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JP5463855B2 - ズームレンズおよびカメラ装置および携帯情報端末装置 - Google Patents
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JP5463855B2 - ズームレンズおよびカメラ装置および携帯情報端末装置 - Google Patents

ズームレンズおよびカメラ装置および携帯情報端末装置 Download PDF

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Description

この発明は、ズームレンズおよびカメラ装置および携帯情報端末装置に関する。
近来、デジタルカメラが広く普及し、デジタルカメラに対するユーザの要望も多岐にわたるが、高画質化と小型化は常にユーザの欲するところであり、撮影レンズとして用いるズームレンズにも「高性能化と小型化の両立」が求められる。
ズームレンズの小型化の面では、使用時のレンズ全長(最も物体側のレンズ面から像面までの距離)を短縮することが必要であり、収納時の全長を抑制できるように、各レンズ群の厚みを短縮することも重要である。
ズームレンズの高性能化の面では、少なくとも1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を「全ズーム域にわたって有する」ことが必要である。
さらに、撮影レンズの広画角化を望むユーザも多く、ズームレンズの広角端の半画角は38度以上であることが望ましい.半画角:38度は,35mm銀塩カメラ(いわゆるライカ版)換算の焦点距離で28mmに相当する。
変倍比が大きいことについても要望が大きい。ズームレンズの変倍比は、35mm銀塩カメラ換算の焦点距離で28〜200mm相当程度(約7.1倍)あれば、一般的な撮影の殆ど全てをこなすことが可能と考えられる。
デジタルカメラ用のズームレンズには多くの種類が考えられるが、高変倍化に適したタイプとして、物体側から像側へ向かって順に、正の焦点距離を持つ第1レンズ群、負の焦点距離を持つ第2レンズ群、正の焦点距離を持つ第3レンズ群、正の焦点距離を持つ第4レンズ群を配置し、広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少し、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔が変化するものがある。
このタイプのズームレンズとして、変倍に際して第1レンズ群が、固定され、あるいは「像側に凸の弧状」に往復移動するものがあるが、変倍作用の多くを負担する第2レンズ群の移動量を大きく確保しようとすると、第3レンズ群近傍に配置される絞りが「広角端においても第1レンズ群から離れ」、広角・高変倍化を図ると、第1レンズ群が非常に大きくなりやすい。
上記タイプのズームレンズで、広角・高変倍かつ小型のズームレンズを実現するには、第1レンズ群が「広角端よりも望遠端で物体側に位置する」ように移動して変倍を行なうタイプが好ましい。このようにして、広角端でのレンズ全長を望遠端に比べて短くすることにより、第1レンズ群の大型化を抑制しつつ十分な広角化が可能となる。
高変倍化や長焦点化には色収差の発生が十ないやすいが、色収差の補正には「異常分散性を有するレンズの使用」が有効であることが知られている。
上記タイプのズームレンズで、異常分散性を有するレンズを使用したものが、特許文献1〜4等に提案されている。
特許文献1に記載されたズームレンズでは広角端における半画角は25度、特許文献2に記載されたもので正・負・正・正の4群構成の実施例のものでは広角端における半画角は29〜32度程度であり、これら特許文献1、2記載のズームレンズは広角化の点で昨今の要請に十分沿うものではない。
特許文献3に開示されたズームレンズは、広角端の半画角:37度程度で広角化されているが、全体で14枚構成と構成枚数が多く、収納時の全長短縮や低コスト化の面でなお課題がある。
特許文献4記載のズームレンズは、比較的簡単な構成で広角化・高変倍化を実現しているが、望遠端における全長がやや長く、小型化の面でなお改良の余地なしとしない。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、広角端の半画角:38度以上、変倍比:6.5倍以上を、10枚程度の少ないレンズ枚数で実現でき、小型で且つ1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力を実現可能なズームレンズの提供を課題とする。
請求項1記載のズームレンズは「物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群を配置するとともに、第2レンズ群と第3レンズ群の間に開口絞りを配してなり、広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少し、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔が増大し、第1レンズ群および第3レンズ群が、広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するズームレンズ」であって以下のごとき特徴を有する。
即ち、屈折率:nd、アッベ数:νd、および、部分分散比:Pg,F、および磨耗度:FAが、条件:
(1) 1.52 < nd < 1.62
(2) 65.0 < νd < 75.0
(3) 0.015 < Pg,F−(-0.001802×νd+0.6483) < 0.050
(4) 30 < FA < 500
を満足する光学ガラス材料による正レンズを、第3レンズ群が有する。
なお、上記部分分散比:Pg,Fは、上記光学ガラス材料のg線,F線,C線に対する屈折率:ng,nF,nCにより
Pg,F=(ng-nF)/(nF-nC)
で定義される量である。
即ち、請求項1記載のズームレンズは、第3レンズ群が、上記の条件(1)〜(4)を満足する光学ガラス材料による正レンズを有するのである。
請求項2記載のズームレンズは「物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群、正または負の屈折力を有する第5レンズ群を配置するとともに、第2レンズ群と第3レンズ群の間に開口絞りを配してなり、広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少し、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔が増大し、第1レンズ群および第3レンズ群が、広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するズームレンズ」であって、第3レンズ群が、上記条件(1)〜(4)を満足する光学ガラス材料による正レンズを有する」ことを特徴とする。
即ち、請求項2記載のズームレンズは、請求項1記載のズームレンズにおける第4レンズ群の像側に「正または負の屈折力を持つ第5レンズ群」を付加的に有する点を特徴とする。
前記「磨耗度」については後述する。
