JP5110451B2 - ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法 - Google Patents

ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法に関する。
ビデオカメラや電子スチルカメラ等の光学機器においては、常に高画質化及び小型化が望まれている。このため、撮影レンズとして用いるズームレンズにも高画質化及び小型化の両立が求められている。このような要求に応えるズームレンズの1つとして、物体側より順に並んだ、負、正、正の3群構成のズームレンズが開示されている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2009−282466号公報
近年、カメラに対する超高画質化が期待されており、これに合わせて撮像素子では大型化や分解能の向上が図られている。ズームレンズにおいても、このような撮像素子に対応できるように、従来以上の高い光学性能が望まれる。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、従来と比べて大型で分解能が向上した撮像素子に対応可能な、小型で、超高画質なズームレンズ、光学機器及び製造方法を提供することを目的とする。
このような目的を達成するため、本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側より順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群とにより実質的に3個のレンズ群からなり、前記第2レンズ群が、物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、正の屈折力を有する接合レンズと、負の屈折力を有する接合レンズと、単レンズとを有して構成され、望遠端状態における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔をDt23とし、望遠端状態における前記第3レンズ群から空気換算における像面までの距離をDt3iとしたとき、次式 3.00 < Dt23 / Dt3i < 30.00の条件を満足するように構成されている。
本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側より順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群とにより実質的に3個のレンズ群からなるズームレンズにおいて、前記第2レンズ群が、物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、正の屈折力を有する接合レンズと、負の屈折力を有する接合レンズと、単レンズとを有して構成され、前記第3レンズ群が単レンズのみで構成されている。
本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側より順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群とにより実質的に3個のレンズ群からなるズームレンズにおいて、前記第2レンズ群が、物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、正の屈折力を有する接合レンズと、負の屈折力を有する接合レンズと、単レンズとを有して構成され、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群は、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が狭く、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が広がるように移動し、前記第3レンズ群は、ズーミング中に固定であるように構成されている。
本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側より順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群とにより実質的に3個のレンズ群からなるズームレンズにおいて、前記第2レンズ群が、物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、正の屈折力を有する接合レンズと、負の屈折力を有する接合レンズと、単レンズとを有して構成され、前記第1レンズ群は、物体側から順に並んだ、第1の負レンズと、第2の負レンズと、正レンズとを有し、3枚のレンズで構成されている。
本発明に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側より順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群とにより実質的に3個のレンズ群からなるズームレンズにおいて、前記第2レンズ群が、物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、正の屈折力を有する接合レンズと、負の屈折力を有する接合レンズと、単レンズとを有して構成され、明るさを決める開口絞りは、前記第1レンズ群と、前記第2レンズ群を構成する前記正の屈折力を有する接合レンズとの間に配置される。
本発明のズームレンズは、望遠端状態における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔をDt23とし、望遠端状態における前記第3レンズ群から空気換算における像面までの距離をDt3iとしたとき、次式 3.00 < Dt23 / Dt3i < 30.00の条件を満足することが好ましい。
本発明のズームレンズは、前記第3レンズ群が単レンズのみで構成されていることが好ましい。
本発明のズームレンズは、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群は、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が狭く、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が広がるように移動し、前記第3レンズ群は、ズーミング中に固定であることが好ましい。
本発明のズームレンズにおいて、前記第1レンズ群は、物体側から順に並んだ、第1の負レンズと、第2の負レンズと、正レンズとを有し、3枚のレンズで構成されていることが好ましい。
本発明のズームレンズは、前記第1レンズ群を構成する前記第1の負レンズ及び前記第2の負レンズのうち少なくとも1枚が非球面を有することが好ましい。
本発明のズームレンズは、前記第2レンズ群を構成する前記正の屈折力を有する接合レンズを光軸に対してほぼ垂直方向にシフトさせることにより、像ブレを補正することが好ましい。
本発明のズームレンズは、前記第2レンズ群の焦点距離をf2とし、前記第3レンズ群の焦点距離をf3としたとき、次式 0.10 < f2 / f3 < 0.50 の条件を満足することが好ましい。
本発明のズームレンズは、前記第2レンズ群を構成する前記正レンズ成分の焦点距離をf2Fとし、前記第2レンズ群を構成する前記正の屈折力を有する接合レンズの焦点距離をf2Mとしたとき、次式 0.30 < f2F / f2M < 1.00 の条件を満足することが好ましい。
本発明のズームレンズにおいて、前記第2レンズ群は正レンズを有し、前記第2レンズ群を構成する前記正レンズのうち少なくとも1枚が非球面を有することが好ましい。
また、本発明のズームレンズにおいて、不要外光をカットすることを目的とした絞りは、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間に配置され、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して移動することが好ましい。
また、本発明の光学機器(例えば、本実施形態におけるデジタルスチルカメラCAM)は、上記いずれかのズームレンズを搭載する。
また、本発明に係るズームレンズの製造方法は、光軸に沿って物体側より順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群とにより実質的に3個のレンズ群からなるズームレンズの製造方法であって、前記第2レンズ群が、物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、正の屈折力を有する接合レンズと、負の屈折力を有する接合レンズと、単レンズとを有して構成され、望遠端状態における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔をDt23とし、望遠端状態における前記第3レンズ群から空気換算における像面までの距離をDt3iとしたとき、次式 3.00 < Dt23 / Dt3i < 30.00の条件を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを組み込む。
本発明によれば、従来と比べて大型で分解能が向上した撮像素子に対応可能な、小型で、超高画質なズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法を提供することができる。
第1実施例に係るズームレンズの構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までのズーム軌道を示す図である。 第1実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第1実施例に係るズームレンズの像ブレ補正後の諸収差図であり、(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の諸収差図であり、(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の諸収差図である。 第2実施例に係るズームレンズの構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までのズーム軌道を示す図である。 第2実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第2実施例に係るズームレンズの像ブレ補正後の諸収差図であり、(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の諸収差図であり、(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の諸収差図である。 第3実施例に係るズームレンズの構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までのズーム軌道を示す図である。 第3実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第3実施例に係るズームレンズの像ブレ補正後の諸収差図であり、(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の諸収差図であり、(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の諸収差図である。 第4実施例に係るズームレンズの構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までのズーム軌道を示す図である。 第4実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第4実施例に係るズームレンズの像ブレ補正後の諸収差図であり、(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の諸収差図であり、(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の諸収差図である。 本実施形態に係るデジタルカメラの外観図であり、(a)はデジタルスチルカメラの正面図であり、(b)はデジタルスチルカメラの背面図である。 本実施形態に係るズームレンズの製造方法を説明するためのフローチャートである。
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係るズームレンズは、図1に示すように、光軸に沿って物体側より順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3とを有するズームレンズにおいて、第2レンズ群G2が、物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、正の屈折力を有する接合レンズと、負の屈折力を有する接合レンズと、単レンズとを有して構成されている。なお、「レンズ成分」とは、単レンズであっても、接合レンズであってもよい。また、「単レンズ」とは、正レンズであっても、負レンズであってもよい。
この構成にすることにより、広角端状態でレンズ径が大きくなることを防ぎ、装置の小型化を図ることができるとともに、ズーミングによる非点収差の変動を良好に補正することが可能となる。また、第2レンズ群G2内に接合レンズを少なくとも2つ配置することにより、ズーミング中の倍率色収差の変動を良好に補正することが可能となる。また、第2レンズ群G2内の像面側に単レンズを配置することにより、コマ収差を良好に補正することが可能となる。
また、本実施形態に係るズームレンズでは、第2レンズ群G2を構成する正の屈折力を有する接合レンズを光軸に対してほぼ垂直方向にシフトさせることにより、像ブレを補正することが好ましい。この構成にすることにより、接合レンズがシフトした際の像面の移動量が大きいため、像ブレを補正する際に接合レンズをシフトさせる必要量を小さくすることが可能となり、像ブレを補正するために接合レンズをシフトした際のコマ収差変動及び非点収差変動を少なくすることが可能となる。また、接合レンズをシフトさせる量が小さく、またレンズ群全体をシフトする方法によりもはるかに軽く小さいため、この接合レンズをシフトさせる駆動機構を小さくすることが可能となり、ひいては装置全体の小型化が可能となる。
また、本実施形態に係るズームレンズは、望遠端状態における第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔をDt23とし、望遠端状態における第3レンズ群G3から空気換算における像面までの距離をDt3iとしたとき、以下の条件式(1)を満足することが好ましい。なお、「望遠端状態における第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔をDt23」とは、望遠端状態における、第2レンズ群G2を構成する最も像側レンズ面から、第3レンズ群G3を構成する最も物体側レンズ面までの距離のことである。また、「望遠端状態における第3レンズ群G3から空気換算における像面までの距離をDt3i」とは、望遠端状態における、第3レンズ群G3を構成する最も像側レンズ面から、像面までの距離のことである。
3.00 < Dt23 / Dt3i < 30.00 …(1)
上記条件式(1)は、第3レンズ群G3の物体側の空気間隔と、像面側の空気間隔との適切な比率を示している。この条件式(1)の上限値を上回ると、非点収差を良好に補正することが困難となり好ましくない。また、条件式(1)の下限値を下回ると、コマ収差を良好に補正することが困難となり好ましくない。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(1)の上限値を20.00とすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(1)の上限値を10.00とすることがより好ましい。
また、本実施形態に係るズームレンズは、第2レンズ群G2の焦点距離をf2とし、第3レンズ群G3の焦点距離をf3としたとき、以下の条件式(2)を満足することが好ましい。
