JP6288916B2 - 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

本発明はズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、放送用テレビカメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩写真用カメラ等に好適なものである。
近年、テレビカメラ、銀塩フィルム用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置には、広画角且つ高ズーム比でしかも高い光学性能を有したズームレンズが要望されている。広画角、高ズーム比のズームレンズとして、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置し、全体として正負正正正の5つのレンズ群より成るポジティブリード型で、テレフォト型の5群ズームレンズが知られている。
例えば、このポジティブリード型のズームレンズで、バリエータとコンペンセータの機能を持つ変倍レンズ群を3つの可動レンズ群で構成し、ズーミングに際して互いに異なった軌跡で移動したテレビカメラに好適な5群ズームレンズが知られている(特許文献1)。
特許文献1では、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、正の屈折力の第5レンズ群から構成され、広角端画角が60°〜70°程度、倍率が10〜20倍程度のズームレンズが開示されている。特許文献1では第2、第3、第4レンズ群で変倍系を構成している。
特開平7−248449号公報
テレビカメラや写真用カメラ、そしてビデオカメラ等の撮像装置は、高い光学性能を有するとともに、全系が小型軽量であることが強く要求される。特に、広角端画角50°以上、倍率が60倍以上の広角・超望遠レンズにおいては、第1レンズ群の大きさや重さがレンズ全体の大型化や質量増加につながり、カメラレンズの操作性に大きく影響する。このため、第1レンズ群の小型軽量化が特に重要になってきている。
広画角と高ズーム比を両立しながら第1レンズ群のレンズ有効径の増大を抑制するためには、構成レンズ群のパワー配置を適切にするとともに変倍用の第2、第3レンズ群の変倍に伴う移動軌跡を適切に設定することが重要である。特に広角端から中間のズーム位置に至るズーム範囲における移動軌跡を適切に設定することが重要になってくる。これらの構成を適切に設定しないと、全系の小型化を図りつつ、広画角かつ高ズーム比で全ズーム範囲にわたり高い光学性能のズームレンズを得るのが難しくなってくる。
本発明は、小型でありながら広画角、高ズーム比でしかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、変倍のためには不動で正の屈折力の第1レンズ群と、広角端から望遠端への変倍に際して像側へ移動する負の屈折力の第2レンズ群と、広角端から望遠端への変倍に際して像側へ移動する正の屈折力の第3レンズ群と、広角端から望遠端への変倍に際して像側へ移動する正の屈折力の第4レンズ群と、変倍のためには不動の正の屈折力の第5レンズからなるズームレンズにおいて、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfw、ズーム比をZとし、中間のズーム位置の焦点距離fmを
fm = fw × (Z)1/2
とし、広角端における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔をL2W、広角端から焦点距離fmまでのズーム範囲のうち、前記第1レンズ群内において最大像高の軸外主光線が最も光軸から離れる状態となるズーム位置での前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔をL2fm、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第2レンズ群の焦点距離をf2、前記第3レンズ群の焦点距離をf3、広角端における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の合成焦点距離をf23Wとするとき、
1.5<L2fm/L2W<500
−30<f3/f2<−3
−15<f1/f23W≦−8.62
なる条件を満足することを特徴としている。
また、本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、変倍のためには不動で正の屈折力の第1レンズ群と、広角端から望遠端への変倍に際して像側へ移動する負の屈折力の第2レンズ群と、広角端から望遠端への変倍に際して像側へ移動する正の屈折力の第3レンズ群と、広角端から望遠端への変倍に際して物体側へ移動する正の屈折力の第4レンズ群と、広角端から望遠端への変倍に際して移動する正の屈折力の第5レンズ群と、変倍のためには不動の正の屈折力の第6レンズ群からなるズームレンズにおいて、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfw、ズーム比をZとし、中間のズーム位置の焦点距離fmを
fm = fw × (Z)1/2
とし、広角端における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔をL2W、広角端から焦点距離fmまでのズーム範囲のうち、前記第1レンズ群内において最大像高の軸外主光線が最も光軸から離れる状態となるズーム位置での前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔をL2fm、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第2レンズ群の焦点距離をf2、前記第3レンズ群の焦点距離をf3、広角端における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の合成焦点距離をf23Wとするとき、
1.5<L2fm/L2W<500
−30<f3/f2<−3
−15<f1/f23W≦−8.62
なる条件を満足することを特徴としている。
本発明によれば、小型でありながら広画角、高ズーム比でしかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。
本発明のズームレンズの数値実施例1のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 数値実施例1のズームレンズの(a)広角端、(b)f=17.17、(c)f=69.06、(d)望遠端での無限遠合焦時の収差図 数値実施例2のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 数値実施例2のズームレンズの(a)広角端、(b)f=17.35、(c)f=68.27、(d)望遠端での無限遠合焦時の収差図 数値実施例3のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 数値実施例3のズームレンズの(a)広角端、(b)f=13.50、(c)f=65.35、(d)望遠端での無限遠合焦時の収差図 数値実施例4のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 数値実施例4のズームレンズの(a)広角端、(b)f=13.41、(c)f=65.33、(d)望遠端での無限遠合焦時の収差図 数値実施例5のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 数値実施例5のズームレンズの(a)広角端、(b)f=14.01、(c)f=82.92、(d)望遠端での無限遠合焦時の収差図 ズームによる軸外主光線の高さの変化を示す光路図 本発明の撮像装置の概略図
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。まず、本発明のズームレンズの特徴について説明する。
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、変倍のためには不動で合焦機能を有する正の屈折力の第1レンズ群と、変倍に際して移動する負の屈折力の第2レンズ群と、変倍に際して移動する正の屈折力の第3レンズ群と、変倍に伴う像面変動を補正する正の屈折力の第4レンズ群と、変倍のためには不動の正の屈折力の第5群を有する。
又は、本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、変倍のためには不動で合焦機能を有する正の屈折力の第1レンズ群と、変倍に際して移動する負の屈折力の第2レンズ群と、変倍に際して移動する正の屈折力の第3レンズ群と、変倍に際して移動する正の屈折力の第4レンズ群と、変倍に伴う像面変動を補正する正の屈折力の第5レンズ群と変倍のためには不動の正の屈折力の第6群を有する。
