JP2008134323A - 撮像用のズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ズーム機能を有すると共に、歪曲収差を低減する機能を持つ撮像用のズームレンズを実現する。
【解決手段】物体側から順次、負の焦点距離を持つ第1レンズ群I、正の焦点距離を持つ第2レンズ群II、正の焦点距離を持つ第3レンズ群IIIを配し、第1レンズ群Iと第2レンズ群IIの間に開口絞りSを有し、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第1レンズ群Iと第2レンズ群IIとの間隔が小さくなり、第2レンズ群IIと像面との間隔が大きくなるように、少なくとも第1レンズ群Iおよび第2レンズ群IIが移動し、第1レンズ群内のレンズ間隔を変化させて歪曲収差を低減する。
【選択図】図5
【解決手段】物体側から順次、負の焦点距離を持つ第1レンズ群I、正の焦点距離を持つ第2レンズ群II、正の焦点距離を持つ第3レンズ群IIIを配し、第1レンズ群Iと第2レンズ群IIの間に開口絞りSを有し、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第1レンズ群Iと第2レンズ群IIとの間隔が小さくなり、第2レンズ群IIと像面との間隔が大きくなるように、少なくとも第1レンズ群Iおよび第2レンズ群IIが移動し、第1レンズ群内のレンズ間隔を変化させて歪曲収差を低減する。
【選択図】図5
Description
この発明は、撮像用のズームレンズ及び撮像装置に関する。
被写体の像をレンズ系で結像させた場合、レンズ系の特性により歪曲収差(ディストーション)が生じる。特に「画角が広いレンズ」はレンズ設計面からも歪曲収差の良好な補正が難しく、撮影画像において「歪曲収差による歪み」が目立ち易くなる。一般に、歪曲収差は像をぼやけさせることはないが「像高による倍率の変化」が現れ、その結果、正方形の物体の像が糸巻き形状に変形する「糸巻き型ディストーション」あるいは上記物体の像が樽形に変形する「樽型ディストーション」が生じ、像質を劣化させる。
昨今はデジタルカメラに代表される「撮像素子を用いる撮像装置」が広く普及しているが、撮像に用いられるズームレンズの広画角化を望むユーザも多く、ズームレンズ広角端の半画角として38度以上が求められている。半画角:38度は35mm銀塩カメラ(所謂ライカ版)換算の焦点距離で28mmに相当する。このような広画角のズームレンズでは「広角端」での画像に大きな歪曲収差が発生しやすく「歪曲収差による歪み」が目立ち易い。広角端での半画角が更に大きくなれば「歪曲収差による歪」も顕著になる。
撮像素子を用いる撮像装置では、被写体像が電気的な情報として読取られるので、撮影レンズ固有の歪曲収差によって生じる被写体像の歪を「電気的に補正」する画像信号処理方法が提案されている(例えば、特許文献1、2)が、昨今の高画素化に伴い「画像メモリからの読み出し、画像メモリへのアクセス時間を含む全体の処理時間」が長くなり、高速の補正処理が難しくなる。
このため例えば「デジタルカメラの撮影間隔を短縮できない」問題が生じる。特に「動画撮影においてはさらに長い処理時間」が必要であり、動画撮影自体に支障を来しかねない。また、処理時間が長くなると「画像メモリへのアクセス処理を含む全体の消費電力も増大し、バッテリの機能時間が短縮する問題」もある。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ズーム機能を有すると共に、歪曲収差を低減する機能を持つ撮像用のズームレンズの実現、かかるズームレンズを有する撮像装置の実現を課題とする。
この発明の「撮像用のズームレンズ」は、ズーム機能を持つと共に「レンズ間隔を変化させることにより歪曲収差を低減する機能」を有することを特徴とする(請求項1)。
請求項1記載のズームレンズは、レンズ構成として種々のものが可能であるが、特に広画角化に適した構成として「物体側から順次、負の焦点距離を持つ第1レンズ群、正の焦点距離を持つ第2レンズ群、正の焦点距離を持つ第3レンズ群を配し、第1レンズ群と第2レンズ群の間に開口絞りを有し、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が小さくなり、第2レンズ群と像面との間隔が大きくなるように、少なくとも第1レンズ群および第2レンズ群が移動」するレンズ構成で、歪曲収差の低減を、第1〜第3レンズ群の1以上において「群内のレンズ間隔」を変化させうる構成とすることができる(請求項2)。
