JP2009204942A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 広画角化で、全ズーム範囲にわたり高い光学性能が得られる小型のズームレンズを得ること。
【解決手段】 物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の第4レンズ群を有し、ズーミングに際して、該第2レンズ群および第4レンズ群が移動するズームレンズであって、該第1レンズ群は最も物体側に両凹形状の負レンズと、2枚以上の正レンズを有し、該第1レンズ群の最も物体側に位置する負レンズの焦点距離f1n、該第1レンズ群の焦点距離f1、該負レンズから該負レンズに隣接する正レンズまでの軸上距離D11、該第1レンズ群の最も物体側の面から像面側の面までの距離DL1を各々適切に設定すること。
【選択図】 図1

Description

本発明はズームレンズに関し、ビデオカメラ、監視カメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩写真用カメラ等の撮像装置に用いる撮影レンズとして好適なものである。
固体撮像素子を用いたビデオカメラ、監視用カメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いる撮影光学系には、高ズーム比で高い光学性能を有したズームレンズであることが要求されている。
これらの要求を満足するズームレンズとして、物体側より像側へ順に、正、負、正、正の屈折力の第1〜第4レンズ群の4群ズームレンズや正、負、正、正、正の屈折力の第1〜第5レンズ群より成る5群ズームレンズが知られている。
これらのズームレンズにおいて、第2レンズ群を移動させて変倍を行い、第4レンズ群又は第5レンズ群を移動させて変倍に伴う像面変動を補正すると共にフォーカシングを行う、所謂リアフォーカスタイプのズームレンズが知られている(特許文献1〜5)。
又、このようなズームレンズにおいて、ズームレンズが振動したときの像振れを第3レンズ群を光軸と垂直方向(直交方向)の成分を持つように移動して補正するズームレンズが知られている(特許文献6)。
この他、物体側の第1レンズ群の光路中にミラーやプリズム等の光路折り曲げ部材を挿入し、光路を屈曲して撮像装置に用いたとき装置の前後方向(厚み方向)の薄型化を図ったズームレンズが知られている(特許文献7、8)。
特開2004−272187号公報 特開2005−352348号公報 特開平5−72475号公報 特開平9−189862号公報 特開平11−101941号公報 特開2006−189627号公報 特開2004−163477号公報 特開2004−348082号公報
近年ビデオカメラや監視用カメラ等の撮像装置において使用されるズームレンズには、全系が小型で良好な光学性能を持つことは勿論のこと、更に広画角化(広角化)の要望が高い。
このズームレンズの広画角化を図るには、最も物体側に負の屈折力のレンズを配置するのが良い。しかしながら、この最も物体側に配置する負レンズのパワーや形状、そしてその負レンズを含む第1レンズ群の構成によっては、広画角化を図ったときの収差が増大してしまう場合がある。
特に、前述した4群以上のレンズ群を持つズームレンズにおいては、第1レンズ群の屈折力やレンズ構成等を適切に設定することが全系の小型化、広画角化、そして高い光学性能を得るのに大変重要になってくる。
本発明は、広画角化で、全ズーム範囲にわたり高い光学性能が得られる小型のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の第4レンズ群を有し、ズーミングに際して、該第2レンズ群および第4レンズ群が移動するズームレンズであって、
該第1レンズ群は最も物体側に両凹形状の負レンズと、2枚以上の正レンズを有し、
該第1レンズ群の最も物体側に位置する負レンズの焦点距離をf1n、該第1レンズ群の焦点距離をf1、該負レンズから該負レンズに隣接する正レンズまでの軸上距離をD11、該第1レンズ群の最も物体側の面から像面側の面までの距離をDL1とするとき、
−1.8 <f1n/f1 <−0.9
−15.4 <f1n/fw <−8.0
0.02<D11/DL1< 0.38
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、広画角化で、全ズーム範囲にわたり高い光学性能が得られる小型のズームレンズが得られる。
以下、本発明のズームレンズ(ズームレンズシステム)及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の第4レンズ群を有する4群ズームレンズである。
この他本発明のズームレンズは、第4レンズ群の像側に正の屈折力の第5レンズ群が配置される5郡ズームレンズである。尚、第5レンズ群の像側に1以上のレンズ群が配置される場合もある。
ズーミングに際して、第2レンズ群および第4レンズ群が移動する。
5群ズームレンズのときは第2レンズ群、第4レンズ群、そして第5レンズ群が移動することもある。
フォーカスに際しては第4レンズ群が移動する。5群ズームレンズのときは第4レンズ群に代えて第5レンズ群が移動することもある。
図1は本発明の実施例1のズームレンズの広角端(短焦点距離端)におけるレンズ断面図、図2、図3、図4はそれぞれ実施例1のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端(長焦点距離端)における収差図である。
図5は本発明の実施例2のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図6、図7、図8はそれぞれ実施例2のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図9は本発明の実施例3のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図10、図11、図12はそれぞれ実施例3のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図13は本発明の実施例4のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図14、図15、図16はそれぞれ実施例4のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図17は本発明の実施例5のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図18、図19、図20はそれぞれ実施例5のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図21は本発明の実施例6のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図22、図23、図24はそれぞれ実施例6のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図25は本発明の実施例7のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図26、図27、図28はそれぞれ実施例7のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図29は本発明の実施例8のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図30、図31、図32はそれぞれ実施例8のズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
図35、図36は本発明のズームレンズを有する撮像装置の要部概略図である。
各実施例のズームレンズはビデオカメラやデジタルカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において、左方が被写体側(物体側)(前方)で、右方が像側(後方)である。
各実施例のズームレンズをプロジェクター等の投射レンズとして用いるときは、左方がスクリーン、右方が被投射画像となる。
レンズ断面図において、iは物体側からのレンズ群の順番を示し、Liは第iレンズ群である。
実施例1〜8のレンズ断面図において、L1は正の屈折力(光学的パワー=焦点距離の逆数)の第1レンズ群、L2は負の屈折力の第2レンズ群、L3は正の屈折力の第3レンズ群、L4は正または負の屈折力の第4レンズ群である。
又、実施例7、8のレンズ断面図においてL5は正の屈折力の第5レンズ群である。各実施例のレンズ断面図において、SPは開口絞りであり、第3レンズ群L3の物体側に位置している。
Gは光学フィルター、フェースプレート等に相当する光学ブロックである。IPは像面であり、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面が、銀塩フィルム用カメラの撮像光学系として使用する際にはフィルム面に相当する。
収差図において、d、gは各々d線及びg線、ΔM、ΔSはメリディオナル像面、サジタル像面を表している。FはFナンバー、ωは半画角である。非点収差、歪曲の収差図では2ωとして示しているが、光軸からの画角はωとなる。
尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群(第2レンズ群L2)が機構上光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
実施例1〜6は物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4より構成される4群ズームレンズである。
そして広角端から望遠端のズーム位置へズーミングに際して第2レンズ群L2を像側へ移動させて変倍を行うと共に、変倍に伴う像面変動を第4レンズ群L4を物体側に凸状の軌跡の一部を有しつつ移動させて補正している。
また、第4レンズ群L4を光軸上移動させてフォーカシングを行うリアフォーカス式を採用している。第4レンズ群L4の実線の曲線4aと点線の曲線4bは各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングの際の像面変動を補正するための移動軌跡である。
実施例1〜6において、例えば望遠端のズーム位置において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、矢印Fに示すように第4レンズ群L4を前方に繰り出すことで行っている。
尚、実施例1〜6において第1レンズ群L1と第3レンズ群L3と開口絞りSPはズーミング及びフォーカスのためには不動である。但し収差補正上、必要に応じてこれらを移動させても良い。
実施例7、8は物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5より構成される5群ズームレンズである。
実施例7では、広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように、第2レンズ群L2を像側へ第4レンズ群L4を物体側へ移動させて変倍を行うと共に、変倍に伴う像面変動を第5レンズ群L5を物体側に凸状の軌跡を有するよう移動させて補正している。
さらに、第5レンズ群L5を光軸上移動させてフォーカシングを行うリアフォーカスタイプを採用している。第5レンズ群L5に関する実線の曲線5aと点線の曲線5bは、各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。
又、望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、矢印Fに示すように第5レンズ群L5を前方に繰り出すことで行っている。
尚、第1レンズ群L1と第3レンズ群L3、そして開口絞りSPは、ズーミング及びフォーカスの為には光軸方向に移動しない。但し収差補正上必要に応じ、これらを移動させても良い。
実施例8では広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングに際して、第2レンズ群L2を像側へ移動させて変倍を行うと共に、変倍に伴う像面変動を第4レンズ群L4を物体側に凸状の軌跡の一部を有しつつ移動させて補正している。
また、第4レンズ群L4を光軸上移動させてフォーカシングを行うリアフォーカス式を採用している。第4レンズ群L4の実線の曲線4aと点線の曲線4bは各々無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングの際の像面変動を補正するための移動軌跡である。
実施例8において、例えば望遠端のズーム位置において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、矢印Fに示すように第4レンズ群L4を前方に繰り出すことで行っている。
尚、第1レンズ群L1と第3レンズ群L3と第5レンズ群L5はズーミング及びフォーカスのためには不動である。但し収差補正上、必要に応じてこれらを移動させても良い。
各実施例において、第1レンズ群L1は最も物体側に位置する両凹形状の負レンズと、2枚以上の正レンズを有している。
第1レンズ群L1の最も物体側に位置する負レンズの焦点距離をf1nとする。第1レンズ群の焦点距離をf1とする。
図34は実施例1〜4、7、8における第1レンズ群L1のレンズ構成のレンズ断面図である。図34に示すように、負レンズG11から負レンズG11に隣接する正レンズG12までの軸上距離をD11とする。第1レンズ群L1の最も物体側の面から像面側の面までの距離をDL1とする。
尚、距離DL1は後述するように負レンズG11中に反射面を含む実施例5、6においても同様に適用である。
このとき、
−1.8 <f1n/f1 <−0.9 ・・・・・(1)
−15.4 <f1n/fw <−8.0 ・・・・・(2)
0.02<D11/DL1< 0.38 ・・・・・(3)
なる条件式を満足している。
条件式(1)〜(3)は広画角で小型のズームレンズを得るためのものである。
一般に広画角化を実現するためには負レンズ(もしくは負レンズ群)を最も物体側に設置する構成が有利である。
この際、収差補正上この負レンズをレンズ系から離す構成が有利である。この構成は広画角化を実現させることが容易となるが、負レンズを物体側に出すことにより軸外光線と軸上光線が通過する位置が大きく異なる。
このため必然的に負レンズのレンズ有効径が大きくなってしまい小型化が難しくなる。前述の構成は、この点を解決するためのものである。
各実施例では最も物体側に両凹形状の負レンズG11を配置して広画角化を図るため負のパワーを第1レンズ群L1に持たせ易くしている。又、これによりレンズ系全体の有効径を決定する最も物体側の負レンズG11のレンズ径の増大を抑えている。
条件式(1)は、第1レンズ群L1のパワー(屈折力)に対し、最も物体側の負レンズG11のパワーを適切に設定させるためのものである。
条件式(1)の上限値を超えて第1レンズ群L1の最も物体側の負レンズG11の焦点距離が小さく(パワーが大きく)なると、有効径を抑えつつ広画角化させるには有利となるがそれに伴い諸収差の発生が大きくなり好ましくない。
さらにはズーム全域における収差変動を抑えることが困難になってしまう。また、条件式(1)の下限値を超えて第1レンズ群L1の最も物体側の負レンズG11のパワーが小さくなると有効径を抑えつつ広画角化させるのが困難となり、全系の小型化を図るのが難しくなってくる。
条件式(2)は、広角端における焦点距離に対し最も物体側の負レンズG11のパワーを適切に設定させるためのものである。
条件式(2)の上限値を超えて第1レンズ群L1の最も物体側の負レンズG11のパワーが大きくなると、有効径を抑えつつ広画角化させるには有利となるがそれに伴い諸収差の発生が大きくなる。
又、レンズ系全体としての諸収差の補正が不十分となってしまい好ましくない。また、条件式(2)の下限値を超えて第1レンズ群L1の最も物体側の負レンズG11のパワーが小さくなると広画角化させるのが困難となってしまい好ましくない。
条件式(3)は、最も物体側の負レンズG11と、それに隣接する正レンズG12の位置を適切に設定するためのものである。
条件式(3)の上限値を超えてしまうと第1レンズ群L1から負レンズG11のみが物体側へ間隔を広げるレンズ構成となり、レンズ径の増大だけでなくレンズ全長も増大してしまい、全系の小型化が難しくなる。
また、条件式(3)の下限値を超えてしまうと、負レンズG11とそれに隣接する正レンズG12の間隔が狭まる構成となり、歪曲収差などの諸収差の補正が困難になる。
尚、各実施例において更に好ましくは条件式(1)、(2)、(3)の数値範囲を以下の如く設定するのが良い。
−1.7 <f1n/f1 <−1.0 ・・・・・(1a)
−14.8 <f1n/fw <−8.5 ・・・・・(2a)
0.04<D11/DL1< 0.36・・・・・(3a)
各実施例では、以上説明したような構成とすることにより、半画角で約38°となる広画角化を実現しズーム全域で諸収差が良好に補正されたズームレンズが得られる。
更に、広角端におけるFナンバーが1.85程度と大口径比のリアフォーカスタイプのズームレンズを実現することができる。
本発明の初期の目的とするズームレンズは、以上のような構成を満足することにより実現されるが、更に高ズーム比を維持しつつ光学性能を良好に維持するためには、以下の条件のうち少なくとも1つを満足することが望ましい。
◎第1レンズ群L1の最も物体側の負レンズは、レンズ中に物体からの光線を折り曲げる反射面を有している。そして負レンズの物体側のレンズ面から像側のレンズ面までの軸上距離をDprとする。
このとき、
7.0<Dpr/fw<13.0 ・・・・・(4)
なる条件式を満足することである。
条件式(4)は、最も物体側の両凹形状の負レンズG11の厚さを大きくとり、レンズ中に反射面を設けることにより光路折り曲げ構成のレンズ系を実現するためのものである。これにより、物体側の第1レンズ面から像面までの奥行き方向を縮小している。
条件式(4)の上限値を超えると、負レンズが大きくなってしまい小型化からの観点から好ましくない。又、条件式(4)の下限値を超えると、光路折り曲げにより軸外光線がけられ、周辺光量が低下してくるので好ましくない。
条件式(4)の数値範囲は、以下の如く設定すると更に好ましい。
8.0<Dpr/fw<12.0 ・・・・・(4a)
◎第2レンズ群L2の焦点距離をf2とする。このとき、
−2.5<f2/fw<−1.6 ・・・・・(5)
なる条件式を満足することである。
条件式(5)は、第2レンズ群L2の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。条件式(5)は広画角化によって第1レンズ群L1で発生する諸収差を第2レンズ群L2において補正し、加えてズーミングにおける諸収差の変動を抑えるための条件である。
条件式(5)の上限値を超えて第2レンズ群L2の焦点距離が長くなる(パワーが弱まる)と、所望のズーム比を得るために第2レンズ群L2の移動量が大きくなり、レンズ全長の増大を招き好ましくない。また、条件式(5)の下限値を超えて、第2レンズ群L2の焦点距離が短くなる(パワーが強まる)と、レンズ系全体の小型化には有利となるが、ペッツバール和が負の方向に大きくなってしまい像面がオーバーとなり好ましくない。
条件式(5)に関しては、以下の如く設定すると更に好ましい。
−2.35<f2/fw<−1.75 ・・・・・(5a)
◎広角端における全系の焦点距離をfwとする。このとき、
7.0<f1/fw<13.5 ・・・・・(6)
なる条件式を満足することである。
条件式(6)は、第1レンズ群L1の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。各実施例では広画角化のために最も物体側の負レンズG11に強い負のパワーを持たせている。
そして更に第1レンズ群L1内に正レンズを2以上適切に配置することにより、負レンズG11で発生する諸収差をキャンセルさせている。条件式(1)はその効果的な補正のためのパワー配置を第1レンズ群L1全体でのパワーで規定している。
条件式(6)の上限値を超えて第1レンズ群L1のパワーが小さくなると、第1レンズ群L1の正レンズの数を増やすなどの処置が必要となる。この結果、第1レンズ群L1全体のレンズ全長が大きくなってしまい、レンズ系全体としてのレンズ全長が増大してくるので好ましくない。
また、条件式(6)の下限値を超えて、第1レンズ群L1のパワーが大きくなると広画角化により発生する諸収差を良好に補正しきれなくなるので好ましくない。
条件式(6)の数値範囲は、以下の如く設定すると更に好ましい。
8.0<f1/fw<11.5 ・・・・・(6a)
図34に示すように第1レンズ群L1中の最も物体側の負レンズG11の像側の面R11bの曲率半径をR12、負レンズに隣接する正レンズG12の物体側の面R12aの曲率半径をR21とする。このとき、
0.10<R12/R21<0.85 ・・・・・(7)
なる条件式を満足することである。
条件式(7)は、広画角化のために負レンズG11の像側の面R11bにパワーを持たせた曲率としつつも、面R11bと正レンズG12の物体側の面R12aとの曲率差(曲率半径の差)をつけることにより効果的に収差補正をおこなうための条件式である。
特に望遠端における球面収差やコマ収差等を良好に補正するためのものである。
条件式(7)の上限値を超えて、面R11bと面R12aの曲率の差が少なくなると収差補正の効果が減少するので好ましくない。
また、条件式(7)の下限値を超えて面R11bと面R12aの曲率差が大きくなると収差補正のバランスがとれず好ましくない。
更に好ましくは条件式(7)の数値範囲を以下の如く設定すると更に好ましい。
0.15<R12/R21<0.80 ・・・・・(7a)
◎第3レンズ群L3内のレンズの一部を光軸と直交方向の成分を持つように移動させることにより、手ぶれ発生時の像面上の像ぶれ補正を行うのが良い。
これは、光学系中の最も有効径が小さくなる第3レンズ群L3の一部のレンズ群を光軸方向に対してほぼ直交方向の成分を持つようにシフトさせる構造を採用している。これにより、トルクの小さい駆動系でシフトさせることができるようにし、全系の小型化を図っている。
また、第3レンズ群L3の一部がシフトした際の像面における像のシフト量が大きくなるので、像ぶれ補正のための第3レンズ群L3の一部のレンズ群のシフト量を小さくすることができる。
◎レンズ系全体が5つのレンズ群から成るときは第4レンズ群を正または負の屈折力とし、第5レンズ群を正の屈折力とするのが良い。そして第4および第5レンズ群のうち少なくとも1以上がズーミングにおいて移動するのが良い。
これは、広画角化することにより劣化してくる収差の補正を、より効果的に行うのに好ましい。即ち全体が、正、負、正、負、正の屈折力および正、負、正、正、正の屈折力のレンズ群配置とすることである。
そして第4および第5レンズ群のどちらか一方が変倍に伴う像面変動の補正およびフォーカス群レンズ群としての役割を担うために移動可能なレンズ群とするのが良い。
次に各実施例のレンズ構成を説明する。以下、レンズ構成は特に断りがない限り、物体側から像側へ順に配置されている順に説明する。
[実施例1(図1)]
第1レンズ群L1は両凹形状の負レンズG11、両凸形状の正レンズG12、両凸形状の正レンズG13、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG14より成っている。これにより、負レンズG11で発生する諸収差を正レンズG12、正レンズG13および正レンズG14のレンズで補正している。
なお、正レンズG12においては、色収差をさらに良好なものとするために、材料に商品名S−FPL51や商品名S−FPL53((株)OHARA社製)などの超低分散ガラスを使用するのが良い。
第2レンズ群L2は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG21、両凹形状の負レンズG22、両凸形状の正レンズG23により成っている。正レンズG23の両レンズ面は非球面形状である。これにより広角端における歪曲収差をはじめズーミングに伴う各収差の変動を良好に補正している。
第3レンズ群L3は両凸形状の正レンズG31、両凸形状の正レンズG32と物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG33との接合レンズにより成っている。
このとき正レンズG31の両レンズ面は非球面形状であり、これにより広角端における球面収差をはじめズーム全域における諸収差を効果的に補正している。
また、正レンズG31の両レンズ面を非球面形状として良好に諸収差を補正しつつも、第2レンズ群L2からの発散光束径をあまり広げることなく(第4レンズ群L4が大型化しないように)射出している。
第4レンズ群L4は、両凸形状の正レンズG41と像面側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG42を接合した接合レンズにより成っている。
このとき、正レンズG41の物体側のレンズ面は非球面形状である。これにより第4レンズ群L4のフォーカスによる諸収差の変動を少なくしている。また第4レンズ群L4に接合レンズを設けることによりズーム全域において軸上および倍率色収差を良好に補正している。
[実施例2(図5)]
第1レンズ群L1は両凹形状の負レンズG11、両凸形状の正レンズG12、両凸形状の正レンズG13、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG14より成っている。これにより、負レンズG11で発生する諸収差を正レンズG12、正レンズG13および正レンズG14のレンズで補正させている。
第2レンズ群L2は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG21、両凹形状の負レンズG22、両凸形状の正レンズG23により成っている。正レンズG23の両レンズ面は非球面形状である。これにより広角端における歪曲収差をはじめズーミングに伴う各収差の変動を良好に補正している。
第3レンズ群L3は物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG31、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG32により成っている。このとき正レンズG31の両レンズ面は非球面形状であり、これにより広角端における球面収差をはじめズーム全域における諸収差を効果的に補正している。
また、正レンズG31の両レンズ面を非球面形状として良好に諸収差を補正しつつも、第2レンズ群L2からの発散光束径をあまり広げることなく射出している。
第4レンズ群L4は、両凸形状の正レンズG41と像面側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG42とを接合した接合レンズにより成っている。
このとき、正レンズG41の物体側のレンズ面は非球面形状である。これにより第4レンズ群L4のフォーカスによる諸収差の変動を少なくしている。また第4レンズ群L4に接合レンズを設けることによりズーム全域において軸上および倍率色収差を良好に補正している。
[実施例3(図9)]
第1レンズ群L1は両凹形状の負レンズG11、両凸形状の正レンズG12、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG13より成っている。これにより、負レンズG11で発生する諸収差を正レンズG12および正レンズG13レンズで補正している。
第2レンズ群L2は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG21、像面側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG22、両凸形状の正レンズG23により成っている。正レンズG23の両レンズ面は非球面形状である。これにより広角端における歪曲収差をはじめズーミングに伴う各収差の変動を良好に補正している。
第3レンズ群L3は両凸形状の正レンズG31、両凸形状の正レンズG32と両凹形状の負レンズG33とを接合した接合レンズにより成っている。このとき正レンズG31の両レンズ面は非球面形状であり、広角端において球面収差をはじめズーム全域における諸収差を効果的に補正している。
また、正レンズG31の両レンズ面を非球面形状として良好に諸収差を補正しつつも、第2レンズ群L2からの発散光束径をあまり広げることなく射出している。
第4レンズ群L4は、両凸形状の正レンズG41と像面側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG42とを接合した接合レンズにより成っている。
このとき、正レンズG41の物体側のレンズ面は非球面形状である。これにより第4レンズ群L4のフォーカスによる諸収差の変動を少なくしている。また第4レンズ群L4に接合レンズを設けることによりズーム全域において軸上および倍率色収差を良好に補正している。
[実施例4(図13)]
第1レンズ群L1は両凹形状の負レンズG11、両凸形状の正レンズG12、両凸形状の正レンズG13、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG14より成っている。これにより、負レンズG11で発生する諸収差を正レンズG12、正レンズG13および正レンズG14で補正している。
なお、正レンズG12においては、色収差をさらに良好なものとするために、材料に商品名S−FPL51や商品名S−FPL53((株)OHARA社製)などの超低分散ガラスを使用するのが良い。
第2レンズ群L2は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG21、両凹形状の負レンズG22、両凸形状の正レンズG23により成っている。正レンズG23の両レンズ面は非球面形状である。これにより広角端における歪曲収差をはじめズーミングに伴う各収差の変動を良好に補正している。
第3レンズ群L3は両凸形状の正レンズG31、両凸形状の正レンズG32と両凹形状の負レンズG33とを接合した接合レンズにより成っている。
このとき正レンズG31の両レンズ面は非球面形状であり、これにより広角端における球面収差をはじめズーム全域における諸収差を効果的に補正している。また、正レンズG31の両レンズ面を非球面形状として良好に諸収差を補正しつつも、第2レンズ群L2からの発散光束径をあまり広げることなく射出している。
第4レンズ群L4は、両凸形状の正レンズG41と像面側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG42とを接合した接合レンズにより成っている。このとき、正レンズG41の物体側のレンズ面は非球面形状である。これにより第4レンズ群L4のフォーカスによる諸収差の変動を少なくしている。
また第4レンズ群L4に接合レンズを設けることによりズーム全域において軸上および倍率色収差を良好に補正している。さらに、第3レンズ群L3中の正レンズG32と負レンズG33の接合レンズを光軸に対してほぼ直行方向の成分を持つようにシフトさせることにより、光軸と垂直方向の像位置を変位させて手ぶれ発生時の像ぶれを補正できるような構成としている。なおシフトを行うレンズにおいては第3レンズ群内の一部のレンズ群であっても良く、又第3レンズ群L3全体をシフトさせる構成としても良い。
尚、本実施例では負レンズG11の有効径を小さくし、より小型化を実現するために歪曲収差を−10%程度に許容しているが、本ズームレンズを搭載させる撮像装置において電子歪曲補正による手段を利用してこれを低減してもよい。
[実施例5(図17、図33)]
第1レンズ群L1は両凹形状の負レンズG11、両凸形状の正レンズG12、両凸形状の正レンズG13、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG14より成っている。これにより、負レンズG11で発生する諸収差を正レンズG12、正レンズG13および正レンズG14レンズで補正している。
また負レンズG11は、レンズ中に反射面を設け、光路を折り曲げる構成をとるためにレンズ中心間隔を考慮した構成としている。
第2レンズ群L2は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG21、両凹形状の負レンズG22、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG23により成っている。これにより広角端における歪曲収差をはじめズーミングに伴う各収差の変動を良好に補正している。
第3レンズ群L3は両凸形状の正レンズG31、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG32と物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG33とを接合した接合レンズにより成っている。
このとき正レンズG31の両レンズ面は非球面形状であり、これにより広角端における球面収差をはじめズーム全域における諸収差を効果的に補正している。また、正レンズG31の両レンズ面を非球面形状として良好に諸収差を補正しつつも、第2レンズ群L2からの発散光束径をあまり広げることなく射出している。
さらに、正レンズG32と正レンズG33とを接合した接合レンズを光軸に対してほぼ直行方向の成分を持つようにシフトさせることにより、手ぶれ発生時の像ぶれを補正できるような構成としている。なおシフトを行うレンズにおいては第3レンズ群L3全体をシフトさせる構成としても良い。
第4レンズ群L4は、両凸形状の正レンズG41と像面側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG42とを接合した接合レンズにより成っている。このとき、正レンズG41の物体側のレンズ面は非球面形状である。
これにより第4レンズ群L4のフォーカスによる諸収差の変動を少なくしている。また第4レンズ群L4中に接合レンズを設けることによりズーム全域において軸上および倍率色収差を良好に補正している。
図33は実施例5のズームレンズを撮像装置に組み込むときの具体的なレンズ断面図である。
第1レンズ群L1中の最も物体側の負レンズG11は、レンズ中に物体からの光路を90度折り曲げる反射面L1aを有している。
これによって撮像装置に適用したときの前後方向(厚み)を薄くしている。尚、図33の構成は後述する実施例6のズームレンズにおいても同様である。
[実施例6(図21)]
第1レンズ群L1は両凹形状の負レンズG11、両凸形状の正レンズG12、両凸形状の正レンズG13、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG14より成っている。これにより、負レンズG11で発生する諸収差を正レンズG12、正レンズG13および正レンズG14レンズで補正している。また負レンズG11は、実施例5と同様にレンズ中で反射面を設け光路を折り曲げる構成をとるためにレンズ中心間隔を考慮した構成としている。
第2レンズ群L2は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG21、両凹形状の負レンズG22、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG23により成っている。これにより広角端における歪曲収差をはじめズーミングに伴う各収差の変動を良好に補正している。
第3レンズ群L3は両凸形状の正レンズG31、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG32により成っている。このとき正レンズG31の両レンズ面は非球面形状であり、これにより広角端における球面収差をはじめズーム全域における諸収差を効果的に補正している。また、正レンズG31の両レンズ面を非球面形状として良好に収差を補正しつつも、第2レンズ群L2からの発散光束径をあまり広げることなく射出している。
第4レンズ群L4は、両凸形状の正レンズG41と像面側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG42とを接合した接合レンズにより成っている。
このとき、正レンズG41の物体側のレンズ面は非球面形状である。これにより第4レンズ群L4のフォーカスによる諸収差の変動を少なくしている。また第4レンズ群L4中に接合レンズを設けることによりズーム全域において軸上および倍率色収差を良好に補正している。
[実施例7(図25)]
第1レンズ群L1は両凹形状の負レンズG11、両凸形状の正レンズG12、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG13、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG14より成っている。これにより、負レンズG11で発生する諸収差を正レンズG12、正レンズG13および正レンズG14のレンズで補正している。
第2レンズ群L2は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG21、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG22、両凹形状の負レンズG23、両凸形状の正レンズG24により成っている。
第3レンズ群L3は物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG31、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG32により成っている。このとき正レンズG31の物体側の面は非球面形状であり、これにより広角端における球面収差をはじめズーム全域における諸収差を効果的に補正している。
非球面形状はレンズ中心からレンズ周辺にいくにしたがって正の屈折力が弱くなる形状としている。つまり、正レンズG31のパワーを適切に設定することにより、正レンズG31の物体側の面を非球面形状として良好に諸収差を補正しつつも、第2レンズ群L2からの発散光束径をあまり広げることなく射出している。
第4レンズ群L4は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG41と物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG42とを接合した接合レンズにより成っている。これにより各ズーム位置での諸収差を良好に補正している。
第5レンズ群L5は、両凸形状の正レンズG51と像面側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG52とを接合した接合レンズにより成っている。このとき、正レンズG51の物体側のレンズ面は非球面形状である。これにより第5レンズ群L5のフォーカスによる諸収差の変動を少なくしている。また第5レンズ群L5中に接合レンズを設けることによりズーム全域において軸上および倍率色収差を良好に補正している。
[実施例8(図29)]
第1レンズ群L1は両凹形状の負レンズG11、両凸形状の正レンズG12、両凸形状の正レンズG13、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズG14より成っている。これにより、負レンズG11で発生する諸収差を正レンズG12、正レンズG13および正レンズG14のレンズで補正させている。
なお、正レンズG12においては、色収差をさらに良好なものとするために、商品名S−FPL51や商品名S−FPL53((株)OHARA社製)などの超低分散ガラスを使用するのが良い。
第2レンズ群L2は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG21、両凹形状の負レンズG22、両凸形状の正レンズG23により成っている。正レンズG23の両面は非球面形状である。これにより広角端における歪曲収差をはじめズーミングに伴う各収差の変動を良好に補正している。
第3レンズ群L3は両凸形状の正レンズG31、両凸形状の正レンズG32と両凹形状の負レンズG33とを接合した接合レンズにより成っている。このとき正レンズG31の両レンズ面は非球面形状であり、これにより広角端における球面収差をはじめズーム全域における諸収差を効果的に補正している。また、正レンズG31の両レンズ面を非球面形状として良好に諸収差を補正しつつも、第2レンズ群L2からの発散光束径をあまり広げることなく射出している。
第4レンズ群L4は、両凸形状の正レンズG41と像面側の面が凸でメニスカス形状の負レンズG42とを接合した接合レンズにより成っている。このとき、正レンズG41の物体側のレンズ面は非球面形状である。これにより第4レンズ群L4のフォーカスによる諸収差の変動を少なくしている。また第4レンズ群L4中に接合レンズを設けることによりズーム全域において軸上および倍率色収差を良好に補正している。
第5レンズ群L5は、両凸形状の正レンズG51により成っている。これにより諸収差を抑えつつ像面において良好なテレセントリック性を維持する役割を担っている。なお、正レンズG51においては、色収差をさらに良好なものとするために、商品名S−FPL51や商品名S−FPL53((株)OHARA社製)などの超低分散ガラスを使用するのが良い。
以上のように、各実施例によればレンズ全系が小型で、半画角が約38°と広画角で、かつ全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有したズームレンズが得られる。
この他、各実施例においては、以下のような特徴を有したズームレンズが得られる。
・リアフォーカス方式を採用し、全系の小型化を図りつつ、広角端から望遠端に至るズーム領域全般にわたり、良好なる光学性能を得ることができる。
・第1レンズ群L1をズーミングのためには不動としているためメカ機構を簡単とすることができる。
・全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有し、かつ広角端におけるFナンバーが1.85程度の大口径比を図ることができる。
・一部のレンズおよびレンズ群を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させており、これにより手ぶれ等の振動に伴う像ぶれを光学機能を良好に維持しつつ補正することができる。
なお各実施例においては以下の構成をとっても良い。
・開口絞りSPを第3レンズ群L3の物体側に設定しているが、これに限らずどこでも良い。例えば開口絞りSPを第3レンズ群L3の中や像面側に配置しても良い。又、開口絞りSPを他のレンズ群と独立に移動させても良い。
・歪曲収差をはじめとする諸収差を電気的に補正する電気的補正手段を利用しても良い。
・非球面レンズの材料は、ガラス材料に限らずガラス材料より成る球面レンズ面上に樹脂材料で非球面を形成した(非球面成分を乗せた)ハイブリッドタイプの非球面レンズやプラスチック成形より成る非球面レンズを用いても良い。
次に、各実施例に対応する数値実施例を示す。各数値実施例においてiは物体側からの面の順序を示し、Riは第i番目の面(第i面)の曲率半径、diは第i面と第i+1面との間隔、Ni、νiはそれぞれd線を基準とした屈折率、アッベ数を示す。
また、各数値実施例において最も像側の2面は光学ブロックGに相当する平面である。また、k、B、C、D、Eは非球面係数である。
非球面形状は光軸からの高さhの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてxとするとき
x=(h/R)/[1+{1−(1+k)(h/R)1/2]+Bh+Ch+Dh+Eh10
で表される。但しRは近軸曲率半径である。また、例えば「e−Z」の表示は「10-Z」を意味する。
数値実施例1〜7で像側の5つの面、数値実施例8で像側の2つの面はガラスブロックに相当する面である。
前述の各条件式と各数値実施例との関係を(表1)に示す。
[数値実施例1]
i Ri di Ni νi
1 -301.604 1.400 1.84666 23.8
2 31.861 2.823
3 128.935 3.100 1.48749 70.2
4 -71.208 0.150
5 39.924 3.600 1.69680 55.5
6 -315.159 0.150
7 23.781 3.850 1.80400 46.6
8 131.676 (可変)
9 11.635 0.500 2.00330 28.3
10 4.308 3.180
11 -6.738 0.500 1.69680 55.5
12 12.539 0.753
13* 24.722 1.774 1.84666 23.8
14* -12.402 (可変)
15 (絞り) 0.150
16* 6.691 2.604 1.69350 53.2
17* -35.697 0.816
18 10.868 0.922 1.48749 70.2
19 127.478 0.400 1.83400 37.2
20 5.185 (可変)
21* 8.909 3.200 1.58313 59.4
22 -5.044 0.400 1.92286 18.9
23 -9.720 (可変)
24 ∞ 1.000 1.51400 60.0
25 ∞ 0.710 1.54400 70.0
26 ∞ 0.650
27 ∞ 0.500 1.50000 60.0
28 ∞


非球面係数
K B C D E
13* 0.000E+00 4.833E-04 1.579E-05 -2.251E-06 2.356E-08
14* -7.362E-01 -1.165E-05 2.211E-05 -1.555E-06 0.000E+00
16* -3.467E+00 1.200E-03 -1.906E-05 3.921E-07 0.000E+00
17* -2.990E+00 2.987E-04 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
21* -6.530E+00 1.273E-03 -3.455E-05 1.650E-06 -1.159E-08


各種データ ズーム比 11.7
広角 中間 望遠
焦点距離 2.95 15.23 34.52
Fナンバー 1.85 2.91 3.23
半画角 38.54 8.77 3.90
像高 2.35 2.35 2.35
レンズ全長 62.4 62.4 62.4
BF 7.01 9.99 8.18

間隔
d8 0.500 15.296 19.968
d14 20.468 5.672 1.000
d20 4.166 1.181 3.000
d23 3.684 6.669 4.850
[数値実施例2]
i Ri di Ni νi
1 -210.462 1.400 1.92286 18.9
2 37.973 3.316
3 179.514 2.800 1.60311 60.7
4 -86.918 0.150
5 45.730 3.501 1.83481 42.7
6 -286.064 0.150
7 24.253 3.860 1.88300 40.8
8 79.513 (可変)
9 13.073 0.500 2.00330 28.3
10 4.001 2.671
11 -7.463 0.500 1.69680 55.5
12 14.150 0.689
13* 20.710 1.913 1.84666 23.8
14* -12.494 (可変)
15 (絞り) 0.150
16* 7.976 3.204 1.69350 53.2
17* 999.488 2.590
18 8.512 0.723 1.92286 18.9
19 5.553 (可変)
20* 8.527 3.200 1.58313 59.4
21 -5.292 0.400 1.92286 18.9
22 -11.346 (可変)
23 ∞ 1.000 1.51400 60.0
24 ∞ 0.710 1.54400 70.0
25 ∞ 0.650
26 ∞ 0.500 1.50000 60.0
27 ∞

非球面係数
K B C D E
13* -8.253E+00 4.681E-04 2.163E-05 -1.939E-06 0.000E+00
14* 4.592E+00 2.827E-04 2.253E-05 -5.850E-07 -2.423E-08
16* -3.672E+00 8.920E-04 -5.731E-06 2.424E-07 0.000E+00
17* 0.000E+00 3.557E-04 9.217E-06 0.000E+00 0.000E+00
20* 2.800E+00 -3.763E-04 -2.937E-05 1.954E-06 -1.482E-07


各種データ ズーム比 11.7
広角 中間 望遠
焦点距離 2.95 14.68 34.51
Fナンバー 1.88 2.82 3.22
半画角 38.54 9.09 3.90
像高 2.35 2.35 2.35
レンズ全長 62.9 62.9 62.9
BF 6.34 9.05 6.94

間隔
d8 0.500 15.533 20.280
d14 20.780 5.747 1.000
d19 3.581 0.870 3.000
d22 3.354 6.065 3.935
[数値実施例3]
i Ri di Ni νi
1 -528.904 1.400 1.92286 18.9
2 26.965 5.497
3 43.086 5.000 1.88300 40.8
4 -56.218 0.150
5 23.638 3.700 1.88300 40.8
6 61.655 (可変)
7 15.932 0.500 2.00330 28.3
8 4.275 3.085
9 -5.383 0.500 1.69680 55.5
10 -378.619 0.284
11* 80.917 1.894 1.84666 23.8
12* -9.124 (可変)
13 (絞り) 0.150
14* 6.673 2.429 1.69350 53.2
15* -40.158 0.720
16 15.650 0.922 1.48749 70.2
17 425.981 0.400 1.83400 37.2
18 5.659 (可変)
19* 8.980 3.200 1.58313 59.4
20 -5.245 0.400 1.92286 18.9
21 -9.546 (可変)
22 ∞ 1.000 1.51400 60.0
23 ∞ 0.710 1.54400 70.0
24 ∞ 0.650
25 ∞ 0.500 1.50000 60.0
26 ∞

非球面係数
K B C D E
11* 0.000E+00 6.582E-04 2.224E-05 -2.049E-06 3.071E-08
12* -9.347E-01 1.197E-05 2.655E-05 -9.156E-07 0.000E+00
14* -3.264E+00 1.132E-03 -1.611E-05 3.146E-07 0.000E+00
15* -2.990E+00 2.457E-04 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
19* -7.066E+00 1.120E-03 -3.189E-05 1.116E-06 0.000E+00


各種データ ズーム比 8.0
広角 中間 望遠
焦点距離 3.03 12.23 24.26
Fナンバー 1.89 2.77 3.30
半画角 37.80 10.88 5.53
像高 2.35 2.35 2.35
レンズ全長 65.3 65.3 65.3
BF 7.77 10.45 10.15

間隔
d6 0.50 14.92 19.48
d12 19.98 5.56 1.00
d18 6.80 4.10 4.41
d21 3.88 6.58 6.27
[数値実施例4]
i Ri di Ni νi
1 -102.633 1.450 2.0006 25.5
2 39.260 2.983
3 113.836 3.296 1.48749 70.2
4 -51.359 0.150
5 42.045 3.559 1.7725 49.6
6 -120.244 0.150
7 24.949 3.400 1.83222 52.5
8 83.341 (可変)
9 14.878 0.550 2.00330 28.3
10 4.526 2.736
11 -6.701 0.500 1.69680 55.5
12 13.030 0.726
13* 23.390 1.833 1.84666 23.8
14* -12.327 (可変)
15 (絞り) 0.150
16* 7.289 2.794 1.69350 53.2
17* -29.051 1.698
18 34.220 0.922 1.48749 70.2
19 -17.393 0.400 1.83400 37.2
20 6.449 (可変)
21* 8.752 3.131 1.58313 59.4
22 -5.296 0.450 1.92286 18.9
23 -8.557 (可変)
24 ∞ 1.000 1.51400 60.0
25 ∞ 0.710 1.54400 70.0
26 ∞ 0.650
27 ∞ 0.500 1.50000 60.0
28 ∞

非球面係数
K B C D E
13* 0.000E+00 2.503E-04 2.435E-05 -3.693E-06 7.371E-08
14* 4.200E-01 -4.002E-05 1.943E-05 -1.908E-06 1.071E-08
16* -3.573E+00 9.428E-04 -1.479E-05 2.644E-07 0.000E+00
17* -2.990E+00 1.534E-04 0.000E+00 3.061E-08 0.000E+00
21* -7.357E+00 1.051E-03 -4.348E-05 1.818E-06 -3.215E-08

各種データ ズーム比 11.7
広角 中間 望遠
焦点距離 2.95 16.31 34.48
Fナンバー 1.85 3.34 3.52
半画角 39.71 8.54 4.06
像高 2.45 2.45 2.45
レンズ全長 65.2 65.2 65.2
BF 8.48 12.21 10.16

間隔
d8 0.500 15.328 20.011
d14 20.711 5.882 1.200
d20 4.677 0.962 3.000
d23 3.290 7.005 4.967
[数値実施例5]
i Ri di Ni νi
1 -253.346 32.000 1.92286 18.9
2 49.997 2.501
3 64.370 3.347 1.88300 40.8
4 -253.898 0.153
5 46.370 4.000 1.69680 55.5
6 -273.653 0.340
7 22.502 3.044 1.88300 40.8
8 37.752 (可変)
9 15.139 0.503 2.00330 28.3
10 5.919 2.590
11 -12.914 0.798 1.69680 55.5
12 7.642 0.689
13 9.523 1.410 1.92286 18.9
14 80.666 (可変)
15 (絞り) 1.633
16* 6.881 1.963 1.69350 53.2
17* -107.313 1.028
18 11.744 0.922 1.48749 70.2
19 12.716 0.426 1.72825 28.5
20 5.176 (可変)
21* 9.477 3.055 1.58313 59.4
22 -5.355 0.349 1.92286 18.9
23 -9.933 (可変)
24 ∞ 1.000 1.51400 60.0
25 ∞ 0.710 1.54400 70.0
26 ∞ 0.650
27 ∞ 0.500 1.50000 60.0
28 ∞


非球面係数
K B C D E
16* -3.273E+00 1.011E-03 -1.578E-05 3.536E-07 0.000E+00
17* 8.907E+00 1.671E-04 0.000E+00 7.353E-08 0.000E+00
21* -8.722E+00 1.205E-03 -3.012E-05 7.097E-07 1.015E-08


各種データ ズーム比 10.0
広角 中間 望遠
焦点距離 3.20 14.79 31.93
Fナンバー 1.85 2.50 3.20
半画角 36.28 9.03 4.21
像高 2.35 2.35 2.35
レンズ全長 92.0 92.0 92.0
BF 6.71 8.82 7.16

間隔
d8 0.503 14.401 18.790
d14 20.469 6.583 2.184
d20 3.559 1.438 3.115
d23 3.793 5.901 4.228
[数値実施例6]
i Ri di Ni νi
1 -243.842 26.450 2.14352 17.8
2 66.937 1.982
3 123.536 2.969 1.88300 40.8
4 -134.828 0.150
5 55.786 3.912 1.77250 49.6
6 -193.453 0.246
7 21.941 3.393 1.88300 40.8
8 44.537 (可変)
9 17.715 0.500 2.00330 28.3
10 5.925 2.737
11 -11.530 0.800 1.65100 56.2
12 8.058 0.663
13 9.931 1.483 1.92286 18.9
14 94.068 (可変)
15 (絞り) 1.537
16* 7.119 1.985 1.69350 53.2
17* -35.563 1.134
18 38.195 0.427 1.63980 34.5
19 7.091 (可変)
20* 11.296 3.832 1.58313 59.4
21 -4.452 0.350 1.92286 18.9
22 -8.188 (可変)
23 ∞ 1.000 1.51400 60.0
24 ∞ 0.710 1.54400 70.0
25 ∞ 0.650
26 ∞ 0.500 1.50000 60.0
27 ∞

非球面係数
K B C D E
16* -3.436E+00 9.815E-04 -1.624E-05 4.182E-07 0.000E+00
17* 8.907E+00 2.602E-04 0.000E+00 7.919E-08 0.000E+00
20* -1.292E+01 9.851E-04 -3.439E-05 1.388E-06 1.892E-08


各種データ ズーム比 10.0
広角 中間 望遠
焦点距離 3.05 13.71 30.50
Fナンバー 1.85 2.50 3.20
半画角 37.61 9.73 4.41
像高 2.35 2.35 2.35
レンズ全長 85.4 85.4 85.4
BF 6.50 8.42 6.75

間隔
d8 0.500 13.846 18.060
d14 18.860 5.514 1.300
d19 3.192 1.277 2.945
d23 3.200 5.115 3.446
[数値実施例7]
i Ri di Ni νi
1 -90.911 1.400 1.84666 23.8
2 42.980 1.252
3 75.820 3.423 1.69680 55.5
4 -80.623 0.150
5 32.371 3.800 1.80400 46.6
6 252.303 0.150
7 24.669 3.400 1.88300 40.8
8 45.764 (可変)
9 18.114 0.500 2.00330 28.3
10 5.018 2.161
11 48.323 0.500 1.88300 40.8
12 10.159 1.356
13 -12.824 0.450 1.88300 40.8
14 29.739 0.168
15 15.508 1.767 1.92286 18.9
16 -18.729 (可変)
17 (絞り) 0.150
18* 6.836 2.053 1.69350 53.2
19 56.392 0.806
20 10.563 0.800 1.88300 40.8
21 5.686 (可変)
22 10.801 0.600 1.92286 18.9
23 6.855 1.645 1.83481 42.7
24 9.696 (可変)
25* 8.008 2.852 1.58313 59.4
26 -7.747 0.400 1.92286 18.9
27 -12.252 (可変)
28 ∞ 1.000 1.51400 60.0
29 ∞ 0.710 1.54400 70.0
30 ∞ 0.650
31 ∞ 0.500 1.50000 60.0
32 ∞

非球面係数
K B C D E
18* -2.265E+00 6.419E-04 -5.110E-06 9.984E-08 -1.379E-09
25* -5.086E+00 9.339E-04 -3.305E-05 1.176E-06 -2.108E-08

各種データ ズーム比 12.0
広角 中間 望遠
焦点距離 2.95 15.25 35.42
Fナンバー 1.87 2.73 3.24
半画角 38.54 8.76 3.80
像高 2.35 2.35 2.35
レンズ全長 67.2 67.2 67.2
BF 8.13 12.19 11.99

間隔
d8 0.500 15.619 20.394
d16 21.144 6.025 1.250
d21 7.085 3.056 0.816
d24 0.600 0.572 3.000
d27 3.183 7.240 7.052
[数値実施例8]
i Ri di Ni νi
1 -391.761 1.400 1.84666 23.8
2 35.901 2.408
3 87.830 3.138 1.48749 70.2
4 -74.595 0.150
5 34.553 3.699 1.69680 55.5
6 -1364.070 0.150
7 22.733 3.502 1.80400 46.6
8 65.386 (可変)
9 16.341 0.500 2.00330 28.3
10 4.398 2.889
11 -6.896 0.500 1.69680 55.5
12 11.765 0.757
13* 20.947 1.812 1.84666 23.8
14* -12.159 (可変)
15 (絞り) 0.150
16* 6.716 2.491 1.69350 53.2
17* -27.754 0.642
18 12.745 0.922 1.48749 70.2
19 -178.235 0.400 1.83400 37.2
20 5.432 (可変)
21* 10.603 3.150 1.58313 59.4
22 -5.748 0.400 1.92286 18.9
23 -11.119 (可変)
24 24.218 0.800 1.48749 70.2
25 -1016.273 0.650
26 ∞ 2.200 1.50000 60.0
27 ∞

非球面係数
K B C D E
13* 0.000E+00 3.967E-04 2.781E-05 -3.120E-06 4.607E-08
14* -4.653E-01 -6.797E-06 2.458E-05 -1.653E-06 0.000E+00
16* -3.477E+00 1.184E-03 -1.951E-05 4.231E-07 0.000E+00
17* -2.990E+00 3.124E-04 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
21* -9.883E+00 1.133E-03 -3.184E-05 8.018E-07 1.324E-08


各種データ ズーム比 11.7
広角 中間 望遠
焦点距離 2.95 15.66 34.51
Fナンバー 1.86 2.93 3.18
半画角 38.54 8.53 3.90
像高 2.35 2.35 2.35
レンズ全長 62.1 62.1 62.1
BF 6.27 6.27 6.27

間隔
d8 0.500 14.801 19.317
d14 19.817 5.516 1.000
d20 5.024 0.949 3.125
d23 0.623 4.698 2.522

Figure 2009204942
上記の実施例においては、4群構成(4つのレンズユニットを持つ構成)や5群構成について記載したが、その限りでは無く、6群構成やそれ以上の群で構成したズームレンズであっても構わない。
次に実施例1〜4、7、8に示したようなズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラの実施形態を図35を用いて説明する。
図35において、20はカメラ本体、21は実施例1〜4で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。22はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系21によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。23は固体撮像素子22によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。24は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子22上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。
このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。
図36は本発明の実施例5、6のズームレンズを用いたデジタルカメラの要部概略図である。
図36において、10はデジタルカメラ本体、11は本発明の実施例5、6に係る反射面を有するズームレンズである。12はカメラ本体に内蔵されたストロボ、13は外部式ファインダー、14はシャッターボタンである。15は本発明に係るズームレンズのカメラボディー内での概略な光学系配置関係を示す。
このように本発明の実施例5、6のズームレンズを像を受光する固体撮像素子を用いたデジタルカメラ等に適用することにより、特にカメラボディー形態を薄型化がなされるような、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
またこの例では、ズームレンズを横位置撮影時に反射面で偏向された光軸が上下(垂直)方向になるように配置を行っているが、前記偏向された光軸が左右(水平)方向になるように配置しても良い。
実施例1のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例1のズームレンズの広角端における諸収差図 実施例1のズームレンズの中間のズーム位置における諸収差図 実施例1のズームレンズの望遠端における諸収差図 実施例2のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例2のズームレンズの広角端における諸収差図 実施例2のズームレンズの中間のズーム位置における諸収差図 実施例2のズームレンズの望遠端における諸収差図 実施例3のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例3のズームレンズの広角端における諸収差図 実施例3のズームレンズの中間のズーム位置における諸収差図 実施例3のズームレンズの望遠端における諸収差図 実施例4のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例4のズームレンズの広角端における諸収差図 実施例4のズームレンズの中間のズーム位置における諸収差図 実施例4のズームレンズの望遠端における諸収差図 実施例5のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例5のズームレンズの広角端における諸収差図 実施例5のズームレンズの中間のズーム位置における諸収差図 実施例5のズームレンズの望遠端における諸収差図 実施例6のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例6のズームレンズの広角端における諸収差図 実施例6のズームレンズの中間のズーム位置における諸収差図 実施例6のズームレンズの望遠端における諸収差図 実施例7のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例7のズームレンズの広角端における諸収差図 実施例7のズームレンズの中間のズーム位置における諸収差図 実施例7のズームレンズの望遠端における諸収差図 実施例8のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例8のズームレンズの広角端における諸収差図 実施例8のズームレンズの中間のズーム位置における諸収差図 実施例8のズームレンズの望遠端における諸収差図 実施例5の折り曲げ用のプリズムの使用時のレンズ断面図 図1の一部分の説明図 本発明の撮像装置の要部概略図 本発明の撮像装置の要部概略図
符号の説明
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群
L4 第4レンズ群
L5 第5レンズ群
d d線
g g線
ΔM メリディオナル像面
ΔS サジタル像面
SP 絞り
IP 像面
G ガラスブロック
ω 半画角
F Fナンバー

Claims (7)

  1. 物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の第4レンズ群を有し、ズーミングに際して、該第2レンズ群および第4レンズ群が移動するズームレンズであって、
    該第1レンズ群は最も物体側に両凹形状の負レンズと、2枚以上の正レンズを有し、
    該第1レンズ群の最も物体側に位置する負レンズの焦点距離をf1n、該第1レンズ群の焦点距離をf1、該負レンズから該負レンズに隣接する正レンズまでの軸上距離をD11、該第1レンズ群の最も物体側の面から像面側の面までの距離をDL1とするとき、
    −1.8<f1n/f1< −0.9
    −15.4<f1n/fw< −8.0
    0.02<D11/DL1<0.38
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第1レンズ群の最も物体側の負レンズは、レンズ中に物体からの光線を折り曲げる反射面を有しており、該負レンズの物体側のレンズ面から像側のレンズ面までの軸上距離をDprとするとき、
    7.0<Dpr/fw<13.0
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1のズームレンズ。
  3. 前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、
    −2.5<f2/fw<−1.6
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1又は2のズームレンズ。
  4. 広角端における全系の焦点距離をfwとするとき、
    7.0<f1/fw<13.5
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1、2又は3のいずれか1項のズームレンズ。
  5. 前記負レンズの像側の面の曲率半径をR12、該負レンズに隣接する正レンズの物体側の面の曲率半径をR21とするとき、
    0.10<R12/R21<0.85
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項のズームレンズ。
  6. 前記第3レンズ群内のレンズの一部を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させることにより、光軸と垂直方向の像位置を変位することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項のズームレンズ。
  7. 請求項1から6のいずれか1項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子を有していることを特徴とする撮像装置。
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