JP6066277B2 - ズームレンズ、撮像装置および情報装置 - Google Patents
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Description
このようなデジタルカメラの市場は非常に大きなものとなっており、デジタルカメラに対するユーザの要望も多岐にわたってきている。特に、高画質化と小型化は、カメラにおいては、常にユーザの欲するところであり、ユーザのデジタルカメラに対する要望の大きなウェイトを占めている。それ故、撮影レンズとして用いるズームレンズにも、高性能化と小型化の両立が求められている。
ここで、小型化という面では、まず、レンズ全長(最も物体側のレンズ面から像面までの距離)を短縮することが必要である。また、各レンズ群の厚みを縮小して、収納時(携行時)の全長を抑えることも重要である。さらに、高性能化という面では、全ズーム域にわたって、少なくとも、1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を有することが必要である。
デジタルカメラの撮影レンズに用い得るズームレンズとしては、多くの種類が考えられるが、小型化に適するタイプのズームレンズとして、物体側より順次、負の焦点距離を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群とを配置し、広角端(短焦点端)から望遠端(長焦点端)への変倍に伴って、前記第2レンズ群が像側から物体側へと単調に移動し、且つ前記第1レンズ群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するものがある。このようなタイプのズームレンズとしては、例えば、特許文献1(特開2012−042927号公報)、特許文献2(特開2009−037092号公報)および特許文献3(特開2008−158320号公報)等に開示されている。
特許文献2は、レンズ枚数が少ない構成であるが、歪曲収差が−10%程度と大きい。また、半画角が42度、最小Fナンバが2.6であり、広角化と大口径化の面では、充分とはいえず、改良の余地があるといえる。
特許文献3は、歪曲収差が小さく抑えられているが、半画角は32度程度、最小のFナンバが2.77であるため、広角化と大口径化の面では充分とはいえず、改良の余地があるといえる。
物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配置してなり、広角端から望遠端への変倍の際には、前記第2レンズ群を光軸に沿って物体側に移動させることにより変倍を行うと共に、前記変倍に伴う像面の補正を、前記第1レンズ群を光軸に沿って移動させることにより行うズームレンズにおいて、
前記第1レンズ群は3枚の負レンズと1枚の正レンズで構成され、
広角端から望遠端への変倍に際して、絞りが独立に移動し、
広角端における全系の焦点距離をfw、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、広角端における下記絞りと前記第2レンズ群との間隔をDS2W、望遠端における前記絞りと前記第2レンズ群の間隔をDS2Tとするとき、下記の条件式(1)、(2):
−3.5<f1/fw<−3.0 (1)
0.8<(DS2W−DS2T)/fw<2.0 (2)
を満足することを特徴としている。
物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配置してなり、広角端から望遠端への変倍の際には、前記第2レンズ群を光軸に沿って物体側に移動させることにより変倍を行うと共に、前記変倍に伴う像面の補正を、前記第1レンズ群を光軸に沿って移動させることにより行うズームレンズにおいて、
前記第1レンズ群は3枚の負レンズと1枚の正レンズで構成され、
広角端から望遠端への変倍に際して、絞りが独立に移動し、
広角端における全系の焦点距離をfw、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、広角端における下記絞りと前記第2レンズ群との間隔をDS2W、望遠端における前記絞りと前記第2レンズ群の間隔をDS2Tとするとき、下記の条件式(1)、(2):
−3.5<f1/fw<−3.0 (1)
0.8<(DS2W−DS2T)/fw<2.0 (2)
を満足することにより、大口径で且つ広角でありながら、歪曲収差の発生を小さく抑えたズームレンズを提供することができる。
本発明に係るズームレンズは、物体側から像側に向かって、順次、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群とを配置してなり、広角端から望遠端への変倍の際には、前記第2レンズ群を光軸に沿って、物体側に移動させることにより変倍を行うと共に、前記変倍に伴う像面の補正を、前記第1レンズ群を光軸に沿って移動させることにより行うズームレンズにおいて、さらに次に述べるような特徴を有している。
本発明に係る前記第1レンズ群は、3枚の負レンズと1枚の正レンズで構成され、広角端から望遠端への変倍に際して、絞りが独立に移動し、広角端における全系の焦点距離をfw、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、広角端における下記絞りと前記第2レンズ群との間隔をDS2W、望遠端における前記絞りと前記第2レンズ群の間隔をDS2Tとするとき、条件式(1)、(2):
−3.5<f1/fw<−3.0 (1)
0.8<(DS2W−DS2T)/fw<2.0 (2)
を満足するものとする(請求項1に対応する)。
条件式(1)の上限を超えると、負の屈折力を持った前記第1レンズ群のパワーが強くなりすぎ、歪曲収差の発生を抑えることが難しくなる。また、前記第1レンズ群のパワーが強くなると、偏心などの製造誤差の影響が大きくなる傾向があるため好ましくない。
