JP2006178242A

JP2006178242A - ズームレンズ

Info

Publication number: JP2006178242A
Application number: JP2004372446A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Murakami; 和弥村上; Yasuhiko Abe; 泰彦阿部
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2006-07-06

Abstract

【課題】モバイルカメラに適用されるズームレンズの小型化、低コスト化等を図る。
【解決手段】負の第１レンズ群、正の第２レンズ群、正の第３レンズ群を備え、変倍に際して第３レンズ群が固定のズームレンズにおいて、第１レンズ群は負の第１レンズと正の第２レンズを含み、第２レンズ群は正の第３レンズと正の第４レンズ及び負の第５レンズを接合した負の接合レンズとを含み、第３レンズ群は正の第６レンズを含み、広角端，望遠端でのレンズ系の光軸上の距離及び焦点距離をＤｗ，Ｄｔ及びｆｗ，ｆｔ、第１レンズ群〜第３レンズ群の焦点距離をｆＧ１，ｆＧ２，ｆＧ３とするとき、条件式、（１）３．５＜Ｄｗ／ｆｗ＜４．５、（２）１．０＜Ｄｔ／ｆｔ＜２．０、（３）１．０＜ｆＧ１／ｆｗ＜２．０、（４）０．４＜ｆＧ１／ｆｔ＜０．７、（５）０．３＜ｆＧ２／ｆＧ３＜１．０、を満足するように形成する。これにより、レンズ系全長を短縮でき、小型化できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＣＤ等の固体撮像素子を備えたデジタルスチルカメラ等に適用される小型のズームレンズに関し、特に、携帯電話機、携帯情報端末機（ＰＤＡ）、パーソナルコンピュータ等に搭載あるいは接続して用いられるモバイルカメラに適したズームレンズに関する。

近年、携帯電話機等の市場においては、ＣＣＤ等の固体撮像素子を備えたモバイルカメラを搭載するものが多数存在するようになり、モバイルカメラに適用されるレンズにおいても小型化が求められている。また、携帯電話機等の製品に付加価値を付けるために、単焦点レンズよりも広角〜望遠での撮影が可能なズームレンズの適用が望まれている。
しかしながら、ズームレンズでは、レンズを相対的に光軸方向に移動させて撮影範囲を変化させるため、レンズを配置するスペースとは別に、レンズを移動させるスペースを確保しなければならず、その小型化が困難であった。

通常のデジタルカメラにおいては、レンズユニットに沈胴機構を設けることでスペース上の問題を解決しているものの、この沈胴機構は衝撃に弱いため、落下等により衝撃を受ける頻度が高い携帯電話機等に対して、同様の沈胴機構を採用するのは困難である。
これに対処するべく、レンズ系の全てのレンズ群をそれぞれ可動にして、少ないスペースで所望のズーム比（変倍比）を確保する方法もあるが、携帯電話機等に搭載されるモータや駆動機構は、通常のデジタルカメラに搭載されるものと比較して小型化かつ低コスト化が要求されるため、できるだけ可動とするレンズ群を少なくする必要がある。

そこで、一つ一つのレンズの屈折力を高めて、少ない移動量で所望のズーム比を確保することも可能であるが、レンズの屈折力を高めると、レンズの形状がきつくなって諸収差の補正が困難になり、又、レンズのコバ厚を十分に取れず、さらにはレンズの有効径を十分確保することができない。また、レンズ系の全長を極限まで短くすると、ＣＣＤに対する光線入射角度が広角端と望遠端とで大きく異なり、特に望遠端においてＣＣＤのマイクロレンズによる光線のけられ現象を招く。

一方、デジタルカメラに好適とされる従来のズームレンズとして、第１レンズ群、第２レンズ群、及び第３レンズ群を備え、ズーミングに際して各々のレンズ群を独立して移動させるものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。また、他のズームレンズとして、第１レンズ群、第２レンズ群、及び第３レンズ群を備え、ズーミングに際して、第３レンズ群を固定した状態で第１レンズ群及び第２レンズ群を移動させるものが知られている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
特開２００３−１４００４７号公報特開２００３−２２８００２号公報特開２００１−２１５４０９号公報特開平１０−３９２１４号公報

ところで、上記特許文献１に開示のズームレンズにおいては、ズーミングの際に３つのレンズ群が全て移動し、非球面は全てガラスモールドにより形成されているため、コストが高くなり、モバイルカメラ用のズームレンズとしては好ましくない。
また、特許文献２に開示のズームレンズにおいては、レンズの枚数が５枚であるためズーミングさせるスペースは確保できるものの、ズーミングの際に３つのレンズ群が全て移動する構成であるため、駆動機構が複雑でコストが高くなり、同様にモバイルカメラ用のズームレンズとしては好ましくない。
また、特許文献３に開示のズームレンズにおいては、ズーミングに際して第３レンズ群は固定であるが、レンズの枚数が多く、レンズ系の全長を短縮することが困難であり、コストも高くなり、同様にモバイルカメラ用のズームレンズとしては好ましくない。
さらに、特許文献４に開示のズームレンズにおいては、第１レンズ群のパワーが小さく、望遠端でのレンズ系の全長が長くて小型化が困難であり、同様にモバイルカメラ用のズームレンズとしては好ましくない。

