JP6108215B2 - ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置 - Google Patents

ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置 Download PDF

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Description

本発明は、固体撮像素子等を用いた撮像装置に好適なズームレンズ、ならびにそのようなズームレンズを用いるカメラおよび携帯情報端末装置に関する。
近年、撮影レンズの焦点距離が短く画角が広い広角状態、あるいは焦点距離が長く画角が狭い望遠状態などのような種々の焦点距離を所望に応じて選択することが可能なズームレンズ等の焦点距離可変機能を有するレンズを撮影レンズとして備えたカメラが普及している。特に撮影レンズにより結像された被写体光学像をCCD(電荷結合素子)撮像素子等のような固体撮像素子により電子情報として取り込み、記録、伝送およびプリント等に供するデジタルカメラにおける焦点距離可変な撮影レンズの普及は、極めて顕著である。
この種の焦点距離可変機能を有する撮影レンズを備えたデジタルカメラに対するユーザのニーズは、多岐にわたってきており、中でも、高画質化と小型化に対するニーズは群を抜いて高い。よって、撮影レンズとして用いるズームレンズにおいても、高性能化と小型化を両立させることが求められている。
ここで、小型化という面では、まず、使用時のレンズ全長(最も物体側のレンズの対物面から撮像素子が配置される像面までの距離)を短縮することが必要であり、また、各レンズの厚みを短縮して、収納時の全長を抑えることも重要である。さらに、高性能化という面では、少なくとも1000万〜2000万画素の撮像素子に対応した解像力を全ズーム域にわたって確保することが必要である。
また、撮影レンズの広画角化を望むユーザも多く、ズームレンズの広角端側(短焦点端側)の半画角は、45度程度が望ましい。
さらに、大口径化を望まれており、短焦点端のFナンバが2.0以下であることが望ましい。
デジタルカメラにおける撮影レンズに適するズームレンズとしては、多くの種類が考えられるが、広角でありながら、小型なタイプとして、第1レンズ群が負の屈折力を有するズームレンズがある。
物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群を配置し、第1レンズ群は、物体側から、順に、像側が凹面の負レンズ、像側が凹面の負レンズ、両凹レンズ、正レンズで構成するズームレンズの従来例として、例えば、特許文献1(特開2007−249087号公報)、特許文献2(特開2008−122875号公報)および特許文献3(特開2008−040159号公報)等に開示のものがある。
しかしながら、上記特許文献1、特許文献2および特許文献3に記載されたズームレンズは、短焦点端の半画角は42度程度であり、充分広角とはいえず、また、短焦点端のFナンバをF2.0以下にはできていない。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、請求項1に記載の発明は、短焦点端の半画角が45度以上と十分に広画角でありながら短焦点端のFナンバが2.0以下、構成枚数が11枚程度、小型で且つ1000万〜2000万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することを目的としている。
本発明に係るズームレンズは、上述した目的を達成させるために、
物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配置してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は減少し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化するように移動するズームレンズにおいて、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間に開口絞りを配置し、前記第1レンズ群は物体側から順に、像側が凹面である負レンズL11と、像側が凹面とである負レンズL12と、両凹レンズL13と、物体側が凸面である正レンズL14とを配置して構成し、前記第2レンズ群は物体側から順に、正レンズL21と、正レンズL22と、負レンズL23と、正レンズL24と、負レンズL25と、正レンズL26とで構成することを特徴としている。
本発明に係るズームレンズによれば、
物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配置してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は減少し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化するように移動するズームレンズにおいて、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間に開口絞りを配置し、前記第1レンズ群は物体側から順に、像側が凹面である負レンズL11と、像側が凹面とである負レンズL12と、両凹レンズL13と、物体側が凸面である正レンズL14とを配置して構成し、前記第2レンズ群は物体側から順に、正レンズL21と、正レンズL22と、負レンズL23と、正レンズL24と、負レンズL25と、正レンズL26とで構成することにより、短焦点端の半画角が45度以上と十分に広画角でありながら短焦点端のFナンバが2.0以下、構成枚数が11枚程度と少なく、小型で且つ1000万〜2000万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することができる。
本発明の第1の実施の形態に係る実施例(数値実施例。以下、同じ)1におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は短焦点端(広角端)、(b)は中間焦点距離および(c)は長焦点端(望遠端)のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。 図1に示す本発明の実施例1によるズームレンズの短焦点端(広角端)における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図1に示す本発明の実施例1によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図1に示す本発明の実施例1によるズームレンズの長焦点端(望遠端)における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 本発明の第2の実施の形態に係る実施例2におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は短焦点端、(b)は中間焦点距離および(c)は長焦点端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。 図5に示す本発明の実施例2によるズームレンズの短焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図5に示す本発明の実施例2によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図5に示す本発明の実施例2によるズームレンズの長焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 本発明の第3の実施の形態に係る実施例3におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は短焦点端、(b)は中間焦点距離および(c)は長焦点端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。 