JP2007079326A - ズームレンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】携帯電話機等に搭載されるズームレンズの光学性能を高めつつ小型化を図る。
【解決手段】物体側から順に、負の屈折力を有し固定された第1レンズ群I、負の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し一端像面側に移動した後に物体側に移動する第2レンズ群II、正の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し物体側に直線的に移動する第3レンズ群III、正の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し一端像面側に移動した後に物体側に移動する第4レンズ群IVを備え、第1レンズ群Iは、光路を直角に屈曲させると共に物体側の面S1が凹状の球面に形成されたプリズム1からなり、第1レンズ群Iの焦点距離f1G、広角端におけるレンズ系の焦点距離fwが、│f1G│/fw>5.5を満足する。これにより、薄型化されて、高画素の撮像素子に対応し得る光学性能の高い小型のズームレンズが得られる。
【選択図】図1
【解決手段】物体側から順に、負の屈折力を有し固定された第1レンズ群I、負の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し一端像面側に移動した後に物体側に移動する第2レンズ群II、正の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し物体側に直線的に移動する第3レンズ群III、正の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し一端像面側に移動した後に物体側に移動する第4レンズ群IVを備え、第1レンズ群Iは、光路を直角に屈曲させると共に物体側の面S1が凹状の球面に形成されたプリズム1からなり、第1レンズ群Iの焦点距離f1G、広角端におけるレンズ系の焦点距離fwが、│f1G│/fw>5.5を満足する。これにより、薄型化されて、高画素の撮像素子に対応し得る光学性能の高い小型のズームレンズが得られる。
【選択図】図1
Description
本発明は、CCD等の固体撮像素子を用いたデジタルカメラ等に使用される小型のズームレンズに関し、特に、携帯電話機、携帯情報端末機(PDA)、PCカメラ(パーソナルコンピュータに付属の又は接続して使用されるカメラ)等のモバイル機器に適した小型のズームレンズに関する。
近年、携帯電話機等の市場においては、デジタルカメラを搭載したものが主流になり、高画素化に対応でき、小型かつ低コストであると同時に付加価値を要求されるレンズとしては、単焦点レンズよりも変倍撮影が可能なズームレンズが望まれている。
一般に、ズームレンズは複数のレンズを相対的に移動させて撮影範囲を変化させるものであるため、レンズを配置するスペースとは別にレンズが移動できるスペースを確保しなければならない。したがって、所望の変倍比を確保しつつ小型化を図るには、レンズの枚数を減らす必要があるが、単にレンズの枚数を減らして小型化を図ろうとすると、諸収差の補正が困難になる。
一般に、ズームレンズは複数のレンズを相対的に移動させて撮影範囲を変化させるものであるため、レンズを配置するスペースとは別にレンズが移動できるスペースを確保しなければならない。したがって、所望の変倍比を確保しつつ小型化を図るには、レンズの枚数を減らす必要があるが、単にレンズの枚数を減らして小型化を図ろうとすると、諸収差の補正が困難になる。
従来のズームレンズとしては、第1レンズ群を正の屈折力を有する一つのレンズ、第2レンズ群を正の屈折力を有する一つのレンズ、第3レンズ群を正の屈折力を有する一つのレンズにより形成した3群3枚のレンズ構成を採用したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、このズームレンズでは、3群3枚レンズ構成であるため小型化を図ることはできるものの、広角端〜望遠端の全域で収差、特に色収差の補正が困難であり、高画素の撮像素子に対応させるのは困難であった。
しかしながら、このズームレンズでは、3群3枚レンズ構成であるため小型化を図ることはできるものの、広角端〜望遠端の全域で収差、特に色収差の補正が困難であり、高画素の撮像素子に対応させるのは困難であった。
また、従来の他のズームレンズとしては、最も物体側において、光路を直角に屈曲させるプリズムを採用し、レンズ系の奥行き方向の寸法を短くして薄型化を図ったものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、このズームレンズでは、プリズムの物体側(被写体側)の面に非球面を採用しているため、加工が難しく現実的でない。
しかしながら、このズームレンズでは、プリズムの物体側(被写体側)の面に非球面を採用しているため、加工が難しく現実的でない。
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、奥行き寸法を短くして薄型化を図ると共に、2.5倍程度の変倍比を確保し、高画素の撮像素子に対応し得るべく高い光学性能を確保し、携帯電話機、携帯情報端末機、携帯型パーソナルコンピュータ等のモバイル機器に適した、小型のズームレンズを提供することにある。
本発明のズームレンズは、物体側から像面側に向けて順に配列された、負の屈折力を有し固定された第1レンズ群、負の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し一端像面側に移動した後に物体側に移動する第2レンズ群、正の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し物体側に直線的に移動する第3レンズ群、正の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し一端像面側に移動した後に物体側に移動する第4レンズ群を備え、第1レンズ群は、光路を直角に屈曲させると共に物体側の面が凹状の球面に形成されたプリズムからなり、第1レンズ群の焦点距離をf1G、広角端におけるレンズ系(第1レンズ群の最前面〜像面)の焦点距離をfwとするとき、下記条件式(1)、
(1)│f1G│/fw>5.5
を満足する、ことを特徴としている。
この構成によれば、ズーミングに際し、第1レンズ群が固定した状態で、第2レンズ群が像面側に凸となる軌跡を描きつつ移動直線的に移動し(広角端から望遠端へ移動するとき、一端像面側に移動した後に物体側に移動し)、第3レンズ群が物体側に向けて直線的に移動し(広角端から望遠端へ移動するとき、物体側に向けて直線的に移動し)、第4レンズ群が像面側に凸となる軌跡を描きつつ移動する(広角端から望遠端へ移動するとき、一端像面側に移動した後に物体側に移動する)。ここで、第1レンズ群として物体側の面に凹状の球面をもつプリズムを採用すると共に条件式(1)を満たすことにより、奥行き寸法を短くして薄型化を達成すると共に、2.5倍程度の変倍比を確保でき、諸収差が良好に補正されて高画素の撮像素子に対応する光学性能の高い小型のズームレンズが得られる。
(1)│f1G│/fw>5.5
を満足する、ことを特徴としている。
この構成によれば、ズーミングに際し、第1レンズ群が固定した状態で、第2レンズ群が像面側に凸となる軌跡を描きつつ移動直線的に移動し(広角端から望遠端へ移動するとき、一端像面側に移動した後に物体側に移動し)、第3レンズ群が物体側に向けて直線的に移動し(広角端から望遠端へ移動するとき、物体側に向けて直線的に移動し)、第4レンズ群が像面側に凸となる軌跡を描きつつ移動する(広角端から望遠端へ移動するとき、一端像面側に移動した後に物体側に移動する)。ここで、第1レンズ群として物体側の面に凹状の球面をもつプリズムを採用すると共に条件式(1)を満たすことにより、奥行き寸法を短くして薄型化を達成すると共に、2.5倍程度の変倍比を確保でき、諸収差が良好に補正されて高画素の撮像素子に対応する光学性能の高い小型のズームレンズが得られる。
上記構成において、広角端における第2レンズ群と第3レンズ群の光軸上の間隔をDw2−3、広角端における第3レンズ群と第4レンズ群の光軸上の間隔をDw3−4、望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群の光軸上の間隔をDt2−3、望遠端における第3レンズ群と第4レンズ群の光軸上の間隔をDt3−4とするとき、下記条件式(2),(3)、
(2)2.0<Dw2−3/Dw3−4<4.0
(3)Dt2−3/Dt3−4<0.2
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、条件式(2),(3)を満たすことにより、レンズ系全長を短くしつつ、ズーミングに必要なレンズの移動スペースを確保でき、又、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差等の諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
