JP2007011167A - ズームレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話機等に搭載されるズームレンズの光学性能を高めつつ小型化を図る。
【解決手段】負の屈折力をもつ第１レンズ群Ｉ、正の屈折力をもつ第２レンズ群ＩＩ、正の屈折力をもつ第３レンズ群ＩＩＩを備え、広角端から望遠端への移動に際して、第１レンズ群を固定し、第２レンズ群を物体側に向けて直線的に移動させ、第３レンズ群を一端像面側に移動した後に物体側に移動させるようにし、第１レンズ群を負の屈折力をもつ第１レンズ１、第２レンズ群を正の屈折力をもつ第２レンズ２及び負の屈折力をもつ第３レンズ３、第３レンズ群を正の屈折力をもつ第４レンズ４により形成し、第２レンズ２及び第３レンズ３のアッベ数ν２，ν３が、（１）ν３＜２５．０、（２）ν２−ν３＞２０．０を満足するように形成する。これにより、レンズ系全長を短くでき、２．５倍程度の変倍比を確保でき、広角端でのＦ値が３．０程度と明るいズームレンズが得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いたデジタルカメラ等に使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）、ＰＣカメラ（パーソナルコンピュータに付属の又は接続して使用されるカメラ）等のモバイル機器に適した小型の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、デジタルカメラを搭載したものが主流になり、高画素化に対応でき、小型かつ低コストであると同時に付加価値を要求されるレンズとしては、単焦点レンズよりも変倍撮影が可能なズームレンズが望まれている。
また、最近では低コスト化のためＣＭＯＳ等の撮像素子が使用される傾向にあり、ＣＣＤに比べると一般に受光感度が低いため、Ｆ値の小さい明るいレンズが望まれている。
一般に、ズームレンズは複数のレンズを相対的に移動させて撮影範囲を変化させるものであるため、レンズを配置するスペースとは別にレンズが移動できるスペースを確保しなければならない。したがって、所望の変倍比を確保しつつ小型化を図るには、レンズの枚数を減らす必要があり、一方レンズの枚数を減らすと、Ｆ値が大きくなるという問題があった。

従来のズームレンズとしては、小型化を図るべく、第１レンズ群を負の屈折力を有する一つのレンズ、第２レンズ群を正の屈折力を有する一つのレンズ、第３レンズ群を正の屈折力を有する一つのレンズにより形成した３群３枚のレンズ構成を採用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、このズームレンズでは、広角端〜望遠端の全域で収差、特に色収差の補正が困難であり、変倍比が２倍程度となり、Ｆ値の小さい明るいレンズを得るのは困難であった。

また、従来の他のズームレンズとしては、第１レンズ群を負の屈折力を有する一つのレンズ、第２レンズ群を正の屈折力と負の屈折力をそれぞれ有する二つのレンズ、第３レンズ群を正の屈折力を有する一つのレンズにより形成した３群４枚のレンズ構成を採用し、ズーミングに際して、第１レンズ群及び第２レンズ群を相対的に移動させ、第３レンズ群を固定したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、このズームレンズでは、前述のズームレンズに比べて光学性能は良いものの、最も物体側（外側）に位置する第１レンズ群が可動であるため、携帯電話機等に搭載されて落下等による衝撃を受けたとき、第１レンズ群が衝撃で移動して破損しあるいは傷等を受け易く、携帯型のモバイル機器に適用するのは好ましくない。

特開２００３−１７７３１４号公報 特開２００３−１７７３１５号公報

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、３群４枚というシンプルなレンズ構成で、解像力等の光学性能を低下させることなく、２．５倍程度の変倍比を確保し、レンズ系全長が広角端での焦点距離の３〜４倍程度と短く、Ｆ値が広角端で３．０程度と明るく、携帯電話機、携帯情報端末機、携帯型パーソナルコンピュータ等のモバイル機器に適した、小型の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配列された、負の屈折力を有し固定された第１レンズ群、正の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し物体側に直線的に移動する第２レンズ群、正の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し一端像面側に移動した後に物体側に移動する第３レンズ群を備え、上記第１レンズ群は、負の屈折力を有する第１レンズからなり、上記第２レンズ群は、正の屈折力を有する第２レンズ及び負の屈折力を有する第３レンズからなり、上記第３レンズ群は、正の屈折力を有する第４レンズからなり、第２レンズのアッベ数をν２、第３レンズのアッベ数をν３とするとき、下記条件式（１），（２）、
（１）ν３＜２５．０
（２）ν２−ν３＞２０．０
を満足することを特徴としている。
この構成によれば、ズーミングに際し、第１レンズ群が固定した状態で、第２レンズ群が直線的に移動（広角端から望遠端へ移動するとき、物体側に向けて直線的に移動）し、第３レンズ群が像面側に凸となる軌跡を描きつつ移動する（広角端から望遠端へ移動するとき、一端像面側に移動した後に物体側に移動する）。このように、第１レンズ群を固定しかつ第２レンズ群及び第３レンズ群を移動させることで、レンズ系全長を広角端での焦点距離の３〜４倍程度に短くでき、２．５〜３．０倍程度の変倍比を確保できると共に、広角端でのＦ値が３．０程度と明るく、携帯電話機等に搭載されても落下等の衝撃に耐え得ることができ、諸収差、特に軸上色収差等が良好に補正された光学性能の高い小型のズームレンズが得られる。

