ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
【課題】大口径比、広画角でしかも光線入射角度が小さく高い光学性能が得られるズームレンズを得ること。
【解決手段】物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、開口絞りを含む正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際して前記第１、第２、第３レンズ群が移動し、フォーカシングに際して前記第３レンズ群が移動するズームレンズであって、前記第２レンズ群は物体側から像側へ順に２以上の正レンズと１以上の負レンズを有し、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端及び望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、広角端及び望遠端におけるＦナンバーを各々Ｆｎｏｗ、Ｆｎｏｔ、望遠端における最終レンズ面から像面までの空気換算距離をＢＦｔとするとき、０．２０＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ３＜０．４３、０．４＜ＢＦｔ＊Ｆｎｏｔ／ｆｔ＜０．９なる条件式を満足すること。
【解決手段】物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、開口絞りを含む正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際して前記第１、第２、第３レンズ群が移動し、フォーカシングに際して前記第３レンズ群が移動するズームレンズであって、前記第２レンズ群は物体側から像側へ順に２以上の正レンズと１以上の負レンズを有し、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端及び望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、広角端及び望遠端におけるＦナンバーを各々Ｆｎｏｗ、Ｆｎｏｔ、望遠端における最終レンズ面から像面までの空気換算距離をＢＦｔとするとき、０．２０＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ３＜０．４３、０．４＜ＢＦｔ＊Ｆｎｏｔ／ｆｔ＜０．９なる条件式を満足すること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はズームレンズに関し、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視用カメラ、ＴＶカメラ等の撮像装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、固体撮像素子を用いた撮像装置に用いられる撮影光学系には被写体の広い範囲が撮影可能な広画角で、しかも明るい（大口径比）ズームレンズであることが求められている。広画角の撮影が容易なズームレンズとして、負の屈折力のレンズ群が先行する（最も物体側に位置する）ネガティブリード型のズームレンズが知られている。ネガティブリード型のズームレンズとして、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、および正の屈折力の第３レンズ群より成る３群ズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１は広角端の撮影半画角が２２度、広角端のＦナンバー１．０程度、望遠端のＦナンバー１．７程度のズームレンズを開示している。また特許文献１は光線入射角度（軸外主光線が像面に入射するときの角度のうち全ズーム範囲で最大の角度）が３．８度程度のテレセントリック性の良いズームレンズを開示している。特許文献２は、広角端の撮影半画角が２９度、広角端のＦナンバー３．０、望遠端のＦナンバー４．９、光線入射角度４．２度程度のテレセントリック性の良いズームレンズを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−０４６７１７号公報
【特許文献２】特開２００４−３１８１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ビデオカメラやデジタルカメラ等に用いるズームレンズには、大口径比、広画角で、しかも光線入射角度が小さいことが強く要望されている。前述した３群ズームレンズにおいて、大口径比化（Ｆナンバー２．５程度）、広画角化（撮影画角７０度程度）、そして光線入射角度を小さくするためには、各レンズ群の屈折力やレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。特に正の屈折力の第２レンズ群のレンズ構成や、第３レンズ群のパワー（屈折力）、そしてバックフォーカスの長さ等を適切に設定することが重要になってくる。
【０００６】
これらの各要素が不適切であると、高い光学性能を維持しつつ、大口径比化、広画角化そして光線入射角度を小さくするのが難しくなってくる。
【０００７】
本発明は、大口径比、広画角でしかも光線入射角度が小さく高い光学性能が得られるズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、開口絞りを含む正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、
ズーミングに際して前記第１、第２、第３レンズ群が移動し、フォーカシングに際して前記第３レンズ群が移動するズームレンズであって、
前記第２レンズ群は物体側から像側へ順に２以上の正レンズと１以上の負レンズを有し、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端及び望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、広角端及び望遠端におけるＦナンバーを各々Ｆｎｏｗ、Ｆｎｏｔ、望遠端における最終レンズ面から像面までの空気換算距離をＢＦｔとするとき、
０．２０＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ３＜０．４３
０．４＜ＢＦｔ＊Ｆｎｏｔ／ｆｔ＜０．９
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、大口径比、広画角でしかも光線入射角度が小さく高い光学性能が得られるズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図
【図２】（Ａ），（Ｂ） 本発明の数値実施例１の広角端，望遠端における収差図
【図３】本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図４】（Ａ），（Ｂ） 本発明の数値実施例２の広角端，望遠端における収差図
【図５】本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図６】（Ａ），（Ｂ） 本発明の数値実施例３の広角端，望遠端における収差図
【図７】本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図８】（Ａ），（Ｂ） 本発明の数値実施例４の広角端，望遠端における収差図
【図９】本発明の数値実施例５のレンズ断面図
【図１０】（Ａ），（Ｂ） 本発明の数値実施例５の広角端，望遠端における収差図
【図１１】本発明の撮像装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、開口絞りを含む正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成されている。そしてズーミングに際して、各レンズ群が移動する。具体的には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レンズ群との間隔は狭まり、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は広がるように第１、第２、第３レンズ群が移動する。フォーカシングに際して、第３レンズ群が移動する。
【００１２】
図１は、本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１はズーム比２．３７、開口比１．８０〜３．３０程度のズームレンズである。図３は、本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比２．３７、開口比２．３３〜３．６０程度のズームレンズである。
【００１３】
図５は、本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比２．７２、開口比２．０６〜３．６０程度のズームレンズである。図７は、本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比２．３７、開口比１．４０〜２．７１程度のズームレンズである。
【００１４】
図９は、本発明の実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例５はズーム比２．７２、開口比２．０６〜３．６０程度のズームレンズである。図１１は本発明のズームレンズを備えるデジタルカメラの要部概略図である。
【００１５】
各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮影レンズ系であり、レンズ断面図において、左方が被写体側（前方）（物体側）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。
【００１６】
ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する開口絞りの作用をするＦナンバー決定部材（以下「開口絞り」ともいう。）である。開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２のレンズ間に配置されている。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。又、銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際にはフィルム面に相当する感光面が置かれている。レンズ面に付した＊印はレンズ面が非球面形状であることを表している。
【００１７】
収差図において、球面収差の実線はｄ線、二点鎖線はｇ線を、非点収差の実線はメリディオナル像面ΔＭ、破線はサジタル像面ΔＳを、倍率色収差はｇ線によって表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは撮影半画角（度）を表している。
【００１８】
各実施例のズームレンズでは、広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１が像側に凸状の軌跡で略往復移動する。又、第２レンズ群Ｌ２が物体側に移動する。第３レンズ群Ｌ３は像側に単調に移動又は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。このとき広角端に比べ望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が大きくなるようにしてズーミングを行っている。各実施例のズームレンズは、第２レンズ群Ｌ２の移動により主な変倍を行い、第１レンズ群Ｌ１又は第１、第３レンズ群Ｌ１、Ｌ３の往復移動によって変倍に伴う像点の移動を補正している。
【００１９】
第１レンズ群Ｌ１を負の屈折力として負の屈折力先行型の屈折力配置とすることで広画角化と前玉径有効径の小型化を図るとともに必要な長さのバックフォーカスを確保している。また第３レンズ群Ｌ３を正の屈折力として射出瞳を像面から十分に遠ざけ、固体撮像素子に入射する光束の入射角度（光線入射角度）を緩めている。これにより固体撮像素子上でおこるシェーディングを低減している。
【００２０】
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは第３レンズ群Ｌ３を物体側へ移動させて行っている。Ｆナンバー決定部材ＳＰは、光軸方向に関して、第２レンズ群Ｌ２のレンズ間に配置している。開口絞りＳＰをこのような位置に配置することにより望遠端における第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を詰めてレンズ全長を短縮している。
【００２１】
各実施例の３群ズームレンズにおいて大口径（広角端のＦナンバー２．０程度）でかつ広角端における撮影画角の大きい（撮影画角７０度以上）広画角のズームレンズを達成しようとすると、副作用として開口絞り付近のレンズのパワー（屈折力）が増大してくる。この結果、結像性能を良好に保つことが難しくなってくる。大口径かつ広画角のズームレンズにおいて、物体距離全般にわたり、高い光学性能を得るには、各レンズ群への光線入射条件及びフォーカシングを適切に行うことが重要である。
【００２２】
各実施例では、第１、第３レンズ群Ｌ１、Ｌ３のパワーを適切に設定することで広画角化し、開口絞りＳＰ付近の第２レンズ群Ｌ２内のレンズ構成を適切に設定することで、大口径化を達成している。また、第３レンズ群Ｌ３のパワーと最終レンズから像面までの空気換算距離（バックフォーカス）を適切に規定することで、第３レンズ群Ｌ３でフォーカスを行うときの収差変動を軽減している。
【００２３】
各実施例において、第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に２以上の正レンズと１以上の負レンズを有している。第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３とする。広角端及び望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔとする。広角端及び望遠端におけるＦナンバーを各々Ｆｎｏｗ、Ｆｎｏｔとする。望遠端における最終レンズ面から像面までの空気換算距離をＢＦｔとする。
