JP5294051B2 - ズームレンズ、撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ズームレンズに関し、より詳細には、特に、被写体像を光学系により光学的に取り込んで撮像素子により電気的な信号として出力する撮像装置、例えば、デジタルカメラ、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末装置(PDA:Personal Digital Assistant)等に内蔵または外付けされるカメラの主たる構成要件として使用できるズームレンズに関するものである。
近年、普及の著しいデジタルカメラは、より高性能化・小型化が求められ、撮影レンズとして用いられるズームレンズにも高性能化と小型化の両立が求められている。
ズームレンズの高性能化は、ハイエンドのデジタルカメラへの適用を考えると、少なくとも500万〜1000万画素程度の撮像素子に対応した解像力を全ズーム域にわたって有することが必要である。
さらに、撮影レンズの広画角化および高変倍化を望むユーザも多く、ズームレンズの広角端の半画角は、38度以上であることが望ましい。半画角38度は、35mm銀塩カメラ(いわゆるライカ版)換算の焦点距離で28mmに相当する。一方、高変倍化では、変倍比が5以上が求められている。
上記の要求に対して、従来のズームレンズにおいて、光学系内にプリズムを挿入することで、光軸方向のカメラの薄型化を図っているものとして、
特許文献1(特開平8−248318号公報)および特許文献2(特開2005−215165号公報)に記載されたものがある。
即ち、特許文献1には、物体側より順に、正の屈折力を有する第1群と負の屈折力を有する第2群とよりなる変倍系と、絞りと、正の屈折力を有し常時固定の第3群と、正の屈折力を有し変倍時および被写体距離の変化時等に焦点位置を調節するための移動可能な第4群とが配置されたズームレンズにおいて、
上記第1群は、第1の凹レンズ、直角プリズム、第1の凸レンズ、第2の凹レンズおよび第2の凸レンズの接合レンズが上記物体側より順に配されてなるズームレンズが記載されている。
また、特許文献2には、物体側より順に、ズーミングの際に固定されている正の屈折力を有する第1レンズ群と、負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、負の屈折力を有する第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群とが配列されて成り、少なくとも上記第2レンズ群と第4レンズ群とを移動させることによりズーミングを行うようにしたズームレンズであって、上記第1レンズ群を、物体側から順に、負の屈折力を有する単レンズの第1レンズと、光路を90°折り曲げる反射部材と、正の屈折力を有する少なくとも1枚の正の屈折力を有する第2レンズとを配列してなるズームレンズが記載されている。
特開平8−248318号公報 特開2005−215165号公報
しかしながら、上記特許文献1および2に記載されたズームレンズは、ビデオカメラに適したものであり、具体的な実施例では、変倍比こそ特許文献1においては、8倍以上、特許文献2においては、7倍以上と大きいが、広角端での半画角は、特許文献1においては、33度程度、特許文献2においては、34度程度であって、デジタルカメラに対して要望されている38度以上を満足していない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、第1に、例えば、デジタルカメラ等に用いた場合、カメラの光軸方向の厚さを薄くし小型化すること、第2に、倍率色収差色コマ収差等の収差を良好に補正すること、第3に,高変倍化(例えば、変倍比:5倍以上)を実現すること、第4に、高画角化(例えば、半画角:38度以上)を実現することに、第5に、高解像度化(例えば、500万画素〜1000万画素)などを実現し得るズームレンズ、撮像装置、カメラおよび携帯情報端末装置を提供することにある。
本発明の請求項1に記載のズームレンズは、
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、変倍時に移動しない第1レンズ群と、負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、負の屈折力を有し、変倍時に移動しない第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群を有するズームレンズであって、
広角端から望遠端への変倍に際し、少なくとも前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群と、前記第5レンズ群を移動させて変倍を行い、前記第1レンズ群は、光路を折り曲げるための反射光学素子を有し、前記第3レンズ群には少なくとも接合面を2つ有し、変倍比が5以上であることを特徴としている。
請求項2に記載のズームレンズは、請求項1に記載のズームレンズにおいて、下記の条件式(1)を満足することを特徴としている。
Figure 0005294051
f1:第1群の焦点距離
fw:広角端における全系の焦点距離
ft:望遠端における全系の焦点距離
請求項3に記載のズームレンズは、請求項1または2に記載のズームレンズにおいて、下記の条件式(2)を満足することを特徴としている。
Figure 0005294051
f2:第2群の焦点距離
fw:広角端における全系の焦点距離
ft:望遠端における全系の焦点距離
請求項4に記載のズームレンズは、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、絞りは、変倍時に移動するように構成したことを特徴としている。
請求項5に記載のズームレンズは、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、少なくとも前記第2レンズ群以降の全ての群に少なくとも1面に非球面を有することを特徴としている。
請求項6に記載のズームレンズは、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、フォーカシングを、前期第4レンズ群で行うように構成したことを特徴としている。
求項に記載の撮像装置は、請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズと撮像素子を有することを特徴としている。
請求項に記載のカメラは、請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴としている。
請求項に記載の携帯情報端末装置は、請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することを特徴としている。
請求項10に記載のズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、変倍時に移動しない第1レンズ群と、負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、負の屈折力を有し、変倍時に移動しない第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群と、正または負の屈折力を有する第6レンズ群からなり、広角端から望遠端への変倍に際し、少なくとも前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群と、前記第5レンズ群を移動させて変倍を行い、前記第1レンズ群は、光路を折り曲げるための反射光学素子を有するズームレンズであって、
前記反射光学素子により光路が撮像面の長手方向に折り曲げられることを特徴としている。
請求項11に記載のズームレンズは、請求項10に記載のズームレンズにおいて、下記条件式(3)を満足することを特徴としている。
0.5 <fw/Y´ < 1.4 (3)
fw:広角端における全系の焦点距離
Y´:最大像高
請求項12に記載のズームレンズは、請求項10または11に記載のズームレンズにおいて、下記条件式(4)を満足することを特徴としている。
0.15 <L1/L2 <0.22 (4)
L1:最物体面から反射光学素子の反射面までの光軸上の距離
L2:反射面から像面までの光軸上の距離
請求項13に記載のズームレンズは、請求項10乃至12のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、下記条件式(5)を満足することを特徴としている。
3 < Lg1/fw < 7 (5)
Lg1:第1レンズ群の光軸上の距離
請求項14に記載のズームレンズは、請求項10乃至13のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、下記条件式(6)を満足することを特徴としている。
1 < L2/ft < 3 (6)
fT:望遠端における全系の焦点距離
請求項15に記載のズームレンズは、請求項10乃至14のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、下記条件式(7)を満足することを特徴としている。
2 < |fL1/fw| < 5 (7)
fL1:反射光学素子より物体側にある光学素子の合成焦点距離
請求項16に記載のズームレンズは、請求項10乃至15のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、下記条件式(8)を満足することを特徴としている。
0.3 < Tap/T < 0.7 (8)
Tap:最物体面から開口絞りまでの光軸上の距離
T:全長
請求項17に記載の撮像装置は、請求項10乃至16のいずれか1項に記載のズームレンズと撮像素子を有することを特徴としている。
請求項18に記載のカメラは、請求項10乃至16のいずれか1項に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴としている。
請求項19に記載の携帯情報端末装置は、請求項10乃至16のいずれか1項に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することを特徴としている。
本発明は、小型、高性能のデジタルカメラ、携帯情報端末装置等のズームレンズとして特に好適で、広画角端の半画角が38度以上、変倍比5倍以上、解像度が、500万〜1,000万画素程度の撮像素子に対応した解像力を実現可能なズームレンズを提供することができる。
請求項1に記載の発明によれば、
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、変倍時に移動しない第1レンズ群と、負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、負の屈折力を有し、変倍時に移動しない第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群を有するズームレンズであって、
広角端から望遠端への変倍に際し、少なくとも前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群と、前記第5レンズ群を移動させて変倍を行い、前記第1レンズ群は、光路を折り曲げるための反射光学素子を有し、前記第3レンズ群には少なくとも接合面を2つ有し、変倍比が5以上である構成とすることにより、
デジタルカメラ等に用いた場合、カメラの光軸方向の厚さを薄くし、小型化が可能となり、また、第3レンズ群に接合面を少なくとも2面有し、変倍比が5倍以上とすることで、高変倍ズームレンズでありながら、倍率色収差を良好に補正し得るズームレンズを提供することができる
請求項2に記載の発明によれば、
請求項1に記載のズームレンズにおいて、
第1群の焦点距離をf1とし、
広角端における全系の焦点距離をfwとし、
望遠端における全系の焦点距離をft
としたとき、
Figure 0005294051
上記条件式(1)を満足させることにより、特に、第1レンズ群の焦点距離を適切に設定することができ、特に、上記(1)式において、下限値を上回ることで、第1レンズ群の屈折力が強くなりすぎず、第1レンズ群での収差の発生を抑えることができ、また、上限値を下回ることで、第1レンズ群の正の屈折力を適度に確保することが可能なズームレンズを提供することができる。
請求項3に記載の発明によれば、
請求項1または2に記載のズームレンズにおいて、
第2群の焦点距離をf2とし、
広角端における全系の焦点距離をfwとし、
望遠端における全系の焦点距離をftとしたとき、
Figure 0005294051
上記条件式(2)を満足させることにより、
