JP5121546B2 - ズームレンズ及びこのズームレンズを備える撮像装置 - Google Patents

ズームレンズ及びこのズームレンズを備える撮像装置 Download PDF

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Description

本発明は、光路を反射させる反射面を有するズームレンズに関するものである。
さらには、そのようなズームレンズと撮像素子を備えた撮像装置に関するものである。
デジタルカメラやビデオカメラといった撮像装置に用いられるズームレンズにおいては、高性能、高変倍比、小型化が要求される。
撮像装置の小型化を図る上で重要な要素の一つとして、ズームレンズの厚み(被写体側から入射する光軸の方向に測ったレンズ系の厚み)がある。
撮像装置の非使用時での薄型化のために、使用(ON)時にレンズ系をカメラボディから繰り出し、非使用(OFF)時にはカメラボディ内に収納するタイプのズームレンズが知られている。
しかしながら、このようなタイプのズームレンズは撮像装置のOFFからONへの切り替えの際に、第1レンズ群を撮像装置の本体から大きく繰り出すため、駆動時間や電力消費の点などで不利となる。
一方、最も物体側の第1レンズ群中に反射部材を配置し、光路を反射することで、撮像装置のON操作時の動作の軽減と、薄型化を行ったズームレンズが知られている。
例えば特開2006-343622号公報に開示されているような、正屈折力の第1レンズ群と負屈折力の第2レンズ群と正屈折力の第3レンズ群と正屈折力の第4レンズ群とからなり、第1レンズ群中に光路を反射する反射部材を配置することによって3倍程度の高変倍比を確保しながらも撮像装置の厚さ方向の薄型化を図ったズームレンズが知られている。
また、特開2006-98962号公報に開示されているような、負屈折力の第1レンズ群と負屈折力の第2レンズ群と正屈折力の第3レンズ群と負屈折力の第4レンズ群とからなり、第1レンズ群中に光路を反射する反射部材を配置することによってズームレンズの厚さ方向の薄型化を図ったズームレンズが知られている。
特開2006-343622号公報 特開2006-98962号公報
しかしながら、特開2006-343622号公報に開示されているズームレンズは、反射部材で反射した後の光路が長い。そのため、反射部材で光路を撮像装置の高さ方向に反射した場合は撮像装置の高さ方向が大きくなってしまう。
また、最も物体側のレンズ群を正レンズ群とすると、特に広角端でズームレンズの物体側面から入射瞳までの距離が長くなり、画角を確保しようとすると第1レンズ群中の反射部材の厚みを厚くする必要が生じる。
また、特開2006-98962号公報に開示されているズームレンズは、第1レンズ群中の屈折力を持つレンズが負レンズのみであるため、第1レンズ群中の負レンズで発生した収差の影響が大きくなる。そのため、望遠端での球面収差や軸上色収差、倍率色収差が発生し画質の点で不利となる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ズームレンズのコンパクト化、必要な変倍比の確保や光学特性の確保に有利なズームレンズを提供することを目的とする。
更には、そのようなズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のズームレンズは、物体側から像側に順に、負屈折力の第1レンズ群、負屈折力の第2レンズ群、正屈折力の第3レンズ群、負屈折力の第4レンズ群を有し、
広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔は変化し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔は変化し、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔は変化し、広角端よりも望遠端にて第2レンズ群と第3レンズ群との間隔は狭くなる。
その上で、第1レンズ群は、光路を反射する反射面と、反射面の物体側に位置する負屈折力の負レンズ成分と、負レンズ成分よりも像側に位置する正屈折力の凸レンズ面を有し、第1レンズ群中の負レンズ成分は像側に凹面を向けた形状であり、且つ、以下の条件式を満足するものである。
0.5<(r1no+r1ni)/(r1no−r1ni)<2 …(4)
ただし、
r1noは前記第1レンズ群中の前記負レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
r1niは前記第1レンズ群中の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、光軸上にて空気と接する面が物体側面と像側面の2つのみのレンズ体であり、単レンズ又は接合レンズを意味する。
また、本発明の別のズームレンズは、物体側から像側に順に、負屈折力の第1レンズ群、負屈折力の第2レンズ群、正屈折力の第3レンズ群、負屈折力の第4レンズ群を有し、
広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔は変化し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔は変化し、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔は変化し、広角端よりも望遠端にて第2レンズ群と第3レンズ群との間隔は狭くなる。
その上で、第1レンズ群は、光路を反射する反射面と、反射面の物体側に位置する負屈折力の負レンズ成分と、負レンズ成分よりも像側に位置する正屈折力の凸レンズ面を有し、
第1レンズ群は反射面よりも像側に凸レンズ面を備えた正レンズ成分を有し、且つ、以下の条件式を満足するものである。
−1.0<(r1po+r1pi)/(r1po−r1pi)<1.0 …(5)
ただし、
r1poは前記第1レンズ群中の前記正レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
r1piは前記第1レンズ群中の前記正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、光軸上にて空気と接する面が物体側面と像側面の2つのみのレンズ体であり、単レンズ又は接合レンズを意味する。
このように、第1レンズ群と第2レンズ群を共に負屈折力のレンズ群とすることによって、広角端における第1、第2レンズ群の合成系の負屈折力を確保しやすくなる。これにより、広角端での画角の確保や、光路長の短縮、シェーディングの低減に有利となる。また、第1レンズ群を負の屈折力とすることで第2レンズ群の負の屈折力の過剰を抑えやすくなり、変倍時の収差変動を低減しやすくなる。
そして、負屈折力の第2レンズ群と正屈折力の第3レンズ群との間隔を変化させることで、主たる変倍機能を第3レンズ群に持たせやすくなる。また、第1乃至第4レンズ群の各レンズ群に挟まれる間隔を変更することで、収差や瞳位置の変動を調整しつつ、像位置の調整を行いやすくなる。
正屈折力の第3レンズ群の像側に負屈折力の第4レンズ群を配置して正屈折力の第3レンズ群の物体側と像側の双方に負屈折力のレンズ群を配置する。これにより、屈折力の対称性を良好にでき、必要以上に歪曲収差や像面湾曲が発生することを抑えやすくなる。
そして、本発明のズームレンズにて、上述のように第1レンズ群に反射面を持たせることでズームレンズの厚さ(被写体側から入射する光軸方向に測ったレンズ系の厚み)の低減に有利となる。
また、反射面の物体側に負レンズ成分を配置することで、この負レンズ成分にて複数の屈折作用を得られる。これにより、収差を抑えながら画角の確保に有利となる。
そして、この負レンズ成分よりも像側に凸レンズ面を配置することで、負レンズ成分では補正しきれない収差、例えば色収差や球面収差を打ち消しやすくなる。これにより、光学性能の確保に有利となる。
また、第1レンズ群、第2レンズ群の負の屈折力の分担について、以下の条件式を満足することが好ましい。
0.5<Pg2/Pg1<20 …(9)
ただし、
Pg1は前記第1レンズ群の屈折力、
Pg2は前記第2レンズ群の屈折力、
であり、
屈折力は焦点距離の逆数である。
条件式(9)は第1レンズ群と第2レンズ群の負屈折力の好ましい分担を特定する条件である。
条件式(9)の下限を下回らないようにして第1レンズ群の負屈折力を適度に抑えることで広角端付近および望遠端付近での倍率色収差や望遠端付近での球面収差を低減しやすくなる。
条件式(9)の上限を上回らないようにして、第2レンズ群の負屈折力を適度に抑えることで、広角端付近での像面湾曲や望遠端での球面収差を抑えやすくなる。
更には、
1.0<Pg2/Pg1<10.0 …(9’)
また更には
2.0<Pg2/Pg1<7.0 …(9”)
とすることが上述の効果を得る上でより好ましい。
基礎となる条件式の下限値及び/又は上限値をより限定した条件式の下限値、上限値としてもよい。以降に記載する各条件式も同様である。
また、第1レンズ群中の負レンズ成分は像側に凹面を向けた形状であることが好ましい。これにより、この凹面に入射する軸外光線の入射角を低減しやすくなり、収差の低減に有利となる。
更には、第1レンズ群中の負レンズ成分の像側の凹面が非球面であることがより好ましい。
第1レンズ群の負レンズ成分像側の凹面を非球面とすることによって特に軸外の収差を良好に補正することが可能となる。
また、上述の負レンズ成分が以下の条件式を満足することが好ましい。
0.5<(r1no+r1ni)/(r1no−r1ni)<2 …(4)
ただし、
r1noは前記第1レンズ群中の前記負レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
r1niは前記第1レンズ群中の前記負レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
なお、反射面よりも物体側に複数の負レンズ成分を有する場合は、入射光線の高さが大きくなる最も物体側の負レンズ成分を条件式の対象とすることが好ましい。
条件式(4)は第1レンズ群中の負レンズ成分の好ましい形状を特定する条件式である。
条件式(4)の下限を下回らないようにすることで、負レンズ成分に入射する光線の入射角度を抑えやすくなり歪曲収差等の軸外収差の低減に有利となる。
条件式(4)の上限を上回らないようにすることで、負レンズ成分の物体側面、像側面の曲率を抑え、球面収差やコマ収差の低減に有利となる。
更には、
0.7<(r1no+r1ni)/(r1no−r1ni)<1.5 …(4’)
また更には
0.9<(r1no+r1ni)/(r1no−r1ni)<1.2 …(4”)
とすることが上述の効果を得る上でより好ましい。
また、第1レンズ群は反射面よりも像側に前述の凸レンズ面を有することが好ましい。
これにより、負レンズ成分と凸レンズ面との光路長を確保でき、第1レンズ群内の軸外マージナル光線の高さを下げることができる。この結果、有効径を小さくしやすく、ズームレンズの薄型化に有利となる。また、負レンズ成分と凸レンズ面にてワイドコンバーションレンズのように機能させることができ、画角の確保に有利となる。
更には、第1レンズ群は反射面の像側に前述の凸レンズ面を備えた正レンズ成分を有することが好ましい。
これにより、正レンズ成分の複数の屈折面により第1レンズ群の収差低減などに有利となる。
さらには、 第1レンズ群中の正レンズ成分が以下の条件式を満足することがより好ましい。
−1.0<(r1po+r1pi)/(r1po−r1pi)<1.0 …(5)
ただし、
r1poは前記第1レンズ群中の前記正レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
r1piは前記第1レンズ群中の前記正レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
なお、反射面よりも像側に複数の正レンズ成分を有する場合は、軸上主光線の光線高が大きくなる最も像側の正レンズ成分を条件式の対象することが好ましい。
条件式(5)は第1レンズ群中の正レンズ成分の好ましい形状を特定する条件式である。
条件式(5)の下限を下回らないようし、且つ上限を上回らないようにすることで、正レンズ成分の物体側面、像側面の一方の曲率の絶対値が大きくなることを防ぐことができる。これにより、球面収差やコマ収差の補正に有利となる。
更には、
0.0<(r1po+r1pi)/(r1po−r1pi)<0.8 …(5’)
また更には、
0.2<(r1po+r1pi)/(r1po−r1pi)<0.5 …(5”)
とすることが、上述の効果を得る上で好ましい。
また、第1レンズ群中の正レンズ成分が以下の条件式を満足することが好ましい。
-20.0<P1p/Pg1<-0.5 …(6)
ただし、
P1pは前記第1レンズ群中の前記正レンズ成分の屈折力、
Pg1は前記第1レンズ群の屈折力、
であり、
屈折力は焦点距離の逆数である。
なお、反射面よりも像側に複数の正レンズ成分を有する場合は、軸上主光線の光線高が大きくなる最も像側の正レンズ成分を条件式の対象とすることが好ましい。
条件式(6)は第1レンズ群の負レンズ成分による収差を補正するための好ましい条件である。
条件式(6)の下限を下回らないようにして、第1レンズ群の負屈折力に対する正レンズ成分の屈折力を適度に抑えることで正レンズ成分での球面収差や像面湾曲を抑えやすくすることが好ましい。
