JP4007789B2 - Electronic imaging device - Google Patents

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JP4007789B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子撮像装置に関し、特に、ズームレンズ等の光学系部分の工夫により奥行き方向の薄型化を実現した、ビデオカメラやデジタルカメラ等の電子撮像装置に関するものである。また、そのズームレンズはリアフォーカスを可能にならしめたものに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、銀塩35mmフィルム(通称ライカ版)カメラに代わる次世代カメラとしてデジタルカメラ(電子カメラ)が注目されてきている。さらに、それは業務用高機能タイプからポータブルな普及タイプまで幅広い範囲でいくつものカテゴリーを有するようになってきている。
【0003】
本発明においては、特にポータブルな普及タイプのカテゴリーに注目し、高画質を確保しながら奥行きの薄いビデオカメラ、デジタルカメラを実現する技術を提供することをねらっている。カメラの奥行き方向を薄くするのに最大のネックとなっているのは、光学系、特にズームレンズ系の最も物体側の面から撮像面までの厚みである。最近では、撮影時に光学系をカメラボディ内からせり出し携帯時に光学系をカメラボディ内に収納するいわゆる沈胴式鏡筒を採用することが主流になっている。
【0004】
しかしながら、使用するレンズタイプやフィルターによって光学系沈胴時の厚みが大きく異なる。特にズーム比やF値等、仕様を高く設定するには、最も物体側のレンズ群が正の屈折力を有するいわゆる正先行型ズームレンズは、各々のレンズエレメントの厚みやデッドースペースが大きく、沈胴してもたいして厚みが薄くならない(特開平11−258507号)。負先行型で特に2乃至3群構成のズームレンズはその点有利であるが、群内構成枚数が多かったり、エレメントの厚みが大きかったり、最も物体側のレンズが正レンズの場合も沈胴しても薄くならない(特開平11−52246号)。現在知られている中で電子撮像素子用に適しかつズーム比、画角、F値等を含めた結像性能が良好で沈胴厚を最も薄くできる可能性を有するものの例として、特開平11−287953号、特開2000−267009、特開2000−275520等のものがある。
【0005】
第1群を薄くするには入射瞳位置を浅くするのがよいが、そのためには第2群の倍率を高くすることになる。一方、そのために第2群の負担が大きくなりそれ自身を薄くすることが困難になるばかりでなく、収差補正の困難さや製造誤差の効きが増大し好ましくない。薄型化、小型化を実施するには、撮像素子を小さくすればよいが、同じ画素数とするためには画素ピッチを小さくする必要があり、感度不足を光学系でカバーしなければならない。回折の影響も然りである。
【0006】
また、奥行きの薄いカメラボディにするために、合焦時のレンズ移動を前群ではなくいわゆるリアフォーカスで行うのが駆動系のレイアウト上有効である。すると、リアフォーカスを実施したときの収差変動が少ない光学系を選択する必要が出てくる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、構成枚数が少なく、リアフォーカス方式等機構レイアウト上小型で簡素にしやすく、無限遠から近距離まで安定した高い結像性能を有するズーム方式あるいはズーム構成を選択し、さらには、レンズエレメントを薄くして各群の総厚を薄くしたり、フィルター類の選択をも考慮して、ビデオカメラやデジタルカメラの徹底的薄型化を図ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電子撮像装置は、ズームレンズ及びその像側に配された撮像素子を備えた電子撮像装置において、
前記ズームレンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群よりなり、無限遠物点合焦時における広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群の間隔を変化させつつ、前記第2レンズ群が物体側へのみ移動し、かつ、前記第3レンズ群は第2レンズ群とは異なる軌跡で移動し、
前記第2レンズ群は、物体側から順に、物体側面に非球面を有する正又は負の第1レンズL21、正の第2レンズL22、負の第3レンズL23の3枚のレンズよりなると共に、前記第2レンズL22と第3レンズL23とは接合されており、
以下の条件を満足することを特徴とする電子撮像装置。
【0009】
(1) 0.65<R21R /R21F <1.05
(2) 0.3<L/f2R<0.9
ただし、R21F 、R21R はそれぞれ第2レンズ群の第1レンズL21の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径、Lは撮像素子の有効撮像領域の対角長、f2Rは第2レンズ群の第2レンズL22と第3レンズL23との合成焦点距離である。
【0010】
以下、本発明において、上記構成をとる理由と作用を説明する。
【0011】
本発明の電子撮像装置は、ズームレンズ及びその像側に配された撮像素子を備えた電子撮像装置において、ズームレンズとして、物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群よりなり、無限遠物点合焦時における広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群の間隔を変化させつつ、前記第2レンズ群が物体側へのみ移動し、かつ、前記第3レンズ群は第2レンズ群とは異なる軌跡で移動し、前記第2レンズ群は、物体側から順に、物体側面に非球面を有する正又は負の第1レンズL21、正の第2レンズL22、負の第3レンズL23の3枚のレンズよりなると共に、前記第2レンズL22と第3レンズL23とは接合されたタイプのズームレンズを採用している。
【0012】
なお、本発明において、レンズとは、単一の媒質からなるレンズを一単位とし、接合レンズは複数のレンズからなるものとする。また、レンズ成分は、間に空気間隔を配さないレンズ群を意味し、単レンズ又は接合レンズを意味する。
【0013】
古くから銀塩フィルムカメラ用ズームレンズとしてよく使用される負正の2群ズームレンズにおいて、それを小型化するために各焦点距離における正の後群(第2レンズ群)の倍率を高くするのがよいが、そのために、第2レンズ群のさらに像側に正レンズ成分を第3レンズ群として加え、広角端から望遠端に変倍する際に第2レンズ群との間隔を変化させるという方法がよく知られている。また、この第3レンズ群はフォーカス用としても使用できる可能性を有している。
【0014】
そして、本発明の目的の達成、つまり、沈胴収納時のレンズ部総厚を薄くしてなおかつ第3レンズ群にてフォーカスをする際、非点収差を始めとする軸外収差変動を抑制するために、第2レンズ群は、物体側から順に、最も物体側の面を非球面とした単独の正又は負レンズL21と、正レンズL22と負レンズL23の順の接合からなる正レンズ成分とから構成し、特に、最も物体側のレンズ成分は物体側に凸面を向け両面の曲率半径が近い強いメニスカス形状とするのがよい。
【0015】
第3レンズ群にてフォーカスをする場合、収差変動が問題になるが、第3レンズ群に必要以上の量の非球面が入ると、その効果を出すために第1レンズ群・第2レンズ群で残存する非点収差を第3レンズ群にて補正することになり、ここで第3レンズ群がフォーカスのために動くと、そのバランスが崩れてしまい好ましくない。したがって、第3レンズ群でフォーカスする場合は、第1レンズ群・第2レンズ群で非点収差をズーム全域に亘り略取り切らねばならない。
【0016】
よって、第3レンズ群は球面系又は少ない非球面量にて構成し、開口絞りを第2レンズ群の物体側に配し、第2レンズ群は、物体側の面に非球面を有する単独の正又は負レンズL21と、正レンズL22、負レンズL23の順の接合レンズ成分にて構成するのがよい。
【0017】
また、このタイプでは、前玉径が大きくなり難いので、開口絞りを第2レンズ群と一体(本発明の後記の実施例では、第2レンズ群の直前に配置し、第2レンズ群と一体)とした方が、機構上単純であるばかりでなく、沈胴時のデッドスペースが発生し難く、広角端と望遠端のF値差が小さい。
【0018】
また、第2レンズ群の正レンズL22と像側の負レンズL23とは、それらの相対的偏心による収差の発生が著しいので、これらは互いに接合した方がよい。接合する場合は、できるだけ接合レンズ内(L22、L23)で収差をキャンセルして偏心敏感度を小さくするのがよい。
【0019】
そして、単独の正又は負レンズL21と、正レンズL22、負レンズL23の接合成分との相対偏心敏感度を少なくするため、以下の条件を満たすのがよい。
【0020】
(1) 0.65<R21R /R21F <1.05
(2) 0.3<L/f2R<0.9
ただし、R21F 、R21R はそれぞれ第2レンズ群の第1レンズL21の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径、Lは撮像素子の有効撮像領域(略矩形)の対角長、f2Rは第2レンズ群の第2レンズL22と第3レンズL23との合成焦点距離である。
【0021】
条件(1)の上限の1.05を越えると、全系収差の球面収差・コマ収差・非点収差の補正には有利だが、接合による偏心敏感度の緩和の効果が少ない。下限の0.65を越えると、全系収差の球面収差・コマ収差・非点収差の補正が困難になりやすい。
【0022】
条件(2)の下限値の0.3を越えると、射出瞳位置が像面に接近しシェーディングを引き起こしやすく、また、第1レンズL21と、第2レンズL22、第3レンズL23の接合成分との偏心敏感度が大きくなりやすい。上限値の0.9を越えると、小型で高いズーム比を確保し難い。
【0023】
なお、条件(1)、(2)の何れかあるいは両方を以下のようにするとよりよい。
【0024】
(1)’ 0.7<R21R /R21F <1
(2)’ 0.35<L/f2R<0.8
さらに、条件(1)、(2)の何れかあるいは両方を以下のようにするとさらによい。特に両方を以下のようにすると最もよい。
【0025】
(1)” 0.75<R21R /R21F <0.95
(2)” 0.4<L/f2R<0.7
また、第2レンズL22、第3レンズL23の接合成分について、以下の条件式を満足するのがよい。
【0026】
(3) 10<ν22−ν23
(4) −1.5<(R22F +R23R )/(R22F −R23R )<−0.1
ただし、ν22は第2レンズ群の第2レンズL22のd線基準アッベ数、ν23は第2レンズ群の第3レンズL23のd線基準アッベ数、R22F 、R23R はそれぞれ第2レンズ群の第2レンズL22の物体側面、第3レンズL23の像側面における光軸上の曲率半径である。
【0027】
条件(3)の下限の10を越えると、軸上色収差・倍率色収差共補正不足となる。上限はそれ以上に現実に適した媒質の組み合わせが存在しないため特に設けないが、あえて上限値を付けるとすれば、上限値を75とし、ν23−ν22がそれ以下となるようにするとよい。上限値75を越えると、レンズ材料が高価となる。
【0028】
条件(4)は第2レンズ群の接合成分(L22、L23)の形状ファクターに関する規定である。下限の−1.5を越えると、第2レンズ群の空気間隔d21を薄くしやすいが、コマ収差・非点収差の補正が困難になる。上限値の−0.1を越えると、第1レンズL21と第2レンズL22の機械的干渉でd21が大きくなりがちで、沈胴厚を薄くするのに足枷となる。
【0029】
なお、条件(3)、(4)の何れかあるいは両方を以下のようにするとよりよい。
【0030】
(3)’ 12<ν22−ν23
(4)’ −1.4<(R22F +R23R )/(R22F −R23R )<−0.2
さらに、条件(3)、(4)の何れかあるいは両方を以下のようにするとさらによい。特に両方を以下のようにすると最もよい。
【0031】
(3)” 14<ν22−ν23
(4)” −1.3<(R22F +R23R )/(R22F −R23R )<−0.3一方、第3レンズ群は1つの正レンズ成分で構成可能である。そして、以下の条件を満足するとよい。
【0032】
(5) −1.0<(R3F+R3R)/(R3F−R3R)<0.5
ただし、R3F、R3Rはそれぞれ第3レンズ群の正レンズ成分の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径である。
【0033】
条件(5)の上限値の0.5を越えると、リアフォーカスによる非点収差の変動が大きくなりすぎ、無限物点で非点収差を良好に補正し得ても、近距離物点に対しては非点収差が悪化しやすい。下限値の−1.0を越えると、リアフォーカスによる非点収差変動は少ないが、無限物点に対する収差補正が困難となる。
【0034】
また、第3レンズ群は正レンズ1枚で構成してもよい。実用的な収差レベルの補正は可能であり、薄型化に貢献する。
【0035】
なお、以下のようにするとよりよい。
【0036】
(5)’ −0.9<(R3F+R3R)/(R3F−R3R)<0.3
さらに、以下のようにすると最もよい。
【0037】
(5)” −0.8<(R3F+R3R)/(R3F−R3R)<0.1
次に、第1レンズ群は、以下の条件を満足しつつ、非球面を含む負レンズと正レンズの2枚のみで構成すれば、色収差や各ザイデル軸外収差は良好に補正可能であるため、薄型化に貢献する。
【0038】
(6) 20<ν11−ν12
(7) −10<(R13+R14)/(R13−R14)<−2.0
ただし、ν11は第1レンズ群の負レンズのd線基準アッベ数、ν12は第1レンズ群の正レンズのd線基準アッベ数、R13、R14はそれぞれ第1レンズ群の正レンズの物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径である。
【0039】
条件(6)は、変倍時における軸上・倍率色収差の変動に関して規定したものである。下限値の20を越えると、軸上・倍率色収差の変動が大きくなりやすい。上限はそれ以上に現実に適した媒質が存在しないため特に設けないが、あえて上限値を付けるとすれば、上限値を75とし、ν11−ν12がそれ以下となるようにするとよい。上限値75を越えると、ガラス材料が高価となる。
【0040】
条件(7)は、第1レンズ群の正レンズのシェープファクターを規定したものである。下限の−10を越えると、非点収差の補正上不利になる他、変倍時の機械的干渉を回避するために第2レンズ群との間隔を余分に必要とする点も不利になる。上限の−2.0を越えると、歪曲収差の補正が不利になりやすい。
【0041】
なお、条件(6)、(7)の何れかあるいは両方を以下のようにするとよりよい。
【0042】
(6)’ 22<ν11−ν12
(7)’ −9<(R13+R14)/(R13−R14)<−2.5
さらに、条件(6)、(7)の何れかあるいは両方を以下のようにするとさらによい。特に両方を以下のようにすると最もよい。
【0043】
(6)” 24<ν11−ν12
(7)” −8<(R13+R14)/(R13−R14)<−3
また、以下の条件を満たすとよい。
【0044】
(8) 0.2<d11/L<0.65
ただし、d11は第1レンズ群の負レンズと正レンズとの光軸上の空気間隔である。
【0045】
この条件の上限の0.65を越えると、コマ収差・非点収差・歪曲収差の補正には有利であるが、光学系が分厚くなり、下限値の0.2を越えると、これらの収差が非球面を導入したにもかかわらず補正が困難になる。
【0046】
なお、以下のようにするとよりよい。
【0047】
(8)’ 0.25<d11/L<0.6
さらに、以下のようにすると最もよい。
【0048】
(8)” 0.3<d11/L<0.55
前に、第3レンズ群は球面系又は少ない非球面量にて構成することがフォーカシング時における収差変動を抑える上で好ましい旨を説明したが、より具体的には、以下の条件を満足する構成とすることが好ましい。
【0049】
(9) 0≦|Asp3MAX |/|Asp2MAX |≦0.5
ただし、Asp3MAX は第3レンズ群における各々の屈折面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの高さが絞り半径最大値の0.7倍の位置における非球面偏倚量の最大値、Asp2MAX は第2レンズ群における各々の屈折面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの高さが絞り半径最大値の0.7倍の位置における非球面偏倚量の最大値である。
【0050】
条件(9)の下限値を第3レンズ群が全て球面又は平面で構成された値に対応する値の0としているため、この条件の下限値0を越えて小さくなることはない。一方、上限の0.5を越えて第3レンズ群における非球面偏倚量が大きくなると、フォーカシング時の収差変動が大きくなる。
【0051】
なお、本発明で、非球面偏倚量は、図5に示すように、対象とする非球面の光軸上での曲率半径rを有する球面(基準球面)に対し、光軸からの高さが絞り半径最大値の0.7倍の位置でのその非球面の偏倚量を言うものである。
【0052】
また、後記の実施例1〜3の条件(9)の対応値は何れも0となる。後記の実施例1〜4に関する表では、最大絞り径(直径)としており、絞り形状は円形である。本発明において、絞りは形状可変でも、形状固定でもよい。
【0053】
なお、本発明のズームレンズは、広角域を含む電子撮像装置を構成する上で有利である。特に、広角端における対角方向の半画角ωW が以下の条件を満足する電子撮像装置に用いることが好ましい(後記の各実施例に記載の広角端半画角はωW に相当する。)。
【0054】
27°<ωW <42°
この条件の下限値の27°を越えて広角端半画角が狭くなると、収差補正上は有利になるが、実用的な広角端での画角ではなくなる。一方、上限値の42°を越えると、歪曲収差、倍率の色収差が発生しやすくなり、レンズ枚数が増加する。
【0055】
また、本願発明の電子撮像素子に用いるズームレンズは、軸外主光線を垂直に近い状態で撮像素子に導けるので、画像の周辺部まで良好な像が得られる。そのとき、撮像素子の有効撮像領域の対角長Lが3.0mm乃至12.0mmであることが、良好な画質と小型化を両立する上でより好ましい。
【0056】
この条件の下限値の3.0mmを越えて撮像素子が小さくなると、感度不足がカバーし難くなる。一方、上限値の12.0mmを越えて撮像素子が大きくなると、それに付随してズームレンズも大きくなる傾向にあり、薄型化の効果が薄れる。
【0057】
なお、先述の条件(1)と同時に以下の条件を満足することで、非点収差を始めとする軸外収差の補正により有利となる。
【0058】
(10) 0.3<R21R /L<0.7
なお、以下のようにするとよりよい。
【0059】
(10)’ 0.35<R21R /L<0.65
さらに、以下のようにすると最もよい。
【0060】
(10)” 0.4<R21R /L<0.6
以上、ズームレンズ部について沈胴厚を薄くしつつも結像性能を良好にする手段を提供した。
【0061】
次に、フィルター類を薄くする件について言及する。電子撮像装置には、通常、赤外光が撮像面に入射しないように一定の厚みのある赤外吸収フィルターを撮像素子よりも物体側に挿入している。これを厚みのないコーティングに置き換えることを考える。当然その分薄くなる訳だが、副次的効果がある。ズームレンズ系後方にある撮像素子よりも物体側に、波長600nmでの透過率(τ600 )が80%以上、700nmでの透過率(τ700 )が8%以下の近赤外シャープカットコートを導入すると、吸収タイプよりも700nm以上の近赤外領域の透過率が低く、かつ、相対的に赤側の透過率が高くなり、補色モザイクフィルターを有するCCD等の固体撮像素子の欠点である青紫側のマゼンタ化傾向がゲイン調整により緩和され、原色フィルターを有するCCD等の固体撮像素子並みの色再現を得ることができる。
【0062】
すなわち、
(11) τ600 /τ550 ≧0.8
(12) τ700 /τ550 ≦0.08
を満たすことが望ましい。ただし、τ550 は波長550nmでの透過率である。
【0063】
なお、条件(11)、(12)の何れかあるいは両方を以下のようにするとよりよい。
【0064】
(11)’ τ600 /τ550 ≧0.85
(12)’ τ700 /τ550 ≦0.05
さらに、条件(11)、(12)の何れかあるいは両方を以下のようにするとさらによい。特に両方を以下のようにすると最もよい。
【0065】
(11)” τ600 /τ550 ≧0.9
(12)” τ700 /τ550 ≦0.03
CCD等の固体撮像素子のもう1つの欠点は、近紫外域の波長550nmに対する感度が人間の眼のそれよりもかなり高いことである。これも、近紫外域の色収差による画像のエッジ部の色にじみを目立たせている。特に光学系を小型化すると致命的である。したがって、波長400nmでの透過率(τ400 )の550nmでのそれ(τ550 )に対する比が0.08を下回り、440nmでの透過率(τ440 )の550nmでのそれ(τ550 )に対する比が0.4を上回るような吸収体あるいは反射体を光路上に挿入すれば、色再現上必要な波長域を失わず(良好な色再現を保ったまま)、色にじみなどのノイズがかなり軽減される。
【0066】
すなわち、
(13) τ400 /τ550 ≦0.08
(14) τ440 /τ550 ≧0.4
を満たすことが望ましい。
【0067】
なお、条件(13)、(14)の何れかあるいは両方を以下のようにするとよりよい。
【0068】
(13)’ τ400 /τ550 ≦0.06
(14)’ τ440 /τ550 ≧0.5
さらに、条件(13)、(14)の何れかあるいは両方を以下のようにするとさらによい。特に両方を以下のようにすると最もよい。
【0069】
(13)” τ400 /τ550 ≦0.04
(14)” τ440 /τ550 ≧0.6
なお、これらのフィルターの設置場所は結像光学系と撮像素子の間がよい。
【0070】
一方、補色フィルターの場合、その透過光エネルギーの高さから、原色フィルター付きCCDと比べ実質的感度が高く、かつ、解像的にも有利であるため、小型CCDを使用したときのメリットが大である。もう一方のフィルターである光学的ローパスフィルターについても、その総厚tLPF (mm)が以下の条件を満たすようにするとよい。
【0071】
(15) 0.15<tLPF /a<0.45
ただし、aは撮像素子の水平画素ピッチ(単位μm)であり、5μm以下である。
【0072】
沈胴厚を薄くするには、光学的ローパスフィルターを薄くすることも効果的であるが、一般的にはモアレ抑制効果が減少して好ましくない。一方、画素ピッチが小さくなるにつれて結像レンズ系の回折の影響により、ナイキスト限界以上の周波数成分のコントラストは減少し、モアレ抑制効果の現象はある程度許容されるようになる。例えば、像面上投影時の方位角度が水平(=0°)と±45°方向にそれぞれ結晶軸を有する3種類のフィルターを光軸方向に重ねて使用する場合、かなりモアレ抑制効果があることが知られている。この場合のフィルターが最も薄くなる仕様としては、水平にaμm、±45°方向にそれぞれSQRT(1/2) *aμmだけずらせるものが知られている。このときのフィルター厚は、凡そ[1+2*SQRT(1/2) ]*a/5.88(mm)となる。ここで、SQRTはスクエアルートであり平方根を意味する。これは、丁度ナイキスト限界に相当する周波数においてコントラストをゼロにする仕様である。これよりは数%乃至数十%程度薄くすると、ナイキスト限界に相当する周波数のコントラストが少し出てくるが、上記回折の影響で抑えるることが可能になる。
【0073】
上記以外のフィルター仕様、例えば2枚重ねあるいは1枚で実施する場合も含めて、条件(15)を満足するのがよい。その上限値の0.45を越えると、光学的ローパスフィルターが厚すぎ薄型化の妨げになる。下限値の0.15を越えると、モアレ除去が不十分になる。ただし、これを実施する場合のaの条件は5μm以下である。
【0074】
aが4μm以下なら、より回折の影響を受けやすいので
(15)’ 0.13<tLPF /a<0.42
としてもよい。
【0075】
また、水平画素ピッチと重ねるローパスフィルターの枚数に応じて、以下のようにしてもよい。
【0076】
(15)” 0.3<tLPF /a<0.4
ただし、3枚重ねかつ4≦a<5(μm)のとき、
0.2<tLPF /a<0.28
ただし、2枚重ねかつ4≦a<5(μm)のとき、
0.1<tLPF /a<0.16
ただし、1枚のみかつ4≦a<5(μm)のとき、
0.25<tLPF /a<0.37
ただし、3枚重ねかつa<4(μm)のとき、
0.16<tLPF /a<0.25
ただし、2枚重ねかつa<4(μm)のとき、
0.08<tLPF /a<0.14
ただし、1枚のみかつa<4(μm)のとき。
【0077】
画素ピッチの小さな電子撮像素子を使用する場合、絞り込みによる回折効果の影響で画質が劣化する。したがって、開口サイズが固定の複数の開口を有し、その中の1つを第1レンズ群の最も像側のレンズ面と第3レンズ群の最も物体側のレンズ面の間の何れかの光路内に挿入でき、かつ、他の開口と交換可能とすることで像面照度の調節することができる電子撮像装置としておき、その複数の開口の中、一部の開口内に550nmに対する透過率がそれぞれ異なり、かつ、80%未満であるような媒体を有するようにして光量調節を行なうのがよい。あるいは、a(μm)/Fナンバー<0.4となるようなF値に相当する光量になるように調節を実施する場合は、開口内に550nmに対する透過率がそれぞれ異なりかつ80%未満の媒体を有する電子撮像装置とするのがよい。例えば、開放値から上記条件の範囲外ではその媒体なしかあるいは550nmに対する透過率が91%以上のダミー媒質としておき、範囲内のときは回折の影響が出る程に開口絞り径を小さくするのではなく、NDフィルターのようなもので光量調節するのがよい。
【0078】
また、その複数の開口をそれぞれ径をF値に反比例して小さくしたものにして揃えておき、NDフィルターの代わりにそれぞれ周波数特性の異なる光学的ローパスフィルターを開口内に入れておくのでもよい。絞り込むにつれて回折劣化が大きくなるので、開口径が小さくなる程光学的ローパスフィルターの周波数特性を高く設定しておく。
【0079】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子撮像装置に用いられるズームレンズの実施例1〜4について説明する。実施例1、3の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図をそれぞれ図1、図2に示す。実施例2、4については図1と同様であるので、図示は省く。図中、第1レンズ群はG1、絞りはS、第2レンズ群はG2、第3レンズ群はG3、赤外カット吸収フィルターはIF、ローパスフィルターはLF、電子撮像素子であるCCDのカバーガラスはCG、CCDの像面はIで示してある。なお、赤外カット吸収フィルターIFに代えて、透明平板の入射面に近赤外シャープカットコートとしたものを用いてもよいし、ローパスフィルターLFに直接近赤外シャープカットコートを施してもよい。
【0080】
実施例1、2、4のズームレンズは、図1に示すように、物体側に凸の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りS、物体側に凸の負メニスカスレンズと、両凸レンズと像面側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、両凸正レンズ1枚からなる正屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1は物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第2レンズ群G2は開口絞りSと一体に物体側に移動し、第3レンズ群G3は物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より若干物体側の位置になる。近距離の被写体にフォーカシングするために、第3レンズ群G3は物体側に繰り出される。
【0081】
非球面については、実施例1は、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズの像面側の面、第2レンズ群G2の単独の負メニスカスレンズの物体側の面の2面に用いられている。
【0082】
実施例2は、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズの像面側の面、第2レンズ群G2の単独の負メニスカスレンズの両面の3面に用いられている。
【0083】
実施例4は、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズの像面側の面、第2レンズ群G2の単独の負メニスカスレンズの物体側の面、第3レンズ群G3の物体側の面の3面に用いられている。
【0084】
実施例3のズームレンズは、図2に示すように、物体側に凸の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる負屈折力の第1レンズ群G1、開口絞りS、物体側に凸の負メニスカスレンズと、両凸レンズと像面側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズとからなる正屈折力の第2レンズ群G2、物体側に凸の負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズからなる正屈折力の第3レンズ群G3からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第1レンズ群G1は物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第2レンズ群G2は開口絞りSと一体に物体側に移動し、第3レンズ群G3は物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より若干物体側の位置になる。近距離の被写体にフォーカシングするために、第3レンズ群G3は物体側に繰り出される。
【0085】
非球面については、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズの像面側の面、第2レンズ群G2の単独の負メニスカスレンズの物体側の面の2面に用いられている。
【0086】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、fは全系焦点距離、ωは半画角、FNOはFナンバー、WEは広角端、STは中間状態、TEは望遠端、r1 、r2 …は各レンズ面の曲率半径、d1 、d2 …は各レンズ面間の間隔、nd1、nd2…は各レンズのd線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は、xを光の進行方向を正とした光軸とし、yを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【0087】
x=(y2 /r)/[1+{1−(K+1)(y/r)2 1/2
+A44 +A66 +A88 + A1010
ただし、rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A4、A6、A8、A10 はそれぞれ4次、6次、8次、10次の非球面係数である。
【0088】

Figure 0004007789
Figure 0004007789
【0089】
Figure 0004007789
Figure 0004007789
【0090】
Figure 0004007789
Figure 0004007789
【0091】
Figure 0004007789
Figure 0004007789
【0092】
以上の実施例2の無限遠物点合焦時及び被写体距離10cm合焦時の収差図をそれぞれ図3、図4に示す。これらの収差図において、(a)は広角端、(b)は中間状態、(c)は望遠端における球面収差SA、非点収差AS、歪曲収差DT、倍率色収差CCを示す。図中、“FIY”は像高を表す。
【0093】
次に、上記各実施例における条件(1)〜(8)、(10)〜(15)の値、条件(9)に関するAsp2MAX 、Asp3MAX 、最大絞り径(直径)φ、及び、Lの値を示す。
Figure 0004007789
【0094】
なお、実施例1〜4のローパスフィルターLFの総厚tLPF は何れも1.500(mm)で3枚重ねで構成している。もちろん、上述の実施例は、例えばローパスフィルターLFを1枚で構成する等、前記した構成の範囲内で種々変更可能である。
【0095】
ここで、有効撮像面の対角長Lと画素間隔aについて説明しておく。図6は、撮像素子の画素配列の1例を示す図であり、画素間隔aでR(赤)、G(緑)、B(青)の画素あるいはシアン、マゼンダ、イエロー、グリーン(緑)の4色の画素(図6)がモザイク状に配されている。有効撮像面は撮影した映像の再生(パソコン上での表示、プリンターによる印刷等)に用いる撮像素子上の光電変換面内における領域を意味する。図中に示す有効撮像面は、光学系の性能(光学系の性能が確保し得るイメージサークル)に合わせて、撮像素子の全光電変換面よりも狭い領域に設定されている。有効撮像面の対角長Lは、この有効撮像面の対角長である。なお、映像の再生に用いる撮像範囲を種々変更可能としてよいが、そのような機能を有する撮像装置に本発明のズームレンズを用いる際は、その有効撮像面の対角長Lが変化する。そのような場合は、本発明における有効撮像面の対角長Lは、Lのとり得る範囲における最大値とする。
【0096】
また、赤外カット手段については、赤外カット吸収フィルターIFと赤外シャープカットコートとがあり、赤外カット吸収フィルターIFはガラス中に赤外吸収体が含有される場合で、赤外シャープカットコートは吸収でなく反射によるカットである。したがって、前記したように、この赤外カット吸収フィルターIFを除去して、ローパスフィルターLFに直接赤外シャープカットコートを施してもよいし、ダミー透明平板上に施してもよい。
【0097】
この場合の近赤外シャープカットコートは、波長600nmでの透過率が80%以上、波長700nmでの透過率が10%以下となるように構成することが望ましい。具体的には、例えば次のような27層の層構成からなる多層膜である。ただし、設計波長は780nmである。
【0098】
Figure 0004007789
Figure 0004007789
【0099】
上記の近赤外シャープカットコートの透過率特性は図7に示す通りである。 また、ローパスフィルターLFの射出面側には、図8に示すような短波長域の色の透過を低滅する色フィルターを設けるか若しくはコーティングを行うことで、より一層電子画像の色再現性を高めている。
【0100】
具体的には、このフィルター若しくはコーティングにより、波長400nm〜700nmで透過率が最も高い波長の透過率に対する420nmの波長の透過率の比が15%以上であり、その最も高い波長の透過率に対する400nmの波長の透過率の比が6%以下であることが好ましい。
【0101】
それにより、人間の目の色に対する認識と、撮像及び再生される画像の色とのずれを低減させることができる。言い換えると、人間の視覚では認識され難い短波長側の色が、人間の目で容易に認識されることによる画像の劣化を防止することができる。
【0102】
上記の400nmの波長の透過率の比が6%を越えると、人間の目では認識され難い単波長城が認識し得る波長に再生されてしまい、逆に、上記の420nmの波長の透過率の比が15%よりも小さいと、人間の認識し得る波長城の再生が低くなり、色のバランスが悪くなる。
【0103】
このような波長を制限する手段は、補色モザイクフィルターを用いた撮像系においてより効果を奏するものである。
【0104】
上記各実施例では、図8に示すように、波長400nmにおける透過率を0%、420nmにおける透過率を90%、440nmにて透過率のピーク100%となるコーティングとしている。
【0105】
前記した近赤外シャープカットコートとの作用の掛け合わせにより、波長450nmの透過率99%をピークとして、400nmにおける透過率を0%、420nmにおける透過率を80%、600nmにおける透過率を82%、700nmにおける透過率を2%としている。それにより、より忠実な色再現を行っている。
【0106】
また、ローパスフィルターLFは、像面上投影時の方位角度が水平(=0°)と±45°方向にそれぞれ結晶軸を有する3種類のフィルターを光軸方向に重ねて使用しており、それぞれについて、水平にaμm、±45°方向にそれぞれSQRT(1/2) ×aだけずらすことで、モアレ抑制を行っている。ここで、SQRTは前記のようにスクエアルートであり平方根を意味する。
【0107】
また、CCDの撮像面I上には、図9に示す通り、シアン、マゼンダ、イエロー、グリーン(緑)の4色の色フィルターを撮像画素に対応してモザイク状に設けた補色モザイクフィルターを設けている。これら4種類の色フィルターは、それぞれが略同じ数になるように、かつ、隣り合う画素が同じ種類の色フィルターに対応しないようにモザイク状に配置されている。それにより、より忠実な色再現が可能となる。
【0108】
補色モザイクフィルターは、具体的には、図9に示すように少なくとも4種類の色フィルターから構成され、その4種類の色フィルターの特性は以下の通りであることが好ましい。
【0109】
グリーンの色フイルターGは波長GP に分光強度のピークを有し、
イエローの色フィルターYe は波長YP に分光強度のピークを有し、
シアンの色フィルターCは波長CP に分光強度のピークを有し、
マゼンダの色フィルターMは波長MP1とMP2にピークを有し、以下の条件を満足する。
【0110】
510nm<GP <540nm
5nm<YP −GP <35nm
−100nm<CP −GP <−5nm
430nm<MP1<480nm
580nm<MP2<640nm
さらに、グリーン、イエロー、シアンの色フィルターはそれぞれの分光強度のピークに対して波長530nmでは80%以上の強度を有し、マゼンダの色フィルターはその分光強度のピークに対して波長530nmでは10%から50%の強度を有することが、色再現性を高める上でより好ましい。
【0111】
上記各実施例におけるそれぞれの波長特性の一例を図10に示す。グリーンの色フィルターGは525nmに分光強度のビークを有している。イエローの色フィルターYe は555nmに分光強度のピークを有している。シアンの色フイルターCは510nmに分光強度のピークを有している。マゼンダの色フィルターMは445nmと620nmにピークを有している。また、530nmにおける各色フィルターは、それぞれの分光強度のピークに対して、Gは99%、Ye は95%、Cは97%、Mは38%としている。
【0112】
このような補色フイルターの場合、図示しないコントローラー(若しくは、デジタルカメラに用いられるコントローラー)で、電気的に次のような信号処理を行い、
輝度信号
Y=|G+M+Ye +C|×1/4
色信号
R−Y=|(M+Ye )−(G+C)|
B−Y=|(M+C)−(G+Ye )|
の信号処理を経てR(赤)、G(緑)、B(青)の信号に変換される。
【0113】
ところで、上記した近赤外シャープカットコートの配置位置は、光路上のどの位置であってもよい。また、ローパスフィルターLFの枚数も前記した通り2枚でも1枚でも構わない。
【0114】
さて、以上のような本発明の電子撮像装置は、ズームレンズで物体像を形成しその像をCCD等の電子撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、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、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。
【0115】
図11〜図13は、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11はデジタルカメラ40の外観を示す前方斜視図、図12は同後方斜視図、図13はデジタルカメラ40の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等を含み、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が、近赤外カットコートをダミー透明平板上に施してなる赤外カット吸収フィルターIF、光学的ローパスフィルターLFを介して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、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、この処理手段51には記録手段52が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段52は処理手段51と別体に設けてもよいし、フロッピー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。また、CCD49に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
【0116】
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が配置してある。このファインダー用対物光学系53によって形成された物体像は、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。このポリプリズム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。なお、撮影光学系41及びファインダー用対物光学系53の入射側、接眼光学系59の射出側にそれぞれカバー部材50が配置されている。
【0117】
このように構成されたデジタルカメラ40は、撮影光学系41が広画角で高変倍比であり、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォーカスの大きなズームレンズであるので、高性能・低コスト化が実現できる。
【0118】
なお、図13の例では、カバー部材50として平行平面板を配置しているが、パワーを持ったレンズを用いてもよい。
【0119】
以上の本発明の電子撮像装置は例えば次のように構成することができる。
【0120】
〔1〕 ズームレンズ及びその像側に配された撮像素子を備えた電子撮像装置において、
前記ズームレンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群よりなり、無限遠物点合焦時における広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群の間隔を変化させつつ、前記第2レンズ群が物体側へのみ移動し、かつ、前記第3レンズ群は第2レンズ群とは異なる軌跡で移動し、
前記第2レンズ群は、物体側から順に、物体側面に非球面を有する正又は負の第1レンズL21、正の第2レンズL22、負の第3レンズL23の3枚のレンズよりなると共に、前記第2レンズL22と第3レンズL23とは接合されており、
以下の条件を満足することを特徴とする電子撮像装置。
【0121】
(1) 0.65<R21R /R21F <1.05
(2) 0.3<L/f2R<0.9
ただし、R21F 、R21R はそれぞれ第2レンズ群の第1レンズL21の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径、Lは撮像素子の有効撮像領域の対角長、f2Rは第2レンズ群の第2レンズL22と第3レンズL23との合成焦点距離である。
【0122】
〔2〕 前記第2レンズ群における第2レンズL22及び第3レンズL23が以下の条件を満足することを特徴とする上記1記載の電子撮像装置。
【0123】
(3) 10<ν22−ν23
(4) −1.5<(R22F +R23R )/(R22F −R23R )<−0.1ただし、ν22は第2レンズ群の第2レンズL22のd線基準アッベ数、ν23は第2レンズ群の第3レンズL23のd線基準アッベ数、R22F 、R23R はそれぞれ第2レンズ群の第2レンズL22の物体側面、第3レンズL23の像側面における光軸上の曲率半径である。
【0124】
〔3〕 前記第3レンズ群は1つの正レンズ成分からなり、以下の条件を満足することを特徴とする上記1又は2記載の電子撮像装置。
【0125】
(5) −1.0<(R3F+R3R)/(R3F−R3R)<0.5
ただし、R3F、R3Rはそれぞれ第3レンズ群の正レンズ成分の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径である。
【0126】
〔4〕 前記第3レンズ群は1つの正の単レンズからなることを特徴とする上記3記載の電子撮像装置。
【0127】
〔5〕 前記第3レンズ群は球面のみで構成されていることを特徴とする上記1から4の何れか1項記載の電子撮像装置。
【0128】
〔6〕 光路中に開口絞りを有し、かつ、前記第3レンズ群の屈折面の面形状が以下の条件を満足することを特徴とする上記1から4の何れか1項記載の電子撮像装置。
【0129】
(9) 0≦|Asp3MAX |/|Asp2MAX |≦0.5
ただし、Asp3MAX は第3レンズ群における各々の屈折面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの高さが絞り半径最大値の0.7倍の位置における非球面偏倚量の最大値、Asp2MAX は第2レンズ群における各々の屈折面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの高さが絞り半径最大値の0.7倍の位置における非球面偏倚量の最大値である。
【0130】
〔7〕 広角端から望遠端への変倍に際して、前記第3レンズ群は物体側に凸の形状の軌跡で移動することを特徴とする上記1から6の何れか1項記載の電子撮像装置。
【0131】
〔8〕 前記第1レンズ群は、非球面を含む負レンズと正レンズの2枚のレンズで構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする上記1から7の何れか1項記載の電子撮像装置。
【0132】
(6) 20<ν11−ν12
(7) −10<(R13+R14)/(R13−R14)<−2.0
ただし、ν11は第1レンズ群の負レンズのd線基準アッベ数、ν12は第1レンズ群の正レンズのd線基準アッベ数、R13、R14はそれぞれ第1レンズ群の正レンズの物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径である。
【0133】
〔9〕 前記第1レンズ群は、空気間隔を挟んで負レンズと正レンズの2枚のレンズで構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする上記1から8の何れか1項記載の電子撮像装置。
【0134】
(8) 0.2<d11/L<0.65
ただし、d11は第1レンズ群の負レンズと正レンズとの光軸上の空気間隔である。
【0135】
〔10〕 前記撮像素子の有効撮像領域の対角長Lが以下の条件を満足することを特徴とする上記1から9の何れか1項記載の電子撮像装置。
【0136】
3.0mm < L < 12.0mm
〔11〕 前記ズームレンズの広角端半画角ωW が27°から42°の範囲にあることを特徴とする上記1から10の何れか1項記載の電子撮像装置。
【0137】
〔12〕 前記第3レンズ群はフォーカシング時に単独で移動することを特徴とする上記1から11の何れか1項記載の電子撮像装置。
【0138】
〔13〕 前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間に配された開口絞りを有することを特徴とする上記1から12の何れか1項記載の電子撮像装置。
【0139】
〔14〕 前記開口絞りは前記第2レンズ群と一体で移動することを特徴とする上記13記載の電子撮像装置。
【0140】
【発明の効果】
本発明により、沈胴厚が薄く収納性に優れ、かつ、高倍率でリアフォーカスにおいても結像性能の優れたズームレンズを得ることができ、ビデオカメラやデジタルカメラの徹底的薄型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子撮像装置に用いられるズームレンズの実施例1の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。
【図2】実施例3のズームレンズの図1と同様のレンズ断面図である。
【図3】実施例2の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図4】実施例2の被写体距離10cm合焦時の収差図である。
【図5】本発明のおける非球面偏倚量の定義を説明するための図である。
【図6】電子撮像素子にて撮影を行う場合の有効撮像面の対角長について説明するための図である。
【図7】近赤外シャープカットコートの一例の透過率特性を示す図である。
【図8】ローパスフィルターの射出面側に設ける色フィルターの一例の透過率特性を示す図である。
【図9】補色モザイクフィルターの色フィルター配置を示す図である。
【図10】補色モザイクフィルターの波長特性の一例を示す図である。
【図11】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の外観を示す前方斜視図である。
【図12】図11のデジタルカメラの後方斜視図である。
【図13】図11のデジタルカメラの断面図である。
【符号の説明】
G1…第1レンズ群
G2…第2レンズ群
G3…第3レンズ群
S…開口絞り
IF…赤外カット吸収フィルター
LF…ローパスフィルター
CG…カバーガラス
I…像面
E…観察者眼球
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
49…CCD
50…カバー部材
51…処理手段
52…記録手段
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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic image pickup apparatus, and more particularly to an electronic image pickup apparatus such as a video camera or a digital camera that is thinned in the depth direction by devising an optical system portion such as a zoom lens. In addition, the zoom lens relates to a lens that enables rear focus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, digital cameras (electronic cameras) have attracted attention as next-generation cameras that replace silver salt 35 mm film (commonly known as Leica version) cameras. Furthermore, it has come to have a number of categories in a wide range from a high-function type for business use to a portable popular type.
[0003]
In the present invention, focusing on the category of portable popular type, it is aimed to provide a technology for realizing a video camera and a digital camera with a small depth while ensuring a high image quality. The biggest bottleneck in reducing the depth direction of the camera is the thickness from the most object-side surface to the imaging surface of the optical system, particularly the zoom lens system. Recently, it has become the mainstream to adopt a so-called collapsible lens barrel that protrudes the optical system from the camera body during shooting and stores the optical system in the camera body when carried.
[0004]
However, the thickness when the optical system is retracted varies greatly depending on the lens type and filter used. In particular, in order to set the specifications such as the zoom ratio and F value high, the so-called positive leading zoom lens in which the lens unit closest to the object side has positive refractive power has a large thickness and dead space of each lens element, Even if the lens barrel is retracted, the thickness is not reduced (Japanese Patent Laid-Open No. 11-258507). The negative leading type, especially the zoom lens having 2 to 3 groups, is advantageous in this respect, but it is retracted even when the number of elements in the group is large, the thickness of the element is large, or the most object side lens is a positive lens. However, it does not become thin (Japanese Patent Laid-Open No. 11-52246). As an example of what is currently known and suitable for an electronic image pickup device, has good imaging performance including a zoom ratio, an angle of view, an F value, and the like, and has the possibility of making the collapsible thickness the smallest, JP-A-11 No. 287953, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-267209, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-275520, and the like.
[0005]
In order to make the first group thinner, it is preferable to make the entrance pupil position shallower. For this purpose, the magnification of the second group is increased. On the other hand, this not only increases the burden on the second group and makes it difficult to reduce the thickness of the second group, but also increases the difficulty of aberration correction and the effect of manufacturing errors. In order to reduce the thickness and size of the image sensor, the image sensor can be made smaller. However, in order to obtain the same number of pixels, it is necessary to reduce the pixel pitch, and the lack of sensitivity must be covered by the optical system. The same is true for diffraction.
[0006]
In order to obtain a camera body with a small depth, it is effective in terms of the layout of the drive system to move the lens at the time of focusing with the so-called rear focus instead of the front group. Then, it becomes necessary to select an optical system with less aberration fluctuation when rear focus is performed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such a situation in the prior art, and its object is to have a small number of components, a small and simple mechanism layout such as a rear focus method, and a stable and high connection from infinity to a short distance. Select a zoom method or zoom configuration that has image performance, and further reduce the total thickness of each group by thinning the lens elements, or considering the selection of filters, and thoroughly adopt video cameras and digital cameras. It is to reduce the thickness.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an electronic image pickup apparatus according to the present invention includes a zoom lens and an image pickup element provided on an image side of the zoom lens,
The zoom lens includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power. At the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end at the time of focusing, the second lens group moves only to the object side while changing the distance between the lens groups, and the third lens group is the second lens. Move in a different trajectory from the group,
The second lens group includes, in order from the object side, three lenses, a positive or negative first lens L21 having an aspheric surface on the object side, a positive second lens L22, and a negative third lens L23. The second lens L22 and the third lens L23 are cemented,
An electronic imaging apparatus characterized by satisfying the following conditions.
[0009]
(1) 0.65 <R 21R / R 21F <1.05
(2) 0.3 <L / f 2R <0.9
Here, R 21F and R 21R are the curvature radii on the optical axis of the object side surface and the image side surface of the first lens L21 of the second lens group, L is the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor, and f 2R is the second This is the combined focal length of the second lens L22 and the third lens L23 of the lens group.
[0010]
Hereinafter, the reason and effect | action which take the said structure in this invention are demonstrated.
[0011]
An electronic image pickup apparatus according to the present invention includes, in an electronic image pickup apparatus including a zoom lens and an image pickup element disposed on an image side thereof, as a zoom lens, in order from the object side, a first lens group having negative refractive power, and a positive lens unit. The second lens group having a refracting power and a third lens group having a positive refracting power, and the distance between the lens groups is changed upon zooming from the wide angle end to the telephoto end when focusing on an object point at infinity. The second lens group moves only toward the object side, the third lens group moves along a different locus from the second lens group, and the second lens group moves in order from the object side to the object side surface. The first and second lenses L21, L22, L22 and negative lens L23 having an aspheric surface are joined together, and the second lens L22 and the third lens L23 are cemented. Adopting a different type of zoom lens By that.
[0012]
In the present invention, the term “lens” refers to a lens made of a single medium as a unit, and the cemented lens consists of a plurality of lenses. Moreover, a lens component means the lens group which does not arrange | position an air space | interval between them, and means a single lens or a cemented lens.
[0013]
In a negative-positive two-group zoom lens that has been used as a zoom lens for silver halide film cameras for a long time, the magnification of the positive rear group (second lens group) at each focal length is increased in order to reduce the size of the zoom lens. However, for this purpose, a positive lens component is added as a third lens group further to the image side of the second lens group, and the distance from the second lens group is changed when zooming from the wide-angle end to the telephoto end. Is well known. Further, the third lens group has a possibility of being used for focusing.
[0014]
In order to achieve the object of the present invention, that is, to reduce the fluctuation of off-axis aberrations such as astigmatism when the third lens unit is focused while the total thickness of the lens unit is reduced when retracted. In addition, the second lens group includes, in order from the object side, a single positive or negative lens L21 whose surface closest to the object side is an aspheric surface, and a positive lens component formed by joining the positive lens L22 and the negative lens L23 in that order. In particular, it is preferable that the lens component closest to the object side has a strong meniscus shape with the convex surface facing the object side and the curvature radius of both surfaces being close.
[0015]
When focusing with the third lens group, fluctuations in aberrations become a problem, but if an amount of aspherical surface more than necessary enters the third lens group, the first lens group and the second lens group are used to produce the effect. Astigmatism remaining in step 3 is corrected by the third lens group. If the third lens group moves for focusing, the balance is lost, which is not preferable. Therefore, when focusing with the third lens group, astigmatism must be substantially removed over the entire zoom range with the first lens group and the second lens group.
[0016]
Therefore, the third lens group is constituted by a spherical system or a small amount of aspherical surface, the aperture stop is arranged on the object side of the second lens group, and the second lens group is a single lens having an aspheric surface on the object side surface. It is preferable that the lens is composed of a positive or negative lens L21, and a cemented lens component in order of the positive lens L22 and the negative lens L23.
[0017]
Further, in this type, since the front lens diameter is difficult to increase, the aperture stop is integrated with the second lens group (in the embodiments described later of the present invention, it is disposed immediately before the second lens group and integrated with the second lens group). ) Is not only simple in terms of mechanism but also difficult to generate a dead space when retracted, and the difference in F-number between the wide-angle end and the telephoto end is small.
[0018]
In addition, since the positive lens L22 of the second lens group and the negative lens L23 on the image side generate remarkable aberrations due to their relative decentration, they should be joined together. In the case of cementing, it is preferable to cancel the aberration in the cemented lens (L22, L23) as much as possible to reduce the decentration sensitivity.
[0019]
In order to reduce the relative decentration sensitivity between the single positive or negative lens L21 and the cemented components of the positive lens L22 and the negative lens L23, the following conditions should be satisfied.
[0020]
(1) 0.65 <R 21R / R 21F <1.05
(2) 0.3 <L / f 2R <0.9
Where R 21F and R 21R are the curvature radii on the optical axis of the object side surface and the image side surface of the first lens L21 of the second lens group, respectively, L is the diagonal length of the effective imaging region (substantially rectangular) of the image sensor, f 2R is a combined focal length of the second lens L22 and the third lens L23 of the second lens group.
[0021]
Exceeding the upper limit of 1.05 to condition (1) is advantageous for correcting spherical aberration, coma aberration, and astigmatism of the entire system aberration, but has little effect of reducing decentration sensitivity by bonding. When the lower limit of 0.65 is exceeded, correction of spherical aberration, coma aberration, and astigmatism of the total system aberration tends to be difficult.
[0022]
If the lower limit of 0.3 of the condition (2) is exceeded, the exit pupil position tends to approach the image plane and cause shading, and the cemented components of the first lens L21, the second lens L22, and the third lens L23 The sensitivity of eccentricity tends to increase. If the upper limit of 0.9 is exceeded, it is difficult to ensure a small and high zoom ratio.
[0023]
Note that it is better to set one or both of the conditions (1) and (2) as follows.
[0024]
(1) '0.7 <R 21R / R 21F <1
(2) ′ 0.35 <L / f 2R <0.8
Furthermore, it is better to set one or both of the conditions (1) and (2) as follows. In particular, it is best to do both as follows.
[0025]
(1) ”0.75 <R 21R / R 21F <0.95
(2) "0.4 <L / f 2R <0.7
Moreover, it is preferable that the following conditional expressions are satisfied for the cemented components of the second lens L22 and the third lens L23.
[0026]
(3) 10 <ν 22 −ν 23
(4) −1.5 <(R 22F + R 23R ) / (R 22F −R 23R ) <− 0.1
Where ν 22 is the d-line reference Abbe number of the second lens L22 of the second lens group, ν 23 is the d-line reference Abbe number of the third lens L23 of the second lens group, and R 22F and R 23R are the second lens, respectively. This is the radius of curvature on the optical axis of the object side surface of the second lens L22 and the image side surface of the third lens L23 in the group.
[0027]
If the lower limit of 10 to condition (3) is exceeded, both axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration will be insufficiently corrected. The upper limit is not particularly set because there is no more suitable medium combination, but if an upper limit is added, the upper limit should be set to 75 and ν 23 −ν 22 should be less than that. . If the upper limit value 75 is exceeded, the lens material becomes expensive.
[0028]
Condition (4) is a rule regarding the shape factor of the cemented components (L22, L23) of the second lens group. If the lower limit of −1.5 is exceeded, the air gap d 21 of the second lens group can be easily reduced, but it becomes difficult to correct coma and astigmatism. If the upper limit of −0.1 is exceeded, d 21 tends to increase due to mechanical interference between the first lens L21 and the second lens L22, which is a foothold for reducing the collapsed thickness.
[0029]
In addition, it is better to set one or both of the conditions (3) and (4) as follows.
[0030]
(3) '12 <ν 22 −ν 23
(4) ′ − 1.4 <(R 22F + R 23R ) / (R 22F −R 23R ) <− 0.2
Furthermore, it is better to set one or both of the conditions (3) and (4) as follows. In particular, it is best to do both as follows.
[0031]
(3) ”14 <ν 22 −ν 23
(4) ”− 1.3 <(R 22F + R 23R ) / (R 22F −R 23R ) <− 0.3 On the other hand, the third lens group can be composed of one positive lens component. Satisfy the conditions.
[0032]
(5) −1.0 <(R 3F + R 3R ) / (R 3F −R 3R ) <0.5
Here, R 3F and R 3R are the radii of curvature on the optical axis of the object side surface and the image side surface of the positive lens component of the third lens group, respectively.
[0033]
If the upper limit of 0.5 of the condition (5) is exceeded, the fluctuation of astigmatism due to the rear focus becomes too large, and even if the astigmatism can be corrected well at an infinite object point, Astigmatism tends to deteriorate. When the lower limit of −1.0 is exceeded, astigmatism fluctuation due to rear focus is small, but it is difficult to correct aberrations for infinite object points.
[0034]
The third lens group may be composed of one positive lens. Practical aberration level correction is possible and contributes to thinning.
[0035]
It is better to do the following.
[0036]
(5) ′ − 0.9 <(R 3F + R 3R ) / (R 3F −R 3R ) <0.3
Furthermore, it is best to do the following.
[0037]
(5) "-0.8 <(R 3F + R 3R) / (R 3F -R 3R) <0.1
Next, if the first lens group is composed of only two lenses, a negative lens including an aspherical surface and a positive lens, while satisfying the following conditions, chromatic aberration and each Seidel off-axis aberration can be corrected well. Contributes to thinning.
[0038]
(6) 20 <ν 11 −ν 12
(7) −10 <(R 13 + R 14 ) / (R 13 −R 14 ) <− 2.0
Where ν 11 is the d-line reference Abbe number of the negative lens of the first lens group, ν 12 is the d-line reference Abbe number of the positive lens of the first lens group, and R 13 and R 14 are positive lenses of the first lens group, respectively. Are the radii of curvature on the optical axis of the object side surface and the image side surface.
[0039]
Condition (6) is defined with respect to fluctuations in axial and magnification chromatic aberration during zooming. If the lower limit of 20 is exceeded, the variation in axial and lateral chromatic aberration tends to increase. The upper limit is not particularly set because there is no medium more suitable for reality, but if an upper limit value is added, the upper limit value is set to 75, and ν 11 −ν 12 should be less than that. If the upper limit 75 is exceeded, the glass material becomes expensive.
[0040]
Condition (7) defines the shape factor of the positive lens in the first lens group. Exceeding the lower limit of −10 is disadvantageous in correcting astigmatism, and also disadvantageous in that it requires an extra space with the second lens group in order to avoid mechanical interference during zooming. When the upper limit of −2.0 is exceeded, correction of distortion tends to be disadvantageous.
[0041]
In addition, it is better to set one or both of the conditions (6) and (7) as follows.
[0042]
(6) '22 <ν 11 −ν 12
(7) ′ −9 <(R 13 + R 14 ) / (R 13 −R 14 ) <− 2.5
Furthermore, it is better to set one or both of the conditions (6) and (7) as follows. In particular, it is best to do both as follows.
[0043]
(6) ”24 <ν 11 −ν 12
(7) "-8 <(R 13 + R 14) / (R 13 -R 14) <- 3
In addition, the following conditions should be satisfied.
[0044]
(8) 0.2 <d 11 /L<0.65
However, d 11 is the air gap along the optical axis between the negative lens and the positive lens in the first lens group.
[0045]
If the upper limit of 0.65 is exceeded, it is advantageous for correction of coma, astigmatism, and distortion, but the optical system becomes thicker, and if the lower limit of 0.2 is exceeded, these aberrations are reduced. Correction is difficult despite the introduction of an aspherical surface.
[0046]
It is better to do the following.
[0047]
(8) ′ 0.25 <d 11 /L<0.6
Furthermore, it is best to do the following.
[0048]
(8) ”0.3 <d 11 /L<0.55
Previously, it has been described that it is preferable to configure the third lens unit with a spherical system or a small amount of aspherical surface in order to suppress aberration fluctuations during focusing. More specifically, a configuration that satisfies the following conditions: It is preferable that
[0049]
(9) 0 ≦ | Asp 3MAX | / | Asp 2MAX | ≦ 0.5
However, Asp 3MAX is an aspherical deviation at a position where the height from the optical axis is 0.7 times the maximum aperture radius with respect to the spherical surface having the radius of curvature on the optical axis of each refractive surface in the third lens group. The maximum value, Asp 2MAX, is at a position where the height from the optical axis is 0.7 times the maximum aperture radius relative to the spherical surface having the radius of curvature on the optical axis of each refractive surface in the second lens group. This is the maximum value of the aspherical deviation.
[0050]
Since the lower limit value of the condition (9) is set to 0, which is a value corresponding to a value in which the third lens group is entirely composed of a spherical surface or a flat surface, the lower limit value 0 of this condition is not exceeded and becomes smaller. On the other hand, if the aspherical deviation amount in the third lens unit increases beyond the upper limit of 0.5, the aberration fluctuation during focusing increases.
[0051]
In the present invention, as shown in FIG. 5, the aspherical deviation amount has a height from the optical axis with respect to a spherical surface (reference spherical surface) having a radius of curvature r on the optical axis of the target aspherical surface. This is the amount of deviation of the aspheric surface at a position 0.7 times the maximum aperture radius.
[0052]
In addition, the corresponding values of condition (9) in Examples 1 to 3 described later are all zero. In the table | surface regarding Examples 1-4 mentioned later, it is set as the largest aperture diameter (diameter), and an aperture shape is circular. In the present invention, the diaphragm may be variable in shape or fixed in shape.
[0053]
Note that the zoom lens of the present invention is advantageous in constructing an electronic imaging device including a wide angle region. In particular, it is preferably used for an electronic imaging apparatus in which the half angle of view ω W in the diagonal direction at the wide angle end satisfies the following conditions (the wide angle end half angle of view described in each example described later corresponds to ω W. ).
[0054]
27 ° <ω W <42 °
If the wide angle end half angle of view becomes narrower beyond the lower limit of 27 ° under this condition, it becomes advantageous for aberration correction, but it is not a practical angle of view at the wide angle end. On the other hand, when the upper limit of 42 ° is exceeded, distortion and chromatic aberration of magnification tend to occur, and the number of lenses increases.
[0055]
In addition, since the zoom lens used in the electronic image sensor of the present invention can guide the off-axis principal ray to the image sensor in a nearly vertical state, a good image can be obtained up to the periphery of the image. At that time, it is more preferable that the diagonal length L of the effective imaging region of the imaging device is 3.0 mm to 12.0 mm in order to achieve both good image quality and downsizing.
[0056]
If the image sensor becomes smaller than the lower limit of 3.0 mm of this condition, insufficient sensitivity will be difficult to cover. On the other hand, if the image sensor becomes larger than the upper limit of 12.0 mm, the zoom lens tends to become larger accordingly, and the effect of thinning is reduced.
[0057]
It should be noted that satisfying the following condition simultaneously with the above-described condition (1) is advantageous for correcting off-axis aberrations including astigmatism.
[0058]
(10) 0.3 <R 21R /L<0.7
It is better to do the following.
[0059]
(10) '0.35 <R 21R /L<0.65
Furthermore, it is best to do the following.
[0060]
(10) ”0.4 <R 21R /L<0.6
As described above, a means for improving the imaging performance while reducing the retractable thickness of the zoom lens unit has been provided.
[0061]
Next, mention is made of thinning filters. In an electronic imaging apparatus, an infrared absorption filter having a certain thickness is usually inserted closer to the object side than the imaging element so that infrared light does not enter the imaging surface. Consider replacing this with a thin coating. Naturally, it will be thinner, but it has a side effect. A near-infrared sharp cut coat with a transmittance (τ 600 ) at a wavelength of 600 nm of 80% or more and a transmittance (τ 700 ) at 700 nm of 8% or less on the object side of the image sensor behind the zoom lens system When introduced, the transmittance in the near infrared region of 700 nm or more is lower than that of the absorption type, and the transmittance on the red side is relatively high, which is a disadvantage of a solid-state imaging device such as a CCD having a complementary color mosaic filter. The magenta tendency on the side is alleviated by gain adjustment, and color reproduction similar to that of a solid-state imaging device such as a CCD having a primary color filter can be obtained.
[0062]
That is,
(11) τ 600 / τ 550 ≧ 0.8
(12) τ 700 / τ 550 ≦ 0.08
It is desirable to satisfy. However, (tau) 550 is the transmittance | permeability in wavelength 550nm.
[0063]
In addition, it is better to set one or both of the conditions (11) and (12) as follows.
[0064]
(11) 'τ 600 / τ 550 ≧ 0.85
(12) 'τ 700 / τ 550 ≦ 0.05
Furthermore, it is better to set one or both of the conditions (11) and (12) as follows. In particular, it is best to do both as follows.
[0065]
(11) ”τ 600 / τ 550 ≧ 0.9
(12) ”τ 700 / τ 550 ≦ 0.03
Another drawback of a solid-state imaging device such as a CCD is that the sensitivity to the near-ultraviolet wavelength of 550 nm is considerably higher than that of the human eye. This also highlights the color blur at the edge of the image due to chromatic aberration in the near ultraviolet region. In particular, it is fatal to downsize the optical system. Therefore, the ratio of transmittance (τ 400 ) at a wavelength of 400 nm to that at 550 nm (τ 550 ) is less than 0.08, and the ratio of the transmittance at 440 nm (τ 440 ) to that at 550 nm (τ 550 ). Inserting an absorber or reflector that exceeds 0.4 on the optical path does not lose the wavelength range necessary for color reproduction (while maintaining good color reproduction), and significantly reduces noise such as color bleeding. Is done.
[0066]
That is,
(13) τ 400 / τ 550 ≦ 0.08
(14) τ 440 / τ 550 ≧ 0.4
It is desirable to satisfy.
[0067]
Note that it is better to set one or both of the conditions (13) and (14) as follows.
[0068]
(13) 'τ 400 / τ 550 ≦ 0.06
(14) 'τ 440 / τ 550 ≧ 0.5
Furthermore, it is better to set one or both of the conditions (13) and (14) as follows. In particular, it is best to do both as follows.
[0069]
(13) ”τ 400 / τ 550 ≦ 0.04
(14) ”τ 440 / τ 550 ≧ 0.6
These filters are preferably installed between the imaging optical system and the image sensor.
[0070]
On the other hand, in the case of a complementary color filter, because of its high transmitted light energy, it has substantially higher sensitivity than a CCD with a primary color filter and is advantageous in terms of resolution. It is. For the optical low-pass filter as the other filter, the total thickness t LPF (mm) should satisfy the following condition.
[0071]
(15) 0.15 <t LPF /a<0.45
However, a is a horizontal pixel pitch (unit: μm) of the image sensor, and is 5 μm or less.
[0072]
In order to reduce the collapsed thickness, it is effective to make the optical low-pass filter thinner, but in general, the moire suppressing effect is reduced, which is not preferable. On the other hand, as the pixel pitch decreases, the contrast of frequency components above the Nyquist limit decreases due to the influence of diffraction of the imaging lens system, and the phenomenon of the moire suppression effect is allowed to some extent. For example, when three types of filters having crystal axes in the horizontal (= 0 °) and ± 45 ° directions are projected in the direction of the optical axis when projected on the image plane, the effect of suppressing moiré is considerably improved. It has been known. As a specification in which the filter is the thinnest in this case, it is known that the filter is shifted by SQRT (1/2) * a μm horizontally by aμm and ± 45 °. The filter thickness at this time is approximately [1 + 2 * SQRT (1/2)] * a / 5.88 (mm). Here, SQRT is a square route and means a square root. This is a specification in which the contrast is zero at a frequency corresponding to the Nyquist limit. If it is made thinner by several percent to several tens of percent than this, a little frequency contrast corresponding to the Nyquist limit appears, but it can be suppressed by the influence of the diffraction.
[0073]
It is preferable to satisfy the condition (15) including filter specifications other than those described above, for example, when two sheets are stacked or one sheet is used. If the upper limit of 0.45 is exceeded, the optical low-pass filter is too thick and hinders thinning. When the lower limit of 0.15 is exceeded, moire removal becomes insufficient. However, the condition of a in carrying out this is 5 μm or less.
[0074]
If a is 4 μm or less, it is more susceptible to diffraction (15) ′ 0.13 <t LPF /a<0.42.
It is good.
[0075]
Further, the following may be performed according to the number of low-pass filters superimposed on the horizontal pixel pitch.
[0076]
(15) ”0.3 <t LPF /a<0.4
However, when 3 sheets are stacked and 4 ≦ a <5 (μm),
0.2 <t LPF /a<0.28
However, when two sheets are stacked and 4 ≦ a <5 (μm),
0.1 <t LPF /a<0.16
However, when only one sheet and 4 ≦ a <5 (μm),
0.25 <t LPF /a<0.37
However, when 3 sheets are stacked and a <4 (μm),
0.16 <t LPF /a<0.25
However, when two sheets are stacked and a <4 (μm),
0.08 <t LPF /a<0.14
However, when only one sheet and a <4 (μm).
[0077]
When an electronic image sensor with a small pixel pitch is used, the image quality deteriorates due to the diffraction effect due to narrowing down. Therefore, there are a plurality of apertures having a fixed aperture size, and one of them is any one of the optical paths between the lens surface closest to the image side of the first lens group and the lens surface closest to the object side of the third lens group. An electronic imaging device that can be inserted into and can be exchanged with other apertures to adjust the illuminance of the image plane. Among the plurality of apertures, some of the apertures have transmittance for 550 nm. It is preferable to adjust the amount of light so as to have media that are different and less than 80%. Alternatively, when adjustment is performed so that the amount of light corresponds to an F value such that a (μm) / F number <0.4, the medium having different transmittances for 550 nm and less than 80% in the opening. An electronic imaging device having For example, if the medium is not within the above range from the open value, or a dummy medium with a transmittance of 550 nm or more is set to 91% or more, and the aperture diameter is within the range, the aperture stop diameter is reduced to such an extent that the influence of diffraction occurs. It is better to adjust the amount of light with something like an ND filter.
[0078]
Alternatively, the plurality of openings may be arranged such that their diameters are reduced in inverse proportion to the F value, and optical low-pass filters having different frequency characteristics may be placed in the openings instead of the ND filters. Since diffraction degradation increases as the aperture is narrowed down, the frequency characteristic of the optical low-pass filter is set higher as the aperture diameter decreases.
[0079]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments 1 to 4 of the zoom lens used in the electronic imaging apparatus of the present invention will be described below. FIGS. 1 and 2 show lens cross-sectional views at the wide-angle end (a), the intermediate state (b), and the telephoto end (c), respectively, when focusing on an object point at infinity in Examples 1 and 3. Since Examples 2 and 4 are the same as those in FIG. 1, illustration is omitted. In the figure, the first lens group is G1, the aperture is S, the second lens group is G2, the third lens group is G3, the infrared cut absorption filter is IF, the low-pass filter is LF, and the CCD cover glass is an electronic image sensor. The image plane of CG and CCD is indicated by I. Instead of the infrared cut absorption filter IF, a transparent flat plate incident surface with a near infrared sharp cut coat may be used, or the low pass filter LF may be directly provided with a near infrared sharp cut coat. .
[0080]
As shown in FIG. 1, the zoom lenses according to the first, second, and fourth embodiments include a first lens group G1 having a negative refractive power that includes a negative meniscus lens convex on the object side and a positive meniscus lens convex on the object side. A second lens group G2 having a positive refractive power composed of an aperture stop S, a negative meniscus lens convex on the object side, a cemented lens of a biconvex lens and a negative meniscus lens convex on the image side, and a single biconvex positive lens. Consists of a third lens group G3 having positive refractive power, and when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group G1 moves with a concave locus on the object side, and at the telephoto end, the image plane is larger than the wide-angle end. The second lens group G2 moves to the object side integrally with the aperture stop S, the third lens group G3 moves along a locus convex toward the object side, and is slightly more objected at the telephoto end than at the wide-angle end. It becomes the position of the side. In order to focus on a subject at a short distance, the third lens group G3 is extended toward the object side.
[0081]
As for the aspherical surface, Example 1 is used for the two surfaces of the image surface side surface of the negative meniscus lens of the first lens group G1 and the object side surface of the single negative meniscus lens of the second lens group G2. .
[0082]
Example 2 is used for the three surfaces of the image plane side surface of the negative meniscus lens of the first lens group G1 and the both surfaces of the single negative meniscus lens of the second lens group G2.
[0083]
In Example 4, the image side surface of the negative meniscus lens of the first lens group G1, the object side surface of the single negative meniscus lens of the second lens group G2, and the object side surface of the third lens group G3 are three. Used on the surface.
[0084]
As shown in FIG. 2, the zoom lens according to the third exemplary embodiment includes a first lens group G1 having a negative refractive power including a negative meniscus lens convex on the object side and a positive meniscus lens convex on the object side, an aperture stop S, Second lens group G2 having a positive refractive power composed of a negative meniscus lens convex on the object side, a cemented lens of a biconvex lens and a negative meniscus lens convex on the image side, a negative meniscus lens convex on the object side and a biconvex positive The third lens group G3 having a positive refractive power composed of a cemented lens of the lens, and when zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group G1 moves along a concave locus on the object side, and the telephoto end , The second lens group G2 moves to the object side integrally with the aperture stop S, the third lens group G3 moves along a locus convex toward the object side, and the telephoto end. Then, it is slightly closer to the object side than the wide angle end. In order to focus on a subject at a short distance, the third lens group G3 is extended toward the object side.
[0085]
The aspherical surface is used for two surfaces, that is, the image side surface of the negative meniscus lens of the first lens group G1 and the object side surface of the single negative meniscus lens of the second lens group G2.
[0086]
The numerical data of each of the above embodiments are shown below. Symbols are the above, f is the total focal length, ω is the half field angle, FNO is the F number, WE is the wide angle end, ST is the intermediate state, TE telephoto end, r 1, r 2 ... curvature radius of each lens surface, d 1, d 2 ... the spacing between the lens surfaces, n d1, n d2 ... d-line refractive index of each lens, [nu d1 , Ν d2 ... Is the Abbe number of each lens. The aspherical shape is represented by the following formula, where x is an optical axis with the light traveling direction being positive, and y is a direction orthogonal to the optical axis.
[0087]
x = (y 2 / r) / [1+ {1- (K + 1) (y / r) 2 } 1/2 ]
+ A 4 y 4 + A 6 y 6 + A 8 y 8 + A 10 y 10
Here, r is a paraxial radius of curvature, K is a conical coefficient, and A 4 , A 6 , A 8 , and A 10 are fourth-order, sixth-order, eighth-order, and tenth-order aspherical coefficients, respectively.
[0088]
Figure 0004007789
Figure 0004007789
[0089]
Figure 0004007789
Figure 0004007789
[0090]
Figure 0004007789
Figure 0004007789
[0091]
Figure 0004007789
Figure 0004007789
[0092]
FIG. 3 and FIG. 4 show aberration diagrams in Example 2 when focusing on an object point at infinity and focusing on a subject distance of 10 cm, respectively. In these aberration diagrams, (a) shows the wide-angle end, (b) the intermediate state, and (c) spherical aberration SA, astigmatism AS, distortion DT, and lateral chromatic aberration CC at the telephoto end. In the figure, “FIY” represents the image height.
[0093]
Next, conditions in the above respective embodiments (1) to (8), (10) the value of - (15), Asp conditions on (9) 2MAX, Asp 3MAX, maximum aperture diameter (diameter) phi, and, of L Indicates the value.
Figure 0004007789
[0094]
Note that the total thickness t LPF of the low-pass filters LF of Examples 1 to 4 is 1.500 (mm) and is configured by three layers. Of course, the above-described embodiment can be variously modified within the above-described configuration, for example, a single low-pass filter LF is configured.
[0095]
Here, the diagonal length L of the effective imaging surface and the pixel interval a will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a pixel arrangement of the image sensor, and R (red), G (green), and B (blue) pixels or cyan, magenta, yellow, and green (green) with a pixel interval a. Four color pixels (FIG. 6) are arranged in a mosaic pattern. The effective image pickup surface means a region in the photoelectric conversion surface on the image pickup element used for reproduction (display on a personal computer, printing by a printer, etc.) of a taken image. The effective image pickup surface shown in the figure is set to a region narrower than the entire photoelectric conversion surface of the image pickup device in accordance with the performance of the optical system (image circle that can ensure the performance of the optical system). The diagonal length L of the effective imaging surface is the diagonal length of this effective imaging surface. Note that the imaging range used for video reproduction may be variously changed. However, when the zoom lens of the present invention is used in an imaging apparatus having such a function, the diagonal length L of the effective imaging surface changes. In such a case, the diagonal length L of the effective imaging surface in the present invention is the maximum value in the range that L can take.
[0096]
As for the infrared cut means, there are an infrared cut absorption filter IF and an infrared sharp cut coat, and the infrared cut absorption filter IF is a case where an infrared absorber is contained in the glass. The coat is cut by reflection rather than absorption. Therefore, as described above, the infrared cut absorption filter IF may be removed, and the infrared sharp cut coat may be directly applied to the low-pass filter LF, or may be applied on a dummy transparent flat plate.
[0097]
In this case, the near-infrared sharp cut coat is preferably configured so that the transmittance at a wavelength of 600 nm is 80% or more and the transmittance at a wavelength of 700 nm is 10% or less. Specifically, it is a multilayer film composed of the following 27 layers, for example. However, the design wavelength is 780 nm.
[0098]
Figure 0004007789
Figure 0004007789
[0099]
The transmittance characteristics of the near infrared sharp cut coat are as shown in FIG. In addition, the color reproducibility of the electronic image is further improved by providing or coating a color filter that reduces the transmission of colors in the short wavelength region as shown in FIG. 8 on the emission surface side of the low-pass filter LF. ing.
[0100]
Specifically, with this filter or coating, the ratio of the transmittance of the wavelength of 420 nm to the transmittance of the wavelength having the highest transmittance at a wavelength of 400 nm to 700 nm is 15% or more, and 400 nm to the transmittance of the highest wavelength. It is preferable that the ratio of the transmittances of the wavelengths is 6% or less.
[0101]
Thereby, it is possible to reduce the difference between the recognition of the color of the human eye and the color of the image to be captured and reproduced. In other words, it is possible to prevent deterioration of the image due to the human eye easily recognizing a short wavelength color that is difficult to be recognized by human vision.
[0102]
If the ratio of the transmittance at the wavelength of 400 nm exceeds 6%, the single wavelength castle which is difficult to be recognized by the human eye is regenerated to a recognizable wavelength. If the ratio is less than 15%, the reproduction of wavelength castles that can be recognized by humans becomes low, and the color balance becomes poor.
[0103]
Such means for limiting the wavelength is more effective in an imaging system using a complementary color mosaic filter.
[0104]
In each of the above embodiments, as shown in FIG. 8, the transmittance is 0% at a wavelength of 400 nm, the transmittance at 420 nm is 90%, and the transmittance peak is 100% at 440 nm.
[0105]
By multiplying the action with the above-mentioned near infrared sharp cut coat, the transmittance at 400 nm is peaked at 99%, the transmittance at 400 nm is 0%, the transmittance at 420 nm is 80%, and the transmittance at 600 nm is 82%. The transmittance at 700 nm is 2%. As a result, more faithful color reproduction is performed.
[0106]
In addition, the low-pass filter LF uses three types of filters having crystal axes in the horizontal (= 0 °) and ± 45 ° directions when projected on the image plane in the optical axis direction, respectively. In this case, moire suppression is performed by shifting by SQRT (1/2) × a horizontally in the direction of a μm and ± 45 °. Here, SQRT is a square route and means a square root as described above.
[0107]
Further, on the image pickup surface I of the CCD, as shown in FIG. 9, a complementary color mosaic filter in which four color filters of cyan, magenta, yellow, and green are provided in a mosaic pattern corresponding to the image pickup pixels is provided. ing. These four types of color filters are arranged in a mosaic so that each of them has approximately the same number and adjacent pixels do not correspond to the same type of color filter. Thereby, more faithful color reproduction becomes possible.
[0108]
Specifically, the complementary color mosaic filter is composed of at least four types of color filters as shown in FIG. 9, and the characteristics of the four types of color filters are preferably as follows.
[0109]
The green color filter G has a spectral intensity peak at the wavelength GP ,
Yellow filter element Y e has a spectral strength peak at a wavelength Y P,
Each cyan filter element C has a spectral strength peak at a wavelength C P,
The magenta color filter M has peaks at wavelengths M P1 and M P2 and satisfies the following conditions.
[0110]
510 nm <G P <540 nm
5 nm <Y P −G P <35 nm
−100 nm <C P −G P <−5 nm
430 nm <M P1 <480 nm
580 nm <M P2 <640 nm
Further, the green, yellow, and cyan color filters have an intensity of 80% or more at a wavelength of 530 nm with respect to each spectral intensity peak, and the magenta color filter has an intensity of 10% at a wavelength of 530 nm. From the viewpoint of improving the color reproducibility, it is more preferable that the strength is 50% to 50%.
[0111]
An example of each wavelength characteristic in each of the above embodiments is shown in FIG. The green color filter G has a spectral intensity beak at 525 nm. The yellow color filter Y e has a spectral intensity peak at 555 nm. The cyan color filter C has a spectral intensity peak at 510 nm. The magenta color filter M has peaks at 445 nm and 620 nm. In each color filter at 530 nm, G is 99%, Ye is 95%, C is 97%, and M is 38% with respect to the respective spectral intensity peaks.
[0112]
In the case of such a complementary color filter, the following signal processing is performed electrically with a controller (not shown) (or a controller used in a digital camera),
Luminance signal Y = | G + M + Y e + C | × 1/4
Color signal R−Y = | (M + Y e ) − (G + C) |
B−Y = | (M + C) − (G + Y e ) |
The signal is converted into R (red), G (green), and B (blue) signals.
[0113]
By the way, the arrangement position of the above-mentioned near infrared sharp cut coat may be any position on the optical path. Further, the number of low-pass filters LF may be two or one as described above.
[0114]
The electronic image pickup apparatus of the present invention as described above is an image pickup apparatus that forms an object image with a zoom lens and receives the image with an electronic image pickup device such as a CCD, and particularly, a digital camera, a video camera, and an information processing apparatus. It can be used for personal computers, telephones, and especially mobile phones that are convenient to carry. The embodiment is illustrated below.
[0115]
FIGS. 11 to 13 are conceptual diagrams of a configuration in which the zoom lens according to the present invention is incorporated in a photographing optical system 41 of a digital camera. 11 is a front perspective view showing the appearance of the digital camera 40, FIG. 12 is a rear perspective view thereof, and FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration of the digital camera 40. In this example, the digital camera 40 includes a photographing optical system 41 having a photographing optical path 42, a finder optical system 43 having a finder optical path 44, a shutter 45, a flash 46, a liquid crystal display monitor 47, and the like. When the shutter 45 disposed in the position is pressed, photographing is performed through the photographing optical system 41, for example, the zoom lens of the first embodiment, in conjunction therewith. An object image formed by the photographing optical system 41 is formed on the imaging surface of the CCD 49 via an infrared cut absorption filter IF obtained by applying a near infrared cut coat on a dummy transparent flat plate and an optical low-pass filter LF. . The object image received by the CCD 49 is displayed as an electronic image on the liquid crystal display monitor 47 provided on the back of the camera via the processing means 51. Further, the processing means 51 is connected to a recording means 52 so that a photographed electronic image can be recorded. The recording means 52 may be provided separately from the processing means 51, or may be configured to perform recording / writing electronically using a floppy disk, memory card, MO, or the like. Further, it may be configured as a silver salt camera in which a silver salt film is arranged in place of the CCD 49.
[0116]
Further, a finder objective optical system 53 is disposed on the finder optical path 44. The object image formed by the finder objective optical system 53 is formed on the field frame 57 of the Porro prism 55 which is an image erecting member. Behind this polyprism 55 is an eyepiece optical system 59 that guides the erect image to the observer eyeball E. Note that cover members 50 are disposed on the incident side of the photographing optical system 41 and the finder objective optical system 53 and on the exit side of the eyepiece optical system 59, respectively.
[0117]
The digital camera 40 configured in this manner is a zoom lens with a large back focus, a photographing optical system 41 having a wide angle of view and a high zoom ratio, good aberration, bright, and a filter that can be arranged with a high back focus. Performance and cost reduction can be realized.
[0118]
In the example of FIG. 13, a parallel plane plate is disposed as the cover member 50, but a lens having power may be used.
[0119]
The electronic imaging apparatus of the present invention described above can be configured as follows, for example.
[0120]
[1] In an electronic image pickup apparatus including a zoom lens and an image pickup element arranged on the image side thereof,
The zoom lens includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power. At the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end at the time of focusing, the second lens group moves only to the object side while changing the distance between the lens groups, and the third lens group is the second lens. Move in a different trajectory from the group,
The second lens group includes, in order from the object side, three lenses, a positive or negative first lens L21 having an aspheric surface on the object side, a positive second lens L22, and a negative third lens L23. The second lens L22 and the third lens L23 are cemented,
An electronic imaging apparatus characterized by satisfying the following conditions.
[0121]
(1) 0.65 <R 21R / R 21F <1.05
(2) 0.3 <L / f 2R <0.9
Here, R 21F and R 21R are the curvature radii on the optical axis of the object side surface and the image side surface of the first lens L21 of the second lens group, L is the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor, and f 2R is the second This is the combined focal length of the second lens L22 and the third lens L23 of the lens group.
[0122]
[2] The electronic imaging apparatus as described in 1 above, wherein the second lens L22 and the third lens L23 in the second lens group satisfy the following conditions.
[0123]
(3) 10 <ν 22 −ν 23
(4) −1.5 <(R 22F + R 23R ) / (R 22F −R 23R ) <− 0.1 where ν 22 is the d-line reference Abbe number of the second lens L22 of the second lens group, ν 23 Is the d-line reference Abbe number of the third lens L23 of the second lens group, and R 22F and R 23R are curvatures on the optical axis of the object side surface of the second lens L22 and the image side surface of the third lens L23, respectively. Radius.
[0124]
[3] The electronic imaging apparatus as described in [1] or [2], wherein the third lens group includes one positive lens component and satisfies the following condition.
[0125]
(5) −1.0 <(R 3F + R 3R ) / (R 3F −R 3R ) <0.5
Here, R 3F and R 3R are the radii of curvature on the optical axis of the object side surface and the image side surface of the positive lens component of the third lens group, respectively.
[0126]
[4] The electronic image pickup apparatus according to [3], wherein the third lens group includes one positive single lens.
[0127]
[5] The electronic imaging apparatus as described in any one of [1] to [4], wherein the third lens group includes only a spherical surface.
[0128]
[6] The electronic imaging as described in any one of [1] to [4], wherein an aperture stop is included in the optical path, and a surface shape of a refracting surface of the third lens group satisfies the following condition: apparatus.
[0129]
(9) 0 ≦ | Asp 3MAX | / | Asp 2MAX | ≦ 0.5
However, Asp 3MAX is an aspherical deviation at a position where the height from the optical axis is 0.7 times the maximum aperture radius with respect to the spherical surface having the radius of curvature on the optical axis of each refractive surface in the third lens group. The maximum value, Asp 2MAX, is at a position where the height from the optical axis is 0.7 times the maximum aperture radius relative to the spherical surface having the radius of curvature on the optical axis of each refractive surface in the second lens group. This is the maximum value of the aspherical deviation.
[0130]
[7] The electronic imaging apparatus according to any one of [1] to [6], wherein the third lens group moves along a locus having a convex shape toward the object side upon zooming from the wide angle end to the telephoto end. .
[0131]
[8] The first lens group includes two lenses, a negative lens including an aspherical surface and a positive lens, and satisfies the following conditional expression: Electronic imaging device.
[0132]
(6) 20 <ν 11 −ν 12
(7) −10 <(R 13 + R 14 ) / (R 13 −R 14 ) <− 2.0
Where ν 11 is the d-line reference Abbe number of the negative lens of the first lens group, ν 12 is the d-line reference Abbe number of the positive lens of the first lens group, and R 13 and R 14 are positive lenses of the first lens group, respectively. Are the radii of curvature on the optical axis of the object side surface and the image side surface.
[0133]
[9] The first lens group includes two lenses, a negative lens and a positive lens, with an air gap therebetween, and satisfies the following conditional expression: The electronic imaging device described.
[0134]
(8) 0.2 <d 11 /L<0.65
However, d 11 is the air gap along the optical axis between the negative lens and the positive lens in the first lens group.
[0135]
[10] The electronic imaging apparatus according to any one of 1 to 9, wherein a diagonal length L of an effective imaging region of the imaging element satisfies the following condition.
[0136]
3.0mm <L <12.0mm
[11] The electronic imaging apparatus according to any one of [1] to [10], wherein a wide angle end half field angle ω W of the zoom lens is in a range of 27 ° to 42 °.
[0137]
[12] The electronic imaging apparatus according to any one of [1] to [11], wherein the third lens group moves independently during focusing.
[0138]
[13] The electronic imaging apparatus as described in any one of [1] to [12], further comprising an aperture stop disposed between the first lens group and the second lens group.
[0139]
[14] The electronic imaging apparatus as described in [13], wherein the aperture stop moves integrally with the second lens group.
[0140]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a zoom lens having a small retractable thickness and excellent storage property, and excellent imaging performance even at a high magnification and in a rear focus. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a lens at a wide-angle end (a), an intermediate state (b), and a telephoto end (c) when focusing on an object point at infinity according to Embodiment 1 of a zoom lens used in an electronic imaging device of the present invention. It is.
2 is a lens cross-sectional view similar to FIG. 1 illustrating a zoom lens according to Embodiment 3. FIG.
FIG. 3 is an aberration diagram for Example 2 upon focusing on an object point at infinity.
FIG. 4 is an aberration diagram for Example 2 upon focusing on a subject distance of 10 cm.
FIG. 5 is a diagram for explaining the definition of the amount of aspherical deviation in the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining a diagonal length of an effective imaging surface when photographing with an electronic imaging element.
FIG. 7 is a diagram showing transmittance characteristics of an example of a near-infrared sharp cut coat.
FIG. 8 is a diagram illustrating a transmittance characteristic of an example of a color filter provided on an emission surface side of a low-pass filter.
FIG. 9 is a diagram illustrating a color filter arrangement of a complementary color mosaic filter.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of wavelength characteristics of a complementary color mosaic filter.
FIG. 11 is a front perspective view showing the external appearance of a digital camera incorporating a zoom lens according to the present invention.
12 is a rear perspective view of the digital camera of FIG. 11. FIG.
13 is a cross-sectional view of the digital camera of FIG.
[Explanation of symbols]
G1 ... 1st lens group G2 ... 2nd lens group G3 ... 3rd lens group S ... Aperture stop IF ... Infrared cut absorption filter LF ... Low pass filter CG ... Cover glass I ... Image plane E ... Observer eyeball 40 ... Digital camera 41 ... Optical system 42 ... Optical path for photographing 43 ... Viewfinder optical system 44 ... Optical path for viewfinder 45 ... Shutter 46 ... Flash 47 ... Liquid crystal display monitor 49 ... CCD
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ... Cover member 51 ... Processing means 52 ... Recording means 53 ... Finder objective optical system 55 ... Porro prism 57 ... Field frame 59 ... Eyepiece optical system

Claims (14)

ズームレンズ及びその像側に配された撮像素子を備えた電子撮像装置において、
前記ズームレンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群よりなり、無限遠物点合焦時における広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群の間隔を変化させつつ、前記第2レンズ群が物体側へのみ移動し、かつ、前記第3レンズ群は第2レンズ群とは異なる軌跡で移動し、
前記第2レンズ群は、物体側から順に、物体側面に非球面を有する正又は負の第1レンズL21、正の第2レンズL22、負の第3レンズL23の3枚のレンズよりなると共に、前記第2レンズL22と第3レンズL23とは接合されており、
以下の条件を満足することを特徴とする電子撮像装置。
(1) 0.65<R21R /R21F <1.05
(2) 0.3<L/f2R<0.9
ただし、R21F 、R21R はそれぞれ第2レンズ群の第1レンズL21の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径、Lは撮像素子の有効撮像領域の対角長、f2Rは第2レンズ群の第2レンズL22と第3レンズL23との合成焦点距離である。
In an electronic imaging device including a zoom lens and an imaging device arranged on the image side thereof,
The zoom lens includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power. At the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end at the time of focusing, the second lens group moves only to the object side while changing the distance between the lens groups, and the third lens group is the second lens. Move in a different trajectory from the group,
The second lens group includes, in order from the object side, three lenses, a positive or negative first lens L21 having an aspheric surface on the object side, a positive second lens L22, and a negative third lens L23. The second lens L22 and the third lens L23 are cemented,
An electronic imaging apparatus characterized by satisfying the following conditions.
(1) 0.65 <R 21R / R 21F <1.05
(2) 0.3 <L / f 2R <0.9
Here, R 21F and R 21R are the curvature radii on the optical axis of the object side surface and the image side surface of the first lens L21 of the second lens group, L is the diagonal length of the effective imaging region of the image sensor, and f 2R is the second This is the combined focal length of the second lens L22 and the third lens L23 of the lens group.
前記第2レンズ群における第2レンズL22及び第3レンズL23が以下の条件を満足することを特徴とする請求項1記載の電子撮像装置。
(3) 10<ν22−ν23
(4) −1.5<(R22F +R23R )/(R22F −R23R )<−0.1ただし、ν22は第2レンズ群の第2レンズL22のd線基準アッベ数、ν23は第2レンズ群の第3レンズL23のd線基準アッベ数、R22F 、R23R はそれぞれ第2レンズ群の第2レンズL22の物体側面、第3レンズL23の像側面における光軸上の曲率半径である。
The electronic imaging apparatus according to claim 1, wherein the second lens L22 and the third lens L23 in the second lens group satisfy the following conditions.
(3) 10 <ν 22 −ν 23
(4) −1.5 <(R 22F + R 23R ) / (R 22F −R 23R ) <− 0.1 where ν 22 is the d-line reference Abbe number of the second lens L22 of the second lens group, ν 23 Is the d-line reference Abbe number of the third lens L23 of the second lens group, and R 22F and R 23R are curvatures on the optical axis of the object side surface of the second lens L22 and the image side surface of the third lens L23, respectively. Radius.
前記第3レンズ群は1つの正レンズ成分からなり、以下の条件を満足することを特徴とする請求項1又は2記載の電子撮像装置。
(5) −1.0<(R3F+R3R)/(R3F−R3R)<0.5
ただし、R3F、R3Rはそれぞれ第3レンズ群の正レンズ成分の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径である。
The electronic imaging apparatus according to claim 1, wherein the third lens group includes one positive lens component and satisfies the following condition.
(5) −1.0 <(R 3F + R 3R ) / (R 3F −R 3R ) <0.5
Here, R 3F and R 3R are the radii of curvature on the optical axis of the object side surface and the image side surface of the positive lens component of the third lens group, respectively.
前記第3レンズ群は1つの正の単レンズからなることを特徴とする請求項3記載の電子撮像装置。  The electronic imaging apparatus according to claim 3, wherein the third lens group includes one positive single lens. 前記第3レンズ群は球面のみで構成されていることを特徴とする請求項1から4の何れか1項記載の電子撮像装置。  The electronic imaging apparatus according to claim 1, wherein the third lens group includes only a spherical surface. 光路中に開口絞りを有し、かつ、前記第3レンズ群の屈折面の面形状が以下の条件を満足することを特徴とする請求項1から4の何れか1項記載の電子撮像装置。
(9) 0≦|Asp3MAX |/|Asp2MAX |≦0.5
ただし、Asp3MAX は第3レンズ群における各々の屈折面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの高さが絞り半径最大値の0.7倍の位置における非球面偏倚量の最大値、Asp2MAX は第2レンズ群における各々の屈折面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの高さが絞り半径最大値の0.7倍の位置における非球面偏倚量の最大値である。
5. The electronic imaging apparatus according to claim 1, wherein the electronic imaging apparatus has an aperture stop in an optical path, and a surface shape of a refractive surface of the third lens group satisfies the following condition.
(9) 0 ≦ | Asp 3MAX | / | Asp 2MAX | ≦ 0.5
However, Asp 3MAX is an aspherical deviation at a position where the height from the optical axis is 0.7 times the maximum aperture radius with respect to the spherical surface having the radius of curvature on the optical axis of each refractive surface in the third lens group. The maximum value, Asp 2MAX, is at a position where the height from the optical axis is 0.7 times the maximum aperture radius relative to the spherical surface having the radius of curvature on the optical axis of each refractive surface in the second lens group. This is the maximum value of the aspherical deviation.
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第3レンズ群は物体側に凸の形状の軌跡で移動することを特徴とする請求項1から6の何れか1項記載の電子撮像装置。  7. The electronic imaging apparatus according to claim 1, wherein the third lens unit moves along a locus having a convex shape toward the object side upon zooming from the wide-angle end to the telephoto end. 前記第1レンズ群は、非球面を含む負レンズと正レンズの2枚のレンズで構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から7の何れか1項記載の電子撮像装置。
(6) 20<ν11−ν12
(7) −10<(R13+R14)/(R13−R14)<−2.0
ただし、ν11は第1レンズ群の負レンズのd線基準アッベ数、ν12は第1レンズ群の正レンズのd線基準アッベ数、R13、R14はそれぞれ第1レンズ群の正レンズの物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径である。
The electron according to any one of claims 1 to 7, wherein the first lens group includes two lenses, a negative lens including an aspherical surface and a positive lens, and satisfies the following conditional expression. Imaging device.
(6) 20 <ν 11 −ν 12
(7) −10 <(R 13 + R 14 ) / (R 13 −R 14 ) <− 2.0
Where ν 11 is the d-line reference Abbe number of the negative lens of the first lens group, ν 12 is the d-line reference Abbe number of the positive lens of the first lens group, and R 13 and R 14 are positive lenses of the first lens group, respectively. Are the radii of curvature on the optical axis of the object side surface and the image side surface.
前記第1レンズ群は、空気間隔を挟んで負レンズと正レンズの2枚のレンズで構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から8の何れか1項記載の電子撮像装置。
(8) 0.2<d11/L<0.65
ただし、d11は第1レンズ群の負レンズと正レンズとの光軸上の空気間隔である。
The said 1st lens group is comprised with two lenses, a negative lens and a positive lens on both sides of an air space | interval, The following conditional expression is satisfied, The any one of Claim 1 to 8 characterized by the above-mentioned. Electronic imaging device.
(8) 0.2 <d 11 /L<0.65
However, d 11 is the air gap along the optical axis between the negative lens and the positive lens in the first lens group.
前記撮像素子の有効撮像領域の対角長Lが以下の条件を満足することを特徴とする請求項1から9の何れか1項記載の電子撮像装置。
3.0mm<L<12.0mm
The electronic imaging apparatus according to claim 1, wherein a diagonal length L of an effective imaging region of the imaging element satisfies the following condition.
3.0mm <L <12.0mm
前記ズームレンズの広角端半画角ωW が27°から42°の範囲にあることを特徴とする請求項1から10の何れか1項記載の電子撮像装置。11. The electronic imaging apparatus according to claim 1, wherein a wide angle end half field angle ω W of the zoom lens is in a range of 27 ° to 42 °. 前記第3レンズ群はフォーカシング時に単独で移動することを特徴とする請求項1から11の何れか1項記載の電子撮像装置。  The electronic imaging apparatus according to claim 1, wherein the third lens group moves independently during focusing. 前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間に配された開口絞りを有することを特徴とする請求項1から12の何れか1項記載の電子撮像装置。  The electronic image pickup apparatus according to claim 1, further comprising an aperture stop disposed between the first lens group and the second lens group. 前記開口絞りは前記第2レンズ群と一体で移動することを特徴とする請求項13記載の電子撮像装置。  14. The electronic imaging apparatus according to claim 13, wherein the aperture stop moves integrally with the second lens group.
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