JP2010049263A - 電子撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物体側より順に、物体側より入射する光路を折り曲げるための反射面を持つ反射部材を含む負の屈折力を持つ第1レンズ群と、それよりも像側に配された少なくとも2つの正レンズ群を有し、全体として4つのレンズ群からなる変倍撮影光学系を備えた電子撮像装置であって、6<f4/fw<40及び−0.7<f1/fT<−0.3を満足する。ただし、f4は最も像側に配されたレンズ群の焦点距離、fwは広角端の焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離、fTは望遠端の焦点距離である。
【選択図】図4
Description
本発明においては、特にポータブルな普及タイプのカテゴリーに注目し、高画質を確保しながら奥行きが薄く使い勝手の良好なビデオカメラ、デジタルカメラを実現する技術を提供することをねらっている。
最近におけるカメラボディ薄型化技術の主流は、撮影時には光学系がカメラボディ内から突出しているが、携帯時には収納するいわゆる沈胴式鏡筒を採用することである。
沈胴式鏡筒を採用して効果的に薄型化できる可能性を有する光学系の例としては、特許文献1、2、3等に記載のものがある。これらは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1群と、正の屈折力を有する第2群を有し、第1群、第2群共に変倍時には移動する。
6 < f4/fw < 40 (2)
−0.7 < f1/fT < −0.3 (6)
ただし、f4は最も像側に配されたレンズ群の焦点距離、fwは変倍撮影光学系の広角端の焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離、fTは変倍撮影光学系の焦点距離であり、焦点距離が可変である場合は変倍撮影光学系の望遠端の焦点距離である。
−1.70 < f1/fw < −1.20 (7)
ただし、f1は第1レンズ群の焦点距離、fwは変倍撮影光学系の焦点距離であり、焦点距離が可変である場合は変倍撮影光学系の広角端の焦点距離である。
9 < f4/fw < 25 (8)
ただし、f4は最も像側に配されたレンズ群の焦点距離、fwは変倍撮影光学系の焦点距離であり、焦点距離が可変である場合は変倍撮影光学系の広角端の焦点距離である。
1.95 < PD/L < 3.5 (9)
ただし、PDはプリズムの硝路長、Lは撮像面の有効撮像領域対角長である。
−0.6< f1/fT < −0.45 (10)
ただし、f1は第1レンズ群の焦点距離、fTは変倍撮影光学系の望遠端の焦点距離である。
2 < f1/fT < 14 (11)
ただし、f4は最も像側に配されたレンズ群の焦点距離、fTは変倍撮影光学系の望遠端の焦点距離である。
6 < f4/fw < 40 (2)
−0.7 < f1/fT < −0.3 (6)
ただし、f4は最も像側に配されたレンズ群の焦点距離、fwは変倍撮影光学系の広角端の焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離、fTは変倍撮影光学系の焦点距離であり、焦点距離が可変である場合は変倍撮影光学系の望遠端の焦点距離である。
−1.70 < f1/fw < −1.20 (7)
ただし、f1は第1レンズ群の焦点距離、fwは変倍撮影光学系の焦点距離であり、焦点距離が可変である場合は変倍撮影光学系の広角端の焦点距離である。
−1.75 < f1/fw < −0.8 (1)
−0.7 < f1/fw < −0.3 (5)
9 < f4/fw < 25 (8)
ただし、f4は最も像側に配されたレンズ群の焦点距離、fwは変倍撮影光学系の焦点距離であり、焦点距離が可変である場合は変倍撮影光学系の広角端の焦点距離である。
1.95 < PD/L < 3.5 (9)
ただし、PDはプリズムの硝路長、Lは撮像面の有効撮像領域対角長である。
−0.6< f1/fT < −0.45 (10)
ただし、f1は第1レンズ群の焦点距離、fTは変倍撮影光学系の望遠端の焦点距離である。
2 < f4/fT < 14 (11)
ただし、f4は最も像側に配されたレンズ群の焦点距離、fTは変倍撮影光学系の望遠端の焦点距離である。
z=(y2/r)/[1+{1−(1+K)(y/r)2}1/2]
+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10
参考例
変倍撮影光学系は、物体側から順に、第1レンズ群G1と、開口絞りSと、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4とを有している。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、前側副群と、光路を折り曲げるための反射光学素子R1と、負の屈折力を有する後側副群とで構成されており、全体で負の屈折力を有している。