条件式(6)の上限を上回らないようにして、正レンズ成分の屈折力を確保し、負レンズ成分で発生する軸上色収差、球面収差を補正する機能を確保することが好ましい。
更には、
-12.0<P1p/Pg1<-1.0 …(6’)
また、更には、
-8.0<P1p/Pg1<-3.0 …(6”)
とすることが、第1レンズ群での収差を低減するうえでより好ましい。
また、第1レンズ群中の正レンズ成分が以下の条件式を満足することが好ましい。
-5.0<P1p/Pg2<-0.03 …(7)
ただし、
P1pは前記第1レンズ群中の前記正レンズ成分の屈折力、
Pg2は前記第2レンズ群の屈折力、
であり、
屈折力は焦点距離の逆数である。
なお、反射面よりも像側に複数の正レンズ成分を有する場合は、軸上主光線の光線高が大きくなる最も像側の正レンズ成分を条件式の対象とすることが好ましい。
条件式(7)は第1レンズ群の正レンズ成分と第2レンズ群の好ましいパワー比を特定するものである。
条件式(7)の下限を下回らないようにして第1レンズ群の正レンズ成分の正屈折力を抑えつつ第2レンズ群の負屈折力を確保することで、入射瞳位置を物体側よりにしやすくなり、小型化や周辺光量の確保に有利となる。
条件式(7)の限を回らないようにして、第2レンズ群の屈折力を適度に抑えることで、望遠端付近でのコマ収差や像面湾曲の発生を低減しやすくなる。
更には、
-3.0<P1p/Pg2<-0.2 …(7’)
また更には
-1.5<P1p/Pg2<-0.5 …(7”)
とすることが上述の効果を得る上でより好ましい。
また、第1レンズ群は物体側から順に、前記負レンズ成分と、前記反射面を持つ反射部材と、前記正レンズ成分からなることが好ましい。
これにより、3つの光学成分で第1レンズ群を構成でき、小型高性能化に有利となる。
更には、第1レンズ群中の正レンズ成分が以下の条件式を満足することがより好ましい。
0.03<D1p/fw<2.0 …(1)
ただし、
D1pは第1レンズ群中の正レンズ成分の光軸上の厚み、
fwは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
である。
条件式(1)は第1レンズ群中の正レンズ成分の厚みに関する条件式である。
条件式(1)の下限を下回らないようにすることで、正レンズ成分の光軸上の厚みを確保し、正屈折力を確保しやすくすることが収差補正上好ましい。
条件式(1)の上限を上回らないようにすることで、光路長の低減、部品のコスト低減に有利となる。
更には、
0.1<D1p/fw<1.0 …(1’)
また更には、
0.15<D1p/fw<0.4 …(1”)
とすることが好ましい。
また、反射部材が、物体側の屈折面と像側の屈折面を有する反射プリズムであることが好ましい。
負レンズ成分と正レンズ成分との間に反射面を配置しても反射面のサイズを小さくしやすくなり小型化に有利となる。
また、第1レンズ群中の反射プリズムが以下の条件式を満足することが好ましい。
0.5<Dpr/fw<2.0 …(3)
ただし、
Dprは前記反射プリズムの物体側屈折面から像側屈折面までの光軸に沿った光路長、
fwは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
である。
条件式(3)は、光線を反射するプリズムを配置しやすくするための好ましい条件式である。条件式(3)の下限を下回らないようにすることでプリズム内の光路長を確保し、プリズムを構成しやすくすることが好ましい。
条件式(3)の上限を上回らないようにして、プリズムの大きさを抑えることが小型化の点で好ましい。
更には、
0.7<Dpr/fw<1.5 …(3’)
また更には、
0.8<Dpr/fw<1.3 …(3”)
とすることが上述の効果を得る上でより好ましい。
また、第1レンズ群中の負レンズ成分と反射プリズムとの光軸上の距離が以下の条件式を満足することが好ましい。
0.03<D1npr/fw<1.0 …(2)
ただし、
D1nprは前記第1レンズ群中の前記負レンズ成分と前記プリズムとの光軸上の距離、
fwは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
である。
条件式(2)は第1レンズ群中の前記負レンズ成分とプリズムとの好ましい光軸上の距離を特定するものである。
条件式(2)の下限を下回らないようにして負レンズ成分とプリズムとの距離を確保することで、負レンズ成分の像側面にて負パワーを確保できる。これにより、像面湾曲やディストーションの過剰な発生を抑えやすくなる。
条件式(2)の上限を上回らないようにすることで、入射瞳位置をズームレンズの物体側面に近づけやすくなる。これにより、第1レンズ群の小型化に有利となる。
更には、
0.07<D1npr/fw<0.6 …(2’)
また更には、
0.10<D1npr/fw<0.3 …(2”)
とすることが好ましい。
また、第1レンズ群中の前記負レンズ成分は単レンズであり、第1レンズ群中の前記正レンズ成分は単レンズであり、第1レンズ群中の反射部材は複数の屈折面を備えた反射プリズムであることが好ましい。これにより、低コスト化、小型化に有利となる。
また、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群は固定され、第2レンズ群は移動し、第3レンズ群は広角端よりも望遠端にて物体側に位置するように移動することが好ましい。
第1レンズ群を駆動する機構が不要となりズームレンズの薄型化に貢献する。更には、撮像装置の防塵・防滴を行う場合にも駆動部が少なくできるので有利となる。
負屈折力の第2レンズ群にコンペンセーターの役割を、正屈折力の第3レンズ群にバリエーターの役割を持たせることができ、変倍比の確保、光路長の短縮に有利となる。
更には、広角端から望遠端への変倍の際、第2レンズ群は、先ず像側に移動後物体側に移動方向を反転させることが好ましい。これにより、第3レンズ群の移動による変倍作用を確保しつつ、反射面以降の光路長の短縮化に有利となる。
また、広角端から望遠端への変倍に際して、第4レンズ群は第3レンズ群との距離を変化させながら移動することが好ましい。これにより、第4レンズ群に変倍時の収差や射出瞳位置を調整する機能を持たせられる。
また、広角端に対して望遠端にて、第3レンズ群と第4レンズ群との距離が広がることが好ましい。これにより、負屈折力の第4レンズ群に入射する軸上マージナル光線の通過する位置を光軸に近づけられ、ペッツバール像面の補正に有利となる。
また、広角端よりも望遠端にて、第4レンズ群が物体側に位置することが好ましい。第4レンズ群は負屈折力であるので、広角端に対して望遠端にて物体側へ移動することによって増倍作用を担い、第3レンズ群の変倍負担を軽減しやすくなる。
また、反射面よりも像側に配置されたいずれかの負屈折力レンズ群が遠距離物から近距離物へのフォーカシング動作時に移動することが好ましい。
本発明のズームレンズは第2レンズ群、第4レンズ群をフォーカシングレンズ群とすることができる。
このように、反射面よりも像側にフォーカシングレンズ群を配置することでフォーカシング時の厚さの変化が無く薄型化に適する。
更には、第4レンズ群が遠距離物から近距離物へのフォーカシング動作時に像側に移動することが好ましい。
第2レンズ群よりも第4レンズ群の方がフォーカシングのための移動スペースの確保が容易となり好ましい。
また、本発明のズームレンズが4群ズームレンズであり、第2レンズ群の像側面から第3レンズ群の像側面の間に明るさ絞りを有することがより好ましい。
レンズ群数を4つにすることで、レンズ群数を節約し小型ながら低コスト化に有利となる。
その際に、軸上光束のサイズを決定する明るさ絞りを第2レンズ群の像側面と第3レンズ群の像側面の間に配置することで、各レンズのサイズ、射出瞳の位置の調整を良好にしやすくなる。
また、第2レンズは、負レンズと正レンズの2枚のレンズからなり、第3レンズ群は、2枚の正レンズと1枚の負レンズからなり、第4レンズ群は2枚以下のレンズからなることが好ましい。
これにより、レンズ枚数を低減しつつ、正屈折力が集中する第3レンズ群の諸収差の低減、第2レンズ群の色収差の低減を行い収差バランスを良好にしやすくなる。
また、本発明のズームレンズが以下の条件式を満足することが好ましい。
2.3<ft/fw<6 …(8)
ただし、
fwは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
ftは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
である。
条件式(8)の下限を下回らないようにして変倍比を確保することが好ましい。
条件式(8)の上限を上回らないようにして変倍比を抑えることでレンズ枚数を抑えながら小型、低コスト、光学性能の維持をいっそう行いやすくなり好ましい。
また、本発明のズームレンズが、光路中にフレア絞りを有することが好ましい。
明るさ絞り以外にフレア絞りを配置することでゴースト、フレア等の不要光をカットできる。
また、本発明における撮像装置は、ズームレンズと、その像側に配置され且つズームレンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子を備え、そのズームレンズが上述のズームレンズのいずれかとするものである。
上述の発明のズームレンズは小型化に有利であるので、撮像装置の撮像光学系に用いることで、撮像装置の小型軽量化に有利となる。
なお、撮像装置としては、デジタルカメラ、カメラ付携帯電話、映像通信用カメラを備えたノートパソコンなどを用いることができる。
更には、上述の撮像装置が、ズームレンズによるディストーションを含んだ電気信号を、画像処理によりディストーションを補正した画像信号に変換する画像変換部を有することがより好ましい。
ズームレンズにおける歪曲収差を許容でき、ズームレンズのいっそうの小型化等に有利となる。
また、上述の撮像装置が、ズームレンズによる倍率色収差を含んだ電気信号を、画像処理により倍率色収差を補正した画像信号に変換する画像変換部を有することがより好ましい。
これにより、ズームレンズの倍率色収差を許容でき、レンズ材料の低コスト化やレンズ枚数の削減等に有利となる。
上述の各発明は複数を同時に満足することがより好ましい。
また、各条件式はズームレンズがフォーカシング機能を備える場合、最も遠距離に合焦した状態での値とする。
本発明によれば、ズームレンズのコンパクト化、必要な変倍比の確保や光学特性の確保に有利なズームレンズを提供できる。
更には、そのようなズームレンズを備えた撮像装置を提供できる。
以下に、本発明に係るズームレンズ、撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
以下、本発明のズームレンズの実施例1〜8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)、中間焦点距離状態(b)、望遠端(c)のレンズ断面図をそれぞれ図1〜図8に示す。図1〜図8中、第1レンズ群はG1、第2レンズ群はG2、明るさ(開口)絞りはS、第3レンズ群はG3、第4レンズ群はG4、赤外光を制限する波長域制限コートを施したローパスフィルタを構成する平行平板はF、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はC、像面はIで示してある。なお、カバーガラスCの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスCにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。
また、各実施例において、明るさ絞りSは第3レンズ群G3と一体で移動する。数値データはいずれも無限遠の被写体に合焦した状態でのデータである。各数値の長さの単位はmm、角度の単位は°(度)である。フォーカシングはいずれの実施例も最も像側のレンズ群の移動、即ち、第4レンズ群が像側に移動することで遠距離から近距離へのフォーカシング動作を行う。各実施例の像高Imはいずれも3.60mmである。さらに、ズームデータは広角端(WE)、中間焦点距離状態(ST)、望遠端(TE)での値である。
実施例1のズームレンズは、図1に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、負の屈折力の第4レンズ群G4とを配置している。
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は固定し、第2レンズ群G2は像側に凸の軌跡で移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に凸の軌跡で移動する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、平凹負レンズと、両面が平面の光路折り曲げプリズムと、両凸正レンズからなる。
第2レンズ群G2は、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。
第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。
非球面は、
第1レンズ群G1の両凸正レンズの両面と、
第2レンズ群G2の両凸正レンズの像側の面と、
