JP2006337731A - ２群ズームレンズ及びそれを備えた電子撮像装置 - Google Patents

２群ズームレンズ及びそれを備えた電子撮像装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2006337731A
JP2006337731A JP2005162569A JP2005162569A JP2006337731A JP 2006337731 A JP2006337731 A JP 2006337731A JP 2005162569 A JP2005162569 A JP 2005162569A JP 2005162569 A JP2005162569 A JP 2005162569A JP 2006337731 A JP2006337731 A JP 2006337731A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
group
lens group
image
object side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005162569A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4790320B2 (ja
JP2006337731A5 (ja
Inventor
Masahito Watanabe
正仁 渡邉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2005162569A priority Critical patent/JP4790320B2/ja
Priority to US11/438,317 priority patent/US7436601B2/en
Publication of JP2006337731A publication Critical patent/JP2006337731A/ja
Publication of JP2006337731A5 publication Critical patent/JP2006337731A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4790320B2 publication Critical patent/JP4790320B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/142—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
    • G02B15/1425—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only the first group being negative
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/026—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system having static image erecting or reversing properties only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0856—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors
    • G02B17/086—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors wherein the system is made of a single block of optical material, e.g. solid catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/14—Viewfinders

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

【課題】 無限遠から近距離までのフォーカシングを行ないつつ、機構レイアウト上、小型で、簡素化に有利な２群ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置を提供する。
【解決手段】 物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、２つのレンズ群の間隔を狭くすることにより広角端から望遠端への変倍を行い、前記負の屈折力を有する第1レンズ群が無限遠物点合焦から近距離物点合焦へのフォーカシング時に物体側に移動し、且つ、次の条件式をいずれも満足することを特徴とする。
０．９３０＜｜ｆ1｜／√（ｆw・ｆT）＜０．９９０
ＬT／LW＞１
１．０＜（β2w）2×ｆT／ｆw＜１．２０
１．２＜｜β2T｜＜５
【選択図】 図1

