JP2004170664A - 結像レンズ系及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents

結像レンズ系及びそれを用いた撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】低コスト化、小型化、高性能のバランスが取れた結像レンズ系及びそれを用いた撮像装置。
【解決手段】撮像装置の結像レンズ系が、正パワーのレンズ群G1、G2と負パワーのレンズ群G3を含む少なくとも3つのレンズ群を有し、各レンズ群間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズ系であり、全レンズ枚数が8枚以下で、ズームレンズ系の望遠端におけるd線での後側焦点位置とg線での後側焦点位置の差をδ、像面における最大像高をIH、広角端及び望遠端におけるd線でのFナンバーをそれぞれWideFno 、 TeleFno、広角端での画角28.0°におけるd線でのディストーション量を DTLとしたとき、0.07<δ/IH<0.23(1)、1.8<TeleFno /WideFno <3(2)、−8%< DTL<8%(3)を満足する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結像レンズ系及びそれを用いた撮像装置に関するものであり、特に、変倍作用を持つズームレンズ系に関し、例えばレンズシャッターカメラ用、又は、デジタルカメラ用の撮影レンズとして好適で安価で小型な高変倍のズームレンズ系に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
レンズシャッター式カメラ用ズームレンズとしてコンパクトで高変倍のズームレンズとして、正の前群と負の後群の2群構成、正の第1レンズ群、正の第2レンズ群、負の第3レンズ群の3群構成の撮影レンズが安価で、小型高変倍なズームレンズとして各種提案されている。
【0003】
例えば、特許文献1では、正・負の2群ズームレンズ、また、特許文献2〜特許文献4で提案されいるズームレンズでは、正・正・負の3群構成のズームレンズが10枚以下のレンズ枚数で、比較的安価であり、高変倍比なものとして提案されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−90220号公報
【0005】
【特許文献2】
特開2000−21802号公報
【0006】
【特許文献3】
特開2000−275524号公報
【0007】
【特許文献4】
特開2000−19399号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来のズームレンズでは、まだ十分な性能と小型化かつ低コスト化を達成しているとは言い難い。
【0009】
本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コスト化、小型化、高性能のバランスが取れた結像レンズ系及びそれを用いた撮像装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の第1の発明の撮像装置は、結像レンズ系及びその像側に配された撮像領域を規定する手段を有する撮像装置において、
前記結像レンズ系が、正のパワーのレンズ群と負のパワーのレンズ群を含む少なくとも3つのレンズ群を有し、各レンズ群間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズ系であり、
前記ズームレンズ系の全レンズ枚数を8枚以下で構成し、
前記ズームレンズ系の望遠端におけるd線での後側焦点位置とg線での後側焦点位置の差をδ、像面における最大像高をIH、広角端及び望遠端におけるd線でのFナンバーをそれぞれWideFno 、 TeleFno、広角端での画角28.0°におけるd線でのディストーション量を DTLとしたとき、以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【0011】
0.07<δ/IH<0.23 ・・・(1)
1.8<TeleFno /WideFno <3 ・・・(2)
−8%< DTL<8% ・・・(3)
上記の第1の発明の撮像装置の作用を説明する。
【0012】
光学系を小型、低コスト化しようとする場合、光学系に含まれる全レンズ枚数を少なく構成することが効果的である。そのため、本発明の撮像装置は、結像レンズ系を構成するレンズ枚数を8枚以下とすることを前提とした。レンズ枚数が8枚を越えてしまうと、高コストとなる上、各レンズについて製造上必要な中肉や縁肉を確保する必要があるため、全体として大きさが巨大なものとなってしまい、魅力のあるレンズ系の提供が困難になる。
【0013】
しかしながら、レンズ枚数を少なくすると、その結像レンズ系を構成するズームレンズ系の広角端から望遠端にかけて良好に収差補正を行うことが難しくなる。
【0014】
そこで、本発明の撮像装置は、Fナンバーが大きくなる望遠端に着目し、望遠端においてあえて軸上色収差を発生させ、望遠端とは反対側の広角端にて収差が目立ちやすいディストーションの補正に重点をおいた3群以上のズームレンズを有する撮像装置として構成したものである。
【0015】
ズームレンズにおいて、軸上色収差は、広角端にて小さくすると望遠端にて増大し、一方、望遠端にて小さくすると広角端にて増大する傾向がある。そのため、一般的には中間焦点距離近傍にて収差が良好となるようにしている。しかし、本発明の撮像装置のように、望遠端にて軸上色収差を条件式(1)の範囲内としながらも、しかも、広角端に対する望遠端でのFナンバーの比を条件式(2)内とすることで、望遠端での軸上色収差による像の劣化を抑えることを可能としている。
【0016】
なお、ここで、d線は波長587.562nm、g線は波長435.835nmの光であり、また、像面における最大像高IHは、撮像素子の有効撮像領域(略矩形)の対角長Lの2分の1で定義される。
【0017】
なお、条件式(1)の下限値の0.07を越えて小さくなると、広角端にて少ないレンズ枚数で良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、上限の0.23を越えると、望遠端での軸上色収差の影響が大となるため、像劣化を抑えるための望遠端でのFナンバーが大きくなりすぎてしまい、手ぶれ等の影響を受けやすくなる。
【0018】
条件式(2)の下限値の1.8を越えると、望遠端にてFナンバーが小さくなり軸上色収差の写りに与える影響が無視できなくなる。一方、上限の3を越えると、望遠端でのFナンバーが大きくなりすぎてしまい、手ぶれ等の影響を受けやすくなる。
【0019】
条件式(3)の上限の8%、下限の−8%をこえると、ディストーションが大きくなりすぎ、好適な性能のレンズ系と言えなくなる。
【0020】
なお、撮像領域を規定する手段としては、撮像記録媒体をフイルムとした場合は、その直前に配された視野枠が相当し、撮像記録媒体がCCD等の電子撮像素子の場合は、撮影像の再生に用いることができる撮像領域を含む電子撮像素子自体が相当する。また、像面における最大像高のIHは、撮像範囲が任意に変更される場合は、取り得る範囲の最大値とし、撮影像の再生を行わない領域は像面から除くものとする。
【0021】
第2の発明は、第1の発明の撮像装置において、像面における最大像高IHが以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【0022】
20mm<IH<25mm ・・・(8)
上記の第2の発明の撮像装置の作用を説明する。
【0023】
撮像装置のコンパクト化を行うためには、単純に像面サイズを小さくし、結像レンズ系もそれに合わせて縮小すればよいが、単純に結像レンズ系を縮小するのみではレンズの厚さが薄くなり加工性が悪くなる。また、像面の大きさが小さくなればそれだけ受光量が低下するため、やはり撮影画像が劣化しやすくなる。
【0024】
条件式(8)は、製造コストを低く抑え、コンパクト化と高性能とをバランスさせるための条件である。この条件式(8)の下限値の20mmを越えると、像面の大きさが小さくなり、構成レンズの肉厚が薄くなり加工性が悪くなる。一方、上限の25mmを越えると、撮像装置全体の小型化がしずらくなる。
【0025】
第3の発明は、第1又は第2の発明の撮像装置において、前記負のパワーのレンズ群の少なくとも1つのレンズ群は、光軸上でのパワーが負となる複数の負レンズのみにて構成され、かつ、前記複数の負レンズの中の少なくとも1枚の負レンズは、周辺に向かうに従って負のパワーから正のパワーに変化する非球面レンズであり、前記複数の負レンズの中の前記非球面レンズとは異なる少なくとも1枚の負レンズは、中心乃至周辺で負のパワーを維持する負レンズであることを特徴とするものである。
【0026】
上記の第3の発明の撮像装置の作用を説明する。
【0027】
パワーが負のレンズ群では、一般的には、パワーの異なる正レンズと負レンズを有することで諸収差を補正している。しかし、小型で高変倍を達成しようとすると、各レンズ群に強いパワーが必要になる。低コストのためには、少ないレンズ枚数にてレンズ群を構成することが望ましいが、少ないレンズ枚数で強い負パワーを持たせる際には、全てを負レンズとすることで、光軸付近の光線の急激な屈曲を抑え、レンズの偏心による影響を低減できる。そこで、第3の発明では、何れかの負レンズ群におけるレンズ全てを負レンズで構成し、負レンズのみでは補正できない収差、例えば球面収差については他の正レンズ群とキャンセルするように構成している。また、軸外光束については、負レンズ群に周辺で正パワーとなる非球面レンズを採用し、群中の正パワーの作用と負パワーの作用にて諸収差を補正している。
【0028】
この第3の発明の構成とすると、光軸上における群の負のパワーを複数のレンズにて分担するため、レンズ1枚に負パワーが集中することを避け、高変倍と偏心の影響の低減を達成している。そして、複数の負レンズの中の少なくとも1枚の負レンズを、周辺に向かうに従って正の屈折力に変化する非球面レンズ、つまり、変倍域の何れかにて最軸外主光線に対して正レンズ作用を持たせた非球面レンズとしている。それによって軸外収差(特に、広角端でのディストーション、倍率の色収差)を良好に補正している。
【0029】
第4の発明は、第3の発明の撮像装置において、前記非球面レンズが以下の条件式を満足することを特徴とするものである。
【0030】
10<fasp /f<100 ・・・(4)
ただし、fasp は非球面レンズの光軸上の焦点距離、fは非球面レンズを含む負のパワーのレンズ群の光軸上の焦点距離である。