第3レンズ群G3の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの物体側の面と、両凸正レンズの像側の面と、
第4レンズ群G4の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの物体側の面との6面に用いている。
実施例2のズームレンズは、図2に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、負の屈折力の第4レンズ群G4とを配置している。
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は固定し、第2レンズ群G2は像側に凸の軌跡で移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に凸の軌跡で移動する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、平凹負レンズと、両面が平面の光路折り曲げプリズムと、両凸正レンズからなる。
第2レンズ群G2は、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。
第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。
非球面は、
第1レンズ群G1の両凸正レンズの両面と、
第2レンズ群G2の両凸正レンズの像側の面と、
第3レンズ群G3の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの物体側の面と、両凸正レンズの像側の面と、
第4レンズ群G4の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの物体側の面との6面に用いている。
実施例3のズームレンズは、図3に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、負の屈折力の第4レンズ群G4とを配置している。
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は固定し、第2レンズ群G2は像側に凸の軌跡で移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に凸の軌跡で移動する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、平凹負レンズと、両面が平面の光路折り曲げプリズムと、両凸正レンズからなる。
第2レンズ群G2は、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。
第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。
非球面は、
第1レンズ群G1の両凸正レンズの両面と、
第2レンズ群G2の両凸正レンズの像側の面と、
第3レンズ群G3の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの物体側の面と、両凸正レンズの像側の面と、
第4レンズ群G4の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの物体側の面との6面に用いている。
実施例4のズームレンズは、図4に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、負の屈折力の第4レンズ群G4とを配置している。
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は固定し、第2レンズ群G2は像側に凸の軌跡で移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に移動する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、平凹負レンズと、両面が平面の光路折り曲げプリズムと、両凸正レンズからなる。
第2レンズ群G2は、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。
第4レンズ群G4は、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。
非球面は、
第1レンズ群G1の平凹負レンズの像側の面と、両凸正レンズの両面と、
第2レンズ群G2の両凸正レンズの像側の面と、
第3レンズ群G3の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの物体側の面と、両凸正レンズの像側の面と、
第4レンズ群G4の両凹負レンズの物体側の面との7面に用いている。
実施例5のズームレンズは、図5に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、負の屈折力の第4レンズ群G4とを配置している。
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は固定し、第2レンズ群G2は像側に凸の軌跡で移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に凸の軌跡で移動する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、平凹負レンズと、両面が平面の光路折り曲げプリズムと、両凸正レンズからなる。
第2レンズ群G2は、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。
第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。
非球面は、
第1レンズ群G1の両凸正レンズの両面と、
第2レンズ群G2の両凸正レンズの像側の面と、
第3レンズ群G3の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの物体側の面と、両凸正レンズの像側の面と、
第4レンズ群G4の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの物体側の面との6面に用いている。
実施例6のズームレンズは、図6に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、負の屈折力の第4レンズ群G4とを配置している。
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は固定し、第2レンズ群G2は像側に凸の軌跡で移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に凸の軌跡で移動する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、平凹負レンズと、像側に凸面を有するプリズムと、両凸正レンズからなる。
第2レンズ群G2は、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズからなる。
第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。
非球面は、
第1レンズ群G1の両凸正レンズの両面と、
第2レンズ群G2の両凸正レンズの像側の面と、
第3レンズ群G3の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの物体側の面と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの像側の面と、
第4レンズ群G4の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの物体側の面との6面に用いている。
実施例7のズームレンズは、図7に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、負の屈折力の第4レンズ群G4とを配置している。
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は固定し、第2レンズ群G2は像側に凸の軌跡で移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に凸の軌跡で移動する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、平凹負レンズと、両面に凸面を有するプリズムと、両凸正レンズからなる。
第2レンズ群G2は、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズからなる。
第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。
非球面は、
第1レンズ群G1の両凸正レンズの両面と、
第2レンズ群G2の両凸正レンズの像側の面と、
第3レンズ群G3の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの物体側の面と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの像側の面と、
第4レンズ群G4の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの物体側の面との6面に用いている。
実施例8のズームレンズは、図8に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、負の屈折力の第4レンズ群G4とを配置している。
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は固定し、第2レンズ群G2は像側に凸の軌跡で移動し、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に凸の軌跡で移動する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、平凹負レンズと、両面に凸形状の面を有するプリズムからなる。
第2レンズ群G2は、両凹負レンズと両凸正レンズとの接合レンズからなる。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズからなる。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。
非球面は、
第1レンズ群G1の両面に凸形状の面を有するプリズムの像側の面と、
第2レンズ群G2の両凸正レンズの像側の面と、
第3レンズ群G3の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの物体側の面と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの像側の面と、
第4レンズ群G4の物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの物体側の面との5面に用いている。
以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、fは全系焦点距離、BFはバックフォーカス、f1、f2…は各レンズ群の焦点距離、IHは像高、FNOはFナンバー、ωは半画角、WEは広角端、STは中間焦点距離状態、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。後述するレンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。BF(バックフォーカス)は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。
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。
x=(y2 /r)/[1+{1−(K+1)(y/r)2 1/2
+A4 4 +A6 6 +A8 8 +A1010+A1212
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。
数値実施例1
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.70 1.88300 40.76
2 9.353 1.18
3 ∞ 6.50 1.88300 40.76
4 ∞ 0.20
5* 54.585 1.50 1.80610 40.92
6* -21.467 可変
7 -15.367 0.80 1.88300 40.76
8 11.186 1.54 1.82114 24.06
9* -108.680 可変
10(絞り) ∞ -0.50
11* 5.595 2.30 1.58313 59.38
12 8.264 0.60 1.84666 23.78
13 4.944 2.50 1.59201 67.02
14* -285.753 可変
15* -13.834 1.00 1.52542 55.78
16 -18.397 可変
17 ∞ 0.50 1.53996 59.45
18 ∞ 0.27
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.24
像面(受光面)

