WO2006001431A1

WO2006001431A1 - ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ

Info

Publication number: WO2006001431A1
Application number: PCT/JP2005/011761
Authority: WO
Inventors: Keiki Yoshitsugu
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2006-12-29
Also published as: EP1762876A1; US7697215B2; CN1977205A; JP4792395B2; CN101539660A; US7369323B2; CN101539660B; JPWO2006001431A1; US20080158691A1; US20070285801A1

Abstract

　撮影時及び非撮影時の全長が短く、解像度が高いズームレンズ系、該ズームレンズ系を用いる撮像装置及び該撮像装置を備えるカメラを提供することを目的とし、該ズームレンズ系は、物体の光学的な像を変倍可能に形成するためのものであって、物体側から順に、負パワーの第１レンズ群（Ｇ１）と、正パワーの第２レンズ群（Ｇ２）と、正パワーの第３レンズ群（Ｇ３）とを備え、各レンズ群を光軸に沿ってそれぞれ移動させることにより、各レンズ群の間隔を変化させて変倍を行い、該第２レンズ群（Ｇ２）は、最も物体側に配置された曲率の強い面を物体側に向けた正レンズ素子である第２レンズ群物体側レンズ素子と、最も像側に配置された物体側に凸面を向けた正レンズ素子である第２レンズ群像側レンズ素子とを含む、少なくとも３枚のレンズ素子から構成されている。

Description

ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ

技術分野

[0001] 本発明はズームレンズ系、撮像装置及びカメラに関し、特にデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等に好適な小型で高画質のズームレンズ系、そのズームレンズ系を備える撮像装置、及びその撮像装置を備えるカメラに関する。

背景技術

[0002] CCD (Charge Coupled Device)や CMOS (Complementary Metal— Oxc ide Semiconductor)等の固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラは、レンズ素子の最後部と固体撮像素子との間に光学的ローパスフィルタなどの部材を配置するため、比較的バックフォーカスの長いレンズ系を必要とする。また、デジタルスチルカメラの撮影光学系は、像面における周辺光量低下の要因となるシェーディングを避けるため、良好なテレセントリック特性が要求される。

[0003] デジタルスチルカメラには多くの形態が考えられる力その 1つの形態としてコンパタトタイプがある。コンパクトタイプのデジタルスチルカメラに適したズームレンズ系として、従来から、物体側カゝら順に、負パワーを有する第 1レンズ群と、正パワーを有する第 2レンズ群と、正パワーを有する第 3レンズ群とで構成した 3群ズームレンズ系が提案されている。本願発明者らは、コンパクトタイプのデジタルスチルカメラに適した、 3 群ズームレンズ系を提案して、る（特許文献 1)。

特許文献 1：国際公開第 03Z085440号パンフレット

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] し力しながら、前記特許文献 1に記載されたズームレンズ系は、光学的な性能の点では満足がいくものであるが、撮影時及び、非撮影時 (沈胴時ともいう）の全長の点で改良の余地を残してヽた。特許文献 1に記載されたズームレンズ系の全長をそのまま短縮すると、全系での収差バランスが崩れてしまうため、光学性能を維持することができない。 [0005] 本発明の目的は、撮影時及び非撮影時の全長が短ぐ解像度が高いズームレンズ系及び該ズームレンズ系を用いる撮像装置を提供することである。また本発明の目的は、前記撮像装置を備えるカメラを提供することである。

課題を解決するための手段

[0006] 上記目的の 1つは、以下のズームレンズ系により達成される。物体の光学的な像を変倍可能に形成するためのズームレンズ系であって、物体側から順に、負パワーの第 1レンズ群と、正パワーの第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群とを備え、各レンズ群を光軸に沿ってそれぞれ移動させることにより、各レンズ群の間隔を変化させて変倍を行い、第 1レンズ群は、物体側カゝら順に、曲率の強い面を像側に向けた負メ- スカス形状である第 1レンズ素子と、曲率の強!、面を物体側に向けた正レンズ素子である第 2レンズ素子とからなり、第 2レンズ群は、最も物体側に配置された曲率の強い面を物体側に向けた正レンズ素子である第 2レンズ群物体側レンズ素子と、最も像側に配置された物体側に凸面を向けた正レンズ素子である第 2レンズ群像側レンズ素子とを含む、少なくとも 3枚のレンズ素子カゝら構成され、第 3レンズ群は、 1枚の正レンズ素子のみ力なり、広角端力望遠端への変倍に際して第 1レンズ群は像側に凸の軌跡を描きながら移動し、第 2レンズ群は物体側に単調に移動し、以下の条件を満足する。

I L L

W T I /L < 0. 1 · · (1)

W

(ただし、 Z=f /ί > 2. 5である）

T W

ここで、 L は広角端における光学全長、 L は望遠端における光学全長、 f はレンズ

W T T

系全体の望遠端における焦点距離、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距離

W

である。

[0007] 好ましくは、第 2レンズ群は、物体側から順に、曲率の強い面を物体側に向けた正レンズ素子である第 3レンズ素子と、正レンズ素子であるの第 4レンズ素子と、負レンズ素子である第 5レンズ素子と、物体側に凸面を向けた正レンズ素子である第 6レンズ素子とからなる。

[0008] 好ましくは、第 2レンズ群は、物体側から順に、曲率の強い面を物体側に向けた正レンズ素子である第 3レンズ素子と、負レンズ素子である第 4レンズ素子と、物体側に凸面を向けた正レンズ素子である第 5レンズ素子とからなる。

[0009] 好ましくは、以下の条件を満足する。

1.9<f /ί <2.4·· (2)

G2 W

(ただし、 Z=f /ί >2.5である）

T W

ここで、 f は前記第 2レンズ群の焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦

G2 T

点距離、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距離である。

W

[0010] 好ましくは、以下の条件を満足する。

3.2<f /ί <4.0·· (3)

G3 W

(ただし、 Z=f /ί >2.5である）

T W

ここで、 f は前記第 3レンズ群の焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦

G3 T

W

[0011] 好ましくは、以下の条件を満足する。

0.4<f /ί <1. 1·· (4)

F G2

ここで、 f は前記第 2レンズ群の焦点距離、 f は前記第 2レンズ群最物体側レンズ素

G2 F

子の焦点距離である。

[0012] 好ましくは、以下の条件を満足する。

0.9<f /ί <1.5·· (5)

R G2

ここで、 f は前記第 2レンズ群の焦点距離、 f は前記第 2レンズ群最像側レンズ素子

G2 R

の焦点距離である。

[0013] 好ましくは、以下の条件を満足する。

3<r /ί <10·· (6)

IF W

(ただし、 Z=f /ί >2.5である）

T w

ここで、 r は前記第 1レンズ素子の物体側面の曲率、 f はレンズ系全体の広角端に

IF W

おける焦点距離、 f

Tはレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。

[0014] 好ましくは、以下の条件を満足する。

2.0<r /ί <3.8·· (7)

2R W

(ただし、 Z=f /ί >2.5である）

T W

ここで、 r は前記第 2レンズ素子の像側面の曲率、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。

T

[0015] 好ましくは、以下の条件を満足する。

0.20<d /ί XL /ί <0.29·· (8)

R G2 W W

(ただし、 Z=f /ί >2.5である）

Τ W

ここで、 d は前記第 2レンズ群最像側レンズ素子と物体側において隣接するレンズ面

R

との間の軸上間隔、 f は前記第 2レンズ群の焦点距離、 L は広角端における光学

G2 W

全長、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距離である。

W

[0016] 好ましくは、以下の条件を満足する。

1.0<r /ί <4.0·· (9)

F G2

ここで、 f は前記第 2レンズ群の焦点距離、 r は前記第 2レンズ群最像側レンズ素子

G2 RF

の物体側面の曲率半径である。

[0017] 好ましくは、以下の条件を満足する。

-1.8< ( I r I - I r I )/ϊ <-0.2·· (10)

