JP5347337B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明はズームレンズ及び撮像装置に関するものであり、例えば被写体の映像を撮像素子で取り込むためのオプティカルユニット等に用いられるズームレンズと、それを備えた撮像装置(特にデジタルカメラ,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,情報携帯端末等に内蔵又は外付けされるカメラの主たる構成要素である撮像装置)に関するものである。
近年、デジタルカメラが急速に普及し、単に画像をコンピュータに取り込むための手段にとどまらず、従来の銀塩カメラと同様に写真を残すための道具として広く用いられるようになってきている。また、撮像素子の小型化に伴ってカメラユニットの小型化も進展し、携帯電話等へのマイクロカメラユニットの搭載が一般的になっている。そして、写真を残す目的等から、撮像光学系の仕様としては高画素化への対応やズーム領域の拡大といった要求が高くなっている。
これらの要求を満足する手段の1つとして、物体側より順に、負のパワーを有する第1レンズ群と、負のパワーを有する第2レンズ群と、正のパワーを有する第3レンズ群と、を配置して小型化を図ったズームレンズが、特許文献1〜3で提案されている。
特開2001−343588号公報 特開2004−348082号公報 特開2005−266175号公報
特許文献1及び3で提案されているズームレンズは、比較的広い画角を変倍領域に含み、変倍比3倍程度を有している。また、特許文献2で提案されているズームレンズは、比較的少ない枚数で2倍程度の変倍比を達成している。しかし、いずれにも光学系のサイズが比較的大きいという問題がある。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、小型化を達成しつつ3倍程度の変倍比を有するズームレンズと、それを備えた撮像装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、第1の発明のズームレンズは、物体側から順に、負の光学的パワーを有する第1レンズ群と、負の光学的パワーを有する第2レンズ群と、正の光学的パワーを有する第3レンズ群と、を含み、複数のレンズ群が光軸に沿って移動し、各レンズ群間隔を変化させることによりズーミングを行うズームレンズであって、広角端から望遠端へのズーミングにおいて、前記第1レンズ群位置固定であり、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが第2,第3レンズ群間隔を減少させるように移動し、前記第3レンズ群が、物体側から順に、正の光学的パワーを有する単レンズと、負の光学的パワーを有する単レンズと、正の光学的パワーを有する単レンズと、の3枚で構成されており、前記第3レンズ群を構成している3枚の単レンズを、物体側から順に、第31レンズ、第32レンズ、第33レンズとするとき、以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする。
0.35<L3/f3<1.5 …(1)
ただし、
L3:第32レンズと第33レンズとの間の軸上空気間隔、
f3:第3レンズ群の焦点距離、
である。
第2の発明のズームレンズは、上記第1の発明において、以下の条件式(2)を満たすことを特徴とする。
0.5<f3/fw<1.5 …(2)
ただし、
f3:第3レンズ群の焦点距離、
fw:広角端における全系の焦点距離、
である。
第3の発明のズームレンズは、上記第1又は第2の発明において、以下の条件式(3)を満たすことを特徴とする。
3<f33/f3<15 …(3)
ただし、
f33:第33レンズの焦点距離、
f3:第3レンズ群の焦点距離、
である。
第4の発明のズームレンズは、上記第1〜第3のいずれか1つの発明において、前記第33レンズが非球面を少なくとも1面有することを特徴とする。
第5の発明のズームレンズは、上記第1〜第4のいずれか1つの発明において、以下の条件式(5)を満たすことを特徴とする。
0.2<(CR1−CR2)/(CR1+CR2)<1.8 …(5)
ただし、
CR1:第32レンズの物体側面の曲率半径、
CR2:第32レンズの像側面の曲率半径、
である。
第6の発明のズームレンズは、上記第1〜第5のいずれか1つの発明において、以下の条件式(6)を満たすことを特徴とする。
-3.7<f1/fw<-2 …(6)
ただし、
f1:第1レンズ群の焦点距離、
fw:広角端における全系の焦点距離、
である。
第7の発明のズームレンズは、上記第1〜第6のいずれか1つの発明において、以下の条件式(7)を満たすことを特徴とする。
0.5<f1/f2<1.5 …(7)
ただし、
f1:第1レンズ群の焦点距離、
f2:第2レンズ群の焦点距離、
である。
第8の発明のズームレンズは、上記第1〜第7のいずれか1つの発明において、さらに前記第3レンズ群内に光量調整装置を有することを特徴とする。
第9の発明の撮像装置は、上記第1〜第8のいずれか1つの発明に係るズームレンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記ズームレンズが設けられていることを特徴とする。
本発明で規定される特性を保持することによって、非点収差と球面収差が良好に補正された3倍程度の変倍比を有する小型で高性能のズームレンズと、それを備えた撮像装置を実現することができる。そして、本発明に係る撮像装置をデジタルカメラ等のデジタル機器に用いることによって、デジタル機器の薄型・軽量・コンパクト化,低コスト化,高性能化,高機能化等に寄与することができる。
以下、本発明に係るズームレンズ,撮像装置等を、図面を参照しつつ説明する。本発明に係るズームレンズは、物体側から順に、負の光学的パワーを有する第1レンズ群と、負の光学的パワーを有する第2レンズ群と、正の光学的パワーを有する第3レンズ群と、を含むズームレンズであって、前記第1レンズ群がズーミング中に位置固定であり、前記第3レンズ群が、物体側から順に、正の光学的パワーを有する単レンズと、負の光学的パワーを有する単レンズと、正の光学的パワーを有する単レンズと、の3枚で構成されている。そして、第3レンズ群を構成している3枚の単レンズを、物体側から順に、第31レンズ、第32レンズ、第33レンズとするとき、以下の条件式(1)を満たすことを特徴としている。
0.35<L3/f3<1.5 …(1)
ただし、
L3:第32レンズと第33レンズとの間の軸上空気間隔、
f3:第3レンズ群の焦点距離、
である。
レンズ全長を変倍時不変にするため、上記のように第1レンズ群はズーミング中に位置固定となっている。第2レンズ群はコンペンセーターの役割を持っており、第3レンズ群が主な変倍を担っている。また第3レンズ群は、物体側から順に正・負・正の単レンズ3枚で構成されており、条件式(1)を満たすことにより、第32レンズと第33レンズとの空気間隔が適切な大きさに設定されている。
通常、光学全長の小型化を図った場合、撮像素子への射出瞳位置の変動が大きくなる。その変動を抑えることが、ズームレンズの高性能化を達成する上での課題となる。CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー等の撮像素子の特性上、撮像素子に射出する光線に関してテレセントリックであることが光学系の必要条件となるからである。近年の撮像素子の小型化に伴い、撮像素子に入射する光線を効率良く集光するため、撮像素子の物体側面にマイクロレンズを各受光素子毎に設置して効率を上げることが一般的になっている。また、携帯電話等に用いられる単焦点レンズ等の光学系では、光学系の全長の小型化に伴い、射出光線のテレセントリック性を確保することが難しくなっているため、マイクロレンズの配置を工夫して射出瞳位置を撮像素子側により一層近づけることが従来より行われている。しかし、そのように射出瞳位置を調整した場合でも、光学系への必要条件として、撮像素子への射出瞳位置の変動は少ないことが求められる。射出瞳位置の変動が大きくなると、マイクロレンズでのケラレの発生等が生じてしまい、最終的な画質に悪影響を及ぼすことになるからである。