上記構成において、広角端における第１レンズ群と第２レンズ群の光軸上の間隔をＤ２ｗ、広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の光軸上の間隔をＤ７ｗ、望遠端における第１レンズ群と第２レンズ群の光軸上の間隔をＤ２ｔ、望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群の光軸上の間隔をＤ７ｔとするとき、下記条件式（３），（４）、
（３）４．５＜Ｄ２ｗ／Ｄ７ｗ＜８．５
（４）Ｄ２ｔ／Ｄ７ｔ＜０．２
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、レンズ系全長を短くしつつ、ズーミングに必要なレンズの移動スペースを確保でき、又、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差等の諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。

上記構成において、第２レンズの焦点距離をｆ２、広角端におけるレンズ系（第１レンズの前面〜像面）の焦点距離をｆｗとするとき、下記条件式（５）、
（５）ｆ２／ｆｗ＜２．０
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、レンズ系全長を短くしつつ、２．５〜３．０倍の変倍比を確保でき、特に球面収差及びコマ収差を良好に補正でき、全体として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。

上記構成において、広角端におけるレンズ系全長（第１レンズの前面〜像面、但し第４レンズ〜像面は空気換算距離とする）をＤｗ、広角端におけるレンズ系（第１レンズの前面〜像面）の焦点距離をｆｗとするとき、下記条件式（６）、
（６）２．５＜Ｄｗ／ｆｗ＜４．０
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、広角端におけるレンズ系全長とレンズ系の焦点距離の関係が条件式（６）を満たすように設定することにより、２．５〜３．０倍の適切な変倍比を確保しつつ、レンズ系全長を短く設定することができる。

上記構成において、広角端におけるレンズ系（第１レンズの前面〜像面）の焦点距離をｆｗ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１Ｇ、第２レンズ群の焦点距離をｆ２Ｇ、第３レンズ群の焦点距離をｆ３Ｇとするとき、下記条件式（７），（８）、
（７）２．０＜│ｆ１Ｇ│／│ｆｗ│＜４．０
（８）０．５＜ｆ２Ｇ／ｆ３Ｇ＜１．２
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、レンズ系全長を短くしつつ、２．５〜３．０倍の変倍比を確保でき、諸収差、特に歪曲収差を良好に補正でき、光学性能の高い小型のズームレンズを得ることができる。

上記構成において、第２レンズ、第３レンズ、及び第４レンズは、物体側及び像面側の両面が非球面に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第２レンズ及び第３レンズの両面を非球面とすることにより、広角端〜望遠端の全域において球面収差、コマ収差を良好に補正でき、又、第４レンズの両面を非球面とすることにより、広角端〜望遠端における非点収差、特に中間焦点距離における非点収差を良好に補正でき、全体として光学性能の高いズームレンズを得ることができる。

上記構成において、第１レンズのアッベ数をν１とするとき、下記条件式（９）、
（９）ν１＞６０
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レンズのアッベ数に関する条件式を満たすことにより、色収差、特に広角端〜望遠端における軸上色収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。

上記構成をなすズームレンズによれば、３群４枚というシンプルなレンズ構成で、解像力等の光学性能を低下させることなく、２．５倍程度の変倍比を確保し、レンズ系全長が広角端の焦点距離の３〜４倍程度に短くでき、Ｆ値が広角端で３．０程度と明るく、携帯電話機、携帯情報端末機、携帯型パーソナルコンピュータ等のモバイル機器に適した、光学性能の高い小型のズームレンズを提供することができる。

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及び図２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は概略構成図、図２は広角端、中間、望遠端における光路図である。
このズームレンズは、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、負の屈折力を有する第１レンズ群（Ｉ）、正の屈折力を有する第２レンズ群（ＩＩ）、正の屈折力を有する第３レンズ群（ＩＩＩ）を備えている。
そして、広角端から望遠端へのズーミングに際しては、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、第１レンズ群（Ｉ）が所定位置に停止した（固定された）状態で、第２レンズ群（ＩＩ）が像面側から物体側に向けて直線的に移動し、第３レンズ群（ＩＩＩ）が一端像面側に移動した後に物体側に移動するように（像面側に凸となる軌跡を描くように）移動する。

第１レンズ群（Ｉ）は、負の屈折力を有する第１レンズ１により形成され、第２レンズ群（ＩＩ）は、所定の口径をなす開口絞りＳＤ、正の屈折力を有する第２レンズ２、負の屈折力を有する第３レンズ３により形成され、第３レンズ群（ＩＩＩ）は、正の屈折力を有する第４レンズ４により形成されている。そして、第４レンズ４の後方にガラスフィルタ５が配置され、その後方に撮像素子の像面Ｐが配置されている。

ここでは、第１レンズ１、開口絞りＳＤ、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、ガラスフィルタ５及び像面Ｐが、光軸Ｌに沿って物体側から像面側に向けて順に配列される構成において、図１に示すように、それぞれの面をＳｉ（ｉ＝１〜１１）、それぞれの面Ｓｉの曲率半径をＲｉ（ｉ＝１〜１１）、ｄ線に対する屈折率をＮｉ（ｉ＝１〜５）及びアッベ数をνｉ（ｉ＝１〜５）、第１レンズ１〜像面Ｐまでのそれぞれの光軸Ｌ上における間隔（厚さ、空気間隔）をＤｉ（ｉ＝１〜１１）で表す。
また、レンズ系（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）の広角端、中間、望遠端における焦点距離をｆｗ，ｆｍ，ｆｔ、第２レンズ２の焦点距離をｆ２、第１レンズ群（Ｉ）の焦点距離をｆ１Ｇ、第２レンズ群（ＩＩ）の焦点距離をｆ２Ｇ、第３レンズ群（ＩＩＩ）の焦点距離をｆ３Ｇ、第１レンズ群（Ｉ）と第２レンズ群（ＩＩ）の光軸Ｌ上の広角端における間隔をＤ２ｗ及び望遠端における間隔をＤ２ｔ、第２レンズ群（ＩＩ）と第３レンズ群（ＩＩＩ）の光軸Ｌ上の広角端における間隔をＤ７ｗ及び望遠端における間隔をＤ７ｔ、広角端におけるレンズ系全長（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ、但しガラスフィルタ５は空気換算距離とする）をＤｗで表す。