請求項1記載のズームレンズはまた、広画角化に適した構成として「物体側から順次、正の焦点距離を持つ第1レンズ群、負の焦点距離を持つ第2レンズ群、正の焦点距離を持つ第3レンズ群、正の焦点距離を持つ第4レンズ群を配し、第2レンズ群と第3レンズ群の間に開口絞りを有し、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が大きくなり、第3レンズ群と像面との間隔が大きくなるように、少なくとも第1レンズ群および第3レンズ群が移動」するレンズ構成で、第1〜第4レンズ群の1以上において群内のレンズ間隔を変化させ得る構成」とすることができる(請求項3)。
請求項1または2または3記載のズームレンズにおいて「歪曲収差の低減」は、広角端において行うことが好ましい(請求項4)。歪曲収差は「画角の大きい広角端において顕著に現れやすい」から広角端での補正が有効である。
請求項2記載のズームレンズは、「歪曲収差の低減」を、広角端において、第1レンズ群内のレンズ間隔の変更により行うことができる(請求項5)。
請求項3記載のズームレンズは、「歪曲収差の低減」を、広角端において、第2レンズ群内のレンズ間隔の変更により行うことができる(請求項6)。
請求項3記載のズームレンズは、「歪曲収差の低減」を、広角端において、第2レンズ群内のレンズ間隔の変更により行うことができる(請求項6)。
請求項7記載のズームレンズは、請求項5において、第1レンズ群を「物体側から順に、凹面を像側に向けた負メニスカスレンズである第1レンズ、両凹レンズである第2レンズ、両凸レンズである第3レンズおよび凸面を像側に向けた負メニスカスレンズである第4レンズを配置し、第3レンズと第4レンズが接合された構成」とし、第2レンズ群を「物体側から順に、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズである第5レンズ、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズである第6レンズ、凹面を像側に向けた負メニスカスレンズである第7レンズ、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズである第8レンズ、凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズである第9レンズ、両凸レンズである第10レンズを配置し、第6〜第8レンズが一体に接合されるとともに、第9レンズと第10レンズが接合された構成」とし、第3レンズ群を「両凸レンズである第11レンズで構成」し、第1レンズ群内において第2レンズを光軸方向へ変位させて第3レンズとのレンズ間隔を変化させるように構成したものである。
請求項7記載のズームレンズは、第1レンズ群の第1レンズの像側面が非球面であり、第2レンズ群の第5レンズの物体側面と、第2レンズ群の第10レンズの像側面および第3レンズ群をなす第11レンズの像側面にそれぞれ樹脂層が形成され、これら樹脂層に非球面が形成されている構成とすることが好ましい(請求項8)。
請求項9記載のズームレンズは、請求項6において、第1レンズ群を「凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズである第1レンズにより構成」し、第2レンズ群を「凹面を像側に向けた負メニスカスレンズである第2レンズ、両凹レンズである第3レンズ、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズである第4レンズを配置し、第3レンズと第4レンズが接合された構成」とし、第3レンズ群を「物体側から順に、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズである第5レンズ、両凸レンズである第6レンズ、両凹レンズである第7レンズ、両凸レンズである第8レンズを配してなる構成」とし、第4レンズ群を「凸面を物体側に向けた凸平レンズである第9レンズで構成」し、第2レンズ群内において第3・第4レンズを光軸方向へ変位させて第2レンズとのレンズ間隔を変化させるように構成したものである。
請求項9記載のズームレンズは、第2レンズ群の第2レンズの物体側面に樹脂層が形成され、この樹脂層に非球面が形成され、第2レンズ群の第4レンズの像側面と、第3レンズ群の第5レンズの物体側面および第3レンズ群の第8レンズの像側面がそれぞれ非球面であることができる(請求項10)。
上記の如き各レンズ群構成は、広画角化に有効である。
