JP2011145484A - 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置 - Google Patents

結像光学系及びそれを有する電子撮像装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2011145484A
JP2011145484A JP2010006024A JP2010006024A JP2011145484A JP 2011145484 A JP2011145484 A JP 2011145484A JP 2010006024 A JP2010006024 A JP 2010006024A JP 2010006024 A JP2010006024 A JP 2010006024A JP 2011145484 A JP2011145484 A JP 2011145484A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
optical system
imaging optical
lens group
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010006024A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5547973B2 (ja
Inventor
Shinichi Mihara
伸一 三原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Imaging Corp
Original Assignee
Olympus Imaging Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Imaging Corp filed Critical Olympus Imaging Corp
Priority to JP2010006024A priority Critical patent/JP5547973B2/ja
Publication of JP2011145484A publication Critical patent/JP2011145484A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5547973B2 publication Critical patent/JP5547973B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

【課題】色収差を中心とした諸収差が良好に補正された小型・薄型かつ高変倍率で広角端画角が大きい結像光学系を得る。
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力を有する2枚の正レンズLA、LBと負レンズLCからなる第1レンズ群G1、負の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、第4レンズ群G4からなり、広角端における光学全長が望遠端の0.8倍以下となる結像光学系において、所定の条件式を満足する。
【選択図】図1

