JP5158465B2 - ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置 - Google Patents
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Description
このようなディジタルカメラの市場は非常に大きなものとなっており、ユーザのディジタルカメラに対する要望も多岐にわたっている。中でも、高画質化と小型化は、常にユーザの欲するところであり、ユーザの要望の大きなウエイトを占めている。このため、撮影レンズとして用いるズームレンズにも、高性能化と小型化の両立が求められる。
ここで、小型化という面では、まず、レンズ全長、すなわち最も物体側のレンズ面から像面までの距離、を短縮することが必要である。さらに、高性能化という面では、少なくとも、800万〜1,000万画素程度の撮像素子に対応する解像力を全ズーム域にわたって有することが必要である。
ディジタルカメラ用のズームレンズとしては、多くの種類が考えられるが、小型化に適したタイプとして、物体側から、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配置し、且つ前記第2レンズ群の物体側に該第2レンズ群と一体に移動する絞りを有してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第2レンズ群は像側から物体側へと単調に移動し、前記第1レンズ群は変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するものがある。
例えば、特許文献1(特開2001−281545号)、特許文献2(特開2003−107348号)、特許文献3(特開2003−241091号)、特許文献4(特開2006−113554号)等には、第2レンズ群に2組の接合レンズを有するものが開示されている。また、特許文献5(特開2004−102211号)、特許文献6(特開2004−325975号)、特許文献7(特開2005−24804号)、特許文献8(特開2005−37576号)、特許文献9(特開2006−39523号)等には、第2レンズ群に3枚の接合レンズを有するものが開示されている。
特許文献1(特開2001−281545号)には、例えば実施形態1〜実施形態8として、第2レンズ群に2組の接合レンズを用いることにより、軸上色収差・倍率色収差の良好な補正を実現することが開示されているが、半画角は34度未満であり、広角化の面で充分であるとはいえない。
特許文献5(特開2004−102211号)には、例えば実施例11、実施例15および実施例17として、第2レンズ群に3枚接合レンズを使用して、偏心による結像性能劣化に配慮した構成が開示されているが、この構成においても、半画角は33度未満であり、広角化の面で充分ではない。
同様にして、特許文献6(特開2004−325975号)、特許文献8(特開2005−37576号)および特許文献9(特開2006−39523号)にも、3枚接合レンズを使用して、偏心による結像性能劣化に配慮し、且つ比較的小型に構成し得るものが開示されているが、半画角は30〜33度程度と、やはり広角化の面で充分なものではない。
特許文献7(特開2005−24804号)には、第2レンズ群に3枚接合レンズを使用して、軸上色収差・倍率色収差の良好な補正を実現すると同時に、半画角も39度程度と比較的広い画角を得るものが開示されているが、特許文献2(特開2003−107348号)の場合と同様に、半画角42度以上の要求に対しては、充分であるとはいえない。
広角端の半画角が42度以上と充分な広画角を得て、しかも色収差、特に倍率色収差・色コマ収差、を良好に補正するとともに、射出瞳距離の確保およびフォーカシング機構の簡素化を可能とし得る小型で且つ800万〜1,000万画素またはそれ以上の画素数を有する撮像素子に対応する解像力を有し、特に、高性能を維持しつつ容易に且つさらに、広画角化し得るズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項3の目的は、特に、色収差をより良好に補正して高性能化することを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項4の目的は、特に、小型化しても接合レンズの加工難度が低く、容易に製造することを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項5の目的は、特に、単色収差と色収差の双方を良好に補正することができ、さらに高性能化することを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項6の目的は、
広角端の半画角が42度以上と充分な広画角を得て、しかも色収差、特に倍率色収差・色コマ収差、を良好に補正するとともに、射出瞳距離の確保およびフォーカシング機構の簡素化を可能とし得る小型で且つ800万〜1,000万画素またはそれ以上の画素数を有する撮像素子に対応する解像力を有し、特に、倍率色収差をより良好に補正することができ、高性能化することを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項8の目的は、特に、球面収差・コマ収差をさらに良好に補正することができ、高性能化することを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項9の目的は、特に、3枚接合レンズを製造する際の接合偏心の影響を抑えて、安定した性能の確保を可能とするとともに、球面収差・コマ収差をより良好に補正することができ、高性能化することを可能とするズームレンズを提供することにある。
本発明の請求項10の目的は、特に、広角端の半画角が42度以上と充分な広画角を得て、しかも色収差、特に倍率色収差・色コマ収差、を良好に補正するとともに、小型で且つ800万〜1,000万画素またはそれ以上の画素数を有する撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で、しかも高い解像力による高画質を得ることを可能とするカメラを提供することにある。
本発明の請求項11の目的は、特に、広角端の半画角が42度以上と充分な広画角を得て、しかも色収差、特に倍率色収差・色コマ収差、を良好に補正するとともに、小型で且つ800万〜1,000万画素またはそれ以上の画素数を有する撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で、しかも高い解像力による高画質を得ることを可能とする携帯情報端末装置を提供することにある。
物体側から、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配設し、且つ前記第2レンズ群の物体側に前記第2レンズ群と一体的に移動する絞りを有してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が小さくなり、且つ前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が大きくなるように、少なくとも前記第1レンズ群および前記第2レンズ群が移動する構成のズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群が、
少なくとも3枚のレンズが接合されてなる第1の接合レンズと、
少なくとも2枚のレンズが接合されてなる第2の接合レンズと
を含み、
前記第2の接合レンズが、前記第1の接合レンズの像側に配置されるとともに、前記第1の接合レンズの最も物体側の面と、前記第1の接合レンズの最も像側の面との双方が、共に物体側に凸であり、且つ前記第2の接合レンズが、全体として正の屈折力を有することを特徴としている。
前記第2レンズ群が、
少なくとも3枚のレンズが接合されてなる第1の接合レンズと、
少なくとも2枚のレンズが接合されてなる第2の接合レンズと
を含み、
前記第2の接合レンズが、前記第1の接合レンズの像側に配置されるとともに、前記第1の接合レンズが、物体側から、順次、正レンズと、負レンズと、正レンズとの3枚を配置して互いに接合してなり、且つ前記第2の接合レンズが、全体として正の屈折力を有することを特徴としている。
前記第1の接合レンズの物体側の正レンズの屈折率をnC1−1、前記第1の接合レンズの負レンズの屈折率をnC1−2、前記第1の接合レンズの物体側の正レンズのアッベ数をνC1−1、前記第1の接合レンズの負レンズのアッベ数をνC1−2、そして前記第1の接合レンズの像側の正レンズのアッベ数をνC1−3として、
条件式:
1.65<nC1−1<1.90
1.65<nC1−2<1.90
4<νC1−1−νC1−2<25
68<νC1−3<98
を満足することを特徴としている。
