(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】2024-04-05
(45)【発行日】2024-04-15
(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 15/167 20060101AFI20240408BHJP
G02B 15/20 20060101ALI20240408BHJP
G02B 13/18 20060101ALN20240408BHJP
【FI】
G02B15/167
G02B15/20
G02B13/18
(21)【出願番号】P 2019203012
(22)【出願日】2019-11-08
【審査請求日】2022-10-26
(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】100094112
【氏名又は名称】岡部 讓
(74)【代理人】
【識別番号】100101498
【氏名又は名称】越智 隆夫
(74)【代理人】
【識別番号】100106183
【氏名又は名称】吉澤 弘司
(74)【代理人】
【識別番号】100136799
【氏名又は名称】本田 亜希
(72)【発明者】
【氏名】中村 智之
【審査官】岡田 弘
(56)【参考文献】
【文献】特開2012-225989(JP,A)
【文献】特開2017-203912(JP,A)
【文献】特開2016-173530(JP,A)
【文献】特開2016-014819(JP,A)
【文献】特開2015-084032(JP,A)
【文献】特開2009-204655(JP,A)
【文献】特開2017-203927(JP,A)
【文献】特開2016-045309(JP,A)
【文献】特開2020-134760(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】
物体側から像側へ順に、変倍のためには移動しない正の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも2つの負の屈折力を有するレンズ群を含む変倍のために移動する2つまたは3つの移動レンズ群と、変倍のためには移動しない最終レンズ群とからなるズームレンズであって、
隣り合うレンズ群どうしの間隔は、いずれも変倍のために変化し、
望遠端における焦点距離をftとし、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とし、前記2つまたは3つの移動レンズ群のうち最も像側にある負の屈折力を有するレンズ群NNよりも像側にある全てのレンズ群の広角端での合成横倍率をβNとして、
3.7<ft/f1<10.0
-1.34≦βN<-1.0
なる条件式を満足
し、
広角端において前記2つまたは3つの移動レンズ群のうち最も物体側にある負の屈折力を有するレンズ群N1と前記レンズ群NNとの間で最も広い空気間隔よりも物体側にある前記2つまたは3つの移動レンズ群のうち全てのレンズ群は、少なくとも4枚のレンズを有することを特徴とするズームレンズ。
【請求項2】
前記第1レンズ群の最も像側の面から前記最終レンズ群の最も物体側の面までの距離をLとし、前記2つまたは3つの移動レンズ群のうち最も物体側にある負の屈折力を有するレンズ群N1の最も像側の面から前記レンズ群NNの最も物体側の面までの距離をDとして、
0.2<D/L<0.7
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2つまたは3つの移動レンズ群のうち最も物体側にある負の屈折力を有するレンズ群N1の最大有効径をEVとし、前記レンズ群NNの最小有効径をECとして、
1.05<EV/EC<3.00
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のズームレンズ。
【請求項4】
広角端において前記2つまたは3つの移動レンズ群のうち最も物体側にある負の屈折力を有するレンズ群N1と前記レンズ群NNとの間で最も広い空気間隔よりも物体側にある前記2つまたは3つの移動レンズ群のうち全てのレンズ群の合成焦点距離をf2として、
-6.0<f1/f2<-2.5
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1または請求項3に記載のズームレンズ。
【請求項5】
前記レンズ群NNよりも像側に開口絞りを有することを特徴とする請求項1ないし請求項4のうちいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項6】
広角端での焦点距離をfwとして、
10.0<ft/fw<60.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1ないし請求項5のうちいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項7】
広角端での焦点距離をfwとし、前記最終レンズ群の最も像側のレンズ面から撮像面までの空気換算間隔をbfとして、
0.08<fw/bf<0.80
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1ないし請求項6のうちいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項8】
前記第1レンズ群は、少なくとも3枚の正レンズを有することを特徴とする請求項1ないし請求項7のうちいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項9】
請求項1ないし請求項
8のうちいずれか1項に記載のズームレンズと、
前記ズームレンズによって形成された像の光を受ける撮像素子と、
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、ズームレンズおよび撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
テレビカメラ、銀塩フィルム用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置には、広画角、高変倍比、且つ小型でしかも高い光学性能を有したズームレンズが要望されている。広画角、高変倍比のズームレンズとして、物体側から像側へ順に、変倍のためには移動しない正のレンズ群、変倍に際して移動する負のレンズ群、変倍に際して移動する負のレンズ群、変倍のためには移動しない正のレンズ群を配置したズームレンズが知られている。(特許文献1)
【0003】
また、前述した4つの群からなるポジティブリード型のズームレンズをベースとして、変倍に際して移動するレンズ群を増やし、高画角、高変倍比、小型、且つ高性能なズームレンズが知られている。(特許文献2)
【0004】
特許文献1では、変倍比14倍程度、広角端の撮影画角60°程度であるズームレンズが開示されている。特許文献2では、変倍比22倍程度、広角端の撮影画角70°程度であるズームレンズが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平7-151966号公報
【文献】特開2011-107693号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前述したポジティブリード型のズームレンズは、広画角化および高変倍化が比較的容易であるが、高い光学性能と小型化を両立するためには、レンズの屈折力配置を適切に設定することが重要である。特に最も物体側の第1レンズ群は、ズームレンズの中で重さの配分が最も大きいレンズ群であるため、第1レンズ群の屈折力および絞り以降のレンズ群の横倍率を適切に設定することが重要となる。
【0007】
本発明は、例えば、小型、広画角、高変倍比、かつ全ズーム範囲にわたる高い光学性能の点で有利なズームレンズの提供を目的とする。
【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、変倍のためには移動しない正の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも2つの負の屈折力を有するレンズ群を含む変倍のために移動する2つまたは3つの移動レンズ群と、変倍のためには移動しない最終レンズ群とからなり、隣り合うレンズ群どうしの間隔はいずれも変倍のために変化し、望遠端における焦点距離をftとし、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とし、前記2つまたは3つの移動レンズ群のうち最も像側にある負の屈折力を有するレンズ群NNよりも像側にある全てのレンズ群の広角端での合成横倍率をβNとして、
3.7<ft/f1<5.0
-1.34≦βN<-1.0
なる条件式を満足し、広角端において前記2つまたは3つの移動レンズ群のうち最も物体側にある負の屈折力を有するレンズ群N1と前記レンズ群NNとの間で最も広い空気間隔よりも物体側にある前記2つまたは3つの移動レンズ群のうち全てのレンズ群は、少なくとも4枚のレンズを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、例えば、小型、広画角、高変倍比、かつ全ズーム範囲にわたる高い光学性能の点で有利なズームレンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】数値実施例1の広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図
【
図2】数値実施例1の広角端(A)、ズーム中間(B)、望遠端(C)で無限遠物体に合焦したときの収差図
【
図3】数値実施例2の広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図
【
図4】数値実施例2の広角端(A)、ズーム中間(B)、望遠端(C)で無限遠物体に合焦したときの収差図
【
図5】数値
参考例1の広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図
【
図6】数値
参考例1の広角端(A)、ズーム中間(B)、望遠端(C)で無限遠合焦したときの収差図
【
図7】数値
参考例2の広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図
【
図8】数値
参考例2の広角端(A)、ズーム中間(B)、望遠端(C)で無限遠合焦したときの収差図
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
実施例1~2の本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、変倍のためには移動しない正の屈折力を有する第1レンズ群を有する。更に少なくとも2つの負の屈折力を有するレンズ群を含む変倍のために移動する2つまたは3つの移動レンズ群と、変倍のためには移動しない最終レンズ群を有する。隣り合うレンズ群どうしの間隔はいずれも変倍のために変化する。
【0012】
ここで各レンズ群が変倍に際して不動というのは、変倍を行う目的で駆動されることは無いが、変倍とフォーカシングとを同時に行う場合があれば、フォーカシングのために移動することはあり得るということである。
【0013】
図1は本発明の実施例1(数値実施例1)のズームレンズの広角端(焦点距離、f=7.80mm)で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。
図2は数値実施例1の(A)広角端(焦点距離、f=7.80mm)、(B)ズーム中間(焦点距離、f=46.38mm)、(C)望遠端(焦点距離、f=202.80mm)における無限遠物体に合焦しているときの収差図である。但し、焦点距離は数値実施例の値をmm単位で表したときの値である。これは以下の各実施例において全て同じである。
【0014】
図3は本発明の実施例2(数値実施例2)のズームレンズの広角端(焦点距離、f=7.70mm)で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。
図4は数値実施例2の(A)広角端(焦点距離、f=7.70mm)、(B)ズーム中間(焦点距離、f=46.78mm)、(C)望遠端(焦点距離、f=200.20mm)における無限遠物体に合焦しているときの収差図である。
【0015】
図5は本発明の
参考例1(数値
参考例1)のズームレンズの広角端(焦点距離、f=7.20mm)で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。
図6は数値
参考例1の(A)広角端(焦点距離、f=7.20mm)、(B)ズーム中間(焦点距離、f=43.60mm)、(C)望遠端(焦点距離、f=180.00mm)における無限遠物体に合焦しているときの収差図である。
【0016】
図7は本発明の
参考例2(数値
参考例2)のズームレンズの広角端(焦点距離、f=10.00mm)で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。
図8は数値
参考例2の(A)広角端(焦点距離、f=10.00mm)、(B)ズーム中間(焦点距離、f=55.54mm)、(C)望遠端(焦点距離、f=370.00mm)における無限遠物体に合焦しているときの収差図である。
図9は本発明の撮像装置の要部概略図である。
【0017】
各レンズ断面図において、左方が被写体(物体)側(前方)で、右方が像側(後方)である。レンズ断面図において、B1は変倍のためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群(前玉レンズ群)である。
【0018】
図1に示す実施例1のズームレンズにおいては、B2およびB3のレンズ群でズーム系(変倍レンズ群)が構成されている。B4は変倍のためには移動しない結像作用をする第4レンズ群(リレーレンズ群)である。
【0019】
図3、5、7に示す実施例2
、参考例1~2のズームレンズにおいては、B2~B4のレンズ群でズーム系(変倍レンズ群)が構成されている。B5は変倍のためには移動しない結像作用をする第5レンズ群(リレーレンズ群)である。
【0020】
SPは絞り(開口絞り)である。GBはカメラの分光プリズムやローパスフィルタ等に相当している。
IPは撮像面であり、ズームレンズで形成された像を受光し、光電変換する固体撮像素子(光電変換素子)等の撮像面に相当している。
【0021】
収差図において、球面収差における実線と二点鎖線は各々e線、g線である。非点収差における破線と実線は各々メリディオナル像面,サジタル像面であり、倍率色収差における二点鎖線は各々g線である。ωは半画角、FnoはFナンバーである。
尚、以下の各実施例においてズーム用のレンズ群が最も短焦点側の配置となった場合を広角端、最も長焦点側の配置となった場合を望遠端という。
【0022】
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、変倍のためには移動しない正の屈折力を有する第1レンズ群を有する。更に、少なくとも2つの負の屈折力を有するレンズ群を含む変倍のために移動する2つまたは3つの移動レンズ群と、変倍のためには移動しない最終レンズ群とを有する。
【0023】
望遠端における焦点距離をftとする。第1レンズ群の焦点距離をf1とし、前記2つまたは3つの移動レンズ群のうち最も像側にある負の屈折力を有するレンズ群NNよりも像側にある全てのレンズ群RGの広角端での合成横倍率をβNとして、
3.7<ft/f1<10.0 ・・・(1)
-2.0<βN<-0.5 ・・・(2)
なる条件式を満足している。
【0024】
条件式(1)は、望遠端の焦点距離と第1レンズ群の焦点距離の関係を規定している。第1レンズ群は最も物体側のレンズ群であり、以降の群により収差や製造誤差等が拡大される。よって、条件式(1)により第1レンズ群の収差や製造誤差の許容値が決定される。
【0025】
各実施例のズームレンズでは、条件式(1)を満足することにより、レンズの大型化を抑制しつつ、諸収差を良好に補正することが可能となる。
条件式(1)の上限を超えると、諸収差の抑制、特に望遠側の色収差の抑制が困難となる。条件式(1)の下限を超えると、レンズが大型化してしまう。
【0026】
条件式(2)は、レンズ群RGの広角端における横倍率を規定している。各実施例のズームレンズでは、条件式(2)を満足することにより、レンズの大型化を抑制しつつ、諸収差を良好に補正することが可能となる。
【0027】
条件式(2)の上限を超えると、レンズ群RGより物体側に配置されたレンズ群の収差を拡大するため、諸収差の抑制が困難となる。また、レンズ群RG群の径が増大する。条件式(2)の下限を超えると、レンズが大型化してしまう。
【0028】
更に好ましくは条件式(1)~(2)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
3.99<ft/f1<7.00 ・・・(1a)
-1.70<βN<-1.00 ・・・(2a)
【0029】
以上の各条件式を満たすことにより、本発明の各実施例はズーム全域において収差補正が良好に補正された、小型、軽量なズームレンズを得ている。
【0030】
本発明のズームレンズは、更に好ましくは、第1レンズ群の最も像側の面から最終レンズ群の最も物体側の面までの距離をLとし、負レンズ群N1の最も像側の面から負レンズ群NNの最も物体側の面までの距離をDとして、
0.2<D/L<0.7 ・・・(3)
なる条件式を満足するのが良い。
【0031】
条件式(3)は、移動群の中のレンズ間隔とレンズ全長の関係を規定することで、負レンズ群NNで適切に光量を規制し、諸収差を抑制している。
条件式(3)の上限を超えると、負レンズ群NNによる光量補正効果が適切に行えないため、収差の抑制が困難となる。条件式(3)の下限を超えると、レンズ群RG群の径が増大する。
【0032】
本発明のズームレンズは、更に好ましくは、負レンズ群N1の最大有効径をEVとし、負レンズ群NNの最小有効径をECとして、
1.05<EV/EC<3.00 ・・・(4)
なる条件式を満足するのが良い。
【0033】
条件式(4)は、負レンズ群N1と負レンズ群NNの有効径の関係を規定している。これにより、負レンズ群NNで適切に光量を規制し、諸収差を抑制している。
条件式(4)の上限を超えると、負レンズ群NNによる光量補正効果が適切に行えないため、収差の抑制が困難となる。条件式(4)の下限を超えると、RG群の径が増大する。
【0034】
本発明のズームレンズは、更に好ましくは、広角端において、移動レンズ群の中で、前記移動レンズ群に含まれる負レンズ群のうち最も物体側の負レンズ群N1を含み、負レンズ群N1から負レンズ群N1と負レンズ群NNの間で最も広い空気間隔よりも物体側にある全てのレンズ群VGの合成焦点距離をf2として、
-6.0<f1/f2<-2.5 ・・・(5)
なる条件式を満足するのが良い。
【0035】
条件式(5)は、第1レンズ群とレンズ群VGの焦点距離の関係を規定している。これにより、レンズの大型化を抑制しつつ、諸収差を良好に補正することが可能となる。
条件式(5)の上限を超えると、諸収差の抑制、特に望遠側の色収差の抑制が困難となる。条件式(5)の下限を超えると、レンズが大型化してしまう。
【0036】
本発明のズームレンズは、更に好ましくは、負レンズ群NNよりも像側に開口絞りを有するのが良い。これにより、開口絞りが動かない、または、移動量を小さくすることが可能となり、機構的な負荷を低減することが可能となる。
【0037】
本発明のズームレンズは、更に好ましくは、広角端における焦点距離をfwとして、
10.0<ft/fw<60.0 ・・・(6)
なる条件式を満足するのが良い。
【0038】
条件式(6)は、広角端と望遠端の焦点距離の関係を規定している。
条件式(6)を満足することで、レンズの大型化を抑制しつつ、諸収差を良好に補正することが可能となる。
【0039】
本発明のズームレンズは、更に好ましくは、最終レンズ群の最も像側のレンズ面から撮像面までの空気換算間隔をbfとして、
0.08<fw/bf<0.80 ・・・(7)
なる条件式を満足するのが良い。
【0040】
条件式(7)は、広角端の焦点距離とバックフォーカスの関係を規定している。
条件式(7)を満足することで、レンズの大型化を抑制しつつ、諸収差を良好に補正することが可能となる。
【0041】
本発明のズームレンズは、更に好ましくは、第1レンズ群は少なくとも3枚の正レンズを有するのが良い。これにより、広角化や変倍比する際に、第1レンズ群に適切な焦点距離を設定することが可能となり、レンズの大型化を抑制しつつ、諸収差を良好に補正することが可能となる。
【0042】
本発明のズームレンズは、更に好ましくは、レンズ群VGは少なくとも4枚のレンズを有するのが良い。これにより、広角化や変倍比する際に、レンズ群VGに適切な焦点距離を設定することが可能となり、レンズの大型化を抑制しつつ、諸収差を良好に補正することが可能となる。
【0043】
更に好ましくは条件式(3)~(7)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.30<D/L<0.60 ・・・(3a)
1.20<EV/EC<2.50 ・・・(4a)
-5.00<f1/f2<-3.20 ・・・(5a)
15.00<ft/fw<50.00 ・・・(6a)
0.10<fw/bf<0.50 ・・・(7a)
次に各実施例のレンズ構成の特徴について説明する。
【実施例1】
【0044】
第1実施例において、第1レンズ群B1は第1面~第12面に対応する。第2レンズ群B2は第13面~第19面に対応する。第3レンズ群B3は第20面~第22面に対応する。第23面は開口絞りである。第4レンズ群B4は第24面~第41面に対応する。カメラ光学系GBは第42面~第44面に対応する。
【0045】
実施例1のズームレンズにおいては、第2レンズ群B2が負レンズ群N1に対応し、第3レンズ群B3が負レンズ群NNに対応し、第2レンズ群B2がレンズ群VGに対応し、第4レンズ群B4がレンズ群RG群に対応する。
【0046】
後述する表1に示すように数値実施例1は条件式(1)~(7)のいずれの条件式も満足しており、26.00倍の高変倍比で広角端における撮影画角(画角)70.38°と広画角化を達成している。且つズーム全域において諸収差を良好に補正した高い光学性能を得ている。
【実施例2】
【0047】
第2実施例において、第1レンズ群B1は第1面~第12面に対応する。第2レンズ群B2は第13面~第19面に対応する。第3レンズ群B3は第20面~第22面に対応する。第4レンズ群B4は第23面~第24面に対応する。第25面は開口絞りである。第5レンズ群B5は第26面~38面に対応する。カメラ光学系GBは第39面~第41面に対応する。
【0048】
実施例2のズームレンズにおいては、第2レンズ群B2が負レンズ群N1に対応し、第3レンズ群B3が負レンズ群NNに対応し、第2レンズ群B2がレンズ群VGに対応し、第4レンズ群B4および第5レンズ群B5がレンズ群RG群に対応する。
【0049】
実施例1と比較すると、実施例1の変倍に際して固定の第4レンズ群B4の一部を変倍に際して移動させる構成としている。これにより、レンズの大型化を抑制しつつ、諸収差を良好に補正している。
【0050】
後述する表1に示すように数値実施例2は条件式(1)~(7)のいずれの条件式も満足しており、26.00倍の高変倍比で広角端における撮影画角(画角)71.08°と広画角化を達成している。且つズーム全域において諸収差を良好に補正した高い光学性能を得ている。
【0051】
(参考例1)
参考例1において、第1レンズ群B1は第1面~第13面に対応する。第2レンズ群B2は第14面~第18面に対応する。第3レンズ群B3は第19面~第21面に対応する。第4レンズ群B4は第22面~第24面に対応する。第25面は開口絞りである。第5レンズ群B5は第26面~42面に対応する。カメラ光学系GBは第43面~第45面に対応する。
【0052】
参考例1のズームレンズにおいては、第2レンズ群B2が負レンズ群N1に対応し、第4レンズ群B4が負レンズ群NNに対応し、第2レンズ群B2および第3レンズ群B3がレンズ群VGに対応し、第5レンズ群B5がレンズ群RG群に対応する。
【0053】
実施例1と比較すると、実施例1の第2レンズ群B2の一部を変倍に際して第2レンズ群B2と異なる軌跡で移動させる構成としている。これにより、レンズの大型化を抑制しつつ、諸収差を良好に補正している。
【0054】
後述する表1に示すように参考例1は条件式(1)~(7)のいずれの条件式も満足しており、25.00倍の高変倍比で広角端における撮影画角(画角)74.76°と広画角化を達成している。且つズーム全域において諸収差を良好に補正した高い光学性能を得ている。
【0055】
(参考例2)
参考例2において、第1レンズ群B1は第1面~第10面に対応する。第2レンズ群B2は第11面~第12面に対応する。第3レンズ群B3は第13面~第17面に対応する。第4レンズ群B4は第18面~第20面に対応する。第21面は開口絞りである。第5レンズ群B5は第22面~37面に対応する。カメラ光学系GBは第38面~第40面に対応する。
【0056】
参考例2のズームレンズにおいては、第2レンズ群B2が負レンズ群N1に対応し、第4レンズ群B4が負レンズ群NNに対応し、第2レンズ群B2および第3レンズ群B3がレンズ群VGに対応し、第5レンズ群B5がレンズ群RG群に対応する。
【0057】
実施例1と比較すると、実施例1の第2レンズ群B2の一部を変倍に際して第2レンズ群B2と異なる軌跡で移動させている。これにより、レンズの大型化を抑制しつつ、諸収差を良好に補正している。
【0058】
後述する表1に示すように数値参考例2は条件式(1)~(7)のいずれの条件式も満足しており、37.00倍の高変倍比で広角端における撮影画角(画角)57.62°と広画角化を達成している。且つズーム全域において諸収差を良好に補正した高い光学性能を得ている。
【0059】
以上のように各実施例によれば、各レンズ群の屈折力配置やズーム用の移動レンズ群の移動軌跡等を適切に規定している。これにより、高変倍化と広画角化を両立しつつ、諸収差を良好に補正したズームレンズを得ている。
【0060】
図9は実施例1~
2のズームレンズを撮影光学系として用いた撮像装置(テレビカメラシステム)の要部概略図である。
図9において101は実施例1~
2のいずれかのズームレンズである。124はカメラである。ズームレンズ101はカメラ124に対して着脱可能となっている。125はカメラ124にズームレンズ101を装着することで構成される撮像装置である。ズームレンズ101は第1レンズ群F、ズーム部LZ、結像用の第5レンズ群Rを有している。
【0061】
ズーム部LZは実施例1~2の変倍のために光軸上を移動するレンズ群である。SPは開口絞りである。114、115は各々フォーカシング群、ズーム部LZを光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。
【0062】
116~118は駆動機構114、115および開口絞りSPを電動駆動するモータ(駆動手段)である。119~121は、フォーカシング群やズーム部LZの光軸上の位置や、開口絞りSPの絞り径を検出するためのエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。カメラ124において、109はカメラ124内の光学フィルタに相当するガラスブロック、110はズームレンズ101によって形成された被写体像を受光する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。
【0063】
また、111、122はカメラ124およびズームレンズ101の各種の駆動を制御するCPUである。このように本発明のズームレンズをテレビカメラに適用することにより、高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
【0064】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【0065】
以下に本発明の実施例1~2に対する数値実施例1~2を示す。各数値実施例において、iは物体側からの面の順序を示し、riは物体側より第i番目の面の曲率半径、diは物体側より第i面と第(i+1)面の間隔、ndi,νdiは第i面と第(i+1)面との間の光学部材の屈折率とアッベ数である。非球面は面番号の横に*印を付けている。各実施例及び各参考例と前述した条件式との対応を表1に示す。
【0066】
非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH軸、光の進行方向を正とし、Rを近軸曲率半径、kを円錐常数、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16をそれぞれ非球面係数としたとき、次式で表している。また、「e-Z」は「×10
-Z」を意味する。
【数1】
【0067】
変倍の際に移動するレンズ群の移動量は、変倍の際に移動する最も物体側の負レンズ群N1を広角端と望遠端を結ぶ直線で動かしたとき、下記の数式に従い移動する。また、変倍の際に移動する最も像側のレンズ群は、変倍に伴う像面変動補正用に移動する。
【0068】
移動量はjをレンズ群の番号とし、光軸方向への移動量をfj(y)、光の進行方向を正、yは広角端から望遠端までの移動量を1として示し、Bj1、Bj2、Bj3、Bj4、Bj5、Bj6、Bj7、Bj8それぞれ移動係数としたとき、次式で表している。
【数2】
【0069】
<数値実施例1>
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -92.097 2.70 1.83400 37.2 62.54
2 104.950 1.41 61.33
3 106.289 12.06 1.43387 95.1 61.91
4 -86.563 0.20 62.07
5 156.317 8.07 1.43387 95.1 60.78
6 -119.953 3.08 60.55
7 133.027 5.78 1.43387 95.1 56.49
8 -297.197 0.20 55.89
9 79.872 5.13 1.43387 95.1 51.94
10 511.149 0.34 51.01
11 46.354 4.60 1.76385 48.5 47.24
12 98.827 (可変) 46.36
13* 60.444 1.00 2.00330 28.3 20.59
14 11.057 5.18 16.24
15 -35.951 5.95 1.80810 22.8 15.84
16 -10.278 0.75 1.88300 40.8 15.62
17 99.561 0.18 15.74
18 31.818 2.45 1.80518 25.4 15.90
19 -695.709 (可変) 15.72
20 -24.328 0.90 1.75500 52.3 16.45
21 40.199 2.51 1.84666 23.8 18.01
22 -374.844 (可変) 18.58
23(絞り) ∞ 1.00 31.97
24 ∞ 4.39 1.65844 50.9 32.72
25 -47.699 0.15 33.32
26 255.705 4.61 1.53172 48.8 34.20
27 -59.341 0.15 34.36
28 52.381 8.18 1.48749 70.2 33.47
29 -38.908 1.00 1.88300 40.8 32.88
30 330.737 36.60 32.64
31 71.830 7.33 1.51742 52.4 32.50
32 -53.351 0.50 32.01
33 107.384 1.00 1.88300 40.8 29.53
34 22.642 7.61 1.49700 81.5 27.43
35 6822.282 3.00 26.81
36 65.343 8.32 1.51742 52.4 25.49
37 -20.451 1.00 1.88300 40.8 24.47
38 216.200 0.13 24.68
39 62.443 7.20 1.48749 70.2 24.86
40 -27.696 4.50 24.81
41 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
42 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
43 ∞ 7.05 40.00
像面 ∞
非球面データ
第13面
K =-5.17119e+001 A 4= 4.37510e-005 A 6=-1.36242e-007 A 8=-3.35163e-009 A10= 1.02869e-010 A12=-1.21902e-012 A14= 6.75412e-015 A16=-1.42700e-017
ズーム移動量データ
B21=35.21982
【0070】
各種データ
ズーム比 26.00
広角 中間 望遠
焦点距離 7.80 46.38 202.80
Fナンバー 1.80 1.80 4.58
半画角 35.19 6.76 1.55
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 247.58 247.58 247.58
BF 40.72 40.72 40.72
d12 0.54 28.72 35.76
d19 33.96 3.16 14.28
d22 17.69 20.32 2.16
入射瞳位置 38.35 188.21 631.20
射出瞳位置 420.15 420.15 420.15
前側主点位置 46.30 239.80 933.55
後側主点位置 -0.75 -39.34 -195.75
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 46.75 43.57 26.26 1.37
2 13 -11.76 15.51 0.67 -10.68
3 20 -37.98 3.41 -0.21 -2.09
4 23 67.05 92.18 76.05 -112.70
5 41 ∞ 46.20 14.58 -14.58
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -58.08
2 3 111.80
3 5 157.43
4 7 212.13
5 9 216.86
6 11 109.56
7 13 -13.51
8 15 15.97
9 16 -10.46
10 18 37.50
11 20 -19.86
12 21 42.58
13 24 72.11
14 26 90.60
15 28 47.03
16 29 -39.15
17 31 60.10
18 33 -32.49
19 34 45.56
20 36 31.00
21 37 -21.00
22 39 40.28
23 41 0.00
24 42 0.00
【0071】
<数値実施例2>
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -128.650 2.70 1.83400 37.2 67.62
2 97.360 1.29 64.18
3 99.221 11.65 1.43387 95.1 64.35
4 -114.886 0.20 64.21
5 139.344 7.99 1.43387 95.1 61.80
6 -145.554 3.44 61.42
7 129.275 5.63 1.43387 95.1 57.44
8 -413.194 0.20 57.08
9 79.576 5.57 1.43387 95.1 54.55
10 535.053 0.34 53.82
11 49.897 4.90 1.76385 48.5 50.58
12 108.006 (可変) 49.77
13* 469.659 1.00 2.00330 28.3 21.17
14 12.967 4.31 17.00
15 -65.486 6.08 1.80810 22.8 16.68
16 -11.187 0.75 1.88300 40.8 16.17
17 52.168 0.18 15.82
18 29.518 2.33 1.80518 25.4 15.91
19 310.848 (可変) 15.68
20 -23.621 0.90 1.72916 54.7 14.92
21 31.087 2.22 1.84666 23.8 16.34
22 273.558 (可変) 16.81
23* 80.911 5.64 1.69680 55.5 28.51
24 -63.305 (可変) 29.37
25(絞り) ∞ 0.74 31.32
26 61.716 7.56 1.48749 70.2 31.87
27 -52.322 1.50 2.00100 29.1 31.73
28 -83.185 36.58 32.04
29 43.554 6.47 1.51742 52.4 26.57
30 -60.615 1.59 25.65
31 -63.851 1.00 1.88300 40.8 24.30
32 20.761 6.99 1.49700 81.5 23.27
33 -167.247 0.35 23.63
34 89.625 7.44 1.51742 52.4 23.81
35 -21.192 1.00 1.88300 40.8 23.75
36 -60.959 0.13 24.57
37 60.109 6.77 1.48749 70.2 24.82
38 -31.806 4.50 24.59
39 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
40 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
41 ∞ 7.05 40.00
像面 ∞
非球面データ
第13面
K =-2.44487e+003 A 4= 2.30750e-005 A 6=-7.26344e-008 A 8= 5.46544e-010 A10=-2.84953e-011 A12= 6.08622e-013 A14=-5.25344e-015 A16= 1.61567e-017
第23面
K =-2.28242e+000 A 4=-3.36794e-006 A 6= 2.31031e-009 A 8=-1.60557e-012
ズーム移動量データ
B21=36.94734
B31=-16.66891 B32=-209.81035 B33=2015.15665 B34=-7417.88501
B35=132223.21657 B36=-11213.07858 B37=3637.65965
【0072】
各種データ
ズーム比 26.00
広角 中間 望遠
焦点距離 7.70 46.78 200.20
Fナンバー 1.80 1.85 4.08
半画角 35.54 6.71 1.57
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 238.93 238.93 238.93
BF 40.72 40.72 40.72
d12 0.59 30.15 37.54
d19 30.09 2.73 11.73
d22 13.89 16.61 2.11
d24 8.19 3.28 1.38
入射瞳位置 40.45 208.65 745.39
射出瞳位置 269.63 269.63 269.63
前側主点位置 48.38 263.76 1098.22
後側主点位置 -0.65 -39.73 -193.15
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 50.08 43.91 26.03 -0.38
2 13 -11.20 14.66 0.92 -9.05
3 20 -33.04 3.12 0.11 -1.60
4 23 51.58 5.64 1.89 -1.48
5 25 58.22 78.12 70.19 -38.19
6 39 ∞ 46.20 14.58 -14.58
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -65.67
2 3 124.45
3 5 165.07
4 7 227.10
5 9 214.12
6 11 116.56
7 13 -13.20
8 15 15.73
9 16 -10.31
10 18 39.99
11 20 -18.20
12 21 40.85
13 23 51.58
14 26 59.18
15 27 -143.24
16 29 49.82
17 31 -17.54
18 32 37.52
19 34 33.75
20 35 -37.01
21 37 43.58
【0073】
<数値参考例1>
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -118.230 2.50 1.89190 37.1 61.47
2 143.847 1.35 59.23
3 207.691 2.50 1.74951 35.3 59.22
4 85.335 12.01 1.43387 95.1 58.56
5 -85.525 0.20 58.63
6 91.912 8.69 1.43387 95.1 56.97
7 -133.181 2.34 56.69
8 119.449 4.40 1.43387 95.1 52.58
9 -1287.038 0.20 52.02
10 76.095 4.73 1.43387 95.1 49.05
11 610.969 0.34 48.31
12 41.949 4.39 1.76385 48.5 44.69
13 98.181 (可変) 44.22
14* 159.432 1.00 2.00330 28.3 19.25
15 11.736 3.70 15.29
16 -52.410 5.52 1.80518 25.4 15.03
17 -9.746 0.75 1.88300 40.8 14.27
18 27.930 (可変) 13.56
19 27.385 4.08 1.76182 26.5 13.65
20 -12.064 0.75 1.95375 32.3 13.49
21 -51.695 (可変) 13.53
22 -23.145 0.90 1.75500 52.3 18.16
23 49.279 2.44 1.84666 23.8 20.29
24 -255.759 (可変) 20.88
25(絞り) ∞ 1.00 32.58
26 ∞ 4.65 1.65844 50.9 33.49
27 -43.835 0.15 34.11
28 767.659 4.79 1.53172 48.8 35.28
29 -52.364 0.15 35.55
30 58.440 8.73 1.48749 70.2 34.95
31 -36.828 1.00 1.88300 40.8 34.46
32 -383.470 36.60 34.56
33 61.677 7.69 1.51742 52.4 32.82
34 -53.737 0.48 32.17
35 290.109 1.00 1.88300 40.8 29.75
36 22.695 8.16 1.49700 81.5 27.53
37 -180.850 0.35 27.05
38 43.424 9.07 1.51742 52.4 26.13
39 -21.139 1.00 1.88300 40.8 24.86
40 67.338 0.13 24.70
41 44.253 7.88 1.48749 70.2 24.93
42 -26.933 4.50 24.92
43 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
44 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
45 ∞ 7.05 40.00
像面 ∞
非球面データ
第14面
K = 8.36645e+001 A 4= 3.33061e-005 A 6=-1.33804e-007 A 8= 2.18990e-010 A10= 2.83776e-012 A12= 1.52923e-013 A14=-3.25037e-015 A16= 1.68378e-017
ズーム移動量データ
B21= 31.71554
B31= 33.87002 B32= 10.09732 B33=-56.49757 B34=107.08374 B35=-91.52456
B36= 30.63785
【0074】
各種データ
ズーム比 25.00
広角 中間 望遠
焦点距離 7.20 43.60 180.00
Fナンバー 1.80 1.93 4.32
半画角 37.38 7.19 1.75
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 243.15 243.15 243.15
BF 40.72 40.72 40.72
d13 0.39 25.76 32.11
d18 0.47 1.63 2.42
d21 33.30 3.63 10.18
d24 12.63 15.77 2.09
入射瞳位置 35.85 170.26 543.22
射出瞳位置 829.44 829.44 829.44
前側主点位置 43.11 216.17 762.62
後側主点位置 -0.15 -36.56 -172.96
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 41.72 43.65 25.82 1.38
2 14 -6.09 10.97 2.63 -3.90
3 19 32.83 4.83 0.44 -2.29
4 22 -36.71 3.34 -0.26 -2.10
5 25 61.72 92.84 65.88 -114.40
6 43 ∞ 46.20 14.58 -14.58
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -71.97
2 3 -193.67
3 4 100.34
4 6 126.51
5 8 251.54
6 10 199.30
7 12 92.29
8 14 -12.57
9 16 13.93
10 17 -8.06
11 19 11.41
12 20 -16.53
13 22 -20.65
14 23 48.50
15 26 66.26
16 28 91.93
17 30 47.62
18 31 -45.93
19 33 56.54
20 35 -27.77
21 36 41.00
22 38 28.73
23 39 -18.02
24 41 35.52
【0075】
<数値参考例2>
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -363.765 2.70 1.89190 37.1 78.91
2 133.521 9.05 75.39
3 231.978 11.98 1.43387 95.1 74.91
4 -101.283 6.99 74.71
5 123.396 9.35 1.43387 95.1 68.68
6 -196.897 0.20 68.01
7 67.231 8.25 1.43387 95.1 60.32
8 1087.314 0.34 59.19
9 42.557 5.18 1.49700 81.5 48.60
10 84.376 (可変) 47.74
11* 136.502 1.00 2.00330 28.3 25.11
12 25.201 (可変) 21.91
13 -25.905 0.90 1.88300 40.8 20.77
14 29.021 5.09 1.80810 22.8 20.08
15 -28.040 1.56 19.90
16 -17.531 1.10 1.69680 55.5 19.45
17 -31.429 (可変) 19.68
18 -28.800 0.90 1.75500 52.3 12.45
19 29.535 2.05 1.84666 23.8 13.14
20 169.822 (可変) 13.51
21(絞り) ∞ 1.00 35.16
22 ∞ 4.26 1.65844 50.9 35.72
23 -59.636 0.15 36.20
24 400.260 4.69 1.53172 48.8 36.64
25 -62.074 0.15 36.72
26 50.634 8.43 1.48749 70.2 35.17
27 -44.099 1.00 1.88300 40.8 34.43
28 128.966 36.60 33.73
29 51.491 7.88 1.51742 52.4 33.53
30 -66.029 0.50 32.82
31 35.250 3.41 1.49700 81.5 28.95
32 56.418 1.50 1.89190 37.1 27.45
33 18.633 0.47 24.41
34 18.421 10.32 1.51742 52.4 24.48
35 -26.222 1.50 1.88300 40.8 23.00
36 34.418 6.80 1.51742 52.4 21.96
37 -30.910 4.50 21.79
38 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
39 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
40 ∞ 7.05 40.00
像面 ∞
非球面データ
第11面
K =-4.12581e+001 A 4= 1.25993e-005 A 6=-2.03115e-008 A 8= 1.05572e-009 A10=-2.08595e-011 A12= 2.11436e-013 A14=-1.01279e-015 A16= 1.92996e-018
ズーム移動量データ
B21=35.93965
B31= 37.14155 B32=-16.56594 B33=87.35584 B34=-164.85230 B35=157.91133
B36=-56.54727 B37= 4.04332
【0076】
各種データ
ズーム比 37.00
広角 中間 望遠
焦点距離 10.00 55.54 370.00
Fナンバー 2.00 2.08 7.67
半画角 28.81 5.66 0.85
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 274.15 274.15 274.15
BF 40.72 40.72 40.72
d10 0.86 29.61 36.80
d12 5.41 9.05 9.87
d17 33.10 1.67 29.30
d20 38.77 37.82 2.18
入射瞳位置 58.37 255.18 1203.25
射出瞳位置 -223.95 -223.95 -223.95
前側主点位置 67.94 297.37 980.60
後側主点位置 -2.95 -48.49 -362.95
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 55.13 54.03 34.52 -0.29
2 11 -30.69 1.00 0.61 0.11
3 13 -42.79 8.64 -1.17 -6.75
4 18 -35.40 2.95 0.23 -1.38
5 21 51.97 88.66 36.50 -67.65
6 38 ∞ 46.20 14.58 -14.58
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -108.54
2 3 163.87
3 5 175.96
4 7 164.35
5 9 165.45
6 11 -30.69
7 13 -15.29
8 14 18.20
9 16 -58.56
10 18 -19.10
11 19 41.54
12 22 90.15
13 24 100.93
14 26 49.64
15 27 -36.90
16 29 56.97
17 31 178.89
18 32 -31.59
19 34 22.61
20 35 -16.56
21 36 32.49
【0077】
【符号の説明】
【0078】
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
B5 :第5レンズ群