JP2017078772A - 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】 バックフォーカスが長く、広角で前玉径が小さいズームレンズ、及びそれを有する撮像装置を提供する。【解決手段】 物体側より像側へ順に、最も物体側に配置されたズーミングのためには移動しない第１のレンズ群を含む１つ以上のレンズ群からなる前レンズ群、３枚以上のレンズを含み負の屈折力を有するＮｆレンズ群、開口絞り、ズーミングに際して移動する第１の後レンズ群、ズーミングに際して移動する第２の後レンズ群、ズーミングのためには移動しない第３の後レンズ群、を含むズームレンズであって、前記前レンズ群は、４枚以上のレンズから構成され、且つ正の屈折力を有する１つ以上のレンズ群を含み、前記第１の後レンズ群の広角端と望遠端の光軸方向の位置差、前記第２の後レンズ群の広角端と望遠端の光軸方向の位置差、前記第２の後レンズ群の焦点距離、前記ズームレンズの広角端の焦点距離を適切に設定することを特徴とする。【選択図】 図１
Description
本発明は、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、例えばＴＶカメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮影系に好適なものである。
近年、高画質で被写界深度の浅い画を得る為に固体撮像素子の大型化が普及してきたが、カメラシステム全体の大型化を避ける為、ズームレンズはより一層の小型化が求められている。特に広角端の画角が広いズームレンズは前玉径が大きくなり易く、重量への影響も大きい事から、前玉径が小さく広角なズームレンズが望まれている。
従来から、小型で変倍比を効率良く確保出来るズームレンズとして、物体側より順に正、負、正の屈折力を有するレンズ群を配するズームレンズが知られている。例えば、特許文献１では物体側より順に正、負、負、絞り、正の屈折力を有するレンズ群を配し、第１レンズ群と第４レンズ群が固定で、第２レンズ群を負と正の屈折力を有するレンズ群に分割し、広角端の半画角が４０度程度のズームレンズが開示されている。特許文献２では物体側から正、負、絞り、正、負、正の屈折力を有するレンズ群を配し、第１群と第５群が固定で、広角端の半画角が４０度程度のズームレンズが開示されている。
正の屈折力を有する第１レンズ群がズーミングのためには移動せず、負の屈折力を有する第２レンズ群を像側へ移動させてズーミングを行なうズームレンズは、中間焦点距離の軸外光線が第１レンズ群内の有効径決定に影響する。その為、特許文献１では、第２レンズ群以降の合成焦点距離を望遠化し、第1レンズ群と第２レンズ群間の軸外光線角度を緩やかにして、第１レンズ群の有効径増大を抑制している。第２レンズ群以降は望遠化しているが、第１レンズ群の主点を像側へ寄せてズームレンズ全系の焦点距離は広角化されている。しかしながら、絞りより物体側のレンズ群のみでズーミングを行なっており、第１レンズ群から絞りまでの距離が長く、入射瞳が長くなる為、第１レンズ群と第２レンズ群の径が大きくなり易い。特許文献２では第２レンズ群を像側へ移動、第３レンズ群を物体側へ移動させている。絞りは第２レンズ群と第３レンズ群の間に配しズーミングに際して固定だが、広角端で第３レンズから離して物体側へ寄せて入射瞳を短く出来る為、第１レンズ群と第２レンズ群の径の増大を抑制し易い。しかしながら、ズーミングに際して第３レンズ群と第４レンズ群を大きく物体側へ移動させる為に広角端で第３レンズ群と第４レンズ群が像側に近くに位置しており、バックフォーカスが短くて交換レンズには適していない。
そこで、本発明は、バックフォーカスが長く、広角で前玉径が小さいズームレンズ、及びそれを有する撮像装置を提供する事を目的としている。
上記目的を達成するために、物体側より像側へ順に、最も物体側に配置されたズーミングのためには移動しない第１のレンズ群を含む１つ以上のレンズ群からなる前レンズ群、３枚以上のレンズを含み負の屈折力を有するＮｆレンズ群、開口絞り、ズーミングに際して移動する第１の後レンズ群、ズーミングに際して移動する第２の後レンズ群、ズーミングのためには移動しない第３の後レンズ群、を含むズームレンズであって、前記前レンズ群は、４枚以上のレンズから構成され、且つ正の屈折力を有する１つ以上のレンズ群を含み、前記第１の後レンズ群の広角端と望遠端の光軸方向の位置差をＭｒ１、前記第２の後レンズ群の広角端と望遠端の光軸方向の位置差をＭｒ２、前記第２の後レンズ群の焦点距離をｆｒ２、広角端の焦点距離をｆｗ、Ｍｒ１、Ｍｒ２は広角端に対して望遠端で像側に位置する場合に正の符号とするとき、
−０．８０＜Ｍｒ２／ｆｒ２＜０．４５
−２．０＜Ｍｒ２／ｆｗ＜０．３
−１５．０＜Ｍｒ１／Ｍｒ２＜２．０
を満足することを特徴とする。
−０．８０＜Ｍｒ２／ｆｒ２＜０．４５
−２．０＜Ｍｒ２／ｆｗ＜０．３
−１５．０＜Ｍｒ１／Ｍｒ２＜２．０
を満足することを特徴とする。
本発明によれば、バックフォーカスが長く、広角で前玉径が小さいズームレンズ、及びそれを有する撮像装置を提供することができる。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、前レンズ群、３枚以上のレンズを含み負の屈折力を有するＮｆレンズ群、開口絞り、ズーミングに際して移動する第１の後レンズ群、ズーミングに際して移動する第２の後レンズ群、ズーミングのためには移動しない第３の後レンズ群、を含む。また、前レンズ群は、最も物体側に配置されたズーミングのためには移動しない第１のレンズ群を含む１つ以上のレンズ群から構成され、４枚以上のレンズを含み、且つ正の屈折力を有する１つ以上のレンズ群を含むことを特徴とする。
本発明では、開口絞りより物体側に少なくとも一つの正の屈折力を有するレンズ群と少なくとも一つの負の屈折力を有するレンズ群を有し、前記正と負の屈折力を有するレンズ群の間隔変化でズーミング可能な構成としている。
最も物体側に配される第１レンズ群は重い為、ズーミングのためには移動せず、ズーミングに必要な駆動力の増加を防いでいる。
開口絞りの物体側に隣接して配置されるＮｆレンズ群は負の屈折力を有するレンズ群とする事で入射瞳を短くして前玉径増大を抑制している。また、Ｎｆレンズ群は少なくとも３枚のレンズを有し、ズーミングの際の像面湾曲や倍率色収差の変動を補正できる構成としている。
開口絞りより物体側はＮｆレンズ群を除くと少なくとも４枚のレンズを有し（前レンズ群は少なくとも４枚のレンズから構成され）、広角端の歪曲収差や望遠端の軸上色収差を補正できる構成としている。
開口絞りより像側には、物体側から像側へ順に、第１の後レンズ群、第２の後レンズ群、第３の後レンズ群の３つのレンズ群を有し、第１の後レンズ群と第２の後レンズ群をズーミングに際して移動させている。開口絞りより像側のレンズ群にズーミング効果を持たせる事で、ズーミングに際して開口絞りより物体側のレンズ群の移動量が短くなる。その結果、開口絞りを物体側に近づけて配置する事が可能となり、入射瞳が短くなる為、前玉径の大型化が抑制出来る。
第３の後レンズ群はズーミングのためには移動しない。移動によりバックフォーカスが短くなるのを防ぐと共に、製造誤差によりバックフォーカスがずれた際に、最終群全体もしくは一部を光軸方向に調整する事でズーミング位置によらず一定の量だけバックフォーカス調整を可能としている。
更に、次の条件式を満足している。
−０．８０＜Ｍｒ２／ｆｒ２＜０．４５ …（１）
但し、Ｍｒ２は第２の後レンズ群の広角端と望遠端の光軸方向の位置差、ｆｒ２は第２の後レンズ群の焦点距離、Ｍｒ２は広角端に対して望遠端で像側に位置する場合に正の符号とする。
−０．８０＜Ｍｒ２／ｆｒ２＜０．４５ …（１）
但し、Ｍｒ２は第２の後レンズ群の広角端と望遠端の光軸方向の位置差、ｆｒ２は第２の後レンズ群の焦点距離、Ｍｒ２は広角端に対して望遠端で像側に位置する場合に正の符号とする。
条件式（１）は第２の後レンズ群の広角端と望遠端の光軸方向の位置差と第２の後レンズ群の焦点距離の比を規定した式である。条件式（１）の上限値を超えても下限値を超えても、第２の後レンズ群の屈折力が大きくなり、歪曲収差や像面湾曲のズーミング時の変動が増加してしまう。
更に、以下の条件式を満足している。
−２．０＜Ｍｒ２／ｆｗ＜０．３ …（２）
但し、ｆｗは広角端の焦点距離とする。
−２．０＜Ｍｒ２／ｆｗ＜０．３ …（２）
但し、ｆｗは広角端の焦点距離とする。
条件式（２）は第２の後レンズ群の広角端と望遠端の光軸方向の位置差と広角端の焦点距離の比を規定した式である。条件式（２）の上限値を超えた場合、第２の後レンズ群と第３の後レンズ群との間隔が広角端で広くなる為、全長が長くなり好ましくない。逆に下限値を超えた場合、第２の後レンズ群が第３の後レンズ群の移動を妨げてしまい、ズーミングの際の球面収差や像面湾曲の変動を抑制する事が困難となる。
更に、以下の条件式を満足している。
−１５．０＜Ｍｒ１／Ｍｒ２＜２．０ …（３）
但し、Ｍｒ１は第１の後レンズ群の広角端と望遠端の光軸方向の位置差、Ｍｒ１は広角端に対して望遠端で像側に位置する場合に正の符号とする。
−１５．０＜Ｍｒ１／Ｍｒ２＜２．０ …（３）
但し、Ｍｒ１は第１の後レンズ群の広角端と望遠端の光軸方向の位置差、Ｍｒ１は広角端に対して望遠端で像側に位置する場合に正の符号とする。
条件式（３）は第１の後レンズ群の広角端と望遠端の光軸方向の位置差と第２の後レンズ群の広角端と望遠端の光軸方向の位置差を規定した式である。条件式（３）の上限値を超えても下限値を超えても、第２の後レンズ群の移動量が小さく、ズーミングの際の球面収差や像面湾曲の変動を抑制する事が困難となる。
以上で本発明の目的は達成されるが、本発明は、以下の条件式を満足するのが望ましい。
１．０＜｜ｆｒ１｜／ｆｗ＜１５．０ …（４）
但し、ｆｒ１は第１の後レンズ群の焦点距離とする。
１．０＜｜ｆｒ１｜／ｆｗ＜１５．０ …（４）
但し、ｆｒ１は第１の後レンズ群の焦点距離とする。
条件式（４）は第１の後レンズ群の焦点距離と広角端の焦点距離の比を規定した式である。条件式（４）の上限値を超えた場合、ズーミングの際の像面補正の為に第２の後レンズ群で移動軌跡が限定され、ズーミングの際の像面湾曲や倍率色収差の変動の抑制が困難となる。逆に下限値を超えた場合、球面収差の補正が困難となる。
また、本発明は、以下の条件式を満足するのが望ましい。
１．０＜｜ｆｒ２｜／ｆｗ＜５．５ …（５）
条件式（５）は第２の後レンズ群の焦点距離と広角端の焦点距離の比を規定した式である。条件式（４）の上限値を超えた場合、ズーミングの際の像面補正の為に第１の後レンズ群で移動軌跡が限定され、ズーミングの際の球面収差や像面湾曲の変動の抑制が困難となる。逆に下限値を超えた場合、倍率色収差や像面湾曲の補正が困難となる。
１．０＜｜ｆｒ２｜／ｆｗ＜５．５ …（５）
条件式（５）は第２の後レンズ群の焦点距離と広角端の焦点距離の比を規定した式である。条件式（４）の上限値を超えた場合、ズーミングの際の像面補正の為に第１の後レンズ群で移動軌跡が限定され、ズーミングの際の球面収差や像面湾曲の変動の抑制が困難となる。逆に下限値を超えた場合、倍率色収差や像面湾曲の補正が困難となる。
また、本発明は、第１の後レンズ群と第２の後レンズ群の少なくとも一方の群は、正の屈折力を有し広角端に対して望遠端で物体側に位置するのが望ましい。
開口絞りより物体側の正の屈折力を有するレンズ群とＮｆレンズ群との間隔変化だけではなく、Ｎｆレンズ群と開口絞りより像側の正の屈折力を有するレンズ群との間隔変化でもズーミングさせる事が可能となり、短いレンズ全長の中で効率良くズーミングが可能となる。
また、本発明は、ズーミングのためには開口絞りは光軸方向に移動しないことが望ましい。
開口絞りを光軸方向に移動させるには鏡筒構造や電気配線の引き回しが煩雑になる為、好ましくない。
開口絞りを光軸方向に移動させるには鏡筒構造や電気配線の引き回しが煩雑になる為、好ましくない。
また、本発明は、第１レンズ群内の一部でフォーカシングを行なうのが望ましい。
固定の第１レンズ群内でフォーカシングする事で、ズーミング位置によらずフォーカス群の移動量が一定となり、簡素な鏡筒構造でもズーミング位置によらずマニュアル操作時の操作環の回転角を一定にする事が出来る。また、製造誤差が生じた際、第１レンズ以外の群の焦点距離誤差があってもフォーカスの移動量は変化しない為、無限遠から所望の被写体距離までの操作環の回転角の製造誤差も少ない。
固定の第１レンズ群内でフォーカシングする事で、ズーミング位置によらずフォーカス群の移動量が一定となり、簡素な鏡筒構造でもズーミング位置によらずマニュアル操作時の操作環の回転角を一定にする事が出来る。また、製造誤差が生じた際、第１レンズ以外の群の焦点距離誤差があってもフォーカスの移動量は変化しない為、無限遠から所望の被写体距離までの操作環の回転角の製造誤差も少ない。
また、本発明は、以下の条件式を満足するのが望ましい。
０．４４＜｜ｆｒ１／ｆｒ２｜＜４．９１ …（６）
上限式（６）は第１の後レンズ群の焦点距離と第２の後レンズ群の焦点距離の比を規定した式である。条件式（６）の上限値を超えた場合、ズーミングの際の像面湾曲や倍率色収差の変動の抑制が困難となる。逆に下限値を超えた場合、球面収差の補正が困難となる。
０．４４＜｜ｆｒ１／ｆｒ２｜＜４．９１ …（６）
上限式（６）は第１の後レンズ群の焦点距離と第２の後レンズ群の焦点距離の比を規定した式である。条件式（６）の上限値を超えた場合、ズーミングの際の像面湾曲や倍率色収差の変動の抑制が困難となる。逆に下限値を超えた場合、球面収差の補正が困難となる。
なお、条件式（１）〜（４）の数値範囲は以下の如く特定するのが更に望ましい。
−０．４１＜Ｍｒ２／ｆｒ２＜０．４３ …（１ａ）
−１．６＜Ｍｒ２／ｆｗ＜０．１ …（２ａ）
−１４．２＜Ｍｒ１／Ｍｒ２＜１．３ …（３ａ）
１．４＜｜ｆｒ１｜／ｆｗ＜１２．５ …（４ａ）
２．５＜｜ｆｒ２｜／ｆｗ＜５．３ …（５ａ）
０．４７＜｜ｆｒ１／ｆｒ２｜＜４．６９ …（６ａ）
−０．４１＜Ｍｒ２／ｆｒ２＜０．４３ …（１ａ）
−１．６＜Ｍｒ２／ｆｗ＜０．１ …（２ａ）
−１４．２＜Ｍｒ１／Ｍｒ２＜１．３ …（３ａ）
１．４＜｜ｆｒ１｜／ｆｗ＜１２．５ …（４ａ）
２．５＜｜ｆｒ２｜／ｆｗ＜５．３ …（５ａ）
０．４７＜｜ｆｒ１／ｆｒ２｜＜４．６９ …（６ａ）
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１、５、９、１３は、後述する数値実施例１〜４のレンズ断面図、図２〜４、６〜８、１０〜１２、１４〜１６はそれぞれ各数値実施例の収差図である。図２〜４、６〜８、１０〜１２、１４〜１６において、図２、６、１０、１４は広角端における収差図、図３、７、１１、１５は中間焦点距離における収差図、図４、８、１２、１６は望遠端における収差図である。収差図において、ｄ、ｇはｄ線及びｇ線、Ｍ、Ｓはメリジオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表している。
図１、５、９、１３のレンズ断面図において、Ｌ１〜Ｌ６はそれぞれ第１〜６レンズ群、ＳＰは開口絞り、ＳＰ２は開放Ｆ値を決定する為に開口径を変化させる補助絞り、ＰはＣＣＤのフェースプレートやローパスフィルター等のガラスブロック、Ｉは像面である。
実施例１、３，４においては、第１レンズ群Ｌ１が前レンズ群に対応し、第２レンズ群Ｌ２がＮｆレンズ群、第３レンズ群Ｌ３が第１の後レンズ群、第４レンズ群Ｌ４が第２の後レンズ群、第５レンズ群Ｌ５が第３の後レンズ群に対応する。実施例２においては、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２が前レンズ群を構成し、第３レンズ群Ｌ３がＮｆレンズ群、第４レンズ群Ｌ４が第１の後レンズ群、第５レンズ群Ｌ５が第２の後レンズ群、第６レンズ群Ｌ６が第３の後レンズ群に対応する。実施例２においては、前レンズ群内で正の屈折力を有するレンズ群は第２レンズ群であり、第１レンズ群は負の屈折力を有する。
補助絞りを有している実施例１、２は、補助絞りの用いずに開口絞りの開放径をズーミング位置によって変化させても良い。本実施形態においては、広角端から望遠端への変倍に際して、図１、５、９、１３、の矢印のように各群を移動させている。実施例１、３、４では第１レンズ群中の物体側から４枚目のレンズを移動させてフォーカシングを行なっている。実施例２では第１レンズ群中の物体側から２枚目と３枚目を一体で移動させてフォーカシングを行なっている。また、最終レンズ群（実施例１、３、４の第５レンズ群、実施例２の第６レンズ群）もしくは最終レンズ群内の一部を光軸方向に移動させる事でバックフォーカスの調整が可能である。
以下に本発明の数値実施例を記載する。
数値実施例において、ｒｉは物体側より順に第ｉ目の面の曲率半径、ｄｉ第ｉ目の面と第ｉ＋１番目の面の間隔（レンズ厚あるいは空気間隔）、ｎｄｉとνｄｉはそれぞれ第ｉ番目のレンズの材質の屈折率とアッベ数である。
非球面形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向ｈ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、各非球面係数をｋ、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６としたとき、
なる式で表している。
また、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。
半画角は光線追跡で求めた値である。ＢＦはバックフォーカスである。
また、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。
半画角は光線追跡で求めた値である。ＢＦはバックフォーカスである。
（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1* 95.971 2.25 1.77250 49.6
2 25.008 18.76
3 -46.148 2.24 1.59522 67.7
4 -208.758 0.86
5 89.944 4.49 1.85478 24.8
6 -3391.978 1.10
7 71.585 6.51 1.48749 70.2
8* -112.413 7.72
9 1244.744 1.48 1.85478 24.8
10 44.958 0.78
11 56.753 5.34 1.49700 81.5
12 -117.331 0.17
13 72.173 5.31 1.72000 50.2
14 -89.503 (可変)
15 156.184 0.98 1.91082 35.3
16 28.295 2.14
17 342.322 0.90 1.58913 61.1
18 23.925 3.65 1.80809 22.8
19 195.693 1.79
20 -41.778 0.91 1.80400 46.6
21 -170.760 (可変)
22(開口絞り) ∞ 1.50
23(補助絞り) ∞ (可変)
24 28.270 4.15 1.55332 71.7
25* 156.238 (可変)
26 40.158 1.23 1.85478 24.8
27 27.673 1.64
28 44.510 4.34 1.49700 81.5
29 -57.595 (可変)
30 106.538 0.99 2.00069 25.5
31 53.892 1.49
32 951.384 1.00 1.53996 59.5
33 31.516 2.40 1.95906 17.5
34 44.832 6.13
35 89.410 4.48 1.49700 81.5
36 -65.111 0.17
37 97.933 5.81 1.49700 81.5
38 -30.528 1.14 1.80610 33.3
39 -119.681 (可変)
40 ∞ 2.39 1.51633 64.1
41 ∞ 0.50
42 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 6.75370e+000 A 4= 1.49928e-006 A 6=-1.36094e-010 A 8=-2.25783e-012 A10= 2.94187e-015 A12=-1.92140e-018
第8面
K = 7.11393e-001 A 4= 9.77054e-007 A 6=-7.78879e-010 A 8=-2.85446e-012 A10= 5.55537e-015 A12=-5.06973e-018
第25面
K =-2.45680e+000 A 4= 7.68788e-006 A 6=-1.82317e-009 A 8= 2.96287e-011 A10=-1.51304e-013 A12= 2.06060e-016
各種データ
ズーム比 4.29
焦点距離 18.54 32.08 79.52
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角 38.60 24.77 10.54
像高 14.80 14.80 14.80
レンズ全長 221.38 221.38 221.38
BF 48.70 48.70 48.70
d14 0.93 16.87 32.81
d21 33.64 17.70 1.76
d23 17.93 14.57 1.46
d25 13.79 8.58 2.07
d29 2.55 11.13 30.74
d39 45.62 45.62 45.62
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 51.80
2 15 -28.12
3 22 ∞
4 24 61.67
5 26 94.37
6 30 3422.50
7 40 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1* 95.971 2.25 1.77250 49.6
2 25.008 18.76
3 -46.148 2.24 1.59522 67.7
4 -208.758 0.86
5 89.944 4.49 1.85478 24.8
6 -3391.978 1.10
7 71.585 6.51 1.48749 70.2
8* -112.413 7.72
9 1244.744 1.48 1.85478 24.8
10 44.958 0.78
11 56.753 5.34 1.49700 81.5
12 -117.331 0.17
13 72.173 5.31 1.72000 50.2
14 -89.503 (可変)
15 156.184 0.98 1.91082 35.3
16 28.295 2.14
17 342.322 0.90 1.58913 61.1
18 23.925 3.65 1.80809 22.8
19 195.693 1.79
20 -41.778 0.91 1.80400 46.6
21 -170.760 (可変)
22(開口絞り) ∞ 1.50
23(補助絞り) ∞ (可変)
24 28.270 4.15 1.55332 71.7
25* 156.238 (可変)
26 40.158 1.23 1.85478 24.8
27 27.673 1.64
28 44.510 4.34 1.49700 81.5
29 -57.595 (可変)
30 106.538 0.99 2.00069 25.5
31 53.892 1.49
32 951.384 1.00 1.53996 59.5
33 31.516 2.40 1.95906 17.5
34 44.832 6.13
35 89.410 4.48 1.49700 81.5
36 -65.111 0.17
37 97.933 5.81 1.49700 81.5
38 -30.528 1.14 1.80610 33.3
39 -119.681 (可変)
40 ∞ 2.39 1.51633 64.1
41 ∞ 0.50
42 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 6.75370e+000 A 4= 1.49928e-006 A 6=-1.36094e-010 A 8=-2.25783e-012 A10= 2.94187e-015 A12=-1.92140e-018
第8面
K = 7.11393e-001 A 4= 9.77054e-007 A 6=-7.78879e-010 A 8=-2.85446e-012 A10= 5.55537e-015 A12=-5.06973e-018
第25面
K =-2.45680e+000 A 4= 7.68788e-006 A 6=-1.82317e-009 A 8= 2.96287e-011 A10=-1.51304e-013 A12= 2.06060e-016
各種データ
ズーム比 4.29
焦点距離 18.54 32.08 79.52
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角 38.60 24.77 10.54
像高 14.80 14.80 14.80
レンズ全長 221.38 221.38 221.38
BF 48.70 48.70 48.70
d14 0.93 16.87 32.81
d21 33.64 17.70 1.76
d23 17.93 14.57 1.46
d25 13.79 8.58 2.07
d29 2.55 11.13 30.74
d39 45.62 45.62 45.62
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 51.80
2 15 -28.12
3 22 ∞
4 24 61.67
5 26 94.37
6 30 3422.50
7 40 ∞
（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1* 69.375 2.40 1.58313 59.4
2 25.762 24.85
3 -79.941 1.67 1.69680 55.5
4 71.806 0.17
5 61.521 3.25 1.80518 25.4
6 215.702 (可変)
7 177.549 1.55 1.92286 18.9
8 49.395 4.27 1.80400 46.6
9 -122.318 0.17
10 63.868 3.21 1.59522 67.7
11 -208.494 0.17
12 59.430 2.89 1.49700 81.5
13 -428.708 (可変)
14(補助絞り) ∞ 1.50
15 -46.620 0.70 1.77250 49.6
16 59.718 1.35
17 -51.615 0.72 1.90043 37.4
18 27.561 2.62 1.92286 18.9
19 -324.069 2.56
20(開口絞り) ∞ (可変)
21 62.849 0.80 1.77250 49.6
22 21.365 4.87 1.53775 74.7
23 -40.044 0.17
24* 28.094 3.18 1.49710 81.6
25* -122.434 (可変)
26 81.102 3.09 1.69680 55.5
27 -32.436 0.17
28 -39.287 0.80 1.63930 44.9
29 19.795 (可変)
30 48.924 5.79 1.49700 81.5
31 -36.092 0.17
32 -41.516 1.11 1.62588 35.7
33 -1352.163 (可変)
34 ∞ 2.39 1.51633 64.1
35 ∞ 0.50
36 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 2.65155e+000 A 4= 1.43592e-006 A 6=-1.45741e-010 A 8= 1.74224e-013
第24面
K = 6.48243e-001 A 4=-4.64544e-006 A 6= 2.87036e-011 A 8= 2.63846e-011
第25面
K =-8.47515e+001 A 4=-2.24737e-007 A 6= 1.92717e-008 A 8= 3.74377e-011
各種データ
ズーム比 4.15
焦点距離 18.54 35.72 77.00
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角 38.60 22.50 10.88
像高 14.80 14.80 14.80
レンズ全長 178.77 178.77 178.77
BF 39.44 39.44 39.44
d 6 41.08 21.52 1.97
d13 0.84 10.10 27.81
d20 14.65 8.80 2.10
d25 6.32 4.73 7.49
d29 2.24 19.96 25.75
d33 36.36 36.36 36.36
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -38.29
2 7 33.15
3 14 -22.85
4 21 27.88
5 26 -56.80
6 30 106.33
7 34 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1* 69.375 2.40 1.58313 59.4
2 25.762 24.85
3 -79.941 1.67 1.69680 55.5
4 71.806 0.17
5 61.521 3.25 1.80518 25.4
6 215.702 (可変)
7 177.549 1.55 1.92286 18.9
8 49.395 4.27 1.80400 46.6
9 -122.318 0.17
10 63.868 3.21 1.59522 67.7
11 -208.494 0.17
12 59.430 2.89 1.49700 81.5
13 -428.708 (可変)
14(補助絞り) ∞ 1.50
15 -46.620 0.70 1.77250 49.6
16 59.718 1.35
17 -51.615 0.72 1.90043 37.4
18 27.561 2.62 1.92286 18.9
19 -324.069 2.56
20(開口絞り) ∞ (可変)
21 62.849 0.80 1.77250 49.6
22 21.365 4.87 1.53775 74.7
23 -40.044 0.17
24* 28.094 3.18 1.49710 81.6
25* -122.434 (可変)
26 81.102 3.09 1.69680 55.5
27 -32.436 0.17
28 -39.287 0.80 1.63930 44.9
29 19.795 (可変)
30 48.924 5.79 1.49700 81.5
31 -36.092 0.17
32 -41.516 1.11 1.62588 35.7
33 -1352.163 (可変)
34 ∞ 2.39 1.51633 64.1
35 ∞ 0.50
36 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 2.65155e+000 A 4= 1.43592e-006 A 6=-1.45741e-010 A 8= 1.74224e-013
第24面
K = 6.48243e-001 A 4=-4.64544e-006 A 6= 2.87036e-011 A 8= 2.63846e-011
第25面
K =-8.47515e+001 A 4=-2.24737e-007 A 6= 1.92717e-008 A 8= 3.74377e-011
各種データ
ズーム比 4.15
焦点距離 18.54 35.72 77.00
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角 38.60 22.50 10.88
像高 14.80 14.80 14.80
レンズ全長 178.77 178.77 178.77
BF 39.44 39.44 39.44
d 6 41.08 21.52 1.97
d13 0.84 10.10 27.81
d20 14.65 8.80 2.10
d25 6.32 4.73 7.49
d29 2.24 19.96 25.75
d33 36.36 36.36 36.36
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -38.29
2 7 33.15
3 14 -22.85
4 21 27.88
5 26 -56.80
6 30 106.33
7 34 ∞
（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1* 201.032 3.57 1.73077 40.5
2 27.038 18.68
3 -178.651 2.06 1.73400 51.5
4 155.792 0.17
5 62.603 7.06 1.89286 20.4
6 203.565 1.99
7 117.879 9.25 1.59522 67.7
8* -148.955 9.43
9 291.720 1.59 1.90270 31.0
10 30.366 10.56 1.49700 81.5
11 -156.526 0.35
12 52.574 7.47 1.64850 53.0
13 -61.857 (可変)
14 -160.128 0.99 1.88300 40.8
15 25.707 4.99
16 -49.237 1.14 1.43875 94.9
17 31.343 5.06 1.85478 24.8
18 741.898 (可変)
19(開口絞り) ∞ (可変)
20 -46.003 1.27 1.53775 74.7
21 -80.576 (可変)
22 34.999 6.09 1.59270 35.3
23* 162.682 11.40
24 61.362 1.17 1.95906 17.5
25 32.318 6.25 1.48749 70.2
26 -45.582 (可変)
27 -565.123 4.67 1.95906 17.5
28 -26.967 1.39 1.90270 31.0
29 57.592 4.13
30 66.364 4.64 1.48749 70.2
31 -58.857 0.17
32 46.998 6.16 1.49700 81.5
33 -42.805 1.18 2.00069 25.5
34 2793.827 (可変)
35 ∞ 2.39 1.51633 64.1
36 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 3.00774e+001 A 4= 2.05021e-006 A 6=-7.25063e-010 A 8=-5.54040e-013 A10= 2.01958e-015 A12=-3.58602e-018 A14= 3.05968e-021 A16=-1.05802e-024
第8面
K =-1.28249e-001 A 4= 9.99030e-007 A 6=-4.91783e-010 A 8=-3.88175e-012 A10= 1.26529e-014 A12=-3.32029e-017 A14= 4.83260e-020 A16=-2.94324e-023
第23面
K = 4.03999e+001 A 4= 5.32482e-006 A 6=-9.26453e-010 A 8= 9.19090e-012 A10=-3.97424e-014
各種データ
ズーム比 4.31
焦点距離 17.03 46.18 73.36
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角 41.00 17.77 11.41
像高 14.80 14.80 14.80
レンズ全長 261.21 261.21 261.21
BF 58.90 58.90 58.90
d13 1.00 27.33 33.91
d18 35.20 8.87 2.29
d19 15.53 5.15 5.23
d21 7.62 9.68 1.00
d26 10.10 18.41 27.01
d34 56.33 56.33 56.33
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 41.25
2 14 -27.99
3 19 ∞
4 20 -201.96
5 22 45.25
6 27 2000.00
7 35 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1* 201.032 3.57 1.73077 40.5
2 27.038 18.68
3 -178.651 2.06 1.73400 51.5
4 155.792 0.17
5 62.603 7.06 1.89286 20.4
6 203.565 1.99
7 117.879 9.25 1.59522 67.7
8* -148.955 9.43
9 291.720 1.59 1.90270 31.0
10 30.366 10.56 1.49700 81.5
11 -156.526 0.35
12 52.574 7.47 1.64850 53.0
13 -61.857 (可変)
14 -160.128 0.99 1.88300 40.8
15 25.707 4.99
16 -49.237 1.14 1.43875 94.9
17 31.343 5.06 1.85478 24.8
18 741.898 (可変)
19(開口絞り) ∞ (可変)
20 -46.003 1.27 1.53775 74.7
21 -80.576 (可変)
22 34.999 6.09 1.59270 35.3
23* 162.682 11.40
24 61.362 1.17 1.95906 17.5
25 32.318 6.25 1.48749 70.2
26 -45.582 (可変)
27 -565.123 4.67 1.95906 17.5
28 -26.967 1.39 1.90270 31.0
29 57.592 4.13
30 66.364 4.64 1.48749 70.2
31 -58.857 0.17
32 46.998 6.16 1.49700 81.5
33 -42.805 1.18 2.00069 25.5
34 2793.827 (可変)
35 ∞ 2.39 1.51633 64.1
36 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 3.00774e+001 A 4= 2.05021e-006 A 6=-7.25063e-010 A 8=-5.54040e-013 A10= 2.01958e-015 A12=-3.58602e-018 A14= 3.05968e-021 A16=-1.05802e-024
第8面
K =-1.28249e-001 A 4= 9.99030e-007 A 6=-4.91783e-010 A 8=-3.88175e-012 A10= 1.26529e-014 A12=-3.32029e-017 A14= 4.83260e-020 A16=-2.94324e-023
第23面
K = 4.03999e+001 A 4= 5.32482e-006 A 6=-9.26453e-010 A 8= 9.19090e-012 A10=-3.97424e-014
各種データ
ズーム比 4.31
焦点距離 17.03 46.18 73.36
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角 41.00 17.77 11.41
像高 14.80 14.80 14.80
レンズ全長 261.21 261.21 261.21
BF 58.90 58.90 58.90
d13 1.00 27.33 33.91
d18 35.20 8.87 2.29
d19 15.53 5.15 5.23
d21 7.62 9.68 1.00
d26 10.10 18.41 27.01
d34 56.33 56.33 56.33
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 41.25
2 14 -27.99
3 19 ∞
4 20 -201.96
5 22 45.25
6 27 2000.00
7 35 ∞
（数値実施例４）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1* 142.107 2.97 1.77250 49.6
2 30.833 19.23
3 -214.418 2.25 1.63854 55.4
4 193.318 0.17
5 61.723 6.53 1.84666 23.8
6 125.558 1.26
7 97.080 5.98 1.58313 59.4
8* -189.724 11.66
9 245.465 1.71 1.80000 29.8
10 35.310 9.71 1.49700 81.5
11 -162.533 0.17
12 65.776 8.03 1.63854 55.4
13 -77.715 (可変)
14 -91.062 0.99 1.83481 42.7
15 28.912 3.84
16 -42.067 1.19 1.49700 81.5
17 30.945 3.61 1.85478 24.8
18 474.495 (可変)
19(開口絞り) ∞ (可変)
20* 34.929 5.84 1.58313 59.4
21* 188.561 7.42
22 62.689 1.29 2.00069 25.5
23 32.976 6.65 1.48749 70.2
24 -41.767 (可変)
25 -110.109 3.39 1.95906 17.5
26 -27.760 1.09 1.85478 24.8
27 110.961 (可変)
28 155.225 3.89 1.48749 70.2
29 -71.770 12.40
30 56.836 6.63 1.49700 81.5
31 -39.229 1.25 1.91082 35.3
32 -795.036 (可変)
33 ∞ 2.39 1.51633 64.1
34 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 9.60256e+000 A 4= 9.02841e-007 A 6= 6.57246e-010 A 8=-2.34864e-012 A10= 3.36885e-015 A12=-2.34122e-018 A14= 6.42583e-022 A16=-2.10451e-026
第8面
K =-7.19297e+001 A 4=-4.48892e-007 A 6= 1.30222e-009 A 8=-2.14328e-012 A10= 1.12728e-015 A12= 6.02779e-019 A14=-6.86578e-022 A16=-3.24205e-025
第20面
K = 3.22915e+000 A 4=-7.43684e-006 A 6=-1.64141e-008 A 8=-4.87770e-011 A10=-4.23427e-014 A12=-2.24623e-016 A14=-3.93621e-018 A16= 6.48189e-021
第21面
K = 1.62572e+002 A 4= 6.39763e-006 A 6= 5.31874e-010 A 8=-4.54040e-011 A10= 1.44685e-013 A12=-5.92999e-016 A14= 5.71689e-019 A16=-1.89487e-020
各種データ
ズーム比 5.49
焦点距離 18.54 56.09 101.76
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角 38.60 14.78 8.28
像高 14.80 14.80 14.80
レンズ全長 256.18 256.18 256.18
BF 42.19 42.19 42.19
d13 1.00 28.34 35.17
d18 36.53 9.19 2.36
d19 24.21 16.90 2.97
d24 2.79 15.03 25.59
d27 20.31 15.37 18.74
d32 39.61 39.61 39.61
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 48.32
2 14 -24.83
3 19 ∞
4 20 43.10
5 25 -78.50
6 28 99.75
7 33 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1* 142.107 2.97 1.77250 49.6
2 30.833 19.23
3 -214.418 2.25 1.63854 55.4
4 193.318 0.17
5 61.723 6.53 1.84666 23.8
6 125.558 1.26
7 97.080 5.98 1.58313 59.4
8* -189.724 11.66
9 245.465 1.71 1.80000 29.8
10 35.310 9.71 1.49700 81.5
11 -162.533 0.17
12 65.776 8.03 1.63854 55.4
13 -77.715 (可変)
14 -91.062 0.99 1.83481 42.7
15 28.912 3.84
16 -42.067 1.19 1.49700 81.5
17 30.945 3.61 1.85478 24.8
18 474.495 (可変)
19(開口絞り) ∞ (可変)
20* 34.929 5.84 1.58313 59.4
21* 188.561 7.42
22 62.689 1.29 2.00069 25.5
23 32.976 6.65 1.48749 70.2
24 -41.767 (可変)
25 -110.109 3.39 1.95906 17.5
26 -27.760 1.09 1.85478 24.8
27 110.961 (可変)
28 155.225 3.89 1.48749 70.2
29 -71.770 12.40
30 56.836 6.63 1.49700 81.5
31 -39.229 1.25 1.91082 35.3
32 -795.036 (可変)
33 ∞ 2.39 1.51633 64.1
34 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 9.60256e+000 A 4= 9.02841e-007 A 6= 6.57246e-010 A 8=-2.34864e-012 A10= 3.36885e-015 A12=-2.34122e-018 A14= 6.42583e-022 A16=-2.10451e-026
第8面
K =-7.19297e+001 A 4=-4.48892e-007 A 6= 1.30222e-009 A 8=-2.14328e-012 A10= 1.12728e-015 A12= 6.02779e-019 A14=-6.86578e-022 A16=-3.24205e-025
第20面
K = 3.22915e+000 A 4=-7.43684e-006 A 6=-1.64141e-008 A 8=-4.87770e-011 A10=-4.23427e-014 A12=-2.24623e-016 A14=-3.93621e-018 A16= 6.48189e-021
第21面
K = 1.62572e+002 A 4= 6.39763e-006 A 6= 5.31874e-010 A 8=-4.54040e-011 A10= 1.44685e-013 A12=-5.92999e-016 A14= 5.71689e-019 A16=-1.89487e-020
各種データ
ズーム比 5.49
焦点距離 18.54 56.09 101.76
Fナンバー 4.12 4.12 4.12
半画角 38.60 14.78 8.28
像高 14.80 14.80 14.80
レンズ全長 256.18 256.18 256.18
BF 42.19 42.19 42.19
d13 1.00 28.34 35.17
d18 36.53 9.19 2.36
d19 24.21 16.90 2.97
d24 2.79 15.03 25.59
d27 20.31 15.37 18.74
d32 39.61 39.61 39.61
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 48.32
2 14 -24.83
3 19 ∞
4 20 43.10
5 25 -78.50
6 28 99.75
7 33 ∞
前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。
以上説明した様に、各実施例によれば、小型且つ軽量で、Ｆ値が明るい広角ズームレンズを実現する事ができる。
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたカメラの実施形態について図１７を用いて説明する。
図１７は各実施例のズームレンズを撮影光学系として用いた撮像装置（テレビカメラシステム）の概略図である。図１７において１０１は実施例１〜６のいずれかのズームレンズである。１２４はカメラである。ズームレンズ１０１はカメラ１２４に対して着脱可能となっている。１２５はカメラ１２４にズームレンズ１０１を装着することで構成される撮像装置である。ズームレンズ１０１は第１レンズ群Ｆ、変倍部ＬＺ、結像用のレンズ群Ｒを有している。第１レンズ群Ｆは合焦用レンズ群が含まれている。ＳＰは開口絞りである。１１４、１１５は各々第１レンズ群Ｆ、変倍部ＬＺを光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。１１６〜１１８は駆動機構１１４、１１５および開口絞りＳＰを電動駆動するモータ（駆動手段）である。１１９〜１２１は、第１レンズ群Ｆや変倍部ＬＺの光軸上の位置や、開口絞りＳＰの絞り径を検出するためのエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。なお、レンズ群Ｒ内に移動群を有するズームレンズの場合は、１１４〜１２１同様の構成がレンズ群Ｒにも付加される。カメラ１２４において、１０９はカメラ１２４内の光学フィルターや色分解光学系に相当するガラスブロック、１１０はズームレンズ１０１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。また、１１１、１２２はカメラ１２４及びズームレンズ１０１の各種の駆動を制御するＣＰＵである。
なお、撮像素子にＣＣＤ等の電子撮像素子を用いれば、電子的に収差補正をする事で出力画像を更に高画質化する事ができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
Ｌ１ 第１レンズ群（前レンズ群）
Ｌ２ 第２レンズ群（第１，３，４実施例：ＮＦレンズ群、第２実施例：前レンズ群）
Ｌ３ 第３レンズ群（第１，３，４実施例：第１の後レンズ群、第２実施例：Ｎｆレンズ群）
Ｌ４ 第４レンズ群（第１，３，４実施例：第２の後レンズ群、第２実施例：第１の後レンズ群）
Ｌ５ 第５レンズ群（第１，３，４実施例：第３の後レンズ群、第２実施例：第２の後レンズ群）
Ｌ６ 第６レンズ群（第２実施例：第３の後レンズ群）
ＳＰ 開口絞り
Ｌ２ 第２レンズ群（第１，３，４実施例：ＮＦレンズ群、第２実施例：前レンズ群）
Ｌ３ 第３レンズ群（第１，３，４実施例：第１の後レンズ群、第２実施例：Ｎｆレンズ群）
Ｌ４ 第４レンズ群（第１，３，４実施例：第２の後レンズ群、第２実施例：第１の後レンズ群）
Ｌ５ 第５レンズ群（第１，３，４実施例：第３の後レンズ群、第２実施例：第２の後レンズ群）
Ｌ６ 第６レンズ群（第２実施例：第３の後レンズ群）
ＳＰ 開口絞り
Claims (8)
- 物体側より像側へ順に、最も物体側に配置されたズーミングのためには移動しない第１のレンズ群を含む１つ以上のレンズ群からなる前レンズ群、３枚以上のレンズを含み負の屈折力を有するＮｆレンズ群、開口絞り、ズーミングに際して移動する第１の後レンズ群、ズーミングに際して移動する第２の後レンズ群、ズーミングのためには移動しない第３の後レンズ群、を含むズームレンズであって、
前記前レンズ群は、４枚以上のレンズから構成され、且つ正の屈折力を有する１つ以上のレンズ群を含み、
前記第１の後レンズ群の広角端と望遠端の光軸方向の位置差をＭｒ１、前記第２の後レンズ群の広角端と望遠端の光軸方向の位置差をＭｒ２、前記第２の後レンズ群の焦点距離をｆｒ２、前記ズームレンズの広角端の焦点距離をｆｗ、Ｍｒ１、Ｍｒ２は広角端に対して望遠端で像側に位置する場合に正の符号とするとき、
−０．８０＜Ｍｒ２／ｆｒ２＜０．４５
−２．０＜Ｍｒ２／ｆｗ＜０．３
−１５．０＜Ｍｒ１／Ｍｒ２＜２．０
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第１の後レンズ群の焦点距離をｆｒ１とするとき、
１．０＜｜ｆｒ１｜／ｆｗ＜１５．０
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。 - １．０＜｜ｆｒ２｜／ｆｗ＜５．５
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１の後レンズ群と前記第２の後レンズ群の少なくとも一方は、正の屈折力を有し、広角端に対して望遠端で物体側に位置する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記開口絞りはズーミングのためには移動しないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第１レンズ群の一部でフォーカシングを行なうことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
- 前記第１の後レンズ群の焦点距離をｆｒ１とするとき
０．４４＜｜ｆｒ１／ｆｒ２｜＜４．９１
を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。 - 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズを有する撮像装置。
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|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2020085935A (ja) * | 2018-11-15 | 2020-06-04 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及び撮像装置 |
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