(57)【要約】    【課題】  レンズ系全体の小型化を図りつつ、メガピクセル以上の撮像素子にも対応可能な、良好なる光学性能を有するズームレンズ及びそれを用いた撮像装置を得ること。    【解決手段】  物体側から像側へ順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｌ１と、正のパワーを有する第２レンズ群Ｌ２と、負のパワーを有する第３レンズ群Ｌ３より成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、広角端でのバックフォーカスをＢＦとするとき、０mm＜ＢＦ＜５．０mmなる条件を満足すること。【選択図】    図１
2006337793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群より成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、
広角端でのバックフォーカスをＢＦとするとき、
０mm＜ＢＦ＜５．０mm
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
物体側から像側へ順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群より成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、
広角端でのバックフォーカスをＢＦ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．１＜ＢＦ／ｆｗ＜１．０    
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項３】
広角端において第１レンズ面から像面までの長さをＬｗ、望遠端において第１レンズ面から像面までの長さをＬｔとするとき、
０．９５＜Ｌｗ／Ｌｔ＜１．４
なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
【請求項４】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端での全系の焦点距離をｆｗとするとき、
−３．０  ＜  ｆ１／ｆｗ  ＜−１．４
１．７０＜｜ｆ１｜／ｆ２＜  ２．３
なる条件を満足することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のズームレンズ。
【請求項５】
全系におけるレンズ枚数が７枚以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に負のパワーを有する第１レンズと、物体側の面が凸状のメニスカス形状の正のパワーを有する第２レンズとから成ることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のズームレンズ。
【請求項７】
広角端から望遠端へのズーミング時において、第１レンズ群は、像側に凸状の軌跡を描くように移動し、第２レンズ群、第３レンズ群は、像側から物体側へ移動することを特徴とする１乃至６の何れか１項に記載のズームレンズ。
【請求項８】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第２レンズ群と一体的に移動する開口絞りを有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記各レンズ群は少なくとも１面の非球面を有していることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有し、該撮像素子の有効対角線長をＹとするとき、
０．１＜ＢＦ／Ｙ＜０．５
なる条件を満足することを特徴とする撮像装置。
【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し、特に小型の撮像装置（例えばデジタルスチルカメラや携帯電話やＰＤＡ等）に用いられる超小型で高性能なズームレンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＤＡ等の携帯端末に単焦点のレンズとＣＣＤやＣＭＯＳといった撮像素子と組み合わせた撮像モジュールを搭載した機器が多々登場してきている。これらの機器では携帯に支障がでないように薄型化が進んでおり、これに伴い撮像モジュールも薄型化が進んでいる。
【０００３】
撮像モジュール、特に携帯電話用の撮像モジュールでは薄型化が容易な比較的構成レンズ枚数の少ない単焦点レンズの搭載が非常に多くなっている。
【０００４】
一方で、高画質化が進み１〜３メガピクセルの撮像素子を搭載した携帯電話も登場している。また一方で撮影レンズとしてズームレンズへのニーズが高まっている。このような小型の機器の対応したズームレンズとしては、物体側に負の屈折力のレンズ群を配置した負レンズ群先行型（ネガティブリード型）のズームレンズ系が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
特許文献１では、物体側から像側へ順に、負、正、正の屈折力のレンズ群より成る３群構成で第１，第２レンズ群の間隔が減少し、第２，第３レンズ群の間隔が増加するように第１、第２レンズ群を移動させた全系として３枚のレンズより成るズームレンズが開示されている。
【０００６】
このようにレンズ枚数を少なくし、レンズ系全体の小型化を達成している。さらに第３レンズ群をズーミングの際に固定とした、正の屈折力で構成することで、射出瞳を長くしつつ、レンズ系全体の小型化を図っている。