請求項1または2記載のズームレンズは、第3レンズ群中の条件(1)〜(4)を満足する光学ガラス材料による正レンズの焦点距離:fap、広角端における全系の焦点距離:fWが、条件:
(5) 1.0 < fap/fW < 2.0
を満足することが好ましい(請求項3)。
請求項1〜3の任意の1に記載のズームレンズは、第3レンズ群が「少なくとも2枚の正レンズと1枚の負レンズを有し、上記少なくとも2枚の正レンズのうち1枚が非球面を有する」構成とすることができる。
この場合、非球面を有する方の正レンズは「上記条件(1)〜(3)を満足しない光学ガラス材料」で形成することもできるし(請求項4)、「条件(1)〜(3)を満足する光学ガラス材料」で形成することもできる(請求項5)。
請求項4または5記載のズームレンズは、第3レンズ群が上記の如く「少なくとも1枚の負レンズ」を有するが、負レンズの1枚を「像側に曲率の強い凹面を向けた負レンズ」とし、これを「第3レンズ群の最も像側」に配置し、上記負レンズの像側の曲率の強い凹面の曲率半径:r3R、広角端における全系の焦点距離:fWが条件:
(6) 0.6 < |r3R|/fW < 1.3
を満足する構成とすることができる(請求項6)。
請求項1〜6の任意の1に記載のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に際する第1レンズ群の総移動量:X1、望遠端における全系の焦点距離:fTが、条件:
(7) 0.20 < X1/fT < 0.45
を満足することが好ましい(請求項7)。
請求項1〜7の任意の1に記載のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍に際する第3レンズ群の総移動量:X3、望遠端における全系の焦点距離:fTが、条件:
(8) 0.15 < X3/fT < 0.40
を満足することが好ましい(請求項8)。
請求項1〜8の任意の1に記載のズームレンズは、第2レンズ群の焦点距離:f2、第3レンズ群の焦点距離:f3が、条件:
(9) 0.50 < |f2|/f3 < 0.85
を満足することが好ましい(請求項9)。
請求項1〜9の任意の1に記載のズームレンズは、第1レンズ群の焦点距離:f1、広角端における全系の焦点距離:fWが条件:
(10) 5.0 < f1/fW < 8.0
を満足することが好ましい(請求項10)。
請求項11記載のズームレンズは「物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、開口絞り、正の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少し、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔が増大し、第1レンズ群および第3レンズ群が、広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するズームレンズ」において、以下の転を特徴とする。
屈折率:nd、およびアッベ数:νd、およびg線,F線,C線に対する屈折率:ng,nF,nCにより
Pg,F=(ng-nF)/(nF-nC)
で定義される部分分散比:Pg,F、および磨耗度:FAが、条件:
(1) 1.52 < nd < 1.62
(2) 65.0 < νd < 75.0
(3) 0.015 < Pg,F−(-0.001802×νd+0.6483) < 0.050
(4) 30 < FA < 500
を満足する光学ガラス材料による正レンズを、第3レンズ群が有する。
即ち、請求項11記載のズームレンズは、請求項1記載のズームレンズの4レンズ群構成を必要最小限のレンズ群構成としつつ、第4レンズ群の像側に付加的なレンズ群を1以上付加可能としたものである。
この発明のカメラ装置は、上記「請求項1〜11の任意の1に記載のズームレンズ」を撮影用光学系として有するカメラ装置(請求項12)であり、銀塩カメラとして構成することもできるが好ましくはデジタルカメラとして構成することができる。
この発明の携帯情報端末装置は、請求項1〜11の任意の1に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することを特徴とする(請求項13)。上記カメラ機能部としては、請求項10記載のカメラ装置を用いることができる。
説明を補足する。
「正・負・正・正の4レンズ群を基本として構成されるズームレンズ」では、第2レンズ群が主要な変倍作用を負担するいわゆるバリエータとして構成されるのが一般的であるが、この発明においては「第3レンズ群にも変倍作用を分担」させ、第2レンズ群の負担を軽くすることにより、「広角化・高変倍化に伴って困難になる収差補正の自由度」の確保を図っている。
広角端から望遠端への変倍に際しては「第1レンズ群を大きく物体側へ移動させる」ことにより、広角端において第1レンズ群を通過する光線高さを低くして、広角化に伴う第1レンズ群の大型化を抑制するとともに、望遠端においては「第1レンズ群と第2レンズ群の間隔」を大きく確保して長焦点化を達成している。
即ち、広角端から望遠端への変倍に際して「第1レンズ群と第2レンズ群の間隔」が大きくなり、「第2レンズ群と第3レンズ群との間隔」は小さくなって、第2レンズ群・第3レンズ群の倍率(の絶対値)はどちらも増加し、変倍作用を互いに分担する。
この発明のズームレンズのように、高変倍化を実現し「特に望遠端の焦点距離を長く」しようとすると「望遠側における軸上色収差の2次スペクトル」の補正が困難となる。
また、広角端の焦点距離を短くして「より広角化」しようとすると「広角側における倍率色収差の2次スペクトル」の補正が困難となる。
この発明のズームレンズでは、これら望遠側における軸上色収差、広角側における倍率色収差とその2次スペクトルの補正に、異常分散材料(異常分散性の大きな材料)を用いるが、異常分散材料の使用箇所と光学特性を大きな特徴とする。
一般に「軸上色収差の2次スペクトル」の低減には、軸上光線高さが高いレンズ群に特殊低分散ガラスを用いると効果が大きい。
第3レンズ群は「第1レンズ群に次いで軸上光線高さが高」いので、第3レンズ群中に特殊低分散ガラスを採用することにより、軸上色収差の2次スペクトルを十分に低減することが可能となる。
しかし、特殊低分散ガラスは、一般に屈折率が低いため「単色収差の補正能力」が低下し易い。従って、第3レンズ群を少ない枚数で構成しつつ、単色収差・色収差をバランス良く低減しようとする場合、特殊低分散ガラスの使用は必ずしも十分な効果を上げない。
この発明においては,第3レンズ群中の「少なくとも1枚の正レンズ」を、条件(1)〜(3)を満足する範囲の屈折率・アッベ数・異常分散性を有する光学ガラス材料で構成し、第3レンズ群が3枚程度の少ない枚数であっても「色収差の2次スペクトルを低減」し、かつ「単色収差の十分な補正」も可能となる。
上記光学ガラス材料の屈折率:ndが1.52以下であると単色収差の補正が不十分となり、アッベ数:νdが65.0以下であると色収差の補正が不十分となり、条件(3)のパラメータが0.015以下であると色収差の2次スペクトルの補正が不十分となる。
条件(1)〜(3)の全てについて、これら条件の上限を超えるような光学ガラス材料は存在しないか、仮に存在したとしても非常に特殊かつ高価となり、レンズ材料としての採用は現実的でない。
