(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、一つ以上のレンズ群を有する中間群、正の屈折力の第(N−1)レンズ群、負の屈折力の第Nレンズ群から構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記第2レンズ群よりも像側に開口絞りが配置されており、
フォーカシングに際して前記第(N−1)レンズ群が移動し、
前記第(N−1)レンズ群は単一ユニットからなり、
広角端における前記中間群の焦点距離をfLM、前記第(N−1)レンズ群の焦点距離をf(N−1)、前記第Nレンズ群の焦点距離をfN、前記第Nレンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第Nレンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をDN、広角端におけるバックフォーカスをBFw、広角端における前記第(N−1)レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をL(N−1)w、広角端における前記開口絞りから像面までの光軸上の距離をLpwとするとき、
0.4<(fN/fLM)×(fN/f(N−1))<1.1
0.759<DN/BFw<1.896
0.383<L(N−1)w/Lpw<0.590
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
望遠端における前記中間群の最も像側のレンズ面から前記第(N−1)レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離をDLM(N−1)t、望遠端における全系の焦点距離をftとするとき、
0.025<DLM(N−1)t/ft<0.072
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のズームレンズ。
前記中間群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群からなることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載のズームレンズ。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、1つ以上のレンズ群を有する中間群、正の屈折力の第(N−1)レンズ群、負の屈折力の第Nレンズ群から構成されている。そしてズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。フォーカシングに際して第(N−1)レンズ群が移動し、第(N−1)レンズ群は単一ユニットより構成されている。但しNは5以上の整数である。
【0018】
図1は本発明の実施例1のズームレンズの広角端(短焦点距離端)において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図である。
図2(A)、(B)、(C)は実施例1のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端(長焦点距離端)において無限遠物体に合焦したときの縦収差図である。
図3(A)、(B)、(C)は実施例1のズームレンズの広角端での結像横倍率−0.05、中間のズーム位置での結像横倍率−0.10、望遠端での結像横倍率−0.20の収差図である。実施例1はズーム比7.07、Fナンバー3.61〜5.88のズームレンズである。
【0019】
図4は本発明の実施例2のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図である。
図5(A)、(B)、(C)は実施例2のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦したときの縦収差図である。
図6(A)、(B)、(C)は実施例2のズームレンズの広角端での結像横倍率−0.05、中間のズーム位置での結像横倍率−0.10、望遠端での結像横倍率−0.20の収差図である。実施例2はズーム比7.08、Fナンバー3.59〜5.88のズームレンズである。
【0020】
図7は本発明の実施例3のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図である。
図8(A)、(B)、(C)は実施例3のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦したときの縦収差図である。
図9(A)、(B)、(C)は実施例3のズームレンズの広角端での結像横倍率−0.05、中間のズーム位置での結像横倍率−0.10、望遠端での結像横倍率−0.20の収差図である。実施例3はズーム比7.07、Fナンバー3.40〜5.88のズームレンズである。
【0021】
図10は本発明の実施例4のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図である。
図11(A)、(B)、(C)は実施例4のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦したときの縦収差図である。
図12(A)、(B)、(C)は実施例4のズームレンズの広角端での結像横倍率−0.05、中間のズーム位置での結像横倍率−0.10、望遠端での結像横倍率−0.20の収差図である。実施例4はズーム比10.48、Fナンバー3.73〜6.50のズームレンズである。
【0022】
図13は本発明の実施例5のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図である。
図14(A)、(B)、(C)は実施例5のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦したときの縦収差図である。
図15(A)、(B)、(C)は実施例5のズームレンズの広角端での結像横倍率−0.05、中間のズーム位置での結像横倍率−0.10、望遠端での結像横倍率−0.20の収差図である。実施例5はズーム比10.48、Fナンバー3.52〜6.45のズームレンズである。
【0023】
図16は本発明の実施例6のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図である。
図17(A)、(B)、(C)は実施例6のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦したときの縦収差図である。
図18(A)、(B)、(C)は実施例6のズームレンズの広角端での結像横倍率−0.05、中間のズーム位置での結像横倍率−0.10、望遠端での結像横倍率−0.20の収差図である。実施例6はズーム比7.07、Fナンバー3.65〜5.88のズームレンズである。
【0024】
図19は本発明の実施例7のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図である。
