JP5710925B2 - ズームレンズおよびそれを有する電子撮像装置 - Google Patents

ズームレンズおよびそれを有する電子撮像装置 Download PDF

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    • G02B15/1461Optical 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 more than five groups the first group being positive

Description

本発明は、反射光学素子を含む屈曲光学系で、小型で、良好な光学性能をもつズームレンズおよびそれを有する電子撮像装置に関するものである。
デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等電子撮像装置に用いられる光学系は、小型で収差が良好に補正された高い光学性能をもつことが求められている。小型化を達成する一つの手段として、反射光学素子を光学系内に含む屈曲光学系とそれを用いた電子撮像装置が知られている。
反射光学素子を含む屈曲光学系では、小型な光学系の構成として以下の特許文献で示されているような正・負・正・正・負・正の6群構成からなる結像光学系が知られている。
しかしながら、以下の特許文献の方法では光学系を更に小型化し、良好な光学性能をもつズームレンズおよびそれを用いた電子撮像装置を得ることが極めて難しい。
特開2009−192771号公報 特開2008−261996号公報 特開2007−233163号公報 特開2006−209100号公報
特許文献1〜4では、正・負・正・正・負・正の6群構成からなる屈曲光学系で、変倍群として第2レンズ群、第4レンズ群、第5レンズ群を、合焦するレンズ群として第4レンズ群又は/及び第5レンズ群を用いて高変倍比をもつ屈曲光学系を提案している。しかしながら、上記特許文献のように変倍群を合焦するレンズ群として用いると、合焦するために、そのレンズ群前後の間隔を大きく取る必要がある。そうすると、変倍するスペースを更に確保しなければならず、全長が長くなりズームレンズが大型化する。また、強い変倍作用を有するレンズ群は、屈折力が大きいため、これらを用いて合焦を行うと、そのレンズ群の移動量に対する焦点位置の変化が大きくなる。その結果、微小にレンズ群の移動を制御する必要が生じるため、精度よく合焦を行うことが非常に難しい。以上のような要求を満たしつつ良好な光学性能をもつズームレンズを得ることは上記特許文献の構成では非常に難しい。
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、正・負・正・正・負・正の6群構成の屈曲光学系であって、反射光学素子を含み、小型で、良好な合焦作用と良好な光学性能をもつズームレンズおよびそれを有する電子撮像装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のある態様に係るズームレンズは、
複数のレンズ群を有し、
前記複数のレンズ群は、
物体側から順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群、負の屈折力を持つ第2レンズ群、正の屈折力を持つ第3レンズ群、正の屈折力を持つ第4レンズ群、負の屈折力を持つ第5レンズ群、正の屈折力を持つ第6レンズ群からなり、
広角端から望遠端への変倍の際に、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間隔は広がり、
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔は縮まり、
前記第3レンズ群と前記第4レンズ群の間隔は縮まり、
前記第4レンズ群と前記第5レンズ群の間隔は変化し、
前記第5レンズ群と前記第6レンズ群の間隔は変化し、
前記ズームレンズの前記第5レンズ群が前記広角端から前記望遠端までの変倍時と合焦時に可動であり、
前記第5レンズ群が前記広角端から前記望遠端への変倍の際に像側に凸形状の軌跡を描いて可動であり、
前記第1レンズ群は反射光学素子を含み、
前記第4レンズ群は、相互に離れた複数のレンズ成分を有し、
前記レンズ成分の各々は、単レンズ又は接合レンズであり、
前記複数のレンズ成分のうち最も像側のレンズ成分が負の屈折力を持つ
ことを特徴とする。
この態様に係るズームレンズによれば、第1レンズ群は反射光学素子を含むため、反射によって光路を任意の方向に折り曲げることができるので、沈胴式光学系と異なり、使用時に鏡筒が撮像装置本体から飛び出す必要がない。これにより、光軸を折り曲げて配置することで奥行き方向に、より小型な撮像装置にすることができる。
また、第4レンズ群の最も像側のレンズ成分が負の屈折力を持つことにより、第4レンズ群の前側主点位置をより物体側に位置させることができる。これにより、第3レンズ群と第4レンズ群の空気間隔が最も大きい広角端であっても、従来の構成よりも第4レンズ群をより像側に配置できるために、従来の構成よりも変倍スペースを有効に利用することができる。
また、変倍時に、第4レンズ群の最も像側のレンズ成分が変動すると、コマ収差やメリジオナル像面などの収差が変動するところ、第4レンズ群の最も像側のレンズ成分が負の屈折力を持つため、その収差変動を良好に補正している。さらにこの構成により、第4レンズ群より像側のレンズ群にて変倍する機能を抑え、合焦のためのレンズ群としての機能を持たせること、言い換えれば変倍群でないレンズ群で合焦することが可能となる。
その結果、変倍スペースを小さく保ちながら十分な変倍比を取ることができ、良好な合焦作用と良好な光学性能をもつコンパクトなズームレンズを得ることが可能となる。
以上のように、本発明のある態様に係るズームレンズによれば、反射光学素子を含む屈曲光学系で、小型で、良好な合焦作用と良好な光学性能をもつズームレンズおよびそれを有する電子撮像装置を提供することが可能となる。
実施例1におけるズームレンズの(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例2におけるズームレンズの(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例3におけるズームレンズの(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例4におけるズームレンズの(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例5におけるズームレンズの(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例6におけるズームレンズの(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例1における結像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 実施例2における結像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 実施例3における結像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 実施例4における結像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 実施例5における結像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 実施例6における結像光学系の無限遠物点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示している。 本実施例のズームレンズを用いた電子撮像装置としてのデジタルカメラ40の断面図である。 デジタルカメラの主要部の内部回路を示すブロック図である。
本実施例のズームレンズの構成による作用効果を説明する。なお、この実施例によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施例の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、当業者であれば、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えても、本発明の範囲を超えないことは理解できよう。従って、以下で説明する本発明の例示的な実施例は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。
本実施例に係るズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群、負の屈折力を持つ第2レンズ群、正の屈折力を持つ第3レンズ群、正の屈折力を持つ第4レンズ群、負の屈折力を持つ第5レンズ群、正の屈折力を持つ第6レンズ群からなり、第1レンズ群は反射光学素子を含み、第4レンズ群の最も像側のレンズ成分が負の屈折力を持つことが望ましい。
本構成によれば、第1レンズ群が、反射光学素子を含むため、反射によって光路を任意の方向に折り曲げることができるので、沈胴式光学系と異なり、使用時に鏡筒が撮像装置本体から飛び出すことがない。そして、屈曲光学系による奥行き方向に薄型化された小型な撮像装置にすることができる。
なお、反射光学素子とは、反射によって例えば光軸など光路を任意の方向に折り曲げることができる素子のことを示しており、例としてミラーやプリズム等が挙げられる。
また、正・負・正・正・負・正の6群構成により、反射光学素子を含む屈曲光学系の全長を短縮するためには、各レンズ群の屈折力を強くすると同時に、空気間隔を小さくしなければならない。特に、変倍群の屈折力を強くすることで空気間隔を少なくすることが、光学系全長の短縮に効果的である。しかし、高い変倍比を維持しながら全長短縮を行うと、各群の屈折力を強めざるを得ず、また変倍に必要なスペースを少なくせざるを得ないため、小型化には限界があった。
例えば、上述の特許文献1〜4では、変倍群である正の第4レンズ群と正の第3レンズ群との間隔が縮まり、必要十分な変倍スペースが取れないためにこれ以上の光学系全長の短縮が困難であった。
ここで、上述のように、正の第4レンズ群の最も像側のレンズ成分が負の屈折力を持つことにより、第4レンズ群の前側主点位置をより物体側に位置させることができる。これにより、第3レンズ群と第4レンズ群の空気間隔が最も大きい広角端であっても、従来の構成よりも第4レンズ群をより像側に配置できるために、従来の構成よりも変倍スペースを有効に利用することができる。その結果、変倍スペースを小さく保ちながら十分な変倍比を取ることが可能となる小型なズームレンズを得ることができる。
また、第4レンズ群の最も物体側の面から少なくとも2面は収斂面であることがより好ましい。
第4レンズ群の最も物体側の面から少なくとも2面は収斂面、すなわち凸面であることで、第4レンズ群の前側主点位置をより物体側へ位置させることができ、より光学系全長を短縮した小型なズームレンズを得ることが可能となる。同時に、球面収差やコマ収差の補正がしやすくなる。
特許文献1では、第4レンズ群が正の両凸レンズ成分1つで構成され、第5レンズ群が像側に凹面を向けた負のレンズ1つで構成されている。つまり、第4レンズ群の前側主点位置は物体側に位置させることはできていない。一方、第4レンズ群と第5レンズ群との合成系で考えると前側主点位置を物体側に位置させることができている。しかし、変倍時あるいはフォーカシング時に両者の相対位置関係、特に、第4レンズ群の最も物体側の収斂面と第5レンズ群の最も像側の発散面、が変動するため、コマ収差やメリジオナル像面湾曲などの収差変動を良好に補正することが極めて難しくなる。
