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特開2023-18429ズームレンズ、エクステンダ、及び撮像装置
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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】P2023018429
(43)【公開日】2023-02-08
(54)【発明の名称】ズームレンズ、エクステンダ、及び撮像装置
(51)【国際特許分類】
   G02B 15/167 20060101AFI20230201BHJP
   G02B 15/12 20060101ALI20230201BHJP
【FI】
G02B15/167
G02B15/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021122560
(22)【出願日】2021-07-27
(71)【出願人】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110412
【弁理士】
【氏名又は名称】藤元 亮輔
(74)【代理人】
【識別番号】100104628
【弁理士】
【氏名又は名称】水本 敦也
(74)【代理人】
【識別番号】100121614
【弁理士】
【氏名又は名称】平山 倫也
(72)【発明者】
【氏名】片寄 慎斗
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA01
2H087KA02
2H087LA30
2H087MA15
2H087MA16
2H087PA15
2H087PA16
2H087PB20
2H087QA02
2H087QA06
2H087QA17
2H087QA21
2H087QA25
2H087QA39
2H087QA41
2H087QA46
2H087RA31
2H087SA43
2H087SA47
2H087SA49
2H087SA53
2H087SA55
2H087SA57
2H087SA63
2H087SA64
2H087SA65
2H087SA66
2H087SA71
2H087SA72
2H087SA74
2H087SA75
2H087SA88
2H087SB04
2H087SB16
2H087SB21
2H087SB22
2H087SB25
2H087SB31
2H087SB33
2H087SB36
2H087SB43
(57)【要約】
【課題】エクステンダにより焦点距離範囲を長焦点距離側に容易に変化可能であり、エクステンダの挿入前後でも光学性能を良好に維持可能な大口径で焦点距離が長いズームレンズを提供すること。
【解決手段】ズームレンズは、物体側から順に、正、負の屈折力の第1及び第2レンズ群、複数のレンズ群を含む後群からなり、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、後群は、開口絞り、最も像側の正の屈折力の第nレンズ群、第nレンズ群の物体側の負の屈折力の第n-1レンズ群を含み、第n-1及び第nレンズ群の焦点距離、全ズーム範囲のうち第n-1レンズ群の最も像側の面から第nレンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離が最も短くなるズームポジションにおける、第n-1レンズ群の最も像側の面から第nレンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離及び開口絞りから像面までの光軸上の距離を各々適切に設定すること。
【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、複数のレンズ群を含む後群からなり、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、
前記後群は、開口絞り、最も像側に配置された正の屈折力の第nレンズ群、及び前記第nレンズ群の物体側に隣接して配置された負の屈折力の第n-1レンズ群を含み、
前記第n-1レンズ群の焦点距離をfn-1、前記第nレンズ群の焦点距離をfn、全ズーム範囲のうち前記第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第nレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離が最も短くなるズームポジションにおける前記第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第n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Lnm、前記ズームポジションにおける前記開口絞りから像面までの光軸上の距離をLsiとするとき、
-0.7<fn-1/fn<-0.1
0.3<Lnm/Lsi<0.7
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項2】
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、望遠端における前記ズームレンズの焦点距離をftとするとき、
0.7<f1/ft<1.1
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
【請求項3】
前記第n-1レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して、像側に凸形状の軌跡で移動することを特徴とする請求項1又は2に記載のズームレンズ。
【請求項4】
広角端における第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第n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Lnw、望遠端における前記第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第n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Lntとするとき、
0.88<Lnw/Lnt<1.10
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のズームレンズ。
【請求項5】
前記第n-1レンズ群は、フォーカシングに際して移動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。
【請求項6】
前記第n-1レンズ群は、正レンズと負レンズより構成される接合レンズからなることを特徴とする請求項5に記載のズームレンズ。
【請求項7】
前記第nレンズ群の最も像側に配置されたレンズの焦点距離をfnlとするとき、
-0.60<fnl/fn<-0.15
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のズームレンズ。
【請求項8】
前記第nレンズ群の最も正の屈折力が強いレンズの焦点距離をfnpとするとき、
-1.0<fnp/fnl<-0.6
なる条件式を満足す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。
【請求項9】
前記第n-1レンズ群と前記第nレンズ群との間に前記ズームレンズの倍率を変換するためのエクステンダを更に有し、
前記エクステンダが光路に挿入された場合、レンズ全長が変化することなく、前記ズームレンズの焦点距離範囲が長焦点距離側に変化することを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載のズームレンズ。
【請求項10】
前記後群は、前記開口絞りと、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、前記第n-1レンズ群としての負の屈折力の第4レンズ群、前記第nレンズ群としての正の屈折力の第5レンズ群からなることを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載のズームレンズ。
【請求項11】
前記後群は、前記開口絞りと、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、前記第n-1レンズ群としての負の屈折力の第5レンズ群、前記第第nレンズ群としての正の屈折力の第6レンズ群からなることを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載のズームレンズ。
【請求項12】
前記後群は、前記開口絞りと、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、前記第n-1レンズ群としての負の屈折力の第5レンズ群、前記第第nレンズ群としての正の屈折力の第6レンズ群からなることを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載のズームレンズ。
【請求項13】
前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと正レンズより構成される接合レンズ、及び正レンズからなることを特徴とする請求項1乃至12の何れか一項に記載のズームレンズ。
【請求項14】
前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、及び負レンズと正レンズより構成される接合レンズからなることを特徴とする請求項1乃至12の何れか一項に記載のズームレンズ。
【請求項15】
前記第nレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズからなることを特徴とする請求項1乃至14の何れか一項に記載のズームレンズ。
【請求項16】
前記第nレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズからなることを特徴とする請求項1乃至14の何れか一項に記載のズームレンズ。
【請求項17】
請求項1乃至16の何れか一項に記載のズームレンズに着脱可能に装着され、前記ズームレンズの倍率を変換するためのエクステンダであって、
物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズと正レンズと負レンズより構成される負の屈折力の第1接合レンズ、負レンズと正レンズと負レンズより構成される負の屈折力の第2接合レンズ、正レンズと負レンズより構成される正の屈折力の第3接合レンズからなることを特徴とするエクステンダ。
【請求項18】
請求項1乃至16の何れか一項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る像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ズームレンズに関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等に好適なものである。
【背景技術】
【0002】
従来、焦点距離が長く、Fナンバーが小さい大口径なズームレンズが要望されている。
【0003】
また、主光学系とは別のエクステンダ(倍率変換群)を挿入することで光学系の焦点距離を変化させる方法が知られている。例えば、エクステンダを光路中に挿入することにより、レンズ全長(最も物体側のレンズ面から像面までの距離)が変化することなく、焦点距離範囲が長焦点距離側に変化するズームレンズが提案されている(特許文献1,2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010-186179号公報
【特許文献2】特開2013-238827号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、エクステンダを光路中に挿入するためには大きな空気間隔が必要となるため、エクステンダを挿入する位置が不適切であると主光学系及びエクステンダが大型化してしまう。また、エクステンダの挿入前後において光学性能を良好に維持するためにはエクステンダの前後のレンズ群の屈折力を適切に設定する必要がある。
【0006】
本発明は、主光学系にエクステンダを挿入することで焦点距離範囲を長焦点距離側に容易に変化させることができ、エクステンダの挿入前後において光学性能を良好に維持可能な大口径で焦点距離が長いズームレンズ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】
【0007】
本発明の一側面としてのズームレンズは、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、複数のレンズ群を含む後群からなり、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、後群は、開口絞り、最も像側に配置された正の屈折力の第nレンズ群、及び第nレンズ群の物体側に隣接して配置された負の屈折力の第n-1レンズ群を含み、第n-1レンズ群の焦点距離をfn-1、第nレンズ群の焦点距離をfn、全ズーム範囲のうち第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から第nレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離が最も短くなるズームポジションにおける第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から第n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Lnm、ズームポジションにおける開口絞りから像面までの光軸上の距離をLsiとするとき、
-0.7<fn-1/fn<-0.1
0.3<Lnm/Lsi<0.7
なる条件式を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、主光学系にエクステンダを挿入することで焦点距離範囲を長焦点距離側に容易に変化させることができ、エクステンダの挿入前後において光学性能を良好に維持可能な大口径で焦点距離が長いズームレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】実施例1のズームレンズの広角端でのレンズ断面図である。
図2】(A),(B),(C)実施例1のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、及び望遠端での収差図である。
図3】実施例2のズームレンズの広角端でのレンズ断面図である。
図4】(A),(B),(C)実施例2のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、及び望遠端での収差図である。
図5】実施例3のズームレンズの広角端でのレンズ断面図である。
図6】(A),(B),(C)実施例3のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、及び望遠端での収差図である。
図7】実施例4のズームレンズの広角端でのレンズ断面図である。
図8】(A),(B),(C)実施例4のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、及び望遠端での収差図である。
図9】実施例5のズームレンズの広角端でのレンズ断面図である。
図10】(A),(B),(C)実施例5のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、及び望遠端での収差図である。
図11】実施例5のズームレンズの広角端でのレンズ断面図である。
図12】(A),(B),(C)実施例6のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、及び望遠端での収差図である。
図13】撮像装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【0011】
図1,3,5,7,9,11はそれぞれ、実施例1乃至6のズームレンズの広角端でのレンズ断面図である。各実施例のズームレンズは、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる。
【0012】
各レンズ断面図において左方が物体側(被写体側)で、右方が像側である。各実施例のズームレンズは、複数のレンズ群を有して構成されている。本願明細書においてレンズ群とは、ズーミングに際して一体的に移動又は静止するレンズのまとまりである。すなわち、各実施例のズームレンズでは、ズーミングに際して隣接するレンズ群同士の間隔が変化する。なお、レンズ群は1枚のレンズから構成されていてもよいし、複数枚のレンズから構成されていてもよい。また、レンズ群は開口絞りを含んでいてもよい。
【0013】
各実施例のズームレンズは、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L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、複数のレンズ群を含む後群からなる。
【0014】
また、SPは開口絞りである。IPは像面であり、各実施例のズームレンズをデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面が配置される。各実施例の光学系を銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際には像面IPにはフィルム面に相当する感光面が置かれる。
【0015】
各実施例のズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際して、各レンズ群を実線の矢印のように移動させる。また、各実施例のズームレンズでは、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、各レンズ群を点線の矢印のように移動させる。
【0016】
図2(A),4(A),6(A),8(A),10(A),12(A)はそれぞれ、実施例1乃至6のズームレンズの広角端での収差図である。図2(B),4(B),6(B),8(B),10(B),12(B)はそれぞれ、実施例1乃至6のズームレンズの中間ズーム位置での収差図である。図2(C),4(C),6(C),8(C),10(C),12(C)はそれぞれ、実施例1乃至6のズームレンズの望遠端での収差図である。
【0017】
球面収差図においてFnoはFナンバーであり、d線(波長587.6nm)、g線(波長435.8nm)に対する球面収差量を示している。非点収差図においてΔSはサジタル像面における非点収差量、ΔMはメリディオナル像面における非点収差量を示している。歪曲収差図においてd線に対する歪曲収差量を示している。色収差図ではg線における色収差量を示している。ωは撮像半画角(度)である。
【0018】
次に、各実施例のズームレンズにおける特徴的な構成について述べる。
【0019】
後群は、開口絞りSP、最も像側に配置された正の屈折力の第nレンズ群、及び第nレンズ群の物体側に隣接して配置された負の屈折力の第n-1レンズ群を含む。
【0020】
各実施例のズームレンズでは、軸上光束が収斂されている第nレンズ群と第nレンズ群の物体側に隣接して配置された第n-1レンズ群との間にズームレンズに着脱可能に装着され、ズームレンズの倍率を変換するためのエクステンダ(倍率変換群)を配置する。このような構成により、エクステンダを小型化することができる。なお、エクステンダは各実施例のズームレンズを有するレンズ装置と必ずしも一体に構成されていなくてもよく、レンズ装置と別体として構成されたエクステンダをレンズ装置に装着できるようにしてもよい。すなわち、各実施例のズームレンズは、エクステンダを使用せずとも使用することが可能である。
【0021】
第nレンズ群は、像面近傍に配置されているため、像側のテレセントリック性を確保するために正の屈折力を持つ。第nレンズ群が正の屈折力を持つ場合に第n-1レンズ群が正の屈折力を持つと、望遠側の長焦点距離化を実現するためにはレンズ全長が長くなりすぎ、ズームレンズの小型化が困難となるため、第n-1レンズ群は負の屈折力を持つ。なお、レンズ全長とは、最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離である。
【0022】
各実施例のズームレンズは、以下の条件式(1)及び(2)を満足する。
【0023】
-0.7<fn-1/fn<-0.1 (1)
0.3<Lnm/Lsi<0.7 (2)
ここで、fn-1は、第n-1レンズ群の焦点距離である。fnは、第nレンズ群の焦点距離である。Lnmは、ズームポジションZmにおける第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から第nレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離である。Lsiは、ズームポジションZmにおける開口絞りSPから像面までの光軸上の距離である。ズームポジションZmは、全ズーム範囲のうち第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から第nレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離が最も短くなるズームポジションである。
【0024】
条件式(1)は、第n-1レンズ群の焦点距離と第nレンズ群の焦点距離との関係を規定している。条件式(1)を満足することで、第nレンズ群と第n-1レンズ群との間にエクステンダを挿入するための空気間隔を確保しつつ、ズームレンズの小型化と良好な収差補正を実現することができる。条件式(1)の上限値を上回って第n-1レンズ群の焦点距離が短くなると、エクステンダを挿入する空気間隔を確保しつつ、軸外収差を良好に補正することが困難となるため、好ましくない。条件式(1)の下限値を下回って第n-1レンズ群の焦点距離が長くなると、レンズ全長が長くなりすぎるため、好ましくない。
【0025】
条件式(2)は、ズームポジションZmにおける第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から第nレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離と開口絞りSPから像面までの光軸上の距離との関係を規定している。条件式(2)を満足することで、ズームレンズの大型化を抑制しつつ、エクステンダを挿入するための空気間隔を十分に確保することができる。条件式(2)の上限値を上回ってズームポジションZmにおける第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から第nレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離が長くなると、ズームレンズが大型化しすぎてしまうため、好ましくない。条件式(2)の下限値を下回ってズームポジションZmにおける第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から第nレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離が短くなると、エクステンダを挿入することが困難となるため、好ましくない。
【0026】
上述した構成を有することで、主光学系にエクステンダを挿入することで焦点距離範囲を長焦点距離側に容易に変化させることができ、エクステンダの挿入前後において光学性能を良好に維持可能な大口径で焦点距離が長いズームレンズを実現することができる。
【0027】
なお、条件式(1)及び(2)の数値範囲を以下の条件式(1a)及び(2a)の数値範囲とすることが好ましい。
【0028】
-0.6<fn-1/fn<-0.2 (1a)
0.32<Lnm/Lsi<0.60 (2a)
また、条件式(1)及び(2)の数値範囲を以下の条件式(1b)及び(2b)の数値範囲とすることが更に好ましい。
【0029】
-0.5<fn-1/fn<-0.3 (1b)
0.35<Lnm/Lsi<0.50 (2b)
次に、各実施例のズームレンズにおいて、満足することが好ましい構成について述べる。
【0030】
第n-1レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して、像側に凸形状の軌跡で移動することが好ましい。このような構成により、全ズーム範囲において中心の結像位置を一定に保ちつつ、像面湾曲等の軸外収差を良好に補正することができる。
【0031】
各実施例のズームレンズは、以下の条件式(3)乃至(6)のうち1つ以上を満足することが好ましい。
【0032】
0.7<f1/ft<1.1 (3)
0.88<Lnw/Lnt<1.10 (4)
-0.60<fnl/fn<-0.15 (5)
-1.0<fnp/fnl<-0.6 (6)
ここで、f1は、第1レンズ群L1の焦点距離である。ftは、望遠端におけるズームレンズの焦点距離である。Lnwは、広角端における第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から第nレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離である。Lntは、望遠端における第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から第nレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離である。fnlは、第nレンズ群の最も像側に配置されたレンズLnlの焦点距離である。fnpは、第nレンズ群の最も正の屈折力が強いレンズLnpの焦点距離である。
【0033】
条件式(3)は、第1レンズ群L1の焦点距離と望遠端におけるズームレンズの焦点距離との関係を規定している。条件式(3)を満足することで、ズームレンズの小型化と望遠端における軸上色収差及び倍率色収差の補正を両立させることができる。条件式(3)の上限値を上回って第1レンズ群L1の焦点距離が長くなると、レンズ全長が長くなり、ズームレンズが大型化してしまうため、好ましくない。条件式(3)の下限値を下回って第1レンズ群L1の焦点距離が短くなると、望遠端における軸上色収差及び倍率色収差の補正が困難となるため、好ましくない。
【0034】
条件式(4)は、広角端と望遠端における第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から第nレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離の関係を規定している。条件式(4)を満足することで、全ズーム範囲においてエクステンダを挿入するための空気間隔を十分に確保しつつ、像面湾曲や倍率色収差等の軸外収差を良好に補正することができる。条件式(4)の上限値を上回って広角端における第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から第nレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離が長くなると広角端における像面湾曲や倍率色収差の補正が困難となるため、好ましくない。条件式(4)の下限値を下回って望遠端における第n-1レンズ群の最も像側のレンズ面から第nレンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離が長くなると望遠端における像面湾曲や倍率色収差の補正が困難となるため、好ましくない。
【0035】
条件式(5)は、第nレンズ群の最も像側に配置されたレンズLnlの焦点距離と第nレンズ群の焦点距離との関係を規定している。条件式(5)を満足することで、像側のテレセントリック性を確保しつつ、広角側における歪曲収差等の軸外収差を良好に補正することができる。条件式(5)の上限値を上回ってレンズLnlの焦点距離が短くなると、像側のテレセントリック性を確保することが困難となるため、好ましくない。条件式(5)の下限値を下回ってレンズLnlの焦点距離が長くなると、広角側における歪曲収差等の軸外収差の補正が困難となるため、好ましくない。
【0036】
条件式(6)は、第nレンズ群の最も正の屈折力が強いレンズLnpの焦点距離と第nレンズ群の最も像側に配置されたレンズLnlの焦点距離との関係を規定している。条件式(6)を満足することで、望遠側における像面湾曲や歪曲収差等の軸外収差を良好に補正することができる。条件式(6)の上限値を上回ってレンズLnpの焦点距離が短くなると、望遠側における像面湾曲等の軸外収差の補正が困難となるため、好ましくない。
条件式(6)の下限値を下回ってレンズLnpの焦点距離が長くなると、望遠側における歪曲収差の補正が困難となるため、好ましくない。
【0037】
なお、条件式(3)乃至(6)の数値範囲を以下の条件式(3a)乃至(6a)の数値範囲とすることが好ましい。
【0038】
0.75<f1/ft<1.00 (3a)
0.93<Lnw/Lnt<1.06 (4a)
-0.50<fnl/fn<-0.18 (5a)
-0.95<fnp/fnl<-0.68 (6a)
また、条件式(3)乃至(6)の数値範囲を以下の条件式(3b)乃至(6b)の数値範囲とすることが更に好ましい。
【0039】
0.80<f1/ft<0.95 (3b)
0.95<Lnw/Lnt<1.02 (4b)
-0.45<fnl/fn<-0.23 (5b)
-0.90<fnp/fnl<-0.75 (6b)
次に、各実施例のズームレンズについて詳細に述べる。
【0040】
実施例1のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正、負、正、負、正の屈折力の第1レンズ群L1乃至第5レンズ群L5からなる。
【0041】
実施例2のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正、負、負、正、負、正の屈折力の第1レンズ群L1乃至第6レンズ群L6からなる。
【0042】
実施例3のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正、負、正、正、負、正の屈折力の第1レンズ群L1乃至第6レンズ群L6からなる。
【0043】
実施例4のズームレンズは、実施例1のズームレンズに、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5との間に負の屈折力のエクステンダLextを挿入した状態である。
【0044】
実施例5のズームレンズは、実施例2のズームレンズに、第5レンズ群L5と第6レンズ群L6との間に負の屈折力のエクステンダLextを挿入した状態である。
【0045】
実施例6のズームレンズは、実施例3のズームレンズに、第5レンズ群L5と第6レンズ群L6との間に負の屈折力のエクステンダLextを挿入した状態である。
【0046】
実施例1,3,4,6のズームレンズでは、第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと正レンズより構成される接合レンズ、及び正レンズからなる。実施例2,5のズームレンズでは、第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、及び負レンズと正レンズより構成される接合レンズからなる。このような構成により、大口径でありながら望遠端における球面収差、軸上色収差、及び倍率色収差を良好に補正することができる。
【0047】
実施例1,4の第5レンズ群L5、及び実施例2,5の第6レンズ群L6は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズからなる。実施例3,6の第6レンズ群L6は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズからなる。このように最も像側に配置されたレンズ群において、最も像側に負レンズを配置し、負レンズよりも物体側に正レンズを配置することで、全ズーム範囲において像側のテレセントリック性を確保しつつ、像面湾曲や歪曲収差を良好に補正することができる。
【0048】
エクステンダLextは、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズと正レンズと負レンズより構成される第1接合レンズ、負レンズと正レンズと負レンズより構成される第2接合レンズ、正レンズと負レンズより構成される第3接合レンズからなる。第1接合レンズは負の屈折力、第2接合レンズは負の屈折力、第3接合レンズは正の屈折力を持つ。このような構成により、主光学系からエクステンダに入射する光束を十分に収斂させることができるため、十分な倍率変換作用を持たせつつエクステンダの小型化とエクステンダで発生する諸収差を良好に補正することができる。
【0049】
実施例1,4のズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群L1、第3レンズ群L3、及び第5レンズ群L5は不動であり、第2レンズ群L2は物体側に移動し、第4レンズ群L4は像側に凸形状の軌跡で移動する。
【0050】
実施例2,3,5,6のズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群L1、第4レンズ群L4、及び第6レンズ群L6は不動であり、第2レンズ群L2は物体側に移動し、第5レンズ群L5は像側に凸形状の軌跡で移動する。
【0051】
実施例4,5,6のズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際して、エクステンダLextは、不動である。
【0052】
実施例1,4では第4レンズ群L4、実施例2,3,5,6では第5レンズ群L5が広角端から望遠端へのズーミングに際して凸形状の軌跡で移動する。これにより、全ズーム範囲において中心の結像位置を一定に保ちつつ、像面湾曲等の軸外収差を良好に補正することができる。
【0053】
実施例1,4のズームレンズでは、無限遠物体から近距離物体へフォーカシングに際して、フォーカス群である第4レンズ群L4は像側に移動する。
【0054】
実施例2,3,5,6のズームレンズでは、無限遠物体から近距離物体へフォーカシングに際して、フォーカス群である第5レンズ群L5は像側に移動する。
【0055】
実施例1,4のズームレンズの第4レンズ群L4、及び実施例2,3,5,6の第5レンズ群L5は、正レンズと負レンズより構成される接合レンズからなる。このような構成により、被写体距離の変動に伴う諸収差の変動を良好に抑えつつ、フォーカス群の軽量化を実現することができる。
【0056】
以下に、実施例1乃至6にそれぞれ対応する数値実施例1乃至6を示す。
【0057】
各数値実施例の面データにおいて、rは各光学面の曲率半径、d(mm)は第m面と第(m+1)面との間の軸上間隔(光軸上の距離)を表わしている。ただし、mは光入射側から数えた面の番号である。また、ndは各光学部材のd線に対する屈折率、νdは光学部材のアッベ数を表わしている。なお、ある材料のアッベ数νdは、フラウンホーファ線のd線(587.6nm)、F線(486.1nm)、C線(656.3nm)における屈折率をNd,NF,NCとするとき、
νd=(Nd-1)/(NF-NC)
で表される。
【0058】
なお、各数値実施例において、d、焦点距離(mm)、Fナンバー、半画角(度)は全て各実施例のズームレンズが無限遠物体に焦点を合わせたときの値である。「バックフォーカス」は、レンズ最終面(最も像側のレンズ面)から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。「レンズ全長」は、ズームレンズの最前面(最も物体側のレンズ面)から最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。「レンズ群」は、複数のレンズから構成される場合に限らず、1枚のレンズから構成される場合も含むものとする。
【0059】

[数値実施例1]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 348.214 4.00 1.67300 38.3
2 155.532 14.01 1.43875 94.7
3 -713.399 0.30
4 159.388 11.00 1.43875 94.7
5 6056.224 (可変)
6 85.693 9.59 1.65412 39.7
7 -482.320 0.30
8 1229.057 1.80 1.60342 38.0
9 47.388 10.00
10 -280.812 1.80 1.49700 81.5
11 51.380 7.13 1.91082 35.3
12 194.966 5.57
13 -82.611 1.80 1.72916 54.7
14 293.893 (可変)
15 196.900 6.61 1.49700 81.5
16 -114.138 0.30
17 93.409 4.07 1.49700 81.5
18 252.342 0.30
19 63.068 3.87 1.49700 81.5
20 103.727 6.11
21 -93.470 2.20 1.48749 70.2
22 71.054 5.98
23(絞り) ∞ 12.58
24 92.191 8.70 1.59522 67.7
25 -96.989 0.81
26 -314.351 2.00 1.61340 44.3
27 67.755 5.00
28 135.609 1.80 1.85478 24.8
29 55.827 7.22 1.59282 68.6
30 -345.354 0.15
31 76.673 4.86 1.87070 40.7
32 5031.140 (可変)
33 -10122.483 3.34 1.89286 20.4
34 -122.717 1.50 1.67300 38.1
35 59.654 (可変)
36 67.735 8.22 1.63980 34.5
37 -127.121 3.04
38 -141.175 2.00 2.00100 29.1
39 191.628 41.27
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.85
広角 中間 望遠
焦点距離 103.00 192.20 294.00
Fナンバー 2.91 2.91 2.91
半画角(度) 11.86 6.42 4.21
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 370.00 370.00 370.00
BF 41.27 41.27 41.27

d 5 2.50 59.47 94.39
d14 93.24 36.27 1.35
d32 2.46 6.30 2.00
d35 72.56 68.73 73.03

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 270.20
2 6 -83.96
3 15 70.76
4 33 -104.57
5 36 324.38

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -421.17
2 2 292.48
3 4 372.88
4 6 111.99
5 8 -81.73
6 10 -87.23
7 11 74.82
8 13 -88.26
9 15 146.41
10 17 295.89
11 19 313.81
12 21 -82.45
13 24 80.79
14 26 -90.69
15 28 -112.18
16 29 81.61
17 31 89.38
18 33 139.11
19 34 -59.45
20 36 70.22
21 38 -80.96

[数値実施例2]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 176.924 10.23 1.49700 81.5
2 7195.119 0.50
3 149.004 4.00 1.67300 38.3
4 87.741 15.84 1.43875 94.7
5 824.823 (可変)
6 104.150 8.25 1.65412 39.7
7 -292.447 0.30
8 -409.815 1.80 1.57501 41.5
9 42.899 9.13
10 -512.719 1.80 1.49700 81.5
11 44.775 7.48 1.91082 35.3
12 146.745 (可変)
13 -75.055 1.80 1.72916 54.7
14 -13401.153 (可変)
15 190.237 5.48 1.59282 68.6
16 -168.072 0.30
17 90.590 4.76 1.49700 81.5
18 501.290 3.49
19 -112.677 2.20 1.65160 58.5
20 547.372 4.41
21(絞り) ∞ 14.16
22 90.213 7.45 1.59522 67.7
23 -174.714 7.47
24 -357.946 2.00 1.61340 44.3
25 61.677 5.34
26 195.369 1.80 1.85478 24.8
27 62.924 7.38 1.59282 68.6
28 -166.832 0.15
29 71.433 5.02 1.87070 40.7
30 1004.073 (可変)
31 -2872.035 3.64 1.89286 20.4
32 -118.966 1.50 1.67300 38.3
33 58.892 (可変)
34 67.037 9.34 1.67300 38.3
35 -170.544 4.92
36 -209.118 2.00 2.00100 29.1
37 171.944 36.41
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.84
広角 中間 望遠
焦点距離 103.00 179.84 293.00
Fナンバー 2.91 2.91 2.91
半画角(度) 11.86 6.86 4.22
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 360.00 360.00 360.00
BF 36.41 36.41 36.41

d 5 2.50 47.55 82.95
d12 8.29 7.57 7.00
d14 80.94 36.61 1.78
d30 5.35 9.01 3.00
d33 72.56 68.90 74.91

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 243.25
2 6 -279.94
3 13 -103.52
4 15 70.73
5 31 -101.21
6 34 221.00

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 364.78
2 3 -325.65
3 4 222.33
4 6 118.38
5 8 -67.44
6 10 -82.77
7 11 68.36
8 13 -103.52
9 15 151.39
10 17 221.63
11 19 -143.22
12 22 101.01
13 24 -85.62
14 26 -109.27
15 27 78.01
16 29 88.10
17 31 138.91
18 32 -58.33
19 34 72.65
20 36 -94.02

[数値実施例3]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 337.251 3.50 1.72047 34.7
2 158.275 13.75 1.49700 81.5
3 -1027.574 0.30
4 163.884 11.30 1.43875 94.7
5 7458.212 (可変)
6 323.613 5.43 1.67270 32.1
7 -255.837 6.16
8 -195.213 1.80 1.51742 52.4
9 57.043 7.51
10 -472.171 1.80 1.49700 81.5
11 60.524 6.58 1.88300 40.8
12 228.247 5.21
13 -97.594 1.80 1.75500 52.3
14 -557.632 (可変)
15 150.469 5.98 1.49700 81.5
16 -278.413 0.30
17 93.334 5.65 1.49700 81.5
18 843.516 0.30
19 63.911 5.81 1.49700 81.5
20 132.786 9.28
21 -168.942 2.20 1.53172 48.8
22 52.656 (可変)
23(絞り) ∞ 0.95
24 58.788 9.10 1.59522 67.7
25 -154.429 0.86
26 278.909 2.00 1.73800 32.3
27 48.964 5.05
28 162.568 1.80 1.72047 34.7
29 76.835 5.38 1.59282 68.6
30 -457.240 0.15
31 64.282 4.70 1.88300 40.8
32 348.254 (可変)
33 -448.660 3.65 2.00069 25.5
34 -82.017 1.50 1.76385 48.5
35 59.367 (可変)
36 61.553 7.13 1.49700 81.5
37 834.029 0.30
38 64.536 2.00 1.77250 49.6
39 38.148 0.70
40 39.655 11.97 1.60342 38.0
41 -175.599 0.20
42 -198.622 2.00 1.71736 29.5
43 63.810 25.00
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.84
広角 中間 望遠
焦点距離 103.00 192.05 293.00
Fナンバー 2.91 2.92 2.91
半画角(度) 11.86 6.43 4.22
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 370.00 370.00 370.00
BF 25.00 25.00 25.00

d 5 2.00 59.04 94.00
d14 95.20 36.92 1.20
d22 8.15 9.39 10.15
d32 3.00 6.63 3.00
d35 82.56 78.93 82.56

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 263.22
2 6 -84.75
3 15 246.73
4 23 62.39
5 33 -81.68
6 36 199.72

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -417.38
2 2 277.02
3 4 381.74
4 6 213.20
5 8 -85.11
6 10 -107.82
7 11 91.59
8 13 -156.95
9 15 197.45
10 17 210.63
11 19 241.16
12 21 -75.24
13 24 72.69
14 26 -80.77
15 28 -204.02
16 29 111.38
17 31 88.59
18 33 99.80
19 34 -44.88
20 36 133.31
21 38 -124.90
22 40 54.76
23 42 -67.11

[数値実施例4]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 348.214 4.00 1.67300 38.3
2 155.532 14.01 1.43875 94.7
3 -713.399 0.30
4 159.388 11.00 1.43875 94.7
5 6056.224 (可変)
6 85.693 9.59 1.65412 39.7
7 -482.320 0.30
8 1229.057 1.80 1.60342 38.0
9 47.388 10.00
10 -280.812 1.80 1.49700 81.5
11 51.380 7.13 1.91082 35.3
12 194.966 5.57
13 -82.611 1.80 1.72916 54.7
14 293.893 (可変)
15 196.900 6.61 1.49700 81.5
16 -114.138 0.30
17 93.409 4.07 1.49700 81.5
18 252.342 0.30
19 63.068 3.87 1.49700 81.5
20 103.727 6.11
21 -93.470 2.20 1.48749 70.2
22 71.054 5.98
23(絞り) ∞ 12.58
24 92.191 8.70 1.59522 67.7
25 -96.989 0.81
26 -314.351 2.00 1.61340 44.3
27 67.755 5.00
28 135.609 1.80 1.85478 24.8
29 55.827 7.22 1.59282 68.6
30 -345.354 0.15
31 76.673 4.86 1.87070 40.7
32 5031.140 (可変)
33 -10122.483 3.34 1.89286 20.4
34 -122.717 1.50 1.67300 38.1
35 59.654 (可変)
36 25.645 6.36 1.59282 68.6
37 155.139 0.20
38 50.156 1.20 1.77250 49.6
39 18.293 7.19 1.66680 33.0
40 1574.067 1.20 2.00100 29.1
41 32.730 4.66
42 149.830 1.10 2.00100 29.1
43 16.142 12.22 1.72047 34.7
44 -16.651 1.00 1.76385 48.5
45 42.035 1.00
46 34.733 9.67 1.59551 39.2
47 -21.544 1.20 1.76385 48.5
48 -545.234 3.00
49 67.735 8.22 1.63980 34.5
50 -127.121 3.04
51 -141.175 2.00 2.00100 29.1
52 191.628 41.27
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.85
広角 中間 望遠
焦点距離 143.99 268.68 411.00
Fナンバー 4.10 4.10 4.10
半画角(度) 8.54 4.60 3.01
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 370.00 370.00 370.00
BF 41.27 41.27 41.27

d 5 2.50 59.47 94.39
d14 93.24 36.27 1.35
d32 2.46 6.30 2.00
d35 22.56 18.73 23.03

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 270.20
2 6 -83.96
3 15 70.76
4 33 -104.57
EXT 36 -114.28
5 50 324.38

[数値実施例5]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 176.924 10.23 1.49700 81.5
2 7195.119 0.50
3 149.004 4.00 1.67300 38.3
4 87.741 15.84 1.43875 94.7
5 824.823 (可変)
6 104.150 8.25 1.65412 39.7
7 -292.447 0.30
8 -409.815 1.80 1.57501 41.5
9 42.899 9.13
10 -512.719 1.80 1.49700 81.5
11 44.775 7.48 1.91082 35.3
12 146.745 (可変)
13 -75.055 1.80 1.72916 54.7
14 -13401.153 (可変)
15 190.237 5.48 1.59282 68.6
16 -168.072 0.30
17 90.590 4.76 1.49700 81.5
18 501.290 3.49
19 -112.677 2.20 1.65160 58.5
20 547.372 4.41
21(絞り) ∞ 14.16
22 90.213 7.45 1.59522 67.7
23 -174.714 7.47
24 -357.946 2.00 1.61340 44.3
25 61.677 5.34
26 195.369 1.80 1.85478 24.8
27 62.924 7.38 1.59282 68.6
28 -166.832 0.15
29 71.433 5.02 1.87070 40.7
30 1004.073 (可変)
31 -2872.035 3.64 1.89286 20.4
32 -118.966 1.50 1.67300 38.3
33 58.892 (可変)
34 24.066 6.51 1.53775 74.7
35 224.864 0.20
36 44.663 1.20 1.80400 46.5
37 19.939 5.99 1.66680 33.0
38 186.989 1.20 1.91082 35.3
39 34.880 3.18
40 549.501 1.10 2.00100 29.1
41 15.135 11.47 1.72047 34.7
42 -16.271 1.00 1.76385 48.5
43 33.659 1.04
44 32.473 9.45 1.59551 39.2
45 -20.737 1.20 1.76385 48.5
46 -238.845 5.96
47 67.037 9.34 1.67300 38.3
48 -170.544 4.92
49 -209.118 2.00 2.00100 29.1
50 171.944 36.41
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.84
広角 中間 望遠
焦点距離 144.48 252.27 411.00
Fナンバー 4.10 4.10 4.10
半画角(度) 8.52 4.90 3.01
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 360.00 360.00 360.00
BF 36.41 36.41 36.41

d 5 2.50 47.55 82.95
d12 8.29 7.57 7.00
d14 80.94 36.61 1.78
d30 5.35 9.01 3.00
d33 23.06 19.40 25.41
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 243.25
2 6 -279.94
3 13 -103.52
4 15 70.73
5 31 -101.21
EXT 34 -122.25
6 47 221.00

[数値実施例6]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 337.251 3.50 1.72047 34.7
2 158.275 13.75 1.49700 81.5
3 -1027.574 0.30
4 163.884 11.30 1.43875 94.7
5 7458.212 (可変)
6 323.613 5.43 1.67270 32.1
7 -255.837 6.16
8 -195.213 1.80 1.51742 52.4
9 57.043 7.51
10 -472.171 1.80 1.49700 81.5
11 60.524 6.58 1.88300 40.8
12 228.247 5.21
13 -97.594 1.80 1.75500 52.3
14 -557.632 (可変)
15 150.469 5.98 1.49700 81.5
16 -278.413 0.30
17 93.334 5.65 1.49700 81.5
18 843.516 0.30
19 63.911 5.81 1.49700 81.5
20 132.786 9.28
21 -168.942 2.20 1.53172 48.8
22 52.656 (可変)
23(絞り) ∞ 0.95
24 58.788 9.10 1.59522 67.7
25 -154.429 0.86
26 278.909 2.00 1.73800 32.3
27 48.964 5.05
28 162.568 1.80 1.72047 34.7
29 76.835 5.38 1.59282 68.6
30 -457.240 0.15
31 64.282 4.70 1.88300 40.8
32 348.254 (可変)
33 -448.660 3.65 2.00069 25.5
34 -82.017 1.50 1.76385 48.5
35 59.367 (可変)
36 25.121 6.63 1.59282 68.6
37 340.091 0.20
38 72.638 1.20 1.72916 54.7
39 24.635 6.32 1.76182 26.5
40 -223.259 1.20 2.05090 26.9
41 29.346 5.98
42 131.476 1.10 2.05090 26.9
43 16.890 11.78 1.72047 34.7
44 -14.662 1.00 1.76385 48.5
45 69.410 1.00
46 36.310 8.87 1.59551 39.2
47 -21.335 1.20 1.76385 48.5
48 609.160 12.00
49 61.553 7.13 1.49700 81.5
50 834.029 0.30
51 64.536 2.00 1.77250 49.6
52 38.148 0.70
53 39.655 11.97 1.60342 38.0
54 -175.599 0.20
55 -198.622 2.00 1.71736 29.5
56 63.810 25.00
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.84
広角 中間 望遠
焦点距離 144.48 269.40 411.00
Fナンバー 4.10 4.10 4.10
半画角(度) 8.52 4.59 3.01
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 370.00 370.00 370.00
BF 25.00 25.00 25.00

d 5 2.00 59.04 94.00
d14 95.20 36.92 1.20
d22 8.15 9.39 10.15
d32 3.00 6.63 3.00
d35 24.09 20.46 24.09

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 263.22
2 6 -84.75
3 15 246.73
4 23 62.39
5 33 -81.68
EXT 36 -118.58
7 49 199.72

各数値実施例における種々の値を、以下の表1にまとめて示す。
【0060】
【表1】

【0061】
[撮像装置]
次に、各実施例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)の実施例について、図13を用いて説明する。図13において、10はカメラ本体、11は実施例1乃至6で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。12はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系11によって形成された光学像を受光して光電変換する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。カメラ本体10はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでもよいし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでもよい。
【0062】
このように各実施例のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、レンズが小型である撮像装置を得ることができる。
【符号の説明】
【0063】
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13