JP5631705B2 - ズームレンズ系 - Google Patents
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Description
本発明は、写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に用いて好適なズームレンズ系に関する。
写真用カメラ、電子スチルカメラ及びビデオカメラのような製品分野では近年、ズームレンズ系が使用されることが一般化している。また従来にも増して高性能、高変倍、コンパクト性を市場から要求されることが多い。
ズームレンズ系の形式には倍率や用途によって様々なパワー配置を持つものが知られているが、例えば、物体側から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レンズ群の３群からなるズームレンズ構成が知られている（特許文献１、特許文献２）。
このような負正正の３群レンズ構成で高変倍化とコンパクト化を達成するためには、各レンズ群で収差の補正を行うことが必須である。特に主として変倍を受け持つ第２レンズ群の軸外光に対する収差補正が重要であり、この第２レンズ群の軸外光に対する収差補正状態を良好にすることで変倍時の収差変動を抑えることができ、変倍全域（ズーム全域）で良好な光学性能を得ることができる。また、第２レンズ群のパワーを強めることが可能になるため、変倍に伴う第２レンズ群の移動量が減少し、コンパクト性の達成に寄与する。
ところが、特許文献１、２に記載のズームレンズ系は、第２レンズ群の軸外光に対する収差補正状態が不適切であるため、下光線起因のフレアが大きく発生している。また第２レンズ群の軸外光に対する収差補正状態が良好でないため、第２レンズ群のパワーを強めることができず、そのため変倍時に第２レンズ群の移動量が大きくなり、レンズ全長が長くなってしまう。そして、第２レンズ群からの光が入射する最終レンズ群である第３レンズ群により、第２レンズ群で発生した下光線起因のフレアを補正しなければならないため、収差補正に占める第３レンズ群の負担が大きくなってしまう。
このように、負正正の３群レンズ構成のズームレンズ系の設計にあたり、コンパクト性、高変倍、高性能を追及しようとしても、各レンズ群の収差補正を良好にしていないと変倍時の収差変化が大きくなるため、収差補正に占める第３レンズ群の負担が大きくなり、変倍全域（ズーム全域）で安定した光学性能を達成することが難しくなり、また高変倍化を達成することも困難になる。
本発明は従って、負正正の３群レンズ構成でありながら、コンパクト性及び高変倍比を維持しつつ、収差補正に占める第３レンズ群の負担を小さくして変倍時の収差変化を極小化した優れた光学性能のズームレンズ系を得ることを目的とする。
本発明のズームレンズ系は、その一態様では、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するズームレンズ系において、第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ及び正レンズの２枚のレンズからなり、第３レンズ群は、１枚の正レンズからなり、次の条件式（１）、（４）及び（５）を満足することを特徴としている。
（１）（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜−１．５
（４）１．６０＜１／（ｆｇ１・Σ｛１／（ｆ１ｉ・ｎ１ｉ)｝）（ｉ＝１、２）
（５）２００＜（（ｆ２＋ｆ１）・（ν１・ν２））／（ｆ２・ν２＋ｆ１・ν１）
但し、
Ｒ１：第３レンズ群をなす正レンズの物体側の面の曲率半径[mm]、
Ｒ２：第３レンズ群をなす正レンズの像側の面の曲率半径[mm]、
ｆｇ１：第１レンズ群の合成焦点距離[mm]、
ｆ１ｉ：第１レンズ群中のｉ番目のレンズの焦点距離[mm]、
ｎ１ｉ：第１レンズ群中のｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率、
ｆ１：第１レンズ群中の負レンズの焦点距離[mm]、
ｆ２：第１レンズ群中の正レンズの焦点距離[mm]、
ν１：第１レンズ群中の負レンズのｄ線に対するアッベ数、
ν２：第１レンズ群中の正レンズのｄ線に対するアッベ数、
である。
（１）（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜−１．５
（４）１．６０＜１／（ｆｇ１・Σ｛１／（ｆ１ｉ・ｎ１ｉ)｝）（ｉ＝１、２）
（５）２００＜（（ｆ２＋ｆ１）・（ν１・ν２））／（ｆ２・ν２＋ｆ１・ν１）
但し、
Ｒ１：第３レンズ群をなす正レンズの物体側の面の曲率半径[mm]、
Ｒ２：第３レンズ群をなす正レンズの像側の面の曲率半径[mm]、
ｆｇ１：第１レンズ群の合成焦点距離[mm]、
ｆ１ｉ：第１レンズ群中のｉ番目のレンズの焦点距離[mm]、
ｎ１ｉ：第１レンズ群中のｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率、
ｆ１：第１レンズ群中の負レンズの焦点距離[mm]、
ｆ２：第１レンズ群中の正レンズの焦点距離[mm]、
ν１：第１レンズ群中の負レンズのｄ線に対するアッベ数、
ν２：第１レンズ群中の正レンズのｄ線に対するアッベ数、
である。
本発明のズームレンズ系は、別の態様では、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するズームレンズ系において、第３レンズ群は、１枚の正レンズからなり、次の条件式（１）、（６）及び（７）を満足することを特徴としている。
（１）（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜−１．５
（６）１．００＜ｆｇ２／Ｆｗ＜１．５０
（７）０．２５＜ｆｇ２／Ｆｔ＜０．３５
但し、
Ｒ１：第３レンズ群をなす正レンズの物体側の面の曲率半径[mm]、
Ｒ２：第３レンズ群をなす正レンズの像側の面の曲率半径[mm]、
ｆｇ２：第２レンズ群の合成焦点距離[mm]、
Ｆｗ：短焦点距離端における全系の焦点距離[mm]、
Ｆｔ：長焦点距離端における全系の焦点距離[mm]、
である。
（１）（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜−１．５
（６）１．００＜ｆｇ２／Ｆｗ＜１．５０
（７）０．２５＜ｆｇ２／Ｆｔ＜０．３５
但し、
Ｒ１：第３レンズ群をなす正レンズの物体側の面の曲率半径[mm]、
Ｒ２：第３レンズ群をなす正レンズの像側の面の曲率半径[mm]、
ｆｇ２：第２レンズ群の合成焦点距離[mm]、
Ｆｗ：短焦点距離端における全系の焦点距離[mm]、
Ｆｔ：長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、条件式（１）の範囲の中でも、さらに次の条件式（１）'を満足することが好ましい。
（１）'−３．５＜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜−１．５
（１）'−３．５＜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜−１．５
本発明のズームレンズ系は、さらに次の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）−１５．０°＜θ＜５．０°
但し、
θ：第３レンズ群をなす正レンズの物体側の面の法線に対する、長焦点距離端における最大画角の主光線がなす角（光軸に向かって回転する方向を正とし、光軸から離れる方向に向かって回転する方向を負とする）、
である。
（２）−１５．０°＜θ＜５．０°
但し、
θ：第３レンズ群をなす正レンズの物体側の面の法線に対する、長焦点距離端における最大画角の主光線がなす角（光軸に向かって回転する方向を正とし、光軸から離れる方向に向かって回転する方向を負とする）、
である。
第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズ、負レンズ、及び正レンズの３枚のレンズから構成することができる。
この場合、本発明のズームレンズ系は、さらに次の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）１．７０＜１／（ｆｇ２・Σ｛１／（ｆ２ｉ・ｎ２ｉ)｝）＜５．１０（ｉ＝１、２、３）
但し、
ｆｇ２：第２レンズ群の合成焦点距離[mm]、
ｆ２ｉ：第２レンズ群中のｉ番目のレンズの焦点距離[mm]、
ｎ２ｉ：第２レンズ群中のｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率、
である。
（３）１．７０＜１／（ｆｇ２・Σ｛１／（ｆ２ｉ・ｎ２ｉ)｝）＜５．１０（ｉ＝１、２、３）
但し、
ｆｇ２：第２レンズ群の合成焦点距離[mm]、
ｆ２ｉ：第２レンズ群中のｉ番目のレンズの焦点距離[mm]、
ｎ２ｉ：第２レンズ群中のｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率、
である。
本発明によれば、負正正の３群レンズ構成でありながら、コンパクト性及び高変倍比を維持しつつ、収差補正に占める第３レンズ群の負担を小さくして変倍時の収差変化を極小化した優れた光学性能のズームレンズ系を得ることができる。
本実施の形態のズームレンズ系は、図３７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。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、全数値実施例１−４を通じて、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Ｇ１は単調に物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は単調に物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は単調に像側に移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、全数値実施例１−４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。負レンズ１１は、数値実施例１、３では、物体側に凸の負メニスカスレンズであり、数値実施例２、４では、両凹負レンズである。正レンズ１２は、全数値実施例１−４を通じて、物体側に凸の正メニスカスレンズである。正レンズ１２は、その両面が非球面である。
第２レンズ群Ｇ２は、全数値実施例１−４を通じて、物体側から順に、正レンズ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。正レンズ２１は、数値実施例１、４では、物体側に凸の正メニスカスレンズであり、数値実施例２、３では、両凸正レンズである。負レンズ２２は、全数値実施例１−４を通じて、物体側に凸の負メニスカスレンズである。正レンズ２３は、全数値実施例１−４を通じて、両凸正レンズである。正レンズ２１は、その両面が非球面である。
第３レンズ群Ｇ３は、全数値実施例１−４を通じて、１枚の像側に凸の正メニスカスレンズ３１からなる。この正メニスカスレンズ３１は、その両面が非球面である。
本実施形態のズームレンズ系は、第２レンズ群Ｇ２を正負正のトリプレット構成として像側の２枚のレンズを物体側から負正のパワー配置とすることで、第２レンズ群Ｇ２の単体での収差補正状態、特に軸外光に対するフレアに関する補正状態を良好にしている。そして、第２レンズ群Ｇ２からの光を受ける第３レンズ群Ｇ３を１枚の像側に凸の正メニスカスレンズとすることで、第３レンズ群Ｇ３で新たな収差が発生しないようにしている。このように、各レンズ群の収差補正状態を良好にすることで、第２レンズ群Ｇ２のパワーを最適化して変倍全域（ズーム全域）での光学性能の安定化とコンパクト性を実現している。
条件式（１）及び（１）’は、第３レンズ群Ｇ３の形状（シェーピングファクター）を規定するもので、軸外光に対する収差、すなわち軸外光に対する光学性能を規定するものである。
条件式（１）及び（１）’の上限を超えると、軸外光に対するフレアの補正状態が不足して軸外性能の悪化を招く。
条件式（１）’の下限を超えると、軸外光に対するフレアの補正状態が過剰となり軸外性能の悪化を招く。
条件式（１）及び（１）’の上限を超えると、軸外光に対するフレアの補正状態が不足して軸外性能の悪化を招く。
条件式（１）’の下限を超えると、軸外光に対するフレアの補正状態が過剰となり軸外性能の悪化を招く。
条件式（２）は、第３レンズ群Ｇ３への第２群レンズ群Ｇ２からの軸外光の入射状態を規定するもので、軸外性能、特に長焦点距離端での光学性能を規定するものである。
具体的に条件式（２）は、図３８に示すように、第３レンズ群Ｇ３をなす正メニスカスレンズ３１の物体側の面の法線に対する、長焦点距離端における最大画角の主光線がなす角θの大きさを規定している。ここで角θの正負の向きは、光軸に向かって回転する方向を正とし、光軸から離れる方向に向かって回転する方向を負とする。
条件式（２）の上限を超えると、下光線の上向きのフレアが大きく発生して光学性能を損なう。
条件式（２）の下限を超えると、下光線の下向きのフレアが大きく発生して光学性能を損なう。
条件式（２）の上下限のいずれを超えた場合も、ある程度の光学性能を達成するためには第２レンズ群Ｇ２に収差を残さなければならず、第２レンズ群Ｇ２に収差を残すと、変倍に伴う収差変化量が大きくなり、変倍全域（ズーム全域）での高いレベルでの光学性能の安定化が難しくなる。
具体的に条件式（２）は、図３８に示すように、第３レンズ群Ｇ３をなす正メニスカスレンズ３１の物体側の面の法線に対する、長焦点距離端における最大画角の主光線がなす角θの大きさを規定している。ここで角θの正負の向きは、光軸に向かって回転する方向を正とし、光軸から離れる方向に向かって回転する方向を負とする。
条件式（２）の上限を超えると、下光線の上向きのフレアが大きく発生して光学性能を損なう。
条件式（２）の下限を超えると、下光線の下向きのフレアが大きく発生して光学性能を損なう。
条件式（２）の上下限のいずれを超えた場合も、ある程度の光学性能を達成するためには第２レンズ群Ｇ２に収差を残さなければならず、第２レンズ群Ｇ２に収差を残すと、変倍に伴う収差変化量が大きくなり、変倍全域（ズーム全域）での高いレベルでの光学性能の安定化が難しくなる。
条件式（３）は、第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズの各硝材の屈折率及び各焦点距離を規定するものである。
条件式（３）の上限を超えると、第２レンズ群Ｇ２全体のパワーが減少するため小型化を達成することが困難になる。
条件式（３）の下限を超えると、第２レンズ群Ｇ２の各レンズのパワーが増加するため小型化には好都合であるが、主に球面収差が増加するため光学性能が劣化する。
条件式（３）の上限を超えると、第２レンズ群Ｇ２全体のパワーが減少するため小型化を達成することが困難になる。
条件式（３）の下限を超えると、第２レンズ群Ｇ２の各レンズのパワーが増加するため小型化には好都合であるが、主に球面収差が増加するため光学性能が劣化する。
上述したように、第１レンズ群Ｇ１は、全数値実施例１−４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枚のレンズから構成されている。
条件式（４）はこの構成において、第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズの各硝材の屈折率及び各焦点距離を規定するものである。
条件式（４）の下限を超えると、第１レンズ群Ｇ１の各レンズのパワーが増加するため、特に短焦点距離端での軸外光学性能が悪化する。あるいは短焦点距離端での画角が狭くなる。
条件式（４）はこの構成において、第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズの各硝材の屈折率及び各焦点距離を規定するものである。
条件式（４）の下限を超えると、第１レンズ群Ｇ１の各レンズのパワーが増加するため、特に短焦点距離端での軸外光学性能が悪化する。あるいは短焦点距離端での画角が狭くなる。
上述したように、第１レンズ群Ｇ１は、全数値実施例１−４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枚のレンズから構成されている。
条件式（５）はこの構成において、第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズの各硝材のアッベ数及び各焦点距離を規定するものである。
条件式（５）の下限を超えると、特に短焦点距離端で大きく倍率色収差が発生し、短焦点距離端での光学性能が悪化する。
条件式（５）はこの構成において、第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズの各硝材のアッベ数及び各焦点距離を規定するものである。
条件式（５）の下限を超えると、特に短焦点距離端で大きく倍率色収差が発生し、短焦点距離端での光学性能が悪化する。
条件式（６）は、第２レンズ群の合成焦点距離と、短焦点距離端における全系の焦点距離との比を規定するものである。
条件式（６）の上限を超えると、光学性能の向上には有利になるが、変倍に伴う第２レンズ群Ｇ２の移動量が増加するためコンパクト性が阻害される。
条件式（６）の下限を超えると、第２レンズ群Ｇ２のパワーが増加するため、収差発生量が増加し、光学性能が劣化する。あるいは短焦点距離端での焦点距離が長くなるため、目的とする変倍比が得られなくなる。
条件式（６）の上限を超えると、光学性能の向上には有利になるが、変倍に伴う第２レンズ群Ｇ２の移動量が増加するためコンパクト性が阻害される。
条件式（６）の下限を超えると、第２レンズ群Ｇ２のパワーが増加するため、収差発生量が増加し、光学性能が劣化する。あるいは短焦点距離端での焦点距離が長くなるため、目的とする変倍比が得られなくなる。
条件式（７）は、第２レンズ群の合成焦点距離と、長焦点距離端における全系の焦点距離との比を規定するものである。
条件式（７）の上限を超えると、変倍に伴う第２レンズ群の移動量が増加するため、特に長焦点距離端でのコンパクト性が阻害される。
条件式（７）の下限を超えると、特に球面収差が増加し、光学性能が劣化する。
条件式（７）の上限を超えると、変倍に伴う第２レンズ群の移動量が増加するため、特に長焦点距離端でのコンパクト性が阻害される。
条件式（７）の下限を超えると、特に球面収差が増加し、光学性能が劣化する。
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、写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等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、Ｆ線、ｅ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）
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９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、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。
図１〜図９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、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は（面番号５から１１）は、物体側から順に、物体側に凸の正メニスカスレンズ２１、物体側に凸の負メニスカスレンズ２２、及び両凸正レンズ２３からなる。正メニスカスレンズ２１は、その両面が非球面である。正メニスカスレンズ２１と負メニスカスレンズ２２の間には、第２レンズ群Ｇ２と一体に移動する絞りＳが位置している。
第３レンズ群Ｇ３（面番号１２から１３）は、１枚の像側に凸の正メニスカスレンズ３１からなる。この正メニスカスレンズ３１は、その両面が非球面である。第３レンズ群Ｇ３（正メニスカスレンズ３１）の後方（像面Ｉとの間）には、光学フィルタＯＰ（面番号１４から１５）とカバーガラスＣＧ（面番号１６から１７）が配置されている。
（表１）
面データ
面番号 r d N(d) νｄ
1 1877.527 1.300 1.70000 59.3
2 12.824 2.961
3* 17.224 2.422 1.84666 23.8
4* 25.423 d4
5* 12.033 3.221 1.80000 49.0
6* 370.633 0.100
7絞 ∞ 1.000
8 30.758 1.757 1.91000 21.2
9 10.097 1.766
10 49.579 3.000 1.75257 32.3
11 -55.315 d11
12* -92.710 3.167 1.54358 55.7
13* -35.672 d13
14 ∞ 1.102 1.51680 64.2
15 ∞ 2.058
16 ∞ 1.837 1.51680 64.2
17 ∞ -
＊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） 3.92
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.60 4.88 6.95
f 18.071 29.001 70.840
W 45.7 11.7 11.7
Y 14.24 28.0 14.24
fB 2.17 2.17 2.17
L 70.23 74.2 100.0
d4 21.443 12.577 1.200
d11 3.129 25.540 69.425
d13 17.296 7.680 1.017
（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
3 0.000 -0.3242E-04 -0.3027E-06 0.1275E-09
4 0.000 -0.5388E-04 -0.3347E-06 0.2812E-09
5 0.000 -0.6336E-04 -0.4071E-06 0.1359E-08
6 0.000 -0.2291E-04 -0.9398E-07 0.3364E-08
12 0.000 -0.1216E-04
13 0.000 -0.1079E-04
（表４）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -28.026
2 5 23.856
3 12 104.623
面データ
面番号 r d N(d) νｄ
1 1877.527 1.300 1.70000 59.3
2 12.824 2.961
3* 17.224 2.422 1.84666 23.8
4* 25.423 d4
5* 12.033 3.221 1.80000 49.0
6* 370.633 0.100
7絞 ∞ 1.000
8 30.758 1.757 1.91000 21.2
9 10.097 1.766
10 49.579 3.000 1.75257 32.3
11 -55.315 d11
12* -92.710 3.167 1.54358 55.7
13* -35.672 d13
14 ∞ 1.102 1.51680 64.2
15 ∞ 2.058
16 ∞ 1.837 1.51680 64.2
17 ∞ -
＊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） 3.92
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.60 4.88 6.95
f 18.071 29.001 70.840
W 45.7 11.7 11.7
Y 14.24 28.0 14.24
fB 2.17 2.17 2.17
L 70.23 74.2 100.0
d4 21.443 12.577 1.200
d11 3.129 25.540 69.425
d13 17.296 7.680 1.017
（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
3 0.000 -0.3242E-04 -0.3027E-06 0.1275E-09
4 0.000 -0.5388E-04 -0.3347E-06 0.2812E-09
5 0.000 -0.6336E-04 -0.4071E-06 0.1359E-08
6 0.000 -0.2291E-04 -0.9398E-07 0.3364E-08
12 0.000 -0.1216E-04
13 0.000 -0.1079E-04
（表４）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -28.026
2 5 23.856
3 12 104.623
［数値実施例２］
図１０〜図１８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。
図１０〜図１８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の負レンズ１１が両凹負レンズであること、及び第２レンズ群Ｇ２の正レンズ２１が両凸正レンズであることを除き、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 -116.771 1.300 1.70000 59.3
2 15.025 1.883
3* 16.503 2.136 1.84666 23.8
4* 24.073 d4
5* 12.216 3.451 1.80000 49.0
6* -278.689 0.100
7絞 ∞ 1.000
8 33.667 1.540 1.90864 21.2
9 10.175 1.487
10 35.329 3.000 1.80000 27.8
11 -171.963 d11
12* -76.050 3.167 1.54358 55.7
13* -30.338 d13
14 ∞ 1.102 1.51680 64.2
15 ∞ 2.058
16 ∞ 1.837 1.51680 64.2
17 ∞ -
＊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） 3.92
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.60 4.62 6.95
f 19.582 28.999 76.761
W 44.6 28.4 10.9
Y 14.24 14.24 14.24
fB 2.17 2.17 2.17
L 67.47 68.41 97.83
d4 19.712 12.459 1.200
d11 6.263 22.120 71.071
d13 14.766 9.269 1.000
（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
3 0.000 -0.5827E-04 -0.5666E-06 -0.2213E-08
4 0.000 -0.6861E-04 -0.6788E-06 -0.1386E-09
5 0.000 -0.5353E-04 -0.6008E-06 0.5057E-08
6 0.000 -0.7364E-05 -0.2299E-06 0.5451E-08
12 0.000 -0.7531E-05
13 0.000 -0.4924E-05
（表８）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -28.71
2 5 23.164
3 12 90.643
面データ
面番号 r d N(d) νｄ
1 -116.771 1.300 1.70000 59.3
2 15.025 1.883
3* 16.503 2.136 1.84666 23.8
4* 24.073 d4
5* 12.216 3.451 1.80000 49.0
6* -278.689 0.100
7絞 ∞ 1.000
8 33.667 1.540 1.90864 21.2
9 10.175 1.487
10 35.329 3.000 1.80000 27.8
11 -171.963 d11
12* -76.050 3.167 1.54358 55.7
13* -30.338 d13
14 ∞ 1.102 1.51680 64.2
15 ∞ 2.058
16 ∞ 1.837 1.51680 64.2
17 ∞ -
＊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） 3.92
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.60 4.62 6.95
f 19.582 28.999 76.761
W 44.6 28.4 10.9
Y 14.24 14.24 14.24
fB 2.17 2.17 2.17
L 67.47 68.41 97.83
d4 19.712 12.459 1.200
d11 6.263 22.120 71.071
d13 14.766 9.269 1.000
（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
3 0.000 -0.5827E-04 -0.5666E-06 -0.2213E-08
4 0.000 -0.6861E-04 -0.6788E-06 -0.1386E-09
5 0.000 -0.5353E-04 -0.6008E-06 0.5057E-08
6 0.000 -0.7364E-05 -0.2299E-06 0.5451E-08
12 0.000 -0.7531E-05
13 0.000 -0.4924E-05
（表８）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -28.71
2 5 23.164
3 12 90.643
［数値実施例３］
図１９〜図２７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。
図１９〜図２７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、第２レンズ群Ｇ２の正レンズ２１が両凸正レンズであることを除き、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
1 431.781 1.300 1.70000 59.3
2 15.263 2.489
3* 15.086 2.161 1.84666 23.8
4* 19.237 d4
5* 12.137 3.401 1.80000 49.0
6* -161.216 0.100
7絞 ∞ 1.000
8 42.588 1.500 1.85906 26.6
9 10.025 1.579
10 38.377 3.000 1.69680 55.5
11 -134.852 d11
12* -76.002 2.887 1.54358 55.7
13* -31.753 d13
14 ∞ 1.102 1.51680 64.2
15 ∞ 2.058
16 ∞ 1.837 1.51680 64.2
17 ∞ -
＊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） 3.50
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.60 3.73 8.38
f 21.883 23.002 76.614
W 38.0 36.1 10.9
Y 14.24 14.24 14.24
fB 2.17 2.17 2.21
L 72.68 67.47 97.04
d4 22.003 21.084 1.253
d11 9.413 12.430 67.538
d13 14.178 12.593 1.129
（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
3 0.000 -0.6247E-04 -0.5256E-06 -0.2115E-08
4 0.000 -0.6967E-04 -0.6902E-06 0.1841E-09
5 0.000 -0.4684E-04 -0.5988E-06 0.2359E-08
6 0.000 0.2124E-05 -0.2909E-06 0.3746E-08
12 0.000 0.5412E-05
13 0.000 0.6824E-05
（表１２）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -33.522
2 5 25.184
3 12 98.081
面データ
面番号 r d N(d) νｄ
1 431.781 1.300 1.70000 59.3
2 15.263 2.489
3* 15.086 2.161 1.84666 23.8
4* 19.237 d4
5* 12.137 3.401 1.80000 49.0
6* -161.216 0.100
7絞 ∞ 1.000
8 42.588 1.500 1.85906 26.6
9 10.025 1.579
10 38.377 3.000 1.69680 55.5
11 -134.852 d11
12* -76.002 2.887 1.54358 55.7
13* -31.753 d13
14 ∞ 1.102 1.51680 64.2
15 ∞ 2.058
16 ∞ 1.837 1.51680 64.2
17 ∞ -
＊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） 3.50
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.60 3.73 8.38
f 21.883 23.002 76.614
W 38.0 36.1 10.9
Y 14.24 14.24 14.24
fB 2.17 2.17 2.21
L 72.68 67.47 97.04
d4 22.003 21.084 1.253
d11 9.413 12.430 67.538
d13 14.178 12.593 1.129
（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
3 0.000 -0.6247E-04 -0.5256E-06 -0.2115E-08
4 0.000 -0.6967E-04 -0.6902E-06 0.1841E-09
5 0.000 -0.4684E-04 -0.5988E-06 0.2359E-08
6 0.000 0.2124E-05 -0.2909E-06 0.3746E-08
12 0.000 0.5412E-05
13 0.000 0.6824E-05
（表１２）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -33.522
2 5 25.184
3 12 98.081
［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。
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、第１レンズ群Ｇ１の負レンズ１１が両凹負レンズであることを除き、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 -5364.541 1.300 1.70000 59.3
2 12.914 2.895
3* 17.362 2.427 1.84666 23.8
4* 25.787 d4
5* 11.837 3.238 1.80000 49.0
6* 202.265 0.100
7絞 ∞ 1.000
8 28.391 1.716 1.91000 21.2
9 9.868 1.963
10 42.721 3.000 1.67503 33.2
11 -51.157 d11
12* -62.915 3.167 1.54358 55.7
13* -31.232 d13
14 ∞ 1.102 1.51680 64.2
15 ∞ 2.058
16 ∞ 1.837 1.51680 64.2
17 ∞ -
＊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） 3.92
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.60 4.88 6.95
f 18.195 29.002 71.324
W 45.5 28.0 11.62
Y 14.24 14.24 14.24
fB 2.17 2.17 2.18
L 70.22 74.30 100.02
d4 21.378 12.840 1.200
d11 1.912 25.551 69.331
d13 18.454 7.434 1.000
（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
3 0.000 -0.3618E-04 -0.2683E-06 -0.9242E-10
4 0.000 -0.5776E-04 -0.3004E-06 0.6899E-10
5 0.000 -0.6269E-04 -0.3807E-06 0.1206E-08
6 0.000 -0.2134E-04 -0.5983E-07 0.3252E-08
12 0.000 -0.2078E-04
13 0.000 -0.1807E-04
（表１６）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -27.926
2 5 23.845
3 12 110.215
面データ
面番号 r d N(d) νｄ
1 -5364.541 1.300 1.70000 59.3
2 12.914 2.895
3* 17.362 2.427 1.84666 23.8
4* 25.787 d4
5* 11.837 3.238 1.80000 49.0
6* 202.265 0.100
7絞 ∞ 1.000
8 28.391 1.716 1.91000 21.2
9 9.868 1.963
10 42.721 3.000 1.67503 33.2
11 -51.157 d11
12* -62.915 3.167 1.54358 55.7
13* -31.232 d13
14 ∞ 1.102 1.51680 64.2
15 ∞ 2.058
16 ∞ 1.837 1.51680 64.2
17 ∞ -
＊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） 3.92
短焦点距離端 中間焦点距離 長焦点距離端
FNO. 3.60 4.88 6.95
f 18.195 29.002 71.324
W 45.5 28.0 11.62
Y 14.24 14.24 14.24
fB 2.17 2.17 2.18
L 70.22 74.30 100.02
d4 21.378 12.840 1.200
d11 1.912 25.551 69.331
d13 18.454 7.434 1.000
（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
3 0.000 -0.3618E-04 -0.2683E-06 -0.9242E-10
4 0.000 -0.5776E-04 -0.3004E-06 0.6899E-10
5 0.000 -0.6269E-04 -0.3807E-06 0.1206E-08
6 0.000 -0.2134E-04 -0.5983E-07 0.3252E-08
12 0.000 -0.2078E-04
13 0.000 -0.1807E-04
（表１６）
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -27.926
2 5 23.845
3 12 110.215
各数値実施例の各条件式に対する値を表１７に示す。
（表１７）
実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４
条件式（１） -2.25 -2.33 -2.44 -2.97
条件式（２） -3.69° -3.51° 3.54° -11.0°
条件式（３） 1.93 4.96 2.18 1.86
条件式（４） 1.61 1.64 1.67 1.61
条件式（５） 231.0 279.2 255.7 230.4
条件式（６） 1.32 1.18 1.15 1.31
条件式（７） 0.34 0.30 0.33 0.33
（表１７）
実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４
条件式（１） -2.25 -2.33 -2.44 -2.97
条件式（２） -3.69° -3.51° 3.54° -11.0°
条件式（３） 1.93 4.96 2.18 1.86
条件式（４） 1.61 1.64 1.67 1.61
条件式（５） 231.0 279.2 255.7 230.4
条件式（６） 1.32 1.18 1.15 1.31
条件式（７） 0.34 0.30 0.33 0.33
表１３から明らかなように、数値実施例１〜数値実施例４は、条件式（１）〜（７）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
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
ＯＰ 光学フィルタ
ＣＧ カバーガラス
Ｓ 絞り
Ｉ 像面
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
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
ＯＰ 光学フィルタ
ＣＧ カバーガラス
Ｓ 絞り
Ｉ 像面
Claims (5)
- 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するズームレンズ系において、
第１レンズ群は、物体側から順に、負レンズ及び正レンズの２枚のレンズからなり、第３レンズ群は、１枚の正レンズからなり、次の条件式（１）、（４）及び（５）を満足することを特徴とするズームレンズ系。
（１）（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜−１．５
（４）１．６０＜１／（ｆｇ１・Σ｛１／（ｆ１ｉ・ｎ１ｉ)｝）（ｉ＝１、２）
（５）２００＜（（ｆ２＋ｆ１）・（ν１・ν２））／（ｆ２・ν２＋ｆ１・ν１）
但し、
Ｒ１：第３レンズ群をなす正レンズの物体側の面の曲率半径、
Ｒ２：第３レンズ群をなす正レンズの像側の面の曲率半径、
ｆｇ１：第１レンズ群の合成焦点距離、
ｆ１ｉ：第１レンズ群中のｉ番目のレンズの焦点距離、
ｎ１ｉ：第１レンズ群中のｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率、
ｆ１：第１レンズ群中の負レンズの焦点距離、
ｆ２：第１レンズ群中の正レンズの焦点距離、
ν１：第１レンズ群中の負レンズのｄ線に対するアッベ数、
ν２：第１レンズ群中の正レンズのｄ線に対するアッベ数。 - 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するズームレンズ系において、
第３レンズ群は、１枚の正レンズからなり、次の条件式（１）、（６）及び（７）を満足することを特徴とするズームレンズ系。
（１）（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）＜−１．５
（６）１．００＜ｆｇ２／Ｆｗ＜１．５０
（７）０．２５＜ｆｇ２／Ｆｔ＜０．３５
但し、
Ｒ１：第３レンズ群をなす正レンズの物体側の面の曲率半径、
Ｒ２：第３レンズ群をなす正レンズの像側の面の曲率半径、
ｆｇ２：第２レンズ群の合成焦点距離、
Ｆｗ：短焦点距離端における全系の焦点距離、
Ｆｔ：長焦点距離端における全系の焦点距離。 - 請求項１または２記載のズームレンズ系において、次の条件式（２）を満足するズームレンズ系。
（２）−１５．０°＜θ＜５．０°
但し、
θ：第３レンズ群をなす正レンズの物体側の面の法線に対する、長焦点距離端における最大画角の主光線がなす角（光軸に向かって回転する方向を正とし、光軸から離れる方向に向かって回転する方向を負とする）。 - 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レンズ群は、物体側から順に、正レンズ、負レンズ、及び正レンズの３枚のレンズからなるズームレンズ系。
- 請求項４記載のズームレンズ系において、次の条件式（３）を満足するズームレンズ系。
（３）１．７０＜１／（ｆｇ２・Σ｛１／（ｆ２ｉ・ｎ２ｉ)｝）＜５．１０（ｉ＝１、２、３）
但し、
ｆｇ２：第２レンズ群の合成焦点距離、
ｆ２ｉ：第２レンズ群中のｉ番目のレンズの焦点距離、
ｎ２ｉ：第２レンズ群中のｉ番目のレンズのｄ線に対する屈折率。
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| JP2010257436A JP5631705B2 (ja) | 2010-11-18 | 2010-11-18 | ズームレンズ系 |
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