(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レンズ群とよりなり、広角端から望遠端への変倍の際、第２レンズ群が光軸上を物体側への単調な移動を行ない、第３レンズ群が光軸上で移動を行なうもので、第２レンズ群が物体側より順に、正レンズと正レンズと負レンズと正レンズまたは負レンズにて構成され、次の条件（１）、（２）、（３）を満足するズームレンズ。
（１）    １．４４≦｜β２３Ｔ｜＜２．０
（２）    ０．２５＜ｆ２／ｆ３＜１．５
（３）    ｜ｆ２４／ｆｗ｜＞３．５
ただし、β２３Ｔは望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成倍率、ｆ２，ｆ３は夫々第２レンズ群および第３レンズ群の焦点距離、ｆ２４は第２レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離、ｆｗは広角端における全系の焦点距離である。
【請求項２】
第２レンズ群が、物体側から順に、正の単レンズと正レンズと負レンズとの接合レンズと正の単レンズまたは負の単レンズからなる請求項１のズームレンズ。
【請求項３】
ズームレンズと撮像素子とを備えた撮像装置で、前記ズームレンズが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レンズ群とよりなり、広角端から望遠端への変倍の際、第２レンズ群が光軸上を物体側への単調な移動を行ない、第３レンズ群が光軸上で移動を行なうもので、第２レンズ群が物体側より順に、正レンズと正レンズと負レンズと正レンズまたは負レンズにて構成され、次の条件（１）、（２）、（３）を満足する撮像装置。
（１）    １．４４≦｜β２３Ｔ｜＜２．０
（２）    ０．２５＜ｆ２／ｆ３＜１．５
（３）    ｜ｆ２４／ｆｗ｜＞３．５
ただし、β２３Ｔは望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成倍率、ｆ２，ｆ３は夫々第２レンズ群および第３レンズ群の焦点距離、ｆ２４は第２レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離、ｆｗは広角端における全系の焦点距離である。
【請求項４】
前記第２レンズ群が少なくとも一つの非球面を有することを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
【請求項５】
前記第２レンズ群の正レンズに非球面が設けられていることを特徴とする請求項４のズームレンズ。
【請求項６】
前記第２レンズ群の最も像側のレンズに非球面が設けられていることを特徴とする請求項４のズームレンズ。
【請求項７】
前記第３レンズ群を物体側に繰り出すことにより近距離の物体に合焦するようにしたことを特徴とする請求項１、２、４、５又は６のズームレンズ。
【請求項８】
下記条件（６）を満足することを特徴とする請求項７のズームレンズ。
（６）    ０．８＜ｆ３／ｆＴ＜２．８
ただし、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離、ｆＴは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。
【請求項９】
前記第３レンズ群が正の単レンズにて構成されることを特徴とする請求項１、２、４、５、６、７又は８のズームレンズ。
【請求項１０】
前記第３レンズ群が球面のみにて構成されることを特徴とする請求項７、８又は９ズームレンズ。
【請求項１１】
前記第１レンズ群が少なくとも１枚の負レンズと１枚の正レンズを有することを特徴とする請求項１、２、４、５、６、７、８、９又は１０のズームレンズ。
【請求項１２】
前記第１レンズ群が物体側から順に、２枚以下の負レンズと１枚の正レンズとよりなることを特徴とする請求項１１のズームレンズ。
【請求項１３】
前記第１レンズ群が物体側から順に、１枚の正レンズと２枚以下の負レンズと１枚の正レンズとにて構成されたことを特徴とする請求項１１のズームレンズ。
【請求項１４】
前記第１レンズ群が、物体側から順に、１枚の正レンズと２枚の負レンズにより構成されたことを特徴とする請求項１１のズームレンズ。
【請求項１５】
前記第１レンズ群が非球面を少なくとも１面有することを特徴とする請求項１、２、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３又は１４のズームレンズ。
【請求項１６】
広角端から望遠端への変倍の際に第３レンズ群が像面との間隔が大になるように移動することを特徴とする請求項１、２、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３又は１４のズームレンズ。
【請求項１７】
下記条件（９）を満足することを特徴とする請求項１６のズームレンズ。
（９）    ０．４＜｜ΔＸ３｜／Ｙ＜４
ただし、ΔＸ３は無限遠合焦時の広角端から望遠端への変倍における第３レンズ群の像面に対する変位量、Ｙは撮像素子の有効撮像領域の対角長である。
【請求項１８】
下記条件（１０）を満足することを特徴とする請求項１７のズームレンズ。
（１０）    ０＜ΔＸ３／ΔＸ２＜１５
ただし、ΔＸ２は無限遠合焦時の広角端から望遠端への第２レンズ群の像面に対する変位量である。
【請求項１９】
前記第３レンズ群を光軸方向に移動させてフォーカシングを行なうことを特徴とする請求項１、２、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１４、１５、１６、１７又は１８のズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、奥行き方向が薄いズームレンズおよびこのズームレンズを備えたビデオカメラやデジタルカメラ等の撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、銀塩３５mmフィルム（いわゆるライカ版）カメラに代る次世代のカメラとしてデジタルカメラ（電子カメラ）が注目されている。