Description

本発明は、２群ズームレンズ及びそれを備えた電子撮像装置に関し、特に、ズームレンズ等の光学系部分の工夫により、薄型化を実現した２群ズームレンズ及びそれを用いたデジタルカメラやビデオカメラ等の電子撮像装置に適した構成としたものである。
近年、デジタルカメラ等の電子撮像装置には撮影レンズとしてズームレンズを搭載するのが一般的となっている。そして、デジタルカメラ等の電子撮像装置の小型化等を図る上で、撮影レンズであるズームレンズの薄型化の要求が、より一層高くなってきている。そのため、デジタルカメラに用いられるズームレンズを構成するレンズの小型化が図られている。
しかし、ズームレンズを構成するレンズを小さくすると、その分だけズームレンズを構成するレンズ部品の製造誤差や鏡筒への組み付け誤差が、相対的にこれまで以上に大きくなってしまう。
また、レンズ部品の製造誤差や鏡筒への組み付け誤差等が無視できる程度の場合であっても、温度や湿度の変化等の影響によりレンズを保持する枠やレンズ自体が膨張して、ズームレンズに対する撮像素子の実際の受光面位置と予定していた結像面位置とが一致しない場合がある。
そこで、フォーカス機構を持つズームレンズでは、フォーカシング時に移動するレンズ群が、フォーカシングと同時に、予定していた結像面の位置と、実際の受光面の位置とで像面の位置のズレをも同時に補正している。
しかしながら、フォーカシング時に移動するレンズ群が、フォーカシングの他に、予定していた結像面の位置と実際の受光面位置との像面位置のズレの補正をも同時に行うような場合には、フォーカシング時に移動するレンズ群の移動領域を確保する必要があり、各レンズ群同士の間隔に余裕を持つ必要があるため、ズームレンズ全長の短縮化を図ることが困難である。
また、一般には、複数のレンズ群からなるズームレンズでは、変倍時には複数のレンズ群の間隔を変えることによって変倍を行なっているが、ズームレンズを収納した時の小型化を図る上では、最小の群数である２群で構成されるズームレンズを採用することが考えられる。こうした変倍と小型化を図った２群ズームレンズに関する技術として、例えば、特許文献１が提案されている。
特開２００４−１０２２１１号公報
特許文献１に記載のズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズ群Ａと、正の屈折力を有するレンズ群Ｂを含み、レンズ群Ｂが、物体側に凸形状の３枚のメニスカスレンズで構成され、レンズ群Ａとレンズ群Ｂとが移動することにより変倍するように構成されており、無限遠から至近状態に合焦するために、第１レンズ群を物体側に移動させている。
ところで、特許文献１に記載のもののように、変倍と小型化を図った２群ズームレンズは、各レンズ部品や枠部品の製造誤差や温度変化、湿度変化等の影響により生じる予定している結像面位置と実際の受光面位置との像面位置のズレをも、第1レンズ群がフォーカシング時に移動して補正する場合を考慮すると、鏡筒の最大全長の長さは、無限遠合焦時におけるズームレンズ全長の長さよりも長くなる。
然るに、特許文献１に記載のものは、ズームレンズの小型化を図る上で、光学系の薄型化のみに着目しており、鏡筒の最大全長をも極力短くするという観点においては、全く考慮されていない。このため、ズームレンズ全体の小型化は十分に図られていなかった。
そこで、本発明は、従来構成の有する上記のような問題点に鑑みて成されたものである。その目的とするところは、無限遠から近距離までのフォーカシングを行ないつつ、機構レイアウト上、小型で、簡素化に有利な２群ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置を提供するものである。
上記目的を達成するため、本発明の２群ズームレンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、２つのレンズ群の間隔を狭くすることにより広角端から望遠端への変倍を行い、前記負の屈折力を有する第1レンズ群が無限遠物点合焦から近距離物点合焦へのフォーカシング時に物体側に移動し、且つ、次の条件式をいずれも満足することを特徴とする。
０．９３０＜｜ｆ1｜／√（ｆw・ｆT）＜０．９９０
ＬT／LW＞１
１．０＜（β2w）2×ｆT／ｆw＜１．２０
１．２＜｜β2T｜＜５
但し、ｆ1は第１レンズ群の焦点距離であり、ｆwは広角端無限遠合焦時における２群ズームレンズ全系の焦点距離であり、ｆTは望遠端無限遠合焦時における２群ズームレンズ全系の焦点距離であり、Lwは広角端における無限遠合焦時の第１レンズ群の最も物体側の面頂から結像面までの距離であり、ＬTは望遠端における無限遠合焦時の第１レンズ群の最も物体側の面頂から結像面までの距離であり、β2wは広角端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率であり、β2Tは望遠端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率である。
また、本発明の２群ズームレンズにおいて、好ましくは、前記第２レンズ群が、複数の非球面を有し、前記複数の非球面のうち最も物体側の非球面が、光軸から離れるにつれて正の屈折力が弱くなり、前記複数の非球面のうち最も像面側の非球面が、光軸中心とその周辺とで曲率の符号が異なる（言い換えれば、光軸を含む断面上にて、面の形状が有効系内で変曲点を持つ）ように構成されていることを特徴とする。
また、本発明の２群ズームレンズにおいて、好ましくは、前記第２レンズ群が１つのレンズ成分で構成されていることを特徴とする。
但し、前記レンズ成分は、有効径内での空気接触面が最物体側面と最像側面の２面のみのレンズであり、単レンズ若しくは接合レンズで構成されている。
また、本発明の２群ズームレンズにおいて、好ましくは、前記レンズ成分の最物体側面と最像側面が非球面であることを特徴とする。
また、本発明の２群ズームレンズにおいて、好ましくは、前記レンズ成分が、１つの接合レンズで構成されていることを特徴とする。
また、本発明の２群ズームレンズにおいて、好ましくは、前記レンズ成分が、物体側から順に、正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズからなる接合レンズで構成され、前記３枚のレンズからなる接合レンズの最物体側面と最像側面が、光軸上にてそれぞれ空間側に凸面を向けた形状に構成されていることを特徴とする。
また、本発明の２群ズームレンズにおいて、好ましくは、前記第１レンズ群が、物体側より順に、像面側に凹面を向けた負レンズ成分、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分で構成され、前記負レンズ成分の凹面が、第１レンズ群中の空気に接するレンズ面の中で近軸曲率半径絶対値が最も小さくなるように構成されていることを特徴とする。
但し、前記レンズ成分は、有効径内での空気接触面が最物体側面と最像側面の２面のみのレンズであり、単レンズ若しくは接合レンズで構成されている。
また、本発明の２群ズームレンズにおいて、好ましくは、明るさ絞りが、前記第１レンズ群と第２レンズ群の間に配置され、且つ、前記明るさ絞りが、変倍時、像面に対する前記第２レンズ群の移動方向と同じ方向に移動することを特徴とする。
また、本発明の２群ズームレンズにおいて、好ましくは、前記明るさ絞りが、第２レンズ群の入射面頂よりも像側に位置し、開口サイズが一定であることを特徴とする。
本発明の電子撮像装置は、上記本発明の２群ズームレンズと、その像側に配置され、且つ、前記２群ズームレンズにより撮像面上に形成される被写体像を電気信号に変換する受光面を持つ電子撮像素子とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、無限遠から近距離までのフォーカシングを行ないつつ、機構レイアウト上、小型で、簡素化に有利な２群ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置を提供することが可能である。
本発明の実施形態の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明では、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群とを備えた構成を基本としている。
また、本発明では、２つのレンズ群の間隔を狭くすることにより広角端から望遠端への変倍を行い、負の屈折力を有する第1レンズ群を物体側に移動させることにより、無限遠物点合焦から近距離物点合焦へのフォーカシングを行なう構成を前提としている。
ここで、本発明のように、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、正の屈折力を持つ第２レンズ群からなる２群ズームレンズを用いて電子撮像装置を構成する場合、予定される結像面位置と実際の撮像素子の受光面位置とでは実際には誤差が生じて、像位置のズレが生じる。この予定される結像面位置と実際の撮像素子の受光面位置との像位置のズレの量を像位置ズレ量とする。
この像位置ズレ量が広角端における場合と望遠端における場合とで同じになる場合を想定して説明する。
例えば、広角端において第１レンズ群の移動により像位置のズレを補正する場合と、望遠端において第１レンズ群の移動により像位置のズレを補正する場合とを比較すると、広角端における第１レンズ群の移動量に対する結像面の移動量は、望遠端における第１レンズ群の移動量に対する結像面の移動量と比較して小さい。
つまり、予定される結像面位置と実際の撮像素子の受光面位置との像位置ズレ量の補正を第１レンズ群を物体側に移動させて行おうとすると、広角端における第１レンズ群の移動量の方が、望遠端における第１レンズ群の移動量よりも大きくなる。
従って、広角端におけるズームレンズ全長と望遠端におけるズームレンズ全長を同じとした場合、実際の受光面の位置が予定結像面の位置より物体側にずれていたときに、実際の受光面の位置で結像するように第１レンズ群を物体側に移動させることによって像位置のズレを補正するものとすると、広角端における第１レンズ群の移動量は、望遠端における第１レンズ群の移動量よりも大きいため、広角端におけるズームレンズ全長の長さは望遠端におけるズームレンズ全長の長さより長くなることになる。
この点に関し、具体的に図１を用いて説明する。
例えば、図１に示すように、物体側から順に、負の屈折力を持つ第１レンズ群（Ｇ１）と、正の屈折力を持つ第２レンズ群（Ｇ２）とからなる２群ズームレンズにおいて、広角端（Ｗ）における２群ズームレンズ全長の長さと望遠端（Ｔ）における２群ズームレンズ全長の長さとを同じとする。また、第１レンズ群（Ｇ１）は、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）に変倍する際は、物体側に凸の軌跡で移動するようになっている。
そして、広角端（Ｗ）及び望遠端（Ｔ）における予定結像面に結像する場合の第１レンズ群（Ｇ１）の位置、及び、光路を示す。この時の光路を実線で示す。
