JP4296520B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は新規なズームレンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の電子カメラやフィルム用カメラに好適に用いられ、変倍比が30倍程度から50倍程度と高変倍比でありながら構成レンズ枚数が少ないズームレンズ及び該ズームレンズを使用した撮像装置に関する。
近年、ホームビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の小型化に伴い、ズームレンズの小型化が求められている。また、市場競争力強化のために、高変倍でありながら高い解像力を有し、かつ、低コストなズームレンズが求められている。
高倍率ズームレンズとしては、例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1には正負正正の4群ズームレンズが記載されており、これにより変倍比25倍のズーム比が達成されている。
特開2001−33700号公報
この様なズームレンズとしては、より高いズーム比としたいという要求が強いのに対して、レンズ系の小型軽量化及びコストダウンを図ることも求められている。またこれまでの種々の従来技術では、ズーム比を20倍程度に大きくすると、第2レンズ群の移動量が大きくなるのに合わせて第4レンズ群の移動量も大きくする必要があり、それに伴う収差の変動も大きくなるのでズーム全領域での収差の補正がさらに困難となり、少ない構成枚数で高性能、高ズーム比を実現することが困難であるという問題を有していた。
また、特許文献1に記載のズームレンズは、ズーム比が25倍程度であり、更なる高ズーム比化に対しては対応できない。
本発明は、前記した問題点に鑑みて為されたものであり、レンズ系全体を小型化し、従来技術に比べより高いズーム比を提供すると共に高変倍比であるにもかかわらず高い光学性能を有したズームレンズ及び該ズームレンズを用いた撮像装置を提供することを課題とする。
本発明の一実施形態によるズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有し光軸方向に固定された第1レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上を移動することによって変倍作用を行う第2レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に固定された第3レンズ群と、正の屈折力を有し光軸上を非直線的に移動することによって結像位置の変動を補正するとともに物体距離の変化に伴う結像位置の変化を補正する第4レンズ群とが配置されて構成さ、前記第1レンズ群は、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第1レンズと凸レンズの第2レンズとの接合レンズ及び物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの第3レンズより成り、前記第2レンズ群は、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第4レンズ及び両凹レンズの第5レンズと凸レンズの第6レンズとの接合レンズより成り、前記第3レンズ群は、凸レンズの第7レンズより成り、前記第4レンズ群は少なくとも2枚以上の接合レンズより成り、前記第3レンズ群及び第4レンズ群には、非球面によって構成された面が少なくとも1面含まれ、以下の各条件式(1)、(2)、(3)及び(4)を満足する。
(1)2.486<f3/f4<5.1
(2)1.5<|f2/fw|<2.5
(3)7.5<dz/fw<12.5
(4)1.3<Lz/Lf<2.2
但し、
f2:第2レンズ群の合成焦点距離
f3:第3レンズ群の合成焦点距離
f4:第4レンズ群の合成焦点距離
dz:変倍に伴う第2レンズ群の移動量
fw:広角端状態におけるレンズ全系での焦点距離
Lz:望遠端でのレンズ全系の最も物体側の面から第2レンズ群の最も像面側の面までの距離
Lf:第3レンズ群の最も像面側の面からレンズ全系の像面までの距離
とする。
また、本発明の一実施形態による撮像装置は、ズームレンズと、前記ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子を備え、前記ズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有し光軸方向に固定された第1レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上を移動することによって変倍作用を行う第2レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に固定された第3レンズ群と、正の屈折力を有し光軸上を非直線的に移動することによって結像位置の変動を補正するとともに物体距離の変化に伴う結像位置の変化を補正する第4レンズ群とが配置されて構成され、前記第1レンズ群は、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第1レンズと凸レンズの第2レンズとの接合レンズ及び物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの第3レンズより成り、前記第2レンズ群は、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第4レンズ及び両凹レンズの第5レンズと凸レンズの第6レンズとの接合レンズより成り、前記第3レンズ群は、凸レンズの第7レンズより成り、前記第4レンズ群は少なくとも2枚以上の接合レンズより成り、前記第3レンズ群及び第4レンズ群には、非球面によって構成された面が少なくとも1面含まれ、以下の各条件式(1)、(2)、(3)及び(4)を満足する。
(1)2.486<f3/f4<5.1
(2)1.5<|f2/fw|<2.5
(3)7.5<dz/fw<12.5
(4)1.3<Lz/Lf<2.2
但し、
f2:第2レンズ群の合成焦点距離
f3:第3レンズ群の合成焦点距離
f4:第4レンズ群の合成焦点距離
dz:変倍に伴う第2レンズ群の移動量
fw:広角端状態におけるレンズ全系での焦点距離
Lz:望遠端でのレンズ全系の最も物体側の面から第2レンズ群の最も像面側の面までの距離
Lf:第3レンズ群の最も像面側の面からレンズ全系の像面までの距離
とする。
本発明にあっては、レンズ系全体を小型化し、従来技術に比べより高いズーム比を提供すると共に高変倍比であるにもかかわらず高い光学性能を有する。
以下に、本発明ズームレンズ及び撮像装置を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
先ず、本発明ズームレンズについて説明する。
本発明ズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有し光軸方向に固定された第1レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上を移動することによって変倍作用を行う第2レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に固定された第3レンズ群と、正の屈折力を有し光軸上を非直線的に移動することによって結像位置の変動を補正するとともに物体距離の変化に伴う結像位置の変化を補正する第4レンズ群とが配置されて構成され、前記第1レンズ群は、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第1レンズと凸レンズの第2レンズとの接合レンズ及び物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの第3レンズより成り、前記第2レンズ群は、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第4レンズ及び両凹レンズの第5レンズと凸レンズの第6レンズとの接合レンズより成り、前記第3レンズ群は、凸レンズの第7レンズより成り、前記第4レンズ群は少なくとも2枚以上の接合レンズより成り、前記第3レンズ群及び第4レンズ群には、非球面によって構成された面が少なくとも1面含まれ、以下の各条件式(1)、(2)、(3)及び(4)を満足する。
(1)2.486<f3/f4<5.1
(2)1.5<|f2/fw|<2.5
(3)7.5<dz/fw<12.5
(4)1.3<Lz/Lf<2.2
但し、
f2:第2レンズ群の合成焦点距離
f3:第3レンズ群の合成焦点距離
f4:第4レンズ群の合成焦点距離
dz:変倍に伴う第2レンズ群の移動量
fw:広角端状態におけるレンズ全系での焦点距離
Lz:望遠端でのレンズ全系の最も物体側の面から第2レンズ群の最も像面側の面までの距離
Lf:第3レンズ群の最も像面側の面からレンズ全系の像面までの距離
とする。
