JP2010224263A - ズーム光学系およびそれを備えた撮像装置 - Google Patents

ズーム光学系およびそれを備えた撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、第1レンズ群と像面の間隔が変化しないコンパクトなズーム光学系でありながら、色収差と球面収差と非点収差とコマ収差の補正が良好に行われたズーム光学系及びそれを備えた撮像装置を提供すること。
【解決手段】物体側から順に、負のパワーを有する第1レンズ群G1、正のパワーを有する第2レンズ群G2、正のパワーを有する第3レンズ群G3、及び第4レンズ群G4より成り、像面に対して第1レンズ群G1と第4レンズ群G4の間隔は固定で、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が各レンズ群との間隔を変えるように光軸上を移動することにより変倍を行うズーム光学系において、第3レンズ群G3は、開口絞りと、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をそれぞれ少なくとも1枚含む3枚以上のレンズより成り、最も像面側に位置するレンズが像面側に凹面を有するメニスカスレンズである。
【選択図】 図1

Description

本発明は、ズーム光学系およびそれを備えた撮像装置に関する。
近年、銀塩フィルムカメラに代わり、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)のような固体撮像素子を備えたデジタルカメラが主流となっている。それらのデジタルカメラには、業務用高機能タイプのものからコンパクトな普及タイプのものまで様々な種類のものがある。
そして、それらのうち、コンパクトな普及タイプのデジタルカメラは、手軽に撮影を楽しみたいというユーザーの要望もあって、小型化が進んだ結果、服やカバンのポケットなどへの収納性が良く、持ち運びに便利なデジタルカメラが登場している。このような小型のデジタルカメラは、収納場所や使用場所を選ばないために、堅牢性や防塵性も重要な要素になってきている。
そのため、そのようなデジタルカメラに採用されるズーム光学系には、より一層の小型化が要求されるとともに、堅牢性や防塵性が要求されるようになってきている。
このような要求を満たすズームレンズとしては、特許文献1や特許文献2に示されたズーム光学系がある。
特許文献1に示されたズーム光学系は、負のパワーを有する第1レンズ群、正のパワーを有する第2レンズ群、正のパワーを有する第3レンズ群、及び正のパワーを有する第4レンズ群より成る。そして、各レンズ群はそれぞれ1枚のプラスチックレンズであり、第1レンズ群と第4レンズ群が固定で、第2レンズ群と第3レンズ群が光軸上を移動することにより変倍を行う。
また、特許文献2は、負のパワーを有する第1レンズ群、正のパワーを有する第2レンズ群、正のパワーを有する第3レンズ群、正のパワーを有する第4レンズ群より成る。そして、第3レンズ群は、開口絞りと、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から成り、第1レンズ群と第4レンズ群は固定で、第2レンズ群と第3レンズ群はズーミング時に移動するようになっている。
特許第3493406号公報 特開2007−156417号公報
しかしながら、特許文献1に示されるものは、各レンズ群をそれぞれ1枚で構成するようにしたので、色収差の補正が十分でない。
また、特許文献2に示されるものは、第3レンズ群が、開口絞りと、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だけで構成されているので、非点収差とコマ収差の補正が十分でない。
本発明は、従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、色収差と球面収差と非点収差とコマ収差の補正が良好に行われたズーム光学系及びそれ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、本発明によるズーム光学系は、物体側から順に、負のパワーを有する第1レンズ群、正のパワーを有する第2レンズ群、正のパワーを有する第3レンズ群、及び第4レンズ群より成り、像面に対して前記第1レンズ群と前記第4レンズ群の間隔は固定で、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群が各レンズ群との間隔を変えるように光軸上を移動することにより変倍を行うズーム光学系において、前記第3レンズ群は、開口絞りと、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をそれぞれ少なくとも1枚含む3枚以上のレンズより成り、最も像面側に位置するレンズが像面側に凹面を有するメニスカスレンズであることを特徴としている。
また、本発明のズーム光学系においては、前記第3レンズ群は、開口絞りと3枚のレンズから成り、物体側から、開口絞り、正のパワーを有するレンズ、負のパワーを有するレンズ、像面側に凹面を有するメニスカスレンズの順に配置され、以下の条件式(1)を満足することが好ましい。
−1.0<HF3g/fw<−0.55 ・・・(1)
ここで、HF3gは前記第3レンズ群の前側主点位置、
fwは広角端での全系での焦点距離である。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記ズーム光学系は、以下の条件式(1−1)を満足することが好ましい。
−0.8<HF3g/fw<−0.57 ・・・(1-1)
また、本発明のズーム光学系においては、前記第3レンズ群は、開口絞りと3枚のレンズから成り、物体側から、開口絞り、正のパワーを有するレンズ、負のパワーを有するレンズ、像面側に凹面を有するメニスカスレンズの順に配置され、以下の条件式(2)を満足することが好ましい。
0.72<SD3g/fw<1.50 ・・・(2)
ここで、SD3gは前記第3レンズ群の面間隔の和、
fwは広角端での全系での焦点距離である。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記ズーム光学系は、以下の条件式(2−1)を満足することが好ましい。
0.73<SD3g/fw<1.40 ・・・(2−1)
また、本発明のズーム光学系においては、以下の条件式(3)及び(4)を満足することが好ましい。
1.40<ndeo<1.74 ・・・(3)
15.0<vdeo<35.0 ・・・(4)
ここで、ndeoは前記第3レンズ群において最も負のパワーが強いレンズ(eo)の屈折率、
vdeoは前記第3レンズ群において最も負のパワーが強いレンズ(eo)のアッベ数である。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記ズーム光学系は、以下の条件式(3−1)、(4−1)を満足することが好ましい。
1.47<ndeo<1.67 ・・・(3-1)
16.0<vdeo<31.0 ・・・(4-1)
また、本発明のズーム光学系においては、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
1.40<nd<1.726 ・・・(5)
ここで、ndは、前記第2レンズ群以降の各レンズ(ただし、前記第3レンズ群における最も負のパワーが強いレンズ(eo)を除く)の屈折率である。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記ズーム光学系は、以下の条件式(5−1)を満足することが好ましい。
1.47<nd<1.67 ・・・(5-1)
また、本発明のズーム光学系においては、前記第4レンズ群において、最も物体側の面は、有効範囲内の周辺部において物体側に凸面を有することで周辺部の正パワーが強くなることが好ましい。
また、本発明のズーム光学系においては、以下の条件式(6)及び(7)を満足することが好ましい。
0.1<fw/f3g<3.0 ・・・(6)
−3.0<f3g/R4gl<3.0 ・・・(7)
ここで、R4glは前記第4レンズ群の最も物体側の面の曲率半径、
f3gは前記第3レンズ群の焦点距離、
fwは広角端での全系での焦点距離である。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記ズーム光学系は、以下の条件式(6−1)、(7−1)を満足することが好ましい。
0.4<fw/f3g<1.5 ・・・(6-1)
−1.5<f3g/R4gl<1.5 ・・・(7-1)
また、本発明のズーム光学系においては、前記第4レンズ群は、1枚のレンズより成ることが好ましい。
また、本発明のズーム光学系においては、前記第4レンズ群は、正のパワーを有することが好ましい。
また、本発明のズーム光学系においては、移動レンズ群である第2レンズ群と第3レンズ群が各レンズ群との間隔を変えるように光軸上を移動することによりフォーカシングを行うことが好ましい。
また、本発明のズーム光学系を備えた撮像装置は、本発明の前記ズーム光学系と、電子撮像素子と、を備えたことを特徴としている。
本発明のズーム光学系によれば、第1レンズ群と像面の間隔が変化しないコンパクトなズーム光学系でありながら、色収差と球面収差と非点収差とコマ収差の補正が良好に行われたズーム光学系及びそれを備えた撮像装置を提供することができる。
本発明に係るズーム光学系の実施例1のレンズ断面図である。 実施例1の無限遠の収差図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における状態を示している。 実施例1の至近の収差図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における状態を示している。 実施例1のコマ収差図(像高7割)であり、(a)は無限遠、(b)は至近における状態を示している。 本発明に係るズーム光学系の実施例2のレンズ断面図である。 実施例2の無限遠の収差図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における状態を示している。 実施例2の至近の収差図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における状態を示している。 実施例2のコマ収差図(像高7割)であり、(a)は無限遠、(b)は至近における状態を示している。 本発明に係るズーム光学系の実施例3のレンズ断面図である。 実施例3の無限遠の収差図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における状態を示している。 実施例3の至近の収差図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における状態を示している。 実施例3のコマ収差図(像高7割)であり、(a)は無限遠、(b)は至近における状態を示している。 本発明に係るズーム光学系の実施例4のレンズ断面図である。 実施例4の無限遠の収差図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における状態を示している。 実施例4の至近の収差図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における状態を示している。 実施例4のコマ収差図(像高7割)であり、(a)は無限遠、(b)は至近における状態を示している。 本発明のズーム光学系を組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。 図17に示すデジタルカメラの外観を示す後方斜視図である。 図18に示すデジタルカメラの構成を模式的に示した透視図である。
実施例の説明に先立ち、本実施形態のズーム光学系の作用効果について説明する。
本実施形態のズーム光学系は物体側から順に、負のパワーを有する第1レンズ群、正のパワーを有する第2レンズ群、正のパワーを有する第3レンズ群、及び第4レンズ群より成り、像面に対して第1レンズ群と第4レンズ群の間隔は固定で、第2レンズ群と第3レンズ群が各レンズ群との間隔を変えるように光軸上を移動することにより変倍を行うズーム光学系において、第3レンズ群は、開口絞りと、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をそれぞれ少なくとも1枚含む3枚以上のレンズより成り、最も像面側に位置するレンズが像面側に凹面を有するメニスカスレンズである。
本実施形態のズーム光学系は、変倍時に、第1レンズ群と第4レンズ群の位置を像面に対して固定している。このようにすることで、をカメラ本体に対して、ズーム光学系の密閉性を向上させることが容易となる。その結果、防塵に優れるとともに、十分な堅牢性を有するズーム光学系およびそれを備えた撮像装置が得られる。
