JP2003287681A - 撮像レンズ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高倍率・高性能で工作誤差感度の緩いズーム
レンズ系を備えた撮像レンズ装置を提供する。 【解決手段】 撮像レンズ装置を構成しているズームレ
ンズ系は、物体側から順に、正の第１群(Gr1)、負の第
２群(Gr2)、正の第３群(Gr3)、負の第４群(Gr4)、正の
第５群(Gr5)を有し、広角端(W)から望遠端(T)へのズー
ミングで第１群(Gr1)等が物体側へ移動する。第３群(Gr
3)が、物体側から順に、正レンズから成る正の前群(Gr3
F)と、負レンズから始まる正の後群(Gr3R)とで構成さ
れ、条件式：1.5＜Ymax／LB，0.1＜f3F／f3R＜0.3｛Yma
x：画面最大像高、LB：レンズバック、f3F：前群(Gr3F)
の焦点距離、f3R：後群(Gr3R)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，携帯情報端末
(ＰＤＡ：Personal Digital Assistant)等に内蔵又は外
付けされるカメラの主たる構成要素}、なかでも高倍率
で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】近年、デジタルカメラに搭載される撮像
素子の画素数が増加するに伴って、より高性能でズーム
比の高い撮影レンズ系が求められている。そして、それ
に応えるため様々なタイプのズームレンズが提案されて
いる。例えば、特開２０００−２７５５２６号公報に
は、正パワーの第１群と、負パワーの第２群と、正パワ
ーの第３群と、から成り、変倍時に各群を移動させる３
群ズームレンズが提案されている。また、特開昭５９−
９３４１１号公報には、正パワーの第１群と、負パワー
の第２群と、正パワーの第３群と、負パワーの第４群
と、正パワーの第５群と、から成り、変倍時に第１群を
含む複数群を移動させる５群ズームレンズが提案されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記３
群ズームレンズの構成では、高倍率化，高性能化とも十
分であるとは言えない。また、上記５群ズームレンズの
構成でも高性能化が十分であるとは言えず、さらには高
倍率化に伴って工作誤差感度が増大するという問題もあ
る。

【０００４】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、高倍率・高性能で工作誤差感度の緩いズ
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。

【０００５】

【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、物体側から
順に、正パワーの第１群と、負パワーの第２群と、正パ
ワーの第３群と、を有し、広角端から望遠端へのズーミ
ングにおいて少なくとも前記第１群が物体側へ移動し、
前記第３群が、物体側から順に、少なくとも正レンズを
１枚以上有する正パワーの前群と、負レンズから始まる
正パワーの後群と、から構成され、以下の条件式及び
を満足することを特徴とする。 1.5＜Ymax／LB … 0.1＜f3F／f3R＜0.3 … ただし、 Ymax：画面最大像高、 LB：レンズバック、 f3F：第３群を構成している前群の焦点距離、 f3R：第３群を構成している後群の焦点距離、 である。

【０００６】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が、物
体側から順に、正パワーの第１群と、負パワーの第２群
と、正パワーの第３群と、負パワーの第４群と、正パワ
ーの第５群と、を有し、広角端から望遠端へのズーミン
グにおいて少なくとも前記第１群が物体側へ移動し、前
記第３群が、物体側から順に、少なくとも正レンズを２
枚以上有する正パワーの前群と、負レンズから始まる正
パワーの後群と、から構成されることを特徴とする。

【０００７】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、前記ズームレンズ系
が、物体側から順に、正パワーの第１群と、負パワーの
第２群と、正パワーの第３群と、負パワーの第４群と、
正パワーの第５群と、を有し、前記第４群の移動により
フォーカシングを行うことを特徴とする。

【０００８】

【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，携帯情報端末(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７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、光学的ローパスフィルター等に相当す
る平行平面板(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。

【０００９】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。

【００１０】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(PL)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。光学的ローパスフィルターとしては、例えば所
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。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。

【００１１】なお、図７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(共役長の長い側)の被写
体から縮小側(共役長の短い側)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。

