(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、負の焦点距離を有する第１レンズ群、正の焦点距離を有する第２レンズ群、及び正の焦点距離を有する、フォーカスレンズ群である第３レンズ群からなり、
短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングに際し、前記第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は減少し、前記第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は増大するように移動するズームレンズ系において、
前記第３レンズ群は、正レンズと負レンズとの貼合せレンズからなり、次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とするズームレンズ系。
（１）０．２＜ｆ3-p／｜ｆ3-n｜／＜０．３５
（２）０．０８＜log（Ｚ3）／log（Ｚ）＜０．２
但し、
ｆ3-p；第３レンズ群の正レンズの焦点距離、
ｆ3-n；第３レンズ群の負レンズの焦点距離、
Ｚ3；第３レンズ群の変倍比、
Ｚ；全系の変倍比。
【請求項２】
請求項１記載のズームレンズ系において、次の条件式（３）及び（４）を満足するズームレンズ系。
（３）０．６５＜（ｆW×ｆT）1/2／｜ｆ1G｜＜１．１
（４）０．２＜ｆW／ｆ3G＜０．５
但し、
ｆW；短焦点距離端の全系の焦点距離、
ｆT；長焦点距離端の全系の焦点距離、
ｆ1G；第１レンズ群の焦点距離、
ｆ3G；第３レンズ群の焦点距離。
【請求項３】
請求項１または２記載のズームレンズ系において、前記第３レンズ群の貼合せレンズは、物体側から正レンズ、負レンズの順であるズームレンズ系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ用に好適な、変倍比が３倍程度のズームレンズ系に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画素数が３〜５メガピクセルのデジタルカメラ用のズームレンズ系には、例えば、特開２０００-１１１７９８号公報、特開２００２-１３９６７１号公報、及び特開２００３-１３１１３３号公報で提案されるようなズームレンズ系が知られている。
【特許文献１】特開２０００-１１１７９８号公報
【特許文献２】特開２００２-１３９６７１号公報
【特許文献３】特開２００３-１３１１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、これらのズームレンズ系は、最近の８メガピクセル以上の高精細のデジタルカメラ用としては、収差（特に倍率色収差）補正が十分でなかった。また、いずれもレンズ全長が長く、小型化を充分達成しているとは言えなかった。
【０００４】
本発明は、短焦点距離端での半画角が約３２から３４°で変倍比（ズーム比）が３倍程度のズームレンズ系であって、特に倍率色収差を十分に補正して高精細を達成したズームレンズ系を得ることを目的とする。また本発明は、レンズ群厚を小さく超薄型（小型）としたズームレンズ系を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のズームレンズ系は、物体側から順に、負の焦点距離を有する第１レンズ群、正の焦点距離を有する第２レンズ群、及び正の焦点距離を有する、フォーカスレンズ群である第３レンズ群からなり、短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングに際し、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は減少し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は増大するように移動するズームレンズ系において、第３レンズ群は、正レンズと負レンズとの貼合せレンズからなり、次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする。
（１）０．２＜ｆ3-p／｜ｆ3-n｜／＜０．３５
（２）０．０８＜log（Ｚ3）／log（Ｚ）＜０．２
【０００６】
但し、
ｆ3-p；第３レンズ群の正レンズの焦点距離、
ｆ3-n；第３レンズ群の負レンズの焦点距離、
Ｚ3；第３レンズ群の変倍比、
Ｚ；全系の変倍比、
である。
【０００７】
本発明のズームレンズ系は、次の条件式（３）及び（４）を満足することが好ましい。
（３）０．６５＜（ｆW×ｆT）1/2／｜ｆ1G｜＜１．１
（４）０．２＜ｆW／ｆ3G＜０．５
但し、
ｆW；短焦点距離端の全系の焦点距離、
ｆT；長焦点距離端の全系の焦点距離、
ｆ1G；第１レンズ群の焦点距離、
ｆ3G；第３レンズ群の焦点距離、
である。
【０００８】
第３レンズ群の貼合せレンズは、物体側から正レンズ、負レンズの順とすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、短焦点距離端での半画角が約３２から３４°で変倍比が約３倍のズームレンズ系において、特に倍率色収差を良好に補正した高精細のズームレンズ系を得ることができる。また、レンズ群厚が小さく超薄型（小型）のズームレンズ系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によるズームレンズ系の実施例１の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図２】図１の短焦点距離端における諸収差図である。
【図３】図１のズームレンズ系の中間焦点距離における諸収差図である。
【図４】図１のズームレンズ系の長焦点距離端における諸収差図である。
【図５】本発明によるズームレンズ系の実施例２の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図６】図５の短焦点距離端における諸収差図である。
【図７】図５のズームレンズ系の中間焦点距離における諸収差図である。
【図８】図５のズームレンズ系の長焦点距離端における諸収差図である。
【図９】本発明によるズームレンズ系の実施例３の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図１０】図９の短焦点距離端における諸収差図である。
【図１１】図９のズームレンズ系の中間焦点距離における諸収差図である。
【図１２】図９のズームレンズ系の長焦点距離端における諸収差図である。
【図１３】本発明によるズームレンズ系の実施例４の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図１４】図１３の短焦点距離端における諸収差図である。
