JP2004226510A - 撮像レンズ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高変倍率で高画質を満足する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、負パワーの第１群（Ｇｒ１），負パワーの第２群（Ｇｒ２），正パワーの第３群（Ｇｒ３），正パワーの第４群（Ｇｒ４），正パワーの第５群（Ｇｒ５）から成る。広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）までのズーミングに際し、少なくとも第１群（Ｇｒ１）が可動で、各群の間隔が変化する。
【選択図】 図１
【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、負パワーの第１群（Ｇｒ１），負パワーの第２群（Ｇｒ２），正パワーの第３群（Ｇｒ３），正パワーの第４群（Ｇｒ４），正パワーの第５群（Ｇｒ５）から成る。広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）までのズーミングに際し、少なくとも第１群（Ｇｒ１）が可動で、各群の間隔が変化する。
【選択図】 図１
Description
【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，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｝、なかでも小型で高変倍率の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、パーソナルコンピュータ等の普及に伴い、手軽に画像情報をデジタル機器に取り込むことの可能なデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等（以下単に「デジタルカメラ」という。）が個人ユーザーレベルで普及しつつある。そして、デジタルカメラは今後も画像情報の入力機器として益々普及することが予想される。このようなデジタルカメラの画質は、一般にＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の固体撮像素子の画素数で決定される。現在、一般向けのデジタルカメラは１００万画素を超える高画素化がなされており、画質面で銀塩フィルム用カメラに近づきつつある。このため、撮影レンズ系には撮像素子の高画素化に対応した高い光学性能が求められている。また、一般向けのデジタルカメラにおいても画像の変倍、特に画像劣化の少ない光学変倍が望まれている。しかし、撮影レンズ系において高性能化と高変倍率化とを両立させることは難しく、しかも一般向けデジタルカメラ用のズームレンズ系にはコンパクト化も要求される。これらの要求に応えるため従来より様々な提案がなされており（例えば、特許文献１〜５参照。）、従来のレンズシャッターカメラ用ズームレンズ系をデジタルカメラ用として使用することも一つの方法である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３０８３８９号公報
【特許文献２】
特開平５−３１３０６６号公報
【特許文献３】
特開平４−１１６６１３号公報
【特許文献４】
特開平８−１１０４７０号公報
【特許文献５】
特開平１１−１６７０６３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来より知られているズームレンズ系では、上述した複数の要求に同時に応えることは困難である。例えば、銀塩フィルム用のレンズシャッターカメラでは、使用されるズームレンズ系の射出瞳位置が像面の近くにあるため、それをデジタルカメラに用いると、固体撮像素子の前面に設けられているマイクロレンズの集光性能を十分に満足させることができず、画像中央部と画像周辺部とで画像の明るさが極端に変化してしまう。そして、従来より提案されているデジタルカメラ用のズームレンズ系では、その射出瞳位置を像面から離そうとすると、どうしてもズームレンズ系全体の大型化が避けられない。また、変倍比５倍以上の一般的な高変倍率ズームの場合、第１群に正のパワーを有するズームタイプ（いわゆるプラスリード）が採用されることが多いが、プラスリードを採用すると、全長をコンパクトにすることはできるものの、前玉径の大型化を招いてしまう。第１群に負のパワーを有するズームタイプ（いわゆるマイナスリード）を採用すると（特許文献１〜５等）、前玉径を小さくすることはできるものの、広角端での全長の大型化を招いてしまう。
【０００５】
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、その目的は、高変倍率で高画質を満足する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提供することにある。
【０００６】
【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、複数の群から成り群間隔を変え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、負のパワーを有する第１群と、負のパワーを有する第２群と、正のパワーを有する第３群と、正のパワーを有する第４群と、正のパワーを有する第５群と、を少なくとも有し、広角端から望遠端までのズーミングに際し、少なくとも前記第１群が可動で、各群の間隔が変化することを特徴とする。
【０００７】
第２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、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
１＜｜ｆ１／ｆＷ｜＜６ …（１）
ただし、
ｆ１：第１群の焦点距離、
ｆＷ：広角端でのズームレンズ系全体の焦点距離、
である。
【０００８】
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、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする。
０．０１＜φ２／φ１＜０．５ …（２）
ただし、
φ１：第１群のパワー、
φ２：第２群のパワー、
である。
【０００９】
第４の発明の撮像レンズ装置は、上記第１，第２又は第３の発明の構成において、前記第１群が最も物体側に負レンズを有することを特徴とする。
【００１０】
第５の発明の撮像レンズ装置は、上記第１，第２，第３又は第４の発明の構成において、前記第３群が物体側から順に正のパワーを有する前群と負のパワーを有する後群とで構成され、広角端から望遠端までのズーミングに際し、前記前群と前記後群との間隔を変化させるように前群，後群のうちの少なくとも１つの群が移動することを特徴とする。
【００１１】