本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、５群６枚というシンプルな構成であるにも拘わらず、レンズの配置やパワーを適切に設定することにより、解像力等の光学性能を低下させることなく、３倍程度のズーム比（ズーム倍率）を確保でき、レンズ全長が広角端での焦点距離の４倍程度で、小型かつ低コストで、特に携帯電話機等のモバイルカメラに好適なズームレンズを提供することにある。

本発明のズームレンズは、物体側から像面側に向けて順に、負の屈折力をもつ第１レンズ群と、正の屈折力をもつ第２レンズ群と、正の屈折力をもつ第３レンズ群とを備え、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群及び第２レンズ群の間隔は減少し、第２レンズ群及び第３レンズ群の間隔は増加し、第３レンズ群は固定されたズームレンズであって、上記第１レンズ群は、像面側に凹面を向け負の屈折力をもつ第１レンズ、物体側に凸面を向け正の屈折力をもつ第２レンズを含み、上記第２レンズ群は、物体側に凸面を向け正の屈折力をもつ第３レンズ、正の屈折力をもつ第４レンズ及び負の屈折力をもつ第５レンズを接合した全体として負の屈折力をもつ接合レンズを含み、上記第３レンズ群は、物体側に凹面を向け正の屈折力をもつ第６レンズを含み、次の条件式（１），（２），（３），（４），（５）
（１）３．５＜Ｄｗ／ｆｗ＜４．５
（２）１．０＜Ｄｔ／ｆｔ＜２．０
（３）１．０＜ｆＧ１／ｆｗ＜２．０
（４）０．４＜ｆＧ１／ｆｔ＜０．７
（５）０．３＜ｆＧ２／ｆＧ３＜１．０
但し、Ｄｗ：広角端における第１レンズの前面から像面までの距離（第６レンズの後面から像面までのバックフォーカスは空気換算距離）、Ｄｔ：望遠端における第１レンズの前面から像面までの距離（第６レンズの後面から像面までのバックフォーカスは空気換算距離）、ｆｗ：広角端における第１レンズから像面までのレンズ系の焦点距離、ｆｔ：望遠端における第１レンズから像面までのレンズ系の焦点距離、ｆＧ１：第１レンズ群の焦点距離、ｆＧ２：第２レンズ群の焦点距離、ｆＧ３：第３レンズ群の焦点距離、を満足する、ことを特徴としている。
この構成によれば、第１レンズ群に負の屈折力、第２レンズ群に正の屈折力、第３レンズ群に正の屈折力をもつものを適切にパワー配置し、条件式（１）〜（５）を満足するように形成することにより、３倍程度のズーム比（変倍比）を確保しつつ、第１レンズ群の前面から像面までのレンズ系の全長を短くでき、小型化、薄型化を達成できる。

上記構成において、第２レンズ、第３レンズ、及び第６レンズは、物体側及び像面側の両面が非球面に形成され、第２レンズ及び第６レンズの非球面は、周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなるように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第２レンズに非球面を設けることで、特に広角端における歪曲収差、コマ収差を良好に補正することができ、第３レンズに非球面を設けることで、特に広角端及び望遠端における球面収差を良好に補正することができ、第６レンズに非球面を設けることで、特に広角端及び望遠端における非点収差を良好に補正することができ、全体として諸収差を良好に補正することができ、好ましい光学性能を得ることができる。

上記構成において、第３レンズ及び第６レンズは、樹脂材料により形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ガラス材料により形成される場合に比べて、レンズ系の軽量化、低コスト化を達成でき、又、複雑な形状も容易に成形することができる。

上記構成において、第１レンズは、次の条件式（６）
（６） ν１＞４５
但し、ν１：第１レンズのアッベ数、を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１レンズが条件式（１）を満足することにより、色収差、特に広角端から望遠端における軸上色収差を良好に補正することができ、好ましい光学性能を得ることができる。

上記構成において、第４レンズ及び第５レンズは、次の条件式（７）
（７） ν４−ν５＞２０
但し、ν４：前記第４レンズのアッベ数、ν５：第５レンズのアッベ数、を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、第４レンズ及び第５レンズが条件式（７）を満足することにより、色収差、特に広角端から望遠端における倍率色収差を良好に補正することができ、好ましい光学性能を得ることができる。

