JP3493975B2

JP3493975B2 - 撮影装置

Info

Publication number: JP3493975B2
Application number: JP26967397A
Authority: JP
Inventors: 尚士岡田; 哲生河野; 英喜長田
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1997-10-02
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 2004-02-03
Anticipated expiration: 2017-10-02
Also published as: JPH11109239A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮影装置に関する
ものである。更に詳しくは、固体撮像素子を備えたカメ
ラの好適で、かつ、コンパクトな撮影光学系を備えた撮
影装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】撮影光学系から射出された光束を複数の
受光素子が配列された固体撮像素子{例えば、ＣＣＤ(Ch
arge Coupled Device)}で受光して被写体を撮影するカ
メラ(例えば、ビデオカメラ，テレビカメラ)には、各受
光素子の受光効率を上げるために、各受光素子の入射面
側に集光性のマイクロレンズが設けられている。このマ
イクロレンズによる集光性を上げるために、従来の撮影
光学系は、射出瞳が略無限遠に位置するように(すなわ
ち、像側に略テレセントリックとなるように)構成され
ている。射出瞳が略無限遠に位置すれば、各受光素子の
入射面に対して略垂直な方向から軸外光束がマイクロレ
ンズに入射することになるため、マイクロレンズによる
集光性が向上するのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、カメラの小型化
を図るために全長の短い撮影光学系が求められている
が、撮影光学系の全長を短くすると、撮影光学系の射出
瞳位置が像面に近づいてしまう。撮影光学系の射出瞳位
置が像面に近づくと、画像の周辺部に位置するマイクロ
レンズには、受光素子の入射面に対して斜め方向から軸
外光束が入射することになる。その結果、マイクロレン
ズによる集光性が画像の周辺部で低下して、固体撮像素
子で撮影される画像の中心部と周辺部とでは、画像の明
るさに違いが生じてしまう。以上のように、従来の撮影
光学系には、撮影光学系の射出瞳を略無限遠に位置させ
ることと、撮影光学系の全長を短くすることと、の両立
を図ることができないといった問題がある。

【０００４】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであって、射出瞳が略無限大に位置し、かつ全長
が短い撮影光学系を備えた撮影装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の撮影装置は、撮影光学系を備え、該撮
影光学系から射出された光束を複数の受光素子が配列さ
れた固体撮像素子で受光して物体を電気的画像データと
して撮影する撮影装置であって、前記撮影光学系は、物
体側から順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正
のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する
第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、
正のパワーを有するコンデンサーレンズと、の５成分か
ら成り、各レンズ群間隔及び第４レンズ群とコンデンサ
ーレンズとの間隔を変化させることによって変倍を行
い、以下の条件を満足することを特徴とする。1.0 ＜φ 4 ／φ C ＜ 5.0 ただし、 φ 4 ：第４レンズ群のパワー、 φ C ：コンデンサーレンズのパワー、である。第２の発明の撮影装置は、上記第１の発明にお
いて、前記第１〜第４レンズ群の４成分で主光学系が構
成され、以下の条件を満足することを特徴とする。 0.5 ＜ LBW ／ Y'max ＜ 2.0 ただし、 LBW ：広角端での主光学系のバックフォーカス、 Y'max ：最大像高、である。第３の発明の撮影装置は、上記第１又は第２の
発明において、前記撮影光学系は、光路中にローパスフ
ィルターが配置されていることを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施したビデオ用
撮影光学系を、図面を参照しつつ説明する。図１〜図４
は、第１〜第４の実施の形態に係る撮影光学系にそれぞ
れ対応するレンズ構成図であり、広角端[Ｗ]でのレンズ
配置を示している。各レンズ構成図中の矢印ｍｉ(ｉ=1,
2,3,...)は、広角端[Ｗ]から望遠端[Ｔ]へのズーミング
における第ｉレンズ群(Ｇｒｉ)の移動をそれぞれ模式的
に示している。また、各レンズ構成図中、ri(i=1,2,
3,...)が付された面は物体側から数えてi番目の面であ
り、riに*印が付された面は非球面である。di(i=1,2,
3,...)が付された各レンズ群間の軸上面間隔は、物体側
から数えてi番目の軸上面間隔のうち、ズーミングにお
いて変化する可変間隔である。

