JP5621782B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明は、４群のレンズ群から構成され、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズ、及び該ズームレンズを備えた撮像装置に関する。
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサ或いはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置の高性能化及び小型化に伴い、撮像装置を備えた携帯電話や携帯情報端末が普及しつつある。これらの機器では、サイズやコストの制約が非常に厳しいことから、通常のデジタルスチルカメラ等に比べて低画素数で小型の固体撮像素子と、プラスチックレンズ１〜４枚程度からなる単焦点光学系とを備えた撮像装置が一般的に用いられている。しかし、携帯情報端末に搭載される撮像装置も高画素化及び高機能化が急速に進んでおり、高画素撮像素子に対応でき、且つ撮影者から離れた被写体を撮像可能とするだけではなく、室内での撮影のように被写体との距離を離すことができない場合にも撮影可能とするために、携帯電話機等に搭載できる小型で広角の変倍光学系が要求されている。
厚みが薄いタイプの携帯情報端末には、プリズム等の反射光学素子を用いて光軸を９０度屈曲させる屈曲光学系が多く用いられており、負正負正４成分の変倍光学系において、第１レンズ群に上記反射光学素子を用いて厚み方向の小型化を図った変倍光学系が特許公報に開示されている（特許文献１，２参照）。
近年では、撮像装置全体の小型化を目的とし、画素ピッチを小さくすることにより小型化と高画素化を両立させた固体撮像素子が開発されている。画素ピッチが小さくなることにより、１画素に入射する光の量も小さくなり、また、回折限界付近の高周波成分も解像する必要が出てくるので、撮像レンズには小型化と高性能化と共に、よりＦナンバーの小さな明るい光学系が求められている。
しかしながら、特許文献１，２のような変倍光学系では望遠端におけるＦナンバーが暗く、また屈曲光学系により薄型化を図っているものの、光学全長としては長いため、ユニット体積の観点からは小型化が不十分である。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、従来タイプより小型でありながらも、Ｆナンバーが小さく、更に諸収差が良好に補正されたズームレンズ及び該ズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
上記目的は下記に記載した発明により達成される。
１．物体側より順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とから構成され、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズにおいて、
広角端から望遠端に至る変倍で前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が縮小し、
前記第１レンズ群は光線を反射させることで光路を屈曲させる作用を有する反射光学素子と、前記第１レンズ群の最も像側に負の１ｎレンズと正の１ｐレンズから成る接合レンズと、を含み、
前記第２レンズ群は物体側より順に正の２ｐ１レンズと負の２ｎレンズと正の２ｐ２レンズとから成り、前記２ｐ１レンズと前記２ｎレンズは空気間隔を有するとともに前記２ｎレンズと前記２ｐ２レンズが接合されており、
前記第３レンズ群は１枚の負レンズから成り、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
広角端から望遠端に至る変倍で前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が縮小し、
前記第１レンズ群は光線を反射させることで光路を屈曲させる作用を有する反射光学素子と、前記第１レンズ群の最も像側に負の１ｎレンズと正の１ｐレンズから成る接合レンズと、を含み、
前記第２レンズ群は物体側より順に正の２ｐ１レンズと負の２ｎレンズと正の２ｐ２レンズとから成り、前記２ｐ１レンズと前記２ｎレンズは空気間隔を有するとともに前記２ｎレンズと前記２ｐ２レンズが接合されており、
前記第３レンズ群は１枚の負レンズから成り、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．３０＜ｎ２ｎ−ｎ２ｐ２＜０．５０・・・（１）
３０＜ν２ｐ２−ν２ｎ＜６０・・・・・・・（２）
３０＜ν１ｎ−ν１ｐ＜５０・・・・・・・・（４）
１．６＜（ｒ１２ｎ＋ｒ２２ｎ）／（ｒ１２ｎ−ｒ２２ｎ）＜３．０・・・（５）
但し、
ｎ２ｎ：前記２ｎレンズの屈折率
ｎ２ｐ２：前記２ｐ２レンズの屈折率
ν２ｐ２：前記２ｐ２レンズのアッベ数
ν２ｎ：前記２ｎレンズのアッベ数
ν１ｎ：前記１ｎレンズのアッベ数
ν１ｐ：前記１ｐレンズのアッベ数
ｒ１２ｎ：前記２ｎレンズの物体側の近軸曲率半径
ｒ２２ｎ：前記２ｎレンズの像側の近軸曲率半径
小型で収差の良好に補正されたズームレンズを得るための本発明の基本構成は物体側から順に、負の屈折力を有すると共に光線を反射させることで光路を屈曲させる作用を有する反射光学素子を含む第１レンズ群と、正の屈折力を有すると共に３枚のレンズから成る第２レンズ群と、負の屈折力を有すると共に単レンズから成る第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成される。
３０＜ν２ｐ２−ν２ｎ＜６０・・・・・・・（２）
３０＜ν１ｎ−ν１ｐ＜５０・・・・・・・・（４）
１．６＜（ｒ１２ｎ＋ｒ２２ｎ）／（ｒ１２ｎ−ｒ２２ｎ）＜３．０・・・（５）
但し、
ｎ２ｎ：前記２ｎレンズの屈折率
ｎ２ｐ２：前記２ｐ２レンズの屈折率
ν２ｐ２：前記２ｐ２レンズのアッベ数
ν２ｎ：前記２ｎレンズのアッベ数
ν１ｎ：前記１ｎレンズのアッベ数
ν１ｐ：前記１ｐレンズのアッベ数
ｒ１２ｎ：前記２ｎレンズの物体側の近軸曲率半径
ｒ２２ｎ：前記２ｎレンズの像側の近軸曲率半径
小型で収差の良好に補正されたズームレンズを得るための本発明の基本構成は物体側から順に、負の屈折力を有すると共に光線を反射させることで光路を屈曲させる作用を有する反射光学素子を含む第１レンズ群と、正の屈折力を有すると共に３枚のレンズから成る第２レンズ群と、負の屈折力を有すると共に単レンズから成る第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成される。
第１レンズ群を負の構成にすることにより、物体側から大きな角度で入射してくる光線をいち早く緩めることができ、前玉径のコンパクト化を図る点で有利となる。また、第１レンズ群内に反射光学素子を備えることにより、撮像装置の奥行き方向の寸法を小さくすることができる。
また、本ズームレンズにおいては、第１レンズ群と第２レンズ群との合成パワーは常に正パワーであり、広角端から望遠端に至る変倍で、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が縮小する。従って、広角端においては第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が変倍中で最も離間する。その上で、第２レンズ群が正の屈折力を有することにより、第１レンズ群と第２レンズ群とのパワー配置はレトロフォーカス配置となる。依って、ズームレンズの全長を短くしながらも比較的長いバックフォーカスを確保できるので、ズームレンズの最も像側の面と固体撮像素子の間に光学的ローパスフィルタ若しくは赤外線カットフィルタ等を配置するスペースを確保することができる。
一方、広角端から望遠端に至る変倍で第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が縮小するので、両レンズ群は一つの正パワーを有するレンズ群とみなすことができる。その上で、第３レンズ群が負の屈折力を有することにより、第１レンズ群と第２レンズ群の合成の正の屈折力と第３レンズの負の屈折力のパワー配置は、「正・負」となり、テレフォト配置となる。従って、本ズームレンズは比較的長い焦点距離を確保しつつ、光学全長を抑えることができる。
また、第３レンズ群を単レンズとすることにより、第３レンズ群全体が大きくなることを抑えることができるので、変倍のためのスペースを確保し、且つコストを抑えることができる。更に、第３レンズ群全体の軽量化をすることができるので、変倍時におけるアクチュエータの負荷を抑えることができる。
また、第４レンズ群が正の屈折力を有することにより、固体撮像素子の撮像面周辺部に結像する光束の主光線入射角度（主光線と光軸の成す角度）を小さく抑えることができ、所謂テレセントリック特性を確保することができる。
また、第２レンズ群は、物体側より順に正の２ｐ１レンズと負の２ｎレンズと正の２ｐ２レンズとから成る。最も物体側に正の屈折力を有する２ｐ１レンズを配置することで、第１レンズ群の負のパワーによって発散されてくる光を効率よく収斂し、球面収差を効果的に補正できる。
第２レンズ群を構成する各レンズを通過する光束は太く、球面収差やコマ収差への影響が比較的大きいことから、製造誤差による収差への影響は他のレンズ群に比べ大きくなる。そこで、２ｎレンズと２ｐ２レンズを接合レンズとすると、部品要素が減少し、更に、レンズ間の位置精度を向上させることが可能となり、製造誤差の影響を抑えることができるので生産性が良くなる。また、負レンズと正レンズのダブレットとなるため、球面収差や色収差が効率的に補正できる。
第２レンズ群を構成する各レンズを通過する光束は太く、球面収差やコマ収差への影響が比較的大きいことから、製造誤差による収差への影響は他のレンズ群に比べ大きくなる。そこで、２ｎレンズと２ｐ２レンズを接合レンズとすると、部品要素が減少し、更に、レンズ間の位置精度を向上させることが可能となり、製造誤差の影響を抑えることができるので生産性が良くなる。また、負レンズと正レンズのダブレットとなるため、球面収差や色収差が効率的に補正できる。
また、固体撮像素子の高画素化に伴い、より明るいズームレンズが求められた際に、Ｆナンバーを小さくすることによって発生する球面収差について、負の屈折力を有する２ｎレンズと正の屈折力を有する２ｐ２レンズとを配置することによって、負レンズと正レンズの組み合わせにより、Ｆナンバーを小さくすることにより発生した球面収差を効果的に補正し、更に色収差やコマ収差を効果的に補正することができる。
条件式（１）は２ｎレンズと２ｐ２レンズの屈折率の差を規定している。条件式（１）の下限値を上回ることで、屈折率の高い負レンズと屈折率の低い正レンズの組み合わせとなり、２ｐ１レンズで補正し切れなかった球面収差やコマ収差を効果的に補正することができる。一方、上限値を下回ることで入手し易い硝材で構成することができる。