【０００３】
これらデジタルカメラは、業務用の高機能なものからポータブルな普及タイプまで幅広いものが知られている。
【０００４】
本発明において目的とする特にポータブルな普及タイプのビデオカメラあるいはデジタルカメラで、高画質で奥行きの薄いビデオカメラ、デジタルカメラを実現するためにネックになっているのは、光学系、特にズーム光学系の最も物体側の面から撮像面までの厚さを薄くすることである。
【０００５】
最近、撮影時に光学系をカメラボディー内からせり出し、一方携帯時には光学系をカメラボディー内に収納する沈胴式鏡筒を採用したものが知られている。
【０００６】
しかしながら、使用する光学系のタイプやフィルターによって光学系を沈胴させた時厚さが大きく異なる。特にズーム比やＦナンバー等の仕様を高く設定するためには、光学系の最も物体側のレンズ群が正の屈折力を有するいわゆる正先行型ズームレンズは、各レンズの肉厚が大であり、デッドスペースが大になり、沈胴しても厚さをあまり小にすることができない（特開平１１−２５８５０７号公報）。
【０００７】
これに対し、負先行型の２群乃至３群ズームレンズは、沈胴式を採用する場合有利である。
【０００８】
また、特開平１１−５２２４６号公報に記載されているズームレンズは、各群の構成レンズ枚数が大であり、最も物体側のレンズが正レンズであるため沈胴させてもカメラの厚さを薄くすることはできない。
【０００９】
現在知られているズームレンズで、電子撮像素子を用いるカメラに適していて、かつズーム比、画角、Ｆナンバー等の結像性能が良好であって、沈胴厚を最も薄くし得る光学系の例として特開平１１−１９４２７４号、特開平１１−２８７９５３号、特開２０００−９９９７号の各公報に記載されたものがある。
【００１０】
これら従来例において、第１群を薄くするためには、入射瞳位置を浅くするのがよいが、そのためには第２群の倍率を高くせざるを得ない。しかし、第２群の倍率を高くして第２群の負担が大になると、第２群自身を薄くできなくなり、また収差補正が困難になり、製造誤差による影響が大になり好ましくない。
【００１１】
また、薄型化、小型化を達成するためには、撮像素子を小さくすればよいが、同じ画素数で撮像素子を小さくするためには画素ピッチを小さくする必要があり、感度不足を光学系でカバーする必要がある。また回折による影響もでるため好ましくない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、構成枚数が少なく、リアーフォーカスを採用し得る構成で、小型で簡単でしかもズーム全領域および無限遠から近距離まで安定した結像性能であり、更に各レンズを薄くして各レンズ群の厚さを薄くしレンズ系全体を薄型にしたズームレンズおよびこのズームレンズを備えた奥行きの薄い撮像装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のズームレンズは、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レンズ群とよりなり、広角端から望遠端への変倍の際、第２レンズ群が光軸上を物体側への単調な移動を行ない、第３レンズ群が光軸上で移動を行なうもので、第２レンズ群が物体側より順に、正レンズと正レンズと負レンズと正レンズまたは負レンズにて構成され、次の条件（１）、（２）を満足することを特徴とする。
（１）    １．３＜｜β２３Ｔ｜＜２．０
（２）    ０．２５＜ｆ２／ｆ３＜１．５
ただし、β２３Ｔは望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群の合成倍率、ｆ２，ｆ３は夫々第２レンズ群および第３レンズ群の焦点距離である。
【００１４】
本発明のズームレンズは、デジタルカメラ等のように電子撮像素子を備えた電子撮像装置に適したレンズ系である。
【００１５】
電子撮像素子は、撮像面への入射光線角度を極力小さくする必要がある。
【００１６】
そのため、本発明のズームレンズは、銀塩カメラにおいて用いられるズームレンズである負、正の２群ズームレンズにおいて、その最も像側の正レンズを第３レンズ群として射出瞳位置を遠くするようにし、またこの第３レンズ群を独立して移動させるようにした。
【００１７】
つまり、前記のように、本発明のズームレンズは、物体側より順に、負の第１レンズ群と正の第２レンズ群と正の第３レンズ群とにて構成し、無限遠合焦時の広角端より望遠端への変倍の際に第１レンズ群を光軸上を移動させ、また第２レンズ群を物体側への単調な移動を行うようにし、第３レンズ群を第２レンズ群とは異なる移動量にて移動させるようにした。
【００１８】
また、本発明のズームレンズは、変倍比を大にしつつレンズ系の外径、全長を小型にしまた薄型にするために無限遠合焦時の望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群との合成の倍率β２３Ｔを前記条件（１）を満足するように規定した。
【００１９】
このβ２３Ｔの絶対値は、出来るだけ大きい方が広角端における入射瞳位置を浅く出来るために第１レンズ群の外径を小さくしやすく、ひいては第１レンズ群の厚さを薄くできる。
【００２０】
この条件（１）の下限の１．３を超えると第１レンズ群の厚さを満足し得る程度に薄くすることが困難になる。また条件（１）の上限の２．０を超えると球面収差、コマ収差、非点収差等の収差を補正することが困難になる。
【００２１】
また、レンズ系を一層小型、薄型にするためには、条件（１）の代りに下記条件（１−１）を満足することが好ましい。
（１−１）    １．４＜｜β２３Ｔ｜＜１．９
【００２２】
条件（２）は、第２レンズ群と第３レンズ群の正の屈折力を夫々のレンズ群に適正に配分するために定めた条件である。
【００２３】
このｆ２／ｆ３の値が小さいと第２レンズ群の焦点距離が短くなり、第２レンズ群の全長を短くするためには有利になる。しかし第２レンズ群の焦点距離が短くなりすぎて条件（２）の下限値の０．２５を超えると第２レンズ群が負担する屈折力が大になり収差補正が困難になる。また第３レンズ群の屈折力が弱くなるため、結像光線の撮像面への入射角を小さくするためには全長を長くしなければならず、レンズ系の全長が大になる。