本発明に係るズームレンズでは、第3レンズ群Gr3を物体側から順に、正パワーの第31レンズと、負パワーの第32レンズと、正パワーの第33レンズと、の単レンズ3枚で構成し、第32レンズと第33レンズとの間隔を比較的長くすることによって、広角側と望遠側とで第33レンズを通る光線高さの違いを利用し、第3レンズ群内で射出瞳位置の変動を抑えている。具体的には、第32レンズと第33レンズとの間隔を適切に設定することにより、広角端で軸外光束が第33レンズの有効径の高い所を通り、望遠端で軸外光束が第33レンズの有効径の低い所を通るようにしている(後述する光路図(図14,図15)参照。)。また、第33レンズに適切な正のパワーを設けることにより、第33レンズの有効径による正パワーの差を利用すると、広角側でより強く射出瞳位置を物体側に補正することが可能となり、広角端と望遠端とで射出瞳位置の変動を少なくすることが可能となる。
条件式(1)の上限を越えると、長い空気間隔L3によって第3レンズ群全体が長くなりすぎてしまう。その結果、光学系の全長が長くなるため、光学系の小型化を達成する上で望ましくない。逆に、条件式(1)の下限を越えると、第33レンズでの射出瞳位置の補正効果が弱くなるため、望ましくない。
第3レンズ群のパワーは、以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
0.5<f3/fw<1.5 …(2)
ただし、
f3:第3レンズ群の焦点距離、
fw:広角端における全系の焦点距離、
である。
条件式(2)は、第3レンズ群のズームレンズ全系に対するパワー比を適切にし、ズームレンズ系を小型化するための条件式である。また、ズームレンズ系が条件式(2)を満たすときに、特に条件式(1)の効果が顕著となる。条件式(2)の下限値は、第3レンズ群のパワーを抑えることで、第3レンズ群で発生する球面収差を補正するために好適な範囲を定めており、条件式(2)の上限値は、ズーム時の第3レンズ群の移動量を適切にし、小型化を行うために好適な範囲を定めている。
また、以下の条件式(2a)を満たすことが更に望ましい。
0.7<f3/fw<1.25 …(2a)
この条件式(2a)は、上記条件式(2)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定しており、条件式(2a)を満たすことにより上記の効果が更に発揮される。
第33レンズのパワーに関しては、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
3<f33/f3<15 …(3)
ただし、
f33:第33レンズの焦点距離、
f3:第3レンズ群の焦点距離、
である。
条件式(3)は、正の光学的パワーを有する第33レンズのパワーを適切に設定するための好ましい条件範囲を規定している。条件式(3)の上限を越えると、第33レンズのパワーが弱くなりすぎるため、射出瞳位置の補正効果が弱くなり望ましくない。逆に、条件式(3)の下限を越えると、第33レンズのパワーが強くなり過ぎるため、第33レンズで発生する非点収差の補正が困難になる。
また、第33レンズは樹脂レンズで構成することが可能である。第33レンズは比較的像面に近いため軸上光線高さが低く、樹脂材料で構成したとしても、樹脂材料を用いた場合に問題となる温度変化による結像位置の変動や、面精度誤差による性能劣化が生じにくい。したがって、コストや重量の点で第33レンズは樹脂材料で構成することが望ましい。
第33レンズは非球面を少なくとも1面有することが望ましい。第33レンズに少なくとも1面非球面を用いることで、非点収差の補正を良好に行うことが可能となる。また、第33レンズの像側の面は、光軸高さが高くなるほど面のパワーを強める非球面から成ることが、射出瞳位置を補正する上で望ましい。
第33レンズの像側面を構成する非球面に関しては、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
-80<f33/Dev33r<-20 …(4)
ただし、
f33:第33レンズの焦点距離、
Dev33r:第33レンズの最大有効径での参照球面形状Xoと非球面形状Xとの光軸方向の高さの差(Dev33r=X-Xo)、
である。
条件式(4)は、第33レンズの像側面を構成する非球面の形状について、それを適切に設定するための好ましい条件範囲を規定している。条件式(4)の上限を越えると、非球面による効果が弱くなり、射出瞳位置の補正が十分でなくなる。条件式(4)の下限を越えると、非球面が強くなり過ぎて、その面で発生する球面収差の補正が困難になる。
CCDやCMOSセンサー等の撮像素子を用いたカメラユニットでは、シャッターやNDフィルター等の光量調整装置が用いられる。光量調整装置は高輝度時の露出調整のために用いられ、いわゆる光学絞り面以外の場所でも用いられる。例えば、特許文献3に記載のズームレンズでは、物体側から、負のパワーを有する第1レンズ群、負のパワーを有する第2レンズ群、正のパワーを有する第3レンズ群、光量調整装置、正のパワーを有する第4レンズ群、という順に配置されており、光学絞り面以外での光量調整を行う構成になっている。特許文献3の構成では、主たる変倍群である第3レンズ群の後方に光量調整装置が配置されているため、第4レンズ群との干渉を避けようとすれば、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔を十分に確保しておく必要がある。結果として第3レンズ群の移動量が制限されるので、光学系の小型化に関しては不利になる。
上記観点から、第3レンズ群内に光量調整装置を有することが望ましい。第3レンズ群内に光量調整装置を配置すれば、他のズーム群との干渉を避けて、第3レンズ群の移動量を十分に確保することができる。移動量を確保することができるため、第3レンズ群のパワーの増大を低減することができ、良好な収差性能を確保しつつ光学系の小型化を図ることが可能となる。
第32レンズと第33レンズとの間に光量調整装置を有することが更に望ましい。光量調整装置は、そのカメラユニットに要求される仕様によって異なるが、遮光用のシャッター板,光量減衰用NDフィルター等、複数の板材によって構成されるため、光軸方向の厚みが必要となる。第32レンズと第33レンズとの間には、光量調整装置を十分構成できるだけの間隔が確保されているため、その間隔に光量調整装置を配置することは、他のズーム間隔等に影響を与えることがないため好ましい。
第32レンズは少なくとも1面の非球面を有することが望ましい。第31レンズは第3レンズ群の正パワーの大部分を負担するため、第31レンズでは強い球面収差が発生する。第32レンズに非球面を少なくとも1面設けることにより、第31レンズで発生した球面収差を効果的に補正することができる。
第32レンズの面形状に関しては、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
0.2<(CR1−CR2)/(CR1+CR2)<1.8 …(5)
ただし、
CR1:第32レンズの物体側面の曲率半径、
CR2:第32レンズの像側面の曲率半径、
である。