【0031】
上記の第4の発明の撮像装置の作用を説明する。
【0032】
上記条件式(4)は、周辺に向かうに従って正の屈折力に変化する非球面レンズの光軸上での負パワーの分担を規定するものである。この条件式(4)の下限の10を越えると、非球面を精度良く構成することが困難となり、低コストの目的に反する。一方、上限の100を越えると、非球面レンズの光軸上の負のパワーの分担割合が小さくなりすぎ、同じ群内の他の負レンズの偏心の影響を受けやすくなる。
【0033】
第5の発明は、第1から第4の発明の撮像装置において、前記結像レンズ系が、物体側から順に、正のパワーのレンズ群、正のパワーのレンズ群、負のパワーのレンズ群からなり、各レンズ群間を変化させて変倍を行う3群ズームレンズであり、以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【0034】
0.55<L/f<0.715 ・・・(5)
ただし、Lは結像レンズ系の望遠端における最も物体側の面から像面までの実距離、fは結像レンズ系の望遠端での合成焦点距離である。
【0035】
上記の第5の発明の撮像装置の作用を説明する。
【0036】
4群以上のズームレンズとすると、構成が複雑になり低コストが困難となる。一方、2群構成のズームレンズとした場合、高変倍比の確保が困難となる。そのため、小型高変倍比化に有利な正・正・負タイプの3群ズームレンズの小型化に本発明を採用することが好ましい。正・正・負タイプの3群ズームレンズを小型、低コスト化する場合、例えば、望遠端での焦点距離に比して望遠端でのレンズ全長を短くしようとすると、各群のパワーが強くなる傾向があるが、第1の発明の発明思想を採用することで、高変倍比を確保しながら全体をコンパクトに抑えることができる。
【0037】
条件式(5)は、このようにレンズ系を規定したときに狙えるレンズ系の小型化の程度を規定する式であり、その下限の0.55を越えると、各収差自体が大きくなりすぎ、十分な結像性能が確保できない。また、上限の0.715を越えると、結像性能の確保や製造誤差の影響を少なくする上で有利ではあるが、撮影装置の小型化が困難になる。
【0038】
第6の発明の結像レンズ系は、複数のレンズからなり非球面レンズを有する結像レンズ系において、
前記非球面レンズの何れか1枚の入射側面又は射出側面のどちらか一方のレンズ面が非球面であり、その非球面のレンズ面の光軸からの距離の最大値をYmax 、Ymax におけるレンズ面頂を含む光軸に垂直な平面からの距離の絶対値をΔZmax 、前記最大値Ymax の半分の距離における、レンズ面頂を含む光軸に垂直な平面からの距離の絶対値をΔZhalfとしたとき、以下の条件(6)、(7)を満足することを特徴とするものである。
【0039】
0.4>(ΔZmax −ΔZhalf)/Ymax >0.18 ・・・(6)
0.05>ΔZhalf/Ymax ≧0 ・・・(7)
ただし、レンズ面とは、有効径内を含む面形状が連続して続く全領域を示し、その領域と面形状が不連続になる部分との境界までを示す。
【0040】
上記の第6の発明の結像レンズ系の作用を説明する。
【0041】
レンズ系の小型・低コストと高性能を実現するためには、レンズ枚数の削減と収差補正の自由度を高めるために、非球面レンズの使用が必要である。
【0042】
ズームレンズ等のレンズ系の小型化に伴って各レンズの屈折作用が大きくなる傾向があるが、これに伴い、一般的に球面収差に代表される軸上収差と、ディストーション、像面湾曲に代表される軸外収差の劣化を招く。少ないレンズ枚数でこの両方の収差を補正するために、中心付近で球面収差を主に補正し、周辺ではディストーションや像面湾曲を主に補正する効果を持った非球面レンズが必要となる。
【0043】
そこで、条件式(6)、(7)を満たす非球面レンズを使用するレンズ系とすることで、少ないレンズ枚数で、小型化、高性能が可能となる。
【0044】
条件式(6)は、非球面量の中心付近と周辺付近での乖離量を規定する式である。その条件式(6)の上限の0.4を越えると、中心付近及び周辺での収差補正効果が大きくなり小型化は達成できるが、その面での収差補正の負担が大きくなりすぎ、面偏心による性能劣化が大きくなり、良好な性能を得ることが困難になる。また、急激な面形状の変化により、面精度の確保が難しくなる。下限の0.18を越えると、非球面による補正効果が十分に得られず、良好な性能を得ようとするとレンズ枚数が増加するかあるいはレンズ系が大きくなってしまう。
【0045】
条件式(7)は、条件式(6)と併せて、非球面の効果をより発揮させるための条件式であり、その上限値の0.05を越えると、条件式(6)で要求する範囲の非球面量の中心付近と周辺付近での乖離量を得ようとした場合、上述のように中心付近及び周辺での収差補正効果が大きくなり小型化は達成できるが、その面での収差補正の負担が大きくなりすぎ、面偏心による性能劣化が大きくなり、大量生産において歩留りを良くすることが困難になる。また、急激な面形状の変化により、面精度の確保が難しくなる。一方、下限の0を越えて負の値となることはない。
【0046】
第7の発明は、第6の発明の結像レンズ系において、以下の条件式(6’)、(7’)の何れかを満足することを特徴とするものである。
【0047】
0.4>(ΔZmax −ΔZhalf)/Ymax >0.20 ・・・(6’ )
0.03>ΔZhalf/Ymax ≧0 ・・・(7’ )
上記の第7の発明の結像レンズ系の作用としては、上記第6の発明に記載する作用効果がさらに増大するものである。
【0048】
第8の発明の撮像装置は、第6又は第7の発明の結像レンズ系と、その像側に配された撮像領域を規定する手段を有し、
前記結像レンズ系が、正のパワーのレンズ群と負のパワーのレンズ群含む複数のレンズ群を有し、各レンズ群間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズ系であり、
前記非球面レンズを像面における最大像高に至る主光線が変倍域中で光軸から最も離れるレンズ群中に配することを特徴とするものである。
【0049】
上記の第8の発明の撮像装置の作用を説明する。
【0050】
第6の発明や第7の発明の結像レンズ系の非球面レンズは、軸上光束と周辺光束が最も分離する箇所に用いるとき、最大の効果を発揮する。したがって、中心光束と周辺光束が最も分離するレンズ群中に用いるのがよい。それにより、小型かつ高性能の撮像装置を提供できる。
【0051】
第9の発明の撮像装置は、第8の発明の撮像装置において、前記非球面レンズを最も像側のレンズ群中に配し、以下の条件式(9)を満足することを特徴とするものである。
【0052】
8.5>f/IH>5.8 ・・・(9)
ただし、fは結像レンズ系の望遠端での合成焦点距離、IHは像面における最大像高である。
【0053】
上記の第9の発明の撮像装置の作用を説明する。
【0054】
一般に、銀塩コンパクトカメラに代表される、結像サイズがレンズ系の有効径に対しある程度大きい結像レンズ系では、最も像側のレンズ群で中心光束と周辺光束が最も分離する。したがって、このレンズ群に非球面レンズを用いることが好ましい。
【0055】
また、条件式(9)は、望遠端における結像レンズ系の焦点距離を規定する式であり、その下限の5.8を下回ると、変倍比が不足し、ユーザにとって魅力のないカメラとなってしまう。また、上限の8.5を上回ると、変倍比が高いので、小型・低コストを維持したまま、非球面を用いても、全ズーム域で良好な収差バランスを取ることが難しくなる。
【0056】
第10の発明の結像レンズ系は、第6の発明の結像レンズ系において、前記結像レンズ系は明るさ絞りを有し、前記非球面レンズは、前記非球面上の光軸よりレンズ面に沿ってYmax の7割離れた位置での面の法線が、前記明るさ絞りの配される方向で光軸側に傾き、前記非球面レンズの前記明るさ絞りとは反対側に、前記非球面レンズよりも有効径の大きいレンズが光軸上に空気間隔のみを挟んで隣接して配置されていることを特徴とするものである。
【0057】
上記の第10の発明の結像レンズ系の作用を説明する。
【0058】
非球面レンズは、単独で用いるよりも他のレンズと組み合わせて用いることにより、性能上より効果を発揮する。さらなる小型化を狙う場合、光軸に沿ったレンズ系の厚さが小さい方が有利であるが、非球面レンズの周辺部を絞りに対向して凹形状を取らせるような構成にすると、光軸に沿ったレンズ系の厚さを小さくするのに有利である。
【0059】
第11の発明の結像レンズ系は、第10の発明の結像レンズ系において、前記隣接して配置されたレンズが、前記明るさ絞り側に凹面を向けたメニスカスレンズであり、前記凹面と前記非球面とが空気間隔を挟んで向かい合って配置され、前記非球面と前記凹面とが、周辺付近にて近接されて位置することを特徴とするものである。
【0060】
上記の第11の発明の結像レンズ系の作用を説明する。
【0061】
非球面レンズに隣接させる光学レンズは明るさ絞りに対して凹のメニスカス形状として、そのレンズの非球面レンズ側の凹面をその非球面に対向するようにし、かつ、凹面を非球面よりも曲率半径Rの深いレンズとし、非球面の周辺付近の凸部に接触させて配置するように構成すると、レンズ系の光軸方向への薄型化にとって非常に有利となる。なお、この隣接する深い曲率半径Rのレンズは、製造上ガラスで構成することが望ましい。
【0062】
また、このようにこれらのレンズを明るさ絞りに対して、凹形状をとらせることによって、像面、ディストーションの補正も容易となり、小型、高性能化が可能となる。
【0063】
第12の発明の結像レンズ系は、第10又は第11の発明の結像レンズ系において、前記非球面レンズは、前記明るさ絞り側に凹面を向けたメニスカス形状であることを特徴とするものである。
【0064】
上記の第12の発明の結像レンズ系の作用を説明する。
【0065】
明るさ絞りにて決まる軸上光束と軸外光束との収差補正作用を非球面にて分離して行い、収差補正をより行いやすくできる。その際に、非球面レンズを明るさ絞り側に凹面を向けたメニスカス形状とすることで、軸外光束の非球面レンズへの入射角を緩くして、軸外収差の発生を抑えることができる。
【0066】
第13の発明の結像レンズ系は、第12の発明の結像レンズ系において、前記非球面レンズに隣接するレンズは、前記明るさ絞り側に凹面を向けた負のパワーのメニスカス形状であることを特徴とするものである。
【0067】
上記の第13の発明の結像レンズ系の作用を説明する。
【0068】
非球面を含む光学系は、中心光束と周辺光束が最も分離する箇所に用いるのがよいが、メニスカス非球面レンズの凸面側に隣接して配置するレンズを負のメニスカスの構成とすることで、より大きな像高あるいは物体高に対しても、容易に収差を補正することが可能となる。
