JP4902191B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明はビデオカメラ、銀塩写真用カメラ、放送用カメラ、そしてデジタルスチルカメラ等に好適なズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関する。
近年、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、そして銀塩フィルムを用いたスチルカメラ等の撮像装置においては、高機能化とともに装置全体の小型化がなされている。
そしてそれに伴って、これらに用いる撮影光学系としては、レンズ全長が短くコンパクトでしかも高ズーム比のズームレンズが要求されている。
コンパクトで高ズーム比のズームレンズとして物体側より像側へ順に、正、負、正、正の屈折力のレンズ群より成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行う４群ズームレンズが知られている（特許文献１〜３）。
又、このような４群ズームレンズにおいて、第２レンズ群を負レンズと正レンズの２枚のレンズで構成した４群ズームレンズが知られている（特許文献４，５）。
特開平 ３−２９６７０６号公報
特開２００３−３１５６７６号公報
特開２００４−９４２３３号公報
特開平１１−２７１６１６号公報
特開２００２−１０７６２４号公報
近年、カメラのコンパクト化とズームレンズの高ズーム比化の双方を達成する為に、沈胴式のズームレンズが用いられている。沈胴式のズームレンズとは、非使用時（非撮影時）に各レンズ群の間隔を撮影状態と異なる間隔まで縮小し、カメラ本体からのレンズの突出量を少なくするものである。
一般に、ズームレンズを構成する各レンズ群のレンズ枚数が多いと、各レンズ群の光軸上の長さが長くなる。
又、各レンズ群のズーミング及びフォーカシングにおける移動量が大きいとレンズ全長が長くなる。この結果、沈胴長が増大することになる。
一方、撮像装置に用いるズームレンズでは、レンズ系全体の小型化を図って且つ所定のズーム比を有しつつ、全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有していることも重要である。このためには、ズーミングに伴う各レンズ群の移動条件や各レンズ群の屈折力、各レンズ群のレンズ構成等を適切に設定する必要がある。例えばズームレンズの小型化に関しては、各レンズ群の屈折力を強めればズーミングにおける各レンズ群の移動量が少なくなり、レンズ全長の短縮化が可能となる。しかし、各レンズ群の屈折力を単に強めるとズーミングに伴う収差変動が大きくなり、これを良好に補正するのが難しくなってくる。
つまり、小型化と、良好な光学性能とは背反する条件であり、これを両立することがズームレンズにとって重要な課題である。
本発明は、レンズ構成が簡易でコンパクトでありながら高ズーム比で、全ズーム領域にわたり高い光学性能を達成したズームレンズの提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、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、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、広角端に比べて望遠端において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が小さくなり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が大きくなり、前記第１レンズ群は、広角端に比べて望遠端において物体側に位置するズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は負レンズと正レンズから成り、前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、負レンズ、正レンズから成り、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第２レンズ群を構成する負レンズの焦点距離をｆ２１ｇｎとするとき、
−２．０ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ −１．３
４．５ ＜ ｆｔ／ｆｗ ＜ ７．５
−１．２ ＜ ｆ２１ｇｎ／ｆｗ ＜ −０．８
なる条件を満足することを特徴としている。
−２．０ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ −１．３
４．５ ＜ ｆｔ／ｆｗ ＜ ７．５
−１．２ ＜ ｆ２１ｇｎ／ｆｗ ＜ −０．８
なる条件を満足することを特徴としている。
本発明によれば、レンズ構成が簡易でコンパクトでありながら高ズーム比で、全ズーム領域にわたり高い光学性能を達成したズームレンズが得られる。
