(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、および、第３レンズ群の３つのレンズ群から成り、前記第１レンズ群と第２レンズ群を光軸方向に移動させ前記第３レンズ群を固定させた状態で変倍を行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を持つレンズと、負の屈折力を持つプラスチックレンズと、該プラスチックレンズに隣接する正の屈折力を持つプラスチックレンズと、から成り、前記第２レンズ群は物体側より順に、正の屈折力を持つレンズと、負の屈折力を持つプラスチックレンズと正の屈折力を持つプラスチックレンズとを接合した接合レンズと、から成り、前記第３レンズ群は少なくとも１面が非球面である１枚のレンズから成り、下記の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
０＜｜Ｐ１Ｐ／Ｐ１｜＜０．１２
０＜｜Ｐ２Ｐ／Ｐ２｜＜０．０３
但し、
Ｐ１：前記第１レンズ群の屈折力
Ｐ１Ｐ：前記第１レンズ群の負の屈折力を持つプラスチックレンズと正の屈折力を持つプラスチックレンズの合成屈折力
Ｐ２：前記第２レンズ群の屈折力
Ｐ２Ｐ：前記第２レンズ群の負の屈折力を持つプラスチックレンズと正の屈折力を持つプラスチックレンズを接合したレンズの屈折力
【請求項２】
前記第３レンズ群はプラスチックレンズよりな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】
下記の条件を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のズームレンズ。
１．１＜ＰＷ／｜Ｐ１｜＜４．０
但し、
Ｐ１；前記第１レンズ群の屈折力
ＰＷ；広角端の全系の屈折力
【請求項４】
下記の条件を満足することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のズームレンズ。
０．１５＜（ｔ１＋ｔ２＋ｄ１ｔ）／ＬＴ＜０．８０
０．０５＜ＢＷ／ＬＷ＜０．２５
但し、
ｔ１；前記第１レンズ群の長さ
ｔ２；前記第２レンズ群の長さ
ｄ１ｔ；望遠端における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔
ＢＷ；広角端における第３レンズ群の像側の面から結像面までの距離
ＬＷ；広角端におけるレンズ全長
ＬＴ；望遠端におけるレンズ全長
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のズームレンズを備えたことを特徴とするズームレンズ付きカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズ及びズームレンズ付きカメラに係わり、さらに詳しくは固体撮像素子を用いるのに適したズームレンズ、及び、前記ズームレンズを有したズームレンズ付きカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、急速に普及しているデジタルカメラや従来のビデオカメラに用いられているＣＣＤ等の固体撮像素子はレンズを通過した光が受光素子に入射する際、受光面に対してほぼ垂直でないと受光素子が効率よく光を感知しない。このため、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いるズームレンズでは各ズームポジションで受光面と射出瞳位置との距離を十分にとることによって、光が受光面にほぼ垂直に入射するようにしなくてはならない。
【０００３】
このように各ズームポジションにおいて受光面と射出瞳位置との距離を十分にとった３群ズームレンズとして、例えば、特開平１０−３０７２５８号公報等にみられるように、第１レンズ群が負、第２レンズ群が正の屈折力を持つレンズが知られている。また、このようなズームレンズを有するカメラが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ズームレンズにおいて、前記特開平１０−３０７２５８号公報に開示している実施例に開示されているように、広角端での最大画角の歪曲収差は−７．２から−７．５％程度となっている。レンズの先頭が負の屈折力のレンズ群の場合、広角端での歪曲収差の補正が十分にできなくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、本発明の目的の１つは、歪曲収差が十分に補正でき前玉径の小さいズームレンズを提供することにある。また、本発明の他の目的の１つは、歪曲収差が十分に補正でき前玉径の小さいズームレンズを備えたズームレンズ付きカメラを提供することにある。