条件式(5)は、第32レンズの物体側と像側の面の曲率を適切に設定するための好ましい条件範囲を規定している。条件式(5)の上限を越えると、第32レンズの像側面の曲率半径が大きくなり、主点位置が物体側に寄り過ぎるため第3レンズ群内での光束が大きくなる。結果的に光束規制の径が大きくなるため、望ましくない。逆に、条件式(5)の下限を越えると、第32レンズの像側面の曲率半径が小さくなり過ぎて、像側の面で発生する非点収差が大きくなり、その補正が困難になる。
第1レンズ群のパワーに関しては、以下の条件式(6)を満足することが望ましい。
-3.7<f1/fw<-2 …(6)
ただし、
f1:第1レンズ群の焦点距離、
fw:広角端における全系の焦点距離、
である。
条件式(6)は、第1レンズ群のパワーを適切に設定するための好ましい条件範囲を規定している。条件式(6)の上限を越えると、第1レンズ群のパワーが強くなり過ぎて、第1レンズ群で発生する負の歪曲を補正することが困難になる。逆に、条件式(6)の下限を越えると、第1レンズ群のパワーが弱くなり過ぎて、第1レンズ群の有効径が増大してしまうため、光学系の小型化という点で望ましくない。
第1レンズ群は少なくとも1面の非球面を有することが望ましい。第1レンズ群に少なくとも1面の非球面を設けることにより、第1レンズ群で発生する負の歪曲収差を良好に補正することが可能となる。また、第1レンズ群はレンズ1枚で構成されることが望ましい。第1レンズ群をレンズ1枚で構成することは、全長の小型化に寄与し、低コスト化を達成する上でも好ましい。
また、第1レンズ群と第2レンズ群とのパワーバランスに関しては、以下の条件式(7)を満足することが望ましい。
0.5<f1/f2<1.5 …(7)
ただし、
f1:第1レンズ群の焦点距離、
f2:第2レンズ群の焦点距離、
である。
条件式(7)は、第1レンズ群と第2レンズ群とのパワー比を適切に設定するための好ましい条件範囲を規定している。条件式(7)の下限を越えると、第1レンズ群のパワーが強くなり過ぎて、第1レンズ群で発生する負の歪曲を補正することが困難になる。逆に、条件式(7)の上限を越えると、第1レンズ群のパワーが弱くなり過ぎて、第1レンズ群の有効径が増大してしまうため、光学系の小型化という点で望ましくない。
本発明に係るズームレンズは、画像入力機能付きデジタル機器(例えば、デジタルカメラ,ビデオカメラ等)用の撮像光学系としての使用に適しており、これを撮像素子等と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像装置を構成することができる。撮像装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成す光学装置であり、例えば、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像を形成する撮像光学系と、撮像光学系により形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えることにより構成される。
カメラの例としては、デジタルカメラ,ビデオカメラ,監視カメラ,車載カメラ,テレビ電話用カメラ等が挙げられ、また、パーソナルコンピュータ,携帯情報機器(例えば、モバイルコンピュータ,携帯電話,携帯情報端末等の小型で携帯可能な情報機器端末),これらの周辺機器(スキャナー,プリンター等),その他のデジタル機器等に内蔵又は外付けされるカメラが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像装置を搭載することによりカメラ機能を付加することが可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。
図13に、デジタル機器CU(デジタルカメラ等の画像入力機能付きデジタル機器に相当する。)の概略構成例を模式的断面で示す。図13に示すデジタル機器CUに搭載されている撮像装置LUは、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像(像面)IMを変倍可能に形成するズームレンズZL(撮像光学系に相当する。)と、平行平面板PT(必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター,赤外カットフィルター等の光学フィルター;撮像素子SRのカバーガラス等に相当する。)と、ズームレンズZLにより受光面SS上に形成された光学像IMを電気的な信号に変換する撮像素子SRと、を備えている。この撮像装置LUで画像入力機能付きデジタル機器CUを構成する場合、通常そのボディ内部に撮像装置LUを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像装置LUをデジタル機器CUの本体に対して着脱自在又は回動自在に構成することが可能である。
撮像素子SRとしては、例えば複数の画素を有するCCDやCMOSセンサー等の固体撮像素子が用いられる。ズームレンズZLは、撮像素子SRの受光面SS上に被写体の光学像IMが形成されるように設けられているので、ズームレンズZLによって形成された光学像IMは、撮像素子SRによって電気的な信号に変換される。
デジタル機器CUは、撮像装置LUの他に、信号処理部1,制御部2,メモリ3,操作部4,表示部5等を備えている。撮像素子SRで生成した信号は、信号処理部1で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリ3(半導体メモリ,光ディスク等)に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号に変換されたりして他の機器に伝送される。制御部2はマイクロコンピュータから成っており、撮影機能,画像再生機能,並びにズーミング及びフォーカシングのためのレンズ移動機構等を集中的に制御する。例えば、被写体の静止画撮影,動画撮影のうちの少なくとも一方を行うように、制御部2により撮像装置LUに対する制御が行われる。表示部5は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子SRによって変換された画像信号あるいはメモリ3に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。操作部4は、操作ボタン(例えばレリーズボタン),操作ダイヤル(例えば撮影モードダイヤル)等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を制御部2に伝達する。
ズームレンズZLは、前述したように負・負・正の3群を含むズーム構成になっており、複数のレンズ群が光軸AXに沿って移動し、レンズ群間隔を変化させることにより変倍(すなわちズーミング)を行う構成になっている。ズームレンズZLで形成されるべき光学像は、撮像素子SRの画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数特性を有する光学的ローパスフィルター(図13中の平行平面板PTに相当する。)を通過することにより、電気的な信号に変換される際に発生するいわゆる折り返しノイズが最小化されるように、空間周波数特性が調整される。これにより、色モアレの発生を抑えることができる。ただし、解像限界周波数周辺の性能を抑えてやれば、光学的ローパスフィルターを用いなくてもノイズの発生を懸念する必要がなく、また、ノイズがあまり目立たない表示系(例えば、携帯電話の液晶画面等)を用いてユーザーが撮影や鑑賞を行う場合には、光学的ローパスフィルターを用いる必要がない。
