JP2007093984A - ズームレンズ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物体側から順に、負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、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とを有し、広角端状態(W)から望遠端状態(T)への変倍に際して、第1レンズ群G1は固定であり、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との空気間隔及び第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との空気間隔を変化させ、第1レンズ群G1は、光路折り曲げ光学素子Pを有し、かつ当該光路折り曲げ光学素子Pよりも物体側に、負レンズと、正レンズ成分とを少なくとも有していることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
また、さらに特許文献2に開示されているレンズは、反射部材の物体側及び像側に可動レンズを有する構成であるため、レンズの薄型化を図ることが困難であるという欠点を有している。
物体側から順に、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、正の屈折力を有する第3レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との空気間隔及び前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との空気間隔を変化させ、
前記第1レンズ群は、光路折り曲げ光学素子を有し、かつ当該光路折り曲げ光学素子よりも物体側に、負レンズと、正レンズ成分とを少なくとも有していることを特徴とするズームレンズを提供する。
前記光路折り曲げ光学素子はプリズムであって、
以下の条件式(1)を満足することが望ましい。
(1) 1<L1/fw<3
但し、
L1:前記第1レンズ群中の最も物体側のレンズ面から前記プリズムの入射面までの光軸上の距離
fw:広角端状態における前記ズームレンズ全系の焦点距離
前記第1レンズ群中の最も物体側のレンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、
以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
(2) 2<0.1(ν1−ν2)+n1<4
但し、
n1:前記負メニスカスレンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率
ν1:前記負メニスカスレンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
ν2:前記正レンズ成分中の正レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
(3)−0.7<f1/f2<−0.4
但し、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
前記第3レンズ群の像側に、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して固定である正の屈折力を有する第4レンズ群を有していることが望ましい。
本発明のズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、負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、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1は固定であり、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との光軸上の空気間隔及び第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との光軸上の空気間隔を変化させ、第1レンズ群G1は、光路折り曲げ光学素子Pを有し、かつ当該光路折り曲げ光学素子Pよりも物体側に、負レンズと、正レンズ成分とを少なくとも有している。
ここで、本明細書及び請求の範囲では、単レンズ、及び接合レンズを含む表現として「レンズ成分」を用いている。
(1) 1<L1/fw<3
但し、
L1:第1レンズ群G1中の最も物体側のレンズ面からプリズムPの入射面までの光軸上の距離
fw:広角端状態における前記ズームレンズ全系の焦点距離
一方、本発明のズームレンズにおいて条件式(1)の対応値が当該条件式(1)の下限値を下回ると、本発明の目的である広角化を達成することができず、かつコマ収差を補正することが困難になってしまう。
なお、条件式(1)の下限値を1.5に設定すれば、本発明のズームレンズにおいてコマ収差をより良好に補正することができる。
(2) 2<0.1(ν1−ν2)+n1<4
但し、
n1:前記負メニスカスレンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率
ν1:前記負メニスカスレンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
ν2:前記正レンズ成分中の正レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
一方、本発明のズームレンズにおいて条件式(2)の対応値が当該条件式(2)の下限値を下回ると、望遠端状態において軸上色収差を補正することが困難になってしまう。
なお、条件式(2)の上限値を3.2に設定すれば、本発明のズームレンズにおいて広角端状態での画角を広げながら色収差をより良好に補正することができる。
(3)−0.7<f1/f2<−0.4
但し、
f1:第1レンズ群G1の焦点距離
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
一方、本発明のズームレンズにおいて条件式(3)の対応値が当該条件式(3)の上限値を上回ると、レンズの大型化を招き、かつペッツバール和が悪化し像面湾曲が大きくなってしまう。
なお、上述の理由から条件式(3)の下限値を−0.66に設定すれば、本発明の効果を最大限に発揮することができる。
(第1実施例)
図2は、本発明の第1実施例に係るズームレンズの構成、及び各レンズ群の移動軌跡を示す展開図である。なお図1は、本ズームレンズの光路が折り曲がっている様子を示す構成図である。
本実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、負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、正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とからなる。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に、開口絞りSと、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズL23との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL24とからなる。
第4レンズ群G4は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL41と、両凸形状の正レンズL42とからなる。
また、本実施例に係るズームレンズにおいてプリズムPは、図1に示すように光路を略90度折り曲げるための直角プリズムである。
以上の構成の下、本実施例に係るズームレンズにおいて、広角端状態(W)から望遠端状態(T)への変倍は、第1レンズ群G1及び第4レンズ群G4が固定であり、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3を光軸に沿って移動させることによって行われる。
[全体諸元]において、fは焦点距離、Bfはバックフォーカス、FNOはFナンバー、2Aは画角、Yは像高をそれぞれ示す。
[レンズデータ]において、面番号は物体側からのレンズ面の順序、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面の間隔をそれぞれ示す。また、νdはd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数、ndはd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率をそれぞれ示す。さらに、レンズデータ中の非球面には、米印(*)を付して曲率半径rの欄には近軸曲率半径を示し、κ及び各非球面係数は[非球面データ]の欄に記載する。
X(y)=(y2/r)/〔1+(1−κ・y2/r2)1/2〕
+C4・y4+C6・y6+C8・y8
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離f、曲率半径r、その他長さの単位は一般に「mm」が使われる。しかし光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
なお、以下の全ての実施例の諸元値においても、本実施例と同様の符号を用いる。
[全体諸元]
f = 4.7 〜 10.9
Bf = 0.59
FNO= 3.08 〜 4.99
2A = 84.96 〜 37.64゜
Y = 3.75
[レンズデータ]
面番号 r d νd nd
1) 227.0000 1.2000 40.77 1.883000
2) 14.4100 3.2000 1.000000
3) 37.5000 2.8000 30.13 1.698950
4) -37.5000 2.4000 1.000000
5) 21.9689 0.8000 40.77 1.883000
6) 6.1015 1.6500 1.000000
7) ∞ 7.7000 46.58 1.804000 プリズムP
8) ∞ 0.3000 1.000000
9) -25.0938 0.8000 40.77 1.883000
10) 42.3960 1.8000 24.06 1.821140
*11) -20.4320 (D1) 1.000000
12> ∞ 0.0000 1.000000 開口絞りS
*13) 7.6923 2.1000 61.18 1.589130
14) -24.9919 0.2000 1.000000
15) 12.7999 2.0000 81.61 1.497000
16) -12.7999 1.7000 36.26 1.620040
17) 5.2389 0.8000 1.000000
18) 23.5381 1.2000 55.34 1.677900
19) 131.5104 (D2) 1.000000
20) 9.9222 1.3000 81.61 1.497000
21) 25.8023 0.2000 1.000000
22) 8.3050 1.2000 25.43 1.805180
23) 6.5377 0.9000 1.000000
24) ∞ (D3) 1.000000 フレア絞りFS
25) 9.2034 0.8000 54.84 1.691000
26) 6.4052 0.8500 1.000000
27) 16.7948 2.0000 61.18 1.589130
28) -16.7948 0.3000 1.000000
29) ∞ 1.5200 70.51 1.544370 ローパスフィルタP1
30) ∞ 0.5319 1.000000
31) ∞ 0.5000 64.14 1.516330 保護ガラスP2
32) ∞ (Bf) 1.000000
[非球面データ]
面番号 κ C4 C6 C8
11) -7.3287 -2.36400E-04 -5.27710E-07 -1.74530E-08
13) -0.0148 -4.02620E-06 3.32450E-07 -7.80010E-09
[可変間隔データ]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 4.70000 7.00000 10.90000
D1 13.00176 7.62573 2.88168
D2 1.09141 4.57826 0.95114
D3 3.61908 5.50827 13.87943
Bf 0.59000 0.59000 0.59000
[条件式対応値]
(1)L1/fw=2.564
(2)0.1(ν1−ν2)+n1=2.947
(3)f1/f2=-0.574
各収差図において、FNOはFナンバー、Yは像高をそれぞれ示す。また、非点収差図及び歪曲収差図においては像高Yの最大値を示す。また、d,g、C、Fはそれぞれ、d線(波長λ=587.6nm),g線(波長λ=435.8nm),C線(波長λ=656.3nm),F線(波長λ=486.1nm)の収差曲線を示している。
非点収差図において、実線はサジタル像面、点線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。
コマ収差図は、各像高におけるコマ収差をそれぞれ表している。
なお、以下に示す各実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
各諸収差図より本実施例に係るズームレンズは、広い画角にわたって諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
図4は、本発明の第2実施例に係るズームレンズの構成、及び各レンズ群の移動軌跡を示す展開図である。
本実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、負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、正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とからなる。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に、開口絞りSと、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズL23との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL24とからなる。
第4レンズ群G4は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL41と、両凸形状の正レンズL42とからなる。
また、本実施例に係るズームレンズにおいてプリズムPは、上記第1実施例におけるプリズムと同様に光路を略90度折り曲げるための直角プリズムである。
以下の表2に、本発明の第2実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
[全体諸元]
f = 4.7 〜 11.7
Bf = 0.59
FNO= 3.03 〜 5.11
2A = 83.12 〜 35.0゜
Y = 3.75
[レンズデータ]
面番号 r d νd nd
1) 41.7459 1.0000 37.17 1.834000
2) 8.8616 3.2000 1.000000
*3) 18.1472 2.4000 31.07 1.688930
*4) -46.6869 0.1000 1.000000
5) 21.9689 0.8000 40.77 1.883000
6) 6.1015 1.6500 1.000000
7) ∞ 7.7000 46.58 1.804000 プリズムP
8) ∞ 0.3000 1.000000
9) -25.0938 0.8000 40.77 1.883000
10) 42.3960 1.8000 24.06 1.821140
*11) -20.4320 (D1) 1.000000
12> ∞ 0.0000 1.000000 開口絞りS
*13) 7.6923 2.1000 61.18 1.589130
14) -24.9919 0.2000 1.000000
15) 12.7999 2.0000 81.61 1.497000
16) -12.7999 1.7000 36.26 1.620040
17) 5.2389 0.8000 1.000000
18) 23.5381 1.2000 55.34 1.677900
19) 131.5104 (D2) 1.000000
20) 9.9222 1.3000 81.61 1.497000
21) 25.8023 0.2000 1.000000
22) 8.3050 1.2000 25.43 1.805180
23) 6.5377 0.9000 1.000000
24) ∞ (D3) 1.000000 フレア絞りFS
25) 9.2034 0.8000 54.84 1.691000
26) 6.4052 0.8500 1.000000
27) 16.7948 2.0000 61.18 1.589130
28) -16.7948 0.3000 1.000000
29) ∞ 1.5200 70.51 1.544370 ローパスフィルタP1
30) ∞ 0.5310 1.000000
31) ∞ 0.5000 64.14 1.516330 保護ガラスP2
32) ∞ (Bf) 1.000000
[非球面データ]
面番号 κ C4 C6 C8
3) 1.0000 -1.30620E-04 -6.01210E-06 -1.38540E-07
4) 34.2706 -1.85320E-04 -8.15630E-06 3.13170E-08
11) -7.3287 -2.36400E-04 -5.27710E-07 -1.74530E-08
13) -0.0148 -4.02620E-06 3.32450E-07 -7.80010E-09
[可変間隔データ]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 4.70000 7.40000 11.70000
D1 13.30766 7.13016 2.27449
D2 1.03126 5.20699 0.93668
D3 3.37334 5.37511 14.50109
Bf 0.59000 0.59000 0.59000
[条件式対応値]
(1)L1/fw=1.947
(2)0.1(ν1−ν2)+n1=2.444
(3)f1/f2=-0.595
各諸収差図より本実施例に係るズームレンズは、広い画角にわたって諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
また、本実施例に係るズームレンズは、第1レンズ群G1中の最も物体側の両凸形状の正レンズL12を非球面レンズで構成することによって、上記第1実施例よりも小型化を図りながら、変倍比の拡大を達成している。
図6は、本発明の第3実施例に係るズームレンズの構成、及び各レンズ群の移動軌跡を示す展開図である。
本実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、負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、正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とからなる。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に、開口絞りSと、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズL23との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL24とからなる。
第4レンズ群G4は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL41と、両凸形状の正レンズL42とからなる。
また、本実施例に係るズームレンズにおいてプリズムPは、上記第1実施例におけるプリズムと同様に光路を略90度折り曲げるための直角プリズムである。
以上の構成の下、本実施例に係るズームレンズにおいて、広角端状態(W)から望遠端状態(T)への変倍は、第1レンズ群G1及び第4レンズ群G4が固定であり、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3を光軸に沿って移動させることによって行われる。
以下の表3に、本発明の第3実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
[全体諸元]
f = 4.7 〜 12.0
Bf = 0.59
FNO= 2.93 〜 4.99
2A = 81.38 〜 33.96゜
Y = 3.75
[レンズデータ]
面番号 r d νd nd
1) 25.1051 1.2000 40.41 1.806100
*2) 5.5685 4.8000 1.000000
3) 41.8112 2.4000 29.23 1.721510
4) -9.2533 0.8000 40.77 1.883000
5) 413.7012 0.4000 1.000000
6) ∞ 7.7000 46.58 1.804000 プリズムP
7) ∞ 0.4000 1.000000
8) 121.9923 0.8000 40.77 1.883000
9) 12.6608 1.7000 31.07 1.688930
*10) -68.8661 (D1) 1.000000
11> ∞ 0.0000 1.000000 開口絞りS
*12) 7.6923 2.1000 61.18 1.589130
13) -24.9919 0.2000 1.000000
14) 12.7999 2.0000 81.61 1.497000
15) -12.7999 1.7000 36.26 1.620040
16) 5.2389 0.8000 1.000000
17) 23.5381 1.2000 55.34 1.677900
18) 131.5104 (D2) 1.000000
19) 9.9222 1.3000 81.61 1.497000
20) 25.8023 0.2000 1.000000
21) 8.3050 1.2000 25.43 1.805180
22) 6.5377 0.9000 1.000000
23) ∞ (D3) 1.000000 フレア絞りFS
24) 9.2034 0.8000 54.84 1.691000
25) 6.4052 0.8500 1.000000
26) 16.7948 2.0000 61.18 1.589130
27) -16.7948 0.3000 1.000000
28) ∞ 1.5200 70.51 1.544370 ローパスフィルタP1
29) ∞ 0.5312 1.000000
30) ∞ 0.5000 64.14 1.516330 保護ガラスP2
31) ∞ (Bf) 1.000000
[非球面データ]
面番号 κ C4 C6 C8
2) 0.3848 1.36720E-04 1.08320E-06 6.25010E-08
10) 205.7082 0.00000E+00 8.82290E-07 8.88880E-08
12) -0.0148 -4.02620E-06 3.32450E-07 -7.80010E-09
[可変間隔データ]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 4.70000 7.50000 12.00000
D1 12.87094 6.30427 0.99625
D2 0.99402 6.58867 2.94859
D3 2.89541 3.86743 12.81553
Bf 0.59000 0.58999 0.59000
[条件式対応値]
(1)L1/fw=2.043
(2)0.1(ν1−ν2)+n1=2.924
(3)f1/f2=-0.638
各諸収差図より本実施例に係るズームレンズは、広い画角にわたって諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
また、本実施例に係るズームレンズは、第1レンズ群G1中で最も物体側に配置された負メニスカスレンズL11を非球面レンズで構成することによって、高性能化を達成している。
なお、上記各実施例では、上述のように光路折り曲げ素子としてプリズムPを備える構成であるが、光路折り曲げ素子はこれに限られず、ミラー等の反射部材を用いることもできる。
なお、上記各実施例は本発明の一具体例を示しているものであり、本発明がこれに限定されるものではない。
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
S 開口絞り
FS フレア絞り
I 像面
W 広角端状態
M 中間焦点距離状態
T 望遠端状態
Claims (5)
- 物体側から順に、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、正の屈折力を有する第3レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との空気間隔及び前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との空気間隔を変化させ、
前記第1レンズ群は、光路折り曲げ光学素子を有し、かつ当該光路折り曲げ光学素子よりも物体側に、負レンズと、正レンズ成分とを少なくとも有していることを特徴とするズームレンズ。 - 前記光路折り曲げ光学素子はプリズムであって、
以下の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。
1<L1/fw<3
但し、
L1:前記第1レンズ群中の最も物体側のレンズ面から前記プリズムの入射面までの光軸上の距離
fw:広角端状態における前記ズームレンズ全系の焦点距離 - 前記第1レンズ群中の最も物体側のレンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のズームレンズ。
2<0.1(ν1−ν2)+n1<4
但し、
n1:前記負メニスカスレンズの材質のd線(λ=587.6nm)に対する屈折率
ν1:前記負メニスカスレンズの材質のd線(λ=587.6nm)に対するアッベ数
ν2:前記正レンズ成分中の正レンズの材質のd線(λ=587.6nm)に対するアッベ数 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のズームレンズ。
−0.7<f1/f2<−0.4
但し、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離 - 前記第3レンズ群の像側に、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して固定である正の屈折力を有する第4レンズ群を有していることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のズームレンズ。
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