【０００６】
【課題を達成するための手段】
上記の目的は下記のいずれかの手段により達成できる。
【０００７】
（１）物体側より順に負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、および、第３レンズ群の３つのレンズ群から成り、前記第１レンズ群と第２レンズ群を光軸方向に移動させ前記第３レンズ群を固定させた状態で変倍を行うズームレンズにおいて、
前記第１レンズ群は物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を持つレンズと、負の屈折力を持つプラスチックレンズと、該プラスチックレンズに隣接する正の屈折力を持つプラスチックレンズと、から成り、前記第２レンズ群は物体側より順に、正の屈折力を持つレンズと、負の屈折力を持つプラスチックレンズと正の屈折力を持つプラスチックレンズとを接合した接合レンズと、から成り、前記第３レンズ群は少なくとも１面が非球面である１枚のレンズから成り、下記の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
０＜｜Ｐ１Ｐ／Ｐ１｜＜０．１２
０＜｜Ｐ２Ｐ／Ｐ２｜＜０．０３
但し、
Ｐ１：前記第１レンズ群の屈折力
Ｐ１Ｐ：前記第１レンズ群の負の屈折力を持つプラスチックレンズと正の屈折力を持つプラスチックレンズの合成屈折力
Ｐ２：前記第２レンズ群の屈折力
Ｐ２Ｐ：前記第２レンズ群の負の屈折力を持つプラスチックレンズと正の屈折力を持つプラスチックレンズを接合したレンズの屈折力
（２）前記第３レンズ群はプラスチックレンズよりなることを特徴とする前記（１）に記載のズームレンズ。
（３）下記の条件を満足することを特徴とする前記（１）又は前記（２）に記載のズームレンズ。
１．１＜ＰＷ／｜Ｐ１｜＜４．０
但し、
Ｐ１；前記第１レンズ群の屈折力
ＰＷ；広角端の全系の屈折力
（４）下記の条件を満足することを特徴とする前記（１）〜（３）の何れか１項に記載のズームレンズ。
０．１５＜（ｔ１＋ｔ２＋ｄ１ｔ）／ＬＴ＜０．８０
０．０５＜ＢＷ／ＬＷ＜０．２５
但し、
ｔ１；前記第１レンズ群の長さ
ｔ２；前記第２レンズ群の長さ
ｄ１ｔ；望遠端における前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔
ＢＷ；広角端における第３レンズ群の像側の面から結像面までの距離
ＬＷ；広角端におけるレンズ全長
ＬＴ；望遠端におけるレンズ全長
（５）前記（１）〜（４）の何れか１項に記載のズームレンズを備えたことを特徴とするズームレンズ付きカメラ。
【００２３】
次に、上記の各条件式について説明する。
条件式［２］を満足すると、広角端において、球面収差やコマ収差などを悪化させることなく、歪曲収差を補正することができる。条件式［２］の上限を越えると、第３レンズ群の最終面から結像面までの距離が長くなることにより、歪曲収差の補正が困難になる。また、逆に条件式［２］の下限を越えると、広角端でのレンズ全長が長くなり小型化が困難になる。また、第３レンズ群の最終面から結像面までの距離が長くなることにより、歪曲収差の補正が困難になる。また、第３レンズ群の最終面から結像面までの距離が短くなり過ぎると、光路分割などの光学素子が配置できない。好ましくは０．０５＜ＢＷ／ＬＷ＜０．１５であり、広角端におけるレンズ全長をより小さくすることができる。
【００２４】
また、条件式［３］を満足すると、広角端でのレンズ全長と広角端での歪曲収差をバランス良く補正できる。条件式［３］の下限を越えると広角端でのレンズ全長は短くなるが偏心等の像への影響が大きくなり好ましくない。また条件式［３］の上限を越えると広角端でのレンズ全長が長くなるとともに、変倍時の第１レンズ群の移動量が大きくなってしまい小型化が困難になる。好ましくは１．１＜ＰW／｜Ｐ1｜＜３．２で、広角端でのレンズ全長と広角端での歪曲収差をよりバランス良く補正できる。
【００２５】
また、条件式［４］を満足すると、カメラの携帯時に、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔を短縮してレンズを収納する場合、レンズ全長を短くすることができてカメラが小型となる。好ましくは０．３＜（ｔ1＋ｔ2＋ｄ1t）／ＬT＜０．８０であり、カメラがより小型となる。
【００２６】
さらに、条件式［５］と［６］とを共に満足すると、プラスチックの温度変化による体積変化、屈折率変化によっておこる結像性能の劣化を抑えることができる。この範囲を超えると、温度変化による体積変化、屈折率変化によっておこる結像性能の劣化が大きくなる。