次に、第1〜第6の実施の形態を挙げて、ズームレンズZLの具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図1〜図6に、ズームレンズZLの第1〜第6の実施の形態を、広角端(W)でのレンズ配置で示す。第1〜第3の実施の形態のズームレンズZLは、撮像素子SRに対して物体の光学像IMを変倍可能に形成する負・負・正・正の4群ズームレンズである。また、第4〜第6の実施の形態のズームレンズZLは、撮像素子SRに対して物体の光学像IMを変倍可能に形成する負・負・正の3群ズームレンズである。そして、第1〜第6の実施の形態におけるズーミングは、各レンズ群間隔(つまり、面間隔d2,d6,d13である。)を変化させることにより行われる。
図1〜図3中に、第1〜第3の実施の形態におけるズーム移動の軌跡を矢印m1〜m4で模式的に示す。図1〜図3中の矢印m1〜m4は、広角端(W)から望遠端(T)へのズーミングにおける第1レンズ群Gr1〜第4レンズ群Gr4の移動(つまり像面IMに対する相対的な位置の変化)をそれぞれ示している。ただし、矢印m1,m4は、第1レンズ群Gr1と第4レンズ群Gr4がズーミングにおいて位置固定であることを示している。つまり、第1レンズ群Gr1と第4レンズ群Gr4が固定群となっており、第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3が移動群となっている。図14に、負・負・正・正の4群ズームレンズの一例として、第1の実施の形態のレンズ配置,光路等を、広角端(W),中間(M),望遠端(T)の3つのズームレンズポジションで示す。
図4〜図6中に、第4〜第6の実施の形態におけるズーム移動の軌跡を矢印m1〜m3,mPで模式的に示す。図〜図中の矢印m1〜m3は、広角端(W)から望遠端(T)へのズーミングにおける第1レンズ群Gr1〜第3レンズ群Gr3の移動(つまり像面IMに対する相対的な位置の変化)をそれぞれ示している。ただし、矢印mPで示す位置固定の平行平面板PTと同様、矢印m1で示す第1レンズ群Gr1はズーミングにおいて位置固定になっている。つまり、第1レンズ群Gr1が固定群となっており、第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3が移動群となっている。図15に、負・負・正の3群ズームレンズの一例として、第5の実施の形態のレンズ配置,光路等を、広角端(W),中間(M),望遠端(T)の3つのズームレンズポジションで示す。
いずれの実施の形態においても、第3レンズ群Gr3内には絞り(開口絞りに相当する。)SAと光量調整装置STが配置されている。具体的には、第31レンズG31の物体側に隣り合うように絞りSAが配置されており、第32レンズG32と第33レンズG33との間に光量調整装置STが配置されている。絞りSAと光量調整装置STは第3レンズ群Gr3と一体にズーム移動する構成になっているので(図1〜図6中の矢印m3,図14,図15参照。)、これらを第3レンズ群Gr3の一部として考えることができる。各実施の形態のレンズ構成を以下に詳しく説明する。
第1の実施の形態(図1)では、各レンズ群が以下のように構成されている。第1レンズ群Gr1は、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ1枚で構成されている。第2レンズ群Gr2は、物体側から順に、両面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第3レンズ群Gr3は、物体側から順に、絞りSAと、両面が非球面から成る両凸の正レンズ(第31レンズG31)と、両面が非球面から成る両凹の負レンズ(第32レンズG32)と、光量調整装置STと、両面が非球面から成る像側に凸の正メニスカスレンズ(第33レンズG33)と、で構成されている。第4レンズ群Gr4は、両面が非球面から成る像側に凸の正メニスカスレンズ1枚で構成されている。
第2の実施の形態(図2)では、各レンズ群が以下のように構成されている。第1レンズ群Gr1は、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ1枚で構成されている。第2レンズ群Gr2は、物体側から順に、両面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第3レンズ群Gr3は、物体側から順に、絞りSAと、両凸の正レンズ(第31レンズG31)と、両面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ(第32レンズG32)と、光量調整装置STと、両面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズ(第33レンズG33)と、で構成されている。第4レンズ群Gr4は、両面が非球面から成る両凸の正レンズ1枚で構成されている。
第3の実施の形態(図3)では、各レンズ群が以下のように構成されている。第1レンズ群Gr1は、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ1枚で構成されている。第2レンズ群Gr2は、物体側から順に、両面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第3レンズ群Gr3は、物体側から順に、絞りSAと、両面が非球面から成る両凸の正レンズ(第31レンズG31)と、像側に凹の負メニスカスレンズ(第32レンズG32)と、光量調整装置STと、両面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズ(第33レンズG33)と、で構成されている。第4レンズ群Gr4は、両面が非球面から成る像側に凹の正メニスカスレンズ1枚で構成されている。
第4の実施の形態(図4)では、各レンズ群が以下のように構成されている。第1レンズ群Gr1は、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ1枚で構成されている。第2レンズ群Gr2は、物体側から順に、両面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第3レンズ群Gr3は、物体側から順に、絞りSAと、両凸の正レンズ(第31レンズG31)と、両面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ(第32レンズG32)と、光量調整装置STと、両面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズ(第33レンズG33)と、で構成されている。
第5の実施の形態(図5)では、各レンズ群が以下のように構成されている。第1レンズ群Gr1は、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ1枚で構成されている。第2レンズ群Gr2は、物体側から順に、両面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第3レンズ群Gr3は、物体側から順に、絞りSAと、物体側に凸の正メニスカスレンズ(第31レンズG31)と、両面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ(第32レンズG32)と、光量調整装置STと、両面が非球面から成る像側に凸の正メニスカスレンズ(第33レンズG33)と、で構成されている。
