JP2014182378A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】ズームレンズを提供する。
【解決手段】ズームレンズは、光軸に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第一レンズ群、第二レンズ群、および、第三レンズ群を含み、それぞれ、第一レンズ群は負の屈折力、第二レンズ群は正の屈折力、第三レンズ群は正の屈折力を有する。第一レンズ群は、光軸に沿って、物体側からイメージ側に、順に、負の屈折力を有する第一レンズ、正の屈折力を有する第二レンズ、および、負の屈折力を有する第三レンズを含む。第三レンズは以下の条件を満たす：
【数１】

式中、R₃₁は第三レンズ物体側表面の曲率半径、R₃₂は第三レンズイメージ側表面の曲率半径である。
【選択図】図１

Description

本発明はレンズに関するものであって、特に、ズームレンズに関するものである。

デジタルカメラは、ほぼ全て、ズームレンズを装備しており、現在、ズーム比(Zoom Ratio)が3倍から5倍のズームレンズは、既に、成熟製品であるが、家庭用電化製品の軽薄短小の趨勢に伴い、ズームレンズの体積も小型化されなければ、デジタルカメラも小型化できない。しかし、ズームレンズを小型化し、且つ、良好な光学性能を具備するのは容易ではない。

特開２０１３−２５４１６０号公報 特開２０１１−１３３８９３号公報

本発明は、小型化し、尚且つ、良好な光学性能を有するズームレンズを提供することを目的とする。

本発明のズームレンズは、光軸に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第一レンズ群、第二レンズ群、および、第三レンズ群を有し、それぞれ、第一レンズ群は負の屈折力、第二レンズ群は正の屈折力、第三レンズ群は正の屈折力を有する。第一レンズ群は、光軸に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第一レンズ、第二レンズ、および、第三レンズを有し、それぞれ、第一レンズは負の屈折力、第二レンズは正の屈折力、第三レンズは負の屈折力を有する。第三レンズは以下の条件を満たす：

式中、R₃₁は第三レンズ物体側表面の曲率半径、R₃₂は第三レンズイメージ側表面の曲率半径である。

ズームレンズが、広角端から望遠端にズームする時、第二レンズ群は、物体側に向かって移動し、第一レンズ群が、イメージ側に向かって移動後、再度、物体側に向かって移動して、第一レンズ群と第二レンズ群の間隔が減少し、第三レンズ群が移動する。

第一レンズ群、第二レンズ群、第三レンズ、および、第四レンズは以下の条件を満たす：

式中、f_G1は第一レンズ群の有効焦点距離、f_G2は第二レンズ群の有効焦点距離、f₃は第三レンズの有効焦点距離、f₄は第四レンズの有効焦点距離である。

第一レンズ群と第二レンズ群は以下の条件を満たす：

式中、f_G1は第一レンズ群の有効焦点距離、f_G2は第二レンズ群の有効焦点距離である。

ズームレンズは以下の条件を満たす：

式中、f_wはズームレンズの広角端の有効焦点距離、f_Tはズームレンズの望遠端の有効焦点距離、Yは像平面の最大像高さ、L_Tはズームレンズが望遠端にある時のレンズ長さである。

第一レンズは凸凹レンズで、第一レンズの凸面は物体側を向き、第二レンズは両凸レンズで、第三レンズは凹凸レンズで、第三レンズの凹面は物体側を向く。

第三レンズは、少なくとも一面が非球面表面、または、二面が共に非球面表面である。

第一レンズは、少なくとも一面が非球面表面、または、二面が共に非球面表面である。

第二レンズ群は、光軸に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第四レンズ、第五レンズ、および、第六レンズを含む。

それぞれ、第四レンズは正の屈折力、第五レンズは正の屈折力、第六レンズは負の屈折力を有する。

第四レンズは両凸レンズ、第五レンズは両凸レンズである。

第六レンズは、少なくとも一面が非球面表面、または、二面が共に非球面表面である。

第一レンズ群中のレンズは、少なくとも一面が非球面表面、第二レンズ群中のレンズは、少なくとも二面が非球面表面である。

第三レンズ群は、第七レンズを含み、第七レンズは両凸レンズで、第七レンズは、少なくとも一面が非球面表面、または、二面が共に非球面表面であり、ズームレンズが短距離写真撮影の時、第七レンズは物体側に向かって移動する。

本発明のズームレンズは、さらに、第一レンズ群と第二レンズ群の間に設置される絞りを含み、絞りと第二レンズ群の間隔は一定で変わらない。

または、本発明のズームレンズは、光軸に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第一レンズ群、第二レンズ群、および、第三レンズ群を有し、第一レンズ群は負の屈折力、第二レンズ群は正の屈折力、第三レンズ群は正の屈折力を有する。第一レンズ群は、光軸に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第一レンズ、第二レンズ、および、第三レンズを有し、第一レンズは負の屈折力、第二レンズは正の屈折力、第三レンズは負の屈折力を有する。第二レンズ群は、光軸に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第四レンズ、第五レンズ、および、第六レンズを有し、第六レンズは負の屈折力を有する。

