JP2010032694A - ズームレンズおよび撮像装置、ならびに携帯電話機 - Google Patents

Abstract

【課題】光路折り曲げ用のプリズムとズーム移動群との間に固定のレンズ群が配置された従来の屈曲タイプのズームレンズに比べて、良好な光学性能を維持しつつ、広角化に有利で、全長の短縮化を図ることができるようにする。
【解決手段】物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、屈折力を持たない光路折り曲げ用のプリズムＬ２１からなる第２レンズ群Ｇ２と、ズーム時に移動し正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、ズーム時に移動し負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを配設する。プリズムＬ２１の後に固定の正レンズ群を配置することなく、正の第３レンズ群Ｇ３と負の第４レンズ群Ｇ４とからなるズーム移動群を配置し、プリズムとズーム移動群との間に固定のレンズ群を配置した構成に比べて全長の短縮化を図る。また、第１レンズ群Ｇ１として、２枚の負レンズＬ１１，Ｌ１２を配置し、広角化を図る。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像機能を有する小型の機器、特にデジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話機、および情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistance）等に好適に用いられるズームレンズに関する。

近年、デジタルスチルカメラ等の撮像装置においては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子の小型化が進むにつれて、装置全体としてもさらなる小型化が求められている。そこで最近では、レンズ系の光路を途中で折り曲げ、いわゆる屈曲光学系とすることで撮像装置に組み込んだときの奥行き方向の薄型化を図ったものが開発されている。

屈曲光学系を用いたズームレンズとして、特許文献１には、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とから構成され、負の第２レンズ群と正の第４レンズ群とを移動させることにより変倍を行うようになされたズームレンズが記載されている。このズームレンズでは、第１レンズ群内にプリズムを配置することで、光路を略９０°折り曲げている。そして、第１レンズ群内においてプリズムの後には固定の正レンズ群が配置されている。また、特許文献２には、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とから構成され、正の第２レンズ群と負の第３レンズ群とを移動させることにより変倍を行うようになされたズームレンズが記載されている。このズームレンズでは、第１レンズ群の最も物体側にプリズムを配置することで、光路を略９０°折り曲げている。そして、第１レンズ群内においてプリズムの後には固定のレンズ群が配置されている。
特開２０００−１３１６１０号公報 特開２００４−２０５７９６号公報

特許文献１および２に記載のように、従来の屈曲タイプのズームレンズは、第１レンズ群内において光路折り曲げ用のプリズムの後に固定のレンズ群を配置し、その後にズーム移動群を配置した構成となっている。特に、特許文献１に記載のように、第１レンズ群内において、光路折り曲げ用のプリズムの後にズーム時に固定の正レンズ群を配置し、その後に、ズーム移動群を配置していることが多い。そして、そのズーム移動群が、物体側から順に負レンズ群と正レンズ群とで構成されていることが多い。ところで、特に携帯端末用途で屈曲タイプのズームレンズを使う際には、レンズモジュールとしての薄さだけでなく、全体の体積が小さいことが求められる。しかしながら、従来の屈曲タイプのズームレンズでは、薄型化の観点から主に径方向（折り曲げ後の光軸に直交する方向）の大きさを気にした設計がなされており、折り曲げ後の光軸方向の長さについてはあまり考慮されていない。これは、屈曲タイプのズームレンズでは、光路を折り曲げていることで既に十分短縮化が図られているとの認識があるためである。しかしながら、全体の体積を小さくするためにも全長の短縮化も重要になってきている。従って、屈曲タイプのズームレンズにおいて、全長の短縮化の図られたレンズの開発が望まれている。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、光路折り曲げ用のプリズムとズーム移動群との間に固定のレンズ群が配置された従来の屈曲タイプのズームレンズに比べて、良好な光学性能を維持しつつ、広角化に有利で、全長の短縮化を図ることができるようにしたズームレンズおよび、そのズームレンズを用いて小型化を図ることができるようにした撮像装置、ならびに携帯電話機を提供することにある。

