JP4747597B2

JP4747597B2 - ズームレンズ

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Publication number: JP4747597B2
Application number: JP2005037172A
Authority: JP
Inventors: 敦司山下; 晋亮野辺
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2005-02-15
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2025-02-15
Also published as: US7215484B2; JP2006227040A; US20060181781A1

Description

本発明はズームレンズに関し、デジタルカメラやビデオカメラ等に用いられ、例えば変倍比が３程度で広角端の画角が６０°以上の、特に光軸方向の厚みが薄い、コンパクトなＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）に好適なズームレンズに関する。

近年、ＣＣＤやＣＭＯＳを用いたデジタルスチルカメラやビデオカメラ等が多数活用されているが、特にカメラの厚みが薄いタイプの需要が増えている。このようなカメラに搭載するために、３枚接合レンズを用いて光軸方向長を抑えたズームレンズが開示されている（特許文献１）。
特開２００４−３２５９７５号公報

ここで、特許文献１のズームレンズにおいては、第２レンズ群が、物体側から順に、正の単レンズ、負レンズと正レンズと負レンズとからなる３枚接合レンズの順に並んでいる。しかるに、第２レンズ群を、このような構成とした場合、そのパワー配置上、３枚接合レンズにおける横倍率が大きくなってしまうので、レンズの厚み変化に伴い、焦点距離、バックフォーカス等の近軸量及び収差変化量が大きくなるという問題がある。

本発明は、特に光軸方向の厚みが薄く、広画角、高変倍比を有し、さらに諸収差が良好に補正されたズームレンズを提供することを目的としたものである。

請求項１記載のズームレンズは、請求項１に記載のズームレンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、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レンズ群より構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、物体側より順に、正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズから構成される３枚接合レンズを有し、前記第２レンズ群は、前記３枚接合レンズと、１枚の負レンズのみから構成されることを特徴とする。

本発明の目的は、上記構成を採用することによって達成される。即ち本発明によれば、前記第２レンズ群を、物体側より順に、正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズから構成される３枚接合レンズと、負の単レンズとしたので、例えば従来技術に比し、３枚接合レンズの厚み変化に伴う、焦点距離、バックフォーカス等の近軸量及び収差変化量を小さく抑えることができ、従って３枚接合レンズ製造時の厚み管理を比較的容易に行うことが出来る。

このレンズタイプは第１レンズ群が負の屈折力、第２レンズ群が正の屈折力を持っているため、撮影レンズとＣＣＤ面の間にローパスフィルター、赤外カットフィルターやカバーガラス等を配置するのに十分なバックフォーカスを得ることができ、また開口絞りが負の第１レンズ群より後ろにある場合、この負レンズ群の発散効果により周辺光量比が多く取れるという利点がある。一般的に、ＣＣＤ等の固体撮像素子用のズームレンズには、画面全域において良好な受光感度を得るためにテレセントリック性が要求される。テレセントリック性とは、各像高において主光線が光軸に対し、なるべく平行に近い角度で固体撮像素子の撮像面に入射することを言う。近年では、固体撮像素子の結像面上にマイクロレンズアレイを適切に配置することによって、像側テレセントリックの不満足量を補正することが可能になってきたということはあるが、良好なテレセントリック性が確保されれば、より画質が向上する。

本発明では、第３レンズ群に正の屈折力を持たせることにより、テレセントリック性を十分に確保することが出来、撮像素子がＣＣＤやＣＭＯＳの場合には特に効果的である。コンパクト性とテレセントリック性を両立させるためには、開口絞りを第２レンズ群の物体側に設けると良い。赤外カットフィルターを、ローパスフィルター表面にコート処理を施した反射型とすれば、吸収型の赤外カットフィルターガラスを別途挿入する必要がないので、光軸方向の厚みを薄くする事が出来、コンパクト性に有利な構成とすることが可能となる。

