JP6711436B2 - ズームレンズおよび光学機器 - Google Patents

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Description

本発明は、ズームレンズおよび光学機器に関する。
従来より、小型のズームレンズが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2012−027283号公報
近年、ズームレンズにおいては、小型化を達成しつつ、広角端状態における更なる広画角化が期待されている。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、小型でありながら、広角端状態における画角が広く、優れた光学性能を有するズームレンズおよび光学機器を提供することを目的とする。
このような目的を達成するため、本発明に係るズームレンズは、物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、負の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第4レンズ群とを有し、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群が光軸上を移動して、各レンズ群の間隔が変化することによって変倍を行い、前記第1レンズ群は、物体側から順に並んだ像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、両凹形状の負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとからなり、前記第2レンズ群は、物体側から順に並んだ、正レンズと、正レンズと負レンズとからなる接合レンズとを有し、前記第3レンズ群は、1枚のレンズからなり、次の条件式を満足する。
0.30 < D3W/D3T < 1.05
0.865 ≦ (−f1)/f2 < 1.50
0.05 < BFw/(fw2+ft21/2 < 0.50
但し、
D3W:広角端状態における前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との空気間隔、
D3T:望遠端状態における前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との空気間隔、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離。
BFw:前記ズームレンズの広角端状態におけるレンズ最終面から像面までの空気換算距離、
fw:前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離、
ft:前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離。
本発明に係る光学機器は、上述のズームレンズのいずれかを搭載する。
本発明によれば、小型でありながら、広角端状態における画角が広く、優れた光学性能を有するズームレンズおよび光学機器を提供することができる。
第1実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、(W)は広角端状態、(M)は中間焦点距離状態、(T)は望遠端状態における各レンズ群の位置を示す。 第1実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第2実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、(W)は広角端状態、(M)は中間焦点距離状態、(T)は望遠端状態における各レンズ群の位置を示す。 第2実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第3実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、(W)は広角端状態、(M)は中間焦点距離状態、(T)は望遠端状態における各レンズ群の位置を示す。 第3実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第4実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、(W)は広角端状態、(M)は中間焦点距離状態、(T)は望遠端状態における各レンズ群の位置を示す。 第4実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である 第5実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、(W)は広角端状態、(M)は中間焦点距離状態、(T)は望遠端状態における各レンズ群の位置を示す。 第5実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第6実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、(W)は広角端状態、(M)は中間焦点距離状態、(T)は望遠端状態における各レンズ群の位置を示す。 第6実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 第7実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、(W)は広角端状態、(M)は中間焦点距離状態、(T)は望遠端状態における各レンズ群の位置を示す。 第7実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態、(b)は中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。 (a)はデジタルスチルカメラの正面図であり、(b)はデジタルスチルカメラの背面図である。 図15(a)中の矢印A−A´に沿った断面図である。 ズームレンズの製造方法を示すフローチャートである。
以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係るズームレンズZLは、図1に示すように、物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、負の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とを有し、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4が光軸上を移動して、各レンズ群の間隔が変化することによって変倍を行い、第1レンズ群G1は、最も物体側に配置された負レンズL11と、負レンズと、正レンズとを有し(図1では、レンズL12と、レンズL13)、次の条件式(1)を満足する。
一般に、写真レンズなど撮像光学系の設計において、画角を大きくしながら小型化を同時に達成することは、諸収差の補正上困難であった。しかしながら、本実施形態に係るズームレンズZLでは、上記構成により、画角を大きくしながら小型化を同時に達成し、球面収差、コマ収差など、諸収差を良好に補正することができる。
0.30 < D3W/D3T < 1.10 …(1)
但し、
D3W:広角端状態における第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔、
D3T:望遠端状態における第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔。
条件式(1)は、広角端状態と望遠端状態における、第3レンズ群G3と第4レンズ群
G4との空気間隔(広角端状態における第3レンズ群G3の最も像側のレンズ面から第4レンズ群G4の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離)を規定する条件式である。条件式(1)を満足することにより、ズーミングによる撮像面への入射角の変化を抑えながら、コマ収差、非点収差、倍率色収差を良好に補正することができる。条件式(1)の下限値を下回る場合、コマ収差、非点収差、倍率色収差の補正には有利となるが、広角端状態と望遠端状態とにおいて第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔が大きく変化するため、ズーミングによる撮像面への入射角変化が大きくなり好ましくない。条件式(1)の上限値を上回る場合、小型化を達成しながらの、コマ収差、非点収差、倍率色収差の補正は困難となるため好ましくない。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(1)の下限値を0.33とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(1)の下限値を0.36とすることが好ましい。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(1)の上限値を1.05とすることが好ましい。本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(1)の上限値を1.01とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズZLは、次の条件式(2)を満足することが好ましい。
0.50 < M4/M3 < 1.00 …(2)
但し、
M3:広角端状態から望遠端状態への変倍における第3レンズ群G3の光軸上の移動量、
M4:広角端状態から望遠端状態への変倍における第4レンズ群G4の光軸上の移動量。
条件式(2)は、広角端状態から望遠端状態へ変倍するときの、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との移動量の比を規定する条件式である。条件式(2)を満足することにより、撮像面への入射角の変化を抑えながら、コマ収差、非点収差、倍率色収差を良好に補正することができる。条件式(2)の下限値を下回る場合、広角端状態において第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とが離れるため、非点収差、倍率色収差の補正が困難となり好ましくない。条件式(2)の上限値を上回る場合、色収差等の補正には有利であるが、小型化のためにフォーカスを第3レンズ群G3もしくは第4レンズ群G4で行うと、ストロークを確保するためにフォーカス群の屈折力を強くしなければならず、非点収差、コマ収差の補正が困難となり好ましくない。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(2)の上限値を0.996とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズZLは、次の条件式(3)を満足することが好ましい。
0.05 < BFw/(fw2+ft21/2 < 0.50 …(3)
但し、
BFw:ズームレンズZLの広角端状態におけるレンズ最終面から像面までの空気換算距離、
fw:ズームレンズZLの広角端状態における焦点距離、
ft:ズームレンズZLの望遠端状態における焦点距離。
条件式(3)は、本実施形態のズームレンズZLにおいて、小型化と収差補正に最適な
バックフォーカスを規定する条件式である。条件式(3)の下限値を下回る場合、小型化には有利であるが、レンズ最終面と撮像面との間にフィルタ等を配置する間隔がなくなるため好ましくない。また、非点収差、コマ収差が悪化する。条件式(3)の上限値を上回る場合、フィルタ等の配置には有利であるが、小型化には好ましくない。また、非点収差、コマ収差が悪化する。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(3)の下限値を0.08とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(3)の上限値を0.46とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズZLは、次の条件式(4)を満足することが好ましい。
1.00 < Σdw/Σdt < 2.00 …(4)
但し、
Σdw:ズームレンズZLの広角端状態におけるレンズ最前面からレンズ最終面までの距離、
Σdt:ズームレンズZLの望遠端状態におけるレンズ最前面からレンズ最終面までの距離。
条件式(4)は、変倍による撮像面への入射角変化と、諸収差補正に最適なレンズ厚の変化を規定する条件式である。条件式(4)の下限値を下回る場合、小型化には有利であるが、撮像面への入射角変化が大きくなりすぎるため好ましくない。また、球面収差、コマ収差が悪化する。条件式(4)の上限値を上回る場合、撮像面への入射角変化は小さくなるが、コマ収差、非点収差の補正が困難となり好ましくない。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(4)の下限値を1.03とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(4)の上限値を1.55とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL11と、両凹形状の負レンズL12と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL13とから構成されることが好ましい。
この構成により、画角を大きくしながら、像面湾曲、非点収差、倍率色収差をレンズ全系で良好に補正することができる。
本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第4レンズ群G4は、1枚のレンズからなり、次の条件式(5)を満足することが好ましい。
2.30 < f4/fw < 9.00 …(5)
但し、
f4:第4レンズ群G4の焦点距離、
fw:ズームレンズZLの広角端状態における焦点距離。
条件式(5)は、レンズの小型化と諸収差補正とに最適な、第4レンズ群G4の焦点距離を規定する条件式である。条件式(5)の下限値を下回る場合、第4レンズ群G4の焦点距離が小さくなりすぎ、レンズの小型化には不利となるため好ましくない。また、コマ収差、像面湾曲が悪化する。条件式(5)の上限値を上回る場合、小型化には有利であるが、撮像面への入射角が大きくなるため好ましくない。また、コマ収差、像面湾曲が悪化
