JP3433734B2

JP3433734B2 - 撮像レンズ装置

Info

Publication number: JP3433734B2
Application number: JP2000368344A
Authority: JP
Inventors: 康山本
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2003-08-04
Anticipated expiration: 2020-12-04
Also published as: JP2001343587A; US6452729B2; US20010036020A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は撮像レンズ装置に関
するものであり、特に被写体の映像を光学系により光学
的に取り込んで撮像素子により電気的な信号として出力
する撮像レンズ装置{例えば、デジタルスチルカメラ；
デジタルビデオカメラ；デジタルビデオユニット，パー
ソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電
話，情報携帯端末(ＰＤＡ：Personal Digital Assistan
t)等に内蔵又は外付けされるカメラの主たる構成要
素}、なかでもコンパクトで高変倍率の小型ズームレン
ズ系を備えた撮像レンズ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ等の普及
に伴い、手軽に画像情報をデジタル機器に取り込むこと
ができるデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ
等(以下単に「デジタルカメラ」という。)が個人ユーザ
レベルで普及しつつある。このようなデジタルカメラ
は、今後も画像情報の入力機器として益々普及すること
が予想される。

【０００３】ところでデジタルカメラの画質は、一般に
ＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の固体撮像素子の画
素数で決定される。現在、一般向けのデジタルカメラは
100万画素を超える高画素化がなされており、画質の面
で銀塩カメラに近づこうとしている。また、一般向けの
デジタルカメラにおいても画像の変倍(特に画像劣化の
少ない光学変倍)が望まれているため、近年では高変倍
率で高画質を満足するデジタルカメラ用ズームレンズが
要望されるようになってきている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
デジタルカメラ用ズームレンズで100万画素を超えるよ
うな高画質を満足するものは、レンズ系として大きいの
が一般的である。このようなデジタルカメラ用ズームレ
ンズとして、近年コンパクト化・高変倍率化が顕著に進
行しているレンズシャッターカメラ用ズームレンズを流
用することが考えられる。しかし、レンズシャッターカ
メラ用ズームレンズをデジタルカメラにそのまま流用し
た場合、固体撮像素子の前面に設けられたマイクロレン
ズの集光性能を十分に満足させることができず、画像中
央部と画像周辺部とで画像の明るさが極端に異なってし
まう。レンズシャッターカメラでは撮影レンズ系の射出
瞳が像面近くに位置するため、撮影レンズ系から射出し
た軸外光束が像面に対して斜めに入射することになるか
らである。この問題を解決するために射出瞳位置を像面
から離そうとすると、どうしても撮影レンズ系全体の大
型化が避けられなくなる。

【０００５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであって、コンパクトでありながら高変倍率で高画
質を満足する全く新規なズームレンズ系を備えた撮像レ
ンズ装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の撮像レンズ装置は、複数の群から成り
各群の間隔を変化させることにより変倍を行うズームレ
ンズ系と、そのズームレンズ系により形成された光学像
を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像レ
ンズ装置であって、前記ズームレンズ系が、物体側から
順に、負のパワーを有する第１群と、正のパワーを有す
る第２群と、を少なくとも有し、以下の条件式(1)及び
(2)を満足するとともに、前記第２群が少なくとも２枚
の正レンズと１枚の負レンズとから成り、前記第２群の
最像側面に非球面を有し、その非球面の最大有効光路半
径をYmax、光軸に対して垂直方向の高さをYとすると
き、第２群の最像側面に設ける非球面が、Y＝0.7Ymaxで
以下の条件式(5)を満足することを特徴とする。 2＜｜f1／fw｜＜4 …(1) 0.058＜(tanωw)²×fw／TLw＜0.9 …(2) -0.6＜(|X|-|X0|)／{C0・(N'-N)・f2}＜0 …(5) ただし、 f1：第１群の焦点距離、 fw：ワイド端での全系の焦点距離、 tanωw：ワイド端での半画角、 TLw：ワイド端での全長(第１面頂点から像面までの距
離)、 X ：非球面の面形状(非球面の光軸に対して垂直方向の
高さYでの光軸方向の変位量；mm)、 X0：非球面の参照球面形状(参照球面の光軸に対して垂
直方向の高さYでの光軸方向の変位量；mm)、 C0：非球面の参照球面の曲率(mm^-1)、 N ：非球面の物体側媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面の像側媒質のｄ線に対する屈折率、 f2：第２群の焦点距離(mm)、であって、非球面の面形状
を表すX，参照球面の面形状を表すX0は、以下の式(AS),
(RE)でそれぞれ表される； X＝{C0・Y²}／{1+√(1-ε・C0²・Y²)}+Σ(Ai・Yⁱ) …(AS) X0＝{C0・Y²}／{1+√(1-C0²・Y²)} …(RE) ただし、式(AS)及び(RE)中、 Y：光軸に対して垂直方向の高さ、 ε：２次曲面パラメータ、 Ai：i次の非球面係数、である。

