JP2008112000A - ズームレンズ - Google Patents

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JP2008112000A JP2006295116A JP2006295116A JP2008112000A JP 2008112000 A JP2008112000 A JP 2008112000A JP 2006295116 A JP2006295116 A JP 2006295116A JP 2006295116 A JP2006295116 A JP 2006295116A JP 2008112000 A JP2008112000 A JP 2008112000A
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Tatsu Ota
龍 大田
Yasuhiko Abe
泰彦 阿部
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Abstract

【課題】ズームレンズの小型化等を図る。
【解決手段】物体側から順に、負の第1レンズ群Iが、少なくとも一つのプラスチックレンズを含む、負の第1レンズ1、正又は負の第2レンズ2、正の第3レンズからなり、正の第2レンズ群IIが、開口絞りSD、少なくとも一つのプラスチックレンズを含む、正の第4レンズ4、負の第5レンズ5、正の第6レンズ6からなり、第1及び第2レンズ群の焦点距離fG1,fG2、第1レンズと第2レンズの間隔D2、広角端での焦点距離fw、第1及び第2レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離fP1,fP2が、
条件式(1)0.9≦|fG1|/fG2≦1.5、(2)0.2≦D2/fw≦0.4、(3)0.1≦|1/fP1+1/fP2|×fw≦1.0を満たすように形成される。
これによれば、3倍程度のズーム比を確保しつつ、小型化等を達成できる。
【選択図】図1

Description

本発明は、CCD等の固体撮像素子を用いた電子撮像装置に使用されるズームレンズに関し、特に、ズーム比(変倍比)が3倍程度で、デジタルカメラ等に用いられる小型で高性能のズームレンズに関する。
近年、デジタルカメラ等の電子撮像装置の普及に伴い、これらに用いられるズームレンズとしては、低コスト、小型化、高性能の要求が強くなってきている。特に、低コスト化の要求は非常に強く、ガラスレンズ(又は、非球面を形成したガラスレンズ)に比べて安価であることから、一般に、プラスチックレンズ(又は非球面を形成したプラスチックレンズ)が採用されている。
一方、従来のズームレンズとしては、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レンズ群を備え、第1レンズ群が、負,負,正の屈折力をそれぞれ有する3つのレンズからなり、第2レンズ群が、正,正,負,正の屈折力をそれぞれ有する4つのレンズからなり、全てのレンズがガラスレンズからなり、2倍程度の変倍比を確保したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、このズームレンズにおいては、変倍比は2倍程度と小さく、又、7枚のガラスレンズにより構成されるため、デジタルカメラ等に搭載するために、低コスト化、軽量化等が十分に行われているとは言えない。
また、他のズームレンズとしては、第1レンズ群と、第2レンズ群とを備え、第1レンズ群が、負,負,正の屈折力をそれぞれ有する3つのレンズからなり、第2レンズ群が、正,負,正の屈折力をそれぞれ有する3つのレンズからなり、少なくとも4つの非球面を含むと共に、全てのレンズをプラスチックレンズにより形成し得るものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、このズームレンズにおいては、焦点距離に対するレンズ全長が長く、小型化が十分に行われているとは言えない。
特開平10−253882号 特開2001−21806号
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、低コスト、小型化(レンズ全長の短縮化)、高性能化等を満足しつつ、3倍程度のズーム比(変倍比)を確保することができ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等に好適なズームレンズを提供することにある。
本発明のズームレンズは、物体側から像面側に向けて順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、最も物体側に所定の口径をなす開口絞りを含むと共に正の屈折力を有する第2レンズ群とを備え、第1レンズ群は像面側へ移動し途中から反転して物体側へ移動しかつ第2レンズ群は物体側に単調に移動することで広角端から望遠端へのズーミングを行い、第1レンズ群は像面の変動補正及び焦点調整動作を行うズームレンズであって、上記第1レンズ群は、負の屈折力を有する第1レンズ、正又は負の屈折力を有する第2レンズ、正の屈折力を有する第3レンズからなり、かつ、第1レンズ、第2レンズ、及び第3レンズのうち少なくとも一つはプラスチックレンズであり、上記第2レンズ群は、正の屈折力を有する第4レンズ、負の屈折力を有する第5レンズ、正の屈折力を有する第6レンズからなり、かつ、第4レンズ、第5レンズ、及び第6レンズのうち少なくとも一つはプラスチックレンズであり、下記条件式(1),(2),(3)、
(1)0.9≦|fG1|/fG2≦1.5
(2)0.2≦D2/fw≦0.4
(3)0.1≦|1/fP1+1/fP2|×fw≦1.0
但し、fG1:前記第1レンズ群の焦点距離、
fG2:前記第2レンズ群の焦点距離、
D2:前記第1レンズと前記第2レンズの光軸上における空気間隔、
fw:広角端での焦点距離、
fP1:前記第1レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離、
fP2:前記第2レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離、
を満足する、ことを特徴としている。
この構成によれば、負,正の2群ズームタイプとし、かつ、条件式(1),(2)を満たすことで、諸収差を良好に補正しつつ、3倍程度のズーム比を確保でき、レンズ全長の短縮化、小型化等を達成することができる。また、条件式(3)を満たすようにそれぞれのレンズ群において少なくとも一つのプラスチックレンズを含めることで、温度変化時の屈折率変化によって生じる焦点距離やバックフォーカスの変動を最小限に抑えることができ、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
また、開口絞りを第2レンズ群と一体的に移動させることで、広角端から望遠端までの第1レンズ群及び第2レンズ群内の光路差を小さくすることができ、小型化、沈胴時の薄型化を達成することができる。
上記構成において、2レンズ群は、正の屈折力を有するプラスチックレンズと、負の屈折力を有するプラスチックレンズを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、温度変化時の屈折率変化によって生じる焦点距離やバックフォーカスの変動をさらに最小限に抑えることができ、より高い光学性能をもつズームレンズを得ることができる。また、プラスチックレンズを多用することで、大幅なコスト低減及び軽量化を達成することができる。
上記構成において、第2レンズ群における、正の屈折力を有するレンズのアッベ数をνs、負の屈折力を有するレンズのアッベ数をνfとするとき、下記の条件式(4)、
(4)|νs−νf|≧10
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、条件式(4)を満たすことで、高解像化に大きな影響を及ぼす色収差を良好に補正することができる。特に、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べてアッベ数の選定の自由度が低いため、この条件式(4)を満たすようにプラスチックレンズのアッベ数を選定することで、色収差を良好に補正することができる。
上記構成において、第1レンズ群及び第2レンズ群は、それぞれ少なくとも1つの非球面を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、球面収差、非点収差、歪曲収差等の諸収差を良好に補正することができる。すなわち、開口絞りの近くにあるレンズでは、球面収差等の軸上収差が発生し易く、開口絞りから離れた位置にあるレンズでは、非点収差、歪曲収差等の軸外収差が発生し易い。そこで、第1レンズ群及び第2レンズ群にそれぞれ少なくとも1つの非球面をもたせることで、諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
上記構成において、非球面を有するレンズは、プラスチックレンズである、構成を採用することができる。
この構成によれば、非球面を容易に形成することができ、低コスト化、軽量化を達成することができる。
上記構成において、第1レンズ群に含まれる正又は負の屈折力を有するレンズ、及び第2レンズ群の正の屈折力を有するレンズ及び負の屈折力を有するレンズは、それぞれ、周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなるように形成された非球面を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、第1レンズ群の正又は負のレンズと、第2レンズ群の正及び負のレンズにおいて周辺部の屈折力が弱くなる非球面を設けることで、球面収差、非点収差、歪曲収差等の諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。特に、第1レンズ群では物体側に近い負の屈折力を有するレンズに、又、第2レンズ群では開口絞りの近くにある正の屈折力を有するレンズに、それぞれ非球面を設けることで、球面収差、非点収差、歪曲収差等を良好に補正でき、近年の高密度な撮像素子に対応する薄型で光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
上記構成をなすズームレンズによれば、6群6枚という構成にて、パワー配置、非球面を施す位置を適宜設定し、プラスチックレンズを多用することにより、低コストで、小型で(レンズ全長の短い)、光学性能が高く(結像性能が高く)、3倍程度のズーム比(変倍比)を確保でき、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラに最適なズームレンズを得ることができる。
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1及び図2は、本発明に係るズームレンズの一実施形態を示すものであり、図1はレンズ構成図、図2は広角端、中間位置、望遠端の位置における状態図を示すものである。
このズームレンズは、図1に示すように、物体側から像面側に向けて順に、負の屈折力を有する第1レンズ群(I)、最も物体側において所定の口径をなす開口絞りSDを含むと共に正の屈折力を有する第2レンズ群(II)を備えている。そして、第2レンズ群(II)の後方に固体撮像素子等の結像面Pが配置されている。
このズームレンズにおいては、図2(a),(b),(c)の広角端位置、中間位置、望遠端位置で示すように、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群(I)は、像面側へ移動し途中から反転して物体側へ移動し、かつ、第2レンズ群(II)は、物体側に単調に移動するようになっている。また、第1レンズ群(I)は、ズーミングに伴う像面の変動補正及び焦点調整動作を行うようになっている。
