JP5418892B2 - ズームレンズおよび情報装置 - Google Patents

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本発明は、固体撮像素子等の撮像素子を用いて被写体の画像データを取得するディジタルカメラに適するズームレンズに係り、特に、動画を撮像するビデオカメラおよび静止画を撮像する電子スティルカメラ等に好適な小型のズームレンズおよびそのようなズームレンズを撮像光学系として用いる撮像機能を有する情報装置に関するものである。
近年、銀塩フィルムを撮像記録媒体とするフィルム式のスティルカメラ、すなわち銀塩カメラ、に代わって、被写体像をCCD(電荷結合素子)撮像素子やCMOS(相補型金属酸化物半導体)撮像素子等の固体撮像素子によってスティル画像やビデオ映像を撮像するディジタルカメラ等の撮像装置やこのような撮像装置に相当する撮影機能付きの携帯情報端末装置等の情報装置が広く普及している。これらの装置は、より高性能化および小型化が求められ、撮像光学系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方が求められている。
このような撮像装置における撮像光学系として用いられるズームレンズは、小型化については、使用時、特に変倍時の望遠端におけるレンズ全長(最も物体側のレンズ面から像面までの距離)を短縮することが必要である。また、各レンズ群の厚み寸法を短縮して収納時の全長を抑えることも小型化を実現するための重要な要素である。
そして、ズームレンズの高性能化については、ハイエンドのディジタルカメラ等への適用を考慮すると、少なくとも500万〜1000万画素を超える撮像素子に対応する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。
また、撮像光学系としてのズームレンズの広画角化を望むユーザも多く、広角端における半画角が、38度以上であることが望ましい。ちなみに、半画角が38度というのは、35mm幅の銀塩フィルム(いわゆるライカ判フィルム)を用いる35mm銀塩カメラに換算した焦点距離で28mmに相当する。
ディジタルカメラ用のズームレンズには多くの種類が考えられるが、レンズ群数が5群以上のものはレンズ群の総厚の短小化が容易ではなく、小型化には適していないと考えられる。
高変倍比化や大口径化に適するズームレンズのタイプとして、物体側より順次、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、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配置した4群構成のズームレンズが広く知られている。
このような、高変倍比化や大口径化に適する4群構成のズームレンズにおいて、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化するとともに、前記第2レンズ群が、物体側から、順次、負レンズ、正レンズ、そして負レンズを配置してなるズームレンズの例が、特許文献1(特開2008−107559号)および特許文献2(特開2008−112013)に開示されている。
特許文献1(特開2008−107559号)に開示されたものは、具体的な構成例によれば、広角端での半画角こそ約40度と広角であるが、変倍比は5倍程度に過ぎない。しかも、広角端での歪曲収差が10%程度もあるため、画像処理によって歪曲収差を補正したとしても補正量が大きくなり、画像の劣化は免れない。
特許文献2(特開2008−112013号)に開示されたものは、広角端の半画角が40度程度と広角であり、変倍比が約9倍程度であるが、広角端での歪曲収差が10%以上と大きな値であるため、画像処理によって歪曲収差を補正したとしても補正量が大きくなり、画像の劣化は免れない。
すなわち、特許文献1(特開2008−107559号)および特許文献2(特開2008−112013)のものは、いずれも、高性能のディジタルカメラ等の撮像光学系として用いるためのズームレンズとしては不充分である。
上述したように、特許文献1(特開2008−107559号)および特許文献2(特開2008−112013)のいずれに開示された構成も、広画角化および小型化を達成し、しかも高変倍比で、収差等が少ないズームレンズという要望を充分に満たすものではない。そこで、広画角化および小型化を達成することができ、しかも高変倍比で、収差等が少ないズームレンズを提供することが求められている。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、10倍程度以上の高い変倍比、広角端における半画角が38度以上の広画角、そして収差等が少なく500万〜1000万画素を超える撮像素子に対応する解像力を実現し得るズームレンズおよびそのようなズームレンズを撮像光学系として用いる小型で且つ高性能の撮影機能を有する情報装置を提供することを目的としている。
本発明の請求項1の目的は、物体側から順次、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、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配置し、且つ前記第3レンズ群の物体側に開口絞りを有してなり、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群が物体側に移動し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、そして前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が増大するズームレンズにおいて、特に、広画角で高変倍でありながら、充分に小型で、且つ色収差が少なく光学性能が高いズームレンズを提供することにある。
発明の請求項の目的は、特に、小型で且つ高性能を実現することを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項の目的は、特に、高変倍比にて良好な性能を得ることを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項の目的は、特に、高変倍比にて高性能を実現し得るズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項の目的は、特に、広画角で高変倍でありながら、充分に小型で、且つ色収差が少なく光学性能が高い撮影光学系による高性能な撮像機能を有する情報装置を提供することにある。
本発明の請求項の目的は、特に、電子的な撮像素子を用いた高性能な撮像機能を有する情報装置を提供することにある。
本発明の請求項の目的は、特に、携帯情報端末装置に高性能な撮像機能を持たせることを可能とする情報装置を提供することにある。
請求項1に記載した本発明に係るズームレンズは、上述した目的を達成するために、
物体側から順次、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、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配置し、且つ前記第3レンズ群の物体側に開口絞りを有してなり、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群が物体側に移動し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、そして前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が増大するズームレンズにおいて、
前記第1レンズ群は、物体側から順次、負レンズと、正レンズと、正レンズとを配置して構成されており、
前記第2レンズ群は、物体側から順次、負レンズと、正レンズと、負レンズとを配置して構成されており、
前記第1レンズ群の前記負レンズのd線における屈折率をnd11とし、前記第1レンズ群の前記負レンズのd線におけるアッベ数をνd11とし、そしてg線に対する屈折率をng、F線に対する屈折率をnFおよびc線に対する屈折率をnCとしたときの前記第1レンズ群の負レンズの部分分散比(ng−nF)/(nF−nC)をθgFとして、
条件式:
(1) nd11>1.85
(2) νd11>25
(3) −1.6×10−3・νd11+0.642<θgF<−2.9×10−3・νd11+0.69
を満足することを特徴としている。
求項に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1のズームレンズであって、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、そして広角端における全系の焦点距離をfwとして、
条件式:
(4) 5<f1/fw<8
を満足することを特徴としている。
請求項に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1または請求項2のズームレンズであって、
望遠端における全系の焦点距離をft、そして広角端における全系の焦点距離をfwとして、
条件式:
(5) ft/fw>7
を満足することを特徴としている。
請求項に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1〜請求項のいずれか1項のズームレンズであって、
前記第3レンズ群は、物体側から順次、正レンズと、正レンズと、負レンズとを配置して構成されていることを特徴としている。
請求項に記載した本発明に係る情報装置は、
撮影機能を有し、撮影用光学系として、請求項1〜請求項のいずれか1項のズームレンズを用いることを特徴としている。
請求項に記載した本発明に係る情報装置は、請求項の情報装置であって、
前記ズームレンズを用いた撮影用光学系による物体像が、撮像素子の受光面上に結像されることを特徴としている。
請求項に記載した本発明に係る情報装置は、請求項または請求項の情報装置であって、
撮影機能を有する携帯情報端末装置として構成されたことを特徴としている。
本発明によれば、10倍程度以上の高い変倍比、広角端における半画角が38度以上の広画角、そして収差等が少なく500万〜1000万画素を超える撮像素子に対応する解像力を実現し得るズームレンズおよびそのようなズームレンズを撮像光学系として用いる小型で且つ高性能の撮影機能を有する情報装置を提供することができる。
すなわち、本発明の請求項1のズームレンズによれば、
物体側から順次、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、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配置し、且つ前記第3レンズ群の物体側に開口絞りを有してなり、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群が物体側に移動し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、そして前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が増大するズームレンズにおいて、
前記第1レンズ群は、物体側から順次、負レンズと、正レンズと、正レンズとを配置して構成されており、
前記第2レンズ群は、物体側から順次、負レンズと、正レンズと、負レンズとを配置して構成されており、
前記第1レンズ群の前記負レンズのd線における屈折率をnd11とし、前記第1レンズ群の前記負レンズのd線におけるアッベ数をνd11とし、そしてg線に対する屈折率をng、F線に対する屈折率をnFおよびc線に対する屈折率をnCとしたときの前記第1レンズ群の負レンズの部分分散比(ng−nF)/(nF−nC)をθgFとして、
条件式:
(1) nd11>1.85
(2) νd11>25
(3) −1.6×10−3・νd11+0.642<θgF<−2.9×10−3・νd11+0.69
を満足することにより、
特に、広画角で高変倍でありながら、充分に小型で、且つ色収差が少なく高い光学性能を実現することができる。
