(57)【要約】【課題】  広角端で明るく、高速フォーカシングができ、小型で諸収差が良好に補正されたズームレンズを提供する。【解決手段】  このズームレンズは、物体側から順に、負の第１レンズ群Ｇ１と、正の第２レンズ群Ｇ２と、正の第３レンズ群Ｇ３とを備える。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に負レンズＬ１と正レンズＬ２とを有し、少なくとも２面の非球面を含む。第２レンズ群Ｇ２は、絞りＳｔを有すると共に、物体側から順に、正レンズＬ３と、正レンズＬ４および負レンズＬ５よりなる接合レンズＬ４５と、負レンズＬ６とを有し、少なくとも２面の非球面を含む。第３レンズ群Ｇ３は正レンズＬ７よりなる。さらに、条件式（１），（２）を満足する。０．４＜ｆw ／｜ｆ1 ｜＜０．６‥‥（１）、０．２５＜ｆ2 ／ｆ3 ＜０．４５‥‥（２）但し、ｆi ：第ｉレンズ群の焦点距離、ｆw ：広角端における全系の焦点距離。【選択図】      図１
2004318120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、
物体側から順に、負レンズと、正レンズとを有し、少なくとも２面の非球面を含むと共に全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と、
光量を調節する絞りを有すると共に、物体側から順に、正レンズと、正レンズおよび負レンズよりなる接合レンズと、負レンズとを有し、少なくとも２面の非球面を含み、かつ全体として正の屈折力を有する第２レンズ群と、
正レンズより構成され、正の屈折力を有する第３レンズ群と
を備え、
広角から望遠に向かって変倍する際には、前記第１および第２レンズ群の相互間隔が減少する一方、前記第２および第３レンズ群の相互間隔が増大するように、前記第１および第２レンズ群が移動し、
無限遠合焦状態を保って変倍する際には、前記第３レンズ群から像面までの距離がほぼ一定に保たれ、
無限遠合焦状態から近距離合焦状態に移行する際には、前記第３レンズ群が物体側に移動し、さらに、
条件式（１）および（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．４＜ｆw ／｜ｆ1 ｜＜０．６    ‥‥‥（１）
０．２５＜ｆ2 ／ｆ3 ＜０．４５    ‥‥‥（２）
但し、ｆi ：第ｉレンズ群の焦点距離（ｉ＝１，２，３）
ｆw ：広角端における全系の焦点距離
【請求項２】
前記第１レンズ群の前記負レンズは、像側に凹面を向けると共に、少なくとも１面が非球面をなし、
前記第１レンズ群の前記正レンズは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、さらに、
条件式（３）および（４）を満足することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
Ｎd1＞１．７２                  ‥‥‥（３）
νd1−νd2＞１４                ‥‥‥（４）
但し、Ｎd1：第１レンズ群の負レンズの屈折率
νd1：第１レンズ群の負レンズのアッベ数
νd2：第１レンズ群の正レンズのアッベ数
【請求項３】
前記第１レンズ群の負レンズは、両面が非球面をなすことを特徴とする請求項２記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第２レンズ群における最も物体側にある正レンズは、少なくとも１面が非球面をなし、
前記第２レンズ群における最も像側にある負レンズは、像側に凹面を向けると共に、少なくとも１面が非球面をなし、
前記絞りは、前記第２レンズ群における最も物体側に配設され、さらに、
条件式（５）および（６）を満足することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
（Ｎd3＋Ｎd4）／２＞１．６５    ‥‥‥（５）
νd4−νd5＞２０                ‥‥‥（６）
但し、Ｎd3：第２レンズ群内の最も物体側にある正レンズの屈折率
Ｎd4：第２レンズ群内の接合レンズ内正レンズの屈折率
νd4：第２レンズ群内の接合レンズ内正レンズのアッベ数
νd5：第２レンズ群内の接合レンズ内負レンズのアッベ数
【請求項５】
前記第２レンズ群の最も像側にある負レンズは、両面が非球面をなすことを特徴とする請求項４記載のズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばディジタルスチルカメラ（以下、単にディジタルカメラという。）やビデオカメラに好適に用いられるズームレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタルスチルカメラ（以下、単にディジタルカメラという。）やビデオカメラの普及が著しい。これらのカメラは、ＣＣＤ（電荷結合素子）等の撮像素子を用いて光学的な画像を電気信号に変換し、それを画像データとして記録するものである。
【０００３】