また、以下の条件式を満足することがより望ましい。
０．３２＜ｎ２ｎ−ｎ２ｐ２＜０．４５
条件式（２）は２ｐ２レンズと２ｎレンズのアッベ数の差を規定している。条件式（２）の下限値を上回ることで、分散の大きい負レンズと分散の小さい正レンズの組み合わせとなり、色収差を効果的に補正することができる。一方、上限値を下回ることで入手し易い硝材で構成することができる。
条件式（２）は２ｐ２レンズと２ｎレンズのアッベ数の差を規定している。条件式（２）の下限値を上回ることで、分散の大きい負レンズと分散の小さい正レンズの組み合わせとなり、色収差を効果的に補正することができる。一方、上限値を下回ることで入手し易い硝材で構成することができる。
また、以下の条件式を満足することがより望ましい。
３５＜ν２ｐ２−ν２ｎ＜５５
条件式（４）は１ｐレンズと１ｎレンズのアッベ数の差を規定している。条件式（４）の下限値を上回ることで、分散の大きい負レンズと分散の小さい正レンズの組み合わせとなり、望遠側における色収差を効果的に補正することができる。一方、上限値を下回ることで広角側において第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広がることによる色収差の補正不足を防ぐことができる。
条件式（５）は２ｎレンズのシェーピングファクターを規定している。条件式（５）の下限値を上回ることで、２ｎレンズは強いメニスカス形状となり、接合面の発散作用が大きくなるので、２ｐ１レンズで補正し切れなかった球面収差を効率的に補正することができる。一方、上限値を下回ることによって、接合面の曲率の増大によるコマフレア等の高次収差の発生を抑えることができる。
２．前記第１レンズ群の、前記１ｎレンズと前記１ｐレンズから成る負の屈折力の接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１に記載のズームレンズ。
条件式（４）は１ｐレンズと１ｎレンズのアッベ数の差を規定している。条件式（４）の下限値を上回ることで、分散の大きい負レンズと分散の小さい正レンズの組み合わせとなり、望遠側における色収差を効果的に補正することができる。一方、上限値を下回ることで広角側において第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広がることによる色収差の補正不足を防ぐことができる。
条件式（５）は２ｎレンズのシェーピングファクターを規定している。条件式（５）の下限値を上回ることで、２ｎレンズは強いメニスカス形状となり、接合面の発散作用が大きくなるので、２ｐ１レンズで補正し切れなかった球面収差を効率的に補正することができる。一方、上限値を下回ることによって、接合面の曲率の増大によるコマフレア等の高次収差の発生を抑えることができる。
２．前記第１レンズ群の、前記１ｎレンズと前記１ｐレンズから成る負の屈折力の接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１に記載のズームレンズ。
１．５＜｜ｆ１ｂ／ｆＴ｜＜４．０・・・（３）
但し、
ｆ１ｂ：前記第１レンズ群の最も像側の接合レンズの合成焦点距離
ｆＴ：望遠端における全系の焦点距離
広角端から望遠端に至る変倍で第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小するので、第１レンズ群を通過する光束は徐々に太くなり、第１レンズ群で発生する球面収差や軸上色収差は大きくなる。そこで、第１レンズ群の最も像側に負の１ｎレンズと正の１ｐレンズとから成る負の屈折力を有する接合レンズを配置することにより、望遠側で発生する球面収差や軸上色収差を効率的に補正できる。
但し、
ｆ１ｂ：前記第１レンズ群の最も像側の接合レンズの合成焦点距離
ｆＴ：望遠端における全系の焦点距離
広角端から望遠端に至る変倍で第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が縮小するので、第１レンズ群を通過する光束は徐々に太くなり、第１レンズ群で発生する球面収差や軸上色収差は大きくなる。そこで、第１レンズ群の最も像側に負の１ｎレンズと正の１ｐレンズとから成る負の屈折力を有する接合レンズを配置することにより、望遠側で発生する球面収差や軸上色収差を効率的に補正できる。
条件式（３）は第１レンズ群の接合レンズの合成焦点距離と望遠端における全系の焦点距離の比を規定している。条件式（３）の上限値を下回ることで接合レンズは適度な負の屈折力を有し、望遠側で発生する球面収差を効率的に補正することができる。一方で、下限値を上回ることによって、レンズの屈折力の増大による収差の発生を抑えることができる。
また、以下の条件式を満足ずることがより望ましい。
２．０＜｜ｆ１ｂ／ｆＴ｜＜３．０
３．前記第２レンズ群の前記２ｐ２レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１又は前記２に記載のズームレンズ。
−０．８＜（ｒ１２ｐ２＋ｒ２２ｐ２）／（ｒ１２ｐ２−ｒ２２ｐ２）＜−０．４・・・（６）
但し、
ｒ１２ｐ２：前記２ｐ２レンズの物体側の近軸曲率半径
ｒ２２ｐ２：前記２ｐ２レンズの像側の近軸曲率半径
但し、
ｒ１２ｐ２：前記２ｐ２レンズの物体側の近軸曲率半径
ｒ２２ｐ２：前記２ｐ２レンズの像側の近軸曲率半径
条件式（６）は２ｐ２レンズのシェーピングファクターを規定している。条件式（６）の上限値を下回ることによって、２ｐ２レンズの主点位置が物体側に移動するので、２ｐ１レンズとの主点間隔が小さくなり、接合レンズにおける２ｐ２レンズの屈折力の影響が大きくなる。このため、正の屈折力を２ｐ１レンズと２ｐ２レンズで分担することにより、各レンズの屈折力を小さくすることができるので、各収差の発生を抑えることができる。一方、下限値を上回ることによって、接合面の曲率半径の増大によるコマフレア等の高次収差の発生を抑えることができる。
４．以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜３の何れか１項に記載のズームレンズ。
３．０＜ｆ２ｎ２ｐ２／ｆ２ｐ１＜１０．０・・・（７）
但し、
ｆ２ｎ２ｐ２：前記２ｎレンズと前記２ｐ２レンズとの合成焦点距離
ｆ２ｐ１：前記２ｐ１レンズの焦点距離
条件式（７）は２ｎレンズと２ｐ２レンズの合成焦点距離と、２ｐ１レンズの焦点距離との比を規定している。２ｐ１レンズと、２ｎレンズと２ｐ２レンズの合成レンズは「正・正」の構成となっており、条件式（７）の下限値を上回ることによって、第２レンズ群の主点位置が物体側に移動するので、望遠端において第１レンズ群と第２レンズ群の合成の正の屈折力が大きくなり、ズームレンズの小型化が可能となる。一方、上限値を下回ることによって、２ｐ１レンズの屈折力の過度な増大による収差の発生を抑えることができる。
但し、
ｆ２ｎ２ｐ２：前記２ｎレンズと前記２ｐ２レンズとの合成焦点距離
ｆ２ｐ１：前記２ｐ１レンズの焦点距離
条件式（７）は２ｎレンズと２ｐ２レンズの合成焦点距離と、２ｐ１レンズの焦点距離との比を規定している。２ｐ１レンズと、２ｎレンズと２ｐ２レンズの合成レンズは「正・正」の構成となっており、条件式（７）の下限値を上回ることによって、第２レンズ群の主点位置が物体側に移動するので、望遠端において第１レンズ群と第２レンズ群の合成の正の屈折力が大きくなり、ズームレンズの小型化が可能となる。一方、上限値を下回ることによって、２ｐ１レンズの屈折力の過度な増大による収差の発生を抑えることができる。
５．前記第１レンズ群は、最も物体側に負の屈折力を有して物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズを有することを特徴とする前記１〜４の何れか１項に記載のズームレンズ。
第１レンズ群の最も物体側に、物体側に凸を向けたメニスカスレンズを配置することにより、光線の入射角が小さくなり、像面湾曲やコマ収差等の収差の発生を抑えることができる。
６．前記第１レンズ群は、最も物体側に負の屈折力のレンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜５の何れか１項に記載のズームレンズ。
１．０＜｜ｆ１ａ／ｆＷ｜＜３．０・・・（８）
但し、
ｆ１ａ：前記第１レンズ群の最も物体側のレンズの焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
条件式（８）は第１レンズ群の最も物体側のレンズの焦点距離と広角端における全系の焦点距離の比を規定している。条件式（８）の上限値を下回ることによって、レンズが適度な負の屈折力を有し、広角端において、広い画角を確保することができる。一方、下限値を上回ることによって、レンズの屈折力の増大による収差の発生を抑えることができる。
但し、
ｆ１ａ：前記第１レンズ群の最も物体側のレンズの焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
条件式（８）は第１レンズ群の最も物体側のレンズの焦点距離と広角端における全系の焦点距離の比を規定している。条件式（８）の上限値を下回ることによって、レンズが適度な負の屈折力を有し、広角端において、広い画角を確保することができる。一方、下限値を上回ることによって、レンズの屈折力の増大による収差の発生を抑えることができる。
また、以下の条件式を満足することがより望ましい。
１．５＜｜ｆ１ａ／ｆＷ｜＜２．５
７．前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜６の何れか１項に記載のズームレンズ。
７．前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする前記１〜６の何れか１項に記載のズームレンズ。
０．８＜｜ｆ３／ｆＷ｜＜２．０・・・（９）
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
条件式（９）は第３レンズ群の焦点距離と広角端における全系の焦点距離の比を規定している。条件式（９）の上限を下回ることによって、第３レンズ群が適度な負の屈折力を有し、ズームレンズの小型化が可能となる。一方、下限値を上回ることによって、第３レンズ群の屈折力の増大による収差の発生を抑えることができる。
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離
条件式（９）は第３レンズ群の焦点距離と広角端における全系の焦点距離の比を規定している。条件式（９）の上限を下回ることによって、第３レンズ群が適度な負の屈折力を有し、ズームレンズの小型化が可能となる。一方、下限値を上回ることによって、第３レンズ群の屈折力の増大による収差の発生を抑えることができる。
