JP4604303B2 - 可変焦点距離レンズ系及び該レンズ系を備える撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可変焦点距離レンズ系、特に固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適な可変焦点距離レンズ系と、このレンズ系を備える撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、固体撮像素子等に適した屈折力配置が負正正型の３群構成の可変焦点距離レンズ系が特開昭６４−４０９１３号公報や特開平６−９４９９６号公報等に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６４−４０９１３号公報の各実施例では、第３レンズ群が３つ又は４つのレンズエレメントから構成されているので、第３レンズ群のレンズ室の構造が複雑化すること、又は組み立て調整に時間を要してしまうことなどの問題がある。また、特開平６−９４９９６号公報の各実施例では、第１レンズ群が３つのレンズエレメントから構成されており、第１レンズ群のレンズ室の構造が複雑化すること、又は組み立て調整に時間を要してしまうことなどの問題がある。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に適し、レンズ群の構成が単純で、容易に組立て調整を行え、低コストな可変焦点距離レンズ系と、該レンズ系を備える撮像装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の可変焦点距離レンズ系は、物体側から順に、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レンズ群とからなり、前記第１レンズ群は、１枚の接合負レンズ成分のみからなり、前記第２レンズ群は２枚以上の正レンズ成分と１枚以上の負レンズ成分とからなり、前記第３レンズ群は単一のレンズ成分からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が拡大し、広角端状態における可変焦点距離レンズ系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とそれぞれしたとき、
（３） ２ ＜ ｜ｆｌ／ｆｗ｜ ＜ ３．２ (ｆ１＜０)
（４） １．１０≦ ｆ３／ｆ２ ＜ １．６
の条件を満足する構成である。
【０００６】
前記第１レンズ群を１枚の接合負レンズ成分のみで構成し、前記第３レンズ群は単一のレンズ成分から構成することにより、第１レンズ群と第３レンズ群の組立て調整がきわめて容易となり、低コスト化に効果的である。また、前記第２レンズ群は２枚以上の正レンズ成分と１枚以上の負レンズ成分とから構成することにより、球面収差・コマ収差を良好に補正できる。
【０００７】
さらに好ましくは、前記第１レンズ群の接合負レンズ成分は、物体側から順に、正レンズ成分と、両凹形状の負レンズ成分との接合レンズ成分とすることが望ましい。
【０００８】
また、本発明は、以下の条件式（１）を満足することがより望ましい。
（１） ν1N−ν1P＞２０
ここで、ν1Nは前記第１レンズ群内の負レンズ成分のアッベ数、ν1Pは前記第１レンズ群内の正レンズ成分のアッベ数である。
【０００９】
条件式（１）は、変倍範囲全域において、軸上色収差と倍率色収差とを良好に補正するための条件を規定している。条件式（１）の下限値を下回ると、軸上色収差又は倍率色収差の悪化を招くので好ましくない。
【００１０】
また、本発明は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２） −２．５＜（Ｒ３＋Ｒ１）／（Ｒ３−Ｒ１）＜−０．５
ここで、Ｒ１は前記接合負レンズ成分の物体側のレンズ面の曲率半径、Ｒ３は前記接合負レンズ成分の像面側のレンズ面の曲率半径である。
【００１１】
条件式（２）は、第１レンズ群を構成する接合負レンズ成分の適切な形状を規定している。条件式（２）の上限値を上回ると、前記接合負レンズ成分の物体側面が強い凹面となり、非点収差・歪曲収差などの良好な補正が困難となる。逆に、条件式（２）の下限値を下回ると、前記接合レンズ成分で発生する球面収差が過大となり、レンズ全体での良好な球面収差補正が困難となる。
【００１２】
また、本発明は、前記第３レンズ群は、１枚の両凸形状の正レンズ成分のみで構成することが望ましい。これにより、低コスト化を達成できる。
【００１３】
また、本発明は、前記第３レンズ群を１枚の接合正レンズ成分のみから構成し、前記接合正レンズ成分を、両凸形状の正レンズ成分と、メニスカス形状の負レンズ成分との接合レンズ成分とから構成することが望ましい。これにより、軸上色収差と倍率色収差とをさらに良好に補正することができる。
【００１４】
また、本発明は、前記第２レンズ群を、物体側から順に、２枚の正レンズ成分と１枚の負レンズ成分とから構成することが望ましい。これにより、球面収差とコマ収差とを効果的に補正できる。
【００１５】
また、本発明は、前記第２レンズ群を、物体側から順に、１枚の正レンズ成分と１枚の接合負レンズ成分とから構成し、前記接合負レンズ成分を、物体側から順に、両凸正レンズ成分と、両凹負レンズ成分とから構成することが望ましい。これにより、第２レンズ群の構造を単純化でき、球面収差とコマ収差との補正を両立することができる。
【００１６】
また、本発明は、前記第２レンズ群を、物体側から順に、両凸形状の正レンズ成分と、両凹形状の負レンズ成分と、物体側に凸面を向けた正レンズ成分とから構成することも可能である。
【００１７】
また、本発明は、前記第２レンズ群を、物体側から順に、２枚の正レンズ成分と、１枚の負レンズ成分と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分とから構成することが望ましい。これにより、球面収差とコマ収差とを効果的に補正できる。さらに、前記メニスカスレンズ成分の厚さを適切に選択することで、本発明の可変焦点距離レンズ系を備える撮像装置に使用するＣＣＤに最適な射出瞳位置を実現することができる。
【００１８】
また、本発明は、前記第２レンズ群を、物体側から順に、１枚の正レンズ成分と、１枚の接合負レンズ成分と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分とから構成し、前記接合負レンズ成分を、物体側から順に、両凸正レンズ成分と、両凹負レンズ成分とから構成することが望ましい。これにより、球面収差とコマ収差とを良好に補正し、第２レンズ群内の間隔公差・偏心公差の緩和の両立が可能となる。
【００２０】
条件式（３）は、第１レンズ群の焦点距離の適切な範囲を規定している。条件式（３）の下限値を下回ると、第１レンズ群で発生する球面収差が大きくなり、変倍による球面収差の変化が大きくなり好ましくない。逆に、条件式（３）の上限値を上回ると、レンズ系の大型化を招いたり、十分な変倍比の確保が困難になるなど好ましくない。
【００２１】
条件式（４）は、第２レンズ群と第３レンズ群の焦点距離の適切な比を規定している。条件式（４）の下限値を下回ると、第３レンズ群で発生する球面収差・コマ収差が過大となり好ましくない。逆に、条件式（４）の上限値を上回ると、第２レンズ群の屈折力が増大し、第２レンズ群の収差補正が困難になるか、又は第２レンズ群の構成が複雑化してしまうので好ましくない。
