JP5539507B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5539507B2
JP5539507B2 JP2012517070A JP2012517070A JP5539507B2 JP 5539507 B2 JP5539507 B2 JP 5539507B2 JP 2012517070 A JP2012517070 A JP 2012517070A JP 2012517070 A JP2012517070 A JP 2012517070A JP 5539507 B2 JP5539507 B2 JP 5539507B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refractive power
variable element
power variable
wide
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012517070A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2011148502A1 (ja
Inventor
健 和田
欣久 田代
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of JPWO2011148502A1 publication Critical patent/JPWO2011148502A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5539507B2 publication Critical patent/JP5539507B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/142Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/146Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having more than five groups
    • G02B15/1461Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having more than five groups the first group being positive
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/12Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

本発明は、屈折力可変素子を備えるズームレンズに関する。本発明のズームレンズは、例えば、デジタルスチルカメラ等の撮影レンズに好適である。
従来、2種類の液体の境界面の曲率を変化させることによって屈折力を変化させることができる光学素子が知られている。
図11(A)は、互いに混合しない2種類の液体を利用した屈折力可変素子100である。電極101は2種類の液体103、104に接するように配置されており、絶縁体で被覆されている。電極102は一方の液体103に接するように配置されている。このような2つの電極101、102に電圧を印加すると、電極101の表面に電荷が発生して、電極101と2種類の液体103、104の間の各境界面に生じる張力のバランスが変わる。これにより、2種類の液体103、104の境界面の曲率を変化させることができる。
図11(B)は、2種類の液体201、202の間に弾性膜203を備える屈折力可変素子200である。駆動手段204によって2種類の液体201、202を移動させて、弾性膜203を変形させることによって、屈折力を変化させることができる。屈折力可変素子200によれば、2種類の液体201、202について互いに混合しやすい液体を選択することができる。
上記のような屈折力可変素子を利用したズームレンズが知られている。特許文献1、2に記載されているズームレンズは、複数の屈折力可変素子を利用することによって、ズーミング時の各レンズ群の移動量を小さくしたり、ゼロにして、レンズ全長を短縮している。
また、特許文献3に記載されているズームレンズは、屈折率がほぼ等しくアッベ数が異なる媒質の境界面の形状をズーミングに際して変化させることによって、ズーミングに伴う色収差の変動を低減している。
特開2006−98972号公報 特開昭62−24210号公報 特開昭62−78521号公報
屈折力可変素子を含む光学系では、ズーミング時の変倍機能が大きいほど屈折力変化量が大きくなり、屈折力可変素子で発生する色収差の変動が大きくなってしまう。
特許文献1、2に記載されているズームレンズは、ズーミングによる色収差の変動についてまで注意が払われておらず、屈折力可変素子の屈折力変化が適切でなければ、ズーミングによる色収差の変動が大きくなってしまう。
また、特許文献3に記載されているズームレンズは、ズーミングに伴う色収差の変動を低減できるものの、形状可変な境界面を構成する2つの媒質の屈折率が等しく、ズーミングに際して屈折力が変化しないため、形状可変な境界面における屈折力の変化を利用して高ズーム比を実現することができない。
本発明は、高ズーム比であって、ズーミングに伴う色収差の変動が小さいズームレンズを提供することを目的としている。
本発明のズームレンズは、広角端から望遠端へのズーミングに際して、異なる媒質間の境界面形状を変化させることによって屈折力を正の方向に変化させる第1の屈折力可変素子と、異なる媒質間の境界面形状を変化させることによって屈折力を負の方向に変化させる第2の屈折力可変素子を備えている。そして、少なくとも1つの屈折力可変素子は広角端から望遠端へのズーミングに際してd線における結像倍率が増大する。また、広角端から望遠端へのズーミングにおける、第1の屈折力可変素子の各媒質の屈折力変化量をΔφ1i、前記第1の屈折力変素子の各媒質のアッベ数をν1i、広角端から望遠端へのズーミングにおける、第2の屈折力可変素子の各媒質の屈折力変化量をΔφ2i、前記第2の屈折力可変素子の各媒質のアッベ数をν2i、望遠端における全系の焦点距離をft、最も物体側に配置されたレンズから前記第1の屈折力可変素子の物体側に隣り合うレンズまでの光学系の広角端における焦点距離をf1、最も物体側に配置されたレンズから前記第2の屈折力可変素子の物体側に隣り合うレンズまでの光学系の広角端における焦点距離をf2としたとき、
−0.0150<{Σ(Δφ1i/ν1i)+Σ(Δφ2i/ν2i)}・ft<0.0075
−2.0<f1/√(fw・ft)<−0.5
0.1<f2/√(fw・ft)<2.5
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、高ズーム比であって、ズーミングに伴う色収差の変動が小さいズームレンズを提供することができる。
本発明の実施例1のズームレンズの断面図 本発明の実施例1のズームレンズの収差図 本発明の実施例2のズームレンズの断面図 本発明の実施例2のズームレンズの収差図 本発明の実施例3のズームレンズの断面図 本発明の実施例3のズームレンズの収差図 本発明の実施例4のズームレンズの断面図 本発明の実施例4のズームレンズの収差図 本発明の実施例5のズームレンズの断面図 本発明の実施例5のズームレンズの収差図 屈折力可変素子の説明図 本発明の撮像装置の概略図
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
最初に、本発明の各実施形態に共通する特徴について説明する。
本発明の各実施形態のズームレンズは、広角端から望遠端へのズーミングに際して移動するレンズ群を複数有する。そして、広角端から望遠端へのズーミングに際して屈折力(焦点距離の逆数)が正の方向に変化する第1の屈折力可変素子AO1と、屈折力が負の方向に変化する第2の屈折力可変素子AO2がレンズ群の少なくとも一部を構成している。
ここで、屈折力が正の方向に変化することは、屈折力可変素子の負の屈折力が小さくなること、負の屈折力から正の屈折力へ変化すること、正の屈折力が大きくなることのいずれかに対応している。また、屈折力が負の方向に変化することは、屈折力可変素子の負の屈折力が大きくなること、正の屈折力から負の屈折力へ変化すること、正の屈折力が小さくなることのいずれかに対応している。
なお、第1の屈折力可変素子AO1と第2の屈折力可変素子AO2としては、例えば、図11に示すような、異なる媒質間の境界面形状を変化させることによって屈折力を変化させることができる屈折力可変素子を用いるのが良い。なお、図11のように2種類の液体の境界面形状を制御する方式に限られず、1種類の液体と空気の境界面形状を制御しても良い。その他、液体やゲル等により形成されたレンズを変形させることによって屈折力を変化させる屈折力可変素子を用いても良い。