Description

本発明は、結像光学系の高変倍率化、薄型化、高性能化を実現できる有効なレンズ構成とその電子撮像装置の薄型化への応用に関するものである。
デジタルカメラは高画素数化(高画質化)や小型薄型化において実用レベルを達成し、機能的にも市場的にも銀塩35mmフィルムカメラにとって代わってしまった。そこで、次なる進化の方向の1つとして、そのままの小ささや薄さで光学系の高変倍比、広角化、大口径比化など光学仕様の向上とともにさらなる高画素数化が強く求められている。
たとえば、特許文献1に記載された結像光学系は高変倍率かつ広角でありしかも各々レンズ群の光軸方向の厚みを薄く構成できている。したがって、それを搭載した電子撮像装置は薄型であると同時に高機能である。
また、特許文献2、特許文献3、特許文献4などには、以下の構成が提案されている。この構成は、同様の結像光学系で小ささや薄さをそのままに、さらなる光学仕様を向上するときに問題となりやすい色収差を補正するために、従来のガラスにはない有効な分散特性あるいは部分分散特性を有する透明媒質を導入した事例である。
さらに、電子撮像素子を用いた電子撮像装置ではh線(404.66nm)の色収差によるフレアが発生しやすいためh線の色収差補正の重要性を説いた記述のある特許文献5が知られている。
特開2008−112013号公報 特開2006−349947号公報 特開2008−139645号公報 特開2009−80483号公報 特開2001−208964号公報
特許文献1に記載の実施例を見ると、ズーム比が10倍、広角端での画角が80°という仕様でありながら全長は短くしかも各レンズ群(特に第1レンズ群)の光軸方向の厚みが薄い。しかし、さらに小型化もしくは仕様向上を行なうと、特にg線やh線など短波長領域での軸上色収差、倍率色収差の補正が困難であり、色収差が許容できなくなる。
また、特許文献2、3、4には、従来にはない有効な分散特性や部分分散特性を有する透明物質についての記載があり、これを前記特開2008-112013号公報に用いてさらに薄型化することが考えられるが、前記透明物質を用いた実施例に関する記載事項を見ると従来設計例に対して薄型化が可能であることが実証できていない。
また、特許文献5には光学系にて色フレアを除去する具体的な有効手段が記載されていない。
ここで、課題となっている色収差について詳述する。
色収差には近軸的な色収差と高次の色収差がある。近軸色収差には焦点位置の色収差と焦点距離の色収差がある。これらの色収差の補正とは、通常、ある2波長−たとえばC線(656.27nm)とF線(486.13nm)−についてそれぞれの焦点位置と焦点距離が一致することで達成したとしている。これを、C線とF線の色消しが出来たと称している。これは、光学系に含まれる複数のレンズ体に、それ相当のアッベ数を選択することで達成できる。
ここで、他の波長については一致していない(つまり収差が残存している)場合がほとんどである。この残存色収差を2次スペクトルと称している。その残存量に影響のある光学特性が部分分散比である。通常の光学材料の場合、低分散(アッベ数が高い)なものは相対的に部分分散比が小さく、高分散(アッベ数が低い)なものは大きい。従って、低分散材料には極力部分分散比が大きく、高分散材料では極力部分分散比が小さいものを選択することで2次スペクトルを軽減することが理論的には可能である。しかし、現実にはそうした光学材料は非常に限られている。
一方、高次の色収差とは、色の球面収差、色コマ、倍率色収差の像高に関する高次成分(色の歪曲収差)に相当する。これらの収差は基準波長(たとえばd線・・・587.56nm)に対する高次収差発生源と材料の分散とが複雑に絡んでおり、一般的にこれらを補正することは、基準波長に対する収差の補正や近軸色収差の補正を犠牲にすることになる。従って、独立に補正することが望ましい。
本発明は上記従来の課題に鑑み、色収差を中心とした諸収差が良好に補正された小型・薄型かつ高変倍率で広角端画角が大きい結像光学系を得ること、また、本発明の結像光学系を用いることにより、高い仕様でかつ極めて薄い電子撮像装置を得ることを目的としている。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、物体側から順に、正の屈折力を有する2枚の正レンズLA、LBと負レンズLCからなる第1レンズ群G1、負の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、第4レンズ群G4からなり、広角端における光学全長が望遠端の0.8倍以下となる結像光学系において、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
-1.5e2<(νd1−νd3)/(θgF1−θgF3)<+1.0e4 ・・・(1)
ここで、
θgF1はレンズLAの部分分散比(ng1−nF1)/(nF1−nC1)、
θgF3はレンズLCの部分分散比(ng3−nF3)/(nF3−nC3)、
νd1はレンズLAのアッベ数(nd1−1)/(nF1−nC1)、
νd3はレンズLCのアッベ数(nd3−1)/(nF3−nC3)、
nd1、nC1、nF1、ng1はレンズLAの各々d線、C線、F線、g線の屈折率、
nd3、nC3、nF3、ng3はレンズLCの各々d線、C線、F線、g線の屈折率、
である。
本発明に係る電子撮像装置は、結像光学系と、電子撮像素子と、前記結像光学系を通じて結像した像を前記電子撮像素子で撮像することによって得られた画像データを加工して像の形状を変化させた画像データとして出力する画像処理手段とを有し、前記結像光学系が、無限遠物点合焦時に次の条件式(A)を満足することを特徴とする電子撮像装置。
0.7<y07/(fw・tanω07w)<0.97 ・・・(A)
ここで、y07は前記電子撮像素子の有効撮像面内(撮像可能な面内)で中心から最も遠い点までの距離(最大像高)をy10としたときy07=0.7・y10として表される。また、ω07wは広角端における前記撮像面上の中心からy07の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度、fwは広角端における前記結像光学系の全系の焦点距離である。
本発明を用いることにより、色収差を中心とした諸収差が良好に補正された小型・薄型かつ高変倍率で広角端画角が大きい結像光学系を得ること、および本発明の結像光学系を用いることにより、高い仕様でかつ極めて薄い電子撮像装置を得ることができる。
本発明の実施例1にかかるズームレンズの(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例1にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 実施例1にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における、倍率色収差、像高比0.7の軸外光束のコマ収差(横収差)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 本発明の実施例2にかかるズームレンズの(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例2にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 実施例2にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における、倍率色収差、像高比0.7の軸外光束のコマ収差(横収差)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 本発明の実施例3にかかるズームレンズの(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例3にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 実施例3にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における、倍率色収差、像高比0.7の軸外光束のコマ収差(横収差)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 本発明の実施例4にかかるズームレンズの(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例4にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 実施例4にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における、倍率色収差、像高比0.7の軸外光束のコマ収差(横収差)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 本発明の実施例5にかかるズームレンズの(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例5にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 実施例5にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における、倍率色収差、像高比0.7の軸外光束のコマ収差(横収差)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 本発明によるズームレンズを組み込んだデジタルカメラ40の外観を示す前方斜視図である。 デジタルカメラ40の後方斜視図である。 デジタルカメラ40の光学構成を示す断面図である。 本発明のズームレンズが対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコン300のカバーを開いた状態の前方斜視図である。 パソコン300の撮影光学系303の断面図である。 パソコン300の側面図である。 本発明のズームレンズが撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である携帯電話を示す図であり、(a)は携帯電話400の正面図、(b)は側面図、(c)は撮影光学系405の断面図である。
まず、実施例の説明に先立ち、本実施形態の結像光学系の作用効果について説明する。
本実施形態の高変倍率結像光学系は同等仕様の先行技術によるものに比べて全長を著しく短くし、かつ収納時に極めて薄くする構成である。このために、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4のわずか4つのレンズ群で構成している。
さらに広角端における光学全長が望遠端の0.8倍以下となる結像光学系を採用している。ここで、光学系の全長を短縮すると、望遠側の色収差、特に2次スペクトルによる色収差が著しく悪化する。このため、前記第1レンズ群に関して正レンズ2枚(LAとLB)と負レンズ1枚(LC)の3枚から構成している。特に正レンズLAと負レンズLCの部分分散の差を利用することで2次スペクトルを補正している。
具体的には、以下の条件式(1)を満足するように構成している。
-1.5e2<(νd1−νd3)/(θgF1−θgF3)<1.0e4 ・・・(1)
ここで、
θgF1はレンズLAの部分分散比(ng1−nF1)/(nF1−nC1)、
θgF3はレンズLCの部分分散比(ng3−nF3)/(nF3−nC3)、
νd1はレンズLAのアッベ数(nd1−1)/(nF1−nC1)、
νd3はレンズLCのアッベ数(nd3−1)/(nF3−nC3)、
nd1、nC1、nF1、ng1はレンズLAの各々d線、C線、F線、g線の屈折率、
nd3、nC3、nF3、ng3はレンズLCの各々d線、C線、F線、g線の屈折率、
である。
条件式(1)の下限値を下回ると二次スペクトルによるg線、h線の収差が残存する。条件式(1)の上限値を上回る方向は二次スペクトルの補正には有利であるが、やはり自然界に材料が存在し得ない。
なお、条件式(1)に代えて、次の条件式(1’)を満足すると、より好ましい。
-0.8e2<(νd1−νd3)/(θgF1−θgF3)<2.0e2 ・・・(1’)
さらに、条件式(1)に代えて、次の条件式(1”)を満足すると、より一層好ましい。
-0.6e2<(νd1−νd3)/(θgF1−θgF3)<0.2e3 ・・・(1”)
また、前記第1レンズ群G1は、物体側から順に、負レンズ(LC)、正レンズ(LA)、正レンズ(LB)の順にて構成するのがよい。特に、負レンズLCと正レンズLAともに物体側に凸面を向けたメニスカス形状とするのがよい。
そして、上記の順に接合とするのが良く、さらには2次スペクトルによる色収差と同時に補正困難である口径比と像高に関する高次の色収差(色コマ収差、色の非点収差、色の歪曲収差など)を補正するために、正レンズLAと正レンズLBの接合面は非球面とするのが良い。
なお、本実施形態の結像光学系では、広角端における光学全長を望遠端の0.8倍以下とすることが望ましい。特に、広角側の軸外と望遠側の画面全域の収差補正状況を含めた薄型化あるいは第1群の径の縮小化には有利である。さらに、0.75以下とすればなお望ましい。
また、次に、接合面の非球面について以下詳述する。
分散の異なる接合面を非球面にすると前記高次の色収差補正の自由度が与えられる。非球面の形状について、光軸方向をz(物体から像に向かってプラス)、その垂直方向の高さをhとして、
z=(h2/R)/{1+[1−(1+K)(h/R)21/2
+A4+A6+A8+A1010 ・・・(2)
と表し、また、光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量を
Δz=z−{h/R〔1+(1−h2/R21/2} ・・・(3)
と表したとき、
h=h1=ENPt・tanωt ・・・(4)
におけるΔzA(h)が以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
-5e-2≦ΔzA(h)/y10≦+1e-2 ・・・(5)
ここで、
Aは、前記正レンズLAと前記正レンズLBとの接合面の形状、
Aは、前記正レンズLAと前記正レンズLBとの接合面の近軸曲率半径、
ΔzAは、前記正レンズLAと前記正レンズLBとの接合面形状の非球面成分、
(つまり、近軸曲率半径RAを有する球面からの偏倚量)
10は前記結像光学系の結像位置近傍に配置された電子撮像素子の有効撮像面内において、中心から最も遠い点までの距離、
ENPtは前記結像光学系の望遠端における入射瞳位置、
tanωtは前記結像光学系の望遠端における半画角の正接、
また、ΔzA(h)= 0 のときは、ΔzA(h/2)≠ 0、
である。
これにより、特に望遠端における色コマ収差、色メリジオナル像面湾曲のバランスを取りやすくなる。同時に、高い像高における色の歪曲収差の補正にも有利である。また、F値が明るいと色の球面収差の補正に有効である。
条件式(5)の上限値を上回ると高次の色収差の補正が十分に行なえない。一方、条件式(5)の下限値を下回ると色コマ収差と色メリジオナル像面湾曲が補正過剰となり却って悪化する。
なお、条件式(5)に代えて、次の条件式(5’)を満足すると、より好ましい。
-2e-2≦ΔzA(h)/y10≦+6e-3 ・・・(5’)
さらに、条件式(5)に代えて、次の条件式(5”)を満足すると、より一層好ましい。
-8e-3≦ΔzA(h)/y10≦+3e-3 ・・・(5”)
一方、高次の色収差を補正するために接合面を非球面とすると、基準波長に関する収差(たとえば、球面収差、コマ収差、メリジオナル像面湾曲など)が悪化することがある。これは、接合面に基準波長(たとえばd線)に対する屈折率差があるためである。そこで、以下の条件式(6)を満足するとよい。
|ΔnAB|<0.15 ・・・(6)
ここで、
ΔnABは、正レンズLAと正レンズLBそれぞれの媒質のd線に対する屈折率差、
である。
また、条件式(6)に代えて、次の条件式(6’)を満足すると、より好ましい。
|ΔnAB|<0.10 ・・・(6’)
さらに、条件式(6)に代えて、次の条件式(6”)を満足すると、より一層好ましい。
|ΔnAB|<0.05 ・・・(6”)
なお、本実施形態の結像光学系は、変倍時に全系の焦点距離fが1.4×fw以上かつ2.0×fw以下を満たす任意の値のときに、第1レンズ群G1が広角端のときよりも物体側に位置するように移動させたほうが、特に第1レンズ群、第2レンズ群の厚みや各レンズ径を小さくしやすく、また、広角端における画角周辺部の結像性能向上を確保しやすい(広角側のコマ収差やメリジオナル像面湾曲など)。
また、本実施形態の結像光学系は、変倍時に全系の焦点距離fが1.4×fw以上かつ2.0×fw以下を満たす任意の値のときに、第2レンズ群G2が広角端のときよりも物体側に位置するように移動させたほうが、全長を短くしたときの収差、特に変倍時の収差変動が高変倍率全域に亘り安定するので好ましい。特に、広角側のコマ収差やメリジオナル像面湾曲、望遠側の球面収差やコマ収差などの収差変動が安定する。
つづいて、本実施形態の結像光学系の第2レンズ群G2について説明する。
光学系の全長を短縮すると各レンズ群の屈折力が増加する。したがって、近軸配置上、全系の焦点距離を短くしていくのが自然である。本実施形態においても、実際に結像性能を確保すべき像高を維持しながら広角端において短めの焦点距離となっている。つまり、画角が広がる方向となる。そこからさらに短くすることを考えた場合、逆に、第1レンズ群、第2レンズ群での軸外光線高が高くなり肥大化してくる。このため、最も物体側の光学面からの入射瞳位置を近くする必要がある。そこで、前記第2レンズ群の主点位置を極力物体側に位置させるように第2レンズ群の最も物体側の負レンズ成分L21に強い屈折力を持たせるのが良い。これにより、広角端における軸外結像性能不足を招きやすいため、負レンズ成分L21の負レンズを構成する媒質の屈折率n21が以下の条件式(7)を満足するのがよい。
n21>1.85 ・・・(7)
条件式(7)の下限値を下回ると特に広角側におけるメリジオナル像面湾曲、サジタル像面湾曲が悪化しやすい。
なお、条件式(7)に代えて、次の条件式(7’)を満足すると、より好ましい。
n21>1.86 ・・・(7’)
さらに、条件式(7)に代えて、次の条件式(7”)を満足すると、より一層好ましい。
n21>1.88 ・・・(7”)
また、広角端にて発生しやすい軸外収差は以下の条件式(8)を満たすことでも補正が可能であるため好ましい。つまり、前記第2レンズ群G2の最も物体側の負レンズ成分L21の形状ファクターについて以下の条件式(8)を満足することである。
0.1<(r21a+r21b)/(r21a−r21b)<1.5 ・・・(8)
ここで、
r21aは、負レンズ成分L21の最も物体側の面の光軸上における曲率半径、
r21bは、負レンズ成分L21の最も像側の面の光軸上における曲率半径、
である。
条件式(8)の下限値を下回るとメリジオナル像面湾曲やコマ収差が発生しやすくなる。条件式(8)の上限値を上回ると光学系が大型化しやすい。
なお、条件式(8)に代えて、次の条件式(8’)を満足すると、より好ましい。
0.3<(r21a+r21b)/(r21a−r21b)<1.2 ・・・(8’)
さらに、条件式(8)に代えて、次の条件式(8”)を満足すると、より一層好ましい。
0.5<(r21a+r21b)/(r21a−r21b)<1.0 ・・・(8”)
また、広角端にて発生しやすい軸外収差は、前記第2レンズ群G2の最も物体側の負レンズ成分L21と物体側から2番目の負レンズ成分L22に非球面を導入すると補正しやすいが、一般的に非球面の形状について、
z=(h2/R)/{1+[1−(1+K)(h/R)21/2
+A4+A6+A8+A1010 …(2)
と表し、さらに光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量を
Δz=z−{h/R〔1+(1−h2/R21/2} ・・・(3)
と表すとき、各レンズ成分の最も像側の面と最も物体側の面との偏倚量の差ΔASP次式で表され、
ΔASP=Δzb−Δza ・・・(9)
さらに、第2レンズ群G2の最も物体側の負レンズ成分L21と物体側から2番目の負レンズ成分L22が、
h=h2( =(y10 )2 ・log10(ft/fw)/ fw )
において以下の条件式(10)を満足することが好ましい。
|ΔASP22(h2)|>|ΔASP21(h2)| 〔但し、ΔASP22(h2)<0〕・・・(10)
ここで、
Δzaはレンズ成分の最も物体側の面の球面からの偏倚量、
