JP2004109153A - ズームレンズおよびこれを用いた撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、物体側より順に、負の第1レンズ群G1、正の第2レンズ群G2、正の第3レンズ群G3からなり、少なくとも第1レンズ群G1と第2レンズ群G2を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、第2レンズ群G2は少なくとも1枚の正レンズ21と、物体側が凸の負レンズ22と正レンズ23から成る接合レンズと、像面側が凹の負レンズ24により構成され、次の条件式(1)10<νd23≡νd22、(2)0.05<Nd22−Nd23、(3)0.2<R27/f2<1を満たすものである。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば変倍比2〜4倍程度のズームレンズおよびこれを用いた撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、デジタルスチルカメラ等では、更なる高画質化、小型化が求められており、特に画素数の多い個体撮像素子に対応した結像性能持ちながら、カメラのコンパクト化に適応したズームレンズが求められている。更には、製造が容易なレンズが求められている。
【0003】
固体撮像素子に対応した良好な結像性能を持つ、小型のズームレンズの例として、特許文献1で提案されてものがある。この特許文献1で記載されているズームレンズは、物体側より順に、負の第1レンズ群、正の第2レンズ群、正の第3レンズ群からなる3群ズームレンズであり、1つの実施例として、第2レンズ群が物体側に凸面を向けた正レンズと、像側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズで構成されるズームレンズが提示されている。このように第2レンズ群を望遠レンズタイプとして構成にすることにより、第2レンズ群の主点位置を物体側に移動させ全長の小型化を図っている。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−14284号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成では、2群の屈折力を強くすることが困難であり、十分な小型化が実現しているとは言い難い。また、別の実施例として第2レンズ群を物体側に凸面を向けた正レンズ、像側に凹面を向けたメニスカス状の負レンズ、像面側に凸面を向けた正レンズで構成されるレンズが提示されている。このズームレンズは上記レンズに比較し、性能の向上を図っているが、第2レンズ群主点位置の物体側への移動には不利な構成となっているため、十分な小型化が実現しているとは言い難い。また、第2レンズ群内のレンズ偏芯による性能劣化が大きいという不具合がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、物体側より順に、負の第1レンズ群、正の第2レンズ群、正の第3レンズ群からなり、少なくとも第1レンズ群と第2レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、第2レンズ群は少なくとも1枚の正レンズと、物体側が凸の負レンズと正レンズから成る接合レンズと、像面側が凹の負レンズにより構成され、次の条件式(1)、(2)、(3)
(1)10<νd23≡νd22
(2)0.05<Nd22−Nd23
(3)0.2<R27/f2<1
但し、
νd22:第2レンズ群中の接合レンズの物体側負レンズのd線におけるアッベ数
νd23:第2レンズ群中の接合レンズの像面側正レンズのd線におけるアッベ数
Nd22:第2レンズ群中の接合レンズの物体側負レンズのd線における屈折率
Nd23:第2レンズ群中の接合レンズの像面側正レンズのd線における屈折率
R27:第2レンズ群中の最も像面側にある負レンズの像面側面の曲率半径
f2:第2レンズ群のd線における焦点距離を満たすものである。
【0007】
このような本発明におけるズームレンズのフォーカシングは、第1レンズ群、または第3レンズ群を駆動して行なうことができる。特に第3レンズ群を動かすことによりフォーカシングを行なえば、全長を変化させずにフォーカシングを行なうことが可能であり、機構上も簡略にすることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態に係るズームレンズは、物体側より順に、負の第1レンズ群、正の第2レンズ群、正の第3レンズ群から成り、少なくとも第1レンズ群と第2レンズ群を移動させてズーミングする。短焦点距離端から長焦点距離端にズーミングするとき、第1レンズ群は物体側から像側に移動し再度物体側に移動する弓状の軌跡を描き移動し、第2レンズ群は像側から物体側に移動し、第3レンズ群は像面の近くで固定されるか、または像面を補正するため移動する。
【0009】
第2レンズ群は少なくとも1枚の正レンズと、物体側が凸の負レンズと正レンズから成る接合レンズと、像面側が凹の負レンズにより構成されており、かつ条件式(1)〜(3)を満足する。
【0010】
(1)10<νd23≡νd22
(2)0.05<Nd22−Nd23
(3)0.2<R27/f2<1
但し、
νd22:第2レンズ群中の接合レンズの物体側負レンズのd線におけるアッベ数
νd23:第2レンズ群中の接合レンズの像面側正レンズのd線におけるアッベ数
Nd22:第2レンズ群中の接合レンズの物体側負レンズのd線における屈折率
Nd23:第2レンズ群中の接合レンズの像面側正レンズのd線における屈折率
R27:第2レンズ群中の最も像面側にある負レンズの像面側面の曲率半径
f2:第2レンズ群のd線における焦点距離