第3レンズ群の正レンズを形成し、条件(1)〜(3)を満足する光学ガラス材料の磨耗度:FAが満足するべき条件(4)について説明する。
磨耗度:FAは「測定面積:9cmの試料を、水平面内で毎分60回転する鋳鉄製平面皿の、中心から80mmの定位置に保持し、平均粒径:20μmのアルミナ砥粒:10gに水:20mlを添加したラップ液を5分間一様に供給し、加重:9.807Nの荷重をかけてラッピングしたときの摩耗減量:mと、日本光学硝子工業会で指定された標準試料(BSC7)を同一条件でラッピングしたときとの摩耗減量:m0の比を測定し、
試料の比重を「d」、標準試料の比重を「d0」として、次式:
FA={(m/d)/(m0/d0)}×100
により算出される量である。
磨耗減量:mが大きいほど、また、比重:dが小さいほど、磨耗度は大きい。
一般に「比較的低分散かつ異常分散性を有する光学ガラス材料」は磨耗度の大きなものが多い。特に、磨耗度が500を越える光学ガラス材料は「研磨・心取り・洗浄等のレンズ加工過程」において精度を出しにくく、傷が入りやすい等の問題があり、品質の低下や歩留まりの低さによるコストアップの要因となる。
条件(1)〜(3)を満足しつつ磨耗度:500未満である光学レンズ材料により「第3レンズ群の正レンズ」を形成することは、ズームレンズの高品質を低コストで維持する上で非常に重要である。
このような光学ガラス材料でも磨耗度が30より小さいと、磨耗しにくいため研磨に長時間を要し、レンズ製造の効率が低下してコストアップの要因となる。
条件(1)〜(4)を満足する光学ガラス材料で形成される第3レンズ群の正レンズの少なくとも1つが好ましくは満足すべき条件(5)について説明する。
条件(5)のパラメータ:fap/fWが、2.0より大きいと、異常分散材料を使用したレンズの屈折力が2次スペクトルを十分に低減するには足らず、十分な色収差補正を行えない場合がある。
逆に、パラメータ:fap/fWが1.0より小さいと、色収差補正と球面収差補正のバランスを取ることが難しくなる。また、当該正レンズの各面の曲率が大きくなるため加工精度の点でも不利となる。
「球面収差補正のための非球面」は、開口絞りに近い箇所に用いるのが良い。一方「異常分散材料を使用したレンズ」は、これを「開口絞りからある程度遠ざける」ことにより軸上色収差のみならず倍率色収差の2次スペクトル低減にも効果を持たせることが可能となる。
このような観点から、請求項4や5のように、第3レンズ群を「少なくとも2枚の正レンズと1枚の負レンズ」により構成する場合、請求項4のように、2枚の正レンズのうち開口絞りに近い方を「条件(1)〜(3)を満足しない非球面レンズ」とし、開口絞りから遠い方の正レンズを「異常分散材料を使用したレンズ」とするのは合理的な構成のひとつである。
第3レンズ群は上記の如く「第2レンズ群とともに変倍機能を分担」し、また結像の役割も果たす重要なレンズ群であるが、上述の構成を採ることによって十分な収差補正が可能となる。
また、第3レンズ群の物体側に配設される開口絞りが、少なくとも広角端において第3レンズ群からある程度離れていれば、最も開口絞りに近い正レンズを異常分散材料で構成した場合でも、軸上色収差のみならず倍率色収差の2次スペクトルの低減に効果を持たせることが可能となる。
また、低分散かつ異常分散性を有する光学ガラス材料は、転移点:Tgが比較的低いものが多く、低温で成形可能であるため「ガラスモールド技術による非球面レンズの作製」に適している。
従って、請求項5のように第3レンズ群の2枚の正レンズのうち、開口絞りに近い方を条件(1)〜(3)が満足される異常分散材料を使用した非球面レンズとするのも合理的な構成のひとつである。
第3レンズ群は上述の如く「変倍と結像の両方の役割を果たす重要なレンズ群」であるが請求項4の構成を採ることによっても十分な収差補正が可能となる。
なお、異常分散材料を使用したレンズをガラスモールド技術で作成する場合においても、成形前の母材となるプリフォームの形成には「研磨等の冷間加工」が必要な場合が多く、材料の磨耗度が重要である点は変わらない。
請求項6の条件(6)はより良好な収差補正を可能にする条件である。
条件(6)のパラメータ:|r3R|/fWが0.6より小さいと、球面収差が補正過剰となり易く、1.3より大きいと逆に球面収差が補正不足となり易い。
また、条件(6)の範囲外では、球面収差同様、コマ収差のバランスも取りにくく、軸外周辺部で外向性または内向性のコマ収差が発生し易くなる。
請求項7の条件(7)のパラメータ:X1/fTが0.20より小さいと、変倍に伴う第1レンズ群の移動量が小さすぎ、第2レンズ群の「変倍への寄与」が小さくなって第3レンズ群の「変倍のための負担」が増加するか、あるいは第1レンズ群・第2レンズ群の屈折力を強めなければならなくなり、いずれにせよ「各種収差の悪化」を招く。
また「広角端におけるレンズ全長」が長くなり、第1レンズ群を通過する光線高さが増加するため第1レンズ群の大型化を招く。
また、パラメータ:X1/fTが0.45より大きいと、変倍に伴う第1レンズ群の移動量が大きすぎ、広角端での全長が短くなりすぎるか、望遠端での全長が長くなりすぎる。広角端での全長が短くなりすぎると、第3レンズ群の移動スペースが制限されて第3レンズ群の「変倍への寄与」が小さくなるため全体の収差補正が困難となる。
望遠端での全長が長くなりすぎると「全長方向の小型化」の妨げになるほか、望遠端での周辺光量確保のために径方向が大型化し、鏡胴の倒れ等の製作誤差による像性能の劣化も招きやすくなる。
条件(7)のパラメータ:X1/fTは、より好ましくは、条件:
(7A) 0.25 < X1/fT < 0.40
を満足するのが良い。
請求項8における条件(8)のパラメータ:X3/fTが0.15より小さいと、変倍に伴う第3レンズ群の移動量が小さく「第3レンズ群の変倍への寄与が小さく」なり、第2レンズ群の負担が増加するか、第3レンズ群自体の屈折力を強めなければならなくなり、いずれにせよ各種収差の悪化を招く。
パラメータ:X3/fTが0.40より大きいと、広角端におけるレンズ全長が長くなって第1レンズ群を通過する光線高さが増加し、第1レンズ群の大型化を招く。
なお、パラメータ:X3/fTは、より好ましくは、条件:
(8A) 0.20 < X3/fT < 0.35
を満足するのが良い。
請求項9における条件(9)のパラメータ:|f2|/f3が0.50より小さいと、第2レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、パラメータ:|f2|/f3が0.85より大きいと、第3レンズ群の屈折力が強くなりすぎる。従って、条件(9)の範囲外では「変倍の際の収差変動」が大きくなり易くなる。
請求項10における条件(10)のパラメータ:f1/fWが5.0より小さいと、第2レンズ群の結像倍率が「等倍に近付」いて変倍効率が上がるので、高変倍化には有利であるが、第1レンズ群の各レンズに大きな屈折力が必要になり、特に望遠端での色収差が悪化し易くなる等の弊害があり、さらに、第1レンズ群が厚肉化・大口径化して特に収納状態における小型化を実現する上で不利となる。
パラメータ:f1/fWが8.0よりも大きいと、第2レンズ群の変倍への寄与が小さくなるため高変倍化が難しくなる.