RF RR W

(ただし、 Z=f /ί >2.5である）

T w

ここで、 r は前記第 2レンズ群最像側レンズ素子の像側面の曲率半径、 r は前記第

RR F

2レンズ群最像側レンズ素子の物体側面の曲率半径、 f はレンズ系全体の広角端に

W

おける焦点距離、 f

Tはレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。

[0018] 好ましくは、以下の条件を満足する。

2<r /ϊ <5·· (11)

RF W

(ただし、 Z=f /ί >2.5である）

T w

ここで、 r は前記第 2レンズ群最像側レンズ素子の物体側面の曲率半径、 f はレン

RF W

ズ系全体の広角端における焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距

T

離である。

[0019] 好ましくは、以下の条件を満足する。

0. OK (r +r )/(r — r )<0.3·· (12)

RR RF RR RF

RR F

2レンズ群最像側レンズ素子の物体側面の曲率半径である。

[0020] 好ましくは、以下の条件を満足する。 1. 2< (r +r ) / (r r ) < 1. 8 · · (13)

F NR RF NR

ここで、 r は前記第 2レンス群最像側レンズ素子と物体側におヽて隣接するレンズ面

NR

の曲率半径、 r は前記第 2レンズ群最像側レンズ素子の物体側面の曲率半径であ

F

る。

[0021] 好ましくは、第 2レンズ群を、光軸に垂直な方向に移動することにより、ズームレンズ系の振動によって発生する像ぶれを補正可能に構成し、以下の条件を満足する。

1.7< (1 -m ) m < 2.1 · · (14)

G2T G3T

ここで、 m は撮影距離が∞で広角端における第 2レンズ群の倍率、 m は撮影距

G2T G3T 離が∞で広角端における第 3レンズ群の倍率である。

[0022] 上記目的の 1つは、以下の撮像装置により達成される。被写体の光学的な像を電気的な画像信号に変換して出力可能な撮像装置であって、被写体の光学的な像を変倍可能に形成するズームレンズ系と、ズームレンズ系が形成した被写体の光学的な像を、電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、ズームレンズ系は、物体側から順に、負パワーの第 1レンズ群と、正パワーの第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群とを備え、各レンズ群を光軸に沿ってそれぞれ移動させることにより、各レンズ群の間隔を変化させて変倍を行い、第 1レンズ群は、物体側から順に、曲率の強い面を像側に向けた負メニスカス形状である第 1レンズ素子と、曲率の強、面を物体側に向けた正レンズ素子である第 2レンズ素子とからなり、第 2レンズ群は、最も物体側に配置された曲率の強ヽ面を物体側に向けた正レンズ素子である第 2レンズ群物体側レンズ素子と、最も像側に配置された物体側に凸面を向けた正レンズ素子である第 2レンズ群像側レンズ素子とを含む、少なくとも 3枚のレンズ素子カゝら構成され、第 3レンズ群は、 1枚の正レンズ素子のみ力なり、広角端から望遠端への変倍に際して第 1レンズ群は像側に凸の軌跡を描きながら移動し、第 2レンズ群は物体側に単調に移動し、上記条件（1)を満足する。

[0023] 上記目的の 1つは、以下のカメラにより達成される。被写体を撮影して、電気的な画像信号として出力可能なカメラであって、前記被写体の光学的な像を変倍可能に形成するズームレンズ系と、ズームレンズ系が形成した被写体の光学的な像を、電気的な信号に変換する撮像素子とを含む撮像装置とを備え、ズームレンズ系は、物体側から順に、負パワーの第 1レンズ群と、正パワーの第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群とを備え、各レンズ群を光軸に沿ってそれぞれ移動させることにより、各レンズ群の間隔を変化させて変倍を行い、第 1レンズ群は、物体側力も順に、曲率の強い面を像側に向けた負メニスカス形状である第 1レンズ素子と、曲率の強、面を物体側に向けた正レンズ素子である第 2レンズ素子とからなり、第 2レンズ群は、最も物体側に配置された曲率の強い面を物体側に向けた正レンズ素子である第 2レンズ群物体側レンズ素子と、最も像側に配置された物体側に凸面を向けた正レンズ素子である第 2レンズ群像側レンズ素子とを含む、少なくとも 3枚のレンズ素子カゝら構成され、第 3 レンズ群は、 1枚の正レンズ素子のみ力なり、広角端力望遠端への変倍に際して第 1レンズ群は像側に凸の軌跡を描きながら移動し、第 2レンズ群は物体側に単調に移動し、上記条件（1)を満足する。

発明の効果

[0024] 本発明によれば、撮影時及び非撮影時の全長が短ぐ解像度が高いズームレンズ系及び該ズームレンズ系を用いる撮像装置を提供することができる。また本発明によれば、前記撮像装置を備えるカメラを提供することができる。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1A]図 1Aは、実施の形態 1 (実施例 1)に係るズームレンズ系の構成図である。

[図 1B]図 1Bは、実施の形態 1 (実施例 1)に係るズームレンズ系の構成図である。

[図 1C]図 1Cは、実施の形態 1 (実施例 1)に係るズームレンズ系の構成図である。

[図 2A]図 2Aは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 2B]図 2Bは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 2C]図 2Cは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 2D]図 2Dは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 2E]図 2Eは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 2F]図 2Fは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 2G]図 2Gは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 2H]図 2Hは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 21]図 21は、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。 [図 3A]図 3Aは、実施の形態 2 (実施例 2)に係るズームレンズ系の構成図である。

[図 3B]図 3Bは、実施の形態 2 (実施例 2)に係るズームレンズ系の構成図である。

[図 3C]図 3Cは、実施の形態 2 (実施例 2)に係るズームレンズ系の構成図である。

[図 4A]図 4Aは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 4B]図 4Bは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 4C]図 4Cは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 4D]図 4Dは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 4E]図 4Eは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 4F]図 4Fは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 4G]図 4Gは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 4H]図 4Hは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 41]図 41は、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 5A]図 5Aは、実施の形態 3 (実施例 3)に係るズームレンズ系の構成図である。

[図 5B]図 5Bは、実施の形態 3 (実施例 3)に係るズームレンズ系の構成図である。

[図 5C]図 5Cは、実施の形態 3 (実施例 3)に係るズームレンズ系の構成図である。

[図 6A]図 6Aは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 6B]図 6Bは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 6C]図 6Cは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 6D]図 6Dは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 6E]図 6Eは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 6F]図 6Fは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 6G]図 6Gは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 6H]図 6Hは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 61]図 61は、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 7A]図 7Aは、実施の形態 4 (実施例 4)に係るズームレンズ系の構成図である。

[図 7B]図 7Bは、実施の形態 4 (実施例 4)に係るズームレンズ系の構成図である。

[図 7C]図 7Cは、実施の形態 4 (実施例 4)に係るズームレンズ系の構成図である。

[図 8A]図 8Aは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。 [図 8B]図 8Bは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 8C]図 8Cは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 8D]図 8Dは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 8E]図 8Eは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 8F]図 8Fは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 8G]図 8Gは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 8H]図 8Hは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 81]図 81は、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 9A]図 9Aは、実施の形態 5 (実施例 5)に係るズームレンズ系の構成図である。

[図 9B]図 9Bは、実施の形態 5 (実施例 5)に係るズームレンズ系の構成図である。

[図 9C]図 9Cは、実施の形態 5 (実施例 5)に係るズームレンズ系の構成図である。

[図 10A]図 10Aは、実施例 5に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 10B]図 10Bは、実施例 5に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 10C]図 10Cは、実施例 5に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 10D]図 10Dは、実施例 5に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 10E]図 10Eは、実施例 5に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 10F]図 10Fは、実施例 5に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 10G]図 10Gは、実施例 5に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 10H]図 10Hは、実施例 5に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 101]図 101は、実施例 5に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[図 11A]図 11Aは、実施例 1に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である