また、最も移動量の大きい第3レンズ群に少なくとも1枚ずつ正レンズと負レンズを有することで、色収差を良好に補正することができる。また、第3レンズ群に開口絞りを有することで、第3レンズ群を構成するレンズの有効径を開口絞りの有効径と同程度にすることができる。さらに、第3レンズ群の最も像面側に凹面を有するメニスカスレンズを有することで、非点収差とコマ収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態のズーム光学系は、好ましくは、第3レンズ群は、開口絞りと3枚のレンズから成り、物体側から、開口絞り、正のパワーを有するレンズ、負のパワーを有するレンズ、像面側に凹面を有するメニスカスレンズの順に配置され、以下の条件式(1)を満足することがよい。
−1.0<HF3g/fw<−0.55 ・・・(1) ここで、HF3gは第3レンズ群の前側主点位置、
fwは広角端での全系での焦点距離である。
条件式(1)は、第3レンズ群の前側主点位置が第3レンズ群の最も物体側の面頂よりも物体側に位置していることを示している。条件式(1)を満たすと、各変倍状態において、少ない移動スペースのなかで、物理的に干渉せず効率的に変倍を行うことができる。
条件式(1)の下限値を下回ると、第3レンズ群の前側主点位置が物体側により過ぎるため、広角端において第3レンズ群の位置が像面に近くなり第4レンズ群と干渉してしまう。
条件式(1)の上限値を超えると、前記第3レンズ群の前側主点位置が第3レンズ群の面頂に近くなるため、望遠端において第3レンズ群の位置が第2レンズ群と近くなり、効率的な変倍を行うことができない。
なお、本実施形態のズーム光学系は、以下の条件式(1−1)を満足すると、より一層好ましい。
−0.8<HF3g/fw<−0.57 ・・・(1-1)
条件式(1−1)を満たすと、第3レンズ群の前側主点位置が第3レンズ群の最も物体側の面頂よりもさらに物体側に位置することを示しているため、物理的に干渉せず効率的に変倍を行うことができる。
また、本実施形態のズーム光学系は、好ましくは、第3レンズ群は、開口絞りと3枚のレンズから成り、物体側から、開口絞り、正のパワーを有するレンズ、負のパワーを有するレンズ、像面側に凹面を有するメニスカスレンズの順に配置され、以下の条件式(2)を満足することがよい。
0.73<SD3g/fw<1.50 ・・・(2)
ここで、SD3gは第3レンズ群の面間隔の和、
fwは広角端での全系での焦点距離である。
条件式(2)は、第3レンズ群の面間隔の総和を示している。条件式(2)を満たすと、第3レンズ群の最も物体側の凸面と最も像側の凹面の間隔を適切に配置できる。その結果、凸面において球面収差を、凹面において非点収差とコマ収差を各変倍状態で良好に補正することができる。
条件式(2)の下限値を下回ると、物体側の凸面に対して凹面が近くなり過ぎるため、非点収差が補正不足となる。
条件式(2)の上限値を超えると、物体側の凸面に対して凹面が遠くなり過ぎるため、コマ収差が補正不足となる。
なお、本実施形態のズーム光学系は、以下の条件式(2−1)を満足すると、より一層好ましい。
0.73<SD3g/fw<1.40 ・・・(2−1)
条件式(2−1)を満たすと、第3レンズ群の最も物体側の凸面と最も像側の凹面の間隔をより適切に配置できる為、諸収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態のズーム光学系は、好ましくは、以下の条件式(3)及び(4)を満足することがよい。
1.40<ndeo<1.74 ・・・(3)
15.0<vdeo<35.0 ・・・(4)
ここで、ndeoは第3レンズ群において最も負のパワーが強いレンズ(eo)の屈折率、
vdeoは第3レンズ群において最も負のパワーが強いレンズ(eo)のアッベ数である。
条件式(3)は、第3レンズ群の最も負のパワーが強いレンズ(eo)の屈折率を示している。
一般的にコンパクトなズーム光学系を達成しようとした場合、各レンズ群のパワーを強くすることが有効である。近軸量の観点から、パワーを強くする方法としては、各レンズの屈折率を高くするか、レンズの曲率半径を小さくする方法がある。収差補正の観点から、軸上と軸外の諸収差を良好に補正するためには、形状の自由度が必要である。面形状の自由度を高く、言い換えると径方向の変化量を大きくすることで、屈折による効果と、軸上と軸外の光線入射位置の差による効果が得られる。さらにレンズ製造の観点からは、屈折率を高くすると中肉厚、フチ肉厚などの加工条件が厳しくなってしまう。これらを鑑みると、屈折率を低くすることで、形状自由度が高くなり、所望のパワーを達成した上で軸上と軸外の収差を良好に補正できる。
条件式(3)の下限値を下回ると、実在する硝材が無いため所望の光学系を達成できない。
条件式(3)の上限値を超えると、形状自由度が低くなり、軸上と軸外の収差補正能力が低下してしまう。
条件式(4)は、第3レンズ群の最も負のパワーが強いレンズ(eo)のアッベ数を示している。
条件式(4)の下限値を下回ると、アッベ数が小さくなり過ぎるため1次の色収差(軸上色収差)が補正過剰となる。
条件式(4)の上限値を超えると、アッベ数が大きくなり過ぎるため1次の色収差(軸上色収差)が補正不足となる。
なお、本実施形態のズーム光学系は、以下の条件式(3−1)、(4−1)を満足すると、より一層好ましい。
1.47<ndeo<1.67 ・・・(3-1)
16.0<vdeo<31.0 ・・・(4-1)
条件式(3−1)を満たすと、より形状自由度が高くなり、所望のパワーを達成した上で軸上と軸外の収差を良好に補正できる。
条件式(4−1)を満たすと、より色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態のズーム光学系は、好ましくは、以下の条件式(5)を満足することがよい。
1.40<nd<1.726 ・・・(5)
ここで、ndは、第2レンズ群以降の各レンズ(ただし、第3レンズ群における最も負のパワーが強いレンズ(eo)を除く)の屈折率である。
条件式(5)は、第2レンズ群以降の各レンズの屈折率を示している。ただし、第3レンズ群の最も負のパワーが強いレンズ(eo)は除いている。
条件式(5)の下限値を下回ると、実在する硝材が無いため所望の光学系を達成できない。
条件式(5)の上限値を超えると、形状の自由度が低くなり、軸上と軸外の収差補正能力が低下してしまう。
なお、本実施形態のズーム光学系は、以下の条件式(5−1)を満足すると、より一層好ましい。
1.47<nd<1.67 ・・・(5-1)
条件式(5−1)を満たすと、より形状自由度が高くなり、所望のパワーを達成した上で軸上と軸外の収差を良好に補正できる。
また、本実施形態のズーム光学系は、好ましくは、第4レンズ群において、最も物体側の面は、有効範囲内の周辺部において物体側に凸面を有することで周辺部の正パワーが強くなることがよい。
周辺部において物体側に凸面を有し、周辺部の正パワーが強くなることで、軸外光線の電子撮像素子に入射する入射角が大きくなり過ぎることを抑えることができる。また、歪曲収差と高次の非点収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態のズーム光学系は、好ましくは、以下の条件式(6)及び(7)を満足することがよい。
0.1<fw/f3g<3.0 ・・・(6)
−3.0<f3g/R4gl<3.0 ・・・(7)
ここで、R4glは第4レンズ群の最も物体側の面の曲率半径、
f3gは第3レンズ群の焦点距離、
fwは広角端での全系での焦点距離である。
条件式(6)は、第3レンズ群のパワーが正であることを示している。条件式(7)は、最も物体側の面の曲率半径(R4gl)の軸上曲率半径の大きさを示している。条件式(6)と条件式(7)を満たすことで、周辺部において物体側に凸面を持つ形状と連続的な形状を保つことができる。
条件式(6)の下限値を下回ると、主な変倍群のパワーが不足するためコンパクトなズーム光学系を達成できなくなる。
条件式(6)の上限値を超えると、主な変倍群の正パワーが過剰となるため像面湾曲が補正不足となる。
条件式(7)の下限値を下回ると、最も物体側の面の曲率半径(R4gl)の凹面曲率半径が小さくなり過ぎるため、周辺部で物体側に凸面を持つ形状と連続的な形状を保つことができなくなる。
条件式(7)の上限値を超えると、最も物体側の面の曲率半径(R4gl)の凸面曲率半径が大きくなり過ぎるため、周辺部で物体側に凸面を持つ形状と連続的な形状を保つことができなくなる。
なお、本実施形態のズーム光学系は、以下の条件式(6−1)、(7−1)を満足すると、より一層好ましい。
0.4<fw/f3g<1.5 ・・・(6-1)
−1.5<f3g/R4gl<1.5 ・・・(7-1)
条件式(6−1)、(7−1)を満たすと、周辺部において物体側に凸面を持つ形状と連続的な形状を保つことができる。
また、本実施形態のズーム光学系は、好ましくは、第4レンズ群は、1枚のレンズより成ることがよい。また、第4レンズ群は、正のパワーを有することがよい。
第4レンズ群を1枚で構成することで、コンパクトなズーム光学系を達成できる。
また、本実施形態のズーム光学系は、好ましくは、移動レンズ群である第2レンズ群と第3レンズ群が各レンズ群との間隔を変えるように光軸上を移動することによりフォーカシングを行うことがよい。
全長固定のズーム光学系において、一般的に全長を短縮した場合、全長に対する空気間隔の総和の割合は減少するため、変倍を行う場合、主な変倍レンズ群のパワーを強くし、各移動レンズ群の移動量を少なくする必要がある。フォーカシングを行う場合も同様で、フォーカス群のパワーを強くし、物点位置が近づいた場合のフォーカス群の移動量を少なくする必要がある。しかし、フォーカス群のパワーを強くするとフォーカス時の収差変動(球面、像面湾曲)が大きくなり、所望の光学性能が得られない。
そこで、第2レンズ群と第3レンズ群が光軸上を移動することにより、フォーカシングを行うようにする。その際、各レンズ群との間隔を変えるように光軸上を移動させる。このようなフォーカシングを行うことで収差変動を抑え、所望の光学性能を得ることができる。
さらに、本実施形態のズーム光学系を備えた撮像装置は、本実施形態のズーム光学系と、電子撮像素子と、を有したものである。
本実施形態のズーム光学系は全て、イメージャサイズ1/3.2インチ、像高2.9mm、撮像素子の画素ピッチは1.4μmを想定している。しかしながら、イメージャサイズ、像高、画素ピッチはこれに限定されるわけではない。例えば画素ピッチは、2.00μm、1.75μmであってもよい。また、望遠端における開口絞り径は、広角端における開口絞りに比べ大きい。これにより、望遠端において、回折限界による性能の低下を防ぐことができる。さらに、全長固定で第2レンズ群以降のレンズにプラスチックレンズを用いることができるので、小型軽量の撮像装置を実現できる。
以下、本実施形態のズーム光学系を用いた実施例1、実施例2、実施例3及び実施例4について説明する。
実施例1のズーム光学系の断面図を図1に、実施例2のズーム光学系の断面図を図5に、実施例3のズーム光学系の断面図を図9に、実施例4のズーム光学系の断面図を図13に示す。各図において、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示している。
また、実施例1のズーム光学系の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を図2に、至近物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を図3に、コマ収差(像高7割)を図4に示す。実施例2のズーム光学系の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を図6に、至近物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を図7に、コマ収差(像高7割)を図8に示す。実施例3のズーム光学系の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を図10に、至近物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を図11に、コマ収差(像高7割)を図12に示す。実施例4のズーム光学系の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を図14に、至近物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を図15に、コマ収差(像高7割)を図16に示す。各図において、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における状態をそれぞれ示している。
実施例1
図1を用いて本実施例のズーム光学系の光学構成を説明する。本実施例のズーム光学系は、光軸Lc上に、物体側から順に、負のパワーを有する第1レンズ群G1、正のパワーを有する第2レンズ群G2、正のパワーを有する第3レンズ群G3、正のパワーを有する第4レンズ群G4が配置されている。また、第4レンズ群G4の像側には、物体側から順にCCDカバーガラスCG、撮像面IMを持つCCDが配置されている。
