JP2009058873A - ズームレンズを備えた撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 沈胴時の小型化に有利であり、変倍比、明るさ、画角を確保しても光学性能を確保しやすいズームレンズを備えた撮像装置を提供する。
【解決手段】 ズームレンズの像側に配置され、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有し、ズームレンズが物体側から順に、負の第1群と、正の第2群と、負の第3群と、正の第4群を有し、第2群が以下の条件を満足することを特徴とする。
−1.2<Hf2/Y<−0.7 ・・・(1)
ただし、Hf2は、光軸上における第2群の物体側のレンズ面から第2群の前側主点までの距離、符号は前側主点が第2群よりも物体側にあるときが負符号、Yは、とりうる有効撮像領域内での最大像高である。
【選択図】図1

Description

本発明は、ズームレンズを備えた撮像装置に関し、特に小型化を実現した、ビデオカメラやデジタルカメラを始めとするズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。
近年、フィルムカメラに代わる次世代カメラとしてデジタルカメラが注目されている。さらに、それは業務用高機能タイプからポータブルな普及タイプまで幅広い範囲でいくつものカテゴリーを有するようになってきている。
ポータブルな普及タイプのカテゴリーのデジタルカメラやビデオカメラでは、高画質を確保しながら奥行きを薄くすることが求められている。カメラの奥行き方向は、レンズ系の最も物体側の面から撮像面までの厚みの影響が大きい。特にズームレンズの場合、撮影時にてこの厚みが大きくなりやすい。そのため、撮影時にはズームレンズをカメラボディ内からせり出し、携帯時にはズームレンズをカメラボディ内に収納するいわゆる沈胴式鏡筒を採用することが主流になっている。
従来小型のズームレンズとして、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群からなる、いわゆる負先行型のズームレンズが知られている。このタイプの従来例として以下の文献が知られている。
特開2002−14284号公報 特開2003−177315号公報 特開2007−65590号公報
しかしながら、先行技術文献1のズームレンズは、負の屈折力を有する第1レンズ群のレンズ枚数が空気間隔を有して2枚ある為、第1レンズ群の光軸上での厚さが厚くなってしまい、沈胴したとしても鏡筒の厚み方向の寸法が十分に薄くならず、カメラの小型化に不利である。
先行技術文献2のズームレンズは、負の屈折力を有する第1レンズ群を1枚の負レンズで構成しているため、小型化には有利であるが、1枚の負レンズのみで構成すると、広角端における非点収差、色収差、あるいは変倍の際の非点収差、色収差の変動が大きくなりやすく変倍比を大きくしにくい。
先行技術3のズームレンズは、負の屈折力を有する第1レンズ群を負レンズと正レンズを持つ一つのレンズ成分(レンズ成分は光軸上にて空気に接触する面が入射面と射出面の2つのみのレンズブロックと定義する)で構成しているため、小型化や、第1レンズ群の色収差の低減には有利であるが、非点収差などの変動を抑えにくく画角や明るさの確保に不利となる。
本発明は上述の課題に鑑み、沈胴時の小型化に有利であり、変倍比、明るさ、画角を確保しても光学性能を確保しやすい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ものである。
本発明の撮像装置は、物体側から順に、負屈折力をもつ第1レンズ群と、正屈折力をもつ第2レンズ群と、負屈折力をもつ第3レンズ群と、正屈折力をもつ第4レンズ群を有し、第1レンズ群は、1枚の負レンズと1枚の正レンズを接合した1つの負レンズ成分で構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔は狭まり、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔は変化し、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔は変化することを基本構成とするものである。
このように、負屈折力のレンズ群を物体側に配置することで、ズームレンズの径方向の小型化や沈胴時の小型化に有利となる。そして、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔を狭めることで第2レンズ群に変倍の機能を持たせている。
このようなズームレンズの場合、第1レンズ群を1枚の負レンズと1枚の正レンズを接合した1つの負レンズ成分で構成することで、第1レンズ群の光軸上での厚さを低減しやすくできるとともに、第1レンズ群での色収差の発生を抑えやすくなる。一方、この負レンズと正レンズとが接しているため、非点収差の補正がしにくくなる。
そのため、正屈折力の第2レンズ群の像側に負屈折力の第3レンズ群を配置し、その前後の間隔を変化させて移動させることで、ペッツバール和の調整による非点収差の変動の補正や、色収差などの諸収差の補正が行いやすくなる。
そして、負屈折力の第3レンズ群の像側に正屈折力の第4レンズ群を配置することで、射出瞳を像面から離す機能を持たせている。
このように第1レンズ群の構成やレンズ群の屈折力の配置、移動方式を工夫することにより小型でありながら収差変動も抑えやすいズームレンズを備えた撮像装置となる。
一方、第1レンズ群を1つの負レンズ成分で構成すると、第1レンズ群の後側主点位置が、ほぼ第1レンズ群の中間付近に位置するため、変倍比の確保と小型化の両立を両立するために第2レンズ群の前側主点を前に出して下記条件式(1)を満足させることが好ましい。
−1.2<Hf2/Y<−0.7 ・・・(1)
ただし、Hf2は、光軸上における第2レンズ群の物体側のレンズ面から第2レンズ群の前側主点までの距離、
符号は前側主点が第2レンズ群よりも物体側にあるときが負符号、
Yは、とりうる有効撮像領域内での最大像高
である。
条件式(1)は第2レンズ群の好ましい主点位置を特定するものであり、第2レンズ群の変倍機能を確保しつつ移動量を抑えやすくするためのものである。
変倍機能を担う第2レンズ群の前側主点位置を適度に物体側(前側)に出すことで、広角端における第1第2レンズ群間隔を大きくせずとも第2レンズ群による変倍分担の確保がしやすくなり、ズームレンズの全長の短縮化に有利となる。
条件式(1)の上限を上回らないようにすることで、主点位置を物体側よりにし、ズームレンズの小型化薄型化に有利となる。また、条件式(1)の下限を下回らないようにすることで、主点が物体側に行き過ぎることを抑え、偏心による性能劣化を抑えやすくなる。
また、条件式(1)の下限値を−1.0とするとより好ましい。さらに、条件式(1)の上限値を−0.75とするとより好ましい。
また更には、以下の構成のいずれかもしくは複数を満足させることが、小型化、高性能化、低コスト化など何れかの点でより好ましい。
以下の条件式(2)を満足することが好ましい。
0.1<ΣG1d/fw<0.25 ・・・(2)
ただし、ΣG1dは、第1レンズ群の光軸上での肉厚、
fwは、広角端でのズームレンズ全系の焦点距離、
である。
条件式(2)は第1レンズ群の好ましい厚さを特定するものである。条件式(2)の下限を下回らないようにすることで、第1レンズ群の正レンズの軸上肉厚、および、負レンズの縁肉厚の確保に有利となり各レンズの屈折力を確保しやすくなり収差低減に有利となる。条件式(2)の上限を上回らないようにすることで、第1レンズ群の薄型化によるズームレンズの沈胴時の小型化に有利となる。
また、条件式(2)の下限値を0.12とするとより好ましい。さらに、条件式(2)の上限値を0.22とするとより好ましい。
更には、第1レンズ群の最も像側のレンズ面が凹面であり、そのレンズ面が非球面であることが好ましい。このように構成することで、第1レンズ群における非点収差、コマ収差の補正に効果的である。
また、第1レンズ群の最も物体側のレンズ面が凹面であり、そのレンズ面が光軸から離れるほど負の屈折力が小さくなる非球面であることが好ましい。このように構成することで、第1レンズ群の負の屈折力を確保しやすくなり、望遠側での軸上収差の補正に有利となる。また、非球面により物体側の凹面での周辺突出量を低減でき、小型化薄型化に有利となるとともに、広角側での歪曲収差の低減にも有利となる。
また、第1レンズ群の正レンズの材質が樹脂であることが好ましい。更には、第1レンズ群の正レンズの材質はエネルギー硬化型樹脂であり、第1レンズ群の負レンズ成分はその負レンズのレンズ面上に正レンズが直接成形されたものであることが好ましい。
第1レンズ群の正レンズの光学材料には、樹脂など有機材料、あるいは、有機材料に無機微粒子を拡散させて光学特性を変えたものなどを用いれば薄いレンズ加工が容易となる。そして、出来る限り薄く加工するために、紫外線硬化型樹脂などのエネルギー硬化型樹脂を用い、負レンズに直接成形する方式で接合レンズを形成する方法の方が、接合面を非球面にした場合、製造がより容易となる。
また、第1レンズ群の正レンズと負レンズの接合面が非球面であることが好ましい。また、正レンズと負レンズの接合面を非球面にすることで、変倍時に第1レンズ群で発生する非点収差、色収差の変動量を良好に補正できる。正レンズを樹脂で成型すれば、このような非球面の接合面も製造が容易となる。
また、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
30<(νdL1n−νdL1p)<50 ・・・(3)
ただし、νdL1nは第1レンズ群中の負レンズのアッベ数、
νdL1pは第1レンズ群中の正レンズのアッベ数、
である。
条件式(3)は第1レンズ群の好ましい材料を特定するものである。条件式(3)の下限を下回らないようにすることで、第1レンズ群の色収差の補正が行いやすくなる。条件式(3)の上限を上回らないようにすることで、正レンズと負レンズの材料の組合せの入手性や生産性の点で有利となる。
また、条件式(3)の下限値を33とするとより好ましい。さらに、条件式(3)の上限値を40とするとより好ましい。
また、第2レンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する正レンズ成分と、負の屈折力を有する負レンズ成分からなることが好ましい。第2レンズ群で発生する球面収差、色収差、非点収差、コマ収差等の諸収差を抑えることができる最小のレンズ成分数とすることで小型化薄型化に有利である。
さらに、第2レンズ群の構成を物体側より順に正の屈折力を有するレンズユニット、負の屈折力を有するレンズユニットとすることにより、前側主点位置を第2レンズ群の物体よりにでき、望遠端にてその主点を第1レンズ群に近づけることで第2レンズ群の移動量に対する変倍負担の確保に有利となる。
また、第2レンズ群は、物体側から順に第1正レンズ、第2正レンズと負レンズの接合レンズからなることが好ましい。第2レンズ群は、主に変倍を担うレンズ群となるため、より高い光学性能を確保するために第2レンズ群内の収差を良好に補正しておいた方がよい。したがって、第2レンズ群の構成は、2枚の正レンズと1枚の負レンズを有して、球面収差、非点収差、コマ収差等の諸収差の補正を十分に行う構成とすることが好ましい。また接合レンズを有する構成とすることで、軸上色収差、倍率色収差の補正にも効果的である。
さらに、第2レンズ群の構成を物体側より順に第1正レンズ、第2正レンズと負レンズの接合レンズとすることにより、前側主点位置を第2レンズ群より前に出すのに有利である。
また、第2レンズ群は、物体側から順に1枚の正レンズと1枚の負レンズからなる構成としてもよい。このように構成することで、第2レンズ群の光軸上の厚さを抑えつつ、球面収差、非点収差、色収差、コマ収差等の補正を行いやすく、また、主点も物体側よりにしやすく変倍比の確保に有利となる。
更には、この場合、第2レンズ群が両凸の正レンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとすると、正の屈折力を確保しつつ収差の低減や変倍比の確保に一層有利となる。
また、更には、以下の条件式を満足することが好ましい。
ndL2p>1.65 ・・・(4A)
νdL2p>40.0 ・・・(4B)
νdL2n<30.0 ・・・(4C)
ただし、ndL2pは第2レンズ群中の正レンズのd線の屈折率
νdL2pは第2レンズ群中の正レンズのアッベ数、
νdL2nは第2レンズ群中の負レンズのアッベ数、
である。
第2レンズ群の正レンズが条件式(4A)の下限を下回らないようにすることで、第3レンズ群での非点収差の発生を抑えやすくなる。また、第2レンズ群の正レンズが条件式(4B)の下限を下回らず、且つ、負レンズが条件式(4C)の上限を上回らないようにすることで、第3レンズ群での軸上色収差、倍率色収差の補正に有利となる。
また、条件式(4A)の下限値を1.68とするとより好ましい。さらに、条件式(4A)の上限値は製造可能なレンズ材料となるが、上限値を設けて2.2以下とすると面形状の製造誤差を緩和しやすくなる。
また、条件式(4B)の下限値を45とするとより好ましい。さらに、条件式(4B)の上限値は製造可能なレンズ材料となるが、上限値を設けて75以下とすると材料の異常分散性の影響を抑えやすくなる。
また、条件式(4C)の上限値を25とするとより好ましい。さらに、条件式(4C)の下限値は製造可能なレンズ材料となるが、下限値を設けて17以上とすると材料の入手がしやすくなる。
また、第2レンズ群の最も物体側のレンズ面が非球面であることが好ましい。第2レンズ群の最も物体側の面上では軸上光束が発散して入射するので、非球面としたとき球面収差の補正に効果がある。
この非球面は光軸から離れるほど正の屈折力が小さくなる形状とすると、球面収差の発生を抑えつつ第2レンズ群のサイズを小さくしやすくなり効果的である。
また、第3レンズ群は、1枚の負レンズからなることが好ましい。最小の構成で実用的な収差レベルの補正は可能であり、小型化薄型化に有利となる。