【０００７】第１〜第４の実施の形態は、物体の像を固
体撮像素子(不図示)上に形成するために用いられるビデ
オ用の撮影光学系であって、物体側から順に、正のパワ
ーを有する主光学系ＭＬと，ローパスフィルターＬＰ
と，正のパワーを有するコンデンサーレンズＣＬと，で
構成されている。主光学系ＭＬは、物体側から順に、負
のパワーを有する第１レンズ群Ｇｒ１と、正のパワーを
有する第２レンズ群Ｇｒ２と、負のパワーを有する第３
レンズ群Ｇｒ３と、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ
ｒ４と、の４つのズーム群で構成されており、ローパス
フィルターＬＰとコンデンサーレンズＣＬは、正のパワ
ーを有する第５レンズ群Ｇｒ５を構成している。

【０００８】主光学系ＭＬは、４成分ズーム(負・正・
負・正)として単独の光学性能を有しているが、ズーミ
ングにおいて固定のローパスフィルターＬＰ及びコンデ
ンサーレンズＣＬを最終レンズ群(第５レンズ群Ｇｒ５)
とする撮影光学系全体としては、５成分ズーム(負・正
・負・正・正)の主要部となっている。また、主光学系
ＭＬと固体撮像素子との間の像面近傍に配置されている
コンデンサーレンズＣＬは、その正のパワーによって撮
影光学系の射出瞳が略無限遠に位置するように作用す
る。

【０００９】ズーミングは、各レンズ群間隔を変化させ
ることによって行われる。第５レンズ群Ｇｒ５は固定群
なので、第４レンズ群Ｇｒ４とコンデンサーレンズＣＬ
との間隔も当然変化する。なお、第１，第２の実施の形
態において、第２レンズ群Ｇｒ２の最も物体側の面と第
１レンズ群Ｇｒ１の最も像側の面との間には、第２レン
ズ群Ｇｒ２と共にズーム移動する遮光板(フレアカッタ
ー)Ｓが配置されており、第１〜第４の実施の形態にお
いて、第２レンズ群Ｇｒ２の最も像側の面と第３レンズ
群Ｇｒ３の最も物体側の面との間には、第３レンズ群Ｇ
ｒ３と共にズーム移動する絞りＡが配置されている。

【００１０】第１の実施の形態において、主光学系ＭＬ
を構成している各レンズ群は、物体側から順に以下のよ
うに構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、両凸の正
レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、
像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凹の負レ
ンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、
で構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２は、両凸の正の
接合レンズと、物体側に凸面を向けた正の接合メニスカ
スレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
と、で構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、両凹の
接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレン
ズと、で構成されている。第４レンズ群Ｇｒ４は、像側
に凹面を向けた負メニスカスレンズと、両凸の正レンズ
と、物体側に凸面を向けた正の接合メニスカスレンズ
と、で構成されている。また、コンデンサーレンズＣＬ
は、像側に凸面を向けた平凸レンズである。

【００１１】第２の実施の形態において、主光学系ＭＬ
を構成している各レンズ群は、物体側から順に以下のよ
うに構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、両凹の負
レンズと、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズと、
像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凹の負レ
ンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、
で構成されている。第２レンズ群Ｇｒ２は、両凸の正の
接合レンズと、物体側に凸面を向けた正の接合メニスカ
スレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
と、で構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、像側に
凹面を向けた負の接合メニスカスレンズと、物体側に凹
面を向けた負メニスカスレンズと、で構成されている。
第４レンズ群Ｇｒ４は、像側に凹面を向けた負メニスカ
スレンズと、両凸の正レンズと、物体側に凸面を向けた
正の接合メニスカスレンズと、で構成されている。ま
た、コンデンサーレンズＣＬは、像側に凸面を向けた平
凸レンズである。

