(57)【要約】【課題】負、正、負のレンズタイプでありながら、射出角を抑えることが可能で、しかも極めてコンパクトな光学系を実現することが可能な変倍撮像レンズを提供する。【解決手段】負の屈折力を有する１枚構成よりなる第１レンズ群１１０、正および負の屈折力を有する３枚構成よりなり全体として正の屈折力を有する第２レンズ群１２０、および負の屈折力を有する１枚構成の第３レンズ群１３０により変倍撮像レンズ１００の撮像光学系が構成されている。すなわち、撮像光学系が、負、正、負のレンズ構成で、物体側ＯＢＪＳから順に配置した第１レンズ群１１０が１枚構成、第２レンズ群１２０が３枚構成、第３レンズ群１３０が１枚構成の計５枚のレンズで構成されている。【選択図】        図１
2005077692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を対象とした変倍機能を備えた撮像光学系を有する変倍撮像レンズであって、
上記撮像光学系が、
物体側から順に配置した５枚のレンズで構成され、
変倍比が約２．５以下であり、かつ、
以下の条件式（１）を満足する
ことを特徴とする変倍撮像レンズ。
０．１７＜ｙ’／Ｌ                    …（１）
ただし、ｙ’は上記撮像素子の撮像面における最大像高を、Ｌは光学系の最物体側レンズ面頂より光軸上における上記撮像面までの距離が最大となるときの光学系最前面より撮像面までの距離をそれぞれ表している。
【請求項２】
上記撮像光学系は、物体側から順に配置された、
負の屈折力を有する１枚構成よりなる第１レンズ群と、
正および負の屈折力を有する３枚構成よりなり全体として正の屈折力を有する第２レンズ群と、
負の屈折力を有する１枚構成の第３レンズ群と、により構成され、
変倍を行う際には、少なくとも上記第２レンズ群と上記第３レンズ群が光軸上を移動する
ことを特徴とする請求項１に記載の変倍撮像レンズ。
【請求項３】
上記第１レンズ群、上記第２レンズ群、および上記第３レンズ群の焦点距離は、それぞれ以下の条件式（２）、（３）、および（４）を満足する
ことを特徴とする請求項２に記載の変倍撮像レンズ。
２．０＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜３．０        …（２）
０．７４＜ｆ２／ｆｗ＜０．８６        …（３）
１．０＜｜ｆ３｜／ｆｗ＜１．４２      …（４）
ただし、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離を、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離を、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離を、ｆｗは広角端における光学系の焦点距離をそれぞれ表している。
【請求項４】
上記第２レンズ群に少なくとも１面非球面を有し、かつ、上記第３レンズ群に少なくとも１面非球面を有する
ことを特徴とする請求項３に記載の変倍撮像レンズ。
【請求項５】
上記第３レンズ群は、像側に凹面を向けた負のレンズであり、以下の条件式（５）を満足する
ことを特徴とする請求項４に記載の変倍撮像レンズ。
ｔａｎω×ｆst／Ｌst＜０．３５          …（５）
ただし、ωは広角端での最大入射角度を、ｆstは広角端における絞りより像側の光学系の合成焦点距離を、Ｌstは広角端における絞りから撮像面までの距離をそれぞれ表している。
【請求項６】
上記第２レンズ群は、３枚のプラスチックレンズにより構成されている
請求項２から５のいずれか一に記載の変倍撮像レンズ。
【請求項７】
上記第１レンズ群は、第１面に物体側を凸面とした負のメニスカスレンズである
請求項２から６のいずれか一に記載の変倍撮像レンズ。
【請求項８】
上記第２レンズ群の３枚のレンズは、物体側から正のメニスカスレンズ、負のメニスカスレンズ、正の両凸レンズにより構成されている
請求項２から７のいずれか一に記載の変倍撮像レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子を用いたデジタルスチルカメラや携帯電話搭載カメラ、携帯情報端末搭載カメラといった全長の規制の厳しい撮像レンズ装置に係り、特に、携帯電話機等にも搭載可能な好適なレンズ全長および高い光学性能を有する変倍撮像レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報の多様化に伴い、携帯電話機や携帯情報端末に撮像レンズが搭載され、また、情報伝達速度の向上により画像の情報量も急速に増大しつつある。そして、既に固定焦点レンズが搭載され、変倍レンズを搭載した携帯装置が種々提案されている。
この種の携帯装置である携帯電話機や携帯情報端末等にカメラモジュールを搭載するためには、光学（レンズ）系は極めてコンパクトである必要がある。
【０００３】
このような要望に答えて、コンパクト化を実現した変倍機能を有する小型ズームレンズが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載のズームレンズは、正のパワーを有する前群と負のパワーを有する後群とで構成されている。
