JP2012063432A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ズームレンズは、物体側から像側に順に、光路を反射させる反射面を備えた反射部材を有し、正の屈折力をもつ第1レンズ群と、負の屈折力をもつ第2レンズ群と、物体側から順に第3レンズ群、第4レンズ群を含む少なくとも2つのレンズ群を含み、全体で正の屈折力をもつリアレンズ群グループとからなり、第2レンズ群と第4レンズ群との間に配置された明るさ絞りを有し、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群は固定され、第2レンズ群は広角端よりも望遠端にて像側に位置するように移動し、レンズ群の各々に挟まれる間隔が変化し、第2レンズ群は、複数の負レンズを有し、複数の負レンズの中の最も物体側に配置された負レンズを第1の負レンズとしたとき、所定の条件式を満足する。
【選択図】図1
Description
一方、特許文献3に開示されたズームレンズでは、広画角化と10倍程度の高変倍比化は達成できているものの、反射部材で反射した後の光路長が大きい。そのため、撮像装置としてデジタルカメラを想定した場面では、デジタルカメラの高さ方向(反射する方向によってはデジタルカメラの幅方向)を大きくしなければならず、撮像装置のコンパクト化には不利となる。
3.3<β2T/β2W<34 (a)
−0.14<f2G1N/fT<−0.001 (b)
0<D2G1N/fT<0.02 (c−1)
ここで、
β2Tは、第2レンズ群の望遠端での横倍率、
β2Wは、第2レンズ群の広角端での横倍率、
f2G1Nは、第2レンズ群中の第1の負レンズの焦点距離、
D2G1Nは、第2レンズ群中の第1の負レンズの光軸上の厚み、
fTは、望遠端におけるズームレンズの全系の焦点距離、
である。
全長が一定の構成とし、第2レンズ群に変倍機能を持たせやすくなると共に、ズームレンズに4つ以上のレンズ群を用いることで変倍比の確保や収差変動の低減などを行いやすくなる。
第2レンズ群の負屈折力を確保しても収差低減を行いやすくするために第2レンズ群中に複数の負レンズを含ませている。
第2レンズ群は、負レンズを複数有しているので、負の屈折力の確保と収差低減に有利となる。そのため、第2レンズ群に変倍機能を持たせることが好ましい。一方、第2レンズ群での変倍比の負担が大きくなりすぎると望遠端での明るさの確保に不利となる。
条件式(a)の下限値を下回らないように変倍負担を確保することが好ましい。
条件式(a)の上限値を上回らないようにして、望遠端での明るさを確保することが好ましい。
条件式(b)の下限値を下回らないように負レンズの負の屈折力を確保することで、第2レンズ群の負の屈折力の確保に有利となると共に、第2レンズ群の主点も物体側よりにでき、変倍比の確保と第2レンズ群の移動量の低減に有利となる。第2レンズ群の移動量を抑えやすくすることで、第1レンズ群での光線の入射高も抑えやすくなり、カメラの厚さ方向や反射後のズームレンズの光路長の肥大化の軽減に有利となる。
条件式(b)の上限値を上回らないように負レンズの負の屈折力の過剰を抑えることで、第2レンズ群での収差を抑えやすくなる。
条件式(c−1)の下限値を下回ると光軸上に負レンズが存在しないことになり、下限値を下回ることは無い。
条件式(c−1)の上限値を上回らないようにすることで、最も物体側の負レンズの軸上の厚みを小さくでき、それに付随して負レンズの縁肉の厚みも小さくしやすくなり、第2レンズ群の可動スペースを確保しやすくなる。そのため第2レンズ群の屈折力を過剰に大きくすること無く変倍比の確保を行いやすくなる。
上述の発明において、さらに以下の構成の少なくともいずれかを満足することがより好ましい。
0<D2G2N/fT<0.02 (c−2)
ここで、
D2G2Nは、第2レンズ群中の第2の負レンズの光軸上の厚み、
fTは、望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
である。
0<D2G1N/D2GP<0.3 (d−1)
ここで、
D2GPは、第2レンズ群中の少なくとも1つの正レンズの光軸上の厚みの中での最大値である。
0<D2G2N/D2GP<0.3 (d−2)
ここで、
D2GPは、第2レンズ群中の少なくとも1つの正レンズの光軸上の厚みの中での最大値である。
0<D4GN/D4GP<0.3 (e)
ここで、
D4GNは、第4レンズ群中の少なくとも1つの負レンズの光軸上の厚みの中での最大値、
D4GPは、第4レンズ群中の少なくとも1つの正レンズの光軸上の厚みの中での最大値、
である。
0<D5GN/D5GP<0.3 (f)
ここで、
D5GNは、第5レンズ群中の少なくとも1つの負レンズの光軸上の厚みの中での最大値、
D5GPは、第5レンズ群中の少なくとも1つの正レンズの光軸上の厚みの中での最大値、
である。
0<D6GN/D6GP<0.3 (g)
ここで、
D6GNは、第6レンズ群中の少なくとも1つの負レンズの光軸上の厚みの中での最大値、
D6GPは、第6レンズ群中の少なくとも1つの正レンズの光軸上の厚みの中での最大値、
である。
7<fT/fW<30 (1)
0.5<fW/IH<1.38 (2)
−0.2<f2G/fT<−0.05 (AA)
ここで、
fWは、広角端におけるズームレンズの全系の焦点距離、
IHは、撮像面の有効撮像領域の最大像高、
f2Gは、第2レンズ群の焦点距離、
である。
条件式(1)の下限を下回らないようにすることで、ユーザーが画角の変化を楽しむことができ、多種の撮影シーンにて被写体をフレームに収めやすくなる。
条件式(1)の上限を上回らないようにすることで、望遠端でのFナンバーが大きくなること等に起因する手振れ、感度上昇によるノイズ発生を抑えやすくなる。
条件式(2)の下限を下回らないようにすることで、ディストーションの発生を抑えやすくなり、第1レンズ群のレンズ枚数の増加を抑えやすくなる。
条件式(2)の上限を上回らないようにすることで、室内撮影状況など、装置と被写体との距離が大きく取れない場所での撮影に有利となる。
条件式(AA)の下限を下回らないようにすることで、変倍比を確保しても第2レンズ群の移動範囲を小さくでき、ズームレンズの全長の短縮化や装置の薄型化に有利となる。加えて、入射瞳位置を浅くできるので、広角端での周辺性能確保に有利となり、小型ながら画角の確保に有利となる。
