JP6818546B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、特にスチルカメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ＴＶカメラ、そして監視用カメラ等の撮像装置に好適なものである。
近年、撮像装置に用いる撮像光学系には、全ズーム範囲及び全物体距離にわたり高い光学性能を有するズームレンズであることが要望されている。また、多くのズームレンズにおいては、ズーミングにより露出が変化しないよう、ズーム全域で開放Ｆ値（開放Ｆナンバー）が不変であることが要望されている。従来、ズーミングに際して開放Ｆ値が不変であるズームレンズが提案されている（特許文献１）。
特許文献１は、物体側から像側へ順に配置された、正、負、正、正の屈折力のレンズ群よりなり、ズーミングに際して開放Ｆ値を不変とするために、光路中にズーミングに連動して開口径が変化する、可変絞りを配置している。また、通常のズームレンズでは、望遠端でのフォーカシングにおける収差変動、特に球面収差の変動が大きい。特にズーミングに際して開放Ｆ値が不変のズームレンズにおいては、望遠端におけるフォーカシングによる球面収差の変動が大きくなる傾向にある。
従来、フォーカシングに際して収差を良好に補正するために、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して開口絞りの絞り径を小さくなるようにしたズームレンズが提案されている（特許文献２）。特許文献２では物体側から像側へ順に配置された正、負、正、負、負、正の屈折力のレンズ群よりなり、フォーカシングに際して開口絞りの絞り径を可変とすることを開示している。
ズーミングに際して、開放Ｆ値を一定とするために、ズーミングに連動させて開口絞りの開口径を変化させると開口径は望遠端において大きくなる。このため、望遠端においてはフォーカシングに際して収差変動が増大し、特に球面収差の変動が増大してくる。ズーミングに際して開放Ｆ値を一定にしつつ、かつフォーカシングに際して収差変動を軽減したズームレンズを得るには、ズーミング及びフォーカシングに際して開口絞りの開口径の大きさを適切に設定することが重要になってくる。
本発明は、ズーミングに際して開放Ｆ値が一定で、かつフォーカシングに際して収差変動が小さいズームレンズの提供を目的とする。
本発明のズームレンズは全ズーム範囲において開放Ｆ値が一定であるズームレンズであって、
ズーミングに際して開口径が可変の可変絞りを有し、
該可変絞りは、全ズーム範囲のうち少なくとも一部のズーム位置において前記開放Ｆ値を決定しており、
前記開口径は、望遠端におけるフォーカシングに際して可変であり、
望遠端において無限遠にフォーカスしているときの前記開口径をＤ（１−０）、望遠端において至近にフォーカスしているときの前記開口径をＤ（１−Ｘ）とするとき、
０．６＜Ｄ（１−Ｘ）／Ｄ（１−０）＜０．９５
なる条件式を満たすことを特徴としている。
ズーミングに際して開口径が可変の可変絞りを有し、
該可変絞りは、全ズーム範囲のうち少なくとも一部のズーム位置において前記開放Ｆ値を決定しており、
前記開口径は、望遠端におけるフォーカシングに際して可変であり、
望遠端において無限遠にフォーカスしているときの前記開口径をＤ（１−０）、望遠端において至近にフォーカスしているときの前記開口径をＤ（１−Ｘ）とするとき、
０．６＜Ｄ（１−Ｘ）／Ｄ（１−０）＜０．９５
なる条件式を満たすことを特徴としている。
本発明によれば、ズーミングに際して開放Ｆ値が一定で、かつフォーカシングに際して収差変動が小さいズームレンズが得られる。
本発明のズームレンズは、ズーミングに際して開口径が可変の可変絞りを有し、可変絞りは全ズーム範囲のうち少なくとも一部のズーム位置においてズームレンズの開放Ｆ値を決定している。更に可変絞りの開口径はフォーカシングに際して可変であることを特徴としている。具体的には、可変絞りの開口径は、広角端から望遠端のズーミングに際して大きくなり、可変絞りの開口径は望遠端において無限遠から至近へのフォーカシングに際し、小さくなる。
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、図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの無限遠にフォーカスしているときの広角端、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの至近にフォーカスしているときの広角端、望遠端における収差図である。図４は実施例１に係る可変絞りの開口径の説明図である。
図５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、図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの無限遠にフォーカスしているときの広角端、望遠端における収差図である。図７（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの至近にフォーカスしているときの広角端、望遠端における収差図である。図８は実施例２に係る可変絞りの開口径の説明図である。
図９は従来の開口絞りの開口径の変化の説明図である。図１０は可変絞りの開口径の変化を示すメカ連動機構の説明図である。図１１は本発明の撮像装置の要部概略図である。
各実施例のズームレンズは、ビデオカメラ、デジタルカメラ、監視用カメラ、ＴＶカメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系である。レンズ断面図において、左方が被写体側（物体側）（前方）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、Ｌｉは第ｉレンズ群である。
各実施例のレンズ断面図において、ＳＰは開放Ｆナンバーの光束を決定する主絞りである。ＳＳＰは開口径が可変の補助絞り（可変絞り）である。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当し、銀塩フィルム用カメラの撮像光学系として使用する際にはフィルム面に相当する。収差図において、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。球面収差において、実線のｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、二点鎖線のｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。
非点収差において、点線のＭはｄ線におけるメリジオナル像面、実線のＳはｄ線におけるサジタル像面を表示し、歪曲収差においてはｄ線を表示し、倍率色収差においてはｄ線に対するｇ線を表示している。レンズ断面図において矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群の移動方向を示している。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍レンズ群が機構上光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
通常、ズームレンズは、無限遠から近距離にフォーカシングをする際、焦点距離が短い広角端よりも焦点距離が長い望遠端において、大きなデフォーカス状態（物体距離無限遠時の像面位置の移動）となる特徴を有している。この結果、フォーカシングに際して各レンズを通る軸上光線の入射高ｈが大きく変化し、球面収差の変動が大きくなり易い傾向にある。
全系の開放Ｆ値（開放Ｆナンバー）がズーミングに際して一定のズームレンズの場合、開口絞りの開口径をＤ、全系の焦点距離をｆとすると、Ｆｎｏ＝Ｄ／ｆである。このため、広角端での開口径Ｄを小さく、望遠端での開口径Ｄを大きくする必要があり、そのために開口径が可変の開口絞りを用いる必要がある。
この場合、望遠端においては、開口絞り付近の各レンズでの軸上光線の入射高ｈが高くなる。入射高ｈが高くなると、球面収差の変動が生じやすくなる。ズーミングに際して開放Ｆ値が一定のとき、開口絞りの開口径の大きさは、ズーミングに連動して変化する。ここで、簡単のため広角端から望遠端までのズーム範囲を０から１の変化に正規化する。
図９はこのとき任意のズーム位置をＺｐｒｍとしたとき、ズーム位置Ｚｐｒｍにおける開口絞りの開口径の大きさの関係を示す。図９に示すように、開口絞りの開口径の大きさは、図９では例えば広角端（Ｚｐｒｍ＝０）（ＷＩＤＥ）において開口絞りの開口径が１８．００、望遠端（Ｚｐｒｍ＝１）（ＴＥＬＥ）において開口絞りの開口径が２６．００であることを例として示している。
また図１０（Ａ）、（Ｂ）には、ズーミングを、ズーム操作環を回転することで行うズームレンズにおける、開口絞りの開口径の変化の連動機構の要部概略図である。図１０において、１は絞りベースであり、絞り羽根２が複数枚格納（取着）されている。絞り羽根２には、絞り羽根回転軸３と、絞り羽根位置決めピン４がついている。５は絞り回転板であり、その絞りベース１側には、絞りカム溝６が切られている。絞り位置決めピン４は絞りカム溝６に嵌入されている。
絞り回転板５をズーム位置Ｚｐｒｍに対する単調増減関数で回転することで、絞り羽根位置決めピン４が、絞りカム溝６に沿って移動し、それにより複数の絞り羽根２が形成する円の内径を変動させる。
本発明では開口径が可変の可変絞りを用いている。本発明のズームレンズでは、可変絞りの開口径の大きさをズーミングに連動して変化させるだけでなく、無限遠から至近へのフォーカシングにも連動しても変化させている。具体的には、無限遠から至近へのフォーカシングに際して可変絞りの開口径の大きさを若干閉じる方向に駆動することにより、望遠側において、至近距離にフォーカスしたとき瞳最周辺で生じる球面収差を軽減している。それにより、ズーム全域、フォーカス全域において球面収差の変動が小さいズームレンズを得ている。
次に、本発明のズームレンズの構成について説明する。本発明のズームレンズは、ズーミングに応じて開口径が可変な可変絞りを有し、全ズーム範囲のうち少なくとも一部のズーム位置において全系の開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）を決定している。かつそのときの可変絞りの開口径の大きさが、フォーカシングに応じても所定の関数に従って可変であることを特徴としている。それにより、ズーミングとフォーカシングにおいて球面収差が大きく変動する部分（ズーム位置とフォーカス位置）で可変絞りの開口径を若干閉じて瞳最周辺で発生する球面収差をカットし、フォーカス全域での高い光学性能を得ている。
次に、本発明のズームレンズの、より好ましい構成について説明する。本発明のズームレンズに用いられる可変絞りの開口径の大きさは、広角端から望遠端へのズーミングで大きくなる。そして開口径は少なくとも望遠端において、無限遠から至近へのフォーカシングに際して小さくなることが好ましい。
Ｆ値（Ｆナンバー）は常用的に用いる無限遠付近では明るくすることが好ましく、また、球面収差の変動が大きくなり、かつ被写界深度が浅くなり過ぎる至近距離付近で若干暗くなる（閉じる）ことが好ましい。特に、球面収差の変動が大きくなり、かつ被写界深度が浅くなり過ぎるズーム位置は、望遠端付近である。このため、望遠端付近で前述の如く構成することが好ましい。