【００２４】
一方、ｆ２／ｆ３の値が大になると、第３レンズ群の屈折力が強くなり、撮像面への入射角度を小さくしつつ全長を短くすることが可能である。しかし、ｆ２／ｆ３の値が上限の１．５を超えると、第２レンズ群の焦点距離が長くなり、第２レンズ群の全長が長くなる。また第３レンズ群の焦点距離が小さくなりすぎるため、収差が悪化しこれを補正するためにはレンズの枚数を多くしなければならず、小型化に反する。
【００２５】
また、条件（２）の代りに下記条件（２−１）を満足すれば望ましい。
（２−１）    ０．３５＜ｆ２／ｆ３＜１．０
【００２６】
また、電子撮像素子は近年小型および高画素になり、そのために撮像レンズ系は高い光学性能が要求される。そこで、本発明のズームレンズは、第２レンズ群を、物体側から順に、正レンズと正レンズと負レンズと正レンズまたは負レンズとにて構成した。これにより、十分な収差補正を行ない、高い光学性能を得られるようにした。
【００２７】
また、第２レンズ群において、物体側から２番目のレンズの正レンズと３番目のレンズの負レンズとは、相対的な偏芯したときの収差の発生が大である。したがって、この正レンズと負レンズを接合すれば、レンズ系の光学性能を確保する上で好ましい。また、これら正レンズと負レンズとを接合して接合レンズにすれば色収差の補正に有利である。
【００２８】
また、本発明のズームレンズのようなタイプのレンズ系は、前玉径が大きくなりにくいので、開口絞りを第２レンズ群と一体にすれば機構上単純になり、また沈胴時のデッドスペースが発生しにくく、広角端と望遠端のＦナンバーの差を小さくし得る利点を有する。
【００２９】
また本発明のズームレンズにおいて、第２レンズ群の最も像側のレンズを次の条件（３）を満足する構成にすることが好ましい。
（３）    ｜ｆ２４／ｆｗ｜＞３．５
ただし、ｆ２４は第２レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離、ｆｗは広角端における全系の焦点距離である。
【００３０】
第２レンズ群の最も像側のレンズの焦点距離が小さくなって条件（３）より外れるとこのレンズの曲率半径が小になるためにこのレンズの肉厚が大になり、レンズ系の全長が長くなる。
【００３１】
上記条件（３）の代りに下記条件（３−１）を満足するようにすればレンズ系の短縮化に一層寄与する。
（３−１）    ｜ｆ２４／ｆｗ｜＞４．０
【００３２】
前述のように、レンズ系の薄型化と収差補正とは相反する。レンズ系を薄くした上で収差を良好に補正するためには、第２レンズ群に非球面を導入することが好ましい。このように非球面を導入すれば、特に球面収差の補正にとって効果的であり、その分非点収差や軸上色収差の補正にとっても有利になる。
【００３３】
この第２レンズ群に非球面を設ける場合、球面収差やコマ収差の補正効果が大である物体側の二つの正レンズのうちのいずれかの面に非球面を設けるのが好ましい。また、軸外収差に効果のある最も像側の正レンズに非球面を設ければ、軸外収差を良好に補正する上で効果的である。あるいは、前述した三つの正レンズの中で２面以上の非球面を設けても良い。
【００３４】
また、本発明のズームレンズにおいて、広角端から望遠端までの全域にわたって、収差を良好に補正するためには、下記条件（４）、（５）を満足することが望ましい。
（４）    ０．２５＜｜Ｒ２２Ｆ｜／ｆ２＜１．０
（５）    ０．３０＜｜Ｒ２３Ｒ｜／ｆ２＜１．２
ただし、Ｒ２２Ｆは第２レンズ群の物体側から２番目のレンズ（正レンズ）の物体側の面の曲率半径、Ｒ２３Ｒは第２レンズ群の物体側から３番目のレンズ（負レンズ）の像側の面の曲率半径である。
【００３５】
条件（４）、（５）は、いずれもレンズ系の収差を良好に補正しつつレンズ系を薄く保つためのものである。
【００３６】
条件（４）は、第２レンズ群の焦点距離ｆ２に対する第２レンズ群の物体側から２番目のレンズ（正レンズ）の物体側の面の曲率半径の大きさを規定したものであり、条件（５）は、第２レンズ群の焦点距離ｆ２に対する第２レンズ群の物体側から３番目のレンズ（負レンズ）の像側の面の曲率半径の大きさを規定したものである。
【００３７】
第２レンズ群において、球面収差を補正するためには、物体側から３番目のレンズの像側の面の曲率半径Ｒ２３Ｒが小さい方がよい。しかしＲ２３Ｒが小さいと負のパワーが強くなり、第２レンズ群の２番目のレンズの物体側の面の曲率半径｜Ｒ２２Ｆ｜を小さくして正のパワーを補わなければならない。
【００３８】
条件（４）の下限の０．２５を超えると、望遠端においてコマ収差が悪化し、全体の結像性能が落ちる。また、２番目のレンズの物体側の凸面の曲率半径を小にしなければならず、それにより２番目のレンズ（正レンズ）の肉厚が大になったり、レンズの加工性が悪くなり、部品のコストが高くなる。また条件（４）の上限の１．０を超えると第２レンズ群の焦点距離が短くなり、収差補正が困難になる。
【００３９】
条件（５）の下限の０．３０を超えると、第２レンズ群の３番目のレンズの像側の凹面の曲率が強くなり、有効半径を確保したレンズの加工性が悪くなり、部品のコストが高くなる。条件（５）において上限の１．２を超えるとレンズの加工性は良くなるが望遠端における球面収差の補正上望ましくない。
【００４０】
これら条件（４）、（５）の代りに、夫々下記条件（４−１）、（５−１）を満足すれば、収差を良好に補正でき、加工性の良いレンズで、第２レンズ群の全長を短くし得るため望ましい。
（４−１）    ０．３５＜｜Ｒ２２Ｆ｜／ｆ２＜０．７
（５−１）    ０．３５＜｜Ｒ２３Ｒ｜／ｆ２＜０．８
【００４１】
本発明において、カメラの奥行きを薄くするためには、合焦時のレンズ群の移動は、前群ではなく、後群にて行なういわゆるリアーフォーカスが駆動系のレイアウト等から望ましい。
【００４２】
このように、本発明のズームレンズにおいて、リアーフォーカスの場合下記条件（６）を満足することが望ましい。
（６）    ０．８＜ｆ３／ｆＴ＜２．８