請求項7、8に記載のような3群構成では「歪曲収差に寄与するパラメータが第1レンズ群に多く存在」しているので、第1レンズ群内において第2レンズを光軸方向へ変位させてレンズ間隔を変化させるのが機構の面からも容易で好ましい。後述するズームレンズの実施例1では、第2レンズの変位を、第1・第3レンズの間隔を変化させることなく行うことにより「第1レンズ群の群厚を変えることなく歪曲収差の低減」を実現している。
また、請求項9、10に記載のような4レンズ群構成では、第1レンズ群を単一のレンズで構成しており、「歪曲収差に寄与するパラメータが第2レンズ群に多く存在」しているので、第2レンズ群内においてレンズ間隔を変化させるのが機構の面からも容易で好ましい。後述するズームレンズの実施例2では、第3、第4レンズを変位させて第2レンズとのレンズ間隔を変化させる。
請求項2〜10の任意の1に記載のズームレンズは「広角端における半画角が43度以上である」ように構成することができる(請求項11)。
後述するズームレンズの実施例1は請求項8記載のものの具体例であるが、性能良好であって、2.88倍の変倍比で、広角端における半画角:44.35度という広画角を達成している。また、実施例2は請求項10記載のものの具体例であるが、性能良好であって、3.35倍の変倍比で、広角端における半画角:43.1度という広画角を達成している。
後述するズームレンズの実施例1は請求項8記載のものの具体例であるが、性能良好であって、2.88倍の変倍比で、広角端における半画角:44.35度という広画角を達成している。また、実施例2は請求項10記載のものの具体例であるが、性能良好であって、3.35倍の変倍比で、広角端における半画角:43.1度という広画角を達成している。
この発明の撮像装置は「ズームレンズによる像を撮像素子により撮像する撮像装置」であって、撮像用のズームレンズとして、請求項1〜11の任意の1に記載のズームレンズを有することを特徴とする(請求項12)。
請求項12記載の撮像装置は「撮影用のズームレンズの歪曲収差によって生じる被写体像の歪を電気的に補正する画像信号処理手段を有する」ことができ(請求項13)、この場合「歪曲収差によって生じる被写体像の歪の電気的補正」は、被写体距離およびズームポジションに応じて行うことができる(請求項14)。即ち、電気的に歪曲収差の補正を行う際に「被写体距離およびズームポジションの情報」を基に歪曲収差を補正するのである。
以上に説明したように、この発明によれば新規な撮像用のズームレンズと撮像装置を提供できる。
この発明の撮像用のズームレンズは、ズームレンズ自体として歪曲収差を低減できる機能を有しているので、撮影画像における「歪曲収差による歪み」を有効に軽減して目立ちにくくすることができる。
この発明の撮像用のズームレンズは、ズームレンズ自体として歪曲収差を低減できる機能を有しているので、撮影画像における「歪曲収差による歪み」を有効に軽減して目立ちにくくすることができる。
この発明の撮像装置は、撮像用のズームレンズ自体が歪曲収差を低減させる機能をもつので歪曲が少ない高画質を実現できる。
特に、この発明のズームレンズを有する撮像装置に「撮影用のズームレンズの歪曲収差によって生じる被写体像の歪を電気的に補正する画像信号処理手段」を持たせる(請求項13、14)ことにより、広角端での撮影や「電気的な情報処理に時間が掛かる動画撮影」の際に高速の歪曲収差低減が可能となり、デジタルカメラなどにおいては「連写などの短い撮影間隔」を実現できる。消費電力も低減される。
特に、この発明のズームレンズを有する撮像装置に「撮影用のズームレンズの歪曲収差によって生じる被写体像の歪を電気的に補正する画像信号処理手段」を持たせる(請求項13、14)ことにより、広角端での撮影や「電気的な情報処理に時間が掛かる動画撮影」の際に高速の歪曲収差低減が可能となり、デジタルカメラなどにおいては「連写などの短い撮影間隔」を実現できる。消費電力も低減される。
「撮像装置」の実施の1形態としてのデジタルカメラを説明する。
図1、図2に示すように、デジタルカメラ30は撮影レンズ31と撮像素子である受光素子(エリアセンサ)45を有し、撮影レンズ31による「撮影対象物の像」を受光素子45上に結像させて受光素子45により読取るように構成されている。
図1、図2に示すように、デジタルカメラ30は撮影レンズ31と撮像素子である受光素子(エリアセンサ)45を有し、撮影レンズ31による「撮影対象物の像」を受光素子45上に結像させて受光素子45により読取るように構成されている。
受光素子45は「カラー撮像素子」である。