条件式(AA)の上限を上回らないように、第2レンズ群の屈折力を適度に抑えることで、各レンズ面の曲率の過大を防ぎ、諸収差(特に広角端での歪曲収差及び非点収差、望遠端での軸上色収差や倍率色収差、コマ収差)の低減に有利となる。加えて、偏心の影響も抑えられる。
1.8<Δ2G/fW<15 (4)
ここで、
fWは、広角端におけるズームレンズの全系の焦点距離、
Δ2Gは、像側への移動を正符号とした、広角端に対する望遠端での第2レンズ群の移動量、
である。
条件式(4)の下限を下回らないように第2レンズ群の移動量を確保することで、広角端ではズームレンズ全体でレトロフォーカスタイプの構成となり、画角確保の機能を発揮できる。加えて、第2レンズ群による変倍機能を十分に確保しやすくなり、第2レンズ群の屈折力を抑えて第2レンズ群での収差低減に有利となる。
条件式(4)の上限を上回らないように第2レンズ群の移動量を制限することで、入射瞳を第1レンズ群に近づけやすくなり、第1レンズ群の有効径の増大を抑えられ、画角を確保しても撮像装置の小型化に有利となる。
16.5<|νdp1−νdp2|<80 (3)
ここで、
νdp1は第1レンズ群中の第1の正レンズのd線基準のアッベ数(nd1−1)/(nF1−nC1)、
νdp2は第1レンズ群中の第2の正レンズのd線基準のアッベ数(nd2−1)/(nF2−nC2)、
nd1は第1レンズ群中の第1の正レンズのd線の屈折率、
nC1は第1レンズ群中の第1の正レンズのC線の屈折率、
nF1は第1レンズ群中の第1の正レンズのF線の屈折率、
nd2は第1レンズ群中の第2の正レンズのd線の屈折率、
nC2は第1レンズ群中の第2の正レンズのC線の屈折率、
nF2は第1レンズ群中の第2の正レンズのF線の屈折率、
であり、
レンズ成分は、レンズ有効面にて空気に接する面にて区切られるレンズ体であって、単レンズまたは接合レンズである。
高変倍かつ光学全長を抑えた光学系では、条件式(3)の下限を下回らないようにアッベ数差を確保することで、第1レンズ群の第1正レンズで発生した倍率色収差を効率よく抑えることができる。
条件式(3)の上限を上回らないようにすることで、組み合わせる正レンズの材料の加工性の低減を抑え、コストの面でも有利となる。
広角端での画角を確保するためには、第3レンズ群以降のレンズ群の合成系の正屈折力を十分に確保する必要があるが、3つの正屈折力のレンズ群とすることで、それぞれのレンズ群に正の屈折力を分担でき、レンズ群数の節約による小型化と性能確保に有利となる。
0.05<Δ2G/fT<0.4 (E)
ここで、
Δ2Gは、像側への移動を正符号とした、広角端に対する望遠端での第2レンズ群の移動量、
である。
条件式(E)の上限を上回らないようにすることで、第2レンズ群の移動量を抑え、全長短縮化に有利となる。
0.5<Σ2G/fW<1.0 (F)
ここで、
Σ2Gは、第2レンズ群の光軸上の厚み、
fWは、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
である。
条件式(F)の上限を上回らないようにして第2レンズ群の厚みを抑えることで、第2レンズ群の移動スペースを確保しやすくなる。
さらに、正屈折力の第6レンズ群により、射出瞳を像面から遠ざけやすくなり、シェーディングを抑えやすくなる。また、第5レンズ群でフォーカシングを行う場合は、光学系の小型化につながる。
νdpone>60 (5A)
νdpoth<60 (5B)
ここで、
νdpone、νdpothは、第1の正レンズと第2の正レンズのうちの一方及び他方のd線基準のアッベ数、
νdponeは第1の正レンズと第2の正レンズのうちの一方のd線基準のアッベ数(nd3−1)/(nF3−nC3)、
νdpothは第1の正レンズと第2の正レンズのうちの他方のd線基準のアッベ数(nd4−1)/(nF4−nC4)、
nd3は第1の正レンズと第2の正レンズのうちの一方のd線の屈折率、
nC3は第1の正レンズと第2の正レンズのうちの一方のC線の屈折率、
nF3は第1の正レンズと第2の正レンズのうちの一方のF線の屈折率、
nd4は第1の正レンズと第2の正レンズのうちの他方のd線の屈折率、
nC4は第1の正レンズと第2の正レンズのうちの他方のC線の屈折率、
nF4は第1の正レンズと第2の正レンズのうちの他方のF線の屈折率、
である。
0.1<ndp1−ndp2<0.65 (A)
ここで、
ndp1は第1の正レンズと第2の正レンズのうちの一方のd線基準の屈折率、
ndp2は第1の正レンズと第2の正レンズのうちの他方のd線基準の屈折率、
ndp1はアッベ数の小さいほうの正レンズのd線基準の屈折率、
である。
条件式(A)の上限を上回らないようにすることで、材料のコスト高を抑えやすくなる。
条件式(c−1)の上限値は、0.015、更には0.01とすることがより好ましい。
条件式(c−2)の上限値は0.015、更には0.01とすることがより好ましい。
条件式(d−1)の上限値は0.25、更には0.2とすることがより好ましい。
条件式(d−2)の上限値は0.25、更には0.2とすることがより好ましい。
条件式(e)の上限値は0.2、更には0.13とすることがより好ましい。
条件式(f)の上限値は0.25、更には0.18とすることがより好ましい。
条件式(g)の上限値は0.2、更には0.15とすることがより好ましい。
条件式(1)の上限値は24、更には12とすることがより好ましい。
図1〜6は、プリズム中の反射面の図示を省略し、展開した図であるが、実際は図18に示すように直角プリズムとしている。
但し、光軸方向の座標をZ、光軸と垂直な方向の座標をYとする。
Z=(Y2/r)/[1+{1−(1+K)・(Y/r)2}1/2]+A4×Y4+A6×Y6+A8×Y8+A10×Y10+A12×Y12 ・・・(I)
ここで、
rは近軸曲率半径、
Kは円錐係数、
A4、A6、A8、A10、A12はそれぞれ4次、6次、8次、10次、12次の非球面係数である。
また、非球面係数において、「e−n」(nは整数)は、「10−n」を示している。
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 59.401 0.30 2.00069 25.46
2 13.480 2.80
3 ∞ 12.00 1.90366 31.32
4 ∞ 0.40
5* 1232.087 1.62 1.69350 50.81
6* -22.751 0.20
7 18.049 3.18 1.49700 81.54
8 -37.859 可変