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。
図１は本発明の実施例１のズームレンズのレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１は、ズーム比４．７９、Ｆナンバー３．２８〜５．７４のズームレンズである。
図３は本発明の実施例２のズームレンズのレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２は、ズーム比４．７８、Ｆナンバー３．６０〜６．３１のズームレンズである。
図５は本発明の実施例３のズームレンズのレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３は、ズーム比４．７９、Ｆナンバー３．２８〜６．０２のズームレンズである。
レンズ断面図において（Ａ）は広角端、（Ｂ）は中間のズーム位置、（Ｃ）は望遠端を示す。
図７は本発明のズームレンズを備える撮像装置の要部概略図である。
各実施例のズームレンズはデジタルスチルカメラや銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において、左方が被写体側（前方）で、右方が像側（後方）である。
レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群である。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。
ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。
収差図において、ＦｎｏはＦナンバー、ｄ，ｇは各々ｄ線及びｇ線、ΔＭ、ΔＳはｄ線のメリディオナル像面、サジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。
尚、以下の各実施例において広角端と望遠端のズーム位置は、変倍用レンズ群が機構上、光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
各実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように、各レンズ群Ｌ１〜Ｌ４が移動している。
具体的には次のとおりである。
第１レンズ群Ｌ１は、物体側へ単調に移動又は、物体側に凸状の軌跡で移動している。そして広角端に比べて望遠端において、物体側に位置するように移動している。第２レンズ群Ｌ２は、像側へ単調に移動又は像側へ凸状の軌跡で移動している。そして広角端に比べて望遠端において、像側に位置するように移動している。第３レンズ群Ｌ３は物体側へ単調移動している。第４レンズ群Ｌ４は、物体側へ凸状の軌跡を描くように移動している。
又、各レンズ群は、広角端に比べて望遠端で、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が大きく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が小さく、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔が大きくなるように移動している。
各実施例では、広角端において全体として略レトロフォーカスタイプの屈折力配置としている。又、望遠端では全体として略テレフォトタイプの屈折力配置としている。これにより高いズーム比を実現したズームレンズを得ている。
また、全てのレンズ群を移動させてズーミング及び変倍に伴う像面変動の補正を行うことにより屈折力の効率的な分配を容易にしている。
更に、広角端にて光学全長を短くすることができ、例えばデジタルカメラ用として最適な高ズーム比で小型なズームレンズを構成している。
各実施例では、第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカシングを行うリアフォーカス式を採用している。
望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、矢印４ｃに示すように第４レンズ群を前方に繰り出す。第４レンズ群Ｌ４の実線の曲線４ａと点線の曲線４ｂは、各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズーミングに従う際の像面変動を補正するための、第４レンズ群Ｌ４の移動軌跡を示している。
各実施例では、軽量な第４レンズ群Ｌ４をフォーカスの為に移動することで迅速なフォーカスを容易にしている。
各実施例において、各レンズ群は物体側から像側へ順に、以下のレンズ構成より成っている。第１レンズ群Ｌ１は負レンズと正レンズを接合した接合レンズより成っている。このとき接合レンズは、物体側が凸面のメニスカス形状である。