[図 11B]図 11Bは、実施例 1に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である

[図 11C]図 11Cは、実施例 1に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である

[図 11D]図 11Dは、実施例 1に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。 [図 11E]図 11Eは、実施例 1に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 11F]図 11Fは、実施例 1に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 12A]図 12Aは、実施例 2に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 12B]図 12Bは、実施例 2に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 12C]図 12Cは、実施例 2に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である

[図 12D]図 12Dは、実施例 2に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。

[図 12E]図 12Eは、実施例 2に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 12F]図 12Fは、実施例 2に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 13A]図 13Aは、実施例 3に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 13B]図 13Bは、実施例 3に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 13C]図 13Cは、実施例 3に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である

[図 13D]図 13Dは、実施例 3に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。

[図 13E]図 13Eは、実施例 3に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 13F]図 13Fは、実施例 3に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 14A]図 14Aは、実施例 4に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 14B]図 14Bは、実施例 4に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 14C]図 14Cは、実施例 4に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である

[図 14D]図 14Dは、実施例 4に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。

[図 14E]図 14Eは、実施例 4に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 14F]図 14Fは、実施例 4に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 15A]図 15Aは、実施例 5に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 15B]図 15Bは、実施例 5に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である [図 15C]図 15Cは、実施例 5に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である

[図 15D]図 15Dは、実施例 5に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。

[図 15E]図 15Eは、実施例 5に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である

[図 15F]図 15Fは、実施例 5に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である

[図 16]図 16は、実施の形態 6に係るデジタルスチルカメラの構成断面図である。符号の説明

G1 第 1レンズ群

G2 第 2レンズ群 G3 第 3レンズ群

L1 第 1レンズ素子

L2 第 2レンズ素子

L3 第 3レンズ素子

L4 第 4レンズ素子

L5 第 5レンズ素子

L6 第 6レンズ素子

L7 第 7レンズ素子

A 絞り

P 平行平板

S 像面

1 ズームレンズ系

2 固体撮像素子

3 液晶モニタ

4 筐体

5 主鏡筒

6 移動鏡筒

7 円筒カム

発明を実施するための最良の形態

(実施の形態 1〜5)

図 1A〜1Cは、実施の形態 1に係るズームレンズ系の構成図である。図 3A〜3Cは、実施の形態 2に係るズームレンズ系の構成図である。図 5A〜5Cは、実施の形態 3 に係るズームレンズ系の構成図である。図 7A〜7Cは、実施の形態 4に係るズームレンズ系の構成図である。図 9A〜9Cは、実施の形態 5に係るズームレンズ系の構成図である。各図は、いずれも無限遠合焦状態にあるズームレンズ系を表している。図 1A、 3A、 5A、 7A及び 9Aは、広角端 (最短焦点距離状態:焦点距離 f )のレンズ構

W

成、図 1B、 3B、 5B、 7B及び 9Bは、中間位置（中間焦点距離状態:焦点距離 f = (f * f ；) )のレンズ構成、図 1C、 3C、 5C、 7C及び 9Cは、望遠端 (最長焦点距離状態:焦点距離 f )のレンズ構成をそれぞれ表している。

T

[0028] 実施の形態 1〜5に係るズームレンズ系は、いずれも物体側力順に、負パワーの第 1レンズ群 G1と、絞り Aと、正パワーの第 2レンズ群 G2と、正パワーの第 3レンズ群 G3とを備える。実施の形態 1〜5に係るズームレンズ系は、広角端から望遠端への変倍に際し、第 1レンズ群は像側に凸の軌跡を描きながら移動し、第 2レンズ群及び絞りは単調に物体側に移動し、第 3レンズ群は物体側に凸あるいは凹の軌跡で像側へ移動している。なお、各図において、図中最も左側に記載された直線は、像面 Sの位置を表し、その物体側には光学的ローパスフィルタや撮像素子のフェースプレート等と等価な平行平板 Pを設けている。実施の形態 1〜5に係るズームレンズ系は、これらの各レンズ群を所望のパワー配置にすることにより、光学性能を保ちつつレンズ系全体の小型化を可能にして、る。

[0029] 実施の形態 1〜5に係るズームレンズ系において、第 1レンズ群 G1は、物体側から順に、曲率の強い面を像側に向けた負メニスカス形状である第 1レンズ素子 L1と、曲率の強い面を物体側に向けた正レンズ素子である第 2レンズ素子 L2とから構成されている。また、実施の形態 1〜5に係るズームレンズ系において、第 2レンズ群 G2は、最も物体側に配置された曲率の強い面を物体側に向けた正レンズ素子である第 2レンズ群物体側レンズ素子と、最も像側に配置された物体側に凸面を向けた正レンズ素子である第 2レンズ群像側レンズ素子とを含む、少なくとも 3枚のレンズ素子力ゝら構成されている。実施の形態 1〜5に係るズームレンズ系は、上記構成を有しているので、各レンズ群を構成しているレンズ素子の枚数が少なぐ非使用時にコンパクト〖こ収納することができる光学系になって!/、る。

[0030] 特に、実施の形態 1〜4に係るズームレンズ系において、第 2レンズ群 G2は、物体側から順に、曲率の強!、面を物体側に向けた正レンズ素子である第 3レンズ素子 L3 (第 2レンズ群最物体側レンズ素子）と、正レンズ素子である第 4レンズ素子 L4と、負レンズ素子である第 5レンズ素子 L5と、物体側に凸面を向けた正レンズ素子である第 6レンズ素子 L6 (第 2レンズ群最像側レンズ素子）とから構成されて！、る。

[0031] 実施の形態 1〜4に係るズームレンズ系は、このように第 2レンズ群 G2を構成することにより、十分な収差補正を行うことができる。特に、第 2レンズ群最像側レンズ素子力物体側に凸面を向けた正レンズ素子により構成されているので、第 2レンズ群 G2 の全長を短縮することができる。

[0032] また、実施の形態 5に係るズームレンズ系にお、て、第 2レンズ群 G2は、物体側から順に、曲率の強い面を物体側に向けた正レンズ素子である第 3レンズ素子 L3と、負レンズ素子である第 4レンズ素子 L4と、物体側に凸面を向けた正レンズ素子である第 5レンズ素子 L5とから構成されて、る。

[0033] 実施の形態 5に係るズームレンズ系は、このように第 2レンズ群 G2を構成することにより、十分な収差補正を行うことができる。特に、第 2レンズ群最像側レンズ素子が、物体側に凸面を向けた正レンズ素子により構成されているので、第 2レンズ群 G2の全長を短縮することができる。また、実施の形態 5に係るズームレンズ系は、実施の形態 1〜4に係るズームレンズ系と比較して、第 2レンズ群 G2を構成するレンズの枚数を削減できているので、組立に際して偏芯収差の発生の原因を減少させることができ、組立調整の容易なズームレンズ系を実現している。

[0034] また、実施の形態 1〜5のズームレンズ系において、第 3レンズ群 G3は、両凸正レンズ素子 1枚 (実施の形態 1〜4において第 7レンズ素子 L7、実施の形態 5において第 6レンズ素子 L6)で構成されている。各実施の形態のズームレンズ系は、以上の構成により沈胴時の小型化を可能にしている。さらに、各実施の形態のズームレンズ系は、第 3レンズ群 G3を光軸に沿って移動させることにより、無限遠合焦状態から近接物体合焦状態へのフォーカシングを行うことができる。

[0035] 以下、各実施の形態に係るズームレンズ系が満足すべき条件を説明する。なお、各実施の形態に係るズームレンズ系において、複数の満足すべき条件が規定される 1S 各条件をすベてを満足するズームレンズ系の構成が最も望ましい。しかしながら、個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏するズームレンズ系を得ることも可會である。

