(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群から成り、上記第１レンズ群と第２レンズ群とを移動させてズーミングを行うようにされたズームレンズにおいて、
上記第２レンズ群は、少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズと、負、正、負の屈折力をそれぞれ有する３枚のレンズが接合されて成る少なくとも１枚の接合レンズとによって構成され、
以下の各条件を満足するようにされた
ことを特徴とするズームレンズ。
−０．１＜ｎ（Ｌ４）−ｎ（Ｌ５）＜０．２
１．４５＜ｎ（Ｌ６）＜１．６０
５５＜ν（Ｌ６）
但し、
ｎ（Ｌ４）：第２レンズ群の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの物体側に位置する負の屈折力を有するレンズのｄ線における屈折率、
ｎ（Ｌ５）：第２レンズ群の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの正の屈折力を有するレンズのｄ線における屈折率、
ｎ（Ｌ６）：第２レンズ群の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの像側に位置する負の屈折力を有するレンズのｄ線における屈折率、
ν（Ｌ６）：第２レンズ群の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの像側に位置する負の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数
とする。
【請求項２】
以下の条件を満足するようにされた
ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
｜ｆ（ＧＲ２）／ｆ（Ｌ４／Ｌ５／Ｌ６）｜＜０．２
但し、
ｆ（ＧＲ２）：第２レンズ群の焦点距離、
ｆ（Ｌ４／Ｌ５／Ｌ６）：第２レンズ群に含まれる３枚のレンズから成る接合レンズの焦点距離
とする。
【請求項３】
第２レンズ群を構成する少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズと、接合レンズとの間に絞りを配置した
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４】
第２レンズ群を構成する少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズと、接合レンズとの間に絞りを配置した
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５】
第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって合焦を行うようにした
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６】
第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって合焦を行うようにした
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７】
第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって合焦を行うようにした
ことを特徴とする請求項３に記載のズームレンズ。
【請求項８】
第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって合焦を行うようにした
ことを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、デジタルスチルカメラに用いるのに最適な３倍程度の変倍比を有するズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、気軽に撮影できることから、所謂デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等（以下、「デジタルカメラ」と略記）が急速に普及している。このようなデジタルスチルカメラにおいては、より一層の高画質化が求められ、特に、画素数の多いデジタルカメラにおいては、画素数の多い撮像素子に対応した結像性能に優れた撮像レンズ、とりわけ、ズームレンズが求められている。併せて、デジタルカメラの小型化及び低価格化への要求も強く、撮像レンズにおいても、小型で製造が容易なものが求められている。
【０００３】
従来の画素数の多い撮像素子に対応した結像性能を有するズームレンズとしては、特開平１１−２３９６７号公報に記載されているもののように、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レンズ群及び正の屈折力を有する第３レンズ群から成る３群ズームレンズがある。
【０００４】
しかし、上記従来の３群ズームレンズにあっては、焦点距離に比べて全長が長く、小型化を追求していくと、第２レンズ群内での偏心による結像性能への影響が顕著になり、従って、高い結像性能を維持することが困難になるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に用いられる２乃至３倍程度の変倍比を有するズームレンズを、結像性能を低下させないで小型化及び低価格化することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、３群構成のズームレンズであって、第２レンズ群を、少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズと、負、正、負の屈折力をそれぞれ有する３枚のレンズが接合された少なくとも１枚の接合レンズとによって構成し、ｎ（Ｌ４）を第２レンズ群の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの物体側に位置する負の屈折力を有するレンズのｄ線における屈折率、ｎ（Ｌ５）を第２レンズ群の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの正の屈折力を有するレンズのｄ線における屈折率、ｎ（Ｌ６）を第２レンズ群の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの像側に位置する負の屈折力を有するレンズのｄ線における屈折率、ν（Ｌ６）を第２レンズ群の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの像側に位置する負の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数とすると、−０．１＜ｎ（Ｌ４）−ｎ（Ｌ５）＜０．２、１．４５＜ｎ（Ｌ６）＜１．６０、５５＜ν（Ｌ６）の各条件を満足するようにした。
