JP2013242502A - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ズームレンズは、負屈折力を有する第1レンズ群と、正屈折力を有する第2レンズ群と、正屈折力を有する第3レンズ群と、正屈折力を有する第4レンズ群とが、物体側より像側へ順に配置されて構成される。広角端から望遠端へズームする際に、第1レンズ群が第2レンズ群との間隔を短くするように物体側へ移動し、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔が広がる。第3レンズ群が単一のレンズまたは単一の接合レンズにより構成される。
【選択図】図1
Description
条件式(a): Δm3/(fw×ft)1/2<0.2
条件式(b): d23_max/(fw×ft)1/2<0.4
但し、Δm3は変倍時の上記第2レンズ群と上記第3レンズ群との間隔の変動量であり、d23_maxは変倍時の上記第2レンズ群と上記第3レンズ群との間隔の最大値であり、fwは広角端における全系焦点距離であり、ftは望遠端における全系焦点距離である。レンズを4群構成とし、条件式(a)および(b)を満足することにより、光学全長の短縮と小型化が達成される。また、条件式(a)および(b)を満足することにより、小型化しつつ、各ズーム位置における周辺光量を高く保ち、高い性能を実現することができる。
条件式(c): 0.8<f3g/ft<3.5
但し、f3gは上記第3レンズ群の焦点距離である。条件式(c)における下限値を下回ると、第3レンズ群のパワーが強くなり過ぎて、組み立ておよび製造時の組み立て誤差により、性能維持が困難となる。また、条件式(c)における上限値よりも大きくなると、第3レンズ群のパワーが小さくなり過ぎて、光学全長が伸びてしまい、小型化の達成が困難となる。
条件式(d): L×Fno_w/(fw×ft)1/2<2.5
但し、Lは上記絞りと上記遮光部材との間の広角端における光軸上距離であり、Fno_wは広角端におけるF値である。F値を決める絞りを、光線の有効通過範囲が第1レンズ群および第4レンズ群に比べて狭い第2レンズ群または第3レンズ群に配置することで、絞りを小型化および軽量化することができる。さらに、第2レンズ群に比べててF値光線と周辺光線とが分離した第3レンズ群の一部で広角端の周辺光線を遮光することで、大口径化しながら、画面周辺の有害光を効果的にカットすることが可能となる。
条件式(a): Δm3/(fw×ft)1/2<0.2
条件式(b): d23_max/(fw×ft)1/2<0.4
但し、Δm3は変倍時の第2レンズ群と第3レンズ群との間隔の変動量であり、d23_maxは変倍時の第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔の最大値であり、fwは広角端における全系焦点距離であり、ftは望遠端における全系焦点距離である。
条件式(a'): Δm3/(fw×ft)1/2<0.15
条件式(b'): d23_max/(fw×ft)1/2<0.3
条件式(c): 0.8<f3g/ft<3.5
但し、f3gは第3レンズ群の焦点距離である
条件式(c'): 1.0<f3g/ft<2.5
条件式(d): L×Fno_w/(fw×ft)1/2<2.5
但し、Lは絞りと遮光部材との間の広角端における光軸上距離であり、Fno_wは広角端におけるF値である。
条件式(d'): L×Fno_w/(fw×ft)1/2<2.1
1.第1の実施の形態(数値実施例1)
2.第2の実施の形態(数値実施例2)
3.第3の実施の形態(数値実施例3)
4.適用例(撮像装置)
x=cy2/(1+(1−(1+к)c2y2)1/2)
+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10
によって定義されるものとする。なお、A4、A6、A8およびA10は、それぞれ第4次、第6次、第8次および第10次の非球面係数である。
[レンズ構成]
図1は、本技術の第1の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。このズームレンズは、負の屈折力を有する第1レンズ群GR1と、正の屈折力を有する第2レンズ群GR2と、正の屈折力を有する第3レンズ群GR3と、正の屈折力を有する第4レンズ群GR4とが、物体側より像側へ順に配置されて構成される。この図および以下のレンズ構成を示す図において、上段は広角端状態、中段は中間焦点距離状態、下段は望遠端状態におけるレンズの位置を示している。焦点距離が広角端から望遠端に近づくに従って矢印で示す位置に存在する。実線の矢印はズーミングに際して移動することを示す。
図2乃至4は、本技術の第1の実施の形態におけるズームレンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。図2は広角端状態、図3は中間焦点距離状態、図4は望遠端状態における各収差図を示す。これらの図において、aは球面収差図、bは像面湾曲図、cは歪曲収差図をそれぞれ示している。
[レンズ構成]
図5は、本技術の第2の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。このズームレンズは、負の屈折力を有する第1レンズ群GR1と、正の屈折力を有する第2レンズ群GR2と、正の屈折力を有する第3レンズ群GR3と、正の屈折力を有する第4レンズ群GR4とが、物体側より像側へ順に配置されて構成される。
