JP5959294B2 - ズームレンズを備えた撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ズームレンズを備えた撮像装置、特に、反射部材を有するズームレンズを備えた撮像装置に関する。
電子撮像素子を用いたデジタルカメラなどの撮像装置には、小型化、軽量化、低コスト化が求められている。これらの要求に対応するズームレンズとして、光学系の光路中に反射面を配置し、この反射面で光路を折り曲げるズームレンズが知られている。光学系の光路を折り曲げる構成により、光学系はもちろんのこと、撮像装置の薄型化、小型化ができる。そのため、このようなズームレンズを採用した撮像装置が普及している。
また、ズームレンズには、変倍比の大きいズームレンズが求められている。これは、変倍比の大きいズームレンズは、より広範囲の撮影を行なうシーンへの対応が可能となるからである。
光路を折り曲げる構成で、且つ、比較的広画角であるズームレンズ、及びこのズームレンズを備えた撮像装置が、特許文献1、2、3に開示されている。
特開2009−128620号公報 特開2011−095505号公報 特開2011−017772号公報
特許文献1に開示されたズームレンズは、広角端での半画角が40.4度程度である。また、特許文献2に開示されたズームレンズは、広角端での半画角が39.32度程度である。また、特許文献3に開示されたズームレンズは、広角端での半画角は43.3度程度で、変倍比が3.76倍程度である。
例えば、大きな建造物の撮影や、広大な景色を背景にした記念撮影や、水中での近接撮影や、デフォルメ効果を期待した撮影などでは、ズームレンズとしては、広角端における画角が広いことが好ましい。それに加えて、上記以外のさまざまな撮影シーンへ対応するためには、ズームレンズとしては、十分な変倍比が確保されていることが好ましい。
このように、ズームレンズには、広角端における広画角化と高変倍比化の両立が求められている。また、撮影装置自体の薄型化のために、ズームレンズの厚さ方向の薄型化も求められる。
しかしながら、特許文献1、2、3に開示されているズームレンズでは、広角端における広画角化と高変倍比化の両立が十分に達成されているとはいえない。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、広角端における広画角化と高変倍比化が両立され、且つ、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の提供を目的とするものである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、第1の構成、第2の構成及び第3の構成のうちのいずれか1つの構成を備え、
前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
前記第3の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、正屈折力のレンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有するパワーレスのプリズムである反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
以下の条件式(1)、(22)を満足することを特徴とする。
4.5≦|f1Po|×f1Pi/IHt 2≦7.5 (1)
5.6≦tanωw/(Lpri/Lw)≦ 9.5 ・・・(22)
ただし、
1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
1Piは、前記第1正レンズ群像側系の焦点距離、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
priは、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
wは、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
である。
また、本発明の別の撮像装置は、
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、第1の構成又は第2の構成を備え、
前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり
変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
前記反射部材はプリズムであり、
以下の条件式(2)、(3)を満足することを特徴とする。
0.7≦tanωw−(Lpri/Lw)≦1.3 (2)
3.5≦DT/(f1Po/IHt)≦16 (3)
ただし、
ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
priは、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
wは、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
DT=(IHw−fw×tanωw)/(fw×tanωw)×100であり(単位は%)、
IHwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
wは、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。
また、本発明の別の撮像装置は、
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、第1の構成又は第2の構成を備え、
前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有するパワーレスのプリズムである反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
以下の条件式(4)、(5−1)、(22)を満足することを特徴とする。
4.2≦|(f1Po/IHt)×(f1P/IHt)/tanωw|≦11.6 (4)
5.6≦|(f1Po/fw)×(f1P/fw)|≦11.0 (5−1)
5.6≦tanωw/(Lpri/Lw)≦ 9.5 ・・・(22)
ただし、
1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
1Pは、前記第1正レンズ群の焦点距離、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
wは、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
priは、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
wは、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
である。
また、本発明の別の撮像装置は、
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、第1の構成、第2の構成及び第3の構成のうちのいずれか1つの構成を備え、
前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり
前記第3の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、正屈折力のレンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
以下の条件式(1)、(6)を満足することを特徴とする。
4.5≦|f 1Po |×f 1Pi /IH t 2 ≦7.5 (1)
1.0≦|(f1Po/IHt)/(tanωw2|≦3.7 (6)
ただし、
1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
1Pi は、前記第1正レンズ群像側系の焦点距離、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
である。
また、本発明の別の撮像装置は、
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、第1の構成、第2の構成及び第3の構成のうちのいずれか1つの構成を備え、
前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり
前記第3の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、正屈折力のレンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
前記反射部材はプリズムであり、
以下の条件式(1)、(5)、(7)を満足することを特徴とする。
4.5≦|f 1Po |×f 1Pi /IH t 2 ≦7.5 (1)
5.6≦|(f1Po/fw)×(f1P/fw)|≦11.5 (5)
1.5≦(Lpri/IHt)×(fw/IHt)/tanωw≦2.8 (7)
ただし、
1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
1Pi は、前記第1正レンズ群像側系の焦点距離、
1Pは、前記第1正レンズ群の焦点距離、
wは、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
priは、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
である。
また、本発明の別の撮像装置は、
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、第1の構成、第2の構成及び第3の構成のうちのいずれか1つの構成を備え、
前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり
前記第3の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、正屈折力のレンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
以下の条件式(5−1)、(8)、(9)を満足することを特徴とする。
5.6≦|(f1Po/fw)×(f1P/fw)|≦11.0 (5−1)
0.7≦|fn/IHt|≦4.0 (8)
1.2≦|f1Po/IHt|≦3.6 (9)
ただし、
1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
1Pは、前記第1正レンズ群の焦点距離、
wは、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
nは、前記ズームレンズに含まれる各々のレンズ群の焦点距離であって、前記各々のレンズ群は、変倍時の移動または静止によって特定され、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
である。
また、本発明の別の撮像装置は、
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、第1の構成又は第2の構成を備え、
前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり
変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
前記反射部材はプリズムであり、
以下の条件式(2)、(10)を満足することを特徴とする。
0.7≦tanωw−(Lpri/Lw)≦1.3 (2)
1.2≦|f1Po/fw|≦2.9 (10)
ただし、
ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
priは、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
wは、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
wは、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。
また、本発明の別の撮像装置は、
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、第1の構成又は第2の構成を備え、
前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有するパワーレスのプリズムである反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
ωw≧42度であり、
以下の条件式(3)、(22)を満足することを特徴とする。
3.5≦DT/(f1Po/IHt)≦16 (3)
5.6≦tanωw/(Lpri/Lw)≦ 9.5 ・・・(22)
ただし、
ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
DT=(IHw−fw×tanωw)/(fw×tanωw)×100であり(単位は%)、
IHwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
wは、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
priは、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
wは、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
である。
本発明によれば、広角端における広画角化と高変倍比化が両立され、且つ、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提供することができる。
本発明のズームレンズの実施例1の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間焦点距離状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例2の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間焦点距離状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例3の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間焦点距離状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例4の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間焦点距離状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例5の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間焦点距離状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例6の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間焦点距離状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例7の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間焦点距離状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例8の無限遠物点合焦時の広角端(a)、中間焦点距離状態(b)、望遠端(c)でのレンズ断面図である。 実施例1の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例2の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例3の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例4の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例5の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例6の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例7の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例8の無限遠物点合焦時の収差図である。 ωwを説明するための図である。 歪曲収差の補正を説明する図である。 本発明によるズームレンズを組み込んだデジタルカメラの概観を示す前方斜視図である。 上記デジタルカメラの後方斜視図である。 上記デジタルカメラの断面図である。 上記デジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。 プリズムに使用する材料の内部透過率を示すグラフである。
以下に、本発明にかかる撮像装置、及びこの撮像装置に用いるズームレンズの実施形態及び実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態及び実施例によりこの発明が限定されるものではない。
また、以下の説明において、広い画角(広画角)については、例えば、半画角が42度以上であることが好ましく、高い変倍比(高変倍比)については、例えば、4倍以上であることが好ましい。但し、これらの数値に限定されない。また、以下の説明において、光路の折り曲げ厚さとは、第1正レンズ群の最も物体側面(物体側の屈折面)から反射部材までの距離である。
本実施形態の第1の撮像装置は、ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、ズームレンズは、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、を有し、第1正レンズ群と、第1負レンズ群とが、物体側から像側に、この順で配置され、第2正レンズ群は、第1負レンズ群よりも像側に配置され、絞りは、第1負レンズ群と第2正レンズ群の間に配置され、広角端から望遠端への変倍時に、第1正レンズ群は静止し、第1負レンズ群は像側に移動し、第2正レンズ群は物体側に移動し、第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、合焦時、第1正レンズ群は静止し、第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、第1正レンズ群物体側系は、反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、第1正レンズ群像側系は、反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、以下の条件式(1)を満足する。
4.5≦|f1Po|×f1Pi/IHt 2≦7.5 (1)
ただし、
1Poは、第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
1Piは、第1正レンズ群像側系の焦点距離、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
である。
本実施形態の第1の撮像装置に用いるズームレンズは、以下の基本構成を備える。後述する第2〜第8の実施形態の撮像装置に用いるズームレンズも、この基本構成を備えている。
本実施形態の第1の撮像装置は、ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、ズームレンズは、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、を有し、第1正レンズ群と、第1負レンズ群とが、物体側から像側に、この順で配置され、第2正レンズ群は、第1負レンズ群よりも像側に配置され、絞りは、第1負レンズ群と第2正レンズ群の間に配置され、広角端から望遠端への変倍時に、第1正レンズ群は静止し、第1負レンズ群は像側に移動し、第2正レンズ群は物体側に移動する。
このような構成にすることで、ズームレンズの全長の短縮化と、高い変倍比の確保に有利となる。また、屈折力配置(屈折力の並び)が正、負、正となっているため、屈折力配置の対称性を高める構成にすることが容易となる。そして、このような構成は、変倍時における軸外の収差変動を小さく抑えることに適する。よって、特に、非点収差やコマ収差について、変倍時に、これらの収差が良好に補正された状態を保つことが容易になる。
また、第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側となっている。
この場合、第1負レンズ群と第2正レンズ群の各々は、絞りに対する距離が広角端で広く、望遠端で狭くなるように移動する。このようにすると、第1負レンズ群の屈折力と第2正レンズ群の屈折力の各々を大きくできるので、入射瞳を物体側に近づけることができる。また、第1負レンズ群と第2正レンズ群の各々で、変倍作用も高められる。この結果、光学系を広画角化しても、第1正レンズ群の径を小さくできると共に、高い変倍比の確保がより容易となる。
また、第1正レンズ群は、変倍時だけでなく、合焦時も静止している。このようにすることで、ズームレンズにおける光学系(レンズ群)のレイアウトをより簡素化できる。その結果、より小型の撮像装置を実現できる。
また、第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、第1正レンズ群物体側系は、反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、第1正レンズ群像側系は、反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有する。
第1正レンズ群を、第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群像側系とで構成し、第1正レンズ群像側系の屈折力を正にすることで、第1正レンズ群において、適切な大きさの正屈折力を確保することができる。また、反射部材の配置スペースを小さくすることができる。
また、反射部材の反射面よりも手前、すなわち、第1正レンズ群の最も物体側から反射面までを第1正レンズ群物体側系とし、この第1正レンズ群物体側系の屈折力を負屈折力とすることで、広角端での広い画角の確保に有利となる。なお、この第1正レンズ群物体側系よりも物体側には、レンズ(群)が配置されていないことが好ましい。このように構成した上で、反射面を第1正レンズ群中に配置することで、光路の折り曲げ厚さをより薄くすることができる。
そして、以上の基本構成を備えた上で、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
4.5≦|f1Po|×f1Pi/IHt 2≦7.5 (1)
ただし、
1Poは、第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
1Piは、第1正レンズ群像側系の焦点距離、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
である。
広角端での広い画角の確保には、入射角が大きい光のズームレンズへの入射を確保する必要がある。また、高い変倍比を維持しつつ、ズームレンズの全長を短縮することが、ズームレンズにとって望ましい。また、ズームレンズの全長の短縮化は、撮像装置の厚さ方向の薄型化にとっても好ましい。
このようなズームレンズの広画角化、高変倍比化、全長の短縮化を実現するには第1正レンズ群物体側系の負屈折力を大きくすると共に、第1正レンズ群の正屈折力を大きくすることが好ましい。ここで、第1正レンズ群の正屈折力を大きくすると、望遠端において、ズームレンズ全体の光学構成がテレフォトタイプのような構成となる。その結果、ズームレンズの全長を短縮する効果が高まる。よって、第1正レンズ群の正屈折力を大きくすることで、ズームレンズの全長を短縮する効果をより高めることが好ましい。条件式(1)は、ズームレンズの全長を短縮する効果を高めつつ、光学性能を良好に保つために好ましい条件である。
条件式(1)の下限値を下回らないようにすることで、ズームレンズの全長を短縮しても、第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群像側系の各々で、非点収差と倍率色収差の発生を低減しやすくなる。特に、広角端付近で非点収差と倍率色収差の低減に有利となる。また、画面周辺部で倍率色収差が急激に大きくなることを抑えられるので、色にじみを低減した画像を得やすくなる。
また、条件式(1)の下限値を下回らないようにすることで、望遠端付近において第1正レンズ群像側系で発生する諸収差、具体的には、負の球面収差、負の非点収差及び正のディストーションの各々が補正過剰になることを抑えやすくなる。また、望遠端付近で球面収差が大きく負となることを抑えられるので、画像中心付近での性能向上に有利となる。また、正のディストーションの発生を低減しやすくなる。
条件式(1)の上限値を上回らないようにすることで、第1正レンズ群における適切な大きさの正屈折力の確保や、高い変倍比を確保した上でのズームレンズの全長の短縮化に有利となる。また、第1正レンズ群物体側系の負屈折力を大きくできるので、広角端における広い画角の確保と、反射部材の配置スペースの小型化とそれに伴う撮像装置全体の小型化に有利となる。
本実施形態の第2の撮像装置は、上記の基本構成を備え、反射部材はプリズムであり、以下の条件式(2)、(3)を満足する。
0.7≦tanωw−(Lpri/Lw)≦1.3 (2)
3.5≦DT/(f1Po/IHt)≦16 (3)
ただし、
ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
priは、プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、プリズムを構成する光学面のうちの、反射面よりも物体側にある光学面から反射面よりも像側にある光学面までの距離、
wは、ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、全長は、ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
1Poは、第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
DT=(IHw−fw×tanωw)/(fw×tanωw)×100であり(単位は%)、
IHwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
wは、広角端において無限遠物体に合焦した時のズームレンズ全系の焦点距離、
である。
本実施形態の撮像装置は、上述の基本構成に加えて、反射部材をプリズムとした際の好ましい構成のひとつを特定するものである。
光学系を広画角化し、第1正レンズ群で光路を折り曲げるにあたっては、第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群像側系との間で、光路の折り曲げに必要な光路長を確保する必要がある。そのためには、第1正レンズ群物体側系の負屈折力を大きくすると共に、第1正レンズ群像側系の正屈折力を大きくすることが好ましい。
ここで、反射面としては、空気と接している状態の反射面と、プリズムに設けられている反射面と、がある。反射面が空気と接している状態では、反射面がプリズムに設けられている状態に比べて、第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群像側系との間隔は広くなる。そのため、反射面が空気と接している状態では、反射面がプリズムに設けられている状態に比べて、第1正レンズ群物体側系の屈折力と第1正レンズ群像側系の屈折力の各々をより大きくする必要がある。
前述のように、第1正レンズ群物体側系の負屈折力を大きくすることは広画角化に好ましく、第1正レンズ群像側系の正屈折力を大きくすることは、第1正レンズ群において適切な正屈折力を確保するのに好ましい。とはいえ、第1正レンズ群物体側系の屈折力と第1正レンズ群像側系の屈折力の各々が大きくなると、第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群像側系の各々で、非点収差と倍率色収差が大きくなる。この場合、第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群像側系とで、各々の収差をある程度キャンセルすること(補正すること)ができる。
ただし、第1正レンズ群物体側系の屈折力と第1正レンズ群像側系の屈折力の各々が更に大きくなると、非点収差と倍率色収差の各々について、第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群像側系とでキャンセルすることが困難になる。そのため、広角端付近での非点収差と倍率色収差が残存しやすくなる。また、第1正レンズ群物体側系の負屈折力を大きくすると、望遠端付近で第1正レンズ群物体側系の倍率色収差が大きくなってくる。ここで、倍率色収差は軸上色収差の発生量に影響を及ぼすため、軸上色収差への影響(軸上色収差とのバランス)を考慮して収差補正を行なうことが好ましい。しかしながら、反射面が空気と接している状態では、これらの収差の補正が難しくなる。
そこで、第2実施形態の撮像装置では、第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群像側系の間に反射部材を配置し、この反射部材をプリズムにしている。このようにすることで、光路の折り曲げに必要な光路長を確保しつつ、広角端付近での非点収差と倍率色収差について、第1正レンズ群物体側系での発生を低減できる。
加えて、プリズムを用いることで、望遠端付近で軸上色収差を負側に発生させることができる。そのため、第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群像側系とで倍率色収差の補正を行なった場合に軸上色収差が残存しても、プリズムで発生する負の軸上色収差を使って、残存した軸上色収差の補正ができる。
条件式(2)は、高い変倍比を確保しながら、プリズムで発生させる望遠端付近での負の軸上色収差の発生量と、広角端付近での非点収差と倍率色収差の発生量と、歪曲収差を、許容範囲内に収めるために好ましい条件式である。
条件式(2)の下限値を下回らないように、画角に対してプリズムの全長が長くなることを抑えることで、適切な量の軸上色収差をプリズムで発生させることができるので、望遠端付近での軸上色収差の低減に有利となる。また、第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群像側系との間隔や、各々の屈折力を適切にすることができるので、収差補正の面で有利となる。条件式(2)の上限値を上回らないようにすることで、歪曲収差の低減に有利となる。
また、ディストーションは画角の3乗に比例して大きくなり、非点収差は画角の2乗に比例して大きくなる特徴がある。広角端付近で負のディストーションを大きくすること、すなわち、負のディストーションの発生をある程度許容することは、広画角化する際、像面の平坦性の確保に有利となる。この場合、第1正レンズ群物体側系で発生するディストーションの量を適切な量(許容範囲内)にすることで、望遠端付近での軸上色収差の負の収差量を適切な量とし、また、広角端付近での非点収差と倍率色収差を良好に補正することができる。また、第1正レンズ群物体側系の負屈折力を大きくするほど、広画角化と反射部材の小型化につながる。条件式(3)はその点を特定したものであり、条件式(3)を満たすことで、高い光学性能の実現と小型化の両立に有利となる。
条件式(3)の下限値を下回らないようにすることで、第1正レンズ群物体側系で発生する負のディストーションの量を適切に確保できる(許容範囲内にできる)ので、反射部材の小型化に有利となる。
条件式(3)の上限値を上回らないようにすることで、第1正レンズ群物体側系で発生する負のディストーションの量が過剰になることを抑えられ、また、第1正レンズ群物体側系で発生する非点収差を良好に補正しやすくなる。また、電気的なディストーション補正を行った場合でも、解像力の劣化を抑えやすくなる。
本実施形態の第3の撮像装置は、上記の基本構成を備え、以下の条件式(4)、(5−1)を満足する。
4.2≦|(f1Po/IHt)×(f1P/IHt)/tanωw|≦11.6 (4)
5.6≦|(f1Po/fw)×(f1P/fw)|≦11.0 (5−1)
ただし、
1Poは、第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
1Pは、第1正レンズ群の焦点距離、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
wは、広角端において無限遠物体に合焦した時のズームレンズ全系の焦点距離、
である。
本実施形態の撮像装置は、上述の基本構成に加えて、好ましい条件式(4)、(5−1)を特定するものである。
前述のように、広画角化を実現するには、第1正レンズ群物体側系の負屈折力を大きくすることが好ましい。また、高変倍比化、全長の短縮化のためには、第1正レンズ群の正屈折力を大きくして、望遠端において、ズームレンズ全体の光学構成がテレフォトタイプのような構成となるようにすることが好ましい。
また、画角が広くなるほど、第1正レンズ群物体側系の負屈折力が大きくなるので、第1正レンズ群物体側系で発生する非点収差や倍率色収差について補正を行うことが好ましい。そこで、画角に対する第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群の屈折力のバランスを適切に設定することが、高い光学性能の実現と小型化の両立のために有利となる。
条件式(4)と(5−1)は、第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群の屈折力を、共に大きくすることを意味している。
両条件式の下限値を下回らないようにすることで、第1正レンズ群の屈折力が大きくなりすぎることを抑えると共に、第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群像側系の各々で、非点収差と倍率色収差の発生を低減しやすくなる。特に、広角端付近で非点収差と倍率色収差の低減に有利となる。また、画面周辺部で倍率色収差が急激に大きくなることを抑えられるので、色にじみを低減した画像を得やすくなる。
また、両条件式の下限値を下回らないようにすることで、望遠端付近において第1正レンズ群像側系で発生する諸収差、具体的には、負の球面収差、負の非点収差及び正のディストーションの各々が補正過剰になることを抑えやすくなる。また、望遠端付近で球面収差が大きく負となることを抑えられるので、画像中心付近での性能向上に有利となる。また、正のディストーションの発生を低減しやすくなる。
両条件式の上限値を上回らないようにすることで、第1正レンズ群における適切な大きさの正屈折力の確保や、高い変倍比を確保した上でのズームレンズの全長の短縮化に有利となる。また、第1正レンズ群物体側系の負屈折力を大きくすることができるので、広角端における広い画角の確保と、反射部材の配置スペースの小型化とそれに伴う撮像装置全体の小型化に有利となる。
本実施形態の第4の撮像装置は、上記の基本構成を備え、以下の条件式(6)を満足する。
1.0≦|(f1Po/IHt)/(tanωw2|≦3.7 (6)
ただし、
1Poは、第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
である。
本実施形態の撮像装置は、上述の基本構成に加えて、好ましい条件式(6)を特定するものである。
条件式(6)は、ズームレンズにおいて、広い画角を確保し、高変倍比で、小型で、良好な光学性能を得るための好ましい条件である。
条件式(6)の下限値を下回らないようにすることで、第1正レンズ群物体側系の負屈折力が大きくなりすぎることを抑えられる。この場合、大きな負のディストーションが第1正レンズ群物体側系で発生することを抑えられるので、他のレンズでディストーションの補正が行いやすくなる。また、残存するディストーションを小さくすることで、電気的なディストーション補正を行った場合でも解像力の劣化を抑えやすくなる。