【０００７】
特許文献１のズームレンズでは、撮像素子への光線の入射角度が垂直入射から大きくずれて入射すると撮像素子の表面から受光部までの構造物によりケラレが発生するので、このときのケラレを防いでいる。
【０００８】
ところで、近年は撮像素子の改良も進み、撮像素子の表面にオンチップレンズを偏心させて配置したり、撮像素子内部に層内レンズを設けたりして入射角度が比較的大きくても前述のケラレが発生しにくい構造のものが提案されている。このように射出瞳の比較的短いズームタイプとして、物体側から像側へ順に、負、正、負の屈折力のレンズ群より成る３群ズームレンズが提案されている（特許文献２〜４）。
【０００９】
特許文献２では各レンズ群の間隔を変化させて全系の焦点距離を変化させる全体として５枚のレンズから成るズームレンズが開示されている。
【００１０】
また特許文献３では、各レンズ群の間隔をそれぞれ変化させて焦点距離を変化させるズームレンズにおいて第１レンズ群を１枚の負レンズから構成し、第２レンズ群を物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズから構成し、第３レンズ群を物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズから構成されるズームレンズを開示している。
【００１１】
特許文献４では全体として３枚から６枚のレンズから成るズームレンズを開示している。
【特許文献１】特開２００３−１７７３１４号公報
【特許文献２】特開平４−１６３５１２号公報
【特許文献３】特開平５−３２３１９０号公報
【特許文献４】米国特許５２６８７９２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１で開示されているズームレンズの各実施例は前述のメガピクセル以上のセンサーへの対応は光学性能上困難である。
【００１３】
特許文献１のズームレンズにおいては、更に構成レンズ枚数を増やすことで光学性能を向上させることができる。
【００１４】
しかしながら、射出瞳を長くするとレンズ系の有効径が全体としてセンサーサイズに近くなり、その結果としてレンズ系の厚みをより厚くする必要が生じ、ひいてはレンズ全長が長くなってくる。
【００１５】
特許文献２では負、正、負の屈折力のレンズ群より成る３群ズームとしては構成レンズ枚数は少ないが、このズームレンズは第３レンズ群の屈折力（パワー）が弱く、第３レンズ群の負レンズによる小型化への寄与が必ずしも十分でない。
【００１６】
また特許文献３のズームレンズでも第３レンズ群の屈折力（パワー）が非常に弱く、前述したものと同様の問題がある。また、各レンズ群が単レンズの構成のため、非常に敏感度も高い。
【００１７】
特許文献４のズームレンズはビューファインダーカメラ用として広角端でのバックフォーカスの短いが、望遠端での第１面から撮像素子(センサー)面までの距離が非常に長く、インナーフォーカスを行うような撮像モジュールの小型化への寄与が必ずしも十分でない。
【００１８】
一般に、ズームレンズを構成する各レンズ群のレンズ枚数が多いと、各レンズ群の光軸上の長さが長くなり、また各レンズ群のズーミング及びフォーカシングにおける移動量が大きいとレンズ全長が長くなり、レンズ系全体の小型化が難しくなる。
【００１９】
本発明はレンズ系全体の小型化を図りつつ、メガピクセル以上の撮像素子にも対応可能な、良好なる光学性能を有するズームレンズ及びそれを用いた撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１の発明のズームレンズは
物体側から像側へ順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群より成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、
広角端でのバックフォーカスをＢＦとするとき、
０mm＜ＢＦ＜５．０mm
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２１】
請求項２の発明のズームレンズは
物体側から像側へ順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群より成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、
広角端でのバックフォーカスをＢＦ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．１＜ＢＦ／ｆｗ＜１．０    
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２２】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、
広角端において第１レンズ面から像面までの長さをＬｗ、望遠端において第１レンズ面から像面までの長さをＬｔとするとき、
０．９５＜Ｌｗ／Ｌｔ＜１．４
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２３】
請求項４の発明は請求項１、２又は３の発明において、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端での全系の焦点距離をｆｗとするとき、
−３．０  ＜  ｆ１／ｆｗ  ＜−１．４
１．７０＜｜ｆ１｜／ｆ２＜  ２．３
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２４】
請求項５の発明は請求項１乃至４のいずれか１項の発明において、
全系におけるレンズ枚数が７枚以下であることを特徴としている。
【００２５】
請求項６の発明は請求項１乃至５のいずれか１項の発明において、
前記第１レンズ群は、物体側より像側へ順に負のパワーを有する第１レンズと、物体側の面が凸状のメニスカス形状の正のパワーを有する第２レンズとから成ることを特徴としている。
【００２６】
請求項７の発明は請求項１乃至６のいずれか１項の発明において、
広角端から望遠端へのズーミング時において、第１レンズ群は、像側に凸状の軌跡を描くように移動し、第２レンズ群、第３レンズ群は、像側から物体側へ移動することを特徴としている。
【００２７】
請求項８の発明は請求項１乃至７のいずれか１項の発明において、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第２レンズ群と一体的に移動する開口絞りを有することを特徴としている。
【００２８】
請求項９の発明は請求項１乃至８のいずれか１項の発明において、
前記各レンズ群は少なくとも１面の非球面を有していることを特徴としている。
【００２９】
請求項１０の発明の撮像装置は
請求項１乃至９の何れか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有し、該撮像素子の有効対角線長をＹとするとき、
０．１＜ＢＦ／Ｙ＜０．５
なる条件を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば負、正、負の３群からなるズームレンズにおいて、構成レンズ枚数が少なくても、バックフォーカス、各レンズ群の屈折力を適切に設定することにより、レンズ系全体の小型化を図りつつ、メガピクセル以上の撮像素子にも対応可能な、良好なる光学性能を有するズームレンズ及びそれを用いた撮像装置を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明のズームレンズ及びそれを用いた撮像装置の実施例について説明する。
【００３２】
図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図２、図３はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。
【００３３】
図４は本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図５、図６はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。
【００３４】
図７は本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図８、図９はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。
【００３５】
図１０は本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図１１、図１２はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。
【００３６】
各実施例のズームレンズは、撮像装置（光学機器）に用いられる撮影レンズ系であり、レンズ断面図において、左方が物体側で、右方が像側である。
【００３７】
レンズ断面図においてＬ１は負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は負の屈折力の第３レンズ群である。
【００３８】
ＳＰは開口絞りである。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する感光面が置かれる。
【００３９】
収差図において、ｄ，ｇは各々ｄ線及びｇ線、ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表している。
【００４０】
尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群（第２レンズ群Ｌ２）が機構上、光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
【００４１】
各実施例では物体側から像側へ順に、負のパワーを有する第１レンズ群Ｌ１と、正のパワーを有する第２レンズ群Ｌ２と、負のパワーを有する第３レンズ群Ｌ３の３つのレンズ群を有することを基本構成としている。
【００４２】
このようにレンズ群を３群有することで、メガピクセル以上の撮像素子（センサー）への対応ができる良好なる収差補正を行っている。
【００４３】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１が像側に凸の軌跡を描くように移動し、絞りＳＰと第２レンズ群Ｌ２とが相対間隔を保った状態で物体側に一体に移動し、第３レンズ群Ｌ３も物体側に移動している。
【００４４】
また第３レンズ群Ｌ３を負のパワーにすることにより、第３レンズ群Ｌ３に入射した光束を跳ね上げることができ、これにより第１、第２レンズ群の小型化を図っている。
【００４５】
更に本実施例では第１レンズ群Ｌ１を物体側より像側へ順に負のパワーを有する第１レンズと、物体側の面が凸状のメニスカス形状の正のパワーを有する第２レンズの２枚のレンズのみで構成することで、レンズ群内における偏芯で発生する収差を相対的に打ち消しあい、レンズ群内の敏感度の低減を図り、さらには少ないレンズ枚数（全体として7枚以下）で全系の小型化を図っている。
【００４６】
本実施例では広角端でのバックフォーカスをＢＦ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０mm＜ＢＦ＜５．０mm        ‥‥(1)
０．１＜ＢＦ／ｆｗ＜１．０          ‥‥(2)
なる条件を満たしている。
【００４７】
次に各条件式の技術的内容を説明する。
【００４８】
条件式（1）はバックフォーカスに関するものである。一般にCCDやCMOS等の撮像素子ではレンズ最終面から撮像素子面までの間にローパスフィルター、赤外カットフィルター、撮像素子のカバーガラス等が存在し、撮像素子直前にこれらの部材が入るスペースを確保する必要があった。しかしながら、近年では撮像素子の改良も進み、石英ガラスなどで作られていたローパスフィルターや赤外カットフィルターの機能を撮像素子のカバーガラスへの蒸着やフィルムタイプのものを使用することによって、これらの部材が入るスペースを狭くすることが可能となってきている。よって条件式（1）の上限値を超えてバックフォーカスが長くなると、小型化が困難になるので良くない。尚、条件式(1)の下限値はバックフォーカスがなるべく短い方が良い為のものである。
【００４９】
条件式（2）はバックフォーカスの長さに対する広角端における全系の焦点距離ｆｗの比に関するものである。条件式（2）の上限値と下限値の技術的意味は条件式(1)と同じである。
【００５０】
即ち、更に好ましくは条件式(1)、(2)の数値範囲を
０．９mm＜ＢＦ＜１．５mm        ‥‥(1ａ)
０．１＜ＢＦ／ｆｗ＜０．３          ‥‥(2ａ)
とするのが良い。
【００５１】
以上のように各実施例では、条件式(1)又は／及び(2)を満足することによって、レンズ系全体を小型化し、高い光学性能を維持しつつレンズの構成枚数を減らした簡易な構成のズームレンズを得ている。
【００５２】
更に広角端において第１レンズ面から像面までの長さをＬｗ、望遠端において第１レンズ面から像面までの長さをＬｔ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端での全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．９５＜  Ｌｗ／Ｌｔ  ＜  １．４    ‥‥(3)
−３．０  ＜  ｆ１／ｆｗ  ＜−１．４    ‥‥(4)
１．７０＜｜ｆ１｜／ｆ２＜  ２．３    ‥‥(5)
なる条件を満たしている。
【００５３】
条件式（3）は広角端と望遠端における光学全長を規定する為のものである。即ち、広角端から望遠端への変倍に伴う各群の移動量を適切に設定し、小型化を図る為の条件式である。条件式（3）の上限値を超えてしまうと広角端での光学全長が大きくなりすぎて、小型化が困難になるので良くない。また条件式（3）の下限値を超えてしまうと所定の変倍比（2〜3倍程度）を得るのが難しくなってくるので良くない。
【００５４】
条件式（4）は第１レンズ群の負のパワーを適切に設定し、諸収差を良好に補正する為のものである。条件式（4）の上限値を超えて第１レンズ群のパワーが強くなりすぎると、全変倍範囲にわたり諸収差をバランスよく補正することが難しくなるので良くない。また条件式（4）下限値を超えて第１レンズ群のパワーが弱くなりすぎると、広角端において軸上色収差を良好に補正するのが難しくなってくるので良くない。
【００５５】
条件式（5）は各レンズ群のパワー配置を規定する為のものである。変倍時に移動する第２レンズ群のパワーを強くすることにより、第１、第２レンズ群間の移動距離を短くすることができ小型化を達成することが可能となる。
【００５６】
つまり条件式（5）の下限値を超えてしまうと、所定の変倍比を得るのに第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を大きくしなければならず、広角端でのレンズ全長が大きくなるという問題が生じるので良くない。逆に条件式（5）上限値を超えてしまうと、望遠側でのテレ比が大きくなり、望遠端でのレンズ全長が大きくなるという問題が生じるので良くない。
【００５７】
更に好ましくは条件式(3),(4),(5)の数値範囲を
０．９８＜  Ｌｗ／Ｌｔ  ＜  １．３５    ‥‥(3ａ)
−２．５  ＜  ｆ１／ｆｗ  ＜−１．５      ‥‥(4ａ)
１．７１＜｜ｆ１｜／ｆ２＜  ２．１０    ‥‥(5ａ)
とするのが良い。
【００５８】
各実施例は、これによってレンズ系全体を小型化し、高い光学性能を有し、かつレンズの構成枚数を減らした簡易な構成のズームレンズ及びそれを有する光学機器の達成を容易にしている。
【００５９】
各実施例のズームレンズは、第２レンズ群Ｌ２の移動により主な変倍を行い、第１レンズ群Ｌ１の像側に凸の軌跡を描く移動によって変倍に伴う像点の移動を補正している。また絞りＳＰを第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に置き、広角側での入射瞳と第１レンズ群Ｌ１との距離を縮めることで第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズの外径の増大を抑えると共に、第２レンズ群Ｌ２の物体側に配置した絞りＳＰを挟んで第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３とで軸外の諸収差を打ち消すことで構成レンズ枚数を増やさずに良好なる光学性能を得ている。
