物体側から順に配置された、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、負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、からなり、
前記各レンズ群の光軸上の間隔を変化させることにより広角端から望遠端への変倍を行い、
前記第3レンズ群を光軸に沿って移動させてフォーカシングを行い、
以下に示す条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
(1) νd1n ave≧67.5
ただし、νd1n aveは前記第1レンズ群に含まれる全ての負レンズのアッベ数の平均値を示す。
請求項1〜6のいずれか一つに記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された光学像を電気的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。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明にかかるズームレンズおよび撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0018】
本発明にかかるズームレンズは、物体側から順に配置された、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、負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、からなっている。そして、第1〜第4レンズ群を光軸に沿って移動させて、前記各レンズ群の光軸上の間隔を変えることにより広角端から望遠端への変倍を行う。さらに、第3レンズ群を光軸に沿って移動させてフォーカシングを行う。
【0019】
本発明にかかるズームレンズは、物体側から順に、負正負正の屈折力を有する4つのレンズ群を配置する構成を採用した。ズームレンズにおいて、第1レンズ群の口径は他のレンズ群より大きくなる傾向にある。そこで、本発明では、第1レンズ群を負群とすることにより、第1レンズ群の口径を小さく抑えて、光学系の小型・軽量化を実現する。また、第1レンズ群を負群とすることにより、広角側の画角を確保しやすくなる。
【0020】
また、第2レンズ群を正群とすることで、第3レンズ群へ入射する光束径を小さくすることができる。そして、第3レンズ群をフォーカス群とすることで、小径で軽量なレンズ群にて画角変化が小さいウォブリングが可能になるため、動画撮影にも好適に適用できるズームレンズを実現することができる。
【0021】
加えて、本発明にかかるズームレンズでは、第1レンズ群に含まれる全ての負レンズのアッベ数の平均値をνd1n aveとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
(1) νd1n ave≧67.5
【0022】
条件式(1)は、第1レンズ群に含まれる負レンズのアッベ数の平均値の範囲を規定する式である。軸外光線が光軸から遠い位置で通過する第1レンズ群に高分散の硝材を用いたレンズを配置した場合、色収差の補正が難しくなり、高解像力を有する光学系を実現することが困難になる。そこで、本発明では、第1レンズ群中に条件式(1)を満足するような分散が小さい負レンズを採用することにより、倍率色収差や軸上色収差を良好に補正することが可能になって、高解像力を有する光学系を実現することができる。
【0023】
なお、条件式(1)の下限値は、好ましくは67.7以上、より好ましくは68.0以上になるように設定するとよい。また、条件式(1)の上限値は、好ましくは95.0以下、より好ましくは85.0以下になるように設定するとよい。
【0024】
さらに、本発明にかかるズームレンズでは、第1レンズ群に含まれる負レンズの屈折率の最大値をnd1n maxとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
(2) nd1n max≦1.80
【0025】
条件式(2)は、第1レンズ群に含まれる負レンズの屈折率の最大値の範囲を規定する式である。一般的にズームレンズの第1レンズ群は、他のレンズ群に比べて大きくなるため、第1レンズ群を構成するレンズに高屈折率の比重の大きい硝材を使用した場合、レンズ重量が増し軽量な光学系の実現が困難になる。そこで、本発明では、第1レンズ群中に条件式(2)を満足するような屈折率が小さい負レンズを採用することにより、光学系中で最も大きい第1レンズ群に比重の小さい硝材を使用することになるため、軽量な光学系が設計しやすくなる。
【0026】
なお、条件式(2)の下限値は、好ましくは1.44以上、より好ましくは1.49以上になるように設定するとよい。また、条件式(2)の上限値は、好ましくは1.75以下、より好ましくは1.72以下になるように設定するとよい。
【0027】
さらに、本発明にかかるズームレンズでは、第1レンズ群の焦点距離をf1、第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
(3) 0.75≦f2/|f1|≦1.70
【0028】
条件式(3)は、第1レンズ群の焦点距離の絶対値に対する第2レンズ群の焦点距離の比の範囲を規定するための式である。条件式(3)を満足することで、第1レンズ群に対する第2レンズ群の屈折力を適切にして、良好な解像性能を維持しながら、光学系全長を短縮することができ、小型で、高解像力を有するズームレンズを実現することが可能になる。
【0029】
条件式(3)においてその下限を下回ると、第1レンズ群に対する第2レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、球面収差の補正が過剰になり、高解像力を有するズームレンズを実現することが困難になる。一方、条件式(3)においてその上限を超えると、第1レンズ群に対する第2レンズ群の屈折力が弱くなりすぎて、光学系全長が延び、小型のズームレンズを実現することが困難になる。
【0030】
なお、条件式(3)の下限値は、好ましくは0.80以上、より好ましくは0.90以上になるように設定するとよい。また、条件式(3)の上限値は、好ましくは1.60以下、より好ましくは1.50以下になるように設定するとよい。