図6乃至8は、本技術の第2の実施の形態におけるズームレンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。図6は広角端状態、図7は中間焦点距離状態、図8は望遠端状態における各収差図を示す。これらの図において、aは球面収差図、bは像面湾曲図、cは歪曲収差図をそれぞれ示している。
[レンズ構成]
図9は、本技術の第3の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。このズームレンズは、負の屈折力を有する第1レンズ群GR1と、正の屈折力を有する第2レンズ群GR2と、正の屈折力を有する第3レンズ群GR3と、正の屈折力を有する第4レンズ群GR4とが、物体側より像側へ順に配置されて構成される。
図10乃至12は、本技術の第3の実施の形態におけるズームレンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。図10は広角端状態、図11は中間焦点距離状態、図12は望遠端状態における各収差図を示す。これらの図において、aは球面収差図、bは像面湾曲図、cは歪曲収差図をそれぞれ示している。
[撮像装置の構成]
図13は、本技術の第1乃至第3の実施の形態によるズームレンズを撮像装置100に適用した例を示す図である。この撮像装置100は、カメラブロック110と、カメラ信号処理部120と、画像処理部130と、表示部140と、リーダライタ150と、プロセッサ160と、操作受付部170と、レンズ駆動制御部180とを備えている。
(1)負屈折力を有する第1レンズ群と、正屈折力を有する第2レンズ群と、正屈折力を有する第3レンズ群と、正屈折力を有する第4レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、広角端から望遠端へズームする際に、前記第1レンズ群が前記第2レンズ群との間隔を短くするように物体側へ移動し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が広がるズームレンズにおいて、
前記第3レンズ群が単一のレンズまたは単一の接合レンズにより構成され、以下の条件式(a)および(b)を満たすズームレンズ。
条件式(a): Δm3/(fw×ft)1/2<0.2
条件式(b): d23_max/(fw×ft)1/2<0.4
但し、
Δm3: 変倍時の前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔の変動量、
d23_max: 変倍時の前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔の最大値、
fw: 広角端における全系焦点距離、
ft: 望遠端における全系焦点距離
とする。
(2)前記第2レンズ群が、物体側から順に、第1の正レンズ、第2の正レンズ、負レンズの3枚のレンズにより構成され、前記第2の正レンズと前記負レンズとが接合されている前記(1)に記載のズームレンズ。
(3)前記第3レンズ群が以下の条件式(c)を満たす前記(1)または(2)に記載のズームレンズ。
条件式(c): 0.8<f3g/ft<3.5
但し、
f3g: 前記第3レンズ群の焦点距離
とする。
(4)前記第3群を光軸に垂直に移動させることにより防振を行う前記(1)から(3)のいずれかに記載のズームレンズ。
(5)絞りが前記第2レンズ群または前記第3レンズ群に配置され、遮光部材が前記第3レンズ群の一部において広角端の周辺光線を遮光し、以下の条件式(d)を満たす前記(1)から(4)のいずれかに記載のズームレンズ。
条件式(d): L×Fno_w/(fw×ft)1/2<2.5
但し、
L: 前記絞りと前記遮光部材との間の広角端における光軸上距離、
Fno_w: 広角端におけるF値
とする。
(6)前記第3レンズ群が樹脂の単一レンズで構成される前記(1)から(5)のいずれかに記載のズームレンズ。
(7)前記第1乃至4レンズ群において、少なくとも1つずつ、それぞれのレンズ群のパワーと同じ符号のパワーを持つレンズが非球面を有し、
前記第2レンズ群の物体側に開口絞りを配置し、
前記第2レンズ群の最も物体側の面および前記第3レンズ群の像側の面が非球面を有し、
前記第3レンズ群の像側の面において広角端の周辺光線を遮光する
前記(1)から(6)のいずれかに記載のズームレンズ。
(8)実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する前記(1)から(7)のいずれかに記載のズームレンズ。
(9)負屈折力を有する第1レンズ群と、正屈折力を有する第2レンズ群と、正屈折力を有する第3レンズ群と、正屈折力を有する第4レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、広角端から望遠端へズームする際に、前記第1レンズ群が前記第2レンズ群との間隔を短くするように物体側へ移動し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が広がるズームレンズと、
前記ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と
を備え、
前記第3レンズ群が単一のレンズまたは単一の接合レンズにより構成され、以下の条件式(a)および(b)を満たす撮像装置。
条件式(a): Δm3/(fw×ft)1/2<0.2
条件式(b): d23_max/(fw×ft)1/2<0.4
但し、
Δm3: 変倍時の前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔の変動量、
d23_max: 変倍時の前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔の最大値、
fw: 広角端における全系焦点距離、
ft: 望遠端における全系焦点距離
とする。
(10)実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する前記(9)に記載の撮像装置。
110 カメラブロック
111 ズームレンズ
112 撮像素子
120 カメラ信号処理部
130 画像処理部
140 表示部
150 リーダライタ
160 プロセッサ
170 操作受付部
180 レンズ駆動制御部
190 メモリカード
Claims (8)
- 負屈折力を有する第1レンズ群と、正屈折力を有する第2レンズ群と、正屈折力を有する第3レンズ群と、正屈折力を有する第4レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、広角端から望遠端へズームする際に、前記第1レンズ群が前記第2レンズ群との間隔を短くするように物体側へ移動し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が広がるズームレンズにおいて、
前記第3レンズ群が単一のレンズまたは単一の接合レンズにより構成され、以下の条件式(a)および(b)を満たすズームレンズ。
条件式(a): Δm3/(fw×ft)1/2<0.2
条件式(b): d23_max/(fw×ft)1/2<0.4
但し、
Δm3: 変倍時の前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔の変動量、
d23_max: 変倍時の前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔の最大値、
fw: 広角端における全系焦点距離、
ft: 望遠端における全系焦点距離
とする。 - 前記第2レンズ群が、物体側から順に、第1の正レンズ、第2の正レンズ、負レンズの3枚のレンズにより構成され、前記第2の正レンズと前記負レンズとが接合されている請求項1記載のズームレンズ。
- 前記第3レンズ群が以下の条件式(c)を満たす請求項1記載のズームレンズ。
条件式(c): 0.8<f3g/ft<3.5
但し、
f3g: 前記第3レンズ群の焦点距離
とする。 - 前記第3群を光軸に垂直に移動させることにより防振を行う請求項1記載のズームレンズ。
- 絞りが前記第2レンズ群または前記第3レンズ群に配置され、遮光部材が前記第3レンズ群の一部において広角端の周辺光線を遮光し、以下の条件式(d)を満たす請求項1記載のズームレンズ。
条件式(d): L×Fno_w/(fw×ft)1/2<2.5
但し、
L: 前記絞りと前記遮光部材との間の広角端における光軸上距離、
Fno_w: 広角端におけるF値
とする。 - 前記第3レンズ群が樹脂の単一レンズで構成される請求項1記載のズームレンズ。
- 前記第1乃至4レンズ群において、少なくとも1つずつ、それぞれのレンズ群のパワーと同じ符号のパワーを持つレンズが非球面を有し、
前記第2レンズ群の物体側に開口絞りを配置し、
前記第2レンズ群の最も物体側の面および前記第3レンズ群の像側の面が非球面を有し、
前記第3レンズ群の像側の面において広角端の周辺光線を遮光する
請求項1記載のズームレンズ。 - 負屈折力を有する第1レンズ群と、正屈折力を有する第2レンズ群と、正屈折力を有する第3レンズ群と、正屈折力を有する第4レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、広角端から望遠端へズームする際に、前記第1レンズ群が前記第2レンズ群との間隔を短くするように物体側へ移動し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が広がるズームレンズと、
前記ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と
を備え、
前記第3レンズ群が単一のレンズまたは単一の接合レンズにより構成され、以下の条件式(a)および(b)を満たす撮像装置。
条件式(a): Δm3/(fw×ft)1/2<0.2
条件式(b): d23_max/(fw×ft)1/2<0.4
但し、
Δm3: 変倍時の前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔の変動量、
d23_max: 変倍時の前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔の最大値、
fw: 広角端における全系焦点距離、
ft: 望遠端における全系焦点距離
とする。
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