更には、第3レンズ群中の負レンズは、少なくとも1面の非球面を有することが好ましい。この非球面は、負レンズの像面側のレンズ面であることが好ましい。第3レンズ群の負レンズは、広角端における最も外側を通過する軸外主光線と、望遠端における最も外側を通過する軸外主光線の光線高の差が大きくなりやすいため、非球面を設けることで、変倍の際の非点収差、歪曲収差の変動量の調整を行うことに有利となる。さらに負レンズの物体側の面よりも像面側の面の方が、軸外主光線の入射する光軸からの高さが高くなるため、より効果的に収差変動の調整が行える。
また、第3レンズ群中の負レンズは、材質が樹脂であることが好ましい。樹脂材でも実用的な収差レベルの補正は可能であり、ズームレンズの安価化に貢献する。また、非球面の加工も行いやすく好ましい。
また、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
2.2<{β2(t)/β2(w)}/{β3(t)/β3(w)}<3.0
・・・(5)
ただし、β2(t)は、第2レンズ群の望遠端での横倍率、
β2(w)は、第2レンズ群の広角端での横倍率、
β3(t)は、第3レンズ群の望遠端での横倍率、
β3(w)は、第3レンズ群の広角端での横倍率、
である。
条件式(5)は第2レンズ群と第3レンズ群の好ましい変倍寄与比を特定するものである。条件式(5)の下限を下回らないようにすることで、第3レンズ群の変倍寄与を適度に抑え、像面湾曲補正効果をいっそう得やすくなる。また、条件式(5)の上限を上回らないようにすることで、第2レンズ群の変倍寄与を適度に抑え、第2レンズ群の組み立て誤差による性能劣化の影響を低減しやすくなる。もしくは、第3レンズ群の変倍寄与を確保し、変倍比の確保に有利となる。
また、条件式(5)の下限値を2.4とするとより好ましい。さらに、条件式(5)の上限値を2.8とするとより好ましい。
また、第4レンズ群は、1枚の正レンズからなることが好ましい。最小の構成レンズ枚数で実用的な収差レベルの補正は可能であり、小型化薄型化に有利となる。
さらには、第4レンズ群中の正レンズは、少なくとも1面の非球面を有することが好ましい。その場合、非球面は正レンズの像面側のレンズ面であることが好ましい。第4レンズ群の正レンズは、広角端における最も外側を通過する軸外主光線と、望遠端における最も外側を通過する軸外主光線の光線高の差が大きい為、非球面を設けることで、変倍の際の非点収差、歪曲収差の変動量を抑えるのに効果的である。さらに物体側よりも像面側の面の方が、軸外主光線高は、高くなるため、より効果的である。
また、第4レンズ群中の正レンズは、材質が樹脂であることが好ましい。樹脂材でも実用的な収差レベルの補正は可能であり、ズームレンズの安価化に貢献する。また、非球面を形成することも容易となる。
また、第4レンズ群は広角端よりも望遠端にて像側に位置することが好ましい。第4レンズ群にも増倍作用を持たせることができ、変倍比の確保にいっそう有利となる。
また、明るさ絞りが第2レンズ群の物体側の空間から像側の空間の間に配置され、前記明るさ絞りは第2レンズ群と共に移動することが好ましい。それにより、主たる変倍機能を第2レンズ群に持たせても第2レンズ群のサイズを小さくしやすくなり、沈胴時の小型化や、第2レンズ群での収差の低減に有利となる。
さらに、第1、第2、第3、第4レンズ群の移動を以下のようにすることが好ましい。広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群は像面側に移動後物体側に移動方向を反転させて移動し、第2レンズ群は物体側に移動し、第3レンズ群は広角端よりも望遠端にて第2レンズ群との距離が広がるように移動し、第4レンズ群は広角端よりも望遠端にて像面側に移動することが好ましい。
第1レンズ群を広角側でまず像面側に移動させることで第2レンズ群の物体側への移動量を小さくしても変倍機能を第2レンズ群に持たせられる。このとき、広角側での射出瞳の変動も低減でき、第3レンズ群への光線の入射する高さの変動を抑えやすくなり、軸外収差の補正を行いやすくなる。そして、望遠側では第1レンズ群が物体側に移動することにより、第2レンズ群の移動スペースを確保し、変倍比の確保にいっそう有利となる。
また、第4レンズ群の移動により、第4レンズ群にも変倍負担をもたせ、収差の変動を抑えながら高変倍比化に有利となる。また、第3レンズ群を変倍時に移動させることで、第3レンズ群に入射する軸外光線の位置を調整し、像面湾曲の変動の低減に有利となる。
さらに、以下の条件を満足するように第1、第2、第3、第4レンズ群を移動させることがより好ましい。ズームレンズ全系の焦点距離が0.9×√(fw・ft)から1.05×√(fw・ft)となる何れかのズーム状態を中間付近ズーム状態としたときに、いずれかの中間付近ズーム状態にて前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群、前記第4レンズ群は以下の条件式を満足することが好ましい。
−0.6<Δ1GWS/fw<−0.1 ・・・(6)
−4.0<Δ1GWS/Δ1GST<−0.25 ・・・(7)
0.3<Δ2GWS/Δ2GST<0.95 ・・・(8)
−20.0<Δ3GWS/Δ3GST<0.5 ・・・(9)
―0.5<Δ4GST/Δ4GWS<1.5 ・・・(10)
ただし、Δ1GWSは第1レンズ群の広角端での位置に対する中間付近ズーム状態での位置の差、
Δ2GWSは第2レンズ群の広角端での位置に対する中間付近ズーム状態での位置の差、
Δ3GWSは第3レンズ群の広角端での位置に対する中間付近ズーム状態での位置の差、
Δ4GWSは第4レンズ群の広角端での位置に対する中間付近ズーム状態での位置の差、
Δ1GSTは第1レンズ群の中間付近ズーム状態での位置に対する望遠端での位置の差、
Δ2GSTは第2レンズ群の中間付近ズーム状態での位置に対する望遠端での位置の差、
Δ3GSTは第3レンズ群の中間付近ズーム状態での位置に対する望遠端での位置の差、
Δ4GSTは第4レンズ群の中間付近ズーム状態での位置に対する望遠端での位置の差、
符号は物体側に進む方向を正符号、像側に進む方向を負符号、
Δ3GSTは正の値であり、
Δ4GWSは負の値であり、
fwは、広角端でのズームレンズの焦点距離
である。
条件式(6)は、第1レンズ群の好ましい移動を特定するものである。条件式(6)の下限を下回らないようにして第1レンズ群の像側への移動量が大きくなりすぎないようにし、広角端での全長を低減することが第1レンズ群の径方向の小型化に有利となる。条件式(6)の上限を上回らないようにして第1レンズ群の像側への移動量を確保し、広角側での第2レンズ群の移動量に対する変倍負担を確保することが変倍比確保や収差変動の低減の点で好ましい。
また、条件式(6)の下限値を−0.5、さらには−0.4とするとより好ましい。さらに、条件式(6)の上限値を−0.15、さらには−0.2とするとより好ましい。
条件式(7)は、第1レンズ群の好ましい移動を特定するものである。条件式(7)の下限を下回らないようにして広角端での全長を抑えることが小型化の点で好ましい。条件式(7)の上限を上回らないようにして望遠端での全長を抑えることが小型化の点で好ましい。
また、条件式(7)の下限値を−3.0、さらには−2.5とするとより好ましい。さらに、条件式(7)の上限値を−0.33、さらには−0.4とするとより好ましい。
条件式(8)は、第2レンズ群の好ましい移動を特定するものである。条件式(8)の下限を下回らないようにして広角側での第2レンズ群の移動量を適度に確保し、変倍比の確保や第3レンズ群の像面湾曲補正の機能を確保しやすくすることが好ましい。条件式(8)の上限を上回らないようにして広角側での第2レンズ群の移動量が大きくなりすぎないようにし、第3レンズ群への軸外光線の入射する位置の変動を抑えることが収差補正上好ましい。
また、条件式(8)の下限値を0.4、さらには0.5とするとより好ましい。さらに、条件式(8)の上限値を0.90、さらには0.80とするとより好ましい。
条件式(9)は、第3レンズ群の好ましい移動を特定するものである。条件式(9)は、下限を下回らないようにして広角側で第3レンズ群が像側に移動しすぎないようにすることが像面湾曲を補正する上で好ましい。また、第4レンズ群をフォーカシング時に繰り出す場合、その移動スペースの確保がしやすくなり好ましい。もしくは、望遠側での第4レンズ群の有効径を小さくしやすくなり小型化の点でも好ましい。条件式(9)の上限を上回らないようにすることで第3レンズ群の像面湾曲を補正する機能を確保でき好ましい。
また、条件式(9)の下限値を−10.0、さらには−5.0、さらには−3.0とするとより好ましい。さらに、条件式(9)の上限値を0.2、さらには0、さらには−0.03とするとより好ましい。
条件式(10)は第4レンズ群の好ましい移動を特定するものである。条件式(10)の下限および上限の範囲内とすることで広角側での第4レンズ群の移動により収差変動を抑えつつ変倍比の確保に有利となる。加えて、条件式(10)の下限を下回らないようにすることで第4レンズ群の変倍負担を確保しやすくなり高変倍比化に有利となる。条件式(10)の上限を上回らないようにすることで広角端での全長の短縮化に有利となる
また、条件式(10)の下限値を−0.3、さらには−0.2、さらには−0.15とするとより好ましい。さらに、条件式(10)の上限値を1.0、さらには0.85、さらには0.7とするとより好ましい。
また、撮像装置が、電気信号に含まれる収差を補正する信号処理を行う画像処理部を有する構成としてもよい。ズームレンズの収差を許容することで一層の小型化等に有利となる。
上述の各条件式は、ズームレンズがフォーカシング機能を持つ場合は、もっとも遠距離に合焦した状態での構成とする。
遠距離物から近距離物へのフォーカシングは第1レンズ群の繰り出しや、ズームレンズ全体の繰り出し、第2レンズ群、第3レンズ群、第4レンズ群の移動などで行ってもよい。駆動の負担を低減しやすくするには、負屈折力の第3レンズ群もしくは正屈折力の第4レンズ群でフォーカシングを行うことが好ましい。
沈胴時の小型化に有利であり、変倍比、明るさ、画角を確保しても光学性能を確保しやすいズームレンズを備えた小型の撮像装置を提供できる。
以下に示す各実施例では、ズーム比が3倍程度と大きく広角端での画角が60°程度と広角な結像性能が高いズームレンズでありながら、負の屈折力を有する第1レンズ群の軸上厚さが薄く、鏡筒の沈胴時のサイズのコンパクト化を実現したコンパクトなズームレンズを実現している。また、CCDやCMOS等の電子撮像素子に適している安価なズームレンズとなっている。
実施例1〜6は、第2レンズ群が、物体側から順に正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズの構成であり、実施例7〜11は、第2レンズ群が、物体側から順に正レンズ、負レンズの構成である。
また、実施例1〜11は、第3レンズ群が樹脂材で構成されている。
さらに、実施例1、4、6、10、11は、第4レンズ群が硝子材で構成され、実施例2、3、5、7、9は、第4レンズ群が樹脂材で構成されている。
また、実施例1、2、3、10、11は、第1レンズ群の負レンズと正レンズの接合面が非球面である。
第1レンズ群の移動について、各実施例にて、広角端から望遠端への変倍時に像側に移動後物体側に移動する。実施例1から9は広角端よりも望遠端にて像側に位置する。実施例10,11は広角端よりも望遠端にて物体側に位置する。
第2レンズ群の移動について、各実施例にて、広角端から望遠端への変倍時に物体側にのみ移動する。
第3レンズ群の移動について、各実施例にて像側に移動後、物体側に移動する。第3レンズ群が最も像側に位置する状態は、各実施例にて異なり、上から2番目の図が最も像側に位置する状態となる実施例は実施例1、8、9、10、上から3番目の図が最も像側に位置する状態となる実施例は実施例2、3、4、5、7、11、上から4番目の図が最も像側に位置する状態となる実施例は実施例6である。実施例2、3、6は広角端よりも望遠端にて像側に位置する。実施例1、4、5、7、8、9、10、11は広角端よりも望遠端にて物体側に位置する。
第4レンズ群の移動について、各実施例にて広角端よりも望遠端にて像側に位置する。実施例1、4、6、10、11は、像側にのみ移動する。実施例2、3、5、7、8、9は像側に移動後、物体側に移動する。
実施例1乃至11は全ズーム状態にて有効撮像領域は矩形で一定である。各実施形態での条件式対応値は無限遠物点に合焦した状態での値である。全長は、ズームレンズの入射面から射出面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えたものである。バックフォーカスは、空気換算長で示している。
以下、本発明のズームレンズの実施例1〜11について説明する。実施例1〜11の無限遠物点合焦時の広角端(a)、広角側変化点(b)、中間状態(第1レンズ群が最も像側に位置する状態)(c)、望遠側変化点(d)、望遠端(e)でのレンズ断面図をそれぞれ図1〜図11に示す。各図中、第1レンズ群はG1、第2レンズ群はG2、開口絞りはS、第3レンズ群はG3、第4レンズ群はG4、光学的ローパスフィルターはF、電子撮像素子であるCCDのカバーガラスはC、CCDの像面はIで示してある。なお、近赤外シャープカットコートについては、例えば光学的ローパスフィルターFに直接コートを施こしてもよく、また、別に赤外カット吸収フィルターを配置してもよい。
実施例1のズームレンズは、図1に示すように、物体側から順に、負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りS、正屈折力の第2レンズ群G2、負屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。ここで、広角端から中間状態までの間で第2レンズ群G2又は第4レンズ群G4の移動方向の変化する点を広角側変化点とし、中間状態から望遠端までの間で第2レンズ群G2又は第4レンズ群G4の移動方向の変化する点を望遠側変化点とした。以下、同じ。
第1レンズ群G1は、広角端から中間状態まで像側へ移動し、中間状態から望遠端まで物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より若干像側に位置する。
