JP5754631B2 - ズームレンズ、撮像装置および携帯情報端末装置 - Google Patents
ズームレンズ、撮像装置および携帯情報端末装置 Download PDFInfo
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また、AFの高速化としては、フォーカシングレンズの小型化を図る必要がある。
また、ズームレンズの高性能化は、ハイエンドのデジタルカメラへの適用を考えると、少なくとも1000万画素を超える撮像素子に対応した解像力を全ズーム域に亘って有することが必要である。
高変倍化等に適したタイプとして知られているものに、物体側より像側に向かって順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群、負の屈折力を持つ第2レンズ群、負の屈折力を持つ第3レンズ群、正の屈折力を持つ第4レンズ群、正の屈折力を持つ第5レンズ群を配置したものが知られている。
従来のこのような正・負・負・正・正の5群構成のものとして特許文献1(特開平10−48518号公報)および特許文献2(特開2000−28923号公報)に記載のものがある。
また、特許文献2においても、実施例4に係るズームレンズは、正・負・負・正・正の5群構成で、フォーカス群として第3レンズ群を移動してフォーカスしているが、第3レンズ群は、負・正・負の3枚構成のため大きくて重く、引用文献1と同様にフォーカス群を移動するための負荷が大きく駆動するモータ等も大型化し、またフォーカスするための時間が掛かってしまうという問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、小型・高性能のデジタルカメラ用のズームレンズとして特に適し、AFの高速化と、AFに要する駆動系の小型化を図ることが出来、併せて1000万画素を超える撮像素子に対応した解像力を実現可能なズームレンズ、そのズームレンズを用いる撮像装置、さらには、このようなズームレンズを用いる携帯情報端末装置を提供することにある。
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レンズ群の間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が変動し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群の間隔が減少し、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群の間隔が減少し、フォーカシングを前記第3レンズ群で行うズームレンズにおいて、
前記第3レンズ群は、負レンズ1枚で構成され、
前記第5レンズ群は、正レンズ1枚および負レンズ1枚で構成され、
前記第3レンズ群の焦点距離をf3、広角端における全系の焦点距離をfw、望遠端における全系の焦点距離をft、前記焦点距離Fwと前記焦点距離Ftとの中間焦点距離Fm=√fw×ftとしたとき、下記の条件式(1):
(1)1.4<|f3/√(fw×ft)|<3
を満足することを特徴としている。
また、このようなズームレンズを用いることにより、小型で性能良好なデジタルカメラ等の撮影機能を有する撮像装置および携帯情報端末装置を提供することができる。
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5、図9、図13、図17、図21および図25を、第1、第2、第3、第4、第5、第6および第7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、実施例4、実施例5、実施例6および実施例7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、実施例によっては、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、物体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、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、像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、物体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は、下記に述べる種々の特徴を有する。
前記第3レンズ群の焦点距離をf3、広角端における全系の焦点距離をfw、望遠端における全系の焦点距離をft、前記焦点距離Fwと前記焦点距離Ftとの中間焦点距離FmをFm=√fw×ftとしたとき、下記の条件式(1):
(1)1.4<|f3/√(fw×ft)|<3
を満足することを特徴とする(請求項1に対応する)。
式(1)は、第3レンズ群の焦点距離と中間焦点距離の比を表している。上限である3を超えると、近接撮影時にフォーカシングの機能を有する第3レンズ群の移動量が大きくなるため、第2レンズ群と第3レンズ群の間隔を広くしなければならず、光学系の全長が長くなってしまうという問題がある。また、下限値である1.4を下回ると、第3レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、無限遠から最短撮影距離へのフォーカシング時の移動量は小さくて済むが、逆に感度が大きくなるため第3レンズ群の位置精度が厳しくなり、機械的構成が複雑になる等の問題がある。
(2) 2.2<|f1/f2|<3.5
を満足することを特徴とする(請求項2に対応する)。
式(2)は、第1レンズ群と第2レンズ群の焦点距離の比を表している。上限である3.5を超えると、第2レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、変倍時の収差劣化が大きくなる。また、製造誤差感度も高くなってしまい、量産性に問題が発生してしまう。下限値である2.2を下回ると、第2レンズ群の焦点距離が長くなりすぎ、第2レンズ群の変倍時の移動量が大きくなるため光学系の全長が長くなってしまう。
さらに、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、広角端における全系の焦点距離をfw、望遠端における全系の焦点距離を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、下記の条件式(3):
(3) 2.2<|f1/√(fw×ft)|<3.5
を満足することを特徴とする(請求項3に対応する)。
上限である3.5を超えると、第1レンズ群の焦点距離が長くなりすぎ、第1レンズ群の変倍時の移動量が大きくなるため光学系の全長が長くなってしまう。
下限値である2.2を下回ると、第1レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、変倍時の収差劣化が大きくなる。また、製造誤差感度も高くなってしまい、製造コストが上昇し、量産性に問題が発生してしまう。
また、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としたとき、下記の条件式(4):
(4) 0.2<f2/f3<0.9
を満足することを特徴とする(請求項4に対応する)。
上記式(4)は、第2レンズ群と第3レンズ群の焦点距離の比を表している。上限である0.9を超えると、主に変倍の機能を有する第2レンズ群の変倍時の移動量が大きくなるため光学系の全長が長くなってしまう。また、フォーカス群である第3レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、フォーカス時の収差劣化が大きくなってしまう。下限値である0.2を下回ると、第2レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、変倍時の収差劣化が大きくなる。また、製造誤差感度も高くなってしまい、量産性に問題が発生してしまう。また、フォーカス群である第3レンズ群の焦点距離が長くなりすぎ、フォーカスするための移動量が大きくなるため光学系の全長が長くなってしまう。
(5)νd3>50
(6)θg,F<1.2×10−3・νd3+0.62
を満足することを特徴とする(請求項5に対応する)。
上記条件式(5)は、第3レンズ群を構成する負レンズのd線におけるアッベ数を表している。また、式(6)は第3レンズ群の負レンズの部分分散比の条件式を表している。図29に条件式(5),(6)から規定される領域を示す。同図において、横軸がνd、縦軸がθg,Fであり、νd3=50の線分より右側であって、θg,Fが条件式(6)の下側における領域内の硝材を用いることによりフォーカシングによる収差劣化を抑えることができる。また、通常、色収差を抑えるために負のパワーを持つ群では、分散の大きい硝材からなる正レンズと分散の小さい硝材から成る負レンズを組合せて全体として負のパワー持つ群を構成することが行われているが、本実施形態の上記領域の硝材を用いることで第3レンズ群を負レンズ1枚で構成しても色収差を全ズーム域に渡って良好に補正し、また、フォーカシングによる収差の劣化を抑えることができる。
また、このズームレンズは、変倍時に、第4レンズ群と絞りは、一体に移動することを特徴とする(請求項6に対応する)。変倍時に、第4レンズ群と絞りが一体に移動することで、絞り用の移動機構を別途設ける必要が無いため部品点数の削減や鏡胴ユニットの小型化が図れる。
また、このズームレンズにおいて、第5レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズ1枚、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ1枚、からなることを特徴とする(請求項7に対応する)。
また、上記ズームレンズを、撮影用光学系として有する撮像装置(請求項8に対応する)および携帯情報端末装置(請求項9に対応する)を構成することができる。
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を7例挙げる。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。
尚、符号FPは、ズームレンズの結像面を表わす。
f:全系の焦点距離
F:Fナンバ(F値)
ω:半画角(deg)
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)
光軸に沿っ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を配置し、前記第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間に開口絞りADを配置し、広角端から望遠端への変倍に際し、全群が移動し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が変動し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔が増大し(変動し)、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群レンズG4と一体で移動し、フォーカシングを第3レンズ群G3で行うズームレンズにおいて、第1レンズ群G1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1レンズL1と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第2レンズL2の接合レンズとからなる。
第3レンズ群G3は、物体側に強い凹面を向けた負メニスカスレンズ1枚からなる第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た両面非球面である両凸レンズからなる第7レンズL7と、像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と物体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との接合レンズからなる。
第5レンズ群G5は、物体側により強い凸面を向けた面非球面である両凸レンズからなる第10レンズL10と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第11レンズL11が配されている。
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5、図9、図13、図17、図21および図25にも、各光学面の面番号を示しており、また各参照符号も、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。
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。
この実施例においては、全光学系の焦点距離f、FナンバFNo、半画角ωが、ズーミングによって、それぞれ、f=16.146〜29.487〜53.852、FNo=3.59〜4.69〜5.93、ω=42.8〜25.7〜14.5の範囲で変化する。
非球面係数
第6面
K=0
A4=−1.12571E−05
A6=1.21899E−07
A8=2.76874E−09
A10=−4.5160E−11
A12=1.38009E−13
第7面
K=0
A4=−4.98762E−05
A6=3.02710E−07
A8=−1.83352E−09
A10=−4.9553E−12
K=0
A4=−2.23034E−05
A6=−3.30061E−08
A8=1.96596E−09
A10=−4.33079E−11
第14面
K=0
A4=−6.86789E−06
A6=1.59127E−07
A8=−8.05125E−10
A10=−2.46291E−11
第18面
K=−4.76959
A4=−2.06414E−06
A6=−1.71695E−07
A8=−2.33143E−09
A10=6.08643E−12
K=0.25043
A4=3.72591E−05
A6=−4.11291E−08
A8=−2.02648E−09
A10=3.86766E−12
ここでE−nは、10のべき乗を表す(以下同様)
また、第3レンズ群のレンズの硝材は、オハラ(株)製のS−PHM53を想定している。
S−PHM53のνd及びθg,Fは、公開されているカタログより下記の通り
νd=65.44
θg,F=0.5401<−1.2×10−3・65.44+0.62=0.5415
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。
光軸に沿っ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を配置し、前記第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間に開口絞りADを配置し、広角端から望遠端への変倍に際し、全群が移動し、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の間隔が変動し(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群レンズG4と一体で移動し、フォーカシングを第3レンズ群G3で行うズームレンズにおいて、第1レンズ群G1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1レンズL1と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第2レンズL2の接合レンズとからなる。
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1枚からなる第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た両面非球面である両凸レンズからなる第7レンズL7と、像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と物体側に強い凹面を向けた両凹レンズからなる第9レンズL9との接合レンズからなる。
第5レンズ群G5は、物体側により強い凸面を向けた両面非球面である両凸レンズからなる第10レンズL10と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第11レンズL11が配置されている。
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。
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。
この実施例においては、全光学系の焦点距離f、FナンバFNo、半画角ωが、ズーミングによって、それぞれ、f=16.146〜29.486〜53.851、FNo=3.6〜4.62〜5.77、ω=42.9〜25.6〜14.5の範囲で変化する。
非球面係数
第6面
K=0
A4=−6.13912E−05
A6=6.02764E−07
A8=−3.68927E−09
A10=−5.86282E−12
第7面
K=0
A4=−9.55771E−05
A6=6.67024E−07
A8=−5.78157E−09
A10=3.44512E−12
K=0
A4=−2.21195E−05
A6=−1.07672E−06
A8=1.98544E−08
A10=−3.47093E−10
第14面
K=0
A4=5.12674E−06
A6=−9.94310E−07
A8=1.53589E−08
A10=−2.78900E−10
第18面
K=−1.2879
A4=−1.57778E−05
A6=−7.80973E−08
A8=−8.69905E−10
A10=3.89552E−12
K=0.98584
A4=4.43195E−05
A6=5.66872E−08
A8=−2.64609E−09
A10=1.33387E−11
ここでE−nは、10のべき乗を表す(以下同様)。
また、第3レンズ群のレンズの硝材は、オハラ(株)製のS−PHM53を想定している。
S−PHM53のνd及びθg,Fは、公開されているカタログより下記の通り
νd=65.44
θg,F=0.5401<−1.2×10−3・65.44+0.62=0.5415
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1枚からなる第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た両面非球面である両凸レンズからなる第7レンズL7と、像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との接合レンズからなる。
第5レンズ群G5は、物体側により強い凸面を向けた両面非球面である両凸レンズからなる第10レンズL10と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第11レンズL11が配されている。
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。
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。
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FNo、半画角ωが、ズーミングによって、それぞれ、f=16.146〜29.487〜53.85、FNo=3.62〜4.59〜5.67、ω=42.8〜25.6〜14.5の範囲で変化する。
非球面係数
第6面
K=0
A4=−8.18151E−06
A6=−2.01833E−07
A8=2.53333E−09
A10=−1.29107E−11
第7面
K=0
A4=−3.23283E−05
A6=−1.88341E−07
A8=1.96755E−09
A10=−1.43273E−11
K=0
A4=−3.22004E−05
A6=−9.60992E−07
A8=1.55589E−08
A10=−2.82657E−10
第14面
K=0
A4=3.53815E−06
A6=−8.66214E−07
A8=1.17377E−08
A10=−2.24402E−10
第18面
K=−1.27337
A4=−1.58768E−05
A6=−1.86624E−07
A8=6.94712E−10
A10=−5.97184E−12
K=0
A4=3.31640E−05
A6=−1.06067E−07
A8=−6.29723E−10
A10=0
ここでE−nは、10のべき乗を表す(以下同様)。
また、第3レンズ群G3のレンズの硝材は、オハラ(株)製のS−BSM71を想定している。
S−BSM71のνd及びθg,Fは、公開されているカタログより下記の通り
νd=53.02
θg,F=0.5547<−1.2×10−3・53.02+0.62=0.5564
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1枚からなる第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た両面非球面である両凸レンズからなる第7レンズL7と、像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と物体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との接合レンズからなる。
第5レンズ群G5は、物体側により強い凸面を向けた両面非球面である両凸レンズからなる第10レンズL10と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第11レンズL11が配されている。
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。
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。
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FNo、半画角ωが、ズーミングによって、それぞれ、f=16.195〜27.22〜45.75、FNo=3.63〜4.95〜5.86、ω=42.7〜27.8〜16.9の範囲で変化する。
非球面係数
第6面
K=0
A4=−2.62797E−05
A6=2.15039E−07
A8=1.25881E−09
A10=−3.37339E−11
A12=−5.96466E−14
第7面
K=0
A4=−6.94415E−05
A6=2.98647E−07
A8=−1.81245E−09
A10=−2.26671E−11
K=0
A4=−1.84404E−05
A6=−9.86481E−08
A8=1.21421E−09
A10=−2.38227E−11
第14面
K=0
A4=9.50545E−06
A6=8.22895E−08
A8=−9.41319E−10
A10=−1.57178E−11
A12=0
第18面
K=−4.00213
A4=5.35275E−06
A6=−6.14576E−08
A8=−3.35757E−09
A10=3.63892E−11
K=−0.0203
A4=4.11207E−05
A6=6.45731E−08
A8=−4.12993E−09
A10=4.1149E−11
ここでE−nは、10のべき乗を表す(以下同様)。
また、第3レンズ群のレンズの硝材は、オハラ(株)製のS−PHM53を想定している。
S−PHM53のνd及びθg,Fは、公開されているカタログより下記の通り
νd=65.44
θg,F=0.5401<−1.2×10−3・65.44+0.62=0.5415
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。
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1枚からなる第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た両面非球面である両凸レンズからなる第7レンズL7と、像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との接合レンズからなる。
第5レンズ群G5は、物体側により強い凸面を向けた両面非球面である両凸レンズからなる第10レンズL10と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第11レンズL11が配されている。
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。
この実施例5における各光学要素の光学特性は、次表13の通りである。
この実施例5においては、全光学系の焦点距離f、FナンバFNo、半画角ωが、ズーミングによって、それぞれ、f=16.146〜29.484〜53.843、FNo=3.63〜4.64〜5.74、ω=42.8〜25.5〜14.4の範囲で変化する。
非球面係数
第6面
K=0
A4=5.52979E−05
A6=−1.46723E−06
A8=1.40955E−08
A10=−5.75258E−11
第7面
K=0
A4=3.02092E−05
A6=−1.53901E−06
A8=1.44769E−08
A10=−6.26901E−11
K=0
A4=−8.40542E−06
A6=−4.37152E−07
A8=1.03740E−08
A10=−2.45238E−10
第14面
K=0
A4=2.47361E−05
A6=−6.21729E−07
A8=1.37690E−08
A10=−2.72842E−10
第18面
K=−0.92674
A4=−1.83059E−05
A6=−3.30349E−08
A8=−2.28321E−09
A10=−6.15846E−13
K=0
A4=3.19375E−05
A6=3.31577E−08
A8=−2.88956E−09
A10=0
ここでE−nは、10のべき乗を表す(以下同様)。
また、第3レンズ群のレンズの硝材は、オハラ(株)製のS−BSM71を想定している。
S−BSM71のνd及びθg,Fは、公開されているカタログより下記の通り
νd=53.02
θg,F=0.5547<−1.2×10−3・53.02+0.62=0.5564
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14のように変化させられる。
上述した実施例5における条件式(1)〜条件式(6)における各値は、下記の表15の通りである。
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1枚からなる第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た両面非球面である両凸レンズからなる第7レンズL7と、両側が同じ曲率の両凸レンズからなる第8レンズL8と両側が同じ曲率の両凹レンズからなる第9レンズL9との接合レンズからなる。
第5レンズ群G5は、物体側により強い凸面を向けた両面非球面である両凸レンズからなる第10レンズL10と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第11レンズL11が配されている。
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。
この実施例6における各光学要素の光学特性は、次表16の通りである。
この実施例6においては、全光学系の焦点距離f、FナンバFNo、半画角ωが、ズーミングによって、それぞれ、f=16.146〜29.486〜53.852、FNo=3.62〜4.62〜5.77、ω=42.9〜25.4〜14.4の範囲で変化する。
非球面係数
第6面
K=0
A4=2.63554E−05
A6=−1.09237E−06
A8=9.8447E−09
A10=−3.41409E−11
第7面
K=0
A4=2.93738E−06
A6=−1.13624E−06
A8=1.01043E−08
A10=−3.88306E−11
K=0
A4=3.21402E−07
A6=−1.03872E−07
A8=6.34622E−09
A10=−1.99948E−10
第14面
K=0
A4=2.47699E−05
A6=−2.4115E−07
A8=9.50458E−09
A10=−2.36136E−10
第18面
K=−0.57855
A4=−1.83484E−05
A6=−2.90044E−08
A8=−1.90061E−09
A10=−5.50054E−12
K=−0.09961
A4=3.54974E−05
A6=3.43435E−08
A8=−3.14805E−09
ここでE−nは、10のべき乗を表す(以下同様)。
また、第3レンズ群のレンズの硝材は、オハラ(株)製のS−BSM71を想定している。
S−BSM71のνd及びθg,Fは、公開されているカタログより下記の通り
νd=53.02
θg,F=0.5547<−1.2×10−3・53.02+0.62=0.5564
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6における条件式(1)〜条件式(6)における各値は、下記の表18の通りである。
第3レンズ群G3は、像側に強い凸面を向けた負メニスカスレンズ1枚からなる第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た両面非球面である両凸レンズからなる第7レンズL7と、両側が同じ曲率の凸面の両凸レンズからなる第8レンズL8と両側が同じ曲率の凹面の両凹レンズからなる第9レンズL9との接合レンズからなる。
第5レンズ群G5は、物体側により強い凸面を向けた両面非球面である両凸レンズからなる第10レンズL10と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズよりなる第11レンズL11が配されている。
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。
以下に本発明のズームレンズの具体的な数値実施例(実施例7)を示す。
この実施例7における各光学要素の光学特性は、次表19の通りである。
この実施例7においては、全光学系の焦点距離f、FナンバFNo、半画角ωが、ズーミングによって、それぞれ、f=16.146〜29.487〜53.852、FNo=3.61〜4.61〜5.76、ω=42.9〜25.4〜14.4の範囲で変化する。
非球面係数
第6面
K=0
A4=3.46877E−05
A6=−1.27443E−06
A8=1.11921E−08
A10=−4.40045E−11
第7面
K=0
A4=6.8617E−06
A6=−1.34447E−06
A8=1.13537E−08
A10=−4.81564E−11
K=0
A4=−1.2513E−06
A6=−4.84014E−08
A8=5.40686E−09
A10=−2.0620E−10
第14面
K=0
A4=2.71708E−05
A6=−2.3373E−07
A8=9.93932E−09
A10=−2.54318E−10
第18面
K=−0.65075
A4=−1.90482E−05
A6=−3.34777E−08
A8=−1.71693E−09
A10=−5.56274E−12
K=−0.20854
A4=3.63343E−05
A6=2.45318E−08
A8=−2.95008E−09
ここでE−nは、10のべき乗を表す(以下同様)。
また、第3レンズ群のレンズの硝材は、オハラ(株)製のS−LAL7を想定している。
S−LAL7のνd及びθg,Fは、公開されているカタログより下記の通り
νd=58.55
θg,F=0.5425<−1.2×10−3・53.02+0.62=0.5497
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20のように変化させられる。
上述した実施例7における条件式(1)〜条件式(6)における各値は、下記の表21の通りである。
次に、上述した本発明の第1〜第7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8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30〜図32を参照して説明する。図30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31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32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〜第7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(請求項8および請求項9に対応)。
信号処理装置114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111によって制御される画像処理装置112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、カメラ本体に(オンボードで)内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ107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。また、半導体メモリ115に記録した画像は、通信カードスロット(図示していない)に装填した通信カード等116を介して外部へ送信することも可能である。
多くの場合、シャッタボタン104の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係るズームレンズ(請求項1〜請求項5で定義され、あるいは前述した実施例1〜実施例7に示されるズームレンズ)におけるフォーカシングは、ズームレンズを構成する複数群の光学系の一部の群の移動、または受光素子の移動などによって行うことができる。シャッタボタン104を更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。
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〜第7の実施の形態(第1〜第7の実施例)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)または携帯情報端末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、負の屈折力を有する第3レンズ群と、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レンズ群とを配置し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間に開口絞りを有し、
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レンズ群の間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が変動し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群の間隔が減少し、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群の間隔が減少し、フォーカシングを前記第3レンズ群で行うズームレンズにおいて、
前記第3レンズ群は、負レンズ1枚で構成され、
前記第5レンズ群は、正レンズ1枚および負レンズ1枚で構成され、
以下の条件式(1)を満足することを特徴とするズームレンズ。
(1) 1.4<|f3/√(fw×ft)|<3
但し、f3は、前記第3レンズ群の焦点距離であり、
fwは、広角端における全系の焦点距離であり、
ftは、望遠端における全系の焦点距離である。 - 請求項1のズームレンズにおいて、以下の条件式(2)を満足することを特徴とするズームレンズ。
(2) 2.2<|f1/f2|<3.5
但し、f1は、前記第1レンズ群の焦点距離であり、f2は、前記第2レンズ群の焦点距離である。 - 請求項1または2のズームレンズにおいて、以下の条件式(3)を満足することを特徴とするズームレンズ。
(3) 2.2<|f1/√(fw×ft)|<3.5
但し、f1は、前記第1レンズ群の焦点距離である。 - 請求項1〜3のいずれか1項のズームレンズにおいて、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) 0.2<f2/f3<0.9 - 請求項1〜4のいずれか1項のズームレンズにおいて、以下の条件式(5)および(6)を満足することを特徴とするズームレンズ。
(5)νd3>50
(6)θg,F<−1.2×10−3・νd3+0.62
但し、νd3は、前記第3レンズ群の負レンズのd線におけるアッベ数であり、
θg,Fは、g線に対する屈折率ngとし、F線に対する屈折率nF、c線に対する屈折率nCとした時の前記第3レンズ群の負レンズの部分分散比(ng−nF)/(nF−nC)である。 - 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、前記第4レンズ群と前記絞りは、一体に移動することを特徴とするズームレンズ。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、前記第5レンズ群は、物体側から順に、両凸レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、からなることを特徴とするズームレンズ。
- 請求項1乃至7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撮像装置。
- 請求項1乃至7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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