【００２２】
また、本発明では、広角端状態から望遠端状態への変倍に際しては、前記第１レンズ群が移動し、前記第２レンズ群が物体方向に移動し、前記第３レンズ群は固定であることが望ましい。これにより、変倍機構を簡素化できる。
【００２３】
また、本発明は上記構成に限られず、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群が固定であって、前記第２レンズ群が物体方向に移動し、前記第３レンズ群が移動する構成でも変倍機構が簡素化できる。
【００２４】
また、遠距離物体から近距離物体への合焦（フォーカシング）に際して前記第１レンズ群を物体方向に移動させることが望ましい。これにより、合焦動作に伴う光学性能の劣化を小さくできる。
【００２５】
また、本発明は、可変焦点距離レンズ系と撮像素子とを有し、前記可変焦点距離レンズ系で形成される画像を前記撮像素子で検出するよう構成し、前記可変焦点距離レンズ系は、物体側から順に、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レンズ群とからなり、前記第１レンズ群は、１枚の接合負レンズ成分のみからなり、前記第２レンズ群は２枚以上の正レンズ成分と１枚以上の負レンズ成分とからなり、前記第３レンズ群は単一のレンズエレメントからなり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズと前記第３レンズ群とを固定とし、前記第２レンズ群を物体方向に移動させ、前記撮像素子が移動し、広角端状態における可変焦点距離レンズ系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とそれぞれしたとき、
（３） ２ ＜ ｜ｆｌ／ｆｗ｜ ＜ ３．２ (ｆ１＜０)
（４） １．１０≦ ｆ３／ｆ２ ＜ １．６
の条件を満足することで、結像状態を維持することを特徴とする撮像装置を提供する。これにより、変倍機構を簡素化できる。
【００２６】
また、本発明では、遠距離物体から近距離物体への合焦動作に際して、前記撮像素子を物体方向と反対方向に移動させることが望ましい。これにより、撮像素子の移動機構を変倍動作と合焦動作とに共用できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の数値実施例を説明する。
【００２８】
（第１実施例）
図１は、第１実施例のレンズ構成を示す図である。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群G1と、絞りSと、正の屈折力を有する第２レンズ群G2と、正の屈折力を有する第３レンズ群G3とから構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が拡大するように、第１レンズ群と第２レンズ群が移動し、第３レンズ群が固定の構成である。
【００２９】
第１レンズ群G1は接合負レンズ成分L1Cからなり、前記接合負レンズ成分L1Cは、物体側から順に、両凸正レンズL11と、両凹負レンズ成分L12との接合レンズ成分からなる。第２レンズ群G2は、物体側から順に、両凸正レンズ成分L21と接合負レンズ成分L2Cと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ成分L24とからなり、前記接合負レンズ成分L2Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L22と両凹負レンズ成分L23との接合からなる。第３レンズ群G3は、両凸正レンズ成分L31のみからなる。そして、遠距離物体から近距離物体への合焦は第１レンズ群G1を物体方向に移動させて行う。
【００３０】
以下の表１に、第１実施例の諸元の値を掲げる。［全体諸元］中のｆは焦点距離、Ｂ．ｆ．はバックフォーカス、ＦNOはＦナンバー、 2ωは画角をそれぞれ表している。［レンズ諸元］中、第１カラムは物体側からのレンズ面の番号、第２カラムｒはレンズ面の曲率半径、第３カラムｄはレンズ面間隔、第４カラムνはアッベ数、第５カラムｎはｄ線（λ=587.6nm）に対する屈折率をそれぞれ表している。また、［可変間隔データ］には、広角端状態、中間焦点距離、望遠端状態の各状態での焦点距離、可変間隔の値を掲げる。［条件式対応数値］には、各条件式におけるパラメータの値を示す。なお、以下全ての実施例の諸元値において、本実施例と同様の符号を用いる。
【００３１】
【表１】
【００３２】
図２は本実施例の広角端状態の諸収差図、図３は本実施例の中間焦点距離での諸収差図、図４は本実施例の望遠端状態の諸収差図をそれぞれ示している。各収差図において、ＦNOはＦナンバー、ωは画角、ｄはｄ線（λ=587.6nm）及びｇはｇ線（λ=435.6nm）をそれぞれ示している。また、非点収差図において、実線はサジタル像面を、破線はメリジオナル像面をそれぞれ示している。なお、以下全ての実施例の収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。各収差図から、本実施例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。
【００３３】
（第２実施例）
図５は、第２実施例のレンズ構成を示す図である。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群G1と、絞りSと、正の屈折力を有する第２レンズ群G2と、正の屈折力を有する第３レンズ群G3とから構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が拡大するように、第１レンズ群と第２レンズ群が移動し、第３レンズ群が固定している構成である。
【００３４】
第１レンズ群G1は接合負レンズ成分L1Cからなり、前記接合負レンズ成分L1Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L11と、両凹負レンズ成分L12との接合からなる。第２レンズ群G2は、物体側から順に、両凸正レンズ成分L21と接合負レンズ成分L2Cと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ成分L24とからなり、前記接合負レンズ成分L2Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L22と両凹負レンズ成分L23との接合からなる。第３レンズ群G3は、両凸正レンズ成分L31のみからなる。そして、遠距離物体から近距離物体への合焦は第１レンズ群G1を物体方向に移動させて行う。
【００３５】
表２に第２実施例の諸元の値を掲げる。
【００３６】
【表２】
【００３７】
図６は本実施例の広角端状態の諸収差図、図７は中間焦点距離での諸収差図、図８は望遠端状態の諸収差図をそれぞれ示している。各収差図から、本実施例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。
【００３８】
（第３実施例）