9* -9.260 0.30 1.90200 25.10
10* 8.560 0.40
11 13.967 1.76 1.94595 17.98
12 -7.799 0.30 1.88300 40.76
13 17.106 可変
14* 9.276 1.90 1.64000 60.08
15* -32.298 1.33
16(絞り) ∞ 可変
17* 12.089 3.43 1.49700 81.54
18 -5.538 0.30 1.81474 37.03
19 -9.800 可変
20 6676.747 0.30 2.00069 25.46
21 4.278 1.97 1.48749 70.23
22 86.346 8.45
23 27545.921 0.30 1.78800 47.37
24 11.263 2.22 2.00178 19.32
25 -27.676 0.20
26 ∞ 0.50 1.54880 67.00
27 ∞ 0.50
28 ∞ 0.50 1.51680 64.20
29 ∞ 0.37
像面(撮像面)∞
非球面データ
第5面
k=0.000
A4=-4.55193e-05,A6=2.12970e-07,A8=-5.68692e-09,A10=3.58892e-11
第6面
k=0.000
A4=-4.03682e-05,A6=8.17547e-08,A8=-4.79231e-09,A10=1.91112e-11
第9面
k=0.022
A4=-1.54045e-05,A6=8.57920e-05,A8=-5.27561e-06,A10=1.28547e-07
第10面
k=0.000
A4=-8.97191e-04,A6=9.33285e-05,A8=-5.04541e-06,A10=1.21119e-07
第14面
k=-0.210
A4=-1.77237e-04,A6=-1.84408e-06,A8=1.91057e-07,A10=-2.01819e-09
第15面
k=-0.750
A4=2.90516e-06,A6=-7.58964e-07,A8=1.91447e-07,A10=-2.60774e-09
第17面
k=-0.069
A4=-2.78165e-04,A6=3.98997e-06,A8=2.69493e-07,A10=1.14659e-09
各種データ
像高 3.84
広角 中間 望遠
焦点距離 5.10 15.33 48.99
FNO. 3.78 4.03 6.47
画角2ω 81.85 26.79 8.52
BF(in air) 1.70 1.70 1.70
全長(in air) 68.05 68.05 68.05
d8 0.74 10.54 17.23
d13 16.65 6.85 0.16
d16 5.09 1.68 -0.002
d19 0.41 3.82 5.498
各群焦点距離
f1=17.80 f2=-5.43 f3=11.46 f4=15.48 f5=904.35
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 98.044 0.30 2.00069 25.46
2 14.655 2.40
3 ∞ 12.00 1.90366 31.32
4 ∞ 0.21
5* 440.266 1.66 1.74320 49.34
6* -24.067 0.20
7* 15.643 2.82 1.49700 81.54
8 -38.441 可変
9* -8.106 0.30 1.90200 25.10
10* 9.366 0.50
11 15.799 2.11 1.94595 17.98
12 -7.459 0.30 1.88300 40.76
13 17.002 可変
14* 9.828 1.59 1.61881 63.85
15* -84.989 0.20
16(絞り) ∞ 可変
17* 14.941 3.19 1.49700 81.54
18 -5.741 0.30 1.85026 32.27
19 -9.027 可変
20 37844.005 0.30 2.00069 25.46
21 4.119 2.71 1.51633 64.14
22 2300.054 5.44
23 195576.211 0.30 1.78800 47.37
24 15.551 2.43 2.00178 19.32
25 -15.191 0.20
26 ∞ 0.50 1.54880 67.00
27 ∞ 0.50
28 ∞ 0.50 1.51680 64.20
29 ∞ 0.37
像面(撮像面)∞
非球面データ
第5面
k=0.000
A4=-7.29349e-09,A6=5.92276e-08,A8=3.58975e-10
第6面
k=0.000
A4=-5.02229e-06,A6=-4.64566e-08,A8=5.60501e-10
第7面
k=0.000
A4=-1.79535e-05,A6=-1.70267e-07,A8=-1.34058e-10
第9面
k=-0.062
A4=8.77765e-04,A6=2.30116e-05,A8=-1.30857e-06
第10面
k=0.000
A4=-1.60869e-04,A6=3.94832e-05,A8=-1.67268e-06
第14面
k=1.855
A4=-4.07126e-04,A6=-1.01307e-05,A8=1.38015e-07
第15面
k=11.561
A4=2.15113e-05,A6=-7.05366e-06,A8=4.26788e-07
第17面
k=-2.147
A4=-2.02600e-04,A6=2.99789e-07,A8=2.60322e-07
各種データ
像高 3.84
広角 中間 望遠
焦点距離 5.11 15.59 48.86
FNO. 3.87 5.66 6.79
画角2ω 81.74 26.20 8.45
BF(in air) 1.72 1.72 1.72
全長(in air) 68.13 68.13 68.13
d8 1.00 9.54 15.58
d13 15.06 6.52 0.48
d16 6.97 3.01 2.64
d19 4.13 8.09 8.46
各群焦点距離
f1=16.11 f2=-5.03 f3=14.33 f4=15.63 f5=25.88
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 123.704 0.30 2.00069 25.46
2 15.106 2.40