【００２４】
このとき、
０．２０＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ３＜０．４３ ・・・（１）
０．４＜ＢＦｔ＊Ｆｎｏｔ／ｆｔ＜０．９ ・・・（２）
なる条件式を満足している。なお、光線入射角度は、主光線が像面に入射する角度の中で、全ズーム域で最大の角度を表す。
【００２５】
各実施例では以上の如く条件式（１）、（２）を満足するように構成することで、撮像素子（感光面）への入射角度が低減され、広角端の半画角が大きく、大口径のズームレンズを達成している。
【００２６】
条件式（１）は、第３レンズ群Ｌ３でフォーカシングするのに好ましい第３レンズ群Ｌ３のパワー範囲を規定している。条件式（１）の下限を下回ると第３レンズ群Ｌ３のパワーが小さくなり、フォーカシングに際して繰り出し量が増大しすぎるために好ましくない。また上限値を上回ると第３レンズ群Ｌ３のパワーが大きくなりすぎ、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２のパワーが小さくなってスズーミングに際しての第１、第２レンズ群Ｌ１、Ｌ２の移動量が増大してくるので好ましくない。
【００２７】
条件式(２)は条件式（１）で規定した第３レンズ群Ｌ３のパワーの下でレンズ最終面から像面までの空気換算距離（バックフォーカス）の範囲を規定している。上限を超えるとバックフォーカスが大きくなり、ズームレンズが増大し、また第２レンズ群Ｌ２との間隔からフォーカシングに際しての繰り出し量が減少するために好ましくない。下限を下回るとバックフォーカスが小さくなり、撮像素子や高周波カットフィルタ等を適切に配置することが困難になるため好ましくない。
【００２８】
更に好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．２０５＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ３＜０．４３０ ・・・（１ａ）
０．４２＜ＢＦｔ＊Ｆｎｏｔ／ｆｔ＜０．９０ ・・・（２）
以上のように各実施例によれば第３レンズ群Ｌ３の焦点距離や第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成、そして広角端と望遠端におけるＦナンバー等を適切に設定することにより、全系の小型化を図りつつ、諸収差を良好に補正した広画角のズームレンズを得ている。各実施例において、更に好ましくは次の諸条件のうちの１以上を満足するのが良い。
【００２９】
第２レンズ群Ｌ２の物体側から数えて第１番目の第１正レンズの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２１ｂとする。第２番目の第２正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ２２ａとする。第１正レンズと、第２正レンズの焦点距離を各々ｆ２１、ｆ２２とする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。このとき、
−２．０＜（Ｒ２２ａ＋Ｒ２１ｂ）／（Ｒ２２ａ−Ｒ２１ｂ）＜０．０・・・（３）
１．７＜ｆ２１／ｆ２２＜４．０ ・・・（４）
−１．６＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ１＜−０．５ ・・・（５）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００３０】
条件式（３）は第１正レンズと第２正レンズから形成される空気レンズの形状に関し、大口径化する際に発生する画面周辺部のコマ収差を補正するためのものである。条件式（３）の上限値を超えると第２正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径と第１正レンズの像側のレンズ面の曲率半径が近くなり、第１、第２正レンズによるパワー分担を適切に行うことが困難になるため好ましくない。また下限値を下回ると第１正レンズの像側のレンズ面の曲率半径が第２正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径に対して大きくなり、空気レンズによるコマ収差の補正効果が小さくなるので好ましくない。
【００３１】
更に好ましくは条件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−１．８＜（Ｒ２２ａ＋Ｒ２１ｂ）／（Ｒ２２ａ−Ｒ２１ｂ）＜０．０・・・（３ａ）
条件式（４）は、第２レンズ群Ｌ２を構成する物体側から数えて第１、第２番目の第１、第２正レンズのパワー比に関する。条件式（４）の上限値を超えると第２正レンズのパワーが強くなり、画面周辺部でのコマ収差補正が困難になるために好ましくない。また下限値を下回ると第１正レンズのパワーが強くなり、コマ収差を補正するのが困難になるために好ましくない。
【００３２】
更に好ましくは条件式（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
２．０＜ｆ２１／ｆ２２＜４．０ ・・・（４ａ）
第２レンズ群Ｌ２の構成を例えば１つの正レンズと１つの負レンズで構成すると、広画角化、大口径化した際に、第２レンズ群Ｌ２のパワーが強くなり、特に正レンズのパワーが増大する。また正レンズの枚数が１つだとレンズ形状の自由度も少ないために画面周辺部の球面収差、コマ収差を補正するのが困難となる。
【００３３】
そこで各実施例では第２レンズ群Ｌ２を物体側から順に、２以上の正レンズと１以上の負レンズより構成することで、レンズ形状の自由度を増やすと共に正レンズのパワー分担を適切に行っている。具体的には第１、第２正レンズの形状を条件式（３）を満たすように設定し、正レンズのパワー分担を条件式（４）を満たすように設定することで大口径化、広画角化した際のコマ収差、球面収差を良好に補正している。
【００３４】
条件式（５）は第１レンズ群Ｌ１のパワーに関し、条件式（１）、（２）で規定されたズームレンズのパワー配置がさらに適切に設定し、広画角化、大口径化を容易にするためのものである。
【００３５】
条件式（５）の上限値を超えると第１レンズ群Ｌ１のパワーが強くなりすぎ、特に歪曲収差や倍率色収差が増大するために好ましくない。下限値を下回ると第１レンズ群Ｌ１のパワーが弱くなり、広画角化が困難になるために好ましくない。更に好ましくは条件式（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−１．５＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ１＜−０．６ ・・・（５ａ）
各実施例においては、第３レンズ群Ｌ３を１つの正レンズ又は正レンズと負レンズとを接合した接合レンズから構成するのが良い。これによればフォーカスレンズ群の小型化、軽量化が容易となる。フォーカスレンズ群が軽量であると一般に合焦するまでの時間が短縮され、移動する被写体や一瞬の情景を撮影する場合に有利となる。
【００３６】
開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２のレンズ間に配置されており、第２レンズ群Ｌ２において開口絞りＳＰの像側に配置されているレンズの合成屈折力は正である。これによって第２レンズ群Ｌ２から発生する諸収差の軽減を図っている。
【００３７】
本発明によれば以上の如く構成することによって、広角端のＦナンバーで２．４以下、望遠端のＦナンバーで３．８以下の大口径で撮像素子への光線入射角度が１８°以下に低減され、広角端の撮影半画角が３６°以上の広画角のズームレンズを達成している。以下、各実施例のレンズ構成について説明する。
【００３８】
（実施例１）
図１の実施例１のレンズ構成について説明する。実施例１は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成されている。開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２中に含まれている。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Ｌ１は像が世に凸状の軌跡を描いて移動する。第２レンズ群Ｌ２は物体側へ、第３レンズ群Ｌ３は像側へ移動する。
【００３９】
フォーカシングは第３レンズ群Ｌ３を移動させて行っている。第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、正レンズ、負レンズ、負レンズ、開口絞りＳＰ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズより構成している。物体側から順に３つの正レンズ、２つの負レンズのレンズ構成としている。広画角化を行うと、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離は短くなり第２レンズ群Ｌ２内のレンズのパワーは増大する。大口径化する際に、開口絞りＳＰ付近のレンズの有効径が増大し、レンズ面の曲率半径が小さいと一般に画面周辺部での収差が飛躍的に増大する傾向がある。そのため開口絞りＳＰ付近のレンズのパワーはなるべく小さい方が好ましい。
【００４０】
本実施例では３つの正レンズを用いることで個々のレンズのパワーを低減すると共に、各レンズのパワー分担を適切に行い、レンズ形状を適切に設定することで大口径化に伴うコマ収差を補正している。また、本実施例では開口絞りＳＰを第２レンズ群Ｌ２内部に配置している。これにより第１レンズ群Ｌ１で発散した光束が第２レンズ群Ｌ２の物体側の正レンズで収斂し、負レンズで発散して略アフォーカルになり、第３レンズ群Ｌ３で収斂して像面に結像する。
【００４１】
その為、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間に開口絞りＳＰを配置すると、第１レンズ群Ｌ１で発散した光速が入射する為に絞り有効径は増大してしまう。ＦナンバーＦｎｏの大きいズームレンズであればそこまで絞り有効径の増大は影響がないが、本実施例のような大口径のズームレンズにおいて絞り有効径は大きく、更に増大させることはズームレンズを搭載する撮像装置等の大型化につながるため好ましくない。それゆえに第２レンズ群Ｌ２の正レンズよりも像側に配置することで、大口径でありながら絞り有効径を小さくし撮像装置の小型化を図っている。
【００４２】
本実施例は広角端のＦナンバーＦｎｏが１．８、望遠端のＦナンバーＦｎｏが３．３と大口径としている。第３レンズ群Ｌ３のパワーを適切に配置することで像面への光線入射角度を低減している。尚、広角端における負の歪曲収差を電子歪曲補正で補正しても良い。
【００４３】
（実施例２）
図３の実施例２のレンズ構成について説明する。実施例２のズームレンズのズームタイプ、フォーカシング方式は実施例１と同じである。また第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成も実施例１と同じである。広画角化と大口径化、光線入射角度の低減等に関しても実施例１と同様である。
【００４４】
（実施例３）
図５の実施例３のレンズ構成について説明する。実施例３は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成されている。開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２中に配置されている。広角端から望遠端へのズーミングに際して第１、第３レンズ群Ｌ１、Ｌ３は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。第２レンズ群Ｌ２は物体側へ移動する。フォーカシングは第３レンズ群Ｌ３を移動させて行っている。
【００４５】
広画角化と大口径化、光線入射角度の低減等に関しては実施例１と同様である。第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、開口絞りＳＰ、正レンズより構成している。物体側から２つの正レンズ、１つの負レンズ、１つの正レンズのレンズ構成となっている。第２レンズ群Ｌ２のレンズ枚数を少なくすることでコマ収差、球面収差等の補正を、正レンズと負レンズに非球面を用いることで補正し、画面周辺部の諸収差を良好に補正している。本実施例では第２レンズ群Ｌ２のレンズ枚数を削減することで第２レンズ群Ｌ２の厚さを低減している。
【００４６】
（実施例４）
図７の実施例４のレンズ構成について説明する。実施例４のズームレンズのズームタイプ、フォーカシング方式は実施例１と同じである。広画角化と大口径化、光線入射角度の低減等に関しても実施例１と同様である。第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、正レンズ、負レンズ、開口絞り、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズから構成されている。３つの正レンズ、１つの負レンズ、接合レンズの構成にしている。本実施例は、広角端のＦナンバーが１．４と明るい。
【００４７】
（実施例５）
図９の実施例５のレンズ構成について説明する。実施例５のズームレンズのズームタイプ、フォーカシング方式は実施例３と同じである。広画角化と大口径化、光線入射角度の低減等に関しては実施例１と同様である。第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成は実施例３と同じである。本実施例は大口径かつ広角端の撮影半画角３７度程度の広画角化を達成している。なお各実施例においては任意のレンズ群を光軸に対して垂直な方向に移動させて結像位置を変位させ手ぶれ補正を行っても良い。
