(57)【要約】【課題】  変倍の際に全長を変化させることなく、移動されるレンズの枚数を最小限にし、かつ移動されるレンズの大きさを小さくしつつ、良好な収差補正を可能とした小型のズームレンズ系を提供する。【解決手段】  物体側から、負、正、負、正の４つの群のレンズで構成され、第２群のレンズを両凸形状で少なくとも一方の面が非球面を有する単レンズとし、第３群のレンズを像面側に凹面を有する単レンズとし、第４群のレンズを単レンズとし、第２群および第３群のレンズを移動させて変倍を行うズームレンズ系であり、第２群と第３群とのアッベ数の差が２５以上であり、さらに、次の条件を満たす。              ０．５≦｜Ｆ２／Ｆ３｜≦１．５ただし、Ｆ２、Ｆ３は、それぞれ第２群および第３群の単レンズの焦点距離。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から、負のパワーを持つ第１群のレンズと、両凸形状で少なくとも一方の面が非球面を有する単レンズからなる正のパワーを持つ第２群のレンズと、像面側に凹面を有する単レンズからなる負のパワーを持つ第３群のレンズと、単レンズからなる正のパワーを持つ第４群のレンズとからなり、前記第２群のレンズおよび前記第３群のレンズを移動することで変倍を行うズームレンズ系であって、以下の条件を満たすことを特徴とするズームレンズ系。
Ａ２−Ａ３≧２５                ・・・条件式１
０．５≦｜Ｆ２／Ｆ３｜≦１．５      ・・・条件式２
ただし、Ａ２：第２群のレンズのアッベ数
Ａ３：第３群のレンズのアッベ数
Ｆ２：第２群の単レンズの焦点距離
Ｆ３：第３群の単レンズの焦点距離
【請求項２】
以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ系。
２．０≦｜Ｆ１／Ｆｗ｜≦３．０      ・・・条件式３
ただし、Ｆ１：第１群のレンズの焦点距離
Ｆｗ：広角側の全系の焦点距離
【請求項３】
前記第４群のレンズは、少なくとも一方の面は非球面を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のズームレンズ系。
【請求項４】
前記第２群のレンズまたは前記第３群のレンズの近傍位置に絞りが配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のズームレンズ系。
【請求項５】
前記絞りは、前記第２群のレンズと前記第３群のレンズとの間に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ系。
【請求項６】
前記第１群のレンズは、２枚の単レンズから構成されており、少なくとも１面は非球面を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のズームレンズ系。
【請求項７】
変倍比が、２〜３倍であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のズームレンズ系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モバイルコンピュータ、携帯電話、情報携帯端末等に内蔵される小型のズームレンズ系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、撮像レンズのズームレンズ系には、例えば、モバイルコンピュータ、携帯電話、情報携帯端末等の小型の装置に組み込むための撮像レンズとして、物体側から、負、正、負の３群のレンズで構成されており、第１群のレンズと第２群のレンズとを移動して変倍する方式のズームレンズ系が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−５０７２号公報（第２−２３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のものは、第１群のレンズと第２群のレンズとを移動して変倍を行っているので、ズームレンズ系の全長が変化する。一般にモバイルコンピュータ、携帯電話、情報携帯端末等の小型の装置では、ズームレンズ系の全長は一定であることが望まれており、全長が変化することは欠点となる。
【０００４】
また、第１群のレンズは、物体側に位置しており、レンズの外径を大きくする必要がある。第２群のレンズは、収差補正の観点から２枚以上のレンズとならざるを得ず、重量の増加を招く。これらのことは、第１群のレンズおよび第２群のレンズが変倍のために移動されるので、小型の装置に組み込む際の欠点となる。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、変倍の際に全長を変化させることなく、移動されるレンズの枚数を最小限にし、かつ移動されるレンズの大きさを小さくしつつ、良好な収差補正を可能とした小型のズームレンズ系を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、請求項１に記載のズームレンズ系は、物体側から、負のパワーを持つ第１群のレンズと、両凸形状で少なくとも一方の面が非球面を有する単レンズからなる正のパワーを持つ第２群のレンズと、像面側に凹面を有する単レンズからなる負のパワーを持つ第３群のレンズと、単レンズからなる正のパワーを持つ第４群のレンズとからなり、前記第２群のレンズおよび前記第３群のレンズを移動することで変倍を行うズームレンズ系であって、以下の条件を満たすことを特徴とする。
【０００７】
Ａ２−Ａ３≧２５                ・・・条件式１
０．５≦｜Ｆ２／Ｆ３｜≦１．５      ・・・条件式２
ただし、Ａ２：第２群のレンズのアッベ数
Ａ３：第３群のレンズのアッベ数
Ｆ２：第２群の単レンズの焦点距離
Ｆ３：第３群の単レンズの焦点距離
請求項２に記載のズームレンズ系は、請求項１に記載のズームレンズ系であって、以下の条件を満たすことを特徴とする。
【０００８】
２．０≦｜Ｆ１／Ｆｗ｜≦３．０      ・・・条件式３
ただし、Ｆ１：第１群のレンズの焦点距離
Ｆｗ：広角側の全系の焦点距離
請求項３に記載のズームレンズ系は、請求項１または請求項２に記載のズームレンズ系であって、前記第４群のレンズは、少なくとも一方の面は非球面を有していることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載のズームレンズ系は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のズームレンズ系であって、前記第２群のレンズまたは前記第３群のレンズの近傍位置に絞りが配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載のズームレンズ系は、請求項４に記載のズームレンズ系であって、前記絞りは、前記第２群のレンズと前記第３群のレンズとの間に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載のズームレンズ系は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のズームレンズ系であって、前記第１群のレンズは、２枚の単レンズから構成されており、少なくとも１面は非球面を有していることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載のズームレンズ系は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のズームレンズ系であって、変倍比が、２〜３倍であることを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、物体側から、負、正、負、正の４群のレンズで構成し、少なくとも第２群、第３群、第４群のレンズに単レンズを採用し、そのうち第２群および第３群のレンズを移動して変倍を行う構成とすることにより、変倍に拘わらず全長を一定とすることができ、ズームレンズ系全体としてのレンズ枚数を少なくすることができ、特に変倍のために移動されるレンズの大きさ・重量を小さくすることができる。
【００１４】
また、球面収差を補正するために第２群のレンズを両凸形状で少なくとも１面が非球面を有する単レンズとし、像面湾曲収差を補正するために第３群のレンズを像面側に凹面を有する単レンズとしたことにより、良好に収差補正することができる。
【００１５】
さらに、条件式１および条件式２を満たすことにより、パワーを強くせざるを得ない第２群のレンズおよび第３群のレンズで色収差の発生を打ち消しあって、全系での色収差の発生を少なくすることができる。これは、色収差の発生を少なくするには、アッベ数の差が大きくかつパワーの絶対値の差が少ないことがよいことに基づくものであり、条件式１によりアッベ数の差の大きさの最低限度が規定され、条件式２によりパワーの絶対値の差の最大限度が規定されている。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像レンズにおいて、第１群のレンズの広角側の全レンズ系の焦点距離に対するパワー配置に関する条件であり、３．０を上回ると、第１群のレンズの焦点距離が過度に長くなり、ズームレンズ系が全体として長くなってしまうという不都合があることに基づくものである。
【００１７】
他方、２．０を下回ると、第１群のレンズの焦点距離が過度に短くなり、ズームレンズ系の焦点距離が広角側にあるとき、第１群で発生する負の歪曲が過度に大きくなり、補正が困難となるという不都合があることに基づくものである。
【発明の効果】
【００１８】
以上述べたように、本発明によれば、変倍の際に全長を変化させることなく、移動されるレンズの枚数を最小限にし、かつ移動されるレンズの大きさを小さくしつつ、良好な収差補正を可能とした小型のズームレンズ系を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００２０】
図１は、本発明に係るズームレンズ系の実施例１のレンズ構成図であり、焦点距離が広角側Ｗにあるときを示している。
【００２１】
このズームレンズ系のレンズ構成は、物体側から数えて、第１番目の第一レンズＬ１、第２番目の第二レンズＬ２、第３番目の第三レンズＬ３、第４番目の第四レンズＬ４、第５番目の第五レンズＬ５とからなる。
【００２２】
第一レンズＬ１および第二レンズＬ２は、第１群（Ｉ）を構成している。第三レンズＬ３は、両凸形状に形成されており、第２群（II）を構成している。第四レンズＬ４は、像面側に凹面が形成されており、第３群（III）を構成している。第五レンズＬ５は、第４群（IV）を構成している。第三レンズＬ３と第四レンズＬ４との間には、絞り７が配置されている。像面位置には、受光装置であるセンサＳが配置されている。センサＳは、対角寸法が５．４ｍｍの矩形の受光面（図示せず。）を有している。
【００２３】
変倍の際、第三レンズＬ３、第四レンズＬ４および絞り７が移動される。第三レンズＬ３および絞り７は、等間隔を維持したまま移動され、第四レンズＬ４および絞り７は、その間隔が微量に変化されて移動される（図１に記載の矢印の光軸に沿った成分方向を参照。）。図２および図３は、それぞれ変倍の際に移動された各群の位置関係を示しており、図２は、ズームレンズ系の焦点距離が中間位置Ｍにあるときを、図３は、ズームレンズ系の焦点距離が望遠側Ｔにあるときを示している。
【００２４】
図４〜図６は、それぞれ図１〜図３の球面収差図、像面湾曲収差図および歪曲収差図を示し、符号Ｓはサジタル収差曲線、Ｔはタンジェンシャル収差曲線を示している。なお、収差図の波長は、６５６．２７ｎｍ（Ｃ線）、５８９．２９ｎｍ（Ｄ線）、４８６．１３ｎｍ（Ｆ線）の３波長が示されている。
【００２５】
更に、下記の実施例１において、表１は面番号と曲率半径（Ｒ）と間隔（ｄ）と屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）との関係を示している。
【００２６】
面番号は図１に示す撮像レンズを物面側から順に数えた各レンズの面に対応する番号を示し、この面番号をＲiとすると、Ｒiはi面の曲率半径、ｄはi面からi＋１面までの距離（面間隔）、ｎｄはｄiに存在する媒質の屈折率（ここでは、ｄ線（587.56nm）における屈折率）、νｄはｄiに存在する媒質の分散（ここでは、ｄ線（587.56nm）におけるアッベ数）をそれぞれ示している。なお、iは１から１１までの整数である。面番号１１におけるｄは、第五レンズＬ５の１１面からセンサＳまでの距離を示している。
【００２７】
また、表２は、実施例１の表１に示す構成のズームレンズ系の広角側Ｗ、中間位置Ｍおよび望遠側Ｔにおけるレンズ特性を示している。
【００２８】
また、表３は、各群における群パワー、すなわち各群の焦点距離を示している。
【００２９】
また、表４は、下記の条件式１ないし条件式３の数値およびズーム比（変倍比）を示しており、かつ実施例１のズームレンズ系が条件式１ないし条件式３を満足していることを示している。
条件式１
Ａ２−Ａ３≧２５
ここで、Ａ２は、面番号５のアッベ数（表１参照。）。
【００３０】
Ａ３は、面番号８のアッベ数（表１参照。）。
【００３１】
このアッベ数の差は、大きければ大きい程良い。
条件式２
０．５≦｜Ｆ２／Ｆ３｜≦１．５
ここで、Ｆ２は、第２群の群パワー（表３参照。）。
【００３２】
Ｆ３は、第３群の群パワー（表３参照。）。
【００３３】
この値は１．０に近いほど良い。
条件式３
２．０≦｜Ｆ１／Ｆｗ｜≦３．０
ここで、Ｆ１は、第１群の群パワー（表３参照。）。
【００３４】
Ｆｗは、広角側の全系の焦点距離（表２参照。）。
【００３５】
更に、表５は、実施例１の非球面とされた面番号、その係数値を示しており、実施例１において、非球面形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向をＸとした直交座標系において、面頂点の曲率（曲率半径の逆数）をＣ、円錐係数をＫ、非球面係数をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとして以下の計算式で表している。
Ｘ＝[Ｃ×ｈ２／｛１＋｛１−（１＋Ｋ）×Ｃ２×ｈ２｝１／２｝]
＋Ａ×ｈ４＋Ｂ×ｈ６＋Ｃ×ｈ８＋Ｄ×ｈ１０
ただし、ｈ＝（Ｙ２＋Ｚ２）1/2
（実施例１）
図１に示すレンズ構成のズームレンズ系であり、図４は広角側での、図５は中間位置での、図６は望遠側での、球面収差、像面湾曲収差および歪曲収差を示したものである。実施例１では、ズームレンズ系の全長が１５ｍｍに設定されており、各レンズＬ１〜Ｌ５の総ての面が非球面を有している。
【００３６】
【表１】
2006227129.tif 000003
【００３７】
【表２】
2006227129.tif 000004
【００３８】
【表３】
2006227129.tif 000005
【００３９】
【表４】
2006227129.tif 000006
【００４０】
【表５】
2006227129.tif 000007
その表２、表４および図４〜図６から明らかなように、この実施例１の撮像レンズは、移動されるレンズを第三レンズＬ３および第四レンズＬ４の２枚とすることができ、かつ両レンズＬ３、Ｌ４を小さくしつつ、良好な収差補正が為されていることが解る。また、第三レンズＬ３および第四レンズＬ４は、それぞれ第２群および第３群を構成していることから、変倍の際にズームレンズ系の全長が変化することはない。
（実施例２）
この実施例２のズームレンズ系は、図７に示すように、実施例１のズームレンズ系とは各レンズＬ１〜Ｌ５の形状および相互の配置間隔が異なる例である。基本的な構成は、実施例１と同様であり、同じセンサＳが配置されている。図８〜図１０は、図４〜図６と同様に、それぞれの焦点距離が、広角側Ｗ、中間位置Ｍおよび望遠側Ｔにあるときの球面収差図、像面湾曲収差図および歪曲収差図を示し、符号Ｓはサジタル収差曲線、Ｔはタンジェンシャル収差曲線を示している。また、表６は表１と、表７は表２と、表８は表３と、表９は表４と、表１０は表５と同様であり、その説明は省略する。実施例２では、実施例１と同様に、ズームレンズ系の全長が１５ｍｍに設定されており、各レンズＬ１〜Ｌ５の総ての面が非球面を有している。
【００４１】
【表６】
2006227129.tif 000008
【００４２】
【表７】
2006227129.tif 000009
【００４３】
【表８】
2006227129.tif 000010
【００４４】
【表９】
2006227129.tif 000011
【００４５】
【表１０】
2006227129.tif 000012
表７、表９および図８〜図１０から明らかなように、実施例１のズームレンズ系と同様の効果を奏する。
（実施例３）
この実施例３のズームレンズ系は、図１１に示すように、実施例１および実施例２のズームレンズ系とは各レンズＬ１〜Ｌ５の形状および相互の配置間隔が異なる例である。基本的な構成は、実施例１と同様であり、同じセンサＳが配置されている。図１２〜図１４は、図４〜図６と同様に、それぞれの焦点距離が、広角側Ｗ、中間位置Ｍおよび望遠側Ｔにあるときの球面収差図、像面湾曲収差図および歪曲収差図を示し、符号Ｓはサジタル収差曲線、Ｔはタンジェンシャル収差曲線を示している。また、表１１は表１と、表１２は表２と、表１３は表３と、表１４は表４と、表１５は表５と同様であり、その説明は省略する。実施例３では、実施例１と同様に、ズームレンズ系の全長が１５ｍｍに設定されており、各レンズＬ１〜Ｌ５の総ての面が非球面を有している。
【００４６】
【表１１】
2006227129.tif 000013
【００４７】
【表１２】
2006227129.tif 000014
【００４８】
【表１３】
2006227129.tif 000015
【００４９】
【表１４】
2006227129.tif 000016
【００５０】
【表１５】
2006227129.tif 000017
表１２、表１４および図１２〜図１４から明らかなように、実施例１のズームレンズ系と同様の効果を奏する。
（実施例４）
この実施例４のズームレンズ系は、図１５に示すように、実施例１ないし実施例３のズームレンズ系とは各レンズＬ１〜Ｌ５の形状および相互の配置間隔が異なる例である。基本的な構成は、実施例１と同様であり、同じセンサＳが配置されている。図１６〜図１８は、図４〜図６と同様に、それぞれの焦点距離が、広角側Ｗ、中間位置Ｍおよび望遠側Ｔにあるときの球面収差図、像面湾曲収差図および歪曲収差図を示し、符号Ｓはサジタル収差曲線、Ｔはタンジェンシャル収差曲線を示している。また、表１６は表１と、表１７は表２と、表１８は表３と、表１９は表４と、表２０は表５と同様であり、その説明は省略する。実施例４では、実施例１と同様に、ズームレンズ系の全長が１５ｍｍに設定されており、各レンズＬ１〜Ｌ５の総ての面が非球面を有している。
【００５１】
【表１６】
2006227129.tif 000018
【００５２】
【表１７】
2006227129.tif 000019
【００５３】
【表１８】
2006227129.tif 000020
【００５４】
【表１９】
2006227129.tif 000021
【００５５】
【表２０】
2006227129.tif 000022
表１７、表１９および図１６〜図１８から明らかなように、実施例１のズームレンズ系と同様の効果を奏する。
（実施例５）
この実施例５のズームレンズ系は、図１９に示すように、実施例１ないし実施例４のズームレンズ系とは各レンズＬ１〜Ｌ５の形状および相互の配置間隔が異なる例である。基本的な構成は、実施例１と同様であり、同じセンサＳが配置されている。図２０〜図２２は、図４〜図６と同様に、それぞれの焦点距離が、広角側Ｗ、中間位置Ｍおよび望遠側Ｔにあるときの球面収差図、像面湾曲収差図および歪曲収差図を示し、符号Ｓはサジタル収差曲線、Ｔはタンジェンシャル収差曲線を示している。また、表２１は表１と、表２２は表２と、表２３は表３と、表２４は表４と、表２５は表５と同様であり、その説明は省略する。実施例５では、実施例１と同様に、ズームレンズ系の全長が１５ｍｍに設定されており、各レンズＬ１〜Ｌ５の総ての面が非球面を有している。
【００５６】
【表２１】
2006227129.tif 000023
【００５７】
【表２２】
2006227129.tif 000024
【００５８】
【表２３】
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【００５９】
【表２４】
2006227129.tif 000026
【００６０】
【表２５】
2006227129.tif 000027
表２２、表２４および図２０〜図２２から明らかなように、実施例１のズームレンズ系と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係るズームレンズ系の実施例１の広角焦点距離端（広角側）でのレンズ構成図である。
【図２】実施例１のズームレンズ系の中間焦点距離位置（中間位置）でのレンズ構成図である。
【図３】実施例１のズームレンズ系の望遠焦点距離端（望遠側）でのレンズ構成図である。
【図４】実施例１の広角側での諸収差図である。
【図５】実施例１の中間位置での諸収差図である。
【図６】実施例１の望遠側での諸収差図である。
【図７】本発明に係るズームレンズ系の実施例２の広角側でのレンズ構成図である。
【図８】実施例２の広角側での諸収差図である。
【図９】実施例２の中間位置での諸収差図である。
【図１０】実施例２の望遠側での諸収差図である。
【図１１】本発明に係るズームレンズ系の実施例３の広角側でのレンズ構成図である。
【図１２】実施例３の広角側での諸収差図である。
【図１３】実施例３の中間位置での諸収差図である。
【図１４】実施例３の望遠側での諸収差図である。
【図１５】本発明に係るズームレンズ系の実施例４の広角側でのレンズ構成図である。
【図１６】実施例４の広角側での諸収差図である。
【図１７】実施例４の中間位置での諸収差図である。
【図１８】実施例４の望遠側での諸収差図である。
【図１９】本発明に係るズームレンズ系の実施例５の広角側でのレンズ構成図である。
【図２０】実施例５の広角側での諸収差図である。
【図２１】実施例５の中間位置での諸収差図である。
【図２２】実施例５の望遠側での諸収差図である。
【符号の説明】
【００６２】
Ｌ１  第一レンズ
Ｌ２  第二レンズ
Ｌ３  第三レンズ
Ｌ４  第四レンズ
Ｌ５  第五レンズ
Ｉ  第１群
II  第２群
III  第３群
IV  第４群
７  絞り
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006227129.tif 000030
【図４】
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【図５】
2006227129.tif 000032
【図６】
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【図７】
2006227129.tif 000034
【図８】
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【図９】
2006227129.tif 000036
【図１０】
2006227129.tif 000037
【図１１】
2006227129.tif 000038
【図１２】
2006227129.tif 000039
【図１３】
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【図１４】
2006227129.tif 000041
【図１５】
2006227129.tif 000042
【図１６】
2006227129.tif 000043
【図１７】
2006227129.tif 000044
【図１８】
2006227129.tif 000045
【図１９】
2006227129.tif 000046
【図２０】
2006227129.tif 000047
【図２１】
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【図２２】
2006227129.tif 000049