(57)【要約】【課題】小型化およびコストダウンを図りつつ高性能化を実現する上で有利なレンズ鏡筒および撮像装置を提供する。【解決手段】第２レンズ群４２を構成する第１乃至第３レンズ４８、５０、５２の外周面４８１０、５０１０、５２１０をレンズ枠５４の第１乃至第３レンズ収容部５６、５８、６０にそれぞれ圧入することで光軸をそれぞれ合致させ、かつ、第１レンズ４８の第１基準面４８０２と第２レンズ５０の第２基準面５００２とを当て付けると共に第２レンズ５０の第３基準面５００４と第３レンズ５２の第４基準面５２０２とを当て付けることにより、第１乃至第３レンズ４８、５０、５２の光軸方向の位置決めを行う。【選択図】図５
2009205064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像素子に導く撮影光学系と、
前記撮影光学系を構成するズームレンズと、
前記ズームレンズを収容する鏡筒とを備え、
前記ズームレンズは、被写体側から撮像素子側に向かって順番に並べられた、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群を含み、
前記第２レンズ群は、被写体側から撮像素子側に向かって順番に並べられた、負の屈折率を有する第１レンズ、前記第１レンズよりも直径が小さく負の屈折率を有する第２レンズ、前記第２レンズよりも直径が小さく正の屈折率を有する第３レンズを有し、
前記鏡筒は、同軸上に第１、第２、第３内周面が設けられたレンズ枠を有し、
前記第１、第２、第３レンズはそれらの外周面が前記第１、第２、第３内周面に圧入されて前記レンズ枠に収容されたレンズ鏡筒であって、
前記第１レンズは、被写体側のレンズ面と撮像素子側のレンズ面との双方が被写体側に凸形状であり、かつ、被写体側のレンズ面の曲率よりも撮像素子側のレンズ面の曲率が大きく、
前記第２レンズは、被写体側のレンズ面と撮像素子側のレンズ面との双方がそれらの中央部が互いに近づく凹形状であり、
第３レンズは、被写体側のレンズ面が被写体側に凸形状であり、
前記第１レンズの撮像素子側のレンズ面の外周部に前記第１レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第１基準面が形成され、
前記第２レンズの被写体側のレンズ面の外周部に前記第２レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第２基準面が形成され、
前記第２レンズの撮像素子側のレンズ面の外周部に前記第２レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第３基準面が形成され、
前記第３レンズの被写体側のレンズ面の外周部に前記第３レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第４基準面が形成され、
前記第１乃至第３レンズは、前記第１基準面と前記第２基準面とが当て付けられ、かつ、前記第３基準面と前記第４基準面とが当て付けられた状態でそれらレンズの光軸方向の位置決めがなされている、
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記レンズ枠は、前記第１、第２、第３レンズを収容する第１、第２、第３レンズ収容部を有し、
前記第１、第２、第３内周面はそれぞれ前記第１、第２、第３レンズ収容部に設けられ、
前記第３レンズの撮像素子側のレンズ面の外周部に前記第３レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第５基準面が形成され、
前記第３レンズ収容部に、前記第３内周面の中心軸に直交する平面上を延在し前記第５基準面に当接可能な位置決め面が設けられ、
前記第３レンズは、前記第５基準面が前記位置決め面に当て付けられ、これにより前記第１乃至第３レンズは、前記レンズ枠に対してレンズの光軸方向の位置決めがなされている、
ことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆ２とし、前記ズームレンズの広角端における全系焦点距離をｆｗとし、前記ズームレンズの望遠端における全系焦点距離をｆｔとしたとき、以下の式１を満たしていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
０．３＜｜ｆ２／（ｆｗ・ｆｔ）１／２｜＜１．０……式１
【請求項４】
前記第２レンズ群を構成する前記第１乃至第３レンズのうち、前記第３レンズを含む少なくとも１枚のレンズが、ガラスモールド加工によって成型されている、
ことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
レンズ鏡筒を有する撮像装置であって、
前記レンズ鏡筒は、
被写体像を撮像素子に導く撮影光学系と、
前記撮影光学系を構成するズームレンズと、
前記ズームレンズを収容する鏡筒とを備え、
前記ズームレンズは、被写体側から撮像素子側に向かって順番に並べられた、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群を含み、
前記第２レンズ群は、被写体側から撮像素子側に向かって順番に並べられた、負の屈折率を有する第１レンズ、前記第１レンズよりも直径が小さく負の屈折率を有する第２レンズ、前記第２レンズよりも直径が小さく正の屈折率を有する第３レンズを有し、
前記鏡筒は、同軸上に第１、第２、第３内周面が設けられたレンズ枠を有し、
前記第１、第２、第３レンズはそれらの外周面が前記第１、第２、第３内周面に圧入されて前記レンズ枠に収容され、
前記第１レンズは、被写体側のレンズ面と撮像素子側のレンズ面との双方が被写体側に凸形状であり、かつ、被写体側のレンズ面の曲率よりも撮像素子側のレンズ面の曲率が大きく、
前記第２レンズは、被写体側のレンズ面と撮像素子側のレンズ面との双方がそれらの中央部が互いに近づく凹形状であり、
第３レンズは、被写体側のレンズ面が被写体側に凸形状であり、
