JP2008112013A - 広角高変倍ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】正の第1レンズ群G1と、負の第2レンズ群G2と、正の第3レンズ群G3と、正の第4レンズ群G4とを有し、広角端から望遠端への変倍の際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増加し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少するように、少なくとも第1レンズ群G1と第3レンズ群G3は物体側に移動し、画角を表す条件式(1)、変倍比を表す条件式(2)、第1レンズ群G1の屈折力を規定する条件式(3)、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の屈折力の比率を規定する条件式(4)、広角端から望遠端までの変倍における第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の変倍分担を規定する条件式(5)を満足する広角高変倍ズームレンズ。
【選択図】図1
Description
5<(ft /fw ) ・・・(2)
0.5<fg1/ft <1.35 ・・・(3)
0.4<|fg2/fg3|<1 ・・・(4)
0.5<(M2gt /M2gw )/(M3gt /M3gw )<1.3 ・・・(5)
ただし、fw は広角端の全系の焦点距離、
ft は望遠端の全系の焦点距離、
Iは結像する像の最大像高、
fg1は第1レンズ群の焦点距離、
fg2は第2レンズ群の焦点距離、
fg3は第3レンズ群の焦点距離、
M2gw は第2レンズ群の広角端の横倍率、
M2gt は第2レンズ群の望遠端の横倍率、
M3gw は第3レンズ群の広角端の横倍率、
M3gt は第3レンズ群の望遠端の横倍率、
である。
5<(ft /fw ) ・・・(2)
0.5<fg1/ft <1.35 ・・・(3)
−1.5<(Rp1f +Rp1r )/(Rp1f −Rp1r )<−0.75 ・・・(7)
ただし、fw は広角端の全系の焦点距離、
ft は望遠端の全系の焦点距離、
Iは結像する像の最大像高、
fg1は第1レンズ群の焦点距離、
Rp1f は第1レンズ群中の正レンズの物体側の曲率半径、
Rp1r は第1レンズ群中の正レンズの像側の曲率半径、
である。
ただし、Cjtは望遠端でのレンズ入射面から結像位置までの光軸上の距離、
である。
0.5<|fg2/fg3|<1 ・・・(4)’
0.5<(M2gt /M2gw )/(M3gt /M3gw )<1.2 ・・・(5)’
また、本発明の広角高変倍ズームレンズの最も像側のレンズは、物体側の曲率が像側よりも強い負レンズで構成することが望ましい。この構成は、開口絞りを挟み、第1レンズ群の最も物体側の負レンズと対称な構成となるため、レンズ全系での収差、特に像面湾曲の補正のために良い。
+A4 y4 +A6 y6 +A8 y8 +A10y10
ただし、rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A4 、A6 、A8 、A10はそれぞれ4次、6次、8次、10次の非球面係数である。
実施例1
r1 = 23.276 d1 = 0.80 nd1 =1.92286 νd1 =18.90
r2 = 16.886 d2 = 0.27
r3 = 18.502 d3 = 3.15 nd2 =1.77250 νd2 =49.60
r4 =1934621.497 d4 = (可変)
r5 = -76.912 (非球面) d5 = 0.80 nd3 =1.88300 νd3 =40.76
r6 = 6.215 (非球面) d6 = 2.90
r7 = -65.089 d7 = 1.70 nd4 =1.94595 νd4 =17.98
r8 = -14.821 d8 = 0.70 nd5 =1.88300 νd5 =40.76
r9 = -31.161 (非球面) d9 = (可変)
r10= ∞(絞り) d10= 0.10
r11= 6.127 (非球面) d11= 2.93 nd6 =1.58913 νd6 =61.14
r12= -12.222 (非球面) d12= 0.10
r13= 5.727 d13= 1.63 nd7 =1.60300 νd7 =65.44
r14= 14.062 d14= 0.44 nd8 =2.00330 νd8 =28.27
r15= 3.685 d15= (可変)
r16= 33.340 (非球面) d16= 2.32 nd9 =1.74330 νd9 =49.33
r17= -12.109 d17= 0.20
r18= -29.522 d18= 0.60 nd10=1.92286 νd10=20.88
r19= 452.503 d19= (可変)
r20= ∞ d20= 0.40 nd11=1.54771 νd11=62.84
r21= ∞ d21= 0.50
r22= ∞ d22= 0.50 nd12=1.51633 νd12=64.14
r23= ∞ d23= 0.40
r24= ∞(像面)
非球面係数
第5面
K = 0.000
A4 = -6.44747×10-4
A6 = 3.45720×10-5
A8 = -6.96459×10-7