これによって、本発明ズームレンズでは、レンズ系全体を小型化し、変倍比略30〜50倍と高変倍でかつ広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり、また、無限遠物体から超至近物体に至る物体距離全般にわたり、良好なる光学性能を得られる。
本発明ズームレンズにあっては、広角端から望遠端への変倍に際し、第2レンズ群を像面側へ移動させると共に、第4レンズ群を物体側に凸状の軌跡を有しつつ移動させて変倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第4レンズ群を移動させてフォーカスを行うようにしている。これにより第3レンズ群と第4レンズ群との空間の有効利用を図ってレンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
また、条件式(1)乃至(4)を満足することにより、レンズ全長の短縮化と広角端及び中間焦点領域での収差補正を行うことができる。
条件式(1)は、正の屈折力で常時固定の第3レンズ群の屈折力と変倍に伴う焦点位置の補正とフォーカシングのために移動する第4レンズ群の屈折力を規定するものであり、条件式(1)の下限値を下回ると、第3レンズ群の屈折力が強くなりすぎたり、第4レンズ群の屈折力が弱くなりすぎる。第3レンズ群の屈折力が強くなりすぎると、広角側での球面収差が補正不足となる、また、ズーム中間位置においてフォーカシング時の球面収差の変動による補正が困難となる。第4レンズ群の屈折力が弱くなりすぎると、フォーカシング時の移動量が大きくなり像面湾曲及びコマ収差等の収差変動が大きくなる。また、必要以上にバックフォーカスが長くなり、光学全長のコンパクト化には向いていない。逆に条件式(1)の上限値を上回ると、第3レンズ群の屈折力が弱くなったり、第4レンズ群の屈折力が強くなりすぎる。第3レンズ群の屈折力が弱くなりすぎると、広角側での球面収差が補正過剰となる。また、第4レンズ群の屈折力が強くなりすぎると、広角側での球面収差が補正不足となる。
条件式(2)は、第2レンズ群の焦点距離と広角端でのレンズ全系の焦点距離との関係を規定するものであり、条件式(2)の下限値を下回ると、第2レンズ群の製造時における組付誤差等による収差劣化が顕著に現れ、製造上の安定した光学性能が得られない。逆に、条件式(2)の上限値を上回ると、第2レンズ群の変倍時の移動量が大きくなって、全長の短縮化の妨げとなる。
条件式(3)は、広角端から望遠端までの変倍のための第2レンズ群の移動距離とレンズ全系の広角端における焦点距離との関係を規定するものである。条件式(3)の下限値を下回ると、30倍以上のズーム比を得るためには第2レンズ群の屈折力を強くする必要が生じ、これに伴ってペッツバール和が負の側に大きく補正過剰となってしまい、硝材の選択のみでは全系の像面湾曲の補正が出来なくなる。逆に、条件式(3)上限値を上回ると、ズームレンズの全長が長くなってしまうと共に、第2レンズ群を偏心させずに移動させることが困難となり実用的でなくなる。
条件式(4)は、変倍比が30〜50倍程度の高倍率を維持しながら無駄な空間を削減して小型化を実現するために、変倍時における第2レンズ群の移動量とコンペンセート及び合焦時における第4レンズ群の移動量に関する条件を規定するものである。すなわち、条件式(4)の下限値を下回ると、第4レンズ群の移動量に対して第2レンズ群の移動量を小さくしなければならず、所望の変倍比を得るには第2レンズ群の屈折力を強くする必要が生じる。このため、ペッツバール和が負の側に大きく補正過剰となってしまい、硝材の選択のみではレンズ全系の像面湾曲の補正ができなくなってしまう。逆に、条件式(4)の上限値を上回ると、第4レンズ群の移動量に対して第2レンズ群の移動量が大きくなり、ズームレンズの全長が長く、かつ、前玉系が大きくなって実用的ではない。
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、前記第4レンズ群が、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた凸レンズの第8レンズと凹レンズの第9レンズと凸レンズの第10レンズとの接合レンズより成り、少なくとも最も物体側の面が非球面によって構成されることが望ましい。
これによって、出射瞳位置を長くして、レンズ系からの出射光束をテレセントリックになるようにして、レンズ系の後方に撮像素子を配置したときの光束の撮像素子への入射角度を緩くし、シェーディングなどの問題を回避することができる。また、第9レンズの前後をそれぞれ第8レンズ(凸レンズ)、第10レンズ(凸レンズ)と接合することによって、第9レンズの曲率の取り得る自由度を従来と比べて格段に大きくすることが可能になり、この面から発生する球面収差の色による曲がりを著しく改善することが可能になる。さらに、最も物体側の面を非球面とすることで、高次による球面収差及びコマ収差を発生させて結像性能を改善することができる。
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、β2wを広角端状態における第2レンズ群の結像倍率として、条件式(5)を満足することが望ましい。
(5)0.18<|β2w|<0.21
これによって、所望の変倍比の確保とレンズ系全体の大きさのバランスをとることができる。
条件式(5)は第2レンズ群の倍率(結像倍率)の大きさの範囲を規定するものであり、条件式(5)の上限値を上回って、第2レンズ群の広角端での倍率が大きくなると、レンズ全系の焦点距離が望遠端側に寄り、所望の変倍比を得るのが困難になる。一方、条件式(5)の下限値を下回ると、高倍率化には有利だが、レンズ全系の焦点距離が広角端側にシフトし、第1レンズ群の前玉径が大きくなり、レンズ系全体が大型化してしまう。
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、ftを望遠端状態におけるレンズ全系での焦点距離として、条件式(6)を満足することが望ましい。
(6)0.28<|f2/(fw・ft)1/2|<0.39
これによって、ズーム領域の全体に亘って良好な収差補正を行いつつ、レンズ全長の小型化を図ることができる。
条件式(6)は第2レンズ群の焦点距離を適正にするための条件式である。条件式(6)の上限値を上回って第2レンズ群の焦点距離が長くなりすぎると、収差補正上は好ましいが、高いズーム比を得るために、第2レンズ群の移動量を大きくしなくてはならず、レンズ系全体の長大化を招く。逆に条件式(6)の下限値を下回るとペッツバール和が負の方向に大きくなり、像面が倒れてくるので良好な光学性能を保つのが困難になる。
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、H1′を第1レンズ群の最も像側の面の頂点と第1レンズ群の像側の主点との間の間隔(−は物体側、+は像側)、f1を第1レンズ群の合成焦点距離として、条件式(7)を満足することが望ましい。
(7)−0.11<H1 ′/f1 <−0.05
これによって、広角端における焦点距離の広角化を図りつつ、レンズ全長の小型化を実現することができる。
条件式(7)は第1レンズ群の最も像側の面の頂点と第1レンズ群の像側主点との間の間隔と、第1レンズ群の焦点距離の大きさの範囲を規定するものであり、第1レンズ群と第2レンズ群との間の主点間隔を短くするために必要な条件式である。条件式(7)の下限値を下回ると、第1レンズ群の主点位置が物体側に行き過ぎ第1レンズ群と第2レンズ群との間の主点間隔を短くすることができず広角化することができなくなる。条件式(7)の上限値を上回ると、第1レンズ群と第2レンズ群との間の間隔が広がり、前玉径が大きくなり、レンズ系全体が大型化してしまう。
本発明の一実施形態によるズームレンズにあっては、νdL1を第1レンズ群の第1レンズのd線でのアッベ数、νdL2を第1レンズ群の第2レンズのd線でのアッベ数、θgFL2を第1レンズ群の第2レンズの部分分散比(なお、部分分散比θgFは、C線、F線、g線における屈折率をNC、NF、Ngとするとき、θgF=(Ng−NF)/(NF−NC)とする)として、条件式(8)及び(9)を満足することが望ましい。。
(8)νdL1<24
(9)θgFL2>−0.0019νdL2+0.6643
これによって、コストを上昇させることなく、二次スペクトルを良好に補正した小型のズームレンズを実現することができる。
条件式(8)は、第1レンズ群中の第1レンズ(負レンズ)のアッベ数を規定する条件式である。条件式(8)の上限値を上回って第1レンズ群の第1レンズ(負レンズ)のアッベ数が大きくなると、分散が小さくなりすぎ、第1レンズ群の第2レンズ(正レンズ)で発生する一次の色収差を補正するのが難しくなる。極端に第1レンズ群の第1レンズ(負レンズ)の屈折力を強めることなく一次の色消しを行うには、条件式(8)の範囲にある高分散材料を用いることが好ましい。