第三レンズは以下の条件を満たす：

式中、R₃₁は第三レンズ物体側表面の曲率半径、R₃₂は第三レンズイメージ側表面の曲率半径である。

第四レンズは正の屈折力、第五レンズは正の屈折力を有する。

第四レンズは両凸レンズ、第五レンズは両凸レンズである。

第四レンズと第五レンズの間に空隙を設置する。

ズームレンズは以下の条件を満たす：

式中、f_wはズームレンズの広角端の有効焦点距離、f_Tはズームレンズの望遠端の有効焦点距離、Yは像平面の最大像高さ、L_Tはズームレンズの望遠端にある時のレンズ長さである。

第一レンズ群、および、第二レンズ群は以下の条件を満たす：

式中、f_G1は第一レンズ群の有効焦点距離、f_G2は第二レンズ群の有効焦点距離である。

これら及びその他の本発明の利点と特徴は、本発明の以下の詳細な説明を添付図面と合わせて検討すれば、より理解されるであろう。

本発明のズームレンズは、小型化し、尚且つ、良好な光学性能を有する。

本発明の第一実施例によるズームレンズが広角端にある時のレンズ配置図である。 図１のズームレンズの縦収差を示す図である。 図１のズームレンズの像面湾曲を示す図である。 図１のズームレンズの収差を示す図である。 図１のズームレンズの横向け光線ファンを示す図である。 図１のズームレンズの横向け光線ファンを示す図である。 図１のズームレンズの横向け光線ファンを示す図である。 図１のズームレンズの横向色差を示す図である。 図１のズームレンズが広角端にある時の縦収差を示す図である。 図１のズームレンズが広角端にある時の像面湾曲を示す図である。 図１のズームレンズが広角端にある時の収差を示す図である。 図１のズームレンズが広角端にある時の横向け光線ファンを示す図である。 図１のズームレンズが広角端にある時の横向け光線ファンを示す図である。 図１のズームレンズが広角端にある時の横向け光線ファンを示す図である。 図１のズームレンズが広角端にある時の横向色差を示す図である。 図１のズームレンズが望遠端にある時の縦収差を示す図である。 図１のズームレンズが望遠端にある時の像面湾曲を示す図である。 図１のズームレンズが望遠端にある時の収差を示す図である。 図１のズームレンズが望遠端にある時の横向け光線ファンを示す図である。 図１のズームレンズが望遠端にある時の横向け光線ファンを示す図である。 図１のズームレンズが望遠端にある時の横向け光線ファンを示す図である。 図１のズームレンズが望遠端にある時の横向色差を示す図である。 本発明の第二実施例によるズームレンズが広角端にある時のレンズ配置図である。 本発明の第三実施例によるズームレンズが広角端にある時のレンズ配置図である。 本発明の第四実施例によるズームレンズが広角端にある時のレンズ配置図である。

図１を参照すると、図１は、本発明の第一実施例によるズームレンズが広角端にある時のレンズ配置図である。ズームレンズ1は、光軸OA1に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第一レンズ群G11、絞りST1、第二レンズ群G12、第三レンズ群G13、および、光学フィルターOF1を含む。ズームレンズ1が、広角端から望遠端にズームする時、第二レンズ群G12は、物体側に向かって移動し、第一レンズ群G11が、イメージ側に向かって移動後、再度、物体側に向かって移動して、第一レンズ群G11と第二レンズ群G12の間隔D1₆₈が減少し、第三レンズ群G13が移動して、第二レンズ群G12と第三レンズ群G13の間隔D1₁₃₁₄が変化する。各レンズ群の間隔D1₆₈、D1₁₃₁₄の変化により、ズームレンズ1の有効焦点距離を調整することができる。

本実施例において、第一レンズ群G11は負の屈折力、第二レンズ群G12は正の屈折力、第三レンズ群G13は正の屈折力を有する。

第一レンズ群G11は、光軸OA1に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第一レンズL11、第二レンズL12、および、第三レンズL13を有する。凸凹レンズである第一レンズL11は負の屈折力を有し、第一レンズL11の物体側表面S11は凸面である。両凸レンズである第二レンズL12は正の屈折力を有する。凹凸レンズである第三レンズL13は負の屈折力を有し、第三レンズL13の物体側表面S15は凹面で、且つ、物体側表面S15は非球面表面である。

第二レンズ群G12は、光軸OA1に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第四レンズL14、第五レンズL15、および、第六レンズL16を有する。両凸レンズである第四レンズL14は正の屈折力を有する。両凸レンズである第五レンズL15は正の屈折力を有し、第五レンズL15の物体側表面S110とイメージ側表面S111は、どちらも、非球面表面である。凸凹レンズである第六レンズL16は負の屈折力を有し、第六レンズL16のイメージ側表面S113は凹面で、且つ、イメージ側表面S113は非球面表面である。

第三レンズ群G13は第七レンズL17を含み、両凸レンズである第七レンズL17は正の屈折力を有し、第七レンズL17の物体側表面S114は非球面表面である。ズームレンズ1が短距離写真撮影の時、第七レンズL17は物体側に向かって移動する。

絞りST1と第二レンズ群G12の間隔D1₇₈は一定で変わらない。光学フィルターOF1はガラスプレートからなり、その物体側表面S116とイメージ側表面S117は、どちらも、平面である。

