JP2011002817A - 変倍光学系、撮像装置およびデジタル機器 - Google Patents

変倍光学系、撮像装置およびデジタル機器 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、コンパクト化を達成することができる変倍光学系、撮像装置およびデジタル機器を提供する。
【解決手段】本発明の変倍光学系は、物体側より像側へ順に、負の光学的パワーを有する第1レンズ群11と、負の光学的パワーを有する第2レンズ群12と、正の光学的パワーを有する第3レンズ群13と、負の光学的パワーを有する第4レンズ群14とを含み、第1レンズ群11内には、光学的パワーを有するレンズが負レンズ1枚のみであり、第3レンズ群13が、望遠端および広角端での第3レンズ群の各像倍率をβ3Tおよびβ3Wとする場合に、1.4<β3T/β3W<4の条件式を満足するものである。
【選択図】図1

Description

本発明は、変倍光学系に関し、特に、コンパクト化の可能な変倍光学系に関する。そして、本発明は、この変倍光学系を備える撮像装置およびこの撮像装置を搭載したデジタル機器に関する。
近年、携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistants)等の携帯可能な通信機能を備えた携帯端末の普及が目覚ましく、これらの機器にコンパクトな例えばデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の静止画撮影や動画撮影可能な撮像装置が内蔵されることが多い。これらの機器に搭載される撮像装置は、通常、サイズ(大きさ)やコストの制約が厳しい。このため、単体のいわゆるデジタルカメラに較べて、低画素で小型の撮像素子を用い、1〜3枚程度のプラスチックレンズから構成される単焦点光学系を備えた撮像装置が一般的に採用されている。しかしながら、これらの機器に搭載される撮像装置も高画素化や高機能化が進展してきており、このため、高画素撮像素子に対応可能で、かつ約2.5倍程度を超える変倍比で撮影者から離れた被写体も撮影可能であって、これらの機器に搭載することができるコンパクトな変倍光学系が要求されている。
この変倍光学系としては、例えば、特許文献1が挙げられる。この特許文献1に記載の変倍光学系は、いわゆるデジタルカメラ用にコンパクト化を図った負負正負の4成分の光学系であるが、上記携帯端末等の機器に搭載する上でコンパクト化の点で充分ではない。
特開2006−098962号公報
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、低コスト化を図りつつ、よりコンパクト化を達成することができる変倍光学系、これを備えた撮像装置およびデジタル機器を提供することである。
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下のような構成を有する変倍光学系、撮像装置およびデジタル機器を提供するものである。なお、以下の説明において使用されている用語は、本明細書においては、次の通り定義されているものとする。
(a)屈折率は、d線の波長(587.56nm)に対する屈折率である。
(b)アッベ数は、d線、F線(波長486.13nm)、C線(波長656.28nm)に対する屈折率を各々nd、nF、nC、アッベ数をνdとした場合に、
νd=(nd−1)/(nF−nC)
の定義式で求められるアッベ数νdをいうものとする。
(c)レンズについて、「凹」、「凸」または「メニスカス」という表記を用いた場合、これらは光軸近傍(レンズの中心付近)でのレンズ形状を表しているものとする。
(d)接合レンズを構成している各単レンズにおける光学的パワー(焦点距離の逆数)の表記は、単レンズのレンズ面の両側が空気である場合におけるパワーである。
(e)複合型非球面レンズに用いる樹脂材料は、基板ガラス材料の付加的機能しかないため、単独の光学部材として扱わず、基板ガラス材料が非球面を有する場合と同等の扱いとし、レンズ枚数も1枚として取り扱うものとする。そして、レンズ屈折率も基板となっているガラス材料の屈折率とする。複合型非球面レンズは、基板となるガラス材料の上に薄い樹脂材料を塗布して非球面形状としたレンズである。
本発明の一態様に係る変倍光学系は、物体側より像側へ順に、負の光学的パワーを有する第1レンズ群と、負の光学的パワーを有する第2レンズ群と、正の光学的パワーを有する第3レンズ群と、負の光学的パワーを有する第4レンズ群とを含み、前記第1レンズ群内には、光学的パワーを有するレンズが負レンズ1枚のみであり、前記第3レンズ群が下記(1)の条件式を満足することを特徴とする。
1.4<β3t/β3w<4 ・・・(1)
ただし、β3tは、望遠端での前記第3レンズ群の像倍率であり、β3wは、広角端での前記第3レンズ群の像倍率である。
また、本発明の他の一態様に係る変倍光学系は、物体側より像側へ順に、負の光学的パワーを有する第1レンズ群と、負の光学的パワーを有する第2レンズ群と、正の光学的パワーを有する第3レンズ群と、負の光学的パワーを有する第4レンズ群とを含み、前記第1レンズ群内には、光学的パワーを有するレンズが負レンズ1枚のみであり、前記第3レンズ群が下記(2)の条件式を満足することを特徴とする。
0.5<(β3t/β3w)/Z<2 ・・・(2)
ただし、β3tは、望遠端での前記第3レンズ群の像倍率であり、β3wは、広角端での前記第3レンズ群の像倍率であり、Zは、全系の変倍比である。なお、条件式(2)は、全系の変倍比Zの観点から、上述の変倍光学系を規定したものである。
このような構成の変倍光学系では、負リードの光学系であり、変倍比が2〜3倍程度のズームレンズにおいて、光学全長・前玉径のサイズや誤差感度の面から有利である。また、本変倍光学系では、第1レンズ群内には、光学的パワーを有するレンズが負レンズ1枚のみが含まれる構成とすることによって、偏芯誤差感度が厳しくなりがちな第1レンズ群内のレンズ間光軸調整が不要となり、比較的大幅なコストダウンを図ることが可能となる。そして、本変倍光学系では、主に第3レンズ群が変倍負担を担う構成と成っているため第3レンズ群の変倍負担が大きいが、前記条件式(1)もしくは条件式(2)を満たすことによって、変倍移動量の短縮化による本変倍光学系全体(ユニット)のコンパクト化が可能となる。すなわち、前記条件式(1)の下限を下回ると、もしくは前記条件式(2)の下限を下回ると、変倍時の移動距離が増加してしまい、本変倍光学系のコンパクト化が図れなくなって、好ましくない。
一方、前記条件式(1)の上限を上回ると、もしくは前記条件式(2)の上限を上回ると、第3レンズ群の偏芯誤差感度が高くなりすぎ、軸上コマ収差や片ボケと呼ばれる画面内で非対称なボケを発生させてしまい、画質の劣化を招いてしまい、好ましくない。
ここで、本発明で言うコンパクト化(小型化)とは、変倍光学系の全系において、広角端での最も物体側のレンズ面から像側焦点までの光軸上の距離をTLとし、そして、固体撮像素子の撮像面対角線長(固体撮像素子の矩形実効画素領域の対角線長)を2Y’とする場合に、“TL/2Y’<5.2”を満たすレベルを言う。これによって変倍光学系全体のコンパクト化が可能となり、この結果、撮像装置全体の小型軽量化やデジタル機器全体の小型軽量化も可能となる。
また、他の一態様では、これら上述の変倍光学系において、前記第3レンズ群は、下記(3)および(4)の条件式を満たすことを特徴とする。
1.25<f3/fw<2 ・・・(3)
71≦v3p≦100 ・・・(4)
ただし、f3は、前記第3レンズ群の合成焦点距離であり、v3pは、前記第3レンズ群内の正レンズのアッベ数の最大値である。
前記条件式(3)は、光学的パワーの観点から、これら上述の変倍光学系を規定したものである。すなわち、前記条件式(3)の上限を上回ると、変倍時の移動距離が増加してしまい、本変倍光学系のコンパクト化が図れなくなって、好ましくない。また、前記条件式(3)の下限を下回ると、第3レンズ群の偏芯誤差感度が高くなりすぎ、軸上コマ収差や片ボケと呼ばれる画面内で非対称なボケを発生させてしまい、画質の劣化を招いてしまい、好ましくない。
また、前記条件式(4)は、前記条件式(3)の下で軸上色収差を低減するための条件である。すなわち、前記条件式(4)の下限を下回ると、軸上色収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式(4)の上限を上回ると、同一の光学的パワーを得ようとすると曲率半径が小さくなり、偏肉比が大きくなって、樹脂レンズの場合にはウェルドや複屈折が発生してしまい、またガラスレンズの場合には屈折率分布や面精度の低下が発生してしまい、好ましくない。
また、他の一態様では、これら上述の変倍光学系において、前記第4レンズ群が下記(5)の条件式を満足することを特徴とする。
1.1<|f4/fw|<9 ・・・(5)
ただし、f4は、前記第4レンズ群の合成焦点距離であり、fwは、広角端での全系の焦点距離である。
前記条件式(5)は、第4レンズ群にも変倍負担を担わせる場合に、条件式(1)のもとで、2〜3倍程度の変倍比を実現するために必要な範囲である。すなわち、前記条件式(5)の上限を上回ると、コンパクト性を維持しようとする場合に、第3レンズ群の変倍負担が大きくなってしまうため、第3レンズ群の偏芯誤差感度が高くなってしまい、好ましくない。また、前記条件式(5)の下限を下回ると、第4レンズ群での射出瞳位置変動が大きくなり、撮像素子への光線入射角が大きくなってしまうとともに、広角端と望遠端での撮像素子への光線入射角の差が増大し、シェーディングが発生して画質が劣化してしまい、好ましくない。
また、他の一態様では、これら上述の変倍光学系において、前記第4レンズ群が下記(6)の条件式を満足することを特徴とする。
0.3<(β4t/β4w)/Z<0.8 ・・・(6)
ただし、β4tは、望遠端での前記第4レンズ群の像倍率であり、β4wは、広角端での前記第4レンズ群の像倍率であり、Zは、全系の変倍比である。なお、条件式(6)は、全系の変倍比Zの観点から、上述の変倍光学系を規定したものである。
前記条件式(6)の下限を下回ると、コンパクト性を維持しようとする場合に、第3レンズ群の変倍負担が大きくなってしまうため、第3レンズ群の偏芯誤差感度が高くなってしまい、好ましくない。一方、前記条件式(6)の上限を上回ると、第3レンズ群と第4レンズ群との相対位置精度が厳しくなりすぎ、群間調整が必要となるとともに、駆動装置による光軸方向あるいは偏芯方向の位置誤差がシビアとなり、駆動装置のコストアップにつながってしまい、好ましくない。
また、他の一態様では、これら上述の変倍光学系において、前記第4レンズ群は、負レンズ1枚のみから構成されることを特徴とする。
このように第4レンズ群を負レンズ1枚のみの構成とすることによって、第4レンズ群を駆動する駆動装置の負荷を減らすことができ、また第4レンズ群内の光軸調整が不要となるため、コストダウンを図ることもできる。
また、他の一態様では、これら上述の変倍光学系において、前記第4レンズ群を移動することによって、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行うことを特徴とする。
このように第4レンズ群でフォーカシングを行うことによって、フォーカシングに伴う移動量を抑えることができ、収差変動も小さくすることが可能となる。
また、他の一態様では、これら上述の変倍光学系において、前記第1レンズ群は、変倍時に固定であり、前記第1レンズ群内に反射部材を有することを特徴とする。
このように第1レンズ群を変倍時に固定とすることによって、第1レンズ群のレンズ有効径を抑えることが可能となる。また、第1レンズ群が可動の場合には、第1レンズ群の外側に駆動装置を配置しなければならず、外径方向のサイズアップに繋がるが、このように第1レンズ群を変倍時に固定とすることによって、外径方向のコンパクト化に対して非常に効果的である。さらに、反射部材を配置することによって、光学系の薄型化を図ることが可能となり、本変倍光学系が搭載される機器の形状自由度を高めることが可能となる。
そして、本発明の他の一態様にかかる撮像装置は、これら上述の構成のいずれかの変倍光学系と、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、前記変倍光学系が前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能とされていることを特徴とする。
この構成によれば、コンパクト化を達成することができる撮像装置を提供することができる。
そして、本発明の他の一態様にかかるデジタル機器は、上述の撮像装置と、前記撮像装置に被写体の静止画撮影および動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部とを備え、前記撮像装置の変倍光学系が、前記撮像素子の受光面上に前記被写体の光学像を形成可能に組み付けられていることを特徴とする。そして、好ましくは、デジタル機器は、携帯端末から成る。
この構成によれば、コンパクト化を達成することができるデジタル機器や携帯端末を提供することができる。
また、他の一態様では、上述のデジタル機器において、前記撮像素子の出力に対し所定の画像処理を行う画像処理部をさらに有することを特徴とする。そして、好ましくは、前記所定の画像処理は、前記撮像素子の受光面上に形成される前記被写体の光学像における歪みを補正する歪補正処理を含む。画像処理部を有することで、光学的に補正しきれない収差や周辺光量低下を軽減することが可能となる。
この構成によれば、所定の画像処理を行うデジタル機器を提供することができる。例えば、光学的に補正しきれない収差を情報処理による画像処理によって補正したり、また例えば、周辺光量の低下を情報処理による画像処理によって補正したり等することができる。
また、例えば、歪曲収差を情報処理による画像処理で補正する構成では、特に、最物体側や像面に近いレンズによる収差負担が大幅に軽減されるため、レンズ枚数の削減につながり、射出瞳位置の制御も容易となるため、レンズ形状を加工性の良い形状にすることができる。特に、第1レンズ群内に光学的パワーを有するレンズが負レンズ1枚のみで構成する場合や、第4レンズ群を負レンズ1枚のみで構成する場合には、画像の歪みを補正することが特に効果的である。あるいは、このような歪曲収差を情報処理による画像処理で補正する構成では、歪曲収差を除く他の諸収差だけを考慮すればよいので、変倍光学系の設計の自由度が増し、設計がより容易となる。
本発明によれば、コンパクト化を達成することができる変倍光学系、撮像装置およびデジタル機器の提供が可能となる。
実施形態における変倍光学系の説明のための、その構成を模式的に示したレンズ断面図である。 主光線の像面入射角の定義を示す模式図である。 実施形態におけるデジタル機器の構成を示すブロック図である。 デジタル機器の一実施形態を示すカメラ付携帯電話機の外観構成図である。 実施例1における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例1の変倍光学系の変倍における各レンズ群の移動の様子を示す図である。 実施例2における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例3における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例3の変倍光学系の変倍における各レンズ群の移動の様子を示す図である。 実施例4における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例5における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例6における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例7における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例8における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例9における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例10における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例10の変倍光学系の変倍における各レンズ群の移動の様子を示す図である。 実施例11における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例12における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例13における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例13の変倍光学系の変倍における各レンズ群の移動の様子を示す図である。 実施例14における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。 実施例14の変倍光学系の変倍における各レンズ群の移動の様子を示す図である。 実施例1における変倍光学系の収差図である。 実施例2における変倍光学系の収差図である。 実施例3における変倍光学系の収差図である。 実施例4における変倍光学系の収差図である。 実施例5における変倍光学系の収差図である。 実施例6における変倍光学系の収差図である。 実施例7における変倍光学系の収差図である。 実施例8における変倍光学系の収差図である。 実施例9における変倍光学系の収差図である。 実施例10における変倍光学系の収差図である。 実施例11における変倍光学系の収差図である。 実施例12における変倍光学系の収差図である。 実施例13における変倍光学系の収差図である。 実施例14における変倍光学系の収差図である。
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、接合レンズにおけるレンズ枚数は、接合レンズ全体で1枚ではなく、接合レンズを構成する単レンズの枚数で表すこととする。
図1は、実施形態における変倍光学系の説明のための、その構成を模式的に示したレンズ断面図である。
図1において、この変倍光学系1は、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子16の受光面(像面)上に、物体(被写体)の光学像を形成するものであって、物体側より像側へ順に、負の光学的パワーを有する第1レンズ群11と、負の光学的パワーを有する第2レンズ群12と、正の光学的パワーを有する第3レンズ群13と、負の光学的パワーを有する第4レンズ群14とを含み、第1レンズ群11内には、光学的パワーを有するレンズが負レンズ1枚のみである光学系である。なお、図1で例示した変倍光学系1は、後述する実施例1の変倍光学系1A(図4)と同じ構成である。
図1では、第1レンズ群11は、広角端から望遠端への変倍において固定し、物体側より像側へ順に、前記1枚の負レンズとして、物体側に凸の負メニスカスレンズ111と、プリズム112とから構成されて成り、第2レンズ群12は、変倍において移動し、物体側より像側へ順に、両凹の負レンズ121と、物体側に凸の正メニスカスレンズ122とから構成されて成り、第3レンズ群13は、変倍において移動し、物体側より像側へ順に、両凸の正レンズ131と、両凸の正レンズ132と、両凹の負レンズ133と、両凸の正レンズ134とから構成されて成り、第4レンズ群14は、変倍において移動し、像側に凸の負メニスカスレンズ141から構成されて成る例を示している。
正レンズ131および負メニスカスレンズ141は、両面が非球面である。これら正レンズ131および負メニスカスレンズ141の非球面レンズは、例えばガラスモールドレンズであってもよく、また例えば、プラスチック等の樹脂材料製レンズであってもよい。特に、携帯端末に搭載する場合には軽量化の観点から、樹脂材料製レンズが好ましい。図1に示す例では、負メニスカスレンズ141は、樹脂材料製レンズである。負レンズ121と正メニスカスレンズ122と、および、正レンズ132と負レンズ133と正レンズ134とは、それぞれ、接合レンズである。
そして、変倍光学系1には、光学絞りSTが正レンズ131の物体側に配置されており、第3レンズ群13と共に移動する。光学絞りSTは、メカニカルシャッタであってもよい。
そして、この実施形態にかかる変倍光学系1は、望遠端での第3レンズ群13の像倍率をβ3tとし、広角端での第3レンズ群13の像倍率をβ3wとする場合に、下記(1)の条件式を満足するものである。あるいは、この変倍光学系1は、全系の変倍比をZとする場合に、下記(2)の条件式を満足するものである。なお、この条件式(2)は、全系の変倍比Zの観点から、変倍光学系1を規定したものである。
1.4<β3t/β3w<4 ・・・(1)
あるいは、
0.5<(β3t/β3w)/Z<2 ・・・(2)
さらに、この変倍光学系1の像側には、フィルタ16や撮像素子17が配置される。フィルタ16は、平行平板状の光学素子であり、各種光学フィルタや、撮像素子のカバーガラス等を模式的に表したものである。使用用途、撮像素子、カメラの構成等に応じて、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ等の光学フィルタを適宜に配置することが可能である。撮像素子17は、この変倍光学系1によって結像された被写体の光学像における光量に応じてR(赤)、G(緑)、B(青)の各成分の画像信号に光電変換して所定の画像処理回路(不図示)へ出力する素子である。これらによって物体側の被写体の光学像が、変倍光学系1によりその光軸AXに沿って適宜な変倍比で撮像素子17の受光面まで導かれ、撮像素子17によって前記被写体の光学像が撮像される。