第2レンズ群の焦点距離を適切に設定することが可能となり、上記条件式(2)の下限値を上回ることで、特に、適度に第2レンズ群の負の屈折力を維持することができ、所望のズーム比を得るうえで、第2レンズ群の移動量を小さくすることができるので、ズームレンズの全長を短くすることができ、さらに、上限値を下回ることで、第2レンズ群の負の屈折力が大きくなりすぎず、第2レンズ群での収差の発生を抑えることが可能なズームレンズを提供することができる。
請求項4に記載の発明によれば、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、絞りを、変倍時に移動するように構成したことにより、特に、色コマ収差を良好に補正し得るズームレンズを提供することができる。
請求項5に記載の発明によれば、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、少なくとも前記第2レンズ群以降の全ての群に少なくとも1面に非球面を有するので、特に、変倍に伴う収差変動を良好に補正し得るズームレンズを提供することができる。
請求項6に記載の発明によれば、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、フォーカシングを、前期第4レンズ群で行うズームレンズを提供することができる
請求項に記載の発明によれば、
請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズと撮像素子を有することにより、上記各請求項に記載の発明が持つ効果を奏し得る撮像装置を提供することができる。
請求項に記載の発明によれば、
請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することにより、上記各請求項に記載の発明が持つ効果を奏し得るカメラを提供することができる。
請求項に記載の発明によれば、
請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することにより、上記請求項に記載の発明が持つ効果を奏し得る携帯情報端末装置を提供することができる。
請求項10に記載の発明によれば、
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、変倍時に移動しない第1レンズ群と、負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、負の屈折力を有し、変倍時に移動しない第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群と、正または負の屈折力を有する第6レンズ群からなり、広角端から望遠端への変倍に際し、少なくとも前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群と、前記第5レンズ群を移動させて変倍を行い、前記第1レンズ群は、光路を折り曲げるための反射光学素子を有するズームレンズであって、
前記反射光学素子により光路が撮像面の長手方向に折り曲げられることにより、
特に、デジタルカメラ等に用いた場合、カメラの光軸方向の厚さを薄くすることができ、また、反射光学素子を用いたズームレンズにおいては、第1レンズ群が像面に対して固定のため、高変倍化を達成するためには光学全長が長くなる傾向があるところ、反射光学素子により撮像面の短手方向で光路を折り曲げた場合、カメラが縦長になり小型化に不利であるが、長手方向に折り曲げることにより、カメラの横方向に鏡胴ユニットが配置されるため、カメラの小型化に有利なズームレンズを提供することができる。
請求項11に記載の発明によれば、
広角端における全系の焦点距離をfwとし、
最大像高をY´としたとき、
0.5< fw/Y´ < 1.4 (3)
なる上記(3)式を満足させることにより、反射光学系を用いたズームレンズにおいて、広角化を図ることができる。
請求項12に記載の発明によれば、
最物体面から反射光学素子の反射面までの光軸上の距離をL1とし、
反射面から像面までの光軸上の距離をL2としたとき、
0.15< L1/L2 < 0.22 (4)
上記条件式(4)を満足させることにより、
広角化を実現する上で必要な収差補正およびカメラサイズのバランスを最適化することが可能となり、特に、下限値を下回ると全長が長くなりカメラの横方向の小型化が困難になり、また、上限値を上回ると第1レンズ群が大型化し、カメラの厚さの方向の小型化が困難になる。
請求項13に記載の発明によれば、
第1レンズ群の光軸上の距離をLg1としたとき、
3< Lg1/fw <7 (5)
上記条件式(5)を満足することにより、
広角化を実現する上で必要な収差補正およびカメラサイズのバランスを最適化することが可能となり、特に、条件式(5)の下限値を下回ると各光学素子のパワーがきつくなりすぎ収差の補正が困難になり、また、上限値を上回ると第1レンズ群が大型化し、カメラの厚さ方向の小型化が困難になる。
請求項14に記載の発明によれば、
望遠端における全系の焦点距離をfTとしたとき、
1< L2/ft < 3 (6)
高変倍化したズームレンズの収差補正とカメラサイズのバランスを最適化することが可能となり、上記条件式(6)の下限値を下回ると各光学素子のパワーがきつくなりすぎ収差の補正が困難になり、また、上限値を上回るとズームレンズが大型化し、カメラの小型化が困難になる。
請求項15に記載の発明によれば、
反射光学素子より物体側にある光学素子の合成焦点距離をfL1としたとき、
2< |fL1/fw| < 5 (7)
上記条件式(7)を満足させることにより、
広角化を実現する上で必要な収差補正およびカメラサイズのバランスを最適化することが可能となり、上記条件式(7)の下限値を下回ると各光学素子のパワーがきつくなりすぎ収差の補正が困難になり、また、上限値を上回ると第1レンズ群が大型化し、カメラの厚さ方向の小型化が困難になる。
請求項16に記載の発明によれば、
最物体面から開口絞りまでの光軸上の距離をTapとし、
全長をTとしたとき、
0.3 < Tap/T < 0.7 (8)
上記条件式(8)を満足させることにより、
ズームレンズ中の開口絞りの配置に関する条件が設定可能となり、下限値を下回ると、開口絞り後のレンズ群の径が大きくなり、収差補正上も不利になり、また、上限値を上回ると、第1レンズ群の径が大きくなり、カメラの小型化に不利になる。
請求項17に記載の発明によれば、
請求項10乃至16のいずれか1項に記載のズームレンズと撮像素子を有することにより、上記各請求項に記載の発明が有する効果を奏し得る撮像素子を提供することができる。
請求項18に記載の発明によれば、
請求項10乃至16のいずれか1項に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することにより、上記各請求項に記載の発明が持つ効果を奏し得るカメラを提供することができる。
請求項19に記載の発明によれば、
請求項10乃至16のいずれか1項に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することにより、上記各請求項に記載の発明の持つ効果を奏し得る携帯情報端末装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して、本発明に係るズームレンズ、該ズームレンズを撮影用光学系として有する撮像装置、カメラおよび携帯情報端末装置を詳細に説明する。
図1および図5は、本発明の第1の実施の形態に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、このうち、特に、図1は、本発明に係る実施例1の構成、図5は、実施例2の構成をそれぞれ示す断面図である。
この実施例1に係るズームレンズは「正・負・正・負・正」5つのレンズ群G1〜G5を含むズームレンズ」であり、第2レンズ群G2が主要な変倍作用を負担する、所謂「バリエータ」として構成されるが、第3レンズ群G3以降のレンズ群にも変倍作用を分担させることにより第2レンズ群G2の負担を軽くして「高変倍化に伴って困難になる収差補正」に対する補正の自由度を確保している。第5レンズ群G5は、変倍に伴う像面位置変動を補正する所謂「コンペンセータ」の働き、第4レンズ群G4は物点の移動によるフォーカシング機能を担っている。また、第1レンズ群G1、第4レンズ群G4を変倍時固定、即ち移動させない構成とすることにより比較的レンズ群の構成数が多いにもかかわらず鏡胴ユニットの大型化を防ぎつつ、広角化、高変倍化を実現している。
この第1の実施の形態によれば「新規なズームレンズと撮像装置と、カメラおよび携帯情報端末装置」を実現することができる。この第1の実施の形態に係るズームレンズによれば、以下に挙げる具体的な実施例のように「小型で、収差が十分に補正されたズームレンズ」が実現可能である。従って、このようなズームレンズを用いることにより小型で性能良好な「デジタルカメラ等の撮像装置および携帯情報端末装置」を実現することができる。
また、小型化することにより、部品の小型化や部品点数の削減による省エネルギーにも寄与することが出来る。
発明を実施するための最良の形態として、第1の実施の形態を説明し、併せて、ズームレンズの具体的な実施例を2例挙げる。第1の実施の形態を表す図1に例示するように、各実施例において、第5レンズ群G5の像面側に配設される平行平板は、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタやCCDセンサ等の受光素子のカバーガラス(シールガラス)を想定して、これらに等価な透明平行平板Pを示したものである。
以下、添付図面に基づいて本発明の第1の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態であって且つ実施例1にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図と、広角端からある特定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングの際のズーム軌跡を示す図である。
図1において、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負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、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5を有し、上記第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSを有し、第5レンズ群G5の背面(像面)側には、光学ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ等の各種フィルタやCCDセンサ等のカバーガラス(シールガラス)等が配設される場合があり、ここでは、これらを含めて、平行平板Pと総称する。
広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔(A)が大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔(B+C))が小さくなり、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間隔(D)が大きくなり、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5の間隔(E)が大きくなり、第5レンズ群G5と平行平板Pとの間隔(F)が小さくなる。
この第1の実施の形態において、変倍時、第1レンズ群G1、第4レンズ群G4は、固定された状態にあり移動しないレンズ群である。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向ける負メニスカスレンズL1と、プリズムPRを有し、さらに2枚の正レンズL4、L5とからなる。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両面に非球面を有する負レンズL6、両凹負レンズL7と両凸正レンズL8との接合レンズからなる。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間に開口絞りSを有し、開口絞りSは、変倍時像面に対して移動する。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両面に非球面を有し、物体側により強い凸面を向けた正メニスカスレンズL9と、両凸正レンズL10と両凹負レンズL11の接合レンズおよび負メニスカスレンズL12と像面側に非球面を有する正メニスカスレンズL13の接合レンズからなる。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を有し、像面側に非球面を有する1枚の負メニスカスレンズL14からなる。
