JP5430130B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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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、銀塩フィルム用カメラ等の撮影系に好適なものである。
近年、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、そして銀塩フィルム用カメラ等の撮像装置には、高機能であると共に装置全体が小型であることが要望されている。
そして、それらに用いる撮影光学系には、広画角で全体が小型軽量のズームレンズであることが要望されている。
一方、固体撮像素子を用いた撮像装置においては、レンズ最後部と撮像素子との間にローパスフィルターや色補正フィルター等の各種の光学部材が配置される。
又、一眼レフカメラ等の撮像装置では、レンズ最終面と撮像素子との間にクイックリターンミラーが配置される。
この為、それらの撮像装置に用いるときは長いバックフォーカスを有するズームレンズであることが要求されている。
従来より広画角でバックフォーカスが長く、全系が小型のズームレンズとして、負の屈折力のレンズ群が先行する(最も物体側に位置する)所謂ネガティブリード型のズームレンズが知られている。ネガティブリード型のズームレンズとして、物体側より像側へ順に、負の屈折力のレンズ群と正の屈折力のレンズ群より成る2群ズームレンズが知られている(特許文献1、2)。
又、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第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レンズ群で構成される3群ズームレンズが知られている(特許文献3、4)。
又、物体側から像側へ順に、負、正、負、正の屈折力のレンズ群より成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行った4群ズームレンズが知られている(特許文献5、6)。
一方、ネガティブリード型のズームレンズにおいて、第1レンズ群は有効径が大きくなり、又高重量になる。このため第1レンズ群を負レンズ、負レンズ、正レンズで構成し、レンズの材料としてプラスチック材を適切に用いることによって第1レンズ群の小型化及び軽量化を図ったズームレンズが知られている(特許文献7〜10)。
特開平11−052235号公報 特開平06−273670号公報 特開2000−330024号公報 特開2003−177314号公報 特開2006−58584号公報 特開2001−42217号公報 特開2002−072091号公報 特開2005−037727号公報 特開2006−276897号公報 特開2007−156043号公報
負の屈折力のレンズ群が先行するネガティブリード型のズームレンズは、広画角化が容易で、又長いバックフォーカスを確保するのが容易である。
しかしながらネガティブリード型のズームレンズは、レンズ系全体が非対称となるため、諸収差、特に軸外収差の発生が多くなる。
又、ネガティブリード型のズームレンズにおいては、第1レンズ群が大型化し(有効径が増大し)、又、第1レンズ群が高重量になってくる。
第1レンズ群を小型軽量にするためには第1レンズ群内に非球面レンズを用い、かつレンズ枚数を少なくすることが有効である。
特にプラスチック材より成る非球面レンズは、比較的容易に作成することができ、かつ、軽量なため、第1レンズ群のレンズに用いると、小型化、軽量化が容易になる。
しかしながら第1レンズ群にプラスチック材より成る非球面レンズを用いても、その屈折力やレンズ形状等が不適切であると、全系の小型化を図りつつ、広画角で全ズーム範囲において、高い光学性能を得るのが困難になる。
本発明は、広画角で長いバックフォーカスが容易に得られ、全ズーム領域で高い光学性能を有した小型のズームレンズの提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群を有し、広角端に比べ望遠端において、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群間隔が減少するズームレンズであって、
前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第11レンズ、プラスチック材より成り、非球面形状のレンズ面を含む負の屈折力の第12レンズ、正の屈折力の第13レンズより成り、前記プラスチックの屈折率とアッベ数を各々Nd、νd、前記第12レンズの焦点距離をfn、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
Nd−2.03+0.008・νd<0
Nd−1.97+0.0083・νd≧0.267
1.55<Nd<1.65
0.5<fn/f1<2
なる条件を満足することを特徴としている。
本発明によれば、広画角で長いバックフォーカスが容易に得られ、全ズーム領域で高い光学性能を有した小型のズームレンズが得られる。
以下に、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群を有している。
そしてズーミングに際しては広角端に比べ望遠端において、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が減少する。
第1レンズ群は、物体側から像側へ順に負の第11レンズ、プラスチック材より成り、非球面形状のレンズ面を含む負の第12レンズ、正の第13レンズより成っている。
図1は本発明の実施例1のズームレンズの広角端(短焦点距離端)におけるレンズ断面図である。
図2(A)、(B)はそれぞれ実施例1のズームレンズの広角端,望遠端(長焦点距離端)における物体距離無限遠に合焦したときの収差図である。
図3は本発明の実施例2のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。
図4(A)、(B)はそれぞれ実施例2のズームレンズの広角端,望遠端における物体距離無限遠に合焦したときの収差図である。
図5は本発明の実施例3のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。
図6(A)、(B)はそれぞれ実施例3のズームレンズの広角端,望遠端における物体距離無限遠に合焦したときの収差図である。
図7は本発明の実施例4のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。
図8(A)、(B)はそれぞれ実施例4のズームレンズの広角端,望遠端における物体距離無限遠に合焦したときの収差図である。
図9は本発明の実施例5のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。
図10(A)、(B)はそれぞれ実施例5のズームレンズの広角端,望遠端における物体距離無限遠に合焦したときの収差図である。
図11は、本発明のズームレンズを備える一眼レフカメラ(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そして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系(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るときは左方がスクリーン面側、右方が被投射画像側に相当する。レンズ断面図において、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は開口絞りである。FPはフレアカット絞りである。
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影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、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。
矢印は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方向を示している。
収差図において、d,gは各々d線,g線である。S.Cは正弦条件である。ΔM,ΔSはd線でのメリディオナル像面,サジタル像面である。倍率色収差はg線によって表している。FNOはFナンバー、Yは像高である。
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。
図1、図3、図7の実施例1、2、4のレンズ断面図において、L1は負の屈折力(光学的パワー=焦点距離の逆数)の第1レンズ群、L2は正の屈折力の第2レンズ群である。
実施例1、2、4のズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーム位置へのズーミングに際して、第1レンズ群L1が像側に凸状の軌跡で略往復移動している。第2レンズ群L2は物体側に移動している。
このとき各レンズ群は広角端に比べ望遠端での第1レンズ群L1と第2レンズ群L2との間隔が小さくなるように移動している。
実施例1、2、4のズームレンズは、第2レンズ群L2の移動により主な変倍を行い、第1レンズ群L1の往復移動によって変倍に伴う像点の移動を補正している。
開口絞りSPは第2レンズ群L2と一体に移動している。フレアカット絞りFPは物体側へ独立に移動している。
第2レンズ群L2は物体側より像側へ順に正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズより構成している。
図5の実施例3において、L1は負の屈折力の第1レンズ群、L2は正の屈折力を有する第2レンズ群、L3は負の屈折力を有する第3レンズ群である。
広角端から望遠端へのズーム位置へのズーミングに際して、第1レンズ群L1が像側に凸状の軌跡で移動し、第2レンズ群L2が物体側に移動している。第3レンズ群L3は不動である。
このとき各レンズ群は広角端に比べ望遠端での第1レンズ群L1と第2レンズ群L2との間隔が小さくなるように移動している。
実施例3のズームレンズは、第2レンズ群L2の移動により主な変倍を行い、第1レンズ群L1の往復移動によって変倍に伴う像点の移動を補正している。
開口絞りSPは第2レンズ群L2と一体に移動している。フレアカット絞りFPは物体側へ独立に移動している。
第2レンズ群L2は物体側より像側へ順に正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズより構成している。
第3レンズ群L3は負レンズ、正レンズより構成している。
図9の実施例5において、L1は負の屈折力の第1レンズ群、L2は正の屈折力の第2レンズ群、L3は負の屈折力の第3レンズ群、L4は正の屈折力の第4レンズ群である。
広角端から望遠端へのズーミングに際して各レンズ群L1〜L4の間隔が変化するように各レンズ群L1〜L4が矢印の如く光軸上を移動する。
具体的には、広角端に比べて望遠端での各レンズ群の間隔変化は次のとおりである。即ち第1レンズ群L1と第2レンズ群L2との空気間隔が小さく、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3との空気間隔が大きく、該第3レンズ群L3と第4レンズ群L4との空気間隔が小さくなる。
第1レンズ群L1は像側に凸状の軌跡で移動する。第2〜第4レンズ群L2〜L4は物体側へ移動する。
開口絞りSPはズーミングに際して第2レンズ群L2と一体的に移動している。
第2レンズ群L2は正レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズより構成している。第3レンズ群L3は負レンズと正レンズとを接合した接合レンズより構成している。第4レンズ群L4は負レンズと正レンズより構成している。
尚、各実施例において最も物体側のレンズ群の物体側又は最も像側のレンズ群の像側の少なくとも一方にコンバーターレンズやアフォーカルレンズ群が着脱可能に配置される場合がある。
各実施例のズームレンズでは、物体側から像側へ順に負の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2を有するように構成している。
これにより、十分な長さのバックフォーカスを確保しつつ、広い画角のズームレンズを得ている。
また、ズーミングに際して第1レンズ群と第2レンズ群を各々独立して移動させることで、ズーミングに伴う諸収差の変動を抑えている。
また、ズーミングに際して第1レンズ群L1を非線形に移動させることで変倍に伴う像面変動を補正している。
各実施例のズームレンズは、第1レンズ群L1を物体側から像側へ順に、負の第11レンズ、負の第12レンズ、正の第13レンズで構成し、第12レンズをプラスチック材より成り、非球面形状の面を有する非球面レンズより構成している。
プラスチック材(プラスチック)の屈折率とアッベ数を各々Nd、νd、第12レンズの焦点距離をfn、第1レンズ群L1の焦点距離をf1とする。このとき、
Nd − 2.03 + 0.008・νd < 0 ・・・(1)
Nd − 1.97 + 0.0083・νd ≧0.267 ・・・(2)
1.55 < Nd < 1.65 ・・・(3)
0.5 < fn/f1 < 2 ・・・(4)
なる条件を満足している。
一般にネガティブリード型のズームレンズは、第1レンズ群L1のレンズ有効径が他のレンズ群のレンズ有効径に対して大きくなる。このため、全系の重さに対する第1レンズ群L1の重さの占める割合が大きい。
高画質を維持しつつ軽量化と小型化を図るためには第1レンズ群L1のレンズ構成、及び第1レンズ群L1を構成する各レンズのレンズ材料の選定が重要である。
プラスチックは通常の硝子に比べ硬度が低いので、プラスチック材より成るレンズは、最も物体側へ配置することは良くない。一方で第1レンズ群L1で発生した軸外収差を補正するためには非球面を出来る限り物体側に配置した方が良い。
そこで各実施例では、第1レンズ群L1のうち第12レンズをプラスチック材で非球面を有するレンズとし、第11レンズ及び第13レンズを硝子より成るレンズより構成している。
プラスチックには、線膨張係数、吸水率、屈折率の温度依存性が良好な光学用の複合材料を用いている。例えば、特開2007−126636号公報に開示している複合材料等が好適である。
各実施例では条件式(1)〜(4)を満足することによって、第1レンズ群の小型軽量化を図りつつ、良好な光学性能を得ている。
次に、条件式(1)〜(4)の技術的意味について説明する。
条件式(1)と条件式(2)は第12レンズのプラスチックの材料を規定したものである。
条件式(1)は、アッベ数と屈折率の関係を規定するものであり、条件式(1)の上限値を超えると材質の比重が大きくなり、第12レンズが重くなる傾向にあるので良くない。
条件式(2)は、アッベ数と屈折率の関係を規定するものであり、条件式(2)の下限値を越えるとペッツバール和が負の方向へ増大し、像面特性が悪化するので良くない。
条件式(3)は、第12レンズの材料の屈折率を規定したものであり、軽量化と高性能化を図るためのものである。
条件式(3)の下限値を越えてプラスチックの屈折率が低くなり過ぎるとペッツバール和が負の方向へ増大し、像面特性が悪化するので良くない。
また、上限値を越えてプラスチックレンズの屈折率が高くなり過ぎると比重が大きくなり、第12レンズが重くなる傾向にあるので良くない。
条件式(4)は、プラスチック材より成り非球面を含む第12レンズの焦点距離と第1レンズ群L1の焦点距離との比に関し、主に第1レンズ群L1の小型化と高性能化を図るためのものである。
条件式(4)の下限値を超えて第12レンズの屈折力が強くなり過ぎると、ペッツバール和が負の方向へ増大し、像面特性が悪化するので良くない。また、第1レンズ群L1の最も物体側の負の第11レンズの屈折力が弱くなりレンズ径が増大するので良くない。
上限値を越えて第12レンズの屈折力が弱くなり過ぎると第1レンズ群L1の最も物体側の負の第11レンズの屈折力が強くなり、歪曲収差、コマ収差が補正困難となるので良くない。
各実施例において更に好ましくは条件式(1),(3),(4)の数値を次の如く設定するのが良い。
Nd − 2.03 + 0.008・νd < −0.01 ・・・(1a)

1.55 < Nd < 1.63 ・・・(3a)
0.8 < fn/f1 < 1.7 ・・・(4a)
各実施例では、以上のようにレンズ群を適切な屈折力配置に設定すると共に、特に第1レンズ群L1内のレンズ構成と屈折力配置等を適切に設定している。
これにより、焦点距離に対して十分な長さのバックフォーカスを確保した小型かつ軽量かつ高性能なズームレンズを実現している。
以上のように各実施例によれば、良好なる光学性能を有し広画角のズームレンズが得られる。
尚、本発明において更に好ましくは次の諸条件のうちの1つを満足するのが良い。それによれば各条件式に対応した効果が得られる。
第12レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Rp1、Rp2とする。なお、非球面の曲率半径については、非球面の近軸曲率半径とする。
第2レンズ群L2の焦点距離をf2とする。広角端における全系の焦点距離をfwとする。
第11レンズと第12レンズの材料の平均屈折率をNn、第13レンズの材料の屈折率をNpとする。
このとき
0.2<(Rp1−Rp2)/(Rp1+Rp2)<3.0 ・・・(5)
0.4< | fw/f1 | <1.0 ・・・(6)
0.4< fw/f2 <1.1 ・・・(7)
0.06< Np − Nn <0.25 ・・・(8)
なる条件のうち1以上を満足するのが良い。
次に、上記条件式(5)〜(8)の技術的意味について説明する。
条件式(5)は第12レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を規定したものである。
主に、高性能化と製造のし易さを図るためのレンズ形状を設定したものである。条件式(5)の下限値を越えると物体側のレンズ面が物体側へ凸面形状となり、負のメニスカス形状が強くなりすぎるとプラスチック材を用いても非球面形状の加工が困難となるため好ましくない。
条件式(5)の上限値を超えると物体側のレンズ面が物体側へ凹面形状となり過ぎる。そうすると、特に広角端における歪曲収差とコマ収差の補正が困難となるので好ましくない。
条件式(6)は第1レンズ群と広角端における全系の焦点距離の比に関し、主に全系の小型化を図りつつ歪曲収差を補正するためのものである。
条件式(6)の下限値を超えて第1レンズ群L1の屈折力が弱くなり過ぎると、全系の中で最もレンズ径が大きい第1レンズ群のレンズ径が増大するので良くない。また、上限値を超えて第1レンズ群L1の屈折力が強くなり過ぎると、第1レンズ群L1で発生する負の歪曲収差が大きくなり過ぎて、これを補正するのが困難となるため好ましくない。
条件式(7)は第2レンズ群L2と広角端における全系の焦点距離の比に関し、主に全系の小型化を図りつつ高性能化を図るためのものである。
条件式(7)の下限値を越えて第2レンズ群L2の屈折力が弱くなり過ぎると、ズーミング(変倍)の際の第2レンズ群L2の移動量が増大するので好ましくない。また、十分なバックフォーカスの確保が困難となるので好ましくない。
また、上限値を越えると第2レンズ群L2の屈折力が強くなり過ぎて特に望遠端において球面収差が補正不足となるため好ましくない。
条件式(8)は、第1レンズ群L1中の負の第11レンズと負の第12レンズの材料の平均屈折率と正の第13レンズの材料の屈折率の差分であり、主に像面特性と倍率色収差を良好に補正するためのものである。
