JP2008129238A - ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents

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英二 城田
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/146Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having more than five groups
    • G02B15/1461Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having more than five groups the first group being positive

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Abstract

【課題】光路を反射光学部材で折り曲げる構成がとりやすく、広角で変倍比が5倍程度の高い光学性能を有する奥行き方向が極めて薄い安価なズームレンズ。
【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、負の第5レンズ群G5と、正の第6レンズ群G6からなるズームレンズであり、広角端から望遠端への変倍時に、第1レンズ群G1は像面Iに対して略固定であり、少なくとも第2レンズ群G2と第4レンズ群G4が移動し、第1レンズ群G1は物体側から順に負レンズ、光路を折り曲げるための反射光学素子P、正レンズを含み、条件式(1)を満足する。
【選択図】図1

Description

本発明は、ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置に関し、特に、光学系の光軸を折り
曲げたズームレンズとそれを用いた撮像装置に関するものである。
近年、銀塩35mmフィルム(135フォーマット)カメラに代わる次世代カメラとし
てデジタルカメラ(電子カメラ)が注目されてきている。さらに、それは業務用高機能タ
イプからポータブルな普及タイプまで幅広い範囲でいくつものカテゴリーを有するように
なってきている。
後記する本発明においては、特にポータブルな普及タイプのカテゴリーに注目し、高画
質を確保しながら、奥行きが薄く使い勝手の良好な、広角端から望遠端までの広い焦点距
離域をカバーする高変倍で安価なビデオカメラ、デジタルカメラを実現する技術を提供す
ることをねらっている。
カメラの奥行き方向を薄くするのに最大のネックとなっているのは、光学系特にズーム
レンズ系の最も物体側の面から撮像面までの厚みである。最近におけるカメラボディ薄型
化技術の主流は、撮影時には光学系がカメラボディ内から突出しているが携帯時には収納
するいわゆる沈胴式鏡筒を採用することである。
しかし、沈胴式鏡筒を採用すると、レンズ収納状態から使用状態に立ち上げるための時
間が掛かり使い勝手上好ましくない。また、最も物体側のレンズ群を可動とすると、防水
・防塵上好ましくない。最近では、沈胴式鏡筒に見られるようなカメラの使用状態への立
ち上げ時間(レンズのせり出し時間)がなく、防水・防塵上も好ましく、また、奥行き方
向が極めて薄いカメラとするために、光学系の光路(光軸)をミラーやプリズム等の反射
光学部材で折り曲げる構成をとるものも出現している。それは、最も物体側のレンズ群を
位置固定レンズ群とし、その中にその反射光学部材を設け、以降の光路はカメラボディの
縦あるいは横方向に折り曲げ、奥行き方向の寸法を極力薄くしたものである。
加えて、現在のところ本発明が注目するポータブルなカテゴリーのビデオカメラ、デジ
タルカメラにおいては、広角端での半画角が30°程度のものが主流であるが、さらに撮
影領域を広げた広角のものも期待されている。
折り曲げ光学系を採用したズームレンズで広角なものの例として、特許文献1のものが
提案されている。しかしながら、特許文献1のものは半画角が37°程度と大きいが、変
倍比は2.8倍程度である。また、特許文献2のものは、半画角が37°程度であり、変
倍比3.7倍程度であるが、全長が大きい。
特開2004−354871号公報 特開2004−354869号公報
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、沈胴
式鏡筒に見られるようなカメラの使用状態への立ち上げ時間(レンズのせり出し時間)が
なく、防水・防塵上も好ましく、また、奥行き方向が極めて薄いカメラとするために、光
学系の光路(光軸)をプリズム等の反射光学部材で折り曲げる構成がとりやすく、かつ、
広角で変倍比が5倍程度の高い光学性能を有する、奥行き方向が極めて薄い安価なズ
ームレンズを提供することである。