【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），これらの周辺機器（マウス，スキャナー，プリンター，その他のデジタル入出力機器）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、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。
【００１２】
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（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ 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。
【００１３】
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。
【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（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。
【００１５】
図１〜図４は、第１〜第４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、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（Ｇｒｊ）の移動をそれぞれ模式的に示しており、矢印ｍ３Ｆ，ｍ３Ｒ（図３，図４）は広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）へのズーミングにおける第３群（Ｇｒ３）の前群（Ｇｒ３Ｆ），後群（Ｇｒ３Ｒ）の移動をそれぞれ模式的に示している。ただし、可動群は第１群（Ｇｒ１）〜第４群（Ｇｒ４）であり、固定群である第５群（Ｇｒ５）は平行平面板（ＰＬ）と共にズーム位置固定になっている。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（ｒｉに＊印が付された面は非球面）であり、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。
【００１６】
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、負のパワーを有する第１群（Ｇｒ１）と、負のパワーを有する第２群（Ｇｒ２）と、正のパワーを有する第３群（Ｇｒ３）と、正のパワーを有する第４群（Ｇｒ４）と、正のパワーを有する第５群（Ｇｒ５）と、から成り（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）、第３群（Ｇｒ３）がその内部又は像側に絞り（ＳＴ）を含み、第１群（Ｇｒ１）〜第４群（Ｇｒ４）を可動群として各群間隔を変化させることによりズーミングを行う、変倍比５倍程度の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，赤外カットフィルター等の光学フィルターや撮像素子（ＳＲ）のカバーガラス等に相当する１枚又は２枚のガラス製平行平面板（ＰＬ）が配置されている。各実施の形態のレンズ構成を更に詳しく以下に説明する。
【００１７】
《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負・負・正・正・正の５群ズームレンズであり、各群は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２枚と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（像側面が非球面）と、で構成されている。第２群（Ｇｒ２）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で構成されている。第３群（Ｇｒ３）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、絞り（ＳＴ）と、負レンズ及び正レンズから成る接合レンズと、で構成されている。第４群（Ｇｒ４）は、正レンズ（像側面が非球面）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（像側面が非球面）と、で構成されている。第５群（Ｇｒ５）は、正レンズ（両面が非球面）１枚で構成されている。
【００１８】
《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負・負・正・正・正の５群ズームレンズであり、各群は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２枚と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（像側面が非球面）と、で構成されている。第２群（Ｇｒ２）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で構成されている。第３群（Ｇｒ３）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、絞り（ＳＴ）と、両凹の負レンズ及び物体側に凸の正メニスカスレンズから成る接合レンズと、で構成されている。第４群（Ｇｒ４）は、正レンズ（像側面が非球面）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（像側面が非球面）と、で構成されている。第５群（Ｇｒ５）は、正レンズ（両面が非球面）１枚で構成されている。
【００１９】
《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負・負・正・正・正の５群ズームレンズであり、第３群（Ｇｒ３）が物体側から順に正のパワーを有する前群（Ｇｒ３Ｆ）と負のパワーを有する後群（Ｇｒ３Ｒ）とで構成されている。前群（Ｇｒ３Ｆ）と後群（Ｇｒ３Ｒ）は、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）までのズーミングに際し、前群（Ｇｒ３Ｆ）と後群（Ｇｒ３Ｒ）との間隔を変化させるように移動する。したがって、第３の実施の形態のズームレンズ系は、実質的に負・負・正・負・正・正の６群ズームレンズにおいて、第３群と第４群との合成パワーが正のズーム構成になっている。
【００２０】
