JP2008197176A - ズームレンズおよびカメラ装置および携帯情報端末装置 - Google Patents
ズームレンズおよびカメラ装置および携帯情報端末装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】物体側から順に、負の焦点距離を持つ第1群I、正の焦点距離を持つ第2群II、負の焦点距離を持つ第3群III、正の焦点距離を持つ第4群IVを配し、第2群と第3群の間に絞りSを有してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第1群Iと第2群IIの間隔が狭くなり、第2群IIと第3群IIIの間隔が拡がるように、少なくとも第2群が像面側から物体側へと単調に移動するズームレンズであって、第3群IIIに、物体側から順に負レンズ、正レンズ、負レンズからなる3枚接合レンズを有する。
【選択図】図1
Description
即ち、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第1群と第2群の間隔が狭くなり、第2群と第3群の間隔が拡がるように、少なくとも第2群が像面側から物体側へと単調に移動する。
第3群は「物体側から順に負レンズ、正レンズ、負レンズからなる3枚接合レンズ」を有する。
(1) 4.5<FnoT・fw/Ymax<8.0
を満足することが好ましい(請求項2)。
請求項1〜3の任意の1に記載のズームレンズは、第3群の3枚接合レンズの「最も物体側の面」が非球面であることが好ましい(請求項4)。
請求項1〜5の任意の1に記載のズームレンズは、第3群における「3枚接合レンズの中間に配置される正レンズ」の屈折率:NC2、アッベ数:νC2が、条件:
(2) 1.45<NC2<1.65
(3) 50<νC2<85
を満足することが好ましい(請求項6)。
(4) 1.45<NC3<1.65
(5) νC2−νC3>20
を満足することが好ましい(請求項7)。
(6) 0.20<(RC2/RC4)<0.85
を満足することが好ましい。
請求項9記載のズームレンズは、物体側から順に、負の焦点距離を持つ第1群、正の焦点距離を持つ第2群、負の焦点距離を持つ第3群、正の焦点距離を持つ第4群を配し、第3群と第4群との間に絞りを有する。
第1群の焦点距離:F1、短焦点端における全系の焦点距離:FW、長焦点端における第3群と第4群の間隔:D3T、短焦点端における第3群と第4群の間隔:D3Wは、条件:
(7) 1.7<|F1/FW|<2.2
(8) 1.3<D3T/D3W<1.7
を満足する。
(9) 4.5<FnoT・fw/Ymax<8.0
を満足することが好ましい(請求項10)。
(10) 1.74<N1P<1.95
(11) 1.74<N1N<1.95
(12) ν1N−ν1P>20
を満足することが好ましい(請求項11)。
(13) 1.0<|RC3/Ymax|<3.0
を満足することが好ましい(請求項14)。
請求項9〜14の任意の1に記載のズームレンズは「フォーカシングを第4群で行う」ことが好ましい(請求項15)。
(14) 1.5<|f4/f1|<3.0
を満足することが好ましい(請求項16)。
短焦点端から長焦点端への変倍に際しては、第1群と第2群の間隔が狭まり、第2群と第3群の間隔が広がり、第3群と第4群の間隔が広がるように各群の間隔を変化させられる。
第2群は「少なくとも1枚のプラスチック非球面レンズ」を有し、第1群の焦点距離:F1、短焦点端における全系の焦点距離:FW、長焦点端における第3群と第4群の間隔:D3T、短焦点端における第3群と第4群の間隔:D3Wが、条件:
(15) 1.7<|F1/FW|<2.2
(16) 1.3<D3T/D3W<1.7
を満足する。
(17) 4.5<FnoT・fw/Ymax<8.0
を満足することが好ましい(請求項18)。
請求項17または18記載のズームレンズは「正のパワーを有するプラスチック非球面レンズ」を少なくとも1枚有すると共に、「負のパワーを有するプラスチック非球面レンズ」を少なくとも1枚有することが好ましい(請求項19)。
(18) 1.74<N1P<1.95
(19) ν1N−ν1P>20
を満足することが好ましい(請求項21)。
(20) 1.0<|RC3/Ymax|<3.0
を満足することが好ましい(請求項24)。
(1A) 5.5<FnoT・fw/Ymax<7.0
を満足するのが良い。条件(1)を満足する効果がより助長される。
Fno<5.5
であることが好ましい。
請求項1記載のズームレンズで「より十分な収差補正」を行うには、第3群の3枚接合レンズの「最も像側に配置される負レンズ」が、像側に凹面を向けたメニスカス形状であることが望ましい。この負レンズの物体側面を凸面とすることにより「入射光線をあまり大きく屈折させず不要な収差の発生を防ぎ、像側面は強い凹面として、主に球面収差、コマ収差の補正を行う」ことができる。
(4) 1.45<NC3<1.65
(5) νC2νC3>20
を満足するのが良い。
条件(6)のパラメータ:RC2/RC4が、0.85以上になると、長焦点端における球面収差が正方向に大きく発生し易くなり、画像のコントラストを劣化させる要因となる。他方、パラメータ:RC2/RC4が0.20以下になると、非点収差、像面湾曲の補正能力が不足気味になり、変倍範囲の全域において像面の平坦性が悪くなる要因となる。
請求項9〜16に記載のズームレンズでは、第1群が「物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、負レンズ、正レンズ」からなる。第1群をこのようなレンズ構成とすることにより、画角の大きい光線を屈折させて光軸に平行な光線に近づけることができ、周辺光量の低下を有効に軽減させることができる。
(9A) 5.5<FnoT・fw/Ymax<6.2
を満足するのがよい。条件(9)を満足する効果がより助長される。
Fno<5.5
であることが好ましい。
請求項9記載のズームレンズのような「4群ズームレンズにおいて、より高画質化を達成する」には、「第2群以下の群により収差が拡大されない」ように、第1群での色収差をできるだけ少なく抑えておくことが好ましい。
パラメータ:N1P、N1Nが条件(10)、(11)の下限値の1.74以下になると、第1群の各レンズのパワーが不足して全長の増大をもたらす。また、パラメータ:N1P、N1Nが条件(10)、(11)の上限値の1.95以上になると、このような硝材は高価であるためズームレンズのコストアップにつながる。
(10A) 1.80 < N1P < 1.85
(11A) 1.74 < N1N < 1.85
を満足するのが良い。条件(10)、(11)を満足する効果がより助長される。
(13A) 1.0<|RC3/Ymax|<2.0
を満足するのが良い。条件(13)を満足する効果がより助長される。
パラメータ:F1/FWが上限値の2.2より大きくなると第1群のパワーが弱くなりすぎて小型が難しくなる。また、下限値の1.7より小さくなると第1群のパワーが強くなりすぎて良好な収差補正が難しくなる。パラメータ:D3T/D3Wが下限値の1.3より小さくなると変倍における群間隔の変化が少なく、4群ズームタイプである必要性がない。また、上限値の1.7より大きくなると第3群と第4群の間隔が離れすぎ、ズーム機構の複雑化を招く。
(17A) 4.7<FnoT・fw/Ymax<5.5
を満足するのがよい。条件(17)を満足する効果がより助長される。
Fno<5.5
を満足することがより好ましい。
プラスチックレンズは「ガラスレンズと比較して軽量」であり、材料としてもガラスに比して安価であり、加工形状の自由度も高い。反面、プラスチックレンズはガラスレンズに比して環境変動に弱く、像面位置等が変動しやすい。請求項19記載のズームレンズでは、プラスチック非球面レンズを「正のパワーを有するレンズ」と「負のパワーを有するレンズ」の両方に用いることにより、環境変動による影響を相殺させ、環境変動が生じても十分な像性能の確保を可能とした。
(18A) 1.80<N1P<1.85
(19A) 1.74<N1N<1.85
を満足することが好ましい。条件(18)、(19)を満足する効果がより助長される。
(21A) 1.5<|RC3/Ymax|<2.5
を満足するのがよい。条件(21)を満足する効果がより助長される。請求項17以下のズームレンズにおいても、構成をさらに簡素し、高性能なものとするために、フォーカシングを第4群で行うのがよい。第4群はレンズ径が第1群などより小さく、レンズの重量も軽いので、フォーカシング機構の簡素化を図ることが可能となる。
(1) 4.5<FnoT・fw/Ymax<8.0
を満足する。
(2) 1.45<NC2<1.65
(3) 50<νC2<85
を満足し、第3群IIIにおける3枚接合レンズの最も像面側に配置される負レンズの屈折率:NC3、アッベ数:νC3が、条件:
(4) 1.45<NC3<1.65
(5) νC2−νC3>20
を満足する。
(6) 0.20<(RC2/RC4)<0.85
を満足する。
図9〜図11に示すズームレンズは、請求項9〜16に記載のズームレンズの実施の形態である。即ち、図9〜図11に示すズームレンズは、物体側(図の左方)から順に、負の焦点距離を持つ第1群I、正の焦点距離を持つ第2群II、負の焦点距離を持つ第3群III、正の焦点距離を持つ第4群IVを配し、第2群と第3群の間に絞りSを有してなり、矢印で示すように、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第1群Iと第2群IIの間隔が狭まり、第2群IIと第3群IIIの間隔が広がり、第3群IIIと第4群IVの間隔が広がるように、各群の間隔を変化させるズームレンズであって、第1群Iは物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、負レンズ、正レンズからなる。
(7) 1.7<|F1/FW|<2.2
(8) 1.3<D3T/D3W<1.7
を満足する。
(9) 4.5<FnoT・fw/Ymax<8.0
を満足し、第1群I中の正レンズの、屈折率及びアッベ数の平均値:N1P及びν1P、第1群I中の負レンズの屈折率及びアッベ数の平均値:N1N及びν1Nは、条件:
(10) 1.74<N1P<1.95
(11) 1.74<N1N<1.95
(12) ν1N−ν1P>20
を満足する。
第3群IIIは、物体側から順に負レンズ、正レンズ、負レンズを配してなり、正レンズとその像側の負レンズは接合されている。
(13) 1.0<|RC3/Ymax|< 3.0
を満足する。また、第1群Iの焦点距離:f1、第4群IVの焦点距離:f4は、条件:
(14) 1.5<|f4/f1|<3.0
を満足し、フォーカシングは第4群で行なわれる。
後述の実施例6〜8に示すように、第2群IIは、少なくとも1枚のプラスチック非球面レンズを有し、第1群Iの焦点距離:F1、短焦点端における全系の焦点距離:FW、長焦点端における第3群IIIと第4群IVの間隔:D3T、短焦点端における第3群IIIと第4群IVの間隔:D3Wは、条件:
(15) 1.7<|F1/FW|<2.2
(16) 1.3<D3T/D3W<1.7
を満足する。
(17) 4.5<FnoT・fw/Ymax<8.0
を満足し、正のパワーを有するプラスチック非球面レンズを少なくとも1枚有すると共に、負のパワーを有するプラスチック非球面レンズを少なくとも1枚有し、プラスチック非球面レンズの材質が互いに異なっている。
(18) 1.74<N1P<1.95
(19) ν1N−ν1P>20
を満足し、絞りSが、変倍時に第3群と一体に移動するとともに、少なくとも第3群の最も物体側の面が非球面であり、第3群IIIが、物体側から順に負レンズ、正レンズ、負レンズを配してなり、正レンズとその像側の負レンズが接合されている。
(20) 1.0<|RC3/Ymax|<3.0
を満足する。
撮影レンズ31としては請求項1〜24の任意の1に記載されたズームレンズ、具体的には、例えば後述の実施例1〜8のうちの何れかが用いられる。また、受光素子45としては、画素数:300万〜500万画素クラスのCCDエリアセンサ等を使用できる。
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
ただし、以下の実施例における非球面は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをH、上記円錐定数:K、非球面係数:A4等を用いて、周知の式:
X=[CH2/{1+√(1−(1+K)C2H2)}
+A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10
で表現され、C、K、A4等が与えられることにより形状が特定される。
f = 5.95〜28.13,F = 2.75〜5.29,ω = 39.24〜9.35
実施例1のデータを表1に示す。
可変量のデータを表3に示す。
FnoT・fw/Ymax=6.77
NC2=1.58913
νC2=61.25
NC3=1.62004
νC2−νC3=24.95
(RC2/RC4)=0.55 。
f = 5.98〜28.11,F = 2.77〜5.33,ω = 39.05〜9.31
実施例2のデータを表4に示す。
非球面のデータを表5に示す。
可変量のデータを表6に示す。
FnoT・fw/Ymax=6.86
NC2=1.60311
νC2=60.69
NC3=1.62004
νC2−νC3=24.39
(RC2/RC4)=0.22 。
f = 5.95〜28.09,F = 2.93〜5.14,ω = 39.26〜9.62
実施例3のデータを表7に示す。
非球面のデータを表8に示す。
可変量のデータを表9に示す。
|F1/FW|=1.99
D3T/D3W=1.49
FnoT・fw/Ymax=6.58
N1P=1.847
N1N=1.804
ν1N−ν1P=22.52
|RC3/Ymax|=1.51
|f4/f1|=2.22 。
f = 5.95〜28.09,F = 2.90〜5.33,ω = 39.23〜9.55
実施例4のデータを表10に示す。
非球面のデータを表11に示す。
可変量のデータを表12に示す。
|F1/FW|=1.99
D3T/D3W=1.60
FnoT・fw/Ymax=6.83
N1P=1.847
N1N=1.773
ν1N−ν1P=25.84
|RC3/Ymax|=1.74
|f4/f1|=2.14 。
f = 5.93〜28.13,F = 3.17〜5.25,ω = 39.42〜9.68
実施例5のデータを表13に示す。
非球面のデータを表14に示す。
可変量のデータを表15に示す。
|F1/FW|=2.00
D3T/D3W=1.41
FnoT・fw/Ymax=6.70
N1P=1.847
N1N=1.756
ν1N−ν1P=25.43
|RC3/Ymax|=9.73
|f4/f1|=2.06 。
f = 5.95〜28.12,F = 2.74〜4.91,ω = 39.25〜9.58
実施例6のデータを表16に示す。
非球面のデータを表17に示す。
可変量のデータを表18に示す。
|F1/FW|=1.97
D3T/D3W=1.50
FnoT・fw/Ymax=6.28
N1P=1.847
N1N=1.804
ν1N−ν1P=22.52
|RC3/Ymax|=1.56 。
f = 5.95〜28.14,F = 2.62〜4.80,ω = 39.25〜9.59
実施例7のデータを表19に示す。
非球面のデータを表20に示す。
可変量のデータを表21に示す。
|F1/FW|=1.93
D3T/D3W=1.51
FnoT・fw/Ymax=6.14
N1P=1.847
N1N=1.773
ν1N−ν1P=25.84
|RC3/Ymax|=2.15 。
f = 5.95〜28.13,F = 2.68〜4.77,ω = 39.28〜9.65
実施例8のデータを表22に示す。
非球面のデータを表23に示す。
可変量のデータを表24に示す。
|F1/FW|=1.97
D3T/D3W=1.50
FnoT・fw/Ymax=6.11
N1P=1.847
N1N=1.773
ν1N−ν1P=25.84
|RC3/Ymax|=2.15 。
また、レンズの構成枚数の面からすると、実施例1、4、5のズームレンズは10枚構成、実施例2、3、8のズームレンズは11枚構成、実施例6、7のズームレンズは12枚構成であり、何れも構成枚数が少なく、コンパクトに構成することができる。
II 第2群
III 第3群
IV 第4群
S 絞り
Claims (26)
- 物体側から順に、負の焦点距離を持つ第1群、正の焦点距離を持つ第2群、負の焦点距離を持つ第3群、正の焦点距離を持つ第4群を配し、第2群と第3群の間に絞りを有してなり、
短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第1群と第2群の間隔が狭くなり、第2群と第3群の間隔が拡がるように、少なくとも第2群が像面側から物体側へと単調に移動するズームレンズであって、
第3群に、物体側から順に負レンズ、正レンズ、負レンズからなる3枚接合レンズを有することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1記載のズームレンズにおいて、
長焦点端におけるFナンバ:FnoT、短焦点端における焦点距離:fw、最大像高:Ymaxが、条件:
(1) 4.5<FnoT・fw/Ymax<8.0
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1または2記載のズームレンズにおいて、
第3群の3枚接合レンズの、最も物体側に配置される負レンズが、物体側に凸面を向けたメニスカス形状であることを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜3の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
第3群の3枚接合レンズの、最も物体側の面が非球面であることを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜4の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
第3群が3枚接合レンズのみからなり、絞りが第3群と一体に移動することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜5の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
第3群における3枚接合レンズの中間に配置される正レンズの屈折率:NC2、アッベ
数:νC2が、条件:
(2) 1.45<NC2<1.65
(3) 50<νC2<85
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項6記載のズームレンズにおいて、
第3群における3枚接合レンズの最も像面側に配置される負レンズの屈折率:NC3、アッベ数:νC3が、条件:
(4) 1.45<NC3<1.65
(5) νC2−νC3>20
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜7の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
第3群の3枚接合レンズの、物体側接合面の曲率半径:RC2、上記3枚接合レンズの最も像側の面の曲率半径:RC4が、条件:
(6) 0.20<(RC2/RC4)<0.85
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 物体側から順に、負の焦点距離を持つ第1群、正の焦点距離を持つ第2群、負の焦点距離を持つ第3群、正の焦点距離を持つ第4群を配し、第2群と第3群の間に絞りを有してなり、
短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第1群と第2群の間隔が狭まり、第2群と第3群の間隔が広がり、第3群と第4群の間隔が広がるように、各群の間隔を変化させるズームレンズであって、
第1群は物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、負レンズ、正レンズからなり、
第1群の焦点距離:F1、短焦点端における全系の焦点距離:FW、長焦点端における第3群と第4群の間隔:D3T、短焦点端における第3群と第4群の間隔:D3Wが、条件:
(7) 1.7<|F1/FW|<2.2
(8) 1.3<D3T/D3W<1.7
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項9記載のズームレンズにおいて、
長焦点端におけるFナンバ:FnoT、短焦点端における焦点距離:fw、最大像高:Ymaxが、条件:
(9) 4.5<FnoT・fw/Ymax<8.0
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項9または10記載のズームレンズにおいて、
第1群中の正レンズの、屈折率及びアッベ数の平均値:N1P及びν1P、第1群中の負レンズの屈折率及びアッベ数の平均値:N1N及びν1Nが、条件:
(10) 1.74<N1P<1.95
(11) 1.74<N1N<1.95
(12) ν1N−ν1P>20
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項9〜11の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
絞りが、変倍時に第3群と一体に移動するとともに、少なくとも第3群の最も物体側の面が非球面であることを特徴とするズームレンズ。 - 請求項9〜12の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
第3群が、物体側から順に負レンズ、正レンズ、負レンズを配してなり、上記正レンズとその像側の負レンズが接合されていることを特徴とするズームレンズ。 - 請求項13記載のズームレンズにおいて、
第3群中の接合レンズにおける接合面の曲率半径:RC3、最大像高:Ymaxが、条件:
(13) 1.0<|RC3/Ymax|< 3.0
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項9〜14の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
フォーカシングを第4群で行うことを特徴とするズームレンズ。 - 請求項9〜15の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
第1群の焦点距離:f1、第4群の焦点距離:f4が、条件:
(14) 1.5<|f4/f1|<3.0
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 物体側から順に、負の焦点距離を持つ第1群、正の焦点距離を持つ第2群、負の焦点距離を持つ第3群、正の焦点距離を持つ第4群を配し、第2群と第3群の間に絞りを有してなり、
短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第1群と第2群の間隔が狭まり、第2群と第3群の間隔が広がり、第3群と第4群の間隔が広がるように各群の間隔を変化させるズームレンズであって、
第2群が、少なくとも1枚のプラスチック非球面レンズを有し、
第1群の焦点距離:F1、短焦点端における全系の焦点距離:FW、長焦点端における第3群と第4群の間隔:D3T、短焦点端における第3群と第4群の間隔:D3Wが、条件:
(15) 1.7<|F1/FW|<2.2
(16) 1.3<D3T/D3W<1.7
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項17記載のズームレンズにおいて、
長焦点端におけるFナンバ:FnoT、短焦点端における焦点距離:fw、最大像高:Ymaxが、条件:
(17) 4.5<FnoT・fw/Ymax<8.0
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項17または18記載のズームレンズにおいて、
正のパワーを有するプラスチック非球面レンズを少なくとも1枚有すると共に、負のパワーを有するプラスチック非球面レンズを少なくとも1枚有することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項19記載のズームレンズにおいて、
プラスチック非球面レンズの材質が互いに異なっていることを特徴とするズームレンズ。 - 請求項17〜20の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
第1群中の正レンズの屈折率及びアッベ数の平均値:N1P及びν1P、第1群中の負レンズの屈折率及びアッベ数の平均値:N1N及びν1Nが、条件:
(18) 1.74<N1P<1.95
(19) ν1N−ν1P>20
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項17〜21の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
絞りが、変倍時に第3群と一体に移動するとともに、少なくとも第3群の最も物体側の面が非球面であることを特徴とするズームレンズ。 - 請求項17〜22の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
第3群が、物体側から順に負レンズ、正レンズ、負レンズを配してなり、上記正レンズとその像側の負レンズが接合されていることを特徴とするズームレンズ。 - 請求項23記載のズームレンズにおいて、
第3群中の接合レンズにおける接合面の曲率半径:RC3、最大像高:Ymaxが、条件:
(20) 1.0<|RC3/Ymax|<3.0
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜24の任意の1に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを
特徴とするカメラ装置。 - 請求項1〜24の任意の1に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系とし
て有することを特徴とする携帯情報端末装置。
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