JP6949533B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6949533B2
JP6949533B2 JP2017077997A JP2017077997A JP6949533B2 JP 6949533 B2 JP6949533 B2 JP 6949533B2 JP 2017077997 A JP2017077997 A JP 2017077997A JP 2017077997 A JP2017077997 A JP 2017077997A JP 6949533 B2 JP6949533 B2 JP 6949533B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
lens group
group
zoom
zoom lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017077997A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018180203A5 (ja
JP2018180203A (ja
Inventor
庄一 竹本
庄一 竹本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2017077997A priority Critical patent/JP6949533B2/ja
Priority to US15/949,542 priority patent/US10761302B2/en
Publication of JP2018180203A publication Critical patent/JP2018180203A/ja
Publication of JP2018180203A5 publication Critical patent/JP2018180203A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6949533B2 publication Critical patent/JP6949533B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/009—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras having zoom function
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/145—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only
    • G02B15/1451—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive
    • G02B15/145121—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive arranged +-+-+
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/20—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having an additional movable lens or lens group for varying the objective focal length
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/32—Means for focusing
    • G03B13/34—Power focusing
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0007—Movement of one or more optical elements for control of motion blur
    • G03B2205/0015—Movement of one or more optical elements for control of motion blur by displacing one or more optical elements normal to the optical axis
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0046—Movement of one or more optical elements for zooming
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B5/02—Lateral adjustment of lens

