JP2005301110A - 変倍レンズ系及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のものにもまして奥行きが短く小型に構成することができると共に２つの焦点距離に切換えが可能な変倍レンズ系及び該変倍レンズ系を使用した撮像装置を提供することを課題とする。
【課題を解決する手段】 物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｗ１、プリズム等の反射により光路を折り曲げる固定の光学部材Ｐ、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｗ２、結像レンズ系Ｌを配列して構成され、上記第１レンズ群、光学部材及び第２レンズ群により角倍率が１未満のアフォーカル系を構成し、第１レンズ群及び第２レンズ群を同時にこれらの光軸とほぼ直交する方向に移動可能とすると共に、これら第１レンズ群及び第２レンズ群の位置を、結像レンズ系と光軸が一致する位置と、結像レンズ系の光路からはずれるように退避する位置とで切換えることにより、全系の焦点距離を変化させる変倍レンズ系１と該変倍レンズ系を使用した撮像装置１０。
【選択図】 図１

Description

本発明は新規な変倍レンズ系及び撮像装置に関する。詳しくは、奥行きが短く小型に構成することができると共に２つの焦点距離に切換えが可能な変倍レンズ系及び該変倍レンズ系を使用した撮像装置に関する。

近年、携帯電話や携帯型パーソナルコンピュータなどに内蔵するビデオカメラや、監視用の単体ビデオカメラの需要が急速に拡大している。これらの用途においては広角と望遠の２つに焦点距離が切り換えられれば充分であり、これに対して、民生用のビデオカメラやデジタルスチルカメラに用いられるズームレンズを適用すると、製造コストが高く、大型で、必要以上の変倍比を持っており、上記の用途に合わせて変倍比を下げたとしても、レンズ構成や鏡筒構造を簡略化できないため十分な小型化とコストの低減を図ることが困難である。

本出願人は特許文献１において、結像レンズ系の物体側に角倍率が１未満のアフォーカル系を着脱することで、２つの焦点距離に切換えが可能な変倍レンズ系を提示した。この変倍レンズ系は、負レンズ群と正レンズ群を空間を隔てて配置してアフォーカル系を構成し、そのアフォーカル系を保持する鏡筒の上記空間部分に横穴を開け、アフォーカル系を保持している鏡筒を９０度回転させることで、結像レンズ系の前のアフォーカル系が光軸から外され、代わりに上記鏡筒に設けた横穴が覗き窓になって、結像レンズ系単体での撮影を可能にする、という構成を有している。

特開平７−２０３６７号公報

ところで、上記特許文献１で示された変倍レンズ系は、民生用ビデオカメラで製品化され、８ｍｍビデオカメラのメカデッキの厚みで決まる最小の奥行き方向の寸法に合わせて、変倍レンズ系を構成することができた。

しかしながら、近年の低変倍レンズ系の用途は上記の通り携帯電話やノート型パーソナルコンピュータなどであり、レンズ系に要求される奥行きの寸法は、携帯電話の厚みやノート型パーソナルコンピュータの蓋の厚みの中に入れるという制約を受ける。これらの寸法制約条件の中では、上記特許文献１に示された手段でも、また、デジタルスチルカメラなどのズームレンズ系でも変倍レンズ系を実現するのは困難であった。

そこで、本発明は、従来のものにもまして奥行きが短く小型に構成することができると共に２つの焦点距離に切換えが可能な変倍レンズ系及び該変倍レンズ系を使用した撮像装置を提供することを課題とする。

本発明変倍レンズ系は、上記した課題を解決するために、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、プリズム等の反射により光路を折り曲げる固定の光学部材、正の屈折力を有する第２レンズ群、結像レンズ系を配列して構成され、上記第１レンズ群、光学部材及び第２レンズ群により角倍率が１未満のアフォーカル系を構成し、第１レンズ群及び第２レンズ群を同時にこれらの光軸とほぼ直交する方向に移動可能とすると共に、これら第１レンズ群及び第２レンズ群の位置を、結像レンズ系と光軸が一致する位置と、結像レンズ系の光路からはずれるように退避する位置とで切換えることにより、全系の焦点距離を変化させるようにしたものである。