発明の請求項のズームレンズによれば、請求項1のズームレンズにおいて、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、そして広角端における全系の焦点距離をfwとして、
条件式:
(4) 5<f1/fw<8
を満足することにより、
特に、小型で且つ高性能を実現することができる。
本発明の請求項のズームレンズによれば、請求項1または請求項2のズームレンズにおいて、
望遠端における全系の焦点距離をft、そして広角端における全系の焦点距離をfwとして、
条件式:
(5) ft/fw>7
を満足することにより、
特に、高変倍比にて良好な性能を得ることが可能となる。
本発明の請求項のズームレンズによれば、請求項1〜請求項のいずれか1項のズームレンズにおいて、
前記第3レンズ群を、物体側から順次、正レンズと、正レンズと、負レンズとを配置して構成することにより、
特に、高変倍比にて高性能を実現することができる。
本発明の請求項の情報装置によれば、
撮影機能を有し、撮影用光学系として、請求項1〜請求項のいずれか1項のズームレンズを用いることにより、
特に、広画角で高変倍でありながら、充分に小型で、且つ色収差が少なく光学性能が高い撮影光学系による高性能な撮像機能を実現することができる。
本発明の請求項の情報装置によれば、請求項の情報装置において、
前記ズームレンズを用いた撮影用光学系による物体像を、撮像素子の受光面上に結像させることにより、
特に、電子的な撮像素子を用いた高性能な撮像機能を実現することができる。
本発明の請求項の情報装置によれば、請求項または請求項の情報装置において、
撮影機能を有する携帯情報端末装置として構成することにより、
特に、携帯情報端末装置に高性能な撮像機能を持たせることが可能となる。
本発明の実施例1に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す断面図であり、このうち、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離および(c)は望遠端の、それぞれにおける光軸に沿った断面図である。 図1に示す本発明の実施例1によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図1に示す本発明の実施例1によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図1に示す本発明の実施例1によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 本発明の実施例2に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離および(c)は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。 図5に示す本発明の実施例2によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図5に示す本発明の実施例2によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図5に示す本発明の実施例2によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 本発明の実施例3に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離および(c)は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。 図9に示す本発明の実施例3によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図9に示す本発明の実施例3によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図9に示す本発明の実施例3によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 本発明の実施例4に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離および(c)は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。 図13に示す本発明の実施例4によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図13に示す本発明の実施例4によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図13に示す本発明の実施例4によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 本発明の実施例5に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離および(c)は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。 図17に示す本発明の実施例5によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図17に示す本発明の実施例5によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図17に示す本発明の実施例5によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 本発明の実施例6に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離および(c)は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。 図21に示す本発明の実施例6によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図21に示す本発明の実施例6によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図21に示す本発明の実施例6によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 本発明の実施例7に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離および(c)は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。 図25に示す本発明の実施例7によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図25に示す本発明の実施例7によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図25に示す本発明の実施例7によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 本発明の実施例8に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離および(c)は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。 図29に示す本発明の実施例8によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図29に示す本発明の実施例8によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図29に示す本発明の実施例8によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 本発明の実施例9に係るズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離および(c)は望遠端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。 図33に示す本発明の実施例9によるズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図33に示す本発明の実施例9によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図33に示す本発明の実施例9によるズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 本発明の実施の形態に係るアッベ数と部分分散比の関係を説明するための図である。
以下、本発明に係る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および情報装置を詳細に説明する。具体的な実施例について説明する前に、まず、本発明の原理的な実施の形態を説明する。
本発明の一つの実施の形態に係るズームレンズは、物体側から、順次、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、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配置し、且つ前記第3レンズ群の物体側に開口絞りを有してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、全群が移動し、前記第1レンズ群が物体側に移動し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、そして前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が増大するズームレンズにおいて、
前記第1レンズ群は、物体側から、順次、負レンズと、正レンズと、正レンズとを配置し、前記第2レンズ群は、物体側から順次、負レンズと、正レンズと、負レンズとを配置して構成され、次の条件式(1)、(2)および(3)を満足するものである(請求項1に対応する)。
ここで、nd11は、前記第1レンズ群の負レンズのd線における屈折率、νd11は、前記第1レンズ群の負レンズのd線におけるアッベ数、θgFは、g線に対する屈折率をng、F線に対する屈折率をnF、c線に対する屈折率をnCとしたときの前記第1レンズ群の負レンズの部分分散比(ng−nF)/(nF−nC)をそれぞれあらわしている。
(1) nd11>1.85
(2) νd11>25
(3) −1.6×10−3・νd11+0.642
<θgF
<−2.9×10−3・νd11+0.69
条件式(1)は、第1レンズ群の負レンズのd線における屈折率を規定するものである。第1レンズ群の光軸方向の厚さを薄くするなど小型化を図るために1.85以上であることが望ましい。条件式(2)は、第1レンズ群の負レンズのd線におけるアッベ数を規定するものである。
通常、色収差を補正するために分散の大きな(アッベ数の小さな)硝材と分散の小さな(アッベ数の大きな)硝材を組み合わせることが行われるが、広角端から望遠端までの変倍率が大きい場合に、ズーム全域でバランスよく色収差を補正するためには、第1レンズ群の負レンズのd線におけるアッベ数は25以上であることが望ましい。また、条件式(3)は、第1レンズ群の負レンズの部分分散比を規定するものである。 部分分散比とは、g線に対する屈折率をng、F線に対する屈折率をnF、そしてc線に対する屈折率をnCとしたときに、(ng−nF)/(nF−nC)で計算される値である。
図37にアッベ数νdと部分分散比θgFの関係を示す。図37において、点aは、PBM2(商品名:株式会社オハラ社製)(νd=36.26、θgF=0.5828)、点bは、NSL7(商品名:株式会社オハラ社製)(νd=60.49、θgF=0.5436)であり、点aと点bを結んだ線を基準線とする。この基準線は、条件式(3)の左辺=−1.6×10−3・νd11+0.642に相当する。また、図37における規定線は、条件式(3)の右辺=−2.9×10−3・νd11+0.69に相当する。また条件式(2)νd11>25で囲まれた領域がこの実施の形態の規定する領域である。
部分分散比θgFが、条件式(3)の下限値を超えると(下回ると)、ズーム全域でバランスよく色収差を補正することができなくなる。また、部分分散比θgFが、条件式(3)の上限値を超えると、色収差、特に軸外光線の色収差である倍率色収差をズーム全域でバランスよく補正することが困難になり、特に高変倍時の望遠端でのMTFが劣化することになる。