図９は、第３実施例のレンズ構成を示す図である。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群G1と、絞りSと、正の屈折力を有する第２レンズ群G2と、正の屈折力を有する第３レンズ群G3とから構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が拡大するように、第１レンズ群と第２レンズ群が移動し、第３レンズ群が固定している構成である。
【００３９】
第１レンズ群G1は接合負レンズ成分L1Cからなり、前記接合負レンズ成分L1Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L11と、両凹負レンズ成分L12との接合からなる。第２レンズ群G2は、物体側から順に、両凸正レンズ成分L21と接合負レンズ成分L2Cとからなり、前記接合負レンズ成分L2Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L22と両凹負レンズ成分L23との接合からなる。第３レンズ群G3は、両凸正レンズ成分L31のみからなる。また、遠距離物体から近距離物体への合焦は第１レンズ群G1を物体方向に移動させて行う。
【００４０】
表３に、第３実施例の諸元の値を掲げる。
【００４１】
【表３】
【００４２】
図１０は本実施例の広角端状態の諸収差図、図１１は中間焦点距離での諸収差図、図１２は望遠端状態の諸収差図をそれぞれ示している。各収差図から、本実施例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。
【００４３】
（第４実施例）
図１３は、第４実施例のレンズ構成を示す図である。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群G1と、絞りSと、正の屈折力を有する第２レンズ群G2と、正の屈折力を有する第３レンズ群G3とから構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が拡大するように、第１レンズ群と第２レンズ群が移動し、第３レンズ群が固定している構成である。
【００４４】
第１レンズ群G1は接合負レンズ成分L1Cからなり、前記接合負レンズ成分L1Cは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分L11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分L12との接合からなる。第２レンズ群G2は、物体側から順に、両凸正レンズ成分L21と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分L22と両凹負レンズ成分L23と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ成分L24とからなる。第３レンズ群G3は、両凸正レンズ成分L31のみからなる。そして、遠距離物体から近距離物体への合焦は第１レンズ群G1を物体方向に移動させて行う。
【００４５】
表４に第４実施例の諸元の値を掲げる。
【００４６】
【表４】
【００４７】
図１４は本実施例の広角端状態の諸収差図、図１５は中間焦点距離での諸収差図、図１６は望遠端状態の諸収差図をそれぞれ示している。各収差図から、本実施例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。
【００４８】
（第５実施例）
図１７は、第５実施例のレンズ構成を示す図である。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群G1と、絞りSと、正の屈折力を有する第２レンズ群G2と、正の屈折力を有する第３レンズ群G3とから構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が拡大するように、第２レンズ群を物体方向に移動させ、第１レンズ群と第３レンズ群を固定し、撮像素子Iを光軸方向に移動させて変倍に伴う焦点移動を補正する構成である。
【００４９】
第１レンズ群G1は接合負レンズ成分L1Cからなり、前記接合負レンズ成分L1Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L11と、両凹負レンズ成分L12との接合からなる。第２レンズ群G2は、物体側から順に、両凸正レンズ成分L21と両凹負レンズ成分L22と物体側面が平面の平凸正レンズ成分L23とからなる。第３レンズ群G3は、両凸正レンズ成分L31のみからなる。そして、遠距離物体から近距離物体への合焦は結像面を物体方向と反対方向に移動させて行う。また、これに限られず、第１レンズ群G1を物体方向に移動させて合焦を行なっても良い。
【００５０】
表５に、第５実施例の諸元の値を掲げる。
【００５１】
【表５】
【００５２】
図１８は本実施例の広角端状態の諸収差図、図１９は中間焦点距離での諸収差図、図２０は望遠端状態の諸収差図をそれぞれ示している。各収差図から、本実施例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。
【００５３】
（第６実施例）
図２１は、第６実施例のレンズ構成を示す図である。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群G1と、絞りSと、正の屈折力を有する第２レンズ群G2と、正の屈折力を有する第３レンズ群G3とから構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が拡大するように、第２レンズ群を物体方向に移動させ、第３レンズ群を移動させ、その際に第１レンズ群は移動しない構成である。
【００５４】
第１レンズ群G1は接合負レンズ成分L1Cからなり、前記接合負レンズ成分L1Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L11と、両凹負レンズ成分L12との接合からなる。第２レンズ群G2は、物体側から順に、両凸正レンズ成分L21と両凹負レンズ成分L22と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ成分L23とからなる。ここで、前記正メニスカスレンズ成分L23の像側面は非球面である。第３レンズ群G3は、接合正レンズ成分L3Cのみからなり、前記接合正レンズ成分L3Cは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分L31と、両凸正レンズ成分L32との接合からなる。そして、遠距離物体から近距離物体への合焦は、第１レンズ群G1を物体方向に移動させて行う。
【００５５】
表６に、第６実施例の諸元の値を掲げる。なお、非球面は次式で表される。
【００５６】
【数１】
Ｘ（ｙ）＝ｙ2／［ｒ・｛１＋（１−Ｋ・ｙ2／ｒ2）1/2｝］＋Ｃ４・ｙ4＋Ｃ６・ｙ6＋Ｃ８・ｙ8＋Ｃ１０・ｙ10
【００５７】
ここで、Ｘ（ｙ）は非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離、ｒは近軸の曲率半径、Ｋは円錐定数、Ｃｉは第ｉ次の非球面係数をそれぞれ表している。
【００５８】
【表６】
【００５９】