[0036] 各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件（1)を満足する。

I L L /L <

W T I 0. 1 · · (1)

W

(ただし、 Z=f /Ϊ > 2. 5である）

T W

ここで、 L は広角端における光学全長、 L は望遠端における光学全長、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離、 f はレンズ系全体の広角端における焦点距離

W

である。

[0037] 条件（1)は、使用時光学全長の最大値を短くするとともに良好な結像特性を確保するための条件である。使用時光学全長の最大値を短くするには、広角端における光学全長と望遠端における光学全長とを等しくするのが理想である。ただし、広角端における光学全長と望遠端における光学全長を完全に等しくしょうとすると、結像特性を犠牲にする場合もある。条件（1)はこれらを考慮して得られた条件である。条件（ 1)が満足されない場合には、使用時の光学全長を短くするとともに良好な結像特性を確保することが困難となる。

[0038] 各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件（2)を満足することが望ま、。

1. 9< f /ί < 2. 4 · · (2)

G2 W

(ただし、 Z=f /ί > 2. 5である）

T W

G2 T

点距離、 f ズ

Wはレン系全体の広角端における焦点距離である。

[0039] 条件 (2)は、使用時光学全長を極力短くすると同時に諸収差の発生をバランス良く補正するための条件である。条件式の値が上限を越えると、第 2レンズ群 G2の物像間距離が長くなるために、使用時光学全長が長くなつてしまう。この場合、第 3レンズ群 G3の倍率を小さくすれば光学全長が短くなる力第 3レンズ群 G3のパワーが大きくなるために第 3レンズ群 G3で発生する像面湾曲がアンダーになり、この像面湾曲を第 1レンズ群 G1と第 2レンズ群 G2とで補正することが困難となる。一方、条件式の値が下限を越えると、使用時光学全長は短くなるものの、望遠端において第 1レンズ群 G1と第 2レンズ群 G2との間に絞りを配置できるだけの空気間隔を確保することが困難となる。

[0040] なお、各実施の形態のズームレンズ系は、条件（2)の範囲を以下のように規定することにより上述の効果をさらに奏功させることができる。

1. 95< f /Ϊ - - (2) '

G2 W

f /Ϊ < 2. 2 · · (2) "

G2 W

[0041] 各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件（3)を満足することが望ま、。 3. 2<f /ί く 4. 0· · (3)

G3 W

(ただし、 Z=f /ί > 2. 5である）

T w

G3 T

W

[0042] 条件（3)は、固体撮像素子に入射する最大像高における主光線の傾斜角を小さく、つまりテレセントリック性を良好にするとともに、像面湾曲を低減するための条件である。条件式の値が下限を超えると、テレセントリック性は良好となるものの、レンズ系全体の像面湾曲を補正しきれなくなる。一方、条件式の値上限を超えると、像面湾曲は低減するものの、テレセントリック性が不十分となる。

[0043] なお、各実施の形態のズームレンズ系は、条件（3)の範囲を以下のように規定することにより上述の効果をさらに奏功させることができる。

3. 5<f /ϊ · ' (3)，

G3 W

f /Ϊ く 3. 7· · (3) "

G3 W

[0044] 各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件 (4)を満足することが望ま、。

0. 4<f /ί < 1. 1 · · (4)

F G2

G2 F

子の焦点距離である。

[0045] 条件 (4)は、第 2レンズ群 G2で発生する諸収差をバランス良く補正するとともに、使用時のレンズ系全体の光学全長を短くするための条件である。条件式の値が上限を超える場合、第 2レンズ群 G2の物体側主点の物体側への偏りが不十分であるために、望遠端にぉヽて第 1レンズ群 G1の像側主点から第 2レンズ群 G2の物体側主点までの間隔を所望の長さにしょうとすると、第 1レンズ群 G1と第 2レンズ群 G2の間に絞りを配置できる空間を確保できなくなる。一方、条件式の値が下限を超える場合、第 2 レンズ群 G2の物体側主点の物体側への偏りは十分となり、望遠端において第 1レンズ群 G1と第 2レンズ群 G2の間に絞りを配置する空間を確保するとともに、使用時光学全長を短くすることができる。し力しながら、第 2レンズ群最物体側レンズ素子に隣接して設けられるレンズ素子のパワーが過大となるため、これらのレンズ素子で発生する球面収差、コマ収差を他のレンズでバランス良く補正することが困難となる。 [0046] なお、各実施の形態のズームレンズ系は、条件 (4)の範囲を以下のように規定することにより上述の効果をさらに奏功させることができる。

0. 5<f /Ϊ · · (4) '

F G2

f /ϊ < 0. 8 · · (4) "

F G2

[0047] 各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件（5)を満足することが望ま、。

0. 9<f /ί < 1. 5 · · (5)

R G2

G2 R

の焦点距離である。

[0048] 条件（5)も、第 2レンズ群 G2で発生する諸収差をバランス良く補正するとともに、使用時のレンズ系全体の光学全長を短くするための条件である。条件式の値が下限を超える場合、第 2レンズ群 G2の物体側主点の物体側への偏りが不十分であるために、望遠端にぉヽて第 1レンズ群 G1の像側主点から第 2レンズ群 G2の物体側主点までの間隔を所望の長さにしょうとすると、第 1レンズ群 G1と第 2レンズ群 G2の間に絞りを配置できる空間を確保できなくなる。一方、条件式の値が上限を超える場合、第 2 レンズ群 G2の物体側主点の物体側への偏りは十分となり、望遠端において第 1レンズ群 G1と第 2レンズ群 G2の間に絞りを配置する空間を確保するとともに、使用時光学全長を短くすることができる。しカゝしながら、第 2レンズ群最像側レンズ群に隣接して設けられるレンズ素子のパワーが過大となるため、これらのレンズ素子で発生する球面収差、コマ収差を他のレンズでバランス良く補正することが困難となる。

[0049] なお、各実施の形態のズームレンズ系は、条件（5)の範囲を以下のように規定することにより上述の効果をさらに奏功させることができる。

1. Kf /ϊ · ' (5)，

R G2

f /ϊ < 1. 3 · · (5) "

R G2

[0050] 各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件（6)を満足することが望ま、。

3<r /ί < 10· · (6)

IF W

(ただし、 Z=f /ί > 2. 5である）

T w

IF W

おける焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。 [0051] 条件 (6)は、第 1レンズ素子 L1の物体側面の曲率半径を規制することにより、広角端における負の歪曲収差を小さくするための条件である。条件式の値が下限を超える場合には、広角端における負の歪曲収差は小さくなるが、コマ収差、非点収差が過大となるため、撮影画像の周辺部の結像特性を良好にすることができない。一方、条件式の値が上限を超える場合には、後続のレンズ面で広角端における負の歪曲収差を小さくすることができな、。

[0052] なお、各実施の形態のズームレンズ系は、条件（6)の範囲を以下のように規定することにより上述の効果をさらに奏功させることができる。

6<r /ί · ' (6)，

IF W

r /f < 7· · (6) "

IF W

[0053] 各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件（7)を満足することが望ま、。

2. 0<r /ί < 3. 8 · · (7)

2R W

(ただし、 Z=f /ί > 2. 5である）

T W

ここで、 r は前記第 2レンズ素子の像側面の曲率、 f はレンズ系全体の広角端にお

2R W

ける焦点距離、 f レンズ

Tは系全体の望遠端における焦点距離である。

[0054] 条件（7)は、第 2レンズ素子 L2の像側面の曲率半径を規制することにより、広角端における負の歪曲収差を小さくするための条件である。条件式の値が下限を超える場合には、広角端における歪曲収差の絶対値は小さくなるが、コマ収差、非点収差が過大となるために、撮影画像の周辺部の結像特性を良好にすることができな、。一方、条件式の値が上限を超える場合には、後続のレンズ面で広角端における負の歪曲収差を小さくすることができない。