して、上述したズームレンズにおいて、さらに、次の条件式(4)を満足することが望ましい(請求項に対応する)。
(4) 5<f1/fw<8
ここで、f1は、第1レンズ群の焦点距離、fwは、広角端における全レンズ系の焦点距離をそれぞれあらわしている。
条件式(4)は、第1レンズ群と全レンズ系の広角端の焦点距離の比f1/fwの範囲をあらわしている。比f1/fwが、上限である8を超えるとズームレンズの収納時のサイズが大きくなりカメラのコンパクト化に問題が生じる。また、比f1/fwが、下限である5より小さくなると各収差を補正することが困難になる。
上述したズームレンズにおいて、次の条件式を満足することがさらに望ましい(請求項に対応する)。
(5) ft/fw>7
ここで、ftは、望遠端における全系の焦点距離、fwは、広角端における全系の焦点距離をそれぞれあらわしている。
条件式(5)は、変倍比をあらわしている。この場合、変倍比は7より大きな値に適用される。特に、変倍比が10倍〜11倍の場合においても、収差を良好に補正することができる。
そして、上述したズームレンズにおいて、さらに、第3レンズ群を、物体側から、順次、正レンズと、正レンズと、負レンズとを配置して構成することが望ましい(請求項に対応する)。このような構成とすることによって、広角端から望遠端への変倍比が7倍を超える大きな値を示すズームレンズにおいても、ズーム全域において色収差等の収差を良好に補正することができる。
この発明の他の実施の形態に係る情報装置は、上述した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た撮影機能を有する情報装置である(請求項に対応する)。このような情報装置は、ズームレンズによる物体像が撮像素子の受光面上に結像されるものであってもよい(請求項に対応する)。情報装置は、ディジタルカメラ、ビデオカメラ、または銀塩カメラ等として実施することができるが、特に携帯情報端末装置として好適に実施することができる(請求項に対応する)
ここで、上述した実施の形態に係る本発明のズームレンズについて、補足的に説明する。
上述したズームレンズのように、物体側から、順次、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、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配置して、正−負−正−正の4つのレンズ群で構成したズームレンズにおいては、一般的に、第2レンズ群が、主要な変倍作用を負担する、いわゆる「バリエータ」、として構成される。しかしながら、本発明のズームレンズにおいては、第3レンズ群にも変倍作用を分担させることによって、第2レンズ群の負担を軽くして、「広角化・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。
また、広角端から望遠端への変倍に伴って、第1レンズ群を物体側へ移動させるような構成とすることにより、広角端において第1レンズ群を通過する光線高さを低くして、「広角化に伴う第1レンズ群の大型化を抑制」するとともに、望遠端においては、「第1レンズ群と第2レンズ群との間隔をある程度確保」して、長焦点側、つまり望遠側、のF値(Fナンバ)が大きくならないようにしている。
このような本発明の構成によって、新規なズームレンズおよび情報装置を実現することができる。以下に詳述する具体的な実施例に示すように、本発明によるズームレンズは、「小型で、収差が充分に補正され、500万画素〜1000万画素を超える受光素子に対応することが実現可能」である。また、このようなズームレンズを撮影用光学系として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を含む情報装置を実現することができる。
次に、上述した本発明の実施の形態に基づく、具体的な実施例を詳細に説明する。以下に述べる実施例1〜実施例9は、本発明の一つの実施の形態に係るズームレンズの具体的数値例による具体的構成の実施例である。
実施例1〜実施例9において、第4レンズ群の像側に配設される平行平板からなる光学要素は、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、CCDセンサ等の撮像素子のカバーガラス(シールガラス)を想定したものであり、ここでは各種フィルタFMと称することにする。また、長さの次元を持つ量の単位は、特に断らない限り「mm」である。
また、実施例1〜実施例9において、いくつかのレンズ面を非球面としている。非球面を形成するには、いわゆるモールド非球面レンズのように、各レンズ面を直接非球面とする構成と、いわゆるハイブリッド非球面レンズのように、球面レンズのレンズ面に非球面を形成する樹脂薄膜を敷設して非球面を得る構成とがある。
実施例1〜実施例9における収差は充分に補正されており、500万画素〜1,000万画素またはそれ以上の画素数の受光素子に対応することが可能となっている。本発明に従ってズームレンズを構成することによって、充分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例1〜実施例9より明らかである。
実施例1〜実施例9に共通な記号の意味は次の通りである。
f:全系の焦点距離
F:Fナンバ(F値)
ω:半画角(度)
R:曲率半径(非球面については近軸曲率半径)
D:面間隔
nd:屈折率
νd:アッベ数
K:非球面の円錐定数
: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
12:12次の非球面係数
14:14次の非球面係数
ここで用いられる非球面形状は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをH、そして円錐定数をKとし、上記各次数の非球面係数を用い、Xを光軸方向における非球面量として、次の式(6)で定義され、近軸曲率半径および円錐定数、並びに非球面係数を与えて形状を特定する。
Figure 0005418892
図1は、本発明の実施例1に係るズームレンズのレンズ構成および広角端から所定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、このうち、(a)は広角端(Wide)における模式的断面図、(b)は所定の中間焦点距離(Mean)における模式的断面図、そして(c)は望遠端(Tele)における模式的断面図である。なお、実施例1のレンズ群配置を示す図1において、図示左側が物体側である。
図1に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から、順次、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、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。この場合、第1レンズ群G1は、第1レンズE1、第2レンズE2および第3レンズE3を有してなり、第2レンズ群G2は、第4レンズE4、第5レンズE5および第6レンズE6を有してなり、第3レンズ群G3は、第7レンズE7、第8レンズE8および第9レンズE9を有してなり、そして第4レンズ群G4は、第10レンズE10を有してなる。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。図1には、各光学面の面番号(第1面〜第24面)も示している。なお、図1における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とは必ずしも共通の構成ではない。
広角端(短焦点端)から望遠端(長焦点端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大する。
第1レンズ群G1は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズE1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第2レンズE2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第3レンズE3とを配している。第1レンズE1と第2レンズE2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その物体側に樹脂層が施されて非球面を形成している非球面レンズ(以下、「ハイブリッド非球面レンズ」という)からなる第4レンズE4と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第5レンズE5と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その像側に樹脂層が施されて非球面を形成しているハイブリッド非球面レンズからなる第6レンズE6とを配している。第5レンズE5と第6レンズE6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸形状で且つ両面を非球面とした正レンズからなる第7レンズE7と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第8レンズE8と、像側に強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第9レンズE9とを配している。第8レンズE8と第9レンズE9の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向け且つ物体側を非球面とした正メニスカスレンズからなる第10レンズE10のみからなっている。
この場合、図1に示すように、広角端(短焦点端)から望遠端(長焦点端)への変倍に伴って、第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、像側から物体側へ単調に移動し、第2レンズ群G2は像側に凸となる軌跡を描いて移動し、そして第4レンズ群G4は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例1においては、全光学系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.05〜51.98,F=3.59〜6.09,ω=39.3〜4.54の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
Figure 0005418892
表1において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面であり、また、硝種名の前には、次の通り硝材の製造メーカー名を、HOYA(HOYA株式会社)、OHARA(株式会社オハラ)、SUMITA(株式会社住田光学ガラス)およびHIKARI(光ガラス株式会社)として略記した。これらは、他の実施例についても同様である。
すなわち、表1においては、「*」が付された第6面、第12面、第14面、第15面および第19面の各光学面が非球面であり、式(6)における各非球面のパラメータは、次の通りである。
非球面パラメータ
第6面
K=0
= 1.77332×10−4
=−9.72325×10−6
= 6.90805×10−7
10=−2.97854×10−8
12= 6.25272×10−10
14=−5.22888×10−12
第12面
K=0
=−7.64112×10−4
= 2.16009×10−6
=−1.12969×10−6
10=−1.24137×10−8
第14面
K=0
=−8.06209×10−4
= 1.09740×10−5
=−7.54712×10−7
10= 1.12131×10−8
12= 2.76518×10−11
第15面
K=0
= 4.55902×10−4
= 9.25284×10−6
=−9.40053×10−8
第19面
K=0
=−4.47303×10−5
= 3.64467×10−6
=−5.98158×10−8