前側副群は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL11で構成されている。後側副群は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負のレンズL12と像側に凸面を向けた負レンズL13とを接合してなり全体で負の屈折力を有する接合レンズとで構成されている。反射光学素子R1は、光路を90°折り曲げる反射プリズムとして構成されている。
なお、本発明の実施例及び参考例における折り曲げ方向は横方向である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸面の正のレンズL21と像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL22との接合レンズとで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31で構成されている。
第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL41とで構成されている。また、開口絞りSは第2レンズ群G2の直前方に設けられている。
また、合焦動作時に際しては、第3レンズ群G3が光軸上を移動するようになっている。
なお、第4レンズ群G4は、合焦動作時においても位置が固定されている。
非球面は、第1レンズ群G1中の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL11の物体側の面、第2レンズ群G2中の両凸面の正レンズL21の物体側の面、第3レンズ群G3中のレンズL31の両面および第4レンズ群G4中のレンズL41の両面に設けられている。
焦点距離f=2.510〜7.257mm、2ω=62.889°〜23.082°、Fno.=2.86〜5.13
r1=-5.140(非球面)
d1=7.40 nd1=1.50913 νd1=56.20
r2=-80.000
d2=1.06
r3=-3.004
d3=0.86 nd3=1.68597 νd3=56.50
r4=-27.698
d4=0.91 nd4=1.84666 νd4=23.78
r5=-7.760
d5=D5
r6=∞(絞り)
d6=0.00
r7=3.500(非球面)
d7=1.51 nd7=1.74330 νd7=49.33
r8=-8.674
d8=0.37
r9=38.107
d9=0.80 nd9=1.84666 νd9=23.78
r10=2.887
d10=D10
r11=2.919(非球面)
d11=D11
r12=6.350(非球面)
d12=D12
r13=-23.259(非球面)
d13=0.80 nd13=1.50913 νd13=56.20
r14=-9.555(非球面)
d14=0.50
r15=∞
d15=1.00 nd15=1.51633 νd15=64.14
r16=∞
d16=0.50
r17=∞
d17=1.00 nd17=1.51633 νd17=64.14
r18=∞
d18=D18
P=撮像面
第1面
K= 0
A2 = 0 A4 = 5.11750×10-3 A6 =-1.95540×10-4
A8 = 1.07260×10-5 A10=-2.16040×10-7
第7面
K= 0
A2 = 0 A4 =-4.41031×10-3 A6 =-3.03687×10-4
A8 =-2.57216×10-4 A10= 3.90137×10-5
第11面
K= 0
A2 = 0 A4 =-3.95954×10-4 A6 = 3.96583×10-3
A8 =-3.00369×10-4
第12面
K= 0
A2 = 0 A4 = 7.35546×10-3 A6 = 6.44535×10-3
A8 =-1.40359×10-4
第13面
K= 0
A2 = 0 A4 =-4.95977×10-3 A6 = 8.04823×10-3
A8 =-3.11898×10-3
第14面
K= 0
A2 = 0 A4 =-5.50165×10-3 A6 = 1.03146×10-2
A8 =-3.42245×10-3
変倍撮影光学系は、物体側から順に、第1レンズ群G1と、開口絞りSと、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4とを有している。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、前側副群と、光路を折り曲げるための反射光学素子R1と、負の屈折力を有する後側副群とで構成されており、全体で負の屈折力を有している。
前側副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11で構成されている。後側副群は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負レンズL12と両凸正レンズL13とを接合してなり全体で負の屈折力を有する接合レンズとで構成されている。
反射光学素子R1は、光路を90°折り曲げる反射プリズムとして構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸面の正レンズL21と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22とで構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31で構成されている。
第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けた負レンズL41で構成されている。
また、合焦動作時に際しては、第3レンズ群G3が光軸上を移動するようになっている。
なお、第4レンズ群G4は、合焦動作時においても位置が固定されている。
非球面は、第1レンズ群G1中の物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11の物体側の面、第2レンズ群G2中の両凸面の正レンズL21の物体側の面、第3レンズ群G3中の正メニスカスレンズL42の両面と第4レンズ群G4中の負メニスカスレンズL44の両面に設けられている。
焦点距離f=2.510〜7.260mm、2ω=61.569°〜23.169°、Fno.=2.86〜5.06
r1=100.000(非球面)
d1=1.00 nd1=1.50913 νd1=56.20
r2=4.784
d2=1.53
r3=∞
d3=6.02 nd3=1.84666 νd3=23.78
r4=∞
d4=1.07
r5=-3.302
d5=0.81 nd5=1.72000 νd5=41.98
r6=13.809
d6=1.04 nd6=1.80518 νd6=25.42
r7=-9.057
d7=D7
r8=∞ (絞り)
d8=0.00
r9=3.865(非球面)
d9=1.75 nd9=1.74330 νd9=49.33
r10=-6.357
d10=0.18
r11=25.192
d11=0.81 nd11=1.84666 νd11=23.78
r12=3.161
d12=D12
r13=3.607(非球面)
d13=1.17 nd13=1.50913 νd13=56.20
r14=7.169(非球面)
d14=D14
r15=-3.984(非球面)
d15=1.09 nd15=1.50913 νd15=56.20
r16=-3.661(非球面)
d16=0.51
r17=∞
d17=1.00 nd17=1.51633 νd17=64.14
r18=∞
d18=0.50
r19=∞
d19=1.00 nd19=1.51633 νd19=64.14
r20=∞
d20=D20
P=撮像面
第1面
K= 0
A2 = 0 A4 = 1.68680×10-3 A6=−5.48760×10-5
A8=2.11970×10-6 A10=−2.66390×10-8
第9面
K= 0
A2 = 0 A4 =-4.54769×10-3 A6 =-2.79490×10-4
A8 =-1.77124×10-6 A10=−7.27081×10-8
第13面
K= 0
A2 = 0 A4 =-4.07028×10-4 A6 = 1.74078×10-3
第14面
K= 0
A2 = 0 A4 = 4.95103×10-3 A6 = 1.55976×10-3
A8 = 1.70662×10-3
第15面
K= 0
A2 = 0 A4 = 6.94193×10-3 A6 = 1.31103×10-4
A8 =-3.08182×10-3
第16面
K= 0
A2 = 0 A4 = 8.55583×10-3 A6 = 1.81846×10-4
A8 =-1.62968×10-3
そして、撮影光学系41によって形成された物体像が、近赤外カットフィルター、又はCCDカバーガラス又はその他のレンズに施された近赤外カットコートを経てCCD49の撮像面上に形成される。
なお、デジタルカメラ40の撮像光路をファインダーの短辺方向に折り曲げて構成してもよい。その場合には、撮影レンズの入射面からストロボ(又はフラッシュ)をより上方に離して配置し、人物のストロボ撮影時の際に生じる影の影響を緩和できるレイアウトにし得る。
また、図10の例では、カバー部材50として平行平面板を配置しているが、屈折力を持ったレンズを用いてもよい。
また、図10の例では、カバー部材50として平行平面板を配置しているが、屈折力を持ったレンズを用いてもよい。
ここで、モニター302は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、CRTディスプレイ等であってよい。また、図中、撮影光学系303は、モニター302の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター302の周囲や、キーボード301の周囲のどこであってもよい。
この撮影光学系303は、撮影光路304上に、本発明による例えば本発明に係る光路折り曲げ変倍撮影光学系からなる対物レンズ112と、像を受光する撮像素子チップ162とを有している。これらはパソコン300に内蔵されている。