第２レンズ群Ｌ２は像側が凹面のメニスカス形状又は両凹形状の負レンズと、物体側が凸面の正レンズより成っている。このとき負レンズは、像側の面又は両面が非球面形状の非球面レンズである。
第３レンズ群Ｌ３は両凸形状の正レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズより成っている。このときの接合レンズは、物体側が凸面のメニスカス形状である。
第４レンズ群Ｌ４は物体側が凸面のメニスカス形状の単一の正レンズより成っている。
以上のように各実施例では、全体として非常に少ないレンズ枚数で構成して光学系の小型化を図りつつ高い光学性能を得ている。
各実施例において、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１は、最も有効径大きくなるレンズ群である。その第１レンズ群Ｌ１を２枚のレンズ構成とすることで、構成レンズ枚数を減らしてコンパクトな光学系を実現している。
またその２枚のレンズを正レンズと負レンズとすることで、色消しを良好に行っている。特に広角端から望遠端までの倍率色収差、望遠端での軸上色収差を良好に補正している。
負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２は、変倍分担を一部担っており、負の屈折力も強く第２レンズ群Ｌ２内部での収差発生も大きくなる。
第２レンズ群Ｌ２を２群２枚のレンズ構成とすることで、強い負の屈折力を維持しながらも良好な収差補正を可能としている。特に簡素なレンズ構成でありながら高ズーム比でかつ高い光学性能を有したズームレンズを達成している。
正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３は、正レンズで発生する軸上収差を負レンズで補正する構成とし、少ないレンズ枚数で良好な光学性能を得ている。
正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４には、比較的屈折力の弱いレンズを配置している。これにより、第３レンズ群Ｌ３では補正しきれなかった軸上収差や、軸外の諸収差を効率的に補正している。
以上のように各実施例によれば、レンズ枚数の削減を計り、レンズ全長の短縮化を達成したにもかかわらず、５倍程度のズーム比を有しつつ、明るく、高い光学性能のズームレンズが得られる。
尚、各実施例のズームレンズおいて、良好なる光学性能を得るため、又はレンズ系全体の小型化を図るために、次の構成のうちの１つ以上を満足するようにしている。これにより各構成に相当する効果を得ている。
ここで、第２レンズ群Ｌ２中の負レンズの焦点距離をｆ２１ｇｎ、第１、第２レンズ群Ｌ１，Ｌ２の焦点距離を各々ｆ１，ｆ２、広角端と望遠端における全系の焦点距離を各々ｆｗ，ｆｔとする。
第１レンズ群Ｌ１中（第１レンズ群中）の負レンズと第２レンズ群Ｌ２中（第２レンズ群中）の正レンズを構成する材料のアッベ数を各々ν１１，ν２２、第２レンズ群Ｌ２中の負レンズと正レンズを構成する材料の屈折率を各々Ｎ２１，Ｎ２２とする。
第２レンズ群Ｌ２中の負レンズの物体側と像側の面の曲率半径を各々Ｒ２１ａ，Ｒ２１ｂ、第２レンズ群Ｌ２中の正レンズの物体側の面の曲率半径をＲ２２ａとする。
−２．０＜ｆ２／ｆｗ＜−１．１・・・（１）
４．５＜ｆｔ／ｆｗ＜７．５・・・（２）
−１．２＜ｆ２ｌｇｎ／ｆｗ＜−０．８・・・（３）
４．０＜ｆ１／ｆｗ＜８．２・・・（４）
１７＜（ν１１＋ν２２）／２＜２５・・・（５）
０．７＜（Ｒ２１ａ＋Ｒ２１ｂ）／（Ｒ２１ａ−Ｒ２１ｂ）＜１．２・・・（６）
−７＜（Ｒ２１ｂ＋Ｒ２２ａ）／（Ｒ２１ｂ−Ｒ２２ａ）＜−３．５・・・（７）
３．７＜Ｎ２１＋Ｎ２２＜４．０・・・（８）
次に各条件式の技術的意味について説明する。
４．５＜ｆｔ／ｆｗ＜７．５・・・（２）
−１．２＜ｆ２ｌｇｎ／ｆｗ＜−０．８・・・（３）
４．０＜ｆ１／ｆｗ＜８．２・・・（４）
１７＜（ν１１＋ν２２）／２＜２５・・・（５）
０．７＜（Ｒ２１ａ＋Ｒ２１ｂ）／（Ｒ２１ａ−Ｒ２１ｂ）＜１．２・・・（６）
−７＜（Ｒ２１ｂ＋Ｒ２２ａ）／（Ｒ２１ｂ−Ｒ２２ａ）＜−３．５・・・（７）
３．７＜Ｎ２１＋Ｎ２２＜４．０・・・（８）
次に各条件式の技術的意味について説明する。
条件式（１）は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を広角端の全系の焦点距離で規格化したものである。条件式（１）の下限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が弱くなると、全系が大型化してくるので良くない。条件式（１）の上限値を超えて、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなりすぎると、望遠側におけるコマ収差の補正が困難となってくる。又、第２レンズ群Ｌ２中の負レンズの偏肉比が大きくなり、製造が難しくなってくる。
