JP2005284098A - ズームレンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】ビデオカメラや電子スチルカメラなどの電子撮像素子等を用いたカメラに適し、小型でありながら製造、組み立て、及び調整が容易で、シェーディングの発生を防止した低コストなズームレンズを提供する。
【解決手段】光軸に沿って物体側から順に、負の第1群G1と、開口絞りSと、正の第2群G2と、正の第3群G3とを有し、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍の際に、第1群G1と第2群G2との間隔が減少し、第2群G2と第3群G3との間隔が増加するように、少なくとも第1群G1と第2群G2が移動するズームレンズにおいて、開口絞りSは、第2群G2と一体的に移動し、第1群G1は、正レンズL1と負レンズL2との接合負レンズのみで構成されており、第2群G2における最も像側のレンズL3は、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、所定の条件式を満足する。
【選択図】図1
【解決手段】光軸に沿って物体側から順に、負の第1群G1と、開口絞りSと、正の第2群G2と、正の第3群G3とを有し、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍の際に、第1群G1と第2群G2との間隔が減少し、第2群G2と第3群G3との間隔が増加するように、少なくとも第1群G1と第2群G2が移動するズームレンズにおいて、開口絞りSは、第2群G2と一体的に移動し、第1群G1は、正レンズL1と負レンズL2との接合負レンズのみで構成されており、第2群G2における最も像側のレンズL3は、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、所定の条件式を満足する。
【選択図】図1
Description
本発明は、ズームレンズに関し、特にビデオカメラや電子スチルカメラ等の電子撮像素子等を用いたカメラに用いられるズームレンズに関する。
従来、電子スチルカメラ等のように、電子撮像素子等の受光素子を用い、結像した被写体像を電気的な信号で出力してデジタル画像として記録するカメラが知られている。特に近年このようなカメラは、これまでのフィルムを用いたカメラに代わって使用されるようになっており、撮影した画像を現像せずすぐに見ることができる等の利便性から、その普及は急激に進んでいる。また、撮像素子の小型化に伴いレンズも小型化され、小型化された撮像素子とレンズは、カメラ以外の情報機器端末にも搭載されて様々な用途に用いられるようになっている。
斯かる背景において、電子撮像素子と組み合わせることに適した小型なズームレンズとして、物体側から順に、負、正、正の屈折力を有する3つのレンズ群からなるズームレンズが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平10−39214号公報
しかしながら、レンズの小型化を図れば、その性能を維持するために高精度の製造、組み立て、調整が必要となる。また一方では、電子スチルカメラ等の急激な普及により、ズームレンズの生産数が増加し簡易な製造、組み立て、調整が必要とされている。
従来のズームレンズは、製造、組み立ての際の簡易性が考慮されていないため、低コストで量産性の高いズームレンズであるとは言えなかった。例えば、上記特許文献1に開示されているズームレンズは、第1レンズ群が3枚のレンズで構成されているため、各レンズをレンズ室に組み込む際に、各レンズの間隔等に高い精度が必要とされる。また、第1レンズ群中及び第2レンズ群中にそれぞれ配置されている大きな正レンズに非球面が使用されているため、光軸に対して垂直な方向へレンズの位置がずれる、いわゆるシフト偏心による性能の劣化が大きく、組み立ての際に調整が必要とされる。
また、ズームレンズの小型化により、広角域、特に焦点距離が画面対角長よりも短い焦点距離域において、レンズ系の射出瞳位置が像面に近づくこととなる。電子撮像素子はその構造上、各受光素子上にマイクロレンズ等を配置しているが、レンズ系の射出瞳位置が近くなると、撮像素子に入射する軸外光線と光軸とのなす角度が大きくなる。このため、撮像素子に入射する軸外光線はマイクロレンズ等によってケラレが生じ、いわゆるシェーディングが発生してしまう。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ビデオカメラや電子スチルカメラなどの電子撮像素子等を用いたカメラに適し、小型でありながら製造、組み立て、及び調整が容易で、シェーディングの発生を防止した低コストなズームレンズを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、
光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍の際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が減少し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が増加するように、少なくとも前記第1レンズ群と前記第2レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記開口絞りは、前記第2レンズ群と一体的に移動し、
前記第1レンズ群は、正レンズと負レンズとの接合負レンズのみで構成されており、
前記第2レンズ群における最も像側のレンズは、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、