上記のような屈折力可変素子を利用することにより、複数のレンズ群を移動させることによってのみズーミングを行うズームレンズに比べて、光学系を小型化することが容易になる。また、後述するように、ズーミングに際して屈折力可変素子を移動させることによって、屈折力可変素子の結像倍率を更に増大させたズームレンズや収差変動を低減したズームレンズも本発明に含まれる。
ズームレンズの各断面図において、SPは開口絞り、GBはガラスブロックである。IPは像面であり、デジタルカメラにおいてはCCDやCMOSなどの固体撮像素子が配置され、銀塩フィルムカメラにおいては銀塩フィルムが配置される。
広角端と望遠端は、変倍用のレンズ群が機構上、光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
そして、本発明の各実施形態のズームレンズは、少なくとも1つの屈折力可変素子について、広角端から望遠端へのズーミングに際してd線における結像倍率が増大する。すなわち、少なくとも1つの屈折力可変素子は、広角端における結像倍率βwと望遠端における結像倍率βtの比の絶対値│βt/βw│が1よりも大きくなる。なお、本発明における結像倍率は、光学系の物体距離が無限遠であるときのd線波長における結像倍率を表している。
このように、広角端から望遠端へのズーミングに際して、少なくとも1つの屈折力可変素子の結像倍率を増大させることによって、高いズーム比を実現することができる。
また、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1の屈折力可変素子AO1と第2の屈折力可変素子AO2の屈折力を適切に変化させることによって、色収差の変動を低減することができる。
すなわち、本発明の各実施形態のズームレンズは、広角端から望遠端へのズーミングにおける屈折力可変素子の各媒質の屈折力変化量と各媒質のアッベ数に関する条件式を満足することによって、屈折力可変素子による色収差の変動を低減している。
屈折力可変素子による色収差の変動を低減するための条件式について説明する。
一般に、レンズ素子の色収差は、レンズの屈折力φとレンズを構成する媒質のアッベ数の逆数(1/ν)に比例する。
したがって、2以上の媒質により構成される第1の屈折力可変素子AO1の色収差変化量は、各媒質の屈折力変化量をΔφ11、Δφ12、・・・とし、各媒質のアッベ数をν11、ν11、・・・としたとき、
Σ(Δφ1i/ν1i)=Δφ11/ν11+Δφ12/ν12+・・・
と表される。
同様に、第2の屈折力可変素子AO2の色収差変化量は、各媒質の屈折力変化量をΔφ21、Δφ22、・・・とし、各媒質のアッベ数をν21、ν22、・・・としたとき、
Σ(Δφ2i/ν2i)=Δφ21/ν21+Δφ22/ν22+・・・
と表される。
ここで、広角端から望遠端へのズーミングにおける、各媒質の屈折力変化量Δφ1i、Δφ2iは、各媒質の望遠端における屈折力(焦点距離の逆数)と広角端における屈折力(焦点距離の逆数)の差である。また、iはそれぞれの屈折力可変素子を構成する各媒質を光入射側から数えたときの順番である。
このとき、本発明の各実施形態のズームレンズは、第1の屈折力可変素子AO1と第2の屈折力可変素子AO2の色収差変化量に関して、条件式(1)を満足している。
−0.0150<{Σ(Δφ1i/ν1i)+Σ(Δφ2i/ν2i)}・ft<0.0075 ・・・(1)
条件式(1)では、望遠端における全系の焦点距離ftを用いて、色収差変化量を規格化している。
条件式(1)の数値範囲を外れると、ズーミングに伴う色収差の変動が大きくなるため、全ズーム範囲で色収差を良好に補正することが困難になる。
なお、ズームレンズが第1の屈折力可変素子AO1と第2の屈折力可変素子AO2を複数備える場合であっても、複数の屈折力可変素子の色収差変化量の総和に関して、条件式(1)を満足するのが良い。
さらに望ましくは、以下の条件式(1a)を満足することで、さらに色収差の変動が低減されたズームレンズを実現することができる。
−0.0135<{Σ(Δφ1i/ν1i)+Σ(Δφ2i/ν2i)}・ft<0.0050・・・(1a)
ここで、高ズーム比で小型のズームレンズを実現するためには、ズームレンズを構成する各屈折力可変素子の屈折力変化量をある程度大きくする必要がある。したがって、ズームレンズが第1の屈折力可変素子と第2の屈折力可変素子のいずれか一方のみを含む場合には、屈折力可変素子の色収差変化量が正または負の方向に大きくなるから、ズーミングに伴う色収差の変動を低減することが困難になる。
そこで、本発明は、広角端から望遠端へのズーミングに際して、屈折力を正の方向に変化させる第1の屈折力可変素子と、屈折力を負の方向に変化させる第2の屈折力可変素子を組み合わせている。これによって、条件式(1)を満足し、ズーミングに伴う色収差の変動が小さいズームレンズを実現している。
上記の特徴によって、本発明の効果を得ることができるが、以下のいずれかを満足することによって、それぞれに対応する効果を更に得ることができる。
広角端から望遠端へのズーミングにおいて、正の方向に屈折力が変化する第1の屈折力可変素子AO1の屈折力変化量をΔφ1とし、負の方向に屈折力が変化する第2の屈折力可変素子AO2の屈折力変化量をΔφ2とする。ここで、広角端から望遠端へのズーミングにおける屈折力可変素子の屈折力変化量は、屈折力可変素子の望遠端における屈折力(焦点距離の逆数)と広角端における屈折力(焦点距離の逆数)の差をいう。
第1の屈折力可変素子AO1を複数備える場合において、広角端から望遠端へのズーミングにおける屈折力変化量が最も小さい第1の屈折力可変素子AO1minの屈折力変化量をΔφ1minとする。また、第2の屈折力可変素子AO2を複数備える場合において、広角端から望遠端へのズーミングにおける屈折力変化量が最も小さい第2の屈折力可変素子AO2minの屈折力変化量をΔφ2minとする。なお、第1の屈折力可変素子AO1を1つのみ備える場合は、その屈折力可変素子の屈折力変化量をΔφ1minとする。同様に、第2の屈折力可変素子AO2を1つのみ備える場合は、その屈折力可変素子の屈折力変化量をΔφ2minとする。このとき、以下の条件式を満足することを特徴としている。
0.05<|Δφ1min・√(fw・ft)|<0.50 ・・・(2)
0.05<|Δφ2min・√(fw・ft)|<0.50 ・・・(3)
条件式(2)、(3)の下限を超えると、屈折力可変素子の屈折力変化量が小さくなりすぎて、高ズーム比を実現することが困難になる。条件式(2)、(3)の上限を超えると、屈折力可変素子の屈折力変化量が大きくなりすぎて色収差の変動を小さくすることが困難になる。
さらに望ましくは、以下の条件式(2a)、(3a)を満足することで、ズーム比がさらに大きいズームレンズを得ることが容易になる。
0.09<|Δφ1min・√(fw・ft)|<0.50 ・・・(2a)
0.09<|Δφ2min・√(fw・ft)|<0.50 ・・・(3a)
また、広角端から望遠端へのズーミングに際して屈折力が変化しないレンズ群を含み、該レンズ群の結像倍率が広角端から望遠端へのズーミングに際して増大することが望ましい。これにより、大きなズーム比を得ることが容易になる。
少なくとも1つの屈折力可変素子は、その屈折力可変素子を構成する媒質のうち最も屈折率が高い媒質のアッベ数をvdmax、屈折率をNdmaxとしたとき、以下の条件式(4)、(5)を満足することが望ましい。
28<vdmax<55 ・・・(4)
1.55<Ndmax ・・・(5)
条件式(4)の上限と下限のどちらを超えても、屈折力可変素子で発生する色収差の変動量が大きくなってしまう。
条件式(5)の下限を超えて媒質の屈折率が小さくなると、所望の屈折力変化が得られず、高ズーム比を実現することが困難になる。
最も物体側に配置されたレンズから第1の屈折力可変素子AO1の物体側に隣り合うレンズまでの光学系の広角端における焦点距離をf1とし、最も物体側に配置されたレンズから第2の屈折力可変素子AO2の物体側に隣り合うレンズまでの光学系の広角端における焦点距離をf2とする。このとき、以下の条件式を満足することを特徴としている。
−2.0<f1/√(fw・ft)<−0.5 ・・・(6)
0.1<f2/√(fw・ft)<2.5 ・・・(7)
条件式(6)は、第1の屈折力可変素子AO1に入射する光束が発散光束であることに対応している。条件式(6)の下限を超えると、第1の屈折力可変素子AO1の屈折力を変化させることによって結像倍率を増大させること、すなわち高ズーム比を得ることが難しくなる。また、条件式(6)の上限を超えると、色収差を補正することが困難になるため好ましくない。
条件式(7)は、第2の屈折力可変素子AO2に入射する光束が収束光束であることに対応している。条件式(7)の下限を超えると、色収差を補正することが困難になるため好ましくない。また、条件式(7)の上限を超えると、第2の屈折力可変素子AO2の屈折力を変化させることによって結像倍率を増大させること、すなわち高ズーム比を得ることが難しくなる。