このため、最も物体側の物体側に向けた凸面と、最も像側の像側に向けた凹面とを同じ正の第4レンズ群に保有し、一体で移動させることが好ましい。これにより、第4レンズ群の最も像側のレンズ成分が負の屈折力をもつことで第4レンズ群の前側主点位置をより物体側にすることによる光学系の全長短縮とそれに伴う収差変動を抑えることが可能となる。そして、これとは別に、負の第5レンズ群はさらなる光学性能向上(収差変動の抑制など)と合焦時に用いるレンズ群として残しておく必要がある。
なお、第4レンズ群の最も像側のレンズ面は非球面であることがより好ましい。
第4レンズ群の最も像側のレンズ面を非球面にすることにより、特にコマ収差や像面湾曲を良好に補正することが可能となる。
なお、レンズ成分とはレンズの最も物体側の面から最も像側の面の間に空気間隔を含まないものをさし、単レンズ、接合レンズ、複合レンズ、屈折力可変レンズ等はそれぞれ1つのレンズ成分と数える。
なお、ズームレンズの第4レンズ群内に以下の条件式(14)を満足する空気レンズが少なくとも1つあることが好ましい。
−0.45≦(RG4m1+RG4m2)/(RG4m2−RG4m1)≦6 ・・・(14)
ここで、RG4m1はズームレンズの第4レンズ群内の空気レンズの物体側の面の曲率半径、
RG4m2はズームレンズの第4レンズ群内の空気レンズの像側の面の曲率半径、
である
上述の条件式(14)は、第4レンズ群内の空気レンズの形状を数式化したものである。条件式(14)を満たすことで、広角端から望遠端の全領域での球面収差、像面湾曲、倍率色収差の補正を良好に行うことができる。
上述の条件式(14)の上限値を上回ると、広角端から望遠端の全領域で球面収差がアンダーに、像面湾曲がアンダーに、倍率色収差が悪化し、良好な光学性能を得ることが難しくなる。
上述の条件式(14)の下限値を下回ると、広角端から望遠端の全領域で球面収差がオーバーに、像面湾曲がオーバーに、倍率色収差が悪化し、良好な光学性能を得ることが難しくなる。
なお、条件式(14)に代えて、以下の条件式(14)’を満たすことが好ましい。
−0.3≦(RG4m1+RG4m2)/(RG4m2−RG4m1)≦3 ・・・(14)’
さらに、条件式(14)又は条件式(14)’に代えて、以下の条件式(14)’’を満たすことがより一層好ましい。
−0.28≦(RG4m1+RG4m2)/(RG4m2−RG4m1)≦2 ・・・(14)’’
また、本実施例に係るズームレンズの第5レンズ群が広角端から望遠端までの変倍時と合焦時に可動することが望ましい。
デジタルカメラ等の光学系では、高変倍比を持ちながら小型化、特に光学系の全長短縮する上で、どのレンズ又はレンズ群で合焦を行うかが重要である。合焦を行うためには、そのレンズ又はレンズ群を移動させるためにスペースが必要となる。上述の通り、高変倍比を持ちながら光学系の全長短縮をするには、各レンズ、特に変倍群のレンズの屈折力を強くすると同時に空気間隔を少なくしなければならない。つまり、合焦させるスペースを確保した上で空気間隔を少なくする必要がある。この傾向は高い変倍比を持たせようとするとより顕著になる。
特許文献1〜4では、変倍群を合焦群として利用することを提案している。変倍群で合焦を行うと、合焦を行う際のレンズの移動量に対する焦点位置変化が大きいため、少ない移動、つまり少ないスペースで合焦できる。しかしながら、高変倍比をもち全長短縮された光学系の場合、特に変倍群の屈折力が強くなるため、この合焦を行う際のレンズの移動量に対する焦点位置変化がより大きくなりすぎる。よって、微小に移動を制御し、精度よく合焦を行うことは非常に難しい。
特許文献4では、変倍群である正の第4レンズ群もしくは負の第5レンズ群で合焦するし、もしくは正の第4レンズ群と負の第5レンズ群の両方で合焦することでレンズの移動量に対する焦点位置変化をおさえることを提案している。しかしながら、合焦時に2つのレンズ群を動かすことは鏡筒機構の複雑化を招き、小型な撮像装置を得ることは非常に難しい。
上述のように、変倍群を合焦時に用いるレンズ群に用いると、高変倍比・全長短縮を達成することはきわめて難しい。
特許文献2〜4では、正・負・正・正・負・正の6群構成の屈曲光学系で高変倍比を持たせるために、負の第2レンズ群、正の第4レンズ群、負の第5レンズ群又は負の第2レンズ群、正の第4レンズ群、正の第6レンズ群の3つを変倍群として用いている。残りの3つのレンズ群は固定となっている。
この構成で高変倍化・全長短縮化を行うと変倍群もしくは固定群を合焦するレンズ群にしなければならない。変倍時に3つの可動群がある上で、固定群を合焦時のみ動かすのは機構の複雑化を招くため好ましくない。このため、変倍群の1つのレンズ群について屈折力を弱めるなどして変倍機能をほとんどなくし、そのレンズ群を合焦するレンズ群として用いることが必要となる。
正・負・正・正・負・正の6群構成では主に負の第2レンズ群、正の第4レンズ群で大きな変倍機能を持たせやすい。一方で、負の第5レンズ群はその2つのレンズ群に比べ、変倍機能は小さい。このため、負の第5レンズ群の変倍機能を負の第2レンズ群、正の第4レンズ群に移し、第5レンズ群のみを合焦時に用いることが好ましい。そして広角端から望遠端までの変倍の際に発生する収差変動を抑制するなど光学性能向上のために可動していることが好ましい。
本実施例では、第4レンズ群の最も像側のレンズ成分を負の屈折力を持つように構成することで、光学系全体で十分な変倍率を確保しつつ第5レンズ群の変倍機能(屈折力)を弱め、変倍の際に発生する焦点位置変動や収差変動の補正と合焦のためのレンズ群としての機能を持たせることを可能にしている。
つまり、第5レンズ群が広角端から望遠端までの変倍時と合焦時に可動することで高変倍化・全長短縮化・制御の容易なズームレンズを得ることが可能となる。
なお、第5レンズ群はズームレンズの結像倍率が1/50よりも小さい倍率でも移動していることが好ましい。
また、本実施例のズームレンズは、以下の条件式(1)を満たすことが望ましい。
−3≦FG5/FG6≦−0.91 ・・・(1)
ここで、FG5は第5レンズ群の焦点距離、
FG6は第6レンズ群の焦点距離、
である。
上述の条件式(1)は、ズームレンズの第5レンズ群と、第6レンズ群との焦点距離の比である。条件式(1)を満足することで、光学系全長の短縮された、制御のしやすい良好な合焦機能をもつズームレンズを得ることができる。
上述の条件式(1)の上限値を上回ると、第5レンズ群によるレンズの移動量に対する焦点位置変化が大きくなりすぎるため、制御の難易度が高くなり、良好な合焦機能を得ることが困難になる。
上述の条件式(1)の下限値を下回ると、第5レンズ群によるレンズの移動量に対する焦点位置変化が小さくなり、合焦に必要なスペースが必要となるため、光学系全長が短縮されたズームレンズを得ることは難しい。また、変倍の際に発生する収差変動や射出瞳位置の変動という各種変動の補正も困難になる。
なお、条件式(1)に代えて、以下の条件式(1)’を満たすことが好ましい。
−2.0≦FG5/FG6≦−0.91 ・・・(1)’
さらに、条件式(1)又は条件式(1)’に代えて、下記条件式(1)’’を満たすことがより一層好ましい。
−1.9≦FG5/FG6≦−0.93 ・・・(1)’’
また、本実施例に係るズームレンズは、以下の条件式(2)を満たすことが好ましい。
−6≦FG5/Fw≦−2.2 ・・・(2)
ここで、FG5は第5レンズ群の焦点距離、
Fwはズームレンズの広角端における焦点距離、
である。
上述の条件式(2)は、ズームレンズの第5レンズ群の焦点距離と、ズームレンズの広角端における焦点距離との比である。条件式(2)を満たすことで、光学系が全長短縮された、制御のしやすい良好な合焦機能をもつズームレンズを得ることができる。
上述の条件式(2)の上限値を上回ると、第5レンズ群の屈折力が強すぎ、レンズの移動量に対する焦点位置変化が大きくなりすぎる。このため、レンズ群の移動の制御の難易度が高いため良好な合焦機能を得ることが困難になる。
上述の条件式(2)の下限値を下回ると、第5レンズ群の屈折力が弱くなるため、レンズの移動量に対する焦点位置変化が小さくなる。このため、合焦するために必要なレンズ群の移動量が大きくなり、そのためのスペースが必要となる。その結果、光学系の全長が短縮されたズームレンズを得ることが困難になる。また、変倍の際に発生する収差変動や射出瞳位置の変動という各種変動の補正も困難になる。
なお、条件式(2)に代えて、以下の条件式(2)’を満たすことが好ましい。
−5≦FG5/Fw≦−2.2 ・・・(2)’
さらに、条件式(2)に代えて、以下の条件式(2)’’を満たすことがより一層好ましい。
−4.5≦FG5/Fw≦−2.2 ・・・(2)’’
また、本実施例に係るズームレンズは、以下の条件式(3)を満たすことが好ましい。
−1.50≦FG5/FT≦−0.32 ・・・(3)
ここで、FG5は第5レンズ群の焦点距離、
FTはズームレンズの望遠端における焦点距離、
である。
上述の条件式(3)は、ズームレンズの第5レンズ群の焦点距離と、ズームレンズの望遠端における焦点距離との比である。条件式(3)を満たすことで、光学系全長がより短縮された、制御のしやすい良好な合焦機能をもつズームレンズを得ることができる。
上述の条件式(3)の上限値を上回ると、第5レンズ群の屈折力が強すぎ、レンズの移動量に対する焦点位置変化がより大きくなりすぎるため、微小な移動量の制御を行わなければならず、精密に合焦を行うことが困難になる。
上述の条件式(3)の下限値を下回ると、第5レンズ群の屈折力が弱くなるため、特に望遠端でレンズの移動量に対する焦点位置変化が小さくなる。加えて望遠端では合焦の際に動くレンズの移動量が大きいため、合焦するために必要な移動量がより大きくなり、そのためのスペースが必要となる。このため、光学系全長がより短縮されたズームレンズを得ることが困難になる。また、変倍の際に発生する収差変動や射出瞳位置の変動という各種変動の補正も困難になる。
なお、条件式(3)に代えて、以下の条件式(3)’を満たすことが好ましい。
−1.30≦FG5/FT≦−0.32 ・・・(3)’
さらに、条件式(3)に代えて下記条件式(3)’’を満たすことがより一層好ましい。
−1.15≦FG5/FT≦−0.32 ・・・(3)’’
また、本実施例のズームレンズは、以下の条件式(4)を満たすことが望ましい。
−15≦(RG4L+RG4M)/(RG4L−RG4M)≦−1.5 ・・・(4)
ここで、RG4Mは第4レンズ群の最も像側のレンズ成分の物体側の面の曲率半径、
RG4Lは第4レンズ群の最も像側のレンズ成分の像側の面の曲率半径、
である。
上述の条件式(4)は、前記ズームレンズの第4レンズ群の最も像側のレンズ成分の形状を数式化したものである。条件式(4)を満足することで、広角端から望遠端での全領域での球面収差、像面湾曲、軸上色収差、倍率色収差の補正を良好に行うことができる。
上述の条件式(4)の上限値を上回ると、球面収差がオーバーに、メリジオナル像面湾曲がオーバーに、軸上色収差、高次の倍率色収差が悪化し、良好な光学性能を得ることが困難になる。また、第4レンズ群の前側主点位置を十分に物体側へ出すことができず、光学系全長の短縮に不利である。
上述の条件式(4)の下限値を下回ると、球面収差がアンダーに、メリジオナル像面湾曲がアンダーに、軸上色収差、倍率色収差が悪化し、良好な光学性能を得ることが困難になる。
なお、条件式(4)に代えて、以下の条件式(4)’を満たすことが好ましい。
−12≦(RG4L+RG4M)/(RG4L−RG4M)≦−1.5 ・・・(4)’
さらに、条件式(4)に代えて、以下の条件式(4)’’を満たすことがより一層好ましい。
−9≦(RG4L+RG4M)/(RG4L−RG4M)≦−1 ・・・(4)’’
また、本実施例のズームレンズは、以下の条件式(5)を満たすことが望ましい。
0.9≦FW5G6G/FT5G6G≦2.3 ・・・(5)
ここで、FW5G6G は広角端での第5レンズ群と第6レンズ群との合成焦点距離、
FT5G6G は望遠端での第5レンズ群と第6レンズ群との合成焦点距離、
である。
上述の条件式(5)は、ズームレンズの広角端での第5レンズ群と第6レンズ群の合成焦点距離と望遠端での第5レンズ群と第6レンズ群の合成焦点距離の比である。条件式(5)を満足することで、光学系の全長が短縮された、制御のしやすい良好な合焦機能をもつズームレンズを得ることができる。