以下の条件式(1)を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
(1) 0.65<|β2w|×(fw+ft)/(2×fw)<0.95
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の結像倍率
fw :前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離
ft :前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離
光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍の際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が減少し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が増加するように、少なくとも前記第1レンズ群と前記第2レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記開口絞りは、前記第2レンズ群と一体的に移動し、
前記第1レンズ群は、正レンズと負レンズとの接合負レンズのみで構成されており、
前記第2レンズ群における最も像側のレンズは、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、
以下の条件式(1)を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
(1) 0.65<|β2w|×(fw+ft)/(2×fw)<0.95
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の結像倍率
fw :前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離
ft :前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離
本発明によれば、ビデオカメラや電子スチルカメラなどの電子撮像素子等を用いたカメラに適し、低コストで製造及び組み立てが容易で、シェーディングの発生を防止可能なズームレンズを提供することができる。
本発明のズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が減少し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が増加するように、少なくとも前記第1レンズ群と前記第2レンズ群が移動し、前記開口絞りは、前記第2レンズ群と一体的に移動するように構成されている。本発明のズームレンズは、開口絞りと第2レンズ群とが一体的に移動する構成とすることによって、レンズ群を移動させるための駆動部を簡素化することができ、レンズ鏡筒径の小型化や低コスト化を達成することができる。
また本発明のズームレンズは、前記第1レンズ群が、正レンズと負レンズとの接合負レンズのみで構成されている。これにより、第1レンズ群が組み込まれるレンズ室の構成を簡素化することができるため、組み立てに要する時間を短縮して低コスト化を達成することもできる。また、第1レンズ群を2つもしくは3つのレンズ要素で構成する場合に比べて、偏心などの相対的な位置ずれによる光学性能の劣化が起こりにくく、組み立て時の調整に要する時間を短縮することができる、又は組み立て時の調整自体を省略することができる。
また本発明のズームレンズは、前記第2レンズ群における最も像側のレンズは、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、以下の条件式(1)を満足するように構成されている。
(1) 0.65<|β2w|×(fw+ft)/(2×fw)<0.95
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の結像倍率
fw :前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離
ft :前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離
第2レンズ群における最も像側のレンズとして像側に凸面を向けたメニスカスレンズを配置することによって、当該メニスカスレンズの物体側のレンズ面で球面収差を良好に補正することができ、当該メニスカスレンズの像側のレンズ面で非点収差を良好に補正することができる。また、撮像素子の周辺部に結像する軸外光線と光軸とのなす角度を小さくすることができ、特に電子撮像素子の周辺部で発生しやすいシェーディングを抑えることが可能となる。
(1) 0.65<|β2w|×(fw+ft)/(2×fw)<0.95
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の結像倍率
fw :前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離
ft :前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離
第2レンズ群における最も像側のレンズとして像側に凸面を向けたメニスカスレンズを配置することによって、当該メニスカスレンズの物体側のレンズ面で球面収差を良好に補正することができ、当該メニスカスレンズの像側のレンズ面で非点収差を良好に補正することができる。また、撮像素子の周辺部に結像する軸外光線と光軸とのなす角度を小さくすることができ、特に電子撮像素子の周辺部で発生しやすいシェーディングを抑えることが可能となる。