(2)2.0<Dw2−3/Dw3−4<4.0
(3)Dt2−3/Dt3−4<0.2
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、条件式(2),(3)を満たすことにより、レンズ系全長を短くしつつ、ズーミングに必要なレンズの移動スペースを確保でき、又、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差等の諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
上記構成において、第2レンズ群の焦点距離をf2G、第3レンズ群の焦点距離をf3G、第4レンズ群の焦点距離をf4Gとするとき、下記条件式(4),(5),(6)、
(4)2.0<│f2G│/fw<10.0
(5)0.9<│f3G│/fw<1.5
(6)1.5<│f4G│/fw<2.0
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、条件式(4),(5),(6)を満たすことにより、各レンズ群のパワーを適切に配置して所望の変倍比を確保しつつ、光学長を短くして小型化を達成できると共に、諸収差、特に、広角側での歪曲収差及び非点収差、広角〜望遠の全域での球面収差及びコマ収差、望遠側での非点収差を良好に補正することができ、全体として諸収差が良好に補正された光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
(4)2.0<│f2G│/fw<10.0
(5)0.9<│f3G│/fw<1.5
(6)1.5<│f4G│/fw<2.0
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、条件式(4),(5),(6)を満たすことにより、各レンズ群のパワーを適切に配置して所望の変倍比を確保しつつ、光学長を短くして小型化を達成できると共に、諸収差、特に、広角側での歪曲収差及び非点収差、広角〜望遠の全域での球面収差及びコマ収差、望遠側での非点収差を良好に補正することができ、全体として諸収差が良好に補正された光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
上記構成において、広角端におけるレンズ系全長(第1レンズ群の最前面〜像面、但し第4レンズ群〜像面は空気換算距離とする)をDwとするとき、下記条件式(7)、
(7)3.0<Dw/fw<5.0
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、広角端におけるレンズ系全長とレンズ系の焦点距離の関係が条件式(7)を満たすように設定することにより、2.5倍程度の適切な変倍比を確保しつつ、レンズ系全長(光学長)を短く設定することができる。
(7)3.0<Dw/fw<5.0
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、広角端におけるレンズ系全長とレンズ系の焦点距離の関係が条件式(7)を満たすように設定することにより、2.5倍程度の適切な変倍比を確保しつつ、レンズ系全長(光学長)を短く設定することができる。
上記構成において、第2レンズ群は、物体側及び像面側の凹面を向けた両凹形状の第2レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第3レンズからなり、第3レンズ群は、物体側及び像面側に凸面を向けた両凸形状の第4レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第5レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第6レンズからなり、第4レンズ群は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第7レンズからなる、構成を採用することができる。
この構成によれば、3群7枚のレンズ構成を採用することにより、小型化を達成しつつ、高画素の撮像素子に対応し得る高い光学性能をもつズームレンズを得ることができる。
この構成によれば、3群7枚のレンズ構成を採用することにより、小型化を達成しつつ、高画素の撮像素子に対応し得る高い光学性能をもつズームレンズを得ることができる。
上記構成において、第4レンズ及び第6レンズは、物体側及び像面側の両面が非球面に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、広角〜望遠の全域において、特に、球面収差、コマ収差を良好の補正することができ、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
この構成によれば、広角〜望遠の全域において、特に、球面収差、コマ収差を良好の補正することができ、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
上記構成において、第2レンズ及び第7レンズは、物体側及び像面側の少なくとも一方の面が非球面に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第2レンズに非球面を採用することにより、広角側での歪曲収差及び非点収差を良好に補正することができ、第7レンズに非球面を採用することにより、望遠側での非点収差を良好に補正することができる。
この構成によれば、第2レンズに非球面を採用することにより、広角側での歪曲収差及び非点収差を良好に補正することができ、第7レンズに非球面を採用することにより、望遠側での非点収差を良好に補正することができる。
上記構成において、第2レンズのアッベ数をν2、第3レンズのアッベ数をν3、第4レンズのアッベ数をν4、第5レンズのアッベ数をν5とするとき、下記条件式(8),(9)、
(8)ν2−ν3>15
(9)ν4−ν5>20
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、条件式(8),(9)を満たすことにより、広角〜望遠の全域において、色収差、特に、条件式(8)を満たすことにより軸上色収差を良好に補正することができ、条件式(9)を満たすことにより倍率色収差を良好に補正することができる。
(8)ν2−ν3>15
(9)ν4−ν5>20
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、条件式(8),(9)を満たすことにより、広角〜望遠の全域において、色収差、特に、条件式(8)を満たすことにより軸上色収差を良好に補正することができ、条件式(9)を満たすことにより倍率色収差を良好に補正することができる。
上記構成において、第6レンズ及び第7レンズは、プラスチック材料により形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ガラス材料に比べて、コストを低減できると共に、難しい形状も容易に成型することができるため、設定し得る形状の自由度が増える。
この構成によれば、ガラス材料に比べて、コストを低減できると共に、難しい形状も容易に成型することができるため、設定し得る形状の自由度が増える。
上記構成をなすズームレンズによれば、奥行き寸法を短くして薄型化を達成でき、2.5倍程度の変倍比を確保でき、携帯電話機、携帯情報端末機、携帯型パーソナルコンピュータ等のモバイル機器に適した、高画素の撮像素子に対応し得るべく光学性能の高い小型のズームレンズを提供することができる。
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1及び図2は、本発明に係るズームレンズの一実施形態を示すものであり、図1は概略構成図、図2は広角端、中間、望遠端における状態図である。
このズームレンズは、図1に示すように、物体側から像面側に向けて順に配列された、負の屈折力を有する第1レンズ群(I)、負の屈折力を有する第2レンズ群(II)、正の屈折力を有する第3レンズ群(III)、正の屈折力を有する第4レンズ群(IV)を備えている。
そして、広角端から望遠端へのズーミングに際しては、図2(a),(b),(c)に示すように、第1レンズ群(I)が所定位置に停止した(固定された)状態で、第2レンズ群(II)が一端像面側に移動した後に物体側に移動するように(像面側に凸となる軌跡を描くように)移動し、第3レンズ群(III)が像面側から物体側に向けて直線的に移動し、第4レンズ群(IV)が一端像面側に移動した後に物体側に移動するように(像面側に凸となる軌跡を描くように)移動する。
図1及び図2は、本発明に係るズームレンズの一実施形態を示すものであり、図1は概略構成図、図2は広角端、中間、望遠端における状態図である。
このズームレンズは、図1に示すように、物体側から像面側に向けて順に配列された、負の屈折力を有する第1レンズ群(I)、負の屈折力を有する第2レンズ群(II)、正の屈折力を有する第3レンズ群(III)、正の屈折力を有する第4レンズ群(IV)を備えている。