このような構成の変倍光学系1では、負リードの光学系であり、変倍比が2〜3倍程度のズームレンズにおいて、光学全長・前玉径のサイズや誤差感度の面から有利である。また、この変倍光学系1では、第1レンズ群11内には、光学的パワーを有するレンズが負レンズ1枚のみが含まれる構成とすることによって、偏芯誤差感度が厳しくなりがちな第1レンズ群11内のレンズ間光軸調整が不要となり、比較的大幅なコストダウンを図ることが可能となる。そして、この変倍光学系1では、主に第3レンズ群13が変倍負担を担う構成と成っているため第3レンズ群13の変倍負担が大きいが、前記条件式(1)もしくは条件式(2)を満たすことによって、変倍移動量の短縮化による変倍光学系1全体(ユニット)のコンパクト化が可能となる。すなわち、前記条件式(1)の下限を下回ると、もしくは前記条件式(2)の下限を下回ると、変倍時の移動距離が増加してしまい、変倍光学系1のコンパクト化が図れなくなって、好ましくない。
一方、前記条件式(1)の上限を上回ると、もしくは前記条件式(2)の上限を上回ると、第3レンズ群13の偏芯誤差感度が高くなりすぎ、軸上コマ収差や片ボケと呼ばれる画面内で非対称なボケを発生させてしまい、画質の劣化を招いてしまい、好ましくない。
また、この変倍光学系1では、第1レンズ群11が変倍時に固定とされている。このような構成では、第1レンズ群11のレンズ有効径を抑えることが可能となる。また、第1レンズ群11が可動する場合には、第1レンズ群11の外側に第1レンズ群11を駆動するための駆動装置を配置する必要が生じるため、外径方向のサイズアップに繋がる。したがって、第1レンズ群11を変倍時に固定することは、外径方向のコンパクト化に対しても非常に効果的である。
また、この変倍光学系1では、第1レンズ群11内に、反射部材として、プリズム112を有している。プリズム112は、光線の方向を変える偏角プリズムであって、光線の入射面と射出面とが互いに平行でない平面よりなる透明媒質の多角柱体である。プリズム112は、例えば、底面が直角二等辺三角形の三角柱であって、プリズムの斜面によって光路が折り曲げられる。斜面には、必要に応じて反射膜が備えられている。このように変倍光学系1は、いわゆる屈曲光学系として構成されている。このため、物体から変倍光学系1の入射面に向かう方向における変倍光学系1の薄型化を図ることが可能となる。よって、本実施形態にかかる変倍光学系1を搭載する機器における形状の自由度を高めることが可能となる。
また、この変倍光学系1では、第1レンズ群11は、その内に、反射部材として、プリズム112を有し、かつ、前記反射部材(プリズム112)の物体側に、負メニスカスレンズ111の1枚のみを有している。負レンズ(負メニスカスレンズ111)を1枚のみとすることによって、前記反射部材(プリズム112)よりも物体側に配置する場合には、レンズユニットの厚みを抑えることができ、反射部材(プリズム112)の像側に配置する場合には、第1レンズ群11と第2レンズ群12との間隔を接近させることができるため、光学全長の短縮に効果がある。
また、この変倍光学系1では、広角端から望遠端への変倍の際に、後述するように、第2レンズ群12は、像側に凸の軌跡を描いて移動する。第2レンズ群12がこのような軌跡を描くことによって、他の変倍群の移動により生じる焦点位置ズレを一定に保つことが可能となる。
また、この変倍光学系1では、第2レンズ群12は、負レンズ121と正レンズ122とを接合した接合レンズから構成されて成る。この構成によって、第2レンズ群12内の各レンズの製造誤差感度、特に、偏芯時の誤差感度を抑えることが可能となる。
また、この変倍光学系1では、第3レンズ群13内に少なくとも1面の非球面、図1に示す例では正レンズ131の両面が非球面である。このように、第3レンズ群13内に非球面を有することによって、所定の収差、例えば球面収差と非点収差を良好に補正することができる。そして、この構成によって、コンパクト化に伴う第3レンズ群13の光学的パワーの増大によって発生する球面収差とコマ収差を良好に補正することもできる。
また、この変倍光学系1では、第4レンズ群14は、その内に、少なくとも1面の非球面、図1に示す例では負メニスカスレンズ141の両面が非球面である。このように、第4レンズ群14内に非球面を有することによって、軸外コマ収差の補正と像面に対するテレセントリック性とを良好に保つことができる。
また、この変倍光学系1では、第4レンズ群14を移動することによって、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。このように第4レンズ群14でフォーカシングを行うことによって、フォーカシングに伴う移動量を抑えることができ、収差変動も小さくすることが可能となる。
また、この変倍光学系1では、第4レンズ群14は、負レンズ1枚のみから構成されている。このように第4レンズ群14を負レンズ1枚のみの構成とすることによって、第4レンズ群14を駆動する駆動装置の負荷を減らすことができ、また第4レンズ群14内の光軸調整が不要となるため、コストダウンを図ることもできる。
また、この変倍光学系1では、物体側より像側へ順に、物体側凸の負メニスカスレンズ111、プリズム112、から成る第1レンズ群11、両凹の負レンズ121と物体側に凸の正メニスカスレンズ122との接合レンズ、から成る第2レンズ群12、両凸の正レンズ131、両凸の正レンズ132と両凹の負レンズ133と両凸の正レンズ134との3枚接合レンズ、から成る第3レンズ群13、像側に凸の負メニスカスレンズ141、から成る第4レンズ群14、を備えて構成されている。このように第1レンズ群11を負レンズ1枚で構成することによってコンパクト化に有利である。また、第2レンズ群12を接合レンズとすることによって、倍率色収差の補正と偏芯誤差感度を低減することができる。また、第3レンズ群13を4枚で構成することによって、3枚の正レンズを用いることで誤差感度を低減することができ、3枚接合レンズを使用することで軸上色収差の補正を充分に行うことができ、レンズ間隔誤差の敏感度を低減することができる。そして、第4レンズ群14を負メニスカスレンズとすることによって、像面への光線入射角のテレセントリック性を確保することができる。
また、このような構成の変倍光学系1において、第3レンズ群13の合成焦点距離をf3とし、第3レンズ群13内の正レンズのアッベ数の最大値をv3pとする場合に、第3レンズ群13は、下記(3)および(4)の条件式を満たすことが好ましい。
1.25<f3/fw<2 ・・・(3)
71≦v3p≦100 ・・・(4)
前記条件式(3)は、光学的パワーの観点から、変倍光学系1を規定したものである。すなわち、前記条件式(3)の上限を上回ると、変倍時の移動距離が増加してしまい、変倍光学系1のコンパクト化が図れなくなって、好ましくない。また、前記条件式(3)の下限を下回ると、第3レンズ群13の偏芯誤差感度が高くなりすぎ、軸上コマ収差や片ボケと呼ばれる画面内で非対称なボケを発生させてしまい、画質の劣化を招いてしまい、好ましくない。
また、前記条件式(4)は、前記条件式(3)の下で軸上色収差を低減するための条件である。すなわち、前記条件式(4)の下限を下回ると、軸上色収差の補正が困難となって、好ましくない。一方、前記条件式(4)の上限を上回ると、同一の光学的パワーを得ようとすると曲率半径が小さくなり、偏肉比が大きくなって、樹脂レンズの場合にはウェルドや複屈折が発生してしまい、またガラスレンズの場合には屈折率分布や面精度の低下が発生してしまい、好ましくない。
また、このような構成の変倍光学系1において、第4レンズ群14の合成焦点距離をf4とし、広角端での全系の焦点距離をfwとする場合に、第4レンズ群14が下記(5)の条件式を満足することが好ましい。
1.1<|f4/fw|<9 ・・・(5)
前記条件式(5)は、第4レンズ群にも変倍負担を担わせる場合に、条件式(1)のもとで、2〜3倍程度の変倍比を実現するために必要な範囲である。すなわち、前記条件式(5)の上限を上回ると、コンパクト性を維持しようとする場合に、第3レンズ群13の変倍負担が大きくなってしまうため、第3レンズ群13の偏芯誤差感度が高くなってしまい、好ましくない。また、前記条件式(5)の下限を下回ると、第4レンズ群14での射出瞳位置変動が大きくなり、撮像素子17への光線入射角が大きくなってしまうとともに、広角端と望遠端での撮像素子17への光線入射角の差が増大し、シェーディングが発生して画質が劣化してしまい、好ましくない。
また、このような構成の変倍光学系1において、望遠端での第4レンズ群14の像倍率をβ4tとし、広角端での第4レンズ群14の像倍率をβ4wとし、全系の変倍比をZとした場合に、第4レンズ群14が下記(6)の条件式を満足することが好ましい。なお、条件式(6)は、全系の変倍比Zの観点から、変倍光学系1を規定したものである。
0.3<(β4t/β4w)/Z<0.8 ・・・(6)
前記条件式(6)の下限を下回ると、コンパクト性を維持しようとする場合に、第3レンズ群13の変倍負担が大きくなってしまうため、第3レンズ群13の偏芯誤差感度が高くなってしまい、好ましくない。一方、前記条件式(6)の上限を上回ると、第3レンズ群13と第4レンズ群14との相対位置精度が厳しくなりすぎ、群間調整が必要となるとともに、駆動装置による光軸方向あるいは偏芯方向の位置誤差がシビアとなり、駆動装置のコストアップにつながってしまい、好ましくない。
また、このような構成の変倍光学系1において、望遠端での第1レンズ群11と第2レンズ群12の間の光軸上距離をT12とし、広角端での全系の焦点距離をfwとし、望遠端での全系の焦点距離をftとする場合に、下記(7)の条件式を満足することが好ましい。
0.02<T12/(fw×ft)1/2<0.25 ・・・(7)
前記条件式(7)の上限を上回ると、前玉径が増大してしまうとともに光学全長が増加してしまい、小型化(コンパクト化)が図れなくなって好ましくない。また前記条件式(7)の下限を下回ると、第1レンズ群11のレンズ鏡筒と第2レンズ群12のレンズ鏡筒との干渉を避けるためにメカ構造が複雑となってしまい、コストアップしてしまうため、好ましくない。
また、このような構成の変倍光学系1において、プリズム112は、このプリズム112のd線屈折率をNprとする場合に、下記(8)の条件式を満足することが好ましい。
Npr≧1.8 ・・・(8)
前記条件式(8)の下限を下回ると、変倍光学系1の薄型化が不充分となるとともに、前玉径の増大に繋がって、好ましくない。
そして、変倍光学系1のプリズム112は、下記(8’)の条件式を満足することがより好ましい。
Npr≧1.9 ・・・(8’)
前記条件式(8’)を満足することによって、変倍光学系1のさらなる薄型化を図ることが可能となる。このため、搭載される機器の形状自由度が一層高まり、例えば折畳み型の携帯端末のように特に薄型化が要求される端末への搭載も可能となる。
また、このような構成の変倍光学系1において、第1レンズ群11における最も物体側は、負レンズであり、図1に示す例では負メニスカスレンズ111であり、前記負レンズ(負メニスカスレンズ111)のd線屈折率をNlnとする場合に、下記(9)の条件式を満足することであることが好ましい。
Nln≧1.7 ・・・(9)
このような構成では、第1レンズ群11の最物体側を負レンズとすることによって、前玉径を小さく抑えることが可能となり、コンパクトな構成としつつ歪曲収差を良好に補正することが可能となる。そして、前記条件式(9)の下限を下回ると、前玉径が大型化してしまい、好ましくない。
そして、このような構成の変倍光学系1において、下記(9’)の条件式を満足することがより好ましい。
Nln≧1.8 ・・・(9’)
前記条件式(9’)の下限を下回ると、プリズム112が大型化するため、レンズユニットの厚み方向の薄型化が困難となって、好ましくない。
さらに、このような構成の変倍光学系1において、下記(9”)の条件式を満足することがさらに好ましい。
Nln≧1.9 ・・・(9”)
前記条件式(9”)を満足することによって、レンズユニットの厚みを増すことなく、撮影画角を広画角化することができ、より好ましい。
また、このような構成の変倍光学系1において、最大像高をY’とし、最物体側レンズ面の面頂点から像面までの光軸上距離(但し、バックフォーカスは空気換算長)をTLとする場合に、下記(10)の条件式を満足することが好ましい。
Y’/TL>0.095 ・・・(10)
前記条件式(10)を満たすことにより、比較的コンパクトな変倍光学系1を達成することが可能となる。
そして、このような構成の変倍光学系1において、下記(10’)の条件式を満足することがより好ましい。
Y’/TL>0.1 ・・・(10’)
前記条件式(10’)を満足することによって、携帯電話機や携帯情報端末等といった超コンパクト性が求められる機器の形状自由度を損なうことなく搭載するのに充分なコンパクト化を図ることが可能となる。
また、このような構成の変倍光学系1において、第4レンズ群14は、第4レンズ群14の合成焦点距離をf4とし、望遠端での全系の合成焦点距離をftとする場合に、下記(11)の条件式を満たすことが好ましい。
0.4<|f4/ft|<1.2 ・・・(11)
前記条件式(11)の上限を上回ると、コンパクト性を維持しようとした場合に、第3レンズ群13の変倍負担が大きくなるため、第3レンズ群13の偏芯誤差感度が高くなってしまい、好ましくない。また、前記条件式(11)の下限を下回ると、第4レンズ群14での射出瞳位置変動が大きくなり、撮像素子17への光線入射角が大きくなってしまうとともに、広角端と望遠端での撮像素子17への光線入射角の差が増大し、撮像素子17の前に配置したレンズアレイへの斜入射角が大きくなるため、色シェーディングが発生して画質が劣化してしまい、好ましくない。
また、このような構成の変倍光学系1において、第3レンズ群13は、第3レンズ群13の合成焦点距離をf3とし、望遠端での全系の合成焦点距離をftとする場合に、下記(12)の条件式を満たすことが好ましい。
0.2<f3/ft<0.9 ・・・(12)
前記条件式(12)の上限を上回ると、変倍時の移動距離が増加してしまい、光学系のコンパクト化が図れなくなって、好ましくない。また、前記条件式(12)の下限を下回ると、第3レンズ群13の偏芯誤差感度が高くなりすぎ、軸上コマ収差や片ボケと呼ばれる画面内で非対称なボケを発生させてしまい、画質の劣化を招いてしまい、好ましくない。
また、このような構成の変倍光学系1において、第4レンズ群14の最像側レンズの最像側面は、非球面であり、主光線の像面入射角の定義を示す模式図である図2に示すように、広角端において、撮像面への入射光線のうち最大画角の主光線の、像面に立てた垂線に対する角度(deg、度)をαwとし、望遠端において、撮像面への入射光線のうち最大画角の主光線の、像面に立てた垂線に対する角度(deg、度)をαtとする場合に、下記(13)および(14)の各条件式を満たすことが好ましい。なお、条件式(13)および(14)におけるαwおよびαtは、射出瞳位置が像面より物体側にある場合の主光線角度を正方向とする。
αw<28 ・・・(13)
|αw-αt|<13 ・・・(14)
前記条件式(13)を満たすことによって、広画角を確保しつつ、コンパクト化を図ることができ、またシェーディングの少ない良好な画質を得ることが可能となる。前記条件式(14)の上限を上回ると、撮像面手前にレンズアレイを配置したとしても、広角端または望遠端のいずれか一方で、周辺照度低下を抑えることが困難となって、好ましくない。
また、このような構成の変倍光学系1において、望遠端におけるバックフォーカス(空気換算長)をLbとし、広角端での全系の合成焦点距離をfwとする場合に、下記(15)の条件式を満たすことが好ましい。
0.8<Lb/fw<1.6 ・・・(15)
前記条件式(15)の上限を上回ると、第1レンズ群11の光学的な負パワーを非常に強くしなければならず、負レンズ1枚のみで構成する本実施形態では、非点収差や倍率色収差の補正が困難となってしまい、好ましくない。また、前記条件式(15)の下限を下回ると、広角端と望遠端における像面への光線入射角の隔差が大きくなりすぎ、撮像面手前にレンズアレイを配置したとしても、広角端又は望遠端のいずれか一方で、周辺照度低下を抑えることが困難となってしまい、好ましくない。
また、このような構成の変倍光学系1において、少なくとも1枚の樹脂材料製レンズを有することが好ましい。このように樹脂材料製レンズを用いることで、安定した品質での大量生産が可能となり、大幅なコストダウンを図ることができる。
そして、このような構成の変倍光学系1において、前記少なくとも1枚の樹脂材料製レンズは、第4レンズ群14内に配置されることが好ましい。第4レンズ群14内に樹脂材料製レンズを配置することによって、光学性能への影響を最小限に抑えつつ、コストダウンを図ることができる。
また、このような構成の変倍光学系1において、可動する各レンズ群や光学絞り15やシャッター(不図示)等の駆動には、カムやステッピングモータ等が用いられても良いし、あるいは、圧電アクチュエータが用いられても良い。圧電アクチュエータを用いる場合では、駆動装置の体積および消費電力の増加を抑制しつつ、各群を独立に駆動させることも可能で、撮像装置の更なるコンパクト化を図ることができる。
また、このような構成の変倍光学系1において、空気と面している全てのレンズ面が非球面であることが好ましい。この構成によってコンパクト化と高画質化との両立が可能となる。
また、このような構成の変倍光学系1において、非球面を有するガラスレンズは、ガラスモールド非球面レンズや、研削非球面ガラスレンズや、複合型非球面レンズ(球面ガラスレンズ上に非球面形状の樹脂を形成したもの)であってもよい。ガラスモールド非球面レンズは、大量生産に向き好ましく、複合型非球面レンズは、基板となり得るガラス材料の種類が多いため、設計の自由度が高くなる。特に、高屈折率材料を用いた非球面レンズでは、モールド形成が容易ではないため、複合型非球面レンズが好ましい。また、片面非球面の場合には、複合型非球面レンズの利点を最大限に活用することが可能となる。
また、このような構成の変倍光学系1において、第1レンズ群11、第2レンズ群12、第4レンズ群14は、各3枚以下、より好ましくは各2枚以下のレンズで構成することが好ましい。このような構成によって、レンズ枚数削減によるコスト低減を達成することができる。ただし、反射部材としてプリズムを有する場合は、上記枚数にプリズムは、含まないものとする。
また、このような構成の変倍光学系1において、プラスチックレンズを用いる場合では、プラスチック(樹脂材料)中に最大長が30ナノメートル以下の粒子を分散させた素材を用いて成形したレンズであることが好ましい。
一般に透明な樹脂材料に微粒子を混合させると、光が散乱し透過率が低下するので、光学材料として使用することが困難であったが、微粒子の大きさを透過光束の波長よりも小さくすることによって、光は、実質的に散乱しない。そして、樹脂材料は、温度上昇に伴って屈折率が低下してしまうが、無機粒子は、逆に、温度上昇に伴って屈折率が上昇する。このため、このような温度依存性を利用して互いに打ち消し合うように作用させることで、温度変化に対して屈折率変化がほとんど生じないようにすることができる。より具体的には、母材となる樹脂材料に最大長で30ナノメートル以下の無機微粒子を分散させることによって、屈折率の温度依存性を低減した樹脂材料となる。例えば、アクリルに酸化ニオブ(Nb)の微粒子を分散させる。このような構成の変倍光学系1において、少なくとも1枚のレンズに、このような無機微粒子を分散させたプラスチック材料製レンズを用いることによって、変倍光学系1の環境温度変化に伴うバックフォーカスのずれを小さく抑えることが可能となる。
このような無機微粒子を分散させたプラスチック材料製レンズは、以下のように成形されることが好ましい。
屈折率の温度変化について説明すると、屈折率の温度変化n(T)は、ローレンツ・ローレンツの式に基づいて、屈折率nを温度Tで微分することによって式16で表される。
n(T)=((n+2)×(n−1))/6n×(−3α+(1/[R])×(∂[R]/∂T)) ・・・(16)
ただし、αは、線膨張係数であり、[R]は、分子屈折である。
樹脂材料の場合では、一般に、屈折率の温度依存性に対する寄与は、式16中の第1項に較べて第2項が小さく、ほぼ無視することができる。例えば、PMMA樹脂の場合では、線膨張係数αは、7×10−5であって、式19に代入すると、n(T)=−12×10−5(/℃)となり、実測値と略一致する。
具体的には、従来は、−12×10−5[/℃]程度であった屈折率の温度変化n(T)を、絶対値で8×10−5[/℃]未満に抑えることが好ましい。さらに好ましくは、絶対値で6×10−5[/℃]未満にすることである。
よって、このような樹脂材料としては、ポリオレフィン系の樹脂材料やポリカーボネイト系の樹脂材料やポリエステル系の樹脂材料が好ましい。ポリオレフィン系の樹脂材料では、屈折率の温度変化n(T)は、約−11×10−5(/℃)となり、ポリカーボネイト系の樹脂材料では、屈折率の温度変化n(T)は、約−14×10−5(/℃)となり、そして、ポリエステル系の樹脂材料では、屈折率の温度変化n(T)は、約−13×10−5(/℃)となる。