0.10 < f2 / f3 < 0.50 …(2)
上記条件式(2)は、第2レンズ群G2の焦点距離と、第3レンズ群G3の焦点距離との適切な比率を示している。この条件式(2)の上限値を上回ると、光学系全体の長さが長くなり好ましくない。また、コマ収差を良好に補正することが困難となり好ましくない。また、条件式(2)の下限値を下回ると、球面収差を良好に補正することが困難となり好ましくない。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(2)の上限値を0.45とすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(2)の上限値を0.40とすることがより好ましい。
また、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(2)の下限値を0.15とすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(2)の下限値を0.20とすることがより好ましい。
また、本実施形態に係るズームレンズは、第2レンズ群G2を構成する正レンズ成分の焦点距離をf2Fとし、第2レンズ群G2を構成する正の屈折力を有する接合レンズの焦点距離をf2Mとしたとき、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
0.30 < f2F / f2M < 1.00 …(3)
上記条件式(3)は、第2レンズ群G2を構成する正レンズ成分の焦点距離と、(その像面側に配置されている)第2レンズ群G2を構成する正の屈折力を有する接合レンズの焦点距離との適切な比率を示している。この条件式(3)の上限値を上回ると、ズーミングによる球面収差の変動を補正することが困難となり好ましくない。また、条件式(3)の下限値を下回ると、ズーミングによるコマ収差の変動を補正することが困難となり好ましくない。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(3)の下限値を0.40とすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(3)の下限値を0.50とすることがより好ましい。
また、本実施形態に係るズームレンズは、第3レンズ群G3が単レンズのみで構成されていることが好ましい。このように第3レンズ群G3を単レンズのみで構成することにより、組立調整が極めて楽になり、低コスト化に効果的である。また、レンズ収納時に必要となる空間が少なくなり、携帯時の大きさを小さくすることが可能となる。また、単レンズにすることにより、軸上色収差を良好に補正することが可能となる。
また、本実施形態に係るズームレンズは、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が狭く、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が広がるように、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2は移動し、第3レンズ群G3は固定であることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミング中の各群位置を1つのカム筒で制御することが可能となり、その結果ズーミング中の像面の位置を正確に制御することが可能となる。また、第3レンズ群G3をズーミング中固定とすることにより、第3レンズ群G3の位置ずれによる非点収差の劣化を少なくすることが可能となる。
また、本実施形態に係るズームレンズにおいて、第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、第1の負レンズと、第2の負レンズと、正レンズとを有し、3枚のレンズで構成されていることが好ましい。この構成にすることにより、広角端状態において発生する倍率色収差を良好に補正することが可能となる。
また、本実施形態に係るズームレンズにおいて、第1レンズ群G1を構成する第1の負レンズ及び第2の負レンズのうち少なくとも1枚が非球面を有することが好ましい。この構成にすることにより、広角端状態において発生する歪曲収差を良好に補正することが可能となる。
また、本実施形態に係るズームレンズにおいて、第2レンズ群G2は正レンズを有し、第2レンズ群G2を構成する正レンズのうち少なくとも1枚が非球面を有することが好ましい。この構成にすることにより、コマ収差を良好に補正することが可能となる。
また、本実施形態に係るズームレンズにおいて、明るさを決める開口絞りS2は、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2を構成する正の屈折力を有する接合レンズとの間に配置されることが好ましい。この構成にすることにより、ズーミング中の球面収差の変動を良好に補正することが可能となる。
また、本実施形態に係るズームレンズにおいて、不要外光をカットすることを目的とした絞りは、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に配置され、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して移動することが好ましい。この構成にすることにより、広角端状態における不要外光を効果的にカットすることができるため、広角端状態におけるコマ収差を良好にすることが可能となる。
図13に、撮影レンズZLとして上記ズームレンズを備えたデジタルスチルカメラCAM(光学機器)を示す。このデジタルスチルカメラCAMは、不図示の電源釦を押すと、撮影レンズZLの不図示のシャッタが開放されて、撮影レンズZLで被写体(物体)からの光が集光され、像面I(図1参照)に配置された(例えば、CCDやCMOS等からなる)撮像素子に結像される。撮像素子に結像された被写体像は、デジタルスチルカメラCAMの背後に配置された液晶モニターMに表示される。撮影者は、液晶モニター2を見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズ釦B1を押し下げて被写体像を撮像素子で撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。
なお、このカメラCAMには、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部D、撮影レンズZLを広角端状態(W)から望遠端状態(T)にズーミングする際のワイド(W)−テレ(T)ボタンB2、及び、デジタルスチルカメラCAMの種々の条件設定等に使用するファンクションボタンB3等が配置されている。
続いて、図14を参照しながら、上記構成のズームレンズの製造方法について説明する。まず、鏡筒内に第1〜第3レンズ群(例えば、図1では第1〜第3レンズ群G1〜G3)を組み込む(ステップS1)。この組み込みステップにおいて、第1レンズ群は負の屈折力は持つように、第2レンズ群は正の屈折力を持つように、第3レンズ群は正の屈折力を持つように、各レンズを配置する。このとき、第2レンズ群として、物体側より順に、正レンズ成分と、正の屈折力を有する接合レンズと、負の屈折力を有する接合レンズと、単レンズ(図1ではL21〜L26)を配置する(ステップS2)。なお、各レンズを鏡筒内に組み込む際、光軸に沿った順にレンズを1つずつ鏡筒内に組み込んでもよく、一部または全てのレンズを保持部材で一体保持してから鏡筒部材と組み立ててもよい。このようにして鏡筒内に各レンズ群を組み込んだ後、鏡筒内に各レンズ群が組み込まれた状態で物体の像が形成されるか、すなわち各レンズの中心が揃っているかを確認した後、ズームレンズの各種動作を確認する。各種動作の一例としては、広角端状態から望遠端状態への変倍を行うレンズ群(例えば本実施形態では、第1レンズ群G1、絞りS1,S2、第2レンズ群G2)が光軸方向に沿って移動する変倍動作、遠距離物体から近距離物体への合焦を行うレンズ群(例えば本実施形態では、第3レンズ群G3)が光軸方向に沿って移動する合焦動作、少なくとも一部のレンズ(例えば本実施形態では、第2レンズ群G2の少なくとも一部)が光軸と直交方向の成分を持つように移動する手ブレ補正動作などが挙げられる。なお、各種動作の確認順番は任意である。このような製造方法によれば、従来と比べて大型で分解能が向上した撮像素子に対応可能な、小型で、超高画質なズームレンズを得ることができる。
以下、本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表1〜表4を示すが、これらは第1実施例〜第4実施例における各諸元の表である。
なお、表中の[レンズ諸元]において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、rは各レンズ面の曲率半径を、dは各光学面から次の光学面(又は像面)までの光軸上の距離である面間隔を、ndはd線(波長587.6nm)に対する屈折率を、νdはd線に対するアッベ数を示す。なお、曲率半径の「∞」は平面又は開口を示す。また、空気の屈折率1.000000は省略する。
また、表中の[非球面データ]には、[レンズ諸元]に示した非球面について、その形状を次式(a)で示す。なお、X(y)は非球面の頂点における接平面から高さyにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離を、rは基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)を、κは円錐定数を、Aiは第i次の非球面係数を示す。また、「E-n」は、「×10-n」を示す。例えば、1.234E-05=1.234×10-5である。
X(y)=y2/[r×{1+(1−κ×y2/r21/2}]
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10 …(a)
また、表中の[全体諸元]において、fは焦点距離を、FNoはFナンバーを、ωは半画角を、Yは像高を、TLはレンズ全長を、Bfは最も像側に配置されている光学部材の像側の面から近軸像面までの距離を、Bf(空気換算)は最終レンズ面から近軸像面までの空気換算した際の距離を示す。
また、表中の[ズーミングデータ]において、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の各状態における、Di(但し、iは整数)は第i面と第(i+1)面の可変間隔を示す。
また、表中の[ズームレンズ群データ]において、Gは群番号、群初面は各群の最も物体側の面番号を、群焦点距離は各群の焦点距離を、レンズ構成長は各群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上での距離を示す。
また、表中の[条件式]において、上記の条件式(1)〜(3)に対応する値を示す。
以下、全ての諸元値において、掲載されている焦点距離f、曲率半径r、面間隔d、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「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。また、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
ここまでの表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での説明を省略する。
(第1実施例)
第1実施例について、図1〜図3及び表1を用いて説明する。図1は、第1実施例に係るズームレンズZL(ZL1)の構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までのズーム軌道を示す。第1実施例に係るズームレンズZL1は、図1に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3とを有する。
そして、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大するように、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2はそれぞれ移動し、第3レンズ群G3は固定されている。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凹形状の負レンズL12と、両凸形状の正レンズL13とから構成されている。
不要外光をカットすることを目的とした絞りS1は、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2との間に配置され、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して物体側へ移動する。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23との接合レンズと、両凸形状の正レンズL24と両凹形状の負レンズL25との接合レンズと、両凸形状の正レンズL26とから構成されている。
なお、本実施例においては、第2レンズ群G2を構成する接合レンズのうち、最も物体側に配置されている、両凸形状の正レンズL22と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23との接合レンズを光軸に対してほぼ垂直方向にシフトさせることにより、像ブレを補正している。
光量を調節することを目的とした開口絞りS2は、第2レンズ群G2の物体側に配置され、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して第2レンズ群G2と共に物体側へ移動する。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31のみで構成されている。
第3レンズ群G3と像面Iとの間には、像面Iに配設される撮像素子(CCDやCMOS等)の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等のガラスブロックGと、前記撮像素子のセンサーカバーガラスCVとが配設されている。
下記の表1に、第1実施例における各諸元の値を示す。なお、表1における面番号1〜24は、図1に示す面1〜24に対応している。なお、第1実施例では、第2面、第9面、第19面が非球面形状に形成されている。
(表1)
[レンズ諸元]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 46.9861 1.5000 1.806100 40.71
2(非球面) 9.3572 7.0000
3 -80.9455 1.0000 1.696802 55.46
4 23.8523 0.7000
5 21.7938 3.4400 1.903658 31.31
6 -161.5959 D6
7(絞り) ∞ D7
8(開口絞り) ∞ 0.4000
9(非球面) 14.7500 2.7000 1.592014 67.02
10 -204.6855 3.0000
11 32.4517 2.7000 1.754998 52.32
12 -16.2891 1.0000 1.903658 31.31
13 -48.7479 1.4000
14 25.4694 2.7000 1.749497 35.28
15 -9.9462 1.5000 1.903658 31.31
16 10.2856 1.2000
17 167.0768 1.5000 1.754998 52.32
18 -34.1278 D18
19(非球面) 29.7538 3.0000 1.592014 67.02
20 14343.1347 2.3896
21 ∞ 1.5900 1.516330 64.14
22 ∞ 1.0000
23 ∞ 0.7000 1.516330 64.14
24 ∞ Bf
像面 ∞

[非球面データ]
第2面
κ=0.4735,A4=7.82550E-06,A6=1.30360E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第9面
κ=-0.2019,A4=8.79630E-06,A6=6.51100E-08,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第19面
κ=1.0000,A4=9.27390E-07,A6=2.01790E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00

[全体諸元]
ズーム比 2.8035
広角端 中間位置 望遠端
f 9.06000 17.69999 25.39999
FNo 2.86251 3.93050 4.89374
ω 44.61659 25.44652 18.29156
Y 8.35000 8.35000 8.35000
TL 73.96632 65.24504 67.95803
Bf 0.58784 0.58781 0.58766
Bf (空気換算) 5.48768 5.48765 5.48749

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間位置 望遠端
D6 16.32916 0.59997 0.59997
D7 9.37378 6.81392 1.00012
D18 7.25016 16.81796 25.34491

[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 -20.51254 13.6
G2 9 19.38824 18.1
G3 19 50.35918 3.0

[条件式]
条件式(1) Dt23 / Dt3i = 4.62
条件式(2) f2/f3 = 0.38
条件式(3) f2F / f2M = 0.75
表1に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズZL1では、上記条件式(1)〜(3)を全て満たすことが分かる。
図2,図3は、第1実施例に係るズームレンズZL1の諸収差図である。すなわち、図2(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図2(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図2(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。また、図3(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の(具体的には0.1mmシフトしたときの)諸収差図であり、図3(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の(具体的には0.1mmシフトしたときの)諸収差図であり、図3(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の(具体的には0.1mmシフトしたときの)諸収差図である。
各収差図において、FNOはFナンバーを、Yは像高を示す。なお、球面収差図において、実線は球面収差を、破線は正弦条件を示す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面を、破線はメリジオナル像面を示す。また、コマ収差図において、実線はメリジオナルコマを示す。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。
各収差図から明らかなように、第1実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
(第2実施例)
第2実施例について、図4〜図6及び表2を用いて説明する。図4は、第2実施例に係るズームレンズZL(ZL2)の構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までのズーム軌道を示す。第2実施例に係るズームレンズZL2は、図4に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3とを有する。
そして、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大するように、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2はそれぞれ移動し、第3レンズ群G3は固定されている。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凹形状の負レンズL12と、両凸形状の正レンズL13とから構成されている。
不要外光をカットすることを目的とした絞りS1は、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2との間に配置され、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して物体側へ移動する。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23との接合レンズと、両凸形状の正レンズL24と両凹形状の負レンズL25との接合レンズと、両凸形状の正レンズL26とから構成されている。
なお、本実施例においては、第2レンズ群G2を構成する接合レンズのうち、最も物体側に配置されている、両凸形状の正レンズL22と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23との接合レンズを光軸に対してほぼ垂直方向にシフトさせることにより、像ブレを補正している。
光量を調節することを目的とした開口絞りS2は、第2レンズ群G2の物体側に配置され、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して第2レンズ群G2と共に物体側へ移動する。
第3レンズ群G3は、両凸形状の正レンズL31のみで構成されている。
第3レンズ群G3と像面Iとの間には、像面Iに配設される撮像素子(CCDやCMOS等)の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等のガラスブロックGと、前記撮像素子のセンサーカバーガラスCVとが配設されている。
下記の表2に、第2実施例における各諸元の値を示す。なお、表2における面番号1〜24は、図4に示す面1〜24に対応している。なお、第2実施例では、第2面、第9面、第19面が非球面形状に形成されている。
(表2)
[レンズ諸元]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 41.4569 1.5000 1.806100 40.71
2(非球面) 9.5693 7.9000
3 -68.0761 1.0000 1.696800 55.60
4 22.7161 0.5000
5 21.1493 3.5000 1.903660 31.31
6 -175.8961 D6
7(絞り) ∞ D7
8(開口絞り) ∞ 0.4000
9(非球面) 16.3113 2.7000 1.592010 67.05
10 -137.9482 3.4000
11 31.8374 2.7000 1.696797 55.53
12 -12.4139 1.0000 1.910820 35.25
13 -31.3438 1.1000
14 29.9124 2.7000 1.800999 34.97
15 -18.0530 1.5000 1.903660 31.31
16 10.1107 1.3000
17 65.7413 1.5000 1.754999 52.32
18 -60.0983 D18
19(非球面) 33.6231 3.0000 1.592010 67.05
20 -662.4318 3.2000
21 ∞ 1.5900 1.516330 64.14
22 ∞ 1.0000
23 ∞ 0.7000 1.516330 64.14
24 ∞ Bf
像面 ∞

[非球面データ]
第2面
κ=0.5865,A4=-1.08400E-05,A6=1.94320E-07,A8=-1.66650E-09,A10=0.00000E+00
第9面
κ=0.3139,A4=-2.14870E-05,A6=5.24970E-08,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第19面
κ=1.0000,A4=5.40930E-07,A6=1.56190E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00

[全体諸元]
ズーム比 2.8035
広角端 中間位置 望遠端
f 9.05999 17.69998 25.39997
FNo 2.93391 4.00594 4.97119
ω 44.61581 25.47920 18.31200
Y 8.35000 8.35000 8.35000
TL 77.73476 68.81473 71.73446
Bf 0.69294 0.69284 0.69265
Bf (空気換算) 7.21045 7.21032 7.21007

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間位置 望遠端
D6 11.08202 0.60000 0.60000
D7 16.20045 7.72382 1.69716
D18 7.56935 17.60807 26.55466

[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 -20.50888 14.4
G2 8 20.21987 18.3
G3 19 54.13805 3.0

[条件式]
条件式(1) Dt23 / Dt3i = 4.15
条件式(2) f2/f3 = 0.37
条件式(3) f2F / f2M = 0.82
表2に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズZL2では、上記条件式(1)〜(3)を全て満たすことが分かる。
図5,図6は、第2実施例に係るズームレンズZL2の諸収差図である。すなわち、図5(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図5(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図5(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。また、図6(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の(具体的には0.1mmシフトしたときの)諸収差図であり、図6(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の(具体的には0.1mmシフトしたときの)諸収差図であり、図6(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の(具体的には0.1mmシフトしたときの)諸収差図である。
各収差図から明らかなように、第2実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
(第3実施例)
第3実施例について、図7〜図9及び表3を用いて説明する。図7は、第3実施例に係るズームレンズZL(ZL3)の構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までのズーム軌道を示す。第3実施例に係るズームレンズZL3は、図7に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3とを有する。
そして、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大するように、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2はそれぞれ移動し、第3レンズ群G3は固定されている。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凹形状の負レンズL12と、両凸形状の正レンズL13とから構成されている。
不要外光をカットすることを目的とした絞りS1は、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2との間に配置され、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して物体側へ移動する。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23との接合レンズと、両凸形状の正レンズL24と両凹形状の負レンズL25との接合レンズと、両凸形状の正レンズL26とから構成されている。
なお、本実施例においては、第2レンズ群G2を構成する接合レンズのうち、最も物体側に配置されている、両凸形状の正レンズL22と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23との接合レンズを光軸に対してほぼ垂直方向にシフトさせることにより、像ブレを補正している。
光量を調節することを目的とした開口絞りS2は、第2レンズ群G2の物体側に配置され、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して第2レンズ群G2と共に物体側へ移動する。
第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31のみで構成されている。
第3レンズ群G3と像面Iとの間には、像面Iに配設される撮像素子(CCDやCMOS等)の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等のガラスブロックGと、前記撮像素子のセンサーカバーガラスCVとが配設されている。
下記の表3に、第3実施例における各諸元の値を示す。なお、表3における面番号1〜24は、図7に示す面1〜24に対応している。なお、第3実施例では、第2面、第9面、第19面が非球面形状に形成されている。
(表3)
[レンズ諸元]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 45.7955 1.3000 1.806100 40.71
2(非球面) 9.2629 7.0000 1.000000
3 -71.2777 0.8000 1.696802 55.46
4 25.1298 0.7000 1.000000
5 22.2988 3.4393 1.903658 31.31
6 -138.1850 D6 1.000000
7(絞り) ∞ D7
8(開口絞り) ∞ 0.4000
9(非球面) 14.8332 2.5000 1.592014 67.02
10 -190.0012 2.9999 1.000000
11 38.4028 2.5000 1.754998 52.32
12 -14.6069 0.8000 1.903658 31.31
13 -38.9925 1.8805 1.000000
14 23.5009 2.5000 1.749497 35.28
15 -10.7490 1.3000 1.903658 31.31
16 10.1275 1.2000 1.000000
17 526.9710 1.4000 1.754998 52.32
18 -32.8158 D18 1.000000
19(非球面) 28.7909 2.8000 1.592014 67.02
20 809.1909 2.4566 1.000000
21 ∞ 1.5900 1.516330 64.14
22 ∞ 1.0000
23 ∞ 0.7000 1.516330 64.14
24 ∞ Bf
像面 ∞

[非球面データ]
第2面
κ=0.4761,A4=7.95360E-06,A6=1.50320E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第9面
κ=-0.0857,A4=-3.77960E-06,A6=5.33810E-08,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第19面
κ=1.0000,A4=1.69180E-06,A6=2.03550E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00

[全体諸元]
ズーム比 2.8035
広角端 中間位置 望遠端
f 9.06000 17.69999 25.39999
FNo 2.86245 3.93073 4.89443
ω 44.61799 25.44642 18.29113
Y 8.35000 8.35000 8.35000
TL 73.04203 64.32075 67.03375
Bf 0.58784 0.58781 0.58766
Bf (空気換算) 5.55462 5.55459 5.55444

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間位置 望遠端
D6 16.32920 0.60001 0.60001
D7 9.37406 6.81420 1.00040
D18 7.48469 17.05249 25.57944

[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 -20.51254 13.4
G2 8 19.38824 17.5
G3 19 50.35918 2.8

[条件式]
条件式(1) Dt23 / Dt3i = 4.61
条件式(2) f2/f3 = 0.38
条件式(3) f2F / f2M = 0.75
表3に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズZL3では、上記条件式(1)〜(3)を全て満たすことが分かる。
図8,図9は、第3実施例に係るズームレンズZL3の諸収差図である。すなわち、図8(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図8(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図8(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。また、図9(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の(具体的には0.1mmシフトしたときの)諸収差図であり、図9(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の(具体的には0.1mmシフトしたときの)諸収差図であり、図9(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の(具体的には0.1mmシフトしたときの)諸収差図である。
各収差図から明らかなように、第3実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
(第4実施例)
第4実施例について、図10〜図12及び表4を用いて説明する。図10は、第4実施例に係るズームレンズZL(ZL4)の構成及び広角端状態(W)から望遠端状態(T)までのズーム軌道を示す。第4実施例に係るズームレンズZL4は、図10に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3とを有する。
そして、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大するように、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2はそれぞれ移動し、第3レンズ群G3は固定されている。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凹形状の負レンズL12と、両凸形状の正レンズL13とから構成されている。
不要外光をカットすることを目的とした絞りS1は、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2との間に配置され、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して物体側へ移動する。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23との接合レンズと、両凸形状の正レンズL24と両凹形状の負レンズL25との接合レンズと、両凸形状の正レンズL26とから構成されている。
なお、本実施例においては、第2レンズ群G2を構成する接合レンズのうち、最も物体側に配置されている、両凸形状の正レンズL22と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23との接合レンズを光軸に対してほぼ垂直方向にシフトさせることにより、像ブレを補正している。
光量を調節することを目的とした開口絞りS2は、第2レンズ群G2の物体側に配置され、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して第2レンズ群G2と共に物体側へ移動する。
第3レンズ群G3は、両凸形状の正レンズL31のみで構成されている。
第3レンズ群G3と像面Iとの間には、像面Iに配設される撮像素子(CCDやCMOS等)の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等のガラスブロックGと、前記撮像素子のセンサーカバーガラスCVとが配設されている。
下記の表4に、第4実施例における各諸元の値を示す。なお、表4における面番号1〜24は、図10に示す面1〜24に対応している。なお、第4実施例では、第2面、第9面、第19面が非球面形状に形成されている。
(表4)
[レンズ諸元]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 48.3617 1.5000 1.806100 40.71
2(非球面) 9.3358 7.5000 1.000000
3 -96.1706 0.7000 1.696800 55.60
4 22.8421 0.5000 1.000000
5 20.7810 3.5000 1.903660 31.31
6 -193.0971 D6 1.000000
7(絞り) ∞ D7
8(開口絞り) ∞ 0.4000
9(非球面) 15.4735 2.5000 1.592010 67.05
10 -137.9482 3.4000 1.000000
11 30.8196 2.7000 1.696797 55.53
12 -13.9324 0.8000 1.910820 35.25
13 -52.0558 1.2000 1.000000
14 23.8314 2.7000 1.800999 34.97
15 -12.4518 1.3000 1.903660 31.31
16 10.3646 1.2000 1.000000
17 1357.3267 1.3000 1.754999 52.32
18 -29.7183 D18 1.000000
19(非球面) 34.3227 2.7000 1.592010 67.05
20 -469.9162 3.2000 1.000000
21 ∞ 1.5900 1.516330 64.14
22 ∞ 1.0000
23 ∞ 0.7000 1.516330 64.14
24 ∞ Bf
像面 ∞

[非球面データ]
第2面
κ=0.4626,A4=5.25220E-06,A6=1.27460E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第9面
κ=0.4568,A4=-1.07960E-05,A6=4.42760E-08,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第19面
κ=1.0000,A4=5.93520E-07,A6=1.49540E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00

[全体諸元]
ズーム比 2.8035
広角端 中間位置 望遠端
f 9.05999 17.69998 25.39997
FNo 2.92154 3.98302 4.94008
ω 44.61936 25.47768 18.31049
Y 8.35000 8.35000 8.35000
TL 76.12996 67.20993 70.12966
Bf 0.90552 0.90542 0.90523
Bf (空気換算) 6.61575 6.61565 6.61545

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間位置 望遠端
D6 11.08203 0.60001 0.60001
D7 15.89504 7.41841 1.39175
D18 7.85737 17.89609 26.84268

[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 -20.50888 13.7
G2 9 20.21987 17.5
G3 19 54.13805 2.7

[条件式]
条件式(1) Dt23 / Dt3i = 4.06
条件式(2) f2/f3 = 0.37
条件式(3) f2F / f2M = 0.58
表4に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズZL4では、上記条件式(1)〜(3)を全て満たすことが分かる。
図11,図12は、第4実施例に係るズームレンズZL4の諸収差図である。すなわち、図11(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図11(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図11(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。また、図12(a)は広角端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の(具体的には0.1mmシフトしたときの)諸収差図であり、図12(b)は中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の(具体的には0.1mmシフトしたときの)諸収差図であり、図12(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での像ブレ補正後の(具体的には0.1mmシフトしたときの)諸収差図である。
各収差図から明らかなように、第4実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
なお、上述の実施形態において、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
各実施例では、ズームレンズとして3群構成を示したが、4群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも1枚のレンズを有する部分をいう。
また、本実施形態においては、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としてもよい。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の(超音波モーター等を用いた)モーター駆動にも適している。特に、第3レンズ群を合焦レンズ群とするのが好ましい。
また、本実施形態において、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向に振動させ、または光軸を含む面内方向に回転移動(揺動)させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第2レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
また、本実施形態において、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。また、レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)あるいはプラスチックレンズとしてもよい。
また、本実施形態において、開口絞りは第2レンズ群の中又は近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用してもよい。
また、本実施形態において、各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減して高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。
また、本実施形態のズームレンズ(変倍光学系)は、変倍比が1.5〜6程度である。
また、本実施形態のズームレンズ(変倍光学系)は、第1レンズ群が、正レンズ成分を1つと、負レンズ成分を2つ有するのが好ましい。また、物体側から順に、負負正の順番にレンズ成分を、空気間隔を介在させて配置するのが好ましい。
また、本実施形態のズームレンズ(変倍光学系)は、第2レンズ群が、正レンズ成分を2つと、負レンズ成分を1つ有するのが好ましい。また、物体側から順に、正正負の順番にレンズ成分を、空気間隔を介在させて配置するのが好ましい。
また、本実施形態のズームレンズ(変倍光学系)は、第3レンズ群が、正レンズ成分を1つ有するのが好ましい。
以上説明したように、本発明によれば、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に好適で、従来と比べて大型で分解能が向上した撮像素子に対応可能な、小型で、超高画質なズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法を提供することができる。
なお、本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
ZL(ZL1〜ZL4) 撮影レンズ(ズームレンズ)
CAM デジタルスチルカメラ(光学機器)
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
S 絞り
I 像面
G ローパスフィルターや赤外カットフィルター等のガラスブロック
CV 撮像素子のセンサーカバーガラス

Claims (17)

  1. 光軸に沿って物体側より順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群とにより実質的に3個のレンズ群からなるズームレンズにおいて、
    前記第2レンズ群が、物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、正の屈折力を有する接合レンズと、負の屈折力を有する接合レンズと、単レンズとを有して構成され
    望遠端状態における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔をDt23とし、望遠端状態における前記第3レンズ群から空気換算における像面までの距離をDt3iとしたとき、次式
    3.00 < Dt23 / Dt3i < 30.00
    の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 光軸に沿って物体側より順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群とにより実質的に3個のレンズ群からなるズームレンズにおいて、
    前記第2レンズ群が、物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、正の屈折力を有する接合レンズと、負の屈折力を有する接合レンズと、単レンズとを有して構成され、
    前記第3レンズ群が単レンズのみで構成されていることを特徴とするズームレンズ。
  3. 光軸に沿って物体側より順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群とにより実質的に3個のレンズ群からなるズームレンズにおいて、
    前記第2レンズ群が、物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、正の屈折力を有する接合レンズと、負の屈折力を有する接合レンズと、単レンズとを有して構成され、
    広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、
    前記第1レンズ群と前記第2レンズ群は、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が狭く、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が広がるように移動し、
    前記第3レンズ群は、ズーミング中に固定であることを特徴とするズームレンズ。
  4. 光軸に沿って物体側より順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群とにより実質的に3個のレンズ群からなるズームレンズにおいて、
    前記第2レンズ群が、物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、正の屈折力を有する接合レンズと、負の屈折力を有する接合レンズと、単レンズとを有して構成され、
    前記第1レンズ群は、物体側から順に並んだ、第1の負レンズと、第2の負レンズと、正レンズとを有し、3枚のレンズで構成されていることを特徴とするズームレンズ。
  5. 光軸に沿って物体側より順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群とにより実質的に3個のレンズ群からなるズームレンズにおいて、
    前記第2レンズ群が、物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、正の屈折力を有する接合レンズと、負の屈折力を有する接合レンズと、単レンズとを有して構成され、
    明るさを決める開口絞りは、前記第1レンズ群と、前記第2レンズ群を構成する前記正の屈折力を有する接合レンズとの間に配置されることを特徴とするズームレンズ。
  6. 望遠端状態における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔をDt23とし、望遠端状態における前記第3レンズ群から空気換算における像面までの距離をDt3iとしたとき、次式
    3.00 < Dt23 / Dt3i < 30.00
    の条件を満足することを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  7. 前記第3レンズ群が単レンズのみで構成されていることを特徴とする請求項3〜5のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  8. 広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して、
    前記第1レンズ群と前記第2レンズ群は、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が狭く、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が広がるように移動し、
    前記第3レンズ群は、ズーミング中に固定であることを特徴とする請求項4又は5に記載のズームレンズ。
  9. 前記第1レンズ群は、物体側から順に並んだ、第1の負レンズと、第2の負レンズと、正レンズとを有し、3枚のレンズで構成されていることを特徴とする請求項5に記載のズームレンズ。
  10. 前記第1レンズ群を構成する前記第1の負レンズ及び前記第2の負レンズのうち少なくとも1枚が非球面を有することを特徴とする請求項に記載のズームレンズ。
  11. 前記第2レンズ群を構成する前記正の屈折力を有する接合レンズを光軸に対してほぼ垂直方向にシフトさせることにより、像ブレを補正することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  12. 前記第2レンズ群の焦点距離をf2とし、前記第3レンズ群の焦点距離をf3としたとき、次式
    0.10 < f2 / f3 < 0.50
    の条件を満足することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  13. 前記第2レンズ群を構成する前記正レンズ成分の焦点距離をf2Fとし、前記第2レンズ群を構成する前記正の屈折力を有する接合レンズの焦点距離をf2Mとしたとき、次式
    0.30 < f2F / f2M < 1.00
    の条件を満足することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  14. 前記第2レンズ群は正レンズを有し、
    前記第2レンズ群を構成する前記正レンズのうち少なくとも1枚が非球面を有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  15. 不要外光をカットすることを目的とした絞りは、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間に配置され、広角端状態から望遠端状態へのズーミングに際して移動することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  16. 請求項1〜15のいずれか一項に記載のズームレンズを搭載することを特徴とする光学機器。
  17. 光軸に沿って物体側より順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群とにより実質的に3個のレンズ群からなるズームレンズの製造方法であって、
    前記第2レンズ群が、物体側より順に並んだ、正レンズ成分と、正の屈折力を有する接合レンズと、負の屈折力を有する接合レンズと、単レンズとを有して構成され
    望遠端状態における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔をDt23とし、望遠端状態における前記第3レンズ群から空気換算における像面までの距離をDt3iとしたとき、次式
    3.00 < Dt23 / Dt3i < 30.00
    の条件を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを組み込むことを特徴とするズームレンズの製造方法。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5987543B2 (ja) * 2012-08-08 2016-09-07 株式会社ニコン ズームレンズ、光学装置
JP2014035401A (ja) * 2012-08-08 2014-02-24 Nikon Corp ズームレンズ、光学装置、ズームレンズの製造方法
JP5987542B2 (ja) * 2012-08-08 2016-09-07 株式会社ニコン ズームレンズ、光学装置
JP6304967B2 (ja) * 2013-08-05 2018-04-04 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
US10012822B2 (en) * 2016-02-18 2018-07-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Zoom lens system, interchangeable lens device and camera system with zoom lens system, and imaging apparatus with zoom lens system
CN106338816B (zh) * 2016-10-19 2018-02-02 佛山华国光学器材有限公司 一种超高清广角变焦光学系统
JP6685942B2 (ja) * 2017-01-20 2020-04-22 富士フイルム株式会社 撮像レンズおよび撮像装置
JP6820878B2 (ja) * 2018-03-29 2021-01-27 富士フイルム株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
CN108227155B (zh) * 2018-04-12 2023-09-22 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 一种超星光级高清大像面定焦镜头
EP3816696A4 (en) * 2018-06-05 2022-03-02 Nittoh Inc. TELE-LENS SYSTEM AND IMAGING DEVICE

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2552861B2 (ja) * 1987-05-26 1996-11-13 オリンパス光学工業株式会社 変倍レンズ
JP3723641B2 (ja) * 1996-08-01 2005-12-07 ペンタックス株式会社 変倍光学系
JP4278127B2 (ja) * 2001-03-21 2009-06-10 フジノン株式会社 広角3群ズームレンズ
US6771430B2 (en) * 2001-09-28 2004-08-03 Nikon Corporation Zoom lens system
US6885506B2 (en) * 2003-02-05 2005-04-26 Pentax Corporation Wide-angle zoom lens system
JP4892892B2 (ja) * 2004-09-15 2012-03-07 株式会社ニコン 広角ズームレンズ
JP5433958B2 (ja) 2008-03-03 2014-03-05 株式会社ニコン ズームレンズ及びこれを備えた光学機器
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