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DDは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
Figure 0005418892
この場合、第1レンズ群の焦点距離f1、広角端における全系の焦点距離fwおよび望遠端における全系の焦点距離ftは、
f1=32.98
fw=5.05
ft=51.98
である。そこで、条件式(1)〜条件式(5)に対応する値は、
(1) nd11=2.00069
(2) νd11=25.46
(3) θgF=0.6135
(4) f1/fw=6.53
(5) ft/fw=10.29
となり、それぞれ条件式(1)〜条件式(5)を満足している。
また、図2、図3および図4に、それぞれ、実施例1の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。なお、これらの図において、球面収差における破線は正弦条件をあらわし、非点収差における実線はサジタル、そして破線はメリディオナルをそれぞれあらわしている。また、球面収差、非点収差、並びにコマ収差の各収差図におけるgおよびdはそれぞれ、g線およびd線をあらわしている。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
図5は、本発明の実施例2に係るズームレンズのレンズ構成および広角端から所定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、(a)は広角端における模式的断面図、(b)は所定の中間焦点距離における模式的断面図、そして(c)は望遠端における模式的断面図である。なお、実施例2のレンズ群配置を示す図5においても、図示左側が物体側である。
図5に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から、順次、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、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。この場合、第1レンズ群G1は、第1レンズE1、第2レンズE2および第3レンズE3を有してなり、第2レンズ群G2は、第4レンズE4、第5レンズE5および第6レンズE6を有してなり、第3レンズ群G3は、第7レンズE7、第8レンズE8および第9レンズE9を有してなり、そして第4レンズ群G4は、第10レンズE10を有してなる。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。図5にも、各光学面の面番号を示している。なお、図5における各参照符号も、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
広角端から望遠端への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大する。
第1レンズ群G1は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズE1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第2レンズE2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第3レンズE3とを配している。第1レンズE1と第2レンズE2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その物体側に樹脂層が施されて非球面を形成しているハイブリッド非球面レンズからなる第4レンズE4と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第5レンズE5と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その像側に樹脂層が施されて非球面を形成している非球面レンズからなる第6レンズE6とを配している。第5レンズE5と第6レンズE6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸形状で且つ両面を非球面とした正レンズからなる第7レンズE7と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第8レンズE8と、像側に強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第9レンズE9とを配している。第8レンズE8と第9レンズE9の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向け且つ物体側を非球面とした正メニスカスレンズからなる第10レンズE10のみからなっている。
すなわち、この実施例2は、実質的に先に述べた実施例1とほぼ同様の構成である。この場合にも、図5に示すように、広角端から望遠端への変倍に伴って、第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、像側から物体側へ単調に移動し、第2レンズ群G2は像側に凸となる軌跡を描いて移動し、そして第4レンズ群G4は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例2においては、全光学系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.05〜51.98,F=3.61〜6.15,ω=39.3〜4.54の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
Figure 0005418892
表3においては、「*」が付された第6面、第12面、第14面、第15面および第19面の各光学面が非球面であり、式(6)における各非球面のパラメータは次の通りである。
非球面パラメータ
第6面
K=0
= 1.70437×10−4
=−8.89500×10−6
= 5.88584×10−7
10=−2.56139×10−8
12= 5.44131×10−10
14=−4.57914×10−12
第12面
K=0
=−7.78347×10−4
= 3.93144×10−6
=−1.61339×10−6
10= 7.50104×10−9
第14面
K=0
=−8.29907×10−4
= 1.14027×10−5
=−9.96991×10−7
10= 1.65803×10−8
12= 1.14513×10−11
第15面
K=0
= 4.54675×10−4
= 8.97554×10−6
=−2.66344×10−7
第19面
K=0
=−5.31816×10−5
= 3.63784×10−6
=−6.17397×10−8
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DDは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
Figure 0005418892
この場合、第1レンズ群の焦点距離f1、広角端における全系の焦点距離fwおよび望遠端における全系の焦点距離ftは、
f1=34.1
fw=5.05
ft=51.98
である。そこで、条件式(1)〜条件式(5)に対応する値は、
(1) nd11=2.00069
(2) νd11=25.46
(3) θgF=0.6135
(4) f1/fw=6.75
(5) ft/fw=10.29
となり、それぞれ条件式(1)〜条件式(5)を満足している。
また、図6、図7および図8に、それぞれ、実施例2の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。
図9は、本発明の実施例3に係るズームレンズのレンズ構成および広角端から所定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、(a)は広角端における模式的断面図、(b)は所定の中間焦点距離における模式的断面図、そして(c)は望遠端における模式的断面図である。なお、実施例3のレンズ群配置を示す図9においても、図示左側が物体側である。
図9に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から、順次、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、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。この場合、第1レンズ群G1は、第1レンズE1、第2レンズE2および第3レンズE3を有してなり、第2レンズ群G2は、第4レンズE4、第5レンズE5および第6レンズE6を有してなり、第3レンズ群G3は、第7レンズE7、第8レンズE8および第9レンズE9を有してなり、そして第4レンズ群G4は、第10レンズE10を有してなる。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。図9にも、各光学面の面番号を示している。なお、図9における各参照符号も、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
広角端から望遠端への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大する。
第1レンズ群G1は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズE1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第2レンズE2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第3レンズE3とを配している。第1レンズE1と第2レンズE2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その物体側に樹脂層が施されて非球面を形成しているハイブリッド非球面レンズからなる第4レンズE4と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第5レンズE5と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その像側に樹脂層が施されて非球面を形成しているハイブリッド非球面レンズからなる第6レンズE6とを配している。第5レンズE5と第6レンズE6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸形状で且つ両面を非球面とした正レンズからなる第7レンズE7と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第8レンズE8と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第9レンズE9とを配している。第8レンズE8と第9レンズE9の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向け且つ物体側を非球面とした正メニスカスレンズからなる第10レンズE10のみからなっている。
すなわち、この実施例3は、実質的に先に述べた実施例1および実施例2とほぼ同様の構成である。この場合にも、図9に示すように、広角端から望遠端への変倍に伴って、第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、像側から物体側へ単調に移動し、第2レンズ群G2は物体側から像側へほぼ単調に移動し、そして第4レンズ群G4は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例3においては、全光学系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.05〜51.97,F=3.58〜5.72,ω=39.3〜4.54の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
Figure 0005418892