【0011】
これらの条件式は、第2レンズ群中の負正接合レンズと負レンズの構成条件を規定している。
【0012】
条件式(1)は、第2レンズ群内で発生する色収差を補正するための条件であり、この条件を逸脱すると、正レンズで発生する色収差を補正することが困難になる。
【0013】
条件式(2)〜(3)は、第2レンズ群の主点位置を物体側に配置し、全長を小型化するための条件である。条件式(2)を逸脱すると、接合面の負の屈折力が弱くなり、第2レンズ群の主点位置を物体側に配置するのが困難になる。
【0014】
また、条件式(3)の上限を逸脱すると、第2レンズ群の最も像面側面の負の屈折力が弱くなり、第2レンズ群の主点位置を物体側に配置するのが困難になる。下限を逸脱するとこの面の負の屈折力が強くなりすぎ、収差補正が困難になる。また、偏芯敏感度が大きくなり、製造が困難になる。なお、この実施形態は第1の実施例として具体的に説明する。
【0015】
また、本実施形態のズームレンズは、第2レンズ群の最も像面側の負レンズの物体側面を物体側に凸の面とすることにより、第1の実施例のズームレンズの第2レンズ群の主点位置を物体側に配置すると共に、負レンズの物体側面で発生する収差を低減できる。従って、偏芯敏感度の低減が可能となり、製造が容易となる。
【0016】
このとき、第2レンズ群の負、正接合レンズの最も像面側面の曲率半径をr25、第2レンズ群の焦点距離をf2とした場合、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
【0017】
(4)0.5<|R25/f2|
【0018】
条件式(4)を逸脱すると負、正接合レンズの最も像面側面の正屈折力が強くなり、ここでの球面収差発生量が大きくなって、偏芯敏感度が増加することにより、製造が困難になるか、第2レンズ群の最も物体側の正レンズの屈折力が強くなりすぎ、偏芯敏感度が大きくなることにより、製造が困難になる。なお、この実施形態は第2の実施例として具体的に説明する。
【0019】
また、本実施形態のズームレンズは、第2レンズ群の最も物体側正レンズの少なくとも1面、および負レンズと正レンズの接合レンズの最も像面側面を非球面とすることにより、収差補正が容易になり性能を向上させることができる。更にそれぞれのレンズ単体での収差発生量が低減できる。これにより偏芯敏感度が低減でき、製造が容易となる。なお、この実施形態は第3の実施例として具体的に説明する。
【0020】
いずれにズームレンズにおいても、例えば変倍比2〜4倍程度のデジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いることができる。
【0021】
次に、本発明の実施例について添付図面に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施例にかかるズームレンズの構成を示す図である。物体側より順に、負の第1レンズ群G1(第1レンズ11、第2レンズ12)、絞りST、正の第2レンズ群G2(第1レンズ21、第2レンズ22、第3レンズ23、第4レンズ24)、および正の第3レンズ群G3(第1レンズ31)からなっている。FLはローパスフィルタ、赤外カットフィルタおよびCCD(撮像素子)のカバーガラスを表す。
【0022】
第1レンズ群G1の第1レンズ11の像側の面は、樹脂による非球面層PMが形成されている。このズームレンズは、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2を移動させてズーミングするもので、短焦点距離端から長焦点距離端にズーミングするとき、第1レンズ群は物体側から像側に移動し再度物体側に移動する弓状の軌跡を描き移動し、第2レンズ群は像側から物体側に移動させる。第3レンズ群G3は物体距離無限のとき、略固定されている。
【0023】
図5、図9は本発明の第2、第3の実施例にかかるズームレンズの構成を示す図である。物体側より順に、負の第1レンズ群G1(第1レンズ11、第2レンズ12)、正の第2レンズ群G2(第1レンズ21、第2レンズ22、第3レンズ23、第4レンズ24)、絞りST、および正の第3レンズ群G3(第1レンズ31)からなっている。FLはローパスフィルタ、赤外カットフィルタおよびCCDのカバーガラスを表す。
【0024】
第1レンズ群G1の第1レンズ11の像側の面は、樹脂による非球面層PMが形成されている。また、絞りSTは、第2レンズ群G2の第1レンズ21(正レンズ)と負正接合である第2レンズ22/第3レンズ23の間に配置されている。
【0025】
このズームレンズも、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2を移動させてズーミングするもので、短焦点距離端から長焦点距離端にズーミングするとき、第1レンズ群G1は、物体側から像側に移動し再度物体側に移動する弓状の軌跡を描き移動し、第2レンズ群G2は像側から物体側に移動させる。第3レンズ群G3は物体距離無限のとき、略固定されている。
【0026】
以下の表1、表2、および表3に、それぞれ第1の実施例、第2の実施例、第3の実施例の諸元を示す。各表中、FNOはFナンバー、fは焦点距離、ωは半画角、Rは曲率半径、Dはレンズ面間隔、Ndはd線に対する屈折率、νdはアッベ数を示す。STOPで示した面は絞り面である。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【表3】
【0030】
また、非球面の形状は次式で表される形状である。
x={(y2/R)/(1+(1−κ・y2/R2)1/2)}+A4・y4+A6・y6+A8・y8+A10・y10
但し、
x:レンズ面頂点からの光軸方向の距離、
y:光軸からの距離
R:レンズ頂点での曲率半径、
κ:円錐定数