図9に示す本発明の実施例3によるズームレンズの短焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図9に示す本発明の実施例3によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図9に示す本発明の実施例3によるズームレンズの長焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 本発明の第4の実施の形態に係る実施例4におけるズームレンズの光学系の構成およびズーミングに伴うズーム軌跡を模式的に示す図であり、(a)は短焦点端、(b)は中間焦点距離および(c)は長焦点端のそれぞれにおける光軸に沿った断面図である。 図13に示す本発明の実施例4によるズームレンズの短焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図13に示す本発明の実施例4によるズームレンズの中間焦点距離における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 図13に示す本発明の実施例4によるズームレンズの長焦点端における球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す収差曲線図である。 本発明の第5の実施の形態に係るカメラとしてのデジタルカメラの物体側から見た外観構成を模式的に示す斜視図である。 図17のデジタルカメラを撮影者側から見た外観構成を模式的に示す斜視図である。 図17および図18のデジタルカメラの機能構成を示すブロック図である。
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係るズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置を詳細に説明する。
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について説明する。
本発明は、物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配置してなる。いわば、負−正−正の3レンズ群で構成されるズームレンズは、短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔は減少し、第2レンズ群と第3レンズ群の間隔が変化することにより、第2レンズ群が変倍作用を有する。
短焦点端において第1レンズ群は、開口絞りから離れることから第1レンズ群は大型化し、第1レンズ群内の軸外の収差補正が困難になる。短焦点端の歪曲収差を光学的に補正するためには、さらに重要になる。第1レンズ群としてよくある負レンズ−負レンズ−正レンズで構成した場合、大口径でありながら広角であるため軸外収差の補正も困難になってくる。そこで、本発明においては、物体側から順に、像側が凹面である負レンズL11、像側が凹面である負レンズL12、両凹レンズL13、物体側が凸面である正レンズL14で構成した。
さらに、負レンズL11、負レンズL12の像側を凹面形状にし、負レンズL13を両凹の形状にすると各種収差をバランス良く補正することができる。短焦点端の軸外光線の入射角が最も緩やかになる負レンズL13にて物体側に凹面の形状を構成することにより、ズーム域全体の各種収差を補正しつつ、短焦点端の軸外光線を十分に補正することができる。
また、大口径であるために、軸上マージナル光線が高い位置を通る第2レンズ群の構成が重要になってくる。そこで、本発明においては、第2レンズ群G2を、物体側から順に、正レンズL21と正レンズL22と負レンズL23と正レンズL24と負レンズL25および正レンズL26とで構成している(請求項1に対応する)。
特に、正レンズL22、負レンズL23、正レンズL24を3枚接合し、負レンズL25と正レンズL26を2枚接合すると、接合レンズ内での偏心を小さく製造できることやレンズ面の面精度の誤差の影響を低減できることができる。特に接合面を設けることにより、広角レンズで問題となる倍率色収差や大口径レンズで問題となる色コマ収差を十分に抑制することができる。また、大口径でありながら、球面収差、コマ収差等を十分に補正することができる。
より高性能にするためには、以下の条件式(1)を満足することが望ましい。
即ち、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をfwとして、
下記の条件式(1):
−4.0<f1/fw<−3.0 (1)
を満足することが望ましい(請求項2に対応する)。
上記条件式(1)の上限値以上であると、前記第1レンズ群の焦点距離が長くなりすぎ、前記第2レンズ群の変倍効率が劣化し、ズーム域全体を収差補正することが困難になる。また、条件式(1)の下限値以下であると、前記第1レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、前記第1レンズ群内の軸外収差を補正することが困難になる。
より高性能にするためには、以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
即ち、前記第2レンズ群の焦点距離をf2とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をfwとして、
下記の条件式(2):
3.0< f2/fw <5.0
を満足することが望ましい(請求項3に対応する)。
条件式(2)の上限値以上であると、前記第2レンズ群の焦点距離が長くなりすぎ、前記第2レンズ群の変倍効率が劣化し、ズーム域全体の収差補正することが困難になる。条件式(2)の下限値以下であると、前記第2レンズ群の焦点距離が短くなりすぎ、前記第2レンズ群内の軸外収差を補正することが困難になる。
より高性能にするためには、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
即ち、前記第3レンズ群の焦点距離をf3とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をfwとして、
下記の条件式(3):
6.0<f3/fw<16.0 (3)
を満足することが望ましい(請求項4に対応する)。
上記条件式(4)を満足することにより、前記第3レンズ群は、射出瞳位置をセンサから適切な距離にし、センサに対しての適切な角度で光線が入射するようにしている。
フォーカシングは、前記第3レンズ群で行うことが望ましい。また前記第3レンズ群は、正レンズ1枚で構成することによりフォーカス群を軽量化でき、省エネにつながる。
前記第3レンズ群の正レンズは、物体側に凸の形状を有することが望ましい(請求項5に対応する)。
小型でありながら高性能にするためには、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
即ち、前記第1レンズ群の光軸上での厚さをD1とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をfwとして、
下記の条件式(4):
3.5<D1/fw<6.5 (4)
を満足することが望ましい(請求項6に対応する)。
条件式(4)の上限値以上であると、前記第1レンズ群が厚くなりすぎ、変倍するための空気間隔が短くなりすぎ、ズーム域全体の収差補正することが困難になる。一方、条件式(4)の下限値以下であると、前記第1レンズ群が薄くなりすぎ、前記第1レンズ群内の軸外収差を補正することが困難になる。
さらに望ましくは、以下の条件式(4)′を満足すると良い。
3.0<D1/fw<4.0 (4)′
小型でありながら高性能にするためには、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
即ち、前記第2レンズ群の光軸上の厚さをD2とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をfwとして、
下記の条件式(5):
2.5<D2/fw<4.5 (5)
を満足することが望ましい(請求項7に対応する)。
条件式(5)の上限値以上であると、前記第2レンズ群が厚くなりすぎ、変倍するための空気間隔が短くなりすぎ、ズーム域全体の収差補正することが困難になる。一方、条件式(5)の下限値以下であると、前記第2レンズ群が薄くなりすぎ、前記第2レンズ群内の軸外収差を補正することが困難になる。
さらに望ましくは、以下の条件式を満足すると良い。
2.0<D2/fw<4.0 (5)′
さらに小型、高性能にするためには、以下の条件式(6)を満足すると良い。
短焦点端における前記開口絞りと前記第2レンズ群との間隔をTLs2_wとし、短焦点端における前記第1レンズ群と前記開口絞りとの間隔をTL1s_wとして、
下記の条件式(6):
0.10<TLs2_w/TL1s_w<0.60 (6)
を満足すると良い(請求項8に対応する)。
条件式(6)の下限値以下であると、前記第1レンズ群と前記開口絞りの間隔が大きくなり、短焦点端における前記第1レンズ群を通る軸外光線が高くなりすぎ、前記第1レンズ群内における軸外収差の補正が困難になり、且つ前記第1レンズ群が大型化する。一方、条件式(6)の上限値以上であると、前記第2レンズ群と前記開口絞りの間隔が大きくなり、短焦点端における前記第2レンズ群を通る軸外光線が高くなりすぎ、前記第2レンズ群内における収差補正が困難になり、且つ前記第2レンズ群が大型化する。
フォーカシングは、前記第3レンズ群ですることが望ましい。また前記第3レンズ群は、正レンズ1枚で構成することによりフォーカス群を軽量化でき、省エネにつながる。前記第3レンズ群の前記正レンズは、物体側に凸の形状を有することが望ましい。
像面に到達する光量を減少させる必要があるときには、前記開口絞りを小径化しても良いが、前記開口絞り径を大きく変えることなく、NDフィルタ(減光フィルタ)等の挿入により光量を減少させるようにする。このようにした方が、回折現象による解像力の低下を防止することができて一層好ましい。
一方、本発明の第5の実施の形態は、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(第2〜第4の実施の形態に係るズームレンズを含む)を、撮影用光学系として用いて構成した、いわゆるデジタルカメラ等のカメラである(請求項9に対応する)。
このようなカメラは、撮影用光学系として、上述したようなズームレンズを具備することにより、小型で高画質を得ることが可能となる。
また、カメラ機能等の撮影機能を有する、いわゆる携帯情報端末装置における撮影機能部の撮影用光学系として、上述したようなズームレンズを用いて構成することもできる(請求項10に対応する)。
このような携帯情報端末装置は、撮影機能を有し、撮影用光学系として、上述したようなズームレンズを具備することにより、広角端の画角が45度以上と十分に広画角でありながら、短焦点端のFナンバが2.0以下、構成枚数が11枚程度と少なく、小型で且つ1000万〜2000万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを、カメラ機能部の撮影光学系として使用した、小型で高画質の携帯情報端末装置を提供することができる。このためユーザは、携帯性に優れた携帯情報端末装置で高画質な画像を撮影し、その画像を外部へ送信したりすることができる。
上述したように、請求項1に記載の発明によれば、短焦点端の半画角が45度以上と十分に広画角でありながら短焦点端のFナンバが2.0以下、構成枚数が11枚程度と少なく、小型で且つ1000万〜2000万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズを提供することができる。
請求項2〜請求項5のいずれか1項に記載の発明によれば、各収差をさらに良好に補正した、高性能なズームレンズを提供することができる。
請求項6〜請求項8のいずれか1項に記載の発明によれば、小型で高性能なズームレンズを提供することができる。
請求項9に記載の発明によれば、広角端の半画角が45度以上と十分に広画角でありながら短焦点端のFナンバが2.0以下、構成枚数が11枚程度と少なく、小型で且つ1000万〜2000万画素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影光学系として使用した、小型で高画質のデジタルカメラ等のカメラを提供ことができるため、ユーザは携帯性に優れたカメラで高画質な画像を撮影することができる。
請求項10に記載の発明によれば、広角端の半画角が45度以上と十分に広画角でありながら短焦点端のFナンバが2.0以下、構成枚数が11枚程度と少なく、小型で且つ1000万〜2000万画素の撮像素子に対応した解像力を有するズームレンズをカメラ機能部の撮影光学系として使用した、小型で高画質の携帯情報端末装置を提供ことができるため、ユーザは携帯性に優れた携帯情報端末装置で高画質な画像を撮影し、その画像を外部へ送信したりすることができる。
次に、上述した本発明の実施の形態に基づく、具体的な実施例を詳細に説明する。以下に述べる実施例1〜実施例4は、本発明の第1の実施の形態〜第4の実施の形態に係るズームレンズの数値例(数値実施例)による具体的な構成の実施例である。図1〜図4は、本発明の第1の実施の形態に係る実施例1におけるズームレンズを説明するためのものである。図5〜図8は、本発明の第2の実施の形態に係る実施例2におけるズームレンズを説明するためのものである。図9〜図12は、本発明の第3の実施の形態に係る実施例3におけるズームレンズを説明するためのものである。そして図13〜図16は、本発明の第4の実施の形態に係る実施例4におけるズームレンズを説明するためのものである。
実施例1〜実施例4のズームレンズは、いずれも、物体側から、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群を配置した、いわゆる負−正−正の3群構成のズームレンズである。
実施例1〜実施例4の各実施例のズームレンズにおいて、第3レンズ群の像面側に配設される平行平板からなる光学要素は、光学ローパスフィルタおよび赤外カットフィルタ等の各種光学フィルタや、CMOS(相補型金属酸化物半導体)イメージセンサまたはCCD(電荷結合素子)イメージセンサ等の受光撮像素子のカバーガラス(シールガラス)を想定したものであり、ここでは、等価的な透明平行平板として、フィルタ等FGと総称することにする。
また、実施例1〜実施例4の各実施例において用いている光学ガラスの硝材は、株式会社オハラ(OHARA)、HOYA株式会社(HOYA)および光ガラス株式会社(HIKARI)の製品の光学硝種名で示している。
実施例1〜実施例4の各実施例のズームレンズにおける収差は、充分に補正されており、1000万〜2000万画素またはそれ以上の画素数の受光素子に対応することが可能となっている。本発明の第1の実施の形態〜第4の実施の形態に従ってズームレンズを構成することによって、充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1〜実施例4の各実施例より明らかである。
歪曲収差は、電子的に補正することも可能であるが、補正することにより画質への影響がある。そのため、本発明は、歪曲収差を光学的に十分に補正することにより、高画質化を図っている。
実施例1〜実施例4に共通な記号の意味は、次の通りである。
f:光学系全系の焦点距離
F:F値(Fナンバ)
ω:半画角(度)
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
K:非球面の円錐定数
:4次の非球面係数
:6次の非球面係数
:8次の非球面係数
10:10次の非球面係数
ここで用いられる非球面形状は、近軸曲率半径Rの逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをH、そして円錐定数をKとし、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、次の式(7)で定義され、近軸曲率半径および円錐定数、並びに非球面係数を与えて形状を特定する。
Figure 0006108215
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る実施例1のズームレンズの光学系のレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、(a)は短焦点端、即ち広角端における断面図、(b)は所定の中間焦点距離における断面図、そして(c)は長焦点端、即ち望遠端における断面図である。なお、実施例1のレンズ群配置を示す図1において、図示左側が物体(被写体)側である。