第１レンズ１は、ガラス材料又は樹脂材料により形成され、負の屈折力を有するように、物体側の面Ｓ１が凹状でかつ像面側の面Ｓ２が凹状をなす両凹形状のレンズである。
第２レンズ２は、ガラス材料又は樹脂材料により形成され、正の屈折力を有するように、物体側の面Ｓ４が凸状でかつ像面側の面Ｓ５が凸状をなす両凸形状のレンズである。そして、両面Ｓ４，Ｓ５は好ましくは非球面に形成されている。
第３レンズ３は、ガラス材料又は樹脂材料により形成され、負の屈折率を有するように、物体側の面Ｓ６が凸状でかつ像面側の面Ｓ７が凹状をなすメニスカス形状のレンズである。そして、両面Ｓ６，Ｓ７は好ましくは非球面に形成されている。
第４レンズ４は、ガラス材料又は樹脂材料により形成され、正の屈折力を有するように、物体側の面Ｓ８が凸状又は凹状でかつ像面側の面Ｓ９が凸状をなす両凸形状又はメニスカス形状のレンズである。そして、両面Ｓ８，Ｓ９は好ましくは非点収差に形成されている。

このように、第１レンズ１〜第４レンズ４からなる３群４枚構成を採用すると共に第１レンズ１を負の屈折力をもつ負レンズとし、ズーミングに際し、第１レンズ群を固定した状態で、第２レンズ群を直線的に移動（広角端から望遠端へ移動するとき、物体側に向けて直線的に移動）させ、第３レンズ群を一端像面側に移動させた後に物体側に移動させる（像面側に凸となる軌跡を描きつつ移動させる）ことにより、レンズ系全長を広角端での焦点距離ｆｗの３〜４倍程度に短くでき、２．５〜３．０倍程度の変倍比を確保でき、広角端でのＦ値が３．０程度と明るく、携帯電話機等に搭載されても落下等の衝撃に耐え得るズームレンズが得られる。

ここで、第２レンズ２のアッベ数ν２、第３レンズ３のアッベ数ν３は、次の条件式（１），（２）、
（１）ν３＜２５．０
（２）ν２−ν３＞２０．０
を満足するように形成されている。
この条件式（１），（２）を満たすことにより、諸収差、特に軸上色収差が良好に補正された光学性能の高い小型のズームレンズが得られる。

上記構成において、第２レンズ２の両面Ｓ４，Ｓ５、第３レンズ３の両面Ｓ６，Ｓ７、第４レンズ４の両面Ｓ８，Ｓ９は、全て非球面として形成されるのが好ましい。
すなわち、第２レンズ２及び第３レンズ３の両面Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７を非球面とすることにより、広角端〜望遠端の全域において球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。また、第４レンズ４の両面Ｓ８，Ｓ９を非球面とすることにより、広角端〜望遠端における非点収差、特に中間焦点距離における非点収差を良好に補正することができる。これにより、全体として光学性能の高いズームレンズを得ることができる。

ここで、第２レンズ２〜第４レンズ４の非球面を表す式は、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
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：非球面係数である。

上記構成においては、広角端における第１レンズ群（Ｉ）と第２レンズ群（ＩＩ）の光軸Ｌ上の間隔Ｄ２ｗ、広角端における第２レンズ群（ＩＩ）と第３レンズ群（ＩＩＩ）の光軸Ｌ上の間隔Ｄ７ｗ、望遠端における第１レンズ群（Ｉ）と第２レンズ群（Ｉ）の光軸Ｌ上の間隔Ｄ２ｔ、望遠端における第２レンズ群（ＩＩ）と第３レンズ群（ＩＩＩ）の光軸Ｌ上の間隔Ｄ７ｔが、好ましくは、次の条件式（３），（４）、
（３）４．５＜Ｄ２ｗ／Ｄ７ｗ＜８．５
（４）Ｄ２ｔ／Ｄ７ｔ＜０．２
を満足するように形成される。
Ｄ２ｗ／Ｄ７ｗの値が条件式（３）の下限を下回り又Ｄ２ｔ／Ｄ７ｔの値が条件式（４）の上限を上回った場合、レンズ系全長を短くしつつレンズを移動させるために必要なスペースを確保しようとすると、各レンズのパワーを大きく設定する必要があり、諸収差の補正が困難になる。また、Ｄ２ｗ／Ｄ７ｗの値が条件式（３）の上限を上回った場合、レンズを移動させるスペースが必要以上に広くなりレンズ系全長の短縮化が困難になる。
したがって、条件式（３），（４）を満たすことにより、レンズ系全長を短くしつつ、ズーミングに必要なレンズの移動スペースを確保でき、又、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差等の諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。

また、上記構成においては、第２レンズ２の焦点距離ｆ２、広角端におけるレンズ系（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）の焦点距離ｆｗが、好ましくは、次の条件式（５）、
（５）ｆ２／ｆｗ＜２．０
を満足するように形成される。
ｆ２／ｆｗの値が条件式（５）の上限を上回る仕様で、レンズ系全長を短縮したまま２．５〜３．０倍の変倍比を確保しようとすると、第２レンズ２のパワーが弱くなった分を、第３レンズ３のパワーを強くして、第２レンズ群（ＩＩ）全体としてのパワーを補う必要があり、諸収差、特に球面収差及びコマ収差の補正が困難になる。
したがって、ｆ２／ｆｗの値が条件式（５）を満たすことにより、レンズ系全長を短くしつつ、２．５〜３．０倍の変倍比を確保でき、特に球面収差及びコマ収差を良好に補正でき、全体として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。

