(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】P2025041292
(43)【公開日】2025-03-26
(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 20060101AFI20250318BHJP
G02B 13/18 20060101ALN20250318BHJP
【FI】
G02B15/20
G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】28
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023148485
(22)【出願日】2023-09-13
(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】中原 誠
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA02
2H087KA03
2H087MA15
2H087MA16
2H087MA17
2H087MA18
2H087MA19
2H087NA07
2H087PA12
2H087PA13
2H087PA14
2H087PA16
2H087PB16
2H087PB18
2H087PB19
2H087PB20
2H087QA02
2H087QA06
2H087QA07
2H087QA17
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA26
2H087QA32
2H087QA34
2H087QA38
2H087QA41
2H087QA42
2H087QA45
2H087QA46
2H087RA04
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA36
2H087SA44
2H087SA46
2H087SA50
2H087SA52
2H087SA56
2H087SA57
2H087SA61
2H087SA62
2H087SA63
2H087SA64
2H087SA65
2H087SA66
2H087SA71
2H087SB04
2H087SB05
2H087SB12
2H087SB15
2H087SB24
2H087SB25
2H087SB34
2H087SB36
2H087SB37
2H087SB43
2H087SB44
(57)【要約】
【課題】広画角、高変倍比および高い光学性能を有する小型のズームレンズを提供する。
【解決手段】ズームレンズL0は、最も物体側に配置された負の屈折力の第1レンズ群L1と、該第1レンズ群より像側に配置された3つ以上のレンズ群を含む後群LRとを有する。広角端から望遠端へのズーミングにおいて第1レンズ群が像側へ移動し、ズーミングにおいて移動するレンズ群の像側への移動量を正の移動量とするときの広角端から望遠端へのズーミングにおける第1レンズ群の移動量をML1、ズームレンズの望遠端での光学全長をTLt、第1レンズ群の焦点距離をfL1、ズームレンズの望遠端での焦点距離をftとするとき、0.30≦ML1/TLt≦0.90および-0.80≦fL1/ft≦-0.40なる条件を満足する。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
最も物体側に配置された負の屈折力の第1レンズ群と、該第1レンズ群より像側に配置された3つ以上のレンズ群を含む後群とを有し、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、
広角端から望遠端へのズーミングにおいて前記第1レンズ群が像側へ移動し、
ズーミングにおいて移動するレンズ群の像側への移動量を正の移動量とするときの広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第1レンズ群の移動量をML1、前記ズームレンズの望遠端での光学全長をTLt、前記第1レンズ群の焦点距離をfL1、前記ズームレンズの望遠端での焦点距離をftとするとき、
0.30≦ML1/TLt≦0.90
-0.80≦fL1/ft≦-0.40
なる条件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L1よりも像側に、開口絞りと補助絞りとを有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】
-3.00≦ML1/fL1≦-1.00
なる条件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】
前記ズームレンズの広角端でのバックフォーカスをSkwとするとき、
0.10≦Skw/ML1≦0.60
なる条件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】
前記ズームレンズの望遠端でのバックフォーカスをSktとするとき、
0.10≦Skt/ML1≦0.70
なる条件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1レンズ群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をTDL1とするとき、
0.20≦TDL1/ML1≦0.65
なる条件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】
広角端から望遠端へのズーミングにおける前記後群のうち最も物体側のレンズ群の物体側への移動量をMLR1とするとき、
-0.70≦MLR1/ML1≦-0.02
なる条件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】
広角端から望遠端へのズーミングにおける前記後群のうち最も物体側のレンズ群の物体側への移動量をMLR1とするとき、
-0.70≦MLR1/ft≦-0.02
なる条件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】
前記ズームレンズにおける最も物体側のレンズのd線における屈折率をndG1とするとき、
1.50≦ndG1≦2.00
なる条件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】
前記ズームレンズにおける最も物体側のレンズの焦点距離をfG1とするとき、
0.60≦fG1/fL1≦2.00
なる条件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11】
前記後群の望遠端での横倍率をβLRt、前記後群の広角端での横倍率をβLRwとするとき、
3.30≦βLRt/βLRw≦8.00
なる条件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12】
前記ズームレンズの広角端かつ無限遠物体に合焦した状態での最大像高をYmax_wとするとき、
-1.60≦Ymax_w/fL1≦-0.20
なる条件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13】
前記ズームレンズの広角端かつ無限遠物体に合焦した状態における最大像高での歪曲量をDist_wとするとき、
-20.0≦Dist_w≦-8.0
なる条件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14】
前記第1レンズ群は、2つ以上の負レンズと1つ以上の正レンズと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15】
前記後群は、
開口絞りを有し、
前記開口絞りよりも像側に、フォーカシングに際して移動する少なくとも1つのフォーカスレンズ群を有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16】
前記後群は、
開口絞りを有し、
前記開口絞りよりも像側に、1つのレンズ群の少なくとも一部であって像振れを低減するために光軸に対して移動する防振群を有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17】
前記後群は、ズーミングに際して互いの間隔が変化する3つ以上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18】
前記後群に含まれる前記3つ以上のレンズ群が、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、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群、負の屈折力の第6レンズ群および正の屈折力の第7レンズ群であ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19】
前記後群に含まれる前記3つ以上のレンズ群が、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、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群および負の屈折力の第5レンズ群であ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】
前記後群に含まれる前記3つ以上のレンズ群が、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群、負の屈折力の第6レンズ群および正の屈折力の第7レンズ群であ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】
前記後群に含まれる前記3つ以上のレンズ群が、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、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群および正の屈折力の第6レンズ群であ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22】
