JP2007310179A - ズームレンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】変倍比が3程度で、望遠端でのF値が3.5以下の明るい小型のズームレンズを提供する。
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1、負の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折率を有する第4レンズ群G4が配置され、第2レンズ群G2を像面側へ移動させて広角端から望遠端への変倍を行い、第4レンズ群G4を移動させて変倍に伴う像点位置を補正すると共に、第1レンズ群G1を、負の屈折力を有する第1レンズ1及び正の屈折力を有する第2レンズ2により形成し、広角端におけるレンズ系の焦点距離fw、第1レンズ群G1の焦点距離fG1が、0.07<fw/fG1<0.15の条件式を満足するように形成する。これにより、望遠端でのF値が3.5以下の明るい小型のズームレンズが得られる。
【選択図】図1
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1、負の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折率を有する第4レンズ群G4が配置され、第2レンズ群G2を像面側へ移動させて広角端から望遠端への変倍を行い、第4レンズ群G4を移動させて変倍に伴う像点位置を補正すると共に、第1レンズ群G1を、負の屈折力を有する第1レンズ1及び正の屈折力を有する第2レンズ2により形成し、広角端におけるレンズ系の焦点距離fw、第1レンズ群G1の焦点距離fG1が、0.07<fw/fG1<0.15の条件式を満足するように形成する。これにより、望遠端でのF値が3.5以下の明るい小型のズームレンズが得られる。
【選択図】図1
Description
本発明は、高画質のデジタルスチルカメラやビデオカメラに用いられるズームレンズに関し、特に、3倍程度の変倍比でかつ望遠端でも明るい小型のインナーフォーカス式のズームレンズに関する。
従来、CCD等の固体撮像素子を用いたデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等のズームレンズとしては、ズーム倍率(変倍比)が3倍程度で、物体側に凸面を向けた二つのメニスカスレンズからなり全体として負の屈折力を有する第1レンズ群、物体側に凸面を向けた三つのメニスカスレンズからなり全体として正の屈折力を有する第2レンズ群を備え、第1レンズ群と第2レンズ群が移動することにより変倍を行うズームレンズが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、他のズームレンズとしては、ズーム倍率(変倍比)が3倍程度で、物体側に凸面を向けた三つのメニスカスレンズからなり全体として負の屈折力を有する第1レンズ群、2つの両凸レンズ及び1つの両凹レンズからなり全体として正の屈折力を有する第2レンズ群、1つの両凸レンズからなる正の屈折力を有する第3レンズ群を備え、第1レンズ群と第2レンズ群が移動することにより変倍を行うズームレンズが知られている(例えば、特許文献2参照)。
さらに、他のズームレンズとしては、物体側に凸面を向けた1つのメニスカスレンズ及び両凸又は物体側に凸面を向けたレンズからなり全体として負の屈折力を有する第1レンズ群、2つの両凸レンズ及び1つの両凹レンズからなり全体として正の屈折力を有する第2レンズ群、1つの両凸レンズからなる正の屈折力を有する第3レンズ群を備え、第1レンズ群及び第2レンズ群が移動することにより変倍を行うズームレンズが知られている(例えば、特許文献3参照)。
また、他のズームレンズとしては、ズーム倍率(変倍比)が3倍程度で、物体側に凸面を向けた三つのメニスカスレンズからなり全体として負の屈折力を有する第1レンズ群、2つの両凸レンズ及び1つの両凹レンズからなり全体として正の屈折力を有する第2レンズ群、1つの両凸レンズからなる正の屈折力を有する第3レンズ群を備え、第1レンズ群と第2レンズ群が移動することにより変倍を行うズームレンズが知られている(例えば、特許文献2参照)。
さらに、他のズームレンズとしては、物体側に凸面を向けた1つのメニスカスレンズ及び両凸又は物体側に凸面を向けたレンズからなり全体として負の屈折力を有する第1レンズ群、2つの両凸レンズ及び1つの両凹レンズからなり全体として正の屈折力を有する第2レンズ群、1つの両凸レンズからなる正の屈折力を有する第3レンズ群を備え、第1レンズ群及び第2レンズ群が移動することにより変倍を行うズームレンズが知られている(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、これらのズームレンズにおいては、広角端におけるF値(Fナンバー)は2.7〜2.8程度と小さくて明るいにも拘わらず、望遠端におけるF値(Fナンバー)が5.0〜5.3程度と大きくて暗いという欠点がある。
本発明は、上記のような問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、変倍比が3程度で、望遠端でのF値(Fナンバー)が3.5以下で明るく、全変倍範囲において良好な光学特性が得られ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等に好適な小型のズームレンズを提供することにある。
本発明のズームレンズは、物体側から像面側に向けて順に配列された、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負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、正の屈折率を有する第4レンズ群を備え、第2レンズ群を像面側へ移動させて広角端から望遠端への変倍を行い、第4レンズ群を移動させて変倍に伴う像点位置を補正するズームレンズであって、上記第1レンズ群は、物体側から像面側に向けて順に配列された、負の屈折力を有する第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズとを含み、広角端におけるレンズ系の焦点距離をfw、第1レンズ群の焦点距離をfG1とするとき、条件式(1)
(1)0.07<fw/fG1<0.15
を満足する、ことを特徴としている。
この構成によれば、第1レンズ群及び第3レンズ群が静止した(固定された)状態で、第2レンズ群が物体側から像面側に移動することで広角端から望遠端への変倍が行われ、又、第4レンズ群が移動することで変倍に伴う像点位置の補正が行われる。すなわち、第1レンズ群及び第3レンズ群が固定されているため、機構的に簡素で堅固になり、又、レンズの偏芯も抑え易くなる。
また、正、負、正、正の4つのレンズ群を採用し、正の屈折力を有する第1レンズ群が、正、負の2枚のレンズにより形成されると共に屈折力に関する条件式(1)を満たすことにより、3倍程度の変倍比を確保し、レンズ系全長を短くかつ諸収差を良好に補正しつつ、望遠端でのF値(Fナンバー)を3.5以下と従来よりも小さい値にでき、広角端〜望遠端の全域において明るく、良好な光学性能をもつズームレンズを得ることができる。
(1)0.07<fw/fG1<0.15
を満足する、ことを特徴としている。
この構成によれば、第1レンズ群及び第3レンズ群が静止した(固定された)状態で、第2レンズ群が物体側から像面側に移動することで広角端から望遠端への変倍が行われ、又、第4レンズ群が移動することで変倍に伴う像点位置の補正が行われる。すなわち、第1レンズ群及び第3レンズ群が固定されているため、機構的に簡素で堅固になり、又、レンズの偏芯も抑え易くなる。
また、正、負、正、正の4つのレンズ群を採用し、正の屈折力を有する第1レンズ群が、正、負の2枚のレンズにより形成されると共に屈折力に関する条件式(1)を満たすことにより、3倍程度の変倍比を確保し、レンズ系全長を短くかつ諸収差を良好に補正しつつ、望遠端でのF値(Fナンバー)を3.5以下と従来よりも小さい値にでき、広角端〜望遠端の全域において明るく、良好な光学性能をもつズームレンズを得ることができる。
上記構成において、第1レンズは、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズであり、第2レンズは、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する両凸形状のレンズである、構成を採用することができる。