また、上記構成においては、広角端におけるレンズ系全長（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ、但し第４レンズ４〜像面Ｐは空気換算距離とする）Ｄｗ、広角端におけるレンズ系（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）の焦点距離ｆｗが、好ましくは、次の条件式（６）、
（６）２．５＜Ｄｗ／ｆｗ＜４．０
を満足するように形成される。
Ｄｗ／ｆｗの値が、この範囲から逸脱すると、適切な変倍比を確保した上で、レンズ系全長の短縮化を図るのが困難になる。
したがって、Ｄｗ／ｆｗの値が条件式（６）を満たすことにより、２．５〜３．０倍の適切な変倍比を確保しつつ、レンズ系全長を短く設定することができる。

また、上記構成においては、広角端におけるレンズ系（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）の焦点距離ｆｗ、第１レンズ群（Ｉ）の焦点距離ｆ１Ｇ、第２レンズ群（ＩＩ）の焦点距離ｆ２Ｇ、第３レンズ群（ＩＩＩ）の焦点距離ｆ３Ｇが、好ましくは、次の条件式（７），（８）、
（７）２．０＜│ｆ１Ｇ│／│ｆｗ│＜４．０
（８）０．５＜ｆ２Ｇ／ｆ３Ｇ＜１．２
を満足するように形成される。
│ｆ１Ｇ│／│ｆｗ│の値が条件式（７）の上限を上回ると、第１レンズ群（Ｉ）のパワーが弱くなり過ぎ、レンズ系全長を短縮したまま２．５〜３．０倍の変倍比を確保するのが困難になり、一方、│ｆ１Ｇ│／│ｆｗ│の値が条件式（７）の下限を下回ると、第１レンズ群（Ｉ）のパワーが強くなり過ぎ、諸収差を補正するのが困難になり、特に広角端〜望遠端の全域で歪曲収差の補正が困難になる。
ｆ２Ｇ／ｆ３Ｇの値が条件式（８）の上限を上回ると、第２レンズ群（ＩＩ）のパワーに対して第３レンズ群（ＩＩＩ）のパワーが強くなり過ぎるため、諸収差を補正するのが困難になり、一方、ｆ２Ｇ／ｆ３Ｇの値が条件式（８）の下限を下回ると、第２レンズ群（ＩＩ）のパワーに対して第３レンズ群（ＩＩＩ）のパワーが弱くなり過ぎるため、レンズ系全長を短縮したまま２．５倍程度の変倍比を確保するのが困難になる。
したがって、条件式（７），（８）を満たすことにより、レンズ系全長を短くしつつ、２．５〜３．０倍の変倍比を確保でき、諸収差、特に歪曲収差を良好に補正でき、光学性能の高い小型のズームレンズを得ることができる。

また、上記構成においては、第１レンズ１のアッベ数ν１が、好ましくは、次の条件式（９）、
（９）ν１＞６０
を満足するように形成される。
アッベ数ν１がこの条件式（９）を満たすことにより、色収差、特に広角端〜望遠端における軸上色収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。

次に、上記ズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例１、実施例２、実施例３として以下に示す。

実施例１における条件式（１）〜（９）の数値データ、第１レンズ１〜第４レンズ４、ガラスフィルタ５の主な仕様諸元、種々の数値データ（設定値）は以下の通りである。
＜条件式の値＞
（１）ν３＝２０．５
（２）ν２−ν３＝４５．３−２０．５＝２４．８
（３）Ｄ２ｗ／Ｄ７ｗ＝６．６１０／１．１６０＝５．６９８
（４）Ｄ２ｔ／Ｄ７ｔ＝１．０００／８．０４０＝０．１２４
（５）ｆ２／ｆｗ＝３．５１／４．８２＝０．７３
（６）Ｄｗ／ｆｗ＝１６．４８／４．８２＝３．４２
（７）│ｆ１Ｇ│／│ｆｗ│＝１３．６０／４．８２＝２．８２
（８）ｆ２Ｇ／ｆ３Ｇ＝６．８４／８．９６＝０．７６
（９）ν１＝８１．５

＜仕様諸元＞
物体距離＝∞（広角端）〜∞（中間）〜∞（望遠端）、レンズ系の焦点距離（ｆ）＝４．８２ｍｍ（広角端）〜８．２６ｍｍ（中間）〜１１．７６ｍｍ（望遠端）、変倍比＝２．４４、Ｆ値＝３．０６（広角端）〜４．４３（中間）〜５．４２（望遠端）、画角（２ω）＝６５．２°（広角端）〜３７．２°（中間）〜２６．３°（望遠端）、射出瞳位置＝−８．７５ｍｍ（広角端）〜−５９．１８ｍｍ（中間）〜７４．３３ｍｍ（望遠端）、レンズ全長＝１３．１６ｍｍ（広角端）〜１４．４５ｍｍ（中間）〜１４．４３ｍｍ（望遠端）、レンズ系全長（空気換算距離）＝１６．４８ｍｍ、バックフォーカス（空気換算距離）＝３．３２ｍｍ（広角端）〜２．０３ｍｍ（中間）〜２．０５ｍｍ（望遠端）