【００１２】第３の実施の形態において、主光学系ＭＬ
を構成している各レンズ群は、物体側から順に以下のよ
うに構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、像側に凹
面を向けた負メニスカスレンズ３枚と、物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズと、で構成されている。第２
レンズ群Ｇｒ２は、両凸の正の接合レンズと、物体側に
凸面を向けた正メニスカスレンズと、で構成されてい
る。第３レンズ群Ｇｒ３は、両凹の負の接合レンズで構
成されている。第４レンズ群Ｇｒ４は、両凸の正レンズ
と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、両凹
の負レンズと、で構成されている。また、コンデンサー
レンズＣＬは、像側に凸面を向けた平凸レンズである。

【００１３】第４の実施の形態において、主光学系ＭＬ
を構成している各レンズ群は、物体側から順に以下のよ
うに構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１は、像側に凹
面を向けた負メニスカスレンズ２枚と、物体側に凸面を
向けた正メニスカスレンズと、で構成されている。第２
レンズ群Ｇｒ２は、両凸の正の接合レンズと、像側に凹
面を向けた負メニスカスレンズと、で構成されている。
第３レンズ群Ｇｒ３は、両凹の負の接合レンズで構成さ
れている。第４レンズ群Ｇｒ４は、両凸の正レンズ２枚
と、両凹の負レンズと、で構成されている。また、コン
デンサーレンズＣＬは、像側に凸面を向けた平凸レンズ
である。

【００１４】先に述べたように、固体撮像素子を備えた
カメラにおいては、固体撮像素子の入射面に光線を垂直
に入射させることが望ましく、そのためには撮影光学系
の射出瞳位置を像面から遠ざけるのが望ましい。上記各
実施の形態において、主光学系ＭＬと固体撮像素子との
間の像面近傍に配置されているコンデンサーレンズＣＬ
は、前述したように、その正のパワーによって撮影光学
系の射出瞳が略無限遠に位置するように作用する。この
コンデンサーレンズＣＬの作用によって撮影光学系の射
出瞳位置を像面から遠ざけることができるため、撮影光
学系の全長を短くすることができる。しかも、コンデン
サーレンズＣＬが配置されていない場合と比べて、主光
学系ＭＬの結像性能をほとんど損なうことなく、撮影光
学系の射出瞳位置を像面から遠ざけることができる。

【００１５】負・正・負・正の４成分ズームでは、主と
して第１レンズ群Ｇｒ１のパワーの強さによって、撮影
光学系の射出瞳位置が決定される。したがって、コンデ
ンサーレンズＣＬのパワーは、主光学系ＭＬの射出瞳位
置に合わせて適宜設定すればよい。例えば、コンデンサ
ーレンズＣＬのパワーが強いほど、撮影光学系の射出瞳
位置を遠ざける作用は強くなるので、主光学系ＭＬの射
出瞳位置が像面に近いほど、コンデンサーレンズＣＬの
パワーを強くすればよい。逆に、コンデンサーレンズＣ
Ｌのパワーが弱いほど、撮影光学系の射出瞳位置を遠ざ
ける作用は弱くなるので、主光学系ＭＬの射出瞳位置が
像面から遠いほど、コンデンサーレンズＣＬのパワーは
弱くてよい。

【００１６】また、主光学系ＭＬはズームレンズである
ため、ズーミングに伴って射出瞳位置が光軸ＡＸ方向に
移動する。したがって、広角端[Ｗ]での射出瞳位置と望
遠端[Ｔ]での射出瞳位置とをバランスさせることが望ま
しく、このバランスをとらないと、どちらか片方で射出
瞳位置が固体撮像素子とマッチしなくなる。このバラン
スをとるためには、主光学系ＭＬの射出瞳位置とコンデ
ンサーレンズＣＬのパワーとの関係を規定する以下の条
件式(1)〜(4)のうち、少なくとも一つを満足することが
望ましい。

【００１７】各実施の形態のように、負・正・負・正の
４成分から成る主光学系ＭＬの後方にコンデンサーレン
ズＣＬを付加して成る５成分ズームレンズにおいては、
次の条件式(1)を満足することが望ましい。 -5.5＜φ1／φC＜-0.4 …(1) ただし、 φ1：第１レンズ群(Ｇｒ１)のパワー、 φC：コンデンサーレンズ(ＣＬ)のパワーである。