3 ∞ 12.00 1.90366 31.32
4 ∞ 0.21
5* -452.617 1.55 1.74320 49.34
6* -22.245 0.20
7* 14.601 2.87 1.49700 81.54
8 -44.750 可変
9* -7.957 0.30 1.90200 25.10
10* 9.394 0.50
11 13.840 2.16 1.94595 17.98
12 -7.607 0.30 1.88300 40.76
13 14.935 可変
14* 10.223 1.59 1.61881 63.85
15* -54.290 0.20
16(絞り) ∞ 可変
17* 13.203 3.35 1.49700 81.54
18 -5.267 0.30 1.85026 32.27
19 -8.568 可変
20 -146.414 0.30 2.00069 25.46
21 3.956 2.56 1.51633 64.14
22 16.344 5.20
23 18.610 0.30 1.78800 47.37
24 9.192 3.15 2.00069 25.46
25 -19.913 0.20
26 ∞ 0.50 1.54880 67.00
27 ∞ 0.50
28 ∞ 0.50 1.51680 64.20
29 ∞ 0.37
像面(撮像面)∞
非球面データ
第5面
k=0.000
A4=4.82463e-06,A6=6.24121e-08,A8=1.52374e-09,A10=4.43258e-11
第6面
k=0.000
A4=-3.40987e-06,A6=-3.46333e-08,A8=7.48512e-10,A10=6.07917e-11
第7面
k=0.000
A4=-2.26288e-05,A6=-1.85396e-07,A8=-6.29694e-12
第9面
k=-0.584
A4=9.63695e-04,A6=-1.35363e-05,A8=5.51676e-07
第10面
k=0.000
A4=1.00835e-04,A6=-7.08715e-06,A8=1.36140e-06
第14面
k=1.951
A4=-4.22670e-04,A6=-9.35277e-06,A8=2.78772e-07
第15面
k=25.729
A4=-4.50452e-06,A6=-6.11080e-06,A8=5.09284e-07
第17面
k=0.433
A4=-2.75465e-04,A6=4.07411e-06,A8=3.24230e-07
各種データ
像高 3.84
広角 中間 望遠
焦点距離 5.11 15.40 48.86
FNO. 3.87 5.94 6.77
画角2ω 81.54 26.23 8.34
BF(in air) 1.72 1.72 1.72
全長(in air) 68.14 68.14 68.14
d8 1.00 9.49 15.58
d13 15.04 6.55 0.46
d16 6.65 3.17 2.62
d19 4.00 7.48 8.13
各群焦点距離
f1=16.16 f2=-5.00 f3=14.03 f4=14.82 f5=12.87
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 86.203 0.30 2.00069 25.46
2 14.353 2.45
3 ∞ 12.00 1.90366 31.32
4 ∞ 0.21
5* -225.129 1.57 1.74320 49.34
6* -21.735 0.20
7* 14.371 2.83 1.49700 81.54
8 -43.962 可変
9* -8.095 0.30 1.90200 25.10
10* 9.410 0.50
11 14.021 2.18 1.94595 17.98
12 -7.657 0.30 1.88300 40.76
13 14.800 可変
14* 10.105 1.58 1.61881 63.85
15* -62.641 0.20
16(絞り) ∞ 可変
17* 14.907 3.00 1.49700 81.54
18 -5.525 0.30 1.85026 32.27
19 -8.743 可変
20 -90.671 0.30 2.00069 25.46
21 4.354 2.71 1.51633 64.14
22 57.220 5.60
23 26.403 0.30 1.78800 47.37
24 13.733 2.39 2.00178 19.32
25 -21.497 0.20
26 ∞ 0.50 1.54880 67.00
27 ∞ 0.50
28 ∞ 0.50 1.51680 64.20
29 ∞ 0.37
像面(撮像面)∞
非球面データ
第5面
k=0.000
A4=5.90087e-06,A6=7.00893e-08,A8=1.31987e-09,A10=-7.21474e-12
第6面
k=0.000
A4=-5.54274e-06,A6=-4.23044e-08,A8=1.28571e-09,A10=-1.27928e-24
第7面
k=0.000
A4=-2.64453e-05,A6=-1.90221e-07,A8=2.12647e-11,A10=7.84124e-26
第9面
k=-0.074
A4=7.53985e-04,A6=1.58730e-05,A8=-6.16945e-07,A10=-9.09258e-26
第10面
k=0.000
A4=-2.14093e-04,A6=2.30259e-05,A8=-2.91970e-07,A10=-3.68350e-25
第14面
k=2.066
A4=-3.91199e-04,A6=-9.37348e-06,A8=1.38175e-07,A10=1.93639e-26
第15面
k=2.468
A4=4.07172e-05,A6=-5.91157e-06,A8=4.03980e-07,A10=2.56493e-26
第17面
k=-2.320
A4=-1.67478e-04,A6=4.49663e-08,A8=3.31893e-07,A10=-5.84793e-25
各種データ
広角 中間 望遠
焦点距離 5.11 15.64 48.95
FNO. 3.87 5.66 6.81
画角2ω 81.63 25.99 8.38
BF(in air) 1.73 1.73 1.73
全長(in air) 68.11 68.11 68.11
d8 1.00 9.54 15.54
