JP2006098961A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】レンズ構成及びレンズ群配置を適切に行うことにより、高画質を維持しつつレンズ系全体がコンパクトなズームレンズ及びそれを有する撮像装置を得ること。
【解決手段】物体側より像側へ順に、負の屈折力のレンズ成分Ｇ１１を含む第１レンズ群Ｂ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｂ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｂ３を有し、広角端に対して望遠端のズーム位置における第１レンズ群Ｂ１と第２レンズ群Ｂ２の間隔及び第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の間隔がいずれも小さくなるように、第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３を移動させてズーミングを行うズームレンズであって、
第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉ、広角端のズーム位置における全系の焦点距離をＦｗとするとき
−０．５ ＜ Ｆｗ／Ｆ１ ＜ ０．１
０．９ ＜ Ｆ２／Ｆｗ ＜ １．６
０．９ ＜ ｜Ｆ３／Ｆｗ｜ ＜ １．９
なる条件を満足すること。
【選択図】図１

Description

本発明はズームレンズに関し、例えば、コンパクトなデジタルスチルカメラ用の撮影レンズとして好適なズームレンズに関するものである。
近年、デジタルカメラ用の撮影レンズやビデオカメラ用の撮影レンズにおいては、レンズ系全体がよりコンパクトで光学性能がより高いことが要求されている。
特にデジタルカメラにおいては、撮影者の携帯性を重視した薄型の形態であることが望まれている。
従来、レンズ鏡筒には、カメラのより薄型化の実現のため収納性に効率が良い沈胴構造を利用したものが多く、それに関する構成には、光学的及びメカ的な種々な工夫がなされている。
沈胴構造のレンズ鏡筒は、沈胴時（収納時）から撮影可能な状態に至るまでに多くの時間がかかってしまうことと、効率良く収納を行うためにはメカ機構が複雑化してしまう傾向がある。
一方、そのような欠点を補うべく光学系中に反射部材を配し、光軸を略９０°偏向させることにより物体側方向の光学的厚みを抑え、沈胴せずとも薄型のカメラを達成した光学系が提案されている（特許文献１、２）。
固体撮像素子を用いた撮像装置においては、多くの場合、固体撮像素子上の光電変換部が一定開口を持ったホール内にある。このため入射光線が垂直角度より大きく外れてくると、この開口にて光線がケラレてしまい光電変換感度の低下を招くこととなる。この為、従来の固定撮像素子を用いた撮影光学系には画面中心と画面周辺にて撮像素子へ入射する光線角度がなるべく垂直に近づくようにテレセントリックな光学系が望まれている。
しかし、その欠点を補うべく撮像素子のホール構造に工夫をなし、光線の斜入射や入射角変動に対しても効率良く光線を光電変換面にまで取り込めるような撮像手段が提案されている（特許文献３、４）。
そして、更には従来の固体撮像素子の前面に置かれる、ある程度の厚みがある赤外光吸収フィルターや水晶ローパスフィルター等のガラスフィルターに代わり、同様の効果を蒸着や薄い厚みの光学部材で得るようにした技術が提案されている（特許文献５）。
又、撮像手段として、固体撮像素子を用いたときの好適なズームレンズ光学系が提案されている（特許文献６）。
特開２００４−３７９６７号公報 特開２００４−６９８０８号公報 特開平１１−６８０７４号公報 特開２００３−２２４２４９号公報 特開２０００−１９４５７号公報 特開２００４−１３３０５８号公報
小型のデジタルカメラの撮影系に用いられるズームレンズの多くは、最も物体側に負成分（負屈折力）のレンズ群を配し、その像側に第１正成分（正屈折力）のレンズ群、更に最も撮像面に近いレンズ群を第２正成分のレンズ群とした負、正、正成分構成のズームレンズで構成している。
そして第１正成分のレンズ群の移動により変倍作用を行い、負成分のレンズ群にて変倍に伴う像面変動の補正をし、そして第２正成分のレンズ群にて撮像面へ入射する光線をテレセントリックに近づけるような屈折作用を行い、全体としてレトロフォーカス型の光学系を構成している。
このようなレトロフォーカス型の光学系では、最も撮像面側の第２正成分のレンズ群の外径（有効径）が増大すると共に、少ないレンズ移動にて一定の変倍作用を行わせるには第１正成分のレンズ群に強い正の屈折力を与えるのが効果的である。
しかしながら、テレセントリックな光学系を達成するために、第２正成分のレンズ群に正の屈折力を分担させて、第１正成分とは分離して配置させねばならない。このため、第１正成分のレンズ群の屈折力が小さくなり、結果的にズーミングの際の第１正成分のレンズ群の移動量を大きく確保しなければならず、レンズ系全体の全長が増大してしまう。
本発明は、レンズ構成及びレンズ群配置を適切に行うことにより、高画質を維持しつつレンズ系全体がコンパクトなズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力のレンズ成分を含む第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群を有し、広角端に対して望遠端のズーム位置における第１レンズ群と第２レンズ群の間隔及び第２レンズ群と第３レンズ群の間隔がいずれも小さくなるように第２，第３レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズであって、
第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉ、広角端のズーム位置における全系の焦点距離をＦｗとするとき
−０．５ ＜ Ｆｗ／Ｆ１ ＜ ０．１
０．９ ＜ Ｆ２／Ｆｗ ＜ １．６
０．９ ＜ ｜Ｆ３／Ｆｗ｜ ＜ １．９
なる条件を満足することを特徴としている。
本発明によれば、レンズ構成及びレンズ群配置を適切に行うことにより、高画質を維持しつつレンズ系全体がコンパクトなズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。
図１は本発明の実施例１のズームレンズのレンズ断面図、図２は本発明の実施例１のズームレンズの光路を折り曲げたときの光路図、図３、図４、図５はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。
図６は本発明の実施例２のズームレンズのレンズ断面図、図７は本発明の実施例２のズームレンズの光路を折り曲げたときの光路図、図８、図９、図１０はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図１１は本発明の実施例３のズームレンズのレンズ断面図、図１２は本発明の実施例３のズームレンズの光路を折り曲げたときの光路図、図１３、図１４、図１５はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図１６は本発明の実施例４のズームレンズのレンズ断面図、図１７は本発明の実施例４のズームレンズの光路を折り曲げたときの光路図、図１８、図１９、図２０はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図２１は本発明の実施例５のズームレンズのレンズ断面図、図２２は本発明の実施例５のズームレンズの光路を折り曲げたときの光路図、図２３、図２４、図２５はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図２６は本発明の実施例６のズームレンズのレンズ断面図、図２７は本発明の実施例６のズームレンズの光路を折り曲げたときの光路図、図２８、図２９、図３０はそれぞれ実施例６のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図３１は本発明の実施例７のズームレンズのレンズ断面図、図３２は本発明の実施例７のズームレンズの光路を折り曲げたときの光路図、図３３、図３４、図３５はそれぞれ実施例７のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図３６は本発明の実施例８のズームレンズのレンズ断面図、図３７、図３８、図３９はそれぞれ実施例８のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