図２２は本実施例の広角端状態の諸収差図、図２３は中間焦点距離での諸収差図、図２４は望遠端状態の諸収差図をそれぞれ示している。各収差図から、本実施例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。
【００６０】
（第７実施例）
図２５は、第７実施例のレンズ構成を示す図である。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群G1と、絞りSと、正の屈折力を有する第２レンズ群G2と、正の屈折力を有する第３レンズ群G3とから構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群G1と第２レンズ群G2の間隔が縮小し、第2レンズ群G2と第３レンズ群G3の間隔が拡大するように、第１レンズ群G1と第２レンズ群G2を物体方向に移動し、第３レンズ群G3が固定している構成である。
【００６１】
第１レンズ群G1は接合負レンズ成分L1Cからなり、該接合負レンズ成分L1Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L11と、両凹負レンズ成分L12との接合からなる。
第２レンズ群G2は、物体側から順に、両凸正レンズ成分L21と接合負レンズ成分L2Cとからなり、前記接合負レンズL2Cは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分L22と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分L23との接合からなる。
第３レンズ群G3は、両凸正レンズ成分L31のみからなる。そして、該両凸正レンズ成分L31の物体側面は非球面である。
【００６２】
また、遠距離物体から近距離物体への合焦は第１レンズ群G1を物体方向に移動させるか、または第３レンズ群G3を物体側に移動させて行うのが好ましい。
【００６３】
表７に、第７実施例の諸元の値を掲げる。なお、非球面は上記第６実施形態と同様の式で表される。
【００６４】
【表７】
【００６５】
図２６は本実施例の広角端状態の諸収差図、図２７は中間焦点距離での諸収差図、図２８は望遠端状態の諸収差図をそれぞれ示している。各収差図から、本実施例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。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適であり、レンズ群の構成が単純で、組立て調整が容易な、低コストな可変焦点距離レンズ系と、該レンズ系を備える撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のレンズ構成を示す図。
【図２】本発明の第１実施例の広角端状態での諸収差図である。
【図３】本発明の第１実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図４】本発明の第１実施例の望遠端状態での諸収差図である。
【図５】本発明の第２実施例のレンズ構成を示す図。
【図６】本発明の第２実施例の広角端状態での諸収差図である。
【図７】本発明の第２実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図８】本発明の第２実施例の望遠端状態での諸収差図である。
【図９】本発明の第３実施例のレンズ構成を示す図。
【図１０】本発明の第３実施例の広角端状態での諸収差図である。
【図１１】本発明の第３実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図１２】本発明の第３実施例の望遠端状態での諸収差図である。
【図１３】本発明の第４実施例のレンズ構成を示す図。
【図１４】本発明の第４実施例の広角端状態での諸収差図である。
【図１５】本発明の第４実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図１６】本発明の第４実施例の望遠端状態での諸収差図である。
【図１７】本発明の第５実施例のレンズ構成を示す図。
【図１８】本発明の第５実施例の広角端状態での諸収差図である。
【図１９】本発明の第５実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図２０】本発明の第５実施例の望遠端状態での諸収差図である。
【図２１】本発明の第６実施例のレンズ構成を示す図。
【図２２】本発明の第６実施例の広角端状態での諸収差図である。
【図２３】本発明の第６実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図２４】本発明の第６実施例の望遠端状態での諸収差図である。
【図２５】本発明の第７実施例のレンズ構成図を示す図。
【図２６】本発明の第７実施例の広角端状態での諸収差図である。
【図２７】本発明の第７実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図２８】本発明の第７実施例の望遠端状態での諸収差図である。
【符合の説明】
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｓ 絞り
Ｉ 撮像素子
【発明の属する技術分野】
本発明は可変焦点距離レンズ系、特に固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適な可変焦点距離レンズ系と、このレンズ系を備える撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、固体撮像素子等に適した屈折力配置が負正正型の３群構成の可変焦点距離レンズ系が特開昭６４−４０９１３号公報や特開平６−９４９９６号公報等に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６４−４０９１３号公報の各実施例では、第３レンズ群が３つ又は４つのレンズエレメントから構成されているので、第３レンズ群のレンズ室の構造が複雑化すること、又は組み立て調整に時間を要してしまうことなどの問題がある。また、特開平６−９４９９６号公報の各実施例では、第１レンズ群が３つのレンズエレメントから構成されており、第１レンズ群のレンズ室の構造が複雑化すること、又は組み立て調整に時間を要してしまうことなどの問題がある。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に適し、レンズ群の構成が単純で、容易に組立て調整を行え、低コストな可変焦点距離レンズ系と、該レンズ系を備える撮像装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の可変焦点距離レンズ系は、物体側から順に、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レンズ群とからなり、前記第１レンズ群は、１枚の接合負レンズ成分のみからなり、前記第２レンズ群は２枚以上の正レンズ成分と１枚以上の負レンズ成分とからなり、前記第３レンズ群は単一のレンズ成分からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が拡大し、広角端状態における可変焦点距離レンズ系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とそれぞれしたとき、