次に簡単のため、広角端から望遠端までのズーム範囲を前述の如く０から１と正規化する。そして任意のズーム位置をＺｐｒｍとする。また無限遠（ＩＮＦ）から至近（ＭＯＤ）までのフォーカス範囲を０からＸと正規化する。そして任意のフォーカス位置（物体距離）をＦｐｒｍとする。このとき、可変絞りの開口径を関数ｆ（Ｚｐｒｍ−Ｆｐｒｍ）で決定する。
関数ｆ（Ｚｐｒｍ−Ｆｐｒｍ）はズーム範囲０から１及びフォーカス範囲０からＸにおいて単調増加である。このとき、関数ｆ（Ｚｐｒｍ−Ｆｐｒｍ）は次のとおりである。例えば、望遠端のズーム位置（Ｚｐｒｍ＝１）で無限遠にフォーカスしているとき（Ｆｐｒｍ＝０）は関数ｆ（Ｚｐｒｍ−Ｆｐｒｍ）は、
ｆ（１−０）
である。
ｆ（１−０）
である。
また望遠端のズーム位置（Ｚｐｒｍ＝１）で至近にフォーカスしているとき（Ｆｐｒｍ＝Ｘ）は、関数ｆ（Ｚｐｒｍ−Ｆｐｒｍ）は、
ｆ（１−Ｘ）
となる。
ｆ（１−Ｘ）
となる。
関数ｆ（Ｚｐｒｍ−Ｆｐｒｍ）のときの可変絞りの開口径を、
Ｄ（Ｚｐｒｍ−Ｆｐｒｍ）
とする。
Ｄ（Ｚｐｒｍ−Ｆｐｒｍ）
とする。
例えば、望遠端において無限遠にフォーカスしているときの可変絞りの開口径は、
Ｄ（１−０）
で表される。また望遠端において至近にフォーカスしているときの可変絞りの開口径は、
Ｄ（１−Ｘ）
で表される。
Ｄ（１−０）
で表される。また望遠端において至近にフォーカスしているときの可変絞りの開口径は、
Ｄ（１−Ｘ）
で表される。
それにより、可変絞りの開口径の変化をメカ連動する場合に、回転連動機構を構成しやすくすることが容易となる。この時の可変絞りの開口径の変化の駆動方法は、絞り回転板の回転に対応する関数が、ズーム位置Ｚｐｒｍに対してではなく、関数ｆ（Ｚｐｒｍ−Ｆｐｒｍ）に対する単調増減関数となること以外は、図１０に示すものと同様である。
回転連動機構は、例えば、絞り回転板の回転方向は、内壁に関数ｆに対応するカム溝が切られた回転環により規制され、スラスト方向は別部材に規制される機構が適用できる。
ズーミングとフォーカシングで、それぞれ回転環を直進方向に移動するか、回転環を回転させるかを使い分けることで、関数ｆ（Ｚｐｒｍ−Ｆｐｒｍ）が、内壁のカム溝ｆに対する関数となる。この時の可変絞りの開口径の大きさに関する関数ｆ（Ｚｐｒｍ−Ｆｐｒｍ）は後述するように、図４や図８のようになる。また、可変絞りの開口径の制御をメカ連動ではなく、電気的に駆動して実現しても良い。これによれば、処理が簡易化するため好ましい。
次に、可変絞りの開口径に関する関数ｆ（Ｚｐｒｍ−Ｆｐｒｍ）は、単調増加であることが好ましい。それにより、広角端から望遠端へのズーミングにかけて、開放Ｆ値が一定となり、かつ無限遠側から至近側へのフォーカシングで可変絞りの開口径が閉じる方向になる。かつ至近距離でのズーミングに際してもＦ値変化が小さくすることが容易となる。
次に、前述したＸの値が下記を満たすとよい。
０．３＜Ｘ＜０．８ ・・・（１）
０．３＜Ｘ＜０．８ ・・・（１）
条件式（１）は、フォーカス位置Ｆｐｒｍの範囲を規定する条件式である。条件式（１）の上限値を逸脱すると、望遠端において最至近での可変絞りの開口径が、広角端において無限のときの開口径よりも小さくなり、絞り過ぎて暗くなるため好ましくない。条件式（１）の下限値を逸脱すると、望遠端において最至近での可変絞りの開口径が、望遠端に近い中間ズーム域において無限遠における可変絞りの開口径と同等になる。このため、望遠端において最至近が絞り足りないか、中間のズーム域において無限遠で絞り過ぎるかのいずれかになり、好ましくない。
次に可変絞りの開口径は次の条件式を満足するのが良い。望遠端のズーム位置で無限遠にフォーカスしているときの関数ｆ（１−０）における可変絞りの開口径をＤ（１−０）とする。望遠端のズーム位置で至近にフォーカスしているときの関数ｆ（１−Ｘ）における可変絞りの開口径をＤ（１−Ｘ）とする。このとき、可変絞りの開口径は、
０．６＜Ｄ（１−Ｘ）／Ｄ（１−０）＜０．９５ ・・・（２）
なる条件式を満たすことが良い。
０．６＜Ｄ（１−Ｘ）／Ｄ（１−０）＜０．９５ ・・・（２）
なる条件式を満たすことが良い。
条件式（２）は、望遠端において至近側ｆ（１ーＸ）での可変絞りの開口径Ｄ（１−Ｘ）を制約するための条件式である。条件式（２）の上限値を逸脱すると、望遠端における、開放の開口径から至近における開口径までの絞り径の差が小さく、球面収差の変動を抑える効果か減少するため、好ましくない。条件式（２）の下限値を逸脱すると、至近側でのＦ値が大きくなり過ぎて、暗くなる上、被写界深度が深くなり過ぎるため、好ましくない。
以下、各実施例における構成について説明する。各実施例のズームレンズは全ズーム範囲において開放Ｆ値が一定である。フォーカシングに際しては全系のＦ値は変化する。また各実施例のズームレンズは前述した可変絞りの他に全系Ｆナンバー値を決める主絞りを有する。
実施例１は、物体側より像側へ順に配置された次のレンズ群より構成されている。負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５で構成される。実施例１はズーム比２．０６程度の５群ズームレンズである。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｌ１は像側に移動し、第２レンズ群Ｌ２乃至第５レンズ群Ｌ５は、物体側に移動している。ＳＰは全系のＦナンバー値を決める主絞り（開口絞り）である。ＳＳＰは開口径が可変の補助絞りであり、前述の可変絞りに相当している。
主絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３と同じ軌跡で移動する。補助絞りＳＳＰは第４レンズ群Ｌ４と同じ軌跡で移動している。補助絞りＳＳＰは、図４に示すような単調増加関数の軌跡で開口径を変化させている。それにより、全ズーム範囲でＦナンバー（Ｆｎｏ）を一定にしつつ、至近側において球面収差の補正をし易くしている。この時、前述の条件式（１）における最大のフォーカス位置Ｆｐｒｍ（Ｘ）は０．４であり、条件式（１）満たしている。
後述する数値データ１より、関数ｆ（１−０）での開口径は、
Ｄ（１−０）＝２５．６３
である。また、関数ｆ（１−Ｘ）での開口径は、
Ｄ（１−０．４）＝２２．００
である。これより条件式（２）は、
Ｄ（１−０．４）／Ｄ（１−０）＝０．８５８
となる。
Ｄ（１−０）＝２５．６３
である。また、関数ｆ（１−Ｘ）での開口径は、
Ｄ（１−０．４）＝２２．００
である。これより条件式（２）は、
Ｄ（１−０．４）／Ｄ（１−０）＝０．８５８
となる。
即ち、望遠端において無限遠と至近での補助絞り（可変絞り）ＳＳＰの開口径が、条件式（２）を満たしており、望遠側において至近でのＦナンバーを適当な値にしている。
実施例２は、物体側より像側へ順に次のレンズ群より構成されている。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で構成される。実施例２はズーム比２．７８程度の４群ズームレンズである。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４が物体側に移動し、第２レンズ群Ｌ２は像側に凸状の軌道で移動している。ＳＰは主絞り（開口絞り）である。ＳＳＰは補助絞り（可変絞り）である。
主絞りＳＰと補助絞りＳＳＰは、共に第３レンズ群Ｌ３と同じ軌跡で移動している。補助絞りＳＳＰは、図８に示すような単調増加関数の軌跡で開口径を変化させている。それにより、全ズーム範囲でＦナンバー（Ｆｎｏ）を一定にしつつ、至近側において球面収差の補正をし易くしている。この時、前述の条件式（１）における最大のフォーカス位置Ｆｐｒｍ（Ｘ）は０．５であり、条件式（１）を満たしている。
また後述する数値データ２より、関数ｆ（１−０）での開口径は、
Ｄ（１−０）＝２５．６３
である。また、関数ｆ（１−Ｘ）での開口径は、
Ｄ（１−０．５）＝２１．７０
である。これより、
Ｄ（１−０．５）／Ｄ（１−０）＝０．８４７
となる。
Ｄ（１−０）＝２５．６３
である。また、関数ｆ（１−Ｘ）での開口径は、
Ｄ（１−０．５）＝２１．７０
である。これより、
Ｄ（１−０．５）／Ｄ（１−０）＝０．８４７
となる。
即ち、望遠端において無限遠と至近での補助絞り（可変絞り）ＳＳＰの開口径が、条件式（２）を満たしており、望遠側において至近でのＦナンバーを適当な値にしている。
次に実施例１、２に示したズームレンズを撮像装置に適用した実施例を図１１を用いて説明する。図１１は一眼レフカメラの要部概略図である。図１１において１０は実施例１、２のズームレンズ１を有する撮影レンズである。ズームレンズ１は保持部材である鏡筒２に保持されている。２０はカメラ本体であり、撮影レンズ１０からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー３、撮影レンズ１０の像形成装置に配置された焦点板４より構成されている。更に焦点板４に形成された逆像を正立像に変換するペンタダハプリズム５、その正立像を観察するための接眼レンズ６などによって構成されている。
７は感光面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等のズームレンズによって形成される像を受光する撮像素子（光電変換素子）や銀塩フィルムが配置される。撮影時にはクイックリターンミラー３が光路から退避して、感光面７上に撮影レンズ１０によって像が形成される。
実施例１、２にて説明した利益は本実施例に開示したような撮像装置において効果的に享受される。撮像装置としてクイックリターンミラー３のないミラーレスのカメラにも同様に適用できる。この他、本発明は、上述のようなズームレンズを有する撮像装置に適用できるほか、画像投影装置やその他の光学機器にも、種々適用可能である。
次に本発明の各実施例の数値データを示す。各数値データにおいてｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉはレンズ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚および空気間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。ＢＦはバックフォーカスであり、最終レンズ面から像面までの距離で示している。レンズ全長は第１レンズ面から像面までの距離である。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２を各々非球面係数としたとき、
次に本発明の各実施例の数値データを示す。各数値データにおいてｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉはレンズ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚および空気間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。ＢＦはバックフォーカスであり、最終レンズ面から像面までの距離で示している。レンズ全長は第１レンズ面から像面までの距離である。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２を各々非球面係数としたとき、
なる式で表している。また［ｅ−Ｘ］は［×１０−Ｘ］を意味している。非球面は面番号の後に＊を付加して示す。また、各光学面の間隔dが（可変）となっている部分は、ズーミングに際して変化するものであり、別表に焦点距離に応じた面間隔を記している。