する。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(5)の下限値を2.50とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(5)の上限値を8.00とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、次の条件式(6)を満足することが好ましい。
0.80 < (−f1)/f2 < 1.50 …(6)
但し、
f1:第1レンズ群G1の焦点距離、
f2:第2レンズ群G2の焦点距離。
条件式(6)は、レンズの小型化と収差補正とのバランスを取るために、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との適切な焦点距離を規定するための条件式である。条件式(6)の下限値を下回る場合、第2レンズ群G2の焦点距離に対して第1レンズ群G1の焦点距離が短くなるため、第1レンズ群G1で発生した球面収差、コマ収差等を補正することが困難となり好ましくない。条件式(6)の上限値を上回る場合、小型化に不利となるため好ましくない。また、球面収差が悪化する。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(6)の下限値を1.10とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(6)の上限値を1.20とすることが好ましい。
本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第3レンズ群G3は、負の屈折力を持つ接合レンズからなることが好ましい。
この構成により、レンズの小型化を図りながら、ズーミングによるコマ収差変動、像面湾曲変動を小さくし、レンズ全系で軸上色収差、倍率色収差補正を良好に補正することができる。
本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第3レンズ群G3は、1枚の負レンズからなることが好ましい。
この構成により、レンズの小型化を図りながら、ズーミングによるコマ収差変動、像面湾曲変動を小さくすることができる。
本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第2レンズ群G2は、最も物体側に正レンズL21を有することが好ましい。
この構成により、第1レンズ群G1で発生した球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、正レンズL21と、正レンズL22と負レンズL23とからなる接合レンズとを有することが好ましい。
この構成により、レンズを小型化しながら、球面収差、非点収差、コマ収差、色収差を良好に補正することができる。
本実施形態に係るズームレンズZLにおいて、第2レンズ群G2内の最も物体側に位置する正レンズL21は、非球面を有することが好ましい。
この構成により、レンズを小型化しながら、球面収差、非点収差、コマ収差を良好に補正することができる。
以上のような構成を備える本実施形態に係るズームレンズZLによれば、小型でありながら、広角端状態における画角が広く、優れた光学性能を有するズームレンズを実現することができる。
図15及び図16に、上述のズームレンズZLを備える光学機器として、デジタルスチルカメラCAM(光学機器)の構成を示す。このデジタルスチルカメラCAMは、不図示の電源釦を押すと、撮影レンズ(ズームレンズZL)の不図示のシャッタが開放されて、ズームレンズZLで被写体(物体)からの光が集光され、像面I(図1参照)に配置された撮像素子C(例えば、CCDやCMOS等)に結像される。撮像素子Cに結像された被写体像は、デジタルスチルカメラCAMの背後に配置された液晶モニターMに表示される。撮影者は、液晶モニターMを見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズ釦B1を押し下げて被写体像を撮像素子Cで撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。
カメラCAMには、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部EF、デジタルスチルカメラCAMの種々の条件設定等に使用するファンクションボタンB2等が配置されている。ここでは、カメラCAMとズームレンズZLとが一体に成形されたコンパクトタイプのカメラを例示したが、光学機器としては、ズームレンズZLを有するレンズ鏡筒とカメラボディ本体とが着脱可能な一眼レフカメラでも良い。
以上のような構成を備える本実施形態に係るカメラCAMによれば、撮影レンズとして上述のズームレンズZLを搭載することにより、小型でありながら、広角端状態における画角が広く、優れた光学性能を有するカメラを実現することができる。
続いて、図17を参照しながら、上述のズームレンズZLの製造方法について概説する。まず、鏡筒内に、物体側から順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、負の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズG4とが並ぶように、各レンズを配置する(ステップST10)。ここで、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4が光軸上を移動して、各レンズ群の間隔が変化することによって変倍を行うように、各レンズを配置する(ステップST20)。第1レンズ群G1が、最も物体側に配置された負レンズL11と、負レンズと、正レンズとを有するように配置する(ステップST30)。次の条件式(1)を満足するように、各レンズを配置する(ステップST40)。
0.30 < D3W/D3T < 1.10 …(1)
但し、
D3W:広角端状態における第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔、
D3T:望遠端状態における第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔。
具体的には、本実施形態では、例えば図1に示すように、物体側から順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL11と、両凹形状の負レンズL12と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL13とを配置して第1レンズ群G1とし、両凸形状の正レンズL21と、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズL23との接合レンズと、両凸形状の正レンズL24と
、両凸形状の正レンズL25とを配置して第2レンズ群G2とし、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL31を配置して第3レンズ群G3とし、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL41を配置して第4レンズ群G4とする。このように各レンズを配置し、ズームレンズZLを製造する。
上記ズームレンズZLの製造方法によれば、小型でありながら、広角端状態における画角が広く、優れた光学性能を有するズームレンズを製造することができる。
これより本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表1〜表7を示すが、これらは第1実施例〜第7実施例における各諸元の表である。
なお、第1実施例に係る図1に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、実施例ごとに独立して用いている。ゆえに、他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していても、それらは他の実施例とは必ずしも共通の構成ではない。
各実施例では収差特性の算出対象として、C線(波長656.2730nm)、d線(波長587.5620nm)、F線(波長486.1330nm)、g線(波長435.8350nm)を選んでいる。
表中の[全体諸元]において、fはレンズ全系の焦点距離、FnoはFナンバー、ωは半画角(最大入射角、単位:°)、Yは像高、BFはバックフォーカス(光軸上でのレンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算したもの)、TLはレンズ全長(光軸上でのレンズ最前面からレンズ最終面までの距離にBFを加えたもの)を示す。
表中の[レンズ諸元]において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序、Rは各光学面の曲率半径、Dは各光学面から次の光学面(又は像面)までの光軸上の距離である面間隔、ndは光学部材の材質のd線に対する屈折率、νdは光学部材の材質のd線を基準とするアッベ数をそれぞれ示す。物面は物体面、(可変)は可変の面間隔、曲率半径の「∞」は平面又は開口、(絞りS)は開口絞りS、像面は像面Iをそれぞれ示す。空気の屈折率「1.00000」は省略する。光学面が非球面である場合には、面
番号に*印を付し、曲率半径Rの欄には近軸曲率半径を示す。
表中の[非球面データ]には、[レンズ諸元]に示した非球面について、その形状を次式(a)で示す。X(y)は非球面の頂点における接平面から高さyにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離を、Rは基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)を、κは円錐定数を、Aiは第i次の非球面係数を示す。「E-n」は、「×10-n」を示す。例えば、1.234E-05=1.234×10-5である。
X(y)=(y2/R)/{1+(1−κ×y2/R21/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10 …(a)
表中の[可変間隔データ]において、広角端、中間焦点距離、望遠端の各状態における可変間隔の値Diを示す。なお、Diは、第i面と第(i+1)面の可変間隔を示す。
表中の[レンズ群データ]において、Gは群番号、群初面は各群の最も物体側の面番号、群焦点距離は各群の焦点距離、レンズ構成長は各群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上での距離を示す。
表中の[条件式]には、上記の条件式(1)〜(6)に対応する値を示す。
以下、全ての諸元値において、掲載されている焦点距離f、曲率半径R、面間隔D、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、ズームレンズは比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
ここまでの表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での説明を省略する。
(第1実施例)
第1実施例について、図1,図2及び表1を用いて説明する。第1実施例に係るズームレンズZL(ZL1)は、図1に示すように、物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、負の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とから構成される。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL11と、両凹形状の負レンズL12と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL13とから構成される。なお、負レンズL11の像側面は、非球面である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL21と、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズL23との接合レンズと、両凸形状の正レンズL24と、両凸形状の正レンズL25とから構成される。なお、正レンズL21の両側面は、非球面である。また、正レンズL24の像側面は、非球面である。
第3レンズ群G3は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL31から構成される。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL41から構成される。なお、正レンズL41の物体側面は、非球面である。
フィルタ群FLが、第4レンズ群G4の像側に配置されており、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等で構成されている。
本実施例に係るズームレンズZL1は、広角端状態(W)から望遠端状態(T)への変倍に際して、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全てのレンズ群が移動し、各レンズ群の間隔が変化する。具体的には、第1レンズ群G1は、像側に凸の軌跡を描くように、一旦像側に移動し、その後物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、物体側へ移動する。第4レンズ群G4は、物体側へ移動する。このとき、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増加する。
下記の表1に、第1実施例における各諸元の値を示す。表1における面番号1〜24が、図1に示すm1〜m24の各光学面に対応している。
(表1)
[全体諸元]
ズーム比 2.77
広角端 中間焦点 望遠端
f 1.00 1.53 2.77
Fno 3.39 4.15 5.96
ω 43.1 30.4 17.9
Y 0.89 0.89 0.89
BF 0.57 0.88 1.65
TL 5.44 5.03 5.53