第３の実施の形態において、各群は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２枚と、物体側に凸の正レンズ（像側面が非球面）と、で構成されている。第２群（Ｇｒ２）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で構成されている。第３群（Ｇｒ３）の前群（Ｇｒ３Ｆ）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、絞り（ＳＴ）と、で構成されている。第３群（Ｇｒ３）の後群（Ｇｒ３Ｒ）は、両凹の負レンズ及び物体側に凸の正メニスカスレンズから成る接合レンズで構成されている。第４群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（像側面が非球面）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（像側面が非球面）と、で構成されている。第５群（Ｇｒ５）は、正レンズ（両面が非球面）１枚で構成されている。
【００２１】
《第４の実施の形態（図４）》
第４の実施の形態のズームレンズ系は負・負・正・正・正の５群ズームレンズであり、第３群（Ｇｒ３）が物体側から順に正のパワーを有する前群（Ｇｒ３Ｆ）と負のパワーを有する後群（Ｇｒ３Ｒ）とで構成されている。前群（Ｇｒ３Ｆ）と後群（Ｇｒ３Ｒ）は、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）までのズーミングに際し、前群（Ｇｒ３Ｆ）と後群（Ｇｒ３Ｒ）との間隔を変化させるように移動する。したがって、第４の実施の形態のズームレンズ系は、実質的に負・負・正・負・正・正の６群ズームレンズにおいて、第３群と第４群との合成パワーが正のズーム構成になっている。
【００２２】
第４の実施の形態において、各群は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、両凹の負レンズ（物体側面が非球面）１枚で構成されている。第２群（Ｇｒ２）は、像側に凸の負メニスカスレンズ（像側面が非球面）と、正レンズと、で構成されている。第３群（Ｇｒ３）の前群（Ｇｒ３Ｆ）は、両凸の正レンズと、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３群（Ｇｒ３）の後群（Ｇｒ３Ｒ）は、両凹の負レンズ（像側面が非球面）と、両凸の正レンズと、絞り（ＳＴ）と、で構成されている。第４群（Ｇｒ４）は、物体側に凸の正メニスカスレンズと、像側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第５群（Ｇｒ５）は、正レンズ（両面が非球面）１枚で構成されている。
【００２３】
各実施の形態のズームレンズ系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１群（Ｇｒ１）と、負のパワーを有する第２群（Ｇｒ２）と、正のパワーを有する第３群（Ｇｒ３）と、正のパワーを有する第４群（Ｇｒ４）と、正のパワーを有する第５群（Ｇｒ５）と、を備え、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）までのズーミングに際し、少なくとも第１群（Ｇｒ１）が可動で、各群の間隔が変化することに一つの特徴がある。第１群（Ｇｒ１）と第２群（Ｇｒ２）に負のパワーを持たせることにより、容易にレトロフォーカスタイプを構成することができ、その結果、像面への入射光線を容易にテレセントリックにすることが可能になる。この像側へのテレセントリック性は、撮像素子（ＳＲ）を備えたカメラ（デジタルカメラ等）に用いられる撮影レンズ系（ＴＬ）の必要条件であり、撮像素子（ＳＲ）の前面に設けられているマイクロレンズの集光性能を十分に満足させることを可能にする。したがって、ズームレンズ系全体の小型化とともに画像の明るさの均一化が可能になる。また、第１群（Ｇｒ１）を可動にすることにより、前玉径を小さくしながら収差を補正することが可能になる。なかでも歪曲収差の補正（特に広角での歪曲収差の補正）を効果的に行うことが可能になる。したがって、ズームレンズ系の高性能化，高変倍率化及びコンパクト化を達成することができ、高画質の画像情報を得ることができる。
【００２４】
各実施の形態のように、第１群（Ｇｒ１）と第２群（Ｇｒ２）に負のパワーを有し、少なくとも第１群（Ｇｒ１）を可動群とするズームレンズ系においては、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
１＜｜ｆ１／ｆＷ｜＜６ …（１）
ただし、
ｆ１：第１群（Ｇｒ１）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。
【００２５】
条件式（１）は、第１群（Ｇｒ１）の焦点距離に関して、満足することが望ましい条件範囲を規定している。条件式（１）の下限を越えると、第１群（Ｇｒ１）の焦点距離が小さくなりすぎるため、収差、特に広角側での負の歪曲収差が著しくなり、良好な光学性能を確保することが困難になる。逆に条件式（１）の上限を越えると、第１群（Ｇｒ１）の焦点距離が大きくなりすぎるため、第１群（Ｇｒ１）に入射する光線高さを低くすることができず、第１群（Ｇｒ１）のレンズ径の増大を招いてしまう。したがって、コンパクト化という点で好ましくない。
【００２６】
以下の条件式（１ａ）を満足することが望ましく、条件式（１ｂ）を満足することが更に望ましい。条件式（１ａ），（１ｂ）は、上記条件式（１）が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等からより一層好ましい条件範囲を規定している。
１＜｜ｆ１／ｆＷ｜＜３ …（１ａ）
２＜｜ｆ１／ｆＷ｜＜３ …（１ｂ）
【００２７】
また、負のパワーを有する第１群（Ｇｒ１）と第２群（Ｇｒ２）とのパワー関係については、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．０１＜φ２／φ１＜０．５ …（２）
ただし、
φ１：第１群（Ｇｒ１）のパワー、
φ２：第２群（Ｇｒ２）のパワー、
である。
【００２８】
条件式（２）は、第１群（Ｇｒ１）のパワーに対する第２群（Ｇｒ２）のパワーの比に関して、満足することが望ましい条件範囲を規定している。条件式（２）を満たすということことは、第２群（Ｇｒ２）の負パワーが相対的に弱いということであり、条件式（２）を満たすようにパワー比を適切に設定することにより、良好な性能を有しかつコンパクトなズームレンズ系を実現することが可能となる。条件式（２）の上限を越えると、第２群（Ｇｒ２）のパワーが強くなりすぎるため、レトロフォーカス度が大きくなり、それに続く第３群（Ｇｒ３）以降で、収斂作用を大きくしなければならなくなる。それにより収差劣化も大きくなるため好ましくない。逆に条件式（２）の下限を越えると、第２群（Ｇｒ２）のパワーが弱くなりすぎるため、コンパクト化を図るためには、第１群（Ｇｒ１）のパワーを強くしなければならなくなる。その結果、広角側での諸収差の補正が困難になるため好ましくない。
【００２９】