第２レンズ群を物体側から順に正の屈折力を有する３枚接合レンズ、負の屈折力を有するレンズと配置することで、負レンズの光線高さを低くしてペッツバール和を小さくし、像面湾曲を抑えることが可能となる。第２レンズ群を４枚のレンズで構成する場合、３枚接合を使用せずに構成しようとすると、３つ以上のレンズ要素に分解されてしまい、レンズ偏芯、レンズ間隔変化等の誤差要因が増えてしまう。特にコンパクト性を追及して第２レンズ群が薄肉化された場合、各レンズ要素の偏芯誤差感度、面形状誤差感度、厚み・間隔誤差感度等が大きくなり、各レンズの軸出し精度や、面形状精度、光軸方向位置出し精度を非常に高める必要が生じ、生産性が悪くなってしまう。３枚接合レンズを用いれば、実質的に２つのレンズ要素を管理すればよく、比較的生産性を向上させることが出来る。このように第２レンズ群で発生する収差を小さく抑えることが出来るので、ズーミング時の収差変動も小さくすることが出来る。また、第２レンズ群を３枚接合レンズだけで構成する場合は、接合レンズ中に負の屈折力の面を持たせるように、硝材の屈折率や面形状を最適化してやると良い。その結果、良好な収差補正とコンパクト性を両立させることが可能となる。

第２レンズ群内の最も物体側に位置するレンズ面は最も絞りに近いので、球面収差やコマ収差を補正する働きが大きい。そのためこの面に非球面を施せば、それらの収差を良好に補正することが出来る。ただし、ここを通過する光束は軸上・軸外とも比較的太いため、本ズームレンズ中、レンズ面形状誤差の影響を最も受けやすい箇所となっており、モールド非球面レンズで発生しやすい面のうねり誤差（非球面誤差）を十分に小さく抑えておくことが好ましい。面形状誤差感度が大きかったり、製造時のうねり誤差を小さくすることが難しい場合には、第２レンズ群の最も物体側のレンズを、比較的面形状精度の高い研磨加工によるガラス球面レンズとし、非球面レンズを第２レンズ群の最も像側に配置してやると良い。また、この非球面レンズがプラスチックレンズであれば、ガラスレンズより軽量であり、低コストで製造が可能である。もちろん、第２レンズ群の物体側、像側の両方を非球面としても、良好な光学性能を得ることができる。

第１レンズ群を物体側から順に負レンズ、正レンズの２枚構成とすることにより、レンズ厚が薄く、前玉径の小さいコンパクトな光学系を達成することが出来る。負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚構成とすると、負のパワーを分割して小さく出来るのでこの群で発生する負の歪曲収差等を良好に補正することが出来るが、コンパクト性は失われてしまう。また、第１レンズ群に非球面を使用することにより、比較的少ないレンズ枚数で、歪曲収差や非点収差等を効果的に補正することが出来る。さらにガラス球面レンズと非球面樹脂とを複合化することで、ガラスモールドレンズやプラスチックレンズに比べ、硝種の選択幅が広がり、諸収差の補正効果が大きくなる。

本発明では第３レンズ群が１枚の正レンズから構成されているが、このレンズタイプでは第３レンズ群以降にパワーを持った光学素子が存在しないので、第３レンズ群で発生する収差はその後の光線経路においては拡大されず目立ちにくい。そのためこの群で必ずしも正負２枚以上のレンズで色消し等を行わなくとも全系の光学性能へ与える影響が小さく、正レンズ１枚という簡素な構成でも十分である。さらにこの群にガラスより軽いプラスチックレンズを使用することにより、ズーミングやフォーカシングで第３レンズ群を移動させる際の駆動機構に与える負荷をより軽減することが出来る。第３レンズ群にプラスチックレンズを使用した際、温度変化によるレンズ形状変化や屈折率変化が生じても、この群の倍率が比較的小さく、ここを通過する軸上光線高さが低く軸外光線太さは細いため、ピント移動量は比較的小さく、光学性能の劣化も小さくて済む。また、プラスチックレンズの使用は、レンズのコストダウンにも寄与する。なお、第３レンズ群にガラスモールド非球面や複合（ハイブリッド）非球面を使用しても良好な光学性能を保つことが出来る。

本ズームレンズでは、無限遠物体から近距離物体へ合焦する際、第３レンズ群を物体側へ移動させる、いわゆるリアフォーカスを採用している。第１レンズ群でフォーカシングしようとすると至近距離での周辺光量比を確保するのに前玉径が大きくなってしまうが、第３群によるフォーカシングではそのようなことがないのでコンパクト性を保つ事が出来る。また、第３レンズ群を望遠端における位置が広角端における位置よりも像側に位置させると、広角端での無限遠から至近距離へ合焦するのに必要な移動経路を、望遠端での合焦に必要な移動経路に含ませることが出来るので、レンズ駆動機構をコンパクトにすることが出来る。