非球面データ
第5面
K=0.000,A4=-1.95494e-04,A6=-2.35465e-05,A8=-5.44605e-07
第6面
K=24.418,A4=4.24267e-05,A6=-7.20819e-06,A8=-1.31597e-06,A10=9.20504e-08
第9面
K=0.000,A4=-3.04196e-05,A6=8.34662e-06,A8=-8.84818e-07,A10=3.58403e-08
第11面
K=0.000,A4=-7.59773e-05,A6=7.56590e-06,A8=-1.00701e-07
第14面
K=0.000,A4=1.28869e-03,A6=3.25747e-05,A8=5.00000e-06
第15面
K=0.000,A4=-1.76067e-04,A6=6.45703e-05,A8=-8.47416e-06,A10=4.24595e-07

各種データ
WE ST TE
像高 3.60 3.60 3.60
焦点距離 6.46 10.90 18.61
FNO. 3.43 4.45 6.00
画角2ω 67.05 37.90 22.11
BF(in air) 9.06 11.14 10.66
全長(in air) 46.84 46.84 46.84
d6 0.40 3.35 0.50
d9 14.02 6.17 1.80
d14 5.04 7.86 15.56
d16 7.90 9.97 9.50

群焦点距離
f1=-62.73 f2=-18.19 f3=10.97 f4=-114.82
数値実施例2
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.70 1.88300 40.76
2 9.112 1.21
3 ∞ 6.10 1.88300 40.76
4 ∞ 0.20
5* 43.613 1.50 1.80610 40.92
6* -20.721 可変
7 -14.328 0.80 1.88300 40.76
8 12.319 1.54 1.82114 24.06
9* -94.067 可変
10(絞り) ∞ -0.50
11* 5.609 2.30 1.58313 59.38
12 6.847 0.60 1.84666 23.78
13 4.464 2.50 1.59201 67.02
14* -248.323 可変
15* -37.147 1.00 1.52542 55.78
16 -3936.644 可変
17 ∞ 0.50 1.53996 59.45
18 ∞ 0.27
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.24
像面(受光面)

非球面データ
第5面
K=0.000,A4=-2.15101e-04,A6=-1.73342e-05,A8=-7.70234e-07
第6面
K=22.501,A4=-9.99274e-06,A6=4.36337e-06,A8=-2.12295e-06,A10=1.12329e-07
第9面
K=0.000,A4=4.41280e-06,A6=1.64793e-06,A8=-1.68116e-07,A10=8.31726e-09
第11面
K=0.000,A4=-6.97115e-05,A6=5.91045e-06,A8=-5.27998e-08
第14面
K=0.000,A4=1.24098e-03,A6=2.63151e-05,A8=5.00000e-06
第15面
K=0.000,A4=-1.48264e-04,A6=4.56530e-05,A8=-5.99304e-06,A10=2.96418e-07

各種データ
WE ST TE
像高 3.60 3.60 3.60
焦点距離 6.46 10.93 18.61
FNO. 3.45 4.48 6.00
画角2ω 66.99 37.70 22.05
BF(in air) 10.16 13.23 12.25
全長(in air) 46.81 46.81 46.81
d6 0.40 3.50 1.68
d9 14.56 6.66 1.80
d14 3.74 5.46 13.13
d16 9.00 12.07 11.08

群焦点距離
f1=-87.91 f2=-17.44 f3=10.83 f4=-71.38
数値実施例3
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.70 1.88300 40.76
2 9.032 1.22
3 ∞ 6.10 1.88300 40.76
4 ∞ 0.20
5* 41.629 1.50 1.80139 45.45
6* -19.789 可変
7 -14.224 0.80 1.88300 40.76
8 11.048 1.54 1.82114 24.06
9* -98.307 可変
10(絞り) ∞ -0.50
11* 5.593 2.30 1.58313 59.38
12 6.682 0.60 1.84666 23.78
13 4.377 2.50 1.59201 67.02
14* -301.863 可変
15* -36.896 1.00 1.52542 55.78
16 -3936.644 可変
17 ∞ 0.50 1.53996 59.45
18 ∞ 0.27
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.23
像面(受光面)

非球面データ
第5面
K=0.000,A4=-2.51545e-04,A6=-1.39542e-05,A8=-1.03098e-06
第6面
K=20.180,A4=-3.60247e-05,A6=8.08672e-06,A8=-2.36692e-06,A10=1.12404e-07
第9面
K=0.000,A4=4.00371e-06,A6=4.88468e-07,A8=-7.59255e-08,A10=5.60939e-09
第11面
K=0.000,A4=-6.71385e-05,A6=5.65756e-06,A8=-5.44207e-08
第14面
K=0.000,A4=1.24426e-03,A6=2.67466e-05,A8=5.00000e-06
第15面
K=0.000,A4=-1.29666e-04,A6=3.85564e-05,A8=-4.52432e-06,A10=1.98277e-07

各種データ
WE ST TE
像高 3.60 3.60 3.60
焦点距離 6.46 10.90 18.61
FNO. 3.46 4.47 6.00
画角2ω 66.98 37.78 22.05
BF(in air) 10.16 13.24 12.43
全長(in air) 46.84 46.84 46.84
d6 0.40 3.54 1.81
d9 14.62 6.77 1.80
d14 3.70 5.34 12.85
d16 9.01 12.08 11.27

群焦点距離
f1=-118.68 f2=-17.02 f3=10.84 f4=-70.89
数値実施例4
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.70 1.85135 40.10
2* 7.333 1.52
3 ∞ 6.10 1.88300 40.76
4 ∞ 0.20
5* 39.616 1.50 1.80139 45.45
6* -20.144 可変
7 -20.151 0.80 1.88300 40.76
8 11.329 1.54 1.82114 24.06
9* -275.016 可変
10(絞り) ∞ -0.50
11* 5.454 2.30 1.58313 59.38
12 6.541 0.30
13 6.669 0.60 1.84666 23.78
14 4.423 2.50 1.59201 67.02
15* -125.446 可変
16* -14.975 1.00 1.56732 42.82
17 264.294 1.50 1.49700 81.54
18 -19.957 可変
19 ∞ 0.50 1.53996 59.45
20 ∞ 0.30
21 ∞ 0.50 1.51633 64.14
22 ∞ 0.36
像面(受光面)

非球面データ
第2面
K=-0.043,A4=1.17983e-04,A6=6.55920e-06,A8=-4.98744e-07,A10=1.30306e-08
第5面
K=0.000,A4=-1.66741e-04,A6=-1.72272e-06,A8=-1.85162e-06
第6面
K=17.698,A4=-1.04265e-04,A6=9.53257e-06,A8=-2.47236e-06,A10=6.91668e-08
第9面
K=0.000,A4=4.52346e-05,A6=4.42125e-07,A8=1.29363e-07,A10=-1.01530e-08
第11面
K=0.000,A4=-8.78437e-05,A6=2.23735e-06,A8=-4.95027e-08
第15面
K=0.000,A4=1.32099e-03,A6=2.73111e-05,A8=5.00000e-06
第16面
K=0.000,A4=9.50164e-05,A6=4.56970e-06,A8=1.09110e-06,A10=-6.15435e-08

各種データ
WE ST TE
像高 3.60 3.60 3.60
焦点距離 6.25 11.10 14.40
FNO. 3.93 5.22 6.00
画角2ω 69.59 37.34 28.64
BF(in air) 9.26 15.72 17.66
全長(in air) 45.92 45.92 45.92
d6 0.40 3.28 2.66
d9 13.07 4.35 1.83
d15 3.13 2.50 3.72
d18 7.95 14.40 16.34

群焦点距離
f1=-53.35 f2=-21.64 f3=10.51 f4=-85.47
数値実施例5
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.70 1.88300 40.76
2 9.344 1.18
3 ∞ 6.50 1.88300 40.76
4 ∞ 0.20
5* 50.714 1.50 1.80610 40.92
6* -21.604 可変
7 -15.086 0.80 1.88300 40.76
8 11.246 1.54 1.82114 24.06
9* -107.602 可変
10(絞り) ∞ -0.50
11* 5.589 2.30 1.58313 59.38
12 8.235 0.60 1.84666 23.78
13 4.936 2.50 1.59201 67.02
14* -321.369 可変
15* -15.870 1.00 1.52542 55.78
16 -22.081 可変
17 ∞ 0.50 1.53996 59.45
18 ∞ 0.30
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.36
像面(受光面)

非球面データ
第5面
K=0.000,A4=-1.52267e-04,A6=-2.41321e-05,A8=-5.09857e-07
第6面
K=25.185,A4=7.80396e-05,A6=-4.41609e-06,A8=-1.67386e-06,A10=1.09764e-07
第9面
K=0.000,A4=-2.27094e-05,A6=4.97956e-06,A8=-5.13970e-07,A10=2.18806e-08
第11面
K=0.000,A4=-7.48440e-05,A6=7.22007e-06,A8=-8.53979e-08
第14面
K=0.000,A4=1.29550e-03,A6=3.33359e-05,A8=5.00000e-06
第15面
K=0.000,A4=-1.82701e-04,A6=6.99789e-05,A8=-9.58644e-06,A10=4.94067e-07

各種データ
WE ST TE
像高 3.60 3.60 3.60
焦点距離 6.46 10.90 18.61
FNO. 3.44 4.45 6.00
画角2ω 67.06 37.89 22.12
BF(in air) 9.22 10.96 10.15
全長(in air) 46.83 46.83 46.83
d6 0.40 3.37 0.50
d9 14.01 6.19 1.80
d14 4.88 7.99 16.06
d16 7.90 9.64 8.84

各群焦点距離
f1=-67.73 f2=-17.88 f3=10.97 f4=-113.70
数値実施例6
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.70 1.88300 40.76
2 9.152 1.21
3 ∞ 6.50 1.88300 40.76
4 -1000.000 0.20
5* 51.283 1.50 1.80610 40.92
6* -21.625 可変
7 -15.169 0.80 1.88300 40.76
8 11.431 1.54 1.82114 24.06
9* -89.018 可変
10(絞り) ∞ -0.50
11* 5.630 2.30 1.58313 59.38
12 7.689 0.60 1.84666 23.78
13 4.717 2.50 1.59201 67.02
14* 562.504 可変
15* -7.272 1.00 1.52542 55.78
16 -7.839 可変
17 ∞ 0.50 1.53996 59.45
18 ∞ 0.27
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.36
像面(受光面)

非球面データ
第5面
K=0.000,A4=-1.77490e-04,A6=-1.55278e-05,A8=-6.83985e-07
第6面
K=23.898,A4=4.73950e-05,A6=-1.10132e-06,A8=-1.38050e-06,A10=7.82556e-08
第9面
K=0.000,A4=-2.27353e-05,A6=5.04715e-06,A8=-4.74407e-07,A10=1.83306e-08
第11面
K=0.000,A4=-3.96094e-05,A6=5.49406e-06,A8=-1.74382e-08
第14面
K=0.000,A4=1.28142e-03,A6=2.91554e-05,A8=5.00000e-06
第15面
K=0.000,A4=-1.21219e-04,A6=4.28440e-05,A8=-4.23539e-06,A10=1.57593e-07

各種データ
WE ST TE
像高 3.60 3.60 3.60
焦点距離 6.46 10.90 18.61
FNO. 3.43 4.43 6.00
画角2ω 67.05 37.95 22.19
BF(in air) 9.19 11.29 7.14
全長(in air) 47.62 47.62 47.62
d6 0.40 3.40 0.50
d9 14.32 6.23 1.80
d14 5.37 8.35 19.83
d16 7.90 10.01 5.85

群焦点距離
f1=-66.07 f2=-18.58 f3=11.30 f4=-485.54
数値実施例7
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.70 1.88300 40.76
2 8.928 1.23
3 986.240 6.50 1.88300 40.76
4 -501.230 0.20
5* 45.459 1.50 1.80610 40.92
6* -21.131 可変
7 -15.577 0.80 1.88300 40.76
8 11.157 1.54 1.82114 24.06
9* -139.139 可変
10(絞り) ∞ -0.50
11* 5.644 2.30 1.58313 59.38
12 7.012 0.60 1.84666 23.78
13 4.460 2.50 1.59201 67.02
14* 344.818 可変
15* -6.264 1.00 1.49700 81.54
16 -6.615 可変
17 ∞ 0.50 1.53996 59.45
18 ∞ 0.27
19 ∞ 0.50 1.51633 64.14
20 ∞ 0.36
像面(受光面)

非球面データ
第5面
K=0.000,A4=-2.27230e-04,A6=-9.75416e-06,A8=-1.01440e-06
第6面
K=22.009,A4=-1.79552e-05,A6=5.75292e-06,A8=-1.82073e-06,A10=7.77447e-08
第9面
K=0.000,A4=-1.30102e-05,A6=2.52036e-06,A8=-2.38120e-07,A10=1.01733e-08
第11面
K=0.000,A4=-2.76435e-05,A6=4.56133e-06,A8=2.14489e-09
第14面
K=0.000,A4=1.25753e-03,A6=2.46703e-05,A8=5.00000e-06
第15面
K=0.000,A4=-1.36063e-04,A6=4.16360e-05,A8=-4.11322e-06,A10=1.57461e-07

各種データ
WE ST TE
像高 3.60 3.60 3.60
焦点距離 6.46 10.90 18.61
FNO. 3.42 4.40 6.00
画角2ω 67.03 37.94 22.22
BF(in air) 9.19 11.47 6.78
全長(in air) 47.66 47.66 47.66
d6 0.40 3.39 0.50
d9 14.32 6.28 1.80
d14 5.38 8.15 20.21
d16 7.90 10.18 5.49

群焦点距離
f1=-95.11 f2=-17.85 f3=11.35 f4=-4387.93
数値実施例8
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.70 1.88300 40.76
2 10.228 1.05
3 986.240 7.00 1.80610 40.92
4* -17.915 可変
5 -9.376 0.80 1.88300 40.76
6 20.781 1.54 1.82114 24.06
7* -21.134 可変
8(絞り) ∞ -0.50
9* 5.412 2.30 1.58313 59.38
10 5.389 0.60 1.84666 23.78
11 3.756 2.50 1.59201 67.02
12* 87.014 可変
13* 12.804 1.00 1.49700 81.54
14 9.922 可変
15 ∞ 0.50 1.53996 59.45
16 ∞ 0.27
17 ∞ 0.50 1.51633 64.14
18 ∞ 0.36
像面(受光面)

非球面データ
第4面
K=14.923,A4=1.86211e-04,A6=1.49944e-05,A8=-3.76324e-07,A10=4.00000e-08
第7面
K=0.000,A4=5.37991e-06,A6=-6.59192e-07,A8=-1.89552e-07,A10=1.53746e-08
第9面
K=0.000,A4=-7.44715e-05,A6=2.68948e-06,A8=-9.27734e-08
第12面
K=0.000,A4=1.30124e-03,A6=2.46588e-05,A8=5.00000e-06
第13面
K=0.000,A4=-2.17005e-04,A6=4.46579e-05,A8=-4.36178e-06,A10=1.65618e-07

各種データ
WE ST TE
像高 3.60 3.60 3.60
焦点距離 6.35 10.89 18.61
FNO. 3.43 4.54 6.00
画角2ω 67.95 37.35 22.03
BF(in air) 9.18 12.06 5.84
全長(in air) 45.10 45.10 45.10
D4 0.40 3.50 0.50
D7 14.55 6.36 1.80
D12 3.98 6.19 19.97
D14 7.90 10.77 4.55

群焦点距離
f1=-46.58 f2=-18.63 f3=11.03 f4=-100.22
以上の実施例1〜3の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図9〜図16に示す。これらの収差図において、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(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。各図中、“FIY”は最大像高を示す。
次に、各実施例における条件式の値を掲げる。

実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
D1p/fw 0.23 0.23 0.23 0.24
D1npr/fw 0.18 0.19 0.19 0.24
Dpr/fw 1.01 0.94 0.94 0.98
(r1no+r1ni)/(r1no−r1ni) 1.00 1.00 1.00 1.00
(r1po+r1pi)/(r1po−r1pi) 0.44 0.36 0.36 0.33
P1p/Pg1 -3.25 -4.99 7.01 -3.17
P1p/Pg2 -0.94 -0.99 -1.01 -1.28
ft/fw 2.88 2.88 2.88 2.30
Pg2/Pg1 3.45 5.04 6.97 2.47
dt補正後像高(広角端) 3.341 3.344 3.344 3.324
dt補正後画角(広角端) 61.69 61.73 61.72 63.74

