JP2007140359A - 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】 構成レンズ枚数が少なく、全系がコンパクトで、且つ歪曲収差以外の諸収差を特に良好に補正した高い光学性能を有する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、負の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群とを有し、ズーミングに際し、該第1レンズ群と第2レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、物体側から像側へ順に、該第1レンズ群は1枚の負レンズG11と1枚の正レンズG12からなり、該負レンズG11の材料の屈折率n1、該正レンズG12の材料の屈折率n2、該第1レンズ群の焦点距離f1、該負レンズG11と正レンズG12間の空気レンズのパワーφair、該負レンズG11の物体側の面の曲率半径r1a、像側の面の曲率半径r1b、該正レンズG12の物体側の面の曲率半径r2a、像側の面の曲率半径r2b等を適切に設定したこと。
【選択図】 図1

Description

本発明はスチルカメラやビデオカメラ、そしてデジタルスチルカメラ等に好適なズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関するものである。
最近、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置(カメラ)には、高機能であること、そしてカメラ全体が薄いことが要望されている。そしてそれに伴い、カメラに用いる光学系(撮像光学系)には、レンズ枚数が少なく、小型で、しかも高い光学性能を有するズームレンズであることが求められている。
この種のカメラには、レンズ最後部と撮像素子との間に、ローパスフィルターや色補正フィルターなどの各種光学部材が配置される。この為、それに用いるズームレンズには、比較的バックフォーカスが長いことが要求される。
従来、負の屈折力の第1レンズ群と正の屈折力の第2レンズ群の2つのレンズ群より成り、双方のレンズ間隔を変えてズーミングを行う、所謂ショートズームタイプの広画角の2群ズームレンズが種々提案されている。
この2群ズームレンズでは、正の屈折力の第2レンズ群を移動する事で変倍を行い、負の屈折力の第1レンズ群を移動する事で変倍に伴う像点位置変動を補正している。2群ズームレンズは、ズーム倍率(ズーム比)が2倍程度のものが多い。
2倍以上の高いズーム比を有しつつレンズ全体がコンパクトなズームレンズとして、2群ズームレンズの像側に負または正の屈折力の第3レンズ群を配置した3群ズームレンズがある。この3群ズームレンズでは、高倍化に伴って発生する諸収差を第3レンズ群で補正している(例えば特許文献1、2)。
3群ズームレンズとして長いバックフォーカスを有しつつ、テレセントリック特性の良い広画角の3群ズームレンズが知られている(例えば特許文献3、4)。
又、3群ズームレンズにおいて、負の屈折力の第1レンズ群を固定とし、正の屈折力の第2レンズ群と正の屈折力の第3レンズ群を移動させてズーミングを行う3群ズームレンズが知られている(例えば特許文献5)。
又、3群ズームレンズにおいて、第1レンズ群を2枚で構成した小型の3群ズームレンズが知られている(例えば特許文献6〜9)。
又、固体撮像素子を用いた撮像装置用のズームレンズとして、第1レンズ群に非球面を使用することにより、レンズ枚数を少なくし、諸収差を良好に補正した小型の3群ズームレンズが知られている。
一方、近年、撮像装置においては、諸収差のうち歪曲収差の補正を光学的に行わずに電気的に画像処理で補正することが行われている。
特公平7−3507号公報 特公平6−40170号公報 特開昭63−135913号公報 特開平7−261083号公報 特開平3−288113号公報 特開2004−94283号公報 特開2004−239974号公報 特開2004−318104号公報 特開2005−55496号公報
35mmフィルム用に設計されている一眼レフレックス用のズームレンズを、固体撮像素子を用いる光学機器(カメラ)に適用すると、バックフォーカスが長すぎる。又、このズームレンズはテレセントリック特性が良くない為、固体撮像素子を用いる光学機器に、そのまま用いるとシェーディングが発生する。
近年、カメラのコンパクト化とそれに用いるズームレンズの高倍化を両立することが行われている。このための方法として、非撮影時に各レンズ群の間隔を撮影状態と異なる間隔まで縮小し、カメラ本体からのレンズの突出量を少なくする所謂沈胴式がある。