前記第1の接合レンズの負レンズの中心肉厚(レンズの光軸に沿って計った厚み)をdc1−2、そして前記第1の接合レンズ全体の中心肉厚をdc1−allとして、
条件式:
0.10<dc1−2/dc1−all<0.19
を満足することを特徴としている。
請求項5に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項2に記載のズームレンズであって、
前記第1の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径をRC1−1、前記第1の接合レンズの2つの接合面のうちの像側の接合面の曲率半径をRC1−3、そして前記第1の接合レンズの最も像側の面の曲率半径をRC1−4として、
条件式:
0.2<(RC1−1−RC1−3)/(RC1−1+RC1−3)<0.5
−0.4<(RC1−3−RC1−4)/(RC1−3+RC1−4)<−0.1
を満足することを特徴としている。
前記第2レンズ群が、
少なくとも3枚のレンズが接合されてなる第1の接合レンズと、
少なくとも2枚のレンズが接合されてなる第2の接合レンズと
を含み、
前記第2の接合レンズが、前記第1の接合レンズの像側に配置されるとともに、前記第2の接合レンズが、物体側から、順次、負レンズと、正レンズとの2枚を配置して互いに接合してなり、且つ前記第2の接合レンズの正レンズのアッベ数をνC2−2として、
条件式:
68<νC2−2<98
を満足することを特徴としている。
請求項7に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1〜6のうちのいずれか1項に記載のズームレンズであって、
前記第1の接合レンズの物体側に、少なくとも1枚の正レンズが配設されることを特徴としている。
前記第1の接合レンズの物体側に配設される少なくとも1枚の正レンズが、少なくとも1面の非球面を有することを特徴としている。
請求項9に記載した本発明に係るズームレンズは、請求項1〜8のうちのいずれか1項に記載のズームレンズであって、
前記第1の接合レンズが、球面のみで構成され、且つ前記第2レンズ群に少なくとも1面の非球面を含むことを特徴としている。
請求項10に記載した本発明に係るカメラは、
撮影用光学系として、請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項に記載のズームレンズを含むことを特徴としている。
請求項11に記載した本発明に係る携帯情報端末装置は、
カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項に記載のズームレンズを含むことを特徴としている。
物体側から、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配設し、且つ前記第2レンズ群の物体側に前記第2レンズ群と一体的に移動する絞りを有してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が小さくなり、且つ前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が大きくなるように、少なくとも前記第1レンズ群および前記第2レンズ群が移動する構成のズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群が、
少なくとも3枚のレンズが接合されてなる第1の接合レンズと、
少なくとも2枚のレンズが接合されてなる第2の接合レンズと
を含み、
前記第2の接合レンズが、前記第1の接合レンズの像側に配置されるとともに、前記第1の接合レンズの最も物体側の面と、前記第1の接合レンズの最も像側の面との双方が、共に物体側に凸であり、且つ前記第2の接合レンズが、全体として正の屈折力を有することにより、広角端の半画角が42度以上と充分な広画角を得て、しかも色収差、特に倍率色収差・色コマ収差、を良好に補正するとともに、射出瞳距離の確保およびフォーカシング機構の簡素化を可能とし得る小型で且つ800万〜1,000万画素またはそれ以上の画素数を有し、特に、球面収差や非点収差等の単色収差をより良好に補正して高性能化することが可能となる。
物体側から、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配設し、且つ前記第2レンズ群の物体側に前記第2レンズ群と一体的に移動する絞りを有してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が小さくなり、且つ前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が大きくなるように、少なくとも前記第1レンズ群および前記第2レンズ群が移動する構成のズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群が、
少なくとも3枚のレンズが接合されてなる第1の接合レンズと、
少なくとも2枚のレンズが接合されてなる第2の接合レンズと
を含み、
前記第2の接合レンズが、前記第1の接合レンズの像側に配置されるとともに、前記第1の接合レンズが、物体側から、順次、正レンズと、負レンズと、正レンズとの3枚を配置して互いに接合してなり、且つ前記第2の接合レンズが、全体として正の屈折力を有することにより、
広角端の半画角が42度以上と充分な広画角を得て、しかも色収差、特に倍率色収差・色コマ収差、を良好に補正するとともに、射出瞳距離の確保およびフォーカシング機構の簡素化を可能とし得る小型で且つ800万〜1,000万画素またはそれ以上の画素数を有する撮像素子に対応する解像力を有し、特に、高性能を維持しつつ容易に広画角化することが可能となる。
前記第1の接合レンズの物体側の正レンズの屈折率をnC1−1、前記第1の接合レンズの負レンズの屈折率をnC1−2、前記第1の接合レンズの物体側の正レンズのアッベ数をνC1−1、前記第1の接合レンズの負レンズのアッベ数をνC1−2、そして前記第1の接合レンズの像側の正レンズのアッベ数をνC1−3として、
条件式:
1.65<nC1−1<1.90
1.65<nC1−2<1.90
4<νC1−1−νC1−2<25
68<νC1−3<98
を満足することにより、特に、色収差をより良好に補正して高性能化することが可能となる。
前記第1の接合レンズの負レンズの中心肉厚(レンズの光軸に沿って計った厚み)をdc1−2、そして前記第1の接合レンズ全体の中心肉厚をdc1−allとして、
条件式:
0.10<dc1−2/dc1−all<0.19
を満足することにより、特に、小型化しても接合レンズの加工難度が低く、容易に製造することが可能となる。
本発明の請求項5のズームレンズによれば、請求項2のズームレンズにおいて、
前記第1の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径をRC1−1、前記第1の接合レンズの2つの接合面のうちの像側の接合面の曲率半径をRC1−3、そして前記第1の接合レンズの最も像側の面の曲率半径をRC1−4として、
条件式:
0.2<(RC1−1−RC1−3)/(RC1−1+RC1−3)<0.5
−0.4<(RC1−3−RC1−4)/(RC1−3+RC1−4)<−0.1
を満足することにより、特に、単色収差と色収差の双方を良好に補正することができ、さらに高性能化することが可能となる。
物体側から、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配設し、且つ前記第2レンズ群の物体側に前記第2レンズ群と一体的に移動する絞りを有してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が小さくなり、且つ前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が大きくなるように、少なくとも前記第1レンズ群および前記第2レンズ群が移動する構成のズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群が、
少なくとも3枚のレンズが接合されてなる第1の接合レンズと、
少なくとも2枚のレンズが接合されてなる第2の接合レンズと
を含み、
前記第2の接合レンズが、前記第1の接合レンズの像側に配置されるとともに、前記第2の接合レンズが、物体側から、順次、負レンズと、正レンズとの2枚を配置して互いに接合してなり、且つ前記第2の接合レンズの正レンズのアッベ数をνC2−2として、
条件式:
68<νC2−2<98
を満足することにより、
広角端の半画角が42度以上と充分な広画角を得て、しかも色収差、特に倍率色収差・色コマ収差、を良好に補正するとともに、射出瞳距離の確保およびフォーカシング機構の簡素化を可能とし得る小型で且つ800万〜1,000万画素またはそれ以上の画素数を有する撮像素子に対応する解像力を有し、特に、倍率色収差をより良好に補正することができ、高性能化することが可能となる。
