JP4925281B2 - 電子撮像装置 - Google Patents
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Description
ただし、
f2:第2レンズ群の焦点距離、
ft:望遠端でのズームレンズ全系の焦点距離、
である。
ただし、
f1:第1レンズ群の焦点距離、
fw:広角端でのズームレンズ全系の焦点距離、
である。
ただし、
fL1:第1レンズ群の最も物体側の負レンズの焦点距離、
fw:広角端でのズームレンズ全系の焦点距離、
である。
ただし、
R1:負レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
R2:負レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
であり、
レンズ成分は、光路中にて空気と接する面が物体側面と像側面の2つのみのレンズであり、単レンズまたは接合レンズを意味する。
上限値を0.7とすることがより好ましい。
下限値を0.5とすることがより好ましい。
上限値を2.5とすることがより好ましい。
下限値を1.8とすることがより好ましい。
上限値を1.9とすることがより好ましい。
下限値を1.5とすることがより好ましい。
上限値を2.5とすることがより好ましい。
下限値を1.5とすることがより好ましい。
+A4 y4 +A6 y6 +A8 y8 +A10y10+A12y12
ただし、rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A4 、A6 、A8 、A10、A12はそれぞれ4次、6次、8次、10次、12次の非球面係数である。また、非球面係数において、「e−n」(nは整数)は、「10−n」を示している。
r1 = 37.208 d1 = 1.00 nd1 = 1.85135 νd1 = 40.10
r2 = 6.337(非球面) d2 = 3.10
r3 = ∞ d3 = 7.80 nd2 = 1.83481 νd2 = 42.71
r4 = ∞ d4 = 0.20
r5 = -1172.817 d5 = 0.66 nd3 = 1.49700 νd3 = 81.54
r6 = 10.191 d6 = 1.69 nd4 = 1.90366 νd4 = 31.31
r7 = 29.145 d7 =(可変)
r8 = ∞(絞り) d8 = 0.75
r9 = 11.445(非球面) d9 = 3.16 nd5 = 1.59201 νd5 = 67.02
r10= -14.097(非球面) d10= 0.10
r11= 7.662 d11= 2.00 nd6 = 1.72916 νd6 = 54.68
r12= -47.575 d12= 0.10
r13= -291.192 d13= 1.51 nd7 = 1.88300 νd7 = 40.76
r14= -10.276 d14= 0.66 nd8 = 1.90366 νd8 = 31.31
r15= 4.480 d15=(可変)
r16= 36.574 d16= 0.70 nd9 = 1.80400 νd9 = 46.57
r17= 14.427 d17=(可変)
r18= 10.155(非球面) d18= 3.55 nd10= 1.58913 νd10= 61.25
r19= -14.054(非球面) d19= 0.50
r20= ∞ d20= 0.50 nd11= 1.54771 νd11= 62.84
r21= ∞ d21= 0.50
r22= ∞ d22= 0.50 nd12= 1.51633 νd12= 64.14
r23= ∞ d23= 0.37
r24= ∞(電子撮像素子の受光面、像面)
非球面係数
第2面
r = 6.337
K = 0.000
A4 = -1.68882e-04
A6 = -4.89187e-06
A8 = -4.47919e-08
A10= 2.02995e-09
A12= -1.74477e-10
第9面
r = 11.445
K = 0.000
A4 = -2.99481e-04
A6 = -1.32415e-05
A8 = 6.10010e-07
A10= -3.03819e-08
第10面
r = -14.097
K = 0.000
A4 = 1.74109e-05
A6 = -6.71330e-06
A8 = 1.81593e-07
A10= -1.56812e-08
第18面
r = 10.155
K = 0.000
A4 = -9.25614e-04
A6 = 7.45283e-05
A8 = -3.13454e-06
A10= 2.89740e-08
第19面
r = -14.054
K = 0.000
A4 = -2.05197e-03
A6 = 2.92360e-04
A8 = -1.69661e-05
A10= 4.22694e-07
A12= -4.07295e-09
ズームデータ(∞)
WE ST TE
f(mm) 5.07 9.58 17.37
FNO 3.30 4.50 5.09
2ω(°) 80.83 44.00 24.46
d7 16.58 8.94 1.98
d15 3.27 2.93 16.25
d17 3.90 11.88 5.52
r1 = 37.232 d1 = 1.00 nd1 = 1.85135 νd1 = 40.10
r2 = 6.345(非球面) d2 = 3.08
r3 = ∞ d3 = 7.80 nd2 = 1.83481 νd2 = 42.71
r4 = ∞ d4 = 0.20
r5 = -1122.538 d5 = 0.66 nd3 = 1.49700 νd3 = 81.54
r6 = 10.192 d6 = 1.70 nd4 = 1.90366 νd4 = 31.31
r7 = 29.093 d7 =(可変)
r8 = ∞(絞り) d8 = 0.75
r9 = 11.448(非球面) d9 = 3.19 nd5 = 1.59201 νd5 = 67.02
r10= -14.103(非球面) d10= 0.10
r11= 7.659 d11= 2.00 nd6 = 1.72916 νd6 = 54.68
r12= -47.547 d12= 0.10
r13= -288.469 d13= 1.51 nd7 = 1.88300 νd7 = 40.76
r14= -10.239 d14= 0.66 nd8 = 1.90366 νd8 = 31.31
r15= 4.484 d15=(可変)
r16= 36.590 d16= 0.70 nd9 = 1.80400 νd9 = 46.57
r17= 14.378 d17=(可変)
r18= 10.143(非球面) d18= 3.55 nd10= 1.58913 νd10= 61.25
r19= -13.943(非球面) d19= 0.50
r20= ∞ d20= 0.50 nd11= 1.54771 νd11= 62.84
r21= ∞ d21= 0.50
r22= ∞ d22= 0.50 nd12= 1.51633 νd12= 64.14
r23= ∞ d23= 0.37
r24= ∞(電子撮像素子の受光面、像面)
非球面係数
第2面
r = 6.345
K = 0.000
A4 = -1.65289e-04
A6 = -4.88389e-06
A8 = -2.32910e-08
A10= 8.96908e-10
A12= -1.50387e-10
第9面
r = 11.448
K = 0.000
A4 = -2.97053e-04
A6 = -1.26024e-05
A8 = 6.30126e-07
A10= -3.04937e-08
第10面
r = -14.103
K = 0.000
A4 = 2.22265e-05
A6 = -6.38515e-06
A8 = 2.15120e-07
A10= -1.62773e-08
第18面
r = 10.143
K = 0.000
A4 = -8.93052e-04
A6 = 7.24554e-05
A8 = -2.87069e-06
A10= 2.33783e-08
第19面
r = -13.943
K = 0.000
A4 = -1.99543e-03
A6 = 2.91865e-04
A8 = -1.65663e-05
A10= 3.97965e-07
A12= -3.65767e-09
ズームデータ(∞)
WE ST TE
f(mm) 5.07 9.58 17.39
FNO 3.30 4.50 5.10
2ω(°) 80.95 44.02 24.44
d7 16.56 8.92 1.97
d15 3.25 2.93 16.23
d17 3.91 11.86 5.52
r1 = 37.875 d1 = 1.00 nd1 = 1.85135 νd1 = 40.10
r2 = 6.325(非球面) d2 = 3.10
r3 = ∞ d3 = 7.80 nd2 = 1.83481 νd2 = 42.71
r4 = ∞ d4 = 0.20
r5 = 1354.124 d5 = 0.66 nd3 = 1.49700 νd3 = 81.54
r6 = 10.228 d6 = 1.72 nd4 = 1.90366 νd4 = 31.31
r7 = 29.207 d7 =(可変)
r8 = ∞(絞り) d8 = 0.75
r9 = 11.431(非球面) d9 = 3.25 nd5 = 1.59201 νd5 = 67.02
r10= -14.592(非球面) d10= 0.10
r11= 7.477 d11= 2.00 nd6 = 1.74100 νd6 = 52.64
r12= -49.707 d12= 0.10
r13= -173.749 d13= 1.51 nd7 = 1.88300 νd7 = 40.76
r14= -9.286 d14= 0.66 nd8 = 1.90366 νd8 = 31.31
r15= 4.418 d15=(可変)
r16= 49.887 d16= 0.70 nd9 = 1.80400 νd9= 46.57
r17= 16.178 d17=(可変)
r18= 10.157(非球面) d18= 3.57 nd10= 1.58913 νd10= 61.25
r19= -12.911(非球面) d19= 0.50
r20= ∞ d20= 0.50 nd11= 1.54771 νd11= 62.84
r21= ∞ d21= 0.50
r22= ∞ d22= 0.50 nd12= 1.51633 νd12= 64.14
r23= ∞ d23= 0.37
r24= ∞(電子撮像素子の受光面、像面)
非球面係数
第2面
r = 6.325
K = 0.000
A4 = -1.80433e-04
A6 = -6.62233e-07
A8 = -4.72215e-07
A10= 1.86810e-08
A12= -3.99354e-10
第9面
r = 11.431
K = 0.000
A4 = -2.48988e-04
A6 = -9.02312e-06
A8 = 4.37993e-07
A10= -2.13163e-08
第10面
r = -14.592
K = 0.000
A4 = 5.94815e-05
A6 = -5.56616e-06
A8 = 2.19551e-07
A10= -1.34713e-08
第18面
r = 10.157
K = 0.000
A4 = -1.11958e-03
A6 = 8.51909e-05
A8 = -2.98901e-06
A10= 2.01912e-08
第19面
r = -12.911
K = 0.000
A4 = -2.72379e-03
A6 = 3.73308e-04
A8 = -2.00079e-05
A10= 4.70692e-07
A12= -4.35154e-09
ズームデータ(∞)
WE ST TE
f(mm) 5.07 9.55 17.38
FNO 3.30 4.50 5.10
2ω(°) 80.73 44.05 24.42
d7 16.63 8.99 1.98
d15 3.24 2.93 16.30
d17 3.92 11.88 5.53
条件式 実施例1 実施例2 実施例3
(1)f2/ft< 0.65 0.65 0.65
(2)|f1/fw| 2.08 2.08 2.09
(3)|fL1/fw| 1.8 1.8 1.78
(4)(R1+R2)/(R1−R2) 2.30 2.29 1.96
本発明に対応する上記各実施例は、沈胴式鏡筒に見られるようなカメラの使用状態への立ち上げ時間(レンズのせり出し時間)がなく、防水・防塵上も好ましく、また、奥行き方向が極めて薄いカメラとするために光学系の光路(光軸)をプリズムなど反射光学部材で折り曲げる構成がとり易い。かつ、広角で変倍比3.4倍程度の、高い光学性能を有する奥行き方向が極めて薄い安価なズームレンズとなっている。
ところで、本発明のズームレンズを用いたときに、像の歪曲は電気的にデジタル補正する。以下に、像の歪曲をデジタル補正するための基本的概念について説明する。
r'(ω)=α・f・tanω (0≦α≦1)
ただし、
ωは被写体半画角、fは結像光学系(本発明では、ズームレンズ)の焦点距離である。
α=R/Y=R/(f・tanω)
となる。
ただし、Ls は有効撮像面の短辺の長さである。
0.3Ls≦R≦0.6Ls
さらには、半径Rは、略有効撮像面の短辺方向の内接円の半径に一致させるのが最も有利である。なお、半径R=0の近傍、すなわち、軸上近傍において倍率を固定した補正の場合は、実質画像数の面で若干の不利があるが、広角化しても小型化にするための効果は確保できる。
r'(ω)=α・f・tanω
を満足する補正結果が得られる場合と同じ補正量で補正してもよい。
r'(ω)=α・f・tanω
を満足する補正結果が得られる場合の補正量を算出し、この補正量に対して焦点距離毎に係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
f=y/tanω
が成立する。
ただし、yは像点の光軸からの高さ(像高)、fは結像系(本発明ではズームレンズ)の焦点距離、ωは撮像面上の中心からyの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度(被写体半画角)である。
f>y/tanω
となる。つまり、結像系の焦点距離fと、像高yとを一定とすると、ωの値は大きくなる。
さて、以上のような本発明の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電子撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ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。
図11は、上記デジタルカメラ140の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段は、例えばCDS/ADC部124、一時記憶メモリ117、画像処理部118等からなり、記憶手段は、例えば記憶媒体部119等からなる。
G2…第2レンズ群
G3…第3レンズ群
G4…第4レンズ群
S…開口絞り
F…ローパスフィルタ
C…カバーガラス
P…プリズム
I…像面
E…観察者眼球
112…操作部
113…制御部
114…バス
115…バス
116…撮像駆動回路
117…一時記憶メモリ
118…画像処理部
119…記憶媒体部
120…表示部
121…設定情報記憶メモリ部
122…バス
124…CDS/ADC部
140…デジタルカメラ
141…撮影光学系
142…撮影用光路
143…ファインダー光学系
144…ファインダー用光路
145…シャッター
146…フラッシュ
147…液晶表示モニター
149…CCD
150…カバー部材
151…処理手段
152…記録手段
153…ファインダー用対物光学系
155…ポロプリズム
157…視野枠
159…接眼光学系
Claims (17)
- ズームレンズと、前記ズームレンズの像側に配置され、前記ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する撮像素子とを有する電子撮像装置であって、
前記ズームレンズは、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、
負の屈折力を有する第3レンズ群と、
正の屈折力を有する第4レンズ群と、からなり、
前記第1レンズ群は、物体側より順に、
負レンズ、光路を反射する反射部材を有し、
広角端から望遠端への変倍に際して、
前記各レンズ群に挟まれる各間隔が変化し、
前記第1レンズ群は前記撮像素子に対して固定であり、
少なくとも前記第2レンズ群、前記第3レンズ群が移動し、
前記第2レンズ群を、複数の正レンズと負レンズを含んで構成し、
前記第3レンズ群を一枚の負屈折力の単レンズで構成したことを特徴とする電子撮像装置。 - 前記ズームレンズは、前記第2レンズ群と一体で移動する開口絞りを有することを特徴とする請求項1に記載の電子撮像装置。
- 前記第4レンズ群は正屈折力を有する単レンズからなることを特徴とする請求項1または2に記載の電子撮像装置。
- 前記第2レンズ群は少なくとも正レンズ、物体側から順に正レンズと負レンズを接合したレンズを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
- 前記反射部材は、反射面を有するプリズムからなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
0.4<f 2 /f t <0.8 ・・・(1)
ただし、
f 2 :前記第2レンズ群の焦点距離、
f t :望遠端での前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
1.5<|f 1 /f w |<3.0 ・・・(2)
ただし、
f 1 :前記第1レンズ群の焦点距離、
f w :広角端での前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜7の少なくとも何れか一項に記載の電子撮像装置。
1.0<|f L1 /f w |<2.0 ・・・(3)
ただし、
f L1 :前記第1レンズ群の最も物体側の負レンズの焦点距離、
f w :広角端での前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。 - 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、物体側に移動後像面側に移動することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の電子撮像装置。 - 前記第3レンズ群は、広角端での位置に対して望遠端にて物体側に位置することを特徴とする請求項9に記載の電子撮像装置。
- 広角端から望遠端への変倍に際して、
前記第2レンズ群は、変倍中、第2レンズ群での倍率が−1倍となる状態を経由して物体側にのみ移動し、
前記第3レンズ群は、物体側に移動後像面側に移動し、
前記第4レンズ群は、変倍中、撮像素子に対して固定であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の電子撮像装置。 - 前記第2レンズ群の物体側直前に前記第2レンズ群と一体で移動する開口絞りを有し、
前記第2レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた2つの正レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズとからなることを特徴とする請求項11に記載の電子撮像装置。 - 前記第3レンズ群の負屈折力の単レンズが以下の条件式を満足する像側に凹面を向けた負レンズ成分であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
1.0<(R 1 +R 2 )/(R 1 −R 2 )<3.0 ・・・(4)
ただし、
R 1 :前記負レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
R 2 :前記負レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
であり、
レンズ成分は、光路中にて空気と接する面が物体側面と像側面の2つのみのレンズであり、単レンズまたは接合レンズを意味する。 - 前記第2レンズ群の像側面を凹面、前記第4レンズ群の物体側面を凸面としたことを特徴とする請求項13に記載の電子撮像装置。
- 前記第1レンズ群は、前記反射部材の像面側に正レンズと負レンズをそれぞれ1枚ずつ有することを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
- 前記第4レンズ群を、非球面を有する1つの正レンズ成分としたことを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
ただし、レンズ成分は、光路中にて空気と接する面が物体側面と像側面の2つのみのレンズであり、単レンズまたは接合レンズを意味する。 - 前記撮像素子からの信号をもとに、前記ズームレンズの歪曲収差を補正する信号処理を行う処理部を有することを特徴とする請求項1〜16のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
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