(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、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レンズ群の３つのレンズ群から成り、前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の非球面を有し、物体側より順に、負レンズ、正レンズの２枚で構成し、前記第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、及び、１枚のレンズで構成し、広角側から望遠側への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が増大するように、前記第１、第２、第３の３つのレンズ群をそれぞれ光軸上を移動させて変倍を行うズームレンズであって、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．５＜ｆＷ／ｆ２＜０．７
−０．７＜ｆＷ／ｆ１＜−０．３
｜ｆＷ／ｆ２ｉ｜＜０．４
但し、ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆＷ：全光学系の広角端での焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２ｉ：第２レンズ群の最も像側に位置するレンズの焦点距離
【請求項２】
前記第１レンズ群は、物体側より順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの２枚で構成す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】
前記第２レンズ群は、少なくとも１面に非球面を有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。
【請求項４】
前記第２レンズ群の最も物体側にある正レンズに少なくとも１面に非球面を有する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５】
前記第２レンズ群の最も像側にあるレンズは、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第３レンズ群は、正の屈折力を持つ単レンズであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第３レンズ群は、アッベ数５０以上の正の屈折力を持つ単レンズであることを特徴とする請求項６に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記第３レンズ群は、広角側から望遠側への変倍に際し、光軸上を物体側に単調に移動し、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
０．２＜ｆＷ／ｆ３＜０．７
但し、ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
【請求項９】
前記第３レンズ群は、光軸方向に移動することにより、無限遠物体から近距離物体におけるフォーカシングを行い、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
０．２＜ｆＷ／ｆ３＜０．７
【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に関し、デジタルスチルカメラ、もしくは、ビデオカメラ等に用いられ、特に、高画素タイプＣＣＤを用いたカメラに適した高解像力を有しており、広角端でのＦナンバーが２．８程度、変倍比が２〜３倍程度のズームレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パソコンの普及が進み、また、パソコンを用いて画像データを扱うことも多くなり、画像データを取りこむためのデジタルスチルカメラ等の需要が増えている。また、ＣＣＤの高画素化に伴い、より高い結像性能を有するズームレンズの要望が高まってきている。更に、携帯するのに便利であるコンパクトなものが求められている。
【０００３】
ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いるカメラに適した３倍程度のズームレンズは従来より技術開示されており、例えば、特開平１０−３９２１４号公報、特開平１１−５２２４６号公報、特開平１１−２８７９５３号公報、特開２０００−９９９７号公報等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来例では、広角端における歪曲収差が非常に大きかったり、広角端の画角が小さかったり、また、レンズ全長が大きいという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、高画素タイプのＣＣＤを用いたデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等に用いるのに好適な、２〜３倍程度の変倍比で、高い結像性能を有したズームレンズを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は下記のいずれかにより達成できる。
【０００７】
（１）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レンズ群の３つのレンズ群から成り、前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の非球面を有し、物体側より順に、負レンズ、正レンズの２枚で構成し、前記第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、及び、１枚のレンズで構成し、広角側から望遠側への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が増大するように、前記第１、第２、第３の３つのレンズ群をそれぞれ光軸上を移動させて変倍を行うズームレンズであって、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【０００８】
０．５＜ｆＷ／ｆ２＜０．７・・・・・・・［１］
−０．７＜ｆＷ／ｆ１＜−０．３・・・・・［２］