第1レンズ群G1は、両凹レンズL1のみにより構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2のみにより構成されている。第2レンズ群G2では、正メニスカスレンズL2により広角時の非点収差とコマ収差の補正と、望遠時のコマ収差の補正を行っている。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、開口絞りSと、両凸レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32と、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズL33とにより構成されている。そして、開口絞りSは開口径が図1の(a)と(c)に示されるように、望遠端時に比べ、広角端時に小さくなるようになっている。第3レンズ群G3では、両凸レンズL31により、広角時の球面収差とコマ収差の補正と、望遠時の球面収差とコマ収差の補正を行っている。また、負メニスカスレンズL33により、広角時の球面収差と非点収差とコマ収差の補正と、望遠時の球面収差と非点収差とコマ収差の補正を行っている。
第4レンズ群G4は、両凸レンズL4のみにより構成されている。第4レンズ群G4では、両凸レンズL4により、広角時の非点収差の補正と、望遠時の非点収差の補正を行っている。
なお、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4における全てのレンズは非球面レンズである。
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4は移動しない。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔は小さくなり、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間隔は広くなるように、光軸Lc上を移動する。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3を移動させることにより、フォーカシングを行う。このとき、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は、各レンズ群との間隔を変えるように光軸Lc上を移動する
また、第1レンズから第6レンズがプラスチックレンズとなっている。
実施例2
図3を用いて本実施例のズーム光学系の光学構成を説明する。本実施例のズーム光学系は、光軸Lc上に、物体側から順に、負のパワーを有する第1レンズ群G1、正のパワーを有する第2レンズ群G2、正のパワーを有する第3レンズ群G3、正のパワーを有する第4レンズ群G4が配置されている。また、第4レンズ群G4の像側には、物体側から順にCCDカバーガラスCG、撮像面IMを持つCCDが配置されている。
第1レンズ群G1は、両凹レンズL1のみにより構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2のみにより構成されている。第2レンズ群G2では、正メニスカスレンズL2により、広角時の非点収差とコマ収差の補正と、望遠時のコマ収差の補正を行っている。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、開口絞りSと、両凸レンズL31と、両凹レンズL32と、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズL33とにより構成されている。開口絞りSは開口径が図1の(a)と(c)に示されるように、望遠端時に比べ、広角端時に小さくなるようになっている。第3レンズ群G3では、両凸レンズL31により、広角時の球面収差とコマ収差の補正と、望遠時の球面収差とコマ収差の補正を行っている。また、負メニスカスレンズL33により、広角時の非点収差とコマ収差の補正と、望遠時の球面収差とコマ収差の補正を行っている。
第4レンズ群G4は、両凸レンズL4のみにより構成されている。第4レンズ群G4では、両凸レンズL4により、広角時の非点収差の補正と、望遠時の非点収差の補正を行っている。
なお、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4における全てのレンズは非球面レンズである。
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4は移動しない。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔は小さくなり、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間隔は広くなるように、光軸Lc上を移動する。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3を移動させることにより、フォーカシングを行う。このとき、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は、各レンズ群との間隔を変えるように光軸Lc上を移動する。
また、第1レンズがガラスレンズ、第2レンズから第6レンズがプラスチックレンズとなっている。
実施例3
図5を用いて本実施例のズーム光学系の光学構成を説明する。本実施例のズーム光学系は、光軸Lc上に、物体側から順に、負のパワーを有する第1レンズ群G1、正のパワーを有する第2レンズ群G2、正のパワーを有する第3レンズ群G3、正のパワーを有する第4レンズ群G4が配置されている。また、第4レンズ群G4の像側には、物体側から順にCCDカバーガラスCG、撮像面IMを持つCCDが配置されている。
第1レンズ群G1は、両凹レンズL1のみにより構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2のみにより構成されている。第2レンズ群G2では、正メニスカスレンズL2により、広角時の非点収差とコマ収差の補正と、望遠時のコマ収差の補正を行っている。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、開口絞りSと、両凸レンズL31と、両凹レンズL32と、像面側に凹面を向けた正メニスカスレンズL33とにより構成されている。開口絞りSは開口径が図1の(a)と(c)に示されるように、望遠端時に比べ、広角端時に小さくなるようになっている。第3レンズ群G3では、両凸レンズL31により、広角時の球面収差とコマ収差の補正と、望遠時の球面収差とコマ収差の補正を行っている。また、正メニスカスレンズL33により、広角時の球面収差と非点収差とコマ収差の補正と、望遠時の球面収差と非点収差とコマ収差の補正を行っている。
第4レンズ群G4は、両凸レンズL4のみにより構成されている。第4レンズ群G4では、両凸レンズL4により、広角時の非点収差の補正と、望遠時の非点収差の補正を行っている。
なお、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4における全てのレンズは非球面レンズである。
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4は移動しない。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔は小さくなり、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間隔は広くなるように、光軸Lc上を移動する。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3を移動させることにより、フォーカシングを行う。このとき、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は、各レンズ群との間隔を変えるように光軸Lc上を移動する。
また、第1レンズから第6レンズがプラスチックレンズとなっている。
実施例4
図7を用いて本実施例のズーム光学系の光学構成を説明する。本実施例のズーム光学系は、光軸Lc上に、物体側から順に、負のパワーを有する第1レンズ群G1、正のパワーを有する第2レンズ群G2、正のパワーを有する第3レンズ群G3、正のパワーを有する第4レンズ群G4が配置されている。また、第4レンズ群G4の像側には、物体側から順にCCDカバーガラスCG、撮像面IMを持つCCDが配置されている。
第1レンズ群G1は、両凹レンズL1のみにより構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2のみにより構成されている。第2レンズ群G2では、正メニスカスレンズL2により、広角時の非点収差とコマ収差の補正と、望遠時のコマ収差の補正を行っている。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、開口絞りSと、両凸レンズL31と、両凹レンズL32と、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズL33とにより構成されている。開口絞りSは開口径が図1の(a)と(c)に示されるように、望遠端時に比べ、広角端時に小さくなるようになっている。第3レンズ群G3では、両凸レンズL31により、広角時の球面収差とコマ収差の補正と、望遠時の球面収差とコマ収差の補正を行っている。また、負メニスカスレンズL33により、広角時の非点収差とコマ収差の補正と、望遠時の球面収差とコマ収差の補正を行っている。
第4レンズ群G4は、両凸レンズL4のみにより構成されている。第4レンズ群G4では、両凸レンズL4により、広角時の非点収差の補正と、望遠時の非点収差の補正を行っている。
なお、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4における全てのレンズは非球面レンズである。
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4は移動しない。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔は小さくなり、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間隔は広くなるように、光軸Lc上を移動する。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3を移動させることにより、フォーカシングを行う。このとき、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は、各レンズ群との間隔を変えるように光軸Lc上を移動する。
また、第1レンズがガラスレンズ、第2レンズから第6レンズがプラスチックレンズとなっている。
次に、実施例1、実施例2、実施例3及び実施例4のそれぞれについて、ズーム光学系を構成する光学部材の数値データを示す。実施例1が、数値実施例1に対応する。実施例2が、数値実施例2に対応する。実施例3が、数値実施例3に対応する。実施例4が、数値実施例4に対応する。
なお、数値データ及び図面において、rは各レンズ面の曲率半径、dは各レンズの肉厚または空気間隔、ndは各レンズのd線(587.56nm)での屈折率、νdは各レンズのd線(587.56nm)でのアッベ数、*(アスタリスク)は非球面を表している。長さの単位はmmである。
また、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、円錐係数をK、非球面係数をA4、A6、A8、A10としたとき、次の式(I)で表される。
z=(y2/r)/[1+{1−(1+K)(y/r)2}1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10 …(I)
また、Eは10のべき乗を表している。なお、これら諸元値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。
また、無限遠は物点位置が無限遠の場合で、至近は物点位置が至近である場合を示している。
数値実施例1
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効半径
物体面 ∞ ∞
1* -51.6608 0.5500 1.53071 55.67 3.895
2* 3.8768 可変 2.966
3* 4.5535 0.7634 1.63493 23.89 2.466
4* 8.1682 可変 2.327
5(絞り) INF 0 可変
6* 2.2847 1.2110 1.53071 55.67 1.238
7* -4.8589 0.2000 1.264
8* 27.5864 0.5000 1.63493 23.89 1.249
9* 1.9602 0.5251 1.201
10* 1.9235 0.7100 1.53071 55.67 1.495
11* 1.9019 可変 1.605
12* 13.5849 1.5632 1.63493 23.89 1.920
13* -23.9264 1.2468 2.216
14 INF 0.4000 1.51633 64.14 2.709
15 INF 0.4000 2.800
像面 INF 0