前記第１レンズの撮像素子側のレンズ面の外周部に前記第１レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第１基準面が形成され、
前記第２レンズの被写体側のレンズ面の外周部に前記第２レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第２基準面が形成され、
前記第２レンズの撮像素子側のレンズ面の外周部に前記第２レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第３基準面が形成され、
前記第３レンズの被写体側のレンズ面の外周部に前記第３レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第４基準面が形成され、
前記第１乃至第３レンズは、前記第１基準面と前記第２基準面とが当て付けられ、かつ、前記第３基準面と前記第４基準面とが当て付けられた状態でそれらレンズの光軸方向の位置決めがなされている、
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、レンズ鏡筒および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ等、固体撮像素子を用いた撮像装置が広く普及しつつある。
このような固体撮像素子を用いた撮像装置の普及に伴い一層の高画質化が求められており、特に、画素数の多い固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラ等においては、画素数の多い固体撮像素子に対応した結像性能にすぐれた撮影用レンズ、特に、ズームレンズが求められている。
また、その上、小型化・薄型化への要求も強いため、小型且つ薄型で高性能なズームレンズ、および、そのようなズームレンズを備えるレンズ鏡筒が求められている。さらに近年では撮影レンズの高変倍化の要望も大きく、コンパクトなデジタルカメラにおいても３倍を超える変倍比をもつズームレンズおよびレンズ鏡筒が求められている。
一般に、ズームレンズとして、最も被写体側のレンズ群が正の屈折力を有する、ポジティブリードタイプのズームレンズは、ズーム倍率を大きくできる利点があるため、変倍比が３倍を超えるような高倍率ズームレンズに適したタイプとして多く用いられている。
特に、ポジティブリードタイプのコンパクトなズームレンズとして、被写体側より順に、正、負、正、正の屈折力を有する４つのレンズ群より成る、４群ズームレンズがよく知られている（特許文献１、２参照）。
このような４群ズームレンズの中でも、カメラ非使用時（非撮影時）にレンズを沈胴させて収納性を図った沈胴式ズームレンズにおいては、正の屈折力を有した第３レンズ群がズーミングの際に主なバリエーターとして被写体側に移動するタイプが多く用いられている。
これは、このタイプの４群ズームレンズが、レンズ鏡筒の構造や各レンズ群における偏芯に対する敏感度の観点で適しているため、すなわち、偏芯が撮影画像の品質に与える影響を抑制する上で有利であるためである。
上記のような、被写体側から順に、正負正正の屈折力配置をもち、第３レンズ群が主なバリエーターとしての役割を担う４群ズームタイプの場合、ズーミングを担う第３レンズ群内に配置された各レンズの偏芯に対する敏感度が大きくなるため、すなわち、各レンズの偏芯が撮影画像の品質に与える影響が大きくなるため、製造時にレンズをレンズ枠内に格納する際、調芯装置等の設備による位置調整取り付けを行う必要がある（特許文献３参照）。
また、ズーミングの際に、補助的なバリエーターとして役割を果たす第２レンズ群においても、第１レンズ群を射出した光線を大きく屈折させる働きをするため、第３レンズ群と同様に、群内に配置された各レンズの偏芯に対する敏感度が大きくなりやすく、製造時に調芯装置等の設備による位置調整取り付けを行う必要がある。
【特許文献１】特開２００４−２１２６１６
【特許文献２】特開２００６−２３５２９
【特許文献３】特開２００７−９３９３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、近年、レンズ鏡筒の小型化やズーム倍率の高倍率化、ならびに光学性能の高性能化が一段と要求されていることから、上記のレンズ取り付け要求精度が顕著に高くなり、これらの市場ニーズを安価なコストで満足することが非常に困難となっている。
また、従来技術において、第２レンズ群の製造を、上記した調芯装置等の設備の使用を避けて行う場合は、光学設計時に第２レンズ群内のレンズ偏芯敏感度を低減させる必要があり、光学設計の設計自由度を大幅に狭めざるを得ない上、第２レンズ群を格納するレンズ枠の成型精度も高度に要求され、レンズ鏡筒量産時の量産歩留を高く維持することが極めて困難となっている。
なお、このような問題は、正負正正の４群タイプに限らず、被写体側から順に正負正正の４つのレンズ群を少なくとも含む、類似のレンズ鏡筒（例えば、正負正正の４つのレンズ群の像側にフィールドレンズを追加しただけのような５群タイプのレンズ鏡筒）おいても同様に生じている。