そして、広角端から望遠端へのズーミングに際しては、図2(a),(b),(c)に示すように、第1レンズ群(I)が所定位置に停止した(固定された)状態で、第2レンズ群(II)が一端像面側に移動した後に物体側に移動するように(像面側に凸となる軌跡を描くように)移動し、第3レンズ群(III)が像面側から物体側に向けて直線的に移動し、第4レンズ群(IV)が一端像面側に移動した後に物体側に移動するように(像面側に凸となる軌跡を描くように)移動する。
第1レンズ群(I)は、負の屈折力を有するプリズム1により形成され、第2レンズ群(II)は、両凹形状の第2レンズ2及びメニスカス形状の第3レンズ3により形成され、第3レンズ群(III)は、所定の口径をなす開口絞りSD、両凸形状の第4レンズ、メニスカス形状の第5レンズ5、及びメニスカス形状の第6レンズ6により形成され、第4レンズ群(IV)は、メニスカス形状の第7レンズ7により形成されている。そして、第7レンズ7の後方にガラスフィルタ8が配置され、その後方に撮像素子の像面Pが配置されている。
ここでは、プリズム1、開口絞りSD、第2レンズ2、第3レンズ3、第4レンズ4、第5レンズ5、第6レンズ6、第7レンズ、ガラスフィルタ8及び像面Pが、光軸Lに沿って物体側から像面側に向けて順に配列される構成において、図1に示すように、それぞれの面をSi(i=1〜17)、それぞれの面Siの曲率半径をRi(i=1〜17)、d線に対する屈折率をNi(i=1〜8)及びアッベ数をνi(i=1〜8)、プリズム1〜像面Pまでのレンズ系におけるそれぞれの光軸L上における間隔(厚さ、空気間隔)をDi(i=1〜17)で表す。
また、レンズ系(プリズム1の前面S1〜像面P)の広角端、中間、望遠端における焦点距離をfw,fm,ft、第1レンズ群(I)〜第4レンズ群(IV)の焦点距離をそれぞれf1G,f2G,f3G,f4G、広角端における第1レンズ群(I)と第2レンズ群(II)の光軸L上の間隔をDw2−3、広角端における第3レンズ群(III)と第4レンズ群(IV)の光軸L上の間隔をDw3−4、望遠端における第1レンズ群(I)と第2レンズ群(II)の光軸L上の間隔をDt2−3、望遠端における第3レンズ群(III)と第4レンズ群(IV)の光軸L上の間隔をDt3−4、広角端におけるレンズ系全長(プリズム1の前面S1〜像面P、但しガラスフィルタ8は空気換算距離とする)をDwで表す。
プリズム1は、ガラス材料又は樹脂材料により形成され、負の屈折力を有するように、物体側の面S1が凹状でかつ像面側の面S2が平坦に形成されており、光路(光軸L)を直角に屈曲させるようになっている。そして、物体側の面S1は、凹状の球面として形成されている。このように、プリズム1の物体側の面S1を球面とすることにより、加工が容易になる。
第2レンズ2は、ガラス材料又は樹脂材料により形成され、負の屈折力を有するように、物体側の面S3が凹状でかつ像面側の面S4が凹状をなす両凹形状のレンズである。
そして、好ましくは、面S3,S4の少なくとも一方が非球面に形成されている。このように、第2レンズ2に非球面を採用することにより、広角側での歪曲収差及び非点収差を良好に補正することができる。
そして、好ましくは、面S3,S4の少なくとも一方が非球面に形成されている。このように、第2レンズ2に非球面を採用することにより、広角側での歪曲収差及び非点収差を良好に補正することができる。
第3レンズ3は、ガラス材料又は樹脂材料により形成され、正の屈折率を有するように、物体側の面S5が凸状でかつ像面側の面S6が凹状をなすメニスカス形状のレンズである。そして、両面S5,S6は球面に形成されている。
第4レンズ4は、ガラス材料又は樹脂材料により形成され、正の屈折力を有するように、物体側の面S8が凸状でかつ像面側の面S9が凸状をなす両凸形状のレンズである。そして、両面S8,S9は、好ましくは非球面に形成されている。このように、両面S8,S9に非球面を採用することにより、広角〜望遠の全域において、特に、球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
第5レンズ5は、ガラス材料又は樹脂材料により形成され、負の屈折率を有するように、物体側の面S10が凸状でかつ像面側の面S11が凹状をなすメニスカス形状のレンズである。そして、両面S10,S11は球面に形成されている。
第6レンズ6は、好ましくは樹脂材料(プラスチック材料)により形成され、負の屈折率を有するように、物体側の面S12が凸状でかつ像面側の面S13が凹状をなすメニスカス形状のレンズである。そして、両面S12,S13は、好ましくは非球面に形成されている。
このように、第6レンズ6がプラスチック材料により形成されることにより、コストを低減でき、難しい形状も容易に成型でき、設定し得る形状の自由度が増す。また、両面S12,S13に非球面を採用することにより、広角〜望遠の全域において、特に、球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
このように、第6レンズ6がプラスチック材料により形成されることにより、コストを低減でき、難しい形状も容易に成型でき、設定し得る形状の自由度が増す。また、両面S12,S13に非球面を採用することにより、広角〜望遠の全域において、特に、球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
第7レンズ7は、好ましくは樹脂材料(プラスチック材料)により形成され、正の屈折率を有するように、物体側の面S14が凹状でかつ像面側の面S15が凸状をなすメニスカス形状のレンズである。そして、面S14,S15の少なくとも一方の面は、好ましくは非球面に形成されている。
このように、第7レンズ7がプラスチック材料により形成されることにより、コストを低減でき、難しい形状も容易に成型でき、設定し得る形状の自由度が増す。また、面S14,S15の一方に非球面を採用することにより、望遠側での非点収差を良好に補正することができる。
このように、第7レンズ7がプラスチック材料により形成されることにより、コストを低減でき、難しい形状も容易に成型でき、設定し得る形状の自由度が増す。また、面S14,S15の一方に非球面を採用することにより、望遠側での非点収差を良好に補正することができる。
また、ここでは、第1レンズ群の焦点距離f1G、広角端におけるレンズ系(第1レンズ群の最前面S1〜像面P)の焦点距離fwが、条件式(1)、
(1)│f1G│/fw>5.5
を満足するように形成されている。
このように、プリズム1〜第7レンズ7からなる3群7枚構成を採用すると共に、第1レンズ群(I)にプリズム1を採用すると共にズーミングに際し固定とすることにより、第2レンズ群(II)〜第4レンズ群(IV)を相対的に移動させることにより、奥行き寸法を短くして薄型化を達成でき、2.5倍程度の変倍比を確保でき、広角端でのF値が3.0程度と明るく、諸収差特に色収差等が良好に補正されて高画素の撮像素子に対応し得る高い光学性能を有し、携帯電話機等に搭載されても落下等の衝撃に耐え得るズームレンズが得られる。
(1)│f1G│/fw>5.5
を満足するように形成されている。
このように、プリズム1〜第7レンズ7からなる3群7枚構成を採用すると共に、第1レンズ群(I)にプリズム1を採用すると共にズーミングに際し固定とすることにより、第2レンズ群(II)〜第4レンズ群(IV)を相対的に移動させることにより、奥行き寸法を短くして薄型化を達成でき、2.5倍程度の変倍比を確保でき、広角端でのF値が3.0程度と明るく、諸収差特に色収差等が良好に補正されて高画素の撮像素子に対応し得る高い光学性能を有し、携帯電話機等に搭載されても落下等の衝撃に耐え得るズームレンズが得られる。
ここで、第2レンズ2、第4レンズ4、第6レンズ6、及び第7レンズ7の非球面を表す式は、次式で規定される。
Z=Cy2/[1+(1−εC2y2)1/2]+Dy4+Ey6+Fy8+Gy10
ただし、Z:非球面の頂点における接平面から,光軸Lからの高さがyの非球面上の点までの距離、y:光軸からの高さ、C:非球面の頂点における曲率(1/R)、ε:円錐定数、D,E,F,G:非球面係数である。
Z=Cy2/[1+(1−εC2y2)1/2]+Dy4+Ey6+Fy8+Gy10
ただし、Z:非球面の頂点における接平面から,光軸Lからの高さがyの非球面上の点までの距離、y:光軸からの高さ、C:非球面の頂点における曲率(1/R)、ε:円錐定数、D,E,F,G:非球面係数である。
上記構成においては、広角端における第2レンズ群(II)と第3レンズ群(III)の光軸L上の間隔Dw2−3、広角端における第3レンズ群(III)と第4レンズ群(IV)の光軸L上の間隔Dw3−4、望遠端における第2レンズ群(II)と第3レンズ群(III)の光軸L上の間隔Dt2−3、望遠端における第3レンズ群(III)と第4レンズ群(IV)の光軸L上の間隔Dt3−4が、好ましくは、条件式(2),(3)、
(2)2.0<Dw2−3/Dw3−4<4.0
(3)Dt2−3/Dt3−4<0.2
を満足するように形成される。
(2)2.0<Dw2−3/Dw3−4<4.0
(3)Dt2−3/Dt3−4<0.2
を満足するように形成される。