第5レンズ群G5は、両面に非球面を有する1枚の正メニスカスレンズL15からなる。
本構成によれば、変倍比が10.1と高変倍であるにもかかわらず、色収差等各収差が良好に補正されている。
また、この第1の実施の形態は、図1および図5に示す実施例1および実施例2に共通するもので、第5レンズ群G5と像面Iとの間に、像面Iに配設されたCCD等の固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタや、撮像素子を保護するカバーガラスに相当する平行平板Pを有する。
次に、本発明の第2の実施の形態を、図9、図13、図17および図21を参照して説明する。
これらの図9、図13、図17および図21は、基本的構成は共通であるが、撮影用光学系の諸元は相異なっており、それぞれ実施例3、実施例4、実施例5および実施例6の形態を表す断面図である。
以下、第2の実施の形態を表すと共に、実施例3を例示する図9に示されたズームレンズにつき、具体的に説明する。
本発明の第2の実施の形態に係るズームレンズは、「正・負・正・負・正・正または負の6つのレンズ群G1〜G6で構成されるズームレンズ」であり、第2レンズ群G2が主要な変倍作用を負担する所謂「バリエータ」として構成されるが、第3レンズ群G3以降のレンズ群にも変倍作用を分担させることにより第2レンズ群G2の負担を軽くして「高変倍化に伴って困難になる収差補正」に対する補正の自由度を確保している。第5レンズ群G5は、変倍に伴う像面位置変動を補正する所謂「コンペンセータ」の働きおよび物点の移動によるフォーカシング機能を担っている。また、第1レンズ群G1、絞りS、第4レンズ群G4、第6レンズ群G6を変倍時固定、即ち移動しない構成とすることにより比較的レンズ群の構成数が多いにもかかわらず鏡胴ユニットの大型化を防ぎつつ、広角化、高変倍化を実現するようにしている。
図9は、上述したように、第2の実施の形態であると共に、実施例3にかかるズームレンズ構成を示す断面図であり、広角端からある特定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングの際のズーム軌跡を示す図である。
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負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、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6を有し、上記第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSを有し、
広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔(A)が大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔(B+C)が小さくなり、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間隔(D)が大きくなり、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5の間隔(E)が大きくなり、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6の間隔(F)が小さくなる。
この第2の実施の形態において、変倍時、第1レンズ群G1、開口絞りS、第4レンズ群G4、第6レンズ群G6は固定されており、移動しない光学要素である。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向け、像面側に非球面を有する負メニスカスレンズL1と、プリズムPRを有し、さらに2枚の正レンズL2、L3とからなる。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、像面側に非球面を有する両凹負レンズL4、両凹負レンズL5と両凸正レンズL6の接合レンズからなる。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間に開口絞りSを有し、
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に非球面を有し、物体側により強い凸面を向けた正メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8と両凹負レンズL9の接合レンズおよび両凸の正レンズL10からなる。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を有し、像面側に非球面を有する1枚の負メニスカスレンズ11からなる。
第5レンズ群G5は、物体側に非球面を有する1枚の両凸正レンズL12からなる。
第6レンズ群G6は、物体側に非球面を有し、像面側に凸面を向けた1枚の負メニスカスレンズL13から成る。
また、第2の実施の形態および以下に示す実施例3〜6は、第6レンズ群G6と像面Iとの間に、像面Iに配設されたCCD等の固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタや、撮像素子を保護するカバーガラスに相当する平行平板Pを有する。
第1の実施の形態のズームレンズは、
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、変倍時に移動しない第1レンズ群と、負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、負の屈折力を有し、変倍時に移動しない第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群を有するズームレンズであって、
広角端から望遠端への変倍に際し、少なくとも前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群と、前記第5レンズ群を移動させて変倍を行い、前記第1レンズ群は、光路を折り曲げるための反射光学素子を有し、前記第3レンズ群には少なくとも接合面を2つ有し、変倍比が5以上である構成とすることにより、
デジタルカメラ等に用いた場合、カメラの光軸方向の厚さを薄くし、小型化が可能となり、また、第3レンズ群に接合面を少なくとも2面有し、変倍比が5倍以上とすることで、高変倍ズームレンズでありながら、倍率色収差を良好に補正することができる(請求項1に対応)。
この第1の実施の形態に係るズームレンズは、
第1群の焦点距離をf1とし、
広角端における全系の焦点距離をfwとし、
望遠端における全系の焦点距離をft
としたとき、
Figure 0005294051
よりなる上記条件式(1)を満足させることにより、特に、第1レンズ群の焦点距離を適切に設定することができ、特に、上記(1)式において、下限値を上回ることで、第1レンズ群の屈折力が強くなりすぎず、第1レンズ群での収差の発生を抑えることができ、また、上限値を下回ることで、第1レンズ群の正の屈折力を適度に確保することができ、ズームレンズ全長を短くすることができる(請求項2に対応)。
この第1の実施の形態に係るズームレンズは、
第2群の焦点距離をf2とし、
広角端における全系の焦点距離をfwとし、
望遠端における全系の焦点距離をft
としたとき、
Figure 0005294051
なる上記条件式(2)を満足させることにより、
第2レンズ群の焦点距離を適切に設定することが可能となり、上記条件式(2)の下限値を上回ることで、特に、適度に第2レンズ群の負の屈折力を維持することができ、所望のズーム比を得るうえで、第2レンズ群の移動量を小さくすることができるので、ズームレンズの全長を短くすることができ、さらに、上限値を下回ることで、第2レンズ群の負の屈折力が大きくなりすぎず、第2レンズ群での収差の発生を抑えることができる(請求項3に対応)。
この第1の実施の形態に係るズームレンズにおいては、絞りを、変倍時に移動するように構成することで、特に、色コマ収差を良好に補正することができる(請求項4に対応)。
第1の実施の形態に係るズームレンズは、少なくとも前記第2レンズ群以降の全ての群に少なくとも1面に非球面を有することにより、特に、変倍に伴う収差変動を良好に補正することができる(請求項5に対応)。
第1の実施の形態に係るズームレンズは、フォーカシングを変倍時に移動しない、前記第4レンズ群で行うようにしている(請求項6に対応)。
1の実施の形態に係るズームレンズは、撮像素子と組み合わせることにより、上述した効果を奏し得る撮像装置を実現することができる(請求項に対応)。
第1の実施の形態に係るズームレンズを、撮影用光学系として用いることにより、上記の効果を奏し得るカメラを実現することができる(請求項に対応)。
第1の実施の形態に係るズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として用いることにより、上記効果を奏し得る携帯情報端末装置を実現することができる(請求項に対応)。
以下、第2の実施の形態について、その作用を説明する。
先ず、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、変倍時に移動しない第1レンズ群と、負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、負の屈折力を有し、変倍時に移動しない第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群と、正または負の屈折力を有する第6レンズ群からなり、広角端から望遠端への変倍に際し、少なくとも前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群と、前記第5レンズ群を移動させて変倍を行い、前記第1レンズ群は、光路を折り曲げるための反射光学素子を有するズームレンズであって、
前記反射光学素子により光路が撮像面の長手方向に折り曲げられることにより、
特に、デジタルカメラ等に用いた場合、カメラの光軸方向の厚さを薄くすることができ、また、反射光学素子を用いたズームレンズにおいては、第1レンズ群が像面に対して固定のため、高変倍化を達成するためには光学全長が長くなる傾向があるところ、反射光学素子により撮像面の短手方向で光路を折り曲げた場合、カメラが縦長になり小型化に不利であるが、長手方向に折り曲げることにより、カメラの横方向に鏡胴ユニットが配置されるため、カメラの小型化に有利なズームレンズを提供することができる(請求項10に対応)。
また、広角端における全系の焦点距離をfwとし、
Y:最大像高をY´としたとき、
0.5 < fw/Y´ < 1.4 (3)
なる上記(3)式を満足させることにより、反射光学系を用いたズームレンズにおいて、広画角化を図ることができる(請求項11に対応)。
また、最物体面から反射光学素子の反射面までの光軸上の距離をL1とし、
反射面から像面までの光軸上の距離をL2としたとき、
0.15 < L1/L2 < 0.22 (4)
なる上記条件式(4)を満足させることにより、
広角化を実現する上で必要な収差補正およびカメラサイズのバランスを最適化することが可能となり、特に、下限値を下回ると全長が長くなりカメラの横方向の小型化が困難になり、また、上限値を上回ると第1レンズ群が大型化し、カメラの厚さの方向の小型化が困難になる(請求項12に対応)。
また、第1レンズ群の光軸上の距離をLg1としたとき、
3 < Lg1/fw < 7 (5)
なる上記条件式(5)を満足することにより、
広角化を実現する上で必要な収差補正およびカメラサイズのバランスを最適化することが可能となり、特に、条件式(5)の下限値を下回ると各光学素子のパワーがきつくなりすぎて収差の補正が困難になり、また、上限値を上回ると第1レンズ群が大型化し、カメラの厚さ方向の小型化が困難になる(請求項13に対応)。
また、望遠端における全系の焦点距離をfTとしたとき、
1 < L2/ft < 3 (6)
なる上記条件式(6)を満足させることにより、
高変倍化したズームレンズの収差補正とカメラサイズのバランスを最適化することが可能となり、上記条件式(6)の下限値を下回ると各光学素子のパワーがきつくなりすぎ収差の補正が困難になり、また、上限値を上回るとズームレンズが大型化し、カメラの小型化が困難になる(請求項14に対応)。
また、反射光学素子より物体側にある光学素子の合成焦点距離をfL1としたとき、
2 < |fL1/fw| < 5 (7)
なる上記条件式(7)を満足させることにより、
広角化を実現する上で必要な収差補正およびカメラサイズのバランスを最適化することが可能となり、上記条件式(7)の下限値を下回ると各光学素子のパワーがきつくなりすぎて収差の補正が困難になり、また、上限値を上回ると第1レンズ群が大型化し、カメラの厚さ方向の小型化が困難になる(請求項15に対応)。
