JP5455551B2 - 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
ZR=(β3T×β4T×…×βkT)/(β3W×β4W×…×βkW)
とするとき、
−2.0<β2T<−0.85
ZR>2.0
2.53≦β5T<4.5
なる条件式を満足することを特徴としている。
ZR=(β3T×β4T×…×βkT)/(β3W×β4W×…×βkW)
とする。このとき、
−2.0<β2T<−0.85 ‥‥‥(1)
ZR>2.0 ‥‥‥(2)
なる条件式を満足している。条件式(1)は望遠端における第2レンズ群L2の倍率(結像横倍率)に関する。条件式(1)の上限を超えるとズーミングに伴う第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔変化が増大し、望遠端における第1レンズ群L1の繰り出し量が大きくなりすぎて、メカ機構が複雑になってしまうため好ましくない。条件式(1)の下限を超えると第1レンズ群L1の屈折力が強くなりすぎ、特に望遠端において球面収差、コマ収差が増大し、これらの補正が困難となるので好ましくない。条件式(2)は第2レンズ群L2より像面側に存在するレンズ群による合成変倍比に関する。条件式(2)の下限を越えると、全系でのズーム比を大きくすることが困難となり、高ズーム比化が難しくなってしまう。また、さらに好ましくは条件式(1)、(2)の数値範囲を以下とするのが良い。
ZR>2.2 ‥‥‥(2a)
条件式(1a)、(2a)の効果は条件式(1)、(2)と同様である。条件式(2a)は更に好ましくは
3.20>ZR>2.22 ‥‥‥(2b)
とするのが良い。
Z2=β2T/β2W
とする。第iレンズ群の焦点距離をfi、広角端における全系の焦点距離をfwとする。広角端と望遠端における第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の空気間隔を各々D4W、D4Tとする。
2.53≦β5T<4.5 ‥‥‥(3)
Z2>4.0 ‥‥‥(4)
1.7<Z2/ZR<3.0 ‥‥‥(5)
f1/fw>3.2 ‥‥‥(6)
f2/fw<−0.65 ‥‥‥(7)
D4T/D4W<0.28 ‥‥‥(8)
0.10<f4/f3<0.64 ‥‥‥(9)
なる条件式のうち1以上を満足するのが良い。条件式(3)は第5レンズ群L5の結像横倍率に関する。条件式(3)の下限を越えて結像横倍率β5Tが小さくなると、望遠端において第5レンズ群L5のフォーカス敏感度が小さくなりすぎて、フォーカスに必要な移動量が大きくなりすぎる。このため、近距離物体までのフォーカスが困難となってしまう。また、上限を超えると、第5レンズ群L5の屈折力が大きくなりすぎ、諸収差の補正が著しく困難になってくる。さらに好ましくは条件式(3)の数値範囲を以下とするのが良い。
条件式(3a)の効果は条件式(3)と同様である。条件式(4)は第2レンズ群L2の変倍比に関する。条件式(4)の下限を越えると、高ズーム比化が困難となる。また、さらに好ましくは条件式(4)を以下とするのが良い。
条件式(4a)の効果は条件式(4)と同様である。更に好ましくは
7.00>Z2>4.41 ‥‥‥(4b)
とするのが良い。条件式(5)は第2レンズ群L2と後続レンズ群の変倍比分担に関する。条件式(5)の上限を超えると、第2レンズ群L2の変倍比分担が大となりすぎて第2レンズ群L2における収差変動を補正することが困難となる。下限を越えると、後続レンズ群による変倍比分担が大となりすぎるため、第2レンズ群L2以外で発生する収差が大きくなり、これらの補正が困難となる。更に好ましくは条件式(5)の数値範囲は以下とするのが良い。
条件式(6)式は第1レンズ群L1の屈折力に関する。条件式(6)の下限を越えると第1レンズ群L1の屈折力が強くなりすぎ、特に望遠端において球面収差やコマ収差が増大し、これらの補正が困難になってくる。また、さらに好ましくは条件式(6)の数値を以下とするのが良い。
条件式(6a)の効果は条件式(6)と同様である。更に好ましくは条件式(6a)を以下とするのが良い。
条件式(7)は第2レンズ群L2の屈折力に関する。条件式(7)の下限を越えると第2レンズ群L2の屈折力が強くなりすぎ、ズーミングに伴う諸収差の変動が大となり、好ましくない。また、さらに好ましくは条件式(7)の数値を以下とするのが良い。
条件式(7a)の効果は条件式(7)と同様である。更に好ましくは条件式(7a)を以下とするのが良い。
条件式(8)は変倍における第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の間隔の変化に関する。条件式(8)の上限を超えると後続レンズ群で十分な変倍比を得ることが出来ないため、好ましくない。更に好ましくは条件式(8)の数値を以下とするのが良い。
条件式(9)は第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の屈折力の比に関する。条件式(9)の上限を超えると第4レンズ群L4の屈折力が小さくなりすぎ、レトロフォーカスタイプの傾向が弱まってしまう。この結果、広角端においてバックフォーカスを長くすることや諸収差の補正が困難となり、好ましくない。また、下限を越えると望遠端で全系をテレフォトタイプにするために第1レンズ群L1の移動量を増大したり、また第1レンズ群L1の屈折力を増大しなければならないので好ましくない。また、さらに好ましくは条件式(9)の数値範囲を以下とするのが良い。
条件式(9a)の効果は条件式(9)と同様である。以上のように各実施例によれば、高ズーム比で広角域を含み、全ズーム範囲、全物体距離範囲において良好な光学性能を有する小型のズームレンズが得られる。この他、各実施例においては、第1レンズ群L1は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと正レンズを接合した貼り合わせレンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズを有している。これにより、コマ収差や望遠端における球面収差等を良好に補正している。第2レンズ群L2は物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ、両レンズ面が凹形状の負レンズ、両レンズ面が凸形状の正レンズを有している。これにより、全ズーム範囲において収差変動を少なくして、良好な光学性能を達成している。また、第2レンズ群L2は少なくとも1面が非球面形状より成る非球面レンズを有していることが望ましい。これによれば、広角端における像面湾曲の補正が容易となる。特に、第2レンズ群L2の最も物体側のレンズ面を非球面形状にするとより望ましい。