条件式(2),(3)は、それぞれ広角端と望遠端における第2レンズ群(II)〜第3レンズ群(III)の間隔と第3レンズ群(III)〜第4レンズ群(IV)の間隔を規定するものである。すなわち、条件式(2)の上限を上回るとレンズの移動スペースが広くなり過ぎ、適切な変倍比を確保した上で光学長を短くするのは困難であり、一方、条件式(2)の下限を下回るか、条件式(3)の上限を上回ると、レンズの移動スペースが狭くなり過ぎ、各レンズのパワーを大きくしなければならなくなる。
したがって、条件式(2),(3)を満たすことにより、レンズ系全長を短くしつつ、ズーミングに必要なレンズの移動スペースを確保でき、又、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差等の諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
したがって、条件式(2),(3)を満たすことにより、レンズ系全長を短くしつつ、ズーミングに必要なレンズの移動スペースを確保でき、又、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差等の諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
また、上記構成においては、第2レンズ群(II)の焦点距離f2G、第3レンズ群(III)の焦点距離f3G、第4レンズ群(IV)の焦点距離f4Gが、好ましくは、下記条件式(4),(5),(6)、
(4)2.0<│f2G│/fw<10.0
(5)0.9<│f3G│/fw<1.5
(6)1.5<│f4G│/fw<2.0
を満足するように形成される。
(4)2.0<│f2G│/fw<10.0
(5)0.9<│f3G│/fw<1.5
(6)1.5<│f4G│/fw<2.0
を満足するように形成される。
条件式(4),(5),(6)は、広角端におけるレンズ系の焦点距離と、第2レンズ群(II)〜第4レンズ群(IV)の焦点距離との関係を規定したものである。
すなわち、条件式(4),(5),(6)の上限を上回ると、第2レンズ群(II)のパワー(焦点距離の逆数)が小さくなり過ぎ、移動スペースを広く取る必要があるため、適切な変倍比を確保した上で光学長を短くするのは困難である。
条件式(4)の下限を下回ると、第2レンズ群(II)のパワーが大きくなり過ぎ、諸収差を補正するのが困難であり、特に、広角側での歪曲収差、非点収差の補正が困難になる。
条件式(5)の下限を下回ると、第3レンズ群(III)のパワーが大きくなり過ぎ、諸収差を補正するのが困難であり、特に、広角〜望遠の全域での球面収差、コマ収差の補正が困難になる。
条件式(6)の下限を下回ると、第4レンズ群(IV)のパワーが大きくなり過ぎ、諸収差を補正するのが困難であり、特に、望遠側での非点収差の補正が困難になる。
したがって、条件式(4),(5),(6)を満たすことにより、各レンズ群のパワーを適切に配置して所望の変倍比を確保しつつ、光学長を短くして小型化を達成できると共に、諸収差、特に、広角側での歪曲収差及び非点収差、広角〜望遠の全域での球面収差及びコマ収差、望遠側での非点収差を良好に補正することができ、全体として諸収差が良好に補正された光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
すなわち、条件式(4),(5),(6)の上限を上回ると、第2レンズ群(II)のパワー(焦点距離の逆数)が小さくなり過ぎ、移動スペースを広く取る必要があるため、適切な変倍比を確保した上で光学長を短くするのは困難である。
条件式(4)の下限を下回ると、第2レンズ群(II)のパワーが大きくなり過ぎ、諸収差を補正するのが困難であり、特に、広角側での歪曲収差、非点収差の補正が困難になる。
条件式(5)の下限を下回ると、第3レンズ群(III)のパワーが大きくなり過ぎ、諸収差を補正するのが困難であり、特に、広角〜望遠の全域での球面収差、コマ収差の補正が困難になる。
条件式(6)の下限を下回ると、第4レンズ群(IV)のパワーが大きくなり過ぎ、諸収差を補正するのが困難であり、特に、望遠側での非点収差の補正が困難になる。
したがって、条件式(4),(5),(6)を満たすことにより、各レンズ群のパワーを適切に配置して所望の変倍比を確保しつつ、光学長を短くして小型化を達成できると共に、諸収差、特に、広角側での歪曲収差及び非点収差、広角〜望遠の全域での球面収差及びコマ収差、望遠側での非点収差を良好に補正することができ、全体として諸収差が良好に補正された光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
また、上記構成においては、広角端におけるレンズ系全長Dwが、好ましくは、下記条件式(7)、
(7)3.0<Dw/fw<5.0
を満足するように形成される。
条件式(7)は、広角端におけるレンズ系全長とレンズ系の焦点距離の関係を規定するものである。すなわち、条件式(7)から逸脱すると、適切な変倍比を確保した上で、光学長を短くするのが困難になる。
したがって、条件式(7)を満たすように設定することにより、2.5倍程度の適切な変倍比を確保しつつ、レンズ系全長(光学長)を短く設定することができる。
(7)3.0<Dw/fw<5.0
を満足するように形成される。
条件式(7)は、広角端におけるレンズ系全長とレンズ系の焦点距離の関係を規定するものである。すなわち、条件式(7)から逸脱すると、適切な変倍比を確保した上で、光学長を短くするのが困難になる。
したがって、条件式(7)を満たすように設定することにより、2.5倍程度の適切な変倍比を確保しつつ、レンズ系全長(光学長)を短く設定することができる。
また、上記構成においては、第2レンズ2のアッベ数ν2、第3レンズ3のアッベ数ν3、第4レンズ4アッベ数ν4、第5レンズ5のアッベ数ν5が、好ましくは、下記条件式(8),(9)、
(8)ν2−ν3>15
(9)ν4−ν5>20
を満足するように形成される。
条件式(8),(9)を下回ると、広角〜望遠の全域において、色収差の補正が困難になり、特に、条件式(8)を下回ると、広角〜望遠での軸上色収差の補正が困難になり、条件式(9)を下回ると、広角〜望遠での倍率色収差の補正が困難になる。
したがって、条件式(8),(9)を満たすことにより、広角〜望遠の全域において、色収差、特に、条件式(8)を満たすことにより軸上色収差を良好に補正することができ、条件式(9)を満たすことにより倍率色収差を良好に補正することができる。
次に、上記ズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例1、実施例2、実施例3として以下に示す。
(8)ν2−ν3>15
(9)ν4−ν5>20
を満足するように形成される。
条件式(8),(9)を下回ると、広角〜望遠の全域において、色収差の補正が困難になり、特に、条件式(8)を下回ると、広角〜望遠での軸上色収差の補正が困難になり、条件式(9)を下回ると、広角〜望遠での倍率色収差の補正が困難になる。
したがって、条件式(8),(9)を満たすことにより、広角〜望遠の全域において、色収差、特に、条件式(8)を満たすことにより軸上色収差を良好に補正することができ、条件式(9)を満たすことにより倍率色収差を良好に補正することができる。
次に、上記ズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例1、実施例2、実施例3として以下に示す。
実施例1における条件式(1)〜(9)の数値データ、プリズム1〜第7レンズ7、ガラスフィルタ8の主な仕様諸元、種々の数値データ(設定値)は以下の通りである。
<条件式の値>
(1)│f1G│/fw=49.67/5.06=9.82
(2)Dw2−3/Dw3−4=5.98/2.10=2.85
(3)Dt2−3/Dt3−4=0.60/7.89=0.076
(4)│f2G│/fw=15.89/5.06=3.14
(5)│f3G│/fw=5.96/5.06=1.18
(6)│f4G│/fw=8.36/5.06=1.65
(7)Dw/fw=25.2/5.06=4.98
(8)ν2−ν3=40.96−18.90=22.06
(9)ν4−ν5=55.13−18.90=36.23
<条件式の値>
(1)│f1G│/fw=49.67/5.06=9.82
(2)Dw2−3/Dw3−4=5.98/2.10=2.85
(3)Dt2−3/Dt3−4=0.60/7.89=0.076
(4)│f2G│/fw=15.89/5.06=3.14
(5)│f3G│/fw=5.96/5.06=1.18
(6)│f4G│/fw=8.36/5.06=1.65
(7)Dw/fw=25.2/5.06=4.98
(8)ν2−ν3=40.96−18.90=22.06
(9)ν4−ν5=55.13−18.90=36.23
<仕様諸元>
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)、レンズ系の焦点距離(fw,fm,ft)=5.06mm(広角端)〜8.34mm(中間)〜12.69mm(望遠端)、変倍比=2.51、FNo.=3.02(広角端)〜4.14(中間)〜5.38(望遠端)、画角(2ω)=62.2°(広角端)〜37.5°(中間)〜25.5°(望遠端)、射出瞳位置=−12.65mm(広角端)〜−81.95mm(中間)〜39.35mm(望遠端)、レンズ全長=22.80mm(広角端)〜23.28mm(中間)〜23.20mm(望遠端)、レンズ系全長(空気換算距離)=25.20mm、バックフォーカス(空気換算距離)=2.40mm(広角端)〜1.92mm(中間)〜2.00mm(望遠端)