尚、レンズ断面図において（Ａ）は広角端、（Ｂ）は中間のズーム位置、（Ｃ）は望遠端の様子を表している。
図４０は本発明のズームレンズを備えるデジタルスチルカメラ（撮像装置）要部概略図である。
各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮影レンズ系であり、レンズ断面図において、左方が被写体側（前方）で、右方が像側（後方）である。
レンズ断面図において、Ｂ１は負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｂ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｂ３は負の屈折力の第３レンズ群、ＳＰは開口絞り（虹彩絞り）であり、第２レンズ群Ｂ２の物体側に位置している。
Ｐは第１レンズ群Ｂ１中に含まれる光路折り曲げ用の反射面を含むプリズムである。ＯＢは物体である。
ＬＰは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する感光面が置かれる。
収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線、Ｓ．Ｃは正弦条件である。ΔＭ，ΔＳはメリディオナル像面，サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表わしている。
尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は、変倍用レンズ群が機構上、光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
各実施例のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力のレンズ成分を含む第１レンズ群Ｂ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｂ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｂ３を有する。第１レンズ群Ｂ１は、ズーミングのためには光軸上移動せず、広角端から望遠端へのズーミングに際して、広角端より望遠端で第１レンズ群Ｂ１と第２レンズ群Ｂ２の間隔及び第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の間隔が小となるように、第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３とは物体側へ移動している。
それにより、光学系全体がテレフォト系の作用が大きくなるようにし、光学全長の短縮を行い、コンパクト化を図っている。また第１レンズ群Ｂ１中に負の屈折力作用を有するレンズ成分Ｇ１１を配置している。これにより、入射瞳位置を光軸方向の適切な位置に設定して光学系の瞳位置前後のレンズ外径のバランスを取ると同時に、良好な画質を得るために軸上、軸外の光路を設定している。
尚第１レンズ群Ｂ１は、正の屈折力のレンズ成分Ｇ１２を有している為、レンズ群全体として正又は負の屈折力となる。
そして光学系のズーム作用（変倍作用）は、主に第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３の相対的な位置変化により生じさせている。
具体的には、第１、第２レンズ群Ｂ１，Ｂ２により形成された像を更に第３レンズ群Ｂ３により結像を行っている。このとき、第２レンズ群Ｂ２に対する第３レンズ群Ｂ３の相対移動の変化によって変倍を行っている。その際、第３レンズ群Ｂ３を同時に光軸方向に移動させることによって、変倍に伴う結像位置の変化を補正している。
そして、実施例１〜７では第１レンズ群Ｂ１中に光軸を略９０°偏向させる作用を有する反射部材Ｐを配置することにより、レンズ系全体の被写体方向のレンズ厚を薄くしている。
光軸上の光束を９０度反射偏向させる反射部材として実施例１〜６は、反射面を含むプリズムＰを用い、実施例７は平面反射鏡ＨＭを用いている。実施例８は光軸上の光束を折り曲げていない。
各実施例においては、小型でありながら高画質像が得られる光学系の達成のためには以下の条件式の１以上を満足するようにしている。
第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉ、広角端におけるレンズ全系の焦点距離をＦｗとするとき、
−０．５ ＜ Ｆｗ／Ｆ１ ＜ ０．１・・・（１）
０．９ ＜ Ｆ２／Ｆｗ ＜ １．６・・・（２）
０．９ ＜ ｜Ｆ３／Ｆｗ｜ ＜ １．９・・・（３）
の条件式を満足している。
条件式（１）は、広角端における第１レンズ群Ｂ１の屈折力に関し、主にレンズ外径を小型しつつ、良好な画質を得るための条件である。
条件式（１）の上限値を超えると、第１レンズ群Ｂ１の正方向への屈折力が強くなるため、第１レンズ群Ｂ１により形成される被写体の虚像位置が物体側に離れる傾向になり、後続するの第２，３レンズ群Ｂ２，Ｂ３で結像される被写体像のバックフォーカスが短くなりすぎる。この結果一定の周辺光量を得るためには第３レンズ群Ｂ３のレンズ外径が増大してきて良くない。
他方、下限値を越えると、第１レンズ群Ｂ１の負の屈折力が強くなりすぎてしまい、望遠端において第１レンズ群Ｂ１で正の球面収差が大きく発生してしまいそれを補正するのが困難になってくる。
条件式（２）は第２レンズ群Ｂ２の屈折力に関する。
条件式（２）の上限値を越えて、第２レンズ群Ｂ２の正の屈折力が小さくなりすぎると、広角端のズーム位置において任意の像高において一定の撮影画角を得るため、同時に第３レンズ群Ｂ３の負の屈折力を小さくせねばならない。
この結果、一定のズーム効果を得るためには第２、第３レンズ群Ｂ２，Ｂ３の光軸上の移動量を大きくせねばならないため、結果としてレンズ系全体が大型化してくるため良くない。
他方、下限値を越えて第２レンズ群Ｂ２の正の屈折力が強くなりすぎるとバックフォーカスが小さくなりすぎてしまいフィルターや撮像素子のカバーガラスを配置する十分な空間が取れなくなってくる。
条件式（３）は第３レンズ群Ｂ３の負の屈折力に関するものである。
条件式（３）の上限値を越えて第３レンズ群Ｂ３の負の屈折力が弱くなってくると、ズーミングの際の第３レンズ群Ｂ３による変倍作用が弱くなってくる。このため一定の変倍比を得るために各レンズ群の移動量を大きくしなければならなくなり結果としてレンズ全長が長くなってくる。
他方、下限値を越えるとレンズ全体としてテレフォト系の作用が強まってくる。このため、バックフォーカスが短く成りすぎると同時に、一定の周辺光量を確保するために第３レンズ群Ｂ３のレンズ外径が大型化してくる。更に像面湾曲や非点収差が発生してくるため良くない。