上記構成において、第１レンズ群、第２レンズ群、及び第３レンズ群は、次の条件式（８），（９）
（８）２．５＜Ｄ４ｗ／Ｄ１０ｗ＜５．０
（９）Ｄ４ｔ／Ｄ１０ｔ＜０．２
但し、Ｄ４ｗ：広角端における第１レンズ群と第２レンズ群の間隔、Ｄ１０ｗ：広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の間隔、Ｄ４ｔ：望遠端における第１レンズ群と第２レンズ群の間隔、Ｄ１０ｔ：望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群の間隔、を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群が、条件式（８），（９）を満足することにより、適切なバックフォーカスを確保した上で、３倍程度のズーム比（変倍比）を得ると共に、レンズ系の全長を短縮して、小型化、薄型化を達成できる。

上記構成において、第３レンズは、次の条件式（１０）
（１０）ｆｇ３／ｆｗ＜１．５
但し、ｆｇ３：第３レンズの焦点距離、ｆｗ：広角端における第１レンズから像面までのレンズ系の焦点距離、を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、第３レンズが条件式（１０）を満足することにより、３倍程度のズーム比（変倍比）を得ると共に、レンズ系の全長を短縮して、小型化、薄型化を達成できる。

以上述べたように、本発明のズームレンズによれば、小型化、薄型化、軽量化、低コスト化等が行え、携帯電話機等に搭載されるモバイルカメラ等に好適なズームレンズを得ることができる。
特に、５群６枚構成であるにも拘わらず、パワー配置、非球面を施す位置等を適切に設定したことにより、ズーム比が約３倍程度、小型、薄型で、諸収差が良好に補正された光学性能の高いズームレンズを得ることができる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図３は、本発明に係るズームレンズの一実施形態を示すものであり、図１は基本構成図、図２は光線図、図３は広角端，中間位置，望遠端にある状態図である。

このズームレンズにおいては、図１に示すように、物体側から像面側に向けて、全体として負の屈折力をもつ第１レンズ群（Ｉ）と、全体として正の屈折力をもつ第２レンズ群（ＩＩ）と、全体として正の屈折力をもつ第３レンズ群（ＩＩＩ）とが、順次に配列されている。
そして、広角端から望遠端へのズーミングに際しては、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、第３レンズ群（ＩＩＩ）は所定位置に固定された状態で、第１レンズ群（Ｉ）及び第２レンズ群（ＩＩ）の間隔は減少し、かつ、第２レンズ群（ＩＩ）及び第３レンズ群（ＩＩＩ）の間隔は増加するように、第１レンズ群（Ｉ）及び第２レンズ群（ＩＩ）が移動する。

第１レンズ群（Ｉ）は、図１に示すように、物体側から像面側に向けて順に配列された、負の屈折力をもつ第１レンズ１、正の屈折力をもつ第２レンズ２、により構成されている。
第２レンズ群（ＩＩ）は、図１に示すように、物体側から像面側に向けて順に配列された、正の屈折力をもつ第３レンズ３、正の屈折力をもつ第４レンズ４と負の屈折力をもつ第５レンズ５との接合からなり全体として負の屈折力をもつ接合レンズ、及び第３レンズ３の前面近傍（前面の直前から前面よりも若干後方の位置）に一体的に配置された所定の口径をもつ開口絞りＳＤ、により構成されている。
第３レンズ群（ＩＩＩ）は、図１に示すように、正の屈折力をもつ一つの第６レンズ６、により構成されている。
すなわち、このズームレンズは、独立して光軸方向にそれぞれ移動する２つのレンズ群（Ｉ），（ＩＩ）と、所定位置に固定された１つのレンズ群（ＩＩＩ）とを、６枚のレンズで構成する、３群６枚構成をなすものである。

また、上記配列構成において、第３レンズ群（ＩＩＩ）の第６レンズ６よりも像面側寄りには、赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタ等のガラスフィルタ７が配置され、ガラスフィルタ７の後方に固体撮像素子としてのＣＣＤの結像面Ｐが配置される。

ここで、レンズ系（第１レンズ群（Ｉ）の前面から結像面Ｐまで）の焦点距離はｆ、第１レンズ群（Ｉ）の焦点距離はｆＧ１、第２レンズ群（ＩＩ）の焦点距離はｆＧ２、第３レンズ群（ＩＩＩ）の焦点距離はｆＧ３、広角端におけるレンズ系の焦点距離はｆｗ、望遠端におけるレンズ系の焦点距離はｆｔ、中間位置におけるレンズ系の焦点距離はｆｍ、第３レンズ３の焦点距離はｆｇ３、で表す。
また、第１レンズ１〜第２レンズ２、開口絞りＳＤ、第３レンズ３〜第６レンズ６、及びガラスフィルタ７においては、図１に示すように、それぞれの面はＳｉ（ｉ＝１〜１４）、それぞれの面Ｓｉの曲率半径はＲｉ（ｉ＝１〜１４）、ｄ線に対する屈折率はＮｉ及びアッベ数はνｉ（ｉ＝１〜７）で表す。

