(57)【要約】【課題】ズームレンズ及びズームレンズモジュールを提供する。【解決手段】ズームレンズは、物側の対象物を像側の結像面に結像させ、また、第一レンズ群、第二レンズ群、第三レンズ群及び第四レンズ群を含む。第一レンズ群は、物側及び像側の間に配置され、負の屈折力を有する。第二レンズ群は、第一レンズ群及び像側の間に配置され、正の屈折力を有する。第三レンズ群は、第二レンズ群及び像側の間に配置され、負の屈折力を有する。第四レンズ群は、第三レンズ群及び像側の間に配置される。ズームレンズは、1.90＜|T1G/FW|＜2.40を満たし、ここで、T1Gは、第一レンズ群がズームレンズの光軸における距離であり、FWは、ズームレンズが広角端における有効焦点距離である。【選択図】図１Ａ
2014010453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物側の対象物を像側の結像面に結像させるズームレンズであって、
前記物側と前記像側との間に配置され、負の屈折力を有する第一レンズ群と、
前記第一レンズ群と前記像側との間に配置され、正の屈折力を有する第二レンズ群と、
前記第二レンズ群と前記像側との間に配置され、負の屈折力を有する第三レンズ群と、
前記第三レンズ群と前記像側との間に配置される第四レンズ群と、を含み、
前記第一レンズ群及び前記第四レンズ群は、それぞれ、固定の群であり、前記第二レンズ群は、前記第一レンズ群に対して移動しズーミングを実現し、前記第三レンズ群は、前記第一レンズ群に対して移動しフォーカシングを実現し、前記ズームレンズは、1.90＜|T1G/FW|＜2.40を満たし、ここで、T1Gは、前記第一レンズ群が前記ズームレンズの光軸に沿う距離であり、FWは、前記ズームレンズが広角端における有効焦点距離である、ズームレンズ。
【請求項２】
請求項1に記載のズームレンズであって、
前記ズームレンズは、16≧C.R.A.(W)/ImgH≧10及び15≧C.R.A.(T)/ImgH≧7を満たし、ここで、C.R.A.(W)は、前記ズームレンズが前記広角端に位置する時に、前記ズームレンズの主光線が前記結像面の最大フィールドの処に入射する入射角であり、C.R.A.(T)は、前記ズームレンズが望遠端に位置する時に、前記ズームレンズの主光線が前記結像面の最大フィールドの処に入射する入射角であり、ImgHは、前記結像面の最大像高である、ズームレンズ。
【請求項３】
請求項1に記載のズームレンズであって、
前記第一レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第一レンズ、プリズム及び第二レンズを含み、前記プリズムの屈折率は、Ndpであり、且つ1.95＞Ndp＞1.80である、ズームレンズ。
【請求項４】
請求項1に記載のズームレンズであって、
前記第一レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第一レンズ、プリズム及び第二レンズを含み、前記第二レンズ群は、開口絞りを更に含み、前記プリズム及び前記開口絞りは、1＜CAp(S3)/CAstp＜1.8を満たし、ここで、CAp(S3)は、前記物側に面するプリズムの有効径を表し、CAstpは、前記開口絞りの有効径を表す、ズームレンズ。
【請求項５】
請求項1に記載のズームレンズであって、
前記ズームレンズは、0.9＜|FG2/FG1|＜1.5を満たし、ここで、FG1は、前記第一レンズ群の有効焦点距離であり、FG2は、前記第二レンズ群の有効焦点距離である、ズームレンズ。
【請求項６】
請求項1に記載のズームレンズであって、
前記ズームレンズは、0.3＜|FW/FG2|＜0.9及び0.2＜|FW/FG3|＜0.9を満たし、ここで、FWは、前記ズームレンズが前記広角端における有効焦点距離であり、FG2は、前記第二レンズ群の有効焦点距離であり、FG3は、前記第三レンズ群の有効焦点距離である、ズームレンズ。
【請求項７】
請求項1に記載のズームレンズであって、
前記ズームレンズは、TTLW/TTLT=1を満たし、ここで、TTLWは、前記ズームレンズが前記広角端における光学的総長さであり、TTLTは、前記ズームレンズが望遠端における光学的総長さである、ズームレンズ。
【請求項８】
請求項1に記載のズームレンズであって、
前記ズームレンズは、9≦TTLT/ImgH≦15を満たし、ここで、TTLTは、前記ズームレンズが望遠端における光学的総長さであり、ImgHは、前記結像面の最大像高である、ズームレンズ。
【請求項９】
請求項1に記載のズームレンズであって、
前記第二レンズ群、前記第三レンズ群及び前記第四レンズ群の各々に含まれるレンズの数は、全て偶数である、ズームレンズ。
【請求項１０】
請求項9に記載のズームレンズであって、
前記第二レンズ群のレンズの数は二つであり、前記第三レンズ群のレンズの数は四つであり、前記第四レンズ群のレンズの数は二つである、ズームレンズ。
【請求項１１】
請求項1に記載のズームレンズであって、
前記第一レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される二つの負のレンズを含み、前記第四レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される一つ正のレンズ及び一つ負のレンズを含む、ズームレンズ。
【請求項１２】
請求項1に記載のズームレンズであって、
前記第三レンズ群は、二つの接合レンズを含む、前記各接合レンズは、二つのガラス球面レンズを含み、前記第三レンズ群内には、非球面レンズが無い、ズームレンズ。
【請求項１３】
請求項1に記載のズームレンズであって、
前記第一レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第一レンズ、プリズム及び第二レンズを含み、前記第一レンズ及び前記第二レンズの屈折力は、全て負であり、前記第二レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第三レンズ及び第四レンズを含み、前記第三レンズ及び前記第四レンズの屈折力は、全て正であり、前記第三レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第五レンズ、第六レンズ、第七レンズ及び第八レンズを含み、前記第五レンズ、前記第六レンズ、前記第七レンズ及び前記第八レンズの屈折力は、それぞれ、負、正、正及び負であり、前記第四レンズ群の屈折力は、正であり、前記第四レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第九レンズ及び第十レンズを含み、前記第九レンズ及び前記第十レンズの屈折力は、それぞれ、正及び負であり、前記プリズムは、反射面を有し、前記反射面は、前記第一レンズからの光を前記第二レンズへ反射する、ズームレンズ。
【請求項１４】
請求項13に記載のズームレンズであって、
前記第一レンズは、両凹レンズであり、前記第二レンズは、凹面が前記像側に面する負メニスカスレンズであり、前記第三レンズは、凸面が前記物側に面する負メニスカスレンズであり、前記第四レンズは、両凸レンズであり、前記第五レンズは、両凹レンズであり、前記第六レンズは、両凸レンズであり、前記第七レンズは、両凸レンズであり、前記第八レンズは、両凹レンズであり、前記第九レンズは、両凸レンズであり、第十レンズは、凸面が前記像側に面する負メニスカスレンズである、ズームレンズ。
【請求項１５】
請求項13に記載のズームレンズであって、
前記第一レンズ、前記第二レンズ、前記第四レンズ及び前記第十レンズは、それぞれ、非球面レンズである、ズームレンズ。
【請求項１６】
請求項13に記載のズームレンズであって、
前記第二レンズ群は、開口絞りを更に含み、前記開口絞りは、前記第三レンズと前記第四レンズとの間に配置される、ズームレンズ。
【請求項１７】
請求項13に記載のズームレンズであって、
前記第五レンズ及び前記第六レンズは、接合レンズを構成し、前記第七レンズ及び前記第八レンズは、もう一つの接合レンズを構成する、ズームレンズ。
【請求項１８】
請求項13に記載のズームレンズであって、
前記ズームレンズは、15＜Vp＜25、25＜V1＜35、及び20＜V2＜30を満たし、ここで、Vpは、前記プリズムの色分散係数であり、V1は、前記第九レンズの色分散係数であり、V2は、前記第十レンズの色分散係数である、ズームレンズ。
【請求項１９】
請求項1に記載のズームレンズであって、