撮影レンズ31は「撮像用のズームレンズ」で請求項1〜11の任意の1に記載のもの、具体的には後述の実施例1あるいは2のものが用いられる。また、受光素子45としては、画素数:500万〜800万画素以上のもの、例えば、受光領域の対角長:9.1mm、画素ピッチ:2.35μm、画素数:略700万画素のCCDエリアセンサや、受光領域の対角長:9.1mm、画素ピッチ:2μm、画素数:略1000万画素のCCDエリアセンサ等を使用できる。
撮影レンズ31は「撮像用のズームレンズ」で請求項1〜11の任意の1に記載のもの、具体的には後述の実施例1あるいは2のものが用いられる。また、受光素子45としては、画素数:500万〜800万画素以上のもの、例えば、受光領域の対角長:9.1mm、画素ピッチ:2.35μm、画素数:略700万画素のCCDエリアセンサや、受光領域の対角長:9.1mm、画素ピッチ:2μm、画素数:略1000万画素のCCDエリアセンサ等を使用できる。
図2に示すように、受光素子45からの出力は、中央演算装置40の制御を受ける信号処理装置42によって処理されてデジタル情報に変換される。信号処理装置42によってデジタル化された画像情報は、中央演算装置40の制御を受ける画像処理装置41において所定の画像処理を受けた後、半導体メモリ44に記録される。液晶モニタ38には「撮影中の画像」を表示することもできるし、「半導体メモリ44に記録されている画像」を表示することもできる。また、半導体メモリ44に記録した画像は通信カード43等を使用して外部へ送信することも可能である。
図1(a)に示すように、撮影レンズ31は装置携帯時には「沈胴状態」にあり、ユーザが電源スイッチ36(図1(c))を操作して電源を入れると、図1(b)に示すように、鏡胴が繰り出される。このとき、鏡胴内部でズームレンズの各群は、例えば「広角端の配置」となっており、ズームレバー34を操作することで各群の配置が変化し、望遠端への変倍を行うことができる。このとき、ファインダ33も撮影レンズ31の画角の変化に連動して変倍する。
シャッタボタン35の半押しによりフォーカシングがなされる。フォーカシングは、実施例のズームレンズを用いる場合、第3レンズ群の移動もしくは「受光素子45の移動」によって行うことができる。シャッタボタン35をさらに押し込むと撮影がなされ、その後は上述の画像情報処理がなされる。符号32はフラッシュを示す。
半導体メモリ44に記録した画像を液晶モニタ38に表示したり、通信カード43等を使用して外部へ送信したりする際は操作ボタン37の操作により行う。半導体メモリ44および通信カード等43は、それぞれ専用または汎用のスロット39A、39Bに挿入して使用される。
なお、撮影レンズ31が沈胴状態にあるとき、ズームレンズの各レンズ群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良く、例えば、第3レンズ群や第4レンズ群が光軸上から退避して「他のレンズ群と並列に収納」されるような機構とすればデジタルカメラを有効に薄型化できる。
ここで画像信号処理手段による「撮影用のズームレンズの歪曲収差によって生じる被写体像の歪の電気的な補正」は、特許文献1、2により知られた公知の方法により実現することができる。
ズームレンズにおける歪曲収差は、被写体距離およびズームポジションに応じてズームレンズの設計値により一義的に定まる。前述したように、歪曲収差は「糸巻き型ディストーション」あるいは「樽型ディストーション」が一般的である。
図3に、これら2種のディストーションを示す。図3において長方形形状は、画像の各画素のアドレス域を示している。
図3に、これら2種のディストーションを示す。図3において長方形形状は、画像の各画素のアドレス域を示している。
画像信号処理手段による歪曲収差補正は、例えば、糸巻き型ディストーションの影響で被写体の像が「糸巻き型に歪曲」したときに、P2点の画素をアドレス域におけるP0の位置に補正し、あるいは樽型のディストーションの影響で被写体の像が「樽型の歪曲」した時に、P1点の画素をアドレス域におけるP0の位置に補正することである。
例えば、撮影レンズの結像情報を上記の如く画像信号(デジタル化された画像情報)に変換し、撮影レンズの合焦状態およびズームポジションに基づいて「所定の補正係数(予めレンズデータに応じて決定されている。)」を読み出し、撮影レンズの光軸を原点とした2次元座標軸(図3の上記「アドレス域」)上に結像情報を対応させ、個々の結像点(画素)における座標(例えば図3のP1点)を画像メモリの書込みアドレスに変換する際に、上記補正係数を参照して当該書込みアドレス(例えば、図3のP0点)を決定し、決定されたアドレスに従って画像信号を画像メモリに記憶させ、画像メモリから歪曲収差の影響を補正された結像情報を読出す。