【００１２】図１〜図３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レンズ構成
図であり、広角端(W)でのレンズ配置を光学断面で示し
ている。各レンズ構成図中の矢印mj(j=1,2,...)は、広
角端(W)から望遠端(T)へのズーミングにおける第ｊ群(G
rj)等の移動をそれぞれ模式的に示しており、mPは平行
平面板(PL)のズーム位置が固定であることを示してい
る。また、各レンズ構成図中、ri(i=1,2,3,...)が付さ
れた面は物体側から数えてi番目の面であり、riに*印が
付された面は非球面である。di(i=1,2,3,...)が付され
た軸上面間隔は、物体側から数えてi番目の軸上面間隔
のうち、ズーミングにおいて変化する可変間隔である。

【００１３】各実施の形態のズームレンズ系はいずれ
も、物体側から順に、正パワーの第１群(Gr1)と、負パ
ワーの第２群(Gr2)と、正パワーの第３群(Gr3)と、負パ
ワーの第４群(Gr4)と、正パワーの第５群(Gr5)と、を有
し、すべての群を移動群として各群の間隔を変化させる
ことによりズーミングを行い、広角端(W)から望遠端(T)
へのズーミングにおいて少なくとも第１群(Gr1)が物体
側へ移動するタイプの５群ズームレンズである。そし
て、ＣＣＤ等の撮像素子(SR)を備えたカメラ(例えばデ
ジタルカメラ)に用いられるズームレンズ系として、そ
の像側には光学的ローパスフィルター，撮像素子(SR)の
カバーガラス等に相当するガラス製の平行平面板(PL)が
配置されている。

【００１４】ズーム移動の特徴としては、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)，第
３群(Gr3)及び第４群(Gr4)が物体側へ移動し、第２群(G
r2)が像側に凸の軌跡を描くように移動する点が挙げら
れる。また第３群(Gr3)は、物体側から順に、絞り(ST)
と、正レンズ２枚又は３枚から成る正パワーの前群(Gr3
F)と、負レンズから始まる正パワーの後群(Gr3R)と、で
構成されている。この第３群(Gr3)の構成は、良好な光
学性能を確保しつつ望遠側へのズーム比の拡大と工作誤
差感度の低減を達成するための特徴の一つであり、その
詳細については後述する。以下に各実施の形態のレンズ
構成を詳しく説明する。

【００１５】《第１の実施の形態(図１)》第１の実施の
形態のズームレンズ系は、各群が物体側から順に以下の
ように構成されている。第１群(Gr1)は、物体側に凸の
負メニスカスレンズ及び両凸の正レンズから成る接合レ
ンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成さ
れている。第２群(Gr2)は、物体側に凸の負メニスカス
レンズと、像側に凸の正メニスカスレンズ及び両凹の負
レンズから成る接合レンズと、両凸の正レンズ(物体側
面が非球面)と、物体側に凹の負メニスカスレンズと、
で構成されている。第３群(Gr3)は、絞り(ST)、前群(Gr
3F)及び後群(Gr3R)から成っている。前群(Gr4F)は、物
体側に凸の正メニスカスレンズ(G9)と、両凸の正レンズ
２枚(G10,G11)と、で構成されており、後群(Gr4R)は、
両凹の負レンズ及び両凸の正レンズから成る接合レンズ
と、両凸の正レンズ(像側面が非球面)と、で構成されて
いる。第４群(Gr4)は、両凸の正レンズ及び両凹の負レ
ンズから成る接合レンズ１枚で構成されている。第５群
(Gr5)は、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る
接合レンズ１枚で構成されている。

