JP7150475B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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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、例えばスチルカメラ、ビデオカメラ、テレビカメラ、シネマカメラ及び監視カメラ等の撮像装置の撮像光学系として好適なものである。
近年、撮像素子を用いた撮像装置(カメラ)の高機能化にともない、それに用いる撮像光学系には高ズーム比、大口径比で高い光学性能を有するズームレンズであることが求められている。
これらの要求に応えるズームレンズとして、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力のレンズ群、負の屈折力のレンズ群、そしてそれに続く1つ以上のレンズ群を含む後群より構成されるポジティブリード型のズームレンズが知られている。
後群のレンズ構成としては、正の屈折力の1つのレンズ群による構成、複数の正の屈折力のレンズ群による構成、正の屈折力のレンズ群と負の屈折力のレンズ群をそれぞれ1つ以上有する構成等が知られている(特許文献1)。
特許文献1では物体側から像側へ順に配置された、正、負、正、負、正の屈折力の第1レンズ群乃至第5レンズ群よりなり、隣り合うレンズ群の間隔を変えてズーミングを行うズームレンズを開示している。第1レンズ群が正の屈折力を有する、ポジティブリードタイプのズームレンズでは、第1レンズ群が負の屈折率を有するネガティブリードタイプのズームレンズに比べ、高ズーム比化が比較的容易である。
一般に、ポジティブリード型のズームレンズでは、第1レンズ群により結像された像を、第2レンズ群以降のレンズ群を移動させて拡大又は縮小することでズーミングを行なっている。このため、ポジティブリードタイプのズームレンズは、第1レンズ群にて発生した収差が後続レンズ群によって拡大されるため、第1レンズ群のレンズ構成が収差補正上、重要となる。
特開2011-123337号公報
ポジティブリードのズームレンズにおいては正の屈折力の第1レンズ群より発生する諸収差が光学性能に大きく影響してくる。
このため、第1レンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要になる。例えば、色収差を良好に補正するには、第1レンズ群に含まれる正レンズに高屈折率であり、異常分散性を持つ材料を使用するのが有効である。しかしながら単に第1レンズ群に含まれる正レンズに異常分散性の材料を用いただけでは、色収差を良好に補正するのが難しい。
光学ガラスは縦軸に部分分散比θgFが上方向に大きな値となるように、アッベ数を横軸に左方向が大きな値となるようにとった図26のグラフ(以下「θgF-νd図」と呼ぶ)上にマッピングさせる。そうすると、ノーマルラインと呼ばれる直線に沿って分布することが知られている。
ここで、アッベ数νd、部分分散比θgFは、g線(波長435.8nm)、F線(486.1nm)、C線(656.3nm)、d線(587.6nm)に対する材料の屈折率をそれぞれNg、NF、NC、Ndとする。このとき、
νd=(Nd-1)/(NF-NC)
θgF=(Ng-NF)/(NF-NC)
で表される量である。
一般に色収差のうち軸上色収差を低減する方法として、正の屈折力の第1レンズ群内の正レンズの材料に蛍石のような異常分散性の材料を使用することが知られている。異常分散性の材料は、図26のθgF-νd図のノーマルラインに対して離れた領域に位置している。
一般的に長焦点化されたポジティブリードのズームレンズにおいて、軸上光線は第1レンズ群において、第1レンズ群の有効径内の大きな比率を通過し、軸上色収差の二次スペクトルや波長毎の球面収差の差が発生しやすい。
第1レンズ群において、軸上色収差の二次スペクトルを良好に補正するためには、θgF-νd図において、第1レンズ群を構成する正レンズの材料と負レンズの硝材を結んだ直線の傾きを緩くすること必要である。
例えば、蛍石のようにアッベ数が大きく、θgF-νd図においてノーマルラインから部分分散比θgFが大きくなる方向の離れた領域にある材料を第1レンズ群内の正レンズに用いるのが有効である。さらに、ランタン系の硝材のように、θgF-νd図においてノーマルラインから部分分散比θgFが小さくなる方向の領域にある材料を第1レンズ群内の負レンズに用いるのが有効である。
このような組み合わせでは第1レンズ群内での正レンズの材料と負レンズの材料を結ぶ直線の傾きがノーマルラインよりも大幅に緩くなり、軸上色収差の二次スペクトルを補正する効果がある。このように第1レンズ群に含まれるレンズに使用する材料を最適化することにより、第1レンズ群のレンズ枚数を抑えつつも、軸上色収差の二次スペクトルを小さくすることが容易となる。しかしながら、このようなアッベ数が大きく異常分散性のある材料は一般に屈折率が低い。
屈折率の低いと光軸方向の厚いレンズになりやすく、レンズ系の中で最も大きな有効径である第1レンズ群に使用すると第1レンズ群の厚みが増し全系が大型化してくる。このため、異常分散性を持ちつつも高屈折率である材料が望まれている。
一方、広角端においては、第1レンズ群に含まれるレンズに異常分散性の材料を使用すると倍率色収差が増加する方向にある。望遠端において軸上色収差を低減するために、第1レンズ群に含まれるレンズに異常分散性のある材料を使用すると、広角端において倍率色収差が増加する場合がある。このように、単に異常分散性のある材料を使用するだけでは、全ズーム範囲にわたり、高い光学性能を得ることは難しい。
このような、ノーマルラインから離れた領域にある材料を用いて、高ズーム比化を図りつつ、全体の小型化を図るには、ズームレンズの構成を適切に設定することが重要になってくる。
本発明は、高ズーム比、大口径比で、全ズーム範囲に渡り高い光学性能が容易に得られるズームレンズ及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側より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、1つ以上のレンズ群を含む後群より構成され、
ズーミングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
前記第1レンズ群は1枚以上の正レンズを有し、
前記第1レンズ群に含まれる少なくとも1つの正レンズG1pの材料は、材料の屈折率をnd、材料のアッベ数をνd、材料の部分分散比をθgFとするとき、
θgF-(-1.665×10-7×νd+5.213×10-5×νd-5.656×10-3×νd+0.737)>0
50.0<νd≦66.614
1.550≦nd≦1.750
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、高ズーム比、大口径比で、全ズーム範囲に渡り高い光学性能が容易に得られるズームレンズが得られる。
実施例1のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例1のズームレンズの収差図 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 実施例2のズームレンズの収差図 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 実施例3のズームレンズの収差図 実施例4のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例4のズームレンズの収差図 実施例5のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例5のズームレンズの収差図 実施例6のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例6のズームレンズの収差図 実施例7のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例7のズームレンズの収差図 実施例8のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例8のズームレンズの収差図 実施例9のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例9のズームレンズの収差図 実施例10のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例10のズームレンズの収差図 実施例11のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例11のズームレンズの収差図 実施例12のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図 実施例12のズームレンズの収差図 実施例の撮像装置の要部概略図 θgF-νd図 実施例のの撮像装置の要部概略図
次に本発明のズームレンズの各実施例を説明する。各実施例のズームレンズは、物体側より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、1つ以上のレンズ群を含む後群より構成され、ズーミングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。
第1レンズ群は1枚以上の正レンズを有し、第1レンズ群に含まれる少なくとも1つの正レンズG1pの材料は、材料の屈折率をnd、材料のアッベ数をνd、材料の部分分散比をθgFとする。このとき、
θgF-(-1.665×10-7×νd+5.213×10-5×νd-5.656×10-3×νd+0.737)>0 ・・・(1)
50.00<νd<67.00 ・・・(2)
1.550≦nd≦1.750 ・・・(3)
なる条件式を満足する。
<実施例1>
図1は実施例1の広角端におけるレンズ断面図である。図2(A)、(B)、(C)、(D)は実施例1の広角端、第1レンズ群が最も像側に位置するズーム位置、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
実施例1は変倍比(ズーム比)126.52倍、開口比(Fナンバー)3.30~8.00程度の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て、第1レンズ群L1が像側に凸状の軌跡で移動し、第2レンズ群L2が像側に移動し、開口絞りSPは物体側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に移動し、第4レンズ群L4は物体側に移動する。第5レンズ群L5は物体側に凸状の軌跡で移動している。
<実施例2>
図3は実施例2の広角端におけるレンズ断面図である。図4(A)、(B)、(C)、(D)は実施例2の広角端、第1レンズ群が最も像側に位置するズーム位置、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
実施例2は変倍比84.95倍、開口比3.30~8.00程度の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て、第1レンズ群L1が像側に凸状の軌跡で移動し、第2レンズ群L2が像側に移動し、開口絞りSPは物体側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に移動し、第4レンズ群L4は物体側に移動する。第5レンズ群L5は物体側に凸状の軌跡で移動している。
<実施例3>
図5は実施例3の広角端におけるレンズ断面図である。図6(A)、(B)、(C)、(D)は実施例3の広角端、第1レンズ群が最も像側に位置するズーム位置、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
実施例3は変倍比85.76倍、開口比3.30~8.00程度の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て、第1レンズ群L1が像側に凸状の軌跡で移動、第2レンズ群L2が像側に移動し、開口絞りSPは物体側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に移動し、第4レンズ群L4は物体側に凸状の軌跡で移動する。第5レンズ群L5はズーミングに際して不動である。
<実施例4>
図7は実施例4の広角端におけるレンズ断面図である。図8(A)、(B)、(C)、(D)は実施例4の広角端、第1レンズ群が最も像側に位置するズーム位置、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
実施例4は変倍比43.08倍、開口比3.49~6.96程度の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て、第1レンズ群L1が像側に凸状の軌跡で移動し、第2レンズ群L2が像側に移動し、開口絞りSPは物体側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に移動し、第4レンズ群L4は物体側に移動する。第5レンズ群L5は物体側に凸状の軌跡で移動している。
<実施例5>
図9は実施例5の広角端におけるレンズ断面図である。図10(A)、(B)、(C)、(D)は実施例5の広角端、第1レンズ群が最も像側に位置するズーム位置、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
実施例5は変倍比43.34倍、開口比3.51~6.96程度の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て、第1レンズ群L1が像側に凸状の軌跡で移動し、第2レンズ群L2が像側に移動し、開口絞りSPは物体側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に移動し、第4レンズ群L4は物体側に移動する。第5レンズ群L5は物体側に凸状の軌跡で移動している。
<実施例6>
図11は実施例6の広角端におけるレンズ断面図である。図12(A)、(B)、(C)、(D)は実施例6の広角端、第1レンズ群が最も像側に位置するズーム位置、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
実施例6は変倍比23.76倍、開口比3.28~6.80程度の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て、第1レンズ群L1が像側に凸状の軌跡で移動し、第2レンズ群L2が像側に移動し、開口絞りSPは物体側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に移動し、第4レンズ群L4は物体側に移動する。第5レンズ群L5はズーミングに際して不動である。
<実施例7>
図13は実施例7の広角端におけるレンズ断面図である。図14(A)、(B)、(C)、(D)は実施例7の無限遠合焦時の広角端、中間のズーム位置、望遠端、物体距離0.8mでの合焦時の望遠端における収差図である。
実施例7は変倍比16.25倍、開口比1.81~2.43程度のズームレンズである。ズーミングに際して第1レンズ群L1と第5レンズ群L5と開口絞りSPは不動である。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が像側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に凸状の軌跡で移動し、第4レンズ群L4は物体側に凸状の軌跡で移動する。
<実施例8>
図15は実施例8の広角端におけるレンズ断面図である。図16(A)、(B)、(C)、(D)は実施例8の無限遠合焦時の広角端、中間のズーム位置、望遠端、物体距離13.0mでの合焦時の望遠端における収差図である。
実施例8は変倍比125.46倍、開口比1.76~5.40程度のズームレンズである。ズーミングに際して第1レンズ群L1と第5レンズ群L5と開口絞りSPは不動である。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が像側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に移動し、第4レンズ群L4は物体側に移動する。
<実施例9>
図17は実施例9の広角端におけるレンズ断面図である。図18(A)、(B)、(C)、(D)は実施例9の無限遠合焦時の広角端、中間のズーム位置、望遠端、物体距離0.8mでの合焦時の望遠端における収差図である。
実施例9は変倍比30.00倍、開口比1.49~2.20程度のズームレンズである。ズーミングに際して第1レンズ群L1と第5レンズ群L5と開口絞りSPは不動である。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が像側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に凸状の軌跡で移動し、第4レンズ群L4は物体側に凸状の軌跡で移動する。
<実施例10>
図19は実施例10の広角端におけるレンズ断面図である。図20(A)、(B)、(C)、(D)は実施例10の無限遠合焦時の広角端、中間のズーム位置、望遠端、物体距離3.0mでの合焦時の望遠端における収差図である。
実施例10は変倍比8.00倍、開口比2.80~3.62程度のズームレンズである。ズーミングに際して第1レンズ群L1と第4レンズ群L4と開口絞りSPは不動である。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が像側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に凸状の軌跡で移動する。
<実施例11>
図21は実施例11の広角端におけるレンズ断面図である。図22(A)、(B)、(C)、(D)は実施例11の無限遠合焦時の広角端、中間のズーム位置、望遠端、物体距離0.95mでの合焦時の望遠端における収差図である。