（３） ２ ＜ ｜ｆｌ／ｆｗ｜ ＜ ３．２ (ｆ１＜０)
（４） １．１０≦ ｆ３／ｆ２ ＜ １．６
の条件を満足する構成である。
【０００６】
前記第１レンズ群を１枚の接合負レンズ成分のみで構成し、前記第３レンズ群は単一のレンズ成分から構成することにより、第１レンズ群と第３レンズ群の組立て調整がきわめて容易となり、低コスト化に効果的である。また、前記第２レンズ群は２枚以上の正レンズ成分と１枚以上の負レンズ成分とから構成することにより、球面収差・コマ収差を良好に補正できる。
【０００７】
さらに好ましくは、前記第１レンズ群の接合負レンズ成分は、物体側から順に、正レンズ成分と、両凹形状の負レンズ成分との接合レンズ成分とすることが望ましい。
【０００８】
また、本発明は、以下の条件式（１）を満足することがより望ましい。
（１） ν1N−ν1P＞２０
ここで、ν1Nは前記第１レンズ群内の負レンズ成分のアッベ数、ν1Pは前記第１レンズ群内の正レンズ成分のアッベ数である。
【０００９】
条件式（１）は、変倍範囲全域において、軸上色収差と倍率色収差とを良好に補正するための条件を規定している。条件式（１）の下限値を下回ると、軸上色収差又は倍率色収差の悪化を招くので好ましくない。
【００１０】
また、本発明は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２） −２．５＜（Ｒ３＋Ｒ１）／（Ｒ３−Ｒ１）＜−０．５
ここで、Ｒ１は前記接合負レンズ成分の物体側のレンズ面の曲率半径、Ｒ３は前記接合負レンズ成分の像面側のレンズ面の曲率半径である。
【００１１】
条件式（２）は、第１レンズ群を構成する接合負レンズ成分の適切な形状を規定している。条件式（２）の上限値を上回ると、前記接合負レンズ成分の物体側面が強い凹面となり、非点収差・歪曲収差などの良好な補正が困難となる。逆に、条件式（２）の下限値を下回ると、前記接合レンズ成分で発生する球面収差が過大となり、レンズ全体での良好な球面収差補正が困難となる。
【００１２】
また、本発明は、前記第３レンズ群は、１枚の両凸形状の正レンズ成分のみで構成することが望ましい。これにより、低コスト化を達成できる。
【００１３】
また、本発明は、前記第３レンズ群を１枚の接合正レンズ成分のみから構成し、前記接合正レンズ成分を、両凸形状の正レンズ成分と、メニスカス形状の負レンズ成分との接合レンズ成分とから構成することが望ましい。これにより、軸上色収差と倍率色収差とをさらに良好に補正することができる。
【００１４】
また、本発明は、前記第２レンズ群を、物体側から順に、２枚の正レンズ成分と１枚の負レンズ成分とから構成することが望ましい。これにより、球面収差とコマ収差とを効果的に補正できる。
【００１５】
また、本発明は、前記第２レンズ群を、物体側から順に、１枚の正レンズ成分と１枚の接合負レンズ成分とから構成し、前記接合負レンズ成分を、物体側から順に、両凸正レンズ成分と、両凹負レンズ成分とから構成することが望ましい。これにより、第２レンズ群の構造を単純化でき、球面収差とコマ収差との補正を両立することができる。
【００１６】
また、本発明は、前記第２レンズ群を、物体側から順に、両凸形状の正レンズ成分と、両凹形状の負レンズ成分と、物体側に凸面を向けた正レンズ成分とから構成することも可能である。
【００１７】
また、本発明は、前記第２レンズ群を、物体側から順に、２枚の正レンズ成分と、１枚の負レンズ成分と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分とから構成することが望ましい。これにより、球面収差とコマ収差とを効果的に補正できる。さらに、前記メニスカスレンズ成分の厚さを適切に選択することで、本発明の可変焦点距離レンズ系を備える撮像装置に使用するＣＣＤに最適な射出瞳位置を実現することができる。
【００１８】
また、本発明は、前記第２レンズ群を、物体側から順に、１枚の正レンズ成分と、１枚の接合負レンズ成分と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分とから構成し、前記接合負レンズ成分を、物体側から順に、両凸正レンズ成分と、両凹負レンズ成分とから構成することが望ましい。これにより、球面収差とコマ収差とを良好に補正し、第２レンズ群内の間隔公差・偏心公差の緩和の両立が可能となる。
【００２０】
条件式（３）は、第１レンズ群の焦点距離の適切な範囲を規定している。条件式（３）の下限値を下回ると、第１レンズ群で発生する球面収差が大きくなり、変倍による球面収差の変化が大きくなり好ましくない。逆に、条件式（３）の上限値を上回ると、レンズ系の大型化を招いたり、十分な変倍比の確保が困難になるなど好ましくない。
【００２１】
条件式（４）は、第２レンズ群と第３レンズ群の焦点距離の適切な比を規定している。条件式（４）の下限値を下回ると、第３レンズ群で発生する球面収差・コマ収差が過大となり好ましくない。逆に、条件式（４）の上限値を上回ると、第２レンズ群の屈折力が増大し、第２レンズ群の収差補正が困難になるか、又は第２レンズ群の構成が複雑化してしまうので好ましくない。
【００２２】
また、本発明では、広角端状態から望遠端状態への変倍に際しては、前記第１レンズ群が移動し、前記第２レンズ群が物体方向に移動し、前記第３レンズ群は固定であることが望ましい。これにより、変倍機構を簡素化できる。
【００２３】
また、本発明は上記構成に限られず、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群が固定であって、前記第２レンズ群が物体方向に移動し、前記第３レンズ群が移動する構成でも変倍機構が簡素化できる。
【００２４】
また、遠距離物体から近距離物体への合焦（フォーカシング）に際して前記第１レンズ群を物体方向に移動させることが望ましい。これにより、合焦動作に伴う光学性能の劣化を小さくできる。
【００２５】
また、本発明は、可変焦点距離レンズ系と撮像素子とを有し、前記可変焦点距離レンズ系で形成される画像を前記撮像素子で検出するよう構成し、前記可変焦点距離レンズ系は、物体側から順に、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レンズ群とからなり、前記第１レンズ群は、１枚の接合負レンズ成分のみからなり、前記第２レンズ群は２枚以上の正レンズ成分と１枚以上の負レンズ成分とからなり、前記第３レンズ群は単一のレンズエレメントからなり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズと前記第３レンズ群とを固定とし、前記第２レンズ群を物体方向に移動させ、前記撮像素子が移動し、広角端状態における可変焦点距離レンズ系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とそれぞれしたとき、
（３） ２ ＜ ｜ｆｌ／ｆｗ｜ ＜ ３．２ (ｆ１＜０)
（４） １．１０≦ ｆ３／ｆ２ ＜ １．６
の条件を満足することで、結像状態を維持することを特徴とする撮像装置を提供する。これにより、変倍機構を簡素化できる。
【００２６】
