JP5664969B2 - ズームレンズ、情報装置および携帯情報端末装置 - Google Patents
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このズームレンズの構成として、物体側から像側に向かって順に、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レンズ群とそれに続く後続群を配置してなる、いわゆるポジティブリードタイプのズームレンズが特許文献1(特開平3−228008号公報)、特許文献2(特開平10−48518号公報)、特許文献3(特開平11−44848号公報)、特許文献4(特開2000−28923号公報)、特許文献5(特開2010−175954号公報)に示されている。このような構成をとる理由として、第1には、変倍比を拡大しやすいこと、第2には、正群先行の構成により、全長の小型化が出来ることが挙げられる。
フォーカス群を軽量化する方式として、物体側から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、負の屈折力を有する第3レンズ群とそれに続く後群を有し、第3レンズ群でフォーカスを行う方法が特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5にそれぞれ示されている。しかしながら、特許文献2、特許文献3、特許文献4に示されているズームレンズにおいては、フォーカス群が必ずしも軽量とは言い難く、前述したユーザの要求に対して、不十分である。
特許文献5においては、フォーカス群として1枚の負レンズを用いた方法が提案されている。この方法によりフォーカス群が軽量化され、AFの高速化や鏡筒径の小型化等が図れるが、各レンズ群の焦点距離の範囲が適切ではないため、収差補正上改善の余地があり、またレンズ系の小型化に関しても不十分である。
光軸に沿って物体側より像側に向かって順に、正の屈折力の第1レンズ群と、負の屈折力の第2レンズ群と、負の屈折力の第3レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第4レンズ群と正の屈折力を有する第5レンズ群の順に配置されてなり、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間隔は増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は増大し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔は減少し、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔は減少し、前記第3レンズ群によってフォーカシングを行う、ズームレンズであって、更に、それぞれ以下のような特徴を有するものである。
即ち、請求項1に記載のズームレンズは、上述した目的を達成するために、
前記第2レンズ群の焦点距離をF2、前記第3レンズ群の焦点距離をF3、望遠端での前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の合成焦点距離をF23t、広角端での全系の焦点距離をFw、望遠端での全系の焦点距離をFt、前記焦点距離Fwと前記焦点距離Ftとの中間焦点距離をFm=√Fw×Ftとしたとき、下記条件式(1)、(2)、(3):
(1) 2.0<F3/F23t<3.0
(2) −2.5<F2/Fm<−1.0
(3) −1.4<F3/Fm<−0.5
を満足することを特徴としている。
前記第3レンズ群が1枚の負レンズで構成されることを特徴としている。
請求項3に記載のズームレンズは、
請求項1または2のズームレンズにおいて、前記第3レンズ群の前記1枚の負レンズのアッベ数νdが、以下の条件式(4):
(4) νd>50
を満足することを特徴としている。
請求項4に記載のズームレンズは、
請求項1乃至3のいずれか1項のズームレンズにおいて、変倍に際し、全てのレンズ群が移動するように構成されてなることを特徴としている。
請求項1乃至4のいずれか1項のズームレンズにおいて、最大像高をY´、広角端での全系の焦点距離をFwとして、以下の条件式(5):
(5) 0.75<Y´/Fw
を満足することを特徴としている。
請求項6に記載のズームレンズは、
請求項1乃至5のいずれか1項のズームレンズにおいて、望遠端での全系の焦点距離をFt、広角端での全系の焦点距離をFwとして、以下の条件式(6):
(6) 3.0<Ft/Fw
を満足することを特徴としている。
請求項7に記載の撮影機能を有する情報装置は、
請求項1乃至6のいずれか1項のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴としている。
請求項8に記載の撮影機能を有する情報装置は、
請求項7の情報装置において、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ことを特徴としている。
請求項9に記載の携帯情報端末装置は、
請求項1乃至6のいずれか1項のズームレンズを、撮影機能部の撮影光学系として有することを特徴としている。
具体的な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。ここで、図1、図2、図3および図4を、第1、第2、第3および第4の実施の形態とするが、後述するように実施例1、実施例2、実施例3および実施例4としても用いることとする。
本発明のズームレンズは、物体側から像側に向かって順次、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、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とを配置し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に開口絞りADを有してなり、広角端から望遠端への変倍に際して、全群が移動し、第1レンズ群G1、第4レンズ群G4、第5レンズ群G5が単調に物体側に移動し、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3が像側に凸な軌跡もしくはその一部を描いて移動し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔が増大し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間隔が減少し、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5の間隔が減少し、開口絞りADは第4レンズ群G4と一体で移動する。
第2レンズ群G2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3レンズL3と、像側により強い凹面を向け、両側の面が非球面である両凹レンズからなる第4レンズL4と、像側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる第5レンズL5とからなる。
第3レンズ群G3は、物体側により強い凹面を向けた両凹レンズからなる第6レンズL6からなる。
第4レンズ群G4は、物体側により強い凸面を向け、両側の面が非球面である両凸レンズからなる第7レンズL7と、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる第8レンズL8と、像側により強い凹面を向けた両凹レンズからなる第9レンズL9とからなり、これら第8レンズL8と第9レンズL9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た接合レンズを形成している。
上記構成よりなるズームレンズにおいて、第2レンズ群の焦点距離をF2、第3レンズ群の焦点距離をF3、望遠端での第2レンズ群と第3レンズ群の合成焦点距離をF23t、広角端での全系の焦点距離をFwとし、望遠端での全系の焦点距離をFtとし、これら焦点距離FwとFtとで与えられる中間焦点距離Fmを、Fm=√(Fw×Ft)とすると、下記条件式(1)、(2)、(3):
(1) 2.0<F3/F23t<3.0
(2) −2.5<F2/Fm<−1.0
(3) −1.4<F3/Fm<−0.5
を満足することを特徴とする。
上記条件式(1)、(2)、(3)は、それぞれ、第2レンズ群の焦点距離F2と第3レンズ群の焦点距離F3のバランスを図るための条件式である。本発明のレンズ系においては、第2レンズ群と第3レンズ群が主に変倍の機能を果たしており、レンズ系の小型化と性能向上を図る上で、第2レンズ群と、フォーカスレンズ群としても働く第3レンズ群のパワー配置を最適化する必要がある。
条件式(2)、条件式(3)は、それぞれ、第2レンズ群と第3レンズ群が取るべき適切な範囲を示した式である。それぞれ上限値である−1.0、−0.5を上回ると、それぞれのレンズ群のパワーが大きくなるため、第2レンズ群に関しては変倍範囲が狭く、第3レンズ群に関してはフォーカス時の移動距離が小さくなり、小型化には有利となるが、製造誤差感度が高くなり加工性に関して不利となる。また下限値である−2.5、−1.4を下回ると、製造誤差感度が小さくなり、加工性に関しては有利となるが、変倍時およびフォーカス時の移動距離が大きくなるばかりでなく、他のレンズ群の負担が大きくなるため、バランスが崩れ、諸収差の補正が困難となる。
(1´) 2.2<F3/F23t<2.8
(2´) −2.4<F2/Fm<−1.2
(3´) −1.2<F3/Fm<−0.8
更に、フォーカス群を軽量化するためには、第3レンズ群が1枚の負レンズであることが望ましい、これにより、フォーカスの高速化、静音化が図れる。
更に高性能化するためには、前記第3レンズ群の負レンズのアッべ数νdが、以下の条件式(4)を満たすことが望ましい。
(4) νd>50
第3レンズ群は、1枚のレンズにより構成され、ここに低分散ガラスを用いることにより、各種色収差の発生を抑えることができ、他の群の負担が小さくなり、収差補正上有利となる。
(4´) νd>60
更に高性能化するためには、前記後続群が物体側から順に開口絞りと正の屈折力を有する第4レンズ群と正の屈折力を有する第5レンズ群であることが望ましい。
後続群を増やすことにより、前群の変倍への負担が小さくなり、自由度も増すため、収差補正上、また加工性においても有利となるが、光学系の小型化とのトレードオフとなり、上記、正の屈折力を有する第4レンズ群および第5レンズ群を設けることが適当である。
更に高性能化するためには、変倍に際し、全てのレンズ群が移動することが望ましい。
全てのレンズ群が変倍に寄与することで、各群への負担が小さくなり、収差補正上、また加工性においても有利となるだけでなく、第1レンズ群の移動量を効率よく低減することが可能となり、小型化にも有利となる。
(5) 0.75<Y´/Fw
条件式(5)は、画角を規制するものであり、広角端での半画角が36.8度以上で高性能かつコンパクトなズームレンズを得ることができる。
また、前記ズームレンズにおいて、望遠端での全系の焦点距離Ft、広角端での全系の焦点距離Fwは、下記条件式(6)を満たすことが望ましい。
ここで条件式(6)は、ズーム比を規制するものであり、3倍以上の変倍比で高性能で広角でコンパクトなズームレンズを得ることができる。
更に望ましくは、以下の条件式(6´)を満たすことが望ましい。
(6´) 3.0<Ft/Fw<5
絞りの開放径は「変倍に係らず一定とする」のが機構上簡略となってよいが、望遠端の開放径を広角端に比べて変化させることにより、Fナンバの変化を小さくすることもできる。像面に到達する光量を減少させる必要があるときは、絞りを小径化しても良いが、「絞り径を大きく変えることなくNDフィルタ等の挿入により光量を減少」させる方が回折現象による解像力の低下を防止できて好ましい。
本発明のズームレンズは、上記のごとき構成により、フォーカス群が十分コンパクトで、フォーカス群移動量が小さく、フォーカス群の移動力量が小さくなり、合焦動作の高速化、静音性が図れ、小型・高性能で広角端の半画角が36.8度以上、変倍比が3倍から5倍程度で、十分に収差補正され、高解像度の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを撮像用光学系として有することにより、小型で性能のよい情報装置および携帯情報端末装置を提供することができる。
本発明を実施するための最良の形態として、以下にズームレンズの具体的な実施例(数値実施例)を4例挙げて説明する。実施例1を表わす図1に例示するように、各実施例において、第5レンズ群G5の像面側に配設される平行平板MFは、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタやCCDセンサ等の受光素子のカバーガラス(シールガラス)を想定して、これらに等価な透明平行平板を示したものである。
実施例における記号の意味は、以下の通りである。
f:全系の焦点距離
F:Fナンバ(F値)
ω:半画角
R:曲率半径(非球面にあっては近軸曲率半径)
D:面間隔
nd:屈折率
νd:アッベ数
K:非球面の円錐定数
A4:4次の非球面定数
A6:6次の非球面定数
A8:8次の非球面定数
A10:10次の非球面定数
A12:12次の非球面定数
A14:14次の非球面定数
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、円錐定数をK、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、周知の式(7):
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第3レンズL3と、像側により強い凹面を向け両側の面が非球面の両凹レンズからなる第4レンズL4と、像側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる第5レンズL5、とを配している。
第3レンズ群G3は、物体側により強い曲面を向けた両凹レンズからなる第6レンズL6を配している。
第4レンズ群G4は、物体側により強い凸面を向け両側の面が非球面である両凸レンズからなる第7レンズL7と、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる第8レンズL8と、像側により強い凹面を向けた両凹レンズからなる第9レンズL9とを配している。この第8レンズL8と第9レンズL9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た接合レンズを形成している。
第1レンズ群G1〜第5レンズ群G5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同時的に動作し、開口絞りADは、第4レンズ群G4と一体に動作する。図2〜図4にも、各光学面の面番号を示している。なお、図2〜図4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必ずしも共通の構成ではない。
以下に本発明のズームレンズの具体的な数値実施例を示す。なお、全ての実施例において最大像高は、14.3mmである。ただし、広角端においては、発生させた負の歪曲収差分を、画像を拡大して生成する歪曲補正画像処理を適用するため、歪曲収差量を考慮して最大像高を12.3mmと小さく設定してある。
即ち、実施例1〜実施例4のズームレンズにおいては、上述したように、歪曲収差の画像処理による収差補正を行う。即ち、実施例1〜実施例4のズームレンズにおいては、広角端において、撮像範囲に樽型の歪曲収差が発生する。
この実施例1における各光学要素の光学特性は、次表1の通りである。
尚、各実施例中の硝種名中、「HOYA」とあるのは、HOYA株式会社製の光学硝種名であり、「OHARA」とあるのは、株式会社オハラ社製の光学硝種名である。
非球面
第6面
K=0
A4=−4.574070E−05
A6=2.025770E−07
A8=4.226600E−09
A10=−1.133690E−10
A12=1.002020E−12
K=0
A4=−6.053710E−05
A6=4.194320E−07
A8=−5.241680E−09
A10=4.414260E−11
第13面
K=0
A4=−3.767330E−05
A6=−1.265330E−06
A8=2.299780E−08
A10=−5.701440E−10
K=0
A4=2.657950E−05
A6=−1.333820E−06
A8=2.149520E−08
A10=−5.004250E−10
第18面
K=1.150062
A4=1.119530E−05
A6=−7.160660E−07
A8=1.145640E−08
A10=1.598030E−10
第19面
K=−2.234150E−01
A4=9.627960E−05
A6=8.898440E−08
A8=−1.344540E−09
A10=1.925800E−10
A12=1.432410E−12
ここでE−nは10のべき乗を表す。
上述した実施例1における条件式(1)〜条件式(6)における各値は、下記の表3の通りである。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第3レンズL3と、物体側により強い凹面を向け両側の面が非球面の両凹レンズからなる第4レンズL4と、両側の面が等しい曲率半径に形成された両凸レンズからなる第5レンズL5、とを配している。
第3レンズ群G3は、物体側により強い凹面を向けた両凹レンズからなる第6レンズL6を配している。
第4レンズ群G4は、物体側により強い凸面を向け両側の面が非球面である両凸レンズからなる第7レンズL7と、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる第8レンズL8と、像側により強い凹面を向けた両凹レンズからなる第9レンズL9とを配している。この第8レンズL8と第9レンズL9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た接合レンズを形成している。
この実施例2のレンズ構成に関しては、第2レンズ群G2の第4レンズL4が、物体側に強い凹面を向け、像側の面が非球面である両凹レンズからなり、第5レンズL5が両面とも同じ曲率半径の凸面をもった両凸レンズである点が、実施例1と異なっている。
以下に本発明のズームレンズの具体的な数値実施例2を示す。なお、この実施例2においても最大像高は、14.3mmである。ただし、広角端においては、発生させた負の歪曲収差分を、画像を拡大して生成する歪曲補正画像処理を適用するため、歪曲収差量を考慮して最大像高を12.3mmと小さく設定してある。
その結果、この実施例2の収差は、十分に補正されており、500万〜1000万画素を超える受光素子に対応した解像力を実現することが可能となっている。本発明のようにズームレンズを構成することで、十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2より明らかである。
この実施例2における各光学要素の光学特性は、次表4の通りである。
尚、各実施例中の硝材名中、「HOYA」とあるのは、HOYA株式会社製の光学硝種名であり、「OHARA」とあるのは、株式会社オハラ社製の光学硝種名である。
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=16.15〜53.9、F=3.68〜5.85、ω=41.5〜14.87の範囲で変化する。
即ち、表4においては、「*」が付された第6面、第7面、第13面、第14面、第18面および第19面の各光学面が非球面であり、式(7)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
第6面
K=0
A4=3.123280E−05
A6=−1.689150E−06
A8=2.900870E−08
A10=−1.762800E−10
A12=−2.332320E−13
第7面
K=0
A4=−7.601240E−06
A6=−1.543080E−06
A8=2.339940E−08
A10=−1.740290E−10
K=0
A4=−6.154640E−05
A6=−9.647410E−07
A8=9.545830E−09
A10=−1.932580E−10
第14面
K=0
A4=3.097760E−05
A6=−1.074140E−06
A8=1.148390E−08
A10=−1.725320E−10
第18面
K=1.483171E+00
A4=−7.552000E−06
A6=3.933000E−07
A8=−2.707560E−08
A10=5.570440E−10
K=−2.013300E−01
A4=5.438610E−05
A6=2.628790E−07
A8=7.452260E−09
A10=−3.862870E−10
A12=8.237870E−12
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と第3レンズ群G3との間の可変間隔DB、第3レンズ群G3と開口絞りADとの間の可変間隔DC、そして第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間の可変間隔DDは、ズーミングに伴って下記表5のように変化させられる。
上述した実施例2における条件式(1)〜条件式(6)における各値は、下記の表6の通りである。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第3レンズL3と、像側により強い凹面を向け両側の面が非球面の両凹レンズからなる第4レンズL4と、両面が同じ曲率半径の凸面を向けた両凸レンズからなる第5レンズL5、とを配している。
第3レンズ群G3は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第6レンズL6を配している。
第4レンズ群G4は、物体側により強い凸面を向け両側の面が非球面である両凸レンズからなる第7レンズL7と、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる第8レンズL8と、像側により強い凹面を向けた両凹レンズからなる第9レンズL9とを配している。この第8レンズL8と第9レンズL9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た接合レンズを形成している。
以下に、本発明のズームレンズの具体的な数値実施例を示す。なお、この実施例3において最大像高は、14.3mmである。ただし、広角端においては、発生させた負の歪曲収差分を、画像を拡大して生成する歪曲補正画像処理を適用するため、歪曲収差量を考慮して最大像高を12.3mmと小さく設定してある。
その結果、図11〜図13に示す各収差曲線図に示されるように、各実施例の収差は、十分に補正されており、500万〜1000万画素を超える受光素子に対応した解像力を実現することが可能となっている。本発明のようにズームレンズを構成することで、十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、この実施例3より明らかである。
この実施例3における各光学要素の光学特性は、次表7の通りである。
尚、各実施例中の硝材名中、「HOYA」とあるのは、HOYA株式会社製の光学硝種名であり、「OHARA」とあるのは、株式会社オハラ社製の光学硝種名である。
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=16.15〜53.85、F=3.69〜5.60、ω=41.5〜14.9の範囲で変化する。
即ち、表7においては、「*」が付された第6面、第7面、第13面、第14面、第18面および第19面の各光学面が非球面であり、式(7)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
第6面
K=0.0
A4=−3.432080E−05
A6=−1.317580E−07
A8=1.551760E−09
A10=−3.778470E−11 A12=9.109900E−13
第7面
K=0.0
A4=−5.719400E−05
A6=−3.697210E−08
A8=−5.321940E−09
A10=8.765160E−11 第13面
K=0.0
A4=−1.261050E−05
A6=−5.882750E−07
A8=1.310640E−08
A10=−3.236260E−10
K=0.0
A4=3.021540E−05
A6=−6.444950E−07
A8=1.762480E−08
A10=−3.948560E−10
第18面
K=1.392250E−01
A4=2.530150E−06
A6=5.784150E−08
A8=−2.182630E−09
A10=1.154860E−10 第19面
K=−9.257800E−02
A4=7.928330E−05
A6=4.663410E−07
A8=−1.003880E−08 A10=1.913560E−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と第3レンズ群G3との間の可変間隔DB、第3レンズ群G3と開口絞りADとの間の可変間隔DC、そして第4レンズ群G4と第5レンズ群G5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。
上述した実施例3における条件式(1)〜条件式(6)における各値は、下記の表9の通りである。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第3レンズL3と、像側により強い凹面を向け両側の面が非球面の両凹レンズからなる第4レンズL4と、両面が同じ曲率半径の曲面に形成された両凸レンズからなる第5レンズL5、とを配している。
第3レンズ群G3は、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第6レンズL6を配している。
第4レンズ群G4は、物体側により強い凸面を向け両側の面が非球面である両凸レンズからなる第7レンズL7と、物体側により強い凸面を向けた両凸レンズからなる第8レンズL8と、像側により強い凹面を向けた両凹レンズからなる第9レンズL9とを配している。この第8レンズL8と第9レンズL9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た接合レンズを形成している。
以下に本発明のズームレンズの具体的な数値実施例4を示す。なお、この実施例2においても最大像高は、14.3mmである。
その結果、実施例4の収差は、十分に補正されており、500万〜1000万画素を超える受光素子に対応した解像力を実現することが可能となっている。本発明のようにズームレンズを構成することで、十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、この実施例4より明らかである。
この実施例4における各光学要素の光学特性は、次表10の通りである。
尚、本実施例4中の硝材名中、「HOYA」とあるのは、HOYA株式会社製の光学硝種名であり、「OHARA」とあるのは、株式会社オハラ社製の光学硝種名である。
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=16.15〜53.85、F=3.68〜5.55、ω=41.5〜14.87の範囲で変化する。
即ち、表10においては、「*」が付された第6面、第7面、第13面、第14面、第18面および第19面の各光学面が非球面であり、式(7)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
第6面
K=0
A4=−3.843970E−05
A6=1.211950E−07
A8=−5.466700E−09
A10=3.589930E−11
A12=5.576910E−13
第7面
K=0
A4=−6.229330E−05
A6=1.289240E−07
A8=−9.269550E−09
A10=1.049680E−10
K=0
A4=4.838910E−06
A6=−2.840070E−07
A8=8.697220E−09
A10=−1.836370E−11
第14面
K=0
A4=4.698360E−05
A6=−1.627670E−07
A8=5.742440E−09
A10=2.564070E−11
第18面
K=−1.373112E+00
A4=1.668360E−05
A6=1.266830E−07
A8=−5.146740E−09
A10=1.518190E−10
第19面
K=−2.895300E−02
A4=7.250660E−05
A6=6.967700E−07
A8=−1.676340E−08
A10=2.591100E−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と第3レンズ群G3との間の可変間隔DB、第3レンズ群G3と開口絞りADとの間の可変間隔DC、そして第4レンズ群G4と第5レンズ群G5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。
上述した実施例4における条件式(1)〜条件式(6)における各値は、下記の表12の通りである。
次に、上述した本発明の第1の実施の形態に係るズームレンズを撮像用光学系として採用して構成した本発明の第2の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラについて図17〜図19を参照して説明する。図17は、物体側、即ち被写体側、である前面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図、図18は、撮影者側である背面側から見たデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図であり、図19は、デジタルカメラの機能構成を示す模式的ブロック図である。なお、ここでは、デジタルカメラを例にとって撮像装置について説明しているが、在来の画像記録媒体として銀塩フィルムを用いる銀塩フィルムカメラに本発明に係るズームレンズを採用してもよい。また、いわゆるPDA(personal data assistant)や携帯電話機等の携帯情報端末装置のような情報装置にカメラ機能を組み込んだものが広く用いられている。このような情報装置も外観は若干異にするもののデジタルカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような情報装置における撮像用光学系として、本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
デジタルカメラは、撮像用光学系としての撮影レンズ101と、CMOS(相補型金属酸化物半導体)撮像素子またはCCD(電荷結合素子)撮像素子等を用いてイメージセンサとして構成された受光素子113とを有しており、撮影レンズ101によって結像される被写体(物体)光学像を受光素子113によって読み取る。この撮影レンズ101として、上述した第1の実施の形態において説明したような本発明に係るズームレンズを用いる。
受光素子113の出力は、中央演算装置111によって制御される信号処理装置114によって処理され、デジタル画像情報に変換される。即ち、このようなデジタルカメラは、撮像された画像(被写体画像)をデジタル画像情報に変換する手段を含んでおり、この手段は、実質的に、受光素子113、信号処理装置114およびこれらを制御する中央演算装置(CPU)111等により構成される。
撮影レンズ101は、カメラの携帯時には、その対物面がレンズバリア(図示していない)により覆われており、ユーザが電源スイッチ106を操作して電源を投入すると、レンズバリアが開き、対物面が露出する構成とする。このとき、撮影レンズ101の鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系が、例えば短焦点端(広角端)の配置となっており、ズームスイッチ110を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、中間焦点距離を経て長焦点端(望遠端)への変倍動作を行うことができる。なお、光学ファインダ102の光学系も撮影レンズ101の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。
半導体メモリ115に記録した画像を液晶モニタ107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108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。
上述のようなデジタルカメラ(撮像装置)または情報装置には、既に述べた通り、第1の実施の形態に示されたようなズームレンズを用いて構成した撮影レンズ101を撮像用光学系として使用することができる。したがって、1、000万画素〜1,500万画素またはそれ以上の画素数の受光素子を使用した高画質で小型のデジタルカメラ(撮像装置)または情報装置を実現することができる。
また、銀塩カメラのズーム撮影レンズや投影機の投射レンズとしても応用が可能である。
G2 第2レンズ群(負)
G3 第3レンズ群(負)
G4 第4レンズ群(正)
G5 第5レンズ群(正)
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11 第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、第5レンズ、第6レンズ、第7レンズ、第8レンズ、第9レンズ、第10レンズ、第11レンズ
AD 開口絞り
MF 平行平板
101 撮影レンズ
102 光学ファインダ
103 ストロボ(フラッシュライト)
104 シャッタボタン
105 カメラボディ
106 電源スイッチ
107 液晶モニタ
108 操作ボタン
109 メモリカードスロット
110 ズームスイッチ
111 中央演算装置(CPU)
112 画像処理装置
113 受光素子
114 信号処理装置
115 半導体メモリ
116 通信カード等
Claims (9)
- 光軸に沿って物体側より像側に向かって順に、正の屈折力の第1レンズ群と、負の屈折力の第2レンズ群と、負の屈折力の第3レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第4レンズ群と正の屈折力を有する第5レンズ群の順に配置されてなり、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間隔は増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は増大し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔は減少し、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔は減少し、前記第3レンズ群によってフォーカシングを行い、以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足することを特徴とするズームレンズ。
(1) 2.0<F3/F23t<3.0
(2) −2.5<F2/Fm<−1.0
(3) −1.4<F3/Fm<−0.5
但し、F2は、前記第2レンズ群の焦点距離であり、F3は、前記第3レンズ群の焦点距離であり、F23tは、望遠端での前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の合成焦点距離であり、広角端での全系の焦点距離をFwとし、望遠端での全系の焦点距離をFtとしたとき、前記焦点距離Fwと前記焦点距離Ftとの中間焦点距離Fm=√(Fw×Ft)である。 - 請求項1に記載のズームレンズにおいて、前記第3レンズ群が1枚の負レンズで構成されることを特徴とするズームレンズ。
- 請求項1または2に記載のズームレンズにおいて、前記第3レンズ群の前記1枚の負レンズが、以下の条件式(4)を満足することを特徴とするズームレンズ。
(4) νd>50
但し、νdは、前記第3レンズ群の前記1枚の負レンズのアッベ数である。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、変倍に際し、全てのレンズ群が移動するように構成されてなることを特徴とするズームレンズ。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式 (5)を満たすことを特徴とするズームレンズ。
(5)0.75<Y´/Fw
但し、Y´は、最大像高であり、Fwは、広角端での全系の焦点距離である。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式 (6)を満足することを特徴とするズームレンズ。
(6) 3.0<Ft/Fw
但し、Ftは、望遠端での全系の焦点距離、Fwは、広角端での全系の焦点距離である。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴とする撮影機能を有する情報装置。
- 請求項7に記載の情報装置において、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ことを特徴とする撮影機能を有する情報装置。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のズームレンズを、撮影機能部の撮影光学系として有することを特徴とする携帯情報端末装置。
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