また、以下の条件式を満足することがより望ましい。
１．０＜｜ｆ３／ｆＷ｜＜１．５
８．前記第３レンズ群は、プラスチックから成り、少なくとも１面が非球面に形成されていることを特徴とする前記１〜７の何れか１項に記載のズームレンズ。
８．前記第３レンズ群は、プラスチックから成り、少なくとも１面が非球面に形成されていることを特徴とする前記１〜７の何れか１項に記載のズームレンズ。
第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群は「正・負・正」の構成になっているため、第３レンズ群を通る光線高さは比較的小さく、第３レンズ群は外形の小さなレンズとなる。従って、手間のかかる研磨加工により製造するガラスレンズと比較すれば、射出成形により製造されるプラスチックレンズで構成することによって、安価に大量生産が可能となる。また、射出成形は非球面レンズを容易に製造することが可能なため、非球面レンズによって、各収差を効果的に補正することが可能となる。更に、プラスチックレンズはプレス温度を低くできることから、成形金型の損耗を抑えることができ、その結果、成形金型の交換回数やメンテナンス回数を減少させ、コスト低減を図ることができる。
９．前記第３レンズ群が光軸方向に移動することにより、無限遠と有限距離との間の合焦を行うことを特徴とする前記１〜８の何れか１項に記載のズームレンズ。
第３レンズ群によって合焦を行うことによって、繰り出しによる光学全長の増加や前玉レンズ径の増大を招くことなく、近距離物体まで鮮明な画像を得ることができる。
１０．前記第４レンズ群は変倍時にも合焦時にも移動することがないことを特徴とする前記１〜９の何れか１項に記載のズームレンズ。
第４レンズ群は固体撮像素子に最も近いレンズ群であり、第４レンズ群で変倍時や合焦時に移動を行うと、固体撮像素子との距離が近づき、最終レンズでもゴミやキズの影響を受け易くなることがある。それに対し、第４レンズ群を移動しないことによって、最終レンズと固体撮像素子との距離が固定されるので、ゴミやキズの影響を抑えることができる。
１１．前記１〜１０の何れか１項に記載のズームレンズを備えたことを特徴とする撮像装置。
従来タイプより小型でありながらも、Ｆナンバーが小さく、更に諸収差が良好に補正されたズームレンズを備えた撮像装置を得ることができる。
本発明のズームレンズ及び該ズームレンズを備えた撮像装置によれば、従来タイプより小型でありながらも、Ｆナンバーが小さく、更に諸収差が良好に補正されるという効果を奏する。
先ず、携帯情報端末としての携帯電話機の一例を図１の外観図に基づいて説明する。なお、図１（Ａ）は折り畳んだ携帯電話機を開いて内側から見た図であり、図１（Ｂ）は折り畳んだ携帯電話機を開いて外側から見た図である。
図１において、携帯電話機Ｔは、表示画面Ｄ１，Ｄ２を備えたケースとしての上筐体１１と、操作ボタンＢを備えた下筐体１２とがヒンジ１３を介して連結されている。撮像装置は上筐体１１内の表示画面Ｄ２の下方に内蔵されていて、上筐体１１の外表面にズームレンズの第１レンズＬ１が露出している。
なお、この撮像装置を上筐体１１内の表示画面Ｄ２の上方や側面に配置してもよい。また、携帯電話機Ｔは折り畳み式に限定されるものではない。
次に、上記の携帯電話等に内蔵され、ズームレンズを備えた撮像装置について図２の断面図を参照して説明する。
本撮像装置に内蔵されるズームレンズは、第１レンズ群Ｇｒ１、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３及び第４レンズ群Ｇｒ４の４群から構成されている。
第１レンズ群Ｇｒ１は、第１レンズＬ１、反射光学素子ＰＲＭ、第２レンズＬ２（１ｎレンズ）及び第３レンズＬ３（１ｐレンズ）から成り、全体として負の屈折力を有している。なお、反射光学素子ＰＲＭは例えば直角プリズムである。
物体からの光線は第１レンズＬ１を透過した後、反射光学素子ＰＲＭで反射して直角に屈曲され、接合レンズである第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３を透過する。従って、第１レンズＬ１の光軸ＯＡと第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３の光軸ＯＢは略直角に交差している。なお、第１レンズ群Ｇｒ１は筐体３１に固定されていて、移動することはない。
第２レンズ群Ｇｒ２は、第４レンズＬ４（２ｐ１レンズ）、及び第５レンズＬ５（２ｎレンズ）と第６レンズＬ６（２ｐ２レンズ）との接合レンズから成り、全体として正の屈折力を有している。第２レンズ群Ｇｒ２は鏡枠３２に保持されていて、変倍時には鏡枠３２が不図示の駆動手段によって駆動され、第２レンズ群Ｇｒ２は光軸ＯＢに沿って進退する。なお、第４レンズＬ４の前方には絞りＳが配置されている。
第３レンズ群Ｇｒ３は、１枚の第７レンズＬ７から成り、負の屈折力を有している。第３レンズ群Ｇｒ３は鏡枠３３に保持されていて、変倍時には鏡枠２３が不図示の駆動手段によって駆動され、第３レンズ群Ｇｒ３は光軸ＯＢに沿って進退する。また、第３レンズ群Ｇｒ３は変倍が終了した後に、無限遠と有限距離との間の合焦のために光軸ＯＢに沿って移動する。
第４レンズ群Ｇｒ４は、１枚の第８レンズＬ８から成り、正の屈折力を有している。第４レンズ群Ｇｒ４は筐体３１に固定されていて、移動することはない。
平行平板Ｆは、光学的ローパスフィルタやＩＲカットフィルタであるが、固体撮像素子のシールガラスであってもよい。
以上の如く第１レンズ群Ｇｒ１、第２レンズ群Ｇｒ２、第３レンズ群Ｇｒ３及び第４レンズ群Ｇｒ４から構成されたズームレンズにより、物体の光像は第４レンズ群Ｇｒ４の後方に位置する撮像素子２１の撮像面Ｉに結像する。なお、撮像素子２１はプリント配線板２２に実装され、プリント配線板２２は筐体３１に固定されている。
ズームレンズを始めとする各部材が筐体３１に装着された後は、蓋部材３４によって被覆される。
以下に本発明のズームレンズの実施例を示す。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆＢ：バックフォーカス（最後部に位置する平行平板を空気換算したときの値）
Ｆ：Ｆナンバー
２Ｙ：固体撮像素子の撮像面対角線長
Ｒ：曲率半径
Ｄ：軸上面間隔
Ｎｄ：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
νｄ：レンズ材料のアッベ数
２ω：画角
Ｌ：レンズ全長
また、各実施例において、各面番号の後に「＊」が記載されている面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸を取り、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の数１で表す。
ｆＢ：バックフォーカス（最後部に位置する平行平板を空気換算したときの値）
Ｆ：Ｆナンバー
２Ｙ：固体撮像素子の撮像面対角線長
Ｒ：曲率半径
Ｄ：軸上面間隔
Ｎｄ：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
νｄ：レンズ材料のアッベ数
２ω：画角
Ｌ：レンズ全長
また、各実施例において、各面番号の後に「＊」が記載されている面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸を取り、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の数１で表す。
但し、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｒ：曲率半径
Ｋ：円錐定数
また、非球面係数においては１０のべき乗数（例えば２．５×１０−０２）をＥ（例えば２．５Ｅ−０２）を用いて表している。
［実施例１］
・全体諸元を以下に示す。
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｒ：曲率半径
Ｋ：円錐定数
また、非球面係数においては１０のべき乗数（例えば２．５×１０−０２）をＥ（例えば２．５Ｅ−０２）を用いて表している。
［実施例１］
・全体諸元を以下に示す。
ｆ 4.57〜7.46〜12.56
Ｆ 3.09〜4.21〜 5.60
ズーム比 2.75
２Ｙ 5.712
・面データを以下に示す。
Ｆ 3.09〜4.21〜 5.60
ズーム比 2.75
２Ｙ 5.712
・面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) Ｄ(mm) Ｎｄ νｄ 有効半径(mm)
1 16.036 0.400 1.90370 31.3 3.56
2 5.414 1.469 3.13
3 ∞ 5.263 1.84670 23.8 3.02
4 ∞ 0.692 2.42
5 -8.292 0.400 1.60310 60.7 2.34
6 16.844 0.863 1.92290 20.9 2.32
7 -47.226 d1（可変） 2.30
8(絞り) ∞ -0.400 2.07
9（＊） 4.529 1.427 1.59200 67.0 2.08
10（＊） -14.904 0.784 2.08
11 10.687 0.658 1.90370 31.3 1.93
12 3.452 1.809 1.49700 81.6 1.77
13（＊） -9.968 d2（可変） 1.72
14（＊） -7.875 0.764 1.54470 56.2 1.67
15（＊） 4.842 d3（可変） 1.77
16（＊） 10.887 2.055 1.54470 56.2 3.03
17（＊） -8.551 0.500 3.05
18 ∞ 0.145 1.51680 64.2 2.97
19 ∞ 2.96
・非球面係数を以下に示す。
1 16.036 0.400 1.90370 31.3 3.56
2 5.414 1.469 3.13
3 ∞ 5.263 1.84670 23.8 3.02
4 ∞ 0.692 2.42
5 -8.292 0.400 1.60310 60.7 2.34
6 16.844 0.863 1.92290 20.9 2.32
7 -47.226 d1（可変） 2.30
8(絞り) ∞ -0.400 2.07
9（＊） 4.529 1.427 1.59200 67.0 2.08
10（＊） -14.904 0.784 2.08
11 10.687 0.658 1.90370 31.3 1.93
12 3.452 1.809 1.49700 81.6 1.77
13（＊） -9.968 d2（可変） 1.72
14（＊） -7.875 0.764 1.54470 56.2 1.67
15（＊） 4.842 d3（可変） 1.77
16（＊） 10.887 2.055 1.54470 56.2 3.03
17（＊） -8.551 0.500 3.05
