JP2019008236A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 全ズーム範囲及び全物体距離にわたり高い光学性能が容易に得られるレンズ全長の短い小型のズームレンズを得ること。【解決手段】 最も物体側に正の屈折力のレンズ群LPが配置され、レンズ群LPの像側に負の屈折力のレンズ群LNFが配置され、レンズ群LNFの像側に開口絞りが配置され、開口絞りより像側に、物体側から像側へ順に連続して正のレンズ群LP1、負のレンズ群LN1、正のレンズ群LP2、負のレンズ群LN2が配置され、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、フォーカシングに際してレンズ群LN1が移動し、望遠端における全系の焦点距離ft、望遠端におけるレンズ全長Tdt、広角端に比べて望遠端でのレンズ群LP2とレンズ群LN2のレンズ群間隔の変化量ΔLPN2、広角端におけるレンズ全長Tdwを各々適切に設定すること。【選択図】 図1

Description

本発明は、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、デジタルカメラ、ビデオカメラ、TVカメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系に好適なものである。
撮像装置(カメラ)に用いる撮影光学系には、用途に応じて様々な焦点距離や口径の光学系が要望されている。例えば、遠くの被写体を所望の画角で拡大撮影できる望遠ズームレンズに対しては、高画質でレンズ全長が短く、高ズーム比で、迅速なフォーカシングができること等が要望されている。これらの要求を満足するズームレンズとして、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置したポジティブリード型で物体側の第1レンズ群以外のレンズ群でフォーカシングを行うリアーフォーカス方式を採用したズームレンズが知られている(特許文献1、2)。
特許文献1は物体側から像側へ順に配置された、正、負、正、正の屈折力の第1レンズ群乃至第4レンズ群より構成され、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を開示している。そしてフォーカシングに際して第1レンズ群を構成する一部のレンズ系を移動させている。特許文献2は物体側から像側へ順に配置された、正、負、正、負、正、負の屈折力の第1レンズ群乃至第6レンズ群より構成され、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を開示している。そしてフォーカシングに際して第6レンズ群が移動するズームレンズを開示している。
またレンズ全長の短縮化とレンズ鏡筒径の小型化を図るために、バックフォーカスを短く設定し、レンズ最終面から像面までの間にメカニカルな部分を除いた、所謂ミラーレスタイプのズームレンズが知られている(特許文献3)。特許文献3は物体側から像側へ順に配置された、正、負、正、負、正、負の屈折力の第1レンズ群乃至第6レンズ群より構成され、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を開示している。そしてフォーカシングに際して第4レンズ群が移動するズームレンズを開示している。
特開2014−035480号公報 特開2015−191008号公報 特開2006−251462号公報
撮像装置に用いるズームレンズには、レンズ系全体が小型であること、フォーカスレンズ群が小型軽量でフォーカシングに際して収差変動が少ないこと等が強く要望されている。この他、望遠型のズームレンズであるときは、レンズ全長が短いこと等が強く要望されている。
ポジティブリード型のズームレンズは所定のズーム比を確保しつつ、全系の小型化を図るのが比較的容易である。しかしながら全ズーム範囲また全物体距離にわたり高い光学性能を得るには、ズームタイプ(レンズ群の数や各レンズ群の屈折力等)や、ズーミングにおける各レンズ群の移動条件、フォーカシング用のレンズ群の選択等を設定することが重要になってくる。
本発明は、全ズーム範囲及び全物体距離にわたり高い光学性能が容易に得られるレンズ全長の短い小型の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を目的とする。
本発明のズームレンズは、最も物体側に正の屈折力のレンズ群LPが配置され、該レンズ群LPの像側に負の屈折力のレンズ群LNFが配置され、該レンズ群LNFの像側に開口絞りが配置され、該開口絞りより像側に、物体側から像側へ順に連続して正の屈折力のレンズ群LP1、負の屈折力のレンズ群LN1、正の屈折力のレンズ群LP2、負の屈折力のレンズ群LN2が配置され、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、
フォーカシングに際して前記レンズ群LN1が移動し、望遠端における全系の焦点距離をft、望遠端におけるレンズ全長をTdt、広角端におけるレンズ全長をTdw、広角端での前記レンズ群LP2と前記レンズ群LN2のレンズ群間隔に対する望遠端での前記レンズ群LP2と前記レンズ群LN2のレンズ群間隔の変化量をΔLPN2とし、ΔLPN2の符号は広角端に比べて望遠端においてレンズ群間隔が増加するときを正、減少するときを負とするとき、
0.40<ft/Tdt<1.20
0.05<−ΔLPN2/Tdw<0.30
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、全ズーム範囲及び全物体距離にわたり高い光学性能が容易に得られるレンズ全長の短い小型のズームレンズが得られる。
本発明の実施例1の広角端における断面図 (A)、(B) 本発明の実施例1の物体距離無限遠時の広角端と望遠端における縦収差図 本発明の実施例2の広角端における断面図 (A)、(B) 本発明の実施例2の物体距離無限遠時の広角端と望遠端における縦収差図 本発明の実施例3の広角端における断面図 (A)、(B) 本発明の実施例3の物体距離無限遠時の広角端と望遠端における縦収差図 本発明の実施例4の広角端における断面図 (A)、(B) 本発明の実施例4の物体距離無限遠時の広角端と望遠端における縦収差図 本発明の実施例5の広角端における断面図 (A)、(B) 本発明の実施例5の物体距離無限遠時の広角端と望遠端における縦収差図 本発明の撮像装置の要部概略図
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。本発明の
ズームレンズは、最も物体側に正の屈折力のレンズ群LPが配置され、レンズ群LPの像側に負の屈折力のレンズ群LNFが配置され、レンズ群LNFの像側に開口絞りが配置されている。そして開口絞りより像側に、物体側から像側へ順に連続して正の屈折力のレンズ群LP1、負の屈折力のレンズ群LN1、正の屈折力のレンズ群LP2、負の屈折力のレンズ群LN2が配置されている。そして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。フォーカシングに際してレンズ群LN1が移動する。
図1は本発明の実施例1の広角端におけるレンズ断面図である。図2(A)、(B)は実施例1の無限遠に合焦(フォーカス)したときの広角端、望遠端における収差図である。実施例1はズーム比2.71、Fナンバー2.87〜2.96のズームレンズである。図3は本発明の実施例2の広角端におけるレンズ断面図である。図4(A)、(B)は実施例2の無限遠に合焦(フォーカス)したときの広角端、望遠端における収差図である。実施例2はズーム比2.71、Fナンバー2.92のズームレンズである。
図5は本発明の実施例3の広角端におけるレンズ断面図である。図6(A)、(B)は実施例3の無限遠に合焦(フォーカス)したときの広角端、望遠端における収差図である。実施例3はズーム比2.71、Fナンバー2.90のズームレンズである。図7は本発明の実施例4の広角端におけるレンズ断面図である。図8(A)、(B)は実施例4の無限遠に合焦(フォーカス)したときの広角端、望遠端における収差図である。実施例4はズーム比2.71、Fナンバー2.89〜3.35のズームレンズである。
図9は本発明の実施例5の広角端におけるレンズ断面図である。図10(A)、(B)は実施例5の無限遠に合焦(フォーカス)したときの広角端、望遠端における収差図である。実施例5はズーム比1.95、Fナンバー3.93〜3.96のズームレンズである。図11は本発明の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像光学系である。レンズ断面図において、左方が物体側(前方)で、右方が像側(後方)である。尚、各実施例のズームレンズをプロジェクターに用いても良く、このときは左方がスクリーン側、右方が被投射画像側となる。レンズ断面図においてOLはズームレンズである。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。
SPは光量調整用の開口絞りである。FCは開口径が一定のフレアーカット絞り(FS絞り)である。IPは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮像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)の撮像面に相当する。レンズ断面図において、実線の矢印は無限遠に合焦したときに広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。フォーカスにおける矢印は無限遠から近距離へのフォーカシングに際してのレンズ群の移動方向を示している。
収差図のうち、球面収差図において実線のdはd線、2点鎖線のgはg線である。非点収差図において点線のMはd線でのメリディオナル像面、実線のSはd線でのサジタル像面である。また、歪曲を示す図はd線における歪曲を示している。倍率色収差はg線について示している。FnoはFナンバー、ωは半画角である。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が機構上光軸上を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、2、4のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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、開口絞りSPを有する。更に正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5、負の屈折力の第6レンズ群L6、正の屈折力の第7レンズ群L7、負の屈折力の第8レンズ群L8より構成されている。
第1レンズ群L1はレンズ群LPであり、第2レンズ群L2はレンズ群LNFであり、第5レンズ群L5はレンズ群LP1であり、第6レンズ群L6はレンズ群LN1である。第7レンズ群L7はレンズ群LP2であり、第8レンズ群L8はレンズ群LN2に相当する。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、実施例1、2では第1レンズ群L1、第6レンズ群L6、第8レンズ群L8が物体側へ、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4が像側へ移動する。第5レンズ群L5と第7レンズ群L7は不動である。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第6レンズ群L6は像側へ移動する。
実施例4では、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第6レンズ群L6、第8レンズ群L8が物体側へ、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4が像側へ移動する。第1レンズ群L1、第5レンズ群L5、第7レンズ群L7は不動である。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第6レンズ群L6は像側へ移動する。
実施例3のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3、開口絞りSPを有する。更に正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5、正の屈折力の第6レンズ群L6、負の屈折力の第7レンズ群L7、正の屈折力の第8レンズ群L8、負の屈折力の第9レンズ群L9より構成されている。
第1レンズ群L1はレンズ群LPであり、第3レンズ群L3はレンズ群LNFであり、第6レンズ群L6はレンズ群LP1であり、第7レンズ群L7はレンズ群LN1である。第8レンズ群L8はレンズ群LP2であり、第9レンズ群L9はレンズ群LN2に相当する。
実施例3では、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群L1、第7レンズ群L7、第9レンズ群L9が物体側へ、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5が像側へ移動する。第2レンズ群L2、第6レンズ群L6、第8レンズ群L8は不動である。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第7レンズ群L7は像側へ移動する。
実施例5のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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、開口絞りSPを有する。更に正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5、負の屈折力の第6レンズ群L6より構成されている。第1レンズ群L1はレンズ群LPであり、第2レンズ群L2はレンズ群LNFであり、第3レンズ群L3はレンズ群LP1であり、第4レンズ群L4はレンズ群LN1である。第5レンズ群L5はレンズ群LP2であり、第6レンズ群L6はレンズ群LN2に相当する。
実施例5では、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群L1、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、第6レンズ群L6が物体側へ、第2レンズ群L2は像側へ移動する。第5レンズ群L5は不動である。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第4レンズ群L4は像側へ移動する。
次に各実施例のズームレンズの特徴について説明する。特許文献1の変倍光学系では、ズーミングに際して第2レンズ群を像側に移動させることで、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔を変化させ、主な変倍効果を得ている。レンズ全長を短縮するには、第2レンズ群のズーミングに際しての移動量を減らす必要があり、その分の負担を他のレンズ群で軽減する必要がある。
具体的には、リレーレンズ群である、正の屈折力の第4レンズ群及び、バックフォーカスとなる像側のスペースがポイントになって来る。
次に、特許文献2のズームレンズのように、ズーミングに際して第1レンズ群を物体側に大きく繰り出すズームタイプの望遠型のズームレンズは、第1レンズ群の繰り出しによる第1レンズ群と第2レンズ群の間隔変化により、主な変倍効果を得ている。望遠端のレンズ全長を短縮するには、第1レンズ群のズーミングに際しての繰り出し量を小さくする必要があり、その分の負担を他のレンズ群で軽減する必要がある。具体的には、バックフォーカスとなる像側のスペースがポイントになって来る。
特許文献1では、第1レンズ群を2つの正の屈折力のレンズ群に分割し、後のレンズ群でフォーカシングを行っているが、有効径が大きくなるレンズのレンズ枚数が増加してくる傾向があった。レンズ全長が固定タイプであろうと、レンズ全長が可変のタイプであろうと、全系の軽量化のためには、フォーカシングレンズ群は特許文献2に示す負の屈折力のレンズ群で行うリアフォーカスタイプが好ましい。
長いバックフォーカスを有するズームレンズでは、この負の屈折力のレンズ群の軸上光線の入射高hを上げ過ぎるとズーミングに際して球面収差の変動が大きくなる。このため、像側の最終のレンズ群でフォーカシングを行っている。しかしながら、短いバックフォーカスのズームレンズでは、フォーカシングレンズ群の像側に、まだスペースがある。
本発明者は、ここに新たに正の屈折力のレンズ群と負の屈折力のレンズ群を配置し、この2つのレンズ群の間隔を狭めるように駆動することで、変倍補助を行えることを見出した。
本発明のズームレンズは、フォーカシングレンズ群を開口絞りより像側の負の屈折力のレンズ群で行い、かつ短いバックフォーカスで空いた像側のスペースに新たに正の屈折力のレンズ群と負の屈折力のレンズ群を配置し、変倍補助をする。これにより主たる変倍を担う第1レンズ群と第2レンズ群のズーミングに際しての移動量を小さくし、レンズ全長を短縮しつつ、高い高性能化を得ている。
各実施例のズームレンズにおいて、望遠端における全系の焦点距離をft、望遠端におけるレンズ全長をTdt、広角端に比べて望遠端でのレンズ群LP2とレンズ群LN2のレンズ群間隔の変化量をΔLPN2とする。(ここでレンズ群間隔の変化量の符号は広角端に比べて望遠端においてレンズ群間隔が拡大するときを正、減少するときを負とする。)広角端におけるレンズ全長をTdwとする。このとき、
0.40<ft/Tdt<1.20 ・・・(1)
0.05<−ΔLPN2/Tdw<0.30 ・・・(2)
なる条件式を満足する。
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式(1)の数値範囲を逸脱すると、第1レンズ群で軸上光線の入射高hが十分に高くならない。このため、レンズ全長を短縮しつつ、高い光学性能を得るのが困難になる。
好ましくは、条件式(1)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.50<ft/Tdt<1.00 ・・・(1a)
次に、本発明のズームレンズは、広角端から望遠端へのズーミングに際してレンズ群LP1とレンズ群LN1の間隔及びレンズ群LP2とレンズ群LN2の間隔を、共に狭めている。それにより、レンズ群LP1とレンズ群LN1の間隔、レンズ群LP2とレンズ群LN2の間隔をズーミングに際して効率的に変化させることで、変倍補助を行っている。それにより第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の変倍負担を軽減し、レンズ全長の短縮かつ全系の軽量化を図りつつ、高い光学性能を得ている。
