(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】P2023005851
(43)【公開日】2023-01-18
(54)【発明の名称】ズームレンズおよびそれを有する撮像装置
(51)【国際特許分類】
G02B 15/20 20060101AFI20230111BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20230111BHJP
【FI】
G02B15/20
G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021108063
(22)【出願日】2021-06-29
(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】100126240
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 琢磨
(74)【代理人】
【識別番号】100124442
【弁理士】
【氏名又は名称】黒岩 創吾
(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
2H087MA13
2H087MA18
2H087PA12
2H087PA16
2H087PB16
2H087PB17
2H087QA02
2H087QA07
2H087QA17
2H087QA22
2H087QA26
2H087QA32
2H087QA41
2H087QA42
2H087QA45
2H087QA46
2H087RA04
2H087RA05
2H087RA32
2H087SA14
2H087SA16
2H087SA19
2H087SA24
2H087SA26
2H087SA29
2H087SA32
2H087SA44
2H087SA46
2H087SA49
2H087SA53
2H087SA55
2H087SA62
2H087SA63
2H087SA64
2H087SA65
2H087SA74
2H087SA75
2H087SA76
2H087SB06
2H087SB11
2H087SB15
2H087SB21
2H087SB22
2H087SB26
2H087SB32
2H087SB33
(57)【要約】
【課題】 ネガティブリードのズームレンズにおいて、小型かつ広画角でありながら広いズーム域で高い光学性能を有するズームレンズを実現すること。
【解決手段】 ズームレンズL0は、負の屈折力の第1レンズ群L1と、1以上のレンズ群を含む中間群Lmと、正の屈折力の最終レンズ群を有する。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に連続して配置された第1負レンズ、第2負レンズ、第3負レンズを有する。第1レンズ群L1に含まれる負レンズの枚数は4枚以下である。中間群Lmは物体側に凸面となる接合面を有する複数の接合レンズと、中間群Lmに含まれる負の屈折力のレンズ要素のうち最も像側に配置されるレンズ要素Lnを有する。ズームレンズL0は所定の条件式を満足する。
【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配置された、負の屈折力の第1レンズ群と、1以上のレンズ群を含む中間群と、正の屈折力の最終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、
前記ズームレンズは開口絞りを有し、
前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に連続して配置された第1負レンズ、第2負レンズ、第3負レンズを有し、
前記第1レンズ群に含まれる負レンズの枚数は4枚以下であり、
前記中間群は物体側に凸面となる接合面を有する複数の接合レンズと、前記中間群に含まれる負の屈折力のレンズ要素のうち最も像側に配置されるレンズ要素Lnを有し、
前記第1のレンズ群の焦点距離をf1、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfw、広角端における前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から前記開口絞りまでの光軸上の距離をL1s、広角端における前記開口絞りから前記レンズ要素Lnの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をLsn、前記レンズ要素Lnの焦点距離をfnとするとき、
1.2<|f1|/fw<2.0
0.5<L1s/Lsn<1.8
0.7<|fn|/Lsn<2.0
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レンズ群は最も物体側に配置された負レンズL11を有し、
広角端における前記中間群の焦点距離をfmw、前記負レンズL11の焦点距離をf11とするとき、
2.0<fmw/fw<3.6
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1レンズ群は最も物体側に配置された負レンズL11と、前記負レンズL11の像側に隣接して配置された負レンズL12を有し、
前記負レンズL11の焦点距離をf11、前記負レンズL12の焦点距離をf12とするとき、
0.70<f11/f12<2.00
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
【請求項4】
前記レンズ要素Lnの最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をsknとするとき、
1.0<|fn|/skn<3.0
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のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項5】
前記最終レンズ群の焦点距離をfLとするとき、
1.0<fL/|fn|<5.0
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のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項6】
前記第1レンズ群に含まれる負レンズの中でd線に対するアッベ数が最も大きいレンズL1nのアッベ数をνd1nとするとき、
70.0<νd1n<100.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項7】
前記第1レンズ群に含まれる負レンズの中でd線に対するアッベ数が最も大きい負レンズL1nの焦点距離をf1nとするとき、
1.5<f1n/f1<3.0
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のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項8】
前記中間群に含まれ、物体側に凸面を向けた接合面を有する接合レンズの中で最も像側に配置される接合レンズLmcは正レンズと負レンズを含み、
前記接合レンズLmcに含まれる負レンズのd線に対するアッベ数をνdmn、前記接合レンズLmcに含まれる正レンズのd線に対するアッベ数をνdmpとするとき、
35.0<νdmp-νdmn<70.0
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のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項9】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第1レンズ群は像側に移動した後に物体側に移動することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項10】
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2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群からなることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一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配置された、正の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群と負の屈折力の第4レンズ群からなることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一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配置された、正の屈折力の第2レンズ群からなることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項13】
請求項1乃至12のいず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た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、ズームレンズ等に関し、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等の撮像装置に好適なものである。
【背景技術】
【0002】
レンズ全系が小型で、広角化が容易なズームレンズとして、最も物体側に負の屈折力のレンズ群が配置されるネガティブリード型のズームレンズが知られている。
【0003】
特許文献1には、5つのレンズ群よりなるネガティブリード型のズームレンズが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ネガティブリード型のズームレンズではレンズ構成が非対称となるため、諸収差の補正が難しいという課題があった。例えばネガティブリード型のズームレンズにおいて広画角化を図るには、負の屈折力の第1レンズ群の屈折力を強くする必要がある。しかしながら、この場合広角域における倍率色収差等の諸収差が大きく発生し易くなってしまう。
【0006】
ネガティブリード型のズームレンズにおいて光学系を小型かつ広画角としつつ高い光学性能を得るには、強い屈折力を持つ第1レンズ群で生じる諸収差を補正するために、開口絞りより像側に配置されるレンズ群を適切に構成する必要がある。しかしながら、特許文献1に記載のズームレンズではこの点において必ずしも十分でなかった。
【0007】
そこで、本発明はネガティブリードのズームレンズにおいて、小型かつ広画角でありながら広いズーム域で高い光学性能を有するズームレンズを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
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、負の屈折力の第1レンズ群と、1以上のレンズ群を含む中間群と、正の屈折力の最終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、前記ズームレンズは開口絞りを有し、前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に連続して配置された第1負レンズ、第2負レンズ、第3負レンズを有し、前記第1レンズ群に含まれる負レンズの枚数は4枚以下であり、前記中間群は物体側に凸面となる接合面を有する複数の接合レンズと、前記中間群に含まれる負の屈折力のレンズ要素のうち最も像側に配置されるレンズ要素Lnを有し、前記第1のレンズ群の焦点距離をf1、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfw、広角端における前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から前記開口絞りまでの光軸上の距離をL1s、広角端における前記開口絞りから前記レンズ要素Lnの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をLsn、前記レンズ要素Lnの焦点距離をfnとするとき、
1.2<|f1|/fw<2.0
0.5<L1s/Lsn<1.8
0.7<|fn|/Lsn<2.0
なる条件式を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ネガティブリードのズームレンズにおいて、小型かつ広画角でありながら広いズーム域で高い光学性能を有するズームレンズを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】実施例1のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。
【
図3】実施例2のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。
【
図5】実施例3のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。
【
図7】実施例4のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
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、添付の図面に基づいて説明する。
【0012】
図1、3、5、7は、それぞれ広角端における実施例1から4のズームレンズL0の断面図である。各実施例のズームレンズL0はビデオカメラ、デジタルカメラ、TVカメラ、監視用カメラ、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影レンズ系である。レンズ断面図において、左方が被写体側(物体側)(前方)で、右方が像側(後方)である。
【0013】
各実施例のズームレンズL0は、負の屈折力の第1レンズ群L1と、1以上のレンズ群を含む中間群Lmと、正の屈折力の最終レンズ群を有する。なお、本願明細書における「レンズ群」とは、ズーミングに際しての移動単位(ズーミングに際して一体的に移動または静止するズームレンズの構成要素)である。すなわち、隣り合うレンズ群同士の間隔はズーミングに際して変化する。レンズ群は1以上のレンズを含んで構成される。また、レンズ群は開口絞りを含んで構成されていても良い。
【0014】
実施例1、4のズームレンズL0において、中間群Lmは正の屈折力の第2レンズ群L2および正の屈折力の第3レンズ群L3からなる。また、最終レンズ群は正の屈折力の第4レンズ群L4である。
【0015】
実施例2のズームレンズL0において、中間群Lmは正の屈折力の第2レンズ群L2と正の屈折力の第3レンズ群L3と負の屈折力の第4レンズ群L4からなる。また、最終レンズ群は正の屈折力の第5レンズ群L5である。
【0016】
実施例3のズームレンズL0において、中間群Lmは正の屈折力の第2レンズ群L2からなる。また、最終レンズ群は正の屈折力の第3レンズ群L3である。
【0017】
レンズ断面図において、SPは開口絞りであり、実施例1~4では第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間に配置されている。
【0018】
各断面図において、IPは像面であり、各実施例のズームレンズL0をデジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ用として用いる際には該像面IPに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。各実施例のズームレンズL0を銀塩フィルム用カメラ用の撮像ズームレンズとして用いる際には像面IPにはフィルムの感光面が配置される。
【0019】
また、各断面図にはズーミングに際しての軌跡と、フォーカシングに際しての軌跡を表している。
【0020】
具体的には、実施例1~4では広角端から望遠端への変倍に際して第1レンズ群L1は像側に凸の軌跡(像側へ移動した後に物体側に移動する軌跡)を描くように移動する。このように移動することで、十分な変倍比を確保しつつ中間ズーム領域の像面湾曲を良好に補正することができるが、他の軌跡をとっても良い。また、第2レンズ群L2は変倍の際には物体側へ移動する。
【0021】
実施例1,2,4では広角端から望遠端への変倍に際して、第3レンズ群L3は物体側へ移動する。実施例3では変倍の際に第3レンズ群L3は像面に対して固定されている。
【0022】
実施例2では広角端から望遠端への変倍に際して第4レンズ群L4は物体側へ移動する。
【0023】
実施例1、4では変倍の際に第4レンズ群L4は像面に対して固定されている。
【0024】
また、実施例2では変倍の際に第5レンズ群L5は像面に対して固定されている。
【0025】
また、実施例1~4では無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、点線の矢印に示すように第2レンズ群L2の全体または一部を像側へ移動させることで行っている。フォーカシングに際して複数のレンズ群を互いに異なる軌跡で動かしても良い。
【0026】
図2、
図4、
図6、
図8はそれぞれ、各実施例のズームレンズの無限遠合焦状態での収差図である。各収差図において、(A)は広角端、(B)は中間ズーム位置、(C)は望遠端の収差図に対応している。
【0027】
球面収差図においてFNoはFナンバーである。球面収差図では、d線(波長587.6nm)とg線(波長435.8nm)に対する球面収差量をそれぞれ実線と二点鎖線で示している。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(実線)、ΔMはメリディオナル像面における非点収差量(破線)を示している。歪曲収差図では、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。なお、ωは半画角(°)である。
【0028】
次に各実施例のズームレンズL0の特徴的な構成および条件について説明する。
【0029】
各実施例のズームレンズL0は、第1レンズ群L1に、物体側から像側へ順に連続して配置された3枚の負レンズ(第1負レンズ、第2負レンズ、第3負レンズ)を有する。このように、少なくとも3枚の負レンズを連続して配置することで、各負レンズの屈折力を適切に分散させることができるため、広角端におけるコマ収差や像面湾曲、歪曲収差を良好に補正することができる。
【0030】
また、各実施例のズームレンズL0では第1レンズ群L1に含まれる負レンズの枚数を4枚以下としている。これにより、第1レンズ群L1の過度な大型化を防ぐことができる。
【0031】
また、中間群Lmは物体側に凸面となる接合面を有する複数の接合レンズを有する。中間群Lmに複数の接合レンズを設けることで、広いズーム範囲において軸上色収差や倍率色収差を良好に補正することができる。特に、物体側が凸面となる接合面を有する接合レンズを複数設けることで、広角端における倍率色収差を良好に補正することが可能となる。
【0032】
また、中間群Lmは、中間群Lmに含まれる負の屈折力のレンズ要素のうち最も像側に配置される負の屈折力のレンズ要素Lnを有する。なお本願明細書において「レンズ要素」とは、両面が空気に接するように配置された単レンズまたは複数のレンズが接合された構成された接合レンズのことを言う。
【0033】
さらに、各実施例のズームレンズL0は以下の条件式を満足するように構成される。
1.2<|f1|/fw<2.0 (1)
0.5<L1s/Lsn<1.8 (2)
0.7<|fn|/Lsn<2.0 (3)
【0034】
ここで、f1は第1のレンズ群L1の焦点距離である。fwは広角端におけるズームレンズL0の焦点距離である。L1sは広角端におけるズームレンズL0の最も物体側のレンズ面から開口絞りSPまでの光軸上の距離である。Lsnは広角端における開口絞りSPからレンズ要素Lnの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。fnはレンズ要素Lnの焦点距離である。
【0035】
条件式(1)は広角端における倍率色収差等の軸外収差を良好に補正しつつ、広画角化を達成させるための第1レンズ群L1の焦点距離と広角端における焦点距離の比率を定めた条件式である。
【0036】
条件式(1)の上限値を超えて第1レンズ群L1群の焦点距離の絶対値が大きくなると、ズームレンズL0を小型化しつつ広画角化を達成することが困難となる。
【0037】
条件式(1)の下限値を下回って第1レンズ群L1群の焦点距離の絶対値が小さくなると、広角端における倍率色収差等の軸外収差を補正することが困難となる。
【0038】
条件式(2)は広角端における軸外収差補正とズームレンズL0の小型化を両立させるための条件を定めた条件式である。
【0039】
条件式(2)の上限値を超えて第1レンズ群L1の最も物体側のレンズ面から開口絞りSPまでの距離が長くなると、広角端における周辺光量を十分に確保するために必要な第1レンズ群L1の径が大型化してしまう。
【0040】
または、条件式(2)の上限値を超えて開口絞りSPからレンズ要素Lnの最も像側のレンズ面までの距離が短くなると、広角端においてレンズ要素Lnを通過する軸上光束と軸外光束の分離が不十分となる。その場合、レンズ要素Lnで軸外収差補正を十分に行うことが困難となってしまう。
【0041】
条件式(2)の下限値を下回って、開口絞りSPからレンズ要素Lnの最も像側のレンズ面までの距離が長くなると、広角端における周辺光量を十分に確保するために必要なレンズ要素Lnが大型化してしまう。
【0042】
条件式(3)は広角端における軸外収差補正と光学系全体の小型化を両立させるためのレンズ要素Lnの焦点距離と開口絞りSPからレンズ要素Lnの最も像側のレンズ面までの距離の比率を定めた条件式である。
【0043】
条件式(3)の上限値を超えてレンズ要素Lnの焦点距離の絶対値が大きくなる、もしくは下限値を下回ってレンズ要素Lnの焦点距離の絶対値が小さくなると、広角端における軸外収差補正を十分に行えなくなってしまう。
【0044】
以上のような構成により、小型かつ広画角でありながら広いズーム域で高い光学性能を有するズームレンズL0を実現することができる。
【0045】
なお、条件式(1)から(3)の数値範囲の上限値と下限値の少なくとも一方を、以下の条件式(1a)から(3a)のようにすることがより好ましく、条件式(1b)から(3b)のようにすることがさらに好ましい。
1.3<|f1|/fw<1.8 (1a)
0.8<L1s/Lsn<1.6 (2a)
0.8<|fn|/Lsn<1.7 (3a)
1.4<|f1|/fw<1.6 (1b)
1.2<L1s/Lsn<1.5 (2b)
0.9<|fn|/Lsn<1.4 (3b)
【0046】
次に各実施例のズームレンズL0が満足することが好ましい条件について述べる。各実施例のズームレンズL0は以下の条件式のうち1つ以上を満足することが好ましい。
2.0<fmw/fw<3.6 (4)
0.70<f11/f12<2.00 (5)
1.0<|fn|/skn<3.0 (6)
1.0<fL/|fn|<5.0 (7)
70.0<νd1n<100.0 (8)
1.5<f1n/f1<3.0 (9)
35.0<νdmp-νdmn<70.0 (10)
【0047】
ここで、fmwは広角端における中間群Lmの焦点距離である。f11は第1レンズ群L1の最も物体側に配置される負レンズL11の焦点距離である。f12は負レンズL11の像側に隣接して配置される負レンズL12の焦点距離である。sknはレンズ要素Lnの最も像側のレンズ面から像面IPまでの光軸上の距離である。fLは最終レンズ群の焦点距離である。νd1nおよびf1nは第1レンズ群L1に含まれる負レンズの中でd線に対するアッベ数が最も大きい負レンズL1nのアッベ数および焦点距離である。νdmnは中間群Lmに含まれ、物体側に凸面を向けた接合面を有する接合レンズの中で最も像側に配置される接合レンズLmcに含まれる負レンズのd線に対するアッベ数である。νdmpは接合レンズLmcに含まれる正レンズのd線に対するアッベ数である。
【0048】
条件式(4)はズームレンズL0の小型化を達成しつつ、広いズーム範囲にわたって良好に諸収差を補正するために好ましい条件を定めた条件式である。
【0049】
条件式(4)の上限値を超えて中間群Lmの焦点距離が長くなると、広角端から望遠端へ変倍する際に中間群Lmに含まれるレンズ群の移動量が大きくなり、ズームレンズL0全体の十分な小型化が困難となる。
【0050】
条件式(4)の下限値を下回って中間群Lmの焦点距離が短くなると、変倍の際に発生する諸収差の変動を十分に抑えることが困難となる。
【0051】
条件式(5)は第1レンズ群L1の小型化と広角端における軸外収差補正を両立するための負レンズL11と負レンズL12の焦点距離の好ましい比率を定めた条件式である。
【0052】
条件式(5)の上限値を超えて負レンズL11の焦点距離が長くなると、負レンズL11の外径が大きくなり、十分な小型化が困難となってしまう。
【0053】
条件式(5)の下限値を下回って負レンズL11の焦点距離が短くなると、広角端における軸外収差の十分な補正が困難となってしまう。
【0054】
条件式(6)は広角端における像側のテレセントリック性を確保しつつ、軸外収差を良好に補正するためのレンズ要素Lnの焦点距離とレンズ要素Lnの最も像側のレンズ面から像面までの距離の好ましい比率を定めた条件式である。
【0055】
条件式(6)の上限値を超えてレンズ要素Lnの焦点距離の絶対値が大きくなると、広角端における軸外収差を十分に補正することが困難となってしまう。
【0056】
条件式(6)の下限値を下回ってレンズ要素Lnの焦点距離が短くなると、広角端における像側のテレセントリック性を十分に確保することが困難となってしまう。
【0057】
条件式(7)は広角端における像側のテレセントリック性を確保しつつ、軸外収差を良好に補正するための最終レンズ群の焦点距離とレンズ要素Lnの焦点距離の好ましい比を定めた条件式である。
【0058】
条件式(7)の上限値を超えて最終レンズ群の焦点距離が長くなると、広角端における像側のテレセントリック性を十分に確保することが困難となってしまう。
【0059】
条件式(7)の下限値を下回って最終レンズ群の焦点距離が短くなると、広角端における軸外収差を十分良好に補正すること困難となってしまう。
【0060】
条件式(8)は広角端における軸上色収差と倍率色収差を良好に補正するための第1レンズ群L1に含まれる負レンズのアッベ数の好ましい範囲を定めた条件式である。
【0061】
条件式(8)を満たす負レンズを第1レンズ群L1に少なくとも1枚有することで、広角端における軸上色収差と倍率色収差をより良好に補正することが可能となる。条件式(8)の上限値または下限値を超える場合には、軸上色収差と倍率色収差が過補正または補正不足となりやすくなる。
【0062】
条件式(9)は広角端における軸上色収差と倍率色収差を良好に補正しつつ、その他の軸外収差も良好に補正するための負レンズL1nの焦点距離と第1レンズ群L1の焦点距離の好ましい比率を定めた条件式である。
【0063】
条件式(9)の上限値を超えて負レンズL1nの焦点距離が長くなると、広角端における軸上色収差と倍率色収差の補正を十分に行うことが困難となってしまう。
【0064】
条件式(9)の下限値を下回って負レンズL1nの焦点距離が短くなると、広角端におけるコマ収差や像面湾曲等の軸外収差の補正が困難となってしまう。
【0065】
条件式(10)は広角端における倍率色収差を良好に補正するための接合レンズLmcに含まれる負レンズのアッベ数と正レンズのアッベ数の好ましい差を定めた条件式である。
【0066】
条件式(10)を満足するように接合レンズLmcを構成することで、広角端における倍率色収差をより良好に補正することが可能となる。条件式(10)の上限値または下限値を超える場合には、広角端における倍率色収差が過補正または補正不足となりやすくなる。
【0067】
なお、より好ましくは条件式(4)~(10)の上限値または下限値の少なくとも一方を以下の条件式(4a)から(10a)に規定される値とすると良い。
2.2<fmw/fw<3.4 (4a)
0.75<f11/f12<1.95 (5a)
1.3<|fn|/skn<2.8 (6a)
1.3<fL/|fn|<4.0 (7a)
75.0<νd1n<98.0 (8a)
1.7<f1n/f1<2.7 (9a)
40.0<νdmp-νdmn<65.0 (10a)
【0068】
また、さらに好ましくは条件式(4)~(10)の上限値または下限値の少なくとも一方を以下の条件式(4b)から(10b)に規定される値とすると良い。
2.4<fmw/fw<3.2 (4b)
0.80<f11/f12<1.90 (5b)
1.5<|fn|/skn<2.7 (6b)
1.7<fL/|fn|<3.5 (7b)
80.0<νd1n<96.0 (8b)
1.9<f1n/f1<2.5 (9b)
45.0<νdmp-νdmn<60.0 (10b)
【0069】
次に、各実施例のズームレンズL0の構成についてさらに詳しく述べる。以下に述べる構成をズームレンズL0が有することは、本発明を実施する上で必ずしも必要ではない。
【0070】
実施例1~3において、第1レンズ群L1は物体側から像側へ順に配置された負の屈折力の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、負の屈折力の第3レンズ、負の屈折力の第4レンズ、正の屈折力の第5レンズで構成される。一方、実施例4において、第1レンズ群L1は物体側から像側へ順に配置された負の屈折力の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、負の屈折力の第3レンズ、正の屈折力の第4レンズ、負の屈折力の第5レンで構成される。
【0071】
実施例1において、中間群Lmの第2レンズ群L2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を接合した第1接合レンズ、負レンズと正レンズを接合した第2接合レンズで構成される。また、中間群Lmの第3レンズ群L3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を接合した第3接合レンズ、正レンズ、負レンズ、負レンズと正レンズを接合した第4接合レンズ、負レンズで構成される。
【0072】
実施例2において中間群Lmの第2レンズ群L2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を接合した第1接合レンズ、負レンズと正レンズを接合した第2接合レンズで構成される。また、中間群Lmの第3レンズ群L3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を接合した第3接合レンズ、負レンズ、負レンズと正レンズを接合した第4接合レンズで構成される。また、中間群Lmの第4レンズ群L4は、負レンズと正レンズを接合した第5接合レンズで構成される。
【0073】
実施例3において、中間群Lmは負レンズと正レンズを接合した第1接合レンズ、負レンズと正レンズを接合した第2接合レンズ、負レンズと正レンズを接合した第3接合レンズ、負レンズ、負レンズと正レンズを接合した第4接合レンズ、負レンズで構成される。
【0074】
実施例4において、中間群Lmの第2レンズ群L2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を接合した第1接合レンズ、負レンズと正レンズを接合した第2接合レンズで構成される。また、中間群Lmの第3レンズ群L3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を接合した第3接合レンズ、負レンズ、負レンズと正レンズを接合した第4接合レンズ、負レンズで構成される。
【0075】
また、実施例1~4では最終レンズ群は1枚の正レンズで構成される。このような構成をとることにより、小型でありながら、広いズーム範囲において像側のテレセントリック性を良好に確保することが容易となる。
【0076】
次に、実施例1から4にそれぞれ対応する数値実施例1から4を示す。
【0077】
各数値実施例において、ズームレンズの各面には物体側からの面番号i(iは自然数)を付している。rは各面の曲率半径(mm)、dは面番号iの面と面番号(i+1)の面との間の光軸上のレンズ厚又は距離(空気間隔)(mm)、ndは各面を有する光学部材の材料のd線に対する屈折率である。νdは各面を有する光学部材の材料のd線に対するアッベ数である。
【0078】
なお、アッベ数は、F線(486.1nm)、d線(587.6nm)、C線(656.3nm)に対する材料の屈折率をそれぞれNF、Nd、NCとするとき、νd=(Nd-1)/(NF-NC)で定義される値である。
【0079】
また、非球面は面データにおいて「*」を付して示している。非球面形状は、kを離心率A4、A6、A8、A10・・・を非球面係数、光軸からの高さhの位置での光軸方向の変位(面頂点を基準)をxとするとき、以下の式で定義される。ただしRは近軸曲率半径である。
x=(h2/R)/[1+[1-(1+k)(h/R)2]1/2]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10・・・
【0080】
また、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(最も像側のレンズ面)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。バックフォーカスは、ズームレンズの最終面から像面IP(近軸像面)までの距離である。
【0081】
[数値実施例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* 56.099 3.50 1.77250 49.6
2 24.246 8.52
3 34.584 2.30 1.95375 32.3
4 17.382 8.52
5* 200.682 2.30 1.58313 59.4
6* 20.705 10.73
7 -101.447 1.20 1.49700 81.5
8 18.222 4.62 1.73800 32.3
9 478.584 (可変)
10(絞り) ∞ (可変)
11 23.744 1.00 1.92286 18.9
12 10.960 6.27 1.79952 42.2
13 673.725 0.84
14 -42.651 1.00 1.90043 37.4
15 13.238 5.04 1.89286 20.4
16 -61.427 (可変)
17 25.139 1.20 2.00100 29.1
18 14.087 4.82 1.49700 81.5
19 19447.656 0.15
20 22.378 6.50 1.49700 81.5
21 -22.245 0.20
22 -49.519 1.10 1.90043 37.4
23 46.100 0.20
24 21.126 1.50 2.00100 29.1
25 13.367 7.91 1.49700 81.5
26 -66.503 1.40
27 -27.449 1.50 1.85400 40.4
28* -60.322 (可変)
29 -133.157 4.74 1.51633 64.1
30 -40.481 15.09
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.54297e-006 A 6=-8.01798e-009 A 8= 1.13131e-011 A10=-8.67813e-015 A12= 4.66323e-018
第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.35841e-005 A 6=-3.26135e-007 A 8= 5.57011e-010 A10= 4.18922e-015
第6面
K =-1.40479e+000 A 4= 1.30666e-004 A 6=-2.26421e-007 A 8=-1.41303e-009 A10= 7.47871e-012
第28面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.33336e-005 A 6= 4.06563e-008 A 8=-2.92759e-010 A10= 1.68963e-013
各種データ
ズーム比 1.88
広角 中間 望遠
焦点距離 10.30 14.90 19.40
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角(度) 62.03 54.38 48.12
像高 19.40 20.80 21.64
レンズ全長 129.14 128.47 132.69
BF 15.09 15.09 15.09
d 9 17.80 7.34 2.00
d10 1.30 1.48 1.50
d16 2.64 2.46 2.44
d28 5.26 15.05 24.61
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -14.49
2 11 49.35
3 17 56.81
4 29 110.72
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -58.06
2 3 -39.20
3 5 -39.78
4 7 -30.98
5 8 25.56
6 11 -22.92
7 12 13.88
8 14 -11.12
9 15 12.60
10 17 -33.85
11 18 28.36
12 20 23.59
13 22 -26.37
14 24 -40.25
15 25 23.16
16 27 -60.25
17 29 110.72
【0082】
[数値実施例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* 41.574 3.50 1.58313 59.4
2* 13.158 8.70
3 62.750 2.30 1.77250 49.6
4 21.374 6.69
5* 137.929 2.30 1.85400 40.4
6* 27.160 6.58
7 -33.966 1.20 1.49700 81.5
8 33.106 0.20
9 27.579 6.16 1.73800 32.3
10 -57.136 (可変)
11(絞り) ∞ (可変)
12 16.161 1.00 1.92286 18.9
13 10.885 4.57 1.57840 62.8
14 165.918 1.11
15 -50.285 1.00 1.87070 40.7
16 12.492 4.81 1.84666 23.9
17 -54.788 (可変)
18 18.101 1.20 1.91082 35.3
19 12.663 7.47 1.49700 81.5
20 -18.043 0.20
21 -22.014 1.10 1.90043 37.4
22 -193.865 0.20
23 19.500 1.50 1.95375 32.3
24 12.666 7.22 1.49700 81.5
25 -58.816 (可変)
26* -77.191 1.50 1.85400 40.4
27 21.824 6.54 1.49700 81.5
28 -54.068 (可変)
29 -248.857 3.55 1.84666 23.8
30 -63.598 15.37
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.50776e-006 A 6= 1.14899e-008 A 8=-8.44163e-012 A10= 3.70796e-015
第2面
K =-1.75103e+000 A 4= 3.67876e-005 A 6=-1.21075e-007 A 8= 2.76245e-011 A10= 1.64998e-013 A12=-1.20578e-016
第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.19388e-006 A 6=-8.51252e-008 A 8= 1.61905e-010
第6面
K = 2.88261e+000 A 4= 2.27718e-005 A 6=-2.18414e-008 A 8= 2.74384e-011
第26面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.20828e-005 A 6= 2.55787e-008 A 8=-4.64042e-010 A10= 6.61699e-012 A12= 4.68151e-015
各種データ
ズーム比 1.88
広角 中間 望遠
焦点距離 9.27 12.80 17.46
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角(度) 64.34 58.27 51.10
像高 19.30 20.70 21.64
レンズ全長 124.52 121.90 125.00
BF 15.37 15.37 15.37
d10 19.78 9.25 2.00
d11 1.35 1.41 1.40
d17 2.66 2.73 2.71
d25 1.62 1.86 2.00
d28 3.13 10.67 20.92
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -14.47
2 12 50.84
3 18 33.54
4 26 -58.19
5 29 100.02
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -34.58
2 3 -43.00
3 5 -39.98
4 7 -33.53
5 9 26.01
6 12 -39.74
7 13 19.92
8 15 -11.41
9 16 12.42
10 18 -51.72
11 19 16.29
12 21 -27.66
13 23 -42.45
14 24 21.70
15 26 -19.78
16 27 32.21
17 29 100.02
【0083】
[数値実施例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 34.400 3.50 1.58313 59.4
2* 16.622 10.11
3 40.381 2.30 2.00100 29.1
4 17.403 8.13
5* 90.700 2.30 1.58313 59.4
6* 27.050 6.71
7 -33.600 1.20 1.49700 81.5
8 35.822 0.20
9 30.640 5.08 1.78096 31.2
10 -75.913 (可変)
11(絞り) ∞ 1.40
12 24.524 1.00 1.92286 18.9
13 12.510 4.95 1.82301 44.0
14 180.357 2.32
15 -59.078 1.00 1.87070 40.7
16 13.098 5.42 1.80810 22.8
17 -68.419 3.22
18 19.012 1.20 2.00100 29.1
19 16.008 6.10 1.49700 81.5
20 -25.440 0.20
21 -36.496 1.10 1.90043 37.4
22 103.580 0.20
23 18.461 1.50 2.05090 26.9
24 11.671 10.18 1.49700 81.5
25 -29.723 0.91
26 -24.961 1.50 1.85400 40.4
27* -72.116 (可変)
28 -264.561 4.01 1.48749 70.2
29 -55.806 16.34
像面 ∞
非球面データ
第2面
K =-5.53262e-001 A 4=-4.77532e-007 A 6=-1.10588e-008 A 8= 1.83751e-011 A10=-1.16497e-013
第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.88984e-006 A 6= 7.13658e-009 A 8=-3.04399e-011
第6面
K = 1.23047e+000 A 4= 1.72971e-005 A 6= 1.91288e-008 A 8= 1.94281e-010
第27面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.82781e-005 A 6= 2.15940e-008 A 8=-4.36051e-010 A10= 1.38022e-012 A12=-1.58613e-014
各種データ
ズーム比 2.05
広角 中間 望遠
焦点距離 11.33 16.19 23.28
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角(度) 59.58 52.36 42.90
像高 19.30 21.00 21.64
レンズ全長 130.00 127.14 131.90
BF 16.34 16.34 16.34
d10 22.38 10.46 2.00
d27 5.54 14.61 27.83
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -17.42
2 12 28.97
3 28 144.17
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -59.47
2 3 -32.17
3 5 -66.99
4 7 -34.69
5 9 28.55
6 12 -28.82
7 13 16.12
8 15 -12.23
9 16 14.02
10 18 -126.51
11 19 20.79
12 21 -29.86
13 23 -34.05
14 24 18.36
15 26 -45.37
16 28 144.17
【0084】
[数値実施例4]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* 56.725 3.50 1.58313 59.4
2* 16.247 8.00
3 47.182 2.30 1.85150 40.8
4 16.606 13.49
5* -27.537 2.30 1.43875 94.7
6* 48.093 1.58
7 31.644 5.30 1.73800 32.3
8 -46.000 0.40
9 -38.000 1.20 1.80400 46.5
10 -176.688 (可変)
11(絞り) ∞ (可変)
12 20.075 1.00 1.92286 18.9
13 11.750 4.80 1.66672 48.3
14 -366.339 0.52
15 -54.856 1.00 1.87070 40.7
16 12.212 4.92 1.84666 23.9
17 -93.053 (可変)
18 16.685 1.20 1.91082 35.3
19 12.147 7.91 1.49700 81.5
20 -19.012 0.20
21 -28.442 1.10 1.90043 37.4
22 174.067 0.20
23 18.819 1.50 1.95375 32.3
24 11.822 9.62 1.49700 81.5
25 -29.854 1.00
26 -20.390 1.50 1.85400 40.4
27* -55.000 (可変)
28 277.215 3.50 1.84666 23.9
29 -157.100 13.00
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.73444e-006 A 6=-2.04458e-010 A 8=-1.10710e-012 A10= 8.13351e-016
第2面
K =-1.08469e+000 A 4= 5.05865e-006 A 6=-4.69295e-009 A 8= 1.90605e-013 A10=-1.15249e-013 A12= 1.09903e-016
第5面
K = 1.07137e+000 A 4= 5.95540e-005 A 6=-1.59697e-007 A 8= 1.46894e-010
第6面
K = 3.15076e+000 A 4= 6.00822e-005 A 6=-1.25125e-007 A 8=-9.05637e-010 A10= 3.54713e-012
第27面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.81421e-005 A 6= 6.96414e-008 A 8=-6.50446e-010 A10= 8.82367e-014
各種データ
ズーム比 1.87
広角 中間 望遠
焦点距離 10.50 14.59 19.69
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角(度) 61.70 55.21 47.70
像高 19.50 21.00 21.64
レンズ全長 123.70 120.84 123.60
BF 13.00 13.00 13.00
d10 19.92 9.22 2.25
d11 1.30 1.74 1.92
d17 3.29 2.85 2.67
d27 8.15 15.99 25.72
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -16.00
2 12 54.80
3 18 51.87
4 28 118.87
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -40.33
2 3 -31.17
3 5 -39.54
4 7 26.16
5 9 -60.45
6 12 -32.58
7 13 17.16
8 15 -11.39
9 16 13.03
10 18 -56.11
11 19 16.29
12 21 -27.08
13 23 -37.24
14 24 18.45
15 26 -38.71
16 28 118.87
【0085】
以下の表に各実施例における種々の値を示す。
【0086】
【0087】
[撮像装置]
次に、本発明のズームレンズを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9を用いて説明する。
図9において、10はカメラ本体、11は実施例1乃至4で説明したいずれかのズームレンズL0を含むレンズ装置である。
【0088】
12はカメラ本体に内蔵され、レンズ装置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良い。
【0089】
このように、本発明のズームレンズL0をデジタルスチルカメラなどの撮像装置に適用することにより、小型かつ広画角でありながら広いズーム域で高い光学性能を得ることができる。
【0090】
以上、本発明に好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【0091】
L0 ズームレンズ
L1 第1レンズ群
Lm 中間群
Ln レンズ要素Ln
SP 開口絞り