JP4988462B2 - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents
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Description
第1レンズ群Iは正の屈折力を有し、第2レンズ群IIは負の屈折力を有し、第3レンズ群IIIは正の屈折力を有する。第4レンズ群IVは負の屈折力を有し、第5レンズ群Vは正の屈折力を有する。第6レンズ群VIは「正または負の屈折力」を有する。
広角端から望遠端への変倍に際しては、第1レンズ群Iが固定され、少なくとも第2レンズ群IIと、第4レンズ群IVと、第5レンズ群Vが移動する。
そして、第1レンズ群Iは群内に「光路を折り曲げるための反射光学素子」を有し、この反射光学素子の入射面または射出面が屈折面として曲率を有する(請求項1)。
(1) 1<f1/√(fw×ft)<2
を満足することが好ましい(請求項2)。
請求項1または2記載のズームレンズは、第2レンズ群IIの焦点距離:f2、広角端における全系の焦点距離:fw、望遠端における全系の焦点距離:ftが、条件:
(2) −0.8<f2/√(fw×ft)<−0.3
を満足することが好ましい(請求項3)。
請求項1〜4の任意の1に記載のズームレンズは、変倍時およびフォーカシング時に、第3レンズ群IIIが固定であることができる(請求項5)。
請求項1〜5の任意の1に記載のズームレンズは、変倍時およびフォーカシング時に、第6レンズ群VIが固定であることが好ましい(請求項6)。
請求項1〜6の任意の1に記載のズームレンズは、フォーカシングを第5レンズ群Vの移動により行うことが好ましい(請求項7)。
図1は、この発明のズームレンズの実施の1形態を示す図である。この実施の形態は、後述する実施例1に関するものである。
図1は、レンズ群構成と、変倍に際してのレンズ群の変位を示している。図の上段図が広角端、中段図が特定の中間焦点距離、下段図が望遠端におけるレンズ群の配置状態を示している。
図5に、ズームレンズの実施の別形態を図1に倣って示す。この実施の形態は、後述する実施例2に関するものである。
この実施の形態においては、変倍時に、第1レンズ群Iの他に、第3レンズ群III、第6レンズ群VIが固定される。
この実施の形態においては、変倍時に、第1レンズ群Iの他に、第3レンズ群III、第6レンズ群VIが固定される。
この実施の形態においては、変倍時に、第1レンズ群Iの他に、第3レンズ群III、第6レンズ群VIが固定される。
撮影レンズ31としては請求項1〜7の何れかに記載されたズームレンズ、具体的には、後述の実施例1〜4の何れかが用いられる。また、受光素子45としては、画素数:500万〜800万画素以上のもの、例えば、受光領域の対角長:9.1mm、画素ピッチ:2.35μm、画素数:略700万画素のCCDエリアセンサや、受光領域の対角長:9.1mm、画素ピッチ:2μm、画素数:略1000万画素のCCDエリアセンサ等を使用できる。
実施例のデータにおいて、fは「ズームレンズ系全体の焦点距離」、FNOは「Fナンバ」、ωは「半画角(度)」を示す。また、面番号は物体側からの面(絞りの面を含む)の順序、面間隔は光軸上の面間隔を示す。「Nd」はd線(λ=587.6nm)における媒質の屈折率、「ν」はアッベ数を示す。空気の屈折率(=1.00000)は省略する。実施例における非球面は、光軸方向のデプスをX、近軸曲率半径の逆数(近軸曲率)をC、光軸からの高さをH、円錐定数をK、高次の非球面係数をA4、A6・・等として、周知の以下の式で表す。
+A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10+A12・H12
+A14・H14+A16・H16+A18・H18+・・
以下の実施例の諸元値において、諸元表中の焦点距離、曲率半径、面間隔その他の長さの単位は一般に「mm」が使われるが、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、これに限られるものではない。
「実施例1」
f=6.0〜42.0 、FNO=3.44〜4.63 、ω=33.8〜5.0
面番号 曲率半径 面間隔 Nd νd
1 93.30084 0.6 1.91191 22.0832
2 17.99511 1.859575
3 ∞ 7.5 1.88300 40.8000
4 ∞ 7.5 1.88300 40.8000
5 -99.79785 0.2
6 55.65603 1.763603 1.57057 63.1750
7 -39.40345 0.2
8 27.61356 1.619031 1.64291 58.0456
9 -772.53982 可変(A)
10 -46.70094 0.45 1.91983 19.7055
11 12.50741 0.89757
12 -25.71304 0.45 1.89069 33.1467
13 10.35889 2.260991 1.92202 18.9164
14 -10.8166 0.38
15 -8.71562 0.45 1.70467 50.2581
16 -150.31281 可変(B)
17 9.72661 3.01446 1.73697 46.9492
18 871.11496 0.6
19 ∞(絞り) 1.0
20 30.20305 2.09668 1.62462 59.8175
21 -7.33776 0.45 1.83912 25.2275
22 -64.44003 可変(C)
23 -43.28747 0.45 1.62000 60.3000
24 18.08957 可変(D)
25 21.73709 2.36234 1.54146 65.2740
26 -12.53725 可変(E)
27 -9.23513 0.45 1.72150 24.4880
28 9.17079 2.277762 1.77300 49.6000
29 -12.09068 1.692
30 ∞ 1.33 1.51680 64.2000 。
「第8面」
K = 0.0000
A4 =-8.386980e-06
A6 =-8.705760e-08
A8 =-1.533620e-09
A10=3.407520e-11
「第9面」
K= 0.0000
A4 =-1.776200e-05
A6 =-1.502740e-07
A8 = 3.245080e-10
A10=2.139540e-11
「第12面」
K= 0.0000
A4 =1.276150e-04
A6 = 1.346750e-07
A8 = 7.298300e-08
A10=-5.031200e-10
「第17面」
K= 0.0000
A4 =9.756410e-05
A6 = 1.737260e-06
A8 = 2.227980e-08
A10=-1.873450e-09
「第18面」
K= 0.0000
A4 =-2.178700e-05
A6 = 3.277980e-07
A8 = -7.994780e-08
A10= -3.392670e-09
「第20面」
K= 0.0000
A4 =-4.152150e-04
A6 =-5.982200e-06
A8 =-2.977200e-07
A10=-4.433360e-09
「第25面」
K= 0.0000
A4 =-2.177180e-04
A6 = 4.139870e-07
A8 =-2.104310e-08
A10= 1.987220e-10
なお、上記の表記において例えば「1.987220e-10」は「1.987220×10-10」を表す。以下においても同様である。
広角端 中間焦点距離 望遠端
A 0.70000 10.77977 18.61036
B 18.71036 8.63060 0.80000
C 1.00000 7.21447 11.67532
D 11.42530 5.94347 3.95984
E 6.20986 5.47722 3.00000 。
f1=24.58
f2=-8.56
fw=6.0
ft=42.0
(1) f1/√(fw×ft)=1.55
(2) f2/√(fw×ft)=-0.54 。
f=6.0〜42.0 、FNO=3.57〜4.56 、ω=33.8〜5.0
面番号 曲率半径 面間隔 Nd νd
1 337.584 0.6 1.90975 22.841
2 22.40499 1.511108
3 ∞ 7.5 1.88300 40.8
4 ∞ 7.5 1.88300 40.8
5 -235.57658 0.2
6 79.81937 1.373999 1.67209 55.6032
7 -54.40069 0.2
8 26.9034 1.886293 1.62566 59.7112
9 -87.46846 可変(A)
10 -40.04017 0.45 1.90427 25.0486
11 12.87345 0.874157
12 -26.96456 0.45 1.86645 30.4223
13 13.06726 2.035855 1.91301 19.0706
14 -13.31312 0.38
15 -9.78012 0.45 1.53747 65.5905
16 96.15273 可変(B)
17 9.41477 2.462659 1.69029 46.2397
18 -839.76249 0.6
19 ∞(絞り) 1.
