(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】2025-03-07
(45)【発行日】2025-03-17
(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 20060101AFI20250310BHJP
G02B 13/18 20060101ALN20250310BHJP
【FI】
G02B15/20
G02B13/18
(21)【出願番号】P 2021090401
(22)【出願日】2021-05-28
【審査請求日】2024-02-01
(73)【特許権者】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小松 大樹
(72)【発明者】
【氏名】川名 正直
(72)【発明者】
【氏名】大田 基在
(72)【発明者】
【氏名】田中 琢也
【審査官】殿岡 雅仁
(56)【参考文献】
【文献】特開平10-142506(JP,A)
【文献】特開2002-196239(JP,A)
【文献】特開2013-003384(JP,A)
【文献】特開2010-191336(JP,A)
【文献】特開2013-003255(JP,A)
【文献】特開2019-045555(JP,A)
【文献】特開2019-008236(JP,A)
【文献】特開2018-132675(JP,A)
【文献】国際公開第2017/134929(WO,A1)
【文献】国際公開第2021/220579(WO,A1)
(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、正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、
3つ又は4つのレンズ群からなる後続群とからなり、
変倍の際、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記後続群との間隔が変化し、
後続群内の隣り合うレンズ群の間隔が全て変化し、
前記後続群は、合焦の際に移動する合焦群を含
み、
前記後続群は、少なくとも1つの負の屈折力を有するレンズ群を含み、
前記後続群の負の屈折力を有するレンズ群のうち、最も屈折力が強いレンズ群であるSnレンズ群は、変倍の際に移動し、
前記第2レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径をR2r、
前記後続群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をRSf、
前記Snレンズ群の焦点距離をfSn、
広角端における無限遠物体に合焦した状態での前記Snレンズ群の位置と、望遠端における無限遠物体に合焦した状態での前記Snレンズ群の位置との光軸方向の差をDZSnとした場合、
-0.3<(R2r-RSf)/(R2r+RSf)<1.2 (7)
-15<DZSn/fSn<-2.5 (8-3)
で表される条件式(7)および(8-3)を満足するズームレンズ。
【請求項2】
変倍の際、前記第1レンズ群は像面に対して固定され、かつ前記第2レンズ群は移動する請求項
1に記載のズームレンズ。
【請求項3】
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、
最大像高をYmaxとした場合、
0<Ymax/f1<2 (1)
で表される条件式(1)を満足する請求項1
又は2に記載のズームレンズ。
【請求項4】
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とした場合、
0<f1/f2<4 (2)
で表される条件式(2)を満足する請求項1
から3のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項5】
望遠端における無限遠物体に合焦した状態での前記ズームレンズの焦点距離をft、
前記第2レンズ群の焦点距離をf2とした場合、
0<ft/f2<4 (3)
で表される条件式(3)を満足する請求項1から
4のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項6】
望遠端における無限遠物体に合焦した状態での前記ズームレンズの焦点距離をft、
前記合焦群の焦点距離をfFとした場合、
1<|ft/fF|<15 (4)
で表される条件式(4)を満足する請求項1から
5のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項7】
望遠端における無限遠物体に合焦した状態での前記合焦群の位置と、望遠端における前記ズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態での前記合焦群の位置との光軸方向の差をDZF、
前記合焦群の焦点距離をfFとした場合、
0.1<|DZF/fF|<1 (5)
で表される条件式(5)を満足する請求項1から
6のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項8】
前記第1レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径をR1r、
前記第2レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をR2fとした場合、
0≦(R1r-R2f)/(R1r+R2f)<2 (6)
で表される条件式(6)を満足する請求項1から
7のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項9】
前記第2レンズ群の焦点距離をf2とした場合、
-0.3<fSn/f2<0 (9)
で表される条件式(9)を満足する請求項
1から8のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項10】
望遠端における無限遠物体に合焦した状態での前記ズームレンズの焦点距離をftとした場合、
-0.2<fSn/ft<0 (10)
で表される条件式(10)を満足する請求項
1から9のいずれか1項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とした場合、
-30<f1/fSn<-3 (11)
で表される条件式(11)を満足する請求項
1から10のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項12】
前記後続群は、物体側から像側へ順に、前群と、中群と、後群とからなり、
前記前群の最も像側に前記Snレンズ群が配置され、
前記中群の最も像側に前記合焦群が配置される請求項1から11のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項13】
前記前群は、負の屈折力を有し、かつ変倍の際に移動し、
前記中群は、負の屈折力を有し、かつ変倍の際に移動し、
前記後群は、正の屈折力を有し、かつ変倍の際に像面に対して固定され、
前記合焦群は前記中群からなる請求項12に記載のズームレンズ。
【請求項14】
前記前群は、負の屈折力を有し、かつ変倍の際に移動し、
前記中群は、物体側から像側へ順に、変倍の際に像面に対して固定されている正の屈折力を有する第1中群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第2中群とからなり、
前記合焦群は前記第2中群からなる請求項12に記載のズームレンズ。
【請求項15】
0<Ymax/f1<0.07 (1-2)
で表される条件式(1-2)を満足する請求項
3に記載のズームレンズ。
【請求項16】
0<f1/f2<3 (2-1)
で表される条件式(2-1)を満足する請求項
4に記載のズームレンズ。
【請求項17】
0<ft/f2<3 (3-1)
で表される条件式(3-1)を満足する請求項
5に記載のズームレンズ。
【請求項18】
3<|ft/fF|<12 (4-
3)
で表される条件式(4-
3)を満足する請求項
6に記載のズームレンズ。
【請求項19】
0.12<|DZF/fF|<0.8 (5-1)
で表される条件式(5-1)を満足する請求項
7に記載のズームレンズ。
【請求項20】
0≦(R1r-R2f)/(R1r+R2f)<1.5 (6-1)
で表される条件式(6-1)を満足する請求項
8に記載のズームレンズ。
【請求項21】
-0.24<(R2r-RSf)/(R2r+RSf)<0.9 (7-1)
で表される条件式(7-1)を満足する請求項1から20のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項22】
-0.15<(R2r-RSf)/(R2r+RSf)<0.6 (7-2)
で表される条件式(7-2)を満足する請求項1から20のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項23】
-11<DZSn/fSn<-2.5 (8-1)
で表される条件式(8-1)を満足する請求項1から22のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項24】
-7<DZSn/fSn<-3 (8-2)
で表される条件式(8-2)を満足する請求項1から22のいずれか1項に記載のズームレンズ。
【請求項25】
-0.15<fSn/f2<0 (9-2)
で表される条件式(9-2)を満足する請求項9に記載のズームレンズ。
【請求項26】
-15<f1/fSn<-6 (11-2)
で表される条件式(11-2)を満足する請求項11に記載のズームレンズ。
【請求項27】
請求項1から