実施例11は変倍比8.22倍、開口比1.85~2.88程度のズームレンズである。ズーミングに際して第1レンズ群L1と開口絞りSPは不動である。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が像側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に凸状の軌跡で移動し、第4レンズ群L4は物体側に凸状の軌跡で移動する。
<実施例12>
図23は実施例12の広角端におけるレンズ断面図である。図24(A)、(B)、(C)、(D)は実施例12の無限遠合焦時の広角端、中間のズーム位置、望遠端、物体距離1.45mでの合焦時の望遠端における収差図である。
実施例12は変倍比44.02倍、開口比1.65~4.90程度のズームレンズである。ズーミングに際して第1レンズ群L1と第5レンズ群L5と開口絞りSPは不動である。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が像側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に凸状の軌跡で移動し、第4レンズ群L4は像体側に凸状の軌跡で移動する。
実施例1乃至6のズームレンズはズーミングに際して第1レンズ群L1が移動する。実施例7乃至12のズームレンズはズーミングに際して第1レンズ群L1は不動である。
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、L0はズームレンズである。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。
Gはプリズムや光学フィルター等の光学ブロックである。
SPは開口絞りである。IPは像面である。像面IPは、デジタルカメラやビデオカメラ、監視カメラの撮像光学系としてズームレンズを使用する際には、CCDセンサやCMOSセンサなどの撮像素子(光電変換素子)の撮像面に相当する。
実施例1乃至7、11及び12の球面収差図において、実線のdはd線(波長587.6nm)、二点鎖線のgはg線(波長435.8nm)、を表している。また非点収差を示す図において、実線のSはd線のサジタル方向、破線のMはd線のメリディオナル方向を表している。また歪曲を示す収差図は、d線における歪曲を表している。倍率色収差はd線に対するg線について示している。
実施例8乃至10の球面収差図において、実線のeはe線(波長546.7nm)、二点鎖線のgはg線(波長435.8nm)、一点鎖線のCはC線(波長656.3nm)を表している。また非点収差を示す図において、実線のSはe線のサジタル方向、破線のMはe線のメリディオナル方向を表している。また歪曲を示す収差図は、e線における歪曲を表している。倍率色収差はe線に対するg線について示している。
実施例1~12の収差図において、FnoはFナンバー、ωは撮影画角の半画角(度)である。
本実施例のズームレンズは、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、テレビカメラ、シネマカメラ及び監視カメラ等の撮像装置の撮像光学系として用いられるものである。
各実施例のポジティブリード型のズームレンズでは、第1レンズ群L1にて発生した収差が、第1レンズ群L1以降、像面まで続くレンズ群の横倍率分だけ収差が拡大される。このため、第1レンズ群L1にて発生する光学収差を極力抑える必要がある。
高ズーム比化により発生する軸上色収差を抑えるためには、図26に示すθgF-νd図において、第1レンズ群L1内の負レンズと正レンズの材料を結んだ直線の傾きが緩やかなほど、軸上色収差の二次スペクトルを補正することができる。
条件式(1)は第1レンズ群L1内の正レンズG1pの材料の部分分散比θgFを規定している。図26において点線が条件式(1)の曲線を示している。条件式(1)の下限値を超えて小さくなると、望遠端において軸上色収差の二次スペクトルが増加するため好ましくない。
条件式(2)は第1レンズ群L1内の正レンズG1pの材料のアッベ数νdを規定している。条件式(2)の上限値を超えてアッベ数νdが大きくなると、第1レンズ群L1内の負レンズの材料とのアッベ数差が大きくなり、広角側において倍率色収差及び望遠側において軸上色収差を良好に補正することが困難となる。
また、第1レンズ群L1内に接合レンズを有する場合、色消しを行うための接合レンズ面の屈折力が少なくて済むため、接合レンズ面を緩くすることができ、全系の小型化には有利となる。またアッベ数νdが大きい材料は一般的に屈折率が低くなり、低屈折率によりレンズが厚くなり大型化するため好ましくない。
また、条件式(2)の下限値を超えてアッベ数νdが小さくなると、広角側において倍率色収差及び望遠側において軸上色収差を良好に補正することが困難となる。また、第1レンズ群L1内に接合レンズを有する場合、接合レンズ面の曲率がきつくなり、レンズ厚が増し大型化するため好ましくない。
条件式(3)は第1レンズ群L1内の正レンズG1pの材料の屈折率ndを規定している。条件式(3)の上限値を超えて屈折率が大きくなると、全系の小型化が容易となるが、条件式(1)、(2)を満たすような材料は製造が困難となる。また、条件式(3)の下限値を超えて屈折率が低くなると、レンズが厚くなり全系が大型化するため好ましくない。
なお、各実施例において、好ましくは、条件式(1)乃至(3)の数値範囲を次の如くするのが良い。
θgF-(-1.665×10-7・νd+5.213×10-5・νd-5.656×10-3・νd+0.737)>0 ・・・(1a)
52.00<νd<67.00 ・・・(2a)
1.550≦nd≦1.700 ・・・(3a)
また、さらに好ましくは条件式(1a)乃至(3a)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
θgF-(-1.665×10-7・νd+5.213×10-5・νd-5.656×10-3・νd+0.737)>0 ・・・(1b)
54.00<νd<67.00 ・・・(2b)
1.550≦nd≦1.650 ・・・(3b)
各実施例では以上の如く構成することにより、広画角、高ズーム比の高い光学性能を有するズームレンズを得ている。
実施例1、2、4、5のズームレンズは、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。
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、開口絞りSP、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の5つのレンズ群から構成されている。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群L1は像側に凸状の軌跡で物体側に移動し、第2レンズ群L2が像側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に移動し、第4レンズ群L4は物体側に移動する。第5レンズ群L5は物体側に凸状の軌跡で移動している。
実施例1、2、4、5のズームレンズは、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3の移動により主な変倍を行っている。
第1レンズ群L1は広角端から望遠端へのズーミングに際し、物体側に位置するように移動させることで、広角端におけるレンズ全長を短縮しつつ、大きな変倍比が得られるようにしている。ポジティブリード型のズームレンズにおいて第1レンズ群L1の最も物体側のレンズ面の有効径は、広角側の軸外光線で決まりやすく、広画角化するほど前玉有効径が大きく小型化が困難となる。
そのため、広角端にてレンズ全長を短くし、第1レンズ群L1と開口絞りSPの位置を近づけ、ズーミングに際し、第1レンズ群L1を物体側に移動することで望遠端のズーム倍率を稼ぐ構成として、第1レンズ群L1の有効径を小さくしている。
また、望遠端において球面収差やコマ収差は、通過光線幅の広い第1レンズ群L1が大きく影響しているが、第1レンズ群L1の正の屈折力を弱める、あるいは正レンズの枚数を増やすことで補正しやすくしている。
どちらの方法も有効径が大きくなる方向であるため、広角側にてレンズ全長を短くし、第1レンズ群L1のレンズ径を決める軸外光線の入射高さを低くする配置にして、第1レンズ群L1の有効径を最小限に抑えている。
また、電子収差補正を行うことを前提として、広角端において歪曲収差をある程度許容した構成とすれば、第1レンズ群L1の有効径を小さくすることが容易となるため、全系の小型化を図ることができる。
また、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は像側へ凸状の軌跡で物体側に移動するようにすることで、広角端と、望遠端におけるレンズ全長を短縮しつつも、ズーミングにおける像面特性を良好に補正している。また、ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第2レンズ群L2が像側に位置するように移動させることにより、第2レンズ群L2に大きな変倍効果を持たせている。また、ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第3レンズ群L3が物体側に位置するように移動させることにより、第3レンズ群L3に大きな変倍効果を持たせている。
また、ズーミングに際し、開口絞りSPを他のレンズ群とは別体に(独立に)移動することで、全系の小型化を図っている。
ポジティブリード型のズームレンズにおいて第1レンズ群L1の最も物体側のレンズ面の有効径は、広角側の軸外光線で決まることが多く、広画角化するほど前玉有効径が大きくなる。しかしながら開口絞りSPの位置を第1レンズ群L1に近づけるほど、第1レンズ群L1の有効径を小さくすることが容易となる。
また、開口絞りSPをズーミングに際して他のレンズ群と別体に移動することにより、望遠端にて第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔を接近させることができる。このため、望遠端のレンズ全長を大きく伸ばすことなく、所定の焦点距離を確保することも容易となる。
このように、開口絞りSPを別体に移動させることにより、広角端にて第1レンズ群L1の有効径を小さくしつつ、望遠端においてレンズ全長を長くすることなく、高倍率化を実現している。
特に高性能化による第1レンズ群L1のレンズ径の増大において、全系の小型化を図るためには、高屈折率材料である異常分散ガラスの使用し、第1レンズ群L1の移動、広角端におけるレンズ全長、あるいは開口絞りSPの別移動が重要となる。
また、ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第4レンズ群L4が物体側に位置するように移動させることにより、フォーカスレンズ群である第5レンズ群L5のフォーカススペースを十分確保している。第5レンズ群L5は光軸上を移動させてフォーカシングを行うリヤフォーカス式を採用している。
そして、第5レンズ群を移動させて変倍に伴う像面変動を補正すると共に、フォーカシングを行っている。
ズーミングにおける第5レンズ群L5の移動軌跡を物体側に凸状とすることで、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の空間の有効利用を図り、レンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
第5レンズ群L5に関する実線の曲線5aと点線の曲線5bは、各々無限遠(無限遠物体)と近距離(近距離物体)にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。また望遠端において、無限遠から近距離へフォーカスを行う場合には、矢印5Cに示す如く第5レンズ群L5を前方(物体側)に繰出すことで行っている。
実施例3のズームレンズは、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。
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、正の屈折力の第5レンズ群L5の5つのレンズ群から構成されている。また、開口絞りSPは、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3との間に配置されている。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群L1は物体側に凸状の軌跡で移動し、第2レンズ群L2が物体側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に移動し、第4レンズ群L4は物体側に移動し、第5レンズ群L5は不動である。
実施例3のズームレンズは、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3の移動により主な変倍を行っている。
第1レンズ群L1は広角端から望遠端へのズーミングに際し、物体側に位置するように移動させることで、広角端におけるレンズ全長を短縮しつつ、大きな変倍比が得られるようにしている。
また、望遠端において球面収差やコマ収差は、通過光線幅の広い第1レンズ群L1が大きく影響しているが、第1レンズ群L1の正の屈折力を弱める、あるいは正レンズの枚数を増やすことで補正しやすくしている。どちらの方法も有効径が大きくなる方向であるため、広角側にてレンズ全長を短くし、第1レンズ群L1のレンズ径を決める軸外光線の入射高さを低くする配置にして、第1レンズ群L1の有効径を最小限に抑えている。
また、電子収差補正を行うことを前提として、広角端において歪曲収差をある程度許容した構成とすれば、第1レンズ群L1の有効径を小さくすることが容易となるため、全系の小型化を図ることができる。
また、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は像側へ凸状の軌跡で物体側に移動することで、広角端と、望遠端におけるレンズ全長を短縮しつつも、ズーミングにおける像面特性を良好に補正している。また、ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第2レンズ群L2が像側に位置するように移動させることにより、第2レンズ群L2に大きな変倍効果を持たせている。また、ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第3レンズ群L3が物体側に位置するように移動させることにより、第3レンズ群L3に大きな変倍効果を持たせている。
ポジティブリード型のズームレンズにおいて第1レンズ群L1の最も物体側のレンズ面の有効径は、広角側の軸外光線で決まりやすく、広画角化するほど前玉有効径が大きくなる。しかしながら、開口絞りSPの位置を第1レンズ群L1に近づけるほど、第1レンズ群L1の有効径を小さくすることが容易になる。
また、開口絞りSPをズーミングに際して別体に移動することにより、望遠端にて第2レンズ群L2と第3レンズ群L3のレンズ群間隔を接近させることができるため、望遠端のレンズ全長を大きく伸ばすことなく、所定の焦点距離を確保することも容易となる。
このように、開口絞りSPを別体に移動させることにより、広角端にて第1レンズ群L1の有効径を小さくしつつ、望遠端においてレンズ全長を長くすることなく、高倍率化を実現している。
特に高性能化による第1レンズ群L1のレンズ径の増大において、全系の小型化を図るためには、高屈折率材料である異常分散ガラスの使用し、第1レンズ群L1の移動、広角端におけるレンズ全長、あるいは開口絞りSPの別移動が重要となる。
無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第4レンズ群L4を矢印4Cに示すように物体側に移動させている。第4レンズ群L4に関する実線の曲線4aと点線の曲線4b、は、各々無限遠と近距離にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。
第5レンズ群L5はズーミング時不動としている。最終レンズ群を不動の正の屈折力のレンズ群とすることで、正の屈折力の第4レンズ群L4と第5レンズ群L5とで屈折力を分割し、軸外収差を良好に補正している。
実施例6のズームレンズは、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。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、開口絞りSP、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の5つのレンズ群から構成されている。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群L1は像側に凸状の軌跡で物体側に移動し、第2レンズ群が像側に移動し、第3レンズ群は物体側に移動し、第4レンズ群は物体側に移動し、第5レンズ群はズーミングに際して不動としている。
実施例6のズームレンズは、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3の移動により主な変倍を行っている。
第1レンズ群L1は広角端から望遠端へのズーミングに際し、物体側に位置するように移動させることで、広角端におけるレンズ全長を短縮しつつ、大きな変倍比が得られるようにしている。
ポジティブリード型のズームレンズの第1レンズ群L1の最も物体側のレンズ面の有効径は、広角側の軸外光線で決まりやすく、広画角化するほど前玉有効径が大きく小型化が困難となる。
そのため、広角端にてレンズ全長を短くし、第1レンズ群L1と開口絞りSPの位置を近づけ、ズーミングに際し、第1レンズ群L1を物体側に移動することで望遠端のズーム倍率を稼ぐ構成として、第1レンズ群L1の有効径を小さくしている。また、望遠端において球面収差やコマ収差は、通過光線幅の広い第1レンズ群L1が大きく影響しているが、第1レンズ群L1の正の屈折力を弱める、あるいは正レンズの枚数を増やすことで補正しやすくしている。