20 19.79278 1.999535 1.60794 60.9348
21 -7.29263 0.45 1.79837 27.4998
22 1472.66417 可変(C)
23 -42.60777 0.45 1.57346 62.9855
24 16.91799 可変(D)
25 -58.8181 1.85841 1.62595 55.2124
26 -9.39181 可変(E)
27 -74.38117 0.45 1.89405 30.6662
28 7.94522 3. 1.69921 53.6732
29 -20.04083 1.692
30 ∞ 1.33 1.51680 64.2 。
「第8面」
K = 0.0000
A4 =-2.160880e-06
A6 =-6.766920e-09
A8 =-1.822100e-10
A10=1.975800e-12
「第9面」
K= 0.0000
A4 =-2.607480e-06
A6 =-1.681700e-08
A8 = 2.057560e-11
A10 = 1.104510e-12
「第12面」
K= 0.0000
A4 =1.288440e-04
A6 = -1.777400e-07
A8 = 6.520130e-08
A10=-8.893880e-10
「第17面」
K= 0.0000
A4 =1.275030e-04
A6 = 2.801040e-06
A8 = 1.474130e-07
A10=1.935880e-09
「第18面」
K= 0.0000
A4 =-6.731700e-05
A6 = 2.582350e-06
A8 = 3.572440e-07
A10= -7.753220e-09
「第20面」
K= 0.0000
A4 =-5.011700e-04
A6 = -6.071220e-06
A8 = 2.070500e-07
A10= -2.250130e-08
「第25面」
K= 0.0000
A4 =-3.770240e-04
A6 = 1.462730e-06
A8 =-5.410320e-08
A10=6.451190e-10 。
広角端 中間焦点距離 望遠端
A 0.70000 11.51196 19.94401
B 20.04401 9.23205 0.80000
C 1.00000 7.10142 12.71488
D 10.09783 4.47651 1.00000
E 3.61705 3.13695 1.00000 。
f1=26.59
f2=-8.68
fw=6.0
ft=42.0
(1) f1/√(fw×ft)=1.68
(2) f2/√(fw×ft)=-0.54 。
「実施例3」
f=6.0〜42.0 、FNO=3.47〜4.74 、ω=33.8〜5.0
面番号 曲率半径 面間隔 Nd νd
1 115.31800 0.60000 1.97746 24.57
2 18.12424 1.84288
3 ∞ 7.5 1.88300 40.80
4 ∞ 7.5 1.88300 40.80
5 -104.84754 0.20000
6 84.17483 1.80916 1.53381 65.89
7 -33.90177 0.20000
8 29.59598 1.75779 1.61936 60.33
9 -216.39293 可変(A)
10 -19.43556 0.45000 2.00330 28.27
11 17.46924 0.52402
12 101.19870 0.45000 1.89950 35.55
13 33.20155 1.99840 1.92300 18.90
14 -13.94949 0.38000
15 -15.07010 0.45000 1.57117 63.14
16 30.59856 可変(B)
17 9.52863 2.17410 1.73220 48.40
18 395.24714 0.60000
19 ∞(絞り) 1.00000
20 21.48534 1.91859 1.61855 60.37
21 -7.99369 0.45000 1.87900 26.40
22 -522.43822 可変(C)
23 -25.49316 0.45000 1.62731 59.19
24 18.65382 可変(D)
25 47.81380 2.07490 1.62000 60.30
26 -10.35095 可変(E)
27 -9.04052 0.45000 1.95368 21.81
28 140.07771 1.47360 1.60835 60.91
29 -9.08507 1.69200
30 ∞ 1.33000 1.51680 64.20 。
「第8面」
K = 0.0000
A4 =-9.002120E-06
A6 =-9.540740E-08
A8 =-1.412480E-09
A10 =3.180950E-11
「第9面」
K= 0.0000
A4 =-1.948440E-05
A6 =-1.522750E-07
A8 =1.239960E-10
A10 =2.181120E-11
「第12面」
K= 0.0000
A4 =1.222580E-04
A6 =-1.617120E-07
A8 =2.677150E-08
A10 =-5.646590E-10
「第17面」
K= 0.0000
A4 =1.305330E-04
A6 =2.155570E-06
A8 =4.711320E-08
A10 =-3.339880E-09
「第18面」
K= 0.0000
A4 =-3.910360E-05
A6 =7.471500E-07
A8 =-8.164190E-08
A10 =-3.630490E-09
「第20面」
K= 0.0000
A4 =-4.386790E-04
A6 =-7.317290E-06
A8 =-3.043500E-07
A10 =-4.444400E-09
「第25面」
K= 0.0000
A4 =-2.816110E-04
A6 =7.842800E-07
A8 =-2.338200E-08
A10 =2.401360E-10 。
広角端 中間焦点距離 望遠端
A 0.70000 13.32042 23.10107
B 23.20107 10.58065 0.80000
C 1.00000 5.80631 9.26467
D 7.97285 4.45295 4.45880
E 7.75063 6.46422 3.00000 。
f1=29.14
f2=-11.27
fw=6.0
ft=42.0
(1) f1/√(fw×ft)=1.84
(2) f2/√(fw×ft)=-0.71 。
「実施例4」
f=6.0〜42.0 、FNO=3.47〜4.60 、ω=33.8〜5.0
面番号 曲率半径 面間隔 Nd νd
1 100.40708 0.60000 1.85988 20.21
2 18.61873 1.80107
3 ∞ 7.50000 1.88300 40.80
4 ∞ 7.50000 1.88300 40.80
5 -81.42545 0.20000
6 52.79400 1.62905 1.59078 61.91
7 -44.46252 0.20000
8 22.98720 1.60740 1.62865 59.00
9 279.04620 可変(A)
10 -153.63572 0.45000 1.98350 25.36
11 11.27018 0.88627
12 -17.82120 0.45000 1.91311 30.55
13 10.26143 2.11464 1.91872 18.97
14 -9.35386 0.38000
15 -7.46282 0.45000 1.77310 40.93
16 -77.21758 可変(B)
17 9.71193 3.09499 1.73979 47.86
18 593.94509 0.60000
19 ∞(絞り) 1.00000
20 34.15877 2.69387 1.63487 58.12
21 -7.03810 0.45000 1.82750 24.46
22 -36.87027 可変(C)
23 -57.96351 0.45000 1.62000 60.30
24 16.62937 可変(D)
25 26.37470 2.54502 1.48700 70.40
26 -11.46471 可変(E)
27 -24.96643 0.45000 1.71649 24.72
28 5.64546 2.72375 1.88300 40.80
29 -111.09056 1.69200
30 ∞ 1.33000 1.51680 64.20 。
「第8面」
K = 0.0000
A4 =-7.934380E-06
A6 =-8.398090E-08
A8 =-1.603310E-09
A10 =3.360710E-11
「第9面」
K= 0.0000
A4 =-1.792420E-05
A6 =-1.437680E-07
A8 =4.319140E-10
A10 =1.933330E-11
「第12面」
K= 0.0000
A4 =1.531540E-04
A6 =9.665750E-07
A8 =1.074050E-07
A10 =-3.049810E-10
「第17面」
K= 0.0000
A4 =9.293920E-05
A6 =1.666680E-06
A8 =1.429320E-08
A10 =-8.975440E-10
「第18面」
K= 0.0000
A4 =-1.768670E-05
A6 =3.513740E-07
A8 =-7.244330E-08
A10 =-2.541290E-09
「第20面」
K= 0.0000
A4 =-4.364170E-04
A6 =-5.926940E-06
A8 =-2.279770E-07
A10 =-6.430170E-09
「第25面」
K= 0.0000
A4 =-2.750460E-04
A6 =2.827570E-07
A8 =-2.823790E-08
A10 =2.832410E-10 。
広角端 中間焦点距離 望遠端
A 0.70000 9.23577 15.98830
B 16.08830 7.55253 0.80000
C 1.00000 8.27460 14.31360
D 14.04888 7.34903 3.00000
E 5.26473 4.68997 3.00000 。
f1=22.0
f2=-7.0
fw=6.0
ft=42.0
(1) f1/√(fw×ft)=1.39
(2) f2/√(fw×ft)=-0.44 。
なお、実施例1〜4において、面番号5が第1レンズ群I内に設けられた「光路を折り曲げるための光学素子」であるプリズムの射出面であって「曲率を持つ面」である。
II 第2レンズ群
III 第3レンズ群
IV 第4レンズ群
V 第5レンズ群
VI 第6レンズ群
Claims (8)
- 光軸に沿って物体側から順に、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、負の屈折力を有する第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群と、正または負の屈折力を有する第6レンズ群を有するズームレンズにおいて、
広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群が固定され、少なくとも第2レンズ群と、第4レンズ群と、第5レンズ群が移動し、
上記第1レンズ群は、光路を折り曲げるための反射光学素子を有し、上記反射光学素子の入射面または射出面が曲率を有することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1記載のズームレンズにおいて、
第1レンズ群の焦点距離:f1、広角端における全系の焦点距離:fw、望遠端における全系の焦点距離:ftが、条件:
(1) 1<f1/√(fw×ft)<2
を満足することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1または2記載のズームレンズにおいて、
第2レンズ群の焦点距離:f2、広角端における全系の焦点距離:fw、望遠端における全系の焦点距離:ftが、条件:
(2) −0.8<f2/√(fw×ft)<−0.3
を満足することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜3の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
第6レンズ群が接合レンズを有することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜4の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
変倍時およびフォーカシング時に、第3レンズ群が固定であることを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜5の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
変倍時およびフォーカシング時に、第6レンズ群が固定であることを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜6の任意の1に記載のズームレンズにおいて、
フォーカシングを第5レンズ群の移動により行うことを特徴とするズームレンズ。 - 請求項1〜7の任意の1に記載のズームレンズと、このズームレンズによる像を撮像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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