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、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、放送用カメラ等の撮像装置に用いる撮像光学系として好適なものである。
近年、固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の装置全体の小型化が進んできた。そしてそれに用いる撮像光学系として明るくかつ高ズーム比で、しかも全ズーム範囲にわたり高い光学性能を有したズームレンズであること等が要求されている。一方で、高画質で被写界深度の浅い画を得るために固体撮像素子の大型化も望まれており、ズームレンズはより一層の小型化が求められている。
従来から、物体側より像側へ順に、正、負、正、負、正の屈折力の第１レンズ群乃至第５レンズ群よりなる５群ズームレンズが知られている。
例えば、特許文献１では物体側より順に正、負、正、負、正の屈折力を有するレンズ群を配し、ズーミングに際して第２レンズ群、第３レンズ群、第５レンズ群が移動するレンズが開示されている。特許文献２では物体側より順に正、負、正、負、正の屈折力を有するレンズ群を配し、ズーミングに際して第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群が移動する構成が開示されている。
特開２０１３−０１５７４３号公報 特開２０１６−１０２８８７号公報
前述したような、固体撮像素子の大型化に対応する場合、レンズのイメージサイズを大きくするために、レンズ自体の大きさも大きくなるため、小型化が課題となる。また、イメージサイズが大きいレンズでは、同じ画角でも焦点距離も長くなるため、焦点距離の二乗倍に比例して大きくなるフォーカシング時のフォーカスレンズ群の繰り出し量が大きくなり、小型化が困難となる。
５群ズームレンズにおいて、全系の小型化と、高ズーム比化を達成しながら、全ズーム範囲にわたり高い光学性能を得るには、各レンズ群の屈折力配置や、各レンズ群のズーミングに伴う移動条件等を適切に設定することが重要となる。例えば、フォーカスレンズ群の繰り出し量を小さくするためには、フォーカスレンズ群と、それよりも像側に配置されるレンズ群の焦点距離の関係を適切に設定することが重要となる。また、小型化を達成しながら高変倍比化を達成するためには、ズーミングの際の第２レンズ群と第３レンズ群の移動量の関係を適切に設定することが重要になってくる。これらの要素を適切に設定しないと、全系の小型化と、高変倍比化を達成しながら、全ズーム範囲で高い光学性能を得るのが大変困難になってくる。
特許文献１に記載のズームレンズでは、第５レンズ群をフォーカスレンズ群としているため、フォーカスレンズ群の繰り出し量を小さくすることが困難な構成である。特許文献２に記載のズームレンズでは、第４レンズ群をフォーカスレンズ群としているが、第４レンズ群と第５レンズ群の屈折力の比がフォーカスレンズ群の繰り出し量を小さくするような関係でない。
本発明は、例えば、大イメージサイズ対応、小型、高変倍比、全ズーム範囲での高い光学性能の点で有利なズームレンズを提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、変倍のためには移動せず正の屈折力を有する第１レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍に際して移動する正の屈折力を有する第３レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力を有する第４レンズ群、１つ以上のレンズ群から構成され全体で正の屈折力を有する後群を有し、フォーカシングに際して前記第４レンズ群が光軸方向に移動し、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記後群の望遠端における合成焦点距離をｆＲ、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗ、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の移動量をＭ２、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第３レンズ群の移動量をＭ３、広角端における半画角をωｗ、望遠端かつ無限遠合焦状態において前記第４レンズ群が１（ｍｍ）像側へ移動した際に生じるピント位置の変化量をｄｓｋｔ（ｍｍ）、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、但し、移動量の符号は、広角端より望遠端においてレンズ群が物体側に位置するときを負、広角端より望遠端においてレンズ群が像側に位置するときを正とするとき、
−０．６０＜ｆ４／ｆＲ＜−０．２０
−５．００＜Ｍ２／Ｍ３＜−１．５０
−０．４２＜ｄｓｋｔ／（ｆｗ×ｔａｎωｗ）＜−０．１５
−６．５＜ｆ１／ｆ２＜−４．０
なる条件式を満足することを特徴とする。
本発明によれば、例えば、大イメージサイズ対応、小型、高変倍比、全ズーム範囲での高い光学性能の点で有利なズームレンズを提供することができる。
数値実施例１の広角端において無限遠合焦時のレンズ断面図 数値実施例１の広角端（ａ）、望遠端（ｂ）で無限遠合焦時の収差図 数値実施例２の広角端において無限遠合焦時のレンズ断面図 数値実施例２の広角端（ａ）、望遠端（ｂ）で無限遠合焦時の収差図 数値実施例３の広角端において無限遠合焦時のレンズ断面図 数値実施例３の広角端（ａ）、望遠端（ｂ）で無限遠合焦時の収差図 数値実施例４の広角端において無限遠合焦時のレンズ断面図 数値実施例４の広角端（ａ）、望遠端（ｂ）で無限遠合焦時の収差図 数値実施例５の広角端において無限遠合焦時のレンズ断面図 数値実施例５の広角端（ａ）、望遠端（ｂ）で無限遠合焦時の収差図 本発明のズームレンズを搭載するビデオカメラ（撮像装置）の要部概略図 ピント位置の変化を説明するための模式図
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、後続レンズ群より構成されている。そしてズーミングに際して、少なくとも第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群が移動する。
図１は本発明の実施例１としての数値実施例１の広角端で無限遠物体合焦時におけるレンズ断面図である。図２（ａ）、（ｂ）は、数値実施例１の広角端と望遠端における無限遠物体合焦時における縦収差図である。
各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮影光学系であり、レンズ断面図において、左方が被写体側（物体側）で、右方が像側である。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は後続レンズ群ＬＲに相当する第５レンズ群である。ＳＰは開口絞りであり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間に位置している。各実施例のズームレンズは、ズーミングに際して開口絞りＳＰを不動としているが、適切な範囲で可動としても良い。これによればさらなる全系の小型化が容易になる。各実施例では開口絞りＳＰをズーミングに際して不動とし、撮像装置を簡素化している。Ｐは光学フィルタ、フェースプレート等に相当する光学ブロックである。Ｉは像面であり、デジタルスチルカメラやビデオ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の撮像面が、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。収差図のうち、球面収差においてｄはｄ線、ｇはｇ線である。非点収差図においてΔＭ、ΔＳは各々メリジオナル像面、サジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。また、ＦｎｏはＦナンバーである。ωは半画角（度）である。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方向において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。各実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズ群Ｌ２が像側に移動する。また第３レンズ群Ｌ３は広角端に比べて望遠端において物体側に位置するようにして変倍を行う。また、第４レンズ群Ｌ４を非線形に光軸上を移動し、像面変動を補正している。また、各実施例では、第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカシング（フォーカス）を行うリヤーフォーカス式を採用している。また、各実施例では望遠端において無限遠から近距離へフォーカスを行う場合には、第４レンズ群Ｌ４を像側に繰り出すことで行っている。尚、各実施例においては撮影時に、第３レンズ群Ｌ３の全体または一部を光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動させる事によってズームレンズが振動したときに生ずる撮影画像のブレを補正するようにしても良い。即ち像ぶれ補正を行っても良い。
各実施例のズームレンズは、物体側から順に、変倍時に固定で正の屈折力を有する第１レンズ群、変倍時に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍時に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群、変倍時に移動する負の屈折力を有する第４レンズ群、全体で正の屈折力を有する後続レンズ群を有する。フォーカシングに際して前記第４レンズ群が光軸方向に移動し、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記後続レンズ群の望遠端における合成焦点距離をｆＲ、広角端におけるレンズ全系の焦点距離をｆｗ、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の移動量をＭ２、広角端から望遠端へのズーミングにおける第３レンズ群の移動量をＭ３、広角端における半画角をωｗ、望遠端無限遠合焦状態において前記第４レンズ群が１（ｍｍ）像側へ移動した際に生じるピント位置の変化量をｄｓｋｔ（ｍｍ）とするとき、下記の条件式を満足している。