図14(a)〜(c)に示すように、携帯電話400は、操作者の声を情報として入力するマイク部401と、通話相手の声を出力するスピーカ部402と、操作者が情報を入力する入力ダイアル403と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモニター404と、撮影光学系405と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ406と、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う処理手段(図示せず)とを有している。ここで、モニター404は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限られない。この撮影光学系405は、撮影光路407上に配置された本発明による例えば本発明に係る光路折り曲げ変倍撮影光学系からなる対物レンズ112と、物体像を受光する撮像素子チップ162とを有している。これらは、携帯電話400に内蔵されている。
E 観察者眼球
F ローパスフイルター
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群(第1移動レンズ群)
G3 第3レンズ群(第2移動レンズ群)
G4 第4レンズ群
Lnn レンズ要素
P 撮像面
R1 反射光学素子
S 開口絞り
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
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 ポロプリズム
57 視野枠
59 接眼光学系
103 制御系
104 撮像ユニット
112 対物レンズ
113 鏡枠
114 カバーガラス
160 撮像ユニット
162 撮像素子チップ
166 端子
300 パソコン
301 キーボード
302 モニター
303 撮影光学系
304 撮影光路
305 画像
400 携帯電話
401 マイク部
402 スピーカ部
403 入力ダイアル
404 モニター
405 撮影光学系
406 アンテナ
407 撮影光路
Claims (8)
- 物体側より順に、物体側より入射する光路を折り曲げるための反射面を持つ反射部材を含む負の屈折力を持つ第1レンズ群と、それよりも像側に配された少なくとも2つの正レンズ群を有し、全体として4つのレンズ群からなる変倍撮影光学系を備えた電子撮像装置であって、
次の条件式(2)及び(6)を満足することを特徴とする電子撮像装置。
6 < f4/fw < 40 (2)
−0.7 < f1/fT < −0.3 (6)
ただし、f4は最も像側に配されたレンズ群の焦点距離、fwは変倍撮影光学系の広角端の焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離、fTは変倍撮影光学系の焦点距離であり、焦点距離が可変である場合は変倍撮影光学系の望遠端の焦点距離である。 - 次の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項1の何れか1項に記載の電子撮像装置。
−1.70 < f1/fw < −1.20 (7)
ただし、f1は第1レンズ群の焦点距離、fwは変倍撮影光学系の焦点距離であり、焦点距離が可変である場合は変倍撮影光学系の広角端の焦点距離である。 - 次の条件(8)を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の電子撮像装置。
9 < f4/fw < 25 (8)
ただし、f4は最も像側に配されたレンズ群の焦点距離、fwは変倍撮影光学系の焦点距離であり、焦点距離が可変である場合は変倍撮影光学系の広角端の焦点距離である。 - 前記反射面を持つ反射部材がプリズムであり、次の条件式(9)を満足することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電子撮像装置。
1.95 < PD/L < 3.5 (9)
ただし、PDはプリズムの硝路長、Lは撮像面の有効撮像領域対角長である。 - 次の条件式(10)を満足することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の電子撮像装置。
−0.6< f1/fT < −0.45 (10)
ただし、f1は第1レンズ群の焦点距離、fTは変倍撮影光学系の望遠端の焦点距離である。 - 次の条件式(11)を満足することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の電子撮像装置。
2 < f4/fT < 14 (11)
ただし、f4は最も像側に配されたレンズ群の焦点距離、fTは変倍撮影光学系の望遠端の焦点距離である。 - 物体側から順に、変倍時に固定された前記負の屈折力を持つ前記第1レンズ群、変倍時に光軸上を移動する正の屈折力の第2レンズ群、変倍時に光軸上を移動する正の屈折力の第3レンズ群、変倍時に固定された正の屈折力を有する第4レンズ群と、光学フィルターとを有することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の電子撮像装置。
- 前記レンズ群のうち前記第3レンズ群のみを移動させてフォーカシングを行なうことを特徴とする請求項7に記載の電子撮像装置。
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