条件式（２）は全系のズーム比に関するものである。条件式（２）は、各実施例のズーム範囲を明確にし、所定のズーム比を確保するためのものである。ズーム比は、変倍用のレンズ群の屈折力や移動範囲等に依存している。
条件式（３）は、第２レンズ群Ｌ２中の負レンズの焦点距離を、全系の焦点距離で規格化したものである。条件式（３）の下限値を超えて負レンズの屈折力が弱くなると、前玉径が増大し、全系が大型化してくるので良くない。条件式（３）の上限値を超えて負レンズの屈折力が強くなりすぎると、望遠域におけるコマ収差の補正が困難となってくる。更には、第２レンズ群Ｌ２中の負レンズの偏肉比が大きくなり、製造が難しくなってくる。
条件式（４）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を広角端の全系の焦点距離で規格化したものである。条件式（４）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱くなり過ぎると、ズーミングに際してＦナンバーの変動が大きくなり、望遠領域で、所望のＦナンバーを確保するのが難しくなってくる。条件式（４）の下限値を超えて第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強くなりすぎると、前玉径が増大し全系が大型化して来るので良くない。
条件式（５）は、第１レンズ群の負レンズと第２レンズ群の正レンズを構成する材料のアッベ数の平均値に関するものである。条件式（５）の上限値又は下限値を超えると、広角域又は望遠域において、色収差を良好に補正する事が困難になってくる。
条件式（６）は、第２群レンズ中Ｌ２の負レンズのシェープファクターに関するものである。条件式（７）は、第２レンズ群Ｌ２中の負レンズと正レンズとの間の空気レンズのシェープファクターに関するものである。条件式（６）又は条件式（７）の上限値又は下限値を超えると、広角域における画面周辺部のコマフレアーを良好に補正する事が困難になってくる。
条件式（８）は、第２レンズ群Ｌ２中の負レンズと正レンズを構成する材料の屈折率の和に関するものである。条件式（１）、（３）を満たすパワー配置において、条件式（８）を満たす硝材のレンズを使用する事により、製造を容易にしている。更に、良好な収差補正を行っている。条件式（８）の上限を超えて屈折率が高くなりすぎると、製造が難しくなってくる。条件式（８）の下限値を超えて屈折率が低くなりすぎると、第２レンズ群の厚みが大きくなり、前玉径が増大し、かつレンズ全長が長くなってくるので、良くない。
各実施例において、更に好ましくは、条件式（１）〜（８）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−１．８＜ｆ２／ｆｗ＜−１．３・・・（１ａ）
４．７＜ｆｔ／ｆｗ＜６．０・・・（２ａ）
−１．１＜ｆ２ｌｇｎ／ｆｗ＜−０．８・・・（３ａ）
５．５＜ｆ１／ｆｗ＜７．９・・・（４ａ）
２０＜（ν１１＋ν２２）／２＜２４・・・（５ａ）
０．８＜（Ｒ２１ａ＋Ｒ２１ｂ）／（Ｒ２１ａ−Ｒ２１ｂ）＜１．１・・・（６ａ）
−５．５＜（Ｒ２１ｂ＋Ｒ２２ａ）／（Ｒ２１ｂ−Ｒ２２ａ）＜−３．６・・（７ａ）
３．７＜Ｎ２１＋Ｎ２２＜３．８・・・（８ａ）
以上のように各実施例によれば、各レンズ群のレンズ構成、非球面の位置、ズーミングにおける各レンズ群の移動方法等を適切に設定している。これにより、少ないレンズ枚数で、レンズ全長の短縮化を図りつつ、５〜６倍程度のズーム比を有しつつ、明るく、高い光学性能を有した、例えばデジタルスチルカメラ等に適したズームレンズを得ている。
４．７＜ｆｔ／ｆｗ＜６．０・・・（２ａ）
−１．１＜ｆ２ｌｇｎ／ｆｗ＜−０．８・・・（３ａ）
５．５＜ｆ１／ｆｗ＜７．９・・・（４ａ）
２０＜（ν１１＋ν２２）／２＜２４・・・（５ａ）
０．８＜（Ｒ２１ａ＋Ｒ２１ｂ）／（Ｒ２１ａ−Ｒ２１ｂ）＜１．１・・・（６ａ）
−５．５＜（Ｒ２１ｂ＋Ｒ２２ａ）／（Ｒ２１ｂ−Ｒ２２ａ）＜−３．６・・（７ａ）
３．７＜Ｎ２１＋Ｎ２２＜３．８・・・（８ａ）
以上のように各実施例によれば、各レンズ群のレンズ構成、非球面の位置、ズーミングにおける各レンズ群の移動方法等を適切に設定している。これにより、少ないレンズ枚数で、レンズ全長の短縮化を図りつつ、５〜６倍程度のズーム比を有しつつ、明るく、高い光学性能を有した、例えばデジタルスチルカメラ等に適したズームレンズを得ている。
次に、本発明の数値実施例を示す。各数値実施例において、ｉは物体側から面の順序を示し、Ｒｉはｉ番目のレンズ面（第ｉ面）の曲率半径、Ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の間隔である。Ｎｉはｄ線に対しての屈折率、νｉはアッベ数である。
また、もっとも像側の２面は光学ブロックＧを構成する面である。