従来より、これらのカメラに用いられるズームレンズとしては種々のものが提案されているが、中でも変倍比が３倍程度のものについては、２群構成または３群構成のズームレンズが広く用いられている。特に、レンズ重量の軽量化やオートフォーカスの高速化を考慮すると、インナーフォーカス式やリアーフォーカス式が向いていることから、ズームレンズの群数としては、２群構成よりも３群構成とすることが望ましい。そこで、本出願人は、このような種々の問題に対処し得る３群ズームレンズとして、例えば、特許文献１および特許文献２にあるようなズームレンズを提案している。
【特許文献１】特開平１０−２９３２５３号公報
【特許文献２】特開２０００−２８４１７７号公報
【０００４】
特許文献１記載のズームレンズは、物体側より順にそれぞれ負、正、正の屈折力を有する第１〜第３レンズ群を備え、主に第１，第２のレンズ群によりズーミングを行う一方、主に第３のレンズ群によりフォーカシングを行うように構成されている。このズームレンズでは、撮像面から射出瞳位置までの距離を規定する２つの条件式を満足するよう構成することにより、適切な変倍比を確保しつつ撮像面からの射出瞳位置を充分に遠い位置に設定することができるので、撮像面にほぼテレセントリックな状態で光束を入射せしめることができ、これにより、シェーディング等の発生を防止することが可能になっている。
【０００５】
特許文献２記載のズームレンズは、無限遠合焦時において広角から望遠に変倍するに際し、第２，第３レンズ群を、これらの間隔を一定に保ちながら第１のレンズ群に近づけるように移動させるようにしたものである。このズームレンズによれば、撮像面からの射出瞳位置を適切に設定しつつ、リアフォーカス方式の採用が可能である。
【０００６】
また、３群構成のズームレンズとしては、例えば特許文献３にあるようなズームレンズも提案されている。
【特許文献３】特開２００２−１９６２４０号公報
【０００７】
特許文献３記載のズームレンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、および正の屈折力を有する第３レンズ群の３つのレンズ群を有するものであり、第２レンズ群は、物体側より順に正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、１枚のレンズで構成されている。広角側から望遠側への変倍に際しては、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が減少し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が増大するように、第１、第２、第３の各レンズ群を光軸上で移動させ、変倍を行うようになっている。第３のレンズ群の移動は、変倍時に生ずるピント位置ずれを補正するためものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年、上記のディジタルカメラ等においては、高い解像力とともにＦ２．８程度の明るいレンズが望まれてきている。また、ディジタルカメラ等の小型化も望まれており、その大きさを左右する撮影レンズについてもさらなる小型化が要求されている。さらに、最近ではディジタルカメラ等に使用されるＣＣＤとしては、総画素数が５００万を越えるものまで開発され、その画素数が今後さらに増えていく傾向にあることから、ディジタルカメラ等に用いられる撮影レンズには、ますます高い解像力が要求されている。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１，２のズームレンズでは、広角端におけるＦナンバーは、明るいものでもＦ３．２にとどまっており、用途によっては明るさの面でさらなる改善が求められる可能性もある。特に、特許文献１のズームレンズでは、第１群が多数（４枚）のレンズで構成されていることから、コンパクト性やレンズ重量の面でさらなる改善が要求される場合も想定され得る。また、特許文献２のズームレンズにおいては、変倍の際に第２群および第３群が一体に移動する構成となっていることから、広角端において全長が長くなる傾向があり、仮にレンズ全長のさらなる短縮という要求があった場合には、変倍比の確保が容易ではなくなる可能性がある。
【００１０】
また、特許文献３のズームレンズでは、Ｆ２．８程度の明るさは確保されているものの、第１，第２のレンズ群のみならず第３のレンズ群も移動させるようになっている。このように第３のレンズ群にも変倍機能を分担させると、全系に対する第３のレンズ群の屈折力が相対的に大きくなり、その結果、第３のレンズ群の偏心感度（偏心による光学性能劣化の度合い）が高くなってしまう。特に、最近のディジタルカメラ等においては、小型化のため不使用時に全長を短く沈胴させるように構成することが多いことから、特許文献３のズームレンズのように、第３のレンズ群が像面から大きく離れる方向に移動する、という振る舞いをしないレンズ構成の場合には、第１および第２のレンズ群については１つのカム筒により機械的に保持される一方、第３のレンズ群についてはそれとは独立に保持されるように構成する場合が多く、このため、第３のレンズ群の偏心による性能劣化が問題となりやすい。これに対して、第１〜第３のレンズ群を１つのカム筒により保持されるように構成すれば、第１および第２のレンズ群に対する第３レンズ群の偏心を抑えることが可能であるが、そのようにすると、カム筒が長くなってしまい、短く沈胴することが困難となる。
【００１１】
