JP2011221224A5 - - Google Patents

Description

本発明の撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子に像を形成するためのズームレンズを有する撮像装置において、前記ズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、１以上のレンズ群を含む後続レンズ群を有しており、ズーミングに際して前記第１レンズ群は不動であり、前記第３レンズ群は物体側へ凸状の軌跡で移動し、前記第３レンズ群を含む３以上のレンズ群と前記撮像素子が移動し、広角端におけるレンズ全長よりも望遠端におけるレンズ全長が長いことを特徴としている。

本発明に係るズームレンズでは動画撮影に好適となる様にズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１を固定としている。そして、広画角、高ズーム比に適した、ズームタイプとして物体側より像側へ順に正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、１以上のレンズ群を有する後群ＬＲより成る構成としている。ズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３は物体側へ凸状の軌跡で移動する事で、中間の焦点距離（中間のズーム位置）における前玉位置での軸外光線の入射高さを低くさせ、前玉有効径の小型化を容易にしている。但し、第３レンズ群Ｌ３のズーミングの際の移動軌跡が規制される事となる為、第３レンズ群Ｌ３以外に、変倍に寄与するレンズ群、変倍時の像面湾曲の変動を補正するレンズ群を光軸方向に移動させている。また変倍に伴う像面変動に合わせて撮像素子Ｉを移動させている。各実施例のズームレンズは、全体で４つ以上のレンズ群を有すると共にズーミングの際に３つ以上のレンズ群と撮像素子Ｉを光軸方向に移動させている。また、レンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）を広角端に比べ望遠端で長くする事で短いレンズ全長で効率的な変倍を容易にしている。

０．２５＜ｆ３／ｆ１＜０．５０・・・・・・（１）
０．３３＜｜ｆ２／ｆ３｜＜０．６４・・・・・・（２）
条件式（１）は第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の比を規定したものである。条件式（１）の上限値を超えた場合、全系の屈折力の負担が第１レンズ群Ｌ１へ高まり、第１レンズ群Ｌ１で発生する諸収差、特に望遠端において軸上色収差を良好に補正する事が困難となる。逆に下限値を超えた場合、望遠端における全体の主点位置が像側へ移動する為にレンズ全長が長くなるので好ましくない。

Ｘ=（Ｈ^２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（Ｈ／Ｒ）２｝^１／２］＋Ａ４・Ｈ^４＋Ａ５・Ｈ^５＋Ａ６・Ｈ^６＋Ａ７・Ｈ^７＋Ａ８・Ｈ^８＋Ａ９・Ｈ^９＋Ａ１０・Ｈ^１０
なお、各非球面係数における「ｅ±ＸＸ」は「×１０±ＸＸ」を意味している。また、前述の各条件式と数値実施例との関係を（表１）に示す。焦点距離、Ｆナンバー、画角はそれぞれ無限遠物体に焦点を合わせたときの値を表している。ＢＦは最終レンズ面から像面までの距離を空気換算した値である。最後の２つの面は、フィルター等のガラスブロックである。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。

数値実施例1

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 46.197 1.10 1.80518 25.4
2 27.805 4.11 1.48749 70.2
3 -639.098 0.20
4 26.373 2.76 1.60311 60.6
5 87.627 (可変)
6 68.867 0.90 1.88300 40.8
7 7.484 1.92
8 48.670 0.80 1.83400 37.2
9 15.474 1.54
10 -21.083 0.80 1.74400 44.8
11 152.156 0.99
12 23.465 1.64 1.92286 18.9
13 -89.545 (可変)
14* 9.274 2.63 1.58313 59.4
15* -288.493 1.24
16(絞り) ∞ 3.52
17 78.525 0.80 1.84666 23.9
18 8.159 0.40
19 11.203 1.78 1.80400 46.6
20 -87.259 (可変)
21* 13.924 2.00 1.58313 59.4
22 -96.643 0.70 1.92286 18.9
23 12233.548 (可変)
24 ∞ 2.38 1.51633 64.1
25 ∞ 1.63
像面 ∞

非球面データ
第14面
K =-7.55754e-001 A 4= 2.19064e-005 A 6= 1.16938e-006 A 8=-1.86853e-008

第15面
K =-1.70532e+003 A 4= 3.18065e-005 A 6= 9.73064e-007 A 8=-2.70362e-008

第21面
K = 4.30952e+000 A 4=-2.39083e-004 A 6=-9.53736e-007 A 8=-1.17756e-007

各種データ
ズーム比 13.72
広角 中間 望遠
焦点距離 5.10 23.59 69.95
Fナンバー 1.85 2.81 3.14
半画角（度） 30.47 7.25 2.46
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 66.09 72.83 79.68
BF 9.36 14.29 5.69

d 5 1.25 19.28 28.61
d13 23.09 4.87 1.06
d20 2.56 4.56 14.49
d23 6.16 11.09 2.49

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 43.98
2 6 -8.28
3 14 17.42
4 21 25.99
5 24 ∞