表5においても、「*」が付された第6面、第12面、第14面、第15面および第19面の各光学面が非球面であり、式(6)における各非球面のパラメータは次の通りである。
非球面パラメータ
第6面
K=0
= 2.25844×10−4
=−1.12455×10−5
= 6.76369×10−7
10=−2.52638×10−8
12= 4.66507×10−10
14=−3.41911×10−12
第12面
K=0
=−5.67227×10−4
=−3.24620×10−6
=−2.94393×10−7
10=−1.76132×10−8
第14面
K=0
=−6.53010×10−4
= 6.85627×10−6
=−4.27084×10−7
10= 2.66460×10−9
12= 2.95049×10−11
第15面
K=0
= 3.59196×10−4
= 7.31481×10−6
=−1.15774×10−7
第19面
K=0
=−7.94840×10−5
= 4.43016×10−6
=−1.31828×10−7
10= 1.68587×10−9
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DDは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
Figure 0005418892
この場合、第1レンズ群の焦点距離f1、広角端における全系の焦点距離fwおよび望遠端における全系の焦点距離ftは、
f1=33.39
fw=5.05
ft=51.97
となる。そこで、条件式(1)〜条件式(5)に対応する値は、
(1) nd11=2.00069
(2) νd11=25.46
(3) θgF=0.6135
(4) f1/fw=6.61
(5) ft/fw=10.29
となり、それぞれ条件式(1)〜条件式(5)を満足している。
また、図10、図11および図12に、それぞれ、実施例3の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。
図13は、本発明の実施例4に係るズームレンズのレンズ構成および広角端から所定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、このうち、(a)は広角端における模式的断面図、(b)は所定の中間焦点距離における模式的断面図、そして(c)は望遠端における模式的断面図である。なお、実施例4のレンズ群配置を示す図13においても、図示左側が物体側である。
図13に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から、順次、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、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。この場合、第1レンズ群G1は、第1レンズE1、第2レンズE2および第3レンズE3を有してなり、第2レンズ群G2は、第4レンズE4、第5レンズE5および第6レンズE6を有してなり、第3レンズ群G3は、第7レンズE7、第8レンズE8および第9レンズE9を有してなり、そして第4レンズ群G4は、第10レンズE10を有してなる。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。図13にも、各光学面の面番号を示している。なお、図13における各参照符号も、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
広角端から望遠端への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大する。
第1レンズ群G1は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズE1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第2レンズE2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第3レンズE3とを配している。第1レンズE1と第2レンズE2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その物体側に樹脂層が施されて非球面を形成しているハイブリッド非球面レンズからなる第4レンズE4と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第5レンズE5と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その像側を非球面としたハイブリッド非球面レンズからなる第6レンズE6とを配している。第5レンズE5と第6レンズE6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸形状で且つ両面を非球面とした正レンズからなる第7レンズE7と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第8レンズE8と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第9レンズE9とを配している。第8レンズE8と第9レンズE9の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向け且つ物体側を非球面とした正メニスカスレンズからなる第10レンズE10のみからなっている。
すなわち、この実施例4は、第2レンズ群G2の最も像側の面、つまり第6レンズE6の像側の面(面番号11)、に樹脂層が設けられていないこと以外は、先に述べた実施例1等と実質的にほぼ同様の構成である。この場合にも、図13に示すように、広角端から望遠端への変倍に伴って、第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、像側から物体側へ単調に移動し、第2レンズ群G2は物体側から像側へほぼ単調に移動し、そして第4レンズ群G4は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例4においては、全光学系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.06〜52.00,F=3.67〜5.88,ω=39.3〜4.54の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
Figure 0005418892
表7においても、「*」が付された第6面、第11面、第13面、第14面および第18面の各光学面が非球面であり、式(6)における各非球面のパラメータは次の通りである。
非球面パラメータ
第6面
K=0
= 1.87731×10−4
=−8.48011×10−6
= 5.31966×10−7
10=−1.96752×10−8
12= 3.60944×10−10
14=−2.61168×10−12
第11面
K=0
=−3.09393×10−4
=−2.60609×10−6
= 9.00781×10−8
10=−2.11546×10−8
12=5.00134×10−12
第13面
K=0
=−5.34737×10−4
= 1.25801×10−5
=−6.90959×10−7
10= 3.54100×10−8
12=−3.42791×10−10
第14面
K=0
= 4.15136×10−4
= 1.12480×10−5
=−1.24918×10−7
10= 2.42397×10−8
第18面
K=0
=−5.80774×10−5
= 4.48970×10−6
=−1.43440×10−7
10= 1.99458×10−9
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DDは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
Figure 0005418892
この場合、第1レンズ群の焦点距離f1、広角端における全系の焦点距離fwおよび望遠端における全系の焦点距離ftは、
f1=33.71
fw=5.06
ft=52
となる。そこで、条件式(1)〜条件式(5)に対応する値は、
(1) nd11=2.00069
(2) νd11=25.46
(3) θgF=0.6135
(4) f1/fw=6.66
(5) ft/fw=10.28
となり、それぞれ条件式(1)〜条件式(5)を満足している。
また、図14、図15および図16に、それぞれ、実施例4の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。
図17は、本発明の実施例5に係るズームレンズのレンズ構成および広角端から所定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、このうち、(a)は広角端における模式的断面図、(b)は所定の中間焦点距離における模式的断面図、そして(c)は望遠端における模式的断面図である。なお、実施例5のレンズ群配置を示す図17においても、図示左側が物体側である。
図17に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から、順次、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、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。この場合、第1レンズ群G1は、第1レンズE1、第2レンズE2および第3レンズE3を有してなり、第2レンズ群G2は、第4レンズE4、第5レンズE5および第6レンズE6を有してなり、第3レンズ群G3は、第7レンズE7、第8レンズE8および第9レンズE9を有してなり、そして第4レンズ群G4は、第10レンズE10を有してなる。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。図17にも、各光学面の面番号を示している。なお、図17における各参照符号も、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
広角端から望遠端への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大する。
第1レンズ群G1は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズE1と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第2レンズE2と、物体側に凸面を向け且つ像側を非球面とした正メニスカスレンズからなる第3レンズE3とを配している。第1レンズE1と第2レンズE2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その物体側に樹脂層が施されて非球面を形成しているハイブリッド非球面レンズからなる第4レンズE4と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第5レンズE5と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その像側に樹脂層が施されて非球面を形成しているハイブリッド非球面レンズからなる第6レンズE6とを配している。第5レンズE5と第6レンズE6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸形状で且つ両面を非球面とした正レンズからなる第7レンズE7と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第8レンズE8と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第9レンズE9とを配している。第8レンズE8と第9レンズE9の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向け且つ物体側を非球面とした正メニスカスレンズからなる第10レンズE10のみからなっている。
