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技術 ズームレンズおよび撮像装置

出願人 フジノン株式会社
発明者 富岡領子
出願日 2008年3月7日 (12年0ヶ月経過) 出願番号 2008-058737
公開日 2009年9月24日 (10年6ヶ月経過) 公開番号 2009-216839
状態 未査定
技術分野 レンズ系
主要キーワード 各数値データ べき指数 補正作用 携帯用モジュールカメラ 近軸焦点距離 諸データ 離心率 内部反射面
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年9月24日)のものです。
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図面 (20)

課題

少ないレンズ枚数コンパクト化と低コスト化とを図りつつ、十分なズーム比(3倍程度)を実現できるようにする。

解決手段

物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4とを備える。広角端から望遠端へと変倍する際には、第1レンズ群G1を像面に対して固定とし、少なくとも第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とを光軸上で移動させる。第1レンズ群を、物体側から順に、負のメニスカスレンズG1と、光路を折り曲げ反射部材LPと、正の単レンズL12と、負の単レンズL13とで構成する。第4レンズ群G4は、正または負の単レンズからなることが好ましい。合焦は、第3レンズ群G3によって行うことが好ましい。

概要

背景

近年、パーソナルコンピュータ一般家庭等への普及に伴い、撮影した風景人物像等の画像情報をパーソナルコンピュータに入力することができるデジタルスチルカメラ(以下、単にデジタルカメラという。)が急速に普及しつつある。また携帯電話の高機能化に伴い、携帯電話に画像入力用のモジュールカメラ携帯用モジュールカメラ)が搭載されることも多くなってきている。デジタルカメラでは、ズームレンズが主流であり、携帯用モジュールカメラにおいてもズームレンズへの要求が高まっている。また、デジタルカメラや携帯用モジュールカメラにおいては、携帯時の簡便さから薄型化、特にカメラの奥行き方向を薄くすることへの要求が高まっている。多くのデジタルカメラで用いられている沈胴式のズームレンズは、不使用時にはレンズ収納しているが、レンズの厚みの和以上に薄くすることはできない。

そこで、光路中反射部材を配置し、光路を途中で折り曲げて奥行き方向を薄型化した、いわゆる屈曲光学系のレンズが開発されている。特許文献1ないし特許文献3には、屈曲光学系を用いたズームレンズとして、第1レンズ群を負のパワーとして負先行レンズ配置とした構成例が開示されている。
特開2004−295075号公報
特開2005−338344号公報
特開2006−119324号公報

概要

少ないレンズ枚数コンパクト化と低コスト化とをりつつ、十分なズーム比(3倍程度)を実現できるようにする。物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4とを備える。広角端から望遠端へと変倍する際には、第1レンズ群G1を像面に対して固定とし、少なくとも第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とを光軸上で移動させる。第1レンズ群を、物体側から順に、負のメニスカスレンズG1と、光路を折り曲げる反射部材LPと、正の単レンズL12と、負の単レンズL13とで構成する。第4レンズ群G4は、正または負の単レンズからなることが好ましい。合焦は、第3レンズ群G3によって行うことが好ましい。

目的

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、少ないレンズ枚数でコンパクト化と低コスト化とを図りつつ、十分なズーム比(3倍程度)を実現できるズームレンズ、およびその撮像レンズを搭載して、良好な撮像性能を維持しつつ、装置全体としてのコンパクト化と低コスト化とを図ることができる撮像装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

物体側より順に、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、第4レンズ群とを備え、広角端から望遠端へと変倍する際には、前記第1レンズ群を像面に対して固定とし、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とを光軸上で移動させるようになされ、前記第1レンズ群が、物体側から順に、負のメニスカスレンズと、光路を折り曲げ反射部材と、正レンズと、負レンズとからなることを特徴とするズームレンズ

請求項2

前記第4レンズ群は、正または負の単レンズからなることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。

請求項3

前記第3レンズ群を光軸上で移動させることにより合焦を行うようになされていることを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。

請求項4

前記第2レンズ群は、正レンズと負レンズとを少なくとも1枚ずつ含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のズームレンズ。