本発明では、フォーカシングレンズ群(レンズ群LN1)よりも像側の位置に、レンズ群LP2とレンズ群LN2群を配置し、双方のレンズ群の間隔を変化させ、効率的に変倍補助を行っている。
条件式(2)はこのときのレンズ群LP2とレンズ群LN2の間隔の変化を規定している。条件式(2)は、ズーミングに際してレンズ群LP2とレンズ群LN2の間隔を適切に変化させ、効率的に変倍補助を行うためのものである。
条件式(2)の上限値を逸脱すると、レンズ群LP2とレンズ群LN2の間隔変化が大き過ぎ、フォーカシングレンズ群(レンズ群LN1)への軸上光束の入射高hが大きくなってしまい、フォーカシングによる球面収差の変動が大きくなるため好ましく無い。条件式(2)の下限値を逸脱すると、ズーミングに際してレンズ群LP2とレンズ群LN2の間隔変化が小さく、変倍補助の効果が弱まるため、好ましく無い。
より好ましくは条件式(2)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.08<−ΔLPN2/Tdw<0.20 ・・・(2a)
以上のように、本発明によれば、望遠端のレンズ全長が短く、全系が軽量で高性能で短いバックフォーカスのズームレンズを得ることができる。
次に各実施例において、より好ましい条件について説明する。広角端から望遠端へのズーミングにおけるレンズ群LN1の移動量をΔMLN1とする。ここでレンズ群の移動量とは広角端と望遠端におけるレンズ群の光軸上の位置の差をいい、移動量の符号はレンズ群が広角端と比べて望遠端において像側に位置するときを正、物体側に位置するときを負とする。
広角端から望遠端へのズーミングにおけるレンズ群LN2の移動量をΔMLN2とする。レンズ群LP2の焦点距離をfLP2、レンズ群LN2の焦点距離をfLN2とする。レンズ群LP1の焦点距離をfLP1、レンズ群LN1の焦点距離をfLN1、レンズ群LP2の焦点距離をfLP2、レンズ群LN2の焦点距離をfLN2とする。
このとき次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。
0.02<−ΔMLN1/Tdw<0.10 ・・・(3)
0.05<−ΔMLN2/Tdw<0.30 ・・・(4)
0.40<−fLP2/fLN2<1.50 ・・・(5)
0.10<fLP1/ft<0.40 ・・・(6)
0.10<−fLN1/ft<0.50 ・・・(7)
0.30<fLP2/ft<1.00 ・・・(8)
0.40<−fLN2/ft<1.50 ・・・(9)
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式(3)は少ないスペースで効率的に変倍かつフォーカシングをしつつ、レンズ全長を短くし、かつフォーカシングに際して球面収差の変動を軽減するためのものである。条件式(3)の上限値を逸脱すると、レンズ群LN1のズーミング及びフォーカシングに際しての移動量が大きくなり、レンズ全長が長くなるため好ましくない。
条件式(3)の下限値を逸脱すると、レンズ群LN1の負の屈折力が強過ぎ(負の屈折力の絶対値が大きくなりすぎて)、フォーカシングに際して球面収差の変動が大きくなるため好ましくない。好ましくは条件式(3)の数値範囲を次の如く設定するのか良い。
0.03<−ΔMLN1/Tdw<0.09 ・・・(3a)
条件式(4)は変倍を効果的に行いつつ、高い光学性能を得るためのものである。条件式(4)の上限値を逸脱すると、ズーミングに際してのレンズ群LN2の移動量が大き過ぎ、フォーカシング用のレンズ群LN1の軸上光線の入射高hが上がり過ぎ、フォーカシングに際しての収差変動が大きくなるため好ましくない。条件式(4)の下限値を逸脱すると、変倍を効果的に行うのが困難になる。好ましくは条件式(4)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.07<−ΔMLN2/Tdw<0.20 ・・・(4a)
条件式(5)は所定のズーム比を確保しつつ、全系の小型化を図るためのものである。条件式(5)の上限値を逸脱すると、レンズ群LN2の負の屈折力が強過ぎて、レンズ群LP2とレンズ群LN2の合成パワーの負が強くなる。そうすると、フォーカシング用のレンズ群LN1のフォーカシング敏感度が下がってしまうため、全系が大型化してくる。
条件式(5)の下限値を逸脱すると、レンズ群LN2の負の屈折力が弱過ぎて、変倍の効果が小さくなるため好ましくない。より好ましくは、条件式(5)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.50<−fLP2/fLN2<1.20 ・・・(5a)
条件式(6)乃至(9)は各々レンズ群LP1、レンズ群LN1、レンズ群LP2、レンズ群LN2の屈折力を適切に設定するためのものである。条件式(6)の上限値を逸脱すると、レンズ群LP1の正の屈折力が弱過ぎ、レンズ群LN1との間隔変化による変倍の補助効果が弱まるため、好ましくない。条件式(6)の下限値を逸脱すると、レンズ群LP1の正の屈折力が強過ぎ、ズーミングに際して球面収差の変動が大きくなるため、好ましくない。
条件式(7)の上限値を逸脱すると、レンズ群LN1のフォーカシングに際しての移動量が増大し、レンズ全長が伸びるため好ましくない。条件式(7)の下限値を逸脱すると、フォーカシングに際して球面収差の変動が大きくなるため好ましくない。
条件式(8)の上限値を逸脱すると、レンズ群LP2の正の屈折力が弱過ぎ、レンズ群LN1のフォーカス敏感度が低下してくるため、好ましくない。条件式(8)の下限値を逸脱すると、レンズ群LP2の正の屈折力が強過ぎ、レンズ群LN2が移動した時、像面湾曲の変動が大きくなるため、好ましくない。
条件式(9)の上限値を逸脱すると、レンズ群LN2の負の屈折力が弱過ぎ、変倍の効果が小さくなるため好ましくない。条件式(9)の下限値を逸脱すると、レンズ群LN2の負の屈折力が強過ぎ、ズーミングに際しての像面湾曲の変動が大きくなるため好ましくない。
より好ましくは、条件式(6)、(7)、(8)、(9)の数値を次の如く設定するのが良い。
0.15<fLP1/ft<0.30 ・・・(6a)
0.20<−fLN1/ft<0.40 ・・・(7a)
0.40<fLP2/ft<0.80 ・・・(8a)
0.50<−fLN2/ft<1.20 ・・・(9a)
次に、本発明のズームレンズの好ましいレンズ構成について説明する。レンズ群LP2は、ズーミングに際し、不動であると良い。短いバックフォーカスを活用し、変倍用のレンズ群を増やすことは、レンズ全長の短縮には効果的だが、保持構造が複雑化すると、本体が大型化してくる。
そこで、ズーミングに際してレンズ群LP2を不動とし、レンズ群LN2をレンズ群LP2に寄せるように移動することで、簡易構造を容易にしている。第2レンズ群L2を像ぶれ補正に際して光軸に対して垂直方向に成分を含む方向に移動させる防振レンズ群(IS)としても良い。これによれば像ぶれ補正を効果的に行うことができる。
次に本発明のズームレンズを撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ(撮像装置)の実施例に関して図11を用いて説明する。
図11において、10はカメラ本体、11は本発明のズームレンズによって構成された撮像光学系である。12はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系11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。
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、高ズーム比でレンズ全長が短く、全系が小型で、像ぶれ補正の際にも良好な光学性能を有するズームレンズ及び撮像装置が得られる。
以下に実施例1乃至5に対応する数値データ1乃至5を示す。各数値データにおいてiは物体側からの面の順番を示す。数値データにおいてriは物体側より順に第i番目のレンズ面の曲率半径、diは物体側より順に第i番目のレンズ厚及び空気間隔、ndiとνdiは各々物体側より順に第i番目のレンズの材料の屈折率とアッベ数である。BFはバックフォーカスである。非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直な方向にH軸、光の進行方向を正としRを近軸曲率半径、K、A2、A4、A6、A8、A10、A12を各々非球面係数とするとき、
で与えるものとする。各非球面係数において「e−x」は「10-x」を意味する。また、焦点距離、Fナンバー等のスペックに加え、全系の半画角、像高は半画角を決定する最大像高、レンズ全長は第1レンズ面から像面までの距離である。バックフォーカスBFは最終レンズ面から像面までの長さを示している。また、各レンズ群データは、各レンズ群とそれらの焦点距離を示している。
また、各光学面の間隔dが(可変)となっている部分は、ズーミングに際して変化するものであり、別表に焦点距離に応じた面間隔を記している。尚、以下に記載する数値データ1乃至6のレンズデータに基づく、各条件式の計算結果を表1に示す。
(数値データ1)

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 109.721 5.99 1.48749 70.2 74.50
2 305.911 0.15 73.73
3 98.280 2.90 1.83400 37.2 71.23
4 62.911 12.32 1.43875 94.7 67.69
5 -4433.385 (可変) 66.74
6 -219.409 1.50 1.77250 49.6 33.62
7 54.959 4.54 32.12
8 -64.270 1.50 1.60311 60.6 32.15
9 59.426 4.76 1.90366 31.3 34.19
10 -211.760 (可変) 34.47
11(絞り) ∞ 1.00 (可変)
12 59.130 5.45 1.76385 48.5 35.83
13 -154.924 (可変) 35.62
14 -44.185 1.50 1.85478 24.8 30.86
15 79.640 2.12 31.70
16 78.702 4.03 1.89286 20.4 33.34
17 -243.555 (可変) 33.57
18 ∞ 2.41 33.94
19 -308.726 4.69 1.76385 48.5 34.36
20 -45.842 0.15 35.00
21 84.759 8.06 1.59522 67.7 35.24
22 -36.286 1.70 1.90366 31.3 35.04
23 -329.315 0.15 35.51
24 46.838 4.34 1.59522 67.7 35.76
25 173.025 (可変) 35.30
26 -503.722 1.60 1.83481 42.7 32.29
27 43.640 (可変) 31.54
28 227.711 1.80 1.53172 48.8 34.88
29 64.457 5.19 1.68893 31.1 35.44
30 -170.565 (可変) 35.61
31 -62.118 1.80 1.59522 67.7 37.29
32 -162.417 38.33
各種データ
ズーム比 2.71

広角 中間 望遠
焦点距離 72.00 135.00 195.00
Fナンバー 2.87 2.91 2.96
半画角(度) 16.72 9.10 6.33
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 172.73 227.71 242.23
BF 14.42 26.52 40.61

d 5 1.64 61.99 83.07
d10 14.35 9.69 1.81
d13 5.55 10.13 13.97
d17 9.35 4.06 1.55
d25 9.43 5.29 2.54
d27 8.36 12.50 15.25
d30 29.97 17.87 3.78

ea11 29.26 32.32 34.77

入射瞳位置 39.45 173.98 244.75
射出瞳位置 -68.12 -65.80 -63.60
前側主点位置 48.64 111.58 74.88
後側主点位置 -57.58 -108.48 -154.39

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 190.72 21.36 -1.04 -15.29
2 6 -58.13 12.30 -0.47 -9.55
3 11 56.65 6.45 1.86 -2.26
4 14 -71.95 7.65 -3.11 -8.50
5 18 40.67 21.51 6.25 -7.84
6 26 -48.04 1.60 0.80 -0.07
7 28 114.47 6.99 2.29 -1.99
8 31 -170.13 1.80 -0.70 -1.84

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 347.47
2 3 -217.72
3 4 141.50
4 6 -56.76
5 8 -50.96
6 9 51.78
7 12 56.65
8 14 -33.06
9 16 67.01
10 19 69.94
11 21 43.78
12 22 -45.25
13 24 106.53
14 26 -48.04
15 28 -169.74
16 29 68.52
17 31 -170.13
(数値データ2)

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 153.849 4.00 1.48749 70.2 73.35
2 314.421 0.15 72.84
3 84.753 2.90 1.83400 37.2 70.87
4 58.506 0.15 67.46
5 57.594 13.26 1.43387 95.1 67.48
6 -1071.255 (可変) 66.80
7 -259.027 1.50 1.77250 49.6 33.57
8 56.303 4.51 32.66
9 -61.789 1.50 1.60311 60.6 32.64
10 63.442 4.70 1.90366 31.3 34.75
11 -191.582 (可変) 35.03
12(絞り) ∞ 1.00 (可変)
13 63.598 5.44 1.76385 48.5 36.27
14 -129.460 (可変) 36.06
15 -44.024 1.50 1.85478 24.8 30.82
16 85.264 1.96 31.64
17 78.426 4.38 1.89286 20.4 33.11
18 -265.057 (可変) 33.39
19 ∞ 3.09 33.91
20 -292.268 4.92 1.76385 48.5 34.40
21 -46.700 0.15 35.06
22 91.180 8.48 1.59522 67.7 34.90
23 -35.947 1.70 1.90366 31.3 34.51
24 -319.043 0.15 34.75
25 47.623 4.61 1.59522 67.7 34.69
26 208.981 (可変) 34.09
27 -733.933 1.60 1.83481 42.7 32.35
28 43.245 (可変) 31.49
29 243.136 1.80 1.53172 48.8 34.91
30 55.158 5.54 1.68893 31.1 35.58
31 -190.843 (可変) 35.72
32 -64.795 1.80 1.59522 67.7 37.00
33 -216.528 38.03
各種データ
ズーム比 2.71

広角 中間 望遠
焦点距離 72.00 135.00 194.99
Fナンバー 2.92 2.92 2.92
半画角(度) 16.73 9.10 6.33
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 172.73 227.50 242.86
BF 14.38 26.45 39.44

d 6 1.52 62.16 83.89
d11 14.49 9.21 1.75
d14 5.48 9.90 13.65
d18 9.91 4.91 2.27
d26 9.71 5.47 2.33
d28 8.55 12.79 15.92
d31 27.92 15.84 2.84

ea12 28.75 32.36 35.54

入射瞳位置 38.39 168.62 240.35
射出瞳位置 -66.33 -64.60 -63.34
前側主点位置 46.17 103.46 65.42
後側主点位置 -57.62 -108.55 -155.54

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 191.47 20.45 0.21 -13.63
2 7 -60.35 12.21 -0.49 -9.53
3 12 56.52 6.44 2.03 -2.09
4 15 -73.41 7.84 -2.98 -8.37
5 19 41.71 23.09 7.30 -8.05
6 27 -48.87 1.60 0.82 -0.05
7 29 116.67 7.34 2.26 -2.22
8 32 -156.04 1.80 -0.48 -1.62

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 612.97
2 3 -238.50
3 5 126.42
4 7 -59.75
5 9 -51.67
6 10 53.21
7 13 56.52
8 15 -33.79
9 17 68.19
10 20 72.14
11 22 44.42
12 23 -44.96
13 25 102.53
14 27 -48.87
15 29 -134.62
16 30 62.69
17 32 -156.04
(数値データ3)

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 77.876 2.90 1.83400 37.2 67.67
2 58.365 0.15 65.03
3 57.714 12.31 1.43387 95.1 65.14
4 3265.962 (可変) 64.67
5 62.166 5.29 1.49700 81.5 47.10
6 283.921 (可変) 46.39
7 -2565.283 1.50 1.77250 49.6 32.43
8 43.446 5.17 31.00
9 -54.195 1.50 1.60311 60.6 31.00
10 51.726 4.59 1.90366 31.3 32.44
11 -289.087 (可変) 32.57
12(絞り) ∞ 1.00 (可変)
13 136.885 4.46 1.76385 48.5 32.81
14 -72.151 (可変) 32.70
15 -36.684 1.50 1.85478 24.8 29.00
16 147.718 0.15 30.03
17 84.403 3.64 1.89286 20.4 30.58
18 -184.640 (可変) 30.84
19 ∞ 4.00 31.44
20 -189.924 4.10 1.76385 48.5 32.48
21 -44.163 0.15 33.00
22 90.178 7.36 1.59522 67.7 33.23
23 -34.578 1.70 1.90366 31.3 33.08
24 -209.530 0.15 33.61
25 68.698 3.53 1.59522 67.7 33.75
26 834.826 (可変) 33.56
27 807.473 1.60 1.83481 42.7 30.98
28 43.535 (可変) 30.31
29 -662.294 1.80 1.53172 48.8 34.21
30 44.273 6.75 1.68893 31.1 35.21
31 -120.619 (可変) 35.35
32 -57.107 1.80 1.59522 67.7 36.09
33 -232.185 37.31
各種データ
ズーム比 2.71

広角 中間 望遠
焦点距離 72.00 135.00 194.98
Fナンバー 2.90 2.90 2.90
半画角(度) 16.72 9.11 6.33
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 172.73 218.46 231.71
BF 14.37 24.57 33.27

d 4 1.00 46.74 60.00
d 6 1.54 14.80 24.44
d11 22.49 11.83 2.05
d14 4.63 7.36 8.54
d18 8.72 3.39 2.34
d26 13.84 8.23 1.50
d28 7.44 13.05 19.78
d31 21.60 11.40 2.69

ea12 28.14 31.02 32.70

入射瞳位置 50.38 169.98 234.87
射出瞳位置 -57.02 -55.16 -57.46
前側主点位置 49.77 76.40 10.85
後側主点位置 -57.63 -110.42 -161.71

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 254.46 15.36 -2.78 -13.04
2 5 158.89 5.29 -0.98 -4.48
3 7 -49.87 12.76 0.57 -8.94
4 12 62.43 5.46 2.67 -0.88
5 15 -75.45 5.29 -1.46 -4.42
6 19 43.42 20.99 7.91 -6.54
7 27 -55.17 1.60 0.92 0.05
8 29 118.97 8.55 4.00 -1.20
9 32 -127.73 1.80 -0.37 -1.50

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -299.57
2 3 135.26
3 5 158.89
4 7 -55.29
5 9 -43.65
6 10 48.87
7 13 62.43
8 15 -34.25
9 17 65.29
10 20 74.43
11 22 42.94
12 23 -46.04
13 25 125.55
14 27 -55.17
15 29 -77.98
16 30 47.81
17 32 -127.73
(数値データ4)

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 103.840 2.90 1.83400 37.2 67.21
2 63.802 0.15 65.30
3 63.293 10.63 1.43387 95.1 65.42
4 606.140 0.88 65.24
5 73.595 9.31 1.49700 81.5 64.77
6 -49037.103 (可変) 64.12
7 -247.482 1.50 1.77250 49.6 41.10
8 55.241 4.47 38.28
9 -114.175 1.50 1.60311 60.6 38.45
10 49.033 5.11 1.90366 31.3 38.06
11 6489.383 (可変) 37.83
12(絞り) ∞ 1.00 (可変)
13 87.182 5.24 1.76385 48.5 37.48
14 -123.368 (可変) 37.20
15 -47.669 1.50 1.85478 24.8 31.90
16 97.690 0.15 32.69
17 76.387 4.14 1.89286 20.4 33.04
18 -260.494 (可変) 33.20
19 ∞ 2.00 34.98
20 -304.646 4.51 1.76385 48.5 35.48
21 -51.689 0.15 35.92
22 97.124 7.72 1.59522 67.7 35.69
23 -38.689 1.70 1.90366 31.3 35.40
24 -396.262 0.15 35.59
25 69.798 3.97 1.59522 67.7 35.65
26 1092.733 (可変) 35.37
27 -1244.993 1.60 1.83481 42.7 31.66
28 45.593 (可変) 31.10
29 -3443.388 1.80 1.53172 48.8 34.15
30 42.345 6.74 1.68893 31.1 35.13
31 -138.940 (可変) 35.25
32 -51.591 1.80 1.59522 67.7 36.56
33 -141.947 37.81
各種データ
ズーム比 2.71

広角 中間 望遠
焦点距離 72.00 135.09 194.98
Fナンバー 2.89 3.15 3.35
半画角(度) 16.72 9.10 6.33
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 207.73 207.72 207.71
BF 14.37 24.43 34.43

d 6 1.85 33.70 50.04
d11 45.07 18.54 2.53
d14 6.41 9.13 11.72
d18 14.05 6.01 3.09
d26 13.64 8.94 1.71
d28 8.49 13.20 20.43
d31 23.24 13.18 3.17

ea12 32.05 35.90 37.31

入射瞳位置 65.81 128.50 158.14
射出瞳位置 -62.02 -57.96 -59.85
前側主点位置 69.95 42.07 -50.13
後側主点位置 -57.63 -110.67 -160.55

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 128.52 23.87 6.81 -9.70
2 7 -61.51 12.58 0.16 -8.85
3 12 67.60 6.24 2.24 -1.76
4 15 -88.49 5.79 -1.32 -4.53
5 19 48.72 20.20 5.90 -7.28
6 27 -52.66 1.60 0.84 -0.03
7 29 118.37 8.54 3.54 -1.66
8 32 -137.19 1.80 -0.65 -1.79

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -205.16
2 3 161.93
3 5 147.87
4 7 -58.33
5 9 -56.68
6 10 54.65
7 13 67.60
8 15 -37.30
9 17 66.54
10 20 80.87
11 22 47.49
12 23 -47.55
13 25 125.08
14 27 -52.66
15 29 -78.66
16 30 47.83
17 32 -137.19
(数値データ5)

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 66.660 4.35 1.83400 37.2 52.42
2 144.021 6.39 51.80
3 107.986 2.90 1.83400 37.2 48.29
4 42.714 8.58 1.43875 94.7 45.26
5 1237.998 (可変) 44.69
6 850.817 1.50 1.77250 49.6 24.10
7 54.192 3.29 23.54
8 -39.322 1.50 1.77250 49.6 23.55
9 41.848 5.00 1.83400 37.2 25.13
10 -56.406 (可変) 25.61
11(絞り) ∞ 2.06 26.65
12 -85.566 2.37 1.76385 48.5 27.01
13 -46.397 0.15 27.38
14 108.911 4.83 1.59522 67.7 27.41
15 -36.361 1.70 1.90366 31.3 27.41
16 -107.055 0.15 27.87
17 32.791 3.07 1.49700 81.5 27.97
18 65.998 (可変) 27.57
19 -257.233 1.60 1.51633 64.1 24.27
20 36.519 (可変) 23.99
21 599.321 6.29 1.51823 58.9 36.14
22 -45.923 (可変) 36.70
23 -49.127 1.80 1.49700 81.5 36.82
24 -196.380 38.28
各種データ
ズーム比 1.95

広角 中間 望遠
焦点距離 100.00 150.00 195.00
Fナンバー 3.93 4.02 3.96
半画角(度) 12.21 8.21 6.33
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 167.73 207.60 231.68
BF 14.37 26.69 33.55

d 5 0.92 44.15 71.55
d10 11.17 4.68 1.03
d18 14.07 9.49 2.95
d20 16.23 23.96 30.82
d22 53.44 41.11 34.25

入射瞳位置 41.04 127.12 223.98
射出瞳位置 -65.70 -67.87 -69.56
前側主点位置 16.15 39.18 50.17
後側主点位置 -85.63 -123.31 -161.46

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 186.14 22.22 -8.75 -24.16
2 6 -66.19 11.29 -2.16 -10.57
3 11 47.70 14.33 5.20 -4.42
4 19 -61.82 1.60 0.92 -0.13
5 21 82.58 6.29 3.86 -0.30
6 23 -132.36 1.80 -0.40 -1.61

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 145.09
2 3 -86.48
3 4 100.61
4 6 -74.99
5 8 -26.03
6 9 29.49
7 12 129.29
8 14 46.37
9 15 -61.64
10 17 127.23
11 19 -61.82
12 21 82.58
13 23 -132.36
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 L6 第6レンズ群
L7 第7レンズ群 L8 第8レンズ群 L9 第9レンズ群
LP レンズ群 LNF レンズ群 LP1 レンズ群
LP2 レンズ群 LN2 レンズ群

Claims (13)

  1. 最も物体側に正の屈折力のレンズ群LPが配置され、該レンズ群LPの像側に負の屈折力のレンズ群LNFが配置され、該レンズ群LNFの像側に開口絞りが配置され、該開口絞りより像側に、物体側から像側へ順に連続して正の屈折力のレンズ群LP1、負の屈折力のレンズ群LN1、正の屈折力のレンズ群LP2、負の屈折力のレンズ群LN2が配置され、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、
    フォーカシングに際して前記レンズ群LN1が移動し、望遠端における全系の焦点距離をft、望遠端におけるレンズ全長をTdt、広角端におけるレンズ全長をTdw、広角端での前記レンズ群LP2と前記レンズ群LN2のレンズ群間隔に対する望遠端での前記レンズ群LP2と前記レンズ群LN2のレンズ群間隔の変化量をΔLPN2とし、ΔLPN2の符号は広角端に比べて望遠端においてレンズ群間隔が増加するときを正、減少するときを負とするとき、
    0.40<ft/Tdt<1.20
    0.05<−ΔLPN2/Tdw<0.30
    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. ズーミングに際して前記レンズ群LP2は不動であることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  3. 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LN1の移動量をΔMLN1、(レンズ群の移動量は広角端と望遠端におけるレンズ群の光軸上の位置の差をいい、移動量の符号はレンズ群が広角端と比べて望遠端において像側に位置するときを正、物体側に位置するときを負とする)とするとき、
    0.02<−ΔMLN1/Tdw<0.10
    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に記載のズームレンズ。
  4. 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LN2の移動量をΔMLN2、(レンズ群の移動量は広角端と望遠端におけるレンズ群の光軸上の位置の差をいい、移動量の符号はレンズ群が広角端と比べて望遠端において像側に位置するときを正、物体側に位置するときを負とする)とするとき、
    0.05<−ΔMLN2/Tdw<0.30
    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。
  5. 前記レンズ群LP2の焦点距離をfLP2、前記レンズ群LN2の焦点距離をfLN2とするとき、
    0.40<−fLP2/fLN2<1.50
    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。
  6. 前記レンズ群LP1の焦点距離をfLP1とするとき、
    0.10<fLP1/ft<0.40
    なる条件式を満足する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。
  7. 前記レンズ群LN1の焦点距離をfLN1とするとき、
    0.10<−fLN1/ft<0.50
    なる条件式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。
  8. 前記レンズ群LP2の焦点距離をfLP2とするとき、
    0.30<fLP2/ft<1.00
    なる条件式を満足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。
  9. 前記レンズ群LN2の焦点距離をfLN2とするとき、
    0.40<−fLN2/ft<1.50
    なる条件式を満足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。
  10. 前記ズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群、負の屈折力の第6レンズ群より構成され、
    前記第1レンズ群は前記レンズ群LPであり、前記第2レンズ群は前記レンズ群LNFであり、前記第3レンズ群は前記レンズ群LP1であり、前記第4レンズ群は前記レンズ群LN1であり、前記第5レンズ群は前記レンズ群LP2であり、前記第6レンズ群は前記レンズ群LN2であ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。
  11. 前記ズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群、負の屈折力の第6レンズ群、正の屈折力の第7レンズ群、負の屈折力の第8レンズ群より構成され、
    前記第1レンズ群は前記レンズ群LPであり、前記第2レンズ群は前記レンズ群LNFであり、前記第5レンズ群は前記レンズ群LP1であり、前記第6レンズ群は前記レンズ群LN1であり、前記第7レンズ群は前記レンズ群LP2であり、前記第8レンズ群は前記レンズ群LN2であ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。
  12. 前記ズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群、正の屈折力の第6レンズ群、負の屈折力の第7レンズ群、正の屈折力の第8レンズ群、負の屈折力の第9レンズ群より構成され、
    前記第1レンズ群は前記レンズ群LPであり、前記第3レンズ群は前記レンズ群LNFであり、前記第6レンズ群は前記レンズ群LP1であり、前記第7レンズ群は前記レンズ群LN1であり、前記第8レンズ群は前記レンズ群LP2であり、前記第9レンズ群は前記レンズ群LN2であ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。
  13. 請求項1乃至12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る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。
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