ただし、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離、ｆＴは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。
【００４３】
この条件（６）は、リアーフォーカス時つまり第３レンズ群によるフォーカシング時の移動量を制限することによって沈胴厚を薄くするための条件である。
【００４４】
条件（６）において、下限の０．８を超えると広角端におけるフォーカシングの際の第３レンズ群の移動量が小さすぎるために制御を行ないにくい。
【００４５】
また、条件（６）において、上限の２．８を超えると望遠端での第３レンズ群のフォーカシングのための移動量が大になり、レンズ群を移動させるための機構が大になり、沈胴厚を小さくすることが出来ないか、径方向が大きくなる。
【００４６】
また、上記リアーフォーカスにおいて、広角端でのフォーカシングの制御をより行ないやすくするためには、条件（６）の代りに下記条件（６−１）を満足することが望ましい。
（６−１）    １．０＜ｆ３／ｆＴ＜２．０
【００４７】
また、第３レンズ群をフォーカシングレンズ群とする場合、この第３レンズ群を正の単レンズにて構成すれば、レンズ群の移動機の小型化が可能になる。
【００４８】
なお、第３レンズ群をフォーカシングレンズ群とする場合、フォーカシングに伴う収差変動が生ずる。そのため、第３レンズ群に非球面を導入することによって第１レンズ群と第２レンズ群で残存する非点収差を補正する構成だと、第３レンズ群をフォーカシングのために移動させたときに収差補正のバランスが崩れることになる。
【００４９】
したがって、第３レンズ群によりフォーカシングを行なう場合は、第１レンズ群と第２レンズ群でズーム全域における非点収差をほぼ良好に補正しておくのが良い。そして、第３レンズ群を球面系で構成することが好ましい。
【００５０】
前述のように、本発明のズームレンズにおいて、第３レンズ群によりフォーカシングを行なうためには、第２レンズ群の構成に対して第１レンズ群の構成を工夫する必要があり、これにより第１レンズ群と第２レンズ群にてズーミングの全領域にわたり軸外収差の補正をほぼ完結させておくことが望ましい。
【００５１】
レンズ系の全長を短くするためには、第１レンズ群の全長を出来る限り短くする必要がある。そこで本発明では、第１レンズ群のレンズ枚数を削減して２枚から４枚のレンズにて構成し、レンズ枚数が減った代わりに非球面を用いることにより収差補正を行なうようにした。
【００５２】
具体的には、第１レンズ群の第１のタイプとして、２枚以下の負レンズと１枚の正レンズにて構成するようにした。そして、２枚の負レンズのうちのいずれか１面を非球面にした。
【００５３】
また、第１レンズ群の第２のタイプは、第１レンズ群を、物体側より順に、１枚の正レンズと２枚以下の負レンズと１枚の正レンズとにて構成した。この時、正レンズ２枚のうち、屈折力の弱いレンズに非球面を設けることが望ましい。
【００５４】
本発明のズームレンズにおいて、その第１レンズ群の第３のタイプは次の通りの構成である。つまり物体側より順に、１枚の正レンズと２枚の負レンズにて構成されている。この場合、２枚の負レンズのうちの一方に非球面を設けることが望ましい。
【００５５】
また、第１レンズ群が第２のタイプである場合、次の条件（７）を満足することが望ましい。
（７）    ０＜ｆｗ／ｆ１Ｐ＜０．３
ただし、ｆ１Ｐは第１レンズ群の２つの正レンズのうちの屈折力の弱い方のレンズの焦点距離である。
【００５６】
条件（７）は第１レンズ群が第２のタイプの構成の時の弱い屈折力の正レンズの焦点距離ｆ１Ｐを規定するものである。条件（７）の上限の０．３を超えると、第１レンズ群内の１枚しかない負レンズのパワーが強くなりすぎて、歪曲収差が悪化しやすく、また凹面の曲率半径が小さくなりすぎて加工が困難になる。また条件（７）の下限の０を超えると負のパワーになり、そのため歪曲収差を非球面により補正しなければならず、この非球面に非点収差の補正作用を持たせることができない。
【００５７】
上記条件（７）の代りに下記条件（７−１）を満足すれば一層好ましい。更に条件（７−２）を満足すれば最も望ましい。
（７−１）    ０＜ｆｗ／ｆ１Ｐ＜０．２
（７−２）    ０＜ｆｗ／ｆ１Ｐ＜０．１
【００５８】
前記の第１レンズ群の三つのタイプにおいて、隣接する正レンズと負レンズとを接合してもよい。この正レンズと負レンズを接合すれば各レンズの相対的偏芯による収差の発生を防ぐことができると共にレンズのコバ厚が大になるため偏芯が生じにくくなる。そのために焦点距離の短いレンズを接合すれば効果が大である。
【００５９】
また、第１レンズ群において下記条件（８）を満足すれば収差を良好に補正できる。
（８）    ０．２＜｜Ｒｎ／ｆ１｜＜１
ただし、Ｒｎは第１レンズ群内の凹面のうち最も小さい曲率半径である。
【００６０】
条件（８）の下限の０．２を超えると歪曲収差、非点収差の発生が著しく、広角端から望遠端への全域にわたって第２レンズ群にて補正することが困難になる。また凹面の曲率半径が小になるために加工性が悪くなる。また条件（８）の上限の１を超えると第１レンズ群の負の屈折力が不足し、第１レンズ群の全長が長くなるとともに光線高が高くなるためにレンズ外径を大にせざるを得ない。
【００６１】
また、本発明のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に伴い第３レンズ群が像面から離れる方向に移動する。この第３レンズ群は、次の条件（９）を満足することが望ましい。
（９）    ０．４＜｜ΔＸ３｜／Ｙ＜４
ただし、ΔＸ３は無限遠合焦時の広角端から望遠端への変倍における第３レンズ群の像面に対する変位量、Ｙは撮像素子の有効撮像領域の対角長である。
【００６２】
この条件（９）は、広角端から望遠端への変倍の際の撮像面の有効撮像領域の対角線長に対する第３レンズ群の像面に対する変位量を規定するものである。
【００６３】