また、本実施例のズームレンズ1に良好な光学性能を維持させるため、ズームレンズ1は以下の４条件を満たす必要がある：

式中、R131は第三レンズL13の物体側表面S15の曲率半径、R1₃₂は第三レンズL13のイメージ側表面S16の曲率半径、f1_G1は第一レンズ群G11の有効焦点距離、f1_G2は第二レンズ群G12の有効焦点距離、f1₃は第三レンズL13の有効焦点距離、f1₄は第四レンズL14の有効焦点距離、f1_wはズームレンズ1の広角端の有効焦点距離、f1_Tはズームレンズ1の望遠端の有効焦点距離、Y1は像平面の最大像高さ、L1_Tはズームレンズ1の望遠端のレンズ長さである。

上述のレンズと絞りST1を用いることにより、ズームレンズ1は、小型化と良好な光学性能を兼備することができる。

表１は、図１のズームレンズ1が、それぞれ、広角端、中間端(図示しない)、および、望遠端(図示しない)にある時の各レンズの相関パラメータ表で、表一のデータは、本実施例のズームレンズ1が広角端にある時の有効焦点距離が4.01 mm、中間端にある時の有効焦点距離が8.42 mm、望遠端にある時の有効焦点距離が11.37 mm、ズームレンズ1のズーム比が約2.84倍であることを示している。

表１中の各レンズの非球面表面沈下zは以下の公式により得られる：

式中、：
c：曲率；
h：レンズ表面の任意の一点から光軸の垂直距離；
k：コーニック定数；
A〜G：非球面係数。

表２は、表１中の各レンズの非球面表面の相関パラメータ表で、kはコーニック定数（Conic Constant）、A〜Gは非球面係数である。

本実施例のズームレンズ1において、第三レンズL13の物体側表面S15の曲率半径R1₃₁=-10.297 mm、第三レンズL13のイメージ側表面S16の曲率半径R1₃₂=-100 mm、第一レンズ群G11の有効焦点距離f1_G1=-10.068 mm、第二レンズ群G12の有効焦点距離f1_G2=8.0106 mm、第三レンズL13の有効焦点距離f1₃=-21.508 mm、第四レンズL14の有効焦点距離f1₄=9.539 mm、ズームレンズ1の広角端の有効焦点距離f1_w=4.014 mm、ズームレンズ1の望遠端の有効焦点距離f1_T=11.370 mm、像平面の最大像高さY1=3.21 mm、ズームレンズ1の望遠端時のレンズ長さL1_T=26.438 mmで、上述のデータから下記４つの数式が得られ、全て、上述の条件(1)から条件(4)の要求を満たす。

また、本実施例のズームレンズ1が、広角端、中間端、および、望遠端にある時、その光学性能も要求を達成することができ、これは、図２Ａから図２Ｇ、図３Ａから図３Ｇ、および、図４Ａから図４Ｇから分かる。図２Ａ、図３Ａ、および、図４Ａは、本実施例のズームレンズ1が、広角端、中間端、および、望遠端にある時の縦収差(Longitudinal Aberration)を示す図である。図２Ｂ、図３Ｂ、および、図４Ｂは、本実施例のズームレンズ1が、広角端、中間端、および、望遠端にある時の像面湾曲(Field Curvature)を示す図である。図２Ｃ、図３Ｃ、および、図４Ｃは、本実施例のズームレンズ1が、広角端、中間端、および、望遠端にある時の収差(Distortion)を示す図である。図２Ｄから図２Ｆ、図３Ｄから図３Ｆ、および、図４Ｄから図４Ｆは、本実施例のズームレンズ1が、広角端、中間端、および、望遠端にある時の横向け光線ファン (Transverse Ray Fan)を示す図である。図２Ｇ、図３Ｇ、および、図４Ｇは、本実施例のズームレンズ1が、広角端、中間端、および、望遠端にある時の横向色差(Lateral Color)を示す図である。

図２Ａから分かるように、本実施例のズームレンズ1が広角端にある時、波長範囲が0.486μmから0.656 μmの光線に対し生成される縦収差値は、-0.06 mmから0.04 mmの間である。図２Ｂから分かるように、本実施例のズームレンズ1が広角端にある時、波長が0.588μmの光線に対し生成される接線(Tangential)方向と矢状(Sagittal)方向の像面湾曲は、-0.13 mmから0.04 mmの間である。図２Ｃから分かるように、本実施例のズームレンズ1が広角端にある時、波長が0.588μmの光線に対し生成される収差は、正負8.0%の間である。図２Ｄ、図２Ｅ、図２Ｆから分かるように、本実施例のズームレンズ1が広角端にある時、波長が0.588 μmの光線に対し、異なる画像高度で生成される横向像差値は、正負14 μmの間である。図２Ｇから分かるように、本実施例のズームレンズ1が広角端にある時、波長0.587562μmを参照波長として、波長範囲が0.4861 μmから0.6563μmの光線に対し、異なる視野高度で生成される横向色差は、-2.0 μmから2.5μmの間である。本実施例のズームレンズ1が広角端にある時の縦収差、像面湾曲、収差、横向像差、および、横向色差は、どれも、効果的に修正され、好ましい光学性能を得ることが分かる。