本発明の請求項7のズームレンズによれば、請求項1〜6のうちのいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、
前記第1の接合レンズの物体側に、少なくとも1枚の正レンズが配設されることにより、特に、各種収差をより良好に補正することができ、高性能化することが可能となる。
前記第1の接合レンズの物体側に配設される少なくとも1枚の正レンズが、少なくとも1面の非球面を有することにより、特に、球面収差・コマ収差をさらに良好に補正することができ、高性能化することが可能となる。
さらに、本発明の請求項9のズームレンズによれば、請求項1〜請求項8のうちのいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、
前記第1の接合レンズが、球面のみで構成され、且つ前記第2レンズ群に少なくとも1面の非球面を含むことにより、特に、3枚接合レンズを製造する際の接合偏心の影響を抑えて、安定した性能の確保を可能とするとともに、球面収差・コマ収差をより良好に補正することができ、高性能化することが可能となる。
また、本発明の請求項10のカメラによれば、
撮影用光学系として、請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項に記載のズームレンズを含むことにより、特に、広角端の半画角が42度以上と充分な広画角を得て、しかも色収差、特に倍率色収差・色コマ収差、を良好に補正するとともに、小型で且つ800万〜1,000万画素またはそれ以上の画素数を有する撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で、しかも高い解像力による高画質を得ることが可能となる。
カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項に記載のズームレンズを含むことにより、特に、広角端の半画角が42度以上と充分な広画角を得て、しかも色収差、特に倍率色収差・色コマ収差、を良好に補正するとともに、小型で且つ800万〜1,000万画素またはそれ以上の画素数を有する撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で、低コストで、しかも高い解像力による高画質を得ることが可能となる。
前記第2レンズ群が、
少なくとも3枚のレンズが接合されてなる第1の接合レンズと、
少なくとも2枚のレンズが接合されてなる第2の接合レンズと
を含み、
前記第2の接合レンズが、前記第1の接合レンズの像側に配置されるとともに、前記第1の接合レンズの最も物体側の面と、前記第1の接合レンズの最も像側の面との双方が、共に物体側に凸であり、且つ前記第2の接合レンズが、全体として正の屈折力を有する。
請求項2に係るズームレンズは、物体側から、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配設し、且つ前記第2レンズ群の物体側に前記第2レンズ群と一体的に移動する絞りを有してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が小さくなり、且つ前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が大きくなるように、少なくとも前記第1レンズ群および前記第2レンズ群が移動する構成のズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群が、
少なくとも3枚のレンズが接合されてなる第1の接合レンズと、
少なくとも2枚のレンズが接合されてなる第2の接合レンズと
を含み、
前記第2の接合レンズが、前記第1の接合レンズの像側に配置されるとともに、前記第1の接合レンズが、物体側から、順次、正レンズと、負レンズと、正レンズとの3枚を配置して互いに接合してなり、且つ前記第2の接合レンズが、全体として正の屈折力を有する。
条件式:
1.65<nC1−1<1.90
1.65<nC1−2<1.90
4<νC1−1−νC1−2<25
68<νC1−3<98
条件式:
0.10<dc1−2/dc1−all<0.19
請求項5に係るズームレンズは、請求項2に記載のズームレンズにおいて、前記第1の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径をRC1−1、前記第1の接合レンズの2つの接合面のうちの像側の接合面の曲率半径をRC1−3、そして前記第1の接合レンズの最も像側の面の曲率半径をRC1−4とするとき、次の条件式を満足する。
0.2<(RC1−1−RC1−3)/(RC1−1+RC1−3)<0.5
−0.4<(RC1−3−RC1−4)/(RC1−3+RC1−4)<−0.1
請求項6に係るズームレンズは、
物体側から、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配設し、且つ前記第2レンズ群の物体側に前記第2レンズ群と一体的に移動する絞りを有してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が小さくなり、且つ前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が大きくなるように、少なくとも前記第1レンズ群および前記第2レンズ群が移動する構成のズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群が、
少なくとも3枚のレンズが接合されてなる第1の接合レンズと、
少なくとも2枚のレンズが接合されてなる第2の接合レンズと
を含み、
前記第2の接合レンズが、前記第1の接合レンズの像側に配置されるとともに、前記第2の接合レンズが、物体側から、順次、負レンズと、正レンズとの2枚を配置して互いに接合したものであり、且つ前記第2の接合レンズの正レンズのアッベ数をνC2−2とするとき、次の条件式を満足する。
条件式:
68<νC2−2<98
請求項7に係るズームレンズは、請求項1〜6のうちのいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、前記第1の接合レンズの物体側に、少なくとも1枚の正レンズを有する。
請求項8に係るズームレンズは、請求項7に記載のズームレンズにおいて、前記第1の接合レンズの物体側に配設される少なくとも1枚の正レンズが、少なくとも1面の非球面を有する。
また、請求項10に係るカメラは、請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有する。
請求項11に係る携帯情報端末装置は、請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有する。
次に、上述した本発明の特許請求の範囲の各請求項に定義した実施の形態についてさらに詳細に説明する。
本発明に係るズームレンズのように、物体側から、順次、負−正と配置した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レンズ群との2群を有する構成のズームレンズは、一般に、広角端から望遠端への変倍に伴って、第2レンズ群が像側から物体側へ単調に移動し、第1レンズ群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する。射出瞳を像面から遠ざけることや、リアフォーカス化を目的として、正の第3レンズ群を付加することもできるが、その場合にも変倍機能の大半は第2レンズ群に依存している。
第2レンズ群の構成としては、物体側から、順次配置した、正レンズ・負レンズ・正レンズの3枚からなるもの、正レンズ・正レンズ・負レンズの3枚からなるもの、正レンズ・正レンズ・負レンズ・正レンズの4枚からなるもの、正レンズ・負レンズ・負レンズ・正レンズの4枚からなるものなどがある。また、2組の接合レンズを含むもの、3枚接合レンズを含むものなども知られている。
本発明は、これらの従来より存在し、あるいは知られている構成を上回る収差補正能力を有する第2レンズ群の構成に関するものであり、充分に小型で、且つより広画角でありながら、高性能が得られるズームレンズを、コストの上昇を抑えて実現しようとするものである。
まず、第2のレンズ群における3つの接合面は、それぞれ絞りからの距離が異なり、軸上および軸外の光線の通り方も異なる。ここで、色収差の補正のみを考えると、2つの接合面を有していれば、軸上色収差と倍率色収差をある程度独立して補正することが可能となり、充分な性能を確保することができる。しかし、特に軸外の単色収差(コマ収差・非点収差)の補正を併せて考えるとき、2つの接合面の少なくとも1つは、単色収差補正の制限からその曲率をコントロールする必要が生じ、色収差の補正のみに使用することはできない。そこで、さらに1つの接合面を設けることによって、色収差の補正に利用することが可能な自由度を確保し、単色収差補正と色収差補正を高い次元で両立できるようにした。