【００１６】《第２の実施の形態(図２)》第２の実施の
形態のズームレンズ系は、各群が物体側から順に以下の
ように構成されている。第１群(Gr1)は、物体側に凸の
負メニスカスレンズ及び両凸の正レンズから成る接合レ
ンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成さ
れている。第２群(Gr2)は、物体側に凸の負メニスカス
レンズと、像側に凸の正メニスカスレンズ及び両凹の負
レンズから成る接合レンズと、両凸の正レンズ(物体側
面が非球面)と、物体側に凹の負メニスカスレンズと、
で構成されている。第３群(Gr3)は、絞り(ST)、前群(Gr
3F)及び後群(Gr3R)から成っている。前群(Gr4F)は、両
凸の正レンズ(G9)と、物体側に凸の正メニスカスレンズ
(G10)と、で構成されており、後群(Gr4R)は、両凹の負
レンズ及び両凸の正レンズから成る接合レンズと、両凸
の正レンズ(像側面が非球面)と、で構成されている。第
４群(Gr4)は、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから
成る接合レンズ１枚で構成されている。第５群(Gr5)
は、両凸の正レンズ及び物体側に凹の負メニスカスレン
ズから成る接合レンズ１枚で構成されている。

【００１７】《第３の実施の形態(図３)》第３の実施の
形態のズームレンズ系は、各群が物体側から順に以下の
ように構成されている。第１群(Gr1)は、物体側に凸の
負メニスカスレンズ及び両凸の正レンズから成る接合レ
ンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成さ
れている。第２群(Gr2)は、物体側に凸の負メニスカス
レンズと、像側に凸の正メニスカスレンズ及び両凹の負
レンズから成る接合レンズと、両凸の正レンズ(物体側
面が非球面)と、物体側に凹の負メニスカスレンズと、
で構成されている。第３群(Gr3)は、絞り(ST)、前群(Gr
3F)及び後群(Gr3R)から成っている。前群(Gr4F)は、両
凸の正レンズ３枚(G9,G10,G11)で構成されており、後群
(Gr4R)は、両凹の負レンズ及び両凸の正レンズから成る
接合レンズと、両凸の正レンズ(像側面が非球面)と、で
構成されている。第４群(Gr4)は、両凸の正レンズ及び
両凹の負レンズから成る接合レンズ１枚で構成されてい
る。第５群(Gr5)は、両凸の正レンズ及び両凹の負レン
ズから成る接合レンズ１枚で構成されている。

【００１８】各実施の形態のように、物体側から順に、
正パワーの第１群(Gr1)と、負パワーの第２群(Gr2)と、
正パワーの第３群(Gr3)と、を有し、広角端(W)から望遠
端(T)へのズーミングにおいて少なくとも第１群(Gr1)が
物体側へ移動するズームレンズ系においては、第３群(G
r3)が、物体側から順に、少なくとも正レンズを１枚以
上有する正パワーの前群(Gr3F)と、負レンズから始まる
正パワーの後群(Gr3R)と、から構成され、以下の条件式
及びを満足することが望ましい。 1.5＜Ymax／LB … 0.1＜f3F／f3R＜0.3 … ただし、 Ymax：画面最大像高、 LB：レンズバック｛つまり、最も像側の光学素子(各実
施の形態における平行平面板(PL)に相当する。)から像
面までの距離}、 f3F：第３群(Gr3)を構成している前群(Gr3F)の焦点距
離、 f3R：第３群(Gr3)を構成している後群(Gr3R)の焦点距
離、 である。

【００１９】条件式は、画面最大像高とレンズバック
との適切な比を規定している。条件式の下限を超える
と、レンズバックが大きくなり過ぎるため、コンパクト
なズームレンズ系を得ることができなくなる。条件式
は、第３群(Gr3)を構成している正の前群(Gr3F)と正の
後群(Gr3R)との適切な焦点距離比を規定している。条件
式の上限を超えると、相対的に前群(Gr3F)の焦点距離
が長くなり過ぎてしまうため、レンズバックや全長等が
大きくなり、コンパクトなズームレンズ系を得ることが
できなくなる。逆に条件式の下限を超えると、相対的
に前群(Gr3F)の焦点距離が短くなり過ぎてしまうため、
望遠端(T)での球面収差等の補正が困難になる。

