JP2007256604A - 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】高変倍比化と小型化を同時に満たすズームレンズ及びそれを備えた電子撮像装置を提供する。
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群G11と、負の屈折力の第2レンズ群G12と、正の屈折力の第3レンズ群G13と、正の屈折力の第4レンズ群G14とを有するズームレンズであって、変倍時には、広角端に対して望遠端において前記第1レンズ群G11と前記第2レンズ群G12との間隔は増大し、前記第3レンズ群G13は前記第2レンズ群G12との距離が減少するように物体側に位置し、前記第2レンズ群G12と第3レンズ群G13との間に、前記変倍時に光軸方向に移動する明るさ絞りSを備え、前記明るさ絞りは前記広角端に対して前記望遠端にて物体側に位置するように構成する。
【選択図】図1

Description

本願の発明は、ズームレンズとそれを用いた電子撮像装置に関し、例えばビデオカメラやデジタルカメラ等に利用できるものである。
銀塩フィルムに代わり、CCDやCMOSのような固体撮像素子を用いて被写体を撮影するようにしたデジタルカメラが普及してきている。このようなデジタルカメラでは、近年、小型で薄型のタイプが好まれるようになっている。カメラの大きさのうち、厚さ方向は主に光学系の大きさに依存してしまうことから、薄型化を達成するには光学系の構成が重要になってくる。また最近では、撮影時に光学系をカメラボディ内からせり出して、携帯時には光学系をカメラボディ内に収納するいわゆる沈胴式鏡筒が一般的になっている。そのためズームレンズの場合は、沈胴時の大きさを考慮したレンズ群の構成が極めて重要になってくる。
一方、コンパクトタイプのデジタルカメラの変倍比は3倍程度が一般的であったが、それ以上の高変倍比を有するものも求められるようになってきている。
このような高変倍比ズームを構成した先行技術としては、以下の文献(特許文献1及び特許文献2参照)に開示されるように物体側より正の第1レンズ群、負の第2レンズ群、正の第3レンズ群、正の第4レンズ群を有するタイプが知られている。
特開平4−171411
特開2005−62228
しかしながら、これらの先行例には以下のような問題点がある。特許文献1に記載されているものは、第3レンズ群を物体側から、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズの順に配置しているが、第3レンズ群の総厚は大きく沈胴構造にしても小型化を達成できていない。またメニスカス形状の負レンズを2つ配置しているので、負レンズの発散作用を効果的に生かすことができない構成になっており性能の面で不利である。
また、前記特許文献2における実施例4では、上記と同様な構成であるが、同じように小型化を達成できていない。また第3レンズと第4レンズとを接合しているので、パワーの自由度が少なくなってしまい主点位置を移動しにくい構成になっていた。また、沈胴について考慮がなく、レンズ枚数も多く、各レンズ群の厚みも大きくなりやすい。
本願の発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、第3レンズ群を工夫することにより高変倍比化に有利な構成としながらも、小型化に有利なズームレンズを提供することである。
また、第3レンズ群を工夫することにより、使用時の全長短縮、光学性能を維持しつつも変倍比を大きくしやすいズームレンズを提供することである。
さらには、広角端での全長の短縮化を行ったズームレンズを提供することである。
また、さらには、レンズ枚数を少なくし、沈胴時の薄型化も行いやすいズームレンズを提供することである。
また、これらズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために本願の第1の発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有し、前記第1レンズ群と、前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群と、前記第4レンズ群とが、それぞれのレンズ群に挟まれる空気間隔を変化させるように光軸方向に移動して広角端から望遠端への変倍を行うズームレンズであって、前記広角端に対して前記望遠端にて前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は減少するように構成する。そして、前記第3レンズ群は物体側から順に正レンズである第1レンズ、負レンズである第2レンズ、正レンズである第3レンズ、負レンズである第4レンズの4枚のレンズからなり、前記第3レンズ群中の前記第2レンズが前記第1レンズもしくは前記第3レンズの少なくともいずれかと光軸上で接合されるように構成した。
本願の第2の発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有し、前記第1レンズ群と、前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群と、前記第4レンズ群とが、それぞれのレンズ群に挟まれる空気間隔を変化させるように光軸方向に移動して広角端から望遠端への変倍を行うズームレンズであって、前記広角端に対して前記望遠端にて前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は減少するように構成する。そして、前記第3レンズ群は物体側から順に正レンズである第1レンズ、負レンズである第2レンズ、正レンズである第3レンズ、負レンズである第4レンズの4枚のレンズからなり、前記第3レンズ群中の前記第2レンズ、前記第4レンズのうち少なくともいずれかのレンズが両凹面のレンズであるように構成した。
本願の第3の発明のズームレンズは、前記第1の発明において、前記第3レンズ群中の前記第2レンズ、前記第4レンズのうち少なくともいずれかのレンズが両凹面のレンズであるように構成した。
本願の第4の発明のズームレンズは、前記第1乃至3の発明のずれかのズームレンズにおいて、前記広角端に対して前記望遠端にて前記第1レンズ群が物体側に位置し、前記第3レンズ群が物体側に位置するように構成した。
本願の第5の発明のズームレンズは、前記第1乃至4の発明のずれかのズームレンズにおいて、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第4レンズ群をそれぞれ1枚または2枚のレンズで構成した。
本願の発明の撮像装置は、前記第1乃至第5の発明に記載の少なくともいずれかのズームレンズと、前記ズームレンズの像側に配され、且つ、前記ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する撮像素子を備えるように構成した。
本願の発明のように構成することにより、小型で高変倍のズームレンズ、撮像装置を得ることが可能である。
以下、本願の発明の実施例の説明に先立ち本願の発明の作用効果について説明する。
前記第1および第2の発明では変倍比の確保のため、物体側から順に正の第1レンズ群、負の第2レンズ群、正の第3レンズ群、正の第4レンズ群を有する配置とした構成を採用している。
この構成において変倍作用の大きい第3レンズ群のパワーを強くすることが小型化には効果的である。そのため性能が劣化しないようにするには、パワーを強くしても第3レンズ群内の収差発生量を抑えやすい構成にする必要がある。
そこで本願の第1の発明では、第3レンズ群を物体側から順に正レンズの第1レンズ、負レンズの第2レンズ、正レンズの第3レンズ、負レンズの第4レンズの4枚で構成した。これにより第3レンズ群のパワーを強くしても、収斂、発散作用を交互に配置しているので、効果的に収差補正でき、高性能を達成することができる。また同時に主点位置を物体側に移動させて第3レンズ群の変倍作用を効果的に発揮できるようになる。