【0069】
第14の発明の撮像装置は、第8の発明の撮像装置において、前記主光線が変倍域中で最も光軸から離れるレンズ群が前記ズームレンズ系における最も像側のレンズ群であり、
前記最も像側のレンズ群が負のパワーのレンズ群であり、かつ、光軸上でのパワーが負となる複数の負レンズのみにて構成され、
前記非球面レンズが、前記複数の負レンズの何れかであると共に、周辺に向かうに従って負のパワーから正のパワーに変化する非球面レンズであり、
前記複数の負レンズの中の前記非球面レンズとは異なる少なくとも1枚の負レンズは中心乃至周辺で負のパワーを維持する負レンズであることを特徴とするものである。
【0070】
上記の第14の発明の撮像装置の作用を説明する。
【0071】
フイルム用のコンパクトカメラ等に用いる場合、最も像面側に近いレンズ群を負レンズ群とすることで、望遠端におけるレンズ全長の小型化が図れる。この群の光軸上における群の負のパワーを複数のレンズにて分担するため、レンズ1枚に負パワーが集中することを避け、高変倍と偏心の影響の低減を達成している。そして、複数の負レンズの中の少なくとも1枚の負レンズを、周辺に向かうに従って正の屈折力に変化する非球面レンズ、つまり、変倍域の何れかにて最軸外主光線に対して正レンズ作用を持たせた非球面レンズとしている。それによって、軸外収差(特に、広角端でのディストーション、倍率の色収差)を良好に補正している。
【0072】
第15の発明の撮像装置は、第8の発明の撮像装置において、前記主光線が変倍域中で最も光軸から離れるレンズ群が前記ズームレンズ系における最も物体側のレンズ群であり、
前記最も物体側のレンズ群が負のパワーのレンズ群であり、かつ、光軸上でのパワーが負となる複数のレンズにて構成され、
最物体側以外に非球面を有するレンズを有し、前記非球面レンズが、前記複数のレンズの何れかであると共に、周辺に向かうに従って次第に強い正のパワーに変化する非球面レンズであり、
前記複数のレンズの中の前記非球面レンズとは異なる少なくとも1枚のレンズは中心乃至周辺で負のパワーを維持する負レンズであることを特徴とするものである。
【0073】
上記の第15の発明の撮像装置の作用を説明する。
【0074】
CCD等を用いるデジタルカメラ等に用いる場合、最も物体側に近いレンズ群を負レンズ群とすることで、ズームレンズの径の小型化や、広画角化が図れる。そして、複数のレンズの中の少なくとも1枚のレンズを、周辺に向かうに従って次第に強い正の屈折力に変化する非球面レンズ、つまり、変倍域の何れかにて最軸外主光線に対して正レンズ作用を持たせた非球面レンズとしている。それによって、軸外収差(特に、広角端でのディストーション、倍率の色収差)を良好に補正している。
【0075】
第16の発明の撮像装置は、第8、第14又は第15の発明の撮像装置において、前記ズームレンズの全レンズ枚数が8枚以下であることを特徴とするものである。
【0076】
上記の第16の発明の撮像装置の作用としては、具体的なレンズ枚数を規定するものであり、先述の非球面によりレンズ枚数を少なくし、低コストと同時に小型化ができる。
【0077】
第17の発明の結像レンズ系は、物体側から順に、正のパワーの第1レンズ群、正のパワーの第2レンズ群、負のパワーの第3レンズ群の3つのレンズ群にて構成し、第1レンズ群、第2レンズ群間の間隔が増加し、第2レンズ群、第3レンズ群間の間隔が減少することで広角端から望遠端への変倍を行い、第3レンズ群を光軸上のパワーが負である2枚の負レンズで構成し、以下の条件(10)、(5)を満足することを特徴とするものである。
【0078】
0.8<d /Dair <2.0 ・・・(10)
0.55<L/f<0.715 ・・・(5)
ただし、d は第3レンズ群の物体側の負レンズの光軸上での肉厚、Dair は第3レンズ群の2枚の負レンズの間の空気間隔、Lは結像レンズ系の望遠端における最も物体側の面から像面までの実距離、fは結像レンズ系の望遠端での合成焦点距離である。
【0079】
上記の第17の発明の結像レンズ系の作用を説明する。
【0080】
正・正・負タイプの3群ズームレンズを小型、低コスト化する場合、例えば、焦点距離に比して望遠端でのレンズ全長を短くしようとすると、各群のパワーが強くなる傾向がある。低コストのためには、なるべくレンズ枚数を少なくすることが望ましいが、一般に正・正・負の3群構成のズームレンズの場合、第3レンズ群の有効径が大きくなる傾向があるため、第3レンズ群の枚数を減らすことが低コストのために有利となる。ここで、第3レンズ群を1枚の負レンズの構成にしてしまうと、収差補正の中、第3レンズ群が担う負担が全て1枚の負レンズにかかるため、十分な変倍比と性能の確保が難しくなる。また、第3レンズ群を3枚以上のレンズで構成すると、大口径部分のレンズ枚数が多く、高コストとなるばかりでなく、製造上必要な中肉や縁肉を各レンズについて確保する必要があるため、第3レンズ群の厚さが巨大なものとなってしまい、その結果、結像レンズ系自体の小型化が難しくなってしまう。
【0081】
本発明では、第3レンズ群を2枚のレンズにて構成し、さらに、各レンズを負パワーとしている。これは、小型化の際には第3レンズ群のパワーが強くなるが、これを2枚の負パワーで分担させて、高変倍と良好な性能を同時に確保している。
【0082】
また、条件式(10)は、第3レンズ群内の空気間隔について規定する式である。条件式(10)の上限値の2.0を越えると、第3レンズ群内の2枚の負レンズの中の物体側負レンズと像側負レンズの光軸上での空気間隔が小さくなりすぎ、物体側負レンズと像側負レンズの端付近でのエアーギャップを確保しようとすると、物体側負レンズの像側面と像側負レンズの物体側面の曲率半径に差を付けることが難しくなる。そのため、曲率半径に差が付けられないので、両レンズ面に挟まれる空気レンズによる収差補正能力が期待できなくなる。
【0083】
また、条件式(10)の下限の0.8を越えると、第3レンズ群が光軸方向に大きくなってしまい、小型化には不利となる。
【0084】
条件式(5)は、このように第3レンズ群を規定したときに狙えるレンズ系の小型化の程度を規定する式であり、下限の0.55を越えると、第3レンズ群がレンズ2枚の構成では第3レンズ群での各収差の補正が困難になり、また、製造精度の確保が困難になる。一方、上限の0.715を越えると、性能、製造上有利ではあるが、結像レンズ系の小型化に不利になる。
【0085】
第18の発明の撮像装置は、第1から第5、第8又は第9の発明の撮像装置において、前記結像レンズ系が、物体側から順に、正のパワーの第1レンズ群、正のパワーの第2レンズ群、負のパワーの第3レンズ群の3つのレンズ群にて構成し、第1レンズ群、第2レンズ群間の間隔が増加し、第2レンズ群、第3レンズ群間の間隔が減少することで広角端から望遠端への変倍を行い、ズーム比が3.3以上であることを特徴とするものである。
【0086】
第19の発明の結像レンズ系は、第6、第7、第10から第13の発明の結像レンズ系において、前記結像レンズ系が、物体側から順に、正のパワーの第1レンズ群、正のパワーの第2レンズ群、負のパワーの第3レンズ群の3つのレンズ群にて構成し、第1レンズ群、第2レンズ群間の間隔が増加し、第2レンズ群、第3レンズ群間の間隔が減少することで広角端から望遠端への変倍を行い、ズーム比が3.3以上であることを特徴とするものである。
【0087】
上記の第18の発明の撮像装置と第19の発明の結像レンズ系の作用を説明する。
【0088】
このような群配置は、広角端での軸外収差補正と望遠端での長焦点化をしやすい構成であるため、結像レンズ系をズーム比を3.3以上のレンズ系にて構成することが好ましい。
【0089】
第20の発明の撮像装置は、第3又は第4の発明の撮像装置において、前記非球面レンズを含む負のパワーのレンズ群は、最も像側のレンズ群であり、かつ、2枚の負レンズで構成されていることを特徴とするものである。
【0090】
第21の発明の結像レンズ系は、第6、第7、第10から第13の発明の結像レンズ系において、前記結像レンズ系は、正のパワーのレンズ群と負のパワーのレンズ群を含む少なくとも3つのレンズ群を有し、各レンズ群間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズ系であり、
少なくとも1つの負のパワーのレンズ群は前記非球面レンズを含み、最も像側に配され、かつ、2枚の負レンズで構成されていることを特徴とするものである。
【0091】
上記の第20の発明の撮像装置と第21の発明の結像レンズ系の作用を説明すると、非球面による軸上乃至軸外収差の補正が良好に行えるため、群中のレンズ枚数を少なく構成できる。
【0092】
第22の発明の撮像装置は、第20の発明の撮像装置において、前記2枚の負レンズの中、少なくとも一方の負レンズは、d線での屈折率が1.6以下のプラスチック非球面レンズであり、他方の負レンズは、d線での屈折率が1.6以上のガラスレンズであることを特徴とするものである。
【0093】
第23の発明の結像レンズ系は、第21の発明の結像レンズ系において、前記2枚の負レンズの中、少なくとも一方の負レンズは、d線での屈折率が1.6以下のプラスチック非球面レンズであり、他方の負レンズは、d線での屈折率が1.6以上のガラスレンズであることを特徴とするものである。
【0094】
上記の第22の発明の撮像装置と第23の発明の結像レンズ系の作用を説明する。
【0095】
非球面レンズは、その形状上、プラスチックで成形するのが望ましい。屈折率1.6を越えて屈折率が大きくなると、非球面の形成が困難なガラスレンズとなる。さらには、その際、低吸湿なゼオネックス(商品名)を用いるのがよい。また、非球面レンズを含む負レンズ群のもう1枚の負レンズは、像面湾曲の補正のために、屈折率の高いガラスレンズを用いるのが望ましい。屈折率1.6を越えて屈折率が小さいと、像面湾曲の補正が困難となる。
【0096】
第24の発明の撮像装置は、第5又は第18の発明の撮像装置において、前記第2レンズ群は、最物体側面が物体側に凹面を向け、かつ、正レンズと負レンズの接合レンズを有し、前記接合レンズの負レンズのd線での屈折率をn、アッベ数をνとするとき以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【0097】
1.85>n>1.7 ・・・(11)
60>ν>40 ・・・(12)
第25の発明の結像レンズ系は、第17又は第19の発明の結像レンズ系において、前記第2レンズ群は、最物体側面が物体側に凹面を向け、かつ、正レンズと負レンズの接合レンズを少なくとも1つ有し、前記接合レンズの負レンズのd線での屈折率をn、アッベ数をνとするとき以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【0098】