すなわち、この実施例5は、第1レンズ群G1の2枚目の第2レンズE2が物体側に強い凸面を向けた両凸レンズであり、第1レンズ群G1の最も像側の面、つまり第3レンズE3の像側の面(面番号5)が非球面であり、そして第3レンズ群G3の2枚目の正レンズ、すなわち第8レンズE8、が像側により強い凸面を向けた両凸レンズであること以外は、先に述べた実施例1等と実質的にほぼ同様の構成である。この場合にも、図17に示すように、広角端から望遠端への変倍に伴って、第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、像側から物体側へ単調に移動し、第2レンズ群G2は物体側から像側へほぼ単調に移動し、そして第4レンズ群G4は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例5においては、全光学系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.10〜52.51,F=3.66〜6.08,ω=39.0〜4.50の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
Figure 0005418892
表9においても、「*」が付された第5面、第6面、第12面、第14面、第15面および第19面の各光学面が非球面であり、式(6)における各非球面のパラメータは次の通りである。
非球面パラメータ
第5面
K=0
= 6.74244×10−6
= 1.71567×10−8
=−5.77985×10−10
10= 6.82490×10−12
12=−3.92899×10−14
14= 8.90124×10−17
第6面
K=0
= 2.82064×10−4
=−1.64412×10−5
= 7.67008×10−7
10=−2.50553×10−08
12= 4.03304×10−10
14=−2.59031×10−12
第12面
K=0
=−7.30452×10−4
=−1.28510×10−5
=−1.51108×10−8
10=−4.94285×10−8
第14面
K=0
=−7.37337×10−4
= 6.09853×10−6
=−3.31772×10−7
10= 1.12573×10−9
第15面
K=0
= 3.65974×10−4
= 7.04803×10−6
=−8.52137×10−8
第19面
K=0
=−7.06590×10−5
= 2.65324×10−6
=−3.92249×10−8
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DDは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
Figure 0005418892
この場合、第1レンズ群の焦点距離f1、広角端における全系の焦点距離fwおよび望遠端における全系の焦点距離ftは、
f1=32.97
fw=5.1
ft=52.51
となる。そこで、条件式(1)〜条件式(5)に対応する値は、
(1) nd11=2.00069
(2) νd11=25.46
(3) θgF=0.6135
(4) f1/fw=6.46
(5) ft/fw=10.3
となり、それぞれ条件式(1)〜条件式(5)を満足している。
また、図18、図19および図20に、それぞれ、実施例5の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。
図21は、本発明の実施例6に係るズームレンズのレンズ構成および広角端から所定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、このうち、(a)は広角端における模式的断面図、(b)は所定の中間焦点距離における模式的断面図、そして(c)は望遠端における模式的断面図である。なお、実施例6のレンズ群配置を示す図21においても、図示左側が物体側である。
図21に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から、順次、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、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。この場合、第1レンズ群G1は、第1レンズE1、第2レンズE2および第3レンズE3を有してなり、第2レンズ群G2は、第4レンズE4、第5レンズE5および第6レンズE6を有してなり、第3レンズ群G3は、第7レンズE7、第8レンズE8および第9レンズE9を有してなり、そして第4レンズ群G4は、第10レンズE10を有してなる。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。図21にも、各光学面の面番号を示している。なお、図21における各参照符号も、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
広角端から望遠端への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大する。
第1レンズ群G1は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズE1と、物体側に凸面を向けた平凸正レンズからなる第2レンズE2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第3レンズE3とを配している。第1レンズE1と第2レンズE2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その物体側に樹脂層が施されて非球面を形成しているハイブリッド非球面レンズからなる第4レンズE4と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第5レンズE5と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その像側を非球面とした非球面レンズからなる第6レンズE6とを配している。第5レンズE5と第6レンズE6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸形状で且つ両面を非球面とした正レンズからなる第7レンズE7と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第8レンズE8と、両面がほぼ等しい曲率の凹面で形成された両凹負レンズからなる第9レンズE9とを配している。第8レンズE8と第9レンズE9の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向け且つ物体側を非球面とした正メニスカスレンズからなる第10レンズE10のみからなっている。
すなわち、この実施例6は、第2レンズ群G2の最も像側の面、つまり第6レンズE6の像側の面(面番号11)、に樹脂層が設けられておらず、第1レンズ群G1の2枚目の第2レンズE2が物体側に凸面を向けた平凸レンズであり、第3レンズ群G3の2枚目の第8レンズE8が像側により強い凸面を向けた両凸レンズであり、第3レンズ群G3の3枚目の第9レンズE9が両面の曲率半径がほぼ等しい両凹レンズであること以外は、先に述べた実施例1等と実質的にほぼ同様の構成である。この場合にも、図21に示すように、広角端から望遠端への変倍に伴って、第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、像側から物体側へ単調に移動し、第2レンズ群G2は物体側から像側へほぼ単調に移動し、そして第4レンズ群G4は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例6においては、全光学系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.06〜52.0,F=3.67〜5.87,ω=39.2〜4.54の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
Figure 0005418892
表11においても、「*」が付された第6面、第11面、第13面、第14面および第18面の各光学面が非球面であり、式(6)における各非球面のパラメータは次の通りである。
非球面パラメータ
第6面
K=0
= 1.61812×10−4
=−8.77148×10−6
= 6.64153×10−7
10=−2.61706×10−8
12= 4.90817×10−10
14=−3.58555×10−12
第11面
K=0
=−3.34755×10−4
=−1.46643×10−6
= 1.45680×10−7
10=−2.98204×10−8
12= 8.56606×10−11
第13面
K=0
=−6.03552×10−4
= 7.15076×10−6
=−6.86505×10−7
10= 9.64137×10−9
12=−4.18827×10−10
第14面
K=0
= 3.20064×10−4
= 4.81813×10−6
= 3.04886×10−8
10=−1.58516×10−8
第18面
K=0
=−1.00058×10−4
= 3.53642×10−6
=−1.37159×10−7
10= 1.92665×10−9
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DDは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
Figure 0005418892
この場合、第1レンズ群の焦点距離f1、広角端における全系の焦点距離fwおよび望遠端における全系の焦点距離ftは、
f1=33.48
fw=5.06
ft=52
となる。そこで、条件式(1)〜条件式(5)に対応する値は、
(1) nd11=2.00069
(2) νd11=25.46
(3) θgF=0.6135
(4) f1/fw=6.62
(5) ft/fw=10.28
となり、それぞれ条件式(1)〜条件式(5)を満足している。
また、図22、図23および図24に、それぞれ、実施例6の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。
図25は、本発明の実施例7に係るズームレンズのレンズ構成および広角端から所定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、(a)は広角端における模式的断面図、(b)は所定の中間焦点距離における模式的断面図、そして(c)は望遠端における模式的断面図である。なお、実施例7のレンズ群配置を示す図25においても、図示左側が物体側である。
図25に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から、順次、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、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。この場合、第1レンズ群G1は、第1レンズE1、第2レンズE2および第3レンズE3を有してなり、第2レンズ群G2は、第4レンズE4、第5レンズE5および第6レンズE6を有してなり、第3レンズ群G3は、第7レンズE7、第8レンズE8および第9レンズE9を有してなり、そして第4レンズ群G4は、第10レンズE10および第11レンズE11を有してなる。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。図25にも、各光学面の面番号を示している。なお、図25における各参照符号も、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
広角端から望遠端への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大する。