−０．６０＜ｆ４／ｆＲ＜−０．２０ ・・・（１）
−５．００＜Ｍ２／Ｍ３＜−１．５０ ・・・（２）
−０．４２＜ｄｓｋｔ／（ｆｗ×ｔａｎωｗ）＜−０．１５ ・・・（３）
ここで、ズーミングに際して移動するレンズ群の移動量の符号は広角端に比べて望遠端においてレンズ群が物体側に位置するときを負、像側に位置するときを正とする。尚、位置の差M２、M３は単調に移動するときは移動量に相当する。往復移動するときは、往復距離は含まず広角端における位置と望遠端における光軸方向の位置の差である。
図１２は、前述したピント位置の変化を説明する図である。図のように、撮像面に結像位置が合った状態を基準として、フォーカスレンズ群である第４レンズ群が光軸方向に１（ｍｍ）像側へ移動したときに、入射光の結像位置はｄｓｋｔ（ｍｍ）だけ動く。この現象をピント位置の変化とし、その変化量をピント位置の変化量とする。
本発明のズームレンズは前述の如く構成して全系が小型で高ズーム比化を確保するのに適した構成としている。第１レンズ群Ｌ１は偏芯すると望遠端において像面湾曲が回転対称でなくなり、例えば画面の左右で合焦する被写体距離が異なってしまい好ましくない。そのため、第１レンズ群Ｌ１はズーミングに際して不動としている。第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群Ｌ３を移動させる事で変倍を行なっている。第３レンズ群Ｌ３を移動させて中間のズーム位置において入射瞳位置を短くして前玉有効径の小型化も図っている。第４レンズ群Ｌ４は変倍に伴う像面変動を補正するために移動させている。
そして前述の条件式（１）〜（３）を満足している。
次に条件式（１）〜（３）の技術的意味について説明する。
条件式（１）は、第４レンズ群の焦点距離ｆ４と、第４レンズ群よりも像側に配置される後続レンズ群の望遠端における合成焦点距離ｆＲの比を規定している。条件式（１）の上限を超えると、第４レンズ群の屈折力が強くなり過ぎ、フォーカシング時の球面収差や像面湾曲の変動が大きくなるため、良好な光学性能を得ることが困難となる。逆に条件式（１）の下限を下回ると、第４レンズ群の屈折力が弱くなり、フォーカシングのための移動量が大きくなるため、全長が長くなり易く、小型化が困難となる。
条件式（２）は、広角端から望遠端へのズーミングにおける第２レンズ群の移動量Ｍ２と、広角端から望遠端へのズーミングにおける第３レンズ群の移動量Ｍ３の関係を規定している。条件式（２）の上限を超えると、主変倍群である第２レンズ群以外でズーム比を稼ぐ必要があるため、第２レンズ群以外のズーミングにおける移動量が増大するため、レンズ全長が長くなり易く、小型化が困難となる。逆に条件式（２）の下限を下回ると、第２レンズ群の移動量が大きくなり、第１レンズ群から開口絞りまでの距離が長くなり、第１レンズ群が大型化するため、小型化が困難となる。
条件式（３）は、望遠端無限遠合焦状態において前記第４レンズ群が１（ｍｍ）像側へ移動した際に生じるピント位置の変化量ｄｓｋｔ（ｍｍ）と、広角端における半画角の正接と広角端における焦点距離の積ｆｗ×ｔａｎωとの比を規定している。ｆｗ×ｔａｎωは、レンズ全系の最大像高であり、イメージサイズの半分である。ここで、フォーカシングのフォーカスレンズ群の移動量は、焦点距離の二乗に比例して大きくなる。同じ画角でも、イメージサイズの大きいレンズでは、イメージサイズ比分だけ焦点距離は長くなる。そのため、大判センサに対応するレンズでは、フォーカスレンズ群の位置が変化する際に生じるピント変化も適切な大きさに設定しなければ、フォーカシング時のフォーカスレンズ群の移動量が大きくなり、レンズ全長が長くなってしまう。本発明では、イメージサイズが大きいレンズでもフォーカシング時のフォーカスレンズ群の移動量を抑えることができるように、フォーカスレンズ群の位置が変化する際に生じるピント変化量を適切な範囲に規定している。条件式（３）の上限を超えると、フォーカシングのための第４レンズ群の移動量が大きくなり、小型化が困難となる。逆に条件式（３）の下限を下回ると、フォーカシング時の第４レンズ群の移動量は小さくできるが、第４レンズ群が微小に動いた際のピントの変化量が大きくなり過ぎるため、フォーカス時の駆動制御が困難となる。
更に好ましくは、条件式（１）〜条件式（３）は次の如く設定するのが良い。
−０．５８＜ｆ４／ｆＲ＜−０．２５ ・・・（１ａ）
−４．５０＜Ｍ２／Ｍ３＜−１．８０ ・・・（２ａ）
−０．４０＜ｄｓｋｔ／（ｆｗ×ｔａｎωｗ）＜−０．１７ ・・・（３ａ）
更なる本発明のズームレンズの態様として、以下の条件式を満足するのが望ましい。
３．５＜ｆ１／ｆｗ＜８．５ ・・・（４）
条件式（４）は第１レンズ群の焦点距離と広角端における全系の焦点距離の比を規定している。条件式（４）の上限を超えると、第１レンズ群の屈折力が弱くなるため、所定のズーム比を得るために必要な第２レンズ群の移動量が増大するため、全長や第１レンズ群の小型化が困難となる。逆に条件式（４）の下限を下回ると、小型化には有利な構成となるが、望遠側のズームポジションにおける球面収差や、コマ収差を良好に補正することが困難となる。
更に好ましくは、条件式（４）は次の如く設定するのが良い。
３．７＜ｆ１／ｆｗ＜８．２ ・・・（４ａ）
更なる本発明のズームレンズの態様として、以下の条件式を満足するのが望ましい。
−６．５＜ｆ１／ｆ２＜−４．０ ・・・（５）
但し、広角端における前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とする。
条件式（５）は、第１レンズ群の焦点距離と広角端における第２レンズ群の焦点距離の比を規定している。条件式（５）の上限を超えると、望遠側のズームポジションにおいて、球面収差やコマ収差の補正が困難となる。逆に条件式（５）の下限を下回ると、広角側のズームポジションにおいて、非点収差の補正が困難となる。
更に好ましくは、条件式（５）は次の如く設定するのが良い。
−６．３＜ｆ１／ｆ２＜−４．２ ・・・（５ａ）
更なる本発明のズームレンズの態様として、以下の条件式を満足するのが望ましい。
−７．０＜ｆ１／ｆ４＜−２．０ ・・・（６）
条件式（６）は、第１レンズ群の焦点距離と第４レンズ群の焦点距離の比を規定している。条件式（６）の上限を超えると、第１レンズ群の屈折力が強くなり過ぎるため、望遠側のズームポジションにおいて、球面収差やコマ収差の補正が困難となる。逆に条件式（６）の下限を下回ると、第４レンズ群の屈折力が強くなり過ぎるため、フォーカシング時の球面収差や像面湾曲の変動が大きくなるため、良好な光学性能を得ることが困難となる。
更に好ましくは、条件式（６）は次の如く設定するのが良い。
−６．８＜ｆ１／ｆ４＜−２．３ ・・・（６ａ）
更なる本発明のズームレンズの態様として、第２レンズ群と第３レンズ群の間に開口絞りが配置されることが好ましい。ズーミングで移動する第２レンズ群と第３レンズ群の間に配置し、それぞれの移動量を適切に割り振ることで、第１レンズ群から開口絞りまでの距離を制御し、第１レンズ群の有効径を小さくすることが容易にできる。
更なる本発明のズームレンズの態様として、第１レンズ群は、３枚以上の構成としている。第１レンズ群の有効径を下げるためには、第１レンズ群を構成する正レンズの中の最も像側のレンズの正レンズの材料の屈折率を高くすることが有効である。しかしながら屈折率が高い硝材は、アッベ数も大きくなる傾向にあるため、屈折率の高い材料を正レンズに用いる場合、特に望遠端の軸上色収差の補正が困難となる。そこで、正レンズを追加し、材料に分散が小さい材料を使うことで、望遠端の軸上色収差の補正を良好に行いながら、第１レンズ群の有効径を下げることができる。加えて、第１レンズ群を構成するレンズの各面の曲率を緩くする効果も得られるため、望遠側のズームポジションでコマ収差や球面収差を良好に補正することが可能となる。
更なる本発明のズームレンズの態様として、以下の条件式を満足するのが望ましい。
０．９９＜Ｎｄ１ｐｒ／Ｎｄ１ｐｆ＜１．４０ ・・・（７）
条件式（７）は、第１レンズ群を構成する正レンズの中の最も像側に配置される正レンズＧ１ｐｒの材料の屈折率Ｎｄ１ｐｒと、前記第１レンズ群を構成する正レンズの中の最も像側に配置される正レンズＧ１ｐｒ以外の正レンズの材料の屈折率の平均値Ｎｄ１ｐｆの関係を規定している。
第１レンズ群において、レンズ内を通る光線と光軸の成す角は、最も像側の正レンズＧ１ｐｒ内で最大となる。そのため、第１レンズ群内で最も像側の正レンズＧ１ｐｒを薄くすると物体側のレンズ面と像側のレンズ面の光線有効径差が小さくなり前玉有効径の小型化が容易になる。但し、第１レンズ群内で最も像側の正レンズＧ１ｐｒの屈折力を弱くしてしまうと、より物体側まで光軸に対して急な角度で光線が通過する様になってしまい、前玉有効径が大きくなってしまう。従って、第１レンズ群内で最も像側の正レンズＧ１ｐｒの材料の屈折率を高くする事でレンズ面の曲率半径を大きくし、屈折力を一定の位置に維持したままレンズを薄くする事が、前玉有効径の小型化には有効である。
条件式（７）の上限を超えると、第１レンズ群を構成するレンズの有効径を小さくし易く、小型化に有利な構成となるが、ペッツバール和が増大し像面湾曲の補正が困難となる。逆に条件式（７）の下限を超えると、第１レンズ群の物体側に配置されるレンズの有効径を小さくすることが難しく、小型化が困難となる。
更に好ましくは、条件式（７）は次の如く設定するのが良い。
０．９９＜Ｎｄ１ｐｒ／Ｎｄ１ｐｆ＜１．３５ ・・・（７ａ）
更なる本発明のズームレンズの態様として、開口絞りは、ズーミングに際して光軸方向に移動しないことが好ましい。開口絞りがズームで移動する場合、開口径を制御する機構と一緒に移動させる必要があるため、駆動機構が複雑化し、それに伴う駆動のための消費電力増大が避けられない。
更なる本発明のズームレンズの態様として、以下の条件式を満足するのが望ましい。
１４．０＜ｆｗ×ｔａｎωｗ ・・・（８）
条件式（８）は、広角端における半画角の正接と広角端における焦点距離の積ｆｗ×ｔａｎωを規定している。ｆｗ×ｔａｎωは、レンズ全系の最大像高であり、イメージサイズの半分である。条件式（８）を満足することで、固体撮像素子の大型化に対応するイメージサイズの大きいレンズが得られる。
更に好ましくは、条件式（８）は次の如く設定するのが良い。
１６．０＜ｆｗ×ｔａｎωｗ＜２４．０ ・・・（８ａ）
以下に本発明のズームレンズの具体的な構成について、実施例１〜５に対応する数値実施例１〜５のレンズ構成の特徴により説明する。
本実施例における第１レンズ群Ｌ１について説明する。第１レンズ群Ｌ１は第１面から第７面に対応する。第１レンズ群Ｌ１は、物体側に凸面のメニスカス凹レンズと両凸レンズの接合レンズ、物体側に凸面のメニスカス凸レンズ、物体側に凸面のメニスカス凸レンズで構成される。第２レンズ群Ｌ２は、第８面から第１５面に対応し、物体側に凸面のメニスカス凹レンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、像側に凸面のメニスカス凹レンズで構成される。また、第９面は非球面形状で、主に変倍に伴う像面湾曲、周辺像高におけるコマ収差の変動を補正している。第３レンズ群Ｌ３は、第１７面から第２４面に対応し、物体側に凸面のメニスカス凸レンズ、物体側に凸面のメニスカス凹レンズと凸レンズの接合レンズ、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズで構成される。また、第１８面は非球面形状で、主に変倍に伴う球面収差の変動を補正している。第４レンズ群Ｌ４は、第２５面から第２７面に対応し、像側が凸面のメニスカス凸レンズと両凹の接合レンズで構成される。また、第４レンズ群Ｌ４は、無限遠側から至近側への合焦時に像側へ移動する合焦群である。後続レンズ群ＬＲである第５レンズ群は、第２８面から第３２面に対応し、両凸レンズと像側が凸面のメニスカス凹レンズの接合レンズと両凸レンズで構成される。
上記実施例１に対応する数値実施例１について説明する。数値実施例１に限らず全数値実施例において、ｉは物体側からの面（光学面）の順序を示し、ｒｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面の間隔（光軸上）を示している。また、ｎｄｉ、νｄｉは、第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の媒質（光学部材）の屈折率、アッベ数を、ＢＦは空気換算のバックフォーカスを表している。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐常数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２をそれぞれ非球面係数としたとき、次式で表している。また、「ｅ−Ｚ」は「×１０−Ｚ」を意味する。半画角は光線追跡で求めた値である。
Figure 0006949533
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（８）式を満足しており、イメージサイズの大きい光学系ながら、小型化と高変倍比化を両立し、全ズーム範囲で高い光学性能を有するズームレンズを達成している。本発明のズームレンズは、（１）〜（３）式を満足することは必須であるが、（４）〜（８）式については満足していなくても構わない。但し、（４）〜（８）式について少なくとも１つでも満足していれば更に良い効果を奏することができる。これは他の実施例についても同様である。
図１１は各実施例のズームレンズを撮影光学系として用いた撮像装置（テレビカメラシステム）の概略図である。図１１において１０１は実施例１〜５のいずれかのズームレンズである。１２４はカメラである。ズームレンズ１０１はカメラ１２４に対して着脱可能となっている。１２５はカメラ１２４にズームレンズ１０１を装着することで構成される撮像装置である。ズームレンズ１０１は第１レンズ群Ｆ、変倍部ＬＺ、後続レンズ群Ｒを有している。変倍部ＬＺには合焦用レンズ群が含まれている。変倍部ＬＺは変倍のために光軸上を移動する第２レンズ群及び第３レンズ群と、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を移動する第４レンズ群が含まれている。第４レンズ群は、無限遠側から至近側への合焦時に像側へ移動する合焦群を兼ねる。ＳＰは開口絞りである。１１５は第１レンズ群Ｆ、変倍部ＬＺを光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。１１７〜１１８は駆動機構１１５及び開口絞りＳＰを電動駆動するモータ（駆動手段）である。１２０〜１２１は、変倍部ＬＺの光軸上の位置や、開口絞りＳＰの絞り径を検出するためのエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。カメラ１２４において、１０９はカメラ１２４内の光学フィルタや色分解光学系に相当するガラスブロック、１１０はズームレンズ１０１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。尚、電子撮像素子を用いる場合、電子的に収差補正をすることで出力画像を更に高画質化することができる。また、１１１、１２２はカメラ１２４及びズームレンズ１０１の各種の駆動を制御するＣＰＵである。
このように、本発明のズームレンズをデジタルビデオカメラやテレビカメラやシネマ用カメラに適用することにより、高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
図３は本発明の実施例２（数値実施例２）であるズームレンズにおいて、広角端で無限遠に合焦しているときのレンズ断面図である。図４において、（ａ）は広角端、（ｂ）は望遠端の縦収差図を示している。いずれの収差図も、無限遠に合焦しているときの縦収差図である。図３において、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群 Ｌ１を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して、像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して、光軸上を非直線的に移動する変倍用の正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を有している。更に、第２レンズ群と第３レンズ群の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、変倍に伴う像面変動を補正する負の第４レンズ群Ｌ４を有している。更に第４レンズ群は無限遠側から至近側への合焦時に像側へ移動する。更に、変倍のためには移動しない結像作用をする正の屈折力の後続レンズ群ＬＲである第５レンズ群Ｌ５を有している。ＳＰは開口絞り、Ｉは像面である。
次に、本実施例における第１レンズ群Ｌ１について説明する。第１レンズ群Ｌ１は第１面から第７面に対応する。第１レンズ群Ｌ１は、物体側に凸面のメニスカス凹レンズと物体側に凸面のメニスカス凸レンズの接合レンズ、物体側に凸面のメニスカス凸レンズ、物体側に凸面のメニスカス凸レンズで構成される。第２レンズ群Ｌ２は、第８面から第１５面に対応し、物体側に凸面のメニスカス凹レンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、像側に凸面のメニスカス凹レンズで構成される。また、第９面は非球面形状で、主に変倍に伴う像面湾曲、周辺像高におけるコマ収差の変動を補正している。第３レンズ群Ｌ３は、第１７面から第２４面に対応し、物体側に凸面のメニスカス凸レンズ、物体側に凸面のメニスカス凹レンズと両凸レンズの接合レンズ、両凸レンズと像側に凸面のメニスカス凹レンズの接合レンズで構成される。また、第１７面、第１８面は非球面形状で、主に変倍に伴う球面収差の変動を補正している。第４レンズ群Ｌ４は、第２５面から第２７面に対応し、像側が凸面のメニスカス凸レンズと両凹の接合レンズで構成される。また、第４レンズ群Ｌ４は、無限遠側から至近側への合焦時に像側へ移動する合焦群である。後続レンズ群ＬＲである第５レンズ群は、第２８面から第３２面に対応し、像側に凸面のメニスカス凸レンズと像側が凸面のメニスカス凹レンズの接合レンズと両凸レンズで構成される。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（８）式を満足しており、イメージサイズの大きい光学系ながら、小型化と高変倍比化を両立し、全ズーム範囲で高い光学性能を有するズームレンズを達成している。
図５は本発明の実施例３（数値実施例３）であるズームレンズにおいて、広角端で無限遠に合焦しているときのレンズ断面図である。図６において、（ａ）は広角端、（ｂ）は望遠端の縦収差図を示している。いずれの収差図も、無限遠に合焦しているときの縦収差図である。図５において、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群 Ｌ１を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して、像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して、光軸上を非直線的に移動する変倍用の正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を有している。更に、第２レンズ群と第３レンズ群の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、変倍に伴う像面変動を補正する負の第４レンズ群Ｌ４を有している。更に第４レンズ群は無限遠側から至近側への合焦時に像側へ移動する。更に、変倍のためには移動しない結像作用をする正の屈折力の後続レンズ群ＬＲである第５レンズ群Ｌ５を有している。ＳＰは開口絞り、Ｉは像面である。