さらに望ましくは、以下の条件式(6a)、(7a)を満足するのが良い。
−1.2<f1/√(fw・ft)<−0.6 ・・・(6a)
0.3<f2/√(fw・ft)<1.1 ・・・(7a)
なお、第1の屈折力可変素子AO1を複数含む場合には、複数の第1の屈折力可変素子AO1のそれぞれが条件式(6)または(6a)を満足することが望ましい。同様に、第2の屈折力可変素子AO2を複数含む場合には、複数の第2の屈折力可変素子AO2のそれぞれが条件式(7)または(7a)を満足することが望ましい。
また、第1の屈折力可変素子と第2の屈折力可変素子の少なくとも一方が、広角端から望遠端へのズーミングに際して移動するレンズ群の少なくとも一部を構成するのが良い。屈折力可変素子をズーミングに際して移動させることによって、結像倍率を増大させること、ズーミング時の収差変動を低減することが容易になる。
次に、図1を用いて、本発明の実施例1のズームレンズを説明する。
実施例1のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5、第6レンズ群L6を備えている。ここで、第3レンズ群L3は第1の屈折力可変素子AO1によって構成されており、第6レンズ群L6は第2の屈折力可変素子AO2によって構成されている。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群L1と第3レンズ群L3(第1の屈折力可変素子AO1)と第6レンズ群L6(第2の屈折力可変素子AO2)は不動である。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第2レンズ群L2を像側へ移動させることによって、第2レンズ群L2の結像倍率を約2.0倍に増大させている。
さらに、第1の屈折力可変素子AO1と第2の屈折力可変素子AO2が、広角端から望遠端へのズーミングにおいて結像倍率が増大するように屈折力を変化させている。
広角端から望遠端へのズーミングにおいて、第1の屈折力可変素子AO1の結像倍率は0.89から1.28へ変化し、1.44倍に増大する。また、第2の屈折力可変素子AO2の結像倍率は0.97から1.01へ変化し、1.04倍に増大する。ここで、各屈折力可変素子の結像倍率はd線を基準としている。
以上の構成によって、約9.5倍といった高ズーム比のズームレンズを実現している。
なお、フォーカシングは第5レンズ群L5を移動させることによって行われる。
第1、第2の屈折力可変素子AO1、AO2は、それぞれ物体側に電解液を像側に非電解液を含んでいる。第1、第2の屈折力可変素子AO1、AO2の電解液は両方とも水(屈折率Nd=1.33、アッベ数vd=55.7)を使用している。また、第1の屈折力可変素子AO1の非電解液はNd=1.65、vd=42.7のオイル系媒質であり、第2の屈折力可変素子AO2の非電解液はNd=1.58、vd=46.2のオイル系媒質である。これによって、各屈折力可変素子の媒質が混ざり合わないように構成している。
第1の屈折力可変素子AO1は物体側の水よりも像側のオイル系媒質の屈折率が高く、境界面の曲率半径が負から正へと変化するため、屈折力が負から正へと変化する。また、第2の屈折力可変素子AO2は物体側の水よりも像側のオイル系媒質の屈折率が高く、境界面の曲率半径が正から負へと変化するため、屈折力が正から負へと変化する。このように、第1の屈折力可変素子AO1と第2の屈折力可変素子AO2の屈折力を逆の方向に変化させることによって、ズーミング時の色収差の変動を低減している。
以下、図3を用いて、本発明の実施例2のズームレンズを説明する。
実施例2のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、第4レンズ群L4を備えている。第2レンズ群L2は第1の屈折力可変素子AO1と複数のレンズによって構成されており、第4レンズ群L4は第2の屈折力可変素子AO2によって構成されている。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1の屈折力可変素子AO1を含む第2レンズ群L2は物体側へ移動する。また、第3レンズ群L3が像側へ移動することによって、結像倍率を増大させている。さらに、第2レンズ群L2を構成する第1の屈折力可変素子AO1と、第4レンズ群L4としての第2の屈折力可変素子AO2が、広角端から望遠端へのズーミングに際して結像倍率が増大するように屈折力を変化させている。
広角端から望遠端へのズーミングにおいて、第1の屈折力可変素子AO1の結像倍率は0.79から1.03へ変化し、1.30倍に増大する。また、第2の屈折力可変素子AO2の結像倍率は0.98から1.02へ変化し、1.04倍に増大する。ここで、各屈折力可変素子の結像倍率はd線を基準としている。
以上の構成によって、約4.8倍の高ズーム比のズームレンズを実現している。
なお、フォーカシングは、第3レンズ群L3を移動させることによって行われる。
第1、第2の屈折力可変素子AO1、AO2は、像側に電解液を物体側に非電解液を含んでいる。第1、第2の屈折力可変素子AO1、AO2の電解液は両方とも水(Nd=1.33、vd=55.7)を使用している。また、第1の屈折力可変素子AO1の非電解液はNd=1.65、vd=33.4のオイル系媒質であり、第2の屈折力可変素子AO2の非電解液はNd=1.65、vd=29.6のオイル系媒質である。これによって、各屈折力可変素子の媒質が混ざり合わないように構成している。
第1の屈折力可変素子AO1は像側の水よりも物体側のオイル系媒質の屈折率が高く、境界面の曲率半径が正から負へと変化するため、屈折力が負から正へと変化する。第2の屈折力可変素子AO2は像側の水よりも物体側のオイル系媒質の屈折率が高く、境界面の曲率半径が負から正へと変化するため、屈折力が正から負へと変化する。このように、第1の屈折力可変素子AO1と第2の屈折力可変素子AO2の屈折力を逆の方向に変化させることによって、ズーミング時の色収差の変動を低減している。
以下、図5を用いて、本発明の実施例3のズームレンズを説明する。
実施例3のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、プリズムPR、第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、第5レンズ群L5、第6レンズ群L6を備えている。ここで、第3レンズ群L3は第1の屈折力可変素子AO1によって構成されており、第5レンズ群L5は第2の屈折力可変素子AO2aと正レンズによって構成されており、第6レンズ群L6は第2の屈折力可変素子AO2bによって構成されている。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群L1、プリズムPR、第3レンズ群L3(第1の屈折力可変素子AO1)、第6レンズ群L6(第2の屈折力可変素子AO2b)は不動である。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第2レンズ群L2を像側へ移動させることによって、第2レンズ群L2の結像倍率を約2.0倍に増大させている。そして、第2の屈折力可変素子AO2aを含む第5レンズ群L5を像側へ移動させている。さらに、第3レンズ群L3を構成する第1の屈折力可変素子AO1と、第5レンズ群L5と第6レンズ群L6を構成する第2の屈折力可変素子AO2a、AO2bは、それぞれ結像倍率が増加するように屈折力を変化させている。
広角端から望遠端へのズーミングにおいて、第1の屈折力可変素子AO1の結像倍率は1.04から1.49へ変化し、1.43倍に増大する。また、第2の屈折力可変素子AO2aの結像倍率は0.98から1.06へ変化し、1.08倍に増大する。また、第2の屈折力可変素子AO2bの結像倍率は、1.00から1.03へ変化し、1.03倍に増大する。ここで、各屈折力可変素子の結像倍率はd線を基準としている。
以上の構成によって、約9.5倍といった高ズーム比のズームレンズを実現している。
フォーカシングは、第2の屈折力可変素子AO2aを含む第5レンズ群L5を移動させることによって行われる。
第1の屈折力可変素子AO1と第2の屈折力可変素子AO2a、AO2bのそれぞれは、物体側に電解液を像側に非電解液を含んでいる。電解液は、すべての屈折力可変素子について、水(Nd=1.33、vd=55.7)を使用しており、非電解液は、すべての屈折力可変素子について、Nd=1.74、vd=40.0のオイル系媒質を用いている。これによって、各屈折力可変素子の媒質が混ざり合わないように構成している。
第1の屈折力可変素子AO1は物体側の水よりも像側のオイル系媒質の屈折率が高く、境界面では正の曲率半径が小さくなるため、正の屈折力が大きくなる。第2の屈折力可変素子AO2a、AO2bは物体側の水よりも像側のオイル系媒質の屈折率が高く、境界面の曲率半径は正から負へと変化するため、屈折力が正から負へと変化する。このように、第1の屈折力可変素子AO1と第2の屈折力可変素子AO2a、AO2bの屈折力を逆の方向に変化させることによって、ズーミング時の色収差の変動を低減している。