X=(H2/R)/[1+{1−(1+K)(H/R)2}1/2]+A2・H2+A
4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10
で表わされる。なお、各非球面係数における「E±XX」は「×10± XX 」を意味している。また、各数値実施例における上述した条件式との対応を表1に示す。表2に各数値実施例における各レンズ群の焦点距離を示す。
広角 中間 望遠
焦点距離 18.63 62.47 271.55
Fナンバー 3.10 4.85 5.88
半画角(度) 36.25 12.33 2.88
d 5 0.38 26.46 58.50
d13 34.08 16.25 1.76
d22 9.70 3.15 1.14
面データ
面番号 r d nd νd
1 126.641 1.35 1.74950 35.3
2 58.919 8.72 1.49700 81.5
3 -356.314 0.08
4 54.866 5.32 1.49700 81.5
5 277.257 (可変)
6* 65.890 1.33 1.77250 49.6
7 15.628 7.54
8 -38.780 0.98 1.81600 46.6
9 108.366 0.15
10 29.465 4.79 1.84666 23.9
11 -55.763 1.16
12 -30.342 0.97 1.77250 49.6
13 73.952 (可変)
14(絞り) ∞ 0.66
15 30.615 2.86 1.48749 70.2
16* 228.864 0.08
17 25.006 1.41 1.80809 22.8
18 17.418 5.10 1.48749 70.2
19 -72.689 1.10
20* -80.758 1.66 1.75562 51.3
21 14.380 3.78 1.74950 35.3
22 53.947 (可変)
23* 40.952 4.45 1.60300 65.4
24 -31.103 0.26
25 60.716 5.06 1.49700 81.5
26 -21.561 2.07 1.84666 23.9
27 -44.374 0.45
28 405.087 2.44 1.92286 18.9
29 -58.212 1.32 1.88300 40.8
30 28.655
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.85222e-008 A 6= 6.36381e-009 A 8=-2.73075e-011 A10=
5.61055e-014
第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.51665e-005 A 6=-2.49724e-009 A 8= 1.76128e-010 A10=
-6.89658e-013
第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.59751e-006 A 6=-1.85615e-008 A 8= 2.00223e-010 A10=
-7.17867e-013
第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.82328e-005 A 6= 1.65842e-008 A 8= 1.59532e-011 A10=
-1.19232e-013
広角 中間 望遠
焦点距離 18.01 57.48 260.00
Fナンバー 3.32 5.08 5.88
半画角(度) 37.19 13.37 3.01
d 5 0.38 19.26 46.57
d13 32.66 14.87 1.98
d22 7.83 3.77 1.65
d27 2.52 3.36 0.45
面データ
面番号 r d nd νd
1 88.041 1.35 2.00330 28.3
2 55.215 9.96 1.49700 81.5
3 -508.198 0.08
4 48.889 5.21 1.60300 65.4
5 206.674 (可変)
6* 83.941 1.33 1.77250 49.6
7 15.573 8.03
8 -38.816 0.98 1.81600 46.6
9 58.359 0.15
10 30.783 5.45 1.84666 23.9
11 -41.568 1.14
12 -26.930 0.97 1.77250 49.6
13 100.170 (可変)
14(絞り) ∞ 0.66
15 25.541 3.15 1.48749 70.2
16* -3012.970 0.10
17 35.087 1.47 1.84666 23.9
18 22.820 3.80 1.49700 81.5
19 -118.718 1.61
20* -40.715 1.66 1.77250 49.6
21 14.139 4.65 1.74950 35.3
22 199.733 (可変)
23* 55.299 4.54 1.60300 65.4
24 -30.787 0.96
25 44.500 5.47 1.48749 70.2
26 -18.750 1.76 1.84666 23.9
27 -38.586 (可変)
28 378.207 2.19 1.92286 18.9
29 -68.510 1.27 1.88300 40.8
30 31.634
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.23962e-007 A 6= 4.07860e-009 A 8=-2.28206e-011 A10=