この発明のズームレンズでは、第2レンズ群と第3レンズ群の間に開口絞りを配置し、この開口絞りを「隣接するレンズ群とは独立に移動させる」ことができる。
このような構成により、6.5倍以上という大きな変倍領域の「どのポジション」においても、より最適な光線経路の選択が可能となるため、特にコマ収差や像面湾曲等の補正の自由度が向上し、軸外性能の向上を達成できる。
開口絞りと第3レンズ群との間隔は「広角端において望遠端よりも広くなる」ことが好ましい。「条件(1)〜(3)を満足する異常分散材料」が使用されている第3レンズ群が「広角端において開口絞りから離れ、望遠端において開口絞りに近付く」ことにより、異常分散性が「広角端では倍率色収差の2次スペクトルの補正」に効果的に作用し、「望遠端では軸上色収差の2次スペクトルの補正」に効果的に作用する。
従って、変倍全域において色収差をより良好に補正することが可能となり、加えて「広角端において開口絞りを第1レンズ群に近づけて、第1レンズ群を通過する光線高さをより低くする」ことが可能となり、第1レンズ群のさらなる小型化を達成できるという効果も生む。
上述した理由により、開口絞りと第3レンズ群との間隔を「広角端において望遠端よりも広く」する場合には、広角端における開口絞りと第3レンズ群の最も物体側の面との軸上間隔:dSWが、望遠端における全系の焦点距離:fTに対して、条件:
(11) 0.05 < dSW/fT < 0.20
を満足することが好ましい。
パラメータ:dSW/fTが0.05より小さいと、広角端において第3レンズ群を通過する光線高さが小さくなり、広角側における倍率色収差の2次スペクトルの低減を効果的に行うことが困難になる。また、同じく広角端において「第1レンズ群を通過する光線高さ」が大きくなりすぎて第1レンズ群の大型化を招く。
パラメータ:dSW/fTが0.20より大きいと、広角端において第3レンズ群を通過する光線高さが大きくなり、像面がオーバーに倒れたり「樽型の歪曲収差」が大きくなったりし、特に広角域における性能確保が困難になる。
第1レンズ群は、物体側から、少なくとも1枚の負レンズと、少なくとも1枚の正レンズを有する構成であることが望ましい。より具体的には、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、物体側に強い凸面を向けた正レンズの2枚を配した2枚構成とするか、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、物体側に強い凸面を向けた正レンズ、物体側に強い凸面を向けた正レンズの3枚を配した3枚構成とするのが良い。
高変倍化、特に「望遠端の焦点距離を長くする」ためには、望遠端における「第2レンズ群・第3レンズ群・第4レンズ群の合成倍率」を大きくしなければならず、それに応じて「第1レンズ群で発生した収差が像面上で拡大される」ことになる。
従って、高変倍化のためには「第1レンズ群で発生する収差量」を十分に小さく抑える必要があり、そのためには第1レンズ群を上述の構成とすることが好ましい。
第2レンズ群は、物体側から順に、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ、像側に曲率の大きな面を向けた正レンズ、物体側に曲率の大きな面を向けた負レンズを配した3枚構成とすることが好ましい。
負の屈折力を有する変倍群を3枚構成とする場合、物体側から順に、負レンズ・負レンズ・正レンズという配置のものが良く知られているが、この構成に比べ、第2レンズ群の上記構成は「広角化に伴う倍率色収差の補正能力」において優れている。物体側から2番目のレンズと3番目のレンズは適宜接合しても良い。
このとき,第2レンズ群の各レンズは,以下の条件式を満足することが好ましい。
1.75 < N21 < 2.10 、 25 < ν21 < 55
1.75 < N22 < 2.10 、 15 < ν22 < 35
1.75 < N23 < 2.10 、 25 < ν23 < 55
これらの条件において、「N2i、ν2i(i=1〜3)」は、第2レンズ群中で「物体側から数えてi番目のレンズ」の屈折率、アッベ数である。
このような条件を満足する硝種を選択することにより「単色収差を十分に小さく抑えた上で、色収差のより良好な補正」が可能となる。
第3レンズ群は、後述する実施例のように、物体側から順に「正レンズ・正レンズ・負レンズ」を配してなる3枚構成とするのが好ましく、物体側から2番目の正レンズと3番目の負レンズは適宜接合しても良い。
この発明のズームレンズにおける第4レンズ群は、主として「射出瞳距離(テレセントリック性)の確保」および「その移動によるフォーカシング」の機能を有する。ズームレンズの小型化には、第4レンズ群はなるべく簡単な構成であるのがよく、正レンズ1枚で構成することが好ましい。
良好な収差補正を保ちながら「より小型化」を図るには非球面の採用が不可欠であるが、この発明のズームレンズでも、少なくとも第2レンズ群および第3レンズ群に、それぞれ1面以上の非球面を有することが好ましい。
特に、第2レンズ群においては「最も物体側の面と最も像側の面」の双方を非球面とすると「広角化に伴って増大し易い歪曲収差・非点収差」等の補正に高い効果を得ることができる。
非球面レンズとしては、光学ガラス材料や光学プラスチック材料を成型したもの(ガラスモールド非球面、プラスチックモールド非球面)や、ガラスレンズのレンズ面上に薄い樹脂層を成型し、その表面を非球面としたもの(ハイブリッド非球面、レプリカ非球面等と称される)等を使用できる。
開口絞りの開放径は「変倍に係わらず一定」とするのが機構上簡略となって良いが、長焦点端の開放径短焦点端に比べて大きくすることにより、変倍に伴うFナンバの変化を小さくすることもできる。
像面に到達する光量を減少させる必要があるときには「絞りを小径化」しても良いが、絞り径を大きく変えることなく「NDフィルタ等の挿入」により光量を減少させた方が回折現象による解像力の低下を防止できて好ましい。
上記の如く、請求項1、2、11記載のズームレンズは、請求項1の正・負・正・正の4群構成で、正の第3レンズ群に、条件(1)〜(4)を満足する光学ガラス材料による正レンズが含まれる点を技術思想上の共通点とし、この構成を基本構成としている。
請求項2記載のズームレンズは、上記基本構成において、第4レンズ群の像側に第5レンズ群を付加したものである。
請求項2に記載のズームレンズも、請求項1記載のズームレンズと同様に、上に説明した条件(5)〜(11)を満足することが好ましい。
請求項11記載のズームレンズも同様に、上記条件(5)〜(11)を満足することが好ましい。請求項2記載のズームレンズは、上記基本構成のズームレンズに第5レンズ群を付加する。
基本構成である請求項1のズームレンズの設計条件を若干緩めて設計の自由度を大きくし、このような緩めの条件で第1〜第4レンズ群を構成するときの性能の低下傾向を、第5レンズ群を付加することにより、補正して良好な性能を実現することができ、このような補正目的のために第5レンズ群の屈折力は、正とすることも負とすることもありうる。
請求項11記載のズームレンズでは、第4レンズ群の像側に、正または負の屈折力の第5レンズ群を付加できるのみならず、その更に像側に第6レンズ群等を付加する余地を残している。このような付加レンズ群の付加により、ズームレンズの設計をより容易にすることができる。
以上に説明したように、この発明によれば新規なズームレンズを実現できる。
この発明によれば上記構成により、後述の実施例に示すように、広角端での半画角:38度以上の広画角、6.5倍以上の高変倍比をもち、1000万〜1500万画素の撮像素子に対応した解像力をもつズームレンズを、10枚程度の少ないレンズ枚数でコンパクトに実現できる。
また、条件(5)以下の各条件を満足させることにより、色収差等の性能をより良好なものとできる。従って、係るズームレンズを撮影光学系として性能良好なカメラ装置・携帯情報端末装置を実現できる。
実施例1のズームレンズの構成を示す断面図である。 実施例2のズームレンズの構成を示す断面図である。 実施例3のズームレンズの構成を示す断面図である。 実施例4のズームレンズの構成を示す断面図である。 実施例5のズームレンズの構成を示す断面図である。 実施例1のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 実施例1のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 実施例1のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 実施例2のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 実施例2のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 実施例2のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 実施例3のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 実施例3のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 実施例3のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 実施例4のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 実施例4のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 実施例4のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 実施例5のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。 実施例5のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図である。 実施例5のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。 携帯情報端末装置の撮影機能部を説明するための図である。 図21の携帯情報端末装置のシステムを説明するための図である。
以下、実施の形態を説明する。
図1は、ズームレンズの実施の1形態を示す図である。
この実施の形態のズームレンズは後述する具体的な実施例1に関するものである。
図2は、ズームレンズの実施の別形態を示す図である。
この実施の形態のズームレンズは後述する具体的な実施例2に関するものである。
図3は、ズームレンズの実施の他の形態を示す図である。
この実施の形態のズームレンズは後述する具体的な実施例3に関するものである。
図4は、ズームレンズの実施のさらに他の形態を示す図である。
この実施の形態のズームレンズは後述する具体的な実施例4に関するものである。
図5は、ズームレンズの実施のさらに他の形態を示す図である。
この実施の形態のズームレンズは後述する具体的な実施例5に関するものである。
繁雑を避けるため、これら図1〜図5において符号を共通化した。
図1〜図4に示すズームレンズは、物体側(各図の左方)から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ群I、負の屈折力を有する第2レンズ群II、正の屈折力を有する第3レンズ群III、正の屈折力を有する第4レンズ群IVを配置するとともに、第2レンズ群IIと第3レンズ群IIIの間に開口絞りSを配してなる。即ち、これらの実施の形態のズームレンズの屈折力配分は、正・負・正・正である。
図5に示すズームレンズは、物体側(各図の左方)から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ群I、負の屈折力を有する第2レンズ群II、正の屈折力を有する第3レンズ群III、正の屈折力を有する第4レンズ群IV、正の屈折力を有する第5レンズ群Vを配置するとともに、第2レンズ群IIと第3レンズ群IIIの間に開口絞りSを配してなる。即ち、図5の実施の形態のズームレンズは正・負・正・正・正の屈折力配分を有する。
広角端(各図において最上段の図)から望遠端(各図において最下段の図)への変倍に際し、第1レンズ群Iと第2レンズ群IIとの間隔が増大し、第2レンズ群IIと第3レンズ群IIIとの間隔が減少し、第3レンズ群IIIと第4レンズ群IVとの間隔が増大し、第1レンズ群Iおよび第3レンズ群IIIが、広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動する。図5のズームレンズにおける第5レンズ群Vは、物体側に凸面を向けた1枚の正メニスカスレンズにより構成され、変倍に際しては移動しない。
即ち、図5の実施の形態における第5レンズ群Vは「固定群」である。
図1〜図5に示す各実施の形態とも、第3レンズ群IIIは、2枚の正レンズ(物体側の2枚の両凸レンズ)と1枚の負レンズ(最も像側のレンズ)とを有し、最も像側に配置された負レンズと、その物体側の両凸レンズは接合され、第3レンズ群の最も像側に配置された負レンズは「像側に曲率の強い凹面を向けた両凹レンズである。
これらの実施の形態のズームレンズは何れも、第3レンズ群III中に前記条件(1)〜(3)を満足する光学ガラス材料による正レンズを有している。
図1〜図3の実施の形態(後述する実施例1〜3)においては、第3レンズ群IIIの最も物体側(左側)の両凸レンズの光学ガラス材料が条件(1)〜(3)を満たす。この場合、負レンズと接合された両凸レンズの光学ガラス材料は条件(1)〜(3)を満足しない。
図4の実施の形態(後述する実施例4)においては、第3レンズ群IIIの、負レンズに接合された両凸レンズの光学ガラス材料が条件(1)〜(3)を満たし、最も物体側に配置された両凸レンズの光学ガラス材料は条件(1)〜(3)を満足しない。
図5の実施の形態(後述する実施例5)においては、3レンズ群IIIの、負レンズに接合された両凸レンズの光学ガラス材料が条件(1)〜(3)を満たす。最も物体側に配置された両凸レンズの光学ガラス材料は条件(2)、(3)を満足しない。
また、これら実施の形態に対応する具体的な実施例1〜5のズームレンズは、何れも条件(4)〜(10)および条件(11)を満足し、上述の条件(7A)、(8A)も満足する。
図21および図22を参照して「携帯情報端末装置」の実施の形態を説明する。
携帯情報端末装置は、カメラ装置を「カメラ機能部」として有している。
図21はカメラ装置(携帯情報端末装置のカメラ機能部)の外観を示し、図22は携帯情報端末装置のシステム構成を示している。
図22に示すように、携帯情報端末装置30は、撮影レンズ31と受光素子(1000万画素〜1500万画素が2次元に配列された電子撮像素子)45を有し、撮影レンズ31によって形成される「撮影対象物の像」を受光素子45によって読み取るように構成されている。
撮影レンズ31としては請求項1〜10の任意の1に記載のズームレンズ、より具体的には後述の実施例1〜4のズームレンズが用いられる。
受光素子45からの出力は中央演算装置40の制御を受ける信号処理装置42によって処理され、デジタル情報に変換され、デジタル化された画像情報は、中央演算装置40の制御を受ける画像処理装置41において所定の画像処理を受けた後、半導体メモリ44に記録される。
液晶モニタ38には、画像処理装置41において画像処理された撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ44に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ44に記録した画像は通信カード等43を使用して外部へ送信することができる。
画像処理装置41は「シェーディングの電気的な補正」や「画像中心部のトリミング」等を行なう機能も有する。
図21に示すように、撮影レンズ31は携帯時には、図21(a)に示すように沈胴状態にあり、ユーザが電源スイッチ36を操作して電源を入れると、(b)に示すように鏡胴が繰り出される。
このとき、鏡胴の内部でズームレンズの各群は「例えば広角端の配置」となっており、ズームレバー34を操作することで各群の配置が変化し「望遠端への変倍」を行うことができる。このときファインダ33も撮影レンズ31の画角の変化に連動して変倍する。
シャッタボタン35の半押しにより「フォーカシング」がなされる。
フォーカシングは、第2レンズ群または第4レンズ群の移動、あるいは受光素子45の移動、あるいは「第2レンズ群または第4レンズ群の移動とともに受光素子45を移動させて」行なうことができる。
半導体メモリ44に記録した画像を液晶モニタ38に表示したり、通信カード等を使用して外部へ送信したりする際は、図17(c)に示す操作ボタン37を使用して行う。半導体メモリおよび通信カード等は、それぞれ専用または汎用のスロット39A、39Bに挿入して使用される。
撮影レンズ31が沈胴状態にあるとき、ズームレンズの各レンズ群は、必ずしも光軸上に並んでいなくても良く、例えば、第3レンズ群および/または第4レンズ群が光軸上から退避して、他のレンズ群と並列に収納されるような機構とすれば、携帯情報端末装置のさらなる薄型化を実現できる。
以上に説明したような「カメラ装置を撮影機部として有する携帯情報端末装置」には、実施例1〜5のズームレンズを撮影レンズ31として使用することができ、1000万画素を超える受光素子45を使用した高画質で小型のカメラ機能を持つ携帯情報端末装置を実現できる。
以下に、ズームレンズの具体的な数値による実施例を示す。なお、全ての実施例において最大像高は4.05mmである。
各実施例において、第4レンズ群の像面側に配設される平行平板(図1〜図4において符号Fで示す。)は、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタやCCDセンサ等の受光素子のカバーガラス(シールガラス)に等価な平行平板として想定したものである。
レンズの材質は全実施例において、第4レンズ群IVを構成する「正レンズ」が光学プラスチックである他は「全て光学ガラス材料」となっている。
実施例における記号の意味は以下の通りである。
f:全系の焦点距離
F:Fナンバ
ω:半画角
R:曲率半径
D:面間隔
Nd:屈折率
νd:アッベ数
K:非球面の円錐定数
A4:4次の非球面係数
A6:6次の非球面係数
A8:8次の非球面係数
A10:10次の非球面係数
A12:12次の非球面係数
A14:14次の非球面係数
A16:16次の非球面係数
A18:18次の非球面係数 。
非球面は、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをH、上記円錐定数:K、工事の非球面係数」A4、A6、・・を用いて、周知の次式で表現される。
X=CH2/[1+√(1-(1+K)C2H2)]
+A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10+A12・H12+A14・H14+A16・H16+A18・H18
「実施例1」
f = 5.07〜34.50,F = 3.48〜5.65,ω = 39.79〜6.52
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01 44.010 1.00 1.92286 18.90 0.6495 OHARA S-NPH2
02 25.696 2.58 1.71300 53.87 0.5459 OHARA S-LAL8
03 158.136 0.10
04 21.124 2.23 1.77250 49.60 0.5520 OHARA S-LAH66
05 60.343 可変(A)
06* 48.042 0.74 1.88300 40.76 0.5667 OHARA S-LAH58
07 4.562 2.45
08 46.615 2.12 1.92286 18.90 0.6495 OHARA S-NPH2
09 -10.781 0.64 2.00330 28.27 0.5980 OHARA S-LAH79
10* -176.830 可変(B)
11 絞り 可変(C)
12* 5.844 2.95 1.55332 71.68 0.5402 HOYA M-FCD500
13* -9.056 0.10
14 7.355 2.10 1.62230 53.17 0.5542 OHARA S-BSM22
15 -12.396 0.60 1.90366 31.32 0.5947 HOYA TAFD25
16 4.446 可変(D)
17* 8.757 2.29 1.52470 56.20 光学プラスチック
18 106.665 可変(E)
19 ∞ 0.80 1.51680 64.20 各種フィルタ
20 ∞ 。
「非球面」(上記データ中において「*」印を付した面。以下の実施例2〜4においても同様である。)
第6面
K = 0.0,A4 = 2.47187×10-5,A6 = -2.33739×10-6,A8 = 1.40335×10-7
A10 = -3.70011×10-9,A12 = 3.54383×10-12,A14 = 6.39319×10-13
第10面
K = 0.0,A4 = -3.99709×10-4,A6 = -3.19281×10-6,A8 = -1.20904×10-7
A10 = -3.19854×10-8
第12面
K = 0.0,A4 = -8.15177×10-4,A6 = 1.43767×10-5,A8 = -1.42505×10-6
A10 = 9.97953×10-8
第13面
K = 0.0,A4 = 5.34757×10-4,A6 = 2.83041×10-5,A8 = -2.34413×10-6
A10 = 1.69514×10-7
第17面
K = 0.0,A4 = -1.04517×10-4,A6 = 7.81280×10-6,A8 = -2.51666×10-7
A10 = 4.09360×10-9
「可変量」
短焦点端 中間焦点距離 長焦点端
f = 5.072 f = 13.168 f = 34.499
A 0.600 8.550 14.656
B 9.480 3.800 0.900
C 4.263 1.650 0.650
D 4.210 6.003 11.719
E 2.445 4.222 3.015 。
「条件式のパラメータの値」
Pg,F - ( -0.001802×νd + 0.6483 ) = 0.0211 … HOYA M-FCD500
FA=430 HOYAM-FCD500
fap / fW = 1.36
|r3R|/ fW = 0.877
X1 / fT = 0.288
X3 / fT = 0.234
|f2| / f3 = 0.716
f1 / fW = 6.11
dSW / fT = 0.124 。
「実施例2」
f = 5.07〜34.53,F = 3.45〜5.61,ω = 39.75〜6.55
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01 34.416 1.00 2.00069 25.46 0.6135 HOYA TAFD40
02 19.937 2.91 1.59282 68.63 0.5441 HOYA FCD505
03 130.300 0.10
04 19.487 2.43 1.77250 49.60 0.5520 OHARA S-LAH66
05 67.560 可変(A)
06* 49.383 0.74 1.88300 40.76 0.5667 OHARA S-LAH58
07 4.329 2.19
08 35.544 1.99 1.92286 18.90 0.6495 OHARA S-NPH2
09 -11.473 0.64 2.00330 28.27 0.5980 OHARA S-LAH79
10* -220.632 可変(B)
11 絞り 可変(C)
12* 5.883 2.93 1.55332 71.68 0.5402 HOYA M-FCD500
13* -8.593 0.10
14 8.618 2.20 1.65100 56.16 0.5482 OHARA S-LAL54
15 -9.711 0.60 1.85026 32.27 0.5929 OHARA S-LAH71
16 4.491 可変(D)
17* 10.454 2.21 1.52470 56.20 光学プラスチック
18 -99.551 可変(E)
19 ∞ 0.80 1.51680 64.20 各種フィルタ
20 ∞ 。
「非球面」
第6面
K = 0.0,A4 = 4.38118×10-5,A6 = -3.28212×10-6,A8 = 1.67801×10-7
A10 = -4.32537×10-9,A12 = -1.26659×10-11,A14 = 1.27763×10-12
第10面
K = 0.0,A4 = -4.80018×10-4,A6 = -4.53081×10-6,A8 = -2.73503×10-7
A10 = -5.07166×10-8
第12面
K = 0.0,A4 = -8.76064×10-4,A6 = 1.71719×10-5,A8 = -1.39333×10-6
A10 = 9.31505×10-8
第13面
K = 0.0,A4 = 5.89357×10-4,A6 = 3.03606×10-5,A8 = -2.25267×10-6
A10 = 1.54591×10-7
第17面
K = 0.0,A4 = -5.88625×10-5,A6 = 1.08911×10-5,A8 = -4.32420×10-7
A10 = 7.34514×10-9
「可変量」
短焦点端 中間焦点距離 長焦点端
f = 5.075 f = 13.180 f = 34.531
A 0.600 8.169 14.520
B 7.927 2.234 0.900
C 4.439 3.062 0.650
D 2.823 4.745 11.720
E 3.435 5.264 3.014 。
「条件式のパラメータの値」
Pg,F - ( -0.001802×νd + 0.6483 ) = 0.0211 … HOYA M-FCD500
fap / fW = 1.34
FA=430 HOYAM-FCD500
|r3R|/ fW = 0.885
X1 / fT = 0.335
X3 / fT = 0.245
|f2| / f3 = 0.716
f1 / fW = 6.06
dSW / fT = 0.129 。
「実施例3」
f = 5.07〜34.45,F = 3.44〜5.57,ω = 39.77〜6.81
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01 52.874 1.00 1.92286 18.90 0.6495 OHARA S-NPH2
02 30.779 2.45 1.78800 47.37 0.5559 OHARA S-LAH64
03 566.184 0.10
04* 14.939 2.58 1.55332 71.68 0.5402 HOYA M-FCD500
05 30.390 可変(A)
06* 48.218 0.74 1.88300 40.76 0.5667 OHARA S-LAH58
07 4.324 2.33
08 205.967 2.16 2.00069 25.46 0.6135 HOYA TAFD40
09 -7.694 0.64 1.85135 40.10 0.5694 HOYA M-TAFD305
10* -521.286 可変(B)
11 絞り 可変(C)
12* 6.137 2.80 1.55332 71.68 0.5402 HOYA M-FCD500
13* -8.456 0.10
14 9.541 2.21 1.61800 63.33 0.5441 OHARA S-PHM52
15 -11.599 0.60 1.85026 32.27 0.5929 OHARA S-LAH71
16 4.921 可変(D)
17* 21.300 2.25 1.52470 56.20 光学プラスチック
18 -13.467 可変(E)
19 ∞ 0.80 1.51680 64.20 各種フィルタ