【００１８】条件式(1)の下限を超えて第１レンズ群Ｇ
ｒ１の負のパワーが強くなると、バックフォーカスが長
くなり、主光学系ＭＬの射出瞳位置が像面から離れる
が、同時に第２レンズ群Ｇｒ２以降のレンズに対する入
射光の高さが高くなるため、主光学系ＭＬの収差補正が
困難になる。特に、過大な正の歪曲収差や球面収差が発
生してしまう。逆に、条件式(1)の上限を超えて第１レ
ンズ群Ｇｒ１の負のパワーが弱くなると、第２レンズ群
Ｇｒ２以降のレンズに対する入射光の高さが低くなるた
め、歪曲収差や球面収差については有利になるが、射出
瞳位置が像面に近づくため、コンデンサーレンズＣＬの
パワーを強くする必要が生じてしまう。コンデンサーレ
ンズＣＬのパワーを強くすると、コンデンサーレンズＣ
Ｌで収差が発生してしまい、特に、ペッツバール和が大
きくなることにより、像面の隔差が増大して補正できな
くなる。

【００１９】各実施の形態のように、負・正・負・正の
４成分から成る主光学系ＭＬの後方にコンデンサーレン
ズＣＬを付加して成る５成分ズームレンズにおいては、
次の条件式(2)を満足することが望ましい。 0.5＜φ2／φC＜7.0 …(2) ただし、 φ2：第２レンズ群(Ｇｒ２)のパワー、 φC：コンデンサーレンズ(ＣＬ)のパワーである。

【００２０】条件式(2)の上限を超えて第２レンズ群Ｇ
ｒ２の正のパワーが強くなると、広角側で負の第１レン
ズ群Ｇｒ１との間隔が開くため、全体として負−正のレ
トロフォーカスタイプの割合が強くなり、バックフォー
カスがとれる方向になる。したがって、射出瞳位置を像
面から遠ざける上では有利になるが、撮影光学系が大型
化するといった問題が生じる。逆に、条件式(2)の下限
を超えて第２レンズ群Ｇｒ２の正のパワーが弱くなる
と、上記レトロフォーカスタイプがとれなくなるため、
バックフォーカスが短くなる。したがって、射出瞳位置
を像面から遠ざけるために、コンデンサーレンズＣＬの
パワーを強める必要が生じるが、コンデンサーレンズＣ
Ｌのパワーが強すぎると、撮影光学系全体として正のパ
ワーが強くなるため、ペッツバール和が大きくなって像
面性を保つことができなくなる。

【００２１】各実施の形態のように、負・正・負・正の
４成分から成る主光学系ＭＬの後方にコンデンサーレン
ズＣＬを付加して成る５成分ズームレンズにおいては、
次の条件式(3)を満足することが望ましい。 -7.0＜φ3／φC＜-0.5 …(3) ただし、 φ3：第３レンズ群(Ｇｒ３)のパワー、 φC：コンデンサーレンズ(ＣＬ)のパワーである。

【００２２】条件式(3)の下限を超えて第３レンズ群Ｇ
ｒ３の負のパワーが強くなると、撮影光学系全体が望遠
タイプとなりコンパクトになるが、バックフォーカスが
短くなり、射出瞳位置が像面に近づいてしまう。したが
って、コンデンサーレンズＣＬのパワーを強める必要が
生じるが、コンデンサーレンズＣＬのパワーが強すぎる
と、コンデンサーレンズＣＬで収差が発生してしまう。
特に、過大な正の歪曲収差が発生し、ペッツバール和が
大きくなることによって像面の隔差が増大するため、収
差補正が困難になる。逆に、条件式(3)の上限を超えて
第３レンズ群Ｇｒ３の負のパワーが弱くなると、バック
フォーカスが長くなり主光学系ＭＬの射出瞳位置が像面
から離れるので、ＣＣＤ等の固体撮像素子に対しては有
利になるが、撮影光学系全体が大型化するので、コンパ
クトさのメリットがなくなってしまう。