又、第３レンズ群Ｂ３の広角端のズーム位置における横倍率をβ３ｗとするとき、
１ ＜ β３ｗ ＜ １．６ ・・・（４）
とするのが望ましい。
条件式（４）の上限を外れるとバックフォーカスが短くなりすぎ、逆に下限値を超えるとレンズ全長が増大してくるので良くない。
また、第３レンズ群Ｂ３と、第２レンズ群Ｂ２の屈折力比の関係は、
０．６＜ ｜Ｆ２／Ｆ３｜ ＜ １．４ ・・・（５）
とするのが良い。
条件式（５）の数値範囲を外れると、光学系を小型化にしつつ良好な画質を得るのが困難になってくる。
特に条件式（５）の上限値を外れることは第３レンズ群Ｂ３の屈折力が第２レンズ群Ｂ２の屈折力に対し相対的に強まってくることになり、光学全長の短縮化に関してはテレフォト系の作用が強くなるため有利ではあるが、高次の軸外収差や倍率の色収差が第３レンズ群Ｂ３で大きく発生してしまいこれを補正することが困難になってくる。
また逆に下限値を越えると光学系の全長の増大を招くと共に第２レンズ群Ｂ２で球面収差が大きく発生してしまい良くない。
更に好ましくは前述の条件式（１）〜（５）の数値範囲を次の如くするのが良い。
−０．４ ＜ Ｆｗ／Ｆ１ ＜ ０．０５・・・（１ａ）
１．０ ＜ Ｆ２／Ｆｗ ＜ １．５ ・・・（２ａ）
１．０ ＜ ｜Ｆ３／Ｆｗ｜ ＜ １．７ ・・・（３ａ）
１．１ ＜ β３ｗ ＜ １．５ ・・・（４ａ）
０．７＜ ｜Ｆ２／Ｆ３｜ ＜ １．３ ・・・（５ａ）
レンズ枚数を削減しつつ小型で高性能な光学系を達成するためには、第２レンズ群Ｂ２及び第３レンズ群Ｂ３に、それぞれ、非球面形状の面を１以上配するのが効果的である。第２レンズ群Ｂ２に非球面形状の面を導入することによって主に球面収差の補正作用を与え、第３レンズ群Ｂ３中に非球面形状の面を配することによって軸外の諸収差をバランス良く補正している。
第１レンズ群Ｂ１の外径（有効径）の寸法を抑えつつズーム域全域で良好な画質を得るためには、第１レンズ群Ｂ１と第２レンズ群Ｂ２の間隔中に虹彩絞りＳＰを配置するのが望ましい。更に高画質化やコストダウンのためには以下のような構成にするのが良い。
各実施例において非球面形状の面を含むレンズ（非球面レンズ）は、生産性を考慮したときに使用できる硝種を拡大するために複合型非球面（レプリカ非球面）レンズを用いることが有効である。
また、製作性の点から非球面レンズはプラスチック材料とすると良い。
ズーミング中、開口絞りＳＰは各レンズ群とは独立した光軸移動を行わせることで理想的な入射瞳位置を得ることができる。またメカ機構簡略化のためにズーミング中、光軸上固定にしても良い。
レンズ系に回折光学素子や屈折分布型光学材料を導入しても良く、これによれば光学性能を更に向上させることができる。
撮影時に画質劣化の原因となる手振れによる像ブレを補正するために、レンズ群やレンズ群の一部を偏心させるか、前記反射部材を回転又は移動させることにより、偏向角度や偏向方向を変化させて、撮影時の像ブレをキャンセルする像位置の変位を補正するのが良い。
無限遠物体から有限距離物体にたいするフォーカスは第３レンズ群Ｂ３を光軸上に物体側に移動させることにより行うのが望ましいが、第２レンズ群Ｂ２の移動、または第２、第３レンズ群Ｂ２，Ｂ３を同時に光軸上に物体側に移動させることによって行っても良い。
各レンズ群のレンズ構成として、第１レンズ群Ｂ１は物体側より像側へ順に、物体側に比べ像面側の面の曲率（曲率半径の逆数）が大きい負の屈折力の第１１レンズ成分Ｇ１１、プリズムや反射鏡等の偏向部材Ｐ、正の屈折力の第１２レンズ成分Ｇ１２で構成するのが良い。
尚、ここでレンズ成分とは、単一又は複数のレンズより構成されるレンズグループをいう。第１２レンズ成分Ｇ１２は偏向部材Ｐにプリズムを用いる際にはプリズムＰと接合して一体化しても良く、更にプリズム形状を最初から射出面を正の屈折力を有するように凸面形状になるように加工しても良い。またプリズムＰの入射面を負の屈折力を有する凹面形状もしくは第１１レンズ成分と接合しておき、更に第１１レンズ成分を廃止しても良い。
また、特に光学系中で偏向作用を持たせる必要が無い場合は、第１１レンズ成分と第１２レンズ成分間の空気間隔を狭め光学全長の短縮を行うのが良い。
その際メカ機構の簡略化のためには第１１レンズ群を光軸上固定するのが望ましいが、より良い光学性能の達成のためズーミング中、可動としても良い。
第２レンズ群Ｂ２は複数の正レンズと１枚以上の負レンズを有するように構成するのが良い。具体的には、物体側より像側へ順に正レンズ成分Ｇ２１、負レンズ成分Ｇ２２、正レンズ成分Ｇ２３となるようなレンズ群構成をとるのが良好な収差補正を行うために望ましい。
また光学系の小型化を図る為には、物体側から像側へ順に、正レンズ成分、正、負レンズを接合した全体として物体側に凸な形状になるような正レンズ成分、そして正レンズ成分を配置するのが好ましい。
第３レンズ群Ｌ３は正レンズと負レンズより、又は１枚の負レンズより成る負レンズ成分で構成している。
第３レンズ群Ｂ３は負の単一レンズより成る負レンズ成分で構成する際は、物体側よりも像面側のレンズ面の曲率が大きくなるようなレンズ形状にすることが望ましい。
また高画質を図るには、物体側の面を非球面形状とした弱い屈折力のレンズとその物体側に像側のレンズ面が凹形状の負レンズを配置するのが好ましい。
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたレンズシャッター方式のデジタルスチルカメラの実施例を図４０を用いて説明する。
図４０において、１０はデジタルカメラ本体、１１は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学系、１２はカメラ本体に内蔵されたストロボ、１３は外部式ファインダー、１４はシャッターボタンである。１５は本発明の光学系のカメラボディ内での概略な光学系の配置関係を示す。
このように本発明のズームレンズをデジタルカメラ等の撮像装置に適用することにより、特にカメラボディ形態を薄型化がなされるような、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
またこの例では光学系を横位置撮影時に反射部材で偏向された光軸が上下（垂直）方向になるよう配置を行っているが、前記偏向された光軸が左右（水平）方向になるように配置しても良い。
以上のように、各実施例によれば、小型でかつ良好な光学性能を維持できるズームレンズが得られる。
尚、第１レンズ群Ｌ１の物体側又は／及び第３レンズ群Ｌ３の像側に屈折力の小さなレンズ群を付加しても良い。
次に、本発明の数値実施例を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、Ｒｉは各面の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間隔、Ｎｉ、νｉはそれぞれｄ線を基準とした屈折率、アッベ数を示す。
又、最も像側の２つの面は光学ブロックＬＰである。また、非球面形状は光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋{１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２}１／２］
＋Ａｈ２＋Ｂｈ４＋Ｃｈ６＋Ｄｈ８＋Ｅｈ１０
で表わされる。但し、ｋは円錐定数、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは非球面形数、Ｒは近軸曲率半径である。
又、「ｅ−０Ｘ」は、「×１０−ｘ」を意味している。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。又前述の各条件式と各数値実施例との関係を表１に示す。
数値実施例1