本発明は、上記のような従来の問題を解決するためになされたもので、小型化およびコストダウンを図りつつ高性能化を実現する上で有利なレンズ鏡筒およびこれを用いた撮像装置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】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明は、被写体像を撮像素子に導く撮影光学系と、前記撮影光学系を構成するズームレンズと、前記ズームレンズを収容する鏡筒とを備え、前記ズームレンズは、被写体側から撮像素子側に向かって順番に並べられた、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群を含み、前記第２レンズ群は、被写体側から撮像素子側に向かって順番に並べられた、負の屈折率を有する第１レンズ、前記第１レンズよりも直径が小さく負の屈折率を有する第２レンズ、前記第２レンズよりも直径が小さく正の屈折率を有する第３レンズを有し、前記鏡筒は、同軸上に第１、第２、第３内周面が設けられたレンズ枠を有し、前記第１、第２、第３レンズはそれらの外周面が前記第１、第２、第３内周面に圧入されて前記レンズ枠に収容されたレンズ鏡筒であって、前記第１レンズは、被写体側のレンズ面と撮像素子側のレンズ面との双方が被写体側に凸形状であり、かつ、被写体側のレンズ面の曲率よりも撮像素子側のレンズ面の曲率が大きく、前記第２レンズは、被写体側のレンズ面と撮像素子側のレンズ面との双方がそれらの中央部が互いに近づく凹形状であり、第３レンズは、被写体側のレンズ面が被写体側に凸形状であり、前記第１レンズの撮像素子側のレンズ面の外周部に前記第１レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第１基準面が形成され、前記第２レンズの被写体側のレンズ面の外周部に前記第２レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第２基準面が形成され、前記第２レンズの撮像素子側のレンズ面の外周部に前記第２レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第３基準面が形成され、前記第３レンズの被写体側のレンズ面の外周部に前記第３レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第４基準面が形成され、前記第１乃至第３レンズは、前記第１基準面と前記第２基準面とが当て付けられ、かつ、前記第３基準面と前記第４基準面とが当て付けられた状態でそれらレンズの光軸方向の位置決めがなされていることを特徴とする。
また本発明は、レンズ鏡筒を有する撮像装置であって、前記レンズ鏡筒は、被写体像を撮像素子に導く撮影光学系と、前記撮影光学系を構成するズームレンズと、前記ズームレンズを収容する鏡筒とを備え、前記ズームレンズは、被写体側から撮像素子側に向かって順番に並べられた、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群を含み、前記第２レンズ群は、被写体側から撮像素子側に向かって順番に並べられた、負の屈折率を有する第１レンズ、前記第１レンズよりも直径が小さく負の屈折率を有する第２レンズ、前記第２レンズよりも直径が小さく正の屈折率を有する第３レンズを有し、前記鏡筒は、同軸上に第１、第２、第３内周面が設けられたレンズ枠を有し、前記第１、第２、第３レンズはそれらの外周面が前記第１、第２、第３内周面に圧入されて前記レンズ枠に収容され、前記第１レンズは、被写体側のレンズ面と撮像素子側のレンズ面との双方が被写体側に凸形状であり、かつ、被写体側のレンズ面の曲率よりも撮像素子側のレンズ面の曲率が大きく、前記第２レンズは、被写体側のレンズ面と撮像素子側のレンズ面との双方がそれらの中央部が互いに近づく凹形状であり、第３レンズは、被写体側のレンズ面が被写体側に凸形状であり、前記第１レンズの撮像素子側のレンズ面の外周部に前記第１レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第１基準面が形成され、前記第２レンズの被写体側のレンズ面の外周部に前記第２レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第２基準面が形成され、前記第２レンズの撮像素子側のレンズ面の外周部に前記第２レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第３基準面が形成され、前記第３レンズの被写体側のレンズ面の外周部に前記第３レンズの光軸と直交する平面上を延在する環状の第４基準面が形成され、前記第１乃至第３レンズは、前記第１基準面と前記第２基準面とが当て付けられ、かつ、前記第３基準面と前記第４基準面とが当て付けられた状態でそれらレンズの光軸方向の位置決めがなされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、第１乃至第３レンズの調芯精度を確保すると共に、第１乃至第３レンズの光軸方向の位置決め精度を確保する上で有利となり、レンズ鏡筒の高性能化、製造コストの削減、小型化を図る上で有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
（第１の実施の形態）
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施の形態における撮像装置１０の斜視図、図２は本実施の形態における撮像装置１０の制御系の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施例の撮像装置１０はデジタルスチルカメラであり、外装を構成するケース１２を有している。なお、本明細書においては被写体側を前方としその反対側を後方とする。
ケース１２の前面右側部寄りの箇所には、レンズ鏡筒１８が設けられている。
レンズ鏡筒１８は、被写体像を撮像素子２０（図２参照）に導く撮影光学系１４と、撮影光学系１４を構成するズームレンズ１６と、ズームレンズ１６を収容する鏡筒１９とを含んで構成されている。
本実施の形態では、レンズ鏡筒１８は、図１に示すケース１２の前面から前方に突出した突出位置と、ケース１２の前面に没入する収容位置との間で鏡筒１９が出没するいわゆる沈胴式となっている。
なお、本明細書において前方とは被写体側をいい、後方とは撮像素子２０側をいうものとする。
ケース１２の上端面にはシャッタレリーズボタン１００２が設けられ、ケース１２の後面には、電源のオンオフ、撮影モード、再生モードの切り替え、ズーム操作など種々の操作を行うための複数の操作スイッチ１００４（図２参照）、撮像した画像などを表示するディスプレイ２６などが設けられている。