そして、前群が物体側より負のパワーの貼り合わせレンズ、メニスカス負レンズ、両凸正レンズ、両凸正レンズの４群５枚、後群が両凸正レンズ、負レンズ、メニスカス負レンズの３群３枚の合計７群８枚のレンズから構成され、第３群あるいは第４群のレンズの少なくとも一つの面に非球面を採用することにより、小型で高性能な光学系を構成している。
【特許文献１】特開平９−３１１２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、製造可能な肉厚を持つレンズ、および変倍に伴うレンズ群の移動量を考慮に入れれば自明なことであるが、携帯装置に搭載可能な極めてコンパクトな光学系を実現するための条件の一つに、光学系を構成するレンズ枚数が少ないことがあげられる。
しかしながら、上述した特許文献１に記載のズームレンズは、レンズの構成枚数が７群８枚と比較的多く、撮像光学系の小型化には、限界があり、携帯電話機等、全長に制限のある機器に対しては十分な小型化がなされているとは言い難い。
【０００５】
変倍機能を有する光学系において、構成枚数が２枚から５枚程度の少ないレンズ枚数で構成されている例は、物理的な大きさが小さいものとして撮像素子を対象とした撮像レンズに概ね限られる。
コンパクトなデジタルスチルカメラや携帯電話搭載カメラに使用される撮像素子は、通例として、銀塩フィルムに比べ撮像面サイズが数％から２０％程度と極端に小さいため、通例として高い光学性能を確保できようにしなければならない。
したがって、撮像素子を用いた撮像光学系は、テレセントリック性を重視するため、レンズタイプとしては、以下の２通りに分類される。
【０００６】
第１のタイプは、物体側より負の屈折力の第１レンズ群、および正の屈折力の第２のレンズ群からなる２群構成レンズタイプである。この２群構成レンズタイプでは、最小２枚のレンズで構成できる。
この第１のタイプは、いわゆるレトロフォーカスタイプであり、広角化には容易に適用できるとされている。
しかしながら、上述した第１のレンズタイプは、いわゆるレトロフォーカスタイプであり、広角化には容易に適用できるとされているものの、携帯電話機等、全長に制限のある機器に対しては十分な小型化がなされているとは言い難い。
【０００７】
第２のタイプは、物体側より負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、および正の屈折力の第３レンズ群からなる３群構成レンズタイプである。この３群構成のレンズタイプでは、最小３枚のレンズで構成できる。
そして、このレンズタイプは、テレセントリック性に優れており、撮像素子を用いた光学系では、採用されることが多い。
しかし、第２のレンズタイプは、テレセントリック性に優れているものの、前述の負、正の２群構成と同様に、レトロフォーカスタイプであるが故に、十分な小型化がなされているとは言い難い。
【０００８】
一方、物体側より負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、および負の屈折力の第３レンズ群で構成される。いわゆる、負、正、負のレンズタイプのものが提案されている。このレンズタイプの方がテレフォト系の作用を強くできるため、光学系全長を短縮可能で優位であり、銀塩フィルムを対象とした撮像レンズに好適である。
しかし、このレンズタイプは最も撮像面に近いレンズ群である第３レンズ群が負の屈折力を持つため、光学系からの射出角が跳ね上がる傾向があり、撮像素子を対象として用いた際には、撮像素子の開口によるケラレが懸念される。
【０００９】
携帯電話機を始めとする極めてコンパクトであることを必要とされている光学系においては、上記の通り、いわゆるレトロフォーカスタイプではコンパクトが困難である。
一方、テレフォト系の作用を強くした負、正、負のレンズタイプはコンパクトの面では優位であるが、光学系からの射出角を跳ね上がる傾向がある。また、昨今の撮像素子では、開口によるケラレの減少を促すために、各画素にマイクロレンズを搭載し、このマイクロレンズにより補正を行うことが一般的になってきている。
【００１０】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、負、正、負のレンズタイプでありながら、射出角を抑えることが可能で、しかも極めてコンパクトな光学系を実現することが可能な変倍撮像レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の観点は、撮像素子を対象とした変倍機能を備えた撮像光学系を有する変倍撮像レンズであって、上記撮像光学系が、物体側から順に配置した５枚のレンズで構成され、変倍比が約２．５以下であり、かつ、以下の条件式（１）を満足する。
０．１７＜ｙ’／Ｌ                    …（１）
ただし、ｙ’は上記撮像素子の撮像面における最大像高を、Ｌは光学系の最物体側レンズ面頂より光軸上における上記撮像面までの距離が最大となるときの光学系最前面より撮像面までの距離をそれぞれ表している。
【００１２】