ｆ＝ 5.81〜 11.62 Ｆｎｏ＝ 2.58 〜 5.00 ２ω＝54.6 〜 28.9
R 1 = 31.228 D 1 = 0.80 N 1 = 1.696797 ν 1 = 55.5
R 2 = 6.560 D 2 = 2.50
R 3 = ∞ D 3 = 7.50 N 2 = 1.696797 ν 2 = 55.5
R 4 = ∞ D 4 = 0.20
R 5 = 17.090 D 5 = 1.70 N 3 = 1.719995 ν 3 = 50.2
R 6 = -184.750 D 6 = 可変
R 7 = 絞り D 7 = 0.70
R 8 = 8.734 D 8 = 1.70 N 4 = 1.733997 ν 4 = 51.5
R 9 = 20.421 D 9 = 0.40
R10 = 34.530 D10 = 1.70 N 5 = 1.719995 ν 5 = 50.2
R11 = -8.541 D11 = 0.60 N 6 = 1.800999 ν 6 = 35.0
R12 = 12.151 D12 = 0.20
* R13 = 7.827 D13 = 1.70 N 7 = 1.487490 ν 7 = 70.2
* R14 = -4.744 D14 = 可変
* R15 = 926.758 D15 = 1.50 N 8 = 1.749497 ν 8 = 35.3
* R16 = -1871.398 D16 = 0.50
R17 = -7.786 D17 = 0.70 N 9 = 1.729157 ν 9 = 54.7
R18 = 12.012 D18 = 可変
R19 = ∞ D19 = 0.60 N10 = 1.516330 ν10 = 64.1
R20 = ∞

