JP2003222798A

JP2003222798A - 撮像レンズ装置

Info

Publication number: JP2003222798A
Application number: JP2002022805A
Authority: JP
Inventors: Manami Kuiseko; 真奈美杭迫
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量・コンパクトでありながら高い光学性能
を有するズーム比３倍程度のズームレンズ系を備えた撮
像レンズ装置を提供する。【解決手段】長い共役長側から順に、変倍時に可動な
第１群(Gr1)と、変倍時に可動な第２群(Gr2)と、変倍時
に固定の第３群(Gr3)と、から成る負・正・正のズーム
レンズ系は、各群の間隔を変化させることにより変倍を
行う。撮像素子(SR)は、ズームレンズ系により形成され
た光学像を電気的な信号に変換する。第１群(Gr1)は回
折格子面(S1#)を有し、第２群(Gr2)は回折格子面(S3#)
を有し、第２群(Gr2)が条件式：1.80＜f2／fW＜2.45{f
2：第２群(Gr2)の焦点距離、fW：ズームレンズ系全体の
広角端(W)での焦点距離}を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は撮像レンズ装置に関
するものであり、特に被写体の映像を光学系により光学
的に取り込んで撮像素子により電気的な信号として出力
する撮像レンズ装置{例えば、デジタルスチルカメラ；
デジタルビデオカメラ；デジタルビデオユニット，パー
ソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電
話，情報携帯端末(ＰＤＡ：Personal Digital Assistan
t)等に内蔵又は外付けされるカメラの主たる構成要
素}、なかでもコンパクトなズームレンズ系を備えた撮
像レンズ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ズームレンズは各レンズ群を移動させる
ことによって焦点距離を変化させるが、レンズ群が移動
すると光線の通る位置も大きく変化する。このため、移
動するレンズ群内で色収差やその他の収差を補正してお
かないと、ズーミングしたときに収差が大きく変動し
て、性能を確保することができなくなる。その収差補正
は、通常、各レンズ群内で正レンズと負レンズを用いて
行われる。しかし、各レンズ群に２枚以上のレンズを用
いることになるので、いくらコンパクトにしようとして
も限界がある。

【０００３】非球面を多数用いて各レンズ群を１枚で構
成した場合には、球面収差や像面湾曲等をある程度補正
することはできるが、色収差を補正することはできな
い。つまり、非球面に色収差を補正する能力がないの
で、色収差の変動が大きくならない程度の低ズーム比の
レンズ系や、それほど高い性能が必要でないレンズ系し
か実現することができない。このような問題を解決する
ため、回折格子の収差補正能力を利用したズームレンズ
が、特開平１１−７２７０２号公報，特開平１１−５２
２３７号公報，特開平１１−１３３３０２号公報，特開
２０００−１４７３８０号公報等で提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平１１−７２７０
２号公報では、第１群，第２群の両方に回折格子面を各
々１面ずつ用いたズームレンズが提案されているが、回
折格子面が非球面上に設けられているため、実際に製造
した場合には単レンズの性能を検証することが難しいと
いう問題がある。また、回折格子面にも非球面と同様の
収差補正効果があるため、収差補正効果を実質２つに分
けて担当することになるという無駄もある。さらに、可
動群である第２群のパワーが大変弱いため、略３倍のズ
ーム比のレンズ系に応用すれば著しく全長が長くなっ
て、コンパクト性に欠けたものとなってしまう。また、
回折格子面が設けられるレンズの材料として、回折格子
の形成がエッチング等では困難なガラスが用いられてい
るため、実際の製造が難しいという問題もある。

【０００５】特開平１１−５２２３７号公報には、第１
群，第２群のいずれか一方にのみ回折格子面を１面だけ
用いたズームレンズが提案されているが、回折格子の効
果を充分に活かすことができず、コンパクトなズームレ
ンズを実現することができない。特開平１１−１３３３
０２号公報や特開２０００−１４７３８０号公報にも回
折格子面を用いたズームレンズが提案されているが、第
１群から第３群までの移動によりズーミングを行うタイ
プであるため、第３群のパワーが強くなっている。した
がって、第３群の構成枚数を減らすことができないの
で、コンパクト化を図る上では不利である。