好適には、上記撮像光学系は、物体側から順に配置された、負の屈折力を有する１枚構成よりなる第１レンズ群と、正および負の屈折力を有する３枚構成よりなり全体として正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する１枚構成の第３レンズ群と、により構成され、変倍を行う際には、少なくとも上記第２レンズ群と上記第３レンズ群が光軸上を移動する。
【００１３】
好適には、上記第１レンズ群、上記第２レンズ群、および上記第３レンズ群の焦点距離は、それぞれ以下の条件式（２）、（３）、および（４）を満足する。
２．０＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜３．０        …（２）
０．７４＜ｆ２／ｆｗ＜０．８６        …（３）
１．０＜｜ｆ３｜／ｆｗ＜１．４２      …（４）
ただし、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離を、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離を、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離を、ｆｗは広角端における光学系の焦点距離をそれぞれ表している。
【００１４】
好適には、上記第２レンズ群に少なくとも１面非球面を有し、かつ、上記第３レンズ群に少なくとも１面非球面を有する。
【００１５】
また、好適には、上記第３レンズ群は、像側に凹面を向けた負のレンズであり、以下の条件式（５）を満足する。
ｔａｎω×ｆst／Ｌst＜０．３５          …（５）
ただし、ωは広角端での最大入射角度を、ｆstは広角端における絞りより像側の光学系の合成焦点距離を、Ｌstは広角端における絞りから撮像面までの距離をそれぞれ表している。
【００１６】
好適には、上記第２レンズ群は、３枚のプラスチックレンズにより構成されている。
【００１７】
好適には、上記第１レンズ群は、第１面に物体側を凸面とした負のメニスカスレンズである。
【００１８】
好適には、上記第２レンズ群の３枚のレンズは、物体側から正のメニスカスレンズ、負のメニスカスレンズ、正の両凸レンズにより構成されている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、情報端末、携帯電話機等に搭載可能なコンパクトな変倍撮像レンズを実現することができる。
また、デジタルスチルカメラへの応用も可能であり、超薄型の変倍レンズ搭載のカメラを実現でき、応用範囲が広い変倍撮像レンズを実現できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。
【００２１】
図１（Ａ），（Ｂ）は、変倍撮像レンズの基本構成を示す図であって、図１（Ａ）は広角端におけるレンズ構成を示し、図１（Ｂ）は望遠端におけるレンズ構成を示している。
【００２２】
この変倍撮像レンズ１００は、図１に示すように、物体側ＯＢＪＳから順に配置された、負の屈折力を有する１枚構成よりなる第１レンズ群１１０、正および負の屈折力を有する３枚構成よりなり全体として正の屈折力を有する第２レンズ群１２０、負の屈折力を有する１枚構成の第３レンズ群１３０、撮像部１４０、および第２レンズ群１２０の物体側（第１レンズ群１１０側）に配置された絞り部１５０により構成されている。
この変倍撮像レンズ１００において変倍を行う際には、第１レンズ群１１０、第２レンズ群１２０、および第３レンズ群１３０のうち、たとえば第２レンズ群１２０と第３レンズ群１３０が光軸ＡＸ上を移動する。
なお、変倍機能に関しては、第１レンズ群１１０を固定する構成をとることが可能であるが、第１レンズ群１１０を変動させる（移動可能）に構成することも可能であり、使用目的に応じて対応することができる。
【００２３】
これらの構成要素のうち、負の屈折力を有する１枚構成よりなる第１レンズ群１１０、正および負の屈折力を有する３枚構成よりなり全体として正の屈折力を有する第２レンズ群１２０、および負の屈折力を有する１枚構成の第３レンズ群１３０により変倍撮像レンズ１００の撮像光学系が構成されている。    
すなわち、本実施形態においては、撮像光学系が、物体側ＯＢＪＳから順に配置した第１レンズ群１１０が１枚構成、第２レンズ群１２０が３枚構成、第３レンズ群１３０が１枚構成の計５枚のレンズで構成されている。
【００２４】
第１レンズ群１１０は、たとえば第１面に物体側を凸面とした負の屈折力を持つメニスカスレンズ１１１により構成される。
このように、第１レンズ群１１０を負の屈折力を持つメニスカスレンズ１１１により構成することにより、ディストーションを抑えやすくなる。
【００２５】
第２レンズ群１２０は、唯一の正の屈折力を持つ群となるために、諸収差補正を行うため３枚構成を採用している。さらに、この第２レンズ群１２０にガラスレンズを使用すると、小さいがために通常のレンズより高価となる。そのため、コスト低減を達成するために、第２レンズ群１２０を構成する３枚のレンズをプラスチック製レンズにより構成している。
