JP5648517B2 - ズームレンズおよびカメラおよび情報装置 - Google Patents
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Description
(1) −3.0 <(F2−F3)/Fm< −0.5
(2) |β3w| < 0.15
(3) |β3t| < 0.15
を満足することを特徴とする。
(4) 1 <Exp/Y’< 3
を満足することが好ましい(請求項2)。
上記「射出瞳距離:Exp」は、像面から射出瞳に向かう方向を正とする「像面から射出瞳までの距離」であり、像面から射出瞳位置までの間に、平行平面板等が存在した場合、空気換算した値である。
(5) 0.75 < Y’/Fw
を満足することが好ましい(請求項3)。
(6) 1.5 < Ft/Fw
を満足することが好ましい(請求項4)。
カメラは「ズームレンズによる像を撮像素子により読取る機能を持つカメラ」として構成することができ、この場合には、ズームレンズとして、請求項1〜4の任意の1に記載のものを用いることができる(請求項6)。
請求項1における条件(1)は、第2レンズ群の焦点距離:F2と第3レンズ群の焦点距離:F3とのバランスを図るためのものである。第2レンズ群、第3レンズ群ともに屈折力は負であるから、上記焦点距離:F2、F3はともに「負数」である。
条件(1)の下限値「−3.0」を下回ると、第3レンズ群のパワーが相対的に大きくなりすぎて製造誤差感度が上昇し、加工性に不利となるか、第2レンズ群のパワーが小さくなることにより「変倍に寄与する他のレンズ群」とのパワーバランスが崩れ、諸収差の補正が困難となる。
ここに、βFは「フォーカス群(第3レンズ群)の横倍率」であり、βrは「フォーカス群より像側に配置された全てのレンズ群(第4、第5レンズ群)の合成倍率」である。
(1A) −2.8 <(F2−F3)/Fm< −0.9
(2A) |β3w| < 0.11
(3A) |β3t| < 0.10
を満足することが好ましい。
(4A) 1.4 <Exp/Y’< 2.8
を満足するのが良い。
(6A) 1.8 <Ft/Fw< 3.5
を満足するのがよい。
従って、このような歪曲収差補正を前提とし、ズームレンズに上記電子的な処理によって補正できる範囲の歪曲収差を許容すれば、歪曲収差以外の収差を「より良好に補正」することができ、広画角化や高変倍化、高性能化に資することができる。
このため、高変倍化を進めるには、第1レンズ群で発生する収差量を十分に小さく抑える必要があり、そのためには第1レンズ群を上記構成とすることが好ましい。
この発明のズームレンズは、上記の如く、フォーカシングを行なう第3レンズが「1枚の負レンズ」で構成され、軽量であるためにフォーカス時の駆動エネルギを小さくでき、
また、条件(2)、(3)を満足することにより、「フォーカス感度」が適正な大きさとなり、フォーカシングに必要な移動量が小さくなるので、高速AFが可能となり、使用状態におけるズームレンズの小型化を実現できる。
図1〜図5は、ズームレンズの実施の形態を示している。図1〜図5に示すズームレンズはこの順序に、後述する実施例1〜5に関するものである。
符号「I」により第1レンズ群、符号「II」により第2レンズ群、符号「III」により第3レンズ群、符号「IV」により第4レンズ群、符号「V」により第5レンズ群を示す。また、符号「S」により開口絞りを示す。図の左方が「物体側」、右方が「像側」である。
符号Fは「透明平行平板」を示す。透明平行平板Fは、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタ(物体側の透明平行平板)やCCDセンサ等の撮像素子のカバーガラス(シールガラス 像側の透明平行平板)を「これらに等価な2枚の透明平行平板」として示したものである。
第3レンズ群IIIは1枚の負レンズにより構成され、その変位によりフォーカシングが行なわれる。なお、開口絞りSは第4レンズ群IVと一体で変位する。
携帯情報端末装置のシステム構成は、図22に示すように、「ズームレンズ」である撮影レンズ1と「撮像素子」である受光素子13を有し、撮影レンズ1によって形成される撮影対象物の像を受光素子13によって読取るように構成され、受光素子13からの出力を、中央演算装置11の制御を受ける信号処理装置14によって処理してデジタル情報に変換する。
このとき、ファインダ2も撮影レンズ1の画角の変化に連動して変倍する。
F:Fナンバ
ω:半画角
R:曲率半径(非球面にあっては近軸曲率半径)
D:面間隔
Nd:屈折率
νd:アッベ数
K:非球面の円錐定数
A4:4次の非球面定数
A6:6次の非球面定数
A8:8次の非球面定数
A10:10次の非球面定数