また、最物体面から開口絞りまでの光軸上の距離をTapとし、
全長をTとしたとき、
0.3 <Tap/T < 0.7 (8)
なる上記条件式(8)を満足させることにより、
ズームレンズ中の開口絞りの配置に関する条件が設定可能となり、下限値を下回ると、開口絞り後のレンズ群の径が大きくなり、収差補正上も不利になり、また、上限値を上回ると、第1レンズ群の径が大きくなり、カメラの小型化に不利になる(請求項16に対応)。
この第2の実施の形態に係るズームレンズと撮像素子を有することにより、上述したズームレンズが有する効果を奏し得る撮像素子を提供することができる(請求項17に対応)。
この第2の実施の形態に係るズームレンズを、撮影用光学系として有することにより、上述したズームレンズの持つ効果を奏し得るカメラを提供することができる。
この第2の実施の形態に係るズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することにより、上述したズームレンズの持つ効果を奏し得る携帯情報端末装置を提供することができる。
次に、上述した本発明の第1の実施の形態に基づく具体的な数値をもって示す数値実施例(以下、単に「実施例」と記載することがある)を詳細に説明する。
尚、図1および図5は、本発明の実施例1、実施例2に係るズームレンズ(撮像装置)の構成を、変倍時のレンズ移動軌跡と共にそれぞれ示す断面図である。
以下に、本発明の具体的な実施例の収差は、後述するように、十分に補正されている。本発明のようにズームレンズを構成することで、半画角38°以上の広角で且つ小型で変倍比5倍以上、500万〜1000万画素程度の撮像素子に対応した解像力を実現可能で、非常に良好な像性能を確保し得ることは、以下に説明する実施例より明らかである。
実施例における記号の意味は、以下の通りである。
f:全系の焦点距離
FNo.:Fナンバ(F値)
ω:半画角(deg)
R:曲率半径
D:面間隔
A、B、C、D:可変間隔
Nd:屈折率
νd:アッベ数
K:非球面の円錐定数
:4次の非球面係数
:6次の非球面係数
:8次の非球面係数
10:10次の非球面係数
ただし、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをHとするとき、次式(9)で定義される。
Figure 0005294051
以下に説明する収差図については、球面収差において、実線が球面収差、破線が正弦条件を表し、また、非点収差において、実線がサジタル像面、破線がメリディオナル像面を表す。また、実線の一方の線は、d線(587.56nm)、そして他方の実線g線(435.83nm)を表している。
尚、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、非球面式を用いる。さらに、諸元表中の焦点距離、曲率半径、面間隔その他の長さの単位は一般に「mm」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。
[実施例1]
図1は、本発明の実施例1に係るズームレンズの光学系の構成を示す断面図である。
図1の上段は、本発明の実施例1に係るズームレンズの光学系の広角端、中段は中間焦点距離、下段は、望遠端における構成を示している。
実施例1については、第1の実施の形態の説明の中で、詳しく述べたので、そのレンズ構成についての説明は、省略する。
広角端(短焦点端)から望遠端(長焦点端)への焦点距離の変化に際しては、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔(A)が大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔(B+C)が小さくなり、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間隔(D)が大きくなり、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5の間隔(E)が大きくなる。
焦点距離変化に伴う各レンズ群G1〜G5の移動により、各レンズ群間の可変間隔、すなわち、第1レンズ群G1の最も像側の面、つまり第3レンズL3の像側の面(面番号9)と第2レンズ群G2の最も物体側の面(面番号10)との間隔A、第2レンズ群G2の最も像側の面、つまり第6レンズL6の像側の面(面番号14)と開口絞りSとの間隔B、この開口絞りSと第3レンズ群G3の最も物体側の面(面番号16)との間隔C、第3レンズ群G3の最も像側の面、つまり第11レンズL11の像側の面(面番号24)と第4レンズ群G4の最も物体側の面、つまり第12レンズL12の物体側の面(面番号25)との間隔D、第4レンズ群G4の最も像側の面、つまり第12レンズL12の像側の面(面番号26)と第5レンズ群G5の物体側の面の面、つまり第13レンズL13の物体側の面(面番号27)との間隔E、第5レンズ群G5の像側の面(面番号28)と光学フィルタの物体側の面(面番号29)との間隔Fがそれぞれ変化する。
この実施例1においては、広角端から望遠端への焦点距離変化に伴って、
全系の焦点距離f: 5.2〜52.46
FNo(F値): 3.50〜5.30
半画角: 38.9〜4.58
と変化する。
各光学面の特性は、次表(表1)の通りである。
Figure 0005294051
表1において、第10面、第11面、第16面、第17面、第24面、第26面、第27面および第28面の各光学面が非球面であり、各非球面の上記非球面式におけるパラメータは、下記の通りである。

(非球面データ)
[第10面]
K= 0.000000
= 1.449910E−04
= 1.720900E−06
=−2.943860E−08
10=3.977810E−10
[第11面]
K= 0.000000
= 2.864370E−05
= 3.837370E−06
= −1.006410E−07
10= 3.355980E−09
[第16面]
K= 0.000000
= −5.069080E−06
= 1.438890E−08
= −1.007550E−08
10= 2.118830E−10
[第17面]
K= 0.000000
= −1.510860E−05
= −1.211030E−06
= −1.655590E−08
10=−1.507840E−10
[第24面]
K= 0.000000
= 5.407590E−04
= 3.325480E−06
= 3.846210E−08
10= −9.465650E−10
[第26面]
K= 0.000000
= −6.584630E−05
= 5.465910E−06
=4.646620E−08
10= 6.650220E−09
[第27面]
K= 0.000000
= −3.624090E−04
= 3.250060E−05
= 6.245630E−07
10= −2.931100E−08
[第28面]
K= 0.000000
= 3.902200E−04
= 1.416010E−05
= 6.486340E−07
10= −1.940390E−08
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔A、第2レンズ群G2と開口絞りSとの間の可変間隔B、開口絞りSと第3レンズ群G3との間の可変間隔C、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔D、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間の可変間隔E、第5レンズ群G5と、平行平板Pとの間の可変間隔Fは、ズーミングに伴って次表(表2)のように変化させられる。
Figure 0005294051

この実施例1における先に述べた条件式に係るパラメータの値は、次の通りとなる。
(条件式対応値)
f1=29.27
f2=−11.50
fw=5.2
ft=52.46
Figure 0005294051
Figure 0005294051
従って、この実施例1における先に述べた条件式(1)と条件式(2)に係るパラメータの値は、条件式の範囲内となっている。
図2〜図4は、上述した実施例1に係る図1に示したズームレンズにおける各収差の収差曲線図を示しており、図2は、広角端における収差曲線図、図3は、特定の中間焦点距離における収差曲線図、そして図4は、望遠端における収差曲線図である。各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。尚、以下の全実施例において、本実施例と同様の符号を用いる。
これらの図2〜図4の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例1に係る図1に示した構成のズームレンズにより、収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
このようにすれば、正−負−正−負−正の5群のズームレンズにおいて、変倍比が10.1と高変倍であるにも拘らず、色収差等諸収差が良好に補正され、半画角が38°以上の広画角で短焦点端のFNo値が3.5以下でありながら、十分に小型で高性能なズームレンズを提供することができる。
[実施例2]
図5は、本発明の実施例2にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図と、広角端からある特定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングの際のズーム軌跡を示す図である。
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負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、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5を有し、上記第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSを有し、
広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔(A)が大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔(B+C)が小さくなり、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間隔(D)が大きくなり、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5の間隔(E)が大きくなり、第5レンズ群G5と平行平板Pとの間隔(F)が小さくなる。
この本実施例2において、変倍時、第1レンズ群G1、第4レンズ群G4、は固定であり、移動しないように構成されている。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向ける負メニスカスレンズL1と、プリズムPRを有し、さらに2枚の正レンズL2、L3とからなる。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両面に非球面を有する負レンズL4、両凹負レンズL5と両凸正レンズL6の接合レンズからなる。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間に開口絞りSを有し、開口絞りSは、変倍時像面に対して移動する。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両面に非球面を有し、物体側により強い凸面を向けた正メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8と両凹負レンズL9の接合レンズおよび負メニスカスレンズL10と像面側に非球面を有する正メニスカスレンズL11の接合レンズからなる。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を有し、像面側に非球面を有する1枚の負メニスカスレンズL12からなる。
第5レンズ群G5は、両面に非球面を有する1枚の正メニスカスレンズL13からなる。
この実施例2においては、広角側から望遠側への焦点距離変化に伴って、
全系の焦点距離f:5.2〜52.46mm
FNo(F値):3.50〜5.28
半画角ω:38.9〜4.58
と変化する。各光学面の特性は、次表(表3)の通りである。
Figure 0005294051

表3において、第10面、第11面、第16面、第17面、第24面、第26面、第27面および第28面の各光学面は、非球面であり、各非球面の式(9)におけるパラメータ(非球面係数)は、次の通りである。
(非球面データ)
[第10面]
K= 0.00000E+00
= 1.439630E−04
= 1.538730E−06