どちらの方法も有効径が大きくなる方向であるため、広角側にてレンズ全長を短くし、第1レンズ群L1のレンズ径を決める軸外光線の入射高さを低くする配置にして、第1レンズ群L1の有効径を最小限に抑えている。また、電子収差補正を行うことを前提として、広角端において歪曲収差をある程度許容した構成すれば、第1レンズ群L1の有効径を小さくすることが容易となるため、全系の小型化を図ることができる。
また、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は像側へ凸状の軌跡で物体側に移動するようにすることで、広角端と望遠端におけるレンズ全長を短縮しつつも、ズーミングにおける像面特性を良好に補正している。また、ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第2レンズ群L2が像側に位置するように移動させることにより、第2レンズ群L2に大きな変倍効果を持たせている。
また、ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第3レンズ群L3が物体側に位置するように移動させることにより、第3レンズ群L3に大きな変倍効果を持たせている。また、ズーミングに際し、開口絞りSPを他のレンズ群とは別体移動にすることで、全系の小型化を図っている。
ポジティブリード型のズームレンズの第1レンズ群L1の最も物体側のレンズ面の有効径は、広角側の軸外光線で決まることが多く、広画角化するほど前玉有効径が大きくなる。しかしながら、開口絞りSPの位置を第1レンズ群L1に近づけるほど、第1レンズ群L1の有効径を小さくすることが容易になる。また、開口絞りSPをズーミングに際して別体に移動することにより、望遠端にて第2レンズ群L2と第3レンズ群L3のレンズ群間隔を接近させることができるため、望遠端のレンズ全長を大きく伸ばすことなく、所定の焦点距離を確保することも容易となる。
このように、開口絞りSPを別体に移動させることにより、広角端にて第1レンズ群L1の有効径を小さくしつつ、望遠端にてレンズ全長を長くすることなく、高倍率化を実現している。
特に高性能化による第1レンズ群L1のレンズ径の増大において、全系の小型化を図るためには、高屈折率材料である異常分散ガラスの使用し、第1レンズ群L1の移動、広角端におけるレンズ全長、あるいは開口絞りSPの別移動が重要となる。また、ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第4レンズ群L4が物体側に位置するように移動させることにより、不動のレンズ群である第5レンズ群L5のとの間のフォーカススペースを十分確保している。
第4レンズ群L4は光軸上を移動させてフォーカシングを行うインナーフォーカス式を採用している。インナーフォーカスタイプとすることで、フォーカシングによる移動量を削減し、小型化を実現している。第4レンズ群L4に関する実線の曲線4aと点線の曲線4bは、各々無限遠と近距離にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。また望遠端において、無限遠から近距離へフォーカスを行う場合には、矢印4Cに示す如く第4レンズ群L4を後方(像側)に繰込むことで行っている。
第5レンズ群L5を不動の正の屈折力のレンズ群とすることで、負の屈折力の第4レンズ群L4からの光線角度を緩くし、センサへの光束の入射角を緩和している。
実施例1乃至6において開口絞りSPは、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3との間に配置されている。
実施例1乃至6のズームレンズにおいて、更に好ましくは次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。
広角端における全系の焦点距離をfW、第1レンズ群L1の焦点距離をf1とする。ズーミングに際して、第1レンズ群L1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移動し、広角端から望遠端における第1レンズ群L1の移動量をM1とする。
ここでレンズ群の移動量とは、広角端と望遠端におけるレンズ群の光軸上の位置の差であり、移動量の符号は広角端に比べて望遠端において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。正レンズG1pの焦点距離をfpとする。正レンズG1pの材料の-30℃以上+70℃以下における平均線膨張係数(10-5/K)をαとする。
広角端から望遠端へズーミングに際して、第1レンズ群L1は像側に凸状の軌跡で移動する。広角端から望遠端へズーミングにおける、第1レンズ群L1の広角端における位置から最も像側に位置するときの移動量をM1bとする。望遠端における全系の焦点距離をfTとする。第2レンズ群L2の焦点距離をf2とする。第2レンズ群L2の像側に第2レンズ群L2に隣接して開口絞りSPを有し、開口絞りSPの像側に隣接して第3レンズ群L3を有し、第3レンズ群L3の焦点距離をf3とする。
開口絞りSPはズーミングに際して他のレンズ群とは異なった軌跡で移動し、広角端における開口絞りSPと第3レンズ群L3の間隔をDW、望遠端における開口絞りSPと第3レンズ群L3の間隔をDTとする。広角端から望遠端へのズーミングにおける開口絞りSPの移動量をMS、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L3の移動量をM3とする。正レンズG1pの物体側と像側のレンズ面の曲率半径を各々R1p、R2p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。
0.5443<θgF<0.6000 ・・・(4)
4.00<f1/fW<60.00 ・・・(5)
0.10<|M1|/fW<40.00 ・・・(6)
0.40<fp/f1<6.00 ・・・(7)
0.50<α<5.00 ・・・(8)
0.01<|M1b/M1|<2.00 ・・・(9)
0.10<fT/f1<4.00 ・・・(10)
3.00<f1/|f2|<20.00 ・・・(11)
3.50<f1/f3<13.00 ・・・(12)
1.00<DW/DT<700.00 ・・・(13)
0.30<MS/M3<1.30 ・・・(14)
-2.00<(R1p-R2p)/(R1p+R2p)<-0.10
・・・(15)
1.00<fT/|f2|<60.00 ・・・(16)
条件式(4)は正レンズG1pの部分分散比を規定している。条件式(4)の上限値を超えて正レンズG1pの材料の部分分散比が大きくなると、望遠端において二次スペクトルの低減には良好な方向であるが条件式を満足する材料を製造することが困難となる。条件式(4)の下限値を超えて正レンズG1pの材料の部分分散比が小さくなると、望遠端において二次スペクトルが大きくなるため好ましくない。
条件式(5)は広角端における全系の焦点距離と第1レンズ群L1の焦点距離の比を規定している。条件式(5)の上限値を超えて第1レンズ群L1の焦点距離の比が大きくなると、第1レンズ群L1のズーミングにおける移動量が大きくなり、望遠端におけるレンズ全長が長くなるため好ましくない。あるいは、広角端における全系の焦点距離が短くなりすぎ、第1レンズ群L1の有効径が大型化するため好ましくない。
条件式(5)の下限値を超えて第1レンズ群L1の焦点距離が短くなると、球面収差やコマ収差が増大し、これらの諸収差の補正のためにレンズ枚数が多くなり、結果として全系が大型化するため好ましくない。あるいは、広角端における全系の焦点距離が長くなり、レンズの径方向の大きさには有利となるが広画角化が困難となり、好ましくない。
条件式(6)は広角端における全系の焦点距離とズーミングに際しての第1レンズ群L1の移動量の比を規定している。条件式(6)の上限値を超えて、第1レンズ群L1の移動量が長くなると、望遠端におけるレンズ全長が長くなるため、全系が好ましくない。あるいは、広角端における全系の焦点距離が短くなりすぎると、第1レンズ群L1の有効径が大きくなり、全系が大型化するため好ましくない。
条件式(6)の下限値を超えて、第1レンズ群L1の移動量が小さくなると、第1レンズ群L1の焦点距離が短くなり、球面収差やコマ収差が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。あるいは広角端における全系の焦点距離が長くなり、所定のズーム倍率を確保することが困難となるため好ましくない。
条件式(7)は第1レンズ群L1の異常分散材を使用した正レンズG1pの焦点距離と第1レンズ群L1の焦点距離の比を規定している。条件式(7)の上限値を超えて正レンズG1pの焦点距離が長くなると、第1レンズ群L1を複数枚の正レンズで構成している場合、第1レンズ群L1を構成する他の正レンズの焦点距離が短くなり望遠端において球面収差やコマ収差が増加するため好ましくない。また、1枚の正レンズで構成している場合にはレンズ全長が長くなるため好ましくない。
条件式(7)の下限値を超えて正レンズG1pの焦点距離が短くなると、望遠端において球面収差やコマ収差が増加するため好ましくない。
条件式(8)は第1レンズ群L1の異常分散材の線膨張係数を規定している。線膨張係数αは-30℃以上+70℃以下における平均線膨張係数(10-5/K)を表す。条件式(8)の上限値を超えて線膨張係数が大きくなると温度変化によるレンズ形状の変化が大きくなり、望遠端において球面収差、コマ収差の変化が大きく、光学性能が劣化してくる。
条件式(8)の下限値を超えて線膨張係数が小さくなると温度変化によるレンズの形状変化が小さく良いが、条件式を満足する材料を製造することが困難となる。
条件式(9)はズーミングにおける第1レンズ群L1の像側へ凸状の移動軌跡を規定している。ここで移動量M1bはズーミングに際して第1レンズ群L1の広角端から最も像側へ移動したズーム位置までの移動量を規定している。
条件式(9)の上限値を超えて像側への凸状の移動量が増すと、広角端から望遠端においてレンズ全長が短くなる方向であるが、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2が干渉しやすく、メカ構造上の構成が困難となる。条件式(9)の下限値を超えて像側への凸状の移動量が少なくなると、望遠端でのレンズ全長が増大し、それに伴い第1レンズ群L1の前玉有効径が大きく厚くなり、全系が大型化するため好ましくない。
条件式(10)は望遠端における全系の焦点距離と第1レンズ群L1の焦点距離の比を規定している。条件式(10)の上限値を超えて、望遠端における全系の焦点距離が長くなると、球面収差、コマ収差が増大するため、好ましくない。あるいは第1レンズ群L1の焦点距離が短くなり、球面収差、コマ収差の補正が困難となるため、好ましくない。
条件式(10)の下限値を超えて、望遠端における焦点距離が短くなると、高い変倍倍率が得られなくなり好ましくない。あるいは第1レンズ群L1の焦点距離が長くなることで、第1レンズ群L1の移動量が大きくなり、レンズ全長が増大するため好ましくない。
条件式(11)は第1レンズ群L1の焦点距離と第2レンズ群L2の焦点距離の比を規定している。条件式(11)の上限値を超えて第1レンズ群L1の焦点距離が長くなると、第1レンズ群L1の移動量が大きくなり、全系が大型化するため好ましくない。あるいは第2レンズ群L2の焦点距離が短くなるため高い変倍比は得られるが、第2レンズ群L2の焦点距離が短くなりすぎ、像面湾曲が増大するため、好ましくない。
条件式(11)の下限値を超えて第1レンズ群L1の焦点距離が短くなると、球面収差、コマ収差が増大し、これらの諸収差の補正のためにレンズ枚数が増加し、第1レンズ群L1の有効径が大きくなるため好ましくない。あるいは、第2レンズ群L2の焦点距離が長くなり、小型でありながら所定のズーム比を得ることが困難となるため、好ましくない。
条件式(12)は第1レンズ群L1の焦点距離と開口絞りSPの像側に隣接する第3レンズ群L3の焦点距離の比を規定している。条件式(12)の上限値を超えて、第1レンズ群L1の焦点距離が長くなると、第1レンズ群L1の移動量が大きくなり、全系が大型化するため好ましくない。あるいは第3レンズ群L3の焦点距離が短くなるため、高い変倍比は得られるが、第3レンズ群L3の焦点距離が短くなりすき、球面収差、コマ収差の補正が困難となり、好ましくない。
条件式(12)の下限値を超えて、第1レンズ群L1の焦点距離が短くなると、球面収差、コマ収差が増大し、これらの諸収差の補正のためにレンズ枚数が増加し、第1レンズ群L1の有効径が大きくなるため好ましくない。また第3レンズ群L3の焦点距離が長くなり、小型でありながら所定のズーム比を得ることが困難となるため、好ましくない。
条件式(13)は広角端と望遠端における開口絞りSPよりも像側へ近接する第3レンズ群L3との間隔を規定している。条件式(13)の上限値を超えて広角端における第3レンズ群L3と開口絞りSPの間隔が大きくなると、開口絞りSPと第1レンズ群L1が近づく。このため、第1レンズ群L1の有効径の小型化には容易となるが、第3レンズ群L3の有効径が大型化するため、好ましくない。条件式(13)の下限値を超えて、開口絞りSPと第3レンズ群L3の間隔が狭くなると、第1レンズ群L1の有効径が大型化するため、好ましくない。
条件式(14)はズーミングにおける開口絞りSPの移動量と第3レンズ群L3の移動量を規定している。条件式(14)の上限値を超えて開口絞りSPの移動量が大きくなると、開口絞りSPと第3レンズ群L3の間隔が近づく方向であり、第1レンズ群L1の有効径が大型化するため、好ましくない。条件式(14)の下限値を超えて開口絞りSPの移動量が小さくなると、第1レンズ群L1は小型化されるが、第3レンズ群L3の有効径が大型化するため好ましくない。
条件式(15)は第1レンズ群L1内の正レンズG1pのレンズ形状を規定している。望遠端において第1レンズ群L1はコマ収差、球面収差を補正しており、主にレンズの形状に起因して補正されている。条件式(15)の上限値を超えると、レンズ形状は焦点距離の緩い形状となり、第1レンズ群内の他の正レンズの屈折力が強くなり球面収差やコマ収差が増加するため好ましくない。また、正レンズが1枚の場合には屈折力が弱くなる分、大型化するため好ましくない。
条件式(15)の下限値を超えると、正レンズG1pのレンズ形状は両凸形状となり屈折力が強くなり、球面収差やコマ収差が増加するため好ましくない。
条件式(16)は望遠端における全系の焦点距離と第2レンズ群L2の焦点距離の比を規定している。条件式(16)の下限値を超えて第2レンズ群L2の焦点距離が長くなると、高いズーム比を得るために第1レンズ群L1の移動量が大きくなり、大型化するため好ましくない。条件式(16)の上限値を超えて、第2レンズ群L2の焦点距離が短くなると、第1レンズ群L1の移動量は少なくても所定のズーム比が容易に得られるが、像面湾曲の補正が困難となる。
なお、各実施例において、好ましくは、条件式(4)乃至(16)の数値範囲を次の如くするのが良い。
0.5444<θgF<0.5950 ・・・(4a)
5.00<f1/fW<50.00 ・・・(5a)
0.20<|M1|/fW<39.00 ・・・(6a)
0.50<fp/f1 <5.0 0 ・・・(7a)
0.80<α<3.00 ・・・(8a)
0.02<|M1b/M1|<1.80 ・・・(9a)
0.20<fT/f1<3.00 ・・・(10a)
3.50<f1/|f2|<18.00 ・・・(11a)
3.80<f1/f3<12.00 ・・・(12a)
1.30<DW/DT<650.00 ・・・(13a)
0.35<MS/M3<1.00 ・・・(14a)
-1.50<(R1p-R2p)/(R1p+R2p)<-0.20
・・・(15a)
1.20<fT/|f2|< 55.00 ・・・(16a)
また、さらに好ましくは条件式(4a)乃至(16a)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.5445<θgF<0.5900 ・・・(4b)
5.80<f1/fW<45.00 ・・・(5b)
0.30<|M1|/fW<37.00 ・・・(6b)
0.60<fp/f1<4.80 ・・・(7b)
0.90<α<1.60 ・・・(8b)
0.025<|M1b/M1|<1.500 ・・・(9b)
0.30<fT/f1<2.95 ・・・(10b)
4.10<f1/|f2|<17.50 ・・・(11b)
4.10<f1/f3<10.50 ・・・(12b)
1.50<DW/DT<610.00 ・・・(13b)
0.40<MS/M3<0.98 ・・・(14b)
-1.10<(R1p-R2p)/(R1p+R2p)<-0.25
・・・(15b)
1.30<fT/|f2|<50.00 ・・・(16b)
各実施例では以上のように各要素を構成することにより、広角高変倍比であり、高性能である小型ハイスペックなズームレンズを得ることができる。
実施例7~12のズームレンズは、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する複数のレンズ群を有する。当該複数のレンズ群は、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L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、1つ以上のレンズ群Lrより構成される。そして、第1レンズ群L1は、ズーミングに際して不動である。
実施例7~12において、広角端から望遠端へのズーミングにおける第2レンズ群の移動量をM2とする。このとき以下の条件式のうち、少なくとも1つを満たすことが好ましい。
0.5443<θgF<0.6000 ・・・(4X)
0.40<fp/f1<40.00 ・・・(7X)
0.50<α<5.00 ・・・(8X)
0.20<fT/f1<6.50 ・・・(10X)
1.00<f1/|f2|<12.00 ・・・(11X)
1.00<fT/|f2|<75.00 ・・・(16X)
0.05<M2/fT<2.00 ・・・(17X)