Δzbはレンズ成分の最も像側の面の球面からの偏倚量、
ΔASP21は、負レンズ成分L21の最も像側の面と、負レンズ成分L21の最も物体側の面の光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量の差、
ΔASP22は、負レンズ成分L22の最も像側の面と、負レンズ成分L22の最も物体側の面の光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量の差、
である。
条件式(10)を満たさない場合は負レンズ成分L21での光線高が高くなりやすく、広角端の軸外収差(メリジオナル像面湾曲やコマ収差)の補正には不利となる。
また、前記第2レンズ群G2の屈折力が大きければ特に広角端での倍率色収差および望遠端での軸上色収差の発生も大きくなる。これを補正するには前記第2レンズ群G2の最も像側の正レンズ成分L23を構成する媒質のアッベ数ν23が以下の条件式(11)を満足するとよい。
10<ν23<24 ・・・(11)
ここで、
ν23は前記レンズ成分L23を構成する正レンズの媒質のアッベ数、
である。
条件式(11)の上限値を上回るとこれらの色収差の補正が不十分となりやすい。条件式(11)の下限値を下回ると逆に補正過剰となる。
なお、条件式(11)に代えて、次の条件式(11’)を満足すると、より好ましい。
12<ν23<21 ・・・(11’)
さらに、条件式(11)に代えて、次の条件式(11”)を満足すると、より一層好ましい。
15<ν23<19 ・・・(11”)
また、前記第2レンズ群G2の最も像側の正レンズ成分L23がペッツバール和の補正上、以下の条件式(12)を満足するとよい。
−0.40<n23−n21<0.10 ・・・(12)
ここで、
n21は前記レンズ成分L21を構成する負レンズの媒質のd線屈折率、
n23は前記レンズ成分L23を構成する正レンズの媒質のd線屈折率、
である。
条件式(12)の上限値を上回るとペッツバール和が負の値になりやすくなる。
条件式(12)の下限値を下回ると、光学系が大型化しやすくなる。
なお、条件式(12)に代えて、次の条件式(12’)を満足すると、より好ましい。
−0.35<n23−n21<0.07 ・・・(12’)
さらに、条件式(12)に代えて、次の条件式(12”)を満足すると、より一層好ましい。
−0.30<n23−n21<0.00 ・・・(12”)
また、前記第2レンズ群G2を物体側から順に、負レンズ成分L21、負レンズ成分L22、正レンズ成分L23の順に構成するのが良い。
これにより、全長を短くすること、及び広角端における入射瞳を最も物体側の面に近くすることができる。
また、広角端から望遠端に向けて変倍する際に、前記第3レンズ群G3は物体側のみに移動するように構成することが好ましい。
これにより、全長を短くすること、及び広角端における入射瞳を最も物体側の面に近くすることができる。
また以下の条件式(13)を満たすとよい。
0.22<D34t/ft<0.55 ・・・(13)
ここで、
D34tは望遠端において撮影倍率の絶対値が1/50以下となる被写体に合焦した際の第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との光軸上の空気間隔、
ftは望遠端における全系の焦点距離、
である。
これにより、全長を短くしたときの収差、特に変倍時の収差変動を高変倍率全域に亘り安定させることができる。
条件式(13)の下限値を下回ると変倍時の収差変動の補正が困難となる。一方、条件式(13)の上限値を上回ると光学全長が長くなりやすい(あるいは、変倍時の開放F値の変動が大きくなりやすい)。
なお、条件式(13)に代えて、次の条件式(13’)を満足すると、より好ましい。
0.25<D34t/ft<0.50 ・・・(13’)
さらに、条件式(13)に代えて、次の条件式(13”)を満足すると、より一層好ましい。
0.27<D34t/ft<0.45 ・・・(13”)
また、本実施形態の電子撮像装置は、上述した結像光学系と、電子撮像素子と、前記結像光学系を通じて結像した像を前記電子撮像素子で撮像することによって得られた画像データを加工して像の形状を変化させた画像データとして出力する画像処理手段とを有し、前記結像光学系が、無限遠物点合焦時に次の条件式(A)を満足することが望ましい。
0.7<y07/(fw・tanω07w)<0.97 ・・・(A)
ここで、
07は前記電子撮像素子の有効撮像面内(撮像可能な面内)で中心から最も遠い点までの距離(最大像高)をy10としたときy07=0.7・y10として表される。
また、
ω07wは広角端における前記撮像面上の中心からy07の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度、
fwは広角端における前記結像光学系の全系の焦点距離、
である。
上述した結像光学系は、色収差などを悪化させることなく光学系全長や沈胴厚を薄くすることが可能である。そのため、電子撮像装置にこのような結像光学系を用いると、高画質な画像を得られつつ薄型化された電子撮像装置を得ることができる。
以下に、本発明にかかる結像光学系及び電子撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
以下、結像光学系としてズームレンズを用いた場合の5つの実施例を説明する。いずれも、ズーム比が9.7倍以上(最大例が13.1倍)、広角端半画角が36度以上(最大例が42度)、について良好な色収差を維持しつつ、小型・薄型化、具体的には望遠端における望遠比で1.1以下(最小例が0.8)を実現している。
次に、本発明の実施例1にかかるズームレンズについて説明する。図1は本発明の実施例1にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での断面図である。
図2は実施例1にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での状態を示している。また、FIYは像高を示している。なお、収差図における記号は、後述の実施例においても共通である。
図3は、実施例1にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における、倍率色収差(CC)、像高比0.7の軸外光束のコマ収差(横収差)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。
実施例1のズームレンズは、図1に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、を有している。なお、以下全ての実施例において、レンズ断面図中、LPFはローパスフィルター、CGはカバーガラス、Iは電子撮像素子の撮像面を示している。
第1レンズ群G1は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、の接合レンズと、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
負メニスカスレンズL1はLC、正メニスカスレンズL2はLA、両凸正レンズL3はLBに対応する。
第2レンズ群G2は、物体側より順に、両凹負レンズL4と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL5との接合レンズと、両凹負レンズL6と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第3レンズ群G3は、物体側より順に、両凸正レンズL8と、両凸正レンズL9と両凹負レンズL10との接合レンズと、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL11で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
広角端から望遠端へと変倍する際には、第1レンズ群G1は物体側へ移動する。第2レンズ群G2は物体側へ移動した後に像側へ移動する。第3レンズ群G3は物体側へ移動する。第4レンズ群G4は像側へ移動する。明るさ絞りSは、第3レンズ群G3とともに移動する。
非球面は、第1レンズ群G1の両凸正レンズL3の両面と、第2レンズ群G2の像側の両凹負レンズL6の両面と、第3レンズ群G3の物体側の両凸正レンズL8の両面と、第4レンズ群G4の両凸正レンズL11の両面と、の8面に設けられている。
次に、本発明の実施例2にかかるズームレンズについて説明する。図4は本発明の実施例2にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での断面図である。
図5は実施例2にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での状態を示している。
図6は、実施例2にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における、倍率色収差、像高比0.7の軸外光束のコマ収差(横収差)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。
実施例2のズームレンズは、図4に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、の接合レンズと、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
負メニスカスレンズL1はLC、正メニスカスレンズL2はLA、両凸正レンズL3はLBに対応する。
第2レンズ群G2は、物体側より順に、両凹負レンズL4と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL5との接合レンズと、両凹負レンズL6と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第3レンズ群G3は、物体側より順に、両凸正レンズL8と、両凸正レンズL9と両凹負レンズL10との接合レンズと、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL11で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
広角端から望遠端へと変倍する際には、第1レンズ群G1は物体側へ移動する。第2レンズ群G2は物体側へ移動した後に像側へ移動する。第3レンズ群G3は物体側へ移動する。第4レンズ群G4は像側へ移動する。明るさ絞りSは、第3レンズ群G3とともに移動する。
非球面は、第1レンズ群G1の両凸正レンズL3の両面と、第2レンズ群G2の像側の両凹負レンズL6の両面と、第3レンズ群G3の物体側の両凸正レンズL8の両面と、第4レンズ群G4の両凸正レンズL11の両面と、の8面に設けられている。
次に、本発明の実施例3にかかるズームレンズについて説明する。図7は本発明の実施例3にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での断面図である。
図8は実施例3にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での状態を示している。
図9は、実施例3にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における倍率色収差、像高比0.7の軸外光束のコマ収差(横収差)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。
実施例3のズームレンズは、図7に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、の接合レンズと、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
負メニスカスレンズL1はLC、正メニスカスレンズL2はLA、両凸正レンズL3はLBに対応する。
第2レンズ群G2は、物体側より順に、両凹負レンズL4と、両凹負レンズL5と正メニスカスレンズL6との接合レンズと、両凸正レンズL7と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第3レンズ群G3は、物体側より順に、両凸正レンズL8と、両凸正レンズL9と両凹負レンズL10との接合レンズと、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL11で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
広角端から望遠端へと変倍する際には、第1レンズ群G1は物体側へ移動する。第2レンズ群G2は物体側へ移動した後に像側へ移動する。第3レンズ群G3は物体側へ移動する。第4レンズ群G4は物体側へ移動した後に像側へ移動する。明るさ絞りSは、第3レンズ群G3とともに移動する。
非球面は、第1レンズ群G1の両凸正レンズL3の両面と、第2レンズ群G2の両凹負レンズL5と正メニスカスレンズL6との接合レンズの3面と、第3レンズ群G3の物体側の両凸正レンズL8の両面と、第4レンズ群G4の両凸正レンズL11の両面と、の9面に設けられている。
次に、本発明の実施例4にかかるズームレンズについて説明する。図10は本発明の実施例4にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での断面図である。
図11は実施例4にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での状態を示している。
図12は、実施例4にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における倍率色収差、像高比0.7の軸外光束のコマ収差(横収差)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。
実施例4のズームレンズは、図10に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、の接合レンズと、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
負メニスカスレンズL1はLC、正メニスカスレンズL2はLA、両凸正レンズL3はLBに対応する。
第2レンズ群G2は、物体側より順に、両凹負レンズL4と、両凹負レンズL5と、両凸正レンズL6と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第3レンズ群G3は、物体側より順に、両凸正レンズL7と、両凸正レンズL8と両凹負レンズL9との接合レンズと、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL10で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
広角端から望遠端へと変倍する際には、第1レンズ群G1は物体側へ移動する。第2レンズ群G2は物体側へ移動した後に像側へ移動する。第3レンズ群G3は物体側へ移動する。第4レンズ群G4は像側へ移動する。明るさ絞りSは、第3レンズ群G3とともに移動する。
非球面は、第1レンズ群G1の両凸正レンズL3の両面と、第2レンズ群G2の像側の両凹負レンズL5の両面と、第3レンズ群G3の物体側の両凸正レンズL7の両面と、第4レンズ群G4の両凸正レンズL10の両面と、の8面に設けられている。
次に、本発明の実施例5にかかるズームレンズについて説明する。図13は本発明の実施例5にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での断面図である。
図14は実施例5にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での状態を示している。
図15は、実施例5にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における倍率色収差、像高比0.7の軸外光束のコマ収差(横収差)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。
実施例5のズームレンズは、図13に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、を有している。
第1レンズ群G1は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、の接合レンズと、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
負メニスカスレンズL1はLC、正メニスカスレンズL2はLA、両凸正レンズL3はLBに対応する。
第2レンズ群G2は、物体側より順に、両凹負レンズL4と、両凹負レンズL5と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL6と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第3レンズ群G3は、物体側より順に、両凸正レンズL7と、両凸正レンズL8と両凹負レンズL9との接合レンズと、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第4レンズ群G4は、両凸正レンズL10で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
広角端から望遠端へと変倍する際には、第1レンズ群G1は物体側へ移動する。第2レンズ群G2は物体側へ移動した後に像側へ移動する。第3レンズ群G3は物体側へ移動する。第4レンズ群G4は像側へ移動する。明るさ絞りSは、第3レンズ群G3とともに移動する。
非球面は、第1レンズ群G1の両凸正レンズL3の両面と、第2レンズ群G2の像側の両凹負レンズL5の両面と、第3レンズ群G3の物体側の両凸正レンズL7の両面と、第4レンズ群G4の両凸正レンズL10の両面と、の8面に設けられている。
次に、上記各実施例のズームレンズを構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、各実施例の数値データにおいて、r1、r2、…は各レンズ面の曲率半径、d1、d2、…は各レンズの肉厚または空気間隔、nd1、nd2、…は各レンズのd線での屈折率、νd1、νd2、…は各レンズのアッべ数、Fno.はFナンバー、fは全系焦点距離、D0は物体から第1面までの距離をそれぞれ表している。また、*は非球面を示している。
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)21/2
+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。
数値実施例1
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ ∞
1 15.4924 0.8000 1.94595 17.98 7.225
2 11.7057 0.4000 1.63387 23.38 6.525
3* 13.2915 3.2000 1.62263 58.16 6.465
4* -149.9416 可変 6.500
5 -79.3757 0.7000 2.00330 28.27 4.562
6 4.6937 0.5000 1.63387 23.38 3.434
7 5.8810 1.5000 3.401
8* -30.6980 0.7000 1.59201 67.02 3.368
9* 6.1959 0.1000 3.199
10 7.8146 1.4000 1.94595 17.98 3.204
11 171.2285 可変 3.100
12(絞り) ∞ -0.3000 1.775
13* 3.7304 1.6000 1.58313 59.38 1.809
14* -12.8359 0.1000 1.738
15 5.0773 1.2500 1.49700 81.54 1.659
16 -5.3918 0.3000 1.64769 33.79 1.502
17 2.6270 可変 1.400
18* 19.1274 2.0000 1.53071 55.69 2.479
19* -12.7384 可変 2.788
20 ∞ 0.3000 1.51633 64.14 3.540
21 ∞ 0.5000 3.577
22 ∞ 0.5000 1.51633 64.14 3.672
23 ∞ 0.5496 3.734
像面(撮像面)∞