18 ∞ 0.145 1.51680 64.2 2.97
19 ∞ 2.96
・非球面係数を以下に示す。
第９面
K=0.00000E+00,A4=-0.12865E-02,A6=-0.25566E-03,A8=0.59066E-05,A10=-0.35576E-06,A12=-0.11679E-05
第10面
K=0.00000E+00,A4=0.90262E-03,A6=-0.59106E-03,A8=0.12607E-03,A10=-0.26978E-04,A12=0.11799E-05
第13面
K=0.00000E+00,A4=0.68016E-03,A6=0.85807E-03,A8=-0.34213E-03,A10=0.10128E-03,A12=-0.11056E-04
第14面
K=0.00000E+00,A4=-0.10089E-01,A6=0.13666E-01,A8=-0.88298E-02,A10=0.34045E-02,A12=-0.71040E-03,A14=0.59563E-04
第15面
K=0.00000E+00,A4=-0.12342E-01,A6=0.15561E-01,A8=-0.92910E-02,A10=0.32767E-02,A12=-0.61889E-03,A14=0.47102E-04
第16面
K=0.00000E+00,A4=-0.18300E-02,A6=0.20409E-03,A8=0.16125E-04,A10=-0.24733E-05,A12=0.95434E-07
第17面
K=0.00000E+00,A4=0.22282E-02,A6=-0.75710E-03,A8=0.14572E-03,A10=-0.11224E-04,A12=0.32698E-06
・変倍時の各種データを以下に示す。
K=0.00000E+00,A4=-0.12865E-02,A6=-0.25566E-03,A8=0.59066E-05,A10=-0.35576E-06,A12=-0.11679E-05
第10面
K=0.00000E+00,A4=0.90262E-03,A6=-0.59106E-03,A8=0.12607E-03,A10=-0.26978E-04,A12=0.11799E-05
第13面
K=0.00000E+00,A4=0.68016E-03,A6=0.85807E-03,A8=-0.34213E-03,A10=0.10128E-03,A12=-0.11056E-04
第14面
K=0.00000E+00,A4=-0.10089E-01,A6=0.13666E-01,A8=-0.88298E-02,A10=0.34045E-02,A12=-0.71040E-03,A14=0.59563E-04
第15面
K=0.00000E+00,A4=-0.12342E-01,A6=0.15561E-01,A8=-0.92910E-02,A10=0.32767E-02,A12=-0.61889E-03,A14=0.47102E-04
第16面
K=0.00000E+00,A4=-0.18300E-02,A6=0.20409E-03,A8=0.16125E-04,A10=-0.24733E-05,A12=0.95434E-07
第17面
K=0.00000E+00,A4=0.22282E-02,A6=-0.75710E-03,A8=0.14572E-03,A10=-0.11224E-04,A12=0.32698E-06
・変倍時の各種データを以下に示す。
広角 中間 望遠
ｆ 4.57 7.46 12.57
Ｆ 3.09 4.21 5.60
ｆＢ 1.77 1.76 1.77
２ω 66.6 41.4 24.9
Ｌ 28.98 28.96 28.98
d1 7.000 4.031 0.900
d2 2.455 2.841 4.490
d3 1.518 4.100 5.582
・レンズ群データを以下に示す。
ｆ 4.57 7.46 12.57
Ｆ 3.09 4.21 5.60
ｆＢ 1.77 1.76 1.77
２ω 66.6 41.4 24.9
Ｌ 28.98 28.96 28.98
d1 7.000 4.031 0.900
d2 2.455 2.841 4.490
d3 1.518 4.100 5.582
・レンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離(mm)
1 1 -6.36
2 8 5.73
3 14 -5.39
4 16 9.13
・前述の各条件式に対応する値を以下に示す。
1 1 -6.36
2 8 5.73
3 14 -5.39
4 16 9.13
・前述の各条件式に対応する値を以下に示す。
ｎ２ｎ−ｎ２ｐ２＝０．４０７
ν２ｐ２−ν２ｎ＝５０．３
｜ｆ１ｂ／ｆＴ｜＝２．４０８
ν１ｎ−ν１ｐ＝３９．８
（ｒ１２ｎ＋ｒ２２ｎ）／（ｒ１２ｎ−ｒ２２ｎ）＝１．９５４
（ｒ１２ｐ２＋ｒ２２ｐ２）／（ｒ１２ｐ２−ｒ２２ｐ２）＝−０．４８６
ｆ２ｎ２ｐ２／ｆ２ｐ１＝８．１３１
｜ｆ１ａ／ｆＷ｜＝２．０１６
｜ｆ３／ｆＷ｜＝１．１８０
図３はズームレンズの断面図であって、図３（ａ）は広角端における断面図、図３（ｂ）は中間における断面図、図３（ｃ）は望遠端における断面図である。なお、反射光学素子ＰＲＭをその光路長と等価な平行平板として表しており、他の実施例におけるズームレンズの断面図においても同様である。図４は広角端における収差図、図５は中間焦点距離における収差図、図６は望遠端における収差図である。
ν２ｐ２−ν２ｎ＝５０．３
｜ｆ１ｂ／ｆＴ｜＝２．４０８
ν１ｎ−ν１ｐ＝３９．８
（ｒ１２ｎ＋ｒ２２ｎ）／（ｒ１２ｎ−ｒ２２ｎ）＝１．９５４
（ｒ１２ｐ２＋ｒ２２ｐ２）／（ｒ１２ｐ２−ｒ２２ｐ２）＝−０．４８６
ｆ２ｎ２ｐ２／ｆ２ｐ１＝８．１３１
｜ｆ１ａ／ｆＷ｜＝２．０１６
｜ｆ３／ｆＷ｜＝１．１８０
図３はズームレンズの断面図であって、図３（ａ）は広角端における断面図、図３（ｂ）は中間における断面図、図３（ｃ）は望遠端における断面図である。なお、反射光学素子ＰＲＭをその光路長と等価な平行平板として表しており、他の実施例におけるズームレンズの断面図においても同様である。図４は広角端における収差図、図５は中間焦点距離における収差図、図６は望遠端における収差図である。
本ズームレンズは、広角端から望遠端への変倍時に、第２レンズ群Ｇｒ２が光軸方向に沿って物体側に移動し、第３レンズ群Ｇｒ３が光軸方向に沿って物体側に移動して、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うことができる。残りのレンズ群は変倍時に固定されている。また、第３レンズ群Ｇｒ３を移動させることによって無限遠と有限距離との間の合焦を行うことができる。なお、第４レンズＬ４と第６レンズＬ６はガラスモールドレンズ、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８はプラスチック材料から形成されており、それ以外のレンズはガラス材料による研磨レンズを想定している。
また、ズームレンズ全長の短縮に伴って、第１レンズ群Ｇｒ１の負のパワーによって発散されてくる光を短い距離で収斂する必要が出てくるため、第４レンズＧｒ４の屈折力が強くなる傾向がある。そのため第４レンズＬ４の偏芯誤差感度が増大してしまう。そこで、第４レンズＬ４を調芯することによって、全系で発生する片ボケと呼ばれる画面内の非対称なボケを低減させることができる。本実施例においては、広角端のほうが望遠端よりもＦナンバーが小さいため、焦点深度が浅く片ボケの影響を受け易く、広角端においてこの調芯を行うことを前提としている。
ここで調芯とは、レンズを光軸に対して偏芯させることによって、第４レンズＬ４以外に起因する片ボケをキャンセルさせて低減させることをいう。なお、光軸に対して偏芯させる場合、平行偏芯だけでなく、傾き偏芯を行ってもよい。また、片ボケを低減させるのではなく、軸上コマ収差を低減させる目的で調芯を行ってもよい。
［実施例２］
・全体諸元を以下に示す。
［実施例２］
・全体諸元を以下に示す。
ｆ 4.50〜7.37〜12.36
Ｆ 3.09〜4.23〜 5.60
ズーム比 2.75
２Ｙ 5.712
・面データを以下に示す。
Ｆ 3.09〜4.23〜 5.60
ズーム比 2.75
２Ｙ 5.712
・面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) Ｄ(mm) Ｎｄ νｄ 有効半径(mm)
1 16.186 0.400 1.90370 31.3 3.59
2 5.389 1.478 3.14
3 ∞ 5.244 1.84670 23.8 3.04
4 ∞ 0.712 2.44
5 -8.038 0.400 1.62040 60.3 2.36
6 16.165 0.893 1.92290 20.9 2.35
7 -41.475 d1（可変） 2.33
8(絞り) ∞ -0.400 2.06
9（＊） 4.450 1.522 1.59200 67.0 2.07
10（＊） -24.000 0.784 2.03
11 13.207 0.400 1.90370 31.3 1.89
12 3.679 1.725 1.55330 71.7 1.79
13（＊） -9.238 d2（可変） 1.74
14（＊） -7.882 0.500 1.53050 55.7 1.67
15（＊） 4.350 d3（可変） 1.75
16（＊） 7.918 2.360 1.53050 55.7 3.10
17（＊） -9.232 0.638 3.05
18 ∞ 0.145 1.51680 64.2 2.94
19 ∞ 2.93
・非球面係数を以下に示す。
1 16.186 0.400 1.90370 31.3 3.59
2 5.389 1.478 3.14
3 ∞ 5.244 1.84670 23.8 3.04
4 ∞ 0.712 2.44
5 -8.038 0.400 1.62040 60.3 2.36
6 16.165 0.893 1.92290 20.9 2.35
7 -41.475 d1（可変） 2.33
8(絞り) ∞ -0.400 2.06
9（＊） 4.450 1.522 1.59200 67.0 2.07
10（＊） -24.000 0.784 2.03
11 13.207 0.400 1.90370 31.3 1.89
12 3.679 1.725 1.55330 71.7 1.79
13（＊） -9.238 d2（可変） 1.74
14（＊） -7.882 0.500 1.53050 55.7 1.67
15（＊） 4.350 d3（可変） 1.75
16（＊） 7.918 2.360 1.53050 55.7 3.10
17（＊） -9.232 0.638 3.05
18 ∞ 0.145 1.51680 64.2 2.94
19 ∞ 2.93
・非球面係数を以下に示す。