非球面データ
第1面
K=5.0000, A4=-2.3689E-03, A6=2.2861E-04, A8=-5.0139E-06
第2面
K=-5.0000, A4=6.3589E-03, A6=-6.4385E-04, A8=6.1392E-05
第3面
K=-4.9918, A4=2.9145E-03, A6=-7.0503E-04, A8=8.6567E-05
第4面
K=-1.0842, A4=-3.5713E-03, A6=-4.8702E-05, A8=6.4636E-05
第6面
K=-1.3118, A4=5.4455E-03, A6=3.1142E-03, A8=-8.9807E-04
第7面
K=-4.1456, A4=2.8343E-02, A6=-1.0009E-02, A8=6.3388E-04
第8面
K=0., A4=2.5553E-02, A6= , A8=-8.5747E-03
第9面
K=-3.8315, A4=3.2106E-02, A6=7.1673E-03, A8=7.0864E-04
第10面
K=-3.7554, A4=-1.6713E-02, A6=-5.6496E-03, A8=3.2829E-03
第11面
K=-1.1218, A4=-4.6813E-02, A6=2.8608E-03, A8=8.2444E-04
第12面
K=0.7555, A4=-3.5888E-03, A6=7.7270E-04, A8=-1.4117E-05
第13面
K=-5.0000, A4=-5.3330E-03, A6=7.1434E-04, A8=2.8583E-05