【００４８】
次に本発明の各実施例の数値実施例を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示す。数値実施例においてｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径である。ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔である。ｎｄｉとνｄｉは各々物体側より順に第ｉ番目の材料のｄ線に対する屈折率、アッベ数である。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Kを円錐定数、A4，A6，A8，A10，A12を各々非球面係数としたとき
【００４９】
【数１】
【００５０】
なる式で表している。また、［e+X］は［×10＋ｘ］を意味し、［e-X］は［×10-ｘ］を意味している。ＢＦは最終面（ガラスブロックＧの像側の面）から近軸像面までの距離である。レンズ全長はレンズ最前面から最終面までの距離に距離ＢＦを加えたものである。非球面は面番号の後に*を付加して示す。表１に各実施例における広角端における撮影半画角（度）、広角端と望遠端におけるＦナンバー、光線入射角度（度）を示す。また前述の各条件式と数値実施例との関係を表−２に示す。
【００５１】
（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 38.092 1.79 1.80400 46.6 27.30
2* 12.182 7.00 22.01
3 -49.521 1.30 1.80400 46.6 21.78
4 1001.106 0.16 21.83
5 33.884 2.44 2.01960 21.5 21.94
6 96.924 (可変) 21.56
7 400.000 1.80 1.88300 40.8 17.54
8 -80.000 0.04 17.72
9 15.532 2.30 1.88300 40.8 17.98
10 29.784 0.16 17.54
11* 14.934 3.30 1.59240 68.3 16.82
12 32.444 0.90 15.41
13 22.599 0.81 1.92286 18.9 14.31
14 10.453 2.93 12.80
15 43.072 1.05 1.80100 35.0 12.51
16 21.584 1.96 12.12
17(絞り) ∞ 1.10 12.10
18* 30.147 3.00 1.80400 46.6 12.08
19 -27.269 0.80 1.80610 33.3 11.76
20 -65.282 (可変) 11.67
21 21.412 3.30 1.48749 70.2 21.72
22 53.046 (可変) 21.51
23 ∞ 2.73 1.51633 64.1 36.07
24 ∞ 1.46 36.07
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.46526e-005 A 6= 3.78456e-007 A 8=-9.53194e-010
A10=-1.63322e-012 A12= 1.82150e-014 A14=-3.87131e-017
第2面
K =-1.25737e+000 A 4=-1.49004e-005 A 6= 2.03486e-007 A 8= 4.28089e-009
A10=-6.21944e-011 A12= 4.54644e-013 A14=-1.34923e-015
第11面
K =-4.06303e-001 A 4=-1.25288e-005 A 6= 1.30352e-008 A 8= 1.93763e-011
A10=-3.60096e-011 A12= 6.19231e-013 A14=-3.33094e-015
第18面
K = 6.35103e+000 A 4=-2.95961e-005 A 6=-5.59963e-007 A 8= 1.20780e-008
A10=-1.58962e-010
各種データ
ズーム比 2.37
焦点距離 14.20 23.82 33.60 18.94 28.74
Fナンバー 1.80 2.55 3.30 2.17 2.93
画角 37.13 24.29 17.74 29.58 20.51
像高 10.75 10.75 10.75 10.75 10.75
レンズ全長 77.26 73.75 77.74 73.93 75.24
BF 1.46 1.46 1.46 1.46 1.46
d 6 20.81 7.03 0.76 12.35 3.40
d20 12.51 24.25 34.60 18.55 29.60
d22 3.61 2.13 2.04 2.70 1.91
入射瞳位置 18.49 16.95 16.02 17.61 16.43
射出瞳位置 -27.10 -48.90 -82.42 -36.83 -63.86
前側主点位置 25.63 29.50 36.16 27.18 32.52
後側主点位置 -12.74 -22.36 -32.14 -17.49 -27.28
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -25.32 12.69 0.90 -9.39
2 7 23.27 20.15 3.14 -15.24
3 21 71.22 3.30 -1.45 -3.60
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -22.98
2 3 -58.66
3 5 50.12
4 7 75.63
5 9 34.17
6 11 43.65
7 13 -21.77
8 15 -55.21
9 18 18.23
10 19 -58.65
11 21 71.22
12 23 0.00
【００５２】
（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 43.797 1.79 1.80400 46.6 26.88
2* 12.368 7.00 21.57
3 -47.887 1.30 1.80400 46.6 21.38
4 -1155.809 0.16 21.52
5 31.334 2.44 2.01960 21.5 21.70
6 77.808 (可変) 21.30
7 -661.553 1.50 1.65160 58.5 13.78
8 -55.322 0.04 14.04
9 19.722 2.30 1.69680 55.5 14.45
10 126.677 0.16 14.24
11* 12.048 3.60 1.69680 55.5 13.72
12 24.080 0.90 12.21
13 28.778 0.81 1.80518 25.4 11.66
14 9.173 2.93 10.52
15 43.072 1.05 1.80610 33.3 10.47
16 21.584 1.96 10.30
17(絞り) ∞ 1.10 10.53
18* 32.094 3.00 1.80400 46.6 10.80
19 -18.410 0.80 1.80610 33.3 10.70
20 -60.132 (可変) 10.62
21 27.803 3.30 1.48749 70.2 21.07
22 97.657 (可変) 21.04
23 ∞ 2.73 1.51633 64.1 36.07
24 ∞ 1.48 36.07
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.73699e-005 A 6= 3.14578e-007 A 8=-8.99102e-010
A10=-2.55306e-013 A12= 5.05769e-015 A14=-4.91644e-018
第2面
K =-1.01349e+000 A 4=-8.97969e-006 A 6= 2.40896e-007 A 8= 2.14985e-009
A10=-1.20553e-011 A12=-1.53484e-014 A14= 9.20599e-017
第11面
K =-4.77208e-001 A 4= 2.44578e-005 A 6= 7.32471e-008 A 8= 1.51705e-009
A10= 1.23094e-011 A12=-4.41484e-013 A14= 3.12571e-015
第18面
K = 7.85377e+000 A 4=-3.20955e-005 A 6=-9.64357e-008 A 8=-4.15401e-009
A10= 6.55633e-011
各種データ
ズーム比 2.37
焦点距離 14.20 23.83 33.60 18.95 28.74
Fナンバー 2.33 2.97 3.60 2.65 3.29
画角 37.13 24.28 17.74 29.56 20.51
像高 10.75 10.75 10.75 10.75 10.75
レンズ全長 77.14 73.70 77.78 73.84 75.24
BF 1.48 1.48 1.48 1.48 1.48
d 6 21.36 7.66 1.48 12.93 4.07
d20 11.27 23.01 33.36 17.31 28.36
d22 4.16 2.68 2.58 3.24 2.46
入射瞳位置 18.33 16.95 16.15 17.54 16.50
射出瞳位置 -25.73 -45.34 -73.50 -34.62 -58.19
前側主点位置 25.12 28.66 34.69 26.54 31.40
後側主点位置 -12.72 -22.35 -32.12 -17.48 -27.26
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -24.82 12.69 0.72 -9.58
2 7 23.13 20.15 2.39 -15.90
3 21 78.52 3.30 -0.87 -3.05
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -21.99
2 3 -62.17
3 5 50.12
4 7 92.56
5 9 33.23
6 11 30.82
7 13 -17.04
8 15 -54.87
9 18 14.95
10 19 -33.20
11 21 78.52
12 23 0.00
【００５３】
（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 31.796 1.79 1.80400 46.6 29.42
2* 9.830 8.30 22.81
3 -35.096 1.30 1.80400 46.6 22.81
4 -64.769 0.16 23.24
5 32.516 3.00 2.01960 21.5 23.46
6 71.814 (可変) 22.85
7* 31.170 2.80 1.86400 40.6 16.62
8* 85.586 0.05 16.19
9 11.242 6.00 1.59240 68.3 16.74
10 135.733 1.20 15.14
11* 24.226 1.05 2.01960 21.5 13.13
12* 10.498 4.41 11.49
13(絞り) ∞ 1.59 11.46
14* 34.437 2.80 1.80400 46.6 11.43
15 270.327 (可変) 11.06
16 41.118 3.20 1.49700 81.5 20.86
17 681.715 (可変) 20.95
18 ∞ 2.73 1.51633 64.1 36.07
19 ∞ 1.21 36.07
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.28658e-004 A 6= 1.32872e-006 A 8=-1.01281e-008
A10= 4.75459e-011 A12=-1.23253e-013 A14= 1.34569e-016
第2面
K =-7.62406e-001 A 4=-1.13721e-004 A 6= 2.10161e-006 A 8=-1.36238e-008
A10= 4.31973e-011 A12= 1.65975e-014 A14=-3.15666e-016
A 3= 3.47969e-006 A 5=-5.89859e-006
第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.53516e-005 A 6= 1.38152e-007 A 8= 1.25903e-009
第8面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.83141e-005 A 6= 1.68920e-007 A 8= 2.17542e-009
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.57155e-005 A 6= 1.50883e-007 A 8=-8.95593e-009
第12面
K = 1.06567e+000 A 4= 5.28623e-006 A 6= 2.02951e-007 A 8=-1.37196e-008
A 3=-2.27696e-005
第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.18854e-006 A 6=-3.07774e-007 A 8= 1.80660e-008
A10=-1.75598e-010
各種データ
ズーム比 2.72
焦点距離 12.36 23.10 33.60 17.58 28.53
Fナンバー 2.06 2.87 3.60 2.46 3.26
画角 41.01 24.95 17.74 31.45 20.65
像高 10.75 10.75 10.75 10.75 10.75
レンズ全長 82.03 77.35 82.29 77.66 79.22
BF 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21