また、図１において符号１３は撮影補助光として閃光を発光するフラッシュ部を示す。
【０００７】
図２に示すように、撮像装置１０は、撮像素子２０およびディスプレイ２６に加えて、カメラ信号処理部２２と、画像処理部２４と、Ｒ／Ｗ（リーダ／ライタ）２８と、ＣＰＵ３０と、入力部３２と、レンズ駆動制御部３４などを含んで構成されている。
撮像素子２０は撮像面を有し、撮影光学系１４によって撮像面に結像された被写体像を撮像して撮像信号を生成するＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサなどで構成されている。
カメラ信号処理部２２は、撮像素子２０から供給される撮像信号に対してアナログ−デジタル変換、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の従来公知のさまざまな信号処理を行い画像信号を生成するものである。
画像処理部２４は、カメラ信号処理部２２から供給される画像信号の記録再生処理を行うものであり、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や、解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。
ディスプレイ２６は、カメラ信号処理部２２あるいは画像処理部２４から供給される画像信号に基づいて撮像された画像等を表示するものであり、ディスプレイ２６としては、液晶表示素子、あるいは、有機ＥＬ表示素子など従来公知のさまざまな表示装置が採用可能である。
Ｒ／Ｗ（リーダ／ライタ）２８は、画像処理部２４によって符号化された画像データを記録媒体３６に書き込み、また記録媒体３６に記録された画像データを読み出して画像処理部２４に供給する。
記録媒体３６は、画像データを記録するものであり、ケース１２に設けられた図示しないカードスロットに着脱可能なメモリカード（半導体メモリ）などで構成される。
入力部３２は、前記のシャッタレリーズボタン１００２や複数の操作スイッチ１００４等により構成され、ユーザによる操作に応じた指示入力信号をＣＰＵ３０に対して出力する。
レンズ駆動制御部３４は、ＣＰＵ３０からの制御信号に基づいて、ズームレンズ１６を構成する複数のレンズのうちの所定のレンズを光軸方向に動かすアクチュエータ（モータ）の制御を行うものである。すなわち、ズームレンズ１６は、後述するように複数のレンズを含んでおり、そのうちの一部のレンズを動かすことによって、フォーカシング動作やズーミング動作がなされ、あるいは、レンズ鏡筒１８の突出位置と収容位置との間での移動動作がなされる。
ＣＰＵ３０は、入力部３２から供給される指示入力信号等に基づいてカメラ信号処理部２２、画像処理部２４、レンズ駆動制御部３４などを制御するものである。
【０００８】
撮像装置１０の動作を簡単に説明する。
撮影の待機状態では、ＣＰＵ３０による制御の下で、撮像素子２０によって生成された撮像信号が、カメラ信号処理部２２を介してディスプレイ２６に出力され、カメラスルー画像として表示される。
また、入力部３２からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、ＣＰＵ３０がレンズ駆動制御部３４に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部３４の制御に基づいて、ズームレンズ１６内の所定のレンズが移動され、ズーム率が変化される。
そして、シャッタレリーズボタン１００２が押下され入力部３２からの指示入力信号によりシャッタが切られると、撮像された画像信号がカメラ信号処理部２２から画像処理部２４に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはＲ／Ｗ２８に出力され、記録媒体３６に書き込まれる。
なお、フォーカシングは、例えばシャッタレリーズボタン１００２が半押しされた場合、あるいは記録のために全押しされた場合等に、ＣＰＵ３０からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部３４がズームレンズ１６内の所定のレンズを移動させることにより行われる。
また、記録媒体３６に記録された画像データを再生する場合は、入力部３２による操作に応じて、Ｒ／Ｗ２８により記録媒体３６から所定の画像データが読み出され、画像処理部２４で伸張復号化処理された後、再生画像信号がディスプレイ２６に出力される。これにより再生画像が表示される。
【０００９】
次に本発明に係るレンズ鏡筒１８について詳細に説明する。
前述したようにレンズ鏡筒１８は鏡筒１９を有し、鏡筒１９はズームレンズ１６を収容している。
図３は鏡筒１９に収容されたズームレンズ１６の構成を示す説明図である。
（ズームレンズ１６、レンズ鏡筒１８）
ズームレンズ１６は、撮影光学系１４の光軸上に、被写体側から撮像素子２０側に向かって順番に並べられた、第１レンズ群４０、第２レンズ群４２、第３レンズ群４４、第４レンズ群４６を含んで構成され、第２レンズ群４２は後述するレンズ枠５４（図４）に保持されている。
第１レンズ群４０は正の屈折力を有し、第２レンズ群４２は負の屈折力を有し、第３レンズ群４４は正の屈折力を有し、第４レンズ群は正の屈折力を有している。
図中、符号２１は第４レンズ群４６と撮像素子２０との間に配置された光学フィルタを示す。
本実施の形態では、ズーミングの際には、第３レンズ群４４が撮影光学系１４の光軸方向に移動することで主なバリエーターとして機能し、第２レンズ群４２が撮影光学系１４の光軸方向に移動することで補助的なバリエーターとして機能する。
したがって、第２レンズ群４２は、第１レンズ群４０を射出した光線を大きく屈折させる働きをする。
第２レンズ群４２は、撮影光学系１４の光軸上に、被写体側から撮像素子２０側に向かって順番に並べられた第１レンズ４８、第２レンズ５０、第３レンズ５２の３枚のレンズを備えている。
【００１０】
（第１レンズ４８）