第6の実施の形態(図6)では、各レンズ群が以下のように構成されている。第1レンズ群Gr1は、像側面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ1枚で構成されている。第2レンズ群Gr2は、物体側から順に、両面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第3レンズ群Gr3は、物体側から順に、絞りSAと、両凸の正レンズ(第31レンズG31)と、両面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズ(第32レンズG32)と、光量調整装置STと、両面が非球面から成る物体側に凸の正メニスカスレンズ(第33レンズG33)と、で構成されている。
各実施の形態では、3倍程度の変倍比を有するズームレンズが、例えばイメージサークルが対角長で7.2mm程度の場合、全ズーム領域で球面収差及び像面湾曲が100μm程度以内、歪曲収差が最大5%程度の高い光学性能を有しつつ、最大全長20mm以下の大きさで実現可能となる。
以下、本発明を実施したズームレンズの構成等を、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例1〜6は、前述した第1〜第6の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第1〜第6の実施の形態を表すレンズ構成図(図1〜図6)は、対応する実施例1〜6のレンズ構成,ズーム移動等をそれぞれ示している。
各実施例のコンストラクションデータでは、左側の欄から順に、面番号,曲率半径r(mm),軸上での面間隔d(mm),d線に関する屈折率nd,d線に関するアッベ数νd,有効半径(mm)を示す。面番号に*が付された面は非球面であり、非球面の面形状を表わす以下の式(AS)で定義される。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は0であり、すべてのデータに関してE-n=×10-nである。
X(H)=(C0・H2)/{1+√(1−ε・C02・H2)}+Σ(Aj・Hj) …(AS)
ただし、式(AS)中、
X(H):高さHの位置での光軸AX方向の変位量(面頂点基準)、
H:光軸AXに対して垂直な方向の高さ、
C0:近軸曲率(=1/r)、
ε:2次曲面パラメータ、
Aj:j次の非球面係数、
である。
各種データとして、ズーム比,焦点距離(mm),Fナンバー,画角(2ω,°),像高(mm),レンズ全長(mm),BF(mm),可変面間隔(mm),射出瞳位置(mm)を示し、ズームレンズ群データとして、各レンズ群の焦点距離(mm)を示す。ただし、ここで使っているBFは、カバーガラス(平行平面板PTに相当する。)の像側面から像面までの距離を表すものとし、射出瞳位置は像面からの距離で表すものとする。また、表1に各実施例の条件式対応値を示す。
図7〜図12は、実施例1〜実施例6にそれぞれ対応する収差図であり、(W)は広角端,(M)は中間,(T)は望遠端における諸収差(左から順に、球面収差等,非点収差,歪曲収差である。)を示している。図7〜図12中、FNOはFナンバー、Y'(mm)は撮像素子SRの受光面SS上での最大像高(光軸AXからの距離に相当する。)である。球面収差図において、実線dはd線に対する球面収差(mm)を表しており、破線SCは正弦条件不満足量(mm)を表している。非点収差図において、破線DMはメリディオナル面、実線DSはサジタル面でのd線に対する各非点収差(mm)を表している。また、歪曲収差図において実線はd線に対する歪曲(%)を表している。
実施例1
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効半径
物面 ∞ ∞
1 12.078 0.600 1.83500 42.98 4.68
2* 5.119 可変 4.09
3* 6.303 0.700 1.68863 52.90 2.76
4* 2.576 0.066 2.16
5 2.885 1.152 1.90366 31.32 2.18
6 3.704 可変 1.89
7(SA) ∞ 0.000 0.92
8* 1.727 1.094 1.66547 55.20 0.96
9* -28.863 0.576 1.1
10* -193.808 0.600 2.00170 20.60 0.92
11* 3.356 1.727 1.06
12* -41.208 1.321 1.80486 24.74 2.49
13* -10.951 可変 2.75
14* -25.763 0.700 1.63550 23.89 2.79
15* -11.132 0.200 3.19
16 ∞ 0.500 1.51680 64.20 5
17 ∞ BF 5
像面 ∞
非球面データ
第2面
ε=0.7704,
A4=-0.14180629E-02,A6=-0.88398882E-04,A8= 0.19528470E-05
第3面
ε=1.0000,
A4=-0.33068375E-01,A6= 0.39398821E-02,A8=-0.18737833E-03,A10= 0.27058285E-05
第4面
ε=1.0000,
A4=-0.39039586E-01,A6= 0.73753286E-02,A8=-0.99058924E-03,A10= 0.81201667E-04
第8面
ε=1.0000,
A4=-0.20382164E-02,A6= 0.85187093E-03,A8=-0.16190564E-02,A10=-0.69350102E-03,
A12= 0.54582807E-04,A14=-0.17061284E-07
第9面
ε=1.0000,
A4= 0.19353064E-01,A6=-0.57162030E-02,A8=-0.88715230E-02,A10= 0.50202622E-03,
A12=-0.13585211E-11,A14=-0.68501054E-13
第10面
ε=1.0000,
A4=-0.15764910E-01,A6=-0.55730213E-01,A8= 0.84228132E-02,A10=-0.33655032E-01
第11面
ε=1.0000,
A4= 0.26179294E-01,A6=-0.23416204E-01,A8=-0.12747407E-01,A10= 0.97002005E-02
第12面
ε=1.0000,
A4=-0.23684219E-02,A6= 0.19953935E-02,A8=-0.26514878E-03,A10= 0.79490032E-05
第13面
ε=1.0000,
A4=-0.96175045E-02,A6= 0.67168016E-03,A8=-0.33624500E-04,A10= 0.52791264E-05,
A12=-0.81242087E-06
第14面
ε=1.0000,
A4= 0.21590674E-01,A6=-0.55448216E-02,A8= 0.23574508E-03,A10= 0.19682741E-05,
A12= 0.99803106E-09,A14=-0.30974020E-10
第15面
ε=1.0000,
A4= 0.36689323E-01,A6=-0.70023197E-02,A8= 0.46883628E-03,A10=-0.19551431E-04,
A12= 0.10730365E-05,A14=-0.34566514E-07
各種データ
ズーム比 2.749
(W)広角 (M)中間 (T)望遠
焦点距離 4.10 7.17 11.27
Fナンバー 3.80 5.13 6.63
画角(2ω) 81.89 52.31 33.86
像高 3.6 3.6 3.6
レンズ全長 15.9 15.9 15.9
BF 0.498 0.498 0.498
d2 2.995 3.027 0.989
d6 2.872 0.697 0.300
d13 0.300 2.444 4.878
射出瞳位置 -7.429 -10.96 -15.848