4.08809e-014
第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.38369e-005 A 6=-1.32457e-008 A 8= 4.90002e-010 A10=
-2.23123e-012
第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.96644e-006 A 6=-4.11960e-008 A 8= 5.14339e-010 A10=
-1.83818e-012
第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.38115e-005 A 6= 3.73660e-008 A 8=-4.30926e-011 A10=
1.79388e-013
広角 中間 望遠
焦点距離 18.64 53.91 271.53
Fナンバー 3.38 4.83 5.88
半画角(度) 36.24 14.22 2.88
d 5 0.38 24.88 58.67
d13 38.80 20.94 2.22
d22 8.30 4.35 1.17
d27 0.44 1.80 0.55
d30 3.89 30.92 51.39
面データ
面番号 r d nd νd
1 120.744 1.35 1.74950 35.3
2 58.787 8.47 1.49700 81.5
3 -351.293 0.08
4 56.465 5.35 1.49700 81.5
5 304.464 (可変)
6* 171.064 1.33 1.77250 49.6
7 17.627 7.19
8 -58.477 0.98 1.77250 49.6
9 102.821 0.15
10 27.251 4.85 1.84666 23.9
11 -162.186 0.85
12 -64.955 0.97 1.77250 49.6
13 42.113 (可変)
14(絞り) ∞ 0.66
15 25.377 2.39 1.48749 70.2
16* 61.889 0.10
17 29.492 1.43 1.84666 23.9
18 21.258 4.04 1.51633 64.1
19 -64.743 1.44
20* -37.299 1.66 1.59021 65.9
21 23.037 2.13 1.74950 35.3
22 44.101 (可変)
23* 40.145 4.43 1.60300 65.4
24 -27.966 0.27
25 80.573 4.68 1.49700 81.5
26 -21.423 1.67 1.84666 23.9
27 -46.218 (可変)
28 -216.102 2.14 1.90933 19.6
29 -50.235 1.24 1.81600 46.6
30 29.372 (可変)
31 -10952.216 3.00 1.48749 70.2
32 -60.605
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.94197e-007 A 6= 4.85327e-009 A 8=-1.66645e-011 A10=
1.50163e-014
第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.39928e-005 A 6=-1.72084e-009 A 8= 4.87058e-010 A10=
-2.19495e-012
第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.97550e-006 A 6=-1.37873e-008 A 8= 2.14476e-010 A10=
-9.73716e-013
第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.19370e-005 A 6= 1.08104e-008 A 8= 1.45068e-010 A10=
-8.03880e-013
広角 中間 望遠
焦点距離 16.55 56.69 242.48
Fナンバー 3.09 4.81 5.88
半画角(度) 39.54 13.55 3.22
d 5 0.38 27.21 58.52
d13 32.28 14.46 1.47
d22 9.90 3.52 1.19
面番号 r d nd νd
1 120.227 1.35 1.74950 35.3
2 57.757 10.24 1.49700 81.5
3 -404.565 0.08
4 54.940 5.43 1.49700 81.5
5 294.621 (可変)
6* 103.279 1.33 1.77250 49.6
7 14.738 7.76
8 -42.114 0.98 1.81600 46.6
9 88.149 0.15
10 29.666 5.20 1.84666 23.9
11 -57.905 0.91
12 -35.716 0.97 1.77250 49.6
13 83.646 (可変)
14(絞り) ∞ 0.66
15 27.330 2.82 1.48749 70.2
16* 77.059 0.26
17 24.746 2.09 1.78470 26.3
18 16.506 4.70 1.48749 70.2
19 -79.603 1.20
20* -69.769 1.66 1.76291 51.2
21 14.390 4.12 1.74950 35.3
22 58.545 (可変)
23* 42.860 4.55 1.60300 65.4
24 -31.400 0.43
25 58.262 5.54 1.49700 81.5
26 -19.235 2.67 1.84666 23.9
27 -35.997 0.45
28 218.765 2.77 1.92286 18.9
29 -87.152 1.32 1.88300 40.8
30 31.041
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.39183e-007 A 6= 6.78728e-009 A 8=-3.00714e-011 A10=
1.61197e-014
第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.71917e-005 A 6=-4.70363e-009 A 8= 1.36153e-010 A10=
-7.17468e-014
第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.28701e-006 A 6=-1.50379e-008 A 8= 1.92961e-010 A10=
-6.25677e-013
第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.62695e-005 A 6= 2.24495e-008 A 8= 1.99040e-012 A10=
1.14234e-013
広角 中間 望遠
焦点距離 18.54 63.03 271.54
Fナンバー 3.27 4.99 5.88
半画角(度) 36.38 12.23 2.88
d 5 0.38 32.96 71.85
d13 32.65 14.83 2.33
d22 12.47 3.84 0.98
面データ
面番号 r d nd νd
1 131.604 1.35 1.74950 35.3
2 65.291 7.37 1.49700 81.5
3 -702.345 0.08
4 65.218 4.99 1.49700 81.5
5 364.514 (可変)
6* 55.591 1.33 1.77250 49.6
7 16.542 7.67
8 -43.193 0.98 1.81600 46.6
9 78.106 0.05
10 29.420 4.52 1.84666 23.9
11 -59.349 1.93
12 -26.265 0.97 1.77250 49.6
13 87.916 (可変)
14(絞り) ∞ 0.66
15 35.405 2.64 1.48749 70.2
16* -137.713 0.01
17 30.763 1.44 1.80809 22.8
18 20.416 4.69 1.48749 70.2
19 -40.590 0.96
20* -45.681 1.66 1.70000 48.1
21 25.533 2.18 1.84666 23.8
22 55.234 (可変)
23* 112.010 3.32 1.61800 63.3
24 -34.365 0.20
25 93.454 4.35 1.49700 81.5
26 -26.396 1.74 1.84666 23.9
27 -171.723 1.00
28 -154.177 3.23 1.76200 40.1
29 -30.530 0.45
30 126.548 2.96 1.84666 23.9
31 -43.538 1.35 1.88300 40.8
32 29.863
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.46281e-006 A 6= 9.66485e-009 A 8=-4.57867e-011 A10=
1.57972e-013
第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.27772e-005 A 6= 2.23979e-008 A 8=-2.99813e-010 A10=
1.91078e-012
第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.92286e-006 A 6=-4.63496e-009 A 8= 3.19538e-011 A10=
-4.22086e-014
第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.11736e-005 A 6= 1.50553e-009 A 8=-5.32365e-011 A10=
3.02288e-013
広角 中間 望遠
焦点距離 18.29 61.80 207.19
Fナンバー 3.31 5.06 5.88
半画角(度) 36.75 12.46 3.77
d 5 0.38 26.36 55.66
d13 32.52 12.53 0.97
d22 7.52 3.06 2.04
d29 1.57 2.00 0.45
面データ
面番号 r d nd νd
1 125.854 1.35 1.74950 35.3
2 58.876 8.51 1.49700 81.5
3 -341.062 0.08
4 55.551 4.51 1.49700 81.5
5 292.313 (可変)
6* 74.376 1.33 1.77250 49.6
7 16.082 7.80
8 -33.548 0.98 1.81600 46.6
9 118.462 0.15
10 40.406 4.61 1.84666 23.9
11 -41.718 1.25
12 -25.943 0.97 1.77250 49.6
13 -393.081 (可変)
14(絞り) ∞ 0.66
15 29.124 2.63 1.48749 70.2
16* 179.437 2.35
17 36.679 4.10 1.48749 70.2
18 -29.192 1.44 1.66680 33.0
19 -213.782 1.13
20* -101.689 1.66 1.77085 49.3
21 17.288 3.13 1.74950 35.3
22 74.165 (可変)
23* 67.845 4.27 1.60300 65.4
24 -28.620 0.28
25 73.950 5.06 1.49700 81.5
26 -21.281 1.71 1.66680 33.0
27 -298.678 0.00
28 69.998 3.20 1.48749 70.2
29 -98.101 (可変)
30 77.140 2.84 1.84666 23.9
31 -85.855 1.35 1.88300 40.8
32 28.318
非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.52443e-006 A 6= 1.85345e-009 A 8=-2.69201e-011 A10=
9.22124e-014
第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.40188e-005 A 6= 1.45497e-008 A 8=-2.17178e-010 A10=
1.61108e-012
第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.27751e-006 A 6=-4.34088e-009 A 8= 1.41238e-010 A10=
-8.46623e-013
第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.18065e-005 A 6= 1.84074e-008 A 8=-1.87876e-010 A10=
1.00320e-012
Claims (14)
- 物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群を有し、ズーミングとフォーカシングの少なくとも一方のために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、広角端に比べて望遠端において、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間隔が大きくなり、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が小さくなり、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群の間隔が小さくなり、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスに際して前記第5レンズ群が像側へ移動し、望遠端における第iレンズ群の結像横倍率をβiT、広角端における第iレンズ群の結像横倍率をβiW、最も像側に存在するレンズ群を第kレンズ群とし、前記第2レンズ群より像側に存在するレンズ群の合成変倍比ZRを
ZR=(β3T×β4T×…×βkT)/(β3W×β4W×…×βkW)
とするとき、
−2.0<β2T<−0.85
ZR>2.0
2.53≦β5T<4.5
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2レンズ群の変倍比Z2を
Z2=β2T/β2W
とするとき、
Z2>4.0
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。 - 前記第2レンズ群の変倍比Z2を
Z2=β2T/β2W
とするとき、
1.7<Z2/ZR<3.0
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、
f1/fw>3.2
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、
f2/fw<−0.65
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。 - 広角端と望遠端における前記第3レンズ群と前記第4レンズ群の空気間隔を各々D4W、D4Tとするとき、
D4T/D4W<0.28
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。 - 前記第3レンズ群の焦点距離をf3、前記第4レンズ群の焦点距離をf4とするとき、
0.10<f4/f3<0.64
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。 - 前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと正レンズを接合した貼り合わせレンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正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。
- 前記第2レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ、両レンズ面が凹形状の負レンズ、両レンズ面が凸形状の正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。
- 前記第3レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、メニスカス形状の負レンズと両レンズ面が凸形状の正レンズを接合した貼り合わせレンズ、全体として負の屈折力より成る貼り合わせレンズを有す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。
- 前記第4レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズと像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを接合した貼り合わせレンズを有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 前記第5レンズ群は、正レンズと像側に凹面を向けた負レンズを接合した貼り合わせレンズで構成されていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 前記第5レンズ群の像側に正の屈折力の第6レンズ群を有することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 請求項1乃至13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。
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