1.85>n>1.7 ・・・(11)
60>ν>40 ・・・(12)
上記の第24の発明の撮像装置と第25の発明の結像レンズ系の作用を説明する。
【0099】
この構成は、第2レンズ群にて像面湾曲の補正と色収差の補正を行う構成である。接合レンズの負レンズの屈折率を強めに設定することで像面湾曲の補正が行える。条件式(11)の下限値の1.7を越えると、像面湾曲の補正が困難となり、上限の1.85を越えると、材料が高価になり低コスト化が難しくなる。また、条件式(12)は色収差補正に関し、下限値の40を越えると、望遠端での軸上色収差が目立ちやすくなる。一方、上限値60を越えると、広角端での軸上色収差が目立ちやすくなる。
【0100】
第26の発明の撮像装置は、第5、第18、第24の発明の撮像装置において、前記第1レンズ群又は前記第3レンズ群に像面と相似した長辺方向と短辺方向にて長さが異なるフレア絞りを配置し、長辺方向と短辺方向の有害光束の少なくとも一部を遮光したことを特徴とするものである。
【0101】
上記の第26の発明の撮像装置の作用を説明すると、この構成は、レンズ系を小型化していくと、広角乃至標準状態付近のズーム域で第3レンズ群内の2枚の負レンズの間の空気間隔でゴースト光が発生しやすくなる。このゴーストは第3レンズ群の光軸から遠い位置で発生するため、第3レンズ群の絞り形状を矩形とし、非有効光束を最大限にカットする形状とすると、ゴースト光の除去に効果が大きい。また、上記ゴースト光は第1レンズ群でも最軸外付近を通るため、同様に第1レンズ群中に矩形の絞りを用いても、ゴースト光の除去に効果がある。
【0102】
なお、以上の各発明に記載した構成は、任意に複数を組み合わせることで、より発明を具体化することができる。例えば、第3の発明に記載の非球面レンズが、同時に、第6の発明の条件式(6)、(7)を満足する構成としたり、さらには、第17の発明に記載の構成を取り入れれば、より発明の効果を高めることができる。
【0103】
また、各条件式について、さらに以下の範囲内(上限値又は下限値を限定した値)とすると、より効果を増す。
【0104】
条件式 下限値 上限値
(1) 0.08 0.19
(2) 2.0 2.7
(3) −4.2% 4.2%
(4) 18 50
(5) 0.6 0.68
(6)、(7)は(6)’、(7)’の上下限値
(8) 21mm 23mm
(9) 6.3 7.5
(10) 0.9 1.8
(11) 1.75 1.82
(12) 44 50
【0105】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の撮像装置に用いられるズームレンズの実施例1〜14について説明する。実施例1〜14の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図をそれぞれ図1〜図14に示す。図中、第1レンズ群はG1、絞りはS、第2レンズ群はG2、第3レンズ群はG3、フレア絞りはFS、赤外カット吸収フィルター、ローパスフィルター等のフィルターをF、電子撮像素子のカバーガラスはCG、像面はIで示してある。
【0106】
実施例1のズームレンズは、図1に示すように、物体側に凸の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる正屈折力の第1レンズ群G1、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズと、開口絞りSと、フレア絞りFSと、像面側に凸の正メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凹負レンズとからなる負屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間の間隔を広げながら、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間の間隔を縮めながら、何れのレンズ群も物体側に移動する。
【0107】
非球面は、第2レンズ群G2の正メニスカスレンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの両面の4面に用いられている。
【0108】
また、第3レンズ群G3の物体側のレンズにプラスチックを用いている。
【0109】
実施例2のズームレンズは、図2に示すように、物体側に凸の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる正屈折力の第1レンズ群G1、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズと、開口絞りSと、フレア絞りFSと、像面側に凸の正メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凹負レンズとからなる負屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間の間隔を広げながら、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間の間隔を縮めながら、何れのレンズ群も物体側に移動する。
【0110】
非球面は、第2レンズ群G2の正メニスカスレンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの両面の4面に用いられている。
【0111】
また、第3レンズ群G3の物体側のレンズにプラスチックを用いている。
【0112】
実施例3のズームレンズは、図3に示すように、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りSと、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、像面側に凸の負メニスカスレンズと、像面側に凸の負メニスカスレンズとからなる負屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間の間隔を広げながら、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間の間隔を縮めながら、何れのレンズ群も物体側に移動する。
【0113】
非球面は、第2レンズ群G2の最も像面側の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の物体側の負メニスカスレンズの両面の4面に用いられている。
【0114】
また、第3レンズ群G3の物体側のレンズにプラスチックを用いている。
【0115】
実施例4のズームレンズは、図4に示すように、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りSと、両凹負レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、像面側に凸の負メニスカスレンズと、像面側に凸の負メニスカスレンズとからなる負屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間の間隔を広げながら、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間の間隔を縮めながら、何れのレンズ群も物体側に移動する。
【0116】
非球面は、第2レンズ群G2の最も像面側の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の物体側の負メニスカスレンズの両面の4面に用いられている。
【0117】
また、第3レンズ群G3の物体側のレンズにプラスチックを用いている。
【0118】
実施例5のズームレンズは、図5に示すように、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りSと、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凹負レンズとからなる負屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間の間隔を広げながら、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間の間隔を縮めながら、何れのレンズ群も物体側に移動する。
【0119】
非球面は、第2レンズ群G2の最も像面側の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの両面の4面に用いられている。
【0120】
また、第3レンズ群G3の物体側のレンズにプラスチックを用いている。
【0121】
実施例6のズームレンズは、図6に示すように、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りSと、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズと、両凸正レンズと、像面側に凸の正メニスカスレンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、像面側に凸の負メニスカスレンズと、像面側に凸の負メニスカスレンズとからなる負屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間の間隔を広げながら、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間の間隔を縮めながら、何れのレンズ群も物体側に移動する。
【0122】
非球面は、第2レンズ群G2の最も像面側の正メニスカスレンズの両面、第3レンズ群G3の物体側の負メニスカスレンズの両面の4面に用いられている。
【0123】
また、第3レンズ群G3の物体側のレンズにプラスチックを用いている。
【0124】
実施例7のズームレンズは、図7に示すように、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りSと、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、像面側に凸の正メニスカスレンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、像面側に凸の負メニスカスレンズと、像面側に凸の負メニスカスレンズとからなる負屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間の間隔を広げながら、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間の間隔を縮めながら、何れのレンズ群も物体側に移動する。