上記条件（９）の下限の０．４を超えると第３レンズ群の変位量が小さく、望遠端において第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が大になり、第２レンズ群と第３レンズ群の合成の焦点距離が大になるため全長が長くなる。また条件（９）の上限の４を超えると望遠端において第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が小になり、近接物体に合焦するための第３レンズ群の物体側への移動量が不足する。
【００６４】
上記条件（９）の代りに次の条件（９−１）を満足すればより好ましい。
（９−１）    ０．８＜｜ΔＸ３｜／Ｙ＜３．７
【００６５】
更に下記条件（９−２）を満足すれば最も望ましい。
（９−２）    １．２＜｜ΔＸ３｜／Ｙ＜３．４
【００６６】
また、本発明において下記条件（１０）を満足すれば望ましい。
（１０）    ０＜ΔＸ３／ΔＸ２＜１．５
ただし、ΔＸ２は無限遠合焦時の広角端から望遠端への第２レンズ群の像面に対する変位量である。
【００６７】
この条件（１０）は、無限遠合焦時の広角端から望遠端への変倍における第２レンズ群の変位量に対する第３レンズ群の変位量を規定するものである。
【００６８】
レンズ系の全長を短縮するためには、広角端において、第３レンズ群と像面との間は、フィルター類を配置するためのスペース以外は出来るだけ小さくすることが望ましい。そのために、第３レンズ群は第２レンズ群と同様に像面との間隔を大きくする方向に移動させて条件（１０）が０より大になる。
【００６９】
条件（１０）において、上限の１．５を超えると、第３レンズ群が第２レンズ群に近づきすぎるために、望遠端にて近接物体に合焦しようとすると第３レンズ群の移動量が不足する。また第２レンズ群と第３レンズ群が近づきその間隔が小になるために第２レンズ群と第３レンズ群の合成焦点距離が小になり、変倍比を大にするためには、第１レンズ群の移動量を大きくする必要がある。そのために広角端における第１レンズ群と第２レンズ群の間隔をあらかじめ大きくしておく必要があり、レンズ系の全長が長くなる。
【００７０】
上記条件（１０）の代りに下記条件（１０−１）を満足すればより望ましい。
（１０−１）    ０＜ΔＸ３／ΔＸ２＜１．４
【００７１】
また下記条件（１０−２）を満足すれば最も望ましい。
（１０−２）    ０．４＜ΔＸ３／ΔＸ２＜１．３
【００７２】
以上述べた本発明のズームレンズの像位置に電子撮像素子を配置することにより本発明の撮像装置を構成し得る。
【００７３】
【発明の実施の形態】
次に本発明のズームレンズの実施の形態を、下記データを有する各実施例をもとに説明する。
【００７４】
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0004245783.tif 000003
【００７５】
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【００７６】
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【００７７】
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【００７８】
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【００７９】
0004245783.tif 000012
0004245783.tif 000013
【００８０】
0004245783.tif 000014
0004245783.tif 000015
【００８１】
0004245783.tif 000016
0004245783.tif 000017
ただしｒ1 ，ｒ2 ，・・・ は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 ，ｄ2 ，・・・ は各レンズの肉厚および空気間隔、ｎ1 ，ｎ2 ，・・・ は各レンズの屈折率、ν1 ，ν2 ，・・・ は各レンズのアッベ数である。
【００８２】
上記データ等において、ｒ1 ，ｒ2 ，・・・ やｄ1 ，ｄ2 ，・・・ その他の長さの単位はmmである。
【００８３】
実施例１のズームレンズは、図１に示す通りの構成であって、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とよりなり、広角端より望遠端への変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１が光軸上を移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが光軸上を物体側へ異なる移動量にて移動する。
【００８４】
この実施例１のズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１が正レンズと、負のメニスカスレンズと、負レンズと、正のメニスカスレンズよりなり、第２レンズ群が正レンズと、正レンズと負レンズを接合した接合レンズと、正レンズとよりなり、第３レンズ群Ｇ３が正レンズ１枚よりなる。
【００８５】
この実施例１は、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の正レンズの像側の面（ｒ16）が非球面であり、第３レンズ群Ｇ３の正レンズは両面球面である。
【００８６】
この実施例は、条件（７）、（７−１）、（７−２）以外のすべての条件を満足する。
【００８７】
実施例２は、図２に示す通りで、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とよりなり、広角端より望遠端への変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１が光軸上を移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが光軸上を物体側へ異なる移動量にて移動する。
【００８８】
また第１レンズ群Ｇ１は、正レンズと負レンズの接合レンズと、負レンズとよりなり、第２レンズ群Ｇ２は正レンズと、正レンズと負レンズを接合した接合レンズと、負レンズとよりなり、第３レンズ群Ｇ３は正レンズ１枚よりなる。
【００８９】