d13 15.00 6.46 0.46
d16 6.95 3.21 2.61
d19 4.21 7.95 8.55
各群焦点距離
f1=16.08 f2=-5.00 f3=14.18 f4=15.42 f5=19.65
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 98.339 0.30 2.00069 25.46
2 14.668 2.40
3 ∞ 12.00 1.90366 31.32
4 ∞ 0.21
5* 442.709 1.66 1.74320 49.34
6* -24.005 0.20
7* 15.589 2.82 1.49700 81.54
8 -38.264 可変
9* -8.027 0.30 1.90200 25.10
10* 9.214 0.50
11 15.694 2.11 1.94595 17.98
12 -7.437 0.30 1.88300 40.76
13 17.189 可変
14* 9.826 1.60 1.61881 63.85
15* -84.216 0.20
16(絞り) ∞ 可変
17* 14.854 3.21 1.49700 81.54
18 -5.742 0.30 1.85026 32.27
19 -9.004 可変
20 39077.058 0.30 2.00069 25.46
21 4.115 2.70 1.51633 64.14
22 3241.397 可変
23 186514.225 0.30 1.78800 47.37
24 16.119 2.47 2.00178 19.32
25 -15.060 0.20
26 ∞ 0.50 1.54880 67.00
27 ∞ 0.50
28 ∞ 0.50 1.51680 64.20
29 ∞ 0.37
像面(撮像面)∞
非球面データ
第5面
k=0.000
A4=1.67654e-09,A6=6.17353e-08,A8=2.62787e-10
第6面
k=0.000
A4=-5.16768e-06,A6=-3.96354e-08,A8=5.48982e-10
第7面
k=0.000
A4=-1.88077e-05,A6=-1.66305e-07,A8=-1.97775e-11
第9面
k=-0.069
A4=9.27949e-04,A6=1.89285e-05,A8=-1.11075e-06
第10面
k=0.000
A4=-1.45359e-04,A6=3.54873e-05,A8=-1.39886e-06
第14面
k=1.878
A4=-4.16168e-04,A6=-1.07836e-05,A8=1.49279e-07
第15面
k=11.259
A4=1.79543e-05,A6=-7.76624e-06,A8=4.49549e-07
第17面
k=-2.122
A4=-2.05340e-04,A6=2.36881e-08,A8=2.64529e-07
各種データ
像高 3.84
広角 中間 望遠
焦点距離 5.10 15.52 48.87
FNO. 3.87 5.64 6.79
画角2ω 81.82 26.29 8.45
BF(in air) 1.72 1.72 1.72
全長(in air) 68.21 68.21 68.21
d8 1.00 9.50 15.49
d13 14.97 6.47 0.48
d16 7.13 3.12 2.64
d19 4.10 8.12 8.53
d22 5.40 5.39 5.46
各群焦点距離
f1=16.01 f2=-4.99 f3=14.31 f4=15.54 f5=-8.48 f6=12.71
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 144.713 0.30 2.00069 25.46
2 15.373 2.40
3 ∞ 12.00 1.90366 31.32
4 ∞ 0.21
5* -519.667 1.55 1.74320 49.34
6* -21.983 0.20
7* 14.351 2.87 1.49700 81.54
8 -49.272 可変
9* -8.093 0.30 1.90200 25.10
10* 9.069 0.50
11 13.804 2.16 1.94595 17.98
12 -7.553 0.30 1.88300 40.76
13 15.001 可変
14* 10.069 1.59 1.61881 63.85
15* -55.951 0.20
16(絞り) ∞ 可変
17* 12.314 3.35 1.49700 81.54
18 -5.221 0.30 1.85026 32.27
19 -8.790 可変
20 -191.069 0.30 2.00069 25.46
21 4.058 2.56 1.51633 64.14
22 14.587 可変
23 17.157 0.30 1.78800 47.37
24 8.163 3.15 2.00069 25.46
25 -22.988 0.20
26 ∞ 0.50 1.54880 67.00
27 ∞ 0.50
28 ∞ 0.50 1.51680 64.20
29 ∞ 0.37
像面(撮像面)∞
非球面データ
第5面
k=0.000
A4=4.08365e-06,A6=5.17406e-08,A8=2.22417e-10,A10=2.12705e-11
第6面
k=0.000
A4=-4.32928e-06,A6=-5.24774e-08,A8=6.55711e-11,A10=2.94461e-11
第7面
k=0.000
A4=-2.29882e-05,A6=-2.03046e-07,A8=1.91331e-10
第9面
k=-0.085
A4=1.03582e-03,A6=-1.57510e-05,A8=7.51298e-07
第10面
k=0.000
A4=3.10614e-05,A6=-1.13333e-05,A8=1.58328e-06
第14面
k=1.644
A4=-3.84939e-04,A6=-7.91870e-06,A8=1.71326e-07
第15面
k=13.037
A4=-5.27150e-06,A6=-5.23820e-06,A8=3.46276e-07
第17面
k=2.464
A4=-3.91665e-04,A6=1.93076e-06,A8=3.20533e-07
各種データ
像高 3.84
広角 中間 望遠
焦点距離 5.11 15.50 48.90