図1は本発明の実施例1(数値実施例1)のズームレンズの広角端(焦点距離:f=9.6mm)、無限遠物体の合焦状態におけるレンズ断面図である。
図2は数値実施例1の(a)広角端(焦点距離:f=9.6mm)、(b)焦点距離:f=17.17mm、(c)焦点距離:f=69.06mm、(d)望遠端(焦点距離:f=710.4mm)における無限遠物体に合焦時の収差図である。但し、焦点距離は数値実施例の値をmm単位で表したときの値である。これは以下の各実施例において全て同じである。
図3は本発明の実施例2(数値実施例2)のズームレンズの広角端(焦点距離:f=9.6mm)、無限遠物体の合焦状態におけるレンズ断面図である。
図4は数値実施例2の(a)広角端(焦点距離:f=9.6mm)、(b)焦点距離:f=17.35mm、(c)焦点距離:f=68.27mm、(d)望遠端(焦点距離:f=710.4mm)における無限遠物体に合焦時の収差図である。
図5は本発明の実施例3(数値実施例3)のズームレンズの広角端(焦点距離:f=9.8mm)、無限遠物体の合焦状態におけるレンズ断面図である。
図6は数値実施例3の(a)広角端(焦点距離:f=9.8mm)、(b)焦点距離:f=13.50mm、(c)焦点距離:f=65.35mm、(d)望遠端(焦点距離:f=646.8mm)における無限遠物体に合焦時の収差図である。
図7は本発明の実施例4(数値実施例4)のズームレンズの広角端(焦点距離:f=9.8mm)、無限遠物体の合焦状態におけるレンズ断面図である。
図8は数値実施例4の(a)広角端(焦点距離:f=9.8mm)、(b)焦点距離:f=13.41mm、(c)焦点距離:f=65.33mm、(d)望遠端(焦点距離:f=646.8mm)における無限遠物体に合焦時の収差図である。
図9は本発明の実施例5(数値実施例5)のズームレンズの広角端(焦点距離:f=9.0mm)、無限遠物体の合焦状態におけるレンズ断面図である。
図10は数値実施例5の(a)広角端(焦点距離:f=9.0mm)、(b)焦点距離:f=14.01mm、(c)焦点距離:f=82.92mm、(d)望遠端(焦点距離:f=900mm)における無限遠物体に合焦時の収差図である。
図12は本発明の撮像装置の概略図である。
各実施例のレンズ断面図において、左側が物体側で右側が像側である。実施例1〜4のレンズ断面図において、U1は変倍のためには不動の第1レンズ群としての正の屈折力を有する前玉レンズ群である。第1レンズ群U1は、その一部又は全部を移動することで合焦機能を有する。
U2は変倍用の第2レンズ群としての負の屈折力を有するバリエータであり、光軸上を像面側へ単調に移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行っている。
U3は変倍用の正の屈折力のバリエータ(第3レンズ群)であり、光軸上を像面側へ曲線を描いて移動させることにより、広角端から望遠端へのズーミングを行っている。
U4は第4レンズ群としての正の屈折力を有するコンペンセータであり、広角端から望遠端への変倍に際して変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を物体側へ非直線的に移動している。
第2レンズ群U2と第3レンズ群U3と第4レンズ群U4で変倍系を構成している。
SPは絞り(開口絞り)であり、第5レンズ群U5の物体側に配置されている。U5は第5レンズ群としての結像作用を有する正の屈折力を有する固定のリレーレンズ群である。Pは色分解プリズムや光学フィルタ−等であり、同図ではガラスブロックとして示している。IPは撮像面であり、ズームレンズで形成された像を受光し、光電変換する固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面に相当している。
実施例5のレンズ断面図において、U1は変倍のためには不動の第1レンズ群としての正の屈折力を有する前玉レンズ群である。第1レンズ群U1は、その一部又は全部を移動することで合焦機能を有する。
U2は変倍用の第2レンズ群としての負の屈折力を有するバリエータであり、光軸上を像面側へ単調に移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行っている。
U3は変倍用の正の屈折力のバリエータ(第3レンズ群)であり、光軸上を像面側へ曲線を描いて移動させることにより、広角端から望遠端へのズーミングを行っている。
U4は変倍用の正の屈折力のバリエータ(第4レンズ群)であり、光軸上を物体側へ曲線を描いて移動させることにより、広角端から望遠端へのズーミングを行っている。
U5は第5レンズ群としての正の屈折力を有するコンペンセータであり、広角端から望遠端への変倍に際して変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を物体側へ非直線的に移動している。
第2レンズ群U2と第3レンズ群U3と第4レンズ群U4と第5レンズ群U5で変倍系を構成している。
SPは絞り(開口絞り)であり、第6レンズ群U6の物体側に配置されている。U6は第6レンズ群としての結像作用を有する正の屈折力を有する固定のリレーレンズ群である。Pは色分解プリズムや光学フィルタ−等であり、同図ではガラスブロックとして示している。IPは撮像面であり、ズームレンズで形成された像を受光し、光電変換する固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面に相当している。
収差図において、球面収差における実線と二点鎖線は各々e線,g線である。非点収差における点線と実線は各々メリディオナル像面,サジタル像面である。倍率色収差はg線によって表している。ωは半画角、FnoはFナンバーである。球面収差は0.4mm、非点収差は0.4mm、歪曲は5%、倍率色収差は0.1mmのスケールで描かれている。
尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群(第2レンズ群U2)が機構上、光軸上を移動可能な範の両端に位置したときのズーム位置をいう。
各実施例は、
1.5<L2fm/L2W<500 ・・・(1)
−30<f3/f2<−3 ・・・(2)
−15<f1/f23W<−8 ・・・(3)
なる条件を満足することを特徴としている。
ここで、広角端における全系の焦点距離をfw、ズーム比をZとし、中間のズーム位置の焦点距離fmを、
fm = fw × (Z)1/2
とし、広角端における第2レンズ群と第3レンズ群の間隔をL2W、広角端から焦点距離fmまでのズーム範囲のうち、最大像高の軸外主光線が最も光軸から離れるズーム位置での第2レンズ群と第3レンズ群の間隔をL2fm、第1レンズ群の焦点距離をf1、第2レンズ群の焦点距離をf2、第3レンズ群の焦点距離をf3、広角端における第2レンズ群と第3レンズ群の合成焦点距離をf23Wとする。
条件式(1)は広角端と焦点距離fmのズーム位置において、第2レンズ群U2と第3レンズ群U3の間隔や、焦点距離を適切に規定することにより、第1レンズ群U1のレンズ有効径を縮小している。
60倍を超えるような高倍率レンズでは、高倍率化し易いことから物体側から順に正負正正で構成され、負の第2群と正の第3群で変倍系を構成する4群ズームが広く用いられている。このような4群ズームレンズの場合、広角端から焦点距離fmのズーム領域において、変倍比に対して第2群の移動量が大きい。図11は、変倍による光路の変化を示す光路図である。図11(a)は広角端、図11(b)は、最大像高の軸外主光線が最も高くなる焦点位置、図11(c)は焦点距離fm、図11(d)は望遠端の光路を示している。図11に示すように広角端から望遠端への変倍に際し、特に広角端から焦点距離fmのズーム領域で撮影画角が小さくなる前に第1群と第2群の間隔が大きくなる。
また、図11に示すように広角端から焦点距離fmのズーム領域において、第1レンズ群1に入射する最大像高の軸外主光線が最も高くなるズーム位置が存在する。(図11(b))
広角端から焦点距離fmのズーム領域において、同じ画角を包括し、且つ第1レンズ群1に入射する最大像高の軸外主光線を下げるためには、第1群と第2群がより近接した状態で変倍比を確保すればよい。
各実施例では、物体側から順に正負正正正の5群ズーム、又は正負正正正正の6群ズームとし、第2群と第3群のズーミングに伴う移動軌跡を適切に設定している。これにより、広角端から焦点距離fmのズーム領域において、第1レンズ群1に入射する最大像高の軸外主光線高さを下げ、第1レンズ群1のレンズ径が増大しないようにしている。