d 6 26.35 9.76 2.79 16.02 5.67
d15 8.61 24.19 34.07 17.12 29.85
d17 5.47 1.80 3.83 2.92 2.10
入射瞳位置 17.29 16.01 15.29 16.55 15.60
射出瞳位置 -22.96 -45.32 -72.12 -33.14 -58.71
前側主点位置 23.33 27.64 33.49 25.14 30.55
後側主点位置 -11.15 -21.89 -32.39 -16.37 -27.32
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -23.07 14.55 0.02 -12.29
2 7 23.04 19.90 -0.93 -16.38
3 16 87.90 3.20 -0.14 -2.27
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -18.37
2 3 -97.18
3 5 56.12
4 7 55.42
5 9 20.33
6 11 -18.90
7 14 48.83
8 16 87.90
9 18 0.00
【００５４】
（数値実施例４）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 411.705 1.79 1.80400 46.6 27.48
2* 16.998 7.00 22.59
3 -54.572 1.30 1.80400 46.6 22.09
4 637.541 0.16 22.17
5 42.173 2.44 2.01960 21.5 22.31
6 170.229 (可変) 22.01
7 94.243 2.50 1.65160 58.5 23.70
8 2462.574 0.04 23.97
9 21.635 4.50 1.69680 55.5 25.02
10 78.686 0.16 24.40
11* 14.822 5.50 1.72916 54.7 22.48
12 61.287 0.90 20.81
13 54.610 0.81 1.80518 25.4 19.33
14 10.698 5.00 15.89
15(絞り) ∞ 1.10 15.57
16* 27.248 4.00 1.80400 46.6 15.11
17 -23.475 0.80 1.80610 33.3 14.46
18 10682.757 (可変) 13.77
19 28.314 3.00 1.48749 70.2 20.99
20 70.327 (可変) 20.93
21 ∞ 2.73 1.51633 64.1 36.07
22 ∞ 1.51 36.07
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.02211e-006 A 6= 1.24864e-007 A 8=-1.74666e-009
A10= 9.65150e-012 A12=-1.87220e-014 A14= 8.54640e-018
第2面
K =-9.42934e-001 A 4= 5.71875e-006 A 6= 1.57767e-007 A 8= 8.28848e-010
A10=-4.39092e-011 A12= 3.35921e-013 A14=-5.91689e-016
第11面
K =-4.77208e-001 A 4= 1.40167e-006 A 6= 1.12170e-007 A 8=-1.62654e-009
A10= 1.68412e-011 A12=-9.03498e-014 A14= 1.88274e-016
第16面
K = 1.19088e+000 A 4=-1.96436e-005 A 6=-8.60556e-008 A 8= 1.34813e-009
A10=-6.18519e-012
各種データ
ズーム比 2.37
焦点距離 14.20 23.85 33.60 18.97 28.74
Fナンバー 1.40 2.05 2.71 1.72 2.39
画角 37.13 24.27 17.74 29.53 20.51
像高 10.75 10.75 10.75 10.75 10.75
レンズ全長 79.63 76.32 80.53 76.37 77.94
BF 1.51 1.51 1.51 1.51 1.51
d 6 20.41 6.83 0.79 12.02 3.32
d18 10.06 21.80 32.16 16.10 27.15
d20 3.91 2.43 2.34 3.00 2.21
入射瞳位置 18.17 17.08 16.46 17.54 16.74
射出瞳位置 -23.44 -40.13 -61.92 -31.18 -50.35
前側主点位置 24.29 27.27 32.27 25.50 29.55
後側主点位置 -12.69 -22.33 -32.09 -17.46 -27.23
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -24.02 12.69 0.43 -9.91
2 7 22.91 25.32 3.03 -17.57
3 19 95.00 3.00 -1.33 -3.30
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -22.10
2 3 -62.47
3 5 54.46
4 7 150.33
5 9 41.48
6 11 25.54
7 13 -16.66
8 16 16.26
9 17 -29.06
10 19 95.00
11 21 0.00
【００５５】
（数値実施例５）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 31.621 1.79 1.80400 46.6 28.34
2* 9.861 8.30 22.12
3 -33.760 1.30 1.80400 46.6 22.04
4 -68.932 0.16 22.43
5 32.791 3.00 2.01960 21.5 22.59
6 75.983 (可変) 21.98
7* 35.410 2.80 1.86400 40.6 16.80
8* 84.338 0.05 16.43
9 11.609 6.00 1.59240 68.3 17.26
10 536.924 1.20 15.93
11* 24.966 1.05 2.01960 21.5 13.69
12* 11.428 4.41 12.12
13(絞り) ∞ 1.59 12.02
14* 31.582 2.80 1.80400 46.6 11.92
15 129.053 (可変) 11.49
16 92.742 3.20 1.49700 81.5 20.16
17 -127.139 (可変) 20.47
18 ∞ 2.73 1.51633 64.1 36.07
19 ∞ 1.08 36.07
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.17723e-004 A 6= 1.30724e-006 A 8=-1.03830e-008
A10= 4.81826e-011 A12=-1.21430e-013 A14= 1.28713e-016
第2面
K =-7.17671e-001 A 4=-1.03685e-004 A 6= 2.18514e-006 A 8=-1.44776e-008
A10= 3.82105e-011 A12= 3.09270e-014 A14=-2.97724e-016
A 3= 3.47969e-006 A 5=-5.89859e-006
第7面
K = 2.56441e+000 A 4= 3.10775e-005 A 6= 6.72064e-008 A 8= 1.09326e-009
A10=-2.67539e-011 A12= 7.60732e-014 A14=-7.66065e-016
第8面
K = 6.32387e+000 A 4= 6.69255e-005 A 6= 1.23190e-007 A 8= 1.30193e-009
A10=-2.32117e-011 A12=-1.14906e-013 A14=-4.46849e-016
第11面
K = 2.18150e+000 A 4= 5.84737e-005 A 6= 3.59674e-007 A 8=-1.38457e-008
A10=-1.79369e-011 A12=-1.50742e-012 A14=-1.11107e-014
第12面
K = 1.26842e+000 A 4= 6.25151e-006 A 6= 4.68781e-007 A 8=-1.66033e-008
A10= 5.49280e-010 A12=-3.69030e-012 A14=-4.12629e-013
A 3=-2.27696e-005
第14面
K =-3.20384e+000 A 4=-1.46844e-005 A 6=-2.49416e-007 A 8= 1.75294e-008
A10=-1.90957e-010
各種データ
ズーム比 2.72
焦点距離 12.36 23.09 33.60 17.61 28.49
Fナンバー 2.06 2.86 3.60 2.46 3.25
画角 41.01 24.96 17.74 31.40 20.67
像高 10.75 10.75 10.75 10.75 10.75
レンズ全長 82.93 78.13 83.23 78.37 80.09
BF 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08
d 6 26.35 9.65 2.84 15.84 5.65
d15 8.61 24.19 34.07 17.12 29.85
d17 6.50 2.83 4.86 3.95 3.13
入射瞳位置 16.98 15.65 14.91 16.21 15.23
射出瞳位置 -23.88 -44.07 -66.70 -33.29 -55.49
前側主点位置 23.22 26.93 31.85 24.80 29.37
後側主点位置 -11.28 -22.01 -32.52 -16.53 -27.41
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -22.42 14.55 0.25 -11.97
2 7 22.96 19.90 -0.22 -15.70
3 16 108.42 3.20 0.91 -1.24
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -18.50
2 3 -83.67
3 5 54.66
4 7 68.82
5 9 19.95
6 11 -21.51
7 14 51.35
8 16 108.42
9 18 0.00
【００５６】
【表１】
【００５７】
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例を図１１を用いて説明する。図１１において、２０はカメラ本体、２１は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学系である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。２３は撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
【符号の説明】
【００５８】
Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群
ＳＰ 開口絞り
【技術分野】
【０００１】
本発明はズームレンズに関し、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視用カメラ、ＴＶカメラ等の撮像装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、固体撮像素子を用いた撮像装置に用いられる撮影光学系には被写体の広い範囲が撮影可能な広画角で、しかも明るい（大口径比）ズームレンズであることが求められている。広画角の撮影が容易なズームレンズとして、負の屈折力のレンズ群が先行する（最も物体側に位置する）ネガティブリード型のズームレンズが知られている。ネガティブリード型のズームレンズとして、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、および正の屈折力の第３レンズ群より成る３群ズームレンズが知られている（特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１は広角端の撮影半画角が２２度、広角端のＦナンバー１．０程度、望遠端のＦナンバー１．７程度のズームレンズを開示している。また特許文献１は光線入射角度（軸外主光線が像面に入射するときの角度のうち全ズーム範囲で最大の角度）が３．８度程度のテレセントリック性の良いズームレンズを開示している。特許文献２は、広角端の撮影半画角が２９度、広角端のＦナンバー３．０、望遠端のＦナンバー４．９、光線入射角度４．２度程度のテレセントリック性の良いズームレンズを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−０４６７１７号公報
【特許文献２】特開２００４−３１８１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ビデオカメラやデジタルカメラ等に用いるズームレンズには、大口径比、広画角で、しかも光線入射角度が小さいことが強く要望されている。前述した３群ズームレンズにおいて、大口径比化（Ｆナンバー２．５程度）、広画角化（撮影画角７０度程度）、そして光線入射角度を小さくするためには、各レンズ群の屈折力やレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。特に正の屈折力の第２レンズ群のレンズ構成や、第３レンズ群のパワー（屈折力）、そしてバックフォーカスの長さ等を適切に設定することが重要になってくる。
【０００６】
これらの各要素が不適切であると、高い光学性能を維持しつつ、大口径比化、広画角化そして光線入射角度を小さくするのが難しくなってくる。
【０００７】
本発明は、大口径比、広画角でしかも光線入射角度が小さく高い光学性能が得られるズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、開口絞りを含む正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、
ズーミングに際して前記第１、第２、第３レンズ群が移動し、フォーカシングに際して前記第３レンズ群が移動するズームレンズであって、
前記第２レンズ群は物体側から像側へ順に２以上の正レンズと１以上の負レンズを有し、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端及び望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、広角端及び望遠端におけるＦナンバーを各々Ｆｎｏｗ、Ｆｎｏｔ、望遠端における最終レンズ面から像面までの空気換算距離をＢＦｔとするとき、
０．２０＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ３＜０．４３
０．４＜ＢＦｔ＊Ｆｎｏｔ／ｆｔ＜０．９
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、大口径比、広画角でしかも光線入射角度が小さく高い光学性能が得られるズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図
【図２】（Ａ），（Ｂ） 本発明の数値実施例１の広角端，望遠端における収差図
【図３】本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図４】（Ａ），（Ｂ） 本発明の数値実施例２の広角端，望遠端における収差図
【図５】本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図６】（Ａ），（Ｂ） 本発明の数値実施例３の広角端，望遠端における収差図
【図７】本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図８】（Ａ），（Ｂ） 本発明の数値実施例４の広角端，望遠端における収差図
【図９】本発明の数値実施例５のレンズ断面図
【図１０】（Ａ），（Ｂ） 本発明の数値実施例５の広角端，望遠端における収差図
【図１１】本発明の撮像装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、開口絞りを含む正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成されている。そしてズーミングに際して、各レンズ群が移動する。具体的には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レンズ群との間隔は狭まり、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は広がるように第１、第２、第３レンズ群が移動する。フォーカシングに際して、第３レンズ群が移動する。
【００１２】
図１は、本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１はズーム比２．３７、開口比１．８０〜３．３０程度のズームレンズである。図３は、本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比２．３７、開口比２．３３〜３．６０程度のズームレンズである。
【００１３】
図５は、本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比２．７２、開口比２．０６〜３．６０程度のズームレンズである。図７は、本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比２．３７、開口比１．４０〜２．７１程度のズームレンズである。
【００１４】
図９は、本発明の実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。実施例５はズーム比２．７２、開口比２．０６〜３．６０程度のズームレンズである。図１１は本発明のズームレンズを備えるデジタルカメラの要部概略図である。
【００１５】
各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮影レンズ系であり、レンズ断面図において、左方が被写体側（前方）（物体側）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、Ｌ１は負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。
【００１６】
ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する開口絞りの作用をするＦナンバー決定部材（以下「開口絞り」ともいう。）である。開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２のレンズ間に配置されている。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。又、銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際にはフィルム面に相当する感光面が置かれている。レンズ面に付した＊印はレンズ面が非球面形状であることを表している。
【００１７】
収差図において、球面収差の実線はｄ線、二点鎖線はｇ線を、非点収差の実線はメリディオナル像面ΔＭ、破線はサジタル像面ΔＳを、倍率色収差はｇ線によって表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは撮影半画角（度）を表している。
【００１８】
各実施例のズームレンズでは、広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１が像側に凸状の軌跡で略往復移動する。又、第２レンズ群Ｌ２が物体側に移動する。第３レンズ群Ｌ３は像側に単調に移動又は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。このとき広角端に比べ望遠端での第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が大きくなるようにしてズーミングを行っている。各実施例のズームレンズは、第２レンズ群Ｌ２の移動により主な変倍を行い、第１レンズ群Ｌ１又は第１、第３レンズ群Ｌ１、Ｌ３の往復移動によって変倍に伴う像点の移動を補正している。
【００１９】
第１レンズ群Ｌ１を負の屈折力として負の屈折力先行型の屈折力配置とすることで広画角化と前玉径有効径の小型化を図るとともに必要な長さのバックフォーカスを確保している。また第３レンズ群Ｌ３を正の屈折力として射出瞳を像面から十分に遠ざけ、固体撮像素子に入射する光束の入射角度（光線入射角度）を緩めている。これにより固体撮像素子上でおこるシェーディングを低減している。
【００２０】
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは第３レンズ群Ｌ３を物体側へ移動させて行っている。Ｆナンバー決定部材ＳＰは、光軸方向に関して、第２レンズ群Ｌ２のレンズ間に配置している。開口絞りＳＰをこのような位置に配置することにより望遠端における第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を詰めてレンズ全長を短縮している。
【００２１】
各実施例の３群ズームレンズにおいて大口径（広角端のＦナンバー２．０程度）でかつ広角端における撮影画角の大きい（撮影画角７０度以上）広画角のズームレンズを達成しようとすると、副作用として開口絞り付近のレンズのパワー（屈折力）が増大してくる。この結果、結像性能を良好に保つことが難しくなってくる。大口径かつ広画角のズームレンズにおいて、物体距離全般にわたり、高い光学性能を得るには、各レンズ群への光線入射条件及びフォーカシングを適切に行うことが重要である。
【００２２】
各実施例では、第１、第３レンズ群Ｌ１、Ｌ３のパワーを適切に設定することで広画角化し、開口絞りＳＰ付近の第２レンズ群Ｌ２内のレンズ構成を適切に設定することで、大口径化を達成している。また、第３レンズ群Ｌ３のパワーと最終レンズから像面までの空気換算距離（バックフォーカス）を適切に規定することで、第３レンズ群Ｌ３でフォーカスを行うときの収差変動を軽減している。
【００２３】
各実施例において、第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に２以上の正レンズと１以上の負レンズを有している。第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３とする。広角端及び望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔとする。広角端及び望遠端におけるＦナンバーを各々Ｆｎｏｗ、Ｆｎｏｔとする。望遠端における最終レンズ面から像面までの空気換算距離をＢＦｔとする。
【００２４】
このとき、
０．２０＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ３＜０．４３ ・・・（１）
０．４＜ＢＦｔ＊Ｆｎｏｔ／ｆｔ＜０．９ ・・・（２）
なる条件式を満足している。なお、光線入射角度は、主光線が像面に入射する角度の中で、全ズーム域で最大の角度を表す。
【００２５】
各実施例では以上の如く条件式（１）、（２）を満足するように構成することで、撮像素子（感光面）への入射角度が低減され、広角端の半画角が大きく、大口径のズームレンズを達成している。
【００２６】
条件式（１）は、第３レンズ群Ｌ３でフォーカシングするのに好ましい第３レンズ群Ｌ３のパワー範囲を規定している。条件式（１）の下限を下回ると第３レンズ群Ｌ３のパワーが小さくなり、フォーカシングに際して繰り出し量が増大しすぎるために好ましくない。また上限値を上回ると第３レンズ群Ｌ３のパワーが大きくなりすぎ、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２のパワーが小さくなってスズーミングに際しての第１、第２レンズ群Ｌ１、Ｌ２の移動量が増大してくるので好ましくない。
【００２７】
条件式(２)は条件式（１）で規定した第３レンズ群Ｌ３のパワーの下でレンズ最終面から像面までの空気換算距離（バックフォーカス）の範囲を規定している。上限を超えるとバックフォーカスが大きくなり、ズームレンズが増大し、また第２レンズ群Ｌ２との間隔からフォーカシングに際しての繰り出し量が減少するために好ましくない。下限を下回るとバックフォーカスが小さくなり、撮像素子や高周波カットフィルタ等を適切に配置することが困難になるため好ましくない。
【００２８】
更に好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．２０５＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ３＜０．４３０ ・・・（１ａ）
０．４２＜ＢＦｔ＊Ｆｎｏｔ／ｆｔ＜０．９０ ・・・（２）
以上のように各実施例によれば第３レンズ群Ｌ３の焦点距離や第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成、そして広角端と望遠端におけるＦナンバー等を適切に設定することにより、全系の小型化を図りつつ、諸収差を良好に補正した広画角のズームレンズを得ている。各実施例において、更に好ましくは次の諸条件のうちの１以上を満足するのが良い。
【００２９】
第２レンズ群Ｌ２の物体側から数えて第１番目の第１正レンズの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２１ｂとする。第２番目の第２正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ２２ａとする。第１正レンズと、第２正レンズの焦点距離を各々ｆ２１、ｆ２２とする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。このとき、
−２．０＜（Ｒ２２ａ＋Ｒ２１ｂ）／（Ｒ２２ａ−Ｒ２１ｂ）＜０．０・・・（３）
１．７＜ｆ２１／ｆ２２＜４．０ ・・・（４）
−１．６＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ１＜−０．５ ・・・（５）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００３０】
条件式（３）は第１正レンズと第２正レンズから形成される空気レンズの形状に関し、大口径化する際に発生する画面周辺部のコマ収差を補正するためのものである。条件式（３）の上限値を超えると第２正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径と第１正レンズの像側のレンズ面の曲率半径が近くなり、第１、第２正レンズによるパワー分担を適切に行うことが困難になるため好ましくない。また下限値を下回ると第１正レンズの像側のレンズ面の曲率半径が第２正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径に対して大きくなり、空気レンズによるコマ収差の補正効果が小さくなるので好ましくない。
【００３１】
更に好ましくは条件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−１．８＜（Ｒ２２ａ＋Ｒ２１ｂ）／（Ｒ２２ａ−Ｒ２１ｂ）＜０．０・・・（３ａ）
条件式（４）は、第２レンズ群Ｌ２を構成する物体側から数えて第１、第２番目の第１、第２正レンズのパワー比に関する。条件式（４）の上限値を超えると第２正レンズのパワーが強くなり、画面周辺部でのコマ収差補正が困難になるために好ましくない。また下限値を下回ると第１正レンズのパワーが強くなり、コマ収差を補正するのが困難になるために好ましくない。
【００３２】
更に好ましくは条件式（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
２．０＜ｆ２１／ｆ２２＜４．０ ・・・（４ａ）
第２レンズ群Ｌ２の構成を例えば１つの正レンズと１つの負レンズで構成すると、広画角化、大口径化した際に、第２レンズ群Ｌ２のパワーが強くなり、特に正レンズのパワーが増大する。また正レンズの枚数が１つだとレンズ形状の自由度も少ないために画面周辺部の球面収差、コマ収差を補正するのが困難となる。
【００３３】
そこで各実施例では第２レンズ群Ｌ２を物体側から順に、２以上の正レンズと１以上の負レンズより構成することで、レンズ形状の自由度を増やすと共に正レンズのパワー分担を適切に行っている。具体的には第１、第２正レンズの形状を条件式（３）を満たすように設定し、正レンズのパワー分担を条件式（４）を満たすように設定することで大口径化、広画角化した際のコマ収差、球面収差を良好に補正している。
【００３４】
条件式（５）は第１レンズ群Ｌ１のパワーに関し、条件式（１）、（２）で規定されたズームレンズのパワー配置がさらに適切に設定し、広画角化、大口径化を容易にするためのものである。
【００３５】
条件式（５）の上限値を超えると第１レンズ群Ｌ１のパワーが強くなりすぎ、特に歪曲収差や倍率色収差が増大するために好ましくない。下限値を下回ると第１レンズ群Ｌ１のパワーが弱くなり、広画角化が困難になるために好ましくない。更に好ましくは条件式（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−１．５＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ１＜−０．６ ・・・（５ａ）
各実施例においては、第３レンズ群Ｌ３を１つの正レンズ又は正レンズと負レンズとを接合した接合レンズから構成するのが良い。これによればフォーカスレンズ群の小型化、軽量化が容易となる。フォーカスレンズ群が軽量であると一般に合焦するまでの時間が短縮され、移動する被写体や一瞬の情景を撮影する場合に有利となる。
【００３６】
開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２のレンズ間に配置されており、第２レンズ群Ｌ２において開口絞りＳＰの像側に配置されているレンズの合成屈折力は正である。これによって第２レンズ群Ｌ２から発生する諸収差の軽減を図っている。
【００３７】
本発明によれば以上の如く構成することによって、広角端のＦナンバーで２．４以下、望遠端のＦナンバーで３．８以下の大口径で撮像素子への光線入射角度が１８°以下に低減され、広角端の撮影半画角が３６°以上の広画角のズームレンズを達成している。以下、各実施例のレンズ構成について説明する。
【００３８】
（実施例１）
図１の実施例１のレンズ構成について説明する。実施例１は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成されている。開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２中に含まれている。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Ｌ１は像が世に凸状の軌跡を描いて移動する。第２レンズ群Ｌ２は物体側へ、第３レンズ群Ｌ３は像側へ移動する。
【００３９】
フォーカシングは第３レンズ群Ｌ３を移動させて行っている。第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、正レンズ、負レンズ、負レンズ、開口絞りＳＰ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズより構成している。物体側から順に３つの正レンズ、２つの負レンズのレンズ構成としている。広画角化を行うと、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離は短くなり第２レンズ群Ｌ２内のレンズのパワーは増大する。大口径化する際に、開口絞りＳＰ付近のレンズの有効径が増大し、レンズ面の曲率半径が小さいと一般に画面周辺部での収差が飛躍的に増大する傾向がある。そのため開口絞りＳＰ付近のレンズのパワーはなるべく小さい方が好ましい。
【００４０】
本実施例では３つの正レンズを用いることで個々のレンズのパワーを低減すると共に、各レンズのパワー分担を適切に行い、レンズ形状を適切に設定することで大口径化に伴うコマ収差を補正している。また、本実施例では開口絞りＳＰを第２レンズ群Ｌ２内部に配置している。これにより第１レンズ群Ｌ１で発散した光束が第２レンズ群Ｌ２の物体側の正レンズで収斂し、負レンズで発散して略アフォーカルになり、第３レンズ群Ｌ３で収斂して像面に結像する。
【００４１】
その為、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間に開口絞りＳＰを配置すると、第１レンズ群Ｌ１で発散した光速が入射する為に絞り有効径は増大してしまう。ＦナンバーＦｎｏの大きいズームレンズであればそこまで絞り有効径の増大は影響がないが、本実施例のような大口径のズームレンズにおいて絞り有効径は大きく、更に増大させることはズームレンズを搭載する撮像装置等の大型化につながるため好ましくない。それゆえに第２レンズ群Ｌ２の正レンズよりも像側に配置することで、大口径でありながら絞り有効径を小さくし撮像装置の小型化を図っている。
【００４２】
本実施例は広角端のＦナンバーＦｎｏが１．８、望遠端のＦナンバーＦｎｏが３．３と大口径としている。第３レンズ群Ｌ３のパワーを適切に配置することで像面への光線入射角度を低減している。尚、広角端における負の歪曲収差を電子歪曲補正で補正しても良い。
【００４３】
（実施例２）
図３の実施例２のレンズ構成について説明する。実施例２のズームレンズのズームタイプ、フォーカシング方式は実施例１と同じである。また第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成も実施例１と同じである。広画角化と大口径化、光線入射角度の低減等に関しても実施例１と同様である。
【００４４】
（実施例３）
図５の実施例３のレンズ構成について説明する。実施例３は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成されている。開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２中に配置されている。広角端から望遠端へのズーミングに際して第１、第３レンズ群Ｌ１、Ｌ３は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。第２レンズ群Ｌ２は物体側へ移動する。フォーカシングは第３レンズ群Ｌ３を移動させて行っている。
【００４５】
広画角化と大口径化、光線入射角度の低減等に関しては実施例１と同様である。第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、開口絞りＳＰ、正レンズより構成している。物体側から２つの正レンズ、１つの負レンズ、１つの正レンズのレンズ構成となっている。第２レンズ群Ｌ２のレンズ枚数を少なくすることでコマ収差、球面収差等の補正を、正レンズと負レンズに非球面を用いることで補正し、画面周辺部の諸収差を良好に補正している。本実施例では第２レンズ群Ｌ２のレンズ枚数を削減することで第２レンズ群Ｌ２の厚さを低減している。
【００４６】
（実施例４）
図７の実施例４のレンズ構成について説明する。実施例４のズームレンズのズームタイプ、フォーカシング方式は実施例１と同じである。広画角化と大口径化、光線入射角度の低減等に関しても実施例１と同様である。第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、正レンズ、負レンズ、開口絞り、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズから構成されている。３つの正レンズ、１つの負レンズ、接合レンズの構成にしている。本実施例は、広角端のＦナンバーが１．４と明るい。
【００４７】
（実施例５）
図９の実施例５のレンズ構成について説明する。実施例５のズームレンズのズームタイプ、フォーカシング方式は実施例３と同じである。広画角化と大口径化、光線入射角度の低減等に関しては実施例１と同様である。第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成は実施例３と同じである。本実施例は大口径かつ広角端の撮影半画角３７度程度の広画角化を達成している。なお各実施例においては任意のレンズ群を光軸に対して垂直な方向に移動させて結像位置を変位させ手ぶれ補正を行っても良い。
【００４８】
次に本発明の各実施例の数値実施例を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示す。数値実施例においてｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径である。ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔である。ｎｄｉとνｄｉは各々物体側より順に第ｉ番目の材料のｄ線に対する屈折率、アッベ数である。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Kを円錐定数、A4，A6，A8，A10，A12を各々非球面係数としたとき
【００４９】
【数１】
【００５０】
なる式で表している。また、［e+X］は［×10＋ｘ］を意味し、［e-X］は［×10-ｘ］を意味している。ＢＦは最終面（ガラスブロックＧの像側の面）から近軸像面までの距離である。レンズ全長はレンズ最前面から最終面までの距離に距離ＢＦを加えたものである。非球面は面番号の後に*を付加して示す。表１に各実施例における広角端における撮影半画角（度）、広角端と望遠端におけるＦナンバー、光線入射角度（度）を示す。また前述の各条件式と数値実施例との関係を表−２に示す。
【００５１】
（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 38.092 1.79 1.80400 46.6 27.30
2* 12.182 7.00 22.01
3 -49.521 1.30 1.80400 46.6 21.78
4 1001.106 0.16 21.83
5 33.884 2.44 2.01960 21.5 21.94
6 96.924 (可変) 21.56
7 400.000 1.80 1.88300 40.8 17.54
8 -80.000 0.04 17.72
9 15.532 2.30 1.88300 40.8 17.98
10 29.784 0.16 17.54
11* 14.934 3.30 1.59240 68.3 16.82
12 32.444 0.90 15.41
13 22.599 0.81 1.92286 18.9 14.31
14 10.453 2.93 12.80
15 43.072 1.05 1.80100 35.0 12.51
16 21.584 1.96 12.12
17(絞り) ∞ 1.10 12.10
18* 30.147 3.00 1.80400 46.6 12.08
19 -27.269 0.80 1.80610 33.3 11.76
20 -65.282 (可変) 11.67
21 21.412 3.30 1.48749 70.2 21.72
22 53.046 (可変) 21.51
23 ∞ 2.73 1.51633 64.1 36.07
24 ∞ 1.46 36.07
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.46526e-005 A 6= 3.78456e-007 A 8=-9.53194e-010
A10=-1.63322e-012 A12= 1.82150e-014 A14=-3.87131e-017
第2面
K =-1.25737e+000 A 4=-1.49004e-005 A 6= 2.03486e-007 A 8= 4.28089e-009
A10=-6.21944e-011 A12= 4.54644e-013 A14=-1.34923e-015
第11面
K =-4.06303e-001 A 4=-1.25288e-005 A 6= 1.30352e-008 A 8= 1.93763e-011
A10=-3.60096e-011 A12= 6.19231e-013 A14=-3.33094e-015
第18面
K = 6.35103e+000 A 4=-2.95961e-005 A 6=-5.59963e-007 A 8= 1.20780e-008
A10=-1.58962e-010
各種データ
ズーム比 2.37
焦点距離 14.20 23.82 33.60 18.94 28.74
Fナンバー 1.80 2.55 3.30 2.17 2.93
画角 37.13 24.29 17.74 29.58 20.51
像高 10.75 10.75 10.75 10.75 10.75
レンズ全長 77.26 73.75 77.74 73.93 75.24
BF 1.46 1.46 1.46 1.46 1.46
d 6 20.81 7.03 0.76 12.35 3.40
d20 12.51 24.25 34.60 18.55 29.60
d22 3.61 2.13 2.04 2.70 1.91
入射瞳位置 18.49 16.95 16.02 17.61 16.43
射出瞳位置 -27.10 -48.90 -82.42 -36.83 -63.86
前側主点位置 25.63 29.50 36.16 27.18 32.52
後側主点位置 -12.74 -22.36 -32.14 -17.49 -27.28
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -25.32 12.69 0.90 -9.39
2 7 23.27 20.15 3.14 -15.24
3 21 71.22 3.30 -1.45 -3.60
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -22.98
2 3 -58.66
3 5 50.12
4 7 75.63
5 9 34.17
6 11 43.65
7 13 -21.77
8 15 -55.21
9 18 18.23
10 19 -58.65
11 21 71.22
12 23 0.00
【００５２】
（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 43.797 1.79 1.80400 46.6 26.88
2* 12.368 7.00 21.57
3 -47.887 1.30 1.80400 46.6 21.38
4 -1155.809 0.16 21.52
5 31.334 2.44 2.01960 21.5 21.70
6 77.808 (可変) 21.30
7 -661.553 1.50 1.65160 58.5 13.78
8 -55.322 0.04 14.04
9 19.722 2.30 1.69680 55.5 14.45
10 126.677 0.16 14.24
11* 12.048 3.60 1.69680 55.5 13.72
12 24.080 0.90 12.21
13 28.778 0.81 1.80518 25.4 11.66
14 9.173 2.93 10.52
15 43.072 1.05 1.80610 33.3 10.47
16 21.584 1.96 10.30
17(絞り) ∞ 1.10 10.53
18* 32.094 3.00 1.80400 46.6 10.80
19 -18.410 0.80 1.80610 33.3 10.70
20 -60.132 (可変) 10.62
21 27.803 3.30 1.48749 70.2 21.07
22 97.657 (可変) 21.04
23 ∞ 2.73 1.51633 64.1 36.07
24 ∞ 1.48 36.07
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.73699e-005 A 6= 3.14578e-007 A 8=-8.99102e-010
A10=-2.55306e-013 A12= 5.05769e-015 A14=-4.91644e-018
第2面
K =-1.01349e+000 A 4=-8.97969e-006 A 6= 2.40896e-007 A 8= 2.14985e-009
A10=-1.20553e-011 A12=-1.53484e-014 A14= 9.20599e-017
第11面
K =-4.77208e-001 A 4= 2.44578e-005 A 6= 7.32471e-008 A 8= 1.51705e-009
A10= 1.23094e-011 A12=-4.41484e-013 A14= 3.12571e-015
第18面
K = 7.85377e+000 A 4=-3.20955e-005 A 6=-9.64357e-008 A 8=-4.15401e-009
A10= 6.55633e-011
各種データ
ズーム比 2.37
焦点距離 14.20 23.83 33.60 18.95 28.74
Fナンバー 2.33 2.97 3.60 2.65 3.29
画角 37.13 24.28 17.74 29.56 20.51
像高 10.75 10.75 10.75 10.75 10.75
レンズ全長 77.14 73.70 77.78 73.84 75.24
BF 1.48 1.48 1.48 1.48 1.48
d 6 21.36 7.66 1.48 12.93 4.07
d20 11.27 23.01 33.36 17.31 28.36
d22 4.16 2.68 2.58 3.24 2.46
入射瞳位置 18.33 16.95 16.15 17.54 16.50
射出瞳位置 -25.73 -45.34 -73.50 -34.62 -58.19
前側主点位置 25.12 28.66 34.69 26.54 31.40
後側主点位置 -12.72 -22.35 -32.12 -17.48 -27.26
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -24.82 12.69 0.72 -9.58
2 7 23.13 20.15 2.39 -15.90
3 21 78.52 3.30 -0.87 -3.05
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -21.99
2 3 -62.17
3 5 50.12
4 7 92.56
5 9 33.23
6 11 30.82
7 13 -17.04
8 15 -54.87
9 18 14.95
10 19 -33.20
11 21 78.52
12 23 0.00
【００５３】
（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 31.796 1.79 1.80400 46.6 29.42
2* 9.830 8.30 22.81
3 -35.096 1.30 1.80400 46.6 22.81
4 -64.769 0.16 23.24
5 32.516 3.00 2.01960 21.5 23.46
6 71.814 (可変) 22.85
7* 31.170 2.80 1.86400 40.6 16.62
8* 85.586 0.05 16.19
9 11.242 6.00 1.59240 68.3 16.74
10 135.733 1.20 15.14
11* 24.226 1.05 2.01960 21.5 13.13
12* 10.498 4.41 11.49
13(絞り) ∞ 1.59 11.46
14* 34.437 2.80 1.80400 46.6 11.43
15 270.327 (可変) 11.06
16 41.118 3.20 1.49700 81.5 20.86
17 681.715 (可変) 20.95
18 ∞ 2.73 1.51633 64.1 36.07
19 ∞ 1.21 36.07
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.28658e-004 A 6= 1.32872e-006 A 8=-1.01281e-008
A10= 4.75459e-011 A12=-1.23253e-013 A14= 1.34569e-016
第2面
K =-7.62406e-001 A 4=-1.13721e-004 A 6= 2.10161e-006 A 8=-1.36238e-008
A10= 4.31973e-011 A12= 1.65975e-014 A14=-3.15666e-016
A 3= 3.47969e-006 A 5=-5.89859e-006
第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.53516e-005 A 6= 1.38152e-007 A 8= 1.25903e-009
第8面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.83141e-005 A 6= 1.68920e-007 A 8= 2.17542e-009
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.57155e-005 A 6= 1.50883e-007 A 8=-8.95593e-009
第12面
K = 1.06567e+000 A 4= 5.28623e-006 A 6= 2.02951e-007 A 8=-1.37196e-008
A 3=-2.27696e-005
第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.18854e-006 A 6=-3.07774e-007 A 8= 1.80660e-008
A10=-1.75598e-010
各種データ
ズーム比 2.72
焦点距離 12.36 23.10 33.60 17.58 28.53
Fナンバー 2.06 2.87 3.60 2.46 3.26
画角 41.01 24.95 17.74 31.45 20.65
像高 10.75 10.75 10.75 10.75 10.75
レンズ全長 82.03 77.35 82.29 77.66 79.22
BF 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21
d 6 26.35 9.76 2.79 16.02 5.67
d15 8.61 24.19 34.07 17.12 29.85
d17 5.47 1.80 3.83 2.92 2.10
入射瞳位置 17.29 16.01 15.29 16.55 15.60
射出瞳位置 -22.96 -45.32 -72.12 -33.14 -58.71
前側主点位置 23.33 27.64 33.49 25.14 30.55
後側主点位置 -11.15 -21.89 -32.39 -16.37 -27.32
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -23.07 14.55 0.02 -12.29
2 7 23.04 19.90 -0.93 -16.38
3 16 87.90 3.20 -0.14 -2.27
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -18.37
2 3 -97.18
3 5 56.12
4 7 55.42
5 9 20.33
6 11 -18.90
7 14 48.83
8 16 87.90
9 18 0.00
【００５４】
（数値実施例４）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 411.705 1.79 1.80400 46.6 27.48
2* 16.998 7.00 22.59
3 -54.572 1.30 1.80400 46.6 22.09
4 637.541 0.16 22.17
5 42.173 2.44 2.01960 21.5 22.31
6 170.229 (可変) 22.01
7 94.243 2.50 1.65160 58.5 23.70
8 2462.574 0.04 23.97
9 21.635 4.50 1.69680 55.5 25.02
10 78.686 0.16 24.40
11* 14.822 5.50 1.72916 54.7 22.48
12 61.287 0.90 20.81
13 54.610 0.81 1.80518 25.4 19.33
14 10.698 5.00 15.89
15(絞り) ∞ 1.10 15.57
16* 27.248 4.00 1.80400 46.6 15.11
17 -23.475 0.80 1.80610 33.3 14.46
18 10682.757 (可変) 13.77
19 28.314 3.00 1.48749 70.2 20.99
20 70.327 (可変) 20.93
21 ∞ 2.73 1.51633 64.1 36.07
22 ∞ 1.51 36.07
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.02211e-006 A 6= 1.24864e-007 A 8=-1.74666e-009
A10= 9.65150e-012 A12=-1.87220e-014 A14= 8.54640e-018
第2面
K =-9.42934e-001 A 4= 5.71875e-006 A 6= 1.57767e-007 A 8= 8.28848e-010
A10=-4.39092e-011 A12= 3.35921e-013 A14=-5.91689e-016
第11面
K =-4.77208e-001 A 4= 1.40167e-006 A 6= 1.12170e-007 A 8=-1.62654e-009
A10= 1.68412e-011 A12=-9.03498e-014 A14= 1.88274e-016
第16面
K = 1.19088e+000 A 4=-1.96436e-005 A 6=-8.60556e-008 A 8= 1.34813e-009
A10=-6.18519e-012
各種データ
ズーム比 2.37
焦点距離 14.20 23.85 33.60 18.97 28.74
Fナンバー 1.40 2.05 2.71 1.72 2.39
画角 37.13 24.27 17.74 29.53 20.51
像高 10.75 10.75 10.75 10.75 10.75
レンズ全長 79.63 76.32 80.53 76.37 77.94
BF 1.51 1.51 1.51 1.51 1.51
d 6 20.41 6.83 0.79 12.02 3.32
d18 10.06 21.80 32.16 16.10 27.15
d20 3.91 2.43 2.34 3.00 2.21
入射瞳位置 18.17 17.08 16.46 17.54 16.74
射出瞳位置 -23.44 -40.13 -61.92 -31.18 -50.35
前側主点位置 24.29 27.27 32.27 25.50 29.55
後側主点位置 -12.69 -22.33 -32.09 -17.46 -27.23
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -24.02 12.69 0.43 -9.91
2 7 22.91 25.32 3.03 -17.57
3 19 95.00 3.00 -1.33 -3.30
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -22.10
2 3 -62.47
3 5 54.46
4 7 150.33
5 9 41.48
6 11 25.54
7 13 -16.66
8 16 16.26
9 17 -29.06
10 19 95.00
11 21 0.00
【００５５】
（数値実施例５）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 31.621 1.79 1.80400 46.6 28.34
2* 9.861 8.30 22.12
3 -33.760 1.30 1.80400 46.6 22.04
4 -68.932 0.16 22.43
5 32.791 3.00 2.01960 21.5 22.59
6 75.983 (可変) 21.98
7* 35.410 2.80 1.86400 40.6 16.80
8* 84.338 0.05 16.43
9 11.609 6.00 1.59240 68.3 17.26
10 536.924 1.20 15.93
11* 24.966 1.05 2.01960 21.5 13.69
12* 11.428 4.41 12.12
13(絞り) ∞ 1.59 12.02
14* 31.582 2.80 1.80400 46.6 11.92
15 129.053 (可変) 11.49
16 92.742 3.20 1.49700 81.5 20.16
17 -127.139 (可変) 20.47
18 ∞ 2.73 1.51633 64.1 36.07
19 ∞ 1.08 36.07
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.17723e-004 A 6= 1.30724e-006 A 8=-1.03830e-008
A10= 4.81826e-011 A12=-1.21430e-013 A14= 1.28713e-016
第2面
K =-7.17671e-001 A 4=-1.03685e-004 A 6= 2.18514e-006 A 8=-1.44776e-008
A10= 3.82105e-011 A12= 3.09270e-014 A14=-2.97724e-016
A 3= 3.47969e-006 A 5=-5.89859e-006
第7面
K = 2.56441e+000 A 4= 3.10775e-005 A 6= 6.72064e-008 A 8= 1.09326e-009
A10=-2.67539e-011 A12= 7.60732e-014 A14=-7.66065e-016
第8面
K = 6.32387e+000 A 4= 6.69255e-005 A 6= 1.23190e-007 A 8= 1.30193e-009
A10=-2.32117e-011 A12=-1.14906e-013 A14=-4.46849e-016
第11面
K = 2.18150e+000 A 4= 5.84737e-005 A 6= 3.59674e-007 A 8=-1.38457e-008
A10=-1.79369e-011 A12=-1.50742e-012 A14=-1.11107e-014
第12面
K = 1.26842e+000 A 4= 6.25151e-006 A 6= 4.68781e-007 A 8=-1.66033e-008
A10= 5.49280e-010 A12=-3.69030e-012 A14=-4.12629e-013
A 3=-2.27696e-005
第14面
K =-3.20384e+000 A 4=-1.46844e-005 A 6=-2.49416e-007 A 8= 1.75294e-008
A10=-1.90957e-010
各種データ
ズーム比 2.72
焦点距離 12.36 23.09 33.60 17.61 28.49
Fナンバー 2.06 2.86 3.60 2.46 3.25
画角 41.01 24.96 17.74 31.40 20.67
像高 10.75 10.75 10.75 10.75 10.75
レンズ全長 82.93 78.13 83.23 78.37 80.09
BF 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08
d 6 26.35 9.65 2.84 15.84 5.65
d15 8.61 24.19 34.07 17.12 29.85
d17 6.50 2.83 4.86 3.95 3.13
入射瞳位置 16.98 15.65 14.91 16.21 15.23
射出瞳位置 -23.88 -44.07 -66.70 -33.29 -55.49
前側主点位置 23.22 26.93 31.85 24.80 29.37
後側主点位置 -11.28 -22.01 -32.52 -16.53 -27.41
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -22.42 14.55 0.25 -11.97
2 7 22.96 19.90 -0.22 -15.70
3 16 108.42 3.20 0.91 -1.24
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -18.50
2 3 -83.67
3 5 54.66
4 7 68.82
5 9 19.95
6 11 -21.51
7 14 51.35
8 16 108.42
9 18 0.00
【００５６】
【表１】
【００５７】
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例を図１１を用いて説明する。図１１において、２０はカメラ本体、２１は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学系である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。２３は撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
【符号の説明】
【００５８】
Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群
ＳＰ 開口絞り
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、開口絞りを含む正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、
ズーミングに際して前記第１、第２、第３レンズ群が移動し、フォーカシングに際して前記第３レンズ群が移動するズームレンズであって、
前記第２レンズ群は物体側から像側へ順に２以上の正レンズと１以上の負レンズを有し、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端及び望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、広角端及び望遠端におけるＦナンバーを各々Ｆｎｏｗ、Ｆｎｏｔ、望遠端における最終レンズ面から像面までの空気換算距離をＢＦｔとするとき、
０．２０＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ３＜０．４３
０．４＜ＢＦｔ＊Ｆｎｏｔ／ｆｔ＜０．９
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第２レンズ群の物体側から数えて第１番目の第１正レンズの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２１ｂ、第２番目の第２正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ２２ａとするとき、
−２．０＜（Ｒ２２ａ＋Ｒ２１ｂ）／（Ｒ２２ａ−Ｒ２１ｂ）＜０．０
なる条件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。
【請求項３】
前記第２レンズ群の物体側から数えて第１番目の第１正レンズと、第２番目の第２正レンズの焦点距離を各々ｆ２１、ｆ２２とするとき、
１．７＜ｆ２１／ｆ２２＜４．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
−１．６＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ１＜−０．５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第３レンズ群は１つの正レンズ又は正レンズと負レンズを接合した接合レンズよりなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記開口絞りは前記第２レンズ群のレンズ間に配置されており、第２レンズ群において前記開口絞りの像側に配置されているレンズの合成屈折力は正であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が小さくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が大きくなるように前記第１、第２、第３レンズ群が移動し、前記第３レンズ群は、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して物体側に移動することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する光電変換素子を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、開口絞りを含む正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、
ズーミングに際して前記第１、第２、第３レンズ群が移動し、フォーカシングに際して前記第３レンズ群が移動するズームレンズであって、
前記第２レンズ群は物体側から像側へ順に２以上の正レンズと１以上の負レンズを有し、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端及び望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ、ｆｔ、広角端及び望遠端におけるＦナンバーを各々Ｆｎｏｗ、Ｆｎｏｔ、望遠端における最終レンズ面から像面までの空気換算距離をＢＦｔとするとき、
０．２０＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ３＜０．４３
０．４＜ＢＦｔ＊Ｆｎｏｔ／ｆｔ＜０．９
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第２レンズ群の物体側から数えて第１番目の第１正レンズの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２１ｂ、第２番目の第２正レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ２２ａとするとき、
−２．０＜（Ｒ２２ａ＋Ｒ２１ｂ）／（Ｒ２２ａ−Ｒ２１ｂ）＜０．０
なる条件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。
【請求項３】
前記第２レンズ群の物体側から数えて第１番目の第１正レンズと、第２番目の第２正レンズの焦点距離を各々ｆ２１、ｆ２２とするとき、
１．７＜ｆ２１／ｆ２２＜４．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
−１．６＜Ｆｎｏｗ＊ｆｗ／ｆ１＜−０．５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記第３レンズ群は１つの正レンズ又は正レンズと負レンズを接合した接合レンズよりなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記開口絞りは前記第２レンズ群のレンズ間に配置されており、第２レンズ群において前記開口絞りの像側に配置されているレンズの合成屈折力は正であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が小さくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が大きくなるように前記第１、第２、第３レンズ群が移動し、前記第３レンズ群は、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して物体側に移動することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する光電変換素子を有することを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２２６０４２（Ｐ２０１２−２２６０４２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９１９５７（Ｐ２０１１−９１９５７）
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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