前記第一レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第一レンズ、プリズム及び第二レンズを含み、前記第一レンズ及び前記第二レンズの屈折力は、全て負であり、前記第二レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第三レンズ、第四レンズ、第五レンズ及び第六レンズを含み、前記第三レンズ、前記第四レンズ、前記第五レンズ及び前記第六レンズの屈折力は、それぞれ、正、正、負及び正であり、前記第三レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第七レンズ、第八レンズ、第九レンズ及び第十レンズを含み、前記第七レンズ、前記第八レンズ、前記第九レンズ及び前記第十レンズの屈折力は、それぞれ、負、正、負及び正であり、前記第四レンズ群の屈折力は、負であり、前記第四レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第十一レンズ及び第十二レンズを含み、前記第十一レンズ及び前記第十二レンズの屈折力は、それぞれ、負及び正であり、前記プリズムは、反射面を有し、前記反射面は、前記第一レンズからの光を前記第二レンズへ反射する、ズームレンズ。
【請求項２０】
請求項19に記載のズームレンズであって、
前記第一レンズは、凸面が前記物側に面する負メニスカスレンズであり、前記第二レンズは、両凹レンズであり、前記第三レンズは、両凸レンズであり、前記第四レンズは、両凸レンズであり、前記第五レンズは、両凹レンズであり、前記第六レンズは、両凸レンズであり、前記第七レンズは、両凹レンズであり、前記第八レンズは、両凸レンズであり、前記第九レンズは、両凹レンズであり、前記第十レンズは、両凸レンズであり、前記第十一レンズは、凹面が前記像側に面する負メニスカスレンズであり、前記第十二レンズは、両凸レンズである、ズームレンズ。
【請求項２１】
請求項19に記載のズームレンズであって、
前記第一レンズ、前記第二レンズ、前記第三レンズ、前記第十一レンズ及び前記第十二レンズは、それぞれ、非球面レンズである、ズームレンズ。
【請求項２２】
請求項19に記載のズームレンズであって、
前記第二レンズ群は、開口絞りを更に含み、前記開口絞りは、前記第六レンズ及び前記第七レンズの間に配置される、ズームレンズ。
【請求項２３】
請求項19に記載のズームレンズであって、
前記第五レンズ及び前記第六レンズは、接合レンズを構成し、前記第七レンズ及び前記第八レンズは、もう一つの接合レンズを構成する、ズームレンズ。
【請求項２４】
請求項19に記載のズームレンズであって、
前記ズームレンズは、30＜Vp＜40、20＜V1＜30、及び50＜V2＜60を満たし、ここで、Vpは、前記プリズムの色分散係数であり、V1は、前記第十一レンズの色分散係数であり、V2は、前記第十二レンズの色分散係数である、ズームレンズ。
【請求項２５】
請求項1に記載のズームレンズであって、
前記第二レンズ群及び前記第三レンズ群は、前記第四レンズ群に近い一方側から、前記第一レンズ群に近い一方側へ移動する時に、前記ズームレンズは、前記広角端から前記望遠端へ移動する、ズームレンズ。
【請求項２６】
物側の対象物を像側に結像させるズームレンズモジュールであって、
ズームレンズであって、
前記物側と前記像側との間に配置され、負の屈折力を有する第一レンズ群と、
前記第一レンズ群と前記像側との間に配置され、正の屈折力を有する第二レンズ群と、
前記第二レンズ群と前記像側との間に配置され、負の屈折力を有する第三レンズ群と、
前記第三レンズ群と前記像側との間に配置される第四レンズ群と、を含む、ズームレンズと
前記像側に配置される光センサーと、を含み、
前記ズームレンズは、前記対象物を前記光センサーに結像させ、前記第一レンズ群及び前記第四レンズ群は、それぞれ、固定の群であり、前記第二レンズ群は、前記第一レンズ群に対して移動しズーミングを実現し、前記第三レンズ群は、前記第一レンズ群に対して移動しズーミングを実現し、前記ズームレンズは16≧C.R.A.(W)/ImgH≧10及び15≧C.R.A.(T)/ImgH≧7を満たし、ここで、C.R.A.(W)は、前記ズームレンズが広角端に位置する時に、前記ズームレンズの主光線が前記光センサーの最大フィールドの処に入射する入射角であり、C.R.A.(T)は、前記ズームレンズが望遠端に位置する時に、前記ズームレンズの主光線が前記光センサーの最大フィールドの処に入射する入射角であり、ImgHは、前記光センサーの最大像高である、ズームレンズモジュール。
【請求項２７】
請求項26に記載のズームレンズモジュールであって、
前記第一レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第一レンズ、プリズム及び第二レンズを含み、前記プリズムの屈折率は、Ndpであり、且つ1.95＞Ndp＞1.80である、ズームレンズモジュール。
【請求項２８】
請求項26に記載のズームレンズモジュールであって、
前記ズームレンズは、0.9＜|FG2/FG1|＜1.5を満たし、ここで、FG1は、前記第一レンズ群の有効焦点距離であり、FG2は、前記第二レンズ群の有効焦点距離である、ズームレンズモジュール。
【請求項２９】
請求項26に記載のズームレンズモジュールであって、
前記ズームレンズは、0.3＜|FW/FG2|＜0.9及び0.2＜|FW/FG3|＜0.9を満たし、ここで、FWは、前記ズームレンズが前記広角端における有効焦点距離であり、FG2は、前記第二レンズ群の有効焦点距離であり、FG3は、前記第三レンズ群の有効焦点距離である、ズームレンズモジュール。
【請求項３０】
請求項26に記載のズームレンズモジュールであって、
前記ズームレンズは、TTLW/TTLT=1を満たし、ここで、TTLWは、前記ズームレンズが前記広角端における光学的総長さであり、TTLTは、前記ズームレンズが前記望遠端における光学的総長さである、ズームレンズモジュール。
【請求項３１】
請求項26に記載のズームレンズモジュールであって、
前記ズームレンズは、9≦TTLT/ImgH≦15を満たし、ここで、TTLTは、前記ズームレンズが望遠端における光学的総長さであり、ImgHは、前記光センサーの最大像高である、ズームレンズモジュール。
【請求項３２】
請求項26に記載のズームレンズモジュールであって、
前記第一レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第一レンズ、プリズム及び第二レンズを含み、前記第一レンズ及び前記第二レンズの屈折力は、全て負であり、前記第二レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第三レンズ及び第四レンズを含み、前記第三レンズ及び前記第四レンズの屈折力は、全て正であり、前記第三レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第五レンズ、第六レンズ、第七レンズ及び第八レンズを含み、前記第五レンズ、前記第六レンズ、前記第七レンズ及び前記第八レンズの屈折力は、それぞれ、負、正、正及び負であり、前記第四レンズ群の屈折力は、正であり、前記第四レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第九レンズ及び第十レンズを含み、前記第九レンズ及び前記第十レンズの屈折力は、それぞれ、正及び負であり、前記プリズムは、反射面を有し、前記反射面は、前記第一レンズからの光を前記第二レンズへ反射する、ズームレンズモジュール。
【請求項３３】
請求項32に記載のズームレンズモジュールであって、
前記第一レンズは、両凹レンズであり、前記第二レンズは、凹面が前記像側に面する凹メニスカスレンズであり、前記第三レンズは、凸面が前記物側に面する負メニスカスレンズであり、前記第四レンズは、両凸レンズであり、前記第五レンズは、両凹レンズであり、前記第六レンズは、両凸レンズであり、前記第七レンズは、両凸レンズであり、前記第八レンズは、両凹レンズであり、前記第九レンズは、両凸レンズであり、第十レンズは、凸面が前記像側に面する負メニスカスレンズである、ズームレンズモジュール。
【請求項３４】
請求項32に記載のズームレンズモジュールであって、
前記第一レンズ、前記第二レンズ、前記第四レンズ及び前記第十レンズは、それぞれ、非球面レンズである、ズームレンズモジュール。
【請求項３５】
請求項32に記載のズームレンズモジュールであって、
前記ズームレンズは、15＜Vp＜25、25＜V1＜35、及び20＜V2＜30を満たし、ここで、Vpは、前記プリズムの色分散係数であり、V1は、前記第九レンズの色分散係数であり、V2は、前記第十レンズの色分散係数である、ズームレンズモジュール。
【請求項３６】
請求項26に記載のズームレンズモジュールであって、
前記第一レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第一レンズ、プリズム及び第二レンズを含み、前記第一レンズ及び前記第二レンズの屈折力は、全て負であり、前記第二レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第三レンズ、第四レンズ、第五レンズ及び第六レンズを含み、前記第三レンズ、前記第四レンズ、前記第五レンズ及び前記第六レンズの屈折力は、それぞれ、正、正、負及び正であり、前記第三レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第七レンズ、第八レンズ、第九レンズ及び第十レンズを含み、前記第七レンズ、前記第八レンズ、前記第九レンズ及び前記第十レンズの屈折力は、それぞれ、負、正、負及び正であり、前記第四レンズ群の屈折力は、負であり、前記第四レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第十一レンズ及び第十二レンズを含み、前記第十一レンズ及び前記第十二レンズの屈折力は、それぞれ、負及び正であり、前記プリズムは、反射面を有し、前記反射面は、前記第一レンズからの光を前記第二レンズへ反射する、ズームレンズモジュール。
