JP4189257B2 - ズームレンズ系 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、主に電子スチルカメラ（デジタルカメラ）に用いられる、ズーム比（変倍比）２〜３倍程度で広角域（半画角３０°以上）を含むズームレンズ系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
近年、デジタルカメラの小型化と高精細化のニーズが高まり、ＣＣＤ撮像素子の画素が微細化されている。そのためデジタルカメラの撮影レンズは、高解像度であることが要求される。さらにフィルター類を配置するために長いバックフォーカスも必要とされる。また、カラーＣＣＤ用の光学系は、シェーディングや色ずれ防止のために、レンズ最終面からの射出光が撮像面にできるだけ垂直に入射する、いわゆるテレセントリック性の良いことが求められる。
【０００３】
コンパクトタイプのデジカメ用小型ズームレンズ系として、ズーム比２〜３倍程度のものは、負レンズ先行型（ネガティブリード型）のレンズ系（テレフォトタイプ）が良く用いられる。これらのレンズ系では短焦点距離端の広角化とレンズ系の小型化、特に前玉（最も物体側のレンズ）の小径化ができるため、収納時にレンズ群の間隔を圧縮して収納するいわゆる沈胴ズーム用に適している。また、射出瞳位置を像面より十分遠方にする必要から、物体側から順に負正正の３成分からなるいわゆる３群ズームレンズ系がよく用いられる。このような３群ズームレンズ系は、例えば、特開平１０‐２１３７４５号公報、同１０‐１７０８２６号公報等で提案されている。
【０００４】
しかし、特開平１０‐２１３７４５号公報では、レンズ枚数を削減し小型化を図っているが、焦点距離に対して前玉径やレンズ全長が大きく、小型化が十分達成されているとは言えない。また、同１０‐１７０８２６号公報では、小型化を達成したテレセントリック光学系が提案されているが、構成枚数が７枚と多いため、レンズ系の沈胴収納長が長くなり、カメラが大型化してしまう問題がある。小型沈胴式カメラ用のズームレンズ系は、カメラ本体の小型化のために前玉径とレンズ全長が小さいことに加えて、各レンズ群の厚さも小さいことが求められている。一般的にレンズ系の小型化や群厚を小さくするために構成枚数を削減すると、収差補正の難易度が増す。小型化を図りながら全変倍範囲に渡り諸収差を良好に補正するためには、適切な各レンズ群の屈折力配置やレンズ構成が必要となる。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、テレフォトタイプの３群ズームレンズ系であって、ズーム比が２〜３倍程度の広角域（半画角３０°以上）を含む小型のデジタルカメラ用ズームレンズ系を得ることを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明のズームレンズ系は、物体側から順に、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レンズ群とからなり、短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングに際し、前記第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は減少し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔は増大するように移動し、第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ１枚と正レンズ１枚で構成され、第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成され、第３レンズ群は正レンズ１枚で構成され、次の条件式（１）、（２）、（３）及び（５）を満足することを特徴としている。
（１）０．４＜（ｆｗ・ｆｔ）1/2／｜ｆ１｜＜０．８ （ｆ１＜０）
（２）０．７＜（ｆｗ・ｆｔ）1/2／ｆ２＜１．４
（３）０．４＜（ｆｗ・ｆｔ）1/2／ｆ３＜０．９
（５）νｓ≦２１．３
但し、
ｆｗ：短焦点距離端での全系焦点距離、
ｆｔ：長焦点距離端での全系焦点距離、
ｆｉ：第ｉレンズ群の焦点距離（ｉ＝１〜３）、
νｓ：第２レンズ群の像側のレンズのアッベ数、
である。
【０００７】
第２レンズ群の最も像側のレンズは、像側に凹面を向けたレンズから構成するのが好ましく、さらに次の条件式（４）を満足させるのが好ましい。
（４）０．４＜｜Ｒｓ｜／ｆｗ＜０．８
但し、
Ｒｓ：上記像側に凹面を有するレンズの像側の面の曲率半径、