各種データ
ズーム比 2.86
無限遠 至近
広角 中間 望遠 広角 中間 望遠
焦点距離 4.1560 6.6926 11.8930
Fナンバー 3.2000 4.3955 5.2000
2ω(°) 76.8314 47.3319 26.6136
像高 2.9000 2.9000 2.9000
BF 1.9106 1.9106 1.9106 1.9106 1.9106 1.9106レンズ全長 15.8638 15.8638 15.8638 15.8638 15.8638 15.8638
物点距離 INF INF INF 100.00 500.00 800.00
d2 3.20167 0.70340 0.32689 2.87472 0.77396 0.40131
d4 3.81998 3.97973 0.90921 3.67470 3.82390 0.78692
d11 0.90833 3.24735 6.69438 1.38106 3.33261 6.74225
5面有効半径 1.07986 1.07986 1.29223

入射瞳位置 4.3270 3.9117 1.8554
射出瞳位置 -4.2704 -9.0113 -23.7801

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -6.7717
2 3 14.9773
3 6 3.1110
4 8 -3.3488
5 10 30.6882
6 12 13.8717

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -6.77173 0.55000 0.33309 -0.02500
2 3 14.97729 0.76341 -0.54362 -0.97516
3 5 6.08549 3.14612 -2.43254 -3.36708
4 12 13.87175 1.56316 0.35195 -0.61988

(倍率:無限遠)
群 始面 広角 中間 望遠
1 1 0 0 0
2 3 2.71205 1.86731 1.78359
3 5 -0.27764 -0.64555 -1.19269
4 12 0.81508 0.81988 0.82560
(倍率:至近)
群 始面 広角 中間 望遠
1 1 0.06323 0.01335 0.00839
2 3 2.38583 1.86270 1.78733
3 5 -0.36035 -0.66133 -1.20836
4 12 0.81359 0.81935 0.82328
数値実施例2
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効半径
物体面 ∞ ∞
1* -55.6233 0.5500 1.74320 49.34 3.346
2* 4.3538 可変 2.812
3* 4.7889 0.8271 1.63493 23.89 2.493
4* 10.0506 可変 2.337
5(絞り) INF 0 可変
6* 2.1627 1.2014 1.53071 55.67 1.258
7* -4.5237 0.2000 1.248
8* -22.7535 0.5000 1.63493 23.89 1.218
9* 2.6428 0.2018 1.161
10* 2.2752 0.8843 1.53071 55.67 1.355
11* 1.8986 可変 1.402
12* 43.0787 1.5853 1.63493 23.89 1.923
13* -8.6832 0.8454 2.258
14 INF 0.4000 1.51633 64.14 2.669
15 INF 0.4000 2.790
像面 INF 0