また、本発明では、遠距離物体から近距離物体への合焦動作に際して、前記撮像素子を物体方向と反対方向に移動させることが望ましい。これにより、撮像素子の移動機構を変倍動作と合焦動作とに共用できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の数値実施例を説明する。
【００２８】
（第１実施例）
図１は、第１実施例のレンズ構成を示す図である。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群G1と、絞りSと、正の屈折力を有する第２レンズ群G2と、正の屈折力を有する第３レンズ群G3とから構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が拡大するように、第１レンズ群と第２レンズ群が移動し、第３レンズ群が固定の構成である。
【００２９】
第１レンズ群G1は接合負レンズ成分L1Cからなり、前記接合負レンズ成分L1Cは、物体側から順に、両凸正レンズL11と、両凹負レンズ成分L12との接合レンズ成分からなる。第２レンズ群G2は、物体側から順に、両凸正レンズ成分L21と接合負レンズ成分L2Cと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ成分L24とからなり、前記接合負レンズ成分L2Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L22と両凹負レンズ成分L23との接合からなる。第３レンズ群G3は、両凸正レンズ成分L31のみからなる。そして、遠距離物体から近距離物体への合焦は第１レンズ群G1を物体方向に移動させて行う。
【００３０】
以下の表１に、第１実施例の諸元の値を掲げる。［全体諸元］中のｆは焦点距離、Ｂ．ｆ．はバックフォーカス、ＦNOはＦナンバー、 2ωは画角をそれぞれ表している。［レンズ諸元］中、第１カラムは物体側からのレンズ面の番号、第２カラムｒはレンズ面の曲率半径、第３カラムｄはレンズ面間隔、第４カラムνはアッベ数、第５カラムｎはｄ線（λ=587.6nm）に対する屈折率をそれぞれ表している。また、［可変間隔データ］には、広角端状態、中間焦点距離、望遠端状態の各状態での焦点距離、可変間隔の値を掲げる。［条件式対応数値］には、各条件式におけるパラメータの値を示す。なお、以下全ての実施例の諸元値において、本実施例と同様の符号を用いる。
【００３１】
【表１】
図２は本実施例の広角端状態の諸収差図、図３は本実施例の中間焦点距離での諸収差図、図４は本実施例の望遠端状態の諸収差図をそれぞれ示している。各収差図において、ＦNOはＦナンバー、ωは画角、ｄはｄ線（λ=587.6nm）及びｇはｇ線（λ=435.6nm）をそれぞれ示している。また、非点収差図において、実線はサジタル像面を、破線はメリジオナル像面をそれぞれ示している。なお、以下全ての実施例の収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。各収差図から、本実施例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。
【００３３】
（第２実施例）
図５は、第２実施例のレンズ構成を示す図である。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群G1と、絞りSと、正の屈折力を有する第２レンズ群G2と、正の屈折力を有する第３レンズ群G3とから構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が拡大するように、第１レンズ群と第２レンズ群が移動し、第３レンズ群が固定している構成である。
【００３４】
第１レンズ群G1は接合負レンズ成分L1Cからなり、前記接合負レンズ成分L1Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L11と、両凹負レンズ成分L12との接合からなる。第２レンズ群G2は、物体側から順に、両凸正レンズ成分L21と接合負レンズ成分L2Cと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ成分L24とからなり、前記接合負レンズ成分L2Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L22と両凹負レンズ成分L23との接合からなる。第３レンズ群G3は、両凸正レンズ成分L31のみからなる。そして、遠距離物体から近距離物体への合焦は第１レンズ群G1を物体方向に移動させて行う。
【００３５】
表２に第２実施例の諸元の値を掲げる。
【００３６】
【表２】
図６は本実施例の広角端状態の諸収差図、図７は中間焦点距離での諸収差図、図８は望遠端状態の諸収差図をそれぞれ示している。各収差図から、本実施例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。
【００３８】
（第３実施例）
図９は、第３実施例のレンズ構成を示す図である。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群G1と、絞りSと、正の屈折力を有する第２レンズ群G2と、正の屈折力を有する第３レンズ群G3とから構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が拡大するように、第１レンズ群と第２レンズ群が移動し、第３レンズ群が固定している構成である。
【００３９】
第１レンズ群G1は接合負レンズ成分L1Cからなり、前記接合負レンズ成分L1Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L11と、両凹負レンズ成分L12との接合からなる。第２レンズ群G2は、物体側から順に、両凸正レンズ成分L21と接合負レンズ成分L2Cとからなり、前記接合負レンズ成分L2Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L22と両凹負レンズ成分L23との接合からなる。第３レンズ群G3は、両凸正レンズ成分L31のみからなる。また、遠距離物体から近距離物体への合焦は第１レンズ群G1を物体方向に移動させて行う。
【００４０】
表３に、第３実施例の諸元の値を掲げる。
【００４１】
【表３】
図１０は本実施例の広角端状態の諸収差図、図１１は中間焦点距離での諸収差図、図１２は望遠端状態の諸収差図をそれぞれ示している。各収差図から、本実施例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。
【００４３】
（第４実施例）
図１３は、第４実施例のレンズ構成を示す図である。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群G1と、絞りSと、正の屈折力を有する第２レンズ群G2と、正の屈折力を有する第３レンズ群G3とから構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が拡大するように、第１レンズ群と第２レンズ群が移動し、第３レンズ群が固定している構成である。
【００４４】