【０００６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであって、軽量・コンパクトでありながら高い光学
性能を有するズーム比３倍程度のズームレンズ系を備え
た撮像レンズ装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の撮像レンズ装置は、複数の群から成り
各群の間隔を変化させることにより変倍を行うズームレ
ンズ系と、そのズームレンズ系により形成された光学像
を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像レ
ンズ装置であって、前記ズームレンズ系が、長い共役長
側から順に、負のパワーを有し変倍時に可動な第１群
と、正のパワーを有し変倍時に可動な第２群と、弱いパ
ワーを有し変倍時に固定の第３群と、で構成され、前記
第１群が回折格子面を少なくとも１面有し、前記第２群
が回折格子面を少なくとも１面有するとともに以下の条
件式(2a)を満足することを特徴とする。 1.80＜f2／fW＜2.45 …(2a) ただし、 f2：第２群の焦点距離、 fW：ズームレンズ系全体の広角端での焦点距離、である。

【０００８】第２の発明の撮像レンズ装置は、複数の群
から成り各群の間隔を変化させることにより変倍を行う
ズームレンズ系と、そのズームレンズ系により形成され
た光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え
た撮像レンズ装置であって、前記ズームレンズ系におい
て、変倍の際に互いに異なる動き方をする群がそれぞれ
１枚の単レンズのみから成り、変倍の際に光軸に沿って
移動する全ての可動群が回折格子面を少なくとも１面有
することを特徴とする。

【０００９】第３の発明の撮像レンズ装置は、上記第１
又は第２の発明の構成において、前記回折格子面が球面
上に設けられていることを特徴とする。

【００１０】第４の発明の撮像レンズ装置は、上記第１
の発明の構成において、前記第１群と前記第２群がそれ
ぞれ１枚の単レンズから成り、前記第１群が以下の条件
式(1a)を満足することを特徴とする。 1.6＜｜f1／fW｜＜2.5 …(1a) ただし、 f1：第１群の焦点距離(f1＜0)、 fW：ズームレンズ系全体の広角端での焦点距離、である。

【００１１】第５の発明の撮像レンズ装置は、上記第１
又は第４の発明の構成において、前記第３群が１枚の単
レンズから成ることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した撮像レン
ズ装置を、図面を参照しつつ説明する。被写体の映像を
光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像レ
ンズ装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられ
るカメラ{例えば、デジタルカメラ；ビデオカメラ；デ
ジタルビデオユニット，パーソナルコンピュータ，モバ
イルコンピュータ，携帯電話，情報携帯端末(ＰＤＡ)等
に内蔵又は外付けされるカメラ}の主たる構成要素であ
る。その撮像レンズ装置は、例えば図９に示すように、
物体(被写体)側から順に、物体の光学像を形成する撮影
レンズ系(TL)と、撮像素子(SR)のカバーガラス，光学的
ローパスフィルター等に相当するガラス製の平行平面板
(PL)と、撮影レンズ系(TL)により形成された光学像を電
気的な信号に変換する撮像素子(SR)と、で構成される。

【００１３】後述する各実施の形態では、複数の群から
成るズームレンズ系が撮影レンズ系(TL)として用いら
れ、複数の群が光軸(AX)に沿って移動し、各群の間隔を
変化させることにより変倍(すなわちズーミング)が行わ
れる。撮像素子(SR)としては、例えば複数の画素から成
るＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Compleme
ntary Metal Oxide Semiconductor)センサー等の固体撮
像素子が用いられ、ズームレンズ系により形成された光
学像が撮像素子(SR)により電気的な信号に変換される。
またズームレンズ系で形成されるべき光学像は、撮像素
子(SR)の画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数
特性を有する光学的ローパスフィルター{平行平面板(P
L)から成る。}を通過することにより、電気的な信号に
変換される際に発生するいわゆる折り返しノイズが最小
化されるように、空間周波数特性が調整される。撮像素
子(SR)で生成した信号は、必要に応じて所定のデジタル
画像処理や画像圧縮処理等が施されてデジタル映像信号
としてメモリー(半導体メモリー，光ディスク等)に記録
されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信
号に変換されたりして他の機器に伝送される。

【００１４】なお、図９に示す撮像レンズ装置では、撮
影レンズ系(TL)によって拡大側(長い共役長側)の被写体
から縮小側(短い共役長側)の撮像素子(SR)への縮小投影
が行われるが、撮像素子(SR)の代わりに２次元画像を表
示する表示素子(例えば液晶表示素子)を用い、撮影レン
ズ系(TL)を投影レンズ系として使用すれば、縮小側の画
像表示面から拡大側のスクリーン面への拡大投影を行う
画像投影装置を構成することができる。つまり、以下に
説明する各実施の形態のズームレンズ系は、撮影レンズ
系(TL)としての使用に限らず、投影レンズ系としても好
適に使用することが可能である。