次に、本実施例における第１レンズ群Ｌ１について説明する。第１レンズ群Ｌ１は第１面から第７面に対応する。第１レンズ群Ｌ１は、物体側に凸面のメニスカス凹レンズと両凸レンズの接合レンズ、物体側に凸面のメニスカス凸レンズ、物体側に凸面のメニスカス凸レンズで構成される。第２レンズ群Ｌ２は、第８面から第１３面に対応し、物体側に凸面のメニスカス凹レンズ、両凹レンズ、両凸レンズで構成される。また、第９面は非球面形状で、主に変倍に伴う像面湾曲、周辺像高におけるコマ収差の変動を補正している。第３レンズ群Ｌ３は、第１５面から第２２面に対応し、物体側に凸面のメニスカス凸レンズ、物体側に凸面のメニスカス凹レンズと両凸レンズの接合レンズ、物体側に凸面のメニスカス凹レンズと両凸レンズの接合レンズで構成される。また、第１６面は非球面形状で、主に変倍に伴う球面収差の変動を補正している。第４レンズ群Ｌ４は、第２３面から第２５面に対応し、像側が凸面のメニスカス凸レンズと両凹の接合レンズで構成される。第２５面は非球面形状で、フォーカシングに伴う球面収差や像面湾曲の変動を補正している。また、第４レンズ群Ｌ４は、無限遠側から至近側への合焦時に像側へ移動する合焦群である。後続レンズ群ＬＲである第５レンズ群は、第２６面から第３０面に対応し、両凸レンズと像側が凸面のメニスカス凹レンズの接合レンズと両凸レンズで構成される。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（８）式を満足しており、イメージサイズの大きい光学系ながら、小型化と高変倍比化を両立し、全ズーム範囲で高い光学性能を有するズームレンズを達成している。
図７は本発明の実施例４（数値実施例４）であるズームレンズにおいて、広角端で無限遠に合焦しているときのレンズ断面図である。図８において、（ａ）は広角端、（ｂ）は望遠端の縦収差図を示している。いずれの収差図も、無限遠に合焦しているときの縦収差図である。図７において、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して、像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して、光軸上を非直線的に移動する変倍用の正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を有している。更に、第２レンズ群と第３レンズ群の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、変倍に伴う像面変動を補正する負の第４レンズ群Ｌ４を有している。更に第４レンズ群は無限遠側から至近側への合焦時に像側へ移動する。更に、変倍のためには移動しない結像作用をする正の屈折力の後続レンズ群ＬＲである第５レンズ群Ｌ５を有している。ＳＰは開口絞り、Ｉは像面である。
次に、本実施例における第１レンズ群Ｌ１について説明する。第１レンズ群Ｌ１は第１面から第７面に対応する。第１レンズ群Ｌ１は、物体側に凸面のメニスカス凹レンズと両凸レンズの接合レンズ、物体側に凸面のメニスカス凸レンズ、物体側に凸面のメニスカス凸レンズで構成される。第２レンズ群Ｌ２は、第８面から第１５面に対応し、物体側に凸面のメニスカス凹レンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、像側に凸面のメニスカス凹レンズで構成される。また、第９面は非球面形状で、主に変倍に伴う像面湾曲、周辺像高におけるコマ収差の変動を補正している。第３レンズ群Ｌ３は、第１７面から第２３面に対応し、物体側に凸面のメニスカス凸レンズ、物体側に凸面のメニスカス凹レンズと両凸レンズの接合レンズ、物体側に凸面のメニスカス凸レンズで構成される。また、第１８面は非球面形状で、主に変倍に伴う球面収差の変動を補正している。第４レンズ群Ｌ４は、第２４面から第２６面に対応し、像側が凸面のメニスカス凸レンズと両凹の接合レンズで構成される。第２６面は非球面形状で、フォーカシングで発生する球面収差や像面湾曲の変動を補正している。また、第４レンズ群Ｌ４は、無限遠側から至近側への合焦時に像側へ移動する合焦群である。後続レンズ群ＬＲである第５レンズ群は、第２７面から第３１面に対応し、両凸レンズと像側が凸面のメニスカス凹レンズの接合レンズと両凸レンズで構成される。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（８）式を満足しており、イメージサイズの大きい光学系ながら、小型化と高変倍比化を両立し、全ズーム範囲で高い光学性能を有するズームレンズを達成している。
図９は本発明の実施例５（数値実施例５）であるズームレンズにおいて、広角端で無限遠に合焦しているときのレンズ断面図である。図１０において、（ａ）は広角端、（ｂ）は望遠端の縦収差図を示している。いずれの収差図も、無限遠に合焦しているときの縦収差図である。図９において、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群 Ｌ１を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して、像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を有している。更に、広角端から望遠端への変倍に際して、光軸上を非直線的に移動する変倍用の正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を有している。更に、第２レンズ群と第３レンズ群の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、変倍に伴う像面変動を補正する負の第４レンズ群Ｌ４を有している。更に第４レンズ群は無限遠側から至近側への合焦時に像側へ移動する。更に、後続レンズ群ＬＲとして、変倍時のために移動する正の第５レンズ群Ｌ５と、変倍のためには移動しない結像作用をする正の屈折力の第６レンズ群Ｌ６を有している。ＳＰは開口絞り、Ｉは像面である。
次に、本実施例における第１レンズ群Ｌ１について説明する。第１レンズ群Ｌ１は第１面から第５面に対応する。第１レンズ群Ｌ１は、物体側に凸面のメニスカス凹レンズと両凸レンズの接合レンズ、物体側に凸面のメニスカス凸レンズで構成される。第２レンズ群Ｌ２は、第６面から第１２面に対応し、物体側に凸面のメニスカス凹レンズ、両凹レンズと物体側に凸面のメニスカス凸レンズの接合レンズ、像側に凸面のメニスカス凹レンズで構成される。また、第７面は非球面形状で、主に変倍に伴う像面湾曲、周辺像高におけるコマ収差の変動を補正している。第３レンズ群Ｌ３は、第１４面から第２２面に対応し、両凸レンズ、物体側に凸面のメニスカス凹レンズ、両凸レンズ、両凸レンズと像側に凸面のメニスカス凹レンズの接合レンズで構成される。また、第１４面、第１８面は非球面形状で、主に変倍に伴う球面収差の変動を補正している。第４レンズ群Ｌ４は、第２３面から第２５面に対応し、像側が凸面のメニスカス凸レンズと両凹の接合レンズで構成される。第２３面は非球面形状で、フォーカシングで発生する球面収差や像面湾曲の変動を補正している。また、第４レンズ群Ｌ４は、無限遠側から至近側への合焦時に像側へ移動する合焦群である。後続レンズ群ＬＲの一部である第５レンズ群Ｌ５は、第２６面から第２７面に対応し、両凸レンズで構成される。第２７面は非球面であり、ズーミングで発生する像面湾曲の変動を補正している。後続レンズ群ＬＲの一部である第６レンズ群Ｌ６は、第２８面から第３０面に対応し、両凸レンズと像側に凸面のメニスカス凹レンズの接合レンズで構成される。
本実施例の各条件式対応値を表１に示す。本実施例は（１）〜（８）式を満足しており、イメージサイズの大きい光学系ながら、小型化と高変倍比化を両立し、全ズーム範囲で高い光学性能を有するズームレンズを達成している。
（数値実施例１）
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi
1 595.263 4.82 1.91650 31.6
2 125.244 15.31 1.49700 81.5
3 -1226.333 0.44
4 180.174 7.09 1.59522 67.7
5 618.854 0.44
6 121.469 9.16 1.76385 48.5
7 723.265 (可変)
8 1485.495 2.92 1.85135 40.1
9* 30.037 17.48
10 -54.315 2.04 1.76385 48.5
11 187.867 0.44
12 100.672 9.90 1.85478 24.8
13 -70.683 2.49
14 -53.640 2.04 1.59522 67.7
15 -127.531 (可変)
16(絞り) ∞ (可変)
17 45.212 10.85 1.85135 40.1
18* 163.325 8.80
19 101.147 2.58 2.00100 29.1
20 31.347 11.87 1.43875 94.9
21 -76.578 2.90
22 58.186 4.79 1.59522 67.7
23 -862.161 1.75 2.00100 29.1
24 1165.004 (可変)
25 -163.399 4.44 1.95906 17.5
26 -50.177 1.75 1.85135 40.1
27* 54.010 (可変)
28 184.212 13.81 1.48749 70.2
29 -52.149 2.19 2.00069 25.5
30 -95.891 4.67
31 180.884 9.19 1.48749 70.2
32 -95.118 (可変)
33 ∞ 3.00 1.51633 64.1
34 ∞ (可変)
像面 ∞