条件式(1)の下限を下回ると、変倍の際のレンズ群の移動量が大きくなり、レンズ全長の小型化に不利になり好ましくない。また、望遠端における球面収差を負の屈折力を有する前記第1レンズ群で補正することが難しくなる。さらに、前記第1レンズ群の負のパワーが弱くなることで広角化しにくくなってしまう。
より具体的には、条件式(2)の下限を下回ると、広角端において前記絞りと前記第2レンズ群の間隔が小さくなり、中間画角で下方コマ収差が大きくなりやすいので好ましくない。さらに、負の屈折力を有する前記第1レンズ群と前記絞りの間隔が大きくなり、負の歪曲収差の抑制に不利となる。
条件式(2)の上限を超えると、前記第1レンズ群の有効径を小さくすることができるが、最大画角の下光線も遮断されるので周辺光量不足を招きやすくなるので好ましくない。また、前記絞りの開放径は、変倍にかかわらず一定とすると望遠端のFナンバが大きくなってしまう。望遠端における開放径を広角端に比べて大きくすることにより、変倍に伴うFナンバの変化を小さくすることができるが、機構上複雑な構成となるので好ましくない。
前記第1レンズ群の第1レンズは、前記絞りから最も物体側に配置された負レンズである。しがって、最も物体側に配置したレンズに周辺ほど負のパワーが弱くなる非球面を用いることで負の歪曲収差の抑制に有利となる。ここで、ガラスモールド非球面レンズを用いてもよいが、ハイブリッド非球面を用いた場合の方がガラスモールド非球面に比べてコストを抑えることが可能となる。
また、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の曲率半径をR11とし、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズの像面側の面の曲率半径をR12とするとき、下記条件式(3):
2.5<(R11+R12)/(R11−R12)<3.0 (3)
を満足することが望ましい(請求項3に対応する)。
条件式(3)は、前記第1レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの形状に関する式である。
条件式(3)の上限を超えると、レンズの曲率が大きくなるため、製造誤差感度が強くなりやすい。また、曲率が大きくなるとハイブリッドレンズとした場合は、非球面への加工が困難になるため好ましくない。
尚、ハイブリッド非球面を用いた場合のモールド非球面レンズにおける前記曲率半径R11およびR12の値は、基材(非球面ガラスレンズ)の面の値を指すものとする。
また、前記第1レンズ群を構成する最も物体側の負レンズのアッベ数をνdn1とするとき、下記条件式(4):
50.0<νdn1 (4)
を満足することが望ましい(請求項4に対応する)。
条件式(4)は、負レンズ群のうち、最も物体側に配置された負の屈折力を有する単レンズのアッベ数を規定する条件式である。
条件式(4)の下限を下回ると、軸上色収差、倍率色収差の補正が難しくなるので好ましくない。
また、前記第3レンズ群は、非球面を有する1枚の正レンズで構成されているフォーカスレンズ群であることが望ましい(請求項5に対応する)。
フォーカスレンズ群に非球面を用いることで、近距離物体へ合焦する際の収差変動を小さくすることが可能となる。例えば、非球面として、ハイブリッド非球面を用いた場合には、ガラスモールド非球面に比べてコストを抑えることが可能となる。さらに、フォーカスレンズ群である第3レンズ群を、正の屈折力を持つ単レンズとすることで移動群が軽量化され、AF駆動速度を速くする点で有利となる。
歪曲収差を小さく抑えるためには、前記第1レンズ群の第2レンズに非球面レンズを用いることが望まく、特に、両面を非球面にすることで、歪曲収差をさらに良好に補正することが可能となる。
また、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、下記条件式(5):
−1.0<f1/f2<−0.7 (5)
を満足することが望ましい(請求項7に対応する)。
条件式(5)は、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群のパワーの比を規定する条件式である。
条件式(5)の下限を下回ると、前記第2レンズ群のパワーが強くなりすぎてしまう。それにより変倍の際に、球面収差、コマ収差などの収差変動が大きくなってしまう。さらに、前記第2レンズ群のパワーが強くなると、偏心による性能劣化が大きくなりやすいため好ましくない。
また、撮像用光学系として上述したいずれかの実施の形態に係るズームレンズを具備する撮像装置を提供することができる(請求項8に対応する)。
また、撮像用光学系として上述した実施の形態のいずれかに係るズームレンズを具備する情報装置を提供することができる(請求項9に対応する)。
次に、上述した構成を反映した本発明に係るズームレンズ、撮像装置および情報装置の実施の形態および具体的な実施例について詳細に説明する。第1、第2、第3および第4の実施の形態は、実施例1、2、3および4のズームレンズに係るものであり、第5の実施の形態は、実施例1〜4に示されたようなズームレンズを撮像用光学系として用いた本発明に係るカメラ(撮像装置)または携帯情報端末装置のような情報装置の実施の形態である。
以下の実施例1〜4に関連する説明においては、次のような各種記号を用いている。
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
K:非球面の円錐定数
A6:6次の非球面係数
A8:8次の非球面係数
A10:10次の非球面係数
A12:12次の非球面係数
A14:14次の非球面係数
A16:16次の非球面係数
A18:18次の非球面係数