第２レンズ群１２０を構成する３枚のプラスチック製レンズは、たとえば、第１レンズ群１１０側（物体側）から、正のメニスカスレンズ１２１、負のメニスカスレンズ１２２、および正の両凸レンズ１２３により構成される。
正のメニスカスレンズ１２１は球面収差補正を良好に行っており、３枚の中央に位置するレンズを負のメニスカスレンズ１２２とすることで、正レンズで発生する象面湾曲の補正過剰を抑制しつつ、コマ収差発生を抑えることで、性能バランスをとっており、これらにより変倍に伴う収差変動を抑え、高性能な変倍を可能としている。
【００２６】
第３レンズ群１３０は、１枚構成であるために、ここで諸収差の補正が必要となり、球面収差、コマ収差、非点収差、歪曲補正を行い、さらに、広角端における射出角の補正のためにも必要である。
第３レンズ群１３０は、たとえば像面側を凹とした負のレンズ１３１により構成される。
本実施形態において、ピント調整（フォーカス調整）は第３レンズ群１３０で行っており、無限から至近にかけて撮像面測に移動する。
第３レンズ群が正レンズの場合は物体側に移動するために、特に望遠端での第２レンズ群と第３レンズ群間の距離を確保する必要がある。
本実施形態では、像面側に移動するため、望遠端での第２レンズ群１２０と第３レンズ群１３０との距離を狭めることができる。
これは、変倍光学系のコンパクト化を可能ならしめる要因の一つであり、また同じ大きさであれば、無理の無いパワー配置が可能となり、高性能化および偏心感度の低下を可能ならしめている。
【００２７】
撮像部１４０は、第３レンズ群１３０側から、ガラス製の平行平面板（カバーガラス）１４１と、たとえばＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサ等からなる撮像素子１４２が順に配置されている。
撮像光学系を介した被写体（物体）からの光が、撮像素子１４２の撮像面１４２ａ上に結像される。
【００２８】
以上の第１レンズ群１１０、第２レンズ群１２０、および第３レンズ群１３０を有する撮像光学系は、光学系全体が負、正、負のレンズ構成となっていることから、テレフォト作用を持たせるために全長短縮が可能である。
【００２９】
以上のような構成を有する本実施形態に係る変倍撮像レンズ１００は、携帯電話機等に搭載可能なようにコンパクト化を実現し、撮像素子への入射角度の射出瞳の規制を緩和するために、以下に説明するような、各種条件が設定されている。
以下に、本実施形態に係る変倍撮像レンズ１００において設定された各条件について説明する。
【００３０】
本変倍撮像レンズ１００は、変倍比が約２．５以下であり、かつ、撮像素子１４２の撮像面１４２ａにおける最大像高をｙ’、撮像光学系の最物体側レンズ１１１の面頂より光軸ＡＸ上における撮像面１４２ａまでの距離が最大となるときの光学系最前面より撮像面までの距離をＬとしてそれぞれ表した場合に、以下の（条件式１）を満足するように構成されている。
０．１７＜ｙ’／Ｌ                    …（条件式１）
【００３１】
撮像光学系が、５枚構成とレンズの枚数を少なくすることで全長を短くしつつ、約２．５倍以下の変倍を可能としている。さらに、使用するセンササイズにより光学系の大きさも左石されるが、コンパクト化を達成するためには、変倍レンズと言えども、条件式１の下限（０．１７）を超えては全長が長くなり、さらに第１レンズ群１１０を構成するレンズの径も大きくなるため、コンパクトな光学系とは言えなくなる。
本実施形態においては、撮像光学系の全長を短くし、このことにより径が最大レンズとなる第１レンズ群１１０におけるレンズの径も小型化することが可能となっている。
【００３２】
なお、条件式１のｙ’とＬとの関係制約条件は、撮像面１４２ａの大きさにより光学系の大きさも左右される。
しかしながら、本実施形態では、負、正、負の３群構成にも関わらずコンパクトな全長の短い光学系が可能である。
また、本実施形態は５枚構成と少ない枚数でコンパクト化を実現している。枚数を低減すると収差補正を行うためにはＬを短くすることが困難となり、本実施形態においてはｙ＜０．２３となっている。
【００３３】
本実施形態の変倍撮像レンズ１００は、第１レンズ群１１０の焦点距離ｆ１、第２レンズ群１２０の焦点距離ｆ２、および第３レンズ群１３０の焦点距離ｆ３は、合成パワーの強くなる広角端における撮像光学系の焦点距離ｆｗを用いて、以下の（条件式２）、（条件式３）、および（条件式４）を満足するように構成されている。
２．０＜｜ｆ１｜／ｆｗ＜３．０        …（条件式２）
０．７４＜ｆ２／ｆｗ＜０．８６        …（条件式３）
１．０＜｜ｆ３｜／ｆｗ＜１．４２      …（条件式４）
【００３４】
これらの条件式２、条件式３、および条件式４は、変倍撮像レンズ１００のコンパクト化を達成するための各群のパワー条件、換言すると、各レンズ群のパワーバランスをとることにより、高性能でコンパクトな変倍撮像レンズを実現可能とする条件を示している。
【００３５】
条件式２は、第１レンズ群１１０のパワー条件を示しており、上限を超えると負のディストーション補正が厳しくなり、さらに、第２レンズ群１２０のパワーが大きくなることによる収差劣化を発生させる。また、下限を超えると、全長が大きくなりコンパクト化が達成でき無くなると共に、第１レンズ群１１０のパワーが大きくなり非点収差、歪曲収差が悪化する。