このような「画像信号処理手段による歪曲収差補正」は、図2の例では中央演算装置40の制御を受けて画像処理手段41が行う。すなわち、中央演算装置40と画像処理手段41は「画像信号処理手段」を構成する。
一方「ズームレンズ自体による歪曲収差の低減」は、図2の例では、中央演算装置40の制御を受けて撮影レンズ制御手段50が行う。撮影レンズ制御手段50は撮影レンズ31におけるレンズ間隔を変化させる。
撮影モードが動画撮影モードで、且つ、ズームレンズの広角端での撮影のときに、ズームレンズのレンズ移動による歪曲収差の低減を行う場合のフロー図を図4に示す。ステップ:S1で「広角端での撮影」であるか否かが判断され、イエス(Y)の場合はステップ:S2に進んで「動画撮影」であるか否かが判断される。ステップ:S1、S2の判断結果がノー(N)である場合にはステップ:S4へ進み、前述の「画像信号処理手段による歪曲収差による像の歪補正」が行われる。
ステップ:S2での判断結果が「Y」であるときはステップ:S3に進み、「ズームレンズのレンズ移動による歪曲収差の低減」が行われる。
以下には、撮像用のズームレンズの実施例とその歪曲収差低減を説明する。
以下に挙げる実施例における各記号の意味は以下の通りである。
f:全系の焦点距離
F:Fナンバ
ω:半画角
R:曲率半径
D:面間隔
Nd:屈折率
νd:アッベ数
K:非球面の円錐定数
A4:4次の非球面係数
A6:6次の非球面係数
A8:8次の非球面係数
A10:10次の非球面係数
A12:12次の非球面係数
A14:14次の非球面係数
A16:16次の非球面係数
A18:18次の非球面係数 。
f:全系の焦点距離
F:Fナンバ
ω:半画角
R:曲率半径
D:面間隔
Nd:屈折率
νd:アッベ数
K:非球面の円錐定数
A4:4次の非球面係数
A6:6次の非球面係数
A8:8次の非球面係数
A10:10次の非球面係数
A12:12次の非球面係数
A14:14次の非球面係数
A16:16次の非球面係数
A18:18次の非球面係数 。
「非球面」は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率):C、光軸からの高さ:H、上記円錐乗数:K、各非球面係数により周知の式:
X=C・H2/[1+√{1-(1+K)・C2・H2}]
+A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10+A12・H12+A14・H14+A16・H16+A18・H18
により定義される。
X=C・H2/[1+√{1-(1+K)・C2・H2}]
+A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10+A12・H12+A14・H14+A16・H16+A18・H18
により定義される。
「実施例1」
図5に実施例1のズームレンズのレンズ構成を示す。
図5の上図は、広角端(図中「広角」と表示。)、2番目の図は中間焦点距離(図中「中間」と表示。)、3番目の図は望遠端(図中「望遠」と表示。)でのレンズは位置を示し、図中の符号Iは「第1レンズ群」、IIは「第2レンズ群」、IIIは「第3レンズ群」、符号Sは「開口絞り」を示す。また、符号FLはフィルタ、符号CBは撮像素子のカバーガラスを示している。
図5に実施例1のズームレンズのレンズ構成を示す。
図5の上図は、広角端(図中「広角」と表示。)、2番目の図は中間焦点距離(図中「中間」と表示。)、3番目の図は望遠端(図中「望遠」と表示。)でのレンズは位置を示し、図中の符号Iは「第1レンズ群」、IIは「第2レンズ群」、IIIは「第3レンズ群」、符号Sは「開口絞り」を示す。また、符号FLはフィルタ、符号CBは撮像素子のカバーガラスを示している。
図5の最下図は、広角端での「歪曲収差の低減」を説明する図であって、第1レンズ群Iの第2レンズが像側へ移動されている。
実施例1のデータは以下の通りである。
f=5.201〜14.998 F=2.55〜4.47 ω=44.35〜17.97
実施例1の諸元を表1に示す。
実施例1の諸元を表1に示す。
「非球面」のデータを表2に示す。
上の表示において、例えば「-3.095E-09」は「-3.095E-09×10-9」を意味する。
「可変間隔」のデータを表3に示す。
「Wide」は広角端、「Mean」は中間焦点距離、「Tele」は望遠端を意味する。
広角端において、歪曲収差を低減させるときのデータを表4に示す。
「L1−L2間隔」は第1レンズと第2レンズの間隔を表し、「L2−L3間隔」は第2レンズと第3レンズの間隔を表す。「Y」は最大像高を1に規格化した像高である。
この実施例1のズームレンズに関する収差図を図6に示す。
図6において「広角」、「中間」、「望遠」は前述の如く「広角端」、「中間焦点距離」、「望遠端」である。球面収差の図における横軸の両端は±0.1mm、非点収差の図における横軸の両端は±0.1mm、歪曲収差の図における横軸の両端は±3%である。また、これらの収差図における縦軸の上限値は最大像高:4.86mmである。
図6において「広角」、「中間」、「望遠」は前述の如く「広角端」、「中間焦点距離」、「望遠端」である。球面収差の図における横軸の両端は±0.1mm、非点収差の図における横軸の両端は±0.1mm、歪曲収差の図における横軸の両端は±3%である。また、これらの収差図における縦軸の上限値は最大像高:4.86mmである。
図6に示されているように、この実施例のズームレンズの各収差は十分に補正され、500万画素以上の撮像素子に対応可能となっている。また、広角端における半画角は44.35度ときわめて大きい。
図6の最下図は、表4に示すようにして「広角端における歪曲収差を低減したときの収差図」を示している。この収差図を図6の最上図と比較すると明らかなように、歪曲収差は低減処理を行う前の「4.22%」から「3.261%」に低減されている。広角端での半画角が44.35度と大きくても、このような歪曲収差の低減により、被写体像の歪は目立ち難い。
また、歪曲収差の低減の前後で球面収差には実質的な差が無い。非点収差は低減前に比して周辺像高で若干悪化しているが、非点収差の悪化による「像のぼけ」は動画撮影においては実際的な問題とならない。
図7に実施例2のズームレンズのレンズ構成を示す。
図7の上図は、広角端(図中「広角」と表示。)、2番目の図は中間焦点距離(図中「中間」と表示。)、3番目の図は望遠端(図中「望遠」と表示。)でのレンズは位置を示し、図中の符号Iは「第1レンズ群」、IIは「第2レンズ群」、IIIは「第3レンズ群」、符号IVは「第4レンズ群」、符号Sは「開口絞り」を示す。また、図5におけると同様に、符号FLはフィルタ、符号CBは撮像素子のカバーガラスを示している。
図7の上図は、広角端(図中「広角」と表示。)、2番目の図は中間焦点距離(図中「中間」と表示。)、3番目の図は望遠端(図中「望遠」と表示。)でのレンズは位置を示し、図中の符号Iは「第1レンズ群」、IIは「第2レンズ群」、IIIは「第3レンズ群」、符号IVは「第4レンズ群」、符号Sは「開口絞り」を示す。また、図5におけると同様に、符号FLはフィルタ、符号CBは撮像素子のカバーガラスを示している。
図7の最下図は、広角端での「歪曲収差の低減」を説明する図であって、第2レンズ群IIの第3、第4レンズが物体側へ移動されている。
実施例2のデータは以下の通りである。
f=5.14〜17.22 F=2.13〜3.13 ω=43.1〜14.73
実施例2の諸元を表5に示す。
実施例2の諸元を表5に示す。
「非球面」のデータを表6に示す。
「可変間隔」のデータを表7に示す。
広角端において、歪曲収差を低減させるときのデータを表8に示す。
「L2−L3間隔」は第2レンズと第3レンズの間隔を表し、「L4−絞り間隔」は第4レンズと絞りの間隔を表す。「Y」は最大像高を1に規格化した像高である。
この実施例2のズームレンズに関する収差図を図8に示す。
図8において「広角」、「中間」、「望遠」は前述の如く「広角端」、「中間焦点距離」、「望遠端」である。球面収差の図における横軸の両端は±0.1mm、非点収差の図における横軸の両端は±0.1mm、歪曲収差の図における横軸の両端は±3%である。また、これらの収差図における縦軸の上限値は最大像高:4.86mmである。
図8において「広角」、「中間」、「望遠」は前述の如く「広角端」、「中間焦点距離」、「望遠端」である。球面収差の図における横軸の両端は±0.1mm、非点収差の図における横軸の両端は±0.1mm、歪曲収差の図における横軸の両端は±3%である。また、これらの収差図における縦軸の上限値は最大像高:4.86mmである。
図8に示されているように、この実施例2のズームレンズの各収差も十分に補正され、500万画素以上の撮像素子に対応可能となっている。また、広角端における半画角は43.1度ときわめて大きい。
図8の最下図は、表8に示すようにして「広角端における歪曲収差を低減したときの収差図」を示している。この収差図を図8の最上図と比較すると明らかなように、歪曲収差は低減処理を行う前の「6.12%」から「4.651%」に低減されている。広角端での半画角が43.16度と大きくても、このような歪曲収差の低減により、被写体像の歪は目立ち難い。
また、歪曲収差の低減の前後で球面収差のみならず非点収差にも実質的な差が無い。
また、歪曲収差の低減の前後で球面収差のみならず非点収差にも実質的な差が無い。
I 第1レンズ群
II 第2レンズ群
III 第3レンズ群
S 開口絞り
II 第2レンズ群
III 第3レンズ群
S 開口絞り
Claims (14)
- ズーム機能を持つと共に、レンズ間隔を変化させることにより歪曲収差を低減する機能を有することを特徴とする撮像用のズームレンズ。
- 請求項1記載のズームレンズにおいて、
物体側から順次、負の焦点距離を持つ第1レンズ群、正の焦点距離を持つ第2レンズ群、正の焦点距離を持つ第3レンズ群を配し、第1レンズ群と第2レンズ群の間に開口絞りを有し、
短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が小さくなり、第2レンズ群と像面との間隔が大きくなるように、少なくとも第1レンズ群および第2レンズ群が移動し、
上記第1〜第3レンズ群の1以上において群内のレンズ間隔を変化させ得ることを特徴とする撮像用のズームレンズ。 - 請求項1記載のズームレンズにおいて、
物体側から順次、正の焦点距離を持つ第1レンズ群、負の焦点距離を持つ第2レンズ群、正の焦点距離を持つ第3レンズ群、正の焦点距離を持つ第4レンズ群を配し、第2レンズ群と第3レンズ群の間に開口絞りを有し、
短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が大きくなり、第3レンズ群と像面との間隔が大きくなるように、少なくとも第1レンズ群および
第3レンズ群が移動し、
上記第1〜第4レンズ群の1以上において群内のレンズ間隔を変化させ得ることを特徴とする撮像用のズームレンズ。 - 請求項1または2または3記載のズームレンズにおいて、
歪曲収差の低減を、広角端において行うことを特徴とする撮像用のズームレンズ。 - 請求項2記載のズームレンズにおいて、
広角端において、第1レンズ群内のレンズ間隔の変更により歪曲収差の低減を行うことを特徴とする撮像用のズームレンズ。 - 請求項3記載のズームレンズにおいて、
広角端において、第2レンズ群内のレンズ間隔の変更により歪曲収差の低減を行うことを特徴とする撮像用のズームレンズ。 - 請求項5記載のズームレンズにおいて、
第1レンズ群は、物体側から順に、曲率の強い凹面を像側に向けた負メニスカスレンズである第1レンズ、両凹レンズである第2レンズ、両凸レンズである第3レンズおよび凸面を像側に向けた負メニスカスレンズである第4レンズを配置し、上記第3レンズと第4レンズが接合された構成であり、
第2レンズ群は、物体側から順に、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズである第5レンズ、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズである第6レンズ、凹面を像側に向けた負メニスカスレンズである第7レンズ、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズである第8レンズ、凸面を物体側に向けた負メニスカスレンズである第9レンズ、両凸レンズである第10レンズを配置し、第6〜第8レンズが一体に接合されるとともに、第9レンズと第10レンズが接合された構成であり、
第3レンズ群は両凸レンズである第11レンズで構成され、
第1レンズ群内において第2レンズを光軸方向へ変位させて第3レンズとのレンズ間隔を変化させることを特徴とする撮像用のズームレンズ。 - 請求項7記載のズームレンズにおいて、
第1レンズ群の第1レンズの像側面が非球面であり、
第2レンズ群の第5レンズの物体側面と、第2レンズ群の第10レンズの像側面および第3レンズ群をなす第11レンズの像側面にそれぞれ樹脂層が形成され、これら樹脂層に非球面が形成されていることを特徴とする撮像用のズームレンズ。 - 請求項6記載のズームレンズにおいて、
第1レンズ群は、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズである第1レンズにより構成され、
第2レンズ群は、凹面を像側に向けた負メニスカスレンズである第2レンズ、両凹レンズである第3レンズ、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズである第4レンズを配置し、上記第3レンズと第4レンズとが接合された構成であり、