条件式(6)の上限値を上回らないようにすることで、第1正レンズ群物体側系について、適切な大きさの負屈折力を確保することができる。そのため、広画角化を行い易くなる。また、ズームレンズ全体での負屈折力は、第1負レンズ群でも負担している。そのため、第1正レンズ群物体側系について、適切な大きさの負屈折力にできると、広画角化に伴う第1負レンズ群の負屈折力の負担増(負屈折力が大きくなりすぎること)を抑えられることから、ズームレンズの全長の短縮化と高変倍比の両立に有利となる。また、第1負レンズ群の負屈折力の負担を減らすことで、第1負レンズ群の偏心による像面の傾きを低減しやすくなるので、安定した光学性能を得やすくなる。
本実施形態の第5の撮像装置は、上記の基本構成を備え、反射部材はプリズムであり、以下の条件式(5)、(7)を満足する。
5.6≦|(f1Po/fw)×(f1P/fw)|≦11.5 (5)
1.5≦(Lpri/IHt)×(fw/IHt)/tanωw≦2.8 (7)
ただし、
1Poは、第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
1Pは、第1正レンズ群の焦点距離、
wは、広角端において無限遠物体に合焦した時のズームレンズ全系の焦点距離、
priは、プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、プリズムを構成する光学面のうちの、反射面よりも物体側にある光学面から反射面よりも像側にある光学面までの距離、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
である。
本実施形態の撮像装置は、上述の基本構成に加えて、反射部材をプリズムとした際の好ましい構成のひとつを特定するものである。
光学系を広画角化し、第1正レンズ群で光路を折り曲げるにあたっては、第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群像側系との間で、光路の折り曲げに必要な光路長を確保する必要がある。そのためには、第1正レンズ群物体側系の負屈折力を大きくすると共に、第1正レンズ群像側系の正屈折力を大きくすることが好ましい。その場合、広角端付近で主にディストーションや非点収差を低減し、望遠端付近で主に球面収差やコマ収差を低減することが好ましい。
そこで、反射部材をプリズムにすることで、第1正レンズ群物体側系の負屈折力が大きくなりすぎないようにしても、反射部材(プリズム)の配置スペースを第1正レンズ群内で確保ができる。このように、第1正レンズ群物体側系の負屈折力が大きくなりすぎないことから、反射部材をプリズムにすることは、良好な収差補正を得る上で効果を奏する。
条件式(5)の技術的意義は、条件式(5−1)における技術的意義と同じである。
条件式(7)の下限値を下回らないようにすることで、広角端で、明るさ絞りより物体側のレンズ系の負屈折力(第1正レンズ群物体側系と第1負レンズ群の屈折力)が大きくなりすぎることを抑え、負のディストーションの低減とズームレンズの全長の短縮化に有利となる。また、負のディストーションの低減により、電気的にディストーションの補正を行った場合に解像力の劣化を抑えやすくなる。
条件式(7)の上限値を上回らないようにすることで、プリズム内の光路長を短くし、光路の折り曲げ厚さを薄くすることに有利となる。
本実施形態の第6の撮像装置は、上記の基本構成を備え、以下の条件式(5−1)、(8)、(9)を満足する。
5.6≦|(f1Po/fw)×(f1P/fw)|≦11.0 (5−1)
0.7≦|fn/IHt|≦4.0 (8)
1.2≦|f1Po/IHt|≦3.6 (9)
ただし、
1Poは、第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
1Pは、第1正レンズ群の焦点距離、
wは、広角端において無限遠物体に合焦した時のズームレンズ全系の焦点距離、
nは、ズームレンズに含まれる各々のレンズ群の焦点距離であって、各々のレンズ群は、変倍時の移動または静止によって特定され、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
である。
本実施形態の撮像装置は、上述の基本構成に加えて、好ましい条件式(5−1)、(8)、(9)を特定するものである。
条件式(5−1)の技術的意義は、既に説明したとおりである。
ズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力を適切に設定することで、ズームレンズ全体のレンズ径を小さくし、且つズームレンズの全長が短縮でき、更に短縮化した状態で効率的に高い変倍比の確保が行える。ズームレンズを構成する全てのレンズ群が条件式(8)を満足することが好ましい。
条件式(8)の下限値を下回らないようにすることで、屈折力が大きすぎないレンズ群でズームレンズを構成できる。その結果、各レンズ群で球面収差の低減が行いやすくなるので、主に望遠端側で球面収差の低減に有利となる。また、例えば、高い変倍比を確保しつつ、変倍域全域で良好な光学性能が得やすくなる。
条件式(8)の上限値を上回らないようにすることで、各レンズ群において適切な大きさの屈折力を確保できるので、効率的な高変倍比化や、ズームレンズの全長の短縮化に有利となる。
更に、第1正レンズ群物体側系の屈折力の大きさを適切に設定することで、広画角化に有利となる。条件式(9)は、第1正レンズ群物体側系の屈折力大きさを適切に設定する条件式である。
条件式(9)の下限値を下回らないようにすることで、光学系を広画角化した際に、負のディストーションが大きく発生することを抑えやすくなる。
条件式(9)の上限値を上回らないようにすることで、広い画角の確保に有利となる。又は、第1負レンズ群の負屈折力を適度な大きさに抑えやすくなるので、高変倍比化しても全変倍域で像面湾曲を良好に補正しやすくなる
本実施形態の第7の撮像装置は、上記の基本構成を備え、反射部材はプリズムであり、以下の条件式(2)、(10)を満足することを特徴とする。
0.7≦tanωw−(Lpri/Lw)≦1.3 (2)
1.2≦|f1Po/fw|≦2.9 (10)
ただし、
ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
priは、プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、プリズムを構成する光学面のうちの、反射面よりも物体側にある光学面から反射面よりも像側にある光学面までの距離、
wは、ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、全長は、ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
1Poは、第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
wは、広角端において無限遠物体に合焦した時のズームレンズ全系の焦点距離、
である。
本実施形態の撮像装置は、上述の基本構成に加えて、反射部材をプリズムとした際の好ましい構成のひとつを特定するものである。
反射面をプリズムに設けたことによる効果、すなわち、光路の折り曲げに必要な光路長が確保できることや、収差補正におけるメリットは上述したとおりである。
条件式(2)と条件式(10)は、光学系を広画角化しても、プリズムの厚さを薄く保ち、且つ、ズームレンズの全長も短く保つことに有利な条件を特定するものである。
条件式(2)の下限値において条件式(10)の下限値を下回らないようにすることで、画角に対して第1正レンズ群物体側系の負屈折力が大きくなりすぎないようにできるので、ズームレンズの全長が長くなることを防ぎやすくなる。
条件式(2)式の下限値において条件式(10)の上限値を上回らないようにすることで、広い画角を十分に確保しても、プリズムの厚さの増加を抑えられるので、ズームレンズの全長が長くなることを抑えやすくなる。
条件式(2)の上限値において条件式(10)の下限値を下回らないようにすることで、像面湾曲と望遠端付近での球面収差の発生を抑えられるので、高変倍化に有利となる。
条件式(2)の上限値において条件式(10)の上限値を上回らないようにすることで、広い画角を十分に確保しても、プリズムの厚さの増加を抑えられるので、ズームレンズの全長が長くなることを抑えやすくなる。
本実施形態の第8の撮像装置は、上記の基本構成を備え、ωw≧42(度)であり、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする。
3.5≦DT/(f1Po/IHt)≦16 (3)
ただし、
ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
1Poは、第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
DT=(IHw−fw×tanωw)/(fw×tanωw)×100であり(単位は%)、
IHwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
wは、広角端において無限遠物体に合焦した時のズームレンズ全系の焦点距離、
である。
本実施形態の撮像装置は、上述の基本構成に加えて、好ましい条件式(3)を特定するものである。
光学系を広画角にすると、像面湾曲とディストーションが大きくなる。そこで、像面湾曲と共にディストーションの低減を行うことが好ましい。ここで、ディストーションの発生をある程度許容し、撮像素子で撮像した画像でディストーションを電気的に補正することが好ましい。このようにすることで、像面湾曲を良好に補正できるので、これらの収差の補正も含めた最終的な画像の画質確保に有利となる。
ここで、ディストーションは、主に第1正レンズ群物体側系で発生する。そこで、ディストーションの発生を許容するにあたっては、第1正レンズ群物体側系におけるディストーションの発生量を適切に設定し、これにより、反射面の小型化と電気的なディストーション補正を含めた画質確保の両立を図ることが好ましい。
条件式(3)の技術的意義は、既に説明したとおりである。
なお、上記第1〜第8の実施形態の撮像装置におけるそれぞれの構成要件は、複数同時に満足することがより好ましい。更に以下の構成の1つ、更には複数を同時に満足することがより好ましい。
また、第1〜第8の実施形態の撮像装置のうちの何れかの撮像装置(以下、適宜、本実施形態の撮像装置とする)は、第2正レンズ群よりも像側に、負屈折力の第2負レンズ群が配置され、第2負レンズ群よりも像側に、正屈折力の第3正レンズ群が配置され、第1負レンズ群と第2正レンズ群とは、望遠端において、それぞれ絞りの近くに位置し、変倍時、隣り合うレンズ群の間隔はいずれも変化することが好ましい。
本実施形態の撮像装置のズームレンズでは、絞りより物体側に、第1正レンズ群と第1負レンズ群を配置し、絞りより像側に、第2正レンズ群、第2負レンズ群及び第3正レンズ群を配置している。そして、広角端付近で、第1正レンズ群と第1負レンズ群が、絞りに対して離れて配置され、第2正レンズ群、第2負レンズ群及び第3正レンズ群も、絞りに対して離れて配置されている。
このような配置にすることで、ズームレンズ内の屈折力配置の対称性が高まる。その結果、変倍時の軸外収差の変動を抑えることができる。また、変倍時、非点収差、コマ収差及びディストーションが良好に補正された状態を保つことができる。そのため、広画角化にいっそう有利となる。また、上記のレンズ群の配置による屈折力配置は、望遠端付近でテレフォトタイプのような効果を強められるので、ズームレンズの全長の短縮化に有利となる。
また、第2正レンズ群には、第1負レンズ群と同様に、高い変倍作用を持たせている。そのため、第2負レンズ群には、変倍域全域で第2正レンズ群による強い収束作用を緩める作用と、像面側に像をリレーする作用を持たせている。また、第2正レンズ群と第2負レンズ群による変倍作用を適切に確保できるので、高変倍化と第2正レンズ群以降のレンズの小径化に有利となる。
また、第1正レンズ群物体側系の負屈折力が大きくなると、第1正レンズ群物体側系で発生する負のディストーションが大きくなるので、この負のディストーションを低減することが好ましい。そこで、絞りよりも像側に負屈折力の第2負レンズ群を配置し、この第2負レンズ群において適切な大きさの負屈折力を確保することで、第1正レンズ群物体側系で発生する負のディストーションの低減に有利となる。
また、第2負レンズ群の像面側には、第3正レンズ群が位置する。第3正レンズ群は正屈折力を有していることから、この第3正レンズ群を良好な像面の平坦性の確保に寄与させることができる。
また、第2正レンズ群より像側に、負屈折力の第2負レンズ群が配置され、更にその像側に、正屈折力の第3正レンズ群が配置されることで、撮像素子の撮像面へ入射する光線の入射角度を緩める(光軸と光線のなす角度を小さくする)ことができる。
また、第2負レンズ群と第3正レンズ群の作用により、高い変倍比を有しながら、変倍域全域に渡って安定した像面の平坦性を確保できる。また、第2負レンズ群と第3正レンズ群は、第2正レンズ群に対して絞りから離れているため、像面の近くに位置する。そのため、球面収差やコマ収差を悪化させることはほとんどない。
なお、第2負レンズと第3正レンズ群の各々は、それらが持つ作用から、少ないレンズ枚数でレンズ群を構成することができる。この場合、レンズ群を軽量化することができるので、高速で安定したレンズ群(あるいはレンズ)の移動が可能になる。
また、本実施形態の撮像装置は、合焦時、第2負レンズ群と第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズが、光軸に沿う方向に移動することが好ましい。
前述のように、第2負レンズ群と第3正レンズ群は、高い変倍比であっても変倍域全域に渡って安定した像面の平坦性を確保できることや、移動させても球面収差やコマ収差を悪化させることがほとんどないことや、少ないレンズ枚数でレンズ群を構成すること、という特徴がある。そこで、変倍以外の目的でレンズ群を移動させる場合、レンズ群の持つ作用や収差変動への影響を考慮すると、第2負レンズ群又は第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズを移動させることが好ましい。
このようなことから、合焦時、第2負レンズ群と第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズを、光軸に沿って移動させることが好ましい。このようにすることで、合焦時の収差変動が少ない光学性能が確保できる。特に、至近での性能、例えば、球面収差や非点収差の変動が少ないという性能の確保が容易となる。
また、本実施形態の撮像装置は、ブレ補正時、第2負レンズ群と第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズが、像のブレを打ち消す方向に偏心移動することが好ましい。
前述のように、変倍以外の目的でレンズ群を移動させる場合、第2負レンズ群又は第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズを移動させることが好ましい。
このようなことから、ブレ補正時、第2負レンズ群と第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズを、像のブレを打ち消す方向に偏心移動させることが好ましい。このようにすることで、収差変動の少ないブレ補正が可能となる。なお、ブレ補正時の偏心移動には、光軸と直交する方向への移動(シフト)や、光軸と直交する軸を中心とする回転(チルト)、あるいはこれらの組み合わせがある。
また、本実施形態の撮像装置は、第2負レンズ群は一枚の負レンズからなり、以下の条件式(12)を満足することが好ましい。
35≦νd2N≦96 (12)
ただし、
νd2Nは、第2負レンズ群の負レンズのd線基準のアッベ数、
である。
第2負レンズ群において、像のリレー、小型化及び収差補正等の機能を確保したい場合でも、第2負レンズ群を一枚の負レンズで構成することが可能である。この場合、第2負レンズ群で発生する色収差を少なくすることが望ましい。
条件式(12)の下限値を下回らないようにすることで、第2負レンズ群を一枚の負レンズで構成しても、分散が大きくなりすぎることを抑えられるので、第2負レンズ群で発生する色収差を小さくできる。また、第2負レンズ群以外のレンズ群は、それぞれ単体で色収差補正が行なわれている。よって、第2負レンズ群単体での色収差が小さければ、製造誤差により各レンズ群に偏心が発生した場合でも、ズームレンズ全体として色収差による性能劣化を抑えやすくなる。
条件式(12)の上限値を上回らないようにすることで、第2負レンズ群の分散を適度に確保することができるので、第2正レンズ群又は第3正レンズ群との組み合わせによる色収差の補正効果を持たせやすくなる。その結果、変倍域全域で良好な色収差を確保しやすくなる。
また、本実施形態の撮像装置は、第1負レンズ群と第2正レンズ群は、第1負レンズ群と第2正レンズ群との間にレンズを挟まずに配置されていることが好ましい。
第1負レンズ群の像側に、レンズを介さずに第2正レンズ群を配置することで、コストの低減に有利となる。
また、本実施形態の撮像装置は、第1負レンズ群と第2正レンズ群のほかに、変倍時に移動するレンズ群を含むことが好ましい。
光学系の広画角化と高変倍比化を行いたい場合、画角が広くなることで、変倍域全域で像面湾曲が発生しやすくなるため、この像面湾曲を補正することが好ましい。そこで、第1負レンズ群と第2正レンズ群に加えて、第2負レンズ群又は第3正レンズ群を変倍時に移動するレンズ群にすることが好ましい。このようにすることで、変倍域全域で像面湾曲を良好に補正することが可能になる。
また、本実施形態の撮像装置は、第2正レンズ群よりも像側に、正屈折力の第3正レンズ群が配置され、第3正レンズ群は、負屈折力の物体側副群と、正屈折力の像側副群と、からなり、物体側副群と像側副群は、第3正レンズ群中で最も長い空気間隔を挟んで配置され、第1負レンズ群と第2正レンズ群は、望遠端において、それぞれ絞りの近くに位置し、変倍時、隣り合うレンズ群の間隔はいずれも変化することが好ましい。
本実施形態の撮像装置のズームレンズでは、絞りより物体側に、第1正レンズ群と第1負レンズ群を配置し、絞りより像側に、第2正レンズ群と第3正レンズ群を配置し、更に、第3レンズ群を、物体側から像側に、負屈折力の物体側副群と正屈折力の像側副群とで構成している。そして、広角端付近では、第1正レンズ群と第1負レンズ群が、絞りに対して離れて配置され、第2正レンズ群と第3正レンズ群も、絞りに対して離れて配置されている。
このような配置にすることで、ズームレンズ内の屈折力配置の対称性が高まる。その結果、変倍時の軸外収差の変動を抑えることができる。また、変倍時、非点収差、コマ収差及びディストーションが良好に補正された状態を保つことができる。そのため、広画角化にいっそう有利となる。また、上記のレンズ群の配置による屈折力配置は、望遠端付近でテレフォトタイプのような効果を強められるので、ズームレンズの全長の短縮化に有利となる。
また、第2正レンズ群による変倍作用を適切に確保できるので、高変倍化と第2正レンズ群以降のレンズの小径化に有利となる。
また、第1正レンズ群物体側系の負屈折力が大きくなると、第1正レンズ群物体側系で発生する負のディストーションが大きくなるので、この負のディストーションを低減することが好ましい。そこで、絞りよりも像側に負屈折力の物体側副群を配置し、この物体側副群において適切な大きさの負屈折力を確保することで、第1正レンズ群物体側系で発生する負のディストーションの低減に有利となる。
また、第2正レンズ群より像側に、負屈折力の物体側副群が配置され、更にその像側に、正屈折力の像側副群が配置されることで、撮像素子の撮像面へ入射する光線の入射角度を緩める(光軸と光線のなす角度を小さくする)ことができる。
また、本実施形態の撮像装置は、合焦時、第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズが、光軸に沿う方向に移動することが好ましい。
第3正レンズ群は、高い変倍比であっても変倍域全域に渡って安定した像面の平坦性を確保できることや、球面収差やコマ収差を悪化させることがほとんどない、という特徴がある。
そこで、合焦時、第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズを、光軸に沿って移動させることが好ましい。このようにすることで、合焦時の収差変動が少ない光学性能が確保できる。特に、至近での性能、例えば、球面収差や非点収差の変動が少ないという性能の確保が容易となる。
また、本実施形態の撮像装置は、ブレ補正時、第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズが、像のブレを打ち消す方向に偏心移動することが好ましい。
前述のように、変倍以外の目的でレンズ群を移動させる場合、レンズ群の持つ作用や収差変動への影響を考慮すると、第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズを、移動させることが好ましい。
このようなことから、ブレ補正時、第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズを、像のブレを打ち消す方向に偏心移動させることが好ましい。このようにすることで、収差変動の少ないブレ補正が可能となる。なお、ブレ補正時の偏心移動には、光軸と直交する方向への移動(シフト)や、光軸と直交する軸を中心とする回転(チルト)、あるいはこれらの組み合わせがある。
また、本実施形態の撮像装置は、合焦時、第2正レンズ群が光軸に沿う方向に移動することが好ましい。
変倍時と合焦時、第2正レンズ群を移動させることで、移動機構を簡略化することができる。
また、本実施形態の撮像装置は、第1負レンズ群は、負屈折力の第1負レンズと、正屈折力の第1正レンズと、を有し、第1負レンズは、最も物体側に配置され、第1正レンズは、第1負レンズよりも像側に、所定の距離だけ離れて配置され、第1負レンズと第1正レンズは、それぞれ非球面を有し、以下の条件式(11)を満足することが好ましい。
−0.45≦ASP1NP≦−0.08 (11)
ただし、
ASP1NP=ASP1NPo+ASP1NPiであり、
ASP1NPoは、第1正レンズの物体側のレンズ面の非球面偏倚量、
ASP1NPiは、第1正レンズの像側のレンズ面の非球面偏倚量、であって、
非球面偏倚量は、望遠端における明るさ絞りの最大光線入射高と同じ光軸からの高さにおいて、光軸に平行な方向に測ったときの参照球面から該レンズ面までの距離であり、像側方向を正符号とし、
参照球面は、上記のレンズ面の面頂と同じ面頂を持ち、該レンズ面の近軸曲率半径を曲率半径とする球面、
である。
高い変倍比を確保するためには、第1負レンズ群の負屈折力を大きくすることが好ましい。また、上述のように、広い画角の確保とズームレンズの全長の短縮のためには、第1正レンズ群物体側系の負屈折力を大きくすると共に、第1正レンズ群の正屈折力を大きくすることが好ましい。
第1正レンズ群物体側系の負屈折力と第1正レンズ群の正屈折力の各々を大きくし、これにより光学系を広画角化すると、入射角の大きい光がズームレンズへ入射するようになる。すると、広角端付近では、入射角の大きい光が第1正レンズ群から射出する際、その射出光の光軸に対する角度が非常に大きくなる。そこで、第1負レンズ群内の最も物体側に、負レンズを配置することが好ましい。このようにすることで、この射出光の射出角を小さくできるので、第1負レンズ群から像側にあるレンズ群における径の小径化に有利となる。
一方、より入射角が大きい光をズームレンズに入射させるためには、この負レンズの負屈折力を大きくすることが好ましい。ただし、負レンズの負屈折力を大きくすると、主に、望遠端付近で正の球面収差が、広角端付近で像面湾曲が発生しやすくなる。そこで、この負レンズに非球面を使用することで、球面収差の発生を抑えることができる。
更に、この負レンズの像側に、間隔を空けて正レンズを配置することで、非球面によるより高い補正効果を出すことができる。そして、光学系を広画角化しても球面収差の良好な補正と像面の平坦性の両立を図るために、この正レンズにも非球面を使用することが好ましい。負レンズに非球面を使用し、更に、正レンズにも非球面を使用し、加えて、適切な非球面量を確保することで、広い画角を確保しながらも、球面収差の良好な補正と、像面の平坦性を良好に保つことができる。更には、非球面を使用することで、第1負レンズ群を、3枚以下の少ないレンズ枚数で構成することが可能になる。
条件式(11)の下限値を下回らないようにすることで、正レンズで発生する球面収差の発生量が大きくなりすぎないようにできるので、正レンズで発生する球面収差を負レンズで補正することが容易となる。また、主に望遠端付近で発生する球面収差を低減することで、高変倍比化に有利となる。
条件式(11)の上限を上回らないようにすることで、正レンズで発生する球面収差の良好な補正に有利となる。また、負レンズにおける非球面を、正レンズで発生する球面収差以外の補正、例えば、非点収差の補正にも利用できるので、像面の平坦性の向上に有利となる。
また、本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(13)を満足することが好ましい。
4.0≦Lw/|f1Po|≦7.5 (13)
ただし、
1Poは、第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
wは、ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、全長は、ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
である。
条件式(13)の下限値を下回らないようにすることで、第1正レンズ群物体側系の負屈折力を大きくできるので、十分な広さの画角の確保につながる。また、高い変倍比の確保に有利となる。条件式(13)の上限値を上回らないようにすることで、ズームレンズの全長を短縮でき、また、撮像装置を小型化することができるので好ましい。
また、本実施形態の撮像装置は、変倍時及び合焦時、第1正レンズ群から撮像素子までの距離は、常に一定であることが好ましい。
変倍時及び合焦時に、第1正レンズ群を固定し、更に、結像位置も固定することで、光学系のレイアウトを更に簡素化することができる。
また、本実施形態の撮像装置は、第1負レンズ群は、負屈折力の第1負レンズと、第2レンズと、を有し、第1負レンズは、最も物体側に配置され、第2レンズは、第1負レンズよりも像側に、所定の距離だけ離れて配置され、以下の条件式(14)を満足することが好ましい。
0.15≦L1Nair/IHt≦0.7 (14)
ただし、
1Nairは、第1負レンズから第2レンズまでの光軸に沿った空気間隔、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
である。
条件式(14)の下限値を下回らないようにすることで、第1負レンズと第2レンズとの間で、必要な空気間隔を確保することができる。これにより、広角端付近で第1負レンズにより発生する像面湾曲を、第2レンズで補正することが容易となる。また、変倍時、広角端付近での像面湾曲の変動を小さくできる。また、望遠端付近での主に負の球面収差とコマ収差を低減しやすくなるので、変倍域全域で良好な性能を確保しやすくなる。
条件式(14)の上限値を上回らないようにすることで、第1負レンズの負屈折力が大きくなりすぎることを抑えやすくなる。この場合、像面湾曲が正の方向に発生量する傾向を抑えやすくなる。また、望遠端付近での正の球面収差の低減に有利となる。
また、本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(15)を満足することが好ましい。
0.75≦|f1P/f1Po|≦1.8 (15)
ただし、
1Pは、第1正レンズ群の焦点距離、
1Poは、第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
である。
条件式(15)の下限値を下回らないようにすることで、広角端での広画角化につながる。条件式(15)の上限値を上回らないようにすることで、高い変倍比の確保とズームレンズの全長の短縮化の両立につながる。
また、本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(9−1)を満足することが好ましい。
1.5≦|f1Po/IHt|≦3.6 (9−1)
ただし、
1Poは、第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
である。
条件式(9−1)の技術的意義は、条件式(9)における技術的意義と同じである。
また、本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(16)を満足することが好ましい。
0.37≦f1N/f1Po≦0.9 ・・・(16)
ただし、
1Nは、第1負レンズ群の焦点距離、
1Poは、第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
である。
条件式(16)は、広い画角を確保した場合でも、像面湾曲やディストーションの収差補正の向上に有利となる条件である。
条件式(16)の下限値を下回らないようにすることで、第1負レンズ群での非点収差の発生が抑えやすくなるので、変倍域での像面湾曲の変動を低減しやすくなる。条件式(16)の上限値を上回らないようにすることで、第1正レンズ群物体側系の負屈折力を適度な大きさに抑えられるので、ディストーションの低減や、高い変倍比の確保とズームレンズの全長の短縮化の両立に有利となる。
また、本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(17)を満足することが好ましい。
−28≦DT≦−13 (17)
ただし、
DT=(IHw−fw×tanωw)/(fw×tanωw)×100であり(単位は%)、
IHwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
wは、広角端において無限遠物体に合焦した時のズームレンズ全系の焦点距離、
ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
である。
反射部材を小さくするには、入射瞳をより物体側に位置させる必要がある。しかしながら、入射瞳をより物体側に位置させると、負のディストーションが大きく発生する傾向となる。そのため、ディストーション量を最適化することが好ましい。
条件式(17)の下限値を下回ると、反射部材を小さくすることが容易となるが、条件式(17)の下限値を下回らないようにすることで、ディストーションの負の発生量が大きくなることを抑え、電気的にディストーションを補正した場合の解像力の劣化を抑えやすくなる。
条件式(17)の上限値を上回らないようにすることで、広い画角を確保しようとした場合でも、反射部材を小さくできるので、小型化に有利となる。または、第1負レンズ群の負屈折力が大きくなることを抑えやすくなるので、非点収差が低減できる。これにより、高変倍比化をした際にも、像面の平坦性を確保しやすくなる。
また、本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(18)を満足することが好ましい。
−0.05≦fw/r1F≦0.085 (18)
ただし、
wは、広角端において無限遠物体に合焦した時のズームレンズ全系の焦点距離、
1Fは、第1正レンズ群物体側系中の最も物体側のレンズの物体側面の近軸曲率半径、
である。
条件式(18)の下限値を下回らないようにすることで、第1正レンズ群物体側系で発生する負のディストーションを低減し、電気的にディストーションを補正した場合の解像力の大きな劣化を抑えやすくなる。条件式(18)の上限値を上回らないようにすることで、第1正レンズ群物体側系に十分な大きさの負屈折力を持たせやすくなるので、広画角を得やすくなる。
また、本実施形態の撮像装置は、第1正レンズ群は、反射部材よりも物体側に1枚の負レンズを有し、且つ、反射部材よりも物体側のレンズの総数は1であることが好ましい。
光路の折り曲げ厚さを薄くできるので、折り曲げ部の薄型化に有利となる。
また、本実施形態の撮像装置は、第1正レンズ群は、反射部材よりも物体側にガラスの負レンズを有し、以下の条件式(19)を満足することが好ましい。
1.9≦nd1PN≦2.4 (19)
ただし、
nd1PNは、ガラスの負レンズのd線における屈折率、
である。
第1正レンズ群の最も物体側面から反射部材までの距離は、光路の折り曲げ厚さを決める重要な距離である。よって、条件式(19)を満足することで、ガラスの負レンズの負屈折力を大きくしつつ、第1正レンズ群の最も物体側面から反射面までの距離を短くすることができる。
条件式(19)の下限値を下回らないようにすることで、ガラスの負レンズの像面側の曲率半径を大きくできる。これにより、ガラスの負レンズから反射面までの距離を縮めることができるので、撮像装置の薄型化に有利となる。
なお、光学ガラスは、屈折率が高くなるほど、短波長側ほど透過率が低下する(短波長側ほど吸収率が大きい)性質がある。青色付近、例えば、400nm〜450nmの波長帯は、色再現に重要な波長帯である。条件式(19)の上限値を上回らないようにすることで、色再現に重要な短波長側の光の透過率、例えば、400nm〜450nmの波長帯の光に対する透過率の著しい低下を抑えられる。その結果、色再現の良好な像(画像)を得ることができる。
また、本実施形態の撮像装置は、反射部材はプリズムであることが好ましい。
光学系を広画角化して第1正レンズ群内で光路を折り曲げるにあたり、反射部材をガラスのプリズムにすることで、第1正レンズ群物体側系における適切な大きさの負屈折力と、光路の折り曲げに必要なスペースの確保に有利となる。
また、本実施形態の撮像装置は、以下の条件式(20)、(21)を満足することが好ましい。
15≦νdpri≦30 (20)
1.8≦ndpri≦2.3 (21)
ただし、
νdpriは、プリズムのd線基準のアッベ数、
ndpriは、プリズムのd線における屈折率、
である。
第1正レンズ群物体側系では、広い画角を確保するために、負屈折力が大きくなりやすい。さらに、第1正レンズ群像側系と組み合わせて効率的に色収差を補正するためには、第1正レンズ群物体側系における分散は大きい方が良い。そうすると、望遠端付近で第1正レンズ群物体側系の倍率色収差が大きくなってくる。そのため、軸上色収差への影響(軸上色収差とのバランス)を考慮して収差補正を行なうことが好ましい。ここで、倍率色収差は軸上色収差の発生量に影響を及ぼすため、軸上色収差への影響(軸上色収差とのバランス)を考慮して収差補正を行なうことが好ましい。
そこで、プリズムを用いることで、望遠端付近で軸上色収差を負側に発生させることができる。そのため、第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群像側系とで倍率色収差の補正を行なった場合に軸上色収差が残存しても、プリズムで発生する負の軸上色収差を使って、残存した軸上色収差の補正ができる。
条件式(20)の下限値を下回らないようにすることで、軸上色収差が補正過剰となることを防げるので、色のにじみを抑えた良好な画像を得やすくなる。条件式(20)の上限値を上回らないようにすることで、軸上色収差が補正不足となることを防げるので、色のにじみを抑えた良好な画像を得やすくなる。
条件式(21)は、光学系を広画角化しながら、光路の折り曲げに必要なスペースを確保するために好ましい条件である。
条件式(21)の下限値を下回らないようにすることで、プリズムで十分な光路長を確保できるので、小型化に有利となる。
条件式(21)の上限値を上回らないようにすることで、色再現に重要な短波長側の光の透過率、例えば、400nm〜450nmの波長帯の光に対する透過率の著しい低下を抑えられる。その結果、色再現の良好な像(画像)を得ることができる。
また、本実施形態の撮像装置は、変倍時及び合焦時、絞りは静止していることが好ましい。
変倍時及び合焦時に、絞りを固定とする(静止させる)ことで、移動するレンズ群の重量増加を抑えることができ、これにより駆動機構に対する負荷を低減できる。
また、本実施形態の撮像装置は、第1負レンズ群と第2正レンズ群との間に、正レンズが配置され、変倍時及び合焦時、絞りと正レンズは静止していることが好ましい。
このようにすることで、第2正レンズ群の有効径を小さくできるので、撮像装置の薄型化に有利となる。
また、本実施形態の撮像装置は、反射部材はパワーレスのプリズムであり、以下の条件式(22)を満足することが好ましい。
5.6≦tanωw/(Lpri/Lw)≦ 9.5 ・・・(22)
ただし、
ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
priは、プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、プリズムを構成する光学面のうちの、反射面よりも物体側にある光学面から反射面よりも像側にある光学面までの距離、
wは、ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、全長は、ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
である。
光学系を広画角化し、第1正レンズ群で光路を折り曲げるにあたっては、第1正レンズ群物体側系と第1正レンズ群像側系との間で、光路の折り曲げに必要な光路長を確保する必要がある。そのためには、第1正レンズ群物体側系の負屈折力を大きくすると共に、第1正レンズ群像側系の正屈折力を大きくすることが好ましい。その場合、広角端付近で主にディストーションや非点収差を低減し、望遠端付近で主に球面収差やコマ収差を低減することが好ましい。
そこで、反射部材をプリズムにすることで、第1正レンズ群物体側系の負屈折力が大きくなりすぎないようにしても、反射部材(プリズム)の配置スペースを第1正レンズ群内で確保ができる。このように、第1正レンズ群物体側系の負屈折力が大きくなりすぎないことから、反射部材をプリズムにすることは、良好な収差補正を得る上で効果を奏する。
また、第1正レンズ群物体側系の負屈折力と第1正レンズ群像側系群の正屈折力とで、諸収差を補正している。そこで、プリズムとしてパワーが無いプリズム、すなわち、入射面(反射面よりも物体側にある光学面)、反射面及び射出面(反射面よりも像側にある光学面)がいずれも平面であるプリズムを用いることで、これら諸収差のバランスを殆ど崩さずに反射面を配置できる。これにより、製造誤差による光学性能の劣化を抑えることに有利となる。
条件式(22)の下限値を下回らないようにすることで、プリズムの厚さを低減し、小型化に有利となる。条件式(22)の上限値を上回らないようにすることで、第1正レンズ群物体側系における負屈折力の負担を低減できるので、ディストーションや非点収差の低減に有利となる。
また、本実施形態の撮像装置は、ωw≧42(度)であり、反射部材はプリズムであり、以下の条件式(23)、(24)を満足することが好ましい。
0.55≦(τ420)A (23)
0.47≧(τ400)A (24)
ただし、
τ420は、プリズムを構成する材料の厚さ10mmにおける波長420nm光の内部透過率、
τ400は、プリズムを構成する材料の厚さ10mmにおける波長400nm光の内部透過率、
A= pri /10mmであり、
priは、プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、プリズムを構成する光学
面のうちの、反射面よりも物体側にある光学面から反射面よりも像側にある光学面までの距離、
である。
像の周辺部、すなわち画角が大きな領域では、倍率色収差が大きくなりやすくなる。色収差補正のためには、第1正レンズ群物体側系にアッベ数が小さい負レンズを使用することが好ましい。ただし、その場合でも、短波長側の色にじみの影響を低減させることが好ましい。
ここで、反射部材をガラスのプリズムにすることで、第1正レンズ群物体側系の負屈折力が大きくなりすぎることを抑えつつ、光路の折り曲げに必要な光路長を確保でき、良好な画像を得ることに有利となる。また、反射部材をガラスのプリズムにすると共に、このプリズムにおける短波長側の透過率を適切に設定することで、色にじみの発生を減らすことができるので、良好な画像の獲得に有利となる。
ここで、420nm付近の波長の光に対しては色収差補正が行い易いが、400nm付近の波長の光に対しては色収差が残りやすい。条件式(23)と条件式(24)を満たすことにより、色収差補正を良好にできる波長域では透過率を高め、色にじみへの影響が生じやすい波長域では透過率を低減させることで良好な画像を得やすくなる。
また、本実施形態の撮像装置は、第1正レンズ群像側系が、以下の条件式(25)を満足することが好ましい。
2.0≦f1Pi×fw/IHt 2≦3.0 (25)
ただし、
1Piは、第1正レンズ群像側系の焦点距離、
wは、広角端において無限遠物体に合焦した時のズームレンズ全系の焦点距離、
IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
である。
第1正レンズ群像側系の正屈折力を大きくすることで、第1正レンズ群物体側系の負屈折力と第1正レンズ群の正屈折力の双方を、同時に大きくすることに有利となる。第1正レンズ群物体側系の負屈折力を高めると、入射瞳を物体側に位置させることができる。よって、第1正レンズ群物体側系の負屈折力を高めることは、広い画角の確保と、第1正レンズ群の小型化に有利となる。第1正レンズ群の正屈折力を高めることは、高変倍比化とズームレンズ全長の短縮に有利となる。
条件式(25)の下限値を下回らないようにして、第1正レンズ群像側系の屈折力が大きくなりすぎることを抑えることで、広角端側で目立ちやすくなる軸外収差の発生を低減しやすくなる。また、望遠端側での負の球面収差や正のディストーションの発生を低減しやすくなる。
条件式(25)の上限値を上回らないようにすることで、第1正レンズ群の正屈折力の十分な確保に有利となり、ズームレンズの全長の短縮化と高い変倍比の確保の両立に有利となる。
上述の各構成は、複数を同時に満足することがより好ましい。
また、各条件式について、下限値、上限値の何れかまたは双方を限定することで、その機能をより確実にできるので好ましい。
条件式(1)について、
下限値を5.0、更には5.5とすることがより好ましい。
上限値を7.35、更には7.22とすることがより好ましい。
条件式(2)について、
下限値を0.73とすることがより好ましい。
上限値を1.1とすることがより好ましい。
条件式(3)について、
下限値を5.0、更には7.0とすることがより好ましい。
上限値を13、更には10とすることがより好ましい。
条件式(4)について、
下限値を5.0とすることがより好ましい。
上限値を8.5とすることがより好ましい。
条件式(5)、(5−1)について、
下限値を5.9とすることがより好ましい。
上限値を9.5、更には8.5とすることがより好ましい。
条件式(6)について、
下限値を1.4とすることがより好ましい。
上限値を3.4とすることがより好ましい。
条件式(7)について、
下限値を1.8とすることがより好ましい。
上限値を2.55とすることがより好ましい。
条件式(8)について、
下限値を1.0とすることがより好ましい。
上限値を3.4とすることがより好ましい。
条件式(9)、(9−1)について、
下限値を1.5、更には1.8とすることがより好ましい。
上限値を3.3、更には3.1とすることがより好ましい。
条件式(10)について、
下限値を1.5とすることがより好ましい。
上限値を2.7とすることがより好ましい。
条件式(11)について、
下限値を−0.4とすることがより好ましい。
上限値を−0.1とすることがより好ましい。
条件式(12)について、
下限値を42とすることがより好ましい。
上限値を70とすることがより好ましい。
条件式(13)について、
下限値を4.5とすることがより好ましい。
上限値を6.5とすることがより好ましい。
条件式(14)について、
下限値を0.2とすることがより好ましい。
上限値を0.55とすることがより好ましい。
条件式(15)について、
下限値を0.9とすることがより好ましい。
上限値を1.5とすることがより好ましい。
条件式(16)について、
下限値を0.4とすることがより好ましい。
上限値を0.82とすることがより好ましい。
条件式(17)について、
下限値を−25とすることがより好ましい。
上限値を−16とすることがより好ましい。
条件式(18)について、
下限値を0.02、更には0.0とすることがより好ましい。
上限値を0.08とすることがより好ましい。
条件式(19)について、
下限値を2.0とすることがより好ましい。
上限値を2.2とすることがより好ましい。
条件式(20)について、
下限値を17とすることがより好ましい。
条件式(21)について、
下限値を1.9とすることがより好ましい。
上限値を2.2とすることがより好ましい。
条件式(22)について、
下限値を6.0、更には6.2とすることがより好ましい。
上限値を8.5、更には7.5とすることがより好ましい。
条件式(23)について、
下限値を0.565とすることがより好ましい。
上限値は1.0でよい。
条件式(24)について、
下限値は0でよい。
上限値を0.45とすることがより好ましい。
条件式(25)について、
下限値を2.1、更には2.2とすることがより好ましい。
上限値を2.9、更には2.8とすることがより好ましい。
なお、上述の撮像装置は、複数の構成を同時に満足してもよい。このようにすることが、良好な光撮像装置を得る上で好ましい。また、好ましい構成の組み合わせは任意である。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値あるいは下限値のみを限定しても構わない。
ωw(広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角)について、図17を用いて説明する。図17には、ズームレンズ、明るさ絞り及び撮像面が、光軸上に配置されている様子が示されている。ズームレンズに入射した光線は、明るさ絞りを通過したのち、ズームレンズから出射して撮像面に到達する。
図17において、実線で示す光線Lは、明るさ絞りの中心を通過する光線のうち、有効撮像領域上の点Xに到達する光線を示している。この点Xは、有効撮像領域のなかで光軸から最も離れた位置である。ここで、有効撮像領域は物体像が形成されている領域であるため、点Xは最大像高位置になる。このように、光線Lは、明るさ絞り中心を通過して有効撮像領域の最大像高位置に入射する光線である。そして、ωwは、広角端における、光線Lの光軸に対する半画角である。
以下に、本発明に係る撮像装置に用いられるズームレンズの実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
以下、ズームレンズの実施例1〜8について説明する。実施例1〜8のレンズ断面図を、それぞれ図1〜図8に示す。図1〜図8中、(a)は、広角端におけるレンズ断面図、(b)は、中間焦点距離状態におけるレンズ断面図、(c)は、望遠端におけるレンズ断面図である。なお、(a)〜(c)は、いずれも、無限遠物体合焦時のレンズ断面図である。
また、第1レンズ群はG1、第2レンズ群はG2、開口絞り(明るさ絞り)はS、第3レンズ群はG3、第4レンズ群はG4、第5レンズ群はG5、第6レンズ群はG6、ローパスフィルタを構成する平行平板はF、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はC、像面はIで示してある。なお、平行平板はFの表面に、赤外光を制限する波長域制限コートを施しても良い。また、カバーガラスCの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスCにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。
実施例1〜8において、反射面はプリズムに設けられている。この反射面は平面で、光軸上ではプリズムの物体側屈折面と像側屈折面の中間に、光軸に対して略45度傾いて配置されている。また、この反射面は、プリズム内部を通過する光を反射するので、裏面反射面となっている。よって、プリズムは、裏面反射プリズムとなっている。なお、反射面の図示及び数値データでは省略されており、プリズムの物体側屈折面と像側屈折面が図示及び数値データに記載されている。
また、像面はIには、撮像素子が配置されている。撮像素子上の撮像領域が略矩形の場合、撮像領域の短辺方向とズームレンズへの入射光軸がほぼ平行となるように、撮像素子を配置することが好ましい。このような配置にすると、ズームレンズの入射光軸方向の小型化に有利となり、撮像装置の薄型化につながる。
実施例1〜8のズームレンズでは、像高は、中間焦点距離状態と望遠端が同じで、これらに比べて、広角端での像高が小さくなっている。これは、広角端における像をたる型形状にして、たる型の画像を電気的に矩形の画像に変換することでディストーションを補正するからである。電気的なディストーション補正については、詳細は後述する。
実施例1〜8のズームレンズは、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、を有し、第1正レンズ群と、第1負レンズ群とが、物体側から像側に、この順で配置され、第2正レンズ群は、第1負レンズ群よりも像側に配置され、絞りは、第1負レンズ群と第2正レンズ群の間に配置され、広角端から望遠端への変倍時に、第1正レンズ群は静止し、第1負レンズ群は像側に移動し、第2正レンズ群は物体側に移動する。
実施例1〜4、6ズームレンズは、屈折力配置(絞りSを含む)が、正負S正負正となっている。ここで、第1正レンズ群が第1レンズ群G1、第1負レンズ群が第2レンズ群G2、第2正レンズ群が第3レンズ群はG3である。また、実施例、7のズームレンズは、屈折力配置(絞りSを含む)が、正負正S正正となっている。ここで、第1正レンズ群が第1レンズ群G1、第1負レンズ群が第2レンズ群G2、第2正レンズ群が第4レンズ群G4である。また、実施例8のズームレンズは、屈折力配置(絞りSを含む)が、正負S正正負正となっている。ここで、第1正レンズ群が第1レンズ群G1、第1負レンズ群が第2レンズ群G2、第2正レンズ群が第4レンズ群G4である。
このような構成にすることで、実施例1〜8では、ズームレンズの全長の短縮化と、高い変倍比の確保に有利となる。また、屈折力配置の対称性を高める構成であるため、変倍時における軸外の収差変動、特に、非点収差やコマ収差などの軸外収差が良好に補正された状態を保つことが容易になる。
また、第1負レンズ群(第レンズ群G)の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、第2正レンズ群(第レンズ群G3(実施例1〜4、6)、第4レンズ群G4(実施例5、7、8))の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側となっている。この結果、光学系を広画角化しても、第1正レンズ群(第1レンズ群G1)の径を小さくできると共に、高い変倍比の確保がより容易となる。
また、第1正レンズ群(第1レンズ群G1)は、変倍時だけでなく、合焦時も静止している。このようにすることで、ズームレンズにおける光学系(レンズ群)のレイアウトをより簡素化できる。その結果、より小型の撮像装置を実現できる。
また、第1正レンズ群(第1レンズ群G1)は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、第1正レンズ群物体側系は、反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、第1正レンズ群像側系は、反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有する。このようにすることで、第1正レンズ群(第1レンズ群G1)において、適切な正屈折力を確保することができる。また、反射部材の配置スペースを小さくすることができる。
実施例1のズームレンズは、図1に示すように、物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1(第1正レンズ群)と、負屈折力の第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、正屈折力の第3レンズ群G3(第2正レンズ群)と、負屈折力の第4レンズ群G4(第2負レンズ群)と、正屈折力の第5レンズ群G5(第3正レンズ群)と、で構成されている。開口絞り(絞り)Sは第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、第3レンズ群G3(第2正レンズ群)との間に配置されている。
第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、プリズムL2と、両凸正レンズL3と、で構成されている。第2レンズ群G2は、両凹負レンズL4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL5と、で構成されている。第3レンズ群G3は、両凸正レンズL6と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8とが、接合されている。第4レンズ群G4は、両凹負レンズL9で構成されている。第5レンズ群G5は、両凸正レンズL10で構成されている。
広角端から望遠端への変倍時、第1レンズ群G1は固定(静止)であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、開口絞りSは固定(静止)であり、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は固定(静止)である。
非球面は、両凸正レンズL3の両面と、両凹負レンズL4の両面と、正メニスカスレンズL5の両面と、両凸正レンズL6の両面と、両凹負レンズL9の両面と、両凸正レンズL10の両面との、合計12面に設けられている。
無限遠物体から至近距離物体への合焦時、第4レンズ群G4が、光軸に沿って像側に移動する。
実施例2のズームレンズは、図2に示すように、物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1(第1正レンズ群)と、負屈折力の第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、正屈折力の第3レンズ群G3(第2正レンズ群)と、負屈折力の第4レンズ群G4(第2負レンズ群)と、正屈折力の第5レンズ群G5(第3正レンズ群)と、で構成されている。開口絞り(絞り)Sは第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、第3レンズ群G3(第2正レンズ群)との間に配置されている。
第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、プリズムL2と、両凸正レンズL3と、で構成されている。第2レンズ群G2は、両凹負レンズL4と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL5と、で構成されている。第3レンズ群G3は、両凸正レンズL6と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8とが、接合されている。第4レンズ群G4は、両凹負レンズL9で構成されている。第5レンズ群G5は、両凸正レンズL10で構成されている。
広角端から望遠端への変倍時、第1レンズ群G1は固定(静止)であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、開口絞りSは固定(静止)であり、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は固定(静止)である。
非球面は、両凸正レンズL3の両面と、両凹負レンズL4の両面と、正メニスカスレンズL5の両面と、両凸正レンズL6の両面と、両凹負レンズL9の両面と、両凸正レンズL10の両面との、合計12面に設けられている。
無限遠物体から至近距離物体への合焦時、第5レンズ群G5が、光軸に沿って物体側に移動する。
実施例3のズームレンズは、図3に示すように、物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1(第1正レンズ群)と、負屈折力の第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、正屈折力の第3レンズ群G3(第2正レンズ群)と、負屈折力の第4レンズ群G4(第2負レンズ群)と、正屈折力の第5レンズ群G5(第3正レンズ群)と、で構成されている。開口絞り(絞り)Sは第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、第3レンズ群G3(第2正レンズ群)との間に配置されている。
第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、プリズムL2と、両凸正レンズL3と、で構成されている。第2レンズ群G2は、両凹負レンズL4と、両凹負レンズL5と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL6と、で構成されている。第3レンズ群G3は、両凸正レンズL7と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL8と、両凸正レンズL9と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズL8と、両凸正レンズL9とが、接合されている。第4レンズ群G4は、両凹負レンズL10で構成されている。第5レンズ群G5は、両凸正レンズL11で構成されている。
広角端から望遠端への変倍時、第1レンズ群G1は固定(静止)であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、開口絞りSは固定(静止)であり、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に移動した後、像側に移動し、第5レンズ群G5は固定(静止)である。
非球面は、両凸正レンズL3の両面と、両凹負レンズL4の両面と、両凹負レンズL5の両面と、正メニスカスレンズL6の両面と、両凸正レンズL7の両面と、両凹負レンズL10の両面と、両凸正レンズL11の両面との、合計14面に設けられている。
無限遠物体から至近距離物体への合焦時、第5レンズ群G5が、光軸に沿って物体側に移動する。また、ブレ補正時、第4レンズ群G4が光軸と直交する方向へ移動する。
実施例4のズームレンズは、図4に示すように、物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1(第1正レンズ群)と、負屈折力の第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、正屈折力の第3レンズ群G3(第2正レンズ群)と、負屈折力の第4レンズ群G4(第2負レンズ群)と、正屈折力の第5レンズ群G5(第3正レンズ群)と、で構成されている。開口絞り(絞り)Sは第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、第3レンズ群G3(第2正レンズ群)との間に配置されている。
第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、プリズムL2と、両凸正レンズL3と、で構成されている。第2レンズ群G2は、両凹負レンズL4と、両凸正レンズL5と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL6と、で構成されている。第3レンズ群G3は、両凸正レンズL7と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL8と、両凸正レンズL9と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズL8と、両凸正レンズL9とが、接合されている。第4レンズ群G4は、両凹負レンズL10で構成されている。第5レンズ群G5は、両凸正レンズL11で構成されている。
広角端から望遠端への変倍時、第1レンズ群G1は固定(静止)であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、開口絞りSは固定(静止)であり、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は固定(静止)である。
非球面は、両凸正レンズL3の両面と、両凹負レンズL4の両面と、両凸正レンズL7の両面と、両凸正レンズL9の像側面と、両凹負レンズL10の両面と、両凸正レンズL11の両面との、合計11面に設けられている。
無限遠物体から至近距離物体への合焦時、第4レンズ群G4が、光軸に沿って像側に移動する。また、ブレ補正時、第4レンズ群G4が光軸と直交する方向へ移動する。
実施例5のズームレンズは、図5に示すように、物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1(第1正レンズ群)と、負屈折力の第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、正屈折力の第3レンズ群G3と、正屈折力の第4レンズ群G4(第2正レンズ群)と、正屈折力の第5レンズ群G5(第3正レンズ群)と、で構成されている。開口絞り(絞り)Sは第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、第4レンズ群G4(第2正レンズ群)との間に配置されている。
第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、プリズムL2と、両凸正レンズL3と、両凸正レンズL4と、で構成されている。第2レンズ群G2は、両凹負レンズL5と、両凹負レンズL6と、両凸正レンズL7と、で構成されている。ここで、両凹負レンズL6と、両凸正レンズL7とが、接合されている。第3レンズ群G3は、両凸正レンズL8で構成されている。第4レンズ群G4は、両凸正レンズL9と、両凹負レンズL10と、両凸正レンズL11と、で構成されている。ここで、両凸正レンズL9と、両凹負レンズL10とが、接合されている。第5レンズ群G5は、両凹負レンズL12と、両凸正レンズL13と、両凸正レンズL14と、で構成されている。
広角端から望遠端への変倍時、第1レンズ群G1は固定(静止)であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は固定(静止)であり、開口絞りSは固定(静止)であり、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は固定(静止)である。
非球面は、両凸正レンズL3の物体側面と、両凸正レンズL4の像側面と、両凹負レンズL5の両面と、両凸正レンズL8の両面と、両凸正レンズL9の物体側面と、両凸正レンズL11の像側面と、両凸正レンズL13の物体側面と、両凸正レンズL14の像側面との、合計10面に設けられている。
無限遠物体から至近距離物体への合焦時、第4レンズ群G4が、光軸に沿って物体側に移動する。また、ブレ補正時、第5レンズ群G5の両凸正レンズL14、フィルタF、カバーガラスC及び撮像素子が光軸と直交する方向へ移動する。
実施例6のズームレンズは、図6に示すように、物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1(第1正レンズ群)と、負屈折力の第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、正屈折力の第3レンズ群G3(第2正レンズ群)と、負屈折力の第4レンズ群G4(第2負レンズ群)と、正屈折力の第5レンズ群G5(第3正レンズ群)と、で構成されている。開口絞り(絞り)Sは第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、第3レンズ群G3(第2正レンズ群)との間に配置されている。
第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、プリズムL2と、両凸正レンズL3と、で構成されている。第2レンズ群G2は、両凹負レンズL4と、両凸正レンズL5と、で構成されている。第3レンズ群G3は、両凸正レンズL6と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8とが、接合されている。第4レンズ群G4は、両凹負レンズL9で構成されている。第5レンズ群G5は、両凸正レンズL10と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、で構成されている。
広角端から望遠端への変倍時、第1レンズ群G1は固定(静止)であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、開口絞りSは固定(静止)であり、第3レンズ群G3は物体側に移動し、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は固定(静止)である。
非球面は、両凸正レンズL3の両面と、両凹負レンズL4の両面と、両凸正レンズL5の両面と、両凸正レンズL6の両面と、両凹負レンズL9の両面と、両凸正レンズL10の両面との、合計12面に設けられている。
無限遠物体から至近距離物体への合焦時、第4レンズ群G4が、光軸に沿って像側に移動する。また、ブレ補正時、第4レンズ群G4が光軸と直交する方向へ移動する。
実施例7のズームレンズは、図7に示すように、物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1(第1正レンズ群)と、負屈折力の第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、正屈折力の第3レンズ群G3と、正屈折力の第4レンズ群G4(第2正レンズ群)と、正屈折力の第5レンズ群G5(第3正レンズ群)と、で構成されている。開口絞り(絞り)Sは第2レンズ群G2(第1負レンズ群)と、第4レンズ群G4(第2正レンズ群)との間に配置されている。
第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、プリズムL2と、両凸正レンズL3と、両凸正レンズL4と、で構成されている。第2レンズ群G2は、両凹負レンズL5と、両凹負レンズL6と、両凸正レンズL7と、で構成されている。ここで、両凹負レンズL6と、両凸正レンズL7とが、接合されている。第3レンズ群G3は、両凸正レンズL8で構成されている。第4レンズ群G4は、両凸正レンズL9と、両凹負レンズL10と、両凸正レンズL11と、で構成されている。ここで、両凸正レンズL9と、両凹負レンズL10とが、接合されている。第5レンズ群G5は、両凹負レンズL12と、両凸正レンズL13と、両凸正レンズL14と、で構成されている。
広角端から望遠端への変倍時、第1レンズ群G1は固定(静止)であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は固定(静止)であり、開口絞りSは固定(静止)であり、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は固定(静止)である。
非球面は、両凸正レンズL3の物体側面と、両凸正レンズL4の像側面と、両凹負レンズL5の両面と、両凸正レンズL8の両面と、両凸正レンズL9の物体側面と、両凸正レンズL11の像側面と、両凸正レンズL13の物体側面と、両凸正レンズL14の像側面との、合計10面に設けられている。
無限遠物体から至近距離物体への合焦時、第5レンズ群G5の両凸正レンズL14が、光軸に沿って物体側に移動する。また、ブレ補正時、第5レンズ群G5の両凹負レンズL12と両凸正レンズL13とが、光軸と直交する方向へ移動する。
実施例8のズームレンズは、図8に示すように、物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群(第1正レンズ群)G1と、負屈折力の第2レンズ群(第1負レンズ群)G2と、正屈折力の第3レンズ群G3と、正屈折力の第4レンズ群(第2正レンズ群)G4と、負屈折力の第5レンズ群(第2負レンズ群)G5と、正屈折力の第6レンズ群(第3正レンズ群)G6と、で構成されている。開口絞り(絞り)Sは第2レンズ群(第1負レンズ群)G2と、第4レンズ群(第2正レンズ群)G4との間に配置されている。
第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、プリズムL2と、両凸正レンズL3と、両凸正レンズL4と、で構成されている。第2レンズ群G2は、両凹負レンズL5と、両凹負レンズL6と、両凸正レンズL7と、で構成されている。ここで、両凹負レンズL6と、両凸正レンズL7とが、接合されている。第3レンズ群G3は、両凸正レンズL8で構成されている。第4レンズ群G4は、両凸正レンズL9と、両凸正レンズL10と、両凹負レンズL11と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12と、で構成されている。ここで、両凸正レンズL10と、両凹負レンズL11とが、接合されている。第5レンズ群G5は、両凹負レンズL13で構成されている。第6レンズ群G6は、両凸正レンズL14と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL15と、で構成されている。
広角端から望遠端への変倍時、第1レンズ群G1は固定(静止)であり、第2レンズ群G2は像側に移動し、開口絞りSは固定(静止)であり、第3レンズ群G3は固定(静止)であり、第4レンズ群G4は物体側に移動し、第5レンズ群G5は物体側に移動し、第6レンズ群G6は固定(静止)である。
非球面は、負メニスカスレンズL1の像側面と、両凸正レンズL3の両面と、両凹負レンズL5の両面と、両凸正レンズL8の両面と、両凸正レンズL9の両面と、正メニスカスレンズL12の両面と、両凸正レンズL14の両面と、負メニスカスレンズL15の両面との、合計15面に設けられている。
無限遠物体から至近距離物体への合焦時、第5レンズ群G5の両凹負レンズL13が、光軸に沿って像側に移動する。また、ブレ補正時、第5レンズ群G5の両凹負レンズL13が、光軸と直交する方向へ移動する。
以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、rは各レンズ面の曲率半径、dは各レンズ面間の間隔、ndは各レンズのd線の屈折率、νdは各レンズのアッベ数、*印は非球面である。また、fは全系の焦点距離、FNO.はFナンバー、ωは半画角、IHは像高、FBはバックフォーカス、全長は、ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、f1、f2…は各レンズ群の焦点距離である。なお、FB(バックフォーカス)は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。また、広角は広角端、中間は中間焦点距離状態、望遠は望遠端を表している。
また、非球面形状は、光軸方向をz、光軸に直交する方向をyにとり、円錐係数をk、非球面係数をA4、A6、A8、A10としたとき、次の式で表される。
z=(y2/r)/[1+{1−(1+k)(y/r)21/2
+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10
また、非球面係数において、「e−n」(nは整数)は、「10−n」を示している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
数値実施例1
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 238.265 0.450 2.00100 29.13
2 9.508 2.100
3 ∞ 8.200 1.92286 20.88
4 ∞ 0.200
5* 10.963 3.081 1.61881 63.85
6* -11.397 (可変)
7* -10.792 0.550 1.74320 49.29
8* 3.969 1.363
9* 6.263 1.448 1.63493 23.90
10* 57.202 (可変)
11(絞り) ∞ (可変)
12* 6.607 2.538 1.49710 81.56
13* -9.564 3.915
14 45.669 0.400 2.00100 29.13
15 4.556 2.689 1.51633 64.14
16 -9.015 (可変)
17* -18.403 0.500 1.53071 55.69
18* 6.294 (可変)
19* 14.650 2.800 1.53071 55.69
20* -9.788 2.313
21 ∞ 0.500 1.51633 64.14
22 ∞ 0.500
23 ∞ 0.500 1.51633 64.14
24 ∞ 0.370
像面(撮像面)∞