上記条件式(1)は、広角端状態における第2レンズ群の結像倍率の適切な範囲を規定している。条件式(1)の下限値を下回ると、広角端状態での第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が大きくなり、第1レンズ群に入射する最大画角の光線の光軸からの高さが大きくなるため、第1レンズ群の径が大型化してしまう。また、第2レンズ群の正の屈折力を大きくする必要があるため、これにより球面収差や非点収差が大きくなってしまう。一方、条件式(1)の上限値を上回ると、第1レンズ群の負の屈折力が大きくなるため、広角端状態における歪曲収差や、広角端状態、特に画面周辺部でのコマ収差が大きくなってしまう。したがって、本発明のズームレンズは、条件式(1)を満足することによって、良好な光学性能を保ちながら小型化を達成することができる。なお、斯かる本発明の効果をより確実なものとするために、条件式(1)の下限値を0.70とすることが望ましい。また、条件式(1)の上限値を0.90とすることが望ましい。
また本発明の好ましい態様によれば、本発明のズームレンズは、以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
(2) 2.2<L2/Ymax<3.5
但し、
L2 :前記開口絞りから前記第2レンズ群中の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
Ymax :最大像高
上記条件式(2)は、開口絞りから第2レンズ群中の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離の適切な範囲を規定している。条件式(2)の下限値を下回ると、広角端状態において射出瞳位置が像面に近くなるため、特に画面周辺部に結像する光線と光軸とのなす角度が大きくなり、シェーディングが発生してしまう。一方、条件式(2)の上限値を上回ると、第2レンズ群が大型化するため、レンズの小型化を図ることが困難になってしまう。したがって、本発明のズームレンズは、条件式(2)を満足することによって、撮像素子に適切な射出瞳位置を確保しながら小型化を達成することができる。なお、斯かる本発明の効果をより確実なものとするために、条件式(2)の下限値を2.35とすることが望ましい。また、条件式(2)の上限値を3.2とすることが望ましい。
(2) 2.2<L2/Ymax<3.5
但し、
L2 :前記開口絞りから前記第2レンズ群中の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
Ymax :最大像高
上記条件式(2)は、開口絞りから第2レンズ群中の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離の適切な範囲を規定している。条件式(2)の下限値を下回ると、広角端状態において射出瞳位置が像面に近くなるため、特に画面周辺部に結像する光線と光軸とのなす角度が大きくなり、シェーディングが発生してしまう。一方、条件式(2)の上限値を上回ると、第2レンズ群が大型化するため、レンズの小型化を図ることが困難になってしまう。したがって、本発明のズームレンズは、条件式(2)を満足することによって、撮像素子に適切な射出瞳位置を確保しながら小型化を達成することができる。なお、斯かる本発明の効果をより確実なものとするために、条件式(2)の下限値を2.35とすることが望ましい。また、条件式(2)の上限値を3.2とすることが望ましい。
また本発明の好ましい態様によれば、本発明のズームレンズは、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
f2/|f2M|<0.3
但し、
f2 :前記第2レンズ群の焦点距離
f2M:前記第2レンズ群における前記メニスカスレンズの焦点距離
上記条件式(3)は、第2レンズ群の焦点距離と前記メニスカスレンズの焦点距離との比の適切な範囲を規定している。条件式(3)の上限値を上回ると、前記メニスカスレンズの屈折力が大きくなる。このため、前記メニスカスレンズが負レンズである場合、広角端状態における射出瞳位置が像面に近くなりすぎて、シェーディング等が発生してしまう。また、前記メニスカスレンズが正レンズである場合、球面収差が大きくなってしまう。また、第2レンズ群をレンズ室に組み込む際に生じる前記メニスカスレンズの位置ずれに起因する光学性能の劣化が発生しやすくなるため、組み立ての際に調整が必要となってしまう。したがって、本発明のズームレンズは、条件式(3)を満足することによって、組み立て及び調整に必要な時間を短縮し、かつ良好な光学性能を達成することができる。なお、斯かる本発明の効果をより確実なものとするために、条件式(3)の上限値を0.2とすることが望ましい。
f2/|f2M|<0.3
但し、
f2 :前記第2レンズ群の焦点距離
f2M:前記第2レンズ群における前記メニスカスレンズの焦点距離
上記条件式(3)は、第2レンズ群の焦点距離と前記メニスカスレンズの焦点距離との比の適切な範囲を規定している。条件式(3)の上限値を上回ると、前記メニスカスレンズの屈折力が大きくなる。このため、前記メニスカスレンズが負レンズである場合、広角端状態における射出瞳位置が像面に近くなりすぎて、シェーディング等が発生してしまう。また、前記メニスカスレンズが正レンズである場合、球面収差が大きくなってしまう。また、第2レンズ群をレンズ室に組み込む際に生じる前記メニスカスレンズの位置ずれに起因する光学性能の劣化が発生しやすくなるため、組み立ての際に調整が必要となってしまう。したがって、本発明のズームレンズは、条件式(3)を満足することによって、組み立て及び調整に必要な時間を短縮し、かつ良好な光学性能を達成することができる。なお、斯かる本発明の効果をより確実なものとするために、条件式(3)の上限値を0.2とすることが望ましい。