<変倍光学系を組み込んだデジタル機器の説明>
次に、上述の変倍光学系1が組み込まれたデジタル機器について説明する。
図3は、実施形態におけるデジタル機器の構成を示すブロック図である。デジタル機器3は、撮像機能のために、撮像部30、画像生成部31、画像データバッファ32、画像処理部33、駆動部34、制御部35、記憶部36およびI/F部37を備えて構成される。デジタル機器3としては、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ(モニタカメラ)、携帯電話機や携帯情報端末(PDA)等の携帯端末、パーソナルコンピュータおよびモバイルコンピュータを挙げることができ、これらの周辺機器(例えば、マウス、スキャナおよびプリンタなど)を含んでよい。特に、本実施形態の変倍光学系1は、携帯電話機や携帯情報端末(PDA)等の携帯端末に搭載する上で充分にコンパクト化されており、この携帯端末に好適に搭載される。
撮像部30は、撮像装置21と撮像素子17とを備えて構成される。撮像装置21は、図1に示したような変倍光学系1と、光軸方向にレンズを駆動し変倍およびフォーカシングを行うための図略のレンズ駆動装置等とを備えて構成される。被写体からの光線は、変倍光学系1によって撮像素子17の受光面上に結像され、被写体の光学像となる。
撮像素子17は、上述したように、変倍光学系1により結像された被写体の光学像をR,G,Bの色成分の電気信号(画像信号)に変換し、R,G,B各色の画像信号として画像生成部31に出力する。撮像素子17は、制御部35によって静止画あるいは動画のいずれか一方の撮像、または、撮像素子17における各画素の出力信号の読出し(水平同期、垂直同期、転送)などの撮像動作が制御される。
画像生成部31は、撮像素子17からのアナログ出力信号に対し、増幅処理、デジタル変換処理等を行うと共に、画像全体に対して適正な黒レベルの決定、γ補正、ホワイトバランス調整(WB調整)、輪郭補正および色ムラ補正等の周知の画像処理を行って、画像信号から各画素の画像データを生成する。画像生成部31で生成された画像データは、画像データバッファ32に出力される。
画像データバッファ32は、画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対し画像処理部33によって後述の処理を行うための作業領域として用いられるメモリであり、例えば、揮発性の記憶素子であるRAM(Random Access Memory)などで構成される。
画像処理部33は、画像データバッファ32の画像データに対し、解像度変換等の所定の画像処理を行う回路である。
また、必要に応じて画像処理部33は、撮像素子17の受光面上に形成される被写体の光学像における歪みを補正する公知の歪み補正処理等の、変倍光学系1では補正しきれなかった収差を補正するように構成されてもよい。歪み補正は、収差によって歪んだ画像を肉眼で見える光景と同様な相似形の略歪みのない自然な画像に補正するものである。このように構成することによって、変倍光学系1によって撮像素子17へ導かれた被写体の光学像に歪みが生じていたとしても、略歪みのない自然な画像を生成することが可能となる。また、このような歪みを情報処理による画像処理で補正する構成では、特に、最物体側や像面に近いレンズによる収差負担が大幅に軽減されるため、レンズ枚数の削減につながり、射出瞳位置の制御も容易となるため、レンズ形状を加工性の良い形状にすることができる。特に、第1レンズ群11内に光学的パワーを有するレンズが負レンズ1枚のみで構成する場合や、第4レンズ群14を負レンズ1枚のみで構成する場合には、画像の歪みを補正することが特に効果的である。あるいは、歪曲収差を情報処理による画像処理で補正する構成では、歪曲収差を除く他の諸収差だけを考慮すればよいので、変倍光学系1の設計の自由度が増し、設計がより容易となる。
また、必要に応じて画像処理部33は、撮像素子17の受光面上に形成される被写体の光学像における周辺照度落ちを補正する公知の周辺照度落ち補正処理を含んでもよい。周辺照度落ち補正(シェーディング補正)は、周辺照度落ち補正を行うための補正データを予め記憶しておき、撮影後の画像(画素)に対して補正データを乗算することによって実行される。周辺照度落ちが主に撮像素子17における感度の入射角依存性、レンズの口径食およびコサイン4乗則等によって生じるため、前記補正データは、これら要因によって生じる照度落ちを補正するような所定値に設定される。このように構成することによって、変倍光学系1によって撮像素子17へ導かれた被写体の光学像に周辺照度落ちが生じていたとしても、周辺まで充分な照度を持った画像を生成することが可能となる。
駆動部34は、制御部35から出力される制御信号に基づいて図略の前記レンズ駆動装置を動作させることによって、所望の変倍およびフォーカシングを行わせるように変倍光学系1における1または複数のレンズ群を駆動する。
制御部35は、例えばマイクロプロセッサおよびその周辺回路などを備えて構成され、撮像部30、画像生成部31、画像データバッファ32、画像処理部33、駆動部34、記憶部36およびI/F部37の各部の動作をその機能に従って制御する。すなわち、この制御部35によって、撮像装置21は、被写体の静止画撮影および動画撮影の少なくとも一方の撮影を実行するよう制御される。
記憶部36は、被写体の静止画撮影または動画撮影によって生成された画像データを記憶する記憶回路であり、例えば、不揮発性の記憶素子であるROM(Read Only Memory)や、書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)や、RAMなどを備えて構成される。つまり、記憶部36は、静止画用および動画用のメモリとしての機能を有する。
I/F部37は、外部機器と画像データを送受信するインターフェースであり、例えば、USBやIEEE1394などの規格に準拠したインターフェースである。
このような構成のデジタル機器3の撮像動作に次について説明する。
静止画を撮影する場合は、制御部35は、撮像装置21に静止画の撮影を行わせるように制御すると共に、駆動部34を介して撮像装置21の図略の前記レンズ駆動装置を動作させ、フォーカシングを行う。これにより、ピントの合った光学像が撮像素子17の受光面に周期的に繰り返し結像され、R、G、Bの色成分の画像信号に変換された後、画像生成部31に出力される。その画像信号は、画像データバッファ32に一時的に記憶され、画像処理部33により画像処理が行われた後、その画像信号に基づく画像がディスプレイ(不図示)に表示される。そして、撮影者は、前記ディスプレイを参照することで、主被写体をその画面中の所望の位置に収まるように調整することが可能となる。この状態でいわゆるシャッターボタン(不図示)が押されることによって、静止画用のメモリとしての記憶部36に画像データが格納され、静止画像が得られる。
この場合において、被写体が撮像装置21から離れた位置にある、あるいは近くの被写体を拡大したいためズーム撮影を行う場合には、制御部35は、変倍のためのレンズ駆動を実行し、変倍光学系1に連続的にズーミングを行わせる。これによって、撮影者から離れた被写体であっても拡大率を調節することによって、通常の等倍撮影と同様、主被写体がその画面中の所望の位置に収まるように調整し、拡大された静止画像を得ることができる。
また、動画撮影を行う場合は、制御部35は、撮像装置21に動画の撮影を行わせるように制御する。後は、静止画撮影の場合と同様にして、撮影者は、前記ディスプレイ(不図示)を参照することで、撮像装置21を通して得た被写体の像が、その画面中の所望の位置に収まるように調整することができる。この場合において、静止画撮影と同様に、被写体像の拡大率を調節することができ、前記シャッターボタン(不図示)を押すことによって、動画撮影が開始される。この撮影中において被写体の拡大率を随時変えることも可能である。
動画撮影時、制御部35は、撮像装置21に動画の撮影を行わせるように制御すると共に、駆動部34を介して撮像装置21の図略の前記レンズ駆動装置を動作させ、フォーカシングを行う。これによって、ピントの合った光学像が撮像素子17の受光面に周期的に繰り返し結像され、R、G、Bの色成分の画像信号に変換された後、画像生成部31に出力される。その画像信号は、画像データバッファ32に一時的に記憶され、画像処理部33により画像処理が行われた後、その画像信号に基づく画像がディスプレイ(不図示)に表示される。そして、もう一度前記シャッターボタン(不図示)を押すことで、動画撮影が終了する。撮影された動画像は、動画用のメモリとしての記憶部36に導かれて格納される。
このような撮像装置21およびデジタル機器3では、コンパクト化を達成することができる変倍光学系1を備えるので、コンパクト化を図りつつ高画素な撮像素子17を採用することができる。特に、変倍光学系1が小型で高画素撮像素子に適用可能であるので、高画素化や高機能化が進む携帯端末に好適である。その一例として、携帯電話機に撮像装置21を搭載した場合について、以下に説明する。
図4は、デジタル機器の一実施形態を示すカメラ付携帯電話機の外観構成図である。図4(A)は、携帯電話機の操作面を示し、図4(B)は、操作面の裏面、つまり背面を示す。
図4において、携帯電話機5には、上部にアンテナ51が備えられ、その操作面には、図4(A)に示すように、長方形のディスプレイ52、画像撮影モードの起動および静止画撮影と動画撮影との切り替えを行う画像撮影ボタン53、変倍(ズーミング)を制御する変倍ボタン54、シャッタボタン55およびダイヤルボタン56が備えられている。
そして、この携帯電話機5には、携帯電話網を用いた電話機能を実現する回路が内蔵されると共に、上述した撮像部30、画像生成部31、画像データバッファ32、画像処理部33、駆動部34、制御部35および記憶部36が内蔵されており、撮像部30の撮像装置21が背面に臨んでいる。
画像撮影ボタン53が操作されると、その操作内容を表す制御信号が制御部35へ出力され、制御部35は、その操作内容に応じた動作を実行する。変倍ボタン54は、例えば、2接点式のスイッチ等で構成され、その上端部分に望遠を表す「T」の印字がされ、下端部分に広角を表す「W」の印字がされている。そして、変倍ボタン54の印字位置が押下されることによって、それぞれの変倍動作を表す制御信号が制御部35へ出力され、制御部35は、その変倍動作に応じた動作を実行する。そして、シャッタボタン55が操作されると、その操作内容を表す制御信号が制御部35へ出力され、制御部35は、その操作内容に応じた動作を実行する。
<変倍光学系のより具体的な実施形態の説明>
以下、図1に示したような変倍光学系1、すなわち図3に示したようなデジタル機器3に搭載される撮像装置21に備えられる変倍光学系1の具体的な構成を、図面を参照しつつ説明する。
図5は、実施例1における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図5は、広角端(WIDE)の場合を示している。なお、後述の実施例2ないし実施例14における変倍光学系1B〜1Nのレンズ群の配列を示す断面図である図7、図8、図10〜図16、図18〜図20および図22についても同様に広角端(WIDE)の場合を示している。
図6は、実施例1の変倍光学系の変倍における各レンズ群の移動の様子を示す図である。“W”は、広角端の場合を示し、“M”は、広角端と望遠端との中間点の場合を示し、そして、“T”は、望遠端の場合を示している。なお、後述の図9、図17、図21および図23における“W”、“M”および“T”についても同様の場合を示している。なお、図6は、後述の実施例2、実施例5、実施例6および実施例9の変倍光学系1B、1E、1F、1Iの変倍における各レンズ群の移動の様子を示す図でもある。
図24は、実施例1における変倍光学系の収差図である。図24(A)は、広角端(WIDE)の場合を示し、図24(B)は、中間点(MIDDLE)の場合を示し、そして、図24(C)は、望遠端(TELE)の場合を示す。
実施例1の変倍光学系1Aは、図5に示すように、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)と、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)と、光学絞りSTを含む全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)と、全体として負の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)とからなる負・負・正・負の4成分ズーム構成であり、ズーミングの際(変倍時)には、図6に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、移動し、第3レンズ群(Gr3)と第4レンズ群(Gr4)とは、それらの間隔が増加するように移動し、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。
より詳しくは、実施例1の変倍光学系1Aは、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)と、プリズム(L2)とから構成されて成る。
第2レンズ群(Gr2)は、両凹の負レンズ(第3レンズL3)と、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第4レンズL4)とから構成されて成る。第3レンズL3と第4レンズL4とは、接合レンズである。
第3レンズ群(Gr3)は、光学絞りSTと、両凸の正レンズ(第5レンズL5)と、両凸の正レンズ(第6レンズL6)と、両凹の負レンズ(第7レンズL7)と、両凸の正レンズ(第8レンズL8)とから構成されて成る。光学絞りSTは、第5レンズL5の物体側に配置され、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。光学絞りSTは、メカニカルシャッタであってもよい。第5レンズL5は、両面が非球面である。第6ないし第8レンズL6、L7、L8は、接合レンズである。
第4レンズ群(Gr4)は、像側に凸の負メニスカスレンズ(第9レンズL9)から構成されて成る。第9レンズL9は、両面が非球面であり、樹脂材料製のレンズである。
そして、第4レンズ群(Gr4)の像側には、フィルタとしての平行平板FTを介して撮像素子SRの受光面が配置されている。平行平板FTは、各種光学フィルタや撮像素子のカバーガラス等である。
図5において、各レンズ面に付されている番号ri(i=1,2,3,・・・)は、物体側から数えた場合のi番目のレンズ面(ただし、レンズの接合面は1つの面として数えるものとする。)であり、riに「*」印が付されている面は、非球面であることを示す。なお、光学絞りST、平行平板FTの両面および撮像素子SRの受光面も1つの面として扱っている。このような取り扱いおよび符号の意義は、後述の実施例2ないし実施例14についても同様である(図7、図8、図10〜図16、図18〜図20および図22)。ただし、全く同一のものであるという意味ではなく、例えば、各実施例1〜14の各図5、図7、図8、図10〜図16、図18〜図20および図22を通じて、最も物体側に配置されるレンズ面には、同じ符号(r1)が付されているが、これらの曲率などが各実施例1〜14を通じて同一であるという意味ではない。
このような構成の下で、物体側から入射した光線は、光軸AXに沿って、順に第1レンズ群(Gr1)、第2レンズ群(Gr2)、第3レンズ群(Gr3)(途中、光学絞りSTを含む)、第4レンズ群(Gr3)および平行平板FTを通過し、撮像素子SRの受光面に物体の光学像を形成する。そして、撮像素子SRでは、光学像が電気的な信号に変換される。この電気信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理などが施され、デジタル映像信号として例えばデジタルカメラ等のデジタル機器のメモリに記録されたり、有線あるいは無線の通信によって他のデジタル機器に伝送されたりする。
この実施例1の変倍光学系1Aでは、広角端(WIDE)から中間点(MIDDLE)を経て望遠端(TELE)への変倍時に、図6に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、略中間点で像側に凸となる曲線を描くように移動され、第3レンズ群(Gr3)は、物体に近づく方向に略直線的に移動され、第4レンズ群(Gr4)は、物体に近づく方向に第3レンズ群(Gr3)の移動量に較べて緩やかに略直線的に移動され、そして、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。このように広角端(WIDE)から望遠端(TELE)への変倍において、第2ないし第4レンズ群(Gr2、Gr3、Gr4)は、移動し、第1レンズ群(Gr1)と第3レンズ群(Gr3)および第4レンズ群(Gr4)のぞれぞれとは、互いの間隔が狭くなるように移動する。
また、第3レンズ群(Gr3)の物体側に例えば開口絞り等の光学絞りSTが配置されており、この光学絞りSTは、広角端から望遠端への変倍の際に、図6に示すように、第3レンズ群(Gr3)と共に物体側に移動する。このように第3レンズ群(Gr3)の物体側に光学絞りSTを配置することによって、前玉径の増大を防ぐことができる。また第3レンズ群(Gr3)と一体的に移動することによって、鏡筒構成を簡略化することができ、第2レンズ群(Gr2)と第3レンズ群(Gr3)との間隔を非常に接近させることができる。この第2レンズ群(Gr2)と第3レンズ群(Gr3)の間隔は、光学全長に対する影響が非常に大きいため、第2レンズ群(Gr2)と第3レンズ群(Gr3)との間隔を短縮することは、コンパクト化に効果的である。
また、広角端から望遠端への変倍の際に、図6に示すように、第3レンズ群(Gr3)と第4レンズ群(Gr4)との間隔が増大する。したがって、撮像素子SRへの光線入射角を抑えると共に、広角端と望遠端とにおける撮像素子SRへの光線入射角の差を小さく抑えることが可能となる。
実施例1の変倍光学系1Aにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
数値実施例1
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 6.721 0.600 1.94595 17.98
2 3.949 1.433
3 ∞ 5.452 1.84666 23.78
4 ∞ 可変
5 -16.659 0.600 1.77250 49.65
6 4.547 0.918 1.92286 20.88
7 17.317 可変
8(絞り) ∞ 0.000
9* 4.715 1.695 1.58311 59.46
10* -6.965 0.100
11 12.801 1.391 1.49700 81.61
12 -6.327 0.600 1.83400 37.35
13 3.667 2.148 1.49700 81.61
14 -4.136 可変
15* -2.786 0.600 1.53048 55.72
16* -9.115 可変
17 ∞ 0.500 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
像面 ∞
非球面データ
第9面
K=0.0000e+000,A4=-1.0044e-003,A6=-1.2825e-003,A8=9.2072e-004,A10=-3.6873e-004,A12=7.6630e-005,A14=-6.5788e-006
第10面
K=0.0000e+000,A4=2.8567e-003,A6=-1.5447e-003,A8=1.1243e-003,A10=-4.3896e-004,A12=8.6612e-005,A14=-6.9291e-006
第15面
K=0.0000e+000,A4=6.3242e-003,A6=5.0424e-004,A8=-1.0047e-004,A10=6.9088e-005,A12=-1.3025e-005,A14=3.6981e-007
第16面
K=0.0000e+000,A4=8.2108e-004,A6=2.5420e-006,A8=-9.3843e-006,A10=-3.4472e-006,A12=2.8546e-006,A14=-4.5345e-007
Variable Distance
広角端 中間点 望遠端
第4面と第5面間 0.600 1.386 0.600
第7面と第8面間 5.503 2.461 0.500
第14面と第15面間 3.258 3.421 4.693
第16面と第17面間 0.902 2.994 4.470
各種データ
ズームデータ
ズーム比ft/fw 2.75
広角 中間 望遠
焦点距離 3.805 6.317 10.460
Fナンバ 2.875 3.872 5.013
画角 38.254 25.404 16.003
像高 3.000 3.000 3.000
レンズ全長 26.630 26.630 26.630
BF 1.732 3.824 5.299
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
1 1 4 -11.314
2 5 7 -14.871
3 8 14 5.351
4 15 16 -7.821
上記の面データにおいて、面番号は、図5に示した各レンズ面に付した符号ri(i=1,2,3,…)の番号iが対応する。番号iに*が付された面は、非球面(非球面形状の屈折光学面または非球面と等価な屈折作用を有する面)であることを示す。
また、“r”は、各面の曲率半径(単位はmm)、“d”は、無限遠合焦状態での光軸上の各レンズ面の間隔(軸上面間隔)、“nd”は、各レンズのd線(波長587.56nm)に対する屈折率、“νd”は、アッベ数をそれぞれ示している。なお、プリズムの両面、光学絞りST、平行平面板FTの両面、撮像素子SRの受光面の各面は、平面であるために、それらの曲率半径は、∞(無限大)である。
上記の非球面データは、非球面とされている面(面データにおいて番号iに*が付された面)の2次曲面パラメータ(円錐係数K)と非球面係数Ai(i=4,6,8,10,12,14)の値とを示すものである。なお、光学面の非球面形状は、面頂点を原点、物体から撮像素子に向かう向きをz軸の正の方向とするローカルな直交座標系(x,y,z)を用い、次式により定義している。
z(h)=ch/[1+√{1−(1+K)c}]+ΣAi・h
ただし、z(h):高さhの位置でのz軸方向の変位量(面頂点基準)
h:z軸に対して垂直な方向の高さ(h=x+y
c:近軸曲率(=1/曲率半径)
Ai:i次の非球面係数
K:2次曲面パラメータ(円錐係数)
そして、上記非球面データにおいて、「en」は、「10のn乗」を意味する。例えば、「e+001」は、「10の+1乗」を意味し、「e-003」は、「10の−3乗」を意味する。
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例1の撮像レンズ1Aにおける各収差を図24に示す。図24(A)、(B)および(C)において左から順に、球面収差(正弦条件)(LONGITUDINAL SPHERICAL ABERRATION)、非点収差(ASTIGMATISM FIELD CURVER)および歪曲収差(DISTORTION)をそれぞれ示す。球面収差の横軸は、焦点位置のずれをmm単位で表しており、その縦軸は、最大入射高で規格化した値で表している。非点収差の横軸は、焦点位置のずれをmm単位で表しており、その縦軸は、像高をmm単位で表している。歪曲収差の横軸は、実際の像高を理想像高に対する割合(%)で表しており、縦軸は、その像高をmm単位で表している。また、非点収差の図中、破線は、タンジェンシャル(メリディオナル)面、実線は、サジタル(ラディアル)面における結果をそれぞれ表している。
球面収差の図には、実線でd線(波長587.56nm)、破線(− − −)でg線(波長435.84nm)、一点鎖線(−・−・−)でC線(波長656.28nm)の3つの光の収差をそれぞれ示してある。非点収差および歪曲収差の図は、上記d線(波長587.56nm)を用いた場合の結果である。
以上のような扱いは、以下に示す実施例2〜14にかかるコンストラクションデータ、各収差を示す図25ないし図37においても同様である。
図7は、実施例2における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図25は、実施例2における変倍光学系の収差図である。
実施例2の変倍光学系1Bは、図7に示すように、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)と、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)と、光学絞りSTを含む全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)と、全体として負の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)とからなる負・負・正・負の4成分ズーム構成であり、ズーミングの際(変倍時)には、図6に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、移動し、第3レンズ群(Gr3)と第4レンズ群(Gr4)とは、それらの間隔が増加するように移動し、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。
より詳しくは、実施例2の変倍光学系1Bは、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)と、プリズム(L2)とから構成されて成る。
第2レンズ群(Gr2)は、両凹の負レンズ(第3レンズL3)と、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第4レンズL4)とから構成されて成る。第3レンズL3と第4レンズL4とは、接合レンズである。
第3レンズ群(Gr3)は、光学絞りSTと、両凸の正レンズ(第5レンズL5)と、両凸の正レンズ(第6レンズL6)と、両凹の負レンズ(第7レンズL7)と、両凸の正レンズ(第8レンズL8)と、両凸の正レンズ(第9レンズL9)とから構成されて成る。光学絞りSTは、第5レンズL5の物体側に配置され、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。光学絞りSTは、メカニカルシャッタであってもよい。第5レンズL5は、両面が非球面である。第6ないし第8レンズL6、L7、L8は、接合レンズである。第9レンズL9は、両面が非球面であり、樹脂材料製のレンズである。
第4レンズ群(Gr4)は、像側に凸の負メニスカスレンズ(第10レンズL10)から構成されて成る。第10レンズL10は、両面が非球面であり、樹脂材料製のレンズである。
そして、第4レンズ群(Gr4)の像側には、フィルタとしての平行平板FTを介して撮像素子SRの受光面が配置されている。平行平板FTは、各種光学フィルタや撮像素子のカバーガラス等である。
この実施例2の変倍光学系1Bでは、広角端(WIDE)から中間点(MIDDLE)を経て望遠端(TELE)への変倍時に、図6に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、略中間点で像側に凸となる曲線を描くように移動され、第3レンズ群(Gr3)は、物体に近づく方向に略直線的に移動され、第4レンズ群(Gr4)は、物体に近づく方向に第3レンズ群(Gr3)の移動量に較べて緩やかに略直線的に移動され、そして、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。このように広角端(WIDE)から望遠端(TELE)への変倍において、第2ないし第4レンズ群(Gr2、Gr3、Gr4)は、移動し、第1レンズ群(Gr1)と第3レンズ群(Gr3)および第4レンズ群(Gr4)のぞれぞれとは、互いの間隔が狭くなるように移動する。
実施例2の変倍光学系1Bにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
数値実施例2
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 7.304 0.670 1.98959 21.17
2 4.082 1.340
3 ∞ 5.367 1.84666 23.78
4 ∞ 可変
5 -14.849 0.600 1.75450 51.57
6 5.114 0.872 1.93187 21.15
7 19.758 可変
8(絞り) ∞ 0.000
9* 4.258 1.529 1.58311 59.46
10* -14.877 0.100
11 6.652 1.498 1.49700 81.61
12 -6.991 0.600 1.83797 36.26
13 3.354 1.751 1.49928 79.11
14 -20.555 0.100
15* 14.299 0.860 1.53048 55.72
16* -10.295 可変
17* -3.069 0.600 1.53048 55.72
18* -10.575 可変
19 ∞ 0.500 1.51680 64.20
20 ∞ 0.500
像面 ∞
非球面データ
第9面
K=0.0000e+000,A4=-2.6253e-004,A6=-1.0823e-003,A8=9.2455e-004,A10=-3.9021e-004,A12=8.0870e-005,A14=-6.5788e-006
第10面
K=0.0000e+000,A4=1.7692e-003,A6=-1.1201e-003,A8=9.6580e-004,A10=-4.0981e-004,A12=8.5162e-005,A14=-6.9291e-006
第15面
K=0.0000e+000,A4=-2.4645e-004,A6=-5.7983e-004,A8=-3.7534e-005,A10=-1.2560e-005
第16面
K=0.0000e+000,A4=5.1213e-004,A6=-4.3529e-004,A8=-7.3927e-005,A10=-6.2700e-007
第17面
K=0.0000e+000,A4=4.9310e-003,A6=-2.0820e-004,A8=-1.7118e-004,A10=1.0396e-004,A12=-1.3025e-005,A14=3.6981e-007
第18面
K=0.0000e+000,A4=1.0164e-003,A6=-4.0033e-004,A8=-5.2341e-006,A10=9.2486e-006,A12=2.8546e-006,A14=-4.5345e-007
Variable Distance
広角端 中間点 望遠端
第4面と第5面間 0.600 1.431 0.600
第7面と第8面間 5.578 2.453 0.500
第16面と第17面間 2.813 3.107 4.734
第18面と第19面間 0.921 2.921 4.078
各種データ
ズームデータ
ズーム比ft/fw 2.75
広角 中間 望遠
焦点距離 3.804 6.316 10.459
Fナンバ 2.876 3.867 4.988
画角 37.791 25.037 15.751
像高 2.950 2.950 2.950
レンズ全長 26.630 26.630 26.630
BF 1.750 3.751 4.907
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
1 1 4 -10.428
2 5 7 -15.664
3 8 16 5.405
4 17 18 -8.382
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例2の撮像レンズ1Bにおける球面収差(正弦条件)、非点収差および歪曲収差を図25に示す。
図8は、実施例3における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図9は、実施例3の変倍光学系の変倍における各レンズ群の移動の様子を示す図である。なお、図9は、後述の実施例4、実施例7、実施例8、実施例11および実施例12の変倍光学系1D、1G、1H、1K、1Lの変倍における各レンズ群の移動の様子を示す図でもある。図26は、実施例3における変倍光学系の収差図である。
実施例3の変倍光学系1Cは、図8に示すように、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)と、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)と、光学絞りSTを含む全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)と、全体として負の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)とからなる負・負・正・負の4成分ズーム構成であり、ズーミングの際(変倍時)には、図9に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、移動し、第3レンズ群(Gr3)と第4レンズ群(Gr4)とは、それらの間隔が略同一もしくは増加するように移動し、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。
より詳しくは、実施例3の変倍光学系1Cは、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)と、プリズム(L2)とから構成されて成る。
第2レンズ群(Gr2)は、両凹の負レンズ(第3レンズL3)と、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第4レンズL4)とから構成されて成る。第3レンズL3と第4レンズL4とは、接合レンズである。
第3レンズ群(Gr3)は、光学絞りSTと、両凸の正レンズ(第5レンズL5)と、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第6レンズL6)と、両凹の負レンズ(第7レンズL7)とから構成されて成る。光学絞りSTは、第5レンズL5の物体側に配置され、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。光学絞りSTは、メカニカルシャッタであってもよい。第5レンズL5は、両面が非球面である。第6および第7レンズL6、L7は、接合レンズである。第7レンズL7は、像側の面が非球面である。
第4レンズ群(Gr4)は、像側に凸の負メニスカスレンズ(第8レンズL8)から構成されて成る。第8レンズL8は、両面が非球面であり、樹脂材料製のレンズである。
そして、第4レンズ群(Gr4)の像側には、フィルタとしての平行平板FTを介して撮像素子SRの受光面が配置されている。平行平板FTは、各種光学フィルタや撮像素子のカバーガラス等である。
この実施例3の変倍光学系1Cでは、広角端(WIDE)から中間点(MIDDLE)を経て望遠端(TELE)への変倍時に、図9に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、略中間点で像側に凸となる曲線を描くように移動され、第3レンズ群(Gr3)は、物体に近づく方向に略直線的に移動され、第4レンズ群(Gr4)は、物体に近づく方向に、略中間点まで略直線的に移動されその後望遠端まで第3レンズ群(Gr3)の移動量に較べて著しく緩やかに移動され、そして、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。このように広角端(WIDE)から望遠端(TELE)への変倍において、第2ないし第4レンズ群(Gr2、Gr3、Gr4)は、移動し、第1レンズ群(Gr1)と第3レンズ群(Gr3)とは、互いの間隔が狭くなるように移動し、第1レンズ群(Gr1)と第4レンズ群(Gr4)とは、略中間点まで互いの間隔が狭くなるように移動し、その後望遠端まで互いの間隔が略一定もしくは若干拡がるように移動する。
実施例3の変倍光学系1Cにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
数値実施例3
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 9.395 0.600 1.93755 23.80
2 4.142 1.310
3 ∞ 5.153 1.84666 23.78
4 ∞ 可変
5 -18.943 0.600 1.72364 47.58
6 5.683 0.857 2.00170 20.60
7 21.138 可変
8(絞り) ∞ 0.000
9* 3.772 1.685 1.58311 59.46
10* -10.142 0.498
11 106.601 1.067 1.87254 28.95
12 3.000 2.193 1.58311 59.46
13* -8.420 可変
14* -3.684 0.600 1.53048 55.72
15* -10.407 可変
16 ∞ 0.500 1.51680 64.20
17 ∞ 0.500
像面 ∞
非球面データ
第9面
K=0.0000e+000、A4=-7.0686e-004,A6=-1.4195e-003,A8=1.0492e-003,A10=-3.9987e-004,A12=7.5284e-005,A14=-5.5970e-006
第10面
K=0.0000e+000,A4=3.2708e-003,A6=-1.3975e-003,A8=1.0920e-003,A10=-4.3907e-004,A12=8.6928e-005,A14=-6.7744e-006
第13面
K=0.0000e+000,A4=3.0074e-004,A6=1.7234e-004,A8=6.1177e-006,A10=4.0308e-006
第14面
K=0.0000e+000,A4=1.1139e-003,A6=-1.2713e-004,A8=2.5909e-004,A10=3.9583e-006,A12=-1.3025e-005,A14=3.6982e-007
第15面
K=0.0000e+000,A4=-6.0157e-004,A6=-2.0635e-004,A8=2.0617e-004,A10=-3.4752e-005,A12=2.8546e-006,A14=-4.5344e-007
Variable Distance
広角端 中間点 望遠端
第4面と第5面間 0.600 1.635 0.600
第7面と第8面間 5.915 2.402 0.500
第13面と第14面間 3.605 3.473 5.087
第15面と第16面間 1.027 3.638 4.961
各種データ
ズームデータ
ズーム比ft/fw 2.75
広角 中間 望遠
焦点距離 3.804 6.316 10.458
Fナンバ 2.876 3.920 5.109
画角 37.791 25.036 15.752
像高 2.950 2.950 2.950
レンズ全長 26.539 26.540 26.540
BF 1.857 4.468 5.791
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
1 1 4 -8.365
2 5 7 -27.465
3 8 13 5.632
4 14 15 -11.095
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例3の撮像レンズ1Cにおける球面収差(正弦条件)、非点収差および歪曲収差を図26に示す。
図10は、実施例4における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図27は、実施例4における変倍光学系の収差図である。
実施例4の変倍光学系1Dは、図10に示すように、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)と、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)と、光学絞りSTを含む全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)と、全体として負の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)とからなる負・負・正・負の4成分ズーム構成であり、ズーミングの際(変倍時)には、図9に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、移動し、第3レンズ群(Gr3)と第4レンズ群(Gr4)とは、それらの間隔が略同一もしくは増加するように移動し、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。
より詳しくは、実施例4の変倍光学系1Dは、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)と、プリズム(L2)とから構成されて成る。
第2レンズ群(Gr2)は、両凹の負レンズ(第3レンズL3)と、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第4レンズL4)とから構成されて成る。第3レンズL3と第4レンズL4とは、接合レンズである。
第3レンズ群(Gr3)は、光学絞りSTと、両凸の正レンズ(第5レンズL5)と、像側に凸の負メニスカスレンズ(第6レンズL6)とから構成されて成る。光学絞りSTは、第5レンズL5の物体側に配置され、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。光学絞りSTは、メカニカルシャッタであってもよい。第5および第6レンズL5、L6は、両面が非球面である。
第4レンズ群(Gr4)は、両凹の負レンズ(第7レンズL7)から構成されて成る。第7レンズL7は、両面が非球面であり、樹脂材料製のレンズである。
そして、第4レンズ群(Gr4)の像側には、フィルタとしての平行平板FTを介して撮像素子SRの受光面が配置されている。平行平板FTは、各種光学フィルタや撮像素子のカバーガラス等である。
この実施例4の変倍光学系1Dでは、広角端(WIDE)から中間点(MIDDLE)を経て望遠端(TELE)への変倍時に、図9に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、略中間点で像側に凸となる曲線を描くように移動され、第3レンズ群(Gr3)は、物体に近づく方向に略直線的に移動され、第4レンズ群(Gr4)は、物体に近づく方向に、略中間点まで略直線的に移動されその後望遠端まで第3レンズ群(Gr3)の移動量に較べて著しく緩やかに移動され、そして、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。このように広角端(WIDE)から望遠端(TELE)への変倍において、第2ないし第4レンズ群(Gr2、Gr3、Gr4)は、移動し、第1レンズ群(Gr1)と第3レンズ群(Gr3)とは、互いの間隔が狭くなるように移動し、第1レンズ群(Gr1)と第4レンズ群(Gr4)とは、略中間点まで互いの間隔が狭くなるように移動し、その後望遠端まで互いの間隔が略一定もしくは若干拡がるように移動する。
実施例4の変倍光学系1Dにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
数値実施例4
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 12.669 0.600 1.80958 40.41
2 4.374 1.215
3 ∞ 5.317 1.84666 23.78
4 ∞ 可変
5 -24.560 0.600 1.70986 34.56
6 5.962 0.848 2.00170 20.60
7 19.523 可変
8(絞り) ∞ 0.000
9* 3.084 2.075 1.58311 59.46
10* -4.254 0.100
11* -4.404 0.971 1.80542 26.13
12* -39.174 可変
13* -19.330 1.402 1.53048 55.72
14* 47.041 可変
15 ∞ 0.500 1.51680 64.20
16 ∞ 0.500
像面 ∞
非球面データ
第9面
K=0.0000e+000,A4=-1.0156e-005,A6=-1.3311e-003,A8=9.3195e-004,A10=-3.7651e-004,A12=7.1993e-005,A14=-5.4617e-006
第10面
K=0.0000e+000,A4=5.3824e-003,A6=-1.6516e-004,A8=1.0221e-003,A10=-4.1301e-004,A12=7.9565e-005,A14=-6.9753e-006
第11面
K=0.0000e+000,A4=4.5913e-003,A6=1.4999e-003,A8=3.0809e-004,A10=-7.8389e-005
第12面
K=0.0000e+000,A4=6.9369e-003,A6=1.2281e-003,A8=2.8508e-004,A10=-7.3909e-006
第13面
K=0.0000e+000,A4=-9.4339e-003,A6=-1.7534e-004,A8=1.8831e-004,A10=7.7955e-006,A12=-1.2145e-005,A14=4.0258e-007
第14面
K=0.0000e+000,A4=-8.5347e-003,A6=7.2150e-005,A8=1.8312e-004,A10=-4.5277e-005,A12=5.2398e-006,A14=-4.4296e-007
Variable Distance
広角端 中間点 望遠端
第4面と第5面間 0.600 2.553 0.600
第7面と第8面間 6.362 1.765 0.500
第12面と第13面間 4.199 3.976 5.730
第14面と第15面間 1.327 4.194 5.658
各種データ
ズームデータ
ズーム比ft/fw 2.75
広角 中間 望遠
焦点距離 3.802 6.315 10.454
Fナンバ 2.877 3.856 5.049
画角 37.805 25.039 15.758
像高 2.950 2.950 2.950
レンズ全長 26.444 26.444 26.444
BF 2.156 5.024 6.487
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
1 1 4 -8.528
2 5 7 -32.422
3 8 12 5.778
4 13 14 -25.639
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例4の撮像レンズ1Dにおける球面収差(正弦条件)、非点収差および歪曲収差を図27に示す。
図11は、実施例5における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図28は、実施例5における変倍光学系の収差図である。
実施例5の変倍光学系1Eは、図11に示すように、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)と、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)と、光学絞りSTを含む全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)と、全体として負の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)とからなる負・負・正・負の4成分ズーム構成であり、ズーミングの際(変倍時)には、図6に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、移動し、第3レンズ群(Gr3)と第4レンズ群(Gr4)とは、それらの間隔が増加するように移動し、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。
より詳しくは、実施例5の変倍光学系1Eは、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)と、プリズム(L2)とから構成されて成る。
第2レンズ群(Gr2)は、両凹の負レンズ(第3レンズL3)と、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第4レンズL4)とから構成されて成る。第3レンズL3と第4レンズL4とは、接合レンズである。
第3レンズ群(Gr3)は、光学絞りSTと、両凸の正レンズ(第5レンズL5)と、両凸の正レンズ(第6レンズL6)と、両凹の負レンズ(第7レンズL7)と、両凸の正レンズ(第8レンズL8)とから構成されて成る。光学絞りSTは、第5レンズL5の物体側に配置され、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。光学絞りSTは、メカニカルシャッタであってもよい。第5レンズL5は、両面が非球面である。第6ないし第8レンズL6、L7、L8は、接合レンズである。
第4レンズ群(Gr4)は、像側に凸の負メニスカスレンズ(第9レンズL9)から構成されて成る。第9レンズL9は、両面が非球面であり、樹脂材料製のレンズである。
そして、第4レンズ群(Gr4)の像側には、フィルタとしての平行平板FTを介して撮像素子SRの受光面が配置されている。平行平板FTは、各種光学フィルタや撮像素子のカバーガラス等である。
この実施例5の変倍光学系1Eでは、広角端(WIDE)から中間点(MIDDLE)を経て望遠端(TELE)への変倍時に、図6に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、略中間点で像側に凸となる曲線を描くように移動され、第3レンズ群(Gr3)は、物体に近づく方向に略直線的に移動され、第4レンズ群(Gr4)は、物体に近づく方向に第3レンズ群(Gr3)の移動量に較べて緩やかに略直線的に移動され、そして、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。このように広角端(WIDE)から望遠端(TELE)への変倍において、第2ないし第4レンズ群(Gr2、Gr3、Gr4)は、移動し、第1レンズ群(Gr1)と第3レンズ群(Gr3)および第4レンズ群(Gr4)のぞれぞれとは、互いの間隔が狭くなるように移動する。
実施例5の変倍光学系1Eにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
数値実施例5
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 6.714 0.635 1.94595 17.98
2 3.955 1.415
3 ∞ 5.468 1.84666 23.78
4 ∞ 可変
5 -16.384 0.600 1.77250 49.65
6 4.606 0.911 1.92286 20.88
7 17.472 可変
8(絞り) ∞ 0.000
9* 4.620 1.600 1.58311 59.46
10* -6.632 0.100
11 14.580 1.391 1.48749 70.45
12 -5.825 0.600 1.83400 37.35
13 3.645 2.171 1.49700 81.61
14 -3.987 可変
15* -2.710 0.600 1.53048 55.72
16* -8.172 可変
17 ∞ 0.500 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
像面 ∞
非球面データ
第9面
K=0.0000e+000,A4=-1.0042e-003,A6=-1.3530e-003,A8=9.4547e-004,A10=-3.7128e-004,A12=7.6462e-005,A14=-6.5788e-006
第10面
K=0.0000e+000,A4=3.0978e-003,A6=-1.5630e-003,A8=1.1148e-003,A10=-4.3162e-004,A12=8.5384e-005,A14=-6.9291e-006
第15面
K=0.0000e+000,A4=6.7923e-003,A6=5.9300e-004,A8=-9.4708e-005,A10=6.2272e-005,A12=-1.0587e-005,A14=3.6981e-007
第16面
K=0.0000e+000,A4=8.5225e-004,A6=2.3866e-005,A8=-1.2788e-005,A10=-4.9293e-006,A12=3.2924e-006,A14=-4.5345e-007
Variable Distance
広角端 中間点 望遠端
第4面と第5面間 0.600 1.380 0.600
第7面と第8面間 5.524 2.477 0.500
第14面と第15面間 3.283 3.441 4.736
第16面と第17面間 0.902 3.010 4.473
各種データ
ズームデータ
ズーム比ft/fw 2.75
広角 中間 望遠
焦点距離 3.818 6.339 10.497
Fナンバ 2.875 3.868 5.001
画角 37.691 24.955 15.697
像高 2.950 2.950 2.950
レンズ全長 26.630 26.630 26.630
BF 1.732 3.840 5.303
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
1 1 4 -11.454
2 5 7 -14.707
3 8 14 5.359
4 15 16 -7.945
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例5の撮像レンズ1Eにおける球面収差(正弦条件)、非点収差および歪曲収差を図28に示す。
図12は、実施例6における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図29は、実施例6における変倍光学系の収差図である。
実施例6の変倍光学系1Fは、図12に示すように、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)と、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)と、光学絞りSTを含む全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)と、全体として負の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)とからなる負・負・正・負の4成分ズーム構成であり、ズーミングの際(変倍時)には、図6に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、移動し、第3レンズ群(Gr3)と第4レンズ群(Gr4)とは、それらの間隔が増加するように移動し、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。
より詳しくは、実施例5の変倍光学系1Eは、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)と、プリズム(L2)とから構成されて成る。
第2レンズ群(Gr2)は、両凹の負レンズ(第3レンズL3)と、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第4レンズL4)とから構成されて成る。第3レンズL3と第4レンズL4とは、接合レンズである。
第3レンズ群(Gr3)は、光学絞りSTと、両凸の正レンズ(第5レンズL5)と、両凸の正レンズ(第6レンズL6)と、両凹の負レンズ(第7レンズL7)と、両凸の正レンズ(第8レンズL8)とから構成されて成る。光学絞りSTは、第5レンズL5の物体側に配置され、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。光学絞りSTは、メカニカルシャッタであってもよい。第5レンズL5は、両面が非球面である。第6ないし第8レンズL6、L7、L8は、接合レンズである。
第4レンズ群(Gr4)は、像側に凸の負メニスカスレンズ(第9レンズL9)から構成されて成る。第9レンズL9は、両面が非球面であり、樹脂材料製のレンズである。
そして、第4レンズ群(Gr4)の像側には、フィルタとしての平行平板FTを介して撮像素子SRの受光面が配置されている。平行平板FTは、各種光学フィルタや撮像素子のカバーガラス等である。
この実施例6の変倍光学系1Fでは、広角端(WIDE)から中間点(MIDDLE)を経て望遠端(TELE)への変倍時に、図6に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、略中間点で像側に凸となる曲線を描くように移動され、第3レンズ群(Gr3)は、物体に近づく方向に略直線的に移動され、第4レンズ群(Gr4)は、物体に近づく方向に第3レンズ群(Gr3)の移動量に較べて緩やかに略直線的に移動され、そして、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。このように広角端(WIDE)から望遠端(TELE)への変倍において、第2ないし第4レンズ群(Gr2、Gr3、Gr4)は、移動し、第1レンズ群(Gr1)と第3レンズ群(Gr3)および第4レンズ群(Gr4)のぞれぞれとは、互いの間隔が狭くなるように移動する。
実施例6の変倍光学系1Fにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
数値実施例6
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 6.556 0.600 1.94595 17.98
2 4.105 1.412
3 ∞ 5.536 1.84666 23.78
4 ∞ 可変
5 -14.518 0.600 1.77250 49.65
6 5.141 0.875 1.92286 20.88
7 20.333 可変
8(絞り) ∞ 0.000
9* 4.614 1.608 1.58311 59.46
10* -6.878 0.100
11 12.150 1.439 1.48749 70.45
12 -5.583 0.600 1.83400 37.35
13 3.566 2.194 1.48749 70.45
14 -3.896 可変
15* -2.569 0.600 1.53048 55.72
16* -8.134 可変
17 ∞ 0.500 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
像面 ∞
非球面データ
第9面
K=0.0000e+000,A4=-8.4639e-004,A6=-1.4187e-003,A8=9.8164e-004,A10=-3.7988e-004,A12=7.6940e-005,A14=-6.4648e-006
第10面
K=0.0000e+000,A4=2.9861e-003,A6=-1.6327e-003,A8=1.1524e-003,A10=-4.3849e-004,A12=8.5304e-005,A14=-6.7900e-006
第15面
K=0.0000e+000,A4=7.8069e-003,A6=7.8259e-004,A8=-9.5094e-005,A10=6.0600e-005,A12=-7.6162e-006,A14=3.6981e-007
第16面
K=0.0000e+000,A4=1.0540e-003,A6=5.7727e-005,A8=-2.8773e-005,A10=-3.6698e-006,A12=3.7330e-006,A14=-4.5310e-007
Variable Distance
広角端 中間点 望遠端
第4面と第5面間 0.600 1.347 0.600
第7面と第8面間 5.516 2.516 0.500
第14面と第15面間 3.208 3.355 4.532
第16面と第17面間 0.911 3.017 4.604
各種データ
ズームデータ
ズーム比ft/fw 2.75
広角 中間 望遠
焦点距離 4.113 6.830 11.309
Fナンバ 2.875 3.888 5.060
画角 36.105 23.713 14.856
像高 3.000 3.000 3.000
レンズ全長 26.630 26.630 26.630
BF 1.741 3.847 5.434
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
1 1 4 -13.175
2 5 7 -14.261
3 8 14 5.397
4 15 16 -7.354
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例6の撮像レンズ1Fにおける球面収差(正弦条件)、非点収差および歪曲収差を図29に示す。
図13は、実施例7における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図30は、実施例7における変倍光学系の収差図である。
実施例7の変倍光学系1Gは、図13に示すように、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)と、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)と、光学絞りSTを含む全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)と、全体として負の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)とからなる負・負・正・負の4成分ズーム構成であり、ズーミングの際(変倍時)には、図9に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、移動し、第3レンズ群(Gr3)と第4レンズ群(Gr4)とは、それらの間隔が略同一もしくは増加するように移動し、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。
より詳しくは、実施例7の変倍光学系1Gは、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)と、プリズム(L2)とから構成されて成る。
第2レンズ群(Gr2)は、両凹の負レンズ(第3レンズL3)と、両凸の正レンズ(第4レンズL4)とから構成されて成る。第3レンズL3と第4レンズL4とは、接合レンズである。
第3レンズ群(Gr3)は、光学絞りSTと、両凸の正レンズ(第5レンズL5)と、両凸の正レンズ(第6レンズL6)と、両凹の負レンズ(第7レンズL7)と、両凸の正レンズ(第8レンズL8)とから構成されて成る。光学絞りSTは、第5レンズL5の物体側に配置され、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。光学絞りSTは、メカニカルシャッタであってもよい。第5レンズL5は、両面が非球面である。第6ないし第8レンズL6、L7、L8は、接合レンズである。
第4レンズ群(Gr4)は、像側に凸の負メニスカスレンズ(第9レンズL9)から構成されて成る。第9レンズL9は、両面が非球面であり、樹脂材料製のレンズである。
そして、第4レンズ群(Gr4)の像側には、フィルタとしての平行平板FTを介して撮像素子SRの受光面が配置されている。平行平板FTは、各種光学フィルタや撮像素子のカバーガラス等である。
この実施例7の変倍光学系1Gでは、広角端(WIDE)から中間点(MIDDLE)を経て望遠端(TELE)への変倍時に、図9に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、略中間点で像側に凸となる曲線を描くように移動され、第3レンズ群(Gr3)は、物体に近づく方向に略直線的に移動され、第4レンズ群(Gr4)は、物体に近づく方向に、略中間点まで略直線的に移動されその後望遠端まで第3レンズ群(Gr3)の移動量に較べて著しく緩やかに移動され、そして、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。このように広角端(WIDE)から望遠端(TELE)への変倍において、第2ないし第4レンズ群(Gr2、Gr3、Gr4)は、移動し、第1レンズ群(Gr1)と第3レンズ群(Gr3)とは、互いの間隔が狭くなるように移動し、第1レンズ群(Gr1)と第4レンズ群(Gr4)とは、略中間点まで互いの間隔が狭くなるように移動し、その後望遠端まで互いの間隔が略一定もしくは若干拡がるように移動する。
実施例7の変倍光学系1Gにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
数値実施例7
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 17.857 0.600 1.92742 25.01
2 7.085 0.961
3 ∞ 5.635 1.84666 23.78
4 ∞ 可変
5 -6.303 0.600 1.75450 51.57
6 15.328 0.790 1.93474 21.13
7 -20.008 可変
8(絞り) ∞ 0.000
9* 3.944 1.504 1.58311 59.46
10* -14.661 0.100
11 9.665 1.348 1.51732 76.48
12 -7.997 0.600 1.85067 31.39
13 3.000 2.780 1.55428 47.60
14 -4.608 可変
15* -3.421 0.600 1.53048 55.72
16* -48.746 可変
17 ∞ 0.500 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
像面 ∞
非球面データ
第9面
K=0.0000e+000,A4=4.4282e-004,A6=-4.8632e-004,A8=6.8537e-004,A10=-2.8750e-004,A12=6.4564e-005,A14=-5.4895e-006
第10面
K=0.0000e+000,A4=4.3209e-003,A6=-2.7881e-004,A8=6.9385e-004,A10=-3.0948e-004,A12=7.6525e-005,A14=-6.7892e-006
第15面
K=0.0000e+000,A4=-6.9383e-004,A6=-9.1395e-004,A8=7.2264e-004,A10=-4.3800e-005,A12=-1.3025e-005,A14=3.6982e-007
第16面
K=0.0000e+000,A4=-1.6588e-003,A6=-6.3951e-004,A8=4.4235e-004,A10=-5.5174e-005,A12=2.8545e-006,A14=-4.5342e-007
Variable Distance
広角端 中間点 望遠端
第4面と第5面間 0.704 2.054 0.600
第7面と第8面間 5.567 2.004 0.500
第14面と第15面間 2.657 2.500 2.613
第16面と第17面間 0.915 3.285 6.129
各種データ
ズームデータ
ズーム比ft/fw 2.75
広角 中間 望遠
焦点距離 4.020 6.674 11.050
Fナンバ 2.876 3.958 5.348
画角 36.275 23.846 14.947
像高 2.950 2.950 2.950
レンズ全長 26.191 26.191 26.191
BF 1.745 4.114 6.959
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
1 1 4 -13.012
2 5 7 -17.611
3 8 14 5.499
4 15 16 -6.968
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例7の撮像レンズ1Gにおける球面収差(正弦条件)、非点収差および歪曲収差を図30に示す。
図14は、実施例8における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図31は、実施例8における変倍光学系の収差図である。
実施例8の変倍光学系1Hは、図14に示すように、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)と、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)と、光学絞りSTを含む全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)と、全体として負の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)とからなる負・負・正・負の4成分ズーム構成であり、ズーミングの際(変倍時)には、図9に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、移動し、第3レンズ群(Gr3)と第4レンズ群(Gr4)とは、それらの間隔が略同一もしくは増加するように移動し、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。
より詳しくは、実施例8の変倍光学系1Hは、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
第1レンズ群(Gr1)は、両凹の負レンズ(第1レンズL1)と、プリズム(L2)とから構成されて成る。第1レンズL1は、両面が非球面である。
第2レンズ群(Gr2)は、両凹の負レンズ(第3レンズL3)と、両凸の正レンズ(第4レンズL4)とから構成されて成る。第3レンズL3と第4レンズL4とは、接合レンズである。
第3レンズ群(Gr3)は、光学絞りSTと、両凸の正レンズ(第5レンズL5)と、両凸の正レンズ(第6レンズL6)と、両凹の負レンズ(第7レンズL7)と、両凸の正レンズ(第8レンズL8)とから構成されて成る。光学絞りSTは、第5レンズL5の物体側に配置され、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。光学絞りSTは、メカニカルシャッタであってもよい。第5レンズL5は、両面が非球面である。第6ないし第8レンズL6、L7、L8は、接合レンズである。第8レンズL8は、像側の面(片面)が非球面である。
第4レンズ群(Gr4)は、両凹の負レンズ(第9レンズL9)から構成されて成る。第9レンズL9は、両面が非球面である。
そして、第4レンズ群(Gr4)の像側には、フィルタとしての平行平板FTを介して撮像素子SRの受光面が配置されている。平行平板FTは、各種光学フィルタや撮像素子のカバーガラス等である。
この実施例8の変倍光学系1Hでは、広角端(WIDE)から中間点(MIDDLE)を経て望遠端(TELE)への変倍時に、図9に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、略中間点で像側に凸となる曲線を描くように移動され、第3レンズ群(Gr3)は、物体に近づく方向に略直線的に移動され、第4レンズ群(Gr4)は、物体に近づく方向に、略中間点まで略直線的に移動されその後望遠端まで第3レンズ群(Gr3)の移動量に較べて著しく緩やかに移動され、そして、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。このように広角端(WIDE)から望遠端(TELE)への変倍において、第2ないし第4レンズ群(Gr2、Gr3、Gr4)は、移動し、第1レンズ群(Gr1)と第3レンズ群(Gr3)とは、互いの間隔が狭くなるように移動し、第1レンズ群(Gr1)と第4レンズ群(Gr4)とは、略中間点まで互いの間隔が狭くなるように移動し、その後望遠端まで互いの間隔が略一定もしくは若干拡がるように移動する。
実施例8の変倍光学系1Hにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
数値実施例8
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1* -49.349 0.600 2.00170 20.60
2* 7.047 0.623
3 ∞ 4.577 1.90366 31.31
4 ∞ 可変
5 -10.199 0.600 1.75108 51.74
6 7.571 0.946 1.93116 21.25
7 -25.026 可変
8(絞り) ∞ 0.000
9* 4.353 2.964 1.52328 75.17
10* -5.632 0.100
11 28.150 1.279 1.53243 73.28
12 -9.757 0.600 1.85634 32.97
13 3.022 2.293 1.54776 51.69
14* -5.619 可変
15* -5.949 0.600 1.83300 37.30
16* 168.560 可変
17 ∞ 0.500 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
像面 ∞
非球面データ
第1面
K=0.0000e+000,A4=3.8795e-003,A6=-4.4174e-004,A8=4.2557e-005,A10=-1.3452e-006
第2面
K=0.0000e+000,A4=4.6087e-003,A6=-3.1818e-004,A8=2.0676e-005,A10=3.3597e-006
第9面
K=0.0000e+000,A4=-1.7079e-003,A6=-7.9026e-004,A8=5.4668e-004,A10=-2.0447e-004,A12=3.7139e-005,A14=-2.6386e-006
第10面
K=0.0000e+000,A4=3.4784e-003,A6=-7.9376e-004,A8=4.5710e-004,A10=-1.5745e-004,A12=2.6853e-005,A14=-1.7985e-006
第14面
K=0.0000e+000,A4=-1.5118e-003,A6=9.4054e-005,A8=-4.1334e-006,A10=-4.1633e-006
第15面
K=0.0000e+000,A4=2.7199e-004,A6=2.3089e-004,A8=-2.2298e-004,A10=1.1298e-004,A12=-2.3869e-005,A14=3.0251e-007
第16面
K=0.0000e+000,A4=2.3722e-004,A6=1.0177e-004,A8=-1.4866e-004,A10=6.7275e-005,A12=-1.3722e-005,A14=7.0138e-007
Variable Distance
広角端 中間点 望遠端
第4面と第5面間 0.600 1.461 0.600
第7面と第8面間 5.834 2.566 0.500
第14面と第15面間 3.412 2.938 4.074
第16面と第17面間 0.912 3.792 5.584
各種データ
ズームデータ
ズーム比ft/fw 2.75
広角 中間 望遠
焦点距離 3.805 6.314 10.456
Fナンバ 2.875 4.084 5.356
画角 39.168 26.150 16.514
像高 3.100 3.100 3.100
レンズ全長 26.770 26.770 26.770
BF 1.742 4.622 6.413
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
1 1 4 -6.123
2 5 7 -97.952
3 8 14 6.072
4 15 16 -6.888
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例8の撮像レンズ1Hにおける球面収差(正弦条件)、非点収差および歪曲収差を図31に示す。
図15は、実施例9における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図32は、実施例9における変倍光学系の収差図である。
実施例9の変倍光学系1Iは、図15に示すように、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)と、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)と、光学絞りSTを含む全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)と、全体として負の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)とからなる負・負・正・負の4成分ズーム構成であり、ズーミングの際(変倍時)には、図6に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、移動し、第3レンズ群(Gr3)と第4レンズ群(Gr4)とは、それらの間隔が増加するように移動し、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。
より詳しくは、実施例9の変倍光学系1Iは、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)と、プリズム(L2)とから構成されて成る。
第2レンズ群(Gr2)は、両凹の負レンズ(第3レンズL3)と、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第4レンズL4)とから構成されて成る。第3レンズL3と第4レンズL4とは、接合レンズである。
第3レンズ群(Gr3)は、光学絞りST(不図示)と、両凸の正レンズ(第5レンズL5)と、両凸の正レンズ(第6レンズL6)と、両凹の負レンズ(第7レンズL7)と、両凸の正レンズ(第8レンズL8)とから構成されて成る。光学絞りSTは、第5レンズL5の物体側のレンズ面に配置され、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。第5レンズL5は、両面が非球面である。第6ないし第8レンズL6、L7、L8は、接合レンズである。
第4レンズ群(Gr4)は、像側に凸の負メニスカスレンズ(第9レンズL9)から構成されて成る。第9レンズL9は、両面が非球面であり、樹脂材料製のレンズである。
そして、第4レンズ群(Gr4)の像側には、フィルタとしての平行平板FTを介して撮像素子SRの受光面が配置されている。平行平板FTは、各種光学フィルタや撮像素子のカバーガラス等である。
この実施例9の変倍光学系1Iでは、広角端(WIDE)から中間点(MIDDLE)を経て望遠端(TELE)への変倍時に、図6に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、略中間点で像側に凸となる曲線を描くように移動され、第3レンズ群(Gr3)は、物体に近づく方向に略直線的に移動され、第4レンズ群(Gr4)は、物体に近づく方向に第3レンズ群(Gr3)の移動量に較べて緩やかに略直線的に移動され、そして、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。このように広角端(WIDE)から望遠端(TELE)への変倍において、第2ないし第4レンズ群(Gr2、Gr3、Gr4)は、移動し、第1レンズ群(Gr1)と第3レンズ群(Gr3)および第4レンズ群(Gr4)のぞれぞれとは、互いの間隔が狭くなるように移動する。
実施例9の変倍光学系1Iにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
数値実施例9
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 7.395 0.600 1.94595 17.98
2 3.902 1.467
3 ∞ 5.256 1.84666 23.78
4 ∞ 可変
5 -23.542 0.600 1.77250 49.65
6 4.404 0.954 1.92286 20.88
7 16.808 可変
8*(絞り) 4.542 2.019 1.58311 59.46
9* -6.814 0.100
10 13.804 1.379 1.48749 70.45
11 -4.533 0.600 1.83400 37.35
12 3.841 1.886 1.49700 81.61
13 -3.648 可変
14* -2.866 0.663 1.53048 55.72
15* -16.761 可変
16 ∞ 0.500 1.51680 64.20
17 ∞ 0.500
像面 ∞
非球面データ
第8面
K=0.0000e+000,A4=-7.3532e-004,A6=-9.2831e-004,A8=6.6891e-004,A10=-2.3898e-004,A12=4.3303e-005,A14=-3.1119e-006
第9面
K=0.0000e+000,A4=3.3520e-003,A6=-9.9724e-004,A8=8.2758e-004,A10=-3.3539e-004,A12=6.8770e-005,A14=-5.5550e-006
第14面
K=0.0000e+000,A4=5.7776e-003,A6=4.6291e-004,A8=3.4948e-005,A10=-3.6599e-005,A12=9.5771e-006,A14=3.6981e-007
第15面
K=0.0000e+000,A4=8.7199e-004,A6=7.9339e-005,A8=-3.1943e-005,A10=3.9834e-006,A12=-1.7621e-006,A14=5.1061e-007
Variable Distance
広角端 中間点 望遠端
第4面と第5面間 0.600 1.417 0.600
第7面と第8面間 5.471 2.405 0.500
第13面と第14面間 3.186 3.342 4.435
第15面と第16面間 1.019 3.113 4.741
各種データ
ズームデータ
ズーム比ft/fw 2.75
広角 中間 望遠
焦点距離 3.805 6.317 10.460
Fナンバ 2.874 3.931 5.163
画角 39.171 26.140 16.508
像高 3.100 3.100 3.100
レンズ全長 26.630 26.630 26.630
BF 1.849 3.942 5.571
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
1 1 4 -9.528
2 5 7 -18.601
3 8 13 5.381
4 14 15 -6.626
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例9の撮像レンズ1Iにおける球面収差(正弦条件)、非点収差および歪曲収差を図32に示す。
図16は、実施例10における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図17は、実施例10の変倍光学系の変倍における各レンズ群の移動の様子を示す図である。図33は、実施例10における変倍光学系の収差図である。
実施例10の変倍光学系1Jは、図16に示すように、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)と、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)と、光学絞りSTを含む全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)と、全体として負の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)とからなる負・負・正・負の4成分ズーム構成であり、ズーミングの際(変倍時)には、図17に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、移動し、光学絞りSTは、移動し、第3レンズ群(Gr3)と第4レンズ群(Gr4)とは、それらの間隔が増加するように移動する。
より詳しくは、実施例10の変倍光学系1Jは、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)と、プリズム(L2)とから構成されて成る。
第2レンズ群(Gr2)は、両凹の負レンズ(第4レンズL3)と、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第4レンズL4)とから構成されて成る。第3レンズL3と第4レンズL4とは、接合レンズである。
第3レンズ群(Gr3)は、光学絞りSTと、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第5レンズL5)と、両凸の正レンズ(第6レンズL6)と、両凹の負レンズ(第7レンズL7)と、両凸の正レンズ(第8レンズL8)とから構成されて成る。光学絞りSTは、第5レンズL5の物体側に配置され、独立に移動する。光学絞りSTは、メカニカルシャッタであってもよい。第5レンズL5は、両面が非球面である。第6ないし第8レンズL6、L7、L8は、接合レンズである。第8レンズL8は、像側の面(片面)が非球面である。
第4レンズ群(Gr4)は、両凹の負レンズ(第9レンズL9)から構成されて成る。第9レンズL9は、両面が非球面であり、樹脂材料製のレンズである。
そして、第4レンズ群(Gr4)の像側には、フィルタとしての平行平板FTを介して撮像素子SRの受光面が配置されている。平行平板FTは、各種光学フィルタや撮像素子のカバーガラス等である。
この実施例10の変倍光学系1Jでは、広角端(WIDE)から中間点(MIDDLE)を経て望遠端(TELE)への変倍時に、図17に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、略中間点で像側に凸となる曲線を描くように移動され、光学絞りSTは、物体に近づく方向に第3レンズ群(Gr3)の移動量に較べて緩やかに略直線的に移動され、第3レンズ群(Gr3)は、物体に近づく方向に略直線的に移動され、第4レンズ群(Gr4)は、物体に近づく方向に第3レンズ群(Gr3)の移動量に較べて緩やかに略直線的に移動される。このように広角端(WIDE)から望遠端(TELE)への変倍において、第2ないし第4レンズ群(Gr2、Gr3、Gr4)および光学絞りSTは、移動し、第1レンズ群(Gr1)と光学絞りST、第3レンズ群(Gr3)および第4レンズ群(Gr4)のぞれぞれとは、互いの間隔が狭くなるように移動する。
実施例10の変倍光学系1Jにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
数値実施例10
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 9.649 0.600 1.94595 17.98
2 4.964 1.591
3 ∞ 5.177 1.84666 23.78
4 ∞ 可変
5 -16.407 0.600 1.80610 40.73
6 4.812 0.940 1.92286 20.88
7 93.567 可変
8(絞り) ∞ 可変
9* 4.108 1.357 1.49700 81.36
10* 32.658 0.436
11 4.393 1.555 1.56883 56.04
12 -16.498 0.767 1.90366 31.31
13 3.029 1.152 1.58313 59.46
14* -10.065 可変
15* -5.006 0.600 1.53048 55.72
16* 317.282 可変
17 ∞ 0.500 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
像面 ∞
非球面データ
第9面
K=0.0000e+000,A4=-1.2757e-003,A6=3.7837e-004,A8=-2.6104e-004,A10=4.8339e-005,A12=9.9700e-007,A14=-1.2330e-006
第10面
K=0.0000e+000,A4=-1.4507e-004,A6=5.7765e-004,A8=-4.8633e-004,A10=1.4399e-004,A12=-2.0475e-005,A14=6.6314e-007
第14面
K=0.0000e+000,A4=4.4975e-003,A6=2.5486e-005,A8=2.8987e-004,A10=-9.1099e-005,A12=1.8387e-005,A14=-6.8066e-007
第15面
K=0.0000e+000,A4=1.6271e-004,A6=-7.8239e-005,A8=-2.3702e-004,A10=1.0493e-004,A12=-9.7374e-006,A14=4.1925e-008
第16面
K=0.0000e+000,A4=-6.7212e-004,A6=9.6635e-006,A8=-1.9218e-004,A10=9.0403e-005,A12=-1.4616e-005,A14=9.5536e-007
Variable Distance
広角端 中間点 望遠端
第4面と第5面間 1.524 2.013 0.724
第7面と第8面間 4.847 2.073 0.500
第8面と第9面間 0.574 0.366 0.100
第14面と第15面間 3.693 3.087 3.722
第16面と第17面間 1.088 4.186 6.678
各種データ
ズームデータ
ズーム比ft/fw 2.74
広角 中間 望遠
焦点距離 4.619 7.670 12.676
Fナンバ 3.500 4.961 6.794
画角 32.563 21.036 13.101
像高 2.950 2.950 2.950
レンズ全長 27.331 27.334 27.313
BF 1.918 5.019 7.491
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
1 1 4 -11.528
2 5 7 -28.889
3 9 14 5.828
4 15 16 -9.285
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例10の撮像レンズ1Jにおける球面収差(正弦条件)、非点収差および歪曲収差を図33に示す。
図18は、実施例11における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図34は、実施例11における変倍光学系の収差図である。
実施例11の変倍光学系1Kは、図18に示すように、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)と、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)と、光学絞りSTを含む全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)と、全体として負の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)とからなる負・負・正・負の4成分ズーム構成であり、ズーミングの際(変倍時)には、図9に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、移動し、第3レンズ群(Gr3)と第4レンズ群(Gr4)とは、それらの間隔が略同一もしくは増加するように移動し、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。
より詳しくは、実施例11の変倍光学系1Kは、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)と、プリズム(L2)とから構成されて成る。
第2レンズ群(Gr2)は、両凹の負レンズ(第3レンズL3)と、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第4レンズL4)とから構成されて成る。第3レンズL3と第4レンズL4とは、接合レンズである。
第3レンズ群(Gr3)は、光学絞りSTと、両凸の正レンズ(第5レンズL5)と、両凸の正レンズ(第6レンズL6)と、両凹の負レンズ(第7レンズL7)と、両凸の正レンズ(第8レンズL8)とから構成されて成る。光学絞りSTは、第5レンズL5の物体側に配置され、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。光学絞りSTは、メカニカルシャッタであってもよい。第5レンズL5は、両面が非球面である。第6ないし第8レンズL6、L7、L8は、接合レンズである。
第4レンズ群(Gr4)は、像側に凸の負メニスカスレンズ(第9レンズL9)から構成されて成る。第9レンズL9は、両面が非球面であり、樹脂材料製のレンズである。
そして、第4レンズ群(Gr4)の像側には、フィルタとしての平行平板FTを介して撮像素子SRの受光面が配置されている。平行平板FTは、各種光学フィルタや撮像素子のカバーガラス等である。
この実施例11の変倍光学系1Kでは、広角端(WIDE)から中間点(MIDDLE)を経て望遠端(TELE)への変倍時に、図9に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、略中間点で像側に凸となる曲線を描くように移動され、第3レンズ群(Gr3)は、物体に近づく方向に略直線的に移動され、第4レンズ群(Gr4)は、物体に近づく方向に、略中間点まで略直線的に移動されその後望遠端まで第3レンズ群(Gr3)の移動量に較べて著しく緩やかに移動され、そして、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。このように広角端(WIDE)から望遠端(TELE)への変倍において、第2ないし第4レンズ群(Gr2、Gr3、Gr4)は、移動し、第1レンズ群(Gr1)と第3レンズ群(Gr3)とは、互いの間隔が狭くなるように移動し、第1レンズ群(Gr1)と第4レンズ群(Gr4)とは、略中間点まで互いの間隔が狭くなるように移動し、その後望遠端まで互いの間隔が略一定もしくは若干拡がるように移動する。
実施例11の変倍光学系1Kにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
数値実施例11
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 7.471 0.670 1.94595 17.98
2 4.268 1.613
3 ∞ 5.761 1.84666 23.78
4 ∞ 可変
5 -17.119 0.600 1.77250 49.65
6 4.703 0.993 1.92286 20.88
7 18.795 可変
8(絞り) ∞ 0.000
9* 4.930 1.631 1.58311 59.46
10* -7.700 0.100
11 23.452 1.328 1.49700 81.61
12 -7.613 0.992 1.83400 37.35
13 3.941 2.155 1.49700 81.61
14 -4.634 可変
15* -3.654 0.600 1.53048 55.72
16* -15.902 可変
17 ∞ 0.500 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
像面 ∞
非球面データ
第9面
K=0.0000e+000,A4=-2.3753e-004,A6=-1.7313e-003,A8=1.1402e-003,A10=-3.9249e-004,A12=6.7619e-005,A14=-4.6683e-006
第10面
K=0.0000e+000,A4=2.9277e-003,A6=-1.8481e-003,A8=1.2048e-003,A10=-4.0835e-004,A12=6.8793e-005,A14=-4.6242e-006
第15面
K=0.0000e+000,A4=2.5542e-003,A6=3.5971e-004,A8=-2.1384e-004,A10=8.3478e-005,A12=-1.3025e-005,A14=3.6981e-007
第16面
K=0.0000e+000,A4=1.0286e-004,A6=1.4591e-004,A8=-8.2314e-005,A10=1.3598e-005,A12=1.6052e-006,A14=-4.5345e-007
Variable Distance
広角端 中間点 望遠端
第4面と第5面間 0.600 1.496 0.600
第7面と第8面間 7.039 3.663 1.500
第14面と第15面間 3.968 3.949 5.166
第16面と第17面間 0.951 3.450 5.291
各種データ
ズームデータ
ズーム比ft/fw 2.74
広角 中間 望遠
焦点距離 3.819 6.338 10.477
Fナンバ 2.880 3.924 5.133
画角 37.682 24.960 15.725
像高 2.950 2.950 2.950
レンズ全長 29.833 29.833 29.816
BF 1.784 4.283 6.107
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
1 1 4 -11.717
2 5 7 -15.914
3 8 14 5.999
4 15 16 -9.097
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例11の撮像レンズ1Kにおける球面収差(正弦条件)、非点収差および歪曲収差を図34に示す。
図19は、実施例12における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図35は、実施例12における変倍光学系の収差図である。
実施例12の変倍光学系1Lは、図19に示すように、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)と、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)と、光学絞りSTを含む全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)と、全体として負の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)とからなる負・負・正・負の4成分ズーム構成であり、ズーミングの際(変倍時)には、図9に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、移動し、第3レンズ群(Gr3)と第4レンズ群(Gr4)とは、それらの間隔が略同一もしくは増加するように移動し、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。
より詳しくは、実施例12の変倍光学系1Lは、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)と、プリズム(L2)とから構成されて成る。
第2レンズ群(Gr2)は、両凹の負レンズ(第3レンズL3)と、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第4レンズL4)とから構成されて成る。第3レンズL3と第4レンズL4とは、接合レンズである。
第3レンズ群(Gr3)は、光学絞りSTと、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第5レンズL5)と、両凸の正レンズ(第6レンズL6)と、両凹の負レンズ(第7レンズL7)と、両凸の正レンズ(第8レンズL8)とから構成されて成る。光学絞りSTは、第5レンズL5の物体側に配置され、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。光学絞りSTは、メカニカルシャッタであってもよい。第5レンズL5は、両面が非球面である。第6ないし第8レンズL6、L7、L8は、接合レンズである。第8レンズL8は、像側の面(片面)が非球面である。
第4レンズ群(Gr4)は、像側に凸の負メニスカスレンズ(第9レンズL9)から構成されて成る。第9レンズL9は、両面が非球面であり、樹脂材料製のレンズである。
そして、第4レンズ群(Gr4)の像側には、フィルタとしての平行平板FTを介して撮像素子SRの受光面が配置されている。平行平板FTは、各種光学フィルタや撮像素子のカバーガラス等である。
この実施例12の変倍光学系1Lでは、広角端(WIDE)から中間点(MIDDLE)を経て望遠端(TELE)への変倍時に、図9に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、略中間点で像側に凸となる曲線を描くように移動され、第3レンズ群(Gr3)は、物体に近づく方向に略直線的に移動され、第4レンズ群(Gr4)は、物体に近づく方向に、略中間点まで略直線的に移動されその後望遠端まで第3レンズ群(Gr3)の移動量に較べて著しく緩やかに移動され、そして、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。このように広角端(WIDE)から望遠端(TELE)への変倍において、第2ないし第4レンズ群(Gr2、Gr3、Gr4)は、移動し、第1レンズ群(Gr1)と第3レンズ群(Gr3)とは、互いの間隔が狭くなるように移動し、第1レンズ群(Gr1)と第4レンズ群(Gr4)とは、略中間点まで互いの間隔が狭くなるように移動し、その後望遠端まで互いの間隔が略一定もしくは若干拡がるように移動する。
実施例12の変倍光学系1Lにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
数値実施例12
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 9.709 0.600 1.94595 17.98
2 5.023 1.400
3 ∞ 5.216 1.84666 23.78
4 ∞ 可変
5 -16.691 0.600 1.80610 40.73
6 4.653 0.977 1.92286 20.88
7 110.009 可変
8(絞り) ∞ 0.000
9* 4.562 1.290 1.49700 81.36
10* 51.813 0.100
11 4.167 1.497 1.56883 56.04
12 -15.599 0.894 1.90366 31.31
13 3.000 1.573 1.58313 59.46
14* -10.321 可変
15* -4.290 0.600 1.53048 55.72
16* -41.325 可変
17 ∞ 0.500 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
像面 ∞
非球面データ
第9面
K=0.0000e+000,A4=-7.8223e-004,A6=3.9597e-004,A8=-2.5020e-004,A10=3.5524e-005,A12=6.0437e-006,A14=-1.8615e-006
第10面
K=0.0000e+000,A4=1.3061e-004,A6=5.5237e-004,A8=-4.9345e-004,A10=1.6429e-004,A12=-2.9066e-005,A14=1.8773e-006
第14面
K=0.0000e+000,A4=3.9014e-003,A6=-3.8298e-006,A8=2.8963e-004,A10=-8.1309e-005,A12=1.3710e-005,A14=-6.8066e-007
第15面
K=0.0000e+000,A4=7.8516e-004,A6=6.5290e-004,A8=-5.9548e-004,A10=2.4475e-004,A12=-2.9396e-005,A14=4.1924e-008
第16面
K=0.0000e+000,A4=2.0884e-004,A6=4.6350e-004,A8=-3.4046e-004,A10=9.9118e-005,A12=-4.1401e-006,A14=-7.6327e-007
Variable Distance
広角端 中間点 望遠端
第4面と第5面間 2.035 2.165 0.600
第7面と第8面間 4.817 2.138 0.500
第14面と第15面間 3.785 3.120 3.682
第16面と第17面間 1.115 4.328 6.969
各種データ
ズームデータ
ズーム比ft/fw 2.74
広角 中間 望遠
焦点距離 4.929 8.186 13.525
Fナンバ 3.500 4.943 6.670
画角 30.903 19.818 12.304
像高 2.950 2.950 2.950
レンズ全長 27.332 27.337 27.315
BF 1.946 5.165 7.784
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
1 1 4 -11.731
2 5 7 -31.828
3 8 14 5.874
4 15 16 -9.075
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例12の撮像レンズ1Lにおける球面収差(正弦条件)、非点収差および歪曲収差を図35に示す。
図20は、実施例13における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図21は、実施例13の変倍光学系の変倍における各レンズ群の移動の様子を示す図である。図36は、実施例13における変倍光学系の収差図である。
実施例13の変倍光学系1Mは、図20に示すように、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4、Gr5)が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)と、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)と、光学絞りSTを含む全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)と、全体として負の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)と、全体として正の光学的パワーを有する第5レンズ群(Gr5)とからなる負・負・正・負・正の5成分ズーム構成であり、ズーミングの際(変倍時)には、図21に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、移動し、第3レンズ群(Gr3)と第4レンズ群(Gr4)とは、それらの間隔が増加するように移動し、第5レンズ群(Gr5)は、固定される。