非球面データ

第3面
K=-0.0434
A4=2.4957E-05,A6=-8.1919E-07,A8=5.4115E-09,A10=0.0000E+00

第4面
K=0.
A4=1.9740E-05,A6=-3.2473E-08,A8=3.2843E-10,A10=-3.4225E-12

第8面
K=4.3329
A4=-3.1564E-03,A6=3.3061E-04,A8=-8.7902E-06,A10=4.4400E-08

第9面
K=0.5990
A4=-4.0947E-03,A6=3.4956E-04,A8=-1.2058E-05,A10=0.0000E+00

第13面
K=-0.1965
A4=-6.0494E-04,A6=-9.3701E-05,A8=2.4951E-05,A10=2.6861E-06

第14面
K=-0.7531
A4=1.5747E-03,A6=-1.3489E-04,A8=5.9797E-05,A10=0.0000E+00

第18面
K=0.
A4=1.3779E-04,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00

第19面
K=0.1909
A4=2.0672E-05,A6=-6.7842E-06,A8=3.4059E-07,A10=-5.1932E-09


各種データ
広角 中間 望遠
FL 4.92802 14.63056 47.88762
Fno 3.5177 5.9346 6.2000
ω 41.9° 15.1° 4.7°
像高 3.83 3.83 3.83
BF 0.04957 0.04683 0.03584
レンズ全長 32.1762 42.4344 47.1198

d4 0.30000 5.98712 14.19868
d11 9.27660 5.43062 0.70000
d17 2.83382 12.70717 13.68599
d19 3.66618 2.21263 2.44933