【０００７】
従って、ズームレンズを、結像性能を低下させないで小型化及び低価格化することが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明ズームレンズの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【０００９】
最初に、本発明ズームレンズの概要を説明する。
【００１０】
即ち、ズームレンズ１及び２は、図１及び図５に構成を示すように、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３から成り、上記第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２とを移動させてズーミングを行うようにされたものである。短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミング動作を行う時には、上記第１レンズ群ＧＲ１は、最初は物体側から像側に移動し、再度、物体側に移動するという弓状の軌跡に沿う移動を行い、第２レンズ群ＧＲ２は、像側から物体側に移動し、第３レンズ群ＧＲ３は、像面の近くで固定されるか、又は、像面位置を補正するために短いストロークで移動する。
【００１１】
上記第２レンズ群ＧＲ２は、少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズと、負、正、負の屈折力をそれぞれ有する３枚のレンズが接合されて成る少なくとも１枚の接合レンズとによって構成されている。
【００１２】
そして、ズームレンズ１及び２は、ｎ（Ｌ４）を第２レンズ群ＧＲ２の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの物体側に位置する負の屈折力を有するレンズのｄ線における屈折率、ｎ（Ｌ５）を第２レンズ群ＧＲ２の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの正の屈折力を有するレンズのｄ線における屈折率、ｎ（Ｌ６）を第２レンズ群ＧＲ２の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの像側に位置する負の屈折力を有するレンズのｄ線における屈折率、ν（Ｌ６）を第２レンズ群ＧＲ２の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの像側に位置する負の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数とすると、
−０．１＜ｎ（Ｌ４）−ｎ（Ｌ５）＜０．２（条件式１）
１．４５＜ｎ（Ｌ６）＜１．６０（条件式２）
５５＜ν（Ｌ６）（条件式３）
の各条件を満足するようにされている。
【００１３】
また、ズームレンズ１及び２は、ｆ（ＧＲ２）を第２レンズ群ＧＲ２の焦点距離、ｆ（Ｌ４／Ｌ５／Ｌ６）を第２レンズ群ＧＲ２に含まれる３枚のレンズから成る接合レンズの焦点距離とすると、
｜ｆ（ＧＲ２）／ｆ（Ｌ４／Ｌ５／Ｌ６）｜＜０．２（条件式４）
を満足するように構成することが望ましい。
【００１４】
以下、上記条件式１乃至４について説明する。
【００１５】
条件式１乃至３は、第２レンズ群ＧＲ２に含まれる接合レンズを構成する各レンズの屈折率とアッベ数を規定したものである。各条件式に示す数値が規定した範囲を超えると、非点収差と倍率色収差を補正することが困難になってしまう。
【００１６】
また、条件式４は、第２レンズ群ＧＲ２全体の焦点距離と接合レンズのみの焦点距離との関係を規定したものであり、この数値が規定範囲を超えると、第２レンズ群ＧＲ２の前側主点を前方にもってくることができなくなり、全長が長くなってしまうか、又は、第２レンズ群ＧＲ２を構成する１枚の正の屈折力を有するレンズと接合レンズとの相対位置精度を更に上げることが必要になってしまって、製造が困難になってしまう。
【００１７】
更に、ズームレンズ１及び２においては、第２レンズ群ＧＲ２を構成する少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズと、接合レンズとの間に絞りＩＲを配置することが好ましい。即ち、第２レンズ群ＧＲ２の正レンズと接合レンズとの間に絞りＩＲを配置することにより、レンズ全系の長さを変えることなく、第２レンズ群ＧＲ２を構成する各面のうち、最も物体側の面から最も像側の面までの間隔を空けることができるようになって、正レンズと接合レンズとの相対位置の許容誤差を大きく取ることが可能になり、製造が容易になるという利点を生じる。
【００１８】
ズームレンズ１及び２においてフォーカシング調整は、第１レンズ群ＧＲ１又は第３レンズ群ＧＲ３を移動させることによって行われる。
【００１９】
次に、ズームレンズ１及び２の詳細について個別に説明する。尚、以下の説明において、「ｒｉ」は物体側から数えてｉ番目のレンズ面及びその曲率半径、「ｄｉ」は上記ｉ番目のレンズ面ｒｉとｉ＋１番目のレンズ面ｒｉ＋１との間の面間隔、「ｎｉ」は第ｉレンズＬｉを構成する材質のｄ線における屈折率、「νｉ」は第ｉレンズを構成する材質のアッベ数、「ＦＮｏ．」はＦナンバー、「ｆ」は焦点距離、「ω」は半画角である。尚、同様に、「ｎＦＬ」及び「νＦＬ」はそれぞれフィルタＦＬを構成する材質の屈折率及びアッベ数である。
【００２０】
また、非球面の定義は、「ｘ」を非球面の深さ、「ｒ」をレンズ面頂点での曲率半径、「ｙ」を光軸からの高さ、「κ」を円錐定数とすると、
ｘ＝ｙ2／ｒ・｛１＋（１−κ・ｙ2／ｒ2）1/2｝＋Ｃ４・ｙ4＋Ｃ６・ｙ6＋Ｃ８・ｙ8＋Ｃ１０・ｙ10