【図１５】図１３のズームレンズ系の中間焦点距離における諸収差図である。
【図１６】図１３のズームレンズ系の長焦点距離端における諸収差図である。
【図１７】本発明によるズームレンズ系の実施例５の短焦点距離端におけるレンズ構成図である。
【図１８】図１７の短焦点距離端における諸収差図である。
【図１９】図１７のズームレンズ系の中間焦点距離における諸収差である。
【図２０】図１７のズームレンズ系の長焦点距離端における諸収差図である。
【図２１】本発明によるズームレンズ系のズーム軌跡を示す簡易移動図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態のズームレンズ系は、図２１の簡易移動図に示すように、物体側から順に、負の焦点距離を有する第１レンズ群１０、正の焦点距離を有する第２レンズ群２０、及び正の焦点距離を有する第３レンズ群３０からなる。第３レンズ群３０の像面側には、固体撮像素子の撮像面の前方に位置するフィルタ類（平行平面板）４０が位置している。短焦点距離端（Ｗ）から長焦点距離端（Ｔ）へのズーミング（変倍）に際し、第１レンズ群１０は一旦像面側に移動してからＵターンして物体側に移動し、第２レンズ群２０は物体側に単調に移動し、第３レンズ群３０は、像面側に単調に移動する。第３レンズ群３０を像面側に移動させると、移動させない場合に比べて、小型化（薄型化）を図ることができる。絞りＳは、第２レンズ群２０と一緒に移動する。フォーカシングは第３レンズ群３０で行う。
【００１２】
本実施形態は、フォーカスレンズ群である第３レンズ群３０を、条件式（１）を満足する正レンズと負レンズとの貼合せレンズから構成することにより、諸収差中の特に倍率色収差を良好に補正した点を第一の特徴としている。条件式（１）の上限を超えると、第３レンズ群の負レンズのパワーが大きくなり、倍率収差の補正が過剰になる。条件式（１）の下限を超えると、倍率色収差の補正が不足する。
【００１３】
条件式（２）は、第３レンズ群の変倍比に関する条件式であり、第３レンズ群の変倍に寄与する割合を定めている。短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際し、第３レンズ群を像面側に移動させると、第３レンズ群で変倍を負担でき、第２レンズ群の移動量を少なくすることができるので小型化の達成に有利である。条件式（２）の上限を超えると、第３レンズ群の移動量が増え、像面に近づきすぎ、フィルタ類を配置するための充分なバックフォーカスを確保することが困難になる。
【００１４】
条件式（３）は、第１レンズ群のパワーに関する条件式である。条件式（３）の上限を超えると、第１レンズ群のパワーが大きくなりすぎ、長焦点距離端の全長が短焦点距離端の全長よりも大きくなりすぎる。また、短焦点距離端における歪曲収差などの軸外収差の補正が困難になる。条件式（３）の下限を超えると、第１レンズ群のパワーが弱くなるため、収差補正には有利であるが、短焦点距離端の全長が大きくなるため超薄型化（小型化）を達成することが困難になる。
【００１５】
条件式（４）は、第３レンズ群のパワーに関する条件式である。条件式（４）の上限を超えると、第３レンズ群の正のパワーが大きくなり、第１レンズ群と第２レンズ群の合成パワーが相対的に弱くなるため、第２レンズ群の移動量が増える。そのため、変倍に伴う非点収差及び歪曲収差変動が増大する。条件式（４）の下限を超えると、第３レンズ群の正のパワーが弱くなり、非点収差の補正が不足する。
【００１６】
次に具体的な実施例を示す。諸収差図及び表中、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件、倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、Ｃ線はそれぞれの波長に対する収差、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、FはＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、Ｗは半画角（゜）、fBはバックフォーカス、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、νはアッベ数を示す。表中のF、f、W、fB、及び変倍に伴って間隔が変化するレンズ間隔の値（ｄ値）は、短焦点距離端-中間焦点距離-長焦点距離端の順に示している。
また、回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12・・・
（但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、・・・・・は各次数の非球面係数）
【００１７】
［実施例１］
図１ないし図４と表１は本発明によるズームレンズ系の実施例１を示している。図１は短焦点距離端におけるレンズ構成図、図２は短焦点距離端の諸収差図、図３は中間焦点距離の諸収差図、図４は長焦点距離端の諸収差図、表１はその数値データである。
本実施例のズームレンズ系は、物体側から順に、負の第１レンズ群１０、絞りＳ、正の第２レンズ群２０、及び正の第３レンズ群３０からなり、ズーミングに際し、第３レンズ群３０は像側に移動する。第３レンズ群３０の像面側には、固体撮像素子の撮像面の前方に位置するフィルタ類（平行平面板）４０が位置されている。
第１レンズ群１０は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ、及び両凸正レンズからなる。第２レンズ群２０は、物体側から順に、両凸正レンズ、及び物体側の両凸正レンズと像面側の両凹負レンズとの貼合せレンズからなる。第３レンズ群３０は、物体側から順に位置する、両凸正レンズと像側に凸の負メニスカスレンズの貼合せレンズからなる。絞りＳは、第５面（第２レンズ群２０）の極から前方0.60にある。
（表１）
F    =  1: 2.9 -  3.8   -  5.4
f    =  8.12  -  13.70  - 23.02
W    =  31.9  -  19.3   -  11.7
fB   =  0.59  -  0.59   -  0.59
面NO.     ｒ          ｄ               Ｎd        ν
1     1175.100      0.70             1.88300     40.8
2        8.271      2.00               -          - 
3*      19.124      1.85             1.83291     24.1