＼焦点距離 5.81 8.13 11.62
可変間隔＼
D 6 6.18 4.45 0.98
D14 2.93 1.53 0.49
D18 0.50 3.64 8.14

非球面係数
13面 : ｋ=-1.46645e+01 Ａ=０ Ｂ=-6.87569e-04 Ｃ=-6.88440e-04
Ｄ=-3.51490e-05 Ｅ=-1.21669e-05
14面 : ｋ=7.03414e-01 Ａ=０ Ｂ= 1.17600e-04 Ｃ=-4.53702e-04
Ｄ= 1.23625e-05 Ｅ=-8.60067e-06
15面 : ｋ=-4.70761e+06 Ａ=０ Ｂ= 4.09016e-03 Ｃ=-4.72506e-04
Ｄ= 1.62987e-04 Ｅ=-1.49799e-05
16面 : ｋ=-3.93361e+06 Ａ=０ Ｂ= 4.73146e-03 Ｃ=-5.89916e-05
Ｄ= 1.00802e-04 Ｅ=-2.00945e-06


数値実施例２

ｆ＝ 5.91〜 11.83 Ｆｎｏ＝ 2.57 〜 5.00 ２ω＝53.8 〜 28.5
R 1 = 15.692 D 1 = 0.80 N 1 = 1.696797 ν 1 = 55.5
R 2 = 5.961 D 2 = 2.50
R 3 = ∞ D 3 = 7.50 N 2 = 1.491710 ν 2 = 57.4
R 4 = ∞ D 4 = 1.00 N 3 = 1.491710 ν 3 = 57.4
* R 5 = -11.800 D 5 = 可変
R 6 = 絞り D 6 = 0.70
R 7 = 4.465 D 7 = 1.70 N 4 = 1.516330 ν 4 = 64.1
R 8 = 6.154 D 8 = 0.15
R 9 = 21.445 D 9 = 1.70 N 5 = 1.719995 ν 5 = 50.2
R10 = 11.791 D10 = 0.60 N 6 = 1.846660 ν 6 = 23.8
R11 = 6.475 D11 = 0.40
* R12 = 5.672 D12 = 1.70 N 7 = 1.583126 ν 7 = 59.4
* R13 = -5.766 D13 = 可変
R14 = 53.004 D14 = 0.80 N 8 = 1.806098 ν 8 = 40.9
* R15 = 5.515 D15 = 可変
R16 = ∞ D16 = 0.60 N 9 = 1.806098 ν 9 = 40.9
R17 = ∞

＼焦点距離 5.91 8.28 11.83
可変間隔＼
D 5 6.40 4.51 0.50
D13 3.73 1.96 0.64
D15 0.80 4.47 9.80

非球面係数
5面 : ｋ=-1.53416e+00 Ａ=０ Ｂ=-6.35417e-05 Ｃ=5.63914e-08
Ｄ=3.57834e-07 Ｅ=-3.17390e-08
12面 : ｋ=-3.37130e+00 Ａ=０ Ｂ=-1.45081e-03 Ｃ=-6.48134e-04
Ｄ=5.78733e-05 Ｅ=-2.29300e-05
13面 : ｋ=1.75909e+00 Ａ=０ Ｂ=1.29360e-03 Ｃ=-5.63191e-04
Ｄ=4.14608e-05 Ｅ=-1.20433e-05
15面 : ｋ=2.69325e+00 Ａ=０ Ｂ=-2.49330e-03 Ｃ=-2.68396e-04
Ｄ=7.85789e-05 Ｅ=-1.02456e-05


数値実施例３

ｆ＝ 5.92〜 11.85 Ｆｎｏ＝ 2.62 〜 5.00 ２ω＝53.7 〜 28.4
R 1 = 14.211 D 1 = 0.80 N 1 = 1.696797 ν 1 = 55.5
R 2 = 6.127 D 2 = 2.50
R 3 = ∞ D 3 = 7.50 N 2 = 1.491710 ν 2 = 57.4
R 4 = ∞ D 4 = 1.00 N 3 = 1.491710 ν 3 = 57.4
* R 5 = -14.152 D 5 = 可変
R 6 = 絞り D 6 = 0.70
R 7 = 4.089 D 7 = 1.70 N 4 = 1.516330 ν 4 = 64.1
R 8 = 4.539 D 8 = 0.30
R 9 = 15.349 D 9 = 2.50 N 5 = 1.846660 ν 5 = 23.8
R10 = 6.833 D10 = 0.47
* R11 = 5.404 D11 = 1.80 N 6 = 1.583126 ν 6 = 59.4
* R12 = -5.275 D12 = 可変
R13 = 54.937 D13 = 0.80 N 7 = 1.806098 ν 7 = 40.9
* R14 = 5.259 D14 = 可変
R15 = ∞ D15 = 0.60 N 8 = 1.806098 ν 8 = 40.9
R16 = ∞

＼焦点距離 5.92 8.29 11.85
可変間隔＼
D 5 6.18 4.27 0.50
D12 3.24 1.65 0.49
D14 1.00 4.49 9.44

