JP5590464B2 - 広角レンズ、撮像レンズユニット、カメラおよび携帯情報端末装置 - Google Patents
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Description
一方、レトロフォーカス型の広角レンズは、合焦する際にフォーカシングレンズを繰り出すと収差のバランスが崩れ、像性能に影響を及ぼしやすい。発生した収差を補正する為には、フォーカス群とは独立に動くフローティングレンズ群を採用した広角レンズが知られている。その一例として、特許文献1(特開2003−121735号公報)に開示のものがある。
従来、2群構成の広角レンズは、全体で負の屈折力を有する第1レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群とに配置されるレンズ構成が多く発明されている。交換レンズ方式である一眼レフカメラは、カメラ内部にミラーが設置されているため、その分バックフォーカスを長くする必要がある。
また、特許文献4(特許第3500473号公報)、特許文献5(特開2008−151949号公報)、特許文献6(特開2008−89997号公報)、等の広角レンズもある。
デジタルカメラ、ビデオカメラ用の2群構成の広角レンズとしては、上述したように、例えば、特許文献1(特開2003−121735号公報)、特許文献2(特許第3495631号公報)、特許文献4(特許第3500473号公報)、特許文献5(特開2008−151949号公報)等に開示のものがある。
また、2群構成のレンズとしては、特許文献3(特許第3352264号公報)、特許文献6(特開2008−89997号公報)等に開示のレンズがある。
しかしながら、特許文献1(特開2003−121735号公報)の光学系は、レンズ11枚の2群構成からなるレンズであるが、レンズ枚数が多く、全長も大きいため小型化に不利である。
また、特許文献3(特許第3352264号公報)の光学系は、レンズ10枚の2群構成とされており、レトロフォーカス型のF1.8程度のレンズであるが、バックフォーカスが焦点距離よりも長いため小型化に不利である。
請求項1に記載の発明の目的は、小型で高性能な広角レンズを提供することにある。
請求項2に記載の発明の目的は、高性能な広角レンズを提供することにある。
請求項3に記載の発明の目的は、小型で高性能な広角レンズを提供することにある。
請求項4に記載の発明の目的は、高性能な広角レンズを提供することにある。
請求項5に記載の発明の目的は、小型で高性能な広角レンズを有する撮影レンズユニットを提供することにある。
請求項6に記載の発明の目的は、小型で高性能な広角レンズを有するカメラを提供することにある。
請求項7に記載の発明の目的は、小型で高性能な広角レンズを有する携帯情報端末装置を提供することにある。
物体側から像側に向かって順次、全体で正の屈折力を有する第1レンズ群、絞りおよび全体で正の屈折力を有する第2レンズ群で構成される光学系において、無限遠物体から至近距離物体に合焦するとき、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群は独立に光軸方向に異なる移動量で移動し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群にそれぞれ接合レンズを少なくとも1枚以上有し、無限遠におけるレンズ全系の焦点距離F、無限遠におけるバックフォーカスBF、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第1レンズ群の最も像面側のレンズ面までの距離D1、前記第2レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第2レンズ群の最も像面側のレンズ面までの距離D2、前記第2レンズ群の最も物体側のレンズの焦点距離f2 1 、前記第2レンズ群の物体側から2番目に配置したレンズの焦点距離(但し、前記第2レンズ群の物体側から2番目に配置したレンズが単レンズの場合は単レンズの焦点距離、接合レンズの場合は該接合レンズの焦点距離)f2 2 、前記第2レンズ群の最も物体側のレンズの第2面から次に配置されるレンズの第1面までの距離d2 1−2 が、下記条件式(1)、(2)、(3):
4.0>BF/F (1)
0.5<D1/D2<1.0 (2)
1.5<f2 1 /(f2 2 ・d2 1−2 )<4.4 (3)
を満足することを特徴とする広角レンズ。
請求項1に記載の広角レンズであって、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズに、接合レンズを用いることを特徴としている。
請求項1または2に記載の広角レンズであって、
前記第2レンズ群の焦点距離F2、無限遠におけるレンズ全系の焦点距離Fが、下記条件式(4):
1.0<F2/F<1.5 (4)
を満足することを特徴としている。
請求項4に記載の広角レンズは、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の広角レンズであって、
無限遠における光学系全長L、像面サイズの対角の長さYが、下記条件式(5):
0.1<Y/L<0.8 (5)
を満足することを特徴としている。