ズームレンズを構成する各レンズ群のレンズ枚数が多いと、各レンズ群の光軸上の長さが長くなる(レンズ全長が長くなる)。又、各レンズ群のズーミング及びフォーカシングにおける移動量が大きいとレンズ全長が長くなる。この結果所望の沈胴長が得られず、沈胴式を利用するのが難しくなってくる。この傾向は、ズームレンズのズーム比が大きくなるほどレンズ全長が長くなり、沈胴式の適用が難しくなる。
一般に物体側より像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群と正の屈折力の第2レンズ群を有する2群ズームレンズや2群ズームレンズの像側に正又は負の屈折力のレンズ群が配置される3群ズームレンズは広画角化が比較的容易である。又、所定のバックフォーカスが容易に得られるという特徴がある。
しかしながら、レンズ系全体を少ないレンズ枚数で構成し、かつ良好なる光学性能を得るには、各レンズ群の屈折力配置やレンズ形状等を適切に設定する必要がある。
特に、有効径が大きくなる第1レンズ群のレンズ構成が不適切であると全系をコンパクトにしつつ、高い光学性能を得るのが難しくなってくる。
本発明は構成レンズ枚数が少なく、且つ歪曲収差以外の諸収差を特に良好に補正した高い光学性能を有する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。
この他本発明は、固体撮像素子を用いた撮像装置に好適な、構成レンズ枚数が少なく、全系がコンパクトで、且つ歪曲収差以外の諸収差を特に良好に補正した高い光学性能を有する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、負の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群とを有し、ズーミングに際し、該第1レンズ群と第2レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、物体側から像側へ順に、該第1レンズ群は1枚の負レンズG11と1枚の正レンズG12からなり、該負レンズG11の材料の屈折率をn1、該正レンズG12の材料の屈折率をn2、該第1レンズ群の焦点距離をf1、該負レンズG11と正レンズG12間の空気レンズのパワーをφair、該負レンズG11の物体側の面の曲率半径をr1a、像側の面の曲率半径をr1b、該正レンズG12の物体側の面の曲率半径をr2a、像側の面の曲率半径をr2bとするとき、
0.10 < n2−n1 < 0.35
−0.80 < φair・f1 < −0.10
−50 < (r1b+r2a)/(r1b−r2a) < −8
0.25 < (r1a+r2b)/(r1a−r2b) < 0.80
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、構成レンズ枚数が少なく、全系がコンパクトで、且つ歪曲収差以外の諸収差を特に良好に補正した高い光学性能を有する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のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図2、図3、図4はそれぞれ実施例1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。
実施例1は、ズーム比3.8、開口比3.2〜6程度のズームレンズである。
図5は本発明の実施例2のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図6、図7、図8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。実施例2は、ズーム比3.8、開口比3.2〜6程度のズームレンズである。
図9は本発明の実施例3のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図10、図11、図12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。実施例3は、ズーム比3.8、開口比3.2〜6程度のズームレンズである。
図13は本発明の実施例4のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図14、図15、図16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。実施例4は、ズーム比2.8、開口比2.9〜5程度のズームレンズである。