請求項２に記載のズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．０５＜ｎ_c1 − ｎ_c2 （１）
５＜ ν_c1 − ν_c2 （２）
ただし、ｎ_c1：ｃ１レンズの屈折率
ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数

請求項３に記載のズームレンズは、請求項１に記載の発明において、前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．１＜ｎ_c1 − ｎ_c2 （３）
１０＜ ν_c1 − ν_c2 （４）
ただし、ｎ_c1：ｃ１レンズの屈折率
ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数

請求項４に記載のズームレンズは、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．０５＜ｎ_c3 − ｎ_c2 （５）
５＜ ν_c3 − ν_c2 （６）
ただし、ｎ_c2：ｃ２レンズの屈折率
ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数

請求項５に記載のズームレンズは、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．１＜ｎ_c3 − ｎ_c2 （７）
１０＜ ν_c3 − ν_c2 （８）
ただし、ｎ_c2：ｃ２レンズの屈折率
ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数

請求項６に記載のズームレンズは、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記ｃ１レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１．６５＜ｎ_c1 （９）
３５＜ ν_c1 （１０）

ただし、ｎ_c1：ｃ１レンズの屈折率
ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数

請求項７に記載のズームレンズは、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記ｃ１レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１．７５＜ｎ_c1 （１１）
４０＜ ν_c1 （１２）
ただし、ｎ_c1：ｃ１レンズの屈折率
ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数

請求項８に記載のズームレンズは、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記ｃ２レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
ｎ_c2 ＜１．７０（１３）
ν_c2 ＜５０（１４）
ただし、ｎ_c2：ｃ２レンズの屈折率
ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数

請求項９に記載のズームレンズは、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記ｃ２レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
ｎ_c2 ＜１．６５（１５）
ν_c2 ＜４５（１６）
ただし、ｎ_c2：ｃ２レンズの屈折率
ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数

請求項１０に記載のズームレンズは、請求項１〜９のいずれかに記載の発明において、前記ｃ３レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１．６０＜ｎ_c3 （１７）
４０＜ ν_c3 （１８）
ただし、ｎ_c3：ｃ３レンズの屈折率
ν_c3：ｃ３レンズのアッベ数

請求項１１に記載のズームレンズは、請求項１〜９のいずれかに記載の発明において、前記ｃ３レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１．７０＜ｎ_c3 （１９）
４５＜ ν_c3 （２０）
ただし、ｎ_c3：ｃ３レンズの屈折率
ν_c3：ｃ３レンズのアッベ数

請求項１２に記載のズームレンズは、請求項１〜１１のいずれかに記載の発明において、前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．２＜ｆ_c／ｆ₂ ＜１．２（２１）
ただし、ｆ_c：３枚接合レンズの焦点距離
ｆ₂：第２レンズ群の焦点距離

請求項１３に記載のズームレンズは、請求項１〜１１のいずれかに記載の発明において、前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．４＜ｆ_c／ｆ₂ ＜１．０（２２）
ただし、ｆ_c：３枚接合レンズの焦点距離
ｆ₂：第２レンズ群の焦点距離

請求項１４に記載のズームレンズは、請求項１〜１３のいずれかに記載の発明において、前記第１レンズ群は、１枚の負レンズと、１枚の正レンズから構成され、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする。

請求項１５に記載のズームレンズは、請求項１４に記載の発明において、前記第１レンズ群の非球面は、ガラス球面上に非球面樹脂層を形成させた複合非球面であることを特徴とする。

請求項１６に記載のズームレンズは、請求項１４又は１５のいずれかに記載の発明において、前記第１レンズ群の負レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
ｎ_1n ＞１．８０（４３）
ただし、ｎ_1n：前記負レンズの屈折率

請求項１７に記載のズームレンズは、請求項１〜１６のいずれかに記載の発明において、前記第２レンズ群は、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする。

請求項１８に記載のズームレンズは、請求項１７に記載の発明において、前記第２レンズ群の非球面は、前記第２レンズ群の少なくとも最も物体側に位置することを特徴とする。

請求項１９に記載のズームレンズは、請求項１７又は１８に記載の発明において、前記第２レンズ群の非球面は、前記第２レンズ群の少なくとも最も像側に位置することを特徴とする。

請求項２０に記載のズームレンズは、請求項１〜１９のいずれかに記載の発明において、前記第２レンズ群において、少なくとも最も像側のレンズがプラスチックレンズであることを特徴とする。