4*   -1033.468     15.66-7.45-2.52     -          - 
5*       6.667      1.85             1.69007     53.0
6*     -27.968      0.10               -          - 
7       10.459      1.81             1.77250     49.6
8       -8.196      1.13             1.80610     33.3
9        4.135      5.72-11.69-20.48   -          - 
10*     35.035      2.40             1.68800     55.8
11     -13.762      0.90             1.67270     32.1
12     -21.525      2.92-2.24-1.30      -          -
13        ∞        0.90             1.51633     64.1
14        ∞        0.51               -          - 
15        ∞        0.50             1.51633     64.1
16        ∞         -                 -          -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面No. Ｋ      Ａ４           Ａ６         Ａ８          Ａ１０
3   0.00  -0.42450×10-4  -0.10367×10-6   0.64030×10-7  0.70446×10-9
4   0.00  -0.18928×10-3  -0.97631×10-7   0.42668×10-7  0.31779×10-9
5   0.00  -0.40392×10-3   0.70682×10-5  -0.82483×10-6
6   0.00   0.93358×10-4   0.98647×10-5  -0.78819×10-6
10  0.00  -0.96521×10-4   0.32744×10-5  -0.52019×10-7
【００１８】
［実施例２］
図５ないし図８と表２は本発明によるズームレンズ系の実施例２を示している。図５は短焦点距離端におけるレンズ構成図、図６は短焦点距離端の諸収差図、図７は中間焦点距離の諸収差図、図８は長焦点距離端の諸収差図、表２はその数値データである。
第１レンズ群１０は、物体側から順に、両凹負レンズ、及び両凸正レンズからなる。その他の基本的なレンズ構成は実施例１と同様である。絞りＳは、第５面（第２レンズ群２０）の極から前方0.60にある。
（表２）
F    =  1: 2.9 -  3.9  -  5.4
f    =  8.12   - 13.70 -  23.02
W    =  31.9   - 19.3  -  11.7
fB   =  0.59   - 0.59  -  0.59
面NO.    ｒ          ｄ                Ｎd        ν
1     -730.050      0.70             1.88300     40.8
2        8.246      2.00                -         - 
3*      19.896      1.85             1.83291     24.1
4*    -197.743     15.56-7.47-2.39      -         - 
5*       6.670      1.85             1.58636     60.9
6*     -22.738      0.10                -         - 
7        8.909      1.66             1.77250     49.6
8      -14.324      1.44             1.80610     33.3
9        4.142      5.52-11.76-20.48    -         - 
10*     35.862      2.40             1.68800     55.8
11     -13.998      0.90             1.67270     32.1
12     -22.118      3.09-2.20-1.31      -         - 
13        ∞        0.90             1.51633     64.1
14        ∞        0.51                -         - 
15        ∞        0.50             1.51633     64.1
16        ∞          -                 -         -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面No. Ｋ      Ａ４             Ａ６          Ａ８         Ａ１０
3   0.00  -0.31458×10-4   0.20430×10-6   0.61933×10-7  0.49275×10-9
4   0.00  -0.18095×10-3  -0.67584×10-8   0.39165×10-7  0.97421×10-10
5   0.00  -0.41348×10-3   0.78463×10-5  -0.95203×10-6
6   0.00   0.11547×10-3   0.76100×10-5  -0.67718×10-6
10  0.00  -0.10940×10-3   0.43541×10-5  -0.76808×10-7
【００１９】
［実施例３］
図９ないし図１２と表３は本発明によるズームレンズ系の実施例３を示している。図９は短焦点距離端におけるレンズ構成図、図１０は短焦点距離端の諸収差図、図１１は中間焦点距離の諸収差図、図１２は短焦点距離端の諸収差図、表３はその数値データである。
本実施例のズームレンズ系の基本的なレンズ構成は、実施例１と同様である。絞りＳは、第５面（第２レンズ群２０）の極から前方0.60にある。
（表３）