A12:12次の非球面定数
A14:14次の非球面定数
「非球面形状」は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率):C、光軸からの高さ:H、円錐定数:K、上記各次数の非球面係数を用い、Xを光軸方向における非球面量として、周知の式:
X=CH2/[1+√{1−(1+K)C2H2}]+A4・H4+A6・H6
+A8・H8+A10・H10+A12・H12+A14・H14
で表され、近軸曲率半径R(=1/C)と円錐定数:K、非球面係数:A4〜A14を与えて形状を特定する。
実施例1のズームレンズは、図1に示すように、第1レンズ群Iは「物体側から順に物体側に凸面を向けた負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の接合レンズ」によりなる。
実施例1のデータを表1に示す。
非球面(上記表中に「*」印を付した面 以下の他の実施例においても同様である。)のデータを以下に示す。
第4面
K=0
A4=1.056440E-06
A6=4.970200E-08
A8=-7.07385E-10
A10=5.361300E-12
A12=-1.57191E-14
第13面
K=0
A4=-7.78796E-05
A6=-2.65621E-07
A8=-1.50697E-09
第21面
K=0
A4=3.625180E-05
A6=1.430340E-06
A8=-1.49906E-08
第22面
K=0
A4=1.042670E-04
A6=1.381650E-06
A8=-1.17092E-08
上の表記で例えば「-1.17092E-08」は「-1.17092×10-8」を意味する。以下の実施例においても同様である。
可変量のデータを表2に示す。
実施例2のズームレンズのレンズ構成は図2に示す如くである。
実施例1と異なる点は、第2レンズ群IIの第2レンズが「像側により強い凹面を向けた両凹レンズ」、第4レンズ群IVの第3レンズが「像側により強い凹面を向けた両凹レンズ」であることであり、他は実施例1のものと同様である。
実施例2のデータを表3に示す。
非球面のデータを以下に示す。
第4面
K=0
A4=-2.56108E-06
A6=1.044020E-07
A8=-1.4309E-09
A10=1.355110E-11
A12=-5.04361E-14
第13面
K=0
A4=-9.25137E-05
A6=-3.51547E-07
A8=-8.00052E-09
第21面
K=0
A4=-2.51375E-04
A6=3.572660E-06
A8=1.359970E-08
第22面
K=0
A4=-1.75754E-04
A6=4.150840E-06
A8=-1.1655E-08 。
可変量のデータを表4に示す。
実施例3のズームレンズのレンズ構成は図3に示す如くである。
実施例1と異なる点は、第2レンズ群IIの第2レンズが「像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ」である点であり、他は実施例1と同様である。
実施例3のデータを表5に示す。
非球面のデータを以下に示す。
第4面
K=0
A4=2.777450E-05
A6=-3.99444E-08
A8=6.048460E-10
A10=1.095400E-12
A12=-2.48491E-14
第13面
K=0
A4=-9.36505E-05
A6=4.158310E-08
A8=-5.89151E-09
第21面
K=0
A4=5.741240E-06
A6=-1.82504E-06
A8=4.009180E-09
第22面
K=0
A4=1.736520E-04
A6=-1.06638E-06
A8=2.185120E-08 。
可変量のデータを表6に示す。
実施例4のズームレンズのレンズ構成は図4に示す如くである。
実施例1と異なる点は、第1レンズ群Iの第2レンズが「物体側により強い凸面を向けた両凸レンズ」、第5レンズ群Vの第2レンズが「像側にのみ非球面を有する」点のみであり、他は実施例1と同様である。
実施例4のデータを表7に示す。
非球面のデータを以下に示す。
第4面
K=0
A4=5.736250E-06
A6=1.541920E-07
A8=-1.54552E-09
A10=2.609640E-11
A12=-1.36118E-13
第13面
K=0
A4=-6.60531E-05
A6=-9.67387E-08
A8=-6.97485E-09
第22面
K=0
A4=2.216200E-04
A6=2.466620E-06
A8=-2.45507E-08
A10=6.485260E-10 。
可変量のデータを表8に示す。