【００６０】
各実施例のズームレンズは、上記の如く第１レンズ群Ｌ１が１枚の負レンズと１枚の正レンズを有している。そしてレンズ系全体としてレンズ構成枚数が７枚以下で構成している。
【００６１】
次に各実施例のズームレンズの特徴について順次説明する。
【００６２】
まず各実施例１〜４における負、正、負の３つのレンズ群を有するズームレンズのレンズ構成の特徴について説明する。
【００６３】
図１の実施例１においては全体として５枚のレンズより成っている。
【００６４】
負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１を物体側から像側へ順に、像側の面が凹でメニスカス形状の負レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズの２枚のレンズで構成している。
【００６５】
正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を物体側から像側へ順に、両レンズ面が凸形状の正レンズ、両レンズ面が凹形状の負レンズで構成し、正レンズと負レンズを接合レンズとしている。
【００６６】
また負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を物体側の面が凹でメニスカス形状の負レンズで構成している。
【００６７】
図４の実施例２においては全体として５枚のレンズより成っている。
【００６８】
負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１を物体側から像側へ順に、像側の面が凹でメニスカス形状の負レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズの２枚のレンズで構成している。
【００６９】
正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を物体側から像側へ順に、両レンズ面が凸形状の正レンズ、両レンズ面が凹形状の負レンズの２枚のレンズで構成している。
【００７０】
また負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を物体側の面が凹でメニスカス形状の負レンズで構成している。
【００７１】
図７の実施例３においては全体として５枚のレンズより成っている。
【００７２】
負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１を物体側から像側へ順に、像側の面が凹でメニスカス形状の負レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズの２枚のレンズで構成している。
【００７３】
正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を物体側から像側へ順に、両レンズ面が凸形状の正レンズ、両レンズ面が凹形状の負レンズで構成し、正レンズと負レンズを接合レンズとしている。
【００７４】
また負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を物体側の面が凹でメニスカス形状の負レンズで構成している。
【００７５】
図１０の実施例４においては全体として７枚のレンズより成っている。
【００７６】
負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１を物体側から像側へ順に、像側の面が凹でメニスカス形状の負レンズ、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズの２枚のレンズで構成している。
【００７７】
正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を物体側から像側へ順に、両レンズ面が凸形状の正レンズ、両レンズ面が凹形状の負レンズ、両レンズ面が凸形状の正レンズの３枚のレンズで構成し、物体側に近い正レンズと負レンズを接合レンズとしている。
【００７８】
また負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を物体側の面が凹でメニスカス形状の負レンズ２枚で構成し、両レンズを接合レンズとしている。
【００７９】
以上のように各レンズ群を所望の屈折力配置と収差補正とを両立するレンズ構成とすることにより、良好なる光学性能を保ちつつ、レンズ系をコンパクトにしている。
【００８０】
第１レンズ群Ｌ１は、軸外主光線を絞りＳＰ中心に瞳結像させる役割を持っており、特に広角側においては軸外主光線の屈折量が大きいために軸外諸収差、特に非点収差と歪曲収差が発生し易い。そこで実施例１〜４では第１レンズ群Ｌ１を通常の広角型のレンズ系と同様、最も物体側のレンズ有効径の増大が抑えられる負レンズと正レンズで構成している。
【００８１】
そして負レンズの像側のレンズ面を非球面とすることにより、非点収差と歪曲収差をバランス良く補正すると共に、２枚と言う少ない枚数で第１レンズ群Ｌ１を構成し、レンズ全体のコンパクトにしている。
【００８２】
次に第２レンズ群Ｌ２は、最も物体側に両レンズ面が凸形状の正レンズを有し、第１レンズ群Ｌ１を射出した軸外主光線の屈折角を少なくし、軸外諸収差の発生が少ない形状としている。また正レンズは、最も軸上光線の通る高さが高く、主に球面収差、コマ収差の補正に関与している。また実施例１〜４においては、正レンズの物体側のレンズ面を非球面とするのが良い。これによれば球面収差、コマ収差を良好に補正するのが容易となる。