非球面データ
第9面
K =-1.93383e-001 A 4=-5.59156e-007 A 6=-4.72447e-010 A 8= 3.31845e-013

第18面
K =-1.91478e+001 A 4= 1.51259e-006 A 6=-1.49681e-010 A 8=-1.55675e-014

第27面
K =-1.05264e+000 A 4= 4.89649e-007 A 6=-1.18490e-009 A 8= 2.71167e-012
各種データ
ズーム比 14.89
広角 中間 望遠
焦点距離 24.35 148.31 362.58
Fナンバー 3.50 4.97 5.60
画角 37.66 8.29 3.41
像高 18.80 21.61 21.61
レンズ全長 393.95 393.95 393.95
BF 50.02 50.02 50.02

d 7 2.81 70.60 99.66
d15 102.36 34.57 5.51
d16 52.42 5.99 5.70
d24 5.73 26.93 26.72
d27 26.47 51.71 52.20
d32 37.15 37.15 37.15
d34 10.88 10.88 10.88

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 158.65
2 8 -31.69
3 16 ∞
4 17 55.36
5 25 -50.71
6 28 93.58
7 33 ∞
（数値実施例２）
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi
1 231.052 4.82 1.91650 31.6
2 107.148 11.40 1.49700 81.5
3 3964.230 0.44
4 106.358 8.16 1.59522 67.7
5 332.956 0.44
6 172.269 4.74 1.76385 48.5
7 351.010 (可変)
8 743.763 2.92 1.85135 40.1
9* 30.819 15.14
10 -68.206 2.04 1.76385 48.5
11 174.625 0.44
12 86.955 9.28 1.85478 24.8
13 -90.104 3.34
14 -57.558 2.04 1.59522 67.7
15 -118.238 (可変)
16(絞り) ∞ (可変)
17* 30.268 9.04 1.85135 40.1
18* 257.283 1.41
19 68.898 2.58 2.00100 29.1
20 20.436 10.01 1.43875 94.9
21 -103.013 2.82
22 109.505 4.22 1.59522 67.7
23 -82.918 1.75 2.00100 29.1
24 -117.731 (可変)
25 -308.251 4.79 1.95906 17.5
26 -36.208 1.75 1.85135 40.1
27 29.840 (可変)
28 -85.853 10.47 1.48749 70.2
29 -30.172 2.19 2.00069 25.5
30 -52.685 0.32
31 561.918 9.64 1.48749 70.2
32 -45.048 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第9面
K =-8.58884e-001 A 4= 2.44009e-006 A 6= 1.36470e-009 A 8= 1.12686e-012

第17面
K =-1.01514e-001 A 4=-6.32569e-007 A 6= 5.54329e-010 A 8=-1.93658e-013 A10= 9.12265e-016 A12= 7.72177e-019

第18面
K =-9.40298e+001 A 4= 3.26479e-006 A 6= 2.18080e-010 A 8=-3.31254e-012 A10= 9.74931e-015 A12=-9.91021e-018
各種データ
ズーム比 10.00
広角 中間 望遠
焦点距離 35.04 152.85 350.37
Fナンバー 3.50 4.97 5.60
画角 30.36 8.05 3.53
像高 20.53 21.61 21.61
レンズ全長 321.17 321.17 321.17
BF 40.10 40.10 40.10

d 7 3.40 67.03 94.30
d15 90.17 26.54 -0.73
d16 32.03 11.41 5.78
d24 5.26 12.62 13.00
d27 24.02 37.28 42.53
d32 40.10 40.10 40.10

