源化に対応することが可能で、しかも全てのレンズを化学的に安定で且つ鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスで構成することができて、材料のリサイクル化をも可能とし、加工時の廃液による水質汚染等のおそれもなく、特に、コンパクトで、高変倍、高画質および省電力を達成することが可能となカメラが提供可能となる。
本発明の請求項１１によるカメラは、請求項１０のカメラにおいて、当該カメラが、撮影画像をディジタル情報とする機能を含むディジタルカメラである。
【００２１】
このような構成により、特に、非常にコンパクトで、高変倍および高画質を実現することが可能で、従来の銀鉛カメラで得られる画像と同程度以上の品質のプリント写真が得られるディジタルカメラとすることができる。
また、本発明の請求項１２による携帯情報端末装置は、カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項１〜請求項９のうちのいずれか１項のズームレンズを使用する。
このような構成により、３倍を超える高変倍比でありながら、短焦点距離端の半画角が３８°以上と広画角で、その上３００万画素以上の高密度の撮像素子に対応可能な高解像力の結像性能を実現し、レンズ全長およびレンズ外径を非常に小さくし、レンズの構成枚数も１０枚程度と少なくすることができて省資源化に対応することが可能で、しかも全てのレンズを化学的に安定で且つ鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスで構成することができて、材料のリサイクル化をも可能とし、加工時の廃液による水質汚染等のおそれもなく、特に、非常に小型で、しかも高品質な記録データを得ることが可能な携帯情報端末装置とすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態および具体的な数値例を示す実施例に基づき、図面を参照して本発明のズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置を詳細に説明する。本発明の第１の実施の形態は、本発明に係るズームレンズの実施の形態であり、本発明の第２および第３の実施の形態は、第１の実施の形態に示されたようなズームレンズを撮影用光学系として用いた本発明に係るカメラまたは第１の実施の形態に示されたようなズームレンズをカメラ機能部の撮影用光学系として用いた本発明に係る携帯情報端末装置の実施の形態である。
まず、本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの原理的な構成を説明する。なお、この本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの具体的な構成については、後に第１〜第７の実施例として、具体的な数値例を挙げ、且つ図１〜図７に示す光学系構成図および図８〜図１５に示す収差図を参照して、詳細に説明する。
【００２３】
本発明の第１の実施の形態のズームレンズは、正の屈折力を有する第１群光学系と、負の屈折力を有する第２群光学系と、正の屈折力を有する第３群光学系とを、物体側から像面側に向かって順次配置してなり、短焦点距離端において前記第１群光学系と前記第２群光学系との間隔が最小となり、長焦点距離端において前記第２群光学系と前記第３群光学系との間隔が最小となるように、少なくとも前記第１群光学系と前記第３群光学系とを移動させ、前記第３群光学系に、負レンズ、正レンズ、そして負レンズからなる３枚接合レンズを有することを特徴とするズームレンズである（請求項１に対応する）。従来のこのタイプのズームレンズにおける第３群光学系の構成は、正、負、正の屈折力を有する３枚のレンズや正、正、負、正の屈折力を有する４枚のレンズ等を用いて構成し、必要に応じてそのうちの２枚を２枚接合した構成が用いられている。
【００２４】
本発明においては、第３群光学系に負、正、負の３枚接合レンズを有する構成とすることで、絞りからの位置が異なる２つの接合面を配置し、この２つの接合面における軸上と軸外光線の通り方が異なることを利用して、軸上および軸外の色収差補正をある程度個別に補正可能となし得るようにしている。このようにすることは、特に広画角化に伴って発生する倍率の色収差の補正に大きな効果がある。接合面を２面得る方法として、２組の接合レンズを配置することも可能であるが、組付け偏心により、２組の接合レンズの光軸ずれが発生した場合、倍率色収差が非対称に発生して不自然な色滲みが生じる。３枚接合レンズの場合は、２つの接合面の光軸ずれは小さく抑えることが可能であるため、２組の接合レンズと比較しても良好に倍率の色収差を補正することが可能となる。
具体的な各群の移動は、例えば、図１に示す第１の実施例のように、第２群光学系Ｇ２は像面に対して固定されており、第１群光学系Ｇ１が短焦点距離端（Ｗｉｄｅ）から長焦点距離端（Ｔｅｌｅ）に向けて物体側に移動するとともに、第３群光学系Ｇ３は短焦点距離端から長焦点距離端に向けて物体側に移動する。
【００２５】
他の例としては、図２〜図４に示す第２〜第４の実施例のように、第１群光学系Ｇ１が短焦点距離端から中間焦点距離（Ｍｅａｎ）にかけては像面側に向かって移動し、中間焦点距離から長焦点距離端に向けて物体側に移動すると共に、第２群光学系Ｇ２は短焦点距離端から長焦点距離端にかけては物体側向かって移動し、第３群光学系Ｇ３は短焦点距離端から長焦点距離端にかけて物体側に向かって移動する。
また、図５に示す第５の実施例の場合には、第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２の移動は、図２〜図４と同様であるが、第３群光学系Ｇ３が短焦点距離端から中間焦点距離にかけては物体側に向かって移動し、中間焦点距離から長焦点距離端にかけては像面側に向かって移動する。
さらに他の例としては、図６および図７に示す第６および第７の実施例のように、第１群光学系Ｇ１が短焦点距離端から長焦点距離端にかけて物体側に向かって移動するとともに、第２群光学系Ｇ２は短焦点距離端から長焦点距離端にかけて像面側に向かって移動し、第３群光学系Ｇ３は短焦点距離端から長焦点距離端にかけて物体側に向かって移動する。
【００２６】
このようなズームレンズにおいては、第１群光学系Ｇ１は、上述した図１〜図７に示す第１〜第７の実施例の何れの場合でも、像面側に凸形状をなす軌跡を描いて移動することを特徴としている（請求項２に対応する）。また、第２群光学系Ｇ２は、略単調または若干像面側に凸形状をなす軌跡にて移動し、第３群光学系Ｇ３は、略単調または物体側に凸形状をなす軌跡にて移動する。このように各群を移動させることによって、第２群光学系Ｇ２の移動により、主に変倍を行い、その他の群は移動の仕方により、変倍および変倍に伴う像面位置の変動の補正を行う。
また、図２〜図４に示した第２〜第４の実施例のように、第１群光学系Ｇ１が、変倍に伴う像面位置変動の補正を行うために、短焦点距離端と長焦点距離端以外の焦点距離で最も像面に近い位置へ移動するようにしてもよい（請求項３に対応する）。
【００２７】
そして、第３群光学系Ｇ３に配置される負−正−負の３枚接合レンズのうちの最も物体側の負レンズを、が像面側に強い凹面を向けて配置するようにしてもよい（請求項４に対応する）。この最も物体側の負レンズの物体側の面は、可能な限り屈折力を弱くして、不要な収差の発生を抑え、像面側の面によって主として、球面収差およびコマ収差の補正を行なう。
また、望ましくは、全変倍域における第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２との群間隔の変化量をＫ１２、短焦点距離端の全系の合成焦点距離をｆｗ、長焦点距離端の全系の合成焦点距離をｆｔとするときに、条件式（１）を満足するようにする（請求項５に対応する）。
【００２８】
０．６  ＜  Ｋ１２／（ｆｗ＋ｆｔ）  ＜  １．２  （１）
この条件式（１）は、主に変倍のための第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２との間隔の変化量を規定するもので、｛Ｋ１２／（ｆｗ＋ｆｔ）｝が、上限を超えると第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２の変動が大きくなるため、ズームレンズ自体が大型化するとともに、前玉径が大きくなってしまい、小型化を達成できなくなる。一方、｛Ｋ１２／（ｆｗ＋ｆｔ）｝が、下限未満では、第１群光学系Ｇ１および第２群光学系Ｇ２のパワーが強くなりすぎて、各群における収差の発生量が大きくなるとともに、偏心等の製造誤差による性能劣化も大きくなり良好な結像性能が得られなくなる。
さらに、望ましくは、第３群光学系Ｇ３の上述した負−正−負の３枚接合レンズの正レンズの屈折率をＮｐ、第３群光学系Ｇ３の前記３枚接合レンズの負レンズ２枚の屈折率の平均をＮｎ、第３群光学系Ｇ３の前記３枚接合レンズの正レンズのアッベ数をνｐ、第３群光学系Ｇ３の前記３枚接合レンズの負レンズ２枚のアッベ数の平均をνｎとしたとき、条件式（２）および（３）を満足するようにする（請求項６に対応する）。
【００２９】
−０．２２  ＜  Ｎｐ−Ｎｎ  ＜  ０      （２）
３  ＜  νｐ−νｎ  ＜  ３６            （３）
これら条件式（２）および条件式（３）は、良好な色収差補正を行うための条件を与えるもので、｛Ｎｐ−Ｎｎ｝が条件式（２）の下限未満となるか、または｛νｐ−νｎ｝が条件式（３）の上限を超えると、良好な色収差補正能力は得られるが、正レンズの硝子材が非常に高価となってしまう。逆に、｛Ｎｐ−Ｎｎ｝が条件式（２）の上限を超えるか、または｛νｐ−νｎ｝が条件式（３）の下限未満となると、軸上の色収差と他の収差とのバランスを良好に保つことが困難となり、特に長焦点距離端における軸上色収差が大きくなるとともに、物体側の接合面における色収差補正能力が著しく低下する。
【００３０】