条件式(9)は、第1レンズ群中の第2レンズ(正レンズ)の部分分散比を規定する式である。図38において、線分EがθgFL2=−0.0019νdL2+0.6643となる位置を示し、条件式(9)はθgFL2が図38の線分Eより上側に位置することを意味するものであり、条件式(9)を満足する材料は基準線近傍の材料に対して、ある程度の異常分散性を有するものである。このような部分分散比が大きい材料を第1レンズ群の第2レンズ(正レンズ)に用いると望遠側の二次スペクトルの低減を図ることができる。条件式(9)の範囲外となる材料は、二次スペクトル低減のために必要な異常分散性を持たないものである。よって、第1レンズ群中に条件式(8)、(9)を同時に満たす構成の負レンズ(第1レンズ)と正レンズ(第2レンズ)の組み合わせを選択することにより、従来よりも二次スペクトルの補正能力が高められる。
次に、本発明ズームレンズの具体的な実施の形態及び該実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について図面及び表を参照して説明する。
なお、各実施の形態において非球面が導入されており、該非球面形状は、次の数1式によって定義されるものとする。
なお、yは光軸からの高さ、xはサグ量、cは曲率、κは円錐定数、A、B、…は非球面係数である。
図1は本発明の各実施の形態によるズームレンズの屈折力配分を示しており、物体側より像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群GR1、負の屈折力を有する第2レンズ群GR2、正の屈折力を有する第3レンズ群GR3、正の屈折力を有する第4レンズ群GR4が配列されて構成され、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2との間の空気間隔は増大し、第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3との間の空気間隔は減少するように、第2レンズ群GR2が光軸上を像側へ移動する。この時、第1レンズ群GR1、第3レンズ群GR3は光軸方向に固定であって、第4レンズ群GR4が第2レンズ群GR2の移動に伴う像面位置の変動を補正するように光軸上を移動すると共に近距離合焦時に物体側へ光軸上を移動する。
図2は本発明の第1の実施の形態にかかるズームレンズ1のレンズ構成を示す図である。第1レンズ群GR1は、物体側から像側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL1と物体側に凸面を向けた正レンズL2との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズL3とから構成される。第2レンズ群GR2は、物体側から像側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL4と、両凹レンズL5と両凸レンズL6との接合レンズとから構成される。第3レンズ群GR3は物体側に非球面を有し物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7により構成される。第4レンズ群GR4は、物体側から像側へ順に位置した、物体側面に非球面を有する両凸レンズL8と両凹レンズL9と両凸レンズL10の3枚接合レンズにより構成される。また、開口絞りSPが第3レンズ群GR3の物体側に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に光軸方向へ固定である。さらに、第4レンズ群GR4と像面IPとの間にはフィルタFLが配置されている。
表1に第1の実施の形態に係るズームレンズ1に具体的数値を適用した数値実施例1のレンズデータを示す。なお、表1及び他のレンズデータを示す表において、「面番号」は物体側から数えてi番目の面であることを示し、「曲率半径」は物体側から数えて第i番目の面の曲率半径を示し、「面間隔」は物体側から数えて第i番目の面と第i+1番目の面との間の軸上面間隔を示し、「屈折率」は物体側に第i面を有する硝材のd線に対する屈折率を示し、「アッベ数」は物体側に第i面を有する硝材のd線に対するアッベ数を示す。そして、曲率半径に関し「∞」は当該面が平面であることを示し、面間隔に関し「(Di)」は当該面間隔が可変間隔であることを示す。
ズームレンズ1において、第3レンズ群GR3の正メニスカスレンズL7の物体側(第12面)、第4レンズ群GR4の3枚接合レンズの物体側面(第14面)は非球面で構成されている。そこで、数値実施例1における前記各面の4次、6次、8次及び10次の非球面係数A、B、C、Dを円錐定数κと共に表2に示す。なお、表2及び以下の非球面係数を示す表において「E−i」は10を底とする指数表現、すなわち、「10−i」を表しており、例えば、「0.12345E-05」は「0.12345×10−5」を表している。
ズームレンズ1において、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2との間の面間隔D5、第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3(開口絞りSP)との間の面間隔D10、第3レンズ群GR3と第4レンズ群GR4との間の面間隔D13及び第4レンズ群GR4とフィルタFLとの間の面間隔D17が変化する。そこで、数値実施例1における前記各面間隔の広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=6.234)及び望遠端状態(f=38.867)における各値を焦点距離f、FナンバーFNO、画角2ωと共に表3に示す。
数値実施例1の前記条件式(1)〜(9)対応値及び第1レンズ群GR1の第1レンズL1の部分分散比θgFL1を表4に示す。
図3乃至図5は数値実施例1の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図3は広角端状態(f=1.000)、図4は中間焦点距離状態(f=6.234)、図5は望遠端状態(f=38.867)における諸収差図を示す。
図3乃至図5の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図においてAは画角、yは像高をそれぞれ示す。
各収差図から、数値実施例1は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
図6は本発明の第2の実施の形態にかかるズームレンズ2のレンズ構成を示す図である。第1レンズ群GR1は、物体側から像側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL1と物体側に凸面を向けた正レンズL2との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズL3とから構成される。第2レンズ群GR2は、物体側から像側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL4と、両凹レンズL5と両凸レンズL6との接合レンズとから構成される。第3レンズ群GR3は物体側に非球面を有し物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7により構成される。第4レンズ群GR4は、物体側から像側へ順に位置した、物体側面に非球面を有する両凸レンズL8と両凹レンズL9と両凸レンズL10の3枚接合レンズにより構成される。また、開口絞りSPが第3レンズ群GR3の物体側に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に光軸方向へ固定である。さらに、第4レンズ群GR4と像面IPとの間にはフィルタFLが配置されている。
表5に第2の実施の形態に係るズームレンズ2に具体的数値を適用した数値実施例2のレンズデータを示す。
ズームレンズ2において、第3レンズ群GR3の正メニスカスレンズL7の物体側(第12面)、第4レンズ群GR4の3枚接合レンズの物体側面(第14面)は非球面で構成されている。そこで、数値実施例2における前記各面の4次、6次、8次及び10次の非球面係数A、B、C、Dを円錐定数κと共に表6に示す。
ズームレンズ2において、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2との間の面間隔D5、第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3(開口絞りSP)との間の面間隔D10、第3レンズ群GR3と第4レンズ群GR4との間の面間隔D13及び第4レンズ群GR4とフィルタFLとの間の面間隔D17が変化する。そこで、数値実施例2における前記各面間隔の広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=6.304)及び望遠端状態(f=39.746)における各値を焦点距離f、FナンバーFNO、画角2ωと共に表7に示す。
数値実施例2の前記条件式(1)〜(9)対応値及び第1レンズ群GR1の第1レンズL1の部分分散比θgFL1を表8に示す。
図7乃至図9は数値実施例2の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図7は広角端状態(f=1.000)、図8は中間焦点距離状態(f=6.304)、図9は望遠端状態(f=39.746)における諸収差図を示す。
図7乃至図9の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図においてAは画角、yは像高をそれぞれ示す。
各収差図から、数値実施例2は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
図10は本発明の第3の実施の形態にかかるズームレンズ3のレンズ構成を示す図である。第1レンズ群GR1は、物体側から像側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL1と物体側に凸面を向けた正レンズL2との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズL3とから構成される。第2レンズ群GR2は、物体側から像側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL4と、両凹レンズL5と両凸レンズL6との接合レンズとから構成される。第3レンズ群GR3は物体側面に非球面を有し物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7により構成される。第4レンズ群GR4は、物体側から像側へ順に位置した、物体側面に非球面を有する両凸レンズL8と両凹レンズL9と両凸レンズL10の3枚接合レンズにより構成される。また、開口絞りSPが第3レンズ群GR3の物体側に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に光軸方向へ固定である。さらに、第4レンズ群GR4と像面IPとの間にはフィルタFLが配置されている。
表9に第3の実施の形態に係るズームレンズ3に具体的数値を適用した数値実施例3のレンズデータを示す。
ズームレンズ3において、第3レンズ群GR3の正メニスカスレンズL7の物体側(第12面)、第4レンズ群GR4の3枚接合レンズの物体側面(第14面)は非球面で構成されている。そこで、数値実施例3における前記各面の4次、6次、8次及び10次の非球面係数A、B、C、Dを円錐定数κと共に表10に示す。
ズームレンズ3において、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2との間の面間隔D5、第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3(開口絞りSP)との間の面間隔D10、第3レンズ群GR3と第4レンズ群GR4との間の面間隔D13及び第4レンズ群GR4とフィルタFLとの間の面間隔D17が変化する。そこで、数値実施例3における前記各面間隔の広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=6.369)及び望遠端状態(f=40.566)における各値を焦点距離f、FナンバーFNO、画角2ωと共に表11に示す。
数値実施例3の前記条件式(1)〜(9)対応値及び第1レンズ群GR1の第1レンズL1の部分分散比θgFL1を表12に示す。
図11乃至図13は数値実施例3の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図11は広角端状態(f=1.000)、図12は中間焦点距離状態(f=6.369)、図13は望遠端状態(f=40.566)における諸収差図を示す。
図11乃至図13の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図においてAは画角、yは像高をそれぞれ示す。
各収差図から、数値実施例3は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
図14は本発明の第4の実施の形態にかかるズームレンズ4のレンズ構成を示す図である。第1レンズ群GR1は、物体側から像側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL1と物体側に凸面を向けた正レンズL2との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズL3とから構成される。第2レンズ群GR2は、物体側から像側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL4と、両凹レンズL5と両凸レンズL6との接合レンズとから構成される。第3レンズ群GR3は物体側面に非球面を有し物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7により構成される。第4レンズ群GR4は、物体側から像側へ順に位置した、物体側面に非球面を有する両凸レンズL8と両凹レンズL9と両凸レンズL10の3枚接合レンズにより構成される。また、開口絞りSPが第3レンズ群GR3の物体側に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に光軸方向へ固定である。さらに、第4レンズ群GR4と像面IPとの間にはフィルタFLが配置されている。
表13に第4の実施の形態に係るズームレンズ4に具体的数値を適用した数値実施例4のレンズデータを示す。
ズームレンズ4において、第3レンズ群GR3の正メニスカスレンズL7の物体側(第12面)、第4レンズ群GR4の3枚接合レンズの物体側面(第14面)は非球面で構成されている。そこで、数値実施例4における前記各面の4次、6次、8次及び10次の非球面係数A、B、C、Dを円錐定数κと共に表14に示す。
ズームレンズ4において、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2との間の面間隔D5、第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3(開口絞りSP)との間の面間隔D10、第3レンズ群GR3と第4レンズ群GR4との間の面間隔D13及び第4レンズ群GR4とフィルタFLとの間の面間隔D17が変化する。そこで、数値実施例4における前記各面間隔の広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=6.405)及び望遠端状態(f=41.042)における各値を焦点距離f、FナンバーFNO、画角2ωと共に表15に示す。
数値実施例4の前記条件式(1)〜(9)対応値及び第1レンズ群GR1の第1レンズL1の部分分散比θgFL1を表16に示す。
図15乃至図17は数値実施例4の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図15は広角端状態(f=1.000)、図16は中間焦点距離状態(f=6.405)、図17は望遠端状態(f=41.042)における諸収差図を示す。
図15乃至図17の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図においてAは画角、yは像高をそれぞれ示す。
各収差図から、数値実施例4は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
図18は本発明の第5の実施の形態にかかるズームレンズ5のレンズ構成を示す図である。第1レンズ群GR1は、物体側から像側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL1と物体側に凸面を向けた正レンズL2との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズL3とから構成される。第2レンズ群GR2は、物体側から像側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL4と、両凹レンズL5と両凸レンズL6との接合レンズとから構成される。第3レンズ群GR3は物体側面に非球面を有し物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7により構成される。第4レンズ群GR4は、物体側から像側へ順に位置した、物体側面に非球面を有する両凸レンズL8と両凹レンズL9と両凸レンズL10の3枚接合レンズにより構成される。また、開口絞りSPが第3レンズ群GR3の物体側に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に光軸方向へ固定である。さらに、第4レンズ群GR4と像面IPとの間にはフィルタFLが配置されている。
表17に第5の実施の形態に係るズームレンズ5に具体的数値を適用した数値実施例5のレンズデータを示す。
ズームレンズ5において、第3レンズ群GR3の正メニスカスレンズL7の物体側(第12面)、第4レンズ群GR4の3枚接合レンズの物体側面(第14面)は非球面で構成されている。そこで、数値実施例5における前記各面の4次、6次、8次及び10次の非球面係数A、B、C、Dを円錐定数κと共に表18に示す。
ズームレンズ5において、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2との間の面間隔D5、第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3(開口絞りSP)との間の面間隔D10、第3レンズ群GR3と第4レンズ群GR4との間の面間隔D13及び第4レンズ群GR4とフィルタFLとの間の面間隔D17が変化する。そこで、数値実施例5における前記各面間隔の広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=6.445)及び望遠端状態(f=41.568)における各値を焦点距離f、FナンバーFNO、画角2ωと共に表19に示す。
数値実施例5の前記条件式(1)〜(9)対応値及び第1レンズ群GR1の第1レンズL1の部分分散比θgFL1を表20に示す。
図19乃至図21は数値実施例5の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図19は広角端状態(f=1.000)、図20は中間焦点距離状態(f=6.445)、図21は望遠端状態(f=41.568)における諸収差図を示す。
図19乃至図21の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図においてAは画角、yは像高をそれぞれ示す。
各収差図から、数値実施例5は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
図22は本発明の第6の実施の形態にかかるズームレンズ6のレンズ構成を示す図である。第1レンズ群GR1は、物体側から像側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL1と物体側に凸面を向けた正レンズL2との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズL3とから構成される。第2レンズ群GR2は、物体側から像側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL4と、両凹レンズL5と両凸レンズL6との接合レンズとから構成される。第3レンズ群GR3は物体側面に非球面を有し物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7により構成される。第4レンズ群GR4は、物体側から像側へ順に位置した、物体側面に非球面を有する両凸レンズL8と両凹レンズL9と両凸レンズL10との3枚接合レンズにより構成される。また、開口絞りSPが第3レンズ群GR3の物体側に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に光軸方向へ固定である。さらに、第4レンズ群GR4と像面IPとの間にはフィルタFLが配置されている。
表21に第6の実施の形態に係るズームレンズ6に具体的数値を適用した数値実施例6のレンズデータを示す。
ズームレンズ6において、第3レンズ群GR3の正メニスカスレンズL7の物体側(第12面)、第4レンズ群GR4の3枚接合レンズの物体側面(第14面)は非球面で構成されている。そこで、数値実施例6における前記各面の4次、6次、8次及び10次の非球面係数A、B、C、Dを円錐定数κと共に表22に示す。
ズームレンズ6において、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2との間の面間隔D5、第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3(開口絞りSP)との間の面間隔D10、第3レンズ群GR3と第4レンズ群GR4との間の面間隔D13及び第4レンズ群GR4とフィルタFLとの間の面間隔D17が変化する。そこで、数値実施例6における前記各面間隔の広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=6.085)及び望遠端状態(f=37.031)における各値を焦点距離f、FナンバーFNO、画角2ωと共に表23に示す。
数値実施例6の前記条件式(1)〜(9)対応値及び第1レンズ群GR1の第1レンズL1の部分分散比θgFL1を表24に示す。
図23乃至図25は数値実施例6の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図23は広角端状態(f=1.000)、図24は中間焦点距離状態(f=6.085)、図25は望遠端状態(f=37.031)における諸収差図を示す。
図23乃至図25の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図においてAは画角、yは像高をそれぞれ示す。
各収差図から、数値実施例6は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
図26は本発明の第7の実施の形態にかかるズームレンズ7のレンズ構成を示す図である。第1レンズ群GR1は、物体側から像側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL1と物体側に凸面を向けた正レンズL2との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズL3とから構成される。第2レンズ群GR2は、物体側から像側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL4と、両凹レンズL5と両凸レンズL6との接合レンズとから構成される。第3レンズ群GR3は物体側面に非球面を有し物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7により構成される。第4レンズ群GR4は、物体側から像側へ順に位置した、物体側面に非球面を有する両凸レンズL8と両凹レンズL9と両凸レンズL10との3枚接合レンズにより構成される。また、開口絞りSPが第3レンズ群GR3の物体側に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に光軸方向へ固定である。さらに、第4レンズ群GR4と像面IPとの間にはフィルタFLが配置されている。
表25に第7の実施の形態に係るズームレンズ7に具体的数値を適用した数値実施例7のレンズデータを示す。
ズームレンズ7において、第3レンズ群GR3の正メニスカスレンズL7の物体側(第12面)、第4レンズ群GR4の3枚接合レンズの物体側面(第14面)は非球面で構成されている。そこで、数値実施例7における前記各面の4次、6次、8次及び10次の非球面係数A、B、C、Dを円錐定数κと共に表26に示す。
ズームレンズ7において、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2との間の面間隔D5、第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3(開口絞りSP)との間の面間隔D10、第3レンズ群GR3と第4レンズ群GR4との間の面間隔D13及び第4レンズ群GR4とフィルタFLとの間の面間隔D17が変化する。そこで、数値実施例7における前記各面間隔の広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=7.036)及び望遠端状態(f=49.500)における各値を焦点距離f、FナンバーFNO、画角2ωと共に表27に示す。
数値実施例7の前記条件式(1)〜(9)対応値及び第1レンズ群GR1の第1レンズL1の部分分散比θgFL1を表28に示す。
図27乃至図29は数値実施例7の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図27は広角端状態(f=1.000)、図28は中間焦点距離状態(f=7.036)、図29は望遠端状態(f=49.500)における諸収差図を示す。
図27乃至図29の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図においてAは画角、yは像高をそれぞれ示す。
各収差図から、数値実施例7は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
図30は本発明の第8の実施の形態にかかるズームレンズ8のレンズ構成を示す図である。第1レンズ群GR1は、物体側から像側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL1と物体側に凸面を向けた正レンズL2との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズL3とから構成される。第2レンズ群GR2は、物体側から像側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL4と、両凹レンズL5と両凸レンズL6との接合レンズとから構成される。第3レンズ群GR3は両面に非球面を有し物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7により構成される。第4レンズ群GR4は、物体側から像側へ順に位置した、物体側面に非球面を有する両凸レンズL8と両凹レンズL9と両凸レンズL10の3枚接合レンズにより構成される。また、開口絞りSPが第3レンズ群GR3の物体側に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に光軸方向へ固定である。さらに、第4レンズ群GR4と像面IPとの間にはフィルタFLが配置されている。
表29に第8の実施の形態に係るズームレンズ8に具体的数値を適用した数値実施例8のレンズデータを示す。
ズームレンズ8において、第3レンズ群GR3の正メニスカスレンズL7の両面(第12面、第13面)、第4レンズ群GR4の3枚接合レンズの物体側面(第14面)は非球面で構成されている。そこで、数値実施例8における前記各面の4次、6次、8次及び10次の非球面係数A、B、C、Dを円錐定数κと共に表30に示す。
ズームレンズ8において、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2との間の面間隔D5、第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3(開口絞りSP)との間の面間隔D10、第3レンズ群GR3と第4レンズ群GR4との間の面間隔D13及び第4レンズ群GR4とフィルタFLとの間の面間隔D17が変化する。そこで、数値実施例8における前記各面間隔の広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=5.360)及び望遠端状態(f=28.726)における各値を焦点距離f、FナンバーFNO、画角2ωと共に表31に示す。
数値実施例8の前記条件式(1)〜(9)対応値及び第1レンズ群GR1の第1レンズL1の部分分散比θgFL1を表32に示す。
図31乃至図33は数値実施例8の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図31は広角端状態(f=1.000)、図32は中間焦点距離状態(f=5.360)、図33は望遠端状態(f=28.726)における諸収差図を示す。
図31乃至図33の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図においてAは画角、yは像高をそれぞれ示す。
各収差図から、数値実施例8は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
図34は本発明の第9の実施の形態にかかるズームレンズ9のレンズ構成を示す図である。第1レンズ群GR1は、物体側から像側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL1と物体側に凸面を向けた正レンズL2との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズL3とから構成される。第2レンズ群GR2は、物体側から像側へ順に位置した、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL4と、両凹レンズL5と両凸レンズL6との接合レンズとから構成される。第3レンズ群GR3は物体側面に非球面を有し物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7により構成される。第4レンズ群GR4は、物体側から像側へ順に位置した、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズL8と像側面に非球面を有する両凸レンズL9との接合レンズにより構成される。また、開口絞りSPが第3レンズ群GR3の物体側に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に光軸方向へ固定である。さらに、第4レンズ群GR4と像面IPとの間にはフィルタFLが配置されている。
表33に第9の実施の形態に係るズームレンズ9に具体的数値を適用した数値実施例9のレンズデータを示す。
ズームレンズ9において、第3レンズ群GR3の正メニスカスレンズL7の物体側(第12面)、第4レンズ群GR4の接合レンズの像側面(第16面)は非球面で構成されている。そこで、数値実施例9における前記各面の4次、6次、8次及び10次の非球面係数A、B、C、Dを円錐定数κと共に表34に示す。
ズームレンズ9において、広角端状態より望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2との間の面間隔D5、第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3(開口絞りSP)との間の面間隔D10、第3レンズ群GR3と第4レンズ群GR4との間の面間隔D13及び第4レンズ群GR4とフィルタFLとの間の面間隔D16が変化する。そこで、数値実施例9における前記各面間隔の広角端状態(f=1.000)、中間焦点距離状態(f=6.304)及び望遠端状態(f=39.735)における各値を焦点距離f、FナンバーFNO、画角2ωと共に表35に示す。
数値実施例9の前記条件式(1)〜(9)対応値及び第1レンズ群GR1の第1レンズL1の部分分散比θgFL1を表36に示す。
図35乃至図37は数値実施例9の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図35は広角端状態(f=1.000)、図36は中間焦点距離状態(f=6.304)、図37は望遠端状態(f=39.735)における諸収差図を示す。
図35乃至図37の各収差図において、球面収差図中の実線は球面収差を示し、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図においてAは画角、yは像高をそれぞれ示す。
各収差図から、数値実施例9は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
以上の説明から、本発明ズームレンズが、変倍比30〜50倍と高変倍で、かつ、広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわたり、また、無限遠物体から超至近物体に至る物体距離全般にわたり、良好なる光学性能を有していることが分かる。
次に、本発明撮像装置について説明する。
本発明撮像装置は、ズームレンズと、前記ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子を備えて、前記ズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有し光軸方向に固定された第1レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上を移動することによって変倍作用を行う第2レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に固定された第3レンズ群と、正の屈折力を有し光軸上を非直線的に移動することによって結像位置の変動を補正するとともに物体距離の変化に伴う結像位置の変化を補正する第4レンズ群とが配置されて構成され、前記第1レンズ群は、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第1レンズと凸レンズの第2レンズとの接合レンズ及び物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの第3レンズより成り、前記第2レンズ群は、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第4レンズ及び両凹レンズの第5レンズと凸レンズの第6レンズとの接合レンズより成り、前記第3レンズ群は、凸レンズの第7レンズより成り、前記第4レンズ群は少なくとも2枚以上の接合レンズより成り、前記第3レンズ群及び第4レンズ群には、非球面によって構成された面が少なくとも1面含まれ、以下の各条件式(1)、(2)、(3)及び(4)を満足する。
(1)2.486<f3/f4<5.1
(2)1.5<|f2/fw|<2.5
(3)7.5<dz/fw<12.5
(4)1.3<Lz/Lf<2.2
但し、
f2:第2レンズ群の合成焦点距離
f3:第3レンズ群の合成焦点距離
f4:第4レンズ群の合成焦点距離
dz:変倍に伴う第2レンズ群の移動量
fw:広角端状態におけるレンズ全系での焦点距離
Lz:望遠端でのレンズ全系の最も物体側の面から第2レンズ群の最も像面側の面までの距離
Lf:第3レンズ群の最も像面側の面からレンズ全系の像面までの距離
とする。
図39に本発明撮像装置を具体化したデジタルビデオカメラのブロック図を示す。
デジタルビデオカメラ100は、撮像機能を担うレンズブロック10と、撮像された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部20と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部30と、撮像された画像等を表示するLCD(Liquid Crystal Display)40と、メモリカード51への書き込み/読み出しを行うR/W(リーダ/ライタ)50と、装置全体を制御するCPU(Central Processing Unit)60と、ユーザによる操作入力のための入力部70と、レンズブロック10内のレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部80を具備する。
レンズブロック10は、本発明が適用されるズームレンズ11を含む光学系や、CCD等の撮像素子12等により構成される。カメラ信号処理部20は、撮像素子12からの出力信号に対するデジタル信号への変換や、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の信号処理を行う。画像処理部30は、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や、解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。なお、ズームレンズ11としては前記した本発明ズームレンズ1〜9及びその各数値実施例1〜9を使用することができ、また、前記した実施の形態や数値実施例以外の態様により実施された本発明ズームレンズを使用することもできる。
メモリカード51は、着脱可能な半導体メモリからなる。リーダ/ライタ50は、画像処理部30によって符号化された画像データをメモリカード51に書き込み、またメモリカード51に記録された画像データを読み出す。CPU60は、デジタルビデオカメラ内の各回路ブロックを制御する制御処理部であり、入力部70からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。
入力部70は、例えば、録画オン/オフ操作を行うための録画オン/オフボタンや、動作モードを選択するためのモード選択スイッチ等により構成され、ユーザによる操作に応じた指示入力信号をCPU60に対して出力する。レンズ駆動制御部80は、CPU60からの制御信号に基づいて、ズームレンズ11内のレンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。
以下に、このデジタルビデオカメラ100の動作を簡単に説明する。
撮影の待機状態では、CPU60による制御の下で、レンズブロック10において撮像された画像信号が、カメラ信号処理部20を介してLCD40に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、入力部70からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、CPU60がレンズ駆動制御部80に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部80の制御に基づいて、ズームレンズ11内の所定のレンズが移動される。
そして、入力部70の図示しない録画オン/オフボタンがオン操作されると、レンズブロック10により撮像された画像信号がカメラ信号処理部20から画像処理部30に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはリーダ/ライタ50に出力され、メモリカード51に書き込まれる。
また、メモリカード51に記録された画像データを再生する場合は、入力部70による操作に応じて、リーダ/ライタ50によりメモリカード51から所定の画像データが読み出され、画像処理部30で伸張復号化処理された後、再生画像信号がLCD40に出力される。これにより再生画像が表示される。
なお、上記した実施の形態では、本発明撮像装置をデジタルビデオカメラに適用した場合について説明したが、例えば、スチルカメラといった他の撮像装置等に適用することも可能である。
また、前記各実施の形態や各数値実施例において示した各部の形状及び数値は、何れも本発明を実施するための具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
本発明ズームレンズの実施の形態の屈折力配置を示す図である。 本発明ズームレンズの第1の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図4及び図5と共に第1の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例1の収差図を示し、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第2の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図8及び図9と共に第2の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例2の収差図を示し、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第3の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図12及び図13と共に第3の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例3の収差図を示し、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第4の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図16及び図17と共に第4の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例4の収差図を示し、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第5の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図20及び図21と共に第5の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例5の収差図を示し、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第6の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図24及び図25と共に第6の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例6の収差図を示し、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第7の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図28及び図29と共に第7の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例7の収差図を示し、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第8の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図32及び図33と共に第8の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例8の収差図を示し、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第9の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図36及び図37と共に第9の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例1の収差図を示し、本図は広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、コマ収差を示すものである。 アッベ数と部分分散比の関係を示すグラフ図である。 本発明撮像装置をデジタルビデオカメラに適用した実施形態の回路ブロック図である。
符号の説明
1…ズームレンズ、GR1…第1レンズ群、L1…第1レンズ、L2…第2レンズ、L3…第3レンズ、GR2…第2レンズ群、L4…第4レンズ、L5…第5レンズ、L6…第6レンズ、GR3…第3レンズ群、L7…第7レンズ、GR4…第4レンズ群、L8…第8レンズ、L9…第9レンズ、L10…第10レンズ、2…ズームレンズ、GR1…第1レンズ群、L1…第1レンズ、L2…第2レンズ、L3…第3レンズ、GR2…第2レンズ群、L4…第4レンズ、L5…第5レンズ、L6…第6レンズ、GR3…第3レンズ群、L7…第7レンズ、GR4…第4レンズ群、L8…第8レンズ、L9…第9レンズ、L10…第10レンズ、3…ズームレンズ、GR1…第1レンズ群、L1…第1レンズ、L2…第2レンズ、L3…第3レンズ、GR2…第2レンズ群、L4…第4レンズ、L5…第5レンズ、L6…第6レンズ、GR3…第3レンズ群、L7…第7レンズ、GR4…第4レンズ群、L8…第8レンズ、L9…第9レンズ、L10…第10レンズ、4…ズームレンズ、GR1…第1レンズ群、L1…第1レンズ、L2…第2レンズ、L3…第3レンズ、GR2…第2レンズ群、L4…第4レンズ、L5…第5レンズ、L6…第6レンズ、GR3…第3レンズ群、L7…第7レンズ、GR4…第4レンズ群、L8…第8レンズ、L9…第9レンズ、L10…第10レンズ、5…ズームレンズ、GR1…第1レンズ群、L1…第1レンズ、L2…第2レンズ、L3…第3レンズ、GR2…第2レンズ群、L4…第4レンズ、L5…第5レンズ、L6…第6レンズ、GR3…第3レンズ群、L7…第7レンズ、GR4…第4レンズ群、L8…第8レンズ、L9…第9レンズ、L10…第10レンズ、6…ズームレンズ、GR1…第1レンズ群、L1…第1レンズ、L2…第2レンズ、L3…第3レンズ、GR2…第2レンズ群、L4…第4レンズ、L5…第5レンズ、L6…第6レンズ、GR3…第3レンズ群、L7…第7レンズ、GR4…第4レンズ群、L8…第8レンズ、L9…第9レンズ、L10…第10レンズ、7…ズームレンズ、GR1…第1レンズ群、L1…第1レンズ、L2…第2レンズ、L3…第3レンズ、GR2…第2レンズ群、L4…第4レンズ、L5…第5レンズ、L6…第6レンズ、GR3…第3レンズ群、L7…第7レンズ、GR4…第4レンズ群、L8…第8レンズ、L9…第9レンズ、L10…第10レンズ、8…ズームレンズ、GR1…第1レンズ群、L1…第1レンズ、L2…第2レンズ、L3…第3レンズ、GR2…第2レンズ群、L4…第4レンズ、L5…第5レンズ、L6…第6レンズ、GR3…第3レンズ群、L7…第7レンズ、GR4…第4レンズ群、L8…第8レンズ、L9…第9レンズ、L10…第10レンズ、9…ズームレンズ、GR1…第1レンズ群、L1…第1レンズ、L2…第2レンズ、L3…第3レンズ、GR2…第2レンズ群、L4…第4レンズ、L5…第5レンズ、L6…第6レンズ、GR3…第3レンズ群、L7…第7レンズ、GR4…第4レンズ群、L8…第8レンズ、L9…第9レンズ、100…デジタルビデオカメラ(撮像装置)、11…ズームレンズ、12…撮像素子

Claims (7)

  1. 物体側より順に、正の屈折力を有し光軸方向に固定された第1レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上を移動することによって変倍作用を行う第2レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に固定された第3レンズ群と、正の屈折力を有し光軸上を非直線的に移動することによって結像位置の変動を補正するとともに物体距離の変化に伴う結像位置の変化を補正する第4レンズ群とが配置されて構成されるズームレンズであって、
    前記第1レンズ群は、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第1レンズと凸レンズの第2レンズとの接合レンズ及び物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの第3レンズより成り、
    前記第2レンズ群は、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第4レンズ及び両凹レンズの第5レンズと凸レンズの第6レンズとの接合レンズより成り、
    前記第3レンズ群は、凸レンズの第7レンズより成り、
    前記第4レンズ群は少なくとも2枚以上の接合レンズより成り、
    前記第3レンズ群及び第4レンズ群には、非球面によって構成された面が少なくとも1面含まれ、
    以下の各条件式(1)、(2)、(3)及び(4)を満足することを特徴とするズームレンズ。
    (1)2.486<f3/f4<5.1
    (2)1.5<|f2/fw|<2.5
    (3)7.5<dz/fw<12.5
    (4)1.3<Lz/Lf<2.2
    但し、
    f2:第2レンズ群の合成焦点距離
    f3:第3レンズ群の合成焦点距離
    f4:第4レンズ群の合成焦点距離
    dz:変倍に伴う第2レンズ群の移動量
    fw:広角端状態におけるレンズ全系での焦点距離
    Lz:望遠端でのレンズ全系の最も物体側の面から第2レンズ群の最も像面側の面までの距離
    Lf:第3レンズ群の最も像面側の面からレンズ全系の像面までの距離
    とする。
  2. 前記第4レンズ群が、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた凸レンズの第8レンズと凹レンズの第9レンズと凸レンズの第10レンズとの接合レンズより成り、少なくとも最も物体側の面が非球面によって構成された
    ことを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  3. 以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
    (5)0.18<|β2w|<0.21
    但し、
    β2w:広角端状態における第2レンズ群の結像倍率
    とする。
  4. 以下の条件式(6)を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
    (6)0.28<|f2/(fw・ft)1/2|<0.39
    但し、
    ft:望遠端状態におけるレンズ全系での焦点距離
    とする。
  5. 以下の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
    (7)−0.11<H1 ′/f1 <−0.05
    但し、
    H1′:第1レンズ群の最も像側の面の頂点と第1レンズ群の像側の主点との間の間隔(−は物体側、+は像側)
    f1:第1レンズ群の合成焦点距離
    とする。
  6. 以下の条件式(8)及び(9)を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
    (8)νdL1<24
    (9)θgFL2>−0.0019νdL2+0.6643
    但し、
    νdL1:第1レンズ群の第1レンズのd線でのアッベ数
    νdL2:第1レンズ群の第2レンズのd線でのアッベ数
    θgFL2:第1レンズ群の第2レンズの部分分散比(なお、部分分散比θgFは、C線、F線、g線における屈折率をNC、NF、Ngとするとき、θgF=(Ng−NF)/(NF−NC)とする)
    とする。
  7. ズームレンズと、前記ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、
    前記ズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有し光軸方向に固定された第1レンズ群と、負の屈折力を有し光軸上を移動することによって変倍作用を行う第2レンズ群と、正の屈折力を有し光軸方向に固定された第3レンズ群と、正の屈折力を有し光軸上を非直線的に移動することによって結像位置の変動を補正するとともに物体距離の変化に伴う結像位置の変化を補正する第4レンズ群とが配置されて構成され、
    前記第1レンズ群は、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第1レンズと凸レンズの第2レンズとの接合レンズ及び物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの第3レンズより成り、
    前記第2レンズ群は、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの第4レンズ及び両凹レンズの第5レンズと凸レンズの第6レンズとの接合レンズより成り、
    前記第3レンズ群は、凸レンズの第7レンズより成り、
    前記第4レンズ群は少なくとも2枚以上の接合レンズより成り、
    前記第3レンズ群及び第4レンズ群には、非球面によって構成された面が少なくとも1面含まれ、
    以下の各条件式(1)、(2)、(3)及び(4)を満足することを特徴とする撮像装置。
    (1)2.486<f3/f4<5.1
    (2)1.5<|f2/fw|<2.5
    (3)7.5<dz/fw<12.5
    (4)1.3<Lz/Lf<2.2
    但し、
    f2:第2レンズ群の合成焦点距離
    f3:第3レンズ群の合成焦点距離
    f4:第4レンズ群の合成焦点距離
    dz:変倍に伴う第2レンズ群の移動量
    fw:広角端状態におけるレンズ全系での焦点距離
    Lz:望遠端でのレンズ全系の最も物体側の面から第2レンズ群の最も像面側の面までの距離
    Lf:第3レンズ群の最も像面側の面からレンズ全系の像面までの距離
    とする。
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