で表されるものとする。尚、上記式中、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８及びＣ１０はそれぞれ、４次、６次、８次及び１０次の非球面係数である。
【００２１】
ズームレンズ１は本発明の数値実施例１であり、図１に示すように、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１、正の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２、絞りＩＲ及び正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３から成るものである。尚、第３レンズ群ＧＲ３と像面ＩＭＧとの間には、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ及び撮像素子（ＣＣＤ等）のカバーガラスから成るフィルタＦＬが配設される。
【００２２】
第１レンズ群ＧＲ１は物体側より順に、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２によって構成され、上記第１レンズＬ１の像側の面ｒ２には、樹脂による非球面層が形成されている。
【００２３】
第２レンズ群ＧＲ２は、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、負、正、負の屈折力をそれぞれ有する第４乃至第６レンズＬ４、Ｌ５及びＬ６が接合されて成る接合レンズとによって構成されている。そして、上記第３レンズＬ３と接合レンズとの間には、絞りＩＲが配設されている。
【００２４】
第３レンズ群ＧＲ３は、第７レンズＬ７から成る。
【００２５】
ズームレンズ１は、第１レンズ群ＧＲ１及び第２レンズ群ＧＲ２を移動させてズーミングを行うようにされている。即ち、短焦点距離端から長焦点距離端へズーミングする時には、第１レンズ群ＧＲ１は、最初、物体側から像側に、再度、像側から物体側にという弓状の軌跡を描いて移動すし、第２レンズ群ＧＲ２は、像側から物体側へと移動する。
【００２６】
以下の表１にズームレンズ１の各種数値を示す。
【００２７】
【表１】
0004687937.tif 000002
【００２８】
表２にズームレンズ１の短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端における面間隔ｄ５、ｄ１２、ＦＮｏ．、ｆ、半画角ωの各値を示す。
【００２９】
【表２】
0004687937.tif 000003
【００３０】
表３に、非球面によって構成されているＡＳＰを付記した面ｒ３、ｒ６、ｒ７及びｒ１４の円錐定数κ及び非球面係数Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０を示す。
【００３１】
【表３】
0004687937.tif 000004
【００３２】
図２乃至図４にズームレンズ１の短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端での球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。尚、球面収差図においては、実線がｄ線(波長587.56nm)、破線がｇ線(波長435.84nm)、一点鎖線がＣ線(波長656.28nm)での各値を示し、また、非点収差図においては、実線がサジタル像面、破線がメリディオナル像面での値を示す（後述する図６乃至図８においても同様）。
【００３３】
ズームレンズ２は本発明の数値実施例２であり、図５に示すように、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１、正の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２、絞りＩＲ及び正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３から成るものである。尚、第３レンズ群ＧＲ３と像面ＩＭＧとの間には、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ及び撮像素子（ＣＣＤ等）のカバーガラスから成るフィルタＦＬが配設される。
【００３４】
第１レンズ群ＧＲ１は物体側より順に、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２によって構成され、上記第１レンズＬ１の像側の面ｒ２には、樹脂による非球面層が形成されている。
【００３５】
第２レンズ群ＧＲ２は、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、負、正、負の屈折力をそれぞれ有する第４乃至第６レンズＬ４、Ｌ５及びＬ６が接合されて成る接合レンズとによって構成されている。そして、上記第３レンズＬ３と接合レンズとの間には、絞りＩＲが配設されている。
【００３６】
第３レンズ群ＧＲ３は、第７レンズＬ７から成る。
【００３７】
ズームレンズ２は、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２及び第３レンズ群ＧＲ３を移動させてズーミングを行うようにされている。即ち、短焦点距離端から長焦点距離端へズーミングする時には、第１レンズ群ＧＲ１は、最初、物体側から像側に、再度、像側から物体側にという弓状の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群ＧＲ２は、像側から物体側へと移動する。尚、第３レンズ群ＧＲ３は、中間焦点距離域で物体側に移動することにより像面の補正を行うようにされている。
【００３８】
以下の表４にズームレンズ２の各種数値を示す。
【００３９】
【表４】
0004687937.tif 000005
【００４０】
表５にズームレンズ２の短焦点距離端（広角端）、中間焦点距離及び長焦点距離端（望遠端）における面間隔ｄ５、ｄ１２、ｄ１４、ＦＮｏ．、ｆ、半画角ωの各値を示す。
【００４１】
【表５】
0004687937.tif 000006
【００４２】
表６に、非球面によって構成されているＡＳＰを付記した面ｒ３、ｒ６及びｒ１３の円錐定数κ及び非球面係数Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０を示す。
【００４３】
【表６】
