(57)【要約】  【課題】  コンパクトで低コストかつ７５度以上の画角を有し、諸収差が良好に補正されたズームレンズを提供する。  【解決手段】  負の屈折力を有する第１レンズ群１と、正の屈折力を有する第２レンズ群２と、正の屈折力を有する第３レンズ群３とによりレンズ系が構成される。レンズ系を構成するレンズのうち少なくとも１つは、樹脂材料が使用された樹脂レンズ３１である。第２レンズ群２を光軸上移動させることにより変倍させるとともに、第１および第３レンズ群１，３を光軸上移動させることにより変倍による焦点移動が補正される。第２レンズ群２は、正の屈折力を有する第１レンズ２１と、負の屈折力を有する第２レンズ２２と、正の屈折力を有する第３レンズ２３とから構成される。【選択図】  図１
2006154172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群および正の屈折力を有する第３レンズ群を具備するレンズ系から構成され、前記第２レンズ群が光軸上を移動することにより変倍し、前記第１レンズ群および第３レンズ群が光軸上を移動することにより前記変倍による焦点移動を補正するズームレンズであって、
前記第２レンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズおよび正の屈折力を有する第３レンズを具備し、
前記レンズ系を構成するレンズのうち少なくとも１つは、樹脂材料が使用され、
前記レンズ系は、以下の条件を満たすことを特徴とするズームレンズ。
０．９＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１．２    ・・・（１）
１．０＜｜ｆ１１／ｆｗ｜＜１．２  ・・・（２）
０．８＜ｆ２１／ｆ２３＜１．０    ・・・（３）
ただし、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、ｆ１１は第１レンズ群において最も物体側に配置されるレンズの焦点距離、ｆｗは広角端におけるレンズ系の焦点距離、ｆ２１は第１レンズの焦点距離、ｆ２３は第３レンズの焦点距離である。
【請求項２】
前記第３レンズ群は、樹脂材料が使用された単レンズであることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
【請求項３】
前記第１レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する第４レンズおよび正の屈折力を有する第５レンズを具備することを特徴とする請求項１または２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、ズームレンズに関し、特に、高画素を有するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を使用したデジタルスチルカメラやビデオカメラ等に用いられる小型撮像装置に用いられる高性能でコンパクトな広角ズームレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やノートＰＣ、ＰＤＡのような小型の携帯通信機器にカメラ機能が搭載されるようになってきた。こうしたカメラ付きの携帯通信機器には、小型化と低価格化という、相反する要請があるとともに、広角なズーム撮影に対応するなどの高性能化も同時に要請されている。こうした要請に対応した撮影レンズが種々案出されている。
【０００３】
従来からも２倍程度の変倍比を持つコンパクトなデジタルスチルカメラやビデオカメラ用のズームレンズとして、３群構成で物体側から順に負−正−正の屈折力を有するレンズ系を有するものが公知である。このような負−正−正の屈折力を有する３群構成のレンズ系を有し、コンパクトなズームレンズとして、特許文献１〜３が挙げられる。これらに記載のズームレンズは、焦点距離に対し光学全長が短く、レンズ枚数も比較的少ないため、コンパクトであると言える。特に、特許文献３のズームレンズは、樹脂レンズを用いているため、より低コストなズームレンズと言える。また、負−正−正の屈折力を有する３群構成のレンズ系を有し、広角まで撮影可能なレンズ特性を有するズームレンズとして、特許文献４が挙げられる。このズームレンズは、画角７０度程度のやや広角なズームレンズであり、樹脂レンズを用い、かつ、レンズ枚数が少ないため、低コスト化に資するものである。
【特許文献１】特開平６−９４９９６号公報
【特許文献２】特開平１１−２１１９８４号公報
【特許文献３】特開２０００−２６７００９号公報
【特許文献４】特開平１１−２３７５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１〜３のズームレンズは、コンパクトではあるものの、画角が７５度を超えるような広角な撮影範囲には対応しておらず、広角な光学系を得ようとすると収差補正が困難となり、光学全長が長くなるという問題がある。また、特許文献４のズームレンズは、焦点距離に対する光学全長が長く、コンパクトにできないという問題がある。また、収差も大きく、近年の高画素を有する撮像素子に対し十分な光学性能を達成しているとは言えない。このようなレンズにおいて収差を補正しようとすると、レンズ枚数が増えたり、画角を狭めたりする必要があるという問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するべくなされたもので、コンパクトで低コストかつ７５度以上の画角を有し、諸収差が良好に補正されたズームレンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るズームレンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群および正の屈折力を有する第３レンズ群を具備するレンズ系から構成され、前記第２レンズ群が光軸上を移動することにより変倍し、前記第１レンズ群および第３レンズ群が光軸上を移動することにより前記変倍による焦点移動を補正するズームレンズであって、前記第２レンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズおよび正の屈折力を有する第３レンズを具備し、  前記レンズ系を構成するレンズのうち少なくとも１つは、樹脂材料が使用され、前記レンズ系は、以下の条件を満たすものである。
【０００７】
０．９＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１．２    ・・・（１）
１．０＜｜ｆ１１／ｆｗ｜＜１．２  ・・・（２）
０．８＜ｆ２１／ｆ２３＜１．０    ・・・（３）
ただし、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、ｆ１１は第１レンズ群において最も物体側に配置されるレンズの焦点距離、ｆｗは広角端におけるレンズ系の焦点距離、ｆ２１は第１レンズの焦点距離、ｆ２３は第３レンズの焦点距離である。
【０００８】
上記構成に係るズームレンズにおいては、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とによりレンズ系が構成される。レンズ系を構成するレンズのうち少なくとも１つは、樹脂材料が使用された樹脂レンズである。第２レンズ群を光軸上移動させることにより変倍させるとともに、第１および第３レンズ群を光軸上移動させることにより変倍による焦点移動が補正される。
【０００９】
また、第２レンズ群は、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとから構成される。
【００１０】
ここで、本発明における条件式（１）は、ズームレンズの全長を規定するとともに、収差補正を良好にするための条件を示すものである。
【００１１】
すなわち、第２レンズ群の焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距離の比が条件式（１）の上限値より大きくなると、収差補正が困難となる。一方、条件式（１）の下限値より小さくなると、光学全長が長くなってしまう。
【００１２】
また、本発明における条件式（２）は、広い画角を維持しつつ歪曲収差を小さく保つための条件を示すものである。
【００１３】
すなわち、広角端におけるレンズ系の焦点距離に対する第１レンズ群において最も物体側に配置されるレンズの焦点距離の比が条件式（２）の上限値より大きくなる、または、条件式（２）の下限値より小さくなると、広角端におけるレンズ系の焦点距離と第１レンズ群において最も物体側に配置されるレンズの焦点距離とのバランスが崩れ、広い画角を維持しつつ歪曲収差を小さく保つことができない。
【００１４】
また、本発明における条件式（３）は、収差補正を良好に行うための条件を示すものである。
【００１５】
すなわち、第３レンズの焦点距離に対する第１レンズの焦点距離の比が条件式（３）の上限値より大きくなると、収差補正が困難となる。一方、条件式（３）の下限値より小さくなると、球面収差を良好に補正することができなくなってしまう。
【００１６】
このように、本発明に係るズームレンズによれば、コンパクトで低コストかつ７５度以上の画角を有していながら諸収差を良好に補正することができる。
【００１７】
好ましくは、前記第３レンズ群は、樹脂材料が使用された単レンズであるように構成される。
【００１８】
この場合、第３レンズ群を１枚構成の樹脂レンズとすることにより、より低コスト化を図ることができる。
【００１９】
好ましくは、前記第１レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する第４レンズおよび正の屈折力を有する第５レンズを具備するように構成される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るズームレンズによれば、コンパクトで低コストかつ７５度以上の画角を有していながら諸収差を良好に補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態におけるズームレンズの断面図である。図１（ａ）は広角端における断面図であり、図１（ｂ）は中間点における断面図であり、図１（ｃ）は望遠端における断面図である。
【００２３】
本実施形態に係るズームレンズは、図１に示すように、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群１、正の屈折力を有する第２レンズ群２および正の屈折力を有する第３レンズ群３を具備するレンズ系から構成され、前記第２レンズ群２が光軸上を移動することにより変倍し、前記第１レンズ群１および第３レンズ群３が光軸上を移動することにより前記変倍による焦点移動を補正するズームレンズであって、前記第２レンズ群２は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ２１、負の屈折力を有する第２レンズ２２および正の屈折力を有する第３レンズ２３を具備するものである。本実施形態において、前記第３レンズ群３は、樹脂材料が使用された単レンズ（樹脂レンズ）３１であるように構成され、第１レンズ群１は、物体側より順に、負の屈折力を有する第４レンズ１１および正の屈折力を有する第５レンズ１２を具備するように構成される。また、第２レンズ群２の物体側には絞り４を具備し、第３レンズ群３と像面ＩＭＧとの間にカバーガラス５を具備する。
【００２４】
以上の構成を有する本実施形態におけるズームレンズの各パラメータ値は、以下に示す通りである。
【００２５】
ここで、ｒｊは物体側から順にｊ番目の面番号Ｒｊにおける曲率半径（ｍｍ）、ｄｊは物体側から順にｊ番目の面中心間隔（ｍｍ）、Ｎｄはｄ番目のレンズの屈折率、νｄはｄ番目のレンズのアッベ数を意味する。
【００２６】
また、＊を付した面番号のレンズ面は非球面形状を有していることを意味する。非球面形状は、面頂点の接平面からの光軸方向の距離（サグ量）をｘ、光軸からの高さｈとして、ｒを近軸曲率半径、κを円錐定数、ａm （ｍ＝４，６，８，１０）を第ｍ次の非球面係数としたとき、次式で表される。
【００２７】
ｘ＝｛（１／ｒ）ｈ2｝／〔１＋｛１−（１＋κ）（１／ｒ）2ｈ2｝1/2〕
＋ａ4ｈ4＋ａ6ｈ6＋ａ8ｈ8＋ａ10ｈ10…（Ｘ）
したがって、以下では、上記式（Ｘ）におけるａmの値を示し、非球面形状を特定している。
【００２８】
【表１】
2006154172.tif 000003
【００２９】
【表２】
2006154172.tif 000004
なお、本実施形態においては、第１レンズ群１の焦点距離ｆ１＝−８．４９であり、第２レンズ群２の焦点距離ｆ２＝８．８４であるので、０．９＜｜ｆ１／ｆ２｜＝０．９６＜１．２となり、条件式（１）を満足している。また、第１レンズ群１において最も物体側に配置されるレンズである第４レンズ１１の焦点距離ｆ１１＝−４．７９であり、広角端におけるレンズ系の焦点距離ｆｗ＝４．６６であるので、１．０＜｜ｆ１１／ｆｗ｜＝１．０３＜１．２となり、条件式（２）を満足している。また、第１レンズ２１の焦点距離ｆ２１＝６．３５であり、第３レンズ２３の焦点距離ｆ２３＝６．９９であるので、０．８＜ｆ２１／ｆ２３＝０．９１＜１．０となり、条件式（３）を満足している。
【００３０】
図２は図１のズームレンズの広角端における収差図である。また、図３は図１のズームレンズの中間点における収差図であり、図４は図１のズームレンズの望遠端における収差図である。図２（ａ），図３（ａ），図４（ａ）は球面収差を示し、図２（ｂ），図３（ｂ），図４（ｂ）は非点収差を示し、図２（ｃ），図３（ｃ），図４（ｃ）は歪曲収差を示す。
【００３１】
図２〜図４に示すように、レンズ枚数を増やすことなく、条件式（１）〜（３）を満足させることにより、コンパクトで低コストかつ広角端において７５度以上の画角を有していながら諸収差が良好に補正されている。
【００３２】
＜第２実施形態＞
図５は本発明の第２実施形態におけるズームレンズの断面図である。
【００３３】
第２実施形態においても第１実施形態と同様のレンズ系から構成される。本実施形態におけるズームレンズの各パラメータ値（非球面係数を含む）は、以下に示す通りである。
【００３４】
【表３】
2006154172.tif 000005
【００３５】
【表４】
2006154172.tif 000006
なお、本実施形態においては、第１レンズ群１の焦点距離ｆ１＝−９．０２であり、第２レンズ群２の焦点距離ｆ２＝８．８２であるので、０．９＜｜ｆ１／ｆ２｜＝１．０２＜１．２となり、条件式（１）を満足している。また、第１レンズ群１において最も物体側に配置されるレンズである第４レンズ１１の焦点距離ｆ１１＝−５．０３であり、広角端におけるレンズ系の焦点距離ｆｗ＝４．６７であるので、１．０＜｜ｆ１１／ｆｗ｜＝１．０８＜１．２となり、条件式（２）を満足している。また、第１レンズ２１の焦点距離ｆ２１＝６．１６であり、第３レンズ２３の焦点距離ｆ２３＝６．７８であるので、０．８＜ｆ２１／ｆ２３＝０．９１＜１．０となり、条件式（３）を満足している。
【００３６】
図６は図５のズームレンズの広角端における収差図である。また、図７は図５のズームレンズの中間点における収差図であり、図８は図５のズームレンズの望遠端における収差図である。図６（ａ），図７（ａ），図８（ａ）は球面収差を示し、図６（ｂ），図７（ｂ），図８（ｂ）は非点収差を示し、図６（ｃ），図７（ｃ），図８（ｃ）は歪曲収差を示す。
【００３７】
図６〜図８に示すように、レンズ枚数を増やすことなく、条件式（１）〜（３）を満足させることにより、コンパクトで低コストかつ広角端において７５度以上の画角を有していながら諸収差が良好に補正されている。
【００３８】
なお、以上の実施形態において説明したレンズ系の構成はこれに限られるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で適宜適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係るズームレンズは、コンパクトで低コストかつ７５度以上の画角を有していながら諸収差を良好に補正することができるという効果を奏し、ズームレンズ、特に、高画素を有するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を使用したデジタルスチルカメラやビデオカメラ等に用いられる小型撮像装置に用いられる高性能でコンパクトな広角ズームレンズとして有用である。
【００４０】
本発明に係るズームレンズは、コンパクトで低コストかつ７５度以上の画角を有していながら諸収差を良好に補正することができるという効果が必要な技術分野等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態におけるズームレンズの断面図
【図２】図１のズームレンズの広角端における収差図
【図３】図１のズームレンズの中間点における収差図
【図４】図１のズームレンズの望遠端における収差図
【図５】本発明の第２実施形態におけるズームレンズの断面図
【図６】図５のズームレンズの広角端における収差図
【図７】図５のズームレンズの中間点における収差図
【図８】図５のズームレンズの望遠端における収差図
【符号の説明】
【００４２】
１  第１レンズ群
２  第２レンズ群
３  第３レンズ群
２１  第１レンズ
２２  第２レンズ
２３  第３レンズ
１１  第４レンズ
１２  第５レンズ
３１  樹脂レンズ
【図１】
2006154172.tif 000007
【図２】
2006154172.tif 000008
【図３】
2006154172.tif 000009
【図４】
2006154172.tif 000010
【図５】
2006154172.tif 000011
【図６】
2006154172.tif 000012
【図７】
2006154172.tif 000013
【図８】
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