条件式(8)の下限値を越えると正の第13レンズの材料の屈折率が低くなり、一般的な硝材では低分散になり過ぎて特に広角端において倍率色収差の補正が困難となるので好ましくない。
また、上限値を越えて負の第11レンズと負の第12レンズの材料の屈折率が低くなり過ぎると、ぺッツバール和が負の方向に増大しすぎて特に像面がオーバーとなるため好ましくない。
各実施例において更に好ましくは条件式(5)〜(8)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.3<(Rp1−Rp2)/(Rp1+Rp2)<2.0 ・・・(5a)
0.50< | fw/f1 | <0.85 ・・・(6a)
0.55< fw/f2 <0.90 ・・・(7a)
0.08< Np − Nn <0.22 ・・・(8a)
尚、各実施例において、第1レンズ群L1は、光軸上移動してフォーカシングを行うレンズ群とするのが良い。
無限遠物体から至近物体にかけてのフォーカシングは第1レンズ群L1を物体側へ光軸上に沿って移動させている。第1レンズ群L1でフォーカシングを行うことで、フォーカスのメカ機構の簡素化を図っている。また、第1レンズ群L1の負の第12レンズに硝子より比重の小さいプラスチックを用いて第1レンズ群L1の軽量化を図っているので、フォーカシングの際に第1レンズ群L1を移動させるためのモーターへの負荷を軽減している。
第12レンズの少なくとも一方の面には、平均ピッチが使用波長以下、例えば可視光であれば400nm以下の反射防止機能を有する微細凹凸構造体を形成するのが良い。
ここで微細凹凸構造体としては、例えば特開平09−202649号公報や特開2006−010831号公報等で開示されているものが適用できる。
フレアやゴーストの防止のためにはコーティング(薄膜)をする必要があるが、プラスチック材より成るレンズのコーティングは、耐環境特性が硝子よりも良くない。また、製造が難しい。
そこで、従来より知られている微細凹凸構造体を施すと、耐環境特性が改善され、又、反射防止効果の改善が得られるので好ましい。
各実施例において第1レンズ群L1を負の第11レンズ、負の第12レンズ、正の第13レンズの3枚構成として、第12レンズにプラスチック材を用いている。
一般的にはレンズ面に微細周期構造を施した場合、レンズ面に触れることは出来ない。
本実施例によれば、量産工程においても第1レンズ群L1を組立てた後にプラスチック材より成る第12レンズのレンズ面に手が触れることもなく、また、密閉されているのでゴミが付着し難いので好ましい。
以下に、実施例1〜5に各々対応する数値実施例1〜5を示す。各数値実施例において、iは物体側からの面の順番を示し、Riは各面の曲率半径である。Diは第i面と第i面+1面との間の部材肉厚又は空気間隔である。
Ni、νiはそれぞれd線に対する屈折率、アッベ数を示す。非球面形状は光軸からの高さhの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてXとするとき、
で表わされる。但し、Rは近軸曲率半径、A,B,C,D,E,Fは非球面係数である。
又、「e−X」は「×10−X」を意味している。fは焦点距離、FnoはFナンバー、ωは半画角を表わす。又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。
数値実施例 1