具体的には、第2レンズ群2は広角端から望遠端への変倍に伴って、光軸上を像面側へ単調に移動する。第3レンズ群3は変倍に伴って光軸上を像面側へ第2レンズ群2と第3レンズ群3の間隔が広がるように非直線的に(曲線を描いて)移動する。第3レンズ群3は、正の横倍率β3を有するため、撮像面側に移動することで全系の焦点距離を拡大する。そのため、第1レンズ群1と第2レンズ群2の間隔L1を短く保ちながら、第2レンズ群2と第3レンズ群3の間隔L2を拡大することで、全系の焦点距離を拡大している。これにより第1レンズ群1の軸外光線の入射高の高さを下げ、第1レンズ群1のレンズ径が増大しないようにしている。
条件式(1)の上限値を上回ると広角端から焦点距離fmのズーム領域において、第2レンズ群2と第3レンズ群3の間隔が大きくなり、第3レンズ群3の軸上光線の入射高が増大する。このため、広角端から焦点距離fmのズーム領域でズーミングによる球面収差、コマ収差等の変動が増大して良好な光学性能を得ることが困難となる。
条件式(1)の下限値を下回ると広角端から焦点距離fmのズーム領域において、第2レンズ群2と第3レンズ群3の間隔が小さいため、第1レンズ群1の軸外光線の入射高を下げる効果が小さくなり、第1レンズ群1の小型・軽量化が困難となる。
条件式(2)は、第2レンズ群2の焦点距離と第3レンズ群3の焦点距離の比を規定するものである。条件式(2)の上限を上回ると第3レンズ群3の屈折力が小さくなるため、第1レンズ群1の軸外光線の入射高を下げる効果が小さくなり、第1レンズ群1の小型・軽量化が困難となる。条件式(2)の下限値を下回ると第3レンズ群3の屈折力が大きくなり、広角端から焦点距離fmのズーム領域でズーミングによる球面収差、コマ収差等の変動が増大して良好な光学性能を得ることが困難となる。
条件式(3)は、第1レンズ群1の焦点距離と第2レンズ群2、第3レンズ群3の合成焦点距離の比を規定するものである。条件式(3)の上限を上回ると第1レンズ群1の屈折力に対して第2レンズ群2、第3レンズ群3の合成屈折力が大きくなるため、ズーミングに伴う諸収差の変動が増大し、良好な光学性能を得ることが困難となる。条件式(3)の下限値を下回ると第1レンズ群1の屈折力に対して第2レンズ群2、第3レンズ群3の合成屈折力が小さくなる。そのため、変倍に必要な第2レンズ群2、第3レンズ群3の移動量が増大して全長が長くなるため、高ズーム比と小型・軽量化の両立が困難となる。
更に好ましくは、条件式(1)〜(3)の数値範囲を以下のごとく設定するのが良い。
2<L2fm/L2W<350 ・・・(1a)
−22<f3/f2<−4.5 ・・・(2a)
−12<f1/f23W<−8.2 ・・・(3a)
各実施例において、更に好ましくは以下の条件式(4)を満足するのが良い。
広角端における第1レンズ群と第2レンズ群の間隔をL1W、広角端から焦点距離fmまでのズーム範囲のうち、最大像高の軸外主光線が最も光軸から離れるズーム位置での第2レンズ群と第3レンズ群の合成焦点距離をf23wm、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔をL1fm、としたとき、
−2.2<(L1fm−L1W)/f23wm<−0.5 ・・・(4)
なる条件式を満足するのが良い。
条件式(4)は、広角端から焦点距離fmのズーム領域で第1レンズ群1の軸外光線の入射高が最も高くなるズーム位置までの第1レンズ群1と第2レンズ群2の間隔変化とそのズーム位置の第2レンズ群と第3レンズ群の合成焦点距離の比を規定している。条件式(4)の上限を上回ると第1レンズ群1と第2レンズ群2の間隔変化が大きくなるため、第1レンズ群1の軸外光線の入射高を下げる効果が小さくなり、第1レンズ群1の小型・軽量化が困難となる。条件式(4)の下限値を下回ると第2レンズ群2、第3レンズ群3の屈折力が大きくなるため、ズーミングに伴う諸収差の変動が増大し、良好な光学性能を得ることが困難となる。
更に好ましくは、条件式()の数値範囲を以下のごとく設定するのが良い。
−2.0<(L1fm−L1W)/fwm<−0.7 ・・・(4a)
更に、実施例2〜4のように第3レンズ群3を1枚の凸レンズで構成する場合、更に好ましくは、以下の条件式(5)、条件式(6)を満足するのが良い。
1.40<nd<1.85 ・・・(5)
40<νd<96 ・・・(6)
ここで、ndは凸レンズのd線の屈折率、νdは凸レンズのd線のアッベ数である。
条件式(5)、条件式(6)は、第3レンズ群を1枚の凸レンズで構成するとき、硝材のd線の屈折率とアッベ数を規定している。広角端から焦点距離fmのズーム領域において、第2レンズ群2と第3レンズ群3の間隔が広がり、第3レンズ群3の軸上光線の入射高が高くなると、球面収差と軸上色収差の変動が増大する。条件式(5)及び条件式(6)の上限値、下限値を超えると球面収差の変動補正と軸上色収差の変動補正の両立が困難となるため、良好な光学性能が得られない。
第3レンズ群3を1枚の凸レンズで構成するとき、更に好ましくは条件式(5)、条件式(6)を以下のごとく設定するのが良い。
1.43<nd<1.80 ・・・(5a)
45<νd<95.5 ・・・(6a)
更に、実施例1、実施例5のように第3レンズ群3を少なくとも1枚の凸レンズと少なくとも1枚の凹レンズで構成するとき、更に好ましくは、以下の条件式(7)、条件式(8)を満足するのが良い。
−0.43<Ndp−Ndn<−0.1 ・・・(7)
10<νdp−νdn<45 ・・・(8)
ここで、Ndpは第3レンズ群3を構成する凸レンズのd線の屈折率の平均値、Ndnは凹レンズのd線の屈折率の平均値、νdpは凸レンズのアッベ数の平均値、νdnは凹レンズのアッベ数の平均値である。
条件式(7)、条件式(8)は、第3レンズ群を少なくとも1枚の凸レンズと少なくとも1枚の凹レンズで構成するときの硝材の条件を規定している。条件式(7)及び条件式(8)の上限値、下限値を超えると第3レンズ群3を1枚の凸レンズで構成する場合と同様に球面収差の変動補正と軸上色収差の変動補正の両立が困難となるため、良好な光学性能が得られない。
第3レンズ群3を少なくとも1枚の凸レンズと少なくとも1枚の凹レンズで構成するとき、更に好ましくは、条件式(7)、条件式(8)を以下のごとく設定するのが良い。
−0.39<Ndp−Ndn<−0.15 ・・・(7a)
15<νdp−νdn<35 ・・・(8a)
[実施例1]
実施例1において、物体側から像側へ順に変倍中固定の正の屈折力の第1群、変倍時移動の負の屈折力の第2群、変倍時移動の正の屈折力の第3群、変倍時移動の正の屈折力の第4群、変倍中固定の正の屈折力の第5群で構成され、第2群と第3群と第4群で変倍系を構成している。第3群は1枚の凸レンズと1枚の凹レンズから構成されている。表1に示すように、本数値実施例は各条件式(1)〜(4)、(7)、(8)を満たしており、高い光学性能を有し、広角端画角59.6°、ズーム比74倍の広画角・高ズーム比で小型・軽量のズームレンズを達成している。
[実施例2]
実施例2において、物体側から像側へ順に変倍中固定の正の屈折力の第1群、変倍時移動の負の屈折力の第2群、変倍時移動の正の屈折力の第3群、変倍時移動の正の屈折力の第4群、変倍中固定の正の屈折力の第5群で構成され、第2群と第3群と第4群で変倍系を構成している。第3群は1枚の凸レンズで構成されている。表1に示すように、本数値実施例は各条件式(1)〜(4)、(7)、(8)を満たしており、高い光学性能を有し、広角端画角59.6°、ズーム比74倍の広画角・高ズーム比で小型・軽量のズームレンズを達成している。
[実施例3]
実施例3において、物体側から像側へ順に変倍中固定の正の屈折力の第1群、変倍時移動の負の屈折力の第2群、変倍時移動の正の屈折力の第3群、変倍時移動の正の屈折力の第4群、変倍中固定の正の屈折力の第5群で構成され、第2群と第3群と第4群で変倍系を構成している。第3群は1枚の凸レンズで構成されている。表1に示すように、本数値実施例は各条件式(1)〜(6)を満たしており、高い光学性能を有し、広角端画角57.6°、ズーム比66倍の広画角・高ズーム比で小型・軽量のズームレンズを達成している。
[実施例4]
実施例4において、物体側から像側へ順に変倍中固定の正の屈折力の第1群、変倍時移動の負の屈折力の第2群、変倍時移動の正の屈折力の第3群、変倍時移動の正の屈折力の第4群、変倍中固定の正の屈折力の第5群で構成され、第2群と第3群と第4群で変倍系を構成している。第3群は1枚の凸レンズで構成されている。表1に示すように、本数値実施例は各条件式(1)〜(6)を満たしており、高い光学性能を有し、広角端画角57.6°、ズーム比66倍の広画角・高ズーム比で小型・軽量のズームレンズを達成している。
[実施例5]