請求項２１に記載のズームレンズは、請求項１〜１７，１９及び２０のいずれかに記載の発明において、前記第２レンズ群において、少なくとも最も物体側の面が球面であることを特徴とする。

請求項２２に記載のズームレンズは、請求項２１に記載の発明において、前記第２レンズ群の球面は研磨されていることを特徴とする。

請求項２３に記載のズームレンズは、請求項１〜２２のいずれかに記載の発明において、前記第３レンズ群は正の３ｐレンズ１枚から構成されることを特徴とする。

請求項２４に記載のズームレンズは、請求項２３に記載の発明において、前記３ｐレンズは少なくとも１面に非球面を有することを特徴とする。

請求項２５に記載のズームレンズは、請求項２３又は２４に記載の発明において、前記３ｐレンズはプラスチックから成り、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．１＜ｆ_W／ｆ_3p ＜０．６（４４）
ただし、ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
ｆ_3p：３ｐレンズの焦点距離

請求項２６に記載のズームレンズは、請求項２３又は２４に記載の発明において、前記３ｐレンズはプラスチックから成り、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．２＜ｆ_W/ｆ_3p ＜０．４（４５）
ただし、ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
ｆ_3p：３ｐレンズの焦点距離

請求項２７に記載のズームレンズは、請求項１〜２６のいずれかに記載の発明において、前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．９＜ＳＤ／２Ｙ＜２．０（４６）
ただし、ＳＤ：各レンズ群の軸上厚の和
２Ｙ：撮像素子の対角長

請求項２８に記載のズームレンズは、請求項１〜２６のいずれかに記載の発明において、前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
１．１＜ＳＤ／２Ｙ＜１．８（４７）
ただし、ＳＤ：各レンズ群の軸上厚の和
２Ｙ：撮像素子の対角長

請求項２９に記載のズームレンズは、請求項１〜２８のいずれかに記載の発明において、前記ズームレンズは、少なくとも前記第３レンズ群を移動させて無限遠から有限距離への合焦を行うことを特徴とする。

請求項３０に記載のズームレンズは、請求項１〜２９のいずれかに記載の発明において、前記第３レンズ群は、望遠端における位置が広角端における位置よりも像側に位置することを特徴とする。

次に、上記の条件式の意義について説明する。条件式（１）〜（２０）及び（２３）〜（４２）は、第２レンズ群中の３枚接合レンズを構成する、各単レンズ間の屈折率と色分散の関係を規定したものである。

まず、第２レンズ群が３枚接合レンズと負レンズから構成される場合、条件式（１）、（５）の下限値以上であれば、３枚接合レンズ中の各レンズ間の屈折率差が大きくなり、接合面の曲率半径を緩くする事が出来るので、ここで発生するアンダーな球面収差等を小さく抑える事が出来る。更に条件式（３）、（７）を満たすようにすると、より好ましい。また、屈折率の具体的な数値としては、条件式（９）、（１７）のように、３枚接合レンズ中の両端レンズに高い屈折率の硝材を用いると、ここで発生する球面収差やコマ収差等の諸収差を効果的に補正出来たり、ペッツバール和を小さくすることが出来るので、像面湾曲を小さく抑えることが可能となる。更に条件式（１１）、（１９）を満たすようにすると、より好ましい。一方、条件式（２）、（６）、（１０）、（１４）、（１８）の範囲内であれば、第２レンズ群内で発生する軸上色収差、倍率色収差を良好に補正することが出来る。３枚接合レンズ中の各レンズ間のアッベ数差が小さすぎると、ｄ線に対してｇ線がアンダーになるような軸上色収差が大きくなり過ぎ、ｄ線に対しｇ線が低い像高に到達するような倍率色収差が大きくなり過ぎてしまう。アッベ数差が大きすぎるとその逆となり、やはり好ましくないということがある。条件式（４）、（８）、（１２）、（１６）、（２０）を満たすようにすると、より好ましい。

条件式（２１）は、第２レンズ群中の３枚接合レンズの屈折力と第２レンズ群の屈折力との関係を規定したものである。条件式（２１）の値が下限値以上であれば、３枚接合レンズのパワーが大きくなり過ぎることによって、第２レンズ群内における、３枚接合レンズまたは他の群内レンズの偏芯誤差感度、レンズ面形状誤差感度、レンズ厚み・間隔誤差感度等が大きくなり過ぎ、その結果、生産性に悪影響を及ぼす、ということが無い。一方、条件式（２１）の値が上限値以下であれば、３枚接合レンズのパワーが小さくなり過ぎることによって、第２レンズ群の厚みが大きくなり過ぎ、その結果、コンパクト性を損なう、ということが無い。更に条件式（２２）を満たすようにすると、より好ましい。

