(57)【要約】【課題】結像性能の向上と小型化および製造容易なズームレンズおよびこれを用いた撮像装置を提供すること。【解決手段】本発明は、物体側より順に、負の第１レンズ群Ｇ１、正の第２レンズ群Ｇ２、正の第３レンズ群Ｇ３からなり、少なくとも第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｇ２は少なくとも１枚の正レンズ２１と、物体側が凸の負レンズ２２と正レンズ２３から成る接合レンズと、像面側が凹の負レンズ２４により構成され、次の条件式（１）１０＜νｄ２３≡νｄ２２、（２）０．０５＜Ｎｄ２２−Ｎｄ２３、（３）０．２＜Ｒ２７／ｆ２＜１を満たすものである。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、正の第３レンズ群からなり、少なくとも第１レンズ群と第２レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、第２レンズ群は少なくとも１枚の正レンズと、物体側が凸の負レンズと正レンズから成る接合レンズと、像面側が凹の負レンズにより構成され、次の条件式（１）、（２）、（３）
（１）１０＜νｄ２３−νｄ２２
（２）０．０５＜Ｎｄ２２−Ｎｄ２３
（３）０．２＜Ｒ２７／ｆ２＜１
但し、
νｄ２２：第２レンズ群中の接合レンズの物体側負レンズのｄ線におけるアッベ数
νｄ２３：第２レンズ群中の接合レンズの像面側正レンズのｄ線におけるアッベ数
Ｎｄ２２：第２レンズ群中の接合レンズの物体側負レンズのｄ線における屈折率
Ｎｄ２３：第２レンズ群中の接合レンズの像面側正レンズのｄ線における屈折率
Ｒ２７：第２レンズ群中の最も像面側にある負レンズの像面側面の曲率半径
ｆ２：第２レンズ群のｄ線における焦点距離
を満たすことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第２レンズ群のもっとも像面側にある負レンズはメニスカス負レンズである
ことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第２レンズ群の第１正レンズの少なくとも１面と接合レンズの正レンズの像面側面は非球面である
ことを特徴とする請求項１または２記載のズームレンズ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のズームレンズを用いる
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば変倍比２〜４倍程度のズームレンズおよびこれを用いた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルスチルカメラ等では、更なる高画質化、小型化が求められており、特に画素数の多い個体撮像素子に対応した結像性能持ちながら、カメラのコンパクト化に適応したズームレンズが求められている。更には、製造が容易なレンズが求められている。
【０００３】
固体撮像素子に対応した良好な結像性能を持つ、小型のズームレンズの例として、特許文献１で提案されてものがある。この特許文献１で記載されているズームレンズは、物体側より順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、正の第３レンズ群からなる３群ズームレンズであり、１つの実施例として、第２レンズ群が物体側に凸面を向けた正レンズと、像側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズで構成されるズームレンズが提示されている。このように第２レンズ群を望遠レンズタイプとして構成にすることにより、第２レンズ群の主点位置を物体側に移動させ全長の小型化を図っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１４２８４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成では、２群の屈折力を強くすることが困難であり、十分な小型化が実現しているとは言い難い。また、別の実施例として第２レンズ群を物体側に凸面を向けた正レンズ、像側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズ、像面側に凸面を向けた正レンズで構成されるレンズが提示されている。このズームレンズは上記レンズに比較し、性能の向上を図っているが、第２レンズ群主点位置の物体側への移動には不利な構成となっているため、十分な小型化が実現しているとは言い難い。また、第２レンズ群内のレンズ偏芯による性能劣化が大きいという不具合がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、物体側より順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、正の第３レンズ群からなり、少なくとも第１レンズ群と第２レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、第２レンズ群は少なくとも１枚の正レンズと、物体側が凸の負レンズと正レンズから成る接合レンズと、像面側が凹の負レンズにより構成され、次の条件式（１）、（２）、（３）
（１）１０＜νｄ２３≡νｄ２２
（２）０．０５＜Ｎｄ２２−Ｎｄ２３
（３）０．２＜Ｒ２７／ｆ２＜１
但し、
νｄ２２：第２レンズ群中の接合レンズの物体側負レンズのｄ線におけるアッベ数
νｄ２３：第２レンズ群中の接合レンズの像面側正レンズのｄ線におけるアッベ数
Ｎｄ２２：第２レンズ群中の接合レンズの物体側負レンズのｄ線における屈折率
Ｎｄ２３：第２レンズ群中の接合レンズの像面側正レンズのｄ線における屈折率
Ｒ２７：第２レンズ群中の最も像面側にある負レンズの像面側面の曲率半径
ｆ２：第２レンズ群のｄ線における焦点距離を満たすものである。