F    =  1: 2.9 -  3.8   - 5.5
f    =  8.10   - 13.70  - 23.15
W    =  31.9   - 19.4   - 11.8
fB   =  0.59   - 0.59   - 0.59
面NO.     ｒ         ｄ                Ｎd        ν
1     1290.007      0.70             1.88300     40.8
2        8.454      2.00                -        -
3*      19.527      1.85             1.83291     24.1
4*   -1000.000     15.88-7.54-2.40      -         - 
5*       6.416      1.85             1.58636     60.9
6*     -24.239      0.10                -         - 
7        8.522      1.60             1.77250     49.6
8      -16.422      1.50             1.80610     33.3
9        3.905      4.99-10.93-19.50    -         - 
10*     47.492      2.40             1.68800     55.8
11     -12.987      0.90             1.67270     32.1
12     -19.802      3.13-2.30-1.30      -         - 
13        ∞        0.90             1.51633     64.1
14        ∞        0.51                -         - 
15        ∞        0.50             1.51633     64.1
16        ∞          -                 -         -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面No. Ｋ        Ａ４            Ａ６              Ａ８
3    0.00   -0.46203×10-4    -0.82348×10-6    0.37448×10-7
4    0.00   -0.18821×10-3    -0.53710×10-6   -0.75388×10-9
5    0.00   -0.45726×10-3     0.32480×10-5   -0.97755×10-6
6    0.00    0.10819×10-3     0.45225×10-5   -0.78139×10-6
10   0.00   -0.50747×10-4     0.30417×10-5   -0.53035×10-7
【００２０】
［実施例４］
図１３ないし図１６と表５は本発明によるズームレンズ系の実施例４を示している。図１３は短焦点距離端におけるレンズ構成図、図１４は短焦点距離端の諸収差図、図１５は中間距離の諸収差図、図１６は長焦点距離端の諸収差図、表４はその数値データである。
本実施例のズームレンズ系の基本的なレンズ構成は、実施例１と同様である。絞りＳは、第５面（第２レンズ群２０）の極から前方0.60にある。
（表４）
F    =  1: 2.9 -  3.8    -   5.5
f    =  8.10   -  13.70  -  23.15
W    =  31.9   -  19.4   -  11.6
fB   =  0.59   -  0.59   -  0.59
面NO.      ｒ        ｄ                Ｎd        ν
1      231.728      0.70             1.88300     40.8
2        8.402      1.95                 -        - 
3*      19.473      1.80             1.83291     24.1
4*   -1000.000     15.25-6.89-1.80       -        - 
5*       7.083      1.75             1.58636     60.9
6*     -35.366      0.10                 -        - 
7       10.431      1.75             1.83481     42.7
8      -21.226      1.45             1.71736     29.5
9        4.273      5.02-11.55-20.71     -        - 
10*     26.565      2.30             1.68800     55.8
11     -15.985      0.90             1.71736     29.5
12     -26.975      3.59-2.64-1.30       -        - 
13        ∞        0.90             1.51633     64.1
14        ∞        0.51                 -        - 
15        ∞        0.50             1.51633     64.1
16        ∞         -                   -        -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面No. Ｋ          Ａ４              Ａ６              Ａ８
3    0.00   -0.22121×10-4      -0.36554×10-6      0.11185×10-7
4    0.00   -0.17350×10-3       0.11498×10-6     -0.28944×10-7
5    0.00   -0.32922×10-3      -0.67319×10-5     -0.11958×10-6