但し、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径rの逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをH、円錐定数をK、各次数の非球面係数を用い、X軸方向における非球面量をXとするとき、次式で定義される。
図1に示すズームレンズは、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、第10レンズL10、第11レンズL11、絞りSおよび光学フィルタFを具備している。この場合、第1レンズL1〜第4レンズL4は、第1レンズ群G1を構成し、第5レンズL5〜第10レンズL10は、第2レンズ群G2を構成し、第11レンズL11は、第3レンズ群G3を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては、第1レンズ群G1、絞りS、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3が独立に移動し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔が増大するように移動する。図1には、ズーミング動作も把握できるようにするため、広角端である短焦点距離端から、中間焦点距離を経て、望遠端である長焦点距離端に至る各群の移動軌跡を模式的に矢印で示している。また、図1には、各光学面の面番号も付して示している。なお、図1に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例と共通の構成ではない。
図1において、第1レンズ群G1は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなり、像面側にハイブリッド非球面R3を有する第1レンズL1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第2レンズL2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第3レンズL3と、物体側に像側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第4レンズL4からなる。
第2レンズ群G2は、物体側に像側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなり、両面に非球面が形成された非球面レンズからなる第5レンズL5と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第6レンズL6と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第7レンズL7と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第8レンズL8と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第9レンズL9と物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第10レンズL10からなる。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなり、像面側にハイブリッド非球面R22を有する。
フォーカシングは、第3レンズ群G3が移動することによってなされる。
この実施例1における各光学要素の光学特性は、次表1の通りである。
非球面
第3面
K=0
A4= -6.31989E-05
A6= 6.29238E-07
A8= -5.57415E-09
A10= 6.80755E-12
第4面
K=0
A4= 1.36792E-04
A6= -1.30874E-06
A8= 4.44149E-09
K=0
A4= 1.30744E-04
A6= -3.30509E-06
A8= 3.49526E-08
A10= -1.23304E-09
A12= 3.08432E-11
A14= -4.50771E-13
A16= 3.49489E-15
A18= -1.14525E-17
K=0
A4= -3.36872E-05
A6= -1.07607E-07
A8= -7.59673E-09
A10=4.58012E-11
第12面
K=0
A4= 6.70915E-05
A6= -4.54669E-07
第22面
K=0
A4= 3.98708E-05
A6= -6.62464E-06
A8= 1.87096E-07
A10= -2.43174E-09
ここでE-nは、10のべき乗を表す。
この実施例1においては、全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と絞りSとの間の可変間隔DA、開口絞りSと第2レンズ群G2との間の可変間隔DB、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3と光学フィルタFとの間の可変間隔DDは、ズーミングに伴って次表2のように変化させられる。
即ち、この第1の実施例においては、全系の焦点距離f、FナンバF、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれf=4.63〜14.95、F=1.85〜3.45、そしてω=48.2〜18.4の範囲で変化する。各光学面の特性は、次表2の通りである。
図5に示すズームレンズは、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、第10レンズL10、第11レンズL11、絞りSおよび光学フィルタFを具備している。この場合、第1レンズL1〜第4レンズL4は、第1レンズ群G1を構成し、第5レンズL5〜第10レンズL10は、第2レンズ群G2を構成し、第11レンズL11は、単独で第3レンズ群G3を構成している。これら第1レンズ群G1〜第3レンズ群G3は、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミングに際しては、第1レンズ群G1、絞りS、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3が独立に移動し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔が増大するように移動する。図5には、ズーミング動作も把握できるようにするため、広角端である短焦点距離端から、中間焦点距離を経て、望遠端である長焦点距離端に至る各群の移動軌跡を模式的に矢印で示している。また、図5には、各光学面の面番号も付して示している。なお、図5に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例と共通の構成ではない。
図5において、第1レンズ群G1は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなり、像面側にハイブリッド非球面R3を有する第1レンズL1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなり、両面に非球面が形成された非球面レンズからなる第2レンズL2と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第3レンズL3と、物体側に像側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第4レンズL4からなる。
第2レンズ群G2は、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなり、両面に非球面が形成された非球面レンズからなる第5レンズL5と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第6レンズL6と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第7レンズL7と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第8レンズL8と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第9レンズL9と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第10レンズL10からなる。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなり、像面側にハイブリッド非球面R22を有する第11レンズL11からなる。
フォーカシングは、第3レンズ群G3が移動することによってなされる。
この実施例2における各光学要素の光学特性は、次表4の通りである。
非球面
第3面
K=0
A4= -5.85894E-005
A6= 5.79122E-007
A8=-6.09009E-009
A10= 8.50344E-012
第4面
K=0
A4=1.28761E-004
A6=-1.36143E-006
A8=4.86929E-009
K=0
A4=1.17006E-004
A6=-3.33077E-006
A8= 3.74234E-008
A10= -1.23626E-009
A12= 3.05372E-011
A14=-4.48730E-013
A16= 3.52645E-015
A18=-1.17387E-017
第11面
K=0
A4= -3.61258E-005
A6= 1.06063E-007
A8= -4.32931E-009
A10= 5.17997E-011
K=0
A4= 6.62040E-005
A6= 1.26536E-008
第22面
K=0
A4= 5.18957E-005
A6= -6.65588E-006
A8= 1.89405E-007
A10= -2.56063E-009
ここでE-nは、10のべき乗を表す。
この実施例2においては、全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と絞りSとの間の可変間隔DA、絞りSと第2レンズ群G2との間の可変間隔DB、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3と光学フィルタFとの間の可変間隔DDは、ズーミングに伴って次表5のように変化させられる。
即ち、この第2の実施例においては、全系の焦点距離f、FナンバF、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれf=4.63〜14.95、F=1.85〜3.54、そしてω=48.2〜18.4の範囲で変化する。
図9に示すズームレンズは、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、第10レンズL10、第11レンズL11、絞りSおよび光学フィルタFを具備している。この場合、第1レンズL1〜第4レンズL4は、第1レンズ群G1を構成し、第5レンズL5〜第10レンズL10は、第2レンズ群G2を構成し、第11レンズL11は、単独で第3レンズ群G3を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持され、ズーミング等に際しては、第1レンズ群G1、絞りS、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3が独立に移動し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2と間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔が増大するように移動する。図9には、ズーミング動作も把握できるようにするため、広角端である短焦点距離端から、中間焦点距離を経て、望遠端である長焦点距離端に至る各群の移動軌跡を模式的に矢印で示している。また、図9には、各光学面の面番号も付して示している。なお、図9に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、各実施例毎に独立に用いており、そのため共通の参照符号を付していても他の実施例と共通の構成ではない。
図9において、第1レンズ群G1は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなり、像面側にハイブリッド非球面R3を有する第1レンズL1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第2レンズL2と、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第3レンズL3と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第4レンズL4からなる。
第2レンズ群G2は、物体側に像側より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなり両面に非球面が形成された非球面レンズからなる第5レンズL5と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第6レンズL6と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第7レンズL7と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第8レンズL8と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第9レンズL9と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズ第10レンズL10とからなる。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第11レンズL11からなり、像面側にハイブリッド非球面R22を有する。
フォーカシングは、第3レンズ群G3が移動することによってなされる。
この実施例3における各光学要素の光学特性は、次表7の通りである。
非球面
第3面
K=0
A4=-1.02880E-004
A6=1.49333E-006
A8=-1.53031E-008
A10=4.13739E-011
第4面
K=0
A4= 2.17913E-004
A6= -2.07563E-006
A8= 7.89969E-009
K=0
A4=2.62219E-004
A6=-4.71891E-006
A8=5.01114E-008
A10=-1.30555E-009
A12=3.01649E-011
A14=-4.34073E-013
A16=3.40412E-015
A18=-1.16960E-017
第11面
K=0
A4=-3.06358E-005
A6=7.72203E-008
A8=-1.88302E-009
A10=4.32116E-011
K=0
A4= 7.20582E-005
A6= 8.32665E-008
第22面
K=0
A4=2.53534E-005
A6=-6.23505E-006
A8=1.60532E-007
A10=-2.23559E-009
ここでE-nは、10のべき乗を表す。
この実施例3においては、全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と絞りSとの間の可変間隔DA、絞りSと第2レンズ群G2との間の可変間隔DB、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3と光学フィルタFとの間の可変間隔DDは、ズーミングに伴って次表8のように変化させられる。
即ち、この第2の実施例においては、全系の焦点距離f、FナンバF、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれf=4.63〜14.96、F=1.85〜3.54、そしてω=48.2〜18.4の範囲で変化する。
図13に示すズームレンズは、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、第10レンズL10、第11レンズL11、絞りSおよび光学フィルタFを具備している。この場合、第1レンズL1〜第4レンズL4は、第1レンズ群G1を構成し、第5レンズL5〜第10レンズL10は、第2レンズ群G2を構成し、第11レンズL11は、単独で第3レンズ群G3を構成しており、それぞれ各群毎に適宜なる共通の支持枠等によって支持されている。ズーミング等に際しては、第1レンズ群G1、絞りS、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3が独立に移動し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔が増大するように移動する。図13には、ズーミング動作も把握できるようにするため、広角端である短焦点距離端から、中間焦点距離を経て、望遠端である長焦点距離端に至る各群の移動軌跡を模式的に矢印で示している。
図13において、第1レンズ群G1は、物体側から像面側に向かって、順次、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなり、像面側にハイブリッド非球面R3を有する第1レンズL1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなり両面側に非球面を形成された非球面レンズからなる第2レンズL2と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第3レンズL3と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第4レンズL4からなる。
第2レンズ群G2は、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなり、両面に非球面が形成された非球面レンズからなる第5レンズL5と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなる第6レンズL6と、像側に物体側の面より曲率の大きな凹面を向けた両凹レンズからなる第7レンズL7と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第8レンズL8と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第9レンズL9と、物体側に像側の面より曲率の大きな凸面を向けた両凸レンズからなり、像面側に非球面が形成された非球面レンズからなる第10レンズL10とからなる。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなり、像面側にハイブリッド非球面R22を有する。
フォーカシングは、第3レンズ群G3が移動することによってなされる。
この実施例4における各光学要素の光学特性は、次表10の通りである。
非球面
第3面
K=0
A4=-9.88689E-005
A6=1.23525E-006
A8=-1.29860E-008
A10=3.29568E-011
第4面
K=0
A4=2.15872E-004
A6=-2.14035E-006
A8=7.80003E-009
K=0
A4=2.75454E-004
A6=-4.20863E-006
A8=4.33950E-008
A10=-1.30780E-009
A12=3.07779E-011
A14=-4.33311E-013
A16=3.39125E-015
A18=-1.16960E-017
第11面
K=0
A4=-3.28284E-005
A6=1.17396E-007
A8=-4.58073E-009
A10=6.56317E-011
K=0
A4=6.33588E-005
A6=5.88872E-008
第19面
K=0
A4=2.10587E-005
A6=8.17545E-007
A8=-1.17012E-008
A10=1.09839E-010
第22面
K=0
A4=-5.65875E-006
A6=-5.67189E-006
A8=1.31349E-007
A10=-1.74788E-009
ここでE-nは、10のべき乗を表す。
この実施例4においては、全光学系の焦点距離f、第1レンズ群G1と絞りSとの間の可変間隔DA、絞りSと第2レンズ群G2との間の可変間隔DB、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間の可変間隔DC、そして第3レンズ群G3と光学フィルタFとの間の可変間隔DDは、ズーミングに伴って次表11のように変化させられる。
即ち、この実施例4においては、全系の焦点距離f、FナンバF、そして半画角ωは、ズーミングにより、それぞれf=4.63〜14.95、F=1.85〜3.58、そしてω=48.2〜18.6の範囲で変化する。
これらの図2〜図4、図6〜図8、図10〜図12、図14〜図16の収差曲線図によれば、上述した本発明の実施例1〜実施例4に係るズームレンズにおいて、いずれも収差は良好に補正されあるいは抑制されていることがわかる。
次に、上述した第1〜第4の実施の形態であつて且つ実施例1〜実施例4に示されたような本発明に係るズームレンズを撮影光学系として採用して撮像装置としてのカメラを構成した本発明の第5の実施の形態について図17〜図19を参照して説明する。図17は、物体、すなわち被写体側である前面側から見たカメラの外観を示す斜視図、図18は、撮影者側である背面側から見たカメラの外観を示す斜視図であり、図19は、カメラの機能構成を示すブロック図である。なお、ここでは、カメラについて説明しているが、いわゆるPDA(personal data assistant)や携帯電話機等の携帯情報端末装置にカメラ機能を組み込んだものが、近年登場している。このような携帯情報端末装置も外観は若干異にするもののカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでおり、このような携帯情報端末装置(情報装置)に本発明に係るズームレンズを採用してもよい。
カメラは、撮影レンズ101とCCD(電荷結合素子)撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子201を有しており、撮影光学系である撮影レンズ101によって形成される撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を受光素子201によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ101としては、実施例1〜4において説明したような本発明に係る(すなわち請求項1〜請求項7で定義される)ズームレンズを用いる(請求項8および請求項9に対応する)。
撮影レンズ101は、カメラの携帯時には図17に示すように沈胴状態にあってカメラのボディー内に埋没しており、ユーザが電源スイッチ108を操作して電源を投入すると、鏡胴が繰り出され、カメラのボディーから突出する構成とする。このとき、撮影レンズ101の鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系は、例えば広角端(短焦点端)の配置となっており、ズームレバー103を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、望遠端(長焦点端)への変倍動作を行うことができる。なお、好ましくは、ファインダ104も撮影レンズ101の画角の変化に連動して変倍する。
半導体メモリ205に記録した画像を液晶モニタ106に表示させたり、通信カード等206を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン107を所定のごとく操作する。半導体メモリ205および通信カード等206は、メモリカードスロット109および通信カードスロット110等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
上述のような撮像装置としてのカメラまたは携帯情報端末装置には、既に述べた通り、実施例1〜4に示されたようなズームレンズを撮影光学系として使用することができる。したがって、大口径で且つ広角でありながら、歪曲収差の発生が小さい撮像装置(デジタルカメラ)や情報装置を提供することができる。
G2 第2レンズ群(正)
G3 第3レンズ群(正)
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11
第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、第5レンズ、第6レンズ、第7レンズ、第8レンズ、第9レンズ、第10レンズ、第11レンズ
S 絞り
F 光学フィルタ
101 撮影レンズ
102 シャッタボタン
103 ズームレバー
104 ファインダ
105 ストロボ
106 液晶モニタ
107 操作ボタン
108 電源スイッチ
109 メモリカードスロット
110 通信カードスロット
201 受光素子
202 信号処理装置
203 画像処理装置
204 中央演算装置(CPU)
205 半導体メモリ
206 通信カード等
Claims (9)
- 物体側から像側へ向かって順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを配置してなり、広角端から望遠端への変倍の際には、前記第2レンズ群を光軸に沿って物体側に移動させることにより変倍を行うと共に、前記変倍に伴う像面の補正を、前記第1レンズ群を光軸に沿って移動させることにより行うズームレンズにおいて、
前記第1レンズ群は3枚の負レンズと1枚の正レンズで構成され、
広角端から望遠端への変倍に際して、絞りが独立に移動し、
広角端における全系の焦点距離をfw、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、広角端における下記絞りと前記第2レンズ群との間隔をDS2W、望遠端における前記絞りと前記第2レンズ群の間隔をDS2Tとするとき、下記の条件式(1)、(2):
−3.5<f1/fw<−3.0 (1)
0.8<(DS2W−DS2T)/fw<2.0 (2)
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第1レンズ群の最も物体側のレンズが、少なくとも1面が非球面のレンズであることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
- 前記第1レンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の曲率半径をR11とし、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズの像面側の面の曲率半径をR12とするとき、下記条件式(3):
2.5<(R11+R12)/(R11−R12)<3.0 (3)
を満足することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のズームレンズ。
但し、最も物体側のレンズがハイブリッド非球面レンズの場合の前記曲率半径R11、R12は、基材の面の曲率半径とする。 - 前記第1レンズ群を構成する最も物体側の負レンズのアッベ数をνdn1とするとき、下記条件式(4):
50.0<νdn1 (4)
を満足することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記第3レンズ群は、非球面を有する1枚の正レンズで構成されているフォーカスレンズ群であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 前記第1レンズ群を構成する第2レンズは、両面非球面レンズであることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、下記条件式(5):
−1.0<f1/f2<−0.7 (5)
を満足することを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 撮像用光学系として、請求項1〜請求項7のいずれか1項のズームレンズを具備することを特徴とする撮像装置。
- 撮像機能を有し、撮像用光学系として、請求項1〜請求項7のいずれか1項のズームレンズを具備することを特徴とする情報装置。
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