JP5485840B2 - 高変倍ズームレンズ系及びこれを用いた電子撮像装置 - Google Patents

高変倍ズームレンズ系及びこれを用いた電子撮像装置 Download PDF

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Description

本発明は、半画角35度程度の広角域を含む主にイメージセンサ用の撮像光学系として好適な高変倍ズームレンズ系及びこれを用いた電子撮像装置に関する。
近年、コンパクトデジタルカメラにおいて広角域を含んだ高変倍のズームレンズ系のニーズが高まっている。一方で画素ピッチの微細化が進み、光学系には高解像度であることが要求される。主にコンパクトカメラ用の撮像レンズは、収納状態で各群の空気間隔を短縮したいわゆる沈胴機構を採用しカメラの薄型化を図るものが多い。このタイプの機構に適したレンズタイプとしては、各レンズ群の群厚が薄いことに加えて、前玉径が小さいこと、更に光学系の全長に関しても機構上の制約を考慮し設計を行う必要がある。
特開2006−23529号公報 特開2006−308957号公報 特開2008−112013号公報
高変倍コンパクトカメラ用のズームレンズ系としては、例えば特許文献1及び特許文献2記載のズームレンズ系が知られており、比較的レンズ枚数が少なく小型化が達成されている。しかし、特許文献1のズームレンズ系は変倍比(ズーム比)が5倍程度、短焦点距離端の画角も61度と、十分な広画角化及び高変倍比を達成できていない。また特許文献2のズームレンズ系は短焦点距離端の画角は78度程度と広角化が達成されているが、変倍比が4〜7倍程度と満足できる値ではない。比較的コンパクトで広角化および高変倍化が達成されたものとして特許文献3のズームレンズ系があるが、非点収差や色収差が大きく、高画素化に対応したズームレンズ系としては満足できるレベルではない。
したがって本発明は、変倍比(ズーム比)が15倍以上で、短焦点距離端で70度以上の画角を有し、前玉径は小さく短焦点距離端のレンズ全長が短い沈胴式カメラに最適な高変倍ズームレンズ系及びこれを用いた電子撮像装置を提供することを目的とする。
本発明の高変倍ズームレンズ系は、物体側から順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群、負の屈折力を持つ第2レンズ群、正の屈折力を持つ第3レンズ群、及び正の屈折力を持つ第4レンズ群から構成される高変倍ズームレンズ系において、短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群のレンズ群間隔が増加し、第2レンズ群と第3レンズ群のレンズ群間隔が減少し、第3レンズ群と第4レンズ群のレンズ群間隔が増加するように、少なくとも第1レンズ群ないし第3レンズ群が光軸方向に移動し、かつ第1レンズ群の変倍移動量が第3レンズ群の変倍移動量よりも大きいこと、第1レンズ群が、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、及び正レンズの3枚のレンズで構成されること、第1レンズ群中の負レンズの像側の面の曲率半径の絶対値が、第1レンズ群中の物体側の正レンズの物体側の面の曲率半径の絶対値よりも小さいこと、及び次の条件式(1)を満足することを特徴としている。
(1)1.95<n11
但し、
n11:第1レンズ群中の負レンズのd線に対する屈折率、
である。
本発明の高変倍ズームレンズ系は、さらに次の条件式(2)を満足することが好ましい。
(2)ν12>90
但し、
ν12:第1レンズ群中の物体側の正レンズのd線に対するアッベ数、
である。
本発明の高変倍ズームレンズ系は、さらに次の条件式(3)を満足することが好ましい。
(3)−0.3<DW<−0.1
但し、
DW:短焦点距離端における対角像高(最大像高)の歪曲収差、
である。
本発明は、電子撮像装置の態様では、以上の構成の高変倍ズームレンズ系と、この高変倍ズームレンズ系による像を結像させる電子撮像素子とを有し、この電子撮像素子で光電変換した画像データを画像処理して歪曲収差を補正する過程を備えている。
本発明によれば、変倍比(ズーム比)が15倍以上で、短焦点距離端で70度以上の画角を有し、前玉径は小さく短焦点距離端のレンズ全長が短い沈胴式カメラに最適な高変倍ズームレンズ系及びこれを用いた電子撮像装置を提供することができる。
本発明による高変倍ズームレンズ系の数値実施例1の長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図1の構成における諸収差図である。 図1の構成における横収差図である。 同数値実施例1の中間焦点距離における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図4の構成における諸収差図である。 図4の構成における横収差図である。 同数値実施例1の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図7の構成における諸収差図である。 図7の構成における横収差図である。 本発明による高変倍ズームレンズ系の数値実施例2の長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図10の構成における諸収差図である。 図10の構成における横収差図である。 同数値実施例2の中間焦点距離における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図13の構成における諸収差図である。 