上記目的を達成するために、本発明のズームレンズは、物体側から順に、正のパワーを有する第1レンズ群と、負のパワーを有する第2レンズ群と、正のパワーを有する第3レンズ群と、正のパワーを有する第4レンズ群と、負のパワーを有する第5レンズ群と、正のパワーを有する第6レンズ群からなるズームレンズにおいて、広角端から望遠端への変倍時に前記第1レンズ群は像面に対して略固定であり、少なくとも前記第2レンズ群と前記第4レンズ群が移動し、前記第1レンズ群は物体側から順に負レンズ、光路を折り曲げるための反射光学素子、正レンズを含み、次の条件式を満足することを特徴とするものである。
1.0<|f1L1|/fw<2.5 ・・・(1)
ただし、f1L1は第1レンズ群の負レンズの焦点距離、
wは広角端での焦点距離、
である。
以下に、本発明において上記構成をとる理由と作用を説明する。
本発明のズームレンズにおいて上記のような構成にすることで、第1レンズ群で光路を折り曲げて奥行き方向の厚さの薄型化を可能とすると共に、第2レンズ群、第4レンズ群を移動させることで変倍の負担を分担させ高変倍化を可能としている。また、第5レンズ群に負のパワーを持たせ、第5レンズ群で拡大することにより、第1レンズ群から第4レンズ群の焦点距離を短くすることができ、小型化が可能となる。第6レンズ群に正群を配置することにより、テレセントリック性を確保することが容易となる。さらに第1レンズ群を像面に対して略固定することで、カメラの使用状態への立ち上げ時間がなく、防水・防塵上も好ましい構成となっている。
また、条件式(1)は第1レンズ群の負レンズのパワーを適切に規定するもので、入射瞳を浅くして光路折り曲げを物理的に可能にするには、第1レンズ群の負レンズのパワーを強くするのがよい。上限の2.5を越えると、入射瞳は深いままであり、ある程度の画角を確保しようとすると、第1レンズ群を構成する各光学エレメントの径やサイズが肥大化し、光路折り曲げが物理的に成立し難くなる。下限の1.0を超えると、第1レンズ群に後続する変倍のために移動するレンズ群の取り得る倍率がゼロに近くなり、移動量が増大するか変倍比が小さくなる等の問題が生じやすいと同時に、歪曲収差等の軸外収差補正や色収差の補正が困難になる。
さらに、本発明のような構成のズームレンズにおいて、変倍時前記第3レンズ群を固定することが望ましい。前記第3レンズ群を変倍時固定にすることによって、この近傍に開口絞りを設置することにより、レンズ径の小型化が可能となる。
また、前記第1レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、プリズム、正レンズ、正レンズから構成されることが望ましい。最も物体側に負レンズを配置し、その後で光路を折り曲げることにより、カメラの厚みを薄くすることが出来る。また負レンズを配置することにより、有効系を小さく出来ると共に、反射光学素子をプリズムにすることにより、光路長を短く保てるため第1レンズと開口絞りの間隔を短くできるので、入射瞳を浅くでき小型化が可能となる。第1レンズ群に正のパワーを配置するため、プリズムの像側に正レンズを配置する必要があるのだが、高変倍化していくと正レンズで発生するコマ収差を補正することが困難になってくる。このため、正レンズをもう1枚追加してパワーの分担化を行えば、収差を良好に補正することができる。
また、以下の条件式を満たすことが望ましい。
dL1>1.94 ・・・(2)
ただし、NdL1は第1レンズ群の負レンズの屈折率
である。
入射瞳を浅くするために第1レンズ群の負レンズのパワーを強くすると、軸外の収差の発生が抑えられなくなってくるため、負レンズの屈折率を条件式の値に規定することにより、収差の発生を抑えるとともに、光軸上での厚さを抑えることができ、小型化に繋がる。
また、第2レンズ群には小型化のために強い負のパワーを持たせる必要があるため、球面収差、コマ収差を補正するために非球面を配置することが望ましい。
また、第2レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズを配置することで、負のパワーを分担するとともに、正レンズと負レンズの接合により色収差の補正を行うことが望ましい。
また、前記第1レンズ群の負レンズは、非球面を有することが望ましい。第1レンズ群の負レンズは、広角端時に周辺の光線高さが大きく、軸外収差の発生が大きい。入射瞳を浅くするためにパワーを強くしていくと、収差の発生が非常に大きくなっていくため、非球面を配置することで収差補正することが望ましい。またこの面の曲率を弱くすることができるので製造誤差による性能劣化がすくなくてすむし、奥行き方向の厚さ短縮にも貢献する。
なお、本発明は、以上のようなズームレンズを用いた撮像装置を含むものであり、その
場合に、ズームレンズと撮像素子の間にローパスフィルターを配置することが望ましい。
以上説明したように、本発明により、沈胴式鏡筒に見られるようなカメラの使用状態へ
の立ち上げ時間(レンズのせり出し時間)がなく、防水・防塵上も好ましく、また、奥行
き方向が極めて薄いカメラとするために、光学系の光路(光軸)をプリズムやミラー等の
反射光学部材で折り曲げる構成がとりやすく、かつ、広角で変倍比5倍程度の高い光
学性能を有する、奥行き方向が極めて薄いズームレンズを提供することができる。
以下、本発明のズームレンズの実施例1〜3について説明する。実施例1〜3の無限遠
物点合焦時の広角端、中間状態、望遠端での光路展開図をそれぞれ図1〜図3に示す。各
図中、第1レンズ群はG1、第2レンズ群はG2、第3レンズ群はG3、開口絞りはS、
第4レンズ群はG4、第5レンズ群はG5、第6レンズ群はG6、光学的ローパスフィルターはF、電子撮像素子であるCCDのカバーガラスはG、CCDの像面はIで示してある。なお、図1〜図3においては、第1レンズ群中G1中に配置される反射部材としての光路折り曲げ(屈曲)プリズムは、光路を展開した平行平板Pとして示してあり、反射面は示していない。なお、近赤外シャープカットコートについては、例えば光学的ローパスフィルターFに直接コートを施こしてもよく、また、別に赤外カット吸収フィルターを配置してもよく、あるいは、透明平板の入射面に近赤外シャープカットコートしたものを用いてもよい。
実施例1では、図1に示すように、物体側から順に、正のパワーを有し変倍時固定の第1レンズ群G1、負のパワーを有し変倍時に広角端よりも望遠端で像側にあるように、広角端から望遠端にかけて像側へ移動する第2レンズ群G2、正のパワーを有し変倍時固定の第3レンズ群G3、第3レンズ群G3と一体で変倍時固定の開口絞りS、正のパワーを有し、広角端から望遠端にかけて物体側へ移動する第4レンズ群G4、負のパワーを有し変倍時固定の第5レンズ群G5、正のパワーを有し、広角端から望遠端にかけて像側へ移動する第6レンズ群G6の構成とし、光路折り曲げ(屈曲)を第1レンズ群G1内に配置したプリズムPで行うようにしている。
各群の構成は、物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと、プリズムPと、両凸正レンズと、両凸正レンズとからなり、第2レンズ群G2は、両凹負レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとからなり、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ1枚からなり、第4レンズ群G4は、両凸正レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第5レンズ群G5は、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズからなり、第6レンズ群G6は、両凸正レンズ1枚からなる。
非球面は、第1レンズ群G1のプリズムの像側に隣接して配置された両凸正レンズの両面、第2レンズ群G2の接合レンズの最も像側の面、第3レンズ群G3の正メニスカスレンズの両面、第6レンズ群G6の両凸正レンズの両面に用いられている。
実施例2では、図2に示すように、物体側から順に、正のパワーを有し変倍時固定の第1レンズ群G1、負のパワーを有し変倍時に広角端よりも望遠端で像側にあるように、広角端から望遠端にかけて像側へ移動する第2レンズ群G2、正のパワーを有し変倍時固定の第3レンズ群G3、第3レンズ群G3と一体で変倍時固定の開口絞りS、正のパワーを有し、広角端から望遠端にかけて物体側へ移動する第4レンズ群G4、負のパワーを有し変倍時固定の第5レンズ群G5、正のパワーを有し、広角端から望遠端にかけて像側へ移動する第6レンズ群G6の構成とし、光路折り曲げ(屈曲)を第1レンズ群G1内に配置したプリズムPで行うようにしている。
各群の構成は、物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、プリズムPと、両凸正レンズと、両凸正レンズとからなり、第2レンズ群G2は、両凹負レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとからなり、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ1枚からなり、第4レンズ群G4は、両凸正レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第5レンズ群G5は、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズからなり、第6レンズ群G6は、両凸正レンズ1枚からなる。
非球面は、第1レンズ群G1のプリズムの像側に隣接して配置された両凸正レンズの両面、第2レンズ群G2の接合レンズの最も像側の面、第3レンズ群G3の正メニスカスレンズの両面、第6レンズ群G6の両凸正レンズの両面に用いられている。
実施例3では、図3に示すように、物体側から順に、正のパワーを有し変倍時固定の第1レンズ群G1、負のパワーを有し変倍時に広角端よりも望遠端で像側にあるように、広角端から望遠端にかけて像側へ移動する第2レンズ群G2、正のパワーを有し変倍時固定の第3レンズ群G3、第3レンズ群G3と一体で変倍時固定の開口絞りS、正のパワーを有し、広角端から望遠端にかけて物体側へ移動する第4レンズ群G4、負のパワーを有し変倍時固定の第5レンズ群G5、正のパワーを有し、広角端から望遠端にかけて像側へ移動する第6レンズ群G6の構成とし、光路折り曲げ(屈曲)を第1レンズ群G1内に配置したプリズムPで行うようにしている。
各群の構成は、物体側から順に、第1レンズ群G1は、両凹負レンズと、プリズムPと、両凸正レンズと、両凸正レンズとからなり、第2レンズ群G2は、両凹負レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとからなり、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ1枚からなり、第4レンズ群G4は、両凸正レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズからなり、第5レンズ群G5は、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズからなり、第6レンズ群G6は、両凸正レンズ1枚からなる。
非球面は、第1レンズ群G1のプリズムの像側に隣接して配置された両凸正レンズの両面、第2レンズ群G2の接合レンズの最も像側の面、第3レンズ群G3の正メニスカスレンズの両面、第6レンズ群G6の両凸正レンズの両面に用いられている。
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、fは全系焦点距離、F
NOはFナンバー、2ωは全画角、WEは広角端、STは中間状態、TEは望遠端、r1
2 …は各レンズ面の曲率半径、d1 、d2 …は各レンズ面間の間隔、nd1、nd2…は各
レンズのd線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は
、xを光の進行方向を正とした光軸とし、yを光軸と直交する方向にとると、下記の式に
て表される。
x=(y2 /r)/[1+{1−(K+1)(y/r)2 1/2
+A4 4 +A6 6 +A8 8 +A1010
ただし、rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A4 、A6 、A8 はそれぞれ4次、6次、8
次の、10次の非球面係数である。
実施例1
1 = -255.695 d1 = 0.80 nd1 =2.00069 νd1 =25.46
2 = 12.002 d2 = 2.11
3 = ∞ d3 = 11.00 nd2 =1.84666 νd2 =23.78
4 = ∞ d4 = 0.20
5 = 37.472 (非球面) d5 = 2.5 nd3 =1.58913 νd3 =61.25
6 = -17.743 (非球面) d6 = 0.10
7 = 16.458 d7 = 2.28 nd4 =1.60300 νd4 =65.44
8 = -65.216 d8 = (可変)
9 = -31.587 d9 = 0.50 nd5 =1.88300 νd5 =40.76
10= 10.789 d10= 0.50
11= 56.301 d11= 1.78 nd6 =1.92286 νd6 =20.88
12= -9.569 d12= 0.50 nd7 =1.86400 νd7 =40.60
13= 13.195 (非球面) d13= (可変)
14= 9.664 (非球面) d14= 1.7 nd8 =1.77377 νd8 =47.17
15= 68.098 (非球面) d15= 0.90
16= ∞(絞り) d16= (可変)
17= 17.931 d17= 2.39 nd9 =1.77250 νd9 =49.60
18= -7.812 d18= 0.50 nd10=1.84666 νd10 =23.78
19= -21.300 d19= (可変)
20= 10.715 d20= 1.93 nd11=1.61800 νd11 =63.33
21= -14.315 d21= 0.48 nd12=1.90366 νd12 =31.31
22= 5.573 d22= (可変)
23= 71.568 (非球面) d23= 2.49 nd13=1.58913 νd13 =61.25
24= -8.462 (非球面) d24= (可変)
25= ∞ d25= 0.50 nd14=1.51633 νd14 =64.14
26= ∞ d26= 0.50
27= ∞ d27= 0.50 nd15=1.51633 νd15 =64.1
28= ∞ d28= 0.39
29= ∞ (像面)
非球面係数
第5面
= 0.000
4 = -3.53167×10-5
6 = 6.73299×10-8
8 = -1.48711×10-8
10= 3.66378×10-10
第6面
= 0.000
4 = -5.25033×10-6
6 = 2.18132×10-8
8 = -1.66552×10-8
10= 3.55386×10-10
第13面
= 0.000
4 = -3.30840×10-4
6 = 7.90045×10-6
8 = -5.61066×10-7
10= 0
第14面
= 0.000
4 = 7.80751×10-4
6 = 4.28306×10-5
8 = -1.36643×10-6
10= 1.90915×10-7
第15面
= 0.000
4 = 1.19333×10-3
6 = 5.88925×10-5
8 = -2.63057×10-6
10= 4.53565×10-7
第23面
= 0.000
4 = 3.41413×10-5
6 = 5.09238×10-6
8 = 5.29029×10-7
10= -3.81169×10-8
第24面
= 0.000
4 = 1.32425×10-4
6 = -1.33316×10-6
8 = -3.82571×10-7
10= 0
ズームデータ(∞)
WE ST TE
f (mm) 5.07 11.09 24.36
NO 3.57 3.98 5.10
2ω(°) 81.89 37.50 18.28
8 0.62 5.85 9.34
13 9.22 3.99 0.50
16 5.48 2.95 2.00
19 1.20 3.73 4.67
22 1.50 2.87 7.13
24 6.20 4.85 0.59 。
実施例2
1 = 54.253 d1 = 0.80 nd1 =2.00069 νd1 =25.46
2 = 9.487 (非球面) d2 = 2.94
3 = ∞ d3 = 11.19 nd2 =1.90366 νd2 =31.31
4 = ∞ d4 = 0.20
5 = 101.594 (非球面) d5 = 2.50 nd3 =1.58913 νd3 =61.25
6 = -14.196 (非球面) d6 = 0.10
7 = 16.032 d7 = 2.29 nd4 =1.60300 νd4 =65.44
8 = -50.375 d8 = (可変)
9 = -22.744 d9 = 0.50 nd5 =1.88300 νd5 =40.76
10= 7.719 d10= 0.47
11= 14.464 d11= 2.00 nd6 =1.92286 νd6 =20.88
12= -12.450 d12= 0.50 nd7 =1.86400 νd7 =40.60
13= 10.203 (非球面) d13= (可変)
14= 9.712 (非球面) d14= 1.70 nd8 =1.77377 νd8 =47.17
15= -403.924 (非球面) d15= 0.90
16= ∞(絞り) d16= (可変)
17= 18.458 d17= 2.42 nd9 =1.77250 νd9 =49.60
18= -6.536 d18= 0.50 nd10=1.84666 νd10=23.78
19= -22.819 d19= (可変)
20= 14.335 d20= 2.44 nd11=1.61800 νd11=63.33
21= -6.682 d21= 0.48 nd12=1.90366 νd12=31.31
22= 6.468 d22= (可変)
23= 60.124 (非球面) d23= 2.57 nd13=1.58913 νd13=61.25
24= -7.735 (非球面) d24= (可変)
25= ∞ d25= 0.50 nd14=1.51633 νd14=64.14
26= ∞ d26= 0.50
27= ∞ d27= 0.50 nd15=1.51633 νd15=64.14
28= ∞ d28= 0.39
29= ∞ (像面)
非球面係数
第2面
= 0.000
4 = 4.61666×10-5
6 = 3.32247×10-7
8 = 1.87992×10-8
10= 0
第5面
= 0.000
4 = -8.99513×10-5
6 = 3.06688×10-7
8 = -7.89909×10-9
10= 5.30177×10-11
第6面
= 0.000
4 = -5.91189×10-5
6 = -1.93342×10-7
8 = -5.07913×10-9
10= -3.86942×10-11
第13面
= 0.000
4 = -6.32605×10-4
6 = 7.92596×10-6
8 = -9.82033×10-7
10= 0
第14面
= 0.000
4 = 5.81654×10-4
6 = 1.58228×10-5
8 = 2.52873×10-6
10= 9.05572×10-9
第15面
= 0.000
4 = 9.18061×10-4
6 = 1.82871×10-5
8 = 3.83047×10-6
10= 3.18159×10-8
第23面
= 0.000
4 = 3.89094×10-4
6 = 5.94220×10-6
8 = -4.03564×10-7
10= -3.04291×10-8
第24面
= 0.000
4 = 4.72846×10-4
6 = 9.87695×10-6
8 = -1.19371×10-6
10= 0
ズームデータ(∞)
WE ST TE
f (mm) 5.07 11.07 24.35
NO 3.57 3.95 5.10
2ω(°) 82.06 37.58 18.28
8 0.62 5.37 8.61
13 8.51 3.73 0.50
16 5.15 2.62 2.00
19 1.20 3.76 4.35
22 1.50 2.53 6.41
24 5.43 4.41 0.56 。
実施例3
1 = -171.414 d1 = 0.80 nd1 =2.00069 νd1 =25.46
2 = 12.360 d2 = 2.03
3 = ∞ d3 = 11.00 nd2 =1.84666 νd2 =23.78
4 = ∞ d4 = 0.20
5 = 42.941 (非球面) d5 = 2.48 nd3 =1.58913 νd3 =61.25
6 = -17.599 (非球面) d6 = 0.10
7 = 15.973 d7 = 2.27 nd4 =1.60300 νd4 =65.44
8 = -66.903 d8 = (可変)
9 = -32.405 d9 = 0.50 nd5 =1.88300 νd5 =40.76
10= 10.584 d10= 0.49
11= 49.067 d11= 1.78 nd6 =1.92286 νd6 =20.88
12= -9.718 d12= 0.50 nd7 =1.86400 νd7 =40.60
13= 12.985 (非球面) d13= (可変)
14= 9.986 (非球面) d14= 1.70 nd8 =1.77377 νd8 =47.17
15= 93.032 (非球面) d15= 0.90
16= ∞(絞り) d16= (可変)
17= 17.478 d17= 2.38 nd9 =1.77250 νd9 =49.60
18= -7.749 d18= 0.50 nd10=1.84666 νd10=23.78
19= -20.309 d19= (可変)
20= 12.463 d20= 1.90 nd11=1.61800 νd11=63.33
21= -11.992 d21= 0.48 nd12=1.90366 νd12=31.31
22= 5.758 d22= (可変)
23= 94.554 (非球面) d23= 2.53 nd13=1.58913 νd13=61.25
24= -8.121 (非球面) d24= (可変)
25= ∞ d25= 0.50 nd14=1.51633 νd14=64.14
26= ∞ d26= 0.50
27= ∞ d27= 0.50 nd15=1.51633 νd15=64.14
28= ∞ d28= 0.39
29= ∞ (像面)
非球面係数
第5面
= 0.000
4 = -2.40535×10-5
6 = 3.26252×10-9
8 = -1.78810×10-8
10= 3.53604×10-10
第6面
= 0.000
4 = 2.30715×10-6
6 = 5.89656×10-8
8 = -2.10203×10-8
10= 3.56766×10-10
第13面
= 0.000
4 = -3.36249×10-4
6 = 7.37961×10-6
8 = -5.03569×10-7
10= 0
第14面
= 0.000
4 = 7.55392×10-4
6 = 4.14745×10-5
8 = -7.71406×10-7
10= 1.34142×10-7
第15面
= 0.000
4 = 1.16498×10-3
6 = 4.46239×10-5
8 = 4.42626×10-7
10= 2.14083×10-7
第23面
= 0.000
4 = 9.85556×10-5
6 = 7.62351×10-6
8 = -1.38050×10-7
10= -2.22912×10-8
第24面
= 0.000
4 = 2.32658×10-4
6 = 1.72768×10-6
8 = -6.21917×10-7
10= 0
ズームデータ(∞)
WE ST TE
f (mm) 5.07 11.09 25.39
NO 3.57 3.96 5.10
2ω(°) 82.00 37.51 17.55
8 0.62 5.96 9.70
13 9.57 4.22 0.50
16 5.28 2.89 2.00
19 1.20 3.59 4.46
22 1.50 2.97 7.33
24 6.39 4.94 0.59 。
以上の実施例1〜3の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図4〜図6に示す。これ
らの収差図において、(a)は広角端、(b)は中間状態、(c)は望遠端における球面
収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す。各図
中、"FIY"は半画角(°)を示す。
次に、上記各実施例における条件式(1)〜(4)の値を示す。
条件式 (1) (2)
実施例1 2.26 2.00069
実施例2 2.28 2.0017
実施例3 2.27 2.00069 。
さて、以上のような本発明のズームレンズは、ズームレンズの結像光学系で物体像を形
成しその像をCCDや銀塩フィルムといった撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置に
用いることができる。上記撮影装置は、具体的な製品としては、例えば、デジタルカメラ
、カメラが組み込まれた、パソコン、携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant)
等のデジタル端末機器として広く適用することができる。以下に、その実施形態を例示す
る。
図7〜図10は、本発明によるズームレンズをデジタルカメラの撮影光学系41に組
み込んだ構成の概念図を示す。図7はデジタルカメラ40の外観を示す前方斜視図、図
8は同後方斜視図、図9はデジタルカメラ40の構成を示す断面図である。デジタル
カメラ40は、この例の場合、撮影用光路42を有する撮影光学系41、ファインダー用
光路44を有するファインダー光学系43、シャッター45、フラッシュ46、液晶表示
モニター47等を含み、カメラ40の上部に配置されたシャッター45を押圧すると、そ
れに連動して撮影光学系41、例えば実施例1のズームレンズを通して撮影が行われる。
撮影光学系41によって形成された物体像が、近赤外カットフィルターと光学的ローパス
フィルターFを介してCCDやCMOS等の撮像素子49の撮像面上に形成される。この
CCDやCMOS等の撮像素子49で受光された物体像は、処理手段(例えばCPU)5
1を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター(LCD)47に表
示される。また、この処理手段51には記録手段(例えば、メモリ)52が接続され、撮
影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段52は処理手段51と別
体に設けてもよいし、フロッピー(登録商標)ディスクやメモリーカード、MO、DVD
±RW等により電子的に記録書き込みを行うように構成してもよい。また、CCD等49
に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
さらに、ファインダー用光路44上にはファインダー用対物光学系53が配置してある
。このファインダー用対物光学系53によって形成された物体像は、像正立部材であるポ
ロプリズム55の視野枠57上に形成される。このポリプリズム55の後方には、正立正
像にされた像を観察者眼球Eに導く接眼光学系59が配置されている。なお、撮影光学系
41及びファインダー用対物光学系53の入射側、接眼光学系59の射出側にそれぞれカ
バー部材50が配置されている。
図10に上記デジタルカメラ40の主要部の内部構成の概略ブロック図を示す。なお、
シャッター45に代表される操作部は符号500で示されており、処理手段はCPU51
で、撮像素子はCCD49で構成されているものとし、記録手段はメモリーカード521
と外部記憶装置(光ディスクやHDD等)522とで構成されているものとしている。C
PU51が操作部500のシャッター45が押圧されたと判断すると、露光制御による最
適シャッター制御値や絞り制御の演算を行い、その演算後にこれら制御値に基づいてシャ
ッター及び絞り制御を行う。その他の制御動作は上記の通りである。
このように構成されたデジタルカメラ40は、撮影光学系41が高変倍比で収差が良好
であり、明るく、小型であるので、カメラ全体の小型化、薄型化を図れる。
なお、図9の例では、カバー部材50として平行平面板を配置しているが、パワーを
持ったレンズを用いてもよい。