図４は第２レンズ群４２がレンズ枠５４に組み込まれた説明図、図５は第２レンズ群４２とレンズ枠５４の分解図である。
第１レンズ４８は負の屈折率を有している。
第１レンズ４８は、被写体側のレンズ面４８Ａと撮像素子２０側のレンズ面４８Ｂを有し、それら２つのレンズ面４８Ａ、４８Ｂの双方が被写体側に凸形状となっており、言い換えると、第１レンズ４８は２つのレンズ面４８Ａ，４８Ｂの曲率が同符号となるいわゆるメニスカスレンズとなっている。
また、本実施の形態では、第１レンズ４８は、被写体側のレンズ面４８Ａの曲率よりも撮像素子２０側のレンズ面４８Ｂの曲率が大きくなるように形成されている。
第１レンズ４８の撮像素子２０側のレンズ面４８Ｂの外周部に第１レンズ４８の光軸と直交する平面上を延在する環状の第１基準面４８０２が形成されている。
本実施の形態では、第１基準面４８０２は第１レンズ４８の光軸を中心とする円環状を呈している。
第１レンズ４８は、その外周面４８１０が第１レンズ４８の光軸を中心とする直径Ｄ１の円筒面で形成されている。
本実施の形態では、第１レンズ４８はガラス材料を切削、研磨することで形成されている。
【００１１】
（第２レンズ５０）
第２レンズ５０は負の屈折率を有している。
第２レンズ５０は、被写体側のレンズ面５０Ａと撮像素子２０側のレンズ面５０Ｂを有し、それら２つのレンズ面５０Ａ，５０Ｂの双方がそれらの中央部が互いに近づく凹形状となっており、言い換えると、第２レンズ５０は両凹面のレンズとなっている。
第２レンズ５０の被写体側のレンズ面５０Ａの外周部に第２レンズ５０の光軸と直交する平面上を延在する環状の第２基準面５００２が形成されている。
第２レンズ５０の撮像素子２０側のレンズ面５０Ｂの外周部に第２レンズ５０の光軸と直交する平面上を延在する環状の第３基準面５００４が形成されている。
本実施の形態では、第２、第３基準面５００２、５００４は第２レンズ５０の光軸を中心とする円環状を呈している。
第２レンズ５０は、その外周面５０１０が第２レンズ５０の光軸を中心とする直径Ｄ２の円筒面で形成され、第２レンズ５０の外周面５０１０の直径Ｄ２は第１レンズ４８の外周面４８１０の直径Ｄ１よりも小さい寸法となっている。
本実施の形態では、第２レンズ５０はガラス材料を切削、研磨することで形成されている。
【００１２】
（第３レンズ５２）
第３レンズ５２は正の屈折率を有している。
第３レンズ５２は、被写体側のレンズ面５２Ａと撮像素子２０側のレンズ面５２Ｂを有し、被写体側のレンズ面５２Ａは被写体側に凸形状を呈し、撮像素子２０側のレンズ面５２Ｂは第３レンズ５２の光軸と直交する平面上を延在している。
第３レンズ５２の被写体側のレンズ面５２Ａの外周部に第３レンズ５２の光軸と直交する平面上を延在する環状の第４基準面５２０２が形成されている。
第３レンズ５２の撮像素子２０側のレンズ面５２Ｂの外周部には該レンズ面５２Ｂと同一面上を延在する環状の第５基準面５２０４が形成されている。
本実施の形態では、第４、第５基準面５２０２、５２０４は第３レンズ５２の光軸を中心とする円環状を呈している。
第３レンズ５２は、その外周面５２１０が第３レンズ５２の光軸を中心とする直径Ｄ３の円筒面で形成され、第３レンズ５２の外周面５２１０の直径Ｄ３は第２レンズ５０の外周面５０１０の直径Ｄ２よりも小さい寸法となっている。
本実施の形態では、第３レンズ５０はモールドレンズ用のガラス材料を金型を用いて成形することで形成され、言い換えると、ガラスモールド加工によって成型されている。
【００１３】
（レンズ枠５４）
レンズ枠５４は、第２レンズ群４２を保持する筒状壁部５４Ａと、被写体側に位置する筒状壁部５４Ａの外周部の箇所から第２レンズ群４２の光軸と直交する平面上を環状に延在する環状壁部５４Ｂとを備えている。
レンズ枠５４は、金型を用い、金型に合成樹脂材料を充填することで形成されている。
レンズ枠５４は、例えば、環状壁部５４に設けられた図示しない複数の軸受け孔に鏡筒１９のガイド軸がそれぞれ挿通され、第２レンズ群４２の光軸をズームレンズ１６の光軸と一致させた状態でズームレンズ１６の光軸方向に移動可能に配置されている。したがって、レンズ枠５４が移動することにより第２レンズ群４２は該第２レンズ群４２の光軸をズームレンズ１６の光軸と一致させた状態でズームレンズ１６の光軸方向に移動する。
筒状壁部５４は、被写体側から撮像素子２０側に向かって順番に並べられた第１レンズ収容部５６、第２レンズ収容部５８、第３レンズ収容部６０を有している。
【００１４】
第１レンズ収容部５６は、第１内周面５６０２と、環状の第１端面５６０４とを備えている。
第１内周面５６０２は、第１レンズ４８の外周面４８１０が圧入される内径で形成されている。
第１端面５６０４は、第１レンズ４８の第１基準面４８０２の外周部に臨む寸法で形成されている。
【００１５】
第２レンズ収容部５８は、第２内周面５８０２と、環状の第２端面５８０４とを備えている。
第２内周面５８０２は、第２レンズ５０の外周面５０１０が圧入される内径で形成されている。
第２端面５８０４は、第２レンズ５０の第３基準面５００４の外周部に臨む寸法で形成されている。
【００１６】
第３レンズ収容部６０は、第３内周面６００２と、環状の第３端面６００４とを備えている。
第３内周面６００２は、第３レンズ５２の外周面５２１０が圧入される内径で形成されている。
第３端面６００４は、第３レンズ５２の第５基準面５２０４の外周部に臨む寸法で形成され、第３内周面６００２の中心軸に直交する平面上を延在し第５基準面５２０４に当接可能な位置決め面として形成され、第３端面６００４の内周部により開口６２が形成されている。
上述の第１乃至第３内周面５６０４、５８０４、６００４は同一軸心上に設けられている。
【００１７】
（第２レンズ群４２のレンズ枠５４への組み込み）
次に第２レンズ群４２のレンズ枠５４への組み込みついて説明する。
図６乃至図８は第１乃至第３レンズ４８、５０、５２をレンズ枠５４への組み込む際の説明図である。