第3レンズ群は、物体側から順に、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズである第5レンズ、両凸レンズである第6レンズ、両凹レンズである第7レンズ、両凸レンズである第8レンズを配してなる構成であり、
第4レンズ群は凸面を物体側に向けた凸平レンズである第9レンズで構成され、
第2レンズ群内において第3・第4レンズを光軸方向へ変位させて第2レンズとのレンズ間隔を変化させることを特徴とする撮像用のズームレンズ。 - 請求項9記載のズームレンズにおいて、
第2レンズ群の第2レンズの物体側面に樹脂層が形成され、この樹脂層に非球面が形成され、第2レンズ群の第4レンズの像側面と、第3レンズ群の第5レンズの物体側面、および第3レンズ群の第8レンズの像側面がそれぞれ非球面であることを特徴とする撮像用のズームレンズ。 - 請求項2〜10の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
広角端における半画角が43度以上であることを特徴とする撮像用のズームレンズ。 - ズームレンズによる像を撮像素子により撮像する撮像装置であって、
撮像用のズームレンズとして、請求項1〜11の任意の1に記載のズームレンズを有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項12記載の撮像装置において、
撮影用のズームレンズの歪曲収差によって生じる被写体像の歪を電気的に補正する画像信号処理手段を有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項13記載の撮像装置において、
歪曲収差によって生じる被写体像の歪の電気的補正を、被写体距離およびズームポジションに応じて行うことを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006318750A JP2008134323A (ja) | 2006-11-27 | 2006-11-27 | 撮像用のズームレンズ及び撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006318750A JP2008134323A (ja) | 2006-11-27 | 2006-11-27 | 撮像用のズームレンズ及び撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2008134323A true JP2008134323A (ja) | 2008-06-12 |
Family
ID=39559226
Family Applications (1)
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JP2006318750A Pending JP2008134323A (ja) | 2006-11-27 | 2006-11-27 | 撮像用のズームレンズ及び撮像装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2008134323A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009210741A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Nikon Corp | ズームレンズ及びこれを備えた光学機器 |
JP2011069888A (ja) * | 2009-09-24 | 2011-04-07 | Nikon Corp | ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法 |
JP2016081005A (ja) * | 2014-10-22 | 2016-05-16 | キヤノン株式会社 | 光学系、撮像装置、および光学機器 |
CN109765679A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-05-17 | 广东旭业光电科技股份有限公司 | 光学成像镜头及电子设备 |
-
2006
- 2006-11-27 JP JP2006318750A patent/JP2008134323A/ja active Pending
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