次に、第２レンズ群が３枚接合レンズのみから構成される場合、収差をバランス良く補正するために３枚接合レンズ内に、正の屈折力に寄与する面と、負の屈折力に寄与する面がそれぞれ必要になる。本発明では、物体側から順に、正、正、負、負という面パワーを持たせることによって、負パワー面を通過する光線高さを低くする事が出来るため、ペッツバール和を小さくすることが出来、像面湾曲を抑えることが可能となる。条件式（２３）、（２７）のような屈折率差を持たせ、かつ３枚接合レンズの最も像側のレンズが物体側に凸形状の正メニスカスレンズであれば、上記パワー配置と良好な収差補正が両立可能となる。また、条件式（２３）、（２７）の様に、各レンズ間に屈折率差を持たせれば、接合面の曲率半径を緩くすることが出来るので、正パワー面で発生するアンダーな球面収差や、負パワー面で発生するオーバーな球面収差等を効果的に補正することが出来る。更に条件式（２５）、（２９）を満たすようにすると、より好ましい。又、条件式（３１）、（３５）、（３９）のように、正パワーに寄与するレンズの屈折率を高く、負パワーに寄与するレンズの屈折率を低くすることで、ペッツバール和を小さくでき、像面湾曲を小さく抑えることができる。更に条件式（３３）、（３７）、（４１）を満たすようにすると、より好ましい。

一方、条件式（２４）、（２８）、（３２）、（３６）、（４０）の範囲内であれば、第２レンズ群内で発生する軸上色収差、倍率色収差を良好に補正することが出来る。３枚接合レンズ中の各レンズ間のアッベ数差が小さすぎると、ｄ線に対してｇ線がアンダーになるような軸上色収差が大きくなり過ぎ、ｄ線に対しｇ線が低い像高に到達するような倍率色収差が大きくなり過ぎてしまう。アッベ数差が大きすぎるとその逆となり、やはり好ましくないということがある。条件式（２６）、（３０）、（３４）、（３８）、（４２）を満たすようにすると、より好ましい。

条件式（４３）を満たすことで、第１レンズ群中の負レンズの屈折率を大きく出来るので、レンズ全系をコンパクト化した際にこのレンズのパワーが強くなっても、屈折率が低い硝材に比べレンズの曲率を小さくすることが出来、このレンズで発生する歪曲収差や非点収差等を小さくすることが出来る。

条件式（４４）は、広角端における全系の屈折力と、第３レンズ群の屈折力との関係を規定したものである。条件式（４４）の値が下限値以上であれば、第３レンズ群のパワーが小さくなり過ぎることによってフォーカシング時の移動量が多くなり過ぎず、コンパクト性を損なうことが無い。一方、条件式（４４）の値が上限値以下であれば第３レンズ群のパワーが大きくなり過ぎず、この群で発生する歪曲収差や非点収差、レンズの偏芯誤差、レンズ面形状誤差、レンズ厚み・間隔誤差等による光学性能劣化が小さくて済み、良好な光学性能を保つことが出来る。またこの群がプラスチックレンズからなる場合には温度変化時のピント移動量を小さく抑えることが出来る。更に条件式（４５）を満たすようにすると、より好ましい。

条件式（４６）は、各レンズ群の軸上厚の和と撮像素子の対角長との関係を規定したものである。条件式（４６）の値が下限値以上であれば、レンズ厚が薄過ぎないので、レンズの偏芯誤差、レンズ面形状誤差、レンズ厚み・間隔誤差等による光学性能劣化が小さくて済み、良好な光学性能を保つことが出来る。条件式（４６）の値が上限値以下であれば、レンズ厚が厚くなり過ぎることによってコンパクト性を損なうことが無い。更に条件式（４７）を満たすようにすると、より好ましい。

本発明によれば、特に光軸方向の厚みが薄く、広画角、高変倍比を有し、さらに諸収差が良好に補正されたズームレンズを提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明のズームレンズの実施例について説明するが、これに限定されるものではない。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
ｆ：ズームレンズ全系の焦点距離
Ｒ：曲率半径
ｄ：軸上面間隔
ｎ_d ：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
ν_d ：レンズ材料のアッべ数