まず、図６に示すように、第３レンズ５２のレンズ面５２Ｂをレンズ枠５４の開口６２に臨ませつつ第３レンズ収容部６０に挿入し、第３レンズ５２の外周面５２１０を第３レンズ収容部６０の第３内周面６００２に圧入すると共に、第３レンズ５２の第５基準面５２０４をレンズ枠５４の第３端面６００４に当て付ける。
次に、図７に示すように、第２レンズ５０のレンズ面５０Ｂを、既にレンズ枠５４に組み込まれた第３レンズ５２のレンズ面５２Ａに臨ませつつ第２レンズ収容部５８に挿入し、第２レンズ５０の外周面５０１０を第２レンズ収容部５８の第２内周面５８０２に圧入すると共に、第２レンズ５０の第３基準面５００４を第３レンズ５２の第４基準面５２０２に当て付ける。
次に、図８に示すように、第１レンズ４８のレンズ面４８Ｂを、既にレンズ枠５４に組み込まれた第２レンズ５０のレンズ面５０Ａに臨ませつつ第１レンズ収容部５６に挿入し、第１レンズ４８の外周面４８１０を第１レンズ収容部５６の第１内周面５６０２に圧入すると共に、第１レンズ４８の第１基準面４８０２を第２レンズ５０の第２基準面５００２に当て付ける。
このようにして第１乃至第３レンズ４８、５０、５２（第２レンズ群４２）がレンズ枠５４に組み込まれる。
そして、第２レンズ群４２がレンズ枠５４へ組み込まれたならば、第１レンズ４８と第１レンズ収容部５６とを接着剤で接着することで、あるいは、第１レンズ４８のレンズ面４８Ａの外周部に係止する環状のキャップ部材をレンズ枠５４に取り付けることなどにより、第２レンズ群４２のレンズ枠５４からの脱落の防止が図られる。
【００１８】
このようにして第２レンズ群４２がレンズ枠５４に組み込まれることにより、第３レンズ５２は、該第３レンズ５２の外周面５２１０が第３レンズ収容部６０の第３内周面６００２に圧入されることで第３のレンズ５２の光軸が第３内周面６００２の軸心に合致し、かつ、第３のレンズ５２の光軸が第３端面６００４を含む平面と直交した状態となり、かつ、第５基準面５２０４が第３端面６００４に当て付けられることにより第３レンズ５２のレンズ枠５４に対する光軸方向の位置決めがなされた状態となる。
また、第２レンズ５０は、該第２レンズ５０の外周面５０１０が第２レンズ収容部５８の第２内周面５８０２に圧入されることで第２レンズ５０の光軸が第２内周面５８０２の軸心に合致し、かつ、第３基準面５００４が第４基準面５２０２に当て付けられることにより第２レンズ５０の第３レンズ５２に対する光軸方向の位置決めがなされた状態となる。
また、第１レンズ４８は、該第１レンズ４８の外周面４８１０が第１レンズ収容部５６の第１内周面５６０２に圧入されることで第１レンズ４８の光軸が第１内周面５６０２の軸心に合致し、かつ、第１基準面４８０２が第２基準面５００２に当て付けられることにより第１レンズ４８の第２レンズ５０に対する光軸方向の位置決めがなされた状態となる。
したがって、第１乃至第３レンズ４８、５０、５２は、それらの光軸が互いに合致した状態となり（第１乃至第３レンズ４８、５０、５２の光軸が同一軸心上を延在すると共に、第１乃至第３レンズ４８、５０、５２の光軸のチルト（傾き）が無い状態となり）、かつ、第１乃至第３レンズ４８、５０、５２の光軸方向の位置決めがなされた状態となる。
【００１９】
以上説明したように本実施の形態によれば、第２レンズ群４２を構成する第１乃至第３レンズ４８、５０、５２の外周面４８１０、５０１０、５２１０をレンズ枠５４の第１乃至第３レンズ収容部５６、５８、６０にそれぞれ圧入することで光軸をそれぞれ合致させ、かつ、第１レンズ４８の第１基準面４８０２と第２レンズ５０の第２基準面５００２とを当て付けると共に第２レンズ５０の第３基準面５００４と第３レンズ５２の第４基準面５２０２とを当て付けることにより、第１乃至第３レンズ４８、５０、５２の光軸方向の位置決めを行うようにした。
したがって、第１乃至第３レンズ４８、５０、５２の調芯精度を確保すると共に、第１乃至第３レンズ４８、５０、５２の光軸方向の位置決め精度を確保する上で有利となり、レンズ鏡筒１８の高性能化を実現する上で有利となることは無論のこと、調芯設備を用意する必要がなく、また、調芯作業のためのタクトタイムを削減できるため、製造コストの削減を図る上で有利となる。
また、レンズ枠５４に第１乃至第３レンズ収容部５６、５８、６０を設けるといった極めて簡単な構造により、第２レンズ群４２の第１乃至第３レンズ４８、５０、５２の調芯および光軸方向の位置決めができるため、レンズ鏡筒１８の構成の簡単化を図ることができ、レンズ鏡筒１８の小型化およびコストダウンを図る上でも有利となる。
【００２０】
特に、高倍率化を図るためにズームレンズ１６が第１乃至４レンズ群４０、４２、４４、４６を備え、第２レンズ群４２が第１レンズ群４０を射出した光線を大きく屈折させる働きをするバリエーターとして機能するレンズ鏡筒１８では、第２レンズ群４２を構成する第１乃至第３レンズ４８、５０、５２の偏芯に対する敏感度が大きくなりやすく、したがって、偏芯収差が発生しやすくなるが、本実施の形態によれば、上述のように簡単な構成により第２レンズ群４２のレンズ取り付け精度を向上させることができるため、高倍率のズームレンズ１６を有するレンズ鏡筒１８の高性能化、コストダウンを実現する上で極めて有利となる。
【００２１】
また、一般的に、レンズ鏡筒やレンズ枠に多く採用されるプラスティックモールド部品に比べ、光学部品であるレンズは成型の際における寸法精度が非常に高い。
したがって、本実施の形態のように、第１、第２レンズ４８、５０が第１、第２基準面４８０２、５００２を当て付けた状態でレンズ枠５４に組み込まれ、かつ、第２、第３レンズ５０、５２が第３、第４基準面４８０４、５００２を当て付けた状態でレンズ枠５４に組み込まれていると、第１乃至第３レンズ４８、５０、５２同士の相対的なチルト偏芯と間隔誤差を極限まで小さくすることが可能となり、レンズ鏡筒１８の高性能化を図る上で有利となる。
また、本実施の形態では、第１、第２レンズ４８、５０が第１、第２基準面４８０２、５００２を当て付けた状態でレンズ枠５４に組み込まれ、かつ、第２、第３レンズ５０、５２が第３、第４基準面４８０４、５００２を当て付けた状態でレンズ枠５４に組み込まれ、言い換えると、第１乃至第３レンズ４８、５０、５２が光軸方向に密着してレンズ枠５４に組み込まれている。