【００１５】図１，図３，図５は、第１〜第３の実施の
形態を構成するズームレンズ系にそれぞれ対応する光学
構成図であり、広角端(短焦点距離端，W)，ミドル(中間
焦点距離状態,M)及び望遠端(長焦点距離端,T)でのレン
ズ配置，光路等を光学断面で示している。また、図７は
各実施の形態との比較のためのズームレンズ系の光学構
成例(比較例)を示しており、移動軌跡(m1,m2)は広角端
(W)から望遠端(T)へのズーミングにおける第１群(Gr1)
と第２群(Gr2)の移動を示している。各光学構成図中、S
i(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面であり、*
印が付された面Siは非球面であり、#印が付された面Si
は回折格子面である。また、軸上面間隔d2とd4はズーミ
ングにおいて変化する可変空気間隔である。

【００１６】各実施の形態を構成しているズームレンズ
系は、いずれも負・正・正の３群ズームレンズであり、
物体側(すなわち長い共役長側)から順に、負のパワーを
有し変倍時に可動な第１群(Gr1)と、正のパワーを有し
変倍時に可動な第２群(Gr2)と、弱いパワーを有し変倍
時に固定の第３群(Gr3)と、で構成されており、各群(Gr
1〜Gr3)の間隔(d2,d4)を変化させることにより変倍を行
う。広角端(W)から望遠端(T)へのズーミングにおいて、
第１群(Gr1)は像側へ移動したのち物体側へＵターン
し、第２群(Gr2)は直線的に物体側へ移動する。そして
第３群(Gr3)は、平行平面板(PL)や撮像素子(SR)と共に
位置固定である。なお、第３群(Gr3)のパワーは正に限
らず、例えば平行平面板(PL)を配置するためのレンズバ
ックをあまり長く確保する必要がない場合には、弱い負
のパワーでもよい。

【００１７】レンズ系の種類によらず、光学的に単純な
屈折を起こす面では波長が短い光線ほど大きく曲げられ
る。これは光学材料の屈折率が波長によって異なり、し
かも波長が短いほど屈折率が高いからである。特殊な光
学材料で色分散の小さいものは存在するが、それでも波
長による屈折率の違いをゼロにすることはできない。し
かし、そのような色分散の少ない光学材料で各レンズを
構成すれば、各群を１枚のレンズで構成してズームレン
ズ系のコンパクト化を達成することは可能である。ただ
し、焦点距離が比較的短く各群の移動量が少ないズーム
レンズ系に限られ、さらに用途やスペックも限られてし
まう。

【００１８】各実施の形態では、負のパワーを有する第
１群(Gr1)と、正のパワーを有する第２群(Gr2)と、のそ
れぞれに回折格子面を１面ずつ設けることにより、３群
ズームの最小単位である各群１枚の３枚構成で、ズーム
比が略３倍のズームレンズ系を実現している。回折格子
面は光に位相差を与えることによって、(回折作用によ
り)光を屈折させる光学面である。したがって、波長の
短い光ほど(回折作用による)屈折角は小さくなる。つま
り回折格子面では、単純なレンズ面による屈折とは逆の
色収差が発生することになる。このような回折格子面の
特徴を利用すれば、レンズ面での屈折によって発生する
色収差を効果的に補正することができる。したがって、
最も簡単な構成である各群１枚構成で、高性能なズーム
レンズ系を実現することができるのである。なお、用い
る回折格子面の形状はパワー配置や回折格子面配置等に
より決定される。

【００１９】各実施の形態のような３群ズームでは、負
パワーの可動群である第１群(Gr1)が回折格子面を少な
くとも１面有し、正パワーの可動群である第２群(Gr2)
が回折格子面を少なくとも１面有することが望ましい。
また、３群ズーム以外のズームレンズ系においても、変
倍の際に互いに異なる動き方をする群がそれぞれ１枚の
単レンズのみから成り、変倍の際に光軸(AX)に沿って移
動する全ての可動群が回折格子面を少なくとも１面有す
ることが望ましい。各可動群に少なくとも１面ずつ回折
格子面を用いれば、屈折面で生じる色収差とは逆の色収
差を各可動群中で発生させることができるため、可動群
毎に色収差を効果的に補正することができる。したがっ
て、軽量・コンパクトでありながら高い光学性能を有す
るズーム比３倍程度のズームレンズ系を実現することが
可能である。