図３Ａから分かるように、本実施例のズームレンズ1が中間端にある時、波長範囲が0.486μmから0.656μmの光線に対し生成される縦収差値は、-0.025 mmから0.045 mmの間である。図３Ｂから分かるように、本実施例のズームレンズ1が中間端にある時、波長が0.588μmの光線に対し、生成される接線(Tangential)方向と矢状(Sagittal)方向の像面湾曲は、-0.13 mmから0.00 mmの間である。図３Ｃから分かるように、本実施例のズームレンズ1が中間端にある時、波長が0.588μmの光線に対し、生成される収差は正負0.5%の間である。図３Ｄ、図３Ｅ、図３Ｆから分かるように、本実施例のズームレンズ1が中間端にある時、波長が0.588 μmの光線に対し、異なる画像高度で生成される横向像差値は、正負8 μmの間である。図３Ｇから分かるように、本実施例のズームレンズ1が中間端にある時、波長0.587562μmを参照波長として、波長範囲介於0.486μmから0.656μmの光線に対し、異なる視野高度で生成される横向色差は、-0.5 μmから1.5 μmの間である。本実施例のズームレンズ1が中間端にある時の縦収差、像面湾曲、収差、横向像差、および、横向色差は、どれも、効果的に修正され、好ましい光学性能を得ることが分かる。

図４Ａから分かるように、本実施例のズームレンズ1が望遠端にある時、波長範囲が0.486μmから0.656μmの光線に生成される縦収差値は、-0.03 mmから0.08 mmの間である。図４Ｂから分かるように、本実施例のズームレンズ1が望遠端にある時、波長が0.588 μmの光線に対し、生成される接線(Tangential)方向と矢状(Sagittal)方向の像面湾曲は、-0.13 mmから0.00 mmの間である。図４Ｃから分かるように、本実施例のズームレンズ1が望遠端にある時、波長が0.588μmの光線に対し、生成される収差は、正負0.5%の間である。図４Ｄ、図４Ｅ、図４Ｆから分かるように、本実施例のズームレンズ1が望遠端にある時、波長が0.588 μmの光線に対し、異なる画像高度で生成される横向像差値は、正負8 μmの間である。図４Ｇから分かるように、本実施例のズームレンズ1が望遠端にある時、波長0.587562μmを参照波長として、波長範囲が0.4861μmから0.6563μmの光線に対し、異なる視野高度で生成される横向色差は、0 μmから1.5 μmの間である。本実施例のズームレンズ1が望遠端にある時の縦収差、像面湾曲、収差、横向像差、および、横向色差は、どれも、効果的に修正され、好ましい光学性能を得ることが分かる。

図５を参照すると、図５は、本発明の第二実施例によるズームレンズが広角端にある時のレンズ配置図である。ズームレンズ2は、光軸OA2に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第一レンズ群G21、絞りST2、第二レンズ群G22、第三レンズ群G23、および、光学フィルターOF2を含む。ズームレンズ2が、広角端から望遠端にズームする時、第二レンズ群G22は、物体側に向かって移動し、第一レンズ群G21が、イメージ側に向かって移動後、再度、物体側に向かって移動して、第一レンズ群G21と第二レンズ群G22の間隔D2₆₈が減少し、第三レンズ群G23が移動して、第二レンズ群G22と第三レンズ群G23の間隔D2₁₃₁₄が変化し、各レンズ群の間隔D2₆₈、D2₁₃₁₄の変化により、ズームレンズ2の有効焦点距離を調整することができる。

本実施例において、第一レンズ群G21は負の屈折力、第二レンズ群G22は正の屈折力、第三レンズ群G23は正の屈折力を有する。

第一レンズ群G21は、光軸OA2に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第一レンズL21、第二レンズL22、および、第三レンズL23を含む。凸凹レンズである第一レンズL21は負の屈折力を有し、第一レンズL21の物体側表面S21は凸面である。両凸レンズである第二レンズL22は正の屈折力を有する。凹凸レンズである第三レンズL23は負の屈折力を有し、第三レンズL23の物体側表面S25は凹面で、且つ、物体側表面S25は非球面表面である。

第二レンズ群G22は、光軸OA2に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第四レンズL24、第五レンズL25、および、第六レンズL26を含む。両凸レンズである第四レンズL24は正の屈折力を有し、第四レンズL24の物体側表面S28とイメージ側表面S29は、どちらも、非球面表面である。両凸レンズである第五レンズL25は正の屈折力を有する。両凹レンズである第六レンズL26は負の屈折力を有し、第六レンズL26のイメージ側表面S213は非球面表面である。

第三レンズ群G23は、第七レンズL27を有し、両凸レンズである第七レンズL27は正の屈折力を有し、第七レンズL27の物体側表面S214は非球面表面である。ズームレンズ2が短距離写真撮影の時、第七レンズL27は物体側に向かって移動する。

絞りST2と第二レンズ群G22の間隔D2₇₈は一定で変わらない。光学フィルターOF2はガラスプレートからなり、その物体側表面S216とイメージ側表面S217は、どちらも、平面である。
また、本実施例のズームレンズ2に良好な光学性能を維持させるため、ズームレンズ2は以下の４条件を満たす必要がある：