なお、高変倍比化に伴い、色収差の問題が大きくなってくる。そのため第3レンズ群内にも接合レンズを設けることが好ましい。しかし、ここで第3レンズ群中の負レンズのうち最も像側の第4レンズを隣の正レンズと接合すると、負レンズの物体側の面が正レンズの像側の面の曲率半径に依存してしまい十分な負のパワーが取れなくなってしまう。
そのため第3レンズ群内の構成でのテレフォトタイプの構成がとりにくくなって主点を物体側よりにする機能が低下してしまう。そこで本願の第1の発明では、第3レンズ群の負レンズである第2レンズの物体側の面または像側の面を隣の正レンズとの接合面とした。これによりスムーズな主点移動により変倍比を得やすくなり、全長の短縮化に有利となる。
また、高変倍比化における色収差の発生も低減でき高性能を達成できるようになる。また、第3レンズ群中の第2レンズと正レンズを接合することにより第3レンズ群の光軸方向の構成長を小さくすることができ薄型化も達成できる。
さらには、主点を物体よりにするためには、前記第1の発明のズームレンズにおいて、第3レンズ群の第3レンズと第4レンズとの間に空気間隔を挟むことがより好ましい。それにより、変倍比の確保、使用時の全長の短縮が容易となる。
また、前記第1の発明のズームレンズあるいは、前記[0026]に示したズームレンズにおいて、第1レンズから第3レンズをそれぞれ接合して構成すれば、さらにレンズ収納時の厚さを小さくすることができる。
次に本願の第2の発明のように構成した理由と作用を説明する。
前記のように物体側から順に、正、負、正、正のパワーを有するタイプのズームレンズにおいて、第3レンズ群のパワーを強くすると第3レンズ群中の正レンズのパワーが強くなってくる。そのため、収差を補正するために第3レンズ群中の負レンズの構成が重要になる。
ここで上記負レンズをメニスカス形状にすると、一方の面のパワーが極端に強くなってきて高次収差が発生してしまうので、収差をバランスよく効果的に補正できなくなってくる。
また曲率が大きく(曲率半径の絶対値が小さく)なるので光軸から離れた位置でのレンズ面の突出が大きくなり、負レンズが厚さ方向に大きくなってしまい、第3レンズ群の構成長を小さくすることが難しくなる。
そこで本願の第2の発明では、第3レンズ群中の負レンズである第2レンズおよび第4レンズのうち少なくとも1枚を両凹面のレンズとした。これにより、負レンズの両面に負の屈折力の機能を分担し高次収差の発生を抑え、且つ、負レンズの大型化を抑え、小型化と高性能を同時に満たすことができる。
前記第2の発明のズームレンズにおいて、前記第3レンズ群の第4レンズを両凹面の負レンズとし、前記両凹面の負レンズの物体側が空気間隔であるように構成すれば、第4レンズに曲率の強い面を用いずとも負のパワーを確保でき、第3レンズ群でのテレフォトタイプの構成により主点を物体よりにでき、変倍比の確保、使用時の全長短縮の有利となる。
本願の第3の発明のズームレンズは、前記第1の発明において、前記第3レンズ群中の前記第2レンズ、前記第4レンズのうち少なくともいずれかのレンズを両凹面のレンズで構成される。これにより、負レンズの両面に負の屈折力の機能を分担し高次収差の発生を抑え、且つ、負レンズの大型化を抑え、小型化と高性能を同時に満たすことができる。もちろん、前記第1の発明および第2の発明における条件は、同時に満たすことにより更なる小型化、光学性能の確保に有利となる。また、前記第1の発明および第2の発明と後述するそれらに関連する発明における条件も同時に満足することがより好ましい。
本願の第4の発明のズームレンズによれば、第2レンズ群、第3レンズ群の変倍への寄与と収差とのバランスを良好にすることができる。そのため、第1レンズ群、第3レンズ群を上述の移動として第3レンズ群に積極的に変倍負担を待たせることが高変倍比化に好ましい。
また、広角端での全長の短縮化のために、第1レンズ群を上述の移動とし、望遠端での焦点距離の確保とを両立させることが好ましい。
本願の発明のズームレンズは、レンズの枚数を制限し、沈胴時における全長の短縮を行うことが好ましい。
具体的には、本願の第5の発明のズームレンズのように構成することで、沈胴時の薄型化や、レンズの径を小さくでき好ましい。
更には、第1レンズ群は、色収差を考慮して正レンズと負レンズの2枚のレンズで構成することが好ましい。第2レンズ群は、色収差を考慮して正レンズと負レンズの2枚のレンズで構成することが好ましい。第4レンズ群は、パワー負担は小さくてよく、そのため、沈胴時の小型化には正レンズ1枚で構成することが好ましい。
また、前記第4レンズ群の移動により、微小な収差変動(非点収差やコマ収差の変動)の補正や射出瞳調整を行う場合レンズ駆動の負担が小さくなり好ましい。
本願発明の撮像装置は、前記の発明のズームレンズの像側に配され、且つ、前記ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置とすることが好ましい。また、この撮像装置は、後述する構成を含んでもよい。
一般にこのような撮像素子は、入射光線の入射角が大きくなると光量不足や色の再現に影響が出やすい。そのため、本願の発明のズームレンズのように、物体側から順に、正、負、正、正のレンズ群構成を有するタイプとして射出光線が光軸と平行に近づくように構成することが好ましい。
次に、本願の発明に係る撮像装置の実施例を図を参照して詳細に説明する。
実施例1
図1は、本願の発明の実施例1に係るズ−ムレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。(a)は広角端における、(a')、(b)、(b’)は広角端から望遠端への途中状態における、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。(a)、(a')、(b)、(b’)、(c)の順で焦点距離が長くなる。
図2は、前記実施例1に係るズ−ムレンズの無限遠物点合焦点時での球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を示す収差図である。(a)は広角端、(b)は図1の(b)の途中状態、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。
実施例1のズ−ムレンズ光学系は、物体側から順に、正の第1レンズ群G11と、負の第2レンズ群G12と、明るさ絞りSと、正の第3レンズ群G13と、正の第4レンズ群G14とを備えている。第4レンズ群G14の像側には平行平面板FL1及びCCD受光面Pが配置される。
物体側から順に、第1レンズ群G11は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸面の正レンズL12とで構成されており、また、前記レンズL11とL12が接合されている。第2レンズ群G12は両面が非球面の両凹面の負レンズL13と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14とで構成されている。第3レンズ群G13は物体側の面が非球面で物体側に凸面の正メニスカスレンズL15と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL16と像側の面が非球面の両凸面の正レンズL17と両面とも非球面の両凹面の負レンズL18で構成され、また前記レンズL15とL16とL17とが接合されている。第4レンズ群G14は像側が非球面の両凸面の正レンズL19で構成されている。前記平行平面板FL1はCCD受光面を保護するカバーガラスであるが、赤外線カットを施したロ−パスフイルタ−で構成してもよい。
この実施例1のズ−ムレンズ光学系は、変倍時、広角端から望遠端にかけて、第1レンズ群G11は物体側に移動し、第2レンズ群G12は一旦像側に移動した後、中間焦点距離状態付近で移動方向が反転し物体側に移動し、第3レンズ群G13は物体側に移動し、第4レンズ群G14は一旦、物体側に移動した後、中間焦点距離状態付近で移動方向が反転し像側に移動するように構成されている。なお、中間焦点距離状態は、広角端でのズームレンズ全系の焦点距離と望遠端でのズームレンズ全系の焦点距離との相乗平均を焦点距離とする状態とする。