【００２０】上記のように第３群(Gr3)を正パワーの前
群(Gr3F)と正パワーの後群(Gr3R)とで構成し、かつ、条
件式を満たす構成にすることによって、前群(Gr3F)よ
り像側の軸上マージナル光線高を低くすることができ
る。したがって、望遠端(T)での収差(球面収差等)の補
正だけでなく、第３群(Gr3)の工作誤差感度の低減も効
果的に達成することができ、高倍率・高性能で工作誤差
感度の緩いコンパクトなズームレンズ系を得ることがで
きる。例えば、良好な光学性能を維持しつつズーム比を
１０倍程度まで望遠側に拡大しながら、特に望遠端(T)
での工作誤差感度をズーム比７倍のズームレンズとほぼ
同じレベルにまで低減することができる。前群(Gr3F)を
正レンズのみで構成すれば更に効果的であり、条件式
及びを満たすことによりコンパクト化と高性能化との
バランスをとることができる。

【００２１】また各実施の形態のように、物体側から順
に、正パワーの第１群(Gr1)と、負パワーの第２群(Gr2)
と、正パワーの第３群(Gr3)と、負パワーの第４群(Gr4)
と、正パワーの第５群(Gr5)と、を有し、広角端(W)から
望遠端(T)へのズーミングにおいて少なくとも第１群(Gr
1)が物体側へ移動するズームレンズ系においては、第３
群(Gr3)が、物体側から順に、少なくとも正レンズを２
枚以上有する正パワーの前群(Gr3F)と、負レンズから始
まる正パワーの後群(Gr3R)と、から構成されることが望
ましく、前記条件式を満足することが更に望ましい。
前群(Gr3F)が正レンズを２枚以上含む構成や条件式を
満たす構成は、前述したように前群(Gr3F)より像側の軸
上マージナル光線高を低くするように作用するため、望
遠端(T)での収差(球面収差等)の補正や工作誤差感度の
低減に効果を発揮する。

【００２２】第２群(Gr2)に関しては、以下の条件式
を満足することが望ましい。 -2＜f2／fW＜-0.6 … ただし、 f2：第２群(Gr2)の焦点距離、 fW：広角端(W)でのズームレンズ系全体の焦点距離、 である。

【００２３】条件式は第２群(Gr2)の適切な焦点距離
を規定しており、条件式を満たすことにより、特に広
角端(W)での周辺照度の確保と収差補正とのバランスを
とることができる。条件式の上限を超えると、第２群
(Gr2)の焦点距離が短くなりすぎるため、望遠端(T)での
収差(球面収差等)の補正が困難になる。逆に条件式の
下限を超えると、第２群(Gr2)の焦点距離が長くなりす
ぎるため、広角端(W)での周辺照度を確保できなくな
る。

【００２４】各実施の形態のように、第２群(Gr2)は、
物体側から順に、負レンズ，正レンズ，負レンズ，正レ
ンズ及び負レンズから成ることが望ましい。大きなズー
ム比でコンパクトなズームレンズ系を達成するために強
いパワーを必要とする第２群(Gr2)において、負・正・
負・正・負のレンズ構成を採用すると、収差を良好に補
正することができる。また各実施の形態のように、第３
群(Gr3)は、物体側から順に、２枚の正レンズ，負レン
ズ，正レンズ及び正レンズから成ることが望ましい。こ
のように前群(Gr3F)を正・正の２枚で構成し、後群(Gr3
R)を負・正・正の３枚で構成すると、簡単なレンズ構成
で前群(Gr3F)より像側の軸上マージナル光線高を低くす
ることができる。したがって、全系をコンパクト化しつ
つ望遠端(T)での収差(球面収差等)の補正や工作誤差感
度の低減を効果的に達成することができる。

【００２５】第３群(Gr3)の前群(Gr3F)を構成している
正レンズは、すべて以下の条件式を満足することが望
ましい。 n3pi＜1.75 … ただし、 n3pi：第３群(Gr3)の前群(Gr3F)を構成している正レン
ズのｄ線に対する屈折率、 である。

【００２６】条件式は、第３群(Gr3)の前群(Gr3F)を
構成している各正レンズのｄ線に対する屈折率を規定し
ている。条件式の上限を超えると、ｄ線に対する屈折
率が高くなり過ぎるので、ペッツバール和の補正が困難
になる。