さらに、特許文献１〜３では、ある程度の収差性能は確保されているものの、最近の高解像度化の要求に応じて、諸収差のさらなる改善が求められるケースも想定される。
【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、広角端におけるＦナンバーが明るく、かつフォーカシングの高速化が図れると共に、小型で簡易な構造でありながら、画素数の多い撮像素子にも対応可能な高解像力を発揮し得る程度まで諸収差が良好に補正されたズームレンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によるズームレンズは、物体側から順に、全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを備えている。第１レンズ群は、物体側から順に負レンズと正レンズとを有し、少なくとも２面の非球面を含む。第２レンズ群は、光量を調節する絞りを有すると共に、物体側から順に、正レンズと、正レンズおよび負レンズよりなる接合レンズと、負レンズとを有し、少なくとも２面の非球面を含む。第３レンズ群は、正レンズより構成される。このズームレンズは、さらに、次の条件式（１），（２）を満足する。
０．４＜ｆw ／｜ｆ1 ｜＜０．６    ‥‥‥（１）
０．２５＜ｆ2 ／ｆ3 ＜０．４５  ‥‥‥（２）
但し、ｆi は第ｉレンズ群（ｉ＝１，２，３）の焦点距離であり、ｆw は広角端における全系の焦点距離である。
【００１４】
本発明によるズームレンズでは、広角から望遠に向かって変倍する際には、第１および第２レンズ群が移動することにより、第１および第２レンズ群の相互間隔が減少する一方、第２および第３レンズ群の相互間隔が増大する。無限遠合焦状態を保って変倍する際には、第３レンズ群から像面までの距離がほぼ一定に保たれる。すなわち、第３レンズ群は変倍時に移動しない。無限遠合焦状態から近距離合焦状態に移行する際には、第３レンズ群が物体側に移動する。このズームレンズでは、変倍に際して、第３レンズ群が固定され、第１および第２のレンズ群のみが移動するので、第３レンズ群は変倍機能を担わない。このため、全系に対する第３レンズ群の屈折力を相対的に小さくすることが可能であり、その結果、第３レンズ群の偏心感度を低く抑えることができる。特に、不使用時に沈胴可能な構造にすべく、第１および第２のレンズ群を１つのカム筒で保持すると共に、第３レンズ群をこれとは別個に保持するようにしたとしても、第３レンズ群の偏心感度が低いことから、収差性能劣化が起きにくい。また、第１および第２のレンズ群のみを移動させる構造としたので、全群が移動する場合に比べてレンズ移動機構が簡単になる。
【００１５】
また、このズームレンズでは、第２レンズ群と第３レンズ群とからなる合成レンズ群における広角端での結像倍率、すなわち、第１レンズ群の屈折力（１／ｆ1 ）と広角端での全系の屈折力（１／ｆw ）との比を表す量（ｆw ／｜ｆ1 ｜）が適正化されているため、小型化と諸収差の補正とがバランス良く実現される。さらに、第３レンズ群の屈折力（１／ｆ3 ）と第２レンズ群の屈折力（１／ｆ2 ）との比（ｆ2 ／ｆ3 ）が適正化されているため、フォーカシング時の移動距離が短縮されると共に、第３レンズ群を正の単レンズで構成することが容易になる。
【００１６】
本発明によるズームレンズでは、第１レンズ群の負レンズが像側に凹面を向けると共に少なくとも１面が非球面をなし、第１レンズ群の正レンズが物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、かつ、条件式（３），（４）を満足するように構成することが好ましい。この場合には、第１レンズ群の負レンズの両面が非球面をなすように構成するのがより好ましい。
Ｎd1＞１．７２        ‥‥‥（３）
νd1−νd2＞１４      ‥‥‥（４）
但し、Ｎd1は第１レンズ群の負レンズの屈折率であり、νd1は第１レンズ群の負レンズのアッベ数であり、νd2は第１レンズ群の正レンズのアッベ数である。
【００１７】
本発明によるズームレンズでは、第２レンズ群における最も物体側にある正レンズの少なくとも１面が非球面をなし、第２レンズ群における最も像側にある負レンズが像側に凹面を向けると共に少なくとも１面が非球面をなし、絞りが第２レンズ群における最も物体側に配設され、さらに、条件式（５），（６）を満足するように構成することが好ましい。この場合には、第２レンズ群の最も像側にある負レンズの両面が非球面をなすように構成するのがより好ましい。
（Ｎd3＋Ｎd4）／２＞１．６５    ‥‥‥（５）
νd4−νd5＞２０                ‥‥‥（６）
但し、Ｎd3は第２レンズ群内の最も物体側にある正レンズの屈折率であり、Ｎd4は第２レンズ群内の接合レンズ内正レンズの屈折率であり、νd4は第２レンズ群内の接合レンズ内正レンズのアッベ数であり、νd5は第２レンズ群内の接合レンズ内負レンズのアッベ数である。
【００１８】