【請求項３７】
請求項36に記載のズームレンズモジュールであって、
前記第一レンズは、凸面が前記物側に面する負メニスカスレンズであり、前記第二レンズは、両凹レンズであり、前記第三レンズは、両凸レンズであり、前記第四レンズは、両凸レンズであり、前記第五レンズは、両凹レンズであり、前記第六レンズは、両凸レンズであり、前記第七レンズは、両凹レンズであり、前記第八レンズは、両凸レンズであり、前記第九レンズは、両凹レンズであり、前記第十レンズは、両凸レンズであり、前記第十一レンズは、凹面が前記像側に面する負メニスカスレンズであり、前記第十二レンズは、両凸レンズである、ズームレンズモジュール。
【請求項３８】
請求項36に記載のズームレンズモジュールであって、
前記第一レンズ、前記第二レンズ、前記第三レンズ、前記第十一レンズ及び前記第十二レンズは、それぞれ、非球面レンズである、ズームレンズモジュール。
【請求項３９】
請求項36に記載のズームレンズモジュールであって、
前記ズームレンズは、30＜Vp＜40、20＜V1＜30、及び50＜V2＜60を満たし、ここで、Vpは、前記プリズムの色分散係数であり、V1は、前記第十一レンズの色分散係数であり、V2は、前記第十二レンズの色分散係数である、ズームレンズモジュール。
【請求項４０】
物側の対象物を像側に結像させるズームレンズであって、
前記物側と前記像側の間に配置され、負の屈折力を有する第一レンズ群であって、前記第一レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第一レンズ、プリズム及び第二レンズを含み、前記第一レンズは、アクチュエータに接続される、第一レンズ群と、
前記第一レンズ群と前記像側との間に配置され、正の屈折力を有する第二レンズ群と、
前記第二レンズ群と前記像側との間に配置され、負の屈折力を有する第三レンズ群と、
前記第三レンズ群と前記像側との間に配置される第四レンズ群と、を含み、
前記第一レンズ群及び前記第四レンズ群は、それぞれ、固定の群であり、前記第二レンズ群は、前記第一レンズ群に対して移動しズーミングを実現し、前記第三レンズ群は、前記第一レンズ群に対して移動し焦点合わせを行い、前記ズームレンズは、16≧C.R.A.(W)/ImgH≧10及び15≧C.R.A.(T)/ImgH≧7を満たし、ここで、C.R.A.(W)は、前記ズームレンズが広角端に位置する時に、前記ズームレンズの主光線が前記光センサーの最大フィールドの処に入射する入射角であり、C.R.A.(T)は、前記ズームレンズが望遠端に位置する時に、前記ズームレンズの主光線が前記光センサーの最大フィールドの処に入射する入射角であり、ImgHは、前記光センサーの最大像高であり、
前記ズームレンズモジュールは、第一方向へ振動する時に、前記アクチュエータは、前記第一レンズを前記第一方向へ前記ズームレンズの光軸を離れさせる、ズームレンズ。
【請求項４１】
請求項40に記載のズームレンズであって、
前記ズームレンズは、1.90＜|T1G/FW|＜2.40を満たし、ここで、T1Gは、前記第一レンズ群が前記ズームレンズの光軸に沿う距離であり、FWは、前記ズームレンズが前記広角端における有効焦点距離である、ズームレンズ。
【請求項４２】
請求項40に記載のズームレンズであって、
前記第一レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される第一レンズ、プリズム及び第二レンズを含み、前記第二レンズ群は、開口絞りを更に含み、前記プリズム及び前記開口絞りは、1＜CAp(S3)/CAstp＜1.8を満たし、ここで、CAp(S3)は、前記物側に面する前記プリズムの開放口を表し、CAstpは、前記開口絞りの開放口を表す、ズームレンズ。
【請求項４３】
請求項40に記載のズームレンズであって、
前記第二レンズ群、前記第三レンズ群及び前記第四レンズ群の各々に含まれるレンズの数は、全て偶数である、ズームレンズ。
【請求項４４】
請求項43に記載のズームレンズであって、
前記第二レンズ群のレンズの数は二つであり、前記第三レンズ群のレンズの数は四つであり、前記第四レンズ群のレンズの数は二つである、ズームレンズ。
【請求項４５】
請求項40に記載のズームレンズであって、
前記第一レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される二つの負のレンズを含み、前記第四レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される一つ正のレンズ及び一つ負のレンズを含む、ズームレンズ。
【請求項４６】
請求項40に記載のズームレンズであって、
前記第一レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される二つの負のレンズを含み、前記第四レンズ群は、前記物側から前記像側へ順に配列される一つ正のレンズ及び一つ負のレンズを含む、ズームレンズ。
【請求項４７】
請求項40に記載のズームレンズであって、
前記第三レンズ群は、二つの接合レンズを含み、前記各接合レンズは、二つのガラス球面レンズを含み、前記第三レンズ群内には、非球面レンズが無い、ズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ及びレンズモジュールに関し、特に、ズームレンズ（zoom  lens）及びズームレンズモジュール（zoom  lens  module）に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像情報技術の進歩に伴い、近年、高画素や高品質のデジタルビデオカメラ（digital  video  camera、DVC）及びデジタルカメラ（digital  camera、DC）のレンズへのニーズが次第に増える傾向にあり、且つ、小型化、大アパーチャ（aperture）、及び広視野角に向かって発展している。これらの映像装置中のコアな素子の一つは、ズームレンズであり、ズームレンズの光学的ズーミングにより、遠いや近い映像をはっきりと結像させることができる。よって、ズームレンズの光学品質は、映像結像の品質と密に関する。競争が激しい市場では、各メーカーが上述の映像装置の競争力を向上させるために、ズームレンズ品質の改良や製作コストの削減に力を注ぐようになっている。
【０００３】
しかし、今のところ、光路折り曲げ型ズームレンズの設計は、加工が比較的に困難であり且つ比較的に厳格な公差に限られるので、高解析の特性、大アパーチャの優位、及び広視野角を同時に達成することが難しい。また、小さいアパーチャは、夜間に応用されてデジタルビデオカメラに用いる時に、光通過量（透過率）が足りず、ノイズが比較的多く、及び露出（感光）が足りない境地に陥りやすい。例えば、米国特許第7466500号及び米国特許第7180684号に開示されているアパーチャのF値（F-number）がともに3.5以上であるので、光通過量が足りない問題に直面しやすい。
【０００４】
また、米国特許第7286299号に提案されているズームレンズは、大アパーチャへのニーズを満たさないだけでなく、視野角（field  of  view、FOV）（2ω）も小さいので、撮影範囲が小さくなり且つ光通過量が足りないという欠点を引き起こし、使用者のニーズを満たすことができない。
【０００５】
さらに、米国特許第7375901号には、四つのレンズ群を含むズームレンズが開示されている。また、米国特許公開第20120026603号には、四つのレンズ群を含むズームレンズも開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、小型化の構成に用いることができ、且つ良好な光学結像品質を有するズームレンズ及びズームレンズモジュールを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的及び利点は、本発明に開示される技術の特徴から更なる理解を得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の一つ又は一部又は全部の目的或いは他の目的を達成するために、本発明の一実施例によれば、ズームレンズが提供される。このズームレンズは、物側における景物（対象物）を像側における結像面に結像させるために用いられる。ズームレンズは、第一レンズ群、第二レンズ群、第三レンズ群、及び第四レンズ群を含む。第一レンズ群は、物側及び像側の間に配置され、且つ負の屈折力を有する。第二レンズ群は、第一レンズ群及び像側の間に配置され、且つ正の屈折力を有する。第三レンズ群は、第二レンズ群及び像側の間に配置され、且つ負の屈折力を有する。第四レンズ群は、第三レンズ群及び像側の間に配置される。また、第一レンズ群及び第四レンズ群は、それぞれ、固定の群であり、第二レンズ群は、第一レンズ群に対して移動し、ズーミングを実現するために用いられる。第三レンズ群は、第一レンズ群に対して移動し、フォーカシングを実現するために用いられる。ズームレンズは、1.90＜|T1G/FW|＜2.40を満たし、そのうち、T1Gは、第一レンズ群がズームレンズの光軸における距離であり、FWは、ズームレンズが広角端における有効焦点距離(effective  focal  length)である。