第９面
K=0.00000E+00,A4=-0.80508E-03,A6=-0.28702E-03,A8=0.59039E-04,A10=-0.13413E-04,A12=0.30875E-06
第10面
K=0.00000E+00,A4=0.11991E-02,A6=-0.49333E-03,A8=0.11716E-03,A10=-0.29390E-04,A12=0.18122E-05
第13面
K=0.00000E+00,A4=0.95975E-03,A6=0.43519E-03,A8=-0.11841E-03,A10=0.38922E-04,A12=-0.38874E-05
第14面
K=0.00000E+00,A4=-0.15458E-01,A6=0.19098E-01,A8=-0.11687E-01,A10=0.46483E-02,A12=-0.11413E-02,A14=0.14953E-03,A16=-0.74854E-05
第15面
K=0.00000E+00,A4=-0.19003E-01,A6=0.22170E-01,A8=-0.13667E-01,A10=0.55552E-02,A12=-0.14041E-02,A14=0.19428E-03,A16=-0.10994E-04
第16面
K=0.00000E+00,A4=-0.22839E-02,A6=0.37247E-03,A8=-0.19323E-04,A10=0.12432E-05,A12=-0.37042E-07
第17面
K=0.00000E+00,A4=0.25911E-02,A6=-0.55882E-03,A8=0.72992E-04,A10=-0.24699E-05,A12=-0.72330E-08
・変倍時の各種データを以下に示す。
K=0.00000E+00,A4=-0.80508E-03,A6=-0.28702E-03,A8=0.59039E-04,A10=-0.13413E-04,A12=0.30875E-06
第10面
K=0.00000E+00,A4=0.11991E-02,A6=-0.49333E-03,A8=0.11716E-03,A10=-0.29390E-04,A12=0.18122E-05
第13面
K=0.00000E+00,A4=0.95975E-03,A6=0.43519E-03,A8=-0.11841E-03,A10=0.38922E-04,A12=-0.38874E-05
第14面
K=0.00000E+00,A4=-0.15458E-01,A6=0.19098E-01,A8=-0.11687E-01,A10=0.46483E-02,A12=-0.11413E-02,A14=0.14953E-03,A16=-0.74854E-05
第15面
K=0.00000E+00,A4=-0.19003E-01,A6=0.22170E-01,A8=-0.13667E-01,A10=0.55552E-02,A12=-0.14041E-02,A14=0.19428E-03,A16=-0.10994E-04
第16面
K=0.00000E+00,A4=-0.22839E-02,A6=0.37247E-03,A8=-0.19323E-04,A10=0.12432E-05,A12=-0.37042E-07
第17面
K=0.00000E+00,A4=0.25911E-02,A6=-0.55882E-03,A8=0.72992E-04,A10=-0.24699E-05,A12=-0.72330E-08
・変倍時の各種データを以下に示す。
広角 中間 望遠
ｆ 4.50 7.37 12.36
Ｆ 3.09 4.23 5.60
ｆＢ 1.27 1.27 1.30
２ω 67.5 41.9 25.3
Ｌ 28.99 28.99 29.01
d1 6.919 3.999 0.900
d2 3.233 3.637 5.361
d3 1.497 4.013 5.388
・レンズ群データを以下に示す。
ｆ 4.50 7.37 12.36
Ｆ 3.09 4.23 5.60
ｆＢ 1.27 1.27 1.30
２ω 67.5 41.9 25.3
Ｌ 28.99 28.99 29.01
d1 6.919 3.999 0.900
d2 3.233 3.637 5.361
d3 1.497 4.013 5.388
・レンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離(mm)
1 1 -6.20
2 8 5.82
3 14 -5.21
4 16 8.44
・前述の各条件式に対応する値を以下に示す。
1 1 -6.20
2 8 5.82
3 14 -5.21
4 16 8.44
・前述の各条件式に対応する値を以下に示す。
ｎ２ｎ−ｎ２ｐ２＝０．３５０
ν２ｐ２−ν２ｎ＝４０．４
｜ｆ１ｂ／ｆＴ｜＝２．３２２
ν１ｎ−ν１ｐ＝３９．５
（ｒ１２ｎ＋ｒ２２ｎ）／（ｒ１２ｎ−ｒ２２ｎ）＝１．７７２
（ｒ１２ｐ２＋ｒ２２ｐ２）／（ｒ１２ｐ２−ｒ２２ｐ２）＝−０．４３０
ｆ２ｎ２ｐ２／ｆ２ｐ１＝４．３７９
｜ｆ１ａ／ｆＷ｜＝２．０２４
｜ｆ３／ｆＷ｜＝１．１５９
図７はズームレンズの断面図であって、図７（ａ）は広角端における断面図、図７（ｂ）は中間における断面図、図７（ｃ）は望遠端における断面図である。図８は広角端における収差図、図９は中間焦点距離における収差図、図１０は望遠端における収差図である。
ν２ｐ２−ν２ｎ＝４０．４
｜ｆ１ｂ／ｆＴ｜＝２．３２２
ν１ｎ−ν１ｐ＝３９．５
（ｒ１２ｎ＋ｒ２２ｎ）／（ｒ１２ｎ−ｒ２２ｎ）＝１．７７２
（ｒ１２ｐ２＋ｒ２２ｐ２）／（ｒ１２ｐ２−ｒ２２ｐ２）＝−０．４３０
ｆ２ｎ２ｐ２／ｆ２ｐ１＝４．３７９
｜ｆ１ａ／ｆＷ｜＝２．０２４
｜ｆ３／ｆＷ｜＝１．１５９
図７はズームレンズの断面図であって、図７（ａ）は広角端における断面図、図７（ｂ）は中間における断面図、図７（ｃ）は望遠端における断面図である。図８は広角端における収差図、図９は中間焦点距離における収差図、図１０は望遠端における収差図である。
本ズームレンズは、広角端から望遠端への変倍時に、第２レンズ群Ｇｒ２が光軸方向に沿って物体側に移動し、第３レンズ群Ｇｒ３が光軸方向に沿って物体側に移動して、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うことができる。残りのレンズ群は変倍時に固定されている。また、第３レンズ群Ｇｒ３を移動させることによって無限遠と有限距離との間の合焦を行うことができる。なお、第４レンズＬ４と第６レンズＬ６はガラスモールドレンズ、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８はプラスチック材料から形成されており、それ以外のレンズはガラス材料による研磨レンズを想定している。
また、本実施例では、広角端における第４レンズによる調芯を前提としている。
［実施例３］
・全体諸元を以下に示す。
［実施例３］
・全体諸元を以下に示す。
ｆ 4.18〜6.66〜11.50
Ｆ 3.17〜4.20〜 5.60
ズーム比 2.75
２Ｙ 5.712
・面データを以下に示す。
Ｆ 3.17〜4.20〜 5.60
ズーム比 2.75
２Ｙ 5.712
・面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) Ｄ(mm) Ｎｄ νｄ 有効半径(mm)
1 20.330 0.400 1.88300 40.8 3.70
2 5.731 1.446 3.23
3 ∞ 5.309 1.84670 23.8 3.13
4 ∞ 0.755 2.44
5 -7.414 0.400 1.56880 56.0 2.35
6 15.979 0.839 1.92290 20.9 2.33
7 -83.206 d1（可変） 2.30
8(絞り) ∞ 0.000 1.85
9（＊） 4.100 1.460 1.59200 67.0 1.96
10（＊） -110.519 0.400 1.92
11 5.777 0.400 1.90370 31.3 1.84
12 2.883 1.762 1.49700 81.6 1.71
13（＊） -17.287 d2（可変） 1.62
14（＊） -44.959 0.500 1.53050 55.7 1.60
15（＊） 3.040 d3（可変） 1.66
16（＊） 15.051 2.421 1.53050 55.7 3.15
17（＊） -4.696 0.900 3.21
18 ∞ 0.500 1.51680 64.2 2.98
19 ∞ 2.93
・非球面係数を以下に示す。
1 20.330 0.400 1.88300 40.8 3.70
2 5.731 1.446 3.23
3 ∞ 5.309 1.84670 23.8 3.13
4 ∞ 0.755 2.44
5 -7.414 0.400 1.56880 56.0 2.35
6 15.979 0.839 1.92290 20.9 2.33
7 -83.206 d1（可変） 2.30
8(絞り) ∞ 0.000 1.85
9（＊） 4.100 1.460 1.59200 67.0 1.96
10（＊） -110.519 0.400 1.92
11 5.777 0.400 1.90370 31.3 1.84
12 2.883 1.762 1.49700 81.6 1.71
13（＊） -17.287 d2（可変） 1.62
14（＊） -44.959 0.500 1.53050 55.7 1.60
15（＊） 3.040 d3（可変） 1.66
16（＊） 15.051 2.421 1.53050 55.7 3.15
17（＊） -4.696 0.900 3.21
18 ∞ 0.500 1.51680 64.2 2.98
19 ∞ 2.93
・非球面係数を以下に示す。
第9面
K=0.00000E+00,A4=-0.12187E-02,A6=-0.44343E-04,A8=-0.26551E-04,A10=0.10028E-05,A12=-0.44275E-06
第10面
K=0.00000E+00,A4=0.31600E-03,A6=-0.42536E-03,A8=0.14596E-03,A10=-0.42847E-04,A12=0.36834E-05
第13面
K=0.00000E+00,A4=0.32486E-02,A6=-0.45824E-04,A8=0.10909E-03,A10=0.55701E-05,A12=-0.32582E-05
第14面
K=0.00000E+00,A4=-0.16478E-01,A6=0.14232E-01,A8=-0.92199E-02,A10=0.34961E-02,A12=-0.71040E-03,A14=0.59563E-04
第15面
K=0.00000E+00,A4=-0.19271E-01,A6=0.16248E-01,A8=-0.10542E-01,A10=0.39007E-02,A12=-0.77105E-03,A14=0.62141E-04