[0055] なお、各実施の形態のズームレンズ系は、条件（7)の範囲を以下のように規定することにより上述の効果をさらに奏功させることができる。

2. 8<r /ί · ' (7)，

2R W

[0056] 各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件（8)を満足することが望ま、。

0. 20< d /ί X L /ί < 0. 29 · · (8)

R G2 W W

(ただし、 Z=f /ί > 2. 5である）

Τ W

ここで、 d は前記第 2レンズ群最像側レンズ素子と物体側において隣接するレンズ面との間の軸上間隔、 f は前記第 2レンズ群の焦点距離、 L は広角端における光学

G2 W

W

[0057] 条件 (8)は、第 2レンズ群 G2の全長と収差補正とのノンスをとる条件である。条件式の値が下限を超える場合、第 2レンズ群 G2で発生する球面収差、コマ収差を他のレンズでバランス良く補正することが困難となる。一方、条件式の値が上限を超える場合、第 2レンズ群最像側レンズ素子と物体側にぉヽて隣接するレンズ面との間の軸上面間隔が大きくなり、使用時光学全長及び非使用時の全長を短くすることができない。

[0058] なお、各実施の形態のズームレンズ系は、条件（8)の範囲を以下のように規定することにより上述の効果をさらに奏功させることができる。

0. 25< d /ί X L /ί · ' (8)，

R G2 W W

d /ί X L /ί < 0. 27· · (8)，，

R G2 W W

[0059] 各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件（9)を満足することが望ま、。

1. 0<r /ί <4. 0· · (9)

F G2

G2 RF

の物体側面の曲率半径である。

[0060] 条件（9)も、第 2レンズ群 G2の全長と収差補正とのバランスをとる条件である。条件式の値が下限を超える場合、第 2レンズ群 G2で発生する球面収差、コマ収差を他のレンズでバランス良く補正することが困難となる。一方、条件式の値が上限を超える場合、第 2レンズ群最像側レンズ素子と物体側にぉヽて隣接するレンズ面との間の軸上面間隔が大きくなり、使用時光学全長及び非使用時の全長を短くすることができない。

[0061] なお、各実施の形態のズームレンズ系は、条件（9)の範囲を以下のように規定することにより上述の効果をさらに奏功させることができる。

1. 5<r /ί · ' (9)，

RF G2

r /f < 1. 7· - (9) "

RF G2

[0062] 各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件（10)を満足することが望ましい。

- 1. 8< ( I r I - I r I ) /ϊ < -0. 2· · (10) (ただし、 Z=f /ί > 2. 5である）

T w

R F

W

おける焦点距離、 f

Tはレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。

[0063] 条件（10)も、第 2レンズ群 G2の全長と収差補正とのバランスをとる条件である。条件式の値が下限を超える場合、第 2レンズ群 G2で発生する球面収差、コマ収差を他のレンズでバランス良く補正することが困難となる。一方、条件式の値が上限を超える場合、第 2レンズ群最像側レンズ素子と物体側にぉヽて隣接するレンズ面との間の軸上面間隔が大きくなり、使用時光学全長及び非使用時の全長を短くすることができない。

[0064] なお、各実施の形態のズームレンズ系は、条件（10)の範囲を以下のように規定すること〖こより上述の効果をさら〖こ奏功させることができる。

- 1 < ( | r I | r I ) /ί · ' (10)，

RF RR W

( | r I | r

RR I ) /f < 0. 5 · · (10)，，

RF W

[0065] 各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件（11)を満足することが望ましい。

2<r /ϊ < 5 · · (11)

RF W

(ただし、 Z=f /ί > 2. 5である）

T w

RF W

ズ系全体の広角端における焦点距離、 f

Tはレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。

[0066] 条件（11)も、第 2レンズ群 G2の全長と収差補正とのバランスをとる条件である。条件式の値が下限を超える場合、第 2レンズ群 G2で発生する球面収差、コマ収差を他のレンズでバランス良く補正することが困難となる。一方、条件式の値が上限を超える場合、第 2レンズ群最像側レンズ素子と物体側にぉヽて隣接するレンズ面との間の軸上面間隔が大きくなり、使用時光学全長及び非使用時の全長を短くすることができない。

[0067] なお、各実施の形態のズームレンズ系は、条件（11)の範囲を以下のように規定すること〖こより上述の効果をさら〖こ奏功させることができる。 3<r /ί · ' (11)，

F W

r /f <4· · (11)，，

RF W

[0068] 各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件（12)を満足することが望ましい。

0. OK (r +r ) / (r — r ) < 0. 3 · · (12)

R RF RR RF

RR F

2レンズ群最像側レンズ素子の物体側面の曲率半径である。

[0069] 条件（12)も、第 2レンズ群 G2の全長と収差補正とのバランスをとる条件である。条件式の値が下限を超える場合、第 2レンズ群 G2で発生する球面収差、コマ収差を他のレンズでバランス良く補正することが困難となる。一方、条件式の値が上限を超える場合、第 2レンズ群最像側レンズ素子と物体側にぉヽて隣接するレンズ面との間の軸上面間隔が大きくなり、使用時光学全長及び非使用時の全長を短くすることができない。

[0070] なお、各実施の形態のズームレンズ系は、条件（12)の範囲を以下のように規定すること〖こより上述の効果をさら〖こ奏功させることができる。

(r +r ) / (r — r ) < 0. 2· · (12)，

RR RF RR RF

[0071] 各実施の形態のズームレンズ系は、以下の条件（13)を満足することが望ましい。

1. 2< (r +r ) / (r r ) < 1. 8 · · (13)

RF NR RF NR

NR

F

る。

[0072] 条件（13)も、第 2レンズ群 G2の全長と収差補正とのバランスをとる条件である。条件式の値が下限を超える場合、第 2レンズ群 G2で発生する球面収差、コマ収差を他のレンズでバランス良く補正することが困難となる。一方、条件式の値が上限を超える場合、第 2レンズ群最像側レンズ素子と物体側にぉヽて隣接するレンズ面との間の軸上面間隔が大きくなり、使用時光学全長及び非使用時の全長を短くすることができない。

[0073] 各実施の形態のズームレンズ系は、第 2レンズ群を、光軸に垂直な方向に移動することにより、ズームレンズ系の振動によって発生する像ぶれを補正可能に構成し、以下の条件（14)を満足することが望ましい。

1.7< (1 -m ) m < 2.1 · · (14)

G2T G3T

ここで、 m , m は、それぞれ撮影距離が∞で広角端における第 2レンズ群の倍

G2T G3T

率、第 3レンズ群の倍率である。

[0074] 条件（14)は、像ぶれ補正時の結像特性を良好にするための条件式である。条件式の値が下限を下回ると、像を所定の量だけ偏心させるのに必要な第 2レンズ群 G2 の偏心量が過大となるために、第 2レンズ群 G2の平行移動による収差の変化が大きくなり、画像周辺部の結像特性が劣化してしまう。一方、条件式の値が上限を超えると、像を所定の量だけ偏心させるのに必要な第 2レンズ群 G2の偏心量が過小となるために、第 2レンズ群 G2を精度良く平行移動させることが困難となる。その結果、撮影中の画素ずれを十分に小さくすることができないため、像ぶれ補正時の結像特性を良好にすることが困難となる。

[0075] なお、結像特性をさらに良好にするには、条件（14)の範囲を以下のように規定すること〖こより上述の効果をさら〖こ奏功させることができる。

1.8< (1 -m ) m · ' (14)，

G2T G3T

(1 -m ) m < 2.0 · · (14) "

G2T G3T

[0076] なお、各実施の形態を構成している各レンズ群は、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レンズ (つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイブのレンズ)のみで構成されている力これに限らない。例えば、回折により入射光線を偏向させる回折型レンズ，回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折 ·回折ハイブリッド型レンズ，入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ等で、各レンズ群を構成してもよ、。

