JP5669105B2 - ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ - Google Patents

ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ Download PDF

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    • G02B27/64Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake

Description

本発明は、ズームレンズ系、撮像装置及びカメラに関する。特に本発明は、小型でありながら広角端での広い画角と高いズーミング比とを有するだけでなく、迅速なフォーカシングが可能であり、特に近接物体合焦状態においても高い光学性能を備えたズームレンズ系、該ズームレンズ系を含む撮像装置、及び該撮像装置を備えた薄型でコンパクトなカメラに関する。
従来より、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の、光電変換を行う撮像素子を持つカメラ(以下、単にデジタルカメラという)に対して、コンパクト化及び高性能化の要求が大きい。
前記のごとくコンパクトなデジタルカメラに用いるズームレンズ系として、例えば、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1レンズ群と、正のパワーを有する第2レンズ群と、正のパワーを有する第3レンズ群とが配置された、負正正の3群構成を有するズームレンズが種々提案されている。
特許文献1は、前記負正正の3群構成を有し、第1〜第3レンズ群各々の間の空気間隔を変化させて変倍を行い、広角端から望遠端へのズーミング時に、第1−第2レンズ群間隔を変化させて変倍を行い、第1レンズ群が2枚のレンズで構成され、第2レンズ群が物体側から順に正レンズと負レンズと正レンズとの3枚のレンズで構成され、第3レンズ群が1枚のレンズで構成されるズームレンズを開示している。
特許文献2及び3は、前記負正正の3群構成を有し、第1〜第3レンズ群各々の間の空気間隔を変化させて変倍を行い、広角端から望遠端へのズーミング時に、第1−第2レンズ群間隔を変化させて変倍を行い、第1レンズ群が2枚のレンズで構成され、第2レンズ群が1枚の正レンズと2枚の負レンズとで構成され、第3レンズ群が1枚のレンズで構成されるズームレンズを開示している。
特許文献4は、前記負正正の3群構成を有し、第1〜第3レンズ群各々の間の空気間隔を変化させて変倍を行い、第1レンズ群が2枚のレンズで構成され、第2レンズ群が物体側から順に正レンズと正レンズと負レンズとの3枚のレンズで構成され、第3レンズ群が1枚のレンズで構成されるズームレンズを開示している。
特開2005−258067号公報 特開2009−251568号公報 特開2009−092740号公報 特開2005−128194号公報
しかしながら、前記特許文献1、2及び4に開示のズームレンズはいずれも、レンズ全長が短いのでコンパクトタイプのデジタルカメラのさらなる薄型化が可能であるものの、変倍比が3倍程度と小さく、広角端での画角も66°程度と小さく、近年のデジタルカメラに対する要求を満足し得るものではない。
また特許文献3に開示のズームレンズは、変倍比が4倍程度と大きいものの、レンズ全長が長く、また広角端での画角も60°程度と小さく、近年のデジタルカメラに対する要求を満足し得るものではない。
本発明の目的は、小型でありながら広角端での広い画角を有するだけでなく、高い光学性能を備えたズームレンズ系、該ズームレンズ系を含む撮像装置、及び該撮像装置を備えた薄型でコンパクトなカメラを提供することである。
上記目的の1つは、以下のズームレンズ系により達成される。すなわち本発明は、
少なくとも1枚のレンズ素子で構成されたレンズ群を複数有するズームレンズ系であって、
物体側から像側へと順に、
負のパワーを有する第1レンズ群と、
正のパワーを有する第2レンズ群と、
正のパワーを有する第3レンズ群とからなり、
撮影時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第1レンズ群と、前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群とを光軸に沿ってそれぞれ移動させて変倍を行い、
前記第1レンズ群が、2枚のレンズ素子からなり、
前記第3レンズ群が、1枚のレンズ素子からなり、
前記第1レンズ群が、少なくとも1面が非球面で正のパワーを有するレンズ素子を有し、
以下の条件(1):
1.74<Ir/√(|DL1×fG1|) ・・・(1)
(ここで、
L1:第1レンズ群において物体側に配置される第1レンズ素子の、光軸上の厚み、
G1:第1レンズ群の焦点距離、
Ir:最大像高(Ir=f×tan(ω))、
:望遠端における全系の焦点距離、
ω:望遠端における最大画角の半値(°)
である)
を満足し、
前記第2レンズ群が、以下の条件(5)、(6)及び(7):
nd≦1.67 ・・・(5)
vd<59 ・・・(6)
0.000<PgF+0.002×vd−0.664 ・・・(7)
(ここで、
nd:レンズ素子のd線に対する屈折率、
vd:レンズ素子のd線に対するアッベ数、
PgF:レンズ素子のg線とF線に対する部分分散比
である)
を満足するレンズ素子を少なくとも1枚有する、ズームレンズ系
に関する。
上記目的の1つは、以下の撮像装置により達成される。すなわち本発明は、
物体の光学的な像を電気的な画像信号として出力可能な撮像装置であって、
物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、
該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子とを備え、
前記ズームレンズ系が、
少なくとも1枚のレンズ素子で構成されたレンズ群を複数有し、
物体側から像側へと順に、
負のパワーを有する第1レンズ群と、
正のパワーを有する第2レンズ群と、
正のパワーを有する第3レンズ群とからなり、
撮影時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第1レンズ群と、前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群とを光軸に沿ってそれぞれ移動させて変倍を行い、
前記第1レンズ群が、2枚のレンズ素子からなり、
前記第3レンズ群が、1枚のレンズ素子からなり、
前記第1レンズ群が、少なくとも1面が非球面で正のパワーを有するレンズ素子を有し、
以下の条件(1):
1.74<Ir/√(|DL1×fG1|) ・・・(1)
(ここで、
L1:第1レンズ群において物体側に配置される第1レンズ素子の、光軸上の厚み、
G1:第1レンズ群の焦点距離、
Ir:最大像高(Ir=f×tan(ω))、
:望遠端における全系の焦点距離、
ω:望遠端における最大画角の半値(°)
である)
を満足し、
前記第2レンズ群が、以下の条件(5)、(6)及び(7):
nd≦1.67 ・・・(5)
vd<59 ・・・(6)
0.000<PgF+0.002×vd−0.664 ・・・(7)
(ここで、
nd:レンズ素子のd線に対する屈折率、
vd:レンズ素子のd線に対するアッベ数、
PgF:レンズ素子のg線とF線に対する部分分散比
である)
を満足するレンズ素子を少なくとも1枚有するズームレンズ系である、撮像装置
に関する。
上記目的の1つは、以下のカメラにより達成される。すなわち本発明は、
物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行うカメラであって、
物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子とを含む撮像装置を備え、
前記ズームレンズ系が、
少なくとも1枚のレンズ素子で構成されたレンズ群を複数有し、
物体側から像側へと順に、
負のパワーを有する第1レンズ群と、
正のパワーを有する第2レンズ群と、
正のパワーを有する第3レンズ群とからなり、
撮影時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第1レンズ群と、前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群とを光軸に沿ってそれぞれ移動させて変倍を行い、
前記第1レンズ群が、2枚のレンズ素子からなり、
前記第3レンズ群が、1枚のレンズ素子からなり、
前記第1レンズ群が、少なくとも1面が非球面で正のパワーを有するレンズ素子を有し、
以下の条件(1):
1.74<Ir/√(|DL1×fG1|) ・・・(1)
(ここで、
L1:第1レンズ群において物体側に配置される第1レンズ素子の、光軸上の厚み、
G1:第1レンズ群の焦点距離、
Ir:最大像高(Ir=f×tan(ω))、
:望遠端における全系の焦点距離、
ω:望遠端における最大画角の半値(°)
である)
を満足し、
前記第2レンズ群が、以下の条件(5)、(6)及び(7):
nd≦1.67 ・・・(5)
vd<59 ・・・(6)
0.000<PgF+0.002×vd−0.664 ・・・(7)
(ここで、
nd:レンズ素子のd線に対する屈折率、
vd:レンズ素子のd線に対するアッベ数、
PgF:レンズ素子のg線とF線に対する部分分散比
である)
を満足するレンズ素子を少なくとも1枚有するズームレンズ系である、カメラ
に関する。
本発明によれば、小型でありながら広角端での広い画角を有するだけでなく、高い光学性能を備えたズームレンズ系、該ズームレンズ系を含む撮像装置、及び該撮像装置を備えた薄型でコンパクトなカメラを提供することができる。
実施の形態1(実施例1)に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施例1に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施例1に係るズームレンズ系の望遠端における、像ぶれ補正を行っていない基本状態及び像ぶれ補正状態での横収差図 実施の形態2(実施例2)に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施例2に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施例2に係るズームレンズ系の望遠端における、像ぶれ補正を行っていない基本状態及び像ぶれ補正状態での横収差図 実施の形態3(実施例3)に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施例3に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施例3に係るズームレンズ系の望遠端における、像ぶれ補正を行っていない基本状態及び像ぶれ補正状態での横収差図 実施の形態4(実施例4)に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施例4に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施例4に係るズームレンズ系の望遠端における、像ぶれ補正を行っていない基本状態及び像ぶれ補正状態での横収差図 実施の形態5(実施例5)に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施例5に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施例5に係るズームレンズ系の望遠端における、像ぶれ補正を行っていない基本状態及び像ぶれ補正状態での横収差図 実施の形態6(実施例6)に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施例6に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施例6に係るズームレンズ系の望遠端における、像ぶれ補正を行っていない基本状態及び像ぶれ補正状態での横収差図 実施の形態7(実施例7)に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施例7に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施例7に係るズームレンズ系の望遠端における、像ぶれ補正を行っていない基本状態及び像ぶれ補正状態での横収差図 実施の形態8(実施例8)に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施例8に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施例8に係るズームレンズ系の望遠端における、像ぶれ補正を行っていない基本状態及び像ぶれ補正状態での横収差図 実施の形態9(実施例9)に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施例9に係るズームレンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施例9に係るズームレンズ系の望遠端における、像ぶれ補正を行っていない基本状態及び像ぶれ補正状態での横収差図 実施の形態10に係るデジタルスチルカメラの概略構成図
(実施の形態1〜9)
図1、4、7、10、13、16、19、22及び25は、各々実施の形態1〜9に係るズームレンズ系のレンズ配置図である。
図1、4、7、10、13、16、19、22及び25は、いずれも無限遠合焦状態にあるズームレンズ系を表している。各図において、(a)図は広角端(最短焦点距離状態:焦点距離fW)のレンズ構成、(b)図は中間位置(中間焦点距離状態:焦点距離fM=√(fW*fT))のレンズ構成、(c)図は望遠端(最長焦点距離状態:焦点距離fT)のレンズ構成をそれぞれ表している。また各図において、(a)図と(b)図との間に設けられた直線乃至曲線の矢印は、広角端から中間位置を経由して望遠端への、各レンズ群の動きを示す。さらに各図において、レンズ群に付された矢印は、無限遠合焦状態から近接物体合焦状態へのフォーカシングを表す。すなわち、無限遠合焦状態から近接物体合焦状態へのフォーカシングの際の移動方向を示している。
各実施の形態に係るズームレンズ系は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1レンズ群G1と、正のパワーを有する第2レンズ群G2と、正のパワーを有する第3レンズ群G3とを備え、ズーミングに際して、各レンズ群の間隔、すなわち、前記第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔、及び第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔がいずれも変化するように、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3が光軸に沿った方向にそれぞれ移動する。各実施の形態に係るズームレンズ系は、これら各レンズ群を所望のパワー配置にすることにより、高い光学性能を保持しつつ、レンズ系全体の小型化を可能にしている。
なお図1、4、7、10、13、16、19、22及び25において、特定の面に付されたアスタリスク*は、該面が非球面であることを示している。また各図において、各レンズ群の符号に付された記号(+)及び記号(−)は、各レンズ群のパワーの符号に対応する。また各図において、最も右側に記載された直線は、像面Sの位置を表し、該像面Sの物体側(像面Sと第3レンズ群G3の最像側レンズ面との間)には、撮像素子のフェースプレート等と等価な平行平板Pが設けられている。
さらに図1、4、7、10、13、16、19、22及び25に示すように、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に開口絞りAが設けられている。
図1に示すように、実施の形態1に係るズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、両凹形状の第1レンズ素子L1と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第2レンズ素子L2とからなる。これらのうち、第2レンズ素子L2は、その両面が非球面である。
実施の形態1に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第3レンズ素子L3と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第4レンズ素子L4と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第5レンズ素子L5とからなる。これらのうち、第4レンズ素子L4と第5レンズ素子L5とは接合されている。また、第4レンズ素子L4は、その物体側面が非球面であり、第5レンズ素子L5は、その像側面が非球面である。
また実施の形態1に係るズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、両凸形状の第6レンズ素子L6のみからなる。該第6レンズ素子L6は、その両面が非球面である。
なお、実施の形態1に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2の物体側(第2レンズ素子L2と第3レンズ素子L3との間)には、開口絞りAが設けられており、像面Sの物体側(像面Sと第6レンズ素子L6との間)には、平行平板Pが設けられている。
実施の形態1に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第1レンズ群G1は、像側に凸の軌跡を描いて物体側へ移動し、第2レンズ群G2は、単調に物体側へ移動し、第3レンズ群G3は、像側に凸の軌跡を描いて像側へ移動する。すなわち、ズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大するように、各レンズ群が光軸に沿ってそれぞれ移動する。また、開口絞りAは、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第2レンズ群G2と一体的に光軸に沿って移動する。
さらに、実施の形態1に係るズームレンズ系において、無限遠合焦状態から近接物体合焦状態へのフォーカシングの際に、第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側へ移動する。
図4に示すように、実施の形態2に係るズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、両凹形状の第1レンズ素子L1と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第2レンズ素子L2とからなる。これらのうち、第2レンズ素子L2は、その両面が非球面である。
実施の形態2に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第3レンズ素子L3と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第4レンズ素子L4と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第5レンズ素子L5とからなる。これらのうち、第4レンズ素子L4は、その物体側面が非球面であり、第5レンズ素子L5は、その像側面が非球面である。
また実施の形態2に係るズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、両凸形状の第6レンズ素子L6のみからなる。該第6レンズ素子L6は、その両面が非球面である。
なお、実施の形態2に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2の物体側(第2レンズ素子L2と第3レンズ素子L3との間)には、開口絞りAが設けられており、像面Sの物体側(像面Sと第6レンズ素子L6との間)には、平行平板Pが設けられている。
実施の形態2に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第1レンズ群G1は、像側に凸の軌跡を描いて物体側へ移動し、第2レンズ群G2は、単調に物体側へ移動し、第3レンズ群G3は、像側に凸の軌跡を描いて像側へ移動する。すなわち、ズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大するように、各レンズ群が光軸に沿ってそれぞれ移動する。また、開口絞りAは、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第2レンズ群G2と一体的に光軸に沿って移動する。
さらに、実施の形態2に係るズームレンズ系において、無限遠合焦状態から近接物体合焦状態へのフォーカシングの際に、第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側へ移動する。
図7に示すように、実施の形態3に係るズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第1レンズ素子L1と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第2レンズ素子L2とからなる。これらのうち、第2レンズ素子L2は、その両面が非球面である。
実施の形態3に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第3レンズ素子L3と、両凹形状の第4レンズ素子L4と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第5レンズ素子L5とからなる。これらのうち、第3レンズ素子L3と第4レンズ素子L4とは接合されている。また、第5レンズ素子L5は、その両面が非球面である。
また実施の形態3に係るズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、両凸形状の第6レンズ素子L6のみからなる。該第6レンズ素子L6は、その両面が非球面である。
なお、実施の形態3に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2の物体側(第2レンズ素子L2と第3レンズ素子L3との間)には、開口絞りAが設けられており、像面Sの物体側(像面Sと第6レンズ素子L6との間)には、平行平板Pが設けられている。
実施の形態3に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第1レンズ群G1は、像側に凸の軌跡を描いて物体側へ移動し、第2レンズ群G2は、単調に物体側へ移動し、第3レンズ群G3は、像側に凸の軌跡を描いて像側へ移動する。すなわち、ズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大するように、各レンズ群が光軸に沿ってそれぞれ移動する。また、開口絞りAは、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第2レンズ群G2と一体的に光軸に沿って移動する。
さらに、実施の形態3に係るズームレンズ系において、無限遠合焦状態から近接物体合焦状態へのフォーカシングの際に、第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側へ移動する。
図10に示すように、実施の形態4に係るズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第1レンズ素子L1と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第2レンズ素子L2とからなる。これらのうち、第2レンズ素子L2は、その両面が非球面である。
実施の形態4に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第3レンズ素子L3と、両凹形状の第4レンズ素子L4と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第5レンズ素子L5とからなる。これらのうち、第3レンズ素子L3と第4レンズ素子L4とは接合されている。また、第5レンズ素子L5は、その物体側面が非球面である。
また実施の形態4に係るズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、両凸形状の第6レンズ素子L6のみからなる。該第6レンズ素子L6は、その両面が非球面である。
なお、実施の形態4に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2の物体側(第2レンズ素子L2と第3レンズ素子L3との間)には、開口絞りAが設けられており、像面Sの物体側(像面Sと第6レンズ素子L6との間)には、平行平板Pが設けられている。
実施の形態4に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第1レンズ群G1は、像側に凸の軌跡を描いて物体側へ移動し、第2レンズ群G2は、単調に物体側へ移動し、第3レンズ群G3は、像側に凸の軌跡を描いて物体側へ移動する。すなわち、ズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大するように、各レンズ群が光軸に沿ってそれぞれ移動する。また、開口絞りAは、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第2レンズ群G2と一体的に光軸に沿って移動する。
さらに、実施の形態4に係るズームレンズ系において、無限遠合焦状態から近接物体合焦状態へのフォーカシングの際に、第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側へ移動する。
図13に示すように、実施の形態5に係るズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、両凹形状の第1レンズ素子L1と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第2レンズ素子L2とからなる。これらのうち、第2レンズ素子L2は、その両面が非球面である。
実施の形態5に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第3レンズ素子L3と、両凸形状の第4レンズ素子L4と、両凹形状の第5レンズ素子L5とからなる。これらのうち、第3レンズ素子L3は、その両面が非球面であり、第5レンズ素子L5も、その両面が非球面である。
また実施の形態5に係るズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、両凸形状の第6レンズ素子L6のみからなる。該第6レンズ素子L6は、その両面が非球面である。
なお、実施の形態5に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2の物体側(第2レンズ素子L2と第3レンズ素子L3との間)には、開口絞りAが設けられており、像面Sの物体側(像面Sと第6レンズ素子L6との間)には、平行平板Pが設けられている。
実施の形態5に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第1レンズ群G1は、像側に凸の軌跡を描いて物体側へ移動し、第2レンズ群G2は、単調に物体側へ移動し、第3レンズ群G3は、像側に凸の軌跡を描いて像側へ移動する。すなわち、ズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大するように、各レンズ群が光軸に沿ってそれぞれ移動する。また、開口絞りAは、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第2レンズ群G2と一体的に光軸に沿って移動する。
さらに、実施の形態5に係るズームレンズ系において、無限遠合焦状態から近接物体合焦状態へのフォーカシングの際に、第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側へ移動する。
図16に示すように、実施の形態6に係るズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第1レンズ素子L1と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第2レンズ素子L2とからなる。これらのうち、第2レンズ素子L2は、その両面が非球面である。
実施の形態6に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第3レンズ素子L3と、両凹形状の第4レンズ素子L4と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第5レンズ素子L5とからなる。これらのうち、第3レンズ素子L3と第4レンズ素子L4とは接合されている。また、第5レンズ素子L5は、その物体側面が非球面である。
また実施の形態6に係るズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、両凸形状の第6レンズ素子L6のみからなる。該第6レンズ素子L6は、その両面が非球面である。
なお、実施の形態6に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2の物体側(第2レンズ素子L2と第3レンズ素子L3との間)には、開口絞りAが設けられており、像面Sの物体側(像面Sと第6レンズ素子L6との間)には、平行平板Pが設けられている。
実施の形態6に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第1レンズ群G1は、像側に凸の軌跡を描いて物体側へ移動し、第2レンズ群G2は、単調に物体側へ移動し、第3レンズ群G3は、物体側に凸の軌跡を描いて像側へ移動する。すなわち、ズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大するように、各レンズ群が光軸に沿ってそれぞれ移動する。また、開口絞りAは、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第2レンズ群G2と一体的に光軸に沿って移動する。
さらに、実施の形態6に係るズームレンズ系において、無限遠合焦状態から近接物体合焦状態へのフォーカシングの際に、第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側へ移動する。
図19に示すように、実施の形態7に係るズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第1レンズ素子L1と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第2レンズ素子L2とからなる。これらのうち、第2レンズ素子L2は、その両面が非球面である。
実施の形態7に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第3レンズ素子L3と、両凹形状の第4レンズ素子L4と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第5レンズ素子L5とからなる。これらのうち、第3レンズ素子L3と第4レンズ素子L4とは接合されている。また、第5レンズ素子L5は、その物体側面が非球面である。
また実施の形態7に係るズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、両凸形状の第6レンズ素子L6のみからなる。該第6レンズ素子L6は、その両面が非球面である。
なお、実施の形態7に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2の物体側(第2レンズ素子L2と第3レンズ素子L3との間)には、開口絞りAが設けられており、像面Sの物体側(像面Sと第6レンズ素子L6との間)には、平行平板Pが設けられている。
実施の形態7に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第1レンズ群G1は、像側に凸の軌跡を描いて物体側へ移動し、第2レンズ群G2は、単調に物体側へ移動し、第3レンズ群G3は、像側に凸の軌跡を描いて物体側へ移動する。すなわち、ズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大するように、各レンズ群が光軸に沿ってそれぞれ移動する。また、開口絞りAは、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第2レンズ群G2と一体的に光軸に沿って移動する。
さらに、実施の形態7に係るズームレンズ系において、無限遠合焦状態から近接物体合焦状態へのフォーカシングの際に、第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側へ移動する。
図22に示すように、実施の形態8に係るズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第1レンズ素子L1と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第2レンズ素子L2とからなる。これらのうち、第2レンズ素子L2は、その両面が非球面である。
実施の形態8に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第3レンズ素子L3と、両凹形状の第4レンズ素子L4と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第5レンズ素子L5とからなる。これらのうち、第3レンズ素子L3と第4レンズ素子L4とは接合されている。また、第5レンズ素子L5は、その物体側面が非球面である。
また実施の形態8に係るズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、両凸形状の第6レンズ素子L6のみからなる。該第6レンズ素子L6は、その両面が非球面である。
なお、実施の形態8に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2の物体側(第2レンズ素子L2と第3レンズ素子L3との間)には、開口絞りAが設けられており、像面Sの物体側(像面Sと第6レンズ素子L6との間)には、平行平板Pが設けられている。
実施の形態8に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第1レンズ群G1は、像側に凸の軌跡を描いて物体側へ移動し、第2レンズ群G2は、単調に物体側へ移動し、第3レンズ群G3は、像側に凸の軌跡を描いて像側へ移動する。すなわち、ズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大するように、各レンズ群が光軸に沿ってそれぞれ移動する。また、開口絞りAは、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第2レンズ群G2と一体的に光軸に沿って移動する。
さらに、実施の形態8に係るズームレンズ系において、無限遠合焦状態から近接物体合焦状態へのフォーカシングの際に、第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側へ移動する。
図25に示すように、実施の形態9に係るズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第1レンズ素子L1と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第2レンズ素子L2とからなる。これらのうち、第2レンズ素子L2は、その両面が非球面である。
実施の形態9に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第3レンズ素子L3と、両凹形状の第4レンズ素子L4と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第5レンズ素子L5とからなる。これらのうち、第3レンズ素子L3と第4レンズ素子L4とは接合されている。また、第5レンズ素子L5は、その物体側面が非球面である。
また実施の形態9に係るズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、両凸形状の第6レンズ素子L6のみからなる。該第6レンズ素子L6は、その両面が非球面である。
なお、実施の形態9に係るズームレンズ系において、第2レンズ群G2の物体側(第2レンズ素子L2と第3レンズ素子L3との間)には、開口絞りAが設けられており、像面Sの物体側(像面Sと第6レンズ素子L6との間)には、平行平板Pが設けられている。
実施の形態9に係るズームレンズ系において、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第1レンズ群G1は、像側に凸の軌跡を描いて物体側へ移動し、第2レンズ群G2は、単調に物体側へ移動し、第3レンズ群G3は、像側に凸の軌跡を描いて像側へ移動する。すなわち、ズーミングに際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大するように、各レンズ群が光軸に沿ってそれぞれ移動する。また、開口絞りAは、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第2レンズ群G2と一体的に光軸に沿って移動する。
さらに、実施の形態9に係るズームレンズ系において、無限遠合焦状態から近接物体合焦状態へのフォーカシングの際に、第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側へ移動する。
実施の形態1〜9に係るズームレンズ系では、第1レンズ群G1が、物体側から像側へと順に、負のパワーと有するレンズ素子と、正のパワーを有し、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ素子とで構成されているので、諸収差、特に広角端での歪曲収差を良好に補正しながらも、短いレンズ全長を実現することができる。
実施の形態1〜9に係るズームレンズ系では、第1レンズ群G1が、非球面を有するレンズ素子を少なくとも1枚含んでいるので、歪曲収差をさらに良好に補正することができる。
実施の形態1〜9に係るズームレンズ系では、第2レンズ群G2が、非球面を有するレンズ素子を少なくとも1枚含んでいるので、諸収差、特に球面収差を良好に補正することができる。また、第2レンズ群G2が、パワーを有する3枚のレンズ素子からなるので、レンズ全長が短いレンズ系となっている。
実施の形態1〜9に係るズームレンズ系では、第3レンズ群G3が1枚のレンズ素子で構成されているので、レンズ素子の総枚数が削減され、レンズ全長が短いレンズ系となっている。無限遠合焦状態から近接物体合焦状態へのフォーカシングの際に、開口絞りよりも像側に位置する、1枚のレンズ素子からなる第3レンズ群G3が光軸に沿って移動するので、迅速なフォーカシングが容易に可能であり、特に近接物体合焦状態においても高い光学性能を得ることができる。さらに、このフォーカシングの際に光軸に沿って移動する1枚のレンズ素子が非球面を有しているので、広角端から望遠端における軸外の像面湾曲を良好に補正することができる。
また実施の形態1〜9に係るズームレンズ系では、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3を光軸に沿ってそれぞれ移動させてズーミングを行うが、これら第1レンズ群G1、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3のうちのいずれかのレンズ群、あるいは、各レンズ群の一部のサブレンズ群を光軸に直交する方向に移動させることによって、全系の振動による像点移動を補正する、すなわち、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正することができる。全系の振動による像点移動を補正する際に、例えば第2レンズ群G2が光軸に直交する方向に移動することにより、ズームレンズ系全体の大型化を抑制してコンパクトに構成しながら、偏心コマ収差や偏心非点収差が小さい優れた結像特性を維持して像ぶれの補正を行うことができる。
なお、前記各レンズ群の一部のサブレンズ群とは、1つのレンズ群が複数のレンズ素子で構成される場合、該複数のレンズ素子のうち、いずれか1枚のレンズ素子又は隣り合った複数のレンズ素子をいう。
以下、例えば実施の形態1〜9に係るズームレンズ系のごときズームレンズ系が満足することが好ましい条件を説明する。なお、各実施の形態に係るズームレンズ系に対して、複数の好ましい条件が規定されるが、これら複数の条件すべてを満足するズームレンズ系の構成が最も望ましい。しかしながら、個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏するズームレンズ系を得ることも可能である。
例えば実施の形態1〜9に係るズームレンズ系のように、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1レンズ群と、正のパワーを有する第2レンズ群と、正のパワーを有する第3レンズ群とを備え、撮影時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、第1レンズ群と、第2レンズ群と、第3レンズ群とを光軸に沿ってそれぞれ移動させて変倍を行い、該第1レンズ群が、2枚のレンズ素子からなり、該第3レンズ群が、1枚のレンズ素子からなり、該第1レンズ群が、少なくとも1面が非球面で正のパワーを有するレンズ素子を有する(以下、このレンズ構成を、実施の形態の基本構成という)ズームレンズ系は、以下の条件(1)を満足する。
1.74<Ir/√(|DL1×fG1|) ・・・(1)
ここで、
L1:第1レンズ群において物体側に配置される第1レンズ素子の、光軸上の厚み、
G1:第1レンズ群の焦点距離、
Ir:最大像高(Ir=fT×tan(ωT))、
T:望遠端における全系の焦点距離、
ωT:望遠端における最大画角の半値(°)
である。
前記条件(1)は、第1レンズ群において物体側に配置される第1レンズ素子の光軸上の厚みと、第1レンズ群の焦点距離との関係を規定する条件である。条件(1)を満足しないと、第1レンズ群の屈折力が弱くなり、広角化を保つためには、第1レンズ群の外径が大きくなり、コンパクト性を確保することが困難になる。
なお、さらに以下の条件(1)’を満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
1.90<Ir/√(|DL1×fG1|) ・・・(1)’
例えば実施の形態1〜9に係るズームレンズ系のように、基本構成を有するズームレンズ系は、第1レンズ群が、以下の条件(2)、(3)及び(4)を満足するレンズ素子を少なくとも1枚有することが好ましい。
nd≦1.67 ・・・(2)
vd<59 ・・・(3)
0.000<PgF+0.002×vd−0.664 ・・・(4)
ここで、
nd:レンズ素子のd線に対する屈折率、
vd:レンズ素子のd線に対するアッベ数、
PgF:レンズ素子のg線とF線に対する部分分散比
である。
前記条件(2)は、第1レンズ群に含まれるレンズ素子のd線に対する屈折率に関する条件である。条件(2)を満足しないと、ズーミングに伴う像面湾曲の変動の制御が困難になる。前記条件(3)は、第1レンズ群に含まれるレンズ素子のd線に対するアッベ数に関する条件である。条件(3)を満足しないと、ズーミングに伴う軸上色収差の変動の制御が困難になる。前記条件(4)は、第1レンズ群に含まれるレンズ素子のアッベ数に応じた異常分散に関する条件である。条件(4)を満足しないと、望遠端で発生する2次スペクトルと単色色収差とのバランスの制御が困難になる。
なお、第1レンズ群に含まれるレンズ素子が、前記条件(2)及び(3)を満足し、さらに以下の条件(4)’を満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
0.005<PgF+0.002×vd−0.664 ・・・(4)’
例えば実施の形態1〜9に係るズームレンズ系のように、基本構成を有するズームレンズ系は、第2レンズ群が、以下の条件(5)、(6)及び(7)を満足するレンズ素子を少なくとも1枚有する。
nd≦1.67 ・・・(5)
vd<59 ・・・(6)
0.000<PgF+0.002×vd−0.664 ・・・(7)
ここで、
nd:レンズ素子のd線に対する屈折率、
vd:レンズ素子のd線に対するアッベ数、
PgF:レンズ素子のg線とF線に対する部分分散比
である。
前記条件(5)は、第2レンズ群に含まれるレンズ素子のd線に対する屈折率に関する条件である。条件(5)を満足しないと、ズーミングに伴う像面湾曲の変動の制御が困難になる。前記条件(6)は、第2レンズ群に含まれるレンズ素子のd線に対するアッベ数に関する条件である。条件(6)を満足しないと、ズーミングに伴う軸上色収差の変動の制御が困難になる。前記条件(7)は、第2レンズ群に含まれるレンズ素子のアッベ数に応じた異常分散に関する条件である。条件(7)を満足しないと、望遠端で発生する2次スペクトルと単色色収差とのバランスの制御が困難になる。
なお、第2レンズ群に含まれるレンズ素子が、前記条件(5)及び(6)を満足し、さらに以下の条件(7)’を満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
0.005<PgF+0.002×vd−0.664 ・・・(7)’
例えば実施の形態1〜9に係るズームレンズ系のように、基本構成を有するズームレンズ系は、第3レンズ群が、以下の条件(8)、(9)及び(10)を満足するレンズ素子で構成されることが好ましい。
nd≦1.67 ・・・(8)
vd<59 ・・・(9)
0.000<PgF+0.002×vd−0.664 ・・・(10)
ここで、
nd:レンズ素子のd線に対する屈折率、
vd:レンズ素子のd線に対するアッベ数、
PgF:レンズ素子のg線とF線に対する部分分散比
である。
前記条件(8)は、第3レンズ群を構成するレンズ素子のd線に対する屈折率に関する条件である。条件(8)を満足しないと、ズーミングに伴う像面湾曲の変動の制御が困難になる。前記条件(9)は、第3レンズ群を構成するレンズ素子のd線に対するアッベ数に関する条件である。条件(9)を満足しないと、ズーミングに伴う軸上色収差の変動の制御が困難になる。前記条件(10)は、第3レンズ群を構成するレンズ素子のアッベ数に応じた異常分散に関する条件である。条件(10)を満足しないと、望遠端で発生する2次スペクトルと単色色収差とのバランスの制御が困難になる。
なお、第3レンズ群を構成するレンズ素子が、前記条件(8)及び(9)を満足し、さらに以下の条件(10)’を満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
0.005<PgF+0.002×vd−0.664 ・・・(10)’
例えば実施の形態1〜9に係るズームレンズ系のように、基本構成を有するズームレンズ系は、第1レンズ群において物体側に配置される第1レンズ素子が、以下の条件(11)を満足することが好ましい。
ndL1<1.80 ・・・(11)
ここで、
ndL1:第1レンズ素子のd線に対する屈折率
である。
前記条件(11)は、第1レンズ素子のd線に対する屈折率に関する条件である。条件(11)を満足しないと、ズーミングに伴う像面湾曲の変動の制御が困難になる。
例えば実施の形態1〜9に係るズームレンズ系のように、基本構成を有するズームレンズ系は、第1レンズ群において像側に配置される第2レンズ素子が、以下の条件(12)を満足することが好ましい。
ndL2<1.80 ・・・(12)
ここで、
ndL2:第2レンズ素子のd線に対する屈折率
である。
前記条件(12)は、第2レンズ素子のd線に対する屈折率に関する条件である。条件(12)を満足しないと、ズーミングに伴う像面湾曲の変動の制御が困難になる。
なお、第2レンズ素子が、さらに以下の条件(12)’を満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
ndL2<1.70 ・・・(12)’
例えば実施の形態1〜9に係るズームレンズ系のように、基本構成を有するズームレンズ系は、以下の条件(13)を満足することが好ましい。
G1/fT<0.193 ・・・(13)
ここで、
G1:第1レンズ群の光軸上の厚み、
T:望遠端における全系の焦点距離
である。
前記条件(13)は、第1レンズ群の光軸上の厚みと望遠端における全系の焦点距離との比を規定する条件である。条件(13)を満足しないと、第1レンズ群の光軸上の厚みが大きくなり、ズームレンズ系の全長が長くなる。その結果、コンパクトなレンズ鏡筒や撮像装置、カメラを提供することが困難になる。
例えば実施の形態1〜9に係るズームレンズ系のように、基本構成を有するズームレンズ系は、以下の条件(14)を満足することが好ましい。
G2/fT<0.5 ・・・(14)
ここで、
G2:第2レンズ群の焦点距離、
T:望遠端における全系の焦点距離
である。
前記条件(14)は、第2レンズ群の焦点距離と望遠端における全系の焦点距離との比を規定する条件である。条件(14)を満足しないと、第2レンズ群の焦点距離が長くなり、第2レンズ群の移動量が増加してしまい、ズームレンズ系の全長が長くなる。その結果、コンパクトなレンズ鏡筒や撮像装置、カメラを提供することが困難になる。
例えば実施の形態1〜9に係るズームレンズ系のように、基本構成を有するズームレンズ系は、以下の条件(15)を満足することが好ましい。
ndAVE<1.70 ・・・(15)
ここで、
ndAVE:全系のパワーを有するレンズ素子の、d線に対する屈折率の平均値
である。
前記条件(15)は、全系のパワーを有するレンズ素子の、d線に対する屈折率の平均値に関する条件である。条件(15)を満足しないと、ズーミングに伴う像面湾曲の変動の制御が困難になる。
例えば実施の形態1〜9に係るズームレンズ系のように、基本構成を有するズームレンズ系は、以下の条件(16)を満足することが好ましい。
nd1AVE<1.70 ・・・(16)
ここで、
nd1AVE:第1レンズ群を構成するレンズ素子の、d線に対する屈折率の平均値
である。
前記条件(16)は、第1レンズ群を構成するレンズ素子の、d線に対する屈折率の平均値に関する条件である。条件(16)を満足しないと、ズーミングに伴う像面湾曲の変動の制御が困難になる。
例えば実施の形態1〜9に係るズームレンズ系のように、基本構成を有するズームレンズ系は、以下の条件(17)を満足することが好ましい。
W/LT<1.0 ・・・(17)
ここで
W:広角端におけるレンズ全長、
T:望遠端におけるレンズ全長
である。
前記条件(17)は、広角端におけるレンズ全長(広角端における、第1レンズ群中で物体側に配置される第1レンズ素子の物体側面から像面までの距離)と望遠端におけるレンズ全長(望遠端における、第1レンズ群中で物体側に配置される第1レンズ素子の物体側面から像面までの距離)との比を規定する条件である。条件(17)を満足しないと、第2レンズ群の焦点距離が短くなり、ズーミングに伴う像面湾曲の補正が困難になる。
なお各実施の形態に係るズームレンズ系を構成している各レンズ群は、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レンズ素子(すなわち、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ素子)のみで構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、回折により入射光線を偏向させる回折型レンズ素子、回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ素子、入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ素子等で、各レンズ群を構成してもよい。特に、屈折・回折ハイブリッド型レンズ素子において、屈折率の異なる媒質の界面に回折構造を形成すると、回折効率の波長依存性が改善されるので、好ましい。
さらに各実施の形態では、像面Sの物体側(像面Sと第3レンズ群G3の最像側レンズ面との間)には、光学的ローパスフィルタや撮像素子のフェースプレート等と等価な平行平板Pを配置する構成を示したが、このローパスフィルタとしては、所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパスフィルタや、必要とされる光学的な遮断周波数の特性を回折効果により達成する位相型ローパスフィルタ等が適用可能である。
(実施の形態10)
図28は、実施の形態10に係るデジタルスチルカメラの概略構成図である。図28において、デジタルスチルカメラは、ズームレンズ系1とCCDである撮像素子2とを含む撮像装置と、液晶モニタ3と、筐体4とから構成される。ズームレンズ系1として、実施の形態1に係るズームレンズ系が用いられている。図28において、ズームレンズ系1は、第1レンズ群G1と、開口絞りAと、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とから構成されている。筐体4は、前側にズームレンズ系1が配置され、ズームレンズ系1の後側には、撮像素子2が配置されている。筐体4の後側に液晶モニタ3が配置され、ズームレンズ系1による被写体の光学的な像が像面Sに形成される。
鏡筒は、主鏡筒5と、移動鏡筒6と、円筒カム7とで構成されている。円筒カム7を回転させると、第1レンズ群G1、開口絞りAと第2レンズ群G2、及び第3レンズ群G3が撮像素子2を基準にした所定の位置に移動し、広角端から望遠端までのズーミングを行うことができる。第3レンズ群G3はフォーカス調整用モータにより光軸方向に移動可能である。
こうして、デジタルスチルカメラに実施の形態1に係るズームレンズ系を用いることにより、解像度及び像面湾曲を補正する能力が高く、非使用時のレンズ全長が短い小型のデジタルスチルカメラを提供することができる。なお、図28に示したデジタルスチルカメラには、実施の形態1に係るズームレンズ系の替わりに実施の形態2〜9に係るズームレンズ系のいずれかを用いてもよい。また、図28に示したデジタルスチルカメラの光学系は、動画像を対象とするデジタルビデオカメラに用いることもできる。この場合、静止画像だけでなく、解像度の高い動画像を撮影することができる。
なお、本実施の形態10に係るデジタルスチルカメラでは、ズームレンズ系1として実施の形態1〜9に係るズームレンズ系を示したが、これらのズームレンズ系は、全てのズーミング域を使用する必要はない。すなわち、所望のズーミング域に応じて、光学性能が確保されている範囲を切り出し、実施の形態1〜9で説明したズームレンズ系よりも低倍率のズームレンズ系として使用してもよい。
さらに、実施の形態10では、いわゆる沈胴構成の鏡筒にズームレンズ系を適用した例を示したが、これに限られない。例えば、第1レンズ群G1内等の任意の位置に、内部反射面を持つプリズムや、表面反射ミラーを配置し、いわゆる屈曲構成の鏡筒にズームレンズ系を適用してもよい。さらに、実施の形態10において、第2レンズ群G2全体、第3レンズ群G3全体、第2レンズ群G2あるいは第3レンズ群G3の一部等のズームレンズ系を構成している一部のレンズ群を、沈胴時に光軸上から退避させる、いわゆるスライディング鏡筒にズームレンズ系を適用してもよい。
また、以上説明した実施の形態1〜9に係るズームレンズ系と、CCDやCMOS等の撮像素子とから構成される撮像装置を、スマートフォン等の携帯情報端末、監視システムにおける監視カメラ、Webカメラ、車載カメラ等に適用することもできる。
以下、実施の形態1〜9に係るズームレンズ系を具体的に実施した数値実施例を説明する。なお、各数値実施例において、表中の長さの単位はすべて「mm」であり、画角の単位はすべて「°」である。また、各数値実施例において、rは曲率半径、dは面間隔、ndはd線に対する屈折率、vdはd線に対するアッベ数、PgFはg線とF線に対する部分分散比である。また、各数値実施例において、*印を付した面は非球面であり、非球面形状は次式で定義している。
Figure 0005669105
ここで、
Z:光軸からの高さがhの非球面上の点から、非球面頂点の接平面までの距離、
h:光軸からの高さ、
r:頂点曲率半径、
κ:円錐定数、
An:n次の非球面係数
である。
図2、5、8、11、14、17、20、23及び26は、各々実施の形態1〜9に係るズームレンズ系の縦収差図である。
各縦収差図において、(a)図は広角端、(b)図は中間位置、(c)図は望遠端における各収差を表す。各縦収差図は、左側から順に、球面収差(SA(mm))、非点収差(AST(mm))、歪曲収差(DIS(%))を示す。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、Fで示す)を表し、実線はd線(d−line)、短破線はF線(F−line)、長破線はC線(C−line)、一点破線はg線(g−line)の特性である。非点収差図において、縦軸は像高(図中、Hで示す)を表し、実線はサジタル平面(図中、sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、mで示す)の特性である。歪曲収差図において、縦軸は像高(図中、Hで示す)を表す。
また図3、6、9、12、15、18、21、24及び27は、各々実施の形態1〜9に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。
各横収差図において、上段3つの収差図は、望遠端における像ぶれ補正を行っていない基本状態、下段3つの収差図は、第2レンズ群G2全体を光軸と垂直な方向に所定量移動させた望遠端における像ぶれ補正状態に、それぞれ対応する。基本状態の各横収差図のうち、上段は最大像高の70%の像点における横収差、中段は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−70%の像点における横収差に、それぞれ対応する。像ぶれ補正状態の各横収差図のうち、上段は最大像高の70%の像点における横収差、中段は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−70%の像点における横収差に、それぞれ対応する。また各横収差図において、横軸は瞳面上での主光線からの距離を表し、実線はd線(d−line)、短破線はF線(F−line)、長破線はC線(C−line)、一点破線はg線(g−line)の特性である。なお各横収差図において、メリディオナル平面を、第1レンズ群G1の光軸と第2レンズ群G2の光軸とを含む平面としている。
なお、各実施例のズームレンズ系について、望遠端における、像ぶれ補正状態での第2レンズ群G2の光軸と垂直な方向への移動量は、以下に示すとおりである。
実施例1 0.041mm
実施例2 0.043mm
実施例3 0.041mm
実施例4 0.041mm
実施例5 0.045mm
実施例6 0.044mm
実施例7 0.041mm
実施例8 0.043mm
実施例9 0.042mm
撮影距離が∞で望遠端において、ズームレンズ系が0.3°だけ傾いた場合の像偏心量は、第レンズ群G2全体が光軸と垂直な方向に上記の各値だけ平行移動するときの像偏心量に等しい。
各横収差図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることがわかる。また、+70%像点における横収差と−70%像点における横収差とを基本状態で比較すると、いずれも湾曲度が小さく、収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことがわかる。このことは、像ぶれ補正状態であっても充分な結像性能が得られていることを意味している。また、ズームレンズ系の像ぶれ補正角が同じ場合には、ズームレンズ系全体の焦点距離が短くなるにつれて、像ぶれ補正に必要な平行移動量が減少する。したがって、いずれのズーム位置であっても、0.3°までの像ぶれ補正角に対して、結像特性を低下させることなく充分な像ぶれ補正を行うことが可能である。
(数値実施例1)
数値実施例1のズームレンズ系は、図1に示した実施の形態1に対応する。数値実施例1のズームレンズ系の面データを表1に、非球面データを表2に、各種データを表3に示す。
表 1(面データ)

面番号 r d nd vd PgF
物面 ∞
1 -62.86440 0.30000 1.62041 60.3
2 4.98460 1.71770
3* 10.95050 1.40290 1.60690 27.0 0.6311
4* 37.75960 可変
5(絞り) ∞ -0.20000
6 5.15760 1.68840 1.49700 81.6
7 -20.67870 0.20000
8* 3.77220 1.05220 1.52996 55.8 0.5722
9 7.16420 0.60000 1.60690 27.0 0.6311
10* 2.76280 可変
11* 130.66040 1.57860 1.52996 55.8 0.5722
12* -11.20980 可変
13 ∞ 0.78000 1.51680 64.2
14 ∞ (BF)
像面 ∞
表 2(非球面データ)

第3面
K= 0.00000E+00, A4= 1.08832E-04, A6=-2.04287E-05, A8= 9.45315E-07
A10= 2.92829E-08, A12= 1.80889E-09
第4面
K= 0.00000E+00, A4=-3.86726E-04, A6=-4.66391E-05, A8= 2.73304E-06
A10=-4.91257E-08, A12= 1.43241E-09
第8面
K= 0.00000E+00, A4=-9.68901E-04, A6=-2.58799E-04, A8= 5.07983E-06
A10=-9.85068E-07, A12=-6.21132E-07
第10面
K= 0.00000E+00, A4= 7.08354E-04, A6=-4.50523E-04, A8= 4.09177E-05
A10=-2.95424E-05, A12=-9.80954E-13
第11面
K= 0.00000E+00, A4=-2.05890E-04, A6=-2.26415E-05, A8= 1.22697E-05
A10=-9.09644E-07, A12= 2.05933E-08
第12面
K= 0.00000E+00, A4= 5.47111E-04, A6=-1.60423E-04, A8= 2.59961E-05
A10=-1.52383E-06, A12= 3.06319E-08
表 3(各種データ)

ズーム比 3.69189
広角 中間 望遠
焦点距離 5.2121 10.0233 19.2423
Fナンバー 3.10079 4.40642 6.76520
画角 37.3626 21.5327 11.4907
像高 3.4850 3.9020 3.9020
レンズ全長 28.0673 26.0330 31.0790
BF 0.44740 0.44840 0.45913
d4 11.2628 4.4076 0.5000
d10 3.7133 9.1502 17.9895
d12 3.5240 2.9070 3.0106

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.49762
2 5 8.84038
3 11 19.55621
(数値実施例2)
数値実施例2のズームレンズ系は、図4に示した実施の形態2に対応する。数値実施例2のズームレンズ系の面データを表4に、非球面データを表5に、各種データを表6に示す。
表 4(面データ)

面番号 r d nd vd PgF
物面 ∞
1 -76.80400 0.30000 1.72916 54.7
2 5.90290 1.75130
3* 11.00860 1.34870 1.60690 27.0 0.6311
4* 46.49020 可変
5(絞り) ∞ -0.20000
6 6.16660 1.23540 1.49700 81.6
7 -16.34170 0.20000
8* 4.19530 1.15330 1.52996 55.8 0.5722
9 10.51890 0.48260
10 8.98590 0.60000 1.60690 27.0 0.6311
11* 2.84850 可変
12* 128.55910 1.65900 1.52996 55.8 0.5722
13* -10.75400 可変
14 ∞ 0.78000 1.51680 64.2
15 ∞ (BF)
像面 ∞
表 5(非球面データ)

第3面
K= 0.00000E+00, A4= 7.82205E-06, A6=-4.30680E-05, A8= 3.44240E-06
A10=-1.52562E-07, A12= 5.29615E-09
第4面
K= 0.00000E+00, A4=-2.81956E-04, A6=-6.23817E-05, A8= 6.01554E-06
A10=-3.22920E-07, A12= 9.29765E-09
第8面
K= 0.00000E+00, A4=-8.10572E-04, A6=-1.14167E-04, A8=-7.69913E-06
A10= 3.43056E-06, A12=-6.21132E-07
第11面
K= 0.00000E+00, A4= 3.16466E-05, A6=-1.69018E-04, A8=-2.59097E-05
A10=-9.78559E-06, A12=-9.81571E-13
第12面
K= 0.00000E+00, A4= 1.56782E-04, A6=-6.22995E-05, A8= 1.66044E-05
A10=-1.16489E-06, A12= 2.54479E-08
第13面
K= 0.00000E+00, A4= 1.11937E-03, A6=-2.38359E-04, A8= 3.37368E-05
A10=-1.92341E-06, A12= 3.76901E-08
表 6(各種データ)

ズーム比 3.65866
広角 中間 望遠
焦点距離 5.3020 10.2004 19.3981
Fナンバー 3.10958 4.39106 6.69321
画角 36.8818 21.1163 11.4396
像高 3.4850 3.9020 3.9020
レンズ全長 29.0366 26.2465 30.9361
BF 0.40676 0.37198 0.30618
d4 12.3513 4.8337 0.6911
d11 3.6513 8.7411 17.3168
d13 3.3169 2.9894 3.3117

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.19878
2 5 9.08045
3 12 18.80325
(数値実施例3)
数値実施例3のズームレンズ系は、図7に示した実施の形態3に対応する。数値実施例3のズームレンズ系の面データを表7に、非球面データを表8に、各種データを表9に示す。
表 7(面データ)

面番号 r d nd vd PgF
物面 ∞
1 2000.00000 0.30000 1.72916 54.7
2 5.15210 1.34220
3* 8.04450 1.50380 1.60690 27.0 0.6311
4* 21.96640 可変
5(絞り) ∞ -0.20000
6 4.91620 2.31910 1.88300 40.8
7 -6.91570 0.53910 1.78472 25.7
8 6.15140 0.30000
9* 3.82240 0.80000 1.54310 56.0 0.5670
10* 3.95880 可変
11* 488.63110 1.57550 1.54310 56.0 0.5670
12* -10.52960 可変
13 ∞ 0.78000 1.51680 64.2
14 ∞ (BF)
像面 ∞
表 8(非球面データ)

第3面
K= 0.00000E+00, A4= 8.48496E-05, A6=-1.14574E-05, A8=-1.84821E-06
A10= 5.19667E-07, A12=-6.35477E-08, A14= 3.64172E-09, A16=-7.48738E-11
第4面
K= 0.00000E+00, A4=-3.21723E-04, A6=-4.01299E-05, A8= 2.07787E-06
A10=-1.73797E-07, A12= 6.49639E-09, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第9面
K= 0.00000E+00, A4= 1.06140E-04, A6= 3.46610E-04, A8=-4.41339E-04
A10= 7.12444E-05, A12=-6.09830E-06, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第10面
K= 0.00000E+00, A4= 6.70070E-03, A6= 4.67279E-04, A8=-2.98067E-04
A10= 1.26587E-05, A12= 0.00000E+00, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第11面
K= 0.00000E+00, A4= 6.71872E-06, A6=-3.79147E-05, A8= 8.40899E-06
A10=-2.86815E-07, A12= 2.78882E-09, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第12面
K= 0.00000E+00, A4= 4.44173E-04, A6=-6.87996E-05, A8= 7.72775E-06
A10=-7.73645E-08, A12=-3.45164E-09, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
表 9(各種データ)

ズーム比 3.72821
広角 中間 望遠
焦点距離 5.2000 10.0667 19.3865
Fナンバー 3.16200 4.50406 6.82842
画角 37.3921 21.4317 11.3976
像高 3.4850 3.9020 3.9020
レンズ全長 28.0482 25.7069 30.2730
BF 0.42818 0.42324 0.45041
d4 11.4974 4.6086 0.5000
d10 3.6804 9.0366 17.1730
d12 3.1825 2.3788 2.8899

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.68049
2 5 8.61553
3 11 19.00008
(数値実施例4)
数値実施例4のズームレンズ系は、図10に示した実施の形態4に対応する。数値実施例4のズームレンズ系の面データを表10に、非球面データを表11に、各種データを表12に示す。
表 10(面データ)

面番号 r d nd vd PgF
物面 ∞
1 44.30370 0.30000 1.72916 54.7
2 5.00820 1.63970
3* 7.82930 1.25350 1.63550 23.9 0.6316
4* 14.21390 可変
5(絞り) ∞ -0.20000
6 4.46250 1.61490 1.72916 54.7
7 -6.70550 0.59120 1.62004 36.3
8 23.45560 0.41720
9* 7.47050 0.99250 1.63550 23.9 0.6316
10 3.74750 可変
11* 53.14850 1.54760 1.54310 56.0 0.5670
12* -13.51210 可変
13 ∞ 0.78000 1.51680 64.2
14 ∞ (BF)
像面 ∞
表 11(非球面データ)

第3面
K= 0.00000E+00, A4=-3.89766E-04, A6= 3.34058E-05, A8=-1.39655E-05
A10= 2.10384E-06, A12=-1.78017E-07, A14= 7.91973E-09, A16=-1.39541E-10
第4面
K= 0.00000E+00, A4=-7.36650E-04, A6=-1.39273E-05, A8=-1.44311E-06
A10= 5.25714E-08, A12= 8.19929E-10, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第9面
K= 0.00000E+00, A4=-3.91363E-03, A6= 7.59386E-05, A8=-1.61445E-04
A10= 2.43895E-05, A12=-2.65327E-07, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第11面
K= 0.00000E+00, A4= 1.92164E-04, A6=-6.62355E-05, A8= 9.26450E-06
A10=-5.49878E-07, A12= 1.06738E-08, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第12面
K= 0.00000E+00, A4= 6.70155E-04, A6=-1.53888E-04, A8= 1.74044E-05
A10=-9.08975E-07, A12= 1.66473E-08, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
表 12(各種データ)

ズーム比 3.68603
広角 中間 望遠
焦点距離 5.2093 10.0672 19.2016
Fナンバー 3.17326 4.44961 6.76467
画角 37.3248 21.5150 11.5732
像高 3.4850 3.9020 3.9020
レンズ全長 27.5438 24.8332 29.3552
BF 0.42391 0.39999 0.32499
d4 11.4897 4.3515 0.5000
d10 3.7340 8.4185 16.4571
d12 2.9596 2.7266 3.1365

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.66606
2 5 8.45677
3 11 19.99991
(数値実施例5)
数値実施例5のズームレンズ系は、図13に示した実施の形態5に対応する。数値実施例5のズームレンズ系の面データを表13に、非球面データを表14に、各種データを表15に示す。
表 13(面データ)

面番号 r d nd vd PgF
物面 ∞
1 -231.56110 0.30000 1.72916 54.7
2 6.02710 1.80390
3* 11.96030 1.36100 1.60690 27.0 0.6311
4* 49.49900 可変
5(絞り) ∞ -0.20000
6* 6.00000 0.96890 1.52996 55.8 0.5722
7* 56.53100 0.30000
8 5.48050 1.10320 1.72916 54.7
9 -139.95380 0.50870
10* -25.69090 0.60000 1.60690 27.0 0.6311
11* 4.35390 可変
12* 42.98600 1.64730 1.52996 55.8 0.5722
13* -14.15400 可変
14 ∞ 0.78000 1.51680 64.2
15 ∞ (BF)
像面 ∞
表 14(非球面データ)

第3面
K= 0.00000E+00, A4=-1.13001E-04, A6=-2.06073E-05, A8= 2.51378E-07
A10= 9.96856E-08, A12=-2.13673E-09
第4面
K= 0.00000E+00, A4=-4.17298E-04, A6=-3.98991E-05, A8= 3.10530E-06
A10=-7.21767E-08, A12= 1.12822E-09
第6面
K= 0.00000E+00, A4=-8.39463E-04, A6=-2.49947E-04, A8= 4.03088E-05
A10= 1.72172E-06, A12=-8.37000E-07
第7面
K= 0.00000E+00, A4=-8.73551E-04, A6=-3.28184E-04, A8= 1.13161E-04
A10=-1.30775E-05, A12= 1.96000E-07
第10面
K= 0.00000E+00, A4= 7.52171E-03, A6=-2.00045E-03, A8= 4.66127E-04
A10=-5.41597E-05, A12=-4.70996E-13
第11面
K= 0.00000E+00, A4= 1.22033E-02, A6=-1.96008E-03, A8= 5.33271E-04
A10=-7.13983E-05, A12=-1.12001E-13
第12面
K= 0.00000E+00, A4=-4.35499E-04, A6=-4.70798E-05, A8= 1.31793E-05
A10=-9.41384E-07, A12= 2.09468E-08
第13面
K= 0.00000E+00, A4= 2.65568E-04, A6=-1.99964E-04, A8= 2.74468E-05
A10=-1.52518E-06, A12= 2.95150E-08
表 15(各種データ)

ズーム比 3.70952
広角 中間 望遠
焦点距離 5.4011 10.4137 20.0353
Fナンバー 3.14508 4.43124 6.78228
画角 36.3075 20.9148 11.0948
像高 3.4850 3.9020 3.9020
レンズ全長 30.0241 27.1307 31.9133
BF 0.39417 0.36037 0.28344
d4 12.8451 4.9201 0.5000
d11 3.7057 9.3189 18.5889
d13 3.9061 3.3583 3.3680

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.86748
2 5 9.61676
3 12 20.29465
(数値実施例6)
数値実施例6のズームレンズ系は、図16に示した実施の形態6に対応する。数値実施例6のズームレンズ系の面データを表16に、非球面データを表17に、各種データを表18に示す。
表 16(面データ)

面番号 r d nd vd PgF
物面 ∞
1 83.05690 0.30000 1.72916 54.7
2 5.54580 1.85360
3* 10.20110 1.39640 1.63550 23.9 0.6316
4* 23.70920 可変
5(絞り) ∞ -0.20000
6 4.75540 1.51080 1.72916 54.7
7 -6.92690 0.56240 1.62004 36.3
8 28.51810 0.39590
9* 7.64550 1.13760 1.63550 23.9 0.6316
10 3.76860 可変
11* 49.42610 1.63310 1.54310 56.0 0.5670
12* -12.07280 可変
13 ∞ 0.78000 1.51680 64.2
14 ∞ (BF)
像面 ∞
表 17(非球面データ)

第3面
K= 0.00000E+00, A4=-2.03919E-04, A6= 2.29290E-05, A8=-2.16799E-06
A10= 5.29717E-08, A12=-3.50930E-09, A14= 4.91636E-10, A16=-1.40233E-11
第4面
K= 0.00000E+00, A4=-6.68826E-04, A6= 6.09261E-05, A8=-8.82203E-06
A10= 4.78350E-07, A12=-8.92087E-09, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第9面
K= 0.00000E+00, A4=-2.92447E-03, A6=-2.99795E-05, A8=-7.63346E-05
A10= 2.54472E-05, A12=-3.98085E-06, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第11面
K= 0.00000E+00, A4= 2.86077E-04, A6=-1.51602E-04, A8= 2.29024E-05
A10=-1.37883E-06, A12= 2.86256E-08, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第12面
K= 0.00000E+00, A4= 1.29488E-03, A6=-3.16584E-04, A8= 3.82581E-05
A10=-2.02056E-06, A12= 3.82556E-08, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
表 18(各種データ)

ズーム比 3.72205
広角 中間 望遠
焦点距離 5.0059 9.5987 18.6322
Fナンバー 3.22310 4.41323 6.82326
画角 38.4368 22.1917 11.6630
像高 3.4850 3.9020 3.9020
レンズ全長 29.6896 25.7773 30.0261
BF 0.41980 0.41417 0.40630
d4 13.0154 4.7237 0.5000
d10 3.7214 8.0328 16.8399
d12 3.1633 3.2368 2.9101

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.49093
2 5 9.07493
3 11 18.03413
(数値実施例7)
数値実施例7のズームレンズ系は、図19に示した実施の形態7に対応する。数値実施例7のズームレンズ系の面データを表19に、非球面データを表20に、各種データを表21に示す。
表 19(面データ)

面番号 r d nd vd PgF
物面 ∞
1 46.22340 0.40000 1.72916 54.7
2 4.99970 1.55300
3* 7.99860 1.29510 1.63550 23.9 0.6316
4* 15.21490 可変
5(絞り) ∞ -0.20000
6 4.47880 1.60450 1.72916 54.7
7 -6.64040 0.61380 1.62004 36.3
8 24.51940 0.36240
9* 7.17810 0.98090 1.63550 23.9 0.6316
10 3.66280 可変
11* 44.91320 1.56840 1.54310 56.0 0.5670
12* -14.15080 可変
13 ∞ 0.78000 1.51680 64.2
14 ∞ (BF)
像面 ∞
表 20(非球面データ)

第3面
K= 0.00000E+00, A4=-3.76884E-04, A6= 1.84567E-05, A8=-1.28366E-05
A10= 2.13253E-06, A12=-1.75595E-07, A14= 7.54326E-09, A16=-1.30608E-10
第4面
K= 0.00000E+00, A4=-7.21627E-04, A6=-4.18052E-05, A8= 2.30883E-06
A10=-6.83542E-08, A12= 1.30107E-09, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第9面
K= 0.00000E+00, A4=-3.78053E-03, A6= 9.23730E-05, A8=-1.62370E-04
A10= 2.39315E-05, A12=-2.65327E-07, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第11面
K= 0.00000E+00, A4=-4.76246E-05, A6=-1.04771E-04, A8= 1.43373E-05
A10=-7.16892E-07, A12= 1.20619E-08, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第12面
K= 0.00000E+00, A4= 3.43749E-04, A6=-1.90347E-04, A8= 2.20451E-05
A10=-1.02586E-06, A12= 1.66745E-08, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
表 21(各種データ)

ズーム比 3.68476
広角 中間 望遠
焦点距離 5.2112 10.0775 19.2022
Fナンバー 3.17642 4.48115 6.76175
画角 37.3205 21.4964 11.5655
像高 3.4850 3.9020 3.9020
レンズ全長 27.5510 24.9675 29.3785
BF 0.43097 0.41095 0.32113
d4 11.4626 4.4527 0.5000
d10 3.7446 8.6675 16.4628
d12 2.9547 2.4783 3.1365

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.68974
2 5 8.44700
3 11 20.00001
(数値実施例8)
数値実施例8のズームレンズ系は、図22に示した実施の形態8に対応する。数値実施例8のズームレンズ系の面データを表22に、非球面データを表23に、各種データを表24に示す。
表 22(面データ)

面番号 r d nd vd PgF
物面 ∞
1 111.40660 0.10000 1.72916 54.7
2 5.07720 1.38980
3* 7.91140 1.51280 1.60690 27.0 0.6311
4* 19.45650 可変
5(絞り) ∞ -0.20000
6 4.20190 1.69060 1.72916 54.7
7 -6.25090 0.40000 1.62004 36.3
8 15.73020 0.45160
9* 7.29460 0.80090 1.60690 27.0 0.6311
10 3.65970 可変
11* 84.49960 1.54760 1.52996 55.8 0.5722
12* -12.04260 可変
13 ∞ 0.78000 1.51680 64.2
14 ∞ (BF)
像面 ∞
表 23(非球面データ)

第3面
K= 0.00000E+00, A4=-1.17112E-04, A6= 2.37957E-05, A8=-1.22796E-05
A10= 2.21716E-06, A12=-2.05357E-07, A14= 9.41647E-09, A16=-1.65687E-10
第4面
K= 0.00000E+00, A4=-5.27621E-04, A6=-2.25926E-05, A8= 1.36457E-06
A10=-1.80739E-07, A12= 7.12765E-09, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第9面
K= 0.00000E+00, A4=-4.82880E-03, A6= 9.21570E-05, A8=-2.11066E-04
A10= 3.04428E-05, A12=-2.65326E-07, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第11面
K= 0.00000E+00, A4= 4.38921E-04, A6=-5.78879E-05, A8= 7.93736E-06
A10=-3.54399E-07, A12= 5.96978E-09, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第12面
K= 0.00000E+00, A4= 9.02012E-04, A6=-1.28252E-04, A8= 1.38821E-05
A10=-5.94293E-07, A12= 9.68741E-09, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
表 24(各種データ)

ズーム比 3.70602
広角 中間 望遠
焦点距離 5.2066 10.0505 19.2959
Fナンバー 3.17572 4.48077 6.79518
画角 37.3449 21.5506 11.5293
像高 3.4850 3.9020 3.9020
レンズ全長 27.5417 24.8544 29.1622
BF 0.42194 0.40201 0.38349
d4 11.7411 4.6022 0.5000
d10 3.7176 8.7950 16.7944
d12 3.1878 2.5819 3.0110

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.87821
2 5 8.61317
3 11 20.00013
(数値実施例9)
数値実施例9のズームレンズ系は、図25に示した実施の形態9に対応する。数値実施例9のズームレンズ系の面データを表25に、非球面データを表26に、各種データを表27に示す。
表 25(面データ)

面番号 r d nd vd PgF
物面 ∞
1 114.71610 0.30000 1.72916 54.7
2 5.09690 1.37160
3* 7.31600 1.48110 1.60690 27.0 0.6311
4* 16.08140 可変
5(絞り) ∞ -0.20000
6 4.19540 1.69050 1.72916 54.7
7 -5.99660 0.40000 1.62004 36.3
8 13.59980 0.48970
9* 7.36090 0.95770 1.60690 27.0 0.6311
10 3.77450 可変
11* 147.89880 1.68640 1.52996 55.8 0.5722
12* -10.15670 可変
13 ∞ 0.78000 1.51680 64.2
14 ∞ (BF)
像面 ∞
表 26(非球面データ)

第3面
K= 0.00000E+00, A4=-1.42338E-04, A6= 4.38191E-05, A8=-9.30563E-06
A10= 7.86242E-07, A12=-4.15479E-08, A14= 8.76075E-10, A16= 6.21410E-12
第4面
K= 0.00000E+00, A4=-4.61356E-04, A6= 4.81903E-06, A8=-3.02859E-06
A10=-3.22742E-08, A12= 6.22407E-09, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第9面
K= 0.00000E+00, A4=-4.86221E-03, A6= 7.27221E-05, A8=-2.92714E-04
A10= 7.11677E-05, A12=-6.09830E-06, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第11面
K= 0.00000E+00, A4= 6.20292E-05, A6= 4.59789E-05, A8=-3.57498E-07
A10=-1.90404E-07, A12= 6.34574E-09, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
第12面
K= 0.00000E+00, A4= 7.00267E-04, A6=-3.95506E-05, A8= 8.15756E-06
A10=-6.00854E-07, A12= 1.35389E-08, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00
表 27(各種データ)

ズーム比 3.70665
広角 中間 望遠
焦点距離 5.1986 9.9948 19.2696
Fナンバー 3.16472 4.41652 6.78785
画角 37.4101 21.5821 11.5618
像高 3.4850 3.9020 3.9020
レンズ全長 27.4934 24.6785 29.1860
BF 0.41253 0.39187 0.37334
d4 11.5554 4.3796 0.5000
d10 3.6829 8.2387 16.5344
d12 2.8857 2.7113 2.8213

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.87111
2 5 8.47710
3 11 18.00000
以下の表28に、各数値実施例のズームレンズ系における各条件の対応値を示す。
表 28(条件の対応値)
Figure 0005669105
本発明に係るズームレンズ系は、デジタルカメラ、スマートフォン等の携帯情報端末、監視システムにおける監視カメラ、Webカメラ、車載カメラ等のデジタル入力装置に適用可能であり、特にデジタルカメラ等の高画質が要求される撮影光学系に好適である。
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
L1 第1レンズ素子
L2 第2レンズ素子
L3 第3レンズ素子
L4 第4レンズ素子
L5 第5レンズ素子
L6 第6レンズ素子
A 開口絞り
P 平行平板
S 像面
1 ズームレンズ系
2 撮像素子
3 液晶モニタ
4 筐体
5 主鏡筒
6 移動鏡筒
7 円筒カム

Claims (14)

  1. 少なくとも1枚のレンズ素子で構成されたレンズ群を複数有するズームレンズ系であって、
    物体側から像側へと順に、
    負のパワーを有する第1レンズ群と、
    正のパワーを有する第2レンズ群と、
    正のパワーを有する第3レンズ群とからなり、
    撮影時の広角端から望遠端へのズーミングの際に、前記第1レンズ群と、前記第2レンズ群と、前記第3レンズ群とを光軸に沿ってそれぞれ移動させて変倍を行い、
    前記第1レンズ群が、2枚のレンズ素子からなり、
    前記第3レンズ群が、1枚のレンズ素子からなり、
    前記第1レンズ群が、少なくとも1面が非球面で正のパワーを有するレンズ素子を有し、
    以下の条件(1):
    1.74<Ir/√(|DL1×fG1|) ・・・(1)
    ここで、
    L1:第1レンズ群において物体側に配置される第1レンズ素子の、光軸上の厚み、
    G1:第1レンズ群の焦点距離、
    Ir:最大像高(Ir=f×tan(ω))、
    :望遠端における全系の焦点距離、
    ω:望遠端における最大画角の半値(°)
    である
    を満足し、
    前記第2レンズ群が、以下の条件(5)、(6)及び(7):
    nd≦1.67 ・・・(5)
    vd<59 ・・・(6)
    0.000<PgF+0.002×vd−0.664 ・・・(7)
    (ここで、
    nd:レンズ素子のd線に対する屈折率、
    vd:レンズ素子のd線に対するアッベ数、
    PgF:レンズ素子のg線とF線に対する部分分散比
    である)
    を満足するレンズ素子を少なくとも1枚有することを特徴とする、ズームレンズ系
  2. 第2レンズ群が、パワーを有する3枚のレンズ素子からなる、請求項1に記載のズームレンズ系。
  3. 第1レンズ群が、以下の条件(2)、(3)及び(4)を満足するレンズ素子を少なくとも1枚有する、請求項1に記載のズームレンズ系:
    nd≦1.67 ・・・(2)
    vd<59 ・・・(3)
    0.000<PgF+0.002×vd−0.664 ・・・(4)
    ここで、
    nd:レンズ素子のd線に対する屈折率、
    vd:レンズ素子のd線に対するアッベ数、
    PgF:レンズ素子のg線とF線に対する部分分散比
    である。
  4. 第3レンズ群が、以下の条件(8)、(9)及び(10)を満足するレンズ素子で構成される、請求項1に記載のズームレンズ系:
    nd≦1.67 ・・・(8)
    vd<59 ・・・(9)
    0.000<PgF+0.002×vd−0.664 ・・・(10)
    ここで、
    nd:レンズ素子のd線に対する屈折率、
    vd:レンズ素子のd線に対するアッベ数、
    PgF:レンズ素子のg線とF線に対する部分分散比
    である。
  5. 第1レンズ群において物体側に配置される第1レンズ素子が、以下の条件(11)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
    ndL1<1.80 ・・・(11)
    ここで、
    ndL1:第1レンズ素子のd線に対する屈折率
    である。
  6. 第1レンズ群において像側に配置される第2レンズ素子が、以下の条件(12)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
    ndL2<1.80 ・・・(12)
    ここで、
    ndL2:第2レンズ素子のd線に対する屈折率
    である。
  7. 以下の条件(13)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
    G1/f<0.193 ・・・(13)
    ここで、
    G1:第1レンズ群の光軸上の厚み、
    :望遠端における全系の焦点距離
    である。
  8. 以下の条件(14)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
    G2/f<0.5 ・・・(14)
    ここで、
    G2:第2レンズ群の焦点距離、
    :望遠端における全系の焦点距離
    である。
  9. 以下の条件(15)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
    ndAVE<1.70 ・・・(15)
    ここで、
    ndAVE:全系のパワーを有するレンズ素子の、d線に対する屈折率の平均値
    である。
  10. 以下の条件(16)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
    nd1AVE<1.70 ・・・(16)
    ここで、
    nd1AVE:第1レンズ群を構成するレンズ素子の、d線に対する屈折率の平均値
    である。
  11. 以下の条件(17)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
    /L<1.0 ・・・(17)
    ここで
    :広角端におけるレンズ全長、
    :望遠端におけるレンズ全長
    である。
  12. 第2レンズ群が、光軸に対して垂直方向に移動して像のぶれを光学的に補正する、請求項1に記載のズームレンズ系。
  13. 物体の光学的な像を電気的な画像信号として出力可能な撮像装置であって、
    物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、
    該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子とを備え、
    前記ズームレンズ系が、請求項1に記載のズームレンズ系である、撮像装置。
  14. 物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行うカメラであって、
    物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子とを含む撮像装置を備え、
    前記ズームレンズ系が、請求項1に記載のズームレンズ系である、カメラ。
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