また、この実施例1においては、像高(Ih)が3.8mm、焦点距離は6.60〜10.20〜16.40〜22.69〜31.85 mm、Fnoは2.78〜3.17〜3.70〜4.35〜5.45である。
次に、実施例1の光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
なお、第1実施例の数値データにおいて、Rは各レンズ面の曲率半径、Dは各レンズの肉厚又は空気間隔、Nd、Vd は各レンズのd線での屈折率及びアッべ数、D3、D7、D14及びD16は可変間隔を表している。FnoはFナンバー、fは全系焦点距離、2ωは画角(ωは半画角)を表している。R、D、fの単位はmmである。なお、ASPは非球面を意味し、非球面形状は、光軸方向をz、光軸に直交する方向をyにとり、近軸曲率半径をR、円錐係数をk、非球面係数をA4、A6、A8、A10としたとき、次の式で表される。
z=(y2/R)/[1+{1−(1+k)(y/R)21/2
+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10
また、非球面係数中、例えば、実施例1の非球面4におけるA4の値である3.81503e−05は、3.81503×10-5とも表示され得るが、本数値データ中では、全て前者の形式で表示してある。なお、これらの記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
数値データ1
面番 R D Nd Vd
1 17.105 0.90 1.84666 23.78
2 13.550 3.40 1.49700 81.54
3 -65.008 D3
4 -13.940 ASP 1.00 1.80610 40.92
5 5.016 ASP 1.25
6 8.993 1.80 1.92286 20.88
7 33.594 D7
8 絞り 0.00
9 3.837 ASP 2.64 1.49700 81.54
10 197.151 0.50 1.67270 32.10
11 5.421 1.50 1.58913 61.14
12 -8.056 ASP 1.75
13 -45.923 ASP 1.00 1.69350 53.21
14 4.948 ASP D14
15 10.719 1.80 1.48749 70.41
16 -65.649 ASP D16
17 ∞ 0.53 1.51633 64.14
18 ∞ 0.60
19 ∞(受光面、像面)
非球面係数
面番 R k
4 -13.940 -1.734
A4 A6 A8 A10
3.81503e-05 1.13065e-05 -4.06931e-07 5.57665e-09
面番 R k
5 5.016 0.000
A4 A6 A8 A10
-8.22923e-04 -1.09424e-05 2.08584e-07 -5.80955e-08
面番 R k
9 3.837 0.000
A4 A6 A8 A10
-1.04110e-03 -8.07966e-07 -4.43569e-06 8.64254e-08
面番 R k
12 -8.056 0.000
A4 A6 A8 A10
4.69718e-03 -8.50261e-06 -1.73554e-05 4.19191e-06
面番 R k
13 -45.923 -2317.509
A4 A6 A8 A10
-1.85235e-04 -9.09826e-05 -2.32982e-04 2.86280e-05
面番 R k
14 4.948 0.000
A4 A6 A8 A10
5.23559e-04 -7.73655e-04 -1.30728e-05 9.38150e-06
面番 R k
16 -65.649 0.000
A4 A6 A8 A10
-3.35014e-04 4.74160e-06 4.18422e-07 -1.57103e-08
ズームデータ
焦点距離f 6.6 10.2 16.4 22.69 31.85
Fno 2.78 3.17 3.7 4.35 5.45
画角2ω 65.06 40.03 25.24 18.38 13.15

D3 1.08 4.28 7.25 8.78 9.51
D7 10.5 6.85 3.38 1.94 0.7
D14 2.8 3.84 4.94 8.01 12.64
D16 1.46 2 3.24 2.59 1.48
実施例2
図3は、本願の発明の実施例2に係るズ−ムレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。(a')、(b)、(b’)は広角端から望遠端への途中状態における、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。(a)、(a')、(b)、(b’)、(c)の順で焦点距離が長くなる。
図4は、前記実施例2に係るズ−ムレンズの無限遠物点合焦点時での球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を示す収差図である。(a)は広角端、(b)は図3(b)の途中状態、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。
実施例2のズ−ムレンズ光学系は、物体側から順に、正の第1レンズ群G21、負の第2レンズ群G22、明るさ絞りS、正の第3レンズ群G23、及び正の第4レンズ群G24を備えている。
このズ−ムレンズ光学系においては、物体側から順に、第1レンズ群G21は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と両凸面の正レンズL22とで構成されており、また、これらのレンズL21とL22が接合されている。第2レンズ群G22は両面が非球面の両凹の負レンズL23と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL24とで構成されている。第3レンズ群G23は物体側の面が非球面で両凸面の正レンズL25と両凹面の負レンズL26と像側の面が非球面の両凸面の正レンズL27と両面とも非球面の両凹面の負レンズL28とで構成され、また、前記レンズL25とL26とL27とが接合されている。第4レンズ群G24は両凸面の正レンズL29で構成されている。前記平行平面板FL1はCCD受光面を保護するカバーガラスであるが、赤外線カットを施したロ−パスフイルタ−で構成してもよい。
前記ズ−ムレンズ光学系は、変倍時、広角端から望遠端にかけて、第1レンズ群G21は物体側に移動し、第2レンズ群G22は一旦像側に移動した後、中間焦点距離状態付近で移動方向が反転し物体側に移動し、第3レンズ群G23は物体側に移動し、第4レンズ群G24は変倍中固定であるように構成されている。
また、本実施例2においては、像高が3.8mm、焦点距離は6.60〜10.20〜16.40〜22.69〜31.85mm、Fnoは2.80〜3.23〜3.93〜4.54〜5.55である。
数値データ2
面番 R D Nd Vd
1 15.992 0.90 1.84666 23.78
2 12.619 3.40 1.49700 81.54
3 -117.880 D3
4 -15.197 ASP 1.00 1.80610 40.92
5 4.971 ASP 1.30
6 8.781 1.80 1.92286 20.88
7 29.416 D7
8 絞り 0.00
9 3.859 ASP 2.80 1.49700 81.54
10 -93.989 0.50 1.67270 32.10
11 6.025 1.50 1.58913 61.14
12 -8.038 ASP 1.72
13 -43.943 ASP 1.00 1.69350 53.21
14 5.308 ASP D14
15 489.427 1.80 1.48749 70.41
16 -9.935 1.50
17 ∞ 0.53 1.51633 64.14
18 ∞ 0.60
19 ∞(受光面、像面)
非球面係数
面番 R k
4 -15.197 -2.064
A4 A6 A8 A10
1.94094e-05 1.16844e-05 -3.83705e-07 4.75767e-09
面番 R k
5 4.971 0.000
A4 A6 A8 A10
-8.11256e-04 -8.10969e-06 3.79322e-07 -7.17961e-08
面番 R k
9 3.859 0.000
A4 A6 A8 A10
-1.00753e-03 4.09967e-08 -4.44294e-06 9.40707e-08
面番 R k
12 -8.038 0.000
A4 A6 A8 A10
4.69780e-03 -4.89948e-06 -1.77698e-05 4.35255e-06
面番 R k
13 -43.943 -2092.754
A4 A6 A8 A10
-2.81666e-04 -9.50198e-05 -2.35970e-04 3.17349e-05
面番 R k
14 5.308 0.000
A4 A6 A8 A10
8.47602e-04 -7.58376e-04 -1.96245e-05 1.18487e-05
ズームデータ
焦点距離f 6.6 10.2 16.41 22.69 31.91
Fno 2.8 3.24 3.93 4.54 5.55
画角2ω 64.81 40.18 25.23 18.51 13.46

D3 1.1 4.33 6.92 8.55 9.45
D7 11.12 7.48 4.21 2.37 0.7
D14 2.78 4.33 6.80 8.98 12.49
実施例3
図5は、本願の発明の実施例3に係るズ−ムレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。(a)は広角端における、(a')、(b)、(b’)は広角端から望遠端への途中状態における、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。(a)、(a')、(b)、(b’)、(c)の順で焦点距離が長くなる。
図6は、前記実施例1に係るズ−ムレンズの無限遠物点合焦点時での球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を示す収差図である。(a)は広角端、(b)は図5(b)の途中状態、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。
実施例3のズ−ムレンズ光学系は、物体側から順に、正の第1レンズ群G31、負の第2レンズ群G32、明るさ絞りS、正の第3レンズ群G33及び正の第4レンズ群G34が配置される。第4レンズ群G34の像側には平行平面板FL1及びCCD受光面Pが配置される。
前記ズ−ムレンズ光学系は、物体側から順に、第1レンズ群G31は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL31と両凸面の正レンズL32とで構成されており、また前記レンズL31とL32が接合されている。第2レンズ群G32は両面が非球面の両凹面の負レンズL33と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL34とで構成されている。第3レンズ群G33は両面が非球面で両凸面の正レンズL35と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL36と両凸面の第7正レンズL37と両面とも非球面の両凹面の負レンズL38とで構成されており、前記レンズL36とL37とが接合されている。第4レンズ群G34は像側が非球面で物体側に凸の正のメニスカスレンズL39で構成されている。前記平行平面板FL1はCCD受光面を保護するカバーガラスであるが、赤外線カットを施したロ−パスフイルタ−で構成してもよい。
前記ズ−ムレンズ光学系は、変倍時、広角端から望遠端にかけて、第1レンズ群G31は物体側に移動し、第2レンズ群G32は一旦像側に移動した後、中間焦点距離状態付近で移動方向が反転し物体側に移動し、第3レンズ群G33は物体側に移動し、第4レンズ群G34は一旦物体側に移動した後、中間焦点距離状態付近で移動方向が反転し像側に移動するように構成されている。
また、この実施例3においては、像高が3.8mm、焦点距離は6.58〜10.20〜16.41〜22.70〜31.96mm、Fnoは3.02〜3.32〜3.79〜4.28〜5.23である。
数値データ3
面番 R D Nd Vd
1 17.082 0.90 1.84666 23.78
2 13.655 3.40 1.49700 81.54
3 -139.714 D3
4 -17.102 ASP 1.00 1.80610 40.92
5 4.974 ASP 1.11
6 8.009 1.80 1.92286 20.88
7 22.100 D7
8 絞り 0.00
9 4.114 ASP 1.50 1.52249 59.84
10 -78.260 ASP 0.10
11 13.279 0.50 1.66680 33.05
12 3.029 1.70 1.60311 60.64
13 -23.913 1.67
14 -27.589 ASP 0.80 1.69350 53.21
15 5.047 ASP D15
16 8.929 1.80 1.62280 57.05
17 46.438 ASP D17
18 ∞ 0.53 1.51633 64.14
19 ∞ 0.60
20 ∞(受光面、像面)
非球面係数
面番 R k
4 -17.102 0.462
A4 A6 A8 A10
1.57936e-05 1.18959e-05 -4.27812e-07 6.30369e-09
面番 R k
5 4.974 0.000
A4 A6 A8 A10
-7.43812e-04 -5.73906e-06 -6.46247e-07 -3.83737e-08
面番 R k
9 4.114 0.000
A4 A6 A8 A10
-9.77640e-04 -5.31689e-05 -7.30852e-06 3.86874e-07
面番 R k
10 -78.260 -858.800
A4 A6 A8 A10
2.33917e-04 1.30319e-05 -1.13148e-05 8.11961e-07
面番 R k
14 -27.589 148.407
A4 A6 A8 A10
-4.59299e-03 -2.84914e-05 -3.88470e-05 1.24819e-05
面番 R k
15 5.047 0.000
A4 A6 A8 A10
-2.18686e-03 -3.81331e-08 4.84203e-05 -4.19607e-06
面番 R k
17 46.438 0.000
A4 A6 A8 A10
-1.43002e-04 -1.66900e-05 1.80760e-07 3.97325e-09
ズームデータ
焦点距離f 6.58 10.2 16.41 22.7 31.96
Fno 3.02 3.32 3.79 4.28 5.23
画角2ω 65.34 40.66 25.44 18.37 13.1

D3 1.08 4.68 8.95 12.21 13.22
D7 10.06 5.62 2.76 2.19 0.7
D15 2.8 1.82 2.69 6.52 10.17
D17 1.49 3.52 4.43 2.27 1.5
実施例4
図7は、本願の発明の実施例4に係るズ−ムレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。(a)は広角端における、(a')、(b)、(b')は広角端から望遠端への途中状態における、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。(a)、(a')、(b)、(b’)、(c)の順で焦点距離が長くなる。
図8は、前記実施例1に係るズ−ムレンズの無限遠物点合焦点時での球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を示す収差図である。(a)は広角端、(b)は図7(b)の途中状態、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。
実施例4のズ−ムレンズ光学系は、物体側から順に、正の第1レンズ群G41、負の第2レンズ群G42、明るさ絞りS、正の第3レンズ群G43、フレア絞りF及び正の第4レンズ群G44を備えている。第4レンズ群G44の像側には平行平面板FL1及びCCD受光面Pが配置される。
このズ−ムレンズ光学系は、物体側から順に、第1レンズ群G41は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL41と両凸面の正レンズL42とで構成されており、前記レンズL41とL42とが接合されている。第2レンズ群G42は両面が非球面の両凹面の負レンズL43と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL44とで構成される。第3レンズ群G43は物体側の面が非球面で両凸面の正レンズL45と像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズL46と像側の面が非球面で両凸面の正レンズL47と両面とも非球面の両凹面の負レンズL48とで構成されており、前記レンズL45とL46とが接合されている。第4レンズ群G44は像側が非球面で物体側が凸面の第9正レンズL49で構成されている。前記平行平面板FL1はCCD受光面を保護するカバーガラスであるが、赤外線カットを施したロ−パスフイルタ−で構成してもよい。
前記ズ−ムレンズ光学系は、変倍時、広角端から望遠端にかけて、第1レンズ群G41は物体側に移動し、第2レンズ群G42は一旦像側に移動した後、中間焦点距離状態付近で移動方向が反転し物体側に移動し、第3レンズ群G43は物体側に移動し、第4レンズ群G44は一旦物体側に移動した後、中間焦点距離状態付近で移動方向が反転し像側に移動するように構成される。
この実施例4においては、像高が3.8mm、焦点距離は6.58〜10.20〜16.41〜22.70〜31.96mm、Fnoは2.72〜3.02〜3.47〜3.96〜4.85である。
数値データ4
面番 R D Nd Vd
1 17.095 0.90 1.84666 23.78
2 13.518 3.40 1.49700 81.54
3 -101.177 D3
4 -16.982 ASP 1.00 1.80610 40.92
5 4.929 ASP 1.27
6 8.068 1.80 1.92286 20.88
7 21.452 D7
8 絞り 0.00
9 4.501 ASP 2.20 1.51633 64.14
10 -9.014 0.50 1.75520 27.51
11 -292.165 0.10
12 5.626 1.54 1.64000 60.08
13 -89.546 ASP 1.28
14 -20.730 ASP 0.80 1.76200 40.10
15 4.852 ASP D15
16 10.169 1.80 1.51823 58.90
17 189.133 ASP D17
18 ∞ 0.53 1.51633 64.14
19 ∞ 0.60
20 ∞(受光面、像面)
非球面係数
面番 R k
4 -16.982 -0.946
A4 A6 A8 A10
4.84159e-05 9.45464e-06 -4.44388e-07 6.75559e-09
面番 R k
5 4.929 0.000
A4 A6 A8 A10
-6.13111e-04 -1.65534e-05 8.42860e-08 -7.94179e-08
面番 R k
9 4.501 0.000
A4 A6 A8 A10
-2.91618e-04 -2.81730e-05 2.58747e-07 -1.14929e-07
面番 R k
13 -89.546 0.000
A4 A6 A8 A10
4.46072e-04 -5.02786e-05 -1.55359e-05 7.63152e-07
面番 R k
14 -20.730 -40.532
A4 A6 A8 A10
-5.23184e-03 -5.37771e-04 -7.03569e-05 1.52760e-05
面番 R k
15 4.852 0.000
A4 A6 A8 A10
-8.21368e-05 -3.72623e-04 4.36786e-06 6.53299e-06
面番 R k
17 189.133 0.000
A4 A6 A8 A10
-5.92248e-04 2.07817e-05 -1.00456e-06 1.94084e-08
ズームデータ
焦点距離f 6.58 10.2 16.4 22.69 31.99
Fno 2.72 3.02 3.47 3.96 4.85
画角2ω 65.25 40.34 25.24 18.48 13.1

D3 1.05 4.58 8.85 11.09 12.28
D7 10.16 5.92 3.32 1.97 0.7
D15 2.8 2.06 3.71 6.49 10.81
D17 1.74 3.64 3.89 3.03 1.5
後述する各条件式に係る各数値データを以下に示す。
[各実施例の条件式計算表]
Figure 2007256604
前記の各実施例において、ゴースト、フレア等の不要光をカットするために、明るさ絞り以外にフレア絞りを配置してもよい。これは、前記実施例の第1レンズ群の物体側、第1レンズ群と第2レンズ群との間、第2レンズ群と第3レンズ群との間、第3レンズ群と第4レンズ群との間、または第4レンズ群と像面の間のいずれの場所に配置してもよい。
また、前記の不要光をカットするために、枠を構成してもよいし、別の部材を構成してもよい。また光学系に直接印刷しても塗装してもシールなどを接着してもよい。
またその形状は円形、楕円形、矩形、多角形、関数曲線で囲まれる範囲等、いかなる形状でもよい。また有害光束をカットするだけでなく画面周辺のコマフレア等の光束をカットしてもよい。
また各レンズには反射防止コートを行い、ゴースト、フレアを軽減してもよい。マルチコートであれば効果的にゴースト、フレアを軽減できるので望ましい。また赤外カットコートをレンズ面、カバーガラス等に行ってもよい。
またピント調節を行うためのフォーカシングは第4レンズ群の移動により行うことが望ましいが、第1レンズ群、第2レンズ群または第3レンズ群の移動でフォーカシングを行ってもよい。また複数のレンズ群を移動してフォーカシングを行ってもよい。またレンズ系全体を繰り出してフォーカシングを行ってもよいし、一部のレンズを繰り出し、もしくは繰り込みしてフォーカシングしてもよい。
また画像周辺部の明るさ低下をCCDのマイクロレンズをシフトすることにより軽減してもよい。例えば、各像高における光線の入射角に合わせてCCDのマイクロレンズの設計を変えてもよい。また画像処理により画像周辺部の低下量を補正してもよい。
また意図的に光学系で歪曲収差を出しておき、撮影後に電気的に画像処理を行って歪みを補正してもよい。
各実施例の平行平面板FL1はCCDカバーガラスである。CCDカバーガラスをIRカットコートをしたローパスフィルターとしてもよい。
前記した本願の発明は、特許請求の範囲に記載された発明の他に、例えば、次のように構成することができる。また、前記発明のいずれかの構成とした場合、以下に示す構成または条件式のいずれか1つ以上を満足することが好ましい。
(1)請求項1に記載のズームレンズにおいて、前記第3レンズ群の前記第3レンズと第4レンズとの間に空気間隔を挟むことを特徴とするズームレンズ。
このように、主点を物体よりにするためには、第3レンズ群の第3レンズと第4レンズとの間に空気間隔を挟むことがより好ましい。
それにより、変倍比の確保、使用時の全長短縮が容易となる。
(2)請求項1または、前記(1)に記載のズームレンズにおいて、前記第3レンズ群の前記第2レンズの物体側面、像側面を隣あうそれぞれの正レンズとの接合面としたことを特徴とするズームレンズ。
このように、第1レンズから第3レンズをそれぞれ接合して構成すれば、さらにレンズ収納時の厚さを小さくすることができる。
このように、第1レンズから第3レンズをそれぞれ接合して構成すれば、さらにレンズ収納時の厚さを小さくすることができる。
(3)請求項1乃至6のいずれかのズームレンズにおいて、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズまたは撮像装置。
0.3<Ih/fg3<1.2
ただし、Ihは最大像高、fg3は第3レンズ群の焦点距離である。
この条件式の上限を上回らないようにすると、第3レンズ群のパワーが強くなりすぎることを抑え、球面収差、コマ収差の補正に有利となる。
下限を下回らないようにすると、第3レンズ群のパワーを確保して全長の短縮化に有利となる。または、第1または第2レンズ群のパワーを抑えて第1、2レンズ群の収差を抑え、レンズ枚数を少なくできる。
なお好ましくは次の条件式を満たすのがよい。
0.35<Ih/fg3<0.7
また、第3レンズ群の焦点距離は次の条件式を満たすのがよい。
0.3<Ih/fg3<1.2
(3)請求項1乃至6のいずれかのズームレンズにおいて、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズまたは撮像装置である。
2<fg1/fg3<7
ただし、fg1は第1レンズ群の焦点距離、fg3は第3レンズ群の焦点距離である。
また第1レンズ群と第3レンズ群の焦点距離はこの条件式を満たすのがよい。
この条件式の上限を上回らないようにすると、第1レンズ群のパワーを維持し全長の短縮化に有利となる。または、第3レンズ群のパワーが強くなりすぎることを抑え、球面収差、コマ収差の補正に有利となる。
一方、下限を下回らないようにすると、第1レンズ群のパワーを抑え、ディストーションや非点収差の補正に有利となる。または、第3レンズ群のパワーを確保することで全長の短縮に有利となる。
(4)請求項1乃至6に記載のいずれかのズームレンズにおいて、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズまたは撮像装置。
−1.5<fg2/fg3<−0.5
ただし、fg2は第2レンズ群の焦点距離、fg3は第3レンズ群の焦点距離である。
第2レンズ群と第3レンズ群の焦点距離はこの条件式を満たすのがよい。
この条件式の上限を上回らないようにすると、第3レンズ群の方のパワーを抑えることで、第3レンズ群で発生しやすい球面収差やコマ収差の補正に有利となる。
一方、下限を下回らないようにすると、第2レンズ群の方のパワーを抑えることで、第2レンズ群で発生しやすい球面収差、コマ収差のほかに広角端のディストーション、非点収差の補正に有利となる。
なお好ましくは次の条件式を満たすのがよい。
−1.2<fg2/fg3<−0.65
(5)請求項1乃至6に記載のいずれかのズームレンズにおいて、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズまたは撮像装置。
0.1<fg3/fg4<0.85
ただし、fg3は第3レンズ群の焦点距離、fg4は第4レンズ群の焦点距離である。
この条件式の上限を上回らないようにすると、主点が第4レンズ群方向に移動しすぎることを抑え、バックフォーカスを小さくし全長の短縮化に有利となる。
一方、下限を下回らないようにすると、主点が第3レンズ群方向に移動しすぎることを抑え、バックフォーカスを確保し、CCD等像面への入射角が大きくなりすぎることを抑えられる。また、第4レンズ群の収差補正効果を維持しやすくなる。
なお好ましくは次の条件式を満たすのがよい。
0.2<fg3/fg4<0.6
(6)請求項1乃至6に記載のいずれかのズームレンズにおいて、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズまたは撮像装置。
1.2<β2T/β2W<5
ただし、β2Tは第2レンズ群の望遠端での横倍率、β2Wは第2レンズ群の広角端での横倍率である。
第2レンズ群の横倍率はこの条件式を満たすのがよい。
1.2<β2T/β2W<5.0
ただし、β2Tは第2レンズ群の望遠端での横倍率、β2Wは第2レンズ群の広角端での横倍率である。
この条件式の上限を上回らないようにすると、第2レンズ群の変倍効果が大きくなりすぎることを抑え、ズーミングによる収差変動を抑えることに有利となる。
一方、下限を下回らないようにすると、第2レンズ群の変倍効果を確保でき、他のレンズ群の移動量を抑えて全長短縮化に有利となる。
なお好ましくは次の条件式を満たすのがよい。
1.35<β2T/β2W<3
(7)請求項1乃至6に記載のいずれかのズームレンズにおいて、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズまたは撮像装置。
1.5<β3T/β3W<5
ただし、β3Tは第3レンズ群の望遠端での横倍率、β3Wは第3レンズ群の広角端での横倍率である。
第3レンズ群の横倍率はこの条件式を満たすのがよい。
この条件式の上限を上回らないようにすると、第3レンズ群の変倍効果が大きくなりすぎることを抑え、ズーミングによる収差変動を抑えることに有利となる。
一方、この条件式の上限を上回らないようにすると、第3レンズ群の変倍効果が大きくなりすぎることを抑え、ズーミングによる収差変動を抑えることに有利となる。
なお好ましくは次の条件式を満たすのがよい。
1.8<β3T/β3W<4
(8)請求項1乃至6のいずれかのズームレンズにおいて、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズまたは撮像装置。
0.1<Dg1/D<2.0
ただし、Dg1は第1レンズ群の広角端から望遠端の移動距離、Dは各レンズ群ごとの入射面から射出面までの軸上距離を総和した値である。
第1レンズ群の移動距離はこの条件式を満たすのがよい。
この条件式の上限を上回らないようにすると、第1レンズ群の移動距離が大きくなりすぎることを抑え、望遠端の全長短縮に有利となる。
一方、下限を下回らないようにすると、第1レンズ群の移動距離を確保して、像側に配置される第2レンズ群の変倍効果が大きくなりすぎることを抑え、ズーミングによる収差変動を抑え易い。もしくは広角端の全長短縮に有利となる。
なお好ましくは次の条件式を満たすのがよい。
0.2<Dg1/D<1.0
(9)請求項1乃至6のいずれかのズームレンズにおいて、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズまたは撮像装置。
0.1<Dg3/D<2.0
ただし、Dg3は第3レンズ群の広角端から望遠端の移動距離、Dは各レンズ群ごとの入射面から射出面までの軸上距離を総和した値である。
第3レンズ群の移動距離はこの条件式を満たすのがよい。
この条件式の上限を上回らないようにすると、第3レンズ群の移動距離を抑え、全長の短縮化や、ズーミングによる収差変動の低減に有利となる。
一方、下限を下回らないようにすると、第3レンズ群の移動距離を確保して物体側に配置される第2レンズ群の変倍効果が大きくなりすぎることを抑え、全長の小型化に有利になる。または、第2、第3レンズ群で収差補正のバランスをとりやすく構成できる。
なお好ましくは次の条件式を満たすのがよい。
0.2<Dg3/D<1.0
(10)請求項1乃至6に記載のいずれかのズームレンズにおいて、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズまたは撮像装置。
−1.5<fg3L123/fg3L4<−0.7
ただし、fg3L123は第3レンズ群の第1、2、3レンズの合成焦点距離、fg3L4は第3レンズ群の第4レンズの焦点距離である。
第3レンズ群の第1、2、3の合成焦点距離と第4レンズの焦点距離はこの条件式を満たすのがよい。
前記条件式の上限を上回らないようにすると、第4レンズのパワーを維持して、第3レンズ群内のテレフォト効果を確保し第2レンズ群との主点間隔を小さくでき、小型化、高変倍比化に有利となる。もしくは、第1、2、3レンズの合成系のパワーが強くなりすぎることを抑え、高次収差の発生を抑えることに有利となる。
一方、下限を下回らないようにすると、第4レンズのパワーを抑え、コマ収差、ディストーションが補正過剰になることを抑えられる。もしくは、第1、2、3レンズの合成系のパワーを確保し全長短縮に有利となる。
なお好ましくは次の条件式を満たすのがよい。
−1.2<fg3L123/fg3L4<−0.8
(11)請求項1乃至6のいずれかのズームレンズにおいて、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズまたは撮像装置。
−1.25<(rg3L1f+rg3L1r)/(rg3L1f−rg3L1r)<−0.15
ただし、rg3L1fは第3レンズ群の第1レンズの物体側面の曲率半径、rg3L1rは第3レンズ群の第1レンズの像側面の曲率半径である。
第3レンズ群の第1レンズの曲率半径はこの条件式を満たすのがよい。
この条件式の上限を上回らないようにすると、物体側で発生した球面収差、コマ収差を像側の面で効果的に補正でき、性能確保に有利となる。
一方、下限を下回らないようにすると、両面の曲率が近くなりすぎることを抑え、レンズのパワーの確保に有利となる。
なお好ましくは次の条件式を満たすのがよい。
−1.15<(rg3L2f+rg3L2r)/(rg3L2f−rg3L2r)<2.5
なお好ましくは次の条件式を満たすのがよい。
−0.5<(rg3L2f+rg3L2r)/(rg3L2f−rg3L2r)<2
(12)請求項1乃至6のいずれかのズームレンズにおいて、次の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズまたは撮像装置。
−0.8<(rg3L4f+rg3L4r)/(rg3L4f−rg3L4r)<1.5
ただし、rg3L4fは第3レンズ群の第4レンズの物体側面の曲率半径、rg3L4rは第3レンズ群の第4レンズの像側面の曲率半径である。
第3レンズ群の第4レンズの曲率半径はこの条件式を満たすのがよい。
この条件式の上限を上回らないようにすると、両面の曲率が近くなりすぎることを抑え、パワーを確保し、全長短縮に有利となる。もしくは、像側の曲率を抑え、レンズの厚さ方向の薄型化や高次収差の低減に有利となる。
一方、下限を下回らないようにすると、像側の曲率を確保して収差補正効果の確保や、物体側の曲率を抑えて高次収差の低減に有利となる。
なお好ましくは次の条件式を満たすのがよい。
0.4<(rg3L3f+rg3L3r)/(rg3L3f−rg3L3r)<1.2
(13)請求項1乃至6に記載のいずれかのズームレンズにおいて、第2レンズ群は物体側から負レンズ、正レンズの2枚のみで構成されていることを特徴とするズームレンズまたは撮像装置。
レンズ収納時にカメラの厚さ方向に深く依存しているのはレンズの構成枚数である。そのためできるだけレンズ枚数を少なくしたほうがよい。このうち第2レンズ群はレンズ径も大きいうえ、構成長も大きくなりがちであったため、小型化の障害になっていた。そこで第2レンズ群は色収差やコマ収差等の補正上、負レンズと正レンズの2枚にするのが小型化と性能のバランスが取れる構成である。しかしながら枚数を減らしてしまうと、主点位置の変動をコントロールしにくくなり、像側に配置される第3レンズ群との変倍効果をうまく発揮することが困難になってしまう。
本願の発明の第3レンズ群では主点位置を第2レンズ群の方向に移動することが容易なので、この影響を軽減することができる。よって第2レンズ群を2枚に減らしても変倍効果を維持することが可能である。すなわち本願の発明の第3レンズ群において、小型化と高性能を効率よく発揮するには第2レンズ群を物体側から負レンズ、正レンズの2枚にするのが望ましい。
(15)前記第2レンズ群と第3レンズ群との間に配された明るさ絞りを備えたことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のズームレンズまたは撮像装置。
明るさ絞りをこの位置に配して光束の径を制限することにより、第3レンズ群の径の小型化に有利となる。
また、第3レンズ群の径の小型化により、第3レンズ群のパワーの確保、厚さ方向の短縮化にも有利となる。
(16)前記第3レンズ群は、広角端に対して望遠端にて物体側に位置し、前記明るさ絞りは広角端に対して望遠端にて物体側に位置することを特徴とする前記(13)のズームレンズまたは撮像装置。
このような構成により、第3レンズ群の移動範囲を確保することに有利となり、小型化、高変倍比化に有利となる。
(17)請求項1乃至前記(16)の少なくともいずれか1項に記載のズームレンズまたは撮像装置において、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズまたは撮像装置。
3.5<fT/fW
ただし、fTは望遠端のズームレンズ全系の焦点距離、fWは広角端のズームレンズ全系の焦点距離である。
この条件式の下限を下回らないようにすると、光学ズームにて高倍ズームを達成でき、電子ズームを用いる場合でも画質劣化を抑えられる。
なお好ましくは次の条件式を満たすのがよい。
4.0<fT/fW (19−1)
なお好ましくは次の条件式を満たすのがよい。
4.5<fT/fW (19−2)
前記の各構成要件は、任意に複数を同時に満足することがより好ましい。
また、条件式の上限値、下限値について、さらに特定した条件式の上限値、下限値のいずれかとしてもよい。
前記した本願の各発明の構成要件、各条件式は、複数を同時に満足することが好ましい。前記の構成要件、各条件式を複数、同時に満足することより、小型化、高変倍比化、高性能化に有利となる。
また、本願の発明のズームレンズは、4群ズームレンズとすると小型化と性能とのバランスが取れ好ましい。
また、前記条件式の上限値または下限値のいずれか一方を、より限定した条件式の上限値、または、下限値としても良い。
上述した本願発明のズームレンズは、CCDやCMOSセンサー等の電子撮像素子を用いた各種撮影装置、沈胴式鏡筒を有するカメラ等に用いることができる。以下にその具体的な適用例を示す。
図13〜図15は、本発明によるズーム光学系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を示す。図13はデジタルカメラ40の外観を示す前方斜視図、図14は同後方正面図、図15はデジタルカメラ40の構成を示す模式的な透視平面図である。ただし、図13と図15においては、撮影光学系41の非沈胴時を示している。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、焦点距離変更ボタン61、設定変更スイッチ62等を含み、撮影光学系41の沈胴時には、カバー60をスライドすることにより、撮影光学系41とファインダー光学系43とフラッシュ46はそのカバー60で覆われる。そして、カバー60を開いてカメラ40を撮影状態に設定すると、撮影光学系41は図15の非沈胴状態になり、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、例えば実施例1のズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系41によって形成された物体像が、IRカットコートを施したローパスフィルターFLとカバーガラスCG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には記録手段52が接続され、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、フロッピー(登録商標)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。ファインダー用対物光学系53は、複数のレンズ群と2つのプリズムからなり、撮影光学系41のズームレンズに連動して焦点距離が変化するズーム光学系からなり、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、像正立部材の一部である正立プリズム55直前の視野枠57上に形成される。この正立プリズム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、接眼光学系59の射出側にカバー部材50が配置されている。
このように構成されたカメラ40は、撮影光学系41が高変倍比であり、収差が良好な変倍光学系であるので、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、沈胴収納が可能であるので小型化、薄型化、低コスト化が実現できる。
以上、本願の発明の実施例について説明したが、本願の発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
本願の発明の実施例1に係るズ−ムレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。(a)は広角端における、(a')、(b)、(b')は広角端から望遠端への途中状態における、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。 実施例1に係るズ−ムレンズの無限遠物点合焦点時での球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を示す収差図である。(a)は広角端、(b)は図1(b)の途中状態、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。 本願の発明の実施例2に係るズ−ムレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。(a)は広角端における、(a')、(b)、(b')は広角端から望遠端への途中状態における、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。 実施例2に係るズ−ムレンズの無限遠物点合焦点時での球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を示す図で、(a)は広角端、(b)は図3(b)の途中状態、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。 本願の発明の実施例3に係るズ−ムレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。(a)は広角端における、(a')、(b)、(b')は広角端から望遠端への途中状態における、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。 実施例3に係るズ−ムレンズの無限遠物点合焦点時での球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を示す図である。(a)は広角端、(b)は図5(b)の途中状態、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。 本願の発明の実施例4に係るズ−ムレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図である。(a)は広角端における、(a')、(b)、(b')は広角端から望遠端への途中状態における、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。 実施例4に係るズ−ムレンズの無限遠合焦点時での球面収差、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差を示す図で、(a)は広角端、(b)は図7(b)の途中状態、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示す図である。 本願の発明のズームレンズを適用した電子カメラ40の外観を示す前方斜視図である。 図13のデジタルカメラ40の後方斜視図である。 図13のデジタルカメラ40の構成を示す模式的な透視平面図である。
符号の説明
S 明るさ絞り
F フレア絞り
FL 平行平面板
CG カバーガラス
P 撮像面
Gn1 第1レンズ群(実施例n における)
Gn2 第2レンズ群
Gn3 第3レンズ群
Gn4 第4レンズ群
Lmn 実施例mにおけるn番目のレンズ
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 シャッターボタン
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 カバー部材
51 処理手段
52 記録手段
53 ファインダー用対物光学系
55 正立プリズム
57 視野枠
59 接眼光学系
60 カバー
61 焦点距離変更ボタン
E 観察者眼球

Claims (6)

  1. 物体側から順に、
    正の屈折力を有する第1レンズ群と、
    負の屈折力を有する第2レンズ群と、
    正の屈折力を有する第3レンズ群と、
    正の屈折力を有する第4レンズ群とを有し、
    前記第1レンズ群と、前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群と、前記第4レンズ群とが、それぞれのレンズ群に挟まれる空気間隔を変化させるように光軸方向に移動して広角端から望遠端への変倍を行うズームレンズであって、
    前記広角端に対して前記望遠端にて
    前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は増大し、
    前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は減少し、
    前記第3レンズ群は物体側から順に正レンズである第1レンズ、負レンズである第2レンズ、正レンズである第3レンズ、負レンズである第4レンズの4枚のレンズからなり、
    前記第3レンズ群中の前記第2レンズが前記第1レンズもしくは前記第3レンズの少なくともいずれかと光軸上で接合されていることを特徴とするズームレンズ。
  2. 物体側から順に、
    正の屈折力を有する第1レンズ群と、
    負の屈折力を有する第2レンズ群と、
    正の屈折力を有する第3レンズ群と、
    正の屈折力を有する第4レンズ群とを有し、
    前記第1レンズ群と、前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群と、前記第4レンズ群とが、それぞれのレンズ群に挟まれる空気間隔を変化させるように光軸方向に移動して広角端から望遠端への変倍を行うズームレンズであって、
    前記広角端に対して前記望遠端にて
    前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は増大し、
    前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は減少し、
    前記第3レンズ群は物体側から順に正レンズである第1レンズ、負レンズである第2レンズ、正レンズである第3レンズ、負レンズである第4レンズの4枚のレンズからなり、
    前記第3レンズ群中の前記第2レンズ、前記第4レンズのうち少なくともいずれかのレンズが両凹面のレンズであることを特徴とするズームレンズ。
  3. 前記第3レンズ群中の前記第2レンズ、前記第4レンズのうち少なくともいずれかのレンズが両凹面のレンズであることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  4. 請求項1乃至3のいずれかに記載のズームレンズにおいて、
    前記広角端に対して前記望遠端にて
    前記第1レンズ群が物体側に位置し、
    前記第3レンズ群が物体側に位置する
    ことを特徴とするズームレンズ。
  5. 前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第4レンズ群をそれぞれ1枚または2枚のレンズで構成したことを特徴とする請求項1乃至4に記載の少なくともいずれかのズームレンズ。
  6. 請求項1乃至5に記載の少なくともいずれかのズームレンズと、
    前記ズームレンズの像側に配置され、且つ、前記ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置。
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