【００２０】ズームレンズ系中に回折格子面を有しない
可動群が存在すると、回折格子の効果を充分に活かすこ
とができず、高性能化やコンパクト化を達成することが
困難である。図７に示すズームレンズ系では、回折格子
面が第２群(Gr2)の物体側面(S3)にのみ設けられてお
り、第１群(Gr1)には回折格子面が設けられていない。
このため、第１群(Gr1)のズーム移動によって特に色収
差が変動してしまい、充分な色補正効果が得られず、そ
の結果、第２群(Gr2)の回折格子はほぼ非球面と同じよ
うな役割を果たすだけになってしまう(図８)。

【００２１】回折格子面の効率を最大に活かすには、各
実施の形態のように可動群(Gr1,Gr2)において光束が大
きくなる方の面(S1,S3)に回折格子を設けることが望ま
しい。このように回折格子面の配置を選択することによ
って、非球面のみを用いたズームレンズ系や回折格子面
をどちらか片方の可動群にのみ用いたズームレンズ系
(図７)と比べて、格段に軸上色収差を改善することがで
きる。

【００２２】第１群(Gr1)や第２群(Gr2)のような可動群
において、上述した回折格子面は球面上に設けられてい
ることが望ましい。回折格子面において位相差を与える
係数を複数個使えば、非球面と同じように面頂点と輪帯
とで異なるパワーを持たせることができ、様々な収差を
補正することが可能である。したがって、回折格子を設
ける面のベース形状が単純な球面であっても、充分な収
差補正を行うことが可能である。つまり、非球面上に回
折格子面を設けた場合と比較して遜色のない性能が得ら
れるため、非球面を用いる必要性は少ないと言える。さ
らに、回折格子面のあるレンズを製造する際には単レン
ズの性能を確保し評価する必要があり、そのような場合
には、いろいろな方法で正確な面形状を検定できる球面
をベース面としている方が容易かつ都合が良いというメ
リットもある。これに対して非球面をベース面とした場
合、光線又は波面に対して回折格子と非球面が同じ効果
を持つため、両者による効果を区別して測定することが
たいへん難しい。すなわち、光学的に非球面形状を測定
できないので、形状測定が接触式に限られることにな
る。したがって、非球面ベースの場合、面形状の検定が
困難になる。

【００２３】ズームレンズ系の各群は、それぞれ単レン
ズ１枚から成ることが望ましい。つまり各実施の形態の
ように、第１群(Gr1)を１枚の単レンズで構成し、第２
群(Gr2)を１枚の単レンズで構成し、第３群(Gr3)を１枚
の単レンズで構成することが望ましい。特に小型のＣＣ
Ｄ等の撮像素子(SR)を用いる場合、最も体積を占めるの
がズームレンズ系の部分である。ズームレンズ系の部分
をコンパクト化するには、各群(Gr1〜Gr3)を１枚の単レ
ンズで構成するのが効果的である。図１，図３及び図５
に示すように、可動群(Gr1,Gr2)のそれぞれに回折格子
を用いて色補正を行えば、レンズ群を単レンズで構成し
ても、移動による収差の変動量を減らすことができる
(図２，図４，図６)。

【００２４】回折格子面が設けられているレンズの光学
材料はプラスチックであることが望ましい。回折格子面
は型の形状が容易に転写されることから、転写されるレ
ンズの材料としてプラスチックを用いると、一般のレン
ズと同等の工程で製造を行うことが可能である。したが
って、コストを低く保ったまま高性能なズームレンズ系
を実現することができる。これに対してガラスの場合に
は、回折格子形成のためのエッチングが困難な硝種があ
るため、製造上の制限を受け易い。

【００２５】次に、各実施の形態のように全ての可動群
が回折格子面を少なくとも１面有するズームレンズ系に
おいて、満たすことが望ましい条件式を説明する。な
お、以下に説明する全ての条件式を同時に満たす必要は
なく、個々の条件式を光学構成に応じてそれぞれ単独に
満足すれば、それに対応する作用・効果を達成すること
は可能である。もちろん、複数の条件式を満足する方
が、光学性能，小型化，ズーム比，製造等の観点からよ
り望ましいことはいうまでもない。

【００２６】第１群(Gr1)は、以下の条件式(1a)を満足
することが望ましい。 1.6＜｜f1／fW｜＜2.5 …(1a) ただし、 f1：第１群(Gr1)の焦点距離(f1＜0)、 fW：ズームレンズ系全体の広角端(W)での焦点距離、である。