以下、図7を用いて、本発明の実施例4のズームレンズを説明する。
実施例4のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、第5レンズ群L5から構成されている。ここで、第3レンズ群L3は第3aレンズ群L3aと第1の屈折力可変素子AO1と第3bレンズ群L3bによって構成されており、第5レンズ群L5は第2の屈折力可変素子AO2によって構成されている。
本実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群L1と第5レンズ群L5(第2の屈折力可変素子AO2)は不動である。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第4レンズ群L4を物体側へ移動させることによって、第4レンズ群L4の結像倍率を約1.2倍に増大させている。また、第3aレンズ群L3aと第3bレンズ群L3bの間に配置されている第1の屈折力可変素子AO1と、第5レンズ群L5を構成している第2の屈折力可変素子AO2は、それぞれ結像倍率が増加するように屈折力を変化させている。
広角端から望遠端へのズーミングにおいて、第1の屈折力可変素子AO1の結像倍率は0.66から0.87へと変化し、1.32倍に増大する。また、第2の屈折力可変素子AO2の結像倍率は0.72から1.40へと変化し、1.95倍に増大する。ここで、各屈折力可変素子の結像倍率はd線を基準としている。
以上の構成によって、超広角レンズでありながら、約2.1倍の高ズーム比を実現している。
第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、第1aレンズ群L1aと第1bレンズ群L1bによって構成されており、第1bレンズ群L1bを移動させることによってフォーカシングが行われる。
第1の屈折力可変素子AO1と第2の屈折力可変素子AO2のそれぞれは、物体側に電解液を像側に非電解液を含んでいる。第1、第2の屈折力可変素子AO1、AO2の電解液は水(Nd=1.33、vd=55.7)を使用している。第1の屈折力可変素子AO1の非電解液は、Nd=1.73、vd=40.0のオイル系媒質であり、第2の屈折力可変素子AO2の非電解液はNd=1.48、vd=54.6のオイル系媒質である。
第1の屈折力可変素子AO1は物体側の水よりも像側のオイル系媒質の屈折率が大きく、境界面では負の曲率半径が大きくなるため、負の屈折力が弱くなる。第2の屈折力可変素子AO2は物体側の水よりも像側のオイル系媒質の屈折率が大きく、境界面の曲率半径が正から負へと変化するため、屈折力は正から負へと変化する。このように、第1の屈折力可変素子AO1と第2の屈折力可変素子AO2の屈折力を逆の方向に変化させることによって、ズーミング時の色収差の変動を低減している。
以下、図9を用いて、本発明の実施例5のズームレンズを説明する。
実施例5のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5、第6レンズ群L6から構成されている。ここで、第4レンズ群L4は負レンズと第1の屈折力可変素子AO1によって構成されており、第6レンズ群L6は2つの負レンズと第2の屈折力可変素子AO2によって構成されている。
本実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第2レンズ群L2は不動である。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群L1、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5、第6レンズ群L6を物体側へ移動させている。また、第4レンズ群L4の一部を構成している第1の屈折力可変素子AO1は結像倍率が減少するように屈折力を変化させており、第6レンズ群を構成している第2の屈折力可変素子AO2は結像倍率が増加するように屈折力を変化させている。広角端から望遠端へのズーミングにおいて、第1の屈折力可変素子AO1の結像倍率は0.56から0.54へと変化し、0.96倍に減少する。また、第2の屈折力可変素子AO2の結像倍率は1.01から1.33へと変化し、約1.31倍に増大する。ここで、各屈折力可変素子の結像倍率はd線を基準としている。
以上の構成によって、超望遠レンズでありながら、約3.8倍の高ズーム比を実現している。
フォーカシングは、第2レンズ群L2を移動させることによって行われる。
第1の屈折力可変素子AO1と第2の屈折力可変素子AO2のそれぞれは、物体側に電解液を像側に非電解液を含んでいる。第1、第2の屈折力可変素子AO1、AO2の電解液は水(Nd=1.33、vd=55.7)を使用している。第1の屈折力可変素子AO1の非電解液は、Nd=1.56、vd=38.3のオイル系媒質であり、第2の屈折力可変素子AO2の非電解液はNd=1.48、vd=54.6のオイル系媒質である。
第1の屈折力可変素子AO1は物体側の水よりも像側のオイル系媒質の屈折率が大きく、境界面では正の曲率半径が小さくなるため、正の屈折力が大きくなる。第2の屈折力可変素子AO2は物体側の水よりも像側のオイル系媒質の屈折率が大きく、境界面では負の曲率半径の絶対値が小さくなるため、負の屈折力が大きくなる。このように、第1の屈折力可変素子AO1と第2の屈折力可変素子AO2の屈折力を逆の方向に変化させることによって、ズーミング時の色収差の変動を低減している。
また、実施形態1〜5の全てのズームレンズにおいて、ズーミング時のFナンバーの変動を低減するために開口絞りSPの開口径を変更しても良い。また、受光面上に形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置と組み合わせた場合などには歪曲収差量によって電気的な補正を加えても良い。
また、各実施例においては、第1の屈折力可変素子と第2の屈折力可変素子の結像倍率について、両方とも増加するか、一方が増加して他方が減少するズームレンズを説明したが、一方が増加して他方が変化しないズームレンズであっても良い。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
次に、各実施形態におけるデータを以下に示す。iは物体面からの面の順序を示し、riは光学面の曲率半径、diは第i面と第i+1面との間のレンズ肉厚および空気間隔、ndi、νdiはそれぞれd線に対する屈折率およびアッベ数を表す。なお、光学面の曲率半径は、光学面の曲率中心が光学面の像側にある場合を正の曲率半径で表し、光学面の物体側にある場合を負の曲率半径で表している。
また、最も像側に配置されるガラスブロックGBはCCD保護ガラス、ローパスフィルターなどに相当する。またk、A、B、C、D、Eなどは非球面係数である。
非球面形状は、光軸からの高さhの位置での光軸方向の変位を、面頂点を基準にしてxとするとき、以下の式で定義される。
x=(h/R)/[1+{1−(1+k)(h/R)1/2]+Ah+Bh+Ch+Dh10+Eh12
ここで、Rは曲率半径である。
数値実施例1
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi 有効径
1 28.479 1.20 1.84666 23.8 25.75
2 17.564 5.48 1.77250 49.6 22.80
3 6873.853 (可変) 21.95
4 147.858 0.80 1.88300 40.8 16.84
5 8.515 4.59 12.59
6* -18.084 1.00 1.88300 40.8 12.39
7* 143.569 0.10 12.82
8 380.124 3.03 1.94595 18.0 12.91
9 -26.866 (可変) 13.12
10 ∞ 0.61 1.33304 55.7 9.00
11 (可変) 0.64 1.65294 42.8 8.89
12 ∞ (可変) 8.78
13* 12.178 3.50 1.49700 81.5 7.65
14 -27.439 2.50 8.43
15 7.898 3.39 1.49700 81.5 7.39
16 20.614 0.60 2.00330 28.3 6.09
17 6.609 0.40 5.71
18 16.233 1.15 1.72825 28.5 5.71
19 38.772 (可変) 5.70
20* 17.363 1.97 1.45600 90.3 8.66
21 344.622 (可変) 8.55
22 ∞ 0.55 1.33304 55.7 10.00
23 (可変) 0.55 1.58068 46.2 10.00
24 ∞ 10.00
像面