A10= 5.19408×10-9
第6面
K = 0.000
A4 = -7.61955×10-4
A6 = 2.09420×10-5
A8 = 5.39682×10-7
A10= -1.05748×10-9
第9面
K = 0.000
A4 = -2.69524×10-4
A6 = 5.72012×10-6
A8 = -3.80144×10-7
A10= -1.31374×10-14
第11面
K = 0.000
A4 = -9.29614×10-4
A6 = -1.95091×10-5
A8 = 3.68458×10-7
A10= -2.02149×10-7
第12面
K = 0.000
A4 = -1.56275×10-7
A6 = -1.48140×10-5
A8 = -9.60633×10-7
A10= -9.29691×10-8
第16面
K = 0.000
A4 = -2.25793×10-4
A6 = 1.31531×10-5
A8 = -4.23693×10-7
A10= 3.10719×10-9
ズームデータ(∞)
WE ST TE
f (mm) 5.11 13.29 38.97
FNO 3.40 3.64 4.90
2ω(°) 80.81 31.48 11.13
d4 0.70 8.16 16.84
d9 15.91 7.40 0.60
d15 3.46 10.06 16.65
d19 3.17 2.38 2.47 。
実施例2
r1 = 23.111 d1 = 0.80 nd1 =1.92286 νd1 =18.90
r2 = 16.980 d2 = 0.30
r3 = 18.653 d3 = 3.25 nd2 =1.77250 νd2 =49.60
r4 =-1327927.221 d4 = (可変)
r5 = -69.365 (非球面) d5 = 0.80 nd3 =1.88300 νd3 =40.76
r6 = 6.396 (非球面) d6 = 2.89
r7 = -178.996 d7 = 1.66 nd4 =1.94595 νd4 =17.98
r8 = -16.889 d8 = 0.70 nd5 =1.88300 νd5 =40.76
r9 = -46.559 (非球面) d9 = (可変)
r10= ∞(絞り) d10= 0.10
r11= 6.275 (非球面) d11= 2.58 nd6 =1.58913 νd6 =61.14
r12= -15.213 (非球面) d12= 0.10
r13= 5.541 d13= 1.69 nd7 =1.60300 νd7 =65.44
r14= 12.437 d14= 0.44 nd8 =2.00330 νd8 =28.27
r15= 3.749 d15= (可変)
r16= 27.569 (非球面) d16= 2.54 nd9 =1.74330 νd9 =49.33
r17= -11.835 d17= 0.20
r18= -27.715 d18= 0.60 nd10=1.92286 νd10=20.88
r19= 37777.911 d19= (可変)
r20= ∞ d20= 0.40 nd11=1.54771 νd11=62.84
r21= ∞ d21= 0.50
r22= ∞ d22= 0.50 nd12=1.51633 νd12=64.14
r23= ∞ d23= 0.40
r24= ∞(像面)
非球面係数
第5面
K = 0.000
A4 = -6.81929×10-4
A6 = 3.70491×10-5
A8 = -6.86996×10-7
A10= 4.56364×10-9
第6面
K = 0.000
A4 = -7.91477×10-4
A6 = 2.05546×10-5
A8 = 5.63766×10-7
A10= 1.45385×10-8
第9面
K = 0.000
A4 = -2.53924×10-4
A6 = 6.21051×10-6
A8 = -4.27833×10-7
A10= -5.16492×10-12
第11面
K = 0.000
A4 = -7.73664×10-4
A6 = -8.31301×10-7
A8 = -4.22688×10-7
A10= -1.20445×10-7
第12面
K = 0.000
A4 = -9.77378×10-9
A6 = 8.78024×10-10
A8 = -9.31488×10-7
A10= -7.08165×10-8
第16面
K = 0.000
A4 = -2.46628×10-4
A6 = 1.04257×10-5
A8 = -4.43353×10-7
A10= 6.07058×10-9
ズームデータ(∞)
WE ST TE
f (mm) 5.09 15.16 43.95
FNO 3.40 3.68 4.90
2ω(°) 80.74 27.77 9.83
d4 0.70 8.82 17.15
d9 16.19 7.42 0.60
d15 3.53 12.57 19.50
d19 3.39 1.99 2.39 。
実施例3
r1 = 23.459 d1 = 0.80 nd1 =1.92286 νd1 =18.90
r2 = 17.143 d2 = 0.31
r3 = 18.782 d3 = 3.26 nd2 =1.77250 νd2 =49.60
r4 = 81961.446 d4 = (可変)
r5 = -91.408 (非球面) d5 = 0.80 nd3 =1.88300 νd3 =40.76
r6 = 6.271 (非球面) d6 = 2.83
r7 = -193.523 d7 = 1.71 nd4 =1.94595 νd4 =17.98
r8 = -16.149 d8 = 0.70 nd5 =1.88300 νd5 =40.76
r9 = -55.369 (非球面) d9 = (可変)
r10= ∞(絞り) d10= 0.10
r11= 6.374 (非球面) d11= 2.61 nd6 =1.58913 νd6 =61.14
r12= -14.919 (非球面) d12= 0.10
r13= 5.474 d13= 1.68 nd7 =1.60300 νd7 =65.44
r14= 11.918 d14= 0.44 nd8 =2.00330 νd8 =28.27
r15= 3.747 d15= (可変)
r16= 30.794 (非球面) d16= 2.84 nd9 =1.74330 νd9 =49.33
r17= -11.449 (非球面) d17= 0.20
r18= -27.742 d18= 0.60 nd10=1.92286 νd10=20.88
r19= 8237.612 d19= (可変)
r20= ∞ d20= 0.40 nd11=1.54771 νd11=62.84
r21= ∞ d21= 0.50
r22= ∞ d22= 0.50 nd12=1.51633 νd12=64.14
r23= ∞ d23= 0.40
r24= ∞(像面)
非球面係数
第5面
K = 0.000
A4 = -4.98816×10-4
A6 = 2.73662×10-5
A8 = -5.45976×10-7
A10= 3.90498×10-9
第6面
K = 0.000
A4 = -5.07784×10-4
A6 = 8.45751×10-6
A8 = 1.16463×10-6
A10= -1.63586×10-8
第9面
K = 0.000
A4 = -2.72856×10-4
A6 = 3.98544×10-6
A8 = -3.66810×10-7
A10= 8.12365×10-10
第11面
K = 0.000
A4 = -7.43055×10-4
A6 = -1.75166×10-6
A8 = -1.21068×10-6
A10= -7.05472×10-8
第12面
K = 0.000
A4 = 2.22101×10-7
A6 = -1.62815×10-6
A8 = -1.62165×10-6
A10= -1.95788×10-8
第16面
K = 0.000
A4 = -4.66685×10-5
A6 = 1.24136×10-7
A8 = -3.81918×10-7
A10= 1.03287×10-9
第17面
K = 0.000
A4 = 3.05458×10-4
A6 = -1.38177×10-5
A8 = -5.49386×10-8
A10= 1.82911×10-9
ズームデータ(∞)
WE ST TE
f (mm) 5.06 14.97 48.66
FNO 3.40 3.98 5.60
2ω(°) 81.52 28.09 8.93
d4 0.70 8.90 17.86
d9 15.95 7.47 0.60
d15 3.42 12.46 21.46
d19 3.46 2.26 2.34 。
実施例4
r1 = 23.493 d1 = 0.80 nd1 =1.92286 νd1 =18.90
r2 = 17.925 d2 = 0.34
r3 = 20.098 d3 = 3.09 nd2 =1.77250 νd2 =49.60
r4 = 1047.951 d4 = (可変)
r5 = 3318.714 (非球面) d5 = 0.80 nd3 =1.88300 νd3 =40.76
r6 = 5.960 (非球面) d6 = 3.03
r7 = -91.391 d7 = 1.94 nd4 =1.94595 νd4 =17.98
r8 = -15.300 d8 = 0.70 nd5 =1.88300 νd5 =40.76
r9 = -44.573 (非球面) d9 = (可変)
r10= ∞(絞り) d10= 0.10
r11= 6.687 (非球面) d11= 2.64 nd6 =1.58913 νd6 =61.14
r12= -13.045 (非球面) d12= 0.10
r13= 5.392 d13= 1.95 nd7 =1.60300 νd7 =65.44
r14= 19.003 d14= 0.44 nd8 =2.00330 νd8 =28.27
r15= 3.704 d15= (可変)
r16= 43.917 (非球面) d16= 2.37 nd9 =1.74330 νd9 =49.33
r17= -16.386 (非球面) d17= (可変)
r18= -9.213 d18= 0.98 nd10=1.84666 νd10=23.78
r19= -9.266 d19= 0.69
r20= ∞ d20= 0.40 nd11=1.54771 νd11=62.84
r21= ∞ d21= 0.50
r22= ∞ d22= 0.50 nd12=1.51633 νd12=64.14
r23= ∞ d23= 0.40
r24= ∞(像面)
非球面係数
第5面
K = 0.000
A4 = -2.85182×10-4
A6 = 9.57407×10-6
A8 = -1.36789×10-7
A10= 7.34817×10-10
第6面
K = 0.000
A4 = -2.91913×10-4
A6 = 3.07861×10-6
A8 = 1.03870×10-7
A10= 1.07178×10-8
第9面
K = 0.000
A4 = -2.76702×10-4
A6 = 3.13845×10-6
A8 = -2.86578×10-7
A10= -1.69342×10-11
第11面
K = 0.000
A4 = -6.83725×10-4
A6 = -2.81656×10-5
A8 = 9.31002×10-7
A10= -1.90767×10-7
第12面
K = 0.000
A4 = 3.17353×10-5
A6 = -2.97777×10-5
A8 = 3.13349×10-7
A10= -1.12469×10-7
第16面
K = 0.000
A4 = 1.04065×10-4
A6 = -1.28593×10-5
A8 = 5.59241×10-8
A10= 2.19119×10-11
第17面
K = 0.000
A4 = 3.28952×10-4
A6 = -3.14487×10-5
A8 = 8.22975×10-7
A10= -1.11553×10-8
ズームデータ(∞)
WE ST TE
f (mm) 5.08 15.02 48.74
FNO 3.40 3.91 5.60
2ω(°) 81.37 28.19 8.98
d4 0.70 8.42 18.16
d9 16.52 7.12 0.60
d15 3.66 12.20 21.50
d17 2.50 1.78 1.78 。
実施例1 36.97 7.64 0.95 0.76 0.95 1.46 -1.000
実施例2 37.03 8.63 0.83 0.73 0.98 1.37 -1.000
実施例3 37.11 9.57 0.76 0.71 0.95 1.30 -1.000
実施例4 37.10 9.60 0.79 0.74 0.81 1.31 -1.039 。
ただし、ωは被写体半画角、fは結像光学系(本発明では、ズームレンズ)の焦点距離である。
α=R/Y=R/ftanω
となる。
ただし、Ls は有効撮像面の短辺の長さである。
さらには、前記半径Rは、略有効撮像面の短辺方向の内接円の半径に一致させるのが最も有利である。なお、半径R=0の近傍、すなわち、軸上近傍において倍率を固定した補正の場合は、実質画像数の面で若干の不利があるが、広角化しても小型化にするための効果は確保できる。
r' (ω)=αftanω
を満足する補正結果が得られる場合と同じ補正量で補正してもよい。ただし、その場合、分割された焦点ゾーン内の広角端において樽型歪曲量がある程度残存してしまう。また、分割ゾーン数を増加させてしまうと、補正のために必要な固有データを記録媒体に余計に保有する必要が生じあまり好ましくない。そこで、分割された焦点ゾーン内の各焦点距離に関連した1つ又は数個の係数を予め算出しておく。この係数は、シミュレーションや実機による測定に基づいて決定しておけばよい。そして、前記分割されたゾーン内の望遠鏡近傍で略
r' (ω)=αftanω
を満足する補正結果が得られる場合の補正量を算出し、この補正量に対して焦点距離毎に前記係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
f=y/tanω
が成立する。ただし、yは像点の光軸からの高さ(像高)、fは結像系(本発明ではズームレンズ)の焦点距離、ωは撮像面上の中心からyの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度(被写体半画角)である。
f>y/tanω
となる。つまり、結像系の焦点距離fと、像高yとを一定とすると、ωの値は大きくなる。
G2…第2レンズ群
G3…第3レンズ群
G4…第3レンズ群
G5…第5レンズ群
S…開口絞り
F…光学的ローパスフィルター
C…カバーガラス
I…像面
E…観察者眼球
12…操作部
13…制御部
14、15…バス
16…撮像駆動回路
17…一時記憶メモリ
18…画像処理部
19…記憶媒体部
20…表示部
21…設定情報記憶メモリ部
22…バス
24…CDS/ADC部
40…デジタルカメラ
41…撮影光学系
42…撮影用光路
43…ファインダー光学系
44…ファインダー用光路
45…シャッターボタン
46…フラッシュ
47…液晶表示モニター
49…CCD
50…カバー部材
51…処理手段
52…記録手段
53…ファインダー用対物光学系
55…正立プリズム系
55a、55b、55c…正立プリズム
57…視野枠
59…接眼光学系
60…カバー
61…焦点距離変更ボタン
62…設定変更スイッチ
Claims (11)
- 物体側から順に、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、正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レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍の際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第1レンズ群と第3レンズ群は物体側に移動し、以下の条件式を満足することを特徴とする広角高変倍ズームレンズ。