また本発明の好ましい態様によれば、前記第2レンズ群における前記メニスカスレンズが、ガラス球面レンズであることが望ましい。レンズの材質に比較的高屈折率の材質を用いることにより、球面レンズでも十分に高い光学性能を達成することができる。なお、球面レンズの球面を研磨によって形成することによって、製造の容易化と低コスト化を図ることができる。
または、本発明の好ましい態様によれば、前記第2レンズ群における前記メニスカスレンズが、プラスチック非球面レンズであることが望ましい。これにより、屈折率は低いが、成型の際に非球面形状を容易に施すことができるため、高い光学性能を達成しながら低コスト化を達成することもできる。また、プラスチックレンズは温度変化によって焦点距離が変化するため像面位置におけるピントずれが生じてしまうが、更に条件式(3)を満足することによってこのピントずれを小さく抑えることができる。なお、第2レンズ群におけるメニスカスレンズを、プラスチック球面レンズとすることもできる。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第3レンズ群は、単レンズのみで構成されており、前記第3レンズ群を移動させることによって無限遠から有限距離へのフォーカシングを行うことが望ましい。
第3レンズ群を単レンズのみで構成することにより、第3レンズ群を組み込むレンズ室の構成を簡素化することができ、組み立ての容易化を図ることができる。また、第3レンズ群によってフォーカシングを行うことにより、至近距離物点に合焦した際も、像の周辺部における光量の低下が殆ど発生しないためレンズ径の小型化に有利である。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第3レンズ群は、広角端状態から望遠端状態への変倍の際に、固定であることが望ましい。これにより本発明のズームレンズの構成をより簡素化することができる。
なお、本発明のズームレンズにおいて、該ズームレンズを構成する3つのレンズ群のうちの1つのレンズ群全体又はその一部のレンズを光軸と略垂直な方向に移動させる構成とすることもできる。これにより、像面上の像を移動させることが可能となり、いわゆる防振レンズを実現することができる。
以下、添付図面に基づき本発明の各実施例に係るズームレンズについて詳細に説明する。
(第1実施例)
図1は、本発明の第1実施例に係るズームレンズのレンズ断面とズーム軌道を示す図である。
(第1実施例)
図1は、本発明の第1実施例に係るズームレンズのレンズ断面とズーム軌道を示す図である。
図1に示すように、本実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成されている。そして、広角端状態(W)から望遠端状態(T)への変倍の際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増加するように、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2が移動する。また、第3レンズ群G3は、変倍の際に像面Iに対して固定である。また、開口絞りSは、変倍の際に第2レンズ群G2と一体的に移動する。さらに、第3レンズ群G3と像面Iとの間には、撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするローパスフィルターFLが配置されている。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL1と両凹形状の負レンズL2との接合負レンズで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL3と、両凸形状の正レンズL4と両凹形状の負レンズL5との接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL6とから構成されている。なお、本実施例において前記正メニスカスレンズL6は、ガラス球面レンズである。
第3レンズ群G3は、両凸形状の正レンズL7のみで構成されている。
また本実施例において、無限遠から有限距離へのフォーカシングは、第3レンズ群G3を移動させることによって行われる。
以下の表1に、本発明の第1実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
(全体諸元)において、fは焦点距離、FnoはFナンバー、ωは半画角(最大入射角、単位は度[°])をそれぞれ示す。
(レンズデータ)において、第1カラムの面は物体側からのレンズ面の順序、第2カラムのRはレンズ面の曲率半径、第3カラムのDはレンズ面の間隔、第4カラムのNはd線(λ=587.6nm)に対するアッベ数、第5カラムのνdはd線(λ=587.6nm)に対する屈折率をそれぞれ示す。また、∞は平面を示し、空気の屈折率1.0000はその記載を省略している。
また、非球面は以下の非球面式で表される。ここで、yを光軸から垂直方向の高さ、xをサグ量(高さyにおける各非球面の頂点の接平面から光軸方向に沿った距離)、cを基準球面の曲率、κを円錐定数、4,6,8,10次の非球面係数をC4,C6,C8とする。なお、0(ゼロ)となる非球面係数はその記載を省略している。
x=cy2/{1+(1−κc2y2)1/2}+C4y4+C6y6+C8y8
なお、「E-n」は「×10−n」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−5」を示す。
x=cy2/{1+(1−κc2y2)1/2}+C4y4+C6y6+C8y8
なお、「E-n」は「×10−n」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−5」を示す。
ここで、以下の各実施例の全ての諸元値において掲載されている焦点距離f、曲率半径R、その他長さの単位は一般に「mm」が使われる。しかし光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、単位は「mm」に限られるものではない。
なお、以下の全実施例の諸元値においても、本実施例と同様の符号を用いる。
[表1]
(全体諸元)
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 5.33 〜 7.76 〜 10.49
Fno 3.61 〜 4.23 〜 4.92
ω 30.8 〜 21.5 〜 16.1
(レンズデータ)
面 R D N νd
1 53.9012 2.0000 1.846660 23.78
2 -36.7780 0.9000 1.696800 55.52
3 8.9110 (D3)
4 ∞ 0.6000 (開口絞りS)
5 13.4452 1.5000 1.834000 37.17
6 -21.9182 0.1000
7 4.8255 2.0000 1.729160 54.66
8 -16.0012 0.9000 1.805180 25.43
9 3.1986 0.9000
10 -6.7674 1.5000 1.846660 23.78
11 -6.9121 (D11)
12 12.3003 2.0000 1.755000 52.32
13 -22.5448 (D13)
14 ∞ 1.7500 1.544370 70.51
15 ∞
(可変間隔データ)
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 5.3315 7.7640 10.4869
D3 16.3815 9.7786 6.0399
D11 2.1017 4.5269 7.2472
D13 0.8998 0.8998 0.8998
(条件式対応値)
(1)|β2w|×(fw+ft)/(2×fw)=0.74
(2)L2/Ymax=2.50
(3)|f2/f2M|=0.10
[表1]
(全体諸元)
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 5.33 〜 7.76 〜 10.49
Fno 3.61 〜 4.23 〜 4.92
ω 30.8 〜 21.5 〜 16.1
(レンズデータ)
面 R D N νd
1 53.9012 2.0000 1.846660 23.78
2 -36.7780 0.9000 1.696800 55.52
3 8.9110 (D3)
4 ∞ 0.6000 (開口絞りS)
5 13.4452 1.5000 1.834000 37.17
6 -21.9182 0.1000
7 4.8255 2.0000 1.729160 54.66
8 -16.0012 0.9000 1.805180 25.43
9 3.1986 0.9000
10 -6.7674 1.5000 1.846660 23.78
11 -6.9121 (D11)
12 12.3003 2.0000 1.755000 52.32
13 -22.5448 (D13)
14 ∞ 1.7500 1.544370 70.51
15 ∞
(可変間隔データ)
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 5.3315 7.7640 10.4869
D3 16.3815 9.7786 6.0399
D11 2.1017 4.5269 7.2472
D13 0.8998 0.8998 0.8998
(条件式対応値)
(1)|β2w|×(fw+ft)/(2×fw)=0.74
(2)L2/Ymax=2.50
(3)|f2/f2M|=0.10
図2(a),(b),(c)はそれぞれ、本発明の第1実施例に係るズームレンズの無限遠合焦状態での広角端状態(f=5.33)、中間焦点距離状態(f=7.76)、望遠端状態(f=10.49)における諸収差図である。
各収差図において、FNOは最大口径に対応するFナンバー、Yは像高、Aは半画角をそれぞれ示す。また、各収差図において、dはd線(λ=587.6nm)、gはg線(λ=435.8nm)の収差曲線をそれぞれ示す。さらに、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それぞれ示す。
尚、以下に示す各実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
各収差図から本実施例に係るズームレンズは、諸収差を良好に補正し優れた光学性能を有していることがわかる。
(第2実施例)
図3は、本発明の第2実施例に係るズームレンズのレンズ断面とズーム軌道を示す図である。
(第2実施例)
図3は、本発明の第2実施例に係るズームレンズのレンズ断面とズーム軌道を示す図である。
図3に示すように本実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成されている。そして、広角端状態(W)から望遠端状態(T)への変倍の際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増加するように、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2が移動する。また、第3レンズ群G3は、変倍の際に像面Iに対して固定である。また、開口絞りSは、変倍の際に第2レンズ群G2と一体的に移動する。さらに、第3レンズ群G3と像面Iとの間には、撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするローパスフィルターFLが配置されている。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL1と両凹形状の負レンズL2との接合負レンズで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL3と、両凸形状の正レンズL4と両凹形状の負レンズL5との接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL6とから構成されている。なお、本実施例において前記正メニスカスレンズL6は、ガラス球面レンズである。
第3レンズ群G3は、両凸形状の正レンズL7のみで構成されている。
また本実施例において、無限遠から有限距離へのフォーカシングは、第3レンズ群G3を移動させることによって行われる。
以下の表2に、本発明の第2実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
[表3]
(全体諸元)
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 5.37 〜 7.90 〜 10.55
Fno 3.75 〜 4.45 〜 5.17
ω 30.8 〜 21.3 〜 16.1
(レンズデータ)
面 R D N νd
1 45.1287 2.0000 1.846660 23.78
2 -45.1287 0.9000 1.729160 54.66
3 8.6153 (D3)
4 ∞ 0.6000 (開口絞りS)
5 19.6933 1.5000 1.804400 39.59
6 -16.4807 0.1000
7 5.5166 2.5000 1.834000 37.17
8 -6.3553 0.9000 1.846660 23.78
9 3.4222 1.0000
10 -5.7157 2.0000 1.729160 54.66
11 -5.9936 (D11)
12 10.6375 2.2000 1.755000 52.32
13 -25.8314 (D13)
14 ∞ 1.7500 1.544370 70.51
15 ∞
(可変間隔データ)
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 5.3700 7.9000 10.5500
D3 15.0541 9.0412 5.8354
D11 2.0010 4.9708 8.0815
D13 0.9208 0.9208 0.9208
(条件式対応値)
(1)|β2w|×(fw+ft)/(2×fw)=0.85
(2)L2/Ymax=2.87
(3)|f2/f2M|=0.13
[表3]
(全体諸元)
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 5.37 〜 7.90 〜 10.55
Fno 3.75 〜 4.45 〜 5.17
ω 30.8 〜 21.3 〜 16.1
(レンズデータ)
面 R D N νd
1 45.1287 2.0000 1.846660 23.78
2 -45.1287 0.9000 1.729160 54.66
3 8.6153 (D3)
4 ∞ 0.6000 (開口絞りS)
5 19.6933 1.5000 1.804400 39.59
6 -16.4807 0.1000
7 5.5166 2.5000 1.834000 37.17
8 -6.3553 0.9000 1.846660 23.78
9 3.4222 1.0000
10 -5.7157 2.0000 1.729160 54.66
11 -5.9936 (D11)
12 10.6375 2.2000 1.755000 52.32
13 -25.8314 (D13)
14 ∞ 1.7500 1.544370 70.51
15 ∞
(可変間隔データ)
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 5.3700 7.9000 10.5500
D3 15.0541 9.0412 5.8354
D11 2.0010 4.9708 8.0815
D13 0.9208 0.9208 0.9208
(条件式対応値)
(1)|β2w|×(fw+ft)/(2×fw)=0.85
(2)L2/Ymax=2.87
(3)|f2/f2M|=0.13
図4(a),(b),(c)はそれぞれ、本発明の第2実施例に係るズームレンズの無限遠合焦状態での広角端状態(f=5.37)、中間焦点距離状態(f=7.90)、望遠端状態(f=10.55)における諸収差図である。
各収差図から本実施例に係るズームレンズは、諸収差を良好に補正し優れた光学性能を有していることがわかる。
(第3実施例)
図5は、本発明の第3実施例に係るズームレンズのレンズ断面とズーム軌道を示す図である。
(第3実施例)
図5は、本発明の第3実施例に係るズームレンズのレンズ断面とズーム軌道を示す図である。
図5に示すように本実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成されている。そして、広角端状態(W)から望遠端状態(T)への変倍の際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増加するように、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2が移動する。また、第3レンズ群G3は、変倍の際に像面Iに対して固定である。また、開口絞りSは、変倍の際に第2レンズ群G2と一体的に移動する。さらに、第3レンズ群G3と像面Iとの間には、撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするローパスフィルターFLが配置されている。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL1と両凹形状の負レンズL2との接合負レンズで構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL3と、両凸形状の正レンズL4と両凹形状の負レンズL5との接合レンズと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL6とから構成されている。さらに、第2レンズ群G2における最も像側のメニスカスレンズ、即ち前記負メニスカスレンズL6は、プラスチック非球面レンズである。
第3レンズ群G3は、両凸形状の正レンズL7のみで構成されている。
また本実施例において、無限遠から有限距離へのフォーカシングは、第3レンズ群G3を移動させることによって行われる。
以下の表3に、本発明の第3実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
[表3]
(全体諸元)
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 5.30 〜 7.90 〜 10.60
Fno 3.61 〜 4.34 〜 5.09
ω 31.0 〜 21.1 〜 16.0
(レンズデータ)
面 R D N νd
1 86.2497 2.0000 1.846660 23.78
2 -33.4170 0.9000 1.729160 54.66
3 8.9033 (D3)
4 ∞ 0.6000 (開口絞りS)
5 10.2948 1.5000 1.804400 39.59
6 -27.5856 0.1000
7 6.4458 2.5000 1.834810 42.72
8 -10.0582 0.9000 1.846660 23.78
9 3.8070 1.0000
10 -4.3053 2.0000 1.491080 57.57
11 -5.1076 (D11)
12 15.9173 2.2000 1.729160 54.66
13 -15.0959 (D13)
14 ∞ 1.7500 1.544370 70.51
15 ∞
(非球面係数)
本実施例において、第11レンズ面は非球面であり、その非球面係数を以下に示す。
第11面
κ = 1.0000
C4= 9.29582E-04
C6= 1.23456E-04
C8= 2.00966E-06
(可変間隔データ)
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 5.3000 7.9000 10.6000
D3 15.7610 9.8486 6.7787
D11 1.6836 4.6641 7.7593
D13 0.6000 0.6000 0.6000
(条件式対応値)
(1)|β2w|×(fw+ft)/(2×fw)=0.87
(2)L2/Ymax=2.87
(3)|f2/f2M|=0.033
[表3]
(全体諸元)
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 5.30 〜 7.90 〜 10.60
Fno 3.61 〜 4.34 〜 5.09
ω 31.0 〜 21.1 〜 16.0
(レンズデータ)
面 R D N νd
1 86.2497 2.0000 1.846660 23.78
2 -33.4170 0.9000 1.729160 54.66
3 8.9033 (D3)
4 ∞ 0.6000 (開口絞りS)
5 10.2948 1.5000 1.804400 39.59
6 -27.5856 0.1000
7 6.4458 2.5000 1.834810 42.72
8 -10.0582 0.9000 1.846660 23.78
9 3.8070 1.0000
10 -4.3053 2.0000 1.491080 57.57
11 -5.1076 (D11)
12 15.9173 2.2000 1.729160 54.66
13 -15.0959 (D13)
14 ∞ 1.7500 1.544370 70.51
15 ∞
(非球面係数)
本実施例において、第11レンズ面は非球面であり、その非球面係数を以下に示す。
第11面
κ = 1.0000
C4= 9.29582E-04
C6= 1.23456E-04
C8= 2.00966E-06
(可変間隔データ)
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 5.3000 7.9000 10.6000
D3 15.7610 9.8486 6.7787
D11 1.6836 4.6641 7.7593
D13 0.6000 0.6000 0.6000
(条件式対応値)
(1)|β2w|×(fw+ft)/(2×fw)=0.87
(2)L2/Ymax=2.87
(3)|f2/f2M|=0.033
図6(a),(b),(c)はそれぞれ、本発明の第3実施例に係るズームレンズの無限遠合焦状態での広角端状態(f=5.30)、中間焦点距離状態(f=7.90)、望遠端状態(f=10.60)における諸収差図である。
各収差図から本実施例に係るズームレンズは、諸収差を良好に補正し優れた光学性能を有していることがわかる。
上記各実施例によれば、ビデオカメラや電子スチルカメラなどの電子撮像素子等を用いたカメラに適し、小型でありながら製造、組み立て、及び調整が容易で、シェーディングの発生を防止した低コストなズームレンズを提供することができる。
G1 ・・・ 第1レンズ群
G2 ・・・ 第2レンズ群
G3 ・・・ 第3レンズ群
S ・・・ 開口絞り
FL ・・・ ローパスフィルター
I ・・・ 像面
W ・・・ 広角端状態
T ・・・ 望遠端状態
G2 ・・・ 第2レンズ群
G3 ・・・ 第3レンズ群
S ・・・ 開口絞り
FL ・・・ ローパスフィルター
I ・・・ 像面
W ・・・ 広角端状態
T ・・・ 望遠端状態
Claims (7)
- 光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍の際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が減少し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が増加するように、少なくとも前記第1レンズ群と前記第2レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記開口絞りは、前記第2レンズ群と一体的に移動し、
前記第1レンズ群は、正レンズと負レンズとの接合負レンズのみで構成されており、
前記第2レンズ群における最も像側のレンズは、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
0.65<|β2w|×(fw+ft)/(2×fw)<0.95
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の結像倍率
fw :前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離
ft :前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離 - 以下の条件式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。
2.2<L2/Ymax<3.5
但し、
L2 :前記開口絞りから前記第2レンズ群中の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
Ymax :最大像高 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
f2/|f2M|<0.3
但し、
f2 :前記第2レンズ群の焦点距離
f2M:前記第2レンズ群における前記メニスカスレンズの焦点距離 - 前記第2レンズ群における前記メニスカスレンズは、ガラス球面レンズであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 前記第2レンズ群における前記メニスカスレンズは、プラスチック非球面レンズであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 前記第3レンズ群は、単レンズのみで構成されており、
前記第3レンズ群を移動させることによって無限遠から有限距離へのフォーカシングを行うことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記第3レンズ群は、広角端状態から望遠端状態への変倍の際に、固定であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のズームレンズ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004099788A JP2005284098A (ja) | 2004-03-30 | 2004-03-30 | ズームレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004099788A JP2005284098A (ja) | 2004-03-30 | 2004-03-30 | ズームレンズ |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005284098A true JP2005284098A (ja) | 2005-10-13 |
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ID=35182518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004099788A Withdrawn JP2005284098A (ja) | 2004-03-30 | 2004-03-30 | ズームレンズ |
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---|---|
JP (1) | JP2005284098A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008058600A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
-
2004
- 2004-03-30 JP JP2004099788A patent/JP2005284098A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008058600A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Canon Inc | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
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