JP5611124B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/144—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
- G02B15/1441—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
- G02B15/144113—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive arranged +-++
Description
0.002<T23/fT<0.020
−1.29≦f3/f2<−0.8
−5.0<f1/f2<−3.0
Nav1>1.75
なる条件式を満足することを特徴としている。
0.002<T23/fT<0.020 (1)
−1.29≦f3/f2<−0.8 (2)
−5.0<f1/f2<−3.0 (3)
なる条件式を満足するようにしている。
条件式(2)は第3レンズ群L3と第2レンズ群L2の屈折力の関係に関するもので、第3レンズ群L3と第2レンズ群L2の屈折力が変倍へ寄与するレベルと収差補正の限界を規定するものである。条件式(2)の下限を超えて第3レンズ群L3の屈折力が大きくなるとズーミングに際しての第3レンズ群L3の移動に伴うコマ収差が増大し、この補正が困難になる。またペッヴァール和が正の方向に増大し過ぎて、像面湾曲の補正が困難になる。
更に好ましくは条件式(2a)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
条件式(3)は第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の屈折力の相対関係に関するもの
で、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の屈折力の相対関係から各レンズ群の移動量を
適切に設定するためのものである。
更に好ましくは条件式(3a)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
各実施例において好ましくは次の条件式を満足するのが良い。第1レンズ群L1に含まれる正レンズの材料の屈折率の平均値をNav1とする。このとき、
Nav1>1.75 (4)
なる条件を満足するのが良い。ここで屈折率の平均値Nav1は第1レンズ群L1に正レンズが1つしか含まれないときは、1つの材料の屈折率である。
以上のように各実施例によれば、絞り径と前玉有効径及び鏡筒径の小型化を図りつつ高い光学性能を有したズームレンズが得られる。特に鏡筒径の小型化を維持しつつ、FナンバーF2.8程度と大口径化を達成した小型のズームレンズを容易に実現することができる。
以下、図1を参照して、本発明の実施例1のズームレンズの構成について説明する。本実施例のズームレンズはデジタルカメラなどの撮像装置に装着される。本実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力を有する第2レンズ群L2、正の屈折力を有する第3レンズ群L3、そして正の屈折力を有する第4レンズ群L4で構成されている。
以下、図3を参照して、本発明の実施例2のズームレンズについて説明する。本実施例のズームレンズもデジタルカメラなどの撮像装置に装着される。
以下、図5を参照して、本発明の実施例3のズームレンズについて説明する。本実施例のズームレンズもデジタルカメラなどの撮像装置に装着される。
以下、図7を参照して、本発明の実施例4のズームレンズについて説明する。本実施例のズームレンズもデジタルカメラなどの撮像装置に装着される。本実施例において各レンズ群の構成やズームタイプなどは実施例1と同じである。
以下、図9を参照して、本発明の実施例5のズームレンズについて説明する。本実施例のズームレンズもデジタルカメラなどの撮像装置に装着される。本実施例において各レンズ群の構成やズームタイプなどは実施例1と同じである。実施例1〜5のズームレンズにおいては、受光面上に形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置と組み合わせた場合などには歪曲収差量を電気的な手段によって補正しても良い。
x=(h2/R)/[1+[1−(1+k)(h/R)2]1/2]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10
で表示される。但しRは曲率半径である。また例えば「E−Z」の表示は「10−Z」を意味する。BFはバックフォーカスであり、最も像側の面(ガラスブロックの面)から像面までの長さである。
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 421.807 1.90 1.84666 23.8 42.83
2 78.080 3.06 1.77250 49.6 37.85
3 6648.973 0.17 37.62
4 59.747 2.99 1.77250 49.6 32.62
5 786.209 (可変) 31.62
6* 1157.447 1.50 1.85400 40.4 28.94
7* 16.239 6.00 22.71
8 -57.504 1.04 1.69680 55.5 22.62
9 84.905 0.06 22.53
10 27.402 2.54 1.94595 18.0 22.78
11 73.574 (可変) 22.44
12* 17.932 2.81 1.85400 40.4 13.04
13* 167.615 0.14 12.63
14 13.651 4.31 1.77250 49.6 12.13
15 -429.432 0.58 1.80518 25.5 10.36
16 8.820 1.62 9.20
17 -339.608 2.19 1.56907 71.3 9.16
18 -36.249 1.24 8.99
19(絞り) ∞ (可変) 8.55
20 130.589 5.75 1.55332 71.7 28.33
21* -47.989 (可変) 28.88
22 ∞ 2.30 1.51633 64.1 58.97
23 ∞ 1.47 58.97
24 ∞ 1.47 1.51633 64.1 58.97
25 ∞ 0.36 76.40
像面 ∞
第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.36552e-006 A 6= 1.33239e-008
第7面
K = 1.75713e-001 A 4=-8.39318e-006 A 6=-1.17953e-008 A 8=-2.75012e-010 A10= 9.21784e-013
第12面
K =-5.40526e-002 A 4=-8.38299e-006 A 6=-4.05095e-008 A 8= 1.06809e-009 A10=-8.62869e-012
第13面
K = 1.32760e+002 A 4= 3.41582e-006 A 6= 1.28000e-008
第21面
K = 6.55609e+000 A 4= 3.09910e-006 A 6= 2.03117e-008 A 8=-1.03594e-010 A10= 6.24625e-013
各種データ
ズーム比 3.80
広角 中間 望遠
焦点距離 18.17 35.12 69.05
Fナンバー 2.89 4.58 5.94
画角 33.37 20.87 11.14
像高 11.97 13.39 13.60
レンズ全長 86.88 89.56 110.05
BF 0.36 0.36 0.36
d 5 1.07 1.90 17.23
d11 23.03 9.06 1.16
d19 13.02 31.19 44.17
d21 6.26 3.90 3.97
入射瞳位置 26.33 25.33 56.33
射出瞳位置 -32.12 -80.88 -183.46
前側主点位置 34.34 45.27 99.44
後側主点位置 -17.81 -34.76 -68.69
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 77.73 8.12 2.49 -2.13
2 6 -20.02 11.14 0.76 -7.97
3 12 23.54 12.89 -4.21 -11.67
4 20 64.16 5.75 2.74 -1.01
5 22 ∞ 5.25 1.98 -1.98
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -113.46
2 2 102.25
3 4 83.55
4 6 -19.30
5 8 -49.06
6 10 44.96
7 12 23.31
8 14 17.20
9 15 -10.73
10 17 71.12
11 20 64.16
12 22 0.00
13 24 0.00
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 52.908 1.85 1.84666 23.8 43.40
2 37.323 5.95 1.77250 49.6 39.35
3 231.928 (可変) 38.20
4 1035.087 1.62 1.88300 40.8 33.55
5 17.968 7.23 26.07
6 -69.079 1.22 1.69680 55.5 25.94
7 41.351 0.44 25.91
8 30.195 4.42 1.84666 23.8 26.60
9 -836.949 (可変) 26.35
10* 16.989 4.73 1.77250 49.6 13.79
11* ∞ 0.12 12.87
12* 21.813 3.81 1.85400 40.4 12.41
13 -95.861 0.58 1.78472 25.7 11.01
14 10.701 1.76 9.95
15 -49.698 2.47 1.56907 71.3 9.90
16 -26.220 1.16 9.85
17(絞り) ∞ (可変) 9.38
18* 139.279 4.19 1.67790 55.3 27.77
19 -67.944 (可変) 28.06
20 ∞ 2.30 1.51633 64.1 46.30
21 ∞ 1.47 1.51633 64.1 46.30
22 ∞ 2.48 46.30
像面 ∞
第10面
K = 7.25609e-001 A 4=-3.17517e-005 A 6=-3.07295e-007 A 8= 4.77829e-009 A10=-1.06641e-010
第11面
K = 2.72634e+010 A 4= 7.95989e-005 A 6=-1.44775e-006
第12面
K = 5.66199e+000 A 4=-7.86793e-006 A 6=-1.53476e-006 A 8=-1.25669e-008
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.85271e-006 A 6= 6.84413e-009 A 8=-1.22411e-011 A10=-9.84034e-015
各種データ
ズーム比 3.80
広角 中間 望遠
焦点距離 18.15 36.13 68.98
Fナンバー 2.91 4.12 6.00
画角 33.40 20.63 11.15
像高 11.97 13.60 13.60
レンズ全長 101.95 106.99 121.63
BF 2.48 2.48 2.48
d 3 1.63 10.57 23.08
d 9 29.49 12.70 1.16
d17 14.60 31.52 44.60
d19 8.42 4.39 4.97
入射瞳位置 30.94 46.10 76.82
射出瞳位置 -33.17 -72.70 -153.65
前側主点位置 39.85 64.87 115.32
後側主点位置 -15.67 -33.65 -66.50
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 91.52 7.80 -1.51 -5.79
2 4 -22.90 14.93 -0.09 -12.33
3 10 27.98 14.63 -3.61 -12.50
4 18 67.92 4.19 1.69 -0.83
5 20 ∞ 3.77 1.24 -1.24
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -158.27
2 2 56.82
3 4 -20.72
4 6 -36.96
5 8 34.50
6 10 21.99
7 12 21.12
8 13 -12.24
9 15 93.94
10 18 67.92
11 20 0.00
12 21 0.00
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 54.830 1.85 1.84666 23.8 43.40
2 39.339 5.95 1.77250 49.6 39.35
3 232.979 (可変) 38.20
4 500.821 1.62 1.88300 40.8 33.55
5 16.315 7.90 26.07
6 -61.217 1.22 1.69680 55.5 25.94
7 40.459 0.44 25.91
8 29.325 4.42 1.84666 23.8 26.60
9 -3565.265 (可変) 26.35
10* 17.394 4.73 1.77250 49.6 13.79
11* ∞ 0.12 12.87
12* 22.023 3.81 1.85400 40.4 12.41
13 -74.918 0.58 1.78472 25.7 11.01
14 11.228 1.76 9.95
15 -57.540 2.47 1.56907 71.3 9.90
16 -24.163 1.16 9.85
17(絞り) ∞ (可変) 9.38
18* 84.311 4.19 1.67790 55.3 27.77
19 -89.710 (可変) 28.06
20 ∞ 2.30 1.51633 64.1 46.30
21 ∞ 1.47 1.51633 64.1 46.30
22 ∞ 0.69 46.30
像面 ∞
第10面
K = 6.64673e-001 A 4=-2.66584e-005 A 6=-1.11672e-007 A 8= 2.13129e-009 A10=-6.68542e-011
第11面
K = 2.72634e+010 A 4= 9.35359e-005 A 6=-1.27741e-006
第12面
K = 5.41428e+000 A 4= 3.27539e-006 A 6=-1.42230e-006 A 8=-1.04263e-008
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.71294e-006 A 6=-1.23055e-009 A 8= 5.69183e-011 A10=-1.66408e-013
各種データ
ズーム比 3.80
広角 中間 望遠
焦点距離 18.15 35.01 68.98
Fナンバー 3.01 4.21 6.00
画角 33.40 21.23 11.15
像高 11.97 13.60 13.60
レンズ全長 100.19 106.93 127.48
BF 0.69 0.69 0.69
d 3 3.51 11.60 28.63
d 9 24.23 10.21 0.29
d17 19.70 35.26 45.34
d19 6.04 3.17 6.52
入射瞳位置 31.22 44.94 91.19
射出瞳位置 -40.75 -90.53 -176.18
前側主点位置 41.42 66.52 133.26
後側主点位置 -17.45 -34.32 -68.29
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 95.49 7.80 -1.56 -5.83
2 4 -20.10 15.60 0.30 -12.49
3 10 25.89 14.63 -2.22 -11.61
4 18 64.74 4.19 1.22 -1.30
5 20 ∞ 3.77 1.24 -1.24
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -173.99
2 2 60.46
3 4 -19.13
4 6 -34.79
5 8 34.37
6 10 22.52
7 12 20.30
8 13 -12.41
9 15 71.28
10 18 64.74
11 20 0.00
12 21 0.00
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 326.011 1.90 1.84666 23.8 42.83
2 71.099 3.06 1.77250 49.6 37.85
3 -8292.749 0.17 37.62
4 58.390 2.99 1.77250 49.6 32.62
5 1267.702 (可変) 31.62
6* 1350.283 1.50 1.85400 40.4 28.94
7* 16.280 6.00 22.71
8 -57.041 1.04 1.69680 55.5 22.62
9 84.563 0.06 22.53
10 27.402 0.00 22.78
11 27.402 0.00 22.78
12 27.426 2.54 1.94595 18.0 22.78
13 72.354 (可変) 22.44
14* 17.991 2.81 1.85400 40.4 13.04
15* 174.096 0.14 12.63
16 13.656 4.31 1.77250 49.6 12.13
17 -1213.432 0.58 1.80518 25.5 10.36
18 8.817 1.62 9.20
19 -339.608 2.19 1.56907 71.3 9.16
20 -36.651 1.24 8.99
21(絞り) ∞ (可変) 8.55
22 95.177 5.75 1.55332 71.7 28.33
23* -51.473 (可変) 28.88
24 ∞ 2.30 1.51633 64.1 58.97
25 ∞ 1.47 58.97
26 ∞ 1.47 1.51633 64.1 58.97
27 ∞ 0.73 76.40
像面 ∞
第6面
K = 2.65891e+003 A 4=-7.62168e-006 A 6= 1.42295e-008
第7面
K = 1.84790e-001 A 4=-8.63604e-006 A 6= 1.30060e-009 A 8=-4.06805e-010 A10= 1.61210e-012
第14面
K =-8.20846e-003 A 4=-1.11343e-005 A 6=-1.99977e-008 A 8= 7.05572e-010 A10=-3.92137e-012
第15面
K = 1.88011e+002 A 4= 9.89225e-008 A 6= 2.88524e-008
第23面
K = 5.08936e+000 A 4= 1.45132e-006 A 6= 1.02009e-009 A 8=-3.61854e-011 A10= 2.95969e-013
各種データ
ズーム比 3.80
広角 中間 望遠
焦点距離 18.17 35.35 69.05
Fナンバー 2.89 4.58 5.94
画角 33.37 20.75 11.14
像高 11.97 13.39 13.60
レンズ全長 86.05 88.12 105.84
BF 0.73 0.73 0.73
d 5 0.47 0.86 13.54
d13 23.06 8.94 0.93
d21 13.26 32.23 46.37
d23 5.38 2.21 1.12
入射瞳位置 25.98 24.17 49.19
射出瞳位置 -31.77 -87.39 -246.91
前側主点位置 33.99 45.34 98.98
後側主点位置 -17.44 -34.62 -68.32
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 70.35 8.12 2.47 -2.15
2 6 -19.83 11.14 0.81 -7.90
3 14 23.59 12.89 -4.24 -11.69
4 22 61.23 5.75 2.44 -1.32
5 24 ∞ 5.25 1.98 -1.98
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -107.77
2 2 91.27
3 4 79.15
4 6 -19.31
5 8 -48.74
6 12 45.44
7 14 23.30
8 16 17.51
9 17 -10.87
10 19 72.01
11 22 61.23
12 24 0.00
13 26 0.00
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 360.164 1.90 1.84666 23.8 42.83
2 59.459 3.47 1.80400 46.6 37.85
3 2274.691 0.17 37.62
4 58.536 2.99 1.83481 42.7 32.62
5 684.419 (可変) 31.62
6* 1430.577 1.50 1.85400 40.4 28.94
7* 16.143 6.00 22.71
8 -57.825 1.04 1.69680 55.5 22.62
9 86.303 0.06 22.53
10 27.276 2.54 1.94595 18.0 22.78
11 72.732 (可変) 22.44
12* 17.984 2.81 1.85400 40.4 13.04
13* 164.275 0.14 12.63
14 13.654 4.31 1.77250 49.6 12.13
15 -538.461 0.58 1.80518 25.5 10.36
16 8.813 1.62 9.20
17 -339.608 2.19 1.56907 71.3 9.16
18 -37.219 1.24 8.99
19(絞り) ∞ (可変) 8.55
20 70.520 5.75 1.55332 71.7 28.33
21* -50.802 (可変) 28.88
22 ∞ 2.30 1.51633 64.1 58.97
23 ∞ 1.47 58.97
24 ∞ 1.47 1.51633 64.1 58.97
25 ∞ 0.35 76.40
像面 ∞
第6面
K = 2.65891e+003 A 4=-6.06688e-006 A 6= 9.24438e-009
第7面
K = 1.23928e-001 A 4=-5.47083e-006 A 6=-1.95098e-008 A 8=-3.95102e-011 A10=-2.01355e-013
第12面
K = 4.77692e-002 A 4=-1.02633e-005 A 6=-3.50577e-008 A 8= 1.34441e-009 A10=-9.17781e-012
第13面
K = 1.87915e+002 A 4= 1.17325e-006 A 6= 3.35300e-008
第21面
K = 2.82666e+000 A 4=-4.34400e-006 A 6= 3.26736e-008 A 8=-1.61341e-010 A10= 3.97817e-013
各種データ
ズーム比 3.80
広角 中間 望遠
焦点距離 18.17 35.17 69.05
Fナンバー 2.89 4.58 5.94
画角 33.37 20.85 11.14
像高 11.97 13.39 13.60
レンズ全長 87.08 89.09 106.72
BF 0.35 0.35 0.35
d 5 0.64 0.86 13.29
d11 23.19 9.02 1.04
d19 14.33 33.00 47.90
d21 5.01 2.29 0.57
入射瞳位置 26.48 24.33 48.77
射出瞳位置 -34.29 -107.86 -653.93
前側主点位置 35.12 48.07 110.53
後側主点位置 -17.82 -34.82 -68.71
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 70.03 8.53 2.60 -2.17
2 6 -19.95 11.14 0.73 -8.01
3 12 23.85 12.89 -4.35 -11.76
4 20 54.28 5.75 2.19 -1.58
5 22 ∞ 5.25 1.98 -1.98
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -84.36
2 2 75.89
3 4 76.51
4 6 -19.13
5 8 -49.55
6 10 44.92
7 12 23.44
8 14 17.30
9 15 -10.76
10 17 73.26
11 20 54.28
12 22 0.00
13 24 0.00
次に各実施例に示したようなズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラの実施形態を図11を用いて説明する。図11において、20はカメラ本体、21は実施例1〜5で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。
L4 第4レンズ群 d d線 g g線 ΔM メリディオナル像面
ΔS サジタル像面 SP 開口絞り
G CCDのフォースプレートやローパスフィルター等のガラスブロック
ω 半画角 fno Fナンバー
Claims (5)
- 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、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、前記第3レンズ群の像側に開口絞りが配置されており、前記第3レンズ群は少なくとも3枚の正レンズと1枚の負レンズを有しており、望遠端における前記第2レンズ群の最も像側のレンズ面と前記第3レンズ群の最も物体側のレンズ面との間隔をT23、望遠端における全系の焦点距離をfT、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群の焦点距離を各々f1、f2、f3、前記第1レンズ群に含まれる正レンズの材料の屈折率の平均値をNav1とするとき、
0.002<T23/fT<0.020
−1.29≦f3/f2<−0.8
−5.0<f1/f2<−3.0
Nav1>1.75
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4レンズ群を光軸方向に移動させてフォーカシングを行う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、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズを接合した貼合せレンズ、正レンズで構成されることを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
- 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で構成されることを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
- 請求項1乃至4のいずれか1項のズームレンズと、前記ズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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