また、第３群光学系Ｇ３の前記３枚接合レンズの物体側および像面側にそれぞれ少なくとも１枚の正レンズをさらに設けるようにしてもよい（請求項７に対応する）。前記３枚接合レンズには、強い凹面が２面あるため、これらの負の屈折力に対抗する正の屈折力を配置する必要がある。前記３枚接合レンズの物体側と像面側にそれぞれ正レンズを配置することにより、第３群光学系Ｇ３は、正、負、正、負、正の構成となり、屈折力をバランス良く配置することが可能となるため、１つのレンズ面における収差の発生を効果的に抑えることができるとともに、偏心等の製造誤差による性能劣化も小さく抑えることができる。
さらに、前記３枚接合レンズの物体側および像面側に配置される各少なくとも１枚の正レンズのうちの少なくとも１枚は、非球面を有していることが望ましい（請求項８に対応する）。第３群光学系Ｇ３の前記３枚接合レンズの物体側および像面側に配置した正レンズの少なくとも１面に非球面を形成することによって、第３群光学系Ｇ３の全長を短縮することが可能となる。物体側のレンズに非球面を設けた場合には、非球面が絞りに近い位置に配置されるため、主に球面収差やコマ収差の補正に効果がある。また、像面側の正レンズに非球面を設けた場合には、非球面が絞りから離れた位置に配置されるため、軸上と軸外の光束が分離した位置に配置することができ、主に非点収差の補正に効果がある。
【００３１】
また、第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２とは、正レンズおよび負レンズを少なくとも１枚ずつ有していることがさらに望ましい（請求項９に対応する）。高性能なズームレンズを得るためには、各収差を小さく抑える必要がある。各収差を良好に補正するためには、レンズの構成枚数をある程度増加させ、各レンズでの収差の発生を小さく抑える必要がある。しかしながら、レンズの構成枚数が多くなると、各群が厚くなり、ズームレンズ全体の小型化を達成することができなくなるとともに、機構も複雑となり製造等に係るコストの上昇の要因となる。そこで、本発明に係るズームレンズは、第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２とは、収差補正に最低限必要な正レンズおよび負レンズを少なくとも一枚ずつ有する構成とする。具体的には、第１群光学系Ｇ１は、負、正、正の３枚構成、または、負、正の２枚構成とし、第２群光学系Ｇ２は、負、負、正の３枚構成とする。このように少ないレンズの構成枚数で、結像性能を良好に保つために、さらに、第１群光学系Ｇ１または第２群光学系Ｇ２に非球面を少なくとも１面設けることが望ましい。
【００３２】
上述した（請求項１〜請求項９の）ズームレンズを撮影用ズームレンズとして使用してカメラを構成することができ、それが本発明の第２および第３の実施の形態である（請求項１０に対応する）。本発明の第２の実施の形態に係るカメラは、被写体の像を先に述べた本発明に係るズームレンズを介して記録するものであり、記録媒体としてフィルムを使用するいわゆる銀塩カメラや、ＣＣＤ等を用いた受光撮像素子に結像させ、被写体の情報をディジタル情報として記録する所謂ディジタルカメラやディジタルビデオに適用すること（請求項１１に対応する）で、非常にコンパクトで、高変倍および高画質を得ることができ、しかも省電力のカメラを得ることができる。更に、このようなズームレンズによる被写体の像を受光する受光撮像素子が３００万画素以上を有していることが望ましい。受光撮像素子は、画素数が増加すればそれだけ被写体像の記録密度を向上することが可能となり、３００万画素以上を有することで、本発明のカメラで記録した被写体像をプリンタにより出力しても、従来の銀塩カメラの場合と同程度またはそれ以上の品質の出力画像を得ることができる。
【００３３】
先に述べたズームレンズを使用した本発明の第２の実施の形態に係るディジタルカメラの概念図を図１６に示している。
撮像装置５１は、被写体を光学的に捉え、被写体像を結像させるための撮影用ズーム光学系５２と、この撮影用ズーム光学系５２により結像された被写体像を光電変換するための、例えばＣＣＤ撮像素子のような固体撮像素子５３とを具備してなる。また、必要に応じて、被写体の撮影範囲を視認するためのレンジファインダータイプのファインダ光学系７１を有していても良い。
また、先に述べたズームレンズを使用した本発明の第３の実施の形態に係るディジタルカメラの概念図を図１７に示している。図１７は、一眼レフレックス（一眼レフ）タイプのディジタルカメラの要部構成を示している。
【００３４】
撮像装置５１は、図１６の場合と同様に、被写体を光学的に捉え、被写体像を結像させるための撮影用ズーム光学系５２と、この撮影用ズーム光学系５２により結像された被写体像を光電変換するための、例えばＣＣＤ撮像素子のような固体撮像素子５３とを具備する。この場合、被写体の撮影範囲を視認するために一眼レフレックスタイプのファインダ光学系８１を用いている。すなわち、ファインダ光学系８１は、撮影範囲の視認時には撮影用ズーム光学系５２の被写体像結像光路中に挿入されて光路を反射偏向してファインダ光路に導き且つ撮影時には撮影用ズーム光学系５２の被写体像結像光路から退避する（８２Ａ）可動レフレックスミラー８２、撮影範囲の視認時に被写体像を結像させるフォーカシングスクリーン８３、フォーカシングスクリーン８３の結像状態を観察するための屈曲されたファインダ光路を形成させるペンタプリズム８４およびペンタプリズム８４により導かれたフォーカシングスクリーン８３の像を実像として観察するための接眼レンズ８５を有して構成する。
【００３５】
撮影用ズーム光学系５２は、先に述べた第１の実施の形態に係る各実施例の何れかに相当するズームレンズを用いて構成され、その後方の所定位置には、図示していないフォーカルプレーン形式等のシャッタを介して固体撮像素子５３が配置されている。
これら第２および第３の実施の形態に係るカメラにおける撮像装置５１の制御系の一例の構成を図１８に示す。撮影用ズーム光学系５２は、先に述べた第１の実施の形態に係る各実施例の何れかに相当する撮影ズームレンズ５２ａと該撮影ズームレンズ５２ａを機械的に駆動する機械的駆動機構５２ｂをからなる。機械的駆動機構５２ｂは、例えばオートフォーカス機構、メカニカルシャッタ機構およびズームレンズ群間隔を変更するズーム機構などにより、構成されている。
【００３６】
光学系により導かれた被写体の像は、固体撮像素子５３上に結像され、固体撮像素子５３上に配置されたフィルタ（図示されていない）により色分解された後に、光電変換され、Ｒ（ｒｅｄ〜赤）、Ｇ（ｇｒｅｅｎ〜緑）、Ｂ（ｂｌｕｅ〜青）のアナログ画像信号として出力される。出力されたアナログ信号は、信号処理部５４において、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路）による画像信号のノイズ低減およびオートゲイン制御回路（ＡＧＣ回路）による画像信号レベルの調整などが行われる。信号処理部５４を通った信号は、Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換部５５において、アナログ画像データを最適なサンプリング周波数のディジタル画像データに変換される。
ディジタル化された画像データは、ディジタル信号処理部５６において、ＲおよびＧの各信号のゲイン調整を行うホワイトバランス調整、ディジタル画像データを色差と輝度に分離する処理などの画像処理を含むディジタル信号処理を行なう。ディジタル信号処理部５６でディジタル処理された画像データは、画像メモリ５７に一時的に保存される。
【００３７】
制御部５８は、ＣＰＵ（中央処理部）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）およびＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等を有して構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従って、ＲＡＭを作業領域として、ＣＰＵが動作することにより、システム全体の制御を行う。例えば、機械的駆動機構５２ｂを駆動操作するためのモータドライバ５９は、制御部５８からの制御信号に基づいて動作して、ズーム光学系５２の機械的駆動機構５２ｂの駆動を行う。また、タイミング制御回路６０は、固体撮像素子５３に対する駆動制御信号の生成および信号処理、並びにＡ／Ｄ変換部５５におけるＡ／Ｄ変換のタイミングを制御する。
カメラとして構成する場合には、例えば図１８に示すように撮像装置５１に加えて、例えばフラッシュメモリーカードなどのメディアを使用して、撮影した画像を記録するためのデータ記録部６１を有し、さらに必要に応じてＬＣＤ（液晶表示装置）等により、撮影範囲を表示する表示装置６２などを備える。
【００３８】
また、暗い被写体を撮影するために、さらにストロボ装置６３を具備することも可能であり、光量が不足するような暗い被写体を撮影する場合には、ストロボ装置６３によって被写体を照明することによって、適切な撮影が可能となる。
これらの第２および第３の実施の形態に係り、上述したカメラと同様の機能構成をカメラ機能部として組み込んだ携帯情報端末装置を構成するようにしてもよい。すなわち、カメラ機能部を有する携帯情報端末装置におけるカメラ機能部に先に述べた第１の実施の形態に係るズームレンズを撮影用ズーム光学系として用いるものであり、図１６〜図１８に関連して先に述べたカメラと同等の構成を組み込んで携帯情報端末装置を構成する（請求項１２に対応する）。
携帯情報端末装置は、図１８に示すようなカメラの構成に加えて、カメラで撮影記録した画像データを、例えば通信系を介してパーソナルコンピュータＰＣ等に送信するための通信用インタフェース（Ｉ／Ｆ）６４を有して、カメラ機能部を構成する。
このような携帯情報端末装置においては、上述したカメラを内蔵カメラ機能部として使用することにより、携帯情報端末装置を、著しく小型化することができ、高品質な記録データを得ることができる。
【００３９】
【実施例】
次に、上述した本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値構成を示すいくつかの実施例について詳細に説明する。