非球面データ
第5面
k=0.0000
A4=-1.7940e-004,A6=-2.7777e-006,A8=1.8359e-007,A10=-4.4918e-009
第6面
k=0.0000
A4=1.6063e-004,A6=-1.7162e-006,A8=1.3157e-007,A10=-3.4031e-009
第7面
k=0.0000
A4=1.3529e-003,A6=-1.0753e-005,A8=-5.1649e-006,A10=1.9273e-007
第8面
k=0.0000
A4=-4.2259e-003,A6=3.9127e-004,A8=-1.8341e-005,A10=-7.6143e-007
第9面
k=0.0000
A4=-4.1562e-003,A6=2.0520e-004,A8=1.2204e-005,A10=-5.0493e-007
第10面
k=0.0000
A4=-1.8401e-003,A6=4.9373e-005,A8=5.3126e-006,A10=3.1900e-007
第12面
k=0.0000
A4=-5.1573e-004,A6=-7.7361e-006,A8=-2.1827e-007,A10=3.3913e-008
第13面
k=0.0000
A4=6.8976e-004,A6=-1.3838e-005,A8=2.2019e-007,A10=3.1409e-008
第17面
k=0.0000
A4=-5.0042e-004,A6=-9.8884e-005,A8=2.8668e-005,A10=-1.0006e-006
第18面
k=0.0000
A4=-1.4882e-004,A6=-1.6491e-004,A8=3.2236e-005,A10=-1.1164e-006
第19面
k=0.0000
A4=9.7370e-004,A6=-3.8218e-005,A8=2.2176e-006,A10=-6.0017e-008,A12=-8.0552e-015
第20面
k=0.0000
A4=1.4500e-003,A6=-5.2266e-005,A8=2.6423e-006,A10=-7.2667e-008