請求項5

前記第2レンズ群は、正レンズと負レンズとからなる接合レンズを含み、かつ、以下の条件式満足するように構成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のズームレンズ。νp−νn>20……(1)ただし、νp:第2レンズ群の接合レンズのうち正レンズのアッベ数νn:第2レンズ群の接合レンズのうち負レンズのアッベ数とする。

請求項6

さらに、以下の条件式を満足するように構成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のズームレンズ。2.0<f2/fw<3.0……(2)ただし、f2:第2レンズ群の焦点距離fw:広角端での全系の焦点距離とする。

請求項7

全体としてプラスチックレンズを4枚以上含むことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のズームレンズ。

請求項8

請求項1ないし7のいずれか1項に記載のズームレンズと、前記ズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置

技術分野

0001

本発明は、撮像機能を有する小型の機器、特にビデオカメラデジタルスチルカメラカメラ付き携帯電話機、および情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistance)等に好適に用いられるズームレンズおよび撮像装置に関する。

背景技術

0002

近年、パーソナルコンピュータ一般家庭等への普及に伴い、撮影した風景人物像等の画像情報をパーソナルコンピュータに入力することができるデジタルスチルカメラ(以下、単にデジタルカメラという。)が急速に普及しつつある。また携帯電話の高機能化に伴い、携帯電話に画像入力用のモジュールカメラ携帯用モジュールカメラ)が搭載されることも多くなってきている。デジタルカメラでは、ズームレンズが主流であり、携帯用モジュールカメラにおいてもズームレンズへの要求が高まっている。また、デジタルカメラや携帯用モジュールカメラにおいては、携帯時の簡便さから薄型化、特にカメラの奥行き方向を薄くすることへの要求が高まっている。多くのデジタルカメラで用いられている沈胴式のズームレンズは、不使用時にはレンズ収納しているが、レンズの厚みの和以上に薄くすることはできない。

0003

そこで、光路中反射部材を配置し、光路を途中で折り曲げて奥行き方向を薄型化した、いわゆる屈曲光学系のレンズが開発されている。特許文献1ないし特許文献3には、屈曲光学系を用いたズームレンズとして、第1レンズ群を負のパワーとして負先行レンズ配置とした構成例が開示されている。
特開2004−295075号公報
特開2005−338344号公報
特開2006−119324号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら上記特許文献1に記載のズームレンズは、全体として3群構成とし、少ないレンズ枚数低コスト化を図っているものの、ズーム比が2倍程度と不十分である。これに対し、上記特許文献3には、全体として3群構成とし、少ないレンズ枚数としつつも、3倍程度のズーム比を持つズームレンズの構成例が開示されている。しかしながら、反射部材としてのプリズムにパワーを持たせており、収差補正上有利ではあるものの、プリズムがパワーを持った形状のため加工上難しく、製造性を考慮した場合不利となる。上記特許文献2に記載のズームレンズは、3倍程度のズーム比を持っているが、レンズ枚数が比較的多く、低コストとは言い難い。

0005

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、少ないレンズ枚数でコンパクト化と低コスト化とを図りつつ、十分なズーム比(3倍程度)を実現できるズームレンズ、およびその撮像レンズを搭載して、良好な撮像性能を維持しつつ、装置全体としてのコンパクト化と低コスト化とを図ることができる撮像装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

本発明によるズームレンズは、物体側より順に、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、第4レンズ群とを備え、広角端から望遠端へと変倍する際には、第1レンズ群を像面に対して固定とし、少なくとも第2レンズ群と第3レンズ群とを光軸上で移動させるようになされ、第1レンズ群が、物体側から順に、負のメニスカスレンズと、光路を折り曲げる反射部材と、正レンズと、負レンズとからなるものである。