【００２３】各実施の形態のように、負・正・負・正の
４成分から成る主光学系ＭＬの後方にコンデンサーレン
ズＣＬを付加して成る５成分ズームレンズにおいては、
次の条件式(4)を満足することが望ましい。 1.0＜φ4／φC＜5.0 …(4) ただし、 φ4：第４レンズ群(Ｇｒ４)のパワー、 φC：コンデンサーレンズ(ＣＬ)のパワーである。

【００２４】条件式(4)は、コンデンサーレンズＣＬの
パワーに対する第４レンズ群Ｇｒ４のパワーの比を規定
している。条件式(4)の下限を超えると、コンデンサー
レンズＣＬと比較して、第４レンズ群Ｇｒ４の正のパワ
ーが弱くなりすぎるため、バックフォーカスが必要以上
に大きくなり、コンパクトなズームレンズを達成するこ
とができなくなる。逆に、条件式(4)の上限を超える
と、コンデンサーレンズＣＬと比較して、第４レンズ群
Ｇｒ４の正のパワーが強くなりすぎるため、バックフォ
ーカスが短くなりすぎてしまう。この場合、相対的にコ
ンデンサーレンズＣＬのパワーを大きくしなければ、テ
レセントリック性を維持することができなくなる。した
がって、コンデンサーレンズＣＬのパワーを大きくしな
ければならず、結果として、コンデンサーレンズＣＬで
発生する収差が大きくなってしまう。

【００２５】さらに、他の望ましい条件を説明する。各
実施の形態のように、負・正・負・正の４成分から成る
主光学系ＭＬの後方にコンデンサーレンズＣＬを付加し
て成る５成分ズームレンズにおいては、次の条件式(5)
を満足することが望ましい。 0.5＜LBW／Y'max＜2.0 …(5) ただし、 LBW ：広角端[Ｗ]での主光学系(ＭＬ)のバックフォー
カス、 Y'max：最大像高である。

【００２６】条件式(5)は、主光学系ＭＬの広角端[Ｗ]
(主光学系ＭＬの最像側面と像面とが最も近づく位置)で
のバックフォーカスと、固体撮像素子のサイズと、の関
係を規定している。条件式(5)の上限を超えてバックフ
ォーカスが長くなると、撮影光学系の全長が大きくなり
実用的でなくなる。逆に、条件式(5)の下限を超えてバ
ックフォーカスが短くなると、ローパスフィルターＬＰ
等の光学素子を配置することが困難になる。

【００２７】各実施の形態のように、負・正・負・正の
４成分から成る主光学系ＭＬの後方にコンデンサーレン
ズＣＬを付加して成る５成分ズームレンズにおいては、
次の条件式(6)を満足することが望ましい。 1.2＜bw／aw＜3.0 …(6) ただし、 aw：広角端[Ｗ]での主光学系(ＭＬ)の射出瞳位置から像
面までの距離、 bw：広角端[Ｗ]での撮影光学系の射出瞳位置から像面ま
での距離である。

【００２８】条件式(6)は、主光学系ＭＬ(コンデンサー
レンズＣＬを含まない。)の射出瞳位置と、撮影光学系
(すなわちコンデンサーレンズＣＬを含む全系)の射出瞳
位置と、の像面を基準とした距離比を規定しており、そ
の距離比が、射出瞳位置を遠ざけるコンデンサーレンズ
ＣＬの作用の度合いを表している。条件式(6)の下限を
超えた場合、コンデンサーレンズＣＬを設けなくても射
出瞳位置が像面から比較的離れているので、コンデンサ
ーレンズＣＬを設ける効果そのものが少ない。また、射
出瞳位置が像面から離れているということは、主光学系
ＭＬ自体の大きさが大きいことと等価であり、光学系と
して実用的でない。条件式(6)の上限を超えて撮影光学
系の射出瞳位置が像面から離れた場合、コンデンサーレ
ンズＣＬに対する収差的負荷が大きくなり、光学性能が
満足できない程度にまで低下してしまう。特に、正の歪
曲と像面性が悪化してしまう。