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)、レンズ系の焦点距離(fw,fm,ft)=5.06mm(広角端)〜8.34mm(中間)〜12.69mm(望遠端)、変倍比=2.51、FNo.=3.02(広角端)〜4.14(中間)〜5.38(望遠端)、画角(2ω)=62.2°(広角端)〜37.5°(中間)〜25.5°(望遠端)、射出瞳位置=−12.65mm(広角端)〜−81.95mm(中間)〜39.35mm(望遠端)、レンズ全長=22.80mm(広角端)〜23.28mm(中間)〜23.20mm(望遠端)、レンズ系全長(空気換算距離)=25.20mm、バックフォーカス(空気換算距離)=2.40mm(広角端)〜1.92mm(中間)〜2.00mm(望遠端)
<非球面>
第2レンズ2の両面S3,S4、第4レンズ4の両面S8,S9、第6レンズ6の両面S12,S13、第7レンズ7の面S15
<曲率半径>
R1=−29.000mm、R2=∞、R3=−32.667mm(非球面)、R4=10.827mm(非球面)、R5=6.063mm、R6=7.688mm、R7=∞(開口絞り)、R8=3.150mm(非球面)、R9=−7.688mm(非球面)、R10=3.639mm、R11=2.155mm、R12=5.569mm(非球面)、R13=2.407mm(非球面)、R14=−25.458mm、R15=−3.809mm(非球面)、R16=∞、R17=∞
<光軸上の間隔>
D1=7.700mm、D2=可変、D3=0.650mm、D4=0.200mm、D5=1.000mm、D6=可変、D7=0.000mm、D8=1.100mm、D9=0.100mm、D10=0.719mm、D11=0.400mm、D12=0.650mm、D13=可変、D14=1.650mm、D15=可変、D16=0.800mm、D17=0.650mm
<屈折率(Nd)>
N1=1.583850、N2=1.804699、N3=1.922860、N4=1.665483、N5=1.922860、N6=1.583850、N7=1.525120、N8=1.516800
<アッベ数(νd)>
ν1=30.28、ν2=40.96、ν3=18.90、ν4=55.13、ν5=18.90、ν6=30.28、ν7=56.29、ν8=64.20
第2レンズ2の両面S3,S4、第4レンズ4の両面S8,S9、第6レンズ6の両面S12,S13、第7レンズ7の面S15
<曲率半径>
R1=−29.000mm、R2=∞、R3=−32.667mm(非球面)、R4=10.827mm(非球面)、R5=6.063mm、R6=7.688mm、R7=∞(開口絞り)、R8=3.150mm(非球面)、R9=−7.688mm(非球面)、R10=3.639mm、R11=2.155mm、R12=5.569mm(非球面)、R13=2.407mm(非球面)、R14=−25.458mm、R15=−3.809mm(非球面)、R16=∞、R17=∞
<光軸上の間隔>
D1=7.700mm、D2=可変、D3=0.650mm、D4=0.200mm、D5=1.000mm、D6=可変、D7=0.000mm、D8=1.100mm、D9=0.100mm、D10=0.719mm、D11=0.400mm、D12=0.650mm、D13=可変、D14=1.650mm、D15=可変、D16=0.800mm、D17=0.650mm
<屈折率(Nd)>
N1=1.583850、N2=1.804699、N3=1.922860、N4=1.665483、N5=1.922860、N6=1.583850、N7=1.525120、N8=1.516800
<アッベ数(νd)>
ν1=30.28、ν2=40.96、ν3=18.90、ν4=55.13、ν5=18.90、ν6=30.28、ν7=56.29、ν8=64.20
<ズーム間隔(D2,D6,D13,D15)>
D2w=0.550mm(広角端)〜D2m=1.470mm(中間)〜D2t=0.550mm(望遠端)
D6w=5.980mm(広角端)〜D6m=2.639mm(中間)〜D6t=0.600mm(望遠端)
D13w=2.100mm(広角端)〜D13m=5.006mm(中間)〜D13t=7.890mm(望遠端)
D15w=1.230mm(広角端)〜D15m=0.745mm(中間)〜D15t=0.820mm(望遠端)
D2w=0.550mm(広角端)〜D2m=1.470mm(中間)〜D2t=0.550mm(望遠端)
D6w=5.980mm(広角端)〜D6m=2.639mm(中間)〜D6t=0.600mm(望遠端)
D13w=2.100mm(広角端)〜D13m=5.006mm(中間)〜D13t=7.890mm(望遠端)
D15w=1.230mm(広角端)〜D15m=0.745mm(中間)〜D15t=0.820mm(望遠端)
<非球面係数の数値データ>
<S3面>
ε=1.00000000、D=−0.18836735×10−3、E=0.34446312×10−4、F=−0.22579905×10−5、G=−0.70628647×10−8
<S4面>
ε=1.00000000、D=0.11884354×10−3、E=0.12694731×10−4、F=0.13930530×10−5、G=−0.23764300×10−6
<S8面>
ε=1.00000000、D=−0.17365537×10−2、E=0.13116441×10−3、F=−0.11739277×10−3、G=0.00000000
<S9面>
ε=1.00000000、D=0.11376752×10−1、E=−0.17478033×10−2、F=0.66887238×10−4、G=0.00000000
<S12面>
ε=7.67494500、D=0.13515407×10−1、E=−0.10840336×10−1、F=0.00000000、G=0.00000000
<S13面>
ε=1.74314670、D=−0.30090623×10−2、E=−0.96290888×10−3、F=−0.19784010×10−3、G=0.00000000
<S15面>
ε=1.00000000、D=0.35789937×10−2、E=0.78599623×10−4、F=−0.21401391×10−4、G=0.18903462×10−5
<S3面>
ε=1.00000000、D=−0.18836735×10−3、E=0.34446312×10−4、F=−0.22579905×10−5、G=−0.70628647×10−8
<S4面>
ε=1.00000000、D=0.11884354×10−3、E=0.12694731×10−4、F=0.13930530×10−5、G=−0.23764300×10−6
<S8面>
ε=1.00000000、D=−0.17365537×10−2、E=0.13116441×10−3、F=−0.11739277×10−3、G=0.00000000
<S9面>
ε=1.00000000、D=0.11376752×10−1、E=−0.17478033×10−2、F=0.66887238×10−4、G=0.00000000
<S12面>
ε=7.67494500、D=0.13515407×10−1、E=−0.10840336×10−1、F=0.00000000、G=0.00000000
<S13面>
ε=1.74314670、D=−0.30090623×10−2、E=−0.96290888×10−3、F=−0.19784010×10−3、G=0.00000000
<S15面>
ε=1.00000000、D=0.35789937×10−2、E=0.78599623×10−4、F=−0.21401391×10−4、G=0.18903462×10−5
この実施例1における広角端、中間位置、望遠端でのそれぞれの球面収差、非点収差、歪曲収差(ディストーション)、倍率色収差に関する収差線図は図3、図4、図5に示すような結果となる。尚、図3、図4、図5において、Sはサジタル平面での収差、Mはメリジオナル平面での収差を示す。波長については、g線(0.436μm)、d線(0.588μm)、C線(0.656μm)を使用した。
この実施例1によるレンズ仕様によれば、変倍比が2.51、広角端でのF値が3.02程度と明るく、携帯電話機、携帯情報端末機、携帯型パーソナルコンピュータに適した小型で光学性能の高いズームレンズが得られる。
この実施例1によるレンズ仕様によれば、変倍比が2.51、広角端でのF値が3.02程度と明るく、携帯電話機、携帯情報端末機、携帯型パーソナルコンピュータに適した小型で光学性能の高いズームレンズが得られる。
実施例2における条件式(1)〜(9)の数値データ、プリズム1〜第7レンズ7、ガラスフィルタ8の主な仕様諸元、種々の数値データ(設定値)は以下の通りである。
<条件式の値>
(1)│f1G│/fw=47.34/5.06=9.36
(2)Dw2−3/Dw3−4=5.64/2.155=2.62