0007

本発明によるズームレンズでは、第1レンズ群内に配置された反射部材によって光路が折り曲げられる屈曲光学系の構成とされていることで、良好な光学性能を維持しつつ、光学系の厚さ方向・奥行き方向の長さが抑えられ、撮像装置に組み込んだときの薄型化が容易となる。特に、第1レンズ群の構成を最適化したことで、奥行き方向の厚さを薄型化し易くなっている。具体的には、反射部材より物体側に1枚の負の屈折力のレンズを先行配置した構成にすることで、レンズ枚数を比較的少なくし、低コスト化しやすい。また、反射部材より像面側に、正レンズと負レンズとを配列することにより、第1レンズ群内で色収差補正が可能となり、レンズ枚数を比較的少なくして奥行き方向の厚さを薄くしつつ、光路折り曲げ後のレンズで収差補正しやすい。さらに、第3レンズ群の像側に第4レンズ群が配置されていることで、負正正の3群構成では良好に補正できない収差等の改善が可能となり、十分なズーム比(3倍程度)を実現しやすい。
そして、さらに、次の好ましい構成を適宜採用して満足することで、光学性能をより良好なものとすることができると共に、よりコンパクト化、および低コスト化に有利となる

0008

本発明によるズームレンズにおいて、第4レンズ群は、正または負の単レンズからなることが好ましい。合焦は、第3レンズ群によって行うことが好ましい。

0009

また、第2レンズ群は、正レンズと負レンズとを少なくとも1枚ずつ含むことが好ましい。特に、第2レンズ群が、正レンズと負レンズとからなる接合レンズを含み、かつ、以下の条件式を満足することが好ましい。
νp−νn>20 ……(1)
ただし、νpは第2レンズ群の接合レンズのうち正レンズのアッベ数、νnは第2レンズ群の接合レンズのうち負レンズのアッベ数とする。

0010

また、第2レンズ群に関し、以下の条件式を満足することが好ましい。ただし、f2は第2レンズ群の焦点距離、fwは広角端での全系の焦点距離とする。
2.0<f2/fw<3.0 ……(2)

0011

また、本発明によるズームレンズにおいて、特に低コスト化を図るためには、全体としてプラスチックレンズを4枚以上含むことが好ましい。

0012

本発明による撮像装置は、本発明によるズームレンズと、このズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備えたものである。
本発明による撮像装置では、本発明のコンパクト化および低コスト化の図られた高性能のズームレンズを撮像レンズとして用いて、装置全体としてのコンパクト化と低コスト化が図られる。

発明の効果

0013

本発明のズームレンズによれば、屈曲光学系において、第1レンズ群を負のパワーとして負先行のレンズ配置とすることでコンパクト化および低コスト化に有利な構成とし、第1レンズ群を始めとして各群の構成の最適化を図るようにしたので、少ないレンズ枚数でコンパクト化と低コスト化とを図りつつ、十分なズーム比(3倍程度)を実現できる。

0014

また、本発明の撮像装置によれば、上記本発明のコンパクト化および低コスト化の図られた高性能のズームレンズを撮像レンズとして用いるようにしたので、良好な撮像性能を維持しつつ、装置全体としてのコンパクト化と低コスト化とを図ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0015

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1(A),(B)は、本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第1の構成例を示している。この構成例は、後述の第1の数値実施例(図6(A)、(B)および図7)のレンズ構成に対応している。なお、図1(A)は広角端(最短焦点距離状態)での光学系配置図1(B)は望遠端(最長焦点距離状態)での光学系配置に対応している。同様にして、後述の第2ないし第5の数値実施例のレンズ構成に対応する第2ないし第5の構成例の断面構成を、図2(A),(B)〜図5(A),(B)に示す。図1(A),(B)〜図5(A),(B)において、符号Riは、最も物体側の構成要素の面を1番目として、像側(結像側)に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したi番目の面の曲率半径を示す。符号Diは、i番目の面とi+1番目の面との光軸Z1上の面間隔を示す。なお符号Diについては、変倍に伴って変化する部分の面間隔D8,D14,D18のみ符号を付す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では図1(A),(B)に示した第1の構成例を基本にして説明する。

0016

このズームレンズは、光軸Z1に沿って物体側から順に、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4とを備えている。光学的な開口絞りStは、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に配置されている。

0017

このズームレンズは、撮像機能を有する小型の機器、例えばデジタルカメラやビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機、およびPDA等の撮影装置に搭載可能である。このズームレンズの像側には、搭載されるカメラの撮影部の構成に応じた部材が配置される。例えば、このズームレンズの結像面(撮像面)には、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子100が配置される。撮像素子100は、このズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するものである。少なくとも、このズームレンズと撮像素子100とで、本実施の形態における撮像装置が構成される。最終レンズ群(第4レンズ群G4)と撮像素子100との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材GCが配置されていても良い。例えば撮像面保護用カバーガラス赤外線カットフィルタなどの平板状の光学部材が配置されていても良い。

0018

このズームレンズは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とを光軸上で移動させることにより変倍を行うようになされている。第1レンズ群G1は変倍の際に常時固定とされている。このズームレンズは、広角端から望遠端へと変倍させるに従い、各移動群は、図1(A)の状態から図1(B)の状態へと、図に実線で示した軌跡を描くように移動する。この場合において、第2レンズ群G2が主に変倍作用を担い、第3レンズ群G3は変倍に伴う像面変動補正作用を担っている。

0019

合焦は、例えば第3レンズ群G3を光軸上で移動させることにより行うことができる。第4レンズ群G4は、変倍時には固定であることが好ましい。ただし、第4レンズ群G4を変倍時の移動群とすることも可能である。

0020

このズームレンズは、必要に応じて各レンズ群内に樹脂材料プラスチック)のレンズを有していても良い。また、必要に応じて各レンズ群内に非球面レンズが用いられていても良い。非球面レンズにする場合、樹脂材料を用いて成形すると加工性が良く低コスト化が図れるので、非球面レンズはプラスチックレンズであることが好ましい。低コスト化を図る場合、レンズ系全体として4枚以上のレンズをプラスチックレンズとすることが好ましい。

0021

第1レンズ群G1は、全体として負のパワーを有している。第1レンズ群G1は、物体側から順に、負のメニスカスレンズL11と、光路を折り曲げる反射部材LPと、正レンズと、負レンズとを有している。反射部材LPより像側の正レンズと負レンズはそれぞれ、正の単レンズL12と負の単レンズL13であることが好ましい。また、負の単レンズL13は、非球面レンズであることが好ましい。反射部材LPは、例えば斜面が内部反射面とされた直角プリズムで構成することができる。なお、反射部材LPより像側の正レンズと負レンズを接合レンズにすることも可能である。

0022

なお、本実施の形態に係るズームレンズは屈曲光学系であり、実際には、図32に示すように、第1レンズ群G1において、例えば反射部材LPとしての直角プリズムの内部反射面で光路が略90°折り曲げられている。図1(A),(B)〜図5(A),(B)では、光軸Z1を直線状とし、反射部材LPの内部反射面を省略して同一方向に展開し、等価的に直線的な光学系として示している。なお、反射部材LPとして、直角プリズムに代えて、反射ミラー等の他の光学部材を用いても良い。

0023

第2レンズ群G2は、全体として正のパワーを有している。第2レンズ群G2は、正レンズと負レンズとを少なくとも1枚ずつ含むことが好ましい。より具体的には例えば、図1(A),(B)に示したように、第2レンズ群G2は、物体側から順に、正レンズL21および負レンズL22からなる接合レンズと、単レンズL23とで構成すると良い。なお、図1図2および図5の第1、第2および第5の構成例では、単レンズL23が両凸レンズとされている。図3および図4の第3および第4の構成例では、単レンズL23がメニスカスレンズとされている。単レンズL23は、非球面レンズであることが好ましい。

0024

第2レンズ群G2の接合レンズに関しては、以下の条件式(1)を満足することが好ましい。
νp−νn>20 ……(1)
ただし、νpは第2レンズ群G2の接合レンズのうち正レンズのアッベ数、νnは第2レンズ群G2の接合レンズのうち負レンズのアッベ数とする。

0025

また、第2レンズ群G2に関し、以下の条件式を満足することが好ましい。ただし、f2は第2レンズ群G2の焦点距離、fwは広角端での全系の焦点距離とする。
2.0<f2/fw<3.0 ……(2)