また、本発明撮像装置は、上記した課題を解決するために、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、プリズム等の反射により光路を折り曲げる固定の光学部材、正の屈折力を有する第２レンズ群、結像レンズ系を配列して構成された変倍レンズ系と、上記変倍レンズ系により形成された光学像を撮像する撮像手段と、上記撮像手段が撮像した像を記録する記録手段とを備えた撮像装置であって、上記変倍レンズ系の第１レンズ群、光学部材及び第２レンズ群により角倍率が１未満のアフォーカル系を構成し、第１レンズ群及び第２レンズ群を同時にこれらの光軸とほぼ直交する方向に移動可能とすると共に、これら第１レンズ群及び第２レンズ群の位置を、結像レンズ系と光軸が一致する位置と、結像レンズ系の光路からはずれるように退避する位置とで切換えることにより、全系の焦点距離を変化させるようにしたものである。

従って、本発明にあっては、２つの焦点距離に切り換えが可能な変倍レンズ系を奥行を短く小型に構成することが出来、また、該変倍レンズ系を使用することで撮像装置の奥行又は厚みを小さくすることが出来る。

本発明変倍レンズ系は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、プリズム等の反射により光路を折り曲げる固定の光学部材、正の屈折力を有する第２レンズ群、結像レンズ系を配列して構成され、上記第１レンズ群、光学部材及び第２レンズ群により角倍率が１未満のアフォーカル系を構成し、第１レンズ群及び第２レンズ群を同時にこれらの光軸とほぼ直交する方向に移動可能とすると共に、これら第１レンズ群及び第２レンズ群の位置を、結像レンズ系と光軸が一致する位置と、結像レンズ系の光路からはずれるように退避する位置とで切換えることにより、全系の焦点距離を変化させることを特徴とする。

また、本発明撮像装置は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、プリズム等の反射により光路を折り曲げる固定の光学部材、正の屈折力を有する第２レンズ群、結像レンズ系を配列して構成された変倍レンズ系と、上記変倍レンズ系により形成された光学像を撮像する撮像手段と、上記撮像手段が撮像した像を記録する記録手段とを備えた撮像装置であって、上記変倍レンズ系の第１レンズ群、光学部材及び第２レンズ群により角倍率が１未満のアフォーカル系を構成し、第１レンズ群及び第２レンズ群を同時にこれらの光軸とほぼ直交する方向に移動可能とすると共に、これら第１レンズ群及び第２レンズ群の位置を、結像レンズ系と光軸が一致する位置と、結像レンズ系の光路からはずれるように退避する位置とで切換えることにより、全系の焦点距離を変化させることを特徴とする。

従って、本発明にあっては、第１レンズ群と第２レンズ群との間に光学部材を配置して光路を折り曲げることで奥行を短くし、また、変倍時に第１レンズ群と第２レンズ群を光軸とほぼ直交する方向に移動させることで、可動レンズの可動空間を小さくして一層の小型化を可能にした変倍レンズ系を提供することが出来、そして、かかる変倍レンズ系を使用することによって撮像装置の奥行又は厚みを小さくすることが出来る。

請求項２及び請求項１０に記載した発明にあっては、上記第１レンズ群は像側に強い凹面を向けた凹メニスカス単レンズで構成され、上記第２レンズ群は凸単レンズで構成されるので、アフォーカル系をシンプル且つ小型に構成することが出来る。

請求項３及び請求項１１に記載した発明にあっては、上記凹メニスカス単レンズと凸単レンズはともに少なくとも１面が非球面で構成されるので、アフォーカル系における収差の補正に有利となる。

請求項４、請求項５、請求項１２及び請求項１３に記載した発明にあっては、上記凹メニスカス単レンズと凸単レンズはともにプラスチックレンズで構成されるので、低コストで且つ設計の自由度が高いプラスチックレンズを使用することにより低コスト化と小型化をさらに達成することが出来、収差補正のための非球面の形成も容易になる。

請求項６、請求項７、請求項１４及び請求項１５に記載した発明にあっては、上記凹メニスカス単レンズと凸単レンズは１つのプラスチック成形品として構成されるので、２つのレンズを一回の成形工程で形成することが出来るため、さらなる低コスト化を図ることが出来ると共に、これらレンズを保持するために必要な部材も一体に形成することが出来るので、さらなる小型化と構造の簡単化を図ることが出来る。

請求項８及び請求項１６に記載した発明にあっては、上記結像レンズ系は物体側より順に配列された、物体側に凸面を向けた非球面を含む凸レンズ、像側に凹面を向けた凹メニスカスレンズ、凸レンズの３枚により構成されたので、結像レンズ系を３枚という少ないレンズ構成で小型で低コストに構成することが出来る。

