JP5550479B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
まず、本発明の第1実施形態に係るズームレンズについて説明する。図1は、本実施形態に係るズームレンズのレンズ断面図である。図1(a)は、広角端(Wide)におけるズームレンズ100のレンズ断面図を示し、図1(b)は、望遠端(Tele)におけるズームレンズ100のレンズ断面図を示している。このズームレンズ100は、物体(被写体)側から順に、第1屈折力可変素子101と、第1固定レンズ102と、絞り103と、第2固定レンズ104と、第2屈折力可変素子105と、第3固定レンズ106とを備える。以下、屈折力(光学的パワー)は、焦点距離の逆数に対応したレンズの特性値として用いる。
Tb/Ta<0.22 ・・・(1)
ここで、Taは、ズームレンズ100の全長(ズームレンズの第1面107から結像面108までの距離)であり、Tbは、第1液体レンズ101の液体の界面(屈折力可変面)のうち最も絞り103に近い面109から絞り103までの距離である。特に、本実施形態では、距離Tbが適用される界面は、第2界面205となる。なお、第2界面の位置は、ズーミングによりわずかに移動するため、界面が最も絞り103から離れたときの位置とする。
φL1W/φL1T<0 ・・・(2)
φL2W/φL2T<0 ・・・(3)
φL1W/φL2W<0 ・・・(4)
本実施形態のズームレンズを構成する不図示の制御部は、式(2)及び(3)の条件を満たすように、即ち、各液体レンズ101、105の屈折力の符号が入れ替わるように各液体レンズ101、105を制御する。これにより、各液体レンズ101、105の屈折力の可変範囲全域を利用することができ、ズーム比を大きく取ることができる。同様に、制御部は、式(4)の条件を満たす、即ち、各液体レンズ101、105の屈折力が逆転するように各液体レンズ101、105を制御する。これにより、ペッツバール和の変動を小さくし、像面湾曲の変動を小さくすることができる。加えて、制御部は、広角端ではレトロフォーカスタイプ(φL1W<0、φL2W>0)に、望遠端ではテレフォトタイプ(φL1T>0、φL2T<0)になるように、各液体レンズ101、105を制御する。これにより、小型高光学性能でズーム比を大きく取ることができる。即ち、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1液体レンズ101は負の屈折力から正の屈折力へ変化し、第2液体レンズ105は正の屈折力から負の屈折力へ変化するのが良い。
次に、本発明の第2実施形態に係るズームレンズについて説明する。本実施形態のズームレンズは、第1実施形態に係るズームレンズ100における液体レンズの構成と、該液体レンズの構成変更に伴う各光学素子の配置とを変更している。図5は、本実施形態に係るズームレンズの構成を示す概略断面図である。このズームレンズ300は、物体側から順に、第1液体レンズ301と、第1固定レンズ302と、絞り303と、第2及び第3固定レンズ304、305と、第2及び第3液体レンズ306、307と、第4固定レンズ308とを備える。図5において、特に、図5(a)は、広角端(Wide)におけるズームレンズ300のレンズ断面図を示す。図5(b)は、中間のズーム位置(Middle)におけるズームレンズ300のレンズ断面図を示す。また、図5(c)は、望遠端(Tele)におけるズームレンズ300のレンズ断面図を示す。ここで、第1液体レンズ301の構成は、第1実施形態の第1液体レンズ101の構成と略同一であるため説明を省略する。
φL3W/φL3T<0 ・・・(6)
φL4W/φL4T<0 ・・・(7)
φL3W/φL4W<0 ・・・(8)
これにより、第1実施形態と同様に、広角側における屈折力変動によるペッツバール和の変動を小さくし、かつ、ズーム比を大きく取ることができる。即ち、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1液体レンズ301は、負の屈折力から正の屈折力へ変化して、第2及び第3液体レンズ306、307を組み合わせた液体レンズは、正の屈折力から負の屈折力へ変化するのが良い。
次に、本発明の第3実施形態に係るズームレンズについて説明する。本実施形態のズームレンズは、第1実施形態に係るズームレンズ100において液体レンズを3個設置し、液体レンズの設置個数の増加に伴い各光学素子の配置を変更している。図9は、本実施形態に係るズームレンズの構成を示す概略断面図である。このズームレンズ500は、物体側から順に、第1固定レンズ501と、第1液体レンズ502と、第2固定レンズ503と、絞り504と、第2液体レンズ505と、第3固定レンズ506と、第3液体レンズ507と、第4固定レンズ508とを備える。図9において、特に、図9(a)は、広角端におけるズームレンズ500のレンズ断面図を示す。図9(b)は、中間のズーム位置(Middle)におけるズームレンズ500のレンズ断面図を示す。また、図9(c)は、望遠端(Tele)におけるズームレンズ500のレンズ断面図を示す。ここで、第1〜3液体レンズ502、505、507の構成は、第1実施形態の第1液体レンズ101の構成と略同一であるため説明を省略する。
101 第1屈折力可変素子
103 絞り
107 第1面
108 結像面
109 可変面
Claims (4)
- 屈折力可変素子と、レンズと、絞りとを有するズームレンズであって、
前記屈折力可変素子は、前記絞りの光入射側に配置されており、
前記ズームレンズの第1面から結像面までの距離をTaとし、前記屈折力可変素子の前記絞りに最も近い屈折力可変面から前記絞りまでの距離をTbとするとき、
Tb/Ta<0.22
の条件を満たし、
前記レンズは、前記屈折力可変素子と前記絞りとの間に配置され、前記結像面に凹面を向けたメニスカスレンズである、
ことを特徴とするズームレンズ。 - 前記絞りの光出射側に第2の屈折力可変素子を有することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
- 広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記絞りの光入射側に配置された屈折力可変素子は、負の屈折力から正の屈折力へ変化し、前記絞りの光出射側に配置された屈折力可変素子は、正の屈折力から負の屈折力へ変化することを特徴とする請求項2に記載のズームレンズ。
- 前記絞りと、該絞りの光出射側に配置された屈折力可変素子との間に、正の屈折力の第2のレンズを有することを特徴とする請求項2又は3に記載のズームレンズ。
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