図17は本発明の実施例5のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図18、図19、図20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。実施例5は、ズーム比2.2、開口比4.1〜6.3程度のズームレンズである。
図21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)の要部概略図である。
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る。各実施例のズームレンズを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やCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面に被写体像を形成する。
各レンズ断面図において、左方が被写体(物体)側(前方)で、右方が像側(後方)である。レンズ断面図において、L1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、L2は正の屈折力の第2レンズ群、L3は正の屈折力の第3レンズ群である。SPは開口絞りであり、第2レンズ群L2の物体側又は像側に位置している。Gは光学フィルター、フェースプレート等に相当するガラスブロック、IPは像面である。
収差図において、d、gは各々d線、g線、ΔM、ΔSは各々メリディオナル像面、サジタル像面を表している。倍率色収差はg線によって表している。FnoはFナンバー、ωは半画角である。
尚、各実施例において広角端と望遠端は変倍用のレンズ群(第2レンズ群L2)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、負の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2の2つ以上のレンズ群を有することを基本構成としている。そして広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群L1が像側に凸の軌跡で移動、第2レンズ群L2が物体側に単調に移動することをズーミングにおける基本構成としている。
各実施例では、第1レンズ群L1でフォーカスを行っている。
実施例1から実施例3のズームレンズは、第2レンズ群L2の移動により主な変倍をいっている。又第1レンズ群L1の凸形状の軌跡の移動及び第3レンズ群L3の像側方向への移動によって、広角端から望遠端へのズーミングを行っている。第1レンズ群L1は変倍に伴う像面の移動(変動)を補正している。
実施例4のズームレンズは、第2レンズ群L2の移動により主な変倍を行っている。
又、第1レンズ群L1の凸形状の軌跡の移動及び第3レンズ群L3の物体側へ凸形状の軌跡の移動によって変倍に伴う像面の移動を補正している。
実施例5は、2群より成るズームレンズであり、第2レンズ群L2の移動により主な変倍を行っている。
又、第1レンズ群L1の凸形状の軌跡の移動によって変倍に伴う像面の移動を補正している。
各実施例において、第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、両レンズ面が凹形状の負レンズG11と、像側の面が凹でメニスカス形状の正レンズG12の2枚のレンズで構成している。
以上の様に各第1レンズ群L1を構成することにより、レンズ系のコンパクト化により沈胴長を短縮している。
また、各実施例では、有効径の最も大きな第1レンズ群L1を球面レンズのみで構成してレンズ製作を容易にしている。
第1レンズ群L1は、軸外主光線を絞りSP中心に瞳結像させる役割を持っている。第1レンズ群L1は、広角側において、軸外主光線の屈折量が大きいために軸外諸収差、特に非点収差と歪曲収差が発生し易い。
そこで各実施例では、通常の広画角レンズ系と同様、第1レンズ群L1を最も物体側のレンズ有効径の増大が抑えられるように負レンズG11と正レンズG12で構成している。
また、第1レンズ群L1を構成する負レンズG11の像側以降の正レンズG12の各面は、軸外主光線の屈折によって生じる軸外収差の発生を抑えるために、絞りSPと光軸が交差する点を中心とする同心球面に近い形状としている。
また、負レンズG11の物体側の面は、主に像面彎曲の発生を抑えるために、凹形状としている。
第1レンズ群L1の各レンズの面形状に加え、負レンズG11、正レンズG12を適切な屈折率の材料より構成し、更にレンズ間隔を適切に設定している。これにより歪曲収差以外の諸収差の発生を少なくしている。