【０００７】第２の発明の撮像レンズ装置は、複数の群
から成り各群の間隔を変化させることにより変倍を行う
ズームレンズ系と、そのズームレンズ系により形成され
た光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え
た撮像レンズ装置であって、前記ズームレンズ系が、物
体側から順に、負のパワーを有する第１群と、正のパワ
ーを有する第２群と、を少なくとも有し、以下の条件式
(1)及び(3)を満足するとともに、前記第２群が少なくと
も２枚の正レンズと１枚の負レンズとから成り、前記第
２群の最像側面に非球面を有し、その非球面の最大有効
光路半径をYmax、光軸に対して垂直方向の高さをYとす
るとき、第２群の最像側面に設ける非球面が、Y＝0.7Ym
axで以下の条件式(5)を満足することを特徴とする。 2＜｜f1／fw｜＜4 …(1) 10＜TLw×Fnt／(fw×tanωw)＜40 …(3) -0.6＜(|X|-|X0|)／{C0・(N'-N)・f2}＜0 …(5) ただし、 f1：第１群の焦点距離、 fw：ワイド端での全系の焦点距離、 TLw：ワイド端での全長(第１面頂点から像面までの距
離)、 Fnt：テレ端でのＦナンバー、 tanωw：ワイド端での半画角、 X ：非球面の面形状(非球面の光軸に対して垂直方向の
高さYでの光軸方向の変位量；mm)、 X0：非球面の参照球面形状(参照球面の光軸に対して垂
直方向の高さYでの光軸方向の変位量；mm)、 C0：非球面の参照球面の曲率(mm^-1)、 N ：非球面の物体側媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面の像側媒質のｄ線に対する屈折率、 f2：第２群の焦点距離(mm)、であって、非球面の面形状
を表すX，参照球面の面形状を表すX0は、以下の式(AS),
(RE)でそれぞれ表される； X＝{C0・Y²}／{1+√(1-ε・C0²・Y²)}+Σ(Ai・Yⁱ) …(AS) X0＝{C0・Y²}／{1+√(1-C0²・Y²)} …(RE) ただし、式(AS)及び(RE)中、 Y：光軸に対して垂直方向の高さ、 ε：２次曲面パラメータ、 Ai：i次の非球面係数、である。第３の発明の撮像レンズ装置は、上記第１又は
第２の発明の構成において、前記ズームレンズ系が、物
体側から順に、負のパワーを有する第１群と、正のパワ
ーを有する第２群と、正のパワーを有する第３群と、か
ら構成されることを特徴とする。第４の発明の撮像レン
ズ装置は、上記第１又は第２の発明の構成において、前
記ズームレンズ系が、物体側から順に、負のパワーを有
する第１群と、正のパワーを有する第２群と、負のパワ
ーを有する第３群と、正のパワーを有する第４群と、か
ら構成されることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した撮像レン
ズ装置を、図面を参照しつつ説明する。被写体の映像を
光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像レ
ンズ装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられ
るカメラ{例えば、デジタルカメラ；ビデオカメラ；デ
ジタルビデオユニット，パーソナルコンピュータ，モバ
イルコンピュータ，携帯電話，情報携帯端末(ＰＤＡ)等
に内蔵又は外付けされるカメラ}の主たる構成要素であ
る。その撮像レンズ装置は、例えば図１５に示すよう
に、物体(被写体)側から順に、物体の光学像を形成する
撮影レンズ系(TL)と、光学的ローパスフィルター等に相
当する平行平面板(PL)と、撮影レンズ系(TL)により形成
された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子(SR)
と、で構成される。

【０００９】後述する各実施の形態では、複数の群から
成るズームレンズ系が撮影レンズ系(TL)として用いら
れ、複数の群が光軸(AX)に沿って移動し、群間隔を変え
ることにより変倍が行われる。撮像素子(SR)としては、
例えば複数の画素から成るＣＣＤやＣＭＯＳ(Complemen
tary Metal Oxide Semiconductor)センサー等の固体撮
像素子が用いられ、ズームレンズ系により形成された光
学像が電気的な信号に変換される。またズームレンズ系
で形成されるべき光学像は、撮像素子(SR)の画素ピッチ
により決定される所定の遮断周波数特性を有する光学的
ローパスフィルター(PL)を通過することにより、電気的
な信号に変換される際に発生するいわゆる折り返しノイ
ズが最小化されるように、空間周波数特性が調整され
る。撮像素子(SR)で生成した信号は、必要に応じて所定
のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が施されてデジタ
ル映像信号としてメモリー(半導体メモリー，光ディス
ク等)に記録されたり、場合によってはケーブルを介し
たり赤外線信号に変換されたりして他の機器に伝送され
る。

【００１０】図１〜図７は、第１〜第７の実施の形態を
構成するズームレンズ系にそれぞれ対応するレンズ構成
図であり、ワイド端(W)でのレンズ配置を光学断面で示
している。各レンズ構成図中の矢印mj(j=1,2,...)は、
ワイド端(W)からテレ端(T)へのズーミングにおける第ｊ
群(Grj)等の移動をそれぞれ模式的に示している。ま
た、各レンズ構成図中、ri(i=1,2,3,...)が付された面
は物体側から数えてi番目の面であり、riに*印が付され
た面は非球面である。di(i=1,2,3,...)が付された軸上
面間隔は、物体側から数えてi番目の軸上面間隔のう
ち、ズーミングにおいて変化する可変間隔である。

【００１１】各実施の形態のズームレンズ系はいずれ
も、物体側から順に、負のパワーを有する第１群(Gr1)
と、正のパワーを有する第２群(Gr2)と、を少なくとも
有し、各群の間隔を変化させることにより変倍を行うズ
ームレンズである。そして、固体撮像素子(例えばＣＣ
Ｄ)を備えたカメラ(例えばデジタルカメラ)に用いられ
るズームレンズ系として、その像面側には光学的ローパ
スフィルター等に相当するガラス製の平行平面板、つま
りガラス平板(PL)が配置されている。いずれの実施の形
態においても、ガラス平板(PL)はズーミングにおいて位
置固定であり、また、第２群(Gr2)は最物体側に絞り(S
T)を含んでいる。

【００１２】第１〜第４の実施の形態のズームレンズ系
は負・正・正の３群ズームレンズであり、第５〜第７の
実施の形態のズームレンズ系は負・正・負・正の４群ズ
ームレンズである。第１〜第３の実施の形態では、ワイ
ド端(W)からテレ端(T)へのズーミングにおいて、第１群
(Gr1)は像側へ移動したのち物体側へＵターンし、第２
群(Gr2)は物体側へ移動し、第３群(Gr3)は像側へ移動す
る。第４の実施の形態では、ワイド端(W)からテレ端(T)
へのズーミングにおいて、第１群(Gr1)は像側へ移動し
たのち物体側へＵターンし、第２群(Gr2)は物体側へ移
動するが、最終群である第３群(Gr3)はガラス平板(PL)
と共に位置固定である。第５〜第７の実施の形態では、
ワイド端(W)からテレ端(T)へのズーミングにおいて、第
１群(Gr1)は像側へ移動したのち物体側へＵターンし、
第２群(Gr2)と第３群(Gr3)は物体側へ移動するが、最終
群である第４群(Gr4)はガラス平板(PL)と共に位置固定
である。

【００１３】次に、各実施の形態のように負・正で始ま
るズームレンズ系において満たすことが望ましい条件を
説明する。なお、以下に説明する個々の条件をそれぞれ
単独に満たせば、それに対応する作用効果を達成するこ
とは可能であるが、複数の条件を満たす方が、光学性
能，小型化等の観点からより望ましいことはいうまでも
ない。

【００１４】以下の条件式(1)を満足することが望まし
い。 2＜｜f1／fw｜＜4 …(1) ただし、 f1：第１群(Gr1)の焦点距離、 fw：ワイド端(W)での全系の焦点距離、である。

【００１５】条件式(1)は、第１群(Gr1)の望ましい焦点
距離を規定している。条件式(1)の上限を超えると、第
１群(Gr1)の焦点距離が長くなりすぎるので、結果とし
て全長が大きくなる。また、第１群(Gr1)の負のパワー
が弱くなるので、レンズの外径が大きくなる。したがっ
て、コンパクトなズームレンズ系を得ることはできな
い。逆に、条件式(1)の下限を超えると、第１群(Gr1)の
焦点距離が短くなりすぎるので、ワイド端(W)において
第１群(Gr1)で発生する負の歪曲が大きくなりすぎてし
まい、その補正が困難になる。

【００１６】以下の条件式(2)を満足することが望まし
く、前記条件式(1)と共に条件式(2)を満足することが更
に望ましい。 0.058＜(tanωw)²×fw／TLw＜0.9 …(2) ただし、 tanωw：ワイド端(W)での半画角、 TLw：ワイド端(W)での全長(第１面頂点から像面までの
距離)、である。

【００１７】条件式(2)は、ワイド端(W)での撮影画角と
全長の望ましい条件を規定している。条件式(2)の上限
を超えると、各群のパワーが強くなり、そのため発生す
る収差の補正が困難になる。逆に、条件式(2)の下限を
超えると、全長が大きくなりすぎてしまう。したがっ
て、コンパクト化という点で好ましくない。

【００１８】以下の条件式(3)を満足することが望まし
く、前記条件式(1)と共に条件式(3)を満足することが更
に望ましい。 10＜TLw×Fnt／(fw×tanωw)＜40 …(3) ただし、 Fnt：テレ端(T)でのＦナンバー(FNO)、である。

【００１９】条件式(3)は、ワイド端(W)での全長とテレ
端(T)でのＦナンバーとに関する望ましい条件を規定し
ている。条件式(3)の上限を超えると、ワイド端(W)での
全長が大きくなりすぎるため、コンパクト化という点で
好ましくない。逆に、条件式(3)の下限を超えると、テ
レ端(T)でのＦナンバーが小さくなりすぎるため、この
とき発生する第２群(Gr2)での球面収差の補正が困難に
なる。

【００２０】各実施の形態の第１群(Gr1)は、物体側か
ら順に、負のパワーを有する第１レンズと、負のパワー
を有する第２レンズと、正のパワーを有する第３レンズ
と、で構成されている。このように第１群(Gr1)が、負
・負・正のレンズ３枚から成るとともに、以下の条件式
(4)を満足することが望ましい。 0.8＜f11／f1＜1.5 …(4) ただし、 f11：第１群(Gr1)の最物体側レンズ(すなわち第１レン
ズ)の焦点距離、である。

【００２１】条件式(4)は、第１群(Gr1)の最物体側レン
ズの望ましい焦点距離を規定している。条件式(4)の上
限を超えると、第１レンズの焦点距離が長くなりすぎる
ため、第１レンズの負のパワーが弱くなり、第１レンズ
のレンズ径の増大を招くことになる。逆に、条件式(4)
の下限を超えると、第１レンズの焦点距離が短くなりす
ぎるため、歪曲収差(特にワイド側での負の歪曲収差)が
著しくなり、良好な光学性能を確保することが困難にな
る。

【００２２】第２群(Gr2)の構成に関しては、各実施の
形態のように、第２群(Gr2)が少なくとも２枚の正レン
ズと１枚の負レンズとから成ることが望ましく、また第
１〜第４，第６，第７の実施の形態のように、第２群(G
r2)の最像側面が非球面から成ることが更に望ましい。
非球面の最大有効光路半径をYmax、光軸に対して垂直方
向の高さをYとするとき、第２群(Gr2)の最像側面に設け
る非球面は、Y＝0.7Ymaxで以下の条件式(5)を満足する
ことが望ましく、0.1Ymax≦Y≦0.7Ymaxの範囲にある任
意の高さYに対して条件式(5)を満足することが更に望ま
しい。

【００２３】 -0.6＜(|X|-|X0|)／{C0・(N'-N)・f2}＜0 …(5) ただし、 X ：非球面の面形状(非球面の光軸に対して垂直方向の
高さYでの光軸方向の変位量；mm)、 X0：非球面の参照球面形状(参照球面の光軸に対して垂
直方向の高さYでの光軸方向の変位量；mm)、 C0：非球面の参照球面の曲率(mm^-1)、 N ：非球面の物体側媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面の像側媒質のｄ線に対する屈折率、 f2：第２群(Gr2)の焦点距離(mm)、である。

【００２４】なお、非球面の面形状を表すX，参照球面
の面形状を表すX0は、具体的には以下の式(AS),(RE)で
それぞれ表される。 X＝{C0・Y²}／{1+√(1-ε・C0²・Y²)}+Σ(Ai・Yⁱ) …(AS) X0＝{C0・Y²}／{1+√(1-C0²・Y²)} …(RE) ただし、式(AS)及び(RE)中、 Y：光軸に対して垂直方向の高さ、 ε：２次曲面パラメータ、 Ai：i次の非球面係数、である。

【００２５】条件式(5)は、非球面が第２群(Gr2)中の正
パワーを弱めるような形状であることを意味し、中間焦
点距離域(M)からテレ端(T)までの球面収差を補正するた
めの条件を規定している。条件式(5)の上限を超える
と、球面収差のアンダー側への倒れが大きくなる。逆
に、条件式(5)の下限を超えると、球面収差のオーバー
側への倒れが大きくなる。

【００２６】また各実施の形態のように、最像面側のズ
ーム群が正のパワーを有することが望ましい。その正の
パワーを有するズーム群は少なくとも１枚の正レンズを
含むが、そのうち最像面側の正レンズは以下の条件式
(6)を満足することが望ましい。条件式(6)は、最像面側
の正レンズの屈折率を規定している。条件式(6)の下限
を超えると曲率が強くなるため、発生する収差が大きく
なりその補正は困難になる。 1.6＜NL …(6) ただし、 NL：最像面側の群に含まれている最像面側の正レンズの
ｄ線に対する屈折率、である。

【００２７】また、第１群(Gr1)と第２群(Gr2)は、以下
の条件式(7)を満足することが望ましい。 1＜｜f1／f2｜＜1.5 …(7) ただし、 f1：第１群(Gr1)の焦点距離、 f2：第２群(Gr2)の焦点距離、である。

【００２８】条件式(7)は、第１群(Gr1)と第２群(Gr2)
との望ましい焦点距離比を規定している。条件式(7)の
上限を超えると、第１群(Gr1)の焦点距離が相対的に長
くなり、ワイド端(W)でのレトロフォーカス度合いが小
さくなる。結果的に射出瞳位置が像面側に寄ることにな
るため好ましくない。デジタルスチルカメラ等ではＣＣ
Ｄの条件等から像面への入射光線がテレセントリックな
光線であることが必要条件としてあり、射出瞳位置は物
体側に寄っていることが望ましいのである。逆に、条件
式(7)の下限を超えると、第１群(Gr1)の焦点距離が相対
的に短くなり、第１群(Gr1)で発生する負の歪曲を補正
することが困難となる。

【００２９】なお、第１〜第７の実施の形態を構成して
いる各群は、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レ
ンズ(つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で
偏向が行われるタイプのレンズ)のみで構成されている
が、これに限らない。例えば、回折により入射光線を偏
向させる回折型レンズ，回折作用と屈折作用との組み合
わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型
レンズ，入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させ
る屈折率分布型レンズ等で、各群を構成してもよい。

【００３０】また各実施の形態において、光学的なパワ
ーを有しない面(例えば、反射面，屈折面，回折面)を光
路中に配置することにより、ズームレンズ系の前，後又
は途中で光路を折り曲げてもよい。折り曲げ位置は必要
に応じて設定すればよく、光路の適正な折り曲げによ
り、カメラの見かけ上の薄型化を達成することが可能で
ある。また、ズーミングや沈胴によりカメラの厚さが変
化することのない構成にすることも可能である。例え
ば、第１群(Gr1)を変倍時位置固定とし、その第１群(Gr
1)の後ろにミラーを配置し、その反射面で光路を90°折
り曲げれば、ズームレンズ系の前後方向の長さが一定に
なるため、カメラの薄型化を達成することができる。

【００３１】さらに各実施の形態では、ズームレンズ系
の最終面と撮像素子(SR)との間に配置される平行平面板
(PL)の形状の光学的ローパスフィルターの構成例を示し
たが、このローパスフィルターとしては、所定の結晶軸
方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパス
フィルターや、必要とされる光学的な遮断周波数の特性
を回折効果により達成する位相型ローパスフィルター等
が適用可能である。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施した撮像レンズ装置に用
いられるズームレンズ系の構成等を、コンストラクショ
ンデータ，収差図等を挙げて、更に具体的に説明する。
ここで例として挙げる実施例１〜７は、前述した第１〜
第７の実施の形態にそれぞれ対応しており、第１〜第７
の実施の形態を表すレンズ構成図(図１〜図７)は、対応
する実施例１〜７のレンズ構成をそれぞれ示している。

【００３３】各実施例のコンストラクションデータにお
いて、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面の
曲率半径(mm)、di(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番
目の軸上面間隔(mm)を示しており、Ni(i=1,2,3,...),ν
i(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の光学要素の
ｄ線に対する屈折率(Nd),アッベ数(νd)を示している。
曲率半径riに*印が付された面は、非球面で構成された
面であることを示し、非球面の面形状を表わす前記式(A
S)で定義されるものとする。また、コンストラクション
データ中、ズーミングにおいて変化する軸上面間隔は、
ワイド端(短焦点距離端,W)〜ミドル(中間焦点距離状態,
M)〜テレ端(長焦点距離端,T)での可変空気間隔である。
各焦点距離状態(W),(M),(T)に対応する全系の焦点距離
(f,mm)，Ｆナンバー(FNO)及び画角(2ω,°)、並びに非
球面データを他のデータと併せて示し、また、条件式対
応値を表１に示す。

【００３４】図８〜図１４は実施例１〜実施例７にそれ
ぞれ対応する収差図であり、(W)はワイド端，(M)はミド
ル，(T)はテレ端における諸収差{左から順に、球面収差
等，非点収差，歪曲収差である。Y':最大像高(mm)}を示
している。球面収差図において、実線(d)はｄ線に対す
る球面収差、一点鎖線(g)はｇ線に対する球面収差、破
線(SC)は正弦条件を表している。非点収差図において、
破線(DM)はメリディオナル面でのｄ線に対する非点収差
を表しており、実線(DS)はサジタル面でのｄ線に対する
非点収差を表わしている。また、歪曲収差図において実
線はｄ線に対する歪曲％を表している。

【００３５】《実施例１》 f=4.45〜7.8〜12.7,FNO=2.58〜2.79〜2.87,2ω=76.8〜45.9〜28.5 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] r1= 19.698 d1= 0.800 N1= 1.54072 ν1= 47.22 r2= 5.198 d2= 3.187 r3*= -29.535 d3= 0.800 N2= 1.52200 ν2= 52.20 r4*= 8.903 d4= 1.149 r5= 13.334 d5= 1.500 N3= 1.84666 ν3= 23.82 r6= 97.326 d6= 12.312〜5.000〜1.000 r7= ∞(ST) d7= 0.600 r8= 9.366 d8= 1.705 N4= 1.75450 ν4= 51.57 r9= 40.867 d9= 0.100 r10= 6.624 d10= 2.251 N5= 1.75450 ν5= 51.57 r11= 39.738 d11= 0.448 r12=-1936.446 d12= 0.800 N6= 1.84666 ν6= 23.82 r13= 4.801 d13= 0.783 r14= 5.654 d14= 2.567 N7= 1.52200 ν7= 52.20 r15*= 76.172 d15= 1.233〜5.941〜11.857 r16*= -50.000 d16= 3.000 N8= 1.75450 ν8= 51.57 r17*= -10.441 d17= 2.066〜1.344〜0.700 r18= ∞ d18= 2.000 N9= 1.51680 ν9= 64.20 r19= ∞

【００３６】 [第３面(r3)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.64512×10^-3,A6=-0.27859×10^-4,A8= 0.45026×10^-6 [第４面(r4)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.80350×10^-4,A6=-0.35506×10^-4,A8= 0.33543×10^-6 [第１５面(r15)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.15384×10^-2,A6= 0.33120×10^-4,A8= 0.84739×10^-6 [第１６面(r16)の非球面データ] ε=1.0000,A4=-0.55664×10^-3,A6=-0.19026×10^-4,A8= 0.16174×10^-5 [第１７面(r17)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.15165×10^-3,A6=-0.23729×10^-4,A8= 0.13818×10^-5

【００３７】《実施例２》 f=4.45〜7.8〜12.7,FNO=2.67〜2.74〜2.85,2ω=76.8〜45.8〜28.5 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] r1= 14.632 d1= 1.200 N1= 1.63854 ν1= 55.45 r2= 5.291 d2= 3.121 r3*= -50.614 d3= 0.800 N2= 1.52200 ν2= 52.20 r4*= 8.793 d4= 1.254 r5= 13.002 d5= 1.500 N3= 1.84666 ν3= 23.78 r6= 47.454 d6= 12.829〜4.984〜1.000 r7= ∞(ST) d7= 0.600 r8= 9.785 d8= 1.718 N4= 1.75450 ν4= 51.57 r9= 90.532 d9= 0.100 r10= 6.759 d10= 2.391 N5= 1.75450 ν5= 51.57 r11= -55.645 d11= 0.010 r12= -55.645 d12= 0.800 N6= 1.84666 ν6= 23.78 r13= 6.185 d13= 1.008 r14= 11.519 d14= 1.500 N7= 1.52200 ν7= 52.20 r15*= 47.508 d15= 1.274〜5.149〜10.638 r16*= -50.000 d16= 1.000 N8= 1.52200 ν8= 52.20 r17*= 54.977 d17= 0.500 r18= -37.700 d18= 1.697 N9= 1.74330 ν9= 49.22 r19= -8.717 d19= 1.998〜1.556〜0.700 r20= ∞ d20= 2.000 N10=1.51680 ν10=64.20 r21= ∞

【００３８】 [第３面(r3)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.30044×10^-3,A6=-0.16934×10^-4,A8= 0.30140×10^-6 [第４面(r4)の非球面データ] ε=1.0000,A4=-0.19783×10^-3,A6=-0.24114×10^-4,A8= 0.19804×10^-6 [第１５面(r15)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.16258×10^-2,A6= 0.48852×10^-4,A8= 0.29045×10^-5 [第１６面(r16)の非球面データ] ε=1.0000,A4=-0.77998×10^-3,A6=-0.62254×10^-4,A8= 0.48012×10^-5 [第１７面(r17)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.46037×10^-3,A6=-0.64216×10^-4,A8= 0.39644×10^-5

【００３９】《実施例３》 f=5.0〜9.7〜15.0,FNO=2.86〜2.89〜2.99,2ω=70.4〜36.9〜24.3 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] r1= 16.568 d1= 0.800 N1= 1.54072 ν1= 47.22 r2= 5.660 d2= 3.185 r3*= -14.604 d3= 0.800 N2= 1.52200 ν2= 52.20 r4*= 15.524 d4= 0.977 r5= 15.491 d5= 1.500 N3= 1.84666 ν3= 23.82 r6= 111.102 d6= 12.025〜4.233〜1.000 r7= ∞(ST) d7= 0.600 r8= 12.131 d8= 1.741 N4= 1.75450 ν4= 51.57 r9= 584.092 d9= 0.100 r10= 6.314 d10= 2.408 N5= 1.75450 ν5= 51.57 r11= 24.913 d11= 0.391 r12= 34.532 d12= 0.800 N6= 1.84666 ν6= 23.82 r13= 4.307 d13= 0.932 r14= 4.479 d14= 2.833 N7= 1.52200 ν7= 52.20 r15*= 9.931 d15= 1.539〜7.549〜13.230 r16*= -50.000 d16= 1.800 N8= 1.75450 ν8= 51.57 r17*= -9.004 d17= 1.867〜1.071〜0.700 r18= ∞ d18= 2.000 N9= 1.51680 ν9= 64.20 r19= ∞

【００４０】 [第３面(r3)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.45929×10^-3,A6=-0.16445×10^-4,A8= 0.97268×10^-7 [第４面(r4)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.19952×10^-3,A6=-0.18580×10^-4,A8= 0.13169×10^-6 [第１５面(r15)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.23318×10^-2,A6= 0.53861×10^-4,A8= 0.80431×10^-5 [第１６面(r16)の非球面データ] ε=1.0000,A4=-0.66612×10^-3,A6= 0.10988×10^-4,A8= 0.73776×10^-6 [第１７面(r17)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.57518×10^-4,A6= 0.25791×10^-5,A8= 0.75725×10^-6

【００４１】《実施例４》 f=5.0〜9.5〜15.0,FNO=2.79〜2.93〜3.08,2ω=70.1〜39.1〜25.1 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] r1= 13.015 d1= 0.800 N1= 1.85000 ν1= 40.04 r2= 5.379 d2= 3.000 r3*= -16.773 d3= 0.800 N2= 1.52200 ν2= 52.20 r4*= 22.729 d4= 0.800 r5= 13.773 d5= 1.500 N3= 1.84666 ν3= 23.82 r6= 92.478 d6= 12.360〜4.146〜0.800 r7= ∞(ST) d7= 0.600 r8= 12.752 d8= 2.183 N4= 1.75450 ν4= 51.57 r9= -40.474 d9= 0.100 r10= 5.681 d10= 2.991 N5= 1.65100 ν5= 55.78 r11= -64.723 d11= 0.010 N6= 1.51400 ν6= 42.83 r12= -64.723 d12= 0.735 N7= 1.84666 ν7= 23.82 r13= 6.146 d13= 1.351 r14*= -8.613 d14= 1.500 N8= 1.58340 ν8= 30.23 r15*= -5.190 d15= 1.150 r16= -5.610 d16= 1.000 N9= 1.84666 ν9= 23.82 r17*= -11.463 d17= 0.891〜6.019〜12.287 r18= 14.286 d18= 1.800 N10=1.74330 ν10=49.22 r19= -39.143 d19= 0.729 r20= ∞ d20= 2.000 N11=1.51680 ν11=64.20 r21= ∞

【００４２】 [第３面(r3)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.14896×10^-2,A6=-0.77366×10^-4,A8= 0.22258×10^-5 [第４面(r4)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.10851×10^-2,A6=-0.72877×10^-4,A8= 0.17235×10^-5 [第１４面(r14)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.49687×10^-3,A6= 0.37785×10^-3,A8=-0.12728×10^-4 [第１５面(r15)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.36388×10^-2,A6= 0.31081×10^-3,A8= 0.33280×10^-5 [第１７面(r17)の非球面データ] ε=1.0000,A4=-0.96914×10^-3,A6= 0.57013×10^-5,A8= 0.32987×10^-5

【００４３】《実施例５》 f=4.45〜7.8〜12.7,FNO=2.60〜2.77〜2.87,2ω=76.7〜46.9〜29.7 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] r1= 11.204 d1= 0.800 N1= 1.85000 ν1= 40.04 r2= 5.369 d2= 3.022 r3*= -29.266 d3= 0.800 N2= 1.52200 ν2= 52.20 r4*= 9.534 d4= 1.249 r5= 12.353 d5= 1.500 N3= 1.84666 ν3= 23.82 r6= 53.629 d6= 12.771〜4.939〜1.000 r7= ∞(ST) d7= 0.600 r8= 10.266 d8= 1.683 N4= 1.74330 ν4= 49.22 r9= 65.992 d9= 0.100 r10= 6.571 d10= 2.168 N5= 1.78831 ν5= 47.32 r11= 23.153 d11= 0.489 r12= 82.936 d12= 0.800 N6= 1.84666 ν6= 23.82 r13= 4.577 d13= 0.891 r14= 6.798 d14= 1.583 N7= 1.78590 ν7= 43.93 r15= -210.198 d15= 0.900〜1.497〜1.940 r16= 1733.884 d16= 1.000 N8= 1.84666 ν8= 23.82 r17*= 18.608 d17=1.643〜4.972〜10.367 r18= 38.411 d18= 1.800 N9= 1.74330 ν9= 49.22 r19= -14.382 d19= 1.500 r20= ∞ d20= 2.000 N10=1.51680 ν10=64.20 r21= ∞

【００４４】 [第３面(r3)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.75089×10^-3,A6=-0.20026×10^-4,A8= 0.27636×10^-6 [第４面(r4)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.36810×10^-3,A6=-0.27602×10^-4,A8= 0.83054×10^-7 [第１７面(r17)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.96706×10^-3,A6= 0.39808×10^-4,A8=-0.28248×10^-5

【００４５】《実施例６》 f=4.45〜7.8〜12.7,FNO=2.89〜2.86〜2.88,2ω=76.7〜46.9〜29.4 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] r1= 10.526 d1= 1.200 N1= 1.85000 ν1= 40.04 r2= 5.077 d2= 3.231 r3*= -21.070 d3= 0.800 N2= 1.52200 ν2= 52.20 r4*= 10.927 d4= 1.982 r5= 15.886 d5= 1.500 N3= 1.84666 ν3= 23.82 r6= 174.288 d6= 12.380〜4.928〜0.800 r7= ∞(ST) d7= 0.600 r8= 9.287 d8= 2.306 N4= 1.75450 ν4= 51.57 r9= -349.383 d9= 0.100 r10= 6.640 d10= 2.719 N5= 1.65100 ν5= 55.78 r11= -23.819 d11= 0.010 N6= 1.51400 ν6= 42.83 r12= -23.819 d12= 0.700 N7= 1.84666 ν7= 23.82 r13= 7.513 d13= 1.067 r14*= 77.556 d14= 1.500 N8= 1.58340 ν8= 30.23 r15*= -28.791 d15= 1.100〜1.150〜1.695 r16= -13.077 d16= 1.000 N9= 1.84666 ν9= 23.82 r17*= -59.445 d17= 1.105〜5.106〜10.030 r18= 14.286 d18= 1.800 N10=1.74330 ν10=49.22 r19= -39.143 d19= 0.700 r20= ∞ d20= 2.000 N11=1.51680 ν11=64.20 r21= ∞

【００４６】 [第３面(r3)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.11002×10^-2,A6=-0.49358×10^-4,A8= 0.12351×10^-5 [第４面(r4)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.59048×10^-3,A6=-0.54586×10^-4,A8= 0.96499×10^-6 [第１４面(r14)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.80102×10^-3,A6= 0.15056×10^-3,A8=-0.69790×10^-5 [第１５面(r15)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.32385×10^-2,A6= 0.22838×10^-3,A8= 0.35975×10^-5 [第１７面(r17)の非球面データ] ε=1.0000,A4=-0.20810×10^-3,A6= 0.20642×10^-5,A8= 0.16655×10^-6

【００４７】《実施例７》 f=5.0〜9.5〜15.0,FNO=2.76〜2.90〜2.94,2ω=70.2〜39〜25.1 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] r1= 10.526 d1= 1.200 N1= 1.85000 ν1= 40.04 r2= 4.966 d2= 3.289 r3*= -15.064 d3= 0.800 N2= 1.52200 ν2= 52.20 r4*= 20.985 d4= 0.800 r5= 16.377 d5= 1.500 N3= 1.84666 ν3= 23.82 r6= 1576.442 d6= 11.986〜3.972〜0.800 r7= ∞(ST) d7= 0.600 r8= 11.299 d8= 2.254 N4= 1.75450 ν4= 51.57 r9= -51.353 d9= 0.100 r10= 5.715 d10= 3.000 N5= 1.65100 ν5= 55.78 r11= -57.046 d11= 0.010 N6= 1.51400 ν6= 42.83 r12= -57.048 d12= 0.700 N7= 1.84666 ν7= 23.82 r13= 5.798 d13= 1.217 r14*= -37.341 d14= 1.500 N8= 1.58340 ν8= 30.23 r15*= -11.592 d15= 1.045〜1.150〜1.072 r16= -6.249 d16= 1.000 N9= 1.84666 ν9= 23.82 r17*= -10.713 d17= 0.800〜5.637〜11.921 r18= 15.021 d18= 1.800 N10=1.74330 ν10=49.22 r19= -34.378 d19= 0.700 r20= ∞ d20= 2.000 N11=1.51680 ν11=64.20 r21= ∞

【００４８】 [第３面(r3)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.13649×10^-2,A6=-0.78501×10^-4,A8= 0.21685×10^-5 [第４面(r4)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.84258×10^-3,A6=-0.76339×10^-4,A8= 0.16125×10^-5 [第１４面(r14)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.82563×10^-3,A6= 0.25862×10^-3,A8=-0.11693×10^-4 [第１５面(r15)の非球面データ] ε=1.0000,A4= 0.34902×10^-2,A6= 0.32802×10^-3,A8= 0.11504×10^-4 [第１７面(r17)の非球面データ] ε=1.0000,A4=-0.61849×10^-3,A6=-0.23169×10^-4,A8= 0.52843×10^-6

【００４９】

【表１】

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
ンパクトでありながら高変倍率で高画質を満足する全く
新規なズームレンズ系を備えた撮像レンズ装置を実現す
ることができる。そして本発明を、デジタルカメラ；ビ
デオカメラ；デジタルビデオユニット，パーソナルコン
ピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電話，情報携帯
端末(ＰＤＡ)等に内蔵又は外付けされるカメラに適用す
れば、これらの機器のコンパクト化，高変倍化及び高性
能化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態(実施例１)のレンズ構成図。

【図２】第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。

【図３】第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。

【図４】第４の実施の形態(実施例４)のレンズ構成図。

【図５】第５の実施の形態(実施例５)のレンズ構成図。

【図６】第６の実施の形態(実施例６)のレンズ構成図。

【図７】第７の実施の形態(実施例７)のレンズ構成図。

【図８】実施例１の収差図。

【図９】実施例２の収差図。

【図１０】実施例３の収差図。

【図１１】実施例４の収差図。

【図１２】実施例５の収差図。

【図１３】実施例６の収差図。

【図１４】実施例７の収差図。

【図１５】本発明に係る撮像レンズ装置の概略光学構成
を示す模式図。

【符号の説明】 TL …撮影レンズ系(ズームレンズ系) SR …撮像素子 Gr1 …第１群 Gr2 …第２群 Gr3 …第３群 Gr4 …第４群 PL …ガラス平板(平行平面板) ST …絞り

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平11−194274（ＪＰ，Ａ) 特開平６−94996（ＪＰ，Ａ) 特開平10−213745（ＪＰ，Ａ) 特開平３−158816（ＪＰ，Ａ) 特開2000−35537（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−142514（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−136013（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−114236（ＪＰ，Ａ) 特開2001−208969（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の群から成り各群の間隔を変化させ
ることにより変倍を行うズームレンズ系と、そのズーム
レンズ系により形成された光学像を電気的な信号に変換
する撮像素子と、を備えた撮像レンズ装置であって、前記ズームレンズ系が、物体側から順に、負のパワーを
有する第１群と、正のパワーを有する第２群と、を少な
くとも有し、以下の条件式(1)及び(2)を満足するととも
に、前記第２群が少なくとも２枚の正レンズと１枚の負
レンズとから成り、前記第２群の最像側面に非球面を有
し、その非球面の最大有効光路半径をYmax、光軸に対し
て垂直方向の高さをYとするとき、第２群の最像側面に
設ける非球面が、Y＝0.7Ymaxで以下の条件式(5)を満足
することを特徴とする撮像レンズ装置； 2＜｜f1／fw｜＜4 …(1) 0.058＜(tanωw)²×fw／TLw＜0.9 …(2) -0.6＜(|X|-|X0|)／{C0・(N'-N)・f2}＜0 …(5) ただし、 f1：第１群の焦点距離、 fw：ワイド端での全系の焦点距離、 tanωw：ワイド端での半画角、 TLw：ワイド端での全長(第１面頂点から像面までの距
離)、 X ：非球面の面形状(非球面の光軸に対して垂直方向の
高さYでの光軸方向の変位量；mm)、 X0：非球面の参照球面形状(参照球面の光軸に対して垂
直方向の高さYでの光軸方向の変位量；mm)、 C0：非球面の参照球面の曲率(mm^-1)、 N ：非球面の物体側媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面の像側媒質のｄ線に対する屈折率、 f2：第２群の焦点距離(mm)、であって、非球面の面形状
を表すX，参照球面の面形状を表すX0は、以下の式(AS),
(RE)でそれぞれ表される； X＝{C0・Y²}／{1+√(1-ε・C0²・Y²)}+Σ(Ai・Yⁱ) …(AS) X0＝{C0・Y²}／{1+√(1-C0²・Y²)} …(RE) ただし、式(AS)及び(RE)中、 Y：光軸に対して垂直方向の高さ、 ε：２次曲面パラメータ、 Ai：i次の非球面係数、である。
【請求項２】複数の群から成り各群の間隔を変化させ
ることにより変倍を行うズームレンズ系と、そのズーム
レンズ系により形成された光学像を電気的な信号に変換
する撮像素子と、を備えた撮像レンズ装置であって、前記ズームレンズ系が、物体側から順に、負のパワーを
有する第１群と、正のパワーを有する第２群と、を少な
くとも有し、以下の条件式(1)及び(3)を満足するととも
に、前記第２群が少なくとも２枚の正レンズと１枚の負
レンズとから成り、前記第２群の最像側面に非球面を有
し、その非球面の最大有効光路半径をYmax、光軸に対し
て垂直方向の高さをYとするとき、第２群の最像側面に
設ける非球面が、Y＝0.7Ymaxで以下の条件式(5)を満足
することを特徴とする撮像レンズ装置； 2＜｜f1／fw｜＜4 …(1) 10＜TLw×Fnt／(fw×tanωw)＜40 …(3) -0.6＜(|X|-|X0|)／{C0・(N'-N)・f2}＜0 …(5) ただし、 f1：第１群の焦点距離、 fw：ワイド端での全系の焦点距離、 TLw：ワイド端での全長(第１面頂点から像面までの距
離)、 Fnt：テレ端でのＦナンバー、 tanωw：ワイド端での半画角、 X ：非球面の面形状(非球面の光軸に対して垂直方向の
高さYでの光軸方向の変位量；mm)、 X0：非球面の参照球面形状(参照球面の光軸に対して垂
直方向の高さYでの光軸方向の変位量；mm)、 C0：非球面の参照球面の曲率(mm^-1)、 N ：非球面の物体側媒質のｄ線に対する屈折率、 N'：非球面の像側媒質のｄ線に対する屈折率、 f2：第２群の焦点距離(mm)、であって、非球面の面形状
を表すX，参照球面の面形状を表すX0は、以下の式(AS),
(RE)でそれぞれ表される； X＝{C0・Y²}／{1+√(1-ε・C0²・Y²)}+Σ(Ai・Yⁱ) …(AS) X0＝{C0・Y²}／{1+√(1-C0²・Y²)} …(RE) ただし、式(AS)及び(RE)中、 Y：光軸に対して垂直方向の高さ、 ε：２次曲面パラメータ、 Ai：i次の非球面係数、である。
【請求項３】前記ズームレンズ系が、物体側から順
に、負のパワーを有する第１群と、正のパワーを有する
第２群と、正のパワーを有する第３群と、から構成され
ることを特徴とする請求項１又は２記載の撮像レンズ装
置。
【請求項４】前記ズームレンズ系が、物体側から順
に、負のパワーを有する第１群と、正のパワーを有する
第２群と、負のパワーを有する第３群と、正のパワーを
有する第４群と、から構成されることを特徴とする請求
項１又は２記載の撮像レンズ装置。