G 始面 焦点距離
1 1 26.32766
2 5 -5.08746
3 12 8.06752
4 18 14.72796

〔硝材屈折率テーブル〕・・・ 本実施例にて使用した媒質の波長別屈折率一覧
GLA 587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
L11 1.530710 1.527870 1.537400 1.542740 1.547272
L1, L7 1.945950 1.931230 1.983830 2.018247 2.051060
L3 1.622630 1.619350 1.630050 1.635825 1.640604
L6 1.592014 1.589309 1.598142 1.602875 1.606771
L2, L5 1.633870 1.626381 1.653490 1.671610 1.688826
L8 1.583126 1.580139 1.589960 1.595296 1.599721
LPF,CG 1.516330 1.513855 1.521905 1.526213 1.529768
L9 1.496999 1.495136 1.501231 1.504506 1.507205
L4 2.003300 1.993011 2.028497 2.049714 2.068441
L10 1.647689 1.642096 1.661263 1.672644 1.682687
数値実施例2
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ ∞
1 16.5374 0.8000 1.94595 17.98 7.294
2 12.8317 0.3000 1.71003 14.57 6.644
3* 13.2008 3.2000 1.62263 58.16 6.520
4* -134.6681 可変 6.500
5 -101.6368 0.7000 2.00330 28.27 4.584
6 5.4772 0.3500 1.71003 14.57 3.542
7 6.3105 1.5000 3.495
8* -13.6202 0.7000 1.59201 67.02 3.497
9* 9.2447 0.1000 3.296
10 9.7707 1.4000 1.94595 17.98 3.302
11 400.6071 可変 3.100
12(絞り) ∞ -0.3000 1.775
13* 3.8215 1.6000 1.58313 59.38 1.767
14* -12.0117 0.1000 1.717
15 5.3044 1.2500 1.49700 81.54 1.644
16 -7.9627 0.3000 1.64769 33.79 1.493
17 2.6312 可変 1.400
18* 24.6097 2.0000 1.53071 55.69 2.352
19* -11.0006 可変 2.692
20 ∞ 0.3000 1.51633 64.14 3.511
21 ∞ 0.5000 3.551
22 ∞ 0.5000 1.51633 64.14 3.652
23 ∞ 0.5496 3.719
像面(撮像面)∞

非球面データ

第3面
K=-0.0639
A4=3.0915E-05,A6=-7.3084E-07,A8=6.0655E-09,A10=0.0000E+00

第4面
K=0.
A4=1.4057E-05,A6=1.2861E-07,A8=-1.6683E-09,A10=4.7053E-12

第8面
K=4.2462
A4=-1.6923E-03,A6=2.3943E-04,A8=-6.8890E-06,A10=4.6153E-08

第9面
K=0.5126
A4=-2.0195E-03,A6=2.3523E-04,A8=-6.9153E-06,A10=0.0000E+00

第13面
K=-0.1823
A4=-1.2100E-03,A6=-1.2678E-04,A8=1.8222E-05,A10=-1.3301E-06

第14面
K=-0.4112
A4=9.6260E-04,A6=-7.6755E-05,A8=9.2024E-06,A10=0.0000E+00

第18面
K=0.
A4=1.2623E-04,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00

第19面
K=0.2901
A4=7.6709E-05,A6=-2.7744E-06,A8=1.2572E-07,A10=-1.1515E-09

各種データ
広角 中間 望遠
FL 4.91777 14.63261 47.88654
Fno 3.5177 5.9346 6.2000
ω 41.9° 15.0° 4.7°
像高 3.83 3.83 3.83
BF 0.04955 0.05005 0.02381
レンズ全長 31.8750 41.8397 47.9711

d4 0.30000 6.10784 14.16594
d11 9.41564 5.48162 0.70000
d17 2.60253 12.40737 14.87243
d19 3.70728 1.99281 2.40891

G 始面 焦点距離
1 1 27.01883
2 5 -5.29492
3 12 8.08692
4 18 14.60933

〔硝材屈折率テーブル〕・・・ 本実施例にて使用した媒質の波長別屈折率一覧
GLA 587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
L11 1.530710 1.527870 1.537400 1.542740 1.547272
L1,L7 1.945950 1.931230 1.983830 2.018247 2.051060
L3 1.622630 1.619350 1.630050 1.635825 1.640604
L6 1.592014 1.589309 1.598142 1.602875 1.606771
L2,L5 1.710030 1.696030 1.744770 1.779970 1.816000
L8 1.583126 1.580139 1.589960 1.595296 1.599721
LPF,CG 1.516330 1.513855 1.521905 1.526213 1.529768
L9 1.496999 1.495136 1.501231 1.504506 1.507205
L4 2.003300 1.993011 2.028497 2.049714 2.068441
L10 1.647689 1.642096 1.661263 1.672644 1.682687
数値実施例3
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ ∞
1 17.2396 0.8000 1.94595 17.98 7.790
2 12.7492 0.3000 1.71003 14.57 7.053
3* 13.4507 3.2000 1.62263 58.16 6.991
4* -116.6876 可変 7.000
5 -42.0281 0.7000 1.88300 40.76 5.475
6 6.0902 2.4000 4.225
7* -10.0419 0.7000 1.53071 55.69 4.200
8* 18.1450 0.4000 1.71003 14.57 4.070
9* 31.8347 0.1000 4.048
10 12.9258 1.4000 1.63259 23.27 4.056
11 -35.5068 可変 4.000
12(絞り) ∞ -0.3000 2.229
13* 4.0753 1.6000 1.58313 59.38 2.259
14* -16.4359 0.1000 2.126
15 6.8482 1.2500 1.49700 81.54 1.998
16 -13.2915 0.3000 1.64769 33.79 1.790
17 2.9274 可変 1.600
18* 28.0387 2.0000 1.53071 55.69 2.925
19* -11.5080 可変 3.173
20 ∞ 0.3000 1.51633 64.14 3.667
21 ∞ 0.5000 3.688
22 ∞ 0.5000 1.51633 64.14 3.743
23 ∞ 0.5499 3.780
像面(撮像面)∞

非球面データ

第3面
K=0.
A4=-1.6590E-05,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00

第4面
K=0.
A4=1.8426E-05,A6=1.8822E-08,A8=-1.1017E-09,A10=7.3507E-12

第7面
K=1.0397
A4=2.3004E-03,A6=-6.2460E-05,A8=1.9915E-06,A10=3.3156E-09

第8面
K=0.
A4=8.0061E-04,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00

第9面
K=4.1408
A4=1.3278E-03,A6=-5.4004E-05 ,A8=1.8019E-06,A10=-2.6225E-08

第13面
K=-0.1935
A4=-7.2648E-04,A6=-5.1171E-05,A8=8.9367E-07,A10=3.5488E-07

第14面
K=-1.1211
A4=8.6921E-04,A6=-6.4517E-05,A8=8.0323E-06,A10=0.0000E+00

第18面
K=0.
A4=-1.8913E-04,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00

第19面
K=-0.4250
A4=-3.1827E-05,A6=-1.6782E-05,A8=5.7889E-07,A10=-6.9849E-09

各種データ
広角 中間 望遠
FL 4.88575 14.61283 47.88701
Fno 3.1143 4.6113 6.2000
ω 42.0° 14.6° 4.6°
像高 3.83 3.83 3.83
BF 0.04987 0.05196 0.04212
レンズ全長 39.6170 46.2884 52.9765

d4 0.40000 6.87194 14.09994
d11 14.06774 5.94906 0.70000
d17 4.33615 12.04748 19.27491
d19 4.01320 4.61798 2.10955

G 始面 焦点距離
1 1 28.30082
2 5 -6.57341
3 12 10.64087
4 18 15.64855

〔硝材屈折率テーブル〕・・・ 本実施例にて使用した媒質の波長別屈折率一覧
GLA 587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
L5,L11 1.530710 1.527870 1.537400 1.542740 1.547272
L7 1.632590 1.624940 1.652120 1.669410 1.685501
L1 1.945950 1.931230 1.983830 2.018247 2.051060
L3 1.622630 1.619350 1.630050 1.635825 1.640604
L2,L6 1.710030 1.696030 1.744770 1.779970 1.816000
L8 1.583126 1.580139 1.589960 1.595296 1.599721
LPF,CG 1.516330 1.513855 1.521905 1.526213 1.529768
L9 1.496999 1.495136 1.501231 1.504506 1.507205
L4 1.882997 1.876560 1.898221 1.910495 1.920919
L10 1.647689 1.642096 1.661263 1.672644 1.682687
数値実施例4
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ ∞
1 16.6297 0.8000 1.94595 17.98 7.251
2 12.7820 0.5000 1.63387 23.38 6.643
3* 14.6464 3.6000 1.59201 67.02 6.544
4* -68.5652 可変 7.000
5 -59.9599 0.7000 1.88300 40.76 4.577
6 7.1523 1.7000 3.693
7* -14.8455 0.7000 1.69350 53.20 3.630
8* 11.2174 0.1000 3.477
9 12.5230 1.3000 1.94595 17.98 3.483
10 -794.9223 可変 3.400
11(絞り) ∞ -0.3000 2.083
12* 4.5496 1.6000 1.56883 56.36 2.119
13* -16.2560 0.1000 2.066
14 5.8206 1.7000 1.78800 47.37 1.984
15 -8.3686 0.4000 1.90366 31.31 1.732
16 3.1161 可変 1.600
17* 13.8850 3.0000 1.53071 55.69 2.702
18* -11.2049 可変 3.035
19 ∞ 0.3000 1.51633 64.14 3.380
20 ∞ 0.5000 3.398
21 ∞ 0.5000 1.51633 64.14 3.442
22 ∞ 0.5363 3.471
像面(撮像面)∞