図1に示すズームレンズは、物体側から、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とを配置している。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に開口絞りADを配置している。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、像側が凹面である負レンズL11と像側が凹面である負レンズL12と両凹レンズL13と物体側が凸面である正レンズL14からなる。第2レンズ群G2は、物体側から順次、正レンズL21、正レンズL22、負レンズL23、正レンズL24、負レンズL25および正レンズL26を配置してなる。第3レンズ群G3は、正レンズL31のみからなる。
第1レンズ群G1〜第3レンズ群G3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一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。図1には、各光学面の面番号も示している。なお、図1における各参照符号は、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いる。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、他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第3レンズ群G3の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が変化するように移動する。
図1に示す本発明に係る第1の実施の形態であって、実施例(数値実施例。以下同じ)1のズームレンズの第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸形状をなし、ハイブリッド非球面を形成してなる凹面を像面側に向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズL11と、物体側に凸形状をなし、像側に非球面を形成してなる凹面を向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズL12と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズL13と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズから正レンズL14とを配置している。
開口絞りADは、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に介挿配置されている。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズL21と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL22と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL23と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL24と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL25と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ像面側に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズL26とを配置している。
そして、第2レンズ群G2の正レンズL22と負レンズL23と正レンズL24の3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、3枚接合からなる接合レンズを形成している。また、第2レンズ群G2の負レンズL25と正レンズL26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、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第3レンズ群G3は、物体側に凸形状をなし、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ像面側にハイブリッド非球面を形成した単一の正レンズL31のみからなっている。
この場合、図1に示すように、短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に伴って、第1レンズ群G1は、物体側から像側へ移動する。開口絞りADは、物体側から像側へ若干移動する。第2レンズ群G2は、像側から物体側へ移動する。そして第3レンズ群G3は像側から物体側へほぼ単調に移動する。
この実施例1においては、全光学系の焦点距離f、FナンバFおよび半画角ωが、短焦点端から長焦点端へのズーミングによって、それぞれf=3.96〜5.37〜7.27、F=1.85〜2.16〜2.51およびω=51.44〜41.90〜33.34の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表1の通りである。
Figure 0006108215
表1において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、表1には、各レンズの材質も示している。これらは、他の実施例についても同様である。
即ち、表1においては、「*」が付された第3面、第5面、第11面、第12面、第19面および第22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、次表2の通りである。
Figure 0006108215
この実施例1においては、全光学系の焦点距離f、F値、半画角ω、第1レンズ群G1と開口絞りADとの間の可変間隔DA、開口絞りADと第2レンズ群G2との間の可変間隔DB、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3とフィルタ等FGとの間の可変間隔DD等の可変量は、ズーミングに伴って次表3のように変化する。
尚、次表3の可変間隔DAのうち、Wideに対応する数値は、条件式(6)におけるTL1s_wに対応するものであり、次表3の可変間隔DBのうち、Wideに対応する数値は、条件式(6)におけるTLs2_wに対応するものである。
Figure 0006108215
この場合、上記条件式(1)〜条件式(6)に対応する値は、次表4の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜条件式(6)を満足している。
Figure 0006108215
また、図2、図3および図4に、それぞれ、実施例1の短焦点端(広角端)、中間焦点距離および長焦点端(望遠端)における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図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。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
図5は、本発明の第2の実施の形態に係る実施例2のズームレンズの光学系のレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、(a)は短焦点端、即ち広角端における断面図、(b)は所定の中間焦点距離における断面図、そして(c)は長焦点端、即ち望遠端における断面図である。なお、実施例2のレンズ群配置を示す図5において、図示左側が物体(被写体)側である。
図5に示すズームレンズは、物体側から、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とを配置している。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に開口絞りADを配置している。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、像側が凹面である負レンズL11と像側が凹面である負レンズL12と両凹レンズL13と物体側が凸面である正レンズL14からなる。第2レンズ群G2は、物体側から順次、正レンズL21、正レンズL22、負レンズL23、正レンズL24、負レンズL25および正レンズL26を配置してなる。第3レンズ群G3は、正レンズL31のみからなる。