26のいずれか1項に記載のズームレンズを備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の技術は、ズームレンズ、および撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、放送用カメラ、映画撮影用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、および監視用カメラ等の撮像装置に適用可能なズームレンズとして、例えば、下記特許文献1および特許文献2に記載のレンズ系が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2019-040020号公報
【文献】特開2015-156010号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
小型に構成され、かつ高倍率を有するズームレンズが要望されている。
【0005】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型化および高倍率化が図られたズームレンズ、およびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様に係るズームレンズは、物体側から像側へ順に、正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、後続群とからなり、変倍の際、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が変化し、第2レンズ群と後続群との間隔が変化し、後続群は、合焦の際に移動する合焦群を含む。
【0007】
第1レンズ群の焦点距離をf1、最大像高をYmaxとした場合、上記態様のズームレンズは、下記条件式(1)を満足することが好ましく、下記条件式(1-1)を満足することがより好ましい。
0<Ymax/f1<2 (1)
0<Ymax/f1<1 (1-1)
【0008】
第1レンズ群の焦点距離をf1、第2レンズ群の焦点距離をf2とした場合、上記態様のズームレンズは、下記条件式(2)を満足することが好ましく、下記条件式(2-1)を満足することがより好ましい。
0<f1/f2<4 (2)
0<f1/f2<3 (2-1)
【0009】
望遠端における無限遠物体に合焦した状態でのズームレンズの焦点距離をft、第2レンズ群の焦点距離をf2とした場合、上記態様のズームレンズは、下記条件式(3)を満足することが好ましく、下記条件式(3-1)を満足することがより好ましい。
0<ft/f2<4 (3)
0<ft/f2<3 (3-1)
【0010】
望遠端における無限遠物体に合焦した状態でのズームレンズの焦点距離をft、合焦群の焦点距離をfFとした場合、上記態様のズームレンズは、下記条件式(4)を満足することが好ましく、下記条件式(4-1)を満足することがより好ましい。
1<|ft/fF|<15 (4)
2<|ft/fF|<12 (4-1)
【0011】
望遠端における無限遠物体に合焦した状態での合焦群の位置と、望遠端におけるズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態での合焦群の位置との光軸方向の差をDZF、合焦群の焦点距離をfFとした場合、上記態様のズームレンズは、下記条件式(5)を満足することが好ましく、下記条件式(5-1)を満足することがより好ましい。
0.1<|DZF/fF|<1 (5)
0.12<|DZF/fF|<0.8 (5-1)
【0012】
第1レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径をR1r、第2レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をR2fとした場合、上記態様のズームレンズは、下記条件式(6)を満足することが好ましく、下記条件式(6-1)を満足することがより好ましい。
0≦(R1r-R2f)/(R1r+R2f)<2 (6)
0≦(R1r-R2f)/(R1r+R2f)<1.5 (6-1)
【0013】
第2レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径をR2r、後続群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をRSfとした場合、上記態様のズームレンズは、下記条件式(7)を満足することが好ましい。
-0.3<(R2r-RSf)/(R2r+RSf)<1.2 (7)
【0014】
後続群は、少なくとも1つの負の屈折力を有するレンズ群を含み、後続群の負の屈折力を有するレンズ群のうち、最も屈折力が強いレンズ群であるSnレンズ群は、変倍の際に移動し、Snレンズ群の焦点距離をfSn、広角端における無限遠物体に合焦した状態でのSnレンズ群の位置と、望遠端における無限遠物体に合焦した状態でのSnレンズ群の位置との光軸方向の差をDZSnとした場合、上記態様のズームレンズは、下記条件式(8)を満足することが好ましい。
-15<DZSn/fSn<-2 (8)
【0015】
上記Snレンズ群の焦点距離をfSn、第2レンズ群の焦点距離をf2とした場合、上記態様のズームレンズは、下記条件式(9)を満足することが好ましい。
-0.3<fSn/f2<0 (9)
【0016】
上記Snレンズ群の焦点距離をfSn、望遠端における無限遠物体に合焦した状態でのズームレンズの焦点距離をftとした場合、上記態様のズームレンズは、下記条件式(10)を満足することが好ましい。
-0.2<fSn/ft<0 (10)
【0017】
上記Snレンズ群の焦点距離をfSn、第1レンズ群の焦点距離をf1とした場合、上記態様のズームレンズは、下記条件式(11)を満足することが好ましい。
-30<f1/fSn<-3 (11)
【0018】
本開示の別の態様に係る撮像装置は、本開示の上記態様に係るズームレンズを備えている。
【0019】
なお、本明細書の「~からなり」、「~からなる」は、挙げられた構成要素以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ、およびカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、および手振れ補正機構等の機構部分、等が含まれていてもよいことを意図する。
【0020】
本明細書の「正の屈折力を有する~群」は、群全体として正の屈折力を有することを意味する。同様に「負の屈折力を有する~群」は、群全体として負の屈折力を有することを意味する。「正の屈折力を有するレンズ」と「正レンズ」とは同義である。「負の屈折力を有するレンズ」と「負レンズ」とは同義である。本明細書の各「レンズ群」、「合焦群」、「前群」、「中群」、および「後群」は、複数のレンズからなる構成に限らず、1枚のみのレンズからなる構成としてもよい。
【0021】
複合非球面レンズ(球面レンズと、その球面レンズ上に形成された非球面形状の膜とが一体的に構成されて、全体として1つの非球面レンズとして機能するレンズ)は、接合レンズとは見なさず、1枚のレンズとして扱う。非球面を含むレンズに関する曲率半径、屈折力の符号、および面形状は、特に断りが無い限り、近軸領域のものを用いる。
【0022】
条件式で用いている「焦点距離」は、近軸焦点距離である。条件式で用いている値は特に断りがない限り、無限遠物体に合焦した状態において、d線を基準とした場合の値である。
【0023】
本明細書に記載の「d線」、「C線」、「F線」、および「g線」は輝線であり、d線の波長は587.56nm(ナノメートル)、C線の波長は656.27nm(ナノメートル)、F線の波長は486.13nm(ナノメートル)、g線の波長は435.84nm(ナノメートル)として扱う。
【発明の効果】
【0024】
本開示によれば、小型化および高倍率化が図られたズームレンズ、およびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【
図1】実施例1のズームレンズに対応し、一実施形態に係るズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【
図2】
図1のズームレンズの各状態における構成と光束を示す図である。
【
図4】実施例2のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【
図6】実施例3のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【
図8】実施例4のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【
図9】実施例4のズームレンズの各状態における構成と光束を示す図である。
【
図10】実施例4のズームレンズの各収差図である。
【
図11】実施例5のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【
図12】実施例5のズームレンズの各収差図である。
【
図13】実施例6のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【
図14】実施例6のズームレンズの各収差図である。
【
図15】実施例7のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【
図16】実施例7のズームレンズの各収差図である。
【
図17】実施例8のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【
図18】実施例8のズームレンズの各収差図である。
【