本発明によるズームレンズは、物体側より順に、ズーム時に固定で全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と、ズーム時に固定で屈折力を持たない光路折り曲げのためのプリズムからなる第２レンズ群と、ズーム時に移動し全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、ズーム時に移動し全体として負の屈折力を有する第４レンズ群と、ズーム時に固定で全体として正の屈折力を有する第５レンズ群とで構成され、第１レンズ群が、物体側より順に、光軸近傍において物体側に凹面を向けた第１の負レンズと、光軸近傍において像側に凹面を向けた第２の負レンズとからなるものである。

本発明によるズームレンズでは、第２レンズ群を屈折力を持たない光路折り曲げ用のプリズムとし、そのプリズムの後に固定の正レンズ群を配置することなく、正の第３レンズ群と負の第４レンズ群とからなるズーム移動群を配置したことで、光路折り曲げ用のプリズムの後に固定のレンズ群を配置し、その後にズーム移動群を配置した構成に比べて、全長の短縮化が容易となる。特に、プリズムの後に固定の正レンズ群を配置し、その後に負レンズ群と正レンズ群とからなるズーム移動群を配置した従来の構成に比べて、全長の短縮化が容易となる。また、本発明によるズームレンズでは、光路折り曲げ用のプリズムの前に、第１レンズ群として２枚の負レンズを配置したことで、広角化に有利となる。
そして、さらに、要求される仕様等に応じて次の好ましい条件を適宜採用して満足することで、光学性能をより良好なものとすることができる。

本発明によるズームレンズにおいて、第１レンズ群内の第１の負レンズは、物体側の面が、光軸近傍では凹形状で周辺部では光軸近傍よりも弱い負のパワーを持つまたは正のパワーを持つような非球面形状であると共に、像側の面が、光軸近傍では凸形状で周辺部では光軸近傍よりも弱い正のパワーを持つまたは負のパワーを持つような非球面形状であることが好ましい。第３レンズ群は、物体側に凸面を向けた少なくとも１枚の正レンズを含むことが好ましい。第４レンズ群は、接合レンズを含むことが好ましい。第５レンズ群は、像側に凸面を向けた１枚の正の非球面レンズからなることが好ましい。

この場合において、第４レンズ群は例えば、物体側より順に、２枚のレンズからなる接合レンズと、１枚の非球面レンズとで構成することができる。

また、第３レンズ群は例えば、物体側より順に、両面が非球面の正の非球面レンズと、両面が球面の正の球面レンズと構成することができる。

また、本発明によるズームレンズは、以下の条件を適宜選択的に満足することが好ましい。式中、ｆ１１は第１レンズ群内の第１の負レンズの焦点距離、ｆ１２は第２の負レンズの焦点距離を示す。また、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離、ｆ４は第４レンズ群の焦点距離を示す。ｆｗは広角端における全系の焦点距離、Ｈｉｍｇは最大像高を示す。νＧ３は第３レンズ群内のレンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数の平均値を示す。
０＜ｆ１２／ｆ１１＜１．０ ……（１）
−１．５＜ｆ３／ｆ４＜−０．５ ……（２）
０．７＜Ｈｉｍｇ／ｆｗ ……（３）
５０＜νＧ３ ……（４）

本発明による撮像装置または携帯電話機は、本発明によるズームレンズと、このズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備えたものである。
本発明による撮像装置または携帯電話機では、本発明の小型、低コスト化の図られた高性能のズームレンズを撮像レンズとして用いて、装置全体としての小型化と低コスト化が図られる。

本発明による携帯電話機は、長方形状の面（例えば操作面や画像表示面）を有する筐体を備えていても良い。この場合、例えば、本発明によるズームレンズを、その筐体内部において、光路折り曲げ後の光軸が筐体の短手方向と一致するように配置しても良い。
本発明によるズームレンズは、光路折り曲げ後の全長の短縮化が図られているので、携帯電話機のような小型の機器において、短手方向に配置することが可能であり、小型化に寄与する。