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.076
2 3 -17.791
3 7 3.819
4 14 30.279
実施例2
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効半径
物面 ∞ ∞
1 10.000 0.686 1.83500 42.98 4.79
2* 5.173 可変 4.07
3* 9.129 0.700 1.68863 52.90 2.55
4* 2.426 0.332 2.05
5 3.411 1.087 1.90366 31.32 2.06
6 5.753 可変 1.85
7(SA) ∞ 0.000 1
8 2.032 1.317 1.58913 61.25 1.03
9 -10.399 0.520 1.1
10* 34.447 0.773 1.82114 24.06 1.07
11* 3.356 2.462 1.23
12* 8.000 0.876 1.63550 23.89 2.59
13* 12.260 可変 2.86
14* 16.604 0.992 1.60280 28.30 3.19
15* -28.191 0.332 3.38
16 ∞ 0.500 1.51680 64.20 5
17 ∞ BF 5
像面 ∞
非球面データ
第2面
ε=1.0000,
A4=-0.29370077E-03,A6=-0.80343960E-04,A8=-0.41136877E-06,A10= 0.12800373E-07
第3面
ε=1.0000,
A4=-0.22594324E-01,A6= 0.24739503E-02,A8=-0.12669775E-03,A10= 0.40498067E-05
第4面
ε=1.0000,
A4=-0.30896463E-01,A6= 0.43122999E-02,A8=-0.55251995E-03,A10= 0.27903852E-04
第10面
ε=1.0000,
A4=-0.58721609E-01,A6=-0.43188889E-02,A8=-0.59172132E-02,A10=-0.26875350E-04
第11面
ε=1.0000,
A4=-0.37652992E-01,A6= 0.66970583E-02,A8=-0.22896994E-02,A10= 0.10496439E-02
第12面
ε=1.0000,
A4=-0.97707578E-02,A6= 0.14926882E-02,A8=-0.10538676E-03,A10=-0.69045045E-05
第13面
ε=1.0000,
A4=-0.10616825E-01,A6= 0.10311490E-02,A8= 0.20933828E-04,A10=-0.17160857E-04,
A12= 0.66656467E-06
第14面
ε=1.0000,
A4= 0.62161473E-02,A6=-0.19063390E-02,A8= 0.20161095E-03,A10=-0.18340886E-04,
A12= 0.88854823E-06,A14=-0.67794090E-08
第15面
ε=1.0000,
A4= 0.18117772E-01,A6=-0.38092500E-02,A8= 0.39999905E-03,A10=-0.28170677E-04,
A12= 0.92269015E-06,A14=-0.15305826E-08
各種データ
ズーム比 2.749
(W)広角 (M)中間 (T)望遠
焦点距離 4.10 7.17 11.27
Fナンバー 3.80 5.23 6.78
画角(2ω) 84.5 52.27 34.07
像高 3.6 3.6 3.6
レンズ全長 17.8 17.8 17.8
BF 0.501 0.501 0.501
d2 3.493 3.128 0.997
d6 2.931 0.848 0.300
d13 0.300 2.748 5.426
射出瞳位置 -8.608 -14.607 -25.764
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -13.722
2 3 -12.306
3 7 4.139
4 14 17.480
実施例3
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効半径
物面 ∞ ∞
1 11.022 0.600 1.77250 49.36 4.76
2* 5.166 可変 4.16
3* 5.362 0.577 1.85135 40.10 2.64
4* 2.885 0.100 2.29
5 4.286 1.022 1.94595 17.98 2.26
6 5.156 可変 1.99
7(SA) ∞ 0.000 1.03
8* 2.305 1.729 1.66547 55.20 1.04
9* -14.982 0.532 1.1
10 21.491 0.400 1.92286 20.88 1.21
11 4.186 2.783 1.25
12* 11.888 1.114 1.80486 24.74 2.56
13* 65.209 可変 2.86
14* 11.611 0.700 1.60280 28.30 2.91
15* 11.507 0.323 3.29
16 ∞ 0.500 1.51680 64.20 5
17 ∞ BF 5
像面 ∞
非球面データ
第2面
ε=1.0133,
A4=-0.12798913E-02,A6=-0.75209648E-04,A8= 0.24254458E-06
第3面
ε=1.0000,
A4=-0.34356379E-01,A6= 0.22880738E-02,A8= 0.12895678E-03,A10=-0.13520398E-04
第4面
ε=1.0000,
A4=-0.43903874E-01,A6= 0.54327089E-02,A8=-0.46233961E-03,A10= 0.29832492E-04
第8面
ε=1.0000,
A4= 0.16219018E-02,A6= 0.88195398E-03,A8= 0.11595472E-02,A10=-0.34777101E-03,
A12= 0.54633427E-04,A14=-0.10540766E-08
第9面
ε=1.0000,
A4= 0.25566404E-01,A6= 0.10175963E-01,A8=-0.27771762E-02,A10= 0.32488816E-02,
A12= 0.25040585E-12,A14=-0.42149118E-14
第12面
ε=1.0000,
A4=-0.69027480E-02,A6= 0.32563240E-03,A8= 0.15715609E-04,A10=-0.12079017E-04,
A12=-0.21238401E-07
第13面
ε=1.0000,
A4=-0.90047801E-02,A6= 0.45663126E-03,A8=-0.39476184E-04,A10=-0.83190524E-06,
A12=-0.24490316E-06
第14面
ε=1.0000,
A4= 0.19032711E-02,A6=-0.23941253E-02,A8= 0.11284297E-03
第15面
ε=1.0000,
A4= 0.11502774E-01,A6=-0.30580723E-02,A8= 0.17547531E-03,A10=-0.31676620E-05,
A12= 0.43843534E-07,A14=-0.16249613E-08
各種データ
ズーム比 2.748
(W)広角 (M)中間 (T)望遠
焦点距離 4.25 7.43 11.68
Fナンバー 3.65 4.88 6.19