[0077] また各実施の形態において、反射面を光路中に配置することにより、ズームレンズ系の前，後又は途中で光路を折り曲げてもよい。折り曲げ位置は必要に応じて設定すればよぐ光路の適正な折り曲げにより、カメラの見かけ上の薄型化を達成することが可能である。

[0078] さらに各実施の形態では、ズームレンズ系の最終面と撮像素子との間に配置される光学的ローパスフィルタを含む平板を配置する構成を示した力 S、このローノスフィルタとしては、所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパスフィルタや、必要とされる光学的な遮断周波数の特性を回折効果により達成する位相型ローパスフィルタ等が適用可能である。また、各実施の形態において、ズームレンズ系の光学的な像を受光する固体撮像素子の特性に応じてローパスフィルタを省略してちよい。

[0079] (実施の形態 6)

図 16は、実施の形態 6に係るデジタルスチルカメラの構成断面図である。図 16〖こおいて、デジタルスチルカメラは、ズームレンズ系 1と、 CCDである固体撮像素子 2とを含む撮像装置と、液晶モニタ 3と、筐体 4等から構成される。ズームレンズ系 1として、実施の形態 1に係るズームレンズ系が用いられる。図 16において、ズームレンズ系 1は、第 1レンズ群 G1と、第 2レンズ群 G2と、絞り Aと、第 3レンズ群 G3とから構成されている。筐体 4は、前側にズームレンズ系 1が配置され、ズームレンズ系 1の後側には、 CCDである固体撮像素子 2が配置されている。筐体 4の後側に液晶モニタ 3が配置されて、る。ズームレンズ系 1による被写体の光学的な像が像面 Sに形成される。

[0080] 固体撮像素子 2は、記録画素数が水平 2304 X垂直 1728 (約 400万画素）、画素ピッチが水平 2. 5 /z m X垂直 2. 5 m、記録画面サイズが水平 5. 76mmX垂直 4. 32mm (対角 7. 2mm)であり、各画素に微小正レンズが設けられている。

[0081] 鏡筒は、主鏡筒 5、移動鏡筒 6、円筒カム 7で構成されている。円筒カム 7を回転させると、第 1レンズ群 G1と第 2レンズ群 G2と第 3レンズ群 G3とが固体撮像素子 2を基準にした所定の位置に移動し、広角端力望遠端までの変倍を行うことができる。第 3レンズ群枠 G3はフォーカス調整用モータにより光軸方向に移動可能である。

[0082] こうして、デジタルスチルカメラに実施の形態 1のズームレンズ系を用いることにより、ズーム比が 3倍程度、かつ広角端における画角が 65° 程度で、解像度が高ぐ非使用時の奥行が薄いデジタルスチルカメラを提供することができる。なお、図 16に示したデジタルスチルカメラには、実施例 1のズームレンズ系の代わりに実施例 2〜実施例 5のいずれかのズームレンズ系を用いてもよい。また、図 16に示したデジタルスチルカメラの光学系は、動画を対象とするデジタルビデオカメラに用いることもできる。この場合、静止画だけでなぐ解像度の高い動画を撮影することができる。 [0083] また、以上に説明した実施の形態 1〜5のズームレンズ系と、 CCDや CMOS等の撮像素子とから構成される撮像装置を、携帯電話機器、 PDA (Personal Digital Assistance)、監視システムにおける監視カメラ、 Webカメラ、車載カメラ等に適用してもよい。

[0084] また、以上に説明したデジタルスチルカメラに像ぶれ補正機能を搭載する場合、第 2レンズ群 G2を光軸に垂直な方向に移動させる機構と像ぶれ補正モータ等を追加し、像ぶれ補正モータを像ぶれ補正信号により制御すればよい。像ぶれ補正信号は、公知の角速度センサにより検出されるデジタルスチルカメラの振動検出結果力生成する方法や、固体撮像素子に形成された画像信号から画像処理により生成する方法などの公知の方法を用いることができる。

[0085] さらに、以上に説明したデジタルスチルカメラには、固体撮像素子の中央部に形成される画像を信号処理回路によって画面全体に拡大するデジタルズーム機能を搭載することもでき、デジタルズーム機能を用いる場合には、以下に説明するように、ぶれ補正機能による効果が顕著に得られる。

[0086] 像ぶれによってズームレンズが傾斜した場合のぶれぼけの程度は、固体撮像素子の対角長に対する像偏心量の比 (像偏心量比）を用いて評価することができる。この比は、撮影画像の信号からどのような大きさで印刷しても一定である。デジタルズーム機能を用いな!/、場合の撮影画像の対角長は、固体撮像素子の有効領域の対角長と一致するが、デジタルズーム機能を用いる場合の撮影画像の対角長は、固体撮像素子の対角長よりも小さくなる。従って、像偏心量が一定の場合には、デジタルズーム機能を用いると、像偏心量比が大きくなつて、ぶれぼけの程度が大きくなる。

[0087] 像ぶれ補正機能を用いると、像偏心量が非常に小さくなるので、デジタルズーム機能を用いても、像偏心量比が小さくなつて、像ぶれぼけが大幅に改善される。

[0088] 図 16に示したデジタルスチルカメラでは、第 2レンズ群 G2の平行移動量が同一でも、第 2レンズ群 G2の方位により結像特性に差を生じることがある。この場合には、固体撮像素子の傾斜調整を行うことにより、結像特性の差を小さくすることができる。

[0089] また、図 16に示したデジタルスチルカメラには、実施の形態 1のズームレンズ系の代わりに実施の形態 2〜5のズームレンズ系を用いることもできる。また、固体撮像素子は上述の 400万画素の固体撮像素子の代わりに、記録画素数が水平 2560 X垂直 1920 (約 500万画素）、画素ピッチが水平 2. 2 /z m X垂直 2. 、記録画面サィズが水平 5. 632mm X垂直 4. 224mm (対角 7. 04mm)の固体撮像素子を用いることちでさる。

[0090] また、図 16に示したデジタルスチルカメラの構成は、動画を対象としたビデオカメラに用いることもできる。この場合には、動画だけでなぐ解像度の高い静止画像を撮影することができる。

[0091] 以下、実施の形態 1〜5に係るズームレンズ系を具体的に実施した数値実施例を説明する。なお、各数値実施例において、表中の長さの単位はすべて mmである。また、各数値実施例において、 rは曲率半径、 dは面間隔、 ndは d線における屈折率、 v dはアッベ数である。また、各数値実施例において、 *印を付した面は非球面であり、非球面形状は次式で定義している。

h²/r

+ Dh⁴ +Eh⁶ +Fh⁸ +Gh¹⁰ + Hh¹² +Ih¹⁴ +Jh¹⁶

ここで、 κは円錐定数、 D, E, F, G, H, I, Jはそれぞれ 4次、 6次、 8次、 10次、 12 次、 14次、 16次の非球面係数である。

[0092] (実施例 1)

実施例 1のズームレンズ系は、図 1A〜： LCに示した実施の形態 1に対応する。実施例 1のズームレンズ系のレンズデータを表 1に、非球面データを表 2に、撮影距離が ∞の場合の、焦点距離、 Fナンバー、画角、光学全長および可変面間隔データを表 3に示す。

レンズ群レンズ素子面 r d nd V d

G1 し 1 1 41.370 1.300

1.80470 40.97

2 5.089 * 1.700

し 2 3 8.630 1.400

1.84666 23.78

4 21.558 可変

絞り 5 oo 0.900

G2 し 3 6 4.905 * 1.350

1.80431 40.87

7 37.490 0.300

し 4 8 17.166 0.900 1.69680 55.48 し 5 9 -258.388 0.400

1.80518 25.46

10 4.024 0.491

し 6 11 18.693 1.200

1.72916 54.66

12 -21.749 可変

G3 し 7 13 14.894 * 1.500

1.60602 57.44

14 -92.171 可変

P 15 oo 0.900

1.51680 64.20

16 oo

^

(実施例 2)

実施例 2のズームレンズ系は、図 3A 3Cに示した実施の形態 2に対応する。実施例 2のズームレンズ系のレンズデータを表 4に、非球面データを表 5に、撮影距離が ∞の場合の、焦点距離、 Fナンバー、画角、光学全長および可変面間隔データを表 6に示す。

^ .