また、もっとも像側の２面は光学ブロックＧを構成する面である。
非球面形状は、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を、面頂点を基準にしてｘとするとき、
Ｘ＝（ｈ2 ／Ｒ）／［１＋｛１−(１＋ｋ)（ｈ／Ｒ）2｝１／２］＋
Ａｈ２＋Ｂｈ4 ＋Ｃｈ6＋Ｄｈ8 ＋Ｅｈ10
で表される。
Ｘ＝（ｈ2 ／Ｒ）／［１＋｛１−(１＋ｋ)（ｈ／Ｒ）2｝１／２］＋
Ａｈ２＋Ｂｈ4 ＋Ｃｈ6＋Ｄｈ8 ＋Ｅｈ10
で表される。
但し、ｋは円錐定数、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは２次、４次、６次、８次、１０次の非球面係数、Ｒは近軸曲率半径である。
又、「ｅ−０Ｘ」は「×１０−ｘ」を意味している。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。
又、前述の各条件式と各数値実施例との関係を表１に示す。
数値実施例 1
ｆ＝ 6.45〜 30.88 Ｆｎｏ＝ 3.28 〜 5.74 ２ω＝54.9 〜 12.4
R 1 = 21.262 D 1 = 0.80 N 1 = 1.846660 ν 1 = 23.9
R 2 = 14.820 D 2 = 3.20 N 2 = 1.696797 ν 2 = 55.5
R 3 = 145.686 D 3 = 可変
* R 4 = -57.748 D 4 = 1.20 N 3 = 1.861530 ν 3 = 40.4
* R 5 = 5.324 D 5 = 1.94
R 6 = 9.241 D 6 = 1.70 N 4 = 1.922860 ν 4 = 18.9
R 7 = 20.001 D 7 = 可変
* R 8 = 6.895 D 8 = 2.10 N 5 = 1.516330 ν 5 = 64.1
R 9 = -13.974 D 9 = 0.30
R10 = 6.242 D10 = 1.50 N 6 = 1.772499 ν 6 = 49.6
R11 = 13.750 D11 = 1.10 N 7 = 1.846660 ν 7 = 23.9
R12 = 3.791 D12 = 可変
* R13 = 10.057 D13 = 1.90 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
R14 = 101.381 D14 = 可変
R15 = ∞ D15 = 1.30 N 9 = 1.516330 ν 9 = 64.1
R16 = ∞
＼焦点距離 6.45 19.61 30.88
可変間隔＼
D 3 1.30 11.09 13.82
D 7 14.73 3.95 1.45
D12 5.70 10.28 15.19
D14 1.44 2.56 1.44
非球面係数
4面 : ｋ=0.00000e+00 Ａ=０ Ｂ=6.34186e-05 Ｃ=0.00000e+00
Ｄ=0.00000e+00 Ｅ=0.00000e+00
5面 : ｋ=-3.49961e+00 Ａ=０ Ｂ=2.37000e-03 Ｃ=-6.03356e-05
Ｄ=1.58479e-06 Ｅ=-1.64088e-08
8面 : ｋ=-2.26447e+00 Ａ=０ Ｂ=1.79021e-04 Ｃ=4.68002e-06
Ｄ=-1.03392e-06 Ｅ=0.00000e+00
13面 : ｋ=0.00000e+00 Ａ=０ Ｂ=1.17574e-05 Ｃ=1.75485e-06
Ｄ=0.00000e+00 Ｅ=0.00000e+00
数値実施例 2
ｆ＝ 6.15〜 29.41 Ｆｎｏ＝ 3.60 〜 6.31 ２ω＝57.1 〜 13.0
R 1 = 26.243 D 1 = 0.80 N 1 = 1.846660 ν 1 = 23.9
R 2 = 16.487 D 2 = 3.20 N 2 = 1.772499 ν 2 = 49.6
R 3 = 319.961 D 3 = 可変
R 4 = 223.029 D 4 = 1.20 N 3 = 1.861530 ν 3 = 40.4
* R 5 = 5.250 D 5 = 1.88
R 6 = 7.696 D 6 = 1.90 N 4 = 1.922860 ν 4 = 18.9
R 7 = 12.255 D 7 = 可変
R 8 = 7.056 D 8 = 2.30 N 5 = 1.603112 ν 5 = 60.6
R 9 = -27.965 D 9 = 0.10
* R10 = 4.629 D10 = 1.40 N 6 = 1.516330 ν 6 = 64.1
R11 = 7.023 D11 = 1.00 N 7 = 1.922860 ν 7 = 18.9
R12 = 3.590 D12 = 可変
* R13 = 10.540 D13 = 2.20 N 8 = 1.743300 ν 8 = 49.3
R14 = 143.641 D14 = 可変
