JP5528211B2 - 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、例えばデジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルム用カメラ、ＴＶカメラ等の撮影系に好適なものである。
従来より、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は、広画角化が比較的容易であり、バックフォーカスを長くすることが容易である。このため、多くの撮像装置において広画角用の撮影レンズとして用いられている。ネガティブリード型のズームレンズとして、物体側から像側へ順に負、正、負、正、正の第１〜第５レンズ群の５つのレンズ群を有し、第２〜第４レンズ群を移動させてズーミングを行う広画角の５群ズームレンズが知られている（特許文献１）。また物体側から像側へ順に負、正、正、負、正の５つのレンズ群を有し、第２〜第４レンズ群を移動させてズーミングを行う広画角のズームレンズが知られている（特許文献２）。
一般に、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、広画角化が比較的容易であり、又長いバックフォーカスが容易に得られるという特徴がある。しかしながらネガティブリード型のズームレンズは開口絞りに対し、レンズ構成が非対称となる。このためズーミングの際の諸収差、特に、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差の変動を良好に補正するのが困難で、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが難しい。また広画角化及び高ズーム比化に伴って前玉有効径（第１レンズ群の有効径）が増大し、全系の小型化を図るのが難しい。
ネガティブリード型のズームレンズにおいて、広画角化及び全系の小型化を図りつつ、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るにはズーム構成及び各レンズ群の屈折力やズーミングの際の移動条件等を適切に設定することが重要になってくる。
特に前述したネガティブリード型の５群ズームレンズでは、第１、第２レンズ群の焦点距離（屈折力）やズーミングに際しての第２レンズ群の移動条件等を適切に設定することが重要になってくる。これらの要素が不適切であると広画角、高ズーム比で長いバックフォーカスを有し、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るのが困難になってくる。
本発明は、広画角、高ズーム比でかつ全ズーム範囲にわたり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、負の屈折力の第３レンズ群、正または負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群から構成され、ズーミングのためには前記第１レンズ群は不動であって、ズーミングに際して少なくとも前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第５レンズ群が光軸方向に移動するズームレンズであって、
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第２レンズ群の広角端から望遠端までのズーミングにおける移動量をｍ２ｚとし、移動量ｍ２ｚの符号は、像側へ移動する場合を正、物体側へ移動する場合を負とするとき、
０．２＜ｆｗ／ｍ２ｚ＜１．５
なる条件式を満足することを特徴としている。
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第２レンズ群の広角端から望遠端までのズーミングにおける移動量をｍ２ｚとし、移動量ｍ２ｚの符号は、像側へ移動する場合を正、物体側へ移動する場合を負とするとき、
０．２＜ｆｗ／ｍ２ｚ＜１．５
なる条件式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、高ズーム比でかつ全ズーム範囲にわたり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、負の屈折力の第３レンズ群、正または負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群から構成されている。ズーミングのためには第１レンズ群は不動であって、ズーミングに際して少なくとも第２レンズ群、第３レンズ群、第５レンズ群が光軸方向に移動する。
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２レンズ群は像側へ、又は像側へ凸状の軌跡を描いて移動している。また第３レンズ群は像側へ移動し、第５レンズ群は物体側へ凸状の軌跡を描いて移動している。
図１は本発明のズームレンズの実施例１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）、（Ｃ）は本発明のズームレンズの実施例１の広角端、中間のズーム位置、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９．７７、開口比１．６５〜２．８８程度のズームレンズである。図３は本発明のズームレンズの実施例２の広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明のズームレンズの実施例２の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例２はズーム比１１．６９、開口比１．６５〜３．３０程度のズームレンズである。図５は本発明のズームレンズの実施例３の広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明のズームレンズの実施例３の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例３はズーム比６．７７、開口比１．６５〜３．３０程度のズームレンズである。図７は本発明のズームレンズの実施例４の広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明のズームレンズの実施例４の広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。実施例４はズーム比５．８６、開口比１．６５〜２．８８程度のズームレンズである。図９は本発明のズームレンズによって形成される像を受光する光電変換素子を有する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等の投射レンズとして用いても良い。このときは左方がスクリーン、右方が被投射画像となる。
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。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は負の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正又は負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群である。
ＳＰは開口絞りであり、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間に配置している。Ｐ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、プリズム等に相当する光学ブロックである。Ｉ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感光面が置かれる。
収差図において、実線と２点鎖線は各々ｄ線及びｇ線、非点収差図において点線と実線はメリディオナル像面、サジタル像面、倍率色収差において２点鎖線はｇ線を表している。ωは半画角、ＦｎｏはＦナンバーである。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用のレンズ群（第３レンズ群Ｌ３）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。
各実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように各レンズ群が移動している。また開口絞りＳＰはズーミングに際して不動又は、他のレンズ群と独立に、又は、第４レンズ群Ｌ４と一体的に移動している。具体的には、図１の実施例１では広角端から望遠端へのズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２は像側に移動している。第３レンズ群Ｌ３は像側に移動している。第５レンズ群Ｌ５は物体側に凸状の軌跡を描いて移動している。
図３の実施例２では、広角端から望遠端へのズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２は像側に凸形状の軌跡を描いて移動している。第３レンズ群Ｌ３は像側へ移動している。第５レンズ群Ｌ５は物体側に凸状の軌跡を描いて移動している。開口絞りＳＰは、他のレンズ群と独立に非直線的に移動している。
図５の実施例３では、広角端から望遠端へのズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２は像側に移動している。第３レンズ群Ｌ３は像側に移動している。開口絞りＳＰは他のレンズ群と独立に非直線的に移動している。第５レンズ群Ｌ５は物体側に凸状の軌跡を描いて移動している。
図７の実施例４では広角端から望遠端へのズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２は像側に移動している。第３レンズ群Ｌ３は像側に移動している。第４レンズ群Ｌ４は開口絞りＳＰと一体的に物体側へ移動している。第５レンズ群Ｌ５は物体側に凸状の軌跡を描いて移動している。
各実施例においてフォーカスは第５レンズ群Ｌ５によって行うリアーフォーカス式を用いている。各実施例のズームレンズにおいて、最も物体側の第１レンズ群Ｌ１は広画角に適した負の屈折力としている。そして第１レンズ群Ｌ１の像側に、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正または負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５を配置した構成としている。
次に、ズーミングの際に移動するレンズ群について説明する。一般に像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差等の軸外緒収差のズーミングに際しての変動を補正するには、光線の通過位置が光軸から離れているレンズを利用するのが良い。つまりは開口絞りＳＰから光軸方向に離れた位置のレンズを全系の焦点距離の変化に応じて光軸方向に移動させるのが効果的である。
しかしながら、バックフォーカスが長い広画角のズームレンズの場合、像面付近のレンズは広角側の軸上Ｆｎｏ（Ｆナンバー）を決定する光線もレンズの周辺部を通過している。このため像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差等の軸外緒収差のズーミングに際して変動の補正と、球面収差や軸上色収差等の軸上緒収差の補正とを良好に補正することは大変困難である。従って、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差のズーミングに伴う変動の補正は物体側寄りのレンズ群で行なう事が好ましい。
一方で、動画撮影に好適に用いる為には、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１が移動するズームレンズは好ましくない。例えば、撮影中に前玉の汚れを拭き取る際に加わる圧力に不利である。他にも、第１レンズ群Ｌ１の駆動中にレンズ群の倒れ等が生じる事で撮影する像が揺れる事や、ワイドコンバーターを第１レンズ群付近に装着した場合、ズーミングの際に第１レンズ群Ｌ１とワイドコンバーターが干渉する事、等がある。静止画撮影では撮影の瞬間が限定される為、これらの問題を使用上目立たなくする事ができるが、連続記録される動画撮影時には目立ち易い。
そこで、各実施例のズームレンズでは、第１レンズ群Ｌ１は動画撮影に好適となる様にズーミングの際に不動としている。そして変倍の為に第３レンズ群Ｌ１、変倍に伴う像面変動の補正の為に第５レンズ群Ｌ５、更に、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差等の緒収差のズーミングの際の変動を良好に補正する為に第２レンズ群Ｌ２を移動させている。
各実施例において、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、第２レンズ群Ｌ２の広角端から望遠端までのズーミングにおける移動量をｍ２ｚとする。このとき
０．２＜ｆｗ／ｍ２ｚ＜１．５ ・・・（１）
なる条件式を満足している。ここでレンズ群の移動量の符号は広角端に比べ望遠端での光軸方向の像面に対するレンズ群の変位量（位置の差）において像面側に位置するときを正、物体側に位置するときを負とする。
０．２＜ｆｗ／ｍ２ｚ＜１．５ ・・・（１）
なる条件式を満足している。ここでレンズ群の移動量の符号は広角端に比べ望遠端での光軸方向の像面に対するレンズ群の変位量（位置の差）において像面側に位置するときを正、物体側に位置するときを負とする。
条件式（１）はズーミングの時の第２レンズ群Ｌ２の移動量を規定した式である。第２レンズ群Ｌ２は広角端において第１レンズ群Ｌ１側へ位置させる事で前玉有効径が大型化するのを抑制している。また、条件式（１）の上限値を超えた場合、第２レンズ群Ｌ２の移動量が小さくなり、広角端と望遠端における倍率色収差の変動を補正する事が困難となる。逆に下限値を超えた場合、効率的な変倍を妨げてしまい、第３レンズ群Ｌ３のズーミングに伴う移動量が増大し、レンズ全長が増加し好ましくない。
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。
０．３＜ｆｗ／ｍ２ｚ＜１．０・・・・・・（１ａ）
以上のように各実施例によれば、ズーミング時の諸収差の変動を良好に補正すると共に前玉有効径を小型化し、広画角のズームレンズが得られる。
０．３＜ｆｗ／ｍ２ｚ＜１．０・・・・・・（１ａ）
以上のように各実施例によれば、ズーミング時の諸収差の変動を良好に補正すると共に前玉有効径を小型化し、広画角のズームレンズが得られる。
各実施例において更に好ましくは次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。広角端における第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の合成焦点距離をｆ３ｒｗとする。広角端から望遠端までのズーミングにおける第３レンズ群の半分だけ第３レンズ群Ｌ３が広角端から移動するときの移動量のうち、第３レンズ群Ｌ３が広角端より半分だけ移動したときの第２レンズ群Ｌ２の広角端からの移動量をｍ２ｈとする。
このとき、
０．５＜｜ｆ２／ｆ１｜＜２．１ ・・・・・（２）
０．３＜ｆｗ／ｆ３ｒｗ＜１．２ ・・・・・（３）
０．６＜ｍ２ｈ／ｍ２ｚ＜１．５ ・・・・・（４）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。
０．５＜｜ｆ２／ｆ１｜＜２．１ ・・・・・（２）
０．３＜ｆｗ／ｆ３ｒｗ＜１．２ ・・・・・（３）
０．６＜ｍ２ｈ／ｍ２ｚ＜１．５ ・・・・・（４）
なる条件式のうち１以上を満足するのが良い。
次に各条件式の技術的意味について説明する。条件式（２）は第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の比を規定したものである。条件式（２）の上限値を超えた場合、広角端における撮影画角を広くすることや、高ズーム比化を図るためには次のようにする必要がある。即ち広角端において第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔を広げ、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離や合成主点位置を変化させる必要がある。その結果、レンズ全長が増加してくるので好ましくない。逆に下限値を超えた場合、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１の広画角化への寄与が不十分となる。この結果第２〜第５レンズ群で広画角化を図らねばならなくなり、これらの各レンズ群の負荷が増加し、諸収差、特に広角端において倍率色収差が多く発生してくる。
条件式（３）は広角端における全系の焦点距離と、広角端における第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の合成焦点距離の比を規定したものである。条件式（３）の上限値を超えた場合、負の屈折力の第１レンズ群が広画角化に十分に寄与出来なくなり、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５で広画角化を図る負荷が増加する。
このため諸収差、特に広角端において歪曲収差、非点格差の補正が困難となる。また、広角端において第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３間の光線角度が急になる為、第２レンズ群Ｌ２の有効径が大きくなり好ましくない。逆に下限値を超えた場合、第１レンズ群Ｌ１が広画角化に大きく寄与することが出来る。しかしながら、負の屈折力が物体側へ寄った分だけ短くなるバックフォーカスを確保する為に第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が弱まり、第５レンズＬ５の屈折力が強くなる。その結果、射出瞳が正方向へ移動し、第５レンズ群Ｌ５の径が大きくなり好ましくない。
条件式（４）は第２レンズ群Ｌ２の広角端からの変倍途中までの移動量と、広角端から望遠端までの移動量の比を規定したものである。望遠端において第２レンズ群Ｌ２が広角端より像面側へ移動すると、倍率色収差の補正が容易となる。しかしながら、短波長と長波長の倍率色収差の方向が望遠端と逆方向である変倍途中において、第２レンズ群Ｌ２が広角端より像面側へ移動量が大きすぎると倍率色収差が低下してくる。
その一方で、変倍途中では広角端より第１レンズ群Ｌ１で発生する負の歪曲が減る為、第２レンズ群Ｌ２が物体側へ位置すると第２レンズ群Ｌ２で発生する正の歪曲が大きく、光学系全体として正の歪曲が大きくなってしまう。従って、第２レンズ群Ｌ２は変倍途中においては倍率色収差と歪曲収差がお互い許容できる範囲内に位置する事が好ましい。
条件式（４）の上限値を超えた場合、第２レンズ群Ｌ２が移動量ｍ２ｈ程度移動した焦点距離での倍率色収差の補正が困難となる。逆に下限値を超えた場合、第２レンズ群Ｌ２が移動量ｍ２ｈ程度移動した焦点距離での歪曲収差の補正が困難となる。なお、条件式（２）乃至（４）の数値範囲は以下の如く特定するのが更に望ましい。
０．６＜｜ｆ２／ｆ１｜＜１．９・・・・・・（２ａ）
０．４＜ｆｗ／ｆ３ｒｗ＜１．１・・・・・・（３ａ）
０．７＜ｍ２ｈ／ｍ２ｚ＜１．２・・・・・・（４ａ）
また各実施例において、第１レンズ群Ｌ１は物体側の面に屈折力の絶対値が像側の面の屈折力の絶対値よりも小さい負レンズが最も物体側に配置され、最も像側に負レンズが配置されており、第２レンズ群Ｌ２は最も物体側に両レンズ面が凸形状の正レンズを含む３以下の正レンズを有するのが良い。
０．６＜｜ｆ２／ｆ１｜＜１．９・・・・・・（２ａ）
０．４＜ｆｗ／ｆ３ｒｗ＜１．１・・・・・・（３ａ）
０．７＜ｍ２ｈ／ｍ２ｚ＜１．２・・・・・・（４ａ）
また各実施例において、第１レンズ群Ｌ１は物体側の面に屈折力の絶対値が像側の面の屈折力の絶対値よりも小さい負レンズが最も物体側に配置され、最も像側に負レンズが配置されており、第２レンズ群Ｌ２は最も物体側に両レンズ面が凸形状の正レンズを含む３以下の正レンズを有するのが良い。
広画角化に伴い広角端における諸収差の補正が課題となるが、各実施例では第１レンズ群Ｌ１に少なくとも負レンズを２枚有する事で、１枚あたりの負レンズからの収差発生量を抑えている。特に、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側の負レンズは像側のレンズ面の屈折力を物体側に比べて強くする事で歪曲収差の発生を抑制している。
次に、第２レンズ群Ｌ２は、主に望遠側での球面収差、コマ収差を良好に補正する為に多くの正レンズを有するのが有効である。一方、可動レンズ群の重量は極力軽い事が好ましい。従って、各実施例において第２レンズ群Ｌ２が有する正レンズの数は収差補正に最低必要な３枚以下としている。また、第１レンズ群Ｌ１の最も像側に負レンズ、第２レンズ群Ｌ２の最も物体側に正レンズを配置している。これにより、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が変化した際に像面湾曲、特に望遠側において像面湾曲を変動させて、第２レンズ群Ｌ２の移動において変倍時の像面湾曲の変動を補正している。
以下に本発明の数値実施例を記載する。数値実施例において、ｉは物体側からの面の順番を示す。ｒｉは物体側より順に第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面の間隔（レンズ厚あるいは空気間隔）である。ｎｄｉとνｄｉはそれぞれ第ｉ番目のレンズの材質の屈折率とアッベ数である。非球面形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向ｈ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、各非球面係数をｋ、Ａ４、Ａ６、Ａ８としたとき、
なる式で表している。
第２レンズ群Ｌ２の移動量ｍ２は、第３レンズ群Ｌ３の広角端から望遠端への移動比率をＺｐ、像側へ移動する場合を正とし、各移動係数をａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆとしたとき
ｍ２＝ａＺｐ＋ｂＺｐ２＋ｃＺｐ３＋ｄＺｐ４＋ｅＺｐ５＋ｆＺｐ６
なる式で表している。また、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。各数値実施例において最終の３つの面はフィルター、プリズム等のガラス面（平行平面）である。
ｍ２＝ａＺｐ＋ｂＺｐ２＋ｃＺｐ３＋ｄＺｐ４＋ｅＺｐ５＋ｆＺｐ６
なる式で表している。また、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。各数値実施例において最終の３つの面はフィルター、プリズム等のガラス面（平行平面）である。
［数値実施例1］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 85.331 2.50 1.88300 40.8
2 31.859 12.68
3 -228.030 2.93 1.92286 18.9
4 -86.360 3.96
5 -51.285 1.85 1.90366 31.3
6 -156.673 (可変)
7 100.266 7.00 1.80400 46.6
8 -74.830 0.20
9 62.701 1.49 2.00069 25.5
10 31.584 7.01 1.49700 81.5
11 -226.654 0.20
12 32.089 4.20 1.60311 60.6
13 191.381 (可変)
14 99.100 1.00 1.88300 40.8
15 10.315 3.35
16 74.292 0.80 1.77250 49.6
17 18.909 2.07
18 -59.384 0.80 1.71300 53.9
19 65.102 1.00
20 22.133 1.98 1.92286 18.9
21 115.082 (可変)
22(絞り) ∞ 2.75
23 43.028 1.29 1.92286 18.9
24 -159.642 0.70
25 -128.856 0.90 2.00069 25.5
26 18.938 5.00
27* 20.986 3.43 1.68893 31.1
28 -34.495 3.06
29 -156.327 0.90 1.69680 55.5
30 43.583 (可変)
31 33.344 4.00 1.49700 81.5
32 -24.923 0.50
33 37.517 1.85 1.59282 68.6
34 -107.865 0.68
35 -31.636 0.80 2.00069 25.5
36 26.065 0.69
37 63.525 2.32 1.51633 64.1
38 -29.766 0.49
39 29.808 2.57 1.65844 50.9
40 -48.254 (可変)
41 ∞ 20.00 1.58913 61.2
42 ∞ 3.85 1.51633 64.1
43 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第27面
K =-8.79901e-001 A 4=-1.40973e-005 A 6= 6.54251e-009 A 8=-8.95308e-011
各種データ
ズーム比 9.77
広角 中間 望遠
焦点距離 3.40 8.94 33.26
Fナンバー 1.65 2.17 2.88
画角 41.39 18.55 5.15
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 157.78 157.78 157.78
BF 20.32 23.00 20.32
d 6 0.50 9.73 10.50
d13 0.67 15.64 27.91
d21 39.48 15.28 2.25
d30 9.86 7.18 9.86
d40 4.20 6.88 4.20
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -42.51
2 7 29.18
3 14 -10.71
4 22 143.90
5 31 22.14
6 41 ∞
第2レンズ群移動量データ
a = 1.89791e+001 b = 1.46325e+001 c =-6.87142e+001 d =6.84223e+001
e =-2.14662e+001 f =-1.85407e+000
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 85.331 2.50 1.88300 40.8
2 31.859 12.68
3 -228.030 2.93 1.92286 18.9
4 -86.360 3.96
5 -51.285 1.85 1.90366 31.3
6 -156.673 (可変)
7 100.266 7.00 1.80400 46.6
8 -74.830 0.20
9 62.701 1.49 2.00069 25.5
10 31.584 7.01 1.49700 81.5
11 -226.654 0.20
12 32.089 4.20 1.60311 60.6
13 191.381 (可変)
14 99.100 1.00 1.88300 40.8
15 10.315 3.35
16 74.292 0.80 1.77250 49.6
17 18.909 2.07
18 -59.384 0.80 1.71300 53.9
19 65.102 1.00
20 22.133 1.98 1.92286 18.9
21 115.082 (可変)
22(絞り) ∞ 2.75
23 43.028 1.29 1.92286 18.9
24 -159.642 0.70
25 -128.856 0.90 2.00069 25.5
26 18.938 5.00
27* 20.986 3.43 1.68893 31.1
28 -34.495 3.06
29 -156.327 0.90 1.69680 55.5
30 43.583 (可変)
31 33.344 4.00 1.49700 81.5
32 -24.923 0.50
33 37.517 1.85 1.59282 68.6
34 -107.865 0.68
35 -31.636 0.80 2.00069 25.5
36 26.065 0.69
37 63.525 2.32 1.51633 64.1
38 -29.766 0.49
39 29.808 2.57 1.65844 50.9
40 -48.254 (可変)
41 ∞ 20.00 1.58913 61.2
42 ∞ 3.85 1.51633 64.1
43 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第27面
K =-8.79901e-001 A 4=-1.40973e-005 A 6= 6.54251e-009 A 8=-8.95308e-011
各種データ
ズーム比 9.77
広角 中間 望遠
焦点距離 3.40 8.94 33.26
Fナンバー 1.65 2.17 2.88
画角 41.39 18.55 5.15
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 157.78 157.78 157.78
BF 20.32 23.00 20.32
d 6 0.50 9.73 10.50
d13 0.67 15.64 27.91
d21 39.48 15.28 2.25
d30 9.86 7.18 9.86
d40 4.20 6.88 4.20
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -42.51
2 7 29.18
3 14 -10.71
4 22 143.90
5 31 22.14
6 41 ∞
第2レンズ群移動量データ
a = 1.89791e+001 b = 1.46325e+001 c =-6.87142e+001 d =6.84223e+001
e =-2.14662e+001 f =-1.85407e+000
［数値実施例2］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 64.751 2.49 1.90366 31.3
2 35.669 12.52
3 90.978 5.03 1.92286 18.9
4 414.150 0.99
5 76.842 1.49 1.90366 31.3
6 30.252 5.90
7 73.530 1.50 1.90366 31.3
8 38.280 (可変)
9 59.610 5.88 1.71300 53.9
10 -80.277 0.20
11 52.807 1.49 1.90366 31.3
12 24.666 6.29 1.49700 81.5
13 -800.047 0.20
14 46.681 3.49 1.69680 55.5
15 -214.965 (可変)
16 73.578 1.00 1.88300 40.8
17 8.634 3.88
18 -30.101 0.80 1.88300 40.8
19 30.433 0.66
20 463.445 0.80 1.80400 46.6
21 101.183 0.41
22 22.738 1.98 1.92286 18.9
23 -154.007 (可変)
24(絞り) ∞ (可変)
25 20.059 2.25 1.92286 18.9
26 -83.065 0.69
27 -27.269 0.90 2.00330 28.3
28 23.483 5.00
29* 21.413 3.66 1.68893 31.1
30 -25.098 0.69
31 98.893 0.89 2.00069 25.5
32 18.933 (可変)
33 19.559 3.49 1.49700 81.5
34 -34.809 0.49
35 40.104 1.54 1.48749 70.2
36 -158.877 0.69
37 -30.448 0.80 2.00069 25.5
38 23.916 0.90
39 121.514 2.09 1.65844 50.9
40 -26.189 0.49
41 19.895 3.15 1.60311 60.6
42 -49.272 (可変)
43 ∞ 20.00 1.58913 61.2
44 ∞ 3.85 1.51633 64.1
45 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第29面
K =-6.04805e-001 A 4=-1.63984e-005 A 6= 2.26542e-009 A 8= 1.27939e-011
各種データ
ズーム比 11.69
広角 中間 望遠
焦点距離 2.50 8.01 29.26
Fナンバー 1.65 2.72 3.30
画角 50.16 20.53 5.85
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 167.37 167.37 167.37
BF 20.33 24.08 20.33
d 8 15.73 20.44 20.08
d15 0.68 18.01 30.24
d23 28.02 8.71 2.25
d24 10.89 8.15 2.75
d32 6.99 3.23 6.99
d42 4.20 7.96 4.20
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -27.59
2 9 27.07
3 16 -9.84
4 24 ∞
5 25 236.70
6 33 19.71
7 43 ∞
第2レンズ群移動量データ
a = 2.13184e+001 b =-1.33058e+001 c =-5.07356e+001 d =7.54497e+001
e =-2.28201e+001 f =-5.55740e+000
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 64.751 2.49 1.90366 31.3
2 35.669 12.52
3 90.978 5.03 1.92286 18.9
4 414.150 0.99
5 76.842 1.49 1.90366 31.3
6 30.252 5.90
7 73.530 1.50 1.90366 31.3
8 38.280 (可変)
9 59.610 5.88 1.71300 53.9
10 -80.277 0.20
11 52.807 1.49 1.90366 31.3
12 24.666 6.29 1.49700 81.5
13 -800.047 0.20
14 46.681 3.49 1.69680 55.5
15 -214.965 (可変)
16 73.578 1.00 1.88300 40.8
17 8.634 3.88
18 -30.101 0.80 1.88300 40.8
19 30.433 0.66
20 463.445 0.80 1.80400 46.6
21 101.183 0.41
22 22.738 1.98 1.92286 18.9
23 -154.007 (可変)
24(絞り) ∞ (可変)
25 20.059 2.25 1.92286 18.9
26 -83.065 0.69
27 -27.269 0.90 2.00330 28.3
28 23.483 5.00
29* 21.413 3.66 1.68893 31.1
30 -25.098 0.69
31 98.893 0.89 2.00069 25.5
32 18.933 (可変)
33 19.559 3.49 1.49700 81.5
34 -34.809 0.49
35 40.104 1.54 1.48749 70.2
36 -158.877 0.69
37 -30.448 0.80 2.00069 25.5
38 23.916 0.90
39 121.514 2.09 1.65844 50.9
40 -26.189 0.49
41 19.895 3.15 1.60311 60.6
42 -49.272 (可変)
43 ∞ 20.00 1.58913 61.2
44 ∞ 3.85 1.51633 64.1
45 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第29面
K =-6.04805e-001 A 4=-1.63984e-005 A 6= 2.26542e-009 A 8= 1.27939e-011
各種データ
ズーム比 11.69
広角 中間 望遠
焦点距離 2.50 8.01 29.26
Fナンバー 1.65 2.72 3.30
画角 50.16 20.53 5.85
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 167.37 167.37 167.37
BF 20.33 24.08 20.33
d 8 15.73 20.44 20.08
d15 0.68 18.01 30.24
d23 28.02 8.71 2.25
d24 10.89 8.15 2.75
d32 6.99 3.23 6.99
d42 4.20 7.96 4.20
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -27.59
2 9 27.07
3 16 -9.84
4 24 ∞
5 25 236.70
6 33 19.71
7 43 ∞
第2レンズ群移動量データ
a = 2.13184e+001 b =-1.33058e+001 c =-5.07356e+001 d =7.54497e+001
e =-2.28201e+001 f =-5.55740e+000
［数値実施例3］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 61.557 3.00 1.90366 31.3
2 31.500 15.01
3 71.031 7.01 1.92286 18.9
4 1201.205 0.98
5 38.440 1.99 1.90366 31.3
6 16.472 7.34
7 50.571 1.50 1.90366 31.3
8 19.622 (可変)
9 75.307 7.00 1.60311 60.6
10 -23.818 0.20
11 -47.950 1.50 1.90366 31.3
12 26.505 5.89 1.60342 38.0
13 -40.872 0.20
14 41.125 3.49 1.69680 55.5
15 -68.846 (可変)
16 150.004 1.00 1.88300 40.8
17 9.797 1.95
18 82.490 0.80 1.88300 40.8
19 34.594 0.92
20 -46.375 0.80 1.83481 42.7
21 164.820 0.29
22 19.296 1.63 1.92286 18.9
23 137.191 (可変)
24(絞り) ∞ (可変)
25 21.756 2.37 1.92286 18.9
26 -43.338 0.69
27 -22.383 0.90 2.00330 28.3
28 23.211 5.00
29* 18.960 4.05 1.68893 31.1
30 -21.913 0.70
31 -82.299 0.90 2.00330 28.3
32 22.531 (可変)
33 18.995 4.01 1.49700 81.5
34 -28.286 0.49
35 44.698 1.94 1.62299 58.2
36 -60.407 0.68
37 -27.523 0.80 2.00069 25.5
38 21.328 0.99
39 73.814 2.31 1.71300 53.9
40 -28.334 0.49
41 20.098 2.74 1.69680 55.5
42 -198.164 (可変)
43 ∞ 20.00 1.58913 61.2
44 ∞ 3.85 1.51633 64.1
45 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第29面
K =-8.63394e-001 A 4=-1.31276e-005 A 6=-5.20647e-008 A 8=-1.27987e-010
各種データ
ズーム比 6.77
広角 中間 望遠
焦点距離 2.07 6.06 14.01
Fナンバー 1.65 2.72 3.30
画角 55.38 26.33 12.08
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 168.85 168.85 168.85
BF 20.33 23.69 22.55
d 8 12.31 14.33 14.54
d15 0.68 19.89 31.10
d23 24.42 8.75 2.75
d24 13.22 7.67 2.25
d32 6.32 2.96 4.10
d42 4.21 7.57 6.43
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -13.62
2 9 23.85
3 16 -13.23
4 24 ∞
5 25 -500.76
6 33 18.45
7 43 ∞
第2レンズ群移動量データ
a = 4.42445e+000 b =1.66036e+001 c =-8.54150e+001 d =1.49597e+002
e =-1.19776e+002 f =3.67915e+001
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 61.557 3.00 1.90366 31.3
2 31.500 15.01
3 71.031 7.01 1.92286 18.9
4 1201.205 0.98
5 38.440 1.99 1.90366 31.3
6 16.472 7.34
7 50.571 1.50 1.90366 31.3
8 19.622 (可変)
9 75.307 7.00 1.60311 60.6
10 -23.818 0.20
11 -47.950 1.50 1.90366 31.3
12 26.505 5.89 1.60342 38.0
13 -40.872 0.20
14 41.125 3.49 1.69680 55.5
15 -68.846 (可変)
16 150.004 1.00 1.88300 40.8
17 9.797 1.95
18 82.490 0.80 1.88300 40.8
19 34.594 0.92
20 -46.375 0.80 1.83481 42.7
21 164.820 0.29
22 19.296 1.63 1.92286 18.9
23 137.191 (可変)
24(絞り) ∞ (可変)
25 21.756 2.37 1.92286 18.9
26 -43.338 0.69
27 -22.383 0.90 2.00330 28.3
28 23.211 5.00
29* 18.960 4.05 1.68893 31.1
30 -21.913 0.70
31 -82.299 0.90 2.00330 28.3
32 22.531 (可変)
33 18.995 4.01 1.49700 81.5
34 -28.286 0.49
35 44.698 1.94 1.62299 58.2
36 -60.407 0.68
37 -27.523 0.80 2.00069 25.5
38 21.328 0.99
39 73.814 2.31 1.71300 53.9
40 -28.334 0.49
41 20.098 2.74 1.69680 55.5
42 -198.164 (可変)
43 ∞ 20.00 1.58913 61.2
44 ∞ 3.85 1.51633 64.1
45 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第29面
K =-8.63394e-001 A 4=-1.31276e-005 A 6=-5.20647e-008 A 8=-1.27987e-010
各種データ
ズーム比 6.77
広角 中間 望遠
焦点距離 2.07 6.06 14.01
Fナンバー 1.65 2.72 3.30
画角 55.38 26.33 12.08
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 168.85 168.85 168.85
BF 20.33 23.69 22.55
d 8 12.31 14.33 14.54
d15 0.68 19.89 31.10
d23 24.42 8.75 2.75
d24 13.22 7.67 2.25
d32 6.32 2.96 4.10
d42 4.21 7.57 6.43
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -13.62
2 9 23.85
3 16 -13.23
4 24 ∞
5 25 -500.76
6 33 18.45
7 43 ∞
第2レンズ群移動量データ
a = 4.42445e+000 b =1.66036e+001 c =-8.54150e+001 d =1.49597e+002
e =-1.19776e+002 f =3.67915e+001
［数値実施例4］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 42.429 2.50 1.88300 40.8
2 22.513 8.49
3 382.913 2.00 1.84666 23.9
4 -179.884 1.50 1.90366 31.3
5 40.101 (可変)
6 40.878 6.62 1.60342 38.0
7 -55.400 0.20
8 41.431 1.50 1.84666 23.9
9 18.625 5.58 1.48749 70.2
10 387.123 0.20
11 33.478 3.08 1.74400 44.8
12 -240.224 (可変)
13 687.031 1.00 1.88300 40.8
14 9.777 2.25
15 68.652 0.80 1.77250 49.6
16 19.413 1.35
17 -70.965 0.80 1.71300 53.9
18 44.502 0.65
19 18.575 1.75 1.92286 18.9
20 97.695 (可変)
21(絞り) ∞ 2.38
22 21.325 1.68 1.92286 18.9
23 -387.249 0.70
24 -29.767 0.90 2.00330 28.3
25 21.954 5.00
26* 20.801 3.65 1.68893 31.1
27 -28.138 2.94
28 -238.258 0.90 1.83400 37.2
29 23.346 (可変)
30 19.450 4.01 1.48749 70.2
31 -25.408 0.49
32 33.338 1.85 1.60311 60.6
33 -96.142 0.68
34 -27.650 0.80 2.00069 25.5
35 21.446 0.70
36 48.563 2.45 1.60311 60.6
37 -26.652 0.49
38 21.395 2.65 1.69680 55.5
39 -87.853 (可変)
40 ∞ 20.00 1.58913 61.2
41 ∞ 3.85 1.51633 64.1
42 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第26面
K =-6.26476e-001 A 4=-1.35973e-005 A 6=-3.81927e-009 A 8=-1.15496e-010
各種データ
ズーム比 5.86
広角 中間 望遠
焦点距離 3.40 8.58 19.95
Fナンバー 1.65 2.17 2.88
画角 41.39 19.26 8.55
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 132.82 132.82 132.82
BF 20.33 23.39 22.49
d 5 6.23 10.75 11.33
d12 0.69 12.57 20.83
d20 28.73 11.17 2.69
d29 4.32 2.41 2.95
d39 4.20 7.27 6.37
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -24.35
2 6 21.94
3 13 -10.04
4 21 -255.33
5 30 17.70
6 40 ∞
第2レンズ群移動量データ
a = 1.01823e+001 b = 1.46060e+001 c =-6.61462e+001 d =6.94578e+001
e =-1.88471e+001 f =-4.15288e+000
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。
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 42.429 2.50 1.88300 40.8
2 22.513 8.49
3 382.913 2.00 1.84666 23.9
4 -179.884 1.50 1.90366 31.3
5 40.101 (可変)
6 40.878 6.62 1.60342 38.0
7 -55.400 0.20
8 41.431 1.50 1.84666 23.9
9 18.625 5.58 1.48749 70.2
10 387.123 0.20
11 33.478 3.08 1.74400 44.8
12 -240.224 (可変)
13 687.031 1.00 1.88300 40.8
14 9.777 2.25
15 68.652 0.80 1.77250 49.6
16 19.413 1.35
17 -70.965 0.80 1.71300 53.9
18 44.502 0.65
19 18.575 1.75 1.92286 18.9
20 97.695 (可変)
21(絞り) ∞ 2.38
22 21.325 1.68 1.92286 18.9
23 -387.249 0.70
24 -29.767 0.90 2.00330 28.3
25 21.954 5.00
26* 20.801 3.65 1.68893 31.1
27 -28.138 2.94
28 -238.258 0.90 1.83400 37.2
29 23.346 (可変)
30 19.450 4.01 1.48749 70.2
31 -25.408 0.49
32 33.338 1.85 1.60311 60.6
33 -96.142 0.68
34 -27.650 0.80 2.00069 25.5
35 21.446 0.70
36 48.563 2.45 1.60311 60.6
37 -26.652 0.49
38 21.395 2.65 1.69680 55.5
39 -87.853 (可変)
40 ∞ 20.00 1.58913 61.2
41 ∞ 3.85 1.51633 64.1
42 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第26面
K =-6.26476e-001 A 4=-1.35973e-005 A 6=-3.81927e-009 A 8=-1.15496e-010
各種データ
ズーム比 5.86
広角 中間 望遠
焦点距離 3.40 8.58 19.95
Fナンバー 1.65 2.17 2.88
画角 41.39 19.26 8.55
像高 3.00 3.00 3.00
レンズ全長 132.82 132.82 132.82
BF 20.33 23.39 22.49
d 5 6.23 10.75 11.33
d12 0.69 12.57 20.83
d20 28.73 11.17 2.69
d29 4.32 2.41 2.95
d39 4.20 7.27 6.37
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -24.35
2 6 21.94
3 13 -10.04
4 21 -255.33
5 30 17.70
6 40 ∞
第2レンズ群移動量データ
a = 1.01823e+001 b = 1.46060e+001 c =-6.61462e+001 d =6.94578e+001
e =-1.88471e+001 f =-4.15288e+000
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。
以上説明したように、各実施例によれば、変倍時の諸収差の変動を良好に補正すると共に前玉径を小型化する事を可能にした、高変倍且つ広角なズームレンズを実現する事ができる。
次に本発明のズームレンズを撮影光学系として用いたビデオカメラ（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、１０はビデオカメラ本体、１１は本発明のズームレンズによって構成された撮影光学系、１２は集音マイク、１３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、撮影光学系１１の撮影像等が表示される。この様に本発明のズームレンズをビデオカメラ等の撮像装置に適用する事により、高い光学性能を有した小型の撮像装置を得ている。
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。
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
Ｌ５ 第５レンズ群 ＳＰ 開口絞り
Ｌ５ 第５レンズ群 ＳＰ 開口絞り
Claims (8)
- 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、負の屈折力の第３レンズ群、正または負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群から構成され、ズーミングのためには前記第１レンズ群は不動であって、ズーミングに際して少なくとも前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第５レンズ群が光軸方向に移動するズームレンズであって、
広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第２レンズ群の広角端から望遠端までのズーミングにおける移動量をｍ２ｚとし、移動量ｍ２ｚの符号は、像側へ移動する場合を正、物体側へ移動する場合を負とするとき、
０．２＜ｆｗ／ｍ２ｚ＜１．５
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１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、０．５＜｜ｆ２／ｆ１｜＜２．１
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１レンズ群は、物体側の面の屈折力の絶対値が像側の面の屈折力の絶対値よりも小さい負レンズが最も物体側に配置され、最も像側に負レンズが配置されており、前記第２レンズ群は、最も物体側に配置された両レンズ面が凸形状の正レンズを含む３以下の正レンズを有することを特徴する請求項１または２に記載のズームレンズ。
- 前記第３レンズ群と前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の広角端における合成焦点距離をｆ３ｒｗとするとき、
０．３＜ｆｗ／ｆ３ｒｗ＜１．２
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。 - 広角端から望遠端までのズーミングにおける前記第３レンズ群の移動量の半分だけ前記第３レンズ群が広角端から移動するときの前記第２レンズ群の広角端からの移動量をｍ２ｈとするとき、
０．６＜ｍ２ｈ／ｍ２ｚ＜１．５
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。 - 広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第２レンズ群は像側へ移動し、又は像側へ凸状の軌跡を描いて移動し、前記第３レンズ群は像側へ移動し、前記第５レンズ群は物体側へ凸状の軌跡を描いて移動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。
- ズーミングに際して移動する開口絞りが前記第３レンズ群と第４レンズ群の間に配置されてい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。
- 請求項１乃至７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る像を受光する光電変換素子を有することを特徴とする撮像装置。
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