以下の条件式（２ａ）を満足することが望ましく、条件式（２ｂ）を満足することが更に望ましい。条件式（２ａ），（２ｂ）は、上記条件式（２）が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等からより一層好ましい条件範囲を規定している。
０．０１＜φ２／φ１＜０．２ …（２ａ）
０．０１＜φ２／φ１＜０．１ …（２ｂ）
【００３０】
各実施の形態のように、第１群（Ｇｒ１）が最も物体側に負レンズを有することが望ましい。最も物体側のレンズを負レンズで構成することにより、前玉径が小さく、かつ、収差（特に広角での歪曲収差）が良好に補正されたズームレンズ系を実現することができる。さらに、第４の実施の形態のように、最も物体側に非球面を配置すれば、上記収差補正等の観点からより一層好ましいズームレンズ系を実現することができる。
【００３１】
第３，第４の実施の形態のように、第３群（Ｇｒ３）が物体側から順に正のパワーを有する前群（Ｇｒ３Ｆ）と負のパワーを有する後群（Ｇｒ３Ｒ）とで構成され、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）までのズーミングに際し、前群（Ｇｒ３Ｆ）と後群（Ｇｒ３Ｒ）との間隔を変化させるように前群（Ｇｒ３Ｆ），後群（Ｇｒ３Ｒ）のうちの少なくとも１つの群が移動する構成にすることが望ましい。第１群（Ｇｒ１）と第２群（Ｇｒ２）で発散した光線は第３群（Ｇｒ３）の収斂作用を受けるが、ズームレンズ系のコンパクト化を図るために、第１群（Ｇｒ１）と第２群（Ｇｒ２）の負パワーを強くすると、それに伴って第３群（Ｇｒ３）での収斂作用を大きくしなければならなくなる。第３群（Ｇｒ３）での収斂作用を大きくするに伴って諸収差（特に望遠端の球面収差やコマ収差）が発生することになるが、第３群（Ｇｒ３）を上記のように構成すれば、前群（Ｇｒ３Ｆ）と後群（Ｇｒ３Ｒ）との間隔変化によって上記収差を良好に補正することが可能となる。第３，第４の実施の形態の場合、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）へのズーミングにおいて、正パワーの前群（Ｇｒ３Ｆ）と負パワーの後群（Ｇｒ３Ｒ）との間隔を（他の群間隔変化量よりも）微少に広げることにより諸収差を補正している。
【００３２】
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）のほかに不要光をカットするための光束規制板等を必要に応じて配置してもよく、プリズム類（例えば直角プリズム），ミラー類（例えば平面ミラー）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（例えば、反射面，屈折面，回折面）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｛例えば、光軸（ＡＸ）を約９０度折り曲げるようにして光束を反射させる。｝。その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、ズームレンズ系が搭載されるデジタル入力機器（デジタルカメラ等）の見かけ上の薄型化やコンパクト化を達成することが可能である。
【００３３】
【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１〜４は、前述した第１〜第４の実施の形態にそれぞれ対応しており、第１〜第４の実施の形態を表すレンズ構成図（図１〜図４）は、対応する実施例１〜４のレンズ構成をそれぞれ示している。
【００３４】
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，．．．），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。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（ＦＮＯ）を他のデータとあわせて示し、条件式対応値を表１に示す。
【００３５】
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以下の式（ＡＳ）で定義される。各実施例の非球面データを他のデータとあわせて示す（ただしＡｉ＝０の場合は省略する。）。
Ｘ（Ｈ）＝（Ｃ０・Ｈ２）／｛１＋√（１−ε・Ｃ０２・Ｈ２）｝＋Σ（Ａｉ・Ｈｉ） …（ＡＳ）
ただし、式（ＡＳ）中、
Ｘ（Ｈ）：高さＨの位置での光軸（ＡＸ）方向の変位量（面頂点基準）、
Ｈ：光軸（ＡＸ）に対して垂直な方向の高さ、
Ｃ０：近軸曲率（＝１／曲率半径）、
ε：２次曲面パラメータ、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数、
である。
【００３６】
図５〜図８は実施例１〜実施例４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（ｍｍ）｝を示している。球面収差図において、実線（ｄ）はｄ線、一点鎖線（ｇ）はｇ線に対する各球面収差（ｍｍ）を表しており、破線（ＳＣ）は正弦条件不満足量（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、実線（ＤＳ）はサジタル面でのｄ線に対する各非点収差（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。
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【表１】
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、物体側から順に負負正正正を有するズームレンズ系において少なくとも第１群がズーム移動可能に構成されているため、高変倍率で高画質を満足する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。そして本発明に係る撮像レンズ装置を、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，携帯情報端末（ＰＤＡ），これらの周辺機器（マウス，スキャナー，プリンター，その他のデジタル入出力機器）等に内蔵又は外付けされるカメラ等に用いれば、これらの機器のコンパクト化，低コスト化，高変倍率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】第４の実施の形態（実施例４）のレンズ構成図。
【図５】実施例１の収差図。
【図６】実施例２の収差図。
【図７】実施例３の収差図。
【図８】実施例４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
Ｇｒ３Ｆ …前群
Ｇｒ３Ｒ …後群
ＳＴ …絞り
Ｇｒ４ …第４群
Ｇｒ５ …第５群
ＰＬ …平行平面板
ＳＲ …撮像素子