条件式３は、第２レンズ群１２０のパワー条件を示しており、上限を超えると全長が大きくなり、さらに球面収差補正ができにくくなる。下限を超えると、球面収差、非点収差、コマ収差が悪化する。
条件式４は、第３レンズ群１３０のパワー条件を示しており、上限を起えると負の歪曲補正ができにくくなり、下限を超えるとコマ収差、正の歪曲を増大させ、さらに全長が大きくなる。
【００３６】
また、本実施形態の変倍撮像レンズ１００は、第２レンズ群１２０に少なくとも１面非球面を有し、かつ、第３レンズ群１３０に少なくとも１面非球面を有するように構成されている。
具体的には、本実施形態の変倍撮像レンズ１００は、上述したように、収差補正において、各群のパワー配置を最適化することでコンパクト化を達成しており、さらに第２レンズ群１２０と第３レンズ群１３０に非球面を適宜配置することで、さらにコンパクト化を実現している。これらの条件を最適化することにより、コンパクトな変倍レンズにもかかわらず高性能で、さらに歪曲を小さくすることができる。
【００３７】
すなわち、本実施形態においては、球面系だけでは、コンパクトな変倍撮像レンズの収差補正が困難であり、非球面を適所に配置することにより諸収差の補正を行っている。
本実施形態に係る撮像光学系において、第２レンズ群１２０は唯一の正の屈折力を持ち、必然的にそのパワーも大きくなり、収差の発生も大きくなるため少なくとも１面以上の非球面が必要であり、これにより球面収差、コマ収差、非点収差の補正を行っている。
また、第３レンズ群１３０は１枚構成であるために、ここで諸収差の補正が必要となり、球面収差、コマ収差、非点収差、歪曲補正を行い、さらに、広角端における射出角の補正のためにも必要である。
【００３８】
このように、本実施形態においては、第２レンズ群１２０に適切なる非球面を配置することにより、第２レンズ群１２０で発生する球面収差と非点収差およびコマ収差の補正を行っている。さらに、第３レンズ群１３０に非球面を配置することにより、歪曲収差補正、コマ収差、非点収差補正を行っており、また、望遠端における球面収差補正も行っている。
さらに、広角（ワイド）端における射出瞳位置の緩和を行っている。本実施形態では、各レンズに少なくとも１面の非球面を施すことで、上記性能補正を行っている。
【００３９】
本実施形態に用いられる非球面は次式で与えられる。
Ｚ＝（ｈ2 ／ｒ）／〔１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／ｒ）2 ｝1/2 〕
＋Ａｈ4 ＋Ｂｈ6 ＋Ｃｈ8 ＋Ｄｈ10
【００４０】
ただし、Ｚは面頂点に対する接平面からの深さを、ｒは曲率半径を、ｈは光軸からの高さを、ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。
【００４１】
また、上述したように、第３レンズ群１３０は、たとえば像面側に凹面を向けた負のレンズ１３１により構成することができるが、この場合、広角端での最大入射角度ω、広角端における絞りより像側の光学系の合成焦点距離ｆst、広角端における絞りから撮像面までの距離Ｌstを用いて、以下の（条件式５）を満足するように構成される。
ｔａｎω×ｆst／Ｌst＜０．３５          …（条件式５）
【００４２】
昨今の画素の微細化が進んだ撮像素子では、それに伴い受光部への光線が開口部により遮光される傾向が強くなったため、マイクロレンズを用いて周辺光量の補正を行っている。
したがって、撮像素子を用いた光学系は、必ずしもテレセントリック性が必要とされていない。
しかしながら、撮像素子への光線光量を確保するためには、入射角の限界があり、この限界角を規制しており、上限を超えると受光部への角度が厳しくなり、画面周辺部において急激な光量低下が発生する。
【００４３】
条件式５は、撮像素子１４２への入射角度規制に対する射出瞳位置の条件を表しており、条件の厳しい広角端での条件式となっている。
光学系に入射する角度（両角）に対して、射出瞳距離に関与する、絞り位置と絞りから撮像面１４２ａ側の光学系の焦点距離（パワー）の関係式となっている。本実施形態において、広画角、コンパクトでありながら、射出瞳の規制緩和を行っており、その達成した条件式を表している。
【００４４】
以下に、変倍撮像レンズの具体的な数値による実施例１〜４を示す。
なお、各実施例１〜４においては、変倍撮像レンズ１００の各レンズ群を構成する各レンズ、絞り部１５０、並びに撮像部１４０を構成するカバーガラス１４１に対して、図２に示すような面番号を付与した。
具体的には、第１レンズ群１１０を構成する負のメニスカスレンズ１１１の物体側面（凸面）を第１番、反対側の凹面を第２番、絞り部１５０を第３番、第２レンズ群１２０を構成する正のメニスカスレンズ１２１の絞り側面（凸面）第４番、レンズ１２１の反対側の凹面を第５番、負のメニスカスレンズ１２２のレンズ１２１側の面（凹面）を第６番、レンズ１２２の反対側の凸面を第７番、両凸レンズ１２３のレンズ１２２側の凸面を第８番、レンズ１２３の反対側の凸面を第９番、第３レンズ群１３０を構成する負のレンズ１３１の第２レンズ群１２０側の面（凸面）を第１０番、レンズ１３１の反対側の面（凹面）を第１１番、カバーガラス１４１の第３レンズ群１３０側の面を第１２番、撮像素子１４２側の面を第１３番としている。