本発明のズームレンズによれば、第２レンズ群を屈折力を持たない光路折り曲げ用のプリズムとし、そのプリズムの後に固定のレンズ群を配置することなく、正の第３レンズ群と負の第４レンズ群とからなるズーム移動群を配置するようにしたので、光路折り曲げ用のプリズムとズーム移動群との間に固定のレンズ群が配置された従来の屈曲タイプのズームレンズに比べて、良好な光学性能を維持しつつ、全長の短縮化を図ることができる。また、光路折り曲げ用のプリズムの前に、第１レンズ群として構成の最適化された２枚の負レンズを配置するようにしたので、例えば１枚の負レンズのみを配置した場合に比べて、広角化に有利となる。

また、本発明の撮像装置または携帯電話機によれば、上記本発明の小型、低コスト化の図られた高性能のズームレンズを撮像レンズとして用いるようにしたので、良好な撮像性能を維持しつつ、装置全体としての小型化と低コスト化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（図８（Ａ），（Ｂ）、図１４）のレンズ構成に対応している。図２〜図６は、第２〜第６の構成例を示しており、後述の第２〜第６の数値実施例のレンズ構成に対応している。図１〜図６において、符号Ｒｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお符号Ｄｉについては、変倍に伴って変化する部分の面間隔のみ符号を付す。なお、図１〜図６では、広角端でのレンズ配置を示している。

このズームレンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とを備えている。第２レンズ群Ｇ２は、光路折り曲げのためのプリズムＬ２１からなり、全体としては屈折力を持っていない。開口絞りＳｔは、例えば第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に配置されている。

このズームレンズは、撮像機能を有する小型の機器、例えばデジタルカメラやビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機、およびＰＤＡ等の撮影装置に搭載可能である。このズームレンズの像側には、搭載されるカメラの撮影部の構成に応じた部材が配置される。例えば、このズームレンズの結像面（撮像面）Ｓｉｍｇには、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の図示しない撮像素子が配置される。第５レンズ群Ｇ５と撮像面との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材ＧＣが配置されていても良い。光学部材ＧＣとしては、例えば撮像面保護用のカバーガラスや各種光学フィルタなどの平板状の部材が配置される。
この場合、光学部材ＧＣとして例えば平板状のカバーガラスに、赤外線カットフィルタやＮＤフィルタ等のフィルタ効果のあるコートが施されたものを使用しても良い。また、このズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１ないし第５レンズ群Ｇ５内のレンズすべて、または少なくとも１つのレンズ面に赤外線カットフィルタやＮＤフィルタ等のフィルタ効果のあるコートや、反射防止のコートが施されていても良い。

このズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２および第５レンズ群Ｇ５がズーム時に常時固定であり、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４がズーム時に光軸Ｚ１上で別々に移動するようになっている。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は、広角端から望遠端へと変倍させるに従い、図１〜図６に矢印の移動軌跡で示したように、光軸Ｚ１上で途中で像側に反転移動することなく、物体側に一方向に移動する。

なお、本実施の形態に係るズームレンズは屈曲光学系であり、実際には、図７に示すように、プリズムＬ２１の内部反射面１０で光路が略９０°折り曲げられている。図１〜図６では、プリズムＬ２１の内部反射面１０を省略し、光軸Ｚ１上の同一方向に展開して示している。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、光軸近傍において物体側に凹面を向けた第１の負レンズＬ１１と、光軸近傍において像側に凹面を向けた第２の負レンズＬ１２とからなる。第１レンズ群Ｇ１内の２枚の負レンズＬ１１，Ｌ１２は、以下の条件を満足することが好ましい。
式中、ｆ１１は第１の負レンズＬ１１の焦点距離、ｆ１２は第２の負レンズＬ１２の焦点距離を示す。
０＜ｆ１２／ｆ１１＜１．０ ……（１）