本発明は、先に述べたように、正の第3レンズ群を付加して、負−正−正の3群を有する構成としたものである。正のパワーを有する第3レンズ群を付加することにより、射出瞳距離の確保が容易となるばかりか、第3レンズ群の移動によるフォーカシングも可能となる。
色収差の補正に加えて、球面収差や非点収差等の単色収差をより良好に補正するためには、前記第2の接合レンズは前記第1の接合レンズの像側に配置されるとともに、前記第1の接合レンズの最も物体側の面と、前記第1の接合レンズの最も像側の面との双方が、物体側に凸であり、前記第2の接合レンズが全体として正のパワーを有することが望ましい。
前記第1の接合レンズは物体側から、順次、正レンズ・負レンズ・正レンズの3枚を配置し互いに接合して構成することができる。
第2レンズ群に接合レンズを1組だけ使用して、軸上色収差と倍率色収差の双方を良好に補正しようとする場合には、負レンズ・正レンズ・負レンズの順に接合した3枚接合レンズが適しているが、本発明のように2組の接合レンズを使用する場合、前記第1の接合レンズと前記第2の接合レンズとで軸上色収差と倍率色収差の補正を分担することができるため、その限りではない。前記第1の接合レンズを正・負・正の一般的なトリプレットのパワー配置とし、その像側に全体として正の屈折力を有する前記第2の接合レンズを配置すれば、絞りから遠く、軸外収差への寄与が大きい正のパワーを分割できることになり、収差補正の自由度が大きくなって、広画角化に有利となる。
条件式:
1.65<nC1−1<1.90
1.65<nC1−2<1.90
4<νC1−1−νC1−2<25
68<νC1−3<98
但し、nC1−1は、前記第1の接合レンズの物体側の正レンズの屈折率、nC1−2は、前記第1の接合レンズの負レンズの屈折率、νC1−1は、前記第1の接合レンズの物体側の正レンズのアッベ数、νC1−2は、前記第1の接合レンズの負レンズのアッベ数、そしてνC1−3は、前記第1の接合レンズの像側の正レンズのアッベ数をあらわしている。
条件式:
0.10<dc1−2/dc1−all<0.19
但し、dc1−2は、前記第1の接合レンズの負レンズの中心肉厚(レンズの光軸に沿って計った厚み)、そしてdc1−allは、前記第1の接合レンズ全体の中心肉厚をあらわしている。
すなわち、dc1−2/dc1−allは、0.10を超え且つ0.19未満であることが望ましい。もしも、dc1−2/dc1−allが0.10以下であると、負レンズの中心肉厚が薄くなりすぎて加工が困難となる。一方、もしも、dc1−2/dc1−allが0.19以上であると、正レンズのコバ厚、すなわち周縁部の厚み、が薄くなりすぎて加工が困難となる。これらいずれの場合にも、接合レンズ全体の中心肉厚を大きくすれば、条件式の範囲外でも加工可能となるが、小型化の妨げとなるため好ましくない。
条件式:
0.2<(RC1−1−RC1−3)/(RC1−1+RC1−3)<0.5
−0.4<(RC1−3−RC1−4)/(RC1−3+RC1−4)<−0.1
但し、RC1−1は、前記第1の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径、RC1−3は、前記第1の接合レンズの2つの接合面のうち像側の接合面の曲率半径、そしてRC1−4は、前記第1の接合レンズの最も像側の面の曲率半径をあらわしている。
すなわち、(RC1−1−RC1−3)/(RC1−1+RC1−3)は、0.2を超え且つ0.5未満であり、(RC1−3−RC1−4)/(RC1−3+RC1−4)は、−0.4よりも大きく且つ−0.1よりも小さいことが望ましい。もしも、(RC1−1−RC1−3)/(RC1−1+RC1−3)が0.2以下、または(RC1−3−RC1−4)/(RC1−3+RC1−4)が−0.1以上となると、前記第1の接合レンズ内の各レンズの屈折力が強くなり過ぎて、過剰な高次収差を発生し、収差補正のバランスが取りにくくなる。
本発明のズームレンズにおいて、倍率色収差をより良好に補正するためには、前記第2の接合レンズが前記第1の接合レンズの像側に配置されるとともに、前記第2の接合レンズは、物体側から、順次、負レンズ・正レンズの2枚を配置して接合してなり、且つ次の条件式を満足することが望ましい。
条件式:
68<νC2−2<98
但し、νC2−2は、前記第2の接合レンズの正レンズのアッベ数をあらわしている。
また、本発明のズームレンズにおいて、各種収差をより良好に補正するためには、前記第2の接合レンズが前記第1の接合レンズの像側に配置されるとともに、前記第1の接合レンズの物体側に、少なくとも1枚の正レンズを配設することが望ましい。つまり、第2レンズ群として、物体側から、順次、正レンズ・第1の接合レンズ・第2の接合レンズというように配置した構成である。また、球面収差・コマ収差の良好な補正のために、この正レンズの少なくとも1面を、非球面とすることが望ましい。
さらに、第2レンズ群において、前記第1の接合レンズは球面のみで構成し、第2レンズ群のそれ以外のレンズに非球面を含むことが望ましい。前記第1の接合レンズは少なくとも3枚のレンズを接合して構成されるため、接合の際の偏心の管理が複雑となる。もしも、前記第1の接合レンズに非球面を設けた場合には、接合時の偏心の影響による結像性能の低下が発生し易くなる。
さらに良好な収差補正のためには、第2レンズ群に複数の非球面を用いることが効果的である。その際、2つの非球面は、最も物体側のレンズと、最も像側のレンズに使用することが望ましい。最も物体側のレンズは絞りに近く、主として球面収差、コマ収差の補正に効果がある。最も像側のレンズは絞りから離れており、軸外の光束がある程度分離して通るため、球面収差、コマ収差の他に、非点収差の補正に効果がある。
第1レンズ群は、物体側から、順次、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、負レンズ、そして正レンズの3枚を配置して構成するか、物体側から、順次、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、負レンズ、そして正レンズと負レンズの接合レンズを配置して3群4枚で構成することが望ましい。第1レンズ群の物体側に負レンズを2枚配置することで、大きな入射角を持つ軸外光束を計4つの面で少しずつ屈折させることができ、軸外収差の発生をより小さく抑えることが可能となる。
単色収差の補正をより良好に行うためには、第1レンズ群に1面以上の非球面を有することが望ましい。特に、物体側に配置された2枚の負レンズのうち、どちらか一方の像側面を非球面とするのが良い。この箇所に非球面を導入することにより、特に短焦点端における歪曲収差や非点収差等を、効果的に補正することが可能となる。
また、第3レンズ群は変倍に際して固定としてもよいが、少量移動させることにより、収差補正の自由度を増加させることができる。
絞りの開放径は変倍にかかわらず一定とすることが、機構上簡略となるので好ましい。但し、長焦点端、つまり望遠端、の開放径を、短焦点端、つまり広角端、に比べて大きくすることにより、変倍に伴うFナンバ(F値)の変化を小さくすることもできる。また、像面に到達する光量を減少させる必要があるときには、絞りを小径化してもよいが、絞り径を大きく変えることなく、ND(中間濃度)フィルタ等の挿入により光量を減少させるようにしたほうが、回折現象による解像力の低下を防止することができるので好ましい。
上述したようなズームレンズを撮影用光学系として用いて、カメラを構成すれば、広角端の半画角が42度以上と充分な広画角を得て、しかも色収差、特に倍率色収差・色コマ収差、を良好に補正するとともに、小型で且つ800万〜1,000万画素またはそれ以上の画素数を有する撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で、しかも高い解像力による高画質を得ることが可能となる。
また、上述したようなズームレンズをカメラ機能部の撮影用光学系として用いて、携帯情報端末装置を構成すれば、広角端の半画角が42度以上と充分な広画角を得て、しかも色収差、特に倍率色収差・色コマ収差、を良好に補正するとともに、小型で且つ800万〜1,000万画素またはそれ以上の画素数を有する撮像素子に対応する解像力を有し得るズームレンズを用いて、小型で、しかも高い解像力による高画質を得ることが可能となる。
本発明に係るズームレンズの実施例1〜実施例4においては、ズームレンズの構成およびその具体的な数値例を示している。なお、実施例1〜実施例4において、最大像高は4.70mmである。