本発明のズームレンズの実施例1の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間状態(b)、望遠端(c)での光学展開図である。 本発明のズームレンズの実施例2の図1と同様の光学展開図である。 本発明のズームレンズの実施例3の図1と同様の光学展開図である。 実施例1の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間状態(b)、望遠端(c)での収差図である。 実施例2の図4と同様の収差図である。 実施例3の図4と同様の収差図である。 本発明によるズームレンズを組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。 図7のデジタルカメラの後方斜視図である。 図7のデジタルカメラの構成を示す断面図である。 図7のデジタルカメラの主要部の内部構成の概略ブロック図である。
符号の説明
G1…第1レンズ群
G2…第2レンズ群
G3…第3レンズ群
G4…第4レンズ群
G5…第5レンズ群
G6…第6レンズ群
P…プリズム
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
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
46…フラッシュ
47…液晶表示モニター(LCD)
49…撮像素子(CCD、CMOS)
50…カバー部材
51…処理手段(CPU)
52…記録手段(メモリ)
53…ファインダー用対物光学系
55…ポロプリズム
57…視野枠
59…接眼光学系
500…操作部
521…メモリーカード
522…外部記憶装置(光ディスク、HDD)

Claims (10)

  1. 物体側から順に、正のパワーを有する第1レンズ群と、負のパワーを有する第2レンズ群と、正のパワーを有する第3レンズ群と、正のパワーを有する第4レンズ群と、負のパワーを有する第5レンズ群と、正のパワーを有する第6レンズ群からなるズームレンズにおいて、
    広角端から望遠端への変倍時に、前記第1レンズ群は像面に対して略固定であり、少なくとも前記第2レンズ群と前記第4レンズ群が移動し、
    前記第1レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、光路を折り曲げ用の反射光学素子、正レンズを含み、
    以下の条件式を満足する
    1.0<|f1L1|/fw<2.5 ・・・(1)
    ただし、f1L1は第1レンズ群の負レンズの焦点距離、
    wは広角端での焦点距離、
    である。
  2. 前記第3レンズ群は変倍時固定であることを特徴とする請求項1記載のズームレンズ。
  3. 前記第1レンズ群は物体側から順に負レンズ、プリズム、正レンズ、正レンズから構成されることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のズームレンズ。
  4. 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項記載のズームレンズ。
    dL1>1.94 ・・・(2)
    ただし、NdL1は第1レンズ群の負レンズの屈折率、
    である。
  5. 前記第2レンズ群中に少なくとも1面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項記載のズームレンズ。
  6. 前記第2レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズを含むことを特徴とする請求項1から6の何れか1項記載のズームレンズ。
  7. 前記第1レンズ群の負レンズは、非球面を有することを特徴とする請求項1から6の何れか1項記載のズームレンズ。
  8. 物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群、負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、正の屈折力を有する第4レンズ群、負の屈折力を有する第5レンズ群、正のパワーを有する第6レンズ群からなる構成されたズームレンズを用いた撮像装置において、
    広角端から望遠端への変倍時に、前記第1レンズ群は像面に対して略固定であり、少なくとも前記第2レンズ群と前記第4レンズ群が移動し、
    前記第1レンズ群は、物体側から順に、負レンズ、光路を折り曲げるための反射光学素子、正レンズを含み、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
    1.0<|f1L1|/fw<2.5 ・・・(1)
    ただし、f1L1は第1レンズ群の負レンズの焦点距離、
    wは広角端での焦点距離、
    である。
  9. 前記請求項1から7の何れか1項記載のズームレンズと、前記ズームレンズの像側に配置された撮像素子を備えることを特徴とする撮像装置。
  10. 前記請求項9において、前記ズームレンズと撮像素子との間にローパスフィルタを配置したことを特徴とする撮像装置
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