第16面
K=0.00000E+00,A4=-0.12439E-02,A6=0.24814E-03,A8=-0.55012E-05,A10=-0.88920E-08
第17面
K=0.00000E+00,A4=0.28368E-02,A6=-0.12210E-03,A8=0.24703E-04,A10=-0.76532E-06
・変倍時の各種データを以下に示す。
K=0.00000E+00,A4=-0.12187E-02,A6=-0.44343E-04,A8=-0.26551E-04,A10=0.10028E-05,A12=-0.44275E-06
第10面
K=0.00000E+00,A4=0.31600E-03,A6=-0.42536E-03,A8=0.14596E-03,A10=-0.42847E-04,A12=0.36834E-05
第13面
K=0.00000E+00,A4=0.32486E-02,A6=-0.45824E-04,A8=0.10909E-03,A10=0.55701E-05,A12=-0.32582E-05
第14面
K=0.00000E+00,A4=-0.16478E-01,A6=0.14232E-01,A8=-0.92199E-02,A10=0.34961E-02,A12=-0.71040E-03,A14=0.59563E-04
第15面
K=0.00000E+00,A4=-0.19271E-01,A6=0.16248E-01,A8=-0.10542E-01,A10=0.39007E-02,A12=-0.77105E-03,A14=0.62141E-04
第16面
K=0.00000E+00,A4=-0.12439E-02,A6=0.24814E-03,A8=-0.55012E-05,A10=-0.88920E-08
第17面
K=0.00000E+00,A4=0.28368E-02,A6=-0.12210E-03,A8=0.24703E-04,A10=-0.76532E-06
・変倍時の各種データを以下に示す。
広角 中間 望遠
ｆ 4.18 6.67 11.50
Ｆ 3.17 4.20 5.60
ｆＢ 1.74 1.71 1.69
２ω 71.3 46.0 27.2
Ｌ 28.46 28.43 28.41
d1 6.290 3.569 0.500
d2 2.456 2.913 4.791
d3 1.713 3.978 5.169
・レンズ群データを以下に示す。
ｆ 4.18 6.67 11.50
Ｆ 3.17 4.20 5.60
ｆＢ 1.74 1.71 1.69
２ω 71.3 46.0 27.2
Ｌ 28.46 28.43 28.41
d1 6.290 3.569 0.500
d2 2.456 2.913 4.791
d3 1.713 3.978 5.169
・レンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離(mm)
1 1 -5.76
2 8 5.39
3 14 -5.35
4 16 7.05
・前述の各条件式に対応する値を以下に示す。
1 1 -5.76
2 8 5.39
3 14 -5.35
4 16 7.05
・前述の各条件式に対応する値を以下に示す。
ｎ２ｎ−ｎ２ｐ２＝０．４０７
ν２ｐ２−ν２ｎ＝５０．３
｜ｆ１ｂ／ｆＴ｜＝２．０４３
ν１ｎ−ν１ｐ＝３５．２
（ｒ１２ｎ＋ｒ２２ｎ）／（ｒ１２ｎ−ｒ２２ｎ）＝２．９９２
（ｒ１２ｐ２＋ｒ２２ｐ２）／（ｒ１２ｐ２−ｒ２２ｐ２）＝−０．７１４
ｆ２ｎ２ｐ２／ｆ２ｐ１＝３．１６２
｜ｆ１ａ／ｆＷ｜＝２．１８９
｜ｆ３／ｆＷ｜＝１．２７９
図１１はズームレンズの断面図であって、図１１（ａ）は広角端における断面図、図１１（ｂ）は中間における断面図、図１１（ｃ）は望遠端における断面図である。図１２は広角端における収差図、図１３は中間焦点距離における収差図、図１４は望遠端における収差図である。
ν２ｐ２−ν２ｎ＝５０．３
｜ｆ１ｂ／ｆＴ｜＝２．０４３
ν１ｎ−ν１ｐ＝３５．２
（ｒ１２ｎ＋ｒ２２ｎ）／（ｒ１２ｎ−ｒ２２ｎ）＝２．９９２
（ｒ１２ｐ２＋ｒ２２ｐ２）／（ｒ１２ｐ２−ｒ２２ｐ２）＝−０．７１４
ｆ２ｎ２ｐ２／ｆ２ｐ１＝３．１６２
｜ｆ１ａ／ｆＷ｜＝２．１８９
｜ｆ３／ｆＷ｜＝１．２７９
図１１はズームレンズの断面図であって、図１１（ａ）は広角端における断面図、図１１（ｂ）は中間における断面図、図１１（ｃ）は望遠端における断面図である。図１２は広角端における収差図、図１３は中間焦点距離における収差図、図１４は望遠端における収差図である。
本ズームレンズは、広角端から望遠端への変倍時に、第２レンズ群Ｇｒ２が光軸方向に沿って物体側に移動し、第３レンズ群Ｇｒ３が光軸方向に沿って物体側に移動して、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うことができる。残りのレンズ群は変倍時に固定されている。また、第３レンズ群Ｇｒ３を移動させることによって無限遠と有限距離との間の合焦を行うことができる。なお、第４レンズＬ４と第６レンズＬ６はガラスモールドレンズ、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８はプラスチック材料から形成されており、それ以外のレンズはガラス材料による研磨レンズを想定している。
また、本実施例では、広角端における第４レンズによる調芯を前提としている。
［実施例４］
・全体諸元を以下に示す。
［実施例４］
・全体諸元を以下に示す。
ｆ 4.17〜6.96〜11.46
Ｆ 3.13〜4.28〜 5.60
ズーム比 2.75
２Ｙ 5.712
・面データを以下に示す。
Ｆ 3.13〜4.28〜 5.60
ズーム比 2.75
２Ｙ 5.712
・面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) Ｄ(mm) Ｎｄ νｄ 有効半径(mm)
1 13.465 0.400 1.90370 31.3 3.70
2 4.547 1.550 3.13
3 ∞ 5.100 1.90370 31.3 3.07
4 ∞ 0.609 2.57
5 -11.214 0.400 1.63850 55.5 2.51
6 10.132 0.993 1.92290 20.9 2.49
7 967.514 d1（可変） 2.44
8(絞り) ∞ 0.000 1.95
9（＊） 4.486 1.534 1.58910 61.4 2.01
10（＊） -13.829 0.816 1.99
11 11.698 0.400 1.90370 31.3 1.81
12 2.846 2.070 1.58910 61.4 1.68
13（＊） -9.542 d2（可変） 1.65
14（＊） -13.600 0.700 1.53050 55.7 1.62
15（＊） 3.499 d3（可変） 1.74
16（＊） 14.798 2.032 1.53050 55.7 3.04
17（＊） -5.551 0.420 3.18
18 ∞ 0.500 1.51680 64.2 3.09
19 ∞ 3.06
・非球面係数を以下に示す。
1 13.465 0.400 1.90370 31.3 3.70
2 4.547 1.550 3.13
3 ∞ 5.100 1.90370 31.3 3.07
4 ∞ 0.609 2.57
5 -11.214 0.400 1.63850 55.5 2.51
6 10.132 0.993 1.92290 20.9 2.49
7 967.514 d1（可変） 2.44
8(絞り) ∞ 0.000 1.95
9（＊） 4.486 1.534 1.58910 61.4 2.01
10（＊） -13.829 0.816 1.99
11 11.698 0.400 1.90370 31.3 1.81
12 2.846 2.070 1.58910 61.4 1.68
13（＊） -9.542 d2（可変） 1.65
14（＊） -13.600 0.700 1.53050 55.7 1.62
15（＊） 3.499 d3（可変） 1.74
16（＊） 14.798 2.032 1.53050 55.7 3.04
17（＊） -5.551 0.420 3.18
18 ∞ 0.500 1.51680 64.2 3.09
19 ∞ 3.06
・非球面係数を以下に示す。
第9面
K=0.00000E+00,A4=-0.13836E-02,A6=-0.35486E-03,A8=0.72102E-04,A10=-0.17349E-04,A12=0.68091E-06
第10面
K=0.00000E+00,A4=0.80129E-03,A6=-0.48983E-03,A8=0.11920E-03,A10=-0.29969E-04,A12=0.20069E-05
第13面
K=0.00000E+00,A4=0.29050E-04,A6=0.24238E-04,A8=0.56053E-05,A10=0.85510E-05,A12=-0.23055E-05
第14面
K=0.00000E+00,A4=-0.19149E-01,A6=0.14382E-01,A8=-0.96269E-02,A10=0.43559E-02,A12=-0.11413E-02,A14=0.14953E-03,A16=-0.74854E-05
第15面
K=0.00000E+00,A4=-0.22422E-01,A6=0.18170E-01,A8=-0.12188E-01,A10=0.53726E-02,A12=-0.14040E-02,A14=0.19428E-03,A16=-0.10994E-04
第16面
K=0.00000E+00,A4=-0.27150E-02,A6=0.45941E-03,A8=-0.16538E-04,A10=0.49293E-06
第17面
K=0.00000E+00,A4=-0.25226E-04,A6=0.27389E-03
・変倍時の各種データを以下に示す。
K=0.00000E+00,A4=-0.13836E-02,A6=-0.35486E-03,A8=0.72102E-04,A10=-0.17349E-04,A12=0.68091E-06
第10面
K=0.00000E+00,A4=0.80129E-03,A6=-0.48983E-03,A8=0.11920E-03,A10=-0.29969E-04,A12=0.20069E-05
第13面
K=0.00000E+00,A4=0.29050E-04,A6=0.24238E-04,A8=0.56053E-05,A10=0.85510E-05,A12=-0.23055E-05
第14面
K=0.00000E+00,A4=-0.19149E-01,A6=0.14382E-01,A8=-0.96269E-02,A10=0.43559E-02,A12=-0.11413E-02,A14=0.14953E-03,A16=-0.74854E-05