【0031】
さらに、本発明にかかるズームレンズでは、第1レンズ群の焦点距離をf1、第3レンズ群の焦点距離をf3とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
(4) 1.50≦f3/f1≦2.70
【0032】
条件式(4)は、第1レンズ群の焦点距離に対する第3レンズ群の焦点距離の比の範囲を規定するための式である。条件式(4)を満足することで、第1レンズ群に対する第3レンズ群の屈折力を適切にして、良好な解像性能を維持しながら、光学系全長を短縮することができ、小型で、高解像力を有するズームレンズを実現することが可能になる。
【0033】
条件式(4)においてその下限を下回ると、第1レンズ群に対する第3レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、球面収差の補正が過剰になり、高解像力を有するズームレンズを実現することが困難になる。一方、条件式(4)においてその上限を超えると、第1レンズ群に対する第3レンズ群の屈折力が弱くなりすぎて、フォーカシング時の第3レンズ群の移動量が増加することにより光学系全長が延び、小型のズームレンズを実現することが困難になる。
【0034】
なお、条件式(4)の下限値は、好ましくは1.60以上、より好ましくは1.65以上になるように設定するとよい。また、条件式(4)の上限値は、好ましくは2.60以下、より好ましくは2.45以下になるように設定するとよい。
【0035】
さらに、本発明にかかるズームレンズでは、第1レンズ群の焦点距離をf1、第4レンズ群の焦点距離をf4とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
(5) 1.90≦f4/|f1|≦4.20
【0036】
条件式(5)は、第1レンズ群の焦点距離の絶対値に対する第4レンズ群の焦点距離の比の範囲を規定するための式である。条件式(5)を満足することで、第1レンズ群に対する第4レンズ群の屈折力を適切にして、良好な解像性能を維持しながら、光学系全長を短縮することができ、小型で、高解像力を有するズームレンズを実現することが可能になる。
【0037】
条件式(5)においてその下限を下回ると、第1レンズ群に対する第4レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、像面湾曲の補正が過剰になり、高解像力を有するズームレンズを実現することが困難になる。一方、条件式(5)においてその上限を超えると、第1レンズ群に対する第4レンズ群の屈折力が弱くなりすぎて、光学系全長が延び、小型のズームレンズを実現することが困難になる。
【0038】
なお、条件式(5)の下限値は、好ましくは2.00以上、より好ましくは2.10以上になるように設定するとよい。また、条件式(5)の上限値は、好ましくは4.00以下、より好ましくは3.90以下になるように設定するとよい。
【0039】
また、本発明にかかるズームレンズでは、変倍の際に、第1レンズ群を像側に凸の軌跡を描くように移動させるとよい。このようにすることで、望遠端での像倍率を稼ぎやすくなり、高変倍比のズームレンズの実現が容易になる。
【0040】
以上説明したように、本発明にかかるズームレンズは、上記構成を備えることにより、高変倍比を確保しつつ、小型化、軽量化、高解像化を達成することができ、動画撮影にも好適に適用することができる。特に、条件式(1)を満足することで、色収差を良好に補正することができる。条件式(2)を満足することで、光学系のより軽量化を実現することができる。条件式(3)を満足することで、良好な解像性能を維持しながら(特に、球面収差の良好な補正が可能になる)、光学系全長をより短縮することができる。条件式(4)を満足することで、良好な解像性能を維持しながら(特に、球面収差の良好な補正が可能になる)、フォーカシング時における第3レンズ群の移動量を抑制して、光学系全長をより短縮することができる。条件式(5)を満足することで、良好な解像性能を維持しながら(特に、像面湾曲の良好な補正が可能になる)、光学系全長をより短縮することができる。
【0041】
さらに、本発明では、上記構成を備えたズームレンズと、このズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と、を備えることによって、小型・軽量で、高解像力を有するズームレンズを備えた撮像装置を実現することができる。
【0042】
以下、本発明にかかるズームレンズの実施例を図面に基づき詳細に説明する。なお、以下の実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例1】
【0043】
図1は、実施例1にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G
1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G
2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G
3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G
4と、が配置されて構成される。第4レンズ群G
4と像面IMGとの間には、カバーガラスCGが配置されている。カバーガラスCGは、必要に応じて配置される。
【0044】
第1レンズ群G
1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L
11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL
12と、両凹負レンズL
13と、両凸正レンズL
14と、が配置されて構成される。負メニスカスレンズL
12の両面には、非球面が形成されている。両凹負レンズL
13と両凸正レンズL
14とは、接合されている。
【0045】
第2レンズ群G
2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L