数値実施例2

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 55.253 1.75 2.00069 25.5
2 39.845 6.20 1.49700 81.5
3 -1552.738 0.20
4 42.719 3.75 1.60311 60.6
5 133.123 (可変)
6 89.992 1.10 1.88300 40.8
7 11.839 2.84
8 59.599 0.90 1.84666 23.9
9 12.057 3.79
10 -23.709 0.80 1.83481 42.7
11 200.118 0.10
12 29.455 3.00 1.92286 18.9
13 -38.878 (可変)
14(絞り) ∞ (可変)
15* 14.230 3.15 1.58313 59.4
16* -105.520 5.65
17 82.788 0.70 1.84666 23.9
18 13.314 0.38
19 19.886 2.20 1.71300 53.9
20 -33.781 (可変)
21 ∞ 0.60
22 ∞ 1.95
23 416.826 0.70 1.48749 70.2
24 30.733 (可変)
25 16.298 3.25 1.71300 53.9
26 -22.586 0.70 1.84666 23.9
27 -339.548 (可変)
28 ∞ 1.94 1.51633 64.1
29 ∞ 2.00
30 ∞ 0.00
像面 ∞

非球面データ
第15面
K =-6.90664e-001
A 5=-3.93291e-008 A 7=-4.98565e-008 A 9=-4.26333e-010

第16面
K =-2.19665e+002
A 5= 6.85141e-007 A 7=-8.23653e-008

各種データ
ズーム比 18.00
広角 中間 望遠
焦点距離 4.64 38.45 83.57
Fナンバー 1.85 2.65 2.88
半画角（度） 36.78 5.16 2.38
像高 3.47 3.47 3.47
レンズ全長 105.66 112.97 118.47
BF 7.39 12.16 8.15

d 5 0.90 35.52 43.01
d13 30.70 6.36 1.99
d14 16.25 2.11 2.82
d20 2.24 6.11 2.27
d24 4.46 7.00 16.51
d27 4.10 8.88 4.86

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 65.00
2 6 -10.57
3 14 ∞
4 15 21.12
5 21 -68.10
6 25 24.65
7 28 ∞

数値実施例3

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 54.640 1.80 2.00069 25.5
2 34.577 6.89 1.49700 81.5
3 -812.948 0.20
4 34.217 4.19 1.69680 55.5
5 144.255 (可変)
6 122.143 1.00 1.69680 55.5
7 12.086 2.31
8 35.693 0.80 1.69680 55.5
9 8.726 3.65
10 -66.571 0.80 1.77250 49.6
11 27.287 0.68
12 15.678 1.89 1.92286 18.9
13 42.596 (可変)
14(絞り) ∞ 0.70
15 ∞ (可変)
16* 12.052 3.48 1.85996 40.3
17* -274.243 2.32
18 133.251 0.80 1.84666 23.9
19 9.810 0.67
20 17.032 0.80 1.84666 23.9
21 10.734 0.00
22 10.734 2.78 1.71300 53.9
23 -57.402 (可変)
24 ∞ (可変)
25* 15.599 3.00 1.85996 40.3
26 -28.000 0.70 1.92286 18.9
27 -348.934 (可変)
28 ∞ 2.38 1.51633 64.1
29 ∞ 1.63
像面 ∞

非球面データ
第16面
K =-1.69151e-001 A 4=-1.86873e-005 A 6= 4.64592e-008 A 8= 4.26211e-011

第17面
K = 3.77584e+002 A 4= 3.91154e-005

第25面
K =-1.09690e+000 A 4= 2.87914e-005 A 6= 1.34795e-007 A 8=-9.47750e-010

各種データ
ズーム比 15.00
広角 中間 望遠
焦点距離 4.03 23.54 60.40
Fナンバー 1.44 2.81 3.00
半画角（度） 36.68 7.26 2.84
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 89.51 93.79 97.95
BF 5.59 9.65 6.34

d 5 0.67 24.00 31.14
d13 20.38 5.44 2.49
d15 15.07 3.52 2.49
d23 1.82 4.96 1.82
d24 6.52 6.75 14.22
d27 2.39 6.45 3.14

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 50.39
2 6 -8.26
3 14 ∞
4 16 18.99
5 24 ∞
6 25 18.04
7 28 ∞

数値実施例4

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 25.484 1.10 1.84666 23.9
2 17.456 3.70 1.77250 49.6
3 94.999 (可変)
4 23.360 0.80 1.88300 40.8
5 7.975 2.00
6 29.815 0.80 1.88300 40.8
7 7.279 2.50
8 -36.049 0.80 1.70154 41.2
9 43.357 0.58
10 14.511 1.60 1.92286 18.9
11 110.900 (可変)
12* 8.082 2.00 1.58313 59.4
13* -34.575 2.01
14(絞り) ∞ 1.67
15 -13.537 0.60 1.84666 23.9
16 11.671 0.10
17 22.475 1.80 1.80400 46.6
18 -8.649 (可変)
19 10.694 1.31 1.51742 52.4
20 22.250 (可変)
21 ∞ 1.94 1.51633 64.1
22 ∞ 2.00
像面 ∞

非球面データ
第12面
K =-2.39986e+000 A 4= 7.41739e-004 A 6= 1.38513e-005 A 8= 2.08760e-006 A10=
-3.31775e-008

第13面
K =-7.59546e+001 A 4= 3.99860e-004 A 6= 3.09417e-005 A 8= 1.68894e-006

各種データ
ズーム比 4.91
広角 中間 望遠
焦点距離 5.15 15.15 25.30
Fナンバー 2.88 4.39 5.14
半画角（度） 36.94 14.34 8.71
像高 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 49.63 55.48 64.97
BF 6.61 9.66 6.03

d 3 0.54 9.67 16.72
d11 14.00 2.07 0.78
d18 5.10 10.71 18.05
d20 3.32 6.38 2.75

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 46.33
2 4 -7.42
3 12 12.51
4 19 38.31
5 21 ∞

数値実施例5

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 39.659 1.10 1.84666 23.9
2 23.546 3.90 1.59319 67.9
3 159.156 0.15
4 20.614 2.92 1.71300 53.9
5 51.116 (可変)
6 36.111 0.70 1.88300 40.8
7 7.101 1.76
8 15.438 0.55 1.88300 40.8
9 7.132 2.90
10 -14.390 0.55 1.69680 55.5
11 -165.778 0.09
12 16.751 1.39 1.92286 18.9
13 -519.915 (可変)
14(絞り) ∞ 0.50
15* 8.074 1.63 1.58313 59.4
16* -1504.407 0.22
17 12.968 1.70 1.65844 50.9
18 -43.937 1.04
19 12.900 0.60 1.84666 23.9
20 3.757 1.62 1.58144 40.8
21 5.838 (可変)
22 11.766 2.51 1.80400 46.6
23 -18.223 0.60 1.84666 23.9
24 331.960 (可変)
25 ∞ 0.80 1.51680 64.2
26 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第15面
K =-5.70826e-001 A 4=-2.07321e-004 A 6= 1.70493e-006 A 8=-2.62012e-007 A10=
-8.12818e-009

第16面
K = 1.07092e+005 A 4= 9.23547e-005 A 6= 3.99186e-006 A 8=-5.54505e-007 A10=
2.19557e-009

各種データ
ズーム比 9.78
広角 中間 望遠
焦点距離 4.74 19.60 46.36
Fナンバー 2.06 3.27 3.50
半画角（度） 37.22 10.41 4.44
像高 3.60 3.60 3.60
レンズ全長 50.79 55.03 65.12
BF 4.76 8.88 4.06

d 5 0.66 14.25 19.65
d13 15.25 2.78 1.29
d21 3.68 2.69 13.67
d24 3.23 7.35 2.53

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 35.83
2 6 -6.69
3 14 11.71
4 22 15.63
5 25 ∞

Claims (7)

1. 撮像素子と、前記撮像素子に像を形成するためのズームレンズを有する撮像装置において、前記ズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、１以上のレンズ群を含む後続レンズ群を有しており、ズーミングに際して前記第１レンズ群は不動であり、前記第３レンズ群は物体側へ凸状の軌跡で移動し、前記第３レンズ群を含む３以上のレンズ群と前記撮像素子が移動し、広角端におけるレンズ全長よりも望遠端におけるレンズ全長が長いことを特徴とする撮像装置。
2. 前記ズームレンズはズーミングに際して移動する開口絞りを有し、最も物体側のレンズ面から前記開口絞りまでの距離は広角端に比べて望遠端の方が長いことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１、第３レンズ群の焦点距離を各々ｆ１、ｆ３とするとき、
   ０．２５＜ｆ３／ｆ１＜０．５０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記第２、第３レンズ群の焦点距離を各々ｆ２、ｆ３とするとき、
   ０．３３＜｜ｆ２／ｆ３｜＜０．６４
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. ズーミングに際して、前記後続レンズ群を構成するレンズ群のうち最も像面側に配置されたレンズ群と撮像素子との間隔が変化することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記後続レンズ群は正の屈折力の第４レンズ群より構成されており、ズーミングに際して、前記第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群が移動することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記後続レンズ群は、物体側から像側に順に、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群で構成されており、ズーミングに際して前記第２レンズ群、第３レンズ群、第５レンズ群が移動することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。