第１レンズ群Ｇ１において、第１の負レンズＬ１１は、両面が非球面形状の非球面レンズであることが好ましい。第１の負レンズＬ１１は例えば、物体側の面および像側の面共に、周辺部において、周辺側に行くに従いレンズ面に接する接平面が物体側から像側に向かうように倒れる非球面形状であることが好ましい。例えば第１の負レンズＬ１１の物体側の面が、光軸近傍では凹形状で、周辺部に行くに従い負のパワーが弱くなり、凸形状に近くなるような形状であることが好ましい。すなわち、第１の負レンズＬ１１の物体側の面は、光軸近傍で凹形状であって周辺部において光軸近傍よりも弱い負のパワーを持つように構成されていてもよい。特に、有効径端において正のパワーを有していることがより好ましい。また、例えば第１の負レンズＬ１１の像側の面は、光軸近傍では凸形状で、周辺部に行くに従い正のパワーが弱くなり、凹形状に近くなるような形状であることが好ましい。すなわち、第１の負レンズＬ１１の像側の面は、光軸近傍で凸形状であって周辺部において光軸近傍よりも弱い正のパワーを持つように構成されていてもよい。特に、有効径端において負のパワーを有していることがより好ましい。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた少なくとも１枚の正レンズを含んでいる。図６の第６の構成例では、第３レンズ群Ｇ３が物体側に凸面を向けた第１の正レンズＬ３１の１枚のみからなる。図１〜図５の第１〜第５の構成例では、第３レンズ群Ｇ３は、物体側より順に、第１の正レンズＬ３１と第２の正レンズＬ３２との２枚からなる。第１の正レンズＬ３１は、両面が非球面の正の非球面レンズであることが好ましい。第２の正レンズＬ３２は、両面が球面の正の球面レンズであることが好ましい。

第４レンズ群Ｇ４は、接合レンズを含んでいることが好ましい。図１〜図６の各構成例では、物体側より順に、第４レンズ群Ｇ４が、２枚のレンズＬ４１，Ｌ４２からなる接合レンズと、光軸近傍において物体側に凹面を向けた１枚の非球面レンズＬ４３とで構成されている。

第５レンズ群Ｇ５は、像側に凸面を向けた１枚の正レンズＬ５１を含んでいる。正レンズＬ５１は、両面が非球面の非球面レンズであることが好ましい。

このズームレンズは、以下の条件を適宜選択的に満足することが好ましい。式中、ｆ３は第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、ｆ４は第４レンズ群Ｇ４の焦点距離を示す。ｆｗは広角端における全系の焦点距離、Ｈｉｍｇは最大像高を示す。νＧ３は第３レンズ群Ｇ３内のレンズのｄ線に対するアッベ数の平均値を示す。
−１．５＜ｆ３／ｆ４＜−０．５ ……（２）
０．７＜Ｈｉｍｇ／ｆｗ ……（３）
５０＜νＧ３ ……（４）

図３３は、本実施の形態に係る撮像装置の一例として、カメラ付き携帯電話機を示している。図３３に示したカメラ付き携帯電話機は、上部筐体２Ａと下部筐体２Ｂとを備え、両者が図３３の矢印方向に回動自在に構成されている。下部筐体２Ｂの表面は長方形状の操作面とされ、操作キー２１などが設けられている。上部筐体２Ａの表面は長方形状の表示面とされ、ＬＣＤ（液晶パネル）やＥＬ（Electro-Luminescence）パネルなどの表示パネルによって構成された表示部２２が設けられている。表示部２２は、折りたたみ時に内面となる側に配置されている。この表示部２２には、電話機能に関する各種メニュー表示のほか、カメラ部１によって撮影された画像などを表示することが可能となっている。カメラ部１としては、本実施の形態に係るズームレンズからなる撮像レンズと、ＣＣＤ等の撮像素子とが一体化されたカメラモジュールが組み込まれている。このカメラ付き携帯電話機では、カメラ部１の撮像レンズによって形成された光学像が撮像素子によって電気的な撮像信号に変換され、その撮像信号が、電話機本体側の信号処理回路に出力される。カメラ部１のカメラモジュールにおいて、撮像レンズとして本実施の形態に係るズームレンズを用いることで、高解像の撮像信号が得られる。電話機本体側では、その撮像信号に基づいて高解像の画像を生成することができる。

カメラ部１は、例えば、本実施の形態に係るズームレンズにおける光路折り曲げ後の光軸が、下部筐体２Ｂにおける操作面の短手方向（図のＺ方向）に一致するようにして、下部筐体２Ｂの内部に配置されている。この場合例えば、操作面とは反対の面に撮影対象からの光が入射する撮影開口が位置するようなレンズ系配置にすると良い。本実施の形態に係るズームレンズは、光路折り曲げ後の全長の短縮化が図られているので、このように小型の携帯電話機の筐体の短手方向に配置することが可能である。これにより、電話機本体の表示部２２の長手、短手方向とカメラ部１における撮像サイズの長手、短手方向とを合わせることが可能となるので、表示部２２の大きさに適したアスペクト比の画像を撮影することが可能になる。

なお、カメラ部１を配置する部位は、図示した下部筐体２Ｂに限らず、上部筐体２Ａ側であっても良い。また、カメラ部１の配置は上記した例に限らず、レンズ系における光路折り曲げ後の光軸が、筐体の長手方向（例えば図のＸ方向）となるように配置しても良い。また、光路折り曲げ後の光軸が、完全に短手方向または長手方向に一致するように配置する場合に限らず、短手方向または長手方向からずれた斜め方向に配置されていても良い。

なお、本実施の形態に係るズームレンズは、その他にも、撮像機能を有する各種情報端末機器（ＰＤＡなど）、デジタルスチルカメラ、およびビデオカメラ等の撮像レンズとしても好適に搭載可能である。

次に、以上のように構成されたズームレンズの作用および効果を説明する。
このズームレンズでは、第２レンズ群Ｇ２を屈折力を持たない光路折り曲げ用のプリズムＬ２１とし、そのプリズムＬ２１の後に固定のレンズ群を配置することなく、正の第３レンズ群Ｇ３と負の第４レンズ群Ｇ４とからなるズーム移動群を配置したことで、特に、プリズムＬ２１の後に固定の正レンズ群を配置し、その後に負レンズ群と正レンズ群とからなるズーム移動群を配置した従来の構成に比べて、全長の短縮化が容易となる。

また、光路折り曲げ用のプリズムＬ２１の前に、第１レンズ群Ｇ１として２枚の負レンズＬ１１，Ｌ１２を配置するようにしたので、例えば１枚の負レンズのみを配置した場合に比べて、広角化が容易となる。特に、２枚の負レンズＬ１１，Ｌ１２に関して、条件式（１）を満足するように構成を最適化することで、広角化を図りつつ、レンズ系の薄型化にも有利となる。条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１内の２枚の負レンズＬ１１，Ｌ１２の適切な焦点距離の比を規定している。このズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１内において、物体側に配置された第１の負レンズＬ１１のパワーが強くなりすぎると、光路を折り曲げた際の系の厚みが増すので好ましくない。条件式（１）の条件を外れると、系の厚みが大きくなってしまう。
より良好な性能を得るために、条件式（１）に関して好ましくは、
０．１＜ｆ１２／ｆ１１＜０．９ ……（１Ａ）
を満足すると良い。さらに好ましくは、
０．２＜ｆ１２／ｆ１１＜０．８ ……（１Ｂ）
を満足すると良い。

