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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 佐藤賢一
出願日 2008年4月24日 (11年10ヶ月経過) 出願番号 2008-113936
公開日 2009年11月12日 (10年4ヶ月経過) 公開番号 2009-265323
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 近軸焦点距離 諸データ 離心率 内部反射面 光学系配置
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11月12日)のものです。
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図面 (20)

課題

小型で良好な光学性能を維持しつつ、低コスト化を図ることができるようにしたズームレンズおよび撮像装置を提供する。

解決手段

第1レンズ群G1を全体として正のパワーとし、負レンズL11と、直角プリズムLPと、少なくとも1面を非球面とした樹脂材よりなる両凸形状正レンズL12とで構成する。第2レンズ群G2を全体として負のパワーとし、2枚のレンズL21,L22で構成する。第3レンズ群G3を1枚の正レンズL31で構成する。第4レンズ群G4を全体で正のパワーとし、正のパワーの接合レンズと、少なくとも1面が非球面で像面側が凹面とされた樹脂材よりなる負レンズL43とで構成する。以下の条件を満足する。fwは広角端での全系の近軸焦点距離、f2は第2レンズ群G2の近軸焦点距離、f4は第4レンズ群G4の近軸焦点距離。 −1.0<f2/fw<−3.0 ……(1) 2.0<f4/fw<5.0 ……(2)

概要

背景

近年、デジタルスチルカメラ等の撮像装置においては、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子の小型化が進むにつれて、装置全体としてもさらなる小型化が求められている。そこで最近では、レンズ系の光路を途中で折り曲げ、いわゆる屈曲光学系とすることで撮像装置に組み込んだときの奥行き方向の薄型化を図ったものが開発されている。

屈曲光学系を用いたズームレンズとして、特許文献1には、物体側から順に、正の屈折力を有すると共に光路を折り曲げる反射部材を有する第1レンズ群と、負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、正の屈折力を有する第4レンズ群とから構成され、負の第2レンズ群と正の第4レンズ群とを移動させることにより変倍を行うようになされた4群ズームの構成例が記載されている。特に特許文献1の図1に記載の構成例では、第1レンズ群内において反射部材の後ろには2枚のレンズが配置され、第2レンズ群には3枚のレンズが使用され、第3レンズ群には接合レンズが使用されている。
特開2003−202500号公報

概要

小型で良好な光学性能を維持しつつ、低コスト化をることができるようにしたズームレンズおよび撮像装置を提供する。第1レンズ群G1を全体として正のパワーとし、負レンズL11と、直角プリズムLPと、少なくとも1面を非球面とした樹脂材よりなる両凸形状正レンズL12とで構成する。第2レンズ群G2を全体として負のパワーとし、2枚のレンズL21,L22で構成する。第3レンズ群G3を1枚の正レンズL31で構成する。第4レンズ群G4を全体で正のパワーとし、正のパワーの接合レンズと、少なくとも1面が非球面で像面側が凹面とされた樹脂材よりなる負レンズL43とで構成する。以下の条件を満足する。fwは広角端での全系の近軸焦点距離、f2は第2レンズ群G2の近軸焦点距離、f4は第4レンズ群G4の近軸焦点距離。 −1.0<f2/fw<−3.0 ……(1) 2.0<f4/fw<5.0 ……(2)

目的

上述のように、屈曲光学系を用いることにより、撮像装置に組み込んだときの奥行き方向の薄型化を図ることができるため、近年では、種々の撮像機器に搭載され始めている。一方で、市場では薄型化と共に低コスト化への要求もある。このため、薄型化を図りつつも、コスト的に有利な構成とされた屈曲光学系の開発が望まれている。低コスト化を図るためには、レンズ材料樹脂材料を用いることが考えられるが、樹脂レンズを用いる場合には、ガラスレンズに比べて温度による特性変化が大きいので、温度特性を十分考慮した構成とすることが望ましい。また、レンズ構成全体の小型化と低コスト化を図るためには、レンズ枚数は少ない方が好ましい。特許文献1に記載の4群ズームレンズは、小型化と低コスト化の点で改善の余地がある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