ここで条件式(4X),(7X),(8X),(10X),(11X),(16X),(17X)の技術的意味は前述の(4),(7),(8),(10),(11),(16)と同じである。
また、さらに好ましくは条件式(4X),(7X),(8X),(10X),(11X),(16X)、(17X)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.5444<θgF<0.5950 ・・・(4Xa)
0.60<fp/f1<20.00 ・・・(7Xa)
0.80<α<3.00 ・・・(8Xa)
0.50<fT/f1<5.50 ・・・(10Xa)
1.50<f1/|f2|<11.00 ・・・(11Xa)
2.50<fT/|f2|<55.00 ・・・(16Xa)
0.08<M2/fT<1.50 ・・・(17Xa)
また、さらに好ましくは条件式(4Xa),(7Xa),(8Xa),(10Xa),(11Xa),(16Xa)、(17Xa)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.5445<θgF<0.5900 ・・・(4Xb)
1.00<fp/f1<15.00 ・・・(7Xb)
0.90<α<1.60 ・・・(8Xb)
0.90<fT/f1<4.80 ・・・(10Xb)
2.00<f1/|f2|<10.50 ・・・(11Xb)
4.50<fT/|f2|<48.00 ・・・(16Xb)
0.12<M2/fT<1.10 ・・・(17Xb)
次に実施例ごとのズームレンズの構成および好ましい数値範囲について説明する。
実施例7のズームレンズは、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。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、負の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、絞りSP、正の屈折力の第5レンズ群L5の5つのレンズ群から構成されている。ズーミングに際して第1レンズ群L1と第5レンズ群L5は不動である。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第2レンズ群が像側に移動し、第3レンズ群は物体側に凸の軌跡で移動し、第4レンズ群は物体側に凸の軌跡で移動する。
実施例7のズームレンズは、第2レンズ群L2の移動により主な変倍を行っている。ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第2レンズ群L2が像側に位置するように移動させることにより、第2レンズ群L2に大きな変倍効果を持たせている。
また、ズーミングに際し、開口絞りSP及び開口絞りSPより像側のレンズ群である第5レンズ群L5が不動であることで、広角端からF(Fナンバー)落ちポイントまでのズーム範囲でFナンバーを一定に保っている。また、高性能化による第1レンズ群L1のレンズ枚数を削減し、レンズの小型化を図るためには、高屈折率材料である異常分散ガラスの使用が重要となる。
第1レンズ群L1は物体側から像側へ順に、フォーカシングに際して不動負の屈折力の第1部分群L1a、フォーカシングに際して光軸上を移動する正の屈折力の第2部分群L1bからなる。無限遠から近距離へフォーカスを行う場合に、第2部分群L1bが光軸上を物体側へ移動する。
実施例8のズームレンズは、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。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、負の屈折力の第4レンズ群L4、開口絞りSP、正の屈折力の第5レンズ群L5の5つのレンズ群から構成されている。ズーミングに際して第1レンズ群L1と第5レンズ群L5は不動である。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が像側に移動し、第3レンズ群は物体側に移動する。
実施例8のズームレンズは、第2レンズ群L2の移動により主な変倍を行っている。ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第2レンズ群L2が像側に位置するように移動させることにより、第2レンズ群L2に大きな変倍効果を持たせている。
また、ズーミングに際し、開口絞りSP及び開口絞りSPより像側の第5レンズ群L5が不動であることで、これにより広角端からF落ちポイントまでのズーム範囲でFナンバーを一定に保っている。また、高性能化による第1レンズ群L1のレンズ枚数を削減し、レンズの小型化を図るためには、高屈折率材料である異常分散ガラスの使用が重要となる。
第1レンズ群L1は物体側から像側へ順に、合焦時に不動の負の屈折力の第1部分群L1a、合焦時に光軸上を移動する正の屈折力の第2部分群L1b、合焦時に光軸上を移動する正の屈折力の第3部分群L1cからなる。
無限遠から近距離へフォーカスを行う場合には、第1レンズ群L1のうち第2部分群L1b及び第3部分群L1cを、互いに異なった軌跡で光軸上を移動させてフォーカシングを行うフローティングインナーフォーカス式を採用している。無限遠から近距離へフォーカスを行う場合に、第2部分群L1b及び第3部分群L1cが光軸上を物体側へ移動する。このとき第2部分群L1bの方が第3レンズ群L1cに比べて移動量が大きい。
実施例7,8において開口絞りSPは、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3との間に配置されている。
実施例7、8のズームレンズは、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第1レンズ群L1の第2部分群L1bは物体側へ移動している。実施例8では更に第3部分群L1cを第2部分群L1bに比べて少ない量、物体側へ移動している。
実施例7、8のズームレンズにおいて更に好ましくは次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。
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L2の移動量をM2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。
0.5443<θgF<0.6000 ・・・(104)
0.4<fp/f1<20.0 ・・・(107)
0.50<α<5.00 ・・・(108)
2.00<fT/f1<6.50 ・・・(110)
3.00<f1/|f2|<12.00 ・・・(111)
1.0<fT/|f2|<60.0 ・・・(116)
0.05<M2/fT<2.00 ・・・(117)
第1レンズ群L1がズーミングに際し不動とすると、重量が重い第1レンズ群L1全体を駆動する必要がなくなり、機構の簡略化が容易となる。また、ズーミングの際にレンズ全長を一定とする効果を有する。また、広角端から望遠端へのズーミングに際して負の屈折力の第2レンズ群L2が像側に移動することで、高いズーム倍率を確保することが容易となる。
この他、ズーミングに際し移動しない第1レンズ群L1内でフォーカシングを行うことで、近距離撮影時のズーム倍率の変動を防ぐことができる。また、フォーカシングに際して不動の第1部分群L1aと、物体側に移動する第2部分群L1bを有する構成では、第1レンズ群L1が少ない枚数のレンズで、フォーカシング時のレンズ全長を維持したまま、フォーカシングを行うことができる。
また、第2部分群L1bの像側に、フォーカシングの際に物体側に移動する第3部分群L1cを有する場合には、第2部分群L1bと第3部分群L1cがそれぞれ別の軌跡で移動しても良い。これによれば、フォーカシングの際の収差変動を抑制することが容易となる。
また、フォーカスを行う第1レンズ群内に高屈折率材料である異常分散ガラスを用いることにより、フォーカスの際の軸上色収差等の諸収差の変動を抑制することが容易となる。
ここで、条件式(104)、(107)、(108)、(110)、(111)、(116)の各々の技術的意味は前述した条件式(4)、(7)、(8)、(10)、(11)、(16)の技術的意味と同じである。
条件式(117)は望遠端における全系の焦点距離とズーミングにおける第2レンズ群L2の移動量の比を規定する。
条件式(117)の上限値を超えて、第2レンズ群L2の移動量が大きくなると、レンズ全長が増大し、レンズが大型化するため、好ましくない。あるいは、望遠端における全系の焦点距離が短くなりすぎるため、所定のズーム倍率を確保するのが困難となる。
条件式(117)の下限値を超えて、第2レンズ群L2の移動量が小さくなると、第2レンズ群L2の焦点距離が短くなり、球面収差やコマ収差が増大して、これらの諸収差の補正困難となるため好ましくない。あるいは望遠端における全系の焦点距離が長くなりすぎると、望遠端における軸上色収差などの諸収差の補正が困難となる。
なお、各実施例において、好ましくは、条件式(104)、(107)、(108)、(110)、(111)、(116)、(117)の数値範囲を次の如くするのが良い。
0.5444<θgF<0.5950 ・・・(104a)
0.50<fp/f1<15.00 ・・・(107a)
0.80<α<3.00 ・・・(108a)
2.00<fT/f1<6.00 ・・・(110a)
3.30<f1/|f2|<11.75 ・・・(111a)
4.00<fT/|f2|<55.00 ・・・(116a)
0.10<M2/fT<1.00 ・・・(117a)
また、さらに好ましくは条件式(104a)、(107a)、(108a)、(110a)、(111a)、(116a)、(117a)の数値範囲を次の如く設定すると、先に述べた各条件式が意味する効果を最大限に得られる。
0.5445<θgF<0.5900 ・・・(104b)
0.60<fp/f1<10.0 0 ・・・(107b)
0.90<α<1.60 ・・・(108b)
2.00<fT/f1<5.00 ・・・(110b)
3.50<f1/|f2|<11.50 ・・・(111b)
8.00<fT/|f2|<50.00 ・・・(116b)
0.15<M2/fT<0.50 ・・・(117b)
また実施例において、好ましくは、最も像側のレンズ群がズーミングに際して不動とすることが望ましい。第1レンズ群L1と最も像側のレンズ群が不動であると、レンズ全長が変化しないという効果を奏する。
また実施例7、8において、好ましくは、ズーミング及びフォーカシングに際し開口絞りSPが不動であることが好ましい。開口絞りSPが不動であることにより、F(Fナンバー)落ちのズーム位置までの全ズーム範囲でFナンバーを一定に保つことができる。また実施例7、8において、好ましくは、ズーミング及びフォーカシングに際し開口絞りSPよりも像側のレンズ群が不動であることが好ましい。開口絞りSPが不動であることにより、F落ちのズーム位置までのFナンバーを一定に保つことができる。
また実施例7、8において、好ましくは、最も像側のレンズ群が正の屈折力であることが好ましい。また実施例7、8において、広角端から望遠端のズーミングの際の第3レンズ群L3が、第2レンズ群L2の移動量と同程度であり、共に像側に移動する場合、実質的に第2レンズ群L2と第3レンズ群L3は一つのレンズ群として考えることができる。
広角端から望遠端のズーミングにおける第3レンズ群L3の移動量をM3としたとき、下記の条件式、
0.75<M2/M3<1.25 ・・・(118)
を満足する場合は、望遠端における第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の合成焦点距離f23Tを上記の条件式(111)、(111a)、(111b)(116)、(116a)、(116b)におけるf2として考え上記の条件式を満足することが好ましい。
実施例9のズームレンズは、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。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、絞りSP、正の屈折力の第5レンズ群L5の5つのレンズ群から構成されている。
ズーミングに際して第1レンズ群L1と第5レンズ群L5は不動である。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第2レンズ群が像側に移動し、第3レンズ群は物体側に凸の軌跡で移動し、第4レンズ群は物体側に凸の軌跡で移動する。
実施例9のズームレンズは、第2レンズ群L2の移動により主な変倍を行っている。ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第2レンズ群L2が像側に位置するように移動させることにより、第2レンズ群L2に大きな変倍効果を持たせている。
また、ズーミングに際し、開口絞りSP及び開口絞りSPより像側の第5レンズ群L5が不動であることで、これにより広角端からF落ちポイントまでのズーム範囲でFナンバーを一定に保っている。また、高性能化による第1レンズ群のレンズ枚数を削減し、レンズの小型化を図るためには、高屈折率材料である異常分散ガラスの使用が重要となる。
第1レンズ群L1は物体側から像側へ順に、合焦時に不動の負の屈折力の第1部分群L1a、合焦時に光軸上を移動する正の屈折力の第2部分群L1b、合焦時に不動の正の屈折力の第3部分群L1cからなる。フォーカスを行う場合には、第1レンズ群L1のうち第2部分群L1bを、光軸上を移動させてフォーカシングを行うインナーフォーカス式を採用している。無限遠から近距離へフォーカスを行う場合に、第2部分群L1bが光軸上を像側へ移動する。
実施例10のズームレンズは、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。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、負の屈折力の第3レンズ群L3、開口絞りSP、正の屈折力の第4レンズ群L4の4つのレンズ群から構成されている。
ズーミングに際して第1レンズ群L1と第4レンズ群L4は不動である。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が像側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に凸状の軌跡で移動する。
実施例10のズームレンズは、第2レンズ群L2の移動により主な変倍を行っている。ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第2レンズ群L2が像側に位置するように移動させることにより、第2レンズ群L2に大きな変倍効果を持たせている。
また、ズーミングに際し、開口絞りSP及び開口絞りSPより像側の第4レンズ群L4が不動であることで、広角端からF落ちポイントまでのズーム範囲でFナンバーを一定に保っている。また、高性能化による第1レンズ群L1のレンズ枚数を削減し、レンズの小型化を図るためには、高屈折率材料である異常分散ガラスの使用が重要となる。
第1レンズ群L1は物体側から像側へ順に、合焦時に不動の負の屈折力の第1部分群L1a、合焦時に光軸上を移動する正の屈折力の第2部分群L1b、合焦時に不動の正の屈折力の第3部分群L1cからなる。フォーカスを行う場合には、第1レンズ群のうち第2部分群L1bを、光軸上を移動させてフォーカシングを行うインナーフォーカス式を採用している。無限遠から近距離へフォーカスを行う場合に、第2部分群L1bが光軸上を像側へ移動する。
実施例9、10のズームレンズは無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第1レンズ群L1に含まれる第2部分群L1bは像側へ移動している。
実施例9において開口絞りSPは、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5との間に配置されている。
実施例10において開口絞りSPは、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4との間に配置されている。
実施例9、10のズームレンズにおいて更に好ましくは次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。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L2の移動量をM2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。
0.5443<θgF<0.6000 ・・・(204)
0.80<fp/f1<40.00 ・・・(207)
0.50<α<5.00 ・・・(208)
1.00<fT/f1<4.00 ・・・(210)
1.00<f1/|f2|<6.50 ・・・(211)
1.00<fT/|f2|<60.0 0 ・・・(216)
0.05<M2/fT<2.00 ・・・(217)
第1レンズ群がズーミングに際して不動であることで、重量が重い第1レンズ群全体を駆動する必要がなくなり、機構の簡略化が可能となる。また、変倍の際にレンズ全長を一定とする効果を奏する。また、負の屈折力の第2レンズ群が像側に移動することで、高いズーム倍率を確保することができる。
ズーミングに際し移動しない第1レンズ群内でフォーカシングを行うことで、近距離撮影時のズーム倍率の変動を防ぐことができる。また、フォーカシングに際し不動の第1部分群L1aと、フォーカシングに際し像側に移動する第2部分群L1b、フォーカシングに際し不動の第3部分群L1cを有することで、フォーカス時の画界変化を抑えることができる。
また、フォーカスを行う第1レンズ群内に高屈折率材料である異常分散ガラスを用いることにより、フォーカスの際の軸上色収差等の諸収差の変動を抑制することが容易となる。
ここで条件式(204)、(207)、(208)、(210)、(211)、(216)、(217)の各々の技術的意味は前述した条件式(4)、(7)、(8)、(10)、(11)、(16)、(117)の技術的意味と同じである。
なお、各実施例において、好ましくは、条件式(204)、(207)、(208)、(210)、(211)、(216)、(217)の数値範囲を次の如くするのが良い。