0026

第3レンズ群G3は全体として正のパワーを有している。より具体的には、第3レンズ群G3は例えば、図1(A),(B)に示したように、2枚のレンズL31,L32で構成すると良い。2枚のレンズL31,L32は、少なくとも1枚が非球面レンズであることが好ましい。なお、図1図2および図5の第1、第2および第5の構成例では、2枚のレンズL31,L32が共に、像側に凸面を向けたメニスカスレンズとされている。図3および図4の第3および第4の構成例では、2枚のレンズL31,L32が共に、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとされている。

0027

第4レンズ群G4は正または負のパワーを有している。第4レンズ群G4は、正または負の単レンズL41で構成することが好ましい。なお、図1図2および図5の第1、第2および第5の構成例では、単レンズL41が負レンズとされている。図3および図4の第3および第4の構成例では、第2および第5の構成例では、単レンズL41が正レンズとされている。

0028

次に、以上のように構成されたズームレンズの作用および効果を説明する。

0029

このズームレンズでは、第1レンズ群G1内に配置された反射部材LPによって光路が折り曲げられる屈曲光学系の構成とされていることで、良好な光学性能を維持しつつ、光学系の厚さ方向・奥行き方向の長さが抑えられ、撮像装置に組み込んだときの薄型化が容易となる。特に、第1レンズ群G1の構成を最適化したことで、奥行き方向の厚さを薄型化し易くなっている。具体的には、反射部材LPより物体側に1枚の負の屈折力のレンズL11を先行配置した構成にすることで、レンズ枚数を比較的少なくし、低コスト化しやすい。また、反射部材LPより像面側に、正の単レンズL12と負の単レンズL13とを配列することにより、第1レンズ群G1内で色収差の補正が可能となり、レンズ枚数を比較的少なくして奥行き方向の厚さを薄くしつつ、光路折り曲げ後のレンズで収差補正しやすい。さらに、第3レンズ群G3の像側に第4レンズ群G4が配置されていることで、負正正の3群構成では良好に補正できない収差等の改善が可能となり、十分なズーム比(3倍程度)を実現しやすい。

0030

また、第1レンズ群G1を固定にすることにより、防水防塵上も好ましくなる。また、少ないレンズ枚数により低コスト化や小型化を図るため、第2レンズ群G2を3枚、第3レンズ群G3を2枚、第4レンズ群G4を1枚のレンズで構成することが望ましく、非球面を効果的に配置することにより、少ないレンズ枚数で構成することが可能となる。また、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4を変倍時固定とすることで、鏡胴の構造を簡単にすることができ、第3レンズ群G3で合焦を行うことにより、光学系の全長を変化させることなく迅速なフォーカシングを行うことができる。また、ズームレンズを構成するレンズの半分程度をプラスチックレンズにて構成することにより、低コスト化に大きく寄与できる。特に、非球面レンズをプラスチックレンズとすることで、ガラスの非球面レンズに比べて製造が容易となり、高性能化を図りつつ低コスト化を図ることができる。また、プラスチックレンズとすることで、軽量化を図ることができる。

0031

上記条件式(1)は、第2レンズ群G2中の接合レンズを構成する2枚のレンズL21,L22のアッベ数の差を規定する式で、この条件を満たすことにより、広角端時における倍率色収差を良好に補正できるとともに、望遠端時における軸上色収差を良好に補正できる。

0032

上記条件式(2)は、第2レンズ群G2のパワーに関する式で、上限値を超えるとパワーが弱くなって変倍時の群の移動量が大きくなり、レンズ全長が大きくなってしまう。下限値を超えると、小型化には有利であるが、収差の補正が難しくなる。

0033

以上説明したように、本実施の形態に係るズームレンズによれば、屈曲光学系において、第1レンズ群G1を負のパワーとして負先行のレンズ配置とすることでコンパクト化および低コスト化に有利な構成とし、第1レンズ群G1を始めとして各群の構成の最適化を図るようにしたので、少ないレンズ枚数でコンパクト化と低コスト化とを図りつつ、十分なズーム比(3倍程度)を実現できる。また、本実施の形態に係るズームレンズを搭載した撮像装置によれば、良好な撮像性能を維持しつつ、装置全体としてのコンパクト化と低コスト化とを図ることができる。

0034

次に、本実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、複数の数値実施例をまとめて説明する。

0035

図6(A),(B)および図7は、図1(A),(B)に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。特に図6(A)にはその基本的なレンズデータを示し、図6(B)および図7にはその他のデータを示す。図6(A)に示したレンズデータにおける面番号Siの欄には、実施例1に係るズームレンズについて、最も物体側の構成要素の面を1番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したi番目(i=1〜22)の面の番号を示している。曲率半径Riの欄には、図1(B)において付した符号Riに対応させて、物体側からi番目の面の曲率半径の値(mm)を示す。面間隔Diの欄についても、同様に物体側からi番目の面Siとi+1番目の面Si+1との光軸上の間隔(mm)を示す。Ndjの欄には、物体側からj番目の光学要素のd線(587.6nm)に対する屈折率の値を示す。νdjの欄には、物体側からj番目の光学要素のd線に対するアッベ数の値を示す。図6(A)にはまた、諸データとして、広角端および望遠端における全系の近軸焦点距離f(mm)、画角(2ω)およびFナンバーFNO.)の値についても示す。

0036

図6(A)にはまた、レンズ材料についても示す。実施例1に係るズームレンズは、5枚のレンズがプラスチックレンズとなっている。

0037

この実施例1に係るズームレンズは、変倍に伴って第2レンズ群G2、および第3レンズ群G3が光軸上を移動するため、これらの各群の前後の面間隔D8,D14,D18の値は可変となっている。図6(B)には、これらの面間隔D8,D14,D18の変倍時のデータとして、広角端、中間域中間焦点距離状態)および望遠端における値を示す。

0038

この実施例1に係るズームレンズは、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、および第3レンズ群G3内に非球面レンズが用いられている。図6(A)の基本レンズデータには、これらの非球面レンズにおける非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径の数値を示している。

0039

図7には実施例1に係るズームレンズにおける非球面データを示す。非球面データとして示した数値において、記号“E”は、その次に続く数値が10を底とした“べき指数”であることを示し、その10を底とした指数関数で表される数値が“E”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「1.0E−02」であれば、「1.0×10-2」であることを示す。

0040

実施例1に係るズームレンズの非球面データとしては、以下の式(A)によって表される非球面形状の式における各係数An,KAの値を記す。Zは、より詳しくは、光軸から高さYの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点接平面(光軸に垂直な平面)に下ろした垂線の長さ(mm)を示す。
Z=C・Y2/{1+(1−KA・C2・Y2)1/2}+ΣAn・Yn ……(A)
(n=3以上の整数
ただし、
Z:非球面の深さ(mm)
Y:光軸からレンズ面までの距離(高さ)(mm)
KA:離心率
C:近軸曲率=1/R
(R:近軸曲率半径
An:第n次の非球面係数

0041

実施例1に係るズームレンズは、非球面係数AnとしてA3〜A14までの次数を適宜有効に用いて表されている。

0042

以上の実施例1に係るズームレンズと同様にして、図2(A),(B)に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例2として、図8(A),(B)および図9に示す。また同様にして、図3(A),(B)に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例3として、図10(A),(B)および図11に示す。また同様にして、図4(A),(B)に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例4として、図12(A),(B)および図13に示す。また同様にして、図5(A),(B)に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例5として、図14(A),(B)および図15に示す。

0043

なお、実施例2ないし5のいずれのズームレンズについても、実施例1に係るズームレンズと同様に、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、および第3レンズ群G3内に非球面レンズが用いられている。実施例2ないし5のいずれのズームレンズについても、4枚以上のレンズがプラスチックレンズとなっている。

0044

図16には、上述の各条件式に関する値を、各実施例についてまとめたものを示す。図16から分かるように、各実施例について各条件式を満足している。図16にはまた、プラスチックレンズの使用枚数と、各群のパワーの正負の値を各実施例についてまとめたものを示す。図示したように、各実施例について、4枚以上のレンズがプラスチックレンズとなっている。また、実施例1、実施例2および5に係るズームレンズは、第4レンズ群G4が正のパワーとされている。実施例3および4に係るズームレンズは、第4レンズ群G4が負のパワーとされている。