以下に、本発明変倍レンズ系及び撮像装置を実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する。

なお、以下に示す実施の形態は、本発明を図１に示すビデオカメラ用の変倍レンズ系１に適用したものである。

図１（ａ）は広角側に設定された状態を示し、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｗ１、プリズム等の反射により光路を折り曲げる固定の光学部材Ｐ、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｗ２、結像レンズ系Ｌが配列されて構成され、上記第１レンズ群Ｗ１、光学部材Ｐ及び第２レンズ群Ｗ２により角倍率が１未満のアフォーカル系が構成されている。なお、Ｆはフィルタ、ＩＭＧは結像面を示す。

図１（ｂ）は望遠側に設定された状態を示し、第１レンズ群Ｗ１と第２レンズ群Ｗ２とが同時にそれらの光軸とほぼ直交する方向に移動されて、結像レンズ系Ｌの光路から外れた位置へと退避されている。これにより、結像レンズ系Ｌ単独で光学部材Ｐを通して撮影をすることが出来る。

本発明変倍レンズ系１にあっては、第１レンズ群Ｗ１及び第２レンズ群Ｗ２を同時に結像レンズ系Ｌの光軸と一致する位置と結像レンズ系のＬの光路から外れた位置との間を移動させることで、角倍率が１未満の範囲で全系の焦点距離が変化されるようになっている。

そして、第１レンズ群Ｗ１と第２レンズ群Ｗ２との間に光路を折り曲げるための固定の光学部材Ｐを位置させることで、変倍レンズ系１の奥行、すなわち、第１レンズ群Ｗ１の光軸の延長方向の長さを短くすることが出来る。このように奥行を短くすることで、携帯電話などの収納機器による寸法制約を満足することが可能となる。

この光路を折り曲げる光学部材Ｐとしては、ミラーでも良いし、精度が良ければプラスチック製プリズムでも良いが、屈折率の高いガラス製直角プリズムを用いると、プリズム中で主光線の光軸に対する傾きが小さくなって、アフォーカル系の小型化に有利になる。

また、本発明変倍レンズ系１にあっては、第１レンズ群Ｗ１及び第２レンズ群Ｗ２の移動方向をこれらレンズ群の光軸とほぼ直交する方向に限定したので、鏡筒ごと回転させる構造などと比べて、第１レンズ群Ｗ１及び第２レンズ群Ｗ２の移動空間を小さくすることが出来、この点でも小型化に寄与し、携帯電話などの収納空間に制約のある機器に使用するのに有利である。

上記第１レンズ群Ｗ１を像側に強い凹面を向けた凹メニスカス単レンズで構成し、上記第２レンズ群Ｗ２を凸単レンズで構成ことによって、アフォーカル系をさらにシンプルに且つ小型に構成することが出来る。

そして、上記凹メニスカス単レンズＷ１及び凸単レンズＷ２共に少なくとも１面を非球面で構成することによって、アフォーカル系における収差の補正が有利となる。

さらに、上記凹メニスカス単レンズＷ１と凸単レンズＷ２を共に低コストで且つ設計の自由度が高いプラスチックレンズを使用して形成することによって、低コスト化と小型化をさらに達成することが出来、且つ、収差補正のための非球面の形成も容易になる。

さらにまた、上記凹メニスカス単レンズＷ１と凸単レンズＷ２を１つのプラスチック成形品として構成することによって、２つのレンズＷ１、Ｗ２を一回の成形工程で形成することが出来るため、さらなる低コスト化を図ることが出来ると共に、これらレンズを保持するために必要な部材も一体に形成することが出来るので、さらなる小型化を図ることが出来る。

上記の結像レンズ系Ｌは、標準レンズよりやや画角が狭く、前置絞りに対して収差補正を行いやすいレンズタイプであれば、どのようなレンズ構成であっても良いが、図１に示すように、物体側から順に配列された、物体側に凸面を向けた非球面を含む凸レンズＬ１、像側に凹面を向けた凹メニスカスレンズＬ２、凸レンズＬ３の３群３枚により構成することにより、極めて簡単な構成でありながら、結像レンズ系Ｌの最も物体側の面から像面までの全長が、焦点距離にほぼ等しいほどの小型化を達成し、上記ワイドコンバージョンレンズ（第１レンズ群Ｗ１及び第２レンズ群Ｗ２）装着時にペッツバール和がマイナス側に移行することを考慮して、結像レンズ系Ｌ単独ではペッツバール和がプラスで適度な値に設定することができ、焦点距離切換えに伴う像面湾曲の変動を抑えることができる。

以上のような構成により、第１レンズ群Ｗ１、光路を折り曲げる固定の光学部材Ｐ及び第２レンズ群Ｗ２によって、例えば、光路が９０゜折り曲げられた、角倍率が０．５倍のアフォーカル系が構成され、また、凸レンズＬ１、凹レンズＬ２及び凸レンズＬ３により画角が３２度程度の結像レンズ系Ｌが構成される。

図２は第１レンズ群Ｗ１と第２レンズ群Ｗ２とをプラスチックで一体に形成したレンズ構成体２を断面で示す図であり、図３は当該レンズ構成体２を使用した変倍レンズ系１Ａの概略示す斜視図である。

通常のプラスチックレンズの成形では、金型は光軸方向に開いて成形品を取り出せるように構成するが、図２に示すレンズ構成体２を取り出すためには、矢印Ａと矢印Ｂの方向に金型を開く構造にして、矢印Ａ側の金型にはｒW２面とｒW３面に対応する部分が一体に形成されており、矢印Ｂ側の金型にはｒW１面とｒW４面に対応する部分が一体に形成されている。通常のガラスレンズの外周部は光軸に平行な面に心取加工されることが多く、通常のプラスチックレンズの外周部は、金型を光軸方向に開くときに離型しやすいように光軸に対して多少の傾きを持った面にすることが多いが、図２の形状で矢印Ａと矢印Ｂの方向に金型を開くときのアンダーカットとなる形状を避け、また、離型性を良くするために、外周部の形状を図２のＥで示したような大きな角度の傾きを持った形状とすることが効果的である。

上記凹レンズＷ１と凸レンズＷ２が一体に形成されたレンズ構成体２を、焦点距離切換えにともなって、図の紙面に直角な方向に移動させる機構が必要であり、その機構の構造の一部をレンズ構成体２の成形時又は後加工でレンズ構成体２に形成することが可能であり、それによって、レンズ支持のためにレンズの他に必要であった部材をも凹レンズＷ１、凸レンズＷ２と一体に形成することが出来て、部品点数の削減、成形工程の削減等によるコストの削減が可能であり、さらには、小型化に寄与する。図示した例では、凹レンズＷ１の外縁に延長した部分２ａと凹レンズＷ１と凸レンズＷ２との連結部２ｂとに被案内孔２ｃ、２ｄが形成されている。

上記凹レンズＷ１及び凸レンズＷ２を形成するためのプラスチックとしてはアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィン等の透明なプラスチックが適用可能であるが、例えば、ポリオレフィン系のシクロオレフィンポリマーの「ＺＥＯＮＥＸ」（日本ゼオン株式会社の登録商標）がその光学的特性及び良好な機械加工性故に好適である。

図３で分かるように、図示しない鏡筒部に固定された互いに平行に延びる２本の案内ロッド３、４がそれぞれレンズ構成体２の被案内孔２ｃ、２ｄに各別に挿通され、レンズ構成体２は案内ロッド３、４に案内されて、実線で示す広角位置と２点鎖線で示す望遠位置との間を移動される。そして、広角位置では、一体に形成された凹レンズＷ１と凸レンズＷ２が共に結像レンズ系Ｌの光軸上に位置し、望遠位置では、一体に形成された凹レンズＷ１と凸レンズＷ２が共に結像レンズ系Ｌの光路から外れた状態となる。

なお、レンズ構成体２を移動させる機構は図示していないが、電磁的な吸引と反発を利用した機構、ラックアンドピニオン等のギヤ機構等適宜の機構を適用することが可能である。

また、図３において５はＣＣＤ（Charge coupled device）やＣＭＯＳ（Complementtary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子である。

次に、本発明変倍レンズ系１を具体化した数値実施例について説明する。この数値実施例において、光学部材Ｐとしてはガラス直角プリズムが使用され、凹レンズＷ１及び凸レンズＷ２は上記した「ＺＥＯＮＥＸ」で成形されている。

なお、以下の説明において、「ｒＷｉ」は第１レンズ群と第２レンズ群の物体側から数えてｉ番目の面の曲率半径、「ｒｐ１」、「ｒｐ２」はそれぞれプリズムの入射面と射出面の曲率半径、「ｒＬｉ」は結像レンズ系の物体側から数えてｉ番目の面の曲率半径、「ｄＷｉ」、「ｄｐ１」、「ｄｐ２」、「ｄＬｉ」はそれぞれ「ｒＷｉ面」、「ｒｐ１面」、「ｒｐ２面」、「ｒＬｉ面」の後ろの面間隔、「ｄＦ」はフィルタＦの厚み、「ｎＷｉ」、「ｎＰ」、「ｎＬｉ」、「ｎＦ」はそれぞれレンズＷｉ、プリズム、レンズＬｉ、フィルタを構成する材質のｄ線における屈折率、「νＷｉ」、「νＰ」、「νＬｉ」、「νＦ」はそれぞれレンズＷｉ、プリズム、レンズＬｉ、フィルタを構成する材質のアッベ数を示すものである。

また、非球面形状は、「ｘｉ」を非球面の深さ、「Ｈ」を光軸からの高さとすると、数１式によって定義されるものとする。また、非球面係数における「Ｅ−ｉ」は「×１０^−ｉ」を示す。

次に数値実施例における変倍レンズ系１の広角側の数値例を焦点距離ｆ、Ｆナンバー、画角（２ω（度））と共に表１に示す。

数値実施例において、第１レンズ群Ｗ１の両面ｒＷ１、ｒＷ２、第２レンズ群Ｗ２の像側の面ｒＷ４及び結像レンズ系Ｌの凸レンズＬ１の物体側の面ｒＬ１は非球面で構成される。そこで、これら非球面ｒＷ１、ｒＷ２、ｒＷ４及びｒＬ１の４次、６次の非球面係数Ａ４、Ａ６を表２に示す。

図４に数値実施例の広角端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。なお、球面収差図において、実線はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、破線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、一点鎖線はＣ線（波長６５６．３ｎｍ）における収差曲線を示し、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示すものである。

次に数値実施例における変倍レンズ系１の望遠側の数値例を焦点距離ｆ、Ｆナンバー、画角（２ω（度））と共に表３示す。

望遠側にあっては、結像レンズ系Ｌの凸レンズＬ１の物体側の面ｒＬ１のみが非球面で構成される。そこで、該面ｒＬ１の４次、６次の非球面係数を表４に示す。

図５に数値実施例の望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。なお、球面収差図において、実線はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、破線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、一点鎖線はＣ線（波長６５６．３ｎｍ）における収差曲線を示し、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示すものである。

以上で分かるとおり、本発明にかかる変倍レンズ系１は、各種収差が良好に補正されると共に奥行き寸法が小さく軽量であり、しかも、安価に構成することができる。

図６乃至図８に上記変倍レンズ系１を使用した撮像装置の実施の形態を示す。なお、図示した実施の形態は本発明をビデオカメラを内蔵した携帯電話として適用したものである。

図６及び図７は携帯電話１０の外観を示すものである。

携帯電話１０は、表示部２０と本体部３０とが中央のヒンジ部で折り畳み可能に連結されて構成され、携行時には図６に示すように折り畳んだ状態とし、通話時には図７に示すように表示部２０と本体部３０とを開いた状態とする。

表示部２０の背面側の一側部に寄った位置には基地局との間で電波の送受信を行うためのアンテナ２１が出し入れ自在に設けられ、また、表示部２０の内側面には該内側面のほぼ全体を占める大きさの液晶表示パネル２２が配置され、該液晶表示パネル２２の上方にはスピーカ２３が配置されている。さらに、この表示部２０にはビデオカメラの撮像ユニット１Ａが配置されており、該撮像ユニット１Ａの変倍レンズ系１が表示部２０の背面に形成された臨ませ孔２４を介して外方に臨んでいる。変倍レンズ系１のワイドコンバージョンレンズＷ１、Ｗ２はその位置が切り換えられるので、レンズＷ１によって上記臨ませ孔２４を覆っておくことができない。そこで、該臨ませ孔２４を透明カバー２４ａで覆うようにすると良い。なお、ここで撮像ユニットの用語は、変倍レンズ系と撮像素子とによって構成されるものとして使用している。すなわち、変倍レンズ系１と撮像素子５とは同時に表示部２０内に設けられる必要があるが、ビデオカメラを構成するその他の部分、例えば、カメラ制御部や記録媒体等は本体部３０に配置されても良いことを明確にするために用いたのが撮像ユニットなる概念である。