式中、R2₃₁は第三レンズL23の物体側表面S25の曲率半径、R2₃₂は第三レンズL23のイメージ側表面S26の曲率半径、f2_G1は第一レンズ群G21の有効焦点距離、f2_G2は第二レンズ群G22の有効焦点距離、f2₃は第三レンズL23の有効焦点距離、f2₄は第四レンズL24の有効焦点距離、f2_wはズームレンズ2の広角端の有効焦点距離、f2_Tはズームレンズ2の望遠端の有効焦点距離、Y2は像平面の最大像高さ、L2_Tはズームレンズ2の望遠端のレンズ長さである。

上述のレンズと絞りST2を用いることにより、ズームレンズ2は、小型化と良好な光学性能を兼備することができる。

表３は、図５のズームレンズ2が、それぞれ、広角端、中間端(図示しない)、および、望遠端(図示しない)にある時の各レンズの相関パラメータ表で、表三のデータは、本実施例のズームレンズ2が広角端にある時の有効焦点距離が5.26 mm、中間端にある時の有効焦点距離が9.74 mm、望遠端にある時の有効焦点距離が14.90 mm、ズームレンズ2のズーム比が約2.83倍であることを示している。

表３中、各レンズの非球面表面沈下zは以下の公式により得られる：

式中、：
c：曲率；
h：レンズ表面の任意の一点から光軸の垂直距離；
k：コーニック定数；
A〜G：非球面係数。

表４は、表３中の各レンズの非球面表面の相関パラメータ表で、kはコーニック定数（Conic Constant）、A〜Gは非球面係数である。

本実施例のズームレンズ2において、第三レンズL23の物体側表面S25の曲率半径R2₃₁=-13.5250 mm、第三レンズL23のイメージ側表面S26の曲率半径R2₃₂=-37.8232 mm、第一レンズ群G21の有効焦点距離f2_G1=-12.819 mm、第二レンズ群G22の有効焦点距離f2_G2=10.160 mm、第三レンズL23の有効焦点距離f2₃=-39.809 mm、第四レンズL24の有効焦点距離f2₄=9.148 mm、ズームレンズ2の広角端の有効焦点距離f2_w=5.264 mm、ズームレンズ2の望遠端の有効焦点距離f2_T=14.896 mm、像平面の最大像高さY2=4.07 mm、ズームレンズ2の望遠端時のレンズ長さL2_T=32.822 mmで、上述のデータから下記４つの数式が得られ、全て、上述の条件(5)から条件(8)の要求を満たすことができる。

また、本実施例のズームレンズ2が、広角端、中間端、および、望遠端にある時、その光学性能も要求を達成することができ、その縦収差、像面湾曲、収差、横向像差、および、横向色差(上述の図式は第一実施例と同様であり、よって、省略する)は、どれも、効果的に修正され、好ましい光学性能を得る。

図６を参照すると、図６は、本発明の第三実施例によるズームレンズが広角端にある時のレンズ配置図である。ズームレンズ3は、光軸OA3に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第一レンズ群G31、絞りST3、第二レンズ群G32、第三レンズ群G33、および、光学フィルターOF3を含む。ズームレンズ3が、広角端から望遠端にズームする時、第二レンズ群G32は、物体側に向かって移動し、第一レンズ群G31が、イメージ側に向かって移動後、再度、物体側に向かって移動して、第一レンズ群G31と第二レンズ群G32の間隔D3₆₈が減少し、第三レンズ群G33が移動して、第二レンズ群G32と第三レンズ群G33の間隔D3₁₃₁₄が変化し、各レンズ群の間隔D3₆₈、D3₁₃₁₄の変化により、ズームレンズ3の有効焦点距離を調整することができる。

本実施例において、第一レンズ群G31は負の屈折力、第二レンズ群G32は正の屈折力、第三レンズ群G33は正の屈折力を有する。

第一レンズ群G31は、光軸OA3に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第一レンズL31、第二レンズL32、および、第三レンズL33を有する。凸凹レンズである第一レンズL31は負の屈折力を有し、第一レンズL31の物体側表面S31は凸面である。両凸レンズである第二レンズL32は正の屈折力を有する。凹凸レンズである第三レンズL33は負の屈折力を有し、第三レンズL33の物体側表面S35は、凹面で、且つ、物体側表面S35は非球面表面である。

第二レンズ群G32は、光軸OA3に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第四レンズL34、第五レンズL35、および、第六レンズL36を含む。両凸レンズである第四レンズL34は正の屈折力を有し、第四レンズL34の物体側表面S38とイメージ側表面S39は、どちらも、非球面表面である。両凸レンズである第五レンズL35は正の屈折力を有する。両凹レンズである第六レンズL36は負の屈折力を有し、第六レンズL36のイメージ側表面S313は非球面表面である。

第三レンズ群G33は、第七レンズL37を有し、両凸レンズである第七レンズL37は正の屈折力を有し、第七レンズL37のイメージ側表面S315は非球面表面である。ズームレンズ3が短距離写真撮影の時、第七レンズL37は物体側に向かって移動する。

絞りST3と第二レンズ群G32の間隔D3₇₈は一定で変わらない。光学フィルターOF3はガラスプレートからなり、その物体側表面S316とイメージ側表面S317は、どちらも、平面である。