f=18.72〜32.67〜53.14 Fno= 3.47〜4.44〜5.88 2ω=72.2〜45.4〜28.8

R 1 = 33.339 D 1 = 1.50 N 1 = 1.622992 ν 1 = 58.2
R 2 = 16.771 D 2 = 6.42
R 3 = 114.339 D 3 = 2.10 N 2 = 1.620000 ν 2 = 48.0
* R 4 = 15.296 D 4 = 5.49
R 5 = 23.448 D 5 = 3.20 N 3 = 1.728250 ν 3 = 28.5
R 6 = 55.585 D 6 = 可変
R 7 = 27.384 D 7 = 2.30 N 4 = 1.570989 ν 4 = 50.8
R 8 = -550.424 D 8 = 1.09
R 9 = 絞り D 9 = 2.50
R10 = 21.586 D10 = 3.60 N 5 = 1.570989 ν 5 = 50.8
R11 = -48.319 D11 = 0.27
R12 = -32.365 D12 = 8.46 N 6 = 1.740769 ν 6 = 27.8
R13 = 18.054 D13 = 0.74
R14 = 58.094 D14 = 2.70 N 7 = 1.581439 ν 7 = 40.8
R15 = -23.519 D15 = 可変
R16 = ∞

\焦点距離 18.72 32.67 53.14
可変間隔\
D 6 35.51 13.16 1.60
D15 0.00 5.35 13.20


非球面係数

4面 : A= 0.00000e+00 B=-2.30054e-05 C=-1.07741e-07 D=1.85961e-10
E=-2.83514e-12 F= 0.00000e+00

各群の焦点距離
L1 -32.57
L2 -31.05

数値実施例 2

f=18.65〜32.71〜53.36 Fno=3.49〜4.44〜5.88 2ω=72.4〜45.3〜28.7

R 1 = 34.860 D 1 = 1.50 N 1 = 1.696797 ν 1 = 55.5
R 2 = 17.340 D 2 = 6.52
R 3 = 90.507 D 3 = 1.20 N 2 = 1.580000 ν 2 = 49.0
* R 4 = 15.693 D 4 = 5.60
R 5 = 23.402 D 5 = 3.20 N 3 = 1.755199 ν 3 = 27.5
R 6 = 46.615 D 6 = 可変
R 7 = 26.177 D 7 = 2.30 N 4 = 1.570989 ν 4 = 50.8
R 8 = 1173.627 D 8 = 1.09
R 9 = 絞り D 9 = 2.50
R10 = 22.003 D10 = 3.60 N 5 = 1.570989 ν 5 = 50.8
R11 = -50.055 D11 = 0.27
R12 = -33.363 D12 = 8.46 N 6 = 1.740769 ν 6 = 27.8
R13 = 17.878 D13 = 0.68
R14 = 43.918 D14 = 2.70 N 7 = 1.581439 ν 7 = 40.8
R15 = -25.006 D15 = 可変
R16 = ∞


\焦点距離 18.65 32.71 53.36
可変間隔\
D 6 35.92 12.97 1.20
D15 0.00 5.35 13.20


非球面係数

4面 : A= 0.00000e+00 B=-2.00487e-05 C=-8.64259e-08 D=1.23905e-10
E=-2.38767e-12 F= 0.00000e+00

各群の焦点距離
L1 -32.11
L2 -31.00

数値実施例 3

f=18.60〜32.61〜53.18 Fno=3.65〜4.54〜5.88 2ω=72.6〜45.5〜28.8

R 1 = 30.689 D 1 = 1.50 N 1 = 1.712995 ν 1 = 53.9
R 2 = 14.816 D 2 = 7.04
* R 3 = 65.774 D 3 = 2.00 N 2 = 1.600000 ν 2 = 48.0
* R 4 = 16.529 D 4 = 3.19
R 5 = 20.857 D 5 = 3.30 N 3 = 1.846660 ν 3 = 23.9
R 6 = 34.676 D 6 = 可変
R 7 = 38.803 D 7 = 2.30 N 4 = 1.517417 ν 4 = 52.4
R 8 = -76.071 D 8 = 0.80
R 9 = 絞り D 9 = 0.69
R10 = 17.832 D10 = 3.00 N 5 = 1.571351 ν 5 = 53.0
R11 = -235.971 D11 = 0.42
R12 = -43.579 D12 = 6.95 N 6 = 1.717362 ν 6 = 29.5
R13 = 16.690 D13 = 0.76
R14 = 31.649 D14 = 2.60 N 7 = 1.568832 ν 7 = 56.4
R15 = -22.518 D15 = 可変
R16 = ∞ D16 = 可変
R17 = -27.137 D17 = 1.00 N 8 = 1.603112 ν 8 = 60.6
R18 = 38.796 D18 = 0.50
R19 = 168.825 D19 = 3.30 N 9 = 1.622992 ν 9 = 58.2
R20 = -22.295


\焦点距離 18.60 32.61 53.18
可変間隔\
D 6 34.55 12.64 1.39
D15 0.00 6.50 16.04
D16 1.80 5.67 11.35


非球面係数

3面 : A= 0.00000e+00 B=-7.12756e-06 C=-8.14594e-08 D=8.25107e-10
E=-1.72829e-12 F= 0.00000e+00

4面 : A= 0.00000e+00 B=-3.08638e-05 C=-1.98356e-07 D=1.37381e-09
E=-5.19629e-12 F= 0.00000e+00

各群の焦点距離
L1 -29.37
L2 26.49
L3 -296.63

数値実施例 4
f=18.70〜33.41〜55.00 Fno=3.47〜4.43〜5.88 2ω=72.3〜44.5〜27.9

R 1 = 51.390 D 1 = 1.50 N 1 = 1.696797 ν 1 = 55.5
R 2 = 16.606 D 2 = 5.32
* R 3 = 37.640 D 3 = 1.80 N 2 = 1.560000 ν 2 = 52.0
* R 4 = 16.174 D 4 = 4.91
R 5 = 22.235 D 5 = 3.60 N 3 = 1.717362 ν 3 = 29.5
R 6 = 41.918 D 6 = 可変
* R 7 = 19.563 D 7 = 2.60 N 4 = 1.603112 ν 4 = 60.6
R 8 = 151.940 D 8 = 2.46
R 9 = 絞り D 9 = 2.50
R10 = 21.110 D10 = 3.60 N 5 = 1.563839 ν 5 = 60.7
R11 = -49.770 D11 = 0.27
R12 = -29.285 D12 = 4.00 N 6 = 1.834000 ν 6 = 37.2
R13 = 17.566 D13 = 1.42
R14 = 41.544 D14 = 2.70 N 7 = 1.589130 ν 7 = 61.1
R15 = -22.611 D15 = 可変
R16 = ∞

\焦点距離 18.70 33.41 55.00
可変間隔\
D 6 38.48 13.47 0.99
D15 0.00 3.30 8.15


非球面係数

3面 : A= 0.00000e+00 B=-3.46668e-06 C=2.67815e-08 D=0.00000e+00
E= 6.01345e-13 F= 0.00000e+00

4面 : A= 0.00000e+00 B=-2.27695e-05 C=-1.46388e-07 D=8.23971e-10
E=-3.15725e-12 F= 0.00000e+00

7面 : A= 0.00000e+00 B=-1.44276e-06 C=7.10991e-09 D=0.00000e+00
E= 0.00000e+00 F= 0.00000e+00

各群の焦点距離
L1 -33.56
L2 -31.65

数値実施例 5

f=18.56〜35.01〜53.40 Fno=3.63〜4.62〜5.86 2ω=72.6〜42.6〜28.6

R 1 = 50.000 D 1 = 1.50 N 1 = 1.712995 ν 1 = 53.9
R 2 = 13.983 D 2 = 5.50
R 3 = -130.422 D 3 = 1.20 N 2 = 1.580000 ν 2 = 52.0
* R 4 = 26.854 D 4 = 0.15
R 5 = 20.407 D 5 = 3.10 N 3 = 1.846660 ν 3 = 23.9
R 6 = 43.180 D 6 = 可変
R 7 = 111.324 D 7 = 1.70 N 4 = 1.517417 ν 4 = 52.4
R 8 = -40.621 D 8 = 0.60
R 9 = 絞り D 9 = 5.52
R10 = 16.735 D10 = 0.80 N 5 = 1.846660 ν 5 = 23.9
R11 = 11.736 D11 = 4.50 N 6 = 1.487490 ν 6 = 70.2
R12 = -51.155 D12 = 可変
R13 = -30.994 D13 = 0.75 N 7 = 1.625882 ν 7 = 35.7
R14 = 10.339 D14 = 2.60 N 8 = 1.740769 ν 8 = 27.8
R15 = 34.587 D15 = 可変
R16 = -39.730 D16 = 1.47 N 9 = 1.583060 ν 9 = 30.2
* R17 = -62.630 D17 = 0.09
R18 = -254.157 D18 = 3.40 N10 = 1.516330 ν10 = 64.1
R19 = -18.291

\焦点距離 18.56 35.01 53.40
可変間隔\
D 6 30.32 9.95 2.84
D12 2.56 6.68 9.66
D15 9.43 5.31 2.32


非球面係数

4面 : A= 0.00000e+00 B=-3.62754e-06 C=6.47274e-08 D=-1.39220e-09
E= 6.95422e-12 F= 0.00000e+00

17面 : A= 0.00000e+00 B= 3.46999e-05 C=3.58952e-07 D=-5.44200e-09
E= 3.00264e-11 F= 4.77554e-14

各群の焦点距離
L1 -24.18
L2 23.21
L3 -32.38
L4 45.89

次に、本発明のズームレンズ(光学系)を用いた一眼レフカメラシステムの実施形態を図11を用いて説明する。図11において、10は一眼レフカメラ本体、11は本発明によるズームレンズを搭載した交換レンズである。
12は交換レンズ11を通して形成される被写体像を記録(受光)するフィルムや固体撮像素子などの記録手段、13は交換レンズ11からの被写体像を観察するファインダー光学系である。
14は交換レンズ11からの被写体像を記録手段12とファインダー光学系13に切り替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。
ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー14を介してピント板15に結像した被写体像をペンタプリズム16で正立像としたのち、接眼光学系17で拡大して観察する。
撮影時には、クイックリターンミラー14が矢印方向に回動して被写体像は記録手段12に結像して記録される。18はサブミラー、19は焦点検出装置である。
このように本発明のズームレンズを一眼レフカメラ交換レンズ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有した撮像装置が実現できる。
尚、本発明はクイックリターンミラーのないSLR(Single Lens Reflex)カメラにも同様に適用することができる。
以上のように各実施例によれば固体撮像素子を用いた撮影系に好適な、コンパクトで、優れた光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
実施例1のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 (A)実施例1のズームレンズの広角端における物体距離無限遠の時の収差図、(B)実施例1のズームレンズの望遠端における物体距離無限遠の時の収差図 実施例2のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 (A)実施例2のズームレンズの広角端における物体距離無限遠の時の収差図、(B)実施例2のズームレンズの望遠端における物体距離無限遠の時の収差図 実施例3のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 (A)実施例3のズームレンズの広角端における物体距離無限遠の時の収差図、(B)実施例3のズームレンズの望遠端における物体距離無限遠の時の収差図 実施例4のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 (A)実施例4のズームレンズの広角端における物体距離無限遠の時の収差図、(B)実施例4のズームレンズの望遠端における物体距離無限遠の時の収差図 実施例5のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 (A)実施例5のズームレンズの広角端における物体距離無限遠の時の収差図、(B)実施例5のズームレンズの望遠端における物体距離無限遠の時の収差図 本発明の撮像装置の実施例の要部概略図
符号の説明
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
SP 絞り
FP フレアカット絞り
IP 像面
d d線
g g線
ΔM d線のメリディオナル像面
ΔS d線のサジタル像面
S.C 正弦条件

Claims (10)

  1. 物体側より像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群を有し、広角端に比べ望遠端において、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群間隔が減少するズームレンズであって、
    前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第11レンズ、プラスチック材より成り、非球面形状のレンズ面を含む負の屈折力の第12レンズ、正の屈折力の第13レンズより成り、前記プラスチックの屈折率とアッベ数を各々Nd、νd、前記第12レンズの焦点距離をfn、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
    Nd−2.03+0.008・νd<0
    Nd−1.97+0.0083・νd≧0.267
    1.55<Nd<1.65
    0.5<fn/f1<2
    なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第12レンズの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Rp1、Rp2とするとき、
    0.2<(Rp1−Rp2)/(Rp1+Rp2)<3.0
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1のズームレンズ。
  3. 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とするとき、
    0.4<|fw/f1|<1.0
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1又は2のズームレンズ。
  4. 前記第2レンズ群の焦点距離をf2、広角端における全系の焦点距離をfwとするとき、
    0.4<fw/f2<1.1
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1、2又は3のズームレンズ。
  5. 前記第1レンズ群は、フォーカシングに際して光軸上を移動することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項のズームレンズ。
  6. 前記第12レンズの少なくとも一方のレンズ面には、平均ピッチが400nm以下の微細凹凸構造体が形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項のズームレンズ。
  7. 前記第11レンズと前記第12レンズの材料の平均屈折率をNn、前記第13レンズの材料の屈折率をNpとするとき、
    0.06<Np−Nn<0.25
    なる条件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項のズームレンズ。
  8. 前記第2レンズ群の像側にズーミングに際して他のレンズ群と独立に移動する負の屈折力の第3レンズ群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。
  9. 前記第2レンズ群の像側にズーミングに際して他のレンズ群と独立に移動する負の屈折力の第3レンズ群と、正の屈折力の第4レンズ群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。
  10. 請求項1乃至9のいずれか1項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固体撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
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