(3)Dt2−3/Dt3−4=0.60/7.61=0.079
(4)│f2G│/fw=14.94/5.06=2.95
(5)│f3G│/fw=5.79/5.06=1.14
(6)│f4G│/fw=8.72/5.06=1.72
(7)Dw/fw=25.0/5.06=4.94
(8)ν2−ν3=40.96−18.90=22.06
(9)ν4−ν5=57.44−18.90=38.54
<条件式の値>
(1)│f1G│/fw=47.34/5.06=9.36
(2)Dw2−3/Dw3−4=5.64/2.155=2.62
(3)Dt2−3/Dt3−4=0.60/7.61=0.079
(4)│f2G│/fw=14.94/5.06=2.95
(5)│f3G│/fw=5.79/5.06=1.14
(6)│f4G│/fw=8.72/5.06=1.72
(7)Dw/fw=25.0/5.06=4.94
(8)ν2−ν3=40.96−18.90=22.06
(9)ν4−ν5=57.44−18.90=38.54
<仕様諸元>
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)、レンズ系の焦点距離(fw,fm,ft)=5.06mm(広角端)〜8.92mm(中間)〜12.27mm(望遠端)、変倍比=2.42、FNo.=3.11(広角端)〜4.50(中間)〜5.43(望遠端)、画角(2ω)=61.9°(広角端)〜35.7°(中間)〜26.5°(望遠端)、射出瞳位置=−12.41mm(広角端)〜−118.53mm(中間)〜59.28mm(望遠端)、レンズ全長=22.60mm(広角端)〜23.30mm(中間)〜23.01mm(望遠端)、レンズ系全長(空気換算距離)=25.00mm、バックフォーカス(空気換算距離)=2.40mm(広角端)〜1.70mm(中間)〜1.99mm(望遠端)
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)、レンズ系の焦点距離(fw,fm,ft)=5.06mm(広角端)〜8.92mm(中間)〜12.27mm(望遠端)、変倍比=2.42、FNo.=3.11(広角端)〜4.50(中間)〜5.43(望遠端)、画角(2ω)=61.9°(広角端)〜35.7°(中間)〜26.5°(望遠端)、射出瞳位置=−12.41mm(広角端)〜−118.53mm(中間)〜59.28mm(望遠端)、レンズ全長=22.60mm(広角端)〜23.30mm(中間)〜23.01mm(望遠端)、レンズ系全長(空気換算距離)=25.00mm、バックフォーカス(空気換算距離)=2.40mm(広角端)〜1.70mm(中間)〜1.99mm(望遠端)
<非球面>
第2レンズ2の両面S3,S4、第4レンズ4の両面S8,S9、第6レンズ6の両面S12,S13、第7レンズ7の面S15
<曲率半径>
R1=−27.852mm、R2=∞、R3=−32.499mm(非球面)、R4=9.655mm(非球面)、R5=7.514mm、R6=11.038mm、R7=∞(開口絞り)、R8=2.621mm(非球面)、R9=−7.777mm(非球面)、R10=3.177mm、R11=2.000mm、R12=6.804mm(非球面)、R13=2.331mm(非球面)、R14=−17.506mm、R15=−3.748mm(非球面)、R16=∞、R17=∞
<光軸上の間隔>
D1=7.700mm、D2=可変、D3=0.650mm、D4=0.350mm、D5=1.000mm、D6=可変、D7=0.000mm、D8=1.100mm、D9=0.100mm、D10=0.600mm、D11=0.400mm、D12=0.650mm、D13=可変、D14=1.650mm、D15=可変、D16=0.800mm、D17=0.650mm
<屈折率(Nd)>
N1=1.583850、N2=1.804699、N3=1.922860、N4=1.606022、N5=1.922860、N6=1.583850、N7=1.525120、N8=1.516800
<アッベ数(νd)>
ν1=30.28、ν2=40.96、ν3=18.90、ν4=57.44、ν5=18.90、ν6=30.28、ν7=56.29、ν8=64.20
第2レンズ2の両面S3,S4、第4レンズ4の両面S8,S9、第6レンズ6の両面S12,S13、第7レンズ7の面S15
<曲率半径>
R1=−27.852mm、R2=∞、R3=−32.499mm(非球面)、R4=9.655mm(非球面)、R5=7.514mm、R6=11.038mm、R7=∞(開口絞り)、R8=2.621mm(非球面)、R9=−7.777mm(非球面)、R10=3.177mm、R11=2.000mm、R12=6.804mm(非球面)、R13=2.331mm(非球面)、R14=−17.506mm、R15=−3.748mm(非球面)、R16=∞、R17=∞
<光軸上の間隔>
D1=7.700mm、D2=可変、D3=0.650mm、D4=0.350mm、D5=1.000mm、D6=可変、D7=0.000mm、D8=1.100mm、D9=0.100mm、D10=0.600mm、D11=0.400mm、D12=0.650mm、D13=可変、D14=1.650mm、D15=可変、D16=0.800mm、D17=0.650mm
<屈折率(Nd)>
N1=1.583850、N2=1.804699、N3=1.922860、N4=1.606022、N5=1.922860、N6=1.583850、N7=1.525120、N8=1.516800
<アッベ数(νd)>
ν1=30.28、ν2=40.96、ν3=18.90、ν4=57.44、ν5=18.90、ν6=30.28、ν7=56.29、ν8=64.20
<ズーム間隔(D2,D6,D13,D15)>
D2w=0.600mm(広角端)〜D2m=1.330mm(中間)〜D2t=0.600mm(望遠端)
D6w=5.640mm(広角端)〜D6m=2.220mm(中間)〜D6t=0.600mm(望遠端)
D13w=2.155mm(広角端)〜D13m=5.550mm(中間)〜D13t=7.610mm(望遠端)
D15w=1.215mm(広角端)〜D15m=0.510mm(中間)〜D15t=0.800mm(望遠端)
D2w=0.600mm(広角端)〜D2m=1.330mm(中間)〜D2t=0.600mm(望遠端)
D6w=5.640mm(広角端)〜D6m=2.220mm(中間)〜D6t=0.600mm(望遠端)
D13w=2.155mm(広角端)〜D13m=5.550mm(中間)〜D13t=7.610mm(望遠端)
D15w=1.215mm(広角端)〜D15m=0.510mm(中間)〜D15t=0.800mm(望遠端)
<非球面係数の数値データ>
<S3面>
ε=1.00000000、D=−0.15593470×10−2、E=0.25953361×10−3、F=−0.15269613×10−4、G=0.00000000
<S4面>
ε=−5.26127000、D=−0.98104107×10−3、E=0.27260227×10−3、F=−0.14103287×10−4、G=−0.44089436×10−6
<S8面>
ε=1.00000000、D=−0.30500533×10−2、E=0.25656543×10−3、F=−0.19876908×10−3、G=0.00000000
<S9面>
ε=1.00000000、D=0.12041132×10−1、E=−0.18670784×10−2、F=0.70989039×10−4、G=0.00000000
<S12面>
ε=4.40120500、D=−0.89940185×10−3、E=−0.12083137×10−1、F=0.00000000、G=0.00000000
<S13面>
ε=0.80553400、D=−0.75357194×10−2、E=−0.91513630×10−2、F=0.30268152×10−2、G=0.00000000
<S15面>
ε=1.00000000、D=0.32444180×10−2、E=0.13593855×10−3、F=−0.28223436×10−4、G=0.23049170×10−5
<S3面>
ε=1.00000000、D=−0.15593470×10−2、E=0.25953361×10−3、F=−0.15269613×10−4、G=0.00000000
<S4面>
ε=−5.26127000、D=−0.98104107×10−3、E=0.27260227×10−3、F=−0.14103287×10−4、G=−0.44089436×10−6
<S8面>
ε=1.00000000、D=−0.30500533×10−2、E=0.25656543×10−3、F=−0.19876908×10−3、G=0.00000000
<S9面>
ε=1.00000000、D=0.12041132×10−1、E=−0.18670784×10−2、F=0.70989039×10−4、G=0.00000000
<S12面>
ε=4.40120500、D=−0.89940185×10−3、E=−0.12083137×10−1、F=0.00000000、G=0.00000000
<S13面>