【００２７】条件式(1a)は、第１群(Gr1)の望ましい焦
点距離を規定している。本発明に係るズームレンズ系は
簡単な構成でズーミングを行うので、各レンズ群の焦点
距離が全長と性能に大きく関わっている。条件式(1a)の
上限を超えて第１群(Gr1)の焦点距離が長くなると、曲
率が緩くなるため性能は補正しやすくなるが、広角端
(W)でのレンズ全長の増大が著しくなり、３群構成とし
たにもかかわらずコンパクトなズームレンズ系を実現す
ることができなくなる。逆に、条件式(1a)の下限を超え
て第１群(Gr1)の焦点距離が短くなると、曲率がきつく
なるため性能を補正することが難しくなり、所定の用途
に使えるズームレンズ系を実現することができなくな
る。

【００２８】第１群(Gr1)は、以下の条件式(1b)を満足
することが更に望ましい。 1.7＜｜f1／fW｜＜2.0 …(1b) 第１群(Gr1)の焦点距離が条件式(1b)の上限を上回らな
いようにすることで、広角端(W)での全長が更に短いズ
ームレンズ系を実現することが可能である。また、第１
群(Gr1)の焦点距離が条件式(1b)の下限を下回らないよ
うにすることで、第１群(Gr1)中のレンズの曲率を不必
要に強くすることなく、製造誤差に強いズームレンズ系
を実現することが可能である。

【００２９】第２群(Gr2)は、以下の条件式(2a)を満足
することが望ましい。 1.80＜f2／fW＜2.45 …(2a) ただし、 f2：第２群(Gr2)の焦点距離、 fW：ズームレンズ系全体の広角端(W)での焦点距離、である。

【００３０】条件式(2a)は、第２群(Gr2)の望ましい焦
点距離を規定している。条件式(2a)の上限を超えて第２
群(Gr2)の焦点距離が長くなると、ズーミングのときの
第２群(Gr2)の移動量が大きくなり、コンパクトなズー
ムレンズ系を実現することができなくなるとともに、ズ
ーミングに伴う収差変動が大きくなり全ての焦点距離で
充分な性能が得られなくなる。逆に、条件式(2a)の下限
を超えて第２群(Gr2)の焦点距離が短くなると、全系の
像面湾曲の収差補正が難しくなり、充分な性能のレンズ
系を実現することができなくなる。

【００３１】第２群(Gr2)は、以下の条件式(2b)を満足
することが更に望ましい。 1.88＜f2／fW＜2.40 …(2b) ズーム比は第２群(Gr2)のパワーによって大きく左右さ
れる。第２群(Gr2)の焦点距離が条件式(2b)の上限を上
回らないようにすることで、移動量が小さくなり、更に
コンパクトな３倍ズームを実現することが可能である。
また、第２群(Gr2)の焦点距離が条件式(2b)の下限を下
回らないようにすることで、屈折による像面湾曲を不必
要に大きくすることなく、充分に収差の補正されたズー
ムレンズ系を実現することが可能である。

【００３２】第３群(Gr3)は、以下の条件式(3a)を満足
することが望ましい。 4.4＜｜f3／fW｜＜80.0 …(3a) ただし、 f3：第３群(Gr3)の焦点距離、 fW：ズームレンズ系全体の広角端(W)での焦点距離、である。

【００３３】条件式(3a)は、第３群(Gr3)の望ましい焦
点距離を規定している。条件式(3a)の上限を超えて第３
群(Gr3)の焦点距離が長くなると、レンズバックを充分
に確保することが難しくなり、固体撮像素子(SR)のカバ
ーガラス等が物理的に入らなくなり、撮影可能なズーム
レンズ系を実現することができなくなる。逆に、条件式
(3a)の下限を超えて第３群(Gr3)の焦点距離が短くなる
と、第３群(Gr3)を１枚のレンズで構成できなくなり、
コンパクトなズームレンズ系を実現することができなく
なる。

【００３４】第３群(Gr3)は、以下の条件式(3b)を満足
することが更に望ましい。 5.0＜｜f3／fW｜＜6.5 …(3b) 第３群(Gr3)の焦点距離が条件式(3b)の上限を上回らな
いようにすることで、固体撮像素子(SR)や液晶表示素子
等を挿入するためのレンズバックを確保することが可能
となる。また、第３群(Gr3)の焦点距離が条件式(3b)の
下限を下回らないようにすることで、第３群(Gr3)で発
生する収差全体を小さくすることができ、充分に収差補
正されたズームレンズ系を実現することが可能である。

