JP5579573B2 - ズームレンズ系及びこれを用いた電子撮像装置 - Google Patents

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、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、デジタルカメラの小型化が進んでおり、撮影光学系に対しても一層の小型化が要望されている。また、撮像素子の高画素化が進んでいるために、それに対応して撮影光学系は高解像度であることが要求されている。また、デジタルカメラの撮影光学系はシェーディングや色ずれ防止のために、レンズ最終面からの射出光が撮像面にできるだけ垂直に入射する、いわゆるテレセントリック性の良いことが求められる。さらに、小型のデジタルカメラ用ズームレンズ系に対して、短焦点距離端の画角が広角であって高変倍であることへの需要が高まってきている。
従来、変倍比が4倍を超えるズームレンズ系として、正レンズ群先行型(いわゆるポジティブリード型)のものが用いられてきた。しかし、正レンズ群先行型は高変倍比を確保するのに有利である反面、レンズ構成枚数が多く高コストになりやすいという欠点がある。
これに対し、低コスト化や小型化への需要から、変倍比が3−4程度のズームレンズ系として、負レンズ群先行型(いわゆるネガティブリード型)のものが増えてきている。負レンズ群先行型は、短焦点距離端の広角化とレンズ系の小型化(特に前玉径の小径化)ができるため、収納時にレンズ群の間隔を圧縮して収納するいわゆる沈胴式ズームレンズカメラ用に適している。負レンズ群先行型の中でも、射出瞳位置を像面より十分遠方にしてテレセントリック性を維持する必要から、負正正の3群レンズ構成のズームレンズ系がよく用いられている(特許文献1−4)。また、変倍比が4程度の負レンズ群先行型として、負正正負の4群レンズ構成のズームレンズ系も知られている(特許文献5、6)。
特開2007−93971号公報 特開2009−37125号公報 特開2009−210741号公報 特開2009−251371号公報 特開2010−26407号公報 特開2010−145696号公報
しかし、特許文献1のズームレンズ系は、比較的レンズ構成枚数が少なく小型であるが、変倍比が3程度で不十分であり、また低コスト化が十分に達成されているとは言えない。特許文献2−4のズームレンズ系は、比較的レンズ構成枚数が少なく小型であり変倍比が4程度であるが、低コスト化が十分に達成されているとは言えない。また、特許文献5、6のズームレンズ系は、負正正負の4群レンズ構成を採っているため、加工及び組立調整の誤差によってコストが増大してしまう。
本発明は従って、負正正の3群レンズ構成でありながら、変倍比が4−5倍程度で低コストであり、短焦点距離端から長焦点距離端への変倍全域に亘って高解像度であり、無限遠物体から有限距離物体への撮影距離の変化に際して収差変動が少ないズームレンズ系及びこれを用いた電子撮像装置を得ることを目的とする。
本発明のズームレンズ系は、物体側から順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群、正の屈折力を持つ第2レンズ群、及び正の屈折力を持つ第3レンズ群から構成され、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減少し、第2レンズ群と第3レンズ群のレンズ群間隔が増加するように、第1レンズ群ないし第3レンズ群が光軸方向に移動し、第2レンズ群は、その最も像側に負レンズを有しており、次の条件式(1)、(2)(3)、(5)及び(6)を満足することを特徴としている。
(1)d3Iw−d3Im>0
(2)0<(d3Iw−d3It)/ft<0.2
(3)(d12w+d23w)/ft<1.0
(5)3.773≦m2t/m2w<5.5
(6)fp/fw≦−1.584
但し、
d3Iw:短焦点距離端における第3レンズ群の最も像側の面と撮像面との間隔[mm]、
d3Im:中間焦点距離fm(fm=(fw・ft)1/2、fwは短焦点距離端における全系の焦点距離、ftは長焦点距離端における全系の焦点距離)における第3レンズ群の最も像側の面と撮像面との間隔[mm]、
d3It:長焦点距離端における第3レンズ群の最も像側の面と撮像面との間隔[mm]、
d12w:短焦点距離端における第1レンズ群の最も像側の面と第2レンズ群の最も物体側の面との間隔[mm]、
d23w:短焦点距離端における第2レンズ群の最も像側の面と第3レンズ群の最も物体側の面との間隔[mm]、
ft:長焦点距離端における全系の焦点距離[mm]、
m2t:長焦点距離端における無限遠合焦時の第2レンズ群の横倍率、
m2w:短焦点距離端における無限遠合焦時の第2レンズ群の横倍率、
fp:第2レンズ群中の最も像側の負レンズの焦点距離[mm]、
fw:短焦点距離端における全系の焦点距離[mm]、
である。
本発明のズームレンズ系は、第3レンズ群が、その最も物体側に正レンズを有しており、さらに次の条件式(4)を満足することが好ましい。
(4)1.2<(ra−rb)/(ra+rb)<10.0
但し、
ra:第3レンズ群中の最も物体側の正レンズの物体側の面の曲率半径[mm]、
rb:第3レンズ群中の最も物体側の正レンズの像側の面の曲率半径[mm]、
である。
第3レンズ群中の最も物体側の正レンズは、少なくとも一方の面を非球面(例えば非球面樹脂レンズ)とすることができる。
第2レンズ群中の最も像側の負レンズは、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとすることができる。
第3レンズ群を、フォーカシング時に移動するフォーカスレンズ群として、無限遠物体から有限距離物体へ合焦させるに際し第3レンズ群を物体側に繰り出してフォーカシングを行うことができる。
本発明は、デジタルカメラやビデオカメラ等の電子撮像装置の態様では、以上のように構成されたズームレンズ系を備えている。
本発明によれば、負正正の3群レンズ構成でありながら、変倍比が4−5倍程度で低コストであり、短焦点距離端から長焦点距離端への変倍全域に亘って高解像度であり、無限遠物体から有限距離物体への撮影距離の変化に際して収差変動が少ないズームレンズ系及びこれを用いた電子撮像装置を得ることができる。
本発明による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。 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3の構成における諸収差図である。 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5の構成における諸収差図である。 本発明による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7の構成における諸収差図である。 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9の構成における諸収差図である。 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11の構成における諸収差図である。 本発明による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13の構成における諸収差図である。 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15の構成における諸収差図である。 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17の構成における諸収差図である。 本発明による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19の構成における諸収差図である。 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21の構成における諸収差図である。 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23の構成における諸収差図である。 本発明による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25の構成における諸収差図である。 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27の構成における諸収差図である。 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29の構成における諸収差図である。 本発明によるズームレンズ系の数値実施例6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31の構成における諸収差図である。 同数値実施例6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33の構成における諸収差図である。 同数値実施例6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35の構成における諸収差図である。 本発明によるズームレンズ系の数値実施例7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。 同数値実施例7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39の構成における諸収差図である。 同数値実施例7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41の構成における諸収差図である。 本発明によるズームレンズ系のズーム軌跡を示す簡易移動図である。
本実施形態のズームレンズ系は、図43の簡易移動図に示すように、物体側から順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2、及び正の屈折力を持つ第3レンズ群G3から構成されている。第2レンズ群G2の物体側の面に接する光軸直交面上に位置する絞りS(図43では第2レンズ群G2よりやや物体側に描いている)は、第2レンズ群G2と一体に移動する。Iは像面である。第3レンズ群G3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3レンズ群を物体側に繰り出してフォーカシングを行う)。
このズームレンズ系は、短焦点距離端(W)から中間焦点距離(M)を経由した長焦点距離端(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のレンズ群間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3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3レンズ群G3の全てのレンズ群が光軸方向に移動する。
より具体的には、第1レンズ群G1は、全数値実施例1−7を通じて、短焦点距離端から中間焦点距離を経由した長焦点距離端への変倍に際し、中間焦点距離において一旦像側に移動してから全体として物体側に移動する。
第2レンズ群G2は、全数値実施例1−7を通じて、短焦点距離端から中間焦点距離を経由した長焦点距離端への変倍に際し、単調に物体側に移動する。
第3レンズ群G3は、数値実施例1、7では、短焦点距離端から中間焦点距離を経由した長焦点距離端への変倍に際し、単調に像側に移動する。
第3レンズ群G3は、数値実施例2、4では、短焦点距離端から中間焦点距離を経由した長焦点距離端への変倍に際し、短焦点距離端から中間焦点距離までは単調に像側に移動し、中間焦点距離から長焦点距離端までは光軸方向に移動しない。
第3レンズ群G3は、数値実施例3では、短焦点距離端から中間焦点距離を経由した長焦点距離端への変倍に際し、物体側に凸の軌跡を描きながら全体として像側に移動する。つまり、第3レンズ群G3の像側への移動量は、短焦点距離端から中間焦点距離までは相対的に小さく、中間焦点距離から長焦点距離端までは相対的に大きい。
第3レンズ群G3は、数値実施例5、6では、短焦点距離端から中間焦点距離を経由した長焦点距離端への変倍に際し、像側に凸の軌跡を描きながら全体として像側に移動する。具体的に、第3レンズ群G3は、短焦点距離端から中間焦点距離までは像側に移動した後、中間焦点距離から長焦点距離端までは若干量だけ物体側に移動する(戻る)。
第1レンズ群G1は、全数値実施例1−7を通じて、物体側から順に、負レンズ11及び正レンズ12の2枚のレンズで構成される。正レンズ12は、全数値実施例1−7を通じて、その両面が非球面(例えば非球面樹脂レンズ)である。
第2レンズ群G2は、数値実施例1−5では、物体側から順に、正レンズ21及び負レンズ22の2枚のレンズで構成される。正レンズ21は、数値実施例1、2、4では、その物体側の面が非球面(例えば非球面樹脂レンズ)であり、数値実施例3、5では、その両面が非球面(例えば非球面樹脂レンズ)である。負レンズ22は、数値実施例1−5を通じて、その両面が非球面(例えば非球面樹脂レンズ)である。
第2レンズ群G2は、数値実施例6、7では、物体側から順に、物体側から順に位置する正レンズ21’と負レンズ22’の接合レンズ、及び負レンズ23’の3枚のレンズで構成される。負レンズ23’は、数値実施例6、7を通じて、その両面が非球面(例えば非球面樹脂レンズ)である。
第3レンズ群G3は、全数値実施例1−7を通じて、1枚の正レンズ31で構成される。この正レンズ31は、数値実施例1−3、5−7では、その両面が非球面(例えば非球面樹脂レンズ)であり、数値実施例4では、その両面が球面である(非球面ではない)。
条件式(1)及び(2)は、短焦点距離端から中間焦点距離を経由した長焦点距離端への変倍(ズーミング)に際する第3レンズ群G3の移動軌跡を規定するものであり、短焦点距離端から長焦点距離端にかけての収差変動を抑えるための条件式である。
具体的に条件式(1)は、第3レンズ群G3の短焦点距離端から中間焦点距離fm(fm=(fw・ft)1/2、fwは短焦点距離端における全系の焦点距離、ftは長焦点距離端における全系の焦点距離)までの像側への移動量を規定している。
条件式(1)の下限を超えると、第3レンズ群G3が短焦点距離端から中間焦点距離にかけて物体側に移動することになり、光学性能を良好に保つためには、短焦点距離端での全長が長くなりカム筒の長さが長くなる等の鏡筒メカ構造の制約から収納時のコンパクト化が難しくなる。
条件式(2)は、第3レンズ群G3の短焦点距離端から長焦点距離端までの像側への移動量と、長焦点距離端における全系の焦点距離との比を規定している。
条件式(2)の上限を超えると、短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際する第3レンズ群G3の像側への移動量が大きくなりすぎて、レンズ鏡筒のメカ的構成が複雑になる。
条件式(2)の下限を超えると、第3レンズ群G3が短焦点距離端から長焦点距離端への変倍に際して物体側に移動することになり、光学性能を良好に保つためには長焦点距離端での全長が長くなって鏡筒メカ構造の制約から収納時のコンパクト化が難しくなる。
条件式(3)は、短焦点距離端における第1レンズ群G1の最も像側の面と第2レンズ群G2の最も物体側の面との間隔、及び第2レンズ群G2の最も像側の面と第3レンズ群G3の最も物体側の面との間隔の和と、長焦点距離端における全系の焦点距離との比を規定している。
条件式(3)の上限を超えると、短焦点距離端におけるレンズ全長が長くなりすぎて、収納時のコンパクト化が難しくなる。
上述したように、第3レンズ群G3は、全数値実施例1−7を通じて、その最も物体側に正レンズを有している。第3レンズ群G3には、この最も物体側の正レンズよりも像側にさらに1枚又は2枚以上の正レンズを含ませることができる。
条件式(4)はこの構成において、第3レンズ群G3中の最も物体側の正レンズの形状(シェーピングファクター)を規定するものであり、短焦点距離端から長焦点距離端にかけて第3レンズ群G3がフォーカシングして移動する際の像面湾曲の発生を良好に抑えるための条件式である。また、条件式(4)を条件式(1)ないし(3)と組み合わせることにより、短焦点距離端から長焦点距離端にかけて近距離変化による性能劣化を抑えることができる。
条件式(4)の上限を超えると、レンズ厚とレンズのコバ部分とでの変肉比が大きくなり、レンズ周縁部を通る軸外光束においてレンズの屈折面で非点収差やコマ収差が発生して光学性能が劣化する。
条件式(4)の下限を超えると、第3レンズ群G3の最も物体側の正レンズが像側に凸のメニスカス形状となり、近距離変化によって像面湾曲が発生しやすくなる。
条件式(5)は、長焦点距離端における無限遠合焦時の第2レンズ群G2の横倍率と、短焦点距離端における無限遠合焦時の第2レンズ群G2の横倍率との比を規定している。
条件式(5)の上限を超えると、変倍に際する第2レンズ群G2の移動量が大きくなりすぎてレンズ系の小型化が困難になる。第2レンズ群G2の屈折力を増やして変倍移動量を減らすことにより小型化を図ろうとすると、第2レンズ群G2中の各レンズの屈折面で球面収差、コマ収差が発生し、短焦点距離端から長焦点距離端にかけて良好な光学性能を得ることができなくなる。
条件式(5)の下限を超えると、4−5倍程度の所望の変倍比を得るのが困難になる。
CCD等の固体撮像素子を使用するデジタルカメラの光学系は、テレセントリック性が必要となるが、テレセントリック性を追求しすぎるとレンズ系の小型化にとっては不利となる。テレセントリック性を保ちながらレンズ全長を短くするには各レンズ群の屈折力配置やレンズ構成に工夫が必要である。
上述したように、第2レンズ群G2は、全数値実施例1−7を通じて、その最も像側に負レンズを有している。
条件式(6)はこの構成において、第2レンズ群G2中の最も像側の負レンズの焦点距離と、短焦点距離端における全系の焦点距離との比、つまり第2レンズ群G2中の最も像側の負レンズの屈折率を規定している。
条件式(6)の上限を超えると、小型化を保ちながらテレセントリック性を維持するのが困難になり、また第2レンズ群G2中の各レンズの屈折面で球面収差、コマ収差が発生し、短焦点距離端から長焦点距離端にかけて良好な光学性能を得ることができなくなる。
さらに本実施形態では、第2レンズ群G2中の最も像側の負レンズの像側の面を凹面の発散面とすることで、短焦点距離端での軸外光束の光軸からの高さを上げ、比較的屈折力の強い第3レンズ群G3で光軸に平行に屈折させることでレンズ全長の短縮化とテレセントリック性を両立させている。
次に具体的な数値実施例を示す。以下の数値実施例は、本発明のズームレンズ系をデジタルカメラ等に用いる場合に対応している。諸収差図及び表中において、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、xはサグ量)
[数値実施例1]
図1〜図6と表1〜表4は、本発明による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はその諸収差図であり、図3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4はその諸収差図であり、図5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6はその諸収差図である。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のズームレンズ系は、物体側から順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2、及び正の屈折力を持つ第3レンズ群G3から構成されている。第3レンズ群G3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3レンズ群G3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4)は、物体側から順に、物体側に凸の負メニスカスレンズ11、及び物体側に凸の正メニスカスレンズ12からなる。正メニスカスレンズ12は、その両面が非球面である。
第2レンズ群G2(面番号6から9)は、物体側から順に、両凸正レンズ21、及び物体側に凸の負メニスカスレンズ22からなる。両凸正レンズ21は、その物体側の面が非球面である。負メニスカスレンズ22は、その両面が非球面である。第2レンズ群G2(両凸正レンズ21)の物体側の面に接する光軸直交面上に位置する絞りS(面番号5)は、第2レンズ群G2と一体に移動する。
第3レンズ群G3(面番号10から11)は、1枚の両凸正レンズ31からなる。両凸正レンズ31は、その両面が非球面である。第3レンズ群G3(両凸正レンズ31)の後方(像面Iとの間)には、光学フィルタOP(面番号12から13)とカバーガラスCG(面番号14から15)が配置されている。
(表1)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 38.607 0.700 1.72916 54.7
2 5.120 1.790
3* 9.120 1.820 1.63550 23.9
4* 16.317 d4
5絞 ∞ 0.000
6* 4.383 1.820 1.49710 81.6
7 -13.371 0.280
8* 4.228 0.890 1.63550 23.9
9* 2.628 d9
10* 90.094 1.750 1.54358 55.7
11* -18.963 d11
12 ∞ 0.300 1.51680 64.2
13 ∞ 0.560
14 ∞ 0.500 1.51680 64.2
15 ∞ -
*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) 3.99
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 5.00 10.00 19.97
W 39.4 21.8 11.2
Y 3.49 3.88 3.88
fB 0.59 0.59 0.59
L 32.21 28.82 34.79
d4 14.037 5.450 1.157
d9 2.999 8.296 18.710
d11 4.169 4.076 3.921
(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
3 0.000 -0.1930E-03 -0.2172E-04 0.1191E-05 -0.3355E-07
4 0.000 -0.7013E-03 -0.2217E-04 0.8842E-06 -0.4578E-07
6 0.000 -0.9262E-03 -0.4981E-04 -0.1906E-05
8 0.000 -0.4387E-02 0.2132E-03 -0.5445E-04 0.2876E-05
9 0.000 -0.6747E-02 0.2296E-03 -0.1407E-03 -0.6118E-05
10 0.000 0.7416E-03 -0.4495E-04 0.1584E-05
11 0.000 0.7904E-03 -0.5402E-04 0.1804E-05
(表4)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.51
2 6 9.46
3 10 28.98
[数値実施例2]
図7〜図12と表5〜表8は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例2を示している。図7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8はその諸収差図であり、図9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10はその諸収差図であり、図11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12はその諸収差図である。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、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 79.602 0.700 1.72916 54.7
2 5.407 1.648
3* 9.629 1.850 1.63548 23.9
4* 19.893 d4
5絞 ∞ 0.000
6* 4.160 1.824 1.49710 81.6
7 -15.778 0.100
8* 4.461 0.885 1.63548 23.9
9* 2.739 d9
10* 96.774 1.770 1.54358 55.7
11* -19.946 d11
12 ∞ 0.300 1.51680 64.2
13 ∞ 0.560
14 ∞ 0.500 1.51680 64.2
15 ∞ -
*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) 4.00
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.3 4.6 6.0
f 5.00 10.00 19.99
W 39.4 21.9 11.2
Y 3.49 3.88 3.88
fB 0.59 0.59 0.59
L 32.45 28.84 34.65
d4 14.348 5.551 1.100
d9 2.984 8.316 18.578
d11 4.390 4.243 4.243
(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
3 0.000 -0.2003E-03 -0.1073E-04 0.1097E-05 -0.2316E-07
4 0.000 -0.6926E-03 -0.4190E-05 0.6488E-06 -0.3550E-07
6 0.000 -0.1128E-02 -0.6186E-04 -0.2586E-05
8 0.000 -0.1729E-02 -0.1829E-03 0.2716E-04 -0.2726E-05
9 0.000 -0.1957E-02 -0.5749E-03 0.9254E-04 -0.1972E-04
10 0.000 0.5637E-03 -0.3129E-04 0.1542E-05
11 0.000 0.6257E-03 -0.4531E-04 0.1963E-05
(表8)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.64
2 6 9.56
3 10 30.59
[数値実施例3]
図13〜図18と表9〜表12は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例3を示している。図13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14はその諸収差図であり、図15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16はその諸収差図であり、図17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18はその諸収差図である。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、第2レンズ群G2の両凸正レンズ21の両面が非球面である点を除き、数値実施例1のレンズ構成と同様である。
(表9)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 28.589 0.700 1.72916 54.7
2 4.912 1.744
3* 8.340 1.820 1.63550 23.9
4* 13.151 d4
5絞 ∞ 0.000
6* 4.689 2.000 1.59201 67.0
7* -16.950 0.634
8* 7.619 0.800 1.63550 23.9
9* 3.679 d9
10* 100.000 1.600 1.54358 55.7
11* -16.672 d11
12 ∞ 0.300 1.51680 64.2
13 ∞ 0.560
14 ∞ 0.500 1.51680 64.2
15 ∞ -
*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) 4.00
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.5 5.0 6.1
f 5.00 10.00 19.98
W 39.5 21.7 11.1
Y 3.49 3.88 3.88
fB 0.59 0.59 0.59
L 31.50 28.80 35.30
d4 13.395 5.343 1.417
d9 2.808 8.192 19.178
d11 4.049 4.015 3.457
(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
3 0.000 -0.3655E-03 -0.1723E-04 0.1118E-05 -0.2874E-07
4 0.000 -0.9302E-03 -0.1860E-04 0.1167E-05 -0.6479E-07
6 0.000 -0.7022E-03 -0.2931E-04 0.2313E-05
7 0.000 -0.7842E-03 0.1764E-03 -0.9093E-05
8 0.000 -0.5023E-02 0.7242E-03 -0.6975E-04
9 0.000 -0.3896E-02 0.9141E-03 -0.1005E-03
10 0.000 0.8237E-03 -0.8263E-04 0.5241E-05 -0.1314E-06
11 0.000 0.1005E-02 -0.1043E-03 0.6279E-05 -0.1493E-06
(表12)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.17
2 6 9.29
3 10 26.42
[数値実施例4]
図19〜図24と表13〜表16は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例4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はその諸収差図であり、図21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22はその諸収差図であり、図23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24はその諸収差図である。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、第3レンズ群G3をなす両凸正レンズ31の両面が球面である(非球面ではない)点を除き、数値実施例1のレンズ構成と同様である。
(表13)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 50.653 0.700 1.72916 54.7
2 5.295 1.696
3* 9.462 1.850 1.63548 23.9
4* 19.393 d4
5絞 ∞ 0.000
6* 4.616 1.983 1.49710 81.6
7 -12.267 0.100
8* 5.182 1.150 1.63548 23.9
9* 2.988 d9
10 52.766 1.770 1.54358 55.7
11 -16.582 d11
12 ∞ 0.300 1.51680 64.2
13 ∞ 0.560
14 ∞ 0.500 1.51680 64.2
15 ∞ -
*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) 4.00
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.2 4.7 6.0
f 5.00 10.00 19.99
W 39.3 21.8 11.1
Y 3.49 3.88 3.88
fB 0.59 0.59 0.59
L 32.53 29.48 34.80
d4 14.187 5.781 1.100
d9 3.448 9.767 19.770
d11 3.691 2.730 2.730
(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
3 0.000 -0.1656E-03 -0.1927E-04 0.1202E-05 -0.4368E-08
4 0.000 -0.6015E-03 -0.2550E-04 0.1919E-05 -0.5067E-07
6 0.000 -0.6464E-03 -0.1031E-03 0.2783E-05
8 0.000 -0.2559E-02 0.9375E-04 -0.5801E-05 -0.6994E-06
9 0.000 -0.3230E-02 -0.1689E-04 -0.3958E-05 -0.6512E-05
(表16)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.09
2 6 9.68
3 10 23.42
[数値実施例5]
図25〜図30と表17〜表20は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例5を示している。図25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26はその諸収差図であり、図27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28はその諸収差図であり、図29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30はその諸収差図である。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、数値実施例3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
1 112.076 0.700 1.72916 54.7
2 5.453 1.564
3* 9.669 1.701 1.63548 23.9
4* 22.216 d4
5絞 ∞ 0.000
6* 4.468 2.082 1.72903 54.0
7* -27.886 0.100
8* 8.123 0.885 1.63548 23.9
9* 2.976 d9
10* 30.330 1.900 1.54358 55.7
11* -14.488 d11
12 ∞ 0.300 1.51680 64.2
13 ∞ 0.560
14 ∞ 0.500 1.51680 64.2
15 ∞ -
*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) 4.00
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.2 4.8 5.9
f 5.00 10.00 20.00
W 39.4 21.8 11.1
Y 3.49 3.88 3.88
fB 0.59 0.59 0.59
L 30.79 28.75 34.49
d4 13.151 5.690 1.176
d9 3.837 10.377 20.314
d11 2.917 1.800 2.118
(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
3 0.000 -0.2322E-03 -0.9696E-05 0.1232E-05 -0.5552E-07
4 0.000 -0.7571E-03 0.4189E-05 -0.9130E-07 -0.3730E-07
6 0.000 -0.2759E-03
7 0.000 -0.2422E-03
8 0.000 -0.5524E-02
9 0.000 -0.4825E-02
10 0.000 0.3507E-03 -0.7190E-04 0.4139E-05 -0.8685E-07
11 0.000 0.6093E-03 -0.9817E-04 0.5251E-05 -0.1024E-06
(表20)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.92
2 6 9.40
3 10 18.31
[数値実施例6]
図31〜図36と表21〜表24は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例6を示している。図31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32はその諸収差図であり、図33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34はその諸収差図であり、図35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36はその諸収差図である。表21は面データ、表22は各種データ、表23は非球面データ、表24はレンズ群データである。
この数値実施例6のレンズ構成は、第2レンズ群G2が、物体側から順に、物体側から順に位置する両凸正レンズ21’と像側に凸の負メニスカスレンズ22’の接合レンズ、及び物体側に凸の負メニスカスレンズ23’からなり、負メニスカスレンズ23’の両面が非球面である点を除き、数値実施例1のレンズ構成と同様である。
(表21)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 39.659 0.800 1.72916 54.7
2 5.182 1.672
3* 7.707 1.848 1.63548 23.9
4* 13.310 d4
5絞 ∞ 0.000
6 5.803 2.097 1.83481 42.7
7 -8.596 0.733 1.84666 23.8
8 -150.635 0.354
9* 5.587 1.000 1.63548 23.9
10* 3.027 d10
11* 61.105 1.800 1.54358 55.7
12* -11.501 d12
13 ∞ 0.300 1.51680 64.2
14 ∞ 0.560
15 ∞ 0.500 1.51680 64.2
16 ∞ -
*は回転対称非球面である。
(表22)
各種データ
ズーム比(変倍比) 4.00
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.3 4.6 6.0
f 5.00 9.98 19.98
W 39.4 21.7 11.1
Y 3.49 3.88 3.88
fB 0.59 0.59 0.59
L 33.44 29.60 34.50
d4 14.823 6.127 1.490
d10 4.174 9.428 18.947
d12 2.187 1.800 1.810
(表23)
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
3 0.000 -0.3243E-03 0.5952E-05 -0.1780E-06 -0.1424E-07
4 0.000 -0.7859E-03 0.1624E-04 -0.1443E-05 0.4331E-09
9 0.000 -0.4225E-02 -0.1376E-03 0.3380E-06 -0.1748E-06
10 0.000 -0.4792E-02 -0.2471E-03 -0.3301E-04 0.1386E-05
11 0.000 0.1404E-03 -0.1917E-04 0.2643E-05 -0.1183E-06
12 0.000 0.2939E-03 -0.1467E-04 0.1983E-05 -0.9536E-07
(表24)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.36
2 6 9.37
3 11 17.96
[数値実施例7]
図37〜図42と表25〜表28は、本発明によるズームレンズ系の数値実施例7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はその諸収差図であり、図39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40はその諸収差図であり、図41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42はその諸収差図である。表25は面データ、表26は各種データ、表27は非球面データ、表28はレンズ群データである。
この数値実施例7のレンズ構成は、第1レンズ群G1の負レンズ11が両凹負レンズである点、及び第2レンズ群G2の負レンズ22’が両凹負レンズである点を除き、数値実施例6のレンズ構成と同様である。
(表25)
面データ
面番号 r d N(d) νd
1 -209.943 0.700 1.72916 54.7
2 6.695 1.670
3* 12.233 2.030 1.63548 23.9
4* 33.112 d4
5絞 ∞ 0.000
6 5.912 2.390 1.88300 40.8
7 -24.552 0.700 1.94594 18.0
8 28.695 0.100
9* 5.564 1.000 1.60641 27.2
10* 3.504 d10
11* 85.678 1.780 1.54358 55.7
12* -10.585 d12
13 ∞ 0.300 1.51680 64.2
14 ∞ 0.560
15 ∞ 0.500 1.51680 64.2
16 ∞ -
*は回転対称非球面である。
(表26)
各種データ
ズーム比(変倍比) 4.83
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.3 4.9 6.6
f 4.69 10.34 22.64
W 41.5 20.8 9.8
Y 3.49 3.88 3.88
fB 0.59 0.59 0.59
L 36.50 31.52 38.50
d4 17.498 6.404 1.052
d10 3.537 10.278 22.949
d12 3.145 2.522 2.179
(表27)
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
3 0.000 0.1029E-04 -0.8259E-05 0.6123E-06 -0.1147E-07
4 0.000 -0.2739E-03 -0.8318E-05 0.5437E-06 -0.1428E-07
9 0.000 -0.1309E-02 0.8577E-04 -0.3807E-04 0.2619E-05
10 0.000 -0.1695E-04 0.3521E-03 -0.1058E-03 0.9102E-05
11 0.000 0.2271E-03 0.1361E-05 0.1177E-06 -0.1325E-08
12 0.000 0.6937E-03 -0.2325E-04 0.1203E-05 -0.2007E-07
(表28)
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -13.37
2 6 10.36
3 11 17.45
各数値実施例の各条件式に対する値を表29に示す。
(表29)
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
条件式(1) 0.093 0.147 0.034 0.961
条件式(2) 0.012 0.007 0.030 0.048
条件式(3) 0.853 0.867 0.811 0.882
条件式(4) 1.533 1.519 1.400 1.917
条件式(5) 3.949 3.976 3.884 3.793
条件式(6) -2.788 -2.790 -2.430 -2.790
実施例5 実施例6 実施例7
条件式(1) 1.117 0.387 0.623
条件式(2) 0.040 0.019 0.043
条件式(3) 0.849 0.951 0.929
条件式(4) 2.829 1.464 1.282
条件式(5) 3.773 3.895 4.478
条件式(6) -1.584 -2.452 -4.077
表29から明らかなように、数値実施例1〜数値実施例7は、条件式(1)〜(6)を満足しており、また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 負の屈折力を持つ第1レンズ群
11 負レンズ
12 正レンズ
G2 正の屈折力を持つ第2レンズ群
21 正レンズ
22 負レンズ
21’ 正レンズ
22’ 負レンズ
23’ 負レンズ
G3 正の屈折力を持つ第3レンズ群
31 正レンズ
OP 光学フィルタ
CG カバーガラス
S 絞り
I 像面

Claims (6)

  1. 物体側から順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群、正の屈折力を持つ第2レンズ群、及び正の屈折力を持つ第3レンズ群から構成され、
    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減少し、第2レンズ群と第3レンズ群のレンズ群間隔が増加するように、第1レンズ群ないし第3レンズ群が光軸方向に移動し、
    第2レンズ群は、その最も像側に負レンズを有しており、
    次の条件式(1)、(2)(3)、(5)及び(6)を満足することを特徴とするズームレンズ系。
    (1)d3Iw−d3Im>0
    (2)0<(d3Iw−d3It)/ft<0.2
    (3)(d12w+d23w)/ft<1.0
    (5)3.773≦m2t/m2w<5.5
    (6)fp/fw≦−1.584
    但し、
    d3Iw:短焦点距離端における第3レンズ群の最も像側の面と撮像面との間隔、
    d3Im:中間焦点距離fm(fm=(fw・ft)1/2、fwは短焦点距離端における全系の焦点距離、ftは長焦点距離端における全系の焦点距離)における第3レンズ群の最も像側の面と撮像面との間隔、
    d3It:長焦点距離端における第3レンズ群の最も像側の面と撮像面との間隔、
    d12w:短焦点距離端における第1レンズ群の最も像側の面と第2レンズ群の最も物体側の面との間隔、
    d23w:短焦点距離端における第2レンズ群の最も像側の面と第3レンズ群の最も物体側の面との間隔、
    ft:長焦点距離端における全系の焦点距離
    m2t:長焦点距離端における無限遠合焦時の第2レンズ群の横倍率、
    m2w:短焦点距離端における無限遠合焦時の第2レンズ群の横倍率、
    fp:第2レンズ群中の最も像側の負レンズの焦点距離、
    fw:短焦点距離端における全系の焦点距離。
  2. 請求項1記載のズームレンズ系において、第3レンズ群は、その最も物体側に正レンズを有しており、次の条件式(4)を満足するズームレンズ系。
    (4)1.2<(ra−rb)/(ra+rb)<10.0
    但し、
    ra:第3レンズ群中の最も物体側の正レンズの物体側の面の曲率半径、
    rb:第3レンズ群中の最も物体側の正レンズの像側の面の曲率半径。
  3. 請求項2記載のズームレンズ系において、第3レンズ群中の最も物体側の正レンズは、少なくとも一方の面が非球面であるズームレンズ系。
  4. 請求項1ないし3のいずれか1項記載のズームレンズ系において、第2レンズ群中の最も像側の負レンズは、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであるズームレンズ系。
  5. 請求項1ないし4のいずれか1項記載のズームレンズ系において、第3レンズ群は、フォーカシング時に移動するフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から有限距離物体へ合焦させるに際し第3レンズ群を物体側に繰り出してフォーカシングを行うズームレンズ系。
  6. 請求項1ないし5のいずれか1項記載のズームレンズ系を備えた電子撮像装置。
JP2010245376A 2010-11-01 2010-11-01 ズームレンズ系及びこれを用いた電子撮像装置 Expired - Fee Related JP5579573B2 (ja)

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