開口絞りSと第2レンズ群G2は、広角端から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を狭め、第3レンズ群G3との間隔を広げながら、一体に物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第3レンズ群G3は、広角端から広角側変化点まで、第2レンズ群G2との間隔を広げ、第4レンズ群G4との間隔を狭めながら、像側へ移動し、広角側変化点から望遠端まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より若干物体側に位置する。
第4レンズ群G4は、広角端から広角側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を狭め、広角側変化点から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら、像側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より像側に位置する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ1枚からなり、第4レンズ群G4は、両凸正レンズ1枚からなる。
非球面は、第1レンズ群G1の接合レンズの全面、第2レンズ群G2の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の両凸正レンズの像側の面の7面に用いている。
実施例2のズームレンズは、図2に示すように、物体側から順に、負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りS、正屈折力の第2レンズ群G2、負屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。
第1レンズ群G1は、広角端から中間状態まで像側へ移動し、中間状態から望遠端まで物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より若干像側に位置する。
開口絞りSと第2レンズ群G2は、広角端から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を狭め、第3レンズ群G3との間隔を広げながら、一体に物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第3レンズ群G3は、広角端から広角側変化点まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら、像側へ移動し、広角側変化点から中間状態まで、第2レンズ群G2との間隔を広げ、第4レンズ群G4との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠側変化点まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら物体側へ移動し、望遠側変化点から望遠端まで、第2レンズ群G2との間隔を広げ、第4レンズ群G4との間隔を狭めながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より若干像側に位置する。
第4レンズ群G4は、広角端から広角側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を広げ、広角側変化点から中間状態まで、第3レンズ群G3との間隔を狭め、中間状態から望遠側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら像側へ移動し、望遠側変化点から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を狭めながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では、広角端の位置より像側に位置する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ1枚からなり、第4レンズ群G4は、両凸正レンズ1枚からなる。
非球面は、第1レンズ群G1の接合レンズの全面、第2レンズ群G2の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の両凸正レンズの像側の面の7面に用いている。
実施例3のズームレンズは、図3に示すように、物体側から順に、負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りS、正屈折力の第2レンズ群G2、負屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。
第1レンズ群G1は、広角端から中間状態まで像側へ移動し、中間状態から望遠端まで物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より若干像側に位置する。
開口絞りSと第2レンズ群G2は、広角端から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を狭め、第3レンズ群G3との間隔を広げながら、一体に物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第3レンズ群G3は、広角端から広角側変化点まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら、像側へ移動し、広角側変化点から中間状態まで、第2レンズ群G2との間隔を広げ、第4レンズ群G4との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より若干像側に位置する。
第4レンズ群G4は、広角端から広角側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を広げ、広角側変化点から中間状態まで、第3レンズ群G3との間隔を狭め、中間状態から望遠側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら像側へ移動し、望遠側変化点から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では、広角端の位置より像側に位置する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ1枚からなり、第4レンズ群G4は、両凸正レンズ1枚からなる。
非球面は、第1レンズ群G1の接合レンズの全面、第2レンズ群G2の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の両凸正レンズの像側の面の7面に用いている。
実施例4のズームレンズは、図4に示すように、物体側から順に、負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りS、正屈折力の第2レンズ群G2、負屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。
第1レンズ群G1は、広角端から中間状態まで像側へ移動し、中間状態から望遠端まで物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より若干像側に位置する。
開口絞りSと第2レンズ群G2は、広角端から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を狭め、第3レンズ群G3との間隔を広げながら、一体に物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第3レンズ群G3は、広角端から広角側変化点まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら、像側へ移動し、広角側変化点から中間状態まで、第2レンズ群G2との間隔を広げ、第4レンズ群G4との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より物体側に位置する。
第4レンズ群G4は、広角端から広角側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を広げ、広角側変化点から中間状態まで、第3レンズ群G3との間隔を狭め、中間状態から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら像側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より像側に位置する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ1枚からなり、第4レンズ群G4は、両凸正レンズ1枚からなる。
非球面は、第1レンズ群G1の接合レンズの最も物体側の面及び最も像側の面、第2レンズ群G2の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の両凸正レンズの像側の面の6面に用いている。
実施例5のズームレンズは、図5に示すように、物体側から順に、負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りS、正屈折力の第2レンズ群G2、負屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。
第1レンズ群G1は、広角端から中間状態まで像側へ移動し、中間状態から望遠端まで物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より像側に位置する。
開口絞りSと第2レンズ群G2は、広角端から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を狭め、第3レンズ群G3との間隔を広げながら、一体に物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第3レンズ群G3は、広角端から広角側変化点まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら、像側へ移動し、広角側変化点から中間状態まで、第2レンズ群G2との間隔を広げ、第4レンズ群G4との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より若干像側に位置する。
第4レンズ群G4は、広角端から広角側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を広げ、広角側変化点から中間状態まで、第3レンズ群G3との間隔を狭め、中間状態から望遠側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら像側へ移動し、望遠側変化点から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では、広角端の位置より像側に位置する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ1枚からなり、第4レンズ群G4は、両凸正レンズ1枚からなる。
非球面は、第1レンズ群G1の接合レンズの最も物体側の面及び最も像側の面、第2レンズ群G2の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の両凸正レンズの像側の面の6面に用いている。
実施例6のズームレンズは、図6に示すように、物体側から順に、負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りS、正屈折力の第2レンズ群G2、負屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。
第1レンズ群G1は、広角端から中間状態まで像側へ移動し、中間状態から望遠端まで物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より若干像側に位置する。
開口絞りSと第2レンズ群G2は、広角端から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を狭め、第3レンズ群G3との間隔を広げながら、一体に物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第3レンズ群G3は、広角端から広角側変化点まで、第2レンズ群G2との間隔を広げ、第4レンズ群G4との間隔を狭めながら、像側へ移動し、広角側変化点から望遠側変化点まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら、像側へ移動し、望遠側変化点から望遠端まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より像側に位置する。
第4レンズ群G4は、広角端から広角側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を狭め、広角側変化点から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら像側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より像側に位置する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとからなり、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ1枚からなり、第4レンズ群G4は、両凸正レンズ1枚からなる。
非球面は、第1レンズ群G1の接合レンズの最も物体側の面及び最も像側の面、第2レンズ群G2の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の両凸正レンズの像側の面の6面に用いている。
実施例7のズームレンズは、図7に示すように、物体側から順に、負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りS、正屈折力の第2レンズ群G2、負屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。
第1レンズ群G1は、広角端から中間状態まで像側へ移動し、中間状態から望遠端まで物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より若干像側に位置する。
開口絞りSと第2レンズ群G2は、広角端から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を狭め、第3レンズ群G3との間隔を広げながら、一体に物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第3レンズ群G3は、広角端から広角側変化点まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら、像側へ移動し、広角側変化点から中間状態まで、第2レンズ群G2との間隔を広げ、第4レンズ群G4との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より物体側に位置する。
第4レンズ群G4は、広角端から広角側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を広げ、広角側変化点から中間状態まで、第3レンズ群G3との間隔を狭め、中間状態から望遠側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら像側へ移動し、望遠側変化点から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では、広角端の位置より像側に位置する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ1枚からなり、第4レンズ群G4は、両凸正レンズ1枚からなる。
非球面は、第1レンズ群G1の接合レンズの最も物体側の面及び最も像側の面、第2レンズ群G2の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の両凸正レンズの像側の面の6面に用いている。
実施例8のズームレンズは、図8に示すように、物体側から順に、負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りS、正屈折力の第2レンズ群G2、負屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。
第1レンズ群G1は、広角端から中間状態まで像側へ移動し、中間状態から望遠端まで物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より若干像側に位置する。
開口絞りSと第2レンズ群G2は、広角端から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を狭め、第3レンズ群G3との間隔を広げながら、一体に物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第3レンズ群G3は、広角端から広角側変化点まで、第2レンズ群G2との間隔を広げ、第4レンズ群G4との間隔を狭めながら、像側へ移動し、広角側変化点から望遠端まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より物体側に位置する。
第4レンズ群G4は、広角端から広角側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を狭め、広角側変化点から望遠側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら像側へ移動し、望遠側変化点から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では、広角端の位置より像側に位置する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ1枚からなり、第4レンズ群G4は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ1枚からなる。
非球面は、第1レンズ群G1の接合レンズの最も物体側の面及び最も像側の面、第2レンズ群G2の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の正メニスカスレンズの像側の面の6面に用いている。
実施例9のズームレンズは、図9に示すように、物体側から順に、負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りS、正屈折力の第2レンズ群G2、負屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。
第1レンズ群G1は、広角端から中間状態まで像側へ移動し、中間状態から望遠端まで物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より若干像側に位置する。
開口絞りSと第2レンズ群G2は、広角端から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を狭め、第3レンズ群G3との間隔を広げながら、一体に物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第3レンズ群G3は、広角端から広角側変化点まで、第2レンズ群G2との間隔を広げ、第4レンズ群G4との間隔を狭めながら、像側へ移動し、広角側変化点から望遠端まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より物体側に位置する。
第4レンズ群G4は、広角端から広角側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を狭め、広角側変化点から望遠側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら像側へ移動し、望遠側変化点から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では、広角端の位置より像側に位置する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ1枚からなり、第4レンズ群G4は、像側に両凸正レンズ1枚からなる。
非球面は、第1レンズ群G1の接合レンズの最も物体側の面及び最も像側の面、第2レンズ群G2の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の両凸正レンズの両面の7面に用いている。
実施例10のズームレンズは、図10に示すように、物体側から順に、負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りS、正屈折力の第2レンズ群G2、負屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。
第1レンズ群G1は、広角端から中間状態まで像側へ移動し、中間状態から望遠端まで物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より若干像側に位置する。
開口絞りSと第2レンズ群G2は、広角端から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を狭め、第3レンズ群G3との間隔を広げながら、一体に物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第3レンズ群G3は、広角端から広角側変化点まで、第2レンズ群G2との間隔を広げ、第4レンズ群G4との間隔を狭めながら、像側へ移動し、広角側変化点から望遠端まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より物体側に位置する。
第4レンズ群G4は、広角端から広角側変化点まで、第3レンズ群G3との間隔を狭め、広角側変化点から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら像側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より像側に位置する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ1枚からなり、第4レンズ群G4は、両凸正レンズ1枚からなる。
非球面は、第1レンズ群G1の接合レンズの全面、第2レンズ群G2の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の両凸正レンズの像側の面の7面に用いている。
実施例11のズームレンズは、図11に示すように、物体側から順に、負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りS、正屈折力の第2レンズ群G2、負屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4から構成されている。
広角端から望遠端への変倍をする際の移動状態を以下に示す。
第1レンズ群G1は、広角端から中間状態まで像側へ移動し、中間状態から望遠端まで物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より物体側に位置する。
開口絞りSと第2レンズ群G2は、広角端から望遠端まで、第1レンズ群G1との間隔を狭め、第3レンズ群G3との間隔を広げながら、一体に物体側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より物体側に位置する。
第3レンズ群G3は、広角端から中間状態まで、第2レンズ群G2との間隔を広げ、第4レンズ群G4との間隔を狭めながら、像側へ移動し、中間状態から望遠端まで、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4との間隔を広げながら物体側へ移動し、広角端から望遠端まで物体側に凹の軌跡を描いて移動する。望遠端では広角端の位置より物体側に位置する。
第4レンズ群G4は、広角端から中間状態まで、第3レンズ群G3との間隔を狭め、中間状態から望遠端まで、第3レンズ群G3との間隔を広げながら像側へ移動する。望遠端では、広角端の位置より像側に位置する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなり、第2レンズ群G2は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ1枚からなり、第4レンズ群G4は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ1枚からなる。
非球面は、第1レンズ群G1の接合レンズの全面、第2レンズ群G2の両凸正レンズの両面、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズの像側の面、第4レンズ群G4の正メニスカスレンズの像側の面の7面に用いている。
以下、各実施例におけるレンズの数値データを示す。
各実施例におけるレンズの数値データにおいては、Rは各レンズ面の曲率半径、Dは各レンズの肉厚または間隔、Ndは各レンズのd線における屈折率、νdは各レンズのd線におけるアッベ数、Kは円錐係数、A4、A6、A8、A10は非球面係数、E±nは×10±nをそれぞれ示している。
また、各非球面形状は、各実施例における各非球面係数を用いて、以下の式で表される。
Z=(Y2/r)/[1+{1−(1+K)・(Y/r)21/2]
+A4×Y4+A6×Y6+A8×Y8+A10×Y10
ただし、光軸方向の座標をZ、光軸と垂直な方向の座標をYとする。
数値実施例1
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(非球面) -11.981 0.70 1.58313 59.38
2(非球面) 37.532 0.70 1.63494 23.22
3(非球面) -210.729 可変
4(絞り) ∞ 0.00
5(非球面) 4.871 1.50 1.83481 42.71
6(非球面) -86.685 0.15
7 13.016 1.08 1.88300 40.76
8 457.725 0.51 1.80518 25.42
9 3.309 可変
10 50.796 0.80 1.52542 55.78
11(非球面) 23.127 可変
12 30.869 2.60 1.58313 59.38
13(非球面) -9.130 可変
14 ∞ 0.50 1.54771 62.84
15 ∞ 0.50
16 ∞ 0.50 1.51633 64.14
17 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第1面
K=0.696,A4=8.15954E-04,A6=-9.02964E-06,A8=7.06618E-08,A10=1.64985E-10
第2面
K=-7.816,A4=5.93790E-04,A6=-1.17684E-05
第3面
K=-418.955,A4=5.24806E-04,A6=-3.91612E-06,A8=-1.24273E-07,A10=2.82606E-09
第5面
K=0.139,A4=-6.03643E-04,A6=-5.31230E-05,A8=2.70195E-06
第6面
K=0.000,A4=6.99714E-04,A6=-7.25503E-05,A8=8.68547E-06,A10=-1.54245E-07
第11面
K=0.000,A4=-1.32093E-05,A6=-4.00985E-06,A8=1.56930E-07,A10=-5.79143E-09
第13面
K=-0.432,A4=3.83764E-04,A6=-7.83432E-06,A8=1.38963E-07,A10=-4.62646E-10