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 166.71
2 8 -36.72
3 16 ∞
4 17 41.80
5 25 -34.64
6 28 105.34
（数値実施例３）
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi
1 1329.166 4.82 1.91650 31.6
2 172.812 16.30 1.49700 81.5
3 -1244.760 0.44
4 225.197 9.86 1.59522 67.7
5 1646.977 0.44
6 148.892 11.14 1.76385 48.5
7 607.316 (可変)
8 490.884 2.92 1.85135 40.1
9* 32.951 20.49
10 -49.475 2.04 1.49700 81.5
11 235.305 0.44
12 110.810 6.72 1.92286 18.9
13 -1012.565 (可変)
14(絞り) ∞ (可変)
15 56.280 7.81 1.85135 40.1
16* 1120.278 8.73
17 109.248 2.19 2.00100 29.1
18 46.347 6.96 1.43875 94.9
19 -115.679 3.31
20 51.948 2.19 2.00100 29.1
21 29.396 7.59 1.61800 63.3
22 -116.456 (可変)
23 -179.212 3.92 1.95906 17.5
24 -46.821 1.75 1.85135 40.1
25* 29.170 (可変)
26 76.784 16.76 1.59522 67.7
27 -64.198 2.34 1.85478 24.8
28 -318.277 7.42
29 169.309 12.20 1.76802 49.2
30 -119.996 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第9面
K =-6.12019e-002 A 4=-8.16875e-007 A 6=-2.92061e-010 A 8=-2.34699e-013

第16面
K =-8.84476e+002 A 4= 1.65051e-006 A 6=-1.93458e-010

第25面
K =-1.11873e+000 A 4= 2.86232e-006 A 6=-3.33756e-009 A 8= 1.54669e-011
各種データ
ズーム比 11.68
広角 中間 望遠
焦点距離 25.20 125.05 294.41
Fナンバー 3.50 4.97 5.60
画角 36.72 9.80 4.20
像高 18.80 21.61 21.61
レンズ全長 374.08 374.08 374.08
BF 21.75 21.75 21.75

d 7 2.31 84.23 119.34
d13 119.77 37.85 2.74
d14 33.03 5.78 5.71
d22 7.71 18.47 24.15
d25 30.73 47.22 41.61
d30 21.75 21.75 21.75

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 201.88
2 8 -36.06
3 14 ∞
4 15 44.20
5 23 -30.67
6 26 64.54
（数値実施例４）
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi
1 412.009 4.82 1.91650 31.6
2 117.727 10.99 1.49700 81.5
3 -688.668 0.44
4 112.204 8.60 1.59522 67.7
5 667.485 0.44
6 135.895 5.58 1.76385 48.5
7 326.364 (可変)
8 540.520 2.92 1.85135 40.1
9* 30.357 13.62
10 -64.627 2.04 1.76385 48.5
11 190.720 0.44
12 78.105 8.62 1.85478 24.8
13 -76.743 2.91
14 -51.550 2.04 1.59522 67.7
15 -553.795 (可変)
16(絞り) ∞ (可変)
17 44.922 10.67 1.85135 40.1
18* 204.432 9.08
19 123.857 2.58 2.00100 29.1
20 30.821 15.23 1.43875 94.9
21 -70.497 2.90
22 50.686 7.32 1.59522 67.7
23 201.811 (可変)
24 -215.353 9.78 1.95906 17.5
25 -52.601 1.75 1.85135 40.1
26* 53.467 (可変)
27 106.991 10.96 1.48749 70.2
28 -55.118 2.19 2.00069 25.5
29 -104.815 0.41
30 1397.473 6.22 1.48749 70.2
31 -107.531 (可変)
32 ∞ 3.00 1.51633 64.1
33 ∞ (可変)
像面 ∞

非球面データ
第9面
K =-4.14166e-001 A 4= 9.18857e-007 A 6= 7.99269e-010 A 8= 1.36470e-012

第18面
K =-4.80752e+001 A 4= 1.62739e-006 A 6=-4.13204e-010 A 8= 1.80517e-013

第26面
K =-1.04447e+000 A 4= 6.18937e-007 A 6=-1.35490e-009 A 8= 3.04616e-012
各種データ
ズーム比 11.00
広角 中間 望遠
焦点距離 35.13 160.38 386.45
Fナンバー 4.50 5.27 5.60
画角 30.30 7.67 3.20
像高 20.53 21.61 21.61
レンズ全長 362.82 362.82 362.82
BF 54.68 54.68 54.68

d 7 3.25 58.61 82.34
d15 84.62 29.26 5.54
d16 37.93 13.09 5.99
d23 5.74 24.34 19.94
d26 34.05 40.28 51.78
d31 25.75 25.75 25.75
d33 26.95 26.95 26.95

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 140.15
2 8 -31.44
3 16 ∞
4 17 56.66
5 24 -53.55
6 27 105.64
7 32 ∞
（数値実施例５）
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi
1 305.835 4.38 1.91650 31.6
2 136.484 21.60 1.59522 67.7
3 -5171.068 0.46
4 134.374 15.89 1.59522 67.7
5 1128.496 (可変)
6 145.464 2.92 1.85135 40.1
7* 46.127 14.44
8 -88.153 2.19 1.59522 67.7
9 58.535 7.87 1.95906 17.5
10 173.425 7.76
11 -54.885 2.04 1.69680 55.5
12 -111.212 (可変)
13(絞り) ∞ (可変)
14* 54.374 13.70 1.59349 67.0
15 -272.852 14.78
16 271.591 2.92 1.73800 32.3
17 48.383 3.21
18* 48.139 11.10 1.59349 67.0
19 -221.253 2.10
20 98.862 10.46 1.49700 81.5
21 -49.268 2.75 1.65412 39.7
22 -106.474 (可変)
23* -818.992 6.42 1.95906 17.5
24 -87.882 2.04 1.88300 40.8
25 37.127 (可変)
26 131.936 8.84 1.59522 67.7
27* -257.265 (可変)
28 111.434 10.75 1.59522 67.7
29 -103.993 2.17 1.85478 24.8
30 -177.790 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第7面
K =-5.13265e-001 A 4= 8.70559e-007 A 6= 2.82689e-010 A 8= 5.01107e-013