0004687937.tif 000007
【００４４】
図６乃至図８にズームレンズ２の短焦点距離端、中間焦点距離及び長焦点距離端での球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。
【００４５】
表７に、上記数値実施例１及び２に係わるズームレンズ１及び２の条件式１乃至４に係わる各数値を示す。
【００４６】
【表７】
0004687937.tif 000008
【００４７】
上記表７にも明らかなように、ズームレンズ１及び２は、前記条件式１乃至４を満足するものであり、また、各収差図に示すように、短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端において各収差がバランス良く補正されたものである。従って、ズームレンズ１及び２は、各収差が良好に補正されているため、撮像装置、特に、画素数の多いデジタルスチルカメラ用として最適なものである。
【００４８】
また、第２レンズ群ＧＲ２を、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、負、正、負の屈折力をそれぞれ有する第４乃至第６レンズＬ４、Ｌ５及びＬ６が接合されて成る接合レンズとによって構成したので、全長を短くコンパクトにすることが可能になると共に、第２レンズ群内での偏心による結像性能への影響を排除して、従来のものに比べて結像性能を向上させることが可能になる。
【００４９】
尚、前記実施の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに当たっての具体化のほん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。
【００５０】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明ズームレンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、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レンズ群から成り、第１レンズ群と第２レンズ群とを移動させてズーミングを行うようにしたズームレンズにであって、第２レンズ群を、少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズと、負、正、負の屈折力をそれぞれ有する３枚のレンズが接合されて成る少なくとも１枚の接合レンズとによって構成し、ｎ（Ｌ４）を第２レンズ群の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの物体側に位置する負の屈折力を有するレンズのｄ線における屈折率、ｎ（Ｌ５）を第２レンズ群の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの正の屈折力を有するレンズのｄ線における屈折率、ｎ（Ｌ６）を第２レンズ群の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの像側に位置する負の屈折力を有するレンズのｄ線における屈折率、ν（Ｌ６）を第２レンズ群の接合レンズを構成する３枚のレンズのうちの像側に位置する負の屈折力を有するレンズのｄ線におけるアッベ数とすると、−０．１＜ｎ（Ｌ４）−ｎ（Ｌ５）＜０．２、１．４５＜ｎ（Ｌ６）＜１．６０、５５＜ν（Ｌ６）の各条件を満足するようにしたので、３倍程度の変倍比を有するデジタルスチルカメラ等に用いられるズームレンズにおいて、第２レンズ群内での偏心による結像性能への影響を排除して、従来のものに比べて結像性能を向上させることができる。
【００５１】
請求項２に記載した発明にあっては、ｆ（ＧＲ２）を第２レンズ群の焦点距離、ｆ（Ｌ４／Ｌ５／Ｌ６）を第２レンズ群に含まれる３枚のレンズから成る接合レンズの焦点距離とすると、｜ｆ（ＧＲ２）／ｆ（Ｌ４／Ｌ５／Ｌ６）｜＜０．２を満足するようにしたので、全長を短くコンパクトにすることができる。
【００５２】
請求項３及び請求項４に記載した発明にあっては、第２レンズ群を構成する少なくとも１枚の正の屈折力を有するレンズと、接合レンズとの間に絞りを配置したので、レンズ全系の長さを変えることなく、第２レンズ群を構成する各面のうち、最も物体側の面から最も像側の面までの間隔を空けることができるようになって、正レンズと接合レンズとの相対位置の許容誤差を大きく取ることが可能になり、製造が容易になるという利点を生じる。
【００５３】
請求項５乃至請求項８に記載した発明にあっては、第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって合焦を行うようにしたので、合焦と共にズーミングに伴う像面の移動も補正することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２乃至図４と共に、本発明ズームレンズの実施の形態における数値実施例１を示すものであり、本図は短焦点距離端におけるレンズ構成を概略的に示す図である。
【図２】短焦点距離端における諸収差を示す図である。
【図３】中間焦点距離における諸収差を示す図である。
【図４】長焦点距離における諸収差を示す図である。
【図５】図６乃至図８と共に、本発明ズームレンズの実施の形態における数値実施例２を示すものであり、本図は短焦点距離端におけるレンズ構成を概略的に示す図である。
【図６】短焦点距離端における諸収差を示す図である。
【図７】中間焦点距離における諸収差を示す図である。
【図８】長焦点距離端における諸収差を示す図である。
【符号の説明】
１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、ＧＲ１…第１レンズ群、ＧＲ２…第２レンズ群、ＧＲ３…第３レンズ群、ＩＲ…絞り
【図１】
0004687937.tif 000009
【図２】
0004687937.tif 000010
【図３】
0004687937.tif 000011
【図４】
0004687937.tif 000012
【図５】
0004687937.tif 000013
【図６】
0004687937.tif 000014
【図７】
0004687937.tif 000015
【図８】
0004687937.tif 000016