ＡＸ …光軸
【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，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｝、なかでも小型で高変倍率の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、パーソナルコンピュータ等の普及に伴い、手軽に画像情報をデジタル機器に取り込むことの可能なデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等（以下単に「デジタルカメラ」という。）が個人ユーザーレベルで普及しつつある。そして、デジタルカメラは今後も画像情報の入力機器として益々普及することが予想される。このようなデジタルカメラの画質は、一般にＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の固体撮像素子の画素数で決定される。現在、一般向けのデジタルカメラは１００万画素を超える高画素化がなされており、画質面で銀塩フィルム用カメラに近づきつつある。このため、撮影レンズ系には撮像素子の高画素化に対応した高い光学性能が求められている。また、一般向けのデジタルカメラにおいても画像の変倍、特に画像劣化の少ない光学変倍が望まれている。しかし、撮影レンズ系において高性能化と高変倍率化とを両立させることは難しく、しかも一般向けデジタルカメラ用のズームレンズ系にはコンパクト化も要求される。これらの要求に応えるため従来より様々な提案がなされており（例えば、特許文献１〜５参照。）、従来のレンズシャッターカメラ用ズームレンズ系をデジタルカメラ用として使用することも一つの方法である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３０８３８９号公報
【特許文献２】
特開平５−３１３０６６号公報
【特許文献３】
特開平４−１１６６１３号公報
【特許文献４】
特開平８−１１０４７０号公報
【特許文献５】
特開平１１−１６７０６３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来より知られているズームレンズ系では、上述した複数の要求に同時に応えることは困難である。例えば、銀塩フィルム用のレンズシャッターカメラでは、使用されるズームレンズ系の射出瞳位置が像面の近くにあるため、それをデジタルカメラに用いると、固体撮像素子の前面に設けられているマイクロレンズの集光性能を十分に満足させることができず、画像中央部と画像周辺部とで画像の明るさが極端に変化してしまう。そして、従来より提案されているデジタルカメラ用のズームレンズ系では、その射出瞳位置を像面から離そうとすると、どうしてもズームレンズ系全体の大型化が避けられない。また、変倍比５倍以上の一般的な高変倍率ズームの場合、第１群に正のパワーを有するズームタイプ（いわゆるプラスリード）が採用されることが多いが、プラスリードを採用すると、全長をコンパクトにすることはできるものの、前玉径の大型化を招いてしまう。第１群に負のパワーを有するズームタイプ（いわゆるマイナスリード）を採用すると（特許文献１〜５等）、前玉径を小さくすることはできるものの、広角端での全長の大型化を招いてしまう。
【０００５】
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、その目的は、高変倍率で高画質を満足する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提供することにある。
【０００６】
【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、複数の群から成り群間隔を変え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、負のパワーを有する第１群と、負のパワーを有する第２群と、正のパワーを有する第３群と、正のパワーを有する第４群と、正のパワーを有する第５群と、を少なくとも有し、広角端から望遠端までのズーミングに際し、少なくとも前記第１群が可動で、各群の間隔が変化することを特徴とする。
【０００７】
第２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、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
１＜｜ｆ１／ｆＷ｜＜６ …（１）
ただし、
ｆ１：第１群の焦点距離、
ｆＷ：広角端でのズームレンズ系全体の焦点距離、
である。
【０００８】
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、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする。
０．０１＜φ２／φ１＜０．５ …（２）
ただし、
φ１：第１群のパワー、
φ２：第２群のパワー、
である。
【０００９】
第４の発明の撮像レンズ装置は、上記第１，第２又は第３の発明の構成において、前記第１群が最も物体側に負レンズを有することを特徴とする。
【００１０】
第５の発明の撮像レンズ装置は、上記第１，第２，第３又は第４の発明の構成において、前記第３群が物体側から順に正のパワーを有する前群と負のパワーを有する後群とで構成され、広角端から望遠端までのズーミングに際し、前記前群と前記後群との間隔を変化させるように前群，後群のうちの少なくとも１つの群が移動することを特徴とする。
【００１１】
【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），これらの周辺機器（マウス，スキャナー，プリンター，その他のデジタル入出力機器）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、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。
【００１２】
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（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ 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。
【００１３】
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。
【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（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。
【００１５】