【０００７】
このような本発明におけるズームレンズのフォーカシングは、第１レンズ群、または第３レンズ群を駆動して行なうことができる。特に第３レンズ群を動かすことによりフォーカシングを行なえば、全長を変化させずにフォーカシングを行なうことが可能であり、機構上も簡略にすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態に係るズームレンズは、物体側より順に、負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、正の第３レンズ群から成り、少なくとも第１レンズ群と第２レンズ群を移動させてズーミングする。短焦点距離端から長焦点距離端にズーミングするとき、第１レンズ群は物体側から像側に移動し再度物体側に移動する弓状の軌跡を描き移動し、第２レンズ群は像側から物体側に移動し、第３レンズ群は像面の近くで固定されるか、または像面を補正するため移動する。
【０００９】
第２レンズ群は少なくとも１枚の正レンズと、物体側が凸の負レンズと正レンズから成る接合レンズと、像面側が凹の負レンズにより構成されており、かつ条件式（１）〜（３）を満足する。
【００１０】
（１）１０＜νｄ２３≡νｄ２２
（２）０．０５＜Ｎｄ２２−Ｎｄ２３
（３）０．２＜Ｒ２７／ｆ２＜１
但し、
νｄ２２：第２レンズ群中の接合レンズの物体側負レンズのｄ線におけるアッベ数
νｄ２３：第２レンズ群中の接合レンズの像面側正レンズのｄ線におけるアッベ数
Ｎｄ２２：第２レンズ群中の接合レンズの物体側負レンズのｄ線における屈折率
Ｎｄ２３：第２レンズ群中の接合レンズの像面側正レンズのｄ線における屈折率
Ｒ２７：第２レンズ群中の最も像面側にある負レンズの像面側面の曲率半径
ｆ２：第２レンズ群のｄ線における焦点距離
【００１１】
これらの条件式は、第２レンズ群中の負正接合レンズと負レンズの構成条件を規定している。
【００１２】
条件式（１）は、第２レンズ群内で発生する色収差を補正するための条件であり、この条件を逸脱すると、正レンズで発生する色収差を補正することが困難になる。
【００１３】
条件式（２）〜（３）は、第２レンズ群の主点位置を物体側に配置し、全長を小型化するための条件である。条件式（２）を逸脱すると、接合面の負の屈折力が弱くなり、第２レンズ群の主点位置を物体側に配置するのが困難になる。
【００１４】
また、条件式（３）の上限を逸脱すると、第２レンズ群の最も像面側面の負の屈折力が弱くなり、第２レンズ群の主点位置を物体側に配置するのが困難になる。下限を逸脱するとこの面の負の屈折力が強くなりすぎ、収差補正が困難になる。また、偏芯敏感度が大きくなり、製造が困難になる。なお、この実施形態は第１の実施例として具体的に説明する。
【００１５】
また、本実施形態のズームレンズは、第２レンズ群の最も像面側の負レンズの物体側面を物体側に凸の面とすることにより、第１の実施例のズームレンズの第２レンズ群の主点位置を物体側に配置すると共に、負レンズの物体側面で発生する収差を低減できる。従って、偏芯敏感度の低減が可能となり、製造が容易となる。
【００１６】
このとき、第２レンズ群の負、正接合レンズの最も像面側面の曲率半径をｒ２５、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とした場合、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
【００１７】
（４）０．５＜｜Ｒ２５／ｆ２｜
【００１８】
条件式（４）を逸脱すると負、正接合レンズの最も像面側面の正屈折力が強くなり、ここでの球面収差発生量が大きくなって、偏芯敏感度が増加することにより、製造が困難になるか、第２レンズ群の最も物体側の正レンズの屈折力が強くなりすぎ、偏芯敏感度が大きくなることにより、製造が困難になる。なお、この実施形態は第２の実施例として具体的に説明する。
【００１９】
また、本実施形態のズームレンズは、第２レンズ群の最も物体側正レンズの少なくとも１面、および負レンズと正レンズの接合レンズの最も像面側面を非球面とすることにより、収差補正が容易になり性能を向上させることができる。更にそれぞれのレンズ単体での収差発生量が低減できる。これにより偏芯敏感度が低減でき、製造が容易となる。なお、この実施形態は第３の実施例として具体的に説明する。
【００２０】
いずれにズームレンズにおいても、例えば変倍比２〜４倍程度のデジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いることができる。
【００２１】
次に、本発明の実施例について添付図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施例にかかるズームレンズの構成を示す図である。物体側より順に、負の第１レンズ群Ｇ１（第１レンズ１１、第２レンズ１２）、絞りＳＴ、正の第２レンズ群Ｇ２（第１レンズ２１、第２レンズ２２、第３レンズ２３、第４レンズ２４）、および正の第３レンズ群Ｇ３（第１レンズ３１）からなっている。ＦＬはローパスフィルタ、赤外カットフィルタおよびＣＣＤ（撮像素子）のカバーガラスを表す。
【００２２】
第１レンズ群Ｇ１の第１レンズ１１の像側の面は、樹脂による非球面層ＰＭが形成されている。このズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２を移動させてズーミングするもので、短焦点距離端から長焦点距離端にズーミングするとき、第１レンズ群は物体側から像側に移動し再度物体側に移動する弓状の軌跡を描き移動し、第２レンズ群は像側から物体側に移動させる。第３レンズ群Ｇ３は物体距離無限のとき、略固定されている。
【００２３】
図５、図９は本発明の第２、第３の実施例にかかるズームレンズの構成を示す図である。物体側より順に、負の第１レンズ群Ｇ１（第１レンズ１１、第２レンズ１２）、正の第２レンズ群Ｇ２（第１レンズ２１、第２レンズ２２、第３レンズ２３、第４レンズ２４）、絞りＳＴ、および正の第３レンズ群Ｇ３（第１レンズ３１）からなっている。ＦＬはローパスフィルタ、赤外カットフィルタおよびＣＣＤのカバーガラスを表す。
【００２４】
第１レンズ群Ｇ１の第１レンズ１１の像側の面は、樹脂による非球面層ＰＭが形成されている。また、絞りＳＴは、第２レンズ群Ｇ２の第１レンズ２１（正レンズ）と負正接合である第２レンズ２２／第３レンズ２３の間に配置されている。
【００２５】
このズームレンズも、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２を移動させてズーミングするもので、短焦点距離端から長焦点距離端にズーミングするとき、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側に移動し再度物体側に移動する弓状の軌跡を描き移動し、第２レンズ群Ｇ２は像側から物体側に移動させる。第３レンズ群Ｇ３は物体距離無限のとき、略固定されている。
【００２６】
以下の表１、表２、および表３に、それぞれ第１の実施例、第２の実施例、第３の実施例の諸元を示す。各表中、ＦＮＯはＦナンバー、ｆは焦点距離、ωは半画角、Ｒは曲率半径、Ｄはレンズ面間隔、Ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはアッベ数を示す。ＳＴＯＰで示した面は絞り面である。
【００２７】
【表１】
2004109153.tif 000003
【００２８】
【表２】
2004109153.tif 000004
【００２９】
【表３】
2004109153.tif 000005
【００３０】
また、非球面の形状は次式で表される形状である。
ｘ＝｛（ｙ２／Ｒ）／（１＋（１−κ・ｙ２／Ｒ２）１／２）｝＋Ａ４・ｙ４＋Ａ６・ｙ６＋Ａ８・ｙ８＋Ａ１０・ｙ１０
但し、
ｘ：レンズ面頂点からの光軸方向の距離、
ｙ：光軸からの距離
Ｒ：レンズ頂点での曲率半径、
κ：円錐定数
である。
また、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数（ａｓｐｈｅｒｉｃａｌ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）である。
【００３１】
なお、本実施例におけるズームレンズのフォーカスは、第１レンズ群Ｇ１、または第３レンズ群Ｇ３を動かすことにより可能である。広角端から望遠端へのズーミングにおけるレンズ面間隔は各表のｖａｒｉａｂｌｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓに示されている。
【００３２】
表４に上記第１の実施例から第３の実施例に示したズームレンズの条件式（１）〜（４）の各条件に対応する各数値および各条件式を示す。
【００３３】
【表４】
2004109153.tif 000006
【００３４】
図２〜図４、図６〜図８、図１０〜図１２にそれぞれ第１および第２の実施例の諸収差図を示す。球面収差では縦軸は開放Ｆ値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線ｄがｄ線、破線ｇがｇ線の球面収差を表わす。非点収差では縦軸が像高、横軸がデフォーカスで、実線ΔＳがサジタル、破線ΔＭがメリジオナルの像面を表わす。歪曲収差は縦軸が像高、横軸は％で表わす。
【００３５】
第１〜第３の実施例のズームレンズは上記表４からも明らかなように、条件式（１）〜（４）を満足し、また、各収差図に示すように、広角端、広角端と望遠端との中間焦点距離および望遠端において、各収差ともバランス良く補正されている。
【００３６】
なお、前記実施の形態として示した各部の具体的な形状および構造は、何れも本発明を実施するに当たっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。すなわち、変倍比２〜４倍程度のデジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いられるズームレンズの結像性能の向上と小型化を達成することができる。さらには、製造が容易なレンズを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の短焦点距離端でのレンズ構成図である。
【図２】第１の実施例の短焦点距離端での諸収差図である。
【図３】第１の実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図４】第１の実施例の長焦点距離端での諸収差図である。
【図５】第２の実施例の短焦点距離端でのレンズ構成図である。
【図６】第２の実施例の短焦点距離端での諸収差図である。
【図７】第２の実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図８】第２の実施例の長焦点距離端での諸収差図である。
【図９】第３の実施例の短焦点距離端でのレンズ構成図である。
【図１０】第３の実施例の短焦点距離端での諸収差図である。
【図１１】第３の実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図１２】第３の実施例の長焦点距離端での諸収差図である。
【符号の説明】
１１…第１レンズ、１２…第２レンズ、Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｇ３…第３レンズ群、ＰＭ…非球面層
【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】
2004109153.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
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