次に、実施例1から実施例3では、第2レンズ群L2を3群4枚より構成している。具体的には、両レンズ面が凸形状の正レンズG21、両レンズ面が凸形状の正レンズG22、両レンズ面が凹形状の負レンズG23、正レンズG24より構成している。正レンズG22と負レンズG23を接合している。これにより第1レンズ群L1を射出した軸外光線の屈折角を少なくし、軸外諸収差の発生が少なくしている。
また、正レンズG21は、最も軸上光線の通る高さが高いレンズであり、主に球面収差、コマ収差の補正に関与しているレンズである。次に正レンズG22と接合した負レンズG23を、像側面が凹形状とすることで、正レンズG21と正レンズG22で発生した収差をキャンセルしている。
また、実施例4では、第2レンズ群L2を2群4枚より構成している。具体的には、屈折力の絶対値が像側の面に比べ物体側に強い凸形状の正レンズG21、両レンズ面が凹形状の負レンズG22、負レンズG23、正レンズG24より構成している。
そして正レンズG21と負レンズG22を接合している。
又、負レンズG23と正レンズG24を接合している。
実施例4では、正レンズG21で、第1レンズ群L1を射出した軸外光線の屈折角を少なくし、諸収差の発生が少なくなるレンズ形状としている。
また、正レンズG21は軸外光線の通る高さが高いレンズであり、球面収差、コマ収差の補正に関与している。このため正レンズG21の物体側のレンズ面をレンズ周辺で正の屈折率が弱くなる非球形状とするのが良い。これによれば、球面収差、コマ収差を良好に補正ことができる。
また、正レンズG21と負レンズG22を接合した全体として正の屈折力を有する接合レンズとしている。
又、負レンズG23と正レンズG24の4つのレンズより構成してズーミングに伴う収差変動が少なくなるようにしている。この構成による利点は、所謂トリプレットタイプにおける負レンズ成分の屈折力を2成分に分離したのに相当している。トリプレットタイプのような単一の負レンズ成分による収差補正方法に対して収差補正上の自由度を増やしている。これにより、従来負レンズ成分のガラス厚を増大させることにより補正していた軸外フレアの補正を不要としている。
更に、負レンズ成分の前後に設けた2つの負の屈折力の空気レンズにより球面収差の補正を不要としている。これによってトリプレットタイプに比べて第2レンズ群L2の厚みを小さくすることが容易となり、光学全長の短縮、及び沈胴時の全長の短縮を容易にしている。
また、実施例5は第2レンズ群L2を2群2枚より構成している。具体的には、屈折力の絶対値が像側の面に比べて物体側の面が大きい、両レンズ面が凸形状の正レンズG21、負レンズG22より構成している。正レンズG21により、第1レンズ群L1を射出した軸外光線の屈折角を少なくし、諸収差の発生が少なくなるレンズ形状としている。
また、正レンズG21は軸外光線の通る高さが高いレンズであり、球面収差、コマ収差の補正に関与している。このため正レンズG21の物体側のレンズ面をレンズ周辺で正の屈折率が弱くなる非球面形状とするのが良い。これによれば、球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
さらに、正レンズG21の像側面、負レンズG22の像側面を非球面形状とすることで諸収差を良好に補正し、第2レンズ群L2を2枚と言う少ないレンズ枚数で構成している。
このレンズ構成は、第2レンズ群L2の厚みを小さくすることが容易になり、光学全長の短縮、及び沈胴時の全長の短縮を容易にしている。
各実施例では、物体側から像側へ順に、第1レンズ群L1は1枚の負レンズG11と1枚の正レンズG12から成る。負レンズG11の材料の屈折率をn1、該正レンズG12の材料の屈折率をn2とする。第1レンズ群L1の焦点距離をf1、負レンズG11と正レンズG12間の空気レンズのパワーをφairとする。負レンズG11の物体側の面の曲率半径をr1a、像側の面の曲率半径をr1b、正レンズG12の物体側の面の曲率半径をr2a、像側の面の曲率半径をr2bとする。
負レンズG11の焦点距離をf11、正レンズG12の焦点距離をf12とする。
第1レンズ群L1の光軸上の厚みをD1とする。このとき、
0.10 < n2−n1 < 0.35・・・(1)
−0.80 < φair・f1 < −0.10・・・(2)
−50 < (r1b+r2a)/(r1b−r2a)<−8・・・(3)
0.25 < (r1a+r2b)/(r1a−r2b)<0.80・・・(4)
−0.45 < f11/f12 < −0.32・・・(5)
−0.30 < D1/f1 < −0.15・・・(6)
なる条件のうち1以上を満足するようにしている。
次に各条件式の技術的意味について説明する。
条件式(1)は第1レンズ群L1の負レンズG11の材料の屈折率と第1レンズ群L1の正レンズG12の材料の屈折率の差に関する。