=−2.395260E−08
10=3.838090E−10
[第11面]
K= 0.00000E+00
= 1.712430E−05
= 3.725930E−06
=−1.083730E−07
10=3.775690E−09
[第16面]
K= 0.00000E+00
=−2.680710E−06
= 6.003040E−08
=−1.010940E−08
10=1.992350E−10
[第17面]
K= 0.00000E+00
=−1.276190E−05
=−1.201450E−06
=−1.590580E−08
10=−2.483700E−10
[第24面]
K= 0.00000E+00
= 5.412620E−04
= 3.506740E−06
= 3.839610E−08
10=−5.639540E−10
[第26面]
K= 0.00000E+00
=−6.846690E−05
= 5.731070E−06
=−4.983040E−08
10=8.913470E−09
[第27面]
K= 0.00000E+00
=−3.541520E−04
= 3.170650E−05
= 5.801420E−07
10=−2.597480E−08
[第28面]
K= 0.00000E+00
= 3.922150E−04
= 1.290590E−05
= 7.421130E−07
10=−2.059480E−08
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔A、第2レンズ群G2と開口絞りSとの間の可変間隔B、開口絞りSと第3レンズ群G3との間の可変間隔C、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔D、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間の可変間隔E、第5レンズ群G5と平行平板Pとの間の可変間隔Fは、ズーミングに伴って次表(表4)のように、それぞれ変化させられる。
Figure 0005294051

また、この実施例2における先に述べた条件式(1)、(2)に係るパラメータの値は、下記の通りとなる。
(条件式対応値)
f1=29.63
f2=−11.4
fw=5.2
ft=52.46
Figure 0005294051
Figure 0005294051
従って、この実施例2における先に述べた条件式(1)および条件式(2)に係るパラメータの値は、条件式の範囲内である。
図6〜図8は、上述した実施例2に係る図5に示したズームレンズにおける各収差の収差曲線図を示しており、図6は、広角端における収差曲線図、図7は、特定の中間焦点距離における収差曲線図、そして図8は、望遠端における収差曲線図である。各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。
これらの図6〜図8の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例2に係る図5に示した構成のズームレンズにより、収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
このようにすれば、正−負−正−負−正の5群のズームレンズにおいて、諸収差の良好な補正が可能で、半画角が38°以上の広画角で短焦点端のFNo値が3.5以下でありながら、十分に小型で高性能なズームレンズを提供することができる。
特に、変倍比が10.1と高変倍であるにも拘らず、色収差等各収差が良好に補正されている。
本発明を実施するための第2の実施の形態について、先に、図9を参照して説明したが、以下に第2の実施の形態に係るズームレンズの具体的な実施例4例を図9、図13、図17および図21を用いて説明する。実施例3を表す図9に例示するように、各実施例において、第6レンズ群G6の像面側に配設される平行平板Pは、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタやCCDセンサ等の受光素子のカバーガラス(シールガラス)を想定して、これらに等価な透明平行平板を示したものである。
[実施例3]
図9は、本発明の実施例3にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図と、広角端からある特定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングの際のズーム軌跡を示す図である。
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負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、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6を有し、上記第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSを有し、
広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔(A)が大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔(B+C)が小さくなり、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間隔(D)が大きくなり、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5の間隔(E)が大きくなり、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6の間隔(F)が小さくなる。
この実施例3において、変倍時、第1レンズ群G1、開口絞りS、第4レンズ群G4、第6レンズ群G6は、固定である。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向け、像面側に非球面を有する負メニスカスレンズL1と、プリズムPRを有し、さらに2枚の正レンズL2、L3とからなる。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、像面側に非球面を有する両凹負レンズL4、両凹負レンズL5と両凸正レンズL6の接合レンズからなる。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間に開口絞りSを有し、
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に非球面を有し、物体側により強い凸面を向けた正メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8と両凹負レンズL9の接合レンズおよび両凸の正レンズL10からなる。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を有し、像面側に非球面を有する1枚の負メニスカスレンズL11からなる。
第5レンズ群G5は、物体側に非球面を有する1枚の両凸正レンズL12からなる。
第6レンズ群G6は、物体側に非球面を有し、像面側に凸面を向けた1枚の負メニスカスレンズL13から成る。
また、この実施例3および以下に示す全実施例は、第6レンズ群G6と像面Iとの間に、像面Iに配設されたCCD等の固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタや、撮像素子を保護するカバーガラスに相当する平行平板Pを有する。
この実施例3においては、広角側から望遠側への焦点距離変化に伴って、
全系の焦点距離f:5.2〜35.0mm
FNo(F値):3.41〜5.91、
半画角ω:38.9〜6.8
と変化する。
各光学面の特性は、次表(表5)の通りである。
Figure 0005294051

上記表5において、第2面、第11面、第16面、第22面、第24面、第25面、第27面の各光学面が非球面であり、各非球面の上記非球面式(9)におけるパラメータは、下記の通りである。
(非球面データ)
[第2面]
K= 0.00000E+00
= −3.94417E−05
= −4.97773E−07
= 4.02699E−09
10=−5.50352E−11
[第11面]
K= 0.00000E+00
= −9.62647E−05
= 5.51477E−07
= −7.04684E−08
10= 1.55863E−09
[第16面]
K= 0.00000E+00
= −4.74120E−05
= 1.07836E−07
= −5.65417E−09
10= 6.42398E−11
[第22面]
K= 0.00000E+00
= 1.93283E−04
= 1.97214E−06
= −2.90612E−07
10= 5.81603E−09
[第24面]
K= 0.00000E+00
= 3.10126E−04
= 3.13472E−06
= 8.92131E−07
10=−3.31098E−08
[第25面]
K= 0.00000E+00
= 1.54388E−04
= 1.44637E−05
= 4.02382E−08
10=−9.54432E−09
[第27面]
K= 0.00000E+00
= 5.46346E−04
= −2.99878E−05
= 6.59274E−07
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔A、第2レンズ群G2と開口絞りSとの間の可変間隔B、開口絞りSと第3レンズ群G3との間の可変間隔C、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔D、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間の可変間隔E、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6との間の可変間隔Fは、ズーミングに伴って次表(表6)のように、それぞれ変化させられる。
Figure 0005294051
また、この実施例3における先に述べた条件式(3)〜(8)に係るパラメータの値は、次の通りとなる。

(条件式対応値)
fw=5.2
fT=35
Y´=4.2
L1=13
L2=69
Lg1=25.7
fL1=−18.57
T=82
Tap=41.3
条件式(3) fw/Y´=1.24
条件式(4) L1/L2=0.19
条件式(5) Lg1/fw=4.94
条件式(6) L2/ft=1.97
条件式(7) |fL1/fw|=3.57
条件式(8) Tap/T=0.5
従って、この実施例3における図9に示した先に述べた条件式(3)〜(8)に係るパラメータは、条件式(3)〜(8)の範囲内である。
図10〜図12は、上述した実施例3に係る図9に示したズームレンズにおける各収差の収差曲線図を示しており、図10は、広角端における収差曲線図、図11は、特定の中間焦点距離における収差曲線図、そして図12は、望遠端における収差曲線図である。各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。
これらの図10〜図12の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例3に係る図9に示した構成のズームレンズにより、収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
このようにすれば、正−負−正−負−正−負の6群のズームレンズにおいて、諸収差の良好な補正が可能で、半画角が38°以上の広画角で短焦点端のFNo値が3.5以下でありながら、十分に小型で高性能なズームレンズを提供することができる。
特に、本実施例3によれば、小型・高性能のデジタルカメラ用のズームレンズとして特に適し、広角端の半画角:38度以上、変倍比:5倍以上、500万〜1000万画素程度の撮像素子に対応した解像力を実現可能なズームレンズを実現することができる。
[実施例4]
以下、添付図面図13に基づいて本発明の実施例4について説明する。
図13は、本発明の実施例4にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図と、広角端からある特定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングの際のズーム軌跡を示す図である。
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負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、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6を有し、上記第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSを有し、