第1レンズ群(I)は、図1に示すように、物体側から順に配列された、負の屈折力を有する第1レンズ1、正又は負の比較的弱い屈折力を有する第2レンズ2、正の屈折力を有する第3レンズ3により形成されている。そして、第1レンズ1、第2レンズ2、及び第3レンズ3のうち少なくとも一つは、樹脂材料(プラスチック)により形成されたプラスチックレンズである。
第2レンズ群(II)は、図1に示すように、物体側から順に配列された、所定の口径をなす開口絞りSD、正の屈折力を有する第4レンズ4、負の屈折力を有する第5レンズ5、正の屈折力を有する第6レンズ6により形成されている。そして、第4レンズ4、第5レンズ5、及び第6レンズ6のうち少なくとも一つは、樹脂材料(プラスチック)により形成されたプラスチックレンズである。
ここでは、第1レンズ1〜第3レンズ3、開口絞りSD、第4レンズ〜第6レンズ、及び像面Pが、光軸Lに沿って物体側から順に配列される構成において、図1に示すように、それぞれの面をSi(i=1〜13)、それぞれの面Siの曲率半径をRi(i=1〜13)、d線に対する屈折率をNi(i=1〜6)及びアッベ数をνi(i=1〜6)、第1レンズ1〜像面Pまでのそれぞれの光軸L上における間隔(厚さ、空気間隔)をDi(i=1〜13)で表す。
また、第1レンズ群(I)の最も物体側の面(第1レンズ1の物体側の面)S1〜像面Pまでをレンズ系とし、このレンズ系の広角端、中間、望遠端における焦点距離をfw,fm,ft、第1レンズ群(I)の焦点距離をfG1、第2レンズ群(II)の焦点距離をfG2、第1レンズ1と第2レンンズ2の光軸L上の間隔をD2、第1レンズ群(I)に含まれるプラスチックレンズの焦点距離をfP1、第2レンズ群(II)に含まれるプラスチックレンズの焦点距離をfP2、第2レンズ群(II)において、正の屈折力を有するレンズのアッベ数をνs、負の屈折力を有するレンズのアッベ数をνfで表す。
第1レンズ1は、負の屈折力を有するガラスレンズ又はプラスチックレンズとして形成され、好ましくは、図1に示すように、物体側に凸面S1及び像面側に凹面S2を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。また、面S1,S2は、球面又は非球面、好ましくは球面に形成されている。
第2レンズ2は、ガラスレンズ又はプラスチックレンズとして、好ましくはプラスチックレンズとして形成され、図1に示すように、物体側に凸面S3及び像面側に凹面S4を向けた正又は負の比較的弱い屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。また、面S3,S4は、球面又は非球面に形成され、好ましくは非球面に形成され、さらに好ましくは周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなる非球面に形成されている。
第3レンズ3は、ガラスレンズ又はプラスチックレンズとして形成され、図1に示すように、物体側に凸面S5及び像面側に凹面S6を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。また、面S5,S6は、球面又は非球面、好ましくは球面に形成されている。
上記第1レンズ1、第2レンズ2、及び第3レンズ3において、少なくとも1つはプラスチックレンズとして形成されている。
第4レンズ4は、ガラスレンズ又はプラスチックレンズとして、好ましくはプラスチックレンズとして形成され、図1に示すように、物体側に凸面S8及び像面側に凸面S9を向けた正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。また、第4レンズ4は、好ましくは、物体側の凸面S8の曲率半径R8が像面側の凸面S9の曲率半径の絶対値│R9│よりも小さく(R8<│R9│)形成されている。また、面S8,S9は、球面又は非球面、好ましくは非球面に形成されている。
第5レンズ5は、ガラスレンズ又はプラスチックレンズとして、好ましくはプラスチックレンズとして形成され、図1に示すように、物体側に凹面S10及び像面側に凹面S11を向けた負の屈折力を有する両凹形状のレンズである。また、第5レンズ5は、好ましくは、物体側の凹面S10の曲率半径の絶対値│R10│が像面側の凹面S11の曲率半径R11よりも大きく(│R10│>R11)形成されている。また、面S10,S11は、球面又は非球面に形成され、好ましくは非球面に形成され、さらに好ましくは周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなる非球面に形成されている。
第6レンズ6は、ガラスレンズ又はプラスチックレンズとして形成され、図1に示すように、物体側に凸面S12及び像面側に凸面S13を向けた正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。また、面S12,S13は、球面又は非球面に形成されている。
上記第4レンズ4、第5レンズ5、及び第6レンズ6において、少なくとも1つはプラスチックレンズとして形成されている。
また、上記構成に加えて、第1レンズ群(I)の焦点距離fG1、第2レンズ群(II)の焦点距離fG2、第1レンズ1と第2レンズ2の光軸L上における空気間隔D2、レンズ系の広角端での焦点距離fw、第1レンズ群(I)に含まれるプラスチックレンズの焦点距離fP1、第2レンズ群(II)に含まれるプラスチックレンズの焦点距離fP2が、下記条件式(1),(2),(3)、
(1)0.9≦|fG1|/fG2≦1.5
(2)0.2≦D2/fw≦0.4
(3)0.1≦|1/fP1+1/fP2|×fw≦1.0
を満足するように形成されている。
条件式(1)は、各レンズ群(I),(II)のパワー配置に関して規定したものである。すなわち、|fG1|/fG2の値が上限値を超えると、レンズの各面のパワーを強くする必要があり、各面の収差補正の負担が大きくなり、各レンズの偏芯誤差感度が高まり、又、ズーム比を十分確保することが困難になり、一方、|fG1|/fG2の値が下限値を超えると、同じレンズ枚数では画角が狭くなり、又、ズーム比を十分確保することが困難になる。