非球面データ
第1面
K=-5.0000, A4=-3.5050E-04, A6=-2.9877E-05, A8=1.2697E-06
第2面
K=-2.2356, A4=2.3132E-03, A6=-1.3396E-04, A8=3.2976E-06
第3面
K=-5.0000, A4=3.9494E-03, A6=-7.5246E-04, A8=1.2324E-04
第4面
K=-5.0000, A4=-6.9865E-04, A6=-3.5969E-04, A8=1.3333E-04
第6面
K=-0.9253, A4=7.7157E-03, A6=1.4966E-03, A8=3.6960E-04
第7面
K=-3.8330, A4=3.2496E-02, A6=-7.6552E-03, A8=3.3221E-04
第8面
K=5.0000, A4=5.2474E-02, A6=-1.4640E-02, A8=-1.7927E-03
第9面
K=-1.1017, A4=5.8179E-02, A6=1.0094E-02, A8=-3.1682E-03
第10面
K=-1.1413, A4=-2.8077E-03, A6=7.8721E-03, A8=-7.6138E-04
第11面
K=-3.0502, A4=2.4355E-02, A6=-1.0338E-02, A8=2.0293E-03
第12面
K=-5.0000, A4=-3.0138E-03, A6=8.8735E-04, A8=-2.0557E-05
第13面
K=2.9075, A4=-2.3112E-03, A6=6.1173E-04, A8=3.0823E-05

各種データ
ズーム比 2.85
無限遠 至近
広角 中間 望遠 広角 中間 望遠
焦点距離 3.7540 6.0422 10.6990
Fナンバー 3.2000 4.4451 5.2000
2ω(°) 82.4647 50.6044 29.4677
像高 2.9000 2.9000 2.9000
BF 1.5092 1.5092 1.5092 1.5092 1.5092 1.5092
レンズ全長 15.8638 15.8638 15.8638 15.8638 15.8638 15.8638
物点距離 INF INF INF 100.00 500.00 800.00
d2 2.65840 0.72395 0.75945 2.55121 0.81151 0.78981
d4 4.35777 4.06276 0.90750 4.19356 3.97755 0.8952
d11 1.38855 3.61801 6.73777 1.65994 3.61566 6.71964
5面有効半径 1.08274 1.08274 1.30276

入射瞳位置 3.9029 3.5454 1.9769
射出瞳位置 -5.3916 -11.9485 -40.1914

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -5.4118
2 3 13.5781
3 6 2.9402
4 8 -3.7009
5 10 -116.2648
6 12 11.5187

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -5.41177 0.55000 0.29147 -0.02281
2 3 13.57813 0.82710 -0.43394 -0.91073
3 5 5.35403 2.98750 -2.39984 -3.04727
4 12 11.51870 1.58532 0.81670 -0.16462

(倍率:無限遠)
群 始面 広角 中間 望遠
1 1 0 0 0
2 3 2.29396 1.72892 1.73677
3 5 -0.35494 -0.75229 -1.31603
4 12 0.85194 0.85842 0.86496
(倍率:至近)
群 始面 広角 中間 望遠
1 1 0.05120 0.01070 0.00672
2 3 2.15411 1.73547 1.73544
3 5 -0.41118 -0.75190 -1.32590
4 12 0.85007 0.85840 0.86037
数値実施例3
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効半径
物体面 ∞ ∞
1* -38.0236 0.5500 1.53071 55.67 3.808
2* 3.9998 可変 2.917
3* 4.8458 0.7035 1.62980 19.20 2.426
4* 9.0700 可変 2.326
5(絞り) INF 0 可変
6* 2.2785 1.1232 1.53071 55.67 1.254
7* -3.8539 0.2000 1.270
8* -40.0984 0.5000 1.63493 23.89 1.250
9* 1.9748 0.5045 1.200
10* 1.9109 0.7326 1.53071 55.67 1.531
11* 1.9364 可変 1.595
12* 13.7972 1.6493 1.62980 19.20 1.873
13* -23.7269 1.2951 2.196
14 INF 0.4000 1.51633 64.14 2.702
15 INF 0.4000 2.793
像面 INF 0

非球面データ
第1面
K=-5.0000, A4=-2.1852E-03, A6=2.3439E-04, A8=-5.5433E-06
第2面
K=-5.0000, A4=5.7565E-03, A6=-5.4319E-04, A8=5.9249E-05
第3面
K=-5.0000, A4=1.5667E-03, A6=-6.4760E-04, A8=5.4964E-05
第4面
K=-0.8915, A4=-3.8.27E-03, A6=-1.3366E-04, A8=3.3492E-05
第6面
K=-1.3272, A4=5.4101E-03, A6=3.2685E-03, A8=-6.5704E-04
第7面
K=-5.0000, A4=3.1361E-02, A6=-9.0904E-03, A8=5.7692E-04
第8面
K=0., A4=3.4385E-02, A6=-9.4730E-03
第9面
K=-3.1230, A4=2.8262E-02, A6=8.0776E-03, A8=2.0204E-04
第10面
K=-3.0412, A4=-6.2185E-03, A6=-4.7941E-03, A8=2.3615E-03
第11面
K=-0.6303, A4=-3.4934E-02, A6=-2.5407E-03, A8=1.4259E-03
第12面
K=-4.3948, A4=-3.7884E-03, A6=8.6086E-04, A8=-2.0006E-05
第13面
K=3.0386, A4=-5.2471E-03, A6=6.6913E-04, A8=3.1589E-05

各種データ
ズーム比 2.85
無限遠 至近
広角 中間 望遠 広角 中間 望遠
焦点距離 4.1560 6.6825 11.8444
Fナンバー 3.2000 4.3748 5.2000
2ω(°) 76.8112 47.2896 26.7177
像高 2.9000 2.9000 2.9000
BF 1.9589 1.9589 1.9589 1.9589 1.9589 1.9589
レンズ全長 15.8638 15.8638 15.8638 5.8638 15.8638 15.8638
物点距離 INF INF INF 100.00 500.00 800.00
d2 3.20364 0.71094 0.35418 2.85220 0.77962 0.42575
d4 3.82153 3.96294 0.87502 3.67443 3.82570 0.78309
d11 0.91647 3.26777 6.71244 1.41502 3.33632 6.73280
5面有効半径 1.09169 1.09169 1.29547