実施例5 実施例6 実施例7 実施例8
D1p/fw 0.23 0.23 0.23 -
D1npr/fw 0.18 0.19 0.19 0.17
Dpr/fw 1.01 1.01 1.01 1.10
(r1no+r1ni)/(r1no−r1ni) 1.00 1.00 1.00 1.00
(r1po+r1pi)/(r1po−r1pi) 0.40 0.41 0.37 -
P1p/Pg1 -3.57 -3.47 -5.26 -
P1p/Pg2 -0.94 -0.98 -0.99 -
ft/fw 2.88 2.88 2.88 2.93
Pg2/Pg1 3.79 3.56 5.33 2.50
dt補正後像高(広角端) 3.341 3.342 3.343 3.343
dt補正後画角(広角端) 61.69 61.71 61.72 62.57
フレア絞りは、第1レンズ群の物体側、第1、2レンズ群間、第2、3レンズ群間、第3、4レンズ群間、第4レンズ群から像面間のいずれの場所に配置しても良い。ズームレンズにおけるレンズを保持する枠部材によりフレア光線をカットするように構成しても良い。枠とは別の部材を構成しても良い。
これらの枠や部材もフレア絞りとなる。
またズームレンズに含まれるレンズのいずれかに直接フレア絞りを印刷しても黒色の塗装しても、また国色のシールなどを接着してもかまわない。
またその開口部の形状は円形、楕円形、矩形、多角形、関数曲線で囲まれる範囲等、いかなる形状でもかまわない。また有害光束をカットするだけでなく画面周辺のコマフレア等の光束をカットしても良い。
また、ズームレンズを構成するレンズの内、少なくとも一面は反射防止コートを施すことが好ましい。
ゴースト・フレアの発生を防止するためにレンズの空気接触面に反射防止コートを施すことは一般的に行われている。一方、接合レンズの接合面では接着材の屈折率が空気の屈折率よりも十分高い。そのためもともと単層コート並み、あるいはそれ以下の反射率となっていることが多く、あえてコートを施すことは少ない。しかしながら、接合面にも積極的に反射防止コートを施せばさらにゴースト・フレアを軽減でき、なお良好な画像を得ることができるようになる。特に最近では高屈折率硝材が普及し収差補正効果が高いためカメラ光学系に多用されるようになってきているが、高屈折率硝材を接合レンズとして用いた場合、接合面での反射も無視できなくなってくる。そのような場合、接合面に反射防止コートを施しておくことは特に効果的である。接合面コートの効果的な使用法に関しては、特開平2-27301号公報、特開2001-324676号公報、特開2005-92115号公報、USP7116482等に開示されている。これらの文献では特に正先行ズームレンズの第1群内の接合レンズ面コートについて述べられており、本発明の正パワーの第1レンズ群内の接合レンズ面についてもこれら文献に開示されているごとく実施すればよい。使用するコート材としては、基盤となるレンズの屈折率と接着材の屈折率に応じて、比較的高屈折率なTa2O5、TiO2、Nb2O5、ZrO2、HfO2、CeO2、SnO2、In2O3、ZnO、Y2O3などのコート材、比較的低屈折率なMgF2、SiO2、Al2O3などのコート材、などを適宜選択し、位相条件を満たすような膜厚に設定すれば良い。当然のことながら、レンズの空気接触面へのコーティング同様、接合面コートをマルチコートとしても良い。2層あるいはそれ以上の膜数のコート材や膜厚を適宜組み合わせることで、更なる反射率の低減や、反射率の分光特性・角度特性等のコントロールなどを行うことが可能となる。また第1レンズ群以外のレンズ接合面についても、同様の思想に基づいて接合面コートを行うことが効果的なのは言うまでもない。
(電気的に収差補正を行う場合について)
各実施例において、ズームレンズの広角側で発生する樽型の歪曲収差を電気的に補正したうえで画像の記録や表示を行ってもよい。本実施例のズームレンズは撮像素子における矩形の光電変換面上に広角側では樽型の歪曲収差が発生する。一方中間焦点距離状態付近や望遠端では歪曲収差の発生が抑えられる。歪曲収差を電気的に補正するために、有効撮像領域は、広角端では樽型形状とし、中間焦点距離状態や望遠端では矩形の形状となるようにしている。そして、あらかじめ設定した有効撮像領域を画像処理により画像変換し、歪みを低減させた矩形の画像情報に変換する。
広角端での像高IHwは、中間焦点距離状態の像高IHsや望遠端での像高IHtよりも小さくなるようにしている。
各実施例において電気的に歪曲収差を補正した場合の広角端における像高と画角の数値を表中の「dt補正後像高(広角端)」、「dt補正後画角(広角端)」に記載している。中間焦点距離状態と望遠端では、上述の値と同じとしている。
また、ズームレンズにより撮影された画像の電気信号を、画像処理により倍率色収差による色のずれを補正した画像信号に変換する画像変換部を有している。ズームレンズの倍率色収差を電気的に補正することで、より良好な画像を得ることができるようになる。一般に、電子スチルカメラにおいては被写体の像を、第1原色、第2原色、第3原色の3原色の像に分解して、それぞれの出力信号を演算により重ね合わせることによりカラー画像を再現するようにしている。ズームレンズに倍率色収差がある場合、第1原色の光による像を基準にして考えると、第2原色と第3原色の光による像が結像される位置は第1原色の像が結像される位置からずれることになる。電気的に画像の倍率色収差を補正するためには、第1原色に対する第2原色、第3原色の光の結像位置のずれの量をズームレンズの収差情報に基づいて撮像素子の各画素について予め求めておく。そして撮影画像の各画素ごとに、第1原色とのズレ量だけ補正するよう座標変換を行ってやればよい。例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色の出力信号からなる画像について説明すれば、Gに対するRとBの結像位置ずれを各画素について求めておき、Gとのずれがなくなるように撮影画像の座標変換を行い、その後にRとBの信号を出力してやればよい。
倍率色収差はズーム、フォーカス、絞り値によって変化するが、各レンズポジション(ズーム、フォーカス、絞り値)ごとに、この第1原色からの第2原色および第3原色のずれ量を補正データとして記憶保持装置に記憶させておくとよい。ズームポジションに応じてこの補正データを参照することで、第1原色信号に対する第2及び第3原色のずれを補正した第2及び第3原色信号とを出力することができる。
(歪曲収差の補正)
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。
例えば、図17に示すように、光軸と撮像面との交点を中心として有効撮像面の長辺に内接する半径Rの円周上(像高)での倍率を固定し、この円周を補正の基準とする。そして、それ以外の任意の半径r(ω)の円周上(像高)の各点を略放射方向に移動させて、半径r'(ω)となるように同心円状に移動させることで補正する。
例えば、図17において、半径Rの円の内側に位置する任意の半径r1(ω)の円周上の点P1は、円の中心に向けて補正すべき半径r1'(ω)円周上の点P2に移動させる。また、半径Rの円の外側に位置する任意の半径r2(ω)の円周上の点Q1は、円の中心から離れる方向に向けて補正すべき半径r2'(ω)円周上の点Q2に移動させる。
ここで、r'(ω)は次のように表わすことができる。
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。
ここで、前記半径Rの円上(像高)に対応する理想像高をYとすると、
α=R/Y=R/(f・tanω)
となる。
光学系は、理想的には、光軸に対して回転対称であり、すなわち歪曲収差も光軸に対して回転対称に発生する。したがって、上述のように、光学的に発生した歪曲収差を電気的に補正する場合には、再現画像上で光軸と撮像面との交点を中心とした有効撮像面の短辺に内接する半径Rの円の円周上(像高)の倍率を固定して、それ以外の半径r(ω)の円周上(像高)の各点を略放射方向に移動させて、半径r'(ω)となるように同心円状に移動させることで補正することができれば、データ量や演算量の点で有利と考えられる。
ところが、光学像は、電子撮像素子で撮像された時点で(サンプリングのため)連続量ではなくなる。したがって、厳密には光学像上に描かれる上記半径Rの円も、電子撮像素子上の画素が放射状に配列されていない限り正確な円ではなくなる。
つまり、離散的座標点毎に表わされる画像データの形状補正においては、上記倍率を固定できる円は存在しない。そこで、各画素(Xi,Yj)毎に、移動先の座標(Xi',Yj' )を決める方法を用いるのがよい。なお、座標(Xi',Yj')に(Xi,Yj)の2点以上が移動してきた場合には、各画素が有する値の平均値をとる。また、移動してくる点がない場合には、周囲のいくつかの画素の座標(Xi',Yj')の値を用いて補間すればよい。
このような方法は、特にズームレンズが有する電子撮像装置において光学系や電子撮像素子の製造誤差等のために光軸に対して歪みが著しく、前記光学像上に描かれる上記半径Rの円が非対称になった場合の補正に有効である。また、撮像素子あるいは各種出力装置において信号を画像に再現する際に幾何学的歪み等が発生する場合等の補正に有効である。
本発明の電子撮像装置では、補正量r’(ω)−r(ω)を計算するために、r(ω)すなわち半画角と像高との関係、あるいは、実像高rと理想像高r’/αとの関係が、電子撮像装置に内蔵された記録媒体に記録されている構成としてもよい。
なお、歪曲補正後の画像が短辺方向の両端において光量が極端に不足することのないようにするには、前記半径Rが、次の条件式を満足するのがよい。
0≦R≦0.6Ls
ただし、Lsは有効撮像面の短辺の長さである。
好ましくは、前記半径Rは、次の条件式を満足するのがよい。
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。
なお、補正が必要な焦点距離区間については、いくつかの焦点ゾーンに分割する。そして、該分割された焦点ゾーン内の望遠端近傍で略、
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。
ただし、その場合、分割された焦点ゾーン内の広角端において樽型歪曲量がある程度残存してしまう。また、分割ゾーン数を増加させてしまうと、補正のために必要な固有データを記録媒体に余計に保有する必要が生じあまり好ましくない。そこで、分割された焦点ゾーン内の各焦点距離に関連した1つ又は数個の係数を予め算出しておく。この係数は、シミュレーションや実機による測定に基づいて決定しておけばよい。
そして、前記分割されたゾーン内の望遠端近傍で略、
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前記係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
ところで、無限遠物体を結像させて得られた像に歪曲がない場合は、
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。
結像系に樽型の歪曲収差がある場合は、
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。
(デジタルカメラ)
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18〜図20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141に組み込んだ構成の概念図を示す。図18はデジタルカメラ140の外観を示す前方斜視図、図19は同後方斜視図、図20はデジタルカメラ140の構成を示す断面図である。デジタルカメラ140は、この例の場合、撮影用光路142を有する撮影光学系141、ファインダー用光路144を有するファインダー光学系143、シャッター145、フラッシュ146、液晶表示モニター147等を含み、カメラ140の上部に配置されたシャッター145を押圧すると、それに連動して撮影光学系141、例えば実施例1の光路折り曲げズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系141によって形成された物体像が、近赤外カットフィルターと光学的ローパスフィルターFを介してCCD149の撮像面上に形成される。このCCD149で受光された物体像は、処理手段151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147に表示される。また、この処理手段151には記録手段152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152は処理手段151と別体に設けてもよいし、フレキシブル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、CCD149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。
さらに、ファインダー用光路144上にはファインダー用対物光学系153が配置してある。このファインダー用対物光学系153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155の視野枠157上に形成される。このポリプリズム155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159が配置されている。なお、撮影光学系141及びファインダー用対物光学系153の入射側、接眼光学系159の射出側にそれぞれカバー部材150が配置されている。
このように構成されたデジタルカメラ140は、撮影光学系141が3倍程度の高変倍比で、高い光学性能を有するズームレンズであるので、高性能で、奥行き方向が極めて薄い安価なデジタルカメラが実現できる。
なお、図20の例では、カバー部材150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。あるいは、省いてもよい。
(内部回路構成)
図21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。
図21に示すように、デジタルカメラ140は、操作部112と、この操作部112に接続された制御部113と、この制御部113の制御信号出力ポートにバス114及び115を介して接続された撮像駆動回路116並びに一時記憶メモリ117、画像処理部118、記憶媒体部119、表示部120、及び設定情報記憶メモリ部121を備えている。
上記の一時記憶メモリ117、画像処理部118、記憶媒体部119、表示部120、及び設定情報記憶メモリ部121は、バス122を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路116には、CCD149とCDS/ADC部124が接続されている。
操作部112は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部(カメラ使用者)から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。
制御部113は、例えばCPU等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部112を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ140全体を制御する回路である。
CCD149は、本発明による撮影光学系141を介して形成された物体像を受光する。CCD149は、撮像駆動回路116により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してCDS/ADC部124に出力する撮像素子である。
CDS/ADC部124は、CCD149から入力する電気信号を増幅しかつアナログ/デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ(ベイヤーデータ、以下RAWデータという。)を一時記憶メモリ117に出力する回路である。
一時記憶メモリ117は、例えばSDRAM等からなるバッファであり、CDS/ADC部124から出力される上記RAWデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部118は、一時記憶メモリ117に記憶されたRAWデータ又は記憶媒体部119に記憶されているRAWデータを読み出して、制御部113から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
記録媒体部119は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一時記憶メモリ117から転送されるRAWデータや画像処理部118で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。
表示部120は、液晶表示モニターを備え、その液晶表示モニターに画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部121には、予め各種の画質パラメータが格納されているROM部と、そのROM部から読み出された画質パラメータの中から操作部112の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するRAM部が備えられている。設定情報記憶メモリ部121は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。
このように構成されたデジタルカメラ140は、撮影光学系141が、本発明により、十分な広角域を有し、コンパクトな構成としながら、高変倍で全変倍域で結像性能が極めて安定的であるので、高性能・小型化・広角化が実現できる。そして、広角側、望遠側での速い合焦動作が可能となる。
(携帯電話)
次に、本発明の屈曲変倍光学系が撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話が図22に示される。図22(a)は携帯電話400の正面図、図22(b)は側面図、図22(c)は撮影光学系405の断面図である。図22(a)〜(c)に示されるように、携帯電話400は、操作者の声を情報として入力するマイク部401と、通話相手の声を出力するスピーカ部402と、操作者が情報を入力する入力ダイアル403と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモニター404と、撮影光学系405と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ406と、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う処理手段(図示せず)とを有している。ここで、モニター404は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限られない。この撮影光学系405は、撮影光路407上に配置された本発明による屈曲変倍光学系(図では略記)からなる対物レンズ112と、物体像を受光する撮像素子チップ162とを有している。これらは、携帯電話400に内蔵されている。
ここで、撮像素子チップ162上には光学的ローパスフィルタFが付加的に貼り付けられて撮像ユニット160として一体に形成され、対物レンズ212の鏡枠213の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物レンズ212と撮像素子チップ162の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠213の先端(図示略)には、対物レンズ212を保護するためのカバーガラス214が配置されている。なお、鏡枠213中のズームレンズの駆動機構等は図示を省いてある。
撮影素子チップ162で受光された物体像は、端子166を介して、図示していない処理手段に入力され、電子画像としてモニター404に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ162で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段には含まれている。
以上のように、本発明は、用いるズームレンズのコンパクト化、必要な変倍比の確保や光学特性の確保により、コンパクト化された撮像装置に適している。
本発明の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。 本発明のズームレンズの実施例2の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例3の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例4の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例5の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例6の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例7の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの実施例8の図1と同様の図である。 実施例1の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例2の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例3の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例4の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例5の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例6の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例7の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例8の無限遠物点合焦時の収差図である。 歪曲収差の補正を説明する図である。 本発明による光路折り曲げ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。 上記デジタルカメラの後方斜視図である。 上記デジタルカメラの断面図である。 デジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。 (a)、(b)、(c)は、それぞれ本発明による光路折り曲げズームレンズを組み込んだ携帯電話の正面構成、側面構成、断面構成を示す図である。
G1…第1レンズ群
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
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…シャッターボタン
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…正立プリズム
157…視野枠
159…接眼光学系
400…携帯電話
402…スピーカ部
403…入力ダイアル
404…モニター
405…撮影光学系
406…アンテナ
407…撮影光路
162…撮像素子チップ
160…撮像ユニット
213…鏡枠
212…対物レンズ
214…カバーガラス
166…端子

Claims (30)

  1. 物体側から像側に順に、
    負屈折力の第1レンズ群、
    負屈折力の第2レンズ群、
    正屈折力の第3レンズ群、
    負屈折力の第4レンズ群を有し、
    広角端から望遠端への変倍に際して
    前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は変化し、
    前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は変化し、
    前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔は変化し、
    広角端よりも望遠端にて前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は狭くなり、
    前記第1レンズ群は、光路を反射する反射面と、前記反射面の物体側に位置する負屈折力の負レンズ成分と、前記負レンズ成分よりも像側に位置する正屈折力の凸レンズ面を有し、
    前記第1レンズ群中の前記負レンズ成分は像側に凹面を向けた形状であり、且つ、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
    0.5<(r1no+r1ni)/(r1no−r1ni)<2 …(4)
    ただし、
    r1noは前記第1レンズ群中の前記負レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
    r1niは前記第1レンズ群中の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、光軸上にて空気と接する面が物体側面と像側面の2つのみのレンズ体であり、単レンズ又は接合レンズを意味する。
  2. 物体側から像側に順に、
    負屈折力の第1レンズ群、
    負屈折力の第2レンズ群、
    正屈折力の第3レンズ群、
    負屈折力の第4レンズ群を有し、
    広角端から望遠端への変倍に際して
    前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は変化し、
    前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は変化し、
    前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔は変化し、
    広角端よりも望遠端にて前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は狭くなり、
    前記第1レンズ群は、光路を反射する反射面と、前記反射面の物体側に位置する負屈折力の負レンズ成分と、前記負レンズ成分よりも像側に位置する正屈折力の凸レンズ面を有し、
    前記第1レンズ群は前記反射面よりも像側に前記凸レンズ面を備えた正レンズ成分を有し、且つ、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
    −1.0<(r1po+r1pi)/(r1po−r1pi)<1.0 …(5)
    ただし、
    r1poは前記第1レンズ群中の前記正レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
    r1piは前記第1レンズ群中の前記正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、光軸上にて空気と接する面が物体側面と像側面の2つのみのレンズ体であり、単レンズ又は接合レンズを意味する。
  3. 前記第1レンズ群と前記第2レンズ群が以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
    0.5<Pg2/Pg1<20 …(9)
    ただし、
    Pg1は前記第1レンズ群の屈折力、
    Pg2は前記第2レンズ群の屈折力、
    であり、
    屈折力は焦点距離の逆数である。
  4. 前記第1レンズ群中の前記負レンズ成分の像側の前記凹面が非球面であることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  5. 前記第1レンズ群は前記反射面よりも像側に前記凸レンズ面を有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. 前記第1レンズ群は前記反射面の像側に前記凸レンズ面を備えた正レンズ成分を有することを特徴とする請求項5に記載のズームレンズ。
  7. 前記第1レンズ群中の前記正レンズ成分が以下の条件式を満足することを特徴とする請求項6に記載のズームレンズ。
    −1.0<(r1po+r1pi)/(r1po−r1pi)<1.0 …(5)
    ただし、
    r1poは前記第1レンズ群中の前記正レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
    r1piは前記第1レンズ群中の前記正レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
    である。
  8. 前記第1レンズ群中の前記正レンズ成分が以下の条件式を満足することを特徴とする請求項2、6、7のいずれか1項に記載のズームレンズ。
    -20.0<P1p/Pg1<-0.5 …(6)
    ただし、
    P1pは前記第1レンズ群中の前記正レンズ成分の屈折力、
    Pg1は前記第1レンズ群の屈折力、
    であり、
    屈折力は焦点距離の逆数である。
  9. 前記第1レンズ群中の前記正レンズ成分が以下の条件式を満足することを特徴とする請求項2、6から8のいずれか1項に記載のズームレンズ。
    -5.0<P1p/Pg2<-0.03 …(7)
    ただし、
    P1pは前記第1レンズ群中の前記正レンズ成分の屈折力、
    Pg2は前記第2レンズ群の屈折力、
    であり、
    屈折力は焦点距離の逆数である。
  10. 前記第1レンズ群は物体側から順に、前記負レンズ成分と、前記反射面を持つ反射部材と、前記正レンズ成分からなることを特徴とする請求項9に記載のズームレンズ。
  11. 前記第1レンズ群中の正レンズ成分が以下の条件式を満足することを特徴とする請求項10に記載のズームレンズ。
    0.03<D1p/fw<2.0 …(1)
    ただし、
    D1pは第1レンズ群中の正レンズ成分の光軸上の厚み、
    fwは広角端における前記ズームレンズ全系の焦点距離、
    である。
  12. 前記反射部材が、物体側の屈折面と像側の屈折面を有する反射プリズムであることを特徴とする請求項10に記載のズームレンズ。
  13. 前記第1レンズ群中の前記反射プリズムが以下の条件式を満足することを特徴とする請求項12に記載のズームレンズ。
    0.5<Dpr/fw<2.0 …(3)
    ただし、
    Dprは前記反射プリズムの物体側屈折面から像側屈折面までの光軸に沿った光路長、
    fwは広角端における前記ズームレンズ全系の焦点距離、
    である。
  14. 前記第1レンズ群中の前記負レンズ成分と前記反射プリズムとの光軸上の距離が以下の条件式を満足することを特徴とする請求項12に記載のズームレンズ。
    0.03<D1npr/fw<1.0 …(2)
    ただし、
    D1nprは前記第1レンズ群中の前記負レンズ成分と前記プリズムとの光軸上の距離、
    fwは広角端における前記ズームレンズ全系の焦点距離、
    である。
  15. 前記第1レンズ群中の前記負レンズ成分は単レンズであり、
    前記第1レンズ群中の前記正レンズ成分は単レンズであり、
    前記第1レンズ群中の前記反射部材は複数の屈折面を備えた反射プリズムであることを特徴とする請求項10に記載のズームレンズ。
  16. 広角端から望遠端への変倍に際して、
    前記第1レンズ群は固定され、
    前記第2レンズ群は移動し、
    前記第3レンズ群は広角端よりも望遠端にて物体側に位置するように移動することを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
  17. 広角端から望遠端への変倍の際、
    前記第2レンズ群は、先ず像側に移動後物体側に移動方向を反転させることを特徴とする請求項16に記載のズームレンズ。
  18. 広角端から望遠端への変倍に際して、
    前記第4レンズ群は前記第3レンズ群との距離を変化させながら移動することを特徴とする請求項16に記載のズームレンズ。
  19. 広角端に対して望遠端にて、
    前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との距離が広がることを特徴とする請求項16に記載のズームレンズ。
  20. 広角端よりも望遠端にて、前記第4レンズ群が物体側に位置することを特徴とする請求項16に記載のズームレンズ。
  21. 前記反射面よりも像側に配置されたいずれかの負屈折力のレンズ群が遠距離物から近距離物へのフォーカシング動作時に移動することを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
  22. 前記第4レンズ群が遠距離物から近距離物へのフォーカシング動作時に像側に移動することを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
  23. 前記ズームレンズは前記第2レンズ群の像側面から前記第3レンズ群の像側面の間に明るさ絞りを有し、
    前記ズームレンズが4群ズームレンズであることを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
  24. 前記第2レンズ群は、負レンズと正レンズの2枚のレンズからなり、
    前記第3レンズ群は、2枚の正レンズと1枚の負レンズからなり、
    前記第4レンズ群は2枚以下のレンズからなることを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
  25. 前記ズームレンズが以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
    2.3<ft/fw<6 …(8)
    ただし、
    fwは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
    ftは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
    である。
  26. 前記ズームレンズは光路中にフレア絞りを有することを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
  27. 前記ズームレンズを構成するレンズの内、少なくとも一面は反射防止コートを施すことを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
  28. ズームレンズと、
    前記ズームレンズの像側に配置され且つ前記ズームレンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子を備え、
    前記ズームレンズが請求項1または2に記載のズームレンズであることを特徴とする撮像装置。
  29. 前記ズームレンズによるディストーションを含んだ電気信号を、画像処理によりディストーションを補正した画像信号に変換する画像変換部を有することを特徴とする請求項28に記載の撮像装置。
  30. 前記ズームレンズによる倍率色収差を含んだ電気信号を、画像処理により倍率色収差を補正した画像信号に変換する画像変換部を有することを特徴とする請求項28に記載の撮像装置。
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