なお、本明細書において、屈折率Ｎdj（ｊ＝１〜７）はｄ線に対するものであり、アッベ数νdjは屈折率Ｎdjを用いて表したものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のズームレンズによれば、物体側から順に、全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とを備えるように構成すると共に、広角から望遠に向かって変倍する際には、第１および第２レンズ群が移動することにより、第１および第２レンズ群の相互間隔が減少する一方、第２および第３レンズ群の相互間隔が増大するように構成し、かつ、無限遠合焦状態を保って変倍する際には、第３レンズ群から像面までの距離がほぼ一定に保たれるようにして第３レンズ群が変倍時に移動しないように構成したので、第３レンズ群は変倍機能を担わず、このため、全系に対する第３レンズ群の屈折力を相対的に小さくすることができるので、第３レンズ群の偏心感度を低く抑えることができ、収差性能劣化が起きにくい。また、第１および第２のレンズ群のみを移動させる構造としたので、全群が移動する場合に比べてレンズ移動機構が簡単になる。
【００２０】
また、第１レンズ群が物体側から順に負レンズと正レンズとを有すると共に少なくとも２面の非球面を含み、第２レンズ群が光量を調節する絞りを有すると共に物体側から順に正レンズと正レンズおよび負レンズよりなる接合レンズと負レンズとを有し少なくとも２面の非球面を含み、第３レンズ群が正レンズよりなるようにしたので、最小限のレンズ枚数で構成し小型化を実現すると同時に、諸収差を良好に補正することが可能である。さらに、条件式（１），（２）を満足するようにしたので、特に広角端における明るさを確保しつつ小型化を達成すると共に、フォーカシングの高速化を図ることが容易となる。
【００２１】
本発明のズームレンズにおいて、さらに、第１レンズ群が条件式（３），（４）を満たし、第２レンズ群が条件式（５），（６）を満たすようにした場合には、画素数の多い撮像素子にも対応可能な高解像力を発揮し得る程度まで諸収差を良好に補正することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施の形態に係るズームレンズの構成を表すものである。このズームレンズ１は、特にコンパクトなディジタルカメラやビデオカメラに好適に用いられる。図１（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ、広角端および望遠端におけるレンズ配置を示している。符号Ｚobj で示す側が物体側（被写体側）であり、符号Ｚimg で示す側が像面側（結像側）である。符号Ｒi は、絞りＳt も含めて最も物体側の構成要素の面Ｓ1 を１番目として、像面側に向かうに従い順次増加するｉ番目の構成要素の面Ｓi の曲率半径を示す。符号Ｄi は、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ1 上の面間隔を示す。
【００２４】
このズームレンズ１は、光軸Ｚ1 に沿って、物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１，第２レンズ群Ｇ２，第３レンズ群Ｇ３を備えている。第２レンズ群Ｇ２の最前部には、開口絞りＳt が設けられている。ズームレンズ１の結像面（撮像面）Ｉp には、ＣＣＤ等の撮像素子（図示せず）が配置され、この撮像素子の撮像面付近には、撮像面を保護するためのカバーガラス・ローパスフィルタＬ８が配置される。
【００２５】
このズームレンズ１において、第３レンズ群Ｇ３は変倍時における固定群であり、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３は変倍時における移動群になっている。より具体的には、無限遠合焦状態を保って変倍する際には、第３レンズ群Ｇ３から結像面Ｉp （像面）までの距離がほぼ一定に保たれる。広角から望遠に向かって変倍する際には、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の相互間隔が減少する一方、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の相互間隔が増大するように、第１，第２レンズ群Ｇ１，Ｇ２が移動する。なお、無限遠合焦状態から近距離合焦状態に移行する際には、第３レンズ群Ｇ３が物体側に移動するようになっている。
【００２６】
第１〜第３レンズ群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されている。ここで、ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 は、それぞれ、第１〜第３レンズ群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の焦点距離であり、ｆw は広角端における全系の焦点距離である。
【００２７】
０．４＜ｆw ／｜ｆ1 ｜＜０．６    ‥‥‥（１）
０．２５＜ｆ2 ／ｆ3 ＜０．４５  ‥‥‥（２）
【００２８】
第１レンズ群Ｇ１は、全体として負の屈折力を有し、物体側から順に、負の第１レンズＬ１および正の第２レンズＬ２を配設した構成となっている。第１レンズ群Ｇ１の面Ｓ１〜Ｓ４のうち、少なくとも２面が非球面になっている。第１レンズＬ１は、像面側に強い曲率の凹面を向けると共に少なくとも１面が非球面をなすようにするのが好ましい。第１レンズＬ１の両面を非球面にするのがより好ましい。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。
【００２９】
第１レンズ群Ｇ１は、以下の条件式（３），（４）を満足するのが好ましい。ここで、Ｎd1は第１レンズＬ１の屈折率、νd1は第１レンズＬ１のアッベ数、νd2は第２レンズＬ２のアッベ数である。なお、屈折率Ｎdj（ｊ＝１〜７）はｄ線に対するものであり、アッベ数νdjは屈折率Ｎdjを用いて表したものである。後述する条件式（５），（６）においても同様である。
Ｎd1＞１．７２          ‥‥‥（３）
νd1−νd2＞１４        ‥‥‥（４）
【００３０】
第２レンズ群Ｇ２は、全体として正の屈折力を有している。この第２レンズ群Ｇ２は、光量を調節する絞りＳt を有すると共に、物体側から順に、正の第３レンズＬ３と、正の第４レンズＬ４および負の第５レンズＬ５よりなる接合レンズＬ４５と、負の第６レンズＬ６とを配設して構成されている。絞りＳt は、第３レンズＬ３の物体側に配設され、第２レンズ群Ｇ２の一部として一体に移動するようになっている。第２レンズ群Ｇ２における面Ｓ６〜Ｓ１２のうち、少なくとも２面が非球面になっている。中でも、第３レンズＬ３の面Ｓ６，Ｓ７のうちの少なくとも１面が非球面をなすのが好ましい。第６レンズＬ６は、像側に強い曲率の凹面を向けると共に面Ｓ１１，Ｓ１２のうち少なくとも１面が非球面をなすのが好ましい。第６レンズＬ６の両面を非球面にするのがより好ましい。例えば、面Ｓ６，Ｓ７，Ｓ１１，Ｓ１２の４面を非球面にすることも可能である。
【００３１】
第２レンズ群Ｇ２は、以下の条件式（５），（６）を満足するのが好ましい。ここで、Ｎd3は、第３レンズＬ３の屈折率、Ｎd4は接合レンズＬ４５のうちの第４レンズＬ４の屈折率、νd4は第４レンズＬ４のアッベ数、νd5は接合レンズＬ４５のうちの第５レンズのアッベ数である。
（Ｎd3＋Ｎd4）／２＞１．６５    ‥‥‥（５）
νd4−νd5＞２０                ‥‥‥（６）
【００３２】
第３レンズ群Ｇ３は、単一の正の第７レンズＬ７より構成され、全体としても正の屈折力を有している。この第７レンズＬ７は、例えば、両凸レンズにより構成される。
【００３３】
次に、以上のような構成のズームレンズ１の作用および効果を説明する。
【００３４】
このズームレンズ１では、第３レンズ群Ｇ３を固定とし、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２を光軸Ｚ1 方向に移動させることにより変倍が行われる。具体的には、第１レンズ群Ｇ１は、広角端から望遠端への変倍に際し、物体側に凹の軌跡を描くように( すなわち、一旦、像面側Ｚimg に向かったのち物体側Ｚobj に向かうように) 移動する。第２レンズ群Ｇ２は、広角端から望遠端への変倍に際し、物体側Ｚobj に向かって単調に移動する。第３レンズ群Ｇ３は、無限遠合焦状態を保って広角端から望遠端に変倍する際には、移動せず、一定位置を保つ。但し、この変倍の際、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２は、両者の相互間隔が減少し、かつ、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の相互間隔が増大するように協働する。なお、第３レンズ群Ｇ３は、無限遠合焦状態から近距離合焦状態に移行する際には、物体側Ｚobj に向かって移動する。
【００３５】
このズームレンズ１では、上記のような構成により、最小限のレンズ枚数で構成し小型化を実現すると同時に、諸収差を良好に補正することが可能である。特に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２にそれぞれ少なくとも２面の非球面を使用したことにより、上記した小型化および諸収差の改善が容易である。また、このズームレンズ１では、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２がズーム機構により移動可能である一方、第３レンズ群がフォーカシング機構により移動可能であるので、図示しないズームモータとフォーカスモータとを連動させて、各レンズ群間隔を極力狭くしながら沈胴を行うように構成することが比較的容易である。したがって、カメラ不使用時におけるレンズ全長を短くすることが容易である。
【００３６】
ここで、上記した条件式（１）〜（６）式の意義について説明する。条件式（１）は、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とからなる合成レンズ群における広角端での結像倍率（言い換えると、広角端における全系の屈折力（パワー）に対する第１レンズ群Ｇ１の屈折力の比）の望ましい範囲を表す式である。第１レンズ群Ｇ１の屈折力配分を適切に規定することで、小型化と諸収差の補正とをバランス良く実現することができる。条件式（１）の下限を下回ると、広角端における光学系の全長が長くなり、小型化が実現できなくなる。一方、条件式（１）の上限を越えると、第１レンズ群の屈折力が過大となるために、広角端での歪曲収差、倍率色収差および望遠端での球面収差の良好な補正ができなくなり、その結果、第１レンズ群を２枚で構成することが困難になる。
【００３７】
条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３における望ましい屈折力配分の範囲を規定するものである。条件式（２）の下限を下回ると、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が過小となるためにフォーカシング時の移動距離が長くなり、その結果フォーカスの高速化が困難となる。一方、条件式（２）の上限を越えると、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が過大となり、１枚のレンズで構成することが困難になる。また、第３レンズ群Ｇ３の偏心感度が高くなり、沈胴機構を取り付けた場合に、性能の劣化が問題となる。
【００３８】
条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１の負レンズＬ１における望ましい屈折率範囲を規定するものである。条件式（３）の下限を下回ると、負レンズＬ１の曲率が負の方向に強くなるため、たとえ非球面を使用しても広角端における非点収差や歪曲収差を補正するのが難しくなる。なお、現実的には、条件式（３）の上限は１．９０程度である。
【００３９】
条件式（４）は、第１レンズ群Ｇ１内の負レンズＬ１および正レンズＬ２におけるアッベ数の差の望ましい範囲を規定するものである。条件式（４）の下限を下回ると、広角端における倍率色収差や、変倍時における軸上色収差の変動を充分に抑えることが困難になる。なお、現実的には、条件式（４）の上限は３５程度である。
【００４０】
条件式（５）は、第２レンズ群Ｇ２内の正レンズＬ３，Ｌ４における望ましい平均屈折率の範囲を規定するものである。条件式（５）の下限を下回ると、ペッツバール和のバランスが悪くなり、たとえ非球面を使用しても非点収差や像面湾曲を補正するのが困難になる。なお、現実的には、条件式（５）の上限は１．９０程度である。
【００４１】
条件式（６）は、第２レンズ群Ｇ２内の接合レンズＬ４５を構成する２枚のレンズＬ４，Ｌ５におけるアッベ数の差の望ましい範囲を規定するものである。条件式（６）の下限を下回ると、変倍時の全域における軸上色収差および倍率色収差を充分に抑えることが困難になる。なお、現実的には、条件式（６）の上限は４０程度である。
【００４２】
このように、本実施の形態に係るズームレンズによれば、変倍に際して、第３レンズ群Ｇ３を固定し第１および第２のレンズ群Ｇ１，Ｇ２のみを移動させるようにしたので、第３レンズ群Ｇ３は変倍機能を担わない。このため、全系に対する第３レンズ群Ｇ３の屈折力を相対的に小さくすることができ、その結果、第３レンズ群Ｇ３の偏心感度を小さくすることができる。特に、不使用時に沈胴可能な構造にすべく、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２を１つのカム筒で保持すると共に、第３レンズ群Ｇ３をこれとは別個に保持するようにしたとしても、第３レンズ群Ｇ３の偏心感度が低いことから、収差性能劣化が起きにくい。また、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２のみを移動させる構造としたので、全群が移動する場合に比べてレンズ移動機構が簡単になる。
【００４３】
また、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とからなる合成レンズ群の広角端での結像倍率を（１）式の範囲に設定することで全レンズ群の合成屈折力（パワー）に対する第１レンズ群Ｇ１の屈折力の比を適正化したので、広角端における光学系の全長が短くなる。しかも、広角端における諸収差を良好に補正することができることから、第１レンズ群Ｇ１を２枚のレンズのみで構成することが容易となる。したがって、広角端における明るさを確保しつつ、小型化を達成することも可能となる。
【００４４】
また、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３における屈折力配分を条件式（２）の範囲に設定して適正化したので、フォーカシングの移動量を小さくすることができ、フォーカシングの高速化が容易となる。また、条件式（２）により第３レンズ群Ｇ３の屈折力も比較的小さく設定されるので、第３レンズ群Ｇ３を１枚のレンズで構成することが容易で小型化に有利であると共に、第３レンズ群Ｇ３の偏心感度を抑制できる。
【００４５】
また、第１レンズ群Ｇ１が条件式（３），（４）を満たすようにしたので、第１レンズ群Ｇ１によって生ずる可能性のある広角端での諸収差を低減することが可能である。さらに、第２レンズ群Ｇ２が条件式（５），（６）を満たすようにしたので、変倍時の全域における諸収差を低減することができる。したがって、
画素数の多い撮像素子にも対応可能な高解像力を発揮し得る程度まで諸収差を良好に補正することが可能である。
【実施例】
【００４６】
次に、本実施の形態に係るズームレンズに係る２つの具体的な実施例１，２（第１の実施例，第２の実施例）について説明する。ここでは、これらの２つの実施例１，２についてまとめて説明する。
【００４７】
図２〜図４は図１に示したズームレンズ１における実施例１のレンズデータを表し、図５〜図７は実施例２のレンズデータを表すものである。図２および図５は基本的レンズデータを示し、図３および図６は非球面形状に関するデータを示し、図４および図７は可変の面間隔に関するデータを示している。
【００４８】
図２および図５のレンズデータにおける面番号Ｓi の欄には、各実施例のズームレンズについて、絞りＳt を１番目として、像面側に向かうに従い順次増加する構成要素の面の番号を示している。曲率半径Ｒi の欄には、図１に示した符号Ｒi に対応させて、絞りＳt も含めて物体側からｉ番目の構成要素の面の曲率半径の値を示す。曲率半径Ｒi の値が∞の部分は、平面であることを示す。面間隔Ｄi の欄についても、図１に示した符号Ｄi に対応させて、物体側からｉ番目の面Ｓi とｉ＋１番目の面Ｓi+1 との光軸上の間隔を示す。曲率半径Ｒi および面間隔Ｄi の値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。Ｎdj，νdjの欄は、それぞれ、物体側からｊ番目のレンズ要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数の値を示す。ｆは全系の焦点距離（ｍｍ）を示し、ωは半画角を示す。図２および図５に示したように、実施例１，２のズームレンズの焦点距離の範囲は、いずれも、８．００（広角端）〜２２．０１（望遠端）であり、その変倍比は約２．７５倍となっている。
【００４９】
図４および図７に示した非球面データは、以下の式（７）によって表される非球面多項式における定数および係数である。式（７）の非球面多項式は、光軸Ｚ1 に直交する方向にｈ軸をとって非球面の形状を表したものである。非球面は、式（１）で表される曲線を光軸Ｚ1 の周りに回転して得られる曲面である。ｈの値は、光軸Ｚ1 からレンズ面までの距離（高さ）を表し、Ｚの値は、高さｈの位置にある非球面上の点から非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ、すなわち非球面の深さを表す。符号Ｒは光軸近傍におけるレンズ面の曲率半径（近軸曲率半径）であり、符号Ｋは円錐定数である。符号Ａ4 ，Ａ6 ，Ａ8 ，Ａ10は、それぞれ、４次，６次，８次，１０次の非球面係数を表す。
【００５０】
Ｚ＝（ｈ2 ／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）×ｈ2 ／Ｒ2 ｝1/2 ］
＋Ａ４ ｈ4 ＋Ａ６ ｈ6 ＋Ａ８ ｈ8 ＋Ａ１０ｈ10  ……（７）
【００５１】
図３および図６に示したように、実施例１，２のズームレンズは、いずれも、第１レンズ群Ｇ１を構成する第１レンズＬ１の両面（第１の面Ｓ1 および第２の面Ｓ2 ）と、第２レンズ群Ｇ２における最も物体側に配置された第３レンズＬ３の両面（第６の面Ｓ6 および第７の面Ｓ7 ）と、第２レンズ群Ｇ２における最も像側に配置された第６レンズＬ６の両面（第１１の面Ｓ11および第１２の面Ｓ12）とが非球面形状となっている。
【００５２】
図４は、実施例１における面間隔Ｄ４，Ｄ１２，Ｄ１４のデータを、広角端（焦点距離ｆ＝８．００ｍｍ）および望遠端（焦点距離ｆ＝２２．０１ｍｍ）のそれぞれについて表し、図７は、実施例２における面間隔Ｄ４，Ｄ１２，Ｄ１４のデータを、広角端（焦点距離ｆ＝８．００ｍｍ）および望遠端（焦点距離ｆ＝２２．０１ｍｍ）のそれぞれについて表すものである。これらの図に示したように、実施例１，２のズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２が、変倍の際に移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との面間隔Ｄ４、および、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との面間隔Ｄ１２は、それぞれ、変倍に伴い変化する。一方、第３レンズ群Ｇ３と結像面Ｉp との距離は、変倍時において不変であり、実施例１では５．６１，実施例２では５．６０である。
【００５３】
図２および図５に示したデータから明らかなように、実施例１，２のズームレンズはいずれも上記した条件式（１）〜（６）を満たしている。特に、第３レンズ群Ｇ３の屈折力の相対的な大きさを示す条件式（２）「０．２５＜ｆ２／ｆ３＜０．４５」について考察すると、実施例１，２では、条件式の値がそれぞれ０．３２，０．３３であり、条件式（２）の範囲を満たしているのに対し、特許文献３では最小の実施例でも０．５８であり、条件式（２）の上限を越えている。すなわち、特許文献３に比べて、本実施例の方が偏心感度が小さいことが分かる。なお、第３レンズ群Ｇ３の屈折力の相対的な大きさは、全系の屈折力１／ｆｗに対する第３レンズ群Ｇ３の屈折力１／ｆ３の比として、式「ｆｗ／ｆ３」により表すこともできるが、この式の値は、上記した特許文献３では最小でも０．３２であるのに対し、本発明の実施例１，２では共に０．１９である。このことからも、特許文献３に比べて本実施例の方が偏心感度が小さいことが分かる。
【００５４】