したがって、第１乃至第３レンズ４８、５０、５２が光軸方向において占有するスペースを最大限削減することが可能となる。これにより、第２レンズ群４２の中心厚を従来以上に薄型化する設計が可能となるため、レンズ鏡筒１８の小型化を図る上で有利となる。
さらに、第１、第２基準面４８０２、５００２の間、あるいは、第３、第４基準面４８０４、５００２の間に、ゴースト・フレア等の原因となる迷光を低減するための遮光シートや黒塗り塗装を施す場合においても、シートや塗装の厚みを高精度かつ均一なものにすることで、レンズ取り付け精度を確保しつつ、第２レンズ群４２の中心厚の薄型化を図る
上で有利となる。
【００２２】
また、本実施の形態では、第１レンズ４８の被写体側のレンズ面４８Ａの曲率より撮像素子２０側のレンズ面４８Ｂの曲率を大きくすることで、第１レンズ４８の光軸方向における第１基準面４８０２とレンズ面４８Ｂとのスペースを確保し、これにより、レンズ面４８Ａの外周部に第１基準面４８０２を形成する際の加工性を確保し製造の容易化を図っている。
また、第２レンズ５０の２つのレンズ面５０Ａ，５０Ｂを凹形状とすることで、第２レンズ５０の光軸方向における第２基準面５００２とレンズ面５０Ａとのスペースを確保すると共に、第２レンズ５０の光軸方向における第３基準面５００４とレンズ面５０Ｂとのスペースを確保し、これにより、レンズ面５０Ａ，５０Ｂの外周部に第２、第３基準面５００２、５００４を形成する際の加工性を確保し製造の容易化を図っている。
また、第３レンズ５２においては、切削加工による第４基準面５２０２の形成も可能であるが、加工コストとズームレンズ１６全系の光学性能を考慮すると、非球面成型も可能なガラスモールド加工を用いて成型を行う方が良い。
さらに、第３レンズ５２をガラスモールドで成型することで、第３レンズ５２の撮像素子２０側のレンズ面５２Ｂの外周にも第５基準面５２０４を設けることが容易となり、それに伴い第３レンズ５２の第５基準面５２０４を第３レンズ収容部６０の第３端面６００４に当て付けることで光軸方向の高精度な位置決めを行う上で有利となる。
したがって、第２レンズ群４２の第１、第２、第３レンズ４８、５０、５２を上述のように構成することにより、各レンズの製造精度および加工性の向上、並びに量産性の向上を図る上で有利となる。
【００２３】
また、本実施の形態では、第１、第２、第３内周面５６０２、５８０２、６００２が被写体側から撮像素子２０側に向かって順番に並べられているので、レンズ枠５４を成形する金型を切削する際に、第１、第２、第３内周面５６０２、５８０２、６００２に対応する金型部分の切削加工を一方向のみから行うことができる。したがって、第１、第２、第３内周面５６０２、５８０２、６００２の内径の同軸精度を大幅に向上させることが可能となる。
したがって、第１、第２、第３レンズ４８、５０、５２の外周面４８１０、５０１０、５２１０を第１、第２、第３内周面５６０２、５８０２、６００２にそれぞれ圧入するだけで、第１、第２、第３レンズ４８、５０、５２の光軸を高い精度で位置決めすることができ、したがって、第２レンズ群４２内における第１、第２、第３レンズ４８、５０、５２の相対的なシフト偏芯が極限まで小さくなり、第１、第２、第３レンズ４８、５０、５２間における極めて高い同軸精度を実現する上で有利となる。
【００２４】
（条件式）
次に、本実施の形態のレンズ鏡筒１８に組み込むズームレンズ１６の光学的な条件についてさらに説明する。
ズームレンズ１６は、以下の式（１）を満たすように構成されている。
０．３＜｜ｆ２／（ｆｗ・ｆｔ）１／２｜＜１．０        （１）
但し、
ｆ２：第２レンズ群４２の合成焦点距離
ｆｗ：ズームレンズ１６の広角端における全系焦点距離
ｆｔ：ズームレンズ１６の望遠端における全系焦点距離
とする。
式（１）はズームレンズ１６の第２レンズ群４２のパワーを規定する条件式である。
第２レンズ群４２のパワー（｜ｆ２／（ｆｗ・ｆｔ）１／２｜）が０．３未満であると、第２レンズ群４２のパワーが過剰に強くなるため、ズーミングの際に第２レンズ群４２で発生する軸外収差の補正が困難になる上、第１乃至第３レンズ４８、５０、５２の偏芯時に発生する偏芯収差を光学設計で抑えることが難しくなる不利がある。
さらに、第２レンズ群４２を構成する第１乃至第３レンズ４８、５０、５２をレンズ枠５４に格納する際に要求される取り付け精度が高くなりすぎるため、製造時に調芯装置等の設備による位置調整取り付けが必要となり、大幅なコストアップにつながる不利がある。
また、第２レンズ群４２のパワー（｜ｆ２／（ｆｗ・ｆｔ）１／２｜）が１．０より大きくなると、第２レンズ群４２のパワーが弱くなることからズームレンズ１６の光軸方向の寸法を大きく確保する必要が有り、したがって、レンズ鏡筒１８の全長を小型化する上で不利がある。
ズームレンズ１６が式（１）を満たすと、ズーミングの際に第２レンズ群４２で発生する軸外収差の補正を行い、第１乃至第３レンズ４８、５０、５２の偏芯時に発生する偏芯収差を光学設計で抑えることが容易となる。
さらに、第２レンズ群４２を構成する第１乃至第３レンズ４８、５０、５２をレンズ枠５４に格納する際に必要となる取り付け精度を抑えることができるため、製造時に調芯装置等の設備による位置調整取り付けが不要となり、コストダウンを図る上で有利となる。
また、第２レンズ群４２のパワーが確保できることからズームレンズ１６の光軸方向の寸法を縮小できレンズ鏡筒１８の全長を小型化する上で有利となる。
したがって、本実施の形態のレンズ鏡筒１８のズームレンズ１６が式（１）を満足するように構成することにより、組み立て精度が高く、尚且つ製造コストの削減が可能な、コンパクトで高性能なレンズ鏡筒を得る上でより一層有利となる。
【００２５】
（実施例）
次に、本実施の形態におけるズームレンズ１６の具体的な数値例を説明する。
【００２６】
表１はズームレンズ１６のデータを示している。