画角(2ω) 78.33 50.77 33.02
像高 3.6 3.6 3.6
レンズ全長 17.8 17.8 17.8
BF 0.5 0.5 0.5
d2 3.541 3.208 1.003
d6 3.079 0.872 0.300
d13 0.300 2.840 5.617
射出瞳位置 -7.548 -10.014 -12.694
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -13.175
2 3 -12.958
3 7 4.322
4 14 1388.651
実施例4
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効半径
物面 ∞ ∞
1 10.474 0.600 1.83500 42.98 4.77
2* 5.383 可変 4.15
3* 9.920 0.700 1.68863 52.90 2.77
4* 2.463 0.543 2.14
5 3.663 1.058 1.90366 31.32 2.17
6 6.037 可変 1.97
7(SA) ∞ 0.000 1.09
8 2.051 1.296 1.58913 61.25 1.13
9 -11.153 0.497 1.1
10* 19.223 0.600 1.82114 24.06 1.07
11* 3.356 3.673 1.14
12* 10.067 1.011 1.63550 23.89 2.8
13* 17.593 可変 3.15
14 ∞ 0.500 1.51680 64.20 5
15 ∞ BF 5
像面 ∞
非球面データ
第2面
ε=1.0000,
A4=-0.70426056E-03,A6=-0.30370419E-04,A8=-0.47132945E-05,A10= 0.15600053E-06
第3面
ε=1.0000,
A4=-0.19613766E-01,A6= 0.17819890E-02,A8=-0.37463960E-04,A10=-0.62704124E-06
第4面
ε=1.0000,
A4=-0.25713971E-01,A6= 0.23763132E-02,A8=-0.12930227E-03,A10=-0.85015617E-06
第10面
ε=1.0000,
A4=-0.55180613E-01,A6=-0.41424526E-02,A8=-0.18918343E-02,A10=-0.77829178E-03
第11面
ε=1.0000,
A4=-0.33285243E-01,A6= 0.69990542E-02,A8=-0.71703704E-03,A10= 0.74880062E-03
第12面
ε=1.0000,
A4=-0.22428581E-02,A6=-0.13244587E-02,A8= 0.27960189E-03,A10=-0.26197977E-04
第13面
ε=1.0000,
A4=-0.27167725E-02,A6=-0.13090248E-02,A8= 0.26248529E-03,A10=-0.25941349E-04,
A12= 0.66608040E-06
各種データ
ズーム比 2.749
(W)広角 (M)中間 (T)望遠
焦点距離 4.10 7.17 11.27
Fナンバー 3.80 5.18 6.67
画角(2ω) 85.15 56.38 37.31
像高 3.6 3.6 3.6
レンズ全長 17.8 17.8 17.8
BF 0.5 0.5 0.5
d2 3.101 2.991 1.009
d6 3.424 1.021 0.300
d13 0.322 2.810 5.514
射出瞳位置 -7.188 -9.677 -12.38
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -14.013
2 3 -10.888
3 7 4.367
実施例5
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効半径
物面 ∞ ∞
1 10.812 0.600 1.83500 42.98 4.94
2* 5.234 可変 4.26
3* 12.041 0.700 1.68863 52.90 2.67
4* 2.443 0.443 2.08
5 3.392 1.108 1.90366 31.32 2.12
6 5.926 可変 1.92
7(SA) ∞ 0.000 1.09
8 1.908 1.168 1.58913 61.25 1.13
9 221.641 0.608 1.1
10* 6.911 0.748 2.14320 17.80 1.05
11* 3.356 3.238 1.13
12* -24.056 1.063 1.63550 23.89 2.57
13* -12.673 可変 2.96
14 ∞ 0.500 1.51680 64.20 5
15 ∞ BF 5
像面 ∞
非球面データ
第2面
ε=1.0000,
A4=-0.62536340E-03,A6=-0.33695166E-04,A8=-0.34100536E-05,A10= 0.68273258E-07
第3面
ε=1.0000,
A4=-0.16960420E-01,A6= 0.17395425E-02,A8=-0.86374650E-04,A10= 0.28568998E-05
第4面
ε=1.0000,
A4=-0.20781483E-01,A6= 0.16388120E-02,A8=-0.36006151E-05,A10=-0.15769827E-04
第10面
ε=1.0000,
A4=-0.37811882E-01,A6=-0.13971980E-01,A8= 0.70186936E-03,A10=-0.47278021E-02
第11面
ε=1.0000,
A4=-0.19864193E-01,A6=-0.40114258E-02,A8=-0.23150668E-02,A10= 0.19433645E-02
第12面
ε=1.0000,
A4=-0.50559468E-03,A6=-0.97306772E-03,A8= 0.25475576E-03,A10=-0.35438590E-04
第13面
ε=1.0000,
A4=-0.17545214E-02,A6=-0.98584846E-03,A8= 0.21707893E-03,A10=-0.26205990E-04,
A12= 0.66608040E-06
各種データ
ズーム比 2.749
(W)広角 (M)中間 (T)望遠
焦点距離 4.10 7.17 11.27
Fナンバー 3.80 5.19 6.67
画角(2ω) 84.29 56.33 37.08
像高 3.6 3.6 3.6
レンズ全長 17.5 17.5 17.5
BF 0.5 0.5 0.5
d2 3.491 3.119 1.012
d6 3.038 0.884 0.300
d13 0.300 2.827 5.517
射出瞳位置 -7.186 -9.687 -12.379
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.777
2 3 -11.138
3 7 4.263
実施例6
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効半径
物面 ∞ ∞
1 10.041 0.600 1.83500 42.98 4.9
2* 5.365 可変 4.3
3* 11.834 0.700 1.77250 49.62 2.77
4* 2.473 0.402 2.14
5 3.510 1.127 1.90366 31.32 2.18
6 7.014 可変 2
7(SA) ∞ 0.000 1.08