さらに、第１レンズ１〜ガラスフィルタ７までのそれぞれの光軸Ｌ上での距離（厚さ、空気間隔）はＤｉ（ｉ＝１〜１３）、広角端におけるレンズ系（バックフォーカスは空気換算距離）の距離はＤｗ、望遠端におけるレンズ系（バックフォーカスは空気換算距離）の距離はＤｔ、広角端における第１レンズ群（Ｉ）と第２レンズ群（ＩＩ）の間隔はＤ４ｗ、広角端における第２レンズ群（ＩＩ）と第３レンズ群（ＩＩＩ）の間隔はＤ１０ｗ、望遠端における第１レンズ群（Ｉ）と第２レンズ群（ＩＩ）の間隔はＤ４ｔ、望遠端における第２レンズ群（ＩＩ）と第３レンズ群（ＩＩＩ）の間隔はＤ１０ｔ、第６レンズ６から像面Ｐまでの間隔（空気換算距離）をバックフォーカス、ガラスフィルタ７の後面から像面Ｐまでの距離をＢＦとする。

第１レンズ１は、物体側に平面又は凸面Ｓ１及び像面側に凹面Ｓ２を向けた負の屈折力をもつ平凹形状又はメニスカス形状のレンズである。
第２レンズ２は、物体側に凸面Ｓ３及び像面側に凹面Ｓ４を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状のレンズである。
第３レンズ３は、物体側及び像面側に凸面Ｓ６，Ｓ７を向けた正の屈折力をもつ両凸形状のレンズである。
第４レンズ４は、物体側及び像面側に凸面Ｓ８，Ｓ９を向けた正の屈折力をもつ両凸形状のレンズである。
第５レンズ５は、物体側及び像面側の両方に凹面Ｓ９，Ｓ１０を向けた負の屈折力をもつ両凹形状のレンズである。
そして、第４レンズ４及び第５レンズ５は、凸面Ｓ９及び凹面Ｓ９がお互いに接合されて、全体として負の屈折力をもつ接合レンズを形成している。
第６レンズ６は、物体側に凹面Ｓ１１及び像面側に凸面Ｓ１２を向けた正の屈折力をもつメニスカス形状のレンズである。
尚、第３レンズ３及び第６レンズ６は、プラスチック材料（樹脂材料）により形成されてもよい。これによれば、ガラス材料により形成される場合に比べて、レンズ系の軽量化、低コスト化を達成でき、又、複雑な形状も容易に成形することができる。

ここで、第２レンズ２の物体側及び像面側の両面Ｓ３，Ｓ４、第３レンズ３の物体側及び像面側の両面Ｓ６，Ｓ７、第６レンズ６の物体側及び像面側の両面Ｓ１１，Ｓ１２は、非球面として形成されてもよい。また、第２レンズ２及び第６レンズ６の非球面は、周辺に向かうに連れて屈折力が弱くなるように形成されてもよい。
このように、第２レンズ２に非球面Ｓ３，Ｓ４を設けることで、特に広角端における歪曲収差、コマ収差を良好に補正することができる。また、第３レンズ３に非球面Ｓ６，Ｓ７を設けることで、特に広角端及び望遠端における球面収差を良好に補正することができる。さらに、第６レンズ６に非球面Ｓ１１，Ｓ１２を設けることで、特に広角端及び望遠端における非点収差を良好に補正することができる。その結果、全体として諸収差を良好に補正することができ、好ましい光学性能を得ることができる。尚、非球面以外の面は、全て球面に形成されている。

ここで、非球面を表す式としては、次式で規定される。
Ｚ＝Ｃｙ^２／［１＋（１−εＣ^２ｙ^２）^１／２］＋Ｄｙ^４＋Ｅｙ^６＋Ｆｙ^８＋Ｇｙ^１０＋Ｈｙ^１２、ただし、Ｚ：非球面の頂点における接平面から，光軸Ｌからの高さがｙの非球面上の点までの距離、ｙ：光軸からの高さ、Ｃ：非球面の頂点における曲率（１／Ｒ）、ε：円錐定数、Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ：非球面係数である。

また、上記構成において、広角端におけるレンズ系の距離（バックフォーカスは空気換算距離）Ｄｗ、望遠端におけるレンズ系の距離（バックフォーカスは空気換算距離）Ｄｔ、広角端におけるレンズ系の焦点距離ｆｗ、望遠端におけるレンズ系の焦点距離ｆｔ、第１レンズ群（Ｉ）の焦点距離ｆＧ１、第２レンズ群（ＩＩ）の焦点距離ｆＧ２、第３レンズ群（ＩＩＩ）の焦点距離ｆＧ３が、次の条件式（１），（２），（３），（４），（５）
（１）３．５＜Ｄｗ／ｆｗ＜４．５
（２）１．０＜Ｄｔ／ｆｔ＜２．０
（３）１．０＜ｆＧ１／ｆｗ＜２．０
（４）０．４＜ｆＧ１／ｆｔ＜０．７
（５）０．３＜ｆＧ２／ｆＧ３＜１．０
を満足するように形成されている。