この実施例２は、第１レンズ群Ｇ１の負の単レンズの物体側の面（ｒ4 ）、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の負レンズの像側の面（ｒ13）が非球面であり、第３レンズ群Ｇ３の正レンズは両面球面である。また条件（７）、（７−１）、（７−２）以外のすべての条件を満足する。
【００９０】
実施例３は、図３に示すように、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とよりなり、広角端から望遠端への変倍の際、第１レンズ群Ｇ１が光軸上を移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが物体側へ移動する。
【００９１】
また第１レンズ群Ｇ１は、正レンズと、負レンズと、正レンズとよりなり、第２レンズ群Ｇ２は、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズと、正レンズとよりなり、第３レンズ群は正レンズ１枚よりなる。この実施例３は、第１レンズ群Ｇ１の像側の正レンズの物体側の面（ｒ5 ）と第２レンズ群Ｇ２の最も像側の正レンズの像側の面（ｒ14）が非球面であり、第３レンズ群の正レンズは両面球面である。この実施例は、すべての条件を満足する。
【００９２】
実施例４は、図４に示す通りで、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よりなり、広角端より望遠端への変倍の際、第１レンズ群Ｇ１が光軸上を移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが異なる移動量にて物体側へ移動する。
【００９３】
また、第１レンズ群Ｇ１は、正レンズと、負レンズと、負レンズとよりなり、第２レンズ群Ｇ２は、正レンズと、正レンズと、負レンズと、正レンズとよりなり、第３レンズ群Ｇ３は、正レンズ１枚よりなる。
【００９４】
この実施例４は、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の負レンズの像側の面（ｒ6 ）と第２レンズ群Ｇ２の最も像側の正レンズの物体側の面（ｒ14）が非球面であり、また第３レンズ群Ｇ３の正レンズは両面球面である。また条件（７）、（７−１）、（７−２）を除いたすべての条件を満足する。
【００９５】
実施例５は、図５の通り、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よりなり、広角端より望遠端への変倍の際、第１レンズ群Ｇ１が光軸上を移動し第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが異なる移動量にて物体側へ移動する。
【００９６】
また第１レンズ群Ｇ１は、負レンズと、負レンズと、正レンズとよりなり、第２レンズ群Ｇ２は、正レンズと、正レンズと、負レンズと、正レンズとよりなり、第３レンズ群Ｇ３は正レンズ１枚よりなる。
【００９７】
この実施例５は、第１レンズ群Ｇ１の物体側から２番目のレンズ（負レンズ）の物体側の面（ｒ3 ）と、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の正レンズの像側の面（ｒ15）が非球面であり、第３レンズ群Ｇ３の正レンズは両面球面である。この実施例は、条件（７）、（７−１）、（７−２）以外の条件を満足する。
【００９８】
実施例６は、図６に示す通り負の第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とよりなり、広角端より望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１が光軸上を移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３が異なる移動量にて夫々物体側へ移動する。
【００９９】
また、第１レンズ群Ｇ１は、負レンズと、負レンズと、正レンズよりなり、第２レンズ群Ｇ２は、正レンズと、正レンズと、負レンズと、正レンズとよりなり、第３レンズ群Ｇ３は正レンズよりなる。
【０１００】
この実施例６は、第１レンズ群Ｇ１の２番目のレンズ（負レンズ）の物体側の面（ｒ3 ）と、第２レンズ群Ｇ２の２番目のレンズ（正レンズ）の物体側の面（ｒ10）と、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の正レンズの像側の面（ｒ15）とが非球面であり、第３レンズ群Ｇ３の正レンズは両面球面である。また、条件（３−１）、（７）、（７−１）、（７−２）を除いたすべての条件を満足する。
【０１０１】
実施例７は、図７の通りで負の第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とよりなり、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１が光軸上を移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが異なる移動量にて物体側へ移動する。
【０１０２】
また、第１レンズ群Ｇ１は、負レンズと、負レンズと、正レンズとよりなり、第２レンズ群Ｇ２は、正レンズと、正レンズと、負レンズと、負レンズとよりなり、第３レンズ群Ｇ３は正レンズよりなる。
【０１０３】
この実施例７は、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の負レンズの物体側の面（ｒ1 ）と、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ（正レンズ）の像側の面（ｒ9 ）と、第２レンズ群Ｇ２の最も像側のレンズ（負レンズ）の像側の面（ｒ15）とが非球面である。また、第３レンズ群Ｇ３は両面球面である。
【０１０４】
また、この実施例７は、条件（６−１）、（７）、（７−１）、（７−２）のほかのすべての条件を満足する。
【０１０５】