図19】実施例9のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【
図20】実施例9のズームレンズの各収差図である。
【
図21】実施例10のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【
図22】実施例10のズームレンズの各収差図である。
【
図23】実施例11のズームレンズの構成の断面図と移動軌跡を示す図である。
【
図24】実施例11のズームレンズの各収差図である。
【
図25】一実施形態に係る撮像装置の概略的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。
【0027】
図1に、本開示の一実施形態に係るズームレンズの広角端における構成の断面図および移動軌跡を示す。また、
図2に、
図1のズームレンズの各状態における構成の断面図および光束を示す。
図2では、「WIDE」と付した上段に広角端における無限遠物体に合焦した状態を示し、「TELE」と付した中段に望遠端における無限遠物体に合焦した状態を示し、「TELE,β=-0.1」と付した下段に望遠端におけるズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態を示す。
図2では光束として、上段には軸上光束waおよび最大像高の光束wbを示し、中段には軸上光束taおよび最大像高の光束tbを示し、下段には軸上光束ta1および最大像高の光束tb1を示す。
図1および
図2に示す例は後述の実施例1のズームレンズに対応している。
図1および
図2では、左側が物体側、右側が像側である。以下では主に
図1を参照しながら本開示の一実施形態に係るズームレンズについて説明する。
【0028】
図1では、ズームレンズが撮像装置に適用されることを想定して、ズームレンズと像面Simとの間に入射面と射出面が平行の光学部材PPが配置された例を示している。光学部材PPは、保護用のカバーガラス、撮像装置の使用に応じた各種フィルタ、およびプリズム等を想定した部材である。各種フィルタは、例えば、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、および特定の波長域をカットするフィルタである。光学部材PPは屈折力を有しない部材である。光学部材PPを省略して撮像装置を構成することも可能である。
【0029】
本実施形態に係るズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、後続群GSとからなる。変倍の際、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化し、第2レンズ群G2と後続群GSとの間隔が変化する。変倍の際に複数の群間隔が変化することによって、高倍率化が容易となる。最も物体側の第1レンズ群G1を正の屈折力を有するレンズ群とすることによって、レンズ系全長の短縮が容易となり、小型化に有利となる。第2レンズ群G2を正の屈折力を有するレンズ群とし、かつ変倍の際に第2レンズ群G2の物体側および像側の間隔が変化することによって、望遠側での第1レンズ群G1の有効径の大径化を抑制することができる。これによって、第1レンズ群G1の外径の大径化を抑制することができるため、小型化を図ることができる。特に、撮影用カメラおよび放送用カメラ等では可搬性が要求されることから、レンズ径が大きく重くなりやすい第1レンズ群G1を小型化することは有効である。
【0030】
後続群GSは、1つ以上のレンズ群を含む。なお、本明細書における「レンズ群」は、ズームレンズの構成部分であって、変倍の際に変化する空気間隔によって分けられた、少なくとも1枚のレンズを含む部分である。変倍の際には、レンズ群単位で移動又は固定され、かつ、1つのレンズ群内のレンズの相互間隔は変化しない。すなわち、本明細書では、変倍の際に、隣り合う群との間隔が変化し、かつ自身内部では隣り合うレンズの全間隔が変化しない群を1つのレンズ群としている。
【0031】
一例として、
図1のズームレンズは、物体側から像側へ順に、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4と、第5レンズ群G5とからなる。
図1の例では、後続群GSは、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4と、第5レンズ群G5とからなる。
【0032】
一例として、
図1の各レンズ群は以下に述べるレンズから構成されている。第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L14の4枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、レンズL21の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L35の5枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、レンズL41~L43の3枚のレンズからなる。第5レンズ群G5は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL51~L60の10枚のレンズとからなる。
図1の開口絞りStは形状および大きさを示しているのではなく、光軸方向の位置を示している。
【0033】
図1の例では、変倍の際に、第1レンズ群G1と第5レンズ群G5とは像面Simに対して固定され、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。
図1では、広角端から望遠端への変倍の際、移動する各レンズ群の下にはそれぞれの概略的な移動軌跡を矢印で示し、像面Simに対して固定されている各レンズ群の下には接地記号を示す。
【0034】
図1の例のように、変倍の際、第1レンズ群G1は像面Simに対して固定され、かつ第2レンズ群G2は移動することが好ましい。変倍の際に第1レンズ群G1が像面Simに対して固定されることによって、変倍してもレンズ系全長が変化しないため小型化に有利となる。また、変倍の際のレンズ系の重心の変動を小さくすることができるので、撮影の際の利便性を高めることができる。変倍の際に第2レンズ群G2が移動することによって、高倍率化した場合の収差補正が容易となる。
【0035】
本実施形態に係るズームレンズの後続群GSは、合焦の際に移動する合焦群を含む。合焦群は、少なくとも1枚のレンズを含み、光軸Zに沿って移動することによって合焦を行う群である。合焦群を第2レンズ群G2よりも像側に配置することによって合焦群の有効径を小さくすることができるため、小型化に有利となる。
図1の例では、合焦群は第4レンズ群G4からなる。
図1の第4レンズ群G4の下の括弧と左向きの矢印は、無限遠物体から近距離物体へ合焦する際、第4レンズ群G4が物体側へ移動する合焦群であることを示す。
【0036】
後続群GSは、物体側から像側へ順に、前群Gfと、中群Gmと、後群Grとからなるように構成してもよい。後続群GSは、少なくとも1つの負の屈折力を有するレンズ群を含み、後続群GSの負の屈折力を有するレンズ群のうち、最も屈折力が強いレンズ群が、前群Gfの最も像側に配置されることが好ましい。このようにした場合は、変倍の際の移動量を確保しやすくなるため高倍率化に有利となる。また、中群Gmの最も像側には合焦群が配置されることが好ましい。このようにした場合は、光束が細い位置に合焦群を配置することができるため、合焦群の小径化が容易となるので、小型化に有利となる。そして、後続群GSが中群Gmの像側に後群Grを含むことによって、合焦群および合焦群より物体側のレンズ群の屈折力等に応じて、後群Grで調整を行うことができるので、好適に構成することができ、特に、好適な長さのバックフォーカスの確保に有利となる。上記調整をより容易にするために、後群Grの屈折力の符号は合焦群の屈折力の符号と異なるように構成してもよい。
【0037】
一例として、
図1のズームレンズでは、前群Gfは第3レンズ群G3からなり、中群Gmは第4レンズ群G4からなり、後群Grは第5レンズ群G5からなる。
【0038】
例えば、後続群GSは、物体側から像側へ順に、変倍の際に移動する負の屈折力を有する前群Gfと、変倍の際に移動する負の屈折力を有する中群Gmと、変倍の際に像面Simに対して固定されている正の屈折力を有する後群Grとからなるように構成してもよい。この構成では合焦群は中群Gmからなるように構成してもよい。このようにした場合は、後続群GS内で物体側に位置する負の屈折力を有する前群Gfで変倍を行い、前群Gfより像側に位置する負の屈折力を有する中群Gmで焦点位置の補正と合焦とを兼ねることができる。この構成を採ることによって高倍率化に有利となる。また、光束が小さくなる位置に合焦群を配置することによって合焦群の小径化が可能となり、小型化に有利となる。さらに、後群Grを正の屈折力を有する群とすることにより、軸外光線の主光線が像面Simへ入射する角度が大きくなることを抑制できるので、シェーディングの抑制に有利となる。
【0039】
次に、本開示のズームレンズの条件式に関する好ましい構成および可能な構成について述べる。なお、以下の好ましい構成および可能な構成の説明では、冗長さを避けるため「本開示のズームレンズ」を単に「ズームレンズ」という。
【0040】