第14面
K =-6.85397e-001 A 4=-2.98975e-009 A 6=-1.62801e-010 A 8= 3.65985e-014

第18面
K = 7.55655e-001 A 4=-2.59343e-006 A 6=-3.34100e-010 A 8=-5.60596e-013

第23面
K = 1.34806e+002 A 4= 4.96620e-007 A 6=-3.04205e-010 A 8= 3.60323e-013

第27面
K = 6.80445e+000 A 4=-3.77298e-007 A 6=-2.69160e-010 A 8= 8.55024e-014
各種データ
ズーム比 11.98
広角 中間 望遠
焦点距離 29.22 203.97 350.06
Fナンバー 2.80 4.36 4.50
画角 32.15 6.05 3.53
像高 18.36 21.61 21.61
レンズ全長 406.68 406.68 406.68
BF 22.42 22.42 22.42

d 5 2.64 98.22 115.75
d12 117.77 22.20 4.67
d13 40.76 11.52 5.51
d22 4.10 27.29 35.34
d25 39.35 52.78 45.61
d27 8.85 1.46 6.59
d30 22.42 22.42 22.42

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 215.60
2 6 -35.04
3 13 ∞
4 14 55.03
5 23 -41.35
6 26 147.77
7 28 132.39
表１：各実施例の各条件式対応値
Figure 0006949533
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

Claims (9)

  1. 物体側から像側へ順に、変倍のためには移動せず正の屈折力を有する第１レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍に際して移動する正の屈折力を有する第３レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力を有する第４レンズ群、１つ以上のレンズ群から構成され全体で正の屈折力を有する後群を有するズームレンズであって、フォーカシングに際して前記第４レンズ群が光軸方向に移動し、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記後群の望遠端における合成焦点距離をｆＲ、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗ、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の移動量をＭ２、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第３レンズ群の移動量をＭ３、広角端における半画角をωｗ、望遠端かつ無限遠合焦状態において前記第４レンズ群が１（ｍｍ）像側へ移動した際に生じるピント位置の変化量をｄｓｋｔ（ｍｍ）、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、但し、移動量の符号は、広角端より望遠端においてレンズ群が物体側に位置するときを負、広角端より望遠端においてレンズ群が像側に位置するときを正とするとき、
    −０．６０＜ｆ４／ｆＲ＜−０．２０
    −５．００＜Ｍ２／Ｍ３＜−１．５０
    −０．４２＜ｄｓｋｔ／（ｆｗ×ｔａｎωｗ）＜−０．１５
    −６．５＜ｆ１／ｆ２＜−４．０
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. ３．５＜ｆ１／ｆｗ＜８．５
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
  3. −７．０＜ｆ１／ｆ４＜−２．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ。
  4. 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に開口絞りを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  5. 前記第１レンズ群は、少なくとも３枚のレンズを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  6. 前記第１レンズ群の中の最も像側に配置される正レンズＧ１ｐｒの材料の屈折率をＮｄ１ｐｒ、前記第１レンズ群の中の前記正レンズＧ１ｐｒ以外の正レンズの材料の屈折率の平均をＮｄ１ｐｆとするとき、
    ０．９９＜Ｎｄ１ｐｒ／Ｎｄ１ｐｆ＜１．４０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  7. 前記開口絞りは、変倍に際して光軸方向に移動しないことを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
  8. １４．０＜ｆｗ×ｔａｎωｗ
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
  9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
JP2017077997A 2017-04-11 2017-04-11 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 Active JP6949533B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017077997A JP6949533B2 (ja) 2017-04-11 2017-04-11 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
US15/949,542 US10761302B2 (en) 2017-04-11 2018-04-10 Zoom lens and image pickup apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017077997A JP6949533B2 (ja) 2017-04-11 2017-04-11 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2018180203A JP2018180203A (ja) 2018-11-15
JP2018180203A5 JP2018180203A5 (ja) 2020-05-14
JP6949533B2 true JP6949533B2 (ja) 2021-10-13

Family

ID=63710368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017077997A Active JP6949533B2 (ja) 2017-04-11 2017-04-11 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10761302B2 (ja)
JP (1) JP6949533B2 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7137383B2 (ja) 2018-07-13 2022-09-14 キヤノン株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
JP7137384B2 (ja) 2018-07-13 2022-09-14 キヤノン株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
JP2020085934A (ja) * 2018-11-15 2020-06-04 キヤノン株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
CN109491061B (zh) * 2018-12-28 2020-11-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 小型化变焦镜头
JP7200000B2 (ja) 2019-02-22 2023-01-06 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2020139859A (ja) 2019-02-28 2020-09-03 キヤノン株式会社 処理装置、撮像装置および撮像システム
JP7277288B2 (ja) * 2019-07-02 2023-05-18 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP7277290B2 (ja) 2019-07-03 2023-05-18 キヤノン株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
CN110602392B (zh) * 2019-09-03 2021-10-01 Oppo广东移动通信有限公司 控制方法、成像模组、电子设备及计算机可读存储介质

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009069794A (ja) * 2007-08-21 2009-04-02 Olympus Imaging Corp 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP5350937B2 (ja) * 2009-08-06 2013-11-27 オリンパス株式会社 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
JP5690211B2 (ja) * 2011-05-19 2015-03-25 オリンパスイメージング株式会社 光路反射型ズームレンズ及びそれを備える撮像装置
JP5762180B2 (ja) 2011-07-06 2015-08-12 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6050653B2 (ja) * 2012-10-30 2016-12-21 オリンパス株式会社 ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置
JP6212264B2 (ja) * 2013-02-05 2017-10-11 オリンパス株式会社 ズームレンズ
JP6608125B2 (ja) 2014-05-01 2019-11-20 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
US9739986B2 (en) 2014-06-13 2017-08-22 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens and image pickup apparatus including the same
JP6405150B2 (ja) 2014-08-21 2018-10-17 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6452405B2 (ja) 2014-11-28 2019-01-16 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
US9904044B2 (en) 2015-10-20 2018-02-27 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens and image pickup apparatus including the same
JP2017167417A (ja) 2016-03-17 2017-09-21 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6789719B2 (ja) 2016-08-09 2020-11-25 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6800651B2 (ja) 2016-08-09 2020-12-16 キヤノン株式会社 ズームレンズおよびそれを有する撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018180203A (ja) 2018-11-15
US20180292627A1 (en) 2018-10-11
US10761302B2 (en) 2020-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6949533B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5675680B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6192338B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6800651B2 (ja) ズームレンズおよびそれを有する撮像装置
JP5274228B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6789719B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6910842B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2014202841A5 (ja)
JP6436656B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
US11314064B2 (en) Zoom lens and image pickup apparatus
JP2001033703A (ja) リヤーフォーカス式のズームレンズ
JP2014174524A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6438294B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6808382B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5344589B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP7055652B2 (ja) ズームレンズおよび撮像装置
JP2017068155A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5828942B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP7143121B2 (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP2019148679A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6566708B2 (ja) 光学系及びそれを有する撮像装置
JP7140522B2 (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP2022080409A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2004101739A (ja) 大口径ズームレンズ
JP2017116702A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20171214

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20180126

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200403

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200403

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210326

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210401

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210526

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210824

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210922

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6949533

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151