第１レンズ群G1は接合負レンズ成分L1Cからなり、前記接合負レンズ成分L1Cは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分L11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分L12との接合からなる。第２レンズ群G2は、物体側から順に、両凸正レンズ成分L21と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分L22と両凹負レンズ成分L23と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ成分L24とからなる。第３レンズ群G3は、両凸正レンズ成分L31のみからなる。そして、遠距離物体から近距離物体への合焦は第１レンズ群G1を物体方向に移動させて行う。
【００４５】
表４に第４実施例の諸元の値を掲げる。
【００４６】
【表４】
図１４は本実施例の広角端状態の諸収差図、図１５は中間焦点距離での諸収差図、図１６は望遠端状態の諸収差図をそれぞれ示している。各収差図から、本実施例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。
【００４８】
（第５実施例）
図１７は、第５実施例のレンズ構成を示す図である。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群G1と、絞りSと、正の屈折力を有する第２レンズ群G2と、正の屈折力を有する第３レンズ群G3とから構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が拡大するように、第２レンズ群を物体方向に移動させ、第１レンズ群と第３レンズ群を固定し、撮像素子Iを光軸方向に移動させて変倍に伴う焦点移動を補正する構成である。
【００４９】
第１レンズ群G1は接合負レンズ成分L1Cからなり、前記接合負レンズ成分L1Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L11と、両凹負レンズ成分L12との接合からなる。第２レンズ群G2は、物体側から順に、両凸正レンズ成分L21と両凹負レンズ成分L22と物体側面が平面の平凸正レンズ成分L23とからなる。第３レンズ群G3は、両凸正レンズ成分L31のみからなる。そして、遠距離物体から近距離物体への合焦は結像面を物体方向と反対方向に移動させて行う。また、これに限られず、第１レンズ群G1を物体方向に移動させて合焦を行なっても良い。
【００５０】
表５に、第５実施例の諸元の値を掲げる。
【００５１】
【表５】
図１８は本実施例の広角端状態の諸収差図、図１９は中間焦点距離での諸収差図、図２０は望遠端状態の諸収差図をそれぞれ示している。各収差図から、本実施例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。
【００５３】
（第６実施例）
図２１は、第６実施例のレンズ構成を示す図である。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群G1と、絞りSと、正の屈折力を有する第２レンズ群G2と、正の屈折力を有する第３レンズ群G3とから構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が拡大するように、第２レンズ群を物体方向に移動させ、第３レンズ群を移動させ、その際に第１レンズ群は移動しない構成である。
【００５４】
第１レンズ群G1は接合負レンズ成分L1Cからなり、前記接合負レンズ成分L1Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L11と、両凹負レンズ成分L12との接合からなる。第２レンズ群G2は、物体側から順に、両凸正レンズ成分L21と両凹負レンズ成分L22と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ成分L23とからなる。ここで、前記正メニスカスレンズ成分L23の像側面は非球面である。第３レンズ群G3は、接合正レンズ成分L3Cのみからなり、前記接合正レンズ成分L3Cは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分L31と、両凸正レンズ成分L32との接合からなる。そして、遠距離物体から近距離物体への合焦は、第１レンズ群G1を物体方向に移動させて行う。
【００５５】
表６に、第６実施例の諸元の値を掲げる。なお、非球面は次式で表される。
【００５６】
【数１】
Ｘ（ｙ）＝ｙ2／［ｒ・｛１＋（１−Ｋ・ｙ2／ｒ2）1/2｝］＋Ｃ４・ｙ4＋Ｃ６・ｙ6＋Ｃ８・ｙ8＋Ｃ１０・ｙ10
【００５７】
ここで、Ｘ（ｙ）は非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離、ｒは近軸の曲率半径、Ｋは円錐定数、Ｃｉは第ｉ次の非球面係数をそれぞれ表している。
【００５８】
【表６】
図２２は本実施例の広角端状態の諸収差図、図２３は中間焦点距離での諸収差図、図２４は望遠端状態の諸収差図をそれぞれ示している。各収差図から、本実施例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。
【００６０】
（第７実施例）
図２５は、第７実施例のレンズ構成を示す図である。物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群G1と、絞りSと、正の屈折力を有する第２レンズ群G2と、正の屈折力を有する第３レンズ群G3とから構成され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群G1と第２レンズ群G2の間隔が縮小し、第2レンズ群G2と第３レンズ群G3の間隔が拡大するように、第１レンズ群G1と第２レンズ群G2を物体方向に移動し、第３レンズ群G3が固定している構成である。
【００６１】
第１レンズ群G1は接合負レンズ成分L1Cからなり、該接合負レンズ成分L1Cは、物体側から順に、両凸正レンズ成分L11と、両凹負レンズ成分L12との接合からなる。
第２レンズ群G2は、物体側から順に、両凸正レンズ成分L21と接合負レンズ成分L2Cとからなり、前記接合負レンズL2Cは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分L22と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分L23との接合からなる。
第３レンズ群G3は、両凸正レンズ成分L31のみからなる。そして、該両凸正レンズ成分L31の物体側面は非球面である。
【００６２】
また、遠距離物体から近距離物体への合焦は第１レンズ群G1を物体方向に移動させるか、または第３レンズ群G3を物体側に移動させて行うのが好ましい。
【００６３】
表７に、第７実施例の諸元の値を掲げる。なお、非球面は上記第６実施形態と同様の式で表される。
【００６４】
【表７】
図２６は本実施例の広角端状態の諸収差図、図２７は中間焦点距離での諸収差図、図２８は望遠端状態の諸収差図をそれぞれ示している。各収差図から、本実施例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。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適であり、レンズ群の構成が単純で、組立て調整が容易な、低コストな可変焦点距離レンズ系と、該レンズ系を備える撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のレンズ構成を示す図。
