(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-08
(45)【発行日】2024-03-18
(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 20060101AFI20240311BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20240311BHJP
【FI】
G02B15/20
G02B13/18
(21)【出願番号】P 2020067831
(22)【出願日】2020-04-03
【審査請求日】2023-03-16
(73)【特許権者】
【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
【氏名又は名称】藤元 亮輔
(74)【代理人】
【識別番号】100104628
【氏名又は名称】水本 敦也
(74)【代理人】
【識別番号】100121614
【氏名又は名称】平山 倫也
(72)【発明者】
【氏名】行田 裕一
(72)【発明者】
【氏名】江部 裕基
【審査官】殿岡 雅仁
(56)【参考文献】
【文献】特開2017-021060(JP,A)
【文献】特開2012-181350(JP,A)
【文献】特開2019-207291(JP,A)
【文献】特開2014-202841(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 9/00 - 17/08
G02B 21/02 - 21/04
G02B 25/00 - 25/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、1つ以上のレンズ群を含む後群とからなるズームレンズであって、
ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
ズーミングに際して前記第1レンズ群と前記第2レンズ群は移動し、
前記第1レンズ群は、樹脂製の負レンズを含み、
前記後群は、樹脂製の正レンズを含み、
前記負レンズのd線基準のアッベ数をνd_NLとし、前記負レンズのg線とF線に関する部分分散比をθgF_NLとし、前記正レンズのd線基準のアッベ数をνd_PLとし、前記正レンズのg線とF線に関する部分分散比をθgF_PLとし、前記正レンズの焦点距離をf_PLとし、前記ズームレンズの望遠端での焦点距離をfTとし、望遠端における前記正レンズから像面までの距離をLPT
とし、前記第1レンズ群の光軸上における厚みをD1とし、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
40.0≦νd_NL
0.005≦θgF_NL-0.6438+0.001682×νd_NL
40.0≦νd_PL
0.005≦θgF_PL-0.6438+0.001682×νd_PL
0.1≦f_PL/fT≦2.0
0.9≦LPT/fT≦5.0
0.00<D1/|f1|≦0.50
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】
前記ズームレンズの広角端での焦点距離をfWとし、広角端における前記正レンズから前記像面までの距離をLPWとするとき、
1.0≦LPW/fW≦2.2
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3】
広角端における前記正レンズから前記像面までの距離をLPWとするとき、
0.00<LPW/LPT≦0.9
なる条件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】
前記負レンズのd線に対する屈折率をNd_NLとするとき、
1.480≦Nd_NL
なる条件を満足することを特徴とする請求項1から
3のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項5】
前記正レンズのd線に対する屈折率をNd_PLとするとき、
1.480≦Nd_PL
なる条件を満足することを特徴とする請求項1から
4のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項6】
前記負レンズの比重をd_NLとするとき、
d_NL≦2.0
なる条件を満足することを特徴とする請求項1から
5のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項7】
前記正レンズの比重をd_PLとするとき、
d_PL≦2.0
なる条件を満足することを特徴とする請求項1から
6のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項8】
前記負レンズおよび前記正レンズのうち少なくとも一方は、非球面を有することを特徴とする請求項1から
7のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項9】
前記第1レンズ群は、最も物体側にガラス製レンズを含むことを特徴とする請求項1から
8のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項10】
前記ガラス製レンズは負の屈折力を有することを特徴とする請求項
9に記載のズームレンズ。
【請求項11】
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記ズームレンズの広角端での焦点距離をfWとするとき、
1.0≦|f1|/fW≦3.0
なる条件を満足することを特徴とする請求項1から1
0のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項12】
前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、
0.50≦f2/fW≦1.50
なる条件を満足することを特徴とする請求項1から1
1のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項13】
前記後群は、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から1
2のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項14】
物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、1つ以上のレンズ群を含む後群とからなるズームレンズであって、
ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
ズーミングに際して前記第1レンズ群と前記第2レンズ群は移動し、
前記第1レンズ群は、樹脂製の負レンズを含み、
前記後群は、樹脂製の正レンズを含み、
前記後群は、正の屈折力の第3レンズ群からなり、
前記負レンズのd線基準のアッベ数をνd_NLとし、前記負レンズのg線とF線に関する部分分散比をθgF_NLとし、前記正レンズのd線基準のアッベ数をνd_PLとし、前記正レンズのg線とF線に関する部分分散比をθgF_PLとし、前記正レンズの焦点距離をf_PLとし、前記ズームレンズの望遠端での焦点距離をfTとし、望遠端における前記正レンズから像面までの距離をLPTとするとき、
40.0≦νd_NL
0.005≦θgF_NL-0.6438+0.001682×νd_NL
40.0≦νd_PL
0.005≦θgF_PL-0.6438+0.001682×νd_PL
0.1≦f_PL/fT≦2.0
0.9≦LPT/fT≦5.0
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15】
前記後群は、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レンズ群からなることを特徴とする請求項1から1
2のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項16】
前記後群は、負の屈折力の第3レンズ群からなることを特徴とする請求項1から1
2のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項17】
物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、1つ以上のレンズ群を含む後群とからなるズームレンズであって、
ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
ズーミングに際して前記第1レンズ群と前記第2レンズ群は移動し、
前記第1レンズ群は、樹脂製の負レンズを含み、
前記後群は、樹脂製の正レンズを含み、
前記後群は、負の屈折力の第3レンズ群からなり、
前記負レンズのd線基準のアッベ数をνd_NLとし、前記負レンズのg線とF線に関する部分分散比をθgF_NLとし、前記正レンズのd線基準のアッベ数をνd_PLとし、前記正レンズのg線とF線に関する部分分散比をθgF_PLとし、前記正レンズの焦点距離をf_PLとし、前記ズームレンズの望遠端での焦点距離をfTとし、望遠端における前記正レンズから像面までの距離をLPTとするとき、
40.0≦νd_NL
0.005≦θgF_NL-0.6438+0.001682×νd_NL
40.0≦νd_PL
0.005≦θgF_PL-0.6438+0.001682×νd_PL
0.1≦f_PL/fT≦2.0
0.9≦LPT/fT≦5.0
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18】
請求項1から1
7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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、撮像装置に好適なズームレンズに関する。
【背景技術】
【0002】
スチルカメラ、ビデオカメラおよび監視用カメラ等の撮像装置に用いられるズームレンズとして、特許文献1には、最も物体側のレンズ群が負の屈折力を有するネガティブリード型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】
しかしながら、特許文献1に開示されたズームレンズを構成する複数のレンズ群の構成およびパワー配置が適切でないため、該ズームレンズの軽量化が不十分である。
【0005】
本発明は、軽量化された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、物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、1つ以上のレンズ群を含む後群からなる。ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、ズーミングに際して第1レンズ群と第2レンズ群は移動する。第1レンズ群は樹脂製の負レンズを含み、後群は樹脂製の正レンズを含む。負レンズのd線基準のアッベ数をνd_NLとし、負レンズのg線とF線に関する部分分散比をθgF_NLとし、正レンズのd線基準のアッベ数をνd_PLとし、正レンズのg線とF線に関する部分分散比をθgF_PLとし、正レンズの焦点距離をf_PLとし、ズームレンズの望遠端での焦点距離をfTとし、望遠端における正レンズから像面までの距離をLPTとし、第1レンズ群の光軸上における厚みをD1とし、第1レンズ群の焦点距離をf1とする。このとき、
40.0≦νd_NL
0.005≦θgF_NL-0.6438+0.001682×νd_NL
40.0≦νd_PL
0.005≦θgF_PL-0.6438+0.001682×νd_PL
0.1≦f_PL/fT≦2.0
0.9≦LPT/fT≦5.0
0.00<D1/|f1|≦0.50
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有する撮像装置も、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、軽量化された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】
【0008】
【
図1】本発明の実施例1のズームレンズの広角端および望遠端での断面図。
【
図2】実施例1のズームレンズの広角端および望遠端での縦収差図。
【
図3】本発明の実施例2のズームレンズの広角端および望遠端での断面図。
【
図4】実施例2のズームレンズの広角端および望遠端での縦収差図。
【
図5】本発明の実施例3のズームレンズの広角端および望遠端での断面図。
【
図6】実施例3のズームレンズの広角端および望遠端での縦収差図。
【
図7】本発明の実施例4のズームレンズの広角端および望遠端での断面図。
【
図8】実施例4のズームレンズの広角端および望遠端での縦収差図。
【
図9】本発明の実施例5のズームレンズの広角端および望遠端での断面図。
【
図10】実施例5のズームレンズの広角端および望遠端での縦収差図。
【
図11】各実施例のズームレンズを用いたデジタルカメラの概略図。
【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。各実施例のズームレンズは、スチルカメラ、ビデオカメラ、テレビカメラおよび監視カメラ等の撮像装置の撮像光学系として用いられ、さらに画像投射装置(プロジェクタ)の投射光学系としても用いられる。各実施例では、撮像光学系として用いられる場合について説明する。
【0010】
図1(a),(b)、
図3(a),(b)、
図5(a),(b)、
図7(a),(b)および
図9(a),(b)はそれぞれ、実施例1、実施例2、実施例3、実施例4および実施例5のズームレンズの広角端および望遠端での断面を示している。各断面図において、左側が物体側(前側)であり、右側が像側(後側)である。また、iを物体側から像側へのレンズ群の順番とすると、Biは第iレンズ群を示す。開口絞りSPは、開放Fナンバー(Fno)の光束を決定(制限)する。
各実施例のズームレンズを撮像光学系として用いる場合は、像面IP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)の撮像面や銀塩フィルムのフィルム面が配置される。「広角端」と「望遠端」はそれぞれ、各レンズ群が移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置を意味する。広角端から望遠端へのズーミングに際して、各レンズ群は図中の実線矢印に示す軌跡を描くように光軸方向に移動する。
【0011】
各実施例のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群B1と、正の屈折力を有する第2レンズ群B2と、正または負の屈折力を有する後群により構成されている。後群は、少なくとも1つのレンズ群を含む。各実施例のズームレンズは、少なくとも第1レンズ群B1と第2レンズ群B2が光軸上を移動して隣り合うレンズ群同士の間隔が変化することで広角端と望遠端との間で変倍(ズーミング)を行う。
【0012】
第1レンズ群は負レンズNLを含み、後群は正レンズPLを含む。負レンズNLと正レンズPLはともに樹脂製レンズであり、ズームレンズの軽量化を容易にしている。
【0013】
負レンズNLと正レンズPLは、負レンズNLのd線基準のアッベ数をνd_NLとし、負レンズNLのg線とF線に関する部分分散比をθgF_NLとし、正レンズPLのd線基準のアッベ数をνd_PLとし、正レンズPLのg線とF線に関する部分分散比をθgF_PLとし、正レンズPLの焦点距離をf_PLとし、ズームレンズの望遠端での焦点距離をfTとし、望遠端における正レンズPLから像面IPまでの距離をLPTとする。このとき、各実施例のズームレンズは以下の条件式(1)~(6)に示す条件を満足する。
40.0≦νd_NL (1)
0.005≦θgF_NL-0.6438+0.001682×νd_NL (2)
40.0≦νd_PL (3)
0.005≦θgF_PL-0.6438+0.001682×νd_PL (4)
0.1≦f_PL/fT≦2.0 (5)
0.9≦LPT/fT≦5.0 (6)
条件式(1)は、負レンズNLのアッベ数に関する条件を示す。νd_NLが条件式(1)の下限値を下回わるように負レンズNLが高分散になると、広角端における1次の倍率色収差の補正が困難になるので、好ましくない。なお、νd_NLが大きくなりすぎると屈折率の低い材料を選択することになり、コバ厚が増え軽量化に不利となり得るため、後述のように条件式(1)に上限値を設定してもよい。
【0014】
条件式(2)は、負レンズNLの部分分散比に関する条件を示す。θgF_NL-0.6438+0.001682×νd_NLが条件式(2)の下限値を下回わると、広角端における2次の倍率色収差の補正が困難になるため、好ましくない。なお、θgF_NL-0.6438+0.001682×νd_NLが大きくなりすぎても広角端における2次の色収差補正に不利となり得るため、後述のように条件式(2)に上限値を設定してもよい。
【0015】
条件式(3)は、正レンズPLのアッベ数に関する条件を示す。νd_PLが条件式(3)の下限値を下回るように正レンズPLが高分散になると、広角端における1次の倍率色収差の補正および望遠端における1次の軸上色収差の補正が困難になるため、好ましくない。なお、νd_PLが大きくなりすぎると屈折率の低い材料を選択することになり、コバ厚が増え軽量化に不利となり得るため、後述のように条件式(3)に上限値を設定してもよい。
【0016】
条件式(4)は、正レンズPLの部分分散比に関する条件を示す。条件式(4)の下限値を下回ってしまうと、広角端における2次の倍率色収差の補正および望遠端における2次の軸上色収差の補正が困難になり、好ましくない。なお、条件式(4)の値が大きくなりすぎても広角端における2次の倍率色収差の補正および望遠端における2次の軸上色収差の補正に不利となり得るため、後述のように条件式(4)に上限値を設定してもよい。
【0017】
条件式(5)は、正レンズPLの屈折力に関する条件を示す。f_PL/fTが条件式(5)の上限値を上回るように正レンズPLの屈折力が弱くなると、広角端での倍率色収差と望遠端での軸上色収差の補正が困難になるため、好ましくない。f_PL/fTが条件式(5)の下限値を下回るように正レンズPLの屈折力が強くなると、正レンズPLの肉厚と面精度の製造誤差に対する敏感度が高くなりすぎるため、好ましくない。
【0018】
条件式(6)は、正レンズPLの望遠端での位置に関する条件を示す。LPT/fTが条件式(6)の上限値を上回るように正レンズPLが像面IPから離れると、正レンズPLの肉厚と面精度の製造誤差に対する敏感度が高くなりすぎるため、好ましくない。また、LPT/fTが条件式(6)の下限値を下回るように正レンズPLが像面IPに近づくと、望遠端での軸上色収差の補正が困難になるため、好ましくない。
【0019】
以上説明した条件式(1)から(6)を満足することで、軽量でありながらも、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。なお、正レンズPLから像面IPまでの距離LPTを算出する際に、ズームレンズのうち最も物体側に実質的に屈折力を有さない光学部材(プリズム、カバーガラス、フィルタ等)が配置されている場合は、これらの光学部材を取り除いた上で上記距離LPTを算出するものとする。
【0020】
各実施例のズームレンズは、さらに以下の条件式(7)~(15)のうち少なくとも1つの条件を満足することが好ましい。ただし、第1レンズ群B1の光軸上における厚みをD1、第1レンズ群B1の焦点距離をf1、ズームレンズの広角端での焦点距離をfW、広角端における正レンズPLから像面IPまでの距離をLPW、広角端における正レンズPLから像面IPまでの距離をLPW、負レンズNLのd線に対する屈折率をNd_NL、正レンズPLのd線に対する屈折率をNd_PL、負レンズNLの比重をd_NL、正レンズPLの比重をd_PL、第2レンズ群B2の焦点距離をf2とする。
0.00<D1/|f1|≦0.50 (7)
1.0≦LPW/fW≦2.2 (8)
0.00<LPW/LPT≦0.9 (9)
1.480≦Nd_NL (10)
1.480≦Nd_PL (11)
d_NL≦2.0 (12)
d_PL≦2.0 (13)
1.0≦|f1|/fW≦3.0 (14)
0.50≦f2/fW≦1.50 (15)
条件式(7)は、第1レンズ群Bの厚みDに関する条件を示す。D1/|f1|が条件式(7)の上限値を上回るように第1レンズ群B1の厚みDが増加すると、ズームレンズの軽量化が困難になるため、好ましくなり。D1/|f1|が条件式(7)を満足することで、ズームレンズの軽量化が容易になる。
【0021】
条件式(8)は、正レンズPLの広角端での位置に関する条件を示す。LPW/fWが条件式(8)の上限値を上回るように正レンズPLが像面IPから離れると、広角端における倍率色収差の補正が困難になるため、好ましくない。LPW/fWが条件式(8)の下限値を下回るように正レンズPLが像面IPに近づくと、レンズ径が大きくなってズームレンズの軽量化が困難になるため、好ましくない。
【0022】
条件式(9)は、正レンズPLの広角端での位置と望遠端での位置に関する条件を示す。LPW/LPTが条件式(9)を満足することで、広角端での倍率色収差の補正と望遠端での軸上色収差の補正とを良好に行うことができる。
【0023】
条件式(10)は、負レンズNLの屈折率に関する条件を示す。Nd_NLが条件式(10)の下限値を下回ると、負レンズNLが必要なパワーを有するためには該負レンズNLのコバ厚が大きくなり、ズームレンズの軽量化が困難になるため、好ましくない。なお、Nd_NLが条件式(10)の値が大きくなりすぎると屈折率の低い材料を選択することになり、コバ厚が増え軽量化に不利となり得るため後述のように条件式(10)に上限値を設定してもよい。
【0024】
条件式(11)は、正レンズPLの屈折率に関する条件を示す。Nd_PLが条件式(11)の下限値を下回ると、正レンズPLが必要なパワーを有するためには該正レンズPLの中心肉厚が大きくなり、ズームレンズの軽量化が困難になるため、好ましくない。なお、Nd_PLが条件式(11)値が大きくなりすぎると屈折率の低い材料を選択することになり、コバ厚が増え軽量化に不利となり得るため後述のように条件式(11)に上限値を設定してもよい。
【0025】
条件式(12)は、負レンズNLの比重に関する条件を示す。d_NLが条件式(12)を満足することで、ズームレンズの軽量化が容易になるため、好ましい。なお、d_NLの値が小さくなりすぎるとレンズの剛性が弱くなり、レンズの取り扱いが難しくなるため、後述のように条件式(12)に下限値を設定してもよい。
【0026】
条件式(13)は、正レンズPLの比重に関する条件を示す。d_PL条件式(13)の範囲を満たすことで、光学系の軽量化が容易になり、好ましい。なお、d_PLの値が小さくなりすぎるとレンズの剛性が弱くなり、レンズの取り扱いが難しくなるため、後述のように条件式(13)に下限値を設定してもよい。
【0027】
条件式(14)は、第1レンズ群B1の焦点距離f1と広角端でのズームレンズの焦点距離fWとの関係に関する条件を示す。|f1|/fWが条件式(14)の上限値を上回るように第1レンズ群B1の屈折力が弱いと、ズームレンズの小型化が困難になるため、好ましくない。|f1|/fWが条件式(14)の下限値を下回るように第1レンズ群B1の屈折力が強いと、ズーム時のコマ収差の変動を抑えることが困難になるため、好ましくない。
【0028】
条件式(15)は、第2レンズ群B2の焦点距離f2と広角端でのズームレンズの焦点距離fWとの関係に関する条件を示す。f2/fWが条件式(15)の上限値を上回るように第2レンズ群B2の屈折力が弱いと、ズームレンズの小型化が困難になるため、好ましくない。f2/fWが条件式(15)の下限値を下回るように第2レンズ群B2の屈折力が強いと、特に望遠端における球面収差およびコマ収差を抑えることが困難になるため、好ましくない。
【0029】
また、負レンズNLと正レンズPLのうち少なくとも一方が非球面を有することが好ましい。負レンズNLが非球面を有することで、広角端での像面湾曲と非点収差を抑えることが可能になる。また正レンズPLが非球面を有することで、望遠端での像面湾曲と非点収差を抑えることが可能になる。
【0030】
また、第1レンズ群B1のうち最も物体側のレンズG1をガラス製レンズとすることが好ましい。レンズG1がガラス製であることで、十分な堅牢性を確保することが可能になる。さらにレンズG1が負の屈折力を有することで、レンズG1のレンズ径を小さくすることが可能になり、ズームレンズの軽量化が容易になるため、好ましい。
【0031】
好ましくは、条件式(1)から(15)の数値範囲を以下のように設定するのがよい。
45.0≦νd_NL≦70.0 (1a)
0.007≦θgF_NL-0.6438+0.001682×νd_NL
≦0.030 (2a)
40.0≦νd_PL≦70.0 (3a)
0.006≦θgF_PL-0.6438+0.001682×νd_PL
≦0.030 (4a)
0.5≦f_PL/fT≦1.8 (5a)
1.0≦LPT/fT≦2.5 (6a)
0.00<D1/|f1|≦0.46 (7a)
1.2≦LPW/fW≦2.0 (8a)
0.00<LPW/LPT≦0.8 (9a)
1.500≦Nd_NL≦1.650 (10a)
1.500≦Nd_PL≦1.650 (11a)
0.8≦d_NL≦1.5 (12a)
0.8≦d_PL≦1.5 (13a)
1.3≦|f1|/fw≦2.5 (14a)
0.65≦f2/fw≦1.25 (15a)
さらに好ましくは、条件式(1)から(15)の数値範囲を以下のように設定するのがよい。
50.0≦νd_NL≦60.0 (1b)
0.010≦θgF_NL-0.6438+0.001682×νd_NL
≦0.020 (2b)
40.0≦νd_PL≦60.0 (3b)
0.010≦θgF_PL-0.6438+0.001682×νd_PL
≦0.020 (4b)
0.8≦f_PL/fT≦1.6 (5b)
1.1≦LPT/fT≦1.5 (6b)
0.00<D1/|f1|≦0.42 (7b)
1.4≦LPW/fW≦1.8 (8b)
0.00<LPW/LPT≦0.7 (9b)
1.520≦Nd_NL≦1.600 (10b)
1.520≦Nd_PL≦1.600 (11b)
0.9≦d_NL≦1.3 (12b)
0.9≦d_PL≦1.3 (13b)
1.5≦|f1|/fw≦2.0 (14b)
0.75≦f2/fw≦1.00 (15b)
【実施例1】
【0032】
図1(a),(b)に示す実施例1のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群B1、正の屈折力を有する第2レンズ群B2および正の屈折力を有する後群としての第3レンズ群B3により構成されている。
【0033】
本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、第1レンズ群B1は像側に移動し、第2レンズ群B2と第3レンズ群B3は物体側に移動する。その際、第1レンズ群B1と第2レンズ群B2との間の間隔は狭まり、第2レンズ群B2と第3レンズ群B3との間の間隔も狭まる。
【0034】
第2レンズ群B2のうち部分群2Bが光軸上を移動してフォーカシングを行うフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から至近物体へのフォーカシングに際して物体側から像側に移動する。
【0035】
図2(a),(b)はそれぞれ、本実施例のズームレンズの広角端および望遠端での無限遠物体に合焦したときの縦収差図を示す。縦収差図において、FnoはFナンバーを示し、ωはる半画角(°)を示している。球面収差図において、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、実線はサジタル像面(ΔS)を、破線はメリディオナル像面(ΔM)を示している。歪曲収差はd線に対するものを示している。色収差図はg線における倍率色収差を示している。これらのことは、他の実施例の縦収差図でも同じである。
【実施例2】
【0036】
図3(a),(b)に示す実施例2のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群B1、正の屈折力を有する第2レンズ群B2、負の屈折力を有する第3レンズ群B3および正の屈折力を有する第4レンズ群B4により構成されている。第3レンズ群B3および第4レンズ群B4が後群を構成する。
【0037】
本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、第1レンズ群B1は像側に移動し、第2レンズ群B2から第4レンズ群B4は物体側に移動する。その際、第1レンズ群B1と第2レンズ群B2との間の間隔は狭まり、第2レンズ群B2と第3レンズ群B3との間の間隔は広がり、第3レンズ群B3と第4レンズ群B4との間の間隔は狭まる。第3レンズ群B3がフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から至近物体へのフォーカシングに際して物体側から像側に移動する。
【0038】
図4(a),(b)はそれぞれ、本実施例のズームレンズの広角端および望遠端での無限遠物体に合焦したときの縦収差図を示す。
【実施例3】
【0039】
図5(a),(b)に示す実施例3のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群B1、正の屈折力を有する第2レンズ群B2、負の屈折力を有する第3レンズ群B3および正の屈折力を有する第4レンズ群B4により構成されている。第3レンズ群B3および第4レンズ群B4が後群を構成する。
【0040】
本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、第1レンズ群B1は像側に移動し、第2レンズ群B2から第4レンズ群B4は物体側に移動する。その際、第1レンズ群B1と第2レンズ群B2との間の間隔は狭まり、第2レンズ群B2と第3レンズ群B3との間の間隔は広がり、第3レンズ群B3と第4レンズ群B4との間の間隔は狭まる。第3レンズ群B3がフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から至近物体へのフォーカシングに際して物体側から像側に移動する。
【0041】
図6(a),(b)はそれぞれ、本実施例のズームレンズの広角端および望遠端での無限遠物体に合焦したときの縦収差図を示す。
【実施例4】
【0042】
図7(a),(b)に示す実施例4のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群B1、正の屈折力を有する第2レンズ群B2、負の屈折力を有する第3レンズ群B3および正の屈折力を有する第4レンズ群B4により構成されている。第3レンズ群B3および第4レンズ群B4が後群を構成する。
【0043】
本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、第1レンズ群B1は像側に移動し、第2レンズ群B2から第4レンズ群B4は物体側に移動する。その際、第1レンズ群B1と第2レンズ群B2との間の間隔は狭まり、第2レンズ群B2と第3レンズ群B3との間の間隔は広がり、第3レンズ群B3と第4レンズ群B4との間の間隔は狭まる。第3レンズ群B3がフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から至近物体へのフォーカシングに際して物体側から像側に移動する。
【0044】
図8(a),(b)はそれぞれ、本実施例のズームレンズの広角端および望遠端での無限遠物体に合焦したときの縦収差図を示す。
【実施例5】
【0045】
図9(a),(b)に示す実施例5のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群B1、正の屈折力を有する第2レンズ群B2および負の屈折力を有する後群としての第3レンズ群B3により構成されている。
【0046】
本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、第1レンズ群B1は像側に移動し、第2レンズ群B2と第3レンズ群B3は物体側に移動する。その際、第1レンズ群B1と第2レンズ群B2との間の間隔は狭まり、第2レンズ群B2と第3レンズ群B3との間の間隔は広がる。
【0047】
第3レンズ群B3がフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から至近物体へのフォーカシングに際して物体側から像側に移動する。
【0048】
図10(a),(b)はそれぞれ、本実施例のズームレンズの広角端および望遠端での無限遠物体に合焦したときの縦収差図を示す。
【0049】
なお、各実施例のズームレンズにおいて、いずれかのレンズ群またはその一部を光軸に対してシフトさせることで像振れを低減(補正)する防振群として用いてもよい。
【0050】
また、各実施例のズームレンズではフォーカスレンズ群が1つであるが、複数のフォーカスレンズ群を設けて、フローティング方式のフォーカシングを行ってもよい。また各実施例のズームレンズに回折光学素子や反射光学部材を含ませてもよい。
【0051】
以下、実施例1~5のズームレンズの具体的な数値例1~5を示す。各数値例において、riは物体側からi番目の面の曲率半径(mm)、diはi番目と(i+1)番目の面間のレンズ厚または空気間隔(mm)である。また、ndiはi番目の光学部材の材料のd線における屈折率である。νdiはi番目の光学部材の材料のd線基準のアッベ数である。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。
【0052】
BFはバックフォーカス(mm)を表す。バックフォーカスは、ズームレンズの最終面(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とする。ズームレンズの全長は、その最前面(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。
【0053】
面番号に付された「*」は、その面が非球面であることを意味する。非球面の形状は、xを光軸方向の面頂点からの変位量、hを光軸に直交する方向における光軸からの高さ、Rを近軸曲率半径、kを円錐定数、A4,A6、A8およびA10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
で表される。各非球面係数における「e±XX」は「×10±XX」を意味する。
【0054】
実施例1~5における前述した条件式(1)~(15)に対応する値を表1にまとめて示す。
[数値例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 34.892 1.00 1.77250 49.6 25.99
2 14.252 7.09 21.79
3* -1000.000 1.70 1.53110 55.9 21.26 (レンズNL)
4* 43.154 0.40 20.92
5 32.217 2.15 1.85478 24.8 20.54
6 68.862 (可変) 20.03
7 140.046 1.73 1.67790 55.3 9.07
8 -45.887 1.00 9.20
9(絞り) ∞ 1.50 9.23
10 16.346 2.56 1.88300 40.8 9.27
11 161.968 1.58 8.75
12 -107.752 0.70 1.84666 23.8 8.09
13 17.724 (可変) 7.84
14* -47.987 2.47 1.49171 57.4 9.62 (レンズPL)
15* -16.496 (可変) 10.61
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.23443e-004 A 6= 6.41187e-007 A 8=-8.76998e-010 A10=-5.29610e-012
第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.33781e-004 A 6= 7.27864e-007 A 8=-1.61418e-009 A10=-3.49272e-012
第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.39279e-005 A 6= 3.77559e-007 A 8=-6.11987e-009 A10= 1.31773e-011
第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.02891e-005 A 6= 1.92534e-007
各種データ
ズーム比 2.35
広角 中間 望遠
焦点距離 18.53 30.00 43.65
Fナンバー 4.54 5.43 6.50
半画角(°) 33.78 24.48 17.38
像高 12.40 13.66 13.66
レンズ全長 92.00 81.80 83.05
BF 30.20 39.83 51.20
d 6 31.38 11.80 1.96
d13 6.54 6.30 6.01
d15 30.20 39.83 51.20
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -33.67 12.34 0.84 -9.45
2 7 39.00 9.07 -6.39 -10.82
3 14 49.83 2.47 2.46 0.85
部分レンズ群データ
2A 7 15.15 6.79 2.71 -2.27
2B 12 -17.93 0.70 0.32 -0.05
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -31.86
2 3 -77.85
3 5 68.96
4 7 51.18
5 10 20.42
6 12 -17.93
7 14 49.83
[数値例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 26.941 1.00 1.63854 55.4 24.79
2 12.045 7.49 20.24
3* -1000.000 1.70 1.53110 55.9 19.64 (レンズNL)
4* 33.260 0.40 19.29
5 46.469 1.94 1.84666 23.8 19.03
6 174.749 (可変) 18.63
7 139.916 1.73 1.69680 55.5 8.98
8 -44.483 1.00 9.12
9(絞り) ∞ 1.50 9.16
10 16.314 2.57 1.77250 49.6 9.23
11 156.410 (可変) 8.76
12 -384.505 0.70 1.84666 23.8 7.92
13 20.582 (可変) 7.71
14* -312.236 2.08 1.53110 55.9 10.79 (レンズPL)
15* -28.811 (可変) 11.46
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0 A 4=-1.41463e-004 A 6= 7.66013e-007 A 8=-1.27190e-009 A10=-1.10963e-011
第4面
K = 0 A 4=-1.69055e-004 A 6= 8.63631e-007 A 8=-2.53183e-009 A10=-7.27576e-012
第14面
K = 0 A 4=-9.44164e-006 A 6= 5.54551e-007 A 8=-1.94972e-008 A10= 2.35602e-010
第15面
K = 0 A 4= 3.12388e-005 A 6= 2.31800e-007
各種データ
ズーム比 2.35
広角 中間 望遠
焦点距離 18.53 30.00 43.65
Fナンバー 4.56 5.48 6.50
半画角(°) 33.78 24.48 17.38
像高 12.40 13.66 13.66
レンズ全長 89.11 81.23 81.40
BF 28.48 38.21 47.77
d 6 28.48 10.86 1.48
d11 1.53 1.64 2.28
d13 8.52 8.41 7.77
d15 28.48 38.21 47.77
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -31.01 12.52 1.87 -8.64
2 7 16.38 6.79 2.58 -2.47
3 12 -23.06 0.70 0.36 -0.02
4 14 59.61 2.08 1.50 0.14
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -35.03
2 3 -60.57
3 5 74.25
4 7 48.63
5 10 23.39
6 12 -23.06
7 14 59.61
[数値例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 43.041 1.00 1.67790 55.3 25.16
2 14.587 6.28 21.27
3* -123.450 1.70 1.53110 55.9 20.78 (レンズNL)
4* 83.324 0.40 20.25
5 22.516 1.98 2.00069 25.5 19.73
6 30.884 (可変) 19.02
7 111.170 1.73 1.72916 54.7 9.05
8 -49.476 1.00 9.10
9(絞り) ∞ 1.50 9.02
10 15.304 2.50 1.72916 54.7 8.90
11 55.762 (可変) 8.39
12 -414.445 0.70 1.85478 24.8 7.81
13 21.520 (可変) 7.63
14* -24.745 2.37 1.54390 56.1 8.43 (レンズPL)
15* -13.273 (可変) 9.52
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.06687e-005 A 6=-2.40190e-007 A 8= 2.29892e-009 A10=-6.11185e-012
第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.59718e-006 A 6=-2.74436e-007 A 8= 2.73461e-009 A10=-7.90906e-012
第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.65669e-004 A 6=-5.36961e-007 A 8=-3.86282e-008 A10= 9.59619e-010
第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.58667e-005 A 6=-5.73278e-007
各種データ
ズーム比 2.18
広角 中間 望遠
焦点距離 20.01 28.00 43.64
Fナンバー 4.60 5.23 6.50
半画角(°) 31.79 26.01 17.38
像高 12.40 13.66 13.66
レンズ全長 90.65 82.07 80.61
BF 32.94 38.93 50.55
d 6 30.36 15.77 2.70
d11 1.63 1.73 1.94
d13 4.57 4.46 4.26
d15 32.94 38.93 50.55
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -35.89 11.36 1.05 -8.10
2 7 18.20 6.73 2.16 -2.82
3 12 -23.92 0.70 0.36 -0.02
4 14 49.07 2.37 3.09 1.66
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -33.02
2 3 -93.40
3 5 74.28
4 7 47.17
5 10 28.19
6 12 -23.92
7 14 49.07
[数値例4]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 45.893 1.00 1.63854 55.4 27.09
2 14.386 7.03 22.30
3 -85.298 1.70 1.53110 55.9 21.78 (レンズNL)
4* 97.643 0.40 21.12
5 23.337 2.24 1.84666 23.8 20.54
6 34.716 (可変) 19.79
7(絞り) ∞ 1.00 9.02
8* 16.308 2.56 1.77250 49.6 9.36
9 -58.463 (可変) 9.12
10 42172.073 0.60 1.80810 22.8 8.03
11 19.038 (可変) 7.82
12* -263.369 2.08 1.53110 55.9 10.58 (レンズPL)
13 -27.990 (可変) 11.27
像面 ∞
非球面データ
第4面
K = 0 A 4=-4.47785e-006 A 6= 4.80655e-008 A 8=-5.32262e-010 A10= 1.27701e-012
第8面
K = 0 A 4=-3.43112e-005 A 6= 3.14927e-008 A 8=-2.95172e-009 A10= 4.26192e-011
第12面
K = 0 A 4=-3.22505e-005 A 6= 1.56251e-007 A 8=-1.96015e-008 A10= 3.12929e-010
各種データ
ズーム比 2.35
広角 中間 望遠
焦点距離 18.53 26.00 43.60
Fナンバー 4.56 5.17 6.50
半画角(°) 33.79 27.72 17.40
像高 12.40 13.66 13.66
レンズ全長 91.32 83.11 80.48
BF 29.73 36.16 48.88
d 6 32.64 18.00 2.64
d 9 2.37 2.28 2.75
d11 7.98 8.08 7.61
d13 29.73 36.16 48.88
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -34.13 12.37 1.21 -8.90
2 7 16.76 3.56 1.32 -1.14
3 10 -23.57 0.60 0.33 0.00
4 12 58.79 2.08 1.51 0.16
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -33.23
2 3 -85.45
3 5 77.13
4 8 16.76
5 10 -23.57
6 12 58.79
[数値例5]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 48.059 1.00 1.63854 55.4 26.32
2 14.114 7.33 21.64
3* -1000.000 1.70 1.53110 55.9 21.08 (レンズNL)
4* 51.376 0.40 20.96
5 49.503 1.99 1.84666 23.8 20.55
6 177.062 (可変) 20.15
7 127.256 1.73 1.67790 55.3 9.12
8 -47.359 1.00 9.25
9(絞り) ∞ 1.50 9.27
10 17.235 2.61 1.80400 46.6 9.31
11 358.823 (可変) 8.84
12 -117.524 0.70 1.84666 23.8 8.08
13 21.736 7.12 7.87
14* -221.529 2.41 1.53110 55.9 10.05 (レンズPL)
15* -28.819 (可変) 10.82
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0 A 4=-1.24978e-004 A 6= 2.71294e-007 A 8= 1.41979e-009 A10=-9.72356e-012
第4面
K = 0 A 4=-1.37193e-004 A 6= 3.71703e-007 A 8= 7.25801e-010 A10=-7.69387e-012
第14面
K = 0 A 4= 4.49135e-005 A 6= 1.54680e-006 A 8=-2.35020e-008 A10= 2.91319e-010
第15面
K = 0 A 4= 7.57248e-005 A 6= 1.14052e-006
各種データ
ズーム比 2.36
広角 中間 望遠
焦点距離 18.53 27.00 43.65
Fナンバー 4.56 5.23 6.50
半画角(°) 33.79 26.84 17.38
像高 12.40 13.66 13.66
レンズ全長 92.00 82.86 81.68
BF 29.46 36.42 48.75
d 6 31.48 15.36 1.50
d11 1.56 1.59 1.93
d15 29.46 36.42 48.75
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -33.74 12.42 0.44 -10.21
2 7 16.19 6.84 2.71 -2.37
3 12 -42.61 10.23 -5.84 -17.47
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -31.66
2 3 -91.96
3 5 80.58
4 7 51.12
5 10 22.44
6 12 -21.62
7 14 62.11
【0055】
【0056】
図11は、上記各実施例のズームレンズを撮像光学系として用いた撮像装置としてのデジタルスチルカメラを示している。10はカメラ本体、11は実施例1~5のいずれかのズームレンズによって構成された撮像光学系である。12はカメラ本体10に内蔵され、撮像光学系11により形成された光学像を撮像する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。このように各実施例のズームレンズを用いることで、小型のカメラを得ることができる。
【0057】
なお、カメラ本体10は、クイックターンミラーを有する一眼レフカメラであってもよいし、クイックターンミラーを有さないミラーレスカメラであってもよい。
【0058】
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】
【0059】
B1 第1レンズ群
B2 第2レンズ群
B3 第3レンズ群
B4 第4レンズ群
NL レンズNL
PL レンズPL