実施例1〜実施例4において、第3レンズ群の像面側、または実施例4において、第2レンズ群の像面側に配設される平行平板からなる光学要素は、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の光学フィルタや、CCDセンサ等の受光素子のカバーガラス(シールガラス)を想定したものであり、ここでは各種フィルタと称することにする。
実施例1〜実施例4における収差は、充分に補正されており、800万画素〜1,000万画素またはそれ以上の画素数の受光素子に対応することが可能となっている。本発明に従ってズームレンズを構成することによって、充分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例1〜実施例4より明らかである。
F:Fナンバ
ω:半画角
R:曲率半径
D:面間隔
Nd:屈折率
νd:アッベ数
K:非球面の円錐定数
A4:4次の非球面係数
A6:6次の非球面係数
A8:8次の非球面係数
A10:10次の非球面係数
A12:12次の非球面係数
A14:14次の非球面係数
A16:16次の非球面係数
A18:18次の非球面係数
但し、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをHとするとき、次式で定義される。
図1に示すズームレンズは、第1レンズE1、第2レンズE2、第3レンズE3、第4レンズE4、第5レンズE5、第6レンズE6、第7レンズE7、第8レンズE8、第9レンズE9、第10レンズE10、第11レンズE11、絞りFAおよび各種フィルタMFを具備している。この場合、第1レンズE1〜第4レンズE4は、第1レンズ群G1を構成し、第5レンズE5〜第10レンズE10は、第2レンズ群G2を構成し、そして第11レンズE11は、単独で第3レンズ群G3を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、絞りFAは、第2レンズ群G2と一体的に動作する。図1には、各光学面の面番号も示している。なお、図1に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため図2〜図5と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
第1レンズE1は、像側の面を非球面として物体側に凸に形成された負メニスカスレンズである。第2レンズE2は、両凹レンズからなる負レンズである。第3レンズE3は、両凸レンズからなる正レンズ、そして第4レンズE4は、両凹レンズからなる負レンズであり、これら第3レンズE3および第4レンズE4の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合レンズからなる接合レンズC0を形成している。これら第1レンズE1〜第4レンズE4により構成する第1レンズ群G1は、全体として負のパワー、つまり負の屈折力、を有する。
短焦点端、つまり広角端、と長焦点端、つまり望遠端、との間の変倍に際しては、各群間の可変間隔、すなわち、第1レンズ群G1の最も像側の面、つまり第4レンズE4の像側の面(面番号7)と、第2レンズ群G2の物体側に位置して第2レンズ群G2と一体的に動作する絞りFAの面(面番号8)との間隔DA、第2レンズ群G2の最も像側の面、つまり第10レンズE10の像側の面(面番号17)と、第3レンズ群G3の最も物体側の面、つまり第11レンズE11の物体側の面(面番号18)との間隔DB、第3レンズ群G3の最も像側の面、つまり第11レンズE11の像側の面(面番号19)と、各種フィルタMFの物体側の面(面番号20)との間隔DCが変化して、広角端から望遠端への変倍に伴って、第1レンズ群G1と(第2レンズ群G2と一体的な)絞りFAとの間隔DAが漸次減小し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔DBが漸次増大し、そして第3レンズ群G3と各種フィルタMFとの間隔DCが一旦増大した後に減小するように、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2および第3レンズ群G3が移動する。この広角端から望遠端への変倍に伴う移動においては、第2レンズ群G2が物体側に向かってほぼ単調に移動するとともに、第1レンズ群G1が、一旦像側に移動した後に物体側に移動し、第3レンズ群G3が、一旦物体側に移動した後に像側に移動する。
この実施例1においては、全系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.204〜14.996,F=2.66〜4.67,ω=43.26〜17.51の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
非球面:第2面
K=0.0,
A4=−1.28414×10−4,
A6=−6.57446×10−7,
A8=−6.30308×10−9,
A10=−1.72874×10−10,
A12=−2.57252×10−12,
A14=2.13910×10−14,
A16=7.39915×10−16,
A18=−1.13603×10−17
K=0.0,
A4=−7.05273×10−5,
A6=5.04003×10−7,
A8=−6.78678×10−8,
A10=1.47308×10−9
非球面:第17面
K=0.0,
A4=4.43634×10−5,
A6=1.20686×10−5,
A8=−4.69301×10−6,
A10=1.28473×10−7
非球面:第19面
K=0.0,
A4=6.54212×10−5,
A6=−8.10291×10−6,
A8=1.98320×10−7,
A10=−2.19065×10−9
第1レンズ群G1と絞りFA(第2レンズ群G2)との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と第3レンズ群との間の可変間隔DB、そして第3レンズ群G3と各種フィルタMFとの間の可変間隔DCは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
条件式数値
nC1−1 = 1.80440
nC1−2 = 1.80100
νC1−1−νC1−2 = 4.62
νC1−3 = 70.24
dc1−2/dc1−all = 0.159
(RC1−1−RC1−3)/(RC1−1+RC1−3) = 0.289
(RC1−3−RC1−4)/(RC1−3+RC1−4) = −0.256
νC2−2 = 81.54
したがって、この実施例1における先に述べた各条件式に係る数値は、条件式の範囲内である。
図2に示すズームレンズは、第1レンズE1、第2レンズE2、第3レンズE3、第4レンズE4、第5レンズE5、第6レンズE6、第7レンズE7、第8レンズE8、第9レンズE9、第10レンズE10、第11レンズE11、絞りFAおよび各種フィルタMFを具備している。この場合も、第1レンズE1〜第4レンズE4は、第1レンズ群G1を構成し、第5レンズE5〜第10レンズE10は、第2レンズ群G2を構成し、そして第11レンズE11は、単独で第3レンズ群G3を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、絞りFAは、第2レンズ群G2と一体的に動作する。図2には、各光学面の面番号も示している。なお、図2に対する各参照符号は、上述したように、各実施例毎に独立に用いており、そのため図1、図3および図4と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
第1レンズE1は、像側の面を非球面として物体側に凸に形成された負メニスカスレンズである。第2レンズE2は、両凹レンズからなる負レンズである。第3レンズE3は、両凸レンズからなる正レンズ、そして第4レンズE4は、両凹レンズからなる負レンズであり、これら第3レンズE3および第4レンズE4の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚の接合レンズからなる接合レンズC0を形成している。これら第1レンズE1〜第4レンズE4により構成する第1レンズ群G1は、全体として負の屈折力を有する。
第11レンズE11は、像側の面を非球面とした両凸レンズからなる正レンズである。この第11レンズE11のみにより単独で構成する第3レンズ群G3は、もちろん正の屈折力を有する。
この実施例2においては、全系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.204〜14.993,F=2.64〜4.59,ω=43.27〜17.51の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
非球面:第2面
K=0.0,
A4=−1.32978×10−4,