＜非球面＞
第２レンズ２の両面Ｓ４，Ｓ５、第３レンズ３の両面Ｓ６，Ｓ７、第４レンズ４の両面Ｓ８，Ｓ９
＜曲率半径＞
Ｒ１＝−２３．３０３ｍｍ、Ｒ２＝９．６０７ｍｍ、Ｒ３＝ ∞（開口絞り）、Ｒ４＝６．８３２ｍｍ（非球面）、Ｒ５＝−３．７９６ｍｍ（非球面）、Ｒ６＝３．０３９ｍｍ（非球面）、Ｒ７＝１．５０９ｍｍ（非球面）、Ｒ８＝２３．５１７ｍｍ（非球面）、Ｒ９＝−５．７１６ｍｍ（非球面）、Ｒ１０＝∞、Ｒ１１＝∞
＜光軸上の間隔＞
Ｄ１＝０．６５０ｍｍ、Ｄ２＝可変、Ｄ３＝０．０００ｍｍ、Ｄ４＝１．８００ｍｍ、Ｄ５＝０．２００ｍｍ、Ｄ６＝０．７４５ｍｍ、Ｄ７＝可変、Ｄ８＝２．０００ｍｍ、Ｄ９＝可変、Ｄ１０＝０．５００ｍｍ、Ｄ１１＝０．５００ｍｍ
＜屈折率（Ｎｄ）＞
Ｎ１＝１．４９７００、Ｎ２＝１．７４９９３、Ｎ３＝１．９９６９９、Ｎ４＝１．５２５１２、Ｎ５＝１．５１６８０
＜アッベ数（νｄ）＞
ν１＝８１．６、ν２＝４５．３、ν３＝２０．５、ν４＝５６．３、ν５＝６４．２

＜ズーム間隔（Ｄ２，Ｄ７，Ｄ９）＞
Ｄ２ｗ＝６．６１０ｍｍ（広角端）〜Ｄ２ｍ＝３．４３０ｍｍ（中間）〜Ｄ２ｔ＝１．０００ｍｍ（望遠端）
Ｄ７ｗ＝１．１６０ｍｍ（広角端）〜Ｄ７ｍ＝５．６３０ｍｍ（中間）〜Ｄ７ｔ＝８．０４０ｍｍ（望遠端）
Ｄ９ｗ＝２．４９０ｍｍ（広角端）〜Ｄ９ｍ＝１．２００ｍｍ（中間）〜Ｄ９ｔ＝１．２２０ｍｍ（望遠端）

＜非球面係数の数値データ＞
＜Ｓ４面＞
ε＝１．００００００００、Ｄ＝−０．６３５６８４９×１０^−２、Ｅ＝−０．１５１３９０４５×１０^−２、Ｆ＝−０．２３４６７５９１×１０^−３、Ｇ＝０．００００００００
＜Ｓ５面＞
ε＝１．５５２１４０００、Ｄ＝０．５４２２３２９３×１０^−２、Ｅ＝−０．２３０２６９２４×１０^−２、Ｆ＝０．１７２６０７０６×１０^−３、Ｇ＝０．００００００００
＜Ｓ６面＞
ε＝−２．５０２４６８００、Ｄ＝−０．１２７８９６４１×１０^−１、Ｅ＝０．２２０４５９８８×１０^−２、Ｆ＝０．００００００００、Ｇ＝０．００００００００
＜Ｓ７面＞
ε＝０．６５０５８９３０、Ｄ＝−０．７１０２８４７３×１０^−１、Ｅ＝０．１１４５２１５２×１０^−１、Ｆ＝−０．３２３４８６１１×１０^−２、Ｇ＝０．００００００００
＜Ｓ８面＞
ε＝１．００００００００、Ｄ＝０．４５５０５６５５×１０^−３、Ｅ＝−０．２１１５６７５２×１０^−３、Ｆ＝０．４２０７４５０７×１０^−５、Ｇ＝０．００００００００
＜Ｓ９面＞
ε＝１．００００００００、Ｄ＝０．４３５７０２９０×１０^−２、Ｅ＝−０．６２３９９０７５×１０^−３、Ｆ＝０．３８３９４３３０×１０^−４、Ｇ＝−０．１１０７９４００×１０^−５

この実施例１における広角端、中間位置、望遠端でのそれぞれの球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差に関する収差線図は図３、図４、図５に示すような結果となる。尚、図３、図４、図５において、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。
この実施例１によるレンズ仕様によれば、レンズ系全長が広角端の焦点距離の３．４倍、変倍比が２．４４、広角端でのＦ値が３．０３程度と明るく、携帯電話機、携帯情報端末機、携帯型パーソナルコンピュータに適した小型で光学性能の高いズームレンズが得られる。

実施例２における条件式（１）〜（９）の数値データ、第１レンズ１〜第４レンズ４、ガラスフィルタ５の主な仕様諸元、種々の数値データ（設定値）は以下の通りである。
＜条件式の値＞
（１）ν３＝２０．５
（２）ν２−ν３＝４５．４−２０．５＝２４．９
（３）Ｄ２ｗ／Ｄ７ｗ＝６．４００／１．１４０＝５．６１４
（４）Ｄ２ｔ／Ｄ７ｔ＝０．７００／８．２００＝０．０８５
（５）ｆ２／ｆｗ＝３．３７／４．８２＝０．７０
（６）Ｄｗ／ｆｗ＝１６．５５／４．８２＝３．４３
（７）│ｆ１Ｇ│／│ｆｗ│＝１３．９８／４．８２＝２．９０
（８）ｆ２Ｇ／ｆ３Ｇ＝６．９８／９．０７＝０．７７
（９）ν１＝８１．５

＜仕様諸元＞
物体距離＝∞（広角端）〜∞（中間）〜∞（望遠端）、レンズ系の焦点距離（ｆｗ，ｆｍ，ｆｔ）＝４．８２ｍｍ（広角端）〜８．１０ｍｍ（中間）〜１１．８６ｍｍ（望遠端）、変倍比＝２．４６、Ｆ値＝３．０７（広角端）〜４．３６（中間）〜５．４４（望遠端）、画角（２ω）＝６５．０°（広角端）〜３７．６°（中間）〜２５．９°（望遠端）、射出瞳位置＝−９．２０ｍｍ（広角端）〜−６０．０３ｍｍ（中間）〜６１．８６ｍｍ（望遠端）、レンズ全長＝１３．０４ｍｍ（広角端）〜１４．３０ｍｍ（中間）〜１４．４７ｍｍ（望遠端）、レンズ系全長（空気換算距離）＝１６．５５ｍｍ、バックフォーカス（空気換算距離）＝３．５１ｍｍ（広角端）〜２．２５ｍｍ（中間）〜２．１５ｍｍ（望遠端）

＜非球面＞
第２レンズ２の両面Ｓ４，Ｓ５、第３レンズ３の両面Ｓ６，Ｓ７、第４レンズ４の両面Ｓ８，Ｓ９
＜曲率半径＞
Ｒ１＝−３７．１８０ｍｍ、Ｒ２＝８．５９７ｍｍ、Ｒ３＝ ∞（開口絞り）、Ｒ４＝１０．９６４ｍｍ（非球面）、Ｒ５＝−３．０５９ｍｍ（非球面）、Ｒ６＝２．９５４ｍｍ（非球面）、Ｒ７＝１．４６０ｍｍ（非球面）、Ｒ８＝３６．３０１ｍｍ（非球面）、Ｒ９＝−５．３７５ｍｍ（非球面）、Ｒ１０＝∞、Ｒ１１＝∞
＜光軸上の間隔＞
Ｄ１＝０．６５０ｍｍ、Ｄ２＝可変、Ｄ３＝０．０５０ｍｍ、Ｄ４＝１．８００ｍｍ、Ｄ５＝０．１５０ｍｍ、Ｄ６＝０．７５０ｍｍ、Ｄ７＝可変、Ｄ８＝２．１００ｍｍ、Ｄ９＝可変、Ｄ１０＝０．５００ｍｍ、Ｄ１１＝０．５００ｍｍ
＜屈折率（Ｎｄ）＞
Ｎ１＝１．４９７００、Ｎ２＝１．７４９９３、Ｎ３＝１．９９６９９、Ｎ４＝１．５２５１２、Ｎ５＝１．５１６８０
＜アッベ数（νｄ）＞
ν１＝８１．５、ν２＝４５．４、ν３＝２０．５、ν４＝５６．２９、ν５＝６４．２０

＜ズーム間隔（Ｄ２，Ｄ７，Ｄ９）＞
Ｄ２ｗ＝６．４００ｍｍ（広角端）〜Ｄ２ｍ＝３．２５０ｍｍ（中間）〜Ｄ２ｔ＝０．７００ｍｍ（望遠端）
Ｄ７ｗ＝１．１４０ｍｍ（広角端）〜Ｄ７ｍ＝５．５５０ｍｍ（中間）〜Ｄ７ｔ＝８．２００ｍｍ（望遠端）
Ｄ９ｗ＝２．６８０ｍｍ（広角端）〜Ｄ９ｍ＝１．４２０ｍｍ（中間）〜Ｄ９ｔ＝１．２４０ｍｍ（望遠端）

＜非球面係数の数値データ＞
＜Ｓ４面＞
ε＝１．００００００００、Ｄ＝−０．１００２４３８０×１０^−１、Ｅ＝−０．１７１６５９６１×１０^−２、Ｆ＝−０．９２３１７８０７×１０^−３、Ｇ＝０．００００００００
＜Ｓ５面＞
ε＝２．０４７７５６００、Ｄ＝０．１２０４５１３０×１０^−１、Ｅ＝−０．３７９９５３７５×１０^−２、Ｆ＝０．６８４７６９１１×１０^−３、Ｇ＝０．００００００００
＜Ｓ６面＞
ε＝１．７７２２９２１０、Ｄ＝−０．３３４３３４５５×１０^−１、Ｅ＝０．６５００１９２９×１０^−３、Ｆ＝０．００００００００、Ｇ＝０．００００００００
＜Ｓ７面＞
ε＝０．７４７５８２７０、Ｄ＝−０．８６６５３５０１×１０^−１、Ｅ＝０．１１０１６１５７×１０^−１、Ｆ＝−０．５１６１８３５８×１０^−２、Ｇ＝０．００００００００
＜Ｓ８面＞
ε＝１．００００００００、Ｄ＝−０．１１９４３４１５×１０^−２、Ｅ＝０．５２５２３８７３×１０^−４、Ｆ＝０．００００００００、Ｇ＝０．００００００００
＜Ｓ９面＞
ε＝１．００００００００、Ｄ＝０．２３６８９３３８×１０^−２、Ｅ＝−０．２８９２１４４７×１０^−３、Ｆ＝０．３０９５６５５３×１０^−４、Ｇ＝−０．１０３８７５６３×１０^−５

この実施例２における広角端、中間位置、望遠端でのそれぞれの球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差に関する収差線図は図６、図７、図８に示すような結果となる。尚、図６、図７、図８において、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。
この実施例２によるレンズ仕様によれば、レンズ系全長が広角端の焦点距離の３．４倍、変倍比が２．４６、広角端でのＦ値が３．０７程度と明るく、携帯電話機、携帯情報端末機、携帯型パーソナルコンピュータに適した小型で光学性能の高いズームレンズが得られる。