0.5444<θgF<0.5950 ・・・(204a)
1.00<fp/f1<30.00 ・・・(207a)
0.80<α<3.00 ・・・(208a)
1.00<fT/f1<3.75 ・・・(210a)
1.00<f1/|f2|<6.25 ・・・(211a)
1.50<fT/|f2|<40.00 ・・・(216a)
0.15<M2/fT<1.80 ・・・(217a)
また、さらに好ましくは条件式(204a)、(207a)、(208a)、(210a)、(211a)、(216a)、(217a)の数値範囲を次の如く設定すると、先に述べた各条件式が意味する効果を最大限に得られる。
0.5445<θgF<0.5900 ・・・(204b)
1.20<fp/f1<20.00 ・・・(207b)
0.90<α<1.60 ・・・(208b)
1.00<fT/f1<3.50 ・・・(210b)
1.00<f1/|f2|<6.00 ・・・(211b)
2.00<fT/|f2|<20.00 ・・・(216b)
0.20<M2/fT<1.60 ・・・(217b)
実施例9、10では以上のように各要素を構成することにより、広角高変倍比であり、高性能である小型ハイスペックなズームレンズを得ることができる。また実施例9、10において、好ましくは、最も像側のレンズ群が固定されていることが望ましい。第1レンズ群と最も像側のレンズ群がズーミングおよびフォーカシングに際して不動であることで、レンズ系全長が変化しないという効果を奏する。また実施例9、10において、ズーミング及びフォーカシングに際し開口絞りが不動であることが好ましい。開口絞りが不動であることにより、F落ちポイントまでのFナンバーを一定に保つことができる。
また実施例9、10において、好ましくは、ズーミング及びフォーカシングに際し開口絞りよりも像側のレンズ群が不動であることが好ましい。開口絞りが不動であることにより、F落ちポイントまでのFナンバーを一定に保つことができる。また実施例9、10において、広角端から望遠端のズーミングの際の第3レンズ群が、第2レンズ群の移動量と同程度であり、共に像側に移動する場合、実質的に第2レンズ群と第3レンズ群は一つのレンズ群として考えることができる。
広角端から望遠端のズーミングにおける第3レンズ群の移動量をM3としたとき、下記の条件式、
0.75<M2/M3<1.25 ・・・(218)
を満足する場合は、望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群の合成焦点距離f23Tを上記の条件式(211)、(211a)、(211b)、(216)、(216a)、(216b)におけるf2として考え、上記の条件式を満足することが好ましい。
実施例11のズームレンズは、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。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、開口絞りSP、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の4つのレンズ群から構成されている。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第1レンズ群はズーミング時不動であり、第2レンズ群が像側に移動し、第3レンズ群は物体側に凸の軌跡で移動し、第4レンズ群は物体側に凸の軌跡で移動している。
実施例11のズームレンズは、第2レンズ群の移動により主な変倍を行っている。ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第2レンズ群L2が像側に位置するように移動させることにより、第2レンズ群L2に大きな変倍効果を持たせている。
また、高性能化による第1レンズ群L1のレンズ枚数を削減し、レンズの小型化を図るためには、高屈折率材料である異常分散ガラスの使用が重要となる。また、ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第3レンズ群L3が物体側に位置するように移動させることにより、フォーカシング用の第4レンズ群L4のフォーカススペースを確保している。
第4レンズ群L4は光軸上を移動させてフォーカシングを行うリヤフォーカス式を採用している。そして、第4レンズ群を移動させて変倍に伴う像面変動を補正すると共に、フォーカシングを行っている。
ズーミングにおける第4レンズ群L4の移動軌跡を物体側に凸状とすることで、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の空間の有効利用を図り、レンズ全長の短縮化を効果的に達成している。
第4レンズ群L4に関する実線の曲線4aと点線の曲線4bは、各々無限遠と近距離にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。また望遠端において、無限遠から近距離へフォーカスを行う場合には、矢印4Cに示す如く第4レンズ群L4を前方に繰出すことで行っている。
実施例12のズームレンズは、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。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、開口絞りSP、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の5つのレンズ群から構成されている。
ズーミングに際して第1レンズ群L1と第5レンズ群L5は不動である。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が像側に移動し、第3レンズ群L3は物体側に凸状の軌跡で移動し、第4レンズ群L4は像側に凸状の軌跡で移動する。
実施例12のズームレンズは、第2レンズ群L2の移動により主な変倍を行っている。ズーミングに際し、広角端に比べ望遠端において第2レンズ群L2が像側に位置するように移動させることにより、第2レンズ群L2に大きな変倍効果を持たせている。また、高性能化による第1レンズ群L1のレンズ枚数を削減し、レンズの小型化を図るためには、高屈折率材料である異常分散ガラスの使用が重要となる。
第4レンズ群L4は光軸上を移動させてフォーカシングを行うリヤフォーカス式を採用している。そして、第4レンズ群L4を移動させて変倍に伴う像面変動を補正すると共に、フォーカシングを行っている。第4レンズ群L4に関する実線の曲線4aと点線の曲線4bは、各々無限遠と近距離にフォーカスしているときの変倍に伴う像面変動を補正するための移動軌跡である。また望遠端において、無限遠から近距離へフォーカスを行う場合には、矢印4Cに示す如く第4レンズ群L4を後方(像側)に繰込むことで行っている。
実施例11,12において開口絞りSPは、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3との間に配置されている。
実施例11、12のズームレンズにおいて更に好ましくは次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。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L2の移動量をM2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。
0.5443<θgF<0.6000 ・・・(304)
0.40<fp/f1<15.00 ・・・(307)
0.50<α<5.00 ・・・(308)
0.20<fT/f1<6.00 ・・・(310)
3.00<f1/|f2|<10.00 ・・・(311)
-2.50<(R1p-R2p)/(R1p+R2p)<-0.10
・・・(315)
1.00<fT/|f2|<75.00 ・・・(316)
0.05<M2/fT<2.00 ・・・(317)
第1レンズ群がズーミングに際し不動であることで、重量が重い第1レンズ群全体を駆動する必要がなくなり、機構の簡略化が可能となる。また、変倍の際にレンズ全長を一定とする効果を奏する。また、負の屈折力の第2レンズ群が像側に移動することで、高いズーム倍率を確保することができる。
また、第1レンズ群内の正の屈折力のレンズとして高部分分散比のガラス硝材を使用することで、第1レンズ群内の正の屈折力のレンズが2枚から4枚で、望遠端の軸上色収差を良好に補正することが可能となる。
また、第1レンズ群は、負レンズは最も物体側に1枚のみ有する構成であることが好ましい。第1レンズ群内に複数の負レンズを含む場合、枚数が増加により第1レンズ群長が長くなり、軸外光線の高さが増加するため小型化に不利である。また第1レンズ群内の最も物体側以外の位置に負レンズを含む構成とした場合、第1レンズ群のレトロ比が下がり、広角化に不利となる。
ここで条件式(304)、(307)、(308)、(310)、(311)、(315)、(316)、(317)の各々の技術的意味は前述した条件式(4)、(7)、(8)、(10)、(11)、(15)、(16)、(117)の技術的意味と同じである。
なお、各実施例において、好ましくは、条件式(304)、(307)、(308)、(310)、(311)、(315)、(316)、(317)の数値範囲を次の如くするのが良い。
0.5444<θgF<0.5950 ・・・(304a)
0.50<fp/f1<10.00 ・・・(307a)
0.80<α<3.00 ・・・(308a)
0.25<fT/f1<5.50 ・・・(310a)
3.50<f1/|f2|<9.00 ・・・(311a)
-1.60<(R1p-R2p)/(R1p+R2p)<-0.20
・・・(315a)
1.50<fT/|f2|<70.00 ・・・(316a)
0.08<M2/fT<1.50 ・・・(317a)
また、さらに好ましくは条件式(304a)、(307a)、(308a)、(310a)、(311a)、(315a)、(316a)、(317a)の数値範囲を次の如く設定すると、先に述べた各条件式が意味する効果を最大限に得られる。
0.5445<θgF<0.5900 ・・・(304b)
1.20<fp/f1<5.0 ・・・(307b)
0.90<α<1.60 ・・・(308b)
0.30<fT/f1<5.00 ・・・(310b)
4.00<f1/|f2|<8.00 ・・・(311b)
-1.30<(R1p-R2p)/(R1p+R2p)<-0.25
・・・(315b)
2.0<fT/|f2|<65.0 ・・・(316b)
0.10<M2/fT<1.00 ・・・(317b)
また実施例11、12において、好ましくは、最も像側のレンズ群が固定されていることが望ましい。第1レンズ群と最も像側のレンズ群が固定されていることで、レンズ系全長が変化しないという効果を奏する。また実施例11、12において、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第2レンズ群の移動量第3レンズ群の移動量とが同程度であり、いずれも像側に移動する場合、第2レンズ群と第3レンズ群を実質的に一つのレンズ群として考えることができる。
広角端から望遠端のズーミングにおける第3レンズ群の移動量をM3としたとき、下記の条件式、
0.75<M2/M3<1.25 ・・・(318)
を満足する場合は、望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群の合成焦点距離f23Tを上記の条件式(311)、(311a)、(311b)(316)、(316a)、(316b)におけるf2として考え、上記の条件式を満足することが好ましい。
実施例11、12では以上のように各要素を構成することにより、広角で高変倍比であり、高性能である小型ハイスペックなズームレンズを得ることができる。
各実施例において、好ましくは、第1レンズ群L1のレンズの枚数は次の如く構成するのが良い。
ズーム比が80を超えるようなズームレンズにおいて小型化を実現する場合、第1レンズ群L1は広角端から望遠端において物体側に移動する構成とし、第1レンズ群L1は4枚以上で構成されることが好ましい。レンズ系が広角タイプの場合、軸外光線により第1レンズ群L1のレンズ外径が決まる。このため、第1レンズ群L1の構成レンズ枚数が少ないほど小型化に有利であるが、高倍率化を図るためには、第1レンズ群L1の構成枚数が少なすぎると球面収差やコマ収差、軸上色収差を共に補正することが困難となる。
そのため、第1レンズ群L1の外径の決まる広角側のレンズ全長を縮めることで前玉における軸外光線の高さを低くし、第1レンズ群L1のレンズ枚数を増やしても大きさに大きな影響を与えない構成にすることが好ましい。特に、第1レンズ群L1がズーミングに際し可動する構成においては、第1レンズ群L1は物体側より、負レンズ、正レンズ、正レンズ、正のレンズの4枚、あるいは負レンズ、正レンズ、正レンズ、正のレンズ、正のレンズの5枚から構成することが好ましい。
また、ズーム比が20~60程度のズームレンズにおいては、第1レンズ群L1は物体側より負レンズ、正レンズ、正レンズ、正レンズの4枚あるいは、負レンズ、正レンズ、正レンズの3枚から構成することが好ましい。また、ズーム比が10以下のズームレンズにおいては、第レンズ群L1は負レンズ、正レンズ、正レンズの3枚あるいは、負レンズ、正レンズの2枚から構成することが好ましい。また、第2レンズ群L2は、少なくとも負レンズ2枚、正レンズ1枚を有することが望ましい。
ズーミングに際して移動する第2レンズ群L2を負レンズ先行のレンズ群構成にすることで、広角化に対応することが可能となる。開口絞りSPの像側に隣接するレンズ群R(第3レンズ群L3)は正の屈折力を有することが望ましい。広角端において、軸上光束は負の屈折力の第2レンズ群L2を通過すると発散光束となるが、第2レンズ群L2より像側に続く開口絞りSPの像側に隣接したレンズ群Rを正の屈折力とする。これにより光束に対して収斂作用を持たせ、後群のレンズ有効径を小さくすることができる。
次に本発明のズームレンズを撮像光学系として用いたデジタルカメラ(撮像装置)の実施形態を、図25を用いて説明する。
図25において、20はデジタルカメラ本体、21は上述の各実施例のズームレンズによって構成された撮像光学系、22は撮像光学系21によって被写体像を受光するCCD等の撮像素子である。23は撮像素子22が受光した被写体像を記録する記録手段、24は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダーである。
上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子22上に形成された被写体像が表示される。
このように本発明のズームレンズをデジタルカメラ等の光学機器に適用することにより、小型で高い光学性能を有する光学機器を実現している。
次に本発明のズームレンズを撮像光学系として用いたTVカメラ(撮像装置)の実施形態を、図27を用いて説明する。図27において101は実施例7から10まで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、結像用のRレンズ群Rを有している。第1レンズ群Fはフォーカシングに際して移動するレンズ群が含まれている。
変倍部LZはズーミングに際して移動する少なくとも2つ以上のレンズ群が含まれている。変倍部LZより像側には開口絞りSP、R1レンズ群R1、R2レンズ群R2、R3レンズ群R3が配置され、光路中より挿抜可能なレンズユニットIEを有している。R1レンズ群とR2レンズ群R2との間にレンズユニットIEを挿入されることで、ズームレンズ101の全系の焦点距離範囲を変位している。
114、115は各々第1レンズ群F、変倍部の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。116~118は駆動機構114、115および開口絞りSPを電気駆動するモータ(駆動手段)である。
119~121は、第1レンズ群Fや変倍部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などの検出器である。カメラ124において、109はカメラ124内の光学フィルター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センサなどの撮像素子(光電変換素子)である。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(制御部)である。
このように本発明のズームレンズをテレビカメラに適用することにより、高い光学性能を有する撮像装置を実現している。
次に本発明の実施例1乃至12に対応する数値データ1乃至12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す。
riは物体側より順に第i番目のレンズ面の曲率半径、diは物体側より順に第i番目のレンズ厚および空気間隔、ndiとνdiは各々物体側より順に第i番目のレンズの材料の屈折率とアッベ数である。
θgFは部分分散比である。数値データ1乃至6、11、12において最も像側の2つの面、数値データ7乃至9において最も像側の3つの面はガラス部材である。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空気換算での距離で示している。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を加えた値である。
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、A2、A4、A6、A8、A10、A12を各々非球面係数としたとき、
Figure 0007150475000001
で与えるものとする。
各非球面形状において[e-X]は[×10-X]を意味している。
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示している。尚、以下に記載する数値データ1乃至12のレンズデータに基づく各条件式の計算結果を表1、表2に示す。

[数値データ1]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 287.057 1.45 1.88300 40.8
2 91.750 5.82 1.62000 64.0 0.5581
3 1602.233 0.05
4 101.701 5.21 1.43875 94.9
5 1389.642 0.05
6 113.705 3.32 1.43875 94.9
7 311.205 (可変)
8 188.656 0.75 1.88300 40.8
9 9.169 4.10
10 184.230 0.60 1.80400 46.6
11 50.366 1.77
12 -23.734 0.60 1.91082 35.3
13 96.257 0.10
14 29.385 1.95 1.95906 17.5
15 -72.230 (可変)
16(絞り) ∞ (可変)
17* 12.461 1.96 1.55332 71.7
18* 23.985 2.16
19 13.700 0.60 1.80400 46.6
20 11.821 0.18
21 12.686 0.60 2.00330 28.3
22 9.527 4.25 1.49700 81.5
23 -16.342 (可変)
24 35.756 0.50 1.78590 44.2
25 11.622 1.16 1.69895 30.1
26 13.338 (可変)
27 20.021 2.96 1.51823 58.9
28 -24.749 0.50 2.00069 25.5
29 -46.533 (可変)
30 ∞ 0.80 1.51633 64.1
31 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第17面
K = 4.82688e-001 A 4= 8.50828e-005 A 6=-1.76362e-007
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.70778e-004 A 6= 3.97861e-007