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.02345e-004 A 6= 1.34031e-005 A 8=-1.91200e-007 A10= 1.56592e-009

第7面
K =-3.21679e+003 A 4=-4.54896e-004 A 6= 1.01416e-005 A 8=-1.29730e-007 A10= 1.05351e-009

第13面
K = 1.05797e+000 A 4=-1.74178e-004 A 6=-1.08865e-006 A 8=-5.81524e-009

第20面
K = 9.63774e+000 A 4=-2.50683e-004 A 6= 5.21092e-007 A 8=-4.99622e-007 A10= 2.55173e-009

各種データ
ズーム比 9.45
f 中間 望遠
焦点距離 5.20 16.08 49.14
Fナンバー 2.93 3.93 6.30
画角 33.9 12.3 4.1
像高 3.50 3.50 3.50
レンズ全長 80.75 80.75 80.75
BF 4.04 4.04 4.04

d 3 0.55 9.03 13.24
d 9 13.34 4.86 0.65
d12 23.05 14.50 1.97
d19 3.73 15.26 26.79
d21 3.99 1.00 2.01
d24 4.07 5.33 23.28

r11 -84.67 -1423.26 35.80
d10 0.61 0.53 0.34
d11 0.64 0.72 0.91

r23 35.15 91.55 -75.00
d22 0.55 0.69 0.88
d23 0.55 0.41 0.22

入射瞳位置 17.72 41.01 52.15
射出瞳位置 -21.48 -54.88 -113.40
前側主点位置 21.86 52.70 80.76
後側主点位置 -1.13 -12.08 -44.90

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 39.24 6.68 -0.12 -3.86
2 4 -9.14 9.52 0.32 -7.51
3 10 -264.68 1.25 0.46 -0.39
4 13 17.56 11.53 -5.41 -10.05
5 20 40.02 1.97 -0.07 -1.42
6 22 141.94 1.10 0.41 -0.35

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -57.00
2 2 22.79
3 4 -10.26
4 6 -18.14
5 8 26.62
6 10 254.24
7 11 -129.68
8 13 17.48
9 15 23.67
10 16 -9.91
11 18 37.54
12 20 40.02
13 22 -105.54
14 23 60.53
数値実施例2
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi 有効径
1* 822.436 1.10 1.86400 40.6 14.40
2* 6.178 1.95 10.70
3 8.151 1.80 1.94595 18.0 11.30
4 11.485 (可変) 10.70
5 ∞ (可変) 1.64600 33.4 5.20
6 (可変)(可変) 1.33304 55.8 5.20
7 ∞ 0.10 5.20
8* 5.918 1.80 1.85135 40.1 5.50
9 64.692 0.23 5.20
10 7.646 1.30 1.71999 50.2 4.90
11 -106.751 0.50 1.84666 23.8 4.50
12 3.885 0.94 4.00
13 27.578 1.00 1.74950 35.3 4.00
14 -29.647 0.58 4.00
15(絞り) ∞ (可変) 2.99
16* 18.844 1.20 1.69350 53.2 8.30
17 67.088 (可変) 8.30
18 ∞ (可変) 1.65400 29.6 8.00
19 (可変)(可変) 1.33304 55.8 8.00
20 ∞ 1.00 8.00
21 ∞ 0.50 1.51633 64.1 20.00
22 ∞ (可変) 20.00