図８〜図１１は、各実施例のズームレンズについての諸収差を示している。より詳しくは、図８および図９はそれぞれ、実施例１のズームレンズについての広角端および望遠端における収差を示す。図１０および図１１はそれぞれ、実施例２のズームレンズについての広角端および望遠端における収差を示す。ここで、図８（Ａ），図９（Ａ），図１０（Ａ），図１１（Ａ）は球面収差を示し、図８（Ｂ），図９（Ｂ），図１０（Ｂ），図１１（Ｂ）は非点収差を示し、図８（Ｃ），図９（Ｃ），図１０（Ｃ），図１１（Ｃ）はディストーション（歪曲収差）を示し、図８（Ｄ），図９（Ｄ），図１０（Ｄ），図１１（Ｄ）は倍率色収差を示す。球面収差を示す図においては、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ），Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ），Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての値を示す。非点収差を示す図において、実線はサジタル像面に対する収差を示し、破線はタンジェンシャル（メリジオナル）像面に対する収差を示している。倍率色収差を示す図においては、ｄ線を基準とした場合におけるＦ線，Ｃ線についての値を示す。図８〜図１１の各収差図において、特に波長を明記していないものは、ｄ線に対する収差を示す。また、ＦNoはＦナンバーを示し、ωは半画角を示す。
【００５５】
図１２は、上記した条件式（１）〜（６）に対応する値を各実施例について示したものである。この図に示したように、いずれの実施例においても条件式（１）〜（６）を満たしている。
【００５６】
以上のレンズデータおよび収差図からわかるように、各実施例について、変倍比と広角端における明るさとを確保しつつレンズの全長の短縮化が図られると共に、収差が良好に補正されている。
【００５７】
なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径Ｒi 、面間隔Ｄi 、屈折率Ｎdjおよびアッベ数νdj等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【００５８】
また、上記各実施例では、第１レンズ群Ｇ１のうち、第１レンズＬ１の両面を非球面にするようにしたが、これに代えて、第１レンズＬ１の片面と第２レンズＬ２の片面とを非球面にしたり、あるいは、第２レンズＬ２の両面を非球面にしてもよく、第１レンズ群Ｇ１が少なくとも２面の非球面を含んでいればよい。
【００５９】
また、上記各実施例では、第２レンズ群Ｇ２のうち、最も物体側に配置された第３レンズＬ３の両面および最も像側に配置された第６レンズＬ６の両面の合計４面を非球面形状としたが、第２レンズ群Ｇ２が少なくとも２面の非球面を含むようにするのであれば、その他の構成も可能である。例えば、第３レンズＬ３の片面および第６レンズＬ６の片面の合計２面を非球面にしたり、あるいは、第３レンズＬ３の片面および第６レンズＬ６の両面の合計３面を非球面にしたり、あるいは、第３レンズＬ３の両面および第６レンズＬ６の片面の合計３面を非球面にすることも可能である。さらには、第２レンズ群Ｇ２のうちの他のレンズの面を非球面形状にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るズームレンズの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るズームレンズにおける第１の実施例の基本データを示す図である。
【図３】第１の実施例に係るズームレンズの非球面データを示す図である。
【図４】第１の実施例に係るズームレンズの可変の面間隔データを示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るズームレンズにおける第２の実施例の基本データを示す図である。
【図６】第２の実施例に係るズームレンズの非球面データを示す図である。
【図７】第２の実施例に係るズームレンズの可変の面間隔データを示す図である。
【図８】第１の実施例に係るズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、ディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図９】第１の実施例に係るズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、ディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図１０】第２の実施例に係るズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、ディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図１１】第２の実施例に係るズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、ディストーション、および倍率色収差を示す収差図である。
【図１２】第１および第２の実施例に係るズームレンズの条件式の数値を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１…ズームレンズ、Ｇ１〜Ｇ３…第１〜第３レンズ群、Ｌ１〜Ｌ７…第１〜第７レンズ、Ｌ８…カバーガラス・ローパスフィルタ、Ｓt …絞り、Ｚ1 …光軸。
【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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