非球面データ

第3面
K=0.
A4=-1.0000E-05,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00

第4面
K=0.
A4=2.6002E-05,A6=-1.0880E-08,A8=-8.0192E-10,A10=5.4856E-12

第7面
K=0.6595
A4=-1.1572E-03,A6=9.6224E-05,A8=-1.9664E-06,A10=3.2307E-09

第8面
K=2.2599
A4=-1.5151E-03,A6=9.6670E-05,A8=-2.1330E-06,A10=0.0000E+00

第12面
K=-0.2043
A4=-4.7421E-04,A6=-9.8263E-05,A8=2.9514E-05,A10=-2.1638E-06

第13面
K=-1.0632
A4=6.9251E-04,A6=-3.1643E-05,A8=1.0341E-05,A10=0.0000E+00

第17面
K=0.
A4=9.1080E-05,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00

第18面
K=-0.1374
A4=3.6362E-04,A6=-4.7926E-06,A8=3.3448E-08,A10=7.3487E-10

各種データ
広角 中間 望遠
FL 5.37579 16.42275 57.31360
Fno 3.1810 5.0205 6.1606
ω 36.6° 13.1° 3.9°
像高 3.83 3.83 3.83
BF 0.03630 0.15244 0.03419
レンズ全長 36.6425 48.0490 52.8299

d4 0.40000 7.15514 13.61296
d10 11.50617 6.97986 0.70000
d16 3.47658 13.17925 18.32117
d18 3.52350 2.88231 2.46153

G 始面 焦点距離
1 1 26.29460
2 5 -5.71878
3 11 9.45976
4 17 12.18947

〔硝材屈折率テーブル〕・・・ 本実施例にて使用した媒質の波長別屈折率一覧
GLA 587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
L10 1.530710 1.527870 1.537400 1.542740 1.547272
L1,L6 1.945950 1.931230 1.983830 2.018247 2.051060
L5 1.693500 1.689550 1.702580 1.709705 1.715640
L3 1.592014 1.589309 1.598142 1.602875 1.606771
L2 1.633870 1.626381 1.653490 1.671610 1.688826
L7 1.568832 1.565775 1.575867 1.581405 1.586035
LPF,CG 1.516330 1.513855 1.521905 1.526213 1.529768
L4 1.882997 1.876560 1.898221 1.910495 1.920919
L8 1.788001 1.782998 1.799634 1.808881 1.816664
L9 1.903660 1.895260 1.924120 1.941278 1.956430
数値実施例5
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ ∞
1 17.6555 0.8000 1.92286 18.90 6.522
2 13.3694 0.5000 1.63387 23.38 5.984
3 14.8525 3.1000 1.59201 67.02 5.828
4* -52.1534 可変 6.200
5 -37.2565 0.7000 1.88300 40.76 4.237
6 7.2369 1.6000 3.480
7* -12.7961 0.7000 1.69350 53.20 3.405
8* 11.6602 0.1000 3.286
9 11.5717 1.3000 1.94595 17.98 3.298
10 251.7632 可変 3.218
11(絞り) ∞ -0.3000 2.665
12* 4.8889 2.0000 1.58313 59.38 2.727
13* -13.6240 0.1000 2.619
14 6.3431 1.7000 1.78800 47.37 2.377
15 -13.2208 0.4000 1.90366 31.31 2.016
16 3.3265 可変 1.746
17* 25.2126 3.0000 1.53071 55.69 2.584
18* -10.9591 可変 2.937
19 ∞ 0.3000 1.51633 64.14 3.344
20 ∞ 0.5000 3.362
21 ∞ 0.5000 1.51633 64.14 3.407
22 ∞ 0.7730 3.437
像面(撮像面)∞

非球面データ

第4面
K=0.
A4=2.9741E-05,A6=-7.8065E-08,A8=1.3459E-11,A10=1.4855E-12

第7面
K=0.6392
A4=-3.0097E-05,A6=-4.0791E-05,A8=4.2579E-06,A10=-1.2003E-08

第8面
K=2.2616
A4=-4.3744E-04,A6=-4.4130E-05,A8=4.5623E-06,A10=0.0000E+00

第12面
K=-0.2005
A4=-8.0457E-04,A6=-3.7226E-05,A8=4.9599E-07,A10=-3.0666E-07

第13面
K=-1.0734
A4=3.2624E-04,A6=-6.3609E-06,A8=-4.3298E-06,A10=0.0000E+00

第17面
K=0.
A4=1.4700E-04,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00

第18面
K=-0.1559
A4=4.5791E-04,A6=-9.2469E-06,A8=1.9456E-07,A10=-1.3162E-09

各種データ
広角 中間 望遠
FL 5.53547 17.02343 72.74306
Fno 2.7020 4.2413 6.0533
ω 36.0° 12.3° 3.0°
像高 3.83 3.83 3.83
BF 0.27305 0.39631 0.29409
レンズ全長 36.6067 48.8832 58.8539

d4 0.40000 7.11782 13.95973
d10 11.07039 6.62707 0.70000
d16 3.25424 13.36798 23.48267
d18 4.10905 3.87401 2.91746

G 始面 焦点距離
1 1 25.79740
2 5 -5.32777
3 11 9.17262
4 17 14.81963

〔硝材屈折率テーブル〕・・・ 本実施例にて使用した媒質の波長別屈折率一覧
GLA 587.56 656.27 486.13 435.84 404.66
L10 1.530710 1.527870 1.537400 1.542740 1.547272
L6 1.945950 1.931230 1.983830 2.018247 2.051060
L5 1.693500 1.689550 1.702580 1.709705 1.715640
L3 1.592014 1.589309 1.598142 1.602875 1.606771
L2 1.633870 1.626381 1.653490 1.671610 1.688826
L7 1.583126 1.580139 1.589960 1.595296 1.599721
LPF,CG 1.516330 1.513855 1.521905 1.526213 1.529768
L4 1.882997 1.876560 1.898221 1.910495 1.920919
L8 1.788001 1.782998 1.799634 1.808881 1.816664
L1 1.922860 1.909158 1.957996 1.989713 2.019763
L9 1.903660 1.895260 1.924120 1.941278 1.956430

