(57)【要約】【課題】  本発明は、使用されるレンズの数を６枚未満に大幅に減らしながらも、３倍のズーム比を達成することができるズームレンズとそれを有する撮像装置を提供する。【解決手段】  広角モードにおいて有効焦点距離fwを有する本発明のズームレンズは第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群を有する。第１レンズ群は負の屈折力を有し、有効焦点距離f1を有し、2.1<|f1/fw|<2.6を満たす。第１レンズ群は第１レンズと第２レンズを有する。第１レンズは第１の負の屈折力を有し、少なくとも第１非球面凹レンズ面を有する。第２レンズは第１の正の屈折力を有する。第２レンズ群は第１の正の有効屈折力を有し、有効焦点距離f2を有し、1.5<|f2/fw|<1.8を満足する。第２レンズ群は第３レンズと第４レンズを有する。第３レンズは第２の正の屈折力を有し、少なくとも第２非球面レンズ面を有する。第４レンズは第３の正の屈折力を有する。第３レンズ群は第２の正の有効屈折力を有する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、
第１の負の屈折力を有し少なくとも第１非球面凹レンズ面を有する第１レンズと、第１の正の屈折力を有する第２レンズとを有し、負の有効屈折力を有し、有効焦点距離f1を有し、2.1<|f1/fw|<2.6を満足する第１レンズ群と、
第２の正の屈折力を有し少なくとも第２非球面レンズ面を有する第３レンズと、第３の正の屈折力を有する第４レンズとを有し、第１の正の有効屈折力を有し、有効焦点距離f2を有し、1.5<|f2/fw|<1.8を満足する第２レンズ群と、
第２の正の有効屈折力を有する第３レンズ群とを有し、
広角モードで有効焦点距離fwを有することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が有効焦点距離f23を有し、前記第３レンズ群が有効焦点距離f3を有し、0.3<|f1/f23|<1.6と 0.3<|f2/f3|<0.8を満足す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３】
前記第１レンズ群の主面と前記第２レンズ群の主面の距離はd12であり、前記第２レンズ群の主面と前記第３レンズ群の主面の距離はd23であり、0.05<d12/d23<1.6を満足す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４】
両凹レンズである前記第１レンズは、第１凹レンズ面と第２凹レンズ面を有し、前記第１凹レンズ面は第１非球面凹レンズ面であり、前記第２凹レンズ面は第３非球面レンズ面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５】
前記第２レンズは第１凸レンズ面と第３凹レンズ面を有し、前記第１凸レンズ面は第１レンズに面し、前記第３凹レンズ面は前記第１レンズとは反対側に配設されることを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
【請求項６】
ダブレットレンズである前記第３レンズは、第２凸レンズ面、ダブレットレンズ面、及び第４凹レンズ面を有し、前記第２凸レンズ面は前記第３凹レンズ面に面し、前記ダブレットレンズ面は前記第２凸レンズ面と前記第４凹レンズ面の間に配設され、前記第４凹レンズ面は前記第３凹レンズ面とは反対側に配設され、前記第２凸レンズ面は第２非球面レンズ面であることを特徴とする請求項５に記載のズームレンズ。
【請求項７】
前記第４レンズは第３凸レンズ面と第４凸レンズ面を有し、前記第３凸レンズ面は前記第４凹レンズ面に面し、前記第４凸レンズ面は前記第４凹レンズ面とは反対側に配設されることを特徴とする請求項６に記載のズームレンズ。
【請求項８】
前記第３レンズ群は第４の正の屈折力を有する第５レンズを有し、前記第５レンズはメニスカスレンズであり、第５凸レンズ面と第５凹レンズ面を有し、前記第５凸レンズ面は前記第４凸レンズ面に面し、前記第５凹レンズ面は前記第４凸レンズ面とは反対側に配設されることを特徴とする請求項７に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記第５凸レンズ面の曲率半径と前記第５凹レンズ面の曲率半径はそれぞれR1とR2に等しく、-1.8<(R1+R2)/(R1-R2)<-0.6を満足することを特徴とする請求項８に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に配設される開口絞りを有す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１１】