【００２７】
【表１】
2009205064.tif 000003
【００２８】
表２はズームレンズ１６の変倍に伴う可変間隔を示している。
【００２９】
【表２】
2009205064.tif 000004
【００３０】
表３はズームレンズ１６の各非球面の非球面係数を示している。
【００３１】
【表３】
2009205064.tif 000005
【００３２】
表4は実施例における式（１）の数値を示している。
【００３３】
【表４】
2009205064.tif 000006
【００３４】
なお、表１乃至表３において使用する記号の意味は次の通りである。
FNo：Ｆナンバー
f：焦点距離
ω：半画角
ｓｉ：被写体側から数えてｉ番目の面
ｒｉ：上記面ｓｉの曲率半径
ｄｉ：被写体側からi番目の面とｉ＋１番目の面との間の面間隔
ｎｉ：第ｉレンズのd線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率
νｉ：第ｉレンズのd線（波長５８７．６ｎｍ）におけるアッベ数
また、非球面形状は、次の式（２）によって定義されるものとする。
ｘ＝ｃｙ２／（１＋（１−（１＋ｋ）ｃ２ｙ２）１／２）
＋Ａｙ４＋Ｂｙ６＋…        （２）
但し、
x： レンズ面頂点からの光軸方向の距離
y： 光軸と垂直な方向の高さ
c： レンズ頂点での近軸曲率
k： コーニック定数
A, B,…：非球面係数
とする。
また、表１において、「ASP」は当該面が非球面形状で構成されていることを示し、「STO」は当該面が開口絞りになっていることを示し、「INFINITY」は当該面が平面で構成されていることを示す。
【００３５】
図９乃至図１１はズームレンズ１６の広角端における縦収差図であり、図９は球面収差、図１０は非点収差、図１１は歪曲収差を示す。
図１２乃至図１４はズームレンズ１６の中間焦点位置における縦収差図であり、図１２は球面収差、図１３は非点収差、図１４は歪曲収差を示す。
図１５乃至図１７はズームレンズ１６の望遠端における縦収差図であり、図１５は球面収差、図１６は非点収差、図１７は歪曲収差を示す。
実施例におけるズームレンズ１６は、図９乃至図１７の収差図に示すように、広角端位置、広角端と望遠端との間の中間焦点位置、望遠端位置のいずれの位置においても、各収差がそれぞれバランス良く補正されていることが分かる。
【００３６】
なお、実施の形態では、撮像装置として撮像装置１０を例示したが、本発明はビデオカメラ、あるいは、カメラ付きの携帯電話機、ＰＤＡ、携帯用電子機器などさまざまな撮像装置に無論適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施の形態における撮像装置１０の斜視図である。
【図２】本実施の形態における撮像装置１０の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】鏡筒１９に収容されたズームレンズ１６の構成を示す説明図である。
【図４】第２レンズ群４２がレンズ枠５４に組み込まれた説明図である。
【図５】第２レンズ群４２とレンズ枠５４の分解図である。
【図６】第１レンズ４８をレンズ枠５４への組み込む際の説明図である。
【図７】第２レンズ５０をレンズ枠５４への組み込む際の説明図である。
【図８】第３レンズ５２をレンズ枠５４への組み込む際の説明図である。
【図９】ズームレンズ１６の広角端における球面収差を示す縦収差図である。
【図１０】ズームレンズ１６の広角端における非点収差を示す縦収差図である。
【図１１】ズームレンズ１６の広角端における歪曲収差を示す縦収差図である。
【図１２】ズームレンズ１６の中間焦点位置における球面収差を示す縦収差図である。
【図１３】ズームレンズ１６の中間焦点位置における非点収差を示す縦収差図である。
【図１４】ズームレンズ１６の中間焦点位置における歪曲収差を示す縦収差図である。
【図１５】ズームレンズ１６の望遠端における球面収差を示す縦収差図である。
【図１６】ズームレンズ１６の望遠端における非点収差を示す縦収差図である。
【図１７】ズームレンズ１６の望遠端における歪曲収差を示す縦収差図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０……撮像装置、２０……撮像素子、１４……撮影光学系、１６……ズームレンズ、１９……鏡筒、４０……第１レンズ群、４２……第２レンズ群、４４……第３レンズ群、４６……第４レンズ群、４８……第１レンズ、５０……第２レンズ、５２……第３レンズ、５４……レンズ枠、４６１０、４８１０、５０１０……外周面、５６０２……第１内周面、５８０２……第２内周面、６００２……第３内周面、４８Ａ、４８Ｂ、５０Ａ、５０Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ……レンズ面、４８０２……第１基準面、５００２……第２基準面、５００４……第３基準面、５２０２……第４基準面。
【図１】
2009205064.tif 000007
【図２】
2009205064.tif 000008
【図３】
2009205064.tif 000009
【図４】
2009205064.tif 000010
【図５】
2009205064.tif 000011
【図６】
2009205064.tif 000012
【図７】
2009205064.tif 000013
【図８】
2009205064.tif 000014
【図９】
2009205064.tif 000015
【図１０】
2009205064.tif 000016
【図１１】
2009205064.tif 000017
【図１２】
2009205064.tif 000018
【図１３】
2009205064.tif 000019
【図１４】
2009205064.tif 000020
【図１５】
2009205064.tif 000021
【図１６】
2009205064.tif 000022
【図１７】
2009205064.tif 000023