JP5455572B2 - 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に関し、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ等の撮像装置に好適なものである。
最近、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等の光学機器（撮像
装置）（カメラ）は、小型化及び高機能化されている。そして光学機器の小型化及び高機能化にともない、それに用いる光学系には広い画角（撮影画角）を包含し、高ズーム比、大口径比で高い光学性能を有した小型のズームレンズであることが求められている。この種のカメラには、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などの各種の光学部材が配置される。この為、それに用いるズームレンズには、比較的バックフォーカスが長いことが要求される。さらに、カラー画像用の撮像素子を用いたカラーカメラの場合には、色シェーディングを避けるため、像側のテレセントリック特性の良いことが望まれている。
装置）（カメラ）は、小型化及び高機能化されている。そして光学機器の小型化及び高機能化にともない、それに用いる光学系には広い画角（撮影画角）を包含し、高ズーム比、大口径比で高い光学性能を有した小型のズームレンズであることが求められている。この種のカメラには、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などの各種の光学部材が配置される。この為、それに用いるズームレンズには、比較的バックフォーカスが長いことが要求される。さらに、カラー画像用の撮像素子を用いたカラーカメラの場合には、色シェーディングを避けるため、像側のテレセントリック特性の良いことが望まれている。
全系が小型でバックフォーカスが長く、しかも像側のテレセントリック特性の良い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）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、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より成り、像側のテレセントリック性の良い３群ズームレンズが知られている（特許文献１〜３）。
ネガティブリード型の３群ズームレンズにおいて全系の小型化及び高ズーム比化を図るにはズームレンズを構成する各レンズ群の屈折力を強めるのが有効である。また、撮像装置のコンパクト化を図るためには、非撮影時に各レンズ群の間隔を撮影状態と異なる間隔まで縮小し、撮像装置本体からのレンズの突出量を少なくした所謂沈胴式を用いることが有効である。しかしながら、例えば、広画角化、高ズーム比化そして全系の小型化を図るため、各レンズ群の屈折力を単に強めると、ズーミングに伴う収差変動が増大し、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ってくる。
この他、各レンズ群のズーミング及びフォーカシングにおける移動量が大きいとレンズ全長が長くなり、所望の長さの沈胴長を達成しようとすると、複雑な鏡筒構成が必要になってくる。一般に各レンズ群の移動量はズーム比との相関が強いため、ズーム比が大きくなるほどこの傾向が顕著になってくる。また、大口径比化を図ろうとすると、絞りを持つレンズ群が大型化し、マージナル光線の径が大きくなる。このため、十分な収差補正をするためにはレンズ枚数を増やすなどの対策が必要となる。各レンズ群を構成するレンズ枚数を増やすと、沈胴時のレンズ全長が長くなり、カメラの小型化が困難になってくる。
このような理由よりネガティブリード型の３群ズームレンズにおいて、全系の小型化、広画角化、高ズーム比化を達成しつつ、所望の長さの沈胴長を達成するためには、各レンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要となってくる。例えば、第２レンズ群のレンズ構成や、ズーミングの際の第１、第２レンズ群の移動条件等を適切に設定せずに広画角化および高ズーム比化を図ろうとすると、広角側において前玉有効径が増大し、全系が大型化してくる。
本発明は、レンズ系全体がコンパクトで、広画角、高ズーム比で、全ズーム範囲で高い光学性能が得られるズームレンズ及びそれを有する撮像装置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、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際してすべてのレンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群の像側には開口径が不変のフレアカット絞りが配置されており、前記第２レンズ群は最も物体側と最も像側に正の屈折力のレンズ成分を有し、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から前記フレアカット絞りまでの光軸上の距離をｄｄ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．１２≦ｄｄ／ｆｗ＜０．４０
なる条件を満足することを特徴としている。
この他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、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際してすべてのレンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群の像側には開口径が不変のフレアカット絞りが配置されており、前記第２レンズ群は最も物体側と最も像側に正の屈折力のレンズ成分を有し、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から前記フレアカット絞りまでの光軸上の距離をｄｄ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第２レンズ群の光軸上の厚さをＤ２、広角端における全系のＦナンバーをＦｎｏｗとするとき、
０．１０＜ｄｄ／ｆｗ＜０．４０
０．５＜（Ｄ２／ｆｗ）／Ｆｎｏｗ＜１．０
なる条件を満足することを特徴としている。
この他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、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際してすべてのレンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群の像側には開口径が不変のフレアカット絞りが配置されており、前記第２レンズ群は最も物体側と最も像側に正の屈折力のレンズ成分を有し、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から前記フレアカット絞りまでの光軸上の距離をｄｄ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群の光軸方向の移動量をｍ１、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の光軸方向の移動量をｍ２とするとき、
とするとき、
０．１０＜ｄｄ／ｆｗ＜０．４０
１．０＜ｍ２／ｍ１＜１０．０
なる条件を満足することを特徴としている。
この他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、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際してすべてのレンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群の像側には開口径が不変のフレアカット絞りが配置されており、
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正レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズを接合した接合レンズ、正の屈折力のレンズ成分から成り、該レンズ成分は単一の正レンズ又は正レンズと負レンズを接合した接合レンズから成り、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から前記フレアカット絞りまでの光軸上の距離をｄｄ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
とするとき、
０．１０＜ｄｄ／ｆｗ＜０．４０
なる条件を満足することを特徴としている。
前記第２レンズ群の像側には開口径が不変のフレアカット絞りが配置されており、前記第２レンズ群は最も物体側と最も像側に正の屈折力のレンズ成分を有し、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から前記フレアカット絞りまでの光軸上の距離をｄｄ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．１２≦ｄｄ／ｆｗ＜０．４０
なる条件を満足することを特徴としている。
この他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、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際してすべてのレンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群の像側には開口径が不変のフレアカット絞りが配置されており、前記第２レンズ群は最も物体側と最も像側に正の屈折力のレンズ成分を有し、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から前記フレアカット絞りまでの光軸上の距離をｄｄ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第２レンズ群の光軸上の厚さをＤ２、広角端における全系のＦナンバーをＦｎｏｗとするとき、
０．１０＜ｄｄ／ｆｗ＜０．４０
０．５＜（Ｄ２／ｆｗ）／Ｆｎｏｗ＜１．０
なる条件を満足することを特徴としている。
この他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、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際してすべてのレンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群の像側には開口径が不変のフレアカット絞りが配置されており、前記第２レンズ群は最も物体側と最も像側に正の屈折力のレンズ成分を有し、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から前記フレアカット絞りまでの光軸上の距離をｄｄ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群の光軸方向の移動量をｍ１、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の光軸方向の移動量をｍ２とするとき、
とするとき、
０．１０＜ｄｄ／ｆｗ＜０．４０
１．０＜ｍ２／ｍ１＜１０．０
なる条件を満足することを特徴としている。
この他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、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際してすべてのレンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群の像側には開口径が不変のフレアカット絞りが配置されており、
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正レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズを接合した接合レンズ、正の屈折力のレンズ成分から成り、該レンズ成分は単一の正レンズ又は正レンズと負レンズを接合した接合レンズから成り、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から前記フレアカット絞りまでの光軸上の距離をｄｄ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
とするとき、
０．１０＜ｄｄ／ｆｗ＜０．４０
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、レンズ系全体がコンパクトで、広画角、高ズーム比で、全ズーム範囲で高い光学性能が得られるズームレンズが得られる。
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、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、正の屈折力の第３レンズ群より構成されている。そしてズーミングに際してすべてのレンズ群が移動する。具体的には、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群は像側に凸状の軌跡で移動し、第２レンズ群は単調に物体側に移動し、第３レンズ群は像側に移動する。
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）は実施例１のズームレンズの広角端と望遠端（長焦点距離端）における収差図である。実施例１はズーム比３．８、開口比２．０６〜５．５０、撮影画角３４．２１°〜１１．５３°のズームレンズである。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）は実施例２のズームレンズの広角端と望遠端における収差図である。実施例２はズーム比３．８８、開口比２．０６〜５．７０、撮影画角３４．７６°〜１１．５３°のズームレンズである。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）は実施例３のズームレンズの広角端と望遠端における収差図である。実施例３はズーム比３．６６、開口比２．０６〜５．４０、撮影画角３４．２２°〜１１．９６°のズームレンズである。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）は実施例４のズームレンズの広角端と望遠端における収差図である。実施例４はズーム比３．６１、開口比１．９４〜５．２０、撮影画角３３．８７°〜１１．９６°のズームレンズである。
図９は本発明のズームレンズを備えるデジタルスチルカメラの要部概略図である。各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮影レンズ系であり、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等の光学機器に用いるときは、左方がスクリーン、右方が被投影画像となる。
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、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する開口絞りの作用をするＦナンバー決定部材（以下「開口絞り」ともいう。）である。ＦＰは開口径が不変の副絞り（フレアカット絞り）である。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。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）の撮像面が置かれる。
収差図のうち、球面収差図においては、ｄ線及びｇ線を示している。ＦｎｏはＦナンバーである。非点収差図において、Ｍ、Ｓは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。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（第２レンズ群Ｌ２）が機構上、光軸上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。レンズ断面図において、矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群の移動軌跡と無限遠物体から近距離物体へフォーカスするときの移動方向を示している。
各実施例のズームレンズでは、広角端から望遠端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の一部を描いて略往復移動して、変倍に伴う像面変動を補正している。第２レンズ群Ｌ２が物体側に単調に移動して主たる変倍を行っている。第３レンズ群Ｌ３は像側に移動している。このとき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と第２レンズ群Ｌ２との間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が大きくなるように各レンズ群が移動している。第３レンズ群を矢印Ｆの如く物体側に移動させて無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。Ｆナンバー決定部材ＳＰは、第２レンズ群Ｌ２の物体側に位置し、ズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と一体的に移動する。副絞りＦＰは第２レンズ群Ｌ２の像側に配置され、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。
次に各実施例のズームレンズにおいて、大口径比化に対応した高ズーム比で良好なる光学性能を得るため、好ましいレンズ構成について説明する。各実施例のズームレンズにおいて、第２レンズ群Ｌ２の像側には開口径が不変の副絞りＦＰが配置されている。第２レンズ群Ｌ２は最も物体側と最も像側に正の屈折力のレンズ成分２１、２４を有している。ここでレンズ成分は単一レンズ又は正レンズと負レンズとを接合した接合レンズより成っている。第２レンズ群Ｌ２の最も像側のレンズ面から副絞りＦＰまでの光軸上の距離をｄｄ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。このとき、
０．１０＜ｄｄ／ｆｗ＜０．４０ ‥‥‥（１）
なる条件を満足している。
０．１０＜ｄｄ／ｆｗ＜０．４０ ‥‥‥（１）
なる条件を満足している。
条件式（１）は、第２レンズ群Ｌ２の最も像側のレンズ面から副絞りＦＰまでの間隔を規定したものである。副絞りＦＰの役割は大口径化に伴う画面周辺光束の上方光線のコマフレアの抑制である。コマフレアのカットの観点からは第２レンズ群Ｌ２の最も像側のレンズ面から副絞りＦＰまでの間隔は大きい方が好ましいが、間隔は以下の点から最適な範囲が存在する。
条件式（１）の上限値を超えて間隔ｄｄが大きくなると、第２レンズ群Ｌ２から副絞りＦＰまでの光軸上の距離が離れすぎてしまい、広角端と望遠端の両方において軸外光線を効果的にカットすることが難しくなる。また、広角端においては画面周辺の光量が不足となるため好ましくない。条件式（１）の下限値を超えて間隔ｄｄが小さくなると、像面側のレンズ面と副絞りＦＰが干渉してしまい配置することが困難になる。更に広角端からズーム中間域でのズーム領域において有害となる軸外光線をカットすることが難しくなり高性能化が困難となるため好ましくない。更に好ましくは、条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．１１＜ｄｄ／ｆｗ＜０．３０ ‥‥‥（１ａ）
この他、条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．１２≦ｄｄ／ｆｗ＜０．４０ ‥‥‥（１ｂ）
これによれば、軸外光線の有害光のカットと画面周辺光量とのバランスをより適切に設定する事ができるため、ズーム全域での良好な光学性能が得るのが容易になる。
この他、条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．１２≦ｄｄ／ｆｗ＜０．４０ ‥‥‥（１ｂ）
これによれば、軸外光線の有害光のカットと画面周辺光量とのバランスをより適切に設定する事ができるため、ズーム全域での良好な光学性能が得るのが容易になる。
以上のように各構成要件を特定することによってレンズ系全体が小型で、全ズーム範囲で高い光学性能を有した広画角のズームレンズを得ているが、更に好ましくは次の諸条件のうちの１以上を満足するのが良い。
第３レンズ群Ｌ３の広角端と望遠端における結像倍率を各々β３Ｗ、β３Ｔとする。第２レンズ群Ｌ２の最も像側の正の屈折力レンズ成分２４の、物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ２ａ、Ｒ２ｂとする。第２レンズ群Ｌ２の光軸上の厚さをＤ２、広角端における全系の焦点距離とＦナンバーをそれぞれｆｗ、Ｆｎｏｗとする。広角端から望遠端へのズーミングにおける第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の光軸方向の移動量を各々ｍ１、ｍ２（移動量の符号は像側へ移動したときを正、物体側へ移動したときを負とする）とする。
このとき、
１．０＜β３Ｔ／β３Ｗ＜１．２ ‥‥‥（２）
−５＜（Ｒ２ａ＋Ｒ２ｂ）／（Ｒ２ａ−Ｒ２ｂ）＜０ ‥‥‥（３）
０．５＜（Ｄ２／ｆｗ）／Ｆｎｏｗ＜１．０ ‥‥‥（４）
１．０＜ｍ２／ｍ１＜１０．０ ‥‥‥（５）
なる条件のうち１以上を満足するのが良い。
１．０＜β３Ｔ／β３Ｗ＜１．２ ‥‥‥（２）
−５＜（Ｒ２ａ＋Ｒ２ｂ）／（Ｒ２ａ−Ｒ２ｂ）＜０ ‥‥‥（３）
０．５＜（Ｄ２／ｆｗ）／Ｆｎｏｗ＜１．０ ‥‥‥（４）
１．０＜ｍ２／ｍ１＜１０．０ ‥‥‥（５）
なる条件のうち１以上を満足するのが良い。
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（２）は、第３レンズ群Ｌ３の変倍負担を示す式である。条件式（２）の下限を超えて変倍負担が小さくなると、第３レンズ群Ｌ３で十分な変倍効果を得るのが難しくなる。逆に上限を超えると、望遠端において、充分な長さのバックフォーカスを得ることが難しくなると同時に、広角端から望遠端へのズーミングに際して撮像面への光線の入射角度の変動が大きくなる。このため、撮像素子を使用した場合に色シェーディングが多く発生してくる。
条件式（３）は第２レンズ群Ｌ２の最も像側のレンズ成分２４のレンズ形状を規定する式である。条件式（３）の下限を超えると、物体側に凸形状のメニスカス形状になり過ぎるため、レンズ成分２４の焦点距離が長くなり、像側での光線の収斂効果が不充分になる。その結果、第２レンズ群Ｌ２の物体側のレンズの有効径が大きくなり、特に大口径なズームレンズにおいては、収差補正が困難になる。条件式（３）の上限を超えるとレンズ成分２４の物体側のレンズ面の曲率半径が小さくなりすぎるため、射出瞳を長く保ったまま球面収差とコマ収差を同時に補正する事が困難になる。
条件式（４）は第２レンズ群Ｌ２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長さを適切に保つための条件式である。条件式（４）の下限を超えて長さＤ２が小さくなると、短いレンズ群厚の中でレンズの枚数が限られるため、良好な光学性能を維持する事が困難になる。これは、広画角化や大口径化といった目的を達成する上で、より困難になる。条件式（４）の上限を超えると、沈胴時のレンズ全長を短くする事が難しくなる。
条件式（５）は第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２のズーミングに伴う移動量の比を定めたものである。条件式（５）において移動量ｍ１、ｍ２は広角端と望遠端での各レンズ群の光軸方向の相対的な差分を表す。条件式（５）の下限を超えて移動量の比が小さくなると、主変倍レンズ群である第２レンズ群Ｌ２の移動量が不充分となり、高ズーム比化が難しくなる。条件式（５）の上限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなりすぎるため、沈胴時のカメラ厚を薄くするために、多段の沈胴構成が必要となり、沈胴構成が複雑になってくる。沈胴構成が複雑になると、偏芯精度を保証する事が困難になり、ズーム全域で良好な光学性能を得るのが難しくなる。一方で、第１レンズ群Ｌ１の移動量が小さくなりすぎると、軸外光束がレンズ周辺部を通る入射高が高くなり、前玉有効径が大きくなるため、鏡筒径の小型化の観点から好ましくない。
上記条件式（２）〜（４）において、収差補正上、及び広画角化・高ズーム比とレンズ全体の小型化を達成するためには、更に好ましくは数値範囲を次の如くするのが良い。
１．０＜β３Ｔ／β３Ｗ＜１．１ ‥‥‥（２ａ）
−３．０＜（Ｒ２ａ＋Ｒ２ｂ）／（Ｒ２ａ−Ｒ２ｂ）＜−０．５‥‥‥（３ａ）
０．６＜（Ｄ２／ｆｗ）／Ｆｎｏｗ＜０．９ ‥‥‥（４ａ）
２．０＜ｍ２／ｍ１＜８．０ ‥‥‥（５ａ）
各実施例では以上の様に各要素を設定する事により、特に、固体撮像素子を用いた撮影系に好適な、構成レンズ枚数が少なく全系がコンパクトで、特に沈胴ズームレンズに適した、変倍比が４倍程度の優れた光学性能を有するズームレンズが達成出来る。以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
−３．０＜（Ｒ２ａ＋Ｒ２ｂ）／（Ｒ２ａ−Ｒ２ｂ）＜−０．５‥‥‥（３ａ）
０．６＜（Ｄ２／ｆｗ）／Ｆｎｏｗ＜０．９ ‥‥‥（４ａ）
２．０＜ｍ２／ｍ１＜８．０ ‥‥‥（５ａ）
各実施例では以上の様に各要素を設定する事により、特に、固体撮像素子を用いた撮影系に好適な、構成レンズ枚数が少なく全系がコンパクトで、特に沈胴ズームレンズに適した、変倍比が４倍程度の優れた光学性能を有するズームレンズが達成出来る。以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
各実施例のズームレンズは、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の凸状の軌跡の移動及び第３レンズ群Ｌ３による像側方向への移動によって変倍に伴う像面の移動を補正している。特に、第３レンズ群Ｌ３は、ズームレンズの小型化に伴う各レンズ群の屈折力の増大を分担し、第１、第２レンズ群Ｌ１、Ｌ２で構成されるショートズーム系の屈折力を減らしている。これにより第１レンズ群Ｌ１を構成する各レンズでの収差の発生を抑え良好な光学性能を達成している。また、特に固体撮像素子等を用いた撮影装置に必要な像側のテレセントリックな結像を第３レンズ群Ｌ３にフィールドレンズの役割を持たせる事で達成している。
また、各実施例ではＦナンバーを決定する光量絞りＳＰを第２レンズ群Ｌ２の物体側に配置し光量を調整している。また、第２レンズ群Ｌ２の像側には開口径が不変の副絞りＦＰを配置して光学性能を劣化させる有害な光線をカットしている。具体的には、ズーム領域全域を大口径化することにより軸上光線束径が大きくなるが、同時に軸上光線が通過する高さまで軸外光線も入射する。光線が大量に入ってくる分、軸外光線の上方光線がコマフレアとなり光学性能に影響を与える。このため、副絞りＦＰはこの軸外光線の上方光線のコマフレアをカットするフレアカット絞りの作用をしている。
この副絞りＦＰは望遠端において軸上光線をカットしない開口径に設定することにより、全ズーム領域にて軸外光線の上方光線によるコマフレアを最大限にカットしている。これにより全ズーム領域において高い光学性能を得ている。また、光量絞りＳＰを挟んで第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３を配置して、これらの各レンズ群で軸外の諸収差を打ち消すことにより、レンズ枚数を増やさずに良好な光学性能を得ている。
次に図１の実施例１のレンズ構成について説明する。図１において、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けた負レンズ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ１２の２枚のレンズで構成されている。第１レンズ群Ｌ１は、軸外主光線を絞りＳＰの中心に結像させる役割を持っている。第１レンズ群Ｌ１は広角側において、軸外主光線の屈折量が大きいために軸外諸収差、特に非点収差と歪曲収差が発生し易い。
そこで本実施例では、通常の広画角レンズと同様、最も物体側のレンズ径の増大が抑えられる負レンズ１１と正レンズ１２のレンズ構成としている。そして負レンズ１１の物体側のレンズ面をレンズ中心からレンズ周辺にいくに従って負の屈折率が強くなる非球面形状とし、像側のレンズ面をレンズ中心からレンズ周辺にいくに従い負の屈折力が弱くなる非球面形状としている。これにより、非点収差を良好に補正し、２枚と言う少ないレンズ枚数で第１レンズ群Ｌ１を構成し、レンズ全体のコンパクト化を図っている。また第１レンズ群Ｌ１を２枚という少ないレンズ枚数で構成するために、各レンズに高屈折率材料を使用することにより、各レンズ面の曲率を緩くして、径方向のコンパクト化を図っている。
また、第１レンズ群Ｌ１を構成する負レンズ１１の物体側のレンズ面を除く各レンズ面は、軸外主光線の屈折によって生じる軸外収差の発生を抑えるために、光量絞りＳＰと光軸が交差する点を中心とする同心球面に近いレンズ形状をとっている。広画角化による前玉有効径の増大を抑制する有効な手段の一つとして、電子的に歪曲収差の補正を行う事が知られている。負の歪曲が発生する広角端近傍で、電子的に歪曲が小さくなるような処理を施すと、前玉有効径を通る軸外光束の位置を光軸に近くする事ができるためである。負レンズ１１の物体側のレンズ面は歪曲収差を電子補正対応が可能な量まで許しつつ、像面彎曲の補正を行うため、形状的には近軸上にて略平面になるようにしている。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正レンズ（正の屈折力のレンズ成分）２１、物体側に凸面を向けた正レンズ２２、像側に凹面を向けた負レンズ２３にて構成し、最も像側に正レンズ（正の屈折力のレンズ成分）２４を配置している。正レンズ２２と負レンズ２３は接合されて接合レンズを構成している。レンズ成分２４は単一の正レンズより成っている。
広角端にて大口径化を実現すると、光量絞りＳＰ付近の軸上光束が径方向に最も広がり、球面収差やコマ収差などの収差が多く発生する。これらの収差はレンズ面で光線が屈折する際に発生し、レンズ面での屈折が大きいほど大きく発生する。そのため、光量絞りＳＰより、像側において軸上光線が径方向に最も高くなる光軸上の位置に正レンズ２１を配置し、正レンズ２１を物体側に凸面を向けたレンズ形状とし、かつ屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）を適切に設定している。これにより光線を緩やかに屈折させ、諸収差の発生を低減している。さらに、正レンズ２１の両面を非球面形状とすることで、球面収差の補正を効果的に行っている。
本実施例においては、最も物体側に配された正レンズ２１の物体側のレンズ面をレンズ中心からレンズ周辺にいくに従って正の屈折率が弱くなる非球面形状とすることにより、球面収差、コマ収差を良好に補正している。また、正レンズ２１の像面側に物体側に凸面を向けた正レンズ２２を配置することにより、光線の屈折を分割するレンズ構成にしている。正レンズ２１と正レンズ２２にて光線を屈折することにより発生した球面収差やコマ収差は、負レンズ２３の像側のレンズ面形状を像側に凹面を向けたレンズ形状にし、光線を逆側に屈折させている。これにより、正レンズ２１と正レンズ２２にて発生した球面収差やコマ収差をキャンセル（補正）している。正レンズ２１と正レンズ２２にて発生した２枚のレンズ分の収差をキャンセルするため、負レンズ２３の像側のレンズ面の曲率は、ある程度の屈折力を持つことが必要である。特に球面収差の補正のための正レンズ２１と正レンズ２２、負レンズ２３のレンズ面形状の最適化が必要となる。また、広角端での第２レンズ群Ｌ２の光軸上の位置はレンズ系全体の屈折力配置によって決まってくる。大口径比にて高い光学性能を確保するには正レンズ２１、正レンズ２２、負レンズ２３の位置はある最適な光軸上の位置に決まる。
具体的には、大口径化にすると広角端では焦点深度が浅くなるため、像面彎曲の補正が重要となる。全系の屈折力が最適化されていないとペッツバール和が最適値から崩れてしまうため、像面彎曲を良好に補正するのが難しくなり高性能化が困難になる。このように全系の最適な屈折力配分を行うと第２レンズ群Ｌ２の主に収差補正を行っている正レンズ２１、正レンズ２２、負レンズ２３はある程度像面から離れた位置に配置することが必要である。例えば、第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力を強くすると、正レンズ２１、正レンズ２２、負レンズ２３は像面に近づき、全系のコンパクト化や高倍率化には有利になるが、ペッツバール和が小さくなりすぎ、像面彎曲の補正が困難となってしまう。
また、大口径比を達成するためには、第２レンズ群Ｌ２を構成する最終レンズが正の屈折力を有する事が好ましい。大口径レンズの軸上光線は、大口径になるほど、像面ＩＰに入射するマージナル光線の角度が大きくなる。そのため、像面付近に正レンズ成分２４を配置し、軸上光線を屈折しておかないと、広角端にて最も軸上光線の高くなる正レンズ２１が径方向に増大してしまう。この結果、コンパクト化が困難な上、球面収差とコマ収差の補正を良好に行うことが困難となる。よって、像面付近の正レンズ群である第３レンズ群Ｌ３に加え、第２レンズ群Ｌ２の最像面側のレンズを正レンズ成分とし、正の屈折力を分割することにより、球面収差の発生とレンズ径の増大を抑えている。
以上より、特に大口径化による球面収差を抑えるためには、正レンズ２１、正レンズ２２、負レンズ２３の位置と、第２レンズ群Ｌ２の最像側に正レンズ成分２４を配置している。全系のコンパクト化を狙い、正レンズ２１、正レンズ２２、負レンズ２３に対して正レンズ成分２４を近接配置すると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力配置からくる像面彎曲の補正と、球面収差のズーミングの際の変動を軽減するのが難しくなる。
次に第３レンズ群Ｌ３は、物体側が凸面の正レンズ３１より構成し、像側テレセントリックにするためのフィールドレンズとしての役割を有している。いま、バックフォーカスをｓｋ’、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３、第３レンズ群Ｌ３の結像倍率をβ３とすると、
ｓｋ’＝ｆ３（１−β３）
の関係が成り立っている。但し、
０＜β３＜１．０
である。ここで、広角端から望遠端へのズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を像側に移動するとバックフォーカスｓｋ’が減少することになり、第３レンズ群Ｌ３の結像倍率β３は望遠側で増大する。すると、結果的に第３レンズ群Ｌ３で変倍を分担できるため、第２レンズ群Ｌ２のズーミングに際しての移動量を減少させることができる。そして、第２レンズ群Ｌ２の移動量が減少することにより、スペースが節約できるためにズームレンズ全系の小型化が容易になる。
ｓｋ’＝ｆ３（１−β３）
の関係が成り立っている。但し、
０＜β３＜１．０
である。ここで、広角端から望遠端へのズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を像側に移動するとバックフォーカスｓｋ’が減少することになり、第３レンズ群Ｌ３の結像倍率β３は望遠側で増大する。すると、結果的に第３レンズ群Ｌ３で変倍を分担できるため、第２レンズ群Ｌ２のズーミングに際しての移動量を減少させることができる。そして、第２レンズ群Ｌ２の移動量が減少することにより、スペースが節約できるためにズームレンズ全系の小型化が容易になる。
本実施例のズームレンズを用いて無限遠物体から近距離物体を撮影する場合には、第１レンズ群Ｌ１を物体側へ移動する事で良好な性能を得られる。さらに望ましくは、第３レンズ群Ｌ３を矢印Ｆの如く物体側に移動しても良い。第３レンズ群Ｌ３でフォーカスを行うと、最も物体側に配置した第１レンズ群Ｌ１でフォーカスを行う場合に生じる、前玉有効径の増大を軽減することができる。更にレンズ重量が最も重い第１レンズ群Ｌ１を移動させるとアクチュエーターの負荷が増大するので、第３レンズ群Ｌ３でフォーカスを行うと、アクチュエーターの負荷を軽減することができる。さらに、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とをカム等で単純に連携してズーミング時に移動させる事が可能となり、メカ構造の簡素化及び精度向上を達成することができる。また、本実施例では広角端から望遠端へのズーミングに際して第３レンズ群Ｌ３を像側に移動している。これにより、フォーカシングの際に第３レンズ群Ｌ３の移動量が大きくなる望遠端において第３レンズ群Ｌ３の移動のためスペースを多くとることができるようにしている。この為、ズーミング及びフォーカシングで必要となる第３レンズ群Ｌ３の移動に関するスペースを最小とする事ができて、レンズ系のコンパクト化を容易にしている。
実施例２、実施例３のレンズ構成は、実施例１と同様である。実施例４は実施例１に比べて、第２レンズ群Ｌ２の最も像側のレンズを正レンズ２４と負レンズ２５とを接合した正の屈折力の接合レンズ（レンズ成分）２４より構成した点が異なっており、この他の構成は同じである。即ち、実施例４においては、第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に正レンズ２１、正レンズ２２、負レンズ２３にて構成し、最も像側に正レンズ２４と負レンズ２５の接合レンズ（レンズ成分）２４を配置している。レンズ成分２４の接合レンズ面による高次のコマ収差の抑制や、ズーム全域にわたる軸上色収差と倍率色収差を同時に良好に補正している。特に、撮影時手振れによる像面上での像ブレ補正のために、第２レンズ群Ｌ２を光軸と直交する方向に移動させる、所謂防振動作の際に発生する収差を補正するのに有効である。各実施例においては、機構の簡略化のために光量絞りＳＰや副絞りＦＰを、ズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と一体に移動させているが、適切な別軌跡を設定しても良く、これによれば、更なる光学系のコンパクト化が容易になる。
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルカメラ（撮像装置）の実施形態を図９を用いて説明する。図９において、１２０はデジタルカメラ本体、１２１は上述の各実施例のズームレンズによって構成された撮影光学系である。１２２は撮影光学系１２１によって被写体像を受光するＣＣＤ等の撮像素子（固体撮像素子）である。
本実施例では撮像素子１２２における画像記録領域が広角端と望遠端で異なるようにしている。具体的には望遠端で大きくなるようにしている。これにより画面全体の光学性能のバランスを良好に維持している。１２３は撮像素子１２２が受光した被写体像を記録する記録手段である。１２４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダーである。上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子１２２上に形成された被写体像が表示される。このように本発明のズームレンズをデジタルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
次に、本発明の各実施例に対応する数値実施例を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示す。ｒｉはレンズ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚および空気間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、最も像側の２つの面はフエースプレート等のガラス材である。また、ｋ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは非球面係数である。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
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）2｝1/2］＋Ｂｈ4＋Ｃｈ6＋Ｄｈ8＋Ｅｈ10
で表される。但しＲは曲率半径である。尚、バックフォーカスＢＦは最も像側のレンズ面からの空気換算長で示している。又、前述の各条件式と各数値実施例との関係を表１に示す。
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）2｝1/2］＋Ｂｈ4＋Ｃｈ6＋Ｄｈ8＋Ｅｈ10
で表される。但しＲは曲率半径である。尚、バックフォーカスＢＦは最も像側のレンズ面からの空気換算長で示している。又、前述の各条件式と各数値実施例との関係を表１に示す。
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* ∞ 1.20 1.84954 40.1
2* 5.548 2.31
3 10.293 1.60 1.92286 18.9
4 21.778 (可変)
5(絞り) 0.50
6* 6.486 2.30 1.74330 49.3
7* 275.040 0.20
8 6.768 1.65 1.77250 49.6
9 48.200 0.50 2.00069 25.5
10 3.987 1.65
11 11.981 1.40 1.83481 42.7
12 65.410 0.60
13 副絞り (可変)
14 16.391 1.70 1.48749 70.2
15 -21.482 (可変)
16 ∞ 0.95 1.51633 64.1
17 ∞ 1.05
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 B=-1.88618e-004 C= 6.44928e-006 D=-6.21908e-008 E=-6.47132e-014
第2面
K =-2.34707e+000 B= 1.05626e-003 C=-2.43088e-005 D= 1.14036e-006 E=-1.85511e-008
第6面
K =-1.83908e-001 B=-2.23674e-004 C= 2.76144e-009 D=-1.83041e-007 E=-4.63046e-009
第7面
K = 4.86718e+003 B=-5.35130e-005 C=-6.71896e-007 D= 4.03626e-007 E=-4.23510e-008
各種データ
ズーム比 3.80
広角 中間 望遠
焦点距離 5.00 9.70 19.00
Fナンバー 2.06 4.00 5.50
半画角（度） 34.21 21.78 11.53
像高 3.40 3.88 3.88
レンズ全長 38.72 35.92 43.05
BF 3.95 3.85 3.67
d 4 15.46 6.60 1.99
d13 3.69 9.84 21.78
d15 2.27 2.18 1.99
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.09
2 5 10.90
3 14 19.36
4 16 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* ∞ 1.20 1.84954 40.1
2* 5.548 2.31
3 10.293 1.60 1.92286 18.9
4 21.778 (可変)
5(絞り) 0.50
6* 6.486 2.30 1.74330 49.3
7* 275.040 0.20
8 6.768 1.65 1.77250 49.6
9 48.200 0.50 2.00069 25.5
10 3.987 1.65
11 11.981 1.40 1.83481 42.7
12 65.410 0.60
13 副絞り (可変)
14 16.391 1.70 1.48749 70.2
15 -21.482 (可変)
16 ∞ 0.95 1.51633 64.1
17 ∞ 1.05
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 B=-1.88618e-004 C= 6.44928e-006 D=-6.21908e-008 E=-6.47132e-014
第2面
K =-2.34707e+000 B= 1.05626e-003 C=-2.43088e-005 D= 1.14036e-006 E=-1.85511e-008
第6面
K =-1.83908e-001 B=-2.23674e-004 C= 2.76144e-009 D=-1.83041e-007 E=-4.63046e-009
第7面
K = 4.86718e+003 B=-5.35130e-005 C=-6.71896e-007 D= 4.03626e-007 E=-4.23510e-008
各種データ
ズーム比 3.80
広角 中間 望遠
焦点距離 5.00 9.70 19.00
Fナンバー 2.06 4.00 5.50
半画角（度） 34.21 21.78 11.53
像高 3.40 3.88 3.88
レンズ全長 38.72 35.92 43.05
BF 3.95 3.85 3.67
d 4 15.46 6.60 1.99
d13 3.69 9.84 21.78
d15 2.27 2.18 1.99
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.09
2 5 10.90
3 14 19.36
4 16 ∞
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* 12734.763 1.10 1.84954 40.1
2* 5.371 2.47
3 10.589 1.60 1.92286 18.9
4 23.646 (可変)
5(絞り) 0.50
6* 6.488 2.30 1.74330 49.3
7* 272.676 0.30
8 7.143 1.75 1.80610 40.9
9 -29.354 0.50 2.00069 25.5
10 4.173 1.45
11 12.296 1.20 1.83481 42.7
12 95.801 1.30
13 副絞り (可変)
14 14.891 1.70 1.58313 59.4
15 -35.565 (可変)
16 ∞ 0.95 1.51633 64.1
17 ∞ 1.05
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 B=-4.96945e-005 C= 9.80089e-007 D=-2.93189e-009
第2面
K =-1.84750e+000 B= 8.96608e-004 C=-1.32261e-005 D= 3.88560e-007 E=-4.26518e-009
第6面
K = 6.66357e-002 B=-1.78667e-004 C= 2.32749e-006 D= 2.74312e-007 E= 1.90745e-008
第7面
K =-7.13425e+002 B= 1.81194e-004 C= 1.34182e-005 D= 7.10950e-007
各種データ
ズーム比 3.88
広角 中間 望遠
焦点距離 4.90 9.63 19.00
Fナンバー 2.06 4.60 5.70
半画角（度） 34.76 21.92 11.53
像高 3.40 3.88 3.88
レンズ全長 37.79 35.53 43.44
BF 3.95 3.86 3.67
d 4 14.63 6.02 1.62
d13 3.04 9.48 21.98
d15 2.27 2.18 2.00
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -10.82
2 5 10.79
3 14 18.23
4 16 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* 12734.763 1.10 1.84954 40.1
2* 5.371 2.47
3 10.589 1.60 1.92286 18.9
4 23.646 (可変)
5(絞り) 0.50
6* 6.488 2.30 1.74330 49.3
7* 272.676 0.30
8 7.143 1.75 1.80610 40.9
9 -29.354 0.50 2.00069 25.5
10 4.173 1.45
11 12.296 1.20 1.83481 42.7
12 95.801 1.30
13 副絞り (可変)
14 14.891 1.70 1.58313 59.4
15 -35.565 (可変)
16 ∞ 0.95 1.51633 64.1
17 ∞ 1.05
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 B=-4.96945e-005 C= 9.80089e-007 D=-2.93189e-009
第2面
K =-1.84750e+000 B= 8.96608e-004 C=-1.32261e-005 D= 3.88560e-007 E=-4.26518e-009
第6面
K = 6.66357e-002 B=-1.78667e-004 C= 2.32749e-006 D= 2.74312e-007 E= 1.90745e-008
第7面
K =-7.13425e+002 B= 1.81194e-004 C= 1.34182e-005 D= 7.10950e-007
各種データ
ズーム比 3.88
広角 中間 望遠
焦点距離 4.90 9.63 19.00
Fナンバー 2.06 4.60 5.70
半画角（度） 34.76 21.92 11.53
像高 3.40 3.88 3.88
レンズ全長 37.79 35.53 43.44
BF 3.95 3.86 3.67
d 4 14.63 6.02 1.62
d13 3.04 9.48 21.98
d15 2.27 2.18 2.00
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -10.82
2 5 10.79
3 14 18.23
4 16 ∞
［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* ∞ 1.15 1.84954 40.1
2* 5.673 2.78
3 11.409 1.60 1.94595 18.0
4 24.393 (可変)
5(絞り) 0.50
6* 7.463 2.25 1.74330 49.3
7* 108.420 0.17
8 6.134 1.65 1.58313 59.4
9 32.173 0.50 1.80518 25.4
10 4.212 1.60
11 18.372 1.35 1.69680 55.5
12 -90.741 0.80
13 副絞り (可変)
14 25.681 1.70 1.69680 55.5
15 -27.341 (可変)
16 ∞ 0.87 1.51633 64.1
17 ∞ 1.02
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 B=-2.87622e-004 C= 1.08335e-005 D=-1.50001e-007 E= 4.89614e-010
第2面
K =-2.42402e+000 B= 8.66826e-004 C=-1.78319e-005 D= 1.00852e-006 E=-2.01684e-008
第6面
K =-9.46174e-002 B=-1.28264e-004 C=-1.33414e-007 D=-2.18122e-007 E= 7.36760e-009
第7面
K = 6.28037e+002 B=-2.77000e-005 C=-7.04871e-007 D=-2.44718e-007
各種データ
ズーム比 3.66
広角 中間 望遠
焦点距離 5.00 9.50 18.30
Fナンバー 2.06 4.00 5.40
半画角（度） 34.22 22.19 11.96
像高 3.40 3.88 3.88
レンズ全長 42.80 38.98 45.52
BF 3.79 3.75 3.69
d 4 17.52 7.62 2.33
d13 5.44 11.56 23.45
d15 2.20 2.16 2.10
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.33
2 5 11.91
3 14 19.26
4 16 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* ∞ 1.15 1.84954 40.1
2* 5.673 2.78
3 11.409 1.60 1.94595 18.0
4 24.393 (可変)
5(絞り) 0.50
6* 7.463 2.25 1.74330 49.3
7* 108.420 0.17
8 6.134 1.65 1.58313 59.4
9 32.173 0.50 1.80518 25.4
10 4.212 1.60
11 18.372 1.35 1.69680 55.5
12 -90.741 0.80
13 副絞り (可変)
14 25.681 1.70 1.69680 55.5
15 -27.341 (可変)
16 ∞ 0.87 1.51633 64.1
17 ∞ 1.02
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 B=-2.87622e-004 C= 1.08335e-005 D=-1.50001e-007 E= 4.89614e-010
第2面
K =-2.42402e+000 B= 8.66826e-004 C=-1.78319e-005 D= 1.00852e-006 E=-2.01684e-008
第6面
K =-9.46174e-002 B=-1.28264e-004 C=-1.33414e-007 D=-2.18122e-007 E= 7.36760e-009
第7面
K = 6.28037e+002 B=-2.77000e-005 C=-7.04871e-007 D=-2.44718e-007
各種データ
ズーム比 3.66
広角 中間 望遠
焦点距離 5.00 9.50 18.30
Fナンバー 2.06 4.00 5.40
半画角（度） 34.22 22.19 11.96
像高 3.40 3.88 3.88
レンズ全長 42.80 38.98 45.52
BF 3.79 3.75 3.69
d 4 17.52 7.62 2.33
d13 5.44 11.56 23.45
d15 2.20 2.16 2.10
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.33
2 5 11.91
3 14 19.26
4 16 ∞
［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* ∞ 1.10 1.84954 40.1
2* 5.511 2.45
3 10.987 1.65 1.92286 18.9
4 25.026 (可変)
5(絞り) 0.50
6* 6.568 2.30 1.74330 49.3
7* 93.533 0.30
8 7.938 1.75 1.69680 55.5
9 139.682 0.50 1.80518 25.4
10 4.158 1.51
11 12.296 1.10 1.77250 49.6
12 1000.000 0.50 1.67270 32.1
13 72.349 0.80
14 副絞り (可変)
15 20.460 1.80 1.69680 55.5
16 -39.629 (可変)
17 ∞ 0.80 1.51633 64.1
18 ∞ 1.05
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 B=-2.46508e-004 C= 6.79083e-006 D=-6.67188e-008
第2面
K =-2.02468e+000 B= 6.91338e-004 C=-1.25842e-005 D= 6.74373e-007 E=-1.23693e-008
第6面
K =-1.54106e-001 B=-9.72565e-005 C= 7.59742e-007 D= 3.71776e-007 E= 1.96615e-008
第7面
K =-4.74766e+002 B= 2.74698e-004 C= 2.64827e-006 D= 1.08338e-006
各種データ
ズーム比 3.61
広角 中間 望遠
焦点距離 5.07 9.50 18.29
Fナンバー 1.94 4.60 5.20
半画角（度） 33.87 22.19 11.96
像高 3.40 3.88 3.88
レンズ全長 38.27 35.54 41.93
BF 3.88 3.78 3.57
d 4 14.48 6.09 1.48
d14 3.65 9.42 20.62
d16 2.30 2.20 2.00
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.06
2 5 10.84
3 15 19.61
4 17 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1* ∞ 1.10 1.84954 40.1
2* 5.511 2.45
3 10.987 1.65 1.92286 18.9
4 25.026 (可変)
5(絞り) 0.50
6* 6.568 2.30 1.74330 49.3
7* 93.533 0.30
8 7.938 1.75 1.69680 55.5
9 139.682 0.50 1.80518 25.4
10 4.158 1.51
11 12.296 1.10 1.77250 49.6
12 1000.000 0.50 1.67270 32.1
13 72.349 0.80
14 副絞り (可変)
15 20.460 1.80 1.69680 55.5
16 -39.629 (可変)
17 ∞ 0.80 1.51633 64.1
18 ∞ 1.05
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 B=-2.46508e-004 C= 6.79083e-006 D=-6.67188e-008
第2面
K =-2.02468e+000 B= 6.91338e-004 C=-1.25842e-005 D= 6.74373e-007 E=-1.23693e-008
第6面
K =-1.54106e-001 B=-9.72565e-005 C= 7.59742e-007 D= 3.71776e-007 E= 1.96615e-008
第7面
K =-4.74766e+002 B= 2.74698e-004 C= 2.64827e-006 D= 1.08338e-006
各種データ
ズーム比 3.61
広角 中間 望遠
焦点距離 5.07 9.50 18.29
Fナンバー 1.94 4.60 5.20
半画角（度） 33.87 22.19 11.96
像高 3.40 3.88 3.88
レンズ全長 38.27 35.54 41.93
BF 3.88 3.78 3.57
d 4 14.48 6.09 1.48
d14 3.65 9.42 20.62
d16 2.30 2.20 2.00
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.06
2 5 10.84
3 15 19.61
4 17 ∞
Ｌ１は第１レンズ群、Ｌ２は第２レンズ群、Ｌ３は第３レンズ群、ＳＰは絞り、ＦＰは副絞り
Claims (13)
- 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、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際してすべてのレンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群の像側には開口径が不変のフレアカット絞りが配置されており、前記第２レンズ群は最も物体側と最も像側に正の屈折力のレンズ成分を有し、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から前記フレアカット絞りまでの光軸上の距離をｄｄ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．１２≦ｄｄ／ｆｗ＜０．４０
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第３レンズ群の広角端における結像倍率をβ３Ｗ、前記第３レンズ群の望遠端における結像倍率をβ３Ｔとするとき、
１．０＜β３Ｔ／β３Ｗ＜１．２
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。 - 前記第２レンズ群の最も像側のレンズ成分の、物体側のレンズ面の曲率半径をＲ２ａ、像側のレンズ面の曲率半径をＲ２ｂとするとき、
−５＜（Ｒ２ａ＋Ｒ２ｂ）／（Ｒ２ａ−Ｒ２ｂ）＜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。 - 前記第２レンズ群の光軸上の厚さをＤ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、広角端における全系のＦナンバーをＦｎｏｗとするとき、
０．５＜（Ｄ２／ｆｗ）／Ｆｎｏｗ＜１．０
なる条件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、負レンズと正レンズからな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。
- 広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群の光軸方向の移動量をｍ１、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の光軸方向の移動量をｍ２とするとき、
１．０＜ｍ２／ｍ１＜１０．０
なる条件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正レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズを接合した接合レンズ、正の屈折力のレンズ成分から成り、該レンズ成分は単一の正レンズ又は正レンズと負レンズを接合した接合レンズからな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。
- 前記第３レンズ群は、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して物体側に移動することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項のズームレンズ。
- 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、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際してすべてのレンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群の像側には開口径が不変のフレアカット絞りが配置されており、前記第２レンズ群は最も物体側と最も像側に正の屈折力のレンズ成分を有し、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から前記フレアカット絞りまでの光軸上の距離をｄｄ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第２レンズ群の光軸上の厚さをＤ２、広角端における全系のＦナンバーをＦｎｏｗとするとき、
０．１０＜ｄｄ／ｆｗ＜０．４０
０．５＜（Ｄ２／ｆｗ）／Ｆｎｏｗ＜１．０
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 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、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際してすべてのレンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群の像側には開口径が不変のフレアカット絞りが配置されており、前記第２レンズ群は最も物体側と最も像側に正の屈折力のレンズ成分を有し、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から前記フレアカット絞りまでの光軸上の距離をｄｄ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第１レンズ群の光軸方向の移動量をｍ１、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の光軸方向の移動量をｍ２とするとき、
とするとき、
０．１０＜ｄｄ／ｆｗ＜０．４０
１．０＜ｍ２／ｍ１＜１０．０
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 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、正の屈折力の第３レンズ群より構成され、ズーミングに際してすべてのレンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群の像側には開口径が不変のフレアカット絞りが配置されており、
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正レンズ、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズを接合した接合レンズ、正の屈折力のレンズ成分から成り、該レンズ成分は単一の正レンズ又は正レンズと負レンズを接合した接合レンズから成り、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から前記フレアカット絞りまでの光軸上の距離をｄｄ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
とするとき、
０．１０＜ｄｄ／ｆｗ＜０．４０
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 請求項１乃至１１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る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。
- 前記固体撮像素子における画像記録領域が広角端と望遠端で異なることを特徴とする請求項１２の撮像装置。
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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ID=44011063
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|---|---|---|---|---|
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| JP2013003566A (ja) * | 2011-06-22 | 2013-01-07 | Seiko Epson Corp | 投写光学系及びこれを備えるプロジェクター |
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