各実施例において非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の「数１」で表す。

なお、これ以降（表のレンズデータを含む）において、１０のべき乗数（たとえば２．５×１０−０２）をＥ（たとえば２．５Ｅ−０２）を用いて表すものとする。

（実施例１）
実施例１にかかるズームレンズのレンズデータを表１に示す。また図１に、実施例１にかかるズームレンズの広角端における断面図を示し、図２に、実施例１にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図を示す。ここで、図２（ａ）は広角端における収差図である。図２（ｂ）は中間における収差図である。図２（ｃ）は望遠端における収差図である。尚、以降の収差図において、球面収差図では、実線がｄ線、点線がｇ線を表し、非点収差図では、実線がサジタル像面、点線がメリジオナル像面を表すものとする。

実施例１のズームレンズは、光軸Ｘに沿って物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３より構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行い、第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、像側面に薄い非球面樹脂層ＰＬを形成した複合非球面レンズである負レンズＬ１と、正レンズＬ２とを含み、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、ガラスモールドレンズである正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズから構成される３枚接合レンズＬ３と、負レンズＬ４とを含み、第３レンズ群Ｇ３は、プラスチック非球面レンズである正レンズＬ５（３ｐレンズ）を含んでいる。正レンズＬ５と、不図示の撮像素子との間には、ローパスフィルターＬＦ及びカバーガラスＣＧが配置されている。

広角端から望遠端に向かうにつれ、第１レンズ群Ｇ１は、光軸方向に沿って像側に移動した後物体側へと移動し、第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に沿って物体側へと移動し、第３レンズ群Ｇ３は、光軸方向に沿って像側へと移動するようになっている。

（実施例２）
実施例２にかかるズームレンズのレンズデータを表２に示す。また図３に、実施例２にかかるズームレンズの広角端における断面図を示し、図４に、実施例２にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図を示す。ここで、図４（ａ）は広角端における収差図である。図４（ｂ）は中間における収差図である。図４（ｃ）は望遠端における収差図である。

実施例２のズームレンズは、光軸Ｘに沿って物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３より構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行い、第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、像側面に薄い非球面樹脂層ＰＬを形成した複合非球面レンズである負レンズＬ１と、正レンズＬ２とを含み、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、ガラスモールドレンズである正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズから構成される３枚接合レンズＬ３と、負レンズＬ４とを含み、第３レンズ群Ｇ３は、ガラスモールド非球面レンズである正レンズＬ５（３ｐレンズ）を含んでいる。正レンズＬ５と、不図示の撮像素子との間には、ローパスフィルターＬＦ及びカバーガラスＣＧが配置されている。

（実施例３）
実施例３にかかるズームレンズのレンズデータを表３に示す。また図５に、実施例３にかかるズームレンズの広角端における断面図を示し、図６に、実施例３にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図を示す。ここで、図６（ａ）は広角端における収差図である。図６（ｂ）は中間における収差図である。図６（ｃ）は望遠端における収差図である。

実施例３のズームレンズは、光軸Ｘに沿って物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３より構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行い、第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、ガラス非球面レンズである負レンズＬ１と、正レンズＬ２とを含み、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、ガラス非球面レンズである正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズから構成される３枚接合レンズＬ３と、負レンズＬ４とを含み、第３レンズ群Ｇ３は、ガラス非球面レンズである正レンズＬ５（３ｐレンズ）を含んでいる。正レンズＬ５と、不図示の撮像素子との間には、ローパスフィルターＬＦ及びカバーガラスＣＧが配置されている。

（実施例４）
実施例４にかかるズームレンズのレンズデータを表４に示す。また図７に、実施例４にかかるズームレンズの広角端における断面図を示し、図８に、実施例４にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図を示す。ここで、図８（ａ）は広角端における収差図である。図８（ｂ）は中間における収差図である。図８（ｃ）は望遠端における収差図である。

実施例４のズームレンズは、光軸Ｘに沿って物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３より構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行い、第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、像側面に薄い非球面樹脂層ＰＬを形成した複合非球面レンズである負レンズＬ１と、正レンズＬ２とを含み、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズから構成される３枚接合レンズＬ３と、プラスチック非球面レンズである負レンズＬ４とを含み、第３レンズ群Ｇ３は、プラスチック非球面レンズである正レンズＬ５（３ｐレンズ）を含んでいる。正レンズＬ５と、不図示の撮像素子との間には、ローパスフィルター及びカバーガラスＣＧが配置されているが、ここでは等価な厚さで描いている。