6    0.00    0.13319×10-3      -0.67183×10-5      0.49696×10-7
10   0.00   -0.10617×10-3       0.48478×10-5     -0.79654×10-7
【００２１】
［実施例５］
図１７ないし図２０と表５は本発明によるズームレンズ系の実施例５を示している。図１７は短焦点距離端におけるレンズ構成図、図１８は短焦点距離端の諸収差図、図１９は中間焦点距離の諸収差図、図２０は長焦点距離端の諸収差図、表５はその数値データである。
本実施例のズームレンズ系の基本的なレンズ構成は、実施例２と同様である。絞りＳは、第５面（第２レンズ群２０）の極から前方0.60にある。                            
（表５）
F    =  1: 2.9 -  3.9   -  5.5
f    =  8.10   - 13.70  -  23.15
W    =  31.1   -  19.5  -  11.8
fB   =  0.59   -  0.59  -  0.59
面NO.    ｒ           ｄ               Ｎd        ν
1    -1629.536      0.70             1.88300     40.8
2        8.517      1.91                -        -
3*      19.183      1.85             1.83291     24.1
4*   -1000.000     15.30-7.54-2.31      -        -
5*       6.430      1.85             1.58636     60.9
6*     -22.237      0.10                -        -
7        9.226      1.60             1.77250     49.6
8      -15.584      1.65             1.80610     33.3
9        4.011      5.10-11.38-19.78    -        -
10*     32.093      2.63             1.68800     55.8
11     -11.803      0.80             1.68893     31.1
12     -20.234      2.82-1.79-1.20      -        -
13        ∞        0.90             1.51633     64.1
14        ∞        0.51                -        -
15        ∞        0.50             1.51633     64.1
16        ∞          -                 -        -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面No. Ｋ      Ａ４           Ａ６         Ａ８          Ａ１０
3  0.00  -0.60749×10-4   0.15366×10-6   0.30592×10-7   -0.45172×10-10
4  0.00  -0.19570×10-3   0.12614×10-6  -0.44396×10-8    0.55213×10-10
5  0.00  -0.44314×10-3  -0.20962×10-5  -0.41119×10-6
6  0.00   0.14099×10-3   0.97577×10-6  -0.26615×10-6
10 0.00  -0.54077×10-4   0.32290×10-5  -0.54385×10-7
【００２２】
以上の各実施例では、第３レンズ群３０は、物体側から順に正レンズ、負レンズの順であったが、順番を逆にしても、一定の倍率色収差の補正効果を得ることができる。また、本発明の最大の特徴は、正のパワーの第３レンズ群を正負レンズの貼合せレンズから構成した点にあり、負のパワーの第１レンズ群と正のパワーの第２レンズ群の構成については自由度がある。
【００２３】
各実施例の各条件式に対する値を表７に示す。
（表７）
実施例１        実施例２
条件式（１）   0.25           0.25
条件式（２）   0.10           0.11
条件式（３）   0.71           0.71
条件式（４）   0.41           0.40
実施例３    実施例４        実施例５
条件式（１）    0.25          0.26           0.30
条件式（２）    0.11          0.15           0.13 
条件式（３）    0.70          0.67           0.70
条件式（４）    0.39          0.40           0.44
【００２４】
表７から明らかなように、実施例１ないし５は条件式（１）〜（４）を満足しており、また諸収差図から明らかなように諸収差（特に倍率色収差）は比較的よく補正されている。
【図１】
0004777022.tif 000002
【図２】
0004777022.tif 000003
【図３】
0004777022.tif 000004
【図４】
0004777022.tif 000005
【図５】
0004777022.tif 000006
【図６】
0004777022.tif 000007
【図７】
0004777022.tif 000008
【図８】
0004777022.tif 000009
【図９】
0004777022.tif 000010
【図１０】
0004777022.tif 000011
【図１１】
0004777022.tif 000012
【図１２】
0004777022.tif 000013
【図１３】
0004777022.tif 000014
【図１４】
0004777022.tif 000015
【図１５】
0004777022.tif 000016
【図１６】
0004777022.tif 000017
【図１７】
0004777022.tif 000018
【図１８】
0004777022.tif 000019
【図１９】
0004777022.tif 000020
【図２０】
0004777022.tif 000021
【図２１】
0004777022.tif 000022