A6=−7.12156×10−7,
A8=−5.44124×10−9,
A10=−1.64121×10−10,
A12=−3.45408×10−12,
A14=2.29505×10−14,
A16=9.05635×10−16,
A18=−1.23794×10−17
K=0.0,
A4=−1.04029×10−4,
A6=−2.77447×10−7,
A8=−6.56948×10−8,
A10=1.04196×10−9
非球面:第17面
K=0.0,
A4=1.48398×10−4,
A6=1.72916×10−5,
A8=−3.99171×10−6,
A10=1.80296×10−7
非球面:第19面
K=0.0,
A4=7.02797×10−5,
A6=−7.99511×10−6,
A8=1.94122×10−7,
A10=−2.22699×10−9
第1レンズ群G1と絞りFA(第2レンズ群G2)との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と第3レンズ群との間の可変間隔DB、そして第3レンズ群G3と各種フィルタMFとの間の可変間隔DCは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
条件式数値
nC1−1 = 1.77250
nC1−2 = 1.80100
νC1−1−νC1−2 = 14.37
νC1−3 = 70.24
dc1−2/dc1−all = 0.165
(RC1−1−RC1−3)/(RC1−1+RC1−3) = 0.363
(RC1−3−RC1−4)/(RC1−3+RC1−4) = −0.208
νC2−2 = 94.94
したがって、この実施例2における先に述べた各条件式に係る数値は、条件式の範囲内である。
図3に示すズームレンズは、第1レンズE1、第2レンズE2、第3レンズE3、第4レンズE4、第5レンズE5、第6レンズE6、第7レンズE7、第8レンズE8、第9レンズE9、第10レンズE10、第11レンズE11、絞りFAおよび各種フィルタMFを具備している。この場合も、第1レンズE1〜第4レンズE4は、第1レンズ群G1を構成し、第5レンズE5〜第10レンズE10は、第2レンズ群G2を構成し、そして第11レンズE11は、単独で第3レンズ群G3を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、絞りFAは、第2レンズ群G2と一体的に動作する。図3には、各光学面の面番号も示している。なお、図3に対する各参照符号は、上述したように、各実施例毎に独立に用いており、そのため図1、図2および図4と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
第1レンズE1は、像側の面を非球面として物体側に凸に形成された負メニスカスレンズである。第2レンズE2は、両凹レンズからなる負レンズである。第3レンズE3は、両凸レンズからなる正レンズ、そして第4レンズE4は、両凹レンズからなる負レンズであり、これら第3レンズE3および第4レンズE4の2枚のレンズは、互いに密接して貼り合わせられて一体に接合され、2枚接合レンズからなる接合レンズC0を形成している。これら第1レンズE1〜第4レンズE4により構成する第1レンズ群G1は、全体として負の屈折力を有する。
第11レンズE11は、像側の面を非球面とした両凸レンズからなる正レンズである。この第11レンズE11のみにより単独で構成する第3レンズ群G3は、もちろん正の屈折力を有する。
この実施例3においては、全系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.206〜14.991,F=2.59〜4.54,ω=43.25〜17.54の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
非球面:第2面
K=0.0,
A4=−1.39387×10−4,
A6=−7.80179×10−7,
A8=−6.87645×10−9,
A10=−1.52963×10−10,
A12=−3.38847×10−12,
A14=2.20046×10−14,
A16=8.85391×10−16,
A18=−1.29685×10−17
K=0.0,
A4=−1.06101×10−4,
A6=2.72443×10−7,
A8=−1.08617×10−7,
A10=2.33258×10−9
非球面:第17面
K=0.0,
A4=1.38067×10−4,
A6=2.21574×10−5,
A8=−4.54215×10−6,
A10 = 2.25263×10−7
非球面:第19面
K=0.0,
A4=7.83132×10−5,
A6=−7.56154×10−6,
A8=1.72007×10−7,
A10=−1.73437×10−9
第1レンズ群G1と絞りFA(第2レンズ群G2)との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と第3レンズ群との間の可変間隔DB、そして第3レンズ群G3と各種フィルタMFとの間の可変間隔DCは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
条件式数値
nC1−1 = 1.77250
nC1−2 = 1.80100
νC1−1−νC1−2 = 14.63
νC1−3 = 70.24
dc1−2/dc1−all = 0.137
(RC1−1−RC1−3)/(RC1−1+RC1−3) = 0.352
(RC1−3−RC1−4)/(RC1−3+RC1−4) = −0.198
νC2−2 = 94.94
したがって、この実施例3における先に述べた各条件式に係る数値は、条件式の範囲内である。
図4に示すズームレンズは、第1レンズE1、第2レンズE2、第3レンズE3、第4レンズE4、第5レンズE5、第6レンズE6、第7レンズE7、第8レンズE8、第9レンズE9、第10レンズE10、絞りFAおよび各種フィルタMFを具備している。この場合は、第1レンズE1〜第3レンズE3は、第1レンズ群G1を構成し、第4レンズE4〜第9レンズE9は、第2レンズ群G2を構成し、そして第10レンズE10は、単独で第3レンズ群G3を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、絞りFAは、第2レンズ群G2と一体的に動作する。図4には、各光学面の面番号も示している。なお、図4に対する各参照符号は、上述したように、各実施例毎に独立に用いており、そのため図1〜図3と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
第1レンズE1は、像側の面を非球面として物体側に凸に形成された負メニスカスレンズである。第2レンズE2は、両凹レンズからなる負レンズである。第3レンズE3は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。これら第1レンズE1〜第3レンズE3により構成する第1レンズ群G1は、全体として負の屈折力を有する。
第4レンズE4は、物体側の面を非球面として物体側に凸に形成された正メニスカスレンズである。第5レンズE5は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズ、第6レンズE6は、物体側に凸に形成された負メニスカスレンズ、そして第7レンズE7は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズであり、これら第5レンズE5〜第7レンズE7の3枚のレンズは、順次密接して貼り合わせられて一体に接合され、3枚接合レンズからなる第1の接合レンズC1を形成している。
第10レンズE10は、像側の面を非球面とした両凸レンズからなる正レンズである。この第10レンズE10のみにより単独で構成する第3レンズ群G3は、もちろん正の屈折力を有する。
この広角端から望遠端への変倍に伴う移動においては、第2レンズ群G2が物体側に向かってほぼ単調に移動するとともに、第1レンズ群G1が、一旦像側に移動した後に物体側に移動し、第3レンズ群G3が、一旦物体側に移動した後に像側に移動する。
この実施例4においては、全系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.203〜14.987,F=2.67〜4.65,ω=43.29〜17.55の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
非球面:第2面
K=0.0,
A4=−1.27855×10−4,
A6=−6.57584×10−7,
A8=−8.49625×10−9,
A10=−1.27642×10−10,
A12=−3.39257×10−12,
A14=2.28913×10−14,