感知要素と、
広角モードで有効焦点距離fwを有するズームレンズとを有する撮像装置であって、
前記ズームレンズは、
第１の負の屈折力を有し少なくとも第１非球面凹レンズ面を有する第１レンズと、第１の正の屈折力を有する第２レンズとを有し、負の有効屈折力を有し、有効焦点距離f1を有し、2.1<|f1/fw|<2.6を満足する第１レンズ群と、
第２の正の屈折力を有し少なくとも第２非球面レンズ面を有する第３レンズと、第３の正の屈折力を有する第４レンズを有し、第１レンズ群と感知要素の間に配設され、第１の正の有効屈折力を有し、有効焦点距離f2を有し、1.5<|f2/fw|<1.8を満足する第２レンズ群と、
第２レンズ群と感知要素の間に配設され、第２の正の有効屈折力を有する第３レンズ群とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群は有効焦点距離f23を有し、前記第３レンズ群は有効焦点距離f3を有し、0.3<|f1/f23|<1.6と0.3<|f2/f3|<0.8を満足することを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記第１レンズ群の主面と前記第２レンズ群の主面の距離がd12であり、前記第２レンズ群の主面と前記第３レンズ群の主面の距離がd23であり、0.05<d12/d23<1.6が満足される請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１４】
両凹レンズである前記第１レンズが、第１凹レンズ面と第２凹レンズ面を有し、前記第１凹レンズ面が第１非球面凹レンズ面であり、前記第２凹レンズ面が第３非球面レンズ面であることを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記第２レンズは第１凸レンズ面と第３凹レンズ面を有し、前記第１凸レンズ面は前記第１レンズに面し、前記第３凹レンズ面は前記第１レンズとは反対側に配設されることを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記第３レンズはダブレットレンズであり、第２凸レンズ面、ダブレットレンズ面、及び第４凹レンズ面を有し、前記第２凸レンズ面は前記第３凹レンズ面に面し、前記ダブレットレンズ面は前記第２凸レンズ面と前記第４凹レンズ面の間に配設され、前記第４凹レンズ面は前記第３凹レンズ面とは反対側に配設され、前記第２凸レンズ面は第２非球面レンズ面であることを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記第４レンズは第３凸レンズ面と第４凸レンズ面を有し、前記第３凸レンズ面は前記第４凹レンズ面に面し、前記第４凸レンズ面は前記第４凹レンズ面とは反対側に配設されることを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記第３レンズ群は第４の正の屈折力を有する第５レンズを有し、前記第５レンズはメニスカスレンズであり、第５凸レンズ面と第５凹レンズ面を有し、前記第５凸レンズ面は前記第４凸レンズ面に面し、前記第５凹レンズ面は前記第４凸レンズ面の反対側に配設されることを特徴とする請求項１７に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記第５凸レンズ面の曲率半径と前記第５凹レンズ面の曲率半径はそれぞれR1とR2に等しく、-1.8<(R1+R2)/(R1-R2)<-0.6を満足することを特徴とする請求項１８に記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に配設される開口絞りを有することを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項２１】
前記感知要素は電荷結合素子（ＣＣＤ）または相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）であることを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項２２】
デジタル・スチルカメラであることを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、特に、６枚未満のレンズを有し、短い後側焦点距離を有するズームレンズとそれを有する撮像装置に関する。この特許出願は、２００６年２月２４日に出願された台湾特許出願第９５１０６４３３号の利益を享受するものであり、その内容は、引用することによってここに組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラに利用されるズームレンズは特許文献１に開示されるような３つのレンズ群を有する構造を採用している。しかし、技術の進歩と市場の要求に伴い、カメラの設計は薄さ、コンパクトさ、軽量さを目指しており、ズームレンズの後側焦点距離（ＢＦＬ）を短くし、３つのレンズ群で使用されるレンズの数を減らすことが著しく重要になってきている。
【０００３】
更に、ズーム比（望遠モードの有効焦点距離と広角モードの有効焦点距離の比）は、撮像装置の性能を測る重要な尺度である。現在、デジタル・スチルカメラは少なくとも３倍のズーム比を有する。
【０００４】
しかし、好ましい画像効果を得るために、通常、デジタル・スチルカメラは３つのレンズ群に最大１０枚のレンズが使用されることもあり、それは構造を制限するだけでなく、コストを高くしている。すなわち、撮像装置の撮像性能と画質を維持したまま、撮像装置を小型化する方法が業界において差し迫った課題となっている。有効焦点距離、レンズの屈折力と配置、複数の球面レンズを一つの非球面レンズに置き換えるなどの、３つのレンズ群のレンズの性質を利用するなどの試みがなされてきた。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４４６５３４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、斯かる実情に鑑み、ズームレンズで使用されるレンズの数を６枚未満に大幅に減らしながら、同時に３倍のズーム比を達成することができる、ズームレンズとそれを有する撮像装置を提供しようとするものである。本発明のズームレンズは適切な後側焦点距離を有し、画像撮像装置の他の要素としっかりと結合することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、広角モードで有効焦点距離fwを有するズームレンズを提供することにより、上記課題を達成する。ズームレンズは画像側より順に第１レンズ群、第２レンズ群、及び第３レンズ群を有する。第１レンズ群は、負の有効屈折力を有し、有効焦点距離f1を有し、2.1<|f1/fw|<2.6を満足する。第１レンズ群は第１レンズと第２レンズを有する。第１レンズは第１の負の屈折力を有し、少なくとも第１非球面凹レンズ面を有する。第２レンズは第１の正の屈折力を有する。第２レンズ群は、第１の正の有効屈折力を有し、有効焦点距離f2を有し、1.5<|f2/fw|<1.8を満足する。第２レンズ群は第３レンズと第４レンズを有する。第３レンズは第２の正の屈折力を有し、少なくとも第２非球面レンズ面を有する。第４レンズは第３の正の屈折力を有する。第３レンズ群は第２の正の有効屈折力を有する。
【０００８】
更に、本発明は、撮像装置を提供することにより、上記課題を達成する。撮像装置は感知要素とズームレンズを有する。ズームレンズは広角モードにおいて有効焦点距離fwを有し、第１レンズ群、第２レンズ群、及び第３レンズ群を有する。第１レンズ群は負の有効屈折力を有し、有効焦点距離f1を有し、2.1<|f1/fw|<2.6を満足する。第１レンズ群は第１レンズと第２レンズを有する。第１レンズは第１の負の屈折力を有し、少なくとも第１の非球面凹レンズ面を有する。第２レンズは第１の正の屈折力を有する。第２レンズ群は第１レンズ群と感知要素の間に配設され、第１の正の有効屈折力を有し、有効焦点距離f2を有し、1.5<|f2/fw|<1.8を満足する。第２レンズ群は第３レンズと第４レンズを有する。第３レンズは第２の正の屈折力を有し、少なくとも第２の非球面レンズ面を有する。第４レンズは第３の正の屈折力を有する。第３レンズ群は第２レンズ群と感知要素の間に配設され、第２の正の有効屈折力を有する。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置によれば、ズームレンズで使用されるレンズの数を６枚未満に大幅に減らしながら、同時に３倍のズーム比を達成することができ、ズームレンズは適切な後側焦点距離を有し、画像撮像装置の他の要素としっかりと結合することができるという優れた効果を奏し得る。
【００１０】
本発明の他の目的、特徴、利点は、下記の詳細な実施の形態から明らかになるが、その実施例に限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１２】