各種データ
ズーム比 126.52

焦点距離 3.64 8.79 41.31 460.00
Fナンバー 3.30 5.00 7.00 8.00
半画角(度) 41.15 23.79 5.36 0.48
レンズ全長 109.58 90.37 178.68 240.26
BF 9.13 15.91 29.10 8.89

d 7 0.75 1.87 89.60 137.09
d15 40.88 14.34 3.11 0.36
d16 10.46 6.01 5.16 0.02
d23 3.46 4.10 4.50 6.70
d26 4.27 7.50 6.58 46.58
d29 8.10 14.89 28.07 7.86

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 160.00
2 8 -9.40
3 16 ∞
4 17 16.13
5 24 -27.01
6 27 36.03
7 30 ∞


[数値データ2]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 217.331 1.45 1.88300 40.8
2 79.931 6.89 1.43875 94.9
3 -1017.461 0.05
4 93.721 3.00 1.60000 62.0 0.5581
5 175.127 0.00
6 82.177 5.06 1.43875 94.9
7 428.968 0.05
8 167.113 1.76 1.64000 66.1 0.5581
9 289.932 (可変)
10* -222.362 0.75 1.88300 40.8
11* 9.179 2.46
12 20.305 0.60 1.80400 46.6
13 13.368 2.87
14 -23.430 0.60 1.91082 35.3
15 106.993 0.10
16 24.199 1.92 1.95906 17.5
17 -87.387 (可変)
18(絞り) ∞ (可変)
19* 13.723 2.46 1.55332 71.7
20* 135.526 2.36
21 14.669 0.60 1.80400 46.6
22 10.507 0.15
23 11.859 0.60 2.00330 28.3
24 8.744 2.81 1.49700 81.5
25 -14.491 (可変)
26 -111.210 0.50 1.78590 44.2
27 11.000 1.25 1.69895 30.1
28 20.911 (可変)
29 22.857 3.50 1.51823 58.9
30 -17.777 0.50 2.00069 25.5
31 -27.219 (可変)
32 ∞ 0.80 1.51633 64.1
33 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第10面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.46283e-005 A 6=-7.21378e-007 A 8= 5.26991e-009 A10=
-1.98137e-011
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.62669e-005 A 6= 3.59237e-007 A 8= 1.33389e-008
第19面
K =-4.99674e+000 A 4= 1.71404e-004 A 6=-6.24136e-006
第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.84390e-005 A 6=-5.49489e-006

各種データ
ズーム比 84.95

焦点距離 3.71 5.89 31.96 315.00
Fナンバー 3.30 5.00 7.00 8.00
半画角(度) 40.59 33.36 6.91 0.65
レンズ全長 106.80 97.00 159.00 209.77
BF 9.13 15.63 24.62 19.71

d 9 0.75 2.58 68.31 107.04
d17 37.74 17.99 7.17 0.57
d18 9.57 12.20 4.33 0.42
d25 3.36 1.92 3.88 3.26
d28 3.96 4.39 8.40 36.49
d31 8.10 14.60 23.59 18.69

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 126.38
2 10 -8.57
3 18 ∞
4 19 14.71
5 26 -20.47
6 29 31.42
7 32 ∞


[数値データ3]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 145.624 1.45 1.83400 37.2
2 69.783 5.40 1.43875 94.9
3 517.557 0.05
4 82.299 4.17 1.43875 94.9
5 446.889 0.05
6 87.579 3.80 1.55000 66.0 0.5669
7 428.131 (可変)
8* 410.560 0.75 1.88300 40.8
9* 8.798 3.47
10 29.793 0.60 1.80400 46.6
11 18.876 2.27
12 -26.850 0.60 1.91082 35.3
13 47.231 0.10
14 21.901 2.09 1.95906 17.5
15 -112.082 (可変)
16(絞り) ∞ (可変)
17* 13.559 2.47 1.55332 71.7
18* 108.103 1.72
19 13.618 0.60 1.80400 46.6
20 10.661 0.28
21 14.218 0.60 2.00330 28.3
22 9.948 2.60 1.49700 81.5
23 -14.483 3.08
24 -74.996 0.50 1.78590 44.2
25 11.000 1.25 1.69895 30.1
26 28.743 (可変)
27 26.907 3.50 1.51823 58.9
28 -18.618 0.50 2.00069 25.5
29 -30.454 (可変)
30 80.000 1.00 1.51633 64.1
31 ∞ 0.50
32 ∞ 0.50 1.51633 64.1
33 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第8面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.47675e-005 A 6= 1.22161e-007 A 8= 2.65764e-009 A10=
-2.73060e-011
第9面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.94247e-005 A 6=-6.86127e-007 A 8= 6.89976e-008
第17面
K =-4.87960e+000 A 4= 1.75387e-004 A 6=-6.40539e-006
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.84390e-005 A 6=-5.49489e-006

各種データ
ズーム比 85.76

焦点距離 3.71 5.52 28.11 318.00
Fナンバー 3.30 5.00 6.00 8.00
半画角(度) 40.59 35.05 7.85 0.70
レンズ全長 107.03 94.55 152.64 202.85
BF 1.33 1.33 1.33 1.33

d 7 0.75 0.30 57.61 98.09
d15 40.13 28.52 12.61 0.10
d16 9.23 4.63 1.27 1.00
d26 4.74 5.82 13.66 39.38
d29 7.96 11.07 23.27 20.06

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 117.35
2 8 -8.53
3 16 ∞
4 17 21.81
5 27 38.55
6 30 154.94
7 32 ∞


[数値データ4]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 171.881 1.21 1.83400 37.2
2 45.603 5.00 1.49700 81.5
3 -111.421 0.05
4 37.969 3.10 1.55000 56.8 0.5581
5 142.673 (可変)
6 -1732.885 0.60 1.83481 42.7
7 7.903 4.08
8 -28.465 0.50 1.80400 46.6
9 34.589 0.05
10 16.169 1.79 1.94595 18.0
11 84.438 (可変)
12(絞り) ∞ (可変)
13* 8.546 2.75 1.49710 81.6
14* -31.652 2.27
15 14.617 0.50 1.90366 31.3
16 7.903 1.06
17* 23.161 1.60 1.49710 81.6
18* -42.183 (可変)
19 -53.665 0.70 1.53160 55.8
20 47.174 (可変)
21* 19.785 2.65 1.53160 55.8
22 -25.066 0.20
23 -21.024 0.70 1.63540 23.9
24 -44.120 (可変)
25 ∞ 0.80 1.51633 64.1
26 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第13面
K =-2.78153e-001 A 4=-8.53095e-005 A 6= 1.39858e-007 A 8=-2.27596e-009
第14面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.17947e-004 A 6= 2.02236e-007
第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.27024e-005 A 6= 1.18865e-006
第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.02988e-004 A 6= 1.82715e-006
第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.32299e-006 A 6= 2.37301e-007

各種データ
ズーム比 43.08

焦点距離 4.40 7.04 29.23 189.50
Fナンバー 3.49 4.25 5.36 6.96
半画角(度) 35.84 28.83 7.55 1.17
レンズ全長 87.68 81.29 109.09 132.42
BF 7.29 10.74 23.12 8.74

d 5 0.85 4.63 35.23 61.21
d11 29.76 16.19 6.74 1.91
d12 12.41 11.40 3.73 0.34
d18 4.10 3.86 4.42 9.64
d20 4.46 5.65 7.03 21.77
d24 6.26 9.71 22.09 7.71

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 78.24
2 6 -8.95
3 12 ∞
4 13 17.05
5 19 -47.11
6 21 31.21
7 25 ∞


[数値データ5]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 281.492 1.21 1.83400 37.2
2 49.000 5.10 1.49700 81.5
3 -94.252 0.05
4 40.203 2.78 1.65000 55.0 0.5784
5 120.997 (可変)
6 884.001 0.60 1.83481 42.7
7 7.946 4.10
8 -29.362 0.50 1.80400 46.6
9 35.381 0.05
10 16.185 1.79 1.94595 18.0
11 78.707 (可変)
12(絞り) ∞ (可変)
13* 8.601 2.75 1.49710 81.6
14* -35.195 2.22
15 14.380 0.50 1.90366 31.3
16 7.933 1.04
17* 23.463 1.60 1.49710 81.6
18* -36.059 (可変)
19 -56.300 0.70 1.53160 55.8
20 41.502 (可変)
21* 19.785 2.65 1.53160 55.8
22 -25.062 0.20
23 -21.536 0.70 1.63540 23.9
24 -48.860 (可変)
25 ∞ 0.80 1.51633 64.1
26 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第13面
K =-2.78153e-001 A 4=-8.10189e-005 A 6= 1.03353e-007 A 8= 1.81812e-009