また、実際の受光面の位置が予定結像面の位置からズレた位置で結像する場合の第１レンズ群（Ｇ１）、及び、光路を示す。この時の光路を破線で示す。
まず、図１に示すように、光束が実線で示すように予定結像面に結像する場合、２群ズームレンズ全長の長さが最短となる中間の場合での正の屈折力を持つ第２レンズ群（Ｇ２）の縦倍率を１とする。
広角端（Ｗ）における場合での正の屈折力を持つ第２レンズ群（Ｇ２）の縦倍率αＷは、１よりも小さくなる。そして、望遠端（Ｔ）における場合での正の屈折力を持つ第２レンズ群（Ｇ２）の縦倍率αＴは１／αＷとなり、１よりも大きくなる。（なお、縦倍率とは、軸上に形成される物体の像と始めの物体との大きさの比であり、物体の大きさ（ΔＺ）と像の大きさ（ΔＺ'）は、α＝ΔＺ'／ ΔＺで定義される。縦倍率は横倍率の２乗となる。）
この時、図１に示すように、実際の受光面の位置が、予定結像面の位置より物体側に一定距離Δｉ'ズレているとする。
この場合、広角端（Ｗ）の場合では、正の屈折力を持つ第２レンズ群（Ｇ２）の縦倍率はαＷであるから、実際の受光面の位置が予定結像面の位置より物体側にΔｉ'ズレた時、受光面中心の共役となる位置は、予定結像面の中心の共役点から物体側に、Δｉ'／ αＷだけズレた位置になる。
また、望遠端（Ｔ）の場合では、正の屈折力を持つ第２レンズ群（Ｇ２）の縦倍率はαＴであるから、実際の受光面の位置が予定結像面の位置より物体側にΔｉ'ズレた時、受光面中心の共役となる位置は、予定結像面の中心の共役点から物体側に、Δｉ'／ αＴだけズレた位置になる。
第２レンズ群（Ｇ２）の縦倍率は、広角端（Ｗ）の場合で最小となることから、実際の受光面の位置が予定結像面の位置より物体側にΔｉ'ズレている場合では、受光面中心の共役となる位置と予定結像面の中心の共役点の位置とのズレ量は、広角端（Ｗ）における場合に最大となる。
よって、実際の受光面の位置と予定結像面の位置との像位置ズレ量Δｉ'を補正するため、無限遠物点からの光束を、第１レンズ群（Ｇ１）を物体側に移動させて受光面の位置に結像させるようにするためには、第１レンズ群（Ｇ１）を受光面中心の共役となる位置と予定結像面の中心の共役点の位置とのズレ量の分だけ物体側に移動させることになる。
広角端（Ｗ）の場合では、第１レンズ群（Ｇ１）は物体側にΔｉ'／ αＷだけ移動させることになる。また、望遠端（Ｔ）の場合では、第１レンズ群（Ｇ１）はΔｉ'／ αＴだけ移動させることになる。
このとき、第１レンズ群（Ｇ１）の移動量は、第２レンズ群（Ｇ２）の縦倍率が最小となる２広角端（Ｗ）の場合に、最大となる。
つまり、広角端（Ｗ）における２群ズームレンズ全長の長さと望遠端（Ｔ）における２群ズームレンズ全長の長さを同じにしようとした場合に、実際の受光面の位置が予定結像面の位置より物体側にΔｉ'ズレていたとすると、実際の受光面の位置で結像するように第１レンズ群（Ｇ１）を物体側に移動させることによって像位置ズレ量Δｉ'を補正する場合には、広角端（Ｗ）における第１レンズ群（Ｇ１）の移動量は、望遠端（Ｔ）における第１レンズ群（Ｇ１）の移動量よりも大きいため、広角端（Ｗ）における２群ズームレンズ全長の長さの方が望遠端（Ｔ）におけるズ２群ズームレンズ全長の長さより長くなることになる。
よって、第１レンズ群（Ｇ１）を物体側に移動させて像位置ズレ量Δｉ'を補正するための第１レンズ群（Ｇ１）の移動量を見越して、予め、鏡筒を大きくしておく必要が生じる。
そこで、本発明は、予め、望遠端におけるズームレンズ全長の長さの方が、広角端におけるズームレンズ全長の長さよりも少し長くなるように構成している。このため、製造誤差や温度湿度変化により生じる像位置のズレを補正するために第１レンズ群を物体側に移動させた場合でも、
広角端において第１レンズ群を物体側に移動した場合におけるズームレンズ全長の長さと、望遠端において第１レンズ群を物体側に移動した場合におけるズームレンズ全長の長さをほぼ同じにすることができ、この長さに合わせて鏡筒を構成することができるため、鏡筒を極力小さくすることができる。
また、本発明は、次の条件式（１）から（４）を同時に満足することを特徴としている。
条件式（１）は、第１レンズ群と第２レンズ群の大きさのバランスを取るための条件であり、第１レンズ群の焦点距離（パワーの逆数）を、ズームレンズ全系の中間焦点距離（広角端焦点距離と望遠端焦点距離の相乗平均）にて規定したものである。
０．９３０＜｜ｆ1｜／√（ｆw・ｆT）＜０．９９０ ・・・（１）
但し、ｆ1は第１レンズ群の焦点距離であり、ｆwは広角端無限遠合焦時における２群ズームレンズ全系の焦点距離であり、ｆTは望遠端無限遠合焦時における２群ズームレンズ全系の焦点距離である。
｜ｆ1｜／√（ｆw・ｆT）の値が、条件式（１）の上限を上回ると、広角端におけるレンズ群間隔が大きくなり、広角端での光束の確保のために第１レンズ群の有効径が大きくなる。そのため、第１レンズ群を動かしてフォーカシングする場合、枠を含めた小型化に不利となり、好ましくない。
一方、｜ｆ1｜／√（ｆw・ｆT）の値が、条件式（１）の下限を下回ると、変倍域でのＦナンバーに対する第２レンズ群の有効径が大きくなり、鏡筒の径が大きくなりやすくなるため、好ましくない。
なお、本発明においては、条件式（１）の上限値を０．９８５とするのが好ましい。更には上限値を０．９８０とするのがより好ましい。
また、本発明においては、条件式（１）の下限値を０．９４０とするのが好ましい。更には、下限値を０．９５０とするのがより好ましい。
条件式（２）は、広角端と望遠端における無限遠合焦時の第１レンズ群の最も物体側の面頂から結像面までの実距離の比を規定するものである。
ＬT／LW＞１ ・・・（２）
但し、Lwは広角端における無限遠合焦時の第１レンズ群の最も物体側の面頂から結像面までの実距離であり、ＬTは望遠端における無限遠合焦時の第１レンズ群の最も物体側の面頂から結像面までの実距離である。
製造誤差による結像位置のずれを第１レンズ群の移動によって補正するとき、その補正量を考慮すると、光学系の最大全長を小さくするには、望遠端での全長が最大となるようにするのが良い。そうすることで、望遠端における第１レンズ群の移動範囲を確保し易くすることができる。
ＬT／LWの値が、条件式（２）の下限を下回ると、全長が最大となるときが望遠端とはならないため、変倍比を確保しようとすると第１レンズ群の移動による調整が可能な範囲が小さくなり、好ましくない。また、ズームレンズ全長が最大となるときが広角端となるため、第１レンズ群での径が大きくなりやすく、また、軸外収差が発生し易くなるため、好ましくない。
なお、本発明においては、条件式（２）の下限値を１．００５とするのが好ましい。更には、下限値を１．０１とするのがより好ましい。
広角端と望遠端との全長の差が大きくなりすぎると、第１レンズ群の移動範囲の割に変倍比が小さくなる。そのため、本発明においては、条件式（２）に上限値を設け、上限値を１．０７とするのが好ましい。更には上限値を１．０５とするのがより好ましい。
条件式（３）は、第２レンズ群の広角端の横倍率とズームレンズ全系の変倍比との関係を特定するものである。
１．０＜（β2w）2×ｆT／ｆw＜１．２０ ・・・（３）
但し、ｆwは広角端無限遠合焦時における２群ズームレンズ全系の焦点距離であり、ｆTは望遠端無限遠合焦時における２群ズームレンズ全系の焦点距離であり、β2wは広角端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率である。
ズームレンズ全系の変倍比は、第２レンズ群以降で合成される倍率の比である。そのため、望遠端における無限遠合焦時の第２レンズ群以降で合成される倍率の横倍率をβTとし、広角端における無限遠合焦時の第２レンズ群以降で合成される倍率の横倍率をβwとしたとき、ズームレンズ全系の変倍比は、次の条件式
βT／βw
で表わせる。
そして、ズームレンズが２つのレンズ群で構成されている場合には、第２レンズ群の倍率比が２群ズームレンズ全系の変倍比となる。そのため、望遠端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率をβ2Tとし、広角端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率をβ2wとしたとき、２群ズームレンズ全系の変倍比は、次の条件式
β2T／β2w
で表わせる。
よって、ズームレンズ全系の変倍比は、次の条件式
ｆT／ｆw＝β2T／β2w
のように、望遠端無限遠合焦時における２群ズームレンズ全系の焦点距離ｆTと広角端無限遠合焦時における２群ズームレンズ全系の焦点距離ｆwとの比を、望遠端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率β2Tと広角端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率β2wとの比の関係に置き換えて表わすこともできる。
従って、条件式（３）は、広角端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率β2wと望遠端倍率における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率β2Tの積で表した次の条件式（３−１）にも変換して表わすことができる。
１．０＜β2T×β2w＜１．２０ ・・・（３−１）
（β2w）2×ｆT／ｆwの値が、条件式（３）の上限を上回ると、第２レンズ群による倍率が大きくなり、第１レンズ群と第２レンズ群の偏心による性能劣化の感度が大きくなるため、好ましくない。
一方、（β2w）2×ｆT／ｆwの値が、条件式（３）の下限を下回ると、第２レンズ群の倍率が小さくなり、広角端における光束の確保や収差補正のため、第１レンズ群が大きく、厚くなりやすく、小型化に不利となるため、好ましくない。
なお、本発明においては、条件式（３）の上限値を１．１５とするのが好ましい。更には上限値を１．１０とするのがより好ましい。
また、本発明においては、条件式（３）の下限値を１．０３とするのが好ましい。更には、下限値を１．０５とするのがより好ましい。
条件式（４）は、第２レンズ群の望遠端の横倍率を規定するものである。
１．２＜｜β2T｜＜５ ・・・（４）
但し、β2Tは望遠端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率である。
｜β2T｜の値が、条件式（４）の上限を上回ると、望遠端での第２レンズ群の横倍率が大きくなりすぎ、第１レンズ群の製造誤差による収差が第２レンズ群で拡大されることとなり、収差への影響が大きくなるため、好ましくない。また、第２レンズ群の移動量が大きくなり、小型化に不利となるか、第２レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、第２レンズ群での収差補正がしにくくなるため、好ましくない。