【００４５】
（実施例１）
表１から表４に実施例１の各数値を示す。
表１は、実施例１における変倍撮像レンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径（ｒ：ｍｍ）と間隔（ｄ：ｍｍ）を示している。
【００４６】
【表１】
2005077692.tif 000003
【００４７】
表２は、実施例１における非球面を含む第２レンズ群１２０、および第３レンズ群１３０の所定面の非球面係数を示す。表２において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。
【００４８】
【表２】
2005077692.tif 000004
【００４９】
表３は、変倍に伴って間隔が変化する面２，９，１１，１３の広角端、望遠端における可変間隔の数値、絞り径、焦点距離、およびＦナンバー（Ｆｎｏ）の数値を示している。
【００５０】
【表３】
2005077692.tif 000005
【００５１】
表４は、条件式１〜条件式５の各数値を示している。実施例１においては、条件式１の（ｙ’／Ｌ）は０．２２１（０．１７＜０．２２１＜０．２３）、条件式２の（ｆ１／ｆｗ）は２．９４６（２．０＜２．９４６＜３．０）、条件式３の（ｆ２／ｆｗ）は０．７７２（０．７４＜０．７７２＜０．８６）、条件式４の（ｆ３／ｆｗ）は１．２２４（１．０＜１．２２４＜１．４２）、条件式５の（ｔａｎω×ｆst／Ｌst）は０．３２９（０．３２９＜０．３５）である。
【００５２】
【表４】
2005077692.tif 000006
【００５３】
図３は、実施例１において、広角端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図であり、図４は、実施例１において、望遠端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。図３および図４の（Ａ）が球面収差、（Ｂ）が非点収差、（Ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示している。図３および図３の（Ｂ）中、実線はメリディオナル像面におけるｄ線の値、破線はサジタル像面におけるｄ線での値をそれぞれ示している。
図３および図４からわかるように、実施例１によれば、広角端から望遠端までの焦点位置距離において、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた変倍撮像レンズが得られる。
【００５４】
（実施例２）
表５から表８に実施例２の各数値を示す。
表５は、実施例２における変倍撮像レンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径（ｒ：ｍｍ）と間隔（ｄ：ｍｍ）を示めしている。
【００５５】
【表５】
2005077692.tif 000007
【００５６】
表６は、実施例２における非球面を含む第２レンズ群１２０、および第３レンズ群１３０の所定面の非球面係数を示す。表６において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。
【００５７】
【表６】
2005077692.tif 000008
【００５８】
表７は、変倍に伴って間隔が変化する面２，９，１１，１３の広角端、望遠端における可変間隔の数値、絞り径、焦点距離、およびＦナンバー（Ｆｎｏ）の数値を示している。
【００５９】
【表７】
2005077692.tif 000009
【００６０】
表８は、条件式１〜条件式５の各数値を示している。実施例２においては、条件式１の（ｙ’／Ｌ）は０．２１５（０．１７＜０．２１５＜０．２３）、条件式２の（ｆ１／ｆｗ）は２．６０８（２．０＜２．６０８＜３．０）、条件式３の（ｆ２／ｆｗ）は０．７４６（０．７４＜０．７４６＜０．８６）、条件式４の（ｆ３／ｆｗ）は１．１７３（１．０＜１．１７３＜１．４２）、条件式５の（ｔａｎω×ｆst／Ｌst）は０．３２３（０．３２３＜０．３５）である。
【００６１】
【表８】
2005077692.tif 000010
【００６２】
図５は、実施例２において、広角端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図であり、図６は、実施例２において、望遠端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。図５および図６の（Ａ）が球面収差、（Ｂ）が非点収差、（Ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示している。図５および図６の（Ｂ）中、実線はメリディオナル像面におけるｄ線の値、破線はサジタル像面におけるｄ線での値をそれぞれ示している。
図５および図６からわかるように、実施例２によれば、広角端から望遠端までの焦点位置距離において、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた変倍撮像レンズが得られる。
【００６３】
（実施例３）
表９から表１２に実施例３の各数値を示す。
表９は、実施例３における変倍撮像レンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径（ｒ：ｍｍ）と間隔（ｄ：ｍｍ）を示している。
【００６４】
【表９】
2005077692.tif 000011
【００６５】
表１０は、実施例３における非球面を含む第２レンズ群１２０、および第３レンズ群１３０の所定面の非球面係数を示す。表１０において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。
【００６６】
【表１０】
2005077692.tif 000012
【００６７】
表１１は、変倍に伴って間隔が変化する面２，９，１１，１３の広角端、望遠端における可変間隔の数値、絞り径、焦点距離、およびＦナンバー（Ｆｎｏ）の数値を示している。
【００６８】
【表１１】
2005077692.tif 000013
【００６９】
表１２は、条件式１〜条件式５の各数値を示している。実施例３においては、条件式１の（ｙ’／Ｌ）は０．１８８（０．１７＜０．１８８＜０．２３）、条件式２の（ｆ１／ｆｗ）は２．０７５（２．０＜２．０７５＜３．０）、条件式３の（ｆ２／ｆｗ）は０．８５４（０．７４＜０．８５４＜０．８６）、条件式４の（ｆ３／ｆｗ）は１．４１７（１．０＜１．４１７＜１．４２）、条件式５の（ｔａｎω×ｆst／Ｌst）は０．３２５（０．３２５＜０．３５）である。
【００７０】
【表１２】
2005077692.tif 000014
【００７１】
図７は、実施例３において、広角端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図であり、図８は、実施例３において、望遠端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。図７および図８の（Ａ）が球面収差、（Ｂ）が非点収差、（Ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示している。図７および図８の（Ｂ）中、実線はメリディオナル像面におけるｄ線の値、破線はサジタル像面におけるｄ線での値をそれぞれ示している。
図７および図８からわかるように、実施例３によれば、広角端から望遠端までの焦点位置距離において、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた変倍撮像レンズが得られる。
【００７２】
（実施例４）
表１３から表１６に実施例４の各数値を示す。
表１３は、実施例４における変倍撮像レンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径（ｒ：ｍｍ）と間隔（ｄ：ｍｍ）を示している。
【００７３】
【表１３】
2005077692.tif 000015
【００７４】
表１４は、実施例４における非球面を含む第２レンズ群１２０、および第３レンズ群１３０の所定面の非球面係数を示す。表１４において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。
【００７５】
【表１４】
2005077692.tif 000016
【００７６】
表１５は、変倍に伴って間隔が変化する面２，９，１１，１３の広角端、望遠端における可変間隔の数値、絞り径、焦点距離、およびＦナンバー（Ｆｎｏ）の数値を示している。
【００７７】
【表１５】
2005077692.tif 000017
【００７８】
表１６は、条件式１〜条件式５の各数値を示している。実施例４においては、条件式１の（ｙ’／Ｌ）は０．１７８（０．１７＜０．１７８＜０．２３）、条件式２の（ｆ１／ｆｗ）は２．３５８（２．０＜２．３５８＜３．０）、条件式３の（ｆ２／ｆｗ）は０．７９１（０．７４＜０．７９１＜０．８６）、条件式４の（ｆ３／ｆｗ）は１．０５８（１．０＜１．０５８＜１．４２）、条件式５の（ｔａｎω×ｆst／Ｌst）は０．３４１（０．３４１＜０．３５）である。
【００７９】
【表１６】
2005077692.tif 000018
【００８０】
図９は、実施例４において、広角端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図であり、図１０は、実施例４において、望遠端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。図９および図１０の（Ａ）が球面収差、（Ｂ）が非点収差、（Ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示している。図９および図１０の（Ｂ）中、実線はメリディオナル像面におけるｄ線の値、破線はサジタル像面におけるｄ線での値をそれぞれ示している。