【００２７】各実施の形態のように物体側から正・負・
正・負・正の５群を有するズーム構成においては、第４
群(Gr4)の移動によりフォーカシングを行う構成にする
ことが光学性能上望ましい。フォーカシングを第４群(G
r4)で行う構成にすれば、無限遠状態から近接状態まで
収差変動の小さい良好な光学性能を得ることができる。
また、第４群(Gr4)の移動によりフォーカシングを行う
構成においては、以下の条件式を満足することが望ま
しい。 -20＜f4／fW＜-2 … ただし、 f4：第４群(Gr4)の焦点距離、 fW：広角端(W)でのズームレンズ系全体の焦点距離、 である。

【００２８】条件式は第４群(Gr4)の適切な焦点距離
を規定している。条件式の上限を超えると、第４群(G
r4)の焦点距離が短くなりすぎるため、フォーカシング
における収差変動が大きくなり、良好な性能を確保する
ことができなくなる。逆に条件式の下限を超えると、
第４群(Gr4)の焦点距離が長くなりすぎるため、フォー
カシング移動量が大きくなり、コンパクトなズームレン
ズ系を達成することができなくなる。

【００２９】各実施の形態のように、第２群(Gr2)に非
球面を少なくとも１面有することが望ましい。そして、
非球面の有効半径をHmax(mm)、非球面の光軸(AX)に対し
て垂直な方向(レンズ径方向)の高さをH(mm)とすると
き、0≦H≦Hmaxの範囲にある任意の高さHに対して条件
式を満足する非球面を、第２群(Gr2)に少なくとも１
面有することが更に望ましい。 -0.05＜｛X(H)-X0(H)}/(N'-N)＜0.2 … ただし、 X(H)：非球面の面形状{高さHでの光軸(AX)方向の変位量
(mm，面頂点基準)}、 X0(H)：非球面の基準球面形状{高さHでの光軸(AX)方向
の変位量(mm，面頂点基準)}、 N：非球面より物体側の媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面より像側の媒質のｄ線に対する屈折率、 である。

【００３０】なお、非球面の面形状を表すX(H)，基準球
面の面形状を表すX0(H)は、具体的には以下の式(AS),(R
E)でそれぞれ表される。 X(H)＝(C0・H²)／{1+√(1-ε・C0²・H²)}＋Σ(Ai・Hⁱ) …(AS) X0(H)＝(C0・H²)／{1+√(1-C0²・H²)} …(RE) ただし、式(AS)及び(RE)中、 C0：基準球面の曲率(mm^-1)、 ε：２次曲面パラメータ、 Ai：i次の非球面係数、 である。

【００３１】条件式は第２群(Gr2)に設けられる非球
面の適切な形状を規定している。条件式の上限を超え
ると、特に望遠端(T)での球面収差が大きくアンダーと
なり、広角端(W)での像面湾曲が大きくアンダーとな
る。逆に条件式の下限を超えると、特に望遠端(T)で
の球面収差が大きくオーバーとなり、広角端(W)での像
面湾曲が大きくオーバーとなる。

【００３２】各実施の形態のように、第３群(Gr3)に非
球面を少なくとも１面有することが望ましい。そして、
非球面の有効半径をHmax(mm)、非球面の光軸(AX)に対し
て垂直な方向(レンズ径方向)の高さをH(mm)とすると
き、0≦H≦Hmaxの範囲にある任意の高さHに対して条件
式を満足する非球面を、第３群(Gr3)に少なくとも１
面有することが更に望ましい。 -0.2＜{X(H)-X0(H)}/(N'-N)＜0.05 … ただし、 X(H)：非球面の面形状{高さHでの光軸(AX)方向の変位量
(mm，面頂点基準)}、 X0(H)：非球面の基準球面形状{高さHでの光軸(AX)方向
の変位量(mm，面頂点基準)}、 N：非球面より物体側の媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面より像側の媒質のｄ線に対する屈折率、 であり、非球面の面形状を表すX(H)，基準球面の面形状
を表すX0(H)は、具体的には前記式(AS),(RE)でそれぞれ
表される。

【００３３】条件式は第３群(Gr3)に設けられる非球
面の適切な形状を規定している。条件式の上限を超え
ると、特に望遠端(T)での球面収差が大きくアンダーと
なり、ズーム全域で像面湾曲が大きくアンダーとなる。
逆に条件式の下限を超えると、特に望遠端(T)での球
面収差が大きくオーバーとなり、ズーム全域で像面湾曲
が大きくオーバーとなる。

【００３４】なお、各実施の形態を構成しているズーム
レンズ系には、入射光線を屈折作用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プのレンズ)が用いられてい
るが、使用可能なレンズはこれに限らない。例えば、回
折作用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を用
いてもよい。また、絞り(ST)のほかに光束規制板等を必
要に応じて配置してもよく、ミラー，プリズム等を光路
中に配置することにより、その光学的なパワーを有しな
い面(反射面，屈折面，回折面等)でズームレンズ系の
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。

【００３５】また、上述した各実施の形態には以下の構
成を有する発明(i)〜(xii)が含まれている。 (i) 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、物体側から順に、正パワーの第１群と、負
パワーの第２群と、正パワーの第３群と、を有し、広角
端から望遠端へのズーミングにおいて少なくとも前記第
１群が物体側へ移動し、前記第３群が、物体側から順
に、少なくとも正レンズを１枚以上有する正パワーの前
群と、負レンズから始まる正パワーの後群と、から構成
され、前記条件式及びを満足することを特徴とする
撮像レンズ装置。 (ii) 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、物体側から順に、正パワーの第１群と、負
パワーの第２群と、正パワーの第３群と、負パワーの第
４群と、正パワーの第５群と、を有し、広角端から望遠
端へのズーミングにおいて少なくとも前記第１群が物体
側へ移動し、前記第３群が、物体側から順に、少なくと
も正レンズを２枚以上有する正パワーの前群と、負レン
ズから始まる正パワーの後群と、から構成されることを
特徴とする撮像レンズ装置。 (iii) 前記ズームレンズ系が、物体側から順に、正パ
ワーの第１群と、負パワーの第２群と、正パワーの第３
群と、負パワーの第４群と、正パワーの第５群と、を有
し、前記第４群の移動によりフォーカシングを行うこと
を特徴とする上記(i)又は(ii)記載の撮像レンズ装置。 (iv) 前記条件式を満足することを特徴とする上記(i
i)記載の撮像レンズ装置。

【００３６】(v) 前記ズームレンズ系が、物体側から
順に、正パワーの第１群と、負パワーの第２群と、正パ
ワーの第３群と、負パワーの第４群と、正パワーの第５
群と、を有し、広角端から望遠端へのズーミングにおい
て、前記第１群，前記第３群及び前記第４群が物体側へ
移動し、前記第２群が像側に凸の軌跡を描くように移動
することを特徴とする上記(i),(ii),(iii)又は(iv)記載
の撮像レンズ装置。 (vi) 前記条件式を満足することを特徴とする上記
(i),(ii),(iii)又は(iv)記載の撮像レンズ装置。 (vii) 前記第２群が、物体側から順に、負レンズ，正
レンズ，負レンズ，正レンズ及び負レンズから成ること
を特徴とする上記(i),(ii),(iii)又は(iv)記載の撮像レ
ンズ装置。 (viii) 前記第３群が、物体側から順に、少なくとも２
枚の正レンズ，負レンズ，正レンズ及び正レンズから成
ることを特徴とする上記(i),(ii),(iii)又は(iv)記載の
撮像レンズ装置。 (ix) 前記第３群の前群を構成している正レンズが、す
べて前記条件式を満足することを特徴とする上記(i),
(ii),(iii)又は(iv)記載の撮像レンズ装置。 (x) 前記条件式を満足することを特徴とする上記(ii
i)記載の撮像レンズ装置。