【００８３】
また実施例１〜３では、正レンズの像面側に負レンズを配置し、正レンズのみでは補正できない軸上色収差及び倍率色収差の補正を行っている。更に実施例４では、レンズ枚数を増やし、収差補正を効果的に行っている。
【００８４】
次に第３レンズ群Ｌ３は、物体側の面が凹でメニスカス形状の負レンズより構成している。この第３レンズ群Ｌ３はバックフォーカスを短くする為に光線を跳ね上げているため、このときの軸外ハロやコマ収差の発生を補正するために１面を非球面形状としている。
【００８５】
尚、第１レンズ群の物体側にパワーの弱い光学部材やコンバーターレンズ等を配置しても良い。
【００８６】
次に本発明のズームレンズを用いた撮像装置について説明する。
【００８７】
撮像装置は実施例１〜４のいずれかのズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有し、該撮像素子の有効対角線長をＹとするとき、
０．１＜ＢＦ／Ｙ＜０．５    ‥‥(6)
なる条件を満足している。
【００８８】
条件式（6）は撮像素子の大きさに対するバックフォーカスの比に関するものである。前記に述べたとおり、近年では部材の入るスペースを狭くすることが可能であるが、撮像素子が大きくなるにつれて強度などの問題により前記部材を厚くなる傾向もある。よって条件式（6）の下限値を超えると撮像素子の強度などの問題が発生し、逆に条件式（6）の上限値を超えるとバックフォーカスが長くなり、小型化が困難になるので良くない。
【００８９】
ここでＹは撮像素子のサイズを示しているが、より具体的にＹの値は3.0ｍｍから4.2ｍｍ程度、更にＢＦは1.0ｍｍ〜1.5ｍｍ程度にすることが好ましい。これより大きなＹをとる場合、レンズ性能を確保するためには５枚程度の構成ではメガピクセル以上の高画質に要求される性能を確保するのが困難になってくるためである。
【００９０】
即ち、条件式(6)の数値範囲を
０．２４＜ＢＦ／Ｙ＜０．５      ‥‥(6ａ)
とするのが良い。
【００９１】
以下に実施例１〜４に各々対応する数値実施例１〜４を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順番を示し、Ｒｉは各面の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第ｉ+１面との間の部材肉厚又は空気間隔、Ｎｉとνｉはそれぞれｄ線を基準とした屈折率、アッベ数を示す。非球面形状は光軸からの高さＨの位置での光軸方向の変位を面頂点に基準にしてＸとするとき、
【００９２】
【数１】
2006337793.tif 000003
【００９３】
で表される。但し、Ｒは近軸曲率半径、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは各々４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。また「ｅ−X」の表示は「×１０-X」を意味している。ｆは焦点距離、ＦＮｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。また前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。
【００９４】
本実施例においては第１レンズ群L１を移動させてフォーカスを行うようにしている。尚その他のレンズ群もしくはレンズ全体を動かしてフォーカスを行ってもよい。
［数値実施例１］
ｆ＝5.97〜 11.78  Ｆｎｏ＝ 3.40 〜 5.30  ２ω＝63.5゜ 〜 32.9゜
R 1 =   14.351      D 1 =  0.80      N 1 = 1.859600      ν 1 = 40.4
R 2 =    3.793      D 2 =  1.06
R 3 =    3.918      D 3 =  0.78      N 2 = 1.784723      ν 2 = 25.7
R 4 =    5.348      D 4 =  可変
R 5 =    絞り       D 5 =  0.15
R 6 =    2.542      D 6 =  2.38      N 3 = 1.554920      ν 3 = 62.5
R 7 =   -7.371      D 7 =  0.99      N 4 = 1.832220      ν 4 = 24.1
R 8 =  462.472      D 8 =  可変
R 9 =   -3.026      D 9 =  1.03      N 5 = 1.487490      ν 5 = 70.2
R10 =   -6.247      D10 =  可変
R11 =    ∞         D11 =  0.70      N 6 = 1.516330      ν 6 = 64.1
R12 =    ∞
＼焦点距離    5.97    9.16    11.78
可変間隔＼
D 4           4.55    1.88     0.94
D 8           3.99    3.23     2.49
D10           0.09    2.64     5.19
非球面係数
R2 ｋ=-5.97478e-01 Ｂ=1.07038e-03 Ｃ=2.82289e-04 Ｄ=-4.03453e-05 Ｅ=3.69419e-06 
R6 ｋ=-9.41601e-02 Ｂ=-1.81437e-03 Ｃ=7.76219e-04 Ｄ=-4.30147e-04 Ｅ=8.10240e-05 
R8 ｋ=-2.16053e+04 Ｂ=9.76227e-03 Ｃ=2.06084e-03 Ｄ=-7.83418e-05 Ｅ=2.19550e-04 
R9 ｋ=-9.69457e-01 Ｂ=-5.21811e-03 Ｃ=-6.64046e-05 Ｄ=5.98543e-05 Ｅ=3.34911e-06 
［数値実施例２］
ｆ＝5.96〜 11.80  Ｆｎｏ＝ 3.50 〜 5.39  ２ω＝62.3゜ 〜 32.6゜
R 1 =   30.481      D 1 =  0.79      N 1 = 1.859600      ν 1 = 40.4
R 2 =    3.995      D 2 =  1.30
R 3 =    5.092      D 3 =  0.90      N 2 = 1.805181      ν 2 = 25.4
R 4 =    8.359      D 4 =  可変
R 5 =    絞り       D 5 =  0.15
R 6 =    2.608      D 6 =  1.83      N 3 = 1.554920      ν 3 = 62.5
R 7 =   -7.651      D 7 =  0.25
R 8 =   -8.772      D 8 =  0.99      N 4 = 1.832220      ν 4 = 24.1
R 9 =   28.943      D 9 =  可変
R10 =   -3.224      D10 =  0.70      N 5 = 1.487490      ν 5 = 70.2
R11 =   -5.899      D11 =  可変
R12 =    ∞         D12 =  0.70      N 6 = 1.516330      ν 6 = 64.1
R13 =    ∞
＼焦点距離    5.96    9.13    11.80
可変間隔＼
D 4           3.98    1.21     0.37
D 9           4.82    4.95     4.07
D11           0.10    1.68     4.26
非球面係数
R2 ｋ=-1.12491e+00 Ｂ=1.47192e-03 Ｃ=2.90843e-04 Ｄ=-4.23126e-05 Ｅ=3.31383e-06 
R6 ｋ=-2.06277e-02 Ｂ=-2.61862e-03 Ｃ=6.97498e-04 Ｄ=-4.38298e-04 Ｅ=6.48994e-05 
R9 ｋ=-1.21862e+02 Ｂ=1.11281e-02 Ｃ=1.24154e-03 Ｄ=3.52253e-04 Ｅ=6.77005e-05 
R10 ｋ=-1.03845e+00 Ｂ=-5.34782e-03 Ｃ=1.25406e-04 Ｄ=-1.14308e-04 Ｅ=1.48795e-05 
［数値実施例３］
ｆ＝6.05〜 16.94  Ｆｎｏ＝ 3.21 〜 5.62  ２ω＝63.8゜ 〜 23.3゜
R 1 =   24.494      D 1 =  0.80      N 1 = 1.859600      ν 1 = 40.4
R 2 =    5.173      D 2 =  1.32
R 3 =    6.063      D 3 =  1.50      N 2 = 1.784723      ν 2 = 25.7
R 4 =    9.688      D 4 =  可変
R 5 =    絞り       D 5 =  0.15
R 6 =    3.472      D 6 =  2.79      N 3 = 1.554920      ν 3 = 62.5
R 7 =   -8.275      D 7 =  1.56      N 4 = 1.832220      ν 4 = 24.1
R 8 =  -54.634      D 8 =  可変
R 9 =   -2.658      D 9 =  1.08      N 5 = 1.487490      ν 5 = 70.2
R10 =   -4.804      D10 =  可変
R11 =    ∞         D11 =  0.70      N 6 = 1.516330      ν 6 = 64.1
R12 =    ∞
＼焦点距離    6.05   11.53    16.94
可変間隔＼
D 4          10.20    2.87     0.23
D 8           5.18    4.81     4.63
D10           0.09    3.31     6.34
非球面係数
R2 ｋ=-1.84788e+00 Ｂ=1.57097e-03 Ｃ=8.04030e-06 Ｄ=-1.61600e-07 Ｅ=2.59294e-08 
R6 ｋ=4.45994e-01 Ｂ=-2.26100e-03 Ｃ=6.15586e-06 Ｄ=-5.47637e-05 Ｅ=1.88697e-06 
R8 ｋ=9.06042e+02 Ｂ=3.58058e-03 Ｃ=8.85598e-04 Ｄ=-2.46784e-04 Ｅ=7.20910e-05 
R9 ｋ=-1.22759e+00 Ｂ=-6.27957e-03 Ｃ=-4.73980e-04 Ｄ=7.90828e-05 Ｅ=-1.06042e-05 