各種データ
ズーム比 2.87
広角 広角側変化点 中間 望遠側変化点 望遠
焦点距離 7.71 10.35 13.4 18.19 22.1
Fナンバー 2.88 3.4 3.98 4.79 5.49
画角 63.51 47.92 37.44 28.04 23.39
像高 4.55 4.55 4.55 4.55 4.55
レンズ全長 32.46 30.10 29.46 29.49 30.79
BF 5.41 4.78 4.31 4.14 3.92

d3 15.26 10.54 7.33 3.74 2.18
d9 1 5.1 7.34 10.76 12.11
d11 2.76 1.65 2.46 2.82 4.55
d13 3.76 3.13 2.66 2.49 2.27

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -22.66
2 5 12.16
3 10 -81.62
4 12 12.38
数値実施例2
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(非球面) -14.217 0.70 1.58313 59.38
2(非球面) 24.136 0.65 1.63494 23.22
3(非球面) 72.792 可変
4(絞り) ∞ 0.00
5(非球面) 4.961 1.54 1.82080 42.71
6(非球面) -89.208 0.15
7 11.451 1.00 1.88300 40.76
8 142.631 0.51 1.80518 25.42
9 3.372 可変
10 29.312 0.80 1.52542 55.78
11(非球面) 21.393 可変
12 49.315 2.47 1.52542 55.78
13(非球面) -8.540 可変
14 ∞ 0.50 1.54771 62.84
15 ∞ 0.50
16 ∞ 0.50 1.51633 64.14
17 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第1面
K=2.777,A4=4.38487E-04,A6=1.16381E-05,A8=-3.29372E-07,A10=4.18427E-09
第2面
K=-3.418,A4=5.12543E-04,A6=-3.82583E-06
第3面
K=26.883,A4=1.65598E-04,A6=1.41400E-05,A8=-3.80117E-07,A10=3.81175E-09
第5面
K=0.348,A4=-8.05884E-04,A6=-5.80311E-05,A8=2.18950E-06
第6面
K=0.000,A4=6.47271E-04,A6=-5.81071E-05,A8=7.29418E-06,A10=-3.29262E-08
第11面
K=0.000,A4=1.33935E-04,A6=-1.96248E-05,A8=4.60497E-07,A10=-6.31473E-09
第13面
K=-0.391,A4=2.59050E-04,A6=2.68519E-06,A8=6.96644E-08,A10=-4.04915E-10

各種データ
ズーム比 2.88
広角 広角側変化点 中間 望遠側変化点 望遠
焦点距離 7.78 10.35 13.4 18 22.42
Fナンバー 2.88 3.44 4 4.84 5.51
画角 63.34 48.08 37.52 28.21 22.88
像高 4.55 4.55 4.55 4.55 4.55
レンズ全長 31.66 30.64 29.80 30.32 31.57
BF 5.48 4.65 4.20 3.74 4.04

d3 14.57 10.9 7.6 4.66 2.38
d9 1.58 4.35 7.94 10.8 14.07
d11 2.21 2.93 2.24 3.3 3.27
d13 3.83 3 2.55 2.09 2.39

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -20.90
2 5 11.88
3 10 -156.15
4 12 14.06
数値実施例3
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(非球面) -14.249 0.70 1.58313 59.38
2(非球面) 23.234 0.57 1.63494 23.22
3(非球面) 86.974 可変
4(絞り) ∞ 0.00
5(非球面) 5.042 1.49 1.83481 42.71
6(非球面) -86.330 0.15
7 12.427 1.02 1.88300 40.76
8 509.464 0.55 1.80518 25.42
9 3. 426 可変
10 25.791 0.80 1.52542 55.78
11(非球面) 20.006 可変
12 35.484 2.60 1.52542 55.78
13(非球面) -9.171 可変
14 ∞ 0.50 1.54771 62.84
15 ∞ 0.50
16 ∞ 0.50 1.51633 64.14
17 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第1面
K=2.687,A4=5.38597E-04,A6=4.61021E-06,A8=-1.84142E-07,A10=2.94944E-09
第2面
K=-2.810,A4=3.98204E-04,A6=-4.78082E-06
第3面
K=19.023,A4=2.58400E-04,A6=6.91398E-06,A8=-2.61693E-07,A10=3.30720E-09
第5面
K=-0.334,A4=-8.96571E-05,A6=-3.54061E-05,A8=2.97005E-06
第6面
K=0.000,A4=6.29371E-04,A6=-6.76395E-05,A8=7.12232E-06,A10=-1.56331E-07
第11面
K=0.000,A4=2.01335E-05,A6=-1.19486E-05,A8=2.65168E-07,A10=-3.91123E-09
第13面
K=-1.321,A4=2.34507E-04,A6=-5.97599E-06,A8=2.24954E-07,A10=-1.97170E-09

各種データ
ズーム比 2.82
広角 広角側変化点 中間 望遠側変化点 望遠
焦点距離 8.02 10.35 13.4 18.2 22.64
Fナンバー 2.88 3.36 3.92 4.76 5.45
画角 61.72 48.07 37.54 27.93 22.67
像高 4.55 4.55 4.55 4.55 4.55
レンズ全長 31.67 30.58 29.80 30.29 31.62
BF 5.44 4.79 4.30 3.89 4.01

d3 14.45 10.94 7.63 4.43 2.29
d9 1.49 3.95 7.76 10.93 13.79
d11 2.41 3.02 2.23 3.17 3.66
d13 3.79 3.14 2.65 2.24 2.36

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -21.65
2 5 12.13
3 10 -178.21
4 12 14.15
数値実施例4
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(非球面) -18.911 0.80 1.58313 59.38
2 12.725 0.80 1.63494 23.22
3(非球面) 30.290 可変
4(絞り) ∞ 0.00
5(非球面) 6.081 1.60 1.74320 49.34
6(非球面) -22.773 0.15
7 10.604 1.69 1.83481 42.71
8 134.114 0.52 1.80518 25.42
9 3.704 可変
10 56.233 0.80 1.52542 55.78
11(非球面) 17.069 可変
12 134.146 2.18 1.80610 40.92
13(非球面) -10.349 可変
14 ∞ 0.50 1.54771 62.84
15 ∞ 0.50
16 ∞ 0.50 1.51633 64.14
17 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第1面
K=1.051,A4=5.07602E-06,A6=1.30112E-05,A8=-2.87458E-07,A10=2.32505E-09
第3面
K=26.006,A4=-2.35130E-04,A6=1.12544E-05,A8=-1.09983E-07,A10=-4.61435E-09
第5面
K=-1.634,A4=-9.16990E-05,A6=-1.18179E-04,A8=1.12848E-05,A10=-2.01021E-06
第6面
K=-37.172,A4=-7.71139E-04,A6=-1.00279E-04,A8=5.88476E-06,A10=-1.42926E-06
第11面
K=0.000,A4=2.19655E-04,A6=2.87695E-06,A8=-1.81203E-06,A10=4.76216E-08
第13面
K=-2.283,A4=-1.17618E-04,A6=-2.42901E-08,A8=6.63928E-08,A10=1.33000E-09

各種データ
ズーム比 2.88
広角 広角側変化点 中間 望遠側変化点 望遠
焦点距離 8.16 10.44 13.55 18.12 23.5
Fナンバー 2.88 3.36 3.91 4.77 5.67
画角 60.96 47.28 36.44 27.49 21.38
像高 4.55 4.55 4.55 4.55 4.55
レンズ全長 31.65 30.66 29.65 30.22 31.53
BF 5.67 4.94 4.51 3.90 3.71

d3 13.45 10.38 7.12 4.57 2.4
d9 1.51 4.03 6.73 9.17 11.92
d11 2.5 2.78 2.76 4.05 4.98
d13 4.02 3.28 2.85 2.25 2.06

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -20.72
2 5 11.30
3 10 -46.98
4 12 12.00
数値実施例5
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(非球面) -22.653 0.70 1.58313 59.38
2 16.559 0.53 1.63494 23.22
3(非球面) 25.127 可変
4(絞り) ∞ 0.00
5(非球面) 4.860 1.49 1.83481 42.71
6(非球面) -106.734 0.15
7 10.872 1.03 1.83481 42.71
8 48.837 0.54 1.80518 25.42
9 3.226 可変
10 35.000 0.80 1.52542 55.78
11(非球面) 21.080 可変
12 31.125 2.43 1.52542 55.78
13(非球面) -9.817 可変
14 ∞ 0.50 1.54771 62.84
15 ∞ 0.50
16 ∞ 0.50 1.51633 64.14
17 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第1面
K=4.541,A4=-2.29064E-04,A6=2.09731E-05,A8=-3.82878E-07,A10=2.81320E-09
第3面
K=15.256,A4=-4.82788E-04,A6=1.65349E-05,A8=-1.40821E-07,A10=-3.15256E-09
第5面
K=-0.919,A4=3.68452E-04,A6=4.06370E-06,A8=7.47374E-07
第6面
K=0.000,A4=4.16616E-04,A6=-9.39191E-06,A8=8.31094E-07
第11面
K=0.000,A4=-1.88499E-05,A6=-1.78170E-05,A8=2.94314E-07,A10=-5.69112E-09
第13面
K=-1.098,A4=8.78574E-05,A6=8.97907E-06,A8=-2.39271E-07,A10=6.89604E-09

各種データ
ズーム比 2.88
広角 広角側変化点 中間 望遠側変化点 望遠
焦点距離 8.15 10.43 13.53 18.1 23.48
Fナンバー 2.86 3.35 3.88 4.65 5.45
画角 61.03 47.85 37.35 28.09 21.8
像高 4.55 4.55 4.55 4.55 4.55
レンズ全長 31.65 30.93 29.71 30.02 31.65
BF 5.44 4.56 4.15 3.86 4.17

d3 14.57 11.58 8.06 5.01 2.5
d9 1.5 3.93 7.57 10.38 13.57
d11 2.48 3.2 2.27 3.11 3.75
d13 3.79 2.91 2.5 2.21 2.51

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -20.70
2 5 11.64
3 10 -102.92
4 12 14.50
数値実施例6
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(非球面) -33.739 0.80 1.58313 59.38
2 13.645 0.67 1.63494 23.22
3(非球面) 19.343 可変
4(絞り) ∞ 0.00
5(非球面) 5.010 1.44 1.83481 42.71
6(非球面) -69.498 0.15
7 11.772 1.10 1.83481 42.71
8 -614.613 0.50 1.80518 25.42
9 3.408 可変
10 212.094 0.80 1.52542 55.78
11(非球面) 24.454 可変
12 103.939 2.11 1.74320 49.34
13(非球面) -10.380 可変
14 ∞ 0.50 1.54771 62.84
15 ∞ 0.50
16 ∞ 0.50 1.51633 64.14
17 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第1面
K=8.816,A4=-4.13122E-04,A6=2.62067E-05,A8=-5.70488E-07,A10=4.91698E-09
第3面
K=9.676,A4=-7.27584E-04,A6=2.58033E-05,A8=-5.21907E-07,A10=-1.06649E-09
第5面
K=-1.245,A4=7.19784E-04,A6=-1.53107E-05,A8=3.19896E-06
第6面
K=0.000,A4=5.31100E-04,A6=-2.86233E-05,A8=3.81056E-06
第11面
K=0.000,A4=1.07531E-04,A6=-9.60733E-07,A8=-7.21707E-07,A10=1.57456E-08
第13面
K=-0.560,A4=2.26496E-04,A6=-1.07789E-05,A8=4.12967E-07,A10=-3.58833E-09

各種データ
ズーム比 2.88
広角 広角側変化点 中間 望遠側変化点 望遠
焦点距離 8.08 10.34 13.41 17.93 23.26
Fナンバー 2.87 3.32 3.9 4.7 5.61
画角 61.37 47.82 36.98 27.94 21.79
像高 4.55 4.55 4.55 4.55 4.55
レンズ全長 31.35 29.99 29.27 29.46 30.75
BF 6.13 5.39 4.77 4.22 3.85

d3 14 10.62 7.52 4.61 2.5
d9 1.15 4.22 6.96 10.08 12.89
d11 2.51 2.2 2.46 2.98 3.95
d13 4.48 3.74 3.12 2.57 2.2

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -21.39
2 5 11.52
3 10 -52.69
4 12 12.80
数値実施例7
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(非球面) -44.139 0.70 1.58313 59.38
2 12.363 0.67 1.63494 23.22
3(非球面) 16.544 可変
4(絞り) ∞ 0.00
5(非球面) 4.836 1.66 1.80139 45.46
6(非球面) -49.496 0.15
7 11.072 1.40 1.80810 22.76
8 3.337 可変
9 100.000 0.80 1.52542 55.78
10(非球面) 25.815 可変
11 25.727 2.46 1.52542 55.78
12(非球面) -10.468 可変
13 ∞ 0.50 1.54771 62.84
14 ∞ 0.50
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第1面
K=-38.771,A4=-6.70403E-04,A6=3.53973E-05,A8=-7.64753E-07,A10=6.56335E-09
第3面
K=6.806,A4=-8.94941E-04,A6=3.38549E-05,A8=-6.96377E-07,A10=-1.43567E-10
第5面
K=-1.226,A4=7.06424E-04,A6=1.12713E-06,A8=6.74850E-07
第6面
K=-259.534,A4=2.66611E-04
第10面
K=0.000,A4=-1.42025E-04,A6=-1.27034E-06,A8=-6.79574E-07,A10=1.28770E-08
第12面
K=-9.186,A4=-5.90762E-04,A6=1.89978E-05,A8=-3.29764E-07,A10=6.07274E-09

各種データ
ズーム比 2.88
広角 広角側変化点 中間 望遠側変化点 望遠
焦点距離 8.16 10.44 13.55 18.11 23.5
Fナンバー 2.89 3.36 3.91 4.71 5.5
画角 60.93 47.88 37.16 27.94 21.53
像高 4.55 4.55 4.55 4.55 4.55
レンズ全長 32.15 31.17 30.18 30.58 32.10
BF 6.07 5.26 4.71 4.22 4.69

d3 14.8 11.55 8.19 5.25 2.6
d8 1 3.68 6.75 9.58 12.29
d10 2.46 2.86 2.71 3.7 4.7
d12 4.42 3.6 3.06 2.57 3.04

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -20.95
2 5 11.71
3 9 -66.47
4 11 14.50
数値実施例8
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(非球面) -14.890 0.70 1.58313 59.38
2 15.930 0.68 1.63494 23.22
3(非球面) 49.617 可変
4(絞り) ∞ 0.00
5(非球面) 4.953 1.68 1.69350 53.21
6(非球面) -30.326 0.20
7 9.435 1.52 1.80810 22.76
8 3.555 可変
9 80.000 0.80 1.52542 55.78
10(非球面) 26.236 可変
11 -82.545 1.90 1.74320 49.34
12(非球面) -10.496 可変
13 ∞ 0.50 1.54771 62.84
14 ∞ 0.50
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第1面
K=-16.025,A4=-3.11310E-04,A6=1.28912E-05,A8=-2.32621E-07,A10=1.94746E-09
第3面
K=70.098,A4=2.81845E-05,A6=1.91821E-07,A8=5.60745E-08,A10=-2.48830E-09
第5面
K=-1.211,A4=4.77122E-04,A6=2.36137E-06,A8=3.39207E-07,A10=2.60202E-09
第6面
K=0.000,A4=4.20224E-04,A6=-3.82318E-06
第10面
K=0.000,A4=3.32937E-05,A6=4.46490E-06,A8=-2.08795E-06,A10=7.95117E-08
第12面
K=-9.714,A4=-7.62805E-04,A6=1.43896E-05,A8=-6.63909E-08,A10=-7.05542E-10

各種データ
ズーム比 2.88
広角 広角側変化点 中間 望遠側変化点 望遠
焦点距離 8.16 10.44 13.55 18.12 23.5
Fナンバー 2.89 3.3 3.84 4.63 5.49
画角 62.74 48.44 37.19 27.94 21.69
像高 4.55 4.55 4.55 4.55 4.55
レンズ全長 32.45 30.57 29.80 30.53 32.38
BF 6.62 6.05 5.65 5.22 5.23

d3 14.75 10.89 7.57 4.75 2.53
d8 1.1 3.82 5.84 7.63 9.42
d10 2.5 2.33 3.25 5.45 7.72
d12 4.97 4.4 4 3.57 3.58

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -20.38
2 5 11.59
3 9 -74.68
4 11 16.00
数値実施例9
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(非球面) -14.706 0.70 1.58313 59.38
2 18.885 0.78 1.63494 23.22
3(非球面) 49.972 可変
4(絞り) ∞ 0.00
5(非球面) 5.032 1.71 1.74320 49.34
6(非球面) -30.235 0.30
7 10.531 1.49 1.80810 22.76
8 3.487 可変
9 80.000 0.80 1.52542 55.78
10(非球面) 26.257 可変
11(非球面) 61.805 2.40 1.52542 55.78
12(非球面) -9.600 可変
13 ∞ 0.50 1.54771 62.84
14 ∞ 0.50
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第1面
K=-15.776,A4=-4.22513E-04,A6=1.52534E-05,A8=-2.58294E-07,A10=2.15094E-09
第3面
K=62.986,A4=-5.46325E-05,A6=5.22355E-07,A8=7.47251E-08,A10=-2.59679E-09
第5面
K=-1. 375,A4=5.92760E-04,A6=3.29704E-06,A8=-2.37832E-07
第6面
K=58.183,A4=6.74242E-04,A6=6.09294E-06
第10面
K=0.000,A4=-2.61727E-05,A6=5.69324E-06,A8=-1.96963E-06,A10=6.99317E-08
第11面
K=70.208
第12面
K=-8.029,A4=-7.13654E-04,A6=1.19084E-05,A8=1.96023E-08,A10=-1.05869E-09

各種データ
ズーム比 2.88
広角 広角側変化点 中間 望遠側変化点 望遠
焦点距離 8.12 10.4 13.48 18.03 23.39
Fナンバー 2.89 3.3 3.84 4.6 5.45
画角 63.95 49.24 37.8 28.36 22.02
像高 4.55 4.55 4.55 4.55 4.55
レンズ全長 32.45 30.57 29.80 30.43 32.40
BF 5.93 5.35 4.97 4.80 5.05

d3 14.93 11.15 7.91 4.98 2.73
d8 1.1 3.88 5.84 7.43 9.23
d10 2.5 2.2 3.1 5.23 7.41
d12 4.28 3.7 3.31 3.14 3.4

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -19.69
2 5 11.34
3 9 -74.77
4 11 16.00
数値実施例10
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(非球面) -14.992 0.70 1.58313 59.38
2(非球面) 13.949 0.70 1.63387 23.38
3(非球面) 37.831 可変
4(絞り) ∞ 0.00
5(非球面) 5.607 1.58 1.74320 49.34
6(非球面) -32.147 0.15
7 8.542 1.77 1.92286 18.90
8 3.770 可変
9 80.000 0.80 1.52542 55.78
10(非球面) 22.579 可変
11 195.714 2.22 1.74320 49.34
12(非球面) -11.538 可変
13 ∞ 0.50 1.54771 62.84
14 ∞ 0.50
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第1面
K=-3.208,A4=1.45834E-05,A6=9.31907E-06,A8=-2.35085E-07,A10=2.17381E-09
第2面
K=-3.058,A4=-9.88721E-05,A6=2.22517E-05,A8=-4.94745E-07
第3面
K=0.000,A4=-2.95854E-05,A6=1.64938E-05,A8=-4.19469E-07,A10=4.62753E-09
第5面
K=-1.749,A4=6.63921E-04,A6=-1.17196E-05,A8=-1.16625E-06,A10=3.08705E-08
第6面
K=0.000,A4=3.37846E-04,A6=-2.69871E-05
第10面
K=0.000,A4=6.52998E-05,A6=3.66885E-07,A8=-4.92201E-07,A10=1.40308E-08
第12面
K=-5.146,A4=-2.75156E-04,A6=1.08356E-06,A8=4.53615E-08,A10=-5.01467E-10

各種データ
ズーム比 2.89
広角 広角側変化点 中間 望遠側変化点 望遠
焦点距離 8.14 10.42 13.37 18.09 23.52
Fナンバー 2.88 3.3 3.83 4.63 5.53
画角 64.45 49.15 37.97 28.18 21.93
像高 4.55 4.55 4.55 4.55 4.55
レンズ全長 31.19 29.71 29.25 30.07 32.09
BF 6.01 5.44 5.03 4.82 4.76

d3 13.36 9.92 7.08 4.25 2.28
d8 1.58 4.13 6.12 8.16 10.54
d10 2.33 2.29 3.1 4.91 6.6
d12 4.38 3.81 3.41 3.21 3.15

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -19.05
2 5 10.99
3 9 -60.16
4 11 14.73
数値実施例11
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1(非球面) -15.671 0.70 1.58313 59.38
2(非球面) 14.047 0.70 1.63387 23.38
3(非球面) 35.585 可変
4(絞り) ∞ 0.00
5(非球面) 5.496 1.57 1.74320 49.34
6(非球面) -35.657 0.15
7 8.705 1.82 1.92286 18.90
8 3.746 可変
9 80.000 0.80 1.52542 55.78
10(非球面) 29.136 可変
11 -419.759 2.20 1.74320 49.34
12(非球面) -10.902 可変
13 ∞ 0.50 1.54771 62.84
14 ∞ 0.50
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第1面
K=-3.122,A4=-3.61952E-05,A6=1.00973E-05,A8=-2.32003E-07,A10=2.09996E-09
第2面
K=0.970,A4=-2.46910E-04,A6=1.48213E-05,A8=-2.65313E-07
第3面
K=0.000,A4=-8.54922E-05,A6=1.65424E-05,A8=-3.97467E-07,A10=4.80196E-09
第5面
K=-1.838,A4=8.72041E-04,A6=1.55077E-05,A8=-5.16964E-06,A10=5.97515E-07
第6面
K=0.000,A4=4.66902E-04,A6=5.33655E-06,A8=-4.29970E-06,A10=6.58448E-07
第10面
K=0.000,A4=1.83567E-04,A6=-1.58925E-05,A8=5.62901E-07,A10=-1.12511E-08
第12面
K=-6.584,A4=-5.37999E-04,A6=1.01657E-05,A8=-1.17559E-07,A10=5.95227E-10

各種データ
ズーム比 2.88
広角 広角側変化点 中間 望遠側変化点 望遠
焦点距離 8.16 10.5 13.39 18.08 23.51
Fナンバー 2.88 3.31 3.78 4.63 5.56
画角 64.38 48.82 37.99 28.28 22.06
像高 4.55 4.55 4.55 4.55 4.55
レンズ全長 30.97 29.43 28.51 29.82 31.98
BF 5.81 5.26 5.02 4.67 4.51

d3 13.27 9.74 6.63 4.15 2.27
d8 1.59 4.53 7.88 8.34 10.06
d10 2.36 1.96 1.04 4.72 7.2
d12 4.15 3.61 3.37 3.01 2.85

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -19.27
2 5 11.06
3 9 -87.69
4 11 15.03
以上の実施例1〜11の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図12〜図33に示す。これらの収差図において、(a)は広角端、(b)は広角側変化点、(c)は中間状態、(d)は望遠側変化点、(e)は望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。各図中、“FIY”は半画角を示す。
次に、上記各実施例における条件式(1)〜(10)の値を示す。なお、実施例1〜6に関しては、条件式(4)を除く。また、fsは、各実施例の中間状態での焦点距離fs=√(fw・ft)を示し、条件式(6)〜(10)は、焦点距離fsでの値を示す。
条件式 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5 実施例6
(1) -0.946 -0.865 -0.888 -0.869 -0.915 -0.851
(2) 0.182 0.173 0.158 0.196 0.151 0.181
(3) 36.165 36.165 36.165 36.165 36.165 36.165
(5) 2.467 2.529 2.469 2.426 2.593 2.488
fs 1.026 1.015 0.994 0.978 0.978 0.978
(6) -0.389 -0.239 -0.233 -0.246 -0.238 -0.257
(7) -2.250 -1.048 -1.028 -1.065 -1.000 -1.405
(8) 0.762 0.732 0.691 0.654 0.609 0.676
(9) -0.823 -1.441 -1.165 -0.636 -1.000 -2.466
(10) 0.357 0.129 0.257 0.680 -0.013 0.675
条件式 実施例7 実施例8 実施例9 実施例10 実施例11
(1) -0.864 -0.797 -0.852 -0.768 -0.805
(2) 0.167 0.169 0.158 0.172 0.172
(3) 36.165 36.165 36.165 35.998 35.998
(4A) 1.801 1.694 1.743 1.743 1.743
(4B) 45.456 53.210 49.340 49.340 49.340
(4C) 22.760 22.760 22.760 18.900 18.900
(5) 2.557 2.415 2.485 2.449 2.438
fs 0.978 0.978 0.978 0.966 0.967
(6) -0.241 -0.325 -0.327 -0.238 -0.302
(7) -1.025 -1.028 -1.019 -0.681 -0.711
(8) 0.619 0.594 0.562 0.567 0.534
(9) -0.560 -0.053 -0.084 -0.064 -0.374
(10) 0.014 0.430 -0.088 0.280 0.661
各実施例にて、以下の構成としてもよい。
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S以外にフレア絞りを配置してもかまわない。第1レンズ群G1の物体側、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2間、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3間、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4間、第4レンズ群G4から像面Iの間の何れの場所に配置してもよい。また、枠部材によりフレア光線をカットするように構成してもよいし、別の部材を構成してもよい。また、レンズの表面に直接印刷しても、塗装しても、シール等を接着してもかまわない。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、如何なる形状でもかまわない。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するようにしてもよい。
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かまわない。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、カバーガラス等に施してもよい。
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G4で行うことが望ましい。第4レンズ群G4でフォーカシングを行うと、レンズ重量が軽量なためモーター等の駆動系にかかる負荷が少ない。さらに、フォーカシング時に全長が変化しないし、鏡枠内部に駆動モーターを配置できるため、鏡枠のコンパクト化に有利である。上述のように、第4レンズ群G4フォーカシングが望ましいが、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3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、群内の一部のレンズを繰り出すか、若しくは、繰り込みしてフォーカスしてもよい。
また、画像周辺部の明るさの陰り(シェーディング)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かまわない。それぞれ実施の形態のズームレンズを用い、電気的に歪曲収差を補正するようにしてもよい。
本実施例のズームレンズは矩形の光電変換面上に広角端付近ではやや樽型の歪曲収差を残している。一方中間焦点距離状態付近や望遠端では歪曲収差の発生が変化する。歪曲収差を電気的に補正する場合は、有効撮像領域は、広角端では樽型形状とし、中間焦点距離状態や望遠端では矩形の形状となるようにする等、有効撮像領域を変化させる。そして、あらかじめ設定した有効撮像領域を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。広角端での最大像高IHwは、中間焦点距離状態の最大像高IHsや望遠端での最大像高IHtよりも小さくなるように変換する。
例えば、広角端にて光電変換面の短辺方向の長さが有効撮像領域の短辺方向の長さと同じになるようにし、画像処理後の歪曲収差が−3%程残るように有効撮像領域を定めるようにしてもよい。もちろん、それよりも小さい樽型の領域を有効撮像領域として矩形に変換した画像を記録・再生するようにしてもよい。
例えば、図34に示すように、光軸と撮像面との交点を中心として有効撮像面の長辺に内接する半径Rの円周上(像高)での倍率を固定し、この円周を補正の基準とする。そして、それ以外の任意の半径r(ω)の円周上(像高)の各点を略放射方向に移動させて、半径r'(ω)となるように同心円状に移動させることで補正する。例えば、図34において、半径Rの円の内側に位置する任意の半径r1(ω)の円周上の点P1は、円の中心に向けて補正すべき半径r1'(ω)円周上の点P2に移動させる。また、半径Rの円の外側に位置する任意の半径r2(ω)円周上の点Q1は、円の中心から離れる方向に向けて補正すべき半径r2'(ω)円周上の点Q2に移動させる。ここで、r'(ω)は次のように表わすことができる。
r'(ω)=αftanω (0≦α≦1)
ただし、ωは被写体半画角、fは結像光学系(本発明では、ズームレンズ)の焦点距離である。
ここで、前記半径rの円上(像高)に対応する理想像高をYとすると、
α=R/Y=R/ftanω
となる。
光学系は、理想的には、光軸に対して回転対称であり、すなわち歪曲収差も光軸に対して回転対称に発生する。したがって、上述のように、光学的に発生した歪曲収差を電気的に補正する場合には、再現画像上で光軸と撮像面との交点を中心とした有効撮像面の長辺に内接する半径Rの円の円周上(像高)の倍率を固定して、それ以外の半径r(ω)の円周上(像高)の各点を略放射方向に移動させて、半径r'(ω)となるように同心円状に移動させることで補正することができれば、データ量や演算量の点で有利と考えられる。
ところが、光学像は、電子撮像素子で撮像された時点で(サンプリングのため)連続量ではなくなる。したがって、厳密には光学像上に描かれる上記半径Rの円も、電子撮像素子上の画素が放射状に配列されていない限り正確な円ではなくなる。つまり、離散的座標点毎に表わされる画像データの形状補正においては、上記倍率を固定できる円は存在しない。そこで、各画素(Xi,Yj)毎に、移動先の座標(X'i,Y'j)を決める方法を用いるのがよい。なお、座標(X'i,Y'j)に(Xi,Yj)の2点以上が移動してきた場合には、各画素が有する値の平均値をとる。また、移動してくる点がない場合には、周囲のいくつかの画素の座標(X'i,Y'j)の値を用いて補間すればよい。
このような方法は、特にズームレンズが有する電子撮像装置において光学系や電子撮像素子の製造誤差等のために光軸に対して歪みが著しく、前記光学像上に描かれる上記半径Rの円が非対称になった場合の補正に有効である。また、撮像素子あるいは各種出力装置において信号を画像に再現する際に幾何学的歪み等が発生する場合等の補正に有効である。
本発明の電子撮像装置では、補正量r'(ω)−r(ω)を計算するために、r(ω)すなわち半画角と像高との関係、あるいは、実像高rと理想像高r'/αとの関係が、電子撮像装置に内蔵された記録媒体に記録されている構成としてもよい。
なお、歪曲補正後の画像が短辺方向の両端において光量が極端に不足することのないようにするには、前記半径Rが、次の条件式を満足するのがよい。
0≦R≦0.6Ls
ただし、Lsは有効撮像面の短辺の長さである。
好ましくは、前記半径Rは、次の条件式を満足するのがよい。
0.3≦R≦0.6Ls
さらには、前記半径Rは、略有効撮像面の短辺方向の内接円の半径に一致させるのが最も有利である。なお、半径R=0の近傍、すなわち、軸上近傍において倍率を固定した補正の場合は、実質画素数の面で若干の不利があるが、広角化しても小型化にするための効果は確保できる。
なお、補正が必要な焦点距離区間については、いくつかの焦点ゾーンに分割する。そして、該分割された焦点ゾーン内の望遠端近傍で略
r'(ω)=αftanω
を満足する補正結果が得られる場合と同じ補正量で補正してもよい。ただし、その場合、分割された焦点ゾーン内の広角端において樽型歪曲量がある程度残存してしまう。また、分割ゾーン数を増加させてしまうと、補正のために必要な固有データを記録媒体に余計に保有する必要が生じあまり好ましくない。そこで、分割された焦点ゾーン内の各焦点距離に関連した1つ又は数個の係数を予め算出しておく。この係数は、シミュレーションや実機による測定に基づいて決定しておけばよい。そして、前記分割されたゾーン内の望遠鏡近傍で略
r'(ω)=αftanω
を満足する補正結果が得られる場合の補正量を算出し、この補正量に対して焦点距離毎に前記係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
ところで、無限遠物体を結像させて得られた像に歪曲がない場合は、
f=y/tanω
が成立する。ただし、yは像点の光軸からの高さ(像高)、fは結像系(本発明ではズームレンズ)の焦点距離、ωは撮像面上の中心からyの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度(被写体半画角)である。
結像系に樽型の歪曲収差がある場合は、
f>y/tanω
となる。つまり、結像系の焦点距離fと、像高yとを一定とすると、ωの値は大きくなる。