実施例３における条件式（１）〜（９）の数値データ、第１レンズ１〜第４レンズ４、ガラスフィルタ５の主な仕様諸元、種々の数値データ（設定値）は以下の通りである。
＜条件式の値＞
（１）ν３＝２０．５
（２）ν２−ν３＝４８．６−２０．５＝２８．１
（３）Ｄ２ｗ／Ｄ７ｗ＝６．７２０／１．１９０＝５．６４７
（４）Ｄ２ｔ／Ｄ７ｔ＝１．２２０／７．７９０＝０．１５７
（５）ｆ２／ｆｗ＝３．３８／４．８８＝０．６９
（６）Ｄｗ／ｆｗ＝１６．０９／４．８８＝３．３０
（７）│ｆ１Ｇ│／│ｆｗ│＝１３．０４／４．８８＝２．６７
（８）ｆ２Ｇ／ｆ３Ｇ＝６．６３／８．９５＝０．７４
（９）ν１＝８１．５

＜仕様諸元＞
物体距離＝∞（広角端）〜∞（中間）〜∞（望遠端）、レンズ系の焦点距離（ｆ）＝４．８８ｍｍ（広角端）〜７．４１ｍｍ（中間）〜１１．９１ｍｍ（望遠端）、変倍比＝２．４４、Ｆ値＝３．０６（広角端）〜４．１０（中間）〜５．４２（望遠端）、画角（２ω）＝６４．２°（広角端）〜４１．２°（中間）〜２５．９°（望遠端）、射出瞳位置＝−８．８７ｍｍ（広角端）〜−３０．７８ｍｍ（中間）〜８３．３１ｍｍ（望遠端）、レンズ全長＝１２．６２ｍｍ（広角端）〜１３．６７ｍｍ（中間）〜１３．７２ｍｍ（望遠端）、レンズ系全長（空気換算距離）＝１６．０９ｍｍ、バックフォーカス（空気換算距離）＝３．４７ｍｍ（広角端）〜２．４２ｍｍ（中間）〜２．３７ｍｍ（望遠端）

＜非球面＞
第２レンズ２の両面Ｓ４，Ｓ５、第３レンズ３の両面Ｓ６，Ｓ７、第４レンズ４の両面Ｓ８，Ｓ９
＜曲率半径＞
Ｒ１＝−２０．１８２ｍｍ、Ｒ２＝９．６５２ｍｍ、Ｒ３＝ ∞（開口絞り）、Ｒ４＝４．５１９ｍｍ（非球面）、Ｒ５＝−４．９００ｍｍ（非球面）、Ｒ６＝３．８１０ｍｍ（非球面）、Ｒ７＝１．７２９ｍｍ（非球面）、Ｒ８＝−７３．３７３ｍｍ（非球面）、Ｒ９＝−４．４５８ｍｍ（非球面）、Ｒ１０＝∞、Ｒ１１＝∞
＜光軸上の間隔＞
Ｄ１＝０．６５０ｍｍ、Ｄ２＝可変、Ｄ３＝０．０００ｍｍ、Ｄ４＝１．０４８ｍｍ、Ｄ５＝０．４１２ｍｍ、Ｄ６＝０．７００ｍｍ、Ｄ７＝可変、Ｄ８＝１．９００ｍｍ、Ｄ９＝可変、Ｄ１０＝０．５００ｍｍ、Ｄ１１＝０．５００ｍｍ
＜屈折率（Ｎｄ）＞
Ｎ１＝１．４９７００、Ｎ２＝１．７２９１０、Ｎ３＝１．９９６９９、Ｎ４＝１．５２５１２、Ｎ５＝１．５１６８０
＜アッベ数（νｄ）＞
ν１＝８１．５、ν２＝４８．６、ν３＝２０．５、ν４＝５６．２９、ν５＝６４．２０

＜ズーム間隔（Ｄ２，Ｄ７，Ｄ９）＞
Ｄ２ｗ＝６．７２０ｍｍ（広角端）〜Ｄ２ｍ＝４．３６０ｍｍ（中間）〜Ｄ２ｔ＝１．２２０ｍｍ（望遠端）
Ｄ７ｗ＝１．１９０ｍｍ（広角端）〜Ｄ７ｍ＝４．６００ｍｍ（中間）〜Ｄ７ｔ＝７．７９０ｍｍ（望遠端）
Ｄ９ｗ＝２．６４０ｍｍ（広角端）〜Ｄ９ｍ＝１．５９０ｍｍ（中間）〜Ｄ９ｔ＝１．５４０ｍｍ（望遠端）

＜非球面係数の数値データ＞
＜Ｓ４面＞
ε＝１．００００００００、Ｄ＝−０．６７８８８３０８×１０^−２、Ｅ＝０．１２２８６０９２×１０^−２、Ｆ＝−０．１３８８１７１８×１０^−２、Ｇ＝０．００００００００
＜Ｓ５面＞
ε＝１．００００００００、Ｄ＝０．２１１６５８１１×１０^−１、Ｅ＝−０．９４４００２３１×１０^−２、Ｆ＝０．５８７８５８７５×１０^−３、Ｇ＝０．００００００００
＜Ｓ６面＞
ε＝１．００００００００、Ｄ＝０．１７３６１６７４×１０^−１、Ｅ＝−０．１２０３７２２３×１０^−１、Ｆ＝０．１９５６１１１９×１０^−２、Ｇ＝０．００００００００
＜Ｓ７面＞
ε＝０．６６７６７７０９、Ｄ＝−０．７７７１０７９１×１０^−２、Ｅ＝−０．８８４０１０９８×１０^−２、Ｆ＝０．１０７４０２０４×１０^−２、Ｇ＝０．００００００００
＜Ｓ８面＞
ε＝１．００００００００、Ｄ＝−０．１５８９００１１×１０^−２、Ｅ＝−０．６８０９６０８３×１０^−３、Ｆ＝０．５０００２８３４×１０^−４、Ｇ＝０．００００００００
＜Ｓ９面＞
ε＝１．００００００００、Ｄ＝０．２０３４５０７７×１０^−２、Ｅ＝−０．６３４８０８９８×１０^−３、Ｆ＝０．３４４８６８９１×１０^−４、Ｇ＝０．２７５８０９８０×１０^−６