上述の条件式(5)の上限値を上回ると、第5レンズ群の変倍作用、つまり屈折力が強くなるため、レンズの移動量に対する焦点位置変化がより大きくなる。このため微小な移動量の制御を行わなければならず精密に合焦を行うことが困難になる。
上述の条件式(5)の下限値を下回ると、特に光学系全長が短縮されたズームレンズの望遠端で第5レンズ群と第6レンズ群の空気間隔が少なくなり、第5レンズ群での合焦を行うことが困難になる。
なお、条件式(5)に代えて、以下の条件式(5)’を満たすことが好ましい。
0.9≦FW5G6G/FT5G6G≦2.1 ・・・(5)’
さらに、条件式(5)に代えて、以下の条件式(5)’’を満たすことがより一層好ましい。
0.95≦FW5G6G/FT5G6G≦2.05 ・・・(5)’’
また、本発明のズームレンズは、以下の条件式(6)を満たすことが望ましい。
0.95≦MGG5T/MGG5W≦1.25 ・・・(6)
ここで、MGG5Wは、ズームレンズの第5レンズ群の広角端時の横倍率、
MGG5Tは、ズームレンズの第5レンズ群の望遠端時の横倍率、
である。
上述の条件式(6)は、ズームレンズの第5レンズ群の広角端時の横倍率と、第5レンズ群の望遠端時の横倍率の比である。条件式(6)を満たすことで、良好な光学性能をもつ、精密な合焦をすることができる。
上述の条件式(6)の上限値を上回ると、第5レンズ群で大きな変倍をすること、つまり屈折力が大きくなることとなり、レンズの移動量に対する焦点位置変化がより大きくなりすぎるため、微小な移動量の制御を行わなければならず、精密に合焦を行うことが困難になる。
上述の条件式(6)の下限値を下回ると、第5レンズ群より物体側で発生した変倍作用を打ち消すことになるため、変倍群により強い屈折率を持たせなければいけない。下限値を下回ることで、球面収差やコマ収差、像面湾曲、軸上色収差、倍率色収差が許容できないほど悪化し、良好な光学性能を得ることが困難になる。
なお、条件式(6)に代えて、以下の条件式(6)’を満たすことが好ましい。
0.975≦MGG5T/MGG5W≦1.25 ・・・(6)’
さらに、条件式(6)に代えて下記条件式(6)’’を満たすことがより一層好ましい。
0.985≦MGG5T/MGG5W≦1.24 ・・・(6)’’
また、本発明のズームレンズは、下記条件式(7)を満たすことが望ましい。
−0.5≦ΔLG5/Fw≦1 ・・・(7)
ここで、ΔLG5はズームレンズの望遠端時の第5レンズ群の最も像側の面から像面までの距離と、ズームレンズの広角端時の第5レンズ群の最も像側の面から像面までの距離との差、
Fwはズームレンズの広角端での光学系全系の焦点距離、
である。
上述の条件式(7)はズームレンズの望遠端時の第5レンズ群の最も像側の面から像面までの距離と、ズームレンズの広角端時の第5レンズ群の最も像側の面から像面までの距離との差と、ズームレンズの広角端での光学系全系の焦点距離との比である。条件式(7)を満足することで第5レンズ群による精密な合焦を行うことができる。
上述の条件式(7)の上限値を上回ると、第5レンズ群による変倍効果が大きく、つまり第5レンズ群の屈折力が強くなり、レンズの移動量に対する焦点位置変化が大きくなりすぎるため、微小な移動量の制御を行わなければならず精密に合焦を行うことが困難になる。
上述の条件式(7)の下限値を下回ると、第5レンズ群を合焦させるスペースをとることが困難になる。
なお、条件式(7)に代えて、以下の条件式(7)’を満たすことが好ましい。
−0.3≦ΔLG5/Fw≦1 ・・・(7)’
さらに、条件式(7)に代えて、以下の条件式(7)’’を満たすことがより一層好ましい。
−0.1≦ΔLG5/Fw≦0.99 ・・・(7)’’
また、本実施例のズームレンズは、以下の条件式(8)を満たすことが望ましい。
−0.005≦(ΔLG5/Fw)/ M2≦0.023 ・・・(8)
ここで、ΔLG5は第5レンズ群の広角端時の第5レンズ群の最も像側の面から像面までの距離と、第5レンズ群の望遠端時の第5レンズ群の最も像側の面から像面までの距離との差、
Fwはズームレンズの広角端での光学系全系の焦点距離、
Mはズームレンズの光学倍率、
である。
上述の条件式(8)は、ズームレンズの第5レンズ群の最も像側の面から像面までの距離と、第5レンズ群の望遠端時の第5レンズ群の最も像側の面から像面までの距離との差と、ズームレンズの広角端での光学系全系の焦点距離との比と光学倍率の二乗との比である。条件式(8)を満足することで第5レンズ群によるより精密な合焦を行うことができる。
上述の条件式(8)の上限値を上回ると、第5レンズ群による変倍効果が大きく、つまり第5レンズ群の屈折力が強くなり、レンズの移動量に対する焦点位置変化がより大きくなりすぎるため、微小な移動量の制御を行わなければならず精密に合焦を行うことが困難になる。
上述の条件式(8)の下限値を下回ると、第5レンズ群を合焦させるスペースをとることが困難になる。
なお、条件式(8)に代えて、以下の条件式(8)’を満たすことが好ましい。
−0.003≦(ΔLG5/Fw)/ M2≦0.022 ・・・(8)’
さらに、条件式(8)に代えて、以下の条件式(8)’’を満たすことがより一層好ましい。
0≦(ΔLG5/Fw)/ M2≦0.022 ・・・(8)’’
また、本実施例のズームレンズは、以下の条件式(9)を満たすことが望ましい。
0.15≦LWG4G5 / LTG4G5≦1.7 ・・・(9)
ここで、LWG4G5はズームレンズの広角端での第4レンズ群と第5レンズ群との空気間隔距離、
LTG4G5はズームレンズの望遠端での第4レンズ群と第5レンズ群との空気間隔距離、
である。
上述の条件式(9)は、ズームレンズの広角端での第4レンズ群と第5レンズ群との空気間隔距離と、ズームレンズの望遠端での第4レンズ群と第5レンズ群との空気間隔距離との比である。条件式(9)を満足することで、第5レンズ群で精密な合焦が可能となる光学系の全長が短縮されたズームレンズを得ることができる。
上述の条件式(9)の上限値を上回ると、第5レンズ群による変倍効果が大きくなり、レンズの移動量に対する焦点位置変化がより大きく、つまり第5レンズ群の屈折力が強くなるため、微小な移動量の制御を行わなければならず、精密に合焦を行うことが困難になる。
上述の条件式(9)の下限値を下回ると、望遠端において第4レンズ群と第5レンズ群間の空気間隔が大きくなる。こうなると光学系の全長が短縮されたズームレンズ上では、第5レンズ群と第6レンズ群の間隔が狭くなり、合焦に必要なスペースを取ることが困難になる。
なお、条件式(9)に代えて、以下の条件式(9)’を満たすことが好ましい。
0.15≦LWG4G5 / LTG4G5≦1.5 ・・・(9)’
さらに、条件式(9)に代えて、以下の条件式(9)’’を満たすことがより一層好ましい。
0.135≦LWG4G5 / LTG4G5≦1.4 ・・・(9)’’
本実施例のズームレンズは、以下の条件式(10)を満たすことが望ましい。
0.3≦LWG5G6 / LTG5G6≦1.8 ・・・(10)
ここで、L WG5G6 はズームレンズの広角端での第5レンズ群と第6レンズ群との空気間隔距離、
L TG5G6 はズームレンズの望遠端での第5レンズ群と第6レンズ群との空気間隔距離、
である。
上述の条件式(10)はズームレンズの広角端での第5レンズ群と第6レンズ群との空気間隔距離と、ズームレンズの望遠端での第5レンズ群と第6レンズ群との空気間隔距離との比である。条件式(10)を満足することで、第5レンズ群で精密な合焦が可能となる光学系の全長が短縮されたズームレンズを得ることができる。
上述の条件式(10)の上限値を上回ると、望遠端において第5レンズ群と第6レンズ群間の空気間隔が狭くなるため、合焦に必要なスペースを取ることが困難になる。
上述の条件式(10)の下限値を下回ると、第5レンズ群による変倍効果が大きく、つまり第5レンズ群の屈折力が強くなるため、レンズの移動量に対する焦点位置変化がより大きくなりすぎるため、微小な移動量の制御を行わなければならず精密に合焦を行うことが困難になる。
本実施例のズームレンズは、第4レンズ群の最も像側の面が像側に向けた凹面であることが望ましい。
上述の構成にすることで、第4レンズ群の前側主点位置をより物体側へ配置することができるため、従来の構成よりも変倍スペースを有効に利用することができる。これにより、変倍スペースを小さく保ちながら十分な変倍比を取ることが可能な小型なズームレンズを得ることができる。
なお、正の第4レンズ群の最も像側の面の発散面はその群の中で最も強く発散する面であることが好ましい。この構成にすることにより、第4レンズ群の前側主点位置をより物体側にすることができるため、より小型なズームレンズを得ることができる。
本実施例のズームレンズは、第5レンズ群が広角端から望遠端への変倍の際に像側に凸形状の軌跡を描いて可動することが望ましい。
上述の構成にすることで、第5レンズ群で精密な合焦が可能となる光学系の全長が短縮されたズームレンズを得ることができる。
本実施例のズームレンズは、広角端から望遠端への変倍の際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間隔は広がり、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔は縮まり、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群の間隔は縮まり、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群の間隔は変化し、前記第5レンズ群と前記第6レンズ群の間隔は変化することが望ましい。
上述の構成にすることで、効率的な変倍をすることができ、小型化を達成することができる。
本実施例のズームレンズは、前記第5レンズ群の最も物体側の面が物体側に向けて凹面であることが望ましい。
上述の構成にすることで、広角端から望遠端での像面湾曲、非点収差、倍率色収差を良好に抑えることができる。
なお、本実施例のズームレンズにおいて、以下の条件式(15)を満足することが好ましい。
−0.2≦(RG5S+RG5L)/(RG5L−RG5S)≦8 ・・・(15)
ここで、RG5Sはズームレンズの第5レンズ群の最も物体側の面の曲率半径、
RG5Lはズームレンズの第5レンズ群の最も像側の面の曲率半径、
である。
上述の条件式(15)は、第5レンズ群の形状を数式化したものである。条件式(15)を満たすことで、広角端から望遠端の全領域での像面湾曲、非点収差、倍率色収差を良好に抑えることができる。
上述の条件式(15)の上限値を上回ると、広角端から望遠端の全領域での非点収差、高次の倍率色収差が悪化し、良好な光学性能を得ることが困難になる。
上述の条件式(15)の下限値を下回ると、広角端から望遠端の全領域での像面湾曲がアンダーに、高次の倍率色収差が悪化し、良好な光学性能を得ることが困難になる。
なお、条件式(15)に代えて、以下の条件式(15)’を満たすことが好ましい。
−0.2≦(RG5S+RG5L)/(RG5L−RG5S)≦5 ・・・(15)’
さらに、条件式(15)に代えて、以下の条件式(15)’’を満たすことがより一層好ましい。
−0.18≦(RG5S+RG5L)/(RG5L−RG5S)≦3.5 ・・・(15)’’
本実施例のズームレンズは、以下の条件式(11)を満たすことが望ましい。
1.1≦FG5/FG4Ln≦5 ・・・(11)
ここで、FG5はズームレンズの第5レンズ群の焦点距離、
FG4Lnはズームレンズの第4レンズ群の最も像側の負レンズの焦点距離、
である。
上述の条件式(11)はズームレンズの第5レンズ群の焦点距離と、第4レンズ群の最も像側の負レンズの焦点距離との比である。条件式(11)を満足することで光学性能が良好な小型なズームレンズを得ることができる。
上述の条件式(11)の上限値を上回ることで、第5レンズ群の移動による収差補正力が弱まり、広角端から望遠端の全領域での特にコマ収差や非点収差の補正を行うことが難しくなり光学性能が良好なズームレンズを得ることが極めて難しい。また、第5レンズ群の合焦時の移動量が大きくなり、全長短縮上不利になる。
上述の条件式(11)の下限値を下回ることで、第5レンズ群の移動による収差変動が大きくなり、広角端から望遠端の全領域での特にコマ収差や非点収差の補正を行うことが難しくなり光学性能が良好なズームレンズを得ることが極めて難しい。また、第5レンズ群の移動量に対する焦点位置変化がより大きくなりすぎるため、微小な移動量の制御を行わなければならず精密に合焦を行うことが困難になる。
なお、条件式(11)に代えて、以下の条件式(11)’を満たすことが好ましい。
1.2≦FG5/FG4Ln≦4.5 ・・・(11)’
さらに、条件式(11)に代えて、以下の条件式(11)’’を満たすことがより一層好ましい。
1.2≦FG5/FG4Ln≦4.0 ・・・(11)’’
本実施例のズームレンズは、以下の条件式(12)を満たすことが望ましい。
0.1≦(RG5S+RG4L)/(RG5S−RG4L)≦0.9 ・・・(12)
ここで、RG5Sは第5レンズ群の最も物体側の面の曲率半径、
RG4Lは第4レンズ群の最も像側の面の曲率半径、
である。
上述の条件式(12)は、ズームレンズの第4レンズ群の最も像側の面と、第5レンズ群の最も物体側の面で形成される空気レンズの形状を数式化したものである。条件式(12)を満足することで、広角端から望遠端の全領域での像面湾曲、非点収差、色収差の補正を良好に行うことができる。
上述の条件式(12)の上限値を上回ることで、広角端から中間状態までメリジオナル像面湾曲がアンダーとなり、高次の倍率色収差が発生し、望遠端では非点収差が発生するために良好に光学性能を確保することが困難になる。
上述の条件式(12)の下限値を下回ることで、広角端から望遠端の全領域で、特に像面湾曲がオーバーとなり良好な光学性能を確保することが困難になる。
なお、条件式(12)に代えて、以下の条件式(12)’を満たすことが好ましい。
0.2≦(RG5S+RG4L)/(RG5S−RG4S) ≦0.8 ・・・(12)’
さらに、条件式(12)に代えて、以下の条件式(12)’’を満たすことがより一層好ましい。
0.3≦(RG5S+RG4L)/(RG5S−RG4S) ≦0.7 ・・・(12)’’
本実施例のズームレンズは、第6レンズ群が変倍時に固定であることが望ましい。
上述の構成にすることで、ズーミング時に移動するレンズ群を減らし、鏡筒の構成の簡素化を行うことが出来る。このことにより、撮像装置全体をより小型にすることが可能となる。
本実施例のズームレンズは、以下の条件式(13)を満たすことが望ましい。
1.9≦|(RG4L+RG4S)/(RG4L−RG4S)| ・・・(13)
ここで、RG4Sは第4レンズ群の最も物体側の面の曲率半径、
RG4Lは第4レンズ群の最も像側の面の曲率半径、
である。
上述の条件式(13)は、ズームレンズの第4レンズ群全体の形状を数式化したものである。条件式(13)を満足することで、第4レンズ群の収斂面と発散面のバランスを適切に定めることが可能となり、広角端から望遠端の全領域で球面収差、コマ収差、像面湾曲、色収差の補正を良好に行うことができる。
上述の条件式(13)の下限値を下回ると、収斂面と発散面のバランスをとることが極めて難しくなるため、収差補正能力が失われていき、広角端から望遠端の全領域で、特に球面収差、コマ収差、像面湾曲、色収差の発生により良好な光学性能を確保することが困難になる。
本発明のズームレンズは、第2レンズ群において、少なくとも負レンズを2つ連続で並んで配置させることが望ましい。
上述の構成にすることで、第2レンズ群の前側主点の位置をより物体側に位置させることができるため、変倍群である第2レンズ群が効率的に変倍することができ、小型なズームレンズにすることができる。特に、最も物体側の面から入射瞳までの距離を短くすることで、広い画角を確保しながらの小型化が可能となる。
以上のように本実施例によれば、反射光学素子を含む屈曲光学系で、小型で、収差が良好に補正された小型なズームレンズおよびそれを有する電子撮像装置を提供することが可能となる。
なお、各条件式の上限値のみ、もしくは下限値のみを新たな上限値、下限値としても良い。
以下に、ズームレンズおよび電子撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、実施例5及び実施例6は、参考例であって、この発明には含まれない。
実施例1における結像光学系のズームレンズについて説明する。図1は実施例1におけるズームレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での断面図である。
実施例1の結像光学系のズームレンズは、図1に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6と、を有している。なお、以下全ての実施例において、レンズ断面図中、Pはプリズム、CGはカバーガラス、Iは電子撮像素子の撮像面を示している。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、反射光学素子であるプリズムPと、両凸正レンズL12と、両凸正レンズL13と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。ここで、負メニスカスレンズL11とプリズムPは、前群G1fを構成し、負の屈折力を有する。両凸正レンズL12と両凸正レンズL13は、後群G1bを構成し、正の屈折力を有する。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹負レンズL21と、両凹負レンズL22と両凸正レンズL23の接合レンズSU21と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、絞りSと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸正レンズL41と、両凸正レンズL42と両凹負レンズL43の接合レンズSU41と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第5レンズ群G5は、両凹負レンズL51で構成されており、負の屈折力を有している。
第6レンズ群G6は、両凸正レンズL61で構成されており、正の屈折力を有している。
第1レンズ群G1、第3レンズ群G3及び第6レンズ群G6は、常時固定である。広角端から望遠端へと変倍する際には、第2レンズ群G2は第3レンズ群G3との間隔を狭めながら像側へ移動する。第4レンズ群G4は、広角端から望遠端まで第3レンズ群G3との間隔を狭めながら物体側へ移動する。第5レンズ群G5は、広角端から中間状態までは第6レンズ群G6との間隔を狭めながら像側へ移動し、中間状態から望遠端までは第6レンズ群G6との間隔を広げながら物体側へ移動する。
非球面は、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の像側の面r2、第2レンズ群G2の両凹負レンズL21の像側の面r10、第3レンズ群G3の正メニスカスレンズL31の物体側の面r15、第4レンズ群G4の両凸正レンズL41の物体側の面r17、第4レンズ群G4の接合レンズSU41を構成する両凹負レンズL43の像側の面r21、及び第6レンズ群G6の両凸正レンズL61像側の面r25の6面である。
実施例2における結像光学系のズームレンズについて説明する。図2は実施例2におけるズームレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での断面図である。
実施例2の結像光学系のズームレンズは、図2に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6とを有している。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、反射光学素子であるプリズムPと、両凸正レンズL12と、両凸正レンズL13と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。ここで、負メニスカスレンズL11とプリズムPは、前群G1fを構成し、負の屈折力を有する。両凸正レンズL12と両凸正レンズL13は、後群G1bを構成し、正の屈折力を有する。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹負レンズL21と、両凹負レンズL22と両凸正レンズL23の接合レンズSU21と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、絞りSと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸正レンズL41と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第5レンズ群G5は、両凹負レンズL51で構成されており、負の屈折力を有している。
第6レンズ群G6は、両凸正レンズL61で構成されており、正の屈折力を有している。
第1レンズ群G1、第3レンズ群G3及び第6レンズ群G6は、常時固定である。広角端から望遠端へと変倍する際には、第2レンズ群G2は第3レンズ群G3との間隔を狭めながら像側へ移動する。第4レンズ群G4は、広角端から望遠端まで第3レンズ群G3との間隔を狭めながら物体側へ移動する。第5レンズ群G5は、広角端から中間状態までは第6レンズ群G6との間隔を狭めながら像側へ移動し、中間状態から望遠端までは第6レンズ群G6との間隔を広げながら物体側へ移動する。
非球面は、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の像側の面r2、第2レンズ群G2の両凹負レンズL21の像側の面r10、第3レンズ群G3の正メニスカスレンズL31の物体側の面r15、第4レンズ群G4の両凸正レンズL41の物体側の面r17、及び第4レンズ群G4の負メニスカスレンズL42の像側の面r20の5面である。
実施例3における結像光学系のズームレンズについて説明する。図3は実施例3におけるズームレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での断面図である。
実施例3の結像光学系のズームレンズは、図3に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6とを有している。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、反射光学素子であるプリズムPと、両凸正レンズL12と、両凸正レンズL13と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。ここで、負メニスカスレンズL11とプリズムPは、前群G1fを構成し、負の屈折力を有する。両凸正レンズL12と両凸正レンズL13は、後群G1bを構成し、正の屈折力を有する。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹負レンズL21と、両凹負レンズL22と両凸正レンズL23の接合レンズSU21と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、絞りSと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸正レンズL41と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL42と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL43の接合レンズSU41と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第5レンズ群G5は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL51で構成されており、負の屈折力を有している。
第6レンズ群G6は、両凸正レンズL61で構成されており、正の屈折力を有している。
第1レンズ群G1、第3レンズ群G3及び第6レンズ群G6は、常時固定である。広角端から望遠端へと変倍する際には、第2レンズ群G2は第3レンズ群G3との間隔を狭めながら像側へ移動する。第4レンズ群G4は、広角端から望遠端まで第3レンズ群G3との間隔を狭めながら物体側へ移動する。第5レンズ群G5は、広角端から中間状態までは第6レンズ群G6との間隔を狭めながら像側へ移動し、中間状態から望遠端までは第6レンズ群G6との間隔を広げながら物体側へ移動する。
非球面は、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の像側の面r2、第2レンズ群G2の両凹負レンズL21の像側の面r10、第3レンズ群G3の正メニスカスレンズL31の物体側の面r15、及び第4レンズ群G4の両凸正レンズL41の両面r17,r18の5面である。
実施例4における結像光学系のズームレンズについて説明する。図4は実施例4におけるズームレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での断面図である。
実施例4の結像光学系のズームレンズは、図4に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6とを有している。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹負レンズL11と、反射光学素子であるプリズムPと、両凸正レンズL12と、両凸正レンズL13と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。ここで、平凹レンズL11とプリズムPは、前群G1fを構成し、負の屈折力を有する。両凸正レンズL12と両凸正レンズL13は、後群G1bを構成し、正の屈折力を有する。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹負レンズL21と、両凹負レンズL22と両凸正レンズL23の接合レンズSU21と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、絞りSと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸正レンズL41と、両凸正レンズL42と両凹負レンズL43の接合レンズSU41と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第5レンズ群G5は、両凹負レンズL51で構成されており、負の屈折力を有している。
第6レンズ群G6は、両凸正レンズL61で構成されており、正の屈折力を有している。
第1レンズ群G1、第3レンズ群G3及び第6レンズ群G6は、常時固定である。広角端から望遠端へと変倍する際には、第2レンズ群G2は第3レンズ群G3との間隔を狭めながら像側へ移動する。第4レンズ群G4は、広角端から望遠端まで第3レンズ群G3との間隔を狭めながら物体側へ移動する。第5レンズ群G5は、広角端から中間状態までは第6レンズ群G6との間隔を狭めながら像側へ移動し、中間状態から望遠端までは第6レンズ群G6との間隔を広げながら物体側へ移動する。
非球面は、第1レンズ群G1の平凹負レンズL11の像側の面r2、第2レンズ群G2の両凹負レンズL21の像側の面r10、第3レンズ群G3の正メニスカスレンズL31の物体側の面r15、第4レンズ群G4の両凸正レンズL41の両面r17,r18、
第4レンズ群G4の接合レンズSU41を構成する両凹負レンズL43の像側の面r21、及び第6レンズ群G6の両凸正レンズL61の像側の面r25の7面である。
ある。
実施例5における結像光学系のズームレンズについて説明する。図5は実施例5におけるズームレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での断面図である。
実施例5の結像光学系のズームレンズは、図5に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6とを有している。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、反射光学素子であるプリズムPと、両凸正レンズL12と、両凸正レンズL13と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。ここで、負メニスカスレンズL11とプリズムPは、前群G1fを構成し、負の屈折力を有する。両凸正レンズL12と両凸正レンズL13は、後群G1bを構成し、正の屈折力を有する。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹負レンズL21と、両凹負レンズL22と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23の接合レンズSU21と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、絞りSと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸正レンズL41と、物体側に凸面を向けた平凸正レンズL42と像側に凹面を向けた平凹負レンズL43の接合レンズSU41と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第5レンズ群G5は、両凹負レンズL51で構成されており、負の屈折力を有している。
第6レンズ群G6は、両凸正レンズL61で構成されており、正の屈折力を有している。
第1レンズ群G1及び第6レンズ群G6は、常時固定である。広角端から望遠端へと変倍する際には、第2レンズ群G2は第3レンズ群G3との間隔を狭めながら像側へ移動する。第4レンズ群G4は、広角端から望遠端まで第3レンズ群G3との間隔を狭めながら物体側へ移動する。第5レンズ群G5は、広角端から望遠端まで第6レンズ群G6との間隔を広げながら物体側へ移動する。
非球面は、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の像側の面r2、第3レンズ群G3の正メニスカスレンズL31の物体側の面r15、第4レンズ群G4の接合レンズSU41を構成する平凸正レンズL41の物体側の面r19、及び第4レンズ群G4の接合レンズSU41を構成する平凹負レンズL42の像側の面r21の4面である。
実施例6における結像光学系のズームレンズについて説明する。図6は実施例6におけるズームレンズの光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での断面図である。
実施例6の結像光学系のズームレンズは、図6に示すように、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6とを有している。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、反射光学素子であるプリズムPと、両凸正レンズL12と、両凸正レンズL13と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。ここで、負メニスカスレンズL11とプリズムPは、前群G1fを構成し、負の屈折力を有する。両凸正レンズL12と両凸正レンズL13は、後群G1bを構成し、正の屈折力を有する。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹負レンズL21と、両凹負レンズL22と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23の接合レンズSU21と、で構成されており、全体で負の屈折力を有している。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、絞りSと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸正レンズL41と、物体側に凸面を向けた平凸正レンズL42と像側に凹面を向けた平凹負レンズL43の接合レンズSU41と、で構成されており、全体で正の屈折力を有している。
第5レンズ群G5は、両凹負レンズL51で構成されており、負の屈折力を有している。
第6レンズ群G6は、両凸正レンズL61で構成されており、正の屈折力を有している。
第1レンズ群G1及び第6レンズ群G6は、常時固定である。広角端から望遠端へと変倍する際には、第2レンズ群G2は第3レンズ群G3との間隔を狭めながら像側へ移動する。第4レンズ群G4は、広角端から望遠端まで第3レンズ群G3との間隔を狭めながら物体側へ移動する。第5レンズ群G5は、広角端から望遠端まで第6レンズ群G6との間隔を広げながら物体側へ移動する。
非球面は、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL11の像側の面r2、第3レンズ群G3の正メニスカスレンズL31の物体側の面r15、第4レンズ群G4の接合レンズSU41を構成する平凸正レンズL41の物体側の面r19、及び第4レンズ群G4の接合レンズSU41を構成する平凹負レンズL42の像側の面r21の4面である。
次に、実施例1〜6の結像光学系のズームレンズを構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、各実施例の数値データにおいて、r1、r2、…は各レンズ面の曲率半径、d1、d2、…は各レンズの肉厚または空気間隔、nd1、nd2、…は各レンズのd線(λ=587.56nm)での屈折率、νd1、νd2、…は各レンズのd線(λ=587.56nm)でのアッべ数、Fno.はFナンバー、ωは半画角(°)をそれぞれ表している。また、絞りは開口絞りを示している。
また、非球面形状は、光軸方向をz、光軸に直交する方向をyにとり、円錐係数をK、非球面係数をA4、A6、A8、A10としたとき、次の式(I)で表される。
z=(y2/r)/[1+{1−(1+K)(y/r)21/2
+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10 ・・・(I)
また、Eは10のべき乗を表している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
数値実施例1
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 104.846 0.60 1.82115 24.06
2(非球面) 12.929 1.90
3 ∞ 8.40 1.88300 40.76
4 ∞ 0.10
5 166.189 1.48 1.49700 81.61
6 -14.594 0.10
7 13.802 1.63 1.64000 60.08
8 -32.350 D8
9 -24.439 0.50 1.80610 40.92
10(非球面) 4.900 1.20
11 -13.172 0.50 1.77250 49.60
12 8.464 1.07 1.92286 18.90
13 -180.485 D13
14(絞り) ∞ 0.50
15(非球面) 6.794 0.94 1.69350 53.21
16 15.121 D16
17(非球面) 4.658 1.82 1.49700 81.61
18 -16.502 1.06
19 12.737 1.13 1.59270 35.31
20 -12.769 0.50 1.82115 24.06
21(非球面) 5.889 D21
22 -13.689 0.50 1.88300 40.80
23 38.683 D23
24 12.178 2.75 1.52542 55.78
25(非球面) -7.338 0.30
26 ∞ 1.55 1.51633 64.14
27 ∞ 0.34
像面 ∞

非球面データ
第2面
K=0.487,A4=1.24587E-04
第10面
K=0.000,A4=-8.51761E-04,A6=-1.93183E-05
第15面
K=-1.001,A4=2.68004E-05
第17面
K=-0.300,A4=-2.65386E-04,A6=-1.10160E-05,A8=-9.76481E-07
第21面
K=0.000,A4=2.95596E-03,A6=1.42760E-04,A8=1.01377E-05, A10= -3.45914E-07
第25面
K=0.000,A4=9.47414E-04,A6=-1.34041E-05,A8=3.29870E-07, A10= -1.03360E-09

ズームデータ
ズーム比 6.93

広角 中間 望遠
焦点距離 5.04 13.18 34.95
FNO. 4.12 5.18 6.40
画角2ω 83.72 31.94 12.28
像高 3.84 3.84 3.84
レンズ全長 49.73 49.73 49.73
BF(in air) 1.67 1.67 1.64

D8 0.32 4.47 7.71
D13 7.69 3.54 0.30
D16 6.40 2.88 0.50
D21 3.79 8.42 8.96
D23 3.20 2.10 3.95
数値実施例2
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 100.000 0.60 1.84666 23.78
2(非球面) 12.773 1.90
3 ∞ 8.50 1.88300 40.76
4 ∞ 0.10
5 47.513 1.59 1.49700 81.61
6 -15.875 0.10
7 14.242 1.55 1.65160 58.55
8 -43.375 D8
9 -34.073 0.30 1.80610 40.92
10(非球面) 5.225 1.27
11 -11.529 0.50 1.77250 49.60
12 9.772 1.08 1.92286 18.90
13 -59.500 D13
14(絞り) ∞ 0.50
15(非球面) 7.877 0.83 1.74320 49.34
16 15.992 D16
17(非球面) 4.468 3.50 1.49700 81.61
18 -12.269 0.10
19 12.491 0.50 1.84666 23.78
20(非球面) 4.991 D20
21 -26.168 0.50 1.84666 23.78
22 20.050 D22
23 11.138 2.59 1.52542 55.78
24 -12.189 0.30
25 ∞ 1.55 1.51633 64.14
26 ∞ 0.34
像面 ∞

非球面データ
第2面
K=0.238,A4=9.12122E-05
第10面
K=0.000,A4=-5.55094E-04,A6=-4.10307E-06
第15面
K=0.000,A4=-1.96098E-04
第17面
K=-0.714,A4=5.59580E-04,A6=-7.37981E-06
第20面
K=0.000,A4=2.64723E-03,A6=1.30494E-04,A8=2.02589E-05

ズームデータ
ズーム比 6.76

広角 中間 望遠
焦点距離 5.07 12.88 34.27
FNO. 4.60 5.62 6.05
画角2ω 82.46 32.60 12.52
像高 3.84 3.84 3.84
レンズ全長 49.73 49.74 49.73
BF(in air) 1.67 1.68 1.67

D8 0.31 4.71 8.71
D13 8.69 4.28 0.30
D16 4.36 1.42 0.44
D20 5.30 8.66 4.22
D22 3.39 2.98 8.39
数値実施例3
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 113.965 0.50 1.82115 24.06
2(非球面) 13.561 1.90
3 ∞ 8.50 1.88300 40.76
4 ∞ 0.10
5 28.210 1.50 1.49700 81.61
6 -21.607 0.10
7 21.753 1.33 1.69680 55.53
8 -33.615 D8
9 -29.517 0.30 1.80610 40.92
10(非球面) 5.594 1.09
11 -38.904 0.50 1.77250 49.60
12 7.621 1.20 1.92286 18.90
13 49.043 D13
14(絞り) ∞ 0.50
15(非球面) 5.642 0.89 1.52542 55.78
16 11.500 D16
17(非球面) 6.552 3.11 1.49700 81.61
18(非球面) -9.612 0.20
19 6.397 1.34 1.58144 40.75
20 17849.043 0.50 1.80518 25.42
21 4.181 D21
22 -10.000 0.50 1.84666 23.78
23 -24.983 D23
24 50.000 1.44 1.83400 37.16
25 -15.000 0.30
26 ∞ 1.55 1.51633 64.14
27 ∞ 0.34
像面 ∞

非球面データ
第2面
K=0.000,A4=9.85824E-05,A6=6.58595E-07,A8=-8.10558E-09
第10面
K=0.000,A4=-6.34676E-04,A6=-1.11374E-05
第15面
K=0.000,A4=-6.23300E-04,A6=-1.35901E-05
第17面
K=-0.300,A4=-4.25303E-04,A6=2.05390E-05
第18面
K=0.000,A4=9.11772E-04,A6=2.30953E-05

ズームデータ
ズーム比 5.88

広角 中間 望遠
焦点距離 5.07 12.87 29.81
FNO. 3.96 4.77 6.05
画角2ω 82.44 32.62 14.44
像高 3.84 3.84 3.84
レンズ全長 49.73 49.73 49.71
BF(in air) 1.67 1.67 1.65

D8 0.30 5.27 8.41
D13 8.44 3.48 0.33
D16 6.14 3.01 0.30
D21 4.17 8.80 9.48
D23 3.50 1.99 4.03
数値実施例4
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.60 1.82115 24.06
2(非球面) 16.412 1.90
3 ∞ 8.40 1.88300 40.76
4 ∞ 0.10
5 44.886 1.90 1.49700 81.61
6 -15.759 0.10
7 12.511 1.79 1.57967 60.00
8 -95.800 D8
9 -47.440 0.50 1.80610 40.92
10(非球面) 4.491 1.20
11 -11.015 0.50 1.77250 49.60
12 7.975 1.10 1.92286 18.90
13 -146.256 D13
14(絞り) ∞ 0.50
15(非球面) 7.498 0.94 1.69350 53.21
16 18.054 D16
17(非球面) 5.066 1.90 1.49700 81.61
18(非球面) -21.380 1.50
19 20.244 1.14 1.59270 35.31
20 -8.488 0.50 1.82115 24.06
21(非球面) 9.236 D21
22 -15.848 0.50 1.80610 40.92
23 215.413 D23
24 27.931 2.47 1.51000 60.00
25(非球面) -6.937 0.30
26 ∞ 1.55 1.51633 64.14
27 ∞ 0.34
像面 ∞

非球面データ
第2面
K=0.000,A4=9.13348E-05,A6=1.43222E-07,A8=-9.18067E-10
第10面
K=0.000,A4=-6.66705E-04,A6=-3.13125E-05,A8=-2.13641E-07,A10=2.52527E-07
第15面
K=-1.004,A4=2.68471E-05
第17面
K=0.000,A4=-3.16813E-04,A6=-2.84537E-06,A8=2.10723E-07
第18面
K=0.000,A4=1.47368E-04,A6=1.65817E-05
第21面
K=0.000,A4=2.08213E-03,A6=6.78512E-05,A8=1.85266E-06,A10=1.00078E-06
第25面
K=0.000,A4=1.38985E-03,A6=-2.00951E-05,A8=2.97973E-07

ズームデータ
ズーム比 9.80

広角 中間 望遠
焦点距離 5.00 15.65 49.00
FNO. 4.31 5.57 7.21
画角2ω 84.24 27.06 8.78
像高 3.84 3.84 3.84
レンズ全長 55.73 55.73 55.73
BF(in air) 1.69 1.66 1.61

D8 0.34 5.54 9.16
D13 9.12 3.92 0.30
D16 8.32 3.85 0.47
D21 1.77 8.76 9.67
D23 6.94 4.45 6.95
数値実施例5
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 277.498 0.50 1.63493 23.90
2(非球面) 12.000 1.90
3 ∞ 7.80 1.81600 46.62
4 ∞ 0.10
5 42.687 1.29 1.49700 81.61
6 -17.015 0.10
7 9.176 1.46 1.52542 55.78
8 -95.983 D8
9 -108.490 0.30 1.88300 40.76
10 6.429 0.85
11 -16.840 0.50 1.74100 52.64
12 5.537 0.97 1.92286 18.90
13 15.655 D13
14(絞り) ∞ D14
15(非球面) 6.576 0.98 1.52542 55.78
16 33.398 D16
17 6.252 1.81 1.49700 81.61
18 -16.372 0.30
19(非球面) 6.002 1.33 1.52542 55.78
20 ∞ 0.50 1.63493 23.90
21(非球面) 4.524 D21
22 -10.000 0.50 1.52542 55.78
23 335.543 D23
24 30.000 1.45 1.52542 55.78
25 -15.000 0.30
26 ∞ 1.55 1.51633 64.14
27 ∞ 0.34
像面 ∞

非球面データ
第2面
K=0.000,A4=9.48568E-05
第15面
K=0.000,A4=-6.59915E-04,A6=-5.14679E-06
第19面
K=0.000,A4=-2.85433E-04,A6=-4.31777E-05,A8=-6.66869E-06
第21面
K=0.000,A4=1.81842E-03,A6=5.94070E-05,A8=-1.31834E-05

ズームデータ
ズーム比 3.90

広角 中間 望遠
焦点距離 5.47 13.88 21.31
FNO. 3.50 4.81 5.96
画角2ω 78.00 30.76 20.04
像高 3.84 3.84 3.84
レンズ全長 41.73 41.72 41.73
BF(in air) 1.67 1.66 1.67

D8 0.29 3.77 5.07
D13 3.76 1.11 0.60
D14 2.00 1.16 0.40
D16 4.94 1.70 0.30
D21 4.92 7.66 8.05
D23 1.50 2.00 3.00
数値実施例6
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 220.658 0.50 1.63493 23.90
2(非球面) 12.198 1.90
3 ∞ 7.80 1.81600 46.62
4 ∞ 0.10
5 37.263 1.24 1.49700 81.61
6 -17.820 0.10
7 9.132 1.36 1.52542 55.78
8 -151.105 D8
9 -133.261 0.30 1.88300 40.76
10 6.357 0.85
11 -14.627 0.50 1.77250 49.60
12 5.667 0.97 1.92286 18.90
13 19.219 D13
14(絞り) ∞ D14
15(非球面) 7.141 0.99 1.52542 55.78
16 84.808 D16
17 6.271 1.86 1.49700 81.61
18 -16.417 0.30
19(非球面) 6.041 1.37 1.52542 55.78
20 ∞ 0.50 1.63493 23.90
21(非球面) 4.510 D21
22 -10.000 0.50 1.52542 55.78
23 483.582 D23
24 30.000 1.44 1.52542 55.78
25 -15.000 0.36
26 ∞ 1.55 1.51633 64.14
27 ∞ 0.34
像面 ∞

非球面データ
第2面
K=0.000,A4=8.26967E-05
第15面
K=0.000,A4=-5.95864E-04,A6=-1.61120E-06
第19面
K=0.000,A4=-2.87785E-04,A6=-4.24082E-05,A8=-6.46386E-06
第21面
K=0.000,A4=1.75984E-03,A6=5.35614E-05,A8=-1.35560E-05

ズームデータ
ズーム比 3.90

広角 中間 望遠
焦点距離 5.43 13.80 21.15
FNO. 3.51 5.25 6.03
画角2ω 78.58 31.02 20.18
像高 3.84 3.84 3.84
レンズ全長 41.73 41.71 41.71
BF(in air) 1.73 1.71 1.72

D8 0.30 3.32 5.18
D13 3.53 1.21 0.60
D14 2.00 0.89 0.40
D16 5.33 1.63 0.30
D21 4.74 8.36 7.92
D23 1.50 2.00 3.00
図7〜図12は、実施例1〜実施例6における結像光学系のズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差(SA)、像面湾曲(FC)、歪曲収差(DT)、倍率色収差(CC)を示す図であり、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端での状態を示している。
球面収差と倍率色収差は、435.84nm(g線:一点鎖線),587.56nm(d線:実線),656.27nm(C線:破線)の各波長における数値を示してある。また、非点隔差は、実線がサジタル像面、点線がメリジオナル像面を示している。なお、FNOはFナンバー、ωは半画角を示す。
次に、上記各実施例における条件式(1)〜(5)の値を示す。
条件式 実施例1 実施例2 実施例3
(1) -1.245 -1.158 -1.431
(2) -2.261 -2.631 -3.944
(3) -0.326 -0.389 -0.671
(4) -2.720 -2.331 -4.774
(5) 1.111 1.808 1.050
(6) 1.036 1.237 1.019
(7) -0.150 (-0.985) -0.105
(8) -0.003 (-0.022) -0.003
(9) 0.423 1.255 0.440
(10) 0.809 0.405 0.868
(11) 2.351 1.317 3.851
(12) 0.398 0.680 0.410
(13) 8.562 18.094 4.527
(14) -0.129 0.009 -0.201
(15) 0.477 -0.132 2.335
条件式 実施例4 実施例5 実施例6
(1) -1.639 -0.960 -0.969
(2) -3.659 -3.380 -3.433
(3) -0.373 -0.867 -0.881
(4) -2.678 -7.124 -6.892
(5) 1.001 1.891 1.809
(6) 0.997 1.065 1.063
(7) -0.002 -0.274 -0.276
(8) 0.000 (-0.018) (-0.018)
(9) 0.183 0.612 0.599
(10) 0.998 0.500 0.500
(11) 3.440 2.592 2.624
(12) 0.264 0.377 0.378
(13) 3.430 6.237 6.124
(14) -0.027 (-0.463) (-0.462)
(15) 0.863 0.942 0.959
図13は、本実施形態のズームレンズを撮像装置としてのデジタルカメラの撮影光学系41に組み込んだ構成を示す断面図である。
デジタルカメラ40は、この例の場合、撮影用光路42を有する撮影光学系41、ファインダー用光路44を有するファインダー光学系43、シャッター45、フラッシュ46、液晶表示モニター47等を含み、カメラ40の上部に配置されたシャッター45を押圧すると、それに連動して撮影光学系41、例えば実施例1のズームレンズを通して撮影が行われる。
撮影光学系41によって形成された物体像が、カバーガラスCGを介してCCDやCMOS等の撮像素子49の撮像面上に形成される。このCCDやCMOS等の撮像素子49で受光された物体像は、処理手段(例えばCPU)51を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター(LCD)47に表示される。また、この処理手段51には記録手段(例えば、メモリ)52が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段52は処理手段51と別体に設けてもよいし、フロッピー(登録商標)ディスクやメモリーカード、MO、DVD±RW等により電子的に記録書き込みを行うように構成してもよい。また、CCD等49に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
さらに、ファインダー用光路44上にはファインダー用対物光学系53が配置してある。このファインダー用対物光学系53によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム55の視野枠57上に形成される。このポリプリズム55の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Eに導く接眼光学系59が配置されている。なお、撮影光学系41及びファインダー用対物光学系53の入射側、接眼光学系59の射出側にそれぞれカバー部材50が配置されている。
図14は、デジタルカメラ40の主要部の内部回路を示すブロック図である。なお、以下の説明では、前述した処理手段51は、例えば、CDS/ADC部24、一時記憶メモリ17、画像処理部18等で構成され、記憶手段52は、記憶媒体部等で構成される。
図14に示すように、デジタルカメラ40は、操作部12と、この操作部12に接続された制御部13と、制御部13の制御信号出力ポートにバス14及び15を介して接続された撮像駆動回路16並びに一時記憶メモリ17、画像処理部18、記憶媒体部19、表示部20、及び設定情報記憶メモリ部21を備えている。
一次記憶メモリ17、画像処理部18、記憶媒体部19、表示部20、及び設定情報記憶メモリ部21はバス22を介して相互にデータの入力又は出力が可能とされている。また、撮像駆動回路16には、CCD49とCDS/ADC部24が接続されている。
操作部12は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部(カメラ使用者)から入力されるイベント情報を制御部13に通知する回路である。制御部13は、例えばCPU等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部12を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ40全体を制御する回路である。
CCD49は、撮影光学系41を介して形成された物体像を受光する。CCD49は、撮影駆動回路16により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してCDS/ADC部24に出力する撮像素子である。
CDS/ADC部24は、CCD49から入力する電気信号を増幅し、かつアナログ/デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ(ベイヤーデータ、以下RAWデータという。)を一時メモリ17に出力する回路である。
一次記憶メモリ17は、例えばSDRAM等からなるバッファであり、CDS/ADC部24から出力されるRAWデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部18は、一次記憶メモリ17に記憶されたRAWデータ又は記憶媒体部19に記憶されているRAWデータを読み出して、制御部13から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差の補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
記憶媒体部19は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型の記憶媒体に、一次記憶メモリ17から転送されるRAWデータや画像処理部18で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。
表示部20は、液晶表示モニタ47に画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部21には、予め各種の画質パラメータが格納されているROM部と、そのROM部から読み出された画質パラメータの中から操作部12の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するRAM部が備えられている。設定情報記憶メモリ部21は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。
このように構成されたデジタルカメラ40は、撮像光学系41として本実施例のズームレンズを採用することで、小型で動画撮像に適した撮像装置とすることが可能となる。
以上、種々の実施形態について説明したが、本実施例はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。
G1…第1レンズ群
G2…第2レンズ群
G3…第3レンズ群
G4…第4レンズ群
G5…第5レンズ群
G6…第6レンズ群
P…プリズム
S…開口絞り
CG…カバーガラス
E…観察者眼球
12…操作部
13…制御部
14、15…バス
16…撮像駆動回路
17…一次記憶メモリ
18…画像処理部
19…記憶媒体部
20…表示部
21…設定情報記憶メモリ部
22…バス
24…CDS/ADC部
40…デジタルカメラ(電子撮像装置)
41…撮影光学系
42…撮影用光路
47…液晶表示モニタ
49…CCD

Claims (20)

  1. 複数のレンズ群を有し、
    前記複数のレンズ群は、
    物体側から順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群、負の屈折力を持つ第2レンズ群、正の屈折力を持つ第3レンズ群、正の屈折力を持つ第4レンズ群、負の屈折力を持つ第5レンズ群、正の屈折力を持つ第6レンズ群からなり、
    広角端から望遠端への変倍の際に、
    前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間隔は広がり、
    前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔は縮まり、
    前記第3レンズ群と前記第4レンズ群の間隔は縮まり、
    前記第4レンズ群と前記第5レンズ群の間隔は変化し、
    前記第5レンズ群と前記第6レンズ群の間隔は変化し、
    前記ズームレンズの前記第5レンズ群が前記広角端から前記望遠端までの変倍時と合焦時に可動であり、
    前記第5レンズ群が前記広角端から前記望遠端への変倍の際に像側に凸形状の軌跡を描いて可動であり、
    前記第1レンズ群は反射光学素子を含み、
    前記第4レンズ群は、相互に離れた複数のレンズ成分を有し、
    前記レンズ成分の各々は、単レンズ又は接合レンズであり、
    前記複数のレンズ成分のうち最も像側のレンズ成分が負の屈折力を持つ
    ことを特徴とするズームレンズ。
  2. 複数のレンズ群を有し、
    前記複数のレンズ群は、
    物体側から順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群、負の屈折力を持つ第2レンズ群、正の屈折力を持つ第3レンズ群、正の屈折力を持つ第4レンズ群、負の屈折力を持つ第5レンズ群、正の屈折力を持つ第6レンズ群からなり、
    広角端から望遠端への変倍の際に、
    前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間隔は広がり、
    前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔は縮まり、
    前記第3レンズ群と前記第4レンズ群の間隔は縮まり、
    前記第4レンズ群と前記第5レンズ群の間隔は変化し、
    前記第5レンズ群と前記第6レンズ群の間隔は変化し、
    前記ズームレンズの前記第5レンズ群が前記広角端から前記望遠端までの変倍時と合焦時に可動であり、
    前記第1レンズ群は反射光学素子を含み、
    前記第4レンズ群は、相互に離れた複数のレンズ成分を有し、
    前記レンズ成分の各々は、単レンズ又は接合レンズであり、
    前記複数のレンズ成分のうち最も像側のレンズ成分が負の屈折力を持ち、
    以下の条件式(8)を満足する
    ことを特徴とするズームレンズ。
    −0.005≦(ΔL G5 /F w )/ M 2 ≦0.023 ・・・(8)
    ここで、ΔL G5 は前記第5レンズ群の広角端時の第5レンズ群の最も像側の面から像面までの距離と、前記第5レンズ群の望遠端時の第5レンズ群の最も像側の面から像面までの距離との差、
    F w は前記ズームレンズの広角端での光学系全系の焦点距離、
    Mは前記ズームレンズの光学倍率
    である。
  3. 以下の条件式(1)を満足する
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のズームレンズ。
    −3≦FG5/FG6≦−0.91 ・・・(1)
    ここで、FG5は前記第5レンズ群の焦点距離、
    FG6は前記第6レンズ群の焦点距離、
    である。
  4. 以下の条件式(2)を満足する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1つに記載のズームレンズ。
    −6≦FG5/Fw≦−2.2 ・・・(2)
    ここで、FG5は前記第5レンズ群の焦点距離、
    Fwは前記ズームレンズの広角端における焦点距離、
    である。
  5. 以下の条件式(3)を満足する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1つに記載のズームレンズ。
    −1.5≦FG5/FT≦−0.32 ・・・(3)
    ここで、FG5は前記第5レンズ群の焦点距離、
    FTは前記ズームレンズの望遠端における焦点距離、
    である。
  6. 以下の条件式(4)を満足する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1つに記載のズームレンズ。
    −15≦(RG4L+RG4M)/(RG4L-RG4M)≦−1.5 ・・・(4)
    ここで、RG4Mは前記第4レンズ群の最も像側のレンズ成分の物体側の面の曲率半径、
    RG4Lは前記第4レンズ群の最も像側のレンズ成分の像側の面の曲率半径、
    である。
  7. 以下の条件式(5)を満足する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1つに記載のズームレンズ。
    0.9≦FW5G6G/FT5G6G≦2.3 ・・・(5)
    ここで、FW5G6G は広角端での前記第5レンズ群と前記第6レンズ群との合成焦点距離、
    FT5G6G は望遠端での前記第5レンズ群と前記第6レンズ群との合成焦点距離、
    である。
  8. 以下の条件式(6)を満足する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1つに記載のズームレンズ。
    0.95≦MGG5T/MGG5W≦1.25 ・・・(6)
    ここで、MGG5Wは、前記ズームレンズの第5レンズ群の広角端時の横倍率、
    MGG5Tは、前記ズームレンズの第5レンズ群の望遠端時の横倍率、
    である。
  9. 以下の条件式(7)を満足する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか1つに記載のズームレンズ。
    −0.5≦ΔLG5/Fw≦1 ・・・(7)
    ここで、ΔLG5は前記第5レンズ群の広角端時の第5レンズ群の最も像側の面から像面までの距離と、前記第5レンズ群の望遠端時の第5レンズ群の最も像側の面から像面までの距離との差、
    Fwは前記ズームレンズの広角端での光学系全系の焦点距離
    である。
  10. 以下の条件式(8)を満足する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れか1つに記載のズームレンズ。
    −0.005≦(ΔLG5/Fw)/ M2≦0.023 ・・・(8)
    ここで、ΔLG5は前記第5レンズ群の広角端時の第5レンズ群の最も像側の面から像面までの距離と、前記第5レンズ群の望遠端時の第5レンズ群の最も像側の面から像面までの距離との差、
    Fwは前記ズームレンズの広角端での光学系全系の焦点距離、
    Mは前記ズームレンズの光学倍率
    である。
  11. 以下の条件式(9)を満足する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項10の何れか1つに記載のズームレンズ。
    0.15≦LWG4G5 / LTG4G5 ≦1.7 ・・・(9)
    ここで、LWG4G5は前記ズームレンズの広角端での前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との空気間隔距離、
    LTG4G5は前記ズームレンズの望遠端での前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との空気間隔距離、
    である。
  12. 以下の条件式(10)を満足する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項11の何れか1つに記載のズームレンズ。
    0.3≦LWG5G6 / LTG5G6 ≦1.8 ・・・(10)
    ここで、L WG5G6 は前記ズームレンズの広角端での前記第5レンズ群と前記第6レンズ群との空気間隔距離、
    L TG5G6 は前記ズームレンズの望遠端での前記第5レンズ群と前記第6レンズ群との空気間隔距離、
    である。
  13. 前記第4レンズ群の最も像側の面が像側に向けた凹面である
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項12の何れか1つに記載のズームレンズ。
  14. 前記第5レンズ群の最も物体側の面が物体側に向けた凹面である
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項13の何れか1つに記載のズームレンズ。
  15. 以下の条件式(11)を満足する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項14の何れか1つに記載のズームレンズ。
    1.1≦FG5/FG4Ln≦5 ・・・(11)
    ここで、FG5はズームレンズの第5レンズ群の焦点距離、
    FG4Lnはズームレンズの第4レンズ群の最も像側の負レンズの焦点距離、
    である。
  16. 以下の条件式(12)を満足する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項15の何れか1つに記載のズームレンズ。
    0.1≦(RG5S+RG4L)/(RG5S−RG4L)≦0.9 ・・・(12)
    ここで、RG5Sは前記第5レンズ群の最も物体側の面の曲率半径、
    RG4Lは前記第4レンズ群の最も像側の面の曲率半径、
    である。
  17. 前記ズームレンズの前記第6レンズ群が変倍時に固定である
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項16の何れか1つに記載のズームレンズ。
  18. 以下の条件式(13)を満足する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項17の何れか1つに記載のズームレンズ。
    1.9≦|(RG4L+RG4S)/(RG4L−RG4S)| ・・・(13)
    ここで、RG4Sは前記第4レンズ群の最も物体側の面の曲率半径、
    RG4Lは前記第4レンズ群の最も像側の面の曲率半径、
    である。
  19. 前記第2レンズ群において、少なくとも負レンズが2つ連続で並んで配置する
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項18の何れか1つに記載のズームレンズ。
  20. 請求項1乃至請求項19の何れか1つに記載のズームレンズと、
    前記ズームレンズの像側に配置され光学像を電気信号に変換する撮像面を持つ撮像素子と、
    を有する
    ことを特徴とする電子撮像装置。
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