ズームデータ
広角 中間 望遠
f 3.830 9.801 18.385
FNO. 4.140 4.944 6.229
2ω 90.7 42.0 23.1
IH 3.28 3.86 3.86
FB 3.8421 3.8420 3.8420
全長 53.5593 53.5592 53.5592

d6 0.500 4.183 7.147
d10 7.647 3.964 1.000
d11 8.711 3.252 0.900
d16 1.535 3.011 4.212
d18 1.090 5.073 6.223

群焦点距離
f1=11.9329 f2=-7.29442 f3=9.81604 f4=-8.77606 f5=11.5138
数値実施例2
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 299.953 0.450 2.00100 29.13
2 9.356 2.100
3 ∞ 8.200 1.92286 20.88
4 ∞ 0.200
5* 11.797 3.038 1.61881 63.85
6* -11.055 (可変)
7* -16.484 0.550 1.80610 40.88
8* 4.847 1.897
9* 7.817 1.021 2.10205 16.77
10* 13.465 (可変)
11(絞り) (可変)
12* 6.252 2.635 1.49710 81.56
13* -9.244 3.869
14 67.469 0.400 2.00100 29.13
15 4.556 2.616 1.49700 81.54
16 -10.060 (可変)
17* -7.978 0.500 1.53071 55.69
18* 14.265 (可変)
19* 17.022 2.800 1.53071 55.69
20* -8.363 2.237
21 ∞ 0.500 1.51633 64.14
22 ∞ 0.500
23 ∞ 0.500 1.51633 64.14
24 ∞ 0.370
像面(撮像面)∞

非球面データ
第5面
k=0.0000
A4=-1.1930e-004,A6=-6.4148e-006,A8=3.4300e-007,A10=-7.1474e-009
第6面
k=0.0000
A4=1.8562e-004,A6=-5.0887e-006,A8=2.8382e-007,A10=-5.9523e-009
第7面
k=0.0000
A4=-1.2476e-004,A6=4.1414e-005,A8=-2.6727e-006,A10=2.6974e-008
第8面
k=0.0000
A4=-2.5315e-003,A6=1.1490e-004,A8=2.9216e-006,A10=-6.3305e-007
第9面
k=0.0000
A4=-1.8058e-003,A6=6.5818e-005,A8=4.9540e-006,A10=-5.6048e-009
第10面
k=0.0000
A4=-1.3992e-003,A6=7.2022e-005,A8=8.5678e-007,A10=3.4596e-007
第12面
k=0.0000
A4=-6.2311e-004,A6=1.3964e-005,A8=-2.7245e-006,A10=1.4025e-007
第13面
k=0.0000
A4=7.3328e-004,A6=1.0499e-005,A8=-2.5966e-006,A10=1.5771e-007
第17面
k=0.0000
A4=9.7391e-003,A6=-1.5415e-003,A8=1.3351e-004,A10=-3.9845e-006
第18面
k=0.0000
A4=1.0258e-002,A6=-1.5018e-003,A8=1.2555e-004,A10=-3.5394e-006
第19面
k=0.0000
A4=1.2664e-003,A6=-7.6580e-005,A8=2.8783e-006,A10=-5.5512e-008,A12=2.4683e-012
第20面
k=0.0000
A4=2.1200e-003,A6=-1.1507e-004,A8=3.7223e-006,A10=-6.4000e-008

ズームデータ
広角 中間 望遠
f 3.831 9.803 18.394
FNO . 4.122 4.893 6.346
2ω 90.4 41.7 22.8
IH 3.26 3.86 3.86
FB 3.7667 3.7665 3.7665
全長 53.5595 53.5595 53.5595

d6 0.501 4.366 7.238
d10 7.743 3.878 1.007
d11 8.798 3.478 0.899
d16 1.369 3.204 5.264
d18 1.107 4.592 5.110

群焦点距離
f1=12.4801 f2=-7.46804 f3=9.80107 f4=-9.56653 f5=10.987
数値実施例3
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 190.460 0.450 2.00100 29.13
2 8.379 1.900
3 ∞ 7.900 1.94595 17.98
4 ∞ 0.200
5* 9.828 2.886 1.58313 59.38
6* -10.033 (可変)
7* -16.164 0.400 1.74320 49.29
8* 5.018 1.542
9* -17.989 0.483 1.53071 55.69
10* 18.009 0.200
11* 6.277 1.226 1.63493 23.90
12* 80.645 (可変)
13(絞り) ∞ (可変)
14* 6.088 2.830 1.49710 81.56
15* -9.916 3.226
16 30.013 0.500 1.90366 31.32
17 3.933 3.400 1.49700 81.54
18 -36.701 (可変)
19* -17.559 0.400 1.53071 55.69
20* 8.309 (可変)
21* 17.501 3.000 1.53071 55.69
22* -7.269 3.003
23 ∞ 0.300 1.51633 64.14
24 ∞ 0.400
25 ∞ 0.500 1.51633 64.14
26 ∞ 0.530
像面(撮像面)∞

非球面データ
第5面
k=0.0000
A4=-1.2123e-004,A6=-6.8048e-006,A8=1.9457e-007,A10=-4.0043e-009
第6面
k=0.0000
A4=3.6670e-004,A6=-8.1296e-006,A8=2.6975e-007,A10=-4.6144e-009
第7面
k=0.0000
A4=1.3789e-003,A6=1.7579e-007,A8=-6.7173e-006,A10=1.8000e-007
第8面
k=0.0000
A4=-1.7838e-003,A6=2.4973e-004,A8=-1.6627e-005,A10=5.0074e-008
第9面
k=0.0000
A4=-1.6709e-003,A6=1.2859e-005,A8=-9.3211e-007
第10面
k=0.0000
A4=-6.7041e-004,A6=-6.5615e-005,A8=-2.5436e-006
第11面
k=0.0000
A4=-2.6991e-003,A6=2.4784e-005,A8=1.0510e-005,A10=-2.4627e-007
第12面
k=0.0000
A4=-1.1339e-003,A6=1.4242e-005,A8=9.1705e-006,A10=-2.5261e-008
第14面
k=0.0000
A4=-5.2274e-004,A6=-7.1323e-007,A8=-2.6647e-007,A10=3.2462e-009
第15面
k=.0000
A4=7.7316e-004,A6=-3.6103e-006,A8=4.5740e-010,A10=5.2043e-009
第19面
k=0.0000
A4=1.2767e-003,A6=-2.7655e-004,A8=6.7035e-006,A10=0.0000e+000
第20面
k=0.0000
A4=1.3011e-003,A6=-2.8551e-004,A8=9.5511e-006,A10=0.0000e+000
第21面
k=0.0000
A4=1.1570e-003,A6=1.2959e-006,A8=-1.5301e-006,A10=4.2199e-008,A12=-7.8798e-010
第22面
k=0.0000
A4=2.2000e-003,A6=-1.8821e-005,A8=-6.4461e-007

ズームデータ
広角 中間 望遠
f 3.830 9.800 18.380
FNO. 4.182 4.707 6.329
2ω 93.3 42.0 22.8
IH 3.39 3.86 3.86
FB 4.4610 4.4609 4.4609
全長 54.8558 54.8558 54.8557

d6 0.500 4.540 6.951
d12 7.451 3.411 1.000
d13 8.927 3.911 0.900
d18 1.371 4.282 7.505
d20 1.604 3.709 3.496

群焦点距離
f1=11.4729 f2=-7.06543 f3=10.2314 f4=-10.5708 f5=10.1009
数値実施例4
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 122.224 0.400 2.00170 20.60
2 8.624 2.026
3 ∞ 7.900 1.92286 20.88
4 ∞ 0.200
5* 11.550 2.592 1.74320 49.29
6* -12.367 (可変)
7* -9.751 0.500 1.80610 40.88
8* 4.956 1.327
9 11.679 2.000 1.84666 23.78
10 -8.453 0.705
11 -5.529 0.400 1.91082 35.25
12 -16.191 (可変)
13(絞り) ∞ (可変)
14* 6.075 2.979 1.49710 81.56
15* -8.479 3.491
16 236.566 0.400 2.00100 29.13
17 4.428 2.527 1.49710 81.56
18* -11.299 (可変)
19* -13.668 0.600 1.53071 55.69
20* 9.455 (可変)
21* 12.474 3.409 1.53071 55.69
22* -7.809 1.884
23 ∞ 0.500 1.51633 64.14
24 ∞ 0.500
25 ∞ 0.500 1.51633 64.14
26 ∞ 0.370
像面(撮像面)∞

非球面データ
第5面
k=0.0000
A4=-1.5228e-004,A6=-8.8357e-007,A8=7.4493e-008,A10=-4.5899e-009,A12=-1.0472e-020
第6面
k=0.0000
A4=1.6162e-004,A6=-1.0807e-006,A8=4.9184e-008,A10=-3.4588e-009,A12=1.1864e-020
第7面
k=0.0000
A4=2.4991e-004,A6=3.1939e-005,A8=-2.1248e-006,A10=1.2183e-008,A12=-4.7889e-021
第8面
k=0.5329
A4=-3.0224e-003,A6=-4.4638e-006,A8=-2.8568e-006,A10=-3.7233e-007,
A12=-3.8813e-021
第14面
k=0.0000
A4=-5.7955e-004,A6=-1.3733e-005,A8=6.9906e-007,A10=-6.3412e-008
第15面
k=0.0000
A4=9.9957e-004,A6=-1.6767e-005,A8=5.5567e-007,A10=-4.7156e-008
第18面
k=0.0000
A4=-5.1917e-004,A6=2.7281e-005,A8=-6.3840e-007,A10=-2.3625e-008
第19面
k=0.0000
A4=-5.9562e-004,A6=6.4084e-004,A8=-8.2563e-005,A10=2.3558e-006,A12=-1.3765e-022
第20面
k=0.0000
A4=-4.9051e-004,A6=6.6459e-004,A8=-8.3212e-005,A10=2.7646e-006,A12=-7.1137e-023
第21面
k=0.0000
A4=1.3635e-003,A6=-7.8212e-005,A8=1.5954e-006,A10=-1.3449e-008,A12=4.4192e-012
第22面
k=0.0000
A4=3.7006e-003,A6=-2.1949e-004,A8=5.5607e-006,A10=-5.1000e-008

ズームデータ
広角 中間 望遠
f 3.830 10.000 18.385
FNO. 3.978 4.500 6.528
2ω 90.5 40.6 22.8
IH 3.30 3.86 3.86
FB 3.4138 3.4138 3.4135
全長 53.6597 53.6596 53.6593

d6 0.500 4.125 5.563
d12 5.963 2.338 0.900
d13 9.179 4.665 1.000
d18 2.000 4.267 7.370
d20 1.149 3.396 3.958