第1レンズ群G1〜第3レンズ群G3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一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。図5には、各光学面の面番号も示している。
短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第3レンズ群G3の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が変化するように移動する。
図5に示す本発明に係る第2の実施の形態であって、実施例2のズームレンズの第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸形状をなし、ハイブリッド非球面を形成してなる凹面を像面側に向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズL11と、物体側に凸形状をなし、両面側に非球面を形成してなり、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズL12と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズL13と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL14とを配置している。
開口絞りADは、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に介挿配置されている。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズL21と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL22と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL23と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL24と、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL25と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ像面側に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズL26とを配置している。
そして、第2レンズ群G2の正レンズL22と負レンズL23と正レンズL24の3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、3枚接合からなる接合レンズを形成している。また、第2レンズ群G2の負レンズL25と正レンズL26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、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第3レンズ群G3は、物体側に凸形状をなし、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ像面側にハイブリッド非球面を形成した単一の正レンズL31のみからなっている。
この場合、図5に示すように、短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に伴って、第1レンズ群G1は、物体側から像側へ移動する。開口絞りADは、像面側に凸状の円弧を描くように移動する。第2レンズ群G2は、像側から物体側へ移動する。そして第3レンズ群G3は物体側に凸状の円弧を描くように移動する。
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および半画角ωが、短焦点端から長焦点端へのズーミングによって、それぞれf=4.63〜8.32〜14.96、F=1.85〜2.53〜3.44およびω=47.03〜29.76〜17.70の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表5の通りである。
Figure 0006108215
表5において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、表5には、各レンズの材質も示している。これらは、他の実施例についても同様である。
即ち、表5においては、「*」が付された第3面、第4面、第5面、第11面、第12面、第19面および第22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、次表6の通りである。
Figure 0006108215
この実施例2においては、全光学系の焦点距離f、F値、半画角ω、第1レンズ群G1と開口絞りADとの間の可変間隔DA、開口絞りADと第2レンズ群G2との間の可変間隔DB、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3とフィルタ等FGとの間の可変間隔DD等の可変量は、ズーミングに伴って次表7のように変化する。
尚、次表7の可変間隔DAのうち、Wideに対応する数値は、条件式(6)におけるTL1s_wに対応するものであり、次表7の可変間隔DBのうち、Wideに対応する数値は、条件式(6)におけるTLs2_wに対応するものである。
Figure 0006108215
この場合、上記条件式(1)〜条件式(6)に対応する値は、次表8の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜条件式(6)を満足している。
Figure 0006108215
また、図6、図7および図8に、それぞれ、実施例2の短焦点端(広角端)、中間焦点距離および長焦点端(望遠端)における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図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。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
図9は、本発明の第3の実施の形態に係る実施例3のズームレンズの光学系のレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、(a)は短焦点端、即ち広角端における断面図、(b)は所定の中間焦点距離における断面図、そして(c)は長焦点端、即ち望遠端における断面図である。なお、実施例3のレンズ群配置を示す図9において、図示左側が物体(被写体)側である。
図9に示すズームレンズは、物体側から、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とを配置している。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に開口絞りADを配置している。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、像側が凹面である負レンズL11と像側が凹面である負レンズL12と両凹レンズL13と物体側が凸面である正レンズL14からなる。第2レンズ群G2は、物体側から順次、正レンズL21、正レンズL22、負レンズL23、正レンズL24、負レンズL25および正レンズL26を配置してなる。第3レンズ群G3は、正レンズL31のみからなる。
第1レンズ群G1〜第3レンズ群G3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一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。
短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第3レンズ群G3の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が変化するように移動する。
図9に示す本発明に係る第3の実施の形態であって、実施例3のズームレンズの第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸形状をなし、像面側にハイブリッド非球面を形成してなる凹面を向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズL11と、物体側に凸形状をなし、像側に非球面を形成してなる凹面を向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズL12と、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL13と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから正レンズL14とを配置している。
開口絞りADは、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に介挿配置されている。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズL21と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL22と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL23と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL24と、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズL25と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ像面側に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズL26とを配置している。
そして、第2レンズ群G2の正レンズL22と負レンズL23と正レンズL24の3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、3枚接合からなる接合レンズを形成している。また、第2レンズ群G2の負レンズL25と正レンズL26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、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第3レンズ群G3は、物体側に凸形状をなし、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ像面側にハイブリッド非球面を形成した単一の正レンズL31のみからなっている。
この場合、図9に示すように、短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に伴って、第1レンズ群G1は、物体側から像側へ移動する。開口絞りADは、像面側に凸状の円弧を描くように移動する。第2レンズ群G2は、像面側から物体側へ移動する。そして第3レンズ群G3は物体側に凸状の円弧を描くように移動する。
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および半画角ωが、短焦点端から長焦点端へのズーミングによって、それぞれf=4.63〜8.32〜14.95、F=1.85〜2.60〜3.58およびω=47.54〜29.95〜17.65の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表9の通りである。
Figure 0006108215
表9において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、表9には、各レンズの材質も示している。これらは、他の実施例についても同様である。
即ち、表9においては、「*」が付された第3面、第5面、第11面、第12面、第19面および第22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、次表10の通りである。
Figure 0006108215
この実施例3においては、全光学系の焦点距離f、F値、半画角ω、第1レンズ群G1と開口絞りADとの間の可変間隔DA、開口絞りADと第2レンズ群G2との間の可変間隔DB、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3とフィルタ等FGとの間の可変間隔DD等の可変量は、ズーミングに伴って次表11のように変化する。
尚、次表11の可変間隔DAのうち、Wideに対応する数値は、条件式(6)におけるTL1s_wに対応するものであり、次表11の可変間隔DBのうち、Wideに対応する数値は、条件式(6)におけるTLs2_wに対応するものである。
Figure 0006108215
この場合、上記条件式(1)〜条件式(6)に対応する値は、次表12の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜条件式(6)を満足している。
Figure 0006108215
また、図10、図11および図12に、それぞれ、実施例3の短焦点端(広角端)、中間焦点距離および長焦点端(望遠端)における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図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。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
図13は、本発明の第4の実施の形態に係る実施例4のズームレンズの光学系のレンズ構成および短焦点端、つまり広角端から所定の中間焦点距離を経て長焦点端、つまり望遠端へのズーミングに伴うズーム軌跡を示しており、(a)は短焦点端、即ち広角端における断面図、(b)は所定の中間焦点距離における断面図、そして(c)は長焦点端、即ち望遠端における断面図である。なお、実施例4のレンズ群配置を示す図13において、図示左側が物体(被写体)側である。
図13に示すズームレンズは、物体側から、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とを配置している。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に開口絞りADを配置している。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、像側が凹面である負レンズL11と像側が凹面である負レンズL12と両凹レンズL13と物体側が凸面である正レンズL14からなる。第2レンズ群G2は、物体側から順次、正レンズL21、正レンズL22、負レンズL23、正レンズL24、負レンズL25および正レンズL26を配置してなる。第3レンズ群G3は、正レンズL31のみからなる。
第1レンズ群G1〜第3レンズ群G3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一体的に動作し、開口絞りADは、各群とは独立に動作する。
短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に際しては、第1レンズ群G1〜第3レンズ群G3の全群が移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が変化するように移動する。