広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔(A)が大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔(B+C)が小さくなり、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間隔(D)が大きくなり、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5の間隔(E)が大きくなり、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6の間隔(F)が小さくなる。
この実施例4において、変倍時、第1レンズ群G1、開口絞りS、第4レンズ群G4、第6レンズ群G6は、固定である。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向け、像面側に非球面を有する負メニスカスレンズL1と、プリズムPRを有し、さらに2枚の正レンズL2、L3とからなる。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、像面側に非球面を有する両凹負レンズL4、両凹負レンズL5と両凸正レンズL6の接合レンズからなる。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間に開口絞りSを有し、
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に非球面を有し、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズL7と、両凸正レンズL8と両凹負レンズL9の接合レンズおよび両凸の正レンズL10からなる。
第4レンズ群G4は、像面側に非球面を有する1枚の両凹レンズL11からなる。
第5レンズ群G5は、物体側に非球面を有する1枚の両凸正レンズL12からなる。
第6レンズ群G6は、物体側に非球面を有し、像面側に凸面を向けた1枚の負メニスカスレンズL13から成る。
また、この実施例4および以下に示す全実施例は、第6レンズ群G6と像面Iとの間に、像面Iに配設されたCCD等の固体撮像素子の限界解像度以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタや、撮像素子を保護するカバーガラスに相当する平行平板Pを有する。
この実施例4においては、広角側から望遠側への焦点距離変化に伴って、
全系の焦点距離f:5.23〜35.0mm
FNo(F値):3.33〜5.99、
半画角ω:38.9〜6.8
と変化する。各光学面の特性は、次表(表7)の通りである。
Figure 0005294051
上記表7において、第2面、第11面、第16面、第22面、第24面、第25面、第27面の各光学面が非球面であり、各非球面の上記非球面式(9)におけるパラメータは、下記の通りである。
(非球面データ)
[第2面]
K= 0.00000E+00
= −2.35463E−05
= −7.98971E−07
= 8.43797E−09
10=−1.02004E−10
[第11面]
K= 0.00000E+00
= −1.22211E−04
= −6.95451E−08
= −2.75080E−08
10=−7.03527E−10
[第16面]
K= 0.00000E+00
= −4.53961E−05
= 1.71251E−07
= −4.14722E−09
10= 4.77677E−11
[第22面]
K= 0.00000E+00
= 2.10011E−04
= 2.54274E−06
= −1.70205E−07
10= 2.68822E−09
[第24面]
K= 0.00000E+00
= 3.15812E−04
= 2.37810E−06
= 6.93382E−07
10=−2.86333E−08
[第25面]
K= 0.00000E+00
= 1.47734E−04
= 1.57338E−05
= −1.57764E−07
10=−8.67412E−09
[第27面]
K= 0.00000E+00
= 3.25997E−04
= −5.01278E−05
= 1.45864E−06
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔A、第2レンズ群G2と開口絞りSとの間の可変間隔B、開口絞りSと第3レンズ群G3との間の可変間隔C、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔D、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間の可変間隔E、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6との間の可変間隔Fは、ズーミングに伴って次表(表8)のように、それぞれ変化させられる。
Figure 0005294051
また、この実施例4における先に述べた条件式(3)〜(8)に係るパラメータの値は、次の通りとなる。
(条件式対応値)
fw=5.2
fT=35
Y´=4.2
L1=13
L2=68.5
Lg1=25.75
fL1=−18.08
T=81.5
Tap=39.4
条件式(3) fw/Y´=1.24
条件式(4) L1/L2=0.19
条件式(5) Lg1/fw=4.95
条件式(6) L2/ft=1.96
条件式(7) |fL1/fw|=3.48
条件式(8) Tap/T=0.48
従って、この実施例4における図13に示した先に述べた条件式(3)〜(8)に係るパラメータは、条件式(3)〜(8)の範囲内である。
図14〜図16は、上述した実施例4に係る図13に示したズームレンズにおける各収差の収差曲線図を示しており、図14は、広角端における収差曲線図、図15は、特定の中間焦点距離における収差曲線図、そして図16は、望遠端における収差曲線図である。各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。
これらの図14〜図16の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例4に係る図13に示した構成のズームレンズにより、収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
このようにすれば、正−負−正−負−正−負の6群のズームレンズにおいて、諸収差の良好な補正が可能で、半画角が38°以上の広画角で短焦点端のFNo値が3.5以下でありながら、十分に小型で高性能なズームレンズを提供することができる。
特に、本実施例4によれば、小型・高性能のデジタルカメラ用のズームレンズとして特に適し、広角端の半画角:38度以上、変倍比:5倍以上、500万〜1000万画素程度の撮像素子に対応した解像力を実現可能なズームレンズを実現することができる。
[実施例5]
以下、添付図面図17に基づいて本発明の実施例5について説明する。
図17は、本発明の実施例5にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図と、広角端からある特定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングの際のズーム軌跡を示す図である。
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負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、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6を有し、上記第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSを有し、
広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔(A)が大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔(B+C)が小さくなり、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間隔(D)が大きくなり、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5の間隔(E)が大きくなり、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6の間隔(F)が小さくなる。
この実施例5において、変倍時、第1レンズ群G1、開口絞りS、第4レンズ群G4、第6レンズ群G6は、固定である。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向け、像面側に非球面を有する負メニスカスレンズL1と、プリズムPRを有し、さらに2枚の正レンズL2、L3とからなる。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、像面側に非球面を有する両凹負レンズL4、両凹負レンズL5と両凸正レンズL6の接合レンズからなる。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間に開口絞りSを有し、
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に非球面を有し、物体側により強い凸面を向けた正メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8と両凹負レンズL9の接合レンズおよび両凸の正レンズL10からなる。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を有し、像面側に非球面を有する1枚の負メニスカスレンズL11からなる。
第5レンズ群G5は、物体側に非球面を有する1枚の両凸正レンズL12からなる。
第6レンズ群G6は、物体側に非球面を有し、像面側に凸面を向けた1枚の負メニスカスレンズL13から成る。
また、この実施例5および以下に示す全実施例は、第6レンズ群G6と像面Iとの間に、像面Iに配設されたCCD等の固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタや、撮像素子を保護するカバーガラスに相当する平行平板Pを有する。
この実施例5においては、広角側から望遠側への焦点距離変化に伴って、
全系の焦点距離f:5.2〜35.0mm
FNo(F値):3.39〜5.80、
半画角ω:38.9〜6.8
と変化する。各光学面の特性は、次表(表9)の通りである。
Figure 0005294051

上記表9において、第2面、第11面、第16面、第22面、第24面、第25面、第27面の各光学面が非球面であり、各非球面の上記非球面式(9)におけるパラメータは、下記の通りである。
(非球面データ)
[第2面]
K= 0.00000E+00
= −4.00372E−05
= −5.29555E−07
= 5.09620E−09
10=−6.84250E−11
[第11面]
K= 0.00000E+00
= −4.18732E−05
= 8.80211E−07
= −8.86591E−08
10= 2.43942E−09
[第16面]
K= 0.00000E+00
= −4.08532E−05
= 5.83588E−08
= −6.04882E−09
10= 6.61854E−11
[第22面]
K= 0.00000E+00
= 1.02687E−04
= −5.99383E−07
= −3.0147E−07
10= 4.04148E−09
[第24面]
K= 0.00000E+00
= 3.91184E−04
= 6.74675E−06
= 1.26729E−06
10=−5.59803E−08
[第25面]
K= 0.00000E+00
= 1.84460E−04
= 1.50591E−05
= 2.64295E−07
10=−1.77378E−08
[第27面]
K= 0.00000E+00
= 7.14836E−04
= −5.38187E−05
= 1.24153E−06
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔A、第2レンズ群G2と開口絞りSとの間の可変間隔B、開口絞りSと第3レンズ群G3との間の可変間隔C、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔D、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間の可変間隔E、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6との間の可変間隔Fは、ズーミングに伴って次表(表10)のように、それぞれ変化させられる。