群焦点距離
f1=9.86365 f2=-6.22941 f3=9.90337 f4=-10.4369 f5=9.60956
数値実施例5
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 54.422 0.500 2.00069 25.46
2 8.593 2.000
3 ∞ 7.600 2.00100 29.13
4 ∞ 0.100
5* 19.691 2.020 1.61881 63.85
6 -20.769 0.100
7 25.631 1.648 1.72903 54.04
8* -36.266 (可変)
9* -16.964 0.500 1.88202 37.22
10* 5.451 0.822
11 -15.802 0.400 1.91082 35.25
12 8.428 1.199 1.94595 17.98
13 -27.327 (可変)
14* 10.662 1.120 1.59201 67.02
15* -32.557 0.200
16(絞り) ∞ (可変)
17* 7.135 1.970 1.72903 54.04
18 -77.858 0.400 1.84666 23.78
19 12.710 0.500
20 10.154 1.500 1.49700 81.61
21* -163.820 (可変)
22 -12.802 0.500 2.00330 28.27
23 11.284 0.906
24* 17.205 1.705 1.52559 56.46
25 -13.447 2.300
26 13.106 2.370 1.51633 64.14
27* -16.204 1.400
28 ∞ 0.300 1.51633 64.14
29 ∞ 0.500
30 ∞ 0.500 1.51633 64.14
31 ∞ 0.340
像面(撮像面)∞

非球面データ
第5面
k=0.0000
A4=-1.0414e-004,A6=4.2873e-008,A8=4.3869e-008,A10=-3.3516e-010
第8面
k=0.0000
A4=-9.0184e-005,A6=8.8348e-007,A8=4.8897e-009,A10=2.3327e-010
第9面
k=0.0000
A4=2.8625e-004,A6=-2.0960e-005,A8=2.1030e-006,A10=-4.2917e-008
第10面
k=0.0000
A4=-7.8789e-004,A6=-5.8896e-005,A8=7.2081e-006,A10=-2.9409e-007
第14面
k=0.0000
A4=-3.3808e-005,A6=-8.6158e-005,A8=1.6278e-005,A10=-1.0033e-006
第15面
k=0.0000
A4=1.9302e-004,A6=-8.2796e-005,A8=1.5729e-005,A10=-1.0027e-006
第17面
k=0.0000
A4=1.6857e-004,A6=3.6653e-006,A8=3.6076e-007,A10=2.7391e-010
第21面
k=0.0000
A4=1.3951e-003,A6=3.0788e-005,A8=-1.2324e-007,A10=1.4999e-007
第24面
k=0.0000
A4=-2.9042e-004,A6=-7.2332e-006,A8=-8.0015e-007,A10=3.8664e-008
第27面
k=0.0000
A4=4.1414e-004,A6=-1.6985e-005,A8=-3.7638e-007,A10=9.8110e-009

ズームデータ
広角 中間 望遠
f 4.004 8.776 19.235
FNO. 3.802 4.168 5.801
2ω 88.1 46.9 21.8
IH 3.30 3.86 3.86
FB 2.7675 2.7670 2.7656
全長 54.5274 54.5270 54.5257

d8 0.335 5.176 7.625
d13 7.590 2.750 0.300
d16 10.487 6.874 2.000
d21 2.986 6.599 11.473

群焦点距離
f1=12.7093 f2=-4.34336 f3=13.6989 f4=11.5141 f5=36.8947
数値実施例6
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 117.473 0.450 2.00069 25.46
2 9.320 2.200
3 ∞ 8.200 1.92286 20.88
4 ∞ 0.200
5* 10.695 2.970 1.61881 63.85
6* -11.446 (可変)
7* -10.644 0.550 1.75501 51.16
8* 3.633 0.922
9* 6.947 1.693 1.63493 23.90
10* -47.491 (可変)
11(絞り) ∞ (可変)
12* 5.812 2.634 1.49710 81.56
13* -10.800 2.129
14 76.902 0.400 1.88300 40.76
15 4.556 2.914 1.49700 81.61
16 -9.015 (可変)
17* -23.315 0.500 1.83441 37.28
18* 9.144 (可変)
19* 30.760 2.997 1.53071 55.69
20* -6.197 0.400
21 -18.000 0.700 1.94595 17.98
22 -44.062 1.378
23 ∞ 0.500 1.51633 64.14
24 ∞ 0.500
25 ∞ 0.500 1.51633 64.14
26 ∞ 0.370
像面(撮像面)∞

非球面データ
第5面
k=0.0000
A4=-1.7949e-004,A6=-2.3810e-006,A8=9.4545e-008,A10=-1.7142e-009
第6面
k=0.0000
A4=1.7739e-004,A6=-2.1285e-006,A8=9.6717e-008,A10=-1.5927e-009
第7面
k=0.0000
A4=-3.2747e-004,A6=2.1026e-004,A8=-1.8754e-005,A10=4.9287e-007
第8面
k=0.0000
A4=-6.2319e-003,A6=2.2049e-004,A8=2.3247e-005,A10=-3.2134e-006
第9面
k= 0.0000
A4=-3.6001e-003,A6=-1.3364e-004,A8=3.8108e-005,A10=-9.4058e-007
第10面
k=0.0000
A4=-1.5782e-003,A6=-1.0797e-004,A8=6.8834e-006,A10=4.4505e-008
第12面
k=0.0000
A4=-5.8267e-004,A6=-3.6553e-006,A8=-1.1809e-006,A10=5.0980e-008
第13面
k=0.0000
A4=7.8329e-004,A6=-8.7977e-006,A8=-7.6279e-007,A10=5.9016e-008
第17面
k=0.0000
A4=1.3864e-003,A6=-5.1010e-004,A8=4.4734e-005
第18面
k=0.0000
A4=2.1483e-003,A6=-5.2642e-004,A8=4.6063e-005
第19面
k=0.0000
A4=9.5064e-004,A6=-2.0628e-005,A8=2.5883e-006,A10=-8.7695e-008
第20面
k=0.0000
A4=2.3070e-003,A6=-8.7741e-005,A8=6.6826e-006,A10=-1.7500e-007

ズームデータ
広角 中間 望遠
f 3.830 10.060 25.739
FNO. 4.116 4.964 6.253
2ω 90.5 40.8 16.6
IH 3.28 3.86 3.86
FB 2.9072 2.9068 2.9042
全長 55.1576 55.1572 55.1546

d6 0.500 3.918 8.700
d10 8.900 5.482 0.700
d11 8.650 3.037 0.700
d16 3.284 4.370 4.547
d18 1.058 5.584 7.745

群焦点距離
f1=11.5037 f2=-6.82253 f3=9.44836 f4=-7.81657 f5=14.1217
数値実施例7
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 51.974 0.500 2.00069 25.46
2 8.715 1.889
3 ∞ 7.600 2.00100 29.13
4 ∞ 0.100
5* 18.943 2.021 1.61881 63.85
6 -24.261 0.100
7 24.076 1.741 1.72903 54.04
8* -30.540 (可変)
9* -13.970 0.500 1.88202 37.22
10* 6.000 0.766
11 -12.404 0.400 1.91082 35.25
12 9.891 1.176 1.94595 17.98
13 -20.677 (可変)
14* 11.671 1.133 1.59201 67.02
15* -26.983 0.200
16(絞り) ∞ (可変)
17* 7.202 1.947 1.72903 54.04
18 -149.117 0.400 1.84666 23.78
19 12.340 0.500
20 10.346 1.500 1.49700 81.61
21* -160.930 (可変)
22 -11.662 0.500 2.00330 28.27
23 13.896 1.401
24* 45.174 1.779 1.52559 56.46
25 -9.670 2.300
26 14.908 2.278 1.51633 64.14
27* -17.442 1.400
28 ∞ 0.300 1.51633 64.14
29 ∞ 0.500
30 ∞ 0.500 1.51633 64.14
31 ∞ 0.340
像面(撮像面)∞

非球面データ
第5面
k=0.0000
A4=-6.0732e-005,A6=1.1830e-007,A8=4.6125e-008,A10=-3.2493e-010
第8面
k=0.0000
A4=-3.8247e-005,A6=6.5393e-007,A8=2.0848e-008,A10=4.6391e-011
第9面
k=0.0000
A4=2.1874e-004,A6=-1.6383e-005,A8=1.2370e-006,A10=4.0204e-008
第10面
k=0.0000
A4=-7.0155e-004,A6=-3.9893e-005,A8=2.4528e-006,A10=1.7584e-007
第14面
k=0.0000
A4=7.2264e-005,A6=-7.7639e-005,A8=1.3825e-005,A10=-8.1474e-007
第15面
k=0.0000
A4=2.6138e-004,A6=-7.4701e-005,A8=1.3628e-005,A10=-8.2796e-007
第17面
k=0.0000
A4=1.9170e-004,A6=4.1483e-006,A8=3.0040e-007,A10=4.3650e-009
第21面
k=0.0000
A4=1.4060e-003,A6=3.5662e-005,A8=-9.3980e-007,A10=2.0156e-007
第24面
k=0.0000
A4=-1.3448e-004,A6=-3.1280e-005,A8=1.9014e-006,A10=-6.3030e-008
第27面
k=0.0000
A4=3.9939e-004,A6=-2.6108e-005,A8=1.8907e-007

ズームデータ
広角 中間 望遠
f 4.368 9.574 20.984
FNO. 3.866 4.294 5.800
2ω 86.1 43.2 20.0
IH 3.44 3.86 3.86
FB 2.7675 2.7671 2.7660
全長 54.7275 54.7272 54.7260

d8 0.359 4.969 7.522
d13 7.463 2.853 0.300
d16 10.000 6.507 2.000
d21 3.407 6.900 11.407

群焦点距離
f1=12.21 f2=-4.35086 f3=13.9138 f4=11.8901 f5=30.1073
数値実施例8
単位mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 44.255 0.500 2.01960 21.45
2* 11.124 2.100
3 ∞ 8.700 2.00100 29.13
4 ∞ 0.100
5* 68.309 1.887 1.49700 81.61
6* -15.912 0.100
7 20.738 2.011 1.66672 48.32
8 -17.957 (可変)
9* -15.952 0.500 1.80610 40.92
10* 5.021 1.119
11 -14.083 0.500 1.75700 47.82
12 9.445 1.304 1.92286 18.90
13 -50.130 (可変)
14(絞り) ∞ 0.600
15* 10.821 1.100 1.69350 53.21
16* 58.207 (可変)
17* 5.057 2.692 1.49700 81.61
18* -13.956 0.596
19 15.180 1.621 1.49700 81.61
20 -9.196 0.500 2.00100 29.13
21 9.874 0.500
22* 7.087 0.897 1.80610 40.92
23* 7.687 (可変)
24 -56.204 0.600 1.85400 40.39
25 11.919 (可変)
26* 8.501 3.000 1.52542 55.78
27* -8.341 0.501
28* -17.648 1.200 1.52542 55.78
29* -46.515 0.503
30 ∞ 0.300 1.51633 64.14
31 ∞ 0.500
32 ∞ 0.500 1.51633 64.14
33 ∞ 0.340
像面(撮像面)∞

非球面データ
第2面
k=-5.6167
A4= 6.1272e-004,A6=-4.3248e-006,A8=6.4816e-008,A10=4.8246e-010,A12=2.3001e-012
第5面
k=0.0000
A4=9.5417e-006,A6=1.9207e-006,A8=-2.2134e-007,A10=6.4215e-009
第6面
k=0.0000
A4=9.2147e-005,A6=1.4110e-006,A8=-1.8628e-007,A10=5.4837e-009
第9面
k=0.0000
A4=4.8001e-004,A6=3.4290e-005,A8=-4.4099e-006,A10=9.2819e-008
第10面
k=0.0000
A4=-8.6735e-004,A6=5.0386e-005,A8=-5.5413e-006,A10=-4.4436e-007
第15面
k=-3.2013
A4=-1.3000e-004,A6=-1.6000e-005,A8=-5.0023e-006,A10=1.2000e-007
第16面
k=0.0000
A4=-2.7078e-004,A6=-2.3671e-005,A8=-3.2807e-006,A10=1.0596e-008
第17面
k=-0.7336
A4=2.6724e-004,A6=-6.1446e-006,A8=1.7917e-006,A10=-4.1315e-008
第18面
k=0.0000
A4=-2.0113e-004,A6=5.4985e-005,A8=-1.0602e-006,A10=-2.8781e-008
第22面
k=0.0000
A4=-3.0000e-003,A6=5.2642e-004,A8=-9.9538e-006,A10=-1.7124e-006
第23面
k=0.0000
A4=-9.4604e-004,A6=6.5300e-004,A8=-1.4217e-006,A10=-2.2236e-006
第26面
k=0.0000
A4=-1.1500e-003,A6=8.5000e-005,A8=-2.2194e-006,A10=4.9178e-009,A12=-1.8557e-010
第27面
k=0.0000
A4=7.8091e-004,A6=7.0706e-005,A8=-2.5061e-006
第28面
k=0.0000
A4=1.9738e-003,A6=-1.0641e-005,A8=-3.0890e-007
第29面
k=0.0000
A4=5.0000e-004,A6=1.8483e-005,A8=2.1215e-006,A10=-2.1774e-007,A12=4.2000e-009


ズームデータ
広角 中間 望遠
f 3.900 10.132 26.433
FNO. 3.978 4.804 6.528
2ω 89.6 40.7 16.0
IH 3.25 3.84 3.84
FB 1.8705 1.8778 1.8706
全長 55.2273 55.2271 55.2272

d8 0.400 4.155 7.213
d13 7.713 3.951 0.900
d16 9.397 4.443 0.400
d23 2.033 5.063 8.787
d25 1.183 3.108 3.426

群焦点距離
f1=10.7767 f2=-4.35701 f3=18.9854 f4=13.3013 f5=-11.4681 f6=9.88428
以上の実施例1〜8の収差図を、それぞれ図9〜図16に示す。いずれも、無限遠物体合焦時の収差図である。また、各図中、”FIY”は最大像高を示す。
これらの収差図において、(a)、(b)、(c)、(d)は、それぞれ、広角端における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す。
また、(e)、()、(g)、(h)は、それぞれ、中間焦点距離状態における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す。
また、(i)、(j)、(k)、(l)は、それぞれ、望遠端における球面収差(SA)、非点収差(AS)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す。
次に、各実施例における条件式(1)〜(25)の値を掲げる。
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
(1) |f1Po|×f1Pi/IHt 2 6.687 6.821 5.742 5.689
(2) tanωw-(Lpri/Lw) 0.852 0.852 0.914 0.857
(3) DT/(f1Po/IHt) 7.425 7.442 9.750 8.757
(4) |(f1Po/IHt)×(f1P/IHt)/tanωw| 8.306 8.696 6.903 6.609
(5) |(f1Po/fw)×(f1P/fw)| 8.057 8.209 6.857 6.239
(6) |(f1Po/IHt)/(tanωw)2| 2.595 2.565 2.102 2.465
(7) (Lpri/IHt)×(fw/IHt)/tanωw 2.207 2.267 2.077 2.185
(8) |f1/IHt| 3.176 3.365 3.096 2.661
(8) |f2/IHt| 1.941 2.014 1.906 1.680
(8) |f3/IHt| 2.613 2.643 2.761 2.671
(8) |f4/IHt| 2.336 2.580 2.852 2.815
(8) |f5/IHt| 3.064 2.963 2.726 2.592
(9) |f1Po/IHt| 2.636 2.603 2.366 2.503
(10)|f1Po/fw| 2.586 2.520 2.289 2.423
(11)ASP1NP -0.199 -0.104 -0.163 -
(12)νd2N 55.690 55.690 55.690 55.690
(13)Lw/|f1Po| 5.310 5.447 6.139 5.655
(14)L1Nair/IHt 0.363 0.511 0.416 0.358
(15)|f1P/f1Po| 1.205 1.293 1.309 1.063
(16)f1N/f1Po 0.737 0.774 0.806 0.671
(17)DT -19.571 -19.376 -23.064 -21.921
(18)fw/r1F 0.016 0.013 0.020 0.031
(19)nd1PN 2.001 2.001 2.001 2.002
(20)νdpri 20.880 20.880 17.980 20.880
(21)ndpri 1.923 1.923 1.946 1.923
(22)tanωw/(Lpri/Lw) 6.464 6.461 7.227 6.695
(23)(τ420)A 0.779 0.779 0.570 0.786
(24)(τ400)A 0.448 0.448 0.128 0.462
(25)f1Pi×fw/IHt 2 2.586 2.707 2.508 2.348

