JP4791793B2 - ズームレンズ、撮像装置および撮影装置 - Google Patents
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Description
特許文献1記載のズームレンズは上記タイプのズームレンズが、第1レンズ群内に接合面を含み、この接合面における反射を抑制することによってゴースト像の低減を図るものであるが、実施例として具体的に記載されているのは、「広角端における半画角が34度より小さいもの」であり、これを38度以上にした場合のゴースト像の抑制は不明である。
即ち、第1レンズ群と第2レンズ群をなすレンズ構成において、物体側から数えて第i番目のレンズ面の曲率半径をri、第i+1番目のレンズ面の曲率半径をri+1とするとき、条件:
(1) 1.0<ri/ri+1<5.0
となるレンズ面:SiおよびSi+1を有し、条件(1)を満たすレンズ面対の少なくとも1対をなす各レンズ面に「ゴースト像の強度を低減するための反射率低減処理」が施されている。
また、広角端から望遠端への変倍に際する第1レンズ群の総移動量:X1、望遠端における全系の焦点距離:fTが、条件:
(3) 0.30<X1/fT<0.85
を満足し、且つ、
望遠端における第4レンズ群の結像倍率:m4T、広角端における第4レンズ群の結像倍率:m4Wが、条件:
(9) 0.60<m4T<0.85
(10) 1.0<m4T/m4W<1.3
を満足する。
(2) R200<0.7
となるような処理であることができる(請求項3)。条件(2)は、反射率:R200が、波長:450〜650nmの範囲において0.7%を超えないことを意味する。以下の説明においても同様である。
即ち、請求項1〜5の任意の1に記載のズームレンズにおいて、上記条件(1)のパラメータ:ri/ri+1が、条件:
(1A) 2.0<ri/ri+1<5.0
を満たすレンズ面:SiおよびSi+1を有し、条件(1A)を満たすレンズ面対の少なくとも1対をなす各レンズ面に「ゴースト像の強度を低減するための反射率低減処理」が施されている。
(2) R200<0.7
となるような処理であることができる。
(4) 0.15<X3/fT<0.50
を満足することが好ましい(請求項11)。この場合、広角端における全系の焦点距離:fW、最大像高:Y’maxが、条件:
(5) 0.70<Y’ max /f W <1.00
を満足することが好ましい(請求項12)。
「最大像高」は要求される光学性能を実現できる最大の像高をいう。
この発明の撮影装置は、請求項14記載の撮像装置を有する撮影装置であり(請求項15)、カメラまたは携帯情報端末装置として構成することができる(請求項16)。
即ち、この発明のズームレンズのように「物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群と、1以上のレンズ群からなり全体として正の屈折力を有する後続レンズ群とを配し、第2レンズ群と第3レンズ群との間に開口絞りを有し、広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大し、第2レンズ群と後続レンズ群との間隔が減少する」構成においては、開口絞りよりも物体側に位置する第1レンズ群・第2レンズ群に起因するゴースト像が発生しやすい。
1.0<ri/ri+1<2.0
の範囲では、ゴースト像は「光源そのものの像のごく近傍」に形成される。前述の如く「強い光源が画面内に存在する場合のゴースト像」は許容されやすいので、このような場合には実質的に問題とならない場合も多い。従って、請求項6におけるように、条件(1A)を満足するレンズ面に対して反射率低減処理を施すようにすれば「実質的にゴースト像が問題とならない可能性が高いレンズ面」に「反射率低減処理による無駄なコスト」をかけることなく、より効率的にゴースト像の低減が可能となる。
(3A) 0.40<X1/fT<0.75
を満足するのがよい。
(4A) 0.20<X3/fT<0.45
を満足するのがよい。
(7) 6.0<f1/fW<12.0
ここに、「f1」は第1レンズ群の焦点距離、「f2」は第2レンズ群の焦点距離、「f3」は第3レンズ群の焦点距離、「fW」は「広角端における全系の焦点距離」を表す。
この発明のズームレンズにおいて第2レンズ群と第3レンズ群との間に配置される開口絞りは「隣接するレンズ群とは独立に移動させる」ことができる。このような構成により4.5倍以上という大きな変倍領域のどのポジションにおいても「より最適な光線経路」の選択が可能となるため、特にコマ収差や像面湾曲等の補正の自由度が向上し、軸外性能の向上を達成することができる。
(8) 0.08<dsw/fT<0.20
を満足することが望ましい。
ここに「m4T」は望遠端における第4レンズ群の結像倍率を表す。
「m4W」は広角端における第4レンズ群の結像倍率を表す。
パラメータ:m4T/m4Wは、より好ましくは、以下の条件(10A)を満足するのが良い。
(10A) 1.05<m4T/m4W<1.2 。
(11) 50<ν4<75
を満足することが望ましい。
(11A) 50<ν4<65
を満足するのがよい。
以下、小型化を妨げない範囲でより良好な収差補正を行うための条件を述べる。
1.65<N22<1.90,20<ν22<35
1.75<N23<1.90,35<ν23<50
ここに、N2i(i=1〜3)は第2レンズ群中、物体側から数えて第i番目のレンズの屈折率,ν2i(i=1〜3)は第2レンズ群中、物体側から数えて第i番目のレンズのアッベ数を表す。
この実施の形態において、撮影装置は「携帯情報端末装置」として実施されている。
f :全系の焦点距離
F :Fナンバ
ω :半画角
R :曲率半径
D :面間隔
Nd :屈折率
νd :アッベ数
K :非球面の円錐定数
A4 :4次の非球面係数
A6 :6次の非球面係数
A8 :8次の非球面係数
A10 :10次の非球面係数
A12 :12次の非球面係数