実施例８は、図８に示す通りの構成であって、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とよりなり、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１が光軸上を移動し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３は異なる移動量にていずれも物体側へ移動する。
【０１０６】
また、第１レンズ群Ｇ１は、負レンズと、正レンズとよりなり、第２レンズ群Ｇ２は、正レンズと、正レンズと負レンズの接合レンズと、負レンズとよりなり、第３レンズ群Ｇ３は正レンズ１枚よりなる。
【０１０７】
この実施例８は、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の負レンズの物体側の面（ｒ1 ）と、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の負レンズの像側の面（ｒ12）が非球面であり、第３レンズ群Ｇ３の正レンズは両面球面である。
【０１０８】
この実施例は、条件（７）、（７−１）、（７−２）を除くすべての条件を満足する。
【０１０９】
尚実施例１〜８の断面図である図１〜８において、Ｓは明るさ絞り、Ｆ１、Ｆ２、・・・は赤外カットフィルターやローパスフィルター等のフィルター類、Ｉは像面である。
【０１１０】
上記実施例１〜８のズームレンズは、いずれも第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って移動させることにより合焦を行なう。これら実施例の物点距離１００ｍｍ（実施例７では１１０ｍｍ）の物体に合焦した時の間隔の変化はデータ中に示す通りである。
【０１１１】
また、実施例１のズームレンズの無限遠合焦時の広角端、中間焦点距離及び望遠端における収差状況は、夫々図９、図１０、図１１に示す通りであり、収差は良好に補正されている。
【０１１２】
他の実施例２〜８のズームレンズの収差状況も、実施例１と同様に良好に補正されている。
【０１１３】
各実施例にて用いられている非球面の形状は、光軸上の光が進む方向をｘ軸、光軸と直交する方向をｙ軸とした時、次の式にて表わされる。
【０１１４】
0004245783.tif 000018
ただし、ｒは基準球面の曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ2、Ａ4、Ａ6、Ａ8、・・・は非球面係数である。
【０１１５】
図１２〜図１４は本発明の撮像装置の実施の形態であるデジタルカメラの概念図を示す。図１２はデジタルカメラ１０の外観を示す前方斜視図、図１３は同後方斜視図、図１４はデジタルカメラ１０の構成を示す断面図である。この図示するデジタルカメラ１０は、撮影用光路１２を有する撮影光学系１１と、ファインダー用光路１４を有するファインダー光学系１３と、シャッターボタン１５と、フラッシュ１６と、液晶表示モニター１７を含み、カメラ１０の上部に配置されたシャッターボタン１５を押圧すると、それに連動して撮影光学系１１、例えば図１に示す本発明の実施例１のズームレンズを通して撮影が行なわれる。撮影光学系１１によって形成された物体像が、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルターＦ１、Ｆ２を介して電子撮像素子（ＣＣＤ）１９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ１９で受光された物体像は、処理手段２１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター１７に表示される。また、この処理手段２１には記録手段２２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なおこの記録手段２２は処理手段２１と別体に設けてもよいし、フロッピーディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書き込みを行なうように構成してもよい。また、ＣＣＤ１９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
【０１１６】
更に、ファインダー用光路１４上にはファインダー用対物光学系２３が配置してある。このファインダー用対物光学系２３によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム２５の視野枠２７上に形成される。このポロプリズム２５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系２９が配置されている。なお、撮影光学系１１及びファインダー用対物光学系２３の入射側、接眼光学系２９の射出側にそれぞれカバー部材２０が配置されている。
【０１１７】
このように構成されたデジタルカメラ１０は、撮影光学系１１が広画角で高変倍比であり、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォーカスの大きなズームレンズであるので、高性能・低コスト化が実現できる。つまり、前述のように図１４に示す撮影光学系は、本発明の実施例１のズームレンズであって、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とよりなる。またＳは明るさ絞り、Ｆ１、Ｆ２はフィルターである。
【０１１８】
図１２〜図１４で本発明の撮像装置の例としてデジタルカメラを示したが、その他の例としては本発明のズームレンズを備えたビデオカメラがある。また、パソコンのような情報処理装置に付属する画像入力手段や、電話、特に携帯電話のような通信装置に付属する画像入力手段として本発明の撮像装置を使用することができる。
【０１１９】
以上述べたように、特許請求の範囲に記載するもののほか、次の各項に記載するものも本発明の目的を達成し得る。
【０１２０】
（１）特許請求の範囲の請求項１又は２に記載するレンズ系で、下記条件（３）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（３）    ｜ｆ２４／ｆｗ｜＞３．５