したがって、|fG1|/fG2の値が条件式(1)を満たすように形成することにより、レンズ系全長が最大で36mm程度以下となって小型化を達成でき、広角端での全画角(2ω)が60°程度で、3倍程度のズーム比(変倍比)を確保することができる。
条件式(2)は、第1レンズ群(I)におけるレンズ間隔と広角端での焦点距離との関係を規定したものである。D2/fwの値が上限値を超えると、第1レンズ群(I)のパワーが小さくなり過ぎて、像面湾曲の補正が困難になり、又、射出角度が大きくなって像側テレセントリック性が悪くなり、一方、D2/fwの値が下限値を超えると、第1レンズ群(I)のパワーが大きくなり過ぎて、像面湾曲の補正が困難になる。
したがって、D2/fwの値が条件式(2)を満たすように形成することにより、像側テレセントリック性を確保しつつ、像面湾曲を良好に補正することができる。
条件式(3)は、各レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離に関して規定したものである。一般に、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べて、温度変化時の屈折率変化が大きく、その変化によって生じる焦点距離やバックフォーカスの変動も大きくなる。そこで、条件式(3)を満たすように、それぞれのレンズ群(I),(II)において、少なくとも一つのプラスチックレンズを含めることで、温度変化時の屈折率変化によって生じる焦点距離やバックフォーカスの変動を最小限に抑えることができ、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
上記構成を満たすズームレンズによれば、負,正の2群ズームタイプとし、かつ、条件式(1),(2)を満たすことで、諸収差を良好に補正しつつ、広角端での全画角(2ω)が60°程度で、3倍程度のズーム比を確保でき、レンズ全長の短縮化、小型化等を達成することができ、又、条件式(3)を満たすようにそれぞれのレンズ群(I),(II)において少なくとも一つのプラスチックレンズを含めることで、低コスト化、軽量化等を達成しつつ、温度変化時の屈折率変化によって生じる焦点距離やバックフォーカスの変動を最小限に抑えることができ、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
また、開口絞りSDを第2レンズ群(II)と一体的に移動させることで、広角端から望遠端までの第1レンズ群(I)及び第2レンズ群(II)内の光路差を小さくすることができ、小型化、沈胴時の薄型化を達成することができる。
上記構成において、第2レンズ群(II)は、好ましくは、正の屈折力を有するプラスチックレンズと、負の屈折力を有するプラスチックレンズを含む、すなわち、第4レンズ4及び第6レンズ6の少なくとも一方はプラスチックレンズとして形成され、第5レンズ5はプラスチックレンズとして形成される。
これによれば、温度変化時の屈折率変化によって生じる焦点距離やバックフォーカスの変動をさらに最小限に抑えることができ、より高い光学性能をもつズームレンズを得ることができる。また、プラスチックレンズを多用することで、大幅なコスト低減及び軽量化を達成することができる。
上記構成において、第2レンズ群(II)における、正の屈折力を有するレンズ(すなわち、第4レンズ4又は第6レンズ6)のアッベ数νs、負の屈折力を有するレンズ(すなわち、第5レンズ5)のアッベ数νfが、好ましくは、下記の条件式(4)、
(4)|νs−νf|≧10
を満足するように形成される。
条件式(4)を満たすことで、高解像化に大きな影響を及ぼす色収差を良好に補正することができる。特に、プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べてアッベ数の選定の自由度が低いため、この条件式(4)を満たすようにプラスチックレンズのアッベ数を選定することで、色収差を良好に補正することができる。
上記構成において、第1レンズ群(I)及び第2レンズ群(II)は、好ましくは、それぞれ少なくとも1つの非球面を含む、すなわち、第1レンズ1、第2レンズ2、及び第3レンズ3の物体側及び像面側の6面のうち、少なくとも1つの面が非球面に形成され、第4レンズ4、第5レンズ5、及び第6レンズ6の物体側及び像面側の6面のうち、少なくとも1つの面が非球面に形成される。
これによれば、球面収差、非点収差、歪曲収差等の諸収差を良好に補正することができる。すなわち、開口絞りSDの近くにあるレンズでは、球面収差等の軸上収差が発生し易く、開口絞りSDから離れた位置にあるレンズでは、非点収差、歪曲収差等の軸外収差が発生し易い。そこで、第1レンズ群(I)及び第2レンズ群(II)にそれぞれ少なくとも1つの非球面をもたせることで、諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
ここで、非球面を有するレンズは、好ましくは、プラスチックレンズとして形成される。これによれば、ガラスレンズの場合に比べて、非球面を容易に形成することができ、低コスト化、軽量化を達成することができる。
上記構成において、好ましくは、第1レンズ群(I)に含まれる正の屈折力を有するレンズ(第2レンズ2又は第3レンズ3)、及び第2レンズ群(II)の正の屈折力を有するレンズ(第4レンズ4又は第6レンズ6)及び負の屈折力を有するレンズ(第5レンズ5)が、それぞれ、周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなるように形成された非球面を有するように形成される。