【0125】
非球面は、第2レンズ群G2の物体側に凸の正メニスカスレンズの両面、第3レンズ群G3の物体側の負メニスカスレンズの両面の4面に用いられている。
【0126】
また、第3レンズ群G3の物体側のレンズにプラスチックを用いている。
【0127】
実施例8のズームレンズは、図8に示すように、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りSと、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズと、両凸正レンズと像面側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズと、像面側に凸の正メニスカスレンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凹負レンズとからなる負屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間の間隔を広げながら、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間の間隔を縮めながら、何れのレンズ群も物体側に移動する。
【0128】
非球面は、第2レンズ群G2の最も像面側の正メニスカスレンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの両面の4面に用いられている。
【0129】
また、第3レンズ群G3の物体側のレンズにプラスチックを用いている。
【0130】
実施例9のズームレンズは、図9に示すように、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りSと、両凹負レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凹負レンズとからなる負屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間の間隔を広げながら、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間の間隔を縮めながら、何れのレンズ群も物体側に移動する。
【0131】
非球面は、第2レンズ群G2の最も像面側の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの両面の4面に用いられている。
【0132】
また、第3レンズ群G3の物体側のレンズにプラスチックを用いている。
【0133】
実施例10のズームレンズは、図10に示すように、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りSと、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、像面側に凸の負メニスカスレンズと、像面側に凸の負メニスカスレンズとからなる負屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間の間隔を広げながら、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間の間隔を縮めながら、何れのレンズ群も物体側に移動する。
【0134】
非球面は、第2レンズ群G2の最も像面側の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の物体側の負メニスカスレンズの両面の4面に用いられている。
【0135】
また、第3レンズ群G3の物体側のレンズにプラスチックを用いている。
【0136】
実施例11のズームレンズは、図11に示すように、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りSと、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズと、両凸正レンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、像面側に凸の負メニスカスレンズと、両凹負レンズとからなる負屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間の間隔を広げながら、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間の間隔を縮めながら、何れのレンズ群も物体側に移動する。
【0137】
非球面は、第2レンズ群G2の最も像面側の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの両面の4面に用いられている。
【0138】
また、第3レンズ群G3の物体側のレンズにプラスチックを用いている。
【0139】
実施例12のズームレンズは、図12に示すように、物体側に凸の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りSと、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、両凸正レンズ1枚からなる正屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1は物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より像面側になる。第2レンズ群G2は単調に物体側に移動し、第3レンズ群G3は若干像面側に移動する。
【0140】
非球面は、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズの両面、第2レンズ群G2の最も物体側の両凸正レンズの両面の4面に用いられている。
【0141】
プラスチックレンズは用いられていない。
【0142】
実施例13のズームレンズは、図13に示すように、物体側に凸の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りSと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、両凸正レンズ1枚からなる正屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1は物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より像面側になる。第2レンズ群G2は単調に物体側に移動し、第3レンズ群G3は像面側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より像面側になる。
【0143】
非球面は、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズの両面、第2レンズ群G2の最も物体側の正メニスカスレンズの両面の4面に用いられている。
【0144】
プラスチックレンズは用いられていない。
【0145】
実施例14のズームレンズは、図14に示すように、物体側に凸の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りSと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、像面側に凸の正メニスカスレンズ1枚からなる正屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1は物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端の位置より像面側になる。第2レンズ群G2は単調に物体側に移動し、第3レンズ群G3は像面側に移動する。
【0146】
非球面は、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズの両面、第2レンズ群G2の最も物体側の正メニスカスレンズの両面の4面に用いられている。
【0147】
また、第1レンズ群G1の像面側のレンズにプラスチックを用いている。
【0148】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、fは全系焦点距離、ωは半画角、FNOはFナンバー、WEは広角端、STは中間状態、TEは望遠端、r、r…は各レンズ面の曲率半径、d、d…は各レンズ面間の間隔、nd1、nd2…は各レンズのd線の屈折率、ng1、ng2…は各レンズのg線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は、xを光の進行方向を正とした光軸とし、yを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【0149】
x=(y/r)/[1+{1−(K+1)(y/r)1/2 ]+A+A+A+ A1010
ただし、rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A、A、A、A10 はそれぞれ4次、6次、8次、10次の非球面係数である。
【0150】
実施例1
Figure 2004170664
Figure 2004170664
【0151】
実施例2
Figure 2004170664
Figure 2004170664
【0152】
実施例3
Figure 2004170664
Figure 2004170664
【0153】
実施例4
Figure 2004170664
Figure 2004170664
【0154】
実施例5
Figure 2004170664
Figure 2004170664
【0155】
実施例6
Figure 2004170664
Figure 2004170664
【0156】
実施例7
Figure 2004170664
Figure 2004170664
【0157】
実施例8
Figure 2004170664
Figure 2004170664
【0158】
実施例9
Figure 2004170664
Figure 2004170664
【0159】
実施例10
Figure 2004170664
Figure 2004170664
【0160】
実施例11
Figure 2004170664