ε=0.80553400、D=−0.75357194×10−2、E=−0.91513630×10−2、F=0.30268152×10−2、G=0.00000000
<S15面>
ε=1.00000000、D=0.32444180×10−2、E=0.13593855×10−3、F=−0.28223436×10−4、G=0.23049170×10−5
この実施例2における広角端、中間位置、望遠端でのそれぞれの球面収差、非点収差、歪曲収差(ディストーション)、倍率色収差に関する収差線図は図6、図7、図8に示すような結果となる。尚、図6、図7、図8において、Sはサジタル平面での収差、Mはメリジオナル平面での収差を示す。波長については、g線(0.436μm)、d線(0.588μm)、C線(0.656μm)を使用した。
この実施例2によるレンズ仕様によれば、変倍比が2.42、広角端でのF値が3.11程度と明るく、携帯電話機、携帯情報端末機、携帯型パーソナルコンピュータに適した小型で光学性能の高いズームレンズが得られる。
この実施例2によるレンズ仕様によれば、変倍比が2.42、広角端でのF値が3.11程度と明るく、携帯電話機、携帯情報端末機、携帯型パーソナルコンピュータに適した小型で光学性能の高いズームレンズが得られる。
実施例3における条件式(1)〜(9)の数値データ、プリズム1〜第7レンズ7、ガラスフィルタ8の主な仕様諸元、種々の数値データ(設定値)は以下の通りである。
<条件式の値>
(1)│f1G│/fw=30.83/5.04=6.12
(2)Dw2−3/Dw3−4=5.68/1.84=3.09
(3)Dt2−3/Dt3−4=0.60/7.655=0.078
(4)│f2G│/fw=20.91/5.04=4.15
(5)│f3G│/fw=6.03/5.04=1.20
(6)│f4G│/fw=8.89/5.04=1.76
(7)Dw/fw=24.67/5.04=4.89
(8)ν2−ν3=40.96−18.90=22.06
(9)ν4−ν5=59.11−23.78=35.33
<条件式の値>
(1)│f1G│/fw=30.83/5.04=6.12
(2)Dw2−3/Dw3−4=5.68/1.84=3.09
(3)Dt2−3/Dt3−4=0.60/7.655=0.078
(4)│f2G│/fw=20.91/5.04=4.15
(5)│f3G│/fw=6.03/5.04=1.20
(6)│f4G│/fw=8.89/5.04=1.76
(7)Dw/fw=24.67/5.04=4.89
(8)ν2−ν3=40.96−18.90=22.06
(9)ν4−ν5=59.11−23.78=35.33
<仕様諸元>
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)、レンズ系の焦点距離(fw,fm,ft)=5.04mm(広角端)〜9.41mm(中間)〜12.21mm(望遠端)、変倍比=2.42、FNo.=3.05(広角端)〜4.54(中間)〜5.37(望遠端)、画角(2ω)=62.3°(広角端)〜32.7°(中間)〜25.8°(望遠端)、射出瞳位置=−10.90mm(広角端)〜−107.56mm(中間)〜71.23mm(望遠端)、レンズ全長=21.84mm(広角端)〜22.43mm(中間)〜22.57mm(望遠端)、レンズ系全長(空気換算距離)=24.67mm、バックフォーカス(空気換算距離)=2.83mm(広角端)〜2.24mm(中間)〜2.10mm(望遠端)
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)、レンズ系の焦点距離(fw,fm,ft)=5.04mm(広角端)〜9.41mm(中間)〜12.21mm(望遠端)、変倍比=2.42、FNo.=3.05(広角端)〜4.54(中間)〜5.37(望遠端)、画角(2ω)=62.3°(広角端)〜32.7°(中間)〜25.8°(望遠端)、射出瞳位置=−10.90mm(広角端)〜−107.56mm(中間)〜71.23mm(望遠端)、レンズ全長=21.84mm(広角端)〜22.43mm(中間)〜22.57mm(望遠端)、レンズ系全長(空気換算距離)=24.67mm、バックフォーカス(空気換算距離)=2.83mm(広角端)〜2.24mm(中間)〜2.10mm(望遠端)
<非球面>
第2レンズ2の両面S3,S4、第4レンズ4の両面S8,S9、第6レンズ6の面S13、第7レンズ7の面S15
<曲率半径>
R1=−17.998mm、R2=∞、R3=−8627.809mm(非球面)、R4=9.803mm(非球面)、R5=5.302mm、R6=6.247mm、R7=∞(開口絞り)、R8=2.682mm(非球面)、R9=−5.096mm(非球面)、R10=3.638mm、R11=1.982mm、R12=5.381mm、R13=2.151mm(非球面)、R14=−14.969mm、R15=−3.682mm(非球面)、R16=∞、R17=∞
<光軸上の間隔>
D1=7.500mm、D2=可変、D3=0.650mm、D4=0.300mm、D5=1.000mm、D6=可変、D7=0.000mm、D8=1.000mm、D9=0.100mm、D10=0.610mm、D11=0.408mm、D12=0.650mm、D13=可変、D14=1.650mm、D15=可変、D16=0.800mm、D17=0.650mm
<屈折率(Nd)>
N1=1.583850、N2=1.804699、N3=1.922860、N4=1.583325、N5=1.846660、N6=1.583850、N7=1.525120、N8=1.516800
<アッベ数(νd)>
ν1=30.28、ν2=40.96、ν3=18.90、ν4=59.11、ν5=23.78、ν6=30.28、ν7=56.29、ν8=64.20
第2レンズ2の両面S3,S4、第4レンズ4の両面S8,S9、第6レンズ6の面S13、第7レンズ7の面S15
<曲率半径>
R1=−17.998mm、R2=∞、R3=−8627.809mm(非球面)、R4=9.803mm(非球面)、R5=5.302mm、R6=6.247mm、R7=∞(開口絞り)、R8=2.682mm(非球面)、R9=−5.096mm(非球面)、R10=3.638mm、R11=1.982mm、R12=5.381mm、R13=2.151mm(非球面)、R14=−14.969mm、R15=−3.682mm(非球面)、R16=∞、R17=∞
<光軸上の間隔>
D1=7.500mm、D2=可変、D3=0.650mm、D4=0.300mm、D5=1.000mm、D6=可変、D7=0.000mm、D8=1.000mm、D9=0.100mm、D10=0.610mm、D11=0.408mm、D12=0.650mm、D13=可変、D14=1.650mm、D15=可変、D16=0.800mm、D17=0.650mm
<屈折率(Nd)>
N1=1.583850、N2=1.804699、N3=1.922860、N4=1.583325、N5=1.846660、N6=1.583850、N7=1.525120、N8=1.516800
<アッベ数(νd)>
ν1=30.28、ν2=40.96、ν3=18.90、ν4=59.11、ν5=23.78、ν6=30.28、ν7=56.29、ν8=64.20
<ズーム間隔(D2,D6,D13,D15)>
D2w=0.600mm(広角端)〜D2m=1.360mm(中間)〜D2t=0.600mm(望遠端)
D6w=5.680mm(広角端)〜D6m=1.620mm(中間)〜D6t=0.600mm(望遠端)
D13w=1.840mm(広角端)〜D13m=5.730mm(中間)〜D13t=7.655mm(望遠端)
D15w=1.650mm(広角端)〜D15m=1.060mm(中間)〜D15t=0.915mm(望遠端)
D2w=0.600mm(広角端)〜D2m=1.360mm(中間)〜D2t=0.600mm(望遠端)
D6w=5.680mm(広角端)〜D6m=1.620mm(中間)〜D6t=0.600mm(望遠端)
D13w=1.840mm(広角端)〜D13m=5.730mm(中間)〜D13t=7.655mm(望遠端)
D15w=1.650mm(広角端)〜D15m=1.060mm(中間)〜D15t=0.915mm(望遠端)
<非球面係数の数値データ>
<S3面>
ε=1.00000000、D=0.38460320×10−3、E=0.52604392×10−4、F=0.56451145×10−5、G=−0.64384952×10−6
<S4面>
ε=0.46651100、D=0.53014221×10−3、E=0.11461508×10−3、F=0.86042130×10−5、G=−0.10953205×10−5
<S8面>
ε=1.00000000、D=−0.61878148×10−2、E=−0.48128873×10−3、F=−0.44117204×10−4、G=0.00000000
<S9面>
ε=1.00000000、D=0.13262804×10−1、E=−0.22074453×10−2、F=0.25075523×10−3、G=0.00000000
<S13面>
ε=0.80553400、D=−0.18737853×10−1、E=0.45093670×10−2、F=−0.96834974×10−3、G=0.00000000