本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの実施例としてその具体的な構成および数値例を示す。各実施例において、ズームレンズの収差は充分に補正されており、３００万画素〜５００万画素の受光素子に対応することが可能となっている。この第１の実施の形態のようにズームレンズを構成することで、充分な小型化および広画角化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、各実施例より明らかであろう。
以下の各実施例に関連する説明においては、次のような各種記号を用いている。
【００４０】
Ｒ：  各面の曲率半径
Ｄ：  面間隔
Ｎｄ：  ｄ線に対する屈折率
νｄ：  ｄ線に対するアッベ数
ｆ：  全系の合成焦点距離
Ｆ：  Ｆナンバ
ω：  半画角
ｙ′：  像高
Ｗｉｄｅ：  短焦点距離端
Ｍｅａｎ：  中間焦点距離
Ｔｅｌｅ：  長焦点距離端
また、非球面を定義するために次のような記号を用いる。
【００４１】
Ｙ：  光軸からの高さ
Ｒ：  非球面の近軸曲率半径
Ｋ：  円錐乗数
Ａ４：  ４次の非球面係数
Ａ６：  ６次の非球面係数
Ａ８：  ８次の非球面係数
Ａ１０：  １０次の非球面係数
ＳＱＲＴ：  平方根
すなわち、非球面は、光軸から高さＹにおける非球面の非球面頂点における接平面からの距離Ｘとして、次式であらわす。
【００４２】
【数１】
2004286886.tif 000003
【００４３】
また、以下に述べる数値例においてＥ−ＸＹは、１０−ＸＹを意味している。さらに、以下に説明する収差図については、球面収差において、実線が球面収差、破線が正弦条件をあらわし、非点収差において、実線がサジタル像面、破線がメリディオナル像面をあらわす。また、実線の一方の線はｄ線（５８７．５６ｎｍ）、そして他方の実線はｇ線（４３５．８３ｎｍ）をあらわしている。
【００４４】
〔第１の実施例〕
図１は、本発明の第１の実施例に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図１に示すズームレンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０、第１１レンズＥ１１、絞りＦＡおよび光学フィルタ（カバーガラスを含む）ＯＦを具備している。この場合、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６は、第２群光学系Ｇ２を構成し、第７レンズＥ７〜第１１レンズＥ１１は、第３群光学系Ｇ３を構成しており、それぞれ各レンズ群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各レンズ群毎に一体的に動作する。
また、絞りＦＡは、第３群光学系Ｇ３の物体側に配置されており、第３群光学系Ｇ３と一体的に動作する。図１には、参考のために各光学面の面番号も付して示している。なお、図１に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例とかならずしも共通の構成ではない。
【００４５】
図１において、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、絞りＦＡ、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０、第１１レンズＥ１１および光学フィルタＯＦの順で配列されており、各種の光学フィルタリング機能を有する光学フィルタＯＦの背後に結像される。
第１レンズＥ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＥ２は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズ、そして第３レンズＥ３は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２は、密に接合された２枚接合レンズであって、これら第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３により構成する第１群光学系Ｇ１は、全体として正の焦点距離を呈する。
【００４６】
第４レンズＥ４は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第５レンズＥ５は、両凹レンズからなる負レンズ、そして第６レンズＥ６は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第５レンズＥ５と第６レンズＥ６は、密に接合された２枚接合レンズであって、これら第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として負の焦点距離を呈する。第７レンズＥ７は、両凸レンズからなる正レンズ、第８レンズＥ８は、  物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第９レンズＥ９は、両凸レンズからなる正レンズ、第１０レンズＥ１０は、両凹レンズからなる負レンズ、そして第１１レンズＥ１１は、両凸レンズからなる正レンズであり、第８レンズＥ８〜第１０レンズＥ１０は、密に接合された３枚接合レンズであって、これら第７レンズＥ７〜第１１レンズＥ１１により構成する第３群光学系Ｇ３は、全体として正の焦点距離を呈する。第２群光学系Ｇ２と第３群光学系Ｇ３との間に配置された絞りＦＡは、第３群光学系Ｇ３と一体的に動作し、第３群光学系Ｇ３との間の距離は一定である。
【００４７】
第３群光学系Ｇ３の第１１レンズＥ１１の像面側に配置された光学フィルタＯＦは、ＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子５３のカバーガラスを含んでいてもよく、各種の光学フィルタリング機能を有する。この第１の実施例では、第２群光学系Ｇ２の最も物体側に位置する第４レンズＥ４の物体側の面である第６面および第３群光学系Ｇ３の最も物体側に位置する第７レンズＥ７の物体側の面である第１２面をそれぞれ非球面としている。
広角端、つまり短焦点距離端、と望遠端、つまり長焦点距離端、との間での変倍に伴う各群光学系Ｇ１〜Ｇ３の移動は、図１に示されるように、第２群光学系Ｇ２は、移動せずに像面に対して固定しており、短焦点距離端から長焦点距離端への移動に伴って、第１群光学系Ｇ１が像面側から物体側へ向かって移動し、第３群光学系Ｇ３も像面側から物体側へ向かって移動する。
この第１の実施例においては、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれｆ＝５．９０２〜１７．７０７，Ｆ＝３．３７〜４．４１，ω＝３８．２〜１４．７の範囲で変化する。各光学面および光学素子に関連する光学特性は、次表の通りである。＊の付されたレンズ面は非球面とされていることを示す。
【００４８】
【表１】
〈光学特性〉
2004286886.tif 000004
【００４９】
表１における第６面および第１２面の各光学面が非球面であり、各非球面における先に述べた式（４）に係るパラメータは、次表の通りである。
【００５０】
【表２】
〈非球面係数〉
2004286886.tif 000005
第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２との間の間隔ｄ１、第２群光学系Ｇ２と絞りＦＡとの間の間隔ｄ２、そして第３群光学系Ｇ３と光学フィルタＯＦとの間の間隔ｄ３は、可変であり、これら可変間隔ｄ１、ｄ２およびｄ３は、ズーミングに伴って、全系の焦点距離ｆに対応して次表のように変化させられる。
【００５１】
【表３】
〈可変間隔〉
2004286886.tif 000006
また、この第１の実施例における先に述べた本発明の各条件式（１）〜（３）に係るパラメータの値は、次表の通りとなり、各条件式の範囲内である。
【００５２】
【表４】
〈条件式のパラメータ値〉
2004286886.tif 000007
この第１の実施例における収差図を図８に示している。
【００５３】
〔第２の実施例〕
図２は、本発明の第２の実施例に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図２に示すズームレンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０、第１１レンズＥ１１、絞りＦＡおよび光学フィルタ（カバーガラスを含む）ＯＦを具備している。この場合、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６は、第２群光学系Ｇ２を構成し、第７レンズＥ７〜第１１レンズＥ１１は、第３群光学系Ｇ３を構成しており、それぞれ各レンズ群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各レンズ群毎に一体的に動作する。また、絞りＦＡは、第３群光学系Ｇ３の物体側に配置されており、第３群光学系Ｇ３と一体的に動作する。図２には、各光学面の面番号も付して示している。
なお、図２に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例とかならずしも共通の構成ではない。
【００５４】
図２において、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、絞りＦＡ、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０、第１１レンズＥ１１および光学フィルタＯＦの順で配列されており、各種の光学フィルタリング機能を有する光学フィルタＯＦの背後に結像される。