実施例5において、物体側から像側へ順に変倍中固定の正の屈折力の第1群、変倍時移動の負の屈折力の第2群、変倍時移動の正の屈折力の第3群、変倍時移動の正の屈折力の第4群、変倍中移動の正の屈折力の第5群、変倍中固定の正の屈折力の第6群で構成され、第2群〜第5群で変倍系を構成している。第3群は1枚の凸レンズで構成されている。表1に示すように、本数値実施例は各条件式(1)〜(4)、(7)、(8)を満たしており、高い光学性能を有し、広角端の撮影画角が62.9°、ズーム比が100倍の広角・高倍率、且つ小型・軽量のズームレンズを達成している。
以上、各実施例によれば広画角化と高ズーム比化を両立しながらレンズ系全体の小型軽量化を達成するズームレンズ及びそれを有する撮像装置が得られる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
図12は各実施例のズームレンズを撮影光学系として用いた撮像装置(テレビカメラシステム)の概略図である。図12において101は実施例1乃至3のいずれかのズームレンズである。201はカメラである。ズームレンズ101はカメラ201に対して着脱可能となっている。301はカメラ201にズームレンズ101を装着することで構成される撮像装置である。ズームレンズ101は第1レンズ群F、第2〜第3、又は第2〜第4レンズ群V、第3又は第4レンズ群以降のレンズ群CRを有している。第1レンズ群Fは合焦用のレンズ群が含まれている。第2〜第3、又は第2〜第4レンズ群Vは変倍のために光軸上を移動する。第2〜第3、又は第2〜第4レンズ群V以降のレンズ群CRには、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を移動する第4又は第5レンズ群Cや、結像用の第5又は第6レンズ群Rが含まれている。更に、レンズ群CRには、ズームレンズ全系の焦点距離を変位させる、光路中より挿抜可能なレンズユニット(エクステンダー)を含んでもよい。
また、レンズ群CRには、光軸に対して垂直方向に変異させて防振を行う防振防振光学系を含んでも良い。SPは開口絞りである。102乃至104は各々第1レンズ群F、第2〜第3、又は第2〜第4レンズ群V、変倍に伴う像面変動を補正する第4又は第5レンズ群Cを光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。
ここで、105乃至108は駆動機構102乃至104および開口絞りSPを電動駆動するモータ(駆動手段)である。109乃至112は、第1レンズ群Fや第2レンズ群V、変倍に伴う像面変動を補正する第3レンズ群Cの光軸上の位置や、開口絞りSPの絞り径を検出するためのエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。カメラ201において、202は光学フィルタや色分解光学系に相当するガラスブロック、203はズームレンズ101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。また、204、113はカメラ201及びズームレンズ101の各種の駆動を制御するCPUである。
このように、本発明のズームレンズをテレビカメラに適用することにより、高い光学性能を有する撮像装置を実現している。ただし、本発明に関するズームレンズおよびカメラの構成は図12の形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。この他、本発明のズームレンズはデジタルカメラやビデオカメラ等にも適用することができる。
以下に本発明の数値実施例を示す。各数値実施例においていずれも、iは物体側からの面の順序を示す。riは物体側より第i番目の面の曲率半径、diは物体側より第i番目と第i+1番目の面の間隔、ndi、νdi、焦点距離は第i番目と第i+1番目の面の間の光学部材のd線の屈折率、アッベ数、及び焦点距離である。BFは空気換算のバックフォーカスであり、ガラスブロックPの最終面からの距離として示している。
非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH軸、光の進行方向を正とする。Rを近軸曲率半径、kを円錐常数、A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A3、A5、A7、A9、A11、A13、A15をそれぞれ非球面係数としたとき、次式で表している。また、「e−Z」は「×10-Z」を意味する。
Figure 0006288916
本実施例の各条件式対応値を表1に示す。
<数値実施例1>
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 焦点距離 有効径
1 1498.521 6.00 1.72047 34.7 -501.17 197.37
2 292.072 1.71 190.96
3 302.505 25.06 1.43387 95.1 492.47 190.87
4 -715.392 26.87 190.04
5 263.490 24.47 1.43387 95.1 510.12 190.11
6 -1365.543 0.25 189.31
7 297.125 11.67 1.43387 95.1 1173.57 182.23
8 702.497 1.20 180.73
9 165.793 13.41 1.43875 94.9 870.85 170.08
10 285.096 (可変) 168.13
11* 5956.094 2.07 1.88300 40.8 -42.53 43.35
12 37.530 9.94 37.36
13 -43.593 1.60 1.88300 40.8 -29.25 37.51
14 65.407 9.00 1.92286 18.9 38.81 42.70
15 -75.978 0.14 43.84
16 -100.115 1.60 1.88300 40.8 -106.25 44.23
17 1654.272 (可変) 46.11
18 182.567 7.96 1.60311 60.6 118.81 48.65
19 -116.770 0.97 1.83400 37.2 -203.83 50.18
20 -369.230 (可変) 51.37
21 94.045 17.27 1.60311 60.6 107.33 83.86
22* -195.771 0.20 83.84
23 121.496 8.47 1.45600 90.3 369.07 81.84
24 424.444 0.20 80.70
25 119.838 2.50 1.80515 25.5 -115.99 78.65
26 52.265 17.57 1.45600 90.3 119.21 72.90
27 1137.432 0.20 72.08
28* 188.774 7.82 1.60311 60.6 203.90 71.27
29 -351.220 (可変) 70.33
30(絞り) ∞ 2.50 32.86
31 -179.027 1.40 1.81600 46.6 -42.82 31.74
32 43.842 0.20 30.54
33 35.495 4.26 1.80809 22.8 72.65 30.69
34 83.621 4.53 29.97
35 -67.959 1.40 1.88300 40.8 -162.26 29.48
36 -129.852 8.27 29.58
37 -102.832 1.80 1.78590 44.2 -48.83 28.64
38 62.227 3.34 1.80515 25.5 98.10 28.91
39 276.838 8.33 29.02
40 1033.313 1.50 1.75500 52.3 -95.47 30.49
41 67.626 7.36 1.64769 33.8 69.89 30.78
42 -133.867 8.65 31.37
43 2191.891 6.54 1.48749 70.2 89.77 31.91
44 -44.764 1.67 32.03
45 -49.915 1.60 1.88300 40.8 -33.09 31.31
46 72.548 9.47 1.48749 70.2 51.02 32.11
47 -36.407 0.19 33.22
48 123.851 8.38 1.48749 70.2 60.71 33.00
49 -38.198 1.60 1.88300 40.8 -69.77 32.58
50 -101.541 0.15 33.00
51 55.491 5.78 1.51823 58.9 71.13 32.96
52 -107.180 12.60 32.66
53 ∞ 30.00 1.60342 38.0 0.00 60.00
54 ∞ 17.40 1.51633 64.2 0.00 60.00
55 ∞ 11.12 60.00
像面 ∞

非球面データ
第11面
K =-2.10664e+004 A 4= 1.06818e-006 A 6= 8.23839e-009 A 8=-1.98505e-010 A10=-8.76897e-013 A12=-2.19192e-016
A 3=-1.00075e-006 A 5=-1.11289e-007 A 7= 6.68904e-010 A 9= 1.83658e-011 A11= 2.16702e-014

第22面
K =-2.29771e+000 A 4= 2.33293e-007 A 6=-4.19998e-011 A 8=-6.37543e-015 A10=-2.29555e-016 A12=-1.39976e-020
A 3= 4.50116e-007 A 5= 6.28680e-011 A 7=-3.37819e-013 A 9= 5.89095e-015 A11= 3.15496e-018

第28面
K = 8.38067e-002 A 4=-2.70254e-007 A 6=-1.66112e-010 A 8= 6.01957e-014 A10= 3.56736e-016 A12= 1.29490e-019
A 3= 6.30130e-007 A 5= 1.19580e-009 A 7= 1.66949e-013 A 9=-3.36662e-015 A11=-1.24815e-017

各種データ
ズーム比 74.00

焦点距離 9.60 17.17 69.06 710.40
Fナンバー 1.77 1.76 1.76 3.74
半画角 29.81 17.76 4.55 0.44
像高 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 625.59 625.59 625.59 625.59
BF 11.12 11.12 11.12 11.12

d10 3.99 56.62 133.82 179.43
d17 1.04 6.29 1.30 1.07
d20 259.37 196.91 107.22 3.34
d29 3.00 7.58 25.06 83.56

入射瞳位置 133.20 254.60 811.13 7628.04
射出瞳位置 183.49 183.49 183.49 183.49
前側主点位置 143.33 273.48 907.85 11266.29
後側主点位置 1.52 -6.05 -57.93 -699.28

各レンズ群の結像倍率
ズーム比 1.00 1.79 7.19 74.00
β1 0 0 0 0
β2 -0.1197 -0.1649 -0.3691 -1.3774
β3 1.1665 1.1979 1.1965 1.3270
β4 -0.2597 -0.3285 -0.5908 -1.4685
β5 1.0626 1.0626 1.0626 1.0626

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 1 249.09 110.63 58.88 -25.44
2 11 -23.00 24.34 4.52 -12.35
3 18 279.25 8.93 0.71 -4.79
4 21 66.65 54.23 12.60 -25.85
5 30 43.03 148.94 57.65 13.82
<数値実施例2>
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 焦点距離 有効径
1 2112.700 6.00 1.72047 34.7 -499.25 196.92
2 308.786 1.47 191.08
3 309.454 23.53 1.43387 95.1 531.33 191.02
4 -891.785 27.04 190.44
5 348.300 22.90 1.43387 95.1 553.72 191.76
6 -765.127 0.25 191.24
7 218.928 15.64 1.43387 95.1 823.80 182.49
8 550.590 1.20 180.88
9 173.017 12.78 1.43875 94.9 931.61 171.34
10 292.697 (可変) 169.41
11* 731.735 2.20 1.88300 40.8 -45.02 43.98
12 37.858 10.15 37.81
13 -43.564 1.70 1.88300 40.8 -29.43 37.55
14 66.527 8.47 1.92286 18.9 41.71 42.45
15 -88.285 0.14 43.55
16 -100.000 1.70 1.88300 40.8 -145.44 43.76
17 -446.301 (可変) 45.38
18 238.657 5.27 1.43875 94.9 491.45 47.03
19 -2278.362 (可変) 48.89
20 97.139 17.36 1.60311 60.6 105.01 83.36
21* -171.641 0.20 83.41
22 106.725 8.44 1.45600 90.3 369.85 81.10
23 282.160 0.20 79.86
24 126.885 2.50 1.80515 25.5 -115.88 78.36
25 53.574 18.09 1.45600 90.3 113.51 72.83
26 -1484.357 0.20 72.03
27* 213.337 7.03 1.60311 60.6 242.94 70.84
28 -467.865 (可変) 69.83
29(絞り) ∞ 2.50 32.80
30 -180.551 1.40 1.81600 46.6 -43.06 31.68
31 44.060 0.20 30.49
32 35.616 4.90 1.80809 22.8 73.57 30.63
33 82.093 4.04 29.69
34 -67.450 1.40 1.88300 40.8 -163.54 29.35
35 -127.155 8.85 29.45
36 -106.567 1.80 1.75500 52.3 -43.82 28.44
37 48.646 4.23 1.80515 25.5 76.28 28.68
38 217.260 3.03 28.76
39 ∞ 13.78 1.64769 33.8 256.23 29.18
40 -167.121 5.68 30.47
41 433.990 6.23 1.48749 70.2 73.74 30.76
42 -39.153 1.95 30.77
43 -41.105 1.60 1.88300 40.8 -28.44 29.76
44 66.713 8.82 1.51633 64.1 46.35 30.66
45 -35.846 0.19 31.67
46 181.290 8.79 1.48749 70.2 58.65 31.50
47 -33.539 1.60 1.88300 40.8 -68.12 31.14
48 -76.945 0.15 31.73
49 63.511 8.07 1.51823 58.9 68.41 31.58
50 -77.467 1.50 31.11
51 ∞ 1.50 1.64000 60.1 -57.42 29.93
52 36.893 4.00 1.80518 25.4 11485.99 28.91
53 35.239 6.00 1.64000 60.1 54.63 27.79
54 -8438.932 1.00 27.07
55 ∞ 30.00 1.60342 38.0 0.00 60.00
56 ∞ 17.40 1.51633 64.2 0.00 60.00
57 ∞ 11.00 60.00
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 8.03406e+002 A 4= 6.74072e-007 A 6= 6.23931e-009 A 8=-1.27621e-010 A10=-4.94210e-013 A12=-1.12990e-016
A 3=-6.56185e-007 A 5=-8.66546e-008 A 7= 4.35521e-010 A 9= 1.10404e-011 A11= 1.15600e-014

第21面
K =-4.80567e+000 A 4= 2.01287e-007 A 6=-3.86623e-011 A 8=-2.62839e-015 A10=-2.30016e-016 A12=-1.41453e-020
A 3= 3.96617e-007 A 5=-3.34506e-010 A 7=-4.67420e-013 A 9= 5.90395e-015 A11= 3.15544e-018

第27面
K = 1.06499e+001 A 4=-3.28034e-007 A 6=-1.69153e-010 A 8= 3.30566e-014 A10= 3.59407e-016 A12= 1.25732e-019
A 3= 5.77926e-007 A 5= 6.57458e-010 A 7=-1.94822e-013 A 9=-2.48248e-015 A11=-1.25402e-017

各種データ
ズーム比 74.00

焦点距離 9.60 17.35 68.27 710.40
Fナンバー 1.77 1.76 1.76 3.74
半画角 29.81 17.59 4.61 0.44
像高 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 627.26 627.26 627.26 627.26
BF 11.00 11.00 11.00 11.00

d10 4.74 57.37 134.56 180.18
d17 0.08 25.10 11.11 0.11
d19 263.37 181.67 101.83 7.35
d28 3.00 7.05 23.69 83.55

入射瞳位置 134.41 255.46 809.91 7641.42
射出瞳位置 228.45 228.45 228.45 228.45
前側主点位置 144.44 274.20 899.62 10672.70
後側主点位置 1.40 -6.35 -57.27 -699.40

各レンズ群の結像倍率
ズーム比 1.00 1.81 7.11 74.00
β1 0 0 0 0
β2 -0.1281 -0.1767 -0.3987 -1.5474
β3 1.0901 1.1574 1.1346 1.1813
β4 -0.2597 -0.3205 -0.5702 -1.4683
β5 1.0626 1.0626 1.0626 1.0626

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 1 249.09 110.82 60.09 -24.02
2 11 -24.50 24.36 4.57 -12.57
3 18 491.45 5.27 0.35 -3.31
4 20 66.65 54.02 12.26 -25.93
5 29 45.48 150.61 57.71 13.84
<数値実施例3>
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 焦点距離 有効径
1 601.710 18.63 1.49700 81.5 644.22 204.01
2 -681.514 1.09 202.66
3 -757.946 5.00 1.83481 42.7 -293.90 200.34
4 366.888 3.61 196.83
5 387.822 23.63 1.43387 95.1 586.08 198.02
6 -730.150 19.99 198.43
7 323.116 22.65 1.43387 95.1 644.34 199.64
8 -2068.334 0.25 198.86
9 258.092 19.76 1.43387 95.1 663.88 192.55
10 2373.511 0.25 191.19
11 171.734 14.21 1.49700 81.5 780.42 177.10
12 299.011 (可変) 174.93
13 205.037 1.85 1.81600 46.6 -84.05 52.06
14 51.382 8.19 46.05
15 -199.814 1.76 1.75500 52.3 -123.15 44.37
16 176.048 5.63 42.56
17 -69.165 1.76 1.81600 46.6 -49.77 42.62
18 100.741 7.85 1.92286 21.3 44.23 45.10
19 -67.278 0.78 45.47
20 -67.542 2.04 1.88300 40.8 -57.35 45.36
21 210.073 (可変) 47.26
22 310.699 2.73 1.77250 49.6 522.50 48.19
23 1323.130 (可変) 48.85
24 483.432 8.60 1.59240 68.3 172.27 68.16
25 -129.075 0.20 69.04
26 211.548 11.12 1.48749 70.2 174.24 70.58
27 -140.273 2.38 70.65
28 -101.177 2.50 1.72047 34.7 -681.79 70.52
29 -128.521 0.20 71.21
30 110.493 3.07 1.84666 23.9 -177.53 70.05
31 63.127 0.12 67.47
32 61.503 15.77 1.49700 81.5 116.25 67.68
33 -916.634 0.20 66.79
34 138.855 8.37 1.48749 70.2 328.25 65.36
35 1006.675 (可変) 63.55
36(絞り) ∞ 4.50 30.23
37 -68.512 1.80 1.81600 46.6 -37.69 28.68
38 57.005 0.20 28.30
39 35.952 6.11 1.80809 22.8 55.31 28.71
40 162.931 5.06 27.84
41 -53.106 2.00 1.88300 40.8 -36.18 27.07
42 82.782 21.49 1.80518 25.4 94.61 27.57
43 -953.879 4.85 29.98
44 5505.229 6.77 1.62041 60.3 114.30 30.94
45 -72.095 0.20 31.51
46 -372.556 2.10 1.83400 37.2 -48.47 31.37
47 45.784 7.60 1.62041 60.3 37.87 31.31
48 -45.562 0.20 31.48
49 113.998 6.99 1.48749 70.2 58.33 30.15
50 -37.292 2.10 1.83400 37.2 -64.33 29.26
51 -123.641 0.20 29.38
52 117.711 3.26 1.62041 60.3 135.50 29.09
53 -295.058 2.00 28.72
54 ∞ 55.50 1.51633 64.2 0.00 27.85
55 ∞ 9.56 14.51
像面 ∞

各種データ
ズーム比 66.00

焦点距離 9.80 13.50 65.35 646.80
Fナンバー 1.80 1.80 1.80 3.25
半画角 29.30 22.17 4.81 0.49
像高 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 606.59 606.59 606.59 606.59
BF 9.56 9.56 9.56 9.56

d12 2.61 30.97 117.61 160.16
d21 1.60 3.85 1.64 1.60
d23 243.58 210.20 105.47 1.22
d35 2.14 4.91 25.22 86.96

入射瞳位置 155.42 218.01 787.24 7283.11
射出瞳位置 -1013.49 -1013.49 -1013.49 -1013.49
前側主点位置 165.13 231.33 848.42 7520.98
後側主点位置 -0.24 -3.94 -55.79 -637.24

各レンズ群の結像倍率
ズーム比 1.00 1.38 6.67 66.00
β1 0 0 0 0
β2 -0.1474 -0.1764 -0.4400 -1.6555
β3 1.0869 1.0937 1.1041 1.1814
β4 -0.2851 -0.3262 -0.6270 -1.5416
β5 0.9047 0.9047 0.9047 0.9047

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 1 237.11 129.06 69.10 -26.56
2 13 -25.50 29.86 9.49 -11.37
3 22 522.50 2.73 -0.47 -2.01
4 24 67.50 52.53 13.29 -23.50
5 36 58.13 132.92 54.98 4.02
<数値実施例4>
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 焦点距離 有効径
1 615.180 11.01 1.43387 95.1 1304.17 199.02
2 -7243.094 1.00 198.80
3 -23330.131 5.00 1.90366 31.3 -565.36 198.57
4 526.419 3.80 197.45
5 817.499 15.85 1.43387 95.1 908.96 197.54
6 -761.139 18.75 197.77
7 385.753 18.12 1.43387 95.1 750.14 197.09
8 -2086.260 0.25 196.58
9 233.992 18.08 1.43387 95.1 713.34 190.00
10 929.470 0.25 188.74
11 162.844 17.31 1.43387 95.1 700.51 176.28
12 338.518 (可変) 174.11
13 378.473 1.45 1.88300 40.8 -57.09 47.27
14 44.631 4.99 41.77
15 255.924 1.38 1.88300 40.8 -171.11 41.25
16 95.108 6.49 40.67
17 -60.966 1.38 1.81600 46.6 -44.26 40.82
18 90.624 6.13 1.95906 17.5 54.20 44.03
19 -121.614 1.70 44.50
20 -85.522 1.60 1.81600 46.6 -64.71 44.75
21 141.042 (可変) 47.50
22 139.576 6.25 1.62041 60.3 119.17 48.91
23 -155.801 (可変) 49.98
24 596.624 9.01 1.59240 68.3 157.53 70.42
25 -110.455 0.20 71.12
26 164.319 11.81 1.49700 81.5 148.91 72.55
27 -132.141 1.77 72.40
28 -107.290 2.50 1.72047 34.7 -515.13 72.18
29 -151.977 0.20 72.56
30 89.942 2.50 1.84666 23.9 -186.56 70.11
31 56.775 0.12 66.98
32 55.595 11.77 1.49700 81.5 136.61 67.12
33 281.579 0.20 66.38
34 140.356 5.45 1.48749 70.2 386.72 65.66
35 537.023 (可変) 64.68
36(絞り) ∞ 4.50 31.35
37 -72.957 1.80 1.81600 46.6 -41.54 29.81
38 64.621 0.20 29.40
39 34.831 7.62 1.80809 22.8 62.71 29.85
40 98.231 6.09 28.31
41 -48.924 2.00 1.88300 40.8 -35.29 27.40
42 88.891 14.26 1.84666 23.8 90.04 28.03
43 -532.333 4.55 29.73
44 521.296 6.95 1.48749 70.2 129.83 30.72
45 -71.997 0.20 31.28
46 -361.104 2.10 1.83400 37.2 -43.85 31.20
47 41.094 11.41 1.60311 60.6 36.10 31.27
48 -41.792 0.20 31.97
49 110.655 8.37 1.48749 70.2 59.60 30.67
50 -38.599 2.10 1.83400 37.2 -80.48 29.41
51 -92.295 0.20 29.15
52 60.291 2.96 1.60311 60.6 174.97 28.38
53 137.326 2.00 27.79
54 ∞ 55.50 1.51633 64.2 0.00 27.33
55 ∞ 9.56 14.40
像面 ∞

各種データ
ズーム比 66.00

焦点距離 9.80 13.41 65.33 646.80
Fナンバー 1.80 1.79 1.79 3.25
半画角 29.30 22.30 4.81 0.49
像高 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 579.47 579.47 579.47 579.47
BF 9.56 9.56 9.56 9.56

d12 3.89 30.67 118.89 161.43
d21 0.95 3.33 0.99 0.95
d23 243.36 211.85 105.27 1.00
d35 2.36 4.71 25.42 87.18

入射瞳位置 139.48 197.96 768.43 6980.80
射出瞳位置 -1006.33 -1006.33 -1006.33 -1006.33
前側主点位置 149.19 211.19 829.56 7215.79
後側主点位置 -0.24 -3.85 -55.77 -637.24

各レンズ群の結像倍率
ズーム比 1.00 1.37 6.67 66.00
β1 0 0 0 0
β2 -0.1135 -0.1338 -0.3267 -1.0709
β3 1.4120 1.4601 1.4878 1.8263
β4 -0.2851 -0.3199 -0.6267 -1.5416
β5 0.9047 0.9047 0.9047 0.9047

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 1 237.11 109.41 53.23 -29.36
2 13 -20.00 25.14 7.64 -9.71
3 22 119.17 6.25 1.84 -2.05
4 24 67.50 45.54 9.77 -21.11
5 36 60.32 133.01 56.92 3.81

<数値実施例5>
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 焦点距離 有効径
1 10287.031 6.00 1.83400 37.2 -449.70 203.98
2 363.989 1.64 199.81
3 356.050 27.97 1.43387 95.1 492.28 200.86
4 -524.372 27.91 201.40
5 340.081 19.34 1.43387 95.1 753.70 203.53
6 -8941.232 0.25 203.02
7 254.448 20.37 1.43387 95.1 679.75 197.97
8 1781.038 1.20 196.70
9 198.707 12.48 1.49700 81.5 979.57 184.79
10 328.063 (可変) 182.87
11* 12587.416 2.20 2.00330 28.3 -56.89 46.68
12 57.292 7.36 41.64
13 -69.182 1.40 1.83400 37.2 -37.81 41.37
14 59.184 9.46 1.95906 17.5 31.78 40.08
15 -59.508 1.20 39.58
16 -50.567 1.60 1.88300 40.8 -33.49 38.35
17 73.286 (可変) 37.04
18 91.796 6.57 1.48749 70.2 80.60 37.44
19 -67.478 0.50 37.35
20 -57.184 1.60 1.81600 46.6 -122.47 37.36
21 -134.443 (可変) 37.78
22 195.782 8.44 1.59522 67.7 138.83 62.90
23* -141.545 0.50 63.32
24 136.580 7.34 1.59522 67.7 197.19 63.49
25 -838.778 0.20 63.00
26 359.797 2.50 1.84666 23.8 -223.73 62.34
27 124.496 4.16 1.43875 94.9 1854.51 61.12
28 145.418 (可変) 60.51
29 101.637 2.50 1.84666 23.8 -287.73 60.28
30 71.108 11.26 1.59522 67.7 85.28 58.91
31* -168.956 (可変) 58.34
32(絞り) ∞ 3.25 29.56
33 -84.065 2.00 1.81600 46.6 -22.77 28.41
34 24.271 10.02 1.84666 23.8 28.62 27.39
35 2352.129 5.77 26.46
36 -36.619 2.00 1.88300 40.8 -20.82 25.46
37 38.303 6.40 1.62041 60.3 45.54 26.80
38 -102.275 5.81 27.91
39 -133.691 6.23 1.58913 61.1 63.19 30.41
40 -29.712 10.00 31.34
41 -662.447 2.00 1.88300 40.8 -27.82 29.06
42 25.703 9.65 1.51823 58.9 32.47 28.65
43 -42.983 2.65 29.35
44 120.892 8.10 1.48749 70.2 46.03 29.48
45 -27.058 2.00 1.88300 40.8 -42.21 29.29
46 -100.615 3.54 30.39
47 826.257 6.26 1.54814 45.8 55.45 31.04
48 -31.639 10.00 31.18
49 ∞ 33.00 1.60859 46.4 0.00 60.00
50 ∞ 13.20 1.51633 64.2 0.00 60.00
51 ∞ 11.45 60.00
像面 ∞

非球面データ
第11面
K =-1.40193e+006 A 4= 1.21651e-006 A 6=-3.38392e-010 A 8= 4.70002e-013

第23面
K =-5.99583e-001 A 4= 1.87674e-007 A 6=-2.11142e-013 A 8= 1.36861e-016

第31面
K = 1.18800e+001 A 4= 5.96100e-007 A 6= 3.17472e-011 A 8= 5.61619e-014

各種データ
ズーム比 99.99

焦点距離 9.00 14.01 82.92 899.92
Fナンバー 1.80 1.80 1.80 4.50
半画角 31.43 21.44 3.79 0.35
像高 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 644.77 644.77 644.77 644.77
BF 11.45 11.45 11.45 11.45

d10 2.97 45.70 157.60 206.44
d17 3.18 8.60 6.74 0.50
d21 260.34 206.94 86.75 1.49
d28 35.98 36.78 15.42 11.31
d31 3.00 7.45 38.95 85.75

入射瞳位置 133.11 216.04 1007.93 13356.79
射出瞳位置 182.64 182.64 182.64 182.64
前側主点位置 142.58 231.19 1131.01 18987.27
後側主点位置 2.45 -2.56 -71.47 -888.47

各レンズ群の結像倍率
ズーム比 1.00 1.56 9.21 99.99
β1 0 0 0 0
β2 -0.0995 -0.1241 -0.3502 -1.7107
β3 1.1719 1.2090 1.2288 1.4041
β4 -0.6050 -0.7924 -3.8956 7.1801
β5 0.4818 0.4452 0.1869 -0.1971
β6 0.9862 0.9862 0.9862 0.9862

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 1 268.44 117.18 66.49 -20.59
2 11 -21.50 23.22 7.35 -7.00
3 18 226.37 8.66 -0.63 -6.41
4 22 115.10 23.14 -0.31 -14.62
5 29 121.89 13.76 3.04 -5.53
6 32 41.12 141.88 54.06 10.88
Figure 0006288916
U1:第1レンズ群
U2:第2レンズ群
U3:第3レンズ群
U4:第4レンズ群
U5:第5レンズ群

Claims (6)

  1. 物体側から像側へ順に、変倍のためには不動で正の屈折力の第1レンズ群と、広角端から望遠端への変倍に際して像側へ移動する負の屈折力の第2レンズ群と、広角端から望遠端への変倍に際して像側へ移動する正の屈折力の第3レンズ群と、広角端から望遠端への変倍に際して物体側へ移動する正の屈折力の第4レンズ群と、変倍のためには不動の正の屈折力の第5レンズ群からなるズームレンズであって、
    広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfw、ズーム比をZとし、中間のズーム位置の焦点距離fmを
    fm = fw × (Z)1/2
    とし、広角端における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔をL2W、広角端から焦点距離fmまでのズーム範囲のうち、前記第1レンズ群内において最大像高の軸外主光線が最も光軸から離れる状態となるズーム位置での前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔をL2fm、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第2レンズ群の焦点距離をf2、前記第3レンズ群の焦点距離をf3、広角端における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の合成焦点距離をf23Wとするとき、
    1.5<L2fm/L2W<500
    −30<f3/f2<−3
    −15<f1/f23W≦−8.62
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 広角端における前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間隔をL1W、広角端から焦点距離fmまでのズーム範囲のうち、最大像高の軸外主光線が最も光軸から離れるズーム位置での前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の合成焦点距離をf23wm、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間隔をL1fm、としたとき、
    −2.2<(L1fm−L1W)/f23wm<−0.5
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項に記載のズームレンズ。
  3. 前記第3レンズ群は、1枚の凸レンズで構成され、前記凸レンズのd線の屈折率をNd、前記凸レンズのd線のアッベ数をνdとするとき、
    1.40<Nd<1.85
    40<νd<96
    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。
  4. 前記第3レンズ群は、少なくとも1枚の凸レンズと少なくとも1枚の凹レンズで構成され、前記凸レンズのd線の屈折率の平均値をNdp、前記凹レンズのd線の屈折率の平均値をNdn、前記凸レンズのd線のアッベ数の平均値をνdp、前記凹レンズのd線のアッベ数の平均値をνdnとするとき、
    −0.43<Ndp−Ndn<−0.1
    10<νdp−νdn<40
    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。
  5. 前記L2fmは、広角端から焦点距離fmまでのズーム範囲のうち、最大像高の軸外主光線が、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズ面に入射する位置が最も光軸から離れる状態となるズーム位置における前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔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。
  6. 請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズと前記ズームレンズによって形成された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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