第1レンズ群G1は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズE1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第2レンズE2と、物体側に凸面を向け且つ像側を非球面とした正メニスカスレンズからなる第3レンズE3とを配している。第1レンズE1と第2レンズE2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その物体側に樹脂層が施されて非球面を形成しているハイブリッド非球面レンズからなる第4レンズE4と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第5レンズE5と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その像側に樹脂層が施されて非球面を形成している非球面レンズからなる第6レンズE6とを配している。第5レンズE5と第6レンズE6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸形状で且つ両面を非球面とした正レンズからなる第7レンズE7と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第8レンズE8と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第9レンズE9とを配している。第8レンズE8と第9レンズE9の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側から、順次、物体側に凸面を向け且つ物体側を非球面とした負メニスカスレンズからなる第10レンズE10と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第11レンズE11とを配している。第10レンズE10と第11レンズE11の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
すなわち、この実施例7は、第1レンズ群G1の最も像側の面、つまり第3レンズE3の像側の面(面番号5)が非球面であり、第3レンズ群G3の2枚目の正レンズ、すなわち第8レンズE8、が像側により強い凸面を向けた両凸正レンズであり、そして第4レンズ群G4が、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズである第10レンズE10と物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第11レンズE11とを密接して一体に貼り合わせた接合レンズからなること以外は、先に述べた実施例1等と実質的にほぼ同様の構成である。この場合にも、図25に示すように、広角端から望遠端への変倍に伴って、第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、像側から物体側へ単調に移動し、第2レンズ群G2は像側へ凸となる軌跡を描いて移動し、そして第4レンズ群G4は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例7においては、全光学系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.10〜52.0,F=3.71〜6.09,ω=39.0〜4.54の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
Figure 0005418892
表13においても、「*」が付された第5面、第6面、第12面、第14面、第15面および第19面の各光学面が非球面であり、式(6)における各非球面のパラメータは次の通りである。
非球面パラメータ
第5面
K=0
= 7.67×10−7
=−4.28×10−9
= 6.46×10−11
10=−5.79×10−13
12= 2.25×10−16
第6面
K=0
= 1.15×10−4
=−4.00×10−6
= 2.21×10−7
10=−7.66×10−9
12= 1.12×10−10
14=−5.58×10−13
第12面
K=0
=−6.74×10−4
=−2.73×10−6
=−6.70×10−7
10=−3.16×10−8
K=0
=−5.70×10−4
= 2.19×10−5
=−1.14×10−6
10= 7.28×10−8
第15面
K=0
= 5.11×10−4
= 2.89×10−5
=−1.42×10−6
10= 1.03×10−7
第19面
K=0
= 1.44×10−5
= 1.27×10−6
=−2.55×10−8
10= 3.47×10−10
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DDは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
Figure 0005418892
この場合、第1レンズ群の焦点距離f1、広角端における全系の焦点距離fwおよび望遠端における全系の焦点距離ftは、
f1=35.69
fw=5.1
ft=51.97
となる。そこで、条件式(1)〜条件式(5)に対応する値は、
(1) nd11=2.00330
(2) νd11=28.3
(3) θgF=0.598
(4) f1/fw=7.0
(5) ft/fw=10.19
となり、それぞれ条件式(1)〜条件式(5)を満足している。
また、図26、図27および図28に、それぞれ、実施例7の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。
図29は、本発明の実施例8に係るズームレンズのレンズ構成および広角端から所定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、このうち、(a)は広角端における模式的断面図、(b)は所定の中間焦点距離における模式的断面図、そして(c)は望遠端における模式的断面図である。なお、実施例8のレンズ群配置を示す図29においても、図示左側が物体側である。
図29に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から、順次、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、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。この場合、第1レンズ群G1は、第1レンズE1、第2レンズE2および第3レンズE3を有してなり、第2レンズ群G2は、第4レンズE4、第5レンズE5および第6レンズE6を有してなり、第3レンズ群G3は、第7レンズE7、第8レンズE8および第9レンズE9を有してなり、そして第4レンズ群G4は、第10レンズE10および第11レンズE11を有してなる。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。図29にも、各光学面の面番号を示している。なお、図29における各参照符号も、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
広角端から望遠端への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大する。
第1レンズ群G1は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズE1と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第2レンズE2と、物体側に凸面を向け且つ像側を非球面とした正メニスカスレンズからなる第3レンズE3とを配している。第1レンズE1と第2レンズE2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その物体側に樹脂層が施されて非球面を形成しているハイブリッド非球面レンズからなる第4レンズE4と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第5レンズE5と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その像側に樹脂層が施されて非球面を形成しているハイブリッド非球面レンズからなる第6レンズE6とを配している。第5レンズE5と第6レンズE6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸形状で且つ両面を非球面とした正レンズからなる第7レンズE7と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第8レンズE8と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第9レンズE9とを配している。第8レンズE8と第9レンズE9の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側から、順次、物体側に凸面を向け且つ物体側を非球面とした負メニスカスレンズからなる第10レンズE10と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第11レンズE11とを配している。
すなわち、この実施例8は、第1レンズ群G1の2枚目の正レンズ、すなわち第2レンズE2、が物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズであり、第1レンズ群G1の最も像側の面、つまり第3レンズE3の像側の面(面番号5)が非球面であり、第3レンズ群G3の2枚目の正レンズ、すなわち第8レンズE8、が像側により強い凸面を向けた両凸正レンズであり、そして第4レンズ群G4が、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズである第10レンズE10と物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第11レンズE11とからなること以外は、先に述べた実施例1等と実質的にほぼ同様の構成である。この場合にも、図29に示すように、広角端から望遠端への変倍に伴って、第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、像側から物体側へ単調に移動し、第2レンズ群G2は像側へほぼ単調に移動し、そして第4レンズ群G4は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例8においては、全光学系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.10〜52.50,F=3.61〜6.08,ω=39.0〜4.5の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
Figure 0005418892
表15においても、「*」が付された第5面、第6面、第12面、第14面、第15面および第19面の各光学面が非球面であり、式(6)における各非球面のパラメータは次の通りである。
非球面パラメータ
第5面
K=0
= 2.205540×10−6
= 4.181840×10−9
=−1.494890×10−10
10= 1.522100×10−12
12=−5.516210×10−15
第6面
K=0
= 1.999680×10−4
=−1.122220×10−5
= 4.160730×10−7
10=−6.510170×10−9
12=−5.021190×10−11
14= 1.590660×10−12
第12面
K=0
=−6.659970×10−4
=−9.274390×10−6
=−4.062510×10−8
10=−5.698790×10−8
K=0
=−7.967520×10−4
= 1.099360×10−5
=−9.587750×10−7
10= 4.152840×10−8
第15面
K=0
= 4.643910×10−4
= 1.657550×10−5
= 1.202080×10−6
10= 6.179880×10−8
第19面
K=0
=−3.955820×10−5
= 1.598050×10−6
=−1.060610×10−7
10= 1.644690×10−9
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DDは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