【００２７】
なお、第３レンズ群は正レンズであっても負レンズであっても良い。
また、物体側より順に負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、および、少なくとも１枚の非球面を含む第３レンズ群の３つのレンズ群を有し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群を光軸方向に移動させて変倍を行うズームレンズにおいて、下記の条件式を満足することが望ましい。
｜Ｐ３／ＰＷ｜＜０．０３・・・・・・・・・・・・・式［１］
０．０５＜ＢＷ／ＬＷ＜０．２５・・・・・・・・・・式［２］
但し、Ｐ３；第３レンズ群の屈折力
ＰＷ；広角端における全系の屈折力
ＢＷ；広角端における第３レンズ群の像側の面から結像面までの光軸方向の距離
ＬＷ；広角端におけるレンズ全長
条件式［１］は第３レンズ群の屈折力を適切に定めるものであり、条件式［１］の範囲を超え、第３レンズ群の屈折力が正の屈折力を持つと、相対的に第２レンズ群の屈折力が弱くなることによって、変倍時の第２レンズ群の移動量が大きくなるために小型化が困難になる。また、第３レンズ群が負の屈折力を持つと、相対的に第２レンズ群の正の屈折力が強くなることにより、変倍時の球面収差の変動量が大きくなる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明のズームレンズ、及び、ズームレンズ付きカメラについて図面を参照して説明する。図７は撮影状態のズームレンズ付きカメラの斜視図である。ズームレンズ付きカメラとしてデジタルカメラについて説明するがこれに限定されるものではなく、例えば、デジタルビデオカメラでもよい。
【００２９】
図７に示す如く、ズームレンズ付きカメラであるデジタルカメラ２０は固体撮像素子としてＣＣＤを用いたカメラである。また、デジタルカメラ２０は正面中央に撮影レンズＬがあり、正面上部にはファインダ２１がある。また、カメラの上面左側にレリーズボタン２２と鏡胴部２４を繰り出す釦２５があり、上面右側にストロボ窓２３がある。前記撮影レンズＬは後述する［実施例］に記載のズームレンズである。鏡胴部２４は沈胴式となっており、撮影時には繰り出され、携帯時には沈胴する。
【００３０】
以上により、デジタルカメラ２０は、歪曲収差を十分に補正でき、変倍比が３倍程度の小型のズームレンズを組み込んでいるために小型となる。
【００３１】
【実施例】
次に、本発明にかかわるズームレンズの実施例を示す。なお、実施例で使用する記号は下記の通りである。
【００３２】
ｆ；焦点距離
ω；半画角
Ｆno；Ｆナンバー
Ｒi；物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径
Ｄi；物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚さ、および、空気間隔
ｎdi；物体側より順に第ｉ番目のレンズのｄ線でのガラスの屈折率
νdi；物体側より順に第ｉ番目のレンズのｄ線でのガラスのアッベ数
実施例の非球面形状を以下の「数１」に表す。
【００３３】
【数１】
0004411693.tif 000002
【００３４】
なお、光軸方向をｘ軸、光軸と垂直方向をｈ軸、Ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ4、Ａ6、Ａ8、Ａ10はそれぞれ非球面係数を示す。
【００３５】
各実施例において、図中のＬＧ１は第１レンズ群、ＬＧ２は第２レンズ群、ＬＧ３は第３レンズ群をそれぞれ示す。また、レンズ光学系の結像面近傍の３枚の平行ガラスは物体側から順に赤外カットフィルタ、ローパスフィルタ、ＣＣＤカバーガラスをそれぞれ示す。
【００３６】
（実施例１）
請求項１から１４にかかわる実施例について説明する。実施例１の短焦点端におけるレンズ断面図と変倍時の各レンズ群の移動軌跡を図１に示す。また、レンズデータを表１、表２に示す。
【００３７】
【表１】
0004411693.tif 000003
【００３８】
【表２】
0004411693.tif 000004
【００３９】
プラスチックレンズは物体側から第２レンズ（曲率半径Ｒ３、Ｒ４のレンズ）、第３レンズ（曲率半径Ｒ４、Ｒ５のレンズ）、第５レンズ（曲率半径Ｒ９、Ｒ１０のレンズ）、第６レンズ（曲率半径Ｒ１０、Ｒ１１のレンズ）及び第７レンズ（曲率半径Ｒ１２、Ｒ１３のレンズ）である。また、実施例１の広角端、中間望遠端でのレンズ収差図を図２の（Ａ）広角端（Ｂ）中間（Ｃ）望遠端に示す。レンズ収差はいずれも良好に補正されている。