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請求項1

物体側から順に、変倍時に固定の第1レンズ群と、変倍時に移動する第2レンズ群と、変倍時に固定の第3レンズ群と、変倍時および合焦時に移動する第4レンズ群とからなり、前記第1レンズ群は全体として正のパワーを有し、物体側から順に、負レンズと、光路を折り曲げ反射部材と、少なくとも1面を非球面とした樹脂材よりなる両凸形状正レンズとで構成され、前記第2レンズ群は全体として負のパワーを有すると共に、2枚のレンズで構成され、前記第3レンズ群は1枚の正レンズで構成され、前記第4レンズ群は全体で正のパワーを有し、物体側から順に、正のパワーの接合レンズと、少なくとも1面が非球面で像面側が凹面とされた樹脂材よりなる負レンズとで構成されていることを特徴とするズームレンズ

請求項2

さらに、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に記載のズームレンズ。−1.0<f2/fw<−3.0……(1)ただし、fw:広角端での全系の近軸焦点距離f2:第2レンズ群の近軸焦点距離とする。

請求項3

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または2に記載のズームレンズ。2.0<f4/fw<5.0……(2)ただし、f4:第4レンズ群の近軸焦点距離とする。

請求項4

前記第2レンズ群は、物体側から順に、両凹形状の負レンズと、物体側の面が凸面とされたメニスカス形状の正レンズとからなり、かつ、以下の条件式を満足する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。│RP│/│RN│<1.1……(3)ただし、RN:第2レンズ群内の負レンズの像面側の面の近軸曲率半径RP:第2レンズ群内の正レンズの物体側の面の近軸曲率半径とする。

請求項5

前記第3レンズ群内の1枚の前記正レンズは、少なくとも1面が非球面の樹脂材よりなる正メニスカスレンズで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。

請求項6

さらに以下の条件式を満足す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。−10.0<P4/fw<0……(4)ただし、P4:第4レンズ群内の最も像面側の負レンズの近軸焦点距離とする。

請求項7

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、デジタルスチルカメラ等の撮像装置においては、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子の小型化が進むにつれて、装置全体としてもさらなる小型化が求められている。そこで最近では、レンズ系の光路を途中で折り曲げ、いわゆる屈曲光学系とすることで撮像装置に組み込んだときの奥行き方向の薄型化を図ったものが開発されている。

0003

屈曲光学系を用いたズームレンズとして、特許文献1には、物体側から順に、正の屈折力を有すると共に光路を折り曲げる反射部材を有する第1レンズ群と、負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、正の屈折力を有する第4レンズ群とから構成され、負の第2レンズ群と正の第4レンズ群とを移動させることにより変倍を行うようになされた4群ズームの構成例が記載されている。特に特許文献1の図1に記載の構成例では、第1レンズ群内において反射部材の後ろには2枚のレンズが配置され、第2レンズ群には3枚のレンズが使用され、第3レンズ群には接合レンズが使用されている。
特開2003−202500号公報

発明が解決しようとする課題

0004

上述のように、屈曲光学系を用いることにより、撮像装置に組み込んだときの奥行き方向の薄型化を図ることができるため、近年では、種々の撮像機器に搭載され始めている。一方で、市場では薄型化と共に低コスト化への要求もある。このため、薄型化を図りつつも、コスト的に有利な構成とされた屈曲光学系の開発が望まれている。低コスト化を図るためには、レンズ材料樹脂材料を用いることが考えられるが、樹脂レンズを用いる場合には、ガラスレンズに比べて温度による特性変化が大きいので、温度特性を十分考慮した構成とすることが望ましい。また、レンズ構成全体の小型化と低コスト化を図るためには、レンズ枚数は少ない方が好ましい。特許文献1に記載の4群ズームレンズは、小型化と低コスト化の点で改善の余地がある。

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、小型で良好な光学性能を維持しつつ、低コスト化を図ることができるようにしたズームレンズおよび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、物体側から順に、変倍時に固定の第1レンズ群と、変倍時に移動する第2レンズ群と、変倍時に固定の第3レンズ群と、変倍時および合焦時に移動する第4レンズ群とからなり、第1レンズ群は全体として正のパワーを有し、物体側から順に、負レンズと、光路を折り曲げる反射部材と、少なくとも1面を非球面とした樹脂材よりなる両凸形状正レンズとで構成され、第2レンズ群は全体として負のパワーを有すると共に、2枚のレンズで構成され、第3レンズ群は1枚の正レンズで構成され、第4レンズ群は全体で正のパワーを有し、物体側から順に、正のパワーの接合レンズと、少なくとも1面が非球面で像面側が凹面とされた樹脂材よりなる負レンズとで構成されているものである。

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。また、第1レンズ群内において反射部材の後ろには1枚のレンズのみを配置し、第2レンズ群には2枚のレンズのみを配置する等してレンズ枚数を比較的少なく構成したことで、小型化と低コスト化に有利とされている。また、第1レンズ群と第4レンズ群のそれぞれにおいて、非球面を用いて収差補正に有利な構成にしつつ、それら非球面レンズを樹脂材で構成することで低コスト化が図られる。また、第1レンズ群の非球面の樹脂レンズを正レンズとし、第4レンズ群の非球面の樹脂レンズを負レンズとすることで、それらの樹脂レンズが互いに温度補償するように働き、樹脂レンズを用いて低コスト化を図りつつも、温度変化による特性変動が良好に抑えられる。
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、以下の条件式を満足することが好ましい。式中、fwは広角端での全系の近軸焦点距離、f2は第2レンズ群の近軸焦点距離、f4は第4レンズ群の近軸焦点距離を示す。これにより、移動群である第2レンズ群および第4レンズ群の焦点距離に関して適切な条件が満たされ、ズーム移動を考慮してレンズ系の小型化に有利となる。
−1.0<f2/fw<−3.0 ……(1)
2.0<f4/fw<5.0 ……(2)

0009

また、第2レンズ群は、物体側から順に、両凹形状の負レンズと、物体側の面が凸面とされたメニスカス形状の正レンズとからなり、かつ、以下の条件式を満足することが好ましい。式中、RNは第2レンズ群内の負レンズの像面側の面の近軸曲率半径、RPは第2レンズ群内の正レンズの物体側の面の近軸曲率半径を示す。
│RP│/│RN│<1.1 ……(3)

0010

また、第3レンズ群内の1枚の正レンズは、少なくとも1面が非球面の樹脂材よりなる正メニスカスレンズで構成されていることが好ましい。

0011

また、以下の条件式を満足することが好ましい。式中、P4は第4レンズ群内の最も像面側の負レンズの近軸焦点距離を示す。これにより、他の正のパワーを有する樹脂レンズに対して温度補償するように働き、樹脂レンズを用いて低コスト化を図りつつも、温度変化による特性変動が良好に抑えられる。
−10.0<P4/fw<0 ……(4)

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、本発明の小型、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、装置全体としての小型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、屈曲光学系として小型化に有利な構成にすると共に、レンズ枚数を比較的少なくして各レンズ群の構成の最適化を図るようにしたので、小型で良好な光学性能を維持しつつ、低コスト化を図ることができる。

0014

また、本発明の撮像装置によれば、上記本発明の小型、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、装置全体としての小型化と低コスト化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D6,D10,D12,D17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、例えば第3レンズ群G3の物体側に配置されている。

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)Simg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、各群間隔を変化させることにより変倍を行うようになされている。より詳しくは、第1レンズ群G1および第3レンズ群G3が変倍の際に常時固定であり、第2レンズ群G2、および第4レンズ群G4が変倍時に光軸Z1上で移動するようになっている。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4レンズ群G4は変倍に伴う像面変動補正作用を担っている。第4レンズ群G4は合焦時にも移動する。

0019

このズームレンズは、少なくとも第1レンズ群G1および第4レンズ群G4内に樹脂レンズを有している。また、第3レンズ群G3内にも樹脂レンズを有していることが好ましい。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、非球面レンズは樹脂レンズであること好ましい。

0020

このズームレンズは、以下の条件式を満足するように構成されていることが好ましい。ただし、fwは広角端での全系の近軸焦点距離、f2は第2レンズ群G2の近軸焦点距離、f4は第4レンズ群G4の近軸焦点距離を示す。
−1.0<f2/fw<−3.0 ……(1)
2.0<f4/fw<5.0 ……(2)