図20(A)、(B)、(C)は実施例7のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端において無限遠物体に合焦したときの縦収差図である。
図21(A)、(B)、(C)は実施例7のズームレンズの広角端での結像横倍率−0.05、中間のズーム位置での結像横倍率−0.10、望遠端での結像横倍率−0.20の収差図である。実施例7はズーム比8.45、Fナンバー3.68〜6.50のズームレンズである。
図22は本発明のズームレンズに係るパラメータの説明図である。
【0025】
図23は本発明のズームレンズを備えるカメラ(撮像装置)の要部概略図である。各実施例のズームレンズはビデオカメラやデジタルカメラ、そして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系である。レンズ断面図において、左方が物体側(前方)で、右方が像側(後方)である。レンズ断面図において、L0はズームレンズである。iは物体側からレンズ群の順番を示し、Liは第iレンズ群である。LMは1以上のレンズ群を有する中間群である。L(N−1)は第(N−1)レンズ群、LNは第Nレンズ群である。但しNは5以上の整数である。
【0026】
実施例1、2、3、5、6では、物体側より像側へ順に正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5より構成されている。そしてズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動する。実施例1、2、3、5、6では第3レンズ群L3が中間群LMに相当する。
【0027】
実施例4では物体側より像側へ順に次のレンズ群より構成されている。正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第(N−1)レンズ群L(N−1)、負の屈折力の第Nレンズ群LNより構成されている。ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動する。実施例4では第3レンズ群L3と第4レンズ群L4が中間群LMに相当する。
【0028】
実施例7では、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5を有する。更に正の屈折力の第(N−1)レンズ群L(N−1)、負の屈折力の第Nレンズ群LNより構成されている。ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するように各レンズ群が移動する。実施例7では第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5が中間群LMに相当する。
【0029】
各レンズ断面図において、SPは開口絞りであり、第2レンズ群L2の像側に配置している。IMGは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサーやCMOSセンサーなどの固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面が配置され、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面が配置される。
【0030】
球面収差図において、実線のdはd線(波長587.6nm)、点線のgはg線(波長435.8nm)である。非点収差図において点線のMはメリディオナル像面、実線のSはサジタル像面である。倍率色収差はg線について示している。ωは半画角(度)、FnoはFナンバーである。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は各レンズ群が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。矢印は広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。
【0031】
また、各実施例では第(N−1)レンズ群L(N−1)を光軸上移動させてフォーカシングを行うリヤーフォーカス方式を採用している。第(N−1)レンズ群L(N−1)に関する実線の曲線(N−1)aと点線の曲線(N−1)bは、各々無限遠と近距離にフォーカスしているときのズーミングに伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。
【0032】
各実施例のズームレンズは、広角端から望遠端へのズーミングに際して第(N−1)レンズ群L(N−1)を物体側へ移動することで中間群LMと第(N−1)レンズ群L(N−1)間の空間の有効利用を図り、レンズ全長の短縮化を図っている。また、各実施例では望遠端において無限遠から近距離へフォーカスを行う場合には、矢印(N−1)cに示すように第(N−1)レンズ群L(N−1)を前方に繰り出すことで行っている。
【0033】
フォーカシングに際して移動させるフォーカスレンズ群の構成レンズ枚数を少なくするとフォーカスレンズ群の残存収差が大きくなり、フォーカシングに際しての収差変動が大きくなる。また、フォーカシングに際しての収差変動を小さくするためにフォーカスレンズ群の屈折力を弱くするとフォーカシングに際しての移動量が大きくなり、レンズ全系が大型化してしまう。従って、レンズ全系の小型化とフォーカスレンズ群の小型化及び軽量化を図るためには、フォーカシングに際しての移動量を効果的に少なくするレンズ群構成を取ることが重要になってくる。
【0034】
本発明のズームレンズは物体側から像側へ順に配置された次のレンズ群より構成している。正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、1つ以上のレンズ群を有する中間群LM、正の屈折力の第(N−1)レンズ群L(N−1)、負の屈折力の第Nレンズ群LNより構成している。そして、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。フォーカシングに際して第(N−1)レンズ群L(N−1)が移動する。また、第(N−1)レンズ群L(N−1)はフォーカスレンズ群である。
【0035】
ズーミングに際して全てのレンズ群が広角端に比べて望遠端において物体側に移動している。最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置する所謂ポジティブリードタイプのズームレンズとし、物体側に繰り出すことで高ズーム比化を容易にしている。
【0036】
物体側から像側へ順に、正、負、正、正、負の屈折力の第1レンズ群乃至第5レンズ群よりなるズームレンズは第3レンズ群から第5レンズ群までが所謂テレフォトタイプの屈折力配置になるため、レンズ全長の短縮が容易となる。さらに、第4レンズ群をフォーカスレンズ群とすると、負の屈折力の第5レンズ群の発散作用により第4レンズ群の屈折力を極端に強くすることなくフォーカシングに際しての移動量を少なくすることができる。このため、レンズ系全体の小型化とフォーカスレンズ群の小型軽量化を図るのに効果的である。
【0037】
本発明のズームレンズにおいては中間群LMや第(N−1)レンズ群L(N−1)に対して第Nレンズ群LNの負の屈折力を比較的強くすることにより、フォーカシングに際しての移動量を少なくし、レンズ全長を短縮している。また、第Nレンズ群LNの負の屈折力を強めることにより正の屈折力のレンズ群である中間群LMと第(N−1)レンズ群L(N−1)に基づくペッツバール和を打ち消して、収差補正を容易にしている。
【0038】
また、本発明のズームレンズでは、第(N−1)レンズ群L(N−1)を単一ユニットにより構成している。単一ユニットとは、1枚のレンズまたは複数のレンズを接合した接合レンズを意味する。単一ユニットで構成することで第(N−1)レンズ群L(N−1)の重量を削減することが容易となる。
【0039】
一方、第(N−1)レンズ群L(N−1)を単一ユニットで構成した場合、第(N−1)レンズ群L(N−1)より諸収差の発生が増大し、フォーカシングに際して収差変動が増大してくる。このため、中間群LM、第(N−1)レンズ群L(N−1)、第Nレンズ群LNの屈折力配置やレンズ構成を適切に設定することで全系の小型化とフォーカスレンズ群の軽量化を図っている。
【0040】
各実施例では第(N−1)レンズ群L(N−1)を単一ユニットで構成することでフォーカスレンズ群の軽量化を図っている。各実施例において、広角端における中間群LMの焦点距離をfLM、第(N−1)レンズ群L(N−1)の焦点距離をf(N−1)、第Nレンズ群LNの焦点距離をfNとする。このとき、
0.4<(fN/fLM)×(fN/f(N−1))<1.1 ・・・(1)
なる条件式を満足する。
【0041】
条件式(1)は中間群LM、第(N−1)レンズ群L(N−1)、第Nレンズ群LNの各々の焦点距離を規定している。条件式(1)の上限を超えて第Nレンズ群LNの負の屈折力が弱くなると第(N−1)レンズ群L(N−1)のフォーカシングに際しての移動量が大きくなり、全系が大型化するため好ましくない。また、中間群LMと第(N−1)レンズ群L(N−1)で発生するペッツバール和を打ち消すことが難しくなり、像面特性が増加するため好ましくない。
【0042】
下限を超えて第Nレンズ群LNの負の屈折力が強くなると第(N−1)レンズ群L(N−1)のフォーカシングに際しての移動量は小さくなるが、駆動制御が難しくなりすぎるため好ましくない。また、第Nレンズ群LNの負の屈折力が強くなると射出瞳位置が像面に近づくため、レンズ径の縮小及び全系の小型化には有効であるが、像面への光束の入射角度が大きくなり、テレセントリック性が低下するため好ましくない。
【0043】
更に好ましくは条件式(1)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.41<(fN/fLM)×(fN/f(N−1))<1.09 ・・・(1a)
以上のように本発明によればフォーカスレンズ群が小型軽量で遠距離から近距離までの全物体距離にわたり良好な光学性能を達成した全系が小型で高ズーム比のズームレンズを得ることができる。
【0044】
本発明において更に好ましくは次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。第1レンズ群L1の焦点距離をf1、広角端における全系の焦点距離をfwとする。第2レンズ群L2の像側に開口絞りSPを有し、広角端における第(N−1)レンズ群L(N−1)の最も物体側のレンズ面の面頂点から像面までの光軸上の距離をL(N−1)wとする。広角端における開口絞りSPから像面までの光軸上の距離をLpwとする。第Nレンズ群LNの最も物体側のレンズ面の面頂点から第Nレンズ群LNの最も像側のレンズ面の面頂点までの光軸上の距離をDNとする。広角端におけるバックフォーカスをBFwとする。
【0045】
望遠端における中間群LMの最も像側のレンズ面の面頂点から第(N−1)レンズ群L(N−1)の最も物体側のレンズ面の面頂点までの光軸上の距離をD3(N−1)tとする。望遠端における全系の焦点距離をftとする。望遠端における第Nレンズ群LNの結像横倍率をβNtとする。広角端における第Nレンズ群LNの結像横倍率をβNwとする。尚、
図22には
図1のレンズ断面図を用いて、前述の各条件式のパラメータに関する距離等について示している。
図22(A)、(B)は各々無限遠に合焦時の広角端と望遠端のレンズ断面図である。
【0046】
このとき次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。
0.400<fLM/f(N−1)<1.089 ・・・(2)
1.862<f1/fw<6.201 ・・・(3)
0.383<L(N−1)w/Lpw<0.674 ・・・(4)
0.759<DN/BFw<1.896 ・・・(5)
0.025<DLM(N−1)t/ft<0.072 ・・・(6)
2.16<βNt<4.44 ・・・(7)
1.25<βNt/βNw<1.96 ・・・(8)
【0047】
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式(2)は中間群LMの焦点距離と第(N−1)レンズ群L(N−1)の焦点距離の比を規定している。上限を超えて第(N−1)レンズ群L(N−1)の正の屈折力が強くなると第(N−1)レンズ群L(N−1)の残存収差が大きくなり、フォーカシングに際しての収差変動、特に望遠端において球面収差の変動が大となり好ましくない。下限を超えて中間群LMの正の屈折力が強くなると中間群LMで発生する諸収差の補正が困難になる。特に望遠端において球面収差の補正が困難となり好ましくない。
【0048】
条件式(3)は第1レンズ群L1の焦点距離と広角端における全系の焦点距離を規定している。上限を超えて第1レンズ群L1の屈折力が弱くなるとズーミングに際して第1レンズ群L1の移動量が増加し、レンズ全長が増大するため好ましくない。下限を超えて第1レンズ群L1のパワーが強くなると第1レンズ群L1のレンズ群厚が増えるため、広角端において軸外光束の入射高が増大し、前玉有効径が増大するため好ましくない。
【0049】
条件式(4)は広角端における開口絞りSPと第(N−1)レンズ群L(N−1)の位置関係を規定している。上限を超えて第(N−1)レンズ群L(N−1)が開口絞りSPに近づくとフォーカシングのための移動空間を確保することが困難となり好ましくない。下限を超えて第(N−1)レンズ群L(N−1)が像面に近づくと、広角端において第(N−1)レンズ群L(N−1)を通る軸外光束の入射高が高くなり、第(N−1)レンズ群L(N−1)の重量が増えるため好ましくない。
【0050】
条件式(5)は第Nレンズ群LNのレンズ厚と広角端におけるバックフォーカスの関係を規定している。本発明のズームレンズは、レンズ全長の短縮及びフォーカスレンズ群の移動量の軽減のため、第Nレンズ群LNの負の屈折力が強い屈折力配置としている。従って、第Nレンズ群LNで発生する収差を抑制するため第Nレンズ群LNの厚みを厚くし、収差補正の自由度を高める構成としている。
【0051】
下限を超えて第Nレンズ群LNのレンズ群厚が薄くなると第Nレンズ群LNで発生する収差の補正が困難となる。特にペッツバール和の補正や望遠端において球面収差の補正が困難となる。上限を超えて第Nレンズ群LNのレンズ群厚が厚くまたは像面位置近くに第Nレンズ群LNを配置すると広角端において第(N−1)レンズ群L(N−1)を通る軸外光束の入射高が高くなる。そして第Nレンズ群LNのレンズ有効径が大きくなりレンズ全系が大型化するため好ましくない。
【0052】
条件式(6)は望遠端における中間群LMと第(N−1)レンズ群L(N−1)の間隔に対する望遠端における全系の焦点距離の関係を規定している。望遠端における全系の焦点距離が長くなるとフォーカシングに際しての移動量が増加する傾向がある。このため、望遠端における全系の焦点距離に応じて中間群LMと第(N−1)レンズ群L(N−1)の間の間隔を適切に設定することが重要である。下限を超えて間隔が短くなると、望遠端において無限遠から近距離物体まで合焦させることが困難となり好ましくない。上限を超えて間隔が長くなると、レンズ全長が増加するため好ましくない。
【0053】
条件式(7)は第Nレンズ群LNの望遠端における結像横倍率を規定している。第Nレンズ群LNの結像横倍率を大きくすると第(N−1)レンズ群L(N−1)のピント敏感度を上げることができるためフォーカシングに際しての移動量を軽減でき、全系の小型化に有利となる。
【0054】
一方、結像横倍率を大きくすると第Nレンズ群LNの屈折力が強くなり諸収差の補正が困難となる。このため、適切な結像横倍率を設定することが重要である。上限を超えて第Nレンズ群LNの望遠端における結像横倍率が大きくなると第Nレンズ群LNの屈折力が強くなりすぎ、特に広角端において非点収差、像面湾曲の補正が困難となり、好ましくない。下限を超えて第Nレンズ群LNの望遠端における結像横倍率が小さくなるとフォーカシングに際して第(N−1)レンズ群L(N−1)の移動量が大きくなりすぎ全系が大型化するため好ましくない。
【0055】
条件式(8)は第Nレンズ群LNの望遠端における結像横倍率と広角端における結像横倍率の比を規定している。結像横倍率の比は第Nレンズ群LNの変倍分担と解釈することができる。下限を超えて第Nレンズ群LNの変倍分担が小さくなると全系のズーム比を大きくすることが困難となり好ましくない。上限を超えて第Nレンズ群LNの変倍分担が大きくなると、ズーミングに際しての第Nレンズ群LNの移動量が大きくなり、メカ機構が複雑になり、さらに広角端におけるバックフォーカスを所定量確保するのが困難となるため好ましくない。
【0056】
さらに好ましくは条件式(2)乃至(8)の数値範囲を以下の値を満足するようにすると良い。
0.457<fLM/f(N−1)<0.953 ・・・(2a)
3.271<f1/fw<5.426 ・・・(3a)
0.438<L(N−1)w/Lpw<0.590 ・・・(4a)
0.867<DN/BFw<1.659 ・・・(5a)
0.028<DLM(N−1)t/ft<0.063・・・(6a)
2.47<βNt<3.89 ・・・(7a)
1.43<βNt/βNw<1.71 ・・・(8a)
【0057】
本発明のズームレンズは広角端から望遠端へのズーミングに際して中間群LMの移動軌跡に対して第(N−1)レンズ群L(N−1)の移動軌跡を物体側に凸状としている。これによりズーム中間域において像面湾曲の変動を軽減することを容易にしている。また、ズーム中間域に対して広角端側において中間群LMと第(N−1)レンズ群L(N−1)の間の間隔を広げることで正の屈折力を有する第(N−1)レンズ群L(N−1)を像側に配置している。これにより、広角端における屈折力配置がレトロフォーカスタイプとなり、広画角化に有利になるようにしている。
【0058】
さらに、ズーム中間域に対して望遠端において中間群LMと第(N−1)レンズ群L(N−1)の間の間隔を広げることで、フォーカシング用の第(N−1)レンズ群L(N−1)が移動するスペースを効率的に確保して、レンズ全系の小型化を図っている。尚、本発明のズームレンズにおいては第Nレンズ群LNよりも像側にズーミングに際して不動のレンズ群を配置してもよい。また、中間群LMを複数のレンズ群に分割してズーミングに際して、互いに異なった軌跡で移動させても良い。
【0059】
これによれば、ズーミングに際しての収差変動を軽減しつつ、高ズーム比化が容易となる。例えば実施例4は中間群LMを物体側から像側へ順に正の屈折力の第3レンズ群L3と正の屈折力の第4レンズ群L4に分割し、広角端から望遠端へのズーミングに際して双方のレンズ群の間隔を狭くしている。これにより第4レンズ群L4を変倍に寄与さることで、全系の小型を維持したまま高ズーム比化を達成している。
【0060】
また、実施例7は中間群LMを物体側から像側へ順に正の屈折力の第3レンズ群L3と正の屈折力の第4レンズ群L4と正の屈折力の第5レンズ群L5に分割している。そして広角端から望遠端へのズーミングに際して第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の間隔を狭くし、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の間隔を大きくしている。
【0061】
第4レンズ群L4を変倍に寄与さることで、全系の小型を維持したまま高ズーム比化を達成している。中間群LMを複数のレンズ群に分割した時、パラメータfLMを広角端における中間群LMの合成焦点距離として条件式(1)を満足させることで同様の効果を得ている。また、実施例1乃至実施例3及び実施例6はズーミングに際して中間群LMと第Nレンズ群LNの移動軌跡を同一としてメカ機構の簡素化を図っている。また実施例7ではズーミングに際して第3レンズ群L3と第Nレンズ群LNの移動軌跡を同一にしてメカ機構の簡素化を図っている。
【0062】
本発明のズームレンズは一部のレンズを光軸方向に対して垂直方向の成分を持つように駆動させることにより、手ぶれによる像ぶれを補正するようにしても良い。例えば中間群LMは開口絞りSPに近く軸外光線の入射高が低いため、レンズ径が小さくかつ偏心時の収差変動を抑制しやすい。このため、中間群LMの一部のレンズ群を像ぶれ補正用のレンズ群とするとよい。実施例4や実施例7では第4レンズ群L4を像ぶれ補正用のレンズ群とするのが良い。
【0063】
次に本発明のズームレンズを撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ(撮像装置)の実施例に関して
図23を用いて説明する。
図23において、10はカメラ本体、11は本発明のズームレンズによって構成された撮像光学系である。12はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系11によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。
【0064】
本発明の撮像装置はクイックリターンミラーのある撮像装置やクイックリターンミラーのない(ミラーレス)の撮像装置に適用できる。
【0065】
以上、本発明の好ましいズームレンズの実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは言うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【0066】
以下に実施例1乃至7に対応する数値データ1乃至7を示す。各数値実施例においてiは物体側からの面の順番を示す。数値実施例においてriは物体側より順に第i番目のレンズ面の曲率半径、diは物体側より順に第i番目のレンズ厚及び空気間隔、ndiとνdiは各々物体側より順に第i番目のレンズの材料の屈折率とアッベ数である。BFはバックフォーカスである。非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直な方向にH軸、光の進行方向を正としRを近軸曲率半径、K、A2、A4、A6、A8、A10を各々非球面係数としたとき、
【0068】
で与えるものとする。各非球面係数において「e−x」は「10
-x」を意味する。また、焦点距離、Fナンバー等のスペックに加え、全系の半画角、像高は半画角を決定する最大像高、レンズ全長は第1レンズ面から像面までの距離である。バックフォーカスBFは最終レンズ面から像面までの長さを示している。また、各レンズ群データは、各レンズ群の焦点距離を示している。
【0069】
また、各光学面の間隔dが(可変)となっている部分は、ズーミングに際して変化するものであり、別表に焦点距離に応じた面間隔を記している。尚、以下に記載する実施例1乃至7のレンズデータに基づく、各条件式の計算結果を表1に示す。
【0070】
[数値データ1]
面データ
面番号 r d nd νd
1 82.949 1.50 1.95375 32.3
2 40.125 6.21 1.49700 81.5
3 -1935.731 0.15
4 41.341 5.24 1.69680 55.5
5 436.661 (可変)
6* 101.568 1.40 1.83220 40.1
7 11.781 4.85
8 -21.965 1.00 1.85150 40.8
9 48.725 0.15
10 29.706 4.05 1.89286 20.4
11 -29.742 1.84
12 -14.293 0.90 2.00100 29.1
13 -21.848 (可変)
14(絞り) ∞ 1.43
15 25.200 2.25 1.78590 44.2
16 -3904.289 0.15
17 21.349 3.25 1.56732 42.8
18 -29.244 2.76 1.83481 42.7
19 27.607 1.20
20 18.943 1.00 1.76200 40.1
21 10.077 3.68 1.58313 59.4
22* -58.581 1.20
23 -74.994 1.00 1.67270 32.1
24 13.177 3.06 1.51633 64.1
25 -37.514 (可変)
26* 17.133 3.09 1.49710 81.6
27* -146.090 (可変)
28 66.563 0.70 1.73400 51.5
29 15.005 2.64
30 -25.623 6.96 1.59270 35.3
31 -10.494 0.80 1.77250 49.6
32 -47.544 1.46
33 34.057 3.88 1.59270 35.3
34 5115.655 (可変)
像面 ∞
【0071】
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.30977e-005 A 6=-5.30938e-009 A 8=-2.45739e-011 A10= 1.17511e-012
第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.78497e-005 A 6=-1.01999e-007 A 8=-1.81859e-009 A10= 1.65419e-011
第26面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.22346e-005 A 6=-1.19993e-007 A 8=-6.66118e-009 A10=-5.66229e-011
第27面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.30320e-005 A 6=-1.18034e-007 A 8=-8.61985e-009 A10=-3.27262e-011
各種データ
ズーム比 7.07
広角 中間 望遠
焦点距離 18.52 48.97 130.97
Fナンバー 3.61 4.90 5.88
半画角(度) 36.41 15.59 5.95
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 103.66 122.12 146.89
BF 10.98 25.64 38.43
d 5 0.89 16.23 33.07
d13 17.41 5.85 1.00
d25 4.26 2.67 5.38
d27 2.32 3.90 1.20
d34 10.98 25.64 38.43
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 63.84
2 6 -11.89
3 14 22.69
(N-1) 26 31.04
N 28 -26.58
【0072】
[数値データ2]
面データ
面番号 r d nd νd
1 98.939 1.50 1.95375 32.3
2 46.353 6.35 1.49700 81.5
3 -551.560 0.15
4 43.233 5.25 1.67790 55.3
5 262.773 (可変)
6* 121.432 1.40 1.83220 40.1
7 12.254 5.23
8 -22.152 1.00 1.80400 46.6
9 44.415 0.15
10 28.967 4.49 1.85478 24.8
11 -26.212 1.67
12 -14.622 0.90 1.85150 40.8
13 -24.092 (可変)
14(絞り) ∞ 1.00
15* 16.202 3.63 1.58313 59.4
16* -54.661 4.17
17 75.897 0.80 1.71300 53.9
18 19.749 1.37
19* 26.914 3.26 1.58313 59.4
20 -16.128 0.80 1.72047 34.7
21 -36.429 1.20
22 -80.390 0.80 1.91082 35.3
23 16.013 3.46 1.51823 58.9
24 -17.976 (可変)
25 16.502 2.74 1.49700 81.5
26 47.769 (可変)
27 40.684 1.00 1.76802 49.2
28* 14.030 3.41
29 -29.288 3.38 1.64769 33.8
30 -12.345 0.80 1.77250 49.6
31 -71.547 0.22
32 30.475 3.80 1.59270 35.3
33 -27143.757 (可変)
像面 ∞
【0073】
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.56125e-005 A 6=-1.46077e-008 A 8=-1.59750e-011 A10= 1.28902e-012
第15面
K =-1.67650e+000 A 4= 2.51019e-005 A 6=-6.26491e-009 A 8= 2.85233e-009 A10=-4.01479e-012
第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.33556e-005 A 6= 4.78258e-008 A 8= 2.75332e-009 A10=-9.18626e-012
第19面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.85100e-005 A 6= 6.63887e-008 A 8= 4.47635e-010 A10=-2.00277e-011
第28面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.66498e-006 A 6=-6.09170e-008 A 8=-6.80892e-010 A10= 1.28188e-011
各種データ
ズーム比 7.08
広角 中間 望遠
焦点距離 18.51 49.01 130.98
Fナンバー 3.59 4.82 5.88
半画角(度) 36.43 15.57 5.95
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 104.31 122.72 148.15
BF 10.99 24.52 36.57
d 5 0.90 18.66 37.59
d13 19.43 6.56 1.00
d24 6.96 4.24 7.88
d26 2.12 4.84 1.20
d33 10.99 24.52 36.57
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 71.97
2 6 -13.24
3 14 23.67
(N-1) 25 49.29
N 27 -29.64
【0074】
[数値データ3]
面データ
面番号 r d nd νd
1 100.470 1.50 1.95375 32.3
2 44.988 6.46 1.49700 81.5
3 -394.474 0.15
4 42.255 5.33 1.69680 55.5
5 309.974 (可変)
6* 167.105 1.40 1.83220 40.1
7 12.387 5.28
8 -19.980 1.00 1.91082 35.3
9 84.233 0.15
10 37.035 4.53 1.89286 20.4
11 -22.741 1.65
12 -14.585 0.90 2.00100 29.1
13 -22.893 (可変)
14* 26.286 2.29 1.58313 59.4
15* 852.907 2.15
16(絞り) ∞ 1.35
17 19.531 8.63 1.57099 50.8
18 -86.468 0.80 1.91082 35.3
19 24.707 1.20
20 16.065 1.00 1.84666 23.9
21 10.861 3.61 1.58313 59.4
22* -48.371 (可変)
23* 17.529 2.36 1.49710 81.6
24 563.712 (可変)
25 37.745 0.70 1.80400 46.6
26 12.672 3.87
27 -18.981 4.21 1.59270 35.3
28 -8.481 0.80 1.77250 49.6
29 -35.114 0.15
30 31.177 5.32 1.59270 35.3
31 -29.290 0.90 1.91082 35.3
32 -89.126 (可変)
像面 ∞
【0075】
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.48583e-005 A 6=-2.61475e-008 A 8= 2.16828e-010 A10= 2.78779e-013
第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.17509e-007 A 6= 1.88412e-007 A 8=-2.68426e-009 A10= 1.49908e-011
第15面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.06856e-005 A 6= 2.10923e-007 A 8=-3.15590e-009 A10= 1.77518e-011
第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.16443e-005 A 6= 1.86714e-007 A 8=-7.26255e-009 A10= 7.76031e-011
第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.76218e-005 A 6= 1.71253e-007 A 8=-1.56065e-008 A10= 1.81299e-010
各種データ
ズーム比 7.07
広角 中間 望遠
焦点距離 18.52 49.19 130.97
Fナンバー 3.40 4.74 5.88
半画角(度) 36.42 15.52 5.95
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 103.61 121.85 146.78
BF 10.93 25.03 37.77
d 5 0.89 16.95 34.25
d13 18.03 6.11 1.00
d22 3.81 2.56 4.87
d24 2.26 3.51 1.20
d32 10.93 25.03 37.77
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 66.84
2 6 -12.81
3 14 21.97
(N-1) 23 36.34
N 25 -20.31
【0076】
[数値データ4]
面データ
面番号 r d nd νd
1 78.949 1.50 1.95375 32.3
2 50.903 7.17 1.49700 81.5
3 -620.866 0.15
4 46.738 5.70 1.49700 81.5
5 236.016 (可変)
6* 105.709 1.40 1.83220 40.1
7 12.251 4.69
8 -29.774 0.90 1.91082 35.3
9 37.940 0.15
10 26.634 4.79 1.89286 20.4
11 -36.784 1.13
12* -17.526 0.90 1.83220 40.1
13 -30.108 (可変)
14(絞り) ∞ 1.00
15 32.905 2.27 1.84666 23.9
16 777.503 3.11
17 28.334 5.63 1.48749 70.2
18 -28.058 3.42 2.00069 25.5
19 73.118 (可変)
20 19.291 0.80 1.76200 40.1
21 10.857 4.30 1.58313 59.4
22* -37.578 (可変)
23* 25.814 2.86 1.49710 81.6
24 -90.644 (可変)
25 36.367 0.80 1.90366 31.3
26 13.288 2.67
27 -43.322 5.31 1.75211 25.1
28 -9.967 0.80 1.85135 40.1
29 -109.873 3.67
30 28.509 6.97 1.59270 35.3
31 -36.033 1.00 1.80610 33.3
32 1368.702 (可変)
像面 ∞
【0077】
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.14513e-006 A 6=-7.38095e-009 A 8=-3.14416e-011 A10= 7.39203e-013
第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.35381e-006 A 6=-9.69249e-009 A 8=-4.92156e-010 A10= 3.34040e-012
第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.25602e-005 A 6=-3.52908e-009 A 8=-2.79217e-009 A10= 2.25558e-011
第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.10517e-005 A 6= 1.04625e-007 A 8=-6.00169e-009 A10= 6.71029e-011
各種データ
ズーム比 10.48
広角 中間 望遠
焦点距離 18.51 59.64 193.98
Fナンバー 3.73 5.46 6.50
半画角(度) 36.43 12.90 4.03
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 119.95 145.65 176.37
BF 13.43 31.04 44.18
d 5 0.90 24.06 47.27
d13 22.74 7.67 2.04
d19 3.02 1.56 1.12
d22 3.90 3.56 7.39
d24 2.86 4.66 1.26
d32 13.43 31.04 44.18
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 80.64
2 6 -12.84
3 14 58.94
4 20 28.61
(N-1) 23 40.75
N 25 -23.32
中間群LM 14 24.74
【0078】
[数値データ5]
面データ
面番号 r d nd νd
1 88.536 1.50 1.95375 32.3
2 57.884 7.39 1.49700 81.5
3 -785.126 0.15
4 53.245 5.85 1.49700 81.5
5 254.799 (可変)
6* 103.381 1.40 1.83220 40.1
7 13.852 5.94
8 -25.557 1.00 1.83481 42.7
9 59.687 0.15
10 33.564 4.76 1.80809 22.8
11 -30.301 1.59
12 -16.774 0.90 1.83481 42.7
13 -28.847 (可変)
14* 17.522 3.00 1.58313 59.4
15* -261.456 1.00
16(絞り) ∞ 3.74
17 70.206 1.95 1.65160 58.5
18 22.002 1.84
19* 23.403 3.60 1.58313 59.4
20 -17.070 0.86 1.78472 25.7
21 -28.261 1.20
22 -71.939 0.80 1.83481 42.7
23 13.892 4.15 1.51742 52.4
24 -50.567 (可変)
25 20.349 1.00 1.78472 25.7
26 14.736 3.20 1.69680 55.5
27 334.260 (可変)
28 19.815 0.80 1.72000 50.2
29* 11.529 7.66
30 -38.970 3.88 1.67270 32.1
31 -12.216 0.80 1.81600 46.6
32 -168.935 0.15
33 32.156 4.03 1.59270 35.3
34 177.235 (可変)
像面 ∞
【0079】
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.78644e-006 A 6= 1.05152e-008 A 8=-1.14430e-010 A10= 7.85577e-013
第14面
K =-1.67650e+000 A 4= 2.40641e-005 A 6=-1.75453e-008 A 8= 2.04022e-009 A10=-1.08825e-011
第15面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.89463e-006 A 6= 3.40018e-008 A 8= 1.89575e-009 A10=-1.36559e-011
第19面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.54904e-005 A 6= 5.03830e-008 A 8=-5.69915e-010 A10=-1.60179e-012
第29面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.04091e-005 A 6=-7.25882e-008 A 8=-2.97304e-009 A10= 1.76166e-011
各種データ
ズーム比 10.48
広角 中間 望遠
焦点距離 18.51 59.97 193.99
Fナンバー 3.52 5.14 6.45
半画角(度) 36.43 12.83 4.03
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 115.66 144.95 181.92
BF 11.33 25.27 41.74
d 5 0.90 27.72 53.40
d13 23.85 7.38 1.00
d24 3.24 5.21 10.29
d27 2.05 5.09 1.20
d34 11.33 25.27 41.74
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 91.97
2 6 -14.20
3 14 29.44
(N-1) 25 32.45
N 28 -29.02
【0080】
[数値データ6]
面データ
面番号 r d nd νd
1 80.919 1.50 1.95375 32.3
2 39.536 6.19 1.49700 81.5
3 -4371.474 0.15
4 40.946 5.23 1.69680 55.5
5 415.882 (可変)
6* 97.524 1.40 1.83220 40.1
7 11.670 4.88
8 -20.888 1.00 1.85150 40.8
9 51.468 0.15
10 30.480 4.07 1.89286 20.4
11 -27.298 1.75
12 -14.088 0.90 2.00100 29.1
13 -22.558 (可変)
14(絞り) ∞ 1.45
15 24.541 2.34 1.78590 44.2
16 -462.815 0.15
17 21.055 3.27 1.56732 42.8
18 -29.997 1.69 1.83481 42.7
19 27.468 1.20
20 19.110 1.00 1.76200 40.1
21 10.039 4.17 1.58313 59.4
22* -57.560 1.20
23 -69.447 1.00 1.67270 32.1
24 12.421 3.05 1.51633 64.1
25 -45.048 (可変)
26* 16.484 3.18 1.49710 81.6
27* -89.850 (可変)
28 85.274 0.70 1.73400 51.5
29 14.726 2.75
30 -27.473 6.10 1.59270 35.3
31 -10.788 0.80 1.77250 49.6
32 -54.923 1.15
33 35.645 3.98 1.59270 35.3
34 -178.719 (可変)
像面 ∞
【0081】
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.51950e-005 A 6=-7.93371e-009 A 8=-2.15457e-011 A10= 1.53632e-012
第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.73868e-005 A 6=-1.12100e-007 A 8=-1.45283e-009 A10= 1.13279e-011
第26面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.43220e-005 A 6= 1.79012e-008 A 8=-9.65365e-009 A10=-3.75584e-011
第27面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.11717e-005 A 6=-1.85645e-008 A 8=-1.07067e-008 A10=-2.36482e-011
各種データ
ズーム比 7.07
広角 中間 望遠
焦点距離 18.52 48.85 130.96
Fナンバー 3.65 4.92 5.88
半画角(度) 36.41 15.62 5.95
像高 13.66 13.66 13.66
レンズ全長 103.58 122.24 146.75
BF 12.62 27.62 40.18
d 5 0.88 16.03 32.92
d13 17.43 5.94 1.00
d25 4.60 2.88 5.05
d27 1.65 3.36 1.20
d34 12.62 27.62 40.18
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 63.61
2 6 -11.56
3 14 22.41
(N-1) 26 28.30
N 28 -26.20
【0082】
[数値データ7]
面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 1.50
2 86.487 1.60 1.95375 32.3
3 45.458 6.82 1.49700 81.5
4 428.156 0.15
5 49.811 5.59 1.69680 55.5
6 527.493 (可変)
7 79.128 1.00 2.00100 29.1
8 12.802 4.66
9 -38.413 0.80 1.91082 35.3
10 37.020 0.25
11 25.973 4.72 1.89286 20.4
12 -26.884 0.70
13 -20.188 1.00 1.91082 35.3
14 -66.336 (可変)
15(絞り) ∞ 1.74
16* 22.321 2.11 1.68893 31.2
17 817.402 0.15
18 20.916 3.09 1.57501 41.5
19 -21.606 0.80 1.77250 49.6
20 26.440 (可変)
21 23.697 1.00 1.78472 25.7
22 12.718 3.08 1.58313 59.4
23* -40.000 (可変)
24 -41.886 1.00 1.74077 27.8
25 14.194 3.14 1.65844 50.9
26 -29.112 (可変)
27* 14.820 3.12 1.49710 81.6
28* -99.890 (可変)
29 35.562 0.70 1.83400 37.2
30 11.856 2.47
31 -34.612 4.60 1.59270 35.3
32 -9.130 0.80 1.77250 49.6
33 287.830 0.15
34 39.508 2.90 1.89286 20.4
35 3118.991 (可変)
像面 ∞
【0083】
非球面データ
第16面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.99366e-006 A 6=-6.88496e-008 A 8= 2.38004e-009 A10=-2.25075e-011
第23面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.75913e-005 A 6=-4.44467e-008 A 8=-2.41602e-010 A10= 8.89749e-012
第27面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.72887e-005 A 6=-4.11248e-008 A 8=-5.93343e-009 A10=-1.30173e-010
第28面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.13547e-005 A 6= 4.28197e-008 A 8=-1.10930e-008 A10=-6.22477e-011
各種データ
ズーム比 8.45
広角 中間 望遠
焦点距離 15.51 45.00 130.98
Fナンバー 3.68 5.03 6.50
半画角(度) 39.97 16.89 5.95
像高 13.00 13.66 13.66
レンズ全長 103.77 122.35 149.68
BF 12.76 23.92 35.17
d 6 0.80 22.02 43.58
d14 20.44 6.65 1.17
d20 3.87 2.15 1.20
d23 1.20 2.92 3.87
d26 3.86 2.71 3.85
d28 1.20 2.35 1.20
d35 12.76 23.92 35.17
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 80.14
2 7 -12.71
3 15 40.74
4 21 31.88
5 24 3215.18
(N-1) 27 26.20
N 29 -15.58
中間群LM 15