（実施例５）
実施例５にかかるズームレンズのレンズデータを表５に示す。また図９に、実施例５にかかるズームレンズの広角端における断面図を示し、図１０に、実施例５にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図を示す。ここで、図１０（ａ）は広角端における収差図である。図１０（ｂ）は中間における収差図である。図１０（ｃ）は望遠端における収差図である。

実施例５のズームレンズは、光軸Ｘに沿って物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３より構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行い、第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、ガラス非球面レンズである負レンズＬ１と、正レンズＬ２とを含み、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、ガラス非球面レンズである正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、ガラス非球面レンズである正のｃ３レンズから構成される３枚接合レンズＬ３を含み、第３レンズ群Ｇ３は、プラスチック非球面レンズである正レンズＬ４（３ｐレンズ）を含んでいる。正レンズＬ４と、不図示の撮像素子との間には、ローパスフィルター及びカバーガラスＣＧが配置されているが、ここでは等価な厚さで描いている。

（実施例６）
実施例６にかかるズームレンズのレンズデータを表６に示す。また図１１に、実施例６にかかるズームレンズの広角端における断面図を示し、図１２に、実施例６にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図を示す。ここで、図１２（ａ）は広角端における収差図である。図１２（ｂ）は中間における収差図である。図１２（ｃ）は望遠端における収差図である。

実施例６のズームレンズは、光軸Ｘに沿って物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３より構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行い、第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、ガラス非球面レンズである負レンズＬ１と、正レンズＬ２とを含み、第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、ガラス非球面レンズである正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、ガラス非球面レンズである正のｃ３レンズから構成される３枚接合レンズＬ３を含み、第３レンズ群Ｇ３は、プラスチック非球面レンズである正レンズＬ４（３ｐレンズ）を含んでいる。正レンズＬ４と、不図示の撮像素子との間には、ローパスフィルター及びカバーガラスＣＧが配置されているが、ここでは等価な厚さで描いている。

上記条件式に対応する、各実施例の値を表７に示す。

実施例１にかかるズームレンズの広角端における断面図である。実施例１にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図である。実施例２にかかるズームレンズの広角端における断面図である。実施例２にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図である。実施例３にかかるズームレンズの広角端における断面図である。実施例３にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図である。実施例４にかかるズームレンズの広角端における断面図である。実施例４にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図である。実施例５にかかるズームレンズの広角端における断面図である。実施例５にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図である。実施例６にかかるズームレンズの広角端における断面図である。実施例６にかかるズームレンズの球面収差、非点収差、及び歪曲収差の収差図である。