FNO. 3.86 5.67 6.78
画角2ω 81.54 25.79 8.34
BF(in air) 1.73 1.73 1.73
全長(in air) 68.12 68.12 68.12
d8 1.00 9.75 15.45
d13 14.95 6.20 0.50
d16 6.80 3.91 2.61
d19 3.80 7.65 7.89
d22 5.33 4.37 5.43
各群焦点距離
f1=16.08 f2=-4.97 f3=13.92 f4=14.89 f5=-5.97 f6=9.09
条件式 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5 実施例6
(1)a 5.01 5.75 5.73 5.73 5.77 5.70
(2)b -0.100 -0.098 -0.097 -0.098 -0.097 -0.096
(3)c-1 0.0061 0.0061 0.0061 0.0061 0.0061 0.0061
(4)c-2 0.0061 0.0061 0.0061 0.0061 0.0061 0.0061
(5)d-1 0.170 0.142 0.139 0.138 0.142 0.139
(6)d-2 0.170 0.142 0.139 0.138 0.142 0.139
(7)e 0.087 0.094 0.090 0.100 0.093 0.090
(8)f 0.153 0.111 0.117 0.111 0.111 0.117
(9)g 0.135 0.123 0.095 0.125 0.121 0.095
(10)1 9.61 9.57 9.56 9.58 9.59 9.57
(11)2 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33
(12)AA -0.11 -0.10 -0.10 -0.10 -0.10 -0.10
(13)4 3.22 2.81 2.82 2.82 2.82 2.81
(14)3 30.73 32.20 32.20 32.20 32.20 32.20
(15)E 0.34 0.29 0.30 0.29 0.29 0.29
(16)F 0.54 0.63 0.64 0.64 0.63 0.64
(17)5A 81.54 81.54 81.54 81.54 81.54 81.54
(18)5B 50.81 49.34 49.34 49.34 49.34 49.34
(19)A 0.20 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
ところで、本発明のズームレンズを用いたときに、像の歪曲は電気的にデジタル補正する。以下に、像の歪曲をデジタル補正するための基本的概念について説明する。
r’(ω)=α・f・tanω
ここで、
ωは被写体半画角、
fはズームレンズの焦点距離、
αは0以上1以下、
である。
α=R/Y=R/(f・tanω)
となる。
ここで、Lsは有効撮像面の短辺の長さである。
0.3Ls≦R≦0.6Ls
さらには、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、画質の面で若干の不利があるが、広画角化しても小型化にするための効果は確保できる。
r’(ω)=α・f・tanω
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。
r’(ω)=α・f・tanω
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。
ここで、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。
さて、以上のような本発明のズームレンズで物体像を形成しその像をCCD等の電子撮像素子に受光させて撮影を行う電子撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
図17は、上記デジタルカメラ140の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段は、例えばCDS/ADC部124、一時記憶メモリ117、画像処理部118等からなり、記憶手段は、例えば記憶媒体部119等からなる。
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
S…開口絞り
F…ローパスフィルタ
C…カバーガラス
P…プリズム
I…像面
112…操作部
113…制御部
114…バス
115…バス
116…撮像駆動回路
117…一時記憶メモリ
118…画像処理部
119…記憶媒体部
120…表示部
121…設定情報記憶メモリ部
122…バス
124…CDS/ADC部
140…デジタルカメラ
141…撮影光学系
142…撮影用光路
143…ファインダー光学系
144…ファインダー用光路
145…シャッターボタン
146…フラッシュ
147…液晶表示モニター
149…CCD
150…カバー部材
151…処理手段
152…記録手段
153…ファインダー用対物光学系
155…正立プリズム
157…視野枠
159…接眼光学系
Claims (29)
- ズームレンズと、前記ズームレンズによる像を電気信号に変換する撮像面を持つ撮像素子とを備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、物体側から像側に順に、
光路を反射させる反射面を備えた反射部材を有し、正の屈折力をもつ第1レンズ群と、
負の屈折力をもつ第2レンズ群と、
物体側から順に第3レンズ群、第4レンズ群を含む少なくとも2つのレンズ群を含み、 全体で正の屈折力をもつリアレンズ群グループと、
からなり、
前記第2レンズ群と前記第4レンズ群との間に配置された明るさ絞りを有し、
広角端から望遠端への変倍に際して、
前記第1レンズ群は固定され、
前記第2レンズ群は広角端よりも望遠端にて像側に位置するように移動し、
前記レンズ群の各々に挟まれる間隔が変化し、
前記第2レンズ群は、複数の負レンズを有し、前記複数の負レンズの中の最も物体側に配置された負レンズを第1の負レンズとしたとき、以下の条件式(a)、(b)、(c−1)を満足することを特徴とする撮像装置。
3.3<β2T/β2W<34 (a)
−0.14<f2G1N/fT<−0.001 (b)
0<D2G1N/fT<0.02 (c−1)
ここで、
β2Tは、前記第2レンズ群の望遠端での横倍率、
β2Wは、前記第2レンズ群の広角端での横倍率、
f2G1Nは、前記第2レンズ群中の第1の負レンズの焦点距離、
D2G1Nは、前記第2レンズ群中の第1の負レンズの光軸上の厚み、
fTは、望遠端における前記ズームレンズの全系の焦点距離、
である。 - 前記第2レンズ群中の前記複数の負レンズの中の最も像側に配置された負レンズを第2の負レンズとしたとき、前記第2の負レンズが以下の条件式(c−2)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
0<D2G2N/fT<0.02 (c−2)
ここで、
D2G2Nは、前記第2レンズ群中の前記第2の負レンズの光軸上の厚み、
fTは、望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
である。 - 前記第2レンズ群は、前記第1の負レンズと前記第2の負レンズの間に配置された少なくとも1つの正レンズを有し、前記第1の負レンズと前記第2の負レンズが共に両凹レンズであることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 前記第2レンズ群が以下の条件式(d−1)を満足することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
0<D2G1N/D2GP<0.3 (d−1)
ここで、
D2GPは、第2レンズ群中の前記少なくとも1つの正レンズの光軸上の厚みの中での最大値である。 - 前記第2レンズ群は、以下の条件式(d−2)を満足することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の撮像装置。
0<D2G2N/D2GP<0.3 (d−2)
ここで、
D2GPは、第2レンズ群中の前記少なくとも1つの正レンズの光軸上の厚みの中での最大値である。 - 前記第4レンズ群は、少なくとも1つの負レンズと少なくとも1つの正レンズを有し、以下の条件式(e)を満足することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の撮像装置。
0<D4GN/D4GP<0.3 (e)
ここで、
D4GNは、前記第4レンズ群中の前記少なくとも1つの負レンズの光軸上の厚みの中での最大値、
D4GPは、前記第4レンズ群中の前記少なくとも1つの正レンズの光軸上の厚みの中での最大値、
である。 - 前記第4レンズ群が、少なくとも1つの正レンズと少なくとも1つの負レンズとが接合された接合レンズからなることを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。
- 前記リアレンズ群グループは、前記第4レンズ群の像側に配置された第5レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群とに挟まれる間隔が変化することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第5レンズ群は、少なくとも1つの負レンズと少なくとも1つの正レンズを有し、以下の条件式(f)を満足することを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。
0<D5GN/D5GP<0.3 (f)
ここで、
D5GNは、第5レンズ群中の前記少なくとも1つの負レンズの光軸上の厚みの中での最大値、
D5GPは、第5レンズ群中の前記少なくとも1つの正レンズの光軸上の厚みの中での最大値、
である。 - 前記第5レンズ群が、少なくとも1つの正レンズと少なくとも1つの負レンズとが接合された、1つまたは2つの接合レンズからなることを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。
- 前記リアレンズ群グループは前記第5レンズ群の像側に配置された第6レンズ群を有し、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記第5レンズ群と前記第6レンズ群に挟まれる間隔が変化し、
前記第6レンズ群は、少なくとも1つの負レンズと少なくとも1つの正レンズを有し、
以下の条件式(g)を満足することを特徴とする請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の撮像装置。
0<D6GN/D6GP<0.3 (g)
ここで、
D6GNは、第6レンズ群中の前記少なくとも1つの負レンズの光軸上の厚みの中での最大値、
D6GPは、第6レンズ群中の前記少なくとも1つの正レンズの光軸上の厚みの中での最大値、
である。 - 前記第6レンズ群が、少なくとも1つの正レンズと少なくとも1つの負レンズとが接合された接合レンズからなることを特徴とする請求項11に記載の撮像装置。
- 以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足することを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の撮像装置。
7<fT/fW<30 (1)
0.5<fW/IH<1.38 (2)
−0.2<f2G/fT<−0.05 (AA)
ここで、
fWは、広角端における前記ズームレンズの全系の焦点距離、
IHは、前記撮像面の有効撮像領域の最大像高、
f2Gは、前記第2レンズ群の焦点距離、
である。 - 前記第2レンズ群が、
以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の撮像装置。
1.8<Δ2G/fW<15 (4)
ここで、
fWは、広角端における前記ズームレンズの全系の焦点距離、
Δ2Gは、像側への移動を正符号とした、広角端に対する望遠端での前記第2レンズ群の移動量、
である。 - 前記第1レンズ群は、物体側から像側に順に、負レンズ成分、前記反射部材、そして、第1の正レンズと第2の正レンズを有するリア副レンズ群を有し、
以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の撮像装置。
16.5<|νdp1−νdp2|<80 (3)
ここで、
νdp1は前記第1レンズ群中の前記第1の正レンズのd線基準のアッベ数(nd1−1)/(nF1−nC1)、