【００３７】(xi) 前記第２群に非球面を少なくとも１
面有し、非球面の有効半径をHmax、非球面の光軸に対し
て垂直な方向(レンズ径方向)の高さをHとするとき、0≦
H≦Hmaxの範囲にある任意の高さHに対して前記条件式
を満足する非球面を、前記第２群に少なくとも１面有す
ることを特徴とする上記(i),(ii),(iii)又は(iv)記載の
撮像レンズ装置。 (xii) 前記第３群に非球面を少なくとも１面有し、非
球面の有効半径をHmax、非球面の光軸に対して垂直な方
向(レンズ径方向)の高さをHとするとき、0≦H≦Hmaxの
範囲にある任意の高さHに対して前記条件式を満足す
る非球面を、前記第３群に少なくとも１面有することを
特徴とする上記(i),(ii),(iii)又は(iv)記載の撮像レン
ズ装置。

【００３８】

【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
レンズ構成図(図１〜図３)は、対応する実施例１〜３の
レンズ構成をそれぞれ示している。

【００３９】各実施例のコンストラクションデータにお
いて、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面の
曲率半径(mm)、di(i=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,...),ν
i(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。また、コンストラクションデータ中、ズーミングに
おいて変化する軸上面間隔は、広角端(短焦点距離端,W)
〜ミドル(中間焦点距離状態,M)〜望遠端(長焦点距離端,
T)での可変空気間隔である。各焦点距離状態(W),(M),
(T)に対応する全系の焦点距離(f,mm)及びＦナンバー(FN
O)を他のデータと併せて示し、条件式〜の対応値を
表１に示す。また、曲率半径riに*印が付された面は、
非球面(非球面形状の屈折光学面、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前
記式(AS)で定義される。各実施例の非球面データ(ただ
しAi=0の場合は省略する。)と、その非球面に関する条
件式,の対応値を他のデータと併せて示す。

【００４０】図４〜図６は実施例１〜実施例３にそれぞ
れ対応する収差図であり、(W)は広角端，(M)はミドル，
(T)は望遠端における諸収差{左から順に、球面収差等，
非点収差，歪曲収差である。Y':最大像高(＝Ymax，mm)}
を示している。球面収差図において、実線(d)はｄ線に
対する球面収差(mm)、一点鎖線(g)はｇ線に対する球面
収差(mm)、破線(SC)は正弦条件(mm)を表している。非点
収差図において、破線(DM)はメリディオナル面でのｄ線
に対する非点収差(mm)を表しており、実線(DS)はサジタ
ル面でのｄ線に対する非点収差(mm)を表わしている。ま
た、歪曲収差図において実線はｄ線に対する歪曲(％)を
表している。

【００４１】

【００４２】[第１２面(r12)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.61367×10^-4,A6= 0.63693×10^-7,A8=
0.15607×10^-7,A10=-0.36104×10^-9,A12= 0.43999×10
^-11 [第２７面(r27)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.79031×10^-4,A6= 0.76208×10^-7,A8=
0.50807×10^-8,A10=-0.69602×10^-10,A12= 0.32343×10
^-12

【００４３】[第１２面(r12)の条件式の対応値] H=0.2Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.000 H=0.4Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.003 H=0.6Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.013 H=0.8Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.045 H=1.0Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.120 [第２７面(r27)の条件式の対応値] H=0.2Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.000 H=0.4Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)=-0.003 H=0.6Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)=-0.017 H=0.8Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)=-0.056 H=1.0Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)=-0.141

【００４４】

【００４５】[第１２面(r12)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.67344×10^-4,A6= 0.52539×10^-7,A8=
0.24671×10^-7,A10=-0.61229×10^-9,A12= 0.72611×10
^-11 [第２５面(r25)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.12247×10^-3,A6= 0.23522×10^-6,A8=
0.97041×10^-8,A10=-0.17732×10^-9,A12= 0.19888×10
^-11