R15 = ∞ D15 = 1.30 N 9 = 1.516330 ν 9 = 64.1
R16 = ∞
＼焦点距離 6.15 16.67 29.41
可変間隔＼
D 3 0.60 9.31 12.88
D 7 14.00 3.77 0.40
D12 4.82 8.56 14.10
D14 1.44 2.48 1.73
非球面係数
5面 : ｋ=-9.59561e-01 Ａ=０ Ｂ=5.02248e-04 Ｃ=9.61875e-06
Ｄ=-4.59901e-08 Ｅ=2.29715e-09
10面 : ｋ=0.00000e+00 Ａ=０ Ｂ=-7.19750e-04 Ｃ=-3.33257e-05
Ｄ=-5.06616e-06 Ｅ=0.00000e+00
13面 : ｋ=0.00000e+00 Ａ=０ Ｂ=-2.10520e-05 Ｃ=3.10586e-06
Ｄ=0.00000e+00 Ｅ=0.00000e+00
数値実施例 3
ｆ＝ 6.45〜 30.88 Ｆｎｏ＝ 3.28 〜 6.02 ２ω＝54.9 〜 12.4
R 1 = 19.889 D 1 = 0.80 N 1 = 1.846660 ν 1 = 23.9
R 2 = 16.673 D 2 = 3.50 N 2 = 1.487490 ν 2 = 70.2
R 3 = 321.734 D 3 = 可変
* R 4 = -75.058 D 4 = 1.20 N 3 = 1.861530 ν 3 = 40.4
* R 5 = 5.223 D 5 = 1.47
R 6 = 8.196 D 6 = 1.70 N 4 = 1.846660 ν 4 = 23.8
R 7 = 23.697 D 7 = 可変
* R 8 = 6.141 D 8 = 2.10 N 5 = 1.516330 ν 5 = 64.1
R 9 = -14.302 D 9 = 0.30
R10 = 6.379 D10 = 1.50 N 6 = 1.772499 ν 6 = 49.6
R11 = 11.201 D11 = 1.10 N 7 = 1.846660 ν 7 = 23.9
R12 = 3.540 D12 = 可変
* R13 = 10.057 D13 = 1.90 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
R14 = 101.381 D14 = 可変
R15 = ∞ D15 = 1.30 N 9 = 1.516330 ν 9 = 64.1
R16 = ∞
s
＼焦点距離 6.45 19.11 30.88
可変間隔＼
D 3 1.30 12.64 16.99
D 7 14.80 3.64 1.32
D12 4.15 8.91 14.33
D14 1.44 2.56 1.06
数値実施例 1
ｆ＝ 6.45〜 30.88 Ｆｎｏ＝ 3.28 〜 5.74 ２ω＝54.9 〜 12.4
R 1 = 21.262 D 1 = 0.80 N 1 = 1.846660 ν 1 = 23.9
R 2 = 14.820 D 2 = 3.20 N 2 = 1.696797 ν 2 = 55.5
R 3 = 145.686 D 3 = 可変
* R 4 = -57.748 D 4 = 1.20 N 3 = 1.861530 ν 3 = 40.4
* R 5 = 5.324 D 5 = 1.94
R 6 = 9.241 D 6 = 1.70 N 4 = 1.922860 ν 4 = 18.9
R 7 = 20.001 D 7 = 可変
* R 8 = 6.895 D 8 = 2.10 N 5 = 1.516330 ν 5 = 64.1
R 9 = -13.974 D 9 = 0.30
R10 = 6.242 D10 = 1.50 N 6 = 1.772499 ν 6 = 49.6
R11 = 13.750 D11 = 1.10 N 7 = 1.846660 ν 7 = 23.9
R12 = 3.791 D12 = 可変
* R13 = 10.057 D13 = 1.90 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
R14 = 101.381 D14 = 可変
R15 = ∞ D15 = 1.30 N 9 = 1.516330 ν 9 = 64.1
R16 = ∞
＼焦点距離 6.45 19.61 30.88
可変間隔＼
D 3 1.30 11.09 13.82
D 7 14.73 3.95 1.45
D12 5.70 10.28 15.19
D14 1.44 2.56 1.44
非球面係数
4面 : ｋ=0.00000e+00 Ａ=０ Ｂ=6.34186e-05 Ｃ=0.00000e+00
Ｄ=0.00000e+00 Ｅ=0.00000e+00
5面 : ｋ=-3.49961e+00 Ａ=０ Ｂ=2.37000e-03 Ｃ=-6.03356e-05
Ｄ=1.58479e-06 Ｅ=-1.64088e-08