本発明の実施の形態の撮像装置の部分構造図が図１に示される。撮像装置１００は例えばデジタルカメラなどである。撮像装置１００は感知要素１１０とズームレンズ１２０を有する。感知要素１１０は例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、又は光を感知できその光信号を電気信号に変換できる光センサーなどである。ズームレンズ１２０は広角モードで有効焦点距離fwを有し、第１レンズ群１２１、第２レンズ群１２５、及び第３レンズ群１２８を有する。
【００１３】
第１レンズ群１２１は負の有効屈折力を有し、有効焦点距離f1を有し、2.1<|f1/fw|<2.6を満足する。第１レンズ群は第１レンズ１２２と第２レンズ１２３を有する。第１レンズ１２２は第１の負の屈折力を有し、少なくとも第１非球面凹レンズ面１２２ａ又は１２２ｂを有する。第２レンズ１２３は第１の正の屈折力を有する。本発明の実施の形態においては、第１非球面凹レンズ面１２２ａを有する第１レンズ１２２が例示されている。
【００１４】
第１レンズ群１２１及び感知要素１１０の間に配設される第２レンズ群１２５は、第１の正の有効屈折力を有し、有効焦点距離f2を有し、1.5<|f2/fw|<1.8を満足する。第２レンズ群１２５は第３レンズ１２６と第４レンズ１２７を有する。第３レンズ１２６は第２の正の屈折力を有し、少なくとも第２非球面レンズ面１２６ａを有する。第４レンズ１２７は第３の正の屈折力を有する。第３レンズ群１２８は第２レンズ群１２５と感知要素１１０の間に配設され、第２の正の有効屈折力を有する。
【００１５】
上記のf1、f2、fwの制限において、画像側から撮像装置１００に向かう光線が順に、ズームレンズ１２０の第１レンズ群１２１、第２レンズ群１２５、及び第３レンズ群１２８を通過し、感知要素１１０上で結像する時、広角モードの後側焦点距離と望遠モードの後側焦点距離は共に許容範囲内にある。例えば、第１レンズ群１２１の有効焦点距離f1が-14.24mm、第２レンズ群１２５の有効焦点距離f2が20.357mmであり、ズームレンズ１２０の有効焦点距離fwが広角モードにおいて6.210mmである。この時、広角モードの後側焦点距離と望遠モードの後側焦点距離は、それぞれ4mmと2.55mmに等しい。
【００１６】
遠方の物体から光線が来る時、すなわち、ズームレンズ１２０が望遠モードである時には、ズームレンズ１２０の全長は、近い物体から光線が来る時の広角モードの全長よりも短くなるので、３つのレンズ群の間での機械的な干渉は起こらない。例えば、ズームレンズ１２０が望遠モードになる為に、第１レンズ群１２１と第２レンズ群１２５の距離が短くなるならば、２つのレンズ群の間でのレンズ面の衝突は避けられる。それに加え、ズームレンズ１２０は第１レンズ群１２１と第２レンズ群１２５の間に配設される開口絞りを有する。更に、f1、f2、fwの制限は、開口絞りや３つのレンズ群のズーム又はフォーカスを制御する締具やステップモーターなどを収める空間を提供する。
【００１７】
ズームレンズ１２０の３つのレンズ群のf1、f2、及びfwが上記制限を満足しない状況について以下に詳説する。
【００１８】
広角モードと望遠モードの間で３つのレンズ群の主面間の距離を変化させた場合の図が図２Ａに示される。第１レンズ群１２１の主面Ｄ１と第２レンズ群１２５の主面Ｄ２の間の距離はd12であり、第２レンズ群１２５の主面Ｄ２と第３レンズ群１２８の主面Ｄ３の間の距離はd23である。詳細は表１に示される。
【表１】
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【００１９】
図２Ａにおいて、第１レンズ群１２１は-17.6166の有効焦点距離f1を有し、第２レンズ群１２５は9.3542mmの有効焦点距離f2を有し、第３レンズ群１２８は19.0646mmの有効焦点距離ｆ３を有し、ズームレンズ１２０は広角モードにおいて6mmの有効焦点距離fwを有する。すなわち、|f1/fw|=17.6166/6=2.936が本発明の上限値である2.6よりも大きくなる。
【００２０】
従って、ズームレンズが広角モードから望遠モードになると、第１レンズ群１２１の主面Ｄ１と第２レンズ群１２５の主面Ｄ２の距離d12は13.7244mmから1.6733mmに減少し、一方、第２レンズ群１２５の主面Ｄ２と第３レンズ群１２８の主面Ｄ３の距離d23は8.5839mmから18.4043mmに増加する。図２Ａに示されるように、機械的干渉は第1レンズ群１２１と第２レンズ群１２５の間だけでなく、第３レンズ群１２８と感知要素１１０の間に介在されるフィルターまたはガラス板と第３レンズ群１２８の間においても発生する。
【００２１】
広角モードと望遠モードの間で３つのレンズ群の主面間の距離を変化させた場合のもう一つの図が図２Ｂに示される。第１レンズ群１２１の主面Ｄ１と第２レンズ群１２５の主面Ｄ２の距離がd12であり、一方、第２レンズ群１２５の主面Ｄ２と第３レンズ群１２８の主面Ｄ３の距離がd23である。詳細は表２に示される。
【表２】
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【００２２】
図２Ｂにおいて、第１レンズ群１２１の有効焦点距離f1は-14.4221mmであり、第２レンズ群１２５の有効焦点距離f2は11.7393mmであり、第３レンズ群１２８の有効焦点距離ｆ３は19.7100mmであり、ズームレンズ１２０の有効焦点距離fwは広角モードにおいて6mmである。すなわち、|f2/fw|=11.7393/6=1.95は本発明の上限値である1.8よりも大きい。
【００２３】
すなわち、ズームレンズが広角モードから望遠モードになると、第１レンズ群１２１の主面Ｄ１と第２レンズ群１２５の主面Ｄ２の距離d12は14.3449mmから3.0881mmに減少し、一方、第２レンズ群１２５の主面Ｄ２と第３レンズ群１２８の主面Ｄ３の距離は6.8802mmから20.9102mmに増加する。図２Ｂに示されるように、望遠モードにおけるズームレンズ１２０の全長は、広角モードにおけるズームレンズ１２０の全長よりも大きく、広角モードの後側焦点距離と望遠モードの後側焦点距離は共に明らかに長すぎる。
【００２４】
好適なズーム、フォーカス、画像効果を達成するために本発明の実施の形態では、0.3<|f1/f23|<1.6と0.3<|f2/f3|<0.8を満足するように、第２レンズ群１２５と第３レンズ群１２８は有効焦点距離f23を有するように構成され、第３レンズ群は有効焦点距離f3を有するように構成される。それに加え、第１レンズ群１２１と主面と第２レンズ群１２５の主面の距離d12と、第２レンズ群１２５の主面と第３レンズ群１２８の主面の距離d23は、0.05<d12/d23<1.6を満足するように構成される。
【００２５】
ズームレンズ１２０の３つのレンズ群に使用されるレンズの特性と配置を以下に例示する。尚、本発明の実施の形態の技術はここに示されるものに限定されるものではない。
【００２６】
図１に示されるように、第１レンズ１２２は両凹レンズであり、第１凹レンズ面Ｌ１と、第２凹レンズ面Ｌ２を有する。本発明の実施の形態においては、第１非球面凹レンズ面１２２ａが第１凹レンズ面Ｌ１であり、第２凹レンズ面Ｌ２は第３非球面レンズ面１２２ｂであり、第１レンズ１２２の屈折率、アッベ数、及び焦点距離は、それぞれ1.792、38.823、及び-6.870mmに等しい。そして、非球面の表面曲線は下記の多項式で表される。
【数１】
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【００２７】
Ｘは回転対称の軸への水平距離、Ｒは頂点の曲率半径、ｋは円錐定数、A2nはX2nの非球面補正係数、ｎは正の整数である。本発明の実施の形態においては、第１非球面凹レンズ面１２２ａは、
-85.4mmである頂点の曲率半径Rと、
0.5680112である円錐定数kと、
1.20176×10-3であるX4の非球面補正係数A4と、
-4.46×10-5 であるX6の非球面補正係数A6と、
9.16597×10-7であるX8の非球面補正係数A8と、
-7.6361×10-9であるX10の非球面補正係数A10とを有する。
【００２８】
第３非球面レンズ面１２２ｂは、
5.852mmである頂点の曲率半径Rと、
-3.697127である円錐定数kと、
3.46392×10-3であるX4の非球面補正係数A4と、
-7.01758×10-5であるX6の非球面補正係数A6と、
4.0297×10-7であるX8の非球面補正係数A8と、
2.57587×10-8  であるX10の非球面補正係数A10とを有する。
【００２９】
第２レンズ１２３は第１凸レンズ面Ｌ３と第３凹レンズ面Ｌ４を有する。第１凸レンズ面Ｌ３の曲率半径と第３凹レンズ面Ｌ４の曲率半径は、それぞれ7.534mmと15.387mmに等しい。更に、第２レンズ１２３の屈折率、アッベ数、及び焦点距離は、それぞれ1.93、21.108、及び14.398mmに等しい。そして、図１に示されるように、第１凸レンズ面Ｌ３は第１レンズ１２２の第２凹レンズ面Ｌ２に面し、一方、第３凹レンズ面Ｌ４は第２凹レンズ面Ｌ２とは反対側に配設される。
【００３０】
