JP2011257625A - レンズシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物体側10aから順に、変倍の際に移動する負の屈折力を備えた第1のレンズ群G1と、変倍の際に移動しない絞りSと、変倍の際に移動する正の屈折力を備えた第2のレンズ群G2と、変倍の際に移動しない正の屈折力を備えた第3のレンズ群G3とから構成されるレンズシステム10を提供する。第1のレンズ群G1は、広角端から望遠端に変倍する際に絞りSに向かって近づき、第2のレンズ群G2は、物体側10aから順に配置された正の第1レンズL21と、接合レンズL2Bとから構成され、接合レンズL2Bは、物体側10aから順に配置された負の第2レンズL22、正の第3レンズL23および負の第4レンズL24から構成され、広角端から望遠端に変倍する際に絞りSに向かって近づく。
【選択図】図1
Description
5<f3/fw<30・・・(A)
条件(A)を下回ると第3のレンズ群のパワーの割合が大きくなり過ぎて、光量の確保が難しくなる。一方、条件(A)を上回ると第3のレンズ群のパワーが不足して収差補正が難しくなる。
|f11|/fw>3.50・・・(B)
0<f21/|f2B|<1.50・・・(1.0)
30.0<ν23−ν22<76.1・・・(2.1.0)
30.0<ν23−ν24<76.1・・・(2.2.0)
ν23>70.0・・・(3.0)
n22−n23>0.13・・・(4.1.0)
n24−n23>0.13・・・(4.2.0)
接合レンズの中央に配置された正の第3レンズの屈折率を小さくするとともに、その物体側および像側に配置された負の第2レンズおよび負の第4レンズの屈折率を大きくすることにより、第2のレンズ群における諸収差の補正能力を向上できる。
0.15<f21/|f2B|<0.30
45.0<ν23−ν22<76.1
35.0<ν23−ν24<76.1
ν23>80.0
0<f21/|f2B|<0.75・・・(1.1)
第2のレンズ群の第1レンズのパワー比率を大きくすることにより、像面湾曲の補正能力を高めることができ、明るく、さらに高解像度の画像が得られるレンズシステムを提供できる。
20.0<ν23−ν22<76.1・・・(2.1.1)
20.0<ν23−ν24<76.1・・・(2.2.1)
ν23>60.0・・・(3.1)
可視光を対象にすることにより、軸上色収差および倍率色収差の補正能力を昼夜兼用よりも若干低く設定することができ、低コストのレンズシステムを提供できる。
n22−n23>0.16・・・(4.1.1)
n24−n23>0.16・・・(4.2.1)
非点収差、コマ収差などの収差補正能力をより高めることができ、より高解像度の画像を得ることができる。
0<f21/|f2B|<0.15
45.0<ν23−ν22<76.1
30.0<ν23−ν24<76.1
ν23>80.0
可視光領域の高解像度タイプのレンズシステムであって、経済的で十分な性能を備えたレンズシステムを提供できる。
第2のレンズ群G2の3枚バルサムL2B・・球面収差、色の球面収差、軸上色収差
第3のレンズ群G3の負正の2枚構成 ・・軸上色収差
第3のレンズ群G3に付与された非球面 ・・球面収差を補正
5<f3/fw<30・・・(A)
条件(A)を下回ると第3のレンズ群G3のパワーの比率が大きくなりすぎて、光量の確保が難しなる。一方、条件(A)を上回ると第3のレンズ群G3のパワーが不足して収差補正が難しくなる。
|f11|/fw>3.50・・・(B)
さらに、第1のレンズ群G1は、最も像側10bに正のパワーのレンズL14を配置することにより、3枚の負のパワーのレンズL11〜L13により発生した諸収差のうち、特に、球面収差および軸上/倍率色収差を補正できるようにしている。最も物体側10aの第1のレンズ群G1の最も物体側の凸の負のメニスカスレンズL11は、物体側からの急峻な入射光線を無理なく曲げ、像側に導くためのものであり、負のメニスカスレンズの形態が適している。負のメニスカスレンズは、負の焦点距離が長くなる傾向にあり、広角レンズは焦点距離が短くなる傾向にある。このため、一般的なデジタルカメラとは異なり条件(B)の値は大きくなる。
0<f21/|f2B|<1.50・・・(1.0)
条件(1.0)の上限は以下の条件を満たすことがさらに望ましい。