Figure 0005418892
この場合、第1レンズ群の焦点距離f1、広角端における全系の焦点距離fwおよび望遠端における全系の焦点距離ftは、
f1=35.69
fw=5.1
ft=52.5
となる。そこで、条件式(1)〜条件式(5)に対応する値は、
(1) nd11=2.00330
(2) νd11=28.3
(3) θgF=0.598
(4) f1/fw=7.0
(5) ft/fw=10.30
となり、それぞれ条件式(1)〜条件式(5)を満足している。
また、図30、図31および図32に、それぞれ、実施例8の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。
図33は、本発明の実施例9に係るズームレンズのレンズ構成および広角端から所定の中間焦点距離を経て望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示しており、このうち、(a)は広角端における模式的断面図、(b)は所定の中間焦点距離における模式的断面図、そして(c)は望遠端における模式的断面図である。なお、実施例9のレンズ群配置を示す図33においても、図示左側が物体側である。
図33に示すズームレンズは、光軸に沿って、物体側から、順次、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、そして正の屈折力を有する第4レンズ群G4とを配置し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りADを配している。この場合、第1レンズ群G1は、第1レンズE1、第2レンズE2および第3レンズE3を有してなり、第2レンズ群G2は、第4レンズE4、第5レンズE5および第6レンズE6を有してなり、第3レンズ群G3は、第7レンズE7、第8レンズE8および第9レンズE9を有してなり、そして第4レンズ群G4は、第10レンズE10および第11レンズE11を有してなる。
第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。
図33にも、各光学面の面番号を示している。なお、図33における各参照符号も、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
広角端から望遠端への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大する。
第1レンズ群G1は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズE1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第2レンズE2と、物体側に凸面を向け且つ像側を非球面とした正メニスカスレンズからなる第3レンズE3とを配している。第1レンズE1と第2レンズE2の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第2レンズ群G2は、物体側から、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その物体側に樹脂層が施されて非球面を形成しているハイブリッド非球面レンズからなる第4レンズE4と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第5レンズE5と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズであって、その像側に樹脂層が施されてハイブリッド非球面を形成している非球面レンズからなる第6レンズE6とを配している。第5レンズE5と第6レンズE6の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
開口絞りADは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に介挿配置されている。
第3レンズ群G3は、物体側から、順次、物体側により強い凸面を向けた両凸形状で且つ両面を非球面とした正レンズからなる第7レンズE7と、像側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第8レンズE8と、像側により強い凹面を向けた両凹負レンズからなる第9レンズE9とを配している。第8レンズE8と第9レンズE9の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第4レンズ群G4は、物体側から、順次、物体側に凸面を向け且つ物体側を非球面とした負メニスカスレンズからなる第10レンズE10と、物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第11レンズE11とを配している。第10レンズE10と第11レンズE11の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
すなわち、この実施例9は、第1レンズ群G1の最も像側の面、つまり第3レンズE3の像側の面(面番号5)が非球面であり、第3レンズ群G3の2枚目の正レンズ、すなわち第8レンズE8、が像側により強い凸面を向けた両凸正レンズであり、そして第4レンズ群G4が、物体側へ凸面を向けた負メニスカスレンズである第10レンズE10と物体側により強い凸面を向けた両凸正レンズからなる第11レンズE11とを密接して一体に貼り合わせた接合レンズからなること以外は、先に述べた実施例1等と実質的にほぼ同様の構成である。この場合にも、図33に示すように、広角端から望遠端への変倍に伴って、第1レンズ群G1および第3レンズ群G3は、像側から物体側へ単調に移動し、第2レンズ群G2は像側へ凸となる軌跡を描いて移動し、そして第4レンズ群G4は物体側に凸となる軌跡を描いて移動する。
この実施例9においては、全光学系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.10〜51.98,F=3.40〜6.15,ω=39.0〜4.54の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
Figure 0005418892
表17においても、「*」が付された第5面、第6面、第12面、第14面、第15面および第19面の各光学面が非球面であり、式(6)における各非球面のパラメータは次の通りである。
非球面パラメータ
第5面
K=0
= 1.947850×10−6
=−5.051910×10−9
= 4.847070×10−11
10=−2.800590×10−13
12= 1.399070×10−15
第6面
K=0
= 1.313170×10−4
=−5.126640×10−6
= 2.369100×10−7
10=−7.633340×10−9
12= 1.106480×10−10
14=−5.583560×10−13
第12面
K=0
=−7.425700×10−4
=−7.391420×10−7
=−1.082630×10−6
10=−3.252710×10−8
第14面
K=0
=−6.802070×10−4
= 2.072020×10−5
=−1.126100×10−6
10= 5.500980×10−8
第15面
K=0
= 4.961470×10−4
= 2.754750×10−5
=−1.508580×10−6
10= 8.474430×10−8
第19面
K=0
= 2.131920×10−5
= 1.263390×10−6
=−3.663520×10−8
10= 7.507270×10−10
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と開口絞りADとの間の可変間隔DB、開口絞りADと第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間の可変間隔DDは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
Figure 0005418892
この場合、第1レンズ群の焦点距離f1、広角端における全系の焦点距離fwおよび望遠端における全系の焦点距離ftは、
f1=29
fw=5.1
ft=51.97
となる。そこで、条件式(1)〜条件式(5)に対応する値は、
(1) nd11=2.00330
(2) νd11=28.3
(3) θgF=0.598
(4) f1/fw=5.69
(5) ft/fw=10.19
となり、それぞれ条件式(1)〜条件式(5)を満足している。
また、図34、図35および図36に、それぞれ、実施例7の広角端、中間焦点距離および望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びにコマ収差の各収差図を示している。
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
E1〜E11 第1レンズ〜第11レンズ
AD 開口絞り
FM 各種フィルタ
特開2008−107559号公報 特開2008−112013号公報

Claims (7)

  1. 物体側から順次、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、正の屈折力を有する第4レンズ群とを配置し、且つ前記第3レンズ群の物体側に開口絞りを有してなり、
    広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1レンズ群が物体側に移動し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、そして前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が増大するズームレンズにおいて、
    前記第1レンズ群は、物体側から順次、負レンズと、正レンズと、正レンズとを配置して構成されており、
    前記第2レンズ群は、物体側から順次、負レンズと、正レンズと、負レンズとを配置して構成されており、
    前記第1レンズ群の前記負レンズのd線における屈折率をnd11とし、前記第1レンズ群の前記負レンズのd線におけるアッベ数をνd11とし、そしてg線に対する屈折率をng、F線に対する屈折率をnFおよびc線に対する屈折率をnCとしたときの前記第1レンズ群の負レンズの部分分散比(ng−nF)/(nF−nC)をθgFとして、
    条件式:
    (1) nd11>1.85
    (2) νd11>25
    (3) −1.6×10−3・νd11+0.642<θgF<−2.9×10−3・νd11+0.69
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第1レンズ群の焦点距離をf1、そして広角端における全系の焦点距離をfwとして、
    条件式:
    (4) 5<f1/fw<8
    を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  3. 望遠端における全系の焦点距離をft、そして広角端における全系の焦点距離をfwとして、
    条件式:
    (5) ft/fw>7
    を満足することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のズームレンズ。
  4. 前記第3レンズ群は、物体側から順次、正レンズと、正レンズと、負レンズとを配置して構成されていることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  5. 撮影機能を有し、撮影用光学系として、請求項1〜請求項のいずれか1項に記載のズームレンズを用いることを特徴とする情報装置。
  6. 前記ズームレンズを用いた撮影用光学系による物体像が、撮像素子の受光面上に結像されることを特徴とする請求項に記載の情報装置。
  7. 撮影機能を有する携帯情報端末装置として構成されたことを特徴とする請求項または請求項に記載の情報装置。
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