35°<tan-1(I/fw ) ・・・(1)
5<(ft /fw ) ・・・(2)
0.5<fg1/ft <1.35 ・・・(3)
0.4<|fg2/fg3|<1 ・・・(4)
0.5<(M2gt /M2gw )/(M3gt /M3gw )<1.3 ・・・(5)
ただし、fw は広角端の全系の焦点距離、
ft は望遠端の全系の焦点距離、
Iは結像する像の最大像高、
fg1は第1レンズ群の焦点距離、
fg2は第2レンズ群の焦点距離、
fg3は第3レンズ群の焦点距離、
M2gw は第2レンズ群の広角端の横倍率、
M2gt は第2レンズ群の望遠端の横倍率、
M3gw は第3レンズ群の広角端の横倍率、
M3gt は第3レンズ群の望遠端の横倍率、
である。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1記載の広角高変倍ズームレンズ。
0.5<Cjt/ft <1.8 ・・・(6)
ただし、Cjtは望遠端でのレンズ入射面から結像位置までの光軸上の距離、
である。 - 前記第1レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、物体側の曲率が像側の曲率より強い正レンズから構成されることを特徴とする請求項1又は2記載の広角高変倍ズームレンズ。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から3の何れか1項記載の広角高変倍ズームレンズ。
−1.5<(Rp1f +Rp1r )/(Rp1f −Rp1r )<−0.75 ・・・(7)
ただし、Rp1f は第1レンズ群中の正レンズの物体側の曲率半径、
Rp1r は第1レンズ群中の正レンズの像側の曲率半径、
である。 - 前記第2レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズの3枚より構成され、最も物体側の負レンズは少なくとも1面に非球面を有することを特徴とする請求項1から4の何れか1項記載の広角高変倍ズームレンズ。
- 物体側から順に、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、正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レンズ群とを有し、広角端から望遠端への変倍の際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第1レンズ群と第3レンズ群は物体側に移動し、前記第1レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、物体側の曲率が像側の曲率より強い正レンズから構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする広角高変倍ズームレンズ。
35°<tan-1(I/fw ) ・・・(1)
5<(ft /fw ) ・・・(2)
0.5<fg1/ft <1.35 ・・・(3)
−1.5<(Rp1f +Rp1r )/(Rp1f −Rp1r )<−0.75 ・・・(7)
ただし、fw は広角端の全系の焦点距離、
ft は望遠端の全系の焦点距離、
Iは結像する像の最大像高、
fg1は第1レンズ群の焦点距離、
Rp1f は第1レンズ群中の正レンズの物体側の曲率半径、
Rp1r は第1レンズ群中の正レンズの像側の曲率半径、
である。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項6記載の広角高変倍ズームレンズ。
0.4<|fg2/fg3|<1 ・・・(4)
0.5<(M2gt /M2gw )/(M3gt /M3gw )<1.3 ・・・(5)
ただし、fg2は第2レンズ群の焦点距離、
fg3は第3レンズ群の焦点距離、
M2gw は第2レンズ群の広角端の横倍率、
M2gt は第2レンズ群の望遠端の横倍率、
M3gw は第3レンズ群の広角端の横倍率、
M3gt は第3レンズ群の望遠端の横倍率、
である。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項6又は7記載の広角高変倍ズームレンズ。
0.5<Cjt/ft <1.8 ・・・(6)
ただし、Cjtは望遠端でのレンズ入射面から結像位置までの光軸上の距離、
である。 - 前記第2レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、負レンズの3枚より構成され、最も物体側の負レンズは少なくとも1面に非球面を有することを特徴とする請求項6から8の何れか1項記載の広角高変倍ズームレンズ。
- 請求項1から9の何れか1項記載の広角高変倍ズームレンズと、その広角高変倍ズームレンズの像側に配され、光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
- 前記広角高変倍ズームレンズと前記撮像素子との間にローパスフィルターを配置したことを特徴とする請求項10記載の撮像装置。
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