JP6307834B2 - ズームレンズ及びこのズームレンズを用いた撮像装置 - Google Patents
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特許文献3では、第1レンズ群、第4レンズ群に特殊低分散ガラスを使用して、近赤外域までの収差補正を行っているが、変倍比が22倍程度と25倍よりも小さい。
ただし、m2wは広角端における第2群の倍率、m2Tは望遠端における第2群の倍率、m3wは
広角端における第3群の倍率、m3Tは望遠端における第3群の倍率、ν 1GP は第1レンズ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数の平均値を表す。
本発明のズームレンズ1は、図1ないし図5に示すように、物体側から像面Sの側に向かって、正の屈折力を有する第1レンズ群2、負の屈折力を有する第2レンズ群3、負の屈折力を有する第3レンズ群4、正の屈折力を有する第4レンズ群5からなる。
その第3レンズ群4と第4レンズ群5との間には、第4レンズ群5のレンズL11の直前方に平行平板FP2が配設されている。この平行平板FP2は、光量調整用のNDフィルタを想定している。
その平行平板FP2とレンズL11との間には絞りSBが設けられている。第4レンズ群5の像面Sの側に平行平板FP1が配設されている。この平行平板FP1は、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタや、CCDセンサ等の撮像素子のカバーガラス(シールガラス)を想定している。
ただし、D34Wは広角端における第3レンズ群4と第4レンズ群5との間隔、D34Tは望遠端における第3レンズ群4と第4レンズ群5との間隔、fwをは広角端における全系の焦点距離を示す。
ただし、L4は第4レンズ群5の最も物体側の面(面番号19)から最も像側の面(面番号28)までの光軸に沿った距離、T4F-Iは第4レンズ群5の最も物体側の面(面番号28)から像面Sまでの光軸に沿った距離であり、第4レンズ群5より像面側に屈折力を有さない光学素子が含まれる場合、それが存在しないと仮定した空気換算長を示す。
なお、以下の条件式を満足するのが更に望ましい。
ただし,ν1GPは第1レンズ群2に含まれる正レンズの材料のアッベ数の平均値を示す。
よって、望遠側で軸上マージナル光線高さが大きくなる第1レンズ群2には、分散の小さな正レンズを用いるのが望ましい。
ν1GPが75以下であると、望遠域の色収差補正が不十分になりやすい。その一方、ν1GPが96以上の材料は存在しないか、存在したとしても非常に特殊かつ高価であり、現実的には使用できない。
なお、さらに望ましくは、以下の条件式を満足するのが良い。
ただし,fTは望遠端における全系の焦点距離,fDOEは回折光学素子RFの回折部の焦点距離を示す。
ただし、ν4GPは少なくとも3枚の正レンズのアッベ数の平均値を示す。
第4レンズ群5をこのように構成することにより、特に変倍範囲の広角域において、可視域から近赤外域までの色収差をさらに良好に補正することが可能となる。
この実施例のズームレンズ1においては、第2レンズ群3と第3レンズ群4とにバリエータ・コンペンセータという区別なく、総合的に変倍と収差補正を行うため、第2レンズ群3を3枚以下のレンズで構成し、第2レンズ群3単独での収差補正能力が比較的低い構成でも、十分な結像性能の確保が可能である。
また、変倍に際し、第1レンズ群2と第4レンズ群5は像面Sに対して固定されていることが望ましい。
また、移動レンズ群が少ないことは機構面でも有利であり、部品点数の低減や軽量化、信頼性の向上につながる。
ただし、f1は第1レンズ群2の焦点距離、f2は第2レンズ群3の焦点距離、f3は第3レンズ群4の焦点距離、f4は第4レンズ群5の焦点距離,fwは広角端における全系の焦点距離を示す。
ただし、νdはその正レンズを構成する材料のアッベ数、θC,A'はその正レンズを構成する材料の部分分散比を示す。
第1レンズ群2・第4レンズ群5のそれぞれに上記条件式を満足する正レンズを設けることにより、広角端から望遠端に至る変倍の全域にわたって近赤外域を含む色収差を良好に補正することが可能となる。
f :全系の焦点距離
F :Fナンバ
ω :半画角
r :曲率半径
d :面間隔
nd :屈折率
νd :アッベ数
θC,A' :部分分散比:(nC-nA')/(nF-nC)
C2 :位相関数の2次係数
C4 :位相関数の4次係数
K :非球面の円錐定数
A4 :非球面式の4次係数
A6 :非球面式の6次係数
A8 :非球面式の8次係数
また、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径をR、光軸からの高さをHとして、以下の非球面式で表される。
球面収差の図中の破線は正弦条件を示す。
非点収差の図中の実線はサジタル収差、破線はメリディオナル収差を示す。
第3面は面番号3を意味する。
第19面は面番号19を意味する。
撮像装置10は撮影レンズ11と撮像素子16(例えば、エリアセンサ)を有する。この撮影レンズ11には、既述のズームレンズ1を用いることができる。撮影レンズ11は、フォカース制御部12によってフォーカス制御される。すなわち、このフォーカス制御部12によって合焦動作が実行される。
また、図示を略すモニタに撮影中の画像を表示することもあるし、半導体メモリ等に記録されている画像をモニタに表示することもできる。
2…第1レンズ群
3…第2レンズ群
4…第3レンズ群
5…第4レンズ群
Claims (7)
- 物体側から像面側に向かって、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、負の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群が配設され、変倍に際して、第2レンズ群は広角端において最も物体側に位置し、第3レンズ群は望遠端において最も像面側に位置するように、第2レンズ群・第3レンズ群を移動させるズームレンズにおいて、以下の条件式を満足し、
第1レンズ群が物体側から順に、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に像側よりも曲率半径の絶対値が小さい凸面を向けた正レンズ、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、物体側に像側よりも曲率半径の絶対値が小さい凸面を向けた正レンズ、物体側に像側よりも曲率半径の絶対値が小さい凸面を向けた正レンズの5枚で構成され、回折光学素子を含まないことを特徴とするズームレンズ。
ただし、m2wは広角端における第2群の倍率、m2Tは望遠端における第2群の倍率、m3wは広角端における第3群の倍率、m3Tは望遠端における第3群の倍率、ν 1GP は第1レンズ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数の平均値を表す。 - 請求項1に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
ただし、D34Wは広角端における第3レンズ群と第4レンズ群との間隔、D34Tは望遠端における第3レンズ群と第4レンズ群との間隔、fwは広角端における全系の焦点距離を表す。 - 請求項1又は請求項2に記載のズームレンズにおいて、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
ただし、L4は第4レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸に沿った距離、T4F-Iは第4レンズ群の最も物体側の面から像面までの光軸に沿った距離であり、第4レンズ群より像面側に屈折力を有さない光学素子が含まれる場合、それが存在しないと仮定した空気換算長を表す。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、第4レンズ群が物体側から順に、少なくとも3枚の正レンズを有し、以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
ただし、ν4GPは上記少なくとも3枚の正レンズのアッベ数の平均値を表す。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、第2レンズ群が3枚以下のレンズで構成されることを特徴とするズームレンズ。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のズームレンズにおいて、変倍に際し、第1レンズ群と第4レンズ群が像面に対して固定されていることを特徴とするズームレンズ。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のズームレンズを撮影用光学系として有することを特徴とする撮像装置。
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