一方、｜β2T｜の値が、条件式（４）の下限を下回ると、適度な変倍比が確保できなくなるため、好ましくない。
なお、本発明においては、条件式（４）の上限値を３．０とするのが好ましい。更には上限値を２．０とするのがより好ましい。
また、本発明においては、条件式（４）の下限値を１．３とするのが好ましい。更には、下限値を１．５とするのがより好ましい。
例えば、条件式（４）は、次の条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
１．５＜｜β2T｜＜３．０ ・・・（４−１）
また、本発明において、第２レンズ群の複数の非球面のうち最も物体側の非球面を光軸から離れるにつれて正の屈折力が弱くなるようにすれば、正の屈折力を有する第２レンズ群で球面収差が補正不足になりやすい場合でも、球面収差、コマの補正を行うことができる。
また、本発明において、第２レンズ群の複数の非球面のうち最も像面側の非球面を光軸中心とその周辺とで曲率の符号が異なるように構成すれば、第２レンズ群の軸上光束と軸外光束とが適度に分離しているため、第２レンズ群の像側の軸上光束での補正効果と軸外光束での補正効果を個別に行なうことができる。また、コマ収差、非点収差の補正を良好に行なうことができる。
また、本発明において、第２レンズ群を最も物体側に光軸から離れるにつれて正の屈折力が弱くなる非球面と、最も像面側に光軸中心とその周辺とで曲率の符号が異なる非球面とを有した構成とすれば、第２レンズ群における諸収差の発生を極力抑えることができるため、球面収差、コマ収差、非点収差を、無限遠合焦状態から至近合焦状態、広角端から望遠端までバランス良く補正することができる。
また、第２レンズ群において、上記のような非球面を備えれば、前記第２レンズ群を、有効径内での空気接触面が最物体側面と最像側面の２面のみの単レンズ若しくは接合レンズからなる１つのレンズ成分としても、十分に収差を補正することができる。その結果、より鏡枠全体を小型化することができる。
更に、このような第２レンズ群の構成において、前記単レンズ若しくは接合レンズからなる１つのレンズ成分の最物体側面と最像側面とを非球面とすれば、非球面による収差の補正の効果を十分に得ることができる。
更に、上述のような第２レンズ群の構成において、第２レンズ群を構成するレンズ成分を１つの接合レンズで構成すれば、色収差も含めた収差補正を有利にすることができる。
更に、上述のような第２レンズ群において、第２レンズ群を構成するレンズ成分を、物体側から順に、正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズからなる１つの接合レンズとし、前記１つの接合レンズの最物体側面と最像側面とを光軸上にてそれぞれ空間側に凸面を向けた形状にすれば、第２レンズ群において必要な正の屈折力を維持しつつ、諸収差の補正を良好にすることができる。
また、本発明において、第１レンズ群を、物体側から順に、像面側に凹面を向けた負レンズ成分と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分とし、像面側に凹面を向けた負レンズ成分と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分とを有効径内での空気接触面が最物体側面と最像側面の２面のみの単レンズ若しくは接合レンズで構成すれば、第１レンズ群を構成するレンズ枚数を少なくすることができるため、第１レンズ群を薄型化することができる。
また、本発明において、第１レンズ群を上述のような接合レンズで構成すれば、主点が物体よりになり、相対的に第１レンズ群を小型化し易くすることができる。
また、本発明において、第１レンズ群を、それぞれ屈折力の異なるレンズ成分にすれば、色収差の発生を抑えることができる。
また、上述のような第１レンズ群において、第１レンズ群を構成する像面側に凹面を向けた負レンズ成分の凹面を、第１レンズ群の中で空気に接するレンズ面の中で近軸曲率半径絶対値を最も小さくすれば、像面側に凹面を向けた負レンズ成分の凹面の広角側の軸外光束に対する入射角を小さくなるため、軸外収差の発生を小さくすることができる。また、第１レンズ群中の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分で諸収差の発生を抑えることができる。
また、本発明において、明るさ絞りを第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置すれば、明るさ絞りの前後に位置する第１レンズ群と第２レンズ群とのサイズバランスがとりやすくなる。
例えば、明るさ絞りが像面に近いと、広角側にて第１レンズ群への軸外光線の入射高が高くなり、第１レンズ群の径が大型化する。一方、明るさ絞りが物体側に近いと、第２レンズ群への軸外光線の入射高が高くなり、屈折力が強くなりやすい第２レンズ群での収差が抑えにくくなる。
また、本発明において、明るさ絞りを第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置すれば、明るさ絞りを第２レンズ群のレンズ面間や第２レンズ群よりも像側に配置する場合に比べて、像面への光束の入射を垂直に近づけるのに有利にすることができる。
また、本発明において、開口サイズが一定の明るさ絞りを、第２レンズ群の入射面頂よりも像側の位置に配置すれば、望遠端における第１レンズ群と第２レンズ群との距離をより短くするのに有利にできる。
また、本発明において、開口サイズが一定の明るさ絞りを上述のように配置すれば、本発明のような、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とを有する２群ズームレンズにおいて、望遠端における第１レンズ群と第２レンズ群との距離をより短くできるため、第２レンズ群の移動に伴うズームレンズの変倍比を、より大きくすることができる。
従って、本発明の２群ズームレンズによれば、明るさ絞りの射出側でのテレセントリック性を確保しやすく、撮像素子へ入射する光線を垂直に近づけることができる。そのため、本発明の２群ズームレンズによれば、撮像面上に形成される被写体像を電気信号に変換する受光面を持つ電子撮像素子を有するデジタルカメラやビデオカメラ等の電子撮像装置に搭載して用いることができる。
また、本発明の２群ズームレンズによれば、無限遠から近距離までのフォーカシングを行ないつつ、機構レイアウト上、小型で、かつ、簡素化に有利な撮像装置を提供できる。
以下、本発明の２群ズームレンズの実施例１及び実施例２について図面を用いて説明する。
第１実施例
図２は、本発明の２群ズームレンズの第１実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図２において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。図３は、第１実施例における２群ズームレンズの無限遠合焦時での広角端（ａ）、中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
本発明の第１実施例の２群ズームレンズは、図２に示すように、物体側から撮像面Ｉに向かって、順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。図中、Ｓは明るさ絞りであり、ＦＬはローパスフィルターや赤外吸収フィルター等の平行平面板であり、ＣＧはカバーガラスであり、Ｉは、撮像素子（ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等）の撮像面である。
第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凹面を向けた負のメニスカスレンズＬ１１と、空気間隔を挟んで物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズＬ１２とで構成されていて、全体として負の屈折力を有している。尚、像面側に凹面を向けた負のメニスカスレンズＬ１１の像側の面は、第１レンズ群中の空気に接するレンズ面の中で近軸曲率半径絶対値が最も小さくなる構成となっている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、像面側に凹面を向けた正のメニスカスレンズＬ２１と、像面側に凹面を向けた負のメニスカスレンズＬ２２と光軸近傍（レンズ中心部）において両凸形状の正レンズＬ２３とからなる接合レンズで構成され、全体として正の屈折力を有している。
尚、像面側に凹面を向けた正のメニスカスレンズＬ２１の物体側の面は、レンズ中心部から周辺部にかけて正の屈折力が徐々に弱くなっていく構成となっている。また、光軸近傍（レンズ中心部）において両凸形状の正レンズＬ２３の像側の面は、光軸中心とその周辺で曲率の符号が異なる構成となっている。
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の像面側に凹面を向けた負のメニスカスレンズＬ１１の像側面、第２レンズ群Ｇ２の像面側に凹面を向けた正のメニスカスレンズＬ２１の物体側面、光軸近傍（レンズ中心部）において両凸形状の正レンズＬ２３の像側の面にそれぞれ設けられている。
広角端（ａ）から望遠端（ｃ）に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は像側に凸の軌跡で移動し、広角端（ａ）よりも望遠端（ｃ）にてややズームレンズ全長が長くなるように移動し、第２レンズ群Ｇ２は撮像面Ｉ側から物体側へとそれぞれ移動する。そして、無限遠物点合焦時から至近物点合焦時へのフォーカシング時には、第1レンズ群Ｇ１は物体側に移動する。
このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ4が減少し、第２レンズ群Ｇ２と平行平面板ＦＬの間隔ｄ9が増大するように、各レンズ群は移動する。なお、撮像面Ｉは、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサーの有効撮像対角方向に置かれている。
次に、本発明の第１実施例の２群ズームレンズを構成する光学部材の数値データを以下に示す。
ここで、数値データ中、ｒ1、ｒ2・・・は各光学部材の面の曲率半径(mm)、ｄ1、ｄ2・・・は各光学部材の肉厚又はそれらの空気間隔(mm)、ｎd1、ｎd2・・・は各光学部材のｄ線の波長（587.6nm）における屈折率、νd1、νd2・・・は各光学部材のｄ線の波長（587.6nm）におけるアッベ数を表している。ｆは全系の焦点距離を表している。
また、光軸に対して回転対象な非球面形状は、光軸方向をｚとし，光軸に直交する方向をｙとし、ｚとｙの直交する方向をｘとして、円錐係数をｋ、光軸に対して回転対称な非球面係数をＡ4、Ａ6、Ａ8、Ａ10とした時、次式で定義される。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／〔１＋[１−（1＋ｋ）（ｙ／ｒ）2]1/2〕＋Ａ4ｙ4