面 κ D E F G

2 - 3.30774E - 01 -2.62911E-04 -7.62645E-06 9.85542E- 08 -1.10157E-08

6 -4.26592E-01 6.37515E-06 -9.09813E- 06 1.63787E-06 -8.66525E-08

13 0.00000E+00 -2.18482E-04 3.25922E— 05 -2.31617E-06 6.00396E-08 (実施例 3)

実施例 3のズームレンズ系は、図 5A 5Cに示した実施の形態 3に対応する。実施例 3のズームレンズ系のレンズデータを表 7に、非球面データを表 8に、撮影距離が ∞の場合の、焦点距離、 Fナンバー、画角、光学全長および可変面間隔データを表 9に示す。

S

面間隔広角 ϋ而中間状態望 JSli而

d4 13.936 5.938 1.417

d12 4.456 9.702 18.884

d14 3.653 3.175 1.523

f 5.95 10.04 17.35

F 2.88 3.67 5.18

2ω 63.43 39.79 23.24

し 36.303 33.074 36.065 面 κ D Ε F G

2 -5.80250Ε-01 -6.08937Ε-05 2.71922Ε-06 -2.04421 Ε-07 2.41794Ε-09

6 -4.59131 Ε-01 8.20384Ε-05 -1.42292Ε- 06 7.67524Ε-07 -2.13672Ε-08

13 0.00000Ε+00 -1.88297Ε-04 2.18481 Ε-05 -1.33504Ε-06 3.12118Ε-08

(実施例 4)

実施例 4のズームレンズ系は、図 7A〜7Cに示した実施の形態 4に対応する。実施例 4のズームレンズ系のレンズデータを表 10に、非球面データを表 11に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、 Fナンバー、画角、光学全長および可変面間隔データを表 12に示す。

表 10

表 11

表 1

(実施例 5)

実施例 5のズームレンズ系は、図 9A 9Cに示した実施の形態 5に対応する。実施例 5のズームレンズ系のレンズデータを表 13に、非球面データを表 14に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、 Fナンバー、画角、光学全長および可変面間隔データを表 15に示す。

表 13

レンズ群レンズ素子面 r d nd V d

G1 し 1 1 29.600 1.220

1.75016 45.05

2 4.975 * 1.700

し 2 3 8.020 1.350

1.84666 23.78

4 15.523 可変

絞り 5 oo 0.900

G2 し 3 6 4.534 * 2.250

1.80431 40.87

7 -140.533 0.400

し 4 8 3.918 0.500 1.80518 25.46 し 5 9 15.679 1.200

1.77250 49.65

10 -22.930 可変

G3 し 6 11 14.578 * 1.450

1.66547 55.18

12 -466.464 可変

P 13 oo 1.800

1.51680 64.20

14 oo 表 14

表 15

以下の表 16に、実施例 1 5における各条件式の対応値を示す。

表 16 実施例 1 実施例 2 実施例 3 実施例 4 実施例 5

|LW^_LTレ Lw 0.028 0.025 0.007 0.000 0.000 f。2/ fw 1.939 1.940 1.973 1.932 1.993 f。3/ f w 3.575 3.674 3.723 3.583 3.577 f 3/ f G2 0.597 0.597 1.023 0.786 0.464 f R/ f G2 1.210 1.209 1.102 1.238 1.031 i F/ fw 6.954 6.843 7.003 6.348 4.978

「2R/ fw 3.623 3.631 3.182 2.771 2.611 dR/fG2*L_W/fw 0.256 0.257 0.260 0.263 0.255 rRF/ f G2 1.620 1.591 1.618 1.548 1.323

(|rR_FHrR_R|)/f_w -0.514 -0.644 -0.288 -1.701 -1.220 rRF/ f W 3.142 3.086 3.192 2.992 2.637

(r_RR+r_RF)バ r_RR_r_RF) 0.076 0.095 0.043 0.221 0.188

(rRF^+r"NR)/ (^rRFマ NR) 1.549 1.561 1.586 1.595 1.666

(1-m_G2T)m_G3T 1.929 1.927 1.920 1.940 1.853

[0098] 図 2A〜2Iは、実施例 1に係るズームレンズ系の縦収差図である。図 4A〜4Iは、実施例 2に係るズームレンズ系の縦収差図である。図 6A〜6Iは、実施例 3に係るズームレンズ系の縦収差図である。図 8A〜8Iは、実施例 4に係るズームレンズ系の縦収差図である。図 10A〜： LOIは、実施例 5に係るズームレンズ系の縦収差図である。

[0099] 図 2A〜2C、図 4A〜4C、図 6A〜6C、図 8A〜8C及び図 10A〜： LOCは、広角端における収差を表す。図 2D〜2F、図 4D〜4F、図 6D〜6F、図 8D〜8F及び図 10 D〜10Fは、中間位置における収差を表す。図 2G〜2I、図 4G〜4I、図 6G〜6I、図 8G〜8I及び図 10G〜： LOIは、望遠端における収差を表す。図 2A、 2D、 2G、 4A、 4 D、 4G、 6A、 6D、 6G、 8A、 8D、 8G、 10A、 10D及び IOGは、球面収差を示す。図 2B、 2E、 2H、 4B、 4E、 4H、 6B、 6E、 6H、 8B、 8E、 8H、 10B、 IOE及び IOH は、非点収差を示す。図 2C、 2F、 21、 4C、 4F、 41、 6C、 6F、 61、 8C、 8F、 81、 IOC 、 IOF及び 101は、歪曲収差を示す。球面収差図において、縦軸は Fナンバーを表し、実線は d線、短破線は F線、長破線は C線の特性である。非点収差図において、縦軸は半画角を表し、実線はサジタル平面、破線はメリディォナル平面の特性である。歪曲収差図において、縦軸は半画角を表す。

[0100] また、図 11A〜11Fは、実施例 1に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。図 12A〜12Fは、実施例 2に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。図 13A〜13Fは、実施例 3に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。図 14A〜14Fは、実施例 4に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。図 15A〜15Fは、実施例 5に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。

[0101] 図 11A〜11C、 12A〜12C、 13A〜13C、 14八〜14じ及び15八〜15じは、望遠端における像ぶれ補正を行っていない基本状態に対応する横収差図である。また、図 11D〜11F、 12D〜12F、 13D〜13F、 14D〜14F及び 15D〜15Fは、第 2レンズ群 G2全体を光軸と垂直な方向に所定量移動させた望遠端における像ぶれ補正状態に対応する横収差図である。基本状態の各横収差図のうち、図 11A、 12A、 13 A、 14A及び 15Aは、最大像高の 75%の像点における横収差に対応する。また図 1

IB、 12B、 13B、 14B及び 15Bは、軸上像点における横収差に対応する。さらに図 1

IC、 12C、 13C、 14C及び 15Cは、最大像高の— 75%の像点における横収差に対応する。像ぶれ補正状態の各横収差図のうち、図 11D、 12D、 13D、 14D及び 15D は、最大像高の 75%の像点における横収差に対応する。また図 11E、 12E、 13E、 14E及び 15Eは、軸上像点における横収差に対応する。さらに図 11F、 12F、 13F、 14F及び 15Fは、最大像高の— 75%の像点における横収差に対応する。なお、各横収差図において、メリディォナル平面を、第 1レンズ群 G1の光軸と第 2レンズ群 G2 の光軸とを含む平面として!、る。

