JP5635377B2 - 光路折り曲げ部材を有するズームレンズ及びそれを備える撮像装置 - Google Patents

光路折り曲げ部材を有するズームレンズ及びそれを備える撮像装置 Download PDF

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Description

本発明は、光路折り曲げ部材を光路中に有するズームレンズ、およびこのズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。
従来、光路中に反射部材を配置して光路を折り曲げることにより、光学系の薄型化を図ったズームレンズが知られている。なかでも、ズームレンズのタイプとして、負の屈折力のレンズ群を最も物体側に配置したタイプ(以下、負先行タイプ)で、なお且つ、その負の屈折力のレンズ群中に反射部材を配置さたせたタイプが知られている。一方で、正の屈折力のレンズ群を最も物体側に配置したタイプ(以下、正先行タイプ)のズームレンズも知られている。
負先行タイプのズームレンズは、正先行タイプのズームレンズと比較して、レンズ群数を低減できるというメリットや、レンズ群の偏心による影響、例えば結像性能の劣化を抑えやすくなるといったメリットを持つ。従来の負先行タイプのズームレンズは、変倍比が3倍程度のものが多いが、最近では、特許文献1のように高変倍比のズームレンズが実現されている。
特許文献1に開示されたズームレンズは、物体側から像側に順に、負屈折力の第1レンズ群、正屈折力の第2レンズ群、負屈折力の第3レンズ群、正屈折力の第4レンズ群からなる構成となっている。このように、負屈折力の第3レンズ群を配置することで、第3レンズ群にも変倍機能を持たせ、変倍比の確保とレンズ全長の短縮化を行っている。
特開2010−152144号公報
しかしながら、特許文献1に開示されるズームレンズは、第2レンズ群の構成が4枚のレンズで構成されているので、第2レンズ群の全長(光軸方向の厚み)が大きくなりやすい。そのため、変倍時の移動領域の確保の点で不利であると共に、コストの点でも不利となる。
本発明は、このような課題に鑑み、負先行タイプで、光路中に光路折り曲げ部材を有するズームレンズにおいて、高い光学性能と変倍比を維持した上で、小型で低コストなズームレンズ、及びこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のズームレンズは、物体側から像側に順に、負屈折力の第1レンズ群と、正屈折力の第2レンズ群と、負屈折力の第3レンズ群と、正屈折力のリアレンズ群からなり、
第1レンズ群と第2レンズ群との間隔は広角端よりも望遠端にて減少し、
第2レンズ群と第3レンズ群との間隔は広角端よりも望遠端にて増大し、
第3レンズ群は広角端から望遠端への変倍の際に移動し、
広角端から望遠端への変倍の際に、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
第1レンズ群は光路折り曲げ部材を有し、
第2レンズ群は、物体側から像側に順に、第1正レンズと、第2正レンズと、1枚の負レンズからなり、
リアレンズ群は、1つの正レンズ群または変倍時に相対間隔が変化する2つの正レンズ群からなり
以下の条件式(1)、(2)を満足することを特徴とする。
/f>4.0 (1)
1.3<β2Gt/β2Gw<30 (2)
ただし、
は、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
は、望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
β2Gwは、広角端における第2レンズ群の横倍率、
β2Gtは、望遠端における第2レンズ群の横倍率、
である。
本発明のズームレンズは負先行タイプのズームレンズであって、光学系の薄型化や小型化に有利な光路折り曲げ部材を光学系中に有している。また、リアレンズ群の屈折力を正とすることで射出瞳を像面から離し、軸外主光線が光軸とできるだけ平行になるようにしている。
また、本発明のズームレンズは、正屈折力の第2レンズ群と負の屈折力の第3レンズ群にて変倍機能(高い変倍比)を確保する光学系である。このような光学系で小型化、かつ、高変倍比化を達成しようとすると、第2レンズ群には、移動量の確保とレンズ群全長の短縮を両立させることが要求される。そのため、本発明のズームレンズでは、第2レンズ群を3枚のレンズにて構成することで、第2レンズ群の全長を短縮している。これにより、隣り合うレンズ群との空間を広げることができるので、結果として、レンズ群全長の短縮化と同時に移動量の確保が実現できる。
更に、本発明のズームレンズでは、第2レンズ群を2枚の正レンズと1枚の負レンズで構成し、これらのレンズを物体側から順に、第1正レンズ、第2正レンズ、負レンズで配置している。このように、屈折力の配置を正・正・負とすることによって、第2レンズ群全体の主点位置を物体側へ位置させることができる。その結果、特に、望遠端における光学系全体の主点位置を物体側に位置させることができるので、望遠端での光学系全長の短縮化が実現できる。また、複数の正レンズと負レンズにより、第2レンズ群単体で良好な収差補正ができる。
また、第2レンズ群の移動に伴って像面が移動するため、本発明のズームレンズでは、第3レンズ群の屈折力を負とし、かつ、変倍に際して第3レンズ群を移動させている。このようにすることで、変倍時の第2レンズ群の移動に伴う像面の移動を抑制し、変倍時に像面を略同一位置に保持するようにしている。
そして、本発明のズームレンズは、上記の構成を備えた上で条件式(1)、(2)を満足するのが好ましい。
条件式(1)は、ズームレンズの好ましい変倍比を特定するものである。
条件式(2)は、第2レンズ群における変倍量(変倍比)について、その好ましい範囲を特定するものである。ズームレンズが条件式(1)を満足するようにした状態で、第2レンズ群が条件式(2)を満足することが好ましい。
条件式(2)の下限を下回らないようにすることで、第2レンズ群での変倍量が不足することを防止できる。この場合、第2レンズ群が負担すべき変倍量が確保することができるので、他のレンズ群に負担がかからない。よって、他のレンズ群での諸収差の発生を抑えることができる。
また、条件式(2)の上限を上回らないようにすることで、第2レンズ群の変倍量が過剰になることを抑えることができる。これにより、第2レンズ群の移動量を抑えることができるので、光学系の小型化ができる。
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
0.4<f2GP1/f2G<2 (3)
ただし、
2GP1は、第2レンズ群の第1正レンズの焦点距離、
2Gは、第2レンズ群の焦点距離、
である。
条件式(3)は、第2レンズ群の第1正レンズの屈折力について、その好ましい範囲を特定するものである。
条件式(3)の下限を下回らないようにすることで、第2レンズ群の第1正レンズの屈折力が過剰になる(必要以上に大きくなる)ことを防止できる。その結果、軸上収差と軸外収差の双方の収差を良好に補正することができる。
条件式(3)の上限を上回らないようにすることで、第2レンズ群の第1正レンズの屈折力が不足する(必要以上に小さくなる)ことを防止できる。その結果、第2レンズ群内の主点を物体側より位置させることや、第2レンズ群全体の屈折力を確保することができる。
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
0.4<D2GP1/D2G<0.8 (4)
ただし、
GP1は、前記第2レンズ群の前記第1正レンズの光軸上での厚み、
Gは、前記第2レンズ群の光軸上での厚み、
である。
条件式(4)は、第2レンズ群の第1正レンズのレンズ厚について、その好ましい範囲を特定するものである。
条件式(4)の下限を下回らないようにすることで、第1正レンズの光軸上の肉厚が薄くなりすぎることを防止できる。この場合、レンズの強度を確保することができるので、製造が容易となる。また、レンズの肉厚が確保できていることから、レンズ面の形状を曲率半径の小さい形状とすることができるので、第2レンズ群に必要な正の屈折力を確保できる。また、諸収差の補正に有利となる。
また、条件式(4)の上限を上回らないようにすることで、第1正レンズの光軸上の肉厚が厚くなりすぎることを防止できる。その結果、第2レンズ群の全長が長くなるのを防ぐことができる。
また、本発明のズームレンズでは、第3レンズ群は1枚の負レンズからなり、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
ν3G>55 (5)
ただし、
ν3Gは第3レンズ群の負レンズのアッベ数、
である。
条件式(5)は、第3レンズ群の負レンズのアッベ数について、その好ましい範囲を特定するものである。第3レンズ群は大きな屈折力を必要とはしない。よって、第3レンズ群は1枚の負レンズで構成して、コスト低減を行うことが好ましい。条件式(5)を満足する材料を負レンズに用いることで、コスト低減と良好な色収差補正が両立できる。
また、本発明のズームレンズでは、リアレンズ群は物体側から像側に順に、正屈折力の第4レンズ群と正屈折力の第5レンズ群からなり、第4レンズ群は広角端よりも望遠端で像側に位置し、第5レンズ群は変倍時固定であることが好ましい。
第4レンズ群と第5レンズ群の屈折力を共に正屈折力とすることで、正屈折力を2つのレンズ群で分担することができる。このようにすることで、リアレンズ群全体で十分な正屈折力を確保することができる。更に、第4レンズ群の移動に伴う像面湾曲の低減に有利となる。
また、本発明のズームレンズでは、第4レンズ群が以下の条件式(6)を満足することが好ましい。
0.8<f4G/f5G<1.5 (6)
ただし、
4Gは、第4レンズ群の焦点距離、
5Gは、第5レンズ群の焦点距離、
である。
条件式(6)は第4レンズ群と第5レンズ群の屈折力配分について、その好ましい範囲を特定するものである。
条件式(6)の下限を下回らないようにすることで、第4レンズ群の厚みが厚くなることを抑えることができる。第4レンズ群をコンパクトにできるので、第4レンズ群を移動させる移動機構の負担を抑えることができる。
条件式(6)の上限を上回らないようにすることで、第4レンズ群の屈折力が不足することを防止することができる。その結果、第4レンズ群が担っている機能、すなわち移動による変倍機能や収差補正機能等を確保しやすくなる。
また、本発明のズームレンズでは、第レンズ群が1つのレンズ成分からなり、該レンズ成分は、以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
−1.7<(r +r )/(r −r )<−0.4 (7)
ただし、
は、前記第レンズ群の前記レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
は、前記第レンズ群の前記レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
前記レンズ成分は、有効面での空気接触面が物体側面と像側面の2つのみのレンズ体、である。
条件式(7)は、第レンズ群のレンズ成分の形状について、その好ましい範囲を特定するものである。
条件式(7)の下限を下回らないように、且つ条件式(7)の上限を上回らないようにすることで、第レンズ群に入射する光束(軸外主光線)の入射角を小さくできる。その結果、第レンズ群でコマ収差等の軸外収差が発生するのを抑えやすくなる。
また、本発明のズームレンズでは、第4レンズ群が以下の条件式(8)を満足することが好ましい。
0.9<β4GT/β4GW<1.4 (8)
ただし、
β4GTは、第4レンズ群の望遠端での横倍率、
β4GWは、第4レンズ群の広角端での横倍率、
である。
条件式(8)は第4レンズ群の変倍量(変倍比)について、その好ましい範囲を特定するものである。
条件式(8)の下限を下回らないようにすることで、第2レンズ群などでの変倍量の負担を軽減できる。そのため、収差変動を抑制できる。
条件式(8)の上限を上回らないようにすることで、第4レンズ群の変倍量が過剰になることを防止できる。これにより、第4レンズ群が過剰に移動することを防止できるので、ズームレンズの全長の短縮化に有利となる。
また、本発明のズームレンズでは、第1レンズ群は、物体側から像側に順に、負の屈折力の前側サブレンズ群、光路折り曲げ部材、後側サブレンズ群からなり、前側サブレンズ群と後側サブレンズ群がともに負レンズを有し、後側サブレンズ群が正レンズを有することが好ましい。
このようにすることで、第1レンズ群に必要な負の屈折力を確保すると共に、第1レンズ群内で発生する諸収差を十分補正することができる。つまり、第1レンズ群の前側サブレンズ群と後側サブレンズ群にそれぞれ負レンズを配置することで、第1レンズ群で必要とする負屈折力が確保できる。しかも、反射部材の前側と後側に負の屈折力を分担させることで、各レンズで発生する諸収差を抑制しやすくできる。加えて、後側サブレンズ群に正レンズを配置することで、負レンズだけでは補正できない収差を補正することができる。
また、本発明のズームレンズでは、第1レンズ群の前側サブレンズ群が両凹負レンズ成分からなり、該両凹負レンズ成分は負レンズを有することが好ましい。ただし、レンズ成分は、有効面での空気接触面が物体側面と像側面の2つのみのレンズ体を意味する。
前側サブレンズ群が両凹負レンズ成分にすることで、負屈折力を得るにあたって2つのレンズ面を用いることができる。これにより、得られる屈折力の範囲を広くできることから、第1レンズ群の小型化と負の屈折力の確保の両立ができる。また、望遠端での球面収差の低減、望遠端側での結像性能の確保ができる。
また、本発明のズームレンズでは、上記の構成において、前側サブレンズ群の両凹負レンズ成分は両面が非球面であることが好ましい。このようにすると、広角端における軸外収差の発生を抑えやすくなると共に、広角端での高次の像面湾曲の補正に有利となる。