非球面係数
5面 : ｋ=-2.45148e+00 Ａ=０ Ｂ=-1.03381e-04 Ｃ=1.84803e-05
Ｄ=-1.44811e-06 Ｅ=3.64019e-08
11面 : ｋ=-6.26930e+00 Ａ=０ Ｂ=-8.07681e-04 Ｃ=-6.45572e-04
Ｄ=-1.08870e-04 Ｅ=-2.14301e-05
12面 : ｋ=2.14224e+00 Ａ=０ Ｂ=1.16212e-03 Ｃ=-5.93987e-04
Ｄ=7.89318e-06 Ｅ=-1.37650e-05
14面 : ｋ=2.20048e+00 Ａ=０ Ｂ=-2.68794e-03 Ｃ=-1.97216e-04
Ｄ=7.61739e-05 Ｅ=-9.79035e-06
数値実施例４

ｆ＝ 5.93〜 11.87 Ｆｎｏ＝ 2.64 〜 5.00 ２ω＝53.6 〜 28.4
R 1 = 12.912 D 1 = 0.80 N 1 = 1.696797 ν 1 = 55.5
R 2 = 6.375 D 2 = 2.50
R 3 = ∞ D 3 = 8.50 N 2 = 1.491710 ν 2 = 57.4
R 4 = ∞ D 4 = 1.00 N 3 = 1.491710 ν 3 = 57.4
* R 5 = -17.336 D 5 = 可変
R 6 = 絞り D 6 = 0.70
* R 7 = 322.434 D 7 = 1.70 N 4 = 1.491710 ν 4 = 57.4
R 8 = -8.961 D 8 = 0.15
R 9 = 17.520 D 9 = 3.20 N 5 = 1.846660 ν 5 = 23.8
R10 = 7.208 D10 = 0.10
R11 = 10.962 D11 = 1.80 N 6 = 1.696797 ν 6 = 55.5
R12 = -6.532 D12 = 可変
R13 = 41.137 D13 = 0.80 N 7 = 1.806098 ν 7 = 40.9
* R14 = 5.701 D14 = 可変
R15 = ∞ D15 = 0.60 N 8 = 1.806098 ν 8 = 40.9
R16 = ∞

＼焦点距離 5.93 8.31 11.87
可変間隔＼
D 5 6.49 4.50 0.50
D12 3.69 1.84 0.49
D14 1.00 4.84 10.19

非球面係数
5面 : ｋ=-4.81713e+01 Ａ=０ Ｂ=-9.73980e-04 Ｃ=5.78651e-05
Ｄ=-2.13889e-06 Ｅ=4.60793e-08
7面 : ｋ=-7.55840e+05 Ａ=０ Ｂ=-6.77442e-04 Ｃ=-6.21837e-05
Ｄ=-5.42421e-05 Ｅ=1.10957e-05
14面 : ｋ=2.99027e+00 Ａ=０ Ｂ=-2.40642e-03 Ｃ=3.74033e-05
Ｄ=-3.47200e-05 Ｅ=-1.26362e-06

数値実施例5

ｆ＝ 5.92〜 11.84 Ｆｎｏ＝ 2.83 〜 5.00 ２ω＝53.8 〜 28.4
R 1 = 13.901 D 1 = 0.80 N 1 = 1.696797 ν 1 = 55.5
R 2 = 6.887 D 2 = 2.50
R 3 = ∞ D 3 = 8.50 N 2 = 1.491710 ν 2 = 57.4
R 4 = ∞ D 4 = 1.00 N 3 = 1.491710 ν 3 = 57.4
* R 5 = -47.696 D 5 = 可変
R 6 = 絞り D 6 = 0.70
* R 7 = 390.050 D 7 = 1.70 N 4 = 1.491710 ν 4 = 57.4
R 8 = -4.718 D 8 = 0.15
R 9 = 13.728 D 9 = 3.00 N 5 = 1.846660 ν 5 = 23.8
R10 = 6.445 D10 = 0.20
R11 = -28.965 D11 = 1.80 N 6 = 1.491710 ν 6 = 57.4
* R12 = -3.873 D12 = 可変
R13 = 62.333 D13 = 0.80 N 7 = 1.583060 ν 7 = 30.2
* R14 = 4.834 D14 = 可変
R15 = ∞ D15 = 0.60 N 8 = 1.516330 ν 8 = 64.1
R16 = ∞

＼焦点距離 5.92 8.28 11.84
可変間隔＼
D 5 5.75 3.85 0.48
D12 3.51 1.68 0.48
D14 1.00 4.72 9.30

非球面係数
5面 : ｋ=-2.68908e+02 Ａ=０ Ｂ=-3.87119e-04 Ｃ=1.06059e-04
Ｄ=-1.02065e-05 Ｅ=4.31045e-07
7面 : ｋ=-7.55840e+05 Ａ=０ Ｂ=-3.18389e-03 Ｃ=-1.19637e-04
Ｄ=-4.73134e-05 Ｅ=1.19132e-05
12面 : ｋ=8.38632e-02 Ａ=０ Ｂ=1.68911e-03 Ｃ=-3.04922e-04
Ｄ=-1.10847e-05 Ｅ=8.92638e-06
14面 : ｋ=1.89274e+00 Ａ=０ Ｂ=-3.63853e-03 Ｃ=1.34005e-04
Ｄ=-1.45233e-05 Ｅ=-5.43804e-06
数値実施例６