νdp2は前記第1レンズ群中の前記第2の正レンズのd線基準のアッベ数(nd2−1)/(nF2−nC2)、
nd1は前記第1レンズ群中の前記第1の正レンズのd線の屈折率、
nC1は前記第1レンズ群中の前記第1の正レンズのC線の屈折率、
nF1は前記第1レンズ群中の前記第1の正レンズのF線の屈折率、
nd2は前記第1レンズ群中の前記第2の正レンズのd線の屈折率、
nC2は前記第1レンズ群中の前記第2の正レンズのC線の屈折率、
nF2は前記第1レンズ群中の前記第2の正レンズのF線の屈折率、
であり、
レンズ成分は、レンズ有効面にて空気に接する面にて区切られるレンズ体であって、単レンズまたは接合レンズである。 - 前記リアレンズ群グループが少なくとも3つの正屈折力のレンズ群を含むことを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第3レンズ群は正の屈折力をもち、
前記第4レンズ群は正の屈折力をもち、
前記リアレンズ群グループは前記第4レンズ群の像側に配置された正の屈折力の第5レンズ群を有し、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記レンズ群の各々に挟まれる間隔が変化し、
ズームレンズ中のレンズ群の総数を5としたことを特徴とする請求項16に記載の撮像装置。 - 前記第2レンズ群中の前記第1の負レンズは非球面レンズ面を有することを特徴とする請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第2レンズ群が、以下の条件式(E)を満足することを特徴とする請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の撮像装置。
0.05<Δ2G/fT<0.4 (E)
ここで、
Δ2Gは、像側への移動を正符号とした、広角端に対する望遠端での前記第2レンズ群の移動量、
である。 - 前記第2レンズ群が、以下の条件式(F)を満足することを特徴とする請求項1から請求項19のいずれか1項に記載の撮像装置。
0.5<Σ2G/fW<1.0 (F)
ここで、
Σ2Gは、前記第2レンズ群の光軸上の厚み、
fWは、広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離、
である。 - 前記明るさ絞りが広角端から望遠端への変倍の際に固定であることを特徴とする請求項1から請求項20のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第3レンズ群は正の屈折力を持ち、且つ、前記第3レンズ群と前記明るさ絞りが広角端から望遠端への変倍の際に固定であることを特徴とする請求項1から請求項21のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第3レンズ群は正の屈折力をもち、
前記第4レンズ群は正の屈折力をもち、
前記リアレンズ群グループは前記第4レンズ群の像側に配置された負の屈折力を持つ第5レンズ群と前記第5レンズ群の像側に配置された正の屈折力を持つ第6レンズ群を有し、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記レンズ群の各々に挟まれる間隔が変化することを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1の正レンズと前記第2の正レンズのうち、いずれか一方の正レンズが条件式(5A)を満足し、他方の正レンズが条件式(5B)を満足することを特徴とする請求項15に記載の撮像装置。
νdpone>60 (5A)
νdpoth<60 (5B)
ここで、
νdpone、νdpothは、前記第1の正レンズと前記第2の正レンズのうちの一方及び他方のd線基準のアッベ数、
νdponeは前記第1の正レンズと前記第2の正レンズのうちの一方のd線基準のアッベ数(nd3−1)/(nF3−nC3)、
νdpothは前記第1の正レンズと前記第2の正レンズのうちの他方のd線基準のアッベ数(nd4−1)/(nF4−nC4)、
nd3は前記第1の正レンズと前記第2の正レンズのうちの一方のd線の屈折率、
nC3は前記第1の正レンズと前記第2の正レンズのうちの一方のC線の屈折率、
nF3は前記第1の正レンズと前記第2の正レンズのうちの一方のF線の屈折率、
nd4は前記第1の正レンズと前記第2の正レンズのうちの他方のd線の屈折率、
nC4は前記第1の正レンズと前記第2の正レンズのうちの他方のC線の屈折率、
nF4は前記第1の正レンズと前記第2の正レンズのうちの他方のF線の屈折率、
である。 - 前記第1の正レンズと前記第2の正レンズの屈折率の差が条件式(A)を満足することを特徴とする請求項24に記載の撮像装置。
0.1<ndp1−ndp2<0.65 (A)
ここで、
ndp1は前記第1の正レンズと前記第2の正レンズのうちの一方のd線基準の屈折率、
ndp2は前記第1の正レンズと前記第2の正レンズのうちの他方のd線基準の屈折率、
ndp1はアッベ数の小さいほうの正レンズのd線基準の屈折率、
である。 - 前記第3レンズ群と前記第4レンズ群が正の屈折力を持ち、
広角端から望遠端への変倍の際に、前記明るさ絞りと前記第3レンズ群を固定し、前記第4レンズ群を光軸方向に移動させることを特徴とする請求項1から請求項25のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記リアレンズ群グループは、前記第4レンズ群の像側に配置された正の屈折力の第5レンズ群を有し、
広角端から望遠端への変倍の際に、前記第5レンズ群が固定であることを特徴とする請求項26に記載の撮像装置。 - 前記リアレンズ群グループは、前記第4レンズ群の像側に配置された負の屈折力の第5レンズ群と、前記第5レンズ群の像側に配置された正の屈折力の第6レンズ群を有し、
広角端から望遠端への変倍の際に、
前記第5レンズ群と前記第6レンズ群との間の距離が変化し、
さらにフォーカシングの際に前記第5レンズ群が移動することを特徴とする請求項26に記載の撮像装置。 - 前記撮像素子から出力され、前記ズームレンズによるディストーションを含んだ電気信号を、画像処理によりディストーションを補正した画像信号に変換する画像変換部を有することを特徴とする請求項1から請求項28のいずれか1項に記載の撮像装置。
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