前記後群に含まれる前記3つ以上のレンズ群が、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、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群、負の屈折力の第6レンズ群、正の屈折力の第7レンズ群および正の屈折力の第8レンズ群であ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23】
請求項1に記載のズームレンズと、
該ズームレンズにより形成された光学像を撮像する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項24】
広角端における有効像円径が、望遠端における有効像円径よりも小さいことを特徴とする請求項23に記載の撮像装置。
【請求項25】
請求項1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とを有することを特徴とする撮像システム。
【請求項26】
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、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25に記載の撮像システム。
【請求項27】
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、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25に記載の撮像システム。
【請求項28】
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25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、デジタルカメラ等の撮像装置に好適なズームレンズに関する。
【背景技術】
【0002】
広画角の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を配置した、所謂ネガティブリード型のズームレンズが知られている。特許文献1には、物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群および正の屈折力の第4レンズ群により構成されたズームレンズが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ネガティブリード型のズームレンズは、開口絞りに対してレンズ構成が非対称となる傾向があり、諸収差の補正が難しい。しかも、ズーミングの際の収差変動の抑制が困難であり、高い光学性能と高変倍比を得ることが難しい。特許文献1にて開示されたズームレンズでは、ズーミングの際の収差変動を抑制しているが、変倍比は不十分である。
【0005】
本発明は、広画角かつ高変倍比を有し、高い光学性能を有する小型のズームレンズを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一側面としてのズームレンズは、最も物体側に配置された負の屈折力の第1レンズ群と、該第1レンズ群より像側に配置された3つ以上のレンズ群を含む後群とを有し、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。広角端から望遠端へのズーミングにおいて第1レンズ群が像側へ移動し、ズーミングにおいて移動するレンズ群の像側への移動量を正の移動量とするときの広角端から望遠端へのズーミングにおける第1レンズ群の移動量をML1、ズームレンズの望遠端での光学全長をTLt、第1レンズ群の焦点距離をfL1、ズームレンズの望遠端での焦点距離をftとするとき、
0.30≦ML1/TLt≦0.90
-0.80≦fL1/ft≦-0.40
なる条件を満足することを特徴とする。なお、上記ズームレンズを備えた撮像装置や撮像システムも、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、広画角かつ高変倍比を有し、高い光学性能を有する小型の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】
【0008】
【
図13】各実施例のズームレンズを備えた撮像装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【0010】
図1、
図3、
図5、
図7、
図9および
図11はそれぞれ、実施例1~6のズームレンズL0の広角端かつ無限遠物体に合焦した状態(以下、無限遠合焦状態という)での構成を示している。各実施例のズームレンズL0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および監視用カメラ等の撮像装置に設けられたり、撮像装置に着脱可能な交換レンズとして用いられたりする。
【0011】
各図において、左側が物体側、右側が像側である。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。ズームレンズにおいて、レンズ群は、広角端と望遠端との間での変倍(ズーミング)に際して一体で移動する1または複数のレンズのまとまりである。すなわち、ズーミングに際して隣り合うレンズ群間の間隔が変化する。レンズ群は、開口絞りを含んでもよい。また、広角端と望遠端はそれぞれ、ズーミングに際して移動するレンズ群が光軸上を機構上または制御上、移動可能な範囲の両端に位置したときの最大画角(最短焦点距離)と最小画角(最大焦点距離)のズーム状態を示す。
【0012】
各図において、Liは、ズームレンズL0に含まれるレンズ群のうち物体側から数えてi番目(iは自然数)のレンズ群を表す。LRは、第1レンズ群L1よりも像側に配置された全てのレンズ群を含む後群を表す。LISは、ズームレンズの光軸に直交する方向成分を含む方向に移動して、手振れ等によるカメラ振れに伴う像振れを低減(補正)する防振機能を有する部分群としての防振群を表す。部分群は、ズーミングに際して構成長(部分群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離)が不変の1または複数のレンズのまとまりを示し、1つのレンズ群または1つのレンズ群の一部である。
【0013】
また、SPは開口絞りであり、SSPは開放Fナンバー(Fno)の光束を補助的に制限する補助絞りである。IPは像面である。像面IPには、デジタルスチル/ビデオカメラにおけるCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子の撮像面(受光面)または銀塩フィルム用カメラのフィルム面(感光面)が配置される。
【0014】
各図に示す実線矢印は、広角端から望遠端へのズーミングに際して移動するレンズ群の移動軌跡を表す。また、破線矢印は、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レンズ群の移動軌跡を表す。
【0015】
各実施例のズームレンズL0は、最も物体側に配置された負の屈折力の第1レンズ群と、該第1レンズ群L1より像側に配置された後群LRに含まれる3つ以上のレンズ群とを有する。
【0016】
実施例1、2のズームレンズL0は、第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5、負の屈折力の第6レンズ群L6および正の屈折力の第7レンズ群L7からなる。実施例1、2のズームレンズL0において、第2レンズ群L2から第7レンズ群L7は後群LRに含まれる。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は像側へ移動し、第2レンズ群L2から第6レンズ群L6は物体側へ移動する。第7レンズ群L7は、固定(不動)である。
【0017】
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、第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4および負の屈折力の第5レンズ群L5からなる。実施例3のズームレンズL0において、第2レンズ群L2から第5レンズ群L5は後群LRに含まれる。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は像側へ移動し、第2レンズ群L2から第5レンズ群L5は物体側へ移動する。
【0018】
実施例4のズームレンズL0は、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、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および正の屈折力の第7レンズ群L7からなる。実施例4のズームレンズL0において、第2レンズ群L2から第7レンズ群L7は後群LRに含まれる。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は像側へ移動し、第2レンズ群L2から第7レンズ群L7は物体側へ移動する。
【0019】
実施例5のズームレンズL0は、第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5および正の屈折力の第6レンズ群L6からなる。実施例3のズームレンズL0において、第2レンズ群L2から第6レンズ群L6は後群LRに含まれる。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は像側へ移動し、第2レンズ群L2から第6レンズ群L6は物体側へ移動する。
【0020】
実施例6のズームレンズL0は、第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、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および正の屈折力の第8レンズ群L8からなる。実施例6のズームレンズL0において、第2レンズ群L2から第8レンズ群L8は後群LRに含まれる。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は像側へ移動し、第2レンズ群L2から第7レンズ群L7は物体側へ移動する。第8レンズ群L8は固定である。
【0021】
各実施例のズームレンズL0は、歪曲収差の発生を許容し、画像処理技術によって歪曲収差に起因する画像の歪みを補正する前提で設計されている。このため、各実施例のズームレンズL0を撮像光学系として用いる撮像装置は、撮像により得られた電子画像に対して、ズームレンズL0の歪曲収差量(設計値)に基づく画像処理としての電子歪曲補正により歪曲収差を補正する。