これによれば、第1レンズ群(I)の正又は負のレンズと、第2レンズ群(II)の正及び負のレンズにおいて、周辺部の屈折力が弱くなる非球面を設けることで、球面収差、非点収差、歪曲収差等の諸収差を良好に補正でき、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
特に、第1レンズ群(I)では物体側に近い負の屈折力を有するレンズ(第1レンズ1又は第2レンズ2)に、又、第2レンズ群(II)では開口絞りSDの近くにある正の屈折力を有するレンズ(第4レンズ4)に、それぞれ非球面を設けることで、球面収差、非点収差、歪曲収差等を良好に補正でき、近年の高密度な撮像素子に対応する薄型で光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
ここで、非球面を表す式は、次式で規定される。
Z=Cy/[1+(1−εC1/2]+Dy+Ey+Fy+Gy10
ただし、Z:光軸Lからの高さがyの非球面上の点の非球面頂点の接平面からの距離、y:光軸からの高さ、C:非球面の頂点における曲率(=1/R)、ε:円錐係数、D,E,F,G:非球面係数である。
上記構成からなるズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例1として以下に示す。
実施例1におけるレンズ構成は図1及び図2に示す通りであり、条件式(1)〜(4)の数値データ、第レンズ1〜第6レンズ6の主な仕様諸元、種々の数値データ(設定値)は以下の通りである。
尚、実施例1においては、第2レンズ2、第4レンズ4、及び第5レンズ5がプラスチックレンズとして形成され、第2レンズ2の両面S3,S4、第4レンズ4の両面S8,S9、第5レンズ5の両面S10,S11が非球面に形成されている。
<条件式の値>
(1)|fG1|/fG2=|−11.91|/10.29=1.16 → 0.9≦1.16≦1.5
(2)D2/fw=2.00/6.37=0.31 → 0.2≦0.31≦0.4
(3)|1/fP1+1/fP2|×fw=|1/999.77+1/33.98|×6.37=0.19 → 0.1≦0.19≦1.0
(4)|νs−νf|=|56.3−30.3|=26.0 → 26.0≧10
<仕様諸元>
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)、レンズ系の焦点距離(fw,fm,ft)=6.37mm(広角端)〜12.53mm(中間)〜18.47mm(望遠端)、ズーム比(変倍比)=2.90、Fナンバー(FNo.)=3.30(広角端)〜4.40(中間)〜5.53(望遠端)、画角(ω)=30.65°(広角端)〜16.71°(中間)〜11.55°(望遠端)、射出瞳位置=−15.87mm(広角端)〜−21.30mm(中間)〜−26.39mm(望遠端)、レンズ全長(第1レンズ1の前面S1〜第6レンズ6の後面S13までの距離)=23.76mm(広角端)〜14.31mm(中間)〜11.17mm(望遠端)、レンズ系全長(第1レンズ1の前面S1〜像面Pまでの距離)=36.00mm(広角端)〜31.98mm(中間)〜33.93mm(望遠端)、バックフォーカス(第6レンズ6の後面S13〜像面Pまでの空気換算距離)=12.24mm(広角端)〜17.67mm(中間)〜22.76mm(望遠端)、第1レンズ群(I)の焦点距離=−11.91mm、第2レンズ群(II)の焦点距離=10.29mm
<曲率半径>
R1=22.350mm、R2=4.639mm、R3=36.114mm(非球面)、R4=38.412mm(非球面)、R5=12.689mm、R6=26.179mm、R7=∞(開口絞り)、R8=4.096mm(非球面)、R9=−27.137mm(非球面)、R10=−87.958mm(非球面)、R11=3.909mm(非球面)、R12=9.300mm、R13=−15.717mm
<光軸上の間隔>
D1=1.00mm、D2=2.00mm、D3=1.00mm、D4=0.15mm、D5=1.50mm、D6=可変、D7=0.00mm、D8=2.42mm、D9=0.10mm、D10=0.60mm、D11=0.48mm、D12=1.30mm、D13=可変
<屈折率(Nd)>
N1=1.772500、N2=1.525120、N3=1.846660、N4=1.525120、N5=1.583810、N6=1.571350
<アッベ数(νd)>
ν1=49.6、ν2=56.3、ν3=23.8、ν4=56.3、ν5=30.3、ν6=53.0
<ズーム間隔(D6,D13)>
D6=13.23mm(広角端)〜3.76mm(中間)〜0.61mm(望遠端)、
D13=12.24mm(広角端)〜17.67mm(中間)〜22.76mm(望遠端)
<非球面係数の数値データ>
<S3>
ε=0.000000、D=−5.186680×10−4、E=1.462302×10−4、F=−7.366840×10−6、G=1.223165×10−7
<S4>
ε=0.000000、D=−1.174260×10−3、E=1.077326×10−4、F=−6.372640×10−6、G=2.641300×10−8
<S8>
ε=−3.004447、D=4.585869×10−3、E=−2.044620×10−4、F=1.762349×10−5、G=−1.031310×10−6
<S9>
ε=−0.956484、D=2.512762×10−4、E=−1.537330×10−5、F=−3.813590×10−6、G=−9.793460×10−7
<S10>
ε=0.000000、D=−2.862330×10−4、E=2.680847×10−6、F=−5.147390×10−7、G=−1.009770×10−6
<S11>
ε=0.005639、D=−1.418780×10−4、E=−4.538710×10−7、F=4.045888×10−7、G=−1.574780×10−7
上記実施例1において、広角端、中間位置、望遠端での諸収差(球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差)は、それぞれ図3、図4、図5に示す結果となる。尚、図3ないし図5中の非点収差において、Sはサジタル平面での収差、Mはメリジオナル平面での収差を示す。