Figure 2004170664
【0161】
実施例12
Figure 2004170664
Figure 2004170664
【0162】
実施例13
Figure 2004170664
Figure 2004170664
【0163】
実施例14
Figure 2004170664
Figure 2004170664
【0164】
上記実施例1〜14の無限遠にフォーカシングした場合の収差図をそれぞれ図15〜図28に示す。これら収差図の(a)は広角端、(b)は中間状態、(c)は望遠端での収差を表し、“SA”は球面収差、“AS”は非点収差、“DT”は歪曲収差、“CC”は倍率色収差を示す。また、各収差図中、“FIY”は像高を示す。
【0165】
次に、上記各実施例における条件(1)〜(12)の値及びズーム比を示す。
Figure 2004170664
【0166】
Figure 2004170664
【0167】
本発明において、像面における最大像高IHは、前記のように、撮像素子の有効撮像領域(略矩形)の対角長Lの2分の1で定義される。そして、撮像領域を規定する手段としては、撮像記録媒体をフイルムとした場合は、その直前に配された視野枠が相当し、撮像記録媒体がCCD等の電子撮像素子の場合は、撮影像の再生に用いることができる撮像領域を含む電子撮像素子自体が相当する。
【0168】
そこで、撮像記録媒体がCCD等の電子撮像素子の場合の有効撮像面(有効撮像領域)の対角長Lと画素間隔aについて説明しておく。図29は、撮像素子の画素配列の1例を示す図であり、画素間隔aでR(赤)、G(緑)、B(青)の画素がモザイク状に配されている。有効撮像面は撮影した映像の再生(パソコン上での表示、プリンターによる印刷等)に用いる撮像素子上の光電変換面内における領域を意味する。図中に示す有効撮像面は、光学系の性能(光学系の性能が確保し得るイメージサークル)に合わせて、撮像素子の全光電変換面よりも狭い領域に設定されている。有効撮像面の対角長Lは、この有効撮像面の対角長である。なお、映像の再生に用いる撮像範囲を種々変更可能としてよいが、そのような機能を有する撮像装置に本発明の結像レンズ系を用いる際は、その有効撮像面の対角長Lが変化する。そのような場合は、本発明において最大像高IHを定義する有効撮像面の対角長Lは、Lの取り得る範囲における最大値とする。
【0169】
図30は、撮像素子に代えて撮影用フィルムにて撮影を行う場合の有効撮像面の対角長について説明するための図である。撮影用フィルムに像を形成して撮影する場合、その有効撮影領域はフィルム面直前の視野枠の開口によって決定される。ここでも、視野枠の形状の変更は種々行う構成としてよいが、図29の場合と同様に、本発明において最大像高IHを定義する有効撮像面の対角長Lは、Lのとり得る範囲における最大値とする。
【0170】
さて、以上のような本発明の撮像装置は、ズームレンズからなる結像レンズ系で物体像を形成しその像をCCDや銀塩フィルムといった撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわけコンパクトカメラ、デジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、特に持ち運びに便利な携帯電話等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
【0171】
コンパクトカメラの1例の構成を図31(a)の斜視図、図31(b)の光路図に示す。このような構成のコンパクトカメラの撮影用対物レンズ3として、本発明の結像レンズ系を用いることができる。なお、これらの図において、9はカメラボデー、1は撮影用光路、2はファインダー用光路を示しており、撮影用光路1とファインダー用光路2は平行に並んでおり、被写体の像は、ファインダー用対物レンズ5、像正立プリズム6、絞り7、接眼レンズ8からなるファインダーにより観察され、また、撮影用対物レンズ3によりフィルム4上に結像される。
【0172】
また、フィルムの代わりにCCD等の電子撮像素子を用いるデジタルカメラの撮影用対物レンズとして本発明の結像レンズ系を用いることもできる。
【0173】
図32〜図34は、本発明によるの結像レンズ系をデジタルカメラの撮影光学系41に組み込んだ構成の概念図を示す。図32はデジタルカメラ40の外観を示す前方斜視図、図33は同後方斜視図、図34はデジタルカメラ40の構成を示す断面図である。デジタルカメラ40は、この例の場合、撮影用光路42を有する撮影光学系41、ファインダー用光路44を有するファインダー光学系43、シャッター45、フラッシュ46、液晶表示モニター47等を含み、カメラ40の上部に配置されたシャッター45を押圧すると、それに連動して本発明のズームレンズ(図では略記)からなる撮影光学系41、例えば実施例12のズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系41によって形成された物体像が、近赤外カットコートを設けた光学的ローパスフィルターを介してCCD49の撮像面上に形成される。このCCD49で受光された物体像は、処理手段51を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター47に表示される。また、この処理手段51には記録手段52が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段52は処理手段51と別体に設けてもよいし、フロッピーディスクやメモリーカード、MO等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、CCD49に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
【0174】
さらに、ファインダー用光路44上にはファインダー用対物光学系53が配置してある。このファインダー用対物光学系53によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム55の視野枠57上に形成される。このポリプリズム55の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Eに導く接眼光学系59が配置されている。なお、撮影光学系41及びファインダー用対物光学系53の入射側、接眼光学系59の射出側にそれぞれカバー部材50が配置されている。
【0175】
このように構成されたデジタルカメラ40は、撮影光学系41が広画角で高変倍比であり、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォーカスの大きなズームレンズであるので、高性能・低コスト化が実現できる。
【0176】
図34の例では、カバー部材50として平行平面板を配置しているが、パワーを持ったレンズを用いてもよい。
【0177】
なお、図34の例では、撮影用光路42とファインダー用光路44とが並列に設けられたデジタルカメラの例であったが、撮影光学系41のズームレンズの撮像面との間にファインダー用光路分割プリズムを設けてTTLとする場合は、ファインダー用対物光学系53とポリプリズム55を省き、その代わりにペンタプリズムを配置して撮影光学系41を通して被写体像を観察者眼球Eに導くようにする。
【0178】
次に、本発明の結像レンズ系が対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコンが図35〜図37に示される。図35はパソコン300のカバーを開いた前方斜視図、図36はパソコン300の撮影光学系303の断面図、図37は図35の状態の側面図である。図35〜図37に示されるように、パソコン300は、外部から繰作者が情報を入力するためのキーボード301と、図示を省略した情報処理手段や記録手段と、情報を操作者に表示するモニター302と、操作者自身や周辺の像を撮影するための撮影光学系303とを有している。ここで、モニター302は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、CRTディスプレイ等であってよい。また、図中、撮影光学系303は、モニター302の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター302の周囲や、キーボード301の周囲のどこであってもよい。
【0179】
この撮影光学系303は、撮影光路304上に、本発明によるズームレンズ(図では略記)からなる対物レンズ112と、像を受光する撮像素子チップ162とを有している。これらはパソコン300に内蔵されている。
【0180】
ここで、撮像素子チップ162上には光学的ローパスフィルターが付加的に貼り付けられて撮像ユニット160として一体に形成され、対物レンズ112の鏡枠113の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物レンズ112と撮像素子チップ162の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠113の先端には、対物レンズ112を保護するためのカバーガラス114が配置されている。なお、鏡枠113中のズームレンズの駆動機構は図示を省いてある。
【0181】
撮像素子チップ162で受光された物体像は、端子166を介して、パソコン300の処理手段に入力され、電子画像としてモニター302に表示される、図35には、その一例として、操作者の撮影された画像305が示されている。また、この画像305は、処理手段を介し、インターネットや電話を介して、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。
【0182】
次に、本発明の結像レンズ系が撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話が図38に示される。図38(a)は携帯電話400の正面図、図38(b)は側面図、図38(c)は撮影光学系405の断面図である。図38(a)〜(c)に示されるように、携帯電話400は、操作者の声を情報として入力するマイク部401と、通話相手の声を出力するスピーカ部402と、操作者が情報を入力する入力ダイアル403と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモニター404と、撮影光学系405と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ406と、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う処理手段(図示せず)とを有している。ここで、モニター404は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限られない。この撮影光学系405は、撮影光路407上に配置された本発明によるズームレンズ(図では略記)からなる対物レンズ112と、物体像を受光する撮像素子チップ162とを有している。これらは、携帯電話400に内蔵されている。