0021

第1レンズ群G1は、全体として正のパワーを有している。第1レンズ群G1は、物体側から順に負レンズと、光路を略90度折り曲げる反射部材と、正レンズとを有している。より具体的には、第1レンズ群G1は例えば、図1(A),(B)に示したように、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、反射部材としての直角プリズムLPと、少なくとも1面を非球面とした樹脂材よりなる両凸形状の正レンズL12とで構成される。

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27に示すように、第1レンズ群G1において、例えば直角プリズムLP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、直角プリズムLPに代えて、反射ミラー等の他の反射部材を用いても良い。

0023

第2レンズ群G2は全体として負のパワーを有している。第2レンズ群G2は、2枚のレンズで構成されている。より具体的には、第2レンズ群G2は例えば、図1(A),(B)に示したように、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21と、物体側の面が凸面とされたメニスカス形状の正レンズL22とで構成される。第2レンズ群G2は、負レンズL21の像面側の面の近軸曲率半径をRN、正レンズL22の物体側の面の近軸曲率半径RPとしたとき、以下の条件を満足することが好ましい。
│RP│/│RN│<1.1 ……(3)

0024

第3レンズ群G3は1枚の正レンズで構成されている。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、少なくとも1面が非球面の樹脂材よりなる1枚の正メニスカスレンズL31で構成することが好ましい。特に第3レンズ群G3に近い位置に絞りStを配置した場合、絞りStに近いレンズ面を非球面にすることが好ましい。これにより、球面収差補正に有利となる。

0025

第4レンズ群G4は全体で正のパワーを有している。第4レンズ群G4は物体側から順に、正のパワーの接合レンズと、少なくとも1面が非球面で像面側が凹面とされた樹脂材よりなる負レンズL43とで構成されている。接合レンズは物体側から順に、例えば正レンズL41と負レンズL42とからなる。最も像側の負レンズL43は、他の正のパワーを有する樹脂レンズに対して温度補償するように、比較的負のパワーが強いことが好ましく、例えば両凹レンズ、または像面側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであることが好ましい。また、以下の条件を満足することが好ましい。P4は負レンズL43の近軸焦点距離を示す。
−10.0<P4/fw<0 ……(4)

0026

図28(A),(B)は、このズームレンズが搭載される撮像装置の一例として、デジタルスチルカメラを示している。図28(A)は、このデジタルスチルカメラ10を前側から見た外観を示し、図28(B)は、このデジタルスチルカメラ10を背面側から見た外観を示している。このデジタルスチルカメラ10は、その前面側の中央上部に、ストロボ光照射するストロボ発光部21を備えている。また、その前面側においてストロボ発光部21の側方部には、撮影対象からの光が入射する撮影開口22が設けられている。このデジタルスチルカメラ10はまた、上面側に、レリーズタン23と電源ボタン24とを備えている。このデジタルスチルカメラ10はまた、背面側に、表示部25と操作部26,27とを備えている。表示部25は、撮像された画像を表示するためのものである。このデジタルスチルカメラ10では、レリーズボタン23を押圧操作することにより、1フレーム分の静止画の撮影が行われ、この撮影で得られる画像データがデジタルスチルカメラ10に装着されたメモリカード(図示せず)に記録される。

0027

このデジタルスチルカメラ10は、筐体内部に撮像レンズ1を備えている。この撮像レンズ1として、本実施の形態に係るズームレンズが用いられている。撮像レンズ1は、前面側に設けられた撮影開口22に、最も物体側のレンズ(負メニスカスレンズL11)が位置するように配置されている。撮像レンズ1は、直角プリズムLPによる折り曲げ後の光軸Z1がカメラボディ縦方向と一致するようにして、デジタルスチルカメラ10の内部に全体として縦方向に組み込まれている。なお、折り曲げ後の光軸Z1がカメラボディの横方向となるようにして、デジタルスチルカメラ10の内部に全体として横方向に組み込まれていても良い。

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。
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。また、第1レンズ群G1内において反射部材の後ろには1枚の正レンズL12のみを配置し、第2レンズ群には2枚のレンズのみを配置する等してレンズ枚数を比較的少なく構成したことで、小型化と低コスト化に有利とされている。また、移動群である第2レンズ群G2および第4レンズ群G4の焦点距離に関して適切な条件式(1),(2)を満たすことで、ズーム移動を考慮してレンズ系の小型化を図ることができる。また、少なくとも第1レンズ群G1と第4レンズ群G4のそれぞれにおいて、非球面を用いて収差補正に有利な構成にしつつ、それら非球面レンズを樹脂材で構成することで低コスト化が図られる。また、第4レンズ群G4の樹脂レンズを負レンズL43とすることで、他の正の樹脂レンズ(例えば第1レンズ群G1の正レンズL12)に対して、互いに温度補償するように働き、樹脂レンズを用いて低コスト化を図りつつも、温度変化による特性変動が良好に抑えられる。また、非球面レンズを樹脂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。

0029

条件式(1)は、第2レンズ群G2のパワーに関するもので、上限を超えるとパワーが大きくなり過ぎて、設計値に対する誤差感度が高くなり過ぎ好ましくない。また下限を下回ると、第2レンズ群G2の移動量が大きくなり過ぎて、レンズ系が大きくなり好ましくない。

0030

上記条件式(2)は、第4レンズ群G4のパワーに関するもので、下限を下回るとパワーが大きくなり過ぎて、設計値に対する誤差の感度が高くなり過ぎ好ましくない。また上限を上回ると、第4レンズ群G4の移動量が大きくなり過ぎて、レンズ系が大きくなり好ましくない。

0031

条件式(3)は、第2レンズ群G2内のレンズの面形状に関する。条件式(3)の条件を外れると像面湾曲等の収差補正が困難となる。

0032

条件式(4)は、第4レンズ群G2内の樹脂レンズ(負レンズL43)のパワーに関する。条件式(4)の条件を外れると、負レンズL43による他の正の樹脂レンズに対する温度補償が困難となる。

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、屈曲光学系として小型化に有利な構成にすると共に、レンズ枚数を比較的少なくして各レンズ群の構成の最適化を図るようにしたので、小型で良好な光学性能を維持しつつ、低コスト化を図ることができる。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

実施例1に係るズームレンズは、第1レンズ群G1内で最も像側の正レンズL12と、第3レンズ群G3内の正メニスカスレンズL31と、第4レンズ群G4内で最も像側の負レンズL43とが樹脂レンズとなっている。

0037

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4レンズ群G4が光軸上を移動するため、これらの各群の前後の面間隔D6,D10,D12,D17の値は可変となっている。図6(B)には、これらの面間隔D6,D10,D12,D17の変倍時のデータとして、広角端および望遠端における値を示す。

0038

図6(A)のレンズデータにおいて、面番号の左側に付された記号「*」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。実施例1に係るズームレンズは、第1レンズ群G1内の正レンズL12の両面S5,S6と、第3レンズ群G3内の正メニスカスレンズL31の両面S11,S12と、第4レンズ群G4内の負レンズL43の両面S16,S17とがすべて非球面形状となっている。図6(A)の基本レンズデータには、これらの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h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・h2/{1+(1−KA・C2・h2)1/2}+ΣAn・hn ……(A)
(n=3以上の整数
ただし、
Z:非球面の深さ(mm)
h: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〜A12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の面が非球面形状となっている。また、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のレンズが樹脂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、各実施例の値が各条件式の数値範囲内となっている。

0045

図17(A)〜(C)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、およびディストーション歪曲収差)を示している。図18(A)〜(C)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す。球面収差図には、g線(波長435.8nm),C線(波長656.3nm)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19(A)〜(C)(広角端)および図20(A)〜(C)(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21図26の(A)〜(C)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、非球面および樹脂レンズを効率的に用いることで、諸収差が良好に補正され、小型で良好な光学性能を維持しつつ、低コスト化が図られた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を示す。
屈曲光学系の説明図である。
本発明の一実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの一構成例を示す外観図である。

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…直角プリズム、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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