【００４０】
（実施例２）
請求項１から４，１１から１４にかかわる実施例について説明する。実施例２の短焦点端におけるレンズ断面図と変倍時の各レンズ群の移動軌跡を図３に示す。また、レンズデータを表３、表４に示す。
【００４１】
【表３】
0004411693.tif 000005
【００４２】
【表４】
0004411693.tif 000006
【００４３】
プラスチックレンズは物体側から第５レンズ、第６レンズ及び第７レンズである。また、実施例２の広角端、中間望遠端でのレンズ収差図を図４の（Ａ）広角端（Ｂ）中間（Ｃ）望遠端に示す。レンズ収差はいずれも良好に補正されている。
【００４４】
（実施例３）
請求項１から１４にかかわる実施例について説明する。実施例３の短焦点端におけるレンズ断面図と変倍時の各レンズ群の移動軌跡を図５に示す。また、レンズデータを表５、表６に示す。
【００４５】
【表５】
0004411693.tif 000007
【００４６】
【表６】
0004411693.tif 000008
【００４７】
プラスチックレンズは物体側から第２レンズ、第３レンズ、第５レンズ、第６レンズ及び第７レンズである。また、実施例３の広角端、中間望遠端でのレンズ収差図を図６の（Ａ）広角端（Ｂ）中間（Ｃ）望遠端に示す。レンズ収差はいずれも良好に補正されている。
【００４８】
次に、実施例１から３の条件式の数値を表７に示す。
【００４９】
【表７】
0004411693.tif 000009
【００５０】
表７に示す如く、いずれも条件式を満足している。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように構成したので、下記のような効果を奏する。請求項１から請求項６に記載のズームレンズによれば、歪曲収差が十分に補正でき前玉径の小さいズームレンズとなった。特に、高画素数のデジタルカメラ等に最適な変倍比３倍程度のコンパクトなズームレンズとなった。
【００５２】
詳しくは、請求項１に記載の発明によれば、変倍時の第２レンズ群の移動量が小さく小型化でき、変倍時の球面収差の変動量が小さく、倍率色収差及び歪曲収差を良好に補正できる。また、広角端におけるレンズ全長を小さくすることができる。更に、プラスチックの温度変化による体積変化、屈折率変化によっておこる結像性能の劣化を抑えることができ、負の屈折力と正の屈折力を持つプラスチックレンズを接合することによってレンズ組立ての際に発生する偏心の像への影響を抑えることができる。
請求項２に記載の発明によれば、全体としてプラスチックレンズを多く使用し、レンズ枚数を少なくすることで軽量、且つ、安価なズームレンズとすることができる。
請求項３に記載の発明によれば、広角端でのレンズ全長と広角端での歪曲収差をバランス良く補正できる。
請求項４に記載の発明によれば、広角端におけるレンズ全長を小さくすることができ、望遠端でのレンズ全長を小さくすることができる。
【００６６】
請求項５に記載の発明によれば、歪曲収差が十分に補正でき、前玉径の小さいズームレンズを有するズームレンズ付きカメラとなる。特に、変倍比３倍程度のズームレンズを有するコンパクトなズームレンズ付きカメラとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の短焦点端におけるレンズ断面図と変倍時の各レンズ群の移動軌跡である。
【図２】実施例１の（Ａ）広角端（Ｂ）中間（Ｃ）望遠端でのレンズ収差図である。
【図３】実施例２の短焦点端におけるレンズ断面図と変倍時の各レンズ群の移動軌跡である。
【図４】実施例２の（Ａ）広角端（Ｂ）中間（Ｃ）望遠端でのレンズ収差図である。
【図５】実施例３の短焦点端におけるレンズ断面図と変倍時の各レンズ群の移動軌跡である。
【図６】実施例３の（Ａ）広角端（Ｂ）中間（Ｃ）望遠端でのレンズ収差図である。
【図７】撮影状態のズームレンズ付きカメラの斜視図である。
【符号の説明】
２０  デジタルカメラ
Ｌ  撮影レンズ
ＬＧ１  第１レンズ群
ＬＧ２  第２レンズ群
ＬＧ３  第３レンズ群
【図１】
0004411693.tif 000010
【図２】
0004411693.tif 000011
【図３】
0004411693.tif 000012
【図４】
0004411693.tif 000013
【図５】
0004411693.tif 000014
【図６】
0004411693.tif 000015
【図７】
0004411693.tif 000016