第１レンズＥ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＥ２は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズ、そして第３レンズＥ３は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２は、密に接合された２枚接合レンズであって、これら第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３により構成する第１群光学系Ｇ１は、全体として正の焦点距離を呈する。
【００５５】
第４レンズＥ４は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第５レンズＥ５は、両凹レンズからなる負レンズ、そして第６レンズＥ６は、両凸レンズからなる正レンズであり、第５レンズＥ５と第６レンズＥ６は、密に接合された２枚接合レンズであって、これら第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として負の焦点距離を呈する。第７レンズＥ７は、両凸レンズからなる正レンズ、第８レンズＥ８は、  両凹レンズからなる負レンズ、第９レンズＥ９は、両凸レンズからなる正レンズ、第１０レンズＥ１０は、両凹レンズからなる負レンズ、そして第１１レンズＥ１１は、両凸レンズからなる正レンズであり、第８レンズＥ８〜第１０レンズＥ１０は、密に接合された３枚接合レンズであって、これら第７レンズＥ７〜第１１レンズＥ１１により構成する第３群光学系Ｇ３は、全体として正の焦点距離を呈する。第２群光学系Ｇ２と第３群光学系Ｇ３との間に配置された絞りＦＡは、第３群光学系Ｇ３と一体的に動作し、第３群光学系Ｇ３との間の距離は一定である。第３群光学系Ｇ３の第１１レンズＥ１１の像面側に配置された光学フィルタＯＦは、ＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子５３のカバーガラスを含んでいてもよく、各種の光学フィルタリング機能を有する。
【００５６】
この第２の実施例では、第１群光学系Ｇ１の最も像面側に位置する第３レンズＥ３の像面側の面である第５面、第３群光学系Ｇ３の最も物体側に位置する第７レンズＥ７の物体側の面である第１２面および第３群光学系Ｇ３の最も像面側に位置する第１１レンズＥ１１の物体側の面である第１８面をそれぞれ非球面としている。
広角端、つまり短焦点距離端、と望遠端、つまり長焦点距離端、との間での変倍に伴う各群光学系Ｇ１〜Ｇ３の移動は、図２に示されるように、第１群光学系Ｇ１が、短焦点距離端から中間焦点距離への移動に伴って物体側から像面側へ向かって移動し、且つ中間焦点距離から長焦点距離端への移動に伴って像面側から物体側に向かって移動するとともに、短焦点距離端から長焦点距離端への移動に伴って、第２群光学系Ｇ２は、物体側から像面側へ向かって移動し、第３群光学系Ｇ３は像面側から物体側へ向かって移動する。
この第２の実施例においては、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれｆ＝５．０８１〜１５．３０７，Ｆ＝２．８７〜３．５３，ω＝４２．５〜１６．９の範囲で変化する。各光学面および光学素子に関連する光学特性は、次表の通りである。
【００５７】
【表５】
〈光学特性〉
2004286886.tif 000008
表５における第５面、第１２面および第１８面の各光学面が非球面であり、各非球面における先に述べた式（４）に係るパラメータは、次表の通りである。
【００５８】
【表６】
〈非球面係数〉
2004286886.tif 000009
【００５９】
第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２との間の間隔ｄ１、第２群光学系Ｇ２と絞りＦＡとの間の間隔ｄ２、そして第３群光学系Ｇ３と光学フィルタＯＦとの間の間隔ｄ３は、可変であり、これら可変間隔ｄ１、ｄ２およびｄ３は、ズーミングに伴って、全系の焦点距離ｆに対応して次表のように変化させられる。
【００６０】
【表７】
〈可変間隔〉
2004286886.tif 000010
【００６１】
また、この第２の実施例における先に述べた本発明の各条件式（１）〜（３）に係るパラメータの値は、次表の通りとなり、各条件式の範囲内である。
【００６２】
【表８】
〈条件式のパラメータ値〉
2004286886.tif 000011
【００６３】
この第２の実施例における収差図を図９に示している。
【００６４】
〔第３の実施例〕
図３は、本発明の第３の実施例に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図３に示すズームレンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０、絞りＦＡおよび光学フィルタ（カバーガラスを含む）ＯＦを具備している。この場合、第１レンズＥ１および第２レンズＥ２は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第３レンズＥ３〜第５レンズＥ５は、第２群光学系Ｇ２を構成し、第６レンズＥ６〜第１０レンズＥ１０は、第３群光学系Ｇ３を構成しており、それぞれ各レンズ群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各レンズ群毎に一体的に動作する。また、絞りＦＡは、第３群光学系Ｇ３の物体側に配置されており、第３群光学系Ｇ３と一体的に動作する。図３には、なお、図３に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例とかならずしも共通の構成ではない。
【００６５】
図３において、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、絞りＦＡ、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０および光学フィルタＯＦの順で配列されており、各種の光学フィルタリング機能を有する光学フィルタＯＦの背後に結像される。
第１レンズＥ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、そして第２レンズＥ２は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであって、これら第１レンズＥ１および第２レンズＥ２により構成する第１群光学系Ｇ１は、全体として正の焦点距離を呈する。第３レンズＥ３は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第４レンズＥ４は、両凹レンズからなる負レンズ、そして第５レンズＥ５は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第４レンズＥ４と第５レンズＥ５は、密に接合された２枚接合レンズであって、これら第３レンズＥ３〜第５レンズＥ５により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として負の焦点距離を呈する。
【００６６】
第６レンズＥ６は、両凸レンズからなる正レンズ、第７レンズＥ７は、  物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第８レンズＥ８は、両凸レンズからなる正レンズ、第９レンズＥ９は、両凹レンズからなる負レンズ、そして第１０レンズＥ１０は、両凸レンズからなる正レンズであり、第７レンズＥ７〜第９レンズＥ９は、密に接合された３枚接合レンズであって、これら第６レンズＥ６〜第１０レンズＥ１０により構成する第３群光学系Ｇ３は、全体として正の焦点距離を呈する。第２群光学系Ｇ２と第３群光学系Ｇ３との間に配置された絞りＦＡは、第３群光学系Ｇ３と一体的に動作し、第３群光学系Ｇ３との間の距離は一定である。第３群光学系Ｇ３の第１０レンズＥ１０の像面側に配置された光学フィルタＯＦは、ＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子５３のカバーガラスを含んでいてもよく、各種の光学フィルタリング機能を有する。この第３の実施例では、第２群光学系Ｇ２の最も物体側に位置する第３レンズＥ３の物体側の面である第５面および第３群光学系Ｇ３の最も物体側に位置する第６レンズＥ６の物体側の面である第１１面をそれぞれ非球面としている。
【００６７】
広角端、つまり短焦点距離端、と望遠端、つまり長焦点距離端、との間での変倍に伴う各群光学系Ｇ１〜Ｇ３の移動は、図３に示されるように、第１群光学系Ｇ１が、短焦点距離端から中間焦点距離への移動に伴って物体側から像面側へ向かって移動し、且つ中間焦点距離から長焦点距離端への移動に伴って像面側から物体側に向かって移動するとともに、短焦点距離端から長焦点距離端への移動に伴って、第２群光学系Ｇ２は、物体側から像面側へ向かって移動し、第３群光学系Ｇ３は像面側から物体側へ向かって移動する。
この第３の実施例においては、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれｆ＝５．８９９〜２３．６１１，Ｆ＝３．１４〜３．８３，ω＝３６．７〜１０．６の範囲で変化する。各光学面および光学素子に関連する光学特性は、次表の通りである。
【００６８】
【表９】
〈光学特性〉
2004286886.tif 000012
【００６９】
表９における第５面および第１１面の各光学面が非球面であり、各非球面における先に述べた式（４）に係るパラメータは、次表の通りである。
【００７０】
【表１０】
〈非球面係数〉
2004286886.tif 000013
【００７１】
第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２との間の間隔ｄ１、第２群光学系Ｇ２と絞りＦＡとの間の間隔ｄ２、そして第３群光学系Ｇ３と光学フィルタＯＦとの間の間隔ｄ３は、可変であり、これら可変間隔ｄ１、ｄ２およびｄ３は、ズーミングに伴って、全系の焦点距離ｆに対応して次表のように変化させられる。
【００７２】
【表１１】
〈可変間隔〉
2004286886.tif 000014
【００７３】