また、本実施例のズームレンズ3に良好な光学性能を維持させるため、ズームレンズ3は以下の４条件を満たす必要がある：

式中、R3₃₁は第三レンズL33の物体側表面S35の曲率半径、R3₃₂は第三レンズL33のイメージ側表面S36の曲率半径、f3_G1は第一レンズ群G31の有効焦点距離、f3_G2は第二レンズ群G32の有効焦点距離、f3₃は第三レンズL33の有効焦点距離、f3₄は第四レンズL34の有効焦点距離、f3_wはズームレンズ3の広角端の有効焦点距離、f3_Tはズームレンズ3の望遠端の有効焦点距離、Y3は像平面の最大像高さ、L3_Tはズームレンズ3の望遠端のレンズ長さである。

上述のレンズと絞りST3を用いることにより、ズームレンズ3は、小型化と良好な光学性能を兼備することができる。

表５は、図６のズームレンズ3が、それぞれ、広角端、中間端(図示しない)、および、望遠端(図示しない)にある時の各レンズの相関パラメータ表で、表五のデータは、本実施例のズームレンズ3が広角端にある時の有効焦点距離が5.15 mm、中間端にある時の有効焦点距離が7.97 mm、望遠端にある時の有効焦点距離が14.56 mm、ズームレンズ3のズーム比が約2.83倍であることを示している。

表５中、各レンズの非球面表面沈下zは以下の公式により得られる：

式中、：
c：曲率；
h：レンズ表面の任意の一点から光軸の垂直距離；
k：コーニック定数；
A〜G：非球面係数。

表６は、表５中の各レンズの非球面表面の相関パラメータ表で、kはコーニック定数（Conic Constant）、A〜Gは非球面係数である。

本実施例のズームレンズ3において、第三レンズL33の物体側表面S35の曲率半径R3₃₁=-12.5861 mm、第三レンズL33のイメージ側表面S36の曲率半径R3₃₂=-280.5606 mm、第一レンズ群G31の有効焦点距離f3_G1=-10.314 mm、第二レンズ群G32の有効焦点距離f3_G2=8.258 mm、第三レンズL33の有効焦点距離f3₃=-22.3529 mm、第四レンズL34の有効焦点距離f3₄=8.4556 mm、ズームレンズ3の広角端の有効焦点距離f3_w=5.1469 mm、ズームレンズ3の望遠端の有効焦点距離f3_T=14.5647 mm、像平面の最大像高さY3=4.07 mm、ズームレンズ3の望遠端時のレンズ長さL3_T=29.077 mmで、上述のデータから下記４つの数式が得られ、全て、上述の条件(9)から条件(12)の要求を満たすことができる。

また、本実施例のズームレンズ3が、広角端、中間端、および、望遠端にある時その光学性能も要求を達成することができ、その縦収差、像面湾曲、収差、横向像差、および、横向色差(上述の図式は第一実施例と同様であり、よって、省略する)は、どれも、効果的に修正され、好ましい光学性能を得る。

図７を参照すると、図７は、本発明の第四実施例によるズームレンズが広角端にある時のレンズ配置図である。ズームレンズ4は、光軸OA4に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第一レンズ群G41、絞りST4、第二レンズ群G42、第三レンズ群G43、および、光学フィルターOF4を有する。ズームレンズ4が、広角端から望遠端にズームする時、第二レンズ群G42は、物体側に向かって移動し、第一レンズ群G41が、イメージ側に向かって移動後、再度、物体側に向かって移動して、第一レンズ群G41と第二レンズ群G42の間隔D4₆₈が減少し、第三レンズ群G43が移動して、第二レンズ群G42と第三レンズ群G43の間隔D4₁₃₁₄が変化し、各レンズ群の間隔D4₆₈、D4₁₃₁₄の変化により、ズームレンズ4の有効焦点距離を調整することができる。

本実施例において、第一レンズ群G41は負の屈折力、第二レンズ群G42は正の屈折力、第三レンズ群G43は正の屈折力を有する。

第一レンズ群G41は、光軸OA4に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第一レンズL41、第二レンズL42、および、第三レンズL43を有する。凸凹レンズである第一レンズL41は負の屈折力を有し、第一レンズL41の物体側表面S41は凸面で、第一レンズL41のイメージ側表面S42は非球面表面である。両凸レンズである第二レンズL42は正の屈折力を有する。凹凸レンズである第三レンズL43は負の屈折力を有し、第三レンズL43の物体側表面S45は凹面で、且つ、物体側表面S45は非球面表面である。

第二レンズ群G42は、光軸OA4に沿って、物体側からイメージ側に、順に、第四レンズL44、第五レンズL45、および、第六レンズL46を有する。両凸レンズである第四レンズL44は正の屈折力を有し、第四レンズL44の物体側表面S48とイメージ側表面S49は、どちらも、非球面表面である。両凸レンズである第五レンズL45は正の屈折力を有する。第六レンズL46為凸凹レンズは負の屈折力を有する，第六レンズL46のイメージ側表面S413は凹面で、且つ、イメージ側表面S413は非球面表面である。

第三レンズ群G43は、第七レンズL47を有し、両凸レンズである第七レンズL47は正の屈折力を有し、第七レンズL47の物体側表面S414とイメージ側表面S415は、どちらも、非球面表面である。ズームレンズ4が短距離写真撮影の時、第七レンズL47は物体側に向かって移動する。