図13に示す本発明に係る第4の実施の形態であって、実施例4のズームレンズの第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸形状をなし、像面側にハイブリッド非球面を形成してなる凹面を向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズL11と、物体側に凸形状をなし、像側に非球面を形成してなる凹面を向けた負メニスカスレンズである非球面レンズからなる負レンズL12と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズL13と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズから正レンズL14とを配置している。
開口絞りADは、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に介挿配置されている。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ両面に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズL21と、物体側に像面側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる正レンズL22と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL23と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる正レンズL24と、像面側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる負レンズL25と、物体側に像面側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズであり、且つ像面側に非球面を形成した非球面レンズからなる正レンズL26とを配置している。
そして、第2レンズ群G2の正レンズL22と負レンズL23と正レンズL24の3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、3枚接合からなる接合レンズを形成している。また、第2レンズ群G2の負レンズL25と正レンズL26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、2枚接合からなる接合レンズを形成している。
第3レンズ群G3は、物体側に凸形状をなし、像側に凹面を向けた正メニスカスレンズであり、且つ像面側にハイブリッド非球面を形成した単一の正レンズL31のみからなっている。
この場合、図13に示すように、短焦点端(広角端)から長焦点端(望遠端)への変倍に伴って、第1レンズ群G1は、物体側から像側へ移動する。開口絞りADは、物体側に凸状を描くように移動する。第2レンズ群G2は、像側から物体側へ移動する。そして第3レンズ群G3は像側から物体側へほぼ単調に移動する。
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および半画角ωが、短焦点端から長焦点端へのズーミングによって、それぞれf=3.96〜5.37〜7.27、F=1.85〜1.96〜2.46およびω=51.44〜41.91〜33.23の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表13の通りである。
Figure 0006108215
表13において、面番号に「*(アスタリスク)」を付して示した面番号のレンズ面が非球面である。また、表13には、各レンズの材質も示している。これらは、他の実施例についても同様である。
即ち、表13においては、「*」が付された第3面、第5面、第11面、第12面、第19面および第22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、次表14の通りである。
Figure 0006108215
この実施例4においては、全光学系の焦点距離f、F値、半画角ω、第1レンズ群G1と開口絞りADとの間の可変間隔DA、開口絞りADと第2レンズ群G2との間の可変間隔DB、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3とフィルタ等FGとの間の可変間隔DD等の可変量は、ズーミングに伴って次表15のように変化する。
尚、次表15の可変間隔DAのうち、Wideに対応する数値は、条件式(6)におけるTL1s_wに対応するものであり、次表15の可変間隔DBのうち、Wideに対応する数値は、条件式(6)におけるTLs2_wに対応するものである。
Figure 0006108215
この場合、上記条件式(1)〜条件式(6)に対応する値は、次表16の通りとなり、それぞれ条件式(1)〜条件式(6)を満足している。
Figure 0006108215
また、図14、図15および図16に、それぞれ、実施例4の短焦点端(広角端)、中間焦点距離および長焦点端(望遠端)における球面収差、非点収差、歪曲収差、並びに横収差の各収差図を示している。なお、これらの収差図において、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図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。これらは、他の実施例の収差図についても同様である。
尚、上述した実施例1〜実施例4においてレンズの材質は、主にガラスを採用している。しかしながら、第3レンズ群のレンズは、面精度による画質の影響が大きくないため、樹脂レンズを用いてもよい。
〔第5の実施の形態〕
次に、上述した本発明の第1の実施の形態〜第4の実施の形態に係る実施例1〜実施例4等のようなズームレンズを撮影用光学系として採用して構成した本発明の第5の実施の形態に係るカメラについて図17〜図19を参照して説明する。図17は、本発明の第5の実施の形態に係るカメラとしてのデジタルカメラを物体側から見た外観構成を模式的に示す斜視図、そして図18は、当該デジタルカメラを撮影者側から見た外観構成を模式的に示す斜視図である。また、図19は、当該デジタルカメラの機能構成を示すブロック図である。なお、図17〜図19には、カメラとしてのデジタルカメラについて説明しているが、ビデオカメラおよび在来の、いわゆる銀塩フィルムを用いるフィルムカメラ等を含む主として撮像専用の撮像装置だけでなく、携帯電話機や、PDA(personal data assistant)などと称される携帯情報端末装置、さらにはこれらの機能を含む、いわゆるスマートフォンやタブレット端末などの携帯端末装置を含む種々の情報装置にデジタルカメラ等に相当する撮像機能が組み込まれることが多い。
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等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上述した本発明の第1の実施の形態〜第4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用いることができる。
図17および図18に示すように、デジタルカメラは、カメラボディ100に、撮像レンズ(撮影レンズ)101、光学ファインダ102、ストロボ(電子フラッシュライト)103、シャッタボタン104、電源スイッチ105、液晶モニタ106、操作ボタン107、メモリカードスロット108およびズームスイッチ109等を装備している。さらに、図19に示すように、デジタルカメラは、カメラボディ100内に、中央演算装置(CPU)111、画像処理装置112、受光素子113、信号処理装置114、半導体メモリ115および通信カード等116を具備している。
デジタルカメラは、撮像用光学系としての撮像レンズ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、撮像レンズ101によって結像される被写体光学像を受光素子113によって読み取る。この撮像レンズ101として、上述した実施例1〜実施例4等において説明したような本発明の第1の実施の形態〜第4の実施の形態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。 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108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。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(明確には図示していないが、メモリカードスロット108と兼用しても良い)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。
撮像レンズ101は、カメラの携帯時には、その対物面がレンズバリア(明確には図示していない)により覆われており、ユーザが電源スイッチ105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、撮像レンズ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109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の光学系も撮像レンズ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。
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。
本発明の第1〜第4の実施の形態に係るズームレンズ(請求項1〜請求項8で定義され、あるいは前述した実施例1〜実施例4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。
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たりする際には、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108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。
なお、撮像レンズ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および第3レンズ群G3の少なくとも一方が光軸上から退避して、その他のレンズ群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。
上述したデジタルカメラ(カメラ)のような撮像装置または同様の撮像機能を有する情報装置には、既に述べた通り、第1〜第4の実施の形態(実施例1〜実施例4)のようなズームレンズを用いて構成した撮像レンズ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、1000万〜2000万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のような撮像装置または同様の撮像機能を有する携帯情報端末装置等の情報装置を実現することができる。
また、本発明の第1〜第4の実施の形態に係るズームレンズの構成は、在来の銀塩フィルムカメラの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。
G1 第1レンズ群(負)
L11 負レンズ
L12 負レンズ
L13 両凹レンズ
L14 正レンズ
G2 第2レンズ群(正)
L21 正レンズ
L22 正レンズ
L23 負レンズ
L24 正レンズ
L25 負レンズ
L26 正レンズ
G3 第3レンズ群(正)
L31 正レンズ
AD 開口絞り
FG フィルタ等
100 カメラボディ
101 撮像レンズ
102 光学ファインダ
103 ストロボ(電子フラッシュライト)
104 シャッタボタン
105 電源スイッチ
106 液晶モニタ
107 操作ボタン
108 メモリカードスロット
109 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(エリアセンサ)
114 信号処理装置
115 半導体メモリ
116 通信カード等
特開2007−249087号公報 特開2008−122875号公報 特開2008−040159号公報

Claims (10)

  1. 物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配置してなり、短焦点端から長焦点端への変倍に伴って、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は減少し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化するように移動するズームレンズにおいて、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間に開口絞りを配置し、前記第1レンズ群は物体側から順に、像側が凹面である負レンズL11と、像側が凹面とである負レンズL12と、両凹レンズL13と、物体側が凸面である正レンズL14とを配置して構成し、前記第2レンズ群は物体側から順に、正レンズL21と、正レンズL22と、負レンズL23と、正レンズL24と、負レンズL25と、正レンズL26とで構成することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第1レンズ群の焦点距離をf1とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をfwとして、
    下記の条件式(1):
    −4.0<f1/fw<−3.0 (1)
    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。
  3. 前記第2レンズ群の焦点距離をf2とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をfwとして、
    下記の条件式(2):
    3.0<f2/fw<5.0 (2)

    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。
  4. 前記第3レンズ群の焦点距離をf3とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をfwとして、
    下記の条件式(3):
    6.0<f3/fw<16.0 (3)
    を満足することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  5. 前記第3レンズ群は物体側に凸の正レンズ1枚で構成することを特徴とする請求項1〜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1レンズ群の光軸上での厚さをD1とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をfwとして、
    下記の条件式(4):
    3.5<D1/fw<6.5 (4)
    を満足することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  7. 前記第2レンズ群の光軸上の厚さをD2とし、短焦点端における全光学系の焦点距離をfwとして、
    下記の条件式(5):
    2.5<D2/fw<4.5 (5)
    を満足することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  8. 短焦点端における前記開口絞りと前記第2レンズ群との間隔をTLs2_wとし、短焦点端における前記第1レンズ群と前記開口絞りとの間隔をTL1s_wとして、
    下記の条件式(6):
    0.10<TLs2_w/TL1s_w<0.60 (6)
    を満足することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  9. 撮影用光学系として請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のズームレンズを、具備することを特徴とするカメラ。
  10. 撮影機能を有し、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のズームレンズを、具備することを特徴とする携帯情報端末装置。
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