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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022116815
(43)【公開日】2022-08-10
(54)【発明の名称】ズームレンズおよび撮像装置
(51)【国際特許分類】
   G02B 15/20 20060101AFI20220803BHJP
   G02B 13/18 20060101ALI20220803BHJP
【FI】
G02B15/20
G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021013195
(22)【出願日】2021-01-29
(71)【出願人】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】米澤 賢
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA01
2H087KA02
2H087KA03
2H087MA12
2H087MA18
2H087SA23
2H087SA27
2H087SA30
2H087SA32
2H087SA43
2H087SA46
2H087SA50
2H087SA53
2H087SA55
(57)【要約】
【課題】小型化および高倍率化が図られ、良好な光学性能を有するズームレンズ、およびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供する。
【解決手段】ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動する複数のレンズ群を含む中間群と、変倍の際に固定され正の屈折力を有する最終レンズ群とからなる。中間群の変倍の際に移動する複数のレンズ群のうち、最も像側に配置されたレンズ群である像側移動レンズ群は負の屈折力を有する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動する複数のレンズ群を含む中間群と、変倍の際に像面に対して固定され正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、
前記複数のレンズ群のうち、最も像側に配置されたレンズ群である像側移動レンズ群は負の屈折力を有し、
無限遠物体に合焦した状態における広角端での前記像側移動レンズ群の横倍率をβnW、
無限遠物体に合焦した状態における望遠端での前記像側移動レンズ群の横倍率をβnTとした場合、
1.1<βnT/βnW (1)
で表される条件式(1)を満足するズームレンズ。
【請求項2】
物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動する複数のレンズ群を含む中間群と、変倍の際に像面に対して固定され正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、
前記複数のレンズ群のうち、最も像側に配置されたレンズ群である像側移動レンズ群は負の屈折力を有し、
無限遠物体に合焦した状態における広角端での前記中間群の各レンズ群の横倍率をβW、
無限遠物体に合焦した状態における望遠端での前記中間群の各レンズ群の横倍率をβTとした場合、
前記中間群のレンズ群のうち、|βT/βW|が最大となるレンズ群は前記像側移動レンズ群であるズームレンズ。
【請求項3】
無限遠物体に合焦した状態における広角端での前記像側移動レンズ群の横倍率をβnW、
無限遠物体に合焦した状態における望遠端での前記像側移動レンズ群の横倍率をβnT、
無限遠物体に合焦した状態における広角端での前記ズームレンズの焦点距離をfW、
無限遠物体に合焦した状態における望遠端での前記ズームレンズの焦点距離をfTとした場合、
0.4<|(βnT/βnW)/(fT/fW)| (2)
で表される条件式(2)を満足する請求項1又は2に記載のズームレンズ。
【請求項4】
無限遠物体に合焦した状態における広角端での前記像側移動レンズ群の横倍率をβnWとした場合、
βnW<0 (3)
で表される条件式(3)を満足する請求項1から3のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項5】
無限遠物体に合焦した状態における望遠端での前記像側移動レンズ群の横倍率をβnTとした場合、
βnT<-0.1 (4)
で表される条件式(4)を満足する請求項1から4のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項6】
前記像側移動レンズ群は、正レンズと負レンズとを含む請求項1から5のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項7】
前記最終レンズ群は、正レンズと負レンズとを含む請求項1から6のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項8】
無限遠物体に合焦した状態における広角端での前記最終レンズ群の横倍率をβeWとした場合、
-0.9<βeW<-0.5 (5)
で表される条件式(5)を満足する請求項1から7のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項9】
無限遠物体に合焦した状態における前記第1レンズ群の焦点距離をf1、
無限遠物体に合焦した状態における前記像側移動レンズ群の焦点距離をfnとした場合、
-0.8<fn/f1<-0.35 (6)
で表される条件式(6)を満足する請求項1から8のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項10】
前記第1レンズ群より像側に絞りを含み、
無限遠物体に合焦した状態における望遠端での前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ面における軸上光束の直径をh1、
無限遠物体に合焦した状態における望遠端での前記絞りの開口部の直径をhsとした場合、
1.7<h1/hs<2.2 (7)
で表される条件式(7)を満足する請求項1から9のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項11】
前記中間群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有し変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動するレンズ群と、負の屈折力を有し変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動するレンズ群と、前記像側移動レンズ群とからなる請求項1から10のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項12】
前記中間群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有し変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動するレンズ群と、前記像側移動レンズ群とからなる請求項1から10のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項13】
前記第1レンズ群は、変倍の際に像面に対して固定されている請求項1から12のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項14】
前記第1レンズ群は、合焦の際に光軸に沿って移動する少なくとも1枚のレンズを備える請求項1から13のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項15】
3<βnT/βnW<40 (1-1)
で表される条件式(1-1)を満足する請求項1に記載のズームレンズ。
【請求項16】
0.5<|(βnT/βnW)/(fT/fW)|<10 (2-1)
で表される条件式(2-1)を満足する請求項3に記載のズームレンズ。
【請求項17】
-0.4<βnW<-0.001 (3-1)
で表される条件式(3-1)を満足する請求項4に記載のズームレンズ。
【請求項18】
-2<βnT<-0.5 (4-1)
で表される条件式(4-1)を満足する請求項5に記載のズームレンズ。
【請求項19】
-0.85<βeW<-0.6 (5-1)
で表される条件式(5-1)を満足する請求項8に記載のズームレンズ。
【請求項20】
請求項1から19のいずれか1項に記載のズームレンズを備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の技術は、ズームレンズ、および撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、放送用カメラ、映画撮影用カメラ、およびデジタルカメラ等の撮像装置に適用可能なズームレンズとして、例えば、下記特許文献1および特許文献2に記載のレンズ系が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2018-109709号公報
【特許文献2】特開2015-161695号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、小型化および高倍率化が図られ、かつ良好な光学性能を有するズームレンズが要望されている。
【0005】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型化および高倍率化が図られ、かつ良好な光学性能を有するズームレンズ、およびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の第1の態様に係るズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動する複数のレンズ群を含む中間群と、変倍の際に像面に対して固定され正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、上記複数のレンズ群のうち、最も像側に配置されたレンズ群である像側移動レンズ群は負の屈折力を有し、無限遠物体に合焦した状態における広角端での像側移動レンズ群の横倍率をβnW、無限遠物体に合焦した状態における望遠端での像側移動レンズ群の横倍率をβnTとした場合、
1.1<βnT/βnW (1)
で表される条件式(1)を満足する。
【0007】
本開示の第1の態様に係るズームレンズは、
3<βnT/βnW<40 (1-1)
で表される条件式(1-1)を満足することが好ましい。
【0008】
本開示の第2の態様に係るズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動する複数のレンズ群を含む中間群と、変倍の際に像面に対して固定され正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、上記複数のレンズ群のうち、最も像側に配置されたレンズ群である像側移動レンズ群は負の屈折力を有し、無限遠物体に合焦した状態における広角端での中間群の各レンズ群の横倍率をβW、無限遠物体に合焦した状態における望遠端での中間群の各レンズ群の横倍率をβTとした場合、中間群のレンズ群のうち、|βT/βW|が最大となるレンズ群は像側移動レンズ群である。
【0009】
以下本項では、本開示の第1および第2の態様に係るズームレンズを総括して上記態様のズームレンズという。
【0010】
無限遠物体に合焦した状態における広角端での像側移動レンズ群の横倍率をβnW、無限遠物体に合焦した状態における望遠端での像側移動レンズ群の横倍率をβnT、無限遠物体に合焦した状態における広角端でのズームレンズの焦点距離をfW、無限遠物体に合焦した状態における望遠端でのズームレンズの焦点距離をfTとした場合、上記態様のズームレンズは、
0.4<|(βnT/βnW)/(fT/fW)| (2)
で表される条件式(2)を満足することが好ましく、
0.5<|(βnT/βnW)/(fT/fW)|<10 (2-1)
で表される条件式(2-1)を満足することがより好ましい。
【0011】
無限遠物体に合焦した状態における広角端での像側移動レンズ群の横倍率をβnWとした場合、上記態様のズームレンズは、
βnW<0 (3)
で表される条件式(3)を満足することが好ましく、
-0.4<βnW<-0.001 (3-1)
で表される条件式(3-1)を満足することがより好ましい。
【0012】
無限遠物体に合焦した状態における望遠端での像側移動レンズ群の横倍率をβnTとした場合、上記態様のズームレンズは、
βnT<-0.1 (4)
で表される条件式(4)を満足することが好ましく、
-2<βnT<-0.5 (4-1)
で表される条件式(4-1)を満足することがより好ましい。
【0013】
像側移動レンズ群は、正レンズと負レンズとを含むことが好ましい。
【0014】
最終レンズ群は、正レンズと負レンズとを含むことが好ましい。
【0015】
無限遠物体に合焦した状態における広角端での最終レンズ群の横倍率をβeWとした場合、上記態様のズームレンズは、
-0.9<βeW<-0.5 (5)
で表される条件式(5)を満足することが好ましく、
-0.85<βeW<-0.6 (5-1)
で表される条件式(5-1)を満足することがより好ましい。
【0016】
無限遠物体に合焦した状態における第1レンズ群の焦点距離をf1、無限遠物体に合焦した状態における像側移動レンズ群の焦点距離をfnとした場合、上記態様のズームレンズは、
-0.8<fn/f1<-0.35 (6)
で表される条件式(6)を満足することが好ましい。
【0017】
上記態様のズームレンズは、第1レンズ群より像側に絞りを含み、無限遠物体に合焦した状態における望遠端での第1レンズ群の最も物体側のレンズ面における軸上光束の直径をh1、無限遠物体に合焦した状態における望遠端での絞りの開口部の直径をhsとした場合、
1.7<h1/hs<2.2 (7)
で表される条件式(7)を満足することが好ましい。
【0018】
中間群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有し変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動するレンズ群と、負の屈折力を有し変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動するレンズ群と、像側移動レンズ群とからなるように構成してもよい。
【0019】
中間群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有し変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動するレンズ群と、像側移動レンズ群とからなるように構成してもよい。
【0020】
第1レンズ群は、変倍の際に像面に対して固定されていることが好ましい。
【0021】
第1レンズ群は、合焦の際に光軸に沿って移動する少なくとも1枚のレンズを備えるように構成してもよい。
【0022】
本開示の別の態様に係る撮像装置は、本開示の第1および第2の態様に係るズームレンズの少なくとも一方を備えている。
【0023】
なお、本明細書の「~からなり」、「~からなる」は、挙げられた構成要素以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ、およびカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、および手振れ補正機構等の機構部分、等が含まれていてもよいことを意図する。
【0024】
本明細書の「正の屈折力を有する~群」および「~群は正の屈折力を有する」は、群全体として正の屈折力を有することを意味する。同様に「負の屈折力を有する~群」および「~群は負の屈折力を有する」は、群全体として負の屈折力を有することを意味する。「正の屈折力を有するレンズ」と「正レンズ」とは同義である。「負の屈折力を有するレンズ」と「負レンズ」とは同義である。「~レンズ群」および「フォーカス群」は、複数のレンズからなる構成に限らず、1枚のみのレンズからなる構成としてもよい。
【0025】
複合非球面レンズ(球面レンズと、その球面レンズ上に形成された非球面形状の膜とが一体的に構成されて、全体として1つの非球面レンズとして機能するレンズ)は、接合レンズとは見なさず、1枚のレンズとして扱う。非球面を含むレンズに関する、屈折力の符号、および面形状は、特に断りが無い限り、近軸領域で考えることにする。
【0026】
条件式で用いている「焦点距離」は、近軸焦点距離である。条件式で用いている値は、無限遠物体に合焦した状態において、d線を基準とした場合の値である。
【0027】
あるレンズのg線とF線間の部分分散比θgFとは、g線、F線、およびC線に対するそのレンズの屈折率をそれぞれNg、NF、およびNCとした場合に、θgF=(Ng-NF)/(NF-NC)で定義される。本明細書に記載の「d線」、「C線」、「F線」、および「g線」は輝線であり、d線の波長は587.56nm(ナノメートル)、C線の波長は656.27nm(ナノメートル)、F線の波長は486.13nm(ナノメートル)、g線の波長は435.84nm(ナノメートル)として扱う。
【発明の効果】
【0028】
本開示によれば、小型化および高倍率化が図られ、かつ良好な光学性能を有するズームレンズ、およびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
図1】実施例1のズームレンズに対応し、一実施形態に係るズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
図2図1のズームレンズの各変倍状態における構成と光束を示す図である。
図3】有効径を説明するための図である。
図4】αを説明するための図である。
図5】実施例1のズームレンズの各収差図である。
図6】実施例2のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
図7】実施例2のズームレンズの各収差図である。
図8】実施例3のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
図9】実施例3のズームレンズの各収差図である。
図10】実施例4のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
図11】実施例4のズームレンズの各変倍状態における構成と光束を示す図である。
図12】実施例4のズームレンズの各収差図である。
図13】実施例5のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
図14】実施例5のズームレンズの各収差図である。
図15】一実施形態に係る撮像装置の概略的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。
【0031】
図1に、本開示の一実施形態に係るズームレンズの広角端における構成の断面図および移動軌跡を示す。また、図2に、図1のズームレンズの各変倍状態における構成の断面図および光束を示す。図2では、「WIDE」と付した上段に広角端状態を示し、「TELE」と付した下段に望遠端状態を示す。図2では、光束として、広角端状態における軸上光束waおよび最大画角の光束wb、望遠端状態における軸上光束taおよび最大画角の光束tbを示す。図1および図2に示す例は後述の実施例1のズームレンズに対応している。図1および図2では、無限遠物体に合焦している状態を示し、左側が物体側、右側が像側である。以下では主に図1を参照しながら本開示の一実施形態に係るズームレンズについて説明する。
【0032】
図1では、ズームレンズが撮像装置に適用されることを想定して、ズームレンズと像面Simとの間に平行平板状の光学部材PPが配置された例を示している。光学部材PPは、各種フィルタおよびカバーガラス等を想定した部材である。各種フィルタは、例えば、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、および特定の波長域をカットするフィルタである。光学部材PPは屈折力を有しない部材である。光学部材PPを省略して撮像装置を構成することも可能である。
【0033】
本実施形態に係るズームレンズは、物体側から像側へ順に、第1レンズ群G1と、中間群GMと、最終レンズ群GEとからなる。第1レンズ群G1は、正の屈折力を有する。中間群GMは、変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動する複数のレンズ群を含む。中間群GMの上記複数のレンズ群のうち、最も像側に配置されたレンズ群を像側移動レンズ群Gnと呼ぶ。像側移動レンズ群Gnは、負の屈折力を有する。最終レンズ群GEは、変倍の際に像面Simに対して固定されており、かつ正の屈折力を有する。上記のように構成することによって、高倍率化および全長の短縮化の両立が容易になる。また、正の屈折力を有する第1レンズ群G1によって、中間群GMの最も物体側のレンズ群に入射する光線の高さが低くなるため、変倍の際の収差変動の抑制に有利となる。
【0034】
なお、本明細書における「レンズ群」は、ズームレンズの構成部分であって、変倍の際に変化する空気間隔によって分けられた、少なくとも1枚のレンズを含む部分を指す。変倍の際には、レンズ群単位で移動又は固定され、かつ、1つのレンズ群内のレンズの相互間隔は変化しない。すなわち、本明細書では、変倍の際に、隣り合う群との間隔が変化し、かつ自身内部では隣り合うレンズの全間隔が変化しない群を1つのレンズ群としている。
【0035】
一例として、図1のズームレンズは、物体側から像側へ順に、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、第5レンズ群G5とからなる。図1の例では、中間群GMは、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4とからなり、最終レンズ群GEは、第5レンズ群G5からなる。図1の例では、像側移動レンズ群Gnは、第4レンズ群G4からなる。
【0036】
図1の例では、変倍の際に、第1レンズ群G1と第5レンズ群G5とは像面Simに対して固定され、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。図1では、広角端から望遠端への変倍の際の、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3、および第4レンズ群G4それぞれの移動軌跡を各レンズ群の下に矢印で示す。
【0037】
図1の例の各レンズ群は以下に述べるレンズから構成されている。すなわち、第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L17の7枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、レンズL21の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L35の5枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、レンズL41~L43の3枚のレンズからなる。第5レンズ群G5は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL51~L58の8枚のレンズからなる。図1の開口絞りStは形状を示しているのではなく、光軸方向の位置を示している。
【0038】
以下に、本開示のズームレンズの好ましい構成および可能な構成について述べる。なお、以下の好ましい構成および可能な構成の説明では、冗長さを避けるため「本開示のズームレンズ」を単に「ズームレンズ」ともいう。
【0039】
広角端での中間群GMの各レンズ群の横倍率をβW、望遠端での中間群GMの各レンズ群の横倍率をβTとした場合、中間群GMのレンズ群のうち、|βT/βW|が最大となるレンズ群は像側移動レンズ群Gnであることが好ましい。このようにした場合は、高倍率化および全長の短縮化の両立が容易になる。なお、βWおよびβTは、無限遠物体に合焦した状態における値である。また、ここでいう「中間群GMのレンズ群のうち」は、中間群GMが含む全てのレンズ群のうち、という意味であり、中間群GM内の変倍の際に移動するレンズ群および中間群GM内の変倍の際に固定されているレンズ群の両方を含む。
【0040】
広角端での像側移動レンズ群Gnの横倍率をβnW、望遠端での像側移動レンズ群Gnの横倍率をβnTとした場合、ズームレンズは下記条件式(1)を満足することが好ましい。βnWおよびβnTは、無限遠物体に合焦した状態における値である。条件式(1)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、像側移動レンズ群Gnの変倍作用が弱くなり過ぎないため、高倍率化および全長の短縮化の両立が容易となる。また、ズームレンズは下記条件式(1-1)を満足することがより好ましい。条件式(1-1)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、条件式(1)の効果をより高めることが可能になる。条件式(1-1)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、像側移動レンズ群Gnの変倍作用が強くなり過ぎないため、全長の短縮化を図りながら変倍の際の収差変動を抑制することが容易となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(1-2)を満足することがさらにより好ましく、下記条件式(1-3)を満足することがさらによりいっそう好ましい。
1.1<βnT/βnW (1)
3<βnT/βnW<40 (1-1)
5<βnT/βnW<30 (1-2)
6.5<βnT/βnW<25 (1-3)
【0041】
広角端でのズームレンズの焦点距離をfW、望遠端でのズームレンズの焦点距離をfTとした場合、ズームレンズは下記条件式(2)を満足することが好ましい。fWおよびfTは、無限遠物体に合焦した状態における値である。条件式(2)のβnWおよびβnTの定義は、上記条件式(1)のものと同様である。条件式(2)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、像側移動レンズ群Gnの変倍作用が弱くなり過ぎないため、高倍率化および全長の短縮化の両立が容易となる。また、ズームレンズは下記条件式(2-1)を満足することがより好ましい。条件式(2-1)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、条件式(2)の効果をより高めることが可能になる。条件式(2-1)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、像側移動レンズ群Gnの変倍作用が強くなり過ぎないため、全長の短縮化を図りながら変倍の際の収差変動を抑制することが容易となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(2-2)を満足することがさらにより好ましく、下記条件式(2-3)を満足することがさらによりいっそう好ましい。
0.4<|(βnT/βnW)/(fT/fW)| (2)
0.5<|(βnT/βnW)/(fT/fW)|<10 (2-1)
1.01<|(βnT/βnW)/(fT/fW)|<8 (2-2)
1.6<|(βnT/βnW)/(fT/fW)|<6 (2-3)
【0042】
ズームレンズは下記条件式(3)を満足することが好ましい。条件式(3)のβnWの定義は、上記条件式(1)のものと同様である。条件式(3)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、高倍率化を図りながら変倍の際の収差変動を抑制することが容易となる。また、ズームレンズは下記条件式(3-1)を満足することがより好ましい。条件式(3-1)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、条件式(3)の効果をより高めることが可能になる。条件式(3-1)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、高倍率化および全長の短縮化の両立が容易となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(3-2)を満足することがさらにより好ましく、下記条件式(3-3)を満足することがさらによりいっそう好ましい。
βnW<0 (3)
-0.4<βnW<-0.001 (3-1)
-0.3<βnW<-0.01 (3-2)
-0.2<βnW<-0.01 (3-3)
【0043】
また、ズームレンズは下記条件式(4)を満足することが好ましい。条件式(4)のβnTの定義は、上記条件式(1)のものと同様である。条件式(4)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、高倍率化および全長の短縮化の両立が容易となる。また、ズームレンズは下記条件式(4-1)を満足することがより好ましい。条件式(4-1)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、条件式(4)の効果をより高めることが可能になる。条件式(4-1)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、像側移動レンズ群Gnより物体側のレンズ群で発生する収差の拡大率が大きくなるのを抑制できるため、収差補正に有利となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(4-2)を満足することがさらにより好ましい。
βnT<-0.1 (4)
-2<βnT<-0.5 (4-1)
-1.5<βnT<-1 (4-2)
【0044】
広角端での最終レンズ群GEの横倍率をβeWとした場合、ズームレンズは下記条件式(5)を満足することが好ましい。βeWは、無限遠物体に合焦した状態における値である。条件式(5)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、最終レンズ群GEより物体側のレンズ群で発生する収差の拡大率が大きくなるのを抑制できるため、収差補正に有利となる。条件式(5)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、最終レンズ群GEより物体側のレンズ群の大型化を抑制できるため、全長の短縮化が容易となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(5-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(5-2)を満足することがさらにより好ましい。
-0.9<βeW<-0.5 (5)
-0.85<βeW<-0.6 (5-1)
-0.8<βeW<-0.65 (5-2)
【0045】
第1レンズ群G1の焦点距離をf1とし、像側移動レンズ群Gnの焦点距離をfnとした場合、ズームレンズは下記条件式(6)を満足することが好ましい。f1およびfnは、無限遠物体に合焦した状態における値である。条件式(6)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、像側移動レンズ群Gnの負の屈折力が弱くなり過ぎないため、変倍の際の像側移動レンズ群Gnの移動量を抑制することができるので、全長の短縮化が容易となる。条件式(6)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、像側移動レンズ群Gnの負の屈折力が強くなり過ぎないため、変倍の際の収差変動を抑制することが容易となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(6-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(6-2)を満足することがさらにより好ましい。
-0.8<fn/f1<-0.35 (6)
-0.7<fn/f1<-0.38 (6-1)
-0.65<fn/f1<-0.42 (6-2)
【0046】
ズームレンズは、第1レンズ群G1より像側に開口絞りStを含むことが好ましい。このようにした場合は、絞りユニットの小型化に有利となる。
【0047】
ズームレンズが第1レンズ群G1より像側に開口絞りStを含む構成において、望遠端での第1レンズ群G1の最も物体側のレンズ面における軸上光束の直径をh1、望遠端での開口絞りStの開口部の直径をhsとした場合、ズームレンズは下記条件式(7)を満足することが好ましい。h1およびhsは、無限遠物体に合焦した状態における値である。条件式(7)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、開口絞りStの開口部の直径が大きくなるのを抑えることができるため、絞りユニットの大型化を抑制することができ、これによって、メカ部品を含めたズームレンズ装置の小型化が容易となる。条件式(7)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、開口絞りStより物体側のレンズ群の大型化を抑制することができるため、全長の短縮化が容易となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(7-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(7-2)を満足することがさらにより好ましい。
1.7<h1/hs<2.2 (7)
1.75<h1/hs<2.1 (7-1)
1.8<h1/hs<2 (7-2)
【0048】
像側移動レンズ群Gnの少なくとも1枚の負レンズのd線に対する屈折率をNdnとした場合、ズームレンズは下記条件式(8)を満足することが好ましい。条件式(8)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、負レンズの曲率半径の絶対値が小さくなるのを抑制できるため、高次収差の補正が容易となる。なお、「高次収差」は、5次以上の収差を意味する。ズームレンズは下記条件式(8-1)を満足することがより好ましい。条件式(8-1)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、条件式(8)の効果をより高めることが可能になる。一般に、光学材料では、屈折率が高くなると、アッベ数が小さくなるので、条件式(8-1)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、アッベ数が小さくなり過ぎるのを抑制できる。これによって、変倍の際の色収差の変動を抑制することが容易となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(8-2)を満足することがさらにより好ましい。
1.75<Ndn (8)
1.8<Ndn<2.1 (8-1)
1.85<Ndn<2 (8-2)
【0049】
中間群GMのレンズ面での有効径の最大値をEDm、望遠端での第1レンズ群G1の最も物体側のレンズ面における軸上光束の直径をh1とした場合、ズームレンズは下記条件式(9)を満足することが好ましい。EDmおよびh1は、無限遠物体に合焦した状態における値である。条件式(9)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、第1レンズ群G1での光束の収束が強くなり過ぎないため、望遠端における諸収差の補正が容易になる。条件式(9)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、中間群GMの大型化を抑えることができるので、変倍のための駆動機構の大型化を抑制でき、これによって、装置の小型化に有利となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(9-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(9-2)を満足することがさらにより好ましい。
0.2<EDm/h1<1.5 (9)
0.4<EDm/h1<1.1 (9-1)
0.6<EDm/h1<0.8 (9-2)
【0050】
なお、本開示の技術においては、レンズ面に物体側から入射し、像側に射出される光線のうち、最も外側を通る光線とそのレンズ面との交点から光軸Zまでの距離の2倍を、そのレンズ面の「有効径」とする。ここでいう「外側」とは、光軸Zを中心にした径方向外側、すなわち、光軸Zから離れる側である。また、「最も外側を通る光線」は、全変倍域を考慮して決定される。
【0051】
説明用の図として図3に有効径EDの一例を示す。図3では、左側が物体側、右側が像側である。図3には、レンズLxを通る軸上光束Xaおよび軸外光束Xbを示す。図3の例では、軸外光束Xbの上側光線である光線Xb1が、最も外側を通る光線である。よって、図3の例ではレンズLxの物体側の面と光線Xb1との交点から光軸Zまでの距離の2倍が、レンズLxの物体側の面の有効径EDとなる。なお、図3では軸外光束Xbの上側光線が最も外側を通る光線であるが、いずれの光線が最も外側を通る光線になるかは光学系により異なる。
【0052】
レンズ面の有効径端における、そのレンズ面の法線と光軸Zとのなす角をαとした場合、下記条件式(10)を満足する凸面のレンズ面を最終レンズ群GEは1つ以上含むことが好ましい。条件式(10)ではαの単位を度としている。条件式(10)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、他の面で発生した球面収差を効果的に補正することが容易となるため、全系での収差の抑制に有利となる。条件式(10)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、上記凸面の加工難易度が上がることを抑制できるため、面精度の確保に有利となる。より良好な特性を得るためには、条件式(10)に代えて、下記条件式(10-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(10-2)を満足することがさらにより好ましい。
15<|α|<40 (10)
18<|α|<35 (10-1)
22<|α|<31 (10-2)
【0053】
説明用の図として図4に上記αの一例を示す。図4では、凸面のレンズ面LSの有効径端Pにおける、レンズ面LSの接線を破線で示し、レンズ面LSの法線NLを二点鎖線で示し、法線NLと光軸Zとのなす角αを示す。有効径端Pは、上記の有効径の定義における、最も外側を通る光線(図4では不図示)とレンズ面LSとの交点である。図4の例では、有効径をEDとしており、有効径端Pの光軸Zからの高さはED/2となる。
【0054】
第1レンズ群G1より像側に開口絞りStが配置されている構成において、最終レンズ群GEは条件式(10)および下記条件式(11)を満足する凸面のレンズ面を1つ以上含むことが好ましい。条件式(11)では、広角端での開口絞りStから上記凸面のレンズ面までの光軸上の距離をDαとしている。また、広角端での開口絞りStから最終レンズ群GEの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、最終レンズ群GEの最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離との和をDsimとしている。DαおよびDsimは、無限遠物体に合焦した状態における値である。条件式(11)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、上記凸面のレンズ面における、軸上光線と軸外光線との分離の程度が小さくなり過ぎないため、像面湾曲の補正が容易となる。条件式(11)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、上記凸面のレンズ面における、軸上光線と軸外光線との分離の程度が大きくなり過ぎないため、球面収差の補正が容易となる。より良好な特性を得るためには、条件式(11)に代えて、下記条件式(11-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(11-2)を満足することがさらにより好ましい。
0.02<Dα/Dsim<0.12 (11)
0.035<Dα/Dsim<0.09 (11-1)
0.05<Dα/Dsim<0.075 (11-2)
【0055】
中間群GMの少なくとも1枚の負レンズのd線基準のアッベ数をνm、g線とF線間の部分分散比をθgFmとした場合、ズームレンズは下記条件式(12)を満足することが好ましい。条件式(12)を満足することによって、変倍の際の倍率色収差の変動を抑えることに有利となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(12-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(12-2)を満足することがさらにより好ましい。
0.03<θgFm+0.0018×νm-0.64833<0.1 (12)
0.035<θgFm+0.0018×νm-0.64833<0.07 (12-1)
0.041<θgFm+0.0018×νm-0.64833<0.058 (12-2)
【0056】
第1レンズ群G1の少なくとも1枚の正レンズのd線基準のアッベ数をν1pとした場合、ズームレンズは下記条件式(13)を満足することが好ましい。条件式(13)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、変倍の際の軸上色収差の変動を抑えることに有利となる。条件式(13)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、変倍の際の倍率色収差の変動を抑えることに有利となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(13-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(13-2)を満足することがさらにより好ましい。
48<ν1p<102 (13)
56<ν1p<94 (13-1)
65<ν1p<87 (13-2)
【0057】
第1レンズ群G1は、合焦の際に光軸Zに沿って移動する少なくとも1枚のレンズを備えるように構成してもよい。すなわち、第1レンズ群G1の少なくとも1枚のレンズが光軸Zに沿って移動することによって合焦を行うように構成してもよい。以下の説明では、合焦の際に移動する群をフォーカス群という。第1レンズ群G1がフォーカス群を備える場合は、望遠端での合焦の際のフォーカス群の操出量を抑制できるため、最至近被写体距離を短くすることができる。特に、変倍の際に第1レンズ群G1が像面Simに対して固定されているレンズ系において、第1レンズ群G1がフォーカス群を備える構成にした場合は、全変倍域で合焦の際のフォーカス群の操出量を一定にできるため、駆動機構を簡略化することができる。
【0058】
フォーカス群は、第1レンズ群G1の1枚のレンズのみからなるように構成してもよい。このようにした場合は、フォーカス群の軽量化に有利となる。図1の例では、フォーカス群はレンズL14のみからなる。図1のレンズL14の下の括弧と水平方向の両矢印は、レンズL14がフォーカス群であることを示す。
【0059】
第1レンズ群G1は、変倍の際に像面Simに対して固定されているように構成してもよい。このようにした場合は、変倍の際に全長が不変であるためマットボックス等の使用が容易となる。また、変倍の際のレンズ系の重心の変動を小さくすることができるので、撮影の際の利便性を高めることができる。
【0060】
像側移動レンズ群Gnは、正レンズと負レンズとを含むことが好ましい。このようにした場合は、変倍の際の収差変動を抑制することが容易となる。具体的には例えば、像側移動レンズ群Gnは、1枚の正レンズと2枚の負レンズとからなるように構成してもよい。このようにした場合は、負の屈折力を確保しながら変倍の際の収差変動を抑制することが容易となる。より詳しくは、像側移動レンズ群Gnは、1枚の正レンズと1枚の負レンズとが接合されて構成された接合レンズと、1枚の負レンズとからなるように構成してもよい。このようにした場合は、特に、負の屈折力を確保しながら変倍の際の色収差の変動を抑制することが容易となる。
【0061】
無限遠物体に合焦した状態において、広角端から望遠端への変倍の際に、ズームレンズは、像側移動レンズ群Gnの横倍率が-1倍になる状態を有するように構成してもよい。このようにした場合は、高倍率化および全長の短縮化の両立が容易となる。図1の移動軌跡の図では、像側移動レンズ群Gnの横倍率が-1倍になる状態のズーム位置を破線で示し、その破線の左側に「βn=-1」と記入している。
【0062】
ズームレンズは、中間群GMより像側に開口絞りStを含むように構成してもよい。このようにした場合は、絞りユニットの小型化に有利となる。
【0063】
中間群GMは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有し変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動するレンズ群と、負の屈折力を有し変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動するレンズ群と、像側移動レンズ群Gnとからなるように構成してもよい。このようにした場合は、広角端における歪曲収差を良好に補正することが容易となる。また、変倍の際の各レンズ群の移動量を小さくすることができるため、全長の短縮化が容易となる。
【0064】
もしくは、中間群GMは、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有し変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動するレンズ群と、像側移動レンズ群Gnとからなるように構成してもよい。このようにした場合は、変倍の際に移動するレンズ群の駆動機構を簡略化できるため、製造誤差の低減および部品コストの低減に有利となる。
【0065】
最終レンズ群GEは、正レンズと負レンズとを含むことが好ましい。このようにした場合は、変倍の際の収差変動を抑制することが容易となる。
【0066】
なお、図1に示した例は一例であり、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。例えば、中間群GMに含まれるレンズ群の数、および、各レンズ群に含まれるレンズの数は、図1の例と異なる数にしてもよい。
【0067】
上述した好ましい構成および可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。なお、本開示のズームレンズが満足することが好ましい条件式は、式の形式で記載された条件式に限定されず、好ましい、より好ましい、さらにより好ましい、および、さらによりいっそう好ましいとされた条件式の中から下限と上限とを任意に組み合わせて得られる全ての条件式を含む。
【0068】
以下に、本開示のズームレンズの好ましい2つの態様を記す。第1の態様は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動する複数のレンズ群を含む中間群GMと、変倍の際に像面Simに対して固定され正の屈折力を有する最終レンズ群GEとからなり、中間群GMの上記複数のレンズ群のうち、最も像側に配置されたレンズ群である像側移動レンズ群Gnは負の屈折力を有し、上記条件式(1)を満足するズームレンズである。
【0069】
第2の態様は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、変倍の際に隣り合うレンズ群との間隔を変化させて移動する複数のレンズ群を含む中間群GMと、変倍の際に像面Simに対して固定され正の屈折力を有する最終レンズ群GEとからなり、中間群GMの上記複数のレンズ群のうち、最も像側に配置されたレンズ群である像側移動レンズ群Gnは負の屈折力を有し、無限遠物体に合焦した状態における広角端での中間群GMの各レンズ群の横倍率をβW、無限遠物体に合焦した状態における望遠端での中間群GMの各レンズ群の横倍率をβTとした場合、中間群GMのレンズ群のうち、|βT/βW|が最大となるレンズ群が像側移動レンズ群Gnとなるズームレンズである。
【0070】
次に、本開示のズームレンズの実施例について図面を参照して説明する。なお、各実施例の断面図のレンズに付された参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明および図面の煩雑化を避けるため、実施例ごとに独立して用いている。したがって、異なる実施例の図面において共通の参照符号が付されていても、必ずしも共通の構成ではない。
【0071】
[実施例1]
実施例1のズームレンズの構成と移動軌跡は図1に示しており、その図示方法と構成は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例1のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正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、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とからなる。変倍の際に、第1レンズ群G1と第5レンズ群G5とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。中間群GMは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とからなる。最終レンズ群GEは第5レンズ群G5からなる。フォーカス群はレンズL14からなる。
【0072】
実施例1のズームレンズについて、基本レンズデータを表1Aおよび表1Bに、諸元を表2に、可変面間隔を表3に示す。ここでは、1つの表の長大化を避けるため基本レンズデータを表1Aおよび表1Bの2つの表に分けて表示している。表1Aには第1レンズ群G1および中間群GMを示し、表1Bには第5レンズ群G5および光学部材PPを示す。表1A、表1B、および表2には、無限遠物体に合焦した状態におけるデータを示す。
【0073】
表1Aおよび表1Bは以下のように記載されている。Snの列には最も物体側の面を第1面とし像側に向かうに従い1つずつ番号を増加させた場合の面番号を示す。Rの列には各面の曲率半径を示す。Dの列には各面とその像側に隣接する面との光軸上の面間隔を示す。Ndの列には各構成要素のd線に対する屈折率を示す。νdの列には各構成要素のd線基準のアッベ数を示す。θgFの列には各構成要素のg線とF線間の部分分散比を示す。EDの列には各面の直径での有効径を示す。
【0074】
表1Aおよび表1Bでは、物体側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負としている。表1Bでは開口絞りStに相当する面の面番号の欄に面番号と(St)という語句を記入している。表1Bでは光学部材PPも示している。表1BのDの列の最下欄の値は表中の最も像側の面と像面Simとの間隔である。表1Aでは、変倍の際の可変面間隔についてはDD[ ]という記号を用い、[ ]の中にこの間隔の物体側の面番号を付してDの列に記入している。
【0075】
表2に、ズームの倍率Zr、焦点距離f、開放FナンバーFNo.、および最大全画角2ωをd線基準で示す。2ωの欄の(°)は単位が度であることを意味する。表3に、変倍の際の可変面間隔を示す。表2および表3では、WIDE、およびTELEの列にはそれぞれ、広角端状態の各値、および望遠端状態の各値を示す。
【0076】
各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはmm(ミリメートル)を用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。
【0077】
【表1A】
【0078】
【表1B】
【0079】
【表2】
【0080】
【表3】
【0081】
図5に、実施例1のズームレンズの無限遠物体に合焦した状態の各収差図を示す。図5では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示す。図5では「WIDE」と付した上段に広角端状態の収差を示し、「TELE」と付した下段に望遠端状態の収差を示す。球面収差図では、d線、C線、およびF線における収差をそれぞれ実線、長破線、および短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向のd線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のd線における収差を短破線で示す。歪曲収差図ではd線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、C線、およびF線における収差をそれぞれ長破線、および短破線で示す。球面収差図ではFNo.=の後に開放Fナンバーの値を示す。その他の収差図ではω=の後に最大半画角の値を示す。
【0082】
上記の実施例1に関する各データの記号、意味、記載方法、および図示方法は、特に断りが無い限り以下の実施例においても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
【0083】
[実施例2]
実施例2のズームレンズの構成と移動軌跡を図6に示す。実施例2のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正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、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とからなる。
【0084】
第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L17の7枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、レンズL21の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L35の5枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、レンズL41~L43の3枚のレンズからなる。第5レンズ群G5は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL51~L58の8枚のレンズからなる。
【0085】
変倍の際に、第1レンズ群G1と第5レンズ群G5とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。中間群GMは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とからなる。最終レンズ群GEは第5レンズ群G5からなる。フォーカス群はレンズL14からなる。
【0086】
実施例2のズームレンズについて、基本レンズデータを表4Aおよび表4Bに、諸元を表5に、可変面間隔を表6に、各収差図を図7に示す。
【0087】
【表4A】
【0088】
【表4B】
【0089】
【表5】
【0090】
【表6】
【0091】
[実施例3]
実施例3のズームレンズの構成と移動軌跡を図8に示す。実施例3のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正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、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とからなる。
【0092】
第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L17の7枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、レンズL21の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L35の5枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、レンズL41~L43の3枚のレンズからなる。第5レンズ群G5は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL51~L58の8枚のレンズからなる。
【0093】
変倍の際に、第1レンズ群G1と第5レンズ群G5とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。中間群GMは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とからなる。最終レンズ群GEは第5レンズ群G5からなる。フォーカス群はレンズL14からなる。
【0094】
実施例3のズームレンズについて、基本レンズデータを表7Aおよび表7Bに、諸元を表8に、可変面間隔を表9に、各収差図を図9に示す。
【0095】
【表7A】
【0096】
【表7B】
【0097】
【表8】
【0098】
【表9】
【0099】
[実施例4]
実施例4のズームレンズの構成と移動軌跡を図10に示す。実施例4のズームレンズの各変倍状態における構成の断面図と光束を図11に示す。図11の図示方法は図2と同様である。実施例4のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4とからなる。
【0100】
第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L17の7枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、物体側から像側へ順に、レンズL21~L25の5枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L33の3枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL41~L48の8枚のレンズからなる。
【0101】
変倍の際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。中間群GMは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とからなる。最終レンズ群GEは第4レンズ群G4からなる。フォーカス群はレンズL14からなる。
【0102】
実施例4のズームレンズについて、基本レンズデータを表10Aおよび表10Bに、諸元を表11に、可変面間隔を表12に、各収差図を図12に示す。
【0103】
【表10A】
【0104】
【表10B】
【0105】
【表11】
【0106】
【表12】
【0107】
[実施例5]
実施例5のズームレンズの構成と移動軌跡を図13に示す。実施例5のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4とからなる。
【0108】
第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L17の7枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、物体側から像側へ順に、レンズL21~L25の5枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L33の3枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL41~L48の8枚のレンズからなる。
【0109】
変倍の際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。中間群GMは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とからなる。最終レンズ群GEは第4レンズ群G4からなる。フォーカス群はレンズL14からなる。
【0110】
実施例5のズームレンズについて、基本レンズデータを表13Aおよび表13Bに、諸元を表14に、可変面間隔を表15に、各収差図を図14に示す。
【0111】
【表13A】
【0112】
【表13B】
【0113】
【表14】
【0114】
【表15】
【0115】
表16に、実施例1~5のズームレンズの条件式(1)~(13)の対応値を示す。条件式(8)、(12)、(13)の対応値の下には対応するレンズの符号を括弧書きで示す。条件式(10)の対応値の下には対応する面番号を括弧書きで示す。
【0116】
【表16】
【0117】
表17に、実施例1~5のズームレンズの中間群の各レンズ群の広角端および望遠端における横倍率を示す。また、表17には、中間群の各レンズ群の、広角端における横倍率に対する望遠端における横倍率の比を示す。表17の記号の意味は以下の通りである。β2Wは第2レンズ群G2の広角端における横倍率を示す。β2Tは第2レンズ群G2の望遠端における横倍率を示す。β3Wは第3レンズ群G3の広角端における横倍率を示す。β3Tは第3レンズ群G3の望遠端における横倍率を示す。β4Wは第4レンズ群G4の広角端における横倍率を示す。β4Tは第4レンズ群G4の望遠端における横倍率を示す。
【0118】
【表17】
【0119】
以上説明したデータからわかるように、実施例1~5のズームレンズは、小型に構成されながらも、ズームの倍率が4倍以上であり、比較的高倍率化を達成しており、かつ、諸収差が良好に補正されて高い光学性能を実現している。
【0120】
次に、本開示の実施形態に係る撮像装置について説明する。図15に、本開示の実施形態の撮像装置の一例として、本開示の実施形態に係るズームレンズ1を用いた撮像装置100の概略構成図を示す。撮像装置100としては、例えば、放送用カメラ、映画撮影用カメラ、ビデオカメラ、および監視用カメラ等を挙げることができる。
【0121】
撮像装置100は、ズームレンズ1と、ズームレンズ1の像側に配置されたフィルタ2と、フィルタ2の像側に配置された撮像素子3とを備えている。なお、図15では、ズームレンズ1が備える複数のレンズを概略的に図示している。
【0122】
撮像素子3はズームレンズ1により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えば、CCD(Charge Coupled Device)又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等を用いることができる。撮像素子3は、その撮像面がズームレンズ1の像面に一致するように配置される。
【0123】
撮像装置100はまた、撮像素子3からの出力信号を演算処理する信号処理部5と、信号処理部5により形成された像を表示する表示部6と、ズームレンズ1の変倍を制御する変倍制御部7と、ズームレンズ1の合焦を制御する合焦制御部8とを備える。なお、図15では1つの撮像素子3のみ図示しているが、3つの撮像素子を有するいわゆる3板方式の撮像装置としてもよい。
【0124】
以上、実施形態および実施例を挙げて本開示の技術を説明したが、本開示の技術は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、およびアッベ数等は、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。
【符号の説明】
【0125】
1 ズームレンズ
2 フィルタ
3 撮像素子
5 信号処理部
6 表示部
7 変倍制御部
8 合焦制御部
100 撮像装置
ED 有効径
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
G5 第5レンズ群
GE 最終レンズ群
GM 中間群
Gn 像側移動レンズ群
L11~L58、Lx レンズ
LS レンズ面
NL 法線
ta、wa 軸上光束
tb、wb 最大画角の光束
P 有効径端
PP 光学部材
Sim 像面
St 開口絞り
Xa 軸上光束
Xb 軸外光束
Xb1 光線
Z 光軸
α 角
図1
図2
図3
図4
図5
図6
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図9
図10
図11
図12
図13
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図15