20 ∞ 。
「非球面」
第4面
K = 0.0,A4 = -2.61959×10-6,A6 = -4.61000×10-8,A8 = 4.12097×10-10
A10 = -2.83406×10-12
第6面
K = 0.0,A4 = 4.69989×10-5,A6 = -6.00298×10-6,A8 = 2.85972×10-7
A10 = -4.67475×10-9,A12 = -8.20307×10-11,A14 = 2.46554×10-12
第10面
K = 0.0,A4 = -5.17867×10-4,A6 = -9.91338×10-6,A8 = -2.02961×10-7
A10 = -5.38642×10-8
第12面
K = 0.0,A4 = -7.45563×10-4,A6 = 1.45957×10-5,A8 = -1.41743×10-6
A10 = 1.11141×10-7
第13面
K = 0.0,A4 = 7.01916×10-4,A6 = 2.59719×10-5,A8 = -2.44987×10-6
A10 = 1.76570×10-7
第17面
K = 0.0,A4 = -2.49031×10-5,A6 = 6.74925×10-6,A8 = -2.86346×10-7
A10 = 4.04476×10-9
「可変量」
短焦点端 中間焦点距離 長焦点端
f = 5.074 f = 13.161 f = 34.450
A 0.600 8.718 14.856
B 7.529 1.935 0.900
C 4.880 4.129 0.650
D 2.000 6.189 11.984
E 4.365 4.469 2.532 。
「条件式のパラメータの値」
Pg,F - ( -0.001802×νd + 0.6483 ) = 0.0211 … HOYA M-FCD500
FA=430 HOYAM-FCD500
fap / fW = 1.36
|r3R|/ fW = 0.970
X1 / fT = 0.335
X3 / fT = 0.231
|f2| / f3 = 0.713
f1 / fW = 6.26
dSW / fT = 0.142 。
「実施例4」
f = 5.06〜34.50,F = 3.49〜5.67,ω = 39.85〜6.77
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01 46.479 1.00 1.92286 18.90 0.6495 OHARA S-NPH2
02 28.340 2.56 1.77250 49.60 0.5520 OHARA S-LAH66
03 416.600 0.10
04* 14.296 2.40 1.55332 71.68 0.5402 HOYA M-FCD500
05 26.318 可変(A)
06* 50.551 0.74 1.88300 40.76 0.5667 OHARA S-LAH58
07 4.347 2.39
08 268.383 2.18 2.00069 25.46 0.6135 HOYA TAFD40
09 -7.762 0.64 1.85135 40.10 0.5694 HOYA M-TAFD305
10* -405.417 可変(B)
11 絞り 可変(C)
12* 6.037 2.75 1.51633 64.06 0.5333 OHARA L-BSL7
13 -8.210 0.10
14 7.936 2.36 1.59282 68.63 0.5441 HOYA FCD505
15 -9.478 0.60 1.85026 32.27 0.5929 OHARA S-LAH71
16 4.855 可変(D)
17* 21.081 2.00 1.52470 56.20 光学プラスチック
18 -13.476 可変(E)
19 ∞ 0.80 1.51680 64.20 各種フィルタ
20 ∞ 。
「非球面」
第4面
K = 0.0,A4 = -2.13930×10-6,A6 = -5.68815×10-8,A8 = 5.09447×10-10
A10 = -3.52370×10-12
第6面
K = 0.0,A4 = 6.98920×10-5,A6 = -6.51267×10-6,A8 = 3.05288×10−7
A10 = -4.97334×10-9,A12 = -7.64920×10-11,A14 = 2.31453×10-12
第10面
K = 0.0,A4 = -4.84852×10-4,A6 = -1.06293×10-5,A8 = 1.65811×10-8
A10 = -5.72723×10-8
第12面
K = 0.0,A4 = -7.11335×10-4,A6 = 1.19186×10-5,A8 = -1.35662×10-6
A10 = 1.20507×10-7
第13面
K = 0.0,A4 = 6.51905×10-4,A6 = 2.55654×10-5,A8 = -2.41458×10-6
A10 = 1.89127×10-7
第17面
K = 0.0,A4 = -9.04702×10-5,A6 = 9.86668×10-6,A8 = -4.20068×10-7
A10 = 6.42194×10-9
「可変量」
短焦点端 中間焦点距離 長焦点端
f = 5.061 f = 13.144 f = 34.503
A 0.600 8.583 14.642
B 7.867 1.694 0.900
C 4.718 4.584 0.650
D 2.000 6.351 11.947
E 4.180 4.150 2.557 。
「条件式のパラメータの値」
Pg,F - ( -0.001802×νd + 0.6483 ) = 0.0195 … HOYA FCD505
FA=460 HOYAM-FCD505
fap / fW = 1.52
|r3R|/ fW = 0.959
X1 / fT = 0.328
X3 / fT = 0.241
|f2| / f3 = 0.718
f1 / fW = 6.26
dSW / fT = 0.137 。
「実施例5」
f = 5.07〜34.46, F = 3.43〜5.79, ω = 39.82〜6.53
面番号 R D Nd νd Pg,F 硝種名
01 36.861 1.00 1.92286 18.90 0.6495 OHARA S-NPH2
02 24.198 2.90 1.59282 68.63 0.5520 HOYA FCD505
03 370.861 0.10
04 17.021 2.37 1.75500 52.32 0.5402 HOYA TAC6
05 35.390 可変 (A)
06* 33.358 0.74 1.88300 40.76 0.5667 OHARA S-LAH58
07 4.063 2.16
08 72.493 2.09 1.84666 23.78 0.6135 HOYA FDS90
09 -7.451 0.64 1.82080 42.71 0.5694 HOYA M-TAFD51
10* -534.330 可変 (B)
11 絞り 可変 (C)
12* 6.787 2.76 1.58913 61.15 0.5333 OHARA L-BAL35
13* -8.678 0.13
14 11.340 2.33 1.59282 68.63 0.5441 HOYA FCD505
15 -7.520 0.60 1.68893 31.16 0.5929 HOYA E-FD8
16 4.761 可変 (D)
17* 13.573 1.74 1.52470 56.20 光学プラスチック
18 153.380 可変 (E)
19 15.998 1.20 1.48749 70.44 HOYA FC5
20 234.342 1.10
21 ∞ 0.80 1.51680 64.20 各種フィルタ
22 ∞
「非球面」
第6面
K = 0.0,A4 = -2.11567×10-5,A6 = 1.02684×10-7,A8 = -4.62111×10-8
A10 = 7.02968×10-10
第10面
K = 0.0,A4 = -6.56577×10-4,A6 = -6.52956×10-6,A8 = -1.05912×10-6
A10 = -5.75774×10-8
第12面
K = 0.0,A4 = -8.54494×10-4,A6 = 5.37510×10-6,A8 = -8.26341×10-7
A10 = -5.09750×10-8
第13面
K = 0.0,A4 = 3.54458×10-4,A6 = 6.38751×10-6,A8 = -7.62332×10-7
A10 = -5.58192×10-8
第17面
K = 0.0,A4 = -3.04703×10-5,A6 = 1.04070×10-5,A8 = -4.76045×10-7
A10 = 9.37621×10-9
「可変量」
短焦点端 中間焦点距離 長焦点端
f = 5.067 f = 13.151 f = 34.459
A 0.600 7.344 14.239
B 6.716 2.239 0.950
C 4.616 2.573 0.600
D 2.503 4.089 11.904
E 2.666 5.280 1.000
「条件式のパラメータの値」
Pg,F - ( -0.001802×νd + 0.6483 ) = 0.0195 … HOYA FCD505
FA = 460 … HOYA FCD505
fap / fW = 1.58