[0102] なお、像ぶれ補正状態での第 2レンズ群 G2の光軸と垂直な方向への移動量は、実 Jif列 1力 SO. 094mm, Jfef列 2力 0. 094mm, Jfef列 3力0. 095mm, Jfef列 4力 ^0 . 094mm,実施例 5が 0. 098mmである。なお、撮影距離が∞で望遠端において、ズームレンズ系が 0. 6° だけ傾いた場合の像偏心量は、第 2レンズ群 G2全体が光軸と垂直な方向に上記の各値だけ平行移動するときの像偏心量に等ヽ。

[0103] 各横収差図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることがわかる。また、 + 75%像点における横収差と— 75%像点における横収差とを基本状態で比較すると、いずれも湾曲度が小さぐ収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことがわかる。このことは、像ぶれ補正状態であっても十分な結像性能が得られていることを意味している。また、ズーレンズ系の像ぶれ補正角が同じ場合には、レンズ系全体の焦点距離が短くなるにつれて、像ぶれ補正に必要な平行移動量が減少する。従って、いずれのズーム位置であっても

、0. 6° までの像ぶれ補正角に対して、結像特性を低下させることなく十分な像ぶれ補正を行うことが可能である。

産業上の利用可能性

本発明に係るズームレンズ系は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話機器、 PDA (Personal Digital Assistance)、監視システムにおける監視カメラ、 Webカメラ、車載カメラ等のデジタル入力装置に適用可能であり、特にデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の高画質が要求される撮影光学系に好適である。

Claims

請求の範囲

[1] 物体の光学的な像を変倍可能に形成するためのズームレンズ系であって、物体側から順に、

負パワーの第 1レンズ群と、正パワーの第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群とを備え、

前記各レンズ群を光軸に沿ってそれぞれ移動させることにより、各レンズ群の間隔を変化させて変倍を行い、

前記第 1レンズ群は、物体側から順に、曲率の強い面を像側に向けた負メニスカス形状である第 1レンズ素子と、曲率の強い面を物体側に向けた正レンズ素子である第 2レンズ素子とからなり、

前記第 2レンズ群は、最も物体側に配置された曲率の強!、面を物体側に向けた正レンズ素子である第 2レンズ群物体側レンズ素子と、最も像側に配置された物体側に凸面を向けた正レンズ素子である第 2レンズ群像側レンズ素子とを含む、少なくとも 3 枚のレンズ素子力構成され、

前記第 3レンズ群は、 1枚の正レンズ素子のみからなり、

広角端カゝら望遠端への変倍に際して前記第 1レンズ群は像側に凸の軌跡を描きな力移動し、前記第 2レンズ群は物体側に単調に移動し、

以下の条件を満足する、ズームレンズ系：

I L L

W T I /L < 0. 1 · · (1)

W

(ただし、 Z=f /ί > 2. 5である）

T W

W T T

W

である。

[2] 前記第 2レンズ群は、物体側から順に、曲率の強い面を物体側に向けた正レンズ素子である第 3レンズ素子と、正レンズ素子であるの第 4レンズ素子と、負レンズ素子である第 5レンズ素子と、物体側に凸面を向けた正レンズ素子である第 6レンズ素子と力なる、請求項 1に記載のズームレンズ系。

[3] 前記第 2レンズ群は、物体側から順に、曲率の強い面を物体側に向けた正レンズ素子である第 3レンズ素子と、負レンズ素子である第 4レンズ素子と、物体側に凸面を向けた正レンズ素子である第 5レンズ素子とからなる、請求項 1に記載のズームレンズ系

[4] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：

1. 9<f /ί < 2. 4· · (2)

G2 W

(ただし、 Z=f /ί > 2. 5である）

T W

G2 T

W

[5] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：

3. 2<f /ί <4. 0· · (3)

G3 W

(ただし、 Z=f /ί > 2. 5である）

T W

G3 T

点距離、 f

Wはレンズ系全体の広角端における焦点距離である。

[6] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：

0. 4<f /ί < 1. 1 · · (4)

F G2

G2 F

子の焦点距離である。

[7] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：

0. 9<f /ί < 1. 5 · · (5)

R G2

G2 R

の焦点距離である。

[8] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：

3<r /ί < 10· · (6)

IF W

(ただし、 Z=f /ί > 2. 5である）

T w

IF W

おける焦点距離、 f レンズ

Tは系全体の望遠端における焦点距離である。

[9] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：

2. 0<r /ί < 3. 8 · · (7) (ただし、 Z=f /ί >2.5である)

W

2R W

ける焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。

T

[10] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：

0.20<d /ί XL /ί <0.29·· (8)

R G2 W W

(ただし、 Z=f /ί >2.5である）

Τ W

R

G2 W

W

[11] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：

1.0<r /ί <4.0·· (9)

F G2

G2 RF

の物体側面の曲率半径である。

[12] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：

-1.8< ( I r

RF I - I r )/ϊ

RR I <-0.2·· (10)

W

(ただし、 Z=f /ί >2.5である）

T w

RR F

W

おける焦点距離、 f はレンズ系全体の望遠端における焦点距離である。

T

[13] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：

2<r /ϊ <5·· (11)

RF W

(ただし、 Z=f /ί >2.5である）

T w

RF W

T

離である。

[14] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：

0. OK (r +r )/(r — r )<0.3·· (12)

RR RF RR RF

RR F 2レンズ群最像側レンズ素子の物体側面の曲率半径である。

[15] 以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：

1. 2< (r +r ) / (r r ) < 1. 8 · · (13)

F NR RF NR

NR

F

る。

[16] 前記第 2レンズ群を、光軸に垂直な方向に移動することにより、ズームレンズ系の振動によって発生する像ぶれを補正可能であり、以下の条件を満足する、請求項 1に記載のズームレンズ系：

1.7< (1 -m ) m < 2.1 · · (14)

G2T G3T

G2T G3T 離が∞で広角端における第 3レンズ群の倍率である。

[17] 被写体の光学的な像を電気的な画像信号に変換して出力可能な撮像装置であつて、

前記被写体の光学的な像を変倍可能に形成するズームレンズ系と、

前記ズームレンズ系が形成した前記被写体の光学的な像を、前記電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、

前記ズームレンズ系は、物体側から順に、負パワーの第 1レンズ群と、正パワーの第 2レンズ群と、正パワーの第 3レンズ群とを備え、前記各レンズ群を光軸に沿ってそれぞれ移動させることにより、各レンズ群の間隔を変化させて変倍を行い、

前記第 3レンズ群は、 1枚の正レンズ素子のみからなり、広角端カゝら望遠端への変倍に際して前記第 1レンズ群は像側に凸の軌跡を描きながら移動し、前記第 2レンズ群は物体側に単調に移動し、以下の条件を満足する、撮像装置：

I L L I /L < 0. 1 · · (1)

W T W

(ただし、 Z=f /ί > 2. 5である）

T W

W T T

W

である。

被写体を撮影して、電気的な画像信号として出力可能なカメラであって、前記被写体の光学的な像を変倍可能に形成するズームレンズ系と、前記ズームレンズ系が形成した前記被写体の光学的な像を、前記電気的な信号に変換する撮像素子とを含む撮像装置とを備え、

前記第 3レンズ群は、 1枚の正レンズ素子のみからなり、

広角端カゝら望遠端への変倍に際して前記第 1レンズ群は像側に凸の軌跡を描きながら移動し、前記第 2レンズ群は物体側に単調に移動し、以下の条件を満足する、力メラ：

I L L I /L < 0. 1 · · (1)

W T W

(ただし、 Z=f /ί > 2. 5である）ここで、 L は広角端における光学全長、 L は望遠端における光学全長、 f はレンズ

W T T

W

である。