JP4819413B2 - ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明はズームレンズ及びそれを用いた撮像装置、特にコンパクトなズームレンズ及びそれを含む（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，情報携帯端末等に内蔵又は外付けされる）電子撮像装置に関する。
近年、ＰＤＡと呼ばれる情報携帯端末や携帯電話が爆発的に普及し、撮像素子にＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサーを使ったコンパクトなデジタルカメラやデジタルビデオユニットを内蔵したものが増えてきている。最近、比較的小さなサイズで高画素数（メガピクセル）の撮像素子が開発されるようになり、小型で高性能な光学系が必要とされるようになった。従来、小型な光学系の一つとして、負正正の３群構成のズームレンズが挙げられ（例えば、特許文献１参照）が、このような光学系は携帯電話や小型の情報端末器等に好適に用いられる。
特開２００３−１７７３１５号公報
ところで、現在携帯電話を代表とする小型撮像カメラにおいては、電子シャッターで露出を制御する方式が主流である。撮像素子がCCDで電子シャッターの場合、強い光が入ると縦方向に線がはいる「スミア」という現象を起こし易い欠点がある。また、撮像素子がCMOSセンサーの場合、動きに伴う像の歪みが発生し易く高画質化が困難であるという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、適当な変倍比を保ちつつ小型で高画質化に有利な３群構成のズームレンズ及びそれを搭載した撮像装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明による３群ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の第１群と、正の屈折力の第２群と、正の屈折力の第３群を有し、各群間を変えることにより変倍を行う３群ズームレンズであって、前記負の屈折力の第１群は負レンズ１枚で構成され、前記正の屈折力の第２群は物体側から順に正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成され、前記正の屈折力の第３群は正レンズ１枚で構成されて、下記条件を満足することを特徴とする。
1.2mm ≦ D12t ≦ 3.0mm
-3.8 ＜ (r5+r6)/(r5-r6) ≦ -0.51
0.92 ≦ (r8+r9)/(r8-r9) ＜ 3.0
但し、D12tは望遠端における前記第１群と前記第２群との間隔、ｒ5は前記第２群の正レンズの像側の面の曲率半径、ｒ6は前記第２群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ8及びｒ9はそれぞれ前記第３群の正レンズの物体側の面と像側の面の曲率半径である。
1.2mm ≦ D12t ≦ 3.0mm
-3.8 ＜ (r5+r6)/(r5-r6) ≦ -0.51
0.92 ≦ (r8+r9)/(r8-r9) ＜ 3.0
但し、D12tは望遠端における前記第１群と前記第２群との間隔、ｒ5は前記第２群の正レンズの像側の面の曲率半径、ｒ6は前記第２群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ8及びｒ9はそれぞれ前記第３群の正レンズの物体側の面と像側の面の曲率半径である。
また、上記目的を達成するため、本発明による３群ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の第１群と、開口絞りと、正の屈折力の第２群と、正の屈折力の第３群を有し、各群間を変えることで変倍を行う３群ズームレンズであって、前記負の屈折力の第１群は負レンズ１枚で構成され、前記正の第２群は物体側から順に正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成され、前記正の屈折力の第３群は正レンズ１枚で構成されて、下記条件を満足することを特徴とする。
0.3mm ≦ Ds2t ≦ 1.2mm
-3.8 ＜ (r5+r6)/(r5-r6) ≦ -0.51
0.92 ≦ (r8+r9)/(r8-r9) ＜ 3.0
但し、Ds2tは望遠端における前記開口絞りと前記第２群との間隔、ｒ5は前記第２群の正レンズの像側の面の曲率半径、ｒ6は前記第２群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ8及びｒ9はそれぞれ前記第３群の正レンズの物体側の面と像側の面の曲率半径である。
0.3mm ≦ Ds2t ≦ 1.2mm
-3.8 ＜ (r5+r6)/(r5-r6) ≦ -0.51
0.92 ≦ (r8+r9)/(r8-r9) ＜ 3.0
但し、Ds2tは望遠端における前記開口絞りと前記第２群との間隔、ｒ5は前記第２群の正レンズの像側の面の曲率半径、ｒ6は前記第２群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ8及びｒ9はそれぞれ前記第３群の正レンズの物体側の面と像側の面の曲率半径である。
また、本発明による３群ズームレンズは、好ましくは、前記開口絞り近傍にシャッター機構が配置されていることを特徴とする。
また、本発明による３群ズームレンズは、好ましくは、前記シャッター機構はメカニカルシャッターであることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明による３群ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の第１群と、開口絞りと、正の屈折力の第２群と、正の屈折力の第３群を有し、各群間を変えることで変倍を行う３群ズームレンズであって、前記負の屈折力の第１群は負レンズ１枚で構成され、前記正の屈折力の第２群は物体側から順に正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成され、前記正の屈折力の第３群は正レンズ１枚で構成されて、下記条件を満足することを特徴とする。
1.2mm ≦ D12t ≦ 3.0mm
0.3mm ≦ Ds2t ≦ 1.2mm
-3.8 ＜ (r5+r6)/(r5-r6) ≦ -0.51
0.92 ≦ (r8+r9)/(r8-r9) ＜ 3.0
但し、D12tは望遠端における前記第１群と前記第２群との間隔、Ds2tは望遠端における前記開口絞りと前記第２群との間隔、ｒ5は前記第２群の正レンズの像側の面の曲率半径、ｒ6は前記第２群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ8及びｒ9はそれぞれ前記第３群の正レンズの物体側の面と像側の面の曲率半径である。
1.2mm ≦ D12t ≦ 3.0mm
0.3mm ≦ Ds2t ≦ 1.2mm
-3.8 ＜ (r5+r6)/(r5-r6) ≦ -0.51
0.92 ≦ (r8+r9)/(r8-r9) ＜ 3.0
但し、D12tは望遠端における前記第１群と前記第２群との間隔、Ds2tは望遠端における前記開口絞りと前記第２群との間隔、ｒ5は前記第２群の正レンズの像側の面の曲率半径、ｒ6は前記第２群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ8及びｒ9はそれぞれ前記第３群の正レンズの物体側の面と像側の面の曲率半径である。
また、本発明による３群ズームレンズは、好ましくは、下記条件を満足することを特徴とする。
0.1 < r7/fw ≦ 1.1
但し、r7は前記第２群を構成する負レンズの最も像側の面の曲率半径、fwは広角端における全系の焦点距離である。
0.1 < r7/fw ≦ 1.1
但し、r7は前記第２群を構成する負レンズの最も像側の面の曲率半径、fwは広角端における全系の焦点距離である。
また、本発明による３群ズームレンズは、好ましくは、下記条件を満足することを特徴とする。
50 ＜ νd1
但し、νd1は前記第１群の負レンズのアッベ数である。
50 ＜ νd1
但し、νd1は前記第１群の負レンズのアッベ数である。
また、本発明による３群ズームレンズは、好ましくは、下記条件を満足することを特徴とする。
50 ＜ νd2
但し、νd2は前記第２群を構成する正レンズのアッベ数である。
50 ＜ νd2
但し、νd2は前記第２群を構成する正レンズのアッベ数である。
また、本発明による３群ズームレンズは、好ましくは、下記条件を満足することを特徴とする。
1.5 ＜ N2P
但し、N2Pは前記第２群を構成する正レンズの屈折率である。
1.5 ＜ N2P
但し、N2Pは前記第２群を構成する正レンズの屈折率である。
また、本発明による３群ズームレンズは、好ましくは、前記第３群を構成する正レンズに赤外カット機能を有するコーティングがされていることを特徴とする。
また、本発明による３群ズームレンズは、好ましくは、前記第３群は１枚の硝子レンズから構成されることを特徴とする。
また、本発明による３群ズームレンズは、好ましくは、前記第１群と前記第２群がそれぞれ少なくとも１枚の硝子レンズを含むことを特徴とする。
また、本発明による３群ズームレンズは、好ましくは、少なくとも1枚のプラスチックレンズを使用していることを特徴とする。
また、本発明による３群ズームレンズは、好ましくは、下記条件を満足することを特徴とする。
0.8 ＜ f2/fw ＜ 1.6
但し、ｆ2は前記第２群の焦点距離、fwは広角端における全系の焦点距離である。
0.8 ＜ f2/fw ＜ 1.6
但し、ｆ2は前記第２群の焦点距離、fwは広角端における全系の焦点距離である。
また、本発明による３群ズームレンズは、好ましくは、下記条件を満足することを特徴とする。
1.3 ＜ f3/fw ＜ 4.0
但し、ｆ3は前記第３群の焦点距離、fwは広角端における全系の焦点距離である。
1.3 ＜ f3/fw ＜ 4.0
但し、ｆ3は前記第３群の焦点距離、fwは広角端における全系の焦点距離である。
また、本発明による３群ズームレンズは、好ましくは、前記第１群を移動させてフォーカシングを行うことを特徴とする。
また、本発明による３群ズームレンズは、好ましくは、前記第３群を移動させてフォーカシングを行うことを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明による撮像装置は、前記３群ズームレンズと、その像側に配置された撮像素子とを備え、下記条件を満足することを特徴とする。