Figure 0005294051
また、この実施例5における先に述べた条件式(3)〜(8)に係るパラメータの値は、次の通りとなる。
(条件式対応値)
fw=5.2
fT=35
Y´=4.2
L1=13
L2=75.7
Lg1=27.61
fL1=−17.85
T=88.7
Tap=48.4
条件式(3) fw/Y´=1.24
条件式(4) L1/L2=0.17
条件式(5) Lg1/fw=5.31
条件式(6) L2/ft=2.16
条件式(7) |fL1/fw|=3.43
条件式(8) Tap/T=0.55
従って、この実施例5における図17に示した先に述べた条件式(3)〜(8)に係るパラメータは、条件式(3)〜(8)の範囲内である。
図18〜図20は、上述した実施例5に係る図17に示したズームレンズにおける各収差の収差曲線図を示しており、図18は、広角端における収差曲線図、図19は、特定の中間焦点距離における収差曲線図、そして図20は、望遠端における収差曲線図である。各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。
これらの図18〜図20の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例5に係る図17に示した構成のズームレンズにより、収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
このようにすれば、正−負−正−負−正−負の6群のズームレンズにおいて、諸収差の良好な補正が可能で、半画角が38°以上の広画角で短焦点端のFNo値が3.4以下でありながら、十分に小型で高性能なズームレンズを提供することができる。
特に、本実施例によれば、小型・高性能のデジタルカメラ用のズームレンズとして特に適し、広角端の半画角:38度以上、変倍比:5倍以上、500万〜1000万画素程度の撮像素子に対応した解像力を実現可能なズームレンズを実現することができる。
[実施例6]
以下、添付図面図21に基づいて本発明の実施例6について説明する。
図21は、本発明の実施例6にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図と、広角端からある特定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングの際のズーム軌跡を示す図である。
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負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、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6を有し、上記第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSを有し、
広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔(A)が大きくなり、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔(B+C)が小さくなり、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間隔(D)が大きくなり、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5の間隔(E)が大きくなり、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6の間隔(F)が小さくなる。
この実施例6において、変倍時、第1レンズ群G1、開口絞りS、第4レンズ群G4、第6レンズ群G6は、固定である。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向け、像面側に非球面を有する負メニスカスレンズL1と、プリズムPRを有し、さらに2枚の正レンズL2、L3とからなる。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、像面側に非球面を有する両凹負レンズL4、両凹負レンズL5と両凸正レンズL6の接合レンズからなる。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間に開口絞りSを有し、
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に非球面を有し、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズL7と、両凸正レンズL8と両凹負レンズL9の接合レンズおよび両凸の正レンズL10からなる。
第4レンズ群G4は、像面側に非球面を有する1枚の両凹負メニスカスレンズL11からなる。
第5レンズ群G5は、物体側に非球面を有する1枚の両凸正レンズL12からなる。
第6レンズ群G6は、物体側に非球面を有し、像面側に凸面を向けた1枚の負メニスカスレンズL13から成る。
また、この実施例6は、第6レンズ群G6と像面Iとの間に、像面Iに配設されたCCD等の固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタや、撮像素子を保護するカバーガラスに相当する平行平板Pを有する。
この実施例6においては、広角側から望遠側への焦点距離変化に伴って、
全系の焦点距離f:5.2〜35.0mm
FNo(F値):3.57〜5.85、
半画角ω:38.9〜6.8
と変化する。各光学面の特性は、次表(表11)の通りである。
Figure 0005294051
上記表11において、第2面、第11面、第16面、第22面、第24面、第25面、第27面の各光学面が非球面であり、各非球面の上記非球面式(9)におけるパラメータは、下記の通りである。
(非球面データ)
[第2面]
K= 0.00000E+00
= −2.71728E−06
= −3.58900E−07
= 1.70392E−09
10= 4.11931E−13
[第11面]
K= 0.00000E+00
= −1.24369E−04
= 1.17040E−06
= −9.36061E−08
10=−1.94537E−09
[第16面]
K= 0.00000E+00
= −5.03986E−05
= 1.88819E−07
= −4.04258E−09
10= 4.05202E−11
[第22面]
K= 0.00000E+00
= 2.35721E−04
= 1.56156E−06
= −1.45635E−07
10= 2.75915E−09
[第24面]
K= 0.00000E+00
= 3.77794E−04
= 1.16807E−05
= 6.58942E−07
10=−4.47280E−08
[第25面]
K= 0.00000E+00
= 1.70399E−04
= 2.68367E−05
= 1.09834E−08
10=−3.07464E−08
[第27面]
K= 0.00000E+00
= 3.59460E−04
= −5.08998E−05
= 1.62131E−06
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔A、第2レンズ群G2と開口絞りSとの間の可変間隔B、開口絞りSと第3レンズ群G3との間の可変間隔C、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔D、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間の可変間隔E、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6との間の可変間隔Fは、ズーミングに伴って次表(表12)のように、それぞれ変化させられる。
Figure 0005294051
また、この実施例6における先に述べた条件式(3)〜(8)に係るパラメータの値は、次の通りとなる。
(条件式対応値)
fw=5.2
fT=35
Y´=4.2
L1=13
L2=69.5
Lg1=26.17
fL1=−20.65
T=82.5
Tap=41.7
条件式(3) fw/Y´=1.24
条件式(4) L1/L2=0.19
条件式(5) Lg1/fw=5.03
条件式(6) L2/ft=1.99
条件式(7) |fL1/fw|=3.97
条件式(8) Tap/T=0.51
従って、この実施例6における図21に示した先に述べた条件式(3)〜(8)に係るパラメータは、条件式(3)〜(8)の範囲内である。
図22〜図24は、上述した実施例6に係る図21に示したズームレンズにおける各収差の収差曲線図を示しており、図22は、広角端における収差曲線図、図23は、特定の中間焦点距離における収差曲線図、そして図24は、望遠端における収差曲線図である。各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわしている。
これらの図22〜図24の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例6に係る図21に示した構成のズームレンズにより、収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
このようにすれば、正−負−正−負−正−負の6群のズームレンズにおいて、諸収差の良好な補正が可能で、半画角が38°以上の広画角で短焦点端のFNo値が3.5以下でありながら、十分に小型で高性能なズームレンズを提供することができる。
特に、本実施例によれば、小型・高性能のデジタルカメラ用のズームレンズとして特に適し、広角端の半画角:38度以上、変倍比:5倍以上、500万〜1000万画素程度の撮像素子に対応した解像力を実現可能なズームレンズを実現することができる。
図25は、上述した本発明の実施例1乃至6のいずれかに係るズームレンズの撮影光学系を採用して構成したカメラの外観構成を示す斜視図であり、このうち、図25(a)は、物体、すなわち被写体側である前面側から見たカメラの沈胴状態(即ち、撮影レンズユニットを収納した状態)の外観を模式的に示す斜視図、図25(b)は、前面側から見たカメラの使用状態(即ち、撮影レンズユニットを引き出した状態)の外観構成を部分的に示す斜視図、図25(c)は、撮影者側である背面側から見たカメラの外観を模式的に示す斜視図である。また、図26は、図25に示すカメラの機能構成を示すブロック図である。
図25(a)、(b)、(c)に示すカメラ120は、撮影レンズ121、ファインダ122、ストロボ123、シャッタボタン124、ズームレバー125、液晶モニタ画面126、操作ボタン127、電源スイッチ130、メモリスロット129、通信カードスロット128等を備えている。
さらに、図26に示すように、本カメラは、機能ブロックとして、中央演算装置(CPU)131、画像処理装置132、信号処理装置133、半導体メモリ134、液晶モニタ126、通信カード等135および受光素子136、を備えている。
図25、図26に示すカメラについて、まず、その概要構成を説明する。
図25に示すカメラは、撮像レンズ121と図示しない受光素子(エリアセンサ、後述する受光素子136)を備え、撮影レンズ121によって形成される撮影対象物の像を受光素子136によって読み取るように構成されている。
図26において、受光素子136(エリアセンサ)からの出力は、中央演算装置131の制御を受ける信号処理装置133によって処理され、デジタル情報に変換される。信号処理装置133によってデジタル化された画像情報は、中央演算装置131の制御を受ける画像処理装置132において所定の画像処理を受けた後、半導体メモリ134に記録される。液晶モニタ126には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ134に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ134に記録した画像は、通信カード等135などを使用して外部へ送信することも可能である。
撮影レンズ121は、カメラの携帯時には、図25(a)に示すように沈胴状態にあり、ユーザが電源スイッチを操作して電源を入れると、図25(b)に示すように鏡胴が繰り出される。この時、鏡胴の内部でズームレンズの各群は、例えば広角端の配置となっており、ズームレバー125を操作することで前記ズームレンズ各群の配置が変化し、望遠端への変倍を行うことができる。この時、ファインダ122も撮影レンズ121の画角の変化に連動して変倍する。