【００２９】各実施の形態のように、負・正・負・正の
４成分から成る主光学系ＭＬの後方にコンデンサーレン
ズＣＬを付加して成る５成分ズームレンズにおいては、
前記条件式(1)〜(4)のうちの少なくとも一つを満足する
とともに、次の条件式(7)を満足することが望ましい。 0.600＜φ2／φW＜0.900 …(7) ただし、 φW：広角端[Ｗ]での撮影光学系のパワーである。

【００３０】条件式(7)は、条件式(1)〜(4)とあいまっ
て、撮影光学系を最適にとどめておくための条件を示し
ている。条件式(7)の上限を超えて第２レンズ群Ｇｒ２
の正のパワーが強くなると、バックフォーカスを確保す
ることはできるが、光線のアッパー側のフレアーが大き
くなるため補正が困難になる。条件式(7)の下限を超え
て第２レンズ群Ｇｒ２のパワーが弱くなると、収差補正
上は有利になるが、バックフォーカスの確保が困難にな
る。特に、広角側でのバックフォーカスの確保が難しく
なる。したがって、ＣＣＤ等の固体撮像素子の利用を前
提とした撮影光学系では、ローパスフィルター等を配置
する必要があるため、その構成は困難になる。

【００３１】前述した条件式(1)〜(4)のいずれを満たし
た場合においても、コンデンサーレンズＣＬを非球面化
することによって、コンデンサーレンズＣＬで発生する
収差をある程度コントロールすることが可能である。コ
ンデンサーレンズＣＬに非球面を導入することによっ
て、コンデンサーレンズＣＬのパワーを強くしながら、
コンデンサーレンズＣＬで発生する歪曲収差を補正する
ことができる。この場合、コンデンサーレンズＣＬに付
加される非球面は、周辺へいくほど正のパワーを弱くす
る方向(つまり、面のパワーを弛める方向)の非球面であ
ることが望ましい。このような非球面を付加することに
よって、コンデンサーレンズＣＬで発生する負の歪曲収
差を補正することができる。

【００３２】また、コンデンサーレンズＣＬに付加され
る非球面は、以下の条件式(8)を満足することが望まし
い。 -0.01＜PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}＜0.0 …(8) ただし、 PW ：非球面のパワー、 N' ：非球面より像側の媒質の屈折率、 N ：非球面より物体側の媒質の屈折率、 x(y)：非球面の形状、 x(0)：非球面の参照球面の形状であり、x(y)，x(0)は以下の式(AS),(RE)でそれぞれ表
される。 x(y)＝{C0・y²}／{1+√(1-ε・C0²・y²)}+Σ(Ai・yⁱ) …(AS) x(0)＝{C0・y²}／{1+√(1-C0²・y²)} …(RE) ただし、式(AS)及び(RE)中、 y：光軸に垂直な方向の高さ、 ε：２次曲面パラメータ、 Ai：i次の非球面係数である。

【００３３】条件式(8)の上限を超えると、非球面の周
辺へいくほど正のパワーを弱くする方向の非球面でなく
なるため、歪曲収差を補正することができなくなる。逆
に、条件式(8)の下限を超えると、歪曲収差の補正が過
剰となるため望ましくない。

【００３４】なお、第１〜第４の実施の形態を構成して
いる各レンズ群は、入射光線を屈折により偏向させる屈
折型レンズのみで構成されているが、これに限らない。
例えば、回折により入射光線を偏向させる回折型レン
ズ，回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏
向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ等で、各レン
ズ群を構成してもよい。

【００３５】

【実施例】以下、本発明を実施したビデオ用撮影光学系
の構成を、コンストラクションデータ，収差図等を挙げ
て、更に具体的に説明する。ここで例として挙げる実施
例１〜４は、前述した第１〜第４の実施の形態にそれぞ
れ対応しており、第１〜第４の実施の形態を表すレンズ
構成図(図１〜図４)は、対応する実施例１〜４のレンズ
構成をそれぞれ示している。