符号の説明

Ｌ１〜Ｌ５レンズ
ＬＰローパスフィルタ
ＣＧカバーガラス
Ｓ開口絞り

Claims

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、正の屈折力を有する第３レンズ群より構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズにおいて、前記第２レンズ群は、物体側より順に、正のｃ１レンズ、負のｃ２レンズ、正のｃ３レンズから構成される３枚接合レンズを有し、
前記第２レンズ群は、前記３枚接合レンズと、１枚の負レンズのみから構成されることを特徴とするズームレンズ。
前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
０．０５＜ｎ_c1 − ｎ_c2 （１）
５＜ ν_c1 − ν_c2 （２）
ただし、ｎ_c1：ｃ１レンズの屈折率
ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数
前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
０．１＜ｎ_c1 − ｎ_c2 （３）
１０＜ ν_c1 − ν_c2 （４）
ただし、ｎ_c1：ｃ１レンズの屈折率
ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数
前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のズームレンズ。
０．０５＜ｎ_c3 − ｎ_c2 （５）
５＜ ν_c3 − ν_c2 （６）
ただし、ｎ_c2：ｃ２レンズの屈折率
ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数
前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のズームレンズ。
０．１＜ｎ_c3 − ｎ_c2 （７）
１０＜ ν_c3 − ν_c2 （８）
ただし、ｎ_c2：ｃ２レンズの屈折率
ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数
前記ｃ１レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のズームレンズ。
１．６５＜ｎ_c1 （９）
３５＜ ν_c1 （１０）
ただし、ｎ_c1：ｃ１レンズの屈折率
ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数
前記ｃ１レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のズームレンズ。
１．７５＜ｎ_c1 （１１）
４０＜ ν_c1 （１２）
ただし、ｎ_c1：ｃ１レンズの屈折率
ν_c1：ｃ１レンズのアッベ数
前記ｃ２レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のズームレンズ。
ｎ_c2 ＜１．７０（１３）
ν_c2 ＜５０（１４）
ただし、ｎ_c2：ｃ２レンズの屈折率
ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数
前記ｃ２レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のズームレンズ。
ｎ_c2 ＜１．６５（１５）
ν_c2 ＜４５（１６）
ただし、ｎ_c2：ｃ２レンズの屈折率
ν_c2：ｃ２レンズのアッベ数
前記ｃ３レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のズームレンズ。
１．６０＜ｎ_c3 （１７）
４０＜ ν_c3 （１８）
ただし、ｎ_c3：ｃ３レンズの屈折率
ν_c3：ｃ３レンズのアッベ数
前記ｃ３レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のズームレンズ。
１．７０＜ｎ_c3 （１９）
４５＜ ν_c3 （２０）
ただし、ｎ_c3：ｃ３レンズの屈折率
ν_c3：ｃ３レンズのアッベ数
前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のズームレンズ。
０．２＜ｆ_c／ｆ₂ ＜１．２（２１）
ただし、ｆ_c：３枚接合レンズの焦点距離
ｆ₂：第２レンズ群の焦点距離
前記３枚接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のズームレンズ。
０．４＜ｆ_c／ｆ₂ ＜１．０（２２）
ただし、ｆ_c：３枚接合レンズの焦点距離
ｆ₂：第２レンズ群の焦点距離
前記第１レンズ群は、１枚の負レンズと、１枚の正レンズから構成され、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のズームレンズ。
前記第１レンズ群の非球面は、ガラス球面上に非球面樹脂層を形成させた複合非球面であることを特徴とする請求項１４に記載のズームレンズ。
前記第１レンズ群の負レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１４又は１５のいずれかに記載のズームレンズ。
ｎ_1n ＞１．８０（４３）
ただし、ｎ_1n：前記負レンズの屈折率
前記第２レンズ群は、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群の非球面は、前記第２レンズ群の少なくとも最も物体側に位置することを特徴とする請求項１７に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群の非球面は、前記第２レンズ群の少なくとも最も像側に位置することを特徴とする請求項１７又は１８に記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群において、少なくとも最も像側のレンズがプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群において、少なくとも最も物体側の面が球面であることを特徴とする請求項１〜１７、１９及び２０のいずれかに記載のズームレンズ。
前記第２レンズ群の球面は研磨されていることを特徴とする請求項２１に記載のズームレンズ。
前記第３レンズ群は正の３ｐレンズ１枚から構成されることを特徴とする請求項１〜２２のいずれかに記載のズームレンズ。
前記３ｐレンズは少なくとも１面に非球面を有することを特徴とする請求項２３に記載のズームレンズ。
前記３ｐレンズはプラスチックから成り、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項２３又は２４に記載のズームレンズ。
０．１＜ｆ_W／ｆ_3p ＜０．６（４４）
ただし、ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
ｆ_3p：３ｐレンズの焦点距離
前記３ｐレンズはプラスチックから成り、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項２３又は２４に記載のズームレンズ。
０．２＜ｆ_W/ｆ_3p ＜０．４（４５）
ただし、ｆ_w：広角端における全系の焦点距離
ｆ_3p：３ｐレンズの焦点距離
前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜２６のいずれかに記載のズームレンズ。
０．９＜ＳＤ／２Ｙ＜２．０（４６）
ただし、ＳＤ：各レンズ群の軸上厚の和
２Ｙ：撮像素子の対角長
前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜２６に記載のズームレンズ。
１．１＜ＳＤ／２Ｙ＜１．８（４７）
ただし、ＳＤ：各レンズ群の軸上厚の和
２Ｙ：撮像素子の対角長
前記ズームレンズは、少なくとも前記第３レンズ群を移動させて無限遠から有限距離への合焦を行うことを特徴とする請求項１〜２８のいずれかに記載のズームレンズ。
前記第３レンズ群は、望遠端における位置が広角端における位置よりも像側に位置することを特徴とする請求項１〜２９のいずれかに記載のズームレンズ。