図35〜図37は、以上のようなズームレンズを撮影光学系41に組み込んだ本発明によるデジタルカメラの構成の概念図を示す。図35はデジタルカメラ40の外観を示す前方斜視図、図36は同後方正面図、図37はデジタルカメラ40の構成を示す模式的な断面図である。ただし、図35と図37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上に位置する撮影光学系41、ファインダー用光路44上に位置するファインダー光学系43、シャッターボタン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18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ボタン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、波長域制限コートを施したローパスフィルターFとカバーガラスCを介してCCD49の撮像面(光電変換面)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(図の場合は3群)と正立プリズム55a、55b、55cからなる正立プリズム系55とから構成され、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、像正立部材である正立プリズム系55の視野枠57上に形成される。この正立プリズム系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。
図38は、上記デジタルカメラ40の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段51は例えばCDS/ADC部24、一次記憶メモリ17、画像処理部18等からなり、記憶手段52は例えば記憶媒体部19等からなる。
図38に示すように、デジタルカメラ40は、操作部12と、この操作部12に接続された制御部13と、この制御部13の制御信号出力ポートにバス14及び15を介して接続された撮像駆動回路16並びに一次記憶メモリ17、画像処理部18、記憶媒体部19、表示部20、及び設定情報記憶メモリ部21を備えている。
上記の一次記憶メモリ17、画像処理部18、記憶媒体部19、表示部20、及び設定情報記憶メモリ部21はバス22を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路16には、CCD49とCDS/ADC部24が接続されている。
操作部12は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部(カメラ使用者)から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。
制御部13は、例えばCPU等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部12を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ40全体を制御する回路である。
CCD49は、本発明による撮影光学系41を介して形成された物体像を受光する。CCD49は、撮影駆動回路16により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してCDS/ADC部24に出力する撮像素子である。
CDS/ADC部24は、CCD49から入力する電気信号を増幅しかつアナログ/デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ(ベイヤーデータ、以下RAWデータという。)を一時メモリ17に出力する回路である。
一次記憶メモリ17は、例えばSDRAM等からなるバッファであり、CDS/ADC部24から出力される上記RAWデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部18は、一次記憶メモリ17に記憶されたRAWデータ又は記憶媒体部19に記憶されているRAWデータを読み出して、制御部13から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
記憶媒体部19は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一次記憶メモリ17から転送されるRAWデータや画像処理部18で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。
表示部20は、液晶表示モニター47を備え、その液晶表示モニター47に画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部21には、予め各種の画質パラメータが格納されているROM部と、そのROM部から読み出された画質パラメータの中から操作部12の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するRAM部が備えられている。設定情報記憶メモリ部21は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。
このように構成されたデジタルカメラ40は、撮影光学系41が、本発明により、十分な広角域を有し、コンパクトな構成としながら、高変倍で全変倍域で結像性能が極めて安定的であるので、高性能・小型化・広角化が実現できる。そして、広角側、望遠側での速い合焦動作が可能となる。
本発明は、以上のような一般的な被写体を撮影する所謂コンパクトデジタルカメラだけではなく、広い画角が必要な監視カメラや、レンズ交換式のカメラに適用してもよい。
本発明のズームレンズの実施例1の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例2の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例3の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例4の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例5の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例6の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例7の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例8の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例9の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例10の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例11の図1と同様の図である。 実施例1の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例1の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例2の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例2の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例3の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例3の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例4の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例4の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例5の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例5の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例6の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例6の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例7の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例7の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例8の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例8の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例9の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例9の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例10の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例10の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例11の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例11の無限遠物点合焦時の収差図である。 歪曲収差の補正を示す図である。 本発明によるデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。 図35のデジタルカメラの後方斜視図である。 図35のデジタルカメラの断面図である。 図35のデジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。
符号の説明
G1…第1レンズ群
G2…第2レンズ群
G3…第3レンズ群
G4…第4レンズ群
S…開口絞り
F…光学的ローパスフィルター
C…カバーガラス
I…像面
E…観察者眼球
12…操作部
13…制御部
14、15…バス
16…撮像駆動回路
17…一次記憶メモリ
18…画像処理部
19…記憶媒体部
20…表示部
21…設定情報記憶メモリ部
22…バス
24…CDS/ADC部
40…デジタルカメラ
41…撮影光学系
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
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…正立プリズム系
55a、55b、55c、…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
62…設定変更スイッチ

Claims (25)

  1. ズームレンズと、
    前記ズームレンズの像側に配置され、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有し、
    前記ズームレンズが
    物体側から順に、
    負屈折力をもつ第1レンズ群と、
    正屈折力をもつ第2レンズ群と、
    負屈折力をもつ第3レンズ群と、
    正屈折力をもつ第4レンズ群を有し、
    前記第1レンズ群は、1枚の負レンズと1枚の正レンズを接合した1つの負レンズ成分で構成され、
    広角端から望遠端への変倍に際し、
    前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は狭まり、
    前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は変化し、
    前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔は変化し、
    前記第2レンズ群が以下の条件を満足することを特徴とする撮像装置。
    −1.2<Hf2/Y<−0.7 ・・・(1)
    ただし、Hf2は、光軸上における第2レンズ群の物体側のレンズ面から第2レンズ群の前側主点までの距離、
    符号は前側主点が第2レンズ群よりも物体側にあるときが負符号、
    Yは、とりうる有効撮像領域内での最大像高
    である。
  2. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
    0.1<ΣG1d/fw<0.25 ・・・(2)
    ただし、ΣG1dは、第1レンズ群の光軸上での肉厚、
    fwは、広角端でのズームレンズ全系の焦点距離、
    である。
  3. 前記第1レンズ群の最も像側のレンズ面が凹面であり、前記レンズ面が非球面であることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  4. 前記非球面は、前記レンズ面が光軸から離れるほど負の屈折力が小さくなることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
  5. 前記第1レンズ群の前記正レンズの材質が樹脂であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の撮像装置。
  6. 前記第1レンズ群の前記正レンズの材質は、エネルギー硬化型樹脂であり、前記第1レンズ群の前記負レンズ成分は前記負レンズのレンズ面上に前記正レンズが直接成形されたものであることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
  7. 前記第1レンズ群の前記正レンズと前記負レンズの接合面が非球面であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の撮像装置。
  8. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の撮像装置。
    30<(νdL1n−νdL1p)<50 ・・・(3)
    ただし、νdL1nは第1レンズ群中の負レンズのアッベ数、
    νdL1pは第1レンズ群中の正レンズのアッベ数、
    である。
  9. 前記第2レンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する正レンズ成分と、負の屈折力を有する負レンズ成分からなることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の撮像装置。
  10. 前記第2レンズ群は、物体側から順に第1正レンズ、第2正レンズと負レンズの接合レンズからなることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の撮像装置。
  11. 前記第2レンズ群は、物体側から順に1枚の正レンズと1枚の負レンズからなることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の撮像装置。
  12. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項11に記載の撮像装置。
    ndL2p>1.65 ・・・(4A)
    νdL2p>40.0 ・・・(4B)
    νdL2n<30.0 ・・・(4C)
    ただし、ndL2pは第2レンズ群中の正レンズのd線の屈折率
    νdL2pは第2レンズ群中の正レンズのアッベ数、
    νdL2nは第2レンズ群中の負レンズのアッベ数、
    である。
  13. 前記第2レンズ群の最も物体側のレンズ面は、非球面であることを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれかに記載の撮像装置。
  14. 前記第3レンズ群は、1枚の負レンズからなることを特徴とする請求項1乃至請求項13のいずれかに記載の撮像装置。
  15. 前記第3レンズ群中の前記負レンズは、少なくとも1面の非球面を有することを特徴とする請求項14に記載の撮像装置。
  16. 前記第3レンズ群中の前記負レンズは、像面側のレンズ面が非球面であることを特徴とする請求項14に記載の撮像装置。
  17. 前記第3レンズ群中の前記負レンズは、材質が樹脂であることを特徴とする請求項14至請求項16のいずれかに記載の撮像装置。
  18. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項17のいずれかに記載の撮像装置。
    2.2<{β2(t)/β2(w)}/{β3(t)/β3(w)}<3.0
    ・・・(5)
    ただし、β2(t)は、第2レンズ群の望遠端での横倍率、
    β2(w)は、第2レンズ群の広角端での横倍率、
    β3(t)は、第3レンズ群の望遠端での横倍率、
    β3(w)は、第3レンズ群の広角端での横倍率、
    である。
  19. 前記第4レンズ群は、1枚の正レンズからなることを特徴とする請求項1乃至請求項18のいずれかに記載の撮像装置。
  20. 前記第4レンズ群中の前記正レンズは、少なくとも1面の非球面を有することを特徴とする請求項19に記載の撮像装置。
  21. 前記第4レンズ群中の前記正レンズは、最も像面側のレンズ面が非球面であることを特徴とする請求項19に記載の撮像装置。
  22. 前記第4レンズ群中の前記正レンズは、材質が樹脂であることを特徴とする請求項19乃至請求項21のいずれかに記載の撮像装置。
  23. 明るさ絞りが第2レンズ群の物体側の空間から像側の空間の間に配置され、前記明るさ絞りは第2レンズ群と共に移動することを特徴とする請求項1乃至請求項22のいずれかに記載の撮像装置。
  24. 広角端から望遠端への変倍に際し、
    前記第1レンズ群は像面側に移動後物体側に移動方向を反転させて移動し、
    前記第2レンズ群は物体側に移動し、
    前記第3レンズ群は広角端よりも望遠端にて第2レンズ群との距離が広がるように移動し、
    前記第4レンズ群は広角端よりも望遠端にて像面側に移動することを特徴とする請求項23に記載の撮像装置。
  25. ズームレンズ全系の焦点距離が0.95×√(fw・ft)から1.05×√(fw・ft)となるいずれかのズーム状態を中間付近ズーム状態としたときに、いずれかの中間付近ズーム状態にて、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群、前記第4レンズ群は以下の条件を満足することを特徴とする請求項24に記載の撮像装置。
    −0.6<Δ1GWS/fw<−0.1 ・・・(6)
    −4.0<Δ1GWS/Δ1GST<−0.25 ・・・(7)
    0.3<Δ2GWS/Δ2GST<0.95 ・・・(8)
    −20.0<Δ3GWS/Δ3GST<0.5 ・・・(9)
    ―0.5<Δ4GST/Δ4GWS<1.5 ・・・(10)
    ただし、Δ1GWSは第1レンズ群の広角端での位置に対する中間付近ズーム状態での位置の差、
    Δ2GWSは第2レンズ群の広角端での位置に対する中間付近ズーム状態での位置の差、
    Δ3GWSは第3レンズ群の広角端での位置に対する中間付近ズーム状態での位置の差、
    Δ4GWSは第4レンズ群の広角端での位置に対する中間付近ズーム状態での位置の差、
    Δ1GSTは第1レンズ群の中間付近ズーム状態での位置に対する望遠端での位置の差、
    Δ2GSTは第2レンズ群の中間付近ズーム状態での位置に対する望遠端での位置の差、
    Δ3GSTは第3レンズ群の中間付近ズーム状態での位置に対する望遠端での位置の差、
    Δ4GSTは第4レンズ群の中間付近ズーム状態での位置に対する望遠端での位置の差、
    符号は物体側に進む方向を正符号、像側に進む方向を負符号、
    Δ3GSTは正の値であり、
    Δ4GWSは負の値であり、
    fwは、広角端でのズームレンズの焦点距離
    である。
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