8 1.920 1.366 1.56907 71.31 1.12
9 -23.930 0.533 1.1
10* 11.805 0.600 1.82114 24.06 1.05
11* 3.356 3.430 1.17
12* 19.637 1.021 1.63550 23.89 2.71
13* 137.394 可変 3.07
14 ∞ 0.500 1.51680 64.20 5
15 ∞ BF 5
像面 ∞
非球面データ
第2面
ε=1.0000,
A4=-0.73588752E-03,A6=-0.25002506E-04,A8=-0.41693939E-05,A10= 0.10875976E-06
第3面
ε=1.0000,
A4=-0.17776730E-01,A6= 0.19761935E-02,A8=-0.11718168E-03,A10= 0.44417424E-05
第4面
ε=1.0000,
A4=-0.22646699E-01,A6= 0.21910669E-02,A8=-0.10501010E-03,A10=-0.11144355E-04
第10面
ε=1.0000,
A4=-0.66731191E-01,A6=-0.12158538E-01,A8=-0.80277240E-03,A10=-0.38716198E-02
第11面
ε=1.0000,
A4=-0.42968482E-01,A6= 0.27638598E-02,A8=-0.24598678E-03,A10= 0.10190206E-02
第12面
ε=1.0000,
A4=-0.16815305E-02,A6=-0.12367925E-02,A8= 0.27107525E-03,A10=-0.28877120E-04
第13面
ε=1.0000,
A4=-0.24092228E-02,A6=-0.11680116E-02,A8= 0.23833357E-03,A10=-0.25420608E-04,
A12= 0.66608040E-06
各種データ
ズーム比 2.749
(W)広角 (M)中間 (T)望遠
焦点距離 4.10 7.17 11.27
Fナンバー 3.80 5.16 6.64
画角(2ω) 84.86 56.33 37.24
像高 3.6 3.6 3.6
レンズ全長 17.6 17.6 17.6
BF 0.5 0.5 0.5
d2 3.206 2.986 1.005
d6 3.318 1.024 0.300
d13 0.300 2.814 5.518
射出瞳位置 -7.196 -9.677 -12.383
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -14.65
2 3 -10.143
3 7 4.304
Figure 0005347337
第1の実施の形態(実施例1)のレンズ構成図。 第2の実施の形態(実施例2)のレンズ構成図。 第3の実施の形態(実施例3)のレンズ構成図。 第4の実施の形態(実施例4)のレンズ構成図。 第5の実施の形態(実施例5)のレンズ構成図。 第6の実施の形態(実施例6)のレンズ構成図。 実施例1の収差図。 実施例2の収差図。 実施例3の収差図。 実施例4の収差図。 実施例5の収差図。 実施例6の収差図。 撮像装置を搭載したデジタル機器の概略構成例を模式的断面で示す図。 負・負・正・正の4群ズームレンズの一例として第1の実施の形態(実施例1)の光学構成を示す光路図。 負・負・正の3群ズームレンズの一例として第5の実施の形態(実施例5)の光学構成を示す光路図。
符号の説明
CU デジタル機器
LU 撮像装置
ZL ズームレンズ
Gr1 第1レンズ群
Gr2 第2レンズ群
Gr3 第3レンズ群
Gr4 第4レンズ群
G31 第31レンズ
G32 第32レンズ
G33 第33レンズ
SA 絞り
ST 光量調整装置
PT 平行平面板
SR 撮像素子
SS 受光面
IM 像面(光学像)
AX 光軸
1 信号処理部
2 制御部
3 メモリ
4 操作部
5 表示部

Claims (9)

  1. 物体側から順に、負の光学的パワーを有する第1レンズ群と、負の光学的パワーを有する第2レンズ群と、正の光学的パワーを有する第3レンズ群と、を含み、複数のレンズ群が光軸に沿って移動し、各レンズ群間隔を変化させることによりズーミングを行うズームレンズであって、
    広角端から望遠端へのズーミングにおいて、前記第1レンズ群位置固定であり、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが第2,第3レンズ群間隔を減少させるように移動し、
    前記第3レンズ群が、物体側から順に、正の光学的パワーを有する単レンズと、負の光学的パワーを有する単レンズと、正の光学的パワーを有する単レンズと、の3枚で構成されており、前記第3レンズ群を構成している3枚の単レンズを、物体側から順に、第31レンズ、第32レンズ、第33レンズとするとき、以下の条件式(1)を満たすことを特徴とするズームレンズ;
    0.35<L3/f3<1.5 …(1)
    ただし、
    L3:第32レンズと第33レンズとの間の軸上空気間隔、
    f3:第3レンズ群の焦点距離、
    である。
  2. 以下の条件式(2)を満たすことを特徴とする請求項1記載のズームレンズ;
    0.5<f3/fw<1.5 …(2)
    ただし、
    f3:第3レンズ群の焦点距離、
    fw:広角端における全系の焦点距離、
    である。
  3. 以下の条件式(3)を満たすことを特徴とする請求項1又は2記載のズームレンズ;
    3<f33/f3<15 …(3)
    ただし、
    f33:第33レンズの焦点距離、
    f3:第3レンズ群の焦点距離、
    である。
  4. 前記第33レンズが非球面を少なくとも1面有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  5. 以下の条件式(5)を満たすことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のズームレンズ;
    0.2<(CR1−CR2)/(CR1+CR2)<1.8 …(5)
    ただし、
    CR1:第32レンズの物体側面の曲率半径、
    CR2:第32レンズの像側面の曲率半径、
    である。
  6. 以下の条件式(6)を満たすことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のズームレンズ;
    -3.7<f1/fw<-2 …(6)
    ただし、
    f1:第1レンズ群の焦点距離、
    fw:広角端における全系の焦点距離、
    である。
  7. 以下の条件式(7)を満たすことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のズームレンズ;
    0.5<f1/f2<1.5 …(7)
    ただし、
    f1:第1レンズ群の焦点距離、
    f2:第2レンズ群の焦点距離、
    である。
  8. さらに前記第3レンズ群内に光量調整装置を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  9. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のズームレンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記ズームレンズが設けられていることを特徴とする撮像装置。
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