第３レンズ１２６はダブレットレンズであり、第２凸レンズ面Ｌ５、ダブレットレンズ面Ｌ６、及び第４凹レンズ面Ｌ７を有する。本発明の実施の形態においては、第２非球面レンズ面１２６ａが第２凸レンズ面Ｌ５であり、第２凸レンズ面Ｌ５は、
4.427mmである頂点の曲率半径Rと、
1.195661である円錐定数kと、
-2.30824×10-3であるX4の非球面補正係数A4と、
-2.49636×10-4であるX6の非球面補正係数A6と、
1.52876×10-5であるX8の非球面補正係数A8と、
-4.71433×10-6であるX10の非球面補正係数A10とを有する。
【００３１】
ダブレットレンズ面Ｌ６の曲率半径と第４凹レンズ面Ｌ７の曲率半径は、それぞれ-6.582mmと3.066mmに等しい。そして、第２凸レンズ面Ｌ５は第３凹レンズ面Ｌ４に面し、ダブレットレンズ面Ｌ６は第２凸レンズ面Ｌ５と第４凹レンズ面Ｌ７の間に配設され、第４凹レンズ面Ｌ７は第３凹レンズ面Ｌ４とは反対側に配設される。第３レンズ１２６は２つのレンズを接着してレンズ表面の結びつきを得ることにより作られる。例えば、２枚のレンズのうち１枚のレンズは屈折率、アッベ数、及び焦点距離が、それぞれ1.804、40.183、及び5.249mmであり、第２凸レンズ面Ｌ５とダブレットレンズ面Ｌ６を有し、もう１枚のレンズは屈折率、アッベ数、及び焦点距離は、それぞれ1.728、28.564、及び-5.256mmであり、ダブレットレンズ面Ｌ６と第４凹レンズ面Ｌ７を有する。
【００３２】
第４レンズ１２７は第３凸レンズ面Ｌ８と第４凸レンズ面Ｌ９を有する。第３凸レンズ面Ｌ８の曲率半径と第４凸レンズ面Ｌ９の曲率半径は、それぞれ12.327mmと-19.417mmである。更に、第４レンズ１２７の屈折率、アッベ数、及び焦点距離は、それぞれ1.616、60.812、及び12.402mmに等しい。そして、第３凸レンズ面Ｌ８は第４凹レンズ面Ｌ７に面し、第４凸レンズ面Ｌ９は第４凹レンズ面Ｌ７とは反対側に配設される。
【００３３】
第３レンズ群１２８は第５レンズ１２９を有し、第４の正の屈折力を有する。そして、第５レンズ１２９はメニスカスレンズであり、第５凸レンズ面Ｌ１０と第５凹レンズ面Ｌ１１を有する。
【００３４】
本発明の実施の形態においては、焦点を合わせるのに利用される第５レンズ１２９のメニスカスの性質については更に制限がある。すなわち、第５凸レンズ面Ｌ１０の曲率半径と第５凹レンズ面Ｌ１１の曲率半径は、それぞれR1とR2であり、-1.8<(R1+R2)/(R1-R2)<-0.6を満足する。例えば、R1とR2は、それぞれ16.253mmと355.739mmに等しい。一方、第５凸レンズ面Ｌ１０は第４凸レンズ面Ｌ９に面し、第５凹レンズ面Ｌ１１は第４凸レンズ面Ｌ９とは反対側に配設される。そして、第５レンズ１２９の屈折率、アッベ数、及び焦点距離は、それぞれ1.835、44.131、20.357mmに等しい。
【００３５】
本発明の実施の形態のズームレンズ１００に使われるレンズ面間の距離は表３に示される。
【表３】
2007226195.tif 000006
【００３６】
本発明の実施の形態のズームレンズがそれぞれ広角モードと望遠モードである時の図が、それぞれ図３Ａと３Ｂに示される。例えば、物体が第１凹レンズ面Ｌ１から約1000mmにある時、図３Ａに示されるようにズームレンズ１２０は広角モードになる。すなわち、第３凹レンズ面Ｌ４と第２凸レンズ面Ｌ５の距離はズーミングの為に11.453mmに調整される。第４凸レンズ面Ｌ９と第５凸レンズ面Ｌ１０の距離は焦点を合わせる為に5.893mmに調整される。これにより、ズームレンズ１２０は広角モードにおける有効焦点距離fwが6.210mmとなる。
【００３７】
一方、物体と第１凹レンズ面Ｌ１の距離が約2000mmに増加した時、図３Ｂに示されるようにズームレンズ１２０は望遠モードになる。すなわち、第３凹レンズ面Ｌ４と第２凸レンズ面Ｌ５の距離はズーミングの為に1.643mmに調整される。第４凸レンズ面Ｌ９と第５凸レンズ面Ｌ１０の距離は焦点を合わせる為に16.680mmに調整される。これにより、ズームレンズ１２０は望遠モードにおける有効焦点距離ftが16.210mmとなる。すなわち、ズーム比ft／fwが３倍となる。
【００３８】
本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードと望遠モードである時の像面湾曲の曲線と歪曲収差の曲線を示す２つの図が、それぞれ図４Ａと図４Ｂに示される。図４Ａと図４Ｂに示されるように、本発明の実施の形態のズームレンズ１２０が広角モードと望遠モードである時に得られる像面湾曲と歪曲収差の数値は標準の範囲にある。