シャッタボタン124の半押しによりフォーカシングがなされる。フォーカシングは、レンズ要素の移動、若しくは撮影レンズ光学系に対する相対的な受光素子136の移動によって行うことができる。シャッタボタン124をさらに押し込むと撮影がなされ、その後は前述の処理がなされる。
半導体メモリ134に記録した画像を液晶モニタ画面126に表示したり、通信カード等135を使用して外部へ送信する際は、操作ボタン127を使用して操作するものとする。半導体メモリ134および通信カード等135は、それぞれ専用または汎用のスロット(ここでは、メモリカードスロット129および通信カードスロット128)に挿入して使用される。
なお、前述のカメラには、ズームレンズを撮影レンズ光学系として使用することができる。よって、500万〜1,000万画素クラスの受光素子136を使用した高画質で小型のカメラを実現することができる。
次に、本発明の撮影装置を採用した図25,26に示すカメラの更に詳細な構成を説明する。但し、以下では、カメラについて説明しているが、いわゆるPDA(personal data assistant)や、携帯電話機等の携帯情報端末装置にカメラ機能を組み込んだものが近年登場している。このような携帯情報端末装置も、外観は若干異にするものの、図25,26に示すカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような携帯情報端末装置に本発明に係る撮影装置の撮影光学系を採用してもよい。
本カメラは、撮影レンズ光学系である撮影レンズ121と、CCD(電荷結合素子)撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子136(図26)を備えており、撮影光学系である撮影レンズ121によって形成される被写体の像を受光素子136によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ121としては、図1等で説明したような本発明に係る撮影装置の撮影光学系を用いる。具体的には、前述のとおり、ズームレンズとしての撮影レンズ光学系を構成する光学要素であるレンズ等を用いてレンズユニットを構成する。このレンズユニットは、各レンズ等を、少なくともレンズ群毎に移動操作し得るように保持する機構を有する。本カメラに組み込まれる撮影レンズ121は、通常の場合、このレンズユニットの形で組み込まれる。
本発明の実施例1のズームレンズの構成を示す断面図である。 本発明の実施例1のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 本発明の実施例1のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 本発明の実施例1のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 本発明の実施例2のズームレンズの構成を示す断面図である。 本発明の実施例2のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 本発明の実施例2のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 本発明の実施例2のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 本発明の実施例3のズームレンズの構成を示す断面図である。 本発明の実施例3のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 本発明の実施例3のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 本発明の実施例3のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 本発明の実施例4のズームレンズの構成を示す断面図である。 本発明の実施例4のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 本発明の実施例4のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 本発明の実施例4のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 本発明の実施例5のズームレンズの構成を示す断面図である。 本発明の実施例5のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 本発明の実施例5のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 本発明の実施例5のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 本発明の実施例6のズームレンズの構成を示す断面図である。 本発明の実施例6のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 本発明の実施例6のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 本発明の実施例6のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 本発明によるカメラ(携帯情報端末装置)としての一実施形態を示すデジタルカメラの外観図であり、(a)は、携帯時の正面側の斜視図、(b)は、使用時の正面側の一部を示す斜視図、(c)は、背面側の斜視図である。 カメラのシステム構造の概略を示すブロック図である。
符号の説明
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
G5 第5レンズ群
G6 第6レンズ群
L1〜L13 第1レンズ〜第13レンズ
S 開口絞り
P 平行平板
A、B、C、D、E、F 可変間隔
120 カメラ
121 撮影レンズ
122 ファインダ
123 ストロボ
124 シャッタボタン
125 ズームレバー
126 液晶モニタ画面
127 操作ボタン
128 通信カードスロット
129 メモリカードスロット
130 電源スイッチ
131 中央演算装置(CPU)
132 画像処理装置
133 信号処理装置
134 半導体メモリ
135 通信カード
136 受光素子

Claims (19)

  1. 光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、変倍時に移動しない第1レンズ群と、負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、負の屈折力を有し、変倍時に移動しない第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群を有するズームレンズであって、
    広角端から望遠端への変倍に際し、少なくとも前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群と、前記第5レンズ群を移動させて変倍を行い、前記第1レンズ群は、光路を折り曲げるための反射光学素子を有し、前記第3レンズ群には少なくとも接合面を2つ有し、変倍比が5以上であることを特徴とするズームレンズ。
  2. 請求項1に記載のズームレンズにおいて、下記の条件式(1)を満足することを特徴とするズームレンズ。
    Figure 0005294051
    f1:第1群の焦点距離
    fw:広角端における全系の焦点距離
    ft:望遠端における全系の焦点距離
  3. 請求項1または2に記載のズームレンズにおいて、下記の条件式(2)を満足することを特徴とするズームレンズ。
    Figure 0005294051
    f2:第2群の焦点距離
    fw:広角端における全系の焦点距離
    ft:望遠端における全系の焦点距離
  4. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、絞りは、変倍時に移動するように構成したことを特徴とするズームレンズ。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、少なくとも前記第2レンズ群以降の全ての群に少なくとも1面に非球面を有することを特徴とするズームレンズ。
  6. 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、フォーカシングを、前期第4レンズ群で行うように構成したことを特徴とするズームレンズ。
  7. 請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズと撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
  8. 請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴とするカメラ。
  9. 請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することを特徴とする携帯情報端末装置。
  10. 光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、変倍時に移動しない第1レンズ群と、負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、負の屈折力を有し、変倍時に移動しない第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群と、正または負の屈折力を有する第6レンズ群からなり、広角端から望遠端への変倍に際し、少なくとも前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群と、前記第5レンズ群を移動させて変倍を行い、前記第1レンズ群は、光路を折り曲げるための反射光学素子を有するズームレンズであって、
    前記反射光学素子により光路が撮像面の長手方向に折り曲げられることを特徴とするズームレンズ。
  11. 請求項10に記載のズームレンズにおいて、下記条件式(3)を満足することを特徴とするズームレンズ。
    0.5<fw/Y´ <1.4 (3)
    fw:広角端における全系の焦点距離
    Y´:最大像高
  12. 請求項10または11に記載のズームレンズにおいて、下記条件式(4)を満足することを特徴とするズームレンズ。
    0.15<L1/L2<0.22 (4)
    L1:最物体面から反射光学素子の反射面までの光軸上の距離
    L2:反射面から像面までの光軸上の距離
  13. 請求項10乃至12のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、下記条件式(5)を満足することを特徴とするズームレンズ。
    3<Lg1/fw<7 (5)
    Lg1:第1レンズ群の光軸上の距離
  14. 請求項10乃至13のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、下記条件式(6)を満足することを特徴とするズームレンズ。
    1<L2/ft<3 (6)
    fT:望遠端における全系の焦点距離
  15. 請求項10乃至14のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、下記条件式(7)を満足することを特徴とするズームレンズ。
    2<|fL1/fw|<5 (7)
    fL1:反射光学素子より物体側にある光学素子の合成焦点距離
  16. 請求項10乃至15のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、下記条件式(8)を満足することを特徴とするズームレンズ。
    0.3<Tap/T<0.7 (8)
    Tap:最物体面から開口絞りまでの光軸上の距離
    T:全長
  17. 請求項10乃至16のいずれか1項に記載のズームレンズと撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
  18. 請求項10乃至16のいずれか1項に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴とするカメラ。
  19. 請求項10乃至16のいずれか1項に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することを特徴とする携帯情報端末装置。
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