この実施例1によれば、ズーム比が2.90、レンズ系全長が最大で36.00mm、広角端でのFナンバーが3.30で、諸収差が良好に補正された光学性能の高い、小型のズームレンズが得られる。
実施例2におけるレンズ構成は図6及び図7に示す通りであり、条件式(1)〜(4)の数値データ、第レンズ1〜第6レンズ6の主な仕様諸元、種々の数値データ(設定値)は以下の通りである。
尚、実施例2においては、第2レンズ2、第4レンズ4、第5レンズ5、及び第6レンズ6がプラスチックレンズとして形成され、第2レンズ2の両面S3,S4、第4レンズ4の両面S8,S9、第5レンズ5の両面S10,S11、第6レンズ6の両面S12,S13が非球面に形成されている。
<条件式の値>
(1)|fG1|/fG2=|−11.73|/10.23=1.15 → 0.9≦1.15≦1.5
(2)D2/fw=2.00/6.39=0.31 → 0.2≦0.31≦0.4
(3)|1/fP1+1/fP2|×fw=|1/999.68+1/32.03|×6.39=0.21 → 0.1≦0.21≦1.0
(4)|νs−νf|=56.3−30.3=26.0 → 26.0≧10
<仕様諸元>
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)、レンズ系の焦点距離(fw,fm,ft)=6.39mm(広角端)〜12.72mm(中間)〜18.49mm(望遠端)、ズーム比(変倍比)=2.90、Fナンバー(FNo.)=3.31(広角端)〜4.51(中間)〜5.60(望遠端)、画角(ω)=30.58°(広角端)〜16.47°(中間)〜11.54°(望遠端)、射出瞳位置=−26.10mm(広角端)〜−21.43mm(中間)〜−26.04mm(望遠端)、レンズ全長(第1レンズ1の前面S1〜第6レンズ6の後面S13までの距離)=23.44mm(広角端)〜14.09mm(中間)〜11.13mm(望遠端)、レンズ系全長(第1レンズ1の前面S1〜像面Pまでの距離)=35.67mm(広角端)〜31.95mm(中間)〜33.97mm(望遠端)、バックフォーカス(第6レンズ6の後面S13〜像面Pまでの空気換算距離)=12.23mm(広角端)〜17.86mm(中間)〜22.84mm(望遠端)、第1レンズ群(I)の焦点距離=−11.73mm、第2レンズ群(II)の焦点距離=10.23mm
<曲率半径>
R1=22.713mm、R2=4.583mm、R3=37.069mm(非球面)、R4=39.515mm(非球面)、R5=12.881mm、R6=27.704mm、R7=∞(開口絞り)、R8=4.101mm(非球面)、R9=−27.357mm(非球面)、R10=−99.973mm(非球面)、R11=3.962mm(非球面)、R12=8.268mm(非球面)、R13=−16.265mm(非球面)
<光軸上の間隔>
D1=1.00mm、D2=2.00mm、D3=1.00mm、D4=0.15mm、D5=1.50mm、D6=可変、D7=0.00mm、D8=2.42mm、D9=0.10mm、D10=0.60mm、D11=0.44mm、D12=1.30mm、D13=可変
<屈折率(Nd)>
N1=1.772500、N2=1.525120、N3=1.846660、N4=1.525120、N5=1.583816、N6=1.525120
<アッベ数(νd)>
ν1=49.6、ν2=56.3、ν3=23.8、ν4=56.3、ν5=30.3、ν6=56.3
<ズーム間隔(D6,D13)>
D6=12.93mm(広角端)〜3.57mm(中間)〜0.63mm(望遠端)、
D13=12.23mm(広角端)〜17.86mm(中間)〜22.84mm(望遠端)
<非球面係数の数値データ>
<S3>
ε=0.000000、D=−4.707120×10−4、E=1.458679×10−4、F=−7.564290×10−6、G=1.526972×10−7
<S4>
ε=0.000000、D=−1.159790×10−3、E=1.055462×10−4、F=−6.405860×10−6、G=3.900760×10−8
<S8>
ε=−3.022216、D=4.599386×10−3、E=−2.050030×10−4、F=1.686159×10−5、G=−1.097940×10−6
<S9>
ε=5.889468、D=1.771182×10−4、E=−2.346760×10−5、F=−4.694980×10−6、G=−1.113540×10−6
<S10>
ε=0.000000、D=−2.359100×10−4、E=5.156900×10−6、F=−3.787820×10−7、G=−1.027030×10−6
<S11>
ε=0.014505、D=−1.120530×10−4、E=−8.484840×10−6、F=3.933409×10−6、G=8.583800×10−7
<S12>
ε=−0.100953、D=−2.198110×10−5、E=−5.539850×10−6、F=1.324705×10−6、G=−1.452810×10−7
<S13>
ε=−3.747379、D=1.313741×10−4、E=4.145669×10−5、F=4.214437×10−7、G=−5.053530×10−7
上記実施例2において、広角端、中間位置、望遠端での諸収差(球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差)は、それぞれ図8、図9、図10に示す結果となる。尚、図8ないし図10中の非点収差において、Sはサジタル平面での収差、Mはメリジオナル平面での収差を示す。
この実施例2によれば、ズーム比が2.90、レンズ系全長が最大で35.67mm、広角端でのFナンバーが3.31で、諸収差が良好に補正された光学性能の高い、小型のズームレンズが得られる。