A16=9.13355×10−16,
A18=−1.41491×10−17
K=0.0,
A4=−9.07488×10−5,
A6=5.83969×10−7,
A8=−1.21765×10−7,
A10=3.21079×10−9
非球面:第16面
K=0.0,
A4=4.63337×10−5,
A6=1.96988×10−5,
A8=−6.18745×10−6,
A10=2.53045×10−7
非球面:第18面
K=0.0,
A4=1.02119×10−4,
A6=−8.13158×10−6,
A8=1.72125×10−7,
A10=−1.60528×10−9
第1レンズ群G1と絞りFA(第2レンズ群G2)との間の可変間隔DA、第2レンズ群G2と第3レンズ群との間の可変間隔DB、そして第3レンズ群G3と各種フィルタMFとの間の可変間隔DCは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
条件式数値
nC1−1=1.80610
nC1−2=1.85000
νC1−1−νC1−2=8.53
νC1−3=70.24
dc1−2/dc1−all=0.129
(RC1−1−RC1−3)/(RC1−1+RC1−3)=0.291
(RC1−3−RC1−4)/(RC1−3+RC1−4)=−0.167
νC2−2=94.94
したがって、この実施例4における先に述べた各条件式に係る数値は、条件式の範囲内である。
〔参考例〕
図5に示すズームレンズは、第1レンズE1、第2レンズE2、第3レンズE3、第4レンズE4、第5レンズE5、第6レンズE6、第7レンズE7、第8レンズE8、第9レンズE9、絞りFAおよび各種フィルタMFを具備している。この場合も、第1レンズE1〜第3レンズE3は、第1レンズ群G1を構成し、第4レンズE4〜第9レンズE9は、第2レンズ群G2を構成する。本参考例においては、第3レンズ群は存在しない。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては各群毎に一体的に動作し、絞りFAは、第2レンズ群G2と一体的に動作する。図5には、各光学面の面番号も示している。なお、図5に対する各参照符号は、上述したように、各実施例毎に独立に用いており、そのため図1〜図4および図5と共通の参照符号を付していてもそれらは他の実施例とはかならずしも共通の構成ではない。
第1レンズE1は、像側の面を非球面として物体側に凸に形成された負メニスカスレンズである。第2レンズE2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズである。第3レンズE3は、物体側に凸に形成された正メニスカスレンズからなる正レンズである。これら第1レンズE1〜第3レンズE3により構成する第1レンズ群G1は、全体として負の屈折力を有する。
本参考例は、実施例1〜実施例4と異なり、像側の面を非球面とした正レンズで構成する第3レンズ群は、用いていない。
本参考例においては、全系の焦点距離f,FナンバF,半画角ωが、ズーミングによって、それぞれf=5.240〜13.102,F=2.90〜4.20,ω=43.05〜19.72の範囲で変化する。各光学要素の光学特性は、次表の通りである。
非球面;第2面
K=0.0,
A4=−1.05887×10−4,
A6=−2.34930×10−6,
A8=8.58632×10−9,
A10=−8.29139×10−11
A12=−4.17598×10−12,
A14=1.45126×10−14,
A16=9.40862×10−16,
A18=−1.23380×10−17
非球面;第6面
K=0.0,
A4=−2.66404×10−5,
A6=2.51497×10−7,
A8=−1.81549×10−8,
A10=9.02091×10−11
非球面;第8面
K=0.0,
A4=−8.70033×10−5,
A6=4.18211×10−7,
A8=−1.17839×10−7,
A10=4.35044×10−9
非球面;第16面
K=0.0,
A4=2.47518×10−4,
A6=4.61017×10−6,
A8=−2.17379×10−6,
A10=1.54197×10−8
第1レンズ群G1と絞りFA(第2レンズ群G2)との間の可変間隔DA、第2群レンズ群G2と各種フィルタMFとの間の可変間隔DBは、ズーミングに伴って次表のように変化させられる。
条件式数値
nC1−1=1.79952
nC1−2=1.77250
νC1−1−νC1−2=12.44
νC1−3=81.54
dc1−2/dc1−all=0.159
(RC1−1−RC1−3)/(RC1−1+RC1−3)=0.422
(RC1−3−RC1−4)/(RC1−3+RC1−4)=−0.303
νC2−2=94.94
したがって、本参考例における先に述べた各条件式に係る数値は、条件式の範囲内である。
図9〜図11は、上述した実施例2に係る図2に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、図9は、広角端における収差曲線図、図10は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図11は、望遠端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はd線、細線はg線をあらわしている。
そして、図15〜図17は、上述した実施例4に係る図4に示したズームレンズおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差の収差曲線図を示しており、このうち、図15は、広角端における収差曲線図、図16は、中間焦点距離における収差曲線図、そして図17は、望遠端における収差曲線図である。この場合も、各収差曲線図中、球面収差図における破線は正弦条件をあらわし、非点収差図における実線はサジタル、破線はメリディオナルをあらわし、そして太線はd線、細線はg線をあらわしている。
これらの図6〜図20の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例1〜参考例に係る図1〜図5に示した構成のズームレンズでは、いずれも収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
次に、上述した実施例1〜実施例4に示されたような本発明に係るズームレンズを撮影光学系として採用してカメラを構成した本発明の実施の形態について図21〜図23を参照して説明する。図21は、物体、すなわち被写体側である前面側から見たカメラの外観を示す斜視図であるが、このうち(a)は、撮影レンズがカメラのボディー内に沈胴している状態、(b)は、撮影レンズがカメラのボディーから突出している状態を示す。図22は、撮影者側である背面側から見たカメラの外観を示す斜視図であり、図23は、カメラの機能構成を示すブロック図である。なお、ここでは、カメラについて説明しているが、いわゆるPDA(personal data assistant)や携帯電話機等の携帯情報端末装置にカメラ機能を組み込んだものが近年登場している。このような携帯情報端末装置も外観は若干異にするもののカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような携帯情報端末装置に本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
図21および図22に示すように、カメラは、撮影レンズ101、シャッタボタン102、ズームレバー103、ファインダ104、ストロボ105、液晶モニタ106、操作ボタン107、電源スイッチ108、メモリカードスロット109および通信カードスロット110等を備えている。
カメラは、撮影レンズ101とCCD(電荷結合素子)撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子201を有しており、撮影光学系である撮影レンズ101によって形成される撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を受光素子201によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ101としては、第1〜第4の実施例において説明したような本発明に係るズームレンズを用いる。
受光素子201の出力は、中央演算装置204によって制御される信号処理装置202によって処理され、ディジタル画像情報に変換される。信号処理装置202によってディジタル化された画像情報は、やはり中央演算装置204によって制御される画像処理装置203において所定の画像処理が施された後、不揮発性メモリ等の半導体メモリ205に記録される。この場合、半導体メモリ205は、メモリカードスロット109に装填されたメモリカードでもよく、カメラ本体に内蔵された半導体メモリでもよい。液晶モニタ106には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ205に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ205に記録した画像は、通信カードスロット110に装填した通信カード等206を介して外部へ送信することも可能である。