【００３５】なお、各実施の形態を構成しているズーム
レンズ系は、入射光線を屈折作用により偏向させる屈折
型レンズ(異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向
が行われるタイプのレンズ)と、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
リッド型レンズと、で構成されているが、使用可能な光
学要素はこれらに限らない。例えば、必要に応じて絞り
や光束規制板を配置したり、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を用いたり
してもよい。また、ズームレンズ系の最終面と撮像素子
(SR)との間に配置される光学的ローパスフィルターとし
ては、前述した平行平面板(PL)での構成例に限らず、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ーや、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
ィルター等が適用可能である。

【００３６】また各実施の形態において、光学的なパワ
ーを有しない面(例えば、反射面，屈折面，回折面)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く、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・小型化を達成すること
が可能である。また、ズーミングや沈胴によりカメラの
厚さが変化することのない構成にすることも可能であ
る。例えば、第１群(Gr1)を変倍時位置固定とし、その
第１群(Gr1)の後ろにミラー又はプリズムを配置し、そ
の反射面で光路を90°折り曲げれば、ズームレンズ系の
前後方向の長さが一定になるため、カメラの薄型化を達
成することができる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を実施した撮像レンズ装置に用
いられるズームレンズ系の構成等を、コンストラクショ
ンデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで例と
して挙げる実施例１〜３は、前述した第１〜第３の実施
の形態にそれぞれ対応しており、第１〜第３の実施の形
態を表す光学構成図(図１，図３，図５)は、対応する実
施例１〜３のレンズ配置，光路等をそれぞれ示してい
る。

【００３８】各実施例のコンストラクションデータにお
いて、Si(i=0,1,2,3,...)は物体側(長い共役長側)から
数えてi番目の面、ri(i=0,1,2,3,...)は面Siの曲率半径
(mm)、di(i=0,1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の軸
上面間隔(mm)を示しており、Ni(i=1,2,3,...),νi(i=1,
2,3,...)は物体側から数えてi番目の光学要素のｄ線に
対する屈折率(Nd),アッベ数(νd)を示している。*印が
付された面Siは非球面(非球面形状の屈折面，非球面と
等価な屈折作用を有する面等)であり、非球面の面形状
を表わす以下の式(AS)で定義される。また、#印が付さ
れた面Siは回折格子面であり、回折格子の形状は位相差
を表す以下の式(DS)で定義される。各非球面の非球面係
数，各回折格子面の位相差係数等を他のデータと併せて
示す(ただし、Ai=0，Ri=0の場合は省略する。)。また表
１〜表３に、各焦点距離ポジション(W：広角端，M：ミ
ドル，T：望遠端)における全系の焦点距離(fW,fM,fT;m
m)，Ｆナンバー(FNO)及び可変の軸上面間隔(d2,d4)、並
びに各群(Gr1〜Gr3)の焦点距離(mm)及び条件式対応値を
示す。

【００３９】 x＝(C・y²)／[1+{1-(1+K)・C²・y²}^1/2]＋Σ(Ai・yⁱ) …(AS) ただし、式(AS)中、 x：高さyの位置での光軸(AX)方向の変位量(面頂点基
準)、 y：光軸(AX)に対して垂直方向の高さ、 C：面頂点での曲率(=1／曲率半径)、 K：円錐定数、 Ai：ｉ次の非球面係数、 Σ：ｉについての和、である。

【００４０】 κ(h)＝R2・h²+R4・h⁴+R6・h⁶+R8・h⁸+R10・h¹⁰ …(DS) ただし、式(DS)中、 κ(h)：光軸(AX)方向の位相差、 h：光軸(AX)に対して垂直方向の高さ、 Ri：i次の位相差係数、である。

【００４１】図２，図４，図６，図８は、実施例１〜
３，比較例にそれぞれ対応する収差図であり、各焦点距
離ポジション(W：広角端，M：ミドル，T：望遠端)にお
ける諸収差を示している。左側に配置されている収差図
は、点線が波長656.28nm、実線が波長587.56nm、一点鎖
線が435.84nmでの各球面収差量(mm)を表している。中央
に配置されている収差図は、破線(Y)がメリディオナル
像面、実線(X)がサジタル像面{横軸：非点収差(mm)；縦
軸：像高(mm)}を表わしている。右側に配置されている
収差図は、歪曲収差{横軸：歪曲(％)；縦軸：像高(mm)}
を表している。

【００４２】《実施例１》 [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] S0(物体面) d0= ∞ S1# r1=-39.24847 d1=0.900000 N1=1.52200 ν1=52.2 S2* r2= 1.38688 d2=(可変) S3# r3= 2.29803 d3=1.550000 N2=1.52200 ν2=52.2 S4* r4= -3.05069 d4=(可変) S5* r5= -1.60251 d5=0.904460 N3=1.52200 ν3=52.2 S6* r6= -1.34545 d6=0.900000 S7 r7= ∞ d7=0.800000 N4=1.51680 ν4=64.12 S8 r8= ∞ d8=0.852864 S9(像面)

【００４３】[第１面(S1)の回折格子の位相差係数] 回折次数:1,回折設計波長:587.60(nm) R2=2.1516×10^-2,R4=4.8159×10^-4,R6=-6.8894×10^-4 [第２面(S2)の非球面係数] K=0.000000 A4=-0.443265×10^-1,A6=-0.219549×10^-1,A8=0.246088
×10^-1,A10=-0.141547×10^-1 [第３面(S3)の回折格子の位相差係数] 回折次数:1,回折設計波長:587.56(nm) R2=-2.0033×10^-2,R4=3.3432×10^-3 [第４面(S4)の非球面係数] K=0.000000 A4=0.205636×10^-1,A6=-0.174631×10^-2,A8=0.286807×
10^-2 [第５面(S5)の非球面係数] K=0.000000 A4=-0.382983×10^-1,A6=0.136097,A8=-0.163933,A10=0.
211121×10^-1 [第６面(S6)の非球面係数] K=0.000000 A4=0.417954×10^-1,A6=0.541158×10^-1,A8=-0.225297×
10^-1

【００４４】

【表１】

【００４５】《実施例２》 [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] S0(物体面) d0= ∞ S1# r1=-29.84158 d1=0.900000 N1=1.52200 ν1=52.2 S2* r2= 1.32500 d2=(可変) S3# r3= 2.22320 d3=1.550000 N2=1.52200 ν2=52.2 S4* r4= -3.30775 d4=(可変) S5* r5= -2.13866 d5=0.909977 N3=1.52200 ν3=52.2 S6* r6= -1.52362 d6=0.900000 S7 r7= ∞ d7=0.800000 N4=1.51680 ν4=64.12 S8 r8= ∞ d8=0.623362 S9(像面)

【００４６】[第１面(S1)の回折格子の位相差係数] 回折次数:1,回折設計波長:587.60(nm) R2=2.3230×10^-2,R4=-2.1549×10^-3,R6=1.6208×10^-4 [第２面(S2)の非球面係数] K=0.000000 A4=-0.476010×10^-1,A6=-0.425008×10^-1,A8=0.436282
×10^-1,A10=-0.258035×10^-1 [第３面(S3)の回折格子の位相差係数] 回折次数:1,回折設計波長:587.56(nm) R2=-1.8836×10^-2,R4=3.0591×10^-3 [第４面(S4)の非球面係数] K=0.000000 A4=0.266974×10^-1,A6=-0.111292×10^-1,A8=0.133935×
10^-1 [第５面(S5)の非球面係数] K=0.000000 A4=-0.638451×10^-2,A6=-0.191376×10^-1,A8=0.503076
×10^-1,A10=-0.537256×10^-1 [第６面(S6)の非球面係数] K=0.000000 A4=0.469103×10^-1,A6=0.207240×10^-1,A8=-0.701342×
10^-2

【００４７】

【表２】

【００４８】《実施例３》 [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] S0(物体面) d0= ∞ S1# r1=-16.64520 d1=0.900000 N1=1.52200 ν1=52.2 S2* r2= 1.65997 d2=(可変) S3# r3= 2.07711 d3=1.550000 N2=1.52200 ν2=52.2 S4* r4= -3.59579 d4=(可変) S5* r5= -1.85236 d5=0.900000 N3=1.52200 ν3=52.2 S6* r6= -1.48941 d6=0.900000 S7 r7= ∞ d7=0.800000 N4=1.51680 ν4=64.12 S8 r8= ∞ d8=0.631908 S9(像面)