0.6 ＜ (G2L)/Y' ＜ 1.16
但し、Y'は撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ、G2Lは前記第２群を構成するレンズの肉厚の合計である。
0.6 ＜ (G2L)/Y' ＜ 1.16
但し、Y'は撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ、G2Lは前記第２群を構成するレンズの肉厚の合計である。
本発明によれば、適当な変倍比を保ちつつ小型で高画質性能を確保した高画質化に有利な３群構成のズームレンズ及び撮像装置を提供することができる。
以下、本発明の参考例及び実施例を説明するが、それに先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明によるズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の第１群と、正の屈折力の第２群と、正の屈折力の第３群を有し、各群間を変えることにより変倍を行う３群ズームレンズであって、前記負の屈折力の第１群は負レンズ１枚で構成され、前記正の屈折力の第２群は物体側から順に正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成され、前記正の屈折力の第３群は正レンズ１枚で構成されて、下記条件を満足することを特徴としている。
1.2mm ≦ D12t ≦ 3.0mm （１）
但し、D12tは望遠端における前記第１群と前記第２群との間隔である。
負正正の上記構成の広角ズームレンズは、高画質化に対応できる光学性能を確保しているが、このズームレンズにメカニカルシャッター機構を併用することで前述の問題点を解決でき、また余分な光を撮像素子上に導かないため、よりクリアで高画質の画像を提供できる。
上記条件（１）を満足することで、メカニカルシャッター部材のスペースを確保し、かつズーミングによるレンズ群の移動、フォーカシングによるレンズ群の移動などの可動に伴う余裕スペースを確保できる。
条件（１）の上限値を上回ると、広角時の第１面から像面までのサイズが大きくなり、また第１負レンズの玉径も大きくなり、光学系が大型化してしまう。また第１負レンズで発生する軸外収差が大きく、像面湾曲収差が十分に補正できなくなる。または、撮像素子の撮像面積を大きくすることになり、光学系全体が大きくなり、消費エネルギーや、装置全体のレイアウト上不利になる。また、下限値を下回ると、レトロフォーカス効果が小さくなり、バックフォーカスの確保が難しくなる。
本発明によるズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の第１群と、正の屈折力の第２群と、正の屈折力の第３群を有し、各群間を変えることにより変倍を行う３群ズームレンズであって、前記負の屈折力の第１群は負レンズ１枚で構成され、前記正の屈折力の第２群は物体側から順に正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成され、前記正の屈折力の第３群は正レンズ１枚で構成されて、下記条件を満足することを特徴としている。
1.2mm ≦ D12t ≦ 3.0mm （１）
但し、D12tは望遠端における前記第１群と前記第２群との間隔である。
負正正の上記構成の広角ズームレンズは、高画質化に対応できる光学性能を確保しているが、このズームレンズにメカニカルシャッター機構を併用することで前述の問題点を解決でき、また余分な光を撮像素子上に導かないため、よりクリアで高画質の画像を提供できる。
上記条件（１）を満足することで、メカニカルシャッター部材のスペースを確保し、かつズーミングによるレンズ群の移動、フォーカシングによるレンズ群の移動などの可動に伴う余裕スペースを確保できる。
条件（１）の上限値を上回ると、広角時の第１面から像面までのサイズが大きくなり、また第１負レンズの玉径も大きくなり、光学系が大型化してしまう。また第１負レンズで発生する軸外収差が大きく、像面湾曲収差が十分に補正できなくなる。または、撮像素子の撮像面積を大きくすることになり、光学系全体が大きくなり、消費エネルギーや、装置全体のレイアウト上不利になる。また、下限値を下回ると、レトロフォーカス効果が小さくなり、バックフォーカスの確保が難しくなる。
また、本発明によるズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の第１群と、開口絞りと、正の屈折力の第２群と、正の屈折力の第３群を有し、各群間を変えることで変倍を行う３群ズームレンズであって、前記負の屈折力の第１群は負レンズ１枚で構成され、前記正の第２群は物体側から順に正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成され、前記正の屈折力の第３群は正レンズ１枚で構成されて、下記条件を満足することを特徴とする。
0.3mm ≦ Ds2t ≦ 1.2mm （２）
但し、Ds2tは望遠端における前記開口絞りと前記第２群との間隔である。
負正正の上記構成の広角ズームレンズは、高画質化に対応できる光学性能を確保しているが、このズームレンズにメカニカルシャッター機構等の遮光状態と透過状態を切り替えられる機構を搭載することで前述の問題が解決でき、余分な光を撮像素子上に導かないため、より鮮明で高画質な画像を提供できる。
条件（２）の上限値を上回ると、特に広角化に対応させようとする場合第２群及び第３群の玉径が大きくなり、サイズが大型化する。また、第２群で発生する軸外収差が増大し、像面湾曲収差が補正不可能となる。または、撮像素子の撮像面積を大きくすることになり、ズームレンズ全体が大きくなって、消費エネルギー面や装置全体のレイアウト上不利になる。下限値を下回ると、メカニカルシャッター部材等を入れるスペースが取れず、前述の不具合が生じる。あるいは、メカニカルシャッター機構等のコストを高くしたり大きさを大きくしたりすることで、装置全体のレイアウト上不利になる。
0.3mm ≦ Ds2t ≦ 1.2mm （２）
但し、Ds2tは望遠端における前記開口絞りと前記第２群との間隔である。
負正正の上記構成の広角ズームレンズは、高画質化に対応できる光学性能を確保しているが、このズームレンズにメカニカルシャッター機構等の遮光状態と透過状態を切り替えられる機構を搭載することで前述の問題が解決でき、余分な光を撮像素子上に導かないため、より鮮明で高画質な画像を提供できる。
条件（２）の上限値を上回ると、特に広角化に対応させようとする場合第２群及び第３群の玉径が大きくなり、サイズが大型化する。また、第２群で発生する軸外収差が増大し、像面湾曲収差が補正不可能となる。または、撮像素子の撮像面積を大きくすることになり、ズームレンズ全体が大きくなって、消費エネルギー面や装置全体のレイアウト上不利になる。下限値を下回ると、メカニカルシャッター部材等を入れるスペースが取れず、前述の不具合が生じる。あるいは、メカニカルシャッター機構等のコストを高くしたり大きさを大きくしたりすることで、装置全体のレイアウト上不利になる。
また、本発明によるズームレンズは、好ましくは、前記開口絞り近傍にシャッター機構、好ましくは、メカニカルシャッターが配置されていることを特徴としている。
メカニカルシャッターは、遮光部材として薄い板や膜で構成でき、第1群と第2群の間隔をそれほど大きくすることなくシャッターを配置することができる。このように、メカニカルシャッターにより小型化とともに高画質化も達成できる。
メカニカルシャッターは、遮光部材として薄い板や膜で構成でき、第1群と第2群の間隔をそれほど大きくすることなくシャッターを配置することができる。このように、メカニカルシャッターにより小型化とともに高画質化も達成できる。
また、本発明によるズームレンズは、下記条件を満足することを特徴としている。
-3.8 ＜ (r5+r6)/(r5-r6) ≦ -0.51 （３）’
但し、ｒ5は前記第２群の正レンズの像側の面の曲率半径、ｒ6は前記第２群の負レンズの物体側の面の曲率半径である。
上記条件（３）’を満足することで、第２群を比較的強いパワーとすることが可能となり、同じ群間隔でも高変倍を実現することが可能となる。また、軸外諸収差、特に像面湾曲収差の発生量を更に小さくできる。条件（３）’の上限値を上回ると、第２群の負レンズの物体側の面で発生する収差量が大きく、像面湾曲収差補正が困難になり好ましくない。下限値を下回ると、像面湾曲収差及びコマ収差の補正が困難になり好ましくない。
-3.8 ＜ (r5+r6)/(r5-r6) ≦ -0.51 （３）’
但し、ｒ5は前記第２群の正レンズの像側の面の曲率半径、ｒ6は前記第２群の負レンズの物体側の面の曲率半径である。
上記条件（３）’を満足することで、第２群を比較的強いパワーとすることが可能となり、同じ群間隔でも高変倍を実現することが可能となる。また、軸外諸収差、特に像面湾曲収差の発生量を更に小さくできる。条件（３）’の上限値を上回ると、第２群の負レンズの物体側の面で発生する収差量が大きく、像面湾曲収差補正が困難になり好ましくない。下限値を下回ると、像面湾曲収差及びコマ収差の補正が困難になり好ましくない。
また、本発明によるズームレンズは、好ましくは、下記条件を満足することを特徴としている。
0.1 < r7/fw ≦ 1.1 （４）
但し、r7は前記第２群を構成する負レンズの最も像側の面の曲率半径、fwは広角端における全系の焦点距離である。
上記条件（４）の下限値を下回ると、第２群を構成する負レンズの最も像側の面でのコマ収差発生量が増大し、周辺部の性能悪化の一因となる。上限値を上回ると、前記面での負成分収差が小さくなりすぎて、他のレンズ要素で発生する正成分の球面収差を補正しきれなくなり、好ましくない。
さらに、下記条件を満足させると、諸収差発生量を更に小さくできるので、更に好ましい。
0.23 ＜ r7/fw ≦ 1.0 （４−１）
0.1 < r7/fw ≦ 1.1 （４）
但し、r7は前記第２群を構成する負レンズの最も像側の面の曲率半径、fwは広角端における全系の焦点距離である。
上記条件（４）の下限値を下回ると、第２群を構成する負レンズの最も像側の面でのコマ収差発生量が増大し、周辺部の性能悪化の一因となる。上限値を上回ると、前記面での負成分収差が小さくなりすぎて、他のレンズ要素で発生する正成分の球面収差を補正しきれなくなり、好ましくない。
さらに、下記条件を満足させると、諸収差発生量を更に小さくできるので、更に好ましい。
0.23 ＜ r7/fw ≦ 1.0 （４−１）
また、本発明によるズームレンズは、好ましくは、下記条件を満足することを特徴としている。
50 ＜ νd1 （５）
但し、νd1は前記第１群の負レンズのアッベ数である。
上記条件（５）を満足することにより、色収差をより良好にすることが可能である。条件（５）の下限値を下回ると、第１群で発生する色収差が補正しきれずに、性能確保が困難となる。また、第１群のレンズを硝子材料とした場合、低分散の異常分散性の硝子材を選ぶのが好ましく、これにより軸上色収差のズームによる変動をより小さく抑えることが可能となる。
さらに、下記条件を満足させると、更に好ましい。
50 ＜ νd1 ＜ 100 （５−１）
上記条件（５−１）の上限値を上回ると、光学材料見つけることが困難になる。
50 ＜ νd1 （５）
但し、νd1は前記第１群の負レンズのアッベ数である。
上記条件（５）を満足することにより、色収差をより良好にすることが可能である。条件（５）の下限値を下回ると、第１群で発生する色収差が補正しきれずに、性能確保が困難となる。また、第１群のレンズを硝子材料とした場合、低分散の異常分散性の硝子材を選ぶのが好ましく、これにより軸上色収差のズームによる変動をより小さく抑えることが可能となる。
さらに、下記条件を満足させると、更に好ましい。
50 ＜ νd1 ＜ 100 （５−１）
上記条件（５−１）の上限値を上回ると、光学材料見つけることが困難になる。
また、本発明によるズームレンズは、好ましくは、下記条件を満足することを特徴としている。
50 ＜ νd2 （６）
上記条件（６）を満足することにより、色収差をより良好にすることが可能である。下限値を下回ると、特に望遠時に大きくなる軸上色収差が補正しきれず、性能確保が困難となる。また、第２群を構成する正レンズを硝子材料とした場合、低分散の異常分散性の硝子材を選ぶのが好ましく、これにより軸上色収差のズームによる変動をより小さく抑えることが可能となる。
さらに、下記条件を満足すると、更に好ましい。
50 ＜ νd2 ＜ 100 （６−１）
上記条件（６−１）の上限値を上回ると、光学材料を見つけることが困難になる。
50 ＜ νd2 （６）
上記条件（６）を満足することにより、色収差をより良好にすることが可能である。下限値を下回ると、特に望遠時に大きくなる軸上色収差が補正しきれず、性能確保が困難となる。また、第２群を構成する正レンズを硝子材料とした場合、低分散の異常分散性の硝子材を選ぶのが好ましく、これにより軸上色収差のズームによる変動をより小さく抑えることが可能となる。
さらに、下記条件を満足すると、更に好ましい。
50 ＜ νd2 ＜ 100 （６−１）
上記条件（６−１）の上限値を上回ると、光学材料を見つけることが困難になる。
また、本発明によるズームレンズは、好ましくは、下記条件を満足することを特徴としている。
1.5 ＜ N2P （７）
上記条件（７）を満足する即ち第２群を構成する正レンズを1.5を超える高屈折率の硝材を選ぶことで、前記レンズで発生するぺッツバール和を小さく抑えることが可能となる。なお、上限値はガラスの材質の製作限界で決定される。また、前記レンズに適切なアッベ数を持つ硝材を選ぶことで、特に望遠時に大きくなる軸上色収差を小さくすることが可能となる。
1.5 ＜ N2P （７）
上記条件（７）を満足する即ち第２群を構成する正レンズを1.5を超える高屈折率の硝材を選ぶことで、前記レンズで発生するぺッツバール和を小さく抑えることが可能となる。なお、上限値はガラスの材質の製作限界で決定される。また、前記レンズに適切なアッベ数を持つ硝材を選ぶことで、特に望遠時に大きくなる軸上色収差を小さくすることが可能となる。
また、本発明によるズームレンズは、好ましくは、前記第3群を構成する正レンズに赤外カット機能を有するコーティングがされていることを特徴としている。
これにより、赤外カットフィルターが必要なくなり、更に小型化が可能になる。特にＣＣＤ等電子撮像素子の特性上射出瞳がある程度離れている光学系においては、像面に近いレンズに赤外カット機能を有するコーティングをすることにより安定した赤外カット効果を得やすい。また、赤外カット機能を有するコーティングをするレンズは、硝子材料であることが望ましい。即ち、硝子材料は熱による変形が少なく且つ吸湿が殆どないため、コーティングの層数を増やしやすく、赤外カット機能を有するコーティングを行うのに有利である。
これにより、赤外カットフィルターが必要なくなり、更に小型化が可能になる。特にＣＣＤ等電子撮像素子の特性上射出瞳がある程度離れている光学系においては、像面に近いレンズに赤外カット機能を有するコーティングをすることにより安定した赤外カット効果を得やすい。また、赤外カット機能を有するコーティングをするレンズは、硝子材料であることが望ましい。即ち、硝子材料は熱による変形が少なく且つ吸湿が殆どないため、コーティングの層数を増やしやすく、赤外カット機能を有するコーティングを行うのに有利である。
また、本発明によるズームレンズは、好ましくは、前記第３群は１枚の硝子レンズから構成されることを特徴としている。
第３群の少なくとも１枚のレンズを硝子レンズで構成することで、軸外収差特に像面湾曲収差をより良好に補正できる。即ち、屈折率とアッベ数を自由に選択できる。更に、樹脂レンズに比べてレンズ面の精度を高く且つ縁肉を薄く構成できるので、高屈折率の選択の効果も合わせ、必要なレンズパワーを確保しつつレンズを薄く構成でき、全系の小型化に寄与させることができる。
第３群の少なくとも１枚のレンズを硝子レンズで構成することで、軸外収差特に像面湾曲収差をより良好に補正できる。即ち、屈折率とアッベ数を自由に選択できる。更に、樹脂レンズに比べてレンズ面の精度を高く且つ縁肉を薄く構成できるので、高屈折率の選択の効果も合わせ、必要なレンズパワーを確保しつつレンズを薄く構成でき、全系の小型化に寄与させることができる。
また、本発明によるズームレンズは、好ましくは、前記第1群と前記第2群がそれぞれ少なくとも1枚の硝子レンズで構成されていることを特徴としている。
光学プラスチック材料は屈折率が1．5程度と限られてしまうが、第２群の正レンズにそれよりも高屈折率の硝材を選ぶことで、該レンズで発生するぺッツバール和を小さく抑えることが可能となる。また、前記２つのレンズを硝子材とすることで、変倍時の収差変動量を小さく抑え、特に軸上色収差をより良好に保つことが可能となる。また、負正の異なった屈折力のレンズを硝子レンズとすることで、温度変化による像面ズレをより小さく抑えることも可能となる。
光学プラスチック材料は屈折率が1．5程度と限られてしまうが、第２群の正レンズにそれよりも高屈折率の硝材を選ぶことで、該レンズで発生するぺッツバール和を小さく抑えることが可能となる。また、前記２つのレンズを硝子材とすることで、変倍時の収差変動量を小さく抑え、特に軸上色収差をより良好に保つことが可能となる。また、負正の異なった屈折力のレンズを硝子レンズとすることで、温度変化による像面ズレをより小さく抑えることも可能となる。
また、本発明によるズームレンズは、好ましくは、少なくとも1枚のプラスチックレンズを使用していることを特徴としている。
プラスチックレンズを用いることにより、ズームレンズの低コスト化と軽量化が実現できる。
プラスチックレンズを用いることにより、ズームレンズの低コスト化と軽量化が実現できる。
また、本発明によるズームレンズは、下記条件を満足することを特徴としている。
0.92 ≦ (r8+r9)/(r8-r9) ＜ 3.0 （８）’
但し、ｒ8及びｒ9はそれぞれ前記第３群の正レンズの物体側の面と像側の面の曲率半径である。
上記条件（８）’は、軸外光束の射出角度をあまり大きくせず且つ全長の短い光学系を提供するための条件であり、上限値を上回ると軸外光束の射出角度が大きくなりすぎて、周辺部光量不足の一因となる。また、軸外収差の悪化特にコマ収差が良好に補正できなくなる。下限値を下回ると、光学系の全長が長くなり易く小型化には不利となる。
0.92 ≦ (r8+r9)/(r8-r9) ＜ 3.0 （８）’
但し、ｒ8及びｒ9はそれぞれ前記第３群の正レンズの物体側の面と像側の面の曲率半径である。
上記条件（８）’は、軸外光束の射出角度をあまり大きくせず且つ全長の短い光学系を提供するための条件であり、上限値を上回ると軸外光束の射出角度が大きくなりすぎて、周辺部光量不足の一因となる。また、軸外収差の悪化特にコマ収差が良好に補正できなくなる。下限値を下回ると、光学系の全長が長くなり易く小型化には不利となる。
また、本発明によるズームレンズは、好ましくは、下記条件を満足することを特徴としている。
0.8 ＜ f2/fw ＜ 1.6 （９）
但し、ｆ2は前記第２群の焦点距離、fwは広角端における全系の焦点距離である。
上記条件（９）の上限値を上回ると、第２群の屈折力が弱くなり、適当な変倍比を確保しようとすると光学系が大型化してしまう。下限値を下回ると、小型化には有利ではあるが第２群での収差発生量が増え、軸外収差補正上好ましくない。
0.8 ＜ f2/fw ＜ 1.6 （９）
但し、ｆ2は前記第２群の焦点距離、fwは広角端における全系の焦点距離である。
上記条件（９）の上限値を上回ると、第２群の屈折力が弱くなり、適当な変倍比を確保しようとすると光学系が大型化してしまう。下限値を下回ると、小型化には有利ではあるが第２群での収差発生量が増え、軸外収差補正上好ましくない。
また、本発明によるズームレンズは、好ましくは、下記条件を満足することを特徴としている。
1.3 ＜ f3/fw ＜ 4.0 （１０）
但し、ｆ3は前記第３群の焦点距離、fwは広角端における全系の焦点距離である。
上記条件（１０）の上限値を上回ると、バックフォーカスの確保や収差補正には有利となるが、ズームレンズの全長が長くなり、小型化には不利である。下限値を下回ると、軸外収差の悪化を招き、特にコマ収差が補正しきれなくなる。
1.3 ＜ f3/fw ＜ 4.0 （１０）
但し、ｆ3は前記第３群の焦点距離、fwは広角端における全系の焦点距離である。
上記条件（１０）の上限値を上回ると、バックフォーカスの確保や収差補正には有利となるが、ズームレンズの全長が長くなり、小型化には不利である。下限値を下回ると、軸外収差の悪化を招き、特にコマ収差が補正しきれなくなる。
また、本発明によるズームレンズは、好ましくは、前記第１群を移動させてフォーカシングを行うことを特徴とする。
第１群である負レンズを移動させてフォーカシングを行うと、距離変化に対しての収差変動が少ないので好ましい。
また、本発明によるズームレンズは、好ましくは、前記第３群を移動させてフォーカシングを行うことを特徴としている。
第３群である正レンズを移動させてフォーカシングを行うと、駆動上の優位性を保つことができる。すなわち、第３群のフォーカシング用のモーターを後方部に配置できるため、第１群を沈胴させる鏡枠構造も可能となる。
なお、本発明では、第３群を固定することで可動群を減らし、レンズ枠機構をシンプルにする構成も可能であるし、また、第３群を可動として、軸外収差、特に像面湾曲収差補正を有利にし、周辺部画質をより良くすることも可能であるが、これらは、撮像装置に求められる特性に応じて、適宜選択することが望ましい。
第１群である負レンズを移動させてフォーカシングを行うと、距離変化に対しての収差変動が少ないので好ましい。
また、本発明によるズームレンズは、好ましくは、前記第３群を移動させてフォーカシングを行うことを特徴としている。
第３群である正レンズを移動させてフォーカシングを行うと、駆動上の優位性を保つことができる。すなわち、第３群のフォーカシング用のモーターを後方部に配置できるため、第１群を沈胴させる鏡枠構造も可能となる。
なお、本発明では、第３群を固定することで可動群を減らし、レンズ枠機構をシンプルにする構成も可能であるし、また、第３群を可動として、軸外収差、特に像面湾曲収差補正を有利にし、周辺部画質をより良くすることも可能であるが、これらは、撮像装置に求められる特性に応じて、適宜選択することが望ましい。
本発明による撮像装置は、前記ズームレンズと、その像側に配置された撮像素子とを備え、下記条件を満足することを特徴としている。
0.6 ＜ (G2L)/Y' ＜ 1.16 （１１）
但し、Y'は撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ、G2Lは前記第２群を構成するレンズの肉厚の合計である。
上記条件（１１）の上限値を上回ると、第２群の全長が大きくなり、光学系の全体の大型化の一因となる。下限値を下回ると、小型化には有利となるが、径に対しレンズが薄くなり破損し易くなる等、加工組み立て上望ましくない。
0.6 ＜ (G2L)/Y' ＜ 1.16 （１１）
但し、Y'は撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ、G2Lは前記第２群を構成するレンズの肉厚の合計である。
上記条件（１１）の上限値を上回ると、第２群の全長が大きくなり、光学系の全体の大型化の一因となる。下限値を下回ると、小型化には有利となるが、径に対しレンズが薄くなり破損し易くなる等、加工組み立て上望ましくない。
次に、本発明に係るズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置を、図示した参考例及び実施例に基き説明する。
参考例
図１は本発明に係るズームレンズの参考例の構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図１のズームレンズの（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各状態における球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ示している。なお、歪曲収差は電子撮像素子で受光後、画像処理等で補正されることを前提としている。
参考例
図１は本発明に係るズームレンズの参考例の構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図１のズームレンズの（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各状態における球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ示している。なお、歪曲収差は電子撮像素子で受光後、画像処理等で補正されることを前提としている。
参考例のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の第１群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２群Ｇ２と、正の屈折力の第３群Ｇ３とで構成されている。ＣＧはカバーガラス、ＩはＣＣＤ等の電子撮像素子の撮像面である。
第１群Ｇ１は両面が非球面である両凹負レンズＬ１１で構成され、第２群Ｇ２は両面が非球面である両凸正レンズＬ２１と空気間隔を挟んで像側の面が非球面である両凹負レンズＬ２２とで構成され、第３群Ｇ３は像側の面が非球面である両凸正レンズＬ３１で構成されていて、広角端から望遠端への変倍の際に、第１群Ｇ１と第２群との間隔は減少し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３との間隔は増大するズーム方式を採用している。
なお、第１群Ｇ１は像側に凸の軌跡で移動し、第２群Ｇ２は明るさ絞りＳと共に物体側へ常に移動し、第３群Ｇ３は固定である。
第１群Ｇ１は両面が非球面である両凹負レンズＬ１１で構成され、第２群Ｇ２は両面が非球面である両凸正レンズＬ２１と空気間隔を挟んで像側の面が非球面である両凹負レンズＬ２２とで構成され、第３群Ｇ３は像側の面が非球面である両凸正レンズＬ３１で構成されていて、広角端から望遠端への変倍の際に、第１群Ｇ１と第２群との間隔は減少し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３との間隔は増大するズーム方式を採用している。
なお、第１群Ｇ１は像側に凸の軌跡で移動し、第２群Ｇ２は明るさ絞りＳと共に物体側へ常に移動し、第３群Ｇ３は固定である。
次に、参考例のズームレンズを構成する光学部材の数値データを示す。このデータ中、Ｒは各レンズ面の曲率半径、Ｄは各レンズの肉厚または空気間隔、Ｎｄは各レンズのｄ線での屈折率、Ｖｄは各レンズのアッベ数を表している。
なお、非球面係数は、光軸方向をｚ、光軸方向と直交する方向をｙにとり、Ｒを各レンズ面の曲率半径、ｋを円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０としたとき、次の式で表される。
ｚ＝（ｙ2／Ｒ）／[１＋[１−（１＋ｋ）（ｙ／Ｒ）2]1/2]＋Ａ４ｙ4＋Ａ６ｙ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｙ10
なお、非球面係数中、例えば数値データ１の非球面（面番１）のＡ４ -4.4963E-03は、Ａ４＝-4.4963×10-3とも表され得るが、本数値データ中では、全て前者の形式で表示してある。
なお、非球面係数は、光軸方向をｚ、光軸方向と直交する方向をｙにとり、Ｒを各レンズ面の曲率半径、ｋを円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０としたとき、次の式で表される。
ｚ＝（ｙ2／Ｒ）／[１＋[１−（１＋ｋ）（ｙ／Ｒ）2]1/2]＋Ａ４ｙ4＋Ａ６ｙ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｙ10
なお、非球面係数中、例えば数値データ１の非球面（面番１）のＡ４ -4.4963E-03は、Ａ４＝-4.4963×10-3とも表され得るが、本数値データ中では、全て前者の形式で表示してある。
数値データ１
焦点距離(f) 3.2mm〜8.5mm
Fナンバー(FNO) 2.8〜4.8
画角（２ω） 76.2°〜28.8°
有効撮像領域（対角長） 4.5mm
面番 R D Nd Vd
1 * -7.898 0.67 1.52542 55.78 (プラスチックレンズ)
2 * 6.245 D1
3(絞り) ∞ 0.75
4 * 2.581 1.40 1.52542 55.78 (プラスチックレンズ)
5 * -3.679 1.02
6 -8.795 0.99 1.60687 27.03 (プラスチックレンズ)
7 * 3.222 D2
8 19.576 0.88 1.52542 55.78 (プラスチックレンズ)
9 * -7.913 1.40
10 ∞ 0.50 1.51633 64.14
11 ∞ 0.50
12（撮像面）∞
*非球面
焦点距離(f) 3.2mm〜8.5mm
Fナンバー(FNO) 2.8〜4.8
画角（２ω） 76.2°〜28.8°
有効撮像領域（対角長） 4.5mm
面番 R D Nd Vd
1 * -7.898 0.67 1.52542 55.78 (プラスチックレンズ)
2 * 6.245 D1
3(絞り) ∞ 0.75
4 * 2.581 1.40 1.52542 55.78 (プラスチックレンズ)
5 * -3.679 1.02
6 -8.795 0.99 1.60687 27.03 (プラスチックレンズ)
7 * 3.222 D2
8 19.576 0.88 1.52542 55.78 (プラスチックレンズ)
9 * -7.913 1.40
10 ∞ 0.50 1.51633 64.14
11 ∞ 0.50
12（撮像面）∞
*非球面
非球面係数
面番 R k
1 -7.898 0.
A4 A6 A8
-4.4963E-03 1.1928E-03 -6.1456E-05
面番 R k
2 6.2448 0.
A4 A6 A8
-5.9954E-03 1.8182E-03 5.4713E-06
面番 R k
4 2.5813 -1.9920
A4 A6
6.8196E-03 -4.6381E-04
面番 R k
5 -3.6790 0.
A4 A6 A8
1.1181E-02 -1.2020E-03 8.4288E-05
面番 R k
7 3.2218 3.1471
A4 A6 A8
-1.3938E-02 4.6177E-03 -1.5879E-03
面番 R k
9 -7.9130 -0.7915
A4 A6 A8
6.5630E-03 -1.1630E-03 7.0550E-05
面番 R k
1 -7.898 0.
A4 A6 A8
-4.4963E-03 1.1928E-03 -6.1456E-05
面番 R k
2 6.2448 0.
A4 A6 A8
-5.9954E-03 1.8182E-03 5.4713E-06
面番 R k
4 2.5813 -1.9920
A4 A6
6.8196E-03 -4.6381E-04
面番 R k
5 -3.6790 0.
A4 A6 A8
1.1181E-02 -1.2020E-03 8.4288E-05
面番 R k
7 3.2218 3.1471
A4 A6 A8
-1.3938E-02 4.6177E-03 -1.5879E-03
面番 R k
9 -7.9130 -0.7915
A4 A6 A8
6.5630E-03 -1.1630E-03 7.0550E-05
ズームデータ
f 3.2 5.1 8.5
FNO 2.8 3.5 4.8
ω 38.10° 24.70° 14.40°
D1 5.83 3.30 1.53
D2 0.65 2.25 5.20
f 3.2 5.1 8.5
FNO 2.8 3.5 4.8
ω 38.10° 24.70° 14.40°
D1 5.83 3.30 1.53
D2 0.65 2.25 5.20
実施例１
図３は本発明に係るズームレンズの実施例１の構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図３のズームレンズの（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各状態における球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ示している。なお、歪曲収差は電子撮像素子で受光後、画像処理等で補正されることを前提としている。
図３は本発明に係るズームレンズの実施例１の構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図３のズームレンズの（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各状態における球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ示している。なお、歪曲収差は電子撮像素子で受光後、画像処理等で補正されることを前提としている。
実施例１のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の第１群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２群Ｇ２と、正の屈折力の第３群Ｇ３とで構成されている。ＣＧはカバーガラス、ＩはＣＣＤ等の電子撮像素子の撮像面である。
第１群Ｇ１は両面が非球面である両凹負レンズＬ１１で構成され、第２群Ｇ２は両面が非球面である両凸正レンズＬ２１と空気間隔を挟んで両面が非球面である両凹負レンズＬ２２とで構成され、第３群Ｇ３は両面が非球面である像側に凸面を向けたメニスカスレンズＬ３１で構成されていて、広角端から望遠端への変倍の際に、第１群Ｇ１と第２群との間隔は減少し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３との間隔は増大するズーム方式を採用している。
なお、第１群Ｇ１は像側に凸の軌跡で移動し、第２群Ｇ２は明るさ絞りＳと共に物体側へ常に移動し、第３群Ｇ３は固定である。
第１群Ｇ１は両面が非球面である両凹負レンズＬ１１で構成され、第２群Ｇ２は両面が非球面である両凸正レンズＬ２１と空気間隔を挟んで両面が非球面である両凹負レンズＬ２２とで構成され、第３群Ｇ３は両面が非球面である像側に凸面を向けたメニスカスレンズＬ３１で構成されていて、広角端から望遠端への変倍の際に、第１群Ｇ１と第２群との間隔は減少し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３との間隔は増大するズーム方式を採用している。
なお、第１群Ｇ１は像側に凸の軌跡で移動し、第２群Ｇ２は明るさ絞りＳと共に物体側へ常に移動し、第３群Ｇ３は固定である。
数値データ ２
焦点距離(f) 3.8mm〜10.6mm
Fナンバー(FNO) 2.8〜5.4
画角（２ω） 63.6°〜24.3°
有効撮像領域（対角長） 4.5mm
面番 R D Nd Vd
1 * -7.951 0.50 1.49700 81.54
2 * 9.240 D1
3(絞り) ∞ 0.30
4 * 2.042 1.32 1.52542 55.78 (プラスチックレンズ)
5 * -3.427 0.23
6 * -97.277 1.08 1.60687 27.03 (プラスチックレンズ)
7 * 1.561 D2
8 * -65.860 1.07 1.52542 55.78 (プラスチックレンズ)
9 * -4.157 2.05
10 ∞ 0.50 1.51633 64.14
11 ∞ 0.50
12(撮像面) ∞
*非球面
焦点距離(f) 3.8mm〜10.6mm
Fナンバー(FNO) 2.8〜5.4
画角（２ω） 63.6°〜24.3°
有効撮像領域（対角長） 4.5mm
面番 R D Nd Vd
1 * -7.951 0.50 1.49700 81.54
2 * 9.240 D1
3(絞り) ∞ 0.30
4 * 2.042 1.32 1.52542 55.78 (プラスチックレンズ)
5 * -3.427 0.23
6 * -97.277 1.08 1.60687 27.03 (プラスチックレンズ)
7 * 1.561 D2
8 * -65.860 1.07 1.52542 55.78 (プラスチックレンズ)
9 * -4.157 2.05
10 ∞ 0.50 1.51633 64.14
11 ∞ 0.50
12(撮像面) ∞
*非球面
非球面係数
面番 R k
1 -7.951 0.7471
A4 A6 A8 A10
-1.4226E-03 6.5133E-04 -4.6454E-05 8.7004E-07
面番 R k
2 9.240 -8.0216
A4 A6 A8 A10
-3.3136E-03 1.2213E-03 -8.1474E-05 3.7344E-07
面番 R k
4 2.0423 0.4278
A4 A6 A8 A10
-1.3528E-02 -1.1334E-03 -1.6795E-03 -1.0532E-03
面番 R k
5 -3.4268 -0.3099
A4 A6 A8 A10
1.7843E-02 6.9048E-04 -9.8864E-03 2.6979E-03
面番 R k
6 -97.2767 0.
A4 A6 A8 A10
-3.6225E-02 1.1625E-02 -1.6419E-02 5.0282E-03
面番 R k
7 1.5611 -0.6338
A4 A6 A8 A10
-4.2511E-02 2.5540E-02 -4.8808E-03 1.7965E-04
面番 R k
8 -65.8601 0.
A4 A6 A8 A10
1.1036E-02 -1.7247E-03 -1.9329E-05 1.4789E-05
面番 R k
9 -4.1566 -6.0409
A4 A6 A8 A10
6.0114E-03 -1.7213E-03 -4.3832E-07 1.2409E-05
面番 R k
1 -7.951 0.7471
A4 A6 A8 A10
-1.4226E-03 6.5133E-04 -4.6454E-05 8.7004E-07
面番 R k
2 9.240 -8.0216
A4 A6 A8 A10
-3.3136E-03 1.2213E-03 -8.1474E-05 3.7344E-07
面番 R k
4 2.0423 0.4278
A4 A6 A8 A10
-1.3528E-02 -1.1334E-03 -1.6795E-03 -1.0532E-03
面番 R k
5 -3.4268 -0.3099
A4 A6 A8 A10
1.7843E-02 6.9048E-04 -9.8864E-03 2.6979E-03
面番 R k
6 -97.2767 0.
A4 A6 A8 A10
-3.6225E-02 1.1625E-02 -1.6419E-02 5.0282E-03
面番 R k
7 1.5611 -0.6338
A4 A6 A8 A10
-4.2511E-02 2.5540E-02 -4.8808E-03 1.7965E-04
面番 R k
8 -65.8601 0.
A4 A6 A8 A10
1.1036E-02 -1.7247E-03 -1.9329E-05 1.4789E-05
面番 R k
9 -4.1566 -6.0409
A4 A6 A8 A10
6.0114E-03 -1.7213E-03 -4.3832E-07 1.2409E-05
ズームデータ
f 3.8 5.0 10.6
FNO 2.8 3.3 5.4
ω 31.85° 24.13° 12.15°
D1 5.88 4.15 1.21
D2 0.56 1.60 6.51
f 3.8 5.0 10.6
FNO 2.8 3.3 5.4
ω 31.85° 24.13° 12.15°
D1 5.88 4.15 1.21
D2 0.56 1.60 6.51
実施例２
図５は本発明に係るズームレンズの実施例２の構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図５のズームレンズの（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各状態における球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ示している。
図５は本発明に係るズームレンズの実施例２の構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図５のズームレンズの（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各状態における球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ示している。
実施例２のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の第１群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２群Ｇ２と、正の屈折力の第３群Ｇ３とで構成されている。ＣＧはカバーガラス、ＩはＣＣＤ等の電子撮像素子の撮像面である。
第１群Ｇ１は両面が非球面である両凹負レンズＬ１１で構成され、第２群Ｇ２は両面が非球面である両凸正レンズＬ２１と空気間隔を挟んで両面が非球面である像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２とで構成され、第３群Ｇ３は両面が非球面である物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１で構成されていて、広角端から望遠端への変倍の際に、第１群Ｇ１と第２群との間隔は減少し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３との間隔は増大するズーム方式を採用している。
なお、第１群Ｇ１は像側に凸の軌跡で移動し、第２群Ｇ２は明るさ絞りＳと共に物体側へ常に移動し、第３群Ｇ３は固定である。
第１群Ｇ１は両面が非球面である両凹負レンズＬ１１で構成され、第２群Ｇ２は両面が非球面である両凸正レンズＬ２１と空気間隔を挟んで両面が非球面である像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２とで構成され、第３群Ｇ３は両面が非球面である物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１で構成されていて、広角端から望遠端への変倍の際に、第１群Ｇ１と第２群との間隔は減少し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３との間隔は増大するズーム方式を採用している。
なお、第１群Ｇ１は像側に凸の軌跡で移動し、第２群Ｇ２は明るさ絞りＳと共に物体側へ常に移動し、第３群Ｇ３は固定である。
数値データ３
焦点距離(f) 3.8mm〜10.6mm
Fナンバー(FNO) 2.8〜5.4
画角（２ω） 63.6°〜24.5°
有効撮像領域（対角長） 4.5mm
面番 R D Nd Vd
1 * -7.853 0.50 1.49700 81.54
2 * 9.085 D1
3(絞り) ∞ 0.30
4 * 2.108 1.32 1.51633 64.14
5 * -3.839 0.23
6 * 11.847 1.172 1.60687 27.03 (プラスチックレンズ)
7 * 1.428 D2
8 * -33.723 1.07 1.52542 55.78 (プラスチックレンズ)
9 * -3.956 1.94
10 ∞ 0.50 1.51633 64.14
11 ∞ 0.50
12(撮像面) ∞
*非球面
焦点距離(f) 3.8mm〜10.6mm
Fナンバー(FNO) 2.8〜5.4
画角（２ω） 63.6°〜24.5°
有効撮像領域（対角長） 4.5mm
面番 R D Nd Vd
1 * -7.853 0.50 1.49700 81.54
2 * 9.085 D1
3(絞り) ∞ 0.30
4 * 2.108 1.32 1.51633 64.14
5 * -3.839 0.23
6 * 11.847 1.172 1.60687 27.03 (プラスチックレンズ)
7 * 1.428 D2
8 * -33.723 1.07 1.52542 55.78 (プラスチックレンズ)
9 * -3.956 1.94
10 ∞ 0.50 1.51633 64.14
11 ∞ 0.50
12(撮像面) ∞
*非球面
非球面係数
面番 R k
1 -7.853 0.9810
A4 A6 A8 A10
-1.4737E-03 6.5315E-04 -4.8254E-05 7.4343E-07
面番 R k
2 9.085 -7.8939
A4 A6 A8 A10
-3.3009E-03 1.2166E-03 -8.4213E-05 -5.9356E-07
面番 R k
4 2.108 0.4903
A4 A6 A8 A10
-1.1535E-02 -1.0013E-04 -1.0979E-03 -7.5035E-04
面番 R k
5 -3.839 -1.0874
A4 A6 A8 A10
2.0121E-02 3.6737E-03 -9.2262E-03 2.0420E-03
面番 R k
6 11.847 0.
A4 A6 A8 A10
-2.7733E-02 1.1102E-02 -1.7554E-02 4.4269E-03
面番 R k
7 1.428 -0.6661
A4 A6 A8 A10
-4.2240E-02 1.9386E-02 -3.2246E-03 -1.5530E-03
面番 R k
8 -33.7230 0.
A4 A6 A8 A10
1.0910E-02 -2.0296E-03 -8.5832E-05 1.7517E-05
面番 R k
9 -3.9563 -5.1586
A4 A6 A8 A10
5.0166E-03 -1.9639E-03 -1.8925E-05 8.6882E-06
面番 R k
1 -7.853 0.9810
A4 A6 A8 A10
-1.4737E-03 6.5315E-04 -4.8254E-05 7.4343E-07
面番 R k
2 9.085 -7.8939
A4 A6 A8 A10
-3.3009E-03 1.2166E-03 -8.4213E-05 -5.9356E-07
面番 R k
4 2.108 0.4903
A4 A6 A8 A10
-1.1535E-02 -1.0013E-04 -1.0979E-03 -7.5035E-04
面番 R k
5 -3.839 -1.0874
A4 A6 A8 A10
2.0121E-02 3.6737E-03 -9.2262E-03 2.0420E-03
面番 R k
6 11.847 0.
A4 A6 A8 A10
-2.7733E-02 1.1102E-02 -1.7554E-02 4.4269E-03
面番 R k
7 1.428 -0.6661
A4 A6 A8 A10
-4.2240E-02 1.9386E-02 -3.2246E-03 -1.5530E-03
面番 R k
8 -33.7230 0.
A4 A6 A8 A10
1.0910E-02 -2.0296E-03 -8.5832E-05 1.7517E-05
面番 R k
9 -3.9563 -5.1586
A4 A6 A8 A10
5.0166E-03 -1.9639E-03 -1.8925E-05 8.6882E-06
ズームデータ
f 3.8 5.0 10.6
FNO 2.8 3.3 5.4
ω 31.83° 24.15° 12.27°
D1 5.80 4.10 1.20
D2 0.59 1.58 6.28
f 3.8 5.0 10.6
FNO 2.8 3.3 5.4
ω 31.83° 24.15° 12.27°
D1 5.80 4.10 1.20
D2 0.59 1.58 6.28
実施例３
図７は本発明に係るズームレンズの実施例３の構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図８の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図7のズームレンズの（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各状態における球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ示している。
図７は本発明に係るズームレンズの実施例３の構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図８の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図7のズームレンズの（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各状態における球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ示している。
実施例３のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の第１群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２群Ｇ２と、正の屈折力の第３群Ｇ３とで構成されている。ＣＧはカバーガラス、ＩはＣＣＤ等の電子撮像素子の撮像面である。
第１群Ｇ１は両面が非球面である両凹負レンズＬ１１で構成され、第２群Ｇ２は両面が非球面である両凸正レンズＬ２１と空気間隔を挟んで像側面が非球面である両凹負レンズＬ２２とで構成され、第３群Ｇ３は像側面が非球面である物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１で構成されていて、広角端から望遠端への変倍の際に、第１群Ｇ１と第２群との間隔は減少し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３との間隔は増大するズーム方式を採用している。
なお、第１群Ｇ１は像側に凸の軌跡で移動し、第２群Ｇ２は明るさ絞りＳと共に物体側へ常に移動し、第３群Ｇ３は固定である。
第１群Ｇ１は両面が非球面である両凹負レンズＬ１１で構成され、第２群Ｇ２は両面が非球面である両凸正レンズＬ２１と空気間隔を挟んで像側面が非球面である両凹負レンズＬ２２とで構成され、第３群Ｇ３は像側面が非球面である物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１で構成されていて、広角端から望遠端への変倍の際に、第１群Ｇ１と第２群との間隔は減少し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３との間隔は増大するズーム方式を採用している。
なお、第１群Ｇ１は像側に凸の軌跡で移動し、第２群Ｇ２は明るさ絞りＳと共に物体側へ常に移動し、第３群Ｇ３は固定である。
数値データ４
焦点距離(f) 3.7mm〜10.1mm
Fナンバー(FNO) 2.8〜5.3
画角（２ω） 65.5°〜24.6°
有効撮像領域（対角長） 4.5mm
面番 R D Nd Vd
1 * -9.540 0.50 1.52542 55.80 (プラスチックレンズ)
2 * 7.264 D1
3(絞り) ∞ 0.30
4 * 2.328 1.11 1.48749 70.23
5 * -3.540 1.65
6 -7.568 0.50 1.60686 27.04 (プラスチックレンズ)
7 * 2.371 D2
8 -80.915 1.45 1.52542 55.80 (プラスチックレンズ)
9 * -2.771 0.35
10 ∞ 0.50 1.51633 64.14
11 ∞ 0.50
12(撮像面) ∞
*非球面
焦点距離(f) 3.7mm〜10.1mm
Fナンバー(FNO) 2.8〜5.3
画角（２ω） 65.5°〜24.6°
有効撮像領域（対角長） 4.5mm
面番 R D Nd Vd
1 * -9.540 0.50 1.52542 55.80 (プラスチックレンズ)
2 * 7.264 D1
3(絞り) ∞ 0.30
4 * 2.328 1.11 1.48749 70.23
5 * -3.540 1.65
6 -7.568 0.50 1.60686 27.04 (プラスチックレンズ)
7 * 2.371 D2
8 -80.915 1.45 1.52542 55.80 (プラスチックレンズ)
9 * -2.771 0.35
10 ∞ 0.50 1.51633 64.14
11 ∞ 0.50
12(撮像面) ∞
*非球面
非球面係数
面番 R k
1 -9.540 0.
A4 A6 A8
-1.9086E-02 4.9653E-03 -3.5838E-04
面番 R k
2 7.264 0.
A4 A6 A8
-2.0726E-02 5.9923E-03 -3.1807E-04
面番 R k
4 2.328 -1.9712
A4 A6
7.5983E-03 -8.6524E-04
面番 R k
5 -3.540 0.
A4 A6 A8
1.1441E-02 -1.5539E-03 1.0720E-04
面番 R k
7 2.371 2.1787
A4 A6 A8
-1.7149E-02 4.6266E-03 -8.1781E-03
面番 R k
9 -2.771 -5.2351
A4 A6 A8
-2.1273E-03 -1.1166E-03 8.9849E-05
面番 R k
1 -9.540 0.
A4 A6 A8
-1.9086E-02 4.9653E-03 -3.5838E-04
面番 R k
2 7.264 0.
A4 A6 A8
-2.0726E-02 5.9923E-03 -3.1807E-04
面番 R k
4 2.328 -1.9712
A4 A6
7.5983E-03 -8.6524E-04
面番 R k
5 -3.540 0.
A4 A6 A8
1.1441E-02 -1.5539E-03 1.0720E-04
面番 R k
7 2.371 2.1787
A4 A6 A8
-1.7149E-02 4.6266E-03 -8.1781E-03
面番 R k
9 -2.771 -5.2351
A4 A6 A8
-2.1273E-03 -1.1166E-03 8.9849E-05
ズームデータ
f 3.7 5.0 10.1
FNO 2.8 3.3 5.3
ω 32.78° 23.70° 12.32°
D1 5.55 3.83 1.28
D2 0.89 1.73 5.15
f 3.7 5.0 10.1
FNO 2.8 3.3 5.3
ω 32.78° 23.70° 12.32°
D1 5.55 3.83 1.28
D2 0.89 1.73 5.15
実施例４
図９は本発明に係るズームレンズの実施例４の構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図１０の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図９のズームレンズの（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各状態における球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ示している。
図９は本発明に係るズームレンズの実施例４の構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図１０の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図９のズームレンズの（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各状態における球面収差、非点収差、歪曲収差をそれぞれ示している。
実施例４のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力の第１群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２群Ｇ２と、正の屈折力の第３群Ｇ３とで構成されている。ＣＧはカバーガラス、ＩはＣＣＤ等の電子撮像素子の撮像面である。
第１群Ｇ１は両面が非球面である両凹負レンズＬ１１で構成され、第２群Ｇ２は両面が非球面である両凸正レンズＬ２１と空気間隔を挟んで両面が非球面である両凹負レンズＬ２２とで構成され、第３群Ｇ３は両面が非球面である光軸近傍において両凸形状の正レンズＬ３１で構成されていて、広角端から望遠端への変倍の際に、第１群Ｇ１と第２群との間隔は減少し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３との間隔は増大するズーム方式を採用している。
なお、第１群Ｇ１は像側に凸の軌跡で移動し、第２群Ｇ２は明るさ絞りＳと共に物体側へ常に移動し、第３群Ｇ３は固定である。
第１群Ｇ１は両面が非球面である両凹負レンズＬ１１で構成され、第２群Ｇ２は両面が非球面である両凸正レンズＬ２１と空気間隔を挟んで両面が非球面である両凹負レンズＬ２２とで構成され、第３群Ｇ３は両面が非球面である光軸近傍において両凸形状の正レンズＬ３１で構成されていて、広角端から望遠端への変倍の際に、第１群Ｇ１と第２群との間隔は減少し、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３との間隔は増大するズーム方式を採用している。
なお、第１群Ｇ１は像側に凸の軌跡で移動し、第２群Ｇ２は明るさ絞りＳと共に物体側へ常に移動し、第３群Ｇ３は固定である。
数値データ５
焦点距離(f) 3.8mm〜10.5mm
Fナンバー(FNO) 2.8〜5.4
画角（２ω） 63.8°〜24.1°
有効撮像領域（対角長） 4.5mm
面番 R D Nd Vd
1 * -11.831 0.50 1.49700 81.54
2 * 6.858 D1
3(絞り) ∞ 0.30
4 * 1.911 1.32 1.52542 55.78 (プラスチックレンズ)
5 * -3.294 0.23
6 * -9.724 1.05 1.60687 27.03 (プラスチックレンズ)
7 * 1.720 D2
8 * 146.052 1.18 1.69100 54.82
9 * -5.882 2.01
10 ∞ 0.50 1.51633 64.14
11 ∞ 0.49
12(撮像面) ∞
*非球面
焦点距離(f) 3.8mm〜10.5mm
Fナンバー(FNO) 2.8〜5.4
画角（２ω） 63.8°〜24.1°
有効撮像領域（対角長） 4.5mm
面番 R D Nd Vd
1 * -11.831 0.50 1.49700 81.54
2 * 6.858 D1
3(絞り) ∞ 0.30
4 * 1.911 1.32 1.52542 55.78 (プラスチックレンズ)
5 * -3.294 0.23
6 * -9.724 1.05 1.60687 27.03 (プラスチックレンズ)
7 * 1.720 D2
8 * 146.052 1.18 1.69100 54.82
9 * -5.882 2.01
10 ∞ 0.50 1.51633 64.14
11 ∞ 0.49
12(撮像面) ∞
*非球面
非球面係数
面番 R k
1 -11.8310 0.7505
A4 A6 A8 A10
-3.0131E-03 -8.0295E-05 1.9229E-04 -1.7195E-05
面番 R k
2 6.8577 -8.0068
A4 A6 A8 A10
-1.2875E-03 -5.4296E-04 4.2774E-04 -3.6982E-05
面番 R k
4 1.9110 0.4017
A4 A6 A8 A10
-1.0944E-02 -3.5790E-03 1.7809E-04 -9.6814E-04
面番 R k
5 -3.2935 -0.3103
A4 A6 A8 A10
1.7853E-02 7.5270E-03 -1.0390E-02 3.7988E-03
面番 R k
6 -9.7235 0.
A4 A6 A8 A10
-4.5896E-02 1.6389E-02 -1.3073E-02 4.8923E-03
面番 R k
7 1.7201 -0.6318
A4 A6 A8 A10
-4.2907E-02 3.5560E-02 -1.1336E-02 7.1005E-03
面番 R k
8 146.0517 0.
A4 A6 A8 A10
1.0643E-02 -2.9194E-03 1.0575E-04 2.7686E-05
面番 R k
9 -5.8822 -6.0465
A4 A6 A8 A10
8.7300E-03 -1.7994E-03 -2.8530E-04 5.9468E-05
面番 R k
1 -11.8310 0.7505
A4 A6 A8 A10
-3.0131E-03 -8.0295E-05 1.9229E-04 -1.7195E-05
面番 R k
2 6.8577 -8.0068
A4 A6 A8 A10
-1.2875E-03 -5.4296E-04 4.2774E-04 -3.6982E-05
面番 R k
4 1.9110 0.4017
A4 A6 A8 A10
-1.0944E-02 -3.5790E-03 1.7809E-04 -9.6814E-04
面番 R k
5 -3.2935 -0.3103
A4 A6 A8 A10
1.7853E-02 7.5270E-03 -1.0390E-02 3.7988E-03
面番 R k
6 -9.7235 0.
A4 A6 A8 A10
-4.5896E-02 1.6389E-02 -1.3073E-02 4.8923E-03
面番 R k
7 1.7201 -0.6318
A4 A6 A8 A10
-4.2907E-02 3.5560E-02 -1.1336E-02 7.1005E-03
面番 R k
8 146.0517 0.
A4 A6 A8 A10
1.0643E-02 -2.9194E-03 1.0575E-04 2.7686E-05
面番 R k
9 -5.8822 -6.0465
A4 A6 A8 A10
8.7300E-03 -1.7994E-03 -2.8530E-04 5.9468E-05
ズームデータ
f 3.8 5.0 10.5
FNO 2.8 3.3 5.4
ω 31.91° 24.50° 12.07°
D1 5.88 4.15 1.21
D2 0.55 1.61 6.49
f 3.8 5.0 10.5
FNO 2.8 3.3 5.4
ω 31.91° 24.50° 12.07°
D1 5.88 4.15 1.21
D2 0.55 1.61 6.49
次に、参考例及び各実施例における条件（１）乃至（１１）について計算した数値を表１に示す。
表１
表１
以上説明した本発明のズームレンズは、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，情報携帯端末等の電子機器に内蔵して適用可能である。
例えば、本発明のズームレンズは、物体像を形成しその像をＣＣＤ等の固体撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわけ携帯電話の撮影光学系に好適に用いることができる。以下にその実施形態を例示する。
例えば、本発明のズームレンズは、物体像を形成しその像をＣＣＤ等の固体撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわけ携帯電話の撮影光学系に好適に用いることができる。以下にその実施形態を例示する。
図１１に持ち運びに便利な携帯電話に本発明のズームレンズを内蔵した例を示す。
図１１（ａ）は携帯電話４００の正面図、図１１（ｂ）は側面図、図１１（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。図１１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、携帯電話４００は、操作者の声を情報として入力するマイク部４０１と、通話相手の声を出力するスピーカ部４０２と、操作者が情報を入力する入力ダイアル４０３と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモニター４０４と、撮影光学系４０５と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ４０６と、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う処理手段（図示せず）とを有している。ここで、モニター４０４は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限られない。この撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上に配置された本発明のズームレンズからなる対物光学系１００と、シャッター機構１５０と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。
ここで、撮像素子チップ１６２上には付加的にｌＲカットフィルター１８０が貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物光学系１００の鏡枠１０１の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物光学系１００と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１０１の先端（図示略）には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。なお、鏡枠１０１中のズームレンズの駆動機構等は図示を省いてある。
撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない処理手段に入力され、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段には含まれている。
図１１（ａ）は携帯電話４００の正面図、図１１（ｂ）は側面図、図１１（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。図１１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、携帯電話４００は、操作者の声を情報として入力するマイク部４０１と、通話相手の声を出力するスピーカ部４０２と、操作者が情報を入力する入力ダイアル４０３と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモニター４０４と、撮影光学系４０５と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ４０６と、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う処理手段（図示せず）とを有している。ここで、モニター４０４は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限られない。この撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上に配置された本発明のズームレンズからなる対物光学系１００と、シャッター機構１５０と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。
ここで、撮像素子チップ１６２上には付加的にｌＲカットフィルター１８０が貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物光学系１００の鏡枠１０１の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物光学系１００と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１０１の先端（図示略）には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。なお、鏡枠１０１中のズームレンズの駆動機構等は図示を省いてある。
撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない処理手段に入力され、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段には含まれている。
次に、図１２〜図１４は本発明のズームレンズを情報処理装置の他の例であるパソコンに内蔵した構成を示す概念図である。
図１２はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図１３はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図１４は図１２の状態の側面図である。図１２〜図１４に示されるように、パソコン３００は、外部から繰作者が情報を入力するためのキーボード３０１と、図示を省略した情報処理手段や記録手段と、情報を操作者に表示するモニター３０２と、操作者自身や周辺の像を撮影するための撮影光学系３０３とを有している。ここで、モニター３０２は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、ＣＲＴディスプレイ等であってよい。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明の変倍光学系からなる対物光学系１００と、シャッター機構１５０と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン３００に内蔵されている。
ここで、撮像素子チップ１６２上には付加的にｌＲカットフィルター１８０が貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物光学系１００の鏡枠１０１の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物光学系１００と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１０１の先端（図示略）には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。なお、鏡枠１０１中のズームレンズの駆動機構等は図示を省いてある。
撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力され、電子画像としてモニター３０２に表示される、図１２には、その一例として、操作者の撮影された画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、インターネットや電話を介して、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。
図１２はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図１３はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図１４は図１２の状態の側面図である。図１２〜図１４に示されるように、パソコン３００は、外部から繰作者が情報を入力するためのキーボード３０１と、図示を省略した情報処理手段や記録手段と、情報を操作者に表示するモニター３０２と、操作者自身や周辺の像を撮影するための撮影光学系３０３とを有している。ここで、モニター３０２は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、ＣＲＴディスプレイ等であってよい。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明の変倍光学系からなる対物光学系１００と、シャッター機構１５０と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン３００に内蔵されている。
ここで、撮像素子チップ１６２上には付加的にｌＲカットフィルター１８０が貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物光学系１００の鏡枠１０１の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物光学系１００と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１０１の先端（図示略）には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。なお、鏡枠１０１中のズームレンズの駆動機構等は図示を省いてある。
撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力され、電子画像としてモニター３０２に表示される、図１２には、その一例として、操作者の撮影された画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、インターネットや電話を介して、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。
図１５〜図１７は、本発明のズームレンズを電子カメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図１５は電子カメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１６は同後方斜視図、図１７は電子カメラ４０の構成を示す断面図である。電子カメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッター釦４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含み、カメラ４０の上部に配置されたシャッター釦４５を押圧すると、それに連動してシャッター機構１５０が駆動し、撮影光学系４１を通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター５１を介してＣＣＤ４９の撮像面５０上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５２を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この処理手段５２にはメモリ等が配置され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、このメモリは処理手段５２と別体に設けてもよいし、フロッピー（登録商標）ディスク等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。
さらに、ファインダー用光路４４上には、ファインダー用対物光学系５３が配置さしてある。このファインダー用対物光学系５３によって形成された結像面６７上に形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。なお、視野枠５７は、ポロプリズム５５の第１反射面５６と第２反射面５８との間を分離し、その間に配置されている。このポリプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。なお、撮影光学系４１及びファインダー用対物光学系５３の入射面、接眼光学系５９の射出面にそれぞれカバー部材５４が配置されている。
このように構成されたカメラ４０は、撮影用対物光学系４８が高変倍比であり、収差が良好なズームレンズであるので、高性能化が実現できると共に、撮影用対物光学系４８を少ない光学部材で構成できるため、小型化、低コスト化が実現できる。
なお、図１７の構成において、カバー部材５４として、平行平面板を配置しているが、パワーを持ったレンズとしても良い。
さらに、ファインダー用光路４４上には、ファインダー用対物光学系５３が配置さしてある。このファインダー用対物光学系５３によって形成された結像面６７上に形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。なお、視野枠５７は、ポロプリズム５５の第１反射面５６と第２反射面５８との間を分離し、その間に配置されている。このポリプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。なお、撮影光学系４１及びファインダー用対物光学系５３の入射面、接眼光学系５９の射出面にそれぞれカバー部材５４が配置されている。
このように構成されたカメラ４０は、撮影用対物光学系４８が高変倍比であり、収差が良好なズームレンズであるので、高性能化が実現できると共に、撮影用対物光学系４８を少ない光学部材で構成できるため、小型化、低コスト化が実現できる。
なお、図１７の構成において、カバー部材５４として、平行平面板を配置しているが、パワーを持ったレンズとしても良い。
次に、図１８は、本発明のズームレンズを電子カメラ４０の撮影部の撮影用対物光学系４８に組み込んだ構成の概念図を示す。この場合は、撮影用光路４２上に配置された撮影用対物光学系４８に、本発明によるズームレンズを用いている。この撮影用対物光学系４８により形成された物体像は、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター５１を介してＣＣＤ４９の撮像面５０上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５２を介し、液晶表示素子（ＬＣＤ）６０上に電子像として表示される。また、この処理手段５２は、ＣＣＤ４９で撮影された物体像を電子情報として記録する記録手段６１の制御も行う。ＬＣＤ６０に表示された画像は、接眼光学系５９を介して観察者眼球Ｅに導かれる。この接眼光学系５９は偏心プリズムからなり、この例では、入射面６２と、反射面６３と、反射と屈折の兼用面６４の３面から構成されている。また、２つの反射作用を持った面６３、６４の中、少なくとも一方の面、望ましくは両方の面が、光束にパワーを与え、かつ、偏心収差を補正する唯一の対称面を持つ面対称自由曲面にて構成されている。そして、この唯一の対称面は、撮影用対物光学系４８のプリズム１０、２０が有する面対称自由曲面の唯一の対称面と略同一平面上に形成されている。
このように構成されたカメラ４０は、撮影光学系４１が高変倍比であり、収差が良好なズームレンズであるので、高性能化が実現できると共に、撮影光学系４１を少ない光学部材で構成できるため、小型化、低コスト化が実現できる。
なお、本例では、撮影用対物光学系４８のカバー部材６５として、平行平面板を配置しているが、前例と同様に、パワーを持ったレンズを用いてもよい。
ここで、カバー部材を設けずに、本発明のズームレンズ中の最も物体側に配置された面をカバー部材と兼用することもできる。本例ではその最も物体側の面は第１レンズ群Ｇ１の入射面となる。
このように構成されたカメラ４０は、撮影光学系４１が高変倍比であり、収差が良好なズームレンズであるので、高性能化が実現できると共に、撮影光学系４１を少ない光学部材で構成できるため、小型化、低コスト化が実現できる。
なお、本例では、撮影用対物光学系４８のカバー部材６５として、平行平面板を配置しているが、前例と同様に、パワーを持ったレンズを用いてもよい。
ここで、カバー部材を設けずに、本発明のズームレンズ中の最も物体側に配置された面をカバー部材と兼用することもできる。本例ではその最も物体側の面は第１レンズ群Ｇ１の入射面となる。
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
ＣＧ カバーガラス
Ｉ 撮像素子の撮像面
Ｓ 明るさ絞り
Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ３１、 レンズ
Ｅ 観察者眼球
４０ カメラ
４１ 撮像光学系
４２ 撮影用光路
４３ ファインダー光学系
４４ ファインダー光路
４５ シャッター釦
４６ フラッシュ
４７ 液晶表示モニター
４９ ＣＣＤ
５０ 撮像面
５１ フィルター
５２ 処理手段
５３ ファインダー用対物光学系
５４、６５ カバー部材
５５ ポロプリズム
５６ 第１反斜面
５７ 視野枠
５８ 第２反射面
５９ 接眼光学系
６０ ＬＣＤ
６１ 記録手段
６２ 入射面
６３、６４ 反射面
６６ カバー部材
６７ 結像面
１００ 対物光学系
１０１ 鏡枠
１０２ カバーガラス
１５０ シャッター
１６０ 撮像ユニット
１６２ 撮像素子チップ
１６６ 端子
１８０ ＩＲカットフィルター
３００ パソコン
３０１ キーボード
３０２ モニター
３０３、４０５ 撮影光学系
３０４、４０７ 撮影光路
３０５ 画像
４００ 携帯電話
４０１ マイク部
４０２ スピーカ部
４０３ 入力ダイアル
４０４ モニター
４０６ アンテナ
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
ＣＧ カバーガラス
Ｉ 撮像素子の撮像面
Ｓ 明るさ絞り
Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ３１、 レンズ
Ｅ 観察者眼球
４０ カメラ
４１ 撮像光学系
４２ 撮影用光路
４３ ファインダー光学系
４４ ファインダー光路
４５ シャッター釦
４６ フラッシュ
４７ 液晶表示モニター
４９ ＣＣＤ
５０ 撮像面
５１ フィルター
５２ 処理手段
５３ ファインダー用対物光学系
５４、６５ カバー部材
５５ ポロプリズム
５６ 第１反斜面
５７ 視野枠
５８ 第２反射面
５９ 接眼光学系
６０ ＬＣＤ
６１ 記録手段
６２ 入射面
６３、６４ 反射面
６６ カバー部材
６７ 結像面
１００ 対物光学系
１０１ 鏡枠
１０２ カバーガラス
１５０ シャッター
１６０ 撮像ユニット
１６２ 撮像素子チップ
１６６ 端子
１８０ ＩＲカットフィルター
３００ パソコン
３０１ キーボード
３０２ モニター
３０３、４０５ 撮影光学系
３０４、４０７ 撮影光路
３０５ 画像
４００ 携帯電話
４０１ マイク部
４０２ スピーカ部
４０３ 入力ダイアル
４０４ モニター
４０６ アンテナ
Claims (18)
- 物体側から順に、負の屈折力の第１群と、正の屈折力の第２群と、正の屈折力の第３群を有し、各群間を変えることにより変倍を行う３群ズームレンズであって、
前記負の屈折力の第１群は負レンズ１枚で構成され、前記正の屈折力の第２群は物体側から順に正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成され、前記正の屈折力の第３群は正レンズ１枚で構成されて、
下記条件を満足することを特徴とする３群ズームレンズ。
1.2mm ≦ D12t ≦ 3.0mm
-3.8 ＜ (r5+r6)/(r5-r6) ≦ -0.51
0.92 ≦ (r8+r9)/(r8-r9) ＜ 3.0
但し、D12tは望遠端における前記第１群と前記第２群との間隔、ｒ5は前記第２群の正レンズの像側の面の曲率半径、ｒ6は前記第２群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ8及びｒ9はそれぞれ前記第３群の正レンズの物体側の面と像側の面の曲率半径である。 - 物体側から順に、負の屈折力の第１群と、開口絞りと、正の屈折力の第２群と、正の屈折力の第３群を有し、各群間を変えることで変倍を行う３群ズームレンズであって、
前記負の屈折力の第１群は負レンズ１枚で構成され、前記正の第２群は物体側から順に正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成され、前記正の屈折力の第３群は正レンズ１枚で構成されて、
下記条件を満足することを特徴とする３群ズームレンズ。
0.3mm ≦ Ds2t ≦ 1.2mm
-3.8 ＜ (r5+r6)/(r5-r6) ≦ -0.51
0.92 ≦ (r8+r9)/(r8-r9) ＜ 3.0
但し、Ds2tは望遠端における前記開口絞りと前記第２群との間隔、ｒ5は前記第２群の正レンズの像側の面の曲率半径、ｒ6は前記第２群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ8及びｒ9はそれぞれ前記第３群の正レンズの物体側の面と像側の面の曲率半径である。 - 前記開口絞り近傍にシャッター機構が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の３群ズームレンズ。
- 前記シャッター機構はメカニカルシャッターであることを特徴とする請求項３に記載の３群ズームレンズ。
- 物体側から順に、負の屈折力の第１群と、開口絞りと、正の屈折力の第２群と、正の屈折力の第３群を有し、各群間を変えることで変倍を行う３群ズームレンズであって、
前記負の屈折力の第１群は負レンズ１枚で構成され、前記正の屈折力の第２群は物体側から順に正レンズ１枚と負レンズ１枚で構成され、前記正の屈折力の第３群は正レンズ１枚で構成されて、
下記条件を満足することを特徴とする３群ズームレンズ。
1.2mm ≦ D12t ≦ 3.0mm
0.3mm ≦ Ds2t ≦ 1.2mm
-3.8 ＜ (r5+r6)/(r5-r6) ≦ -0.51
0.92 ≦ (r8+r9)/(r8-r9) ＜ 3.0
但し、D12tは望遠端における前記第１群と前記第２群との間隔、Ds2tは望遠端における前記開口絞りと前記第２群との間隔、ｒ5は前記第２群の正レンズの像側の面の曲率半径、ｒ6は前記第２群の負レンズの物体側の面の曲率半径、ｒ8及びｒ9はそれぞれ前記第３群の正レンズの物体側の面と像側の面の曲率半径である。 - 下記条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の３群ズームレンズ。
0.1 < r7/fw ≦ 1.1
但し、r7は前記第２群を構成する負レンズの最も像側の面の曲率半径、fwは広角端における全系の焦点距離である。 - 下記条件を満足することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の３群ズームレンズ。
50 ＜ νd1
但し、νd1は前記第１群の負レンズのアッベ数である。 - 下記条件を満足することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の３群ズームレンズ。
50 ＜ νd2
但し、νd2は前記第２群を構成する正レンズのアッベ数である。 - 下記条件を満足することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の３群ズームレンズ。
1.5 ＜ N2P
但し、N2Pは前記第２群を構成する正レンズの屈折率である。 - 前記第３群を構成する正レンズに赤外カット機能を有するコーティングがされていることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の３群ズームレンズ。
- 前記第３群は１枚の硝子レンズから構成されることを特徴とする請求項1乃至１０の何れかに記載の３群ズームレンズ。
- 前記第１群と前記第２群がそれぞれ少なくとも１枚の硝子レンズを含むことを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の３群ズームレンズ。
- 少なくとも1枚のプラスチックレンズを使用していることを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載の３群ズームレンズ。
- 下記条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１３の何れかに記載の３群ズームレンズ。
0.8 ＜ f2/fw ＜ 1.6
但し、ｆ2は前記第２群の焦点距離、fwは広角端における全系の焦点距離である。 - 下記条件を満足することを特徴とする請求項１乃至１４の何れかに記載の３群ズームレンズ。
1.3 ＜ f3/fw ＜ 4.0
但し、ｆ3は前記第３群の焦点距離、fwは広角端における全系の焦点距離である。 - 前記第１群を移動させてフォーカシングを行うことを特徴とする請求項１乃至１５の何れかに記載の３群ズームレンズ。
- 前記第３群を移動させてフォーカシングを行うことを特徴とする請求項１乃至１５の何れかに記載の３群ズームレンズ。
- 請求項1乃至１７の何れかに記載の３群ズームレンズと、その像側に配置された撮像素子とを備え、
下記条件を満足することを特徴とする撮像装置。
0.6 ＜ (G2L)/Y' ＜ 1.16
但し、Y'は撮像素子の有効撮像領域の対角長の半分の長さ、G2Lは前記第２群を構成するレンズの肉厚の合計である。
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| JP2007003873A (ja) | 2007-01-11 |
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