請求項5に記載の発明に係る撮影レンズユニットは、撮影用光学系として、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の広角レンズを含むことを特徴としている。
請求項6に記載した発明に係るカメラは、撮影光学系として、請求項1〜4のいずれか1項に記載の広角レンズを含むことを特徴としている。
請求項7に記載した発明に係る携帯情報端末装置は、撮影用光学系として、請求項1〜4のいずれか1項に記載の広角レンズを含むことを特徴としている。
即ち、本発明の請求項1に記載の広角レンズによれば、
物体側から像側に向かって順次、全体で正の屈折力を有する第1レンズ群、絞りおよび全体で正の屈折力を有する第2レンズ群で構成される光学系において、無限遠物体から至近距離物体に合焦するとき、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群は独立に光軸方向に異なる移動量で移動し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群にそれぞれ接合レンズを少なくとも1枚以上有し、無限遠におけるレンズ全系の焦点距離F、無限遠におけるバックフォーカスBF、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第1レンズ群の最も像面側のレンズ面までの距離D1、前記第2レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第2レンズ群の最も像面側のレンズ面までの距離D2、前記第2レンズ群の最も物体側のレンズの焦点距離f2 1 、前記第2レンズ群の物体側から2番目に配置したレンズの焦点距離(但し、前記第2レンズ群の物体側から2番目に配置したレンズが単レンズの場合は単レンズの焦点距離、接合レンズの場合は該接合レンズの焦点距離)f2 2 、前記第2レンズ群の最も物体側のレンズの第2面から次に配置されるレンズの第1面までの距離d2 1−2 が、下記条件式(1)、(2)、(3):
4.0>BF/F (1)
0.5<D1/D2<1.0 (2)
1.5<f2 1 /(f2 2 ・d2 1−2 )<4.4 (3)
を満足することにより、小型で高性能な広角レンズを得ることが可能となる。
また、条件式(2)の上限を超える場合は、球面収差、歪曲収差が大きくなる傾向があり、下限を下回る場合は、球面収差、非点収差が大きくなる傾向があり望ましくない。
但し、前記第2レンズ群の最も物体側のレンズと次に配置されるレンズを「正−正負」と組み合わせることで、歪曲収差、像面収差、軸上収差を効果的に補正しているが、この条件式(3)の範囲外の場合、歪曲収差、像面湾曲、軸上収差が大きく発生するため、望ましくない。
また、本発明の請求項2に記載の広角レンズによれば、
請求項1に記載の広角レンズにおいて、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズに接合レンズを用いることによって、軸上色収差、倍率色収差、コマ収差の発生をバランス良く抑えることができる。
請求項1または2項に記載の広角レンズにおいて、
前記第2レンズ群の焦点距離F2、無限遠におけるレンズ全系の焦点距離Fが、下記条件式(4):
1.0<F2/F<1.5 (4)
を満足することにより、小型で高性能な広角レンズを得ることが可能となる。
但し、条件式(4)の上限を超える場合、前記第2レンズ群の屈折力が弱くなり、球面収差がオーバーとなる傾向がある。条件式(4)の下限を下回る場合、前記第2レンズ群の屈折力が強くなり、球面収差がアンダーとなる傾向があり望ましくない。
無限遠における光学系全長L、像面サイズの対角の長さYが、下記条件式(5):
0.1<Y/L<0.8 (5)
を満足することにより、高性能な広角レンズを得ることが可能となる。
上記条件式(5)の下限を超える場合は、像面に対して光学系全長が長くなり、小型なレンズを得ることが困難となる。
また、本発明の請求項5に記載の撮像レンズユニットによれば、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の広角レンズを含むことにより、小型、高性能である広角レンズを撮影光学系として利用した、高画質の撮像レンズユニットを提供することができる。
また、本発明の請求項6に記載のカメラによれば、
請求項1〜4のいずれか1項の広角レンズを含むことにより、小型、高性能である広角レンズを撮影光学系として利用した、高画質の撮像を可能としたカメラを提供することができる。
また、本発明の請求項7に記載の携帯情報端末装置によれば、
請求項1〜4のいずれか1項の広角レンズを含むことにより、小型、高性能である広角レンズを撮影光学系として利用した、高画質の撮像を可能とした携帯情報端末装置を提供することができる。
即ち、図1は、本発明の第1の実施の形態に係る広角レンズを示すと共に、具体的数値に基づく実施例1に係る広角レンズの断面構成を示す断面図である。
具体的な数値を含む実施例について説明する前に、先ず、本発明の原理的な実施の形態を説明する。
即ち、本発明の第1の実施の形態に係る広角レンズは、図1に示すように、2群構成となっており、物体側から像側へ向かって、順次、全体で正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群G2とを配置して物体の光学像を結像させる光学系を構成している。
フォーカシング、即ち、合焦操作、に際しては、前記第1レンズ群G1と第2レンズ群G2とを独立して光軸方向に異なる繰出量(移動量)で移動させて有限距離の物体に合焦させる。
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間には、光学絞りAPが配置されており第2レンズ群G2の後方には、バック挿入ガラスBGが配置されている。
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2は、各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、フォーカシング等に際しては、各群毎に一体的に動作する。この場合、光学絞りAPは、第1レンズG1の第5レンズL5と第2レンズ群G2の第6レンズL6との間に配置され、第1レンズ群G1と一体に動作する。
物体側から像側に向かって順次、全体で正の屈折力を有する第1レンズ群、絞りおよび全体で正の屈折力を有する第2レンズ群で構成される光学系において、無限遠物体から至近距離物体に合焦するとき、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群は独立に光軸方向に異なる移動量で移動し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群にそれぞれ接合レンズを少なくとも1枚以上有し、無限遠におけるレンズ全系の焦点距離F、無限遠におけるバックフォーカスBF、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第1レンズ群の最も像面側のレンズ面までの距離D1、前記第2レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第2レンズ群の最も像面側のレンズ面までの距離D2、前記第2レンズ群の最も物体側のレンズの焦点距離f2 1 、前記第2レンズ群の物体側から2番目に配置したレンズの焦点距離(但し、前記第2レンズ群の物体側から2番目に配置したレンズが単レンズの場合は単レンズの焦点距離、接合レンズの場合は該接合レンズの焦点距離)f2 2 、前記第2レンズ群の最も物体側のレンズの第2面から次に配置されるレンズの第1面までの距離d2 1−2 が、下記条件式(1)、(2)、(3):
4.0>BF/F (1)
0.5<D1/D2<1.0 (2)
1.5<f2 1 /(f2 2 ・d2 1−2 )<4.4 (3)
を満足する(請求項1に対応する)。
このような構成とすることにより、
良好なる光学性能を有し、無限遠物体から至近距離物体へのフォーカシングの際に生じる収差をフローティングにより良好に補正し、2群で、群構成が正・正である、小型で高性能な広角レンズを得ることが可能となる。
また、条件式(2)は、小型で高性能な広角レンズを得るための条件式であり、条件式(2)の上限を超える場合は、球面収差、歪曲収差が大きくなる傾向があり、下限を下回る場合は、球面収差、非点収差が大きくなる傾向があり望ましくない。
但し、前記第2レンズ群の最も物体側のレンズと次に配置されるレンズを「正−正負」と組み合わせることで、歪曲収差、像面湾曲、軸上色収差を効果的に補正しているが、この条件式(3)の範囲外の場合、歪曲収差、像面湾曲、軸上収差が大きく発生するため望ましくない。
また、本発明に係る広角レンズは、
前記第1レンズ群の最も物体側のレンズに接合レンズを用いる(請求項2に対応する)。
このことによって、軸上色収差、倍率色収差、コマ収差の発生をバランス良く抑えることができる。
前記第2レンズ群の焦点距離F2と、無限遠におけるレンズ全系の焦点距離Fが、下記条件式(4):
1.0<F2/F<1.5 (4)
を満足するように構成する(請求項3に対応する)。
このような構成とすることによって、小型で高性能な広角レンズを得ることが可能となる。
但し、条件式(4)の上限を超える場合、前記第2レンズ群の屈折力が弱くなり、球面収差がオーバーとなる傾向がある。下限を下回る場合、第2レンズ群の屈折力が強くなり、球面収差がアンダーとなる傾向があり望ましくない。
無限遠における光学系全長L、像面サイズの対角の長さYが、下記条件式(5):
0.1<Y/L<0.8 (5)
を満足するように構成する(請求項4に対応する)。
このような構成とすることによって、高性能な広角レンズを得ることが可能となる。
上記条件式(5)の下限を下回る場合は、像面に対して光学系全長が長くなり、小型なレンズを得ることが困難となる。
また、本発明に係る撮影レンズユニットによれば、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の広角レンズを含むことにより、小型、高性能である広角レンズを撮影光学系として利用した、高画質の撮像レンズユニットを提供することができる(請求項5に対応する)。
また、本発明に係るカメラによれば、
小型、高性能である広角レンズを撮影光学系として利用した、高画質の撮像を可能としたカメラを提供することができる(請求項6に対応する)。
また、本発明に係る携帯情報端末装置によれば、小型、高性能である広角レンズを撮影光学系として利用して高画質の撮像を得ることが可能となる(請求項7に対応する)。
実施例1、実施例2および実施例3の各広角レンズにおける収差は、図2、図3と図5、図6と図8、図9に示されるように、高いレベルで補正されており、球面収差、非点収差、像面湾曲およびコマ収差も充分に補正され、歪曲収差も絶対値で2.0%程度となっている。これら本発明の実施例1、実施例2および実施例3のような広角レンズを構成することにより、半画角が38度前後と広角で、且つF値(Fナンバ)が2.5程度と大口径でありながら、非常に良好な結像性能を確保し得ることは、各実施例より明らかである。
Fno:F値(Fナンバ、即ち、開口数)
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
ω:半画角(度)
また、非球面に関しては、面の頂点を基準としたときの光軸からの高さHの位置での光軸方向の変位Xが、円錐係数をk、4次、6次、8次、10次、…の非球面係数をそれぞれC4、C6、C8、C10、…とし、近軸曲率半径をR(c=1/R)として、次の式(6)で定義される。
即ち、本発明の実施例1に係わる広角レンズの光学系は、図1に示すように、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、光学絞りAP、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、第10レンズL10、第11レンズL11、そしてバック挿入ガラスBGを具備しており、これらを図示のように、物体側から像面側に向かって、順次配置し、第1レンズL1と第2レンズL2は、L1−L2接合レンズ、第4レンズL4と第5レンズL5は、L4−L5接合レンズ、第7レンズL7と第8レンズL8は、L7−L8接合レンズ、第9レンズL9と第10レンズL10は、L9−L10接合レンズを構成している。
図1には、各光学面の面番号も示している。なお、図1に対する各参照符号は、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、後述する図4および図7と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
フォーカシング、即ち、合焦操作、に際しては、前記第1レンズ群G1と第2レンズ群G2とを独立して図1の矢印をもって示すように、光軸方向に異なる繰出量(移動量)で移動させて有限距離の物体に合焦させる。
第1レンズ群G1は、正の屈折力を有し、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズからなる第1レンズL1と、負の屈折力を有し、この場合負メニスカスレンズからなる第2レンズL2と、負の屈折力を有し、凸面を像面側に向けた負メニスカスレンズからなる第3レンズL3と、正の屈折力を有し、像面側に強い曲率の凸面を向けた両凸レンズからなる第4レンズL4と、負の屈折力を有し、負メニスカスレンズからなる第5レンズL5とで構成され、このうち、第1レンズL1と第2レンズL2は、互いに密接して貼り合わせて一体に接合し、2枚接合レンズからなるL1−L2接合レンズを形成し、第4レンズL4と第5レンズL5は、互いに密接して貼り合わせて一体に接合し、2枚接合レンズからなるL4−L5接合レンズを形成している。
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間には、光学絞りAPが配置されており第2レンズ群G2の後方には、バック挿入ガラスBGが配置されている。
フォーカシング、即ち、合焦操作に際しては、第1レンズL1から第5レンズL5までの第1レンズ群G1と、第6レンズL6から第11レンズL11までの第2レンズ群G2とを、図1において矢印をもって示すように、無限遠物体から至近距離物体に合焦するとき、互いに異なる別々の繰り出し量で物体側に繰り出して移動させる。
この実施例1においては、全系の焦点距離F、開放F値Fnoおよび半画角ωが、それぞれF=18.3mm、Fno=2.56およびω=38.0度であり、この実施例1における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Ndおよびアッベ数νd等の光学特性は下記表1の通りである。
即ち、表1においては、「*」が付された第19面、即ち、第11レンズL11の像側面の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。
即ち、第11レンズの像側の面(第19面)の円錐係数は、K=0.00000であり、非球面のパラメータは、次の表2の通りである。
(1) BF/F=0.81
(2) D1/D2=0.78
(3) f21/(f22・d21−2)=2.20
(4) F2/F=1.23
(5) Y/L=0.56
したがって、この実施例1における先に述べた条件式(1)〜条件式(5)に係る数値は、それぞれ各条件式の範囲内であり、条件式(1)〜条件式(5)を満足している。
また、図2に、実施例1に係る広角レンズが無限遠物体に合焦した状態における球面収差、非点収差および歪曲収差の各収差曲線図をそれぞれ示しており、図3に、コマ収差の収差曲線図を示している。
なお、これらの収差曲線図において、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、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
即ち、本発明の実施例2に係わる広角レンズの光学系は、図4に示すように、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、光学絞りAP、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、第10レンズL10、第11レンズL11、そしてバック挿入ガラスBGを具備しており、これらを図示のように、物体側から像面側に向かって、順次配置し、第1レンズL1と第2レンズL2は、L1−L2接合レンズ、第4レンズL4と第5レンズL5は、L4−L5接合レンズ、第7レンズL7と第8レンズL8は、L7−L8接合レンズ、第9レンズL9と第10レンズL10は、L9−L10接合レンズを構成している。
図4には、各光学面の面番号(1〜22)も示している。なお、図4に対する各参照符号は、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、前述した図1、後述する図7と共通の参照符号を付していてもそれらに対応する実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
フォーカシング、即ち、合焦操作、に際しては、前記第1レンズ群G1と第2レンズ群G2とを独立して図4の矢印をもって示すように、光軸方向に異なる繰出量(移動量)で移動させて有限距離の物体に合焦させる。
第1レンズ群G1は、正の屈折力を有し、凸面を物体側に向けた正メニスカスレンズからなる第1レンズL1と、負の屈折力を有し、この場合負メニスカスレンズからなる第2レンズL2と、負の屈折力を有し、凸面を像面側に向けた負メニスカスレンズからなる第3レンズL3と、正の屈折力を有し、像面側に強い曲率の凸面を向けた両凸レンズからなる第4レンズL4と、負の屈折力を有し、負メニスカスレンズからなる第5レンズL5とで構成され、このうち、第1レンズL1と第2レンズL2は、互いに密接して貼り合わせて一体に接合し、2枚接合レンズからなるL1−L2接合レンズを形成し、第4レンズL4と第5レンズL5は、互いに密接して貼り合わせて一体に接合し、2枚接合レンズからなるL4−L5接合レンズを形成している。
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間には、光学絞りAPが配置されており第2レンズ群G2の後方には、バック挿入ガラスBGが配置されている。
フォーカシング、即ち、合焦操作に際しては、第1レンズL1から第5レンズL5までの第1レンズ群G1と、第6レンズL6から第11レンズL11までの第2レンズ群G2とを、図1において矢印をもって示すように、無限遠物体から至近距離物体に合焦するとき、互いに異なる別々の繰り出し量で物体側に繰り出して移動させる。
この実施例2においては、全系の焦点距離F、開放F値Fnoおよび半画角ωが、それぞれF=18.3mm、Fno=2.56およびω=38.0度であり、この実施例2における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Ndおよびアッベ数νd等の光学特性は下記表4の通りである。
即ち、表4においては、「*」が付された第19面、即ち、第11レンズL11の像面側の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。
即ち、第11レンズL11の像側の面(第19面)の円錐係数は、K=0.00000であり、非球面のパラメータは、次の表5の通りである。
(1) BF/F=0.80
(2) D1/D2=0.79
(3) f21/(f22・d21−2)=3.71
(4) F2/F=1.23
(5) Y/L=0.56
したがって、この実施例2における先に述べた条件式(1)〜条件式(5)に係る数値は、それぞれ各条件式の範囲内であり、条件式(1)〜条件式(5)を満足している。
また、図5に、実施例2に係る広角レンズが無限遠物体に合焦した状態における球面収差、非点収差および歪曲収差の各収差曲線図をそれぞれ示しており、図6にコマ収差の収差曲線図を示している。
なお、これらの収差曲線図において、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、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
即ち、本発明の実施例3に係わる広角レンズの光学系は、図7に示すように、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、光学絞りAP、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、第10レンズL10、第11レンズL11、そしてバック挿入ガラスBGを具備しており、これらを図示のように、物体側から像面側に向かって、順次配置し、第1レンズL1と第2レンズL2は、L1−L2接合レンズ、第4レンズL4と第5レンズL5は、L4−L5接合レンズ、第7レンズL7と第8レンズL8は、L7−L8接合レンズ、第9レンズL9と第10レンズL10は、L9−L10接合レンズを構成している。
本発明の実施例3に係る広角レンズは、図7に示すように、2群構成となっており、物体側から像側へ向かって、順次、全体で正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、全体として正の屈折力を有する第2レンズ群G2とを配置して物体の光学像を結像させる光学系を構成している。
フォーカシング、即ち、合焦操作、に際しては、前記第1レンズ群G1と第2レンズ群G2とを独立して図7の矢印をもって示すように、光軸方向に異なる繰出量(移動量)で移動させて有限距離の物体に合焦させる。
第2レンズ群G2は、正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けた両凸レンズからなる第6レンズL6と、正の屈折力を有し、像面側に強い曲率の凸面を向けた両凸レンズからなる第7レンズL7と、負の屈折力を有し、物体側に強い曲率の凹面を向けた両凹レンズからなる第8レンズL8と、負の屈折力を有し、物体側に強い曲率の凹面を向けた両凹レンズからなる第9レンズL9と、正の屈折力を有し、像面側に強い曲率の凸面を向けた両凸レンズからなる第10レンズと、正の屈折力を有し、像面側に強い曲率の凸面を向けた両凸レンズからなる第11レンズL11とで構成され、このうち、第7レンズL7と第8レンズL8は、互いに密接して貼り合わせて一体に接合し、2枚接合レンズL7−L8接合レンズを形成し、第9レンズL9と第10レンズL10は、互いに密接して貼り合せて一体に接合し、2枚接合レンズL9−L10接合レンズを形成している。また、第11レンズL11の像面側(第19面側)を非球面としている。
フォーカシング、即ち、合焦操作に際しては、第1レンズL1から第5レンズL5までの第1レンズ群G1と、第6レンズL6から第11レンズL11までの第2レンズ群G2とを、図7において矢印をもって示すように、無限遠物体から至近距離物体に合焦するとき、互いに異なる別々の繰り出し量で物体側に繰り出して移動させる。
第1レンズ群G1と第2レンズ群G2は、各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、フォーカシング等に際しては、各群毎に一体的に動作する。この場合、光学絞りAPは、第1レンズG1の第5レンズL5と第2レンズ群G2の第6レンズL6との間に配置され、第1レンズ群G1と一体に動作する。
この実施例3においては、全系の焦点距離F、開放F値Fnoおよび半画角ωが、それぞれF=18.3mm、Fno=2.56およびω=38.0度であり、この実施例3における各光学要素における光学面の曲率半径(非球面については近軸曲率半径)R、隣接する光学面の面間隔D、屈折率Ndおよびアッベ数νd等の光学特性は下記表7の通りである。
即ち、表7においては、「*」が付された第19面、即ち、第11レンズL11の像側面の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。
即ち、第11レンズL11の像側の面(第19面)の円錐係数は、K=0.00000であり、非球面のパラメータは、次の表8の通りである。
(1) BF/F=0.81
(2) D1/D2=0.78
(3) f21/(f22・d21−2)=3.71
(4) F2/F=1.31
(5) Y/L=0.56
したがって、この実施例3における先に述べた条件式(1)〜条件式(5)に係る数値は、それぞれ各条件式の範囲内であり、条件式(1)〜条件式(5)を満足している。
また、図8に、実施例3に係る広角レンズが無限遠物体に合焦した状態における球面収差、非点収差および歪曲収差の各収差曲線図をそれぞれ示しており、図9に、コマ収差の収差曲線図を示している。
なお、これらの収差曲線図において、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、他の実施例に係る収差曲線図についても同様である。
デジタルカメラは、撮影レンズ101とCMOS(相補型金属酸化物半導体)撮像素子やCCD(電荷結合素子)撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子111を有しており、撮像用光学系である撮影レンズ(広角レンズ)101によって形成される撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を受光素子111によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ101として、実施例1、実施例2および実施例3において説明した本発明に係る広角レンズを用いている(請求項6または請求項7に対応する)。
受光素子111の出力は、中央演算装置114によって制御される信号処理装置112によって処理され、デジタル画像情報に変換される。信号処理装置112によってデジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置114によって制御される画像処理装置113において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ115に記録される。この場合、半導体メモリ115は、メモリカードスロット109に装填されたメモリカードでもよく、デジタルカメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ106には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ115に記録されている画像を表示することもできる。
撮影レンズ101は、デジタルカメラの携帯時には図10の(a)に示すように沈胴状態にあってデジタルカメラのボディー内に埋没しており、ユーザが電源スイッチ108を操作して電源を投入すると、図10の(b)に示すように鏡胴が繰り出され、デジタルカメラのボディーから突出する構成とする。ズームレバー103を操作することによって、被写体画像の切り出し範囲を変更して擬似的に変倍するいわゆるデジタルズーム方式のズーミングを行うこともできる。このとき、ファインダ104の光学系も有効画角の変化に連動して変倍するようにすることが望ましい。
多くの場合、シャッタボタン102の半押し操作により、フォーカシングがなされる。
シャッタボタン102をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ115に記録した画像を液晶モニタ106に表示させたり、通信カード等116を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン107を所定のごとく操作する。半導体メモリ115および通信カード等116は、メモリカードスロット109および通信カードスロット110等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
なお、撮影レンズ101が沈胴状態にあるときには、結像レンズの各群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば、沈胴時に第2レンズ群G2が光軸上から退避して、第1レンズ群G1と並列的に収納されるような機構とすれば、デジタルカメラのさらなる薄型化を実現することができる。
G2 第2レンズ群
L1〜L11 第1レンズ〜第7レンズ
AP 光学絞り
BG バック挿入ガラス等
101 撮影レンズ
102 シャッタボタン
103 ズームレバー
104 ファインダ
105 ストロボ
106 液晶モニタ
107 操作ボタン
108 電源スイッチ
109 メモリカードスロット
110 通信カードスロット
111 受光素子(エリアセンサ)
112 信号処理装置
113 画像処理装置
114 中央演算装置(CPU)
115 半導体メモリ
116 通信カード等
Claims (7)
- 物体側から像側に向かって順次、全体で正の屈折力を有する第1レンズ群、絞りおよび全体で正の屈折力を有する第2レンズ群で構成される光学系において、無限遠物体から至近距離物体に合焦するとき、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群は独立に光軸方向に異なる移動量で移動し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群にそれぞれ接合レンズを少なくとも1枚以上有し、無限遠におけるレンズ全系の焦点距離F、無限遠におけるバックフォーカスBF、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第1レンズ群の最も像面側のレンズ面までの距離D1、前記第2レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第2レンズ群の最も像面側のレンズ面までの距離D2、前記第2レンズ群の最も物体側のレンズの焦点距離f2 1 、前記第2レンズ群の物体側から2番目に配置したレンズの焦点距離(但し、前記第2レンズ群の物体側から2番目に配置したレンズが単レンズの場合は単レンズの焦点距離、接合レンズの場合は該接合レンズの焦点距離)f2 2 、前記第2レンズ群の最も物体側のレンズの第2面から次に配置されるレンズの第1面までの距離d2 1−2 が、下記条件式(1)、(2)、(3):
4.0>BF/F (1)
0.5<D1/D2<1.0 (2)
1.5<f2 1 /(f2 2 ・d2 1−2 )<4.4 (3)
を満足することを特徴とする広角レンズ。 - 前記第1レンズ群の最も物体側のレンズに、接合レンズを用いることを特徴とする請求項1に記載の広角レンズ。
- 前記第2レンズ群の焦点距離F2、無限遠におけるレンズ全系の焦点距離Fが、下記条件式(4):
1.0<F2/F<1.5 (4)
を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の広角レンズ。 - 無限遠における光学系全長L、像面サイズの対角の長さYが、下記条件式(5):
0.1<Y/L<0.8 (5)
を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の広角レンズ。 - 撮影光学系として、請求項1〜4のいずれか1項に記載の広角レンズを含むことを特徴とする撮像レンズユニット。
- 撮影用光学系として、請求項1〜4のいずれか1項に記載の広角レンズを含むことを特徴とするカメラ。
- カメラ機能部の撮影用光学系として請求項1〜4のいずれか1項に記載の広角レンズを含むことを特徴とする携帯情報端末装置。
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