実施例3におけるレンズ構成は図11及び図12に示す通りであり、条件式(1)〜(4)の数値データ、第レンズ1〜第6レンズ6の主な仕様諸元、種々の数値データ(設定値)は以下の通りである。
尚、実施例3においては、第2レンズ2、第4レンズ4、及び第5レンズ5がプラスチックレンズとして形成され、第2レンズ2の両面S3,S4、第4レンズ4の両面S8,S9、第5レンズ5の両面S10,S11が非球面に形成されている。
<条件式の値>
(1)|fG1|/fG2=|−10.78|/9.78=1.10 → 0.9≦1.10≦1.5
(2)D2/fw=2.35/6.44=0.36 → 0.2≦0.36≦0.4
(3)|1/fP1+1/fP2|×fw=|1/43.11+1/9.78|×6.44=0.81 → 0.1≦0.81≦1.0
(4)|νs−νf|=56.3−30.3=26.0 → 26.0≧10
<仕様諸元>
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)、レンズ系の焦点距離(fw,fm,ft)=6.44mm(広角端)〜13.23mm(中間)〜18.48mm(望遠端)、ズーム比(変倍比)=2.87、Fナンバー(FNo.)=3.28(広角端)〜4.63(中間)〜5.75(望遠端)、画角(ω)=31.43°(広角端)〜16.49°(中間)〜12.02°(望遠端)、射出瞳位置=−15.44mm(広角端)〜−21.68mm(中間)〜−26.36mm(望遠端)、レンズ全長(第1レンズ1の前面S1〜第6レンズ6の後面S13までの距離)=21.69mm(広角端)〜13.38mm(中間)〜11.02mm(望遠端)、レンズ系全長(第1レンズ1の前面S1〜像面Pまでの距離)=33.59mm(広角端)〜31.42mm(中間)〜33.84mm(望遠端)、バックフォーカス(第6レンズ6の後面S13〜像面Pまでの空気換算距離)=11.90mm(広角端)〜18.04mm(中間)〜22.82mm(望遠端)、第1レンズ群(I)の焦点距離=−10.78mm、第2レンズ群(II)の焦点距離=9.78mm
<曲率半径>
R1=12.542mm、R2=4.205mm、R3=64.158mm(非球面)、R4=16.644mm(非球面)、R5=14.590mm、R6=62.777mm、R7=∞(開口絞り)、R8=3.712mm(非球面)、R9=−16.585mm(非球面)、R10=−107.030mm(非球面)、R11=3.897mm(非球面)、R12=13.923mm、R13=−13.137mm
<光軸上の間隔>
D1=1.00mm、D2=2.35mm、D3=1.00mm、D4=0.20mm、D5=1.20mm、D6=可変、D7=0.00mm、D8=2.00mm、D9=0.20mm、D10=0.61mm、D11=0.70mm、D12=1.10mm、D13=可変
<屈折率(Nd)>
N1=1.788000、N2=1.525120、N3=1.808090、N4=1.525120、N5=1.583816、N6=1.487490
<アッベ数(νd)>
ν1=47.4、ν2=56.3、ν3=22.8、ν4=56.3、ν5=30.3、ν6=70.2
<ズーム間隔(D6,D13)>
D6=11.33mm(広角端)〜2.92mm(中間)〜0.66mm(望遠端)、
D13=11.90mm(広角端)〜18.04mm(中間)〜22.82mm(望遠端)
<非球面係数の数値データ>
<S3>
ε=0.000000、D=−1.523580×10−4、E=−8.277850×10−5、F=1.382730×10−5、G=−4.867080×10−7
<S4>
ε=8.042613、D=−1.274670×10−3、E=−9.258680×10−5、F=1.203515×10−5、G=−5.592820×10−7
<S8>
ε=−2.426653、D=5.301889×10−3、E=−7.329900×10−5、F=1.785280×10−5、G=2.347466×10−7
<S9>
ε=0.000000、D=7.109590×10−4、E=−2.875390×10−5、F=4.430397×10−5、G=−6.191380×10−6
<S10>
ε=0.000000、D=−3.086610×10−3、E=2.980100×10−4、F=−8.270250×10−6、G=−4.609120×10−6
<S11>
ε=−0.262314、D=−1.381880×10−3、E=6.923957×10−4、F=−8.316870×10−5、G=1.096331×10−5
上記実施例3において、広角端、中間位置、望遠端での諸収差(球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差)は、それぞれ図13、図14、図15に示す結果となる。尚、図13ないし図15中の非点収差において、Sはサジタル平面での収差、Mはメリジオナル平面での収差を示す。
この実施例3によれば、ズーム比が2.87、レンズ系全長が最大で35.59mm、広角端でのFナンバーが3.28で、諸収差が良好に補正された光学性能の高い、小型のズームレンズが得られる。
以上述べたように、本発明のズームレンズは、6群6枚という構成にて、パワー配置、非球面を施す位置を適宜設定し、プラスチックレンズを多用することにより、低コストで、小型で(レンズ全長の短い)、光学性能が高く(結像性能が高く)、3倍程度のズーム比(変倍比)を確保できるため、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラのズームレンズとして適用できるのは勿論のこと、小型化等が要望されるその他のレンズ光学系においても有用である。