この構成によれば、第1レンズの外径寸法を小さく抑えつつも、望遠端において明るいズームレンズを得ることができる。
この構成によれば、第1レンズの外径寸法を小さく抑えつつも、望遠端において明るいズームレンズを得ることができる。
上記構成において、第2レンズ群は、物体側から順に配列された、負の屈折力を有する第3レンズと、正の屈折力を有する第4レンズと、負の屈折力を有する第5レンズと、正の屈折力を有する第6レンズとを含み、広角端におけるレンズ系の焦点距離をfw、第2レンズ群の焦点距離をfG2とするとき、条件式(2)
(2)0.5<fw/|fG2|<0.7
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、負の屈折力を有する第2レンズ群が、負、正、負、正の4つのレンズにより形成されると共に屈折力に関する条件式(2)を満たすことにより、変倍(ズーミング)に伴う収差変動を少なくしつつ、前玉径(第1レンズの外径)を所定の大きさに抑えることができ、諸収差を良好に補正できると共に全体として小型化を達成できる。
(2)0.5<fw/|fG2|<0.7
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、負の屈折力を有する第2レンズ群が、負、正、負、正の4つのレンズにより形成されると共に屈折力に関する条件式(2)を満たすことにより、変倍(ズーミング)に伴う収差変動を少なくしつつ、前玉径(第1レンズの外径)を所定の大きさに抑えることができ、諸収差を良好に補正できると共に全体として小型化を達成できる。
上記構成において、第3レンズ群は、物体側から順に配列された、正の屈折力を有する第7レンズと、負の屈折力を有する第8レンズとを含み、第7レンズ及び第8レンズの少なくとも一つの面が非球面に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第3レンズ群が、正、負の2つのレンズにより形成されると共に少なくとも一つの非球面をもつことにより、諸収差、特に球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
この構成によれば、第3レンズ群が、正、負の2つのレンズにより形成されると共に少なくとも一つの非球面をもつことにより、諸収差、特に球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
上記構成において、第4レンズ群は、物体側から順に配列された、正の屈折力を有する第9レンズと、負の屈折力を有する第10レンズとを含み、第9レンズ及び第10レンズの少なくとも一つの面が非球面に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第4レンズ群が、正、負の二つのレンズにより形成されると共に少なくとも一つの非球面をもつことにより、諸収差、特に色収差を良好に補正することができる。
この構成によれば、第4レンズ群が、正、負の二つのレンズにより形成されると共に少なくとも一つの非球面をもつことにより、諸収差、特に色収差を良好に補正することができる。
上記構成において、第4レンズ群は、物体側から順に配列された、正の屈折力を有する第9レンズと、負の屈折力を有する第10レンズとを含み、第9レンズ及び第10レンズの少なくとも一つの面が非球面に形成されている構成において、さらに、合焦を行うべく移動するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、像面変動を抑えつつ、合焦動作(フォーカシング)を行うことができる。
この構成によれば、像面変動を抑えつつ、合焦動作(フォーカシング)を行うことができる。
上記構成をなすズームレンズによれば、変倍比が3程度で、望遠端でのF値(Fナンバー)が3.5以下で明るく、広角端〜望遠端の全域において良好な光学特性が得られ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等に好適な小型のズームレンズを得ることができる。
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1及び図2は、本発明に係るズームレンズの一実施形態を示すものであり、図1はその構成図、図2は広角端、中間位置、望遠端での状態図を示す。
このズームレンズは、図1及び図2に示すように、物体側から像面側に向けて順に配列された、正の屈折力を有する第1レンズ群G1、負の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折率を有する第4レンズ群G4を備えている。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間に所定の口径をなす開口絞りSDが配置され、第4レンズ群G4の後方に赤外光カットフィルタあるいはカバーガラス等のガラスプレート11が配置され、さらにガラスプレート11の後方に像面Pが配置されるようになっている。
図1及び図2は、本発明に係るズームレンズの一実施形態を示すものであり、図1はその構成図、図2は広角端、中間位置、望遠端での状態図を示す。
このズームレンズは、図1及び図2に示すように、物体側から像面側に向けて順に配列された、正の屈折力を有する第1レンズ群G1、負の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折率を有する第4レンズ群G4を備えている。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間に所定の口径をなす開口絞りSDが配置され、第4レンズ群G4の後方に赤外光カットフィルタあるいはカバーガラス等のガラスプレート11が配置され、さらにガラスプレート11の後方に像面Pが配置されるようになっている。
そして、第1レンズ群G1及び第3レンズ群G3が静止した(固定された)状態で、第2レンズ群G2が物体側から像面側へ移動することにより、広角端から望遠端への変倍動作が行われ、第4レンズ群G4が移動することにより変倍に伴う像点位置の補正及び合焦動作が行われるようになっている。
すなわち、第1レンズ群G1及び第3レンズ群G3が固定されているため、機構的に簡素で堅固になり、又、レンズの偏芯も抑え易くなる。
すなわち、第1レンズ群G1及び第3レンズ群G3が固定されているため、機構的に簡素で堅固になり、又、レンズの偏芯も抑え易くなる。
第1レンズ群G1は、図1に示すように、物体側から順に配列された、負の屈折力を有する第1レンズ1、正の屈折力を有する第2レンズ2により形成されている。
第2レンズ群G2は、図1に示すように、物体側から順に配列された、負の屈折力を有する第3レンズ3、正の屈折力を有する第4レンズ4、負の屈折力を有する第5レンズ5、正の屈折力を有する第6レンズにより形成されている。
第3レンズ群G3は、図1に示すように、物体側から順に配列された、正の屈折力を有する第7レンズ7、負の屈折力を有する第8レンズ8により形成されている。
第4レンズ群G4は、図1に示すように、物体側から順に配列された、正の屈折力を有する第9レンズ9、負の屈折力を有する第10レンズにより形成されている。
第2レンズ群G2は、図1に示すように、物体側から順に配列された、負の屈折力を有する第3レンズ3、正の屈折力を有する第4レンズ4、負の屈折力を有する第5レンズ5、正の屈折力を有する第6レンズにより形成されている。
第3レンズ群G3は、図1に示すように、物体側から順に配列された、正の屈折力を有する第7レンズ7、負の屈折力を有する第8レンズ8により形成されている。
第4レンズ群G4は、図1に示すように、物体側から順に配列された、正の屈折力を有する第9レンズ9、負の屈折力を有する第10レンズにより形成されている。
ここで、第1レンズ1〜第6レンズ6,開口絞りSD,第7レンズ7〜第10レンズ10〜ガラスプレート11においては、図1に示すように、各々の面をSi(i=1〜20)、各々の面Siの曲率半径をRi(i=1〜20)、第1レンズ1〜第10レンズ10及びガラスプレート11のd線に対する屈折率をNi(i=1〜11)及びアッベ数をνi(i=1〜11)で表す。また、第1レンズ1〜像面Pまでの光軸L上における距離(厚さ、空気間隔)をDi(i=1〜20)で表す。
さらに、第1レンズ1〜第10レンズ10のレンズ系の広角端,中間位置,望遠端における焦点距離をfw,fm,ft、第1レンズ群G1の焦点距離をfG1、第2レンズ群G2の焦点距離をfG2で表す。
さらに、第1レンズ1〜第10レンズ10のレンズ系の広角端,中間位置,望遠端における焦点距離をfw,fm,ft、第1レンズ群G1の焦点距離をfG1、第2レンズ群G2の焦点距離をfG2で表す。
<第1レンズ群G1>
第1レンズ1は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S1が凸面及び像面側の面S2が凹面に形成された負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。尚、物体側の面S1及び像面側の面S2は球面に形成されている。
第2レンズ2は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S3が凸面及び像面側の面S4が凸面に形成された正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。尚、物体側の面S3及び像面側の面S4は球面に形成されている。
第1レンズ1は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S1が凸面及び像面側の面S2が凹面に形成された負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。尚、物体側の面S1及び像面側の面S2は球面に形成されている。
第2レンズ2は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S3が凸面及び像面側の面S4が凸面に形成された正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。尚、物体側の面S3及び像面側の面S4は球面に形成されている。
そして、第1レンズ群G1は、広角端におけるレンズ系の焦点距離fw及び第1レンズ群G1の焦点距離fG1が、条件式(1)
(1)0.07<fw/fG1<0.15
を満足するように形成されている。
条件式(1)は、第1レンズ群G1の屈折力に関し、光学性能を良好に保ちつつ、レンズ系全長を短くするためのものである。fw/fG1の値が上限値を超えると、第1レンズ群G1の屈折力が強くなり過ぎて、レンズの小型化は容易になるものの第1レンズ群G1で発生する諸収差が増大するため、他のレンズ群で打ち消すことが困難となり、一方、fw/fG1の値が下限値を超えると、収差補正は容易になるもののレンズ系全長が長くなり小型化が困難になる。したがって、fw/fG1の値が条件式(1)を満たすことにより、レンズ系全長を短くしつつ、諸収差を良好に補正して高い光学性能を確保することができる。
(1)0.07<fw/fG1<0.15
を満足するように形成されている。
条件式(1)は、第1レンズ群G1の屈折力に関し、光学性能を良好に保ちつつ、レンズ系全長を短くするためのものである。fw/fG1の値が上限値を超えると、第1レンズ群G1の屈折力が強くなり過ぎて、レンズの小型化は容易になるものの第1レンズ群G1で発生する諸収差が増大するため、他のレンズ群で打ち消すことが困難となり、一方、fw/fG1の値が下限値を超えると、収差補正は容易になるもののレンズ系全長が長くなり小型化が困難になる。したがって、fw/fG1の値が条件式(1)を満たすことにより、レンズ系全長を短くしつつ、諸収差を良好に補正して高い光学性能を確保することができる。
<第2レンズ群G2>
第3レンズ3は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S5が凸面及び像面側の面S6が凹面に形成された負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。尚、物体側の面S5及び像面側の面S6は球面に形成されている。
第4レンズ4は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S7が凹面及び像面側の面S8が凸面に形成された正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。尚、物体側の面S7及び像面側の面S8は球面に形成されている。
第5レンズ5は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S8が凹面及び像面側の面S9が凹面に形成された負の屈折力を有する両凹形状のレンズである。そして、第5レンズ5は、物体側の面S8が第4レンズ4の像面側の面S8に接合されている。尚、物体側の面S8及び像面側の面S9は球面に形成されている。
第6レンズ6は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S9が凸面及び像面側の面S10が凹面に形成された正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。そして、第6レンズ6は、物体側の面S9が第5レンズ5の像面側の面S9に接合されている。尚、物体側の面S9及び像面側の面S10は球面に形成されている。
第3レンズ3は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S5が凸面及び像面側の面S6が凹面に形成された負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。尚、物体側の面S5及び像面側の面S6は球面に形成されている。
第4レンズ4は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S7が凹面及び像面側の面S8が凸面に形成された正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。尚、物体側の面S7及び像面側の面S8は球面に形成されている。
第5レンズ5は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S8が凹面及び像面側の面S9が凹面に形成された負の屈折力を有する両凹形状のレンズである。そして、第5レンズ5は、物体側の面S8が第4レンズ4の像面側の面S8に接合されている。尚、物体側の面S8及び像面側の面S9は球面に形成されている。
第6レンズ6は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S9が凸面及び像面側の面S10が凹面に形成された正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。そして、第6レンズ6は、物体側の面S9が第5レンズ5の像面側の面S9に接合されている。尚、物体側の面S9及び像面側の面S10は球面に形成されている。
ここで、第2レンズ群G2は、広角端におけるレンズ系の焦点距離fw及び第2レンズ群G2の焦点距離fG2が、好ましくは、条件式(2)
(2)0.5<fw/|fG2|<0.7
を満足するように形成される。
条件式(2)は、第2レンズ群G2の屈折力に関し、ズーミングに伴う収差変動を少なくしつつ前玉径(第1レンズ1)を所定の大きさに抑えるためのものである。fw/|fG2|の値が上限値を超えると、第2レンズ群G2の屈折力が強くなり過ぎて、前玉径を小さくすることはできるものの第2レンズ群G2での収差発生量が大きくなり、光学性能が劣化し、一方、fw/|fG2|の値が下限値を超えると、第2レンズ群G2の屈折力が弱くなり過ぎて、第1レンズ群G1の径が大きくなるため好ましくない。したがって、fw/|fG2|の値が条件式(2)を満たすことにより、変倍(ズーミング)に伴う収差変動を少なくしつつ、前玉径(第1レンズの外径)を所定の大きさに抑えることができ、諸収差を良好に補正できると共に全体として小型化を達成できる。
(2)0.5<fw/|fG2|<0.7
を満足するように形成される。
条件式(2)は、第2レンズ群G2の屈折力に関し、ズーミングに伴う収差変動を少なくしつつ前玉径(第1レンズ1)を所定の大きさに抑えるためのものである。fw/|fG2|の値が上限値を超えると、第2レンズ群G2の屈折力が強くなり過ぎて、前玉径を小さくすることはできるものの第2レンズ群G2での収差発生量が大きくなり、光学性能が劣化し、一方、fw/|fG2|の値が下限値を超えると、第2レンズ群G2の屈折力が弱くなり過ぎて、第1レンズ群G1の径が大きくなるため好ましくない。したがって、fw/|fG2|の値が条件式(2)を満たすことにより、変倍(ズーミング)に伴う収差変動を少なくしつつ、前玉径(第1レンズの外径)を所定の大きさに抑えることができ、諸収差を良好に補正できると共に全体として小型化を達成できる。
<第3レンズ群G3>
第7レンズ7は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S12が凸面及び像面側の面S13が凸面に形成された正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。
第8レンズ8は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S14が凸面及び像面側の面S15が凹面に形成された負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。
そして、好ましくは、第7レンズ7の物体側の面S12及び像面側の面S13、第8レンズ8の物体側の面S14及び像面側の面S15のうち少なくとも一つの面は、非球面に形成されている。
このように、第3レンズ群G3を、正、負の2つのレンズにより形成し、少なくとも一つの面を非球面に形成することにより、諸収差、特に球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
第7レンズ7は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S12が凸面及び像面側の面S13が凸面に形成された正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。
第8レンズ8は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S14が凸面及び像面側の面S15が凹面に形成された負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。
そして、好ましくは、第7レンズ7の物体側の面S12及び像面側の面S13、第8レンズ8の物体側の面S14及び像面側の面S15のうち少なくとも一つの面は、非球面に形成されている。
このように、第3レンズ群G3を、正、負の2つのレンズにより形成し、少なくとも一つの面を非球面に形成することにより、諸収差、特に球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
<第4レンズ群G4>
第9レンズ9は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S16が凸面及び像面側の面S17が凸面に形成された正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。
第10レンズ10は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S17が凹面及び像面側の面S18が凸面に形成された負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。そして、第10レンズ10は、物体側の面S17が第9レンズ9の像面側の面S19に接合されている。
そして、好ましくは、第9レンズ9の物体側の面S16及び像面側の面S17、第10レンズ10の物体側の面S17及び像面側の面S18のうち少なくとも一つの面は、非球面に形成されている。
このように、第4レンズ群G4を、正、負の二つのレンズにより形成し、少なくとも一つの面を非球面に形成することにより、諸収差、特に色収差を良好に補正することができる。また、第4レンズ群G4が合焦動作(フォーカシング)を行う際に、像面変動を抑制することができる。
第9レンズ9は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S16が凸面及び像面側の面S17が凸面に形成された正の屈折力を有する両凸形状のレンズである。
第10レンズ10は、ガラス材料により形成され、図1に示すように、物体側の面S17が凹面及び像面側の面S18が凸面に形成された負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。そして、第10レンズ10は、物体側の面S17が第9レンズ9の像面側の面S19に接合されている。
そして、好ましくは、第9レンズ9の物体側の面S16及び像面側の面S17、第10レンズ10の物体側の面S17及び像面側の面S18のうち少なくとも一つの面は、非球面に形成されている。
このように、第4レンズ群G4を、正、負の二つのレンズにより形成し、少なくとも一つの面を非球面に形成することにより、諸収差、特に色収差を良好に補正することができる。また、第4レンズ群G4が合焦動作(フォーカシング)を行う際に、像面変動を抑制することができる。
ここで、上記第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4に含まれる非球面は、次式で規定される。
Z=Cy2/[1+(1−(1+ε)C2y2)1/2]+Dy4+Ey6+Fy8+Gy10
ただし、Z:非球面の頂点における接平面から,光軸Lからの高さがyの非球面上の点までの距離、y:光軸からの高さ、C:非球面の頂点における曲率(1/R)、ε:円錐定数、D,E,F,G:非球面係数である。
Z=Cy2/[1+(1−(1+ε)C2y2)1/2]+Dy4+Ey6+Fy8+Gy10
ただし、Z:非球面の頂点における接平面から,光軸Lからの高さがyの非球面上の点までの距離、y:光軸からの高さ、C:非球面の頂点における曲率(1/R)、ε:円錐定数、D,E,F,G:非球面係数である。
上記構成のズームレンズによれば、正の屈折力を有する第1レンズ群G1、負の屈折力を有する第2レンズ群G2、正の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4からなる4つのレンズ群を採用し、少なくとも第1レンズ群が正,負の2枚のレンズにより形成されかつ条件式(1)を満たすことにより、3倍程度の変倍比を確保しつつ、レンズ全系の長さを短くでき、諸収差を良好に補正することができ、望遠端でのF値(Fナンバー)を3.5程度と従来よりも小さい値にでき、広角端〜望遠端の全域において明るく、良好な光学性能をもつズームレンズを得ることができる。
上記構成をなすズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例1として以下に示す。
実施例1における主な仕様諸元、種々の数値データ(設定値)、条件式(1),(2)の値は以下の通りである。使用波長は、主波長588nm(d線)、波長486nm(F線)、波長656nm(C線)である。また、実施例1においては、第7レンズ7の物体側及び像面側の両面S12,S13、第9レンズ9の物体側の面S16に非球面が形成されている。
<条件式の値>
(1)fw/fG1=6.50/57.02=0.114 → 0.07<0.114<0.15
(2)fw/|fG2|=6.50/10.35=0.628 → 0.5<0.628<0.7
(1)fw/fG1=6.50/57.02=0.114 → 0.07<0.114<0.15
(2)fw/|fG2|=6.50/10.35=0.628 → 0.5<0.628<0.7
<仕様諸元>
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)
第1レンズ群G1の焦点距離fG1=57.02mm
第2レンズ群G2の焦点距離fG2=−10.35mm
レンズ系の広角端,中間位置,望遠端における焦点距離(fw,fm,ft)=6.50mm(広角端)〜9.96mm(中間)〜19.00mm(望遠端)
ズーム倍率(変倍比)=2.92
F値(Fナンバー)=2.90(広角端)〜2.90(中間)〜2.89(望遠端)
射出瞳位置=−133.75mm(広角端)〜−59.57mm(中間)〜−32.39mm(望遠端)
最外角光線の射出角度(像高3.6mmでの光線の角度)=−4.1°(広角端)〜−5.0°(中間)〜−7.4°(望遠端)
レンズ全長(第1レンズ1の前面S1〜第10レンズ10の後面S18までの距離)=47.72mm(広角端)〜45.91mm(中間)〜42.11mm(望遠端)
レンズ系全長(第1レンズ1の前面S1〜像面Pまでの距離)=61.15mm(広角端,中間,望遠端)
バックフォーカス(第10レンズ10の後面S18〜像面Pまでの空気換算距離)=13.12mm(広角端)〜14.95mm(中間)〜18.74mm(望遠端)
画角(2ω)=60.1°(広角端)〜40.3°(中間)〜21.6°(望遠端)
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)
第1レンズ群G1の焦点距離fG1=57.02mm
第2レンズ群G2の焦点距離fG2=−10.35mm
レンズ系の広角端,中間位置,望遠端における焦点距離(fw,fm,ft)=6.50mm(広角端)〜9.96mm(中間)〜19.00mm(望遠端)
ズーム倍率(変倍比)=2.92
F値(Fナンバー)=2.90(広角端)〜2.90(中間)〜2.89(望遠端)
射出瞳位置=−133.75mm(広角端)〜−59.57mm(中間)〜−32.39mm(望遠端)
最外角光線の射出角度(像高3.6mmでの光線の角度)=−4.1°(広角端)〜−5.0°(中間)〜−7.4°(望遠端)
レンズ全長(第1レンズ1の前面S1〜第10レンズ10の後面S18までの距離)=47.72mm(広角端)〜45.91mm(中間)〜42.11mm(望遠端)
レンズ系全長(第1レンズ1の前面S1〜像面Pまでの距離)=61.15mm(広角端,中間,望遠端)
バックフォーカス(第10レンズ10の後面S18〜像面Pまでの空気換算距離)=13.12mm(広角端)〜14.95mm(中間)〜18.74mm(望遠端)
画角(2ω)=60.1°(広角端)〜40.3°(中間)〜21.6°(望遠端)
<曲率半径>
R1=27.827mm、R2=19.010mm、R3=23.039mm、R4=304.912mm、R5=33.044mm、R6=7.412mm、R7=−17.080mm、R8=−10.680mm、R9=8.998mm、R10=35.592mm、R11=∞(開口絞り)、R12=7.822mm(非球面)、R13=−138.277mm(非球面)、R14=50.528mm、R15=7.542mm、R16=14.122mm(非球面)、R17=−7.649mm、R18=−12.018mm、R19=∞、R20=∞
R1=27.827mm、R2=19.010mm、R3=23.039mm、R4=304.912mm、R5=33.044mm、R6=7.412mm、R7=−17.080mm、R8=−10.680mm、R9=8.998mm、R10=35.592mm、R11=∞(開口絞り)、R12=7.822mm(非球面)、R13=−138.277mm(非球面)、R14=50.528mm、R15=7.542mm、R16=14.122mm(非球面)、R17=−7.649mm、R18=−12.018mm、R19=∞、R20=∞
<光軸上の面間隔>
D1=1.00mm、D2=0.70mm、D3=3.40mm、D4=可変、D5=0.80mm、D6=3.40mm、D7=1.50mm、D8=0.80mm、D9=2.50mm、D10=可変、D11=1.00mm、D12=2.30mm、D13=0.96mm、D14=0.80mm、D15=可変、D16=3.00mm、D17=0.80mm、D18=可変、D19=0.88mm、D20=1.00mm
D1=1.00mm、D2=0.70mm、D3=3.40mm、D4=可変、D5=0.80mm、D6=3.40mm、D7=1.50mm、D8=0.80mm、D9=2.50mm、D10=可変、D11=1.00mm、D12=2.30mm、D13=0.96mm、D14=0.80mm、D15=可変、D16=3.00mm、D17=0.80mm、D18=可変、D19=0.88mm、D20=1.00mm
<屈折率(Nd)>
N1=1.84666、N2=1.77250、N3=1.83400、N4=1.69680、N5=1.48749、N6=1.78470、N7=1.66547、N8=1.69895、N9=1.58332、N10=1.84666、N11=1.51680
N1=1.84666、N2=1.77250、N3=1.83400、N4=1.69680、N5=1.48749、N6=1.78470、N7=1.66547、N8=1.69895、N9=1.58332、N10=1.84666、N11=1.51680
<アッベ数(νd)>
ν1=23.8、ν2=49.6、ν3=37.2、ν4=55.5、ν5=70.2、ν6=26.3、ν7=55.2、ν8=30.1、ν9=59.1、ν10=23.8、ν11=64.2
ν1=23.8、ν2=49.6、ν3=37.2、ν4=55.5、ν5=70.2、ν6=26.3、ν7=55.2、ν8=30.1、ν9=59.1、ν10=23.8、ν11=64.2
<可変間隔(D4,D10,D15,D18)及び絞り径φ>
D4=1.00mm(広角端)〜7.99mm(中間)〜14.99mm(望遠端)
D10=15.99mm(広角端)〜8.99mm(中間)〜2.00mm(望遠端)
D15=7.77mm(広角端)〜5.95mm(中間)〜2.16mm(望遠端)
D18=11.54mm(広角端)〜13.36mm(中間)〜17.16mm(望遠端)
絞り径φ=5.56mm(広角端)〜5.80mm(中間)〜6.96mm(望遠端)
D4=1.00mm(広角端)〜7.99mm(中間)〜14.99mm(望遠端)
D10=15.99mm(広角端)〜8.99mm(中間)〜2.00mm(望遠端)
D15=7.77mm(広角端)〜5.95mm(中間)〜2.16mm(望遠端)
D18=11.54mm(広角端)〜13.36mm(中間)〜17.16mm(望遠端)
絞り径φ=5.56mm(広角端)〜5.80mm(中間)〜6.96mm(望遠端)
<非球面係数の数値データ>
<S12>
ε=0.00000、D=−2.03441×10−4、E=−4.17483×10−7、F=−9.27157×10−8、G=1.47948×10−9
<S13>
ε=0.00000、D=9.60421×10−6、E=−2.05998×10−6、F=1.99212×10−7、G=−5.65960×10−9
<S16>
ε=0.00000、D=−1.49913×10−4、E=−1.55680×10−7、F=2.31932×10−8、G=3.87296×10−10
<S12>
ε=0.00000、D=−2.03441×10−4、E=−4.17483×10−7、F=−9.27157×10−8、G=1.47948×10−9
<S13>
ε=0.00000、D=9.60421×10−6、E=−2.05998×10−6、F=1.99212×10−7、G=−5.65960×10−9
<S16>
ε=0.00000、D=−1.49913×10−4、E=−1.55680×10−7、F=2.31932×10−8、G=3.87296×10−10
上記実施例1において、広角端,中間位置,望遠端での諸収差(球面収差、非点収差、歪曲収差)は、それぞれ図3、図4、図5に示す結果となる。尚、図3ないし図5中において、Sはサジタル平面での収差、Mはメリジオナル平面での収差を示す。
また、実施例1のズームレンズによれば、レンズ系全長が61.15mm、変倍比が2.92、広角端〜中間位置〜望遠端でのF値(Fナンバー)が2.90〜2.90〜2.89程度になり、広角端〜望遠端の全域において明るく、諸収差が良好に補正されて光学性能の高い、小型のズームレンズが得られる。
また、実施例1のズームレンズによれば、レンズ系全長が61.15mm、変倍比が2.92、広角端〜中間位置〜望遠端でのF値(Fナンバー)が2.90〜2.90〜2.89程度になり、広角端〜望遠端の全域において明るく、諸収差が良好に補正されて光学性能の高い、小型のズームレンズが得られる。
図6及び図7は、本発明に係るズームレンズの他の実施形態を示すものであり、図6はその構成図、図7は広角端、中間位置、望遠端での状態図を示す。この実施形態では、第2レンズ群G2に含まれる第6レンズ6´を第5レンズ5から分離した以外は、前述の図1に示す実施形態と同一の構成であるため、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
ここで、第1レンズ1〜第6レンズ6´,開口絞りSD,第7レンズ7〜第10レンズ10〜ガラスプレート11においては、図5に示すように、各々の面をSi(i=1〜21)、各々の面Siの曲率半径をRi(i=1〜21)、第1レンズ1〜像面Pまでの光軸L上における距離(厚さ、空気間隔)をDi(i=1〜21)で表す。
第6レンズ6´は、ガラス材料により形成され、図6に示すように、物体側の面S10が凸面及び像面側の面S11が凹面に形成された正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。尚、物体側の面S10及び像面側の面S11は球面に形成されている。
ここで、第1レンズ1〜第6レンズ6´,開口絞りSD,第7レンズ7〜第10レンズ10〜ガラスプレート11においては、図5に示すように、各々の面をSi(i=1〜21)、各々の面Siの曲率半径をRi(i=1〜21)、第1レンズ1〜像面Pまでの光軸L上における距離(厚さ、空気間隔)をDi(i=1〜21)で表す。
第6レンズ6´は、ガラス材料により形成され、図6に示すように、物体側の面S10が凸面及び像面側の面S11が凹面に形成された正の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。尚、物体側の面S10及び像面側の面S11は球面に形成されている。
上記構成をなすズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例2として以下に示す。
実施例2における主な仕様諸元、種々の数値データ(設定値)、条件式(1),(2)の値は以下の通りである。使用波長は、主波長588nm(d線)、波長486nm(F線)、波長656nm(C線)である。また、実施例2においては、第7レンズ7の物体側及び像面側の両面S13,S14、第9レンズ9の物体側の面S17に非球面が形成されている。
<条件式>
(1)fw/fG1=6.50/59.09=0.110 → 0.07<0.110<0.15
(2)fw/|fG2|=6.50/10.33=0.629 → 0.5<0.629<0.7
(1)fw/fG1=6.50/59.09=0.110 → 0.07<0.110<0.15
(2)fw/|fG2|=6.50/10.33=0.629 → 0.5<0.629<0.7
<仕様諸元>
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)
第1レンズ群G1の焦点距離fG1=59.09mm
第2レンズ群G2の焦点距離fG2=−10.33mm
レンズ系の広角端,中間位置,望遠端における焦点距離(fw,fm,ft)=6.50mm(広角端)〜9.90mm(中間)〜19.00mm(望遠端)
ズーム倍率(変倍比)=2.92
F値(Fナンバー)=2.88(広角端)〜2.88(中間)〜2.88(望遠端)
射出瞳位置=−221.96mm(広角端)〜−71.30mm(中間)〜−34.29mm(望遠端)
最外角光線の射出角度(像高3.6mmでの光線の角度)=−4.4°(広角端)〜−5.2°(中間)〜−7.4°(望遠端)
レンズ全長(第1レンズ1の前面S1〜第10レンズ10の後面S19までの距離)=47.64mm(広角端)〜45.82mm(中間)〜41.84mm(望遠端)
レンズ系全長(第1レンズ1の前面S1〜像面Pまでの距離)=61.72mm(広角端,中間,望遠端)
バックフォーカス(第10レンズ10の後面S19〜像面Pまでの空気換算距離)=13.78mm(広角端)〜15.60mm(中間)〜19.58mm(望遠端)
画角(2ω)=60.2°(広角端)〜40.9°(中間)〜21.7°(望遠端)
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)
第1レンズ群G1の焦点距離fG1=59.09mm
第2レンズ群G2の焦点距離fG2=−10.33mm
レンズ系の広角端,中間位置,望遠端における焦点距離(fw,fm,ft)=6.50mm(広角端)〜9.90mm(中間)〜19.00mm(望遠端)
ズーム倍率(変倍比)=2.92
F値(Fナンバー)=2.88(広角端)〜2.88(中間)〜2.88(望遠端)
射出瞳位置=−221.96mm(広角端)〜−71.30mm(中間)〜−34.29mm(望遠端)
最外角光線の射出角度(像高3.6mmでの光線の角度)=−4.4°(広角端)〜−5.2°(中間)〜−7.4°(望遠端)
レンズ全長(第1レンズ1の前面S1〜第10レンズ10の後面S19までの距離)=47.64mm(広角端)〜45.82mm(中間)〜41.84mm(望遠端)
レンズ系全長(第1レンズ1の前面S1〜像面Pまでの距離)=61.72mm(広角端,中間,望遠端)
バックフォーカス(第10レンズ10の後面S19〜像面Pまでの空気換算距離)=13.78mm(広角端)〜15.60mm(中間)〜19.58mm(望遠端)
画角(2ω)=60.2°(広角端)〜40.9°(中間)〜21.7°(望遠端)
<曲率半径>
R1=26.334mm、R2=18.589mm、R3=21.961mm、R4=138.992mm、R5=25.575mm、R6=7.498mm、R7=−18.472mm、R8=−10.074mm、R9=8.721mm、R10=9.233mm、R11=26.166mm、R12=∞(開口絞り)、R13=7.899mm(非球面)、R14=−144.718mm(非球面)、R15=54.978mm、R16=7.544mm、R17=14.665mm(非球面)、R18=−7.556mm、R19=−11.590mm、R20=∞、R21=∞
R1=26.334mm、R2=18.589mm、R3=21.961mm、R4=138.992mm、R5=25.575mm、R6=7.498mm、R7=−18.472mm、R8=−10.074mm、R9=8.721mm、R10=9.233mm、R11=26.166mm、R12=∞(開口絞り)、R13=7.899mm(非球面)、R14=−144.718mm(非球面)、R15=54.978mm、R16=7.544mm、R17=14.665mm(非球面)、R18=−7.556mm、R19=−11.590mm、R20=∞、R21=∞
<光軸上の間隔>
D1=1.00mm、D2=0.70mm、D3=3.40mm、D4=可変、D5=0.80mm、D6=3.40mm、D7=1.50mm、D8=0.80mm、D9=0.50mm、D10=2.00mm、D11=可変、D12=1.20mm、D13=2.30mm、D14=0.79mm、D15=0.80mm、D16=可変、D17=3.00mm、D18=0.80mm、D19=可変、D20=0.88mm、D21=1.00mm
D1=1.00mm、D2=0.70mm、D3=3.40mm、D4=可変、D5=0.80mm、D6=3.40mm、D7=1.50mm、D8=0.80mm、D9=0.50mm、D10=2.00mm、D11=可変、D12=1.20mm、D13=2.30mm、D14=0.79mm、D15=0.80mm、D16=可変、D17=3.00mm、D18=0.80mm、D19=可変、D20=0.88mm、D21=1.00mm
<屈折率(Nd)>
N1=1.84666、N2=1.77250、N3=1.83400、N4=1.69680、N5=1.49700、N6=1.78470、N7=1.66547、N8=1.69895、N9=1.58332、N10=1.84666、N11=1.51680
N1=1.84666、N2=1.77250、N3=1.83400、N4=1.69680、N5=1.49700、N6=1.78470、N7=1.66547、N8=1.69895、N9=1.58332、N10=1.84666、N11=1.51680
<アッベ数(νd)>
ν1=23.8、ν2=49.6、ν3=37.2、ν4=55.5、ν5=81.5、ν6=26.3、ν7=55.2、ν8=30.1、ν9=59.1、ν10=23.8、ν11=64.2
ν1=23.8、ν2=49.6、ν3=37.2、ν4=55.5、ν5=81.5、ν6=26.3、ν7=55.2、ν8=30.1、ν9=59.1、ν10=23.8、ν11=64.2
<ズーム間隔(D4,D11,D16,D19)及び絞り径φ>
D4=1.00mm(広角端)〜7.86mm(中間)〜14.73mm(望遠端)
D11=15.53mm(広角端)〜8.66mm(中間)〜1.80mm(望遠端)
D16=8.12mm(広角端)〜6.30mm(中間)〜2.32mm(望遠端)
D19=12.20mm(広角端)〜14.01mm(中間)〜18.00mm(望遠端)
絞り径φ=5.50mm(広角端)〜5.74mm(中間)〜7.02mm(望遠端)
D4=1.00mm(広角端)〜7.86mm(中間)〜14.73mm(望遠端)
D11=15.53mm(広角端)〜8.66mm(中間)〜1.80mm(望遠端)
D16=8.12mm(広角端)〜6.30mm(中間)〜2.32mm(望遠端)
D19=12.20mm(広角端)〜14.01mm(中間)〜18.00mm(望遠端)
絞り径φ=5.50mm(広角端)〜5.74mm(中間)〜7.02mm(望遠端)
<非球面係数の数値データ>
<S13>
ε=0.00000、D=−1.97717×10−4、E=−5.07409×10−7、F=−1.01355×10−7、G=5.47756×10−11
<S14>
ε=0.00000、D=1.11751×10−5、E=−2.14465×10−6、F=1.75820×10−7、G=−5.81930×10−9
<S17>
ε=0.00000、D=−1.44717×10−4、E=−4.09284×10−7、F=7.77152×10−9、G=1.82395×10−9
<S13>
ε=0.00000、D=−1.97717×10−4、E=−5.07409×10−7、F=−1.01355×10−7、G=5.47756×10−11
<S14>
ε=0.00000、D=1.11751×10−5、E=−2.14465×10−6、F=1.75820×10−7、G=−5.81930×10−9
<S17>
ε=0.00000、D=−1.44717×10−4、E=−4.09284×10−7、F=7.77152×10−9、G=1.82395×10−9
上記実施例2において、広角端,中間位置,望遠端での諸収差(球面収差、非点収差、歪曲収差)は、それぞれ図8、図9、図10に示す結果となる。尚、図8ないし図10中において、Sはサジタル平面での収差、Mはメリジオナル平面での収差を示す。
また、実施例2のズームレンズによれば、レンズ系全長が61.72mm、変倍比が2.92、広角端〜中間位置〜望遠端でのF値(Fナンバー)が2.88〜2.88〜2.88程度になり、広角端〜望遠端の全域において明るく、諸収差が良好に補正されて光学性能の高い、小型のズームレンズが得られる。
また、実施例2のズームレンズによれば、レンズ系全長が61.72mm、変倍比が2.92、広角端〜中間位置〜望遠端でのF値(Fナンバー)が2.88〜2.88〜2.88程度になり、広角端〜望遠端の全域において明るく、諸収差が良好に補正されて光学性能の高い、小型のズームレンズが得られる。
図11及び図12は、本発明に係るズームレンズのさらに他の実施形態を示すものであり、図11はその構成図、図12は広角端、中間位置、望遠端での状態図を示す。この実施形態では、第4レンズ群G4に含まれる第10レンズ10´を第9レンズ9から分離した以外は、前述の図1に示す実施形態と同一の構成であるため、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
ここで、第1レンズ1〜第6レンズ6,開口絞りSD,第7レンズ7〜第10レンズ10´〜ガラスプレート11においては、図11に示すように、各々の面をSi(i=1〜21)、各々の面Siの曲率半径をRi(i=1〜21)、第1レンズ1〜像面Pまでの光軸L上における距離(厚さ、空気間隔)をDi(i=1〜21)で表す。
第10レンズ10´は、ガラス材料により形成され、図11に示すように、物体側の面S18が凹面及び像面側の面S19が凸面に形成された負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。
そして、好ましくは、第9レンズ9の物体側の面S16及び像面側の面S17、第10レンズ10´の物体側の面S18及び像面側の面S19のうち少なくとも一つの面は、非球面に形成されている。
ここで、第1レンズ1〜第6レンズ6,開口絞りSD,第7レンズ7〜第10レンズ10´〜ガラスプレート11においては、図11に示すように、各々の面をSi(i=1〜21)、各々の面Siの曲率半径をRi(i=1〜21)、第1レンズ1〜像面Pまでの光軸L上における距離(厚さ、空気間隔)をDi(i=1〜21)で表す。
第10レンズ10´は、ガラス材料により形成され、図11に示すように、物体側の面S18が凹面及び像面側の面S19が凸面に形成された負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズである。
そして、好ましくは、第9レンズ9の物体側の面S16及び像面側の面S17、第10レンズ10´の物体側の面S18及び像面側の面S19のうち少なくとも一つの面は、非球面に形成されている。
上記構成をなすズームレンズの具体的な数値による実施例を、実施例3として以下に示す。
実施例3における主な仕様諸元、種々の数値データ(設定値)、条件式(1),(2)の値は以下の通りである。使用波長は、主波長588nm(d線)、波長486nm(F線)、波長656nm(C線)である。また、実施例3においては、第7レンズ7の物体側及び像面側の両面S12,S13、第9レンズ9の物体側の面S16に非球面が形成されている。
<条件式>
(1)fw/fG1=6.50/66.32=0.098 → 0.07<0.098<0.15
(2)fw/|fG2|=6.50/10.94=0.594 → 0.5<0.594<0.7
(1)fw/fG1=6.50/66.32=0.098 → 0.07<0.098<0.15
(2)fw/|fG2|=6.50/10.94=0.594 → 0.5<0.594<0.7
<仕様諸元>
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)
第1レンズ群G1の焦点距離fG1=66.32mm
第2レンズ群G2の焦点距離fG2=−10.94mm
レンズ系の広角端,中間位置,望遠端における焦点距離(fw,fm,ft)=6.50mm(広角端)〜9.83mm(中間)〜19.00mm(望遠端)
ズーム倍率(変倍比)=2.92
F値(Fナンバー)=2.89(広角端)〜2.90(中間)〜2.91(望遠端)
射出瞳位置=−121.26mm(広角端)〜−57.82mm(中間)〜−31.62mm(望遠端)
最外角光線の射出角度(像高3.6mmでの光線の角度)=−4.2°(広角端)〜−6.2°(中間)〜−7.8°(望遠端)
レンズ全長(第1レンズ1の前面S1〜第10レンズ10´の後面S19までの距離)=49.11mm(広角端)〜47.21mm(中間)〜42.84mm(望遠端)
レンズ系全長(第1レンズ1の前面S1〜像面Pまでの距離)=62.1mm(広角端,中間,望遠端)
バックフォーカス(第10レンズ10´の後面S19〜像面Pまでの空気換算距離)=12.71mm(広角端)〜14.62mm(中間)〜18.99mm(望遠端)
画角(2ω)=60.1°(広角端)〜41.3°(中間)〜21.8°(望遠端)
物体距離=∞(広角端)〜∞(中間)〜∞(望遠端)
第1レンズ群G1の焦点距離fG1=66.32mm
第2レンズ群G2の焦点距離fG2=−10.94mm
レンズ系の広角端,中間位置,望遠端における焦点距離(fw,fm,ft)=6.50mm(広角端)〜9.83mm(中間)〜19.00mm(望遠端)
ズーム倍率(変倍比)=2.92
F値(Fナンバー)=2.89(広角端)〜2.90(中間)〜2.91(望遠端)
射出瞳位置=−121.26mm(広角端)〜−57.82mm(中間)〜−31.62mm(望遠端)
最外角光線の射出角度(像高3.6mmでの光線の角度)=−4.2°(広角端)〜−6.2°(中間)〜−7.8°(望遠端)
レンズ全長(第1レンズ1の前面S1〜第10レンズ10´の後面S19までの距離)=49.11mm(広角端)〜47.21mm(中間)〜42.84mm(望遠端)
レンズ系全長(第1レンズ1の前面S1〜像面Pまでの距離)=62.1mm(広角端,中間,望遠端)
バックフォーカス(第10レンズ10´の後面S19〜像面Pまでの空気換算距離)=12.71mm(広角端)〜14.62mm(中間)〜18.99mm(望遠端)
画角(2ω)=60.1°(広角端)〜41.3°(中間)〜21.8°(望遠端)
<曲率半径>
R1=25.269mm、R2=18.043mm、R3=26.158mm、R4=402.439mm、R5=50.725mm、R6=8.542mm、R7=−18.063mm、R8=−9.648mm、R9=9.578mm、R10=34.904mm、R11=∞(開口絞り)、R12=7.455mm(非球面)、R13=−190.288mm(非球面)、R14=70.124mm、R15=7.666mm、R16=13.226mm(非球面)、R17=−8.009mm、R18=−7.398mm、R19=−12.153mm、R20=∞、R21=∞
R1=25.269mm、R2=18.043mm、R3=26.158mm、R4=402.439mm、R5=50.725mm、R6=8.542mm、R7=−18.063mm、R8=−9.648mm、R9=9.578mm、R10=34.904mm、R11=∞(開口絞り)、R12=7.455mm(非球面)、R13=−190.288mm(非球面)、R14=70.124mm、R15=7.666mm、R16=13.226mm(非球面)、R17=−8.009mm、R18=−7.398mm、R19=−12.153mm、R20=∞、R21=∞
<光軸上の面間隔>
D1=1.00mm、D2=1.20mm、D3=3.40mm、D4=可変、D5=0.80mm、D6=3.40mm、D7=1.50mm、D8=0.80mm、D9=2.00mm、D10=可変、D11=1.20mm、D12=2.30mm、D13=0.48mm、D14=0.80mm、D15=可変、D16=3.00mm、D17=0.50mm、D18=0.80mm、D19=可変、D20=0.88mm、D21=1.00mm
D1=1.00mm、D2=1.20mm、D3=3.40mm、D4=可変、D5=0.80mm、D6=3.40mm、D7=1.50mm、D8=0.80mm、D9=2.00mm、D10=可変、D11=1.20mm、D12=2.30mm、D13=0.48mm、D14=0.80mm、D15=可変、D16=3.00mm、D17=0.50mm、D18=0.80mm、D19=可変、D20=0.88mm、D21=1.00mm
<屈折率(Nd)>
N1=1.84666、N2=1.77250、N3=1.83400、N4=1.69680、N5=1.49700、N6=1.78470、N7=1.66547、N8=1.69895、N9=1.58332、N10=1.84666、N11=1.51680
N1=1.84666、N2=1.77250、N3=1.83400、N4=1.69680、N5=1.49700、N6=1.78470、N7=1.66547、N8=1.69895、N9=1.58332、N10=1.84666、N11=1.51680
<アッベ数(νd)>
ν1=23.8、ν2=49.6、ν3=37.2、ν4=55.5、ν5=81.5、ν6=26.3、ν7=55.2、ν8=30.1、ν9=59.1、ν10=23.8、ν11=64.2
ν1=23.8、ν2=49.6、ν3=37.2、ν4=55.5、ν5=81.5、ν6=26.3、ν7=55.2、ν8=30.1、ν9=59.1、ν10=23.8、ν11=64.2
<ズーム間隔(D4,D11,D16,D19)及び絞り径φ>
D4=1.00mm(広角端)〜8.30mm(中間)〜15.61mm(望遠端)
D11=16.41mm(広角端)〜9.10mm(中間)〜1.80mm(望遠端)
D16=8.53mm(広角端)〜6.62mm(中間)〜2.25mm(望遠端)
D19=11.13mm(広角端)〜13.04mm(中間)〜17.41mm(望遠端)
絞り径φ=5.56mm(広角端)〜5.80mm(中間)〜7.14mm(望遠端)
D4=1.00mm(広角端)〜8.30mm(中間)〜15.61mm(望遠端)
D11=16.41mm(広角端)〜9.10mm(中間)〜1.80mm(望遠端)
D16=8.53mm(広角端)〜6.62mm(中間)〜2.25mm(望遠端)
D19=11.13mm(広角端)〜13.04mm(中間)〜17.41mm(望遠端)
絞り径φ=5.56mm(広角端)〜5.80mm(中間)〜7.14mm(望遠端)
<非球面係数の数値データ>
<S12>
ε=0.00000、D=−2.11197×10−4、E=−5.78944×10−7、F=−1.19856×10−7、G=3.80866×10−9
<S13>
ε=0.00000、D=3.42894×10−5、E=−1.85918×10−6、F=1.40774×10−7、G=−9.37296×10−9
<S16>
ε=0.00000、D=−1.32353×10−4、E=1.46749×10−7、F=1.06754×10−8、G=−3.87662×10−12
<S12>
ε=0.00000、D=−2.11197×10−4、E=−5.78944×10−7、F=−1.19856×10−7、G=3.80866×10−9
<S13>
ε=0.00000、D=3.42894×10−5、E=−1.85918×10−6、F=1.40774×10−7、G=−9.37296×10−9
<S16>
ε=0.00000、D=−1.32353×10−4、E=1.46749×10−7、F=1.06754×10−8、G=−3.87662×10−12
上記実施例3において、広角端,中間位置,望遠端での諸収差(球面収差、非点収差、歪曲収差)は、それぞれ図13、図14、図15に示す結果となる。尚、図13ないし図15中において、Sはサジタル平面での収差、Mはメリジオナル平面での収差を示す。
また、実施例3のズームレンズによれば、レンズ系全長が62.1mm、変倍比が2.92、広角端〜中間位置〜望遠端でのF値(Fナンバー)が2.89〜2.90〜2.91程度になり、広角端〜望遠端の全域において明るく、諸収差が良好に補正されて光学性能の高い、小型のズームレンズが得られる。
また、実施例3のズームレンズによれば、レンズ系全長が62.1mm、変倍比が2.92、広角端〜中間位置〜望遠端でのF値(Fナンバー)が2.89〜2.90〜2.91程度になり、広角端〜望遠端の全域において明るく、諸収差が良好に補正されて光学性能の高い、小型のズームレンズが得られる。
以上述べたように、本発明のズームレンズは、変倍比が3程度で、望遠端でのF値(Fナンバー)が3.5以下で明るく、広角端〜望遠端の全域において良好な光学特性が得られるため、高画質のデジタルスチルカメラあるいはデジタルビデオカメラ等に適用できるのは勿論のこと、ズームレンズを備えるその他の光学機器においても有用である。
L 光軸
SD開口絞り
G1第1レンズ群
1 第1レンズ
2 第2レンズ
G2 第2レンズ群
3 第3レンズ
4 第4レンズ
5 第5レンズ
6,6´ 第6レンズ
G3 第3レンズ群
7 第7レンズ
8 第8レンズ
G4 第4レンズ群
9 第9レンズ
10,10´ 第10レンズ
11 ガラスプレート
G1 第1レンズ群の焦点距離
G2 第2レンズ群の焦点距離
fw 広角端におけるレンズ系の焦点距離
SD開口絞り
G1第1レンズ群
1 第1レンズ
2 第2レンズ
G2 第2レンズ群
3 第3レンズ
4 第4レンズ
5 第5レンズ
6,6´ 第6レンズ
G3 第3レンズ群
7 第7レンズ
8 第8レンズ
G4 第4レンズ群
9 第9レンズ
10,10´ 第10レンズ
11 ガラスプレート
G1 第1レンズ群の焦点距離
G2 第2レンズ群の焦点距離
fw 広角端におけるレンズ系の焦点距離
Claims (6)
- 物体側から像面側に向けて順に配列された、
正の屈折力を有する第1レンズ群と、
負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、
正の屈折率を有する第4レンズ群を備え、
前記第2レンズ群を像面側へ移動させて広角端から望遠端への変倍を行い、前記第4レンズ群を移動させて変倍に伴う像点位置を補正するズームレンズであって、
前記第1レンズ群は、物体側から像面側に向けて順に配列された、負の屈折力を有する第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズとを含み、
広角端におけるレンズ系の焦点距離をfw、前記第1レンズ群の焦点距離をfG1とするとき、条件式(1)
(1)0.07<fw/fG1<0.15
を満足する、
ことを特徴とするズームレンズ。 - 前記第1レンズは、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズであり、
前記第2レンズは、物体側及び像面側に凸面を向けた正の屈折力を有する両凸形状のレンズである、
ことを特徴とする請求項1記載のズームレンズ。 - 前記第2レンズ群は、物体側から順に配列された、負の屈折力を有する第3レンズと、正の屈折力を有する第4レンズと、負の屈折力を有する第5レンズと、正の屈折力を有する第6レンズとを含み、
広角端におけるレンズ系の焦点距離をfw、前記第2レンズ群の焦点距離をfG2とするとき、条件式(2)
(2)0.5<fw/|fG2|<0.7
を満足する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のズームレンズ。 - 前記第3レンズ群は、物体側から順に配列された、正の屈折力を有する第7レンズと、負の屈折力を有する第8レンズとを含み、
前記第7レンズ及び第8レンズの少なくとも一つの面が非球面に形成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれかに記載のズームレンズ。 - 前記第4レンズ群は、物体側から順に配列された、正の屈折力を有する第9レンズと、負の屈折力を有する第10レンズとを含み、
前記第9レンズ及び第10レンズの少なくとも一つの面が非球面に形成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれかに記載のズームレンズ。 - 前記第4レンズ群は、合焦を行うべく移動する、
ことを特徴とする請求項5記載のズームレンズ。
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