実施例5のズームレンズのレンズ構成は図5に示す如くである。レンズ構成は実施例1と同様である。
実施例5のデータを表9に示す。
非球面のデータを以下に示す。
第4面
K=0
A4=3.219740E-06
A6=3.603850E-08
A8=-5.10179E-10
A10=3.418800E-12
A12=-8.46642E-15
第13面
K=0
A4=-7.30888E-05
A6=-2.79226E-07
A8=-1.37626E-09
第21面
K=0
A4=2.979630E-05
A6=1.179710E-06
A8=-6.349E-09
第22面
K=0
A4=9.580120E-05
A6=1.208010E-06
A8=-8.5897E-09
「可変量」
可変量のデータを表10に示す。
実施例1〜5における各条件式のパラメータの値を表11に示す。
各レンズ群のレンズ構成は、上記の如く、第1レンズ群Iが「負・正の2枚構成」、第2レンズ群が「負・負・正」の3枚構成、第3レンズ群IIIが1枚の負レンズ、第4群が「正・正・負の3枚構成」、第5群が「正・負の2枚構成」であり、このようなレンズ構成は好適である。
この電子的な補正により、中間焦点距離・広角端における理想像高が「所望のイメージサークルの大きさ」である14.3mmとなるようにするのである。即ち、中間焦点距離・広角端における「イメージサークルの大きさ」を所望のイメージサークルの大きさの「(100+Dis(X))/100倍」とすることができる。
II 第2レンズ群
III 第3レンズ群
S 開口絞り
IV 第4レンズ群
V 第5レンズ群
Claims (7)
- 光軸に沿って物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群を配し、第3レンズ群と第4レンズ群との間に絞りを配してなり、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群が物体側へ移動し、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔が増大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が増大し、第3レンズ群と第4レンズ群の間隔が減少し、第4レンズ群と第5レンズ群の間隔が減少し、第3レンズ群が1枚の負レンズにより構成され、第3レンズ群の変位によりフォーカシングを行なうズームレンズにおいて、
第2レンズ群の焦点距離:F2、第3レンズ群の焦点距離:F3、広角端における全系の焦点距離:Fw、望遠端における全系の焦点距離:Ft、これら焦点距離:Fw、Ftの幾何平均:Fm(=√(Fw×Ft))、広角端における第3レンズ群の横倍率:β3w、
望遠端における第3レンズ群の横倍率:β3tが、条件:
(1) −3.0 <(F2−F3)/Fm< −0.5
(2) |β3w| < 0.15
(3) |β3t| < 0.15
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1記載のズームレンズにおいて、
像面から射出瞳位置へ向かう向きを正とする、広角端における射出瞳距離:Exp、望遠端における最大像高:Y’が、条件:
(4) 1 <Exp/Y’< 3
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1または2記載のズームレンズにおいて、
望遠端における最大像高:Y’、広角端における全系の焦点距離:Fwが、条件:
(5) 0.75 < Y’/Fw
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜3の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
広角端および望遠端における全系の焦点距離:FwおよびFtが、条件:
(6) 1.5 < Ft/Fw
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜4の任意の1に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴とするカメラ。
- ズームレンズによる像を撮像素子により読取る機能を持ち、ズームレンズとして、請求項1ないし4の任意の1に記載のものを用いることを特徴とするカメラ。
- 請求項1〜4の任意の1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し、携帯情報端末装置として構成されたことを特徴とする情報装置。
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