JP2018077267A - 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
Description
また、解像力をフルHDの4倍にするためには撮像素子の画素数をフルHDに対して4倍にする必要がある。しかしながら、撮像素子の対角長を変えずに画素数を4倍とすると画素サイズが1/4となってしまい、例えば監視カメラにおいて重要な低照度下における光学性能が低下してしまう。
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りを有し、
前記第2レンズ群の焦点距離をf2、前記レンズ群LPの焦点距離をfp、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第2レンズ群の移動量をM2、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記レンズ群LPの移動量をMpとするとき、
1.1<|M2|/f2<3.0
0.15<|Mp|/fp<0.50
なる条件式を満足することを特徴としている。
1.1<|M2|/f2<3.0 ・・・(1)
0.15<|Mp|/fp<0.50 ・・・(2)
なる条件式を満足する。
1.5<|M2|/f2<2.8 ・・・(1a)
0.17<|Mp|/fp<0.45 ・・・(2a)
0.05<D1/TL<0.30 ・・・(3)
1.0<(β2t/β2w)/(βpt/βpw)<5.0 ・・・(4)
−4.0<fn/fp<−0.5 ・・・(5)
−1.2<f1/f2<−0.4 ・・・(6)
1.96<nd1p<2.30 ・・・(7)
10.0<νd1p<17.0 ・・・(8)
−2.5<f1/(fw×tanωw)<−0.5 ・・・(9)
νd=(nd−1)/(nF−nC)
0.10<D1/TL<0.25 ・・・(3a)
1.1<(β2t/β2w)/(βpt/βpw)<4.0 ・・・(4a)
−2.5<fn/fp<−1.2 ・・・(5a)
−1.0<f1/f2<−0.6 ・・・(6a)
1.98<nd1p<2.10 ・・・(7a)
12.0<νd1p<16.6 ・・・(8a)
−2.3<f1/(fw×tanωw)<−0.9 ・・・(9a)
・広角端から望遠端へのズーミングに際して、後群LRに含まれるレンズ群LNは物体側に凸状の軌跡で移動すること。
・後群LRに含まれるレンズ群LNは、正レンズと負レンズを有すること。
・後群LRに含まれるレンズ群LPは、正レンズと負レンズを有すること。
第1レンズ群L1は物体側が凸面でメニスカス形状の負レンズ、両凹形状の負レンズ、物体側が凸面でメニスカス形状の正レンズで構成している。2枚の負レンズを使用することで広画角化により発生しやすい像面湾曲や歪曲の発生を軽減している。第2レンズ群L2は両凸形状で両面を非球面形状とした正レンズ、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズが接合された接合レンズ、両凸形状の正レンズで構成している。このようなレンズ構成とすることで、高ズーム比化しつつズーム全域における球面収差やコマ収差の発生を軽減している。
第1レンズ群L1、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4のレンズ構成は、実施例1と同じである。ここでレンズ構成が同じとは、レンズ群を構成するレンズ群の数やレンズ形状が同じであることを言う。第2レンズ群L2は両凸形状で両面を非球面形状とした正レンズ、物体側が凸面でメニスカス形状の正レンズと物体側が凸面でメニスカス形状の負レンズが接合された接合レンズ、物体側が凹面でメニスカス形状の正レンズで構成している。
第1レンズ群L1は物体側が凸面でメニスカス形状の2枚の負レンズ、両凹形状の負レンズ、物体側が凸面でメニスカス形状の正レンズで構成している。3枚の負レンズを使用することで広画角化としながら像面湾曲や歪曲の発生を軽減している。第2レンズ群L2は両凸形状で両面が非球面形状の正レンズ、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズが接合された接合レンズ、両凸形状の正レンズで構成している。このようなレンズ構成とすることで、高ズーム比化しつつズーム全域における球面収差やコマ収差の発生を軽減している。
第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3のレンズ構成は実施例3と同じである。第4レンズ群L4は両凸形状の正レンズ、両凸形状の正レンズと像側が凹面でメニスカス形状の負レンズが接合された接合レンズで構成している。
第1レンズ群L1は物体側が凸面でメニスカス形状の2枚の負レンズ、両凹形状の負レンズ、物体側が凸面でメニスカス形状の正レンズで構成している。3枚の負レンズを使用することで広画角化としながら像面湾曲や歪曲の発生を軽減している。第2レンズ群L2は両凸形状で両面が非球面形状の正レンズ、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズが接合された接合レンズ、両凸形状の正レンズで構成している。このようなレンズ構成とすることで、高ズーム比化しつつズーム全域における球面収差やコマ収差の発生を軽減している。
x=(h2/R)/[1+{1−(1+k)(h/R)2}1/2]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10
で表される。また「e−z」の表示は「10-z」を意味する。但しRは近軸曲率半径である。各数値データにおける上述した条件式との対応を表1に示す。
[数値データ1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 51.434 1.20 1.88300 40.8
2 13.542 9.27
3 -44.698 1.00 1.60311 60.6
4 42.109 0.12
5 30.338 2.00 1.99692 16.4
6 66.274 (可変)
7(絞り) ∞ 1.00
8* 19.744 3.90 1.88202 37.2
9* -75.673 1.00
10 28.119 2.01 1.49700 81.5
11 -87.275 0.50 1.84666 23.9
12 16.220 3.11
13 70.265 2.57 1.49700 81.5
14 -19.671 (可変)
15* -18.207 0.50 1.58313 59.4
16* 99.092 2.11
17 -11.602 2.09 1.80400 46.6
18 -10.168 (可変)
19 20.457 3.26 1.69680 55.5
20 -85.827 0.11
21 79.112 2.44 1.77250 49.6
22 -32.714 0.55 1.85478 24.8
23 57.786 (可変)
24 ∞ 1.75 1.51633 64.1
25 ∞ 0.40
像面 ∞
第8面
K =-9.71302e-001 A 4= 6.17761e-006 A 6=-1.42168e-008 A 8= 6.38210e-010 A10= 1.67515e-012
第9面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.36818e-005 A 6=-5.38427e-008 A 8= 9.11041e-010
第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.02138e-004 A 6= 2.98417e-006 A 8=-5.11932e-008
第16面
K = 1.94576e+002 A 4=-1.42104e-004 A 6= 3.03111e-006 A 8=-5.45697e-008
ズーム比 5.89
広角 中間 望遠
焦点距離 5.74 11.63 33.80
Fナンバー 1.65 2.56 4.12
半画角(度) 58.8 27.1 9.16
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 94.73 94.73 94.73
BF 10.58 5.23 5.25
d 6 40.65 25.54 2.88
d14 2.84 7.42 37.87
d18 1.92 17.81 9.99
d23 9.03 3.67 3.70
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -16.17
2 7 20.72
3 15 -59.13
4 19 27.73
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 83.053 1.20 1.77250 49.6
2 16.310 11.43
3 -46.834 1.00 1.59522 67.7
4 133.274 0.12
5 32.043 1.89 1.99692 16.4
6 48.251 (可変)
7(絞り) ∞ 1.00
8* 15.785 3.45 1.80610 40.7
9* -84.917 0.36
10 18.372 1.83 1.49700 81.5
11 88.817 0.50 1.85478 24.8
12 12.308 2.72
13 -41.652 1.65 1.43875 94.9
14 -16.447 (可変)
15* -28.810 0.50 1.58313 59.4
16* 24.957 2.32
17 -8.515 2.01 1.88300 40.8
18 -9.000 (可変)
19 21.200 3.52 1.59522 67.7
20 -119.656 0.42
21 20.121 3.38 1.77250 49.6
22 -97.773 0.55 1.95906 17.5
23 66.677 (可変)
24 ∞ 1.75 1.51633 64.1
25 ∞ 0.40
像面 ∞
第8面
K =-8.36737e-001 A 4= 1.15443e-005 A 6= 4.49518e-008 A 8=-5.69000e-011 A10= 1.22290e-012
第9面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.15633e-005 A 6=-6.09594e-008 A 8=-5.77203e-012
第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.51065e-004 A 6= 1.86197e-006 A 8=-3.61048e-008
第16面
K = 1.48515e-001 A 4=-1.11873e-004 A 6= 1.81963e-006 A 8=-2.50833e-008
ズーム比 7.39
広角 中間 望遠
焦点距離 5.92 13.90 43.77
Fナンバー 1.64 2.95 5.35
半画角(度) 59.6 22.2 6.93
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 103.89 103.89 103.89
BF 11.44 5.80 5.15
d 6 47.98 30.32 3.84
d14 2.70 12.61 39.26
d18 1.93 15.31 15.78
d23 9.88 4.25 3.60
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -21.10
2 7 22.73
3 15 -30.02
4 19 18.00
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 30.070 1.90 1.91082 35.3
2 18.850 7.76
3 40.829 1.20 1.77250 49.6
4 14.396 10.26
5 -43.669 1.00 1.59522 67.7
6 46.375 0.11
7 29.530 2.16 1.99692 16.4
8 52.638 (可変)
9(絞り) ∞ 1.00
10* 21.027 3.93 1.88202 37.2
11* -72.219 1.74
12 32.095 1.94 1.59522 67.7
13 -92.409 0.50 1.85478 24.8
14 15.628 1.18
15 24.058 3.25 1.49700 81.5
16 -20.558 (可変)
17* -15.753 0.50 1.69350 53.2
18* 22.352 4.25
19 -29.079 2.54 1.69680 55.5
20 -13.891 (可変)
21 18.294 3.86 1.59522 67.7
22 568.155 0.11
23 51.026 3.84 1.59522 67.7
24 -23.614 0.55 1.84666 23.9
25 -72.348 (可変)
26 ∞ 1.75 1.51633 64.1
27 ∞ 0.40
像面 ∞
第10面
K =-8.17693e-001 A 4= 9.93822e-006 A 6=-1.05638e-007 A 8= 2.47774e-009 A10=-1.65865e-012
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.43433e-005 A 6=-1.23121e-007 A 8= 2.38719e-009
第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.60533e-005 A 6= 2.55474e-006 A 8=-3.99155e-008
第18面
K = 1.38096e+000 A 4=-8.97568e-005 A 6= 1.90093e-006 A 8=-3.42449e-008
ズーム比 7.89
広角 中間 望遠
焦点距離 4.53 10.06 35.72
Fナンバー 1.65 2.75 5.00
半画角(度) 67.6 30.5 8.59
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 116.11 116.11 116.11
BF 9.51 4.69 4.68
d 8 48.38 30.33 3.27
d16 2.88 5.40 21.63
d20 1.76 22.10 32.95
d25 7.96 3.13 3.13
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -13.43
2 9 18.00
3 17 -30.83
4 21 23.24
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 43.384 1.90 1.91082 35.3
2 21.286 7.07
3 52.090 1.30 1.59522 67.7
4 15.001 10.71
5 -46.673 1.00 1.59522 67.7
6 47.874 0.12
7 32.453 2.11 1.99692 16.4
8 65.239 (可変)
9(絞り) ∞ 1.00
10* 22.569 3.82 1.88202 37.2
11* -87.741 2.14
12 29.118 2.03 1.49700 81.5
13 -105.176 0.60 1.84666 23.9
14 16.837 0.74
15 27.460 3.10 1.49700 81.5
16 -22.933 (可変)
17* -16.580 0.50 1.58313 59.4
18* 24.438 5.30
19 -26.969 2.53 1.77250 49.6
20 -15.267 (可変)
21 18.113 4.34 1.59522 67.7
22 -567.696 0.11
23 52.031 3.56 1.59522 67.7
24 -28.137 0.70 1.85478 24.8
25 -173.795 (可変)
26 ∞ 1.75 1.51633 64.1
27 ∞ 0.40
像面 ∞
第10面
K =-8.25793e-001 A 4= 9.12188e-006 A 6=-9.38055e-008 A 8= 1.88023e-009 A10=-1.23658e-012
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.41460e-005 A 6=-1.07060e-007 A 8= 1.82908e-009
第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.13752e-005 A 6= 2.11295e-006 A 8=-3.19932e-008
第18面
K = 9.82383e+000 A 4=-1.42999e-004 A 6= 1.16850e-006 A 8=-5.19165e-008
ズーム比 7.89
広角 中間 望遠
焦点距離 4.59 10.16 36.20
Fナンバー 1.65 2.73 5.00
半画角(度) 69.4 30.4 8.46
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 119.43 119.43 119.43
BF 9.68 4.70 4.69
d 8 50.36 31.48 3.16
d16 2.92 6.08 28.77
d20 1.79 22.49 28.12
d25 8.13 3.14 3.14
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -14.30
2 9 20.00
3 17 -43.17
4 21 24.61
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 52.718 1.90 1.85150 40.8
2 21.083 5.13
3 37.849 1.30 1.59522 67.7
4 14.759 10.71
5 -41.995 1.00 1.59522 67.7
6 45.061 0.11
7 31.431 2.04 1.99692 16.4
8 60.008 (可変)
9(絞り) ∞ 1.00
10* 24.806 3.18 1.85135 40.1
11* -61.991 2.84
12 31.410 1.91 1.49700 81.5
13 -120.951 0.60 1.84666 23.9
14 19.070 0.76
15 35.194 2.98 1.49700 81.5
16 -22.120 (可変)
17* -13.933 0.50 1.58313 59.4
18* 25.348 4.44
19 -33.483 2.67 1.77250 49.6
20 -15.321 (可変)
21 22.455 4.12 1.59522 67.7
22 -56.353 0.70 1.95906 17.5
23 -110.700 (可変)
24 21.539 2.34 1.59522 67.7
25 1295.953 0.70 1.85478 24.8
26 79.195 2.92
27 ∞ 1.75 1.51633 64.1
28 ∞ 0.40
像面 ∞
第10面
K =-5.49341e-001 A 4= 1.58381e-006 A 6=-1.47529e-007 A 8= 2.00861e-009 A10=-1.58994e-012
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.11840e-005 A 6=-1.47753e-007 A 8= 1.79753e-009
第17面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.29430e-005 A 6=-3.13342e-008 A 8= 5.11827e-011
第18面
K = 8.98054e+000 A 4=-7.24809e-005 A 6=-8.37788e-007 A 8=-1.15795e-008
ズーム比 7.89
広角 中間 望遠
焦点距離 4.63 9.78 36.54
Fナンバー 1.65 2.60 5.00
半画角(度) 69.2 31.5 8.28
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 119.57 119.57 119.57
BF 4.47 4.47 4.47
d 8 51.40 32.12 3.21
d16 3.03 5.70 31.67
d20 1.78 24.86 27.80
d23 7.98 1.49 1.50
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -13.94
2 9 20.00
3 17 -44.80
4 21 35.09
5 24 56.87
L4 第4レンズ群 L5 第5レンズ群 LR 後群
Claims (13)
- 物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力のレンズ群LPと負の屈折力のレンズ群LNを含み、全体として正の屈折力の後群からなり、ズーミングに際して、前記第1レンズ群は不動であり、広角端に比べて望遠端において前記第2レンズ群は物体側に位置するように移動し、広角端に比べて望遠端において前記レンズ群LPは像側に位置するように移動し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りを有し、
前記第2レンズ群の焦点距離をf2、前記レンズ群LPの焦点距離をfp、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第2レンズ群の移動量をM2、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記レンズ群LPの移動量をMpとするとき、
1.1<|M2|/f2<3.0
0.15<|Mp|/fp<0.50
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第1レンズ群の光軸上における厚みをD1、レンズ全長をTLとするとき、
0.05<D1/TL<0.30
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。 - 広角端における前記第2レンズ群の横倍率をβ2w、望遠端における前記第2レンズ群の横倍率をβ2t、広角端における前記レンズ群LPの横倍率をβpw、望遠端における前記レンズ群LPの横倍率をβptとするとき、
1.0<(β2t/β2w)/(βpt/βpw)<5.0
なる条件式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。 - 前記レンズ群LNの焦点距離をfnとするとき、
−4.0<fn/fp<−0.5
なる条件式を満足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。 - 前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
−1.2<f1/f2<−0.4
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項に記載のズームレンズ。 - 前記第1レンズ群は正レンズを有し、前記第1レンズ群に含まれる正レンズの材料の屈折率とアッベ数を各々nd1p、νd1pとするとき、前記第1レンズ群は、
1.96<nd1p<2.30
10.0<νd1p<17.0
なる条件式を満足する材料から構成される正レンズを含む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。 - 広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記レンズ群LNは物体側に移動した後に像側に移動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。
- 前記レンズ群LNは、正レンズと負レンズを有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 前記レンズ群LPは、正レンズと負レンズを有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 前記後群は、物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群より構成されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群より構成されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 請求項1乃至11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撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
- 前記第1レンズ群の焦点距離をf1、広角端における全系の焦点距離をfw、広角端における半画角をωwとするとき、
−2.5<f1/(fw×tanωw)<−0.5
なる条件式を満足することを特徴とする請求項12に記載の撮像装置。
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