より詳しくは、実施例13の変倍光学系1Mは、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4、Gr5)が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)と、プリズム(L2)とから構成されて成る。
第2レンズ群(Gr2)は、両凹の負レンズ(第3レンズL3)と、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第4レンズL4)とから構成されて成る。第3レンズL3と第4レンズL4とは、接合レンズである。
第3レンズ群(Gr3)は、両凸の正レンズ(第5レンズL5)と、光学絞りST(不図示)と、両凸の正レンズ(第6レンズL6)と、両凹の負レンズ(第7レンズL7)と、両凸の正レンズ(第8レンズL8)とから構成されて成る。第5レンズL5は、両面が非球面である。光学絞りSTは、第5レンズL5の像側のレンズ面に配置され、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。第6ないし第8レンズL6、L7、L8は、接合レンズである。第8レンズL8は、像側の面(片面)が非球面である。
第4レンズ群(Gr4)は、両凹の負レンズ(第9レンズL9)から構成されて成る。第9レンズL9は、両面が非球面であり、樹脂材料製のレンズである。
第5レンズ群(Gr5)は、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第10レンズL10)から構成されて成る。第10レンズL10は、両面が非球面であり、樹脂材料製のレンズである。
そして、第5レンズ群(Gr5)の像側には、フィルタとしての平行平板FTを介して撮像素子SRの受光面が配置されている。平行平板FTは、各種光学フィルタや撮像素子のカバーガラス等である。
この実施例13の変倍光学系1Mでは、広角端(WIDE)から中間点(MIDDLE)を経て望遠端(TELE)への変倍時に、図21に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、略中間点で像側に凸となる曲線を描くように移動され、第3レンズ群(Gr3)は、物体に近づく方向に略直線的に移動され、第4レンズ群(Gr4)は、物体に近づく方向に第3レンズ群(Gr3)の移動量に較べて緩やかに略直線的に移動され、第5レンズ群(Gr5)は、固定され、そして、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。このように広角端(WIDE)から望遠端(TELE)への変倍において、第2ないし第4レンズ群(Gr2、Gr3、Gr4)は、移動し、第1レンズ群(Gr1)と第3レンズ群(Gr3)および第4レンズ群(Gr4)のぞれぞれとは、互いの間隔が狭くなるように移動する。
実施例13の変倍光学系1Mにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
数値実施例13
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 9.820 0.656 1.94595 17.98
2 5.430 1.508
3 ∞ 6.070 1.84666 23.78
4 ∞ 可変
5 -23.740 0.600 1.80610 40.73
6 5.383 1.077 1.92286 20.88
7 33.539 可変
8* 7.393 1.533 1.49700 81.36
9*(絞り) -9.298 2.005
10 6.078 1.855 1.49700 81.61
11 -11.756 0.499 1.83400 37.34
12 3.246 1.510 1.58913 61.25
13* -5.782 可変
14* -5.206 0.605 1.53048 55.72
15* 10.958 可変
16* 11.911 0.584 1.63219 23.42
17* 26.703 0.595
18 ∞ 0.500 1.51680 64.20
19 ∞ 0.500
像面 ∞
非球面データ
第8面
K=0.0000e+000,A4=-3.9218e-003,A6=9.3476e-006,A8=-1.1874e-004,A10=-7.5621e-006,A12=6.6668e-006,A14=-9.3014e-007
第9面
K=0.0000e+000,A4=-3.2549e-003,A6=2.5446e-004,A8=-2.8406e-004,A10=6.6524e-005,A12=-8.4231e-006,A14=3.5031e-007
第13面
K=0.0000e+000,A4=2.3306e-003,A6=-2.1621e-004,A8=-2.1511e-006,A10=7.0489e-006,A12=-2.2819e-006,A14=1.8639e-007
第14面
K=0.0000e+000,A4=1.5789e-003,A6=-1.0449e-003,A8=-2.0428e-004,A10=9.5814e-005,A12=-1.0748e-005,A14=4.2392e-008
第15面
K=0.0000e+000,A4=-3.0669e-003,A6=-2.8863e-004,A8=-1.2917e-004,A10=2.2730e-005,A12=4.7379e-006,A14=-9.2321e-007
第16面
K=0.0000e+000,A4=-1.3816e-003,A6=-8.1028e-005,A8=-2.4204e-005,A10=2.0528e-006
第17面
K=0.0000e+000,A4=7.8893e-004,A6=-1.3041e-004,A8=-3.5725e-005,A10=3.2869e-006
Variable Distance
広角端 中間点 望遠端
第4面と第5面間 0.600 2.556 1.588
第7面と第8面間 7.468 2.864 0.500
第13面と第14面間 2.342 2.351 2.842
第15面と第16面間 0.993 3.632 6.474
各種データ
ズームデータ
ズーム比ft/fw 2.74
広角 中間 望遠
焦点距離 4.550 7.553 12.487
Fナンバ 2.880 3.983 5.367
画角 32.960 21.334 13.292
像高 2.950 2.950 2.950
レンズ全長 31.332 31.334 31.311
BF 1.428 1.429 1.407
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
1 1 4 -13.843
2 5 7 -24.978
3 8 13 6.272
4 14 15 -6.568
5 16 17 33.501
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例13の撮像レンズ1Mにおける球面収差(正弦条件)、非点収差および歪曲収差を図36に示す。
図22は、実施例14における変倍光学系におけるレンズ群の配列を示す断面図である。図23は、実施例14の変倍光学系の変倍における各レンズ群の移動の様子を示す図である。図27は、実施例14における変倍光学系の収差図である。
実施例14の変倍光学系1Nは、図22に示すように、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、全体として負の光学的パワーを有する第1レンズ群(Gr1)と、全体として負の光学的パワーを有する第2レンズ群(Gr2)と、光学絞りSTを含む全体として正の光学的パワーを有する第3レンズ群(Gr3)と、全体として負の光学的パワーを有する第4レンズ群(Gr4)とからなる負・負・正・負の4成分ズーム構成であり、ズーミングの際(変倍時)には、図23に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、移動し、第3レンズ群(Gr3)と第4レンズ群(Gr4)とは、それらの間隔が減少するように移動し、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。
より詳しくは、実施例14の変倍光学系1Nは、各レンズ群(Gr1、Gr2、Gr3、Gr4)が物体側から像側へ順に、次のように構成されている。
第1レンズ群(Gr1)は、物体側に凸の負メニスカスレンズ(第1レンズL1)と、プリズム(L2)とから構成されて成る。
第2レンズ群(Gr2)は、両凹の負レンズ(第3レンズL3)と、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第4レンズL4)とから構成されて成る。第3レンズL3と第4レンズL4とは、接合レンズである。
第3レンズ群(Gr3)は、光学絞りSTと、両凸の正レンズ(第5レンズL5)と、両凸の正レンズ(第6レンズL6)と、両凹の負レンズ(第7レンズL7)と、両凸の正レンズ(第8レンズL8)とから構成されて成る。光学絞りSTは、第5レンズL5の物体側に配置され、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。光学絞りSTは、メカニカルシャッタであってもよい。第5レンズL5は、両面が非球面である。第6ないし第8レンズL6、L7、L8は、接合レンズである。第8レンズL8は、像側の面(片面)が非球面である。
第4レンズ群(Gr4)は、両凹の負レンズ(第9レンズL9)から構成されて成る。第9レンズL9は、両面が非球面であり、樹脂材料製のレンズである。
そして、第4レンズ群(Gr4)の像側には、フィルタとしての平行平板FTを介して撮像素子SRの受光面が配置されている。平行平板FTは、各種光学フィルタや撮像素子のカバーガラス等である。
この実施例14の変倍光学系1Nでは、広角端(WIDE)から中間点(MIDDLE)を経て望遠端(TELE)への変倍時に、図23に示すように、第1レンズ群(Gr1)は、固定され、第2レンズ群(Gr2)は、略中間点で像側に凸となる曲線を描くように移動され、第3レンズ群(Gr3)は、物体に近づく方向に第4レンズ群(Gr4)の移動量に較べて緩やかに略直線的に移動され、第4レンズ群(Gr4)は、物体に近づく方向に略直線的に移動され、そして、光学絞りSTは、第3レンズ群(Gr3)と共に移動する。このように広角端(WIDE)から望遠端(TELE)への変倍において、第2ないし第4レンズ群(Gr2、Gr3、Gr4)は、移動し、第1レンズ群(Gr1)と第3レンズ群(Gr3)および第4レンズ群(Gr4)のぞれぞれとは、互いの間隔が狭くなるように移動する。
実施例14の変倍光学系1Nにおける、各レンズのコンストラクションデータを以下に示す。
数値実施例14
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 12.854 0.734 1.94595 17.98
2 6.518 1.269
3 ∞ 6.498 1.84666 23.78
4 ∞ 可変
5 -16.670 0.600 1.80610 40.73
6 5.436 1.056 1.92286 20.88
7 134.661 可変
8(絞り) ∞ 0.000
9* 4.920 1.728 1.49700 81.36
10* -35.514 0.349
11 5.892 1.657 1.49700 81.61
12 -9.786 1.175 1.83400 37.34
13 3.000 2.287 1.58913 61.25
14* -5.952 可変
15* -4.911 0.600 1.53048 55.72
16* 24.808 可変
17 ∞ 0.500 1.51680 64.20
18 ∞ 0.500
像面 ∞
非球面データ
第9面
K=0.0000e+000,A4=-1.4278e-003,A6=4.0896e-004,A8=-1.1016e-004,A10=-8.7832e-006,A12=6.7995e-006,A14=-7.3379e-007
第10面
K=0.0000e+000,A4=-3.6777e-004,A6=7.3259e-004,A8=-3.3666e-004,A10=6.8722e-005,A12=-6.4575e-006,A14=1.5767e-007
第14面
K=0.0000e+000,A4=1.4400e-003,A6=-2.0781e-004,A8=7.0679e-005,A10=-7.5826e-006,A12=-9.7445e-007,A14=1.8455e-007
第15面
K=0.0000e+000,A4=8.8361e-004,A6=2.6413e-004,A8=-2.5302e-004,A10=1.0426e-004,A12=-1.0748e-005,A14=4.2392e-008
第16面
K=0.0000e+000,A4=-5.3592e-004,A6=3.0939e-004,A8=-1.5654e-004,A10=3.1223e-005,A12=4.7042e-006,A14=-9.2321e-007
Variable Distance
広角端 中間点 望遠端
第4面と第5面間 2.627 3.304 1.375
第7面と第8面間 5.350 2.119 0.500
第14面と第15面間 3.495 2.821 2.821
第16面と第17面間 1.077 4.304 7.853
各種データ
ズームデータ
ズーム比ft/fw 2.74
広角 中間 望遠
焦点距離 5.022 8.343 13.784
Fナンバ 2.880 4.086 5.592
画角 30.430 19.474 12.080
像高 2.950 2.950 2.950
レンズ全長 31.332 31.339 31.318
BF 1.909 5.143 8.671
ズームレンズ群データ
群 始面 終面 焦点距離
1 1 4 -14.815
2 5 7 -29.767
3 8 14 6.456
4 15 16 -7.674
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、実施例14の撮像レンズ1Nにおける球面収差(正弦条件)、非点収差および歪曲収差を図37に示す。
上記に列挙した実施例1〜14の変倍光学系1A〜1Nに、上述した条件式(1)〜(15)を当てはめた場合のそれぞれの数値を、表1および表2に示す。
Figure 2011002817
Figure 2011002817
以上、説明したように、上記実施例1〜14における変倍光学系1A〜1Nは、本発明に係る要件を満足している結果、約2〜3倍程度の比較的高い変倍比と、低コスト化を図りつつ、コンパクト化とを達成することができる。そして、上記実施例1〜14における変倍光学系1A〜1Nは、デジタル機器に搭載する上で、特に携帯端末に搭載する上でコンパクト化が充分に達成され、また、高画素な撮像素子17を採用することができる。
例えば、5Mピクセル、8Mピクセルおよび10Mピクセル等のクラス(グレード)の高画素な撮像素子17は、撮像素子17のサイズが一定の場合には画素ピッチが短くなるため(画素面積が狭くなるため)、変倍光学系1は、この画素ピッチに応じた解像度が必要となり、その所要の解像度で例えばMTFで変倍光学系1を評価した場合に例えば仕様等によって規定された所定の範囲内に諸収差を抑える必要があるが、上記実施例1〜14における変倍光学系1A〜1Nは、各収差図に示す通り、所定の範囲内で諸収差が抑えられている。
なお、上記実施例1〜14では、連続的に変倍する変倍光学系1A〜1Nを示しているが、よりコンパクト化するために、同一の光学構成での2焦点切り換えの変倍光学系1であってもよい。
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
AX 光軸
1、1A〜1N 変倍光学系
3 デジタル機器
5 携帯電話機
11、Gr1 第1レンズ群
12、Gr2 第2レンズ群
13、Gr3 第3レンズ群
14、Gr4 第4レンズ群
17、SR 撮像素子
21 撮像装置

Claims (13)

  1. 物体側より像側へ順に、負の光学的パワーを有する第1レンズ群と、負の光学的パワーを有する第2レンズ群と、正の光学的パワーを有する第3レンズ群と、負の光学的パワーを有する第4レンズ群とを含み、
    前記第1レンズ群内には、光学的パワーを有するレンズが負レンズ1枚のみであり、
    前記第3レンズ群が下記(1)の条件式を満足すること
    を特徴とする変倍光学系。
    1.4<β3t/β3w<4 ・・・(1)
    ただし、
    β3t:望遠端での第3レンズ群の像倍率
    β3w:広角端での第3レンズ群の像倍率
  2. 物体側より像側へ順に、負の光学的パワーを有する第1レンズ群と、負の光学的パワーを有する第2レンズ群と、正の光学的パワーを有する第3レンズ群と、負の光学的パワーを有する第4レンズ群とを含み、
    前記第1レンズ群内には、光学的パワーを有するレンズが負レンズ1枚のみであり、
    前記第3レンズ群が下記(2)の条件式を満足すること
    を特徴とする変倍光学系。
    0.5<(β3t/β3w)/Z<2 ・・・(2)
    ただし、
    β3t:望遠端での第3レンズ群の像倍率
    β3w:広角端での第3レンズ群の像倍率
    Z:全系の変倍比
  3. 前記第3レンズ群は、下記(3)および(4)の条件式を満たすこと
    を特徴とする請求項1または請求項2に記載の変倍光学系。
    1.25<f3/fw<2 ・・・(3)
    71≦v3p≦100 ・・・(4)
    ただし、
    f3:第3レンズ群の合成焦点距離
    fw:広角端での全系の焦点距離
    v3p:第3レンズ群内の正レンズのアッベ数の最大値
  4. 前記第4レンズ群が下記(5)の条件式を満足すること
    を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の変倍光学系。
    1.1<|f4/fw|<9 ・・・(5)
    ただし、
    f4:第4レンズ群の合成焦点距離
    fw:広角端での全系の焦点距離
  5. 前記第4レンズ群が下記(6)の条件式を満足すること
    を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の変倍光学系。
    0.3<(β4t/β4w)/Z<0.8 ・・・(6)
    ただし、
    β4t:望遠端での第4レンズ群の像倍率
    β4w:広角端での第4レンズ群の像倍率
    Z:全系の変倍比
  6. 前記第4レンズ群は、負レンズ1枚のみから構成されること
    を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の変倍光学系。
  7. 前記第4レンズ群を移動することによって、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行うこと
    を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の変倍光学系。
  8. 前記第1レンズ群は、変倍時に固定であり、
    前記第1レンズ群内に反射部材を有すること
    を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の変倍光学系。
  9. 請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の変倍光学系と、
    光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、
    前記変倍光学系が前記撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成可能とされていること
    を特徴とする撮像装置。
  10. 請求項9に記載の撮像装置と、
    前記撮像装置に被写体の静止画撮影および動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部とを備え、
    前記撮像装置の変倍光学系が、前記撮像素子の受光面上に前記被写体の光学像を形成可能に組み付けられていること
    を特徴とするデジタル機器。
  11. 前記撮像素子の出力に対し所定の画像処理を行う画像処理部をさらに有すること
    を特徴とする請求項10に記載のデジタル機器。
  12. 前記所定の画像処理は、前記撮像素子の受光面上に形成される前記被写体の光学像における歪みを補正する歪補正処理を含むこと
    を特徴とする請求項11に記載のデジタル機器。
  13. 携帯端末から成ること
    を特徴とする請求項10ないし請求項12のいずれか1項に記載のデジタル機器。
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