【0183】
ここで、撮像素子チップ162上には光学的ローパスフィルターが付加的に貼り付けられて撮像ユニット160として一体に形成され、対物レンズ112の鏡枠113の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物レンズ112と撮像素子チップ162の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠113の先端には、対物レンズ112を保護するためのカバーガラス114が配置されている。なお、鏡枠113中のズームレンズの駆動機構は図示を省いてある。
【0184】
撮影素子チップ162で受光された物体像は、端子166を介して、図示していない処理手段に入力され、電子画像としてモニター404に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ162で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段には含まれている。
【0185】
本発明の結像レンズ系及びそれを用いた撮像装置は例えば次のように構成することができる。
【0186】
〔1〕 結像レンズ系及びその像側に配された撮像領域を規定する手段を有する撮像装置において、
前記結像レンズ系が、正のパワーのレンズ群と負のパワーのレンズ群を含む少なくとも3つのレンズ群を有し、各レンズ群間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズ系であり、
前記ズームレンズ系の全レンズ枚数を8枚以下で構成し、
前記ズームレンズ系の望遠端におけるd線での後側焦点位置とg線での後側焦点位置の差をδ、像面における最大像高をIH、広角端及び望遠端におけるd線でのFナンバーをそれぞれWideFno 、 TeleFno、広角端での画角28.0°におけるd線でのディストーション量を DTLとしたとき、以下の条件を満足することを特徴とする撮像装置。
【0187】
0.07<δ/IH<0.23 ・・・(1)
1.8<TeleFno /WideFno <3 ・・・(2)
−8%< DTL<8% ・・・(3)
〔2〕 前記像面における最大像高IHが以下の条件を満足することを特徴とする上記1記載の撮像装置。
【0188】
20mm<IH<25mm ・・・(8)
〔3〕 前記負のパワーのレンズ群の少なくとも1つのレンズ群は、光軸上でのパワーが負となる複数の負レンズのみにて構成され、かつ、前記複数の負レンズの中の少なくとも1枚の負レンズは、周辺に向かうに従って負のパワーから正のパワーに変化する非球面レンズであり、前記複数の負レンズの中の前記非球面レンズとは異なる少なくとも1枚の負レンズは、中心乃至周辺で負のパワーを維持する負レンズであることを特徴とする上記1又は2記載の撮像装置。
【0189】
〔4〕 前記非球面レンズが以下の条件式を満足することを特徴とする上記3記載の撮像装置。
【0190】
10<fasp /f<100 ・・・(4)
ただし、fasp は非球面レンズの光軸上の焦点距離、fは非球面レンズを含む負のパワーのレンズ群の光軸上の焦点距離である。
【0191】
〔5〕 前記結像レンズ系が、物体側から順に、正のパワーのレンズ群、正のパワーのレンズ群、負のパワーのレンズ群からなり、各レンズ群間を変化させて変倍を行う3群ズームレンズであり、以下の条件を満足することを特徴とする上記1から4の何れか1項に記載の撮像装置。
【0192】
0.55<L/f<0.715 ・・・(5)
ただし、Lは結像レンズ系の望遠端における最も物体側の面から像面までの実距離、fは結像レンズ系の望遠端での合成焦点距離である。
【0193】
〔6〕 複数のレンズからなり非球面レンズを有する結像レンズ系において、
前記非球面レンズの何れか1枚の入射側面又は射出側面のどちらか一方のレンズ面が非球面であり、その非球面のレンズ面の光軸からの距離の最大値をYmax 、Ymax におけるレンズ面頂を含む光軸に垂直な平面からの距離の絶対値をΔZmax 、前記最大値Ymax の半分の距離における、レンズ面頂を含む光軸に垂直な平面からの距離の絶対値をΔZhalfとしたとき、以下の条件(6)、(7)を満足することを特徴とする結像レンズ系。
【0194】
0.4>(ΔZmax −ΔZhalf)/Ymax >0.18 ・・・(6)
0.05>ΔZhalf/Ymax ≧0 ・・・(7)
ただし、レンズ面とは、有効径内を含む面形状が連続して続く全領域を示し、その領域と面形状が不連続になる部分との境界までを示す。
【0195】
〔7〕 以下の条件式(6’)、(7’)の何れかを満足することを特徴とする上記6記載の結像レンズ系。
【0196】
0.4>(ΔZmax −ΔZhalf)/Ymax >0.20 ・・・(6’ )
0.03>ΔZhalf/Ymax ≧0 ・・・(7’ )
〔8〕 上記6又は7記載の結像レンズ系と、その像側に配された撮像領域を規定する手段を有し、
前記結像レンズ系が、正のパワーのレンズ群と負のパワーのレンズ群含む複数のレンズ群を有し、各レンズ群間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズ系であり、
前記非球面レンズを像面における最大像高に至る主光線が変倍域中で光軸から最も離れるレンズ群中に配することを特徴とする撮像装置。
【0197】
〔9〕 前記非球面レンズを最も像側のレンズ群中に配し、以下の条件式(9)を満足することを特徴とする上記8記載の撮像装置。
【0198】
8.5>f/IH>5.8 ・・・(9)
ただし、fは結像レンズ系の望遠端での合成焦点距離、IHは像面における最大像高である。
【0199】
〔10〕 前記結像レンズ系は明るさ絞りを有し、前記非球面レンズは、前記非球面上の光軸よりレンズ面に沿ってYmax の7割離れた位置での面の法線が、前記明るさ絞りの配される方向で光軸側に傾き、前記非球面レンズの前記明るさ絞りとは反対側に、前記非球面レンズよりも有効径の大きいレンズが光軸上に空気間隔のみを挟んで隣接して配置されていることを特徴とする上記6記載の結像レンズ系。
【0200】
〔11〕 前記隣接して配置されたレンズが、前記明るさ絞り側に凹面を向けたメニスカスレンズであり、前記凹面と前記非球面とが空気間隔を挟んで向かい合って配置され、前記非球面と前記凹面とが、周辺付近にて近接されて位置することを特徴とする上記10記載の結像レンズ系。
【0201】
〔12〕 前記非球面レンズは、前記明るさ絞り側に凹面を向けたメニスカス形状であることを特徴とする上記10又は11記載の結像レンズ系。
【0202】
〔13〕 前記非球面レンズに隣接するレンズは、前記明るさ絞り側に凹面を向けた負のパワーのメニスカス形状であることを特徴とする上記12記載の結像レンズ系。
【0203】
〔14〕 前記主光線が変倍域中で最も光軸から離れるレンズ群が前記ズームレンズ系における最も像側のレンズ群であり、
前記最も像側のレンズ群が負のパワーのレンズ群であり、かつ、光軸上でのパワーが負となる複数の負レンズのみにて構成され、
前記非球面レンズが、前記複数の負レンズの何れかであると共に、周辺に向かうに従って負のパワーから正のパワーに変化する非球面レンズであり、
前記複数の負レンズの中の前記非球面レンズとは異なる少なくとも1枚の負レンズは中心乃至周辺で負のパワーを維持する負レンズであることを特徴とする上記8記載の撮像装置。
【0204】
〔15〕 前記主光線が変倍域中で最も光軸から離れるレンズ群が前記ズームレンズ系における最も物体側のレンズ群であり、
前記最も物体側のレンズ群が負のパワーのレンズ群であり、かつ、光軸上でのパワーが負となる複数のレンズにて構成され、
最物体側以外に非球面を有するレンズを有し、前記非球面レンズが、前記複数のレンズの何れかであると共に、周辺に向かうに従って次第に強い正のパワーに変化する非球面レンズであり、
前記複数のレンズの中の前記非球面レンズとは異なる少なくとも1枚のレンズは中心乃至周辺で負のパワーを維持する負レンズであることを特徴とする上記8記載の撮像装置。
【0205】
〔16〕 前記ズームレンズの全レンズ枚数が8枚以下であることを特徴とする上記8、14、15の何れか1項記載の撮像装置。
【0206】
〔17〕 物体側から順に、正のパワーの第1レンズ群、正のパワーの第2レンズ群、負のパワーの第3レンズ群の3つのレンズ群にて構成し、第1レンズ群、第2レンズ群間の間隔が増加し、第2レンズ群、第3レンズ群間の間隔が減少することで広角端から望遠端への変倍を行い、第3レンズ群を光軸上のパワーが負である2枚の負レンズで構成し、以下の条件(10)、(5)を満足することを特徴とする結像レンズ系。
【0207】
0.8<d /Dair <2.0 ・・・(10)
0.55<L/f<0.715 ・・・(5)
ただし、d は第3レンズ群の物体側の負レンズの光軸上での肉厚、Dair は第3レンズ群の2枚の負レンズの間の空気間隔、Lは結像レンズ系の望遠端における最も物体側の面から像面までの実距離、fは結像レンズ系の望遠端での合成焦点距離である。
【0208】
〔18〕 前記結像レンズ系が、物体側から順に、正のパワーの第1レンズ群、正のパワーの第2レンズ群、負のパワーの第3レンズ群の3つのレンズ群にて構成し、第1レンズ群、第2レンズ群間の間隔が増加し、第2レンズ群、第3レンズ群間の間隔が減少することで広角端から望遠端への変倍を行い、ズーム比が3.3以上であることを特徴とする上記1から5、8、9の何れか1項記載の撮像装置。
【0209】
〔19〕 前記結像レンズ系が、物体側から順に、正のパワーの第1レンズ群、正のパワーの第2レンズ群、負のパワーの第3レンズ群の3つのレンズ群にて構成し、第1レンズ群、第2レンズ群間の間隔が増加し、第2レンズ群、第3レンズ群間の間隔が減少することで広角端から望遠端への変倍を行い、ズーム比が3.3以上であることを特徴とする上記6、7、10から13の何れか1項記載の結像レンズ系。
【0210】
〔20〕 前記非球面レンズを含む負のパワーのレンズ群は、最も像側のレンズ群であり、かつ、2枚の負レンズで構成されていることを特徴とする上記3又は4記載の撮像装置。
【0211】