ｆ＝ 5.93〜 11.86 Ｆｎｏ＝ 2.53 〜 4.90 ２ω＝53.7 〜 28.4
R 1 = 14.850 D 1 = 0.80 N 1 = 1.696797 ν 1 = 55.5
R 2 = 6.000 D 2 = 2.50
R 3 = ∞ D 3 = 7.50 N 2 = 1.696797 ν 2 = 55.5
R 4 = ∞ D 4 = 0.20
R 5 = 15.414 D 5 = 1.70 N 3 = 1.719995 ν 3 = 50.2
R 6 = 101.631 D 6 = 可変
R 7 = 絞り D 7 = 0.70
R 8 = 8.005 D 8 = 2.00 N 4 = 1.729157 ν 4 = 54.7
R 9 = -10.983 D 9 = 0.60 N 5 = 1.800999 ν 5 = 35.0
R10 = 10.278 D10 = 0.40
* R11 = 16.834 D11 = 1.70 N 6 = 1.583126 ν 6 = 59.4
* R12 = -4.797 D12 = 可変
* R13 = 200.460 D13 = 1.50 N 7 = 1.491710 ν 7 = 57.4
* R14 = 140.915 D14 = 0.50
R15 = -10.529 D15 = 0.70 N 8 = 1.799516 ν 8 = 42.2
R16 = 9.677 D16 = 可変
R17 = ∞ D17 = 0.60 N 9 = 1.516330 ν 9 = 64.1
R18 = ∞

＼焦点距離 5.93 8.30 11.86
可変間隔＼
D 6 6.03 4.35 1.01
D12 2.80 1.45 0.45
D16 0.50 3.53 7.86

非球面係数
11面 : ｋ=-3.39128e+01 Ａ=０ Ｂ=-4.24625e-03 Ｃ=-6.45997e-04
Ｄ=-3.15980e-05 Ｅ=-9.25428e-06
12面 : ｋ=1.53104e+00 Ａ=０ Ｂ=-2.36218e-04 Ｃ=-4.72887e-04
Ｄ=8.34842e-05 Ｅ=-1.28464e-05
13面 : ｋ=-4.70761e+06 Ａ=０ Ｂ=4.40682e-03 Ｃ=-6.31844e-04
Ｄ=2.57699e-04 Ｅ=-2.64686e-05
14面 : ｋ=-3.93361e+06 Ａ=０ Ｂ=6.67082e-03 Ｃ=-5.28202e-04
Ｄ=2.96821e-04 Ｅ=-2.08240e-05
数値実施例７

ｆ＝ 5.93〜 11.86 Ｆｎｏ＝ 2.49 〜 5.00 ２ω＝53.7 〜 28.4
R 1 = 18.708 D 1 = 0.80 N 1 = 1.696797 ν 1 = 55.5
R 2 = 7.473 D 2 = 11.00
R 3 = 20.885 D 3 = 2.00 N 2 = 1.491710 ν 2 = 57.4
* R 4 = -40.235 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.70
* R 6 = 26.740 D 6 = 1.70 N 3 = 1.491710 ν 3 = 57.4
* R 7 = -9.798 D 7 = 0.15
R 8 = 13.824 D 8 = 2.77 N 4 = 1.846660 ν 4 = 23.8
R 9 = 5.059 D 9 = 0.30
R10 = 5.955 D10 = 1.80 N 5 = 1.491710 ν 5 = 57.4
* R11 = -4.398 D11 = 可変
R12 = -20.197 D12 = 0.80 N 6 = 1.491710 ν 6 = 57.4
* R13 = 3.820 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 0.60 N 7 = 1.516330 ν 7 = 64.1
R15 = ∞

＼焦点距離 5.93 9.49 11.86
可変間隔＼
D 4 7.12 3.78 0.88
D11 2.95 1.10 0.48
D13 1.00 6.20 9.71

非球面係数
4面 : ｋ=-7.77277e+02 Ａ=０ Ｂ=-1.20138e-03 Ｃ=1.43807e-04
Ｄ=-8.13715e-06 Ｅ=1.87133e-07
6面 : ｋ=-2.38206e+01 Ａ=０ Ｂ=1.13757e-06 Ｃ=-1.34884e-04
Ｄ=2.17279e-05 Ｅ=3.36371e-06
7面 : ｋ=-1.77778e+00 Ａ=０ Ｂ=9.70736e-04 Ｃ=2.10087e-06
Ｄ=4.64865e-06 Ｅ=5.30854e-06
11面 : ｋ=3.02269e-01 Ａ=０ Ｂ=2.42257e-03 Ｃ=-4.12710e-04
Ｄ=-1.35887e-05 Ｅ=1.68140e-05
13面 : ｋ=4.37899e-01 Ａ=０ Ｂ=-3.66696e-03 Ｃ=4.24352e-04
Ｄ=-9.46709e-05 Ｅ=5.73950e-06
数値実施例 ８

ｆ＝ 5.97〜 10.97 Ｆｎｏ＝ 3.50 〜 5.81 ２ω＝53.3 〜 30.6
R 1 = 209.202 D 1 = 0.70 N 1 = 1.696797 ν 1 = 55.5
R 2 = 5.287 D 2 = 3.50
R 3 = 9.454 D 3 = 1.80 N 2 = 1.491710 ν 2 = 57.4
* R 4 = -100.183 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.70
* R 6 = 10.729 D 6 = 1.70 N 3 = 1.491710 ν 3 = 57.4
* R 7 = -6.370 D 7 = 0.15
R 8 = 14.561 D 8 = 3.76 N 4 = 1.846660 ν 4 = 23.8
R 9 = 3.803 D 9 = 0.40
R10 = 4.806 D10 = 1.80 N 5 = 1.491710 ν 5 = 57.4
* R11 = -5.655 D11 = 可変
* R12 = -348.275 D12 = 0.80 N 6 = 1.583126 ν 6 = 59.4
* R13 = 4.505 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 0.60 N 7 = 1.516330 ν 7 = 64.1
R15 = ∞