21と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL
22と、所定の口径を規定する開口絞りSTPと、両凸正レンズL
23と、両凹負レンズL
24と、両凸正レンズL
25と、が配置されて構成される。負メニスカスレンズL
21と正メニスカスレンズL
22とは、接合されている。両凸正レンズL
23と両凹負レンズL
24とは、接合されている。両凸正レンズL
25の両面には、非球面が形成されている。
【0046】
第3レンズ群G
3は、物体側から順に、両凹負レンズL
31と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL
32と、が配置されて構成される。
【0047】
第4レンズ群G
4は、物体側から順に、両凸正レンズL
41と、両凹負レンズL
42と、が配置されて構成される。両凹負レンズL
42の両面には、非球面が形成されている。
【0048】
このズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G
1と第2レンズ群G
2との間隔が徐々に狭まるように、第2レンズ群G
2と第3レンズ群G
3との間隔が徐々に広がるように、第3レンズ群G
3と第4レンズ群G
4との間隔が徐々に広がるように、第4レンズ群G
4とカバーガラスCGとの間隔が徐々に広がるように、各レンズ群が移動する。
【0049】
具体的には、広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群は次のように移動する。第1レンズ群G
1は、光軸に沿って像面IMG側に凸の軌跡を描くように移動する。すなわち、一旦像面IMG側に移動した後、物体側に移動する。第2レンズ群G
2は、光軸に沿って像面IMG側から物体側へ単調に移動する。第3レンズ群G
3は、光軸に沿って像面IMG側から物体側へ単調に移動する。第4レンズ群G
4は、光軸に沿って像面IMG側から物体側へ単調に移動する。
【0050】
また、このズームレンズでは、第3レンズ群G
3を光軸に沿って物体側から像面IMG側へ移動させることにより、フォーカシングを行う。
【0051】
以下、実施例1にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。
【0052】
(面データ)
r
1=36.1445
d
1=1.2000 nd
1=1.59561 νd
1=67.00
r
2=11.9369
d
2=4.1786
r
3=20.0000(非球面)
d
3=1.5000 nd
2=1.69979 νd
2=55.46
r
4=9.7567(非球面)
d
4=6.4499
r
5=-29.9941
d
5=0.6500 nd
3=1.49845 νd
3=81.61
r
6=15.5345
d
6=3.7013 nd
4=1.80831 νd
4=46.50
r
7=-295.9645
d
7=D(7)(可変)
r
8=18.8800
d
8=0.6000 nd
5=1.83945 νd
5=42.72
r
9=8.8369
d
9=2.8000 nd
6=1.61669 νd
6=44.27
r
10=47.3804
d
10=1.5000
r
11=∞(開口絞り)
d
11=3.4702
r
12=14.7421
d
12=2.7578 nd
7=1.49845 νd
7=81.61
r
13=-48.4383
d
13=0.6000 nd
8=1.80633 νd
8=29.84
r
14=28.0242
d
14=0.9637
r
15=40.3028(非球面)
d
15=2.7732 nd
9=1.49856 νd
9=81.56
r
16=-16.1149(非球面)
d
16=D(16)(可変)
r
17=-62.3217
d
17=0.6500 nd
10=1.91695 νd
10=35.25
r
18=21.7156
d
18=0.7068
r
19=25.2705
d
19=2.0216 nd
11=1.93323 νd
11=20.88
r
20=111.3000
d
20=D(20)(可変)
r
21=27.0257
d
21=4.7390 nd
12=1.49845 νd
12=81.61
r
22=-23.2392
d
22=0.1500
r
23=-42.3506(非球面)
d
23=1.2000 nd
13=1.85639 νd
13=40.10
r
24=600.0000(非球面)
d
24=D(24)(可変)
r
25=∞
d
25=3.5600 nd
14=1.51872 νd
14=64.20
r
26=∞
d
26=3.6260
r
27=∞(像面)
【0053】
(円錐係数(κ)および非球面係数(A
4,A
6,A
8,A
10))
(第3面)
κ=1.00000,
A
4=4.38991×10
-5,A
6=-3.54159×10
-7,
A
8=9.26420×10
-10,A
10=-3.29341×10
-12
(第4面)
κ=-7.69271×10
-1,
A
4=1.07041×10
-4,A
6=-1.22138×10
-7,
A
8=6.63998×10
-11,A
10=-1.61017×10
-11
(第15面)
κ=0,
A
4=-1.55206×10
-4,A
6=1.89245×10
-7,
A
8=-2.43418×10
-8,A
10=8.84116×10
-10
(第16面)
κ=0,
A
4=-1.36697×10
-5,A
6=1.67240×10
-7,
A
8=-1.65197×10
-8,A
10=6.83693×10
-10
(第23面)
κ=0,
A
4=1.64689×10
-4,A
6=-1.22862×10
-6,
A
8=6.91495×10
-9,A
10=-2.32317×10
-11
(第24面)
κ=0,
A
4=1.96588×10
-4,A
6=-1.01713×10
-6,
A
8=5.95149×10
-9,A
10=-1.72677×10
-11
【0054】
(各種データ)
広角端 中間焦点位置 望遠端
焦点距離 12.1603 16.6984 22.9174
Fナンバー 3.2996 3.7671 4.3804