非球面データ
第1面
K =-4.39302e+005 A 4= 2.66495e-004 A 6=-3.66801e-006 A 8= 2.93756e-008 A10=-1.12868e-010

第2面
K =-1.73497e+000 A 4= 1.07426e-003 A 6=-1.07394e-006 A 8= 1.26888e-007 A10= 8.27304e-011

第8面
K =-3.07128e-001 A 4=-2.29854e-004 A 6= 6.52175e-006 A 8=-1.64145e-006 A10= 8.32941e-008

第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.73806e-005 A 6= 3.23139e-005 A 8=-2.35249e-006 A10= 6.20072e-008

各種データ
ズーム比 4.75
広角 中間 望遠
焦点距離 4.43 12.65 21.05
Fナンバー 2.88 4.26 5.88
画角 37.50 15.04 9.17
像高 3.40 3.40 3.40
レンズ全長 40.82 34.72 39.64
BF 0.30 0.27 0.18

d 4 18.49 4.26 1.12
d15 2.40 11.85 19.20
d17 3.63 2.33 3.13
d22 0.30 3.80 8.44

r6 37.56 351.26 -187.78
r19 -32.10 -160.48 32.10

入射瞳位置 8.44 7.27 6.88
射出瞳位置 -9.42 -22.95 -31.72
前側主点位置 10.85 13.03 14.04
後側主点位置 -4.13 -12.38 -20.87

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -10.50 4.85 0.53 -2.75
2 5 10.64 7.45 -0.95 -5.62
3 16 37.41 1.20 -0.27 -0.98
4 18 100.00 2.50 0.38 -1.61

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -7.21
2 3 23.51
3 5 -58.14
4 6 112.76
5 8 7.54
6 10 9.96
7 11 -4.42
8 13 19.21
9 16 37.41
10 18 49.08
11 19 -96.37
12 21 0.00
数値実施例3
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi 有効径
1 29.397 1.20 1.84666 23.8 25.77
2 17.032 5.55 1.77250 49.6 22.60
3 1892.933 (可変) 21.62
4 156.862 0.80 1.88300 40.8 17.32
5 9.488 4.42 13.25
6* -17.514 1.00 1.88300 40.8 13.04
7* 37.762 0.10 13.25
8 63.542 2.03 1.94595 18.0 13.25
9 -30.670 (可変) 13.36
10 ∞ 8.00 1.80610 33.3 10.00
11 ∞ 0.10 9.02
12 ∞ (可変) 1.33304 55.7 9.02
13 (可変)(可変) 1.73770 40.0 8.92
14 ∞ (可変) 8.87
15* 11.394 4.99 1.49700 81.5 7.94
16 -26.014 2.50 8.35
17 9.232 2.72 1.49700 81.5 7.25
18 20.516 0.60 2.00330 28.3 6.31
19 7.095 0.33 5.94
20 13.895 1.56 1.69895 30.1 5.94
21 23.416 (可変) 5.84
22 ∞ (可変) 1.33304 55.7 8.15
23 (可変)(可変) 1.73770 40.0 8.20
24 ∞ 0.10 8.28
25* 15.007 2.04 1.43875 95.0 8.42
26 3459.951 (可変) 8.35
27 ∞ (可変) 1.33304 55.7 10.00
28 (可変) (可変) 1.73770 40.0 10.00
29 ∞ 10.00

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.22458e-004 A 6= 2.03537e-005 A 8=-4.48262e-007 A10= 3.76964e-009

第7面
K =-9.37295e+001 A 4=-1.86139e-004 A 6= 1.34122e-005 A 8=-3.14173e-007 A10= 2.71380e-009

第15面
K = 7.74031e-001 A 4=-1.79994e-004 A 6=-1.21748e-006 A 8=-7.68902e-009

第25面
K = 8.98920e-001 A 4=-4.72110e-005 A 6= 7.06658e-006 A 8=-5.65233e-007 A10= 1.33876e-008

各種データ
ズーム比 9.45
広角 中間 望遠
焦点距離 5.20 14.42 49.14
Fナンバー 2.93 3.93 6.22
画角 33.9 13.6 4.1
像高 3.50 3.50 3.50
レンズ全長 88.50 88.50 88.50
BF 4.12 4.12 4.12

d 3 0.55 8.16 14.34
d 9 14.34 6.73 0.55
d14 20.96 12.82 0.65
d21 3.09 14.02 26.69
d26 3.79 1.00 0.50
d29 4.15 5.86 26.09

r13 368.81 76.23 30.33
d12 0.60 0.53 0.40
d13 0.60 0.67 0.80

r23 380.89 -75.00 -60.00
d22 0.60 0.70 0.72
d23 0.60 0.50 0.48

r28 39181.87 -6802.20 -60.00
d27 0.60 0.60 0.74
d28 0.60 0.60 0.46


入射瞳位置 18.07 37.68 58.44
射出瞳位置 -21.04 -46.48 -74.15
前側主点位置 22.19 47.98 76.79
後側主点位置 -1.05 -10.38 -44.87

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 41.39 6.75 -0.18 -3.95
2 4 -8.48 8.35 0.98 -5.62
PR 10 ∞ 8.00 0.00 0.00
3 12 911.40 1.20 0.45 -0.35
4 15 18.97 12.71 -6.15 -11.01
5 22 33.15 3.34 0.87 -1.44
6 27 96826.88 1.20 0.45 -0.35

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -50.05
2 2 22.22
3 4 -11.47
4 6 -13.44
5 8 22.10
6 10 0.00
7 12 -1107.39
8 13 499.94
9 15 16.68
10 17 31.27
11 18 -11.06
12 20 45.80
13 22 -1143.68
14 23 516.32
15 25 34.35
16 27 -117648.78
17 28 53113.55
数値実施例4
単位mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi 有効径
1* 87.448 3.50 1.58593 59.6 43.54
2 13.318 (可変) 26.01
3 -145.556 1.30 1.77250 49.6 24.47
4 24.148 0.06 1.51640 52.2 22.07
5* 21.710 1.18 22.05
6 27.601 3.88 1.72825 28.5 21.85
7 97.186 (可変) 20.76
8 -54.322 1.25 1.83481 42.7 11.65
9 15.722 4.13 1.51742 52.4 11.48
10 -36.387 1.06 12.06
11(絞り) ∞ 1.50 12.26
12 57.720 2.48 1.51823 58.9 13.42
13 -32.609 (可変) 13.74
14 -28.135 0.80 1.80400 46.6 14.44
15 -73.400 0.17 14.90
16 ∞ 1.90 1.33304 55.7 15.15
17 (可変) 1.10 1.73769 40.0 15.69
18 ∞ 0.30 16.12
19 47.868 3.42 1.84666 23.8 16.99
20 -36.983 (可変) 17.38
21 59.392 5.76 1.48749 70.2 17.67
22 -18.267 1.00 1.83400 37.2 17.59
23 38.697 0.05 18.46
24 18.482 6.35 1.43875 95.0 20.18
25 -29.769 0.15 20.32
26 157.796 1.00 1.83400 37.2 19.89
27 16.754 7.24 1.48456 70.0 19.28
28* -26.534 (可変) 19.64
29 ∞ 4.50 1.33304 55.7 19.91
30 (可変) 3.80 1.48000 54.6 20.25
31 ∞ 32.19 20.25
32 ∞ 2.90 1.54400 67.6 50.00
33 ∞ 50.00


