JP5972075B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラ等に好適なズームレンズに関する。特に、無限遠から最至近撮影距離に至る物体距離全般にわたり良好な光学性能が得られるマクロ機構を備えるズームレンズに関するものである。
撮像装置に用いられる多くの撮影光学系には、高ズーム比のズームレンズであると同時に、より近接する被写体を高い撮影倍率で撮影できることが要望されている。ズームレンズのフォーカシング方法として、最も物体側に配置された第1レンズ群の像側に配置されている少なくとも1つのレンズ群を光軸方向に移動させてフォーカシングするインナーフォーカス方式が知られている(特許文献1)。
特許文献1のズームレンズは、正、負、正、正の屈折力の第1乃至第4レンズ群よりなる4群ズームレンズにおいて、第2レンズ群を物体側に移動させることで無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。
また、フォーカシングの際の収差変動を改善するために、複数のレンズ群を光軸方向に移動させるフローティング方式が知られている(特許文献2)。また、マクロ機構を有するズームレンズが知られている(特許文献3)。特許文献3のズームレンズでは、望遠端において、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔が増大するように第1レンズ群第2レンズ群を移動させることにより、マクロ撮影を可能としている。
特開2010−019945号公報 特開2000−047107号公報 特開平11−352402号公報
ズームレンズにおいて、全ズーム範囲および物体距離全般(全フォーカス範囲)において高い光学性能を得るためには、ズームレンズを構成する各レンズ群のパワーやレンズ構成、ズーム方式やフォーカシング方式を適切に設定する必要がある。一般に、撮影可能な物体距離を短くし、撮影倍率を大きくしようとすると、フォーカシングに際して収差変動が増大し、光学性能が低下しやすい。また、フォーカスレンズ群の移動量が大きくなって、大型化する等の問題がある。
特許文献1は、全ズーム領域で、ある程度の近距離物体までフォーカシングが可能であり、望遠端における最至近物体では0.2倍程度の撮影倍率が得られる。
特許文献1では、第2レンズ群がフォーカシングで移動する分だけ光軸方向にスペースを確保する必要がある。このため、全系の小型化を図りつつ、0.5倍を超える高い撮影倍率を得ることが難しい。また、フォーカシングに際して、第2レンズ群のみが移動するため、収差変動が大きくなり、特に望遠端において収差変動が大きくなりやすい。
特許文献2は、正、負、正、負、正、負の屈折力の第1乃至第6レンズ群からなる6群ズームレンズにおいて、第4レンズ群を物体側に、第6レンズ群を像側に移動させることで、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。全ズーム領域で、ある程度の近距離物体までフォーカシングが可能であり、望遠端における最至近物体では0.2倍程度の撮影倍率が得られる。フォーカシングに際して、第6レンズ群の移動により生じる収差を補償するように第4レンズ群が移動することにより、フォーカシングに伴う収差変動を低減している。
しかしながら、第4レンズ群と第6レンズ群がフォーカシングで移動する分だけ光軸方向にスペースを確保する必要がある。このため、全系の小型化を図りつつ、0.5倍を超える高い撮影倍率を得ることが難しい。
特許文献3では、0.5倍程度の高い撮影倍率が得られるマクロ機構を備えるズームレンズを開示しているが、マクロ撮影のためのレンズ群の駆動方法等が、全系の小型化、高性能化に適したものではなかった。
本発明は、全系が小型であり、物体距離全般にわたり高い光学性能が得られ、高い撮影倍率が得られるマクロ駆動機構を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力が最も強いレンズ群Lp、負の屈折力のレンズ群Ln、正の屈折力のレンズ群Lp2を有し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
無限遠から所定の有限距離までのフォーカシングとズーミングが可能な第1領域においては、ズーミングに際して2以上のレンズ群が移動し、フォーカシングに際して少なくとも1つのレンズ群が移動し、
望遠端から前記所定の有限距離より短い物体距離へのフォーカシングが可能な第2領域においては、2以上のレンズ群が移動することによりフォーカシングが行われ
広角端に比べて前記第2領域の全ての領域において、前記レンズ群Lpが物体側に位置し、前記レンズ群Lpと前記レンズ群Lnの間隔が大きくなり、前記レンズ群Lnと前記レンズ群Lp2の間隔が小さくなることを特徴としている。
ここで最至近距離端(マクロ端)とは、フォーカシングレンズが近接状態の時に、最も近接するようにマクロ駆動した状態を言う。
本発明によれば、全系が小型で物体距離全般にわたり高い光学性能が得られ、しかも撮影倍率0.5倍を超える高い撮影倍率が得られるマクロ機構を有するズームレンズが得られる。
本発明の実施例1のズームレンズのレンズ断面図 (A)、(B)、(C) 本発明の数値実施例1のズームレンズの第1領域の広角端、望遠端の物体距離無限、第2領域のマクロ端(フォーカス最至近状態)(最至近距離端)における収差図 本発明の実施例2のズームレンズのレンズ断面図 (A)、(B)、(C) 本発明の数値実施例2のズームレンズの第1領域の広角端、望遠端の物体距離無限、第2領域のマクロ端(フォーカス最至近状態)における収差図 本発明の実施例3のズームレンズのレンズ断面図 (A)、(B)、(C) 本発明の数値実施例3のズームレンズの第1領域の広角端、望遠端の物体距離無限、第2領域のマクロ端(フォーカス最至近状態)における収差図 本発明の実施例4のズームレンズのレンズ断面図 (A)、(B)、(C) 本発明の数値実施例4のズームレンズの第1領域の広角端、望遠端の物体距離無限、第2領域のマクロ端(フォーカス最至近状態)における収差図 本発明の実施例5のズームレンズのレンズ断面図 (A)、(B)、(C) 本発明の数値実施例5のズームレンズの第1領域の広角端、望遠端の物体距離無限、第2領域のマクロ端(フォーカス最至近状態)における収差図 本発明の実施例6のズームレンズのレンズ断面図 (A)、(B)、(C) 本発明の数値実施例6のズームレンズの第1領域の広角端、望遠端の物体距離無限、第2領域のマクロ端(フォーカス最至近状態)における収差図 本発明の撮像装置の要部概略図
以下、図面を用いて本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。本発明のズームレンズは、複数のレンズ群を有する。複数のレンズ群には物体側から像側へ順に、正の屈折力が全系で最も強いレンズ群Lp、負の屈折力のレンズ群Ln、正の屈折力のレンズ群Lp2が配列された部分系が含まれている。複数のレンズ群のうちの1つのレンズ群を移動させて合焦を行うフォーカシング駆動機構と、2以上のレンズ群を移動させてズーミングを行うズーム駆動機構と、2つ以上のレンズ群を移動させるマクロ駆動機構を有している。
無限遠(無限遠物体)から有限距離(第1の物体距離)まで合焦(フォーカシング)可能な距離範囲を第1領域とする。第1領域の有限距離から更に近い至近距離(最至近距離)まで合焦可能な距離範囲を第2領域とする。第1領域ではフォーカシング駆動機構とズーム駆動機構によってフォーカシング及びズーミングが行われる。尚、第1領域の望遠端又は広角端から2以上のレンズ群が移動することにより、第1領域から第2領域へ移行する。
望遠端のズーム位置において第1領域内の有限距離から第2領域内の至近距離へのマクロフォーカシングに際してはマクロ駆動機構を動作させて行う。第1領域の広角端に比べて第2領域の全ての領域においてレンズ群Lpは物体側に位置している。そして、第2領域の全ての領域においては、第1領域の広角端に比べてレンズ群Lpとレンズ群Lnの間隔が広く、レンズ群Lnとレンズ群Lp2の間隔が狭くなるように各レンズ群が移動する。
望遠端において第1領域の有限距離の物体にフォーカスしている状態より、マクロ駆動機構により2以上のレンズ群を移動させてマクロフォーカシングを行うことにより、有限距離物体から第2領域の最至近距離の物体まで連続してフォーカシングを行っている。また本発明のズームレンズでは、第2領域においてマクロ駆動機構の動作を停止し、フォーカシング駆動機構を動作させてフォーカス調整をする。例えばフォーカスリングを回動させて又はオートフォーカス動作によりフォーカシングレンズ群を動作させてフォーカス調整を行う。
図1は本発明のズームレンズの実施例1のレンズ断面図である。図2(A)、(B)、(C)は本発明の実施例1の収差図である。図3は本発明のズームレンズの実施例2のレンズ断面図である。図4(A)、(B)、(C)は本発明の実施例2の収差図である。図5は本発明のズームレンズの実施例3のレンズ断面図である。図6(A)、(B)、(C)は本発明の実施例3の収差図である。
図7は本発明のズームレンズの実施例4のレンズ断面図である。図8(A)、(B)、(C)は本発明の実施例4の収差図である。図9は本発明のズームレンズの実施例5のレンズ断面図である。図10(A)、(B)、(C)は本発明の実施例5の収差図である。図11は本発明のズームレンズの実施例6のレンズ断面図である。図12(A)、(B)、(C)は本発明の実施例6の収差図である。図13は本発明の撮像装置の要部概略図である。
各レンズ断面図において、iを物体側から数えたときの順番としたときLiは第iレンズ群である。LRは1以上のレンズ群を含む部分系(合成レンズ群)である。部分系LRはレンズ群中で物体側から像側へ順に、正の屈折力が最も強いレンズ群Lp、負の屈折力のレンズ群Ln、正の屈折力のレンズ群Lp2が配列されている。尚、これらの各レンズ群の間に他のレンズ群が配置されている場合もある。SPは開口絞りである。
IPは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面が、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。レンズ断面図において、第1領域はズーミング駆動(領域)を示す。第2領域はマクロ駆動(領域)を示す。
また第1領域において、矢印は広角端から望遠端のズーム位置へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。第2領域において矢印は第1領域の望遠端から第2領域のマクロ端にマクロ駆動するときの各レンズ群の移動方向を示している。フォーカス(Focus)に関する矢印は、遠距離側から近距離側にフォーカスする時のレンズ群の移動方向を示している。
球面収差図において、実線と2点鎖線は各々d線、g線である。非点収差図において、実線と破線は各々d線におけるサジタル像面、メリディオナル像面である。倍率色収差はg線によって表している。FnoはFナンバー、ωは半画角である。
図1の実施例1は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5を有する。更に、負の屈折力の第6レンズ群L6、正の屈折力の第7レンズ群L7で構成される7群ズームレンズである。広角端から望遠端へのズーミングに際しては、矢印の如く第1レンズ群L1、第3レンズ群L3乃至第7レンズ群L7がいずれも物体側へ移動し、第2レンズ群L2は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。第2レンズ群L2でフォーカシングを行っている。
図3の実施例2は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5を有する。更に正の屈折力の第6レンズ群L6で構成される6群ズームレンズである。広角端から望遠端へのズーミングに際しては矢印の如く第1レンズ群L1、第3レンズ群L3乃至第6レンズ群L6がいずれも物体側へ移動し、第2レンズ群L2は像側へ凸状の軌跡を描いて移動する。第2レンズ群L2でフォーカシングを行っている。
図5の実施例3のレンズ構成は、図1の実施例1と同じである。図7の実施例4は、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5を有する。更に正の屈折力の第6レンズ群L6で構成される6群ズームレンズである。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群L1は像側へ凸状の軌跡を描いて移動し、第2レンズ群L2乃至第6レンズ群L6はいずれも物体側へ移動する。
第1レンズ群L1でフォーカシングを行っている。図9の実施例5のレンズ構成及びズーミング方式は図1の実施例1と同じである。
図11の実施例6は物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5で構成される5群ズームレンズである。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群L1、第3レンズ群L3乃至第5レンズ群L5はいずれも物体側へ移動し、第2レンズ群L2は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。第2レンズ群L2でフォーカシングを行っている。
特許文献1や2のズームレンズのように、フォーカシングに際し、1つまたは、2つのレンズ群が移動するタイプでは、広角端から望遠端までの全焦点距離範囲で、無限遠物体からある近距離物体までのフォーカシングが容易である。フォーカシングによる収差変動については、フォーカスレンズ群が単一の場合は、収差変動の補正が難しく、特に望遠端において光学性能が劣化してくる。これに比べて2つのレンズ群が移動するフローティング方式は収差変動の補正が容易となる。
しかしながら、フォーカシング用のレンズ群が、ズーミングに際して移動しない方式では、ズーミングとは別にフォーカシングで移動する分だけ光軸方向にスペースを確保する必要がある。このため、高撮影倍率化を求めるほど、全系が大型化してくる。例えば特許文献1において高撮影倍率化を図った場合、負の屈折力の第2レンズ群がフォーカシングで物体側に大きく移動する分、第1レンズ群と第2レンズ群の間を予め空けておく必要がある。このため広角端におけるパワー配置がレトロフォーカス型から外れてくる傾向があった。
特許文献3のズームレンズでは、ある一定の焦点距離でのみ高撮影倍率化を図った所謂ワンポイントマクロ領域方式を利用している。特許文献3では、通常モード時は、特許文献1や2のズームレンズと同様、ズーミングとフォーカシングが独立している(本件の第1領域に対応している)。広角端から望遠端までの全焦点距離域範囲で、第3レンズ群を像側に移動することである程度の近距離物体までフォーカシングを容易にしている。
それに加え、特許文献3ではワンポイントマクロ領域を備え、第1レンズ群と第2レンズ群をマクロ撮影用に再配置することで、望遠端において、高撮影倍率化を容易にしている(本件の第2領域に対応している)。
しかしながら、特許文献3では、ワンポイントマクロ領域で第3レンズ群以降の正の屈折力の合成レンズ群が不動であるため、高撮影倍率が必ずしも効率的に行われていなかった。通常、正の屈折力(パワー)の撮像光学系において、撮影倍率を上げるには、光学系の後側主点位置と像点の間隔を広げる必要がある。
本発明のズームレンズでは、第2領域において、光学系中の最も強い正の屈折力のレンズ群Lpを移動して、少ない移動量で効率良く撮影倍率を上げている。
次に、より具体的に本発明のズームレンズ構成を説明する。光学系中の最も強い正の屈折力のレンズ群Lpより像側に、負の屈折力のレンズ群Ln、正の屈折力のレンズ群Lp2の順に配列された部分系を含む複数のレンズ群を有し、第1領域では、これらのうち2つ以上のレンズ群を移動させることでズーミングを行う。
第2領域では少なくとも前記正レンズ群Lpが物体側に移動することで、マクロ駆動を行う。この時、第1領域の広角端に比べて第2領域の全ての領域では、前記レンズ群Lpと前記レンズ群Lnの間隔が広く、前記レンズ群Lnと前記レンズ群Lp2の間隔が狭くなるようにマクロ駆動を行う。
第1領域で最も撮影倍率を大きくできる望遠端の近距離物体(有限距離)の合焦状態から、第2領域へのフォーカシングに際しては、正レンズ群Lpを含む2以上のレンズ群を物体側にマクロ駆動する。さらに、フォーカシングレンズ群を至近距離にフォーカスするように移動する。これにより至近距離物体へのフォーカスを容易にしている。
通常、第1領域の望遠端において近距離物体に合焦している状態から、フォーカシングレンズ群を更に近距離側へ移動させると、近軸計算上はある程度の高い撮影倍率が得られるが、実際は球面収差がオーバー側へ著しく発生してしまう。
そこで、第2領域では正レンズ群Lpを物体側にマクロ駆動することで、球面収差をアンダー側へ発生させつつ、全系の主点位置を物体側に移動させ、至近距離物体へのフォーカシングを可能にしている。また、第1領域の広角端に比べて、第2領域の全ての領域において、レンズ群Lpとレンズ群Lnの間隔が広がり、レンズ群Lnとレンズ群Lp2の間隔が狭くなるように各レンズ群を移動させることで、全系の主点位置を像側から物体側へ移動させることができる。
これにより、レンズ群Lpの移動量を増やすことなく、第1領域の広画角化及び高ズーム比化を図り、かつ第2領域の高撮影倍率を達成することができる。ここで、本発明のズームレンズを別の側面から説明する。ズームレンズは通常、広角端または望遠端で、レンズ群の間隔を短縮することで全系の小型化を図っている。そのとき、フォーカスレンズ群は、多くの場合、望遠端の無限遠物体の合焦状態と、広角端の近距離物体の合焦状態で、それぞれ前後のレンズ群との間隔が詰まった状態になる。
そのため、ズーム領域の全域で無限遠物体から近距離物体まで合焦を行うことを前提とした場合、更に至近距離側に合焦範囲を広げようとすると、前後のレンズ群の移動量を圧迫して全系が大型化してしまう。
そこで、本発明では第2領域において、第1領域の望遠端の無限遠物体側におけるフォーカスレンズ群の駆動領域を制限しているとも言い換えられる。例えば図1(c)のマクロ端においては、第2レンズ群L2がフォーカシングで最至近距離物体にフォーカシングした状態の断面図となっている。このとき、無限遠物体側に第2レンズ群L2を移動した場合、無限遠物体にフォーカスする前に、第3レンズ群L3に干渉する関係となっている。
これは、例えば数値実施例1における第2領域では間隔d12が負の値になっていることにも関連する(数値実施例は、便宜上、無限遠合焦時の各群の位置を表している)。即ち、フォーカシング用の第2レンズ群L2の無限遠物体側への移動を制限し、隣接するレンズ群(第3レンズ群L3)の物体側への移動に充てたことで、合焦位置(フォーカス位置)をより至近距離に移動しながら球面収差をアンダー側に変化させている。
このため、フォーカシング用の第2レンズ群L2も通常の望遠端の近距離物体の合焦位置よりも更に至近距離側に駆動させることができ、著しい球面収差の劣化もなく、至近距離物体へのフォーカスを容易にしている。
次に、本発明を実施するにあたり、より好ましい条件について説明する。各実施例においては、次の諸条件のうち1以上を満足するのが良い。レンズ群Lpとレンズ群Lp2の焦点距離を各々FLP、FLp2とする。レンズ群Lnの焦点距離をFLnとする。第2領域の最至近距離端(以下「マクロ端」ともいう。)において、レンズ群Lpの物体側のレンズ面頂点から、部分系LRの前側主点位置までの距離(物体側から像側へ測ったときを正とする)をo1LPとする。
第2領域のマクロ端においてレンズ群Lpの物体側のレンズ面頂点から、レンズ群Lp2の像側のレンズ面頂点までの長さをBldLPとする。第1領域の望遠端から第2領域のマクロ端までのレンズ群Lpの移動量(物体側から像側へ測ったときを正とする)をmLpとする。広角端におけるレンズ全長をTLDw、第2領域において、最至近距離の物体にフォーカスしたときの撮影倍率をβmとする。このとき、以下の条件式のうち1以上を満足するのが良い。
0.05<FLp/FLp2<0.60 ・・・(1)
0.20<F Lp/|FLn|<0.90 ・・・(2)
−0.30<o1LP/BldLP<0.40 ・・・(3)
0.01<mLp/TLDw/βm<0.40 ・・・(4)
各実施例においては、全系で最も強い正の屈折力のレンズ群Lpに対し、レンズ群Lp2の屈折力をある程度小さくすることで、レンズ群Lp以降の部分系(合成レンズ群)LRの正の主点位置をより物体側にしている。これにより、レンズ群Lp以降のレンズ群の移動量を大きくし過ぎることなく、効率的に高撮影倍率化を達成している。具体的には、条件式(1)を満たすようにしている。
条件式(1)の上限値を逸脱すると、レンズ群Lpから像側の部分系LRの主点位置が、像側に近くなり、効率的なマクロ化が困難になってしまう。条件式(1)の下限値を逸脱すると、レンズ群Lpから像側の部分系LRの主点位置が、物体側に移動し過ぎるため、広画角に好ましいパワー配置をとることが困難になってしまう。条件式(1)は、より好ましくは条件式(1a)を満たすと良い。
0.10<FLp/FLp2<0.40 ・・・(1a)
条件式(2)はレンズ群Lpより像側の部分系LRにおいて、より効果的に高い撮影倍率を達成するためのものである。条件式(2)の上限値を逸脱すると、レンズ群Lnのパワーが強過ぎて、収差補正が困難になる。また下限値を逸脱すると、レンズ群Lnのパワーが弱過ぎて、効率良く全系の主点位置を物体側に移動するのが困難になる。条件式(2)は、より好ましくは条件式(2a)を満たすと良い。
0.30<F Lp/|FLn|<0.80 ・・・(2a)
条件式(3)はレンズ群Lpの像側の部分系LRにおいて、より効果的に高い撮影倍率を達成するためのものである。条件式(3)を満たすことで、レンズ群Lp以降の部分系LRの主点位置が、ある程度像側に配置され、レンズ群Lp以降の部分系LRの移動量を大きくし過ぎることなく、高い撮影倍率を達成できる。条件式(3)の上限値を逸脱すると、レンズ群Lp以降の部分系LRの主点位置が像面に近くなるため、高い撮影倍率を達成するためには、レンズ群Lp以降の部分系LRの移動量が大きくなってしまう。
条件式(3)の下限値を逸脱すると、レンズ群Lp以降の部分系LRの主点位置が物体側になる。第2領域における最至近距離に合焦したときにおいては撮影倍率を上げられて好ましいが、第1領域の広角端において主点位置を像側にすることが困難になり、広角端に好ましいパワー配置を取れなくなってしまう。条件式(3)は、より好ましくは(3a)を満たすと良い。
−0.20 < o1LP/BldLP < 0.25 ・・・(3a)
条件式(4)はズームレンズ全体を極力簡易な構成にするための、レンズ群Lpの移動量とレンズ全長に関する。条件式(4)の上限値を逸脱すると、最短レンズ全長に対し、レンズ群Lpのフォーカシング時の繰り出し量が大きくなり、駆動機構が複雑化してくる。条件式(4)の下限値を逸脱すると、最至近端での撮影倍率に比べて、レンズ群Lpの繰り出し量が小さくなり過ぎて、最至近端での光学性能が劣化してしまう。条件式(4)は、より好ましくは条件式(4a)を満たすと良い。
0.015<mLp/TLDw/βm<0.300 ・・・(4a)
次に各実施例において、好ましいレンズ構成について説明する。
各実施例におけるズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群を有し、第1領域において、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔が広がるのが良い。そして第2領域における低倍率側からマクロ端へのマクロ駆動に際し、第1レンズ群を像側へ移動させるのが良い。
第1領域を高変倍にするためには、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2を有するポジティブリード型のズームレンズであることが好ましい。このとき、第2領域の低倍率側からマクロ端へのマクロ駆動に際し、後側主点位置を物体側へ移動させるためには、第1レンズ群L1を物体側へ移動させることが好ましい。しかしながら、レンズ群Lpから大きく物体側に離れる第1レンズ群L1では、その効果自体はそれ程大きくない。
そのため、敢えて第1レンズ群L1を像側へ移動させることで、全系の前側主点位置と第1レンズ群の距離を縮め、ワーキングディスタンス(物体から第1レンズ面までの距離)の確保に充てても良い。その場合、第1領域の広角端に対する第1レンズ群L1の移動量が抑えられるため、全系の小型化の観点からも好ましい。
次に、第1領域の広角化を狙った場合は、最も物体側に負の屈折力の第1レンズ群が配置されるネガティブリード型が好ましい。そして第1領域においては、負の屈折力が最も強いレンズ群がフォーカシングに際して移動するフォーカスレンズ群であることが良い。第1領域の広画角化を狙った場合は、どちらのレンズタイプであっても、第1領域におけるフォーカスレンズ群は、全系で最も強い負のパワーを有するレンズ群であると、その移動量が抑えられるため、好ましい。
また各実施例において、望遠端において無限遠物体にフォーカスしているときの第1領域におけるフォーカシングに際して移動するレンズ群の光軸方向の位置と、該レンズ群の像側に隣接するレンズ群の光軸方向の位置が、第2領域の一部において、光軸方向でオーバーラップすることが良い。これにより、全系を大型化することなく、スペースを有効活用してより至近距離物体側に合焦できるため、好ましい。レンズ群Lpとレンズ群Lp2はズーミングに際して、一体で移動することが良い。また、レンズ群Lpとレンズ群Lp2を一体で駆動すると、駆動機構が簡易化できて、好ましい。
ここで、各実施例におけるレンズ群とは、ズームレンズの場合、光学系の最前面または、前方に隣接するレンズとの間隔がズーミングで変化する面から、光学系の最後面または、後方に隣接するレンズとの間隔がズーミングで変化する面までを言う。
以下、各実施例のレンズ構成について説明する。実施例1は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5を有する。更に負の屈折力の第6レンズ群L6、正の屈折力の第7レンズ群L7で構成される7群ズームレンズである。
第5レンズ群L5は正の屈折力が最も強いレンズ群Lpに対応する。第6、第7レンズ群L6、L7はレンズ群Ln、Lp2に対応する。第1領域はズーム比2.8のズーム領域であり、矢印の如く図1(a)の広角端から図1(b)の望遠端へのズーミングに際し、第5レンズ群L5は物体側に移動している。
広角端に比べ望遠端において、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔を広げ、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔を狭め、第5レンズ群L5と第6レンズ群L6の間隔を広げている。そして第6レンズ群L6と第7レンズ群L7の間隔を狭めるように各レンズ群が移動する。第2レンズ群L2を物体側に移動することで、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。
これにより、全系の後側主点位置を物体側へ移動させて、変倍効果を得ている。ここで第1領域では、ズーミングに際して第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の間隔及び第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の間隔は必ずしも変化させなくても良い。第2領域では、第1領域に比べて、より短い距離(至近距離)の物体にフォーカスが可能である。第1領域の最大撮影倍率が0.17倍であるのに対し、第2領域でのマクロ端における撮影倍率が0.7倍である。
第2領域におけるマクロ端では、第1領域の望遠端に対し、第5レンズ群L5が物体側に移動している。また、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔を狭め、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔を広げ、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の間隔を狭め、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の間隔を広げるように各レンズ群が移動して設定されている。それにより、効果的に全系の後側主点位置を物体側に移動し、高い撮影倍率を得ている。
ここで、第2領域では、マクロ駆動に際して第5レンズ群L5と第6レンズ群L6、第6レンズ群L6と第7レンズ群L7の間隔は必ずしも変化させなくても良い。また、第5レンズ群L5、第7レンズ群L7は、条件式(1)、(3)を満たしている。第2領域において第5レンズ群L5から第7レンズ群L7の部分系LRの主点位置を効果的に物体側に移動しており、高い撮影倍率を得ている。
また、第5レンズ群L5と第6レンズ群L6は、条件式(2)を満たしており、第1領域の広角端から第2領域のマクロ端にかけて、全系の後側主点位置を物体側に移動させている。また、第1領域の望遠端から第2領域のマクロ端にマクロ駆動するのに際し、第5レンズ群L5の移動量は条件式(4)を満たしており、これにより全系の小型化と高倍率化を両立させることができる。
また、第1領域の望遠端から第2領域のマクロ端へのマクロ駆動に際し、第1レンズ群L1が像側に移動しており、これによりマクロ端において効果的にワーキングディスタンスを確保することができる。
図1(b)は、望遠端において第1領域の有限距離の物体にフォーカスしている状態を示す。図1(b)で第2レンズ群L2が物体側に位置している状態からマクロ駆動機構により第2領域の最至近距離の物体(図1(c)に相当)へ連続してフォーカシングを行うことができる。また、第2領域の最至近距離の物体にフォーカスしている状態(図1(c))から第1領域の有限距離の物体にフォーカスするときのマクロ駆動機構による動作はこの逆となる。
また、マクロ駆動機構の動作を停止し、フォーカシング駆動機構を動作させて第2レンズ群(フォーカシングレンズ群)L2を移動させてフォーカス調整を行っても良い。またオートフォーカス機構(AF機構)によりオートフォーカスを行っても良い。このような動作は他の実施例2、3、5、6においても同様に適用できる。
実施例2は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5を有する。更に正の屈折力の第6レンズ群L6で構成される6群ズームレンズである。第3レンズ群L3は正の屈折力が最も強いレンズ群Lpに対応する。第5、第6レンズ群L5、L6はレンズ群Ln、Lp2に対応する。
第1領域はズーム比2.8のズーム領域であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第3レンズ群L3は物体側に移動する。広角端に比べて望遠端において第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔が広がり、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔が狭くなり、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の間隔が広がる。そして第5レンズ群L5と第6レンズ群L6の間隔が狭くなるように各レンズ群が移動する。第2レンズ群L2を物体側に移動させることで、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングが行われる。
これにより、効果的に全系の後側主点位置を物体側に移動させて、変倍効果を得ている。第1領域では、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の間隔は必ずしも変化させなくても良い。第2領域では、第1領域に比べて、より短い距離の物体にフォーカスが可能である。第1領域の最大撮影倍率が0.14倍であるのに対し、第2領域のマクロ端においては撮影倍率が0.6倍である。
第2領域におけるマクロ端では、第1領域の望遠端に対し、第3レンズ群L3が物体側に移動している。また、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔を狭め、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔を広げ、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の間隔を狭めている。
ここで、第2領域では、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5、第5レンズ群L5と第6レンズ群L6の間隔は必ずしも変化させなくても良い。また、第3レンズ群L3、第6レンズ群L6は、条件式(1)、(3)を満たしている。第2領域において第3レンズ群L3から第6レンズ群L6の合成群の主点位置を物体側に移動させており、高い撮影倍率化を得ている。
また、第3レンズ群L3、第5レンズ群L5は、条件式(2)を満たしており、第1領域の広角端で、全系の後側主点位置を像側に、第2領域のマクロ端において、全系の後側主点位置を物体側に移動している。また、第1領域の望遠端から、第2領域のマクロ端にマクロ駆動するのに際し、第3レンズ群L3の移動量は条件式(4)を満たしており、これにより全系の小型化と高撮影倍率化を図っている。
また、実施例2においては、第1領域の望遠端から、第2領域のマクロ端にマクロ駆動するのに際し、第1レンズ群L1が殆ど移動しておらず、ワーキングディスタンスが小さくはなるが、その替わりにより高撮影倍率化することが容易になる。
実施例3は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5を有する。更に負の屈折力の第6レンズ群L6、正の屈折力の第7レンズ群L7で構成される7群ズームレンズである。第5レンズ群L5は正の屈折力が最も強いレンズ群Lpに対応する。第6、第7レンズ群L6、L7はレンズ群Ln、Lp2に対応する。
第1領域はズーム比3.5の全ズーム領域であり、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第5レンズ群L5は物体側に移動している。広角端に比べ望遠端において、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔を広げ、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔を狭め、第5レンズ群L5と第6レンズ群L6の間隔を広げている。そして第6レンズ群L6と第7レンズ群L7の間隔を狭めるように各レンズ群が移動する。第2レンズ群L2を物体側に移動することで、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。それにより、効果的に全系の後側主点位置を物体側に移動し、変倍効果を得ている。
ここで第1領域では、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の間隔は必ずしも変化させなくても良い。
次に第2領域では、第1領域における合焦可能領域に比べて、より短い距離の物体にフォーカス可能である。第1領域の最大撮影倍率が0.17倍であるのに対し、第2領域の最至近端においては撮影倍率が0.6倍である。
第2領域のマクロ端では、第1領域の望遠端に対し、第5レンズ群L5が物体側に移動している。また第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔を狭め、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔を広げ、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の間隔を狭め、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の間隔を広げている。各レンズ群の働きは、実施例1と同様である。
実施例4は6群ズームレンズである。物体側より像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5、正の屈折力の第6レンズ群L6で構成されている。第4レンズ群L4は正の屈折力が最も強いレンズ群Lpに対応する。第5、第6レンズ群L5、L6はレンズ群Ln、Lp2に対応する。
第1領域はズーム比2.8の全ズーム領域であり、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第4レンズ群L4が物体側に移動している。広角端に比べ望遠端において第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔を狭め、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の間隔を広げている。更に第5レンズ群L5と第6レンズ群L6の間隔が狭まるように各レンズ群を移動する。第1レンズ群L1を物体側に移動することで、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。それにより、効果的に全系の後側主点位置を物体側に移動し、変倍効果を得ている。
ここで第1領域では、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の間隔は必ずしも変化させなくても良い。
次に第2領域では、第1領域における合焦可能領域に比べて、より短い距離の物体にフォーカス可能である。第1領域の最大撮影倍率が0.17倍であるのに対し、第2領域の最至近端においては撮影倍率が0.6倍である。
第2領域のマクロ端では、第1領域の望遠端に対し、第4レンズ群L4が物体側に移動しており、また第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔を狭め、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の間隔を広げている。ここで第2領域では、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5、第5レンズ群L5と第6レンズ群L6の間隔は必ずしも変化させなくても良い。
また、第4レンズ群L4、第6レンズ群L6は、条件式(1)、(3)を満たしており、第2領域において第4レンズ群L4から第6レンズ群L6の合成群の主点位置を効果的に物体側に移動しており、高撮影倍率化を達成している。また、第4レンズ群L4、第5レンズ群L5は、条件式(2)を満たしており、第1領域の広角端で、効果的に全系の後側主点位置を像側に、第2領域のマクロ端において、効果的に全系の後側主点位置を物体側に移動している。
また、第1領域の望遠端から、第2領域のマクロ端にマクロ駆動するのに際し、第4レンズ群L4の移動量は条件式(4)を満たしており、これにより全系の小型化と高撮影倍率化を図っている。
図7(b)は望遠端において第1領域の有限距離の物体にフォーカスしている状態を示す。図7(b)で第1レンズ群L1が物体側に位置している状態からマクロ駆動機構により第2領域の最至近距離の物体(図7(c)に相当)への連続してフォーカシングを行うことができる。また第2領域の最至近距離の物体にフォーカスしている状態(図7(c))から第一領域の有限距離の物体にフォーカスするときのマクロ駆動機構による動作はこの逆となる。
またマクロ駆動機構の動作を停止し、フォーカシング駆動機構を動作させて第1レンズ群(フォーカシングレンズ群)L1を移動させてフォーカス調整を行っても良い。
実施例5は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5を有する。更に負の屈折力の第6レンズ群L6、正の屈折力の第7レンズ群L7で構成される7群ズームレンズである。第5レンズ群L5は正の屈折力が最も強いレンズ群Lpに対応する。第6、第7レンズ群L6、L7はレンズ群Ln、Lp2に対応する。
第1領域はズーム比2.8の全ズーム領域であり、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第5レンズ群L5は物体側に移動している。広角端に比べ望遠端において第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔を広げ、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔を狭め、第5レンズ群L5と第6レンズ群L6の間隔を広げている。更に第6レンズ群L6と第7レンズ群L7の間隔を狭めるように各レンズ群が移動する。第2レンズ群L2を物体側に移動することで、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。
以上により、効果的に全系の後側主点位置を物体側に移動し、変倍効果を得ている。また実施例5では、フォーカス用の第4レンズ群が最も強い負のパワーのレンズ群ではないため、フォーカス移動量が増える。しかしながら、最も強い負のパワーの第2レンズ群L2をフォーカスレンズ群としないことで、広角端において第1レンズ群L1との間隔を狭められ、第1レンズ群L1の有効径を小さくすることができる。ここで第1領域では、ズーミングに際して第3レンズ群L3と第4レンズ群L4、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の間隔は、必ずしも変化させなくても良い。
次に第2領域では、第1領域における合焦可能領域に比べて、より短い距離の物体にフォーカスが可能である。第1領域の最大撮影倍率が0.18倍であるのに対し、第2領域のマクロ端においては撮影倍率が0.8倍である。
第2領域のマクロ端では、第1領域の望遠端に対し、第5レンズ群L5が物体側に移動しており、また第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔を狭めている。そして第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔を広げ、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の間隔を狭め、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の間隔を広げるように各レンズ群が移動している。それにより、効果的に全系の後側主点位置を物体側に移動し、高撮影倍率化を容易にしている。
ここで第2領域では、第5レンズ群L5と第6レンズ群L6、第6レンズ群L6と第7レンズ群L7の間隔は必ずしも変化させなくても良い。また、第5レンズ群L5、第7レンズ群L7は、条件式(1)、(3)を満たしている。第2領域において第5レンズ群L5から第7レンズ群L7の合成レンズ群の主点位置を効果的に物体側に移動しており、高撮影倍率化を容易にしている。
また、第5レンズ群L5、第6レンズ群L6は、条件式(2)を満たしており、第1領域の広角端で、効果的に全系の後側主点位置を像側に、第2領域のマクロ端において、効果的に全系の後側主点位置を物体側に移動している。また、第1領域の望遠端から、第2領域のマクロ端にマクロ駆動するのに際し、第5レンズ群L5の移動量は条件式(4)を満たしており、これにより全系の小型化と高撮影倍率化を図っている。
また、第1領域の望遠端から、第2領域のマクロ端にマクロ駆動するのに際し、第1レンズ群L1が像側に移動しており、それにより最至近端において効果的にワーキングディスタンスを確保している。
図9(b)は望遠端において第1領域の有限距離の物体にフォーカスしている状態を示す。図9(b)で第2レンズ群L2が物体側に位置している状態からマクロ駆動機構により第2領域の最至近距離の物体(図9(c)に相当)への連続してフォーカシングを行うことができる。また第2領域の最至近距離の物体にフォーカスしている状態(図9(c))から第一領域の有限距離の物体にフォーカスするときのマクロ駆動機構による動作はこの逆となる。
またマクロ駆動機構の動作を停止し、フォーカシング駆動機構を動作させて第2レンズ群(フォーカシングレンズ群)L2を移動させてフォーカス調整を行っても良い。
実施例6は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5で構成される5群ズームレンズである。第3レンズ群L3は正の屈折力が最も強いレンズ群Lpに対応する。第4、第5レンズ群L4、L5はレンズ群Ln、Lp2に対応する。
第1領域はズーム比2.8の全ズーム領域であり、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第3レンズ群L3が物体側に移動している。広角端に比べ望遠端において第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔を広げ、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔を狭め、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の間隔を広げている。そして第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の間隔を狭めるように各レンズ群が移動する。第2レンズ群L2を物体側に移動することで、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。それにより、効果的に全系の後側主点位置を物体側に移動し、変倍効果を得ている。
次に第2領域では、第1領域における合焦可能領域に比べて、より短い距離の物体にフォーカスが可能である。第1領域の最大撮影倍率が0.15倍であるのに対し、第2領域の最至近端においては撮影倍率が0.6倍である。第2領域のマクロ端では、第1領域の望遠端に対し、第3レンズ群L3が物体側に移動しており、また第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔を狭め、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔を広げている。
ここで第2領域では、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の間隔は必ずしも変化させなくても良い。また、第3レンズ群L3、第5レンズ群L5は、条件式(1)、(3)を満たしている。第2領域において第3レンズ群L3から第5レンズ群L5の合成レンズ群の主点位置を効果的に物体側に移動しており、高撮影倍率化を容易にしている。
また、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4は、条件式(2)を満たしており、第1領域の広角端で、効果的に全系の後側主点位置を像側に、第2領域のマクロ端において、効果的に全系の後側主点位置を物体側に移動している。また、第1領域の望遠端から、第2領域のマクロ端にマクロ駆動するのに際し、第3レンズ群L3の移動量は条件式(4)を満たしており、これにより全系の小型化と高撮影倍率化を図っている。
また、第1領域の望遠端から、第2領域のマクロ端に際し、第1レンズ群L1が像側に移動しており、それにより最至近端において効果的にワーキングディスタンスを確保している。第2領域において、数値実施例1、4、5では至近と中間とマクロ(再至近距離)、実施例6では最至近において間隔dの値がマイナスとなっているのは、数値実施例は便宜上、無限合焦状態を表しているためである。
よって、数値実施例1、4、5の第2領域では、無限合焦が物理的に不能であることを意味している。それは即ち、フォーカシングレンズ群の無限側への移動を制限して、後続の正群を物体側に移動させたことを意味する。
後続の正群が物体側に移動したことにより、合焦位置が近接側にシフトすると共に、球面収差をアンダー側に発生させた。それにより、フォーカシングレンズ群を近接側に駆動させた際、オーバー側の球面収差と相殺し、第1領域に対し、より近接合焦しているにも関わらず、良好な性能を得ている。
実際にはフォーカスレンズ群は無限遠物体の合焦位置になく、それよりも物体側に移動した位置にくる。このため、フォーカスレンズ群の像側のレンズ群はフォーカスレンズ群が移動した空間に位置するため、フォーカスレンズ群が位置すべき位置とオーバーラップするようになる。この結果、間隔dの符号がオーバーラップした量だけマイナスとなっている。
次に本発明の実施例1〜6に対応する数値実施例1〜6を示す。数値実施例においてiは物体側からの面の順番を示す。riは第i番目の面の曲率半径、diは第i番目と第i+1番目の面の間隔である。ndiとνdiは各々レンズの材料の屈折率とアッベ数のd線(λ=587.6nm)に対する値である。有効径が可変となっている面iについてはeaiとして各ズーム位置において有効径を示している。
レンズ全長は第1レンズ面から像面までの長さである。BFはバックフォーカスであり最終面から像面までの長さである。また、K、A4、A6、A8、A10、A12は非球面係数であり、非球面の形状は、レンズ面と光軸との交点を原点、光の進行方向を正としたとき、光軸方向の位置X、光軸と垂直方向の位置Hより以下の式で表される。
但し、Rは近軸曲率半径である。また、「e−0X」は「×10−x」を意味している。fは焦点距離、FnoはFナンバー、ωは半画角を示す。また、各光学面の間隔dが(可変)となっている部分は、第1領域でのズーミングに際して変化するもの、または第2領域の至近物体の合焦に際して変化するものであり、別表に焦点距離に応じた面間隔を記している。又表1に前述の条件式と数値実施例との関係を示す。
(数値実施例1)

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 244.270 2.00 1.84666 23.8 64.01
2 77.817 6.51 1.77250 49.6 60.60
3 520.807 0.15 59.92
4 54.708 5.10 1.83481 42.7 54.21
5 102.370 (可変) 52.93
6* 106.449 1.80 1.80400 46.6 34.29
7 14.914 8.77 24.39
8 -37.374 1.30 1.77250 49.6 23.98
9 29.028 0.15 23.30
10 27.566 5.50 1.80518 25.4 23.47
11 -79.270 (可変) 23.25
12 33.816 3.47 1.62588 35.7 18.39
13 -61.868 (可変) 18.48
14 -31.637 1.00 1.84666 23.8 18.08
15 -1969.479 (可変) 18.59
16(絞り) ∞ 2.00 (可変)
17 41.800 5.33 1.59282 68.6 20.52
18 -37.861 0.15 20.66
19 50.346 5.96 1.49700 81.5 20.00
20 -20.733 1.00 1.90366 31.3 19.21
21 -50.842 (可変) 19.19
22 -616.897 0.90 1.80100 35.0 15.94
23 20.095 2.57 1.84666 23.8 15.87
24 47.987 (可変) 15.88
25 267.996 2.77 1.85400 40.4 20.92
26* -105.715 21.61

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.48366e-006 A 6=-9.07746e-009 A 8=-6.82116e-013 A10= 1.96862e-014 A12=-2.37851e-017

第26面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.23491e-005 A 6=-4.96603e-009 A 8= 2.44298e-010 A10=-7.85907e-013

各種データ
ズーム比 2.84

第1領域 第2領域
広角 中間 望遠 至近 最至近
焦点距離 24.30 35.10 69.00 67.23 60.62
Fナンバー 4.10 4.10 4.10 5.28 5.56
半画角(度) 41.68 31.65 17.41 17.84 19.64
像高 21.64 21.64 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 134.65 141.04 164.94 162.09 152.75
BF 39.15 46.02 59.68 64.95 67.73

d 5 2.93 11.21 31.69 26.37 14.86
d11 20.10 11.33 1.10 -1.70 -2.31
d13 4.37 4.84 4.85 2.25 1.76
d15 1.95 1.49 1.48 4.07 4.56
d21 1.20 3.79 8.23 7.50 8.23
d24 8.53 5.94 1.50 2.23 1.50

ea16 13.30 15.16 19.19 15.43 15.21

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 118.64 13.76 0.67 -6.87
2 6 -18.71 17.52 1.42 -12.76
3 12 35.43 3.47 0.76 -1.40
4 14 -37.99 1.00 -0.01 -0.55
5 16 27.19 14.44 4.27 -5.90
6 22 -60.04 3.47 1.93 0.04
7 25 89.08 2.77 1.07 -0.42

(数値実施例2)

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 263.908 2.00 1.84666 23.8 62.38
2 102.984 4.88 1.77250 49.6 59.16
3 432.623 0.15 58.45
4 47.920 5.69 1.77250 49.6 53.04
5 92.060 (可変) 51.75
6* 83.302 1.50 1.88300 40.8 34.03
7 14.660 8.25 24.57
8 -68.041 1.10 1.77250 49.6 24.23
9 32.879 0.15 23.36
10 25.387 7.22 1.74000 28.3 23.57
11 -36.500 0.51 22.80
12 -31.360 1.10 1.77250 49.6 22.53
13 -106.222 (可変) 22.18
14(絞り) ∞ 2.00 (可変)
15 25.859 3.44 1.84666 23.8 19.13
16 495.764 (可変) 18.87
17 -126.927 1.00 1.84666 23.8 18.52
18 15.691 6.98 1.49700 81.5 18.24
19 -43.057 0.15 19.03
20 24.294 4.53 1.59282 68.6 19.59
21 -69.931 (可変) 19.20
22 -36.334 2.78 1.84666 23.8 17.01
23 -17.718 0.90 1.61340 44.3 17.04
24 57.013 (可変) 17.00
25 1777.902 4.04 1.49700 81.5 18.84
26 -27.300 0.15 19.56
27 -72.953 1.40 1.85400 40.4 19.71
28* 1270.014 20.15

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.42530e-006 A 6=-4.61658e-009 A 8= 1.31132e-012 A10= 5.13380e-015

第28面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.06523e-005 A 6= 1.73814e-008 A 8= 2.94525e-010 A10=-5.65490e-013

各種データ
ズーム比 2.84

第1領域 第2領域
広角 中間 望遠 至近 最至近
焦点距離 24.30 35.00 68.99 64.84 66.22
Fナンバー 4.10 4.10 4.10 5.20 5.83
半画角(度) 41.68 31.72 17.41 18.45 18.09
像高 21.64 21.64 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 133.45 137.89 161.03 159.82 158.68
BF 39.81 46.58 59.81 62.59 68.14

d 5 2.92 10.68 32.00 27.57 22.26
d13 21.35 11.50 1.04 1.74 0.33
d16 3.00 2.75 1.81 1.55 1.57
d21 1.86 3.21 4.53 3.66 3.86
d24 4.60 3.25 1.94 2.80 2.60

ea14 13.38 14.79 17.54 14.01 13.28

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 113.37 12.71 -0.25 -7.25
2 6 -19.45 19.83 0.97 -14.34
3 14 32.12 5.44 1.90 -1.96
4 17 46.83 12.66 11.53 5.03
5 22 -47.92 3.68 0.11 -1.94
6 25 162.88 5.59 2.19 -1.41

(数値実施例3)

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 198.785 2.00 1.84666 23.8 56.29
2 69.696 5.45 1.77250 49.6 51.45
3 359.221 0.15 50.06
4 46.783 4.42 1.77250 49.6 42.27
5 107.035 (可変) 41.19
6* 113.860 1.60 1.88300 40.8 31.79
7 14.923 7.35 23.29
8 -50.320 1.20 1.88300 40.8 22.94
9 30.250 0.15 22.23
10 27.615 6.31 1.80518 25.4 22.41
11 -32.652 1.10 1.77250 49.6 22.23
12 -102.403 (可変) 21.86
13 29.398 3.13 1.72047 34.7 16.90
14 -82.282 (可変) 16.79
15 -30.261 0.90 1.84666 23.8 15.95
16 917.764 (可変) 16.08
17(絞り) ∞ 1.50 16.54
18 52.353 3.48 1.59282 68.6 16.70
19 -30.468 0.15 16.69
20 30.154 4.34 1.49700 81.5 15.85
21 -23.115 0.90 1.90366 31.3 15.00
22 -60.133 (可変) 14.72
23 -299.625 0.80 1.83481 42.7 13.82
24 22.008 1.85 1.84666 23.8 13.30
25 38.425 (可変) 13.16
26 624.093 2.36 1.85400 40.4 17.14
27* -162.823 17.84

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.95365e-006 A 6=-7.83369e-009 A 8= 1.79042e-012 A10= 2.63740e-014 A12=-5.16279e-017

第27面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.92991e-005 A 6= 1.90581e-008 A 8= 3.02065e-010 A10=-1.11865e-012

各種データ
ズーム比 3.42

第1領域 第2領域
広角 中間 望遠 至近 最至近
焦点距離 24.30 35.10 82.99 68.22 64.03
Fナンバー 3.58 4.42 5.89 5.92 5.87
半画角(度) 41.68 31.65 14.61 17.60 18.67
像高 21.64 21.64 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 126.64 128.32 155.92 149.57 148.58
BF 39.39 49.31 64.14 65.59 65.96

d 5 2.38 3.96 27.87 19.81 17.58
d12 22.06 12.25 1.10 1.37 2.23
d14 3.97 3.98 3.73 1.96 1.93
d16 1.53 1.53 1.78 3.55 3.58
d22 1.20 2.90 6.66 5.89 5.13
d25 6.96 5.26 1.50 2.28 3.04

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 94.77 12.01 1.24 -5.48
2 6 -16.73 17.71 1.20 -12.38
3 13 30.42 3.13 0.48 -1.36
4 15 -34.59 0.90 0.02 -0.47
5 17 22.76 10.37 3.21 -4.06
6 23 -41.06 2.65 1.29 -0.14
7 26 151.42 2.36 1.01 -0.26

(数値実施例4)

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 60.752 1.80 1.48749 70.2 39.59
2 16.615 10.98 29.43
3 -62.412 1.30 1.80400 46.6 29.02
4 33.827 1.46 27.28
5 38.115 5.09 1.75520 27.5 27.47
6 -163.919 (可変) 27.00
7 33.384 2.77 1.58313 59.4 18.13
8 -134.419 (可変) 18.05
9 -41.566 1.00 1.91082 35.3 17.84
10 -10207.879 (可変) 18.06
11(絞り) ∞ 2.00 18.92
12 29.694 4.66 1.59282 68.6 20.39
13 -50.762 0.15 20.31
14 30.222 4.87 1.49700 81.5 19.44
15 -32.918 1.00 1.90366 31.3 18.61
16 -168.309 (可変) 18.20
17 169.843 0.90 1.80100 35.0 13.84
18 15.404 2.42 1.84666 23.8 13.41
19 31.151 (可変) 13.34
20 242.197 2.20 1.85400 40.4 15.69
21* -1299.657 16.30

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.98108e-006 A 6= 2.06752e-009 A 8=-2.22927e-012 A10= 1.59653e-014 A12=-1.90985e-018

第21面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.88036e-005 A 6= 5.42766e-008 A 8= 4.78099e-010 A10=-2.33568e-012

各種データ
ズーム比 2.84

第1領域 第2領域
広角 中間 望遠 至近 最至近
焦点距離 24.30 35.00 60.00 64.36 69.08
Fナンバー 3.60 4.27 5.87 6.26 6.64
半画角(度) 41.68 31.72 19.83 18.58 17.39
像高 21.64 21.64 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 120.53 117.43 127.28 129.34 133.40
BF 39.61 49.44 72.30 77.31 82.31

d 6 27.04 14.11 1.10 -1.85 -2.80
d 8 3.07 3.79 3.79 1.85 1.86
d10 2.22 1.50 1.50 3.44 3.42
d16 1.20 2.35 4.49 4.27 4.20
d19 4.79 3.64 1.50 1.72 1.79

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 -30.25 20.62 3.59 -13.91
2 7 46.14 2.77 0.35 -1.41
3 9 -45.83 1.00 -0.00 -0.53
4 11 24.52 12.68 3.11 -5.72
5 17 -52.17 3.32 2.49 0.65
6 20 239.21 2.20 0.19 -1.00

(数値実施例5)

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 230.276 2.10 1.84666 23.8 61.89
2 82.258 4.87 1.77250 49.6 56.85
3 241.484 0.15 55.45
4 53.998 5.22 1.77250 49.6 48.76
5 143.749 (可変) 47.66
6* 87.658 1.90 1.77250 49.6 38.48
7 15.373 10.37 26.63
8 -40.409 1.30 1.72000 50.2 26.20
9 31.051 0.15 25.33
10 29.379 5.51 1.80518 25.4 25.48
11 -130.576 (可変) 25.07
12 39.119 2.82 1.69895 30.1 19.06
13 -192.405 (可変) 19.12
14 -40.172 1.00 1.84666 23.8 19.19
15 342.708 (可変) 19.72
16(絞り) ∞ 2.00 (可変)
17 33.216 5.57 1.59282 68.6 22.31
18 -38.857 0.15 22.35
19 33.595 6.39 1.49700 81.5 21.16
20 -24.200 1.00 1.90366 31.3 20.06
21 -143.460 (可変) 19.68
22 429.899 0.90 1.80100 35.0 17.20
23 17.653 2.58 1.84666 23.8 16.55
24 43.631 (可変) 16.37
25 99.674 2.58 1.85400 40.4 18.65
26* -429.347 19.19

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.56364e-006 A 6=-6.07726e-009 A 8= 7.28646e-012 A10=-6.28160e-015

第26面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.76755e-005 A 6=-2.39438e-008 A 8= 6.64573e-010 A10=-2.91200e-012

各種データ
ズーム比 2.84

焦点距離 24.30 35.10 69.00 63.64 59.41
Fナンバー 4.10 4.10 4.10 5.32 5.86
半画角(度) 41.68 31.65 17.41 18.78 20.01
像高 21.64 21.64 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 133.55 134.87 162.69 157.85 155.03
BF 39.55 49.91 63.96 76.00 76.74

d 5 0.90 2.58 26.25 7.44 1.20
d11 21.71 10.99 1.10 3.03 5.70
d13 4.87 5.55 5.55 8.30 10.16
d15 2.18 1.50 1.50 -1.25 -3.11
d21 1.20 3.24 6.07 5.92 5.49
d24 6.58 4.54 1.71 1.86 2.29

ea16 13.67 16.38 20.39 17.82 16.16

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 115.44 12.34 0.86 -6.04
2 6 -20.27 19.22 2.08 -13.42
3 12 46.75 2.82 0.28 -1.38
4 14 -42.42 1.00 0.06 -0.48
5 16 26.25 15.10 2.85 -7.37
6 22 -67.48 3.48 2.40 0.48
7 25 94.94 2.58 0.26 -1.13

(数値実施例6)

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 247.963 2.00 1.84666 23.8 62.84
2 94.107 6.23 1.77250 49.6 59.33
3 2535.470 0.15 58.16
4 56.515 4.28 1.77250 49.6 51.55
5 96.425 (可変) 50.36
6* 68.384 1.50 1.83481 42.7 33.02
7 14.938 8.18 24.15
8 -43.297 1.10 1.77250 49.6 23.77
9 29.027 0.15 22.57
10 26.172 6.88 1.74000 28.3 22.68
11 -33.102 0.65 22.01
12 -26.759 1.10 1.77250 49.6 21.70
13 -57.409 (可変) 21.33
14(絞り) ∞ 2.00 (可変)
15 21.901 3.31 1.84666 23.8 20.12
16 59.010 2.07 19.73
17 142.689 1.00 1.84666 23.8 19.49
18 15.173 7.18 1.49700 81.5 18.93
19 -53.709 0.15 19.52
20 24.378 4.19 1.59282 68.6 19.90
21 -167.436 (可変) 19.44
22 -36.741 2.60 1.84666 23.8 17.01
23 -18.117 0.90 1.61340 44.3 16.96
24 62.501 (可変) 16.58
25* 259.761 6.10 1.58313 59.4 21.63
26 -17.957 1.10 1.91082 35.3 22.51
27 -35.475 24.22

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.29974e-006 A 6=-4.47970e-009 A 8=-6.03868e-012 A10= 1.74504e-014

第25面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.78262e-005 A 6=-4.57943e-009 A 8=-2.59388e-010 A10= 4.39480e-013

各種データ
ズーム比 2.75

焦点距離 24.70 35.00 68.00 52.69 61.07
Fナンバー 4.00 4.10 4.10 5.18 5.80
半画角(度) 41.22 31.72 17.65 22.32 19.51
像高 21.64 21.64 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 135.95 142.83 168.21 149.36 156.88
BF 39.00 46.61 61.07 68.32 76.67

d 5 2.84 10.83 32.00 5.56 6.84
d13 19.67 10.94 0.70 1.03 -1.08
d21 2.13 3.36 5.71 4.99 5.40
d24 9.49 8.26 5.91 6.63 6.22

ea14 13.92 15.04 18.02 15.05 14.52

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 121.70 12.66 0.79 -6.26
2 6 -19.05 19.57 1.58 -13.70
3 14 24.80 19.90 8.66 -7.23
4 22 -50.16 3.50 0.05 -1.90
5 25 101.62 7.20 4.51 0.05

次に実施例1乃至6に示したズームレンズを撮像装置に適用した実施例を図13を用いて説明する。本発明の撮像装置はズームレンズを含む交換レンズ装置と、交換レンズ装置とカメラマウント部を介して着脱可能に接続され、ズームレンズが形成する光学像を受光して、電気的な画像信号に変換する撮像素子を含むカメラ本体とを備えている。
図13は一眼レフカメラの要部概略図である。図13において、10は実施例1乃至6のズームレンズ1を有する撮影レンズである。ズームレンズ1は保持部材である鏡筒2に保持されている。20はカメラ本体であり、撮影レンズ10からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー3、撮影レンズ10の像形成位置に配置された焦点板4より構成されている。更に、焦点板4に形成された逆像を正立像に変換するペンタダハプリズム5、その正立像を観察するための接眼レンズ6などによって構成されている。
7は感光面であり、CCDセンサやCMOSセンサ等の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(光電変換素子)や銀塩フィルムが配置される。撮影時にはクイックリターンミラー3が光路から退避して、感光面7上に撮影レンズ10によって像が形成される。実施例1乃至6にて説明した利益は、本実施例に開示したような撮像装置において効果的に享受される。
撮像装置としてクイックリターンミラー3のないミラーレスの一眼レフカメラにも同様に適用できる。
SP:絞り IP:撮像面 L1〜L6:第1レンズ群〜第7レンズ群
Lp、Ln:前記正レンズ群、及び負レンズ群
Focus:フォーカシングで移動する群と、その移動方向

Claims (14)

  1. 物体側から像側へ順に、正の屈折力が最も強いレンズ群Lp、負の屈折力のレンズ群Ln、正の屈折力のレンズ群Lp2を有し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    無限遠から所定の有限距離までのフォーカシングとズーミングが可能な第1領域においては、ズーミングに際して2以上のレンズ群が移動し、フォーカシングに際して少なくとも1つのレンズ群が移動し、
    望遠端から前記所定の有限距離より短い物体距離へのフォーカシングが可能な第2領域においては、2以上のレンズ群が移動することによりフォーカシングが行われ
    広角端に比べて前記第2領域の全ての領域において、前記レンズ群Lpが物体側に位置し、前記レンズ群Lpと前記レンズ群Lnの間隔が大きくなり、前記レンズ群Lnと前記レンズ群Lp2の間隔が小さくなることを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第2領域のフォーカシングに際して、前記第1領域のフォーカシングに際して移動するレンズ群が移動することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  3. 前記レンズ群Lpの焦点距離をFLp、前記レンズ群Lp2の焦点距離をFLp2とするとき、
    0.05<FLp/FLp2<0.60
    なる条件式を満たす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。
  4. 前記レンズ群Lnの焦点距離をFLn、前記レンズ群Lpの焦点距離をFLpとするとき、
    0.20<FLp/|FLn|<0.90
    なる条件式を満たす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。
  5. 物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群を、前記レンズ群Lpから前記レンズ群Lp2までの部分系とは別に有し、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レンズ群の間隔が大きいことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  6. 最も物体側に負の屈折力の第1レンズ群が配置されていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  7. 前記第1領域のフォーカシングに際して移動するレンズ群は、負の屈折力が最も強いレンズ群であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  8. 望遠端において無限遠物体にフォーカスしているときの、前記第1領域におけるフォーカシングに際して移動するレンズ群の光軸方向の位置と、該レンズ群の像側に隣り合うレンズ群の光軸方向の位置は、前記第2領域の一部においてオーバーラップ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。
  9. 前記レンズ群Lpと前記レンズ群Lp2は、ズーミングに際して同一の軌跡で移動することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  10. 前記ズームレンズは、物体側より像側へ順に、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、負の屈折力の第6レンズ群、正の屈折力の第7レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群が移動し、前記第5レンズ群が前記レンズ群Lpであり、前記第6レンズ群が前記レンズ群Lnであり、前記第7レンズ群が前記レンズ群Lp2であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項のズームレンズ。
  11. 前記ズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群、正の屈折力の第6レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群が移動し、前記第3レンズ群が前記レンズ群Lpであり、前記第5レンズ群が前記レンズ群Lnであり、前記第6レンズ群が前記レンズ群Lp2であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項のズームレンズ。
  12. 前記ズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群、正の屈折力の第6レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群が移動し、前記第4レンズ群が前記レンズ群Lpであり、前記第5レンズ群が前記レンズ群Lnであり、前記第6レンズ群が前記レンズ群Lp2であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項のズームレンズ。
  13. 前記ズームレンズは、物体側より像側へ順に、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、ズーミングに際して各レンズ群が移動し、前記第3レンズ群が前記レンズ群Lpであり、前記第4レンズ群が前記レンズ群Lnであり、前記第5レンズ群が前記レンズ群Lp2であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項のズームレンズ。
  14. 請求項1乃至13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撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
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