【００３６】各実施例のコンストラクションデータにお
いて、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面の
曲率半径、di(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の
軸上面間隔であり、ズーミングによって変化する軸上面
間隔(可変間隔)は、広角端[Ｗ]〜中間焦点距離状態[Ｍ]
〜望遠端[Ｔ]での各レンズ群間の実際の面間隔である。
また、Ni(i=1,2,3,...)，νi(i=1,2,3,...)は、物体側
から数えてi番目のレンズのｄ線に対する屈折率(Ｎ
ｄ)，アッベ数(νｄ)である。各焦点距離状態[Ｗ]，
[Ｍ]，[Ｔ]に対応する全系の焦点距離ｆ及びＦナンバー
FNOを、コンストラクションデータと併せて示す。

【００３７】また、曲率半径riに*印が付された面は、
非球面で構成された面であることを示し、非球面の面形
状を表わす前記式(AS)で定義されるものとする。非球面
データ及び非球面に関する条件式(8)の対応値を、各実
施例のコンストラクションデータと併せて示し、表１に
各実施例の条件式(1)〜(7)の対応値を示す。

【００３８】

【００３９】[第４面(r4)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.10011×10^-3 A6= 0.31421×10^-6 A8=-0.24188×10^-6 A10= 0.10941×10^-7 A12=-0.27866×10^-9

【００４０】[第２５面(r25)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.26215×10^-4 A6= 0.11503×10^-4 A8= 0.29046×10^-5 A10=-0.49935×10^-6 A12= 0.40222×10^-7

【００４１】[第２９面(r29)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.11456×10^-3 A6=-0.71256×10^-5 A8=-0.35526×10^-6 A10= 0.91826×10^-7 A12=-0.91325×10^-8

【００４２】

【００４３】[第４面(r4)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.18478×10^-3 A6=-0.25479×10^-5 A8=-0.30428×10^-6 A10= 0.17274×10^-7 A12=-0.67789×10^-9

【００４４】[第２５面(r25)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.11317×10^-3 A6= 0.79756×10^-5 A8= 0.33989×10^-5 A10=-0.43611×10^-6 A12= 0.34170×１０^−７

【００４５】［第２９面(r29)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.17682×10^-3 A6=-0.94586×10^-6 A8=-0.65417×10^-6 A10= 0.22065×10^-7 A12= 0.13614×10^-8

【００４６】[第３６面(r36)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.96016×10^-2 A6=-0.10340×10^-2 A8= 0.76919×10^-5 A10= 0.10775×10^-5 A12= 0.36429×10^-7

【００４７】[第３６面(r36，Ｇｒ５)の条件式(8)対応
値] y=0.3300 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.1575×10^-4 y=0.6600 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.1192×10^-3 y=0.9900 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.3650×10^-3 y=1.3200 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.7437×10^-3 y=1.6500 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.1159×10^-2 y=1.9800 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.1423×10^-2 y=2.3100 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.1295×10^-2 y=2.6400 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.6058×10^-3 y=2.9700 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}= 0.4529×10^-3 y=3.3000 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}= 0.7486×１０
^−３

【００４８】

【００４９】[第２面(r2)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.19255×10^-3 A6=-0.12851×10^-4 A8= 0.26328×10^-6 A10=-0.60770×10^-8 A12=-0.36334×10^-9

【００５０】[第２８面(r28)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.15312×10^-1 A6=-0.14818×10^-2 A8= 0.64907×10^-4

【００５１】[第２８面(r28，Ｇｒ５)の条件式(8)対応
値] y=0.3500 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.1722×10^-3 y=0.7000 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.1306×10^-2 y=1.0500 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.4025×10^-2 y=1.4000 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.8395×10^-2 y=1.7500 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.1392×10^-1 y=2.1000 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.1987×10^-1 y=2.4500 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.2611×10^-1 y=2.8000 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.3439×10^-1 y=3.1500 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.5041×10^-1 y=3.5000 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.8662×１０
^−１

【００５２】

【００５３】[第２面(r2)の非球面データ] ε= 1.0000 A4=-0.11744×10^-3 A6=-0.11084×10^-4 A8= 0.13491×10^-6 A10=-0.12471×10^-8 A12=-0.36737×10^-9