半画角(ω) 52.3781 40.9985 31.0120
D(7) 15.3971 7.2134 0.9000
D(16) 1.6387 4.0656 7.9199
D(20) 3.9091 5.3491 5.5896
D(24) 13.7332 15.5738 18.0227
【0055】
(ズームレンズ群データ)
群 始面 焦点距離
1 1 -15.96(f1)
2 8 18.75(f2)
3 17 -36.40(f3)
4 21 54.35(f4)
【0056】
(条件式(1)に関する数値)
νd1n ave=68.0
(νd1n ave:第1レンズ群G
1に含まれる全ての負レンズのアッベ数の平均値)
【0057】
(条件式(2)に関する数値)
nd1n max=1.70
(nd1n max:第1レンズ群G
1に含まれる負レンズの屈折率の最大値)
【0058】
(条件式(3)に関する数値)
f2/|f1|=1.18
【0059】
(条件式(4)に関する数値)
f3/f1=2.28
【0060】
(条件式(5)に関する数値)
f4/|f1|=3.41
【0061】
図2は、実施例1にかかるズームレンズの諸収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(587.56nm)、長破線はF線(486.13nm)、短破線はC線(656.28nm)に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表し、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性を示している。歪曲収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表している。
【実施例2】
【0062】
図3は、実施例2にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。本実施例にかかるズームレンズの光学構成や変倍時における各レンズ群の移動等は、実施例1に示したズームレンズと同様である。よって、本実施例では、実施例1と同様な部材には同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。
【0063】
以下、実施例2にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。
【0064】
(面データ)
r
1=30.9464
d
1=1.2000 nd
1=1.59561 νd
1=67.00
r
2=11.6715
d
2=5.3972
r
3=22.7838(非球面)
d
3=1.5000 nd
2=1.59412 νd
2=67.02
r
4=9.6000(非球面)
d
4=6.2598
r
5=-31.1490
d
5=0.6500 nd
3=1.49845 νd
3=81.61
r
6=15.6938
d
6=3.4248 nd
4=1.80831 νd
4=46.50
r
7=-2108.2925
d
7=D(7)(可変)
r
8=12.9644
d
8=0.6000 nd
5=1.88622 νd
5=40.14
r
9=8.5916
d
9=2.8000 nd
6=1.62408 νd
6=36.30
r
10=34.8241
d
10=1.5000
r
11=∞(開口絞り)
d
11=1.4911
r
12=14.5432
d
12=2.7666 nd
7=1.49845 νd
7=81.61
r
13=-26.1893
d
13=0.6000 nd
8=1.80633 νd
8=29.84
r
14=29.3688
d
14=1.7308
r
15=34.5599(非球面)
d
15=2.6320 nd
9=1.49856 νd
9=81.56
r
16=-14.9473(非球面)
d
16=D(16)(可変)
r
17=-44.6362
d
17=0.6500 nd
10=1.91695 νd
10=35.25
r
18=22.7837
d
18=0.3427
r
19=24.5498
d
19=2.0669 nd
11=1.93323 νd
11=20.88
r
20=96.2460
d
20=D(20)(可変)
r
21=36.4942
d
21=4.1829 nd
12=1.49845 νd
12=81.61
r
22=-22.3562
d
22=1.4093
r
23=-320.2790(非球面)
d
23=1.2000 nd
13=1.85639 νd
13=40.10
r
24=89.5878(非球面)
d
24=D(24)(可変)
r
25=∞
d
25=3.5600 nd
14=1.51872 νd
14=64.20
r
26=∞
d
26=3.6260
r
27=∞(像面)
【0065】
(円錐係数(κ)および非球面係数(A
4,A
6,A
8,A
10))
(第3面)
κ=1.00000,
A
4=2.89212×10
-5,A
6=5.65789×10
-8,
A
8=-1.53115×10
-9,A
10=8.68297×10
-12
(第4面)
κ=-8.58887×10
-1,
A
4=8.66238×10
-5,A
6=2.95590×10
-7,
A
8=-1.34983×10
-9,A
10=-1.85030×10
-11
(第15面)
κ=0,
A
4=-1.68755×10
-4,A
6=1.20015×10
-7,
A
8=-4.15652×10
-8,A
10=9.29682×10
-10
(第16面)
κ=0,
A
4=-1.94710×10
-5,A
6=8.10568×10
-8,
A
8=-3.31981×10
-8,A
10=7.12003×10
-10
(第23面)
κ=0,
A
4=-1.00793×10
-4,A
6=1.73333×10
-6,
A
8=-9.72346×10
-9,A
10=2.16596×10
-11
(第24面)
κ=0,
A
4=-7.04945×10
-5,A
6=1.76173×10
-6,
A
8=-9.46483×10
-9,A
10=2.41106×10
-11
【0066】
(各種データ)
広角端 中間焦点位置 望遠端