また、各光学面の有効径が（可変）となっている部分は、ズーミング及びフォーカシングに際して変化する可変絞りである。別表に可変面番号を「ｅａｉ」とし、焦点距離に応じた有効径を記している。例えば数値データ１において補助絞り２２の開口径に関する数値は、例えば次のとおりである。ｅａ２２ｉｎｆ：各ズーム位置で無限遠にフォーカスしているときの開口径である。
例えば広角端では関数ｆ（０−０）でＤ（０−０）＝１７．１１
例えば望遠端では関数ｆ（１−０）でＤ（１−０）＝２５．６３
である。
例えば望遠端では関数ｆ（１−０）でＤ（１−０）＝２５．６３
である。
ｅａ２２ｍｏｄ：各ズーム位置で至近にフォーカスしているときの開口径である。
例えば広角端では関数ｆ（０−０．４）でＤ（０−０．４）＝１６．５０
例えば望遠端では関数ｆ（１−０．４）でＤ（１−０．４）＝２２．００
である。このことは数値データ２においても数値データ１と同様である。また前述の各パラメータ及び各条件式と数値データの関係を表１に示す。
例えば広角端では関数ｆ（０−０．４）でＤ（０−０．４）＝１６．５０
例えば望遠端では関数ｆ（１−０．４）でＤ（１−０．４）＝２２．００
である。このことは数値データ２においても数値データ１と同様である。また前述の各パラメータ及び各条件式と数値データの関係を表１に示す。
（数値データ１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 1.50 73.20
2* ∞ 2.70 1.88300 40.8 54.72
3* 22.087 5.81 38.48
4* 35.369 2.40 1.55332 71.7 38.40
5* 26.617 10.90 34.86
6 -52.848 1.80 1.83481 42.7 34.78
7 203.581 1.61 35.43
8 67.731 7.32 1.68893 31.1 36.68
9 -63.628 (可変) 36.71
10 2453.700 2.27 1.74077 27.8 28.99
11 -144.408 0.15 29.01
12 48.027 1.50 1.80518 25.4 29.95
13 20.159 8.03 1.72047 34.7 29.23
14 126.334 (可変) 29.13
15 59.873 1.50 1.80100 35.0 29.82
16 31.647 6.94 1.59522 67.7 29.26
17 -79.276 (可変) 29.14
18(開口絞り) ∞ 3.72 25.59
19 -63.584 1.25 1.80610 40.9 24.75
20 22.699 4.73 1.80518 25.4 24.74
21 104.459 3.50 24.74
22(補助絞り) ∞ (可変) (可変)
23 21.821 8.70 1.43875 94.9 25.58
24 -44.402 0.15 24.75
25* 194.175 1.40 1.85400 40.4 23.70
26 17.672 9.74 1.49700 81.5 23.58
27 -56.579 (可変) 25.31
28 ∞ 27.70
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 1.50 73.20
2* ∞ 2.70 1.88300 40.8 54.72
3* 22.087 5.81 38.48
4* 35.369 2.40 1.55332 71.7 38.40
5* 26.617 10.90 34.86
6 -52.848 1.80 1.83481 42.7 34.78
7 203.581 1.61 35.43
8 67.731 7.32 1.68893 31.1 36.68
9 -63.628 (可変) 36.71
10 2453.700 2.27 1.74077 27.8 28.99
11 -144.408 0.15 29.01
12 48.027 1.50 1.80518 25.4 29.95
13 20.159 8.03 1.72047 34.7 29.23
14 126.334 (可変) 29.13
15 59.873 1.50 1.80100 35.0 29.82
16 31.647 6.94 1.59522 67.7 29.26
17 -79.276 (可変) 29.14
18(開口絞り) ∞ 3.72 25.59
19 -63.584 1.25 1.80610 40.9 24.75
20 22.699 4.73 1.80518 25.4 24.74
21 104.459 3.50 24.74
22(補助絞り) ∞ (可変) (可変)
23 21.821 8.70 1.43875 94.9 25.58
24 -44.402 0.15 24.75
25* 194.175 1.40 1.85400 40.4 23.70
26 17.672 9.74 1.49700 81.5 23.58
27 -56.579 (可変) 25.31
28 ∞ 27.70
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.88349e-005 A 6=-2.19275e-008 A 8= 1.13152e-011 A10= 1.63975e-015 A12=-3.28448e-018
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.30746e-005 A 6= 6.18453e-008 A 8=-8.17198e-011 A10=-6.46977e-014 A12= 3.79639e-016
第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.97180e-005 A 6= 7.51396e-008 A 8=-3.42552e-011 A10=-2.03193e-014 A12=-4.70364e-018
第5面
K =-2.42247e-001 A 4= 1.84646e-005 A 6=-4.06638e-010 A 8= 1.38889e-010 A10=-5.35901e-013 A12=-8.87147e-019
第25面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.09759e-005 A 6=-1.41529e-008 A 8=-1.43989e-011 A10= 8.16486e-016 A12=-1.54864e-016
第2面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.88349e-005 A 6=-2.19275e-008 A 8= 1.13152e-011 A10= 1.63975e-015 A12=-3.28448e-018
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.30746e-005 A 6= 6.18453e-008 A 8=-8.17198e-011 A10=-6.46977e-014 A12= 3.79639e-016
第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.97180e-005 A 6= 7.51396e-008 A 8=-3.42552e-011 A10=-2.03193e-014 A12=-4.70364e-018
第5面
K =-2.42247e-001 A 4= 1.84646e-005 A 6=-4.06638e-010 A 8= 1.38889e-010 A10=-5.35901e-013 A12=-8.87147e-019
第25面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.09759e-005 A 6=-1.41529e-008 A 8=-1.43989e-011 A10= 8.16486e-016 A12=-1.54864e-016
各種データ
ズーム比 2.06
広角 中間 望遠
焦点距離 16.48 23.60 33.95
Fナンバー 2.90 2.90 2.90
半画角（度） 52.70 42.51 32.51
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 173.75 162.85 160.00
BF 38.00 38.00 38.00
d 9 34.27 14.45 1.00
d14 7.10 8.88 5.97
d17 0.50 5.71 9.27
d22 6.27 1.06 -2.50
d27 0.00 7.14 20.65
ea22inf 17.11 19.74 25.63
ea22mod 16.50 18.00 22.00
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
1 1 -26.28 34.03 0.58 -32.94
2 10 77.25 11.96 -1.34 -8.03
3 15 70.69 8.44 2.38 -2.92
4 18 -48.19 13.20 4.95 -5.53
5 23 45.36 19.99 3.11 -11.39
ズーム比 2.06
広角 中間 望遠
焦点距離 16.48 23.60 33.95
Fナンバー 2.90 2.90 2.90
半画角（度） 52.70 42.51 32.51
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 173.75 162.85 160.00
BF 38.00 38.00 38.00
d 9 34.27 14.45 1.00
d14 7.10 8.88 5.97
d17 0.50 5.71 9.27
d22 6.27 1.06 -2.50
d27 0.00 7.14 20.65
ea22inf 17.11 19.74 25.63
ea22mod 16.50 18.00 22.00
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
1 1 -26.28 34.03 0.58 -32.94
2 10 77.25 11.96 -1.34 -8.03
3 15 70.69 8.44 2.38 -2.92
4 18 -48.19 13.20 4.95 -5.53
5 23 45.36 19.99 3.11 -11.39
（数値データ２）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 ∞ 1.65 73.26
2 204.560 2.10 1.84666 23.9 68.66
3 72.156 7.40 1.77250 49.6 64.50
4 333.009 0.15 63.84
5 56.551 6.70 1.77250 49.6 59.01
6 147.768 (可変) 57.87
7* 107.703 1.60 1.88300 40.8 33.53
8 16.578 7.87 24.69
9 -46.474 1.15 1.59522 67.7 23.67
10 21.417 4.45 1.88300 40.8 21.26
11 67.901 1.27 19.98
12 129.834 3.48 1.59270 35.3 20.65
13 -49.739 1.61 21.37
14 -23.347 1.15 1.72916 54.7 21.43
15 404.189 2.69 1.84666 23.9 23.86
16 -57.801 (可変) 24.55
17 ∞ 1.90 (可変)
18(絞り) ∞ 0.00 26.94
19 27.563 1.45 1.88300 40.8 30.03
20 21.253 11.00 1.49700 81.5 29.21
21 -64.876 0.20 29.58
22 43.054 2.70 1.58313 59.4 29.26
23* 63.670 4.61 28.62
24 -44.565 1.40 1.72047 34.7 28.59
25 -153.891 (可変) 29.25
26 31.112 7.13 1.43875 94.9 30.54
27 -203.991 0.20 30.08
28 47.466 5.85 1.49700 81.5 30.47
29 -71.666 1.96 30.22
30* -205.992 2.10 1.85006 40.2 28.71
31* 88.343 2.63 27.92
32 -442.074 1.40 1.83400 37.2 28.02
33 61.478 5.17 1.51633 64.1 28.80
34 -61.478 29.46
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 ∞ 1.65 73.26
2 204.560 2.10 1.84666 23.9 68.66
3 72.156 7.40 1.77250 49.6 64.50
4 333.009 0.15 63.84
5 56.551 6.70 1.77250 49.6 59.01
6 147.768 (可変) 57.87
7* 107.703 1.60 1.88300 40.8 33.53
8 16.578 7.87 24.69
9 -46.474 1.15 1.59522 67.7 23.67
10 21.417 4.45 1.88300 40.8 21.26
11 67.901 1.27 19.98
12 129.834 3.48 1.59270 35.3 20.65
13 -49.739 1.61 21.37
14 -23.347 1.15 1.72916 54.7 21.43
15 404.189 2.69 1.84666 23.9 23.86
16 -57.801 (可変) 24.55
17 ∞ 1.90 (可変)
18(絞り) ∞ 0.00 26.94
19 27.563 1.45 1.88300 40.8 30.03
20 21.253 11.00 1.49700 81.5 29.21
21 -64.876 0.20 29.58
22 43.054 2.70 1.58313 59.4 29.26
23* 63.670 4.61 28.62
24 -44.565 1.40 1.72047 34.7 28.59
25 -153.891 (可変) 29.25
26 31.112 7.13 1.43875 94.9 30.54
27 -203.991 0.20 30.08
28 47.466 5.85 1.49700 81.5 30.47
29 -71.666 1.96 30.22
30* -205.992 2.10 1.85006 40.2 28.71
31* 88.343 2.63 27.92
32 -442.074 1.40 1.83400 37.2 28.02
33 61.478 5.17 1.51633 64.1 28.80
34 -61.478 29.46
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.12736e-006 A 6=-9.11631e-009 A 8= 2.35269e-011 A10=-5.05824e-014 A12= 7.73415e-017
第23面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.39187e-006 A 6= 5.52428e-009 A 8=-8.87533e-012 A10= 1.15050e-013 A12=-9.43064e-017
第30面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.73309e-005 A 6=-1.56548e-007 A 8= 3.98764e-010 A10=-7.46700e-013 A12= 6.95925e-016
第31面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.43162e-005 A 6=-1.34466e-007 A 8= 3.25418e-010 A10=-4.48417e-013 A12= 2.53228e-016
第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.12736e-006 A 6=-9.11631e-009 A 8= 2.35269e-011 A10=-5.05824e-014 A12= 7.73415e-017
第23面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.39187e-006 A 6= 5.52428e-009 A 8=-8.87533e-012 A10= 1.15050e-013 A12=-9.43064e-017
第30面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.73309e-005 A 6=-1.56548e-007 A 8= 3.98764e-010 A10=-7.46700e-013 A12= 6.95925e-016
第31面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.43162e-005 A 6=-1.34466e-007 A 8= 3.25418e-010 A10=-4.48417e-013 A12= 2.53228e-016
各種データ
ズーム比 2.75
広角 中間 望遠
焦点距離 24.70 34.91 67.88
Fナンバー 2.91 2.91 2.91
半画角（度） 41.22 31.79 17.68
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 156.33 163.86 187.69
BF 38.09 46.60 63.40
d 6 2.75 11.74 30.36
d16 13.71 7.72 0.23
d25 8.82 4.84 0.74
ea17inf 18.54 20.67 25.63
ea17mod 16.80 17.80 21.70
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 106.37 18.00 3.15 -7.63
2 7 -16.39 25.26 2.87 -15.39
3 17 57.88 23.26 -3.01 -18.40
4 26 46.04 26.44 1.17 -18.24
ズーム比 2.75
広角 中間 望遠
焦点距離 24.70 34.91 67.88
Fナンバー 2.91 2.91 2.91
半画角（度） 41.22 31.79 17.68
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 156.33 163.86 187.69
BF 38.09 46.60 63.40
d 6 2.75 11.74 30.36
d16 13.71 7.72 0.23
d25 8.82 4.84 0.74
ea17inf 18.54 20.67 25.63
ea17mod 16.80 17.80 21.70
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 106.37 18.00 3.15 -7.63
2 7 -16.39 25.26 2.87 -15.39
3 17 57.88 23.26 -3.01 -18.40
4 26 46.04 26.44 1.17 -18.24
ＳＰ 主絞り ＳＳＰ 補助絞り（可変絞り） 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
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
Claims (9)
- 全ズーム範囲において開放Ｆ値が一定であるズームレンズであって、
ズーミングに際して開口径が可変の可変絞りを有し、
該可変絞りは、全ズーム範囲のうち少なくとも一部のズーム位置において前記開放Ｆ値を決定しており、
前記開口径は、望遠端におけるフォーカシングに際して可変であり、
望遠端において無限遠にフォーカスしているときの前記開口径をＤ（１−０）、望遠端において至近にフォーカスしているときの前記開口径をＤ（１−Ｘ）とするとき、
０．６＜Ｄ（１−Ｘ）／Ｄ（１−０）＜０．９５
なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。 - 前記開口径は、広角端から望遠端へのズーミングに際して大きくなることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
- 前記開口径は、望遠端における無限遠から至近へのフォーカシングに際して小さくなることを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
- 前記開口径は、ズーミングに際して移動するレンズ群の位置及びフォーカシングに際して移動するレンズ群の位置に応じて決定されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のズームレンズ。
- 望遠端において無限遠にフォーカスしているときの前記開口径は、広角端において至近にフォーカスしているときの前記開口径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のズームレンズ。
- 広角端において無限遠にフォーカスしているときの前記開口径は、広角端において至近にフォーカスしているときの前記開口径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のズームレンズ。
- 望遠端において至近にフォーカスしているときの前記開口径は、広角端において無限遠にフォーカスしているときの前記開口径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のズームレンズ。
- 全系のＦ値を決定する主絞りを有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のズームレンズ。
- 請求項１乃至８の何れか一項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成される像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
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