｜ｆＷ／ｆ２ｉ｜＜０．４・・・・・・・・・［３］
但し、ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆＷ：全光学系の広角端での焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２ｉ：第２レンズ群の最も像側に位置するレンズの焦点距離
（２）前記第１レンズ群は、物体側より順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの２枚で構成することを特徴とする前記（１）に記載のズームレンズ。
【００１３】
（３）前記第２レンズ群は、少なくとも１面に非球面を有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。
【００１４】
（４）前記第２レンズ群の最も物体側にある正レンズに少なくとも１面に非球面を有することを特徴とする前記（３）に記載のズームレンズ。
【００１６】
（５）前記第２レンズ群の最も像側にあるレンズは、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであることを特徴とする前記（１）から（４）のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【００１７】
なお、第２レンズ群の最も像側にあるレンズが正レンズの場合は、以下の条件式を満足することが望ましい。
【００１８】
０．０＜ｆW／ｆ2i＜０．４ ・・・・・・・・・［５］
また、第２レンズ群の最も像側にあるレンズが負レンズであり、以下の条件式を満足することが望ましい。
【００１９】
−０．３＜ｆW／ｆ2i＜０．０ ・・・・・・・・［６］
【００２０】
（６）前記第３レンズ群は、正の屈折力を持つ単レンズであることを特徴とする前記（１）から（５）のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【００２１】
（７）前記第３レンズ群は、アッベ数５０以上の正の屈折力を持つ単レンズであることを特徴とする前記（６）に記載のズームレンズ。
【００２２】
（８）前記第３レンズ群は、広角側から望遠側への変倍に際し、光軸上を物体側に単調に移動し、以下の条件式を満足することを特徴とする前記（１）から（７）のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【００２３】
０．２＜ｆＷ／ｆ３＜０．７・・・・・・［８］
但し、ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
（９）前記第３レンズ群は、光軸方向に移動することにより、無限遠物体から近距離物体におけるフォーカシングを行い、以下の条件式を満足することを特徴とする前記（１）から（８）のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【００２４】
０．２＜ｆW／ｆ3＜０．７ ・・・・・・・・・［８］
本発明のズームレンズでは、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、正の屈折力を有する第３レンズ群を配し、広角端から望遠端へのズーミングに際して、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各レンズ群が移動している。第２レンズ群は、物体側より、正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、１枚のレンズで構成することにより、効果的に変倍が行え、光学系全体をコンパクトにすることができる。
【００２５】
さらに効果的には、第１レンズ群は、物体側より順に像側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズで構成し、非球面を有することが望ましく、このような構成にすることにより、レンズ枚数を少なくし広角側で発生しやすい歪曲収差を良好に補正することができる。
【００２６】
第２レンズ群は、最も像側にあるレンズを像側に凸面を向けたメニスカスレンズにすることが望ましく、このような構成にすることで、第２レンズ群自体をコンパクトにすることができ、更に、非球面を使用することにより、球面収差やコマ収差を良好に補正することができる。
【００２７】
第３レンズ群は、光軸上を移動することにより、ズーミングの際に発生するピント位置のずれを補正することができる。また、被写体距離の変化に応じたフォーカシングは第３レンズ群を移動することにより行うのが望ましい。フォーカシングは第１レンズ群を移動させることでも可能であるが、第３レンズ群を移動するときに比べて大きく重い群を動かすことになるためモータの負担が大きくなってしまう。また、第１レンズ群操出時の光束を確保するため、第１レンズ群の更なる大型化も招く。第３レンズ群はアッベ数５０以上の単レンズであることが望ましい。このような構成にすることで、第３レンズ群で発生する色収差を軽減することが可能になる。
【００２８】
次に、各条件式について説明する。条件式［１］は、第２レンズ群の屈折力を規定するもので、十分コンパクトでありながら良好な結像性能を得るためのものである。条件式［１］の下限を越えると、光学系全体が大きくなりコンパクト化が困難になる。逆に上限を越えると、第２レンズ群で発生する諸収差が大きくなり、特に、球面収差、コマ収差が大きくなり、第２レンズ群に非球面を用いても、良好な補正が困難になってしまう。
【００２９】
条件式［２］は、第１レンズ群の屈折力を規定するものであり、十分コンパクトでありながら良好な結像性能を得るためのものである。条件式の下限を越えると、第１レンズ群で発生する諸収差が大きくなり、特に、広角端での歪曲収差、倍率色収差、望遠端での球面収差の良好な補正が困難になってしまう。逆に、条件式の上限を越えると、光学系全体のコンパクト化が困難になってしまう。
【００３０】
条件式［３］は、第２レンズ群で最も像側にあるレンズの屈折力を規定するものである。条件式［３］の条件式を越えると、第２レンズ群で発生する諸収差が大きくなり、特に、球面収差、コマ収差が大きくなり、また、光学系全体のコンパクト化が困難になる。よりコンパクト、高性能なレンズを得るためには、条件式［５］、もしくは条件式［６］の範囲内であることが望ましい。
【００３１】