図９および図１０からわかるように、実施例４によれば、広角端から望遠端までの焦点位置距離において、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた変倍撮像レンズが得られる。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態によれば、撮像光学系が３群構成の変倍レンズとなっており、第１レンズ群１１０を１枚構成、第２レンズ群１２０を３枚構成、第３レンズ群１３０を１枚構成として、さらに、第２レンズ群１２０を３枚全てプラスチック化していることから、光学系の全長を短くでき、このことにより径最大レンズとなる第１レンズ群１１０におけるレンズの径も小型化でき、またコスト低減を図ることができる。
変倍に際しては、第１レンズ群１１０を固定もしくは変動させることも可能であり、使用目的に応じ対応できる。
収差補正において、各レンズ群のパワー配置を最適化することでコンパクト化を達成しており、さらに第２レンズ群１２０と第３レンズ群１３０に非球面を適宜配置することで、さらにコンパクト化を実現できる。これらの条件を最適化することにより、コンパクトな変倍レンズにも関わらず高性能で、さらに歪曲を小さくすることができる利点がある。
また、本実施形態においては、ピント調整は第３レンズ群１３０で行っており、無限から至近にかけて撮像面測に移動するため、望遠端での第２レンズ群１２０と第３レンズ群１３０との距離を狭めることができる。これにより、変倍光学系のコンパクト化が可能となり、また同じ大きさであれば、無理の無いパワー配置が可能となり、高性能化および偏心感度低下を実現できる。
【００８２】
また、プラスチック製の第２レンズ群１２０の３枚は、正のメニスカスレンズ、負のメニスカスレンズ、正の両凸レンズ構成となっていることから、正のメニスカスレンズで球面収差補正を良好に行え、負のメニスカスレンズにおいて、正レンズで発生する象面湾曲の補正過剰を抑制でき、これと並行してコマ収差発生を押えることができる。これにより、性能バランスをとることが可能となり、変倍に伴う収差変動を抑え、高性能な変倍が可能となる利点がある。
【００８３】
また、各レンズ群の焦点距離（ｆｌ，ｆ２、ｆ３）と合成パワーの強くなる広角端の焦点距離ｆｗとの関係において、各レンズ群のパワーバランスをとることにより、高性能でコンパクトな変倍レンズを実現することが可能となる。
【００８４】
撮像素子１４２への入射角度規制に対する射出瞳位置の条件を所望の条件に規定することにより、広画角、コンパクトでありながら、射出瞳の規制緩和を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】変倍撮像レンズの基本構成を示す図であって、（Ａ）は広角端におけるレンズ構成を示し、（Ｂ）は望遠端におけるレンズ構成を示している。
【図２】実施例１〜４においては、変倍撮像レンズの各レンズ群を構成する各レンズ、絞り、並びに撮像部を構成するカバーガラスに対して付与した面番号を示す図である。
【図３】実施例１において、広角端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【図４】実施例１において、望遠端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【図５】実施例２において、広角端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【図６】実施例２において、望遠端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【図７】実施例３において、広角端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【図８】実施例３において、望遠端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【図９】実施例４において、広角端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【図１０】実施例４において、望遠端における球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【符号の説明】
【００８６】
１００…変倍撮像レンズ
１１０…第１レンズ群
１１１…負のメニスカスレンズ
１２０…第２レンズ群
１２１…正のメニスカスレンズ
１２２…負のメニスカスレンズ
１２３…両凸レンズ
１３０…第３レンズ群
１３１…負のレンズ
１４０…撮像部
１４１…ガラス製の平行平面板（カバーガラス）
１４２…撮像素子
１４２ａ…撮像面
【図１】
2005077692.tif 000019
【図２】
2005077692.tif 000020
【図３】
2005077692.tif 000021
【図４】
2005077692.tif 000022
【図５】
2005077692.tif 000023
【図６】
2005077692.tif 000024
【図７】
2005077692.tif 000025
【図８】
2005077692.tif 000026
【図９】
2005077692.tif 000027
【図１０】
2005077692.tif 000028