(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】P2024079936
(43)【公開日】2024-06-13
(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、撮像システム
(51)【国際特許分類】
G02B 15/20 20060101AFI20240606BHJP
G02B 13/18 20060101ALN20240606BHJP
【FI】
G02B15/20
G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】25
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022192641
(22)【出願日】2022-12-01
(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】岩本 俊二
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA02
2H087KA03
2H087MA16
2H087MA17
2H087MA19
2H087PA15
2H087PA16
2H087PA20
2H087PB19
2H087PB20
2H087QA03
2H087QA07
2H087QA19
2H087QA21
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA34
2H087QA37
2H087QA42
2H087QA45
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA36
2H087RA44
2H087SA57
2H087SA61
2H087SA63
2H087SA64
2H087SA65
2H087SA66
2H087SA71
2H087SA72
2H087SA74
2H087SB05
2H087SB06
2H087SB07
2H087SB15
2H087SB24
2H087SB25
2H087SB26
2H087SB32
2H087SB33
2H087SB34
2H087SB35
2H087SB36
2H087SB37
2H087SB42
2H087SB43
2H087SB47
(57)【要約】
【課題】高変倍比かつ大口径比でありながら小型軽量化と高画質化を両立し、高速なズーム操作が可能なズームレンズを提供する。
【解決手段】ズームレンズL0は、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、後続群LRからなる。第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面に対して固定され、第1レンズ群は、最も物体側に配置された負の屈折力の単レンズL11、前記単レンズの像側に配置された複数の正の屈折力のレンズを含む。単レンズと単レンズの像側に隣接して配置されたレンズの間には空気間隔により空気レンズが形成される。単レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をr111、前記ンズの像側のレンズ面の曲率半径をr112、前記レンズ群の焦点距離をf1、前記レンズ群の焦点距離をf2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、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、複数のレンズ群から構成される後続群からなり、広角端から望遠端への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面に対して固定され、
前記第1レンズ群は、最も物体側に配置された負の屈折力の単レンズ、前記単レンズの像側に配置された複数の正の屈折力のレンズを含み、
前記単レンズと前記単レンズの像側に隣接して配置されたレンズの間には空気間隔により空気レンズが形成され、
前記単レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をr111、前記単レンズの像側のレンズ面の曲率半径をr112、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、
-0.7<(r112+r111)/(r112-r111)<0.4
1.0<f1/(-f2)<4.2
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】
広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfwとするとき、
0.5<-f2/fw<1.5
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3レンズ群の焦点距離をf3、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfwとするとき、
1<f3/fw<10
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4】
広角端における前記ズームレンズのバックフォーカスをBFw、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfwとするとき、
0.2<BFw/fw<1.2
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5】
望遠端における前記第1レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第2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D12t、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfwとするとき、
0.9<D12t/fw<2.5
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6】
前記第2レンズ群において最も物体側に配置されたレンズの焦点距離をf12とするとき、
0.9<f21/f2<1.8
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7】
望遠端における前記第2レンズ群の結像横倍率をβ2tとするとき、
-2.0<β2t<-0.3
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8】
前記単レンズの物体側のレンズ面から前記単レンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離をT11、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfwとするとき、
0.02<T11/fw<0.20
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9】
前記単レンズの像側のレンズ面から前記単レンズの像側に隣接して配置されたレンズの物体側のレンズ面までの光軸上の距離をD112、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfwとするとき、
0.03<D112/fw<0.30
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10】
前記第1レンズ群は、前記単レンズの像側に配置された、3枚以上の正の屈折力のレンズを含む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11】
前記後続群は、3つ以上のレンズ群からな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12】
前記後続群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して移動する複数のレンズ群を含む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13】
前記後続群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側へ移動する複数のレンズ群を含む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14】
前記第1レンズ群に含まれるすべてのレンズは、フォーカシングに際して固定されてい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15】
前記後続群は、フォーカシングに際して移動するレンズ群を含む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16】
前記第2レンズ群は、3枚以上の負の屈折力のレンズを含む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17】
前記第3レンズ群は、複数の正の屈折力のレンズを含む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18】
前記第3レンズ群は、負の屈折力のレンズを含む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19】
前記単レンズの焦点距離をf11とするとき、
0.6<f11/f1<1.4
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20】
前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第1レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をT1とするとき、
0.1<T1/f1<0.65
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21】
請求項1から20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を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項22】