絞りST4と第二レンズ群G42の間隔D4₇₈は一定で変わらない。光学フィルターOF4はガラスプレートからなり、その物体側表面S416とイメージ側表面S417は、どちらも、平面である。

また、本実施例のズームレンズ4に良好な光学性能を維持させるため、ズームレンズ4は以下の４条件を満たす必要がある：

式中、R4₃₁は第三レンズL43の物体側表面S45の曲率半径、R4₃₂は第三レンズL43のイメージ側表面S46の曲率半径、f4_G1は第一レンズ群G41の有効焦点距離、f4_G2は第二レンズ群G42の有効焦点距離、f4₃は第三レンズL43の有効焦点距離、f4₄は第四レンズL44の有効焦点距離、f4_wはズームレンズ4の広角端の有効焦点距離、f4_Tはズームレンズ4の望遠端の有効焦点距離、Y4は像平面の最大像高さ、L4_Tはズームレンズ4の望遠端のレンズ長さである。

上述のレンズと絞りST4の用いることにより、ズームレンズ4は、小型化と良好な光学性能を兼備することができる。

表７は、図７のズームレンズ4が、それぞれ、広角端、中間端(図示しない)、および、望遠端(図示しない)にある時の各レンズの相関パラメータ表で、表七のデータは、本実施例のズームレンズ4が広角端にある時の有効焦点距離が4.43 mm、中間端にある時の有効焦点距離が9.73 mm、望遠端にある時の有効焦点距離が21.04 mm、ズームレンズ4のズーム比が約4.75倍であることを示している。

表７中、各レンズの非球面表面沈下zは以下の公式により得られる：

式中、：
c：曲率；
h：レンズ表面の任意の一点から光軸の垂直距離；
k：コーニック定数；
A〜G：非球面係数。

表８は、表７中の各レンズの非球面表面の相関パラメータ表で、kはコーニック定数（Conic Constant）、A〜Gは非球面係数である。

本実施例のズームレンズ4において、第三レンズL43の物体側表面S45の曲率半径R4₃₁=-7.7145 mm、第三レンズL43のイメージ側表面S46の曲率半径R4₃₂=-416.6499 mm、第一レンズ群G41の有効焦点距離f4_G1=-9.4095 mm、第二レンズ群G42の有効焦点距離f4_G2=7.50667 mm、第三レンズL43の有効焦点距離f4₃=-13.10729 mm、第四レンズL44の有効焦点距離f4₄=7.62128 mm、ズームレンズ4の広角端の有効焦点距離f4_w=4.4281 mm、ズームレンズ4の望遠端の有効焦点距離f4_T=21.0349 mm、像平面の最大像高さY4=4.07 mm、ズームレンズ4の望遠端時のレンズ長さL4_T=34.0339 mmで、上述のデータから下記４つの数式が得られ、全て、上述の条件(13)から条件(16)の要求を満たすことができる。

また、本実施例のズームレンズ4が、広角端、中間端、および、望遠端にある時、その光学性能も要求を達成することができ、その縦収差、像面湾曲、収差、横向像差、および、横向色差(上述の図式は第一実施例と同様であり、よって、省略する)は、どれも、効果的に修正され、好ましい光学性能を得る。

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

1、2、3、4 ズームレンズ
G11、G21、G31、G41 ~第一レンズ群
G12、G22、G32、G42 ~第二レンズ群
G13、G23、G33、G43 ~第三レンズ群
L11、L21、L31、L41 ~第一レンズ
L12、L22、L32、L42 ~第二レンズ
L13、L23、L33、L43 ~第三レンズ
L14、L24、L34、L44 ~第四レンズ
L15、L25、L35、L45 ~第五レンズ
L16、L16、L26、L36 ~第六レンズ
L17、L27、L37、L47 ~第七レンズ
ST1、ST2、ST3、ST4 ~絞り
OF1、OF2、OF3、OF4 ~光学フィルター
IMA1、IMA2、IMA3、IMA4 ~像平面
OA1、OA2、OA3、OA4 ~光軸
S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S19 ~面
S21、S22、S23、S24、S25、S26、S27、S28、S29 ~面
S31、S32、S33、S34、S35、S36、S37、S38、S39 ~面
S41、S42、S43、S44、S45、S46、S47、S48、S49 ~面
S110、S111、S112、S113、S114、S115、S116、S117 ~面
S210、S211、S212、S213、S214、S215、S216、S217 ~面
S310、S311、S312、S313、S314、S315、S316、S317 ~面
S410、S411、S412、S413、S414、S415、S416、S417 ~面
D1₆₇、D1₇₈、D1₆₈、D1₁₃₁₄、D1₁₅₁₆ ~間隔
D2₆₇、D2₇₈、D2₆₈、D2₁₃₁₄、D2₁₅₁₆ ~間隔
D3₆₇、D3₇₈、D3₆₈、D3₁₃₁₄、D3₁₅₁₆ ~間隔
D4₆₇、D4₇₈、D4₆₈、D4₁₃₁₄、D4₁₅₁₆ ~間隔

Claims (19)