8面 : ｋ=-2.26447e+00 Ａ=０ Ｂ=1.79021e-04 Ｃ=4.68002e-06
Ｄ=-1.03392e-06 Ｅ=0.00000e+00
13面 : ｋ=0.00000e+00 Ａ=０ Ｂ=1.17574e-05 Ｃ=1.75485e-06
Ｄ=0.00000e+00 Ｅ=0.00000e+00
数値実施例 2
ｆ＝ 6.15〜 29.41 Ｆｎｏ＝ 3.60 〜 6.31 ２ω＝57.1 〜 13.0
R 1 = 26.243 D 1 = 0.80 N 1 = 1.846660 ν 1 = 23.9
R 2 = 16.487 D 2 = 3.20 N 2 = 1.772499 ν 2 = 49.6
R 3 = 319.961 D 3 = 可変
R 4 = 223.029 D 4 = 1.20 N 3 = 1.861530 ν 3 = 40.4
* R 5 = 5.250 D 5 = 1.88
R 6 = 7.696 D 6 = 1.90 N 4 = 1.922860 ν 4 = 18.9
R 7 = 12.255 D 7 = 可変
R 8 = 7.056 D 8 = 2.30 N 5 = 1.603112 ν 5 = 60.6
R 9 = -27.965 D 9 = 0.10
* R10 = 4.629 D10 = 1.40 N 6 = 1.516330 ν 6 = 64.1
R11 = 7.023 D11 = 1.00 N 7 = 1.922860 ν 7 = 18.9
R12 = 3.590 D12 = 可変
* R13 = 10.540 D13 = 2.20 N 8 = 1.743300 ν 8 = 49.3
R14 = 143.641 D14 = 可変
R15 = ∞ D15 = 1.30 N 9 = 1.516330 ν 9 = 64.1
R16 = ∞
＼焦点距離 6.15 16.67 29.41
可変間隔＼
D 3 0.60 9.31 12.88
D 7 14.00 3.77 0.40
D12 4.82 8.56 14.10
D14 1.44 2.48 1.73
非球面係数
5面 : ｋ=-9.59561e-01 Ａ=０ Ｂ=5.02248e-04 Ｃ=9.61875e-06
Ｄ=-4.59901e-08 Ｅ=2.29715e-09
10面 : ｋ=0.00000e+00 Ａ=０ Ｂ=-7.19750e-04 Ｃ=-3.33257e-05
Ｄ=-5.06616e-06 Ｅ=0.00000e+00
13面 : ｋ=0.00000e+00 Ａ=０ Ｂ=-2.10520e-05 Ｃ=3.10586e-06
Ｄ=0.00000e+00 Ｅ=0.00000e+00
数値実施例 3
ｆ＝ 6.45〜 30.88 Ｆｎｏ＝ 3.28 〜 6.02 ２ω＝54.9 〜 12.4
R 1 = 19.889 D 1 = 0.80 N 1 = 1.846660 ν 1 = 23.9
R 2 = 16.673 D 2 = 3.50 N 2 = 1.487490 ν 2 = 70.2
R 3 = 321.734 D 3 = 可変
* R 4 = -75.058 D 4 = 1.20 N 3 = 1.861530 ν 3 = 40.4
* R 5 = 5.223 D 5 = 1.47
R 6 = 8.196 D 6 = 1.70 N 4 = 1.846660 ν 4 = 23.8
R 7 = 23.697 D 7 = 可変
* R 8 = 6.141 D 8 = 2.10 N 5 = 1.516330 ν 5 = 64.1
R 9 = -14.302 D 9 = 0.30
R10 = 6.379 D10 = 1.50 N 6 = 1.772499 ν 6 = 49.6
R11 = 11.201 D11 = 1.10 N 7 = 1.846660 ν 7 = 23.9
R12 = 3.540 D12 = 可変
* R13 = 10.057 D13 = 1.90 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
R14 = 101.381 D14 = 可変
R15 = ∞ D15 = 1.30 N 9 = 1.516330 ν 9 = 64.1
R16 = ∞
s
＼焦点距離 6.45 19.11 30.88
可変間隔＼
D 3 1.30 12.64 16.99
D 7 14.80 3.64 1.32
D12 4.15 8.91 14.33
D14 1.44 2.56 1.06
次に実施形態１〜３に示したようなズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラの実施形態を図７を用いて説明する。
図７において、２０はカメラ本体、２１は実施例１〜３で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。２３は固体撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダである。
このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
ＩＰ 像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＭ ｄ線のメリディオナル像面
ΔＳ ｄ線のサジタル像面
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
ＩＰ 像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＭ ｄ線のメリディオナル像面
ΔＳ ｄ線のサジタル像面
Claims (12)
- 物体側より像側へ順に、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、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、広角端に比べて望遠端において、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が大きくなり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が小さくなり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が大きくなり、前記第１レンズ群は、広角端に比べて望遠端において物体側に位置するズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は負レンズと正レンズから成り、前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、負レンズ、正レンズから成り、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、望遠端における全系の焦点距離をｆｔ、前記第２レンズ群を構成する負レンズの焦点距離をｆ２１ｇｎとするとき、
−２．０ ＜ ｆ２／ｆｗ ＜ −１．３
４．５ ＜ ｆｔ／ｆｗ ＜ ７．５
−１．２ ＜ ｆ２１ｇｎ／ｆｗ ＜ −０．８
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
４．０ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ ８．２
なる条件を満足することを特徴とする請求項１のズームレンズ。 - 前記第１レンズ群の負レンズを構成する材料のアッベ数をν１１、前記第２レンズ群の正レンズを構成する材料のアッベ数をν２２とするとき、
１７＜（ν１１＋ν２２）／２＜２５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。 - 前記第２レンズ群の負レンズの物体側と像側の面の曲率半径を各々Ｒ２１ａ、Ｒ２１ｂ、前記第２レンズ群の正レンズの物体側の面の曲率半径をＲ２２ａとするとき、
０．７＜（Ｒ２１ａ＋Ｒ２１ｂ）／（Ｒ２１ａ−Ｒ２１ｂ）＜１．２
−７＜（Ｒ２１ｂ＋Ｒ２２ａ）／（Ｒ２１ｂ−Ｒ２２ａ）＜−３．５
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項のズームレンズ。 - 前記第２レンズ群の負レンズを構成する材料の屈折率をＮ２１、前記第２レンズ群の正レンズを構成する材料の屈折率をＮ２２とするとき、
３．７＜Ｎ２１＋Ｎ２２＜４．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項のズームレンズ。 - 前記第２レンズ群の負レンズは非球面レンズであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群は負レンズと正レンズを接合した接合レンズより成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項のズームレンズ。
- 前記第２レンズ群の正レンズは、物体側が凸面のメニスカス形状であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズと、正レンズと負レンズを接合した接合レンズより成ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項のズームレンズ。
- 前記第４レンズ群は、単一の正レンズより成ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項のズームレンズ。
- 固体撮像素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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