【０１２１】
（２）特許請求の範囲の請求項１又は２あるいは前記の（１）の項に記載するレンズ系で、第２レンズ群が少なくとも一つの非球面を有することを特徴とするズームレンズ。
【０１２２】
（３）前記の（２）の項に記載するレンズ系で、第２レンズ群の正レンズに非球面が設けられていることを特徴とするズームレンズ。
【０１２３】
（４）前記の（２）の項に記載するレンズ系で、第２レンズ群の最も像側のレンズに非球面が設けられていることを特徴とするズームレンズ。
【０１２４】
（５）特許請求の範囲の請求項１又は２あるいは前記の（１）、（２）、（３）又は（４）の項に記載するレンズ系で、第３レンズ群を物体側に繰り出すことにより近距離の物体に合焦するようにしたことを特徴とするズームレンズ。
【０１２５】
（６）前記の（５）の項に記載するレンズ系で、下記条件（６）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（６）    ０．８＜ｆ３／ｆＴ＜２．８
【０１２６】
（７）特許請求の範囲の請求項１又は２あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）又は（６）の項に記載するレンズ系で、第３レンズ群が正の単レンズにて構成されることを特徴とするズームレンズ。
【０１２７】
（８）前記の（５）、（６）又は（７）の項に記載するレンズ系で、第３レンズ群が球面のみにて構成されることを特徴とするズームレンズ。
【０１２８】
（９）特許請求の範囲の請求項１又は２あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）又は（８）の項に記載するレンズ系で、第１レンズ群が少なくとも１枚の負レンズと１枚の正レンズを有することを特徴とするズームレンズ。
【０１２９】
（１０）前記の（１）の項に記載するレンズ系で、第１レンズ群が物体側から順に、２枚以下の負レンズと１枚の正レンズとよりなることを特徴とするズームレンズ。
【０１３０】
（１１）前記の（９）の項に記載するレンズ系で、第１レンズ群が物体側から順に、１枚の正レンズと２枚以下の負レンズと１枚の正レンズとにて構成されたことを特徴とするズームレンズ。
【０１３１】
（１２）前記の（９）の項に記載するレンズ系で、第１レンズ群が、物体側から順に、１枚の正レンズと２枚の負レンズにより構成されたことを特徴とするズームレンズ。
【０１３２】
（１３）特許請求の範囲の請求項１又は２あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１１）又は（１２）に記載するレンズ系で、第１レンズ群が非球面を少なくとも１面有することを特徴とするズームレンズ。
【０１３３】
（１４）特許請求の範囲の請求項１又は２あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）又は（１２）の項に記載するレンズ系で、広角端から望遠端への変倍の際に第３レンズ群が像面との間隔が大になるように移動することを特徴とするズームレンズ。
【０１３４】
（１５）前記の（１４）の項に記載するレンズ系で、下記条件（９）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（９）    ０．４＜｜ΔＸ３｜／Ｙ＜４
【０１３５】
（１６）前記の（１５）の項に記載するレンズ系で、下記条件（１０）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（１０）    ０＜ΔＸ３／ΔＸ２＜１５
【０１３６】
（１７）特許請求の範囲の請求項１又は２あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）、（１２）、（１３）、（１４）、（１５）又は（１６）の項に記載するレンズ系で、第３レンズ群を光軸方向に移動させてフォーカシングを行なうことを特徴とするズームレンズ。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明によれば、沈胴厚が薄く収納性に優れかつ高倍率でリアーフォーカスにおいても高い結像性能を有するズームレンズを実現し得る。また本発明のズームレンズを備えることによりビデオカメラやデジタルカメラの薄型化を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のズームレンズの実施例１の断面図
【図２】本発明のズームレンズの実施例２の断面図
【図３】本発明のズームレンズの実施例３の断面図
【図４】本発明のズームレンズの実施例４の断面図
【図５】本発明のズームレンズの実施例５の断面図
【図６】本発明のズームレンズの実施例６の断面図
【図７】本発明のズームレンズの実施例７の断面図
【図８】本発明のズームレンズの実施例８の断面図
【図９】上記実施例１の無限遠合焦時の広角端における収差図
【図１０】上記実施例１の無限遠合焦時の中間焦点距離における収差図
【図１１】上記実施例１の無限遠合焦時の望遠端における収差図
【図１２】本発明の撮像装置の前方斜視図
【図１３】上記撮像装置の後方斜視図
【図１４】上記撮像装置の断面図
【図１】
0004245783.tif 000019
【図２】
0004245783.tif 000020
【図３】
0004245783.tif 000021
【図４】
0004245783.tif 000022
【図５】
0004245783.tif 000023
【図６】
0004245783.tif 000024
【図７】
0004245783.tif 000025
【図８】
0004245783.tif 000026
【図９】
0004245783.tif 000027
【図１０】
0004245783.tif 000028
【図１１】
0004245783.tif 000029
【図１２】
0004245783.tif 000030
【図１３】
0004245783.tif 000031
【図１４】
0004245783.tif 000032