さらにまた、表示部２０の先端部には赤外通信部２５が配置され、該赤外通信部には、図示しないが、赤外線発光素子と赤外線受光素子を備えている。

本体部に３０の内側面には「０」乃至「９」の数字キー、発呼キー、電源キー等の操作キー３１、３１、・・・が設けられており、操作キー３１、３１、・・・が配置された部分の下方にはマイクロフォン３２が配置されている。また、本体部３０の側面にはメモリカードスロット３３が設けられ、該メモリカードスロット３３を介してメモリカード４０を本体部３０に挿脱することができるようになっている。

図８は携帯電話１０の構成を示すブロック図である。

携帯電話１０はＣＰＵ（Central Processing Unit）５０を備え、該ＣＰＵ５０が携帯電話１０の全体の動作を制御する。すなわち、ＣＰＵ５０はＲＯＭ（Read Only Memory）５１に記憶されている制御プログラムをＲＡＭ５２（Random Access Memory）に展開し、バス５３を介して携帯電話１０の動作を制御する。

カメラ制御部６０は変倍レンズ系１と撮像素子５から成る撮像ユニット６１を制御して動画及び静止画等画像の撮影を行うもので、得られた画像情報に関してＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ等への圧縮加工等を行った後、バス５３に載せる。バス５３に乗せられた画像情報は、上記ＲＡＭ５２に一時的に保存され、必要に応じてメモリカードインターフェース４１に出力され、メモリカードインターフェース４１によってメモリカード４０に保存されたり、或いは、表示制御部５４を介して液晶表示パネル２２に表示される。また、撮影時に同時にマイクロフォン３２を通じて収録された音声情報も音声コーデック７０を介して画像情報と共にＲＡＭ５２へ一時的に保存されたり、メモリカード４０への保存され、また、液晶表示パネル２２への画像表示と同時に音声コーデック７０を介してスピーカ２３から出力される。さらに、上記画像情報や音声情報は、必要に応じて、赤外線インターフェース５５に出力され、該赤外線インターフェース５５によって赤外線通信部２５を介して外部に出力され、同じような赤外線通信部を備えた機器、例えば、携帯電話、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の外部の情報機器へ伝達される。なお、ＲＡＭ５２やメモリカード４０に保存されている画像情報に基づいて液晶表示パネル２２に動画あるいは静止画を表示するときには、カメラ制御部６０において、ＲＡＭ５２やメモリカード４０に保存されているファイルのデコードや解凍を行った後の画像データがバス５３を介して表示制御部５４に送られる。

通信制御部８０はアンテナ２１を介して基地局との間で電波の送受信を行い、音声通話モードにおいては、受信した音声情報を処理した後音声コーデック７０を介してスピーカ２３に出力し、また、マイクロフォン３２が集音した音声を音声コーデック７０を介して受領して所定の処理を施した後送信する。

上記した変倍レンズ系１は奥行を短く構成することが出来るので、携帯電話１０のように厚さに制約のある機器にも容易に搭載することが出来る。なお、上記実施の形態では、本発明撮像装置を携帯電話に適用した例を示したが、本発明撮像装置は、その他の情報機器、例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ等にも適用することができることは勿論であり、また、これら情報機器に適用して大きな利点を有する。

なお、上記した実施の形態及び数値実施例において示した具体的な構造及び形状並びに数値は、本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

本発明変倍レンズ系及び撮像装置は、スペース的な制約のある機器、特に厚みに制約のある機器に適用して好適である。

図２乃至図５と共に本発明変倍レンズ系の実施の形態を示すものであり、本図は（ａ）に広角時における、また、（ｂ）に望遠時における、レンズ構成をそれぞれ示すものである。 第１レンズ群と第２レンズ群とを一体に成形する場合の形状の例を概念的に示す図である。 本発明変倍レンズ系を使用した撮像ユニットを概念的に示す斜視図である。 図１に示した実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の広角時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 図１に示した実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の望遠時における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。 図７及び図８と共に本発明撮像装置を携帯電話に適用した実施の形態を示すものであり、本図は折り畳んだ状態の外観を示す斜視図である。 使用状態を示す斜視図である。 プロック図である。

符号の説明

１…変倍レンズ系、２…レンズ構成体（１つのプラスチック成形品）、Ｗ１…第１レンズ群、Ｗ２…第２レンズ群、Ｐ…光学部材、Ｌ…結像レンズ系、Ｌ１…物体側に凸面を向けた非球面を含む凸レンズ、Ｌ２…像側に凹面を向けた凹メニスカスレンズ、Ｌ３…凸レンズ、５…撮像素子（撮像手段）、１０…携帯電話（撮像装置）、４０…メモリカード（記録手段）、５２…ＲＡＭ（記録手段）

Claims (16)

1. 物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、プリズム等の反射により光路を折り曲げる固定の光学部材、正の屈折力を有する第２レンズ群、結像レンズ系を配列して構成され、
   上記第１レンズ群、光学部材及び第２レンズ群により角倍率が１未満のアフォーカル系を構成し、
   第１レンズ群及び第２レンズ群を同時にこれらの光軸とほぼ直交する方向に移動可能とすると共に、これら第１レンズ群及び第２レンズ群の位置を、結像レンズ系と光軸が一致する位置と、結像レンズ系の光路からはずれるように退避する位置とで切換えることにより、全系の焦点距離を変化させる
   ことを特徴とする変倍レンズ系。
2. 上記第１レンズ群は像側に強い凹面を向けた凹メニスカス単レンズで構成され、上記第２レンズ群は凸単レンズで構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の変倍レンズ系。
3. 上記凹メニスカス単レンズと凸単レンズはともに少なくとも１面が非球面で構成される
   ことを特徴とする請求項２に記載の変倍レンズ系。
4. 上記凹メニスカス単レンズと凸単レンズはともにプラスチックレンズで構成される
   ことを特徴とする請求項請求項２に記載の変倍レンズ系。
5. 上記凹メニスカス単レンズと凸単レンズはともにプラスチックレンズで構成される
   ことを特徴とする請求項請求項３に記載の変倍レンズ系。
6. 上記凹メニスカス単レンズと凸単レンズは１つのプラスチック成形品として構成される
   ことを特徴とする請求項４に記載の変倍レンズ系。
7. 上記凹メニスカス単レンズと凸単レンズは１つのプラスチック成形品として構成される
   ことを特徴とする請求項５に記載の変倍レンズ系。
8. 上記結像レンズ系は物体側より順に配列された、物体側に凸面を向けた非球面を含む凸レンズ、像側に凹面を向けた凹メニスカスレンズ、凸レンズの３枚により構成された
   ことを特徴とする請求項１に記載の変倍レンズ系。
9. 物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、プリズム等の反射により光路を折り曲げる固定の光学部材、正の屈折力を有する第２レンズ群、結像レンズ系を配列して構成された変倍レンズ系と、上記変倍レンズ系により形成された光学像を撮像する撮像手段と、上記撮像手段が撮像した像を記録する記録手段とを備えた撮像装置であって、
   上記変倍レンズ系の第１レンズ群、光学部材及び第２レンズ群により角倍率が１未満のアフォーカル系を構成し、
   第１レンズ群及び第２レンズ群を同時にこれらの光軸とほぼ直交する方向に移動可能とすると共に、これら第１レンズ群及び第２レンズ群の位置を、結像レンズ系と光軸が一致する位置と、結像レンズ系の光路からはずれるように退避する位置とで切換えることにより、全系の焦点距離を変化させる
   ことを特徴とする撮像装置。
10. 上記第１レンズ群は像側に強い凹面を向けた凹メニスカス単レンズで構成され、上記第２レンズ群は凸単レンズで構成される
    ことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
11. 上記凹メニスカス単レンズと凸単レンズはともに少なくとも１面が非球面で構成される
    ことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. 上記凹メニスカス単レンズと凸単レンズはともにプラスチックレンズで構成される
    ことを特徴とする請求項請求項１０に記載の撮像装置。
13. 上記凹メニスカス単レンズと凸単レンズはともにプラスチックレンズで構成される
    ことを特徴とする請求項請求項１１に記載の撮像装置。
14. 上記凹メニスカス単レンズと凸単レンズは１つのプラスチック成形品として構成される
    ことを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
15. 上記凹メニスカス単レンズと凸単レンズは１つのプラスチック成形品として構成される
    ことを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
16. 上記結像レンズ系は物体側より順に配列された、物体側に凸面を向けた非球面を含む凸レンズ、像側に凹面を向けた凹メニスカスレンズ、凸レンズの３枚により構成された
    ことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。

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