条件式(1)の下限を超えて屈折率差が小さくなると、負レンズG11の物体側面の曲率半径が緩くなる。このため、レンズ系全体の小型化には有利ではあるが、ペッツバール和が大きくなり、像面の倒れを補正することが困難となる。
また、条件式(1)の上限値を超えて屈折率差が大きくなると、ペッツバール和が大きくなると共に、負レンズG11の物体側面の曲率半径がきつくなり、レンズ系全体の小型化に不利となる。また曲率半径がきつくなると、第1レンズ群L1でコマ収差が多く発生する。これを補正するためには第2レンズ群L2のレンズ枚数を増やす必要がある。このため、レンズ系全体として大型化になるので良くない。
更に好ましくは、条件式(1)の数値範囲を次の如くするのが良い。
0.14 < n2−n1 < 0.33・・・(1a)
条件式(2)は第1レンズ群L1のパワーに対する第1レンズ群L1内の空気レンズのパワーの比を規定するものである。
条件式(2)の上限を超えて空気レンズの正のパワーが小さくなると、望遠端で球面収差を補正することが困難となる。球面収差を補正するためには負レンズG11と正レンズG12の間隔を広げる必要があり、この結果レンズ系全体が大型化してくる。
条件式(2)の下限値を超えて空気レンズの正のパワーが大きくなると、広角端での球面収差を補正することが困難となる。球面収差を補正するためには負レンズG11と正レンズG12の間隔を狭める必要があり、レンズ系全体のコンパクト化が難しくなる。
更に好ましくは、条件式(2)の数値範囲を次の如くするのが良い。
−0.75 < φair・f1 < −0.15・・・(2a)
条件式(3)、(4)は第1レンズ群L1全体のレンズ形状を規定するものである。
条件式(3)の下限を超えて空気レンズの形状が変化すると、又は条件式(4)の下限を超えて第1レンズ群L1の物体面と像側面の形状が変化すると、望遠端で球面収差を補正することが困難となる。
条件式(3)の上限を超えて空気レンズの形状が変化すると又は、条件式(4)の上限を超えて第1レンズ群L1の物体面と像側面の形状が変化すると、球面収差を補正することが困難となる。球面収差を補正するためには負レンズG11と正レンズG12の間隔を広げる必要があり、この結果レンズ系全体が大型化してくる。
更に好ましくは、条件式(3)、(4)の数値範囲を次の如くするのが良い。
−45< (r1b+r2a)/(r1b−r2a)<−10・・・(3a)
0.30< (r1a+r2b)/(r1a−r2b)<0.70・・・(4a)
条件式(5)は負レンズG11と正レンズG12の焦点距離の比を規定するものである。
条件式(5)の下限を超えて、負レンズG11のパワーが小さくなると、軸外諸収差の補正が困難となる。
また、条件式(5)の上限を越えて負レンズG11のパワーが大きくなると、レンズの外径が大きくなりレンズ系全体が大型化するため好ましくない。
更に好ましくは、条件式(5)の数値範囲を次の如くするのが良い。
−0.44 < f11/f12 < −0.33・・・(5a)
条件式(6)は、第1レンズ群L1の光軸上の厚みを規定するものである。
条件式(6)の下限を超えて第1レンズ群L1の厚みが大きくなると、球面収差の補正が困難となると共に、沈胴長が長くなり、レンズ系全体のコンパクト化に不利となる。
また、条件式(6)の上限を超えて焦点距離f1が大きくなると第1レンズ群L1の厚みという観点からするとレンズ系全体のコンパクト化に有利となる。しかしながら軸外諸収差、特に非点隔差が大きくなると共に、所定の画角を確保することが困難となるため好ましくない。
更に好ましくは、条件式(6)の数値範囲を次の如くするのが良い。
−0.26 < D1/f1 < −0.20・・・(6a)
次に、本発明の実施例1〜5に対応する数値実施例1〜5を示す。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は第i番目のレンズ面(面)の曲率半径、Diは第i面と第(i+1)面との間のレンズ肉厚および空気間隔、Ni、νiはそれぞれ第i番目の部材のd線に対する屈折率、アッベ数を示す。
また、最も像側の2面はフエースプレート等のガラス材である。また、kは円錐係数、B,C,D,Eは各々非球面係数である。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=(h/R)/[1+{1−(1+k)(h/R)1/2]+Bh+Ch+Dh+Eh10
で表される。但し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実施例との関係を表1に示す。
数値実施例1
f=5.66〜21.51 Fno=3.18〜5.97 2ω=55.6°〜15.8°