また、この第３の実施例における先に述べた本発明の各条件式（１）〜（３）に係るパラメータの値は、次表の通りとなり、各条件式の範囲内である。
【００７４】
【表１２】
〈条件式のパラメータ値〉
2004286886.tif 000015
【００７５】
この第３の実施例における収差図を図１０に示している。
【００７６】
〔第４の実施例〕
図４は、本発明の第４の実施例に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図４に示すズームレンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０、第１１レンズＥ１１、絞りＦＡおよび光学フィルタ（カバーガラスを含む）ＯＦを具備している。この場合、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６は、第２群光学系Ｇ２を構成し、第７レンズＥ７〜第１１レンズＥ１１は、第３群光学系Ｇ３を構成しており、それぞれ各レンズ群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各レンズ群毎に一体的に動作する。また、絞りＦＡは、第３群光学系Ｇ３の物体側に配置されており、第３群光学系Ｇ３と一体的に動作する。なお、図４に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例とかならずしも共通の構成ではない。
【００７７】
図４において、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、絞りＦＡ、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０、第１１レンズＥ１１および光学フィルタＯＦの順で配列されており、各種の光学フィルタリング機能を有する光学フィルタＯＦの背後に結像される。
第１レンズＥ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＥ２は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズ、そして第３レンズＥ３は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２は、密に接合された２枚接合レンズであって、これら第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３により構成する第１群光学系Ｇ１は、全体として正の焦点距離を呈する。第４レンズＥ４は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第５レンズＥ５は、両凹レンズからなる負レンズ、そして第６レンズＥ６は、両凸レンズからなる正レンズであり、第５レンズＥ５と第６レンズＥ６は、密に接合された２枚接合レンズであって、これら第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として負の焦点距離を呈する。
【００７８】
第７レンズＥ７は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズ、第８レンズＥ８は、  物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第９レンズＥ９は、両凸レンズからなる正レンズ、第１０レンズＥ１０は、両凹レンズからなる負レンズ、そして第１１レンズＥ１１は、両凸レンズからなる正レンズであり、第８レンズＥ８〜第１０レンズＥ１０は、密に接合された３枚接合レンズであって、これら第７レンズＥ７〜第１１レンズＥ１１により構成する第３群光学系Ｇ３は、全体として正の焦点距離を呈する。第２群光学系Ｇ２と第３群光学系Ｇ３との間に配置された絞りＦＡは、第３群光学系Ｇ３と一体的に動作し、第３群光学系Ｇ３との間の距離は一定である。第３群光学系Ｇ３の第１１レンズＥ１１の像面側に配置された光学フィルタＯＦは、ＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子５３のカバーガラスを含んでいてもよく、各種の光学フィルタリング機能を有する。この第４の実施例では、第１群光学系Ｇ１の最も像面側に位置する第３レンズＥ３の物体側の面である第４面、第２群光学系Ｇ３の最も物体側に位置する第４レンズＥ４の物体側の面である第６面および第３群光学系Ｇ３の最も像面側に位置する第１１レンズＥ１１の物体側の面である第１８面をそれぞれ非球面としている。
【００７９】
広角端、つまり短焦点距離端、と望遠端、つまり長焦点距離端、との間での変倍に伴う各群光学系Ｇ１〜Ｇ３の移動は、図４に示されるように、第１群光学系Ｇ１が、短焦点距離端から中間焦点距離への移動に伴って物体側から像面側へ向かって移動し、且つ中間焦点距離から長焦点距離端への移動に伴って像面側から物体側に向かって移動するとともに、短焦点距離端から長焦点距離端への移動に伴って、第２群光学系Ｇ２は、物体側から像面側へ向かって移動し、第３群光学系Ｇ３は像面側から物体側へ向かって移動する。
この第４の実施例においては、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれｆ＝５．９００〜２３．６００，Ｆ＝３．０４〜３．７２，ω＝３８．２〜１１．１の範囲で変化する。各光学面および光学素子に関連する光学特性は、次表の通りである。
【００８０】
【表１３】
〈光学特性〉
2004286886.tif 000016
【００８１】
表１３における第４面、第６面および第１８面の各光学面が非球面であり、各非球面における先に述べた式（４）に係るパラメータは、次表の通りである。
【００８２】
【表１４】
〈非球面係数〉
2004286886.tif 000017
【００８３】
第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２との間の間隔ｄ１、第２群光学系Ｇ２と絞りＦＡとの間の間隔ｄ２、そして第３群光学系Ｇ３と光学フィルタＯＦとの間の間隔ｄ３は、可変であり、これら可変間隔ｄ１、ｄ２およびｄ３は、ズーミングに伴って、全系の焦点距離ｆに対応して次表のように変化させられる。
【００８４】
【表１５】
〈可変間隔〉
2004286886.tif 000018
【００８５】
また、この第４の実施例における先に述べた本発明の各条件式（１）〜（３）に係るパラメータの値は、次表の通りとなり、各条件式の範囲内である。
【００８６】
【表１６】
〈条件式のパラメータ値〉
2004286886.tif 000019
【００８７】
この第４の実施例における収差図を図１１に示している。
【００８８】
〔第５の実施例〕
図５は、本発明の第５の実施例に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図５に示すズームレンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０、第１１レンズＥ１１、絞りＦＡおよび光学フィルタ（カバーガラスを含む）ＯＦを具備している。この場合、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６は、第２群光学系Ｇ２を構成し、第７レンズＥ７〜第１１レンズＥ１１は、第３群光学系Ｇ３を構成しており、それぞれ各レンズ群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各レンズ群毎に一体的に動作する。また、絞りＦＡは、第３群光学系Ｇ３の物体側に配置されており、第３群光学系Ｇ３と一体的に動作する。なお、図５に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例とかならずしも共通の構成ではない。
【００８９】
図５において、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、絞りＦＡ、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０、第１１レンズＥ１１および光学フィルタＯＦの順で配列されており、各種の光学フィルタリング機能を有する光学フィルタＯＦの背後に結像される。
第１レンズＥ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＥ２は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズ、そして第３レンズＥ３は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２は、密に接合された２枚接合レンズであって、これら第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３により構成する第１群光学系Ｇ１は、全体として正の焦点距離を呈する。第４レンズＥ４は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第５レンズＥ５は、両凹レンズからなる負レンズ、そして第６レンズＥ６は、両凸レンズからなる正レンズであり、第５レンズＥ５と第６レンズＥ６は、密に接合された２枚接合レンズであって、これら第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として負の焦点距離を呈する。
【００９０】
第７レンズＥ７は、両凸レンズからなる正レンズ、第８レンズＥ８は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第９レンズＥ９は、両凸レンズからなる正レンズ、第１０レンズＥ１０は、両凹レンズからなる負レンズ、そして第１１レンズＥ１１は、両凸レンズからなる正レンズであり、第８レンズＥ８〜第１０レンズＥ１０は、密に接合された３枚接合レンズであって、これら第７レンズＥ７〜第１１レンズＥ１１により構成する第３群光学系Ｇ３は、全体として正の焦点距離を呈する。第２群光学系Ｇ２と第３群光学系Ｇ３との間に配置された絞りＦＡは、第３群光学系Ｇ３と一体的に動作し、第３群光学系Ｇ３との間の距離は一定である。第３群光学系Ｇ３の第１１レンズＥ１１の像面側に配置された光学フィルタＯＦは、ＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子５３のカバーガラスを含んでいてもよく、各種の光学フィルタリング機能を有する。この第５の実施例では、第１群光学系Ｇ１の最も像面側に位置する第３レンズＥ３の像面側の面である第５面、第３群光学系Ｇ３の最も物体側に位置する第７レンズＥ７の物体側の面である第１２面および第３群光学系Ｇ３の最も像面側に位置する第１１レンズＥ１１の物体側の面である第１８面をそれぞれ非球面としている。
【００９１】
広角端、つまり短焦点距離端、と望遠端、つまり長焦点距離端、との間での変倍に伴う各群光学系Ｇ１〜Ｇ３の移動は、図５に示されるように、第１群光学系Ｇ１が、短焦点距離端から中間焦点距離への移動に伴って物体側から像面側へ向かって移動し、且つ中間焦点距離から長焦点距離端への移動に伴って像面側から物体側に向かって移動するとともに、第２群光学系Ｇ２は、短焦点距離端から長焦点距離端への移動に伴って、物体側から像面側へ向かって移動し、第３群光学系Ｇ３は、短焦点距離端から中間焦点距離への移動に伴って像面側から物体側へ向かって移動し、且つ中間焦点距離から長焦点距離端への移動に伴って物体側から像面側へ向かって移動する。
この第５の実施例においては、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれｆ＝５．９００〜２３．６０１，Ｆ＝２．７９〜３．４１，ω＝３８．２〜１１．１の範囲で変化する。各光学面および光学素子に関連する光学特性は、次表の通りである。
【００９２】
【表１７】
〈光学特性〉
2004286886.tif 000020
【００９３】
表１７における第５面、第１２面および第１８面の各光学面が非球面であり、各非球面における先に述べた式（４）に係るパラメータは、次表の通りである。
【００９４】
【表１８】
〈非球面係数〉
2004286886.tif 000021
【００９５】
第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２との間の間隔ｄ１、第２群光学系Ｇ２と絞りＦＡとの間の間隔ｄ２、そして第３群光学系Ｇ３と光学フィルタＯＦとの間の間隔ｄ３は、可変であり、これら可変間隔ｄ１、ｄ２およびｄ３は、ズーミングに伴って、全系の焦点距離ｆに対応して次表のように変化させられる。
【００９６】
【表１９】
〈可変間隔〉
2004286886.tif 000022
【００９７】
また、この第５の実施例における先に述べた本発明の各条件式（１）〜（３）に係るパラメータの値は、次表の通りとなり、各条件式の範囲内である。
【００９８】
【表２０】
〈条件式のパラメータ値〉
2004286886.tif 000023
【００９９】
この第５の実施例における収差図を図１２に示している。
【０１００】
〔第６の実施例〕
図６は、本発明の第６の実施例に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図６に示すズームレンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０、第１１レンズＥ１１、絞りＦＡおよび光学フィルタ（カバーガラスを含む）ＯＦを具備している。この場合、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６は、第２群光学系Ｇ２を構成し、第７レンズＥ７〜第１１レンズＥ１１は、第３群光学系Ｇ３を構成しており、それぞれ各レンズ群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各レンズ群毎に一体的に動作する。また、絞りＦＡは、第３群光学系Ｇ３の物体側に配置されており、第３群光学系Ｇ３と一体的に動作する。
なお、図６に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例とかならずしも共通の構成ではない。
【０１０１】
図６において、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、絞りＦＡ、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０、第１１レンズＥ１１および光学フィルタＯＦの順で配列されており、各種の光学フィルタリング機能を有する光学フィルタＯＦの背後に結像される。
第１レンズＥ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＥ２は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズ、そして第３レンズＥ３は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２は、密に接合された２枚接合レンズであって、これら第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３により構成する第１群光学系Ｇ１は、全体として正の焦点距離を呈する。第４レンズＥ４は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第５レンズＥ５は、両凹レンズからなる負レンズ、そして第６レンズＥ６は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第５レンズＥ５と第６レンズＥ６は、密に接合された２枚接合レンズであって、これら第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として負の焦点距離を呈する。
【０１０２】
第７レンズＥ７は、両凸レンズからなる正レンズ、第８レンズＥ８は、  両凹レンズからなる負レンズ、第９レンズＥ９は、両凸レンズからなる正レンズ、第１０レンズＥ１０は、両凹レンズからなる負レンズ、そして第１１レンズＥ１１は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第８レンズＥ８〜第１０レンズＥ１０は、密に接合された３枚接合レンズであって、これら第７レンズＥ７〜第１１レンズＥ１１により構成する第３群光学系Ｇ３は、全体として正の焦点距離を呈する。第２群光学系Ｇ２と第３群光学系Ｇ３との間に配置された絞りＦＡは、第３群光学系Ｇ３と一体的に動作し、第３群光学系Ｇ３との間の距離は一定である。第３群光学系Ｇ３の第１１レンズＥ１１の像面側に配置された光学フィルタＯＦは、ＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子５３のカバーガラスを含んでいてもよく、各種の光学フィルタリング機能を有する。この第６の実施例では、第２群光学系Ｇ２の最も物体側に位置する第４レンズＥ４の物体側の面である第６面、第３群光学系Ｇ３の最も物体側に位置する第７レンズＥ７の物体側の面である第１２面および第３群光学系Ｇ３の前記３枚接合レンズの最も像面側に位置する第１０レンズＥ１０の像面側の面である第１７面をそれぞれ非球面としている。
【０１０３】
広角端、つまり短焦点距離端、と望遠端、つまり長焦点距離端、との間での変倍に伴う各群光学系Ｇ１〜Ｇ３の移動は、図６に示されるように、短焦点距離端から長焦点距離端への移動に伴って、第１群光学系Ｇ１が、像面側から物体側に向かって移動し、第２群光学系Ｇ２は、物体側から像面側へ向かって移動し、そして第３群光学系Ｇ３は像面側から物体側へ向かって移動する。
この第６の実施例においては、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれｆ＝５．９００〜３５．４０４，Ｆ＝３．６０〜３．８８，ω＝３８．２〜７．５の範囲で変化する。各光学面および光学素子に関連する光学特性は、次表の通りである。
【０１０４】
【表２１】
〈光学特性〉
2004286886.tif 000024
【０１０５】
表２１における第６面、第１２面および第１７面の各光学面が非球面であり、各非球面における先に述べた式（４）に係るパラメータは、次表の通りである。
【０１０６】
【表２２】
〈非球面係数〉
2004286886.tif 000025
【０１０７】
第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２との間の間隔ｄ１、第２群光学系Ｇ２と絞りＦＡとの間の間隔ｄ２、そして第３群光学系Ｇ３と光学フィルタＯＦとの間の間隔ｄ３は、可変であり、これら可変間隔ｄ１、ｄ２およびｄ３は、ズーミングに伴って、全系の焦点距離ｆに対応して次表のように変化させられる。
【０１０８】
【表２３】
〈可変間隔〉
2004286886.tif 000026
【０１０９】
また、この第６の実施例における先に述べた本発明の各条件式（１）〜（３）に係るパラメータの値は、次表の通りとなり、各条件式の範囲内である。
【０１１０】
【表２４】
〈条件式のパラメータ値〉
2004286886.tif 000027
この第６の実施例における収差図を図１３に示している。
【０１１１】
〔第７の実施例〕
図７は、本発明の第７の実施例に係るズームレンズの光学系の構成を示している。
図７に示すズームレンズは、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０、第１１レンズＥ１１、絞りＦＡおよび光学フィルタ（カバーガラスを含む）ＯＦを具備している。この場合、第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３は、第１群光学系Ｇ１を構成し、第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６は、第２群光学系Ｇ２を構成し、第７レンズＥ７〜第１１レンズＥ１１は、第３群光学系Ｇ３を構成しており、それぞれ各レンズ群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各レンズ群毎に一体的に動作する。また、絞りＦＡは、第３群光学系Ｇ３の物体側に配置されており、第３群光学系Ｇ３と一体的に動作する。なお、図７に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例とかならずしも共通の構成ではない。
【０１１２】
図７において、例えば被写体等の物体側から、順次、第１レンズＥ１、第２レンズＥ２、第３レンズＥ３、第４レンズＥ４、第５レンズＥ５、第６レンズＥ６、絞りＦＡ、第７レンズＥ７、第８レンズＥ８、第９レンズＥ９、第１０レンズＥ１０、第１１レンズＥ１１および光学フィルタＯＦの順で配列されており、各種の光学フィルタリング機能を有する光学フィルタＯＦの背後に結像される。
第１レンズＥ１は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第２レンズＥ２は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズ、そして第３レンズＥ３は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、第１レンズＥ１と第２レンズＥ２は、密に接合された２枚接合レンズであって、これら第１レンズＥ１〜第３レンズＥ３により構成する第１群光学系Ｇ１は、全体として正の焦点距離を呈する。第４レンズＥ４は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第５レンズＥ５は、両凹レンズからなる負レンズ、そして第６レンズＥ６は、両凸レンズからなる正レンズであり、第５レンズＥ５と第６レンズＥ６は、密に接合された２枚接合レンズであって、これら第４レンズＥ４〜第６レンズＥ６により構成する第２群光学系Ｇ２は、全体として負の焦点距離を呈する。
【０１１３】
第７レンズＥ７は、両凸レンズからなる正レンズ、第８レンズＥ８は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、第９レンズＥ９は、両凸レンズからなる正レンズ、第１０レンズＥ１０は、両凹レンズからなる負レンズ、そして第１１レンズＥ１１は、両凸レンズからなる正レンズであり、第８レンズＥ８〜第１０レンズＥ１０は、密に接合された３枚接合レンズであって、これら第７レンズＥ７〜第１１レンズＥ１１により構成する第３群光学系Ｇ３は、全体として正の焦点距離を呈する。第２群光学系Ｇ２と第３群光学系Ｇ３との間に配置された絞りＦＡは、第３群光学系Ｇ３と一体的に動作し、第３群光学系Ｇ３との間の距離は一定である。第３群光学系Ｇ３の第１１レンズＥ１１の像面側に配置された光学フィルタＯＦは、ＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子５３のカバーガラスを含んでいてもよく、各種の光学フィルタリング機能を有する。この第７の実施例では、第２群光学系Ｇ２の最も物体側に位置する第４レンズＥ４の物体側の面である第６面、第３群光学系Ｇ３の最も物体側に位置する第７レンズＥ７の物体側の面である第１２面および第３群光学系Ｇ３の最も像面側に位置する第１１レンズＥ１１の物体側の面である第１８面をそれぞれ非球面としている。
【０１１４】
広角端、つまり短焦点距離端、と望遠端、つまり長焦点距離端、との間での変倍に伴う各群光学系Ｇ１〜Ｇ３の移動は、図７に示されるように、短焦点距離端から長焦点距離端への移動に伴って、第１群光学系Ｇ１が、像面側から物体側に向かって移動し、第２群光学系Ｇ２は、物体側から像面側へ向かって移動し、そして第３群光学系Ｇ３は像面側から物体側へ向かって移動する。
この第７の実施例においては、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバＦ、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれｆ＝５．８９８〜２３．６０５，Ｆ＝２．７９〜３．４５，ω＝３８．３〜１１．１の範囲で変化する。各光学面および光学素子に関連する光学特性は、次表の通りである。
【０１１５】
【表２５】
〈光学特性〉
2004286886.tif 000028
【０１１６】
表２５における第６面、第１２面および第１８面の各光学面が非球面であり、各非球面における先に述べた式（４）に係るパラメータは、次表の通りである。
【０１１７】
【表２６】
〈非球面係数〉
2004286886.tif 000029
【０１１８】
第１群光学系Ｇ１と第２群光学系Ｇ２との間の間隔ｄ１、第２群光学系Ｇ２と絞りＦＡとの間の間隔ｄ２、そして第３群光学系Ｇ３と光学フィルタＯＦとの間の間隔ｄ３は、可変であり、これら可変間隔ｄ１、ｄ２およびｄ３は、ズーミングに伴って、全系の焦点距離ｆに対応して次表のように変化させられる。
【０１１９】
【表２７】
〈可変間隔〉
2004286886.tif 000030
【０１２０】
また、この第７の実施例における先に述べた本発明の各条件式（１）〜（３）に係るパラメータの値は、次表の通りとなり、各条件式の範囲内である。
【０１２１】
【表２８】
〈条件式のパラメータ値〉
2004286886.tif 000031
この第７の実施例における収差図を図１４に示している。
【０１２２】
上述した第６の実施例は、長焦点距離端の開口絞りを短焦点端に対して大きくして、長焦点距離端のＦナンバを小さくした場合の実施例である。
また、上述した各レンズには第２群光学系Ｇ２と第３群光学系Ｇ３の間に長焦点距離端以外の変倍領域において、中間画角の光束の一部を遮光するための絞りを配置することが可能である。そこで、上述した第６の実施の形態にこの遮光のための絞りを設けた場合の収差図の例を図１５に示す。この場合の遮光のための絞りの位置は、次の通りである。
短焦点距離端：  第２群光学系Ｇ２から像面側に１０ｍｍの位置
中間焦点距離：  第２群光学系Ｇ２から像面側に１ｍｍの位置
この例では、短焦点距離端から中間焦点距離までの中間像高の光束の一部を遮光するため、遮光のための絞り位置および絞り径を変化させた例を示しているが、収差の状況に応じ、位置および径を固定して、遮光する変倍域は例えば短焦点距離端のみなどとしても良いことはいうまでもない。
【０１２３】
上述した各実施例から明らかなように、本発明に係るズームレンズは、レンズの構成枚数が１０〜１１枚と少なく、非常にコンパクトなレンズであるため省資源化に対応でき、且つ短焦点距離側の半画角が３８°以上と広画角で、変倍比が約３倍〜６倍と高変倍比でありながら、ズーム域全体にわたって、３００万画素以上の撮像素子にも対応可能となるように、色収差を初め緒収差を良好に補正することができる。さらに全てのレンズ材質として、化学的に安定で鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスを使用しているため、材料のリサイクル化が可能で、加工時の廃液による水質汚染のおそれが無く、地球環境保全が可能となる。また、上記各実施例のズームレンズを撮影用レンズとしてカメラに使用することで、カメラとして高性能を維持しながら、大幅な小型化、軽量化および低コスト化を実現し且つ省電力を達成することが可能となる。
このようなカメラ機能に、さらに、通信機能を付加させて携帯情報端末装置を構成することによって、携帯情報端末装置の大幅な小型化、軽量化および低コスト化を実現し、且つ省電力を達成することが可能となる。
【０１２４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、３倍を超える高変倍比でありながら、短焦点距離端の半画角が３８°以上と広画角で、ズーム全域にわたってその上３００万画素以上の高密度の撮像素子に対応可能な高解像力の結像性能を有し、レンズ全長およびレンズ外径が非常に小さく、レンズの構成枚数も１０枚程度と少なくすることができて省資源化に対応することが可能で、しかも全てのレンズを化学的に安定で且つ鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスで構成することができて、材料のリサイクル化をも可能とし、加工時の廃液による水質汚染等のおそれもない地球環境を考慮したズームレンズ、並びにそのズームレンズを用いるカメラおよび携帯情報端末装置を提供することができる。
【０１２５】
すなわち本発明の請求項１のズームレンズによれば、正の屈折力を有する第１群光学系と、負の屈折力を有する第２群光学系と、正の屈折力を有する第３群光学系とを、物体側から像面側に向かって順次配置するとともに、前記第３群光学系の物体側に前記第３群光学系と一体的に移動する絞りを有し、短焦点距離端と長焦点距離端との間での変倍に伴って、短焦点距離端にて前記第１群光学系と前記第２群光学系との間隔が最小となり、長焦点距離端にて前記第２群光学系と前記第３群光学系との間隔が最小となるよう、少なくとも前記第１群光学系と前記第３群光学系とを移動させるズームレンズにおいて、前記第３群光学系が、負レンズと、正レンズと、負レンズとを順次配置して接合してなる３枚接合レンズを含むことにより、３倍を超える高変倍比でありながら、短焦点距離端の半画角が３８°以上と広画角で、その上３００万画素以上の高密度の撮像素子に対応可能な高解像力の結像性能を実現し、レンズ全長およびレンズ外径を非常に小さくし、レンズの構成枚数も１０枚程度と少なくすることができて省資源化に対応することが可能で、しかも全てのレンズを化学的に安定で且つ鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスで構成することができて、材料のリサイクル化をも可能とし、加工時の廃液による水質汚染等のおそれもなく、特に、広画角化に伴って発生する倍率の色収差補正に大きな効果を得ることができる。
【０１２６】