実施例5 実施例6 実施例7 実施例8
(1) |f1Po|×f1Pi/IHt 2 7.135 6.771 7.205 -
(2) tanωw-(Lpri/Lw) 0.821 0.858 0.788 0.831
(3) DT/(f1Po/IHt) 7.225 7.376 7.031 5.645
(4) |(f1Po/IHt)×(f1P/IHt)/tanωw| 9.853 8.207 10.090 11.535
(5) |(f1Po/fw)×(f1P/fw)| 8.128 7.950 6.735 10.404
(6) |(f1Po/IHt)/(tanωw)2| 2.979 2.658 3.287 -
(7) (Lpri/IHt)×(fw/IHt)/tanωw 2.301 2.210 2.607 2.473
(8) |f1/IHt| 3.431 3.064 3.300 2.899
(8) |f2/IHt| 1.173 1.817 1.176 1.172
(8) |f3/IHt| 3.698 2.516 3.760 -
(8) |f4/IHt| 3.108 2.082 3.214 3.579
(8) |f5/IHt| - 3.761 - 3.085
(8) |f6/IHt| 2.659
(9) |f1Po/IHt| 2.768 2.700 2.844 -
(10)|f1Po/fw| 2.561 2.647 2.409 -
(11)ASP1NP - -0.393 -0.393 -
(12)νd2N - 37.280 - 40.390
(13)Lw/|f1Po| 5.182 5.408 5.068 -
(14)L1Nair/IHt 0.222 0.246 - -
(15)|f1P/f1Po| 1.240 1.135 1.160 -
(16)f1N/f1Po 0.424 0.673 0.413 -
(17)DT -19.999 -19.912 -19.999 -22.304
(18)fw/r1F 0.074 0.033 0.084 -
(19)nd1PN 2.001 2.001 2.001 2.020
(20)νdpri 29.130 20.880 29.130 29.130
(21)ndpri 2.001 1.923 2.001 2.001
(22)tanωw/(Lpri/Lw) 6.739 6.737 6.529 6.138
(23)(τ420)A 0.900 0.779 0.900 0.886
(24)(τ400)A - 0.448 - -
(25)f1Pi×fw/IHt 2 2.786 2.558 2.990 2.728
各実施例におけるプリズムの材料名(HOYA株式会社)を掲げる。また、図23に、各材料の内部透過率を示す。ここで、内部透過率は、厚さ10mmにおける透過率である。また、Tは内部透過率(%)、λは波長(nm)である。
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
材料名 E-FDS1 E-FDS1 FDS18 E-FDS1
実施例5 実施例6 実施例7 実施例8
材料名 TAFD55 E-FDS1 TAFD55 TAFD55
(歪曲収差の補正)
ところで、本発明のズームレンズを用いたときに、像の歪曲は電気的にデジタル補正する。以下に、像の歪曲をデジタル補正するための基本的概念について説明する。
例えば、図18に示すように、光軸と撮像面との交点を中心として有効撮像面の長辺に内接する半径Rの円周上(像高)での倍率を固定し、この円周を補正の基準とする。そして、それ以外の任意の半径r(ω)の円周上(像高)の各点を略放射方向に移動させることで歪曲を補正する。より具体的には、任意の半径r(ω)が半径r’(ω)となるように、各円周上の点を同心円状に移動させる。
例えば、図18において、半径Rの円の内側に位置する任意の半径r(ω)の円周上の点Pは、円の中心に向けて補正すべき半径r’(ω)の円周上の点Pに移動させる。また、半径Rの円の外側に位置する任意の半径r(ω)の円周上の点Qは、円の中心から離れる方向に向けて補正すべき半径r’(ω)の円周上の点Qに移動させる。
ここで、r’(ω)は次のように表わすことができる。
r’(ω)=α・f・tanω
ここで、
ωは被写体半画角、
fは結像光学系(本発明では、ズームレンズ)の焦点距離、
αは0以上1以下、
である。
ここで、半径Rの円上(像高)に対応する理想像高をYとすると、
α=R/Y=R/(f・tanω)、
となる。
光学系は、理想的には、光軸に対して回転対称であるため、歪曲収差も光軸に対して回転対称に発生する。したがって、上述のように、光学的に発生した歪曲収差を電気的に補正する場合には、再現画像上で光軸と撮像面との交点を中心とした有効撮像面の長辺に内接する半径Rの円の円周上(像高)の倍率を固定して、それ以外の半径r(ω)の円周上(像高)の各点を略放射方向に移動させることで歪曲を補正することができれば、データ量や演算量の点で有利と考えられる。
ところが、光学像は、電子撮像素子で撮像された時点で(サンプリングのため)連続量ではなくなる。したがって、厳密には光学像上に描かれる半径Rの円も、電子撮像素子上の画素が放射状に配列されていない限り正確な円ではなくなる。
つまり、離散的座標点毎に表わされる画像データの形状補正においては、倍率を固定できる円は存在しない。そこで、画素(Xi,Yj)毎に、移動先の座標(Xi’,Yj’)を決める方法を用いるのがよい。なお、座標(Xi’,Yj’)に(Xi,Yj)の2点以上が移動してきた場合には、各画素が有する値の平均値をとる。また、移動してくる点がない場合には、周囲のいくつかの画素の座標(Xi’,Yj’)の値を用いて補間すればよい。
このような方法は、特にズームレンズを有する電子撮像装置において光学系や電子撮像素子の製造誤差等のために光軸に対して像の歪みが著しく、光学像上に描かれる半径Rの円が非対称になった場合の補正に有効である。また、このような方法は、撮像素子あるいは各種出力装置において信号を画像に再現する際に幾何学的歪み等が発生する場合等の補正に有効である。
本発明の電子撮像装置では、補正量r’(ω)−r(ω)を計算するために、r(ω)すなわち半画角と像高との関係、あるいは、実像高rと理想像高r’/αとの関係が、電子撮像装置に内蔵された記録媒体に記録されている構成としてもよい。
なお、歪曲補正後の画像が短辺方向の両端において光量が極端に不足することのないようにするには、半径Rが、次の条件式を満足するのがよい。
0≦R≦0.6Ls
ここで、Lsは有効撮像面の短辺の長さである。
好ましくは、半径Rは、次の条件式を満足するのがよい。
0.3Ls≦R≦0.6Ls
さらには、半径Rは、略有効撮像面の短辺方向の内接円の半径に一致させるのが最も有利である。なお、半径R=0の近傍、すなわち、軸上近傍において倍率を固定した補正の場合は、画質の面で若干の不利があるが、光学系を広画角化しても小型化にするための効果は確保できる。
なお、補正が必要な焦点距離区間については、いくつかの焦点ゾーンに分割する。そして、該分割された焦点ゾーン内の望遠端近傍で略、
r’(ω)=α・f・tanω
を満足する補正結果が得られる場合と同じ補正量で補正してもよい。
ここで、その場合、分割された焦点ゾーン内の広角端において樽型歪曲量がある程度残存してしまう。また、分割ゾーン数を増加させてしまうと、補正のために必要な固有データを記録媒体に余計に保有する必要が生じあまり好ましくない。そこで、分割された焦点ゾーン内の各焦点距離に関連した1つ又は数個の係数を予め算出しておく。この係数は、シミュレーションや実機による測定に基づいて決定しておけばよい。
そして、分割されたゾーン内の望遠端近傍で略、
r’(ω)=α・f・tanω
を満足する補正結果が得られる場合の補正量を算出し、この補正量に対して焦点距離毎に係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
ところで、無限遠物体を結像させて得られた像に歪曲がない場合は、
f=y/tanω
が成立する。
ここで、yは像点の光軸からの高さ(像高)、fは結像系(本発明ではズームレンズ)の焦点距離、ωは撮像面上の中心からyの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度(被写体半画角)である。
結像光学系に樽型の歪曲収差がある場合は、
f>y/tanω
となる。つまり、結像光学系の焦点距離fと、像高yとを一定とすると、ωの値は大きくなる。
(光路折り曲げ式デジタルカメラ)
さて、以上のような本発明のズームレンズは、このズームレンズで形成した像をCCD等の電子撮像素子に受光させて撮影を行う電子撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
図19〜図21は、本発明によるズームレンズを、デジタルカメラの撮影光学系141に組み込んだ構成の概念図を示す。図19はデジタルカメラ140の外観を示す前方斜視図、図20は同後方斜視図、図21はデジタルカメラ140の構成を示す断面図である。
デジタルカメラ140は、この例の場合、撮影用光路142を有する撮影光学系141、ファインダー用光路144を有するファインダー光学系143、シャッター145、フラッシュ146、液晶表示モニター147等を含み、カメラ140の上部に配置されたシャッター145を押圧すると、それに連動して撮影光学系141、例えば実施例1の光路折り曲げズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系141によって形成された物体像が、近赤外カットフィルターと光学的ローパスフィルターFを介してCCD149の撮像面上に形成される。
このCCD149で受光された物体像は、処理手段151を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター147に表示される。また、この処理手段151には記録手段152が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段152は処理手段151と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、MO等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、CCD149に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
さらに、ファインダー用光路144上には、ファインダー用対物光学系153が配置してある。このファインダー用対物光学系153によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム155の視野枠157上に形成される。このポリプリズム155の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Eに導く接眼光学系159が配置されている。なお、撮影光学系141及びファインダー用対物光学系153の入射側、接眼光学系159の射出側にそれぞれカバー部材150が配置されている。
このように構成されたデジタルカメラ140は、撮影光学系141が高変倍比で、広角端における画角が広いズームレンズであるので、高性能で、奥行き方向が極めて薄い安価なデジタルカメラが実現できる。
なお、図21の例では、カバー部材150として平行平面板を配置しているが、省いてもよい。
(内部回路構成)
図22は、デジタルカメラ140の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、前述した処理手段は、例えばCDS/ADC部124、一時記憶メモリ117、画像処理部118等からなり、記憶手段は、記憶媒体部119で構成される。
図22に示すように、デジタルカメラ140は、操作部112と、この操作部112に接続された制御部113と、この制御部113の制御信号出力ポートにバス114及び115を介して接続された撮像駆動回路116並びに一時記憶メモリ117、画像処理部118、記憶媒体部119、表示部120、及び設定情報記憶メモリ部121を備えている。
上記の一時記憶メモリ117、画像処理部118、記憶媒体部119、表示部120、及び設定情報記憶メモリ部121は、バス122を介して相互にデータの入力、出力が可能とされている。また、撮像駆動回路116には、CCD149とCDS/ADC部124が接続されている。
操作部112は、各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらを介して外部(カメラ使用者)から入力されるイベント情報を制御部113に通知する。制御部113は、例えばCPUなどからなる中央演算処理装置であって、不図示のプログラムメモリを内蔵し、プログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、デジタルカメラ140全体を制御する。
CCD149は、撮像駆動回路116により駆動制御され、撮像光学系141を介して形成された物体像の画素ごとの光量を電気信号に変換し、CDS/ADC部124に出力する撮像素子である。
CDS/ADC部124は、CCD149から入力する電気信号を増幅し、かつ、アナログ/デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ(ベイヤーデータ、以下RAWデータという。)を一時記憶メモリ117に出力する回路である。
一時記憶メモリ117は、例えばSDRAM等からなるバッファであり、CDS/ADC部124から出力されるRAWデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部118は、一時記憶メモリ117に記憶されたRAWデータ又は記憶媒体部119に記憶されているRAWデータを読み出して、制御部113から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
記録媒体部119は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、これらのフラッシュメモリに、一時記憶メモリ117から転送されるRAWデータや画像処理部118で画像処理された画像データを記録して保持する。
表示部120は、液晶表示モニター147などにて構成され、撮影したRAWデータ、画像データや操作メニューなどを表示する。設定情報記憶メモリ部121には、予め各種の画質パラメータが格納されているROM部と、操作部112の入力操作によってROM部から読み出された画質パラメータを記憶するRAM部が備えられている。設定情報記憶メモリ部121は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。
以上のように、本発明にかかる撮像装置は、広画角化と高変倍比化が両立され、且つ、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の光学系に適している。
本発明とは別の発明の例を以下に示す。
(付記項1)
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、を有し、
前記第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群とが、物体側から像側に、この順で配置され、
前記第2正レンズ群は、前記第1負レンズ群よりも像側に配置され、
前記絞りは、前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群の間に配置され、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
以下の条件式(1)を満足することを特徴とする撮像装置。
4.5≦|f 1Po |×f 1Pi /IH t 2 ≦7.5 (1)
ただし、
1Po は、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
1Pi は、前記第1正レンズ群像側系の焦点距離、
IH t は、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
である。
(付記項2)
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、を有し、
前記第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群とが、物体側から像側に、この順で配置され、
前記第2正レンズ群は、前記第1負レンズ群よりも像側に配置され、
前記絞りは、前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群の間に配置され、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
前記反射部材はプリズムであり、
以下の条件式(2)、(3)を満足することを特徴とする撮像装置。
0.7≦tanω w −(L pri /L w )≦1.3 (2)
3.5≦DT/(f 1Po /IH t )≦16 (3)
ただし、
ω w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
pri は、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
w は、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
1Po は、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
IH t は、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
DT=(IH w −f w ×tanω w )/(f w ×tanω w )×100であり(単位は%)、
IH w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。
(付記項3)
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、を有し、
前記第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群とが、物体側から像側に、この順で配置され、
前記第2正レンズ群は、前記第1負レンズ群よりも像側に配置され、
前記絞りは、前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群の間に配置され、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
以下の条件式(4)、(5−1)を満足することを特徴とする撮像装置。
4.2≦|(f 1Po /IH t )×(f 1P /IH t )/tanω w |≦11.6 (4)
5.6≦|(f 1Po /f w )×(f 1P /f w )|≦11.0 (5−1)
ただし、
1Po は、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
1P は、前記第1正レンズ群の焦点距離、
IH t は、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
ω w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。
(付記項4)
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、を有し、
前記第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群とが、物体側から像側に、この順で配置され、
前記第2正レンズ群は、前記第1負レンズ群よりも像側に配置され、
前記絞りは、前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群の間に配置され、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
以下の条件式(6)を満足することを特徴とする撮像装置。
1.0≦|(f 1Po /IH t )/(tanω w 2 |≦3.7 (6)
ただし、
1Po は、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
IH t は、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
ω w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
である。
(付記項5)
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、を有し、
前記第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群とが、物体側から像側に、この順で配置され、
前記第2正レンズ群は、前記第1負レンズ群よりも像側に配置され、
前記絞りは、前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群の間に配置され、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
前記反射部材はプリズムであり、
以下の条件式(5)、(7)を満足することを特徴とする撮像装置。
5.6≦|(f 1Po /f w )×(f 1P /f w )|≦11.5 (5)
1.5≦(L pri /IH t )×(f w /IH t )/tanω w ≦2.8 (7)
ただし、
1Po は、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
1P は、前記第1正レンズ群の焦点距離、
w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
pri は、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
IH t は、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
ω w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
である。
(付記項6)
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、を有し、
前記第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群とが、物体側から像側に、この順で配置され、
前記第2正レンズ群は、前記第1負レンズ群よりも像側に配置され、
前記絞りは、前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群の間に配置され、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
以下の条件式(5−1)、(8)、(9)を満足することを特徴とする撮像装置。
5.6≦|(f 1Po /f w )×(f 1P /f w )|≦11.0 (5−1)
0.7≦|f n /IH t |≦4.0 (8)
1.2≦|f 1Po /IH t |≦3.6 (9)
ただし、
1Po は、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
1P は、前記第1正レンズ群の焦点距離、
w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
n は、前記ズームレンズに含まれる各々のレンズ群の焦点距離であって、前記各々のレンズ群は、変倍時の移動または静止によって特定され、
IH t は、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
である。
(付記項7)
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、を有し、
前記第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群とが、物体側から像側に、この順で配置され、
前記第2正レンズ群は、前記第1負レンズ群よりも像側に配置され、
前記絞りは、前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群の間に配置され、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
前記反射部材はプリズムであり、
以下の条件式(2)、(10)を満足することを特徴とする撮像装置。
0.7≦tanω w −(L pri /L w )≦1.3 (2)
1.2≦|f 1Po /f w |≦2.9 (10)
ただし、
ω w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
pri は、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
w は、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
1Po は、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。
(付記項8)
ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であっ
て、
前記ズームレンズは、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、を有し、
前記第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群とが、物体側から像側に、この順で配置され、
前記第2正レンズ群は、前記第1負レンズ群よりも像側に配置され、
前記絞りは、前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群の間に配置され、
広角端から望遠端への変倍時に、
前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1負レンズ群は像側に移動し、
前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
ω w ≧42度であり、
以下の条件式(3)を満足することを特徴とする撮像装置。
3.5≦DT/(f 1Po /IH t )≦16 (3)
ただし、
ω w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
1Po は、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
IH t は、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
DT=(IH w −f w ×tanω w )/(f w ×tanω w )×100であり(単位は%)、
IH w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。
(付記項9)
前記第2正レンズ群よりも像側に、負屈折力の第2負レンズ群が配置され、
前記第2負レンズ群よりも像側に、正屈折力の第3正レンズ群が配置され、
前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群は、望遠端において、それぞれ前記絞りの近くに位置し、
変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化することを特徴とする付記項1から8の何れか1項に記載の撮像装置。
(付記項10)
合焦時、前記第2負レンズ群と前記第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズが、光軸に沿う方向に移動することを特徴とする付記項9に記載の撮像装置。
(付記項11)
ブレ補正時、前記第2負レンズ群と前記第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズが、像のブレを打ち消す方向に偏心移動することを特徴とする付記項9に記載の撮像装置。
(付記項12)
前記第2負レンズ群は一枚の負レンズからなり、
以下の条件式(12)を満足することを特徴とする付記項9に記載の撮像装置。
35≦νd 2N ≦96 (12)
ただし、
νd 2N は、前記第2負レンズ群の前記負レンズのd線基準のアッベ数、
である。
(付記項13)
前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群は、前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群との間にレンズを挟まずに配置されていることを特徴とする付記項9に記載の撮像装置。
(付記項14)
前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群のほかに、変倍時に移動するレンズ群を含むことを特徴とする付記項9に記載の撮像装置。
(付記項15)
前記第2正レンズ群よりも像側に、正屈折力の第3正レンズ群が配置され、
前記第3正レンズ群は、負屈折力の物体側副群と、正屈折力の像側副群と、からなり、
前記物体側副群と前記像側副群は、前記第3正レンズ群中で最も長い空気間隔を挟んで配置され、
前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群は、望遠端において、それぞれ前記絞りの近くに位置し、
変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化することを特徴とする付記項1から8の何れか1項に記載の撮像装置。
(付記項16)
合焦時、前記第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズが、光軸に沿う方向に移動することを特徴とする付記項15に記載の撮像装置。
(付記項17)
ブレ補正時、前記第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズが、像のブレを打ち消す方向に偏心移動することを特徴とする付記項15に記載の撮像装置。
(付記項18)
合焦時、前記第2正レンズ群が光軸に沿う方向に移動することを特徴とする付記項1から8、15のいずれか1項に記載の撮像装置。
(付記項19)
前記第1負レンズ群は、負屈折力の第1負レンズと、正屈折力の第1正レンズと、を有し、
前記第1負レンズは、最も物体側に配置され、
前記第1正レンズは、前記第1負レンズよりも像側に、所定の距離だけ離れて配置され、
前記第1負レンズと前記第1正レンズは、それぞれ非球面を有し、
以下の条件式(11)を満足することを特徴とする付記項1から17の何れか1項に記載の撮像装置。
−0.45≦ASP 1NP ≦−0.08 (11)
ただし、
ASP 1NP =ASP 1NPo +ASP 1NPi であり、
ASP 1NPo は、前記第1正レンズの物体側のレンズ面の非球面偏倚量、
ASP 1NPi は、前記第1正レンズの像側のレンズ面の非球面偏倚量、であって、
非球面偏倚量は、望遠端における明るさ絞りの最大光線入射高と同じ光軸からの高さにおいて、光軸に平行な方向に測ったときの参照球面から該レンズ面までの距離であり、像側方向を正符号とし、
参照球面は、前記レンズ面の面頂と同じ面頂を持ち、該レンズ面の近軸曲率半径を曲率半径とする球面、
である。
(付記項20)
以下の条件式(13)を満足することを特徴とする付記項1から19の何れか1項に記
載の撮像装置。
4.0≦L w /|f 1Po |≦7.5 (13)
ただし、
1Po は、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
w は、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
である。
(付記項21)
変倍時及び合焦時、前記第1正レンズ群から前記撮像素子までの距離は、常に一定であることを特徴とする付記項1から20の何れか1項に記載の撮像装置。
(付記項22)
前記第1負レンズ群は、負屈折力の第1負レンズと、第2レンズと、を有し、
前記第1負レンズは、最も物体側に配置され、
前記第2レンズは、前記第1負レンズよりも像側に、所定の距離だけ離れて配置され、
以下の条件式(14)を満足することを特徴とする付記項1から21の何れか1項に記
載の撮像装置。
0.15≦L 1Nair /IH t ≦0.7 (14)
ただし、
1Nair は、前記第1負レンズから前記第2レンズまでの光軸に沿った空気間隔、
IH t は、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
である。
(付記項23)
以下の条件式(15)を満足することを特徴とする付記項1から22の何れか1項に記載の撮像装置。
0.75≦|f 1P /f 1Po |≦1.8 (15)
ただし、
1P は、前記第1正レンズ群の焦点距離、
1Po は、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
である。
(付記項24)
以下の条件式(9−1)を満足することを特徴とする付記項1から23の何れか1項に記載の撮像装置。
1.5≦|f 1Po /IH t |≦3.6 (9−1)
ただし、
1Po は、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
IH t は、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
である。
(付記項25)
以下の条件式(16)を満足することを特徴とする付記項1から24の何れか1項に記載の撮像装置。
0.37≦f 1N /f 1Po ≦0.9 ・・・(16)
ただし、
1N は、前記第1負レンズ群の焦点距離、
1Po は、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
である。
(付記項26)
以下の条件式(17)を満足することを特徴とする付記項1から25の何れか1項に記載の撮像装置。
−28≦DT≦−13 (17)
ただし、
DT=(IH w −f w ×tanω w )/(f w ×tanω w )×100であり(単位は%)、
IH w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
ω w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
である。
(付記項27)
以下の条件式(18)を満足することを特徴とする付記項1から26の何れか1項に記載の撮像装置。
−0.05≦f w /r 1F ≦0.085 (18)
ただし、
w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
1F は、前記第1正レンズ群物体側系中の最も物体側のレンズの物体側面の近軸曲率半径、
である。
(付記項28)
前記第1正レンズ群は、前記反射部材よりも物体側に1枚の負レンズを有し、且つ、前記反射部材よりも物体側のレンズの総数は1であることを特徴とする付記項1から27の何れか1項に記載の撮像装置。
(付記項29)
前記第1正レンズ群は、前記反射部材よりも物体側にガラスの負レンズを有し、
以下の条件式(19)を満足することを特徴とする付記項1から27の何れか1項に記載の撮像装置。
1.9≦nd 1PN ≦2.4 (19)
ただし、
nd 1PN は、前記ガラスの負レンズのd線における屈折率、
である。
(付記項30)
前記反射部材はプリズムであることを特徴とする付記項1から29の何れか1項に記載の撮像装置。
(付記項31)
以下の条件式(20)、(21)を満足することを特徴とする付記項30に記載の撮像装置。
15≦νd pri ≦30 (20)
1.8≦nd pri ≦2.3 (21)
ただし、
νd pri は、前記プリズムのd線基準のアッベ数、
nd pri は、前記プリズムのd線における屈折率、
である。
(付記項32)
変倍時及び合焦時、前記絞りは静止していることを特徴とする付記項1から31の何れか1項に記載の撮像装置。
(付記項33)
前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群との間に、正レンズが配置され、
変倍時及び合焦時、前記絞りと前記正レンズは静止していることを特徴とする付記項1から8の何れか1項に記載の撮像装置。
(付記項34)
前記反射部材はパワーレスのプリズムであり、
以下の条件式(22)を満足することを特徴とする付記項1から32の何れか1項に記載の撮像装置。
5.6≦tanω w /(L pri /L w )≦ 9.5 ・・・(22)
ただし、
ω w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
pri は、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
w は、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
である。
(付記項35)
ω w ≧42度であり、
前記反射部材はプリズムであり、
以下の条件式(23)、(24)を満足することを特徴とする付記項1から34の何れか1項に記載の撮像装置。
0.55≦(τ420) A (23)
0.47≧(τ400) A (24)
ただし、
τ420は、前記プリズムを構成する材料の厚さ10mmにおける波長420nm光の内部透過率、
τ400は、前記プリズムを構成する材料の厚さ10mmにおける波長400nm光の内部透過率、
A=Pd/10mmであり、
pri は、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
である。
(付記項36)
前記第1正レンズ群像側系が、以下の条件式(25)を満足することを特徴とする付記項1から35の何れか1項に記載の撮像装置。
2.0≦f 1Pi ×f w /IH t 2 ≦3.0 (25)
ただし、
1Pi は、前記第1正レンズ群像側系の焦点距離、
w は、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
IH t は、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
である。
G1…第1レンズ群
G2…第2レンズ群
G3…第3レンズ群
G4…第4レンズ群
G5…第5レンズ群
G6…第6レンズ群
S…明るさ(開口)絞り
F…ローパスフィルタ
C…カバーガラス
P…プリズム
I…像面
112…操作部
113…制御部
114…バス
115…バス
116…撮像駆動回路
117…一時記憶メモリ
118…画像処理部
119…記憶媒体部
120…表示部
121…設定情報記憶メモリ部
122…バス
124…CDS/ADC部
140…デジタルカメラ
141…撮影光学系
142…撮影用光路
143…ファインダー光学系
144…ファインダー用光路
145…シャッターボタン
146…フラッシュ
147…液晶表示モニター
149…CCD
150…カバー部材
151…処理手段
152…記録手段
153…ファインダー用対物光学系
155…正立プリズム
157…視野枠
159…接眼光学系