R 1 = -28.404 D 1 = 0.70 N 1 = 1.638539 ν 1 = 55.4
R 2 = 7.053 D 2 = 0.65
R 3 = 7.505 D 3 = 1.80 N 2 = 1.846660 ν2 = 23.9
R 4 = 11.801 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.44
R 6 = 27.092 D 6 = 1.40 N 3 = 1.834000 ν3 = 37.2
R 7 = -62.667 D 7 = 0.10
R 8 = 6.296 D 8 = 2.15 N 4 = 1.701536 ν4 = 41.2
R 9 = -13.179 D 9 = 2.00 N 5 = 1.805181 ν5 = 25.4
R10 = 4.967 D10 = 2.96
R11 = 12.800 D11 = 1.20 N 6 = 1.834807 ν6 = 42.7
R12 = -2062.312 D12 = 可変
R13 = 16.420 D13 = 1.50 N 7 = 1.516330 ν7 = 64.1
R14 = -54.239 D14 = 可変
R15 = ∞ D15 = 1.30 N 8 = 1.516330 ν8 = 64.1
R16 = ∞

焦点距離 5.66 13.57 21.51
可変間隔
D4 20.87 6.32 2.49
D12 3.95 13.31 22.67
D14 3.96 3.94 3.92

数値実施例2
f=5.66〜21.34 Fno=3.18〜5.96 2ω=55.6°〜15.9°

R 1 = -23.325 D 1 = 0.70 N 1 = 1.583126 ν 1 = 59.4
R 2 = 7.118 D 2 = 0.72
R 3 = 7.512 D 3 = 1.80 N 2 = 1.846660 ν2 = 23.9
R 4 = 10.845 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.45
R 6 = 27.918 D 6 = 1.40 N 3 = 1.882997 ν3 = 40.8
R 7 = -62.667 D 7 = 0.10
R 8 = 6.361 D 8 = 2.15 N 4 = 1.701536 ν4 = 41.2
R 9 = -14.301 D 9 = 2.00 N 5 = 1.805181 ν5 = 25.4
R10 = 4.983 D10 = 2.89
R11 = 12.545 D11 = 1.20 N 6 = 1.834807 ν6 = 42.7
R12 = 2057.675 D12 = 可変
R13 = 16.350 D13 = 1.50 N 7 = 1.516330 ν7 = 64.1
R14 = -44.925 D14 = 可変
R15 = ∞ D15 = 1.30 N 8 = 1.516330 ν8 = 64.1
R16 = ∞

焦点距離 5.66 13.47 21.34
可変間隔
D4 20.67 5.97 2.22
D12 3.97 13.06 22.21
D14 3.73 3.70 3.62




数値実施例3
f=5.66〜21.34 Fno=3.18〜5.96 2ω=55.6°〜15.9°

R 1 = -20.461 D 1 = 0.70 N 1 = 1.518229 ν 1 = 58.9
R 2 = 7.144 D 2 = 0.74
R 3 = 7.509 D 3 = 1.80 N 2 = 1.846660 ν2 = 23.9
R 4 = 10.165 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.12
R 6 = 28.847 D 6 = 1.40 N 3 = 1.882997 ν3 = 40.8
R 7 = -62.667 D 7 = 0.10
R 8 = 6.434 D 8 = 2.15 N 4 = 1.701536 ν4 = 41.2
R 9 = -15.430 D 9 = 2.00 N 5 = 1.805181 ν5 = 25.4
R10 = 5.071 D10 = 2.76
R11 = 12.388 D11 = 1.20 N 6 = 1.834807 ν6 = 42.7
R12 = 713.961 D12 = 可変
R13 = 16.885 D13 = 1.50 N 7 = 1.516330 ν7 = 64.1
R14 = -38.334 D14 = 可変
R15 = ∞ D15 = 1.30 N 8 = 1.516330 ν8 = 64.1
R16 = ∞

焦点距離 5.66 13.42 21.34
可変間隔
D4 21.26 6.31 2.32
D12 3.95 12.46 21.10
D14 3.49 3.40 3.19



数値実施例4
f=7.60〜21.60 Fno=2.90〜5.00 2ω=60.6°〜23.2°

R 1 = -47.076 D 1 = 0.80 N 1 = 1.622992 ν 1 = 58.2
R 2 = 7.227 D 2 = 1.60
R 3 = 7.806 D 3 = 1.40 N 2 = 1.846660 ν2 = 23.9
R 4 = 10.333 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.50
R 6 = 6.019 D 6 = 2.50 N 3 = 1.772499 ν3 = 49.6
R 7 = -22.273 D 7 = 0.50 N 4 = 1.647689 ν4 = 33.8
R 8 = 4.928 D 8 = 0.89
R 9 = 14.410 D 9 = 0.70 N 5 = 1.846660 ν5 = 23.9
R10 = 7.836 D10 = 1.55 N 6 = 1.806098 ν6 = 40.9
R11 = -50.120 D11 = 可変
R12 = 183.007 D12 = 1.60 N 7 = 1.487490 ν7 = 70.2
R13 = -21.208 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 2.46 N 8 = 1.516330 ν8 = 64.1
R15 = ∞

焦点距離 7.60 14.76 21.60
可変間隔
D4 13.97 4.09 1.70
D11 5.34 10.69 20.40
D13 5.48 7.27 4.69

非球面係数
R6 k=-1.73110e+00 B=7.31010e-04 C=-1.59673e-07 D=0.00000e+00 E=0.00000e+00
R13 k=-1.26766e+00 B=-1.55573e-05 C=-2.81850e-07 D=0.00000e+00 E=0.00000e+00



数値実施例5
f=6.46〜14.50 Fno=4.10〜6.30 2ω=57.6°〜27.5°

R 1 = -25.153 D 1 = 0.83 N 1 = 1.701536 ν 1 = 41.2
R 2 = 5.097 D 2 = 0.86
R 3 = 6.159 D 3 = 0.90 N 2 = 1.846660 ν2 = 23.9
R 4 = 10.875 D 4 = 可変
R 5 = 3.898 D 5 = 2.52 N 3 = 1.589130 ν3 = 61.1
R 6 = -16.011 D 6 = 0.05
R 7 = 8.390 D 7 = 0.74 N 4 = 1.922860 ν4 = 18.9
R 8 = 4.790 D 8 = 1.30
R 9 = ∞ D 9 = 可変
R10 = ∞ D10 = 1.31 N 5 = 1.516330 ν5 = 64.1
R11 = ∞

焦点距離 6.46 10.48 14.50
可変間隔
D4 13.97 4.09 1.70
D9 6.78 9.68 12.59

非球面係数
R5 k=-1.54961e+00 B=2.78527e-03 C=3.51985e-04 D=-1.17970e-04
E=1.75396e-05
R6 k= 1.95578e+01 B=2.44082e-03 C=1.24124e-04 D= 7.84440e-05
E=-8.30636e-06
R8 k=-1.73700e-01 B=2.12669e-03 C=7.91434e-04 D=-4.56955e-04
E=7.40272e-05
各実施例は以上の様に各要素を設定する事により、特に、固体撮像素子を用いた撮影系に好適なズームレンズを得ている。
特に構成レンズ枚数が少なくコンパクトで、沈胴式のズームレンズに適した、ズーム比が2〜4倍程度の歪曲収差以外の諸収差を良好に補正した、高い光学性能を有するズームレンズを達成している。
又、各実施例によれば、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の屈折力を適切に設定することによって軸外諸収差、特に像面彎曲、非点収差、コマ収差および大口径比化した際の球面収差の補正を効果的に行っている。
又、第1レンズ群L1に非球面を使用しないことにより、ズームレンズ全体として非球面の枚数を低減し製作を容易にしている。
尚、上述の各実施例のズームレンズは歪曲収差を画像処理で補正することを前提としているが、例えば監視用カメラなど、歪曲収差を気にしないカメラとしても使用可能である。
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルカメラ(光学機器)の実施例を図21を用いて説明する。
図21において、20はデジタルカメラ本体、21は上述の実施例1〜5のズームレンズによって構成された撮影光学系である。22は撮影光学系21によって被写体像を受光するCCD等の撮像素子である。23は撮像素子22が受光した被写体像を記録する記録手段、24は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダーである。
上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子22上に形成された被写体像が表示される。
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光学機器に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
実施例1のレンズ断面図 実施例1の広角端の収差図 実施例1の中間の収差図 実施例1の望遠端の収差図 実施例2のレンズ断面図 実施例2の広角端の収差図 実施例2の中間の収差図 実施例2の望遠端の収差図 実施例3のレンズ断面図 実施例3の広角端の収差図 実施例3の中間の収差図 実施例3の望遠端の収差図 実施例4のレンズ断面図 実施例4の広角端の収差図 実施例4の中間の収差図 実施例4の望遠端の収差図 実施例5のレンズ断面図 実施例5の広角端の収差図 実施例5の中間の収差図 実施例5の望遠端の収差図 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 Fナンバー決定部材(開口絞り)
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 (12)

  1. 物体側より像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群とを有し、ズーミングに際し、該第1レンズ群と第2レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、物体側から像側へ順に、該第1レンズ群は1枚の負レンズG11と1枚の正レンズG12からなり、該負レンズG11の材料の屈折率をn1、該正レンズG12の材料の屈折率をn2、該第1レンズ群の焦点距離をf1、該負レンズG11と正レンズG12間の空気レンズのパワーをφair、該負レンズG11の物体側の面の曲率半径をr1a、像側の面の曲率半径をr1b、該正レンズG12の物体側の面の曲率半径をr2a、像側の面の曲率半径をr2bとするとき、
    0.10 < n2−n1 < 0.35
    −0.80 < φair・f1 < −0.10
    −50 < (r1b+r2a)/(r1b−r2a) < −8
    0.25 < (r1a+r2b)/(r1a−r2b) < 0.80
    なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 広角端から望遠端のズーミングに際し、前記第1レンズ群は像側に凸形状の軌跡で移動し、前記第2レンズ群は物体側に単調に移動することを特徴とする請求項1のズームレンズ。
  3. 前記負レンズG11は、両レンズ面が凹形状より成り、前記正レンズG12は物体側の面が凸でメニスカス形状より成ることを特徴とする請求項1又は2のズームレンズ。
  4. 前記負レンズG11の焦点距離をf11、前記正レンズG12の焦点距離をf12とするとき、
    −0.45 < f11/f12 < −0.32
    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1レンズ群の焦点距離をf1、該第1レンズ群の光軸上の厚みをD1とするとき、
    −0.30 < D1/f1 < −0.15
    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レンズ群は、物体側より像側へ順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズよりな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2レンズ群は、物体側より像側へ順に、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズよりな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。
  8. 前記第2レンズ群は、物体側より像側へ順に、正レンズ、負レンズよりな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。
  9. 前記第2レンズ群の像側に、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第3レンズ群を有す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。
  10. 前記第3レンズ群は、単一のレンズより成ることを特徴とする請求項9のズームレンズ。
  11. 光電変換素子上に像を形成することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載のズームレンズ。
  12. 請求項1〜10のいずれか1項記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する光電変換素子を有していることを特徴とする撮像装置。
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