＋Ａ6ｙ6＋Ａ8ｙ8＋Ａ10ｙ10
なお、これらの記号は、後述の実施例２の数値データにおいても共通である。
数値データ１
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：3.82mm
焦点距離f：5.952mm〜17.097mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：3.26〜5.70
ｒ1=46.387 ｄ1=1.00 ｎd1=1.80610 νd1=40.92
ｒ2=3.854（非球面） ｒ2=1.77
ｒ3=7.382 ｄ3=1.62 ｎd3=1.84666 νd3=23.78
ｒ4=17.384 ｄ4=D4（可変）
ｒ5=∞（絞り） ｄ5=-0.26
ｒ6=4.855（非球面） ｄ6=2.52 ｎd6=1.58313 νd6=59.38
ｒ7=37.142 ｄ7=2.32 ｎd7=1.84666 νd7=23.78
ｒ8=6.503 ｄ8=1.93 ｎd8=1.51633 νd8=64.14
ｒ9=-15.584（非球面） ｄ9=D9（可変）
ｒ10=∞ ｄ10=0.50 ｎd10=1.54771 νd10=62.84
ｒ11=∞ ｄ11=0.60
ｒ12=∞ ｄ12=0.50 ｎd12=1.51633 νd12=64.14
ｒ13=∞ ｄ13=0.53
ｒ14=∞（撮像面）
非球面係数
面番号 ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
2 -0.766 3.15109×10-4 -1.45250×10-7 6.20761×10-9 -1.86943×10-9
6 -3.522 3.33417×10-3 -1.26709×10-4 9.03084×10-6 -3.57915×10-7
9 -36.821 8.56370×10-4 2.19507×10-4 -7.65093×10-6 2.14774×10-6
ズームデータ１
ズーム状態 広角端 中間 望遠端
ｆ 5.952 10.088 17.097
Ｆｎｏ． 3.26 4.16 5.70
全画角（2ω） 64.5° 39.7° 23.8°
Ｄ４ 10.80 4.80 1.26
Ｄ９ 8.64 12.53 19.13
第２実施例
図４は、本発明の２群ズームレンズの第２実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図４において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。図５は、第２実施例における２群ズームレンズの無限遠合焦時での広角端（ａ）、中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図である。
本発明の第２実施例の２群ズームレンズは、図４に示すように、物体側から撮像面Ｉに向かって、順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。図中、Ｓは明るさ絞りであり、ＦＬは1つの平行平板であり、ローパスフィルターや赤外吸収フィルター等のＩＲカットコート面を持つローパスフィルターと撮像素子のカバーガラスとを合成したものと等価なもので構成されている。Ｉは、撮像素子（ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等）の撮像面である。
第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凹面を向けた負のメニスカスレンズＬ１１と、空気間隔を挟んで物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズＬ１２とで構成されていて、全体として負の屈折力を有している。尚、像面側に凹面を向けた負のメニスカスレンズＬ１１の像側の面は、第１レンズ群中の空気に接するレンズ面の中で近軸曲率半径絶対値が最も小さくなる構成となっている。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、像面側に凹面を向けた正のメニスカスレンズＬ２１と、像面側に凹面を向けた負のメニスカスレンズＬ２２と光軸近傍（レンズ中心部）において両凸形状の正レンズＬ２３とからなる接合レンズで構成され、全体として正の屈折力を有している。
尚、像面側に凹面を向けた正のメニスカスレンズＬ２１の物体側の面は、レンズ中心部から周辺部にかけて正の屈折力が徐々に弱くなっていく構成となっている。また、光軸近傍（レンズ中心部）において両凸形状の正レンズＬ２３の像側の面は、光軸中心とその周辺とで曲率の符号が異なる構成となっている。
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の像面側に凹面を向けた負のメニスカスレンズＬ１１の像側面、第２レンズ群Ｇ２の像面側に凹面を向けた正のメニスカスレンズＬ２１の物体側面、光軸近傍（レンズ中心部）において両凸形状の正レンズＬ２３の像側の面にそれぞれ設けられている。
広角端（ａ）から望遠端（ｃ）に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は像側に凸の軌跡で移動し、広角端（ａ）よりも望遠端（ｃ）にてややズームレンズ全長が長くなるように移動し、第２レンズ群Ｇ２は撮像面Ｉ側から物体側へとそれぞれ移動する。そして、無限遠物点合焦時から至近物点合焦時へのフォーカシング時には、第1レンズ群Ｇ１は物体側に移動する。
このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ4が減少し、第２レンズ群Ｇ２と平行平面板ＦＬの間隔ｄ9が増大するように、各レンズ群は移動する。なお、撮像面Ｉは、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサーの有効撮像対角方向に置かれている。
次に、本発明の第２実施例の２群ズームレンズを構成する光学部材の数値データを以下に示す。
数値データ２
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：3.92mm
焦点距離f：5.916mm〜11.479mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：3.59〜5.07
ｒ1=76.650 ｄ1=1.00 ｎd1=1.80610 νd1=40.92
ｒ2=3.276（非球面） ｒ2=1.40
ｒ3=6.251 ｄ3=1.70 ｎd3=1.84666 νd3=23.78
ｒ4=16.782 ｄ4=D4（可変）
ｒ5=∞（絞り） ｄ5=-0.20
ｒ6=4.384（非球面） ｄ6=2.30 ｎd6=1.69350 νd6=53.21
ｒ7=300.000 ｄ7=0.80 ｎd7=1.84666 νd7=23.78
ｒ8=6.297 ｄ8=2.40 ｎd8=1.48749 νd8=70.23
ｒ9=-13.015（非球面） ｄ9=D9（可変）
ｒ10=∞ ｄ10=1.30 ｎd10=1.51633 νd10=64.14
ｒ11=∞ ｄ11=1.23
ｒ12=∞（撮像面）
非球面係数
面番号 ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
2 -1.130 1.83732×10-3 -2.30469×10-5 4.01044×10-6 -1.91354×10-7
6 -0.345 -5.98870×10-5 6.13929×10-6 -2.96420×10-6 8.00000×10-7
9 0.000 4.16180×10-3 9.37500×10-5 6.17499×10-5 1.48794×10-7
ズームデータ２
ズーム状態 広角端 中間 望遠端
ｆ 5.916 7.988 11.479
Ｆｎｏ． 3.59 4.14 5.07
全画角（2ω） 65.5° 49.6° 35.1°
Ｄ４ 6.09 3.53 1.30
Ｄ９ 7.12 8.99 12.14
上記各実施例において、２群ズームレンズの予定結像面位置に受光面を配した場合を想定しているが、受光面位置が予定結像面よりも物体側にずれている場合、像位置調整のための第１レンズ群の繰出し量は、広角端の方が望遠端よりも大きくなる。
また、上記各実施例において、像位置の調整のための第１レンズ群の繰出し量が広角端の方が望遠端より大きくなることを見越して、広角端よりも望遠端にて全長が長くなる設定としている。
また、上記各実施例において、本発明の２群ズームレンズでは、広角端から望遠端に変倍する際、第１レンズ群Ｇ１が像側に凸の軌跡で移動し、第２レンズ群Ｇ２が撮像面側から物体側へとそれぞれ移動し、無限遠物点合焦時から至近物点合焦時へのフォーカシング時には、第1レンズ群Ｇ１を物体側に移動するように構成されているが、実際の変倍時の動作として、まず、第１レンズ群を望遠端の無限遠合焦時に対応する位置に固定した後、第２レンズ群を移動させて焦点距離の調整を行い、その後、撮影時のフォーカシング指示（シャッターボタンの押圧動作）に連動して、第１レンズ群を移動させて受光面上での合焦状態が良好となるような構成としても良い。
なお、上記各実施例において、２群ズームレンズを構成する全てのレンズは、均質媒質のものであるが、適宜、回折レンズ面、屈折率分布型のレンズを用いても良い。
次に、上記各実施例における条件式に対応した値を次の表１に示す。
表１
以上、説明した本発明の２群ズームレンズを用いた電子撮像装置は、２群ズームレンズ等の結像光学系で物体像を形成しその像をＣＣＤ等の固体撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわけ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。
図６〜図８は、本発明の２群ズームレンズ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であり、図６はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図７は同後方斜視図、図８はデジタルカメラ４０の構成を示す断面図である。なお、図８に示すデジタルカメラは、撮像光路をファインダーの長辺方向に折り曲げた構成となっており、図８中の観察者の眼を上側からみて示してある。