また、本発明の請求項２のズームレンズによれば、請求項１のズームレンズにおいて、前記第１群光学系が、短焦点距離端と長焦点距離端との間での中間焦点距離状態を経ての変倍動作に伴って像面側に凸形状をなして移動することにより、特に、第２群光学系の移動により、主に変倍を行ない、且つその他の群の移動により、変倍および変倍に伴う像面位置の変動の補正を行なって、良好なレンズ性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項３のズームレンズによれば、請求項２のズームレンズにおいて、前記第１群光学系が、短焦点距離端および長焦点距離端以外の中間焦点距離において、最も像面に近い位置へ移動することにより、特に、第１群光学系が、変倍に伴う像面位置変動の補正を行なって、良好なレンズ性能を得ることが可能となる。
【０１２７】
本発明の請求項４のズームレンズによれば、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記第３群光学系の前記３枚接合レンズの最も物体側の負レンズが、像面側に強い凹面を向けて形成されることにより、特に、比較的簡単な構成で、不要な収差の発生を抑え、且つ主に球面収差およびコマ収差を効果的に補正することが可能となる。
本発明の請求項５のズームレンズによれば、請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記条件式（１）を満足することにより、特に、小型化を実現して、しかも各群光学系における収差の発生および偏心等の製造誤差による性能劣化を効果的に抑制することが可能となる。
本発明の請求項６のズームレンズによれば、請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記条件式（２）および条件式（３）を満足することにより、特に、低コストで、他の収差とのバランスを良好に保ちつつ良好な色収差補正を実現することが可能となる。
【０１２８】
本発明の請求項７のズームレンズによれば、請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、前記第３群光学系が、前記３枚接合レンズの物体側および像面側に少なくとも１枚の正レンズをさらに有することにより、特に、第３群光学系を正、負、正、負、正の構成として屈折力をバランス良く配置し各レンズ面における収差の発生を抑え、且つ偏心等の製造誤差による性能劣化も小さく抑えることが可能となる。
本発明の請求項８のズームレンズによれば、請求項７のズームレンズにおいて、前記３枚接合レンズの物体側および像面側に配置された正レンズのうちの少なくとも１枚の正レンズが、非球面を有することにより、特に、軸上と軸外の光束が分離した位置に配置でき、主に非点収差補正が効果的に行える。
本発明の請求項９のズームレンズによれば、請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項のズームレンズにおいて、収差補正に最低限必要な正レンズと負レンズを前記第１群光学系および前記第２群光学系の各々に加えることにより、ズームレンズ全体の構成の簡略化、小型化、低コスト化を図りつつ、各収差を小さく抑える正レンズと負レンズを少なくとも１枚ずつ含むことにより、特に、適切に収差補正を行なってしかも小型化を達成することが可能となる。
【０１２９】
また、本発明の請求項１０のカメラによれば、撮影用光学系として、請求項１〜請求項９のうちのいずれか１項のズームレンズを使用することにより、３倍を超える高変倍比でありながら、短焦点距離端の半画角が３８°以上と広画角で、その上３００万画素以上の高密度の撮像素子に対応可能な高解像力の結像性能を実現し、レンズ全長およびレンズ外径を非常に小さくし、レンズの構成枚数も１０枚程度と少なくすることができて省資源化に対応することが可能で、しかも全てのレンズを化学的に安定で且つ鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスで構成することができて、材料のリサイクル化をも可能とし、加工時の廃液による水質汚染等のおそれもなく、特に、コンパクトで、高変倍、高画質および省電力なカメラを提供することができる。
本発明の請求項１１のカメラによれば、請求項１０のカメラにおいて、当該カメラが、撮影画像をディジタル情報とする機能を含むディジタルカメラとすることにより、特に、非常にコンパクトで、高変倍および高画質を実現することが可能となり、プリンタにより本発明に係るディジタルカメラで記録した被写体像を出力しても、従来の銀鉛カメラでの画質と比べ同程度以上の品質の出力、即ち画質を得ることができる。
【０１３０】
また、本発明の請求項１２の携帯情報端末装置によれば、カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項１〜請求項９のうちのいずれか１項のズームレンズを使用することにより、３倍を超える高変倍比でありながら、短焦点距離端の半画角が３８°以上と広画角で、その上３００万画素以上の高密度の撮像素子に対応可能な高解像力の結像性能を実現し、レンズ全長およびレンズ外径を非常に小さくし、レンズの構成枚数も１０枚程度と少なくすることができて省資源化に対応することが可能で、しかも全てのレンズを化学的に安定で且つ鉛や砒素等の有害物質を含まない光学ガラスで構成することができて、材料のリサイクル化をも可能とし、加工時の廃液による水質汚染等のおそれもなく、特に、非常に小型で、しかも高品質な記録データを得ることが可能な携帯情報端末装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの第１の実施例の光学系構成を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの第２の実施例の光学系構成を示す構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの第３の実施例の光学系構成を示す構成図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの第４の実施例の光学系構成を示す構成図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの第５の実施例の光学系構成を示す構成図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの第６の実施例の光学系構成を示す構成図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るズームレンズの第７の実施例の光学系構成を示す構成図である。
【図８】図１のズームレンズにおける収差特性を示す収差図である。
【図９】図２のズームレンズにおける収差特性を示す収差図である。
【図１０】図３のズームレンズにおける収差特性を示す収差図である。
【図１１】図４のズームレンズにおける収差特性を示す収差図である。
【図１２】図５のズームレンズにおける収差特性を示す収差図である。
【図１３】図６のズームレンズにおける収差特性を示す収差図である。
【図１４】図７のズームレンズにおける収差特性を示す収差図である。
【図１５】図６のズームレンズにおける短焦点距離端および中間焦点距離における中間像高の光束を絞りによって遮光したときの収差特性を示す収差図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係るレンジファインダタイプの光学ファインダを備えたディジタルカメラの構成を概念的に示す概略構成図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係る一眼レフレックスタイプの光学ファインダを備えたディジタルカメラの構成を概念的に示す概略構成図である。
【図１８】本発明の第２および第３の実施の形態に係るディジタルカメラまたは携帯情報端末装置の制御構成を概略的に示すブロック図である。
【符号の説明】
Ｇ１  第１群光学系
Ｇ２  第２群光学系
Ｇ３  第３群光学系
ＦＡ  絞り
ＯＦ  光学フィルタ
Ｅ１  第１レンズ
Ｅ２  第２レンズ
Ｅ３  第３レンズ
Ｅ４  第４レンズ
Ｅ５  第５レンズ
Ｅ６  第６レンズ
Ｅ７  第７レンズ
Ｅ８  第８レンズ
Ｅ９  第９レンズ
Ｅ１０  第１０レンズ
Ｅ１１  第１１レンズ
１〜２１  各面
ＦＡ  絞り
ＯＦ  光学フィルタ
５１  撮像装置
５２  撮影用ズーム光学系
５２ａ  撮影ズームレンズ
５２ｂ  機械的駆動機構
５３  固体撮像素子
５４  信号処理部
５５  Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換部
５６  ディジタル信号処理部
５７  画像メモリ
５８  制御部
５９  モータドライバ
６０  タイミング制御回路
６１  データ記録部
６２  表示装置
６３  ストロボ装置
６４  通信用インタフェース（Ｉ／Ｆ）
７１，８１  ファインダ光学系
８２  可動レフレックスミラー
８３  フォーカシングスクリーン
８４  ペンタプリズム
８５  接眼レンズ
【図１】
2004286886.tif 000032
【図２】
2004286886.tif 000033
【図３】
2004286886.tif 000034
【図４】
2004286886.tif 000035
【図５】
2004286886.tif 000036
【図６】
2004286886.tif 000037
【図７】
2004286886.tif 000038
【図８】
2004286886.tif 000039
【図９】
2004286886.tif 000040
【図１０】
2004286886.tif 000041
【図１１】
2004286886.tif 000042
【図１２】
2004286886.tif 000043
【図１３】
2004286886.tif 000044
【図１４】
2004286886.tif 000045
【図１５】
2004286886.tif 000046
【図１６】
2004286886.tif 000047
【図１７】
2004286886.tif 000048
【図１８】
2004286886.tif 000049