第15面
K=0.00000E+00,A4=-0.22422E-01,A6=0.18170E-01,A8=-0.12188E-01,A10=0.53726E-02,A12=-0.14040E-02,A14=0.19428E-03,A16=-0.10994E-04
第16面
K=0.00000E+00,A4=-0.27150E-02,A6=0.45941E-03,A8=-0.16538E-04,A10=0.49293E-06
第17面
K=0.00000E+00,A4=-0.25226E-04,A6=0.27389E-03
・変倍時の各種データを以下に示す。
広角 中間 望遠
ｆ 4.17 6.96 11.46
Ｆ 3.13 4.28 5.60
ｆＢ 1.29 1.28 1.29
２ω 71.6 44.1 27.2
Ｌ 28.49 28.48 28.49
d1 6.248 3.363 0.500
d2 2.560 2.908 4.437
d3 1.619 4.156 5.490
・レンズ群データを以下に示す。
ｆ 4.17 6.96 11.46
Ｆ 3.13 4.28 5.60
ｆＢ 1.29 1.28 1.29
２ω 71.6 44.1 27.2
Ｌ 28.49 28.48 28.49
d1 6.248 3.363 0.500
d2 2.560 2.908 4.437
d3 1.619 4.156 5.490
・レンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離(mm)
1 1 -5.70
2 8 5.56
3 14 -5.17
4 16 7.88
・前述の各条件式に対応する値を以下に示す。
1 1 -5.70
2 8 5.56
3 14 -5.17
4 16 7.88
・前述の各条件式に対応する値を以下に示す。
ｎ２ｎ−ｎ２ｐ２＝０．３１５
ν２ｐ２−ν２ｎ＝３０．１
｜ｆ１ｂ／ｆＴ｜＝２．９６１
ν１ｎ−ν１ｐ＝３４．６
（ｒ１２ｎ＋ｒ２２ｎ）／（ｒ１２ｎ−ｒ２２ｎ）＝１．６４３
（ｒ１２ｐ２＋ｒ２２ｐ２）／（ｒ１２ｐ２−ｒ２２ｐ２）＝−０．５４１
ｆ２ｎ２ｐ２／ｆ２ｐ１＝５．３０２
｜ｆ１ａ／ｆＷ｜＝１．８６３
｜ｆ３／ｆＷ｜＝１．２４１
図１５はズームレンズの断面図であって、図１５（ａ）は広角端における断面図、図１５（ｂ）は中間における断面図、図１５（ｃ）は望遠端における断面図である。図１６は広角端における収差図、図１７は中間焦点距離における収差図、図１８は望遠端における収差図である。
ν２ｐ２−ν２ｎ＝３０．１
｜ｆ１ｂ／ｆＴ｜＝２．９６１
ν１ｎ−ν１ｐ＝３４．６
（ｒ１２ｎ＋ｒ２２ｎ）／（ｒ１２ｎ−ｒ２２ｎ）＝１．６４３
（ｒ１２ｐ２＋ｒ２２ｐ２）／（ｒ１２ｐ２−ｒ２２ｐ２）＝−０．５４１
ｆ２ｎ２ｐ２／ｆ２ｐ１＝５．３０２
｜ｆ１ａ／ｆＷ｜＝１．８６３
｜ｆ３／ｆＷ｜＝１．２４１
図１５はズームレンズの断面図であって、図１５（ａ）は広角端における断面図、図１５（ｂ）は中間における断面図、図１５（ｃ）は望遠端における断面図である。図１６は広角端における収差図、図１７は中間焦点距離における収差図、図１８は望遠端における収差図である。
本ズームレンズは、広角端から望遠端への変倍時に、第２レンズ群Ｇｒ２が光軸方向に沿って物体側に移動し、第３レンズ群Ｇｒ３が光軸方向に沿って物体側に移動して、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うことができる。残りのレンズ群は変倍時に固定されている。また、第３レンズ群Ｇｒ３を移動させることによって無限遠と有限距離との間の合焦を行うことができる。なお、第４レンズＬ４と第６レンズＬ６はガラスモールドレンズ、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８はプラスチック材料から形成されており、それ以外のレンズはガラス材料による研磨レンズを想定している。
また、本実施例では、広角端における第４レンズによる調芯を前提としている。
［実施例５］
・全体諸元を以下に示す。
［実施例５］
・全体諸元を以下に示す。
ｆ 4.46〜7.31〜12.26
Ｆ 3.15〜4.24〜 5.60
ズーム比 2.75
２Ｙ 5.712
・面データを以下に示す。
Ｆ 3.15〜4.24〜 5.60
ズーム比 2.75
２Ｙ 5.712
・面データを以下に示す。
面番号 Ｒ(mm) Ｄ(mm) Ｎｄ νｄ 有効半径(mm)
1 639.785 0.400 1.88300 40.8 3.83
2 8.958 1.181 3.48
3 ∞ 5.638 1.84670 23.8 3.38
4 ∞ 0.647 2.70
5 -11.476 0.400 1.72920 54.7 2.63
6 20.379 0.871 1.92290 20.9 2.61
7 -54.636 d1（可変） 2.58
8(絞り) ∞ 0.000 1.84
9＊ 4.174 1.428 1.69350 53.2 2.00
10＊ -26.728 0.200 1.98
11 6.453 0.400 1.90370 31.3 1.92
12 2.590 2.260 1.49700 81.4 1.76
13＊ -131.666 d2（可変） 1.74
14＊ -22.697 0.500 1.53050 55.7 1.71
15＊ 3.671 d3（可変） 1.72
16＊ 86.644 1.863 1.53050 55.7 3.36
17＊ -4.922 1.911 3.14
18 ∞ 0.500 1.51680 64.2 2.94
19 ∞ 2.92
・非球面係数を以下に示す。
1 639.785 0.400 1.88300 40.8 3.83
2 8.958 1.181 3.48
3 ∞ 5.638 1.84670 23.8 3.38
4 ∞ 0.647 2.70
5 -11.476 0.400 1.72920 54.7 2.63
6 20.379 0.871 1.92290 20.9 2.61
7 -54.636 d1（可変） 2.58
8(絞り) ∞ 0.000 1.84
9＊ 4.174 1.428 1.69350 53.2 2.00
10＊ -26.728 0.200 1.98
11 6.453 0.400 1.90370 31.3 1.92
12 2.590 2.260 1.49700 81.4 1.76
13＊ -131.666 d2（可変） 1.74
14＊ -22.697 0.500 1.53050 55.7 1.71
15＊ 3.671 d3（可変） 1.72
16＊ 86.644 1.863 1.53050 55.7 3.36
17＊ -4.922 1.911 3.14
18 ∞ 0.500 1.51680 64.2 2.94
19 ∞ 2.92
・非球面係数を以下に示す。
第９面
K=0.00000E+00,A4=-0.80636E-03,A6=-0.98475E-04,A8=-0.96060E-05,A10=0.29740E-05,A12=-0.49744E-06
第10面
K=0.00000E+00,A4=0.14495E-02,A6=-0.42534E-03,A8=0.13496E-03,A10=-0.30766E-04,A12=0.26415E-05
第13面
K=0.00000E+00,A4=0.35485E-03,A6=0.27051E-03,A8=0.13544E-03,A10=-0.80179E-04,A12=0.11369E-04
第14面
K=0.00000E+00,A4=0.64614E-02,A6=0.44697E-03,A8=-0.13644E-02,A10=0.25407E-03
第15面
K=0.00000E+00,A4=0.96015E-02,A6=0.32668E-03,A8=-0.13886E-02,A10=0.25047E-03
第16面
K=0.00000E+00,A4=-0.90200E-03,A6=0.16311E-03,A8=0.45890E-04,A10=-0.72724E-05,A12=0.47914E-06,A14=-0.87290E-08
第17面
K=0.00000E+00,A4=0.14212E-02,A6=-0.86719E-04,A8=0.22770E-04,A10=0.53370E-05,A12=-0.95692E-06,A14=0.47861E-07,
・変倍時の各種データを以下に示す。
K=0.00000E+00,A4=-0.80636E-03,A6=-0.98475E-04,A8=-0.96060E-05,A10=0.29740E-05,A12=-0.49744E-06
第10面
K=0.00000E+00,A4=0.14495E-02,A6=-0.42534E-03,A8=0.13496E-03,A10=-0.30766E-04,A12=0.26415E-05
第13面
K=0.00000E+00,A4=0.35485E-03,A6=0.27051E-03,A8=0.13544E-03,A10=-0.80179E-04,A12=0.11369E-04
第14面
K=0.00000E+00,A4=0.64614E-02,A6=0.44697E-03,A8=-0.13644E-02,A10=0.25407E-03
第15面
K=0.00000E+00,A4=0.96015E-02,A6=0.32668E-03,A8=-0.13886E-02,A10=0.25047E-03
第16面
K=0.00000E+00,A4=-0.90200E-03,A6=0.16311E-03,A8=0.45890E-04,A10=-0.72724E-05,A12=0.47914E-06,A14=-0.87290E-08
第17面
K=0.00000E+00,A4=0.14212E-02,A6=-0.86719E-04,A8=0.22770E-04,A10=0.53370E-05,A12=-0.95692E-06,A14=0.47861E-07,
・変倍時の各種データを以下に示す。
広角 中間 望遠
ｆ 4.46 7.31 12.27
Ｆ 3.15 4.24 5.60
ｆＢ 2.80 2.75 2.73
２ω 67.9 42.0 25.5
Ｌ 28.51 28.46 28.44
d1 6.656 3.549 0.500
d2 1.503 1.899 3.431
d3 1.591 4.302 5.820
・レンズ群データを以下に示す。
ｆ 4.46 7.31 12.27
Ｆ 3.15 4.24 5.60
ｆＢ 2.80 2.75 2.73
２ω 67.9 42.0 25.5
Ｌ 28.51 28.46 28.44
d1 6.656 3.549 0.500
d2 1.503 1.899 3.431
d3 1.591 4.302 5.820
・レンズ群データを以下に示す。