【００３９】
本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードと望遠モードである時の認識率とラインペアの関係を示す２つの図が、それぞれ図５Ａと図５Ｂに示される。図５Ａと図５Ｂに示されるように、本発明の実施の形態のズームレンズ１２０が広角モードと望遠モードである時に得られるラインペアと認識率の数値は標準の範囲にある。
【００４０】
本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードと望遠モードである時の光線収差を示す図が、図６Ａから図６Ｊに示される。図６Ａから図６Ｊに示されるように、本発明の実施の形態のズームレンズ１２０が広角モードと望遠モードである時に得られる光線収差の数値は標準の範囲にある。
【００４１】
本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードと望遠モードである時の垂直の色収差を示す図が、それぞれ図７Ａと図７Ｂに示される。図７Ａと図７Ｂに示されるように、本発明の実施の形態のズームレンズ１２０が広角モードと望遠モードである時に得られる垂直の色収差の数値は標準の範囲にある。
【００４２】
本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードと望遠モードである時の水平の色収差を示す図が、それぞれ図８Ａと図８Ｂに示される。図８Ａと図８Ｂに示されるように、本発明の実施の形態のズームレンズ１２０が広角モードと望遠モードである時に得られる水平の色収差の数値は標準の範囲にある。
【００４３】
本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードと望遠モードである時のスルーフォーカスＭＴＦを示す図が、それぞれ図９Ａと図９Ｂに示される。図９Ａと図９Ｂに示されるように、本発明の実施の形態のズームレンズ１２０が広角モードと望遠モードである時に得られるスルーフォーカスＭＴＦの数値は標準の範囲にある。
【００４４】
本発明の実施の形態のズームレンズは、第２レンズ１２３が第１レンズ１２２と第２レンズ群１２５の間に配設され、第３レンズ１２６が第１レンズ群１２１と第４レンズ１２７の間に配設される例を示したが、レンズの配設については製造と応用の要求に合わせて調整されることができる。更に、本発明の技術分野の当業者は本発明の技術が上述の実施の形態に限定されていないものであろう。例えば、第１レンズ１２２の第２凹レンズ面Ｌ２は第１非球面凹レンズ面１２２ａとして使用されることができ、第１レンズ１２２は第２レンズ１２３と第２レンズ群１２５の間に配設されることができ、第３レンズ１２６の第４凹レンズ面Ｌ７は第２非球面レンズ面１２６ａとして使用されることができ、又は第３レンズ１２６は第４レンズ１２７と第３レンズ群１２８の間に配設されることもできるものであって、レンズの位置は調整されることができ、レンズ面の性質は適切に設定されることができる。撮像装置を小型化し高い画質を維持するため、非球面レンズ面の収差抑制効果と有効焦点距離の比の制限などのレンズのその他の特性を利用して、ズームレンズがズーム倍率３倍を達成し適切な後側焦点距離を有することを可能にするどのような構成も本発明の技術範囲にある。
【００４５】
上記の本発明の実施の形態で開示された、６枚未満のレンズを使用するズームレンズ及びそれを有する撮像装置は、ズームレンズで使用されるレンズの枚数を大幅に少なくし、同時に３倍のズーム比を達成する。本発明のズームレンズは適切な後側焦点距離を有し、画像撮像装置の他の要素としっかりと結合することができる。
【００４６】
本発明は例示によって好ましい実施の形態に関して説明されたが、本発明はそれに限定されるものではなく、様々な変形例や類似の配置や順序を含むと解され、従って、そのような全ての変形例や類似の配置や順序を含むように添付の請求の範囲は最も広い解釈がなされるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態の撮像装置の部分構造図である。
【図２Ａ】広角モードと望遠モードの間で３つのレンズ群の主面間の距離を変化させた場合の図である。
【図２Ｂ】広角モードと望遠モードの間で３つのレンズ群の主面間の距離を変化させた場合の別の図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードである時の図である。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態のズームレンズが望遠モードである時の図である。