入射瞳位置 4.2826 3.8411 1.8021
射出瞳位置 -4.2872 -8.9973 -23.2967
前側主点位置 5.6892 6.4323 8.0684
後側主点位置 -3.7199 -6.3237 -11.5497

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -6.7887
2 3 15.5218
3 6 2.8811
4 8 -2.9507
5 10 24.9513
6 12 14.0915

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -6.78866 0.55000 0.32364 -0.03405
2 3 15.52177 0.70352 -0.46524 -0.87080
3 5 6.10355 3.06039 -2.39906 -3.31755
4 12 14.09153 1.64934 0.37853 -0.65095

(倍率:無限遠)
群 始面 広角 中間 望遠
1 1 0 0 0
2 3 2.60403 1.83616 1.76181
3 5 -0.28944 -0.65560 -1.20436
4 12 0.81223 0.81772 0.82227
(倍率:至近)
群 始面 広角 中間 望遠
1 1 0.06338 0.01339 0.00841
2 3 2.30213 1.83136 1.76471
3 5 -0.37551 -0.67087 -1.21562
4 12 0.81098 0.81655 0.81995
数値実施例4
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効半径
物体面 ∞ ∞
1* -39.6101 0.5500 1.74320 49.34 3.397
2* 4.5728 可変 2.835
3* 4.9091 0.7619 1.62980 19.20 2.478
4* 10.0889 可変 2.333
5(絞り) INF 0 可変
6* 2.1873 1.1902 1.53071 55.67 1.265
7* -3.7832 0.2000 1.259
8* -11.1657 0.5000 1.63493 23.89 1.227
9* 2.6071 0.2000 1.170
10* 2.1724 0.8988 1.53071 55.67 1.373
11* 1.9094 可変 1.400
12* 26.1549 1.6156 1.62980 19.20 1.924
13* -10.6782 0.8768 2.265
14 INF 0.4000 1.51633 64.14 2.672
15 INF 0.4000 2.792
像面 INF 0

非球面データ
第1面
K=5.0000, A4=3.4975E-05, A6=-2.3811E-05, A8=8.2658E-07
第2面
K=-2.6439, A4=2.7465E-03, A6=-9.1294E-05, A8=9.0311E-07
第3面
K=-5.0000, A4=3.4545E-03, A6=-8.4642E-04, A8=1.4317E-04
第4面
K=-3.4334, A4=-8.7302E-04, A6=-5.1292E-04, A8=1.6361E-04
第6面
K=-0.9847, A4=7.0798E-03, A6=1.1301E-03, A8=5.5780E-04
第7面
K=-3.3601, A4=3.3391E-02, A6=-6.8196E-03, A8=3.6382E-04
第8面
K=-5.0000, A4=5.5362E-02, A6=-1.3383E-02, A8=-1.7622E-03
第9面
K=-1.5074, A4=5.5295E-02, A6=1.2251E-02, A8=-4.2562E-03
第10面
K=-1.2769, A4=-4.2206E-03, A6=9.8202E-03, A8=-1.2616E-03
第11面
K=-2.5874, A4=1.7247E-02, A6=-6.5249E-03, A8=1.7292E-03
第12面
K=-4.9984, A4=-3.3826E-03, A6=8.6972E-04, A8=-2.0514E-05
第13面
K=4.6501, A4=-2.9346E-03, A6=5.7926E-04, A8=2.9937E-05

各種データ
ズーム比 2.85
無限遠 至近
広角 中間 望遠 広角 中間 望遠
焦点距離 3.7540 6.0206 10.6989
Fナンバー 3.2000 4.4160 5.2000
2ω(°) 82.4751 51.0721 29.4685
像高 2.9000 2.9000 2.9000
BF 1.5406 1.5406 1.5406 1.5406 1.5406 1.5406
レンズ全長 15.8638 15.8638 15.8638 15.8638 15.8638 15.8638
物点距離 INF INF INF 100.00 500.00 800.00
d2 2.66967 0.70000 0.78255 2.50868 0.80310 0.81221
d4 4.35910 4.10576 0.87677 4.20075 3.98565 0.88844
d11 1.37792 3.60092 6.74737 1.69726 3.61793 6.70604
5面有効半径 1.09123 1.09123 1.30441

入射瞳位置 3.8832 3.5204 1.9381
射出瞳位置 -5.1717 -10.9977 -32.3111
前側主点位置 5.5468 6.6382 9.2452
後側主点位置 -3.3249 -5.6715 -10.4032

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -5.4870
2 3 14.3658
3 6 2.8055
4 8 -3.2826
5 10 160.6241
6 12 12.2471

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -5.48698 0.55000 0.28136 -0.03248
2 3 14.36576 0.76185 -0.41920 -0.86152
3 5 5.34569 2.98906 -2.36754 -3.03610
4 12 12.24709 1.61558 0.71603 -0.29233
INF 0.80000 0 -0.66379