また、本発明のズームレンズでは、上記の構成において、前側サブレンズ群の両凹負レンズ成分は以下の条件式(9)を満足することが好ましい。
−1<(r1FNO+r1FNI)/(r1FNO−r1FNI)<0.7 (9)
ただし、
1FNOは、前側サブレンズ群の両凹負レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
1FNIは、前側サブレンズ群の両凹負レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
条件式(9)は、両凹負レンズ成分の形状について、その好ましい範囲を特定するものである。条件式(9)を満足することで、光学系の小型化と性能確保ができる。
条件式(9)の下限を下回らないようにすることで、両凹形状とし、負パワーを確保しやすくなる。加えて、両凹負レンズ成分の物体側面に入射する軸外主光線の入射角度を小さく抑えることができるので、効率よく軸外収差を抑えることができる。
また、条件式(9)の上限を上回らないようにすることで、入射瞳を物体側に位置させることができるので光学系の小型化ができる。
また、本発明のズームレンズでは、上記の構成において、前側サブレンズ群の両凹負レンズ成分が以下の条件式(10)を満足することが好ましい。
0.03<D1FNon/D1FNoff<0.31 (10)
ただし、
1FNonは、前側サブレンズ群の両凹負レンズ成分の光軸上での厚み、
1FNoffは、前側サブレンズ群の両凹負レンズ成分の最大有効径位置での光軸に沿った方向での厚み、
である。
条件式(10)は、両凹負レンズ成分のレンズ厚について、その好ましい範囲を特定するものである。条件式(10)を満足することで、レンズの強度を確保した上で、必要な曲率半径のレンズを得ることができる。
条件式(10)の下限を下回らないようにするとことで、両凹負レンズ成分の光軸上の肉厚が薄くなりすぎることを防止できる。この場合、レンズの強度を確保することができるので、製造が容易となる。
また、条件式(10)の上限を上回らないようにすることで、軸上と周辺におけるレンズの厚みの差を大きく保つことできる。これにより、レンズの曲率半径をより小さくすることができるため、低屈折率の硝材を用いてもレンズの屈折力を十分に確保できる。これは、例えば、低屈折率の硝材をレンズに用いたとしても、光線を大きく曲げることができるので広画角化等に有利となる。
また、本発明のズームレンズでは、上記の構成において、後側サブレンズ群の正レンズは以下の条件式(11)を満足することが好ましい。
0.02<D1RP/D1G<0.3 (11)
ただし、
1RPは、後側サブレンズ群の正レンズの光軸に沿って計った光軸上の厚み、
1Gは、第1レンズ群の光軸に沿って計った光軸上の厚み、
である。
条件式(11)は、後側サブレンズ群の正レンズの光軸に沿って計った光軸上の厚みについて、その好ましい範囲を特定するものである。条件式(11)を満足することで、広角端および望遠端における倍率色収差を良好に補正することができる。
条件式(11)の下限を下回らないようにすることで、正レンズの光軸上の肉厚が薄くなりすぎることを防止できる。この場合、レンズの強度を確保することができるので、製造が容易となる。また、レンズの肉厚が確保できていることから、レンズ面の形状を曲率半径の小さい形状とすることができるので、屈折力を確保できる。
また、条件式(11)の上限を上回らないようにすることで、正レンズの光軸上の肉厚が厚くなりすぎることを防止できる。その結果、広角端および望遠端における倍率色収差を効率よく補正することができる。
また、本発明のズームレンズでは、上記の構成において、前側サブレンズ群のいずれかの負レンズと後側サブレンズ群のいずれかの正レンズが共にプラスチックで構成されることが好ましい。
前側サブレンズ群の負レンズと後側サブレンズ群の正レンズの硝材をプラスチックにすることで、コストを低減することができる。なお、プラスチックはコスト低減の点で有利であるが、温度の変化によってレンズの焦点距離が大きく変化するという点で不利である。しかしながら、上記のように2つのレンズをプラスチックレンズにした場合、前側サブレンズ群のレンズは負レンズで、後側サブレンズ群のレンズは正レンズであるため、温度変化による焦点距離の変化をお互いでキャンセルしあうことができる。よって、コスト低減と光学性能の確保を両立することができる。
また、本発明のズームレンズでは、前側サブレンズ群のいずれかの負レンズと後側サブレンズ群のいずれかの正レンズは、共に両面非球面レンズであることが好ましい。
前側サブレンズ群のいずれかの負レンズと後側サブレンズ群のいずれかの正レンズを両面非球面レンズとすることで、非球面による収差補正機能を物体側面と像側面の双方に持たせることができる。そのため、前側サブレンズ群については、負レンズの屈折力の確保と光学性能の確保の両立に有利となる。後側サブレンズ群については、光学性能の確保ができる。また、負レンズと正レンズの材質がプラスチックであると、ガラス非球面レンズと比較して非球面の形成が容易となる。さらに、この2つのレンズはプラスチックで構成されているので、コストを低減することができる。
また、本発明のズームレンズでは、上記の構成において、前側サブレンズ群の負レンズと後側サブレンズ群の正レンズが以下の条件式(12)、(13)を満足することが好ましい。
−0.3<N1FN−N1RP<0.19 (12)
10.5<ν1FN−ν1RP<50 (13)
ただし、
1FNは、前側サブレンズ群の負レンズのd線での屈折率、
1RPは、後側サブレンズ群の正レンズのd線での屈折率、
ν1FNは、前側サブレンズ群の負レンズのアッベ数、
ν1RPは、後側サブレンズ群の正レンズのアッベ数、
である。
条件式(12)は負レンズと正レンズの屈折率差について、その好ましい範囲を特定するものである。また、条件式(13)は負レンズと正レンズのアッベ数差について、その好ましい範囲を特定するものである。条件式(12)、(13)を満足することで、収差補正、コスト低減、小型化の面で有利となる。
条件式(12)の下限を下回らないようにした状態で、条件式(13)を満たすようにすると、硝材の低コスト化ができる。
また、条件式(12)の上限を上回らないようにすることで、入射瞳位置を浅くすることができるので、光学系の小型化に有利となる。
条件式(13)の下限を下回らないようにすることで、第1レンズ群における色収差の発生を効率よく抑えやすくなる。
また、条件式(13)の上限を上回らないようにすることで、硝材の低コスト化に有利となる。
また、本発明のズームレンズでは、後側サブレンズ群は、正レンズと負レンズからなり、負レンズは正レンズの像側に配置されていることが好ましい。このようにすると、単色収差や色収差のより良好に補正することができる。
また、本発明のズームレンズでは、後側サブレンズ群の正レンズと負レンズに挟まれてなる空気層が正の屈折力をもち、後側サブレンズ群の正レンズと負レンズが以下の条件(14)を満足することが好ましい。
−2.0<(r1RPI+r1RNO)/(r1RPI−r1RNO)<20 (14)
ただし、
1RPIは、前記後側サブレンズ群の前記正レンズの像側面の近軸曲率半径、
1RNOは、前記後側サブレンズ群の前記負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
である。
条件式(14)は後側サブレンズ群の正レンズと負レンズの間で形成される空気層の形状について、その好ましい形状ファクターを特定するものである。
条件式(14)の下限を下回らないようにすることで、広角端の像面湾曲を抑えやすくなる。
また、条件式(14)の上限を上回らないようにすることで、望遠端の色収差を抑えやすくなる。
また、本発明のズームレンズでは、後側サブレンズ群のいずれかの負レンズが以下の条件式(15)を満足することが好ましい。
0.1<f1RN/f1G<10 (15)
ただし、
f1RNは、後側サブレンズ群のいずれかの負レンズの焦点距離、
f1Gは、第1レンズ群の焦点距離、
である。
条件式(15)は、後側サブレンズ群のいずれかの負レンズにおける屈折力について、その好ましい範囲を特定するものである。上記のように、第1レンズ群は、前側サブレンズ群の負レンズと後側サブレンズ群の正レンズと負レンズを有する。そのため、第1レンズ群の負の屈折力を、2つの負レンズに適宜分散させることができる。条件式(15)を満足することで、後側サブレンズ群の負レンズにて適切な負屈折力を確保することができる。すなわち、前側サブレンズ群の負レンズと後側サブレンズ群の負レンズとで、第1レンズ群における負の屈折力をバランス良く負担することができる。その結果、第1レンズ群の負の屈折力の確保した上で、レンズで発生する色収差を、各々のレンズで抑えることができる。
条件式(15)の下限を下回らないようにすることで、後側サブレンズ群の負レンズの屈折力が過剰になることを防止できる。これにより、後側サブレンズ群の負レンズでの収差補正が行い易くなる。
また、条件式(15)の上限を上回らないようにすることで、後側サブレンズ群の負レンズの屈折力が不足することを防止できる。これにより、前側サブレンズ群の両凹単レンズにおいて余計な屈折力の負担をしなくて済むので、前側サブレンズ群での収差の発生を抑えることができる。
なお、以上の説明において、焦点距離は近軸焦点距離のことである。また、以上の説明における光学系の構成や条件式は、フォーカシングが可能なズームレンズでは、特に定義が無い限り、最も遠距離の物体に合焦した状態(無限遠物点合焦時)における構成や条件式である。
なお、本発明のズームレンズでは、フォーカシングは、第1レンズ群の物体側や、これへの繰り出し等で達成できるが、これに限られない。フォーカシング時に移動するレンズ群を、第2レンズ群や、それよりも像側にあるレンズ群のいずれかにしてもよい。特に、第3レンズ群以降のレンズ群は軽量化が可能であるので、これらのレンズ群を繰り出してフォーカシングを行うのが好ましい。もしくは、撮像素子を光軸方向に移動させてフォーカシングを行うようにしてもよい。
また、広角端から望遠端への変倍は、第1レンズ群と撮像素子を固定した状態で行ってもよい。それ以外の構成としては、第1レンズ群を撮像装置本体に固定し撮像素子が移動する構成、もしくは撮像素子を撮像装置に固定し第1レンズ群が移動する構成としてもよい。つまり、広角端から望遠端への変倍の際にレンズ全長が変化する構成としてもよい。
上述の各構成要件は、複数を同時に満足することがより好ましい。
また、本発明の撮像装置は、ズームレンズと、ズームレンズの像側に配置された撮像素子と、撮像素子からの信号を処理する画像処理部を有し、ズームレンズが上述のいずれかに記載のズームレンズであることを特徴とする。
本発明のズームレンズでは、たる型のディストーションが広角端付近で発生する。たる型のディストーションは、撮像素子の有効撮像領域内に発生するようにしてある。そのため、撮像素子で撮像した被写体の像には、たる型のディストーションが発生している。そこで、本発明の撮像装置には、たる型のディストーションを補正する画像処理部が設けられている。この画像処理部によって、矩形に補正された被写体の画像が、再生、表示、保存されるようになっている。
なお、画像処理部において、色信号ごとにディストーションを行えば、倍率の色収差を電気的に補正することができる。また、周辺減光の補正、ブレの補正、諸収差の補正を、画像処理部により行っても良い。
また、上述の各条件式については、更に以下のようにすることが好ましい。このようにすることで、各条件式で説明した効果をより有効に得ることができる。
条件式(2)の下限値を2.0、更には2.5とすることが好ましい。
条件式(2)の上限値を10.0、更には4.0とすることが好ましい。
条件式(3)の下限値を0.6、更には0.8とすることが好ましい。
条件式(3)の上限値を1.5、更には1.2とすることが好ましい。
条件式(4)の下限値を0.45、更には0.5とすることが好ましい。
条件式(4)の上限値を0.75、更には0.7とすることが好ましい。
条件式(6)の下限値を0.9、更には1.0とすることが好ましい。
条件式(6)の上限値を1.4、更には1.3とすることが好ましい。
条件式(7)の下限値を−1.5、更には−1.3とすることが好ましい。
条件式(7)の上限値を−0.6、更には−0.8とすることが好ましい。
条件式(8)の下限値を1.0、更には1.1とすることが好ましい。
条件式(8)の上限値を1.3、更には1.2とすることが好ましい。
条件式(9)の下限値を−0.5、更には−0.1とすることが好ましい。
条件式(9)の上限値を0.5、更には0.1とすることが好ましい。
条件式(10)の下限値を0.10、更には0.22とすることが好ましい。
条件式(10)の上限値を0.28、更には0.26とすることが好ましい。
条件式(11)の下限値を0.05、更には0.10とすることが好ましい。
条件式(11)の上限値を0.20、更には0.14とすることが好ましい。
条件式(12)の下限値を−0.25、更には−0.2、更には−0.15とすることが好ましい。
条件式(12)の上限値を0.15、更には0.1、更には0.05、更には−0.05とすることが好ましい。
条件式(13)の下限値を15、更には20、更には25とすることが好ましい。
条件式(13)の上限値を45、更には40、更には33とすることが好ましい。
条件式(14)の下限値を−1.5、更には−1.4とすることが好ましい。
条件式(14)の上限値を13.0、更には12.0とすることが好ましい。
条件式(15)の下限値を1.0、更には1.5とすることが好ましい。
条件式(15)の上限値を5.0、更には4.0とすることが好ましい。
なお、以上の説明において、焦点距離は近軸焦点距離のことである。また、以上の説明における光学系の構成や条件式は、フォーカシングが可能なズームレンズでは、特に定義が無い限り、最も遠距離の物体に合焦した状態(無限遠物点合焦時)における構成や条件式である。
本発明によれば、負先行タイプで、光路中に反射部材を有するズームレンズにおいて、高い光学性能を維持した上で、小型で高変倍、低コストなズームレンズ、及びこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
本発明のズームレンズの第1実施例の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間焦点距離状態(b)、広角端(c)でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの第2実施例の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの第3実施例の図1と同様の図である。 本発明のズームレンズの第4実施例の図1と同様の図である。 実施例1の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例2の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例3の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例4の無限遠物点合焦時の収差図である。 本発明によるズームレンズを組み込んだデジタルカメラの概観を示す前方斜視図である。 上記デジタルカメラの後方斜視図である。 上記デジタルカメラの断面図である。 上記デジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。
以下に、本発明にかかるズームレンズ及び撮像装置の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
以下、本発明のズームレンズの実施例1〜4について説明する。実施例1〜4の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間焦点距離状態(b)、広角端(c)でのレンズ断面図を図1〜4に示す。図1〜4中、第1レンズ群はG1、第2レンズ群はG2、第3レンズ群はG3、第4レンズ群はG4、第5レンズ群はG5、赤外光カットフィルターはF、カバーガラスはC、像面はIで示してある。
ここで、赤外光カットフィルターFは、ローパスフィルタ上に赤外光をカットするコート(多層膜)を施したものであっても良い。また、カバーガラスCは電子撮像素子の平行平板である。なお、カバーガラスCの表面に赤外光をカットするコートを施しても良い。また、そのカバーガラスCにローパスフィルタ作用を持たせるようにしても良い。
また、各実施例において、明るさ絞りSは第2レンズ群G2と一体で移動する。数値データは、いずれも無限遠の物体(被写体)に合焦した状態でのデータである。各数値の長さの単位はmm、角度は°(度)である。さらに、ズームデータは広角端(WE)、中間焦点距離状態(ST)、望遠端(TE)での値である。
フォーカシングは全ての実施例において、第3レンズ群G3の移動により行うことが好ましい。なお、これに限らず、撮像素子を光軸方向に移動させてフォーカシングを行ってもよい。
また、レンズ断面図からわかるように、各レンズ群の動きは撮像面を基準(固定)にして示している。実施例1〜4のズームレンズは、変倍時、第1レンズ群Gと撮像素子が共に固定となっている。
また、各実施例において、反射部材が光路折り曲げ部材に該当する。この反射部材は、具体的にはプリズムである。なお、プリズムに代えてミラーを用いてもよい。
実施例1のズームレンズは、図1に示すように、物体側から像側に順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第2レンズ群G2と、負の屈折力の第3レンズ群G3、正の屈折力の第4レンズ群G4と、正の屈折力の第5レンズ群G5とが配置されている。
広角端から望遠端への変倍時、第1レンズ群G1は固定である。第2レンズ群G2は物体側に移動する。第3レンズ群G3は中間焦点距離状態までは物体側に移動し、中間焦点距離状態と望遠端ではほとんど一致(わずかに物体側に位置)している。第4レンズ群G4は像側に移動する。第5レンズ群G5は固定である。このように、実施例1のズームレンズは、各レンズ群の間の距離が変化する5群ズームレンズである。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと、反射部材と、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。第2レンズ群G2は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズとの接合レンズからなる。第3レンズ群G3は両凹負レンズからなる。第4レンズ群G4は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる。第5レンズ群G5は両凸正レンズからなる。
非球面は、第1レンズ群G1の両凹負レンズの両面と、両凸正レンズの両面と、第2レンズ群G2の両凸正レンズの両面と、第3レンズ群G3の両凹負レンズの像側面と、第4レンズ群G4の物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズの像側面と、第5レンズ群G5の両凸正レンズの両面との合計10面に用いている。
実施例2のズームレンズは、図2に示すように、物体側から像側に順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第2レンズ群G2と、負の屈折力の第3レンズ群G3、正の屈折力の第4レンズ群G4とが配置されている。
広角端から望遠端への変倍時、第1レンズ群G1は固定である。第2レンズ群G2は物体側に移動する。第3レンズ群G3は中間焦点距離状態までは物体側に移動し、その後像側に移動する。第4レンズ群G4は固定である。このように、実施例2のズームレンズは、各レンズ群の間の距離が変化する4群ズームレンズである。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと、反射部材と、両凸正レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなる。第2レンズ群G2は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズからなる。第3レンズ群G3は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。第4レンズ群G4は両凸正レンズからなる。
非球面は、第1レンズ群G1の両凹負レンズの両面と、両凸正レンズの両面と、第2レンズ群G2の両凸正レンズの両面と、第3レンズ群G3の両物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの像側面と、第4レンズ群G4の両凸正レンズの両面との合計9面に用いている。
実施例3のズームレンズは、図3に示すように、物体側から像側に順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第2レンズ群G2と、負の屈折力の第3レンズ群G3、正の屈折力の第4レンズ群G4と、正の屈折力の第5レンズ群G5とが配置されている。
広角端から望遠端への変倍時、第1レンズ群G1は固定である。第2レンズ群G2は物体側に移動する。第3レンズ群G3は中間焦点距離状態までは物体側に移動し、中間焦点距離状態と望遠端ではほとんど一致している。第4レンズ群G4は像側に移動する。第5レンズ群G5は固定である。このように、実施例3のズームレンズは、各レンズ群の間の距離が変化する5群ズームレンズである。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと、反射部材と、両凸正レンズと、両凹負レンズからなる。第2レンズ群G2は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズとの接合レンズからなる。第3レンズ群G3は両凹負レンズからなる。第4レンズ群G4は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる。第5レンズ群G5は両凸正レンズからなる。
非球面は、第1レンズ群G1の両凹負レンズの両面と、両凸正レンズの両面と、第2レンズ群G2の両凸正レンズの両面と、第3レンズ群G3の両凹負レンズの像側面と、第4レンズ群G4の物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズの像側面と、第5レンズ群G5の両凸正レンズの両面との合計10面に用いている。
実施例4のズームレンズは、図4に示すように、物体側から像側に順に、負の屈折力の第1レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第2レンズ群G2と、負の屈折力の第3レンズ群G3、正の屈折力の第4レンズ群G4と、正の屈折力の第5レンズ群G5とが配置されている。
広角端から望遠端への変倍時、第1レンズ群G1は固定である。第2レンズ群G2は物体側に移動する。第3レンズ群G3は中間焦点距離状態までは物体側に移動し、中間焦点距離状態と望遠端ではほとんど一致(わずかに物体側に位置)している。第4レンズ群G4は像側に移動する。第5レンズ群G5は固定である。このように、実施例4のズームレンズは、各レンズ群の間の距離が変化する5群ズームレンズである。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと、反射部材と、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。第2レンズ群G2は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズとの接合レンズからなる。第3レンズ群G3は物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。第4レンズ群G4は物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる。第5レンズ群G5は両凸正レンズからなる。
非球面は、第1レンズ群G1の両凹負レンズの両面と、両凸正レンズの両面と、第2レンズ群G2の両凸正レンズの両面と、第3レンズ群G3の物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの像側面と、第4レンズ群G4の物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズの像側面と、第5レンズ群G5の両凸正レンズの両面との合計10面に用いている。
以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、fは全系焦点距離、BFはバックフォーカス、f1、f2…は各レンズ群の焦点距離、IHは像高、FNOはFナンバー、ωは半画角、WEは広角端、STは中間焦点距離状態、TEは望遠端、rは各レンズ面の曲率半径、dは各レンズ面間の間隔、ndは各レンズのd線の屈折率、νdは各レンズのアッベ数である。後述するレンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。BF(バックフォーカス)は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。
なお、非球面形状は、xを光の進行方向を正とした光軸とし、yを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
x=(y/r)/[1+{1−(K+1)(y/r)1/2
+A+A+A+A1010+A1212
ただし、rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A、A、A、A10、A12はそれぞれ4次、6次、8次、10次、12次の非球面係数である。また、非球面係数において、「e−n」(nは整数)は、「10−n」を示している。
また、以下の数値実施例では、広角端での像高が、中間焦点距離状態や望遠端での像高に対して小さくなっている。これは、上述したように、たる型のディストーションが発生しているからである。そして、数値実施例における広角端での全画角(2ω)の値は、たる型の有効撮像領域の像高に対応する画角を表示している。
また、数値実施例において、反射部材(反射プリズム)の反射面を示す数値はデータから省略しているが、第3面が反射部材の入射面、第4面が反射部材の射出面を示している。よって、反射面は第3面と第4面の間に存在する。
数値実施例1
単位:mm
面データ
面番号 r d nd υd
物面 ∞ ∞
1* -8.064 0.97 1.53110 55.91
2* 7.911 2.31
3 ∞ 7.00 1.88300 40.80
4 ∞ 0.30
5* 38.761 1.42 1.63493 23.90
6* -17.817 0.10
7 115.199 0.50 1.73800 32.26
8 19.007 可変
9(絞り) ∞ 0.70
10* 7.442 3.50 1.49700 81.54
11* -16.608 0.10
12 12.189 2.25 1.55880 62.55
13 -38.244 0.50 1.72825 28.46
14 10.486 可変
15 -7.127 0.50 1.48749 70.23
16* 117.173 可変
17 -12.335 0.96 1.53110 55.91
18* -6.212 可変
19* 22.356 2.69 1.53110 55.91
20* -15.107 0.35
21 ∞ 0.30 1.51633 64.14
22 ∞ 0.50
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.37
像面(撮像面) ∞

非球面データ
第1面
k=0.000
A4=1.92254e-03,A6=-3.05452e-05,A8=2.95162e-07,A10=-1.96811e-10
第2面
k=0.000
A4=3.00358e-04,A6=5.85037e-05,A8=-2.09886e-06,A10=1.94417e-08
第5面
k=0.000
A4=-7.55038e-04,A6=6.27574e-06
第6面
k=0.000
A4=-5.69667e-04,A6=7.47124e-07
第10面
k=0.000
A4=-1.16640e-04,A6=-5.81051e-06,A8=8.88556e-07,A10=6.10606e-09
第11面
k=0.000
A4=3.62002e-04,A6=-1.98208e-06,A8=6.94737e-07,A10=3.69823e-08
第16面
k=0.000
A4=7.91854e-04,A6=-1.78713e-05,A8=1.37930e-06
第18面
k=0.000
A4=1.35150e-03,A6=5.19416e-05,A8=-1.13501e-06
第19面
k=0.000
A4=-1.99872e-04,A6=8.28693e-06
第20面
k=0.000
A4=-2.69595e-03,A6=7.85161e-05,A8=-5.57333e-07
ズームデータ
広角 中間1 中間2 中間3 望遠
像高 3.38 3.84 3.84 3.84 3.84
焦点距離 4.89 7.17 10.72 16.03 23.48
FNO. 3.50 4.52 5.72 7.16 7.00
画角2ω 76.30 57.37 38.07 25.55 17.91

d8 19.30 14.57 9.24 4.47 0.71
d14 6.18 6.00 7.03 9.82 14.94
d16 1.16 6.35 10.53 13.11 13.22
d18 2.54 2.25 2.35 1.77 0.40

fb (in air) 1.76 1.76 1.76 1.76 1.76
全長 (in air) 54.72 54.72 54.72 54.72 54.72

群焦点距離
f1=-10.14 f2=11.75 f3=-13.76 f4=22.34 f5=17.41
数値実施例2
単位:mm
面データ
面番号 r d nd υd
物面 ∞ ∞
1* -7.775 0.97 1.53110 55.91
2* 9.064 2.16
3 ∞ 7.00 1.88300 40.80
4 ∞ 0.30
5* 30.798 1.73 1.63493 23.90
6* -13.043 0.20
7 -10.907 0.50 1.73800 32.26
8 -81.246 可変
9(絞り) ∞ 0.70
10* 6.718 3.48 1.49700 81.54
11* -13.725 0.10
12 5.762 1.41 1.55880 62.55
13 11.327 0.50 1.72825 28.46
14 4.308 可変
15 54.142 0.50 1.48749 70.23
16* 7.481 可変
17* 8.455 2.90 1.53110 55.91
18* -13.646 0.35
19 ∞ 0.30 1.51633 64.14
20 ∞ 0.50
21 ∞ 0.50 1.51633 64.14
22 ∞ 0.37
像面(撮像面) ∞

非球面データ
第1面
k=0.000
A4=2.13002e-03,A6=-3.10384e-05,A8=2.85578e-07,A10=3.36417e-10
第2面
k=0.000
A4=1.00430e-04,A6=8.36217e-05,A8=-2.53655e-06,A10=4.41194e-08
第5面
k=0.000
A4=-1.49740e-03,A6=3.05469e-05
第6面
k=0.000
A4=-1.16281e-03,A6=1.71739e-05
第10面
k=0.000
A4=-2.85635e-04,A6=-1.68126e-06,A8=5.15364e-07,A10=-1.99348e-08
第11面
k=0.000
A4=5.33265e-04,A6=3.78997e-06
第16面
k=0.000
A4=2.05313e-04,A6=-1.65570e-05,A8=3.38281e-06
第17面
k=0.000
第18面
k=0.000
A4=9.55799e-04,A6=-4.12096e-05,A8=7.25973e-07
ズームデータ
広角 中間1 中間2 中間3 望遠
像高 3.38 3.84 3.84 3.84 3.84
焦点距離 4.89 7.17 10.72 16.03 23.48
FNO. 3.50 4.46 5.61 6.95 7.00
画角2ω 76.30 58.83 39.56 26.51 17.89

d8 18.89 14.04 8.91 4.30 0.50
d14 3.17 2.95 4.15 7.56 15.42
d16 8.35 13.54 17.48 18.67 14.74

fb (in air) 1.73 1.73 1.73 1.73 1.73
全長 (in air) 54.71 54.71 54.71 54.71 54.71

群焦点距離
f1=-9.07 f2=10.85 f3=-17.87 f4=10.30
数値実施例3
単位:mm
面データ
面番号 r d nd υd
物面 ∞ ∞
1* -8.047 0.97 1.53110 55.91
2* 8.139 2.27
3 ∞ 7.00 1.88300 40.80
4 ∞ 0.30
5* 37.388 1.48 1.63493 23.90
6* -15.817 0.10
7 -95.819 0.50 1.73800 32.26
8 23.054 可変
9(絞り) ∞ 0.70
10* 7.307 3.50 1.49700 81.54
11* -15.701 0.10
12 12.460 2.25 1.55880 62.55
13 -40.731 0.54 1.72825 28.46
14 10.212 可変
15 -6.770 0.50 1.48749 70.23
16* 108.465 可変
17 -12.032 1.04 1.53110 55.91
18* -5.741 可変
19* 38.462 2.57 1.53110 55.91
20* -13.055 0.35
21 ∞ 0.30 1.51633 64.14
22 ∞ 0.50
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.37
像面(撮像面) ∞

非球面データ
第1面
k=0.000
A4=1.92408e-03,A6=-3.06141e-05,A8=2.95526e-07,A10=-1.82615e-10
第2面
k=0.000
A4=2.75067e-04,A6=5.86691e-05,A8=-2.08223e-06,A10=1.95839e-08
第5面
k=0.000
A4=-7.77909e-04,A6=6.42246e-06
第6面
k=0.000
A4=-5.54574e-04,A6=8.27835e-07
第10面
k=0.000
A4=-1.47260e-04,A6=-7.43938e-06,A8=9.72259e-07,A10=8.64382e-09
第11面
k=0.000
A4=3.77709e-04,A6=-2.46877e-06,A8=5.85872e-07,A10=5.01674e-08
第16面
k=0.000
A4=9.08237e-04,A6=-2.94461e-05,A8=1.64450e-06
第18面
k=0.000
A4=1.48865e-03,A6=5.51925e-05,A8=-7.98814e-07
第19面
k=0.000
A4=-3.06278e-04,A6=-3.12107e-06
第20面
k=0.000
A4=-2.93853e-03,A6=7.85174e-05,A8=-7.63118e-07
ズームデータ
広角 中間1 中間2 中間3 望遠
像高 3.38 3.84 3.84 3.84 3.84
焦点距離 4.89 7.27 11.03 16.74 24.89
FNO. 3.50 4.59 5.83 7.34 7.30
画角2ω 76.30 56.37 36.86 24.39 16.99

d8 19.18 14.55 9.06 4.23 0.68
d14 6.05 5.98 7.16 10.29 15.80
d16 1.19 6.62 10.57 12.85 12.55
d18 2.56 2.01 2.39 1.86 0.40

fb (in air) 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75
全長 (in air) 54.73 54.73 54.73 54.73 54.73

群焦点距離
f1=-9.84 f2=11.57 f3=-13.05 f4=19.55 f5=18.67
数値実施例4
単位:mm
面データ
面番号 r d nd υd
物面 ∞ ∞
1* -8.103 0.97 1.53110 55.91
2* 7.799 2.33
3 ∞ 7.00 1.88300 40.80
4 ∞ 0.30
5* 32.794 1.34 1.63493 23.90
6* -23.710 0.10
7 20.590 0.50 1.73800 32.26
8 12.213 可変
9(絞り) ∞ 0.70
10* 6.845 2.91 1.49700 81.54
11* -102.380 0.10
12 8.287 2.26 1.55880 62.55
13 -25.659 0.50 1.72825 28.46
14 10.500 可変
15 -6.911 0.50 1.48749 70.23
16* -55.036 可変
17 -22.563 1.01 1.53110 55.91
18* -7.407 可変
19* 34.258 2.30 1.53110 55.91
20* -13.026 0.35
21 ∞ 0.30 1.51633 64.14
22 ∞ 0.50
23 ∞ 0.50 1.51633 64.14
24 ∞ 0.37
像面(撮像面) ∞

非球面データ
第1面
k=0.000
A4=1.88653e-03,A6=-3.04891e-05,A8=2.98887e-07,A10=-2.80591e-10
第2面
k=0.000
A4=3.90030e-04,A6=5.46626e-05,A8=-2.05456e-06,A10=1.89853e-08
第5面
k=0.000
A4=-7.63735e-04,A6=6.62712e-06
第6面
k=0.000
A4=-6.34890e-04,A6=1.29828e-06
第10面
k=0.000
A4=4.68650e-04,A6=1.26128e-05,A8=2.95852e-06,A10=-4.73030e-08
第11面
k=0.000
A4=1.04324e-03,A6= 3.37361e-05,A8=2.73724e-06,A10=1.40663e-07
第16面
k=0.000
A4=8.56322e-04,A6=-3.01717e-07,A8=-7.63375e-07
第18面
k=0.000
A4=1.10309e-03,A6=5.86535e-05,A8=-1.48934e-06
第19面
k=0.000
A4=-8.00443e-04,A6=1.36994e-05
第20面
k=0.000
A4=-2.74164e-03,A6=6.69006e-05,A8=-3.50102e-07
ズームデータ
広角 中間1 中間2 中間3 望遠
像高 3.38 3.84 3.84 3.84 3.84
焦点距離 4.89 6.86 9.82 14.06 19.73
FNO. 3.50 4.39 5.41 6.65 7.00
画角2ω 76.30 59.30 40.96 28.71 20.87

d8 16.79 12.74 8.12 4.06 0.74
d14 6.15 5.79 6.45 8.64 12.50
d16 0.95 5.64 9.48 12.01 12.58
d18 2.35 2.00 2.08 1.44 0.40

fb (in air) 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75
全長 (in air) 50.73 50.73 50.73 50.73 50.73

群焦点距離
f1=-10.54 f2=11.51 f3=-16.27 f4=20.29 f5=18.07
以上の実施例1〜4の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図5〜図8に示す。これらの収差図において、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す。各図中、”FIY”は最大像高を示す。
次に、各実施例における条件式の値を掲げる。なおハイフン(-)は該当する値がない
ことを表している。
条件式 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
(1)ft/fw 4.804 4.804 5.092 4.035
(2)β2Gt2Gw 3.125 3.912 3.272 2.688
(3)f2GP1/f2G 0.925 0.886 0.914 1.132
(4)D2GP1/D2G 0.551 0.634 0.547 0.504
(5)ν3G 70.23 70.23 70.23 70.23
(6)f4G/f5G 1.284 − 1.047 1.123
(7)(r 3O+r 3I)/(r 3O-r 3I) -0.885 − -0.883 -1.287
(8)β4GT4GW 1.138 − 1.177 1.139
(9)(r1FNO +r1FNI )/(r1FNO -r1FNI ) 0.010 -0.077 -0.006 0.019
(10)D1FNon/D1FNoff 0.241 0.258 0.243 0.238
(11)D1RP/D1G 0.113 0.134 0.117 0.107
(12)N1FN−N1RP -0.104 -0.104 -0.104 -0.104
(13)ν1FN−ν1RP 32.008 32.008 32.008 32.008
(14)(r1RPI+r1RNO)/(r1RPI−r1RNO)
-0.732 11.212 -1.395 0.070
(15)f1RN/f1G 3.048 1.888 2.553 3.958
(光路折り曲げ式デジタルカメラ)
さて、以上のような本発明のズームレンズで物体像を形成しその像をCCD等の電子撮像素子に受光させて撮影を行う電子撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
図9〜図12は、本発明によるズームレンズをデジタルカメラの撮影光学系141に組み込んだ構成の概念図を示す。図9はデジタルカメラ140の外観を示す前方斜視図、図10は同後方斜視図、図11はデジタルカメラ140の構成を示す断面図である。デジタルカメラ140は、この例の場合、撮影用光路142を有する撮影光学系141、ファインダー用光路144を有するファインダー光学系143、シャッター145、フラッシュ146、液晶表示モニター147等を含み、カメラ140の上部に配置されたシャッター145を押圧すると、それに連動して撮影光学系141、例えば実施例1の光路折り曲げズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系141によって形成された物体像が、近赤外カットフィルターと光学的ローパスフィルターFを介してCCD149の撮像面上に形成される。このCCD149で受光された物体像は、処理手段151を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター147に表示される。また、この処理手段151には記録手段152が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段152は処理手段151と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、MO等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、CCD149に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
さらに、ファインダー用光路144上にはファインダー用対物光学系153が配置してある。このファインダー用対物光学系153によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム155の視野枠157上に形成される。このポリプリズム155の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Eに導く接眼光学系159が配置されている。なお、撮影光学系141及びファインダー用対物光学系153の入射側、接眼光学系159の射出側にそれぞれカバー部材150が配置されている。
このように構成されたデジタルカメラ140は、撮影光学系141が5倍程度の高変倍比で、高い光学性能を有するズームレンズであるので、高性能で、奥行き方向が極めて薄い安価なデジタルカメラが実現できる。
なお、図11の例では、カバー部材150として平行平面板を配置しているが、省いてもよい。
(内部回路構成)
図12は、上記デジタルカメラ140の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段は、例えばCDS/ADC部124、一時記憶メモリ117、画像処理部118等からなり、記憶手段は、例えば記憶媒体部119等からなる。
図12に示すように、デジタルカメラ140は、操作部112と、この操作部112に接続された制御部113と、この制御部113の制御信号出力ポートにバス114及び115を介して接続された撮像駆動回路116並びに一時記憶メモリ117、画像処理部118、記憶媒体部119、表示部120、及び設定情報記憶メモリ部121を備えている。
上記の一時記憶メモリ117、画像処理部118、記憶媒体部119、表示部120、及び設定情報記憶メモリ部121は、バス122を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路116には、CCD149とCDS/ADC部124が接続されている。
操作部112は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部(カメラ使用者)から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。
制御部113は、例えばCPU等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部112を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ140全体を制御する回路である。
CCD149は、本発明による撮影光学系141を介して形成された物体像を受光する。CCD149は、撮像駆動回路116により駆動制御され、その物体像の画素ごとの光量を電気信号に変換してCDS/ADC部124に出力する撮像素子である。
CDS/ADC部124は、CCD149から入力する電気信号を増幅しかつアナログ/デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ(ベイヤーデータ、以下RAWデータという。)を一時記憶メモリ117に出力する回路である。
一時記憶メモリ117は、例えばSDRAM等からなるバッファであり、CDS/ADC部124から出力される上記RAWデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部118は、一時記憶メモリ117に記憶されたRAWデータ又は記憶媒体部119に記憶されているRAWデータを読み出して、制御部113から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
記録媒体部119は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一時記憶メモリ117から転送されるRAWデータや画像処理部118で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。
表示部120は、液晶表示モニターを備え、その液晶表示モニターに画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部121には、予め各種の画質パラメータが格納されているROM部と、そのROM部から読み出された画質パラメータの中から操作部112の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するRAM部が備えられている。設定情報記憶メモリ部121は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。
以上のように、本発明にかかるズームレンズは高い光学性能の維持と、小型で高変倍、低コスト化に有用であり、特に、CCDやCMOS等の電子撮像素子を備える撮像装置の光学系に適している。
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
G5…第5レンズ群
S…開口絞り
F…ローパスフィルタ
C…カバーガラス
P…プリズム
I…像面
112…操作部
113…制御部
114…バス
115…バス
116…撮像駆動回路
117…一時記憶メモリ
118…画像処理部
119…記憶媒体部
120…表示部
121…設定情報記憶メモリ部
122…バス
124…CDS/ADC部
140…デジタルカメラ
141…撮影光学系
142…撮影用光路
143…ファインダー光学系
144…ファインダー用光路
145…シャッターボタン
146…フラッシュ
147…液晶表示モニター
149…CCD
150…カバー部材
151…処理手段
152…記録手段
153…ファインダー用対物光学系
155…正立プリズム
157…視野枠
159…接眼光学系

Claims (21)

  1. 物体側から像側に順に、負屈折力の第1レンズ群と、正屈折力の第2レンズ群と、負屈折力の第3レンズ群と、正屈折力のリアレンズ群からなり、
    前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は広角端よりも望遠端にて減少し、
    前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は広角端よりも望遠端にて増大し、
    前記第3レンズ群は広角端から望遠端への変倍の際に移動し、
    広角端から望遠端への変倍の際に、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
    前記第1レンズ群は光路折り曲げ部材を有し、
    前記第2レンズ群は、物体側から像側に順に、第1正レンズと、第2正レンズと、1枚の負レンズからなり、
    前記リアレンズ群は、1つの正レンズ群または変倍時に相対間隔が変化する2つの正レンズ群からなり
    以下の条件式(1)、(2)を満足することを特徴とするズームレンズ。
    /f>4.0 (1)
    1.3<β2Gt/β2Gw<30 (2)
    ただし、
    は、広角端における前記ズームレンズ全系の焦点距離、
    は、望遠端における前記ズームレンズ全系の焦点距離、
    β2Gwは、広角端における前記第2レンズ群の横倍率、
    β2Gtは、望遠端における前記第2レンズ群の横倍率、
    である。
  2. 以下の条件式(3)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。
    0.4<f2GP1/f2G<2 (3)
    ただし、
    2GP1は、前記第2レンズ群の前記第1正レンズの焦点距離、
    2Gは、前記第2レンズ群の焦点距離、
    である。
  3. 以下の条件式(4)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。
    0.4<D2GP1/D2G<0.8 (4)
    ただし、
    GP1は、前記第2レンズ群の前記第1正レンズの光軸上での厚み、
    Gは、前記第2レンズ群の光軸上での厚み、
    である。
  4. 前記第3レンズ群は1枚の負レンズからなり、以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のズームレンズ。
    ν3G>55 (5)
    ただし、
    ν3Gは前記第3レンズ群の前記負レンズのアッベ数、
    である。
  5. 前記リアレンズ群は物体側から像側に順に、正屈折力の第4レンズ群と正屈折力の第5レンズ群からなり、
    前記第4レンズ群は広角端よりも望遠端で像側に位置し、
    前記第5レンズ群は変倍時固定であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  6. 前記第4レンズ群が以下の条件式(6)を満足することを特徴とする請求項5に記載のズームレンズ。
    0.8<f4G/f5G<1.5 (6)
    ただし、
    4Gは、前記第4レンズ群の焦点距離、
    5Gは、前記第5レンズ群の焦点距離、
    である。
  7. 前記第レンズ群が1つのレンズ成分からなり、
    該レンズ成分は、以下の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のズームレンズ。
    −1.7<(r +r )/(r −r )<−0.4 (7)
    ただし、
    は、前記第レンズ群の前記レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
    は、前記第レンズ群の前記レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
    前記レンズ成分は、有効面での空気接触面が物体側面と像側面の2つのみのレンズ体、である。
  8. 前記第4レンズ群が以下の条件式(8)を満足することを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載のズームレンズ。
    0.9<β4GT/β4GW<1.4 (8)
    ただし、
    β4GTは、前記第4レンズ群の望遠端での横倍率、
    β4GWは、前記第4レンズ群の広角端での横倍率、
    である。
  9. 前記第1レンズ群は、物体側から像側に順に、負の屈折力の前側サブレンズ群、光路折り曲げ部材、後側サブレンズ群からなり、
    前記前側サブレンズ群と前記後側サブレンズ群がともに負レンズを有し、
    前記後側サブレンズ群が正レンズを有することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  10. 前記第1レンズ群の前記前側サブレンズ群が両凹負レンズ成分からなり、
    該両凹負レンズ成分は前記負レンズを有することを特徴とする請求項9に記載のズームレンズ。
  11. 前記前側サブレンズ群の前記両凹負レンズ成分は両面が非球面であることを特徴とする請求項10に記載のズームレンズ。
  12. 前記前側サブレンズ群の前記両凹負レンズ成分は以下の条件式(9)を満足することを特徴とする請求項10または請求項11に記載のズームレンズ。
    −1<(r1FNO+r1FNI)/(r1FNO−r1FNI)<0.7 (9)
    ただし、
    1FNOは、前記前側サブレンズ群の前記両凹負レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
    1FNIは、前記前側サブレンズ群の前記両凹負レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
    である。
  13. 前記前側サブレンズ群の前記両凹負レンズ成分が以下の条件式(10)を満足することを特徴とする請求項10から請求項12のいずれか1項に記載のズームレンズ。
    0.03<D1FNon/D1FNoff<0.31 (10)
    ただし、
    1FNonは、前記前側サブレンズ群の前記両凹負レンズ成分の光軸上での厚み、
    1FNoffは、前記前側サブレンズ群の前記両凹負レンズ成分の最大有効径位置での光軸に沿った方向での厚み、
    である。
  14. 前記後側サブレンズ群の前記正レンズは以下の条件式(11)を満足することを特徴とする請求項9から請求項13のいずれか1項に記載のズームレンズ。
    0.02<D1RP/D1G<0.3 (11)
    ただし、
    1RPは、前記後側サブレンズ群の前記正レンズの光軸に沿って計った光軸上の厚み、
    1Gは、前記第1レンズ群の光軸に沿って計った光軸上の厚み、
    である。
  15. 前記前側サブレンズ群のいずれかの前記負レンズと前記後側サブレンズ群のいずれかの前記正レンズが共にプラスチックで構成されることを特徴とする請求項9から請求項14のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  16. 前記前側サブレンズ群のいずれかの前記負レンズと前記後側サブレンズ群のいずれかの前記正レンズは、共に両面非球面レンズであることを特徴とする請求項9から請求項15のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  17. 前記前側サブレンズ群の前記負レンズと前記後側サブレンズ群の前記正レンズが以下の条件式(12)、(13)を満足することを特徴とする請求項9から請求項16のいずれか1項に記載のズームレンズ。
    −0.3<N1FN−N1RP<0.19 (12)
    10.5<ν1FN−ν1RP<50 (13)
    ただし、
    1FNは、前記前側サブレンズ群の前記負レンズのd線での屈折率、
    1RPは、前記後側サブレンズ群の前記正レンズのd線での屈折率、
    ν1FNは、前記前側サブレンズ群の前記負レンズのアッベ数、
    ν1RPは、前記後側サブレンズ群の前記正レンズのアッベ数、
    である。
  18. 前記後側サブレンズ群は、前記正レンズと前記負レンズからなり、前記負レンズは前記正レンズの像側に配置されていることを特徴とする請求項9から請求項17のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  19. 前記後側サブレンズ群の前記正レンズと前記負レンズに挟まれてなる空気層が正の屈折力をもち、
    前記後側サブレンズ群の前記正レンズと前記負レンズが以下の条件(14)を満足することを特徴とする請求項18に記載のズームレンズ。
    −2.0<(r1RPI+r1RNO)/(r1RPI−r1RNO)<20 (14)
    ただし、
    1RPIは、前記後側サブレンズ群の前記正レンズの像側面の近軸曲率半径、
    1RNOは、前記後側サブレンズ群の前記負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
    である。
  20. 前記後側サブレンズ群のいずれかの前記負レンズが以下の条件式(15)を満足することを特徴とする請求項9から請求項19のいずれか1項に記載のズームレンズ。
    0.1<f1RN/f1G<10 (15)
    ただし、
    f1RNは、前記後側サブレンズ群のいずれかの前記負レンズの焦点距離、
    f1Gは、前記第1レンズ群の焦点距離、
    である。
  21. ズームレンズと、
    該ズームレンズの像側に配置された撮像素子と、
    該撮像素子からの信号を処理する画像処理部を有し、
    前記ズームレンズが請求項1から請求項20のいずれか1項に記載のズームレンズであることを特徴とする撮像装置。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5753008B2 (ja) * 2011-06-24 2015-07-22 オリンパス株式会社 光路反射型ズームレンズを備えた撮像装置
JP5659992B2 (ja) * 2011-09-20 2015-01-28 コニカミノルタ株式会社 撮像レンズ及び撮像装置
JP6234784B2 (ja) * 2013-11-13 2017-11-22 富士フイルム株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
WO2016121926A1 (ja) * 2015-01-30 2016-08-04 株式会社ニコン ズームレンズ、光学機器、およびズームレンズの製造方法
WO2016121940A1 (ja) * 2015-01-30 2016-08-04 株式会社ニコン ズームレンズ、光学機器、およびズームレンズの製造方法
US11002948B2 (en) * 2015-12-09 2021-05-11 Nikon Corporation Zoom lens, optical apparatus and method for manufacturing the zoom lens
WO2017130480A1 (ja) * 2016-01-27 2017-08-03 富士フイルム株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
CN117850009B (zh) * 2024-03-07 2024-05-03 成都优视光电技术有限公司 一种超高清显微变焦镜头

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004117828A (ja) * 2002-09-26 2004-04-15 Minolta Co Ltd 撮像装置
JP4862433B2 (ja) * 2006-02-28 2012-01-25 コニカミノルタオプト株式会社 変倍光学系および撮像装置
JP2010152148A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Panasonic Corp ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP2010160275A (ja) * 2009-01-07 2010-07-22 Panasonic Corp ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ

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