〔21〕 前記結像レンズ系は、正のパワーのレンズ群と負のパワーのレンズ群を含む少なくとも3つのレンズ群を有し、各レンズ群間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズ系であり、
少なくとも1つの負のパワーのレンズ群は前記非球面レンズを含み、最も像側に配され、かつ、2枚の負レンズで構成されていることを特徴とする上記6、7、10〜13の何れか1項記載の結像レンズ系。
【0212】
〔22〕 前記2枚の負レンズの中、少なくとも一方の負レンズは、d線での屈折率が1.6以下のプラスチック非球面レンズであり、他方の負レンズは、d線での屈折率が1.6以上のガラスレンズであることを特徴とする上記20記載の撮像装置。
【0213】
〔23〕 前記2枚の負レンズの中、少なくとも一方の負レンズは、d線での屈折率が1.6以下のプラスチック非球面レンズであり、他方の負レンズは、d線での屈折率が1.6以上のガラスレンズであることを特徴とする上記21記載の結像レンズ系。
【0214】
〔24〕 前記第2レンズ群は、最物体側面が物体側に凹面を向け、かつ、正レンズと負レンズの接合レンズを有し、前記接合レンズの負レンズのd線での屈折率をn、アッベ数をνとするとき以下の条件を満足することを特徴とする上記5又は18記載の撮像装置。
【0215】
1.85>n>1.7 ・・・(11)
60>ν>40 ・・・(12)
〔25〕 前記第2レンズ群は、最物体側面が物体側に凹面を向け、かつ、正レンズと負レンズの接合レンズを少なくとも1つ有し、前記接合レンズの負レンズのd線での屈折率をn、アッベ数をνとするとき以下の条件を満足することを特徴とする上記17又は19記載の結像レンズ系。
【0216】
1.85>n>1.7 ・・・(11)
60>ν>40 ・・・(12)
〔26〕 前記第1レンズ群又は前記第3レンズ群に像面と相似した長辺方向と短辺方向にて長さが異なるフレア絞りを配置し、長辺方向と短辺方向の有害光束の少なくとも一部を遮光したことを特徴とする上記5、18、24何れか1項に記載の撮像装置。
【0217】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、低コスト化、小型化、高性能のバランスが取れた結像レンズ系及びそれを用いた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の撮像装置に用いられる実施例1のズームレンズの無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。
【図2】実施例2のズームレンズの図1と同様のレンズ断面図である。
【図3】実施例3のズームレンズの図1と同様のレンズ断面図である。
【図4】実施例4のズームレンズの図1と同様のレンズ断面図である。
【図5】実施例5のズームレンズの図1と同様のレンズ断面図である。
【図6】実施例6のズームレンズの図1と同様のレンズ断面図である。
【図7】実施例7のズームレンズの図1と同様のレンズ断面図である。
【図8】実施例8のズームレンズの図1と同様のレンズ断面図である。
【図9】実施例9のズームレンズの図1と同様のレンズ断面図である。
【図10】実施例10のズームレンズの図1と同様のレンズ断面図である。
【図11】実施例11のズームレンズの図1と同様のレンズ断面図である。
【図12】実施例12のズームレンズの図1と同様のレンズ断面図である。
【図13】実施例13のズームレンズの図1と同様のレンズ断面図である。
【図14】実施例14のズームレンズの図1と同様のレンズ断面図である。
【図15】実施例1の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図16】実施例2の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図17】実施例3の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図18】実施例4の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図19】実施例5の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図20】実施例6の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図21】実施例7の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図22】実施例8の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図23】実施例9の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図24】実施例10の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図25】実施例11の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図26】実施例12の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図27】実施例13の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図28】実施例14の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図29】撮像素子にて撮影を行う場合の最大像高IHを定義する有効撮像面の対角長Lについて説明するための図である。
【図30】撮影用フィルムにて撮影を行う場合の最大像高IHを定義する有効撮像面の対角長について説明するための図である。
【図31】本発明の結像レンズ系が適用可能なコンパクトカメラを説明するための図である。
【図32】本発明による結像レンズ系を組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。
【図33】図32のデジタルカメラの後方斜視図である。
【図34】図32のデジタルカメラの断面図である。
【図35】本発明による結像レンズ系が対物光学系として組み込れたパソコンのカバーを開いた前方斜視図である。
【図36】パソコンの撮影光学系の断面図である。
【図37】図35の状態の側面図である。
【図38】本発明による結像レンズ系が対物光学系として組み込れた携帯電話の正面図、側面図、その撮影光学系の断面図である。
【符号の説明】
G1…第1レンズ群
G2…第2レンズ群
G3…第3レンズ群
S…絞り
FS…フレア絞り
F…フィルター
CG…カバーガラス
I…像面
E…観察者眼球
1…撮影用光路
2…ファインダー用光路
3…撮影用対物レンズ
4…フィルム
5…ファインダー用対物レンズ
6…像正立プリズム
7…絞り
8…接眼レンズ
9…カメラボデー
40…デジタルカメラ
41…撮影光学系
42…撮影用光路
43…ファインダー光学系
44…ファインダー用光路
45…シャッター
46…フラッシュ
47…液晶表示モニター
49…CCD
50…カバー部材
51…処理手段
52…記録手段
53…ファインダー用対物光学系
55…ポロプリズム
57…視野枠
59…接眼光学系
112…対物レンズ
113…鏡枠
114…カバーガラス
160…撮像ユニット
162…撮像素子チップ
166…端子
300…パソコン
301…キーボード
302…モニター
303…撮影光学系
304…撮影光路
305…画像
400…携帯電話
401…マイク部
402…スピーカ部
403…入力ダイアル
404…モニター
405…撮影光学系
406…アンテナ
407…撮影光路

Claims (3)

  1. 結像レンズ系及びその像側に配された撮像領域を規定する手段を有する撮像装置において、
    前記結像レンズ系が、正のパワーのレンズ群と負のパワーのレンズ群を含む少なくとも3つのレンズ群を有し、各レンズ群間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズ系であり、
    前記ズームレンズ系の全レンズ枚数を8枚以下で構成し、
    前記ズームレンズ系の望遠端におけるd線での後側焦点位置とg線での後側焦点位置の差をδ、像面における最大像高をIH、広角端及び望遠端におけるd線でのFナンバーをそれぞれWideFno 、 TeleFno、広角端での画角28.0°におけるd線でのディストーション量を DTLとしたとき、以下の条件を満足することを特徴とする撮像装置。
    0.07<δ/IH<0.23 ・・・(1)
    1.8<TeleFno /WideFno <3 ・・・(2)
    −8%< DTL<8% ・・・(3)
  2. 複数のレンズからなり非球面レンズを有する結像レンズ系において、
    前記非球面レンズの何れか1枚の入射側面又は射出側面のどちらか一方のレンズ面が非球面であり、その非球面のレンズ面の光軸からの距離の最大値をYmax 、Ymax におけるレンズ面頂を含む光軸に垂直な平面からの距離の絶対値をΔZmax 、前記最大値Ymax の半分の距離における、レンズ面頂を含む光軸に垂直な平面からの距離の絶対値をΔZhalfとしたとき、以下の条件(6)、(7)を満足することを特徴とする結像レンズ系。
    0.4>(ΔZmax −ΔZhalf)/Ymax >0.18 ・・・(6)
    0.05>ΔZhalf/Ymax ≧0 ・・・(7)
    ただし、レンズ面とは、有効径内を含む面形状が連続して続く全領域を示し、その領域と面形状が不連続になる部分との境界までを示す。
  3. 物体側から順に、正のパワーの第1レンズ群、正のパワーの第2レンズ群、負のパワーの第3レンズ群の3つのレンズ群にて構成し、第1レンズ群、第2レンズ群間の間隔が増加し、第2レンズ群、第3レンズ群間の間隔が減少することで広角端から望遠端への変倍を行い、第3レンズ群を光軸上のパワーが負である2枚の負レンズで構成し、以下の条件(10)、(5)を満足することを特徴とする結像レンズ系。
    0.8<d /Dair <2.0 ・・・(10)
    0.55<L/f<0.715 ・・・(5)
    ただし、d は第3レンズ群の物体側の負レンズの光軸上での肉厚、Dair は第3レンズ群の2枚の負レンズの間の空気間隔、Lは結像レンズ系の望遠端における最も物体側の面から像面までの実距離、fは結像レンズ系の望遠端での合成焦点距離である。
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