f21/|f2B|<0.90・・・(1.01)
また、条件(1.0)の上限は以下の条件を満たすことがさらに望ましい。
f21/|f2B|<0.30・・・(1.02)
また、条件(1.0)の下限は以下の条件を満たすことがさらに望ましい。
0.15<f21/|f2B|・・・(1.03)
30.0<ν23−ν22<76.1・・・(2.1.0)
30.0<ν23−ν24<76.1・・・(2.2.0)
ν23>70.0・・・(3.0)
35.0<ν23−ν22・・・(2.1.01)
条件(2.1.0)の下限は以下の条件を満たすことがさらに望ましい。
45.0<ν23−ν22・・・(2.1.02)
条件(2.1.0)の下限は以下の条件を満たすことがさらに望ましい。
50.0<ν23−ν22・・・(2.1.03)
条件(2.1.0)の下限は以下の条件を満たすことがさらに望ましい。
60.0<ν23−ν22・・・(2.1.04)
35.0<ν23−ν24・・・(2.2.01)
条件(2.2.0)の下限はさらに以下の条件を満たすことが望ましい。
40.0<ν23−ν24・・・(2.2.02)
ν23>80.0・・・(3.01)
条件(3.0)はさらに以下の条件を満たすことが望ましい。
ν23>90.0・・・(3.02)
n22−n23>0.13・・・(4.1.0)
n24−n23>0.13・・・(4.2.0)
0<f21/|f2B|<0.75・・・(1.1)
条件(1.1)の上限は以下の条件を満たすことがさらに望ましい。
f21/|f2B|<0.65・・・(1.11)
条件(1.1)の上限は以下の条件を満たすことがさらに望ましい。
f21/|f2B|<0.40・・・(1.12)
条件(1.1)の上限は以下の条件を満たすことがさらに望ましい。
f21/|f2B|<0.15・・・(1.13)
条件(1.1)の上限は以下の条件を満たすことがさらに望ましい。
f21/|f2B|<0.05・・・(1.14)
20.0<ν23−ν22<76.1・・・(2.1.1)
20.0<ν23−ν24<76.1・・・(2.2.1)
ν23>60.0・・・(3.1)
35.0<ν23−ν22・・・(2.1.11)
条件(2.1.1)の下限は以下の条件を満たすことがさらに望ましい。
45.0<ν23−ν22・・・(2.1.12)
条件(2.1.1)の下限は以下の条件を満たすことがさらに望ましい。
50.0<ν23−ν22・・・(2.1.13)
条件(2.1.1)の下限は以下の条件を満たすことがさらに望ましい。
60.0<ν23−ν22・・・(2.1.14)
条件(2.2.1)の下限も高解像度タイプにおいて軸上色収差および倍率色収差の補正能力を確保するための要求であり、さらに以下の条件を満たすことが望ましい。
30.0<ν23−ν24・・・(2.2.11)
条件(2.2.1)の下限はさらに以下の条件を満たすことが望ましい。
34.0<ν23−ν24・・・(2.2.12)
条件(2.2.1)の下限はさらに以下の条件を満たすことが望ましい。
60.0<ν23−ν24・・・(2.2.13)
ν23>80.0・・・(3.11)
条件(3.1)はさらに以下の条件を満たすことが望ましい。
ν23>90.0・・・(3.12)
n22−n23>0.16・・・(4.1.1)
n24−n23>0.16・・・(4.2.1)
(第1の実施例)
図1に、昼夜兼用タイプのレンズシステムを用いた撮像装置の一例の概略構成を示している。図1(a)はレンズシステム10の広角端(WIDE)における配置を示し、図1(b)はレンズシステム10の望遠端(TELE)における配置を示している。このレンズシステム10は、手動で変倍するバリフォーカルレンズであり、変倍の際、第1のレンズ群G1または第2のレンズ群G2を移動させることにより焦点調整を行う。
X=(1/R)Y2/[1+{1−(1+K)(1/R)2Y2}1/2]
+AY4+BY6+CY8+DY10
条件(A) |f3|/fw=16.74
条件(B) |f11|/fw=10.69
条件(1.0) f21/|f2B|=0.28
条件(2.1.0) ν23−ν22=50.23
条件(2.2.0) ν23−ν24=38.83
条件(3.0) ν23=81.54
条件(4.1.0) n22−n23=0.41
条件(4.2.0) n24−n23=0.34
図6に、昼夜兼用タイプの異なるレンズシステムを用いた撮像装置の概略構成を示している。この撮像装置1も、負正正の3群構成のレンズシステム10と、レンズシステム10により結像された画像をデジタルデータに変換する撮像素子11とを含む。図6(a)はレンズシステム10の広角端(WIDE)における配置を示し、図6(b)はレンズシステム10の望遠端(TELE)における配置を示している。また、図7に各レンズのデータを示し、図8にレンズシステムの諸数値を示している。
条件(A) |f3|/fw=22.34
条件(B) |f11|/fw=11.32
条件(1.0) f21/|f2B|=0.22
条件(2.1.0) ν23−ν22=66.67
条件(2.2.0) ν23−ν24=42.62
条件(3.0) ν23=94.94
条件(4.1.0) n22−n23=0.56
条件(4.2.0) n24−n23=0.32
図11に、昼夜兼用タイプの異なるレンズシステムを用いた撮像装置の概略構成を示している。この撮像装置1も、負正正の3群構成のレンズシステム10と、レンズシステム10により結像された画像をデジタルデータに変換する撮像素子11とを含む。図11(a)はレンズシステム10の広角端(WIDE)における配置を示し、図11(b)はレンズシステム10の望遠端(TELE)における配置を示している。また、図12に、各レンズのデータを示し、図13に、レンズシステムの諸数値を示している。
条件(A) |f3|/fw=10.76
条件(B) |f11|/fw=11.20
条件(1.0) f21/|f2B|:0.85
条件(2.1.0) ν23−ν22=76.05
条件(2.2.0) ν23−ν24=55.36
条件(3.0) ν23=94.94
条件(4.1.0) n22−n23=0.48
条件(4.2.0) n24−n23=0.37
図16に、昼夜兼用タイプの異なるレンズシステムを用いた撮像装置の概略構成を示している。この撮像装置1も、負正正の3群構成のレンズシステム10と、レンズシステム10により結像された画像をデジタルデータに変換する撮像素子11とを含む。図16(a)はレンズシステム10の広角端(WIDE)における配置を示し、図16(b)はレンズシステム10の望遠端(TELE)における配置を示している。このレンズシステム10も、バリフォーカルレンズであり、第3のレンズ群G3および絞りSを固定し、第1のレンズ群G1および第2のレンズ群G2を光軸に沿って移動させることにより、広角端と望遠端との間で変倍できる。また、広角端から望遠端に向かって変倍する際に、第1のレンズ群G1は、点線mで示すように、いったん像側10bに向かって移動し中間領域(MIDDLE)を経てから、再度物体側10aの望遠端に向かって移動する。
条件(A) |f3|/fw=11.55
条件(B) |f11|/fw=11.97
条件(1.0) f21/|f2B|=0.38
条件(2.1.0) ν23−ν22=31.95
条件(2.2.0) ν23−ν24=31.95
条件(3.0) ν23=81.54
条件(4.1.0) n22−n23=0.28
条件(4.2.0) n24−n23=0.28
図21に、昼夜兼用タイプのさらに異なるレンズシステムを用いた撮像装置の一例の概略構成を示している。この撮像装置1も、負正正の3群構成のレンズシステム10と、レンズシステム10により結像された画像をデジタルデータに変換する撮像素子11とを含む。図21(a)はレンズシステム10の広角端(WIDE)における配置を示し、図21(b)はレンズシステム10の望遠端(TELE)における配置を示している。
条件(A) |f3|/fw=18.05
条件(B) |f11|/fw=10.11
条件(1.0) f21/|f2B|:0.17
条件(2.1.0) ν23−ν22=38.92
条件(2.2.0) ν23−ν24=46.46
条件(3.0) ν23=70.24
条件(4.1.0) n22−n23=0.42
条件(4.2.0) n24−n23=0.36
図26に、可視光域を高解像度化したタイプのレンズシステムを用いた撮像装置の一例の概略構成を示している。この撮像装置1も、負正正の3群構成のレンズシステム10と、レンズシステム10により結像された画像をデジタルデータに変換する撮像素子11とを含む。図26(a)はレンズシステム10の広角端(WIDE)における配置を示し、図26(b)はレンズシステム10の望遠端(TELE)における配置を示している。
条件(A) |f3|/fw=18.45
条件(B) |f11|/fw=10.72
条件(1.1) f21/|f2B|=0.09
条件(2.1.1) ν23−ν22=50.23
条件(2.2.1) ν23−ν24=34.92
条件(3.1) ν23=81.54
条件(4.1.1) n22−n23=0.41
条件(4.1.2) n24−n23=0.32
図31に、高解像度タイプの異なるレンズシステムを用いた撮像装置の一例の概略構成を示している。この撮像装置1も、負正正の3群構成のレンズシステム10と、レンズシステム10により結像された画像をデジタルデータに変換する撮像素子11とを含む。図31(a)はレンズシステム10の広角端(WIDE)における配置を示し、図31(b)はレンズシステム10の望遠端(TELE)における配置を示している。
条件(A) |f3|/fw=18.90
条件(B) |f11|/fw=11.48
条件(1.1) f21/|f2B|=0.02
条件(2.1.1) ν23−ν22=66.67
条件(2.2.1) ν23−ν24=62.68
条件(3.1) ν23=94.94
条件(4.1.1) n22−n23=0.56
条件(4.2.1) n24−n23=0.41
図36に、高解像度タイプのさらに異なるレンズシステムを用いた撮像装置の一例の概略構成を示している。この撮像装置1も、負正正の3群構成のレンズシステム10と、レンズシステム10により結像された画像をデジタルデータに変換する撮像素子11とを含む。図36(a)はレンズシステム10の広角端(WIDE)における配置を示し、図36(b)はレンズシステム10の望遠端(TELE)における配置を示している。
条件(A) |f3|/fw=22.78
条件(B) |f11|/fw=9.62
条件(1.0) f21/|f2B|=0.61
条件(2.1.0) ν23−ν22=50.23
条件(2.2.0) ν23−ν24=31.95
条件(3.0) ν23=81.54
条件(4.1.1) n22−n23=0.41
条件(4.2.1) n24−n23=0.28
図39および図40に、広角端および望遠端における縦収差図を示すように、広角端および望遠端において鮮明な画像を得ることができる。
図41に、高解像度タイプのさらに異なるレンズシステムを用いた撮像装置の一例の概略構成を示している。この撮像装置1も、負正正の3群構成のレンズシステム10と、レンズシステム10により結像された画像をデジタルデータに変換する撮像素子11とを含む。図41(a)はレンズシステム10の広角端(WIDE)における配置を示し、図41(b)はレンズシステム10の望遠端(TELE)における配置を示している。
条件(A) |f3|/fw=27.18
条件(B) |f11|/fw=10.70
条件(1.1) f21/|f2B|=0.30
条件(2.1.1) ν23−ν22=20.64
条件(2.2.1) ν23−ν24=20.64
条件(3.1) ν23=70.24
条件(4.1.1) n22−n23=0.29
条件(4.2.1) n24−n23=0.29
図44および図45に、広角端および望遠端における縦収差図を示すように、広角端および望遠端において鮮明な画像を得ることができる。
図46に、高解像度タイプのさらに異なるレンズシステムを用いた撮像装置の一例の概略構成を示している。この撮像装置1も、負正正の3群構成のレンズシステム10と、レンズシステム10により結像された画像をデジタルデータに変換する撮像素子11とを含む。図46(a)はレンズシステム10の広角端(WIDE)における配置を示し、図46(b)はレンズシステム10の望遠端(TELE)における配置を示している。
条件(A) |f3|/fw=21.34
条件(B) |f11|/fw=12.81
条件(1.1) f21/|f2B|=0.14
条件(2.1.1) ν23−ν22=40.36
条件(2.2.1) ν23−ν24=31.87
条件(3.1) ν23=64.14
条件(4.1.1) n22−n23=0.33
条件(4.2.1) n24−n23=0.33
図49および図50に、広角端および望遠端における縦収差図を示すように、広角端および望遠端において鮮明な画像を得ることができる。
Claims (14)
- 物体側から順に、変倍の際に移動する負の屈折力を備えた第1のレンズ群と、変倍の際に移動しない絞りと、変倍の際に移動する正の屈折力を備えた第2のレンズ群と、変倍の際に移動しない正の屈折力を備えた第3のレンズ群とから構成されるレンズシステムであって、
前記第1のレンズ群は、広角端から望遠端に変倍する際に前記絞りに向かって近づき、
前記第2のレンズ群は、物体側から順に配置された正の屈折力の第1レンズと、接合レンズとから構成され、前記接合レンズは、物体側から順に配置された負の屈折力の第2レンズ、正の屈折力の第3レンズおよび負の屈折力の第4レンズから構成され、広角端から望遠端に変倍する際に前記絞りに向かって近づくレンズシステム。 - 請求項1において、
前記第1のレンズ群と前記絞りとの空気間隔は、広角端から望遠端に変倍する際に単調に減少し、前記第2のレンズ群と前記絞りとの空気間隔は、広角端から望遠端に変倍する際に単調に減少する、レンズシステム。 - 請求項1または2において、広角端における半画角が少なくとも70度である、レンズシステム。
- 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
前記第3のレンズ群の合成焦点距離f3と、広角端における当該レンズシステムの合成焦点距離fwとが以下の条件を満たす、レンズシステム。
5<f3/fw<30 - 請求項1ないし4のいずれかにおいて、
前記第1のレンズ群は複数の負の屈折力のレンズを含み、最も物体側の負の屈折力のレンズの焦点距離f11と、広角端における当該レンズシステムの合成焦点距離fwとが以下の条件を満たす、レンズシステム。
|f11|/fw>3.50 - 請求項1ないし5のいずれかにおいて、
前記第2のレンズ群の前記第1レンズの焦点距離f21と、前記接合レンズの合成焦点距離f2Bとが以下の条件を満たす、レンズシステム。
0<f21/|f2B|<1.50 - 請求項6において、
前記第2のレンズ群の前記接合レンズの負の第2レンズのアッベ数ν22と、正の第3レンズのアッベ数ν23と、負の第4レンズのアッベ数ν24とが以下の条件を満たす、レンズシステム。
30.0<ν23−ν22<76.1
30.0<ν23−ν24<76.1
ν23>70.0 - 請求項6または7において、
前記第2のレンズ群の前記接合レンズの負の第2レンズの屈折率n22と、正の第3レンズの屈折率n23と、負の第4レンズの屈折率n24とが以下の条件を満たす、レンズシステム。
n22−n23>0.13
n24−n23>0.13 - 請求項8において、
前記焦点距離f21と、前記合成焦点距離f2Bと、前記アッベ数ν22と、前記アッベ数ν23と、前記アッベ数ν24とが以下の条件を満たす、レンズシステム。
0.15<f21/|f2B|<0.30
35.0<ν23−ν22<76.1
35.0<ν23−ν24<76.1
ν23>80.0 - 請求項6において、
さらに、以下の条件を満たす、レンズシステム。
0<f21/|f2B|<0.75 - 請求項10において、
前記第2のレンズ群の前記接合レンズの負の第2レンズのアッベ数ν22と、正の第3レンズのアッベ数ν23と、負の第4レンズのアッベ数ν24とが以下の条件を満たす、レンズシステム。
20.0<ν23−ν22<76.1
20.0<ν23−ν24<76.1
ν23>60.0 - 請求項10または11において、
前記第2のレンズ群の前記接合レンズの負の第2レンズの屈折率n22と、正の第3レンズの屈折率n23と、負の第4レンズの屈折率n24とが以下の条件を満たす、レンズシステム。
n22−n23>0.16
n24−n23>0.16 - 請求項12において、
前記焦点距離f21と、前記合成焦点距離f2Bと、前記アッベ数ν22と、前記アッベ数ν23と、前記アッベ数ν24とが以下の条件を満たす、レンズシステム。
0<f21/|f2B|<0.15
34.0<ν23−ν22<76.1
34.0<ν23−ν24<76.1
ν23>80.0 - 請求項1ないし13のいずれかに記載のレンズシステムと、
前記レンズシステムにより結像された像を取得する撮像素子とを有する、撮像装置。
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