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、シャッター釦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釦４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば、第１実施例の２群ズームレンズを通して撮影が行われるようになっている。そして、撮影光学系４１によって形成された物体像が、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等の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 にはメモリ等が配置され、ＣＣＤ４９で撮影された物体像を電子情報として記録することもできる。なお、このメモリは処理手段５1 と別体に設けてもよいし、フレキシブル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。
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５４が配置されている。
このように構成されたデジタルカメラ４０は、カメラの薄型化に効果がある。また、撮影光学系４１が適度な画角を確保でき、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できる２群ズームレンズであるので、高性能化が実現できると共に、撮影光学系４１を少ない光学部材で構成できるため、小型化、簡素化、低コスト化が実現できる。
なお、本実施例のデジタルカメラ４０の撮像光路をファインダーの短辺方向に折り曲げて構成してもよい。その場合には、撮影レンズの入射面からストロボ（又はフラッシュ）をより上方に離して配置し、人物のストロボ撮影時の際に生じる影の影響を緩和できるレイアウトにし得る。
なお、図８の構成において、カバー部材５４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としても良い。
ここで、カバー部材を設けずに、本発明の光学系中の最も物体側に配置された面をカバー部材と兼用することもできる。本例ではその最も物体側の面は第１レンズ群Ｇ１の入射面となる。
次に、図９は、本発明の２群ズームレンズを電子カメラ４０の撮影部の対物光学系に組み込んだ構成の概念図を示す。この場合は、撮影用光路４２上に配置された撮影用対物光学系４８に、本発明の２群ズームレンズを用いている。この撮影用対物光学系４８により形成された物体像は、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター６１を介してＣＣＤ４９の撮像面５０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、液晶表示素子（ＬＣＤ）６０上に電子像として表示される。また、この処理手段５１には記録手段５２が接続され、ＣＣＤ４９で撮影された物体像を電子情報として、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、フレキシブル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。ＬＣＤ６０に表示された画像は、接眼光学系５９を介して観察者眼球Ｅに導かれる。
この接眼光学系５９は偏心プリズムからなり、この例では、入射面６２と、反射面６３と、反射と屈折の兼用面６４の３面から構成されている。また、２つの反射作用を持った面６３、６４の中、少なくとも一方の面、望ましくは両方の面が、光束にパワーを与え、かつ、偏心収差を補正する唯一の対称面を持つ面対称自由曲面にて構成されている。そして、この唯一の対称面は、撮影用対物光学系４８のプリズム１０、２０が有する面対称自由曲面の唯一の対称面と略同一平面上に形成されている。
このように構成されたデジタルカメラ４０は、カメラの薄型化に効果がある。また、撮影用対物光学系４８が適度な画角を確保でき、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できる２群ズームレンズであるので、高性能化が実現できると共に、撮影用対物光学系４８を少ない光学部材で構成できるため、小型化、簡素化、低コスト化が実現できる。
なお、本例では、撮影用対物光学系４８のカバー部材６５として、平行平面板を配置しているが、前例と同様に、パワーを持ったレンズを用いてもよい。
ここで、カバー部材を設けずに、本発明の光学系中の最も物体側に配置された面をカバー部材と兼用することもできる。本例ではその最も物体側の面は第１レンズ群Ｇ１の入射面となる。
次に、本発明の撮像装置を情報処理装置の一例であるパソコンを図１０〜図１２に示す。図１０はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図１はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図１２は図１０の側面図である。
図１０〜図１２に示すように、パソコン３００は、外部から操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。この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明による、例えば第１実施例の２群ズームレンズからなる対物光学系１００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。
ここで、撮像素子チップ１６２上にはカバーガラスＣＧ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、対物光学系１００の鏡枠１０１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、対物光学系１００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１０１の先端（図示略）には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。なお、鏡枠１０１中のズームレンズの駆動機構等は図示を省いてある。
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１０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。
次に、本発明の撮像装置を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を図１３に示す。図１３（ａ）は携帯電話４００の正面図、図１３（ｂ）は側面図、図１３（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。
図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、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、例えば、第１実施例の２群ズームレンズからなる対物光学系１００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。
ここで、撮像素子チップ１６２上にはカバーガラスＣＧ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、対物光学系１００の鏡枠１０１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、対物光学系１００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１０１の先端（図示略）には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。なお、鏡枠１０１中のズームレンズの駆動機構等は図示を省いてある。
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。
本発明において、画像処理部は電子撮像装置と一体に設けても良く、或いは、電子撮像装置とは別に画像処理装置として設けても良い。
２群ズームレンズについて、実際の受光面の位置と予定結像面の位置との像位置ズレ量を第１レンズ群（Ｇ１）を物体側に移動させて結像位置を補正する場合の第１レンズ群（Ｇ１）、及び、光路を示す説明図である。 本発明の第１実施例に係る２群ズームレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態をそれぞれ示している。 第１実施例に係る２群ズームレンズの無限遠合焦時での広角端（ａ）、中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差をそれぞれ示している。 本発明の第２実施例に係る２群ズームレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態をそれぞれ示している。 第２実施例に係る２群ズームレンズの無限遠合焦時での広角端（ａ）、中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差をそれぞれ示している。 本発明の２群ズームレンズを適用した電子カメラの外観を示す前方斜視図である。 図６のデジタルカメラの後方斜視図である。 図６のデジタルカメラの構成を示す断面図である。 本発明の２群ズームレンズを適用した別の電子カメラの概念図である。 本発明の光学系が対物光学系として組み込まれたパソコンのカバーを開いた前方斜視図である。 パソコンの撮影光学系の断面図である。 図１０の状態の側面図である。 本発明２群ズームレンズが対物光学系として組み込ま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
Ｓ 明るさ絞り
ＦＬ 平行平面板
ＣＧ カバーがラス
Ｉ 撮像面
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｌ１１ 像面側に凹面を向けた負のメニスカスレンズ
Ｌ１２ 物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズ
Ｌ２１ 像面側に凹面を向けた正のメニスカスレンズ
Ｌ２２ 像面側に凹面を向けた負のメニスカスレンズ
Ｌ２３ 光軸近傍（レンズ中心部）において両凸形状の正レンズ
４０ デジタルカメラ
４１ 撮像光学系
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 シャッター釦
４６ フラッシュ
４７ 液晶表示モニター
４８ カバーガラス
４９ ＣＣＤ
５０ 撮像面
５１ 処理手段
５２ 記録手段
５３ ファインダー用対物光学系
５４ カバー部材
５５ ポロプリズム
５６ 第１反射面
５７ 視野枠
５８ 第２反射面
５９ 接眼光学系
６０ 液晶表示素子（ＬＣＤ）
６１ フィルター
６２ 入射面
６３ 反射面
６４ 反射と屈折の兼用面
６５ カバー部材
６６ カバーガラス
１００ 対物光学系
１０１ 鏡枠
１０２ カバーガラス
１０３ 制御系
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
Ｅ 観察者眼球