非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.81271e-005 A 6=-6.64739e-008 A 8= 1.81153e-010 A10=-2.68350e-013 A12= 1.90592e-016

第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.48045e-006 A 6=-4.21349e-007 A 8= 3.98551e-009 A10=-2.93680e-011 A12= 9.05546e-014

第28面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.93617e-005 A 6=-7.97543e-008 A 8= 4.56680e-009 A10=-4.19447e-011 A12= 2.35569e-013

各種データ
ズーム比 2.07
広角 中間 望遠
焦点距離 10.32 12.65 21.36
Fナンバー 3.03 3.42 4.63
画角 52.82 49.44 42.11
像高 13.60 13.60 13.60
レンズ全長 133.30 133.30 133.30
BF 1.24 1.24 1.24

d 2 13.54 13.54 13.54
d 7 17.28 13.42 4.74
d13 1.27 1.11 4.41
d20 6.90 5.62 1.26
d28 0.10 5.37 15.15
d33 1.19 0.69 2.17

r17 -33.75 -40.53 -100.91
r30 19.52 35.92 -14.06

入射瞳位置 16.95 16.53 15.25
射出瞳位置 -151.07 -121.58 -80.18
前側主点位置 26.57 27.88 31.01
後側主点位置 -9.12 -11.46 -20.16

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -14.99 23.46 6.70 -11.25
2 8 110.30 10.43 22.72 19.29
3 14 72.11 7.69 10.27 6.42
4 21 96.08 21.54 18.60 4.34
5 29 132.82 43.39 3.38 -36.64

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -27.29
2 3 -26.72
3 4 -419.79
4 6 51.72
5 8 -14.49
6 9 21.81
7 12 40.59
8 14 -57.19
9 16 101.33
10 17 -45.75
11 19 25.11
12 21 29.37
13 22 -14.76
14 24 27.08
15 26 -22.55
16 27 22.42
17 29 -58.61
18 30 40.66
19 32 0.00
数値実施例5
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi 有効径
1 97.111 5.37 1.48749 70.2 67.00
2 280.836 0.15 66.57
3 100.431 3.50 1.74950 35.3 65.42
4 64.341 0.12 62.78
5 63.642 9.86 1.43385 95.2 62.80
6 1153.345 (可変) 62.22
7 ∞ 2.00 33.81
8 -133.620 1.40 1.71300 53.9 33.05
9 69.024 3.72 31.73
10 -68.267 1.40 1.62299 58.2 31.72
11 80.483 2.97 1.84666 23.8 32.32
12 -466.606 (可変) 32.45
13 134.160 7.42 1.43875 95.0 36.19
14 -42.336 0.17 36.14
15 -44.108 2.00 1.70154 41.2 35.91
16 -80.267 0.20 36.30
17 161.706 3.71 1.61772 49.8 35.87
18 -172.210 3.00 35.66
19(絞り) ∞ (可変) 34.25
20 -52.851 2.90 1.54814 45.8 33.75
21 -106.868 0.10 34.10
22 ∞ (可変) 1.33304 55.7 34.03
23 (可変) (可変) 1.55808 38.3 34.14
24 ∞ (可変) 34.13
25 131.656 4.15 1.48749 70.2 34.05
26 -85.460 0.15 33.93
27 107.407 1.60 1.80518 25.4 32.87
28 40.519 1.88 31.71
29 92.913 3.18 1.51633 64.1 31.71
30 -176.938 0.10 31.65
31 32.792 4.06 1.66672 48.3 31.00
32 40.531 (可変) 29.53
33 181.993 1.40 1.83481 42.7 28.34
34 55.463 3.71 1.72825 28.5 27.64
35 -103.463 1.40 1.77250 49.6 27.38
36 66.700 1.81 26.50
37 ∞ (可変) 1.33304 55.7 26.46
38 (可変) (可変) 1.48000 54.6 26.61
39 ∞ (可変) 26.91


各種データ
ズーム比 3.80
広角 中間 望遠
焦点距離 103.00 164.90 391.00
Fナンバー 4.31 5.18 5.87
画角 11.86 7.47 3.17
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 255.18 276.19 320.00
BF 74.00 97.15 132.44

d 6 12.58 33.59 77.40
d12 45.15 32.09 6.44
d19 12.06 9.87 4.77
d24 11.15 4.59 10.45
d32 16.21 14.87 4.46
d39 74.07 90.89 110.15

r23 186.51 143.97 142.55
d22 2.00 1.87 1.86
d23 3.15 3.29 3.29

r38 -751.49 -77.21 -58.98
d37 3.45 4.06 4.28
d38 2.00 1.39 1.18

入射瞳位置 84.03 131.45 299.49
射出瞳位置 -47.95 -38.64 -34.39
前側主点位置 100.09 96.11 -225.80
後側主点位置 -28.93 -67.74 -258.54

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 176.83 19.00 -1.73 -14.35
2 7 -49.11 11.50 3.08 -5.93
3 13 73.29 16.50 6.12 -6.03
4 20 -256.24 8.15 -3.53 -9.11
5 25 95.43 15.11 1.46 -8.61
6 33 -106.31 13.77 5.03 -4.48

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 301.61
2 3 -249.25
3 5 154.84
4 8 -63.65
5 10 -59.08
6 11 81.28
7 13 74.30
8 15 -142.83
9 17 135.58
10 20 -194.46
11 22 -560.01
12 23 334.19
13 25 106.97
14 27 -81.68
15 29 118.47
16 31 212.91
17 33 -96.04
18 34 50.07
19 35 -52.31
20 37 2256.45
21 38 -1565.61
表1に各数値実施例の条件式の値を示す。
表2に各数値実施例の屈折力可変素子の各媒質の屈折率変化量Δφ1i、Δφ2iの値を示す。
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラ(撮像装置)(光学機器)の実施例を図12を用いて説明する。図12において、20はカメラ本体、21は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学系である。22はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系21によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。23は撮像素子22によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。24は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子22上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
AO1 第1の屈折力可変素子
AO2 第2の屈折力可変素子

Claims (6)

  1. 広角端から望遠端へのズーミングに際して、異なる媒質間の境界面形状を変化させることによって屈折力を正の方向に変化させる第1の屈折力可変素子と、異なる媒質間の境界面形状を変化させることによって屈折力を負の方向に変化させる第2の屈折力可変素子を備え、少なくとも1つの屈折力可変素子は広角端から望遠端へのズーミングに際して結像倍率が増大し、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第1の屈折力可変素子の各媒質の屈折力変化量をΔφ1i、前記第1の屈折力可変素子の各媒質のアッベ数をν1i、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第2の屈折力可変素子の各媒質の屈折力変化量をΔφ2i、前記第2の屈折力可変素子の各媒質のアッベ数をν2i、望遠端における全系の焦点距離をft、最も物体側に配置されたレンズから前記第1の屈折力可変素子の物体側に隣り合うレンズまでの光学系の広角端における焦点距離をf1、最も物体側に配置されたレンズから前記第2の屈折力可変素子の物体側に隣り合うレンズまでの光学系の広角端における焦点距離をf2としたとき、
    −0.0150<{Σ(Δφ1i/ν1i)+Σ(Δφ2i/ν2i)}・ft<0.0075
    −2.0<f1/√(fw・ft)<−0.5
    0.1<f2/√(fw・ft)<2.5
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 広角端から望遠端へのズーミングにおいて、前記第1の屈折力可変素子を複数備える場合における屈折力変化量が最も小さい第1の屈折力可変素子の屈折力変化量、または前記第1の屈折力可変素子を1つのみ備える場合における該第1の屈折力可変素子の屈折力変化量をΔφ1minとし、前記第2の屈折力可変素子を複数備える場合における屈折力変化量が最も小さい第2の屈折力可変素子の屈折力変化量、または前記第2の屈折力可変素子を1つのみ備える場合における該第2の屈折力可変素子の屈折力変化量をΔφ2minとしたとき、
    0.05<|Δφ1min・√(fw・ft)|<0.50
    0.05<|Δφ2min・√(fw・ft)|<0.50
    なる条件式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. 少なくとも1つの屈折力可変素子は、該屈折力可変素子を構成する媒質のうち最も屈折率が高い媒質のアッベ数をvdmax、屈折率をNdmaxとしたとき、
    28<vdmax<55
    1.55<Ndmax
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
  4. 前記第1の屈折力可変素子と前記第2の屈折力可変素子の少なくとも一方は、広角端から望遠端へのズーミングに際して移動するレンズ群の少なくとも一部を構成することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  5. 広角端から望遠端へのズーミングに際して屈折力が変化しないレンズ群を有し、該レンズ群の結像倍率は広角端から望遠端へのズーミングに際して増大することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  6. 請求項1乃至のいずれか1項のズームレンズと、該ズームレンズにより形成される像を撮像する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
JP2012517070A 2010-05-28 2010-05-28 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 Expired - Fee Related JP5539507B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/059095 WO2011148502A1 (ja) 2010-05-28 2010-05-28 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011148502A1 JPWO2011148502A1 (ja) 2013-07-25
JP5539507B2 true JP5539507B2 (ja) 2014-07-02

Family

ID=45003508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012517070A Expired - Fee Related JP5539507B2 (ja) 2010-05-28 2010-05-28 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8369020B2 (ja)
JP (1) JP5539507B2 (ja)
CN (1) CN102906617B (ja)
WO (1) WO2011148502A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012113028A (ja) * 2010-11-22 2012-06-14 Canon Inc 屈折力可変素子、及びそれを用いた光学系
DE112012005996B4 (de) 2012-03-08 2022-07-07 Qioptiq Photonics Gmbh & Co. Kg Objektiv
US11428850B2 (en) 2016-09-05 2022-08-30 Lg Innotek Co., Ltd. Camera module
TWI704389B (zh) * 2019-08-14 2020-09-11 大立光電股份有限公司 光學攝像鏡頭組、取像裝置及電子裝置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6224210A (ja) * 1985-07-25 1987-02-02 Canon Inc 変倍光学系
JP2001033699A (ja) * 1999-07-26 2001-02-09 Olympus Optical Co Ltd ズームレンズ
JP2006098972A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Casio Comput Co Ltd ズームレンズユニット及びカメラ
JP2007094172A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Nikon Corp 正立変倍アフォーカル光学系
JP2007128085A (ja) * 2005-11-01 2007-05-24 Samsung Electro Mech Co Ltd 液体ズームレンズ
JP2008203650A (ja) * 2007-02-21 2008-09-04 Nikon Corp 変倍アフォーカル光学系
JP2008541184A (ja) * 2005-05-20 2008-11-20 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ エレクトロウェッティング素子、レンズシステム、電子装置及び駆動方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6278521A (ja) 1985-10-02 1987-04-10 Canon Inc 可変レンズ面を有した光学系
DE10349293B4 (de) * 2003-10-23 2010-10-21 Carl Zeiss Surgical Gmbh Stereo-Mikroskopiesystem und Stereo-Mikroskopieverfahren
WO2008102894A1 (ja) * 2007-02-21 2008-08-28 Nikon Corporation 変倍アフォーカル光学系
JP2011013583A (ja) * 2009-07-03 2011-01-20 Sony Corp ズームレンズ、カメラモジュール及び電子機器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6224210A (ja) * 1985-07-25 1987-02-02 Canon Inc 変倍光学系
JP2001033699A (ja) * 1999-07-26 2001-02-09 Olympus Optical Co Ltd ズームレンズ
JP2006098972A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Casio Comput Co Ltd ズームレンズユニット及びカメラ
JP2008541184A (ja) * 2005-05-20 2008-11-20 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ エレクトロウェッティング素子、レンズシステム、電子装置及び駆動方法
JP2007094172A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Nikon Corp 正立変倍アフォーカル光学系
JP2007128085A (ja) * 2005-11-01 2007-05-24 Samsung Electro Mech Co Ltd 液体ズームレンズ
JP2008203650A (ja) * 2007-02-21 2008-09-04 Nikon Corp 変倍アフォーカル光学系

Also Published As

Publication number Publication date
US8369020B2 (en) 2013-02-05
JPWO2011148502A1 (ja) 2013-07-25
CN102906617B (zh) 2014-12-10
US20110292520A1 (en) 2011-12-01
CN102906617A (zh) 2013-01-30
WO2011148502A1 (ja) 2011-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5658811B2 (ja) ズームレンズ系、交換レンズ装置及びカメラシステム
JP5676505B2 (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
WO2012101959A1 (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP2012198504A (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP2012133229A (ja) ズームレンズ系、交換レンズ装置及びカメラシステム
JP2010152147A (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP2012133228A (ja) ズームレンズ系、交換レンズ装置及びカメラシステム
JP2010152145A (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP6192350B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2008039838A (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP5132817B2 (ja) ズームレンズおよびそれを有する撮像装置
JP2011197471A (ja) ズームレンズ系、交換レンズ装置及びカメラシステム
JP2012198505A (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP5539507B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2011085654A (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP6164894B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2014202806A5 (ja)
JP5519929B2 (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP2013008064A (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP2010160329A (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP2010160334A (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
WO2010029738A1 (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP5669105B2 (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP5297284B2 (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP5271090B2 (ja) ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130625

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130826

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140401

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5539507

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140430

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees