JP5858829B2 - ズームレンズおよびこれを用いた撮像装置 - Google Patents
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- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
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- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/145—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only
- G02B15/1451—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive
- G02B15/145121—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive arranged +-+-+
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Description
広角端に比べて望遠端において、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が広がり、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が狭まり、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が広がり、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔が広がるようにズーミングに際して各レンズ群が移動するズームレンズであって、
広角端に比べて望遠端において前記第1レンズ群は物体側に位置し、
前記第1レンズ群は、1枚の正レンズと1枚の負レンズから構成され、前記第2レンズ群は、1枚の正レンズと1枚の負レンズから構成され、
広角端における前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との光軸上の間隔をD34w、望遠端における前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との光軸上の間隔をD34t、広角端における全系の焦点距離をfwとするとき、
0.2<(D34t−D34w)/fw<1.2
なる条件式を満足することを特徴としている。
0.2<(D34t−D34w)/fw<1.2 ・・・(1)
なる条件式を満足している。条件式(1)は広角端から望遠端へのズーミングに際しての第3レンズ群L3と第4レンズ群L4との間隔の変化量を規定する。
以上のように各実施例によれば、各レンズ群が小型でさらに広角端の撮影画角が広くかつ高ズーム比としながらズーム全域に渡り諸収差が良好に補正されたズームレンズが得られる。
3.0<|f4|/fw<6.0 ・・・(3)
0.3<f1p/f1<0.9 ・・・(4)
0.3<f2n/f2<0.9 ・・・(5)
4.0<f1/fw<10.0 ・・・(6)
0.8<|f2|/fw<2.0 ・・・(7)
0.2<{(β3t×β4t×β5t)/(β3w×β4w×β5w)}/(ft/fw)<0.5 ・・・(8)
0.03<1/ν1n−1/ν1p<0.05 ・・・(9)
0.02<1/ν2p−1/ν2n<0.04 ・・・(10)
1.0<f3/fw<3.0 ・・・(11)
3.0<f5/fw<6.0 ・・・(12)
−1.5<(R1a+R1b)/(R1a−R1b)<−0.5 ・・・(13)
0.2<L/|f2|<0.5 ・・・(14)
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
3.5<|f4|/fw<5.5 ・・・(3a)
0.50<f1p/f1<0.85 ・・・(4a)
0.5<f2n/f2<0.8 ・・・(5a)
5.0<f1/fw<9.0 ・・・(6a)
1.0<|f2|/fw<1.7 ・・・(7a)
0.22<{(β3t×β4t×β5t)/(β3w×β4w×β5w)}/(ft/fw)<0.40 ・・・(8a)
0.035<1/ν1n−1/ν1p<0.048・・・(9a)
0.025<1/ν2p−1/ν2n<0.038・・・(10a)
1.5<f3/fw<2.5 ・・・(11a)
3.3<f5/fw<5.5 ・・・(12a)
−1.3<(R1a+R1b)/(R1a−R1b)<−0.6 ・・・(13a)
0.25<L/|f2|<0.45 ・・・(14a)
以上のように各実施例によれば各レンズ群の小型化を図りつつズーム比が10程度以上の高ズーム比で広角端の撮影画角が35度以上の広画角なズームレンズおよびこれを用いた撮像装置が得られる。
なる式で表している。また、[e+X]は[×10x]を意味し、[e-X]は[×10-x]を意味している。BFはレンズ最終面から近軸像面までの距離(バックフォーカス)を空気換算したものである。レンズ全長はレンズ最前面からレンズ最終面までの距離にBFを加えたものである。非球面は面番号の後に*を付加して示す。
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 20.650 0.80 1.95906 17.5
2 17.488 3.50 1.55332 71.7
3* -359.338 (可変)
4* -25.796 0.70 1.85135 40.1
5* 5.023 2.50
6 10.101 1.20 1.95906 17.5
7 20.039 (可変)
8* 7.048 1.20 1.58313 59.4
9* -41.006 0.92
10(絞り) ∞ 1.48
11 11.557 0.50 1.92286 18.9
12 6.440 0.40
13 56.317 1.40 1.60311 60.6
14 -10.373 (可変)
15 -34.865 0.50 1.48749 70.2
16 17.990 (可変)
17 11.617 2.10 1.77250 49.6
18 -64.509 0.60 1.95906 17.5
19 81.531 (可変)
20 ∞ 0.80 1.51633 64.1
21 ∞ 0.90
像面 ∞
非球面データ
第3面
K =-5.25201e+003 A 4=-5.32692e-006 A 6= 1.38160e-007 A 8=-1.21432e-009 A10= 4.58382e-012
第4面
K =-5.93737e+000 A 4=-1.05872e-004 A 6= 1.35712e-005 A 8=-4.27092e-007 A10= 5.42567e-009
第5面
K =-7.84622e-001 A 4=-1.58812e-004 A 6= 3.33811e-005 A 8=-1.64768e-006 A10= 4.75099e-008
第8面
K =-1.80199e+000 A 4= 1.63638e-004 A 6= 5.62224e-005 A 8=-1.34525e-006 A10=-4.81908e-007
第9面
K =-1.84161e+002 A 4=-2.39636e-004 A 6= 7.88378e-005 A 8=-1.54282e-006 A10=-6.56528e-007
各種データ
ズーム比 9.56
広角 中間 望遠
焦点距離 5.13 17.23 49.00
Fナンバー 3.36 4.65 6.08
半画角(度) 37.53 12.89 4.43
像高 3.33 3.88 3.88
レンズ全長 42.39 49.91 64.07
BF 7.19 10.54 5.09
d 3 1.22 11.95 22.28
d 7 14.18 3.23 0.74
d14 1.00 2.55 3.31
d16 1.00 3.84 14.85
d19 5.77 9.11 3.66
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 39.82
2 4 -7.43
3 8 10.20
4 15 -24.27
5 17 18.79
6 20 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 19.196 0.80 1.95906 17.5
2 16.670 3.80 1.49700 81.5
3* -153.334 (可変)
4* -86.714 0.70 2.00000 35.0
5* 5.055 2.50
6 10.374 1.20 1.95906 17.5
7 24.936 (可変)
8* 6.760 1.30 1.58313 59.4
9* -28.022 0.92
10(絞り) ∞ 1.48
11 12.833 0.50 1.92286 18.9
12 6.622 0.59
13 -15.354 1.30 1.60311 60.6
14 -6.671 (可変)
15 -17.789 0.50 1.48749 70.2
16 35.611 (可変)
17* 10.299 2.00 1.69680 55.5
18 -343.760 0.60 1.95906 17.5
19 43.475 (可変)
20 ∞ 0.80 1.51633 64.1
21 ∞ 0.90
像面 ∞
非球面データ
第3面
K =-7.31962e+002 A 4=-1.14926e-005 A 6= 2.33213e-007 A 8=-2.00137e-009 A10= 7.71487e-012
第4面
K = 9.98388e+001 A 4=-2.44978e-005 A 6=-9.36072e-006 A 8= 4.56818e-007 A10=-5.66208e-009
第5面
K =-7.29895e-001 A 4= 2.81012e-005 A 6=-1.52919e-005 A 8= 2.94629e-007 A10= 1.40575e-008
第8面
K =-1.45251e+000 A 4= 1.10320e-003 A 6= 7.89281e-005 A 8= 4.45072e-006 A10= 1.51504e-006
第9面
K = 1.54426e+001 A 4= 1.54338e-003 A 6= 1.03118e-004 A 8= 1.01919e-006 A10= 2.61339e-006
第17面
K = 3.36016e-002 A 4=-2.80855e-005 A 6= 5.01565e-006 A 8=-2.92177e-007 A10= 5.91860e-009
各種データ
ズーム比 9.55
広角 中間 望遠
焦点距離 5.13 14.13 49.00
Fナンバー 3.46 4.59 6.08
半画角(度) 37.25 15.54 4.42
像高 3.33 3.88 3.88
レンズ全長 45.80 49.33 60.70
BF 7.38 8.21 3.55
d 3 0.98 9.40 21.09
d 7 17.25 6.40 1.01
d14 1.00 3.89 5.60
d16 1.00 3.23 11.25
d19 5.95 6.78 2.12
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 38.76
2 4 -7.74
3 8 10.75
4 15 -24.26
5 17 21.23
6 20 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 18.753 0.80 1.95906 17.5
2 15.707 3.10 1.55332 71.7
3* -160.894 (可変)
4* -64.140 0.70 2.00000 40.0
5* 4.871 2.50
6 9.816 1.00 1.95906 17.5
7 19.152 (可変)
8* 7.197 1.30 1.58313 59.4
9* -94.659 0.92
10(絞り) ∞ 1.48
11 12.242 0.50 1.92286 18.9
12 7.287 0.45
13 198.604 1.40 1.60311 60.6
14 -8.528 (可変)
15 295.690 0.50 1.77250 49.6
16 17.091 (可変)
17 10.318 1.60 1.77250 49.6
18 60.617 0.50 1.95906 17.5
19 22.477 (可変)
20 ∞ 0.80 1.51633 64.1
21 ∞ 0.90
像面 ∞
非球面データ
第3面
K =-1.22802e+003 A 4=-2.19988e-005 A 6= 5.18159e-007 A 8=-6.21518e-009 A10= 3.31735e-011
第4面
K =-6.06367e+001 A 4=-4.68198e-004 A 6= 1.30669e-005 A 8= 3.99678e-008 A10=-4.01391e-009
第5面
K =-8.83708e-001 A 4=-2.73111e-004 A 6= 1.75621e-006 A 8= 6.74486e-007 A10= 1.04767e-008
第8面
K =-2.30247e-001 A 4= 3.34672e-004 A 6= 4.87173e-005 A 8= 1.42402e-006 A10= 2.27189e-007
第9面
K = 6.11738e+002 A 4= 1.04239e-003 A 6= 7.94055e-005 A 8=-1.80702e-006 A10= 5.97972e-007
各種データ
ズーム比 9.55
広角 中間 望遠
焦点距離 5.13 16.66 49.00
Fナンバー 3.36 4.67 6.08
半画角(度) 37.52 13.19 4.42
像高 3.33 3.88 3.88
レンズ全長 43.03 50.18 59.99
BF 8.30 9.79 4.38
d 3 1.02 10.33 18.67
d 7 14.77 4.95 0.95
d14 1.00 3.12 4.61
d16 1.20 5.26 14.64
d19 6.87 8.36 2.95
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 34.44
2 4 -6.69
3 8 10.02
4 15 -23.50
5 17 25.77
6 20 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 21.306 0.80 2.10205 16.8
2 18.439 3.10 1.55332 71.7
3* -238.729 (可変)
4* -18.558 0.70 1.85135 40.1
5* 5.112 2.50
6 11.913 1.00 2.10205 16.8
7 25.397 (可変)
8* 6.722 1.20 1.58313 59.4
9* -41.301 0.92
10(絞り) ∞ 1.48
11 11.609 0.50 1.92286 18.9
12 6.246 0.46
13 87.268 1.20 1.60311 60.6
14 -9.505 (可変)
15 -44.923 0.50 1.88300 40.8
16 41.160 (可変)
17* 11.788 1.90 1.55332 71.7
18 -400.833 (可変)
19 ∞ 0.80 1.51633 64.1
20 ∞ 0.90
像面 ∞
非球面データ
第3面
K =-1.61561e+003 A 4=-7.25163e-006 A 6= 1.37358e-007 A 8=-1.19462e-009 A10= 5.11325e-012
第4面
K =-1.56497e+001 A 4=-1.85047e-004 A 6= 1.26819e-005 A 8=-4.33901e-007 A10= 6.21283e-009
第5面
K =-8.62527e-001 A 4=-9.93858e-005 A 6= 2.71283e-005 A 8=-1.68074e-006 A10= 4.40656e-008
第8面
K =-1.29443e+000 A 4= 1.30136e-004 A 6= 2.48392e-005 A 8= 2.20976e-006 A10=-3.98877e-007
第9面
K =-2.97320e+002 A 4=-2.77740e-004 A 6= 7.79317e-005 A 8=-3.65264e-006 A10=-9.96629e-008
第17面
K =-3.43047e-001 A 4=-1.69549e-005 A 6= 3.54151e-006 A 8=-1.49724e-007 A10= 2.86780e-009
各種データ
ズーム比 9.57
広角 中間 望遠
焦点距離 5.12 17.75 49.00
Fナンバー 3.33 4.69 6.08
半画角(度) 37.81 12.34 4.45
像高 3.33 3.88 3.88
レンズ全長 41.80 48.51 62.10
BF 8.00 11.40 5.69
d 3 1.33 12.11 22.48
d 7 14.21 3.07 0.45
d14 1.00 4.15 6.03
d16 1.00 1.52 11.19
d18 6.57 9.97 4.27
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 40.45
2 4 -7.12
3 8 10.04
4 15 -24.26
5 17 20.73
6 19 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 21.898 0.80 1.95906 17.5
2 18.547 3.50 1.55332 71.7
3* -263.839 (可変)
4* -23.566 0.70 1.85135 40.1
5* 4.918 2.50
6 10.464 1.20 1.95906 17.5
7 22.589 (可変)
8* 6.926 1.20 1.58313 59.4
9* -42.542 0.92
10(絞り) ∞ 1.48
11 10.653 0.50 1.92286 18.9
12 6.149 0.54
13 2965.009 1.20 1.60311 60.6
14 -9.215 (可変)
15 -65.344 0.50 1.88300 40.8
16 30.514 (可変)
17* 11.250 1.90 1.55332 71.7
18 458.109 (可変)
19 ∞ 0.80 1.51633 64.1
20 ∞ 0.90
像面 ∞
非球面データ
第3面
K =-2.31782e+003 A 4=-7.48176e-006 A 6= 1.43382e-007 A 8=-1.14768e-009 A10= 4.18830e-012
第4面
K =-1.27771e+001 A 4=-1.38478e-004 A 6= 1.07097e-005 A 8=-3.77843e-007 A10= 5.62577e-009
第5面
K =-8.23490e-001 A 4=-1.31358e-004 A 6= 2.49428e-005 A 8=-1.61602e-006 A10= 4.55722e-008
第8面
K =-1.16477e+000 A 4= 8.23813e-005 A 6= 2.64768e-005 A 8= 8.50599e-007 A10=-1.76514e-007
第9面
K =-2.58023e+002 A 4=-1.68966e-004 A 6= 6.95357e-005 A 8=-3.70661e-006 A10= 4.34102e-008
第17面
K =-3.12321e-001 A 4= 1.21432e-005 A 6= 1.76279e-006 A 8=-1.06415e-007 A10= 2.83861e-009
各種データ
ズーム比 11.56
広角 中間 望遠
焦点距離 5.09 17.77 58.80
Fナンバー 3.20 4.47 6.08
半画角(度) 37.73 12.33 3.69
像高 3.33 3.88 3.88
レンズ全長 43.83 50.46 65.13
BF 8.20 11.80 4.46
d 3 1.27 12.62 24.23
d 7 15.42 3.68 0.47
d14 1.00 3.61 5.24
d16 1.00 1.82 13.79
d18 6.77 10.37 3.03
次に各実施例に示したようなズームレンズを撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラの実施形態を図11を用いて説明する。図11において20はカメラ本体、21は実施例1〜5で説明したいずれかのズームレンズによって構成された撮影光学系である。22はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系21によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。
L4…第4レンズ群 L5…第5レンズ群 SP…絞り IP…結像面
G…CCDのフォースプレートやローパスフィルター等のガラスブロック
Claims (15)
- 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群より構成され、
広角端に比べて望遠端において、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が広がり、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が狭まり、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が広がり、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔が広がるようにズーミングに際して各レンズ群が移動するズームレンズであって、
広角端に比べて望遠端において前記第1レンズ群は物体側に位置し、
前記第1レンズ群は、1枚の正レンズと1枚の負レンズから構成され、前記第2レンズ群は、1枚の正レンズと1枚の負レンズから構成され、
広角端における前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との光軸上の間隔をD34w、望遠端における前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との光軸上の間隔をD34t、広角端における全系の焦点距離をfwとするとき、
0.2<(D34t−D34w)/fw<1.2
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 広角端から望遠端までのズーミングにおける前記第1レンズ群の移動距離をM1とするとき、
−5.0<M1/fw<−2.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。 - 前記第4レンズ群の焦点距離をf4とするとき、
3.0<|f4|/fw<6.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載のズームレンズ。 - 前記第1レンズ群に含まれる正レンズの焦点距離をf1p、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
0.3<f1p/f1<0.9
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記第2レンズ群に含まれる負レンズの焦点距離をf2n、前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、
0.3<f2n/f2<0.9
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
4.0<f1/fw<10.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、
0.8<|f2|/fw<2.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 広角端における前記第3レンズ群、前記第4レンズ群、前記第5レンズ群の横倍率を各々β3w、β4w、β5w、望遠端における前記第3レンズ群、前記第4レンズ群、前記第5レンズ群の横倍率を各々β3t、β4t、β5t、望遠端における全系の焦点距離をftとするとき、
0.2<{(β3t×β4t×β5t)/(β3w×β4w×β5w)}/(ft/fw)<0.5
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記第1レンズ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数をν1p、前記第1レンズ群に含まれる負レンズの材料のアッベ数をν1nとするとき、
0.03<(1/ν1n)−(1/ν1p)<0.05
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記第2レンズ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数をν2p、前記第2レンズ群に含まれる負レンズの材料のアッベ数をν2nとするとき、
0.02<(1/ν2p)−(1/ν2n)<0.04
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記第3レンズ群の焦点距離をf3とするとき、
1.0<f3/fw<3.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記第5レンズ群の焦点距離をf5とするとき、
3.0<f5/fw<6.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をR1a、前記第1レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径をR1bとするとき、
−1.5<(R1a+R1b)/(R1a−R1b)<−0.5
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記第2レンズ群は、物体側から像側へ順に、負レンズ、正レンズより構成され、前記第2レンズ群に含まれる負レンズと正レンズとの光軸上の間隔をL、前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、
0.2<L/|f2|<0.5
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 請求項1乃至14のいずれか1項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する固体撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
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