焦点距離 12.1595 16.6985 22.9197
Fナンバー 3.2677 3.7396 4.3658
半画角(ω) 52.3678 41.1105 31.0052
D(7) 14.4779 6.7237 0.9000
D(16) 2.8706 6.1328 10.6621
D(20) 2.6987 3.7214 4.0198
D(24) 13.6268 14.8321 16.8281
【0067】
(ズームレンズ群データ)
群 始面 焦点距離
1 1 -15.42(f1)
2 8 18.66(f2)
3 17 -31.07(f3)
4 21 41.42(f4)
【0068】
(条件式(1)に関する数値)
νd1n ave=71.9
(νd1n ave:第1レンズ群G
1に含まれる全ての負レンズのアッベ数の平均値)
【0069】
(条件式(2)に関する数値)
nd1n max=1.60
(nd1n max:第1レンズ群G
1に含まれる負レンズの屈折率の最大値)
【0070】
(条件式(3)に関する数値)
f2/|f1|=1.21
【0071】
(条件式(4)に関する数値)
f3/f1=2.01
【0072】
(条件式(5)に関する数値)
f4/|f1|=2.69
【0073】
図4は、実施例2にかかるズームレンズの諸収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(587.56nm)、長破線はF線(486.13nm)、短破線はC線(656.28nm)に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表し、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性を示している。歪曲収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表している。
【実施例3】
【0074】
図5は、実施例3にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。本実施例にかかるズームレンズでは、実施例1における第1レンズ群G
1の両凸正レンズL
14に代えて物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL
314が配置されていること以外の光学構成や変倍時における各レンズ群の移動等は、実施例1に示したズームレンズと同様である。よって、本実施例では、実施例1と同様な部材には同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。
【0075】
以下、実施例3にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。
【0076】
(面データ)
r
1=33.9498
d
1=1.2000 nd
1=1.59561 νd
1=67.00
r
2=12.5148
d
2=5.4644
r
3=20.5583(非球面)
d
3=1.5000 nd
2=1.59412 νd
2=67.02
r
4=9.6000(非球面)
d
4=7.5127
r
5=-33.0572
d
5=0.6500 nd
3=1.43810 νd
3=95.10
r
6=17.4533
d
6=3.1978 nd
4=1.80831 νd
4=46.50
r
7=198.7410
d
7=D(7)(可変)
r
8=12.1269
d
8=0.6000 nd
5=1.88622 νd
5=40.14
r
9=8.7861
d
9=2.8000 nd
6=1.61669 νd
6=44.27
r
10=29.1110
d
10=2.2471
r
11=∞(開口絞り)
d
11=2.7420
r
12=10.5006
d
12=2.7823 nd
7=1.49845 νd
7=81.61
r
13=-128.4436
d
13=0.6000 nd
8=1.80633 νd
8=29.84
r
14=19.4029
d
14=0.3867
r
15=30.7206(非球面)
d
15=2.1368 nd
9=1.49856 νd
9=81.56
r
16=-24.3421(非球面)
d
16=D(16)(可変)
r
17=-77.3626
d
17=0.6500 nd
10=1.91695 νd
10=35.25
r
18=19.7771
d
18=0.2119
r
19=20.4747
d
19=1.8487 nd
11=1.93323 νd
11=20.88
r
20=42.3042
d
20=D(20)(可変)
r
21=30.9906
d
21=5.5489 nd
12=1.49845 νd
12=81.61
r
22=-23.6498
d
22=0.1500
r
23=-320.2790(非球面)
d
23=1.2000 nd
13=1.58547 νd
13=59.46
r
24=74.7284(非球面)
d
24=D(24)(可変)
r
25=∞
d
25=3.5600 nd
14=1.51872 νd
14=64.20
r
26=∞
d
26=3.6260
r
27=∞(像面)
【0077】
(円錐係数(κ)および非球面係数(A
4,A
6,A
8,A
10))
(第3面)
κ=1.00000,
A
4=-7.18752×10
-6,A
6=1.73362×10
-8,
A
8=-4.11962×10
-10,A
10=-2.58725×10
-13
(第4面)
κ=-8.77947×10
-1,
A
4=5.04440×10
-5,A
6=3.32103×10
-8,
A
8=1.91678×10
-9,A
10=-2.69349×10
-11
(第15面)
κ=0,
A
4=-7.70822×10
-5,A
6=2.89943×10
-6,
A
8=1.39540×10
-7,A
10=7.49915×10
-10
(第16面)
κ=0,
A
4=1.51955×10
-4,A
6=4.74831×10
-6,
A
8=7.25441×10
-8,A
10=3.27423×10
-9
(第23面)
κ=0,
A
4=-1.29885×10
-4,A
6=1.98555×10
-6,
A