【図４Ａ】本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードである時の像面湾曲と歪曲収差を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施の形態のズームレンズが望遠モードである時の像面湾曲と歪曲収差を示す図である。
【図５Ａ】本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードである時の認識率とラインペアの関係を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の実施の形態のズームレンズが望遠モードである時の認識率とラインペアの関係を示す図である。
【図６Ａ】本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードである時の光線収差を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードである時の光線収差を示す図である。
【図６Ｃ】本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードである時の光線収差を示す図である。
【図６Ｄ】本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードである時の光線収差を示す図である。
【図６Ｅ】本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードである時の光線収差を示す図である。
【図６Ｆ】本発明の実施の形態のズームレンズが望遠モードである時の光線収差を示す図である。
【図６Ｇ】本発明の実施の形態のズームレンズが望遠モードである時の光線収差を示す図である。
【図６Ｈ】本発明の実施の形態のズームレンズが望遠モードである時の光線収差を示す図である。
【図６Ｉ】本発明の実施の形態のズームレンズが望遠モードである時の光線収差を示す図である。
【図６Ｊ】本発明の実施の形態のズームレンズが望遠モードである時の光線収差を示す図である。
【図７Ａ】本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードである時の縦の色収差を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の実施の形態のズームレンズが望遠モードである時の縦の色収差を示す図である。
【図８Ａ】本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードである時の横の色収差を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の実施の形態のズームレンズが望遠モードである時の横の色収差を示す図である。
【図９Ａ】本発明の実施の形態のズームレンズが広角モードである時のスルーフォカースＭＴＦを示す図である。
【図９Ｂ】本発明の実施の形態のズームレンズが望遠モードである時のスルーフォカースＭＴＦを示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１００  撮像装置
１１０  感知要素
１２０  ズームレンズ
１２１  第１レンズ群
１２５  第２レンズ群
１２８  第３レンズ群
１２２  第１レンズ
１２３  第２レンズ
１２２ａ  第１非球面凹レンズ
１２２ｂ  第３非球面レンズ
１２６  第３レンズ
１２６ａ  第２非球面レンズ
１２７  第４レンズ
１２９  第５レンズ
Ｌ１  第１凹レンズ面
Ｌ２  第２凹レンズ面
Ｌ３  第１凸レンズ面
Ｌ４  第３凹レンズ面
Ｌ５  第２凸レンズ面
Ｌ６  ダブレットレンズ面
Ｌ７  第４凹レンズ面
Ｌ８  第３凸レンズ面
Ｌ９  第４凸レンズ面
Ｌ１０  第５凸レンズ面
Ｌ１１  第５凹レンズ面
Ｄ１  第１レンズ群１２１の主面
Ｄ２  第２レンズ群１２５の主面
Ｄ３  第３レンズ群１２８の主面
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図６Ｉ】
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【図６Ｊ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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