群 始面 焦点距離(mm)
1 1 -6.69
2 8 5.37
3 14 -5.92
4 16 8.84
・前述の各条件式に対応する値を以下に示す。
1 1 -6.69
2 8 5.37
3 14 -5.92
4 16 8.84
・前述の各条件式に対応する値を以下に示す。
ｎ２ｎ−ｎ２ｐ２＝０．４０７
ν２ｐ２−ν２ｎ＝５０．１
｜ｆ１ｂ／ｆＴ｜＝２．２４３
ν１ｎ−ν１ｐ＝３３．８
（ｒ１２ｎ＋ｒ２２ｎ）／（ｒ１２ｎ−ｒ２２ｎ）＝２．３４１
（ｒ１２ｐ２＋ｒ２２ｐ２）／（ｒ１２ｐ２−ｒ２２ｐ２）＝−０．９６１
ｆ２ｎ２ｐ２／ｆ２ｐ１＝−２１．８８１
｜ｆ１ａ／ｆＷ｜＝２．３０８
｜ｆ３／ｆＷ｜＝１．３２７
図１９はズームレンズの断面図であって、図１９（ａ）は広角端における断面図、図１９（ｂ）は中間における断面図、図１９（ｃ）は望遠端における断面図である。図２０は広角端における収差図、図２１は中間焦点距離における収差図、図２２は望遠端における収差図である。
ν２ｐ２−ν２ｎ＝５０．１
｜ｆ１ｂ／ｆＴ｜＝２．２４３
ν１ｎ−ν１ｐ＝３３．８
（ｒ１２ｎ＋ｒ２２ｎ）／（ｒ１２ｎ−ｒ２２ｎ）＝２．３４１
（ｒ１２ｐ２＋ｒ２２ｐ２）／（ｒ１２ｐ２−ｒ２２ｐ２）＝−０．９６１
ｆ２ｎ２ｐ２／ｆ２ｐ１＝−２１．８８１
｜ｆ１ａ／ｆＷ｜＝２．３０８
｜ｆ３／ｆＷ｜＝１．３２７
図１９はズームレンズの断面図であって、図１９（ａ）は広角端における断面図、図１９（ｂ）は中間における断面図、図１９（ｃ）は望遠端における断面図である。図２０は広角端における収差図、図２１は中間焦点距離における収差図、図２２は望遠端における収差図である。
本ズームレンズは、広角端から望遠端への変倍時に、第２レンズ群Ｇｒ２が光軸方向に沿って物体側に移動し、第３レンズ群Ｇｒ３が光軸方向に沿って物体側に移動して、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うことができる。残りのレンズ群は変倍時に固定されている。また、第３レンズ群Ｇｒ３を移動させることによって無限遠と有限距離との間の合焦を行うことができる。なお、第４レンズＬ４と第６レンズＬ６はガラスモールドレンズ、第７レンズＬ７と第８レンズＬ８はプラスチック材料から形成されており、それ以外のレンズはガラス材料による研磨レンズを想定している。
また、本実施例では、広角端における第４レンズによる調芯を前提としている。
ここで、プラスチック材料は温度変化時の屈折率変化が大きいため、第７レンズＬ７や第８レンズＬ８をプラスチックレンズで構成した際に、周囲温度が変化した際に、撮像レンズ全系の像点位置が変動してしまうという問題を抱えてしまう。
そこで最近では、プラスチック材料中に無機微粒子を混合させ、プラスチック材料の温度変化を小さくできることが分かってきた。詳細に説明すると、一般に透明なプラスチック材料に微粒子を混合させると、光の散乱が生じ透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難であったが、微粒子の大きさを透過光束の波長より小さくすることにより、散乱が実質的に発生しないようにできる。プラスチック材料は温度が上昇することにより屈折率が低下してしまうが、無機粒子は温度が上昇すると屈折率が上昇する。そこで、これらの温度依存性を利用して互いに打ち消し合うように作用させることにより、屈折率変化が殆ど生じないようにすることができる。具体的には、母材となるプラスチック材料に最大長が２０ナノメートル以下の無機粒子を分散させることにより、屈折率の温度依存性の極めて低いプラスチック材料となる。例えばアクリルに酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の微粒子を分散させることで、温度変化による屈折率変化を小さくすることができる。本発明において、第７レンズＬ７や第８レンズＬ８に、このような無機粒子を分散させたプラスチック材料を用いることにより、撮像レンズ全系の温度変化時の像点位置変動を小さく抑えることが可能となる。
また近年、撮像装置を低コストに且つ大量に実装する方法として、予め半田がポッティングされた基板に対し、ＩＣチップその他の電子部品と光学素子とを載置したままリフロー処理（加熱処理）し、半田を溶融させることにより電子部品と光学素子とを基板に同時実装するという技術が提案されている。
このようなリフロー処理を用いて実装を行うためには、電子部品と共に光学素子を約２００〜２６０度に加熱する必要があるが、このような高温下では熱可塑性樹脂を用いたレンズでは熱変形し或いは変色して、その光学性能が低下してしまうという問題点がある。このような問題を解決するための方法の一つとして、耐熱性能に優れたガラスモールドレンズを使用し、小型化と高温環境での光学性能を両立する技術が提案されているが、熱可塑性樹脂を用いたレンズよりもコストが高いため、撮像装置の低コスト化の要求に応えられないという問題があった。
そこで、撮像レンズの材料にエネルギー硬化性樹脂を使用することで、ポリカーボネイト系やポリオレフィン系のような熱可塑性樹脂を用いたレンズに比べ、高温に曝されたときの光学性能の低下が小さいため、リフロー処理に有効であり、且つガラスモールドレンズよりも製造し易く安価となり、撮像レンズを組み込んだ撮像装置の低コストと量産性を両立できる。なお、エネルギー硬化性樹脂とは、熱硬化性樹脂及び紫外線硬化性樹脂の何れをも指すものとする。
また、本発明のプラスチックレンズを前述のエネルギー硬化性樹脂も用いて形成してもよい。
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
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｌ６ 第６レンズ
Ｌ７ 第７レンズ
Ｌ８ 第８レンズ
ＰＲＭ 反射光学素子
Ｆ 平行平板
Ｉ 撮像面
Ｓ 絞り
Ｔ 携帯電話機
Ｇｒ２ 第２レンズ群
Ｇｒ３ 第３レンズ群
Ｇｒ４ 第４レンズ群
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｌ６ 第６レンズ
Ｌ７ 第７レンズ
Ｌ８ 第８レンズ
ＰＲＭ 反射光学素子
Ｆ 平行平板
Ｉ 撮像面
Ｓ 絞り
Ｔ 携帯電話機
Claims (11)
- 物体側より順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とから構成され、各レンズ群の間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズにおいて、
広角端から望遠端に至る変倍で前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が縮小し、
前記第１レンズ群は光線を反射させることで光路を屈曲させる作用を有する反射光学素子と、前記第１レンズ群の最も像側に負の１ｎレンズと正の１ｐレンズから成る接合レンズと、を含み、
前記第２レンズ群は物体側より順に正の２ｐ１レンズと負の２ｎレンズと正の２ｐ２レンズとから成り、前記２ｐ１レンズと前記２ｎレンズは空気間隔を有するとともに前記２ｎレンズと前記２ｐ２レンズが接合されており、
前記第３レンズ群は１枚の負レンズから成り、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
０．３０＜ｎ２ｎ−ｎ２ｐ２＜０．５０
３０＜ν２ｐ２−ν２ｎ＜６０
３０＜ν１ｎ−ν１ｐ＜５０
１．６＜(ｒ１２ｎ＋ｒ２２ｎ)／(ｒ１２ｎ−ｒ２２ｎ)＜３．０
但し、
ｎ２ｎ：前記２ｎレンズの屈折率
ｎ２ｐ２：前記２ｐ２レンズの屈折率
ν２ｐ２：前記２ｐ２レンズのアッベ数
ν２ｎ：前記２ｎレンズのアッベ数
ν１ｎ：前記１ｎレンズのアッベ数
ν１ｐ：前記１ｐレンズのアッベ数
ｒ１２ｎ：前記２ｎレンズの物体側の近軸曲率半径
ｒ２２ｎ：前記２ｎレンズの像側の近軸曲率半径 - 前記第１レンズ群の、前記１ｎレンズと前記１ｐレンズから成る負の屈折力の接合レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
１．５＜｜ｆ１ｂ／ｆＴ｜＜４．０
但し、
ｆ１ｂ：前記第１レンズ群の最も像側の接合レンズの合成焦点距離
ｆＴ：望遠端における全系の焦点距離 - 前記第２レンズ群の前記２ｐ２レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のズームレンズ。
−０．８＜(ｒ１２ｐ２＋ｒ２２ｐ２)／(ｒ１２ｐ２−ｒ２２ｐ２)＜−０．４
但し、
ｒ１２ｐ２：前記２ｐ２レンズの物体側の近軸曲率半径
ｒ２２ｐ２：前記２ｐ２レンズの像側の近軸曲率半径 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のズームレンズ。
３．０＜ｆ２ｎ２ｐ２／ｆ２ｐ１＜１０．０
但し、
ｆ２ｎ２ｐ２：前記２ｎレンズと前記２ｐ２レンズとの合成焦点距離
ｆ２ｐ１：前記２ｐ１レンズの焦点距離 - 前記第１レンズ群は、最も物体側に負の屈折力を有して物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズを有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群は、最も物体側に負の屈折力のレンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のズームレンズ。
１．０＜｜ｆ１ａ／ｆＷ｜＜３．０
但し、
ｆ１ａ：前記第１レンズ群の最も物体側のレンズの焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離 - 前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のズームレンズ。
０．８＜｜ｆ３／ｆＷ｜＜２．０
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆＷ：広角端における全系の焦点距離 - 前記第３レンズ群は、プラスチックから成り、少なくとも１面が非球面に形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群が光軸方向に移動することにより、無限遠と有限距離との間の合焦を行うことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第４レンズ群は変倍時にも合焦時にも移動することがないことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のズームレンズ。
- 請求項１〜１０の何れか１項に記載のズームレンズを備えたことを特徴とする撮像装置。
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