Claims (10)

  1. 物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とからなり、
    ２つのレンズ群の間隔を狭くすることにより広角端から望遠端への変倍を行い、
    前記負の屈折力を有する第1レンズ群が無限遠物点合焦から近距離物点合焦へのフォーカシング時に物体側に移動し、
    且つ、次の条件式をいずれも満足することを特徴とする２群ズームレンズ。
    ０．９３０＜｜ｆ1｜／√（ｆw・ｆT）＜０．９９０
    ＬT／LW＞１
    １．０＜（β2w）2×ｆT／ｆw＜１．２０
    １．２＜｜β2T｜＜５
    但し、ｆ1は第１レンズ群の焦点距離であり、ｆwは広角端無限遠合焦時における２群ズームレンズ全系の焦点距離であり、ｆTは望遠端無限遠合焦時における２群ズームレンズ全系の焦点距離であり、Lwは広角端における無限遠合焦時の第１レンズ群の最も物体側の面頂から結像面までの距離であり、ＬTは望遠端における無限遠合焦時の第１レンズ群の最も物体側の面頂から結像面までの距離であり、β2wは広角端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率であり、β2Tは望遠端における無限遠合焦時の第２レンズ群の横倍率である。
  2. 前記第２レンズ群が、複数の非球面を有し、
    前記複数の非球面のうち最も物体側の非球面が、光軸から離れるにつれて正の屈折力が弱くなり、
    前記複数の非球面のうち最も像面側の非球面が、光軸中心とその周辺とで曲率の符号が異なるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の２群ズームレンズ。
  3. 前記第２レンズ群が１つのレンズ成分で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の２群ズームレンズ。
    但し、前記レンズ成分は、有効径内での空気接触面が最物体側面と最像側面の２面のみのレンズであり、単レンズ若しくは接合レンズで構成されている。
  4. 前記レンズ成分の最物体側面と最像側面が非球面であることを特徴とする請求項３に記載の２群ズームレンズ。
  5. 前記レンズ成分が、１つの接合レンズで構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の２群ズームレンズ。
  6. 前記レンズ成分が、物体側から順に、正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズからなる接合レンズで構成され、
    前記３枚のレンズからなる接合レンズの最物体側面と最像側面が、光軸上にてそれぞれ空間側に凸面を向けた形状に構成されていることを特徴とする請求項５に記載の２群ズームレンズ。
  7. 前記第１レンズ群が、物体側より順に、像面側に凹面を向けた負レンズ成分、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分で構成され、
    前記負レンズ成分の凹面が、第１レンズ群中の空気に接するレンズ面の中で近軸曲率半径絶対値が最も小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の２群ズームレンズ。
    但し、前記レンズ成分は、有効径内での空気接触面が最物体側面と最像側面の２面のみのレンズであり、単レンズ若しくは接合レンズで構成されている。
  8. 明るさ絞りが、前記第１レンズ群と第２レンズ群の間に配置され、
    且つ、前記明るさ絞りが、変倍時、像面に対する前記第２レンズ群の移動方向と同じ方向に移動することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の２群ズームレンズ。
  9. 前記明るさ絞りが、第２レンズ群の入射面頂よりも像側に位置し、開口サイズが一定であることを特徴とする請求項８に記載の２群ズームレンズ。
  10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の２群ズームレンズと、その像側に配置され、且つ、前記２群ズームレンズにより撮像面上に形成される被写体像を電気信号に変換する受光面を持つ電子撮像素子とを備えたことを特徴とする電子撮像装置。
JP2005162569A 2005-06-02 2005-06-02 ２群ズームレンズ及びそれを備えた電子撮像装置 Expired - Fee Related JP4790320B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005162569A JP4790320B2 (ja) 2005-06-02 2005-06-02 ２群ズームレンズ及びそれを備えた電子撮像装置
US11/438,317 US7436601B2 (en) 2005-06-02 2006-05-23 Two-group zoom lens and an electronic imaging apparatus having it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005162569A JP4790320B2 (ja) 2005-06-02 2005-06-02 ２群ズームレンズ及びそれを備えた電子撮像装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2006337731A true JP2006337731A (ja) 2006-12-14
JP2006337731A5 JP2006337731A5 (ja) 2008-05-29
JP4790320B2 JP4790320B2 (ja) 2011-10-12