この実施例３における広角端、中間位置、望遠端でのそれぞれの球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差に関する収差線図は図９、図１０、図１１に示すような結果となる。尚、図９、図１０、図１１において、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。
この実施例３によるレンズ仕様によれば、レンズ系全長が広角端の焦点距離の３．３倍、変倍比が２．４４、広角端でのＦ値が３．０６程度と明るく、携帯電話機、携帯情報端末機、携帯型パーソナルコンピュータに適した小型で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、３群４枚というシンプルなレンズ構成で、解像力等の光学性能を低下させることなく、２．５倍程度の変倍比を確保し、レンズ系全長が広角端の焦点距離の３〜４倍程度に短くでき、Ｆ値が広角端で３．０程度と明るく高い光学性能を確保できるため、携帯電話機、携帯情報端末機、携帯型パーソナルコンピュータ等のモバイル機器に使用できるのは勿論のこと、その他の用途に用いられるカメラのズームレンズとしても有用である。

本発明に係るズームレンズの一実施形態を示す概略構成図である。 図１に示すズームレンズの広角端、中間、望遠端における光路図である。 実施例１における、広角端での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例１における、中間位置での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例１における、望遠端での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例２における、広角端での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例２における、中間位置での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例２における、望遠端での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例３における、広角端での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例３における、中間位置での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例３における、望遠端での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。

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
２ 第２レンズ
３ 第３レンズ
４ 第４レンズ
ＳＤ 開口絞り
Ｐ 像面
ν１ 第１レンズのアッベ数
ν２ 第２レンズのアッベ数
ν３ 第３レンズのアッベ数
Ｄｗ レンズ系全長
Ｄ２ｗ 広角端における第１レンズ群と第２レンズ群の光軸上の間隔
Ｄ２ｔ 望遠端における第１レンズ群と第２レンズ群の光軸上の間隔
Ｄ７ｗ 広角端における第２レンズ群と第３レンズ群の光軸上の間隔
Ｄ７ｔ 望遠端における第２レンズ群と第３レンズ群の光軸上の間隔
ｆｗ 広角端におけるレンズ系の焦点距離
ｆ２ 第２レンズの焦点距離
ｆ１Ｇ 第１レンズ群の焦点距離
ｆ２Ｇ 第２レンズ群の焦点距離
ｆ３Ｇ 第３レンズ群の焦点距離

Claims (7)

1. 物体側から像面側に向けて順に配列された、負の屈折力を有し固定された第１レンズ群、正の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し物体側に直線的に移動する第２レンズ群、正の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し一端像面側に移動した後に物体側に移動する第３レンズ群を備え、
   前記第１レンズ群は、負の屈折力を有する第１レンズからなり、
   前記第２レンズ群は、正の屈折力を有する第２レンズ及び負の屈折力を有する第３レンズからなり、
   前記第３レンズ群は、正の屈折力を有する第４レンズからなり、
   前記第２レンズのアッベ数をν２、前記第３レンズのアッベ数をν３とするとき、下記条件式（１），（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
   （１）ν３＜２５．０
   （２）ν２−ν３＞２０．０
2. 広角端における前記第１レンズ群と第２レンズ群の光軸上の間隔をＤ２ｗ、広角端における前記第２レンズ群と第３レンズ群の光軸上の間隔をＤ７ｗ、望遠端における前記第１レンズ群と第２レンズ群の光軸上の間隔をＤ２ｔ、望遠端における前記第２レンズ群と第３レンズ群の光軸上の間隔をＤ７ｔとするとき、下記条件式（３），（４）を満足することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
   （３）４．５＜Ｄ２ｗ／Ｄ７ｗ＜８．５
   （４）Ｄ２ｔ／Ｄ７ｔ＜０．２
3. 前記第２レンズの焦点距離をｆ２、広角端におけるレンズ系（前記第１レンズの前面〜像面）の焦点距離をｆｗとするとき、下記条件式（５）を満足す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。
   （５）ｆ２／ｆｗ＜２．０
4. 広角端におけるレンズ系全長（前記第１レンズの前面〜像面、但し前記第４レンズ〜像面は空気換算距離とする）をＤｗ、広角端におけるレンズ系（前記第１レンズの前面〜像面）の焦点距離をｆｗとするとき、下記条件式（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）２．５＜Ｄｗ／ｆｗ＜４．０
5. 広角端におけるレンズ系（前記第１レンズの前面〜像面）の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１Ｇ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２Ｇ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３Ｇとするとき、下記条件式（７），（８）を満足することを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載のズームレンズ。
   （７）２．０＜│ｆ１Ｇ│／│ｆｗ│＜４．０
   （８）０．５＜ｆ２Ｇ／ｆ３Ｇ＜１．２
6. 前記第２レンズ、第３レンズ、及び第４レンズは、物体側及び像面側の両面が非球面に形成されている、
   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. 前記第１レンズのアッベ数をν１とするとき、下記条件式（９）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。
   （９）ν１＞６０
   
   

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