次に、各実施例における条件式の値を掲げる。

実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5
fw(広角端) 4.928 4.918 4.882 5.376 5.535
fs(中間) 14.631 14.633 14.613 16.423 17.023
ft(望遠端 ) 47.888 47.887 47.890 57.314 72.743
半画角ωw(広角端) 41.9° 41.9° 42.0° 36.6° 36.0°
半画角ωs(中間) 15.1° 15.0° 14.6° 13.1° 12.3°
半画角ωt(望遠端) 4.7° 4.7° 4.6° 3.9° 3.0°
1.4fw〜2.0fw間のいずれかの焦点距離
1.627fw 1.629fw 1.642fw 1.679fw 1.822fw
そのときのG1の広角端に対する移動量
-4.236 -3.960 -1.698 -5.549 -6.388
そのときのG2の広角端に対する移動量
-1.876 -1.534 +0.851 -2.180 -3.713
G1-2 間隔 2.360 2.426 2.549 3.369 2.675
G2-3 間隔 7.437 7.366 9.708 9.586 8.622
G3-4 間隔 7.926 7.366 8.315 8.726 10.729
G4-フィルター間隔 2.588 2.827 3.944 2.684 3.353
νd1−νd3 5.40 -3.41 -3.41 5.40 5.40
θgF1−θgF3 0.0141 0.0679 0.0679 0.0141 0.0141
(νd1-νd3)/(θgF1-θgF3)
3.8298e+2 -0.5011e+2 -0.5011e+2 3.8298e+2 3.8298e+2
ENPt 74.031 67.915 63.312 68.458 69.332
tanωt 0.0822 0.0822 0.0805 0.0682 0.0524
h1=(=ENPt・tanωt) 6.084 5.582 5.096 4.668 3.632
ΔzA(h/2) 0.00132 0.00133 -0.00070 -0.00030 0
ΔzA(h) -0.00117 0.00956 -0.01119 -0.00475 0
y10 3.83 3.83 3.83 3.83 3.83
|ΔnAB| 0.01124 0.08740 0.08740 0.04186 0.04186
{√(fw・ft)} 15.362 15.346 15.290 17.553 20.066
任意のf 8.017 8.011 8.015 9.027 10.084
G1-2 空気間隔 2.3601 2.42632 2.54910 3.36937 2.67532
G2-3 空気間隔 7.4373 7.36582 9.70833 9.58623 8.62217
G3-4 空気間隔 7.9261 7.36632 8.31479 8.72604 10.72906
G4-フィルター空気間隔
2.5880 2.82685 3.94389 2.68386 3.35259
G1の移動量 -4.2358 -3.9604 -1.6976 -5.5489 -6.3878
G2の移動量 -2.1748 -1.8336 +0.4501 -2.4899 -4.2701
n21 2.00330 2.00330 1.88300 1.88300 1.88300
(r21a+r21b)/(r21a-r21b)
0.8620 0.8831 0.7469 0.7869 0.6747
h2=(y10)2・log10(ft/fw)/fw
2.940 2.948 2.980 2.804 2.965
Δza21(h2) 0 0 0 0 0
Δzb21(h2) 0 0 0 0 0
ΔASP21(h2) 0 0 0 0 0
Δza22(h2) -0.07068 -0.02630 0.13856 -0.03382 -0.00841
Δzb22(h2) -0.11440 -0.03056 0.07795 -0.04055 -0.02054
ΔASP22(h2) -0.04372 -0.00426 -0.06061 -0.00673 -0.01213
ν23 17.98 17.98 23.27 17.98 17.98
n23−n21 -0.05735 -0.05735 -0.25041 0.06295 0.06295
広角端全長/望遠端全長
0.6829 0.6645 0.7478 0.6936 0.6220
G2移動量/G1移動量 0.0699 0.1386 0.0255 0.1838 0.3905
G2の焦点距離/ft -0.1062 -0.1106 -0.1373 -0.0998 -0.0732
D34t/ft 0.28579 0.3105 0.40248 0.31966 0.32282
さて、以上のような本発明のズームレンズは、物体の像をCCDやCMOSなどの電子撮像素子で撮影する撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、携帯端末、特に持ち運びに便利な携帯電話等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
図16から図18に本発明によるズームレンズをデジタルカメラの撮影光学系41に組み込んだ構成の概念図を示す。図16はデジタルカメラ40の外観を示す前方斜視図、図17は同後方斜視図、図18はデジタルカメラ40の光学構成を示す断面図である。
デジタルカメラ40は、この例の場合、撮影用光路42を有する撮影光学系41、ファインダー用光路44を有するファインダー光学系43、シャッター45、フラッシュ46、液晶表示モニター47等を含む。そして、撮影者が、カメラ40の上部に配置されたシャッター45を押圧すると、それに連動して撮影光学系41、例えば実施例1のズームレンズ48を通して撮影が行われる。
撮影光学系41によって形成された物体像は、CCD49の撮像面上に形成される。このCCD49で受光された物体像は、画像処理手段51を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター47に表示される。また、この画像処理手段51にはメモリ等が配置され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、このメモリは画像処理手段51と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、MO等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。
さらに、ファインダー用光路44上には、ファインダー用対物光学系53が配置されている。このファインダー用対物光学系53は、カバーレンズ54、第1プリズム10、開口絞り2、第2プリズム20、フォーカス用レンズ66からなる。このファインダー用対物光学系53によって、結像面67上に物体像が形成される。この物体像は、像正立部材であるポロプリズム55の視野枠57上に形成される。このポロプリズム55の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Eに導く接眼光学系59が配置されている。
このように構成されたデジタルカメラ40によれば、撮影光学系41の構成枚数を少なくした小型化・薄型化のズームレンズを有する電子撮像装置が実現できる。なお、本発明は、上述した沈胴式のデジタルカメラに限られず、屈曲光学系を採用する折り曲げ式のデジタルカメラにも適用できる。
次に、本発明のズームレンズが対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコンを図19から図21に示す。図19はパソコン300のカバーを開いた状態の前方斜視図、図20はパソコン300の撮影光学系303の断面図、図21は図19の側面図である。図19から図21に示されるように、パソコン300は、キーボード301と、情報処理手段や記録手段と、モニター302と、撮影光学系303とを有している。
ここで、キーボード301は、外部から操作者が情報を入力するためのものである。情報処理手段や記録手段は、図示を省略している。モニター302は、情報を操作者に表示するためのものである。撮影光学系303は、操作者自身や周辺の像を撮影するためのものである。モニター302は、液晶表示素子やCRTディスプレイ等であってよい。液晶表示素子としては、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子がある。また、図中、撮影光学系303は、モニター302の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター302の周囲や、キーボード301の周囲のどこであってもよい。
この撮影光学系303は、撮影光路304上に、例えば実施例1のズームレンズからなる対物光学系100と、像を受光する電子撮像素子チップ162とを有している。これらはパソコン300に内蔵されている。
鏡枠の先端には、対物光学系100を保護するためのカバーガラス102が配置されている。
電子撮像素子チップ162で受光された物体像は、端子166を介して、パソコン300の処理手段に入力される。そして、最終的に、物体像は電子画像としてモニター302に表示される、図19には、その一例として、操作者が撮影した画像305が示されている。また、この画像305は、処理手段を介し、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。遠隔地への画像伝達は、インターネットや電話を利用する。
次に、本発明のズームレンズが撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話を図22に示す。図22(a)は携帯電話400の正面図、図22(b)は側面図、図22(c)は撮影光学系405の断面図である。図22(a)から(c)に示されるように、携帯電話400は、マイク部401と、スピーカ部402と、入力ダイアル403と、モニター404と、撮影光学系405と、アンテナ406と、処理手段とを有している。
ここで、マイク部401は、操作者の声を情報として入力するためのものである。スピーカ部402は、通話相手の声を出力するためのものである。入力ダイアル403は、操作者が情報を入力するためのものである。モニター404は、操作者自身や通話相手等の撮影像や、電話番号等の情報を表示するためのものである。アンテナ406は、通信電波の送信と受信を行うためのものである。処理手段(不図示)は、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行ためのものである。
ここで、モニター404は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置、特にこれらに限られない。この撮影光学系405は、撮影光路407上に配された対物光学系100と、物体像を受光する電子撮像素子チップ162とを有している。対物光学系100としては、例えば実施例1のズームレンズが用いられる。これらは、携帯電話400に内蔵されている。
鏡枠の先端には、対物光学系100を保護するためのカバーガラス102が配置されている。
電子撮影素子チップ162で受光された物体像は、端子166を介して、図示していない画像処理手段に入力される。そして、最終的に物体像は、電子画像としてモニター404に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、処理手段には信号処理機能が含まれている。通信相手に画像を送信する場合、この機能により、電子撮像素子チップ162で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する。
なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。
以上のように、本発明に係る結像光学系は、小型・薄型かつ高変倍率で広角端画角が大きい結像光学系に有用である。
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〜L11 各レンズ
LPF ローパスフィルタ
CG カバーガラス
I 撮像面
E 観察者の眼球
40 デジタルカメラ
41 撮影光学系
42 撮影用光路
43 ファインダー光学系
44 ファインダー用光路
45 シャッター
46 フラッシュ
47 液晶表示モニター
48 ズームレンズ
49 CCD
50 撮像面
51 処理手段
53 ファインダー用対物光学系
55 ポロプリズム
57 視野枠
59 接眼光学系
66 フォーカス用レンズ
67 結像面
100 対物光学系
102 カバーガラス
162 電子撮像素子チップ
166 端子
300 パソコン
301 キーボード
302 モニター
303 撮影光学系
304 撮影光路
305 画像
400 携帯電話
401 マイク部
402 スピーカ部
403 入力ダイアル
404 モニター
405 撮影光学系
406 アンテナ
407 撮影光路

Claims (16)

  1. 物体側から順に、正の屈折力を有する2枚の正レンズLA、LBと負レンズLCからなる第1レンズ群G1、負の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、第4レンズ群G4からなり、
    広角端における光学全長が望遠端の0.8倍以下となる結像光学系において、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする結像光学系。
    -1.5e2<(νd1−νd3)/(θgF1−θgF3)<+1.0e4 ・・・(1)
    ここで、
    θgF1は前記レンズLAの部分分散比(ng1−nF1)/(nF1−nC1)、
    θgF3は前記レンズLCの部分分散比(ng3−nF3)/(nF3−nC3)、
    νd1は前記レンズLAのアッベ数(nd1−1)/(nF1−nC1)、
    νd3は前記レンズLCのアッベ数(nd3−1)/(nF3−nC3)、
    nd1、nC1、nF1、ng1は前記レンズLAの各々d線、C線、F線、g線の屈折率、
    nd3、nC3、nF3、ng3は前記レンズLCの各々d線、C線、F線、g線の屈折率、
    である。
  2. 前記第1レンズ群G1は、物体側から順に、負レンズLC、正レンズLA、正レンズLBの順に構成されている請求項1に記載の結像光学系。
  3. 前記第1レンズ群G1は、物体側から順に、負レンズLC、正レンズLA、正レンズLBとして接合されてなる請求項1に記載の結像光学系。
  4. 非球面の形状について、光軸方向をz、その垂直方向の高さをhとして、
    z=(h2/R)/{1+[1−(1+K)(h/R)21/2
    +A4+A6+A8+A1010 …(2)
    と表し、また、光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量を
    Δz=z−h/R{1+(1−h2/R21/2} …(3)
    と表したとき、
    h=h1=ENPt・tanωt ・・・(4)
    におけるΔzA(h)が以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項3に記載の結像光学系。
    -5e-2≦ΔzA(h)/y10≦+1e-2 ・・・(5)
    ここで、
    Aは、前記正レンズLAと前記正レンズLBとの接合面の形状、
    Aは、前記正レンズLAと前記正レンズLBとの接合面の近軸曲率半径、
    ΔzAは、前記正レンズLAと前記正レンズLBとの接合面形状の非球面成分、
    (つまり、近軸曲率半径RAを有する球面からの偏倚量)
    10は前記結像光学系の結像位置近傍に配置された電子撮像素子の有効撮像面内において、中心から最も遠い点までの距離、
    ENPtは前記結像光学系の望遠端における入射瞳位置、
    tanωtは前記結像光学系の望遠端における半画角の正接、
    また、ΔzA(h)= 0 のときは、ΔzA(h/2)≠ 0、
    である。
  5. 以下の条件式(6)を満足する請求項4に記載の結像光学系。
    |ΔnAB|<0.15 ・・・(6)
    ここで、
    ΔnABは、前記正レンズLAと前記正レンズLBとのそれぞれの媒質のd線に対する屈折率差、
    である。
  6. 変倍時には、前記結像光学系の全系の焦点距離fが1.4×fw以上かつ2.0×fw以下を満たす任意の値のときに、前記第1レンズ群G1が広角端のときよりも物体側に位置するように移動することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の結像光学系。
    ここで、
    fwは、前記結像光学系の望遠端における焦点距離、
    である。
  7. 変倍時には、前記結像光学系の全系の焦点距離fが1.4×fw以上かつ2.0×fw以下を満たす任意の値のときに、前記第2レンズ群G2が広角端のときよりも物体側に位置するように移動することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の結像光学系。
    ここで、
    fwは、前記結像光学系の望遠端における焦点距離、
    である。
  8. 前記第2レンズ群G2の最も物体側の負レンズ成分L21を構成する負レンズの媒質の屈折率n21が以下の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の結像光学系。
    n21>1.85 ・・・(7)
  9. 前記第2レンズ群G2の最も物体側の負レンズ成分L21の形状ファクターが以下の条件式(8)を満足することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の結像光学系。
    0.1<(r21a+r21b)/(r21a−r21b)<1.5 ・・・(8)
    ここで、
    r21aは、前記負レンズ成分L21の最も物体側の面の光軸上における曲率半径、
    r21bは、前記負レンズ成分L21の最も像側の面の光軸上における曲率半径、
    である。
  10. 非球面の形状について、
    z=(h2/R)/{1+[1−(1+K)(h/R)21/2
    +A4+A6+A8+A1010 …(2)
    と表し、さらに光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量を
    Δz=z−h/R{1+(1−h2/R21/2} …(3)
    と表すとき、
    各レンズ成分の最も像側の面と、最も物体側の面との偏倚量の差ΔASPが次式で表され、
    ΔASP=Δzb−Δza ・・・(9)
    さらに、前記第2レンズ群G2の最も物体側の負レンズ成分L21と物体側から2番目の負レンズ成分L22が、
    h=h2( =(y10 )2 ・log10(ft/fw)/ fw )
    において以下の条件式(10)を満足することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の結像光学系。
    |ΔASP22(h2)|>|ΔASP21(h2)| 〔但し、ΔASP22(h2)<0〕・・・(10)
    ここで、
    Δzaは、レンズ成分の最も物体側の面の球面からの偏倚量、
    Δzbは、レンズ成分の最も像側の面の球面からの偏倚量、
    ΔASP21は、前記負レンズ成分L21の最も像側の面と、前記負レンズ成分L21の最も物体側の面の光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量の差、
    ΔASP22は、前記負レンズ成分L22の最も像側の面と、前記負レンズ成分L22の最も物体側の面の光軸上の曲率を有する球面からの偏倚量の差、
    である。
  11. 前記第2レンズ群G2の最も像側の正レンズ成分L23を構成する正レンズが以下の条件式(11)を満足することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の結像光学系。
    10<ν23<24 ・・・(11)
    ここで、
    ν23は前記レンズ成分L23を構成する正レンズの媒質のアッベ数、
    である。
  12. 前記第2レンズ群G2の最も物体側の負レンズ成分L21を構成する負レンズと像側の正レンズ成分L23を構成する正レンズが以下の条件式(12)を満足することを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の結像光学系。
    −0.40<n23−n21<0.10 ・・・(12)
    ここで、
    n21は前記レンズ成分L21を構成する前記負レンズの媒質のd線の屈折率、
    n23は前記レンズ成分L23を構成する前記正レンズの媒質のd線の屈折率、
    である。
  13. 前記第2レンズ群G2は、物体側から順に、負レンズL21、負レンズL22、正レンズL23の順に構成されている請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の結像光学系。
  14. 広角端から望遠端に向けて変倍する際に、前記第3レンズ群G3は物体側のみに移動することを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の結像光学系。
  15. 以下の条件式(13)を満足することを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の結像光学系。
    0.22<D34t/ft<0.55 ・・・(13)
    ここで、
    D34tは望遠端において撮影倍率の絶対値が1/50以下となる被写体に合焦した際の前記第3レンズ群G3と前記第4レンズ群G4との光軸上の空気間隔、
    ftは望遠端における前記結像光学系の全系の焦点距離、
    である。
  16. 請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の前記結像光学系と、電子撮像素子と、前記結像光学系を通じて結像した像を前記電子撮像素子で撮像することによって得られた画像データを加工して像の形状を変化させた画像データとして出力する画像処理手段とを有し、前記結像光学系が、無限遠物点合焦時に次の条件式(A)を満足することを特徴とする電子撮像装置。
    0.7<y07/(fw・tanω07w)<0.97 ・・・(A)
    ここで、
    07は前記電子撮像素子の有効撮像面内(撮像可能な面内)で中心から最も遠い点までの距離(最大像高)をy10としたときy07=0.7・y10として表される。
    また、
    ω07wは広角端における前記撮像面上の中心からy07の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度、
    fwは広角端における前記結像光学系の全系の焦点距離、
    である。
JP2010006024A 2010-01-14 2010-01-14 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置 Expired - Fee Related JP5547973B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010006024A JP5547973B2 (ja) 2010-01-14 2010-01-14 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010006024A JP5547973B2 (ja) 2010-01-14 2010-01-14 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011145484A true JP2011145484A (ja) 2011-07-28
JP5547973B2 JP5547973B2 (ja) 2014-07-16

Family

ID=44460392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010006024A Expired - Fee Related JP5547973B2 (ja) 2010-01-14 2010-01-14 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5547973B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014021279A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Ricoh Co Ltd ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置
CN116047773A (zh) * 2023-03-14 2023-05-02 江西联昊光电有限公司 光学系统及近眼显示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009080483A (ja) * 2007-09-05 2009-04-16 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2009169082A (ja) * 2008-01-16 2009-07-30 Olympus Imaging Corp 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009080483A (ja) * 2007-09-05 2009-04-16 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2009169082A (ja) * 2008-01-16 2009-07-30 Olympus Imaging Corp 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014021279A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Ricoh Co Ltd ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置
CN116047773A (zh) * 2023-03-14 2023-05-02 江西联昊光电有限公司 光学系统及近眼显示装置
CN116047773B (zh) * 2023-03-14 2023-08-01 江西联昊光电有限公司 光学系统及近眼显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP5547973B2 (ja) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5508812B2 (ja) 電子撮像装置
JP5275718B2 (ja) 結像光学系およびそれを有する電子撮像装置
JP5846792B2 (ja) ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP5289922B2 (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP5426896B2 (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP5576710B2 (ja) 結像光学系及びそれを有する撮像装置
JP5295715B2 (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP2009169082A (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP5319191B2 (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP2008191286A (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP2010008505A (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP2009069794A (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP2011247949A (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
WO2009157234A1 (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP2011203387A (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP2010026293A (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP2010091881A (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP2012003077A (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP5474501B2 (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
WO2011034048A1 (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP5356109B2 (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP5547973B2 (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP5415778B2 (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP2008122874A (ja) 撮影光学系及びこの撮影光学系を備えた撮像装置
JP2010286821A (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20110818

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20110822

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121113

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131009

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131023

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131220

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20131220

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140423

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140516

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5547973

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees