JP2009103853A - ズームレンズ及びこれを搭載する光学機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型で、高画質なズームレンズ及びこのズームレンズを搭載する光学装置の提供。
【解決手段】光路を折り曲げることを目的とした光学素子(光路折り曲げ光学素子P)を有するズームレンズZLにおいて、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負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、負の屈折力を有する第5レンズ群G5とを有し、前記第3レンズ群の焦点距離をG3fとし、レンズ全系の望遠端焦点距離をftとし、前記光路を折り曲げることを目的とした光学素子の光軸に沿った中心厚をPTとし、レンズ全系の広角端焦点距離をfwとしたとき、次式0.8<G3f/ft<1.2及び2.3<PT/(ft/fw)<4.0の条件を満足する。
【選択図】図2
【解決手段】光路を折り曲げることを目的とした光学素子(光路折り曲げ光学素子P)を有するズームレンズZLにおいて、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負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、負の屈折力を有する第5レンズ群G5とを有し、前記第3レンズ群の焦点距離をG3fとし、レンズ全系の望遠端焦点距離をftとし、前記光路を折り曲げることを目的とした光学素子の光軸に沿った中心厚をPTとし、レンズ全系の広角端焦点距離をfwとしたとき、次式0.8<G3f/ft<1.2及び2.3<PT/(ft/fw)<4.0の条件を満足する。
【選択図】図2
Description
本発明は、ズームレンズ、特に固体撮像素子等を用いたビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適なズームレンズ及びこれを搭載する光学機器に関する。
昨今、デジタルスチルカメラ等の携行時の携帯性が重視され、カメラ本体の小型化、薄型化、軽量化を図るために、撮影レンズであるズームレンズの小型化及び軽量化が求められている。そこで、レンズ系の一部に光路を略90度に折り曲げる光学素子を備えたズームレンズが提案されている。このようなズームレンズを搭載することで、格納状態から使用状態へ移行する際にカメラ本体より突出することがないため、使用状態においても携帯性に優れており、カメラの小型化、薄型化に大きく寄与することが可能である。
従来のズームレンズとして、第1〜第5レンズ群からなる正負正正負の5群タイプであり、第1レンズ群内に光路を折り曲げる光学素子(プリズム)を含み、広角端から望遠端へのズーミングの際には第2、第4及び第5レンズ群を光軸に沿って移動させて各レンズ群間の空気間隔を可変させるものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1のズームレンズにおいて、広角端状態における焦点距離を短くすると、第1レンズ群内に配設された光路を折り曲げる光学素子(プリズム)の中心厚が増大することとなり、これはカメラの小型化・薄型化とは相反することになってしまう。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に好適で、特に、ズームレンズの配置場所が限定された際の使用を考慮した超小型で、高画質なズームレンズ及びこのズームレンズを搭載する光学装置を提供することを目的とする。
このような目的を達成するため、本発明のズームレンズは、光路を折り曲げることを目的とした光学素子(例えば、実施形態における光路折り曲げ光学素子P)を有するズームレンズにおいて、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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、正の屈折力を有する第4レンズ群と、負の屈折力を有する第5レンズ群とを有し、前記第3レンズ群の焦点距離をG3fとし、レンズ全系の望遠端焦点距離をftとし、前記光路を折り曲げることを目的とした光学素子の光軸に沿った中心厚をPTとし、レンズ全系の広角端焦点距離をfwとしたとき、次式0.8<G3f/ft<1.2及び2.3<PT/(ft/fw)<4.0の条件を満足することを特徴とする。
なお、前記光路を折り曲げることを目的とした光学素子の光軸に沿った中心厚をPTとし、前記光路を折り曲げることを目的とした光学素子の入射面から像面までの光軸に沿った長さをPIdとしたとき、次式0.0<PT/PId<0.2の条件を満足することが好ましい。
また、前記第3レンズ群の焦点距離をfG3とし、前記第4レンズ群の焦点距離をfG4としたとき、次式1.0<fG3/fG4<1.5の条件を満足することが好ましい。
また、前記第3レンズ群が、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズとで構成されていることが好ましい。
また、前記第4レンズ群が、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズとで構成されていることが好ましい。
また、前記第1レンズ群、前記第3レンズ群及び第5レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して固定とし、前記第2レンズ群及び第4レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して移動させることが好ましい。
また、前記第1レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有するレンズと、前記光路を折り曲げることを目的とした光学素子と、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズとから構成されていることが好ましい。
また、本発明は、前記ズームレンズを搭載することを特徴とする光学機器を提供する。
以上説明したように、本発明によれば、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に好適で、特に、ズームレンズの配置場所が限定された際の使用を考慮した超小型で、高画質なズームレンズ及びこのズームレンズを搭載する光学装置を提供することができる。
以下、好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。本願に係るレンズ系であるズームレンズZLを備えたデジタルスチルカメラCAMが図1に示されている。なお、図1において、(a)はデジタルスチルカメラの正面図を、(b)は背面図をそれぞれ示す。また図2は、図1(a)中の矢印II−IIに沿った断面図であり、後述するズームレンズZLの概要を示している。
図1及び図2に示すデジタルスチルカメラCAMは、不図示の電源釦を押すと、撮影レンズ(ZL)の不図示のシャッタが開放されて、撮影レンズ(ZL)で被写体(物体)からの光が集光され、像面Iに配置された撮像素子Cに結像される。撮像素子Cに結像された被写体像は、デジタルスチルカメラCAMの背後に配置された液晶モニターMに表示される。撮影者は、液晶モニターMを見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズ釦B1を押し下げて被写体像を撮像素子Cで撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。
撮影レンズは、本実施形態に係るズームレンズZLで構成されており、デジタルスチルカメラCAMの正面から入射した光は、ズームレンズZL内の光路折り曲げ光学素子Pで略90度下方(図2の紙面下方)へ光路が折り曲げられるため、デジタルスチルカメラCAMを薄型化することが可能になる。また、デジタルスチルカメラCAMには、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部D、ズームレンズZLを広角端状態(W)から望遠端状態(T)にズーミングする際のワイド(W)−テレ(T)釦B2、及び、デジタルスチルカメラCAMの種々の条件設定等に使用するファンクション釦B3等が配置されている。
ズームレンズZLは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、光路折り曲げ光学素子Pを備えて正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負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、負の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成されている。
そして、ズームレンズZLは、広角端状態から望遠端状態まで焦点距離が変化する(ズーミング)際には、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3及び第5レンズ群G5は像面Iに対して固定され、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4は光軸に沿って移動する。具体的には、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が減少し、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔が増大するようになっている(図3参照)。
なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には、光量を調節することを目的とした開口絞りSが配設されており、広角端状態から望遠端状態へのズーミングの際は像面Iに対して固定されている。開口絞りSは、この位置、すなわち第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間よりも物体側に配設すると、第3レンズ群G3や第4レンズ群G4の大型化に繋がるため、好ましくない。また、開口絞りSは、この位置よりも像側に配置すると、光路折り曲げ光学素子Pの大型化に繋がるため、好ましくない。
また、ズームレンズZLと像面Iとの間には、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタLPFが配設されている。
第1レンズ群G1は、上記したように各レンズ群の中で最も物体側に位置しており、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有するレンズと、光路を折り曲げることを目的とした光路折り曲げ光学素子Pと、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズとから構成されており、光路を略90度折り曲げる作用及び光束を収斂する作用を有している。このような構成の第1レンズ群G1を、広角端から望遠端へのズーミング及び望遠端から広角端へのフォーカシングの際に像面Iに対して固定とすることで、各レンズ群の中で一番大きく、重量を有するレンズ群を可動させる必要がなくなり、構造的に簡素化することが可能である。その結果、ズーミングの際には、最も大きい第1レンズ群G1以外のレンズ群(具体的には、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4)を可動させることになり、駆動系をより小型化することも可能である。また、上記構成(具体的には、光路折り曲げ光学素子Pの像側に正の屈折力を有するレンズを2枚備える)ことにより、広角端における倍率色収差及びコマ収差の補正を良好に行うことができる。
第2レンズ群G2は、第1レンズ群G1により形成される被写体(物体)の像を拡大する作用をなし、広角端状態から望遠端状態に向かうに従い、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔を広げることにより拡大率を高めて、焦点距離を変化させている。
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズとで構成されており、第2レンズ群G2によって拡大された光束を収斂させる作用を有している。このような構成により、第3レンズ群G3では、ズーミングによる倍率色収差の変動及びコマ収差の補正を良好に行うことができる。ここで、第3レンズ群G3を1つの単レンズと1つの接合レンズとから構成することとすると、防振レンズ群としての機能を確保しつつ、第3レンズ群G3の構成が複雑化することを回避でき、好ましい。
第4レンズ群G4は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズとで構成されており、第3レンズ群G3によって収斂される光束をより収斂させる作用をなしている。このように、本実施形態のズームレンズZLでは、広角端状態から望遠端状態へのズーミングの際に第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の間隔を積極的に変化させることで、焦点距離の変化に対する像面の変動、すなわち倍率色収差の変動を良好に抑えることができる。
第5レンズ群G5は、負の屈折力を有することで、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4に至るまでの屈折力を強めることができる。これによりレンズ系全長を短縮することができる。また、高性能化を達成するために、第5レンズ群G5を複数のレンズ群で構成してもよい。
上記構成のズームレンズZLにおいて、第3レンズ群の焦点距離をG3fとし、レンズ全系の望遠端焦点距離をftとし、光路を折り曲げることを目的とした光学素子(光路折り曲げ光学素子)Pの光軸に沿った中心厚をPTとし、レンズ全系の広角端焦点距離をfwとしたとき、次式(1)及び(2)を満足することが好ましい。
0.8<G3f/ft<1.2 …(1)
2.3<PT/(ft/fw)<4.0 …(2)
2.3<PT/(ft/fw)<4.0 …(2)
上記条件式(1)は、第3レンズ群の焦点距離G3fと、レンズ全系の望遠端焦点距離ftとの適切な比率を規定している。この条件式(1)を満たす場合、第3レンズ群G3をズーミングに際して固定することが好ましい。また、この条件式(1)を満たす場合、第3レンズ群G3の少なくとも一部を光軸に垂直な方向に移動させて、像ブレを補正することも好ましい。この条件式(1)において、上限値を上回ると、球面収差の補正が困難となり、好ましくない。一方、条件式(1)において、下限値を下回ると、コマ収差の補正が困難となり、好ましくない。なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(1)の上限値を1.0にすることが好ましい。
また、上記条件式(2)は、光路を折り曲げることを目的とした光学素子(光路折り曲げ光学素子)Pの光軸に沿った中心厚PTと、レンズ全系の望遠端焦点距離ftと、レンズ全系の広角端焦点距離fwとの適切な関係を規定している。この条件式(2)において、上限値を上回ると、光路折り曲げ光学素子Pの大きさが増大してしまうため、各レンズ群の移動量が制限され、ズーミングによる収差変動、特に非点収差の補正が困難となり、好ましくない。一方、条件式(2)の下限値を下回ると、光路折り曲げ光学素子Pの大きさが小さくなり、該光学素子Pへの入射時の光線角度が急になってしまうため、倍率色収差の補正が困難となり好ましくない。なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(2)の上限値を3.0にすることが好ましい。
また、光路を折り曲げることを目的とした光学素子(光路折り曲げ光学素子)Pの光軸に沿った中心厚をPTとし、広角端状態における前記光路折り曲げ光学素子Pの入射面から像面までの光軸に沿った長さをPIdとしたとき、次式(3)を満足することが好ましい。
0.0<PT/PId<0.2 …(3)
上記条件式(3)は、光路折り曲げ光学素子Pの光軸に沿った中心厚PTと、光路折り曲げ光学素子Pの入射面から像面までの光軸に沿った長さPIdとの適切な比率を規定している。この条件式(3)において、上限値を上回ると、本光学系において光路折り曲げ光学素子Pが占める割合が大きくなり、本実施形態のズームレンズZLを搭載する光学機器(カメラ等の)の大型化に繋がり、好ましくない。また、ズーミングによる収差変動、特に非点収差の補正が困難となり、好ましくない。一方、条件式(3)の下限値を下回ると、倍率色収差の補正が困難となり、好ましくない。なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(3)の上限値を0.18にすることが好ましい。また、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(3)の下限値を0.1にすることが好ましい。
また、本実施形態のズームレンズZLは、第3レンズ群G3の焦点距離をfG3とし、第4レンズ群G4の焦点距離をfG4としたとき、次式(4)を満足することが好ましい。
1.0<fG3/fG4<1.5 …(4)
上記条件式(4)は、第3レンズ群G3の焦点距離fG3と、第4レンズ群G4の焦点距離fG4との適切な比率を規定している。この条件式(4)を満たす場合、第3レンズ群G3をズーミングに際して固定することが好ましい。また、この条件式(4)を満たす場合、第3レンズ群G3の少なくとも一部を光軸に垂直な方向に移動させて像ブレを補正することも好ましい。さらに、この条件式(4)を満たす場合、第4レンズ群G4の少なくとも一部を合焦レンズ群とすることが好ましい。この条件式(4)において、上限値を上回ると、ズーミングによる倍率色収差の補正が困難となり、好ましくない。一方、条件式(4)において、下限値を下回ると、ズーミングの際に発生するコマ収差の補正が困難となり、好ましくない。なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(4)の上限値を1.4にすることが好ましい。また、本実施形態の効果を確実にするために、条件式(4)の下限値を1.19にすることが好ましい。
また、本実施形態のズームレンズZLは、レンズ全系の広角端焦点距離をfwとしたとき、次式(5)を満足することが好ましい。
fw<6.0 …(5)
上記条件式(5)は、レンズ全系の広角端焦点距離fwの適切な範囲を規定している。この条件式(5)を満足することにより、ズーム比が3〜4倍程度の条件下で、光路折り曲げ素子Pをコンパクトに構成することが可能であるとともに、これを搭載する光学機器の小型化に貢献することができる。
なお、本実施形態のズームレンズZLは、各レンズ群G1〜G5において任意の面を(例えば、光路折り曲げ光学素子Pの表面や非球面の形成面と交換する形で)回折面としてもよい。また、各レンズ群G1〜G5において、任意のレンズ(例えば、表面に非球面が形成されているレンズ)を屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)あるいはプラスチックレンズとしてもよい。
以下、各実施例を添付図面に基づいて説明する。各実施例に係るズームレンズZL(レンズ系)は、前述したように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負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、負の屈折力を有する第5レンズ群G5とを有して構成される。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には、光量を調整することを目的とした開口絞りSが配設されている。また、第5レンズ群G5と像面Iとの間には、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタLPFが配置されている。また、像面Iは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はCCDやCMOS等から構成されている。
そして、上記構成のズームレンズZLは、広角端から望遠端へのズーミングの際、第2レンズ群G2及び第4レンズ群G4が光軸に沿って移動し、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3及び第5レンズ群G5が像面Iに対して固定されるようになっている。このとき、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が減少し、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔が増大する。なお、開口絞りSは、広角端状態から望遠端状態へのズーミングの際、像面Iに対して固定されている。
以下に、表1〜表4を示すが、これらは第1〜第4実施例における各諸元の表である。いずれの表においても、fは焦点距離を、FNoはFナンバーを、ωは画角を、Yは像高を、TLはレンズ全長を、Bfはバックフォーカスを表している。また、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序(以下、面番号と称する)を、面間隔は各光学面から次の光学面(又は像面)までの光軸上の距離を、屈折率はd線(波長587.56nm)に対する値を示している。
なお、表中において、焦点距離f、曲率半径、面間隔、その他の長さの単位は、一般に「mm」が使われている。但し、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ので、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。また、表中において、曲率半径の「∞」は平面または開口を示し、空気の屈折率「1.00000」の記載は省略している。
また、表中において*印が付される非球面は、光軸に垂直な方向の高さをyとし、非球面の頂点における接平面から高さyにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離(サグ量)をS(y)とし、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をrとし、円錐係数をKとし、n次の非球面係数をAnとしたとき、以下の式(a)で表される。なお、各実施例において、2次の非球面係数A2は0であり、その記載を省略している。また、Enは、×10nを表す。例えば、1.234E-05=1.234×10-5である。
S(y)=(y2/r)/{1+(1−K・y2/r2)1/2}
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10 …(a)
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10 …(a)
(第1実施例)
第1実施例について、図3、図4及び表1を用いて説明する。図3は、第1実施例に係るズームレンズZLの構成を示すとともに、広角端状態(W)から中間焦点距離状態(M)を経て望遠端状態(T)までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。
第1実施例について、図3、図4及び表1を用いて説明する。図3は、第1実施例に係るズームレンズZLの構成を示すとともに、広角端状態(W)から中間焦点距離状態(M)を経て望遠端状態(T)までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。
本実施例に係るズームレンズZLにおいて、第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、光路を約90度に折り曲げることを目的とした直角プリズム(光路折り曲げ光学素子)Pと、両凸形状の正レンズL12と、両凸形状の正レンズL13とから構成される。第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの貼り合わせからなる接合レンズL22とから構成される。第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズL32とから構成される。第4レンズ群G4は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL41と、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズL42とから構成される。第5レンズ群G5は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの貼り合わせからなる接合レンズL51で構成される。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には、開口絞りSが配置されている。また、第5レンズ群G5と像面Iとの間には、ローパスフィルタLPFが配置されている。
なお、本実施例に係るズームレンズZLでは、上記の直角プリズム(光路折り曲げ光学素子)Pにより光路を90度偏光しているが(図2参照)、図3で示すレンズ構成図にはこれを展開して示している。
表1に第1実施例における各諸元の表を示す。なお、表1における面番号1〜31は、図3に示す面1〜31に対応している。また、第1実施例において、第7面、第8面、第10面、第15面及び第21面の各レンズ面は、いずれも非球面形状に形成されている。
また、表中において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔をd8とし、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔をd13とし、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔をd19とし、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との軸上空気間隔をd24とする。これらの軸上空気間隔、すなわちd8、d13、d19及びd24はズーミングに際して変化する。また、表中において、上記の条件式(1)〜(4)に対応する値も示している。
(表1)
[レンズ諸元]
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
1 26.7207 0.7000 1.846660 23.78
2 8.1147 3.0500
3 ∞ 8.2000 1.834000 37.35
4 ∞ 0.1000
5 1000.0000 2.0000 1.497820 82.56
6 -14.2712 0.1000
7* 14.2228 2.1500 1.589130 61.24
8* -39.8739 (d8)
9 -114.7463 0.5000 1.851350 40.10
10* 5.8169 1.3527
11* -7.6573 0.5000 1.696797 55.53
12 8.9675 1.5500 1.846660 23.78
13 -16.4909 (d13)
14 (開口絞りS) 1.0000
15* 7.1350 1.5392 1.693500 53.22
16 -26.6404 0.1000
17 6.5458 1.9500 1.487490 70.23
18 -6.5851 0.5000 1.882997 40.76
19 6.8879 (d19)
20 8.7257 2.4000 1.589130 61.24
21* -9.7970 0.1000
22 69.3553 2.7000 1.696797 55.53
23 -4.9760 0.5000 1.903660 31.31
24 31.5648 (d24)
25 -9.4252 1.9000 1.516330 64.14
26 -5.4885 0.5000 1.903660 31.31
27 -8.3371 0.5500
28 ∞ 0.6500 1.516330 64.14
29 ∞ 0.9000
30 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
31 ∞ (Bf)
[非球面データ]
第7面
K=+1.0000,A4=-1.10240E-04,A6=-1.71670E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第8面
K=+1.0000,A4=-1.60080E-04,A6=-1.19300E-06,A8=+1.39000E-08,A10=0.00000E-00
第10面
K=-6.6203,A4=+4.55230E-03,A6=-3.51170E-04,A8=+2.64450E-05,A10=-9.70130E-07
第15面
K=+2.0313,A4=-3.14240E-04,A6=-6.99020E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第21面
K=+1.0207,A4=+5.56920E-04,A6=+1.25500E-05,A8=-1.44120E-06,A10=+3.39100E-08
[全体諸元]
ズーム比 3.37255
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 5.09998 〜 9.99996 〜 17.19994
FNo 3.64342 〜 4.11500 〜 4.58940
ω 40.35044 〜 21.90940 〜 13.02045
Y 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
TL 53.91277 〜 53.91283 〜 53.91210
Bf 0.60019 〜 0.60014 〜 0.59969
[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d8 0.59960 4.88661 7.69831
d13 7.49881 3.21197 0.40012
d19 5.64056 3.11957 1.47846
d24 3.58172 6.10265 7.74363
[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離
G1 1 13.07061
G2 9 -6.02093
G3 15 14.28320
G4 20 11.96649
G5 25 -93.80860
[条件式]
(1) G3f/ft=0.8304
(2) PT/(ft/fw)=2.43139
(3) PT/PId=0.16347
(4) fG3/fG4=1.1936
[レンズ諸元]
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
1 26.7207 0.7000 1.846660 23.78
2 8.1147 3.0500
3 ∞ 8.2000 1.834000 37.35
4 ∞ 0.1000
5 1000.0000 2.0000 1.497820 82.56
6 -14.2712 0.1000
7* 14.2228 2.1500 1.589130 61.24
8* -39.8739 (d8)
9 -114.7463 0.5000 1.851350 40.10
10* 5.8169 1.3527
11* -7.6573 0.5000 1.696797 55.53
12 8.9675 1.5500 1.846660 23.78
13 -16.4909 (d13)
14 (開口絞りS) 1.0000
15* 7.1350 1.5392 1.693500 53.22
16 -26.6404 0.1000
17 6.5458 1.9500 1.487490 70.23
18 -6.5851 0.5000 1.882997 40.76
19 6.8879 (d19)
20 8.7257 2.4000 1.589130 61.24
21* -9.7970 0.1000
22 69.3553 2.7000 1.696797 55.53
23 -4.9760 0.5000 1.903660 31.31
24 31.5648 (d24)
25 -9.4252 1.9000 1.516330 64.14
26 -5.4885 0.5000 1.903660 31.31
27 -8.3371 0.5500
28 ∞ 0.6500 1.516330 64.14
29 ∞ 0.9000
30 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
31 ∞ (Bf)
[非球面データ]
第7面
K=+1.0000,A4=-1.10240E-04,A6=-1.71670E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第8面
K=+1.0000,A4=-1.60080E-04,A6=-1.19300E-06,A8=+1.39000E-08,A10=0.00000E-00
第10面
K=-6.6203,A4=+4.55230E-03,A6=-3.51170E-04,A8=+2.64450E-05,A10=-9.70130E-07
第15面
K=+2.0313,A4=-3.14240E-04,A6=-6.99020E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第21面
K=+1.0207,A4=+5.56920E-04,A6=+1.25500E-05,A8=-1.44120E-06,A10=+3.39100E-08
[全体諸元]
ズーム比 3.37255
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 5.09998 〜 9.99996 〜 17.19994
FNo 3.64342 〜 4.11500 〜 4.58940
ω 40.35044 〜 21.90940 〜 13.02045
Y 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
TL 53.91277 〜 53.91283 〜 53.91210
Bf 0.60019 〜 0.60014 〜 0.59969
[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d8 0.59960 4.88661 7.69831
d13 7.49881 3.21197 0.40012
d19 5.64056 3.11957 1.47846
d24 3.58172 6.10265 7.74363
[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離
G1 1 13.07061
G2 9 -6.02093
G3 15 14.28320
G4 20 11.96649
G5 25 -93.80860
[条件式]
(1) G3f/ft=0.8304
(2) PT/(ft/fw)=2.43139
(3) PT/PId=0.16347
(4) fG3/fG4=1.1936
表1に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係るズームレンズZLでは、上記条件式(1)〜(4)を全て満たすことが分かる。
図4は、第1実施例の諸収差図である。すなわち、図4(a)は広角端状態(f=5.09998mm)における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図4(b)は中間焦点距離状態(f=9.99996mm)における無限遠合焦状態での諸収差であり、図4(c)は望遠端状態(f=17.19994mm)における無限遠合焦状態での諸収差である。
各収差図において、FNOはFナンバーを、Yは像高を示している。球面収差を示す収差図において、実線は球面収差を示し、破線はサインコンディション(正弦条件)を示す。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリジオナル像面を示す。更に、コマ収差において、実線はメリジオナルコマを示し、破線はサジタルコマを示す。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。
各収差図から明らかなように、第1実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
その結果、第1実施例のズームレンズZLを搭載することにより、デジタルスチルカメラ(光学機器。図1及び図2参照)においても、優れた光学性能を確保することができる。
(第2実施例)
第2実施例について、図5、図6及び表2を用いて説明する。図5は、第2実施例に係るズームレンズZLの構成を示すとともに、広角端状態(W)から中間焦点距離状態(M)を経て望遠端状態(T)までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。
第2実施例について、図5、図6及び表2を用いて説明する。図5は、第2実施例に係るズームレンズZLの構成を示すとともに、広角端状態(W)から中間焦点距離状態(M)を経て望遠端状態(T)までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。
本実施例に係るズームレンズZLにおいて、第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、光路を約90度に折り曲げることを目的とした直角プリズム(光路折り曲げ光学素子)Pと、両凸形状の正レンズL12と、両凸形状の正レンズL13とから構成される。第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの貼り合わせからなる接合レンズL22とから構成される。第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズL32とから構成される。第4レンズ群G4は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL41と、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズL42とから構成される。第5レンズ群G5は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの貼り合わせからなる接合レンズL51で構成される。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には、開口絞りSが配置されている。また、第5レンズ群G5と像面Iとの間には、ローパスフィルタLPFが配置されている。
なお、本実施例に係るズームレンズZLでは、上記の直角プリズム(光路折り曲げ光学素子)Pにより光路を90度偏光しているが(図2参照)、図5で示すレンズ構成図にはこれを展開して示している。
表2に第2実施例における各諸元の表を示す。なお、表2における面番号1〜31は、図5に示す面1〜31に対応している。また、第2実施例において、第7面、第8面、第10面、第15面及び第21面の各レンズ面は、いずれも非球面形状に形成されている。
また、表中において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔をd8とし、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔をd13とし、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔をd19とし、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との軸上空気間隔をd24とする。これらの軸上空気間隔、すなわちd8、d13、d19及びd24はズーミングに際して変化する。また、表中において、上記の条件式(1)〜(4)に対応する値も示している。
(表2)
[レンズ諸元]
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
1 26.7207 0.7000 1.846660 23.78
2 8.1147 3.0500
3 ∞ 8.2000 1.834000 37.35
4 ∞ 0.1500
5 500.0000 1.9966 1.497820 82.56
6 -14.4468 0.1000
7* 14.2410 2.0648 1.589130 61.24
8* -42.2198 (d8)
9 -130.8153 0.5000 1.851350 40.10
10* 5.7790 1.3348
11 -8.5687 0.5000 1.696797 55.53
12 7.7834 1.5766 1.846660 23.78
13 -20.5124 (d13)
14 (開口絞りS) 0.9000
15* 7.5506 1.4921 1.693500 53.22
16 -25.7743 0.2044
17 6.6889 1.9669 1.487490 70.23
18 -6.3537 0.5000 1.882997 40.76
19 7.5926 (d19)
20 9.1022 2.5458 1.589130 61.24
21* -10.3448 0.1007
22 40.7382 2.5653 1.696797 55.53
23 -5.0541 0.5000 1.903660 31.31
24 38.2011 (d24)
25 -6.5791 1.7527 1.516330 64.14
26 -4.6603 0.5000 1.903660 31.31
27 -6.6943 0.5934
28 ∞ 0.6500 1.516330 64.14
29 ∞ 0.9000
30 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
31 ∞ (Bf)
[非球面データ]
第7面
K=+1.0000,A4=-1.31860E-04,A6=-1.92070E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第8面
K=+1.0003,A4=-1.89960E-04,A6=-1.12410E-06,A8=+1.37980E-08,A10=0.00000E+00
第10面
K=-5.3024,A4=+3.81430E-03,A6=-2.24570E-04,A8=+1.40860E-05,A10=-3.98030E-07
第15面
K=+1.7982,A4=-1.62540E-04,A6=+1.47110E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E+00
第21面
K=+5.4521,A4=+8.98970E-04,A6=+3.07800E-05,A8=-1.91800E-06,A10=+1.24650E-07
[全体諸元]
ズーム比 3.37255
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 5.10000 〜 10.00000 〜 17.20001
FNo 3.65530 〜 4.10195 〜 4.61215
ω 40.34597 〜 21.90968 〜 13.02418
Y 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
TL 54.05001 〜 54.05009 〜 54.04988
Bf 0.60000 〜 0.60002 〜 0.59998
[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d8 0.59960 4.88661 7.69831
d13 7.49881 3.21197 0.40012
d19 5.64056 3.11957 1.47846
d24 3.58172 6.10265 7.74363
[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離
G1 1 13.25000
G2 9 -6.00000
G3 15 14.43779
G4 20 11.47000
G5 25 -62.88980
[条件式]
(1) G3f/ft=0.8394
(2) PT/(ft/fw)=2.43139
(3) PT/PId=0.16302
(4) fG3/fG4=1.2587
[レンズ諸元]
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
1 26.7207 0.7000 1.846660 23.78
2 8.1147 3.0500
3 ∞ 8.2000 1.834000 37.35
4 ∞ 0.1500
5 500.0000 1.9966 1.497820 82.56
6 -14.4468 0.1000
7* 14.2410 2.0648 1.589130 61.24
8* -42.2198 (d8)
9 -130.8153 0.5000 1.851350 40.10
10* 5.7790 1.3348
11 -8.5687 0.5000 1.696797 55.53
12 7.7834 1.5766 1.846660 23.78
13 -20.5124 (d13)
14 (開口絞りS) 0.9000
15* 7.5506 1.4921 1.693500 53.22
16 -25.7743 0.2044
17 6.6889 1.9669 1.487490 70.23
18 -6.3537 0.5000 1.882997 40.76
19 7.5926 (d19)
20 9.1022 2.5458 1.589130 61.24
21* -10.3448 0.1007
22 40.7382 2.5653 1.696797 55.53
23 -5.0541 0.5000 1.903660 31.31
24 38.2011 (d24)
25 -6.5791 1.7527 1.516330 64.14
26 -4.6603 0.5000 1.903660 31.31
27 -6.6943 0.5934
28 ∞ 0.6500 1.516330 64.14
29 ∞ 0.9000
30 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
31 ∞ (Bf)
[非球面データ]
第7面
K=+1.0000,A4=-1.31860E-04,A6=-1.92070E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第8面
K=+1.0003,A4=-1.89960E-04,A6=-1.12410E-06,A8=+1.37980E-08,A10=0.00000E+00
第10面
K=-5.3024,A4=+3.81430E-03,A6=-2.24570E-04,A8=+1.40860E-05,A10=-3.98030E-07
第15面
K=+1.7982,A4=-1.62540E-04,A6=+1.47110E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E+00
第21面
K=+5.4521,A4=+8.98970E-04,A6=+3.07800E-05,A8=-1.91800E-06,A10=+1.24650E-07
[全体諸元]
ズーム比 3.37255
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 5.10000 〜 10.00000 〜 17.20001
FNo 3.65530 〜 4.10195 〜 4.61215
ω 40.34597 〜 21.90968 〜 13.02418
Y 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
TL 54.05001 〜 54.05009 〜 54.04988
Bf 0.60000 〜 0.60002 〜 0.59998
[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d8 0.59960 4.88661 7.69831
d13 7.49881 3.21197 0.40012
d19 5.64056 3.11957 1.47846
d24 3.58172 6.10265 7.74363
[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離
G1 1 13.25000
G2 9 -6.00000
G3 15 14.43779
G4 20 11.47000
G5 25 -62.88980
[条件式]
(1) G3f/ft=0.8394
(2) PT/(ft/fw)=2.43139
(3) PT/PId=0.16302
(4) fG3/fG4=1.2587
表2に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係るズームレンズZLでは、上記条件式(1)〜(4)を全て満たすことが分かる。
図6は、第2実施例の諸収差図である。すなわち、図6(a)は広角端状態(f=5.10000mm)における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図6(b)は中間焦点距離状態(f=10.00000mm)における無限遠合焦状態での諸収差であり、図6(c)は望遠端状態(f=17.20001mm)における無限遠合焦状態での諸収差である。
各収差図から明らかなように、第2実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
その結果、第2実施例のズームレンズZLを搭載することにより、デジタルスチルカメラ(光学機器。図1及び図2参照)においても、優れた光学性能を確保することができる。
(第3実施例)
第3実施例について、図7、図8及び表3を用いて説明する。図7は、第3実施例に係るズームレンズZLの構成を示すとともに、広角端状態(W)から中間焦点距離状態(M)を経て望遠端状態(T)までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。
第3実施例について、図7、図8及び表3を用いて説明する。図7は、第3実施例に係るズームレンズZLの構成を示すとともに、広角端状態(W)から中間焦点距離状態(M)を経て望遠端状態(T)までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。
本実施例に係るズームレンズZLにおいて、第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、光路を約90度に折り曲げることを目的とした直角プリズム(光路折り曲げ光学素子)Pと、両凸形状の正レンズL12と、両凸形状の正レンズL13とから構成される。第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの貼り合わせからなる接合レンズL22とから構成される。第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズL32とから構成される。第4レンズ群G4は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL41と、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズL42とから構成される。第5レンズ群G5は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの貼り合わせからなる接合レンズL51で構成される。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には、開口絞りSが配置されている。また、第5レンズ群G5と像面Iとの間には、ローパスフィルタLPFが配置されている。
なお、本実施例に係るズームレンズZLでは、上記の直角プリズム(光路折り曲げ光学素子)Pにより光路を90度偏光しているが(図2参照)、図7で示すレンズ構成図にはこれを展開して示している。
表3に第3実施例における各諸元の表を示す。なお、表3における面番号1〜31は、図7に示す面1〜31に対応している。また、第3実施例において、第7面、第8面、第10面、第15面及び第21面の各レンズ面は、いずれも非球面形状に形成されている。
また、表中において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔をd8とし、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔をd13とし、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔をd19とし、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との軸上空気間隔をd24とする。これらの軸上空気間隔、すなわちd8、d13、d19及びd24はズーミングに際して変化する。また、表中において、上記の条件式(1)〜(4)に対応する値も示している。
(表3)
[レンズ諸元]
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
1 26.5547 0.7000 1.846660 23.78
2 8.2059 3.0500
3 ∞ 8.2000 1.834000 37.35
4 ∞ 0.1000
5 250.0000 1.9257 1.497820 82.56
6 -16.0342 0.1000
7* 14.5523 2.0543 1.589130 61.24
8* -34.2519 (d8)
9 -151.2403 0.5000 1.851350 40.10
10* 5.7604 1.4249
11 -8.1866 0.5000 1.696797 55.53
12 8.3638 1.5572 1.846660 23.78
13 -18.8180 (d13)
14 (開口絞りS) 0.9000
15* 7.7712 1.4903 1.693500 53.22
16 -27.0613 0.3019
17 6.5900 1.9300 1.487490 70.23
18 -6.5978 0.5000 1.882997 40.76
19 7.7373 (d19)
20 9.9260 2.3327 1.589130 61.24
21* -10.6332 0.1000
22 21.0339 2.5556 1.696797 55.53
23 -5.6980 0.5000 1.903658 31.31
24 21.5294 (d24)
25 -6.7079 1.8530 1.516330 64.14
26 -4.4792 0.5000 1.903658 31.31
27 -6.4773 0.7457
28 ∞ 0.6500 1.516330 64.14
29 ∞ 0.9000
30 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
31 ∞ (Bf)
[非球面データ]
第7面
K=+1.0000,A4=-1.24540E-04,A6=-1.33640E-06,A8=+0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第8面
K=-32.5576,A4=-2.74640E-04,A6=+9.35910E-07,A8=-7.70150E-09,A10=0.00000E-00
第10面
K=+1.8888,A4=-8.86920E-04,A6=-8.25520E-06,A8=-2.86010E-06,A10=+9.23350E-09
第15面
K=+1.3768,A4=-3.60590E-05,A6=+4.49380E-06,A8=+1.68340E-07,A10=0.00000E-00
第21面
K=+1.6204,A4=+4.76800E-04,A6=+2.38560E-06,A8=-5.77160E-07,A10=+1.86680E-08
[全体諸元]
ズーム比 3.37254
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 5.10000 〜 9.99999 〜 17.19997
FNo 3.64057 〜 4.09740 〜 4.63891
ω 40.35233 〜 21.88472 〜 13.02494
Y 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
TL 54.04425 〜 54.04434 〜 54.04395
Bf 0.60000 〜 0.60000 〜 0.59982
[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d8 0.60001 4.94437 7.68281
d13 7.47204 3.12780 0.38924
d19 5.76574 3.27104 1.46146
d24 3.73509 6.22976 8.03926
[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離
G1 1 13.38961
G2 9 -5.98509
G3 15 14.58475
G4 20 11.49999
G5 25 -78.99958
[条件式]
(1) G3f/ft=0.8480
(2) PT/(ft/fw)=2.43140
(3) PT/PId=0.16304
(4) fG3/fG4=1.2682
[レンズ諸元]
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
1 26.5547 0.7000 1.846660 23.78
2 8.2059 3.0500
3 ∞ 8.2000 1.834000 37.35
4 ∞ 0.1000
5 250.0000 1.9257 1.497820 82.56
6 -16.0342 0.1000
7* 14.5523 2.0543 1.589130 61.24
8* -34.2519 (d8)
9 -151.2403 0.5000 1.851350 40.10
10* 5.7604 1.4249
11 -8.1866 0.5000 1.696797 55.53
12 8.3638 1.5572 1.846660 23.78
13 -18.8180 (d13)
14 (開口絞りS) 0.9000
15* 7.7712 1.4903 1.693500 53.22
16 -27.0613 0.3019
17 6.5900 1.9300 1.487490 70.23
18 -6.5978 0.5000 1.882997 40.76
19 7.7373 (d19)
20 9.9260 2.3327 1.589130 61.24
21* -10.6332 0.1000
22 21.0339 2.5556 1.696797 55.53
23 -5.6980 0.5000 1.903658 31.31
24 21.5294 (d24)
25 -6.7079 1.8530 1.516330 64.14
26 -4.4792 0.5000 1.903658 31.31
27 -6.4773 0.7457
28 ∞ 0.6500 1.516330 64.14
29 ∞ 0.9000
30 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
31 ∞ (Bf)
[非球面データ]
第7面
K=+1.0000,A4=-1.24540E-04,A6=-1.33640E-06,A8=+0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第8面
K=-32.5576,A4=-2.74640E-04,A6=+9.35910E-07,A8=-7.70150E-09,A10=0.00000E-00
第10面
K=+1.8888,A4=-8.86920E-04,A6=-8.25520E-06,A8=-2.86010E-06,A10=+9.23350E-09
第15面
K=+1.3768,A4=-3.60590E-05,A6=+4.49380E-06,A8=+1.68340E-07,A10=0.00000E-00
第21面
K=+1.6204,A4=+4.76800E-04,A6=+2.38560E-06,A8=-5.77160E-07,A10=+1.86680E-08
[全体諸元]
ズーム比 3.37254
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 5.10000 〜 9.99999 〜 17.19997
FNo 3.64057 〜 4.09740 〜 4.63891
ω 40.35233 〜 21.88472 〜 13.02494
Y 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
TL 54.04425 〜 54.04434 〜 54.04395
Bf 0.60000 〜 0.60000 〜 0.59982
[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d8 0.60001 4.94437 7.68281
d13 7.47204 3.12780 0.38924
d19 5.76574 3.27104 1.46146
d24 3.73509 6.22976 8.03926
[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離
G1 1 13.38961
G2 9 -5.98509
G3 15 14.58475
G4 20 11.49999
G5 25 -78.99958
[条件式]
(1) G3f/ft=0.8480
(2) PT/(ft/fw)=2.43140
(3) PT/PId=0.16304
(4) fG3/fG4=1.2682
表3に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係るズームレンズZLでは、上記条件式(1)〜(4)を全て満たすことが分かる。
図8は、第3実施例の諸収差図である。すなわち、図8(a)は広角端状態(f=5.10000mm)における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図8(b)は中間焦点距離状態(f=9.99999mm)における無限遠合焦状態での諸収差であり、図8(c)は望遠端状態(f=17.19997mm)における無限遠合焦状態での諸収差である。
各収差図から明らかなように、第3実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
その結果、第3実施例のズームレンズZLを搭載することにより、デジタルスチルカメラ(光学機器。図1及び図2参照)においても、優れた光学性能を確保することができる。
(第4実施例)
第4実施例について、図9、図10及び表4を用いて説明する。図9は、第4実施例に係るズームレンズZLの構成を示すとともに、広角端状態(W)から中間焦点距離状態(M)を経て望遠端状態(T)までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。
第4実施例について、図9、図10及び表4を用いて説明する。図9は、第4実施例に係るズームレンズZLの構成を示すとともに、広角端状態(W)から中間焦点距離状態(M)を経て望遠端状態(T)までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。
本実施例に係るズームレンズZLにおいて、第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、光路を約90度に折り曲げることを目的とした直角プリズム(光路折り曲げ光学素子)Pと、両凸形状の正レンズL12と、両凸形状の正レンズL13とから構成される。第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズとの貼り合わせからなる接合レンズL22とから構成される。第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズL32とから構成される。第4レンズ群G4は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL41と、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとの貼り合わせからなる接合レンズL42とから構成される。第5レンズ群G5は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの貼り合わせからなる接合レンズL51で構成される。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には、開口絞りSが配置されている。また、第5レンズ群G5と像面Iとの間には、ローパスフィルタLPFが配置されている。
なお、本実施例に係るズームレンズZLでは、上記の直角プリズム(光路折り曲げ光学素子)Pにより光路を90度偏光しているが(図2参照)、図9で示すレンズ構成図にはこれを展開して示している。
表4に第4実施例における各諸元の表を示す。なお、表4における面番号1〜31は、図9に示す面1〜31に対応している。また、第4実施例において、第7面、第8面、第10面、第15面及び第21面の各レンズ面は、いずれも非球面形状に形成されている。
また、表中において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔をd8とし、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔をd13とし、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔をd19とし、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との軸上空気間隔をd24とする。これらの軸上空気間隔、すなわちd8、d13、d19及びd24はズーミングに際して変化する。また、表中において、上記の条件式(1)〜(4)に対応する値も示している。
(表4)
[レンズ諸元]
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
1 28.4914 0.7000 1.846660 23.78
2 8.2156 3.0500
3 ∞ 8.2000 1.834000 37.35
4 ∞ 0.1000
5 500.0000 1.9616 1.497820 82.56
6 -15.6630 0.1000
7* 14.5487 2.1183 1.589130 61.24
8 -31.9486 (d8)
9 144.0703 0.5000 1.851350 40.10
10* 5.6817 1.4845
11 -7.8067 0.5000 1.696797 55.53
12 8.2988 1.5588 1.846660 23.78
13 -19.8009 (d13)
14 (開口絞りS) 0.9967
15* 7.3830 1.5313 1.693500 53.22
16 -29.0114 0.1506
17 6.0785 1.9653 1.487490 70.23
18 -7.0804 0.5000 1.882997 40.76
19 6.5320 (d19)
20 9.6471 2.3400 1.589130 61.24
21* -10.7140 0.1000
22 23.9031 2.6688 1.696797 55.53
23 -5.1889 0.5000 1.903658 31.31
24 24.6480 (d24)
25 -8.1182 1.7959 1.516330 64.14
26 -5.0217 0.5000 1.903658 31.31
27 -7.3714 0.5000
28 ∞ 0.6500 1.516330 64.14
29 ∞ 0.9000
30 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
31 ∞ (Bf)
[非球面データ]
第7面
K=+1.0000,A4=-1.18030E-04,A6=-1.44570E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第8面
K=-18.8694,A4=-2.31640E-04,A6=-5.06970E-08,A8=+4.46940E-09,A10=0.00000E-00
第10面
K=-6.6859,A4=+4.97570E-03,A6=-3.76750E-04,A8=+2.72900E-05,A10=-8.83230E-07
第15面
K=+1.6844,A4=-1.87680E-04,A6=+2.85650E-06,A8=-1.48940E-07,A10=0.00000E-00
第21面
K=+0.3547,A4=+3.09870E-04,A6=+2.44200E-06,A8=-7.07890E-07,A10=+1.93450E-08
[全体諸元]
ズーム比 3.37255
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 5.09999 〜 9.99999 〜 17.19998
FNo 3.64479 〜 4.12109 〜 4.62078
ω 40.34472 〜 21.89715 〜 13.02308
Y 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
TL 54.04996 〜 54.05010 〜 54.04966
Bf 0.59993 〜 0.59996 〜 0.59976
[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d8 0.60000 4.89352 7.68597
d13 7.48930 3.19590 0.40332
d19 5.66926 3.17292 1.50234
d24 3.81968 6.31601 7.98648
[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離
G1 1 13.10779
G2 9 -6.04645
G3 15 14.46081
G4 20 11.61338
G5 25 -99.99831
[条件式]
(1) G3f/ft=0.8407
(2) PT/(ft/fw)=2.43139
(3) PT/PId=0.16302
(4) fG3/fG4=1.24520
[レンズ諸元]
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
1 28.4914 0.7000 1.846660 23.78
2 8.2156 3.0500
3 ∞ 8.2000 1.834000 37.35
4 ∞ 0.1000
5 500.0000 1.9616 1.497820 82.56
6 -15.6630 0.1000
7* 14.5487 2.1183 1.589130 61.24
8 -31.9486 (d8)
9 144.0703 0.5000 1.851350 40.10
10* 5.6817 1.4845
11 -7.8067 0.5000 1.696797 55.53
12 8.2988 1.5588 1.846660 23.78
13 -19.8009 (d13)
14 (開口絞りS) 0.9967
15* 7.3830 1.5313 1.693500 53.22
16 -29.0114 0.1506
17 6.0785 1.9653 1.487490 70.23
18 -7.0804 0.5000 1.882997 40.76
19 6.5320 (d19)
20 9.6471 2.3400 1.589130 61.24
21* -10.7140 0.1000
22 23.9031 2.6688 1.696797 55.53
23 -5.1889 0.5000 1.903658 31.31
24 24.6480 (d24)
25 -8.1182 1.7959 1.516330 64.14
26 -5.0217 0.5000 1.903658 31.31
27 -7.3714 0.5000
28 ∞ 0.6500 1.516330 64.14
29 ∞ 0.9000
30 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
31 ∞ (Bf)
[非球面データ]
第7面
K=+1.0000,A4=-1.18030E-04,A6=-1.44570E-06,A8=0.00000E-00,A10=0.00000E-00
第8面
K=-18.8694,A4=-2.31640E-04,A6=-5.06970E-08,A8=+4.46940E-09,A10=0.00000E-00
第10面
K=-6.6859,A4=+4.97570E-03,A6=-3.76750E-04,A8=+2.72900E-05,A10=-8.83230E-07
第15面
K=+1.6844,A4=-1.87680E-04,A6=+2.85650E-06,A8=-1.48940E-07,A10=0.00000E-00
第21面
K=+0.3547,A4=+3.09870E-04,A6=+2.44200E-06,A8=-7.07890E-07,A10=+1.93450E-08
[全体諸元]
ズーム比 3.37255
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 5.09999 〜 9.99999 〜 17.19998
FNo 3.64479 〜 4.12109 〜 4.62078
ω 40.34472 〜 21.89715 〜 13.02308
Y 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
TL 54.04996 〜 54.05010 〜 54.04966
Bf 0.59993 〜 0.59996 〜 0.59976
[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d8 0.60000 4.89352 7.68597
d13 7.48930 3.19590 0.40332
d19 5.66926 3.17292 1.50234
d24 3.81968 6.31601 7.98648
[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離
G1 1 13.10779
G2 9 -6.04645
G3 15 14.46081
G4 20 11.61338
G5 25 -99.99831
[条件式]
(1) G3f/ft=0.8407
(2) PT/(ft/fw)=2.43139
(3) PT/PId=0.16302
(4) fG3/fG4=1.24520
表4に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係るズームレンズZLでは、上記条件式(1)〜(4)を全て満たすことが分かる。
図10は、第4実施例の諸収差図である。すなわち、図10(a)は広角端状態(f=5.09999mm)における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図10(b)は中間焦点距離状態(f=9.99999mm)における無限遠合焦状態での諸収差であり、図10(c)は望遠端状態(f=17.19998mm)における無限遠合焦状態での諸収差である。
各収差図から明らかなように、第4実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
その結果、第4実施例のズームレンズZLを搭載することにより、デジタルスチルカメラ(光学機器。図1及び図2参照)においても、優れた光学性能を確保することができる。
なお、上述の実施形態において、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
上述の各実施例では、ズームレンズとして5群構成を示したが、6群、7群等の他の群構成にも適用可能である。
また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としてもよい。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の(超音波モーター等による)モーター駆動にも適している。特に、第4レンズ群G4を合焦レンズ群とするのが好ましい。
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向に振動させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第3レンズ群G3の全体または一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
また、各レンズ面を非球面としても構わない。また、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。なお、非球面は各レンズ群に配置されることが好ましい。特に、単レンズの表面を非球面とすることが好ましい。
開口絞りSは第3レンズ群G3の近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りSとしての部材を設けずに、レンズ枠でその役割を代用してもよい。
各レンズ面には、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜が施され、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成することにしてもよい。
各レンズ群(特に、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3、第4レンズ群G4)は、1つの単レンズと1つの接合レンズとから構成するのが好ましい。このように構成することにより、接合レンズで色収差の補正を行うとともに、正または負の屈折力を単レンズと接合レンズとに分散させて、各レンズ面の曲率半径を大きくすることが可能である。
なお、本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
CAM デジタルスチルカメラ(光学機器)
ZL ズームレンズ
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
LPS ローパスフィルタ
P 光路折り曲げ光学素子
S 開口絞り
I 像面
ZL ズームレンズ
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
LPS ローパスフィルタ
P 光路折り曲げ光学素子
S 開口絞り
I 像面
Claims (8)
- 光路を折り曲げることを目的とした光学素子を有するズームレンズにおいて、
光軸に沿って物体側から順に並んだ、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、正の屈折力を有する第4レンズ群と、負の屈折力を有する第5レンズ群とを有し、
前記第3レンズ群の焦点距離をG3fとし、レンズ全系の望遠端焦点距離をftとし、前記光路を折り曲げることを目的とした光学素子の光軸に沿った中心厚をPTとし、レンズ全系の広角端焦点距離をfwとしたとき、次式
0.8<G3f/ft<1.2
2.3<PT/(ft/fw)<4.0
の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記光路を折り曲げることを目的とした光学素子の光軸に沿った中心厚をPTとし、前記光路を折り曲げることを目的とした光学素子の入射面から像面までの光軸に沿った長さをPIdとしたとき、次式
0.0<PT/PId<0.2
の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。 - 前記第3レンズ群の焦点距離をfG3とし、前記第4レンズ群の焦点距離をfG4としたとき、次式
1.0<fG3/fG4<1.5
の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。 - 前記第3レンズ群が、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズとで構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 前記第4レンズ群が、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとの接合レンズとで構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 前記第1レンズ群、前記第3レンズ群及び第5レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して固定とし、
前記第2レンズ群及び第4レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して移動させることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記第1レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有するレンズと、前記光路を折り曲げることを目的とした光学素子と、正の屈折力を有するレンズと、正の屈折力を有するレンズとから構成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のズームレンズを搭載することを特徴とする光学機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007274673A JP2009103853A (ja) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | ズームレンズ及びこれを搭載する光学機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007274673A JP2009103853A (ja) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | ズームレンズ及びこれを搭載する光学機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009103853A true JP2009103853A (ja) | 2009-05-14 |
Family
ID=40705605
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2007274673A Pending JP2009103853A (ja) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | ズームレンズ及びこれを搭載する光学機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2009103853A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2023022226A (ja) * | 2017-09-11 | 2023-02-14 | 株式会社ニコン | 変倍光学系、光学装置、および変倍光学系の製造方法 |
-
2007
- 2007-10-23 JP JP2007274673A patent/JP2009103853A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2023022226A (ja) * | 2017-09-11 | 2023-02-14 | 株式会社ニコン | 変倍光学系、光学装置、および変倍光学系の製造方法 |
JP7447976B2 (ja) | 2017-09-11 | 2024-03-12 | 株式会社ニコン | 変倍光学系、光学装置 |
US11933951B2 (en) | 2017-09-11 | 2024-03-19 | Nikon Corporation | Variable magnification optical system, optical apparatus, and method for producing variable magnification optical system |
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