条件式（１）は、広角端におけるレンズ系の全長と焦点距離との関係を規定したものであり、この条件式を満たすことで、小型化、薄型化を達成できる。
条件式（２）は、望遠端におけるレンズ系の全長と焦点距離との関係を規定したものであり、この条件式を満たすことで、小型化、薄型化を達成できる。
条件式（３）は、広角端における第１レンズ群（Ｉ）とレンズ系の焦点距離との関係を規定したものであり、この条件式を満たすことで、小型化、薄型化を達成できる。
条件式（４）は、望遠端における第１レンズ群（Ｉ）とレンズ系の焦点距離との関係を規定したものであり、この条件式を満たすことで、小型化、薄型化を達成できる。
条件式（５）は、第２レンズ群（ＩＩ）の焦点距離と第３レンズ群（ＩＩＩ）の焦点距離との関係を規定したものであり、この条件式を満たすことで、小型化、薄型化を達成できる。
すなわち、第１レンズ群（Ｉ）に負の屈折力、第２レンズ群（ＩＩ）に正の屈折力、第３レンズ群（ＩＩＩ）に正の屈折力をもつものを適切にパワー配置し、条件式（１）〜（５）を満足するように形成することにより、３倍程度のズーム比（変倍比）を確保しつつ、レンズ系の全長を短くでき、小型化、薄型化を達成できる。

また、上記構成において、好ましくは、第１レンズ１のアッベ数ν１が、次の条件式（６）
（６） ν１＞４５
を満足するように形成される。
条件式（６）は、第１レンズ１のアッベ数を規定するものであり、この条件式を満たすことで、色収差、特に広角端から望遠端における軸上色収差を良好に補正することができ、好ましい光学性能を得ることができる。

また、上記構成において、好ましくは、第４レンズ４のアッベ数ν４及び第５レンズ５のアッベ数ν５が、次の条件式（７）
（７） ν４−ν５＞２０
を満足するように形成される。
条件式（７）は、接合レンズを形成する第４レンズ４及び第５レンズ５のアッベ数の関係を規定したものであり、この条件式を満たすことで、色収差、特に広角端から望遠端における倍率色収差を良好に補正することができ、好ましい光学性能を得ることができる。

また、上記構成において、好ましくは、広角端における第１レンズ群（Ｉ）と第２レンズ群（ＩＩ）の間隔Ｄ４ｗ、広角端における第２レンズ群（ＩＩ）と第３レンズ群（ＩＩＩ）の間隔Ｄ１０ｗ、望遠端における第１レンズ群（Ｉ）と第２レンズ群（ＩＩ）の間隔Ｄ４ｔ、望遠端における第２レンズ群（ＩＩ）と第３レンズ群（ＩＩＩ）の間隔Ｄ１０ｔが、次の条件式（８），（９）
（８）２．５＜Ｄ４ｗ／Ｄ１０ｗ＜５．０
（９）Ｄ４ｔ／Ｄ１０ｔ＜０．２
を満足するように形成される。
条件式（８），（９）は、広角端と望遠端における第１レンズ群（Ｉ），第２レンズ群（ＩＩ），第３レンズ群（ＩＩＩ）の相互の間隔を規定したものであり、この条件式を満たすことで、適切なバックフォーカスを確保した上で、３倍程度のズーム比（変倍比）を得ると共に、レンズ系の全長を短縮して、小型化、薄型化を達成できる。

さらに、上記構成において、好ましくは、第３レンズ３の焦点距離ｆｇ３、広角端におけるレンズ系の焦点距離ｆｗが、次の条件式（１０）
（１０）ｆｇ３／ｆｗ＜１．５
を満足するように形成される。
条件式（１０）は、広角端にける第３レンズ３とレンズ系の焦点距離との関係を規定したものであり、この条件式を満たすことで、３倍程度のズーム比（変倍比）を得ると共に、レンズ系の全長を短縮して、小型化、薄型化を達成できる。
上記構成からなるズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例１として以下に示す。実施例１において、第１レンズ１は、物体側の面Ｓ１が平面でかつ像面側の面Ｓ２が凹面に形成された平凹形状のレンズである。

実施例１における主な仕様諸元は表１に、種々の数値データ（設定値）は表２に、非球面に関する数値データは表３に、広角端，中間位置，望遠端におけるそれぞれのレンズ系の焦点距離（広角端ｆｗ、中間位置ｆｍ、望遠端ｆｔ）、光軸Ｌ上での距離（広角端、中間位置、望遠端での間隔）Ｄ４（Ｄ４ｗ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｔ），Ｄ１０（Ｄ１０ｗ，Ｄ１０ｍ，Ｄ１０ｔ）に関する数値データは表４にそれぞれ示される。
また、条件式（１）〜（１０）の数値データは、
（１）Ｄｗ／ｆｗ＝１８．９６／４．８３＝３．９３
（２）Ｄｔ／ｆｔ＝１９．０８／１４．２８＝１．３４
（３）ｆＧ１／ｆｗ＝９．０８／４．８３＝１．８８
（４）ｆＧ１／ｆｔ＝９．０８／１４．２８＝０．６４
（５）ｆＧ２／ｆＧ３＝５．２４／１１．０９＝０．４７
（６）ν１＝５２．６
（７）ν４−ν５＝５３．９−３１．３＝２２．８
（８）Ｄ４ｗ／Ｄ１０ｗ＝６．６９／２．４６２＝２．７２
（９）Ｄ４ｔ／Ｄ１０ｔ＝０．７８４／８．４９８＝０．０９
（１０）ｆｇ３／ｆｗ＝４．６８／４．８３＝０．９７
となる。

さらに、広角端、中間位置、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差（ディスト−ション）、倍率色収差に関する収差線図は、図４、図５、図６に示されるような結果となる。尚、図４ないし図６において、ｇはｇ線による収差、ｄはｄ線による収差、ｆはｆ線による収差、ｃはｃ線による収差をそれぞれ示し、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。

以上の実施例１では、広角〜中間〜望遠のそれぞれの位置において、レンズ系全長（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）が１９．４３ｍｍ〜１８．００ｍｍ〜１９．４３ｍｍ、ズーム倍率が２．９６（一定）、Ｆナンバーが３．５１〜５．３５〜６．７８、画角（２ω）が６３．４°〜３０．４°〜２２．５°となり、小型、薄型で、諸収差が良好に補正された光学性能の高いズームレンズが得られる。

図７ないし図９は、本発明に係るズームレンズの他の実施形態を示すものであり、図７は基本構成図、図８は光線図、図９は広角端，中間位置，望遠端にある状態図である。
この実施形態においては、第１レン１について、物体側の面Ｓ１が凸面及び像面側の面Ｓ２が凹面に形成されたメニスカス形状のレンズとし、種々の数値データを変更した以外は、前述の実施形態と同一である。この構成からなるズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例２として以下に示す。

実施例２における主な仕様諸元は表５に、種々の数値データ（設定値）は表６に、非球面に関する数値データは表７に、広角端，中間位置，望遠端におけるそれぞれのレンズ系の焦点距離（広角端ｆｗ、中間位置ｆｍ、望遠端ｆｔ）、光軸Ｌ上での距離（間隔）Ｄ４（Ｄ４ｗ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｔ），Ｄ１０（Ｄ１０ｗ，Ｄ１０ｍ，Ｄ１０ｔ）に関する数値データは表８にそれぞれ示される。
また、条件式（１）〜（１０）の数値データは、
（１）Ｄｗ／ｆｗ＝１９．０２／４．７９＝３．９７
（２）Ｄｔ／ｆｔ＝１９．００／１３．７０＝１．３９
（３）ｆＧ１／ｆｗ＝８．９３／４．７９＝１．８６
（４）ｆＧ１／ｆｔ＝８．９３／１３．７０＝０．６５
（５）ｆＧ２／ｆＧ３＝５．１３／１０．３０＝０．５０
（６）ν１＝５２．６
（７）ν４−ν５＝６０．１−３５．３＝２４．８
（８）Ｄ４ｗ／Ｄ１０ｗ＝６．９３５／２．２４０＝３．１０
（９）Ｄ４ｔ／Ｄ１０ｔ＝１．３０２／７．８７１＝０．１７
（１０）ｆｇ３／ｆｗ＝４．３４／４．７９＝０．９１
となる。

さらに、広角端、中間位置、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差（ディスト−ション）、倍率色収差に関する収差線図は、図１０、図１１、図１２に示されるような結果となる。尚、図１０ないし図１２において、ｇはｇ線による収差、ｄはｄ線による収差、ｆはｆ線による収差、ｃはｃ線による収差をそれぞれ示し、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。

以上の実施例２では、広角〜中間〜望遠のそれぞれの位置において、レンズ系全長（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）が１９．３５ｍｍ〜１７．９８ｍｍ〜１９．３５ｍｍ、ズーム倍率が２．８６（一定）、Ｆナンバーが３．５０〜４．９９〜６．５６、画角（２ω）が６３．６°〜３３．４°〜２３．２°となり、小型、薄型で、諸収差が良好に補正された光学性能の高いズームレンズが得られる。

図１３ないし図１５は、本発明に係るズームレンズのさらに他の実施形態を示すものであり、図１３は基本構成図、図１４は光線図、図１５は広角端，中間位置，望遠端にある状態図である。
この実施形態においては、種々の数値データを変更した以外は、前述の図１ないし図３に示す実施形態と同一である。この構成からなるズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例３として以下に示す。

実施例３における主な仕様諸元は表９に、種々の数値データ（設定値）は表１０に、非球面に関する数値データは表１１に、広角端，中間位置，望遠端におけるそれぞれのレンズ系の焦点距離（広角端ｆｗ、中間位置ｆｍ、望遠端ｆｔ）、光軸Ｌ上での距離（間隔）Ｄ４（Ｄ４ｗ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｔ），Ｄ１０（Ｄ１０ｗ，Ｄ１０ｍ，Ｄ１０ｔ）に関する数値データは表１２にそれぞれ示される。
また、条件式（１）〜（１０）の数値データは、
（１）Ｄｗ／ｆｗ＝１９．００／４．８０＝３．９６
（２）Ｄｔ／ｆｔ＝１９．０６／１４．１９＝１．３４
（３）ｆＧ１／ｆｗ＝９．０５／４．８０＝１．８９
（４）ｆＧ１／ｆｔ＝９．０５／１４．１９＝０．６４
（５）ｆＧ２／ｆＧ３＝５．２３／１０．３６＝０．５０
（６）ν１＝５２．６
（７）ν４−ν５＝５３．９−３１．３＝２２．８
（８）Ｄ４ｗ／Ｄ１０ｗ＝６．６９／２．４４８＝２．７３
（９）Ｄ４ｔ／Ｄ１０ｔ＝０．７６８／８．４２５＝０．０９
（１０）ｆｇ３／ｆｗ＝４．６８／４．８０＝０．９８
となる。

さらに、広角端、中間位置、望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差（ディスト−ション）、倍率色収差に関する収差線図は、図１６、図１７、図１８に示されるような結果となる。尚、図１６ないし図１８において、ｇはｇ線による収差、ｄはｄ線による収差、ｆはｆ線による収差、ｃはｃ線による収差をそれぞれ示し、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。

以上の実施例３では、広角〜中間〜望遠のそれぞれの位置において、レンズ系全長（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）が１９．３５ｍｍ〜１７．９９ｍｍ〜１９．４０ｍｍ、ズーム倍率が２．９６（一定）、Ｆナンバーが３．５０〜５．２６〜６．７１、画角（２ω）が６３．６°〜３１．０°〜２２．７°となり、小型、薄型で、諸収差が良好に補正された光学性能の高いズームレンズが得られる。

以上述べたように、本発明のズームレンズは、小型化、薄型化、軽量化、低コスト化等が達成されるため、小型化が要求される携帯電話機等に搭載されるモバイルカメラに好適であるのは勿論のこと、通常のデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、あるいは、ズーミング撮影を行うその他のレンズ光学系においても有用である。

本発明に係るズームレンズの一実施形態を示す基本構成図である。図１に示すズームレンズの光線図である。図１に示すズームレンズの状態図を示すものであり、（ａ）は広角端にある状態図、（ｂ）は中間位置にある状態図、（ｃ）は望遠端にある状態図である。実施例１に係るズームレンズにおいて、広角端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。実施例１に係るズームレンズにおいて、中間位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。実施例１に係るズームレンズにおいて、望遠端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。本発明に係るズームレンズの他の実施形態を示す基本構成図である。図７に示すズームレンズの光線図である。図７に示すズームレンズの状態図を示すものであり、（ａ）は広角端にある状態図、（ｂ）は中間位置にある状態図、（ｃ）は望遠端にある状態図である。実施例２に係るズームレンズにおいて、広角端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。実施例２に係るズームレンズにおいて、中間位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。実施例２に係るズームレンズにおいて、望遠端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。本発明に係るズームレンズのさらに他の実施形態を示す基本構成図である。図１３に示すズームレンズの光線図である。図１３に示すズームレンズの状態図を示すものであり、（ａ）は広角端にある状態図、（ｂ）は中間位置にある状態図、（ｃ）は望遠端にある状態図である。実施例３に係るズームレンズにおいて、広角端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。実施例３に係るズームレンズにおいて、中間位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。実施例３に係るズームレンズにおいて、望遠端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。

符号の説明

Ｉ第１レンズ群
ＩＩ第２レンズ群
ＩＩＩ第３レンズ群
１第１レンズ（第１レンズ群）
２第２レンズ（第１レンズ群）
３第３レンズ（第２レンズ群）
４第４レンズ（第２レンズ群、接合レンズの正の屈折力をもつレンズ）
５第５レンズ（第２レンズ群、接合レンズの負の屈折力をもつレンズ）
６第６レンズ（第３レンズ群）
７ガラスフィルタ
ＳＤ開口絞り
Ｄ１〜Ｄ１４光軸上の距離
Ｒ１〜Ｒ１４曲率半径
Ｓ１〜Ｓ１４面
Ｄｗ広角端におけるレンズ系の全長
Ｄｔ望遠端におけるレンズ系の全長
Ｄ４ｗ広角端における第１レンズ群と第２レンズ群の間隔
Ｄ４ｔ望遠端における第１レンズ群と第２レンズ群の間隔
Ｄ１０ｗ広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の間隔
Ｄ１０ｔ望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群の間隔
ｆＧ１第１レンズ群の焦点距離
ｆＧ２第２レンズ群の焦点距離
ｆＧ３第３レンズ群の焦点距離
ｆｇ３第３レンズの焦点距離
ｆｗ広角端におけるレンズ系の焦点距離
ｆｔ望遠端におけるレンズ系の焦点距離
ν１第１レンズのアッベ数
ν４第４レンズのアッベ数
ν５第５レンズのアッベ数
Ｌ光軸

Claims

物体側から像面側に向けて順に、負の屈折力をもつ第１レンズ群と、正の屈折力をもつ第２レンズ群と、正の屈折力をもつ第３レンズ群とを備え、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群及び第２レンズ群の間隔は減少し、前記第２レンズ群及び第３レンズ群の間隔は増加し、前記第３レンズ群は固定されたズームレンズであって、
前記第１レンズ群は、像面側に凹面を向け負の屈折力をもつ第１レンズ、物体側に凸面を向け正の屈折力をもつ第２レンズを含み、
前記第２レンズ群は、物体側に凸面を向け正の屈折力をもつ第３レンズ、正の屈折力をもつ第４レンズ及び負の屈折力をもつ第５レンズを接合した全体として負の屈折力をもつ接合レンズを含み、
前記第３レンズ群は、物体側に凹面を向け正の屈折力をもつ第６レンズを含み、
次の条件式（１），（２），（３），（４），（５）を満足する、ことを特徴とするズームレンズ。
（１）３．５＜Ｄｗ／ｆｗ＜４．５
（２）１．０＜Ｄｔ／ｆｔ＜２．０
（３）１．０＜ｆＧ１／ｆｗ＜２．０
（４）０．４＜ｆＧ１／ｆｔ＜０．７
（５）０．３＜ｆＧ２／ｆＧ３＜１．０
但し、Ｄｗ：広角端における前記第１レンズの前面から像面までの距離（バックフォーカスは空気換算距離）
Ｄｔ：望遠端における前記第１レンズの前面から像面までの距離（バックフォーカスは空気換算距離）
ｆｗ：広角端における前記第１レンズから像面までのレンズ系の焦点距離
ｆｔ：望遠端における前記第１レンズから像面までのレンズ系の焦点距離
ｆＧ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆＧ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆＧ３：前記第３レンズ群の焦点距離
前記第２レンズ、第３レンズ、及び第６レンズは、物体側及び像面側の両面が非球面に形成され、
前記第２レンズ及び第６レンズの非球面は、周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなるように形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
前記第３レンズ及び第６レンズは、樹脂材料により形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
前記第１レンズは、次の条件式（６）を満足する、ことを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載のズームレンズ。
（６） ν１＞４５
但し、ν１：前記第１レンズのアッベ数
前記第４レンズ及び第５レンズは、次の条件式（７）を満足する、ことを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載のズームレンズ。
（７） ν４−ν５＞２０
但し、ν４：前記第４レンズのアッベ数
ν５：前記第５レンズのアッベ数
前記第１レンズ群、第２レンズ群、及び第３レンズ群は、次の条件式（８），（９）を満足する、ことを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載のズームレンズ。
（８）２．５＜Ｄ４ｗ／Ｄ１０ｗ＜５．０
（９）Ｄ４ｔ／Ｄ１０ｔ＜０．２
但し、Ｄ４ｗ：広角端における前記第１レンズ群と第２レンズ群の間隔
Ｄ１０ｗ：広角端における前記第２レンズ群と第３レンズ群の間隔
Ｄ４ｔ：望遠端における前記第１レンズ群と第２レンズ群の間隔
Ｄ１０ｔ：望遠端における前記第２レンズ群と第３レンズ群の間隔
前記第３レンズは、次の条件式（１０）を満足する、ことを特徴とする請求項１ないし６いずれかに記載のズームレンズ。
（１０）ｆｇ３／ｆｗ＜１．５
但し、ｆｇ３：前記第３レンズの焦点距離
ｆｗ：広角端における前記第１レンズから像面までのレンズ系の焦点距離