1. ズームレンズであって、光軸に沿って、物体側からイメージ側に、順に、
   負の屈折力を有し、前記光軸に沿って、前記物体側から前記イメージ側に、順に、第一レンズ、第二レンズ、および、第三レンズを含み、前記第一レンズは負の屈折力、前記第二レンズは正の屈折力、前記第三レンズは負の屈折力を有する第一レンズ群と、
   正の屈折力を有する第二レンズ群、および、
   正の屈折力を有する第三レンズ群、
   を含み、
   前記第三レンズは以下の条件を満たす：
   

   

   
   式中、R₃₁は前記第三レンズ物体側表面の曲率半径、R₃₂は前記第三レンズイメージ側表面の曲率半径であることを特徴とするズームレンズ。
2. 前記ズームレンズが、広角端から望遠端にズームする時、前記第二レンズ群は、前記物体側方向に移動し、前記第一レンズ群は、まず、前記イメージ側方向に移動後、再度、前記物体側方向に移動して、前記第一レンズ群と前記第二レンズ群の間隔が減少し、前記第三レンズ群が移動することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記第一レンズ群、前記第二レンズ群、前記第三レンズ、および、前記第四レンズは以下の条件を満たす：
   

   

   
   式中、f_G1は前記第一レンズ群の有効焦点距離、f_G2は前記第二レンズ群の有効焦点距離、f₃は前記第三レンズの有効焦点距離、f₄は前記第四レンズの有効焦点距離であることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
4. 前記第一レンズ群、および、前記第二レンズ群は以下の条件を満たす：
   

   

   
   式中、f_G1は前記第一レンズ群の有効焦点距離、f_G2は前記第二レンズ群の有効焦点距離であることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
5. 前記ズームレンズは以下の条件を満たす：
   

   

   
   式中、f_wは前記ズームレンズの広角端の有効焦点距離、f_Tは前記ズームレンズの望遠端の有効焦点距離、Yは像平面の最大像高さ、L_Tは前記ズームレンズの望遠端時のレンズ長さであることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
6. 前記第一レンズは凸凹レンズで、前記第一レンズの凸面朝向前記物体側を向き、前記第二レンズは両凸レンズ、前記第三レンズは凹凸レンズで、前記第三レンズの凹面は、前記物体側を向くことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
7. 前記第一レンズは、少なくとも一面が非球面表面、または、二面が共に非球面表面であることを特徴とする請求項６に記載のズームレンズ。
8. 前記第二レンズ群は、前記光軸に沿って、前記物体側から前記イメージ側に、順に、第四レンズ、第五レンズ、および、第六レンズを含むことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
9. 前記第四レンズは正の屈折力を有し、前記第五レンズは正の屈折力を有し、前記第六レンズは負の屈折力を有することを特徴とする請求項８に記載のズームレンズ。
10. 前記第四レンズは両凸レンズ、前記第五レンズは両凸レンズであることを特徴とする請求項９に記載のズームレンズ。
11. 前記第三レンズ群は第七レンズを有し、前記第七レンズは両凸レンズで、前記第七レンズは、少なくとも一面が非球面表面、または、二面が共に非球面表面で、前記ズームレンズが短距離写真撮影の時、前記第七レンズは、前記物体側方向に移動することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
12. 更に、前記第一レンズ群と前記第二レンズ群の間に設置される絞りを有し、前記絞りと前記第二レンズ群の間隔は一定で変わらないことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
13. ズームレンズであって、光軸に沿って、物体側からイメージ側に、順に、
    負の屈折力を有し、前記光軸に沿って、前記物体側から前記イメージ側に、順に、第一レンズ、第二レンズ、および、第三レンズを含み、前記第一レンズは負の屈折力、前記第二レンズは正の屈折力、前記第三レンズは負の屈折力を有する第一レンズ群と、
    正の屈折力を有し、前記光軸に沿って、前記物体側から前記イメージ側に、順に、第四レンズ、第五レンズ、および、第六レンズを含み、前記第六レンズは負の屈折力を有する第二レンズ群、および、
    正の屈折力を有する第三レンズ群、
    を含むことを特徴とするズームレンズ。
14. 前記第三レンズは以下の条件を満たす：
    

    

    
    式中、R₃₁は前記第三レンズ物体側表面の曲率半径、R₃₂は前記第三レンズイメージ側表面の曲率半径であることを特徴とする請求項１３に記載のズームレンズ。
15. 前記第四レンズは正の屈折力を有し、前記第五レンズは正の屈折力を有することを特徴とする請求項１３に記載のズームレンズ。
16. 前記第四レンズは両凸レンズ、前記第五レンズは両凸レンズであることを特徴とする請求項１５に記載のズームレンズ。
17. 前記第四レンズ、および、前記第五レンズの間に、空隙を設置することを特徴とする請求項１５に記載のズームレンズ。
18. 前記ズームレンズは以下の条件を満たす：
    

    

    
    式中、f_wは前記ズームレンズの広角端の有効焦点距離、f_Tは前記ズームレンズの望遠端の有効焦点距離、Yは像平面の最大像高さ、L_Tは前記ズームレンズの望遠端時のレンズ長さであることを特徴とする請求項１３に記載のズームレンズ。
19. 前記第一レンズ群、および、前記第二レンズ群は以下の条件を満たす：
    

    

    
    式中、f_G1は前記第一レンズ群の有効焦点距離、f_G2は前記第二レンズ群の有効焦点距離であることを特徴とする請求項１３に記載のズームレンズ。

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