[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
1 2.7607 0.0859 1.80610 40.74
*2 0.7655 0.5706
3 -5.9880 0.0675 1.58913 61.22
4 7.5124 0.0123
5 1.7607 0.2147 1.80809 22.74
6 5.0958 D6(可変)
*7 0.8712 0.1718 1.58913 61.20
*8 -7.6237 0.0123
9 ∞ 0.1350 (絞りS)
10 0.8747 0.2270 1.52249 59.21
11 -1.9759 0.0491 1.80100 34.92
12 0.6513 0.0982
13 4.9080 0.0920 1.58913 61.20
*14 -8.9252 0.0307
15 4.9080 0.1350 1.48749 70.31
16 -2.1650 D16(可変)
17 6.1350 0.0613 1.58913 61.22
18 2.1027 D18(可変)
*19 3.0675 0.1595 1.58913 61.20
20 8.9701 D20(可変)
21 ∞ 0.0429 1.51680 64.20
22 ∞ 0.0920
23 ∞ 0.0429 1.51680 64.20
24 ∞ 0.0307
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
2 0.5552 1.82699E-02 4.51869E-02 0.00000E+00 0.00000E+00
7 0.2252 4.23003E-02 3.15591E-02 0.00000E+00 0.00000E+00
8 1.0000 -7.49496E-03 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
14 1.0000 7.27866E-02 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
19 1.0000 -1.58968E-03 1.35218E-02 0.00000E+00 0.00000E+00

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点 望遠端
D6 1.85061 0.91855 0.13347
D16 0.43290 0.40719 0.34254
D18 0.47104 0.70238 1.28429
D20 0.38777 0.69622 1.47210

[レンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 -1.76643 0.9510
G2 7 1.50036 0.9511
G3 17 -5.46114 0.0613
G4 19 7.83422 0.1595

[条件式]
条件式(1)D3W/D3T =0.367
条件式(2)M3/M4= 0.571
条件式(3)BFw/(fw2+ft21/2= 0.192
条件式(4)Σdw/Σdt= 1.256
条件式(5)f4/fw= 7.834
条件式(6)(−f1)/f2= 1.177
表1から、本実施例に係るズームレンズZL1は、条件式(1)〜(6)を満たすことが分かる。
図2は、第1実施例に係るズームレンズZL1の諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図2(a)は第1実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図2(b)は第1実施例の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図2(c)は第1実施例の望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。
各収差図において、FNOはFナンバー、Aは各像高に対する半画角(単位:°)を示す。dはd線、gはg線、CはC線、FはF線における収差を示す。また、記載のないものは、d線における収差を示す。非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。なお、後述する各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。
各収差図から明らかなように、第1実施例に係るズームレンズZL1は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第2実施例)
第2実施例について、図3,図4及び表2を用いて説明する。第2実施例に係るズームレンズZL(ZL2)は、図3に示すように、物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、負の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とから構成される。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL11と、両凹形状の負レンズL12と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL13とから構成される。なお、負レンズL11の像側面は、非球面である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズL23との接合レンズと、両凸形状の正レンズL24とから構成される。なお、正レンズL21の両側面は、非球面である。
第3レンズ群G3は、両凹形状の負レンズL31から構成される。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL41から構成される。なお、正レンズL41の物体側面は、非球面である。
フィルタ群FLが、第4レンズ群G4の像側に配置されており、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等で構成されている。
本実施例に係るズームレンズZL2は、広角端状態(W)から望遠端状態(T)への変倍に際して、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全てのレンズ群が移動し、各レンズ群の間隔が変化する。具体的には、第1レンズ群G1は、像側に凸の軌跡を描くように、一旦像側に移動し、その後物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、物体側へ移動する。第4レンズ群G4は、物体側へ移動する。このとき、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増加する。
下記の表2に、第2実施例における各諸元の値を示す。表2における面番号1〜22が、図3に示すm1〜m22の各光学面に対応している。
(表2)
[全体諸元]
ズーム比 2.94
広角端 中間焦点 望遠端
f 1.00 1.53 2.94
Fno 3.03 3.99 6.03
ω 43.2 30.7 16.9
Y 0.89 0.89 0.89
BF 1.04 1.63 3.29
TL 5.97 5.65 6.48

[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
1 2.2883 0.0920 1.80610 40.74
*2 0.7373 0.6564
3 -9.1361 0.0675 1.72916 54.61
4 3.9033 0.0123
5 1.7362 0.2331 1.80809 22.74
6 6.0369 D6(可変)
7 ∞ 0.0307 (絞りS)
*8 0.8589 0.2822 1.58913 61.20
*9 -7.2780 0.0491
10 1.6834 0.2331 1.58267 46.48
11 -1.8084 0.0675 1.80100 34.92
12 0.7855 0.0859
13 2.5700 0.2025 1.48749 70.31
14 -1.2299 D14(可変)
15 -7.9755 0.0736 1.67300 38.15
16 5.2416 D16(可変)
*17 2.8221 0.1411 1.58913 61.22
18 6.9412 D18(可変)
19 ∞ 0.0429 1.51680 64.20
20 ∞ 0.0920
21 ∞ 0.0429 1.51680 64.20
22 ∞ 0.0307
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
2 0.5876 1.48400E-02 2.93833E-02 0.00000E+00 0.00000E+00
8 0.5920 -1.48182E-02 0.00000E+00 1.22878E-01 3.62602E-02
9 1.0000 9.86346E-02 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
17 1.0000 -1.85798E-02 6.87964E-03 0.00000E+00 0.00000E+00

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点 望遠端
D6 1.90212 0.98604 0.16214
D14 0.41369 0.35509 0.19202
D16 0.38614 0.44474 0.60782
D18 0.86120 1.45446 3.10802

[レンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 -1.60069 1.0613
G2 7 1.54986 0.9510
G3 15 -4.68917 0.0736
G4 17 7.97097 0.1411

[条件式]
条件式(1)D3W/D3T =0.868
条件式(2)M3/M4= 0.910
条件式(3)BFw/(fw2+ft21/2= 0.335
条件式(4)Σdw/Σdt= 1.546
条件式(5)f4/fw= 7.971
条件式(6)(−f1)/f2= 1.033
表2から、本実施例に係るズームレンズZL2は、条件式(1)〜(6)を満たすことが分かる。
図4は、第2実施例に係るズームレンズZL2の諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図4(a)は第2実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図4(b)は第2実施例の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図4(c)は第2実施例の望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。各収差図から明らかなように、第2実施例に係るズームレンズZL2は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第3実施例)
第3実施例について、図5,図6及び表3を用いて説明する。第3実施例に係るズーム
レンズZL(ZL3)は、図5に示すように、物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、負の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とから構成される。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL11と、両凹形状の負レンズL12と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL13とから構成される。なお、負レンズL11の像側面は、非球面である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL21と、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズL23との接合レンズと、両凸形状の正レンズL24と、両凸形状の正レンズL25とから構成される。なお、正レンズL21の両側面は、非球面である。
第3レンズ群G3は、両凹形状の負レンズL31から構成される。
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL41から構成される。なお、正レンズL41の物体側面は、非球面である。
フィルタ群FLが、第4レンズ群G4の像側に配置されており、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等で構成されている。
本実施例に係るズームレンズZL3は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全てのレンズ群が移動し、各レンズ群の間隔が変化する。具体的には、第1レンズ群G1は、像側に凸の軌跡を描くように、一旦像側に移動し、その後物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、物体側へ移動する。第4レンズ群G4は、物体側へ移動する。このとき、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は増加する。
下記の表3に、第3実施例における各諸元の値を示す。表3における面番号1〜24が、図5に示すm1〜m24の各光学面に対応している。
(表3)
[全体諸元]
ズーム比 3.37
広角端 中間焦点 望遠端
f 1.00 1.53 3.37
Fno 2.89 3.57 5.87
ω 44.0 30.8 14.8
Y 0.81 0.85 0.89
BF 1.29 1.62 2.88
TL 5.51 5.15 5.72

[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
1 3.0676 0.0736 1.80610 40.77
*2 0.8660 0.5399
3 -3.5156 0.0614 1.72916 54.61
4 7.1326 0.0123
5 2.0247 0.1902 1.80809 22.74
6 13.1350 D6(可変)
*7 0.9075 0.2209 1.59201 67.05
*8 -9.6052 0.1411
9 ∞ 0.0123 (絞りS)
10 0.9301 0.1902 1.62299 58.12
11 -4.1799 0.0491 1.80100 34.92
12 0.6440 0.0982
13 4.9082 0.0859 1.58913 61.22
14 -4.9775 0.0307
15 3.0676 0.0920 1.58913 61.22
16 -10.3052 D16(可変)
17 -6.1353 0.0491 1.58913 61.22
18 3.4411 D18(可変)
*19 2.4541 0.1104 1.62263 58.19
20 5.4478 D20(可変)
21 ∞ 0.0430 1.51680 64.20
22 ∞ 0.0920
23 ∞ 0.0430 1.51680 64.20
24 ∞ 0.0307
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
2 0.8145 6.24280E-03 2.17041E-02 0.00000E+00 0.00000E+00
7 1.0000 -1.15156E-01 -6.71093E-02 -1.33516E-01 0.00000E+00
8 1.0000 4.43207E-03 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
19 1.0000 -2.42479E-02 2.00563E-02 9.42333E-02 0.00000E+00

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点 望遠端
D6 1.90947 1.03034 0.04886
D16 0.07479 0.13747 0.49243
D18 0.27637 0.40612 0.33772
D20 1.11507 1.43886 2.70424

[レンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 -1.63500 0.8773
G2 7 1.41112 0.9203
G3 17 -3.73503 0.0491
G4 19 7.07257 0.1104

[条件式]
条件式(1)D3W/D3T =0.818
条件式(2)M3/M4= 0.963
条件式(3)BFw/(fw2+ft21/2= 0.368
条件式(4)Σdw/Σdt= 1.487
条件式(5)f4/fw= 7.073
条件式(6)(−f1)/f2= 1.159
表3から、本実施例に係るズームレンズZL3は、条件式(1)〜(6)を満たすことが分かる。
図6は、第3実施例に係るズームレンズZL3の諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図6(a)は第3実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図6(b)は第3実施例の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図6(c)は第3実施例の望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。各収差図から明らかなように、第3実施例に係るズームレンズZL3は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第4実施例)
第4実施例について、図7,図8及び表4を用いて説明する。第4実施例に係るズームレンズZL(ZL4)は、図7に示すように、物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、負の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4と、負の屈折力を持つ第5レンズ群G5とから構成される。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL11と、両凹形状の負レンズL12と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL13とから構成される。なお、負レンズL11の物体側面は、非球面である。また、正レンズL12の像側面は、非球面である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、両凸形状の正レンズL21と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL22と像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL23との接合レンズと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズレンズL24と両凸形状の正レンズL25との接合レンズとから構成される。なお、正レンズL21の両側面は、非球面である。
第3レンズ群G3は、両凹形状の負レンズL31から構成される。なお、負レンズL31の像側面は、非球面である。
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL41から構成される。
第5レンズ群G5は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL51から構成される。
フィルタ群FLが、第5レンズ群G5の像側に配置されており、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等で構成されている。
本実施例に係るズームレンズZL4は、広角端状態(W)から望遠端状態(T)への変倍に際して、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までが移動し、各レンズ群の間隔が変化する。具体的には、第1レンズ群G1は、像側に凸の軌跡を描くように、一旦像側に移動し、その後物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、像側へ移動する。第4レンズ群G4は、像側へ移動する。第5レンズ群G5は固定である。このとき、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は増加し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4
との間隔は一旦増加した後、減少し、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔が減少する。
下記の表4に、第4実施例における各諸元の値を示す。表4における面番号1〜25が、図7に示すm1〜m25の各光学面に対応している。
(表4)
[全体諸元]
ズーム比 2.61
広角端 中間焦点 望遠端
f 1.00 1.58 2.61
Fno 1.88 2.36 2.88
ω 51.5 38.6 24.0
Y 1.044 1.187 1.187
BF 0.38 0.38 0.38
TL 9.67 9.08 9.33

[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
*1 8.64261 0.21739 1.69680 55.52
2 1.44928 1.05797
3 -5.58998 0.11594 1.59201 67.02
*4 4.19179 0.30379
5 4.84283 0.30436 1.84666 23.80
6 -67.97868 D6(可変)
7 ∞ 0.07246 (絞りS)
*8 1.86965 0.44802 1.72903 54.04
*9 -7.50935 0.02898
10 3.22848 0.23509 1.49700 81.73
11 9.75758 0.08695 1.64769 33.72
12 1.73854 0.38272
13 23.07107 0.08696 1.74950 35.25
14 1.45638 0.55736 1.49700 81.73
15 -2.17480 D15(可変)
16 -167.23232 0.11594 1.71300 53.94
*17 17.28659 D17(可変)
18 13.39219 0.51738 1.72916 54.61
19 -2.76740 D19(可変)
20 -2.76850 0.11594 1.48749 70.32
21 -20.23344 0.02899
22 ∞ 0.06812 1.51680 64.20
23 ∞ 0.02174
24 ∞ 0.10145 1.51680 64.20
25 ∞ 0.21740
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
1 1.0000 1.26979E-02 -1.33695E-03 5.16445E-05 0.00000E+00
4 1.0000 -3.36717E-03 -1.25425E-03 -1.81979E-03 0.00000E+00
8 1.0000 -1.52678E-02 7.22094E-04 -4.02217E-04 0.00000E+00
9 1.0000 2.01074E-02 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
17 1.0000 2.34398E-02 4.67999E-04 7.54536E-04 0.00000E+00

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点 望遠端
D6 2.91460 1.45214 0.47826
D15 0.14493 1.16020 2.80044
D17 0.81390 0.85831 0.81112
D19 0.74153 0.58058 0.21655

[レンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 -2.30358 1.99945
G2 8 2.66160 1.89854
G3 16 -21.96771 0.11594
G4 18 3.18841 0.51738
G5 20 -6.59368 0.11594

[条件式]
条件式(1)D3W/D3T =1.003
条件式(2)M3/M4= 0.995
条件式(3)BFw/(fw2+ft21/2= 0.126
条件式(4)Σdw/Σdt= 1.038
条件式(5)f4/fw= 3.188
条件式(6)(−f1)/f2= 0.865
表4から、本実施例に係るズームレンズZL4は、条件式(1)〜(6)を満たすことが分かる。
図8は、第4実施例に係るズームレンズZL4の諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図8(a)は第4実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図8(b)は第4実施例の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図8(c)は第4実施例の望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。
各収差図から明らかなように、第4実施例に係るズームレンズZL4は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第5実施例)
第5実施例について、図9,図10及び表5を用いて説明する。第5実施例に係るズームレンズZL(ZL5)は、図9に示すように、物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、負の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とから構成される。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL11と、両凹形状の負レンズL12と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL13と像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL14との接合レンズとから構成される。なお、負レンズL11の両側面は、非球面である。また、負レンズL1
2の両側面は、非球面である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズL23との接合レンズと、両凸形状の正レンズL24とから構成される。なお、正レンズL21の両側面は、非球面である。
第3レンズ群G3は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL31から構成される。なお、正レンズL31の像側面は、非球面である。
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL41から構成される。なお、正レンズL41の物体側面は、非球面である。
フィルタ群FLが、第4レンズ群G4の像側に配置されており、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等で構成されている。
本実施例に係るズームレンズZL5は、広角端状態(W)から望遠端状態(T)への変倍に際して、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までのレンズ群が移動し、各レンズ群の間隔が変化する。具体的には、第1レンズ群G1は、像側へ移動する。第2レンズ群G2は、物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、物体側へ移動する。第4レンズ群G4は、物体側へ移動する。このとき、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は増加し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増加する。
下記の表5に、第5実施例における各諸元の値を示す。表5における面番号1〜23が、図9に示すm1〜m23の各光学面に対応している。
(表5)
[全体諸元]
ズーム比 2.29
広角端 中間焦点 望遠端
f 1.00 1.44 2.29
Fno 1.86 2.38 2.88
ω 42.1 34.0 21.4
Y 0.766 0.909 0.909
BF 0.98 0.95 0.99
TL 7.55 6.61 6.14

[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
*1 4.4948 0.0888 1.69680 55.46
*2 1.0157 0.6109
*3 -5.3145 0.0888 1.59201 67.02
*4 12.6805 0.0222
5 2.3141 0.2325 2.00069 25.46
6 5.0164 0.0666 1.69680 55.52
7 3.8665 D7(可変)
8 ∞ 0.0555 (絞りS)
*9 1.5142 0.4439 1.77250 49.50
*10 -8.8479 0.0927
11 1.9770 0.3094 1.49782 82.57
12 -6.1276 0.0666 1.72825 28.38
13 1.0685 0.1659
14 2.3462 0.3476 1.49782 82.57
15 -2.1151 D15(可変)
16 14.1546 0.0666 1.58313 59.46
*17 1.3113 D17(可変)
*18 3.2472 0.3554 1.82080 42.71
19 -5.3219 D19(可変)
20 ∞ 0.0522 1.51680 63.88
21 ∞ 0.0166
22 ∞ 0.0777 1.51680 63.88
23 ∞ 0.1554
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
1 1.0000 -1.22649E-01 8.65627E-02 -2.08158E-02 0.00000E+00
2 0.7707 -1.57629E-01 -6.18620E-02 5.29153E-02 -3.20432E-02
3 1.0000 -1.30119E-01 3.68681E-03 6.26482E-02 0.00000E+00
4 1.0000 -1.21439E-01 7.03803E-02 6.32759E-02 -2.89227E-02
9 1.0000 -2.35433E-02 1.06100E-02 -1.16401E-03 3.51134E-03
10 1.0000 3.59908E-02 1.28530E-02 0.00000E+00 0.00000E+00
17 1.0000 3.02388E-02 -1.48125E-03 -8.28950E-02 0.00000E+00
18 1.0000 9.62528E-03 1.36070E-02 -6.11018E-03 0.00000E+00

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点 望遠端
D7 2.77786 1.51290 0.41986
D15 0.21956 0.55211 1.15116
D17 0.55801 0.58243 0.56742
D19 0.72522 0.69600 0.73466

[レンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 -2.08993 1.1098
G2 9 1.75174 1.4816
G3 16 -2.48305 0.0666
G4 18 2.50378 0.3554

[条件式]
条件式(1)D3W/D3T =0.983
条件式(2)M3/M4= 0.501
条件式(3)BFw/(fw2+ft21/2= 0.394
条件式(4)Σdw/Σdt= 1.275
条件式(5)f4/fw= 2.504
条件式(6)(−f1)/f2= 1.193
表5から、本実施例に係るズームレンズZL5は、条件式(1)〜(6)を満たすことが分かる。
図10は、第5実施例に係るズームレンズZL5の諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図10(a)は第5実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図10(b)は第5実施例の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図10(c)は第5実施例の望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。各収差図から明らかなように、第5実施例に係るズームレンズZL5は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第6実施例)
第6実施例について、図11,図12及び表6を用いて説明する。第6実施例に係るズームレンズZL(ZL6)は、図11に示すように、物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、負の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4と、負の屈折力を持つ第5レンズ群G5とから構成される。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL11と、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12と両凹形状の負レンズL13とからなる接合レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL14とから構成される。なお、負レンズL11の像側面は、非球面である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、両凸形状の正レンズL21と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL22と像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL23との接合レンズと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL24と両凸形状の正レンズL25との接合レンズとから構成される。なお、正レンズL21の両側面は、非球面である。
第3レンズ群G3は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL31から構成される。なお、負レンズL31の像側面は、非球面である。
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL41から構成される。
第5レンズ群G5は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL51から構成される。
フィルタ群FLが、第5レンズ群G5の像側に配置されており、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等で構成されている。
本実施例に係るズームレンズZL6は、広角端状態(W)から望遠端状態(T)への変倍に際して、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までのレンズ群が移動し、各レンズ群の間隔が変化する。具体的には、第1レンズ群G1は、像側に凸の軌跡を描くように、一旦像側に移動し、その後物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、像側へ移動する。第4レンズ群G4は、像側へ移動する。第5レンズ群G5は固定である。このとき、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は増加し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が一旦増加後に減少し、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔が減少する。
下記の表6に、第6実施例における各諸元の値を示す。表6における面番号1〜26が、図11に示すm1〜m26の各光学面に対応している。
(表6)
[全体諸元]
ズーム比 2.61
広角端 中間焦点 望遠端
f 1.00 1.58 2.61
Fno 1.82 2.24 2.88
ω 50.1 38.3 23.7
Y 1.000 1.187 1.187
BF 0.27 0.27 0.27
TL 9.65 8.88 8.87

[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
1 4.8166 0.17391 1.69680 55.46
*2 1.3044 0.98551
3 -4.6742 0.18814 1.58144 40.98
4 -3.7134 0.08696 1.58913 61.22
5 4.1774 0.15296
6 3.6921 0.29658 2.00069 25.46
7 13.6501 D7(可変)
8 ∞ 0.07246 (絞りS)
*9 1.7540 0.46931 1.72903 54.04
*10 -9.9607 0.02899
11 2.6626 0.24556 1.79500 45.31
12 7.1836 0.08696 1.67270 32.18
13 1.4987 0.22986
14 11.1067 0.16250 1.74950 35.25
15 1.2083 0.57971 1.49782 82.57
16 -2.3874 D16(可変)
17 8.7426 0.08696 1.58913 61.25
*18 3.0535 D18(可変)
19 5.7488 0.48976 1.72916 54.61
20 -4.0596 D20(可変)
21 -6.5217 0.08696 1.48749 70.32
22 -28.3863 0.02899
23 ∞ 0.06834 1.51680 63.88
24 ∞ 0.02181
25 ∞ 0.10178 1.51680 63.88
26 ∞ 0.04657
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
2 0.6272 -2.52625E-03 3.72198E-03 -2.73998E-03 1.00790E-03
9 1.0000 -1.83548E-02 -1.20683E-04 -5.71472E-04 0.00000E+00
10 1.0000 1.92507E-02 2.52728E-04 0.00000E+00 0.00000E+00
18 1.0000 2.44010E-02 -1.99545E-03 -2.01356E-04 0.00000E+00

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点 望遠端
D7 3.19934 1.67813 0.47826
D16 0.10145 0.86729 2.25232
D18 0.79242 0.93415 0.79035
D20 0.86838 0.71292 0.66119

[レンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 -2.21265 1.88406
G2 9 2.40024 1.87535
G3 17 -8.01041 0.08696
G4 19 3.33333 0.48976
G5 21 -17.39131 0.08696

[条件式]
条件式(1)D3W/D3T = 1.003
条件式(2)M3/M4= 0.990
条件式(3)BFw/(fw2+ft21/2= 0.096
条件式(4)Σdw/Σdt= 1.091
条件式(5)f4/fw= 3.333
条件式(6)(−f1)/f2= 0.922
表6から、本実施例に係るズームレンズZL6は、条件式(1)〜(6)を満たすことが分かる。
図12は、第6実施例に係るズームレンズZL6の諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図12(a)は第6実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図12(b)は第6実施例の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図12(c)は第6実施例の望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。各収差図から明らかなように、第6実施例に係るズームレンズZL6は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
(第7実施例)
第7実施例について、図13,図14及び表7を用いて説明する。第7実施例に係るズームレンズZL(ZL7)は、図13に示すように、物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、正の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、負の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4とから構成される。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL11と、両凹形状の負レンズL12と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL13とから構成される。なお、負レンズL11の両側面は、非球面である。また、負レンズL12の両側面は、非球面である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、光量を調節することを目的とした開口絞りSと、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズ
L23との接合レンズと、両凸形状の正レンズL24とから構成される。なお、正レンズL21の両側面は、非球面である。
第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL31と像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL32との接合レンズから構成される。なお、負レンズL32の像側面は、非球面である。
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL41から構成される。なお、正レンズL41の物体側面は、非球面である。
フィルタ群FLが、第4レンズ群G4の像側に配置されており、像面Iに配設されるCCD等、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターや赤外カットフィルター等で構成されている。
本実施例に係るズームレンズZL7は、広角端状態(W)から望遠端状態(T)への変倍に際して、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4までの全てのレンズ群が移動し、各レンズ群の間隔が変化する。具体的には、第1レンズ群G1は、像側へ移動する。第2レンズ群G2は、物体側へ移動する。第3レンズ群G3は、物体側へ移動する。第4レンズ群G4は、像側に凸の軌跡を描くように、一旦像側に移動し、その後物体側へ移動する。このとき、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は増加し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増加する。
下記の表7に、第7実施例における各諸元の値を示す。表7における面番号1〜23が、図13に示すm1〜m23の各光学面に対応している。
(表7)
[全体諸元]
ズーム比 2.23
広角端 中間焦点 望遠端
f 1.00 1.46 2.23
Fno 1.85 2.40 2.81
ω 41.6 33.7 22.1
Y 0.772 0.917 0.917
BF 1.10 1.04 1.11
TL 7.53 6.67 6.23

[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物面 ∞
*1 2.0842 0.0895 1.69680 55.46
*2 0.8578 0.6965
*3 -3.2981 0.0895 1.59201 67.02
*4 67.1703 0.0253
5 2.3534 0.2184 1.92286 20.88
6 3.8951 D6(可変)
7 ∞ 0.0560 (絞りS)
*8 1.4438 0.4477 1.77250 49.50
*9 -6.4742 0.0728
10 2.2805 0.2630 1.49782 82.57
11 -8.3399 0.0672 1.72825 28.38
12 1.0551 0.2864
13 2.6228 0.3685 1.49782 82.57
14 -1.9670 D14(可変)
15 5.1461 0.1254 1.83481 42.73
16 7.0228 0.0672 1.74330 49.32
*17 1.3713 D17(可変)
*18 3.5373 0.2988 1.82080 42.71
19 -7.3787 D19(可変)
20 ∞ 0.0526 1.51680 63.88
21 ∞ 0.0168
22 ∞ 0.0784 1.51680 63.88
23 ∞ 0.1567
像面 ∞

[非球面データ]
面番号 κ A4 A6 A8 A10
1 1.0000 -1.38024E-01 6.05393E-02 -1.61893E-02 0.00000E+00
2 0.4953 -1.16727E-01 -2.94793E-02 1.54379E-02 -2.27592E-02
3 1.0000 -9.06410E-03 -6.32774E-02 7.07144E-02 0.00000E+00
4 1.0000 -2.60980E-02 -4.23139E-02 8.78300E-02 -2.67685E-02
8 1.0000 -3.18339E-02 3.08040E-03 5.07463E-03 -3.24715E-03
9 1.0000 4.26824E-02 5.47004E-03 0.00000E+00 0.00000E+00
17 1.0000 2.83947E-02 2.97098E-02 -8.57895E-02 0.00000E+00
18 1.0000 1.50043E-02 2.20033E-02 -9.59971E-03 0.00000E+00

[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点 望遠端
D6 2.70737 1.47742 0.46339
D14 0.08955 0.44531 1.01706
D17 0.46196 0.53835 0.47206
D19 0.83986 0.77842 0.84998

[レンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離 レンズ構成長
G1 1 -1.98768 1.1192
G2 8 1.76777 1.5616
G3 15 -2.60713 0.1926
G4 18 2.94947 0.2988

[条件式]
条件式(1)D3W/D3T = 0.979
条件式(2)M3/M4= 0.501
条件式(3)BFw/(fw2+ft21/2= 0.450
条件式(4)Σdw/Σdt= 1.255
条件式(5)f4/fw= 2.949
条件式(6)(−f1)/f2= 1.124
表7から、本実施例に係るズームレンズZL7は、条件式(1)〜(6)を満たすことが分かる。
図14は、第7実施例に係るズームレンズZL7の諸収差図(球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図)である。図14(a)は第7実施例の広角端状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図14(b)は第7実施例の中間焦点距離状態における撮影距離無限遠での諸収差図であり、図14(c)は第7実施例の望遠端状態における撮影距離無限遠での諸収差図である。各収差図から明らかなように、第7実施例に係るズームレンズZL7は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
以上のような各実施例によれば、小型でありながら、広角端状態における画角が84°程度あり、優れた光学性能を有するズームレンズを提供することができる。
ここまで本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
例えば、上記実施例では、4群、5群構成を示したが、他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、合焦時や変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも1枚のレンズを有する部分を示す。
また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としてもよい。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用することができ、オートフォーカス用の(超音波モーター等を用いた)モーター駆動にも適している。特に、第3レンズ群G3又は第4レンズ群G4を合焦レンズ群とするのが好ましい。あるいは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とを同時に動かして、合焦を行うことも可能である。
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させるか、或いは光軸を含む面内方向に回転移動(揺動)させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第2レンズ群G2又は第3レンズ群G3を防振レンズ群とするのが好ましい。
また、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易になり、加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)あるいはプラスチックレンズとしてもよい。
開口絞りSは、第2レンズ群G2の近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用してもよい。
各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。
ZL(ZL1〜ZL7) ズームレンズ
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
G5 第5レンズ群
S 開口絞り
FL フィルタ群
I 像面
CAM デジタルスチルカメラ(光学機器)

Claims (7)

  1. 物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第1レンズ群と、正の屈折力を持つ第2レンズ群と、負の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第4レンズ群とを有し、
    前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群が光軸上を移動して、各レンズ群の間隔が変化することによって変倍を行い、
    前記第1レンズ群は、物体側から順に並んだ像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、両凹形状の負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとからなり、
    前記第2レンズ群は、物体側から順に並んだ、正レンズと、正レンズと負レンズとからなる接合レンズとを有し、
    前記第3レンズ群は、1枚の負レンズからなり、
    以下の条件式を満足するズームレンズ。
    0.30<D3W/D3T<1.05
    0.865≦(−f1)/f2<1.50
    0.05<BFw/(fw+ft1/2<0.50
    但し、
    D3W:広角端状態における前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との空気間隔、
    D3T:望遠端状態における前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との空気間隔、
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離、
    f2:前記第2レンズ群の焦点距離、
    BFW:前記ズームレンズの広角端状態におけるレンズ最終面から像面までの空気換算距離、
    fw:前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離、
    ft:前記ズームレンズの望遠端状態における焦点距離。
  2. 前記第4レンズ群は1枚のレンズからなり、
    以下の条件式を満足する請求項1に記載のズームレンズ。
    2,30<f4/fw<9.00
    但し
    f4:前記第4レンズ群の焦点距離、
    fw:前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離。
  3. 前記第2レンズ群は、最も物体側に正レンズを有する請求項1もしくは2に記載のズームレンズ。
  4. 前記第2レンズ群は、5枚のレンズからなる請求項1〜3のいずれかに記載のズームレンズ。
  5. 広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第1レンズ群との前記第2レンズ群との間隔が狭まる請求項1〜4のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  6. 広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第3レンズ群との前記第4レンズ群との間隔が広がる請求項1〜5のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のズームレンズを搭載する光学機器。
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