8=-1.11022×10
-8,A
10=2.25963×10
-11
(第24面)
κ=0,
A
4=-9.59295×10
-5,A
6=1.97820×10
-6,
A
8=-1.02422×10
-8,A
10=2.19156×10
-11
【0078】
(各種データ)
広角端 中間焦点位置 望遠端
焦点距離 12.1600 16.6991 22.9204
Fナンバー 3.1883 3.6745 4.3338
半画角(ω) 52.3872 41.0321 31.0136
D(7) 15.1586 7.0723 0.9000
D(16) 1.6003 4.3537 7.9411
D(20) 4.4626 6.1158 7.1560
D(24) 11.6194 12.8430 15.3877
【0079】
(ズームレンズ群データ)
群 始面 焦点距離
1 1 -16.57(f1)
2 8 18.29(f2)
3 17 -28.77(f3)
4 21 36.94(f4)
【0080】
(条件式(1)に関する数値)
νd1n ave=76.4
(νd1n ave:第1レンズ群G
1に含まれる全ての負レンズのアッベ数の平均値)
【0081】
(条件式(2)に関する数値)
nd1n max=1.60
(nd1n max:第1レンズ群G
1に含まれる負レンズの屈折率の最大値)
【0082】
(条件式(3)に関する数値)
f2/|f1|=1.10
【0083】
(条件式(4)に関する数値)
f3/f1=1.74
【0084】
(条件式(5)に関する数値)
f4/|f1|=2.23
【0085】
図6は、実施例3にかかるズームレンズの諸収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(587.56nm)、長破線はF線(486.13nm)、短破線はC線(656.28nm)に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表し、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性を示している。歪曲収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表している。
【実施例4】
【0086】
図7は、実施例4にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。本実施例にかかるズームレンズでは、実施例3における第2レンズ群G
2の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL
22に代えて両凸正レンズL
422が配置されていること以外の光学構成や変倍時における各レンズ群の移動等は、実施例3に示したズームレンズと同様である。よって、本実施例では、実施例3と同様な部材には同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。
【0087】
以下、実施例4にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。
【0088】
(面データ)
r
1=30.2479
d
1=1.2000 nd
1=1.59561 νd
1=67.00
r
2=11.2071
d
2=4.8485
r
3=20.1731(非球面)
d
3=1.5000 nd
2=1.69979 νd
2=55.46
r
4=9.6000(非球面)
d
4=5.8933
r
5=-34.8702
d
5=0.6500 nd
3=1.49845 νd
3=81.61
r
6=14.1654
d
6=3.3705 nd
4=1.80831 νd
4=46.50
r
7=186.7264
d
7=D(7)(可変)
r
8=15.5490
d
8=0.6000 nd
5=1.83945 νd
5=42.72
r
9=10.7089
d
9=2.8000 nd
6=1.61669 νd
6=44.27
r
10=-341.2266
d
10=1.5000
r
11=∞(開口絞り)
d
11=3.0722
r
12=24.0280
d
12=2.3343 nd
7=1.49845 νd
7=81.61
r
13=-20.8607
d
13=0.6000 nd
8=1.80633 νd
8=29.84
r
14=57.4121
d
14=4.2744
r
15=26.4365(非球面)
d
15=2.9566 nd
9=1.49856 νd
9=81.56
r
16=-21.3386(非球面)
d
16=D(16)(可変)
r
17=-49.9700
d
17=0.6500 nd
10=1.91695 νd
10=35.25
r
18=21.7156
d
18=0.2640
r
19=23.7819
d
19=2.2712 nd
11=1.93323 νd
11=20.88
r
20=111.3000
d
20=D(20)(可変)
r
21=23.5605
d
21=5.3175 nd
12=1.49845 νd
12=81.61
r
22=-22.8051
d
22=0.1500
r
23=-36.6347(非球面)
d
23=1.2000 nd
13=1.85639 νd
13=40.10
r
24=600.0000(非球面)
d
24=D(24)(可変)
r
25=∞
d
25=3.5600 nd
14=1.51872 νd
14=64.20
r
26=∞
d
26=3.6260
r
27=∞(像面)
【0089】
(円錐係数(κ)および非球面係数(A
4,A
6,A
8,A
10))
(第3面)
κ=1.00000,
A
4=8.45594×10
-5,A
6=-6.91666×10
-7,
A
8=1.64015×10
-9,A
10=1.14453×10
-12
(第4面)
κ=-7.95393×10
-1,
A
4=1.69360×10
-4,A
6=-3.14226×10
-7,
A
8=-4.10529×10
-9,A
10=6.34240×10
-12
(第15面)
κ=0,
A
4=-4.70292×10
-5,A
6=-8.70626×10
-7,
A
8=1.70316×10
-8,A
10=-4.54818×10
-10
(第16面)
κ=0,
A
4=3.88403×10
-5,A
6=-9.41698×10
-7,
A
8=2.19223×10
-8,A
10=-4.78310×10
-10
(第23面)
κ=0,
A
4=9.25515×10
-5,A
6=-3.58687×10
-7,
A
8=-6.60108×10
-10,A
10=9.65178×10
-12
(第24面)
κ=0,
A
4=1.27317×10
-4,A
6=-1.46689×10
-7,
A
8=-1.87811×10
-9,A
10=1.71430×10
-11
【0090】
(各種データ)
広角端 中間焦点位置 望遠端
焦点距離 12.1605 16.7002 22.9175
Fナンバー 3.3102 3.7520 4.3804
半画角(ω) 52.3732 41.0349 31.0022
D(7) 14.2367 6.5795 0.9000
D(16) 1.5982 5.3054 10.4972
D(20) 2.2118 2.6212 2.6047
D(24) 12.7392 13.8556 15.5580
【0091】
(ズームレンズ群データ)
群 始面 焦点距離
1 1 -14.18(f1)
2 8 19.15(f2)
3 17 -33.90(f3)
4 21 53.76(f4)
【0092】
(条件式(1)に関する数値)
νd1n ave=68.0
(νd1n ave:第1レンズ群G
1に含まれる全ての負レンズのアッベ数の平均値)
【0093】
(条件式(2)に関する数値)
nd1n max=1.70
(nd1n max:第1レンズ群G
1に含まれる負レンズの屈折率の最大値)
【0094】
(条件式(3)に関する数値)
f2/|f1|=1.35
【0095】
(条件式(4)に関する数値)
f3/f1=2.39
【0096】
(条件式(5)に関する数値)
f4/|f1|=3.79
【0097】
図8は、実施例4にかかるズームレンズの諸収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(587.56nm)、長破線はF線(486.13nm)、短破線はC線(656.28nm)に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表し、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性を示している。歪曲収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表している。
【実施例5】
【0098】
図9は、実施例5にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。本実施例にかかるズームレンズでは、実施例3における第4レンズ群G
4の両凹負レンズL
42に代えて物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL
542が配置されていること以外の光学構成や変倍時における各レンズ群の移動等は、実施例3に示したズームレンズと同様である。なお、負メニスカスレンズL
542の両面には、非球面が形成されている。本実施例では、実施例3と同様な部材には同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。
【0099】
以下、実施例5にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。
【0100】
(面データ)
r
1=34.3699
d
1=1.2000 nd
1=1.62032 νd
1=63.39
r
2=12.8489
d
2=5.4326
r
3=20.1046(非球面)
d
3=1.5000 nd
2=1.59412 νd
2=67.02
r
4=9.7698(非球面)
d
4=7.1083
r
5=-37.0135
d
5=0.6500 nd
3=1.49845 νd
3=81.61
r
6=16.4695
d
6=3.9966 nd
4=1.80831 νd
4=46.50
r
7=20023.1523
d
7=D(7)(可変)
r
8=12.6227
d
8=0.6000 nd
5=1.80633 νd
5=29.84
r
9=9.7010
d
9=2.4915 nd
6=1.62408 νd
6=36.30
r
10=30.0925
d
10=2.5572
r
11=∞(開口絞り)
d
11=2.7742
r
12=10.5901
d
12=2.8267 nd
7=1.49845 νd
7=81.61
r
13=-52.0180
d
13=0.6000 nd
8=1.80633 νd
8=29.84
r
14=20.5123
d
14=0.2592
r
15=25.0330(非球面)
d
15=2.0670 nd
9=1.49856 νd
9=81.56
r
16=-29.3332(非球面)
d
16=D(16)(可変)
r
17=-45.0377
d
17=0.6500 nd
10=1.91695 νd
10=35.25
r
18=28.2018
d
18=2.9179
r
19=40.1365
d
19=2.0151 nd
11=1.93323 νd
11=20.88
r
20=383.0135
d
20=D(20)(可変)
r
21=77.2896
d
21=4.6070 nd
12=1.49845 νd
12=81.61
r
22=-21.4598
d
22=0.1500
r
23=34.0442(非球面)
d
23=1.2000 nd
13=1.85639 νd
13=40.10
r
24=24.7568(非球面)
d
24=D(24)(可変)
r
25=∞
d
25=3.5600 nd
14=1.51872 νd
14=64.20
r
26=∞
d
26=3.6260
r
27=∞(像面)
【0101】
(円錐係数(κ)および非球面係数(A
4,A
6,A
8,A
10))
(第3面)
κ=1.00000,
A
4=-2.61092×10
-5,A
6=3.18825×10
-8,
A
8=2.12005×10
-10,A
10=-4.15154×10
-12
(第4面)
κ=-9.32256×10
-1,
A
4=3.57757×10
-5,A
6=-2.02911×10
-8,
A
8=3.92053×10
-9,A
10=-3.08281×10
-11
(第15面)
κ=0,
A
4=-2.58945×10
-5,A
6=4.46462×10
-6,
A
8=1.00161×10
-7,A
10=1.00288×10
-9
(第16面)
κ=0,
A
4=2.21120×10
-4,A
6=6.14546×10
-6,
A
8=6.05775×10
-8,A
10=3.18262×10
-9
(第23面)
κ=0,
A
4=-1.73227×10
-4,A
6=7.98530×10
-7,
A
8=9.71295×10
-11,A
10=-9.24158×10
-12
(第24面)
κ=0,
A
4=-1.67122×10
-4,A
6=9.58443×10
-7,
A
8=-7.73126×10
-10,A
10=-5.90203×10
-12
【0102】
(各種データ)
広角端 中間焦点位置 望遠端
焦点距離 12.1593 16.6983 22.9197
Fナンバー 3.1215 3.5937 4.2742
半画角(ω) 52.3842 41.1375 31.0037
D(7) 16.0593 7.4453 0.9000
D(16) 1.6042 3.2763 5.7054
D(20) 1.9278 4.2823 6.6782
D(24) 11.4118 13.2069 15.9272
【0103】
(ズームレンズ群データ)
群 始面 焦点距離
1 1 -17.87(f1)
2 8 17.87(f2)
3 17 -34.51(f3)
4 21 47.15(f4)
【0104】
(条件式(1)に関する数値)
νd1n ave=70.7
(νd1n ave:第1レンズ群G
1に含まれる全ての負レンズのアッベ数の平均値)
【0105】
(条件式(2)に関する数値)
nd1n max=1.62
(nd1n max:第1レンズ群G
1に含まれる負レンズの屈折率の最大値)
【0106】
(条件式(3)に関する数値)
f2/|f1|=1.00
【0107】
(条件式(4)に関する数値)
f3/f1=1.93
【0108】
(条件式(5)に関する数値)
f4/|f1|=2.64
【0109】
図10は、実施例5にかかるズームレンズの諸収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(587.56nm)、長破線はF線(486.13nm)、短破線はC線(656.28nm)に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表し、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性を示している。歪曲収差図において、縦軸は像高(図中、Yで示す)を表している。
【0110】
以下に上記各実施例における条件式の対応表を示す。
【0111】
【表1】
【0112】
なお、上記各実施例中の数値データにおいて、r
1,r
2,・・・・はレンズ、開口絞り面などの曲率半径、d
1,d
2,・・・・はレンズ、開口絞りなどの肉厚またはそれらの面間隔、nd
1,nd
2,・・・・はレンズなどのd線(587.56nm)に対する屈折率、νd
1,νd
2,・・・・はレンズなどのd線に対するアッベ数を示している。そして、長さの単位はすべて「mm」、角度の単位はすべて「°」である。
【0113】
また、上記各非球面形状は、光軸に垂直な方向の高さをh、レンズ面頂を原点としたときの高さhにおける光軸方向の変位量をZ、近軸曲率半径をr、円錐係数をκ、n次の非球面係数をA
nとし、像面方向を正とするとき、以下に示す式により表される。
【0114】
【数1】
【0115】
以上説明したように、上記各実施例のズームレンズは、上記各条件式を満足することにより、高変倍比を確保しつつ、小型化、軽量化、高解像化を達成することができ、動画撮影にも好適なものとなる。特に、条件式(1)を満足することで、色収差を良好に補正することができる。条件式(2)を満足することで、光学系のより軽量化を実現することができる。条件式(3)を満足することで、良好な解像性能を維持しながら(特に、球面収差の良好な補正が可能になる)、光学系全長をより短縮することができる。条件式(4)を満足することで、良好な解像性能を維持しながら(特に、球面収差の良好な補正が可能になる)、フォーカシング時の第3レンズ群G
3の移動量を抑制して、光学系全長をより短縮することができる。条件式(5)を満足することで、良好な解像性能を維持しながら(特に、像面湾曲の良好な補正が可能になる)、光学系全長をより短縮することができる。
【0116】
また、上記各実施例のズームレンズは、適宜非球面が形成されたレンズや接合レンズを配置したことにより、収差補正能力をより向上させることができる。
【0117】
<適用例>
以下、本発明の実施例1〜5に示したズームレンズを撮像装置に適用した例を示す。
図11は、本発明にかかるズームレンズを備えた撮像装置の一適用例を示す図である。
図11には、ズームレンズ100を収容したレンズ鏡筒110が撮像装置200に取付けられている状態を示している。
【0118】
ズームレンズ100は、実施例1〜5に示したものである。レンズ鏡筒110はマウント部111を介して撮像装置200に対して着脱可能になっている。マウント部111としては、スクリュータイプやバヨネットタイプ等のマウントが用いられる。この例では、バヨネットタイプのマウントを使用している。
【0119】
ズームレンズ100により撮像された像は撮像装置200に搭載された撮像素子201(CCDやCMOS等)の撮像面上に結像し、その像に関する撮像素子201からの出力信号が図示しない信号処理回路によって演算処理され、表示部202に像が表示される。
【0120】
図11では、本発明にかかるズームレンズをミラーレス一眼カメラに用いた例を示した。しかし、本発明にかかるズームレンズは、ミラーレス一眼カメラのみならず、その他のレンズ交換式カメラやデジタルスチルカメラ、監視用カメラ、ビデオカメラ等に用いることも可能である。