請求項1から20のいずれか一項に記載のズームレンズと、ズーミングに際して前記ズームレンズを制御する制御部を有することを特徴とする撮像システム。
【請求項23】
前記制御部は、前記ズームレンズとは別体として構成されており、前記ズームレンズを制御するための制御信号を送信する送信部を有することを特徴とする請求項22に記載の撮像システム。
【請求項24】
前記制御部は、前記ズームレンズとは別体として構成されており、前記ズームレンズを操作するための操作部を有することを特徴とする請求項22に記載の撮像システム。
【請求項25】
前記ズームレンズのズームに関する情報を表示する表示部を有することを特徴とする請求項22に記載の撮像システム。
【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、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視用カメラ、車載カメラなどの光学機器に好適なものである。
【背景技術】
【0002】
全系が小型かつ軽量であり、色収差をはじめとする諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有するズームレンズが要望されている。また、広角端における焦点距離が短く、変倍比が大きく、Fナンバーが小さく、大口径比かつ製造が容易なズームレンズが要望されている。さらに、高速なズーム操作が可能なズームレンズが要望されている。
【0003】
特許文献1には、物体側から像側へ順に配置された、像面に対して固定の正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、複数のレンズ群を含む後群からなるズームレンズが提案されている。
【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】
しかしながら、特許文献1に記載のズームレンズは、Fナンバーの小さいためレンズ径が大きくなる傾向があり、前玉径が大きくなることで大型化し、重量も増大してしまう。また、前玉径を小型化するために、第2レンズ群の屈折力を強くすると、高画質化が難しくなる。
【0006】
本発明は、高変倍比かつ大口径比でありながら小型軽量化と高画質化を両立し、高速なズーム操作が可能なズームレンズを提供する。
【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、正の屈折力の第3レンズ群、複数のレンズ群から構成される後続群からなり、広角端から望遠端への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面に対して固定され、前記第1レンズ群は、最も物体側に配置された負の屈折力の単レンズ、前記単レンズの像側に配置された複数の正の屈折力のレンズを含み、前記単レンズと前記単レンズの像側に隣接して配置されたレンズの間には空気間隔により空気レンズが形成され、前記単レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をr111、前記単レンズの像側のレンズ面の曲率半径をr112、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、
-0.7<(r112+r111)/(r112-r111)<0.4
1.0<f1/(-f2)<4.2
なる条件式を満足することを特徴とする。
【0008】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、高変倍比かつ大口径比でありながら小型軽量化と高画質化を両立し、高速なズーム操作が可能な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】
【0010】
【
図2】実施例1のズームレンズの(A)広角端における収差図および(B)望遠端における収差図である。
【
図4】実施例2のズームレンズの(A)広角端における収差図および(B)望遠端における収差図である。
【
図6】実施例3のズームレンズの(A)広角端における収差図および(B)望遠端における収差図である。
【
図8】実施例4のズームレンズの(A)広角端における収差図および(B)望遠端における収差図である。
【
図10】実施例5のズームレンズの(A)広角端における収差図および(B)望遠端における収差図である。
【
図12】実施例6のズームレンズの(A)広角端における収差図および(B)望遠端における収差図である。
【
図14】実施例7のズームレンズの(A)広角端における収差図および(B)望遠端における収差図である。
【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、撮像システムの実施例について、添付の図面に基づいて説明する。
【0012】
図1、
図3、
図5、
図7、
図9、
図11、
図13は、それぞれ実施例1乃至7のズームレンズL0の広角端における無限遠合焦時のレンズ断面図である。各実施例のズームレンズL0は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視用カメラ、車載カメラなどの撮像装置に用いられるズームレンズである。
【0013】
各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。各実施例のズームレンズL0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また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L0では、広角端から望遠端へのズーミングに際して隣り合う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、複数のレンズから成っていても良い。また、レンズ群は開口絞りを含んでいてもよい。
【0014】
各レンズ断面図において、Liは、ズームレンズL0のうち物体側から数えて第i番目(iは自然数)のレンズ群を表している。LRは、複数のレンズ群から構成される後続群である。
【0015】
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L0をデジタルスチルカメラや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。各実施例のズームレンズL0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。
【0016】
光軸方向の矢印は、無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して移動するフォーカスレンズ群の移動方向を示している。また、各レンズ群の下に記載の実線の矢印は、無限遠物体に合焦しているときの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。所定のレンズ群の下に記載の点線の矢印は、近距離物体に合焦しているときの広角端から望遠端へのズーミングにおける該所定のレンズ群の移動軌跡を示している。
【0017】
尚、以下の各実施例において広角端と望遠端はレンズ群が機構上光軸上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。
【0018】
図2、
図4、
図6、
図8、
図10、
図12、
図14は、それぞれ実施例1乃至7のズームレンズL0の無限遠合焦時の収差図である。(A)は広角端における収差図であり、(B)は望遠端における収差図である。
【0019】
球面収差図において、FnoはFナンバーであり、d線(波長587.56nm)、g線(波長435.84nm)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d線におけるサジタル像面での非点収差量、ΔMはd線におけるメリディオナル像面での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(°)(近軸計算における画角)である。
【0020】
次に、各実施例のズームレンズL0における特徴的な構成について述べる。
【0021】
前玉径を小型化するためには第1レンズ群L1の構成と各レンズ群のパワー配置を適切に設定することが重要である。特に物体側に配置される負レンズの屈折力を強くすることによって、前玉径を効果的に小型化できる。しかしながら、物体側に配置された負レンズの屈折力が強くなると、歪曲収差の補正が困難となる。したがって、高変倍比かつ大口径比でありながら小型軽量化と高画質化を両立し、高速なズーム操作が可能なズームレンズL0を得るためには、ズームレンズL0を構成するレンズ及びレンズ群の配置を適切に設定することが重要である。
【0022】
各実施例に係るズームレンズL0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、正の屈折力の第3レンズ群L3、複数のレンズ群から構成される後続群LRからなる。各実施例のズームレンズL0では、広角端から望遠端への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。第1レンズ群L1は、広角端から望遠端へのズーミングに際して像面IPに対して固定される。
【0023】
高変倍比かつ大口径比のズームレンズでは前玉径が大きくなる傾向があり、質量が大きくなる。このため、第1レンズ群L1をズーミングに際して固定とすることで、高速なズーム操作を実現することが容易となる。
【0024】
後続群LRは、複数のレンズ群からなり、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。後続群LRを構成するレンズ群において隣り合うレンズ群の間隔を変化させることにより、ズーミング時における収差変動の抑制が容易となり、高画質化を実現できる。
【0025】
各実施例に係るズームレンズL0において、第1レンズ群L1は、最も物体側に配置された負の屈折力の単レンズL11、単レンズL11の像側に配置された複数の正の屈折力のレンズを含む。単レンズL11と単レンズL11の像側に隣接して配置されたレンズの間には空気間隔により空気レンズが形成されている。これにより、前玉径の小型化が容易となる。
【0026】
さらに、各実施例に係るズームレンズL0は、以下の条件式(1)および(2)を満足する。
【0027】
-0.7<(r112+r111)/(r112-r111)<0.4 ・・・(1)
1.0<f1/(-f2)<4.2 ・・・(2)
ここで、r111は単レンズL11の物体側のレンズ面の曲率半径であり、r112は単レンズL11の像側のレンズ面の曲率半径である。f1は第1レンズ群L1の焦点距離であり、f2は第2レンズ群L2の焦点距離である。
【0028】
条件式(1)は、単レンズL11の形状を規定している。条件式(1)の上限値を上回ると、広角端における歪曲収差の補正が困難となる。条件式(1)の下限値を下回ると、前玉径の小型化が困難となる。
【0029】
条件式(2)は、第1レンズ群L1の焦点距離と第2レンズ群L2の焦点距離の比を規定している。条件式(2)の上限値を上回ると、第2レンズ群L2で発生する諸収差の補正が困難となり、特に広角端における歪曲収差と望遠端における球面収差の補正が困難となる。条件式(2)の下限値を下回ると、前玉径の小型化が困難となる。
【0030】
さらに、条件式(1)および(2)の数値範囲は、以下の条件式(1)および(2)の範囲とすることがより好ましい。
【0031】
-0.68<(r112+r111)/(r112-r111)<0.20 ・・・(1a)
2.00<f1/(-f2)<4.09 ・・・(2a)
また、条件式(1)および(2)の数値範囲は、以下の条件式(1b)および(2b)の範囲とすることがさらに好ましい。
【0032】
-0.67<(r112+r111)/(r112-r111)<0.10 ・・・(1b)
2.50<f1/(-f2)<4.03 ・・・(2b)
次に、各実施例に係るズームレンズL0において、満足することが好ましい構成について述べる。
【0033】
各実施例に係るズームレンズL0において、第1レンズ群L1は、単レンズL11の像側に配置された、3枚以上の正の屈折力のレンズを含むことが好ましい。第1レンズ群L1が3枚以上の正の屈折力のレンズを有することで、ズームレンズL0の全長を短縮することが容易となり、ズームレンズL0の小型化を実現できる。
【0034】
各実施例に係るズームレンズL0において、後続群LRは、3つ以上のレンズ群からなることが好ましい。後続群LRが3つ以上のレンズ群からなることで、ズーミング時の収差補正が容易となり、高画質化を実現できる。
【0035】
各実施例に係るズームレンズL0において、後続群LRは、広角端から望遠端へのズーミングに際して移動する複数のレンズ群を含むことが好ましい。後続群LRに含まれるレンズ群のうち少なくとも2つ以上のレンズ群がズーミングに際して移動することで、高変倍化が容易となる。さらに好ましくは、後続群LRに含まれるレンズ群のうち少なくとも2つ以上のレンズ群が広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側へ移動することが好ましい。
【0036】
各実施例に係るズームレンズL0において、第1レンズ群L1に含まれるすべてのレンズは、フォーカシングに際して固定されていることが好ましい。また、各実施例に係るズームレンズL0において、後続群LRは、フォーカシングに際して移動するレンズ群を含むことが好ましい。レンズ径が大きく質量が大きい第1レンズ群L1をフォーカシング時に固定とし、比較的レンズ径が小さくなる後続群LRに含まれるレンズ群の一部でフォーカシングを行うことで、フォーカス駆動機構の簡素化が容易となり、小型化を実現できる。
【0037】
各実施例に係るズームレンズL0において、第2レンズ群L2は、3枚以上の負の屈折力のレンズを含むことが好ましい。第2レンズ群L2が3枚以上の負の屈折力のレンズを有することにより、特に広角端における歪曲収差の補正が容易となり、高画質化を実現できる。
【0038】
各実施例に係るズームレンズL0において、第3レンズ群L3は、複数の正の屈折力のレンズを含むことが好ましい。第3レンズ群L3が2枚以上の正の屈折力のレンズを有することにより、特に望遠端における球面収差の補正が容易となり、高画質化を実現できる。
【0039】
各実施例に係るズームレンズL0において、第3レンズ群L3は、負の屈折力のレンズを含むことが好ましい。第3レンズ群L3が負の屈折力のレンズを1枚以上有することにより、特に望遠端における軸上色収差の補正が容易となり、高画質化を実現できる。
【0040】
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。
【0041】
各実施例に係るズームレンズL0は、以下の条件式(3)乃至(12)のうち1つ以上を満足すると好ましい。
【0042】
0.6<f11/f1<1.4 ・・・(3)
0.10<T1/f1<0.65 ・・・(4)
0.5<-f2/fw<1.5 ・・・(5)
1<f3/fw<10 ・・・(6)
0.2<BFw/fw<1.2 ・・・(7)
0.9<D12t/fw<2.5 ・・・(8)
0.9<f21/f2<1.8 ・・・(9)
-2.0<β2t<-0.3 ・・・(10)
0.02<T11/fw<0.20 ・・・(11)
0.03<D112/fw<0.30 ・・・(12)
ここで、f11は単レンズL11の焦点距離である。f1は第1レンズ群L1の焦点距離である。T1は第1レンズ群L1の最も物体側のレンズ面から第1レンズ群L1の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。f2は第2レンズ群L2の焦点距離である。fwは広角端におけるズームレンズの無限遠合焦時の焦点距離である。f3は第3レンズ群L3の焦点距離である。BFwは広角端における無限遠合焦時のズームレンズL0のバックフォーカスである。バックフォーカスは最終レンズ面(最も像側の面)から像面IPまでの光軸上の距離の空気換算値である。D12tは望遠端における第1レンズ群L1の最も像側のレンズ面から第2レンズ群L2の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離である。f21は第2レンズ群L2において最も物体側に配置されたレンズの焦点距離である。β2tは望遠端における第2レンズ群L2の結像横倍率である。T11は単レンズL11の物体側のレンズ面から単レンズL11の像側のレンズ面までの光軸上の距離である。D112は単レンズL11の像側のレンズ面から単レンズL11の像側に隣接して配置されたレンズの物体側のレンズ面までの光軸上の距離である。
【0043】
条件式(3)は、単レンズL11の焦点距離と第1レンズ群L1の焦点距離の比を規定している。条件式(3)の上限値を上回ると、広角端における歪曲収差の補正が困難となり好ましくない。条件式(3)の下限値を下回ると、前玉径の小型化が困難となり好ましくない。
【0044】
条件式(4)は、第1レンズ群L1の厚さと焦点距離の比を規定している。条件式(4)の上限値を上回ると、前玉径の小型化が困難となるため好ましくない。条件式(4)の下限値を下回ると、収差補正の自由度が少なくなり、諸収差の補正、特に望遠端における球面収差とコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。
【0045】
条件式(5)は、第2レンズ群L2の焦点距離と広角端におけるズームレンズL0の焦点距離の比を規定している。条件式(5)の上限値を上回ると、広角端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。条件式(5)の下限値を下回ると、前玉径の小型化が困難となるため好ましくない。
【0046】
条件式(6)は、第3レンズ群L3の焦点距離と広角端におけるズームレンズL0の焦点距離の比を規定している。条件式(6)の上限値を上回ると、望遠端における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。条件式(6)の下限値を下回ると、レンズ全長が大きくなり、ズームレンズL0が大型化するため好ましくない。
【0047】
条件式(7)は、広角端におけるバックフォーカスとズームレンズL0の焦点距離の比を規定している。ここで、バックフォーカスとは、無限遠合焦時の最も像側に配置されたパワーを有する光学素子の像側の面頂点位置から像面IPまでの光軸上における距離とする。条件式(7)の上限値を上回ると、レンズ全長が長くなり、ズームレンズL0が大型化するため好ましくない。条件式(7)の下限値を下回ると、後玉径が大きくなり、ズームレンズL0のレンズ重量が増大するため好ましくない。
【0048】
条件式(8)は、望遠端における第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間の距離と広角端におけるズームレンズの焦点距離の比を規定している。条件式(8)の上限値を上回ると、レンズ全長が大きくなり、ズームレンズL0が大型化するため好ましくない。条件式(8)の下限値を下回ると、高変倍化が困難となり好ましくない。
【0049】
条件式(9)は、第2レンズ群L2において最も物体側に配置されたレンズの焦点距離と第2レンズ群L2の焦点距離の比を規定している。条件式(9)の上限値を上回ると、広角端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。条件式(9)の下限値を下回ると、前玉径の小型化が困難となるため好ましくない。
【0050】
条件式(10)は、望遠端における第2レンズ群L2の結像横倍率を規定している。条件式(10)の上限値を上回ると、望遠端における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。条件式(10)の下限値を下回ると、高変倍化を実現することが困難となるため好ましくない。
【0051】
条件式(11)は、単レンズL11の厚さと広角端におけるズームレンズL0の焦点距離の関係を規定している。条件式(11)の上限値を上回ると、前玉径の小型化が困難となるため好ましくない。条件式(11)の下限値を下回ると、加工が困難となり、高画質化が困難となるため好ましくない。
【0052】
条件式(12)は、単レンズL11の像側のレンズ面頂点位置から単レンズL11の像側に隣接して配置されるレンズの物体側の面頂点位置までの距離と広角端におけるズームレンズL0の焦点距離の関係を規定している。条件式(12)の上限値を上回ると、前玉径の小型化が困難となるため好ましくない。条件式(12)の下限値を下回ると、望遠端におけるコマ収差の補正が困難となり好ましくない。
【0053】
なお、条件式(3)乃至(12)の数値範囲は、以下の条件式(3a)乃至(12a)の範囲とすることがより好ましい。
【0054】
0.69<f11/f1<1.21 ・・・(3a)
0.17<T1/f1<0.50 ・・・(4a)
0.75<-f2/fw<1.37 ・・・(5a)
1.64<f3/fw<8.09 ・・・(6a)
0.33<BFw/fw<1.04 ・・・(7a)
1.06<D12t/fw<2.10 ・・・(8a)
1.07<f21/f2<1.60 ・・・(9a)
-1.50<β2t<-0.49 ・・・(10a)
0.04<T11/fw<0.15 ・・・(11a)
0.05<D112/fw<0.24 ・・・(12a)
また、条件式(3)乃至(12)の数値範囲は、以下の条件式(3b)乃至(12b)の数値範囲とすることがさらに好ましい。
【0055】
0.74<f11/f1<1.12 ・・・(3b)
0.21<T1/f1<0.43 ・・・(4b)
0.87<-f2/fw<1.31 ・・・(5b)
1.96<f3/fw<7.14 ・・・(6b)
0.40<BFw/fw<0.96 ・・・(7b)
1.14<D12t/fw<1.90 ・・・(8b)
1.15<f21/f2<1.50 ・・・(9b)
-1.25<β2t<-0.58 ・・・(10b)
0.05<T11/fw<0.12 ・・・(11b)
0.06<D112/fw<0.21 ・・・(12b)
次に、各実施例のズームレンズL0について詳細に述べる。
【0056】
実施例1のズームレンズL0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、正の屈折力の第3レンズ群L3、後続群LRからなる。後続群LRは、物体側から像側へ順に配置された、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、正の屈折力の第6レンズ群L6、負の屈折力の第7レンズ群L7からなる。第1レンズ群L1はズーミングに際して像面IPに対して固定されている。各レンズ群は、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔を変化させながら異なる軌跡で移動する。第3レンズ群L3は、開口絞りSPを有する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第5レンズ群L5が像側へ移動し、第6レンズ群L6が像側へ移動する。
【0057】
実施例2のズームレンズL0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、正の屈折力の第3レンズ群L3、後続群LRからなる。後続群LRは、物体側から像側へ順に配置された、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、負の屈折力の第6レンズ群L6、正の屈折力の第7レンズ群L7、負の屈折力の第8レンズ群L8からなる。第1レンズ群L1は、ズーミングに際して像面IPに対して固定されている。各レンズ群は、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔を変化させながら異なる軌跡で移動する。第3レンズ群L3は、開口絞りSPを有する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第5レンズ群L5が物体側へ移動し、第6レンズ群L6が像側へ移動する。
【0058】
実施例3のズームレンズL0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、正の屈折力の第3レンズ群L3、後続群LRからなる。後続群LRは、物体側から像側へ順に配置された、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、負の屈折力の第6レンズ群L6、負の屈折力の第7レンズ群L7からなる。第1レンズ群L1は、ズーミングに際して像面IPに対して固定されている。各レンズ群は、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔を変化させながら異なる軌跡で移動する。第3レンズ群L3は、開口絞りSPを有する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第5レンズ群L5が物体側へ移動し、第6レンズ群L6が物体側へ移動する。
【0059】
実施例4のズームレンズL0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、正の屈折力の第3レンズ群L3、後続群LRからなる。後続群LRは、物体側から像側へ順に配置された、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、正の屈折力の第6レンズ群L6、負の屈折力の第7レンズ群L7からなる。第1レンズ群L1は、ズーミングに際して像面IPに対して固定されている。各レンズ群は、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔を変化させながら異なる軌跡で移動する。第3レンズ群L3は、開口絞りSPを有する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第5レンズ群L5が像側へ移動し、第6レンズ群L6が像側へ移動する。
【0060】
実施例5のズームレンズL0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、正の屈折力の第3レンズ群L3、後続群LRからなる。後続群LRは、物体側から像側へ順に配置された、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、正の屈折力の第6レンズ群L6からなる。第1レンズ群L1、第3レンズ群L3、および第6レンズ群L6は、ズーミングに際して像面IPに対して固定されている。各レンズ群は、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔を変化させながら異なる軌跡で移動する。第3レンズ群L3は、開口絞りSPを有する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第5レンズ群L5が像側へ移動する。
【0061】
実施例6のズームレンズL0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、正の屈折力の第3レンズ群L3、後続群LRからなる。後続群LRは、物体側から像側へ順に配置された、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、正の屈折力の第6レンズ群L6、負の屈折力の第7レンズ群L7からなる。第1レンズ群L1は、ズーミングに際して像面IPに対して固定されている。各レンズ群は、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔を変化させながら異なる軌跡で移動する。第3レンズ群L3は、開口絞りSPを有する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第5レンズ群L5が像側へ移動し、第6レンズ群L6が像側へ移動する。
【0062】
実施例7のズームレンズL0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、正の屈折力の第3レンズ群L3、後続群LRからなる。後続群LRは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5、負の屈折力の第6レンズ群L6、正の屈折力の第7レンズ群L7、負の屈折力の第8レンズ群L8からなる。第1レンズ群L1は、ズーミングに際して像面IPに対して固定されている。各レンズ群は、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔を変化させながら異なる軌跡で移動する。第3レンズ群L3は、開口絞りSPを有する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第6レンズ群L6が像側へ移動し、第7レンズ群L7が像側へ移動する。
【0063】
実施例1~7のズームレンズL0において、屈折力を有する面は全て屈折面で構成されている。屈折力を有する面を回折光学素子や反射面で構成した場合と比べて、低い製造難易度で、回折光学素子や反射面で構成した場合と同等以上の光学性能を容易に得ることができる。
【0064】
実施例1~7のズームレンズL0において、ズームレンズL0の一部を光軸に対して垂直な方向の成分を含む方向に移動させることによって、像振れ補正を行ってもよい。像振れ補正に際して移動させる部分を、比較的径の小さな像側に配置されたレンズ群とすることで、駆動のためのアクチュエータを小型に構成し、ズームレンズL0を含むレンズ装置を小型化することができる。例えば、第3レンズ群L3の全体または一部を光軸に対して垂直な方向の成分を含む方向に移動させることによって、像振れ補正を行ってもよい。
【0065】
以下に、実施例1~7のそれぞれに対応する数値実施例1~7を示す。
【0066】
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d線を基準としたアッベ数を表している。なお、ある材料のd線を基準としたアッべ数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。
【0067】
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(°)は全て各実施例のズームレンズL0が無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。「バックフォーカスBF」は、ズームレンズL0の最終レンズ面(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L0の最前面(最も物体側のレンズ面)から最終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。「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。
【0068】
また、光学面が非球面の場合は、面番号の右側に、*の符号を付している。非球面形状は、Xを光軸方向の面頂点からの変位量、hを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Rを近軸曲率半径、kを円錐定数、A4、A6、A8、A10、A12を各次数の非球面係数とするとき、
x=(h2/R)/[1+{1-(1+k)(h/R)2}1/2]+A4×h4+A6×h6+A8×h8+A10×h10+A12×h12
で表している。なお、各非球面係数における「e±XX」は「×10±XX」を意味している。
【0069】
[数値実施例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 -207.425 1.70 1.83481 42.7
2 95.825 4.21
3 393.916 2.00 1.72047 34.7
4 105.832 8.46 1.59522 67.7
5 -203.044 0.15
6 124.562 5.68 1.72916 54.7
7 -487.042 0.15
8 78.249 6.74 1.72916 54.7
9 -444.181 (可変)
10 8601.520 1.20 1.80400 46.5
11 28.416 5.54
12 -738.337 1.00 1.49700 81.5
13 63.533 3.06
14 -115.610 1.00 1.49700 81.5
15 35.816 3.84 1.90366 31.3
16 169.674 (可変)
17(絞り) ∞ 1.00
18 67.476 3.22 1.84666 23.8
19 -1153.421 0.60
20 55.893 1.20 2.00100 29.1
21 34.548 6.77 1.51742 52.4
22 -82.213 3.04
23* -43.690 0.05 1.59022 30.1
24 -46.141 1.20 1.72916 54.7
25 4358.607 (可変)
26 172.999 7.58 1.49700 81.5
27 -27.250 1.19 1.83400 37.2
28 231.097 0.15
29 48.103 7.69 1.48749 70.2
30 -81.882 0.15
31 42.435 9.37 1.43875 94.7
32 -82.878 0.15
33* 78.425 2.40 1.85400 40.4
34 37.200 9.41 1.61800 63.4
35 -70.814 (可変)
36 161.341 1.20 1.77250 49.6
37 28.989 (可変)
38* 48.348 3.91 1.58313 59.4
39 95.150 (可変)
40 224.141 7.07 1.80810 22.8
41 -35.894 1.50 1.49700 81.5
42 361.709 7.03
43 -34.951 1.50 1.92286 20.9
44 -125.011 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第23面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.79285e-06 A 6=-1.22591e-10 A 8= 5.46760e-13
第33面
K = 0.00000e+00 A 4=-7.34648e-06 A 6=-3.52185e-09 A 8= 3.20919e-13
第38面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.44392e-06 A 6= 4.53989e-09 A 8=-1.13675e-13
A10=-4.07591e-15
各種データ
ズーム比 4.12
広角 中間 望遠
焦点距離 24.72 50.19 101.86
Fナンバー 2.90 2.90 2.90
半画角(°) 41.19 23.32 11.99
レンズ全長 212.40 212.40 212.40
BF 11.98 26.45 21.74
d 9 0.80 16.04 34.02
d16 41.01 21.11 2.98
d25 19.68 9.87 0.79
d35 2.80 1.19 1.18
d37 7.64 6.92 6.23
d39 6.39 8.72 23.36
d44 11.98 26.45 21.74
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 83.05
2 10 -27.72
3 17 106.51
4 26 34.04
5 36 -45.93
6 38 163.53
7 40 -161.55
[数値実施例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 -208.117 2.00 2.00100 29.1
2 125.012 1.73
3 201.666 6.72 1.59522 67.7
4 -188.208 0.13
5 120.220 5.48 1.83481 42.7
6 -1189.696 0.15
7 69.551 5.71 1.83481 42.7
8 436.182 (可変)
9 214.024 1.20 1.90043 37.4
10 26.866 6.02
11 -282.246 1.20 1.59522 67.7
12 48.782 4.24
13 -64.715 1.20 1.49700 81.5
14 39.804 4.37 1.85025 30.1
15 -376.767 (可変)
16(絞り) ∞ 1.00
17 76.845 3.20 1.84666 23.8
18 -332.575 0.50
19 56.009 0.90 2.00100 29.1
20 34.921 6.63 1.51742 52.4
21 -82.324 3.17
22* -40.899 0.05 1.59022 30.1
23 -43.512 1.20 1.72916 54.7
24 -438.046 (可変)
25 107.656 9.03 1.49700 81.5
26 -23.891 1.19 1.95375 32.3
27 -1561.807 0.15
28 57.153 9.76 1.43875 94.7
29 -41.965 0.15
30* 84.677 7.95 1.80400 46.5
31* -52.890 (可変)
32 185.555 2.58 1.89286 20.4
33 -333.256 1.20 1.61800 63.4
34 46.156 (可変)
35 77.039 1.20 2.00100 29.1
36 30.744 (可変)
37* 37.408 4.07 1.58313 59.4
38* 53.618 0.13
39 47.870 1.39 2.00069 25.5
40 25.731 9.31 1.61800 63.4
41 176.934 (可変)
42 54.577 7.41 1.84666 23.8
43 -80.249 1.50 1.48749 70.2
44 42.160 7.49
45 -49.214 1.50 1.92286 20.9
46 -97.002 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第22面
K = 0.00000e+00 A 4= 4.39269e-06 A 6= 1.10097e-09 A 8= 6.31456e-13
第30面
K = 0.00000e+00 A 4=-5.80494e-06 A 6=-2.08319e-09 A 8=-2.99833e-12
第31面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.13763e-06 A 6=-3.28114e-09
第37面
K = 0.00000e+00 A 4= 2.38842e-06 A 6=-2.70374e-09 A 8=-1.84658e-11
A10= 2.89507e-14
第38面
K = 0.00000e+00 A 4= 6.75134e-08 A 6=-3.59874e-09 A 8=-2.39776e-11
A10= 3.36099e-14
各種データ
ズーム比 4.13
広角 中間 望遠
焦点距離 24.73 50.23 102.12
Fナンバー 2.90 2.90 2.90
半画角(°) 41.19 23.30 11.96
レンズ全長 211.51 211.51 211.51
BF 11.80 26.61 26.29
d 8 0.80 15.28 30.36
d15 39.32 19.23 2.99
d24 19.57 9.93 0.78
d31 4.00 1.22 2.88
d34 4.47 7.50 6.25
d36 7.75 7.49 7.08
d41 1.00 1.44 12.05
d46 11.80 26.61 26.29
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 79.54
2 9 -24.54
3 16 97.60
4 25 34.35
5 32 -131.33
6 35 -51.78
7 37 123.01
8 42 770.84
[数値実施例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 -181.919 1.70 1.90043 37.4
2 111.072 3.71
3 364.499 5.59 1.59522 67.7
4 -177.536 0.14
5 154.743 4.78 1.75500 52.3
6 -870.763 0.15
7 84.502 7.28 1.75500 52.3
8 -367.735 (可変)
9 -2513.905 1.30 1.72916 54.7
10 27.941 6.20
11 -452.183 1.20 1.59522 67.7
12 68.302 2.86
13 -147.630 1.20 1.49700 81.5
14 37.027 4.02 1.90043 37.4
15 197.666 (可変)
16(絞り) ∞ 1.00
17 70.360 3.19 1.84666 23.8
18 -1084.899 0.60
19 62.970 1.20 2.05090 26.9
20 36.953 6.53 1.56732 42.8
21 -87.660 3.17
22* -43.587 0.05 1.59022 30.1
23 -46.864 1.40 1.77250 49.6
24 3434.700 (可変)
25 68.421 7.75 1.49700 81.5
26 -34.337 1.19 1.83400 37.2
27 94.819 0.15
28 45.071 5.49 1.49700 81.5
29 1775.190 0.15
30 38.956 9.94 1.49700 81.5
31 -94.914 2.39
32* 78.620 2.50 1.85400 40.4
33* 49.978 (可変)
34* 37.006 8.81 1.58313 59.4
35* -88.576 (可変)
36 123.459 1.20 2.00100 29.1
37 40.182 (可変)
38 73.297 8.72 1.84666 23.8
39 -41.340 1.40 1.60311 60.6
40 49.128 8.20
41 -33.125 1.40 1.92286 20.9
42 -59.144 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第22面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.89058e-06 A 6= 6.70856e-10 A 8=-1.58188e-12
第32面
K = 0.00000e+00 A 4= 4.26123e-06 A 6=-9.76054e-09 A 8=-4.97564e-12
第33面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.08509e-05 A 6=-5.04108e-09 A 8=-2.02185e-12
A10= 5.27144e-15
第34面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.80819e-06 A 6=-1.87700e-09 A 8= 3.87938e-13
第35面
K = 0.00000e+00 A 4= 4.45032e-06 A 6=-4.27576e-09 A 8= 3.65399e-12
各種データ
ズーム比 4.12
広角 中間 望遠
焦点距離 24.72 50.22 101.96
Fナンバー 2.90 2.90 2.90
半画角(°) 41.19 23.31 11.98
レンズ全長 211.02 211.02 211.02
BF 11.85 26.68 22.74
d 8 0.80 16.99 35.41
d15 44.29 21.72 3.00
d24 20.71 11.73 0.78
d33 4.43 7.45 8.57
d35 2.11 1.69 3.52
d37 10.27 8.21 20.44
d42 11.85 26.68 22.74
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 94.31
2 9 -29.02
3 16 127.17
4 25 83.32
5 34 45.95
6 36 -59.94
7 38 -203.31
[数値実施例4]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 -266.746 1.60 1.90043 37.4
2 98.340 2.81
3 192.058 6.58 1.53775 74.7
4 -241.263 0.15
5 119.575 5.31 1.72916 54.7
6 -1682.093 0.15
7 76.157 6.72 1.72916 54.7
8 -880.300 (可変)
9 915.083 1.20 1.88300 40.8
10 29.841 5.73
11 -218.330 1.00 1.59522 67.7
12 63.389 3.69
13 -74.215 1.10 1.49700 81.5
14 41.057 4.98 1.77047 29.7
15 -204.631 (可変)
16(絞り) ∞ 1.00
17 78.578 3.15 1.84666 23.8
18 -594.031 0.60
19 59.615 1.20 2.00100 29.1
20 36.734 7.47 1.51742 52.4
21 -83.322 3.11
22* -44.261 0.05 1.59022 30.1
23 -47.091 1.20 1.77250 49.6
24 -640.625 (可変)
25 255.634 8.10 1.49700 81.5
26 -27.474 1.30 1.90043 37.4
27 -222.061 0.15
28 41.537 8.18 1.49700 81.5
29 -105.932 2.30
30 63.231 6.49 1.49700 81.5
31 -97.379 0.15
32* 85.354 2.40 1.85400 40.4
33 34.925 8.89 1.60311 60.6
34 -78.017 (可変)
35 157.315 1.20 1.72916 54.7
36 28.256 (可変)
37* 47.159 4.54 1.58313 59.4
38 160.935 (可変)
39 210.344 5.69 1.80518 25.4
40 -46.896 1.50 1.48749 70.2
41 59.110 9.57
42 -33.883 1.20 2.00069 25.5
43 -66.006 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第22面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.72124e-06 A 6= 3.39835e-10 A 8= 6.96887e-13
第32面
K = 0.00000e+00 A 4=-7.10364e-06 A 6=-3.27713e-09 A 8=-1.38031e-12
第37面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.68172e-06 A 6= 3.21879e-09 A 8= 5.86323e-12
A10=-1.26470e-14
各種データ
ズーム比 4.12
広角 中間 望遠
焦点距離 24.78 50.31 102.06
Fナンバー 2.90 2.90 2.90
半画角(°) 41.12 23.27 11.97
レンズ全長 211.98 211.98 211.98
BF 11.63 25.76 19.01
d 8 0.80 16.58 34.70
d15 42.76 21.90 2.98
d24 19.63 10.61 0.79
d34 2.50 1.78 1.10
d36 8.07 7.90 7.19
d38 6.12 7.00 25.75
d43 11.63 25.76 19.01
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 90.57
2 9 -27.00
3 16 119.23
4 25 35.02
5 35 -47.42
6 37 112.74
7 39 -90.78
[数値実施例5]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 -389.691 1.40 1.90366 31.3
2 82.287 1.23
3 110.994 6.05 1.65160 58.5
4 -281.308 0.15
5 85.673 4.31 1.65160 58.5
6 806.235 0.15
7 54.903 5.58 1.65160 58.5
8 785.992 (可変)
9 276.074 0.90 1.88300 40.8
10 20.141 4.07
11 -100.883 0.80 1.53775 74.7
12 49.869 3.05
13 -28.690 0.80 1.49700 81.5
14 73.099 3.05
15 69.513 2.56 1.78880 28.4
16 -73.855 (可変)
17(絞り) ∞ 1.00
18 66.752 2.49 1.84666 23.8
19 -170.746 0.60
20 52.894 1.00 1.90043 37.4
21 29.273 4.92 1.49700 81.5
22 -70.437 2.67
23* -36.877 0.05 1.59022 30.1
24 -37.750 0.80 2.00100 29.1
25 -159.049 (可変)
26 18.192 6.90 1.49700 81.5
27 -122.358 1.85
28* 34.893 2.00 1.85400 40.4
29 12.704 8.70 1.53775 74.7
30 -41.343 (可変)
31 201.365 0.80 1.69680 55.5
32 16.529 3.19
33* 33.474 0.05 1.59022 30.1
34 29.970 2.61 1.69895 30.1
35 91.279 (可変)
36 -7374.962 0.99 1.84666 23.8
37 18.843 8.00 1.95375 32.3
38 -532.203 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第23面
K = 0.00000e+00 A 4= 2.89420e-06 A 6=-1.34568e-08 A 8= 6.36985e-11
第28面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.64372e-05 A 6=-4.41245e-08 A 8=-1.20269e-10
第33面
K = 0.00000e+00 A 4= 9.94261e-06 A 6= 5.34360e-08 A 8= 4.64696e-10
A10=-1.17368e-12
各種データ
ズーム比 3.77
広角 中間 望遠
焦点距離 15.45 29.99 58.20
Fナンバー 2.90 2.90 2.90
半画角(°) 41.5 24.4 13.2
レンズ全長 144.55 144.55 144.55
BF 13.62 13.62 13.62
d 8 0.80 12.60 26.36
d16 28.06 16.26 2.50
d25 14.40 3.69 0.79
d30 2.47 1.67 6.03
d35 2.46 13.97 12.50
d38 13.62 13.62 13.62
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 73.07
2 9 -18.38
3 17 95.63
4 26 25.34
5 31 -42.47
6 36 136.61
[数値実施例6]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 -145.889 1.50 1.80400 46.5
2 119.213 2.83
3 253.040 1.80 1.90043 37.4
4 99.211 10.81 1.59522 67.7
5 -178.530 0.15
6 173.080 5.74 1.72916 54.7
7 -394.348 2.00 2.00069 25.5
8 -422.661 0.15
9 95.066 7.91 1.72916 54.7
10 -254.672 (可変)
11 32331.499 1.20 1.80400 46.5
12 30.515 6.54
13 -299.616 1.00 1.53775 74.7
14 90.027 2.78
15 -141.186 1.00 1.43875 94.7
16 39.551 4.13 1.85025 30.1
17 177.556 (可変)
18(絞り) ∞ 1.00
19 68.706 3.23 1.84666 23.8
20 644.861 0.60
21 57.756 1.20 2.00100 29.1
22 35.487 8.08 1.51742 52.4
23 -76.532 3.14
24* -44.193 0.05 1.59022 30.1
25 -46.651 1.20 1.61800 63.4
26 629.006 (可変)
27 388.004 8.23 1.49700 81.5
28 -28.092 1.19 1.83400 37.2
29 -820.088 0.15
30 47.740 7.55 1.49700 81.5
31 -108.833 0.15
32 44.919 10.21 1.43875 94.7
33 -90.770 0.16
34* 93.341 2.40 1.85400 40.4
35 38.885 9.13 1.61800 63.4
36 -68.796 (可変)
37 164.339 1.20 1.77250 49.6
38 28.327 (可変)
39* 41.956 3.18 1.58913 61.1
40 55.503 (可変)
41 162.671 7.26 1.80810 22.8
42 -34.956 1.50 1.49700 81.5
43 174.387 6.54
44 -35.777 1.50 1.92286 20.9
45 -106.777 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第24面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.02503e-06 A 6= 3.04230e-10 A 8= 3.19935e-13
第34面
K = 0.00000e+00 A 4=-7.45028e-06 A 6=-3.06797e-09 A 8= 1.75070e-12
第39面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.28377e-06 A 6= 3.88604e-09 A 8=-1.88119e-13
A10=-6.12251e-15
各種データ
ズーム比 4.71
広角 中間 望遠
焦点距離 24.71 53.66 116.38
Fナンバー 2.90 2.90 2.90
半画角(°) 41.3 22.0 10.0
レンズ全長 231.23 231.23 231.23
BF 11.38 27.62 23.01
d10 0.80 20.19 40.99
d17 50.25 24.76 2.98
d26 22.69 12.57 1.36
d36 2.84 1.19 1.19
d38 8.70 6.18 3.68
d40 6.18 10.33 29.64
d45 11.38 27.62 23.01
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 94.53
2 11 -30.84
3 18 115.09
4 27 34.67
5 37 -44.48
6 39 268.40
7 41 -230.97
[数値実施例7]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 -110.000 1.50 1.81600 46.6
2 110.000 3.07
3 493.334 1.80 1.80400 46.5
4 70.906 9.80 1.59522 67.7
5 -169.964 0.15
6 196.640 4.95 1.72916 54.7
7 -211.777 0.15
8 79.760 7.13 1.72916 54.7
9 -184.077 (可変)
10 354.643 1.20 1.88300 40.8
11 27.676 4.91
12 2967.414 1.00 1.53775 74.7
13 53.350 3.57
14 -80.750 1.00 1.43875 94.7
15 37.143 3.88 1.85025 30.1
16 344.923 (可変)
17(絞り) ∞ 1.00
18 72.562 2.66 1.84666 23.9
19 372.885 0.60
20 57.431 1.20 1.95375 32.3
21 35.760 7.09 1.51742 52.4
22 -85.235 (可変)
23* -43.596 0.05 1.59022 30.1
24 -46.839 1.20 1.61800 63.4
25 -190.441 (可変)
26 239.146 8.65 1.49700 81.5
27 -25.927 1.19 1.85150 40.8
28 -4745.541 0.15
29 49.220 8.85 1.49700 81.5
30 -81.928 0.15
31 43.459 9.11 1.43875 94.7
32 -90.430 1.06
33* 93.586 2.40 1.85400 40.4
34 39.080 9.51 1.61800 63.4
35 -59.538 (可変)
36 162.663 1.20 1.77250 49.6
37 26.850 (可変)
38* 44.357 3.99 1.58913 61.1
39 66.856 (可変)
40 243.719 8.35 1.80810 22.8
41 -33.555 1.50 1.49700 81.5
42 466.937 4.35
43 -38.492 1.50 1.92286 20.9
44 -130.591 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第23面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.09065e-06 A 6= 8.97341e-10 A 8= 3.15334e-13
第33面
K = 0.00000e+00 A 4=-8.20701e-06 A 6=-3.56263e-09 A 8= 1.99134e-12
第38面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.50567e-06 A 6= 6.57547e-09 A 8=-6.15310e-12
A10= 5.36338e-15
各種データ
ズーム比 3.67
広角 中間 望遠
焦点距離 22.60 43.42 82.99
Fナンバー 2.90 2.90 2.90
半画角(°) 44.3 26.5 14.1
レンズ全長 216.25 216.25 216.25
BF 11.83 26.43 22.33
d 9 0.80 14.07 30.07
d16 40.40 19.90 3.00
d22 3.25 5.48 5.28
d25 22.69 12.25 0.80
d35 2.50 1.19 2.40
d37 10.60 8.52 5.72
d39 4.31 8.53 26.79
d44 11.83 26.43 22.33
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 85.62
2 10 -27.33
3 17 51.61
4 23 -92.16
5 26 33.47
6 36 -41.79
7 38 209.93
8 40 -242.13
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。
【0070】
【0071】
[撮像装置]
次に、各実施例のズームレンズL0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15を用いて説明する。
図15は、撮像装置10の構成を示す図である。撮像装置10は、カメラ本体13と、上述した実施例1乃至7のいずれかのズームレンズL0を含む撮像光学系(レンズ装置)11と、ズームレンズL0によって形成される像を光電変換する撮像素子(受光素子)12を備える。撮像素子12としては、CCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子を用いることができる。レンズ装置11とカメラ本体13は一体に構成されていても良いし、着脱可能に構成されていても良い。カメラ本体13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良いし、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。
本実施例の撮像装置10では、小型かつ軽量であり高い光学性能を得ることができる。
【0072】
なお、本実施例の撮像装置10は、
図15に示したデジタルスチルカメラに限らず、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の種々の撮像装置に適用することができる。
【0073】
[撮像システム]
なお、各実施例のズームレンズと、ズームレンズを制御する制御部とを含めた撮像システム(監視カメラシステム)を構成してもよい。この場合、制御部は、ズーミングやフォーカシング、像振れ補正に際して各レンズ群が上述したように移動するようズームレンズを制御することができる。このとき、制御部がズームレンズと一体的に構成されている必要はなく、制御部をズームレンズとは別体として構成してもよい。例えば、ズームレンズの各レンズを駆動する駆動部に対して遠方に配置された制御部(制御装置)が、ズームレンズを制御するための制御信号(命令)を送る送信部を備える構成を採用してもよい。このような制御部によれば、ズームレンズを遠隔操作することができる。
【0074】
また、ズームレンズを遠隔操作するためのコントローラーやボタンなどの操作部を制御部に設けることで、ユーザーの操作部への入力に応じてズームレンズを制御する構成を採ってもよい。例えば、操作部として拡大ボタン及び縮小ボタンを設ける。そして、ユーザーが拡大ボタンを押したらズームレンズの倍率が大きくなり、ユーザーが縮小ボタンを押したらズームレンズの倍率が小さくなるように、制御部からズームレンズL0の駆動部に信号が送られるように構成すればよい。
【0075】
また、撮像システムは、ズームレンズのズームに関する情報(移動状態)を表示する液晶パネルなどの表示部を有していてもよい。ズームレンズのズームに関する情報とは、例えばズーム倍率(ズーム状態)や各レンズ群の移動量(移動状態)である。この場合、表示部に示されるズームレンズのズームに関する情報を見ながら、操作部を介してユーザーがズームレンズを遠隔操作することができる。このとき、例えばタッチパネルなどを採用することで表示部と操作部とを一体化してもよい。
【0076】
上記各実施例の開示は、以下の構成を含む。
【0077】
(構成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、正の屈折力の第3レンズ群、複数のレンズ群から構成される後続群からなり、広角端から望遠端への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面に対して固定され、
前記第1レンズ群は、最も物体側に配置された負の屈折力の単レンズ、前記単レンズの像側に配置された複数の正の屈折力のレンズを含み、
前記単レンズと前記単レンズの像側に隣接して配置されたレンズの間には空気間隔により空気レンズが形成され、
前記単レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をr111、前記単レンズの像側のレンズ面の曲率半径をr112、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、
-0.7<(r112+r111)/(r112-r111)<0.4
1.0<f1/(-f2)<4.2
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
(構成2)
広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfwとするとき、
0.5<-f2/fw<1.5
なる条件式を満足することを特徴とする構成1に記載のズームレンズ。
(構成3)
前記第3レンズ群の焦点距離をf3、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfwとするとき、
1<f3/fw<10
なる条件式を満足することを特徴とする構成1または2に記載のズームレンズ。
(構成4)
広角端における前記ズームレンズのバックフォーカスをBFw、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfwとするとき、
0.2<BFw/fw<1.2
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から3のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成5)
望遠端における前記第1レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第2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D12t、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfwとするとき、
0.9<D12t/fw<2.5
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から4のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成6)
前記第2レンズ群において最も物体側に配置されたレンズの焦点距離をf12とするとき、
0.9<f21/f2<1.8
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から5のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成7)
望遠端における前記第2レンズ群の結像横倍率をβ2tとするとき、
-2.0<β2t<-0.3
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から6のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成8)
前記単レンズの物体側のレンズ面から前記単レンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離をT11、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfwとするとき、
0.02<T11/fw<0.20
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から7のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成9)
前記単レンズの像側のレンズ面から前記単レンズの像側に隣接して配置されたレンズの物体側のレンズ面までの光軸上の距離をD112、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfwとするとき、
0.03<D112/fw<0.30
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から8のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成10)
前記第1レンズ群は、前記単レンズの像側に配置された、3枚以上の正の屈折力のレンズを含むことを特徴とする構成1から9のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成11)
前記後続群は、3つ以上のレンズ群からなることを特徴とする構成1から10のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成12)
前記後続群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して移動する複数のレンズ群を含むことを特徴とする構成1から11のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成13)
前記後続群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側へ移動する複数のレンズ群を含むことを特徴とする構成1から11のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成14)
前記第1レンズ群に含まれるすべてのレンズは、フォーカシングに際して固定されていることを特徴とする構成1から13のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成15)
前記後続群は、フォーカシングに際して移動するレンズ群を含むことを特徴とする構成1から14のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成16)
前記第2レンズ群は、3枚以上の負の屈折力のレンズを含むことを特徴とする構成1から15いずれかに記載のズームレンズ。
(構成17)
前記第3レンズ群は、複数の正の屈折力のレンズを含むことを特徴とする構成1から16のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成18)
前記第3レンズ群は、負の屈折力のレンズを含むことを特徴とする構成1から17のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成19)
前記単レンズの焦点距離をf11とするとき、
0.6<f11/f1<1.4
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から18のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成20)
前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第1レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をT1とするとき、
0.1<T1/f1<0.65
なる条件式を満足することを特徴とする構成1から19のいずれかに記載のズームレンズ。
(構成21)
構成1から20のいずれか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を有することを特徴とする撮像装置。
(構成22)
構成1から20のいずれかに記載のズームレンズと、ズーミングに際して前記ズームレンズを制御する制御部を有することを特徴とする撮像システム。
(構成23)
前記制御部は、前記ズームレンズとは別体として構成されており、前記ズームレンズを制御するための制御信号を送信する送信部を有することを特徴とする構成22に記載の撮像システム。
(構成24)
前記制御部は、前記ズームレンズとは別体として構成されており、前記ズームレンズを操作するための操作部を有することを特徴とする構成22または23に記載の撮像システム。
(構成25)
前記ズームレンズのズームに関する情報を表示する表示部を有することを特徴とする構成22から24のいずれかに記載の撮像システム。
【0078】
以上、本発明の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】
【0079】
L0 ズームレンズ
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
LR 後続群
L11 単レンズ