【図２】本発明の第１実施例の広角端状態での諸収差図である。
【図３】本発明の第１実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図４】本発明の第１実施例の望遠端状態での諸収差図である。
【図５】本発明の第２実施例のレンズ構成を示す図。
【図６】本発明の第２実施例の広角端状態での諸収差図である。
【図７】本発明の第２実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図８】本発明の第２実施例の望遠端状態での諸収差図である。
【図９】本発明の第３実施例のレンズ構成を示す図。
【図１０】本発明の第３実施例の広角端状態での諸収差図である。
【図１１】本発明の第３実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図１２】本発明の第３実施例の望遠端状態での諸収差図である。
【図１３】本発明の第４実施例のレンズ構成を示す図。
【図１４】本発明の第４実施例の広角端状態での諸収差図である。
【図１５】本発明の第４実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図１６】本発明の第４実施例の望遠端状態での諸収差図である。
【図１７】本発明の第５実施例のレンズ構成を示す図。
【図１８】本発明の第５実施例の広角端状態での諸収差図である。
【図１９】本発明の第５実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図２０】本発明の第５実施例の望遠端状態での諸収差図である。
【図２１】本発明の第６実施例のレンズ構成を示す図。
【図２２】本発明の第６実施例の広角端状態での諸収差図である。
【図２３】本発明の第６実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図２４】本発明の第６実施例の望遠端状態での諸収差図である。
【図２５】本発明の第７実施例のレンズ構成図を示す図。
【図２６】本発明の第７実施例の広角端状態での諸収差図である。
【図２７】本発明の第７実施例の中間焦点距離での諸収差図である。
【図２８】本発明の第７実施例の望遠端状態での諸収差図である。
【符合の説明】
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｓ 絞り
Ｉ 撮像素子
Claims (9)
- 物体側から順に、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レンズ群とからなり、
前記第１レンズ群は１枚の接合負レンズ成分のみからなり、
前記第２レンズ群は２枚以上の正レンズ成分と１枚以上の負レンズ成分とからなり、
前記第３レンズ群は単一のレンズ成分からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が縮小し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が拡大し、
広角端状態における可変焦点距離レンズ系の焦点距離をｆｗ、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とそれぞれしたとき、
２ ＜ ｜ｆｌ／ｆｗ｜ ＜ ３．２ (ｆ１＜０)
１．１０≦ ｆ３／ｆ２ ＜ １．６
の条件を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ系。 - 前記第１レンズ群の前記接合負レンズ成分は、物体側から順に、正レンズ成分と、両凹形状の負レンズ成分との接合レンズであることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
- 以下の条件を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系。
ν１Ｎ−ν１Ｐ ＞ ２０
但し、ν１Ｎは前記第１レンズ群内の負レンズ成分のアッベ数、νｌＰは前記第１レンズ群内の正レンズ成分のアッベ数 - 以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の可変焦点距離レンズ系。
−２．５ ＜ (Ｒ３＋Ｒ１)／(Ｒ３−Ｒｌ) ＜−０．５
但し、Ｒ１は前記接合負レンズ成分の物体側のレンズ面の曲率半径、Ｒ３は前記接合負レンズ成分の像面側のレンズ面の曲率半径 - 前記第３レンズ群は、１枚の両凸形状の正レンズ成分のみで構成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ系。
- 前記第２レンズ群を、物体側から順に、１枚の正レンズ成分と１枚の接合負レンズ成分とから構成し、前記接合負レンズ成分を、物体側から順に、両凸形状の正レンズ成分と、両凹形状の負レンズ成分とから構成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか1項に記載の可変焦点距離レンズ系。
- 前記第２レンズ群を、物体側から順に、１枚の正レンズ成分と、１枚の接合負レンズ成分と、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズ成分とから構成し、前記接合負レンズ成分を、物体側から順に、両凸形状の正レンズ成分と.両凹形状の負レンズ成分とから構成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ系。
- 広角端状態から望遠端状態への変倍に際しては、前記第１レンズ群が移動し、前記第２レンズ群が物体方向に移動し、前記第３レンズ群は固定であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ系。
- 可変焦点距離レンズ系と該レンズ系で形成された画像を取り込む撮像素子とを有する撮像装置において、
前記可変焦点距離レンズ系は、物体側から順に、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レンズ群とからなり、前記第１レンズ群は、１枚の接合負レンズ成分のみからなり、前記第２レンズ群は２枚以上の正レンズ成分と１枚以上の負レンズ成分とからなり、前記第３レンズ群は単一のレンズ成分からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズと前記第３レンズ群とは固定し、前記第２レンズ群は物体方向に移動し、前記撮像素子は移動し、
広角端状態における可変焦点距離レンズ系の焦点距離をｆｗ、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とそれぞれしたとき、
２ ＜ ｜ｆｌ／ｆｗ｜ ＜ ３．２ (ｆ１＜０)
１．１０≦ ｆ３／ｆ２ ＜ １．６
の条件を満足することを特徴とする撮像装置。
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