A14 :14次の非球面係数
A16 :16次の非球面係数
A18 :18次の非球面係数
非球面は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率):C、光軸からの高さ:H、上記円錐定数、非球面係数を用いて、周知の次式で表される。
+A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10+A12・H12
+A14・H14+A16・H16+A18・H18 。
f=4.74〜31.88,F=3.49〜5.02,ω=39.20〜6.50
面番号 R D Nd νd 備考
01 35.951 1.00 1.84666 23.78 第1レンズ
02 22.834 3.44 1.49700 81.54 第2レンズ
03 92.407 0.10
04 26.507 2.58 1.80400 46.57 第3レンズ
05 79.541 可変(A)
06* 37.724 0.84 1.80400 46.57 第4レンズ
07 4.355 2.31
08 48.799 2.51 1.76182 26.52 第5レンズ
09 −6.568 0.74 1.83481 42.71 第6レンズ
10* −96.317 可変(B)
11 絞り 可変(C)
12* 7.796 2.85 1.58913 61.15 第7レンズ
13* −10.195 0.10
14 11.746 2.16 1.77250 49.60 第8レンズ
15 −8.479 0.80 1.71736 29.52 第9レンズ
16 4.849 可変(D)
17* 13.600 2.28 1.52470 56.20 第10レンズ
18* −29.129 可変(E)
19 ∞ 0.80 1.51680 64.20 各種フィルタ
20 ∞ 。
第6面
K= 0.0,
A4= 8.99680×10−5,A6= 1.17385×10−5,
A8=−2.28174×10−6,A10= 1.61797×10−7,
A12=−4.87869×10−9,A14= 2.49023×10−11,
A16= 1.66865×10−12,A18=−2.55153×10−14
第10面
K= 0.0,
A4=−4.17819×10−4,A6=−1.85516×10−5,
A8= 1.73536×10−6,A10=−1.09898×10−7
第12面
K= 0.0,
A4=−6.52161×10−4,A6=−1.64731×10−5,
A8= 5.08316×10−6,A10=−4.47602×10−7
第13面
K= 0.0,
A4= 3.04932×10−4,A6=−1.84286×10−5,
A8= 3.75632×10−6,A10=−2.69027×10−7
第17面
K= 0.0,
A4= 6.36181×10−5,A6=−2.03691×10−5,
A8=−3.14875×10−7,A10=−7.89983×10−9
第18面
K= 0.0,
A4= 2.63195×10−4,A6=−4.01829×10−5 。
短焦点端 中間焦点距離 長焦点端
f 4.740 12.313 31.883
A 0.600 10.861 21.200
B 7.955 3.420 1.150
C 3.400 2.374 0.750
D 2.745 9.291 13.554
E 3.693 2.706 2.285 。
X1/fT=0.646
X3/fT=0.297
|f2|/f3=0.733
f1/fW=9.07
dsw/fT=0.107
m4T=0.742
m4T/m4W=1.118 。
i ri/ri+1
1 1.57
2 0.25
3 3.49 マルチコート
4 0.33 マルチコート
5 2.11 マルチコート
6 8.66 マルチコート
7 0.09
8 −7.43
9 0.07
10 。
ここで、正レンズL2の像側面がレンズ面:Siに相当し、正レンズL3の物体側面がレンズ面:Si+1に相当すると考えると「ri/ri+1=3.49」となり条件(1)、(1A)を満足する。
図6、図7はマルチコートによる分光反射率であり、ともに、条件(2)を満足するように膜設計され、成膜されたものである。
図3は、実施例ズームレンズの短焦点端において、光軸と35度の角度をなす光源(略無限遠)からの光線が、2つのレンズ面で反射されゴースト光として像面に達してゴースト像を発生する様子を表している。ゴースト光は、第2レンズ群IIの正レンズL4の物体側面(第2レンズ群の最も物体側の面、レンズ面:S6)で反射し、第1レンズ群Iの最も像側の面である正レンズL3の像側面(レンズ面:S5)で再反射している。
II 第2レンズ群
III 第3レンズ群
IV 第4レンズ群
S 開口絞り
Claims (16)
- 物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群を配し、第2レンズ群と第3レンズ群との間に開口絞りを有してなり、
広角端から望遠端への変倍に際し、上記第1レンズ群と上記第2レンズ群との間隔が増大し、上記第2レンズ群と上記第3レンズ群との間隔が減少するズームレンズにおいて、
第1レンズ群と第2レンズ群をなすレンズ構成において、物体側から数えて第i番目のレンズ面の曲率半径をri、第i+1番目のレンズ面の曲率半径をri+1とするとき、これらの比:r i /r i+1 が、条件:
(1) 1.0<ri/ri+1<5.0
を満足するレンズ面:SiおよびSi+1を有し、
上記条件(1)を満たすレンズ面対の少なくとも1対をなす各レンズ面に、ゴースト像の強度を低減するための反射率低減処理が施され、
広角端から望遠端への変倍に際する第1レンズ群の総移動量:X1、望遠端における全系の焦点距離:fTが、条件:
(3) 0.30<X1/fT<0.85
を満足し、且つ、
望遠端における第4レンズ群の結像倍率:m4T、広角端における第4レンズ群の結像倍率:m4Wが、条件:
(9) 0.60<m4T<0.85
(10) 1.0<m4T/m4W<1.3
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1記載のズームレンズにおいて、
条件(1)を満足する全てのレンズ面対をなすレンズ面に、ゴースト像の強度を低減するための反射率低減処理を施したことを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1または2記載のズームレンズにおいて、
レンズ面に施すべき反射率低減処理が、
波長:450〜650nmの範囲における垂直入射光束の反射率(単位:%):R200が、条件:
(2) R200<0.7
となるような処理であることを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1または2または3記載のズームレンズにおいて、
条件(1)を満足するレンズ面対の少なくとも1対をなす各レンズ面が、波長:450〜650nmの範囲で、垂直入射光束に対し、反射率:0.3%以下となる波長領域と、反射率が0.3%より大きい領域とを有し、波長:450〜650nmの範囲にわたって、これらレンズ面の一方もしくは双方の反射率が0.3%以下となるように、上記各レンズ面の反射率低減処理が施されていることを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1または2記載のズームレンズにおいて、
条件(1)を満足するレンズ面対の少なくとも1対をなす各レンズ面が、波長:450〜650nm内の所望の連続波長範囲で、垂直入射光束に対し、反射率が0.3%以下となるように、上記各レンズ面の反射率低減処理が施されていることを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜5の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
第1レンズ群と第2レンズ群をなすレンズ構成において、物体側から数えて第i番目のレンズ面の曲率半径をr i 、第i+1番目のレンズ面の曲率半径をr i+1 とするとき、これらの比:r i /r i+1 が、条件:
(1A) 2.0<r i /r i+1 <5.0
を満足するレンズ面:S i およびS i+1 を有し、
上記条件(1)を満たすレンズ面対の少なくとも1対をなす各レンズ面に、ゴースト像の強度を低減するための反射率低減処理が施されたことを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜6の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
反射率低減処理が、
レンズ面に積層形成されて反射率を低減させる機能を有する多層膜、および/または、レンズ面の表面形状として形成されて反射率を低減させるサブ波長構造であることを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜7の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
第1レンズ群が、物体側から順に、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズL1、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2、物体側に凸面を向けた正レンズL3による3枚で構成され、
上記正メニスカスレンズL2の像側面がレンズ面:Si、正レンズL3の物体側面がレンズ面:Si+1として、条件(1)または(1A)を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜8の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
第1レンズ群の最も像側の面が凹面で、第2レンズ群の最も物体側の面が凸面であり、上記凹面がレンズ面:Si、上記凸面がレンズ面:Si+1として、条件(1)または(1A)を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜9の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群および第3レンズ群が物体側へ移動することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項10記載のズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際する第3レンズ群の総移動量X3、望遠端における全系の焦点距離:fTが、条件:
(4) 0.15<X3/fT<0.50
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項11記載のズームレンズにおいて、
広角端における全系の焦点距離:f W 、最大像高:Y’ max が、条件:
(5) 0.70<Y’ max /f W <1.00
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜12の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
変倍比がおよそ4.5倍以上で、広角端における半画角が38度以上であることを特徴とするズームレンズ。 - エリア型の受光素子と、撮影対象物の像を上記受光素子上に形成する撮影用光学系とを有する撮像装置において、
撮影用光学系として請求項1〜13の任意の1に記載のズームレンズを用いたことを特徴とする撮像装置。 - 請求項14記載の撮像装置を有する撮影装置。
- カメラまたは携帯情報端末装置として構成された請求項15記載の撮影装置。
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