＼焦点距離 5.97 8.60 10.97
可変間隔＼
D 4 4.36 2.42 0.48
D11 2.58 1.10 0.47
D13 1.00 4.43 6.99

非球面係数
4面 : ｋ=-1.92585e+03 Ａ=０ Ｂ=-4.32227e-04 Ｃ=9.20184e-05
Ｄ=-1.02091e-05 Ｅ=8.78649e-07
6面 : ｋ=-2.47387e+01 Ａ=０ Ｂ=-7.74285e-04 Ｃ=-2.21213e-04
Ｄ=3.51954e-05 Ｅ=-8.81065e-06
7面 : ｋ=-2.68210e+00 Ａ=０ Ｂ=-2.63207e-03 Ｃ=-9.83717e-05
Ｄ=3.02356e-05 Ｅ=-5.93077e-06
11面 : ｋ=4.99059e+00 Ａ=０ Ｂ=4.83772e-03 Ｃ=1.02007e-04
Ｄ=-9.44702e-05 Ｅ=2.93900e-05
12面 : ｋ=2.68521e+04 Ａ=０ Ｂ=-5.91408e-04 Ｃ=-1.15506e-04
Ｄ=-1.03795e-04 Ｅ=-9.30555e-06
13面 : ｋ=1.98556e+00 Ａ=０ Ｂ=-4.57464e-03 Ｃ=-3.92360e-05
Ｄ=-9.42590e-05 Ｅ=-1.31748e-05

Figure 2006098961
実施例１のズームレンズの光学断面図 実施例１のズームレンズの光路を９０度折り曲げたときの光路図 実施例１のズームレンズの広角端での収差図 実施例１のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例１のズームレンズの望遠端での収差図 実施例２のズームレンズの光学断面図 実施例２のズームレンズの光路を９０度折り曲げたときの光路図 実施例２のズームレンズの広角端での収差図 実施例２のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例２のズームレンズの望遠端での収差図 実施例３のズームレンズの光学断面図 実施例３のズームレンズの光路を９０度折り曲げたときの光路図 実施例３のズームレンズの広角端での収差図 実施例３のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例３のズームレンズの望遠端での収差図 実施例４のズームレンズの光学断面図 実施例４のズームレンズの光路を９０度折り曲げたときの光路図 実施例４のズームレンズの広角端での収差図 実施例４のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例４のズームレンズの望遠端での収差図 実施例５のズームレンズの光学断面図 実施例５のズームレンズの光路を９０度折り曲げたときの光路図 実施例５のズームレンズの広角端での収差図 実施例５のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例５のズームレンズの望遠端での収差図 実施例６のズームレンズの光学断面図 実施例６のズームレンズの光路を９０度折り曲げたときの光路図 実施例６のズームレンズの広角端での収差図 実施例６のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例６のズームレンズの望遠端での収差図 実施例７のズームレンズの光学断面図 実施例７のズームレンズの光路を９０度折り曲げたときの光路図 実施例７のズームレンズの広角端での収差図 実施例７のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例７のズームレンズの望遠端での収差図 実施例８のズームレンズの光学断面図 実施例８のズームレンズの広角端での収差図 実施例８のズームレンズの中間のズーム位置での収差図 実施例８のズームレンズの望遠端での収差図 本発明の撮像装置の要部概略図
符号の説明
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
ＳＰ 絞り
ＩＰ 像面
Ｇ ガラスブロック
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面

Claims (9)

  1. 物体側より像側へ順に、負の屈折力のレンズ成分を含む第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群を有し、広角端に対して望遠端のズーム位置における第１レンズ群と第２レンズ群の間隔及び第２レンズ群と第３レンズ群の間隔がいずれも小さくなるように第２，第３レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズであって、
    第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉ、広角端における全系の焦点距離をＦｗとするとき
    −０．５ ＜ Ｆｗ／Ｆ１ ＜ ０．１
    ０．９ ＜ Ｆ２／Ｆｗ ＜ １．６
    ０．９ ＜ ｜Ｆ３／Ｆｗ｜ ＜ １．９
    なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第１レンズ群中に光軸上の光束を９０度偏向させる反射部材が設けられていることを特徴とする請求項１のズームレンズ。
  3. 物体側より像側へ順に、負の屈折力のレンズ成分を含む第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群を有し、広角端に対して望遠端のズーム位置における第１レンズ群と第２レンズ群の間隔及び第２レンズ群と第３レンズ群の間隔がいずれも小さくなるように第２，第３レンズ群を移動させてズーミングを行うズームレンズであって、
    該第１レンズ群はズーミングの為には不動であり、該第１レンズ群中に光軸上の光束を略９０°偏向させる反射部材が設けられていることを特徴とするズームレンズ。
  4. 前記第３レンズ群の広角端のズーム位置における横倍率をβ３ｗとするとき、
    １＜ β３ｗ ＜ １．６
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１、２又は３のズームレンズ。
  5. 前記第２レンズ群と第３レンズ群の焦点距離を各々Ｆ２，Ｆ３とするとき、
    ０．６ ＜ ｜Ｆ２／Ｆ３｜ ＜ １．４
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項のズームレンズ。
  6. 前記第２レンズ及び第３レンズ群はそれぞれ非球面形状の面を１以上有していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項のズームレンズ。
  7. 前記第１レンズと第２レンズ群との間に開口絞りを有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項のズームレンズ。
  8. 固体撮像素子に像を形成する為の光学系であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項のズームレンズ。
  9. 請求項１〜８のいずれか１項のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子とを有していることを特徴とする撮像装置。
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