［数値実施例４］
ｆ＝6.55〜 24.35  Ｆｎｏ＝ 2.84 〜 5.60  ２ω＝58.9゜ 〜 16.4゜
R 1 =   28.671      D 1 =  1.01      N 1 = 1.882997      ν 1 = 40.8
R 2 =    5.798      D 2 =  1.56
R 3 =    8.152      D 3 =  1.37      N 2 = 1.805181      ν 2 = 25.4
R 4 =   16.205      D 4 =  可変
R 5 =    絞り       D 5 =  0.07
R 6 =    6.964      D 6 =  1.40      N 3 = 1.802380      ν 3 = 40.6
R 7 = -220.651      D 7 =  1.75      N 4 = 1.846660      ν 4 = 23.9
R 8 =    8.411      D 8 =  0.22
R 9 =    8.389      D 9 =  1.34      N 5 = 1.487490      ν 5 = 70.2
R10 =   -7.786      D10 =  可変
R11 =   -3.527      D11 =  3.14      N 6 = 1.683780      ν 6 = 31.1
R12 =   -3.487      D12 =  0.43      N 7 = 1.834807      ν 7 = 42.7
R13 =   -7.863      D13 =  可変
R14 =    ∞         D19 =  0.50      N 8 = 1.516330      ν 8 = 64.1
R15 =    ∞
＼焦点距離    6.55   15.47    24.35
可変間隔＼
D 4          18.55    4.39     0.75
D10           5.71    6.15     6.32
D13           0.73    4.85     9.24
非球面係数
R2 ｋ=-4.53838e+00 Ｂ=2.64105e-03 Ｃ=-8.33390e-05 Ｄ=2.52207e-06 Ｅ=-3.06565e-08 
R6 ｋ=-1.58788e+00 Ｂ=-8.64381e-05 Ｃ=-6.81367e-06 Ｄ=-1.67383e-06 Ｅ=7.22881e-08 
R10 ｋ=5.40262e-01 Ｂ=-8.57393e-05 Ｃ=-2.77688e-05 Ｄ=1.91665e-06 Ｅ=-3.96030e-08 
R11 ｋ=-6.92776e-01 Ｂ=-1.82654e-03 Ｃ=1.92093e-05 Ｄ=-8.42971e-05 Ｅ=1.37257e-05 
【００９５】
【表１】
2006337793.tif 000004
【００９６】
図１３は本発明の撮像装置の要部概略図である。
【００９７】
図１３において１は携帯電話本体、２は本発明のズームレンズ４が取り付けられた撮像モジュールであり、ズームレンズと撮像素子５から構成されている。６は撮像モジュールにて撮影された画像データを記録する記録手段であり、７は撮影時及び再生時には撮影被写体の撮影像を表示するための液晶表示部である。
【００９８】
このように本発明のズームレンズを携帯電話等の機器に適用することにより、小型で、高画質の画像を提供できる携帯機器を実現している
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の数値実施例１のレンズ断面図
【図２】本発明の数値実施例１の広角端のズーム位置における諸収差
【図３】本発明の数値実施例１の望遠端のズーム位置における諸収差
【図４】本発明の数値実施例２のレンズ断面図
【図５】本発明の数値実施例２の広角端のズーム位置における諸収差
【図６】本発明の数値実施例２の望遠端のズーム位置における諸収差
【図７】本発明の数値実施例３のレンズ断面図
【図８】本発明の数値実施例３の広角端のズーム位置における諸収差
【図９】本発明の数値実施例３の望遠端のズーム位置における諸収差
【図１０】本発明の数値実施例４のレンズ断面図
【図１１】本発明の数値実施例４の広角端のズーム位置における諸収差
【図１２】本発明の数値実施例４の望遠端のズーム位置における諸収差
【図１３】本発明の光学機器の実施例の要部概略図
【符号の説明】
【０１００】
Ｌ１    第１レンズ群
Ｌ２    第２レンズ群
Ｌ３    第３レンズ群
ＳＰ    絞り
ＩＰ    像面
ｄ      ｄ線
ｇ      ｇ線
ΔＳ    サジタル像面
ΔＭ    メリディオナル像面
【図１】
2006337793.tif 000005
【図２】
2006337793.tif 000006
【図３】
2006337793.tif 000007
【図４】
2006337793.tif 000008
【図５】
2006337793.tif 000009
【図６】
2006337793.tif 000010
【図７】
2006337793.tif 000011
【図８】
2006337793.tif 000012
【図９】
2006337793.tif 000013
【図１０】
2006337793.tif 000014
【図１１】
2006337793.tif 000015
【図１２】
2006337793.tif 000016
【図１３】
2006337793.tif 000017