0045

図17(A)〜(D)はそれぞれ、実施例1に係るズームレンズにおける広角端での球面収差非点収差ディストーション歪曲収差)および倍率色収差を示している。図18(A)〜(D)は、中間域における同様の各収差を示している。図19(A)〜(D)は、望遠端における同様の各収差を示している。各収差図には、d線(587.6nm)を基準波長とした収差を示し、必要に応じて波長460.0nm,波長615.0nmについての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向破線タンジェンシャル方向の収差を示す。FNO.はF値、ωは半画角を示す。

0046

同様に、実施例2に係るズームレンズについての諸収差を図20(A)〜(D)(広角端)、図21(A)〜(D)(中間域)および図22(A)〜(D)(望遠端)に示す。同様にして、実施例3ないし5に係るズームレンズについての諸収差を図23図31の(A)〜(D)に示す。

0047

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、諸収差が良好に補正され、少ないレンズ枚数でコンパクト化と低コスト化とを図りつつ、十分なズーム比(3倍程度)を有するズームレンズが実現できている。

0048

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

図面の簡単な説明

0049

本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第1の構成例を示すものであり、実施例1に対応するレンズ断面図である。
本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第2の構成例を示すものであり、実施例2に対応するレンズ断面図である。
本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第3の構成例を示すものであり、実施例3に対応するレンズ断面図である。
本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第4の構成例を示すものであり、実施例4に対応するレンズ断面図である。
本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第5の構成例を示すものであり、実施例5に対応するレンズ断面図である。
実施例1に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、(A)は基本的なレンズデータを示し、(B)は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。
実施例1に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。
実施例2に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、(A)は基本的なレンズデータを示し、(B)は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。
実施例2に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。
実施例3に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、(A)は基本的なレンズデータを示し、(B)は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。
実施例3に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。
実施例4に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、(A)は基本的なレンズデータを示し、(B)は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。
実施例4に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。
実施例5に係るズームレンズのレンズデータを示す図であり、(A)は基本的なレンズデータを示し、(B)は変倍に伴って移動する部分の面間隔のデータを示す。
実施例5に係るズームレンズの非球面に関するデータを示す図である。
条件式に関する値を各実施例についてまとめて示した図である。
実施例1に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーション、(D)は倍率色収差を示す。
実施例1に係るズームレンズの中間焦点距離状態での諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーション、(D)は倍率色収差を示す。
実施例1に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーション、(D)は倍率色収差を示す。
実施例2に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーション、(D)は倍率色収差を示す。
実施例2に係るズームレンズの中間焦点距離状態での諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーション、(D)は倍率色収差を示す。
実施例2に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーション、(D)は倍率色収差を示す。
実施例3に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーション、(D)は倍率色収差を示す。
実施例3に係るズームレンズの中間焦点距離状態での諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーション、(D)は倍率色収差を示す。
実施例3に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーション、(D)は倍率色収差を示す。
実施例4に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーション、(D)は倍率色収差を示す。
実施例4に係るズームレンズの中間焦点距離状態での諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーション、(D)は倍率色収差を示す。
実施例4に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーション、(D)は倍率色収差を示す。
実施例5に係るズームレンズの広角端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーション、(D)は倍率色収差を示す。
実施例5に係るズームレンズの中間焦点距離状態での諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーション、(D)は倍率色収差を示す。
実施例5に係るズームレンズの望遠端における諸収差を示す収差図であり、(A)は球面収差、(B)は非点収差、(C)はディストーション、(D)は倍率色収差を示す。
屈曲光学系の説明図である。

符号の説明

0050

GC…光学部材、G1…第1レンズ群、G2…第2レンズ群、G3…第3レンズ群、G4…第4レンズ群、LP…反射部材、St…開口絞り、Ri…物体側から第i番目のレンズ面の曲率半径、Di…物体側から第i番目と第i+1番目のレンズ面との面間隔、Z1…光軸、100…撮像素子。

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