Claims (32)

  1. ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
    前記ズームレンズは、第1の構成、第2の構成及び第3の構成のうちのいずれか1つの構成を備え、
    前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    前記第3の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、正屈折力のレンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
    広角端から望遠端への変倍時に、
    前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1負レンズ群は像側に移動し、
    前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
    前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
    前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
    合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有するパワーレスのプリズムである反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
    前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
    前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
    以下の条件式(1)、(22)を満足することを特徴とする撮像装置。
    4.5≦|f1Po|×f1Pi/IHt 2≦7.5 (1)
    5.6≦tanωw/(Lpri/Lw)≦ 9.5 ・・・(22)
    ただし、
    1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
    1Piは、前記第1正レンズ群像側系の焦点距離、
    IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
    ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
    priは、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
    wは、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
    である。
  2. ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
    前記ズームレンズは、第1の構成又は第2の構成を備え、
    前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
    広角端から望遠端への変倍時に、
    前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1負レンズ群は像側に移動し、
    前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
    前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
    前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
    合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
    前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
    前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
    前記反射部材はプリズムであり、
    以下の条件式(2)、(3)を満足することを特徴とする撮像装置。
    0.7≦tanωw−(Lpri/Lw)≦1.3 (2)
    3.5≦DT/(f1Po/IHt)≦16 (3)
    ただし、
    ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
    priは、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
    wは、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
    1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
    IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
    DT=(IHw−fw×tanωw)/(fw×tanωw)×100であり(単位は%)、
    IHwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
    wは、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
    である。
  3. ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
    前記ズームレンズは、第1の構成又は第2の構成を備え、
    前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
    広角端から望遠端への変倍時に、
    前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1負レンズ群は像側に移動し、
    前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
    前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
    前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
    合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有するパワーレスのプリズムである反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
    前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
    前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
    以下の条件式(4)、(5−1)、(22)を満足することを特徴とする撮像装置。
    4.2≦|(f1Po/IHt)×(f1P/IHt)/tanωw|≦11.6 (4)
    5.6≦|(f1Po/fw)×(f1P/fw)|≦11.0 (5−1)
    5.6≦tanωw/(Lpri/Lw)≦ 9.5 ・・・(22)
    ただし、
    1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
    1Pは、前記第1正レンズ群の焦点距離、
    IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
    ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
    wは、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
    priは、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
    wは、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
    である。
  4. ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
    前記ズームレンズは、第1の構成、第2の構成及び第3の構成のうちのいずれか1つの構成を備え、
    前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    前記第3の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、正屈折力のレンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
    広角端から望遠端への変倍時に、
    前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1負レンズ群は像側に移動し、
    前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
    前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
    前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
    合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
    前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
    前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
    以下の条件式(1)、(6)を満足することを特徴とする撮像装置。
    4.5≦|f1Po|×f1Pi/IHt 2≦7.5 (1)
    1.0≦|(f1Po/IHt)/(tanωw2|≦3.7 (6)
    ただし、
    1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
    1Piは、前記第1正レンズ群像側系の焦点距離、
    IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
    ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
    である。
  5. ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
    前記ズームレンズは、第1の構成、第2の構成及び第3の構成のうちのいずれか1つの構成を備え、
    前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    前記第3の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、正屈折力のレンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
    広角端から望遠端への変倍時に、
    前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1負レンズ群は像側に移動し、
    前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
    前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
    前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
    合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
    前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
    前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
    前記反射部材はプリズムであり、
    以下の条件式(1)、(5)、(7)を満足することを特徴とする撮像装置。
    4.5≦|f1Po|×f1Pi/IHt 2≦7.5 (1)
    5.6≦|(f1Po/fw)×(f1P/fw)|≦11.5 (5)
    1.5≦(Lpri/IHt)×(fw/IHt)/tanωw≦2.8 (7)
    ただし、
    1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
    1Piは、前記第1正レンズ群像側系の焦点距離、
    1Pは、前記第1正レンズ群の焦点距離、
    wは、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
    priは、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
    IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
    ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
    である。
  6. ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
    前記ズームレンズは、第1の構成、第2の構成及び第3の構成のうちのいずれか1つの構成を備え、
    前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    前記第3の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、正屈折力のレンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
    広角端から望遠端への変倍時に、
    前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1負レンズ群は像側に移動し、
    前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
    前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
    前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
    合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
    前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
    前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
    以下の条件式(5−1)、(8)、(9)を満足することを特徴とする撮像装置。
    5.6≦|(f1Po/fw)×(f1P/fw)|≦11.0 (5−1)
    0.7≦|fn/IHt|≦4.0 (8)
    1.2≦|f1Po/IHt|≦3.6 (9)
    ただし、
    1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
    1Pは、前記第1正レンズ群の焦点距離、
    wは、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
    nは、前記ズームレンズに含まれる各々のレンズ群の焦点距離であって、前記各々のレンズ群は、変倍時の移動または静止によって特定され、
    IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
    である。
  7. ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
    前記ズームレンズは、第1の構成又は第2の構成を備え、
    前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
    広角端から望遠端への変倍時に、
    前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1負レンズ群は像側に移動し、
    前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
    前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
    前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
    合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
    前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
    前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
    前記反射部材はプリズムであり、
    以下の条件式(2)、(10)を満足することを特徴とする撮像装置。
    0.7≦tanωw−(Lpri/Lw)≦1.3 (2)
    1.2≦|f1Po/fw|≦2.9 (10)
    ただし、
    ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
    priは、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
    wは、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
    1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
    wは、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
    である。
  8. ズームレンズと、該ズームレンズの像面に配置された撮像素子を備えた撮像装置であって、
    前記ズームレンズは、第1の構成又は第2の構成を備え、
    前記第1の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    前記第2の構成は、物体側から順に、実質的に、正屈折力の第1正レンズ群と、負屈折力の第1負レンズ群と、絞りと、正屈折力のレンズ群と、正屈折力の第2正レンズ群と、負屈折力の第2負レンズ群と、正屈折力の第3正レンズ群と、からなり、
    変倍時、隣り合う前記レンズ群の間隔はいずれも変化し、
    広角端から望遠端への変倍時に、
    前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1負レンズ群は像側に移動し、
    前記第2正レンズ群は物体側に移動し、
    前記第1負レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも像側であり、
    前記第2正レンズ群の望遠端における位置は、広角端における位置よりも物体側であり、
    合焦時、前記第1正レンズ群は静止し、
    前記第1正レンズ群は、光路を折り曲げる反射面を有するパワーレスのプリズムである反射部材と、第1正レンズ群物体側系と、第1正レンズ群像側系と、を備え、
    前記第1正レンズ群物体側系は、前記反射面よりも物体側に位置すると共に、負屈折力を有し、
    前記第1正レンズ群像側系は、前記反射面よりも像側に位置すると共に、正屈折力を有し、
    ωw≧42度であり、
    以下の条件式(3)、(22)を満足することを特徴とする撮像装置。
    3.5≦DT/(f1Po/IHt)≦16 (3)
    5.6≦tanωw/(Lpri/Lw)≦ 9.5 ・・・(22)
    ただし、
    ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
    1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
    IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
    DT=(IHw−fw×tanωw)/(fw×tanωw)×100であり(単位は%)

    IHwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
    wは、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
    priは、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
    wは、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
    である。
  9. 前記ズームレンズは、前記第1の構成又は前記第2の構成を備え、
    合焦時、前記第2負レンズ群又は前記第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズが、光軸に沿う方向に移動することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の撮像装置。
  10. 前記ズームレンズは、前記第1の構成又は前記第2の構成を備え、
    ブレ補正時、前記第2負レンズ群又は前記第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズが、像のブレを打ち消す方向に偏心移動することを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。
  11. 前記第2負レンズ群は一枚の負レンズからなり、
    以下の条件式(12)を満足することを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。
    35≦νd2N≦96 (12)
    ただし、
    νd2Nは、前記第2負レンズ群の前記負レンズのd線基準のアッベ数、
    である。
  12. 前記ズームレンズは、前記第1の構成を備え、
    前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群は、前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群との間にレンズを挟まずに配置されていることを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。
  13. 前記第1負レンズ群と前記第2正レンズ群は、望遠端において、それぞれ前記絞りの近くに位置することを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の撮像装置。
  14. 前記ズームレンズは、前記第3の構成を備え、
    合焦時、前記第2正レンズ群又は前記第3正レンズ群に含まれるいずれかが、光軸に沿う方向に移動することを特徴とする請求項1、4から6のいずれか1項に記載の撮像装置。
  15. 前記ズームレンズは、前記第3の構成を備え、
    ブレ補正時、前記第3正レンズ群に含まれるいずれかのレンズが、像のブレを打ち消す方向に偏心移動することを特徴とする請求項14に記載の撮像装置。
  16. 前記第1負レンズ群は、負屈折力の第1負レンズと、正屈折力の第1正レンズと、を有し、
    前記第1負レンズは、最も物体側に配置され、
    前記第1正レンズは、前記第1負レンズよりも像側に、所定の距離だけ離れて配置され、
    前記第1負レンズと前記第1正レンズは、それぞれ非球面を有し、
    以下の条件式(11)を満足することを特徴とする請求項1から15の何れか1項に記載の撮像装置。
    −0.45≦ASP1NP≦−0.08 (11)
    ただし、
    ASP1NP=ASP1NPo+ASP1NPiであり、
    ASP1NPoは、前記第1正レンズの物体側のレンズ面の非球面偏倚量、
    ASP1NPiは、前記第1正レンズの像側のレンズ面の非球面偏倚量、であって、
    非球面偏倚量は、望遠端における明るさ絞りの最大光線入射高と同じ光軸からの高さにおいて、光軸に平行な方向に測ったときの参照球面から該レンズ面までの距離であり、像側方向を正符号とし、
    参照球面は、前記レンズ面の面頂と同じ面頂を持ち、該レンズ面の近軸曲率半径を曲率半径とする球面、
    である。
  17. 以下の条件式(13)を満足することを特徴とする請求項1から16の何れか1項に記載の撮像装置。
    4.0≦Lw/|f1Po|≦7.5 (13)
    ただし、
    1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
    wは、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
    である。
  18. 変倍時及び合焦時、前記第1正レンズ群から前記撮像素子までの距離は、常に一定であることを特徴とする請求項1から17の何れか1項に記載の撮像装置。
  19. 前記第1負レンズ群は、負屈折力の第1負レンズと、第2レンズと、を有し、
    前記第1負レンズは、最も物体側に配置され、
    前記第2レンズは、前記第1負レンズよりも像側に、所定の距離だけ離れて配置され、
    以下の条件式(14)を満足することを特徴とする請求項1から18の何れか1項に記載の撮像装置。
    0.15≦L1Nair/IHt≦0.7 (14)
    ただし、
    1Nairは、前記第1負レンズから前記第2レンズまでの光軸に沿った空気間隔、
    IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
    である。
  20. 以下の条件式(15)を満足することを特徴とする請求項1から19の何れか1項に記載の撮像装置。
    0.75≦|f1P/f1Po|≦1.8 (15)
    ただし、
    1Pは、前記第1正レンズ群の焦点距離、
    1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
    である。
  21. 以下の条件式(9−1)を満足することを特徴とする請求項1から20の何れか1項に記載の撮像装置。
    1.5≦|f1Po/IHt|≦3.6 (9−1)
    ただし、
    1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
    IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
    である。
  22. 以下の条件式(16)を満足することを特徴とする請求項1から21の何れか1項に記載の撮像装置。
    0.37≦f1N/f1Po≦0.9 ・・・(16)
    ただし、
    1Nは、前記第1負レンズ群の焦点距離、
    1Poは、前記第1正レンズ群物体側系の焦点距離、
    である。
  23. 以下の条件式(17)を満足することを特徴とする請求項1から22の何れか1項に記載の撮像装置。
    −28≦DT≦−13 (17)
    ただし、
    DT=(IHw−fw×tanωw)/(fw×tanωw)×100であり(単位は%)、
    IHwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
    wは、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
    ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
    である。
  24. 以下の条件式(18)を満足することを特徴とする請求項1から23の何れか1項に記載の撮像装置。
    −0.05≦fw/r1F≦0.085 (18)
    ただし、
    wは、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
    1Fは、前記第1正レンズ群物体側系中の最も物体側のレンズの物体側面の近軸曲率半径、
    である。
  25. 前記第1正レンズ群は、前記反射部材よりも物体側に1枚の負レンズを有し、且つ、前記反射部材よりも物体側のレンズの総数は1であることを特徴とする請求項1から24の何れか1項に記載の撮像装置。
  26. 前記第1正レンズ群は、前記反射部材よりも物体側にガラスの負レンズを有し、
    以下の条件式(19)を満足することを特徴とする請求項1から24の何れか1項に記載の撮像装置。
    1.9≦nd1PN≦2.4 (19)
    ただし、
    nd1PNは、前記ガラスの負レンズのd線における屈折率、
    である。
  27. 前記反射部材はプリズムであることを特徴とする請求項1から26の何れか1項に記載の撮像装置。
  28. 以下の条件式(20)、(21)を満足することを特徴とする請求項27に記載の撮像装置。
    15≦νdpri≦30 (20)
    1.8≦ndpri≦2.3 (21)
    ただし、
    νdpriは、前記プリズムのd線基準のアッベ数、
    ndpriは、前記プリズムのd線における屈折率、
    である。
  29. 変倍時及び合焦時、前記絞りは静止していることを特徴とする請求項1から28の何れか1項に記載の撮像装置。
  30. 前記反射部材はパワーレスのプリズムであり、
    以下の条件式(22)を満足することを特徴とする請求項1から29の何れか1項に記載の撮像装置。
    5.6≦tanωw/(Lpri/Lw)≦ 9.5 ・・・(22)
    ただし、
    ωwは、広角端において無限遠物体に合焦した時の最大半画角、
    priは、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
    wは、前記ズームレンズ全系の光軸に沿った全長に、空気換算したバックフォーカス長を加えた距離であって、該距離は、広角端において無限遠物体に合焦した時の距離であり、前記全長は、前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、
    である。
  31. ωw≧42度であり、
    前記反射部材はプリズムであり、
    以下の条件式(23)、(24)を満足することを特徴とする請求項1から30の何れか1項に記載の撮像装置。
    0.55≦(τ420)A (23)
    0.47≧(τ400)A (24)
    ただし、
    τ420は、前記プリズムを構成する材料の厚さ10mmにおける波長420nm光の部透過率、
    τ400は、前記プリズムを構成する材料の厚さ10mmにおける波長400nm光の内部透過率、
    A=Lpri/10mmであり、
    priは、前記プリズムの光軸に沿った全長であって、該全長は、前記プリズムを構成する光学面のうちの、前記反射面よりも物体側にある光学面から前記反射面よりも像側にある光学面までの距離、
    である。
  32. 前記第1正レンズ群像側系が、以下の条件式(25)を満足することを特徴とする請求項1から31の何れか1項に記載の撮像装置。
    2.0≦f1Pi×fw/IHt 2≦3.0 (25)
    ただし、
    1Piは、前記第1正レンズ群像側系の焦点距離、
    wは、広角端において無限遠物体に合焦した時の前記ズームレンズ全系の焦点距離、
    IHtは、望遠端において無限遠物体に合焦した時の最大像高、
    である。
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