である。
また、A4、A6、A8、A10はそれぞれ4次、6次、8次、10次の非球面係数(aspherical coefficient)である。
【0031】
なお、本実施例におけるズームレンズのフォーカスは、第1レンズ群G1、または第3レンズ群G3を動かすことにより可能である。広角端から望遠端へのズーミングにおけるレンズ面間隔は各表のvariable thicknessに示されている。
【0032】
表4に上記第1の実施例から第3の実施例に示したズームレンズの条件式(1)〜(4)の各条件に対応する各数値および各条件式を示す。
【0033】
【表4】
【0034】
図2〜図4、図6〜図8、図10〜図12にそれぞれ第1および第2の実施例の諸収差図を示す。球面収差では縦軸は開放F値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線dがd線、破線gがg線の球面収差を表わす。非点収差では縦軸が像高、横軸がデフォーカスで、実線ΔSがサジタル、破線ΔMがメリジオナルの像面を表わす。歪曲収差は縦軸が像高、横軸は%で表わす。
【0035】
第1〜第3の実施例のズームレンズは上記表4からも明らかなように、条件式(1)〜(4)を満足し、また、各収差図に示すように、広角端、広角端と望遠端との中間焦点距離および望遠端において、各収差ともバランス良く補正されている。
【0036】
なお、前記実施の形態として示した各部の具体的な形状および構造は、何れも本発明を実施するに当たっての具体化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。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。すなわち、変倍比2〜4倍程度のデジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いられるズームレンズの結像性能の向上と小型化を達成することができる。さらには、製造が容易なレンズを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の短焦点距離端でのレンズ構成図である。
【図2】第1の実施例の短焦点距離端での諸収差図である。
【図3】第1の実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図4】第1の実施例の長焦点距離端での諸収差図である。
【図5】第2の実施例の短焦点距離端でのレンズ構成図である。
【図6】第2の実施例の短焦点距離端での諸収差図である。
【図7】第2の実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図8】第2の実施例の長焦点距離端での諸収差図である。
【図9】第3の実施例の短焦点距離端でのレンズ構成図である。
【図10】第3の実施例の短焦点距離端での諸収差図である。
【図11】第3の実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図12】第3の実施例の長焦点距離端での諸収差図である。
【符号の説明】
11…第1レンズ、12…第2レンズ、G1…第1レンズ群、G2…第2レンズ群、G3…第3レンズ群、PM…非球面層
Claims (4)
- 物体側より順に、負の第1レンズ群、正の第2レンズ群、正の第3レンズ群からなり、少なくとも第1レンズ群と第2レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズにおいて、第2レンズ群は少なくとも1枚の正レンズと、物体側が凸の負レンズと正レンズから成る接合レンズと、像面側が凹の負レンズにより構成され、次の条件式(1)、(2)、(3)
(1)10<νd23−νd22
(2)0.05<Nd22−Nd23
(3)0.2<R27/f2<1
但し、
νd22:第2レンズ群中の接合レンズの物体側負レンズのd線におけるアッベ数
νd23:第2レンズ群中の接合レンズの像面側正レンズのd線におけるアッベ数
Nd22:第2レンズ群中の接合レンズの物体側負レンズのd線における屈折率
Nd23:第2レンズ群中の接合レンズの像面側正レンズのd線における屈折率
R27:第2レンズ群中の最も像面側にある負レンズの像面側面の曲率半径
f2:第2レンズ群のd線における焦点距離
を満たすことを特徴とするズームレンズ。 - 前記第2レンズ群のもっとも像面側にある負レンズはメニスカス負レンズである
ことを特徴とする請求項1記載のズームレンズ。 - 前記第2レンズ群の第1正レンズの少なくとも1面と接合レンズの正レンズの像面側面は非球面である
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。 - 請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載のズームレンズを用いる
ことを特徴とする撮像装置。
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US9097882B2 (en) | 2010-12-03 | 2015-08-04 | Hoya Corporation | Zoom lens system |
CN109725405A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-05-07 | 歌尔股份有限公司 | 光学镜头和智能穿戴设备 |
CN109725405B (zh) * | 2018-12-26 | 2024-03-12 | 歌尔光学科技有限公司 | 光学镜头和智能穿戴设备 |
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