条件式［８］は、第３レンズ群の屈折力を規定するもので、十分コンパクトでありながら良好な結像性能を得るためのものである。条件式の下限を越えると、バックフォーカスが増大し、また、フォーカシングの際の第３レンズ群の移動量が増大し、全長が長くなるので好ましくない。逆に、条件式の上限を越えると、第３レンズ群で発生するコマ収差、像面湾曲が大きくなり、第３レンズ群に非球面を用いても補正が困難になる。
【００３２】
【実施例】
以下に本発明のズームレンズの実施例を示す。各実施例における記号は下記の通りである。
【００３３】
ｆ：焦点距離
ＦNo：Ｆナンバー
ω：半画角
ｒ：屈折面の曲率半径
ｄ：屈折面の間隔
ｎd：レンズ材料のｄ線での屈折率
νd：レンズ材料のアッベ数
ｆ1：第１レンズ群の焦点距離
ｆ2：第２レンズ群の焦点距離
ｆ2i：第２レンズ群の最も像側に位置するレンズの焦点距離
ｆ3：第３レンズ群の焦点距離
ｆW：全光学系の広角端での焦点距離
また、非球面の形状は光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈと表すと、次の「数１」の式で表される。
【００３４】
【数１】
0004483086.tif 000002
【００３５】
「数１」でκは非球面の円錐定数、Ａiは非球面係数（ｉ＝４、６、８、１０、１２）を示し、ｒは近軸曲率半径を示す。
【００３６】
表中、「＊１」、「＊２」はプラスチックレンズを示す。なお、図１、図３、図５、図７、図９、図１１、及び、図１３は中間域の無限遠物体の状態をそれぞれ示す。また、図中で、Ｇ１は第１レンズ群、Ｇ２は第２レンズ群、Ｇ３は第３レンズ群、Ｓは開口絞り、及び、ＣＧはガラスブロックを示す。
【００３７】
（実施例１）
実施例１は請求項１〜９に含まれる実施例である。実施例１の断面図を図１に、レンズ収差図を図２に示す。また、レンズデータを表１、表２に示す。
【００３８】
【表１】
0004483086.tif 000003
【００３９】
【表２】
0004483086.tif 000004
【００４０】
（実施例２）
実施例２は請求項１〜５、及び、９に含まれる実施例である。実施例２の断面図を図３に、レンズ収差図を図４に示す。また、レンズデータを表３、表４に示す。
【００４１】
【表３】
0004483086.tif 000005
【００４２】
【表４】
0004483086.tif 000006
【００４３】
（実施例３）
実施例３は請求項１〜９に含まれる実施例である。実施例３の断面図を図５に、レンズ収差図を図６に示す。また、レンズデータを表５、表６に示す。
【００４４】
【表５】
0004483086.tif 000007
【００４５】
【表６】
0004483086.tif 000008
【００４６】
（実施例４）
実施例４は請求項１〜９に含まれる実施例である。実施例４の断面図を図７に、レンズ収差図を図８に示す。また、レンズデータを表７、表８に示す。
【００４７】
【表７】
0004483086.tif 000009
【００４８】
【表８】
0004483086.tif 000010
【００４９】
（実施例５）
実施例５は請求項１〜７、及び、９に含まれる実施例である。実施例５の断面図を図９に、レンズ収差図を図１０に示す。また、レンズデータを表９、表１０に示す。
【００５０】
【表９】
0004483086.tif 000011
【００５１】
【表１０】
0004483086.tif 000012
【００５２】
（参考例）
参考例の断面図を図１１に、レンズ収差図を図１２に示す。また、レンズデータを表１１、表１２に示す。
【００５３】
【表１１】
0004483086.tif 000013
【００５４】
【表１２】
0004483086.tif 000014
【００５５】
（実施例６）
実施例６は請求項１〜９に含まれる実施例である。実施例６の断面図を図１３に、レンズ収差図を図１４に示す。また、レンズデータを表１３、表１４に示す。
【００５６】
【表１３】
0004483086.tif 000015
【００５７】
【表１４】
0004483086.tif 000016
【００５８】
【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。ＣＣＤを用いたデジタルスチルカメラ等に用いるのに好適な、２〜３倍程度の変倍比で、高い結像性能を有したズームレンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１のレンズ断面図である。
【図２】  実施例１の広角端（ａ）、中間域（ｂ）、望遠端（ｃ）におけるレンズ収差図である。
【図３】  実施例２のレンズ断面図である。
【図４】  実施例２の広角端（ａ）、中間域（ｂ）、望遠端（ｃ）におけるレンズ収差図である。
【図５】  実施例３のレンズ断面図である。
【図６】  実施例３の広角端（ａ）、中間域（ｂ）、望遠端（ｃ）におけるレンズ収差図である。
【図７】  実施例４のレンズ断面図である。
【図８】  実施例４の広角端（ａ）、中間域（ｂ）、望遠端（ｃ）におけるレンズ収差図である。
【図９】  実施例５のレンズ断面図である。
【図１０】  実施例５の広角端（ａ）、中間域（ｂ）、望遠端（ｃ）におけるレンズ収差図である。
【図１１】  参考例のレンズ断面図である。
【図１２】  参考例の広角端（ａ）、中間域（ｂ）、望遠端（ｃ）におけるレンズ収差図である。
【図１３】  実施例６のレンズ断面図である。
【図１４】  実施例６の広角端（ａ）、中間域（ｂ）、望遠端（ｃ）におけるレンズ収差図である。
【図１】
0004483086.tif 000017
【図２】
0004483086.tif 000018
【図３】
0004483086.tif 000019
【図４】
0004483086.tif 000020
【図５】
0004483086.tif 000021
【図６】
0004483086.tif 000022
【図７】
0004483086.tif 000023
【図８】
0004483086.tif 000024
【図９】
0004483086.tif 000025
【図１０】
0004483086.tif 000026
【図１１】
0004483086.tif 000027
【図１２】
0004483086.tif 000028
【図１３】
0004483086.tif 000029
【図１４】
0004483086.tif 000030