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のズームレンズ系は、図１３の簡易移動図に示すように、物体側から順に、負の第１レンズ群１０と、絞りＳと、正の第２レンズ群２０と、正の第３レンズ群３０とからなっている。この３群ズームレンズは、短焦点距離端（Ｗ）から長焦点距離端（Ｔ）へのズーミングに際し、前記第１レンズ群１０と第２レンズ群２０の間隔は減少し、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０の間隔は増大するように移動する。絞りＳは、第２レンズ群２０と一緒に移動する。フォーカシングは第１レンズ群１０で行う。ＣＧは、撮像素子の前方に位置する赤外カットフィルタ等のカバーガラス（平行平面板）である。
【０００９】
条件式（１）は、中間焦点距離（（ｆｗ・ｆｔ）1/2）に対する第１レンズ群の焦点距離の範囲を規定している。
条件式（１）の下限を超えると、第１レンズ群１０の負の屈折力が小さくなり、短焦点距離端でのバックフォーカスが不足する。また、広角化も困難となる。
条件式（１）の上限を超えて第１レンズ群１０の負の屈折力が大きくなると、各群の屈折力が強くなり、収差補正が困難となり、良好な結像性能が得られなくなる。また、バックフォーカスが長くなるため、レンズ全長の増大を招く。
【００１０】
条件式（２）は、中間焦点距離に対する第２レンズ群２０の焦点距離の範囲を規定している。正の第２レンズ群２０は、本ズームレンズ系の主な変倍作用を担っており、適切な屈折力を設定する必要がある。
条件式（２）の下限を超えて第２レンズ群２０の正の屈折力が小さくなると、３倍程度の変倍比を得るときの移動量が増えるため、長焦点距離端でのレンズ全長が長くなってしまう。
条件式（２）の上限を超えて第２レンズ群２０の正の屈折力が大きくなると、各群の屈折力が強くなり、収差補正が困難となり、良好な結像性能が得られなくなる。
【００１１】
条件式（３）は、中間焦点距離に対する第３レンズ群３０の焦点距離の範囲を規定している。正の第３レンズ群３０は、主に射出瞳位置を像面より遠くにしテレセントリック性を確保する役割を担っている。
条件式（３）の下限を超えると、第３レンズ群３０の正の屈折力が小さくなるため、短焦点距離端において射出瞳位置が像面に近づき、テレセントリック性が保てなくなる。
条件式（３）の上限を超えて第３レンズ群３０の正の屈折力が大きくなると、相対的に第２レンズ群２０の正の屈折力が小さくなるため、長焦点距離端でのレンズ全長が増大してしまう。また、長焦点距離端での像面湾曲収差と非点収差が悪化し、良好な結像性能が得られなくなる。
【００１２】
第２レンズ群２０の最も像側のレンズは、像側に凹面の強い発散作用を有するレンズから構成することが望ましく、この凹レンズは、条件式（４）を満足することが好ましい。
条件式（４）は、短焦点距離端の全系焦点距離に対する第２レンズ群２０の最も像側の凹面の曲率半径の範囲を規定したもので、短焦点距離端における、レンズ系の小型化とテレセントリック性の確保の両立を図るためのものである。
条件式（４）の下限を超えてこの面の曲率半径が小さくなると、レンズ全長は短くできるが、射出瞳位置が像面に近くなりすぎてしまい、テレセントリック性が失われる。
条件式（４）の上限を超えてこの面の曲率半径が大きくなると、テレセントリック性を保つために第２レンズ群２０と第３レンズ群３０の間隔が増大し、レンズ全長が増大してしまう。
【００１３】
沈胴収納時の長さを短くするためには、各レンズ群の構成枚数を減らす必要がある。具体的には、第１レンズ群１０を物体側から順に負正の２枚で構成し、主なる変倍作用を担う第２レンズ群２０は物体側から順に正負の２枚で構成し、テレセントリック性を確保する役割の第３レンズ群３０は正レンズ１枚で構成している。
【００１４】
さらに、第１レンズ群中の正の屈折力の第２レンズは少なくとも１面を非球面とすると、短焦点距離端での歪曲収差やコマ収差・非点収差等の軸外収差を良好に補正することが可能となる。また上記非球面レンズは、ガラスまたはプラスチックで作製されるが、プラスチックレンズとするとコスト低減が可能となる。
【００１５】
また、第２レンズ群２０を正負の２枚構成とした結果、１枚の正レンズの屈折力が強くなり、変倍に伴う球面収差等の収差変動を抑えるのが難しくなるため、正レンズは少なく とも１面を非球面とすることが好ましく、両面を非球面とすると、変倍による変動する球面収差、コマ収差を小さくすることができる。さらに、条件式（５）は、第２レンズ群２０の像側の負レンズが満足すべきアッベ数に関する条件である。条件式（５）の下限を超えると、変倍に伴う軸上・倍率色収差の変動が大きくなり、良好な結像性能が保てなくなる。
【００１６】
第２レンズ群２０の最も物体側の正レンズは、非球面を設けるとさらに良好な結像性能となる。物体側面または像側面の少なくともいずれか一方を周辺に向かうに従って正の屈折力が弱くなる非球面にすることにより、全焦点距離範囲において球面収差の変動を小さくでき、また長焦点距離側でのコマ収差をさらに良好に補正することが可能となる。この非球面レンズはガラスまたはプラスチックのどちらでも作製可能であるが、屈折力が強いためにガラスレンズとすることが好ましい。
【００１７】