【0022】
このように歪曲収差の発生を許容することで、歪曲収差を補正するためのレンズが不要となるため、ズームレンズの小型化や軽量化が容易となる。特に、広角側での撮像素子の有効撮像範囲(有効像円径)を望遠端での有効撮像範囲より小さくして歪曲収差の補正を行うことにより、第1レンズ群を小径化することができる。
【0023】
各実施例のズームレンズにおいて、最も像側に配置されたレンズと像面との間に、ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等の実質的に屈折力を持たない平行平板からなる光学部材を配置してもよい。
【0024】
次に、各実施例のズームレンズL0の特徴について説明する。各実施例のズームレンズL0は、第1レンズ群L1の屈折力を負とした所謂ネガティブリード型のズームレンズである。後群LRは、3つ以上のレンズ群を含み、隣り合うレンズ群間の間隔を変化させることで、ズーミングを行うとともにズーミングの際の収差変動を抑制する。
【0025】
ズームレンズにおいて、一般に各レンズ群の移動量を大きくすることで、高変倍比が容易となる。ネガティブリード型のズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際して後群LRが物体側へ大きく移動すると、望遠端においてズームレンズの小型化が困難となる。一方、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を像側へ大きく移動させると、望遠端においてズームレンズの小型化が可能になる。そのため、ズームレンズの高変倍比と小型化を実現するためには、第1レンズ群L1の移動量を適切にすることが重要となる。
【0026】
また、ネガティブリード型のズームレンズは、特にズームレンズを広角化するのに有効な構成として知られている。第1レンズ群L1の屈折力を強めると、広角化が容易となるが、第1レンズ群L1の屈折力が強すぎるとズームレンズの屈折力配置の非対称性が強まり、ズーミングの際の収差変動の抑制が困難となる。そのため、ズームレンズの広角化と高い光学性能を実現するためには、第1レンズ群L1の屈折力を適切にすることが重要となる。
【0027】
そこで、各実施例のズームレンズL0では、第1レンズ群L1の移動量と屈折力を適切に設定している。具体的には、広角端から望遠端へのズーミングに際しての第1レンズ群L1の像側への移動量をML1、ズームレンズL0の望遠端での光学全長をTLt、第1レンズ群L1の焦点距離をfL1、ズームレンズL0全系の望遠端での焦点距離をftとする。このとき、各実施例のズームレンズL0は、以下の式(1)と式(2)の条件を満足する。なお、レンズ群の移動量の符号は、そのレンズ群が広角端に比べて望遠端において像側に位置するときに正とする。また光学全長TLtは、ズームレンズL0の最も物体側のレンズ面から像面IPまでの光軸上の距離である。
【0028】
0.30≦ML1/TLt≦0.90 (1)
-0.80≦fL1/ft≦-0.40 (2)
式(1)の条件は、広角端から望遠端へのズーミングに際しての第1レンズ群L1の移動量ML1と望遠端での光学全長TLtとの適切な関係を示す。ML1/TLtが式(1)の下限値を下回るように第1レンズ群L1の移動量ML1が小さくなりすぎると、広角端から望遠端へのズーミングに際して後群LRが物体側へ大きく移動する傾向となり、望遠端でのズームレンズL0の小型化が困難となるため、好ましくない。ML1/TLtが式(1)の上限値を上回るように第1レンズ群L1の移動量ML1が大きくなりすぎると、広角端でのズームレンズL0の小型化が困難となるため、好ましくない。
【0029】
式(2)の条件は、第1レンズ群L1の焦点距離fL1と望遠端でのズームレンズL0の全系の焦点距離ftとの適切な関係を示す。屈折力は、焦点距離の逆数で表され、屈折力が強いとは焦点距離の逆数の値が大きいことに相当する。fL1/ftが式(2)の下限値を下回るように第1レンズ群L1の屈折力が弱くなりすぎると、広角端で90°を超える広画角を達成することが困難となるため、好ましくない。また、第1レンズ群L1の径が大きくなり、ズームレンズL0が径方向に大型化するため、好ましくない。fL1/ftが式(2)の上限値を上回るように第1レンズ群L1の屈折力が強くなりすぎると、ズームレンズL0の屈折力配置の非対称性が強まり、広角端での歪曲収差の補正が困難となるため、好ましくない。
【0030】
以上の構成を有し、かつ式(1)、(2)の条件を満足することで、広画角かつ高変倍比を有し、高い光学性能を有する小型のズームレンズが得られる。
【0031】
また、各実施例のズームレンズL0は、以下の式(3)~(13)の条件のうち1つ以上を満足することが好ましい。これらの式において、ズームレンズL0の広角端でのバックフォーカスをSkw、望遠端でのバックフォーカスをSkt、第1レンズ群L1の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をTDL1とする。また、広角端から望遠端へのズーミングにおける後群LRのうち最も物体側のレンズ群の物体側への移動量をMLR1、ズームレンズL0の最も物体側のレンズのd線における屈折率をndG1とする。さらにズームレンズにおける最も物体側のレンズの焦点距離をfG1、後群LRの望遠端での横倍率をβLRt、後群LRの広角端での横倍率をβLRw、広角端かつ無限遠合焦状態での最大像高をYmax_w、該最大像高Ymax_wでの歪曲量をDist_wとする。
【0032】
-3.00≦ML1/fL1≦-1.00 (3)
0.10≦Skw/ML1≦0.60 (4)
0.10≦Skt/ML1≦0.70 (5)
0.20≦TDL1/ML1≦0.65 (6)
-0.70≦MLR1/ML1≦-0.02 (7)
-0.70≦MLR1/ft≦-0.02 (8)
1.50≦ndG1≦2.00 (9)
0.60≦fG1/fL1≦2.00 (10)
3.30≦βLRt/βLRw≦8.00 (11)
-1.60≦Ymax_w/fL1≦-0.20 (12)
-20.0≦Dist_w≦-8.0 (13)
式(3)の条件は、広角端から望遠端へのズーミングに際しての第1レンズ群L1の移動量ML1と第1レンズ群L1の焦点距離fL1との適切な関係を示す。ML1/fL1が式(3)の下限値を下回るように第1レンズ群L1の移動量ML1が小さくなりすぎると、広角端から望遠端へのズーミングに際して後群LRが物体側へ大きく移動する傾向となり、望遠端においてズームレンズの小型化が困難となるため、好ましくない。ML1/fL1が式(3)の上限値を超えて、第1レンズ群L1の移動量ML1が大きくなりすぎると、広角端におけるズームレンズの小型化が困難となるため、好ましくない。
【0033】
式(4)の条件は、広角端でのバックフォーカスSkwと広角端から望遠端へのズーミングに際しての第1レンズ群L1の移動量ML1との適切な関係を示す。Skw/ML1が式(4)の下限値を下回るようにバックフォーカスSKwが短くなりすぎると、像面IPの近傍にローパスフィルタ等の光学部材を配置することが困難となるため、好ましくない。Skw/ML1が式(4)の上限値を上回るようにバックフォーカスSKwが長くなりすぎると、広角端でのズームレンズL0の光学全長が長くなり、小型化が困難となるため、好ましくない。
【0034】
式(5)の条件は、望遠端でのバックフォーカスSktと広角端から望遠端へのズーミングに際しての第1レンズ群L1の移動量ML1との適切な関係を示す。Skt/ML1が式(5)の下限値を下回るようにバックフォーカスSKtが短くなりすぎると、像面IPの近傍にローパスフィルタ等の光学部材を配置することが困難となるため、好ましくない。Skt/ML1が式(5)の上限値を上回るようにバックフォーカスSKtが長くなりすぎると、望遠端でのズームレンズL0の光学全長が長くなり、小型化が困難となるため、好ましくない。
【0035】
式(6)の条件は、第1レンズ群L1の厚みである距離TDL1と広角端から望遠端へのズーミングに際しての第1レンズ群L1の移動量ML1との適切な関係を示している。TDL1/ML1が式(6)の下限値を下回るように第1レンズ群L1の厚みTDL1が小さくなりすぎると、第1レンズ群L1を小型化することができるが、第1レンズ群L1に収差補正のためのレンズを配置することが困難となる。この結果、ズームレンズL0の広角化が困難となるため、好ましくない。TDL1/ML1が式(6)の上限値を上回るように第1レンズ群L1の厚みTDL1が大きくなりすぎると、ズームレンズL0の光学全長が長くなり、小型化が困難となるため、好ましくない。
【0036】
式(7)の条件は、広角端から望遠端へのズーミングに際しての後群LRのうち最も物体側のレンズ群の移動量MLR1と第1レンズ群L1の移動量ML1との適切な関係を示す。MLR1/ML1が式(7)の下限値を下回るように後群LRの移動量MLR1が小さくなりすぎると、高変倍比の確保が困難となるため、好ましくない。MLR1/ML1が式(7)の上限値を上回るように後群LRの移動量MLR1が大きくなりすぎると、望遠端でのズームレンズL0の光学全長が長くなり、小型化が困難となるため、好ましくない。
【0037】
式(8)の条件は、広角端から望遠端へのズーミングに際しての後群LRのうち最も物体側のレンズ群の移動量MLR1と望遠端での全系の焦点距離ftとの適切な関係を示す。MLR1/ftが式(8)の下限値を下回るように後群LRの移動量MLR1が小さくなりすぎると、高変倍比の確保が困難となるため、好ましくない。MLR1/ftが式(8)の上限値を上回るように後群LRの移動量MLR1が大きくなりすぎると、望遠端でのズームレンズL0の光学全長が長くなり、小型化が困難となるため、好ましくない。
【0038】
式(9)の条件は、ズームレンズL0のうち最も物体側のレンズG1の屈折率ndG1の適切な範囲を示す。ndG1が式(9)の下限値を下回ると、最も物体側のレンズG1の曲率が大きくなりすぎて、広角端における像面湾曲の補正が困難となるため、好ましくない。ndG1が式(9)の上限値を上回ると、広角端における像面湾曲の補正は容易となるが、レンズG1に低分散の硝材を用いることができなくなり、広角端における倍率色収差の補正が困難となるため、好ましくない。
【0039】
式(10)の条件は、最も物体側のレンズG1の焦点距離fG1と第1レンズ群L1の焦点距離fL1との適切な関係を示す。fG1/fL1が式(10)の下限値を下回るように最も物体側のレンズG1の焦点距離fG1が小さくなりすぎると、そのレンズG1の径が大きくなり、第1レンズ群L1の小型化が困難となるため、好ましくない。fG1/fL1が式(10)の上限値を上回るように最も物体側のレンズG1の焦点距離fG1が大きくなりすぎると、そのレンズG1の屈折力が強くなりすぎて広角端における像面湾曲の補正が困難となるため、好ましくない。
【0040】
式(11)の条件は、後群LRの望遠端での横倍率βLRtと広角端での横倍率βLRwの適切な関係を示す。βLRt/βLRwが式(11)の下限値を下回るように後群LRの望遠端での横倍率βLRtが小さくなりすぎると、高変倍比の確保が困難となるため、好ましくない。βLRt/βLRwが式(11)の上限値を上回るように後群LRの望遠端での横倍率βLRtが大きすぎると、後群LRの屈折力が強くなる傾向となり、ズーミングの際の収差変動の抑制が困難となるため、好ましくない。
【0041】
式(12)の条件は、広角端かつ無限遠合焦状態での最大像高Ymax_wと第1レンズ群L1の焦点距離fL1との適切な関係を示す。最大像高Ymax_wとは、撮像可能な像点のうち最も光軸から離れた像点の光軸からの距離であり、歪曲量による倍率変化を考慮した最大像高である。この最大像高に合わせたレンズ構成やメカニカル構成を有することで、ズームレンズL0の小型軽量化が図れる。Ymax_w/fL1が式(12)の下限値を下回るように最大像高が小さくなりすぎると、必要な撮像画角が確保できないため、好ましくない。Ymax_w/fL1が式(12)の上限値を上回るように最大像高が大きくなりすぎると、必要な撮像画角より広い画角からの光線を像面IPに結像させることとなり、レンズ構成やメカニカル構成が大型化して小型軽量化が困難になるため、好ましくない。
【0042】
式(13)の条件は、広角端かつ無限遠合焦状態における最大像高Ymax_wでの歪曲量Dist_wの適切な範囲を示している。Dist_wが式(13)の下限値より大きくなると、電子歪曲補正時に周辺部の画質の劣化を抑制することが困難になるため、好ましくない。Dist_wが式(13)の上限値より小さくなると、等距離射影方式での歪曲量が大きすぎるために、防振時における周辺部の画質の劣化が大きくなったり周辺部の像振れ補正量が不十分となったりするため、好ましくない。
【0043】
広角端における任意像高での歪曲量Dist_w[%]は、ズームレンズL0における中心射影方式での理想像高をy、実像高をypとするとき、以下のように表される。
【0044】
Dist_w[%]={(yp-y)/y1}×100
なお、中心射影方式における理想像高yは、ズームレンズの全系の焦点距離fと、任意像高での実光線の半画角θiとを用いて、以下のように定義される値である。
【0045】
y=ftanθi
また理想像高yは、全系の焦点距離fと、最大像高での実光線の半画角θとを用いて、以下のように表される。
【0046】
y1=ftanθ
以上説明した式(1)~(13)の数値範囲を以下のようにすると、より好ましい。
【0047】
0.31≦ML1/TLt≦0.70 (1a)
-0.75≦fL1/ft≦-0.43 (2a)
-2.50≦ML1/fL1≦-1.20 (3a)
0.15≦Skw/ML1≦0.50 (4a)
0.15≦Skt/ML1≦0.60 (5a)
0.25≦TDL1/ML1≦0.60 (6a)
-0.60≦MLR1/ML1≦-0.04 (7a)
-0.60≦MLR1/ft≦-0.04 (8a)
1.55≦ndG1≦1.95 (9a)
0.80≦fG1/fL1≦1.70 (10a)
3.40≦βLRt/βLRw≦6.00 (11a)
-1.30≦Ymax_w/fL1≦-0.30 (12a)
-19.0≦Dist_w≦-10.0 (13a)
また式(1)~(13)の数値範囲を以下のようにすると、さらに好ましい。
【0048】
0.32≦ML1/TLt≦0.60 (1b)
-0.70≦fL1/ft≦-0.45 (2b)
-2.30≦ML1/fL1≦-1.40 (3b)
0.20≦Skw/ML1≦0.40 (4b)
0.20≦Skt/ML1≦0.50 (5b)
0.30≦TDL1/ML1≦0.55 (6b)
-0.50≦MLR1/ML1≦-0.06 (7b)
-0.50≦MLR1/ft≦-0.06 (8b)
1.60≦ndG1≦1.90 (9b)
1.00≦fG1/fL1≦1.50 (10b)
3.50≦βLRt/βLRw≦5.00 (11b)
-1.00≦Ymax_w/fL1≦-0.40 (12b)
-17.0≦Dist_w≦-12.0 (13b)
さら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構成について説明する。
【0049】
第1レンズ群L1は、2つ以上の負レンズと1つ以上の正レンズとを含むことが好ましい。これにより、十分な広画角(例えば広角端において画角が90°以上)と十分な変倍比(例えば3倍程度)を有することが容易となる。
【0050】
第1レンズ群L1よりも像側に補助絞りSSPを有することが好ましい。Fナンバーや周辺光量等の光学仕様を適切に確保する範囲内で余分な軸外光束を遮断すると、軸外の余分なコマ収差やフレア成分などがカットされ、高い光学性能を得ることが容易となる。
【0051】
後群LRは、開口絞りSPを有し、開口絞りSPよりも像側に光軸上を移動して無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行うフォーカスレンズ群を含むことが好ましい。ネガティブリード型のズームレンズでは、開口絞りSPよりも像側のレンズの径が小さくなる傾向がある。このため、開口絞りSPよりも像側のレンズ群をフォーカスレンズ群とすることで、フォーカスレンズ群を小径化し、軽量化することが容易となる。
【0052】
フォーカスレンズ群を軽量化すると、フォーカシングの高速化が可能となる。より好ましくは、フォーカシングの際に複数のレンズ群を互いに独立に移動させて収差変動を補正する、所謂フローティング方式を採用することが好ましい。各図には、破線矢印で主としてフォーカシングを行う第1フォーカスレンズ群(Focus)とフローティング群としての第2フォーカスレンズ群(Floating)の無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングにおける移動方向を示している。
【0053】
広角端での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正の屈折力の第1フォーカスレンズ群と負の屈折力の第2フォーカスレンズ群がともに物体側へ移動することで、第1フォーカスレンズ群の移動で発生した像面湾曲を効果的に補正できる。また望遠端での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正の屈折力の第1フォーカスレンズ群と負の屈折力の第2フォーカスレンズ群はともに像側へ移動することで、第1フォーカスレンズ群の移動により発生した球面収差を効果的に補正できる。
【0054】
後群LRは、開口絞りSPを有し、開口絞りSPよりも像側に防振群LISを有することが好ましい。前述したようにネガティブリード型のズームレンズでは開口絞りSPよりも像側のレンズの径が小さくなる傾向にある。このため、開口絞りSPよりも像側に防振群を設けることで、防振群の小径化とズームレンズの小型化が容易となる。
【0055】
後群LRは4つ以上のレンズ群を含み、ズーミングに際してこれらのレンズ群間の間隔を変化させることが好ましい。ズーミングの際に多くのレンズ群を移動させることで、ズーミングの際の収差変動を抑制しつつ高変倍比が容易となる。
【0056】
以下、実施例1~6のそれぞれに対応する数値例1~6を示す。各数値例の面データにおいて、面番号mは物体側から数えたときの面の順番を示す。r(mm)は第m面の曲率半径、d(mm)は第m面と第(m+1)面との間の光軸上の距離を示す。ndは第m面と第(m+1)面との間の光学材料のd線における屈折率、νdはその光学部材のd線を基準とするアッベ数を示す。d線を基準とするアッベ数νdは、フラウンホーファ線のd線(波長587.6nm)、F線(波長486.1nm)およびC線(波長656.3nm)のそれぞれにおける屈折率をNd、NFおよびNCとするとき、
νd=(Nd-1)/(NF-NC)
で表される。
【0057】
各数値例において、d、焦点距離(mm)、Fナンバー、半画角(°)は全て各数値例のズームレンズの無限遠合焦状態での値である。BF(mm)はバックフォーカスである。バックフォーカスは、ズームレンズの最も像側のレンズ面(最終面)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(mm)は、ズームレンズの最も物体側のレンズ面(最前面)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り、先に説明した光学全長に相当する。
【0058】
面番号の右側に付された符号*は、その面が非球面であることを示す。非球面形状は、Xを光軸方向での面頂点からの変位量、hを光軸に直交する方向での光軸からの高さ、Rを近軸曲率半径、Kを円錐定数、A4,A6,A8,A10,A12,A14をそれぞれの次数で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+A14×h14
で表される。円錐定数と非球面係数における「e±XX」は、「×10±XX」を意味する。
【0059】
各数値例における式(1)~(13)に関する値を、表1にまとめて示す。
【0060】
図2、
図4、
図6、
図8、
図10および
図12はそれぞれ、数値例1~6のズームレンズL0の無限遠合焦状態における(A)広角端、(B)中間ズーム位置および(C)望遠端での縦収差(球面収差、非点収差、歪曲および色収差)を示している。球面収差図において、FnoはFナンバーを示し、実線はd線(波長587.6nm)に対する球面収差を、二点鎖線はg線(波長435.8nm)に対する球面収差をそれぞれ示している。非点収差図において、実線Sはサジタル像面での非点収差を、破線Mはメリディオナル像面での非点収差を示している。歪曲収差図は、d線における歪曲収差を示している。色収差図は、g線における倍率色収差を示している。ωは半画角(°)であり、近軸計算により求められたものである。
[数値例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* 242.726 2.80 1.76450 49.1
2* 29.264 16.63
3 -102.881 1.93 1.59282 68.6
4 165.819 0.15
5 77.144 4.03 1.85478 24.8
6 206.650 (可変)
7(補助絞り) ∞ (可変)
8* 41.279 7.23 1.43875 94.7
9* -451.775 0.15
10 236.296 1.65 1.92286 20.9
11 55.085 7.89 1.59410 60.5
12 -87.978 0.15
13 83.230 5.67 1.76385 48.5
14 -121.202 (可変)
15(絞り) ∞ 1.89
16 1097.825 0.90 1.90043 37.4
17 41.859 4.65
18 -45.079 0.90 1.51633 64.1
19 39.006 3.61 1.94594 18.0
20 398.286 (可変)
21 94.219 0.95 2.00069 25.5
22 25.681 7.47 1.59282 68.6
23 -86.884 0.15
24 44.243 5.51 1.72916 54.7
25 -111.090 (可変)
26* 50.264 0.10 1.58946 30.6
27 50.062 2.94 1.95906 17.5
28 186.552 1.10 1.91650 31.6
29 26.116 (可変)
30* 34.054 8.25 1.49700 81.5
31* -69.508 1.84
32 -147.633 1.45 2.05090 26.9
33 45.813 (可変)
34 44.999 2.57 1.48749 70.2
35 74.289 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.79588e-07 A 6=-2.27532e-09 A 8= 2.92521e-12
A10=-2.13577e-15 A12= 8.85820e-19 A14=-1.44892e-22
第2面
K =-7.96207e-01 A 4= 1.27192e-06 A 6=-9.24583e-10 A 8=-6.92163e-12
A10= 2.08893e-14 A12=-2.71465e-17 A14= 1.48411e-20
第8面
K = 0.00000e+00 A 4=-3.63424e-06 A 6=-2.97745e-09 A 8= 1.44009e-11
A10=-3.40286e-14 A12= 2.73183e-17
第9面
K = 0.00000e+00 A 4= 2.58421e-06 A 6=-2.26679e-09 A 8= 8.41630e-12
A10=-1.71199e-14 A12= 1.08873e-17
第26面
K = 0.00000e+00 A 4=-5.59365e-07 A 6= 5.88351e-09 A 8=-6.10866e-11
A10= 3.18393e-13 A12=-4.95532e-16
第30面
K = 0.00000e+00 A 4=-6.51081e-06 A 6= 1.02555e-08 A 8= 2.48159e-11
A10=-3.73842e-13 A12= 1.25642e-15
第31面
K = 0.00000e+00 A 4=-3.25242e-06 A 6= 1.31246e-08 A 8= 1.30698e-12
A10=-2.83566e-13 A12= 1.21551e-15
各種データ
ズーム比 3.87
広角 中間 望遠
焦点距離 17.54 23.77 67.88
Fナンバー 2.91 2.91 2.91
半画角(°) 46.11 42.31 17.68
像高 18.23 21.64 21.64
レンズ全長 223.96 196.29 164.01
BF 18.22 18.22 18.22
d 6 72.62 44.66 5.04
d 7 14.29 11.41 -3.05
d14 1.00 3.88 18.34
d20 20.20 17.75 1.49
d25 1.53 1.49 3.65
d29 2.57 5.06 19.15
d33 1.00 1.28 8.61
d35 18.22 18.22 18.22
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -38.24
2 8 34.71
3 15 -42.21
4 21 40.21
5 26 -67.57
6 30 -197.70
7 34 227.58
[数値例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* 1481.982 2.80 1.61881 63.9
2* 32.472 16.41
3 -87.899 1.93 1.59282 68.6
4 290.632 0.15
5 94.000 2.56 2.00100 29.1
6 153.396 (可変)
7(補助絞り) ∞ (可変)
8* 54.092 7.72 1.43875 94.7
9* -174.950 0.15
10 136.197 1.65 1.92286 20.9
11 57.312 8.41 1.59282 68.6
12 -124.631 0.15
13 89.754 6.49 1.76385 48.5
14 -127.220 (可変)
15(絞り) ∞ 2.14
16 -701.038 0.90 1.91082 35.2
17 49.509 4.12
18 -56.142 0.90 1.59282 68.6
19 37.069 3.63 1.94594 18.0
20 192.263 (可変)
21 73.173 0.95 1.92286 20.9
22 27.330 8.84 1.59282 68.6
23 -58.806 0.15
24 42.146 4.73 1.69680 55.5
25 -1571.412 (可変)
26* 90.425 0.10 1.58946 30.6
27 95.358 4.58 1.95906 17.5
28 -70.903 1.10 1.91650 31.6
29 27.596 (可変)
30* 38.213 8.66 1.49700 81.5
31* -65.399 0.16
32 -139.896 1.45 2.05090 26.9
33 64.298 (可変)
34 49.387 3.26 1.69680 55.5
35 113.248 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00 A 4=-9.50512e-07 A 6= 1.79155e-09 A 8=-1.97128e-12
A10= 1.43697e-15 A12=-5.96668e-19 A14= 1.09118e-22
第2面
K =-4.16769e-02 A 4=-3.94965e-06 A 6=-7.28831e-11 A 8=-1.38245e-12
A10=-1.03900e-15 A12= 1.33767e-18 A14=-1.50434e-21
第8面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.71826e-06 A 6=-1.51804e-09 A 8= 2.54633e-12
A10=-3.26838e-15 A12= 3.11330e-18
第9面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.54308e-06 A 6=-1.23292e-09 A 8= 6.54387e-13
A10=-9.98610e-16 A12= 1.82324e-18
第26面
K = 0.00000e+00 A 4=-3.97671e-07 A 6=-1.43026e-10 A 8=-3.39618e-12
A10= 6.90881e-14 A12=-1.11857e-16
第30面
K = 0.00000e+00 A 4=-4.58114e-06 A 6= 4.75662e-09 A 8= 5.58946e-11
A10=-2.52257e-13 A12= 3.34546e-16
第31面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.26579e-07 A 6= 2.19767e-09 A 8= 4.65083e-11
A10=-1.78575e-13 A12= 2.00668e-16
各種データ
ズーム比 4.42
広角 中間 望遠
焦点距離 18.53 27.07 81.99
Fナンバー 2.91 2.91 2.91
半画角(°) 44.50 38.63 14.78
像高 18.21 21.64 21.64
レンズ全長 240.84 208.07 175.34
BF 21.80 21.80 21.80
d 6 75.52 42.25 4.72
d 7 19.62 16.04 -2.72
d14 1.01 4.59 23.35
d20 23.66 19.22 1.49
d25 1.93 1.50 5.51
d29 2.20 7.08 20.78
d33 1.00 1.50 6.30
d35 21.80 21.80 21.80
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -40.40
2 8 35.76
3 15 -38.09
4 21 36.57
5 26 -47.17
6 30 -555.61
7 34 123.11
[数値例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* 272.405 2.50 1.85135 40.1
2* 32.519 17.04
3 -89.381 1.93 1.55032 75.5
4 111.496 0.15
5 83.020 5.45 1.85478 24.8
6 737.936 (可変)
7(補助絞り) ∞ (可変)
8* 43.486 7.71 1.43875 94.7
9* -219.017 0.15
10 220.776 1.65 1.92286 20.9
11 55.652 7.79 1.59410 60.5
12 -98.330 0.15
13 78.895 5.67 1.76385 48.5
14 -142.582 (可変)
15(絞り) ∞ 1.88
16 774.278 0.90 1.90043 37.4
17 42.728 4.11
18 -54.464 0.90 1.51633 64.1
19 36.402 3.40 1.94594 18.0
20 188.854 (可変)
21 89.992 0.95 2.00069 25.5
22 24.701 7.19 1.59282 68.6
23 -107.248 0.15
24 45.599 5.32 1.69680 55.5
25 -100.786 1.61
26* 50.479 0.10 1.58946 30.6
27 49.930 2.80 1.95906 17.5
28 164.877 1.10 1.91650 31.6
29 26.981 (可変)
30* 35.082 9.74 1.49700 81.5
31* -99.136 1.41
32 -361.183 1.45 2.05090 26.9
33 41.563 1.39
34 36.188 2.34 1.77250 49.6
35 48.385 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00 A 4= 4.84619e-07 A 6=-1.52564e-09 A 8= 2.39357e-12
A10=-1.91408e-15 A12= 7.36468e-19 A14=-1.07382e-22
第2面
K =-7.82226e-01 A 4= 1.03414e-06 A 6= 1.96602e-10 A 8=-5.16521e-12
A10= 1.64618e-14 A12=-1.87081e-17 A14= 7.40995e-21
第8面
K = 0.00000e+00 A 4=-3.41104e-06 A 6=-3.01887e-09 A 8= 1.15437e-11
A10=-2.35113e-14 A12= 2.28615e-17
第9面
K = 0.00000e+00 A 4= 2.01511e-06 A 6=-2.72731e-09 A 8= 8.30618e-12
A10=-1.61564e-14 A12= 1.71290e-17
第26面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.92776e-07 A 6= 2.26837e-09 A 8=-1.40921e-11
A10= 9.84176e-14 A12=-1.00831e-16
第30面
K = 0.00000e+00 A 4=-3.31205e-06 A 6= 2.90996e-08 A 8=-5.38423e-11
A10= 2.73031e-13 A12= 1.59222e-16
第31面
K = 0.00000e+00 A 4= 5.45817e-07 A 6= 3.40571e-08 A 8=-4.07579e-11
A10= 8.18106e-14 A12= 1.11712e-15
各種データ
ズーム比 3.88
広角 中間 望遠
焦点距離 17.51 24.07 67.89
Fナンバー 2.91 2.91 2.91
半画角(°) 46.19 41.11 17.67
像高 18.25 21.00 21.64
レンズ全長 231.41 200.41 165.76
BF 17.39 16.90 22.97
d 6 77.35 45.76 4.28
d 7 15.55 12.62 -2.27
d14 1.01 3.94 18.83
d20 21.44 18.83 1.55
d29 1.75 5.43 23.46
d35 17.39 16.90 22.97
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -39.19
2 8 35.06
3 15 -43.80
4 21 88.66
5 30 -1179.52
[数値例4]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* 228.923 2.50 1.88202 37.2
2* 39.181 4.57
3 65.537 1.50 2.05090 26.9
4 45.608 13.83
5 -68.067 1.50 1.43875 94.7
6 74.638 5.87 1.85478 24.8
7 -7361.584 (可変)
8 -65.062 1.10 1.59282 68.6
9 -156.336 1.20
10(補助絞り) ∞ (可変)
11* 49.526 7.34 1.49700 81.5
12* -136.558 0.15
13 126.472 1.50 1.92286 20.9
14 58.251 7.85 1.59282 68.6
15 -87.797 0.15
16 79.673 6.53 1.59282 68.6
17 -90.314 (可変)
18(絞り) ∞ 1.87
19 658.526 0.90 1.90043 37.4
20 43.614 3.54
21 -72.644 0.90 1.51633 64.1
22 33.301 3.02 1.94594 18.0
23 96.339 (可変)
24 64.813 0.95 2.00069 25.5
25 22.985 7.10 1.59282 68.6
26 -107.642 0.15
27 43.241 4.85 1.69680 55.5
28 -114.432 (可変)
29* 65.050 0.10 1.58946 30.6
30 67.455 3.98 1.95906 17.5
31 -472.572 1.10 1.91650 31.6
32 25.793 (可変)
33* 38.064 9.48 1.49700 81.5
34* -37.603 0.15
35 -66.854 1.45 2.05090 26.9
36 104.649 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.43874e-06 A 6=-2.70889e-09 A 8= 3.04928e-12
A10=-1.79059e-15 A12= 5.27201e-19 A14=-5.36219e-23
第2面
K =-1.16092e+00 A 4= 2.27368e-06 A 6=-1.33805e-09 A 8=-4.67404e-12
A10= 1.44861e-14 A12=-1.45170e-17 A14= 5.59238e-21
第11面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.64544e-06 A 6=-5.24547e-10 A 8= 1.36897e-11
A10=-3.10043e-14 A12= 4.75764e-17
第12面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.99180e-06 A 6=-4.27099e-10 A 8= 1.09154e-11
A10=-2.75985e-14 A12= 5.07342e-17
第29面
K = 0.00000e+00 A 4=-5.93625e-07 A 6= 2.28779e-09 A 8=-1.61000e-11
A10= 1.97658e-13 A12=-3.14293e-16
第33面
K = 0.00000e+00 A 4=-7.43266e-06 A 6= 1.61026e-08 A 8= 7.84779e-12
A10=-1.92796e-13 A12= 8.09247e-16
第34面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.55089e-06 A 6= 1.89072e-08 A 8= 2.52541e-11
A10=-3.09996e-13 A12= 1.05678e-15
各種データ
ズーム比 3.59
広角 中間 望遠
焦点距離 16.42 22.16 58.98
Fナンバー 2.91 2.91 2.91
半画角(°) 47.94 44.31 20.14
像高 18.19 21.64 21.64
レンズ全長 222.27 197.60 165.88
BF 18.76 19.14 23.16
d 7 64.35 39.30 3.56
d10 16.61 14.18 0.29
d17 1.03 3.47 17.35
d23 22.02 18.50 1.50
d28 2.28 1.50 3.14
d32 2.10 6.40 21.77
d36 18.76 19.14 23.16
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -37.04
2 8 -188.83
3 11 31.08
4 18 -42.18
5 24 39.60
6 29 -51.17
7 33 580.76
[数値例5]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* 205.213 2.50 1.85135 40.1
2* 32.518 19.10
3 -82.997 1.50 1.59282 68.6
4 125.653 0.15
5 93.156 5.79 1.85478 24.8
6 -4712.977 (可変)
7(補助絞り) ∞ (可変)
8* 66.150 9.10 1.43875 94.7
9* -127.840 0.15
10 70.012 1.50 1.92286 20.9
11 49.544 10.62 1.49700 81.5
12 -76.540 0.15
13 113.375 5.40 1.59282 68.6
14 -113.300 (可変)
15(絞り) ∞ 1.84
16* 313.021 1.80 1.58313 59.4
17* 38.446 3.20
18 -87.198 0.90 1.56883 56.4
19 31.057 2.26 1.94594 18.0
20 54.694 (可変)
21 59.498 0.95 2.00069 25.5
22 21.882 6.09 1.53775 74.7
23 -76.051 0.15
24 31.999 4.99 1.59282 68.6
25 -105.668 (可変)
26 82.106 2.79 1.95906 17.5
27 -193.405 1.50 1.91650 31.6
28* 24.204 (可変)
29 46.837 4.07 1.49700 81.5
30* 137.054 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00 A 4=-9.88189e-07 A 6= 1.63077e-09 A 8=-1.24390e-12
A10= 6.67679e-16 A12=-2.20682e-19 A14= 3.24067e-23
第2面
K =-1.00673e+00 A 4= 3.23801e-07 A 6= 2.62211e-09 A 8=-4.26933e-12
A10= 9.52180e-15 A12=-8.85461e-18 A14= 3.48626e-21
第8面
K = 0.00000e+00 A 4=-6.30975e-06 A 6=-5.82447e-09 A 8=-1.11890e-11
A10= 2.02099e-14 A12=-4.32829e-17
第9面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.05071e-06 A 6=-5.74042e-09 A 8=-8.45450e-12
A10= 1.29702e-14 A12=-2.55556e-17
第16面
K = 0.00000e+00 A 4=-5.90962e-06 A 6=-7.91607e-10 A 8= 9.22040e-11
A10=-2.63221e-13 A12= 6.87268e-16
第17面
K = 0.00000e+00 A 4=-7.61281e-06 A 6=-6.31343e-09 A 8= 3.92965e-11
A10= 2.49278e-13
第28面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.85586e-06 A 6=-9.20718e-09 A 8= 2.57022e-12
A10=-7.13584e-14
第30面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.36639e-06 A 6=-9.02289e-09 A 8= 1.92711e-11
A10=-2.57563e-15 A12=-5.46607e-17
各種データ
ズーム比 3.94
広角 中間 望遠
焦点距離 17.52 24.12 68.99
Fナンバー 2.91 2.91 2.91
半画角(°) 46.70 41.89 17.41
像高 18.59 21.64 21.64
レンズ全長 240.00 207.06 160.96
BF 22.47 23.47 29.17
d 6 87.17 53.22 1.42
d 7 18.86 16.11 0.58
d14 1.05 3.80 19.33
d20 16.87 14.83 1.97
d25 1.92 1.48 4.41
d28 5.16 7.63 17.56
d30 22.47 23.47 29.17
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -39.66
2 8 35.49
3 15 -39.02
4 21 37.15
5 26 -40.02
6 29 141.05
[数値例6]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* 375.361 2.80 1.76385 48.5
2* 36.584 20.12
3 -86.409 1.70 1.59282 68.6
4 146.182 5.09 1.85478 24.8
5 -722.748 (可変)
6(補助絞り) ∞ 0.25
7 176.394 2.78 1.59410 60.5
8 -487.376 (可変)
9* 42.926 9.87 1.43875 94.7
10* -169.248 0.15
11 82.862 1.50 1.92286 20.9
12 60.137 8.62 1.59282 68.6
13 -104.581 (可変)
14(絞り) ∞ 1.59
15 263.238 0.90 1.95375 32.3
16 51.608 3.75
17 -78.895 0.90 1.66672 48.3
18 36.023 3.44 1.94594 18.0
19 118.952 (可変)
20 97.722 0.95 1.92286 20.9
21 25.692 8.47 1.59282 68.6
22 -67.808 0.15
23 40.883 4.32 1.76385 48.5
24 -303.456 (可変)
25* 67.635 0.10 1.58946 30.6
26 78.739 4.32 1.95906 17.5
27 -60.904 1.10 1.77047 29.7
28 25.432 3.60
29 343.962 1.10 2.05090 26.9
30 54.922 (可変)
31* 40.808 6.01 1.49700 81.5
32* 95.182 (可変)
33 82.264 4.44 1.48749 70.2
34 -314.380 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.87609e-09 A 6=-7.38985e-10 A 8= 9.11160e-13
A10=-4.26810e-16 A12= 7.96351e-20 A14=-8.05387e-25
第2面
K =-8.18376e-01 A 4=-5.81382e-08 A 6=-1.40202e-10 A 8=-3.00361e-12
A10= 7.45603e-15 A12=-6.49957e-18 A14= 2.20556e-21
第9面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.70538e-06 A 6=-9.30327e-10 A 8= 6.44829e-13
A10= 1.69731e-15 A12=-4.19309e-18
第10面
K = 0.00000e+00 A 4= 2.47908e-06 A 6=-6.63787e-10 A 8= 1.65371e-13
A10= 3.48892e-15 A12=-5.69885e-18
第25面
K = 0.00000e+00 A 4=-4.83685e-06 A 6= 6.50676e-09 A 8=-3.56109e-11
A10= 2.05736e-13 A12=-4.03589e-16
第31面
K = 0.00000e+00 A 4= 4.67369e-06 A 6= 2.69708e-08 A 8=-2.44308e-11
A10= 6.23593e-14 A12= 9.21912e-17
第32面
K = 0.00000e+00 A 4= 5.53075e-06 A 6= 2.66515e-08 A 8=-3.73036e-12
A10= 2.14846e-14 A12= 3.22441e-16
各種データ
ズーム比 4.51
広角 中間 望遠
焦点距離 17.51 24.01 79.00
Fナンバー 2.91 2.91 2.91
半画角(°) 46.13 40.49 15.32
像高 18.21 20.50 21.64
レンズ全長 266.05 230.35 180.05
BF 20.58 20.58 20.58
d 5 103.18 65.69 1.24
d 8 21.20 18.31 1.00
d13 1.02 3.91 21.22
d19 18.53 15.91 1.64
d24 1.50 1.60 8.20
d30 1.00 3.52 11.19
d32 1.00 2.79 16.94
d34 20.58 20.58 20.58
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -41.76
2 6 218.35
3 9 44.29
4 14 -41.38
5 20 37.28
6 25 -34.57
7 31 138.64
8 33 134.24
【0061】
【0062】
図13は、実施例1~6のズームレンズを撮像光学系として用いる撮像装置(デジタルスチルカメラ)10を示している。撮像装置10は、カメラ本体13と、実施例1~6のいずれかのズームレンズL0により構成された撮像光学系11と、撮像光学系11により形成される光学像としての被写体像を撮像(光電変換)する撮像素子12とを備えている。
【0063】
撮像装置10は、小型で高い光学性能を有するズームレンズを撮像光学系11として有するため、小型でありながらも高画質の撮影画像を得ることができる。
【0064】
撮像素子12としては、CCDセンサやCMOSセンサ等の光電変換素子が用いられる。撮像素子12により取得された画像における歪曲収差や色収差等の諸収差を画像処理により電気的に補正することで、より高画質な撮影画像を得ることもできる。
【0065】
なお、各実施例のズームレンズL0は、
図13に示したデジタルスチルカメラに限らず、ビデオカメラ、監視用カメラおよび銀塩フィルム用カメラ等の種々の撮像装置に用いることができる。
[撮像システム]
なお、各実施例のズームレンズL0と、ズームレンズL0を制御する制御部とを含めた撮像システム(例えば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、フォーカシングおよび防振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L0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L0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L0(レンズ群等を駆動する駆動部)とは別体として構成してもよい。例えば、駆動部に対して遠方に配置された制御部としての制御装置が、ズームレンズL0を制御するための制御信号を駆動部に送信(出力)す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L0を遠隔操作することができる。
【0066】
また、ズームレンズL0を遠隔操作するためのコントローラやボタン等のユーザ入力を受ける操作部を制御部に設け、該操作部へのユーザ入力に応じてズームレンズL0を制御する構成を採用してもよい。例えば、操作部として拡大ボタンや縮小ボタンを設けてもよい。この場合、ユーザが拡大ボタンを押すとズームレンズL0の倍率が大きくなり、ユーザが縮小ボタンを押すとズームレンズL0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。
【0067】
また、撮像システムは、ズームレンズL0のズームに関する情報を表示する液晶パネル等の表示部を有していてもよい。ズームレンズL0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、ユーザは、表示部に示されるズームに関する情報を見ながら操作部を介してズームレンズL0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。
【0068】
以上の実施の形態は、以下の構成を含む。
【0069】
(構成1)
最も物体側に配置された負の屈折力の第1レンズ群と、該第1レンズ群より像側に配置された3つ以上のレンズ群を含む後群とを有し、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、
広角端から望遠端へのズーミングにおいて前記第1レンズ群が像側へ移動し、
ズーミングにおいて移動するレンズ群の像側への移動量を正の移動量とするときの広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第1レンズ群の移動量をML1、前記ズームレンズの望遠端での光学全長をTLt、前記第1レンズ群の焦点距離をfL1、前記ズームレンズの望遠端での焦点距離をftとするとき、
0.30≦ML1/TLt≦0.90
-0.80≦fL1/ft≦-0.40
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
(構成2)
前記第1レンズ群L1よりも像側に、開口絞りと補助絞りとを有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)
-3.00≦ML1/fL1≦-1.00
なる条件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)
前記ズームレンズの広角端でのバックフォーカスをSkwとするとき、
0.10≦Skw/ML1≦0.60
なる条件を満足することを特徴とする構成1から3のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成5)
前記ズームレンズの望遠端でのバックフォーカスをSktとするとき、
0.10≦Skt/ML1≦0.70
なる条件を満足することを特徴とする構成1から4のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成6)
前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をTDL1とするとき、
0.20≦TDL1/ML1≦0.65
なる条件を満足することを特徴とする構成1から5のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成7)
広角端から望遠端へのズーミングにおける前記後群のうち最も物体側のレンズ群の物体側への移動量をMLR1とするとき、
-0.70≦MLR1/ML1≦-0.02
なる条件を満足することを特徴とする構成1から6のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成8)
広角端から望遠端へのズーミングにおける前記後群のうち最も物体側のレンズ群の物体側への移動量をMLR1とするとき、
-0.70≦MLR1/ft≦-0.02
なる条件を満足することを特徴とする構成1から7のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成9)
前記ズームレンズにおける最も物体側のレンズのd線における屈折率をndG1とするとき、
1.50≦ndG1≦2.00
なる条件を満足することを特徴とする構成1から8のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成10)
前記ズームレンズにおける最も物体側のレンズの焦点距離をfG1とするとき、
0.60≦fG1/fL1≦2.00
なる条件を満足することを特徴とする構成1から9のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成11)
前記後群の望遠端での横倍率をβLRt、前記後群の広角端での横倍率をβLRwとするとき、
3.30≦βLRt/βLRw≦8.00
なる条件を満足することを特徴とする構成1から10のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成12)
前記ズームレンズの広角端かつ無限遠物体に合焦した状態での最大像高をYmax_wとするとき、
-1.60≦Ymax_w/fL1≦-0.20
なる条件を満足することを特徴とする構成1から11のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成13)
前記ズームレンズの広角端かつ無限遠物体に合焦した状態における最大像高での歪曲量をDist_wとするとき、
-20.0≦Dist_w≦-8.0
なる条件を満足することを特徴とする構成1から12のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成14)
前記第1レンズ群は、2つ以上の負レンズと1つ以上の正レンズとを含むことを特徴とする構成1から13のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成15)
前記後群は、
開口絞りを有し、
前記開口絞りよりも像側に、フォーカシングに際して移動する少なくとも1つのフォーカスレンズ群を有することを特徴とする構成1から14のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成16)
前記後群は、
開口絞りを有し、
前記開口絞りよりも像側に、1つのレンズ群の少なくとも一部であって像振れを低減するために光軸に対して移動する防振群を有することを特徴とする構成1から15のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成17)
前記後群は、ズーミングに際して互いの間隔が変化する3つ以上のレンズ群を含むことを特徴とする構成1から16のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成18)
前記後群に含まれる前記3つ以上のレンズ群が、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、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群、負の屈折力の第6レンズ群および正の屈折力の第7レンズ群であることを特徴とする構成1から17のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成19)
前記後群に含まれる前記3つ以上のレンズ群が、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、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群および負の屈折力の第5レンズ群であることを特徴とする構成1から17のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成20)
前記後群に含まれる前記3つ以上のレンズ群が、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群、負の屈折力の第6レンズ群および正の屈折力の第7レンズ群であることを特徴とする構成1から17のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成21)
前記後群に含まれる前記3つ以上のレンズ群が、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、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群および正の屈折力の第6レンズ群であることを特徴とする構成1から17のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成22)
前記後群に含まれる前記3つ以上のレンズ群が、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、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群、負の屈折力の第6レンズ群、正の屈折力の第7レンズ群および正の屈折力の第8レンズ群であることを特徴とする構成1から17のいずれか1つに記載のズームレンズ。
(構成23)
構成1から22のいずれか1つに記載のズームレンズと、
該ズームレンズにより形成された光学像を撮像する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
(構成24)
広角端における有効像円径が、望遠端における有効像円径よりも小さいことを特徴とする構成23に記載の撮像装置。
(構成25)
構成1から22のいずれか1つ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とを有することを特徴とする撮像システム。
(構成26)
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、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25に記載の撮像システム。
(構成27)
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、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25または26に記載の撮像システム。
(構成28)
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25から27のいずれか1つに記載の撮像システム。
【0070】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【0071】
L0 ズームレンズ
L1 第1レンズ群
LR 後群
L2~L8 第2から第8レンズ群