条件式（２）は、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との屈折力の適切な関係を規定している。条件式（２）の上限を超えると全長が長くなってしまい、下限を超えると全長は短くなるが性能が劣化し、特に軸上色収差を取ることが難しくなるので好ましくない。
より良好な性能を得るために、条件式（２）に関して好ましくは、
−１．３＜ｆ３／ｆ４＜−０．８ ……（２Ａ）
を満足すると良い。さらに好ましくは、
−１．２＜ｆ３／ｆ４＜−０．９ ……（２Ｂ）
を満足すると良い。

条件式（３）は、広角化に関する条件である。条件式（３）の条件を外れると、画角が狭くなってしまい、市場価値の低いレンズ系となってしまう。

条件式（４）は、第３レンズ群Ｇ３内のレンズ材料に関するもので、色収差の補正に寄与している。条件式（４）の下限を下回ると色収差が大きくなりすぎ性能のよいズームレンズを実現するのが難しくなるので好ましくない。より良好に色収差を補正するためには、以下の条件を満足することが好ましい。
５５＜νＧ３ ……（４Ａ）

以上のようにして、本実施の形態に係るズームレンズによれば、光路折り曲げ用のプリズムとズーム移動群との間に固定のレンズ群が配置された従来の屈曲タイプのズームレンズに比べて、良好な光学性能を維持しつつ、全長の短縮化を図ることができる。また、第１レンズ群Ｇ１として２枚の負レンズＬ１１，Ｌ１２を配置するようにしたので、例えば１枚の負レンズのみを配置した場合に比べて、広角化に有利となる。また、本実施の形態に係る撮像装置または携帯電話機によれば、本実施の形態に係る高性能のズームレンズを撮像レンズとして用い、それによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するようにしたので、明るく高解像の撮影画像を得ることができる。
本実施の形態に係るズームレンズを撮像レンズとして用いることで、例えば８メガピクセル程度の高画素にも対応した性能を得ることができる。

次に、本実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、複数の数値実施例をまとめて説明する。

図８（Ａ），（Ｂ）、および図１４は、図１に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。図８（Ａ）に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、実施例１に係るズームレンズについて、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。Ｎｄｉの欄には、物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との間のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数の値を示す。

実施例１に係るズームレンズは、変倍に伴って第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が光軸上を移動するため、これらの各群の前後の面間隔Ｄ６，Ｄ１１，Ｄ１６の値は可変となっている。図８（Ｂ）には、これらの面間隔Ｄ６，Ｄ１１，Ｄ１６の変倍時のデータとして、広角端および望遠端における値を示す。

図８（Ａ）のレンズデータにおいて、面番号の左側に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。実施例１に係るズームレンズは、第１レンズ群Ｇ１内の第１の負レンズＬ１１の両面Ｓ１，Ｓ２と、第３レンズ群Ｇ３内の第１の正レンズＬ３１の両面Ｓ７，Ｓ８と、第４レンズ群Ｇ４内のレンズＬ４３の両面Ｓ１５，Ｓ１６と、第５レンズ群Ｇ５内の正レンズＬ５１の両面Ｓ１７，Ｓ１８とがすべて非球面形状となっている。図８（Ａ）の曲率半径Ｒｉの欄には、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径の数値を示している。

図１４には実施例１に係るズームレンズにおける非球面データを示す。図１４に非球面データとして示した数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０^-2」であることを示す。

実施例１に係るズームレンズの非球面データとしては、以下の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ａ_n，Ｋの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸から高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。
Ｚ＝Ｃ・ｈ²／｛１＋（１−（Ｋ＋１）・Ｃ²・ｈ²）^1/2｝＋ΣＡ_n・ｈⁿ ……（Ａ）
（ｎ＝３以上の整数）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ｈ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
Ｋ：円錐定数
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
Ａ_n：第ｎ次の非球面係数

実施例１に係るズームレンズにおいて、各非球面は、非球面係数Ａ_nとして偶数次の係数Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀を有効に用いて表されている。

以上の実施例１に係るズームレンズと同様にして、図２に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例２として、図９（Ａ），（Ｂ）、および図１５に示す。また同様に、図３〜図５に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例３〜実施例５として、図１０（Ａ），（Ｂ）〜図１２（Ａ），（Ｂ）と、図１６〜図１８とに示す。これら実施例２〜実施例５に係るズームレンズの基本構成は、実施例１に係るズームレンズに類似している。実施例２〜実施例５に係るズームレンズは、実施例１に係るズームレンズと同様に、変倍に伴って第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が光軸上を移動し、これらの各群の前後の面間隔Ｄ６，Ｄ１１，Ｄ１６の値は可変となっている。また、実施例１に係るズームレンズと同様に、第１レンズ群Ｇ１内の第１の負レンズＬ１１の両面Ｓ１，Ｓ２と、第３レンズ群Ｇ３内の第１の正レンズＬ３１の両面Ｓ７，Ｓ８と、第４レンズ群Ｇ４内のレンズＬ４３の両面Ｓ１５，Ｓ１６と、第５レンズ群Ｇ５内の正レンズＬ５１の両面Ｓ１７，Ｓ１８とがすべて非球面形状となっている。実施例２〜実施例５に係るズームレンズにおいて、各非球面は、非球面係数Ａ_nとして偶数次の係数Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀を有効に用いて表されている。

また同様に、図６に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例６として、図１３（Ａ），（Ｂ）および図１９に示す。実施例６に係るズームレンズは、第３レンズ群Ｇ３のレンズ要素が第１の正レンズＬ３１の１枚のみからなる。実施例６に係るズームレンズは、実施例１に係るズームレンズと同様に、変倍に伴って第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４が光軸上を移動し、これらの各群の前後の面間隔Ｄ６，Ｄ９，Ｄ１４の値は可変となっている。また、実施例１に係るズームレンズと同様に、第１レンズ群Ｇ１内の第１の負レンズＬ１１の両面Ｓ１，Ｓ２と、第３レンズ群Ｇ３内の第１の正レンズＬ３１の両面Ｓ７，Ｓ８と、第４レンズ群Ｇ４内のレンズＬ４３の両面Ｓ１３，Ｓ１４と、第５レンズ群Ｇ５内の正レンズＬ５１の両面Ｓ１５，Ｓ１６とがすべて非球面形状となっている。実施例６に係るズームレンズにおいて、各非球面は、非球面係数Ａ_nとして偶数次の係数Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀を有効に用いて表されている。

図２０には、上述の各条件式に関する値を、各実施例についてまとめたものを示す。図２０から分かるように、各実施例の値が、各条件式の数値範囲内となっている。

図２１（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、実施例１に係るズームレンズにおける広角端での球面収差、非点収差、およびディストーション（歪曲収差）を示している。図２２（Ａ）〜（Ｃ）は、望遠端における同様の各収差を示している。各収差図には、ｄ線を基準波長とし、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ），Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。ＦＮｏ．はＦ値、ωは半画角を示す。

同様に、実施例２に係るズームレンズについての諸収差を図２３（Ａ）〜（Ｃ）（広角端）、および図２４（Ａ）〜（Ｃ）（望遠端）に示す。同様にして、実施例３ないし６に係るズームレンズについての諸収差を図２５〜図３２の（Ａ）〜（Ｃ）に示す。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、諸収差が良好に補正され、広角化が図られていると共に、従来の屈曲タイプのズームレンズに比べて全長の短縮化の図られたズームレンズが実現できている。

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示すものであり、実施例１に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第２の構成例を示すものであり、実施例２に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第３の構成例を示すものであり、実施例３に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第４の構成例を示すものであり、実施例４に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第５の構成例を示すものであり、実施例５に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第６の構成例を示すものであり、実施例６に対応するレンズ断面図である。 屈曲光学系の構成を示すレンズ断面図である。 実施例１に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。 実施例２に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。 実施例３に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。 実施例４に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。 実施例５に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。 実施例６に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータを示し、（Ｂ）は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。 実施例１に係るズームレンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。 実施例２に係るズームレンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。 実施例３に係るズームレンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。 実施例４に係るズームレンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。 実施例５に係るズームレンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。 実施例６に係るズームレンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。 条件式に関する値を各実施例についてまとめて示した図である。 実施例１に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 実施例１に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 実施例２に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 実施例２に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 実施例３に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 実施例３に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 実施例４に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 実施例４に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 実施例５に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 実施例５に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 実施例６に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 実施例６に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 本発明の一実施の形態に係る撮像装置としての携帯電話機の一構成例を示す外観図である。

符号の説明

ＧＣ…光学部材、Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｇ３…第３レンズ群、Ｇ４…第４レンズ群、Ｇ５…第５レンズ群、Ｌ２１…プリズム、Ｓｔ…絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。

Claims (11)

1. 物体側より順に、
   ズーム時に固定で全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と、
   ズーム時に固定で屈折力を持たない光路折り曲げのためのプリズムからなる第２レンズ群と、
   ズーム時に移動し全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、
   ズーム時に移動し全体として負の屈折力を有する第４レンズ群と、
   ズーム時に固定で全体として正の屈折力を有する第５レンズ群と
   で構成され、
   前記第１レンズ群は、物体側より順に、光軸近傍において物体側に凹面を向けた第１の負レンズと、光軸近傍において像側に凹面を向けた第２の負レンズとからなる
   ことを特徴とするズームレンズ。
2. さらに、以下の条件を満足する
   ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
   ０＜ｆ１２／ｆ１１＜１．０ ……（１）
   ただし、
   ｆ１１：第１レンズ群内の第１の負レンズの焦点距離
   ｆ１２：第１レンズ群内の第２の負レンズの焦点距離
   とする。
3. さらに、以下の条件を満足する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
   −１．５＜ｆ３／ｆ４＜−０．５ ……（２）
   ただし、
   ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
   ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
   とする。
4. さらに、以下の条件を満足する
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
   ０．７＜Ｈｉｍｇ／ｆｗ ……（３）
   ただし、
   ｆｗ：広角端における全系の焦点距離
   Ｈｉｍｇ：最大像高
   とする。
5. 前記第１レンズ群内の前記第１の負レンズは、物体側の面が、光軸近傍では凹形状で周辺部では光軸近傍よりも弱い負のパワーを持つまたは正のパワーを持つような非球面形状であると共に、像側の面が、光軸近傍では凸形状で周辺部では光軸近傍よりも弱い正のパワーを持つまたは負のパワーを持つような非球面形状であり、
   前記第３レンズ群は、物体側に凸面を向けた少なくとも１枚の正レンズを含み、
   前記第４レンズ群は、接合レンズを含み、
   前記第５レンズ群は、像側に凸面を向けた１枚の正の非球面レンズからなる
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
6. さらに、以下の条件を満足する
   ことを特徴とする請求項５に記載のズームレンズ。
   ５０＜νＧ３ ……（４）
   ただし、
   νＧ３：第３レンズ群内のレンズのアッベ数の平均値
   とする。
7. 前記第４レンズ群は、物体側より順に、２枚のレンズからなる接合レンズと、１枚の非球面レンズとで構成されている
   ことを特徴とする請求項５または６に記載のズームレンズ。
8. 前記第３レンズ群は、物体側より順に、両面が非球面の正の非球面レンズと、両面が球面の正の球面レンズとからなる
   ことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載のズームレンズと、
   前記ズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子と
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
10. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載のズームレンズと、
    前記ズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子と
    を備えたことを特徴とする携帯電話機。
11. 長方形状の面を有する筐体を備え、
    前記ズームレンズが前記筐体内部において、
    光路折り曲げ後の光軸が前記筐体の短手方向と一致するように配置されている
    ことを特徴とする請求項１０に記載の携帯電話機。