<S15面>
ε=0.80553400、D=0.42681020×10−2、E=0.16238245×10−3、F=−0.35910904×10−4、G=0.28355950×10−5
<S3面>
ε=1.00000000、D=0.38460320×10−3、E=0.52604392×10−4、F=0.56451145×10−5、G=−0.64384952×10−6
<S4面>
ε=0.46651100、D=0.53014221×10−3、E=0.11461508×10−3、F=0.86042130×10−5、G=−0.10953205×10−5
<S8面>
ε=1.00000000、D=−0.61878148×10−2、E=−0.48128873×10−3、F=−0.44117204×10−4、G=0.00000000
<S9面>
ε=1.00000000、D=0.13262804×10−1、E=−0.22074453×10−2、F=0.25075523×10−3、G=0.00000000
<S13面>
ε=0.80553400、D=−0.18737853×10−1、E=0.45093670×10−2、F=−0.96834974×10−3、G=0.00000000
<S15面>
ε=0.80553400、D=0.42681020×10−2、E=0.16238245×10−3、F=−0.35910904×10−4、G=0.28355950×10−5
この実施例3における広角端、中間位置、望遠端でのそれぞれの球面収差、非点収差、歪曲収差(ディストーション)、倍率色収差に関する収差線図は図9、図10、図11に示すような結果となる。尚、図9、図10、図11において、Sはサジタル平面での収差、Mはメリジオナル平面での収差を示す。波長については、g線(0.436μm)、d線(0.588μm)、C線(0.656μm)を使用した。
この実施例3によるレンズ仕様によれば、変倍比が2.42、広角端でのF値が3.05程度と明るく、携帯電話機、携帯情報端末機、携帯型パーソナルコンピュータに適した小型で光学性能の高いズームレンズが得られる。
この実施例3によるレンズ仕様によれば、変倍比が2.42、広角端でのF値が3.05程度と明るく、携帯電話機、携帯情報端末機、携帯型パーソナルコンピュータに適した小型で光学性能の高いズームレンズが得られる。
以上述べたように、本発明のズームレンズは、薄型化を達成しつつ、2.5倍程度の変倍比を確保し、F値が広角端で3.0程度と明るく、諸収差が良好に補正されて高い光学性能を確保できるため、携帯電話機、携帯情報端末機、携帯型パーソナルコンピュータ等のモバイル機器に使用できるのは勿論のこと、その他の用途に用いられるカメラのズームレンズとしても有用である。
I 第1レンズ群
II 第2レンズ群
III 第3レンズ群
IV 第4レンズ群
1 プリズム(第1レンズ群)
2 第2レンズ(第2レンズ群)
3 第3レンズ(第2レンズ群)
4 第4レンズ(第3レンズ群)
5 第5レンズ(第3レンズ群)
6 第6レンズ(第3レンズ群)
7 第7レンズ(第4レンズ群)
8 ガラスフィルタ
SD 開口絞り
P 像面
ν2 第2レンズのアッベ数
ν3 第3レンズのアッベ数
ν4 第4レンズのアッベ数
ν5 第5レンズのアッベ数
Dw レンズ系全長
Dw2−3 広角端における第2レンズ群と第3レンズ群の光軸上の間隔
Dt2−3 望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群の光軸上の間隔
Dw3−4 広角端における第3レンズ群と第4レンズ群の光軸上の間隔
Dt3−4 望遠端における第3レンズ群と第4レンズ群の光軸上の間隔
fw 広角端におけるレンズ系の焦点距離
f2 第2レンズの焦点距離
f1G 第1レンズ群の焦点距離
f2G 第2レンズ群の焦点距離
f3G 第3レンズ群の焦点距離
f4G 第4レンズ群の焦点距離
II 第2レンズ群
III 第3レンズ群
IV 第4レンズ群
1 プリズム(第1レンズ群)
2 第2レンズ(第2レンズ群)
3 第3レンズ(第2レンズ群)
4 第4レンズ(第3レンズ群)
5 第5レンズ(第3レンズ群)
6 第6レンズ(第3レンズ群)
7 第7レンズ(第4レンズ群)
8 ガラスフィルタ
SD 開口絞り
P 像面
ν2 第2レンズのアッベ数
ν3 第3レンズのアッベ数
ν4 第4レンズのアッベ数
ν5 第5レンズのアッベ数
Dw レンズ系全長
Dw2−3 広角端における第2レンズ群と第3レンズ群の光軸上の間隔
Dt2−3 望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群の光軸上の間隔
Dw3−4 広角端における第3レンズ群と第4レンズ群の光軸上の間隔
Dt3−4 望遠端における第3レンズ群と第4レンズ群の光軸上の間隔
fw 広角端におけるレンズ系の焦点距離
f2 第2レンズの焦点距離
f1G 第1レンズ群の焦点距離
f2G 第2レンズ群の焦点距離
f3G 第3レンズ群の焦点距離
f4G 第4レンズ群の焦点距離
Claims (9)
- 物体側から像面側に向けて順に配列された、負の屈折力を有し固定された第1レンズ群、負の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し一端像面側に移動した後に物体側に移動する第2レンズ群、正の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し物体側に直線的に移動する第3レンズ群、正の屈折力を有し広角端から望遠端への移動に際し一端像面側に移動した後に物体側に移動する第4レンズ群を備え、
前記第1レンズ群は、光路を直角に屈曲させると共に物体側の面が凹状の球面に形成されたプリズムからなり、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1G、広角端におけるレンズ系(前記第1レンズ群の最前面〜像面)の焦点距離をfwとするとき、下記条件式(1)を満足することを特徴とするズームレンズ。
(1)│f1G│/fw>5.5 - 広角端における前記第2レンズ群と第3レンズ群の光軸上の間隔をDw2−3、広角端における前記第3レンズ群と第4レンズ群の光軸上の間隔をDw3−4、望遠端における前記第2レンズ群と第3レンズ群の光軸上の間隔をDt2−3、望遠端における前記第3レンズ群と第4レンズ群の光軸上の間隔をDt3−4とするとき、下記条件式(2),(3)を満足することを特徴とする請求項1記載のズームレンズ。
(2)2.0<Dw2−3/Dw3−4<4.0
(3)Dt2−3/Dt3−4<0.2 - 前記第2レンズ群の焦点距離をf2G、前記第3レンズ群の焦点距離をf3G、前記第4レンズ群の焦点距離をf4Gとするとき、下記条件式(4),(5),(6)を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載のズームレンズ。
(4)2.0<│f2G│/fw<10.0
(5)0.9<│f3G│/fw<1.5
(6)1.5<│f4G│/fw<2.0 - 広角端におけるレンズ系全長(前記第1レンズ群の最前面〜像面、但し前記第4レンズ群〜像面は空気換算距離とする)をDwとするとき、下記条件式(7)を満足することを特徴とする請求項1ないし3いずれかに記載のズームレンズ。
(7)3.0<Dw/fw<5.0 - 前記第2レンズ群は、物体側及び像面側の凹面を向けた両凹形状の第2レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第3レンズからなり、
前記第3レンズ群は、物体側及び像面側に凸面を向けた両凸形状の第4レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第5レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第6レンズからなり、
前記第4レンズ群は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第7レンズからなる、
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれかに記載のズームレンズ。 - 前記第4レンズ及び第6レンズは、物体側及び像面側の両面が非球面に形成されている、
ことを特徴とする請求項5記載のズームレンズ。 - 前記第2レンズ及び第7レンズは、物体側及び像面側の少なくとも一方の面が非球面に形成されている、
ことを特徴とする請求項5又は6に記載のズームレンズ。 - 前記第2レンズのアッベ数をν2、前記第3レンズのアッベ数をν3、前記第4レンズのアッベ数をν4、前記第5レンズのアッベ数をν5とするとき、下記条件式(8),(9)を満足することを特徴とする請求項5ないし7いずれかに記載のズームレンズ。
(8)ν2−ν3>15
(9)ν4−ν5>20 - 前記第6レンズ及び第7レンズは、プラスチック材料により形成されている、
ことを特徴とする請求項5ないし8いずれかに記載のズームレンズ。
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