次に具体的な実施例を示す。諸収差図及び表中、球面収差で表される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、Ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、ＦNOはＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、Ｗは半画角（゜）、ｆBはバックフォーカス、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、νｄはアッベ数を示す。
実施例で最後の平行平面板（面番号１２及び１３）はカバーガラスやローパスフィルター等のフィルタ類を表しており、光学性能上は像側レンズと像面の間の任意の位置に配置できる。
また、回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12・・・
（但し、ｘは非球面形状、ｃは曲率、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０・・・・・は各次数の非球面係数）
【００１８】
［実施例１］
図１は、本発明のズームレンズ系の実施例１のレンズ構成図であり、第１レンズ群１０は、物体側から順に、負レンズ１１と正レンズ１２とからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、正レンズ２１と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズ２２とからなり、第３レンズ群３０は、正の単レンズからなっている。ＣＧは、撮像素子の前に位置するカバーガラス（フィルター類）である。絞りは第５面の前方（物体側）０．７の位置に配置されていて、ズーミングに際し第２レンズ群２０と一体で移動する。図２、図３及び図４は、それぞれ、このズームレンズ系の短焦点距離端、中間焦点距離、及び長焦点距離端における諸収差図、表１はその数値データである。
【００１９】
（表１）
ＦNO.=1:2.7‐3.6‐5.2
ｆ= 7.25‐12.10‐20.64（ズーム比＝2.85）
Ｗ=32.9‐20.4‐12.3
ｆB=0.00‐0.00‐0.00
面NO. ｒ ｄ Ｎd νd
1 51.813 0.90 1.77250 49.6
2 7.251 2.72
3* 20.298 2.40 1.80518 25.4
4* 83.771 16.95‐8.15‐2.7
5* 7.327 2.50 1.72916 54.7
6* -18.987 0.10
7 16.947 3.73 1.92286 21.3
8 4.634 4.80‐9.64‐18.1
9 23.922 2.80 1.72916 54.7
10 -24.519 2.73
11 ∞ 1.51 1.51633 64.1
12 ∞ 0.50
13 ∞ 0.50 1.51633 64.1
14 ∞
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面NO. Ｋ Ａ４ Ａ６ Ａ８
3 0.00 -0.27398×10-4 -0.14171×10-5 0.88000×10-7
4 0.00 -0.21862×10-3 0.51925×10-6 0.00
5 0.00 -0.32331×10-3 -0.54123×10-5 0.99049×10-7
6 0.00 0.28664×10-3 -0.47358×10-5 0.68722×10-7
【００２０】
［実施例２］
図５は、本発明のズームレンズ系の実施例２のレンズ構成図を示し、図６、図７及び図８は、それぞれ、このズームレンズ系の短焦点距離端、中間焦点距離、及び長焦点距離端における諸収差図、表２はその数値データである。基本的なレンズ構成は、実施例１と同様である。絞りは第５面の前方（物体側）０．７の位置に配置されていて、ズーミングに際し第２レンズ群２０と一体で移動
する。
【００２１】
（表２）
ＦNO.=1:2.7‐3.4‐5.3
ｆ=8.00‐12.50‐24.03（ズーム比＝3.00）
Ｗ=30.4‐19.8‐10.6
ｆB=0.00‐0.00‐0.00
面NO. ｒ ｄ Ｎd νd
1 35.725 0.90 1.83481 42.7
2 7.646 2.17
3* 13.231 2.40 1.84666 23.8
4* 25.272 17.99‐9.74‐2.70
5* 7.110 2.50 1.77250 49.6
6 -28.219 0.20
7* 18.266 3.50 1.92286 21.3
8 4.880 4.92‐8.97‐19.37
9 30.098 2.80 1.69680 55.5
10 -21.514 2.95
11 ∞ 1.51 1.51633 64.1
12 ∞ 0.50
13 ∞ 0.50 1.51633 64.1
14 ∞
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面NO. Ｋ Ａ４ Ａ６ Ａ８
3 0.00 -0.88427×10-4 -0.16679×10-5 0.43529×10-7
4 0.00 -0.23870×10-3 -0.62834×10-6 0.00
5 0.00 -0.11983×10-3 -0.25840×10-5 0.00
7 0.00 -0.45509×10-3 -0.86460×10-5 0.16360×10-6
【００２２】
［実施例３］
図９は、本発明のズームレンズ系の実施例３のレンズ構成図を示し、図１０、図１１及び図１２は、それぞれ、このズームレンズ系の短焦点距離端、中間焦
点距離、及び長焦点距離端における諸収差図、表３はその数値データである。基本的なレンズ構成は、実施例１と同様である。絞りは第５面の前方（物体側）０．６７の位置に配置されていて、ズーミングに際し第２レンズ群２０と一体で移動する。
【００２３】
（表３）
ＦNO.=1:2.7‐3.5‐4.8
ｆ=5.70‐9.00‐14.30（ズーム比＝2.51）
Ｗ=32.9‐21.7‐14.1
ｆB=2.70‐2.70‐2.70
面NO. ｒ ｄ Ｎd νd
1 16.171 0.90 1.77250 49.6
2 4.553 1.70
3* 8.879 1.60 1.84666 23.8
4* 13.209 11.05‐6.14‐3.00
5* 4.433 2.00 1.69350 53.2
6* -18.477 0.20
7 7.137 1.00 1.92286 21.3
8 3.193 3.14‐6.99‐13.17
9 75.707 2.00 1.58913 61.2
10 -10.659 0.80
11 ∞ 1.50 1.51633 64.1
12 ∞ 0.50
13 ∞ 0.50 1.51633 64.1
14 ∞
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面NO. Ｋ Ａ４ Ａ６ Ａ８
3 0.00 -0.83561×10-3 0.22557×10-4 -0.78955×10-
4 0.00 -0.16518×10-2 0.38674×10-4 -0.24551×10-5
5 0.00 -0.12186×10-2 -0.15219×10-4 0.00
6 0.00 0.82006×10-3 0.20843×10-4 0.00
【００２４】
各実施例の各条件式に対する値を表４に示す。
（表４）
実施例１ 実施例２ 実施例３
条件式（１） 0.677 0.683 0.734
条件式（２） 1.017 1.078 0.957
条件式（３） 0.732 0.753 0.564
条件式（４） 0.643 0.610 0.560
条件式（５） 21.3 21.3 21.3
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、テレフォトタイプの３群ズームレンズであって、ズーム比が２〜３倍程度の小型のデジタルカメラ用ズームレンズ系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるズームレンズ系の実施例１のレンズ構成図である。
【図２】 図１のレンズ構成の短焦点距離端における諸収差図である。
【図３】 図１のレンズ構成の中間焦点距離における諸収差図である。
【図４】 図１のレンズ構成の長焦点距離端における諸収差図である。
【図５】 本発明によるズームレンズ系の実施例２のレンズ構成図である。
【図６】 図５のレンズ構成の短焦点距離端における諸収差図である。
【図７】 図５のレンズ構成の中間焦点距離における諸収差図である。
【図８】 図５のレンズ構成の長焦点距離端における諸収差図である。
【図９】 本発明によるズームレンズ系の実施例３のレンズ構成図である。
【図１０】 図９のレンズ構成の短焦点距離端における諸収差図である。
【図１１】 図９のレンズ構成の中間焦点距離における諸収差図である。
【図１２】 図９のレンズ構成の長焦点距離端における諸収差図である。
【図１３】 本発明によるズームレンズ系の簡易移動図である。
【技術分野】
本発明は、主に電子スチルカメラ（デジタルカメラ）に用いられる、ズーム比（変倍比）２〜３倍程度で広角域（半画角３０°以上）を含むズームレンズ系に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
近年、デジタルカメラの小型化と高精細化のニーズが高まり、ＣＣＤ撮像素子の画素が微細化されている。そのためデジタルカメラの撮影レンズは、高解像度であることが要求される。さらにフィルター類を配置するために長いバックフォーカスも必要とされる。また、カラーＣＣＤ用の光学系は、シェーディングや色ずれ防止のために、レンズ最終面からの射出光が撮像面にできるだけ垂直に入射する、いわゆるテレセントリック性の良いことが求められる。
【０００３】
コンパクトタイプのデジカメ用小型ズームレンズ系として、ズーム比２〜３倍程度のものは、負レンズ先行型（ネガティブリード型）のレンズ系（テレフォトタイプ）が良く用いられる。これらのレンズ系では短焦点距離端の広角化とレンズ系の小型化、特に前玉（最も物体側のレンズ）の小径化ができるため、収納時にレンズ群の間隔を圧縮して収納するいわゆる沈胴ズーム用に適している。また、射出瞳位置を像面より十分遠方にする必要から、物体側から順に負正正の３成分からなるいわゆる３群ズームレンズ系がよく用いられる。このような３群ズームレンズ系は、例えば、特開平１０‐２１３７４５号公報、同１０‐１７０８２６号公報等で提案されている。
【０００４】
しかし、特開平１０‐２１３７４５号公報では、レンズ枚数を削減し小型化を図っているが、焦点距離に対して前玉径やレンズ全長が大きく、小型化が十分達成されているとは言えない。また、同１０‐１７０８２６号公報では、小型化を達成したテレセントリック光学系が提案されているが、構成枚数が７枚と多いため、レンズ系の沈胴収納長が長くなり、カメラが大型化してしまう問題がある。小型沈胴式カメラ用のズームレンズ系は、カメラ本体の小型化のために前玉径とレンズ全長が小さいことに加えて、各レンズ群の厚さも小さいことが求められている。一般的にレンズ系の小型化や群厚を小さくするために構成枚数を削減すると、収差補正の難易度が増す。小型化を図りながら全変倍範囲に渡り諸収差を良好に補正するためには、適切な各レンズ群の屈折力配置やレンズ構成が必要となる。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、テレフォトタイプの３群ズームレンズ系であって、ズーム比が２〜３倍程度の広角域（半画角３０°以上）を含む小型のデジタルカメラ用ズームレンズ系を得ることを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明のズームレンズ系は、物体側から順に、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レンズ群とからなり、短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングに際し、前記第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は減少し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔は増大するように移動し、第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ１枚と正レンズ１枚で構成され、第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成され、第３レンズ群は正レンズ１枚で構成され、次の条件式（１）、（２）、（３）及び（５）を満足することを特徴としている。
（１）０．４＜（ｆｗ・ｆｔ）1/2／｜ｆ１｜＜０．８ （ｆ１＜０）
（２）０．７＜（ｆｗ・ｆｔ）1/2／ｆ２＜１．４
（３）０．４＜（ｆｗ・ｆｔ）1/2／ｆ３＜０．９
（５）νｓ≦２１．３
但し、
ｆｗ：短焦点距離端での全系焦点距離、
ｆｔ：長焦点距離端での全系焦点距離、
ｆｉ：第ｉレンズ群の焦点距離（ｉ＝１〜３）、
νｓ：第２レンズ群の像側のレンズのアッベ数、
である。
【０００７】
第２レンズ群の最も像側のレンズは、像側に凹面を向けたレンズから構成するのが好ましく、さらに次の条件式（４）を満足させるのが好ましい。
（４）０．４＜｜Ｒｓ｜／ｆｗ＜０．８
但し、
Ｒｓ：上記像側に凹面を有するレンズの像側の面の曲率半径、
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のズームレンズ系は、図１３の簡易移動図に示すように、物体側から順に、負の第１レンズ群１０と、絞りＳと、正の第２レンズ群２０と、正の第３レンズ群３０とからなっている。この３群ズームレンズは、短焦点距離端（Ｗ）から長焦点距離端（Ｔ）へのズーミングに際し、前記第１レンズ群１０と第２レンズ群２０の間隔は減少し、第２レンズ群２０と第３レンズ群３０の間隔は増大するように移動する。絞りＳは、第２レンズ群２０と一緒に移動する。フォーカシングは第１レンズ群１０で行う。ＣＧは、撮像素子の前方に位置する赤外カットフィルタ等のカバーガラス（平行平面板）である。
【０００９】
条件式（１）は、中間焦点距離（（ｆｗ・ｆｔ）1/2）に対する第１レンズ群の焦点距離の範囲を規定している。
条件式（１）の下限を超えると、第１レンズ群１０の負の屈折力が小さくなり、短焦点距離端でのバックフォーカスが不足する。また、広角化も困難となる。
条件式（１）の上限を超えて第１レンズ群１０の負の屈折力が大きくなると、各群の屈折力が強くなり、収差補正が困難となり、良好な結像性能が得られなくなる。また、バックフォーカスが長くなるため、レンズ全長の増大を招く。
【００１０】
条件式（２）は、中間焦点距離に対する第２レンズ群２０の焦点距離の範囲を規定している。正の第２レンズ群２０は、本ズームレンズ系の主な変倍作用を担っており、適切な屈折力を設定する必要がある。
条件式（２）の下限を超えて第２レンズ群２０の正の屈折力が小さくなると、３倍程度の変倍比を得るときの移動量が増えるため、長焦点距離端でのレンズ全長が長くなってしまう。
条件式（２）の上限を超えて第２レンズ群２０の正の屈折力が大きくなると、各群の屈折力が強くなり、収差補正が困難となり、良好な結像性能が得られなくなる。
【００１１】
条件式（３）は、中間焦点距離に対する第３レンズ群３０の焦点距離の範囲を規定している。正の第３レンズ群３０は、主に射出瞳位置を像面より遠くにしテレセントリック性を確保する役割を担っている。
条件式（３）の下限を超えると、第３レンズ群３０の正の屈折力が小さくなるため、短焦点距離端において射出瞳位置が像面に近づき、テレセントリック性が保てなくなる。
条件式（３）の上限を超えて第３レンズ群３０の正の屈折力が大きくなると、相対的に第２レンズ群２０の正の屈折力が小さくなるため、長焦点距離端でのレンズ全長が増大してしまう。また、長焦点距離端での像面湾曲収差と非点収差が悪化し、良好な結像性能が得られなくなる。
【００１２】
第２レンズ群２０の最も像側のレンズは、像側に凹面の強い発散作用を有するレンズから構成することが望ましく、この凹レンズは、条件式（４）を満足することが好ましい。
条件式（４）は、短焦点距離端の全系焦点距離に対する第２レンズ群２０の最も像側の凹面の曲率半径の範囲を規定したもので、短焦点距離端における、レンズ系の小型化とテレセントリック性の確保の両立を図るためのものである。
条件式（４）の下限を超えてこの面の曲率半径が小さくなると、レンズ全長は短くできるが、射出瞳位置が像面に近くなりすぎてしまい、テレセントリック性が失われる。
条件式（４）の上限を超えてこの面の曲率半径が大きくなると、テレセントリック性を保つために第２レンズ群２０と第３レンズ群３０の間隔が増大し、レンズ全長が増大してしまう。
【００１３】
沈胴収納時の長さを短くするためには、各レンズ群の構成枚数を減らす必要がある。具体的には、第１レンズ群１０を物体側から順に負正の２枚で構成し、主なる変倍作用を担う第２レンズ群２０は物体側から順に正負の２枚で構成し、テレセントリック性を確保する役割の第３レンズ群３０は正レンズ１枚で構成している。
【００１４】
さらに、第１レンズ群中の正の屈折力の第２レンズは少なくとも１面を非球面とすると、短焦点距離端での歪曲収差やコマ収差・非点収差等の軸外収差を良好に補正することが可能となる。また上記非球面レンズは、ガラスまたはプラスチックで作製されるが、プラスチックレンズとするとコスト低減が可能となる。
【００１５】
また、第２レンズ群２０を正負の２枚構成とした結果、１枚の正レンズの屈折力が強くなり、変倍に伴う球面収差等の収差変動を抑えるのが難しくなるため、正レンズは少なく とも１面を非球面とすることが好ましく、両面を非球面とすると、変倍による変動する球面収差、コマ収差を小さくすることができる。さらに、条件式（５）は、第２レンズ群２０の像側の負レンズが満足すべきアッベ数に関する条件である。条件式（５）の下限を超えると、変倍に伴う軸上・倍率色収差の変動が大きくなり、良好な結像性能が保てなくなる。
【００１６】
第２レンズ群２０の最も物体側の正レンズは、非球面を設けるとさらに良好な結像性能となる。物体側面または像側面の少なくともいずれか一方を周辺に向かうに従って正の屈折力が弱くなる非球面にすることにより、全焦点距離範囲において球面収差の変動を小さくでき、また長焦点距離側でのコマ収差をさらに良好に補正することが可能となる。この非球面レンズはガラスまたはプラスチックのどちらでも作製可能であるが、屈折力が強いためにガラスレンズとすることが好ましい。
【００１７】
次に具体的な実施例を示す。諸収差図及び表中、球面収差で表される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、Ｃ線はそれぞれの波長に対する収差であり、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、ＦNOはＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、Ｗは半画角（゜）、ｆBはバックフォーカス、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、νｄはアッベ数を示す。
実施例で最後の平行平面板（面番号１２及び１３）はカバーガラスやローパスフィルター等のフィルタ類を表しており、光学性能上は像側レンズと像面の間の任意の位置に配置できる。
また、回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12・・・
（但し、ｘは非球面形状、ｃは曲率、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０・・・・・は各次数の非球面係数）
【００１８】
［実施例１］
図１は、本発明のズームレンズ系の実施例１のレンズ構成図であり、第１レンズ群１０は、物体側から順に、負レンズ１１と正レンズ１２とからなり、第２レンズ群２０は、物体側から順に、正レンズ２１と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズ２２とからなり、第３レンズ群３０は、正の単レンズからなっている。ＣＧは、撮像素子の前に位置するカバーガラス（フィルター類）である。絞りは第５面の前方（物体側）０．７の位置に配置されていて、ズーミングに際し第２レンズ群２０と一体で移動する。図２、図３及び図４は、それぞれ、このズームレンズ系の短焦点距離端、中間焦点距離、及び長焦点距離端における諸収差図、表１はその数値データである。
【００１９】
（表１）
ＦNO.=1:2.7‐3.6‐5.2
ｆ= 7.25‐12.10‐20.64（ズーム比＝2.85）
Ｗ=32.9‐20.4‐12.3
ｆB=0.00‐0.00‐0.00
面NO. ｒ ｄ Ｎd νd
1 51.813 0.90 1.77250 49.6
2 7.251 2.72
3* 20.298 2.40 1.80518 25.4
4* 83.771 16.95‐8.15‐2.7
5* 7.327 2.50 1.72916 54.7
6* -18.987 0.10
7 16.947 3.73 1.92286 21.3
8 4.634 4.80‐9.64‐18.1
9 23.922 2.80 1.72916 54.7
10 -24.519 2.73
11 ∞ 1.51 1.51633 64.1
12 ∞ 0.50
13 ∞ 0.50 1.51633 64.1
14 ∞
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面NO. Ｋ Ａ４ Ａ６ Ａ８
3 0.00 -0.27398×10-4 -0.14171×10-5 0.88000×10-7
4 0.00 -0.21862×10-3 0.51925×10-6 0.00
5 0.00 -0.32331×10-3 -0.54123×10-5 0.99049×10-7
6 0.00 0.28664×10-3 -0.47358×10-5 0.68722×10-7
【００２０】
［実施例２］
図５は、本発明のズームレンズ系の実施例２のレンズ構成図を示し、図６、図７及び図８は、それぞれ、このズームレンズ系の短焦点距離端、中間焦点距離、及び長焦点距離端における諸収差図、表２はその数値データである。基本的なレンズ構成は、実施例１と同様である。絞りは第５面の前方（物体側）０．７の位置に配置されていて、ズーミングに際し第２レンズ群２０と一体で移動
する。
【００２１】
（表２）
ＦNO.=1:2.7‐3.4‐5.3
ｆ=8.00‐12.50‐24.03（ズーム比＝3.00）
Ｗ=30.4‐19.8‐10.6
ｆB=0.00‐0.00‐0.00
面NO. ｒ ｄ Ｎd νd
1 35.725 0.90 1.83481 42.7
2 7.646 2.17
3* 13.231 2.40 1.84666 23.8
4* 25.272 17.99‐9.74‐2.70
5* 7.110 2.50 1.77250 49.6
6 -28.219 0.20
7* 18.266 3.50 1.92286 21.3
8 4.880 4.92‐8.97‐19.37
9 30.098 2.80 1.69680 55.5
10 -21.514 2.95
11 ∞ 1.51 1.51633 64.1
12 ∞ 0.50
13 ∞ 0.50 1.51633 64.1
14 ∞
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面NO. Ｋ Ａ４ Ａ６ Ａ８
3 0.00 -0.88427×10-4 -0.16679×10-5 0.43529×10-7
4 0.00 -0.23870×10-3 -0.62834×10-6 0.00
5 0.00 -0.11983×10-3 -0.25840×10-5 0.00
7 0.00 -0.45509×10-3 -0.86460×10-5 0.16360×10-6
【００２２】
［実施例３］
図９は、本発明のズームレンズ系の実施例３のレンズ構成図を示し、図１０、図１１及び図１２は、それぞれ、このズームレンズ系の短焦点距離端、中間焦
点距離、及び長焦点距離端における諸収差図、表３はその数値データである。基本的なレンズ構成は、実施例１と同様である。絞りは第５面の前方（物体側）０．６７の位置に配置されていて、ズーミングに際し第２レンズ群２０と一体で移動する。
【００２３】
（表３）
ＦNO.=1:2.7‐3.5‐4.8
ｆ=5.70‐9.00‐14.30（ズーム比＝2.51）
Ｗ=32.9‐21.7‐14.1
ｆB=2.70‐2.70‐2.70
面NO. ｒ ｄ Ｎd νd
1 16.171 0.90 1.77250 49.6
2 4.553 1.70
3* 8.879 1.60 1.84666 23.8
4* 13.209 11.05‐6.14‐3.00
5* 4.433 2.00 1.69350 53.2
6* -18.477 0.20
7 7.137 1.00 1.92286 21.3
8 3.193 3.14‐6.99‐13.17
9 75.707 2.00 1.58913 61.2
10 -10.659 0.80
11 ∞ 1.50 1.51633 64.1
12 ∞ 0.50
13 ∞ 0.50 1.51633 64.1
14 ∞
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）：
面NO. Ｋ Ａ４ Ａ６ Ａ８
3 0.00 -0.83561×10-3 0.22557×10-4 -0.78955×10-
4 0.00 -0.16518×10-2 0.38674×10-4 -0.24551×10-5
5 0.00 -0.12186×10-2 -0.15219×10-4 0.00
6 0.00 0.82006×10-3 0.20843×10-4 0.00
【００２４】
各実施例の各条件式に対する値を表４に示す。
（表４）
実施例１ 実施例２ 実施例３
条件式（１） 0.677 0.683 0.734
条件式（２） 1.017 1.078 0.957
条件式（３） 0.732 0.753 0.564
条件式（４） 0.643 0.610 0.560
条件式（５） 21.3 21.3 21.3
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、テレフォトタイプの３群ズームレンズであって、ズーム比が２〜３倍程度の小型のデジタルカメラ用ズームレンズ系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるズームレンズ系の実施例１のレンズ構成図である。
【図２】 図１のレンズ構成の短焦点距離端における諸収差図である。
【図３】 図１のレンズ構成の中間焦点距離における諸収差図である。
【図４】 図１のレンズ構成の長焦点距離端における諸収差図である。
【図５】 本発明によるズームレンズ系の実施例２のレンズ構成図である。
【図６】 図５のレンズ構成の短焦点距離端における諸収差図である。
【図７】 図５のレンズ構成の中間焦点距離における諸収差図である。
【図８】 図５のレンズ構成の長焦点距離端における諸収差図である。
【図９】 本発明によるズームレンズ系の実施例３のレンズ構成図である。
【図１０】 図９のレンズ構成の短焦点距離端における諸収差図である。
【図１１】 図９のレンズ構成の中間焦点距離における諸収差図である。
【図１２】 図９のレンズ構成の長焦点距離端における諸収差図である。
【図１３】 本発明によるズームレンズ系の簡易移動図である。
Claims (2)
- 物体側から順に、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レンズ群とからなり、 短焦点距離端から長焦点距離端へのズーミングに際し、前記第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は減少し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔は増大するように移動し、
第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ１枚と正レンズ１枚で構成され、第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成され、第３レンズ群は正レンズ１枚で構成され、
次の条件式（１）、（２）、（３）及び（５）を満足することを特徴とするズームレンズ系。
（１）０．４＜（ｆｗ・ｆｔ）1/2／｜ｆ１｜＜０．８ （ｆ１＜０）
（２）０．７＜（ｆｗ・ｆｔ）1/2／ｆ２＜１．４
（３）０．４＜（ｆｗ・ｆｔ）1/2／ｆ３＜０．９
（５）νｓ≦２１．３
但し、
ｆｗ：短焦点距離端での全系焦点距離、
ｆｔ：長焦点距離端での全系焦点距離、
ｆｉ：第ｉレンズ群の焦点距離（ｉ＝１〜３）、
νｓ：第２レンズ群の像側のレンズのアッベ数。 - 請求項１記載のズームレンズ系において、前記第２レンズ群の最も像側のレンズは、像側に凹面を向けたレンズであり、次の条件式（４）を満足するズームレンズ系。（４）０．４＜｜Ｒｓ｜／ｆｗ＜０．８
但し、
Ｒｓ：上記メニスカスレンズの像側の面の曲率半径。
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