本発明に係るズームレンズの一実施形態を示すレンズ構成図である。 図1に示すズームレンズの動作を示すものであり、(a),(b),(c)は、広角端、中間、望遠端での状態図である。 実施例1のズームレンズにおいて、広角端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例1のズームレンズにおいて、中間位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例1のズームレンズにおいて、望遠端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 本発明に係るズームレンズの他の実施形態を示すレンズ構成図である。 図6に示すズームレンズの動作を示すものであり、(a),(b),(c)は、広角端、中間、望遠端での状態図である。 実施例2のズームレンズにおいて、広角端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例2のズームレンズにおいて、中間位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例2のズームレンズにおいて、望遠端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 本発明に係るズームレンズのさらに他の実施形態を示すレンズ構成図である。 図11に示すズームレンズの動作を示すものであり、(a),(b),(c)は、広角端、中間、望遠端での状態図である。 実施例3のズームレンズにおいて、広角端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例3のズームレンズにおいて、中間位置における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 実施例3のズームレンズにおいて、望遠端における、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
符号の説明
I 第1レンズ群
II 第2レンズ群
1 第1レンズ
2 第2レンズ
3 第3レンズ
SD 開口絞り
4 第4レンズ
5 第5レンズ
6 第6レンズ
L 光軸
P 像面
fw 広角端での焦点距離
fG1 第1レンズ群の焦点距離
fG2 第2レンズ群の焦点距離
fP1 第1レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離
fP2 第2レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離
D2 第1レンズと第2レンズの光軸上での空気間隔
νs 第2レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズのアッベ数
νf 第2レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズのアッベ数

Claims (6)

  1. 物体側から像面側に向けて順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、最も物体側において所定の口径をなす開口絞りを含むと共に正の屈折力を有する第2レンズ群とを備え、前記第1レンズ群は像面側へ移動し途中から反転して物体側へ移動しかつ前記第2レンズ群は物体側に単調に移動することで広角端から望遠端へのズーミングを行い、前記第1レンズ群は像面の変動補正及び焦点調整動作を行うズームレンズであって、
    前記第1レンズ群は、負の屈折力を有する第1レンズ、正又は負の屈折力を有する第2レンズ、正の屈折力を有する第3レンズからなり、かつ、前記第1レンズ、第2レンズ、及び第3レンズのうち少なくとも一つはプラスチックレンズであり、
    前記第2レンズ群は、正の屈折力を有する第4レンズ、負の屈折力を有する第5レンズ、正の屈折力を有する第6レンズからなり、かつ、前記第4レンズ、第5レンズ、及び第6レンズのうち少なくとも一つはプラスチックレンズであり、
    下記条件式(1),(2),(3)、
    (1)0.9≦|fG1|/fG2≦1.5
    (2)0.2≦D2/fw≦0.4
    (3)0.1≦|1/fP1+1/fP2|×fw≦1.0
    但し、fG1:前記第1レンズ群の焦点距離、
    fG2:前記第2レンズ群の焦点距離、
    D2:前記第1レンズと前記第2レンズの光軸上における空気間隔、
    fw:広角端での焦点距離、
    fP1:前記第1レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離、
    fP2:前記第2レンズ群に含まれるプラスチックレンズの焦点距離、
    を満足する、ことを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記2レンズ群は、正の屈折力を有するプラスチックレンズと、負の屈折力を有するプラスチックレンズを含む、
    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レンズ群において、正の屈折力を有するレンズのアッベ数をνs、負の屈折力を有するレンズのアッベ数をνfとするとき、
    下記の条件式(4)、
    (4)|νs−νf|≧10
    を満足する、ことを特徴とする請求項2記載のズームレンズ。
  4. 前記第1レンズ群及び第2レンズ群は、それぞれ少なくとも1つの非球面を含む、
    ことを特徴とする請求項1ないし3いずれかに記載のズームレンズ。
  5. 前記非球面を有するレンズは、プラスチックレンズである、
    ことを特徴とする請求項4記載のズームレンズ。
  6. 前記第1レンズ群に含まれる正又は負の屈折力を有するレンズ、及び前記第2レンズ群の正の屈折力を有するレンズ及び負の屈折力を有するレンズは、それぞれ、周辺部に向かうに連れて屈折力が弱くなるように形成された非球面を有する、
    ことを特徴とする請求項1ないし5いずれかに記載のズームレンズ。

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