図13の構成における横収差図である。 同数値実施例2の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図16の構成における諸収差図である。 図16の構成における横収差図である。 本発明による高変倍ズームレンズ系の数値実施例3の長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図19の構成における諸収差図である。 図19の構成における横収差図である。 同数値実施例3の中間焦点距離における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図22の構成における諸収差図である。 図22の構成における横収差図である。 同数値実施例3の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図25の構成における諸収差図である。 図25の構成における横収差図である。 本発明による高変倍ズームレンズ系の数値実施例4の長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図28の構成における諸収差図である。 図28の構成における横収差図である。 同数値実施例4の中間焦点距離における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図31の構成における諸収差図である。 図31の構成における横収差図である。 同数値実施例4の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図34の構成における諸収差図である。 図34の構成における横収差図である。 本発明による高変倍ズームレンズ系の数値実施例5の長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図37の構成における諸収差図である。 図37の構成における横収差図である。 同数値実施例5の中間焦点距離における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図40の構成における諸収差図である。 図40の構成における横収差図である。 同数値実施例5の短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図である。 図43の構成における諸収差図である。 図43の構成における横収差図である。 本発明による高変倍ズームレンズ系のズーム軌跡を示す簡易移動図である。
本実施の形態の高変倍ズームレンズ系は、図46の簡易移動図に示すように、
物体側から順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3、及び正の屈折力を持つ第4レンズ群G4から構成されている。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間に位置する絞りSは、第3レンズ群G3と一体に移動する。フォーカシングは第4レンズ群G4で行う。Iは像面である。
短焦点距離端(W)から長焦点距離端(T)への変倍(ズーミング)に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2のレンズ群間隔が増加し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3のレンズ群間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4のレンズ群間隔が増加するように、第1レンズ群G1ないし第4レンズ群G4の全てのレンズが光軸方向に移動する。より具体的には、短焦点距離端(W)から長焦点距離端(T)への変倍に際し、第1レンズ群G1は単調に物体側に移動し、第2レンズ群G2は像側に凸の移動軌跡を描きながら全体として像側に移動し、第3レンズ群G3は単調に物体側に移動し、第4レンズ群は一旦物体側に移動してから像側に移動する。第1レンズ群G1の変倍移動量(物体側への繰り出し量)は、第3レンズ群G3の変倍移動量(物体側への繰り出し量)よりも大きい。尚、第2レンズ群の移動軌跡は図示したものに限定されず、例えば、物体側に凸の移動軌跡を描きながら光軸方向に移動する態様、S字の移動軌跡を描きながら光軸方向に移動する態様、さらには光軸方向に固定(光軸方向に移動しない)の態様など種々の態様を採ることができる。但し、第2レンズ群の変倍移動量は、他のレンズ群の変倍移動量と比べて相対的に少ない。また第4レンズ群は、光軸方向に固定(光軸方向に移動しない)態様としてもよい。
第1レンズ群G1は、全数値実施例1−5を通じて、物体側から順に、負レンズ11、正レンズ12、及び正レンズ13の3枚のレンズで構成される。
第2レンズ群G2は、全数値実施例1−5を通じて、物体側から順に、負レンズ21、負レンズ22、及び正レンズ23の3枚のレンズで構成される。負レンズ21は、数値実施例1−3では球面レンズであり、数値実施例4−5では、その物体側の面が非球面の非球面レンズである。正レンズ23は、その両面が非球面の非球面レンズである。
第3レンズ群G3は、数値実施例1−3では、物体側から順に、正レンズ31、物体側から順に位置する正レンズ32と負レンズ33の接合レンズ、及び負レンズ34の4枚のレンズで構成される。最も物体側の正レンズ31は、その両面が非球面の非球面レンズである。
第3レンズ群G3は、数値実施例4−5では、物体側から順に、正レンズ31’及び物体側から順に位置する正レンズ32’と負レンズ33’の接合レンズの3枚のレンズで構成される。最も物体側の正レンズ31’ は、その両面が非球面の非球面レンズである。
第4レンズ群G4は、全数値実施例1−5を通じて、物体側から順に、正レンズ41、及び負レンズ42の2枚のレンズで構成される。正レンズ41は、その物体側の面が非球面の非球面レンズである。負レンズ42は、その両面が非球面の非球面レンズである。近距離性能をある程度犠牲にすれば第4レンズ群は正レンズ1枚でも構成可能である。
多段鏡筒を用いた沈胴式ズームレンズを搭載したカメラを小型化するためには、最も物体側に位置する第1レンズ群の細径化及びレンズ全長の短縮化が重要である。各レンズ群の厚さも薄いことが求められている。ズーム移動群を動かすメカ構造の簡素化も必要となる。一般的にはズームレンズ群の数を少なくすればメカ構成が簡単になるが、高変倍化を達成するのが困難となる。また、レンズ系の小型化や群厚を小さくするために構成枚数を削減することは、収差補正の難易度の増大に繋がる。小型化を図りながら全変倍範囲に渡り諸収差を良好に補正するためには、適切な各レンズ群の屈折力配置やレンズ構成が必要となる。
本実施形態の高変倍ズームレンズ系は、正レンズ群先行型のレンズ系であり、コンパクトカメラによく使われる負レンズ先行型のズームレンズ系に比べて高変倍化が図れる利点がある。しかし前玉径が大きくなりやすいという欠点があり、多段鏡筒を用いて収納させても径方向に大きくなり、コンパクトカメラに搭載できる大きさではなくなってしまうという問題がある。そこで本実施形態では、短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際して第1レンズ群を第3レンズ群よりも大きく移動させる(物体側に繰り出す)ことで、第2レンズ群と第3レンズ群の移動自由度を増大させ、変倍割合を最適にすることを可能としている。例えば第1レンズ群が固定であるとすると、第2レンズ群の変倍負担が増え、結果的に第1レンズ群の径が大きくなりやすい。
カメラ非使用時に携帯性を高めるために多段鏡筒を用いてレンズ群間隔を短縮して収納する、いわゆる沈胴式ズームレンズ系においては、各レンズ群の厚さとレンズ全長を短くすることが必要となる。正レンズ群先行型の高変倍ズームレンズ系においては、第1レンズ群の正の屈折力を強くすることで長焦点距離端でのレンズ全長を短くすることができるので、本実施形態の高変倍ズームレンズ系は、第1レンズ群を、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、及び正レンズの3枚のレンズで構成している。
ところが、このように第1レンズ群を負正正の3枚構成にすると、第1レンズ群厚および第1レンズ群径が大きくなりやすい。それを防ぐために本実施形態の高変倍ズームレンズ系では、第1レンズ群中の負レンズ(第1レンズ)の像側の面の曲率半径の絶対値を、第1レンズ群中の物体側の正レンズ(第2レンズ)の物体側の面の曲率半径の絶対値よりも小さく設定している。これにより、第1レンズ群中の負レンズ(第1レンズ)で十分な色収差補正ができ、第1レンズ群中の物体側の正レンズ(第2レンズ)と像側の正レンズ(第3レンズ)の正の屈折力を均等にすることが可能となり、結果的に第1レンズ群厚を薄くすることができる。
第1レンズ群中の負レンズ(第1レンズ)の像側の面の曲率半径の絶対値が、第1レンズ群中の物体側の正レンズ(第2レンズ)の物体側の面の曲率半径の絶対値と同等またはそれより大きくなった場合、第1レンズ群中の物体側の正レンズ(第2レンズ)が周縁部の厚さ確保のために厚くなり、好ましくない。
条件式(1)は、第1レンズ群中の負レンズ(第1レンズ)のd線に対する屈折率を規定したものであり、第1レンズ群の厚さ及び外径を小さくするための条件式である。
条件式(1)の下限を超えると、第1レンズ群の厚さ及び外径が大きくなり、コンパクトカメラ用の撮影レンズとしては不適となる。
条件式(2)は、第1レンズ群中の物体側の正レンズのd線に対するアッベ数を規定しており、色収差を良好に補正するための条件式、特に小型化を図った高変倍ズームレンズ系において主に長焦点距離端で発生しやすい軸上色収差を小さくするための条件式である。前述したように長焦点距離端でのレンズ全長を短くするためには第1レンズ群の正の屈折力を強くする必要があるが、そうすると色収差が発生しやすくなる。そのため第1レンズ群中の物体側の正レンズ(第2レンズ)は、条件式(2)の範囲を満足する硝材を使うことが必要となる。
条件式(2)の範囲外の硝材で第1レンズ群中の物体側の正レンズ(第2レンズ)を構成すると、色収差(軸上色収差)を良好に補正することができない。
条件式(3)は、本発明の高変倍ズームレンズ系が有するディストーション(歪曲収差)の大きさを規定している。
ディストーションDがある場合、像高Yと焦点距離fと半画角Wには以下の関係がある。
Y=f*tan W(1+D)
例えば焦点距離・画角が一定とすると、負(樽型)のディストーションを持つ場合は必要な像高は小さくなる。本実施形態のような正レンズ群先行型のズームレンズ系の場合、ディストーションを小さく補正しつつ広角化を図ろうとすると前玉径の増大を招きやすい(ディストーション補正のためには前玉径を大きくしなければならない)という問題があるが、短焦点距離端及びその近傍において負のディストーションをある程度出すことで前玉径の増大を防ぐことができる。そこで、条件式(3)を満足するようにある程度のディストーションを残すことで、前玉径を大きくすることなく広角で高倍率なズームレンズ系を得ることができる。
条件式(3)の上限を超えると、像面の周辺の解像には有利であるが、広角化と同時に歪曲収差を補正しようとすると、前玉径を小さく抑える効果が小さくなる。
条件式(3)の下限を超えると、ディストーションを画像補正する際の解像力劣化が大きくなり好ましくない。
次に具体的な数値実施例を示す。以下の数値実施例は、本発明の高変倍ズームレンズ系をコンパクトデジタルカメラに用いる場合に対応している。諸収差図及び横収差図並びに表中において、d線、g線、C線はそれぞれの波長に対する収差、Sはサジタル、Mはメリディオナル、FNO.はFナンバー、fは全系の焦点距離、Wは半画角(゜)、Yは像高、fB はバックフォーカス、Lはレンズ全長、rは曲率半径、dはレンズ厚またはレンズ間隔、N(d)はd線に対する屈折率、νdはd線に対するアッベ数、「E-a」は「×10-a」を示す。Fナンバー、焦点距離、半画角、像高、バックフォーカス、レンズ全長及び変倍に伴って間隔が変化するレンズ間隔dは、短焦点距離端−中間焦点距離−長焦点距離端の順に示している。
回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy2/[1+[1-(1+K)c2y2]1/2]+A4y4+A6y6+A8y8 +A10y10+A12y12・・・
(但し、cは曲率(1/r)、yは光軸からの高さ、Kは円錐係数、A4、A6、A8、・・・・・は各次数の非球面係数)
[数値実施例1]
図1〜図9と表1〜表4は、本発明による高変倍ズームレンズ系の数値実施例1を示している。図1は長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図2はその諸収差図、図3はその横収差図であり、図4は中間焦点距離における無限遠合焦時のレンズ構成図、図5はその諸収差図、図6はその横収差図であり、図7は短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図8はその諸収差図、図9はその横収差図である。表1は面データ、表2は各種データ、表3は非球面データ、表4はレンズ群データである。
本数値実施例1の高変倍ズームレンズ系は、物体側から順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3、及び正の屈折力を持つ第4レンズ群G4から構成されている。第4レンズ群G4は、フォーカシング時に移動するフォーカスレンズ群である(無限遠物体から有限距離物体へ合焦させるに際し第4レンズ群を物体側に繰り出してフォーカシングを行う)。
第1レンズ群G1(面番号1から6)は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ11、物体側に凸の正メニスカスレンズ12、及び物体側に凸の正メニスカスレンズ13からなる。
第2レンズ群G2(面番号7から12)は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ21、両凹負レンズ22、及び両凸正レンズ23からなる。両凸正レンズ23は、その両面が非球面の非球面レンズである。
第3レンズ群G3(面番号14から20)は、物体側から順に、両凸正レンズ31、物体側から順に位置する両凸正レンズ32と像側に凸の負メニスカスレンズ33の接合レンズ、及び物体側に凸の負メニスカスレンズ34からなる。両凸正レンズ31は、その両面が非球面の非球面レンズである。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間に位置する絞りS(面番号13)は、第3レンズ群G3と一体に移動する。
第4レンズ群G4(面番号21から24)は、物体側から順に、両凸正レンズ41、及び像側に凸の負メニスカスレンズ42からなる。両凸正レンズ41は、その両面が非球面の非球面レンズである。負メニスカスレンズ42は、その物体側の面が非球面の非球面レンズである。第4レンズ群G4(負メニスカスレンズ42)の後方(像面Iとの間)には、光学フィルタOP(面番号25から26)とカバーガラスCG(面番号27から28)が配置されている。
(表1)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 34.605 0.900 2.00100 29.1
2 24.193 0.200
3 24.577 3.300 1.43500 95.0
4 1738.451 0.100
5 25.784 2.650 1.59282 68.6
6 173.956 d6
7 98.562 0.700 1.88300 40.8
8 5.650 2.600
9 -18.251 0.700 1.72916 54.7
10 7.819 0.100
11* 7.231 1.920 1.82115 24.1
12* -1000.000 d12
13絞 ∞ 0.600
14* 8.257 1.280 1.59201 67.0
15* -33.929 0.100
16 6.125 1.600 1.48749 70.4
17 -12.378 0.650 1.90366 31.3
18 -26.434 0.100
19 10.270 0.600 1.91082 35.2
20 4.195 d20
21* 12.255 2.460 1.54358 55.7
22* -13.877 0.100
23* -13.628 0.700 1.60641 27.2
24 -145.412 d24
25 ∞ 0.300 1.51680 64.2
26 ∞ 0.560
27 ∞ 0.500 1.51680 64.2
28 ∞ -
*は回転対称非球面である。
(表2)
各種データ
ズーム比(変倍比) 18.00
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.6 5.0 6.0
f 4.50 19.00 81.00
W 44.2 11.5 2.7
Y 3.70 3.88 3.88
fB 0.59 0.59 0.59
L 49.00 61.93 72.63
d6 0.400 15.124 27.439
d12 15.920 5.014 0.997
d20 5.563 8.308 18.858
d24 3.807 10.171 2.024
(表3)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8 A10
11 0.000 -0.7322E-04 -0.1316E-04 0.7020E-06 -0.1332E-07
12 0.000 -0.4612E-05 -0.3441E-05 0.3197E-06
14 -1.000 -0.1129E-03 0.6733E-05 0.2654E-06 -0.1777E-06
15 0.000 0.3024E-04 0.1825E-04 -0.2052E-05
21 0.000 -0.1686E-03 0.3030E-04 -0.2347E-05 0.5855E-07
22 0.000 0.2038E-02 -0.1498E-03 0.1536E-05 0.5729E-07
23 0.000 0.1995E-02 -0.1602E-03 0.3426E-05
(表4)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 40.60
2 7 -5.99
3 14 11.48
4 21 22.97
[数値実施例2]
図10〜図18と表5〜表8は、本発明による高変倍ズームレンズ系の数値実施例2を示している。図10は長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図11はその諸収差図、図12はその横収差図であり、図13は中間焦点距離における無限遠合焦時のレンズ構成図、図14はその諸収差図、図15はその横収差図であり、図16は短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図17はその諸収差図、図18はその横収差図である。表5は面データ、表6は各種データ、表7は非球面データ、表8はレンズ群データである。
この数値実施例2のレンズ構成は、第1レンズ群G1の正レンズ12が両凸正レンズである点を除き、数値実施例1のレンズ構成と同様である。
(表5)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 36.718 0.850 2.00100 29.1
2 25.114 0.229
3 25.925 3.300 1.43500 95.0
4 -6882.285 0.100
5 25.493 2.650 1.59282 68.6
6 199.262 d6
7 97.320 0.700 1.83481 42.7
8 5.594 2.600
9 -17.397 0.700 1.75500 52.3
10 8.036 0.100
11* 7.275 1.920 1.82115 24.1
12* -1000.000 d12
13絞 ∞ 0.600
14* 7.742 1.280 1.59201 67.0
15* -49.584 0.100
16 6.842 1.600 1.49700 81.6
17 -16.810 0.650 1.90366 31.3
18 -40.539 0.100
19 8.943 0.600 1.91082 35.2
20 4.195 d20
21* 12.526 2.460 1.54358 55.7
22* -13.493 0.100
23* -12.518 0.700 1.60641 27.2
24 -81.176 d24
25 ∞ 0.300 1.51680 64.2
26 ∞ 0.560
27 ∞ 0.500 1.51680 64.2
28 ∞ -
*は回転対称非球面である。
(表6)
各種データ
ズーム比(変倍比) 18.00
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.6 5.0 6.0
f 4.50 19.00 81.00
W 44.2 11.5 2.9
Y 3.70 3.88 3.88
fB 0.59 0.59 0.59
L 49.13 62.21 72.89
d6 0.400 15.220 27.605
d12 15.965 5.066 1.051
d20 5.652 8.434 18.949
d24 3.827 10.200 2.001
(表7)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8 A10
11 0.000 -0.1256E-03 -0.1086E-04 0.6229E-06 -0.1204E-07
12 0.000 -0.2530E-04 -0.1826E-05 0.3070E-06
14 -1.000 -0.9410E-04 0.1106E-04 -0.1277E-05 -0.1310E-06
15 0.000 0.1956E-04 0.1987E-04 -0.3049E-05
21 0.000 -0.1644E-03 0.2742E-04 -0.2153E-05 0.5474E-07
22 0.000 0.1804E-02 -0.1278E-03 0.8715E-06 0.5781E-07
23 0.000 0.1804E-02 -0.1386E-03 0.2779E-05
(表8)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 40.69
2 7 -5.99
3 14 11.48
4 21 23.27
[数値実施例3]
図19〜図27と表9〜表12は、本発明による高変倍ズームレンズ系の数値実施例3を示している。図19は長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図20はその諸収差図、図21はその横収差図であり、図22は中間焦点距離における無限遠合焦時のレンズ構成図、図23はその諸収差図、図24はその横収差図であり、図25は短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図26はその諸収差図、図27はその横収差図である。表9は面データ、表10は各種データ、表11は非球面データ、表12はレンズ群データである。
この数値実施例3のレンズ構成は、数値実施例2のレンズ構成と同様である。
(表9)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 41.562 0.850 2.00100 29.1
2 27.073 0.250
3 28.703 3.200 1.45860 90.2
4 -397.212 0.100
5 24.461 2.750 1.59282 68.6
6 152.531 d6
7 192.680 0.700 1.83481 42.7
8 5.175 2.600
9 -32.628 0.700 1.75500 52.3
10 7.453 0.100
11* 7.353 1.920 1.82115 24.1
12* -1000.000 d12
13絞 ∞ 0.600
14* 7.563 1.280 1.55332 71.7
15* -56.223 0.100
16 6.985 1.600 1.48749 70.4
17 -17.726 0.650 2.00069 25.5
18 -39.420 0.100
19 7.924 0.600 1.91082 35.2
20 4.195 d20
21* 13.290 2.460 1.54358 55.7
22* -12.965 0.100
23* -11.488 0.700 1.60641 27.2
24 -46.280 d24
25 ∞ 0.300 1.51680 64.2
26 ∞ 0.560
27 ∞ 0.500 1.51680 64.2
28 ∞ -
*は回転対称非球面である。
(表10)
各種データ
ズーム比(変倍比) 18.84
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.6 5.1 6.0
f 4.30 19.00 81.00
W 45.5 11.5 2.9
Y 3.70 3.88 3.88
fB 0.59 0.59 0.59
L 49.24 62.73 73.00
d6 0.300 15.673 27.842
d12 16.091 4.829 0.900
d20 5.322 8.344 18.769
d24 4.218 10.574 2.180
(表11)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8 A10
11 0.000 -0.4412E-04 -0.3369E-05 -0.1196E-06 -0.2525E-08
12 0.000 -0.1891E-03 -0.1545E-05 -0.2660E-06
14 -1.000 -0.6681E-04 0.1573E-04 -0.2463E-05 -0.8772E-07
15 0.000 0.1404E-04 0.2323E-04 -0.3687E-05
21 0.000 -0.1759E-03 0.3094E-04 -0.2478E-05 0.6587E-07
22 0.000 0.9488E-03 -0.5478E-04 -0.1253E-05 0.7190E-07
23 0.000 0.1048E-02 -0.7612E-04 0.1250E-05
(表12)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 40.44
2 7 -5.93
3 14 11.67
4 21 23.18
[数値実施例4]
図28〜図36と表13〜表16は、本発明による高変倍ズームレンズ系の数値実施例4を示している。図28は長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図29はその諸収差図、図30はその横収差図であり、図31は中間焦点距離における無限遠合焦時のレンズ構成図、図32はその諸収差図、図33はその横収差図であり、図34は短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図35はその諸収差図、図36はその横収差図である。表13は面データ、表14は各種データ、表15は非球面データ、表16はレンズ群データである。
この数値実施例4のレンズ構成は、以下の点を除き、数値実施例2、3のレンズ構成と同様である。
(1)第2レンズ群G2の負レンズ21が、その物体側の面が非球面の非球面レンズである。
(2)第2レンズ群G2の正レンズ23が、物体側に凸の正メニスカスレンズである。
(3)第3レンズ群G3が、物体側から順に、両凸正レンズ31’、及び物体側から順に位置する物体側に凸の正メニスカスレンズ32’と物体側に凸の負メニスカスレンズ33’の接合レンズからなる。両凸正レンズ31’は、その両面が非球面の非球面レンズである。
(表13)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 31.385 0.900 2.00069 25.5
2 23.914 0.193
3 24.169 3.449 1.45860 90.2
4 -5256.652 0.100
5 28.770 2.315 1.59282 68.6
6 100.708 d6
7* 49.725 0.700 1.85135 40.1
8 5.397 2.544
9 -33.259 0.700 1.72916 54.7
10 9.886 0.100
11* 7.759 1.631 2.00272 19.3
12* 19.234 d12
13絞 ∞ 0.600
14* 5.603 1.929 1.49700 81.6
15* -13.345 0.100
16 5.649 0.984 1.51680 64.2
17 6.760 0.500 2.00069 25.5
18 4.108 d18
19* 13.643 2.365 1.54358 55.7
20* -11.421 0.100
21* -13.735 0.700 1.60641 27.2
22 -751.067 d22
23 ∞ 0.300 1.51680 64.2
24 ∞ 0.560
25 ∞ 0.500 1.51680 64.2
26 ∞ -
*は回転対称非球面である。
(表14)
各種データ
ズーム比(変倍比) 17.79
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.6 5.0 6.0
f 4.55 19.00 81.01
W 43.8 11.4 2.9
Y 3.70 3.88 3.88
fB 0.59 0.59 0.59
L 48.30 61.60 72.05
d6 0.406 15.463 27.615
d12 16.172 5.461 0.900
d18 6.521 9.821 18.997
d22 3.343 8.994 2.675
(表15)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8 A10
7 0.000 0.5852E-04 -0.4608E-05 0.4828E-07
11 0.000 -0.3453E-03 -0.3329E-04 0.2480E-05 -0.3847E-07
12 0.000 -0.2434E-03 -0.3781E-04 0.3120E-05 -0.5900E-07
14 -1.000 -0.3328E-04 -0.6212E-05 0.4129E-05 -0.3858E-06
15 0.000 0.2419E-03 0.2412E-04 -0.1614E-05
19 0.000 -0.2825E-03 0.4947E-04 -0.4111E-05 0.8523E-07
20 0.000 0.2756E-02 -0.1762E-03 0.1763E-05 0.6352E-07
21 0.000 0.2669E-02 -0.1955E-03 0.4627E-05
(表16)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 41.83
2 7 -6.02
3 14 11.19
4 19 22.63
[数値実施例5]
図37〜図45と表17〜表20は、本発明による高変倍ズームレンズ系の数値実施例5を示している。図37は長焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図38はその諸収差図、図39はその横収差図であり、図40は中間焦点距離における無限遠合焦時のレンズ構成図、図41はその諸収差図、図42はその横収差図であり、図43は短焦点距離端における無限遠合焦時のレンズ構成図、図44はその諸収差図、図45はその横収差図である。表17は面データ、表18は各種データ、表19は非球面データ、表20はレンズ群データである。
この数値実施例5のレンズ構成は、第4レンズ群G4の負レンズ42が両凹負レンズである点を除き、数値実施例4のレンズ構成と同様である。
(表17)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 34.694 0.900 2.00069 25.5
2 25.793 0.190
3 26.182 3.385 1.45860 90.2
4 -497.744 0.100
5 27.942 2.258 1.59282 68.6
6 104.780 d6
7* 46.389 0.700 1.85135 40.1
8 5.509 2.609
9 -18.124 0.700 1.75500 52.3
10 12.195 0.100
11* 9.172 1.447 2.00272 19.3
12* 34.882 d12
13絞 ∞ 0.600
14* 5.498 2.130 1.49700 81.6
15* -14.126 0.100
16 5.493 0.943 1.51680 64.2
17 6.501 0.500 2.00069 25.5
18 3.992 d18
19* 13.349 2.402 1.54358 55.7
20* -11.443 0.100
21* -13.724 0.700 1.60641 27.2
22 412.266 d22
23 ∞ 0.300 1.51680 64.2
24 ∞ 0.560
25 ∞ 0.500 1.51680 64.2
26 ∞ -
*は回転対称非球面である。
(表18)
各種データ
ズーム比(変倍比) 17.80
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.6 5.0 6.0
f 4.55 19.00 81.00
W 43.9 11.4 2.9
Y 3.70 3.88 3.88
fB 0.59 0.59 0.59
L 47.99 61.61 71.67
d6 0.411 15.525 27.677
d12 16.092 5.568 0.900
d18 6.054 9.728 18.899
d22 3.621 8.974 2.381
(表19)
非球面データ(表示していない非球面係数は0.00である)
面番号 K A4 A6 A8 A10
7 0.000 0.6047E-04 -0.3864E-05 0.2593E-07
11 0.000 -0.2791E-03 -0.3907E-04 0.2124E-05 -0.3542E-07
12 0.000 -0.1490E-03 -0.4416E-04 0.2706E-05 -0.5900E-07
14 -1.000 -0.2402E-05 0.6571E-05 0.1235E-05 -0.1932E-06
15 0.000 0.2516E-03 0.2655E-04 -0.2084E-05
19 0.000 -0.2113E-03 0.4600E-04 -0.3840E-05 0.8524E-07
20 0.000 0.2789E-02 -0.1753E-03 0.1696E-05 0.6986E-07
21 0.000 0.2649E-02 -0.1939E-03 0.4541E-05
(表20)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 41.52
2 7 -6.07
3 14 11.28
4 19 23.33
各数値実施例の各条件式に対する値を表21に示す。
(表21)
実施例1 実施例2 実施例3
条件式(1) 2.00100 2.00100 2.00100
条件式(2) 95.0 95.0 90.2
条件式(3) -0.154 -0.154 -0.154
実施例4 実施例5
条件式(1) 2.00069 2.00069
条件式(2) 90.2 90.2
条件式(3) -0.153 -0.154
表21から明らかなように、数値実施例1〜数値実施例5は、条件式(1)〜(3)を満足しており、諸収差図から明らかなように諸収差は比較的よく補正されている。
G1 正の屈折力を持つ第1レンズ群
11 負レンズ
12 正レンズ
13 正レンズ
G2 負の屈折力を持つ第2レンズ群
21 負レンズ
22 負レンズ
23 正レンズ
G3 正の屈折力を持つ第3レンズ群
31 正レンズ
32 正レンズ
33 負レンズ
34 負レンズ
31’ 正レンズ
32’ 正レンズ
33’ 負レンズ
G4 正の屈折力を持つ第4レンズ群
41 正レンズ
42 負レンズ
OP 光学フィルタ
CG カバーガラス
S 絞り
I 像面

Claims (4)

  1. 物体側から順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群、負の屈折力を持つ第2レンズ群、正の屈折力を持つ第3レンズ群、及び正の屈折力を持つ第4レンズ群から構成される高変倍ズームレンズ系において、
    短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群のレンズ群間隔が増加し、第2レンズ群と第3レンズ群のレンズ群間隔が減少し、第3レンズ群と第4レンズ群のレンズ群間隔が増加するように、少なくとも第1レンズ群ないし第3レンズ群が光軸方向に移動し、かつ第1レンズ群の変倍移動量が第3レンズ群の変倍移動量よりも大きいこと、
    第1レンズ群が、物体側から順に、負レンズ、正レンズ、及び正レンズの3枚のレンズで構成されること、
    第1レンズ群中の負レンズの像側の面の曲率半径の絶対値が、第1レンズ群中の物体側の正レンズの物体側の面の曲率半径の絶対値よりも小さいこと、及び
    次の条件式(1)を満足することを特徴とする高変倍ズームレンズ系。
    (1)1.95<n11
    但し、
    n11:第1レンズ群中の負レンズのd線に対する屈折率。
  2. 請求項1記載の高変倍ズームレンズ系において、次の条件式(2)を満足する高変倍ズームレンズ系。
    (2)ν12>90
    但し、
    ν12:第1レンズ群中の物体側の正レンズのd線に対するアッベ数。
  3. 請求項1記載の高変倍ズームレンズ系において、次の条件式(3)を満足する高変倍ズームレンズ系。
    (3)−0.3<DW<−0.1
    但し、
    DW:短焦点距離端における対角像高(最大像高)の歪曲収差。
  4. 請求項3記載の高変倍ズームレンズ系と、この高変倍ズームレンズ系による像を結像させる電子撮像素子とを有し、この電子撮像素子で光電変換した画像データを画像処理して歪曲収差を補正する過程を有する電子撮像装置。
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