図１〜図４は、第１〜第４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、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（Ｇｒｊ）の移動をそれぞれ模式的に示しており、矢印ｍ３Ｆ，ｍ３Ｒ（図３，図４）は広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）へのズーミングにおける第３群（Ｇｒ３）の前群（Ｇｒ３Ｆ），後群（Ｇｒ３Ｒ）の移動をそれぞれ模式的に示している。ただし、可動群は第１群（Ｇｒ１）〜第４群（Ｇｒ４）であり、固定群である第５群（Ｇｒ５）は平行平面板（ＰＬ）と共にズーム位置固定になっている。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（ｒｉに＊印が付された面は非球面）であり、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。
【００１６】
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、負のパワーを有する第１群（Ｇｒ１）と、負のパワーを有する第２群（Ｇｒ２）と、正のパワーを有する第３群（Ｇｒ３）と、正のパワーを有する第４群（Ｇｒ４）と、正のパワーを有する第５群（Ｇｒ５）と、から成り（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）、第３群（Ｇｒ３）がその内部又は像側に絞り（ＳＴ）を含み、第１群（Ｇｒ１）〜第４群（Ｇｒ４）を可動群として各群間隔を変化させることによりズーミングを行う、変倍比５倍程度の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，赤外カットフィルター等の光学フィルターや撮像素子（ＳＲ）のカバーガラス等に相当する１枚又は２枚のガラス製平行平面板（ＰＬ）が配置されている。各実施の形態のレンズ構成を更に詳しく以下に説明する。
【００１７】
《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負・負・正・正・正の５群ズームレンズであり、各群は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２枚と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（像側面が非球面）と、で構成されている。第２群（Ｇｒ２）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で構成されている。第３群（Ｇｒ３）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、絞り（ＳＴ）と、負レンズ及び正レンズから成る接合レンズと、で構成されている。第４群（Ｇｒ４）は、正レンズ（像側面が非球面）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（像側面が非球面）と、で構成されている。第５群（Ｇｒ５）は、正レンズ（両面が非球面）１枚で構成されている。
【００１８】
《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負・負・正・正・正の５群ズームレンズであり、各群は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２枚と、物体側に凸の正メニスカスレンズ（像側面が非球面）と、で構成されている。第２群（Ｇｒ２）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で構成されている。第３群（Ｇｒ３）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、絞り（ＳＴ）と、両凹の負レンズ及び物体側に凸の正メニスカスレンズから成る接合レンズと、で構成されている。第４群（Ｇｒ４）は、正レンズ（像側面が非球面）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（像側面が非球面）と、で構成されている。第５群（Ｇｒ５）は、正レンズ（両面が非球面）１枚で構成されている。
【００１９】
《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負・負・正・正・正の５群ズームレンズであり、第３群（Ｇｒ３）が物体側から順に正のパワーを有する前群（Ｇｒ３Ｆ）と負のパワーを有する後群（Ｇｒ３Ｒ）とで構成されている。前群（Ｇｒ３Ｆ）と後群（Ｇｒ３Ｒ）は、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）までのズーミングに際し、前群（Ｇｒ３Ｆ）と後群（Ｇｒ３Ｒ）との間隔を変化させるように移動する。したがって、第３の実施の形態のズームレンズ系は、実質的に負・負・正・負・正・正の６群ズームレンズにおいて、第３群と第４群との合成パワーが正のズーム構成になっている。
【００２０】
第３の実施の形態において、各群は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２枚と、物体側に凸の正レンズ（像側面が非球面）と、で構成されている。第２群（Ｇｒ２）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で構成されている。第３群（Ｇｒ３）の前群（Ｇｒ３Ｆ）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、絞り（ＳＴ）と、で構成されている。第３群（Ｇｒ３）の後群（Ｇｒ３Ｒ）は、両凹の負レンズ及び物体側に凸の正メニスカスレンズから成る接合レンズで構成されている。第４群（Ｇｒ４）は、両凸の正レンズ（像側面が非球面）と、物体側に凸の負メニスカスレンズ（像側面が非球面）と、で構成されている。第５群（Ｇｒ５）は、正レンズ（両面が非球面）１枚で構成されている。
【００２１】
《第４の実施の形態（図４）》
第４の実施の形態のズームレンズ系は負・負・正・正・正の５群ズームレンズであり、第３群（Ｇｒ３）が物体側から順に正のパワーを有する前群（Ｇｒ３Ｆ）と負のパワーを有する後群（Ｇｒ３Ｒ）とで構成されている。前群（Ｇｒ３Ｆ）と後群（Ｇｒ３Ｒ）は、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）までのズーミングに際し、前群（Ｇｒ３Ｆ）と後群（Ｇｒ３Ｒ）との間隔を変化させるように移動する。したがって、第４の実施の形態のズームレンズ系は、実質的に負・負・正・負・正・正の６群ズームレンズにおいて、第３群と第４群との合成パワーが正のズーム構成になっている。
【００２２】
第４の実施の形態において、各群は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、両凹の負レンズ（物体側面が非球面）１枚で構成されている。第２群（Ｇｒ２）は、像側に凸の負メニスカスレンズ（像側面が非球面）と、正レンズと、で構成されている。第３群（Ｇｒ３）の前群（Ｇｒ３Ｆ）は、両凸の正レンズと、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３群（Ｇｒ３）の後群（Ｇｒ３Ｒ）は、両凹の負レンズ（像側面が非球面）と、両凸の正レンズと、絞り（ＳＴ）と、で構成されている。第４群（Ｇｒ４）は、物体側に凸の正メニスカスレンズと、像側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第５群（Ｇｒ５）は、正レンズ（両面が非球面）１枚で構成されている。
【００２３】
各実施の形態のズームレンズ系は、物体側から順に、負のパワーを有する第１群（Ｇｒ１）と、負のパワーを有する第２群（Ｇｒ２）と、正のパワーを有する第３群（Ｇｒ３）と、正のパワーを有する第４群（Ｇｒ４）と、正のパワーを有する第５群（Ｇｒ５）と、を備え、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）までのズーミングに際し、少なくとも第１群（Ｇｒ１）が可動で、各群の間隔が変化することに一つの特徴がある。第１群（Ｇｒ１）と第２群（Ｇｒ２）に負のパワーを持たせることにより、容易にレトロフォーカスタイプを構成することができ、その結果、像面への入射光線を容易にテレセントリックにすることが可能になる。この像側へのテレセントリック性は、撮像素子（ＳＲ）を備えたカメラ（デジタルカメラ等）に用いられる撮影レンズ系（ＴＬ）の必要条件であり、撮像素子（ＳＲ）の前面に設けられているマイクロレンズの集光性能を十分に満足させることを可能にする。したがって、ズームレンズ系全体の小型化とともに画像の明るさの均一化が可能になる。また、第１群（Ｇｒ１）を可動にすることにより、前玉径を小さくしながら収差を補正することが可能になる。なかでも歪曲収差の補正（特に広角での歪曲収差の補正）を効果的に行うことが可能になる。したがって、ズームレンズ系の高性能化，高変倍率化及びコンパクト化を達成することができ、高画質の画像情報を得ることができる。
【００２４】
各実施の形態のように、第１群（Ｇｒ１）と第２群（Ｇｒ２）に負のパワーを有し、少なくとも第１群（Ｇｒ１）を可動群とするズームレンズ系においては、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
１＜｜ｆ１／ｆＷ｜＜６ …（１）
ただし、
ｆ１：第１群（Ｇｒ１）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。
【００２５】
条件式（１）は、第１群（Ｇｒ１）の焦点距離に関して、満足することが望ましい条件範囲を規定している。条件式（１）の下限を越えると、第１群（Ｇｒ１）の焦点距離が小さくなりすぎるため、収差、特に広角側での負の歪曲収差が著しくなり、良好な光学性能を確保することが困難になる。逆に条件式（１）の上限を越えると、第１群（Ｇｒ１）の焦点距離が大きくなりすぎるため、第１群（Ｇｒ１）に入射する光線高さを低くすることができず、第１群（Ｇｒ１）のレンズ径の増大を招いてしまう。したがって、コンパクト化という点で好ましくない。
【００２６】
以下の条件式（１ａ）を満足することが望ましく、条件式（１ｂ）を満足することが更に望ましい。条件式（１ａ），（１ｂ）は、上記条件式（１）が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等からより一層好ましい条件範囲を規定している。
１＜｜ｆ１／ｆＷ｜＜３ …（１ａ）
２＜｜ｆ１／ｆＷ｜＜３ …（１ｂ）
【００２７】
また、負のパワーを有する第１群（Ｇｒ１）と第２群（Ｇｒ２）とのパワー関係については、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．０１＜φ２／φ１＜０．５ …（２）
ただし、
φ１：第１群（Ｇｒ１）のパワー、
φ２：第２群（Ｇｒ２）のパワー、
である。
【００２８】
条件式（２）は、第１群（Ｇｒ１）のパワーに対する第２群（Ｇｒ２）のパワーの比に関して、満足することが望ましい条件範囲を規定している。条件式（２）を満たすということことは、第２群（Ｇｒ２）の負パワーが相対的に弱いということであり、条件式（２）を満たすようにパワー比を適切に設定することにより、良好な性能を有しかつコンパクトなズームレンズ系を実現することが可能となる。条件式（２）の上限を越えると、第２群（Ｇｒ２）のパワーが強くなりすぎるため、レトロフォーカス度が大きくなり、それに続く第３群（Ｇｒ３）以降で、収斂作用を大きくしなければならなくなる。それにより収差劣化も大きくなるため好ましくない。逆に条件式（２）の下限を越えると、第２群（Ｇｒ２）のパワーが弱くなりすぎるため、コンパクト化を図るためには、第１群（Ｇｒ１）のパワーを強くしなければならなくなる。その結果、広角側での諸収差の補正が困難になるため好ましくない。
【００２９】
以下の条件式（２ａ）を満足することが望ましく、条件式（２ｂ）を満足することが更に望ましい。条件式（２ａ），（２ｂ）は、上記条件式（２）が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等からより一層好ましい条件範囲を規定している。
０．０１＜φ２／φ１＜０．２ …（２ａ）
０．０１＜φ２／φ１＜０．１ …（２ｂ）
【００３０】
各実施の形態のように、第１群（Ｇｒ１）が最も物体側に負レンズを有することが望ましい。最も物体側のレンズを負レンズで構成することにより、前玉径が小さく、かつ、収差（特に広角での歪曲収差）が良好に補正されたズームレンズ系を実現することができる。さらに、第４の実施の形態のように、最も物体側に非球面を配置すれば、上記収差補正等の観点からより一層好ましいズームレンズ系を実現することができる。
【００３１】
第３，第４の実施の形態のように、第３群（Ｇｒ３）が物体側から順に正のパワーを有する前群（Ｇｒ３Ｆ）と負のパワーを有する後群（Ｇｒ３Ｒ）とで構成され、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）までのズーミングに際し、前群（Ｇｒ３Ｆ）と後群（Ｇｒ３Ｒ）との間隔を変化させるように前群（Ｇｒ３Ｆ），後群（Ｇｒ３Ｒ）のうちの少なくとも１つの群が移動する構成にすることが望ましい。第１群（Ｇｒ１）と第２群（Ｇｒ２）で発散した光線は第３群（Ｇｒ３）の収斂作用を受けるが、ズームレンズ系のコンパクト化を図るために、第１群（Ｇｒ１）と第２群（Ｇｒ２）の負パワーを強くすると、それに伴って第３群（Ｇｒ３）での収斂作用を大きくしなければならなくなる。第３群（Ｇｒ３）での収斂作用を大きくするに伴って諸収差（特に望遠端の球面収差やコマ収差）が発生することになるが、第３群（Ｇｒ３）を上記のように構成すれば、前群（Ｇｒ３Ｆ）と後群（Ｇｒ３Ｒ）との間隔変化によって上記収差を良好に補正することが可能となる。第３，第４の実施の形態の場合、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）へのズーミングにおいて、正パワーの前群（Ｇｒ３Ｆ）と負パワーの後群（Ｇｒ３Ｒ）との間隔を（他の群間隔変化量よりも）微少に広げることにより諸収差を補正している。
【００３２】
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）のほかに不要光をカットするための光束規制板等を必要に応じて配置してもよく、プリズム類（例えば直角プリズム），ミラー類（例えば平面ミラー）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（例えば、反射面，屈折面，回折面）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｛例えば、光軸（ＡＸ）を約９０度折り曲げるようにして光束を反射させる。｝。その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、ズームレンズ系が搭載されるデジタル入力機器（デジタルカメラ等）の見かけ上の薄型化やコンパクト化を達成することが可能である。
【００３３】
【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１〜４は、前述した第１〜第４の実施の形態にそれぞれ対応しており、第１〜第４の実施の形態を表すレンズ構成図（図１〜図４）は、対応する実施例１〜４のレンズ構成をそれぞれ示している。
【００３４】
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，．．．），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。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（ＦＮＯ）を他のデータとあわせて示し、条件式対応値を表１に示す。
【００３５】
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以下の式（ＡＳ）で定義される。各実施例の非球面データを他のデータとあわせて示す（ただしＡｉ＝０の場合は省略する。）。
Ｘ（Ｈ）＝（Ｃ０・Ｈ２）／｛１＋√（１−ε・Ｃ０２・Ｈ２）｝＋Σ（Ａｉ・Ｈｉ） …（ＡＳ）
ただし、式（ＡＳ）中、
Ｘ（Ｈ）：高さＨの位置での光軸（ＡＸ）方向の変位量（面頂点基準）、
Ｈ：光軸（ＡＸ）に対して垂直な方向の高さ、
Ｃ０：近軸曲率（＝１／曲率半径）、
ε：２次曲面パラメータ、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数、
である。
【００３６】
図５〜図８は実施例１〜実施例４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（ｍｍ）｝を示している。球面収差図において、実線（ｄ）はｄ線、一点鎖線（ｇ）はｇ線に対する各球面収差（ｍｍ）を表しており、破線（ＳＣ）は正弦条件不満足量（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、実線（ＤＳ）はサジタル面でのｄ線に対する各非点収差（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。
【００３７】
【表１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、物体側から順に負負正正正を有するズームレンズ系において少なくとも第１群がズーム移動可能に構成されているため、高変倍率で高画質を満足する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。そして本発明に係る撮像レンズ装置を、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，携帯情報端末（ＰＤＡ），これらの周辺機器（マウス，スキャナー，プリンター，その他のデジタル入出力機器）等に内蔵又は外付けされるカメラ等に用いれば、これらの機器のコンパクト化，低コスト化，高変倍率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】第４の実施の形態（実施例４）のレンズ構成図。
【図５】実施例１の収差図。
【図６】実施例２の収差図。
【図７】実施例３の収差図。
【図８】実施例４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
Ｇｒ３Ｆ …前群
Ｇｒ３Ｒ …後群
ＳＴ …絞り
Ｇｒ４ …第４群
Ｇｒ５ …第５群
ＰＬ …平行平面板
ＳＲ …撮像素子
ＡＸ …光軸
Claims (5)
- 複数の群から成り群間隔を変え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、負のパワーを有する第１群と、負のパワーを有する第２群と、正のパワーを有する第３群と、正のパワーを有する第４群と、正のパワーを有する第５群と、を少なくとも有し、広角端から望遠端までのズーミングに際し、少なくとも前記第１群が可動で、各群の間隔が変化することを特徴とする撮像レンズ装置。 - 以下の条件式（１）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＜｜ｆ１／ｆＷ｜＜６ …（１）
ただし、
ｆ１：第１群の焦点距離、
ｆＷ：広角端でのズームレンズ系全体の焦点距離、
である。 - 以下の条件式（２）を満足す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；
０．０１＜φ２／φ１＜０．５ …（２）
ただし、
φ１：第１群のパワー、
φ２：第２群のパワー、
である。 - 前記第１群が最も物体側に負レンズを有することを特徴とする請求項１，２又は３記載の撮像レンズ装置。
- 前記第３群が物体側から順に正のパワーを有する前群と負のパワーを有する後群とで構成され、広角端から望遠端までのズーミングに際し、前記前群と前記後群との間隔を変化させるように前群，後群のうちの少なくとも１つの群が移動することを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の撮像レンズ装置。
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