第1レンズ群G1の焦点距離をf1とし、最大像高をYmaxとした場合、ズームレンズは下記条件式(1)を満足することが好ましい。条件式(1)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、第1レンズ群G1の屈折力が弱くなり過ぎないため、小型化に有利となる。条件式(1)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、第1レンズ群G1の屈折力が強くなり過ぎないため、望遠側の球面収差の補正が容易となるので、高倍率化に有利となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(1-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(1-2)を満足することがさらにより好ましい。
0<Ymax/f1<2 (1)
0<Ymax/f1<1 (1-1)
0<Ymax/f1<0.07 (1-2)
【0041】
第1レンズ群G1の焦点距離をf1とし、第2レンズ群G2の焦点距離をf2とした場合、ズームレンズは下記条件式(2)を満足することが好ましい。条件式(2)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、第2レンズ群G2の屈折力が弱くなり過ぎないため、第1レンズ群G1の小型化が容易となる。または、条件式(2)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、第1レンズ群G1の屈折力が強くなり過ぎないため、望遠側の球面収差の補正が容易となるので、高倍率化に有利となる。条件式(2)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、第2レンズ群G2の屈折力が強くなり過ぎないため、変倍の際の球面収差および像面湾曲の補正が容易となるので、高倍率化に有利となる。または、条件式(2)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、第1レンズ群G1の屈折力が弱くなり過ぎないため、小型化に有利となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(2-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(2-2)を満足することがさらにより好ましい。
0<f1/f2<4 (2)
0<f1/f2<3 (2-1)
0<f1/f2<2.1 (2-2)
【0042】
望遠端における無限遠物体に合焦した状態でのズームレンズの焦点距離をftとし、第2レンズ群G2の焦点距離をf2とした場合、ズームレンズは下記条件式(3)を満足することが好ましい。条件式(3)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、第2レンズ群G2の屈折力が弱くなり過ぎないため、第1レンズ群G1の小型化が容易となる。条件式(3)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、第2レンズ群G2の屈折力が強くなり過ぎないため、変倍の際の球面収差および像面湾曲の補正が容易となるので、高倍率化に有利となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(3-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(3-2)を満足することがさらにより好ましい。
0<ft/f2<4 (3)
0<ft/f2<3 (3-1)
0<ft/f2<2 (3-2)
【0043】
望遠端における無限遠物体に合焦した状態でのズームレンズの焦点距離をftとし、合焦群の焦点距離をfFとした場合、ズームレンズは下記条件式(4)を満足することが好ましい。条件式(4)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、合焦群の屈折力が弱くなり過ぎないため、特に望遠端で物体距離が変化した際の合焦群の移動量の増加を抑制できるので、小型化に有利となる。条件式(4)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、合焦群の屈折力が強くなり過ぎないため、特に望遠端で物体距離が変化した際の球面収差および像面湾曲の変動を抑制できるので、高倍率化に有利となる。なお、本明細書における「物体距離」は、ズームレンズの被写体である物体と、ズームレンズとの光軸上の距離である。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(4-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(4-2)を満足することがさらにより好ましい。
1<|ft/fF|<15 (4)
2<|ft/fF|<12 (4-1)
3<|ft/fF|<9 (4-2)
【0044】
望遠端における無限遠物体に合焦した状態での合焦群の位置と、望遠端におけるズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態での合焦群の位置との光軸方向の差をDZFとし、合焦群の焦点距離をfFとした場合、ズームレンズは下記条件式(5)を満足することが好ましい。条件式(5)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、合焦群の屈折力が弱くなり過ぎないため、特に望遠端で物体距離が変化した際の合焦群の移動量の増加を抑制できるので、小型化に有利となる。条件式(5)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、合焦群の屈折力が強くなり過ぎないため、特に望遠端で物体距離が変化した際の球面収差および像面湾曲の変動を抑制できるので、高倍率化に有利となる。または、条件式(5)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、望遠端において、物体距離が変化した際の合焦群の移動量を抑えることができるため、小型化に有利となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(5-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(5-2)を満足することがさらにより好ましい。
0.1<|DZF/fF|<1 (5)
0.12<|DZF/fF|<0.8 (5-1)
0.15<|DZF/fF|<0.5 (5-2)
【0045】
第1レンズ群G1の最も像側のレンズ面の曲率半径をR1rとし、第2レンズ群G2の最も物体側のレンズ面の曲率半径をR2fとした場合、ズームレンズは下記条件式(6)を満足することが好ましい。条件式(6)の対応値が下限以上となることによって、第2レンズ群G2の最も物体側のレンズ面の曲率半径が大きくなり過ぎないようにすることができる、もしくは第1レンズ群G1の最も像側のレンズ面の曲率半径が小さくなり過ぎないようにすることができる。これによって、第1レンズ群G1の最も像側のレンズ面と第2レンズ群G2の最も物体側のレンズ面との間に形成される空気レンズの屈折力が負の方向に強くなることを抑制できるため、第1レンズ群G1の大型化を抑えることができる。条件式(6)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、第1レンズ群G1の最も像側のレンズ面と第2レンズ群G2の最も物体側のレンズ面との間に形成される空気レンズの屈折力が正の方向に強くなり過ぎないため、特に望遠側の球面収差の補正が容易となるので、高倍率化に有利となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(6-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(6-2)を満足することがさらにより好ましい。
0≦(R1r-R2f)/(R1r+R2f)<2 (6)
0≦(R1r-R2f)/(R1r+R2f)<1.5 (6-1)
0.1<(R1r-R2f)/(R1r+R2f)<1 (6-2)
【0046】
第2レンズ群G2の最も像側のレンズ面の曲率半径をR2rとし、後続群GSの最も物体側のレンズ面の曲率半径をRSfとした場合、ズームレンズは下記条件式(7)を満足することが好ましい。条件式(7)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、第2レンズ群G2の最も像側のレンズ面の曲率半径が小さくなり過ぎないため、特に望遠側の球面収差の補正不足を抑制できるので、高倍率化に有利となる。または、条件式(7)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、後続群GSの最も物体側のレンズ面の曲率半径が大きくなり過ぎないため、特に望遠側の球面収差の補正過剰を抑制できるので、高倍率化に有利となる。条件式(7)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、第2レンズ群G2の最も像側のレンズ面と後続群GSの最も物体側のレンズ面との間に形成される空気レンズの屈折力が正の方向に強くなり過ぎないため、特に望遠側の球面収差の補正が容易となるので、高倍率化に有利となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(7-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(7-2)を満足することがさらにより好ましい。
-0.3<(R2r-RSf)/(R2r+RSf)<1.2 (7)
-0.24<(R2r-RSf)/(R2r+RSf)<0.9 (7-1)
-0.15<(R2r-RSf)/(R2r+RSf)<0.6 (7-2)
【0047】
後続群GSは、少なくとも1つの負の屈折力を有するレンズ群を含むことが好ましい。後続群GSが、少なくとも1つの負の屈折力を有するレンズ群を含む場合、後続群GSの負の屈折力を有するレンズ群のうち、最も屈折力が強いレンズ群をSnレンズ群と呼ぶことにする。Snレンズ群は、変倍の際に移動することが好ましい。Snレンズ群の焦点距離をfSnとし、広角端における無限遠物体に合焦した状態でのSnレンズ群の位置と、望遠端における無限遠物体に合焦した状態でのSnレンズ群の位置との光軸方向の差をDZSnとした場合、ズームレンズは下記条件式(8)を満足することが好ましい。条件式(8)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、変倍の際のSnレンズ群の移動量の増加を抑制できるため、小型化に有利となる。または、条件式(8)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、Snレンズ群の屈折力が強くなり過ぎないため、変倍の際の球面収差および像面湾曲の変動を抑制できるので、高倍率化に有利となる。条件式(8)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、Snレンズ群の屈折力が弱くなり過ぎないため、小型化に有利となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(8-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(8-2)を満足することがさらにより好ましい。
-15<DZSn/fSn<-2 (8)
-11<DZSn/fSn<-2.5 (8-1)
-7<DZSn/fSn<-3 (8-2)
【0048】
Snレンズ群の焦点距離をfSnとし、第2レンズ群G2の焦点距離をf2とした場合、ズームレンズは下記条件式(9)を満足することが好ましい。条件式(9)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、第2レンズ群G2の屈折力が強くなり過ぎないため、変倍の際の球面収差および像面湾曲の変動を抑制できるので、高倍率化に有利となる。または、条件式(9)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、Snレンズ群の屈折力が弱くなり過ぎないため、変倍の際のSnレンズ群の移動量の増加を抑制できるので、小型化に有利となる。条件式(9)の上限については、Snレンズ群は負の屈折力を有するためfSn<0であり、第2レンズ群G2は正の屈折力を有するためf2>0であることから、fSn/f2<0となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(9-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(9-2)を満足することがさらにより好ましい。
-0.3<fSn/f2<0 (9)
-0.2<fSn/f2<0 (9-1)
-0.15<fSn/f2<0 (9-2)
【0049】
Snレンズ群の焦点距離をfSnとし、望遠端における無限遠物体に合焦した状態でのズームレンズの焦点距離をftとした場合、ズームレンズは下記条件式(10)を満足することが好ましい。条件式(10)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、Snレンズ群の屈折力が弱くなり過ぎないため、変倍の際のSnレンズ群の移動量の増加を抑制できるので、小型化に有利となる。条件式(10)の上限については、Snレンズ群は負の屈折力を有するためfSn<0であり、ズームレンズは正の屈折力を有するためft>0であることから、fSn/ft<0となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(10-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(10-2)を満足することがさらにより好ましい。条件式(10-2)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、Snレンズ群の屈折力が強くなり過ぎないため、変倍の際の球面収差および像面湾曲の変動を抑制できるので、高倍率化に有利となる。
-0.2<fSn/ft<0 (10)
-0.15<fSn/ft<0 (10-1)
-0.11<fSn/ft<-0.02 (10-2)
【0050】
第1レンズ群G1の焦点距離をf1とし、Snレンズ群の焦点距離をfSnとした場合、ズームレンズは下記条件式(11)を満足することが好ましい。条件式(11)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、第1レンズ群G1の屈折力が弱くなり過ぎないため、大型化を抑制できる。または、条件式(11)の対応値が下限以下とならないようにすることによって、Snレンズ群の屈折力が強くなり過ぎないため、変倍の際の球面収差および像面湾曲の変動を抑制できるので、高倍率化に有利となる。条件式(11)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、第1レンズ群G1の屈折力が強くなり過ぎないため、特に望遠側の球面収差および像面湾曲の補正が容易となるので、高倍率化に有利となる。または、条件式(11)の対応値が上限以上とならないようにすることによって、Snレンズ群の屈折力が弱くなり過ぎないため、変倍の際のSnレンズ群の移動量の増加を抑制できるので、小型化に有利となる。より良好な特性を得るためには、ズームレンズは下記条件式(11-1)を満足することがより好ましく、下記条件式(11-2)を満足することがさらにより好ましい。
-30<f1/fSn<-3 (11)
-25<f1/fSn<-4 (11-1)
-15<f1/fSn<-6 (11-2)
【0051】
なお、
図1に示した例は一例であり、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。例えば、各レンズ群に含まれるレンズの数は、
図1の例と異なる数にしてもよい。また、
図1の例では後続群GSは3つのレンズ群からなるが、後続群GSに含まれるレンズ群の数は任意に設定可能であり、例えば後続群GSが4つのレンズ群からなるように構成してもよい。
【0052】
後続群GSは、物体側から像側へ順に、変倍の際に移動する負の屈折力を有する前群Gfと、中群Gmと、変倍の際に像面Simに対して固定されている負の屈折力を有する後群Grとからなるように構成してもよい。そして、中群Gmは、物体側から像側へ順に、変倍の際に像面Simに対して固定されている正の屈折力を有する第1中群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第2中群とからなるように構成してもよい。この構成では合焦群は第2中群からなるように構成してもよい。このようにした場合は、後続群GS内で物体側に位置する負の屈折力を有する前群Gfで変倍を行い、前群Gfより像側に位置する正の屈折力を有する第2中群で焦点位置の補正と合焦とを兼ねることができる。この構成を採ることによって高倍率化に有利となる。また、光束が小さくなる位置に合焦群を配置することによって合焦群の小径化が可能となり、小型化に有利となる。さらに、後群Grを負の屈折力を有する群とすることにより、中群Gmに含まれる正の屈折力を強めることができるため、物体距離が変化した際の合焦群の移動量の増加を抑制することができるので、小型化に有利となる。
【0053】
後続群GSは、変倍の際に像面Simに対して固定されているレンズ群を含んでもよい。このようにした場合は、移動機構の簡素化に有利となるため、装置の小型化に寄与できる。もしくは、後続群GSに含まれる全てのレンズ群が変倍の際に移動するように構成してもよい。このようにした場合は、高倍率化と良好な性能との両立に有利となる。
【0054】
上述した好ましい構成および可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。なお、本開示のズームレンズが満足することが好ましい条件式は、式の形式で記載された条件式に限定されず、好ましい、より好ましい、および、さらにより好ましいとされた条件式の中から下限と上限とを任意に組み合わせて得られる全ての条件式を含む。
【0055】
次に、本開示のズームレンズの実施例について図面を参照して説明する。なお、各実施例の断面図のレンズに付された参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明および図面の煩雑化を避けるため、実施例ごとに独立して用いている。したがって、異なる実施例の図面において共通の参照符号が付されていても、必ずしも共通の構成ではない。
【0056】
[実施例1]
実施例1のズームレンズの構成と移動軌跡は
図1に示しており、その図示方法と構成は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例1のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とからなる。変倍の際に、第1レンズ群G1と第5レンズ群G5とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。後続群GSは、物体側から像側へ順に、前群Gfと、中群Gmと、後群Grとからなる。前群Gfは第3レンズ群G3からなる。中群Gmは第4レンズ群G4からなる。後群Grは第5レンズ群G5からなる。合焦群は第4レンズ群G4からなる。
【0057】
実施例1のズームレンズについて、基本レンズデータを表1Aおよび表1Bに、諸元および可変面間隔を表2に、非球面係数を表3に示す。基本レンズデータの表は、1つの表の長大化を避けるため表1Aおよび表1Bの2つの表に分けて表示している。表1Aには第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までを示し、表1Bには第5レンズ群G5および光学部材PPを示す。
【0058】
基本レンズデータの表は以下のように記載されている。Snの列には最も物体側の面を第1面とし像側に向かうに従い1つずつ番号を増加させた場合の面番号を示す。Rの列には各面の曲率半径を示す。Dの列には各面とその像側に隣接する面との光軸上の面間隔を示す。Ndの列には各構成要素のd線に対する屈折率を示す。νdの列には各構成要素のd線基準のアッベ数を示す。θgFの列には各構成要素のg線とF線間の部分分散比を示す。なお、ある構成要素のg線とF線間の部分分散比θgFは、g線、F線、およびC線に対するその構成要素の屈折率をそれぞれNg、NF、およびNCとした場合に、θgF=(Ng-NF)/(NF-NC)で定義される。
【0059】
基本レンズデータの表では、物体側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負としている。開口絞りStに相当する面の面番号の欄には、面番号と(St)という語句を記入している。基本レンズデータの表には光学部材PPも示している。表のDの列の最下欄の値は表中の最も像側の面と像面Simとの間隔である。変倍の際の可変面間隔についてはDD[ ]という記号を用い、[ ]の中にこの間隔の物体側の面番号を付してDの列に記入している。
【0060】
表2に、ズームの倍率Zr、焦点距離f、空気換算距離でのバックフォーカスBf、開放FナンバーFNo.、最大全画角2ω、最大像高Ymax、および可変面間隔をd線基準で示す。2ωの欄の(°)は単位が度であることを意味する。表2では、「WIDE」と付した列に広角端における無限遠物体に合焦した状態の各値を示し、「TELE」と付した列に望遠端における無限遠物体に合焦した状態の各値を示し、「TELE,β=-0.1」と付した列に望遠端におけるズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態の各値を示す。
【0061】
基本レンズデータでは、非球面の面番号には*印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。表3において、Snの行には非球面の面番号を示し、KAおよびAmの行には各非球面についての非球面係数の数値を示す。なお、Amのmは3以上の整数であり、面により異なる。例えば第11面ではm=4、6、8、・・・20である。表3の非球面係数の数値の「E±n」(n:整数)は「×10±n」を意味する。KAおよびAmは下式で表される非球面式における非球面係数である。
Zd=C×h2/{1+(1-KA×C2×h2)1/2}+ΣAm×hm
ただし、
Zd:非球面深さ(高さhの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸Zに垂直な平面に下ろした垂線の長さ)
h:高さ(光軸Zからレンズ面までの距離)
C:近軸曲率半径の逆数
KA、Am:非球面係数
であり、非球面式のΣはmに関する総和を意味する。
【0062】
各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはmm(ミリメートル)を用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。
【0063】
【0064】
【0065】
【0066】
【0067】
図3に、実施例1のズームレンズの各収差図を示す。
図3では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示す。
図3では「WIDE」と付した上段に広角端における無限遠物体に合焦した状態の収差を示し、「TELE」と付した中段に望遠端における無限遠物体に合焦した状態の収差を示し、「TELE,β=-0.1」と付した下段に望遠端におけるズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態の収差を示す。ズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態での物体距離は0.766m(メートル)である。球面収差図では、d線、C線、およびF線における収差をそれぞれ実線、長破線、および短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向のd線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のd線における収差を短破線で示す。歪曲収差図ではd線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、C線、およびF線における収差をそれぞれ長破線、および短破線で示す。球面収差図ではFNo.=の後に開放Fナンバーの値を示す。その他の収差図ではω=の後に最大半画角の値を示す。
【0068】
上記の実施例1に関する各データの記号、意味、記載方法、および図示方法は、特に断りが無い限り以下の実施例においても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
【0069】
[実施例2]
実施例2のズームレンズの構成と移動軌跡を
図4に示す。実施例2のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とからなる。変倍の際に、第1レンズ群G1と第5レンズ群G5とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。後続群GSは、物体側から像側へ順に、前群Gfと、中群Gmと、後群Grとからなる。前群Gfは第3レンズ群G3からなる。中群Gmは第4レンズ群G4からなる。後群Grは第5レンズ群G5からなる。合焦群は第4レンズ群G4からなる。
【0070】
第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L14の4枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、レンズL21の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L36の6枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、レンズL41~L43の3枚のレンズからなる。第5レンズ群G5は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL51~L60の10枚のレンズとからなる。
【0071】
実施例2のズームレンズについて、基本レンズデータを表4Aおよび表4Bに、諸元および可変面間隔を表5に、非球面係数を表6に、各収差図を
図5に示す。ズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態での物体距離は0.718m(メートル)である。
【0072】
【0073】
【0074】
【0075】
【0076】
[実施例3]
実施例3のズームレンズの構成と移動軌跡を
図6に示す。実施例3のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とからなる。変倍の際に、第1レンズ群G1と第5レンズ群G5とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。後続群GSは、物体側から像側へ順に、前群Gfと、中群Gmと、後群Grとからなる。前群Gfは第3レンズ群G3からなる。中群Gmは第4レンズ群G4からなる。後群Grは第5レンズ群G5からなる。合焦群は第4レンズ群G4からなる。
【0077】
第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L14の4枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、レンズL21の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L35の5枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、レンズL41~L43の3枚のレンズからなる。第5レンズ群G5は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL51~L60の10枚のレンズとからなる。
【0078】
実施例3のズームレンズについて、基本レンズデータを表7Aおよび表7Bに、諸元および可変面間隔を表8に、非球面係数を表9に、各収差図を
図7に示す。ズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態での物体距離は0.745m(メートル)である。
【0079】
【0080】
【0081】
【0082】
【0083】
[実施例4]
実施例4のズームレンズの構成と移動軌跡を
図8に示す。また、実施例4のズームレンズの各状態における構成および光束を
図9に示す。
図9の図示方法は
図2のものと同様であるので重複説明を省略する。実施例4のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6とからなる。変倍の際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4と第6レンズ群G6とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第5レンズ群G5とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。後続群GSは、物体側から像側へ順に、前群Gfと、中群Gmと、後群Grとからなる。前群Gfは第3レンズ群G3からなる。中群Gmは第4レンズ群G4と第5レンズ群G5とからなる。後群Grは第6レンズ群G6からなる。合焦群は第5レンズ群G5からなる。
【0084】
第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L13の3枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、レンズL21の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L34の4枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL41~L45の5枚のレンズとからなる。第5レンズ群G5は、物体側から像側へ順に、レンズL51~L53の3枚のレンズからなる。第6レンズ群G6は、物体側から像側へ順に、レンズL61~L62の2枚のレンズからなる。
【0085】
実施例4のズームレンズについて、基本レンズデータを表10に、諸元および可変面間隔を表11に、非球面係数を表12に、各収差図を
図10に示す。ズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態での物体距離は1.632m(メートル)である。
【0086】
【0087】
【0088】
【0089】
[実施例5]
実施例5のズームレンズの構成と移動軌跡を
図11に示す。実施例5のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6とからなる。変倍の際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4と第6レンズ群G6とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第5レンズ群G5とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。後続群GSは、物体側から像側へ順に、前群Gfと、中群Gmと、後群Grとからなる。前群Gfは第3レンズ群G3からなる。中群Gmは第4レンズ群G4と第5レンズ群G5とからなる。後群Grは第6レンズ群G6からなる。合焦群は第5レンズ群G5からなる。
【0090】
第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L14の4枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、レンズL21の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L34の4枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL41~L45の5枚のレンズとからなる。第5レンズ群G5は、物体側から像側へ順に、レンズL51~L53の3枚のレンズからなる。第6レンズ群G6は、物体側から像側へ順に、レンズL61~L62の2枚のレンズからなる。
【0091】
実施例5のズームレンズについて、基本レンズデータを表13に、諸元および可変面間隔を表14に、非球面係数を表15に、各収差図を
図12に示す。ズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態での物体距離は1.642m(メートル)である。
【0092】
【0093】
【0094】
【0095】
[実施例6]
実施例6のズームレンズの構成と移動軌跡を
図13に示す。実施例6のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6とからなる。変倍の際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4と第6レンズ群G6とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第5レンズ群G5とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。後続群GSは、物体側から像側へ順に、前群Gfと、中群Gmと、後群Grとからなる。前群Gfは第3レンズ群G3からなる。中群Gmは第4レンズ群G4と第5レンズ群G5とからなる。後群Grは第6レンズ群G6からなる。合焦群は第5レンズ群G5からなる。
【0096】
第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L13の3枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、レンズL21の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L34の4枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL41~L45の5枚のレンズとからなる。第5レンズ群G5は、物体側から像側へ順に、レンズL51~L53の3枚のレンズからなる。第6レンズ群G6は、物体側から像側へ順に、レンズL61~L62の2枚のレンズからなる。
【0097】
実施例6のズームレンズについて、基本レンズデータを表16に、諸元および可変面間隔を表17に、非球面係数を表18に、各収差図を
図14に示す。ズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態での物体距離は1.568m(メートル)である。
【0098】
【0099】
【0100】
【0101】
[実施例7]
実施例7のズームレンズの構成と移動軌跡を
図15に示す。実施例7のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6とからなる。変倍の際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4と第6レンズ群G6とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第5レンズ群G5とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。後続群GSは、物体側から像側へ順に、前群Gfと、中群Gmと、後群Grとからなる。前群Gfは第3レンズ群G3からなる。中群Gmは第4レンズ群G4と第5レンズ群G5とからなる。後群Grは第6レンズ群G6からなる。合焦群は第5レンズ群G5からなる。
【0102】
第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L13の3枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、レンズL21の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L34の4枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL41~L45の5枚のレンズとからなる。第5レンズ群G5は、物体側から像側へ順に、レンズL51~L53の3枚のレンズからなる。第6レンズ群G6は、物体側から像側へ順に、レンズL61~L62の2枚のレンズからなる。
【0103】
実施例7のズームレンズについて、基本レンズデータを表19に、諸元および可変面間隔を表20に、非球面係数を表21に、各収差図を
図16に示す。ズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態での物体距離は1.718m(メートル)である。
【0104】
【0105】
【0106】
【0107】
[実施例8]
実施例8のズームレンズの構成と移動軌跡を
図17に示す。実施例8のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6とからなる。変倍の際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4と第6レンズ群G6とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第5レンズ群G5とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。後続群GSは、物体側から像側へ順に、前群Gfと、中群Gmと、後群Grとからなる。前群Gfは第3レンズ群G3からなる。中群Gmは第4レンズ群G4と第5レンズ群G5とからなる。後群Grは第6レンズ群G6からなる。合焦群は第5レンズ群G5からなる。
【0108】
第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L14の4枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、レンズL21の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L34の4枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL41~L45の5枚のレンズとからなる。第5レンズ群G5は、物体側から像側へ順に、レンズL51~L53の3枚のレンズからなる。第6レンズ群G6は、物体側から像側へ順に、レンズL61~L62の2枚のレンズからなる。
【0109】
実施例8のズームレンズについて、基本レンズデータを表22に、諸元および可変面間隔を表23に、非球面係数を表24に、各収差図を
図18に示す。ズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態での物体距離は1.454m(メートル)である。
【0110】
【0111】
【0112】
【0113】
[実施例9]
実施例9のズームレンズの構成と移動軌跡を
図19に示す。実施例9のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6とからなる。変倍の際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4と第6レンズ群G6とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第5レンズ群G5とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。後続群GSは、物体側から像側へ順に、前群Gfと、中群Gmと、後群Grとからなる。前群Gfは第3レンズ群G3からなる。中群Gmは第4レンズ群G4と第5レンズ群G5とからなる。後群Grは第6レンズ群G6からなる。合焦群は第5レンズ群G5からなる。
【0114】
第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L13の3枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、レンズL21の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L34の4枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL41~L45の5枚のレンズとからなる。第5レンズ群G5は、物体側から像側へ順に、レンズL51~L53の3枚のレンズからなる。第6レンズ群G6は、物体側から像側へ順に、レンズL61~L62の2枚のレンズからなる。
【0115】
実施例9のズームレンズについて、基本レンズデータを表25に、諸元および可変面間隔を表26に、非球面係数を表27に、各収差図を
図20に示す。ズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態での物体距離は1.739m(メートル)である。
【0116】
【0117】
【0118】
【0119】
[実施例10]
実施例10のズームレンズの構成と移動軌跡を
図21に示す。実施例10のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6とからなる。変倍の際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4と第6レンズ群G6とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第5レンズ群G5とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。後続群GSは、物体側から像側へ順に、前群Gfと、中群Gmと、後群Grとからなる。前群Gfは第3レンズ群G3からなる。中群Gmは第4レンズ群G4と第5レンズ群G5とからなる。後群Grは第6レンズ群G6からなる。合焦群は第5レンズ群G5からなる。
【0120】
第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L13の3枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、レンズL21の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L34の4枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL41~L45の5枚のレンズとからなる。第5レンズ群G5は、物体側から像側へ順に、レンズL51~L53の3枚のレンズからなる。第6レンズ群G6は、物体側から像側へ順に、レンズL61~L62の2枚のレンズからなる。
【0121】
実施例10のズームレンズについて、基本レンズデータを表28に、諸元および可変面間隔を表29に、非球面係数を表30に、各収差図を
図22に示す。ズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態での物体距離は1.781m(メートル)である。
【0122】
【0123】
【0124】
【0125】
[実施例11]
実施例11のズームレンズの構成と移動軌跡を
図23に示す。実施例11のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6とからなる。変倍の際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4と第6レンズ群G6とは像面Simに対して固定されており、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第5レンズ群G5とは隣り合うレンズ群との間隔を変化させて光軸Zに沿って移動する。後続群GSは、物体側から像側へ順に、前群Gfと、中群Gmと、後群Grとからなる。前群Gfは第3レンズ群G3からなる。中群Gmは第4レンズ群G4と第5レンズ群G5とからなる。後群Grは第6レンズ群G6からなる。合焦群は第5レンズ群G5からなる。
【0126】
第1レンズ群G1は、物体側から像側へ順に、レンズL11~L13の3枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、レンズL21の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、物体側から像側へ順に、レンズL31~L34の4枚のレンズからなる。第4レンズ群G4は、物体側から像側へ順に、開口絞りStと、レンズL41~L45の5枚のレンズとからなる。第5レンズ群G5は、物体側から像側へ順に、レンズL51~L53の3枚のレンズからなる。第6レンズ群G6は、物体側から像側へ順に、レンズL61~L62の2枚のレンズからなる。
【0127】
実施例11のズームレンズについて、基本レンズデータを表31に、諸元および可変面間隔を表32に、非球面係数を表33に、各収差図を
図24に示す。ズームレンズの横倍率が-0.1倍になる状態での物体距離は1.586m(メートル)である。
【0128】
【0129】
【0130】
【0131】
表34に、実施例1~11のズームレンズの条件式(1)~(11)の対応値を示す。
【表34】
【0132】
実施例1~11のズームレンズはズームの倍率が10倍以上であり、特に実施例1~5、7~10はズームの倍率が18倍以上であり、高倍率化を達成している。また、実施例1~11のズームレンズは、高倍率化を達成しながらも小型に構成され、かつ、諸収差が良好に補正されて高い光学性能を実現している。
【0133】
次に、本開示の実施形態に係る撮像装置について説明する。
図25に、本開示の実施形態の撮像装置の一例として、本開示の実施形態に係るズームレンズ1を用いた撮像装置100の概略構成図を示す。撮像装置100としては、例えば、放送用カメラ、映画撮影用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、および監視用カメラ等を挙げることができる。
【0134】
撮像装置100は、ズームレンズ1と、ズームレンズ1の像側に配置されたフィルタ2と、フィルタ2の像側に配置された撮像素子3とを備えている。なお、
図25では、ズームレンズ1が備える複数のレンズを概略的に図示している。
【0135】
撮像素子3はズームレンズ1により形成される光学像を電気信号に変換するものである。撮像素子3は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)、又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等を用いることができる。撮像素子3は、その撮像面がズームレンズ1の像面に一致するように配置される。
【0136】
撮像装置100はまた、撮像素子3からの出力信号を演算処理する信号処理部5と、信号処理部5により形成された像を表示する表示部6と、ズームレンズ1の変倍を制御する変倍制御部7と、ズームレンズ1の合焦を制御する合焦制御部8とを備える。なお、
図25では1つの撮像素子3のみ図示しているが、3つの撮像素子を有するいわゆる3板方式の撮像装置としてもよい。
【0137】
以上、実施形態および実施例を挙げて本開示の技術を説明したが、本開示の技術は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、および非球面係数等は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【符号の説明】
【0138】
1 ズームレンズ
2 フィルタ
3 撮像素子
5 信号処理部
6 表示部
7 変倍制御部
8 合焦制御部
100 撮像装置
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
G5 第5レンズ群
G6 第6レンズ群
Gf 前群
Gm 中群
Gr 後群
GS 後続群
L11~L62 レンズ
ta、ta1、wa 軸上光束
tb、tb1、wb 最大像高の光束
PP 光学部材
Sim 像面
St 開口絞り
Ymax 最大像高
Z 光軸