【００４６】[第１２面(r12)の条件式の対応値] H=0.2Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.000 H=0.4Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.003 H=0.6Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.015 H=0.8Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.050 H=1.0Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.135 [第２５面(r25)の条件式の対応値] H=0.2Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.000 H=0.4Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)=-0.004 H=0.6Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)=-0.023 H=0.8Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)=-0.075 H=1.0Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)=-0.191

【００４７】

【００４８】[第１２面(r12)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.62835×10^-4,A6= 0.65969×10^-7,A8=
0.15965×10^-7,A10=-0.35912×10^-9,A12= 0.45751×10
^-11 [第２７面(r27)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.83359×10^-4,A6= 0.44606×10^-7,A8=
0.59821×10^-8,A10=-0.11699×10^-9,A12= 0.92627×10
^-12

【００４９】[第１２面(r12)の条件式の対応値] H=0.2Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.000 H=0.4Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.003 H=0.6Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.014 H=0.8Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.046 H=1.0Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.124 [第２７面(r27)の条件式の対応値] H=0.2Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)= 0.000 H=0.4Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)=-0.004 H=0.6Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)=-0.020 H=0.8Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)=-0.064 H=1.0Hmax … {X(H)-X0(H)}/(N'-N)=-0.162

【００５０】

【表１】

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ズ
ームレンズ系の第３群に特徴的な構成を採用しているた
め、高倍率・高性能で工作誤差感度の緩いコンパクトな
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。例えば、良好な光学性能を維持しつつズーム
比を１０倍程度まで望遠側に拡大しながら、特に望遠端
での工作誤差感度をズーム比７倍のズームレンズとほぼ
同じレベルにまで低減することができる。そして本発明
に係る撮像レンズ装置を、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，携帯情報
端末(ＰＤＡ)等に内蔵又は外付けされるカメラに使用す
れば、そのコンパクト化，高倍率・高変倍化，高性能化
及び低コスト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)のレンズ構成図。

【図２】第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。

【図３】第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。

【図４】実施例１の収差図。

【図５】実施例２の収差図。

【図６】実施例３の収差図。

【図７】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 ST …絞り Gr3 …第３群 Gr4 …第４群 Gr5 …第５群 PL …平行平面板 SR …撮像素子 AX …光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広瀬 直樹 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 有本 哲也 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 岩澤 嘉人 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 河野 哲生 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H044 EF02 2H087 KA01 MA15 PA13 PA17 PB18 QA02 QA06 QA07 QA17 QA21 QA25 QA37 QA39 QA41 QA46 RA05 RA12 RA13 RA36 SA43 SA47 SA49 SA53 SA55 SB04 SB16 SB27 SB33 SB43

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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、物体側から順に、正パワーの第
   １群と、負パワーの第２群と、正パワーの第３群と、を
   有し、広角端から望遠端へのズーミングにおいて少なく
   とも前記第１群が物体側へ移動し、前記第３群が、物体
   側から順に、少なくとも正レンズを１枚以上有する正パ
   ワーの前群と、負レンズから始まる正パワーの後群と、
   から構成され、以下の条件式及びを満足することを
   特徴とする撮像レンズ装置； 1.5＜Ymax／LB … 0.1＜f3F／f3R＜0.3 … ただし、 Ymax：画面最大像高、 LB：レンズバック、 f3F：第３群を構成している前群の焦点距離、 f3R：第３群を構成している後群の焦点距離、 である。
2. 【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が、物体側から順に、正パワーの第
   １群と、負パワーの第２群と、正パワーの第３群と、負
   パワーの第４群と、正パワーの第５群と、を有し、広角
   端から望遠端へのズーミングにおいて少なくとも前記第
   １群が物体側へ移動し、前記第３群が、物体側から順
   に、少なくとも正レンズを２枚以上有する正パワーの前
   群と、負レンズから始まる正パワーの後群と、から構成
   されることを特徴とする撮像レンズ装置。
3. 【請求項３】 前記ズームレンズ系が、物体側から順
   に、正パワーの第１群と、負パワーの第２群と、正パワ
   ーの第３群と、負パワーの第４群と、正パワーの第５群
   と、を有し、前記第４群の移動によりフォーカシングを
   行う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。