JP6584089B2 - Zoom lens and imaging apparatus having the same - Google Patents
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Description
本発明はズームレンズに関し、例えば、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いる撮像光学系に好適なものである。 The present invention relates to a zoom lens, and is suitable for an imaging optical system used in an imaging apparatus such as a video camera, a digital still camera, a TV camera, and a surveillance camera.
近年、撮像装置に用いられる撮像光学系には、広画角かつ高ズーム比のズームレンズであること、大型の撮像素子に対応しつつ光学系が小型であること等が要望されている。撮像光学系として、物体側から像側へ順に、正、負、正、正、負の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群より構成され、フォーカシングに際して最も像側のレンズ群が移動する５群ズームレンズが知られている（特許文献１、２）。また、ズームレンズの広角端における歪曲収差を許容し、歪曲収差を画像処理で補正するようにしたズームレンズが知られている（特許文献３）。 In recent years, an imaging optical system used in an imaging apparatus is required to be a zoom lens having a wide angle of view and a high zoom ratio, and to have a small optical system while supporting a large imaging element. The imaging optical system is composed of first to fifth lens groups having positive, negative, positive, positive, and negative refractive powers in order from the object side to the image side, and the most image side lens group moves during focusing. A five-group zoom lens is known (Patent Documents 1 and 2). There is also known a zoom lens that allows distortion at the wide-angle end of the zoom lens and corrects the distortion by image processing (Patent Document 3).
歪曲収差を画像処理で補正する電子歪曲補正機能を有する撮像装置に用いられるズームレンズは、歪曲収差が許容されるため、広画角化を図りつつ小型化しやすい。しかしながら、このようなズームレンズは広角領域においてフォーカシングする際、像面湾曲の変動と球面収差の変動が増大してくる。前述した５群ズームレンズにおいて、全系の小型化及び高ズーム比化を図りつつ、全ズーム範囲、全物体距離にわたり高い光学性能を得るためには、開口絞りの位置や各レンズ群の屈折力等を適切に設定することが重要になってくる。 A zoom lens used in an image pickup apparatus having an electronic distortion correction function that corrects distortion aberration by image processing allows distortion aberration. Therefore, it is easy to reduce the size while widening the angle of view. However, when such a zoom lens is focused in a wide-angle region, fluctuations in field curvature and spherical aberrations increase. In order to obtain high optical performance over the entire zoom range and the entire object distance while reducing the size of the entire system and increasing the zoom ratio in the 5-group zoom lens described above, the position of the aperture stop and the refractive power of each lens group It is important to set etc. appropriately.
本発明は、全系が小型で、高ズーム比で、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を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a zoom lens having a small overall system, a high zoom ratio, and high optical performance, and an imaging apparatus having the same.
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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レンズ群より構成され、
ズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化し、
ズーミングおよびフォーカシングの少なくとも一方に際して、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化し、
前記第２レンズ群と前記第４レンズ群の間に開口絞りが配置されており、
前記第５レンズ群は１枚の負レンズより構成されており、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記第５レンズ群は像側へ移動し、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、広角端において無限遠物体に合焦しているときの前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の合成焦点距離をｆ４５ｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第５レンズ群に含まれる負レンズの物体側のレンズ面及び像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ５ｎｆ及びＲ５ｎｒとするとき、
０．８＜ｆ４／｜ｆ５｜＜１．５
−０．２０＜ｆｗ／ｆ４５ｗ＜０．２５
０．０＜（Ｒ５ｎｒ＋Ｒ５ｎｆ）／（Ｒ５ｎｒ−Ｒ５ｎｆ）＜３．０
なる条件式を満足することを特徴としている。
この他本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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レンズ群より構成され、
ズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群は互いに異なる軌跡で移動し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群は互いに同じ軌跡で移動し、
前記第２レンズ群と前記第４レンズ群の間に開口絞りが配置されており、
前記第５レンズ群は１枚の負レンズより構成されており、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記第５レンズ群が像側へ移動することで前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化し、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、広角端において無限遠物体に合焦しているときの前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の合成焦点距離をｆ４５ｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．８＜ｆ４／｜ｆ５｜＜１．５
−０．２０＜ｆｗ／ｆ４５ｗ＜０．２５
なる条件式を満足することを特徴としている。
この他本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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レンズ群より構成され、
ズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化し、
ズーミングおよびフォーカシングの少なくとも一方に際して、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化し、
前記第２レンズ群と前記第４レンズ群の間に開口絞りが配置されており、
前記第４レンズ群は１枚の正レンズより構成されており、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記第５レンズ群は像側へ移動し、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、広角端において無限遠物体に合焦しているときの前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の合成焦点距離をｆ４５ｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第５レンズ群に含まれる負レンズの物体側のレンズ面及び像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ５ｎｆ及びＲ５ｎｒとするとき、
０．８＜ｆ４／｜ｆ５｜＜１．５
−０．２０＜ｆｗ／ｆ４５ｗ＜０．２５
０．０＜（Ｒ５ｎｒ＋Ｒ５ｎｆ）／（Ｒ５ｎｒ−Ｒ５ｎｆ）＜３．０
なる条件式を満足することを特徴としている。
この他本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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レンズ群より構成され、
ズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群は互いに異なる軌跡で移動し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群は互いに同じ軌跡で移動し、
前記第２レンズ群と前記第４レンズ群の間に開口絞りが配置されており、
前記第４レンズ群は１枚の正レンズより構成されており、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記第５レンズ群が像側へ移動することで前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化し、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、広角端において無限遠物体に合焦しているときの前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の合成焦点距離をｆ４５ｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．８＜ｆ４／｜ｆ５｜＜１．５
−０．２０＜ｆｗ／ｆ４５ｗ＜０．２５
なる条件式を満足することを特徴としている。
The zoom lens according to the present invention includes a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, arranged in order from the object side to the image side. It is composed of a fourth lens group having a refractive power and a fifth lens group having a negative refractive power.
During zooming, the distance between the first lens group and the second lens group, the distance between the second lens group and the third lens group, and the distance between the third lens group and the fourth lens group change,
During at least one of zooming and focusing, the distance between the fourth lens group and the fifth lens group changes,
An aperture stop is disposed between the second lens group and the fourth lens group;
The fifth lens group is composed of one negative lens,
During focusing from an object at infinity to an object at a short distance, the fifth lens group moves to the image side,
The focal length of the fourth lens group is f4, the focal length of the fifth lens group is f5, and the combined focal point of the fourth lens group and the fifth lens group when focusing on an object at infinity at the wide-angle end. When the distance is f45w, the focal length of the entire system at the wide-angle end is fw , and the radiuses of curvature of the object-side lens surface and the image-side lens surface of the negative lens included in the fifth lens group are R5nf and R5nr, respectively .
0.8 <f4 / | f5 | <1.5
-0.20 <fw / f45w <0.25
0.0 <(R5nr + R5nf) / (R5nr-R5nf) <3.0
It satisfies the following conditional expression.
In addition, the zoom lens of the present invention includes a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens group having a positive refractive power, which are arranged in order from the object side to the image side. A fourth lens group having a positive refractive power and a fifth lens group having a negative refractive power;
During zooming, the first lens group, the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group move along different paths, and the fourth lens group and the fifth lens group move along the same path. Move and
An aperture stop is disposed between the second lens group and the fourth lens group;
The fifth lens group is composed of one negative lens,
When focusing from an object at infinity to an object at a short distance, the distance between the fourth lens group and the fifth lens group changes as the fifth lens group moves toward the image side,
The focal length of the fourth lens group is f4, the focal length of the fifth lens group is f5, and the combined focal point of the fourth lens group and the fifth lens group when focusing on an object at infinity at the wide-angle end. When the distance is f45w and the focal length of the entire system at the wide angle end is fw,
0.8 <f4 / | f5 | <1.5
-0.20 <fw / f45w <0.25
It satisfies the following conditional expression.
In addition, the zoom lens of the present invention includes a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens group having a positive refractive power, which are arranged in order from the object side to the image side. A fourth lens group having a positive refractive power and a fifth lens group having a negative refractive power;
During zooming, the distance between the first lens group and the second lens group, the distance between the second lens group and the third lens group, and the distance between the third lens group and the fourth lens group change,
During at least one of zooming and focusing, the distance between the fourth lens group and the fifth lens group changes,
An aperture stop is disposed between the second lens group and the fourth lens group;
The fourth lens group is composed of one positive lens,
During focusing from an object at infinity to an object at a short distance, the fifth lens group moves to the image side,
The focal length of the fourth lens group is f4, the focal length of the fifth lens group is f5, and the combined focal point of the fourth lens group and the fifth lens group when focusing on an object at infinity at the wide-angle end. When the distance is f45w, the focal length of the entire system at the wide-angle end is fw, and the curvature radii of the object-side lens surface and the image-side lens surface of the negative lens included in the fifth lens group are R5nf and R5nr, respectively.
0.8 <f4 / | f5 | <1.5
-0.20 <fw / f45w <0.25
0.0 <(R5nr + R5nf) / (R5nr-R5nf) <3.0
It satisfies the following conditional expression.
In addition, the zoom lens of the present invention includes a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens group having a positive refractive power, which are arranged in order from the object side to the image side. A fourth lens group having a positive refractive power and a fifth lens group having a negative refractive power;
During zooming, the first lens group, the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group move along different paths, and the fourth lens group and the fifth lens group move along the same path. Move and
An aperture stop is disposed between the second lens group and the fourth lens group;
The fourth lens group is composed of one positive lens,
When focusing from an object at infinity to an object at a short distance, the distance between the fourth lens group and the fifth lens group changes as the fifth lens group moves toward the image side,
The focal length of the fourth lens group is f4, the focal length of the fifth lens group is f5, and the combined focal point of the fourth lens group and the fifth lens group when focusing on an object at infinity at the wide-angle end. When the distance is f45w and the focal length of the entire system at the wide angle end is fw,
0.8 <f4 / | f5 | <1.5
-0.20 <fw / f45w <0.25
It satisfies the following conditional expression.
本発明によれば、全系が小型で、高ズーム比で、高い光学性能を有するズームレンズが得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a zoom lens having a small overall system, a high zoom ratio, and high optical performance.
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、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より構成される。隣り合うレンズ群の間隔がズーミングおよびフォーカシングの少なくとも一方のために変化する。ズーミングに際して各レンズ群が移動する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The zoom lens according to the present invention includes, in order from the object side to the image side, a first lens unit L1 having a positive refractive power, a second lens unit L2 having a negative refractive power, a third lens unit L3 having a positive refractive power, and a positive lens unit. The lens unit includes a fourth lens unit L4 having a refractive power and a fifth lens unit L5 having a negative refractive power. Spacing group adjacent lens is change for at least one zooming and focusing. Each lens group moves during zooming.
図１は、本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの無限遠物体に合焦時の広角端、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）における縦収差図である。図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの有限距離物体に合焦時の広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。 FIG. 1 is a lens cross-sectional view at the wide-angle end (short focal length end) of the zoom lens according to the first exemplary embodiment of the present invention. 2A, 2B, and 2C are longitudinal aberration diagrams at the wide-angle end, the intermediate zoom position, and the telephoto end (long focal length end) at the time of focusing on an object at infinity of the zoom lens of Embodiment 1, respectively. It is. 3A, 3B, and 3C are longitudinal aberration diagrams at the wide-angle end, the intermediate zoom position, and the telephoto end, respectively, when focusing on a finite distance object of the zoom lens of Example 1. FIG.
ここで有限距離物体とは後述する数値例をｍｍ単位で表したとき、広角端においては第１レンズ面から１００ｍｍ（Ｏｂｊ＝−１００）、中間のズーム位置と望遠端においては第１レンズ面から５００ｍｍ（Ｏｂｊ＝−５００）である。実施例１はズーム比５．６６、Ｆナンバー１．７５〜５．０４のズームレンズである。 Here, when the numerical object described later is expressed in mm, the finite distance object is 100 mm (Obj = -100) from the first lens surface at the wide angle end, and from the first lens surface at the intermediate zoom position and the telephoto end. 500 mm (Obj = −500). Example 1 is a zoom lens having a zoom ratio of 5.66 and an F number of 1.75 to 5.04.
図４は、本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの無限遠物体に合焦時の広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの有限距離物体に合焦時の広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。 FIG. 4 is a lens cross-sectional view at the wide-angle end of the zoom lens according to Embodiment 2 of the present invention. 5A, 5B, and 5C are longitudinal aberration diagrams at the wide-angle end, the intermediate zoom position, and the telephoto end, respectively, when focusing on an infinitely distant object of the zoom lens according to the second embodiment. 6A, 6B, and 6C are longitudinal aberration diagrams at the wide-angle end, the intermediate zoom position, and the telephoto end, respectively, when focusing on a finite distance object of the zoom lens of Embodiment 2. FIGS.
ここで有限距離物体とは後述する数値例をｍｍ単位で表したとき、広角端においては第１レンズ面から１００ｍｍ（Ｏｂｊ＝−１００）、中間のズーム位置と望遠端においては第１レンズ面から５００ｍｍ（Ｏｂｊ＝−５００）である。実施例２はズーム比３．７８、Ｆナンバー１．４４〜５．００のズームレンズである。 Here, when the numerical object described later is expressed in mm, the finite distance object is 100 mm (Obj = -100) from the first lens surface at the wide angle end, and from the first lens surface at the intermediate zoom position and the telephoto end. 500 mm (Obj = −500). The second embodiment is a zoom lens having a zoom ratio of 3.78 and an F number of 1.44 to 5.00.
図７は、本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの無限遠物体に合焦時の広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの有限距離物体に合焦時の広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。 FIG. 7 is a lens cross-sectional view at the wide-angle end of the zoom lens according to Embodiment 3 of the present invention. FIGS. 8A, 8B, and 8C are longitudinal aberration diagrams at the wide-angle end, the intermediate zoom position, and the telephoto end, respectively, when focusing on an object at infinity of the zoom lens according to the third exemplary embodiment. FIGS. 9A, 9B, and 9C are longitudinal aberration diagrams at the wide-angle end, the intermediate zoom position, and the telephoto end, respectively, when focusing on a finite distance object of the zoom lens of Embodiment 3. FIGS.
ここで有限距離物体とは後述する数値例をｍｍ単位で表したとき、広角端においては第１レンズ面から２００ｍｍ（Ｏｂｊ＝−２００）、中間のズーム位置と望遠端においては第１レンズ面から８００ｍｍ（Ｏｂｊ＝−８００）である。実施例３はズーム比５．３５、Ｆナンバー３．０２〜６．４２のズームレンズである。図１０は本発明の撮像装置の要部概略図である。 Here, when the numerical object described later is expressed in mm, the finite distance object is 200 mm (Obj = −200) from the first lens surface at the wide angle end, and from the first lens surface at the intermediate zoom position and the telephoto end. 800 mm (Obj = −800). The third exemplary embodiment is a zoom lens having a zoom ratio of 5.35 and an F number of 3.02 to 6.42. FIG. 10 is a schematic view of the main part of the imaging apparatus of the present invention.
各実施例のズームレンズは監視カメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩フィルムカメラ、ＴＶカメラなどの撮像装置に用いられる撮像光学系である。尚、各実施例のズームレンズは投射装置（プロジェクタ）用の投射光学系として用いることもできる。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。また、レンズ断面図において、ｉを物体側からのレンズ群の順番とすると、Ｌｉは第ｉレンズ群を示す。 The zoom lens of each embodiment is an imaging optical system used in an imaging apparatus such as a surveillance camera, a video camera, a digital still camera, a silver salt film camera, and a TV camera. In addition, the zoom lens of each embodiment can also be used as a projection optical system for a projection apparatus (projector). In the lens cross-sectional view, the left side is the object side (front), and the right side is the image side (rear). In the lens cross-sectional view, when i is the order of the lens group from the object side, Li indicates the i-th lens group.
ＳＳは開口絞りである。ＦＣはフレアーカット絞りである。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルターなどに相当する光学ブロックである。ＩＰは像面である。像面ＩＰは、ビデオカメラやデジタルカメラの撮像光学系として使用する際には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。銀塩フィルムカメラの撮影光学系として使用する際には、フィルム面に相当する。 SS is an aperture stop. FC is a flare cut stop. G is an optical block corresponding to an optical filter, a face plate, a low-pass filter, an infrared cut filter, or the like. IP is the image plane. The image plane IP corresponds to an imaging plane of a solid-state imaging device (photoelectric conversion device) such as a CCD sensor or a CMOS sensor when used as an imaging optical system of a video camera or a digital camera. When used as a photographing optical system of a silver salt film camera, it corresponds to a film surface.
矢印は広角端から望遠端へのズーミング（変倍）における各レンズ群の移動軌跡と、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングの際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、ｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図でΔＳはｄ線におけるサジタル像面、ΔＭはｄ線におけるメリディオナル像面である。歪曲収差においてｄはｄ線である。倍率色収差図においてｇはｇ線である。収差図においてＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。 The arrows indicate the movement trajectory of each lens unit during zooming from the wide-angle end to the telephoto end and the moving direction of the lens unit during focusing from an infinitely distant object to a close object. In the spherical aberration diagram, d is the d-line (wavelength 587.6 nm), and g is the g-line (wavelength 435.8 nm). In the astigmatism diagram, ΔS is a sagittal image plane at the d line, and ΔM is a meridional image plane at the d line. In the distortion aberration, d is a d-line. In the lateral chromatic aberration diagram, g is a g-line. In the aberration diagrams, Fno is the F number, and ω is the half angle of view (degrees).
実施例１乃至３のズームレンズは、それぞれ後述する実施例１乃至３の数値例に対応する。各レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は負の屈折力の第５レンズ群である。各実施例のズームレンズは隣り合うレンズ群の間隔がズーミングおよびフォーカシングの少なくとも一方のために変化する。 The zoom lenses of Examples 1 to 3 correspond to numerical examples of Examples 1 to 3 described later, respectively. In each lens cross-sectional view, L1 is a first lens group having a positive refractive power, L2 is a second lens group having a negative refractive power, L3 is a third lens group having a positive refractive power, and L4 is a first lens group having a positive refractive power. The four lens group, L5, is a fifth lens group having a negative refractive power. Distance of the lens-group zoom lens is adjacent the respective embodiments are changes for at least one zooming and focusing.
本発明のズームレンズは、正の屈折力のレンズ群が最も物体側に配置されたポジティブリード型のズームレンズを採用することで、高ズーム比化と全系の小型化を図っている。また、第４レンズ群Ｌ４を正の屈折力、第５レンズ群Ｌ５を負の屈折力とした望遠型配置を採用している。これにより、光学系全系の射出瞳位置を像側に設定し、バックフォーカスを短縮することで、大型の撮像素子に対応しつつレンズ全長（第１レンズ面から最終レンズ面までの距離に空気換算でのバックフォーカスを加えた値）の短縮を図っている。 The zoom lens of the present invention employs a positive lead type zoom lens in which a lens unit having a positive refractive power is disposed closest to the object side, thereby achieving a high zoom ratio and a reduction in size of the entire system. Further, a telephoto arrangement in which the fourth lens unit L4 has a positive refractive power and the fifth lens unit L5 has a negative refractive power is adopted. As a result, the exit pupil position of the entire optical system is set on the image side, and the back focus is shortened, so that the entire lens length (the distance from the first lens surface to the final lens surface) (Value with added back focus in terms of conversion).
また、無限遠距離物体から有限距離物体へのフォーカシングに際し、第５レンズ群Ｌ５を像側へ移動させるリアフォーカス方式を採用している。即ち、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の間隔はフォーカシングに際して変化する。小型で軽量な第５レンズ群Ｌ５をフォーカスレンズ群とすることで、レンズ鏡筒の小型化を容易にしている。また、各実施例のズームレンズは、広角端における負の歪曲収差を許容し、歪曲収差を画像処理で補正するようにすることで、光学系全系の小型化を追求したレンズ構成としている。 Further, a rear focus method is employed in which the fifth lens unit L5 is moved to the image side during focusing from an object at infinity to an object at finite distance. That is, the distance between the fourth lens unit L4 and the fifth lens unit L5 changes during focusing. By using the small and lightweight fifth lens unit L5 as the focus lens unit, the lens barrel can be easily downsized. In addition, the zoom lens of each embodiment has a lens configuration that pursues miniaturization of the entire optical system by allowing negative distortion at the wide-angle end and correcting the distortion by image processing.
ここで、撮像素子のサイズを大型化していくと、広角端における全系の焦点距離は大きくなる。このとき、光学系の小型化のため広角端で負の歪曲を大きく残存させると、近距離物体への合焦時、物体の距離変動に応じて像面湾曲が発生する。そのため、このときの像面湾曲はフォーカスレンズ群の移動による収差変動を用いて良好に補正する必要がある。ここで、無限遠物体合焦時に第４レンズ群Ｌ４とペアで球面収差を補正している第５レンズ群Ｌ５をフォーカスレンズ群とすることで、近距離物体への合焦時、フォーカスレンズ群の移動により球面収差を発生させる構成としている。 Here, as the size of the image sensor is increased, the focal length of the entire system at the wide-angle end increases. At this time, if a large amount of negative distortion remains at the wide-angle end in order to reduce the size of the optical system, curvature of field occurs in accordance with the distance variation of the object when focusing on a short-distance object. Therefore, it is necessary to correct the field curvature at this time satisfactorily by using aberration fluctuation due to movement of the focus lens group. Here, when the object is focused on an object at infinity, the fifth lens unit L5 that corrects spherical aberration in a pair with the fourth lens unit L4 at the time of focusing on an object at infinity is used as a focus lens unit. The spherical aberration is generated by moving the lens.
これにより、フォーカスレンズ群の移動で生じる球面収差で、負の歪曲収差の発生に起因する像面湾曲を相殺し、像面の平坦性を確保している。 Thereby, the spherical aberration caused by the movement of the focus lens group cancels the curvature of field caused by the occurrence of the negative distortion, thereby ensuring the flatness of the image plane.
各実施例のズームレンズでは、開口絞りＳＳが第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４の間に配置されている。無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、第５レンズ群Ｌ５は像側に移動する。第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４、第５レンズ群Ｌ５の焦点距離をｆ５とする。このとき、
０．８＜ｆ４／｜ｆ５｜＜１．５ ・・・（１）
なる条件式を満足する。
In the zoom lens of each embodiment, the aperture stop SS is disposed between the second lens unit L2 and the fourth lens unit L4. During focusing from an infinitely distant object to a close object, the fifth lens unit L5 moves to the image side. The focal length of the fourth lens unit L4 is f4, and the focal length of the fifth lens unit L5 is f5. At this time,
0.8 <f4 / | f5 | <1.5 (1)
The following conditional expression is satisfied.
次に、条件式（１）の技術的意味について説明する。条件式（１）は、第４レンズ群Ｌ４の屈折力と第５レンズ群Ｌ５の屈折力の比を規定している。 Next, the technical meaning of conditional expression (1) will be described. Conditional expression (1) defines the ratio between the refractive power of the fourth lens unit L4 and the refractive power of the fifth lens unit L5.
本発明のズームレンズでは、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の屈折力が望遠型の構成となるようにして、全系の射出瞳位置を像側に設定するとともに、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の合成系において球面収差を良好に補正している。第４レンズ群Ｌ４の屈折力と第５レンズ群Ｌ５の屈折力の比を最適化することで、バックフォーカスを短縮してレンズ全長を短縮しつつ、ズーム全域で良好な光学性能を得ている。また、条件式（１）を満たす屈折力配置によりフォーカスレンズ群の敏感度を最適化し、近距離物体への合焦時におけるフォーカスレンズ群の移動量を短縮している。 In the zoom lens of the present invention, the refractive power of the fourth lens unit L4 and the fifth lens unit L5 is set to a telephoto configuration, the exit pupil position of the entire system is set on the image side, and the fourth lens unit Spherical aberration is corrected well in the combined system of L4 and the fifth lens unit L5. By optimizing the ratio of the refractive power of the fourth lens unit L4 and the refractive power of the fifth lens unit L5, good optical performance is obtained over the entire zoom range while shortening the back focus and shortening the total lens length. . Further, the sensitivity of the focus lens group is optimized by the refractive power arrangement satisfying the conditional expression (1), and the amount of movement of the focus lens group at the time of focusing on a short distance object is shortened.
条件式（１）の下限値を超えると、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離が第５レンズ群Ｌ５の焦点距離の絶対値と比して小さくなりすぎる。このとき、第４レンズ群と第５レンズ群により構成される望遠型の屈折力配置が緩まりすぎるため、バックフォーカスが増大することにより光学系の全長が大型化してしまう。また、フォーカスレンズ群Ｌ５の位置敏感度が小さくなりすぎる構成となり、近距離物体へのフォーカス時におけるレンズ群移動量が増大しすぎてしまう。 When the lower limit value of conditional expression (1) is exceeded, the focal length of the fourth lens unit L4 is too small compared to the absolute value of the focal length of the fifth lens unit L5. At this time, since the telephoto refractive power arrangement constituted by the fourth lens group and the fifth lens group becomes too loose, the back focus increases and the total length of the optical system increases. Further, the position sensitivity of the focus lens unit L5 becomes too small, and the amount of movement of the lens unit at the time of focusing on a short-distance object increases too much.
また条件式（１）の上限値を超えると、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離が第５レンズ群Ｌ５の焦点距離の絶対値と比して大きくなりすぎる。このとき、第４レンズ群と第５レンズ群により構成される望遠型の屈折力配置が強まりすぎるため、バックフォーカスの確保が困難となるとともに、像面への光線入射角が大きくなりすぎるのでよくない。各実施例において、より好ましくは、条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．８５＜ｆ４／｜ｆ５｜＜１．３５ ・・・（１ａ）
各実施例において、さらに好ましくは、条件式（１ａ）の数値範囲を次の如設定するのが良い。
０．９０＜ｆ４／｜ｆ５｜＜１．２０ ・・・（１ｂ）
When the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the focal length of the fourth lens unit L4 becomes too large compared to the absolute value of the focal length of the fifth lens unit L5. At this time, since the telephoto refractive power arrangement constituted by the fourth lens group and the fifth lens group becomes too strong, it is difficult to ensure the back focus and the light incident angle on the image plane becomes too large. Absent. In each embodiment, more preferably, the numerical range of the conditional expression (1) is set as follows.
0.85 <f4 / | f5 | <1.35 (1a)
In each embodiment, more preferably, the numerical range of the conditional expression (1a) is set as follows.
0.90 <f4 / | f5 | <1.20 (1b)
次に各実施例において、更に好ましい構成について説明する。広角端において無限遠物体に合焦しているときの第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の合成焦点距離をｆ４５ｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。 Next, a more preferable configuration in each embodiment will be described. The combined focal length of the fourth lens unit L4 and the fifth lens unit L5 when focusing on an object at infinity at the wide angle end is f45w, and the focal length of the entire system at the wide angle end is fw. Let the focal length of the second lens unit L2 be f2.
広角端において無限遠物体に合焦しているときの第４レンズ群Ｌ４の最も物体側のレンズ面頂点から第５レンズ群Ｌ５の最も像側のレンズ面頂点までの距離をＤ４５ｗとする。望遠端において無限遠物体に合焦しているときの第４レンズ群Ｌ４の最も物体側のレンズ面頂点から第５レンズ群Ｌ５の最も像側のレンズ面頂点までの距離をＤ４５ｔとする。第５レンズ群Ｌ５に含まれるレンズのうち少なくとも１つの負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径と、像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ５ｎｆ、Ｒ５ｎｒとする。このとき次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。 The distance from the most object-side lens surface vertex of the fourth lens unit L4 to the most image-side lens surface vertex of the fifth lens unit L5 when focusing on an object at infinity at the wide-angle end is D45w. The distance from the most object-side lens surface vertex of the fourth lens unit L4 to the most image-side lens surface vertex of the fifth lens unit L5 when focusing on an object at infinity at the telephoto end is defined as D45t. Of the lenses included in the fifth lens unit L5, the radius of curvature of the object-side lens surface and the radius of curvature of the image-side lens surface of at least one negative lens are R5nf and R5nr, respectively. At this time, it is preferable to satisfy one or more of the following conditional expressions.
−０．２０＜ｆｗ／ｆ４５ｗ＜０．２５ ・・・（２）
１．０＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜２．０ ・・・（３）
０．６＜（Ｄ４５ｗ＋Ｄ４５ｔ）／ｆｗ＜１．５ ・・・（４）
０．０＜（Ｒ５ｎｒ＋Ｒ５ｎｆ）／（Ｒ５ｎｒ−Ｒ５ｎｆ）＜３．０ ・・・（５）
-0.20 <fw / f45w <0.25 (2)
1.0 <| f2 | / fw <2.0 (3)
0.6 <(D45w + D45t) / fw <1.5 (4)
0.0 <(R5nr + R5nf) / (R5nr−R5nf) <3.0 (5)
次に前述した各条件式の技術的意味について説明する。条件式（２）は、広角端において無限遠物体に合焦しているときの第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５よりなる合成系（後側合成系）の合成焦点距離を規定している。無限遠物体に合焦しているときの後側合成系の合成焦点距離を最適化し、後側合成系の横倍率を適切に設定している。これにより、第１レンズ群Ｌ１乃至第３レンズ群Ｌ３にて構成される前側合成系の合成焦点距離を短焦点距離化し、全系のバックフォーカスを短縮することで、レンズ全長を短縮している。 Next, the technical meaning of each conditional expression described above will be described. Conditional expression (2) defines the composite focal length of the composite system (rear composite system) composed of the fourth lens unit L4 and the fifth lens unit L5 when focusing on an object at infinity at the wide-angle end. Yes. The composite focal length of the rear synthesis system when focusing on an object at infinity is optimized, and the lateral magnification of the rear synthesis system is set appropriately. As a result, the total focal length of the front system composed of the first lens unit L1 to the third lens unit L3 is shortened and the back focus of the entire system is shortened, thereby shortening the total lens length. .
条件式（２）の下限を超えて、後側合成系の負の屈折力が強くなりすぎると（負の屈折力の絶対値が大きくなると）前側合成系で生じる収差が後側合成系で拡大しすぎる構成となる。この結果、収差補正のために後側合成系のレンズ枚数が増加し全系の小型化が困難となる。一方、上限を超えて、後側合成系の正の屈折力が強くなりすぎると、（正の屈折力の絶対値が大きくなりすぎると）、バックフォーカスの短縮が困難となりレンズ全長が増大するのでよくない。 Exceeding the lower limit of conditional expression (2), if the negative refractive power of the rear synthetic system becomes too strong (when the absolute value of the negative refractive power increases), the aberration generated in the front synthetic system expands in the rear synthetic system It becomes the structure which is too much. As a result, the number of lenses in the rear synthesis system increases for aberration correction, making it difficult to downsize the entire system. On the other hand, if the positive refractive power of the rear composite system becomes too strong beyond the upper limit (if the absolute value of the positive refractive power becomes too large), it is difficult to shorten the back focus and the total lens length increases. not good.
条件式（３）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を規定している。第２レンズ群Ｌ２の負の焦点距離を適切に設定することで、高ズーム比化を図りつつ、全系の小型化を図っている。条件式（３）の下限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が短くなりすぎると（負の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎると）、広角端において全系の屈折力配置が弱い望遠型となり、全系が大型化してしまう。一方、上限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の負の焦点距離が長くなりすぎると（負の焦点距離の絶対値が大きくなりすぎると）、全体が大型化してくる。 Conditional expression (3) defines the focal length of the second lens unit L2. By appropriately setting the negative focal length of the second lens unit L2, the entire system is downsized while achieving a high zoom ratio. If the lower limit of conditional expression (3) is exceeded and the focal length of the second lens unit L2 becomes too short (the absolute value of the negative focal length becomes too small), the refractive power arrangement of the entire system is weak at the wide angle end. It becomes a telephoto type and the whole system becomes large. On the other hand, if the upper limit is exceeded and the negative focal length of the second lens unit L2 becomes too long (the absolute value of the negative focal length becomes too large), the entire size increases.
条件式（４）は、広角端において無限遠物体に合焦しているときの後側合成系の合成厚と望遠端において無限遠物体に合焦しているときの後側合成系の合成厚との比を規定している。後側合成系の合成厚を適切に設定することで、後側合成系を鏡筒構造上、一体に配置出来る構成としてレンズ鏡筒に配置するカムを削減し、更に沈胴時の薄型化を図っている。 Conditional expression (4) indicates that the composite thickness of the rear composite system when focusing on an object at infinity at the wide angle end and the composite thickness of the rear composite system when focusing on an object at infinity at the telephoto end The ratio is defined. By appropriately setting the composite thickness of the rear composite system, the rear composite system can be integrated with the lens barrel structure to reduce the number of cams placed on the lens barrel, and further reduce the thickness when retracted. ing.
条件式（４）の下限を超えて、後側合成系の合成厚が薄くなりすぎると、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の間隔が短くなりすぎて、広角端において球面収差や像面湾曲の補正が困難となる。一方、上限を超えて、後側合成系の合成厚が厚くなりすぎると、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の間隔が長くなりすぎる。このとき、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５は別体の鏡筒構造、カム溝で駆動することとなりレンズ鏡筒の沈胴厚が増加してしまうのでよくない。 If the lower limit of conditional expression (4) is exceeded and the composite thickness of the rear side composite system becomes too thin, the distance between the fourth lens unit L4 and the fifth lens unit L5 becomes too short, and spherical aberration and image at the wide angle end. It becomes difficult to correct the surface curvature. On the other hand, if the composite thickness of the rear composite system becomes too thick beyond the upper limit, the distance between the fourth lens unit L4 and the fifth lens unit L5 becomes too long. At this time, the fourth lens unit L4 and the fifth lens unit L5 are driven by separate lens barrel structures and cam grooves, which is not good because the retracted thickness of the lens barrel increases.
条件式（５）は第５レンズ群Ｌ５に含まれるレンズのうち、少なくとも１つの負レンズのレンズ形状を規定している。フォーカスレンズ群である第５レンズ群Ｌ５に含まれる負レンズのレンズ形状を適切に設定することで、広角端におけるフォーカシング時の球面収差の変動と像面湾曲の変動を低減している。広角端において負の歪曲を残存させたズームレンズにおいては、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して像面湾曲の変動が増大する。 Conditional expression (5) defines the lens shape of at least one negative lens among the lenses included in the fifth lens unit L5. By appropriately setting the lens shape of the negative lens included in the fifth lens unit L5, which is the focus lens unit, fluctuations in spherical aberration and field curvature during focusing at the wide-angle end are reduced. In a zoom lens in which negative distortion remains at the wide-angle end, the variation in field curvature increases during focusing from an object at infinity to a near object.
像面湾曲の変動を球面収差の制御による軸上ベスト像面位置の移動で補正しようとする場合、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、フォーカスレンズ群の移動によって球面収差のみが適切に発生するレンズ構成とすることが重要となる。ここで、第５レンズ群Ｌ５に含まれる負レンズが非球面を含む場合は、条件式（５）のレンズ面の曲率半径は各レンズ面の曲率半径として近軸曲率半径をとるものとする。また、負レンズが複合非球面を含む場合は、条件式（５）のレンズ面の曲率半径は各レンズ面の曲率半径として空気と接している各レンズ面の近軸曲率半径をとるものとする。 When trying to correct for variations in field curvature by moving the best axial image plane position by controlling spherical aberration, when focusing from an object at infinity to an object at close distance, only spherical aberration is appropriately achieved by moving the focus lens group. It is important that the lens configuration be generated. Here, when the negative lens included in the fifth lens unit L5 includes an aspherical surface, the radius of curvature of the lens surface of the conditional expression (5) is a paraxial radius of curvature as the radius of curvature of each lens surface. When the negative lens includes a compound aspheric surface, the radius of curvature of the lens surface of the conditional expression (5) is the paraxial radius of curvature of each lens surface in contact with air as the radius of curvature of each lens surface. .
条件式（５）の下限を超えて、第５レンズ群Ｌ５に含まれる負レンズのレンズ形状が像側に凹面を向けたメニスカス形状となると、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して球面収差とともに像面湾曲が増大してくる。一方、上限を超えると、第５レンズ群Ｌ５に含まれる負レンズは屈折力が弱いレンズ形状となり、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して球面収差の発生が小さくなりすぎ、像面湾曲の変動の補正が困難となる。 Exceeding the lower limit of conditional expression (5), if the lens shape of the negative lens included in the fifth lens unit L5 becomes a meniscus shape with the concave surface facing the image side, spherical aberration during focusing from an infinite object to a close object At the same time, field curvature increases. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the negative lens included in the fifth lens unit L5 has a lens shape with a weak refractive power, and the occurrence of spherical aberration becomes too small during focusing from an object at infinity to an object at close distance, and the field curvature is Variation correction becomes difficult.
各実施例において、より好ましくは、条件式（２）乃至（５）の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。 In each embodiment, more preferably, the numerical ranges of the conditional expressions (2) to (5) are set to the following ranges.
−０．１５＜ｆｗ／ｆ４５ｗ＜０．２０ ・・・（２ａ）
１．１＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜１．９ ・・・（３ａ）
０．７０＜（Ｄ４５ｗ＋Ｄ４５ｔ）／ｆｗ＜１．２５ ・・・（４ａ）
０．１＜（Ｒ５ｎｒ＋Ｒ５ｎｆ）／（Ｒ５ｎｒ−Ｒ５ｎｆ）＜２．０ ・・・（５ａ）
各実施例において、さらに好ましくは、条件式（２ａ）乃至（５ａ）の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
-0.15 <fw / f45w <0.20 (2a)
1.1 <| f2 | / fw <1.9 (3a)
0.70 <(D45w + D45t) / fw <1.25 (4a)
0.1 <(R5nr + R5nf) / (R5nr−R5nf) <2.0 (5a)
In each embodiment, more preferably, the numerical ranges of the conditional expressions (2a) to (5a) are set to the following ranges.
−０．１０＜ｆｗ／ｆ４５ｗ＜０．１５ ・・・（２ｂ）
１．２＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜１．８ ・・・（３ｂ）
０．８０＜（Ｄ４５ｗ＋Ｄ４５ｔ）／ｆｗ＜１．００ ・・・（４ｂ）
０．２＜（Ｒ５ｎｒ＋Ｒ５ｎｆ）／（Ｒ５ｎｒ−Ｒ５ｎｆ）＜１．５ ・・・（５ｂ）
-0.10 <fw / f45w <0.15 (2b)
1.2 <| f2 | / fw <1.8 (3b)
0.80 <(D45w + D45t) / fw <1.00 (4b)
0.2 <(R5nr + R5nf) / (R5nr−R5nf) <1.5 (5b)
また、各実施例では、第５レンズ群Ｌ５を１枚の負レンズで構成している。これにより、第５レンズ群Ｌ５を最小レンズ枚数で構成し、沈胴時の薄型化を容易にしている。また、各実施例では第４レンズ群Ｌ４を１枚の正レンズ１枚で構成している。これにより第４レンズ群Ｌ４を最小レンズ枚数で構成し、沈胴時の薄型化を容易にしている。また、実施例１では、無限遠物体に合焦しているときの広角端から望遠端へのズーミングに際して、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５を一体で移動する構成としている。これにより、レンズ鏡筒の構造を簡略化し、レンズ鏡筒の小型化と沈胴厚の薄型化を容易にしている。 In each embodiment, the fifth lens unit L5 is composed of one negative lens. Thereby, the fifth lens unit L5 is configured with the minimum number of lenses, and it is easy to reduce the thickness when retracted. In each embodiment, the fourth lens unit L4 is composed of one positive lens. As a result, the fourth lens unit L4 is configured with the minimum number of lenses, which facilitates thinning when retracted. In the first embodiment, the fourth lens unit L4 and the fifth lens unit L5 are integrally moved during zooming from the wide-angle end to the telephoto end when focusing on an object at infinity. This simplifies the structure of the lens barrel, facilitating the miniaturization of the lens barrel and the reduction of the collapsed thickness.
以上のように、各実施例によれば、ズーム比が大きく、全系が小型で、近距離撮影においても良好なる光学性能が容易に得られるズームレンズを得ることができる。次に各実施例のズームレンズのレンズ構成について説明する。 As described above, according to each embodiment, it is possible to obtain a zoom lens that has a large zoom ratio, a small overall system, and can easily obtain good optical performance even in close-up shooting. Next, the lens configuration of the zoom lens of each embodiment will be described.
［実施例１］
以下、図１を参照して、本発明の実施例１のズームレンズについて説明する。実施例１は、物体側から像側へ順に、正、負、正、正、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１乃至第５レンズ群Ｌ５よりなる５群ズームレンズであり、ズーミングに際して各レンズ群が移動する。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は間隔が拡がり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が狭まり、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔が拡がる。ズーミングに際して、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５は一体的に（同一の軌跡で）移動するため、鏡筒構造を簡略化することができる。
[Example 1]
A zoom lens according to Example 1 of the present invention will be described below with reference to FIG. The first exemplary embodiment is a five-unit zoom lens including the first lens unit L1 to the fifth lens unit L5 having positive, negative, positive, positive, and negative refractive powers in order from the object side to the image side. The group moves. The distance between the first lens unit L1 and the second lens unit L2 is widened at the telephoto end as compared to the wide-angle end, the interval between the second lens unit L2 and the third lens unit L3 is narrowed, and the third lens unit L3 and the fourth lens unit. The interval between the groups L4 increases. During zooming, the fourth lens unit L4 and the fifth lens unit L5 move integrally (with the same trajectory), so that the lens barrel structure can be simplified.
広角端から望遠端へのズーミングに際して第１、第３、第４、第５レンズ群は共に物体側に移動する。これにより変倍を分担するとともに、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の有効径を小型化している。開口絞りＳＳは第３レンズ群Ｌ３の像側に配置され、広角端から望遠端へのズーミングに際して各レンズ群とは異なった軌跡で物体側へ移動している。これにより、開口絞りＳＳの開口径の小型化を図っている。 During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first, third, fourth, and fifth lens groups all move toward the object side. As a result, the variable magnification is shared, and the effective diameters of the fourth lens unit L4 and the fifth lens unit L5 are reduced. The aperture stop SS is disposed on the image side of the third lens unit L3, and moves to the object side along a locus different from each lens unit during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. As a result, the aperture diameter of the aperture stop SS is reduced.
また、無限遠物体から有限距離物体へのフォーカシングに際して第５レンズ群Ｌ５が像側へ移動するリアフォーカス方式を用いている。第５レンズ群Ｌ５は、非球面を含む１枚の負レンズで構成し、フォーカスレンズ群を小型軽量化して迅速な合焦動作（フォーカス動作）を容易にしている。 Further, a rear focus method is used in which the fifth lens unit L5 moves to the image side during focusing from an object at infinity to an object at a finite distance. The fifth lens unit L5 is composed of a single negative lens including an aspherical surface, and the focus lens unit is reduced in size and weight to facilitate quick focusing operation (focus operation).
また、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズを接合した接合レンズで構成し、第１レンズ群Ｌ１内の色消しを行っている。また、第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、非球面を含む負レンズ、負レンズ、正レンズの３枚のレンズで構成し、第２レンズ群Ｌ２の主点位置を物体側に比較的物体側に配置することで光学系の小型化を図っている。また、第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、非球面を含む正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、非球面を含む正レンズの４枚構成としている。 The first lens unit L1 is composed of a cemented lens in which a negative lens and a positive lens are cemented in order from the object side to the image side, and performs achromatic processing in the first lens unit L1. The second lens unit L2 includes three lenses, a negative lens including an aspherical surface, a negative lens, and a positive lens, in order from the object side to the image side, and the principal point position of the second lens unit L2 is set on the object side. The optical system is reduced in size by being relatively disposed on the object side. The third lens unit L3 has a four-lens configuration in order from the object side to the image side: a positive lens including an aspheric surface, a cemented lens in which a positive lens and a negative lens are cemented, and a positive lens including an aspheric surface.
第３レンズ群Ｌ３を対称性の高いレンズ構成として第３レンズ群Ｌ３内で非対称収差を良好に補正することで、ズーミングに際しての収差変動を良好に補正している。また、第４レンズ群Ｌ４は１枚の正レンズで構成し、第５レンズ群Ｌ５を１枚の負レンズより構成し、光学系沈胴時の薄型化を容易にしている。 By using the third lens unit L3 as a highly symmetric lens structure and correcting asymmetric aberrations well in the third lens unit L3, aberration variations during zooming are corrected well. The fourth lens unit L4 is composed of a single positive lens, and the fifth lens unit L5 is composed of a single negative lens, facilitating thinning when the optical system is retracted.
［実施例２］
以下、図４を参照して、本発明の実施例２のズームレンズについて説明する。実施例２のズームレンズのズームタイプ、フォーカス方式は図１の実施例１と同じである。実施例２は実施例１と比較して、ズーム比、口径比（Ｆナンバー）、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５のズーム軌跡、第１レンズ群のレンズ構成、第３レンズ群のレンズ構成が異なっている。
[Example 2]
Hereinafter, a zoom lens according to Example 2 of the present invention will be described with reference to FIG. The zoom type and focus method of the zoom lens of Embodiment 2 are the same as those of Embodiment 1 of FIG. In the second embodiment, the zoom ratio, the aperture ratio (F number), the zoom locus of the fourth lens unit L4 and the fifth lens unit L5, the lens configuration of the first lens unit, and the third lens unit are compared with the first example. The lens configuration is different.
実施例２では、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５が互いに異なる軌跡で移動することにより、ズーミングに伴う像面湾曲の変動を良好に補正している。また、第１レンズ群Ｌ１は１枚の正レンズで構成し、沈胴厚の更なる薄型化を容易にしている。また、第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、非球面を含む正レンズ、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、非球面を含む正レンズより構成している。実施例１に比べて第３レンズ群のレンズ枚数を増加し、広角端において大口径化を実現している。 In the second embodiment, during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the fourth lens unit L4 and the fifth lens unit L5 move along different trajectories, so that the variation in field curvature due to zooming can be corrected well. Yes. The first lens unit L1 is composed of a single positive lens, which facilitates further reduction in the collapsed thickness. The third lens unit L3 includes, in order from the object side to the image side, a positive lens including an aspheric surface, a positive lens, a cemented lens in which a positive lens and a negative lens are cemented, and a positive lens including an aspheric surface. Compared with the first embodiment, the number of lenses in the third lens group is increased, and a large aperture is realized at the wide angle end.
［実施例３］
以下、図７を参照して、本発明の実施例３のズームレンズについて説明する。実施例３のズームレンズのズームタイプ、フォーカス方式等は図４の実施例２と同じである。実施例３は実施例２と比較して、ズーム比、口径比、撮像有効面のサイズ、第３レンズ群Ｌ３のレンズ構成、開口絞りＳＳの配置等が異なっている。第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、非球面を含む正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、非球面を含む正レンズの４枚構成としている。
[Example 3]
Hereinafter, a zoom lens according to Example 3 of the present invention will be described with reference to FIG. The zoom type and focus method of the zoom lens of the third embodiment are the same as those of the second embodiment in FIG. The third embodiment is different from the second embodiment in zoom ratio, aperture ratio, effective imaging surface size, lens configuration of the third lens unit L3, arrangement of the aperture stop SS, and the like. The third lens unit L3 has, in order from the object side to the image side, a four-lens configuration including a positive lens including an aspheric surface, a cemented lens in which a positive lens and a negative lens are cemented, and a positive lens including an aspheric surface.
実施例３では、開口絞りＳＳを第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間に配置し、広角端から望遠端へのズーミングに際して各レンズ群とは異なる軌跡で物体側へ移動させている。これにより結像光線を適切にカットすることで下線フレア成分の補正を図っている。 In Example 3, the aperture stop SS is disposed between the second lens unit L2 and the third lens unit L3, and moved to the object side along a different locus from each lens unit during zooming from the wide-angle end to the telephoto end. . Thus, the underline flare component is corrected by appropriately cutting the imaging light beam.
以上、各実施例のズームレンズは、いずれも物体側から像側へ順に、正、負、正、正、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１乃至第５レンズ群Ｌ５の５つのレンズ群により構成している。第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４との間に開口絞りＳＳを配置している。また、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して第５レンズ群Ｌ５が像側へ移動するリアフォーカス方式を採用している。また、いずれの実施例においても、高ズーム比で近距離物体の撮影においても良好なる光学性能が容易に得られる小型のズームレンズを実現している。 As described above, each of the zoom lenses according to the embodiments includes the five lens units of the first lens unit L1 to the fifth lens unit L5 having positive, negative, positive, positive, and negative refractive powers in order from the object side to the image side. It is composed. An aperture stop SS is disposed between the second lens unit L2 and the fourth lens unit L4. Further, a rear focus method is employed in which the fifth lens unit L5 moves to the image side during focusing from an infinitely distant object to a close object. In any of the embodiments, a small zoom lens that can easily obtain good optical performance even when photographing a short-distance object with a high zoom ratio is realized.
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。例えば、各実施例のズームレンズにおいて、ズーミングに際してＦナンバーの変動を軽減するため、ズーム位置に応じて開口絞りＳＳの開口径を変化させるような制御を行ってもよい。また、ズームレンズに残存する歪曲収差は、撮像装置に適用したとき、画像処理で補正するのが良い。また、手ぶれ（像ぶれ）の補正に際しては、第３レンズ群Ｌ３全体、もしくはその一部の部分群を光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動することで行っても良い。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary. For example, in the zoom lens of each embodiment, in order to reduce the fluctuation of the F number during zooming, control may be performed to change the aperture diameter of the aperture stop SS according to the zoom position. Further, distortion aberration remaining in the zoom lens is preferably corrected by image processing when applied to an imaging apparatus. Further, camera shake (image blur) correction may be performed by moving the entire third lens unit L3 or a partial group thereof in a direction having a component perpendicular to the optical axis.
次に本発明の撮像装置の一例としてデジタルスチルカメラを用いたときの実施例を図１０を用いて説明する。図１０において、２０はカメラ本体、２１は本発明に係るズームレンズによって構成された撮像光学系である。２２はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系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。 Next, an embodiment when a digital still camera is used as an example of the imaging apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 10, reference numeral 20 denotes a camera body, and 21 denotes an imaging optical system constituted by a zoom lens according to the present invention. Reference numeral 22 denotes a solid-state image pickup device (photoelectric conversion device) such as a CCD sensor or a CMOS sensor that receives a subject image formed by the image pickup optical system 21 and is built in the camera body.
２３は撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。このように本発明によれば、小型で高い光学性能を有する撮像装置が得られる。 A memory 23 records information corresponding to the subject image photoelectrically converted by the image sensor 22. Reference numeral 24 is a finder for observing a subject image formed on the solid-state image sensor 22, which includes a liquid crystal display panel or the like. As described above, according to the present invention, a small-sized image pickup apparatus having high optical performance can be obtained.
次に、本発明の実施例１乃至３に対応する実施例１乃至３の具体的な数値データを示す。各実施例において、ｉは物体側から数えた順序を示し、ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径である。ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の軸上間隔を示す。ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。＊は非球面であることを示す。また、最も像側の４面はフェースプレート等のガラス材である。また、ｋは円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０は非球面係数である。非球面形状は光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき Next, specific numerical data of Examples 1 to 3 corresponding to Examples 1 to 3 of the present invention will be shown. In each embodiment, i indicates the order counted from the object side, and ri is the radius of curvature of the i-th optical surface (i-th surface). di represents an axial distance between the i-th surface and the i + 1-th surface. ndi and νdi indicate the refractive index and Abbe number of the material of the i-th optical member with respect to the d-line, respectively. * Indicates an aspherical surface. The four surfaces closest to the image side are glass materials such as face plates. K is a conic constant, and A4, A6, A8, and A10 are aspherical coefficients. An aspherical shape is when the displacement in the optical axis direction at the position of height h from the optical axis is x with respect to the surface vertex.
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）2｝1/2］＋Ａ４・ｈ4＋Ａ６・ｈ6＋Ａ８・ｈ8＋Ａ１０・ｈ10
で表される。但しＲは近軸曲率半径である。「ｅ−ｘ」は「１０−ｘ」を意味している。尚、バックフォーカスＢＦは最終レンズ面から像面までの空気換算での距離で表している。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスの値を加えた値である。又、前述の各条件式と各実施例との関係を表１に示す。
x = (h 2 / R) / [1+ {1− (1 + k) (h / R) 2 } 1/2 ] + A4 · h 4 + A6 · h 6 + A8 · h 8 + A10 · h 10
It is represented by Where R is the paraxial radius of curvature. “E−x” means “10 −x ”. Note that the back focus BF is expressed as a distance in terms of air from the final lens surface to the image plane. The total lens length is a value obtained by adding the back focus value to the distance from the first lens surface to the final lens surface. Table 1 shows the relationship between the above-described conditional expressions and the respective examples.
（実施例１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 0.00 32.72
2 36.128 1.20 1.92286 18.9 27.71
3 27.418 4.10 1.77250 49.6 25.88
4 409.585 (可変) 25.37
5* 72.855 1.00 1.85135 40.1 20.82
6* 10.254 5.39 15.62
7 -21.263 0.60 1.80400 46.6 15.44
8 92.909 0.15 15.63
9 28.141 1.88 1.95906 17.5 15.91
10 2014.729 (可変) 15.80
11 ∞ (可変) 12.19
12* 11.419 3.58 1.76802 49.2 13.97
13* 297.722 0.15 13.28
14 10.738 3.33 1.59522 67.7 12.00
15 -238.442 0.55 2.00069 25.5 10.64
16 9.514 1.19 9.34
17* 30.608 1.65 1.55332 71.7 9.25
18* -34.871 0.50 8.93
19(絞り) ∞ (可変) 8.54
20 23.533 2.16 1.62588 35.7 10.51
21 -20.912 (可変) 10.59
22* -11.067 0.50 1.74330 49.3 10.22
23* -76.900 (可変) 10.60
24 ∞ 0.90 1.51633 64.1 25.00
25 ∞ 1.30 25.00
26 ∞ 0.80 1.51633 64.1 25.00
27 ∞ 0.50 25.00
像面 ∞
Example 1
Unit mm
Surface data surface number rd nd νd Effective diameter
1 ∞ 0.00 32.72
2 36.128 1.20 1.92286 18.9 27.71
3 27.418 4.10 1.77250 49.6 25.88
4 409.585 (variable) 25.37
5 * 72.855 1.00 1.85135 40.1 20.82
6 * 10.254 5.39 15.62
7 -21.263 0.60 1.80 400 46.6 15.44
8 92.909 0.15 15.63
9 28.141 1.88 1.95906 17.5 15.91
10 2014.729 (variable) 15.80
11 ∞ (variable) 12.19
12 * 11.419 3.58 1.76802 49.2 13.97
13 * 297.722 0.15 13.28
14 10.738 3.33 1.59522 67.7 12.00
15 -238.442 0.55 2.00069 25.5 10.64
16 9.514 1.19 9.34
17 * 30.608 1.65 1.55332 71.7 9.25
18 * -34.871 0.50 8.93
19 (Aperture) ∞ (Variable) 8.54
20 23.533 2.16 1.62588 35.7 10.51
21 -20.912 (variable) 10.59
22 * -11.067 0.50 1.74330 49.3 10.22
23 * -76.900 (variable) 10.60
24 ∞ 0.90 1.51633 64.1 25.00
25 ∞ 1.30 25.00
26 ∞ 0.80 1.51633 64.1 25.00
27 ∞ 0.50 25.00
Image plane ∞
非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.85485e-005 A 6= 8.39655e-007
A 8=-6.91878e-009 A10= 1.99677e-011
第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.66470e-005 A 6=-3.73179e-009
A 8= 2.28560e-008 A10=-2.32562e-010
第12面
K =-5.70522e-001 A 4= 3.78879e-005 A 6= 7.06974e-007
A 8= 1.93916e-009
第13面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.77267e-005 A 6= 7.39995e-007
A 8=-9.04962e-009
第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.16897e-004 A 6=-4.46907e-006
A 8= 1.50763e-007
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.08351e-005 A 6=-3.32981e-006
A 8= 3.20837e-007
第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.50842e-004 A 6= 3.14684e-007
A 8=-4.22043e-008
第23面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.73505e-004 A 6=-2.95397e-007 A 8=-5.09686e-008 A10= 3.07982e-010
Aspheric data 5th surface
K = 0.00000e + 000 A 4 = -5.85485e-005 A 6 = 8.39655e-007
A 8 = -6.91878e-009 A10 = 1.99677e-011
6th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = -3.66470e-005 A 6 = -3.73179e-009
A 8 = 2.28560e-008 A10 = -2.32562e-010
12th page
K = -5.70522e-001 A 4 = 3.78879e-005 A 6 = 7.06974e-007
A 8 = 1.93916e-009
Side 13
K = 0.00000e + 000 A 4 = 5.77267e-005 A 6 = 7.39995e-007
A 8 = -9.04962e-009
17th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = -1.16897e-004 A 6 = -4.46907e-006
A 8 = 1.50763e-007
18th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 5.08351e-005 A 6 = -3.32981e-006
A 8 = 3.20837e-007
22nd page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 2.50842e-004 A 6 = 3.14684e-007
A 8 = -4.22043e-008
23rd page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 1.73505e-004 A 6 = -2.95397e-007 A 8 = -5.09686e-008 A10 = 3.07982e-010
各種データ
ズーム比 5.66
広角 中間 望遠
焦点距離 9.27 22.76 52.50
Fナンバー 1.75 3.40 5.04
半画角（度） 34.95 19.37 8.66
像高 6.48 8.00 8.00
レンズ全長 60.23 62.70 75.35
BF 6.83 13.60 16.28
d 4 0.36 8.14 19.69
d10 16.46 6.82 1.42
d11 3.02 -0.08 -1.00
d19 4.50 5.16 9.91
d21 1.13 1.13 1.13
d23 3.91 10.68 13.36
入射瞳位置 18.54 34.09 77.99
射出瞳位置 -12.64 -19.97 -26.81
前側主点位置 21.27 31.55 29.55
後側主点位置 -8.77 -22.26 -52.00
Various data Zoom ratio 5.66
Wide angle Medium Telephoto focal length 9.27 22.76 52.50
F number 1.75 3.40 5.04
Half angle of view (degrees) 34.95 19.37 8.66
Image height 6.48 8.00 8.00
Total lens length 60.23 62.70 75.35
BF 6.83 13.60 16.28
d 4 0.36 8.14 19.69
d10 16.46 6.82 1.42
d11 3.02 -0.08 -1.00
d19 4.50 5.16 9.91
d21 1.13 1.13 1.13
d23 3.91 10.68 13.36
Entrance pupil position 18.54 34.09 77.99
Exit pupil position -12.64 -19.97 -26.81
Front principal point position 21.27 31.55 29.55
Rear principal point position -8.77 -22.26 -52.00
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
L1 1 54.41 5.30 -0.49 -3.40
L2 5 -11.51 9.02 1.24 -5.98
FC 11 ∞ 0.00 0.00 -0.00
L3 12 15.06 10.95 -1.82 -8.52
L4 20 18.03 2.16 0.72 -0.64
L5 22 -17.45 0.50 -0.05 -0.34
G 24 ∞ 3.00 1.21 -1.21
Zoom lens group data group Start surface Focal length Lens configuration length Front principal point position Rear principal point position
L1 1 54.41 5.30 -0.49 -3.40
L2 5 -11.51 9.02 1.24 -5.98
FC 11 ∞ 0.00 0.00 -0.00
L3 12 15.06 10.95 -1.82 -8.52
L4 20 18.03 2.16 0.72 -0.64
L5 22 -17.45 0.50 -0.05 -0.34
G 24 ∞ 3.00 1.21 -1.21
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -131.96
2 3 37.86
3 5 -14.12
4 7 -21.47
5 9 29.74
6 12 15.38
7 14 17.35
8 15 -9.13
9 17 29.73
10 20 18.03
11 22 -17.45
12 24 0.00
13 26 0.00
Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 -131.96
2 3 37.86
3 5 -14.12
4 7 -21.47
5 9 29.74
6 12 15.38
7 14 17.35
8 15 -9.13
9 17 29.73
10 20 18.03
11 22 -17.45
12 24 0.00
13 26 0.00
（実施例２）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 225.876 2.40 1.90366 31.3 31.00
2 -120.457 (可変) 30.22
3 -81.280 0.80 1.81000 41.0 25.19
4* 12.043 4.92 19.58
5 109.679 0.80 1.49700 81.5 19.65
6 50.301 0.12 19.66
7 17.358 1.85 1.92286 18.9 20.18
8 25.040 (可変) 19.82
9 ∞ (可変) 15.34
10* 14.564 3.77 1.85135 40.1 17.83
11* 202.498 0.09 17.01
12 15.892 4.68 1.49700 81.5 16.17
13 -41.558 0.10 14.78
14 317.875 0.99 1.49700 81.5 13.35
15 -64.180 0.60 1.85478 24.8 12.75
16 7.695 0.26 10.59
17* 9.659 3.30 1.55332 71.7 10.60
18* 203.080 0.80 9.80
19(絞り) ∞ (可変) 9.49
20 21.888 2.10 1.80518 25.4 11.00
21 -28.715 (可変) 11.12
22 -20.641 0.80 1.85135 40.1 10.90
23* 46.024 (可変) 11.30
24 ∞ 1.20 1.51633 64.1 25.00
25 ∞ 1.30 25.00
26 ∞ 0.80 1.51633 64.1 25.00
27 ∞ 0.50 25.00
像面 ∞
(Example 2)
Unit mm
Surface data surface number rd nd νd Effective diameter
1 225.876 2.40 1.90366 31.3 31.00
2 -120.457 (variable) 30.22
3 -81.280 0.80 1.81000 41.0 25.19
4 * 12.043 4.92 19.58
5 109.679 0.80 1.49700 81.5 19.65
6 50.301 0.12 19.66
7 17.358 1.85 1.92286 18.9 20.18
8 25.040 (variable) 19.82
9 ∞ (variable) 15.34
10 * 14.564 3.77 1.85135 40.1 17.83
11 * 202.498 0.09 17.01
12 15.892 4.68 1.49700 81.5 16.17
13 -41.558 0.10 14.78
14 317.875 0.99 1.49700 81.5 13.35
15 -64.180 0.60 1.85478 24.8 12.75
16 7.695 0.26 10.59
17 * 9.659 3.30 1.55332 71.7 10.60
18 * 203.080 0.80 9.80
19 (Aperture) ∞ (Variable) 9.49
20 21.888 2.10 1.80518 25.4 11.00
21 -28.715 (variable) 11.12
22 -20.641 0.80 1.85135 40.1 10.90
23 * 46.024 (variable) 11.30
24 ∞ 1.20 1.51633 64.1 25.00
25 ∞ 1.30 25.00
26 ∞ 0.80 1.51633 64.1 25.00
27 ∞ 0.50 25.00
Image plane ∞
非球面データ
第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.49819e-006 A 6=-2.23872e-007
A 8= 1.71957e-009 A10=-2.50266e-011
第10面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.87876e-005 A 6= 2.85430e-007
A 8= 7.11917e-010
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.12189e-004 A 6= 1.82564e-007
第17面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.72696e-004 A 6= 8.04819e-010
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.51907e-004 A 6= 1.66633e-006
第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.86371e-005 A 6= 1.66944e-006
A 8=-6.93461e-008 A10= 9.78446e-010
Aspheric data 4th surface
K = 0.00000e + 000 A 4 = -6.49819e-006 A 6 = -2.23872e-007
A 8 = 1.71957e-009 A10 = -2.50266e-011
10th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 1.87876e-005 A 6 = 2.85430e-007
A 8 = 7.11917e-010
11th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 1.12189e-004 A 6 = 1.82564e-007
17th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 3.72696e-004 A 6 = 8.04819e-010
18th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 2.51907e-004 A 6 = 1.66633e-006
23rd page
K = 0.00000e + 000 A 4 = -1.86371e-005 A 6 = 1.66944e-006
A 8 = -6.93461e-008 A10 = 9.78446e-010
各種データ
ズーム比 3.78
広角 中間 望遠
焦点距離 9.47 21.76 35.80
Fナンバー 1.44 3.04 5.00
半画角（度） 35.28 20.18 12.60
像高 6.70 8.00 8.00
レンズ全長 64.32 61.43 71.16
BF 5.45 12.31 17.96
d 2 1.14 6.44 12.74
d 8 19.16 5.20 2.88
d 9 4.12 1.12 -1.88
d19 4.63 6.56 9.59
d21 1.43 1.39 1.46
d23 2.33 9.19 14.84
入射瞳位置 17.60 24.13 34.41
射出瞳位置 -11.44 -20.01 -28.54
前側主点位置 19.56 22.81 26.07
後側主点位置 -8.97 -21.26 -35.30
Various data Zoom ratio 3.78
Wide angle Medium Telephoto focal length 9.47 21.76 35.80
F number 1.44 3.04 5.00
Half angle of view (degrees) 35.28 20.18 12.60
Image height 6.70 8.00 8.00
Total lens length 64.32 61.43 71.16
BF 5.45 12.31 17.96
d 2 1.14 6.44 12.74
d 8 19.16 5.20 2.88
d 9 4.12 1.12 -1.88
d19 4.63 6.56 9.59
d21 1.43 1.39 1.46
d23 2.33 9.19 14.84
Entrance pupil position 17.60 24.13 34.41
Exit pupil position -11.44 -20.01 -28.54
Front principal point position 19.56 22.81 26.07
Rear principal point position -8.97 -21.26 -35.30
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
L1 1 87.22 2.40 0.82 -0.44
L2 3 -16.07 8.50 -0.16 -7.12
FC 9 ∞ 0.00 0.00 -0.00
L3 10 17.28 14.60 -3.99 -11.37
L4 20 15.72 2.10 0.51 -0.67
L5 22 -16.65 0.80 0.13 -0.30
G 24 ∞ 3.30 1.31 -1.31
Zoom lens group data group Start surface Focal length Lens configuration length Front principal point position Rear principal point position
L1 1 87.22 2.40 0.82 -0.44
L2 3 -16.07 8.50 -0.16 -7.12
FC 9 ∞ 0.00 0.00 -0.00
L3 10 17.28 14.60 -3.99 -11.37
L4 20 15.72 2.10 0.51 -0.67
L5 22 -16.65 0.80 0.13 -0.30
G 24 ∞ 3.30 1.31 -1.31
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 87.22
2 3 -12.90
3 5 -187.79
4 7 54.94
5 10 18.26
6 12 23.77
7 14 107.54
8 15 -8.01
9 17 18.22
10 20 15.72
11 22 -16.65
12 24 0.00
13 26 0.00
Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 87.22
2 3 -12.90
3 5 -187.79
4 7 54.94
5 10 18.26
6 12 23.77
7 14 107.54
8 15 -8.01
9 17 18.22
10 20 15.72
11 22 -16.65
12 24 0.00
13 26 0.00
（実施例３）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 39.197 6.53 1.48749 70.2 43.98
2 146.569 (可変) 42.17
3* 36.488 1.35 1.85135 40.1 31.66
4* 13.907 9.30 23.52
5 -40.204 1.01 1.58848 61.4 22.95
6 55.214 0.20 22.17
7 23.688 1.90 1.95149 18.1 22.02
8 39.933 (可変) 21.65
9(絞り) ∞ (可変) 10.87
10* 11.962 3.57 1.72976 40.6 11.35
11* 123.938 0.16 10.76
12 13.428 3.73 1.53329 71.1 10.31
13 -18.029 1.10 1.95992 28.5 9.13
14 11.067 0.25 8.38
15* 14.276 1.92 1.55332 71.7 8.41
16* 349.620 1.50 8.20
17 ∞ (可変) 9.24
18 47.546 1.41 1.88727 22.1 13.40
19 -63.395 (可変) 13.55
20 -16.011 1.35 1.55332 71.7 14.99
21* 857.724 (可変) 16.75
22 ∞ 2.40 1.51633 64.1 30.00
23 ∞ 1.30 30.00
24 ∞ 0.80 1.51633 64.1 30.00
25 ∞ 0.50 30.00
像面 ∞
Example 3
Unit mm
Surface data surface number rd nd νd Effective diameter
1 39.197 6.53 1.48749 70.2 43.98
2 146.569 (variable) 42.17
3 * 36.488 1.35 1.85135 40.1 31.66
4 * 13.907 9.30 23.52
5 -40.204 1.01 1.58848 61.4 22.95
6 55.214 0.20 22.17
7 23.688 1.90 1.95149 18.1 22.02
8 39.933 (variable) 21.65
9 (Aperture) ∞ (Variable) 10.87
10 * 11.962 3.57 1.72976 40.6 11.35
11 * 123.938 0.16 10.76
12 13.428 3.73 1.53329 71.1 10.31
13 -18.029 1.10 1.95992 28.5 9.13
14 11.067 0.25 8.38
15 * 14.276 1.92 1.55332 71.7 8.41
16 * 349.620 1.50 8.20
17 ∞ (variable) 9.24
18 47.546 1.41 1.88727 22.1 13.40
19 -63.395 (variable) 13.55
20 -16.011 1.35 1.55332 71.7 14.99
21 * 857.724 (variable) 16.75
22 ∞ 2.40 1.51633 64.1 30.00
23 ∞ 1.30 30.00
24 ∞ 0.80 1.51633 64.1 30.00
25 ∞ 0.50 30.00
Image plane ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.98063e-006 A 6=-2.63471e-008
第4面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.60689e-006 A 6= 9.74760e-008
A 8=-5.47023e-010 A10= 3.49207e-012
第10面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.45877e-005 A 6= 1.59885e-008
A 8=-6.34946e-009
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.60464e-005 A 6=-1.46542e-006
第15面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.75524e-004 A 6=-5.03527e-006
第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.95294e-004 A 6= 2.19547e-006
第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.17070e-005 A 6=-4.79914e-008
A 8=-8.91089e-010 A10= 5.45928e-012
Aspheric data 3rd surface
K = 0.00000e + 000 A 4 = 3.98063e-006 A 6 = -2.63471e-008
4th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 8.60689e-006 A 6 = 9.74760e-008
A 8 = -5.47023e-010 A10 = 3.49207e-012
10th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 1.45877e-005 A 6 = 1.59885e-008
A 8 = -6.34946e-009
11th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 3.60464e-005 A 6 = -1.46542e-006
15th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 3.75524e-004 A 6 = -5.03527e-006
16th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 4.95294e-004 A 6 = 2.19547e-006
21st page
K = 0.00000e + 000 A 4 = -2.17070e-005 A 6 = -4.79914e-008
A 8 = -8.91089e-010 A10 = 5.45928e-012
各種データ
ズーム比 5.35
広角 中間 望遠
焦点距離 15.45 46.56 82.60
Fナンバー 3.02 4.75 6.42
半画角（度） 36.66 16.35 9.39
像高 11.50 13.66 13.66
レンズ全長 81.81 94.47 112.37
BF 9.10 20.35 31.23
d 2 0.80 20.77 30.47
d 8 23.01 4.19 0.90
d 9 4.59 2.66 0.72
d17 4.53 6.93 11.02
d19 4.50 4.28 2.76
d21 5.19 16.44 27.32
入射瞳位置 26.26 55.70 77.68
射出瞳位置 -25.16 -37.02 -49.87
前側主点位置 32.41 44.47 24.83
後側主点位置 -14.95 -46.06 -82.10
Various data Zoom ratio 5.35
Wide angle Medium Telephoto focal length 15.45 46.56 82.60
F number 3.02 4.75 6.42
Half angle of view (degrees) 36.66 16.35 9.39
Image height 11.50 13.66 13.66
Total lens length 81.81 94.47 112.37
BF 9.10 20.35 31.23
d 2 0.80 20.77 30.47
d 8 23.01 4.19 0.90
d 9 4.59 2.66 0.72
d17 4.53 6.93 11.02
d19 4.50 4.28 2.76
d21 5.19 16.44 27.32
Entrance pupil position 26.26 55.70 77.68
Exit pupil position -25.16 -37.02 -49.87
Front principal point position 32.41 44.47 24.83
Rear principal point position -14.95 -46.06 -82.10
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
L1 1 107.61 6.53 -1.57 -5.88
L2 3 -20.56 13.76 3.07 -8.04
SS 9 ∞ 0.00 0.00 -0.00
L3 10 22.26 12.24 -5.98 -11.71
L4 18 30.80 1.41 0.32 -0.43
L5 20 -28.39 1.35 0.02 -0.85
G 22 ∞ 4.50 1.71 -1.71
Zoom lens group data group Start surface Focal length Lens configuration length Front principal point position Rear principal point position
L1 1 107.61 6.53 -1.57 -5.88
L2 3 -20.56 13.76 3.07 -8.04
SS 9 ∞ 0.00 0.00 -0.00
L3 10 22.26 12.24 -5.98 -11.71
L4 18 30.80 1.41 0.32 -0.43
L5 20 -28.39 1.35 0.02 -0.85
G 22 ∞ 4.50 1.71 -1.71
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 107.61
2 3 -27.14
3 5 -39.38
4 7 57.89
5 10 17.90
6 12 15.05
7 13 -7.01
8 15 26.84
9 18 30.80
10 20 -28.39
11 22 0.00
12 24 0.00
Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 107.61
2 3 -27.14
3 5 -39.38
4 7 57.89
5 10 17.90
6 12 15.05
7 13 -7.01
8 15 26.84
9 18 30.80
10 20 -28.39
11 22 0.00
12 24 0.00
Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群 Ｌ５ 第５レンズ群 ＳＳ 開口絞り
L1 1st lens group L2 2nd lens group L3 3rd lens group L4 4th lens group L5 5th lens group SS Aperture stop
Claims (12)
ズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化し、
ズーミングおよびフォーカシングの少なくとも一方に際して、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化し、
前記第２レンズ群と前記第４レンズ群の間に開口絞りが配置されており、
前記第５レンズ群は１枚の負レンズより構成されており、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記第５レンズ群は像側へ移動し、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、広角端において無限遠物体に合焦しているときの前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の合成焦点距離をｆ４５ｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第５レンズ群に含まれる負レンズの物体側のレンズ面及び像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ５ｎｆ及びＲ５ｎｒとするとき、
０．８＜ｆ４／｜ｆ５｜＜１．５
−０．２０＜ｆｗ／ｆ４５ｗ＜０．２５
０．０＜（Ｒ５ｎｒ＋Ｒ５ｎｆ）／（Ｒ５ｎｒ−Ｒ５ｎｆ）＜３．０
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 A first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens group having a positive refractive power, which are arranged in order from the object side to the image side. A fifth lens unit having a negative refractive power,
During zooming, the distance between the first lens group and the second lens group, the distance between the second lens group and the third lens group, and the distance between the third lens group and the fourth lens group change,
During at least one of zooming and focusing, the distance between the fourth lens group and the fifth lens group changes,
An aperture stop is disposed between the second lens group and the fourth lens group;
The fifth lens group is composed of one negative lens,
During focusing from an object at infinity to an object at a short distance, the fifth lens group moves to the image side,
The focal length of the fourth lens group is f4, the focal length of the fifth lens group is f5, and the combined focal point of the fourth lens group and the fifth lens group when focusing on an object at infinity at the wide-angle end. When the distance is f45w, the focal length of the entire system at the wide-angle end is fw , and the radiuses of curvature of the object-side lens surface and the image-side lens surface of the negative lens included in the fifth lens group are R5nf and R5nr, respectively .
0.8 <f4 / | f5 | <1.5
-0.20 <fw / f45w <0.25
0.0 <(R5nr + R5nf) / (R5nr-R5nf) <3.0
A zoom lens satisfying the following conditional expression:
ズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群は互いに異なる軌跡で移動し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群は互いに同じ軌跡で移動し、 During zooming, the first lens group, the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group move along different paths, and the fourth lens group and the fifth lens group move along the same path. Move and
前記第２レンズ群と前記第４レンズ群の間に開口絞りが配置されており、 An aperture stop is disposed between the second lens group and the fourth lens group;
前記第５レンズ群は１枚の負レンズより構成されており、 The fifth lens group is composed of one negative lens,
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記第５レンズ群が像側へ移動することで前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化し、 When focusing from an object at infinity to an object at a short distance, the distance between the fourth lens group and the fifth lens group changes as the fifth lens group moves toward the image side,
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、広角端において無限遠物体に合焦しているときの前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の合成焦点距離をｆ４５ｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、 The focal length of the fourth lens group is f4, the focal length of the fifth lens group is f5, and the combined focal point of the fourth lens group and the fifth lens group when focusing on an object at infinity at the wide-angle end. When the distance is f45w and the focal length of the entire system at the wide angle end is fw,
０．８＜ｆ４／｜ｆ５｜＜１．５ 0.8 <f4 / | f5 | <1.5
−０．２０＜ｆｗ／ｆ４５ｗ＜０．２５ -0.20 <fw / f45w <0.25
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。A zoom lens satisfying the following conditional expression:
ズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔が変化し、
ズーミングおよびフォーカシングの少なくとも一方に際して、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化し、
前記第２レンズ群と前記第４レンズ群の間に開口絞りが配置されており、
前記第４レンズ群は１枚の正レンズより構成されており、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記第５レンズ群は像側へ移動し、
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、広角端において無限遠物体に合焦しているときの前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の合成焦点距離をｆ４５ｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第５レンズ群に含まれる負レンズの物体側のレンズ面及び像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ５ｎｆ及びＲ５ｎｒとするとき、
０．８＜ｆ４／｜ｆ５｜＜１．５
−０．２０＜ｆｗ／ｆ４５ｗ＜０．２５
０．０＜（Ｒ５ｎｒ＋Ｒ５ｎｆ）／（Ｒ５ｎｒ−Ｒ５ｎｆ）＜３．０
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 A first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens group having a positive refractive power, which are arranged in order from the object side to the image side. A fifth lens unit having a negative refractive power,
During zooming, the distance between the first lens group and the second lens group, the distance between the second lens group and the third lens group, and the distance between the third lens group and the fourth lens group change,
During at least one of zooming and focusing, the distance between the fourth lens group and the fifth lens group changes,
An aperture stop is disposed between the second lens group and the fourth lens group;
The fourth lens group is composed of one positive lens,
During focusing from an object at infinity to an object at a short distance, the fifth lens group moves to the image side,
The focal length of the fourth lens group is f4, the focal length of the fifth lens group is f5, and the combined focal point of the fourth lens group and the fifth lens group when focusing on an object at infinity at the wide-angle end. When the distance is f45w, the focal length of the entire system at the wide-angle end is fw , and the radiuses of curvature of the object-side lens surface and the image-side lens surface of the negative lens included in the fifth lens group are R5nf and R5nr, respectively .
0.8 <f4 / | f5 | <1.5
-0.20 <fw / f45w <0.25
0.0 <(R5nr + R5nf) / (R5nr-R5nf) <3.0
A zoom lens satisfying the following conditional expression:
ズーミングに際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群は互いに異なる軌跡で移動し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群は互いに同じ軌跡で移動し、 During zooming, the first lens group, the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group move along different paths, and the fourth lens group and the fifth lens group move along the same path. Move and
前記第２レンズ群と前記第４レンズ群の間に開口絞りが配置されており、 An aperture stop is disposed between the second lens group and the fourth lens group;
前記第４レンズ群は１枚の正レンズより構成されており、 The fourth lens group is composed of one positive lens,
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記第５レンズ群が像側へ移動することで前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の間隔が変化し、 When focusing from an object at infinity to an object at a short distance, the distance between the fourth lens group and the fifth lens group changes as the fifth lens group moves toward the image side,
前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５、広角端において無限遠物体に合焦しているときの前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の合成焦点距離をｆ４５ｗ、広角端における全系の焦点距離をｆｗとするとき、 The focal length of the fourth lens group is f4, the focal length of the fifth lens group is f5, and the combined focal point of the fourth lens group and the fifth lens group when focusing on an object at infinity at the wide-angle end. When the distance is f45w and the focal length of the entire system at the wide angle end is fw,
０．８＜ｆ４／｜ｆ５｜＜１．５ 0.8 <f4 / | f5 | <1.5
−０．２０＜ｆｗ／ｆ４５ｗ＜０．２５ -0.20 <fw / f45w <0.25
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。A zoom lens satisfying the following conditional expression:
１．０＜｜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９のいずれか１項に記載のズームレンズ。 When the focal length of the second lens group is f2,
1.0 <| f2 | / fw <2.0
The zoom lens according to any one of claims 1 to 9, characterized by satisfying the conditional expression.
０．６＜（Ｄ４５ｗ＋Ｄ４５ｔ）／ｆｗ＜１．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のズームレンズ。 The distance from the most object-side lens surface vertex of the fourth lens group to the most image-side lens surface vertex of the fifth lens group when focusing on an object at infinity at the wide-angle end is D45w at the telephoto end. When the distance from the lens surface vertex of the fourth lens group to the lens surface vertex of the fifth lens group when focusing on an object at infinity is D45t,
0.6 <(D45w + D45t) / fw <1.5
The zoom lens according to any one of claims 1 to 10, characterized by satisfying the conditional expression.
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