JP5610944B2 - 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する。
近年、テレビカメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置には、高ズーム比でしかも高い光学性能を有したズームレンズが要望されている。
高ズーム比のズームレンズとして、最も物体側に、正の屈折力のレンズ群を配置し、全体として4つのレンズ群より成るポジティブリード型の4群ズームレンズが知られている(特許文献1、2)。これらの4群ズームレンズにおいては、異常分散性を有する光学材料や回折素子などを用いて色収差を補正している。
特開2003−287678号公報 特開平8−146294号公報
しかしながら、ズームレンズの更なる高ズーム比化、及び撮像素子の更なる高画素化に伴って、ズームレンズの更なる高性能化、特に全ズーム領域における軸上色収差量の更なる低減、が求められている。
そこで、本発明は、高ズーム比のズームレンズにおいても、全ズーム領域において良好に倍率色収差の低減が可能なズームレンズを提供することを目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群と、負の屈折力の第2レンズ群と、負の屈折力の第3レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力の第4レンズ群と、を有するズームレンズであって、前記第4レンズ群は、最も長い空気間隔を挟んで、物体側から順に、正の屈折力の第41レンズ群と正の屈折力の第42レンズ群で構成されており、該第42レンズ群に含まれる正レンズのうち最も分散の大きい第1正レンズの材料のアッベ数をνm、該第1正レンズ以外の正レンズの材料の平均アッベ数をνrp、前記第42レンズ群内の負レンズの材料の平均アッベ数をνrnとするとき、
0.4 < νm/(νrp−νrn) < 0.63
なる条件を満たすことを特徴としている。
本発明によれば、全ズーム範囲において高い光学性能を持ったズームレンズ及びそれを有する撮像装置を得られる。
本発明の実施例1のズームレンズの広角端でフォーカス無限遠時の光路図 (A)は数値実施例1の広角端における物体距離2mのときの縦収差図、(B)は数値実施例1の焦点距離16.02mmにおける物体距離2mのときの縦収差図、(C)は数値実施例1の望遠端における物体距離2mのときの縦収差図 本発明の実施例2のズームレンズの広角端でフォーカス無限遠時の光路図 (A)は数値実施例2の広角端における物体距離2mのときの縦収差図、(B)は数値実施例2の焦点距離16.02mmにおける物体距離2mのときの縦収差図、(C)は数値実施例2の望遠端における物体距離2mのときの縦収差図 本発明の実施例3のズームレンズの広角端でフォーカス無限遠時の光路図 (A)は数値実施例3の広角端における物体距離2mのときの縦収差図、(B)は数値実施例3の焦点距離16.02mmにおける物体距離2mのときの縦収差図、(C)は数値実施例3の望遠端における物体距離2mのときの縦収差図 本発明の実施例4のズームレンズの広角端でフォーカス無限遠時の光路図 (A)は数値実施例4の広角端における物体距離6mのときの縦収差図、(B)は数値実施例4の焦点距離30.29mmにおける物体距離6mのときの縦収差図、(C)は数値実施例4の望遠端における物体距離6mのときの縦収差図 本発明の実施例5のズームレンズの広角端でフォーカス無限遠時の光路図 (A)は数値実施例5の広角端における物体距離6mのときの縦収差図、(B)は数値実施例5の焦点距離30.29mmにおける物体距離6mのときの縦収差図、(C)は数値実施例5の望遠端における物体距離6mのときの縦収差図 本発明の実施例6のズームレンズの広角端でフォーカス無限遠時の光路図 (A)は数値実施例6の広角端における物体距離2mのときの縦収差図、(B)は数値実施例6の焦点距離32.04mmにおける物体距離2mのときの縦収差図、(C)は数値実施例6の望遠端における物体距離2mのときの縦収差図 本発明の実施例7の撮像装置の要部概略図 倍率色収差2次スペクトル概念図
本実施例のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群U1、負の屈折力の第2レンズ群U2、負の屈折力の第3レンズ群U3、開口絞りSP、正の屈折力の第4レンズ群U4を有している。ここで、第1レンズ群は、合焦動作に伴って少なくとも一部(全体でも構わない)が光軸方向に移動する。第2レンズ群は、変倍(ズーミング)に伴って光軸方向に移動する(広角端から望遠端への変倍に伴って像側に移動する)。第3レンズ群は、第2レンズ群が移動することによる像面変動(光軸方向における移動)を補正するために、光軸方向に移動する。第4レンズ群は、変倍(ズーミング)のためには不動であるが、合焦動作に伴って動いても構わない(実施例においては合焦動作の際も不動)。この第4レンズ群は、この第4レンズ群内のレンズ同士の空気間隔のうち最も長い空気間隔を挟んで、物体側から正の屈折力の第41レンズ群、正の屈折力の第42レンズ群で構成されている。
本発明のズームレンズは、上記のような構成において、以下の条件を満足することを特徴としている。
0.400<νm/(νrp−νrn)<0.630 ・・・(1)
ここで、νmは、第42レンズ群に含まれる正レンズのうち最も分散の大きい正レンズ(第1正レンズ)Lmの材料のアッベ数である。また、νrpは、この第42レンズ群に含まれる正レンズのうち第1正レンズ以外(正レンズLm以外)の正レンズに使用されている材料の平均アッベ数であり、νrnは、第42レンズ群に含まれる負レンズに使用されている材料の平均アッベ数である。
ここで、本実施例で用いている光学素子(レンズ)の材料のd線についてのアッベ数νdの定義は次のとおりである。
νd=(Nd−1)/(NF−NC) ・・・(2)
ただし、光学素子のフラウンフォーファ線のF線(486.1nm)、d線(587.6nm)、C線(656.3nm)に対する屈折率をそれぞれNg、NF、Nd、NCとする。
この条件式(1)を満足することにより、高変倍なズームレンズのズーム全域(広角端から望遠端までの全ズーム領域)において、倍率色収差を良好に低減することが可能となる。
ここで、更に
0.540<νm/(νrp−νrn)<0.629 ・・・(1a)
を満足すると尚好ましい。
以下の条件式(9)〜(20)については、本発明のズームレンズにおける付加的な課題を解決するための望ましい条件を設定した条件式である。具体的には以下に述べる。
このような4群ズームレンズにおいて高い光学性能を得るためには、特に広角端における倍率色収差および望遠端における軸上色収差を良好に補正することが重要となる。広角端の倍率色収差と望遠端の軸上色収差の良好な補正を両立する際、適切な材料の配置を見極めないとレンズ枚数が増加する、或いは、レンズの有効径が増大してくる。
まず、近軸追跡におけるi番目のレンズ(薄肉レンズ)の軸上光線の光軸からの高さをh_iとし、を近軸追跡におけるi番目のレンズの軸外主光線の光軸からの高さをh_bar_iとする。また、近軸追跡におけるi番目のレンズの屈折力をφ_i、近軸追跡におけるi番目のレンズのアッベ数とν_iとする。
このときレンズ系の軸上色収差係数L及び倍率色収差係数Tは、
L=Σ(h_i×h_i×φ_i/ν_i) ・・・(3)
T=Σ(h_i×h_bar_i×φ_i/ν_i) ・・・(4)
と表すことができる。この式より、軸上色収差は高さhの自乗に比例し、倍率色収差は高さhと高さh_barに比例することが分かる。
第4レンズ群U4を上記のように構成することで、軸上色収差と倍率色収差の補正能力を第4レンズ群内の各群に適切に分担させることができる。即ち、第42レンズ群の倍率色収差補正の分担度を高くすることができる。したがって、各実施例のズームレンズにおいて、正レンズ(第1正レンズ)Lmを最も像面に近い第42レンズ群内に配置することにより、倍率色収差(特に広角端の倍率色収差)を良好に低減することができる。
各実施例では、第41レンズ群U41の物体側に近接して開口絞りSPを配している(開口絞りSPは第3レンズ群よりも第4レンズ群に近い位置に配置されている)。このとき、第42レンズ群U42内でのh_barは、第41レンズ群U41内でのh_barに比べ相対的に大きくなる。また、正の屈折力の第41レンズ群U41と正の屈折力の第42レンズ群U42の間に適切な長さの空気間隔を設ける事で、第42レンズ群U42内のh_barを大きくすることができる。
これらを鑑みれば、倍率色収差を効果的に補正する為には、正レンズLmの光学材料を適切に選択する必要がある。以下、全体として正の屈折力φを持ち、正レンズ、負レンズを有するレンズ群の色消し条件について説明する。このときレンズ系全体の屈折力φ(>0)は、
φ=φ1+φ2 ・・・(5)
と表される。ここでφ1は正レンズの屈折力、φ2は負レンズの屈折力で、φ1>0、φ2<0である。
また、このレンズ群は、正レンズのアッベ数をν1、負レンズのアッベ数をν2とするとき、
E=φ1/ν1+φ2/ν2 ・・・(6)
で表すことができるEを0に近づけるほど、このレンズ群での色収差を良好に低減することができる。ここで、E=0を満足すれば、F線とC線の結像位置が合致し、1次の色消しを達成することができる。
ここで、条件式(5)において、Φ>0であるため、|φ1|>|φ2|となる。この条件下でE=0とするためには、条件式(6)より正負レンズのアッベ数はν1>ν2を満足する必要がある。即ち、正レンズのアッベ数が負レンズのアッベ数よりも大きくなるようにレンズ群を構成する(レンズの光学材料を選択する)必要がある。
このようにF線−C線間の1次の色消しが成されるとき、g線の結像位置がF線、C線の結像位置とずれる。正レンズ、負レンズの部分分散比をそれぞれθ1、θ2とするとき、前述の結像位置のずれ量(2次スペクトル)Δは以下の式で表される。
Δ=−(1/φ)(θ1−θ2)/(ν1−ν2) ・・・(7)
ここで、g線とF線に関する部分分散比θgFの定義は次のとおりである。光学材料のフラウンフォーファ線のg線(435.8nm)、F線(486.1nm)、d線(587.6nm)、C線(656.3nm)それぞれに対する屈折率をそれぞれNg、NF、Nd、NCとする。このとき、部分分散比θgFは、
θgF=(Ng−NF)/(NF−NC) ・・・(8)
と表すことができる。
一般的に、アッベ数νdが小さい材料ほど部分分散比θgFが大きくなる傾向があるため、θ1<θ2となりやすい。このとき条件式(7)より、g線の結像位置は、軸上では像面側にずれ、軸外では像高の高い方向にずれる傾向がある(図14)。この2次スペクトルを低減するためには、条件式(7)の分子(θ1−θ2)を小さくし、分母(ν1−ν2)を大きくすれば良い。
そこで本発明の実施例では、条件式(7)の分子を小さくするため、1枚の正レンズLmを、νdが小さくθgFが大きい(異常分散性が高い)材料のレンズとしている。更に、条件式(7)の分母を大きくし、且つ1次の色消し条件E=0を保つため、Lm以外の正レンズにはνdが大きく、負レンズにはνdの小さい材料のレンズとする。
このような構成とすることにより、軸上色収差を良好に補正しながら倍率色収差の2次スペクトルを効果的に低減する事ができる。
第41レンズ群U41に含まれる(第41レンズ群内の)正レンズの材料のアッベ数と部分分散比の平均値を各々νfp、θfpとする。また、第41レンズ群に含まれる(第41レンズ群内の)負レンズの材料のアッベ数と部分分散比の平均値を各々νfn、θfnとする。このとき第41レンズ群は、
2.1×10−3<(θfn−θfp)/(νfp−νfn)<3.7×10−3 ・・・(9)
を満足すると好ましい。
このように、条件式(1)と条件式(9)の両者を満足すれば、軸上色収差(特に望遠端での軸上色収差)と倍率色収差(特に広角端での倍率色収差)を共に良好に低減することができる。数式(3)、(4)で記載したように、第41レンズ群は軸上色収差の補正分担度が高いため、第41レンズ群内の正レンズ、負レンズのアッベ数を適切に設定することで特に軸上色収差を効果的に低減することができる。
ここで、更に
2.11×10−3<(θfn−θfp)/(νfp−νfn)<2.52×10−3 ・・・(9a)
を満足すると尚好ましい。
次に、第41レンズ群の屈折力をφf、正レンズLmの屈折力をφmとしたとき、
0.20<φm/φf<1.10 ・・・(10)
なる条件を満足すると尚好ましい。
この条件式(10)を満足すれば倍率色収差をより良好に低減することができる。この条件式(10)の下限値を下回ると、倍率色収差の低減が困難となる。特に、φmに対してφfが大きくなり、条件式(10)の下限値を下回ると、撮像装置に対して交換可能なズームレンズとしてのバックフォーカスを確保することが困難となったり、倍率色収差補正が困難となったりする。一方、φfに対してφmが大きくなり、条件式(10)の上限値を上回ると、軸上色収差の低減が困難となる。また、φmに対してφfが小さくなり、条件式(10)の上限値を上回ると、第42群の有効径が大きくなり小型軽量化が困難となる。また、軸上色収差と倍率色収差の低減の両立が困難となる。
ここで、更に、
0.21<φm/φf<0.60 ・・・(10a)
を満足すると尚好ましい。
第42レンズ群U42では、第42レンズ群U42に含まれる最も分散の大きい正レンズLmのアッベ数と部分分散比を各々νm、θmとする。このとき正レンズLmは、
−1.65×10−3<(θm−0.652)/νm<0 ・・・(11)
15<νm<30 ・・・(12)
を満足すると尚好ましい。
第42レンズ群U42に含まれる正レンズのうち、最も分散の大きい正レンズLmの材料を前述の如く条件式(11)と(12)を満足するようにして色消しをより一層効果的に行っている。
条件式(11)を満足する光学材料を第42レンズ群U42に用いることによって、g線〜C線の広い波長帯域にわたって色収差の補正を良好に行っている。特に、光学系全体における広角端の倍率色収差を良好に補正している。
条件式(11)の下限値を下回ったり、(12)の上限値を上回ったりすると、正の屈折力の第42レンズ群U42に充分な色消し効果を持たせることが困難になる。特に光学系全体における広角端の倍率色収差に対して充分な補正効果を得るのが困難となる。
逆に、条件式(11)の上限値を上回ったり、(12)の下限値を下回ったりすると、正の屈折力の第42レンズ群U42における1次と2次の色消しバランスが崩れてしまい、光学系全体における軸上色収差と倍率色収差の補正を両立することが困難となる。
ここで、更に、
−1.45×10−3<(θm−0.652)/νm<−0.90×10−3 ・・・(11a)
22.5<νm<27.0 ・・・(12a)
を満足すると尚好ましい。
また、第42レンズ群内で最も分散の大きい正レンズを単レンズとして構成することが望ましい。この第42レンズ群U42において単レンズとして配置された正レンズは、負の屈折力を有するレンズと近接して配置して色消しを担うことも可能である。
また、第41レンズ群は、1枚以上の正レンズ(単レンズ)と、正レンズと負レンズとの接合レンズとを含むことが望ましい。
また、上記のズームレンズが、光電変換素子上(撮像素子上)に像を形成する(結ぶ)ズームレンズであることが望ましい。
尚、本発明と同等の色収差補正効果を得るために、特徴的な部分分散特性を有する素子を弱い屈折力の複数のレンズに分割して配置する方法も十分に考えられる。その場合、球面収差やコマ収差などの収差補正能力が向上することや、偏心収差調整機構としての機能を付与することが可能であるが、小型軽量化を達成するのが困難となる。
また、第41レンズ群U41と第42レンズ群U42の間の空気間隔Dは、全系の焦点距離範囲を変移させる(不連続に変化させる)変倍光学系ユニット(エクステンダ、IE、EXT)を挿抜するのに適した構成となっている。第4レンズ群U4の第1レンズ面から最終レンズ面までの長さをL4、第4レンズ群U4の第41レンズ群U41と第42レンズ群U42との間の空気間隔を通過する軸上マージナル光線が光軸に対してなす傾角[単位:度(°)]をξとする。そして、収斂光束(像面に向かって収斂する光線)が光軸からなす角を+、発散光束(像面に向かって発散する光線)が光軸からなす角を−とし、アフォーカル時をξ=0とするとき、
0.15<D/L4 ・・・(13)
−5°<ξ<+5° ・・・(14)
の少なくともいずれか一つを満足するような構成とすることが望ましい。
条件式(13)の下限値を下回ると、前記変倍光学系ユニットを挿抜するのに必要となる空気間隔を確保するのが困難となる。
各実施例にあるようなレンズ最終面と像面との間に色分解光学系などを含む光学系では比較的長いバックフォーカスを必要とするが、条件式(14)の上限値を上回ると十分な長さのバックフォーカスを確保するのが困難となる。条件式(14)の下限値を下回ると、入射光束の発散角度が大きくなり過ぎて、変倍光学系ユニットのレンズ有効径が大きくなるのに加え、良好な光学性能を得ることが困難となる。
ここで、更に、
0.380<D/L4<0.450 ・・・(13a)
+0.40°<ξ<+2.80° ・・・(14a)
の少なくとも一つを満足すると尚好ましい。
また、正の屈折力の第4レンズ群U4内に主に変倍に寄与する可動部(変倍時に光軸方向に移動するレンズ群)を設けると、レンズ系全体の有効径が増大し、製造が困難になる。
次に、第4レンズ群の屈折力をφ4としたとき、
0.20<φm/φ4<1.30 ・・・(15)
なる条件を満足することが好ましい。
上記条件式(15)を満足すれば倍率色収差をより良好に低減することができる。条件式(15)の下限値を下回ると、倍率色収差を効果的に低減させることが困難となる。また、特にφ4が大きすぎる場合、十分に長いバックフォーカスを確保することが困難となる。一方、条件式(15)の上限値を上回ると、軸上色収差と倍率色収差の低減を両立させることが困難となる。
次に、第42レンズ群の屈折力をφrとしたとき、
0.30<φm/φr<1.30 ・・・(16)
なる条件を満足することが好ましい。
上記条件式(16)を満足すれば倍率色収差をより良好に低減することができる。条件式(16)の下限値を下回ると、倍率色収差を効果的に低減させることが困難となる。また、特にφrが大きすぎる場合、十分に長いバックフォーカスを確保することが困難となる。一方、条件式(16)の上限値を上回ると、軸上色収差と倍率色収差の低減を両立させることが困難となる。
次に、第41レンズ群中の正レンズの平均屈折力をφfpとしたとき、
0.25<φm/φfp<1.85 ・・・(17)
なる条件を満足することが好ましい。
上記条件式(17)を満足すれば倍率色収差をより良好に低減することができる。条件式(17)の下限値を下回ると、倍率色収差を効果的に低減させることが困難となる。一方、条件式(17)の上限値を上回ると、軸上色収差と倍率色収差の低減を両立させることが困難となる。
次に、第41レンズ群中の負レンズの平均屈折力をφfnとしたとき、
−1.50<φm/φfn<−0.30 ・・・(18)
なる条件を満足することが好ましい。
上記条件式(18)を満足すれば倍率色収差をより良好に低減することができる。条件式(18)の下限値を下回ると、軸上色収差と倍率色収差の低減を両立させることが困難となる。一方、条件式(18)の上限値を上回ると、倍率色収差を効果的に低減させることが困難となる。
次に、第42レンズ群中において、正レンズLm以外の正レンズの平均屈折力をφrpとしたとき、
0.30<φm/φrp<0.95 ・・・(19)
なる条件を満足することが好ましい。
上記条件式(19)を満足すれば倍率色収差をより良好に低減することができる。条件式(19)の下限値を下回ると、倍率色収差を効果的に低減させることが困難となる。一方、条件式(19)の上限値を上回ると、軸上色収差と倍率色収差の低減を両立させることが困難となる。
次に、第42レンズ群中の負レンズの平均屈折力をφrnとしたとき、
−0.60<φm/φrn<−0.15 ・・・(20)
なる条件を満足することが好ましい。
上記条件式(20)を満足すれば倍率色収差をより良好に低減することができる。条件式(20)の下限値を下回ると、軸上色収差と倍率色収差の低減を両立させることが困難となる。一方、条件式(20)の上限値を上回ると、倍率色収差を効果的に低減させることが困難となる。
本発明のズームレンズは、7〜40倍程度(好ましくは100倍程度迄)の変倍比を達成し、且つレンズ構成が比較的簡易で、ズーム全域で良好な収差補正を達成することができるズームタイプである。
図1は本発明の実施例1(数値実施例1)であるズームレンズの構成図と、広角端で無限遠物体に合焦しているときの光路図である。図2(A)、(B)、(C)は、数値実施例1の広角端、焦点距離16.02mm、望遠端における距離2mの物体に合焦しているときの縦収差図である。
但し、焦点距離や物体距離の値は、後述する数値実施例をmm単位で表したときの値である。物体距離は像面からの距離である。これらは以下の各実施例において、全て同じである。
レンズ光路図において、第1レンズ群U1はズーミングに際して不動で、正の屈折力を有している。第1レンズ群U1は、フォーカスのための屈折力を有し、全体又は一部の屈折力のあるレンズ群を移動することにより、フォーカスを行っている。
第2レンズ群U2はズーミング時に移動する、負の屈折力を持つレンズ群(バリエータレンズ群)である。
第3レンズ群U3はズーミング時に移動する、負の屈折力を持つレンズ群(コンペンセーターレンズ群)である。この第3レンズ群U3は、第2群レンズ群の移動に連動して光軸上を移動して、変倍に伴う像面変動を補正している。
SPは開口絞りであり、第3レンズ群U3と第4レンズ群との間に配置されている。U4はズーミングに際して不動で、結像のための正の屈折力の第4レンズ群(リレーレンズ群)である。
第4レンズ群U4は最も距離の長い空気間隔を境に正の屈折力の第41レンズ群U41と正の屈折力の第42レンズ群U42で構成されている。
DGは色分解プリズムや光学フィルターであり、ガラスブロックとして示している。IPは像面であり、固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面に相当している。
Lmは異常分散性を有する材料(光学材料)からなるレンズ(光学素子)である。
収差図において、球面収差は、g線とe線とC線とF線を示している。非点収差はe線のメリディオナル像面(meri)とe線のサジタル像面(sagi)を示している。倍率色収差はg線とC線とF線によってあらわしている。FnoはFナンバー、ωは半画角である。
全ての収差図において、球面収差は0.2mm、非点収差は0.2mm、歪曲は5%、倍率色収差は、0.05mmのスケールで描かれている。
尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用の第2レンズ群U2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。
以上に説明したレンズ構成は、以下に説明する各実施例で全て同じである。
実施例1に対応する数値実施例1は、アッベ数や部分分散比の値を条件式(1)、(9)〜(14)に代入すると表1の実施例1の欄に記述されている値となり、全ての条件式を満足している。これにより、数値実施例1は、広角端での良好な倍率色収差と、ズーム全域における良好な軸上色収差を達成している。
数値実施例1において異常分散性を有する光学材料からなるレンズLmは、第42レンズ群U42の最も物体側に正レンズとして配置されている。特に広角側において倍率色収差を効果的に補正している。
第41レンズ群U41は正レンズ、正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズより成っている。
第42レンズ群U42は正レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、正レンズより成っている。
尚、第41レンズ群U41と第42レンズ群U42の間隔は、全系の焦点距離範囲を変移させる変倍光学系ユニットを挿抜するのに適した構造を有している。
図3は本発明の実施例2(数値実施例2)であるズームレンズの広角端で、無限遠物体に合焦しているときの光路図である。図4(A)、(B)、(C)は、数値実施例2の広角端、焦点距離16.02mm、望遠端における距離2mの物体に合焦しているときの縦収差図である。
実施例2に対応する数値実施例2はアッベ数や部分分散比の値を条件式(1)、(9)〜(14)に代入すると表1の実施例2の欄に記述されている値となり、全ての条件式を満足している。これにより数値実施例2は、広角端において良好な倍率色収差と、ズーム全域における良好な軸上色収差を達成している。
数値実施例2の異常分散性を有する光学材料からなるレンズLmは、第42レンズ群U42の最も物体側に正レンズとして配置されている。特に広角側において倍率色収差の補正を効果的に行っている。
第41レンズ群U41と第42レンズ群U42のレンズ構成は実施例1と同じであるが、第42レンズ群U42に含まれる最も分散の大きいレンズの材料が異なっている。
数値実施例1は数値実施例2に比べて、前記第42レンズ群U42に含まれる正レンズのうち最も分散の大きいレンズ材料の部分分散比が高い。このことにより、特に光学系全体における広角端の倍率色収差をより効果的に補正している。
一方、数値実施例2は数値実施例1に比べて、前記第42レンズ群U42に含まれる正レンズのうち最も分散の大きいレンズ材料の分散が低い。このことにより、特に光学系全体におけるズーム全域の軸上色収差や色の球面収差成分について、より良好な補正バランスを実現している。
尚、第41レンズ群U41と第42レンズ群U42の間隔は、全系の焦点距離範囲を変移させる変倍光学系ユニットを挿抜するのに適した構造を有している。
図5は本発明の実施例3(数値実施例3)であるズームレンズの広角端で、無限遠物体に合焦しているときの光路図である。図6(A)、(B)、(C)は、数値実施例3の広角端、焦点距離16.02mm、望遠端における距離2mの物体に合焦しているときの縦収差図である。
実施例3に対応する数値実施例3はアッベ数や部分分散比の値を条件式(1)、(9)〜(14)に代入すると表1の実施例3の欄に記述されている値となり、全ての条件式を満足している。これにより数値実施例3は、広角端において良好な倍率色収差と、ズーム全域における良好な軸上色収差を達成している。
数値実施例3の異常分散性を有する光学材料からなるレンズLmは、第42レンズ群U42の最も物体側に正レンズとして配置されている。特に広角側において倍率色収差の補正を効果的に行っている。
第41レンズ群U41と第42レンズ群U42のレンズ構成は実施例1、2と同じであり、第42レンズ群U42に含まれる最も分散の大きいレンズは実施例2と同じである。
尚、第41レンズ群U41と第42レンズ群U42の間隔は、全系の焦点距離範囲を変移させる変倍光学系ユニットを挿抜するのに適した構造を有している。
図7は本発明の実施例4(数値実施例4)であるズームレンズの広角端で、無限遠物体に合焦しているときの光路図である。図8(A)、(B)、(C)は、数値実施例4の広角端、焦点距離30.29mm、望遠端における距離6mの物体に合焦しているときの縦収差図である。
実施例4に対応する数値実施例4はアッベ数や部分分散比の値を条件式(1)、(9)〜(14)に代入すると表1の実施例4の欄に記述されている値となり、全ての条件式を満足している。これにより数値実施例4は、広角端において良好な倍率色収差と、ズーム全域における良好な軸上色収差を達成している。
数値実施例4の異常分散性を有する光学材料からなるレンズLmは、第42レンズ群U42の最も像面側に正レンズとして配置されている。特に広角側において倍率色収差の補正を効果的に行っている。
実施例4のレンズは、実施例1〜3と比べてズーム比が小さく、より望遠側のズームタイプ構成である。
第42レンズ群U42のレンズ構成は実施例1〜3と同じであるが、第41レンズ群U41のレンズ構成は、正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズより成っている。
尚、第41レンズ群U41と第42レンズ群U42の間隔は、全系の焦点距離範囲を変移させる変倍光学系ユニットを挿抜するのに適した構造を有している。
図9は本発明の実施例5(数値実施例5)であるズームレンズの広角端で、無限遠物体に合焦しているときの光路図である。図10(A)、(B)、(C)は、数値実施例5の広角端、焦点距離30.29mm、望遠端における距離6mの物体に合焦しているときの縦収差図である。
実施例5に対応する数値実施例5はアッベ数や部分分散比の値を条件式(1)、(9)〜(14)に代入すると表1の実施例5の欄に記述されている値となり、全ての条件式を満足している。これにより数値実施例5は、広角端において良好な倍率色収差と、ズーム全域における良好な軸上色収差を達成している。
数値実施例5の異常分散性を有する光学材料からなるレンズLmは、第42レンズ群U42の最も像面側に正レンズとして配置されている。特に広角側において倍率色収差の補正を効果的に行っている。
実施例5のレンズは、第1群〜第3群まで実施例4と共通であり、第4群の正負レンズ構成が同じである。
実施例5のレンズは、実施例4のレンズに比べレンズLmの屈折力の大きさを表す条件式(6)の値が大きく、広角端における倍率色収差をより効果的に補正している。
尚、第41レンズ群U41と第42レンズ群U42の間隔は、全系の焦点距離範囲を変移させる変倍光学系ユニットを挿抜するのに適した構造を有している。
図11は本発明の実施例6(数値実施例6)であるズームレンズの広角端で、無限遠物体に合焦しているときの光路図である。図12(A)、(B)、(C)は、数値実施例6の広角端、焦点距離32.04mm、望遠端における距離2mの物体に合焦しているときの縦収差図である。
実施例6に対応する数値実施例6は、第4群中で最大の空気間隔に、図21中でEXT(エクステンダ)として示されている挿抜可能な変倍光学系を挿入した構成である。
実施例6に対応する数値実施例6はアッベ数や部分分散比の値を条件式(1)、(9)〜(14)に代入すると表1の実施例6の欄に記述されている値となり、全ての条件式を満足している。これにより数値実施例6は、広角端において良好な倍率色収差と、ズーム全域における良好な軸上色収差を達成している。
尚、実施例6の収差図については、球面収差と非点収差のスケールが他の実施例と異なり、両方とも0.4mmのスケールで描かれている。
図13は各実施例のズームレンズを撮影光学系として用いた実施例7の撮像装置125(テレビカメラシステム)の要部概略図である。図13において101は実施例1〜6のいずれか1つのズームレンズである。124はカメラ本体であり、ズームレンズ101はカメラ本体124に対して着脱可能になっている。125はカメラ124にズームレンズ101を装着することにより構成される撮像装置(撮像システム)である。尚、ここでズームレンズ101とカメラ本体124とは一体的に構成しても構わない。
ズームレンズ101は第1レンズ群F、変倍部LZ、結像用の第4レンズ群Rを有している。第1レンズ群Fは合焦用レンズ群が含まれている。変倍部LZは変倍の為に光軸上を移動する第2レンズ群と、変倍に伴う像面変動を補正する為に光軸上を移動する第3レンズ群が含まれている。
SPは開口絞りである。第4レンズ群Rは光路中より挿抜可能な変倍光学系ユニット(レンズユニット)IEを有している。この変倍光学系ユニットIE(EXT)はズームレンズ101の全系の焦点距離範囲を不連続に変移している。
114、115は、各々第1レンズ群F、変倍部LZを光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。116〜118は駆動機構114、115及び開口絞りSPを電動駆動するモータ(駆動手段)である。119〜121は、第1レンズ群F、変倍部LZの光軸上の位置や、開口絞りSPの絞り径を検出する為のエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。
カメラ本体124において、109はカメラ本体124内の光学フィルタや色分解プリズムに相当するガラスブロック、110はズームレンズ101によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。また、111、122はカメラ本体124及びズームレンズ本体101の各種の駆動を制御するCPUである。
このように本発明のズームレンズをテレビカメラに適用することにより、高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
以下に本発明の実施例1〜6に対応する数値実施例1〜6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し、riは物体側より第i番目の面の曲率半径、diは物体側より第i番目と第i+1番目の間隔、Ni,νiは第i番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。最後の3つの面は、フィルター等のガラスブロックである。
非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH軸、光の進行方向を正とし、Rを近軸曲率半径、kを円錐常数、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12をそれぞれ非球面係数としたとき、次式で表している。
Figure 0005610944
で表される。又、例えば「e−Z」は「×10−Z」を意味する。*印は非球面であることを示している。
(数値実施例1)
面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径
1* 227.195 2.50 1.77250 49.6 0.5521 87.70
2 33.736 19.76 61.84
3 311.589 1.85 1.75500 52.3 0.5476 61.28
4 80.391 13.54 58.97
5 -80.728 1.75 1.75500 52.3 0.5476 58.73
6 -17642.010 1.30 60.74
7 135.169 6.62 1.80518 25.4 0.6161 63.25
8 -339.711 1.16 63.31
9 328.904 9.40 1.51633 64.1 0.5352 62.99
10* -74.094 11.86 62.84
11 1211.778 8.57 1.48749 70.2 0.5300 54.63
12 -67.682 1.65 1.88300 40.8 0.5667 54.19
13 -126.215 0.20 54.42
14 182.391 1.65 2.00330 28.3 0.5980 52.89
15 55.727 10.56 1.49700 81.5 0.5375 52.39
16 -405.898 0.20 53.25
17 130.732 9.01 1.49700 81.5 0.5375 54.61
18 -91.216 0.20 54.76
19 57.687 7.79 1.62041 60.3 0.5426 52.65
20 1234.500 (可変) 51.79
21 52.721 0.75 1.88300 40.8 0.5667 21.51
22 13.435 3.29 18.24
23 67.192 0.75 1.88300 40.8 0.5667 18.10
24 36.490 2.83 17.67
25 -48.656 4.75 1.80518 25.4 0.6161 17.46
26 -12.990 0.80 1.88300 40.8 0.5667 17.55
27 -1003.160 0.20 18.01
28 33.652 2.54 1.68893 31.1 0.6003 18.31
29 1299.417 (可変) 18.15
30 -26.243 0.75 1.75500 52.3 0.5476 18.06
31 52.073 2.45 1.80810 22.8 0.6307 19.53
32 -173.421 (可変) 20.04
33(絞り) ∞ 1.40 26.40
34 -2344.389 3.04 1.54814 45.8 0.5685 27.33
35 -52.261 0.20 27.84
36 559.498 2.59 1.72047 34.7 0.5834 28.67
37 -94.784 0.20 28.92
38 90.102 6.95 1.72047 34.7 0.5834 29.17
39 -29.451 1.20 1.92286 18.9 0.6495 29.01
40 -294.678 34.00 29.25
41 114.071 4.00 1.92286 18.9 0.6495 29.48
42 -71.194 6.81 29.30
43 -261.853 1.20 1.88300 40.8 0.5667 23.75
44 21.740 5.13 1.49700 81.5 0.5375 22.37
45 1783.648 0.24 22.20
46 35.748 7.14 1.49700 81.5 0.5375 22.12
47 -19.737 1.20 2.00330 28.3 0.5980 21.88
48 -140.247 0.15 22.89
49 90.253 5.55 1.49700 81.5 0.5375 23.35
50 -26.510 4.00 23.62
51 ∞ 33.00 1.60859 46.4 0.5664 40.00
52 ∞ 13.20 1.51680 64.2 0.5347 40.00
53 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞


非球面データ
第1面
K =-5.42173e+001 A 4= 1.90661e-006 A 6= 3.73103e-011 A 8=-1.91524e-013 A10=-6.77526e-019
A 3=-4.12872e-006 A 5=-1.32181e-008 A 7= 2.42261e-012 A 9= 2.44378e-015

第10面
K =-2.28238e+000 A 4=-2.08837e-007 A 6= 2.96604e-011 A 8= 3.48782e-013 A10=-1.18721e-016
A 3=-6.36724e-007 A 5= 5.61037e-010 A 7=-1.11164e-011 A 9=-3.18271e-016

各種データ
ズーム比 13.00
広角 中間 望遠
焦点距離 4.45 16.02 57.85
Fナンバー 1.90 1.90 2.80
画角 51.02 18.95 0.00
像高 5.50 5.50 0.00
レンズ全長 300.03 300.03 300.03
BF 38.16 38.16 38.16

d20 0.91 31.10 44.72
d29 42.27 8.63 6.22
d32 9.00 12.46 1.24
d53 4.99 4.99 4.99

入射瞳位置 34.85 53.95 97.66
射出瞳位置 724.89 724.89 724.89
前側主点位置 39.33 70.32 160.16
後側主点位置 0.54 -11.03 -52.86

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 26.80 109.58 47.04 36.95
2 21 -16.80 15.91 0.43 -11.92
3 30 -43.80 3.20 -0.39 -2.18
4 33 52.90 131.20 56.46 -113.55
(数値実施例2)
面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径
1* 227.195 2.50 1.77250 49.6 0.5521 87.70
2 33.736 19.76 61.84
3 311.589 1.85 1.75500 52.3 0.5476 61.28
4 80.391 13.54 58.97
5 -80.728 1.75 1.75500 52.3 0.5476 58.73
6 -17642.010 1.30 60.74
7 135.169 6.62 1.80518 25.4 0.6161 63.25
8 -339.711 1.16 63.31
9 328.904 9.40 1.51633 64.1 0.5352 62.99
10* -74.094 11.86 62.84
11 1211.778 8.57 1.48749 70.2 0.5300 54.63
12 -67.682 1.65 1.88300 40.8 0.5667 54.19
13 -126.215 0.20 54.42
14 182.391 1.65 2.00330 28.3 0.5980 52.89
15 55.727 10.56 1.49700 81.5 0.5375 52.39
16 -405.898 0.20 53.25
17 130.732 9.01 1.49700 81.5 0.5375 54.61
18 -91.216 0.20 54.76
19 57.687 7.79 1.62041 60.3 0.5426 52.65
20 1234.500 (可変) 51.79
21 52.721 0.75 1.88300 40.8 0.5667 21.51
22 13.435 3.29 18.24
23 67.192 0.75 1.88300 40.8 0.5667 18.10
24 36.490 2.83 17.67
25 -48.656 4.75 1.80518 25.4 0.6161 17.46
26 -12.990 0.80 1.88300 40.8 0.5667 17.55
27 -1003.160 0.20 18.01
28 33.652 2.54 1.68893 31.1 0.6003 18.31
29 1299.417 (可変) 18.15
30 -26.243 0.75 1.75500 52.3 0.5476 18.06
31 52.073 2.45 1.80810 22.8 0.6307 19.53
32 -173.421 (可変) 20.04
33(絞り) ∞ 1.40 26.40
34 -6210.608 3.48 1.51742 52.4 0.5564 27.34
35 -43.230 0.20 27.87
36 131.811 2.86 1.51742 52.4 0.5564 28.91
37 -139.192 0.20 29.07
38 60.741 6.91 1.51742 52.4 0.5564 29.31
39 -35.821 1.20 1.80810 22.8 0.6307 29.08
40 -219.130 34.00 29.28
41 71.936 4.28 1.84666 23.8 0.6205 28.71
42 -77.529 6.46 28.41
43 -69.616 1.20 1.88300 40.8 0.5667 23.34
44 24.451 5.56 1.48749 70.2 0.5300 22.36
45 -79.972 0.24 22.39
46 46.903 6.56 1.49700 81.5 0.5375 22.61
47 -23.655 1.20 2.00330 28.3 0.5980 22.46
48 -111.207 0.15 23.22
49 88.163 5.09 1.49700 81.5 0.5375 23.59
50 -31.853 4.00 23.72
51 ∞ 33.00 1.60859 46.4 0.5664 40.00
52 ∞ 13.20 1.51680 64.2 0.5347 40.00
53 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞


非球面データ
第1面
K =-5.42173e+001 A 4= 1.90661e-006 A 6= 3.73103e-011 A 8=-1.91524e-013 A10=-6.77526e-019
A 3=-4.12872e-006 A 5=-1.32181e-008 A 7= 2.42261e-012 A 9= 2.44378e-015

第10面
K =-2.28238e+000 A 4=-2.08837e-007 A 6= 2.96604e-011 A 8= 3.48782e-013 A10=-1.18721e-016
A 3=-6.36724e-007 A 5= 5.61037e-010 A 7=-1.11164e-011 A 9=-3.18271e-016

各種データ
ズーム比 13.00
広角 中間 望遠
焦点距離 4.45 16.02 57.85
Fナンバー 1.90 1.90 2.80
画角 51.02 18.95 0.00
像高 5.50 5.50 0.00
レンズ全長 300.04 300.04 300.04
BF 38.17 38.17 38.17

d20 0.91 31.10 44.72
d29 42.27 8.63 6.22
d32 9.00 12.46 1.24
d53 5.00 5.00 5.00

入射瞳位置 34.85 53.95 97.66
射出瞳位置 502.92 502.92 502.92
前側主点位置 39.34 70.48 162.23
後側主点位置 0.55 -11.02 -52.85

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 26.80 109.58 47.04 36.95
2 21 -16.80 15.91 0.43 -11.92
3 30 -43.80 3.20 -0.39 -2.18
4 33 55.14 131.20 60.51 -118.56
(数値実施例3)
面番号 r d nd vd θgF 有効径
1* 227.195 2.50 1.77250 49.6 0.5521 87.70
2 33.736 19.76 61.84
3 311.589 1.85 1.75500 52.3 0.5476 61.28
4 80.391 13.54 58.97
5 -80.728 1.75 1.75500 52.3 0.5476 58.73
6 -17642.010 1.30 60.74
7 135.169 6.62 1.80518 25.4 0.6161 63.25
8 -339.711 1.16 63.31
9 328.904 9.40 1.51633 64.1 0.5352 62.99
10* -74.094 11.86 62.84
11 1211.778 8.57 1.48749 70.2 0.5300 54.63
12 -67.682 1.65 1.88300 40.8 0.5667 54.19
13 -126.215 0.20 54.42
14 182.391 1.65 2.00330 28.3 0.5980 52.89
15 55.727 10.56 1.49700 81.5 0.5375 52.39
16 -405.898 0.20 53.25
17 130.732 9.01 1.49700 81.5 0.5375 54.61
18 -91.216 0.20 54.76
19 57.687 7.79 1.62041 60.3 0.5426 52.65
20 1234.500 (可変) 51.79
21 52.721 0.75 1.88300 40.8 0.5667 21.51
22 13.435 3.29 18.24
23 67.192 0.75 1.88300 40.8 0.5667 18.10
24 36.490 2.83 17.67
25 -48.656 4.75 1.80518 25.4 0.6161 17.46
26 -12.990 0.80 1.88300 40.8 0.5667 17.55
27 -1003.160 0.20 18.01
28 33.652 2.54 1.68893 31.1 0.6003 18.31
29 1299.417 (可変) 18.15
30 -26.243 0.75 1.75500 52.3 0.5476 18.06
31 52.073 2.45 1.80810 22.8 0.6307 19.53
32 -173.421 (可変) 20.04
33(絞り) ∞ 1.40 26.40
34 74917.413 3.48 1.53172 48.8 0.5630 27.36
35 -43.582 0.20 27.87
36 120.353 3.49 1.53172 48.8 0.5630 28.90
37 -80.921 0.20 29.04
38 55.956 6.65 1.53172 48.8 0.5630 28.96
39 -38.300 1.20 1.84666 23.8 0.6205 28.56
40 657.884 34.00 28.47
41 84.421 4.17 1.84666 23.8 0.6205 28.30
42 -68.461 5.37 28.06
43 -84.755 1.20 1.88300 40.8 0.5667 23.78
44 24.694 5.66 1.48749 70.2 0.5300 22.73
45 -72.325 0.24 22.72
46 43.202 6.81 1.49700 81.5 0.5375 22.86
47 -21.609 1.20 1.90366 31.3 0.5947 22.63
48 -585.336 0.20 23.38
49 73.112 5.54 1.48749 70.2 0.5300 23.77
50 -29.309 4.00 23.94
51 ∞ 33.00 1.60859 46.4 0.5664 40.00
52 ∞ 13.20 1.51680 64.2 0.5347 40.00
53 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞


非球面データ
第1面
K =-5.42173e+001 A 4= 1.90661e-006 A 6= 3.73103e-011 A 8=-1.91524e-013 A10=-6.77526e-019
A 3=-4.12872e-006 A 5=-1.32181e-008 A 7= 2.42261e-012 A 9= 2.44378e-015

第10面
K =-2.28238e+000 A 4=-2.08837e-007 A 6= 2.96604e-011 A 8= 3.48782e-013 A10=-1.18721e-016
A 3=-6.36724e-007 A 5= 5.61037e-010 A 7=-1.11164e-011 A 9=-3.18271e-016

各種データ
ズーム比 13.00
広角 中間 望遠
焦点距離 4.45 16.02 57.85
Fナンバー 1.90 1.90 2.80
画角 51.02 18.95 5.43
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 300.04 300.04 300.04
BF 38.17 38.17 38.17

d20 0.91 31.10 44.72
d29 42.27 8.63 6.22
d32 9.00 12.46 1.24
d53 5.00 5.00 5.00

入射瞳位置 34.85 53.95 97.66
射出瞳位置 432.51 432.51 432.51
前側主点位置 39.35 70.57 163.34
後側主点位置 0.55 -11.02 -52.85

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 26.80 109.58 47.04 36.95
2 21 -16.80 15.91 0.43 -11.92
3 30 -43.80 3.20 -0.39 -2.18
4 33 56.42 131.20 62.82 -121.43
(数値実施例4)
面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径
1 348.182 3.86 1.77250 49.6 0.5521 78.53
2 65.248 6.25 70.54
3 65.578 6.13 1.75520 27.5 0.6103 69.19
4 97.706 8.94 67.70
5 612.487 5.45 1.49700 81.5 0.5375 65.53
6 -416.776 20.81 64.14
7 373.686 2.97 1.69895 30.1 0.6029 59.10
8 58.828 11.20 1.43875 95.0 0.5342 57.56
9 -578.845 0.12 57.57
10 113.463 6.31 1.43875 95.0 0.5342 57.41
11 -693.179 0.12 57.04
12 81.228 7.09 1.77250 49.6 0.5521 56.42
13 -911.265 (可変) 55.84
14 47.769 1.19 1.77250 49.6 0.5521 23.96
15 19.993 5.13 21.26
16 -37.085 1.19 1.77250 49.6 0.5521 20.80
17 37.085 4.25 20.22
18 -44.595 3.54 1.72825 28.5 0.6077 20.54
19 -24.436 1.19 1.77250 49.6 0.5521 21.25
20 -72.930 0.12 22.15
21 74.058 4.17 1.67270 32.1 0.5988 22.78
22 -70.755 (可変) 22.94
23 -35.850 1.07 1.77250 49.6 0.5521 19.03
24 56.162 3.95 1.84666 23.8 0.6205 20.13
25 -516.532 (可変) 21.02
26(絞り) ∞ 1.86 23.29
27 -217.157 3.27 1.64000 60.1 0.5372 24.12
28 -41.752 0.12 24.76
29 281.173 4.80 1.53172 48.8 0.5630 25.25
30 -30.833 1.37 1.83400 37.2 0.5775 25.44
31 -91.060 0.12 26.18
32 63.027 4.81 1.72047 34.7 0.5834 26.66
33 -55.843 1.78 1.80518 25.4 0.6161 26.52
34 -11707.793 31.11 26.37
35 45.769 4.81 1.49700 81.5 0.5375 26.82
36 -87.359 0.12 26.57
37 357.305 1.37 1.88300 40.8 0.5667 26.06
38 29.004 5.19 1.49700 81.5 0.5375 25.14
39 -134.470 0.28 25.06
40 64.530 5.27 1.49700 81.5 0.5375 24.73
41 -33.681 1.37 1.88300 40.8 0.5667 24.30
42 -158.115 0.12 24.22
43 157.207 2.49 1.80518 25.4 0.6161 24.03
44 9233.957 2.97 23.69
45 ∞ 37.48 1.60859 46.4 0.5664 29.73
46 ∞ 5.17 1.51633 64.2 0.5352 29.73
47 ∞ (可変) 29.73
像面 ∞


各種データ
ズーム比 8.00
広角 中間 望遠
焦点距離 10.70 30.29 85.62
Fナンバー 2.28 2.27 2.27
画角 27.20 10.29 3.68
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 285.47 285.47 285.47
BF 41.53 41.53 41.53

d13 4.21 40.88 60.78
d22 60.35 19.59 3.47
d25 4.07 8.16 4.38
d47 11.89 11.89 11.89

入射瞳位置 71.13 153.89 313.63
射出瞳位置 -233.54 -233.54 -233.54
前側主点位置 81.36 180.44 369.38
後側主点位置 1.19 -18.40 -73.73

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 77.30 79.25 62.50 14.52
2 14 -22.59 20.78 0.20 -19.02
3 23 -54.11 5.02 -0.29 -3.03
4 26 41.48 115.89 32.68 -79.41
(数値実施例5)
面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径
1 348.182 3.86 1.77250 49.6 0.5521 78.53
2 65.248 6.25 70.54
3 65.578 6.13 1.75520 27.5 0.6103 69.19
4 97.706 8.94 67.70
5 612.487 5.45 1.49700 81.5 0.5375 65.53
6 -416.776 20.81 64.14
7 373.686 2.97 1.69895 30.1 0.6029 59.10
8 58.828 11.20 1.43875 95.0 0.5342 57.56
9 -578.845 0.12 57.57
10 113.463 6.31 1.43875 95.0 0.5342 57.41
11 -693.179 0.12 57.04
12 81.228 7.09 1.77250 49.6 0.5521 56.42
1 -911.265 (可変) 55.84
14 47.769 1.19 1.77250 49.6 0.5521 23.96
15 19.993 5.13 21.26
16 -37.085 1.19 1.77250 49.6 0.5521 20.80
17 37.085 4.25 20.22
18 -44.595 3.54 1.72825 28.5 0.6077 20.54
19 -24.436 1.19 1.77250 49.6 0.5521 21.25
20 -72.930 0.12 22.15
21 74.058 4.17 1.67270 32.1 0.5988 22.78
22 -70.755 (可変) 22.94
23 -35.850 1.07 1.77250 49.6 0.5521 19.03
24 56.162 3.95 1.84666 23.8 0.6205 20.13
25 -516.532 (可変) 21.02
26(絞り) ∞ 1.65 23.29
27 -112.419 2.64 1.64000 60.1 0.5372 24.12
28 -41.910 0.12 24.76
29 2388.431 4.30 1.58144 40.8 0.5775 25.25
30 -30.493 1.37 1.90366 31.3 0.5947 25.44
31 -71.086 0.56 26.18
32 54.519 6.01 1.72047 34.7 0.5834 26.66
33 -67.745 1.78 1.80518 25.4 0.6161 26.52
34 321.099 (可変) 26.37
35 32.697 6.90 1.49700 81.5 0.5375 26.82
36 -173.413 2.00 26.57
37 197.167 1.37 1.88300 40.8 0.5667 26.06
38 23.856 5.61 1.49700 81.5 0.5375 25.14
39 -143.740 0.28 25.06
40 75.774 5.23 1.49700 81.5 0.5375 24.73
41 -29.046 1.37 1.88300 40.8 0.5667 24.30
42 -185.352 0.12 24.22
43 95.154 2.34 1.80518 25.4 0.6161 24.03
44 -905.404 2.95 23.69
45 ∞ 37.48 1.60859 46.4 0.5664 29.73
46 ∞ 5.17 1.51633 64.2 0.5352 29.73
47 ∞ (可変) 29.73
像面 ∞


各種データ
ズーム比 8.00
広角 中間 望遠
焦点距離 10.70 30.29 85.62
Fナンバー 2.30 2.30 2.30
画角 27.20 10.29 3.68
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 289.97 289.97 289.97
BF 41.50 41.50 41.50

d13 4.21 40.88 60.78
d22 60.35 19.59 3.47
d25 4.07 8.16 4.38
d34 31.14 31.14 31.14
d47 11.89 11.89 11.89

入射瞳位置 71.13 153.89 313.63
射出瞳位置 -274.21 -274.21 -274.21
前側主点位置 81.43 180.97 373.63
後側主点位置 1.19 -18.40 -73.73

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 77.30 79.25 62.50 14.52
2 14 -22.59 20.78 0.20 -19.02
3 23 -54.11 5.02 -0.29 -3.03
4 26 46.01 18.43 5.48 -6.28
5 35 59.97 70.81 3.95 -43.72
(数値実施例6)
面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径
1* 227.195 2.50 1.77250 49.6 0.5521 87.70
2 33.736 19.76 61.84
3 311.589 1.85 1.75500 52.3 0.5476 61.28
4 80.391 13.54 58.97
5 -80.728 1.75 1.75500 52.3 0.5476 58.73
6 -17642.010 1.30 60.74
7 135.169 6.62 1.80518 25.4 0.6161 63.25
8 -339.711 1.16 63.31
9 328.904 9.40 1.51633 64.1 0.5352 62.99
10* -74.094 11.86 62.84
11 1211.778 8.57 1.48749 70.2 0.5300 54.63
12 -67.682 1.65 1.88300 40.8 0.5667 54.19
13 -126.215 0.20 54.42
14 182.391 1.65 2.00330 28.3 0.5980 52.89
15 55.727 10.56 1.49700 81.5 0.5375 52.39
16 -405.898 0.20 53.25
17 130.732 9.01 1.49700 81.5 0.5375 54.61
18 -91.216 0.20 54.76
19 57.687 7.79 1.62041 60.3 0.5426 52.65
20 1234.500 (可変) 51.79
21 52.721 0.75 1.88300 40.8 0.5667 21.51
22 13.435 3.29 18.24
23 67.192 0.75 1.88300 40.8 0.5667 18.10
24 36.490 2.83 17.67
25 -48.656 4.75 1.80518 25.4 0.6161 17.46
26 -12.990 0.80 1.88300 40.8 0.5667 17.55
27 -1003.160 0.20 18.01
28 33.652 2.54 1.68893 31.1 0.6003 18.31
29 1299.417 (可変) 18.15
30 -26.243 0.75 1.75500 52.3 0.5476 18.06
31 52.073 2.45 1.80810 22.8 0.6307 19.53
32 -173.421 (可変) 20.04
33(絞り) ∞ 1.40 26.40
34 -2121.299 3.15 1.51742 52.4 0.5564 27.32
35 -49.227 0.20 27.85
36 417.806 2.64 1.51742 52.4 0.5564 28.75
37 -96.963 0.20 29.02
38 80.890 6.59 1.54072 47.2 0.5650 29.47
39 -34.094 1.20 1.92286 18.9 0.6495 29.42
40 -84.780 1.50 29.97
41 31.960 6.58 1.49700 81.5 0.5375 29.96
42 -129.452 0.24 29.27
43 38.837 5.28 1.49700 81.5 0.5375 26.96
44 -102.023 1.50 1.90366 31.3 0.5947 25.55
45 401349.727 9.05 24.48
46 -46.307 3.07 1.92286 18.9 0.6495 16.55
47 -23.607 1.50 1.77250 49.6 0.5521 15.93
48 19.071 5.28 14.42
49 50.710 4.80 1.80810 22.8 0.6307 29.92
50 -107.018 6.73 29.50
51 -121.364 1.20 1.88300 40.8 0.5667 23.81
52 21.943 5.75 1.48749 70.2 0.5300 22.38
53 -90.948 0.24 22.24
54 63.655 6.27 1.49700 81.5 0.5375 21.83
55 -19.511 1.20 2.00330 28.3 0.5980 21.66
56 -95.121 0.15 22.70
57 150.628 5.28 1.49700 81.5 0.5375 23.08
58 -25.533 4.00 23.38
59 ∞ 33.00 1.60859 46.4 0.5664 40.00
60 ∞ 13.20 1.51680 64.2 0.5347 40.00
61 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-5.42173e+001 A 4= 1.90661e-006 A 6= 3.73103e-011 A 8=-1.91524e-013 A10=-6.77526e-019
A 3=-4.12872e-006 A 5=-1.32181e-008 A 7= 2.42261e-012 A 9= 2.44378e-015

第10面
K =-2.28238e+000 A 4=-2.08837e-007 A 6= 2.96604e-011 A 8= 3.48782e-013 A10=-1.18721e-016
A 3=-6.36724e-007 A 5= 5.61037e-010 A 7=-1.11164e-011 A 9=-3.18271e-016

各種データ
ズーム比 13.00
広角 中間 望遠
焦点距離 8.90 32.04 115.70
Fナンバー 3.80 3.81 5.60
画角 31.72 9.74 2.72
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 300.02 300.02 300.02
BF 38.14 38.14 38.14

d20 0.91 31.10 44.72
d29 42.27 8.63 6.22
d32 9.00 12.46 1.24
d61 4.97 4.97 4.97

入射瞳位置 34.85 53.95 97.66
射出瞳位置 -121.15 -121.15 -121.15
前側主点位置 43.12 77.85 107.22
後側主点位置 -3.93 -27.07 -110.73

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 26.80 109.58 47.04 36.95
2 21 -16.80 15.91 0.43 -11.92
3 30 -43.80 3.20 -0.39 -2.18
4 33 33.34 131.21 7.71 -111.12
各実施例と前述した条件式との対応を表1に示す。
Figure 0005610944
上記の本実施例によれば、全ズーム範囲において高い光学性能を持ったズームレンズ及びそれを有する撮像装置を得ることができる。

Claims (10)

  1. 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第4レンズ群から構成されるズームレンズであって、
    前記第4レンズ群は、物体側から順に、該第4レンズ群内で最も長い空気間隔を挟んで、正の屈折力の第41レンズ群と、正の屈折力の第42レンズ群で構成されており、
    前記第42レンズ群に含まれる正レンズのうち最も分散の大きい第1正レンズの材料のアッベ数をνm、該第42レンズ群内の、該第1正レンズ以外の正レンズの材料の平均アッベ数をνrp、前記第42レンズ群内の負レンズの材料の平均アッベ数をνrn、前記第42レンズ群の屈折力をφr、前記第1正レンズの屈折力をφmとするとき、
    0.400<νm/(νrp−νrn)<0.630
    0.30<φm/φr<1.30
    を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第41レンズ群内の正レンズの材料のアッベ数と部分分散比の平均値を各々νfp、θfp、前記第41レンズ群内の負レンズの材料のアッベ数と部分分散比の平均値を各々νfn、θfnとするとき、
    2.1×10−3<(θfn−θfp)/(νfp−νfn)<3.7×10−3
    を満足することを特徴とする請求項1記載のズームレンズ。
  3. 前記第41レンズ群の屈折力をφfとするとき、
    0.2<φm/φf<1.1
    を満足することを特徴とする請求項1又は2記載のズームレンズ。
  4. 前記第1正レンズの部分分散比をθmとするとき、
    −1.65×10−3<(θm−0.652)/νm<0
    15<νm<30
    なる条件を満たすことを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項に記載のズームレンズ。
  5. 前記第1正レンズは、単レンズとして配置されていることを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項に記載のズームレンズ。
  6. 前記第41レンズ群は少なくとも1枚以上の正レンズと、正レンズと負レンズを接合した接合レンズとを含むことを特徴とする請求項1乃至5いずれか1項に記載のズームレンズ。
  7. 前記第42レンズ群内の、前記第1正レンズ以外の正レンズの平均屈折力をφrpとするとき、
    0.30<φm/φrp<0.95
    を満足することを特徴とする請求項1乃至6いずれか1項に記載のズームレンズ。
  8. 前記第42レンズ群内の負レンズの平均屈折力をφrnとしたとき、
    −0.60<φm/φrn<−0.15
    を満足することを特徴とする請求項1乃至7いずれか1項に記載のズームレンズ。
  9. 光電変換素子に像を形成することを特徴とする請求項1乃至いずれか1項に記載のズームレンズ。
  10. 撮像素子と、前記撮像素子上に被写体の像を形成する請求項1乃至いずれか1項に記載のズームレンズと、を備えることを特徴とする撮像装置。
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