Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2010039456A - 回折型光学素子を有するズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents

回折型光学素子を有するズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2010039456A
JP2010039456A JP2008293156A JP2008293156A JP2010039456A JP 2010039456 A JP2010039456 A JP 2010039456A JP 2008293156 A JP2008293156 A JP 2008293156A JP 2008293156 A JP2008293156 A JP 2008293156A JP 2010039456 A JP2010039456 A JP 2010039456A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
lens
object side
zoom lens
zoom
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008293156A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumiyoshi Imamura
文美 今村
Hisashi Goto
尚志 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2008293156A priority Critical patent/JP2010039456A/ja
Priority to US12/590,799 priority patent/US20100149652A1/en
Publication of JP2010039456A publication Critical patent/JP2010039456A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G02B27/0037Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration with diffracting elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/145Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only
    • G02B15/1451Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive
    • G02B15/145127Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive arranged ++-++
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/4205Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant
    • G02B27/4211Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant correcting chromatic aberrations
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/4205Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant
    • G02B27/4216Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant correcting geometrical aberrations

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

【課題】 Fナンバーが小さく、無限から近距離までの収差変動を抑えることができる大口径のズームレンズを提供すること。
【解決手段】 物体側から順に、少なくとも、回折型光学素子を有する正の第1群と、正の第2群と、負の第3群とを備え、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1群と前記第2群との間隔と、前記第2群と前記第3群との間隔を増大させ、かつ、前記第3群を固定する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、銀塩又はデジタルの一眼レフレックスカメラの交換レンズに適用可能な大口径望遠ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置に関する。
以前より、一眼レフレックスカメラの交換レンズとして用いられる望遠ズームレンズとしては、回折型光学素子を有するものが知られており、下記の特許文献1や特許文献2にその一例が記載されている。
特開2003−215457号公報 特開平11−133305号公報
しかし、レンズ径の大型化、レンズ全長の大型を抑えながら、望遠端におけるFナンバーを小さくしようとすると、収差を良好に補正することが困難になるという問題があった。
また、このようなズームレンズの多くは、最至近撮影距離を短く、例えば1.5m程度より短くし、近距離撮影倍率を大きくしようとすると、球面収差の変動が大きくなってしまうという問題があった。
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、Fナンバーが小さく、無限から近距離までの収差変動を抑えることができる大口径のズームレンズ及びそれを用いた撮像装置を提供することである。
上記の目的を達成するために、本第1の発明のズームレンズは、物体側から順に、少なくとも、回折型光学素子を有する正の第1群と、正の第2群と、負の第3群とを備え、広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1群と前記第2群との間隔と、前記第2群と前記第3群との間隔が増大し、かつ、前記第3群が固定されていることを特徴とする。
なお、本第1の発明のズームレンズは、物体側から順に、前記回折型光学素子を有する正の第1群と、前記正の第2群と、前記負の第3群と、正の第4群と、正の第5群とにより構成され、変倍に際して、各群間の間隔が変化するようにすることが好ましい。
また、上記の目的を達成するために、本第2の発明のズームレンズは、物体側から順に、回折型光学素子を有する正の第1群と、正の第2群と、負の第3群と、正の第4群と、正の第5群とにより構成され、変倍に際して、少なくとも前記第1群が可動であり、かつ、各群間の間隔が変化することを特徴とする。
なお、本第2の発明のズームレンズは、広角端よりも望遠端において、第1群が物体側に位置することが好ましい。
上記の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、上記のいずれかのズームレンズと、前記ズームレンズの像側に配置され、且つ、前記ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する撮像素子とを備えるように構成する。
本発明によれば、Fナンバーが小さく、無限から近距離までの収差変動を抑えることができる大口径のズームレンズ及びそれを用いた撮像装置を提供することができる。
本発明の実施例の説明に先立ち、本発明のズームレンズの構成による作用効果について説明する。
本第1の発明のズームレンズは、物体側から順に、回折型光学素子を有する正の第1群と、正の第2群と、負の第3群とを備え、広角端から望遠端への変倍に際して、第1群と第2群との間隔及び第2群と第3群との間隔がそれぞれ増大し、かつ、第3群が固定されている構成としている。
このように、本第1の発明のズームレンズは、第1群が回折型光学素子を有しているため、第1群における色収差の発生を抑えることができる。その結果、変倍による色収差の変動を小さくすることが容易になり、高い結像性能を得ることができる。
また、本第1の発明のズームレンズは、正のパワーを第1群と第2群に分担させているため、製造誤差による性能変化の大きい負の第3群を固定することができ、良好な収差性能を得ることができる。
また、本第1の発明のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に際して、第3群を固定しつつ、第1群と第2群との間隔、第2群と第3群との間隔をともに増大するような構成、すなわち、広角端から望遠端への変倍に際して、正のパワーを持つ2つの群が物体側に繰り出されるような構成としているため、高い変倍比を確保することができる。
さらに、本第1の発明のズームレンズは、物体側から順に、回折型光学素子を有する正の第1群と、正の第2群と、負の第3群と、正の第4群と、正の第5群とにより構成され、変倍に際して各群間の間隔が変化する、特に、広角端から望遠端への変倍に際しては、第1群と第2群との間隔及び第2群と第3群との間隔がそれぞれ増大し、かつ、第3群が固定されている構成とすることが好ましい。
このような5群構成にすると、パワー配置の最適化が可能となり、収差性能を良好なものとしやすい。
また、本第2の発明のズームレンズは、物体側から順に、回折型光学素子を有する正の第1群と、正の第2群と、負の第3群と、正の第4群と、正の第5群とにより構成され、変倍に際して、少なくとも第1群が可動であり、かつ、各群間の間隔が変化する構成としている。
このように、本第2の発明のズームレンズは、第1群に回折型光学素子を持たせているため、第1群における色収差の発生を抑えることができる。また、5群構成としているため、パワー配置の最適化が可能となり、収差性能を良好なものとしやすい。
また、変倍に際して、少なくとも第1群が可動であり、かつ、各群間の間隔がそれぞれ変化するように構成しているため、広角端よりも望遠端において第1群が物体側になるようにすることができる、すなわち、第1群の移動量を十分に確保することができる。そのため、本第2の発明のズームレンズは、広角端におけるレンズの全長が小さく、大口径で、変倍比が大きく、変倍による色収差の変動の小さいズームレンズとすることができる。
なお、本発明のズームレンズでは、上記のように、第1群における色収差の発生量を抑えることができる、つまり、第1群よりも像側に配置される第2群以降のレンズ群の収差補正の負担を軽くすることができるため、第2群以降のレンズ群を構成するレンズには、比較的屈折率の低い材質を多用することができる。一般的に、作製されたレンズの形状と設計した形状とを完全に一致させることは難しいため、レンズの作製には、公差を比較的大きく設定することのできる屈折率の低い材質を用いるほうが設計性能を具現化しやすい。
従って、本発明のズームレンズは、設計性能を具現化しやすいという効果も奏することが可能となっている。
また、本発明のズームレンズは、以下のように構成しても良い。
本発明のズームレンズは、第2群のみを移動させることによりフォーカシングを行うことが好ましい。
本発明のような構成を備えたズームレンズのフォーカシングの方法としては、例えば、収差変動の少ない第1群と第2群とを一体的に移動させる方法や、5群構成であって第1群から第4群までのレンズ群によりほぼアフォーカルな光学系が構成される場合には、第5群のみを移動させる方法などがある。
しかし、第1群と第2群とを一体的に移動させてフォーカシングを行う方法は、大口径のズームレンズでは、第1群を構成するレンズのレンズ径や重量が大きいため、駆動機構の負担が大きいという問題がある。
また、第5群を移動させてフォーカシングを行う方法は、大口径のズームレンズであっても、5群構成とした場合には、第5群を構成するレンズのレンズ径や重量は小さいため、駆動機構の負担は小さい。しかし、第5群のみを移動させると、球面収差や非点収差の変動が大きいという問題がある。
これに対し、第2群のみを移動させてフォーカシングを行う方法では、第1群に比べて構成するレンズのレンズ径や重量の小さい第2群のみを移動させれば良いため、駆動機構の負担を小さく抑えることができる。
また、第2群のみを移動させた場合の像面変動等の変動は、第1群と第2群を一体的に移動させた場合に比べ、比較的小さく抑えることができる。
なお、第2群のみを移動させた場合の球面収差の変動は、第1群と第2群を一体的に移動させた場合に比べ、大きくなってしまう。しかし、本発明のズームレンズは、第1群に回折型光学素子を有する構成であるため、色収差の変動が少なく、球面収差の変動による結像性能の劣化を、実質的に軽減することができる。その結果、最至近撮影距離を1m程度にすることもできる。
また、本発明のズームレンズは、次の条件式(1)を満足するように構成することが好ましい。
2 ≦ f2/fw ≦ 3.5 ・・・(1)
但し、f2は第2群の焦点距離、fwは広角端におけるズームレンズの焦点距離である。
本発明のズームレンズでは、第1群や第2群において発生した収差は、第3群以降のレンズ群よって増幅されてしまう。しかし、第1群に回折型光学素子を持たせるとともに、この第2群の焦点距離を規定する条件式(1)を満足するように構成すれば、第1群や第2群で発生する収差、特に軸上色収差を、極力小さく抑えることできる。
なお、条件式(1)の下限値を下回ると、第2群のパワーが大きくなりすぎてしまうため、収差発生量が大きくなり、第3群以降のレンズ群によって、収差を補正しにくくなる。一方、条件式(1)の上限値を上回ると、第2群のパワーが小さくなりすぎてしまうため、レンズ全長が長くなる。
また、本発明のズームレンズは、第2群を移動させてフォーカシングを行う場合には、条件式(1)に代わり、次の条件式(1’)を満足するように構成することがより好ましい。
2.2 ≦ f2/fw ≦ 3 ・・・(1’)
なお、条件式(1’)の下限値を下回ると、フォーカシングによる収差の変動が大きくなりすぎてしまう。一方、条件式(1’)の上限値を上回ると、フォーカシングに必要な移動スペースが大きくなりすぎてしまう。
さらに、本発明のズームレンズは、条件式(1),(1’)に代わり、次の条件式(1”)を満足するように構成することがさらに好ましい。
2.5 ≦ f2/fw ≦ 2.8 ・・・(1”)
なお、条件式(1’)の上限値又は下限値を、条件式(1),(1”)の上限値又は下限値としても良いし、条件式(1”)の上限値又は下限値を、条件式(1),(1’)の上限値又は下限値としても良い。
また、本発明のズームレンズは、次の条件式(2)を満足するように構成することが好ましい。
3 ≦ f1/fw ≦ 5 ・・・(2)
但し、f1は第1群の焦点距離、fwは広角端におけるズームレンズの焦点距離である。
本発明のズームレンズでは、第1群が回折型光学素子を有しているため、色収差が小さく、また、良好に補正することもできるが、この第1群の焦点距離を規定するための条件式(2)を満足するように構成すれば、さらに、他の諸収差も変倍域全域において良好に補正しやすくなる。
なお、この条件式(2)の下限値を下回ると、第1群のパワーが大きくなりすぎてしまうため、収差発生量が大きくなり、第2群以降のレンズ群による収差の補正、特に変倍による収差の変動の補正がしにくくなる。一方、条件式(2)の上限値を上回ると、第1群のパワーが小さくなりすぎてしまうため、レンズ全長が長くなる。
また、第2群を移動させてフォーカシングを行う場合には、本発明のズームレンズは、条件式(2)に代わり、次の条件式(2’)を満足するように構成することがより好ましい。
3.3 ≦ f1/fw ≦ 4.8 ・・・(2’)
なお、この条件式(2’)の下限値を下回ると、フォーカシングによる収差の変動が大きくなりすぎてしまう。一方、フォーカシングによる収差の変動は、f1/fwの値が大きくなるほど良くなる。しかしながら、他の収差補正の関係で、条件式(2’)の上限値は4.8とすることがより好ましい。
なお、条件式(2’)の上限値又は下限値を、条件式(2)の上限値又は下限値としても良い。
また、本発明のズームレンズは、次の条件式(3)を満足するように構成することが好ましい。
−0.16 ≦ f3/ft ≦ −0.08 ・・・(3)
但し、f3は第3群の焦点距離、ftは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。
この第3群の焦点距離を規定するための条件式(3)を満足するように構成すれば、変倍比、レンズ全長、バックフォーカス等の諸条件を満足させ、かつ、諸収差を良好に補正しやすくなる。特に、像面湾曲やディストーションが補正しやすくなり、さらに、望遠端においては、球面収差やコマ収差も補正しやすくなる。
なお、条件式(3)の下限値を下回ると、球面収差が補正過剰となりやすい。一方、条件式(3)の上限値を上回ると、球面収差が補正不足になりやすい。
また、条件式(3)に代わり、次の条件式(3’)を満足するように構成するとより好ましい。
−0.12 ≦ f3/ft ≦ −0.10 ・・・(3’)
また、条件式(3’)の上限値又は下限値を、条件式(3)の上限値又は下限値としても良い。
また、本発明のズームレンズは、次の条件式(4)を満足するように構成することが好ましい。
0.1 ≦ f4/ft ≦ 0.4 ・・・(4)
但し、f4は第4群の焦点距離、ftは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。
この第4群の焦点距離を規定するための条件式(4)を満足するように構成すれば、変倍比、レンズ全長、バックフォーカス等の諸条件を満足させ、かつ、諸収差を良好に補正しやすくなる。特に、広角端における球面収差が補正しやすくなる。
なお、条件式(4)の下限値を下回ると、第4群のパワーが大きくなりすぎてしまい、球面収差が補正しにくくなりやすい。一方、条件式(4)の上限値を上回ると、第4群のパワーが小さくなりすぎてしまい、レンズ全長が大きくなりやすい。
また、条件式(4)に代わり、次の条件式(4’)を満足するように構成するとより好ましい。
0.1 ≦ f4/ft ≦ 0.38 ・・・(4’)
さらに、条件式(4),(4’)に代わり、次の条件式(4”)を満足するように構成するとさらに好ましい。
0.1 ≦ f4/ft ≦ 0.35 ・・・(4”)
また、本発明のズームレンズは、次の条件式(5)を満足するように構成することが好ましい。
1.5 ≦ f5/fw ≦ 2.5 ・・・(5)
但し、f5は第5群の焦点距離、fwは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。
この第5群の焦点距離を規定するための条件式(5)を満足するように構成すれば、変倍域全域において良好にコマ収差を補正しやすくなる。
なお、条件式(5)の下限値を下回ると、第5群のパワーが大きくなりすぎてしまい、コマ収差が補正しにくくなりやすい。一方、条件式(5)の上限値を上回ると、第5群のパワーが小さくなりすぎてしまうため変倍効果が小さくなり、レンズ全長が大きくなりやすい。
また、条件式(5)に代わり、次の条件式(5’)を満足するように構成するとより好ましい。
1.7 ≦ f5/fw ≦ 2.5 ・・・(5’)
さらに、条件式(5),(5’)に代わり、次の条件式(5”)を満足するように構成するとさらに好ましい。
1.9 ≦ f5/fw ≦ 2.5 ・・・(5”)
また、本発明のズームレンズは、第4群又は第5群が回折型光学素子を有することが好ましい。
このように構成すれば、軸上色収差と倍率色収差をバランスよく補正しやすい。
また、本発明のズームレンズは、変倍域全域において、次の条件式(6)を満足するように構成することが好ましい。
2.0 ≦ F ≦ 4.0 ・・・(6)
但し、FはFナンバーである。
このFナンバーを規定する条件式(6)を満足するように構成すれば、大口径の望遠ズームレンズとして使用しやすくなる。
なお、条件式(6)の下限値を下回ると、レンズ径が大型化しすぎてしまうため、商品性が損なわれてしまう。一方、条件式(6)の上限値を上回ると、大口径の望遠ズームレンズとして用いるには、レンズ径が小さすぎてしまう。
また、本発明のズームレンズは、次の条件式(7)を満足するように構成することが好ましい。
−0.35 ≦ MG ≦ −0.15 ・・・(7)
但し、MGは最大撮影倍率である。
この最大撮影倍率を規定する条件式(7)を満足するように構成すれば、本発明のズームレンズに、望遠端において、マクロレンズとしての性能を持たせることができる。
なお、マクロレンズとしての性能を持たせる場合、最大撮影倍率は、少なくともこの条件式(7)の上限値を上回らない程度の倍率が必要である。また、条件式(7)の下限値を下回る倍率を達成するためには、レンズ枚数を増やす、または、Fナンバーを大きくしなければならないため、好ましくない。
なお、このように構成した本発明のズームレンズを、イメージサークルが135Fに比べて約半分の撮像系に用いると、実質的に2倍の倍率で撮影をすることができる。望遠レンズでは、この程度の倍率で撮影をすることができれば、十分離れた距離であっても、マクロ撮影を行うことが可能となる。
また、条件式(7)に代わり、次の条件式(7’)を満足するように構成するとより好ましい。
−0.35 ≦ MG ≦ −0.21 ・・・(7’)
さらに、条件式(7),(7’)に代わり、次の条件式(7”)を満足するように構成するとさらに好ましい。
−0.35 ≦ MG ≦ −0.24 ・・・(7”)
また、本発明のズームレンズは、第2群を移動させてフォーカシングを行う場合、フォーカシングの際に、第2群は物体側に移動させ、かつ、その移動量が次の条件式(8)を満足するように構成することが好ましい。
0.08 ≦ Δd/ft ≦ 0.12 ・・・(8)
但し、Δdは無限遠から最至近物点までのフォーカシング移動量、ftは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距離である。
第2群のパワーは、上記条件式(1)で規定されているが、条件式(1)を満足する範囲にある場合、条件式(8)の下限値を上回る繰り出し量が必要となってくる。条件式(8)の下限値を下回ると、条件式(7)の上限値を上回らない範囲での撮影が行えなくなり、マクロレンズとしては十分ではなくなってしまう。一方、条件式(8)の上限値を上回ると、マクロ撮影倍率は大きくなるが、移動量も大きくなるのでメカ構成上好ましくない。しかも、移動量確保のため第1群と第2群との間隔を広げなければならず、レンズ全長が大きくなってしまう。
また、本発明のズームレンズは、次の条件式(9)及び条件式(10)を満足するように構成することが好ましい。
10 ≦ IH ≦ 13 ・・・(9)
2.8 ≦ fb/IH ≦ 3.8 ・・・(10)
但し、IHはイメージサークル半径、fbは広角端におけるズームレンズの最も像側の面から撮像面までの距離である。
この条件式(9)と条件式(10)は、クイックリターンミラー等を配置するために必要なスペースを確保するための条件式である。条件式(9)は、想定しているイメージサークル半径の範囲を示したものである。条件式(10)は、条件式(9)を満足するときに、レイアウト上ミラーを配置するスペースを確保するために必要な寸法を規定するものである。
なお、条件式(9)や条件式(10)の上限値を上回ると、ズームレンズ全体が大型化してしまいやすい。一方、条件式(9)や条件式(10)の下限値を下回ると、ミラーを配置するためのスペースが足りなくなりやすい。
また、本発明のズームレンズは、次の条件式(11)を満足するように構成することが好ましい。
0 ≦ |EW| ≦ 15 ・・・(11)
但し、EWは、撮像素子の撮像領域が矩形である場合に、その対角線上に入射する最も軸外の主光線(対角主光線)と光軸とがなす角度(°)である。
この条件式(11)を満足するように構成すれば、本発明のズームレンズを固体撮像素子(以下、CCDという)等の撮像素子を用いた撮影装置であるデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ(以下、総称してデジタルカメラという)へ好適に適用することができる。
一般に、ズームレンズをデジタルカメラに採用する場合、ズームレンズの最も像側の面から射出された光線のCCD等への入射角度が、結像性能に大きく影響する。例えば、入射角度があまりに大きいと光量不足が懸念される。特に、像高が高くなると、周辺減光が大きくなる。条件式(11)は、この周辺減光による光量落ちを最小限に抑えることのできる対各種光線の射出光線と光軸とがなす角度、すなわち、対各種光線の射出各の絶対値を規定するものである。
また、本発明のズームレンズをデジタルカメラに採用する場合、条件式(11)を満足するように構成するだけではなく、使用するCCD等を斜入射特性をズームレンズに合わせたものとすることがもちろん好ましい。
以下に、本発明のズームレンズの実施例を図面を参照して説明する。
図面中、光学系断面図におけるr1,r2,・・・・・・及びd1,d2,・・・・・・において下付き文字として示した数字は、数値データにおける面番号1,2,・・・に対応している。また、収差曲線図において、非点収差におけるΔMはメリジオナル面の非点収差,ΔSはサジタル面の非点収差を示している。なお、メリジオナル面とは、光学系の光軸と主光線を含む面(紙面に平行な面)であり、サジタル面とは、光学系の光軸と主光線を含む面に垂直な面(紙面に垂直な面)を意味している。また、FIYは像高である。
また、以下の各実施例におけるレンズの数値データにおいては、sは面番号、rは各面の曲率半径、dは面間隔、ndはd線(波長587.5600nm)における屈折率、νdはd線におけるアッベ数、*は非球面、Kは円錐係数、A4,A6,A8は非球面係数をそれぞれ示している。
また、下記数値データの非球面係数において、Eは10のべき乗を表している。例えば、「E−10」は、10のマイナス1乗を表している。また、各非球面形状は、各実施例における各非球面係数を用いて以下の式で表される。但し、光軸に沿う方向の座標をZ、光軸と垂直な方向の座標をYとする。
Z=(Y2/r)/[1+{1−(1+K)・(Y/r)21/2
+A44+A66+A88+・・・
なお、下記実施例においては、本発明のズームレンズに用いる回折型光学素子として、少なくとも一つの互いに異なる光学材料で積層された光学素子であって、その境界面にレリーフパターンを形成してなり、広い波長域で回折効率を高くした、特許第3717555号公報に記載されているような回折型光学素子を用いている。しかし、本発明のズームレンズに用いる回折型光学素子は、そのようなものに限定されず、例えば、特許文献1や特許文献2に記載されたようなものであってもかまわない。
図1は、本実施例に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図2は、図1に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。
まず、図1を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Lc上に、物体側から順に、第1群G1と、第2群G2と、第3群G3と、第4群G4と、第5群G5とにより構成されている。なお、第4群G4と第5群G5との間には、第5群G5と一体的に構成された絞りSが配置されている。また、第5群G5の像側には、画素ピッチ3〜5.5μm程度であり、撮像面IMを持つCCDが配置されている。また、第5群G5と撮像素子IMとの間には、IRカットコートなどを施した光学的ローパスフィルターLFが配置されている。さらに、第5群G5と撮像素子IMとの間には、CCDカバーガラスなどを配置しても良い。
第1群G1は、全体として正のパワーを有しており、物体側から順に、回折光学素子DLと、両凸レンズであるレンズL11と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズL12とにより構成されている。
なお、回折型光学素子DLは、全体として負のパワーを有しており、像側の面が非球面であって物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとにより構成されており、それらの境界面にレリーフパターンを形成して回折面としている。
第2群G2は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL21と、物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズL22とにより構成されている。
第3群G3は、全体として負のパワーを有していて、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズであるL31と、両凹レンズであるL32と両凸レンズであるL33とからなり正のパワーを有している接合レンズと、物体側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズL34とにより構成されている。
第4群G4は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL41と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL42と、両凸レンズであるレンズL43とにより構成されている。
第5群G5は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL51と、両凹レンズであるレンズL52と、両凸レンズであるレンズL53と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL54とにより構成されている。
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第1群G1は、光軸Lc上を物体側に移動する。第2群G2は、第1群G1との間隔を広げるように光軸Lc上を物体側に移動する。第3群G3は、固定されており移動しない。第4群G4は、第3群G3との間隔を狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。第5群G5は、第4群G4との間隔を広げた後に狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。このとき、絞りSは、第5群G5と一体的に移動する。
なお、第3群G3は、唯一負のパワーを有する群であるということもあり、比較的パワーが強くなっている。そのため、製造誤差による性能変化が大きく、ズームレンズ全体の組立時の性能のばらつきも大きくなる。そこで、本実施例では、広角端から望遠端に変倍する際に、第3群を固定にすることにより、組立時の性能のばらつきを抑えている。
また、フォーカシングは、第2群G2を移動することによって行なっている。
次に、本実施例に係るズームレンズを構成するレンズの構成及び数値データを示す。
数値データ1
単位 mm
面データ
s r d nd νd 有効径
物体面 ∞ ∞
1 192.1324 0.2103 1.63762 34.21 30.225
2* 159.3964 0 1.0E+03 -3.45 30.158
3 159.3983 3.7183 1.60999 27.48 30.158
4 96.8338 0.5000 29.632
5 92.8113 7.4017 1.51633 64.14 29.661
6 -643.8949 0.1000 29.500
7 112.4367 6.0086 1.52542 55.78 29.142
8 193.2763 可変 28.533
9 54.0332 2.5874 1.84666 23.78 20.885
10 42.2052 0.5700 19.747
11 46.0565 8.2365 1.51633 64.14 19.742
12 ∞ 可変 19.038
13 ∞ 2.2200 1.88300 40.76 12.070
14 33.0714 3.4000 11.416
15 -57.8499 2.0000 1.48749 70.23 11.430
16 30.8504 7.1384 1.84666 23.78 12.025
17 -217.0220 2.0000 12.032
18 -34.7605 2.0000 1.77250 49.60 12.024
19 ∞ 可変 12.580
20 195.7247 4.2708 1.69680 55.53 14.000
21 -82.9795 0.1200 14.153
22 281.5278 2.6247 1.80610 40.92 14.122
23 52.7364 0.5000 13.986
24 53.3366 6.5067 1.49700 81.54 14.070
25 -53.1213 可変 14.118
26 (絞り) ∞ 1.2900 13.799
27 35.7216 5.3757 1.49700 81.54 13.822
28 -145.5896 0.8700 13.562
29 -64.5052 2.3769 1.64769 33.79 13.545
30 126.4951 28.7620 13.300
31 131.4806 4.3281 1.65160 58.55 13.500
32 -48.9864 11.8166 13.500
33 -28.8135 1.8800 1.83481 42.72 11.313
34 -56.1986 可変 11.594
35 ∞ 0.7000 1.51633 64.14 11.484
36 ∞ 0.9500 11.482
37 ∞ 0.4500 1.54200 77.40 11.479
38 ∞ 2.8000 1.54771 62.84 11.478
39 ∞ 0.4000 11.473
40 ∞ 0.7620 1.52310 54.49 11.472
41 ∞ 可変 11.471
42 (像面) ∞
非球面データ
第2面
K=0,A4=1.5458E-12,A6=3.3808E-17
各種データ
ズーム比 3.8786
広角 望遠
f 52.08032 201.99995
Fno. 2.80000 3.64022
2ω(°) 24.54 6.25
像高 11.15000 11.15000
レンズ全長 193.34225 260.34909
BF 34.69286 58.67871
入射瞳位置 84.41168 327.48709
射出瞳位置 -82.58905 -106.58240
d8 12.75975 75.86189
d12 1.08000 4.99591
d19 24.99705 1.00000
d25 1.00000 1.00000
d34 29.17576 53.16911
d41 1.10421 1.09671
単レンズデータ
レンズ レンズ面 f
1 1 - 4 -329.9513
2 5 - 6 157.6458
3 7 - 8 498.8582
4 9 - 10 -253.1060
5 11 - 12 89.1998
6 13 - 14 -37.4536
7 15 - 16 -40.9708
8 16 - 17 32.3295
9 18 - 19 -44.9975
10 20 - 21 84.1605
11 22 - 23 -80.9159
12 24 - 25 54.6593
13 27 - 28 58.2878
14 29 - 30 -65.6370
15 31 - 32 55.2954
16 33 - 34 -73.1146
17 35 - 36 ∞
18 37 - 38 ∞
19 38 - 39 ∞
20 40 - 41 ∞
ズームレンズ群データ
群 レンズ面 f レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 - 8 189.17440 17.93894 2.37192 -9.43211
2 9 - 12 142.06578 11.39382 -0.82821 -8.23086
3 13 - 19 -21.78835 18.75836 4.91079 -6.84140
4 20 - 25 56.70885 14.02220 5.23543 -4.00253
5 26 - 34 105.05323 56.69926 6.54267 -41.62320
6 35 - 41 ∞ 6.06200 0 -4.41289
ズームレンズ群データ(倍率)
群 倍率(広角) 倍率(望遠)
1 0 0
2 0.45846 0.57569
3 -0.53240 -1.07048
4 -4.12319 -38.31046
5 0.27355 0.04523
6 1.00000 1.00000
2/fw 2.72782
1/fw 3.63236
3/ft -0.10786
4/ft 0.28074
5/fw 2.01714
F 2.8〜3.64022
IH 11.15
fb/IH 3.11147
|EW| 5.92034〜7.58825
図3は、本実施例に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図4は、本実施例に係るズームレンズを備えた撮像装置の至近物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(c)は広角端、(d)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図5は、図3及び図4に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図6は、図3及び図4に示したズームレンズの至近物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(c)は広角端、(d)は望遠端における状態をそれぞれ示している。
まず、図3及び図4を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Lc上に、物体側から順に、第1群G1と、第2群G2と、第3群G3と、第4群G4と、第5群G5とにより構成されている。なお、第4群G4と第5群G5との間には、第5群G5と一体的に構成された絞りSが配置されている。また、第5群G5の像側には、画素ピッチ3〜5.5μm程度であり、撮像面IMを持つCCDが配置されている。また、第5群G5と撮像素子IMとの間には、IRカットコートなどを施した光学的ローパスフィルターLFが配置されている。さらに、第5群G5と撮像素子IMとの間には、CCDカバーガラスなどを配置しても良い。
第1群G1は、全体として正のパワーを有しており、物体側から順に、回折光学素子DLと、両凸レンズであるレンズL11と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズL12とにより構成されている。
なお、回折型光学素子DLは、全体として負のパワーを有しており、像側の面が非球面であって物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとにより構成されており、それらの境界面にレリーフパターンを形成して回折面としている。
第2群G2は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL21と、物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズL22とにより構成されている。
第3群G3は、全体として負のパワーを有していて、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズであるL31と、両凹レンズであるL32と両凸レンズであるL33とからなり正のパワーを有している接合レンズと、物体側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズL34とにより構成されている。
第4群G4は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL41と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL42と、両凸レンズであるレンズL43とにより構成されている。
第5群G5は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL51と、両凹レンズであるレンズL52と、両凸レンズであるレンズL53と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL54とにより構成されている。
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第1群G1は、光軸Lc上を物体側に移動する。第2群G2は、第1群G1との間隔を広げるように光軸Lc上を物体側に移動する。第3群G3は、固定されており移動しない。第4群G4は、第3群G3との間隔を狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。第5群G5は、第4群G4との間隔を広げた後に狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。このとき、絞りSは、第5群G5と一体的に移動する。
なお、第3群G3は、唯一負のパワーを有する群であるということもあり、比較的パワーが強くなっている。そのため、製造誤差による性能変化が大きく、ズームレンズ全体の組立時の性能のばらつきも大きくなる。そこで、本実施例では、広角端から望遠端に変倍する際に、第3群を固定にすることにより、組立時の性能のばらつきを抑えている。
また、フォーカシングは、第2群G2を移動することによって行なっている。
次に、本実施例に係るズームレンズを構成するレンズの構成及び数値データを示す。
数値データ2
単位 mm
面データ
s r d nd νd 有効径
物体面 ∞ ∞
1 219.5314 0.4988 1.63762 34.21 30.011
2* 159.3964 0 1.0E+03 -3.45 29.900
3 159.3982 2.6167 1.60999 27.48 29.900
4 102.7731 0.5000 29.540
5 94.4329 6.2819 1.51633 64.14 29.579
6 -751.3719 0.1000 29.500
7 120.6893 7.4934 1.52542 55.78 29.200
8 218.2981 可変 28.445
9 60.8967 3.5109 1.60999 27.48 22.145
10 41.4872 0.5700 20.490
11 44.5532 10.1928 1.51633 64.14 20.460
12 ∞ 可変 19.166
13 ∞ 2.2200 1.88300 40.76 12.070
14 32.3037 3.4000 11.224
15 -60.7624 2.0000 1.48749 70.23 11.246
16 30.5511 5.6203 1.84666 23.78 12.000
17 -238.2229 2.0000 12.000
18 -34.7476 2.0000 1.77250 49.60 12.000
19 ∞ 可変 12.550
20 226.0906 4.8444 1.69680 55.53 14.000
21 -82.6667 0.1200 14.129
22 274.9955 1.3033 1.80610 40.92 14.039
23 51.7028 0.5000 13.896
24 51.2891 7.1800 1.49700 81.54 13.994
25 -52.8510 可変 14.065
26 (絞り) ∞ 1.2900 13.754
27 34.3874 6.3115 1.49700 81.54 13.871
28 -140.6211 0.8700 13.550
29 -63.6370 2.7972 1.64769 33.79 13.535
30 123.9129 27.5762 13.300
31 129.6712 3.6342 1.65160 58.55 13.500
32 -47.2273 10.9438 13.500
33 -27.8692 1.8800 1.83481 42.72 11.550
34 -55.1382 可変 11.636
35 ∞ 0.7000 1.51633 64.14 11.508
36 ∞ 0.9500 11.507
37 ∞ 0.4500 1.54200 77.40 11.505
38 ∞ 2.8000 1.54771 62.84 11.504
39 ∞ 0.4000 11.500
40 ∞ 0.7620 1.52310 54.49 11.499
41 ∞ 可変 11.498
42 (像面) ∞ 0
非球面データ
第2面
K=0,A4=-3.5772E-12,A6=-5.0529E-16
各種データ
ズーム比 3.8783
広角 望遠 広角至近 望遠至近
f 52.08399 201.99929 59.32727 185.21236
Fno. 2.80000 3.64122 2.67107 2.01257
2ω(°) 24.54 6.25 20.36 3.73
像高 11.15000 11.15000 11.15000 11.15000
レンズ全長 193.34292 260.35313 193.34292 260.35313
BF 34.82211 58.61014 34.82211 58.61014
入射瞳位置 88.37352 331.76411 108.50275 523.83520
射出瞳位置 -81.96210 -105.75012 -81.96210 -105.75012
物体面 ∞ ∞ 855.00821 787.99837
d8 13.40541 74.18940 1.59176 54.19984
d12 1.08000 7.29825 12.89364 27.28781
d19 24.78006 1.00000 24.78006 1.00000
d25 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000
d34 29.28509 53.08729 29.28509 53.08729
d41 1.12413 1.10995 1.12413 1.10995
単レンズデータ
レンズ レンズ面 f
1 1 - 4 -322.4095
2 5 - 6 162.8848
3 7 - 8 500.4818
4 9 - 10 -229.0895
5 11 - 12 86.2883
6 13 - 14 -36.5841
7 15 - 16 -41.4052
8 16 - 17 32.2923
9 18 - 19 -44.9808
10 20 - 21 87.4373
11 22 - 23 -79.1973
12 24 - 25 53.5995
13 27 - 28 56.2686
14 29 - 30 -64.5363
15 31 - 32 53.5634
16 33 - 34 -69.6890
17 35 - 36 ∞
18 37 - 38 ∞
19 38 - 39 ∞
20 40 - 41 ∞
ズームレンズ群データ
群 レンズ面 f レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 - 8 198.86005 17.49082 1.57617 -9.91120
2 9 - 12 142.86460 14.27365 0.00383 -9.48720
3 13 - 19 -21.68727 17.24031 4.59527 -6.49110
4 20 - 25 57.49761 13.94769 5.73777 -3.51436
5 26 - 34 101.17074 55.30287 5.16755 -41.69429
6 35 - 41 ∞ 6.06200 0 -4.41289
ズームレンズ群データ(倍率)
群 倍率(広角) 倍率(望遠) 倍率(広角至近) 倍率(望遠至近)
1 0 0 -0.30235 -0.33664
2 0.44869 0.55456 0.36600 0.41464
3 -0.51743 -1.05430 -0.51743 -1.05430
4 -4.62931 -202.89593 -4.62931 -202.89593
5 0.24369 0.00856 0.24369 0.00856
6 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000
2/fw 2.74297
1/fw 3.81806
3/ft -0.10736
4/ft 0.28464
5/fw 1.94245
F 2.8〜3.64122
MG -0.25568
Δd/ft 0.09896
IH 11.15
fb/IH 3.13289
|EW| 6.00571〜7.71092
図7は、本実施例に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図8は、図7に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。
まず、図7を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Lc上に、物体側から順に、第1群G1と、第2群G2と、第3群G3と、第4群G4と、第5群G5とにより構成されている。なお、第4群G4と第5群G5との間には、第5群G5と一体的に構成された絞りSが配置されている。また、第5群G5の像側には、画素ピッチ3〜5.5μm程度であり、撮像面IMを持つCCDが配置されている。また、第5群G5と撮像素子IMとの間には、IRカットコートなどを施した光学的ローパスフィルターLFが配置されている。さらに、第5群G5と撮像素子IMとの間には、CCDカバーガラスなどを配置しても良い。
第1群G1は、全体として正のパワーを有しており、物体側から順に、回折光学素子DLと、両凸レンズであるレンズL11と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズL12とにより構成されている。
なお、回折型光学素子DLは、全体として負のパワーを有しており、像側の面が非球面であって物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとにより構成されており、それらの境界面にレリーフパターンを形成して回折面としている。
第2群G2は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL21と、物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズL22とにより構成されている。
第3群G3は、全体として負のパワーを有していて、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズであるL31と、両凹レンズであるL32と両凸レンズであるL33とからなり正のパワーを有している接合レンズと、物体側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズL34とにより構成されている。
第4群G4は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL41と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL42と、両凸レンズであるレンズL43とにより構成されている。
第5群G5は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL51と、両凹レンズであるレンズL52と、両凸レンズであるレンズL53と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL54とにより構成されている。
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第1群G1は、光軸Lc上を物体側に移動する。第2群G2は、第1群G1との間隔を広げるように光軸Lc上を物体側に移動する。第3群G3は、固定されており移動しない。第4群G4は、第3群G3との間隔を狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。第5群G5は、第4群G4との間隔を広げた後に狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。このとき、絞りSは、第5群G5と一体的に移動する。
なお、第3群G3は、唯一負のパワーを有する群であるということもあり、比較的パワーが強くなっている。そのため、製造誤差による性能変化が大きく、ズームレンズ全体の組立時の性能のばらつきも大きくなる。そこで、本実施例では、広角端から望遠端に変倍する際に、第3群を固定にすることにより、組立時の性能のばらつきを抑えている。
また、フォーカシングは、第2群G2を移動することによって行なっている。
次に、本実施例に係るズームレンズを構成するレンズの構成及び数値データを示す。
数値データ3
単位 mm
面データ
s r d nd νd 有効径
物体面 ∞ ∞
1 218.1941 0.5138 1.63762 34.21 29.717
2* 159.3964 0 1.0E+03 -3.45 29.607
3 159.3982 2.6659 1.60999 27.48 29.607
4 103.6707 0.5000 29.249
5 96.4333 6.1309 1.51633 64.14 29.281
6 -741.7095 0.1000 29.200
7 119.2072 7.3599 1.52542 55.78 28.911
8 215.0119 可変 28.176
9 58.9742 3.5412 1.63259 23.27 22.011
10 42.3636 0.5700 20.415
11 46.2892 9.9545 1.51633 64.14 20.400
12 ∞ 可変 19.054
13 ∞ 2.2200 1.88300 40.76 12.070
14 32.3951 3.4000 11.241
15 -60.8748 2.0000 1.48749 70.23 11.263
16 29.9808 5.7294 1.84666 23.78 12.000
17 -236.6854 2.0000 12.000
18 -34.3639 2.0000 1.77250 49.60 12.000
19 ∞ 可変 12.550
20 224.4963 4.9092 1.69680 55.53 14.000
21 -83.2259 0.1200 14.128
22 274.0749 1.2815 1.80610 40.92 14.038
23 51.8033 0.5000 13.910
24 51.2550 7.0569 1.49700 81.54 14.008
25 -52.1621 可変 14.073
26 (絞り) ∞ 1.2900 13.748
27 35.0273 6.4458 1.49700 81.54 13.879
28 -142.0105 0.8700 13.537
29 -62.9889 2.8172 1.64769 33.79 13.526
30 127.2298 27.5019 13.300
31 128.6068 3.6322 1.65160 58.55 13.400
32 -46.9605 10.7788 13.400
33 -28.1742 1.8800 1.83481 42.72 11.296
34 -56.4151 可変 11.581
35 ∞ 0.7000 1.51633 64.14 11.492
36 ∞ 0.9500 11.491
37 ∞ 0.4500 1.54200 77.40 11.489
38 ∞ 2.8000 1.54771 62.84 11.488
39 ∞ 0.4000 11.483
40 ∞ 0.7620 1.52310 54.49 11.482
41 ∞ 可変 11.481
42 (像面) ∞
非球面データ
第2面
K=0,A4=-1.9260E-13,A6=-8.9673E-16
各種データ
ズーム比 3.8787
広角 望遠
f 52.07993 201.99997
Fno. 2.80000 3.65443
2ω(°) 24.56 6.25
像高 11.15000 11.15000
レンズ全長 193.33709 260.36090
BF 35.02996 59.12083
入射瞳位置 88.18960 328.93634
射出瞳位置 -82.27540 -106.36627
d8 13.43011 74.16736
d12 1.08000 7.30379
d19 25.02810 1.00000
d25 1.00000 1.00000
d34 29.53167 53.58442
d41 1.08540 1.12352
単レンズデータ
レンズ レンズ面 f
1 1 - 4 -329.7071
2 5 - 6 165.6908
3 7 - 8 496.0546
4 9 - 10 -259.1722
5 11 - 12 89.6504
6 13 - 14 -36.6876
7 15 - 16 -40.9111
8 16 - 17 31.7422
9 18 - 19 -44.4841
10 20 - 21 87.7116
11 22 - 23 -79.4463
12 24 - 25 53.2225
13 27 - 28 57.2252
14 29 - 30 -64.6714
15 31 - 32 53.2271
16 33 - 34 -69.5250
17 35 - 36 ∞
18 37 - 38 ∞
19 38 - 39 ∞
20 40 - 41 ∞
ズームレンズ群データ
群 レンズ面 f レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 - 8 199.60435 17.27049 1.55213 -9.78997
2 9 - 12 141.62268 14.06567 -0.23093 -9.54844
3 13 - 19 -21.72662 17.34937 4.64582 -6.48190
4 20 - 25 57.06351 13.86752 5.74324 -3.44936
5 26 - 34 103.25203 55.21587 5.63885 -41.28086
6 35 - 41 ∞ 6.06200 0 -4.41289
ズームレンズ群データ(倍率)
群 倍率(広角) 倍率(望遠)
1 0 0
2 0.44502 0.54999
3 -0.52232 -1.05947
4 -4.30197 -62.91254
5 0.26093 0.02761
6 1.00000 1.00000
2/fw 2.71933
1/fw 3.83265
3/ft -0.10756
4/ft 0.28249
5/fw 1.98257
F 2.8〜3.65443
IH 11.15
fb/IH 3.14170
|EW| 5.97094〜7.68105
図9は、本実施例に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図10は、図9に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。
まず、図9を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Lc上に、物体側から順に、第1群G1と、第2群G2と、第3群G3と、第4群G4と、第5群G5とにより構成されている。なお、第4群G4と第5群G5との間には、第5群G5と一体的に構成された絞りSが配置されている。また、第5群G5の像側には、画素ピッチ3〜5.5μm程度であり、撮像面IMを持つCCDが配置されている。また、第5群G5と撮像素子IMとの間には、IRカットコートなどを施した光学的ローパスフィルターLFが配置されている。さらに、第5群G5と撮像素子IMとの間には、CCDカバーガラスなどを配置しても良い。
第1群G1は、全体として正のパワーを有しており、物体側から順に、回折光学素子DLと、両凸レンズであるレンズL11と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズL12とにより構成されている。
なお、回折型光学素子DLは、全体として負のパワーを有しており、像側の面が非球面であって物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとにより構成されており、それらの境界面にレリーフパターンを形成して回折面としている。
第2群G2は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、物体側の面が非球面であって物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL21と、物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズL22とにより構成されている。
第3群G3は、全体として負のパワーを有していて、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズであるL31と、両凹レンズであるL32と両凸レンズであるL33とからなり正のパワーを有している接合レンズと、物体側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズL34とにより構成されている。
第4群G4は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL41と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL42と、両凸レンズであるレンズL43とにより構成されている。
第5群G5は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL51と、両凹レンズであるレンズL52と、両凸レンズであるレンズL53と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL54とにより構成されている。
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第1群G1は、光軸Lc上を物体側に移動する。第2群G2は、第1群G1との間隔を広げるように光軸Lc上を物体側に移動する。第3群G3は、固定されており移動しない。第4群G4は、第3群G3との間隔を狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。第5群G5は、第4群G4との間隔を広げた後に狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。このとき、絞りSは、第5群G5と一体的に移動する。
なお、第3群G3は、唯一負のパワーを有する群であるということもあり、比較的パワーが強くなっている。そのため、製造誤差による性能変化が大きく、ズームレンズ全体の組立時の性能のばらつきも大きくなる。そこで、本実施例では、広角端から望遠端に変倍する際に、第3群を固定にすることにより、組立時の性能のばらつきを抑えている。
また、フォーカシングは、第2群G2を移動することによって行なっている。
次に、本実施例に係るズームレンズを構成するレンズの構成及び数値データを示す。
数値データ4
単位 mm
面データ
s r d nd νd 有効径
物体面 ∞ ∞
1 209.3077 0.5165 1.63762 34.21 30.009
2* 159.3964 0 1.0E+03 -3.45 29.902
3 159.3984 2.5069 1.60999 27.48 29.902
4 102.8526 0.5000 29.541
5 95.8621 6.1079 1.51633 64.14 29.571
6 -740.8215 0.1000 29.500
7 119.9160 7.3554 1.52542 55.78 29.190
8 209.4218 可変 28.433
9* 65.6121 3.4564 1.60999 27.48 22.555
10 42.6134 0.5700 20.883
11 44.6922 10.4666 1.51633 64.14 20.829
12 ∞ 可変 19.374
13 ∞ 2.2200 1.88300 40.76 12.070
14 32.7171 3.4000 11.233
15 -63.1012 2.0000 1.48749 70.23 11.260
16 29.7620 6.0878 1.84666 23.78 12.000
17 -231.1268 2.0000 12.000
18 -34.1739 2.0000 1.77250 49.60 12.000
19 ∞ 可変 12.550
20 228.6330 4.5386 1.69680 55.53 14.000
21 -79.8916 0.1200 14.114
22 282.8491 1.2853 1.80610 40.92 14.015
23 50.1904 0.5000 13.872
24 49.9089 7.3720 1.49700 81.54 13.972
25 -52.3711 可変 14.045
26 (絞り) ∞ 1.2900 13.728
27 34.5534 6.4672 1.49700 81.54 13.873
28 -146.3759 0.8700 13.528
29 -64.3093 2.9747 1.64769 33.79 13.514
30 126.5863 27.4869 13.300
31 129.2095 3.7633 1.65160 58.55 13.000
32 -46.4655 10.5276 13.000
33 -27.8866 1.8800 1.83481 42.72 11.032
34 -56.6405 可変 11.318
35 ∞ 0.7000 1.51633 64.14 11.460
36 ∞ 0.9500 11.461
37 ∞ 0.4500 1.54200 77.40 11.464
38 ∞ 2.8000 1.54771 62.84 11.465
39 ∞ 0.4000 11.470
40 ∞ 0.7620 1.52310 54.49 11.471
41 ∞ 可変 11.473
42 (像面) ∞
非球面データ
第2面
K=0,A4=-7.0867E-13,A6=-6.7312E-16
第9面
K=0,A4=-1.9191E-08,A6=-1.7646E-23
各種データ
ズーム比 3.8785
広角 望遠
f 52.08149 202.00004
Fno. 2.80000 3.66014
2ω(°) 24.54 6.25
像高 11.15000 11.15000
レンズ全長 193.34768 260.51668
BF 34.66291 58.67796
入射瞳位置 88.45255 332.09408
射出瞳位置 -81.52045 -105.53550
d8 13.40871 74.17649
d12 1.08000 7.29909
d19 24.83293 1.00000
d25 1.00000 1.00000
d34 29.20664 53.10819
d41 1.04337 1.15688
単レンズデータ
レンズ レンズ面 f
1 1 - 4 -339.3372
2 5 - 6 164.7984
3 7 - 8 519.3011
4 9 - 10 -211.3326
5 11 - 12 86.5574
6 13 - 14 -37.0524
7 15 - 16 -41.1942
8 16 - 17 31.4789
9 18 - 19 -44.2381
10 20 - 21 85.4822
11 22 - 23 -75.8823
12 24 - 25 52.6796
13 27 - 28 56.9220
14 29 - 30 -65.4404
15 31 - 32 52.8959
16 33 - 34 -67.8195
17 35 - 36 ∞
18 37 - 38 ∞
19 38 - 39 ∞
20 40 - 41 ∞
ズームレンズ群データ
群 レンズ面 f レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 - 8 198.38835 17.08669 1.31424 -9.90521
2 9 - 12 151.01804 14.49303 0.12974 -9.50947
3 13 - 19 -22.03235 17.70783 4.74985 -6.53320
4 20 - 25 57.29534 13.81584 5.67610 -3.51582
5 26 - 34 102.37341 55.25975 4.78994 -41.83249
6 35 - 41 ∞ 6.06200 0 -4.41289
ズームレンズ群データ(倍率)
群 倍率(広角) 倍率(望遠)
1 0 0
2 0.46330 0.56946
3 -0.50440 -1.02818
4 -4.44410 -95.56194
5 0.25278 0.01820
6 1.00000 1.00000
2/fw 2.89965
1/fw 3.80919
3/ft -0.10907
4/ft 0.28364
5/fw 1.96564
F 2.8〜3.66014
IH 11.15
fb/IH 3.10878
|EW| 6.01815〜7.75271
図11は、本実施例に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図12は、本実施例に係るズームレンズを備えた撮像装置の至近物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(c)は広角端、(d)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図13は、図11及び図12に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図14は、図11及び図12に示したズームレンズの至近物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(c)は広角端、(d)は望遠端における状態をそれぞれ示している。
まず、図11及び図12を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Lc上に、物体側から順に、第1群G1と、第2群G2と、第3群G3と、第4群G4と、第5群G5とにより構成されている。なお、第4群G4と第5群G5との間には、第5群G5と一体的に構成された絞りSが配置されている。また、第5群G5の像側には、画素ピッチ3〜5.5μm程度であり、撮像面IMを持つCCDが配置されている。また、第5群G5と撮像素子IMとの間には、IRカットコートなどを施した光学的ローパスフィルターLFが配置されている。さらに、第5群G5と撮像素子IMとの間には、CCDカバーガラスなどを配置しても良い。
第1群G1は、全体として正のパワーを有しており、物体側から順に、回折光学素子DLと、両凸レンズであるレンズL11と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズL12とにより構成されている。
なお、回折型光学素子DLは、全体として負のパワーを有しており、像側の面が非球面であって物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとにより構成されており、それらの境界面にレリーフパターンを形成して回折面としている。
第2群G2は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、物体側の面が非球面であって物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL21と、物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズL22とにより構成されている。
第3群G3は、全体として負のパワーを有していて、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズであるL31と、両凹レンズであるL32と両凸レンズであるL33とからなり正のパワーを有している接合レンズと、物体側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズL34とにより構成されている。
第4群G4は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL41と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL42と、両凸レンズであるレンズL43とにより構成されている。
第5群G5は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL51と、両凹レンズであるレンズL52と、両凸レンズであるレンズL53と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL54とにより構成されている。
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第1群G1は、光軸Lc上を物体側に移動する。第2群G2は、第1群G1との間隔を広げるように光軸Lc上を物体側に移動する。第3群G3は、固定されており移動しない。第4群G4は、第3群G3との間隔を狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。第5群G5は、第4群G4との間隔を広げた後に狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。このとき、絞りSは、第5群G5と一体的に移動する。
なお、第3群G3は、唯一負のパワーを有する群であるということもあり、比較的パワーが強くなっている。そのため、製造誤差による性能変化が大きく、ズームレンズ全体の組立時の性能のばらつきも大きくなる。そこで、本実施例では、広角端から望遠端に変倍する際に、第3群を固定にすることにより、組立時の性能のばらつきを抑えている。
また、フォーカシングは、第2群G2を移動することによって行なっている。
次に、本実施例に係るズームレンズを構成するレンズの構成及び数値データを示す。
数値データ5
単位 mm
面データ
s r d nd νd 有効径
物体面 ∞ ∞
1 218.1350 0.4966 1.63762 34.21 30.015
2* 159.3964 0 1.0E+03 -3.45 29.905
3 159.3984 2.6703 1.60999 27.48 29.905
4 103.5221 0.5000 29.541
5 96.2445 6.1386 1.51633 64.14 29.574
6 -731.1182 0.1000 29.500
7 121.1511 7.1949 1.52542 55.78 29.204
8 221.8208 可変 28.494
9* 59.5147 3.5981 1.63259 23.27 22.297
10 43.0583 0.5700 20.684
11 47.7205 10.2599 1.51633 64.14 20.685
12 ∞ 可変 19.228
13 ∞ 2.2200 1.88300 40.76 12.070
14 32.4080 3.4000 11.235
15 -62.3483 2.0000 1.48749 70.23 11.259
16 29.6944 5.5230 1.84666 23.78 12.000
17 -226.8395 2.0000 12.000
18 -34.0693 2.0000 1.77250 49.60 12.000
19 ∞ 可変 12.550
20 232.8949 4.8970 1.69680 55.53 14.000
21 -80.2713 0.1200 14.128
22 280.2635 1.2174 1.80610 40.92 14.029
23 51.8397 0.5000 13.897
24 50.1278 7.1849 1.49700 81.54 14.002
25 -52.6131 可変 14.054
26 (絞り) ∞ 1.2900 13.714
27 35.1385 6.3572 1.49700 81.54 13.725
28 -140.3634 0.8700 13.376
29 -61.7948 2.6881 1.64769 33.79 13.366
30 122.6042 27.9659 13.300
31 132.1403 3.8183 1.65160 58.55 13.000
32 -46.9958 11.0406 13.000
33 -28.1025 1.8800 1.83481 42.72 11.029
34 -55.2399 可変 11.317
35 ∞ 0.7000 1.51633 64.14 11.452
36 ∞ 0.9500 11.454
37 ∞ 0.4500 1.54200 77.40 11.456
38 ∞ 2.8000 1.54771 62.84 11.457
39 ∞ 0.4000 11.462
40 ∞ 0.7620 1.52310 54.49 11.463
41 ∞ 可変 11.465
42 (像面) ∞
非球面データ
第2面
K=0,A4=-4.8684E-13,A6=-2.0699E-16
第9面
K=0,A4=4.2318E-10,A6=2.0082E-11
各種データ
ズーム比 3.8787
広角 望遠 広角至近 望遠至近
f 52.07892 201.99931 59.44139 185.61055
Fno. 2.80000 3.65651 2.67163 2.02785
2ω(°) 24.54 6.25 2.67163 2.02785
像高 11.15000 11.15000 11.15000 11.15000
レンズ全長 193.63462 260.29047 193.63462 260.29047
BF 34.36366 58.62530 34.36366 58.62530
入射瞳位置 88.55735 328.14564 109.17144 518.40939
射出瞳位置 -82.47895 -106.74059 -82.47895 -106.74059
物体 ∞ ∞ 854.71748 788.06041
d8 13.42544 73.93134 1.36011 53.63482
d12 1.08000 7.23282 13.14533 27.52934
d19 25.26452 1.00000 25.26452 1.00000
d25 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000
d34 28.82163 53.10337 28.82163 53.10337
d41 1.12914 1.10905 1.12947 1.10905
単レンズデータ
レンズ レンズ面 f
1 1 - 4 -329.8123
2 5 - 6 165.1349
3 7 - 8 495.8643
4 9 - 10 -268.9482
5 11 - 12 92.4225
6 13 - 14 -36.7022
7 15 - 16 -40.9697
8 16 - 17 31.3219
9 18 - 19 -44.1027
10 20 - 21 86.2257
11 22 - 23 -79.0923
12 24 - 25 52.8781
13 27 - 28 57.2340
14 29 - 30 -63.0740
15 31 - 32 53.6537
16 33 - 34 -70.7541
17 35 - 36 ∞
18 37 - 38 ∞
19 38 - 39 ∞
20 40 - 41 ∞
ズームレンズ群データ
群 レンズ面 f レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 - 8 198.79400 17.10046 1.68409 -9.55763
2 9 - 12 145.53579 14.42803 -0.31518 -9.86713
3 13 - 19 -21.91139 17.14301 4.61525 -6.42008
4 20 - 25 56.23119 13.91939 5.73760 -3.49760
5 26 - 34 106.29680 55.91012 6.30907 -41.40812
6 35 - 41 ∞ 6.06200 0 -4.41289
ズームレンズ群データ(倍率)
群 倍率(広角) 倍率(望遠) 倍率(広角至近) 倍率(望遠至近)
1 0 0 -0.30230 -0.33640
2 0.45245 0.55728 0.36955 0.41781
3 -0.51905 -1.05314 -0.51905 -1.05314
4 -3.88458 -29.38329 -3.88458 -29.38329
5 0.28717 0.05892 0.28717 0.05892
6 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000
2/fw 2.79452
1/fw 3.81717
3/ft -0.10847
4/ft 0.27837
5/fw 2.04107
F 2.8〜3.65651
MG -0.25628
Δd/ft 0.10048
IH 11.15
fb/IH 3.08194
|EW| 5.95020〜7.66237
図15は、本実施例に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図16は、図15に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。
まず、図15を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Lc上に、物体側から順に、第1群G1と、第2群G2と、第3群G3と、第4群G4と、第5群G5とにより構成されている。なお、第4群G4と第5群G5との間には、第5群G5と一体的に構成された絞りSが配置されている。また、第5群G5の像側には、画素ピッチ3〜5.5μm程度であり、撮像面IMを持つCCDが配置されている。また、第5群G5と撮像素子IMとの間には、IRカットコートなどを施した光学的ローパスフィルターLFが配置されている。さらに、第5群G5と撮像素子IMとの間には、CCDカバーガラスなどを配置しても良い。
第1群G1は、全体として正のパワーを有しており、物体側から順に、回折光学素子DLと、両凸レンズであるレンズL11と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズL12とにより構成されている。
第2群G2は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、物体側の面が非球面であって物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL21と、物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズL22とにより構成されている。
第3群G3は、全体として負のパワーを有していて、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズであるL31と、両凹レンズであるL32と両凸レンズであるL33とからなり正のパワーを有している接合レンズと、物体側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズL34とにより構成されている。
第4群G4は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL41と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL42と、両凸レンズであるレンズL43とにより構成されている。
第5群G5は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL51と、像側の面が非球面であって物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL52と、両凹レンズであるレンズL53と、両凸レンズであるレンズL54と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL55とにより構成されている。
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第1群G1は、光軸Lc上を物体側に移動する。第2群G2は、第1群G1との間隔を広げるように光軸Lc上を物体側に移動する。第3群G3は、固定されており移動しない。第4群G4は、第3群G3との間隔を狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。第5群G5は、第4群G4との間隔を広げた後に狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。このとき、絞りSは、第5群G5と一体的に移動する。
なお、第3群G3は、唯一負のパワーを有する群であるということもあり、比較的パワーが強くなっている。そのため、製造誤差による性能変化が大きく、ズームレンズ全体の組立時の性能のばらつきも大きくなる。そこで、本実施例では、広角端から望遠端に変倍する際に、第3群を固定にすることにより、組立時の性能のばらつきを抑えている。
また、フォーカシングは、第2群G2を移動することによって行なっている。
次に、本実施例に係るズームレンズを構成するレンズの構成及び数値データを示す。
数値データ6
単位 mm
面データ
s r d nd νd 有効径
物体面 ∞ ∞
1 222.1443 0.5365 1.63762 34.21 29.800
2* 159.3964 0 1.0E+03 -3.45 29.800
3 159.3985 2.9477 1.60999 27.48 29.800
4 111.5892 0.5000 29.800
5 102.4246 5.8455 1.51633 64.14 29.575
6 -747.3523 0.1000 29.500
7 122.6882 7.1217 1.52542 55.78 29.202
8 196.2802 可変 28.467
9* 55.7985 3.1370 1.63259 23.27 21.720
10 39.9522 0.5700 20.217
11 43.7607 10.2270 1.51633 64.14 20.211
12 ∞ 可変 19.235
13 ∞ 2.2200 1.88300 40.76 12.070
14 31.2983 3.4000 11.189
15 -68.8901 2.0000 1.48749 70.23 11.222
16 28.4729 5.7823 1.84666 23.78 12.000
17 -284.8220 2.0000 12.000
18 -34.1669 2.0000 1.77250 49.60 12.000
19 ∞ 可変 12.550
20 234.2331 4.7041 1.69680 55.53 14.000
21 -86.6221 0.1200 14.129
22 268.2464 1.1847 1.80610 40.92 14.055
23 54.6950 0.5000 13.928
24 52.7203 7.0005 1.51633 64.14 14.004
25 -58.9238 可変 14.031
26 (絞り) ∞ 1.2900 13.750
27 37.2087 5.1040 1.51633 64.14 13.918
28 -145.4668 0.8700 13.729
29 -66.8657 0.5277 1.63762 34.21 13.600
30* -67.1122 0 1.0E+03 -3.45 13.600
31 -67.1112 3.5467 1.60999 27.48 13.600
32 129.6016 27.9199 13.600
33 138.7451 3.7188 1.65160 58.55 13.000
34 -49.8445 10.4285 13.000
35 -28.5939 1.8800 1.83481 42.72 11.157
36 -55.5976 可変 11.439
37 ∞ 0.7000 1.51633 64.14 11.471
38 ∞ 0.9500 11.471
39 ∞ 0.4500 1.54200 77.40 11.472
40 ∞ 2.8000 1.54771 62.84 11.472
41 ∞ 0.4000 11.473
42 ∞ 0.7620 1.52310 54.49 11.473
43 ∞ 可変 11.474
44 (像面) ∞
非球面データ
第2面
K=0,A4=-1.1868E-13,A6=-1.7122E-15
第9面
K=0,A4=-2.0182E-09,A6=7.4574E-11
第30面
K=0,A4=-6.2416E-11
各種データ
ズーム比 3.8787
広角 望遠
f 52.07864 201.99906
Fno. 2.80000 3.67098
2ω(°) 24.54 6.25
像高 11.15000 11.15000
レンズ全長 192.47048 264.19979
BF 34.37456 58.88907
入射瞳位置 88.23705 335.33957
射出瞳位置 -81.58126 -106.09577
d8 14.30530 78.23313
d12 1.08000 7.89495
d19 24.52797 1.00000
d25 1.00000 1.00000
d36 29.22077 53.05974
d43 0.74090 1.41644
単レンズデータ
レンズ レンズ面 f
1 1 - 4 -377.1335
2 5 - 6 174.8702
3 7 - 8 602.7014
4 9 - 10 -240.8648
5 11 - 12 84.7535
6 13 - 14 -35.4456
7 15 - 16 -41.0502
8 16 - 17 30.8343
9 18 - 19 -44.2291
10 20 - 21 91.3028
11 22 - 23 -85.4413
12 24 - 25 55.0654
13 27 - 28 57.9365
14 29 - 32 -72.9657
15 33 - 34 56.7192
16 35 - 36 -72.8284
17 37 - 38 ∞
18 39 - 40 ∞
19 40 - 41 ∞
20 42 - 43 ∞
ズームレンズ群データ
群 レンズ面 f レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 - 8 211.82332 17.05145 0.98579 -10.18231
2 9 - 12 134.80517 13.93406 -0.11091 -9.36220
3 13 - 19 -21.67413 17.40234 4.63387 -6.49418
4 20 - 25 57.75838 13.50923 5.40747 -3.48568
5 26 - 36 98.61837 55.28556 5.10086 -41.82761
6 37 - 43 ∞ 6.06200 0 -4.41289
ズームレンズ群データ(倍率)
群 倍率(広角) 倍率(望遠)
1 0 0
2 0.41832 0.52185
3 -0.52023 -1.03741
4 -4.97025 82.78882
5 0.22730 -0.02128
6 1.00000 1.00000
2/fw 2.58849
1/fw 4.06737
3/ft -0.10730
4/ft 0.28593
5/fw 1.89364
F 2.8〜3.67098
IH 11.15
fb/IH 3.08292
|EW| 5.98672〜7.74683
図17は、本実施例に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図18は、図17に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。
まず、図17を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Lc上に、物体側から順に、第1群G1と、第2群G2と、第3群G3と、第4群G4と、第5群G5とにより構成されている。なお、第4群G4と第5群G5との間には、第5群G5と一体的に構成された絞りSが配置されている。また、第5群G5の像側には、画素ピッチ3〜5.5μm程度であり、撮像面IMを持つCCDが配置されている。また、第5群G5と撮像素子IMとの間には、IRカットコートなどを施した光学的ローパスフィルターLFが配置されている。さらに、第5群G5と撮像素子IMとの間には、CCDカバーガラスなどを配置しても良い。
第1群G1は、全体として正のパワーを有しており、物体側から順に、回折光学素子DLと、両凸レンズであるレンズL11と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズL12とにより構成されている。
第2群G2は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、物体側の面が非球面であって物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL21と、物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズL22とにより構成されている。
第3群G3は、全体として負のパワーを有していて、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズであるL31と、両凹レンズであるL32と両凸レンズであるL33とからなり正のパワーを有している接合レンズと、物体側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズL34とにより構成されている。
第4群G4は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL41と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL42と、両凸レンズであるレンズL43とにより構成されている。
第5群G5は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL51と、像側の面が非球面であって物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL52と、両凹レンズであるレンズL53と、両凸レンズであるレンズL54と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL55とにより構成されている。
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第1群G1は、光軸Lc上を物体側に移動する。第2群G2は、第1群G1との間隔を広げるように光軸Lc上を物体側に移動する。第3群G3は、固定されており移動しない。第4群G4は、第3群G3との間隔を狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。第5群G5は、第4群G4との間隔を広げた後に狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。このとき、絞りSは、第5群G5と一体的に移動する。
なお、第3群G3は、唯一負のパワーを有する群であるということもあり、比較的パワーが強くなっている。そのため、製造誤差による性能変化が大きく、ズームレンズ全体の組立時の性能のばらつきも大きくなる。そこで、本実施例では、広角端から望遠端に変倍する際に、第3群を固定にすることにより、組立時の性能のばらつきを抑えている。
また、フォーカシングは、第2群G2を移動することによって行なっている。
次に、本実施例に係るズームレンズを構成するレンズの構成及び数値データを示す。
数値データ7
単位 mm
面データ
s r d nd νd 有効径
物体面 ∞ ∞
1 218.8625 0.5266 1.63762 34.21 29.900
2* 159.3964 0 1.0E+03 -3.45 29.900
3 159.3985 2.8586 1.60999 27.48 29.900
4 110.6350 0.5000 29.900
5 101.8113 5.7517 1.51633 64.14 29.565
6 -741.5701 0.1000 29.500
7 123.0468 7.0509 1.52542 55.78 29.199
8 197.3595 可変 28.470
9* 55.7837 3.1842 1.63259 23.27 21.642
10 39.9112 0.5700 20.127
11 43.3571 10.1919 1.51633 64.14 20.112
12 ∞ 可変 19.133
13 ∞ 2.2200 1.88300 40.76 12.070
14 30.9738 3.4000 11.181
15 -66.3647 2.0000 1.48749 70.23 11.210
16 28.8475 5.8213 1.84666 23.78 12.000
17 -290.7168 2.0000 12.000
18 -34.6524 2.0000 1.77250 49.60 12.000
19 ∞ 可変 12.550
20 233.8537 4.7151 1.69680 55.53 14.000
21 -86.3088 0.1200 14.133
22 269.8871 1.1827 1.80610 40.92 14.061
23 54.8702 0.5000 13.937
24 52.9291 7.1506 1.51633 64.14 14.013
25 -58.4051 可変 14.058
26(絞り) ∞ 1.2900 13.776
27 37.0595 5.0486 1.51823 58.90 13.947
28 -145.7524 0.8700 13.764
29 -66.0221 0.5112 1.63762 34.21 13.700
30* -67.0967 0 1.0E+03 -3.45 13.700
31 -67.0955 3.5468 1.60999 27.48 13.700
32 129.4231 28.0621 13.700
33 140.7095 3.7729 1.65160 58.55 13.000
34 -50.2631 10.4796 13.000
35 -28.5111 1.8800 1.83481 42.72 11.181
36 -54.3550 可変 11.469
37 ∞ 0.7000 1.51633 64.14 11.491
38 ∞ 0.9500 11.492
39 ∞ 0.4500 1.54200 77.40 11.492
40 ∞ 2.8000 1.54771 62.84 11.492
41 ∞ 0.4000 11.493
42 ∞ 0.7620 1.52310 54.49 11.493
43 ∞ 可変 11.493
44 (像面) ∞
非球面データ
第2面
K=0,A4=-1.0534E-13,A6=-2.4163E-15
第9面
K=0,A4=-1.4037E-08,A6=6.7697E-11
第30面
K=0,A4=-1.1113E-14
各種データ
ズーム比 3.8770
広角 望遠
f 52.10143 201.99877
Fno. 2.80000 3.64521
2ω(°) 24.50 6.25
像高 11.15000 11.15000
レンズ全長 192.42359 263.96429
BF 34.51001 58.53340
入射瞳位置 87.90117 338.40811
射出瞳位置 -82.17365 -106.19704
d8 14.33687 78.22755
d12 1.08000 7.89854
d19 24.19190 1.00000
d25 1.00000 1.00000
d36 29.22998 52.66889
d43 0.86715 1.45162
単レンズデータ
レンズ レンズ面 f
1 1 - 4 -376.2668
2 5 - 6 173.7827
3 7 - 8 602.2709
4 9 - 10 -240.4236
5 11 - 12 83.9717
6 13 - 14 -35.0780
7 15 - 16 -40.9645
8 16 - 17 31.2574
9 18 - 19 -44.8575
10 20 - 21 91.0243
11 22 - 23 -85.6498
12 24 - 25 54.9785
13 27 - 28 57.5575
14 29 - 32 -72.4225
15 33 - 34 57.2824
16 35 - 36 -74.2894
17 37 - 38 ∞
18 39 - 40 ∞
19 40 - 41 ∞
20 42 - 43 ∞
ズームレンズ群データ
群 レンズ面 f レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 - 8 210.43468 16.78781 0.96839 -10.03339
2 9 - 12 133.07978 13.94608 -0.09168 -9.34931
3 13 19 -21.41054 17.44130 4.58545 -6.56410
4 20 - 25 57.46929 13.66841 5.47531 -3.52984
5 26 - 36 98.40533 55.46121 5.54849 -41.78360
6 37 - 43 ∞ 6.06200 0 -4.41289
ズームレンズ群データ(倍率)
群 倍率(広角) 倍率(望遠)
1 0 0
2 0.41687 0.52118
3 -0.51996 -1.04554
4 -5.08348 90.68013
5 0.22470 -0.01943
6 1.00000 1.00000
2/fw 2.55424
1/fw 4.03894
3/ft -0.10599
4/ft 0.28450
5/fw 1.88873
F 2.8〜3.64521
IH 11.15
fb/IH 3.09507
|EW| 5.98086〜7.69179
図19は、本実施例に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図20は、図19に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。
まず、図19を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Lc上に、物体側から順に、第1群G1と、第2群G2と、第3群G3と、第4群G4と、第5群G5とにより構成されている。なお、第4群G4と第5群G5との間には、第5群G5と一体的に構成された絞りSが配置されている。また、第5群G5の像側には、画素ピッチ3〜5.5μm程度であり、撮像面IMを持つCCDが配置されている。また、第5群G5と撮像素子IMとの間には、IRカットコートなどを施した光学的ローパスフィルターLFが配置されている。さらに、第5群G5と撮像素子IMとの間には、CCDカバーガラスなどを配置しても良い。
第1群G1は、全体として正のパワーを有しており、物体側から順に、回折光学素子DLと、両凸レンズであるレンズL11と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズL12とにより構成されている。
第2群G2は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、物体側の面が非球面であって物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL21と、物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズL22とにより構成されている。
第3群G3は、全体として負のパワーを有していて、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズであるL31と、両凹レンズであるL32と両凸レンズであるL33とからなり正のパワーを有している接合レンズと、物体側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズL34とにより構成されている。
第4群G4は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL41と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL42と、両凸レンズであるレンズL43とにより構成されている。
第5群G5は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL51と、像側の面が非球面であって物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズL52と、両凹レンズであるレンズL53と、両凸レンズであるレンズL54と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL55とにより構成されている。
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第1群G1は、光軸Lc上を物体側に移動する。第2群G2は、第1群G1との間隔を広げるように光軸Lc上を物体側に移動する。第3群G3は、固定されており移動しない。第4群G4は、第3群G3との間隔を狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。第5群G5は、第4群G4との間隔を広げた後に狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。このとき、絞りSは、第5群G5と一体的に移動する。
なお、第3群G3は、唯一負のパワーを有する群であるということもあり、比較的パワーが強くなっている。そのため、製造誤差による性能変化が大きく、ズームレンズ全体の組立時の性能のばらつきも大きくなる。そこで、本実施例では、広角端から望遠端に変倍する際に、第3群を固定にすることにより、組立時の性能のばらつきを抑えている。
また、フォーカシングは、第2群G2を移動することによって行なっている。
次に、本実施例に係るズームレンズを構成するレンズの構成及び数値データを示す。
数値データ8
単位 mm
面データ
s r d nd νd 有効径
物体面 ∞ ∞
1 224.0953 0.5150 1.63762 34.21 29.900
2* 159.3964 0 1.0E+03 -3.45 29.900
3 159.3983 2.9061 1.60999 27.48 29.900
4 110.0540 0.5000 29.900
5 101.1318 5.8739 1.51633 64.14 29.572
6 -744.9689 0.1000 29.500
7 121.6306 6.9907 1.52542 55.78 29.207
8 198.9670 可変 28.496
9* 55.9095 3.1412 1.63259 23.27 21.686
10 39.7000 0.5700 20.170
11 42.9000 10.4391 1.51633 64.14 20.160
12 ∞ 可変 19.166
13 ∞ 2.2200 1.88300 40.76 12.070
14 31.4682 3.4000 11.248
15 -66.8258 2.0000 1.48749 70.23 11.276
16 28.8066 5.5898 1.84666 23.78 12.000
17 -284.2911 2.0000 12.000
18 -34.5147 2.0000 1.77250 49.60 12.000
19 ∞ 可変 12.550
20 234.8429 4.7622 1.69680 55.53 14.000
21 -87.2108 0.1200 14.127
22 278.0643 1.1944 1.80610 40.92 14.052
23 53.4417 0.5000 13.922
24 52.7484 6.9917 1.51633 64.14 13.996
25 -57.9741 可変 14.062
26 (絞り) ∞ 1.2900 13.787
27 37.5324 5.0613 1.51823 58.90 13.966
28 -143.7048 0.8700 13.785
29 -67.6623 0.5136 1.63762 34.21 13.700
30* -67.0938 0 1.0E+03 -3.45 13.700
31 -67.0926 3.5274 1.60999 27.48 13.700
32 125.0107 28.1164 13.700
33 140.0909 3.7014 1.65160 58.55 13.000
34 -49.7574 10.6841 13.000
35 -28.9957 1.8800 1.83481 42.72 11.154
36 -56.2680 可変 11.431
37 ∞ 0.7000 1.51633 64.14 11.468
38 ∞ 0.9500 11.469
39 ∞ 0.4500 1.54200 77.40 11.470
40 ∞ 2.8000 1.54771 62.84 11.470
41 ∞ 0.4000 11.473
42 ∞ 0.7620 1.52310 54.49 11.473
43 ∞ 可変 11.474
44 (像面) ∞
非球面データ
第2面
K=0,A4=-2.0682E-13,A6=-1.8534E-15
第9面
K=0,A4=9.1388E-14,A6=3.8099E-11
第30面
K=0,A4=-1.1065E-10,A6=1.7832E-13
各種データ
ズーム比 3.8786
広角 望遠
f 52.08021 201.99899
Fno. 2.80000 3.63877
2ω(°) 24.56 6.25
像高 11.15000 11.15000
レンズ全長 193.37493 263.66674
FB 34.78541 58.59117
入射瞳位置 88.25541 335.28600
射出瞳位置 -81.82412 -105.79707
d8 14.00278 77.75099
d12 1.08000 7.86629
d19 25.04845 1.00000
d25 1.00000 1.00000
d36 29.18521 53.15817
d43 1.18731 1.02011
単レンズデータ
レンズ レンズ面 f
1 1 - 4 -362.0088
2 5 - 6 172.8639
3 7 - 8 577.5873
4 9 - 10 -234.0360
5 11 - 12 83.0863
6 13 - 14 -35.6380
7 15 - 16 -41.0109
8 16 - 17 31.1484
9 18 - 19 -44.6793
10 20 - 21 91.8245
11 22 - 23 -82.2652
12 24 - 25 54.6664
13 27 - 28 57.9786
14 29 - 32 -72.8302
15 33 - 34 56.7853
16 35 - 36 -73.9820
17 37 - 38 ∞
18 39 - 40 ∞
19 40 - 41 ∞
20 42 - 43 ∞
ズームレンズ群データ
群 レンズ面 f レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 - 8 210.61765 16.88567 1.16079 -9.91036
2 9 - 12 132.79990 14.15030 -0.05716 -9.45204
3 13 - 19 -21.70245 17.20980 4.58217 -6.47151
4 20 - 25 58.95339 13.56835 5.52398 -3.40357
5 26 - 36 97.36886 55.64418 5.81860 -41.63761
6 37 - 43 ∞ 6.06200 0 -4.41289
ズームレンズ群データ(倍率)
群 倍率(広角) 倍率(望遠)
1 0 0
2 0.41557 0.51913
3 -0.53198 -1.07137
4 -5.19951 58.70954
5 0.21512 -0.02937
6 1.00000 1.00000
2/fw 2.54991
1/fw 4.04410
3/ft -0.10744
4/ft 0.29185
5/fw 1.86959
F 2.8〜3.63877
IH 11.15
fb/IH 3.11977
|EW| 5.96830〜7.65107
図21は、本実施例に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図22は、図21に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。
まず、図21を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Lc上に、物体側から順に、第1群G1と、第2群G2と、第3群G3と、第4群G4と、第5群G5とにより構成されている。なお、第4群G4と第5群G5との間には、第5群G5と一体的に構成された絞りSが配置されている。また、第5群G5の像側には、画素ピッチ3〜5.5μm程度であり、撮像面IMを持つCCDが配置されている。また、第5群G5と撮像素子IMとの間には、IRカットコートなどを施した光学的ローパスフィルターLFが配置されている。さらに、第5群G5と撮像素子IMとの間には、CCDカバーガラスなどを配置しても良い。
第1群G1は、全体として正のパワーを有しており、物体側から順に、回折光学素子DLと、両凸レンズであるレンズL11と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズL12とにより構成されている。
第2群G2は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、物体側の面が非球面であって物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL21と、物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズL22とにより構成されている。
第3群G3は、全体として負のパワーを有していて、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズであるL31と、両凹レンズであるL32と両凸レンズであるL33とからなり正のパワーを有している接合レンズと、物体側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズL34とにより構成されている。
第4群G4は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL41と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL42と、両凸レンズであるレンズL43とにより構成されている。
第5群G5は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL51と、像側の面が非球面であって物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL52と、両凹レンズであるレンズL53と、両凸レンズであるレンズL54と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL55とにより構成されている。
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第1群G1は、光軸Lc上を物体側に移動する。第2群G2は、第1群G1との間隔を広げるように光軸Lc上を物体側に移動する。第3群G3は、固定されており移動しない。第4群G4は、第3群G3との間隔を狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。第5群G5は、第4群G4との間隔を広げた後に狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。このとき、絞りSは、第5群G5と一体的に移動する。
なお、第3群G3は、唯一負のパワーを有する群であるということもあり、比較的パワーが強くなっている。そのため、製造誤差による性能変化が大きく、ズームレンズ全体の組立時の性能のばらつきも大きくなる。そこで、本実施例では、広角端から望遠端に変倍する際に、第3群を固定にすることにより、組立時の性能のばらつきを抑えている。
また、フォーカシングは、第2群G2を移動することによって行なっている。
次に、本実施例に係るズームレンズを構成するレンズの構成及び数値データを示す。
数値データ9
単位 mm
面データ
s r d nd νd 有効径
物体面 ∞ ∞
1 226.5879 0.5102 1.63762 34.21 29.800
2* 159.3964 0 1.0E+03 -3.45 29.800
3 159.3984 2.8985 1.60999 27.48 29.800
4 110.1785 0.5000 29.800
5 99.2824 5.9956 1.51633 64.14 29.575
6 -745.0560 0.1000 29.500
7 123.9750 7.1354 1.52542 55.78 29.200
8 198.4996 可変 28.461
9* 55.5476 3.1514 1.63259 23.27 21.595
10 40.0002 0.5700 20.100
11 42.8473 10.4733 1.51633 64.14 20.068
12 ∞ 可変 19.042
13 ∞ 2.2200 1.88300 40.76 12.070
14 31.2127 3.4000 11.252
15 -64.9550 2.0000 1.48749 70.23 11.275
16 29.1604 5.6192 1.84666 23.78 12.000
17 -290.2397 2.0000 12.000
18 -35.0722 2.0000 1.77250 49.60 12.000
19 ∞ 可変 12.550
20 237.8398 4.7618 1.69680 55.53 14.000
21 -87.0869 0.1200 14.128
22 278.8784 1.1887 1.80610 40.92 14.052
23 53.2078 0.5000 13.922
24 52.9202 7.0238 1.51633 64.14 13.994
25 -57.7573 可変 14.053
26 (絞り) ∞ 1.2900 13.780
27 37.3862 5.0147 1.51823 58.90 13.964
28 -143.8910 0.8700 13.789
29 -66.9935 0.5219 1.63762 34.21 13.700
30* -67.1265 0 1.0E+03 -3.45 13.700
31 -67.1253 3.5292 1.60999 27.48 13.700
32 125.5092 28.1998 13.700
33 141.4124 3.7486 1.65160 58.55 13.600
34 -49.9516 10.6386 13.200
35 -28.9148 1.8800 1.78800 47.37 13.200
36 -57.7172 可変 11.603
37 ∞ 0.7000 1.51633 64.14 11.497
38 ∞ 0.9500 11.495
39 ∞ 0.4500 1.54200 77.40 11.493
40 ∞ 2.8000 1.54771 62.84 11.493
41 ∞ 0.4000 11.489
42 ∞ 0.7620 1.52310 54.49 11.488
43 ∞ 可変 11.487
44 (像面) ∞
非球面データ
第2面
K=0,A4=-5.3261E-12,A6=-1.4974E-17
第9面
K=0,A4=-2.2783E-08,A6=-3.7002E-12
第30面
K=0,A4=-2.2597E-11,A6=1.9094E-13
各種データ
ズーム比 3.8773
広角 望遠
f 52.09968 202.00420
Fno. 2.80000 3.60741
2ω(°) 24.56 6.25
像高 11.15000 11.15000
レンズ全長 194.47540 264.07197
FB 35.05014 58.26984
入射瞳位置 89.42962 339.46575
射出瞳位置 -83.45389 -106.67360
d8 14.27258 78.04880
d12 1.08000 7.89262
d19 25.21198 1.00000
d25 1.00000 1.00000
d36 29.11978 53.05974
d43 1.51746 0.79722
単レンズデータ
レンズ レンズ面 f
1 1 - 4 -358.9460
2 5 - 6 170.0861
3 7 - 8 608.4093
4 9 - 10 -245.1713
5 11 - 12 82.9843
6 13 - 14 0.0121
7 15 - 16 -40.9983
8 16 - 17 31.5518
9 18 - 19 -45.4009
10 20 - 21 92.0381
11 22 - 23 -81.7617
12 24 - 25 54.6675
13 27 - 28 57.8096
14 29 - 32 -72.4330
15 33 - 34 57.0909
16 35 - 36 -75.7085
17 37 - 38 ∞
18 39 - 40 ∞
19 40 - 41 ∞
20 42 - 43 ∞
ズームレンズ群データ
群 レンズ面 f レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 - 8 211.24688 17.13966 1.07564 -10.15516
2 9 - 12 129.28578 14.19471 -0.02426 -9.44850
3 13 - 19 -21.53804 17.23924 4.53402 -6.53904
4 20 - 25 59.27756 13.59431 5.56127 -3.38402
5 26 - 36 96.65079 55.69278 6.70457 -41.19942
6 37 - 43 ∞ 6.06200 0 -4.41289
ズームレンズ群データ(倍率)
群 倍率(広角) 倍率(望遠)
1 0 0
2 0.40897 0.51232
3 -0.54100 -1.09682
4 -5.28097 58.35558
5 0.21108 -0.02916
6 1.00000 1.00000
2/fw 2.48151
1/fw 4.05467
3/ft -0.10662
4/ft 0.29345
5/fw 1.85511
F 2.8〜3.60741
IH 11.15
fb/IH 3.14351
|EW| 5.95375〜7.57474
図23は、本実施例に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図24は、図23に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。
まず、図23を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Lc上に、物体側から順に、第1群G1と、第2群G2と、第3群G3と、第4群G4と、第5群G5とにより構成されている。なお、第4群G4と第5群G5との間には、第5群G5と一体的に構成された絞りSが配置されている。また、第5群G5の像側には、画素ピッチ3〜5.5μm程度であり、撮像面IMを持つCCDが配置されている。また、第5群G5と撮像素子IMとの間には、IRカットコートなどを施した光学的ローパスフィルターLFが配置されている。さらに、第5群G5と撮像素子IMとの間には、CCDカバーガラスなどを配置しても良い。
第1群G1は、全体として正のパワーを有しており、物体側から順に、回折光学素子DLと、両凸レンズであるレンズL11と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズL12とにより構成されている。
第2群G2は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、物体側の面が非球面であって物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL21と、物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズL22とにより構成されている。
第3群G3は、全体として負のパワーを有していて、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズであるL31と、両凹レンズであるL32と両凸レンズであるL33とからなり正のパワーを有している接合レンズと、物体側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズL34とにより構成されている。
第4群G4は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL41と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL42と、両凸レンズであるレンズL43とにより構成されている。
第5群G5は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL51と、像側の面が非球面であって物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズL52と、両凹レンズであるレンズL53と、両凸レンズであるレンズL54と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL55とにより構成されている。
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第1群G1は、光軸Lc上を物体側に移動する。第2群G2は、第1群G1との間隔を広げるように光軸Lc上を物体側に移動する。第3群G3は、固定されており移動しない。第4群G4は、第3群G3との間隔を狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。第5群G5は、第4群G4との間隔を広げた後に狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。このとき、絞りSは、第5群G5と一体的に移動する。
なお、第3群G3は、唯一負のパワーを有する群であるということもあり、比較的パワーが強くなっている。そのため、製造誤差による性能変化が大きく、ズームレンズ全体の組立時の性能のばらつきも大きくなる。そこで、本実施例では、広角端から望遠端に変倍する際に、第3群を固定にすることにより、組立時の性能のばらつきを抑えている。
また、フォーカシングは、第2群G2を移動することによって行なっている。
次に、本実施例に係るズームレンズを構成するレンズの構成及び数値データを示す。
数値データ10
単位 mm
面データ
s r d nd νd 有効径
物体面 ∞ ∞
1 225.5739 0.5089 1.63762 34.21 30.000
2* 159.3964 0 1.0E+03 -3.45 30.000
3 159.3981 2.8986 1.60999 27.48 30.000
4 109.8583 0.5000 30.000
5 99.2363 5.9670 1.51633 64.14 29.573
6 -748.1522 0.1000 29.500
7 122.9672 7.1143 1.52542 55.78 29.200
8 197.5677 可変 28.464
9* 55.6662 3.1190 1.63259 23.27 21.579
10 39.6834 0.5700 20.078
11 42.3991 10.4068 1.51633 64.14 20.046
12 ∞ 可変 19.054
13 ∞ 2.2200 1.88300 40.76 12.070
14 31.3220 3.4000 11.252
15 -65.0265 2.0000 1.48749 70.23 11.275
16 29.3955 5.5762 1.84666 23.78 12.000
17 -288.2398 2.0000 12.000
18 -35.0052 2.0000 1.77250 49.60 12.000
19 ∞ 可変 12.550
20 238.4755 4.8197 1.69680 55.53 14.000
21 -87.4042 0.1200 14.131
22 279.7680 1.1916 1.80610 40.92 14.058
23 53.5465 0.5000 13.930
24 52.6557 7.0814 1.51633 64.14 14.004
25 -58.0039 可変 14.072
26 (絞り) ∞ 1.2900 13.798
27 37.3877 5.0730 1.51823 58.90 13.980
28 -145.2109 0.8700 13.799
29 -67.2644 0.5181 1.63762 34.21 13.700
30* -67.1252 0 1.0E+03 -3.45 13.700
31 -67.1239 3.5013 1.60999 27.48 13.700
32 124.6773 28.3275 13.700
33 141.0864 3.7110 1.65100 56.16 13.200
34 -49.9555 10.5827 13.200
35 -28.8960 1.8800 1.78800 47.37 11.340
36 -57.7151 可変 11.609
37 ∞ 0.7000 1.51633 64.14 11.495
38 ∞ 0.9500 11.494
39 ∞ 0.4500 1.54200 77.40 11.492
40 ∞ 2.8000 1.54771 62.84 11.491
41 ∞ 0.4000 11.487
42 ∞ 0.7620 1.52310 54.49 11.486
43 ∞ 可変 11.485
44 (像面) ∞
非球面データ
第2面
K=0,A4=-4.4094E-12,A6=2.3296E-17
第9面
K=0,A4=-3.2364E-08,A6=3.0054E-11
第30面
K=0,A4=1.8957E-12,A6=-3.9127E-14
各種データ
ズーム比 3.8783
広角 望遠
f 52.07893 201.97523
Fno. 2.80000 3.61092
2ω(°) 24.58 6.25
像高 11.15000 11.15000
レンズ全長 194.33240 264.18241
FB 34.99021 58.39359
入射瞳位置 89.14562 339.03622
射出瞳位置 -83.49714 -106.90052
d8 14.29681 78.06082
d12 1.08000 7.88109
d19 25.11846 1.00000
d25 1.00000 1.00000
d36 29.15109 53.06080
d43 1.42623 0.91990
単レンズデータ
レンズ レンズ面 f
1 1 - 4 -356.9391
2 5 - 6 170.0957
3 7 - 8 600.0956
4 9 - 10 -236.3576
5 11 - 12 82.1163
6 13 - 14 -35.4724
7 15 - 16 -41.2409
8 16 - 17 31.7619
9 18 - 19 -45.3142
10 20 - 21 92.3545
11 22 - 23 -82.3437
12 24 - 25 54.6455
13 27 - 28 57.9225
14 29 - 32 -72.6164
15 33 - 34 57.1085
16 35 - 36 -75.6118
17 37 - 38 ∞
18 39 - 40 ∞
19 40 - 41 ∞
20 42 - 43 ∞
ズームレンズ群データ
群 レンズ面 f レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 - 8 210.95715 17.08889 1.08129 -10.11658
2 9 - 12 129.66880 14.09575 -0.00472 -9.36557
3 13 - 19 -21.53005 17.19617 4.53925 -6.51534
4 20 - 25 59.09443 13.71259 5.59787 -3.42415
5 26 - 36 96.93444 55.75353 6.71438 -41.29285
6 37 - 43 ∞ 6.06200 0 -4.41289
ズームレンズ群データ(倍率)
群 倍率(広角) 倍率(望遠)
1 0 0
2 0.41006 0.51363
3 -0.53850 -1.09011
4 -5.24762 60.22954
5 0.21304 -0.02839
6 1.00000 1.00000
2/fw 2.48985
1/fw 4.05071
3/ft -0.10660
4/ft 0.29258
5/fw 1.86130
F 2.8〜3.61092
IH 11.15
fb/IH 3.13814
|EW| 5.94125〜7.57081
図25は、本実施例に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図26は、本実施例に係るズームレンズを備えた撮像装置の至近物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(c)は広角端、(d)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図27は、図25及び図26に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。図28は、図25及び図26に示したズームレンズの至近物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(c)は広角端、(d)は望遠端における状態をそれぞれ示している。
まず、図25及び図26を用いて、本実施例のズームレンズの光学構成を説明する。本実施例のズームレンズは、光軸Lc上に、物体側から順に、第1群G1と、第2群G2と、第3群G3と、第4群G4と、第5群G5とにより構成されている。なお、第4群G4と第5群G5との間には、第5群G5と一体的に構成された絞りSが配置されている。また、第5群G5の像側には、画素ピッチ3〜5.5μm程度であり、撮像面IMを持つCCDが配置されている。また、第5群G5と撮像素子IMとの間には、IRカットコートなどを施した光学的ローパスフィルターLFが配置されている。さらに、第5群G5と撮像素子IMとの間には、CCDカバーガラスなどを配置しても良い。
第1群G1は、全体として正のパワーを有しており、物体側から順に、回折光学素子DLと、両凸レンズであるレンズL11と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズL12とにより構成されている。
なお、回折型光学素子DLは、全体として負のパワーを有しており、像側の面が非球面であって物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとにより構成されており、それらの境界面にレリーフパターンを形成して回折面としている。
第2群G2は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、物体側の面が非球面であって物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL21と、物体側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズL22とにより構成されている。
第3群G3は、全体として負のパワーを有していて、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズであるL31と、両凹レンズであるL32と両凸レンズであるL33とからなり正のパワーを有している接合レンズと、物体側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズL34とにより構成されている。
第4群G4は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL41と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL42と、両凸レンズであるレンズL43とにより構成されている。
第5群G5は、全体として正のパワーを有していて、物体側から順に、両凸レンズであるレンズL51と、像側の面が非球面であって物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズL52と、両凹レンズであるレンズL53と、両凸レンズであるレンズL54と、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL55とにより構成されている。
また、広角端から望遠端に変倍する際に、第1群G1は、光軸Lc上を物体側に移動する。第2群G2は、第1群G1との間隔を広げるように光軸Lc上を物体側に移動する。第3群G3は、固定されており移動しない。第4群G4は、第3群G3との間隔を狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。第5群G5は、第4群G4との間隔を広げた後に狭めるように光軸Lc上を物体側に移動する。このとき、絞りSは、第5群G5と一体的に移動する。
なお、第3群G3は、唯一負のパワーを有する群であるということもあり、比較的パワーが強くなっている。そのため、製造誤差による性能変化が大きく、ズームレンズ全体の組立時の性能のばらつきも大きくなる。そこで、本実施例では、広角端から望遠端に変倍する際に、第3群を固定にすることにより、組立時の性能のばらつきを抑えている。
また、フォーカシングは、第2群G2を移動することによって行なっている。
次に、本実施例に係るズームレンズを構成するレンズの構成及び数値データを示す。
数値データ
単位 mm
面データ
s r d nd νd 有効径
物体面 ∞ ∞
1 226.9685 0.5098 1.63762 34.21 30.000
2* 159.3964 0 1.0E+03 -3.45 30.000
3 159.3980 2.7460 1.60999 27.48 30.000
4 107.1176 0.5000 30.000
5 101.7920 5.6969 1.51633 64.14 29.564
6 -876.9097 0.1000 29.500
7 115.2563 7.3188 1.52542 55.78 29.241
8 208.0249 可変 28.535
9* 54.8917 3.0821 1.63259 23.27 21.556
10 39.9967 0.5700 20.323
11 45.1321 10.3906 1.51633 64.14 20.325
12 ∞ 可変 19.356
13 ∞ 2.2200 1.88300 40.76 12.070
14 32.4077 3.4000 11.433
15 -68.3662 2.0000 1.48749 70.23 11.458
16 29.6036 5.1528 1.84666 23.78 12.100
17 -286.1328 2.0000 12.100
18 -34.8060 2.0000 1.77250 49.60 12.100
19 ∞ 可変 12.600
20 237.2747 5.4705 1.69680 55.53 14.000
21 -90.7627 0.1200 14.229
22 315.3327 1.1328 1.80610 40.92 14.229
23 55.2538 0.5000 14.175
24 52.1342 7.4789 1.51633 64.14 14.296
25 -56.9780 可変 14.368
26 (絞り) ∞ 1.2900 14.067
27 37.7698 4.7162 1.51823 58.90 14.215
28 -129.1322 0.8700 14.083
29 -67.4881 0.5585 1.63762 34.21 14.000
30* -67.0546 0 1.0E+03 -3.45 14.000
31 -67.0532 3.3250 1.60999 27.48 14.000
32 119.8564 28.3207 14.000
33 129.8099 3.5890 1.52542 55.78 13.000
34 -45.3974 11.2066 13.000
35 -27.4859 1.8800 1.78800 47.37 11.269
36 -47.2132 可変 11.582
37 ∞ 0.7000 1.51633 64.14 11.508
38 ∞ 0.9500 11.507
39 ∞ 0.4500 1.54200 77.40 11.506
40 ∞ 2.8000 1.54771 62.84 11.506
41 ∞ 0.4000 11.503
42 ∞ 0.7620 1.52310 54.49 11.503
43 ∞ 可変 11.502
44 (像面) ∞
非球面データ
第2面
K=0,A4=3.0177E-12,A6=5.0962E-16
第9面
K=0,A4=4.3032E-08,A6=6.8529E-11
第30面
K=0,A4=-2.1243E-10,A6=1.3871E-13
各種データ
ズーム比 3.8783
広角 望遠 広角至近 望遠至近
f 52.08168 201.99903 58.61786 186.49073
Fno. 2.80000 3.59384 2.68352 1.99028
2ω(°) 24.57 6.25 20.73 3.71
像高 11.15000 11.15000 11.15000 11.15000
レンズ全長 191.11070 264.09489 191.11070 264.09489
BF 35.05860 58.03014 35.05860 58.03014
入射瞳位置 81.97457 336.85958 99.30983 531.13779
射出瞳位置 -84.03103 -107.00256 -84.03103 -107.00256

物体面 ∞ ∞ 910.00000 787.99837
d8 10.77513 78.36403 0.17509 58.63970
d12 1.08000 7.55546 11.68004 27.27979
d19 25.05171 1.00000 25.05171 1.00000
d25 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000
d36 29.11482 53.26169 29.11482 53.26169
d43 1.53089 0.35556 1.53089 0.35556
単レンズデータ
レンズ レンズ面 f
1 1 - 4 -337.4676
2 5 - 6 176.9916
3 7 - 8 478.8823
4 9 - 10 -253.3163
5 11 - 12 87.4095
6 13 - 14 -36.7019
7 15 - 16 -42.0951
8 16 - 17 31.9257
9 18 - 19 -45.0564
10 20 - 21 94.8667
11 22 - 23 -83.2690
12 24 - 25 53.9866
13 27 - 28 56.9384
14 29 - 32 -71.7939
15 33 - 34 64.4696
16 35 - 36 -87.1389
17 37 - 38 ∞
18 39 - 40 ∞
19 40 - 41 ∞
20 42 - 43 ∞
ズームレンズ群データ
群 レンズ面 f レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 - 8 209.82096 16.87146 1.30600 -9.76383
2 9 - 12 137.55898 14.04274 -0.21252 -9.53575
3 13 - 19 -22.19489 16.77282 4.55147 -6.32758
4 20 - 25 58.83489 14.70222 6.12411 -3.53792
5 26 - 36 102.28166 55.75602 5.85468 -42.76227
6 37 - 43 ∞ 6.06200 0 -4.41289
ズームレンズ群データ(倍率)
群 倍率(広角) 倍率(望遠) 倍率(広角至近) 倍率(望遠至近)
1 0 0 -0.29911 -0.36443
2 0.42060 0.53016 0.34354 0.38678
3 -0.52421 -1.06745 -0.52421 -1.06745
4 -4.70745 -116.83503 -4.70745 -116.83503
5 0.23915 0.01456 0.23915 0.01456
6 1.00000 1.00000 1.00000 1.00000
2/fw 2.64122
1/fw 4.02869
3/ft -0.10988
4/ft 0.29126
5/fw 1.96387
F 2.8〜3.59384
MG -0.25596
Δd/ft 0.09765
IH 11.15
fb/IH 3.14427
|EW| 5.93705〜7.52752
また、本発明のズームレンズは、以下のように構成しても良い。
本発明のズームレンズは、ゴースト・フレア等の不要光をカットするために、明るさ絞り以外にフレア絞りを配置しても良い。なお、フレア絞りの配置位置は、第1レンズ群の物体側,第1レンズ群と第2レンズ群との間,第2レンズ群と第3レンズ群との間,第3レンズ群と第4レンズ群との間,第4レンズ群と第5レンズ群との間,第5レンズ群と撮像面の間のいずれの位置でも良い。また、フレア絞りは、枠部材を用いて構成しても良いし、別の部材を用いて構成しても良い。さらに、フレア絞りは、光学部材に直接印刷で構成しても良いし、塗料や接着シール等を用いて構成しても良い。また、フレア絞りの形状は、円形,楕円形,矩形,多角形,関数曲線で囲まれる形等、いかなる形状でもかまわない。また、フレア絞りは、有害光束をカットするだけでなく画面周辺のコマフレア等の光束をカットするようにしても良い。
また、本発明のズームレンズの各レンズには、反射防止コートを施し、ゴースト・フレアを軽減するようにしても良い。その場合、さらに、効果的にゴースト・フレアを軽減するためには、施す反射防止コートを、マルチコートとすることが望ましい。また、赤外カットコートを、ローパスフィルターにではなく、各レンズのレンズ面やカバーガラス等に施しても良い。
なお、ゴースト・フレアの発生を防止するためにレンズの空気接触面に反射防止コートを施すことが一般的に行われている。一方、接合レンズの接合面における接着剤の屈折率は空気の屈折率よりも十分高い。そのため、接合レンズの接合面は、もともと単層コート並み、あるいはそれ以下の反射率となっていることが多いので、あえてコートを施すことは少ない。しかし、接合レンズの接合面にも積極的に反射防止コートを施せば、さらにゴースト・フレアを軽減することができ、さらに良好な画像を得ることができるようになる。
特に、最近では、収差補正効果が高い高屈折率硝材が普及し、カメラ用光学系にも多用されるようになってきているが、高屈折率硝材を接合レンズとして用いた場合には、接合面での反射も無視できなくなってくる。そのような場合、接合面に反射防止コートを施しておくことは特に効果的である。
このような接合面コートの効果的な使用法に関しては、特開平2−27301号公報,特開2001−324676号公報,特開2005−92115号公報,USP第7116482号明細書等に開示されている。使用するコート材としては、基材となるレンズの屈折率と接着剤の屈折率に応じて、比較的高屈折率なTa25,TiO2,Nb25,ZrO2,HfO2,CeO2,SnO2,In23,ZnO,Y23などのコート材、比較的低屈折率なMgF2,SiO2,Al23などのコート材等を適宜選択し、位相条件を満たすような膜厚に設定すれば良い。
また、当然のことながら、レンズの空気接触面へのコーティング同様、接合面コートをマルチコートとしても良い。2層又はそれ以上の膜数のコート材や膜厚を適宜組み合わせることにより、さらなる反射率の低減や、反射率の分光特性・角度特性等のコントロール等を行うことが可能となる。また、第1レンズ群以外のレンズ接合面についても、同様の思想に基づいて接合面コートを行うことが効果的なのは言うまでもない。
また、本発明のズームレンズの場合には、ピント調節を行うためのフォーカシングを第3レンズ群で行うことが好ましいが、第1レンズ群,第2レンズ群,第4レンズ群のいずれかのレンズ群で行っても良いし、複数のレンズ群で行っても良い。また、そのフォーカシングは、ズームレンズ全体を移動させて行っても良いし、一部のレンズを移動させて行っても良い。
また、本発明のズームレンズは、画像周辺部の明るさの低下を、CCDのマイクロレンズをシフトすることにより軽減しても良い。例えば、各像高における光線の入射角に合わせてCCDのマイクロレンズの設計を変えても良い。また、画像処理により画像周辺部の明るさの低下量を補正しても良い。
以上のような本発明によるズームレンズは、ズームレンズにより形成された物体像をCCD等の撮像素子に結像させることによって撮影を行う撮影装置、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。以下にその具体例を例示する。
図29、図30及び図31は、本発明を用いたデジタルカメラの構成を示す概念図であって、図29は、デジタルカメラの外観を示す前方斜視図であり、図30は同後方正面図であり、図31はデジタルカメラの構成を模式的に示した透視平面図である。ただし、図29と図31は、ズームレンズの非沈胴時を示したものである。
デジタルカメラ10は、撮影用光路12上に配置されたズームレンズ11、ファインダー用光路14上に配置されたファインダー光学系13、シャッターボタン15、フラッシュ発光部6、液晶表示モニター17、焦点距離変更ボタン27、設定変更スイッチ28等を備えている。また、ズームレンズ11の沈胴時には、カバー26がスライドし、ズームレンズ11とファインダー光学系13とを覆うように構成されている。
カバー26を開きデジタルカメラ10を撮影状態に設定すると、ズームレンズ11は図9に示す非沈胴状態になる。その状態でデジタルカメラ10の上部に配置されたシャッターボタン15を押圧すると、それに連動してズームレンズ11、例えば本発明の実施例1に記載されているようなズームレンズを通して撮影が行われる。物体像は、ズームレンズ11,ローパスフィルターLF,カバーガラスCGを介して固体撮像素子であるCCD18の結像面上に形成される。このCCD18の結像面上に結像された物体像の画像情報は、処理手段20を介して記録手段21に記録される。また、記録された画像情報は、処理手段20によって取り出され、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17に表示することもできる。
さらに、ファインダー用光路14上には、ファインダー用対物光学系22が配置してある。ファインダー用対物光学系22は、複数のレンズ群(図の場合は3群)と2つのプリズムからなり、ズームレンズ11に連動して焦点距離が変化する。このファインダー用対物光学系22は、像正立部材である正立プリズム23の視野枠24上に物体像を形成する。そして、この正立プリズム23の後方には、正立正像にされた像を観察者の眼球Eに導く接眼光学系25が配置されている。なお、接眼光学系25の射出側にはカバー部材19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10は、ズームレンズ11が、高変倍比を有し小型であって、かつ沈胴収納が可能であるので、良好な性能を確保すると共にデジタルカメラ10の小型化を実現することができる。
本発明の実施例1に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 図1に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 本実施の実施例2に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 本実施の実施例2に係るズームレンズを備えた撮像装置の至近遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(c)は広角端、(d)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 図3及び図4に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 図3及び図4に示したズームレンズの至近物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(c)は広角端、(d)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 本発明の実施例3に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 図7に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 本発明の実施例4に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 図9に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 本実施の実施例5に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 本実施の実施例5に係るズームレンズを備えた撮像装置の至近遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(c)は広角端、(d)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 図11及び図12に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 図11及び図12に示したズームレンズの至近物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(c)は広角端、(d)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 本発明の実施例6に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 図15に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 本発明の実施例7に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 図17に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 本発明の実施例8に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 図19に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 本発明の実施例9に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 図21に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 本発明の実施例10に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 図23に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 本実施の実施例11に係るズームレンズを備えた撮像装置の無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 本実施の実施例11に係るズームレンズを備えた撮像装置の至近遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(c)は広角端、(d)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 図25及び図26に示したズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 図25及び図26に示したズームレンズの至近物点合焦時における球面収差,非点収差,歪曲収差,倍率色収差を示す図であり、(c)は広角端、(d)は望遠端における状態をそれぞれ示している。 本発明のズームレンズを組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。 図9に示すデジタルカメラの後方正面図である。 図9に示すデジタルカメラの構成を模式的に示した透視平面図である。
符号の説明
DL 回折型光学素子
1 第一レンズ群
2 第二レンズ群
3 第三レンズ群
4 第四レンズ群
5 第五レンズ群
11、L12、L21、L22、L31、L32、L33、L34、L41、L42、L43、L51、L52、L53、L54、L55 レンズ
Lc 光軸
S 絞り
IM 撮像面
LF 光学的ローパスフィルター
10 デジタルカメラ
11 撮影光学系
12 撮影用光路
13 ファインダー光学系
14 ファインダー用光路
15 シャッターボタン
16 フラッシュ発光部
17 液晶表示モニター
18 CCD
19 カバー部材
20 処理手段
21 記録手段
22 ファインダー用対物光学系
23 正立プリズム
24 視野枠
25 接眼光学系
26 カバー
27 焦点距離変更ボタン
28 設定変更スイッチ

Claims (5)

  1. 物体側から順に、少なくとも、回折型光学素子を有する正の第1群と、正の第2群と、負の第3群とを備え、
    広角端から望遠端への変倍に際して、前記第1群と前記第2群との間隔と、前記第2群と前記第3群との間隔が増大し、かつ、前記第3群が固定されていることを特徴とするズームレンズ。
  2. 物体側から順に、前記回折型光学素子を有する正の第1群と、前記正の第2群と、前記負の第3群と、正の第4群と、正の第5群とにより構成され、
    変倍に際して、各群間の間隔が変化することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  3. 物体側から順に、回折型光学素子を有する正の第1群と、正の第2群と、負の第3群と、正の第4群と、正の第5群とにより構成され、
    変倍に際して、少なくとも前記第1群が可動であり、かつ、各群間の間隔が変化することを特徴とするズームレンズ。
  4. 広角端よりも望遠端において、第1群が物体側に位置することを特徴とする請求項3に記載のズームレンズ。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のズームレンズと、
    前記ズームレンズの像側に配置され、且つ、前記ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
JP2008293156A 2008-07-08 2008-11-17 回折型光学素子を有するズームレンズ及びそれを用いた撮像装置 Withdrawn JP2010039456A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008293156A JP2010039456A (ja) 2008-07-08 2008-11-17 回折型光学素子を有するズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
US12/590,799 US20100149652A1 (en) 2008-07-08 2009-11-12 Zoom lens having diffraction-type optical element and image pickup apparatus using the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008178277 2008-07-08
JP2008293156A JP2010039456A (ja) 2008-07-08 2008-11-17 回折型光学素子を有するズームレンズ及びそれを用いた撮像装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010039456A true JP2010039456A (ja) 2010-02-18

Family

ID=42012022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008293156A Withdrawn JP2010039456A (ja) 2008-07-08 2008-11-17 回折型光学素子を有するズームレンズ及びそれを用いた撮像装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20100149652A1 (ja)
JP (1) JP2010039456A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2899582A1 (en) * 2014-01-27 2015-07-29 Ricoh Company Ltd. Zoom lens and imaging device using the same background
JP6128607B2 (ja) * 2014-02-26 2017-05-17 富士フイルム株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
JP6904853B2 (ja) * 2017-08-30 2021-07-21 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5717525A (en) * 1995-08-16 1998-02-10 Eastman Kodak Company Zoom lenses
JP3314021B2 (ja) * 1997-10-31 2002-08-12 キヤノン株式会社 ズームレンズ
JP4274764B2 (ja) * 2002-09-02 2009-06-10 オリンパス株式会社 ズームレンズ及びそれを用いたカメラ

Also Published As

Publication number Publication date
US20100149652A1 (en) 2010-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4863733B2 (ja) ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP4366110B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する光学機器
JP4866119B2 (ja) ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP2012208378A (ja) ズームレンズおよびそれを用いた撮像装置
JP2009186983A (ja) ズームレンズおよびそれを用いた撮像装置
JP4911679B2 (ja) ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置
JP2008052110A (ja) ズームレンズおよびそれを用いた電子撮像装置
JP2010224263A (ja) ズーム光学系およびそれを備えた撮像装置
JP2008052116A (ja) ズームレンズおよびそれを用いた電子撮像装置
JP4605698B2 (ja) ズームレンズ及びそれを搭載した撮像装置
JP4758134B2 (ja) 小型のズーム撮影光学系及びそれを用いた電子撮像装置
JP5613070B2 (ja) ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置
JP5186034B2 (ja) ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置
JP2006301154A (ja) ズームレンズとそれを用いた電子撮像装置
JP4690052B2 (ja) ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP4605699B2 (ja) ズームレンズ及びそれを搭載した撮像装置
JP2010039456A (ja) 回折型光学素子を有するズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP2006308649A (ja) 撮像装置
JP2012103416A (ja) ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP5638973B2 (ja) ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置
JP5695433B2 (ja) ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置
JP5058634B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5583862B2 (ja) ズームレンズおよび撮像装置
JP2006023530A (ja) ズームレンズ及びそれを搭載した撮像装置
JP2006194975A (ja) ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20120207