Family

ID=37493860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005162569A Expired - Fee Related JP4790320B2 (ja) 2005-06-02 2005-06-02 ２群ズームレンズ及びそれを備えた電子撮像装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7436601B2 (ja)
JP (1) JP4790320B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010054523A (ja) * 2007-05-09 2010-03-11 Milestone Kk 撮像レンズ

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5087945B2 (ja) * 2007-02-16 2012-12-05 株式会社ニコン ズームレンズと、これを有する光学装置
JP5082486B2 (ja) * 2007-02-16 2012-11-28 株式会社ニコン ズームレンズと、これを有する光学装置
JP5128144B2 (ja) * 2007-02-19 2013-01-23 ヤマハ発動機株式会社 船舶推進機及び船舶
US10606046B2 (en) * 2015-07-20 2020-03-31 Young Optics Inc. Zoom lens
TWI684784B (zh) * 2016-06-30 2020-02-11 光芒光學股份有限公司 光學鏡頭
JP2018037946A (ja) * 2016-09-01 2018-03-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 撮像装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58178317A (ja) * 1982-04-12 1983-10-19 Canon Inc ズ−ムレンズの合焦方法
JPS61198116A (ja) * 1985-02-27 1986-09-02 Canon Inc 広角ズ−ムレンズ
JPH0527166A (ja) * 1991-07-24 1993-02-05 Olympus Optical Co Ltd ２群ズームレンズ
JPH0588084A (ja) * 1991-09-30 1993-04-09 Nikon Corp ２群構成ズームレンズ
JP2002303792A (ja) * 2001-04-03 2002-10-18 Optech:Kk ズームレンズおよびこのズームレンズを用いた撮像装置
JP2003149551A (ja) * 2001-11-12 2003-05-21 Sony Corp ズームレンズ及び情報機器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11223768A (ja) * 1998-02-05 1999-08-17 Asahi Optical Co Ltd ズームレンズ系
US6809882B2 (en) * 2001-03-15 2004-10-26 Fuji Photo Optical Co., Ltd. Wide-angle zoom lens
US6618205B2 (en) * 2001-05-14 2003-09-09 Pentax Corporation Endoscope objective optical system
US7002755B2 (en) 2001-11-26 2006-02-21 Olympus Corporation Zoom lens, and electronic imaging system using the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58178317A (ja) * 1982-04-12 1983-10-19 Canon Inc ズ−ムレンズの合焦方法
JPS61198116A (ja) * 1985-02-27 1986-09-02 Canon Inc 広角ズ−ムレンズ
JPH0527166A (ja) * 1991-07-24 1993-02-05 Olympus Optical Co Ltd ２群ズームレンズ
JPH0588084A (ja) * 1991-09-30 1993-04-09 Nikon Corp ２群構成ズームレンズ
JP2002303792A (ja) * 2001-04-03 2002-10-18 Optech:Kk ズームレンズおよびこのズームレンズを用いた撮像装置
JP2003149551A (ja) * 2001-11-12 2003-05-21 Sony Corp ズームレンズ及び情報機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010054523A (ja) * 2007-05-09 2010-03-11 Milestone Kk 撮像レンズ
US7880981B2 (en) 2007-05-09 2011-02-01 Satoshi Do Imaging lens

Also Published As

Publication number Publication date
US7436601B2 (en) 2008-10-14
JP4790320B2 (ja) 2011-10-12
US20060274427A1 (en) 2006-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4508525B2 (ja) 光路折り曲げズーム光学系
US7289273B2 (en) Zoom lens and electronic imaging apparatus having the same
JP4813136B2 (ja) ズーム光学系及びそれを備えた撮像装置
US7110187B2 (en) Zoom lens and electronic imaging apparatus using the same
JP3909989B2 (ja) ズームレンズと電子撮像素子を備えたカメラ
JP2004348082A (ja) 光路折り曲げ光学系
JP2006284790A (ja) 電子撮像装置
JP4477336B2 (ja) ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置
JP2000292692A (ja) 撮影光学系
JP4790320B2 (ja) ２群ズームレンズ及びそれを備えた電子撮像装置
JP4813102B2 (ja) ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置
JP4869522B2 (ja) 光路折り曲げズーム光学系
JP4079630B2 (ja) 撮像レンズ及びそれを備えた撮像装置
JP4573378B2 (ja) ズームレンズ
JP2003098430A (ja) 折り曲げ結像光学系
JP2004264343A (ja) ズームレンズを有する電子撮像装置
JP4947990B2 (ja) 撮像装置及びそれを備えた電子機器
JP2007248951A (ja) 屈曲変倍光学系
JP4503957B2 (ja) ３群ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置
JP4454996B2 (ja) 撮像装置
JP4718204B2 (ja) ズームレンズ及びそれを備えた電子機器
JP2008122874A (ja) 撮影光学系及びこの撮影光学系を備えた撮像装置
JP2006064904A (ja) 接合レンズを備えた光学系及びそれを用いた撮像装置
JP2006330675A (ja) 変倍光学系とそれを搭載した電子機器
JP4849514B2 (ja) 変倍光学系及びそれを用いた撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20070214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070424

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080416

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080416

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110322

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110415

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110712

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110720

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140729

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4790320

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees