(57)【要約】【課題】  携帯機器（例えば手持送受話器）の使用に適した、低価格で、コンパクトなメカニズムの小型のズームレンズを提供する。【解決手段】  本発明のズームレンズは、被写体面に近いところから画像形成面までに、ネガティブ機能レンズセットである第１のレンズ群と、ポジティブ機能レンズセットである第２のレンズ群およびポジティブ機能レンズセットである第３のレンズ群とを含む、３つのレンズ群を配置してある。その内、第２のレンズ群は、０．４＜｜ｆ２／ｆＴ｜＜０．６という式に満たされる必要がある。このように構成することによって、レンズの全長をおさえ、ガラスレンズは１枚か最大でも２枚だけで、２〜３倍のズーム倍率を提供することができ、薄型で、軽く、低コストで高品質な画像を提供することができる。【選択図】      図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体面から画像平面までにおいて
ネガティブ機能を有する第１のレンズ群と、
ポジティブ機能を有し、０．４＜｜ｆ２／ｆＴ｜＜０．６、ｆ２は第２のレンズ群の焦点距離で、ｆＴは望遠撮影時のズームレンズの焦点距離の条件を満たす第２のレンズ群と、
ポジティブ機能を有する第３のレンズ群と
を有するズームレンズ。
【請求項２】
第１のレンズ群が被写体面に面する凹面を有する第１のレンズを含むことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
第１のレンズが負のレンズであることを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
第１のレンズがＶｄ≧５０、Ｖｄはズームレンズのアッベ数の条件を満たすことを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ。
【請求項５】
第２のレンズ群が被写体面から画像形成面までに位置する第２のレンズ、第３のレンズと第４のレンズを含み、該第２のレンズはポジティブ機能、該第３のレンズはポジティブ機能、該第４のレンズはネガティブ機能であることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項６】
第３のレンズ群が正のレンズである第５のレンズを含むことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項７】
ズームレンズがＴ/Ｈ＜７、Ｔはズームレンズの全長、Ｈは画像の高さ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズに関するもので、特にデジタル・カメラ、デジタルビデオカメラなどのデジタル写真撮影装置に用いられ、コンパクトな構造を有し、低コストで製造可能な、手持送受話器などの携帯機器に使用できる小型ズームレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、カメラ組込手持送受話器は、非常にファッショナブルになってきており、薄型で安価な小型写真撮影レンズの需要が非常に伸びている。固定焦点レンズが広く使われており、またズームレンズ・モジュールが伸びる傾向にある。
【０００３】
これまでは、２〜３倍のズーム倍率を得るため、ズームレンズには少なくともガラスレンズが６枚必要であった。これではレンズの全長は、薄型携帯機器には不適当になってしまう。
【０００４】
従来の技術は、米特許Ｎｏ．６，７５７，１１１にズーム倍率３倍の簡素なズームレンズが開示されている。これにはガラスレンズ６枚が使用されている。６枚のレンズのうち３枚は、非球面ガラスレンズである。レンズの長さは、画像の高さのおよそ９.４倍である。カメラ手持送受話器用には長すぎ、またコストもかかる。米国特許公告Ｎｏ．２００４００１２８５９のものは、画像の約８.６倍の長さのレンズを備えている。これも長さが大きくズーム倍率は２倍だけと低い。米国特許公告Ｎｏ．２００４０１３６７０５ではズーム倍率３倍のズームレンズが開示されているが、ズームレンズの長さは画像の高さのおよそ１０倍である。これは薄型製品で使うには長すぎる。
【０００５】
したがって、ガラスレンズを少なくし、プラスチック部品を多く用いて、製造原価を下げ、市場の要求を満たす小型のズームレンズを早急に開発する必要がある。
【特許文献１】米特許Ｎｏ．６，７５７，１１１
【特許文献２】米特許公開Ｎｏ．２００４００１２８５９
【特許文献３】米特許公開Ｎｏ．２００４０１３６７０５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の問題に鑑み、本発明は、携帯機器（例えば手持送受話器）の使用に適した、低価格で、コンパクトなメカニズムの小型のズームレンズを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のズームレンズには、被写体面に近いところから画像形成面までに、ネガティブ機能レンズセットである第１のレンズ群、ポジティブ機能レンズセットである第２のレンズ群およびポジティブ機能レンズセットである第３のレンズ群を含む、３つのレンズ群を配置してある。第２のレンズ群は、以下の条件を満たしている必要がある。
０．４＜｜ｆ２／ｆＴ｜＜０．６
ここで、ｆ２は第2のレンズ群の焦点距離であり、
ｆＴは望遠撮影時のズームレンズ焦点距離である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明はズームレンズの設計によりレンズの全長がコンパクトになり、且つ、２〜３のズーム倍率を提供することができる。また、レンズの中にはガラスのものがわずか１枚若しくは２枚だけであり、軽く、薄く、短くて、小型及び低コスト、且つ、高い品質のニーズに合せることができる。
【０００９】
前記および付属物についての本発明の特徴と長所は、添付図面をもとに説明する以下の詳細な説明から更に明白になろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１Ａから１Ｃまでを参照して、本発明のズームレンズの望遠部、中間部と広角部を説明する。被写体面（すなわち、写真をとる対象すなわち図面の左側）から順に、第１のレンズ群１０、第２のレンズ群２０と第３のレンズ群３０がある。第１のレンズ群１０はネガティブ機能レンズセット、第２のレンズ群２０はポジティブ機能レンズセット、第３のレンズ群３０はポジティブ機能レンズセットである。
【００１１】
図面で示すように、本発明の実施態様は、レンズを５枚だけを使う。したがって、使用するレンズ数は少なくなり、レンズの全長も短くなっている。
【００１２】
本実施態様では、第１のレンズ群１０は第１のレンズ１１を含み、第２のレンズ群２０は第２のレンズ２１、第３のレンズ２２、第４のレンズ２３を含み、第３のレンズ群３０は第５のレンズ３１を含む。
【００１３】
第１のレンズ群１０において、第１のレンズ１１は負のレンズであり、しかも対象に面した面を凹面に設けなければならない。こうしたことにより、長焦点距離用に使用するとき、後部の基準面が前に移動し、レンズの長さを短くすることができる。
【００１４】
この実施態様では、画像形成面に面している第１のレンズ１１の表面も凹面に設けられているが、実際にはレンズの長さに応じて該表面の形が変化する。さらに、第１のレンズ１１は、以下の条件を満たす必要がある。
Ｖｄ≧５０
ここで、Ｖｄはズームレンズのアッベ数である。
第２のレンズ群２０では、第２のレンズ２１は正のレンズで、第３のレンズ２２は正のレンズ、第４のレンズ２３は負のレンズである。
また第２のレンズ群２０は、以下の条件を満たしている必要がある。 
０．４＜｜ｆ２／ｆＴ｜＜０．６
ここで、ｆ２は第２のレンズ群の焦点距離であり、
ｆＴは望遠撮影時のズームレンズの焦点距離である。
【００１５】
第２のレンズ群２０の焦点設計は、第２のレンズ群２０の全体の光学焦点を制御、焦点精度を高め、その歪曲を小さくし、ズーム時の第２のレンズ群の移動距離を短くすることを狙っている。
第３のレンズ群３０の第５のレンズ３１は、光感受性部品に入ってくる入射角を制御する正のレンズである。このレンズは被写体との距離が変化するときの焦点調節に使われる。このレンズは単一レンズ構造で、アクチュエータの消費電力を小さくすることができ、焦点調節速度を上げることができる。
【００１６】
本発明では、絞り４０が第１のレンズ群１０と第２のレンズ群２０の中間に配置してある。一方、ズームレンズの焦点距離が変わると絞り４０の相対的な位置が変わるが、第２のレンズ群２０の間に変化はない。すなわち、絞り４０は第２のレンズ群２０につれて移動し、その間の距離を一定に保つ。
【００１７】
ズームレンズの焦点距離が長焦点距離（望遠撮影部）から短焦点距離（広角部）に変わると、第２のレンズ群２０と絞り４０は、同時に被写体面から画像形成面（すなわち図の右側に）に移動し、第１のレンズ群１０と第３のレンズ群３０は第２のレンズ群２０と相対的に位置が変化する。
【００１８】
本発明によるズームレンズの構成を詳細に説明するため、いくつかの実施態様を以下に示す。
【００１９】
実施態様１の試験データは仕様データの表1および表２を参照する。図２、３および４は、本実施態様の短焦点距離歪曲、中間焦点照度と長焦点距離光伝送機能ＭＴＦを示す。
【００２０】
【表１】
2006163338.tif 000003
【００２１】
【表２】
2006163338.tif 000004
【００２２】
実施態様２の試験データと仕様データは表３および表４を参照する。図５、６および７は、本実施態様の短焦点距離歪曲、中間焦点照度と長焦点距離光伝送機能ＭＴＦを示す。
【００２３】
【表３】
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【００２４】
【表４】
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【００２５】
実施態様３の試験データと仕様データは表５および表６を参照する。
【００２６】
【表５】
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【００２７】
【表６】
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【００２８】
実施態様４の試験データと仕様データは表７および表８を参照する。 
【００２９】
【表７】
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【００３０】
【表８】
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【００３１】
ここで、fはそれぞれ広角部、中間部、望遠撮影部の焦点距離である。
Ｆ／＃は、それぞれ広角部、中間部、望遠撮影部のF数である。
Ｚｏｏｍは、レンズのズーム倍率である。
Ｔは、それぞれ広角部、中間部、望遠撮影部の全長である。
ＨＦＯＶは、それぞれ広角部、中間部、望遠撮影部の最大半視野角である。
Ｖｄは、ズームレンズの第１のレンズのアッベ数である。
ｆＴは、ズームレンズの望遠撮影部の焦点距離である。
ｆ２は、第２のレンズ群の焦点距離である。
Ｋは、円錐曲線定数である。
Ａ４−Ａ８は、上位非球面係数である。
ＳＴＯは、絞りの位置である。
「無限」は平面の表面を表す。
上記のことをまとめると、本発明は、高ピクセルと高分解能等の光学品質を満たした上、ズームレンズの構造をコンパクトにすることができる。また、レンズの数を減らすことだけに止まらず（本設計では５枚のレンズのみを使う）、その内、ガラスのものはわずか１枚もしくは２枚の使用であることにより、レンズの総重量は減少し、ズームレンズの製造原価も安くなる、。その他、本発明は、薄型携帯機器に適応可能な小型（全長＜１８．６ｍｍ、Ｔ/Ｈ＜７）のものを製造することができる。さらに、ズームレンズの明るさ、視角および均一性が高められ、その内ズーム倍率は３倍、ＦＯＶ（２ω）は６０度、Ｆ＃は４．６に達することが可能である。
【００３２】
発明を公開する目的のため、本発明の好ましい実施態様を公表したが、本発明によって開示された実施態様に対する修正、およびその他の実施態様が当業者によって考案されることが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１Ａ】本発明のズームレンズの望遠部の概要図である。
【図１Ｂ】本発明のズームレンズの中間部の概要図である。
【図１Ｃ】本発明のズームレンズの広角部の概要図である。
【図２】本発明の第１の実施態様の短焦点距離歪曲を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施態様の中焦点距離相対照度を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施態様の長焦点距離光伝送機能ＭＴＦを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施態様の短焦点距離歪曲を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施態様の中焦点距離相対照度を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施態様の長焦点距離光伝送機能ＭＴＦを示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  第１のレンズ群
１１  第１のレンズ
２０  第２のレンズ群
２１  第２のレンズ
２２  第３のレンズ
２３  第４のレンズ
３０  第３のレンズ群
３１  第５のレンズ
４０  絞り
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
2006163338.tif 000014
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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