【００４９】[第１面(S1)の回折格子の位相差係数] 回折次数:1,回折設計波長:587.60(nm) R2=1.9593×10^-2,R4=-1.0102×10^-3,R6=1.0447×10^-4 [第２面(S2)の非球面係数] K=0.000000 A4=-0.264316×10^-1,A6=-0.944434×10^-2,A8=0.570068
×10^-2,A10=-0.314849×10^-2 [第３面(S3)の回折格子の位相差係数] 回折次数:1,回折設計波長:587.56(nm) R2=-1.9081×10^-2,R4=3.6568×10^-3 [第４面(S4)の非球面係数] K=0.000000 A4=0.277203×10^-1,A6=-0.476625×10^-2,A8=0.766157×
10^-2 [第５面(S5)の非球面係数] K=0.000000 A4=-0.225235×10^-1,A6=0.206955,A8=-0.323985,A10=0.
145049 [第６面(S6)の非球面係数] K=0.000000 A4=0.506835×10^-1,A6=0.675183×10^-1,A8=-0.425014×
10^-1

【００５０】

【表３】

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、軽
量・コンパクトでありながら高い光学性能を有するズー
ム比３倍程度のズームレンズ系を備えた撮像レンズ装置
を実現することができる。そして本発明を、デジタルカ
メラ；ビデオカメラ；デジタルビデオユニット，パーソ
ナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電話，
情報携帯端末(ＰＤＡ)等に内蔵又は外付けされるカメラ
に適用すれば、これらの機器のコンパクト化，高変倍化
及び高性能化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態(実施例１)の光学構成図。

【図２】実施例１の収差図。

【図３】第２の実施の形態(実施例２)の光学構成図。

【図４】実施例２の収差図。

【図５】第３の実施の形態(実施例３)の光学構成図。

【図６】実施例３の収差図。

【図７】回折格子面を第２群にのみ用いた比較例の光学
構成図。

【図８】図７の比較例の収差図。

【図９】本発明に係る撮像レンズ装置の概略光学構成を
示す模式図。

【符号の説明】

TL …撮影レンズ系(ズームレンズ系) Gr1 …第１群 Gr2 …第２群 Gr3 …第３群 SR …撮像素子 AX …光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H087 KA03 NA14 PA03 PA17 PB03 QA03 QA07 QA19 QA21 QA25 QA32 QA41 QA46 RA05 RA12 RA13 RA21 RA42 RA43 RA46 SA14 SA16 SA18 SA19 SA62 SA63 SA74 SB02 SB12 SB22 5C022 AA00 AB23 AB66 AC54 CA00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の群から成り各群の間隔を変化させ
ることにより変倍を行うズームレンズ系と、そのズーム
レンズ系により形成された光学像を電気的な信号に変換
する撮像素子と、を備えた撮像レンズ装置であって、前記ズームレンズ系が、長い共役長側から順に、負のパ
ワーを有し変倍時に可動な第１群と、正のパワーを有し
変倍時に可動な第２群と、弱いパワーを有し変倍時に固
定の第３群と、で構成され、前記第１群が回折格子面を
少なくとも１面有し、前記第２群が回折格子面を少なく
とも１面有するとともに以下の条件式(2a)を満足するこ
とを特徴とする撮像レンズ装置； 1.80＜f2／fW＜2.45 …(2a) ただし、 f2：第２群の焦点距離、 fW：ズームレンズ系全体の広角端での焦点距離、である。
【請求項２】複数の群から成り各群の間隔を変化させ
ることにより変倍を行うズームレンズ系と、そのズーム
レンズ系により形成された光学像を電気的な信号に変換
する撮像素子と、を備えた撮像レンズ装置であって、前記ズームレンズ系において、変倍の際に互いに異なる
動き方をする群がそれぞれ１枚の単レンズのみから成
り、変倍の際に光軸に沿って移動する全ての可動群が回
折格子面を少なくとも１面有することを特徴とする撮像
レンズ装置。
【請求項３】前記回折格子面が球面上に設けられてい
ることを特徴とする請求項１又は２記載の撮像レンズ装
置。
【請求項４】前記第１群と前記第２群がそれぞれ１枚
の単レンズから成り、前記第１群が以下の条件式(1a)を
満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ装
置； 1.6＜｜f1／fW｜＜2.5 …(1a) ただし、 f1：第１群の焦点距離(f1＜0)、 fW：ズームレンズ系全体の広角端での焦点距離、である。
【請求項５】前記第３群が１枚の単レンズから成るこ
とを特徴とする請求項１又は４記載の撮像レンズ装置。