多くの場合、シャッタボタン102の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係るズームレンズ(請求項1〜請求項10で定義され、あるいは実施例1〜実施例4に示されたズームレンズ)におけるフォーカシングは、第1レンズ群G1の移動、受光素子の移動、あるいは、実施例1〜実施例4のズームレンズにあっては、第3レンズ群G3の移動などによって行うことができる。シャッタボタン102をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
なお、撮影レンズ101が沈胴状態にあるときには、ズームレンズの各群は必ずしも光軸上に並んでいなくても良い。例えば沈胴時に第2レンズ群G2および第3レンズ群G3の少なくとも一方が光軸上から退避して、その他のレンズ群と並列的に収納されるような機構とすれば、カメラのさらなる薄型化を実現することができる。
上述のようなカメラまたは携帯情報端末装置には、既に述べた通り、実施例1〜実施例4に示されたようなズームレンズを用いて構成した撮影レンズ101を撮影光学系として使用することができる。したがって、800万画素〜1,000万画素クラスの受光素子を使用した高画質で小型のカメラまたは携帯情報端末装置を実現することができる。
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
E1〜E11 第1レンズ〜第11レンズ
C0,C1,C2 接合レンズ
FA 絞り
MF 各種フィルタ
101 撮影レンズ
102 シャッタボタン
103 ズームレバー
104 ファインダ
105 ストロボ
106 液晶モニタ
107 操作ボタン
108 電源スイッチ
109 メモリカードスロット
110 通信カードスロット
201 受光素子(エリアセンサ)
202 信号処理装置
203 画像処理装置
204 中央演算装置(CPU)
205 半導体メモリ
206 通信カード等
Claims (11)
- 物体側から、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配設し、且つ前記第2レンズ群の物体側に前記第2レンズ群と一体的に移動する絞りを有してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が小さくなり、且つ前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が大きくなるように、少なくとも前記第1レンズ群および前記第2レンズ群が移動する構成のズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群が、
少なくとも3枚のレンズが接合されてなる第1の接合レンズと、
少なくとも2枚のレンズが接合されてなる第2の接合レンズと
を含み、
前記第2の接合レンズが、前記第1の接合レンズの像側に配置されるとともに、前記第1の接合レンズの最も物体側の面と、前記第1の接合レンズの最も像側の面との双方が、共に物体側に凸であり、且つ前記第2の接合レンズが、全体として正の屈折力を有することを特徴とするズームレンズ。 - 物体側から、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配設し、且つ前記第2レンズ群の物体側に前記第2レンズ群と一体的に移動する絞りを有してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が小さくなり、且つ前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が大きくなるように、少なくとも前記第1レンズ群および前記第2レンズ群が移動する構成のズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群が、
少なくとも3枚のレンズが接合されてなる第1の接合レンズと、
少なくとも2枚のレンズが接合されてなる第2の接合レンズと
を含み、
前記第2の接合レンズが、前記第1の接合レンズの像側に配置されるとともに、前記第1の接合レンズが、物体側から、順次、正レンズと、負レンズと、正レンズとの3枚を配置して互いに接合してなり、且つ前記第2の接合レンズが、全体として正の屈折力を有することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第1の接合レンズの物体側の正レンズの屈折率をnC1−1、前記第1の接合レンズの負レンズの屈折率をnC1−2、前記第1の接合レンズの物体側の正レンズのアッベ数をνC1−1、前記第1の接合レンズの負レンズのアッベ数をνC1−2、そして前記第1の接合レンズの像側の正レンズのアッベ数をνC1−3として、
条件式:
1.65<nC1−1<1.90
1.65<nC1−2<1.90
4<νC1−1−νC1−2<25
68<νC1−3<98
を満足することを特徴とする請求項2に記載のズームレンズ。 - 前記第1の接合レンズの負レンズの中心肉厚(レンズの光軸に沿って計った厚み)をdc1−2、そして前記第1の接合レンズ全体の中心肉厚をdc1−allとして、
条件式:
0.10<dc1−2/dc1−all<0.19
を満足することを特徴とする請求項2に記載のズームレンズ。 - 前記第1の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径をRC1−1、前記第1の接合レンズの2つの接合面のうちの像側の接合面の曲率半径をRC1−3、そして前記第1の接合レンズの最も像側の面の曲率半径をRC1−4として、
条件式:
0.2<(RC1−1−RC1−3)/(RC1−1+RC1−3)<0.5
−0.4<(RC1−3−RC1−4)/(RC1−3+RC1−4)<−0.1
を満足することを特徴とする請求項2に記載のズームレンズ。 - 物体側から、順次、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配設し、且つ前記第2レンズ群の物体側に前記第2レンズ群と一体的に移動する絞りを有してなり、広角端から望遠端への変倍に伴って、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が小さくなり、且つ前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が大きくなるように、少なくとも前記第1レンズ群および前記第2レンズ群が移動する構成のズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群が、
少なくとも3枚のレンズが接合されてなる第1の接合レンズと、
少なくとも2枚のレンズが接合されてなる第2の接合レンズと
を含み、
前記第2の接合レンズが、前記第1の接合レンズの像側に配置されるとともに、前記第2の接合レンズが、物体側から、順次、負レンズと、正レンズとの2枚を配置して互いに接合してなり、且つ前記第2の接合レンズの正レンズのアッベ数をνC2−2として、
条件式:
68<νC2−2<98
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第1の接合レンズの物体側に、少なくとも1枚の正レンズが配設されることを特徴とする請求項1〜6のうちのいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 前記第1の接合レンズの物体側に配設される少なくとも1枚の正レンズが、少なくとも1面の非球面を有することを特徴とする請求項7に記載のズームレンズ。
- 前記第1の接合レンズが、球面のみで構成され、且つ前記第2レンズ群に少なくとも1面の非球面を含むことを特徴とする請求項1〜8のうちのいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 撮影用光学系として、請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項に記載のズームレンズを含むことを特徴とするカメラ。
- カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項に記載のズームレンズを含むことを特徴とする携帯情報端末装置。
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