【０００９】
本発明の一実施例によれば、ズームレンズが提供される。このズームレンズは、物側の景物（対象物）を像側に結像させるために用いられる。このズームレンズは、第一レンズ群、第二レンズ群、第三レンズ群、及び第四レンズ群を含む。第一レンズ群は、物側及び像側の間に配置され、負の屈折力を有し、且つ第一レンズ群は、物側から像側へ順に配列される第一レンズ、プリズム、及び第二レンズを有し、且つ第一レンズは、アクチュエータに接続され、そのうち、ズームレンズモジュールは第一方向に振動する時に、アクチュエータは第一レンズを第一方向へズームレンズモジュールの光軸から離れさせる（逸脱させる）。第二レンズ群は、第一レンズ群及び像側の間に配置され、且つ正の屈折力を有する。第三レンズ群は、第二レンズ群及び像側の間に配置され、且つ負の屈折力を有する。第四レンズ群は、第三レンズ群及び像側の間に配置され、そのうち、第一レンズ群及び第四レンズ群は、それぞれ、固定の群であり、第二レンズ群は、第一レンズ群に対して移動し、ズーミングを実現するために用いられ、第三レンズ群は、第一レンズ群に対して移動し、フォーカシングを実現するために用いられる。ズームレンズは、16≧C.R.A.(W)/ImgH≧10及び15≧C.R.A.(T)/ImgH≧7を満たし、そのうち、C.R.A.(W)は、ズームレンズが広角端に位置する時に、ズームレンズの主光線が光センサーの最大フィールド（maximum  field）の処に入射する入射角であり、C.R.A.(T)は、ズームレンズが望遠端に位置する時に、ズームレンズの主光線が光センサーの最大フィールドの処に入射する入射角であり、且つImgHは、光センサーの最大像高である。
【００１０】
本発明の一実施例によれば、ズームレンズモジュールが提供される。このズームレンズモジュールは、物側の景物（対象物）を像側に結像させるために用いられる。ズームレンズモジュールは、ズームレンズ及び光センサーを含む。ズームレンズは、第一レンズ群、第二レンズ群、第三レンズ群、及び第四レンズ群を含む。第一レンズ群は、物側及び像側の間に配置され、且つ負の屈折力を有する。第二レンズ群は、第一レンズ群及び像側の間に配置され、且つ正の屈折力を有する。第三レンズ群は、第二レンズ群及び像側の間に配置され、且つ負の屈折力を有する。第四レンズ群は、第三レンズ群及び像側の間に配置される。光センサーは、像側に配置され、そのうち、ズームレンズは、景物（対象物）を光センサーに結像させる。また、第一レンズ群及び第四レンズ群は、それぞれ、固定の群であり、第二レンズ群は、第一レンズ群に対して移動し、ズーミングを実現するために用いられ、第三レンズ群は、第一レンズ群に対して移動し、フォーカシングを実現するために用いられる。ズームレンズは、16≧C.R.A.(W)/ImgH≧10及び15≧C.R.A.(T)/ImgH≧7を満たし、そのうち、C.R.A.(W)は、ズームレンズが広角端に位置する時に、ズームレンズの主光線が光センサーの最大フィールドの処に入射する入射角であり、C.R.A.(T)は、ズームレンズが望遠端に位置する時に、ズームレンズの主光線が光センサーの最大フィールドの処に入射する入射角であり、且つImgHは、光センサーの最大像高である。
【００１１】
上述によれば、本発明の実施例は、次のような利点の少なくとも一つを達成することができる。本発明の実施例によるズームレンズ及びズームレンズモジュールでは、第一レンズ群、第二レンズ群、第三レンズ群、及び第四レンズ群の互いの組み合わせ、及び、ズームレンズモジュールが16≧C.R.A.(W)/ImgH≧10及び15≧C.R.A.(T)/ImgH≧7を満たす条件の下で、ズームレンズモジュールは、小型化の構成に用いることができ、且つ良好な光学結像品質を有する。
【００１２】
本発明の上述の特徴及び利点をより明確且つ分かりやすくするために、以下、実施例を挙げて、添付した図面を参照しながら詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明の一実施例によるズームレンズモジュールが異なるズーム変倍率における構造を示す図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施例によるズームレンズモジュールが異なるズーム変倍率における構造を示す図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施例によるズームレンズモジュールが異なるズーム変倍率における構造を示す図である。
【図１Ｄ】本発明の一実施例によるズームレンズモジュールが異なるズーム変倍率における構造を示す図である。
【図１Ｅ】図1Aにおける第一レンズ及びズームレンズの光軸が物側に対する偏移方向を示す図である。
【図２Ａ】表１及び図1Aに対応するズームレンズモジュールが広角端における結像の光学シミュレーションデータ図である。
【図２Ｂ】表１及び図1Aに対応するズームレンズモジュールが広角端における結像の光学シミュレーションデータ図である。
【図２Ｃ】表１及び図1Cに対応するズームレンズモジュールが望遠端における結像の光学シミュレーションデータ図である。
【図２Ｄ】表１及び図1Cに対応するズームレンズモジュールが望遠端における結像の光学シミュレーションデータ図である。
【図３】本発明のもう一つの実施例によるズームレンズモジュールの構造を示す図である。
【図４Ａ】表4及び図3に対応するズームレンズモジュールが広角端における結像の光学シミュレーションデータ図である。
【図４Ｂ】表4及び図3に対応するズームレンズモジュールが広角端における結像の光学シミュレーションデータ図である。
【図４Ｃ】表4及び図3に対応するズームレンズモジュールが望遠端における結像の光学シミュレーションデータ図である。
【図４Ｄ】表4及び図3に対応するズームレンズモジュールが望遠端における結像の光学シミュレーションデータ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
なお、次の各実施例の説明は、添付した図面を参照して行われたものであり、本発明の実施可能な特定の実施例を例示するために用いられる。また、次の各実施例に言及びびした方向の用語、例えば、上、下、前、後、左、右などは、添付した図面の方向を参考するためのもののみである。よって、以下に使用された方向の用語は、説明するために用いられ、本発明を限定するためのものでない。
【００１６】
図1A乃至図1Dは、本発明の一実施例によるズームレンズモジュールが異なるズーム変倍率における構造を示す図であり、そのうち、図1Aは、ズームレンズモジュールが広角端（wide-end）に位置する時の構造を示し、図1Bは、ズームレンズモジュールが第一中間位置（middle）に位置する時の構造を示し、図1Cは、ズームレンズモジュールが第二中間位置に位置する時の構造を示し、図1Dは、ズームレンズモジュールが望遠端（tele-end）に位置する時の構造を示す。
【００１７】
図1A乃至図1Dを参照する。本実施例によるズームレンズモジュール1000は、物側及び像側の間に配置される。ズームレンズモジュール1000は、物側に位置する景物P（対象物P）を像側における結像面に結像させるために用いられ、そのうち、ズームレンズモジュール1000は、ズームレンズ100及び光センサー170を含む。
【００１８】
詳細に言えば、ズームレンズ100は、物側から像側へ順に配列される第一レンズ群110、第二レンズ群120、第三レンズ群130、及び一第四レンズ群140を含む。第一レンズ群110は、物側及び像側の間に配置され、且つ負の屈折力を有する。第二レンズ群120は、第一レンズ群110及び像側の間に配置され、且つ正の屈折力を有する。第三レンズ群130は、第二レンズ群120及び像側の間に配置され、且つ負の屈折力を有する。第四レンズ群140は、第三レンズ群130及び像側の間に配置される。本実施例では、第四レンズ群140は、正の屈折力を有する。具体的に言えば、第一レンズ群110及び第四レンズ群140は、それぞれ、固定の群であり、言い換えると、第一レンズ群110及び第四レンズ群140は、ズームレンズ100全体に対して言えば、固定の位置を維持し移動せず、第二レンズ群120は、第一レンズ群110に対して移動し、ズーミングを実現するために用いられ、第三レンズ群130は、第一レンズ群110に対して移動し、フォーカシングを実現するために用いられる。
【００１９】
また、第二レンズ群120、第三レンズ群130、及び第四レンズ群140のそれぞれに含まれるレンズの数は、全て偶数である。例えば、第二レンズ群120のレンズの数は二つであり、第三レンズ群130のレンズの数は四つであり、及び第四レンズ群140のレンズの数は二つである。さらに言えば、第一レンズ群110は、物側から像側へ順に配列される二つの負のレンズを含み、且つ第四レンズ群140は、物側から像側へ順に配列される一つの正のレンズ及び一つの負のレンズを含み、第三レンズ群130は、二つの接合レンズを含み、そのうち、各接合レンズは、二つのガラス球面レンズを含み、且つ第三レンズ群130には、非球面レンズがない。
【００２０】
本実施例では、光センサー170は、像側に配置され、且つ光センサー170上のセンシング領域は、結像面を形成することができ、ズームレンズ100は、物側に位置する景物P（対象物P）を光センサー170に結像させることができ、即ち、この結像面に結像させる。光センサー170は、例えば、電荷結合素子(charge  coupled  device、CCD)、相補型金属酸化膜半導体センサー(complementary  metal-oxide-semiconductor  sensor、CMOS  sensor)又は、ネガフィルムである。
【００２１】
本実施例のズームレンズモジュール1000は、次の条件を満たすことができる。
【００２２】
16≧C.R.A.(W)/ImgH≧10、及び
15≧C.R.A.(T)/ImgH≧7        (1)
そのうち、C.R.A.(W)は、ズームレンズモジュール1000が広角端に位置する時に、ズームレンズモジュール1000の主光線が結像面の最大フィールド（maximum  field）の処（即ち、結像面においてズームレンズ100の光軸Cから一番遠い箇所であり、この箇所及び光軸Cの距離は、最大像高である）に入射する入射角であり、この入射角は、主光線入射角度（chief  ray  angle、C.R.A.）とも称される。また、C.R.A.(T)は、ズームレンズモジュール1000が望遠端に位置する時に、ズームレンズモジュール1000の主光線が該結像面の最大フィールドの処に入射する入射角であり、且つImgHは、結像面の最大像高（即ち、光センサー170のセンシング領域においてズームレンズ100の光軸Cから最も遠い箇所から光軸Cまでの距離）である。光センサー170の光軸はズームレンズ100の光軸Cと重なり合う時に、最大像高はセンシング領域の対角線の長さの半分である。ズームレンズモジュール1000は、式(1)を満たす時に、小型化の構成に用いることができ、例えば、ズームレンズモジュール1000は、携帯電話用のレンズに用いることができ、その理由は、大きい主光線入射角度が携帯電話用のレンズの光センサー170に適することにある。
【００２３】
また、本実施例によるズームレンズモジュール1000は、次の条件を満たすことができる。
【００２４】
TTLW/TTLT=1        (2)
そのうち、TTLWは、ズームレンズモジュール1000が広角端における光学的総長さであり、TTLTは、ズームレンズモジュール1000が望遠端における光学的総長さである。なお、本実施によるズームレンズモジュール1000の構成について言えば、光学的総長さとは、ズームレンズモジュール1000において物側に最も近いレンズ（例えば、第一レンズ110）が物側に面する表面S1が光軸Cにおける点から、光センサー170の結像面が光軸Cにおける点までの距離を指す。ズームレンズモジュール1000は、式(2)を満たす時に、ズームレンズ100がズーミング時に光学的総長さを変えないこと表し、よって、ズームレンズ100は、光路折り曲げ型レンズとして適用できる。
【００２５】
また、本実施例によるズームレンズモジュール1000は、次の条件を満たすことができる。
【００２６】
9≦TTLT/ImgH≦15        (3)
そのうち、TTLTは、ズームレンズモジュール1000が望遠端における光学的総長さであり、ImgHは、結像面の最大像高である。
【００２７】
本実施例によるズームレンズモジュール1000は、次の条件を満たすこともできる。
【００２８】
0.9＜|FG2/FG1|＜1.5        (4)
そのうち、FG1は第一レンズ群110の有効焦点距離であり、FG2は第二レンズ群120の有効焦点距離である。
【００２９】
また、本実施例によるズームレンズモジュール1000は、次の条件を満たすこともできる。
【００３０】
0.3＜|Fw/FG2|＜0.9、及び
0.2＜|Fw/FG3|＜0.9        (5)
そのうち、Fwは、ズームレンズモジュール1000が広角端における時の有効焦点距離（effective  focal  length、EFL）であり、FG2は、第二レンズ群120の有効焦点距離であり、且つFG3は第三レンズ群130の有効焦点距離である。よって、ズームレンズモジュール1000は、式(5)を満たす時に、良好な結像品質を達成することができる。
【００３１】
このようにして、C.R.A.(W)、C.R.A.(T)、TTLW、TTLT及びImgHは、関係式(1)乃至関係式(3)を満たし、且つFW、FG1、FG2及びFG3は、関係式(4)乃至関係式(5)を満たす時に、ズームレンズモジュール1000は、像側において品質が良好な映像を取得することができる。
【００３２】
以下、例を挙げて、ズームレンズモジュール1000における各レンズ群の構成を説明するが、本発明は、これに限定されない。
【００３３】
図1Aにおけるズームレンズ100を参照する。第一レンズ群110は、物側から像側へ順に配列される第一レンズ112、プリズム114、及び第二レンズ116を含み、且つ第一レンズ112及び第二レンズ116の屈折力は、順に、全て負である。また、プリズム114は、反射面114aを有し、反射面114aは、第一レンズ112からの光を第二レンズ116へ反射することができる。具体的に言えば、プリズム114の表面S3は入光面であり、プリズム114の表面S5は出光面である。第一レンズ112からの光は、表面S3を経由してプリズム114に進入した後に、反射面114aにより表面S5へ反射され、表面S5を経由して第二レンズ116に伝播（到着）することができる。本実施例では、反射面114aは、例えば、全反射面である。
【００３４】
第二レンズ群120は、物側から像側へ順に配列される第三レンズ122及び第四レンズ124を含んでもよく、且つ第三レンズ122及び第四レンズ124の屈折力は、順に、全て正である。第三レンズ群130は、第五レンズ132、第六レンズ134、第七レンズ136及び第八レンズ138を含んでもよく、且つ第五レンズ132、第六レンズ134、第七レンズ136及び第八レンズ138の屈折力は、順に、負、正、正及び負である。また、第五レンズ132及び第六レンズ134は、接合レンズ131を構成してもよく、且つ第七レンズ136及び第八レンズ138は、接合レンズ133を構成してもよい。第四レンズ群140は、物側から像側へ順に配列される第九レンズ142及び第十レンズ144を含んでもよく、且つ第九レンズ142及び第十レンズ144の屈折力は、順に、正及び負である。
【００３５】
具体的に言えば、第一レンズ112は、例えば、両凹レンズであり、且つ第二レンズ116は、例えば、凹面が像側に面する負メニスカスレンズである。第三レンズ122は、例えば、凸面が該物側に面する負メニスカスレンズであり、且つ第四レンズ124は、例えば、両凸レンズである。第五レンズ132は、例えば、両凹レンズであり、第六レンズ134は、例えば、両凸レンズであり、第七レンズ136は、例えば、両凸レンズであり、且つ第八レンズ138は、例えば、両凹レンズである。第九レンズ142は、例えば、両凸レンズであり、且つ第十レンズ144は、例えば、凹面が該物側に面する負メニスカスレンズである。また、本実施例におけるズームレンズ100では、第一レンズ112、第二レンズ116、第四レンズ124及び第十レンズ144は、それぞれ、非球面レンズであってもよい。
【００３６】
本実施例によるズームレンズモジュール1000は、次の条件を満たすことができる。
【００３７】
1.90＜|T1G/FW|＜2.40        (6)
そのうち、T1Gは、第一レンズ群110の第一レンズ112が物側に面する表面から、第一レンズ群110の第二レンズ116が像側に面する表面までの距離（プリズム114を含み）であり、即ち、表面S1から表面S7までの間において光軸Cに沿った距離であり、FWは、広角端にある時の有効焦点距離(effective  focal  length)である。関係式(6)が1.90よりも小さい時に、第一レンズ群110の長さを長くさせることができ、よって、レンズの小型化の構成を達成することができない。関係式(6)が2.40よりも大きい時(即ち、T1Gが小さくなる時)に、第一群レンズ110の屈折力を大くさせることができ、これにより、第一群レンズ110の第一レンズ112の外径が大きくなり、製造プロセスのコストが増加し、レンズの小型化の構成を達成することができない。
【００３８】
本実施例によるズームレンズモジュール1000は、次の条件を満たすことができる。
【００３９】
1＜CAp(S3)/CAstp＜1.8        (7)
そのうち、CAp(S3)は、プリズム114の表面S3の有効径（clear  aperture）を表し、CAstpは、開口絞り150の有効径を表す。
【００４０】
本実施例におけるズームレンズ100は、次の条件を満たすこともできる。
【００４１】
1.95＞Ndp＞1.80        (8)
そのうち、Ndpは、プリズム114の屈折率である。本実施例では、1.95＞Ndp＞1.80であるため、プリズム114のサイズ及び厚みを減少させることができ、レンズの小型化の効果を達成することができる。
【００４２】
一方で、ズームレンズ100は、次の条件を満たすことができる。
【００４３】
15＜Vp＜25、25＜V1＜35、及び、20＜V2＜30        (9)
そのうち、Vpは、プリズム114の色分散（chromatic  dispersion）係数であり、V1は、第九レンズ142の色分散係数であり、V2は、第十レンズ144の色分散係数である。
【００４４】
本実施例におけるズームレンズ100の四つのレンズ群110、120、130、及び140の屈折力は、上述の負、正、負、正の組み合わせを採用するので、光学収差（optical  aberration）のレベルを有効に小さくさせることができる。また、本実施例では、ズームレンズモジュール1000は、三倍ズームに近い機能を有することができる。図1A乃至図1Dに示すように、ズームレンズモジュール1000の倍率が広角端（図1Aに示す）から順に第一中間位置（図1Bに示す）及び第二中間位置（図1Cに示す）を経由して次第に望遠端（図1Dに示す）になる時に、第二レンズ群120及び第三レンズ群130は、第四レンズ群140に近い一方側から、第一レンズ群110に近い一方側へ移動する。
【００４５】
なお、本実施例におけるズーム倍率とは、ズームレンズモジュール1000において、最大有効焦点距離の長さと最小有効焦点距離の長さとの比を指す。言い換えると、第二レンズ群120及び第三レンズ群130は、第一レンズ群110及び第四レンズ群140の間に移動する時に、ズームレンズモジュール1000の有効焦点距離は、一定の範囲において変更することができ、そのうち、最大有効焦点距離の長さと、最小有効焦点距離の長さとの比は、ズームレンズモジュール1000の倍率と定義される。
【００４６】
さらに言えば、第二レンズ群120は、ズーミング用の群と見なされてもよく、第三レンズ群130は、焦点合わせ用の群と見なされてもよく、且つ、第二レンズ群120及び第三レンズ群130は、第一レンズ群110及び第四レンズ群140の間に相対移動する。倍率が小さくなる時、第二レンズ群120及び第三レンズ群130は、第一レンズ群110から離れることができ、即ち、広角端になる。倍率が大きくなる時に、第二レンズ群120及び第三レンズ群130は、第一レンズ群110に接近することができ、即ち、望遠端になる。言い換えると、本実施例によるズームレンズモジュール1000は、第二レンズ群120及び第三レンズ群130を移動させることができ、即ち、三倍ズームに近い効果を有することができる。
【００４７】
なお、図1Aに示すように、第一レンズ群110は、反射面114aを有する一つのプリズム114を更に含む。これにより、プリズム114は、ズームレンズモジュール1000に導かれた光線の進行方向を変えさせることができる。言い換えると、ズームレンズモジュール1000の光学的ズーミングの方式は、ズームレンズモジュール1000の内部で完成するので、ズームレンズモジュール1000の小型化の目的を達成することができる。例えば、ズームレンズモジュール1000のズーム機能はその内部で完成するので、ズームレンズモジュール1000は、携帯電話内に設けられて、携帯電話用のレンズがデジタルズーミング後に画質が不良である問題を改善することができ、或いは、小型のデジタルビデオ（digital  video、DV）製品に用いることができる。
【００４８】
一方で、本実施例における第四レンズ群140の屈折力は、正であるので、ズームレンズモジュール1000の光軸Cにおける辺縁光線が像平面に入射した光経路と、光軸Cとの夾角を大きくさせることができる。このようにして、ズームレンズモジュール1000の開口数（numerical  aperture、NA）を向上させ、アパーチャのF値（F-number）を減少させることができるので、大アパーチャの特性を達成することができる。
【００４９】
また、本実施例では、第一レンズ112、第二レンズ116、第四レンズ124及び第十レンズ144は、それぞれ、非球面レンズであってもよく、ズームレンズモジュール1000中の他の六つのレンズは、球面レンズ又は非球面レンズであってもよい。非球面レンズ及び球面レンズの組み合わせにより、ズームレンズモジュール1000は、三倍ズームに近い効果及び高解析度を有する利点を実現することができる。例えば、ズームレンズモジュール1000は、高画素のレンズに用いることができる。
【００５０】
ズームレンズモジュール1000に、より良い光学品質を持たせるために、ズームレンズモジュール1000は、第二レンズ群120中に位置する開口絞り150を更に含んでもよい。より詳細に言えば、開口絞り150は、入射光量を制御するために、第三レンズ122及び第四レンズ124の間に配置されてもよい。
【００５１】
また、ズームレンズモジュール1000は、光センサー170を保護するために、ガラス蓋（cover  glass）160を更に含んでもよく、そのうち、ガラス蓋160は、第四レンズ群140の第十レンズ144及び光センサー170の間に配置されてもよい。特に、ガラス蓋160の、第十レンズ144に面する表面S23、又は、光センサー170に面する表面S24は、光フィルタリング機能を有してもよい。例えば、ガラス蓋160の表面S23又はS24には、赤外線を阻止し可視光を通過させるために、ICカットフィルム（IR  cutting  film）（図示せず）が貼り付けられてもよい。これにより、ガラス蓋160は、光センサー170を保護することができ、且つICカットフィルムは、光センサー170が取得した映像に、色変（discolor）という問題を生じさせ難い。
【００５２】
また、本実施例によるズームレンズモジュール1000は、アクチュエータ180を選択的に配置することができ、そのうち、アクチュエータ180は、第一レンズ110に接続され得る。ズームレンズモジュール1000は景物P（対象物P）に対して第一方向D1へ振動する時に、アクチュエータ180は、第一レンズ110を該第一方向D1へズームレンズモジュール1000の光軸Cから離れさせる（逸脱させる）。このようにして、第一レンズ110は、ズームレンズモジュール1000の光軸Cと同じ方向の移動が発生することができるので、結像面中の結像を不動に維持させることができる。これに反して、ズームレンズモジュール1000は第二方向D2へ振動する時に、アクチュエータ180は、第一レンズ110を該第二方向D2へ光軸Cから離れさせ（逸脱させ）、これにより、結像面中の結像を不動に維持させることができる。本実施例では、第一方向D1及び第二方向D2は何の方向であるかを限定せず、それらは、光軸Cに垂直な任意の方向であってもよく、そのうち、第一方向D1は、第二方向D2と実質的に相反する方向であってもよい。
【００５３】
表1は、第一レンズ112の偏移方向及びズームレンズ100の光軸Cの偏移方向の関係を説明するためのものである。図1Eは、図1Aにおける第一レンズ及びズームレンズの光軸が物側に対する偏移方向を示す図である。表1及び図1Eを参照する。第一レンズ112の振れにより光軸を調整することで、全体の解像力が振れからの影響を受けないようにさせる。例えば、ズームレンズ100の光軸Cは第一象限へ偏移し、且つ(0.005、0.005)の座標R1に偏移した時に、第一レンズ112の光軸も第一象限へ偏移し、且つ(0.03481、0.03481)の座標R1’に偏移し、調整を行う。この座標は、例えば、第一方向D1及び第二方向D2と実質的に平行であり且つ光軸Cと実質的に垂直な平面にある。同様に、ズームレンズ100の光軸Cは第二象限へ偏移し、且つ(-0.005、0.005)の座標R2に偏移した時に、第一レンズ112の光軸も第二象限へ偏移し、且つ(-0.03481、0.03481)の座標R2’に偏移し、調整を行う。同様に、ズームレンズ100の光軸Cは第三象限へ偏移し、且つ(-0.005、-0.005)の座標R3に偏移した時に、第一レンズ112の光軸も第三象限へ偏移し、且つ(-0.03481、-0.03481)の座標R3’に偏移し、調整を行う。同様に、ズームレンズ100の光軸Cは第四象限へ偏移し、且つ(0.005、-0.005)の座標R4に偏移した時に、第一レンズ112の光軸も第四象限へ偏移し、且つ(0.03481、-0.03481)の座標R4’に偏移し、調整を行う。
【００５４】
【表１】
2014010453.tif 000003
以下、ズームレンズモジュール1000の一実施例を挙げる。なお、次の表2、表3及び表4にリストされているデータ・情報は、本発明を限定するためのものではなく、当業者は、本発明を参照した上で、本発明の原理を用いてそのパラメータ又は設定に対して適切な変更を行ってもよく、また、これらの変更は、依然として本発明の範囲に属する。
【００５５】
【表２】
2014010453.tif 000004
表2では、曲率半径とは、各表面の曲率半径を指し、間隔とは、光軸Cにおける二つの隣接する表面間の直線距離を指し、例えば、表面S1の間隔は、光軸Cにおける表面S1から表面S2までの間の直線距離である。備考欄における各レンズが対応する厚み、屈折率及び色分散係数は、同列における各間隔、屈折率及び色分散係数の対応する数値を参照することができる。
【００５６】
また、表2では、表面S1、S2は、第一レンズ112の両表面である。表面S3、S4、S5は、それぞれ、プリズム114の入光面、反射面114a及び出光面である。表面S6、S7は、第二レンズ116の両表面である。表面S8、S9は、第三レンズ122の両表面である。表面S10は、開口絞り150である。表面S11、S12は、第四レンズ124の両表面である。表面S13は、物側に面する第五レンズ132の表面であり、表面S14は、第五レンズ132及び第六レンズ134を接続する表面であり、且つ表面S15は、像側に面する第六レンズ134の表面である。表面S16は、物側に面する第七レンズ136の表面であり、表面S17は、第七レンズ136及び第八レンズ138を接続する表面であり、且つ表面S18は、像側に面する第八レンズ138の表面である。表面S19、S20は、第九レンズ142の両表面である。表面S21、S22は、第十レンズ144の両表面である。表面S23、S24は、ガラス蓋160の両表面である。表面S18の列の間隔値は、表面S18から像側までの距離である。
【００５７】
上述の表面S1、S2、S6、S7、S11、S12、S21、S22は非球面であり、非球面公式は次の通りである。
【００５８】
【数１】
2014010453.tif 000005
上述の非球面公式では、Zは、光軸方向の偏移量（sag）であり、cは、接触球（osculating  sphere）の半径の逆数であり、即ち、光軸Cに接近する処の曲率半径（例えば、表内のS1、S2の曲率半径）の逆数である。Kは、二次曲面係数（conic  constant）であり、yは、非球面から光軸Cまでの垂直高さであり、即ち、レンズの中心からレンズの辺縁までの高さであり、A1〜A5は、非球面係数（aspheric  coefficient）であり、そのうち、係数A1は、0である。表2にリストされているのは、表面S1、S2、S6、S7、S11、S12、S21、S22のパラメータの値である。
【００５９】
【表３】
2014010453.tif 000006
【００６０】
【表４】
2014010453.tif 000007
表4は、それぞれ、ズームレンズモジュール1000が広角端、第一中間位置、第二中間位置及び望遠端における時の幾つかの重要なパラメータの値（有効焦点距離及び表面S7、S12、S18の可変距離を含み）を示しており、そのうち、表面S7、S12及びS18の間隔の三列のデータは、それぞれ、表面S7、S12及びS18が広角端、第一中間位、第二中間位及び望遠端における時に、それぞれ、次の表面と（例えば、S8、S13及びS19と）の距離を表す。また、本実施例によるズームレンズモジュール1000の有効焦点距離の範囲は、例えば、為3.2乃至8.7ミリメートル（mm）であり、F値（F-number）の範囲は、例えば、2.9乃至5.2であり、且つ視野角（field  of  view、FOV）(2ω)の範囲は、例えば、28度乃至74度である。また、表2乃至表4が対応するズームレンズモジュール1000は、上述の関係式(1)乃至関係式(9)を満たしている。
【００６１】
図2A乃至図2Bは、表2及び図1Aに対応するズームレンズモジュール1000が広角端における結像の光学シミュレーションデータ図であり、図2C乃至図2Dは、表2及び図1Cに対応するズームレンズモジュール1000が望遠端における結像の光学シミュレーションデータ図である。ここでは、それぞれ、波長が650nmである赤色光、波長が555nmである緑色光、及び波長が470nmである青色光を参考ウェーブバンド（waveband）としてシミュレーションを行う。図2A及び図2Cは、横向き光線の扇形図（transverse  ray  fan  plot）であり、図2B及び図2Dの各々では、左から右へ順に像面湾曲（field  curvature）及び歪み（distortion）の図である。図2A乃至図2Cに示す図は全て標準の範囲内にあるので、本実施例によるズームレンズモジュール1000は、良好な結像品質を有する。
【００６２】
図3は、本発明のもう一つの実施例によるズームレンズモジュールの構造を示す図である。図3を参照する。本実施例によるズームレンズモジュール2000は、図1Aにおけるズームレンズモジュール1000と類似し、両者の相違点は、主に、本実施例によるズームレンズモジュール2000の第四レンズ群240の屈折力が負であることにある。
【００６３】
詳細に言えば、第一レンズ群210は、物側から像側へ順に配列される第一レンズ212、プリズム214及び第二レンズ216を含み、且つ第一レンズ212及び第二レンズ216の屈折力は全て負である。また、プリズム214は、反射面214aを有し、反射面214aは、第一レンズ212からの光を第二レンズ216へ反射することができる。第二レンズ群220は、物側から像側へ順に配列される第三レンズ222、第四レンズ224、第五レンズ226及び第六レンズ228を含み、且つ第三レンズ222、第四レンズ224、第五レンズ226及び第六レンズ228の屈折力は、それぞれ、正、正、負及び正であり、第三レンズ群230は、物側から像側へ順に配列される第七レンズ232、第八レンズ234、第九レンズ236及び第十レンズ238を含み、且つ第七レンズ232、第八レンズ234、第九レンズ236及び第十レンズ238の屈折力は、それぞれ、負、正、負及び正である。第四レンズ群240の屈折力は負であり、且つ第四レンズ群240は、物側から像側へ順に配列される第十一レンズ242及び第十二レンズ244を含み、且つ第十一レンズ242及び第十二レンズ244の屈折力は、それぞれ、負及び正である。
【００６４】
第一レンズ212は、凸面が物側に面する負メニスカスレンズであり、且つ第二レンズ216は、両凹レンズであり、第三レンズ222は、両凸レンズであり、第四レンズ224は、両凸レンズであり、第五レンズ226は、両凹レンズであり、且つ第六レンズ228は、両凸レンズであり、第七レンズ232は、両凹レンズであり、且つ第八レンズ234は、両凸レンズであり、第九レンズ236は、両凹レンズであり、且つ第十レンズ238は、両凸レンズである。第十一レンズ242は、凹面が像側に面する負メニスカスレンズであり、且つ第十二レンズ244は、両凸レンズである。また、第一レンズ212、第二レンズ216、第三レンズ222、第十一レンズ242及び第十二レンズ244は、それぞれ、非球面レンズである。
【００６５】
一方で、ズームレンズ200は、次の条件を満たすことができる。
【００６６】
30＜Vp＜40、20＜V1＜30、及び、50＜V2＜60        (10)
そのうち、Vpは、プリズム214の色分散係数であり、V1は、第十一レンズ242の色分散係数であり、V2は、第十二レンズ244の色分散係数である。
【００６７】
なお、ズームレンズモジュール2000及びズームレンズモジュール1000の構造は類似し、両者の主な相違点は、ズームレンズモジュール2000の第四レンズ群240の屈折力が負であることにあるので、ズームレンズモジュール2000は、ズームレンズモジュール1000が言及している利点をも同様に有する。換言すると、ズームレンズモジュール2000は上述の関係式(1)乃至関係式(8)のうちの少なくとも一つの満たす時に、その全体のサイズ及びその光学品質は、比較的良いものを取得することができる。
【００６８】
以下、ズームレンズモジュール2000の一実施例を挙げる。なお、次の表5、表6及び表7にリストされているデータ・情報は、本発明を限定するためのものではなく、当業者は、本発明を参照した上で、本発明の原理を用いてそのパラメータ又は設定に対して適切な変更を行ってもよく、また、これらの変更は、依然として本発明の範囲に属する。
【００６９】
【表５】
2014010453.tif 000008
表5では、曲率半径とは、各表面の曲率半径を指し、間隔とは、光軸Cにおける二つの隣接する表面間の直線距離を指し、例えば、表面S1’の間隔は、光軸Cにおける表面S1’から表面S2’までの間の直線距離である。備考欄における各レンズが対応する厚み、屈折率及び色分散係数は、同列における各間隔、屈折率及び色分散係数の対応する数値を参照することができる。
【００７０】
また、表5では、表面S1’、S2’は、第一レンズ212の両表面である。表面S3’、S4’、S5’は、それぞれ、プリズム214の入光面、反射面及び出光面である。表面S6’、S7’は、第二レンズ216の両表面である。表面S8’、S9’は、第三レンズ222の両表面である。表面S10’、S11’は、第四レンズ224の両表面である。表面S12’は、物側に面する第五レンズ226の表面であり、表面S13’は、第五レンズ226及び第六透228を接続する表面であり、表面S14’は、像側に面する第六レンズ228の表面であり、且つ表面S14’は、開口絞り250である。表面S15’は、物側に面する第七レンズ232の表面であり、表面S16’は、第七レンズ232及び第八レンズ234を接続する表面であり、且つ表面S17’は、像側に面する第八レンズ234の表面である。表面S18’、S19’は、第九レンズ236の両表面である。表面S20’、S21’は、第十レンズ238の両表面である。表面S22’、S23’は、第十一レンズ242の両表面である。表面S24’、S25’は、第十二レンズ244の両表面である。表面S26’、S27’は、ガラス蓋260の両表面である。表面S27’の間隔値は、表面S27’から像側までの距離である。
【００７１】
上述の表面S1’、S2’、S6’、S7’、S8’、S9’、S22’、S23’、S24’、S25’は非球面である、非球面公式は次の通りである。
【００７２】
【数２】
2014010453.tif 000009
上述の非球面公式では、Zは、光軸方向の偏移量（sag）であり、cは、接触球（osculating  sphere）の半径の逆数であり、即ち、光軸Cに接近する処の曲率半径（例えば、表内のS1’、S2’の曲率半径）の逆数である。Kは、二次曲面係数（conic  constant）であり、yは、非球面から光軸Cまでの垂直高さであり、即ち、レンズの中心からレンズの辺縁までの高さであり、A1〜A5は、非球面係数（aspheric  coefficient）であり、そのうち、係数A1は、0である。表5にリストされているのは、表面S1’、S2’、S6’、S7’、S8’、S9’、S22’、S23’、S24’、S25’のパラメータの値である。
【００７３】
【表６】
2014010453.tif 000010
【００７４】
【表７】
2014010453.tif 000011
表7は、それぞれ、ズームレンズモジュール2000が広角端、第一中間位置、第二中間位置及び望遠端における時の幾つかの重要なパラメータの値（有効焦点距離及び表面S7’、S14’、S21’の可変距離を含み）を示しており、そのうち、表面S7’、S14’及びS21’の間隔の三列のデータは、それぞれ、表面S7’、S14’及びS21’が広角端、第一中間位、第二中間位及び望遠端における時に、それぞれ、次の表面と（例えば、S8’、S15’及びS22’と）の距離を表す。また、本実施例によるズームレンズモジュール2000の有効焦点距離の範囲は、例えば、3.1乃至8.5ミリメートル（mm）であり、F値（F-number）の範囲は、例えば、2.8乃至5.6であり、且つ視野角（field  of  view、FOV）(2ω)の範囲は、例えば、28度乃至76度である。また、ズームレンズモジュール1000と類似するように、表5乃至表7が対応するズームレンズモジュール2000は、上述の関係式(1)乃至関係式(6)、及び関係式(8)を満たしている。
【００７５】
図4A乃至図4Bは、表4及び図3に対応するズームレンズモジュール2000が広角端における結像の光学シミュレーションデータ図であり、図4C乃至図4Dは、表4及び図3に対応するズームレンズモジュール2000が望遠端における結像の光学シミュレーションデータ図である。ここで、それぞれ、波長が650nmである赤色光、波長が555nmである緑色光、及び波長が470nmである青色光を参考ウェーブバンドとしてシミュレーションを行う。図4A及び図4Cは、横向き光線の扇形図であり、図4B及び図4Dの各々では、左から右へ順に像面湾曲及び歪みの図である。図4A乃至図4Dに示されている図は全て標準範囲内にあるので、本実施例によるズームレンズモジュール2000は、良好な結像品質を有する。
【００７６】
以上述べたところを総合すれば、本発明の実施例は、次の利点の少なくとも一つを有する。
【００７７】
1.  本発明の実施例によるズームレンズモジュールでは、ズームレンズの第一レンズ群、第二レンズ群、第三レンズ群の屈折力は順に負、正及び負であり、且つ第一レンズ群及び第四レンズ群はそれぞれ固定の群であり、第二レンズ群は第一レンズ群に対して移動しズーミングを実現し、第三レンズ群は、第一レンズ群に対して移動しフォーカシングを実現する。また、ズームレンズモジュールは、16≧C.R.A.(W)/ImgH≧10及び15≧C.R.A.(T)/ImgH≧7を満たす。これにより、ズームレンズモジュールは、簡単な構成及び良好な光学結像品質を有することができる。
【００７８】
2.  本発明の実施例によるズームレンズモジュールは、1.90＜|T1G/FW|＜2.40を満たし、そのうち、T1Gは、物側に面する第一レンズ群110の第一レンズ112表面から、像側に面する第一レンズ群110の第二レンズ116の表面までの距離であり、即ち、光軸Cに沿う表面S1から表面S7までの間の距離であり、FWは、広角端にある時の有効焦点距離である。|T1G/FW|＜1.90の時に、第一レンズ群110の長さを長くさせることできるので、レンズの小型化の構成を達成することができない。|T1G/FW|＞2.40の時に、第一群レンズ110の屈折力を大きくさせることができるので、第一群レンズ110の第一レンズ112の外径が大きくなり、製造プロセスのコストが増加し、レンズの小型化の構成を達成することができない。
【００７９】
3.  本発明の実施例によるズームレンズモジュールでは、アクチュエータを選択的に配置することができ、そのうち、アクチュエータは、第一レンズに接続され得る。ズームレンズモジュールは景物（対象物）に対して第一方向へ振動する時に、アクチュエータは第一レンズを該第一方向へズームレンズモジュールの光軸から離れさせる（逸脱させる）。第一レンズは、ズームレンズモジュールの光軸と同じ方向の移動が発生することができるので、結像面中の結像を不動に維持させることができる。よって、本発明のズームレンズモジュールは、撮影時の振動により映像がぼんやりしていることがない。
【００８０】
本発明は、前述した好適な実施例に基づいて以上のように開示されたが、前述した好適な実施例は、本発明を限定するためのものでなく、当業者は、本発明の精神と範囲を離脱しない限り、本発明に対して些細な変更と潤色を行うことができるので、本発明の保護範囲は、添付した特許請求の範囲に定まったものを基準とする。また、本発明の何れの実施例又は特許請求の範囲は、本発明に開示された全ての目的又は利点又は特徴を達成する必要がない。また、要約の部分と発明の名称は、文献の検索を助けるためのみのものであり、本発明の権利範囲を限定するものでない。また、本明細書又は特許請求の範囲に言及している「第一」、「第二」等の用語は、要素（element）に名前を付け、または、異なる実施例又は範囲を区別するためのもののみであり、要素の数量上の上限又は下限を限定するためのものでない。
【符号の説明】
【００８１】
1000、2000：ズームレンズモジュール
100、200：ズームレンズ
110、210：第一レンズ群
112、212：第一レンズ
114、214：プリズム
114a、214a：反射面
116、216：第二レンズ
120、220：第二レンズ群
122、222：第三レンズ
124、224：第四レンズ
130、230：第三レンズ群
131、133、221、231：接合レンズ
132、226：第五レンズ
134、228：第六レンズ
136、232：第七レンズ
138、234：第八レンズ
140、240：第四レンズ群
142、236：第九レンズ
144、238：第十レンズ
150、250：開口絞り（aperture  stop）
160：ガラス蓋
170：光センサー
180：アクチュエータ
C：光軸
D1：第一方向
D2：第二方向
P：景物
R1〜R4、R1’〜R4’：座標
S1〜S24、S1’〜S27’：表面
【図１Ａ】
2014010453.tif 000012
【図１Ｂ】
2014010453.tif 000013
【図１Ｃ】
2014010453.tif 000014
【図１Ｄ】
2014010453.tif 000015
【図１Ｅ】
2014010453.tif 000016
【図２Ａ】
2014010453.tif 000017
【図２Ｂ】
2014010453.tif 000018
【図２Ｃ】
2014010453.tif 000019
【図２Ｄ】
2014010453.tif 000020
【図３】
2014010453.tif 000021
【図４Ａ】
2014010453.tif 000022
【図４Ｂ】
2014010453.tif 000023
【図４Ｃ】
2014010453.tif 000024
【図４Ｄ】
2014010453.tif 000025