【００５４】[第２６面(r26)の非球面データ] ε= 1.0000 A4= 0.13532×10^-1 A6=-0.11449×10^-2 A8= 0.49295×10^-4

【００５５】[第２６面(r26，Ｇｒ５)の条件式(8)対応
値] y=0.3500 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.1526×10^-3 y=0.7000 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.1165×10^-2 y=1.0500 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.3636×10^-2 y=1.4000 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.7728×10^-2 y=1.7500 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.1317×10^-1 y=2.1000 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.1948×10^-1 y=2.4500 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.2662×10^-1 y=2.8000 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.3593×10^-1 y=3.1500 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.5175×10^-1 y=3.5000 … PW・(N'-N)・{x(y)-x(0)}=-0.8348×１０
^−１

【００５６】

【表１】

【００５７】図５〜図８は、実施例１〜実施例４にそれ
ぞれ対応する収差図であり、各図中、［Ｗ]は広角端，
[Ｍ]はミドル，[Ｔ]は望遠端における諸収差(左から順
に、球面収差等，非点収差，歪曲；Y':像高)を示してい
る。また、各収差図中、実線(ｄ)はｄ線に対する収差、
破線(ＳＣ)は正弦条件を表しており、破線(ＤＭ)と実線
(ＤＳ)は、メリディオナル面とサジタル面でのｄ線に対
する非点収差をそれぞれ表わしている。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
影光学系を小型化しても射出瞳位置を像面から遠ざける
ことができる。従って、射出瞳が略無限遠に位置し、か
つ、全長が短い撮影光学系を実現することができる。こ
の撮影光学系を用いれば、固体撮像素子で撮影される画
像の中心部から周辺部にかけての照度低下を抑えること
ができるため、均一な明るさの画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態(実施例１)のレンズ構成図。

【図２】第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。

【図３】第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。

【図４】第４の実施の形態(実施例４)のレンズ構成図。

【図５】実施例１の収差図。

【図６】実施例２の収差図。

【図７】実施例３の収差図。

【図８】実施例４の収差図。

【符号の説明】

Ｇｒ１ …第１レンズ群Ｇｒ２ …第２レンズ群Ｇｒ３ …第３レンズ群Ｇｒ４ …第４レンズ群Ｇｒ５ …第５レンズ群ＭＬ …主光学系ＬＰ …ローパスフィルターＣＬ …コンデンサーレンズＳ …遮光板(フレアカッター) Ａ …絞り

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−27175（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−241511（ＪＰ，Ａ) 特開平８−86964（ＪＰ，Ａ) 特開平７−287168（ＪＰ，Ａ) 特開平５−313065（ＪＰ，Ａ) 特開平５−173071（ＪＰ，Ａ) 特開平７−261083（ＪＰ，Ａ) 特開平５−203873（ＪＰ，Ａ) 特開平６−94996（ＪＰ，Ａ) 特開平９−21950（ＪＰ，Ａ) 特公昭49−23912（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影光学系を備え、該撮影光学系から射
出された光束を複数の受光素子が配列された固体撮像素
子で受光して物体を電気的画像データとして撮影する撮
影装置であって、前記撮影光学系は、物体側から順に、負のパワーを有す
る第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群
と、負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、正のパワーを有するコンデンサ
ーレンズと、の５成分から成り、各レンズ群間隔及び第
４レンズ群とコンデンサーレンズとの間隔を変化させる
ことによって変倍を行い、以下の条件を満足することを
特徴とする撮影装置； 1.0 ＜φ 4 ／φ C ＜ 5.0 ただし、 φ 4 ：第４レンズ群のパワー、 φ C ：コンデンサーレンズのパワー、である。
【請求項２】前記第１〜第４レンズ群の４成分で主光
学系が構成され、以下の条件を満足することを特徴とす
る請求項１記載の撮影装置； 0.5＜LBW／Y'max＜2.0 ただし、 LBW：広角端での主光学系のバックフォーカス、 Y'max：最大像高、である。
【請求項３】前記撮影光学系は、光路中にローパスフ
ィルターが配置されていることを特徴とする請求項１又
は２記載の撮影装置。