|r3R|/ fW = 0.940
X1 / fT = 0.336
X3 / fT = 0.224
|f2| / f3 = 0.668
f1 / fW = 5.85
dSW / fT = 0.135
図6、図7、図8に実施例1のズームレンズの短焦点端、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線図を示す。
図9、図10、図11に実施例2のズームレンズの短焦点端、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線図を示す。
図12、図13、図14に実施例3のズームレンズの短焦点端、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線図を示す。
図15、図16、図17に実施例4のズームレンズの短焦点端、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線図を示す。
図18、図19、図20に実施例5のズームレンズの短焦点端、中間焦点距離、長焦点端における収差曲線図を示す。
球面収差の図における破線は「正弦条件」を示す。非点収差の図における実線は「サジタル」、破線は「メリディオナル」を表す。
各実施例とも、収差は十分に補正されており、1000万〜1500万画素の受光素子に対応可能となっている。
I 第1レンズ群
II 第2レンズ群
III 第3レンズ群
IV 第4レンズ群
S 開口絞り
特開平 08−248317号公報 特開2001−194590号公報 特開2004−333768号公報 特開2008−026837号公報

Claims (13)

  1. 物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群を配置するとともに、第2レンズ群と第3レンズ群の間に開口絞りを配してなり、広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少し、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔が増大し、第1レンズ群および第3レンズ群が、広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、
    屈折率:nd、およびアッベ数:νd、およびg線,F線,C線に対する屈折率:ng,nF,nCにより
    Pg,F=(ng-nF)/(nF-nC)
    で定義される部分分散比:Pg,F、および磨耗度:FAが、条件:
    (1) 1.52 < nd < 1.62
    (2) 65.0 < νd < 75.0
    (3) 0.015 < Pg,F−(-0.001802×νd+0.6483) < 0.050
    (4) 30 < FA < 500
    を満足する光学ガラス材料による正レンズを、第3レンズ群が有することを特徴とするズームレンズ。
  2. 物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群、正または負の屈折力を有する第5レンズ群を配置するとともに、第2レンズ群と第3レンズ群の間に開口絞りを配してなり、広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少し、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔が増大し、第1レンズ群および第3レンズ群が、広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、
    屈折率:nd、およびアッベ数:νd、およびg線,F線,C線に対する屈折率:ng,nF,nCにより
    Pg,F=(ng-nF)/(nF-nC)
    で定義される部分分散比:Pg,F、および磨耗度:FAが、条件:
    (1) 1.52 < nd < 1.62
    (2) 65.0 < νd < 75.0
    (3) 0.015 < Pg,F−(-0.001802×νd+0.6483) < 0.050
    (4) 30 < FA < 500
    を満足する光学ガラス材料による正レンズを、第3レンズ群が有することを特徴とするズームレンズ。
  3. 請求項1または2記載のズームレンズにおいて、
    第3レンズ群中の条件(1)〜(4)を満足する光学ガラス材料による正レンズの焦点距離:fap、広角端における全系の焦点距離:fWが、条件:
    (5) 1.0 < fap/fW < 2.0
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
  4. 請求項1〜3の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
    第3レンズ群が、少なくとも2枚の正レンズと1枚の負レンズを有し、上記少なくとも2枚の正レンズのうち1枚は非球面を有し、この非球面を有する正レンズの光学ガラス材料は条件(1)〜(3)を満足しないことを特徴とするズームレンズ。
  5. 請求項1〜3の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
    第3レンズ群が、少なくとも2枚の正レンズと1枚の負レンズを有し、上記少なくとも2枚の正レンズのうち1枚は非球面を有し、この非球面を有する正レンズを構成する光学ガラス材料が条件(1)〜(3)を満足することを特徴とするズームレンズ。
  6. 請求項4または5記載のズームレンズにおいて、
    第3レンズ群の最も像側に、像側に曲率の強い凹面を向けた負レンズが配置され、上記負レンズの像側の曲率の強い凹面の曲率半径:r3R、広角端における全系の焦点距離:fWが条件:
    (6) 0.6 < |r3R|/fW < 1.3
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
  7. 請求項1〜6の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
    広角端から望遠端への変倍に際する第1レンズ群の総移動量:X1、望遠端における全系の焦点距離:fTが、条件:
    (7) 0.20 < X1/fT < 0.45
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
  8. 請求項1〜7の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
    広角端から望遠端への変倍に際する第3レンズ群の総移動量:X3、望遠端における全系の焦点距離:fTが、条件:
    (8) 0.15 < X3/fT < 0.40
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
  9. 請求項1〜8の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
    第2レンズ群の焦点距離:f2、第3レンズ群の焦点距離:f3が、条件:
    (9) 0.50 < |f2|/f3 < 0.85
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
  10. 請求項1〜9の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
    第1レンズ群の焦点距離:f1、広角端における全系の焦点距離:fWが条件:
    (10) 5.0 < f1/fW < 8.0
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
  11. 物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、開口絞り、正の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少し、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔が増大し、第1レンズ群および第3レンズ群が、広角端よりも望遠端で物体側に位置するように移動するズームレンズにおいて、
    屈折率:nd、およびアッベ数:νd、およびg線,F線,C線に対する屈折率:ng,nF,nCにより
    Pg,F=(ng-nF)/(nF-nC)
    で定義される部分分散比:Pg,F、および磨耗度:FAが、条件:
    (1) 1.52 < nd < 1.62
    (2) 65.0 < νd < 75.0
    (3) 0.015 < Pg,F−(-0.001802×νd+0.6483) < 0.050
    (4) 30 < FA < 500
    を満足する光学ガラス材料による正レンズを、第3レンズ群が有することを特徴とするズームレンズ。
  12. 請求項1〜11の任意の1に記載のズームレンズを、撮影用光学系として有することを特徴とするカメラ装置。
  13. 請求項1〜11の任意の1に記載のズームレンズを、カメラ機能部の撮影用光学系として有することを特徴とする携帯情報端末装置。
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