(倍率:無限遠)
群 始面 広角 中間 望遠
1 1 0 0 0
2 3 2.17800 1.67716 1.69349
3 5 -0.37045 -0.76563 -1.34061
4 12 0.84796 0.85449 0.85886
(倍率:至近)
群 始面 広角 中間 望遠
1 1 0.05188 0.01085 0.00681
2 3 2.04016 1.68574 1.69195
3 5 -0.43490 -0.76530 -1.34411
4 12 0.84648 0.85562 0.85526
次に、上記条件式(1)〜条件式(7)における、上記実施例(数値実施例1)、実施例2(数値実施例2)、実施例3(数値実施例3)及び実施例4(数値実施例4)のとる値を示す。
各条件式における実施例のとる値
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
条件式(1)(HF3g/fw) -0.59 -0.64 -0.58 -0.63
条件式(2)(SD3g/fw) 0.76 0.80 0.74 0.80
条件式(3)(ndeo) 1.6349 1.6349 1.6349 1.6349
条件式(4)(vdeo) 23.9 23.9 23.9 23.9
条件式(5)(L2) 1.6349 1.6349 1.6298 1.6298
条件式(5)(L31) 1.5307 1.5307 1.5307 1.5307
条件式(5)(L32) 1.6349 1.6349 1.6349 1.6349
条件式(5)(L33) 1.5307 1.5307 1.5307 1.5307
条件式(5)(L4) 1.6349 1.6349 1.6298 1.6298
条件式(6)(fw/f3g) 0.7 0.7 0.7 0.7
条件式(7)(f3g/R4gl) 0.4 0.1 0.4 0.2
以上のような本発明によるズーム光学系は、ズーム光学系により形成された物体像をCCDなどの撮像素子に結像させることによって撮影を行う撮影装置、例えばデジタルカメラやビデオカメラに用いることができる。以下にその具体例を示す。
図9、図10及び図11は、本発明を用いたデジタルカメラの構成を示す概念図であって、図9はデジタルカメラの外観を示す前方斜視図であり、図10は同後方斜視図であり、図11はデジタルカメラの構成を模式的に示した透視図である。
デジタルカメラは、前面に、撮影用開口部1,ファインダー用開口部2,フラッシュ発光部3が設けられている。また、上部にシャッターボタン4が設けられている。また、背面に、液晶表示モニター5,情報入力部6が設けられている。また、デジタルカメラの内部には、ズーム光学系7,処理手段8,記録手段9,ファインダー光学系10を備えている。また、ファインダー用開口部2や、ファインダー光学系10の射出側であってデジタルカメラの背面に設けられている開口部11には、カバー部材12が配置されている。また、撮影用開口部1にもカバー部材13が配置されている。
デジタルカメラの上部に配置されたシャッターボタン4を押圧すると、それに連動してズーム光学系7、例えば本発明の実施例1に記載されているようなズーム光学系を通して撮影が行われる。物体像は、ズーム光学系7、ローパスフィルタLF、カバーガラスCGを介して固体撮像素子であるCCD7aの結像面上に形成される。このCCD7aの結像面上に結像された物体像の画像情報は、処理手段8を介して記録手段9に記録される。また、記録された画像情報は、処理手段8によって取り出され、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5に表示することもできる。
また、ファインダー光学系10は、ファインダー用対物光学系10aと、正立プリズム10bと、接眼光学系10cとにより構成されている。ファインダー用開口部2から入射する被写体からの光は、ファインダー用対物光学径10aにより、像正立部材である正立プリズム10bに導かれ、物体像を視野枠10b1内に正立正像として結像し、その後、その物体像が接眼光学系10cにより観察者の眼Eに導かれる。
このように構成されたデジタルカメラは、ズーム光学系7が、高倍率比を有し小型であるので、良好な性能を確保するとともにデジタルカメラの小型化を実現することができる。
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
L1,L2,L31,L32,L33,L4 レンズ
Lc 光軸
S 開口絞り
CG カバーガラス
IM 撮像面
E 観察者の眼球
1 撮影用開口部
2 ファインダー用開口部
3 フラッシュ発光部
4 シャッターボタン
5 液晶表示モニター
6 情報入力部
7 ズーム光学系
7a CCD
8 処理手段
9 記録手段
10 ファインダー光学系
10a ファインダー用対物光学系
10b 正立プリズム
10b1 視野枠
10c 接眼光学系
11 開口部
12,13 カバー部材

Claims (16)

  1. 物体側から順に、負のパワーを有する第1レンズ群、正のパワーを有する第2レンズ群、正のパワーを有する第3レンズ群、及び第4レンズ群より成り、像面に対して前記第1レンズ群と前記第4レンズ群の間隔は固定で、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群が各レンズ群との間隔を変えるように光軸上を移動することにより変倍を行うズーム光学系において、
    前記第3レンズ群は、開口絞りと、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をそれぞれ少なくとも1枚含む3枚以上のレンズより成り、最も像面側に位置するレンズが像面側に凹面を有するメニスカスレンズであることを特徴とするズーム光学系。
  2. 前記第3レンズ群は、開口絞りと3枚のレンズから成り、物体側から、開口絞り、正のパワーを有するレンズ、負のパワーを有するレンズ、像面側に凹面を有するメニスカスレンズの順に配置され、
    以下の条件式(1)を満足することを特徴とする請求項1に記載のズーム光学系。
    −1.0<HF3g/fw<−0.55 ・・・(1)
    ここで、HF3gは前記第3レンズ群の前側主点位置、
    fwは広角端での全系での焦点距離である。
  3. 以下の条件式(1-1)を満足することを特徴とする請求項1または2に記載のズーム光学系。
    −0.8<HF3g/fw<−0.57 ・・・(1-1)
  4. 前記第3レンズ群は、開口絞りと3枚のレンズから成り、物体側から、開口絞り、正のパワーを有するレンズ、負のパワーを有するレンズ、像面側に凹面を有するメニスカスレンズの順に配置され、
    以下の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項1から3の何れかに記載のズーム光学系。
    0.72<SD3g/fw<1.50 ・・・(2)
    ここで、SD3gは前記第3レンズ群の面間隔の和、
    fwは広角端での全系での焦点距離である。
  5. 以下の条件式(2−1)を満足することを特徴とする請求項1から4の何れかに記載のズーム光学系。
    0.73<SD3g/fw<1.40 ・・・(2−1)
  6. 以下の条件式(3)及び(4)を満足することを特徴とする請求項1から5の何れかに記載のズーム光学系。
    1.40<ndeo<1.74 ・・・(3)
    15.0<vdeo<35.0 ・・・(4)
    ここで、ndeoは前記第3レンズ群において最も負のパワーが強いレンズ(eo)の屈折率、
    vdeoは前記第3レンズ群において最も負のパワーが強いレンズ(eo)のアッベ数である。
  7. 以下の条件式(3-1)及び(4−1)を満足することを特徴とする請求項1から6の何れかに記載のズーム光学系。
    1.47<ndeo<1.67 ・・・(3-1)
    16.0<vdeo<31.0 ・・・(4-1)
  8. 以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項1から7の何れかに記載のズーム光学系。
    1.40<nd<1.726 ・・・(5)
    ここで、ndは、前記第2レンズ群以降の各レンズ(ただし、前記第3レンズ群における最も負のパワーが強いレンズ(eo)を除く)の屈折率である。
  9. 以下の条件式(5-1)を満足することを特徴とする請求項1から4の何れかに記載のズーム光学系。
    1.47<nd<1.67 ・・・(5-1)
  10. 前記第4レンズ群において、最も物体側の面は、有効範囲内の周辺部において物体側に凸面を有することで周辺部の正パワーが強くなることを特徴とする請求項1から9の何れかに記載のズーム光学系。
  11. 以下の条件式(6)及び(7)を満足することを特徴とする請求項10に記載のズーム光学系。
    0.1<fw/f3g<3.0 ・・・(6)
    −3.0<f3g/R4gl<3.0 ・・・(7)
    ここで、R4glは前記第4レンズ群の最も物体側の面の曲率半径、
    f3gは前記第3レンズ群の焦点距離、
    fwは広角端での全系での焦点距離である。
  12. 以下の条件式(6-1)及び(7-1)を満足することを特徴とする請求項10または11に記載のズーム光学系。
    0.4<fw/f3g<1.5 ・・・(6-1)
    −1.5<f3g/R4gl<1.5 ・・・(7-1)
  13. 前記第4レンズ群は、1枚のレンズより成ることを特徴とする請求項10から12の何れかに記載のズーム光学系。
  14. 前記第4レンズ群は、正のパワーを有することを特徴とする請求項10から13の何れかに記載のズーム光学系。
  15. 請求項1から15の何れかに記載の前記ズーム光学系において、移動レンズ群である第2レンズ群と第3レンズ群が各レンズ群との間隔を変えるように光軸上を移動することによりフォーカシングを行うことを特徴とする請求項1から14の何れかに記載のズーム光学系。
  16. 請求項1から15の何れかに記載の前記ズーム光学系と、撮像素子と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
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