第14面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.12331e-004 A 6= 3.97751e-007

第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.32965e-005 A 6= 3.02663e-006

第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.06905e-004 A 6= 3.13064e-006

第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.68181e-006 A 6= 2.53969e-007

各種データ
ズーム比 43.34

焦点距離 4.40 7.01 29.24 190.91
Fナンバー 3.51 4.26 4.06 6.96
半画角(度) 35.81 28.95 7.55 1.16
像高 3.18 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 87.83 81.43 110.23 134.46
BF 7.50 10.67 23.05 8.44

d 5 0.85 4.63 36.22 63.08
d11 29.76 16.95 7.44 1.70
d12 12.74 11.07 3.14 0.44
d18 4.10 4.02 4.32 9.48
d20 4.34 5.55 7.52 22.77
d24 6.47 9.64 22.02 7.41

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 79.93
2 6 -9.18
3 12 ∞
4 13 16.98
5 19 -44.83
6 21 31.84
7 25 ∞


[数値データ6]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 34.762 0.75 1.85478 24.8
2 24.217 3.10 1.49700 81.5
3 -132.070 0.05
4 23.806 1.43 1.60000 62.0 0.5581
5 40.658 (可変)
6* 45.755 0.40 1.85135 40.1
7* 5.824 2.56
8 -11.395 0.30 1.77250 49.6
9 ∞ 0.24
10 -31.137 0.30 1.77250 49.6
11 33.326 0.08
12 14.546 1.11 1.95906 17.5
13 -148.456 (可変)
14(絞り) ∞ (可変)
15* 5.913 2.38 1.58313 59.5
16* 86.119 0.27
17 10.639 0.40 1.80610 33.3
18 4.382 2.72 1.49710 81.6
19* -139.685 (可変)
20 21.396 0.35 1.80400 46.6
21 6.359 0.90 1.58144 40.8
22 10.611 (可変)
23 12.931 2.50 1.53160 55.8
24* 83.304 1.89
25 ∞ 0.80 1.51633 64.1
26 ∞ 0.50
像面 ∞

非球面データ
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.96274e-004 A 6=-1.92027e-004 A 8= 1.47192e-005 A10=
-4.95882e-007 A12= 6.24852e-009
第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.10495e-003 A 6=-1.45209e-004 A 8= 1.06626e-006 A10=
8.99884e-007 A12=-3.15748e-008
第15面
K = 5.14462e-001 A 4=-3.01948e-004 A 6=-4.73686e-005 A 8= 6.34460e-007
第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.28749e-004 A 6=-9.12002e-005 A 8= 4.87653e-006
第19面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.80899e-004 A 6= 1.06826e-004 A 8=-4.38942e-006
第24面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.49067e-005 A 6=-1.84659e-005 A 8= 4.55023e-007 A10=
-4.67340e-009

各種データ
ズーム比 23.76

焦点距離 4.64 5.32 22.11 110.12
Fナンバー 3.28 3.52 5.89 6.80
半画角(度) 34.43 30.84 9.94 2.02
レンズ全長 51.16 50.61 60.52 71.88
BF 2.91 2.91 2.91 2.91

d 5 0.39 0.91 14.14 28.21
d13 15.30 13.98 5.93 0.52
d14 4.41 3.79 0.82 0.56
d19 3.11 3.39 10.50 8.10
d22 5.20 5.79 6.36 11.72

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 41.27
2 6 -5.63
3 14 ∞
4 15 9.82
5 20 -19.43
6 23 28.44
7 25 ∞


[数値データ7]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 -158.599 2.30 1.72047 34.7
2 196.315 3.35
3 622.022 2.30 1.85025 30.1
4 84.694 14.63 1.63000 66.3 0.5684
5 -167.355 0.40
6 1425.609 6.06 1.43387 95.1
7 -182.635 6.90
8 101.561 9.40 1.61800 63.3
9 -266.744 0.15
10 58.934 5.80 1.73000 49.0
11 149.251 (可変)
12 51.671 0.95 1.88300 40.8
13 13.648 6.15
14 -60.383 6.90 1.80810 22.8
15 -13.377 0.74 1.88300 40.8
16 64.376 0.21
17 26.313 2.90 1.66680 33.0
18 68.451 (可変)
19 -27.028 0.70 1.75700 47.8
20 38.607 2.87 1.84649 23.9
21 -2631.666 (可変)
22 -221.887 3.66 1.63854 55.4
23 -33.463 0.15
24 81.325 3.70 1.51633 64.1
25 -79.121 (可変)
26(絞り) ∞ 1.30
27 35.753 5.92 1.51742 52.4
28 -38.894 0.90 1.83481 42.7
29 85.495 32.40
30 62.428 4.61 1.49700 81.5
31 -43.945 0.30
32 -185.748 1.40 1.83403 37.2
33 21.191 5.38 1.48749 70.2
34 78.334 0.29
35 81.112 6.50 1.50127 56.5
36 -24.539 1.40 1.83481 42.7
37 -49.774 2.04
38 34.492 5.30 1.50127 56.5
39 -71.958 4.00
40 ∞ 33.00 1.60859 46.4
41 ∞ 13.20 1.51633 64.1
42 ∞ 7.27
像面 ∞

各種データ
ズーム比 16.25

広角 中間 望遠
焦点距離 8.00 33.60 130.00
Fナンバー 1.81 1.81 2.43
半画角(度) 34.51 9.30 2.42
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 266.93 266.93 266.93
BF 7.27 7.27 7.27

d11 0.79 32.91 46.31
d18 48.75 9.89 9.59
d21 6.22 10.86 1.43
d25 5.74 7.83 4.16

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 61.00
2 12 -14.20
3 19 -39.48
4 22 34.61
5 26 46.18


[数値データ8]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 -2746.851 6.00 1.80100 35.0
2 344.192 2.00
3 360.937 29.00 1.43387 95.1
4 -652.049 25.07
5 472.269 21.50 1.43387 95.1
6 -1244.222 0.25
7 252.430 28.00 1.43387 95.1
8 -3666.887 1.00
9 189.389 20.00 1.55000 60.1 0.5897
10 355.152 (可変)
11* -2688.536 2.11 2.00330 28.3
12 42.522 7.69
13 -172.745 1.39 1.81600 46.6
14 34.659 9.15 1.92286 18.9
15 -214.766 2.40
16 -59.391 2.11 1.83400 37.2
17 1253.585 (可変)
18 163.909 11.50 1.59349 67.0
19* -313.659 0.50
20 178.279 10.00 1.59349 67.0
21 -262.718 0.20
22 120.889 2.00 1.84666 23.8
23 62.680 18.00 1.43875 94.9
24 -274.994 0.50
25 167.928 8.00 1.59349 67.0
26* 29027.085 (可変)
27 -331.052 1.40 1.88300 40.8
28 37.805 8.00 1.80810 22.8
29 642.510 (可変)
30(絞り) ∞ 7.00
31 -46.887 2.00 1.88300 40.8
32 2265.098 2.00
33 72.673 5.00 1.80810 22.8
34 2393.401 2.00
35 2411.565 4.00 1.81600 46.6
36 122.955 8.00
37 -56.401 2.00 1.83400 37.2
38 70.844 11.00 1.51633 64.1
39 -42.617 1.00
40 -1217.974 12.25 1.62041 60.3
41 -58.874 5.00
42 840.806 8.00 1.54072 47.2
43 -63.105 1.20
44 54.640 2.50 1.83400 37.2
45 23.991 9.50 1.48749 70.2
46 93.999 0.50
47 42.599 8.00 1.53172 48.8
48 -81.243 3.00 1.88300 40.8
49 33.405 2.00
50 27.335 8.00 1.51742 52.4
51 -199.436 5.00
52 ∞ 33.00 1.60859 46.4
53 ∞ 13.20 1.51633 64.2
54 ∞ 6.76
像面 ∞

非球面データ
第11面
K =-1.92608e+004 A 4= 2.28037e-007 A 6= 4.80435e-010 A 8=-1.82891e-012 A10=
3.07549e-015 A12=-1.59560e-018

第19面
K = 1.59874e+001 A 4= 1.08653e-007 A 6= 7.38584e-011 A 8=-4.00028e-015 A10=
-2.00658e-018 A12=-1.30956e-022

第26面
K =-2.13401e+007 A 4= 2.55051e-007 A 6=-5.76873e-011 A 8=-1.21548e-013 A10=
1.04718e-016 A12=-2.37249e-020

各種データ
ズーム比 125.46
広角 中間 望遠
焦点距離 8.93 59.94 1120.00
Fナンバー 1.76 1.76 5.40
半画角(度) 31.64 5.24 0.28
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 665.86 665.86 665.86
BF 6.76 6.76 6.76

d10 2.00 133.96 192.62
d17 280.81 126.25 2.00
d26 2.00 21.01 67.32
d29 1.36 4.95 24.23

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 250.00
2 11 -24.70
3 18 66.00
4 27 -170.00
5 30 68.67


[数値データ9]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 986.400 4.70 1.77250 49.6
2 152.315 36.35
3 -389.257 4.50 1.77250 49.6
4 649.417 0.15
5 309.455 9.28 1.71736 29.5
6 773.725 10.00
7 -2927.374 14.00 1.49700 81.5
8 -260.740 0.20
9 2461.113 4.40 1.80518 25.4
10 290.226 15.00 1.49700 81.5
11 -629.504 44.00
12 532.816 17.08 1.49700 81.5
13 -273.087 0.15
14 458.740 12.43 1.49700 81.5
15 -632.796 0.15
16 334.033 8.64 1.60000 62.0 0.5581
17 1546.906 (可変)
18* 557.320 1.50 1.77250 49.6
19 97.578 5.64
20 438.891 1.50 1.72916 54.7
21 34.755 10.46 1.84666 23.8
22 94.827 6.11
23 -181.912 1.50 1.77250 49.6
24 88.343 (可変)
25 1034.760 6.25 1.62041 60.3
26 -139.471 0.15
27 134.131 11.11 1.48749 70.2
28 -81.275 0.09
29 -86.919 1.60 1.80518 25.4
30 -215.948 (可変)
31 88.441 1.60 1.80518 25.4
32 57.856 9.30 1.48749 70.2
33 416.792 0.15
34* 90.932 7.65 1.62041 60.3
35 -557.289 (可変)
36(絞り) ∞ 2.98
37 -132.172 1.40 1.78800 47.4
38 19.003 7.31 1.85478 24.8
39 -627.106 1.40 1.78800 47.4
40 70.223 5.93
41 -32.307 19.74 1.77250 49.6
42 169.224 8.40
43 -97.904 1.50 1.53775 74.7
44 184.659 7.45 1.64000 60.1
45 -37.495 3.00
46 -1021.708 1.50 2.00100 29.1
47 52.497 7.53 1.51633 64.1
48 -91.762 0.66
49 82.364 7.00 1.49700 81.5
50 -75.391 0.20
51 44.557 8.76 1.43875 94.9
52 -72.016 1.00
53 -79.130 1.50 2.00069 25.5
54 98.638 5.00 1.85896 22.7
55 -97.924 8.00
56 ∞ 33.00 1.60859 46.4
57 ∞ 13.20 1.51633 64.2
58 ∞ 10.00
像面 ∞

非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.65507e-007 A 6=-1.21934e-011 A 8=-1.74017e-015 A10=
-3.97066e-017 A12= 8.17590e-021

第34面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.99441e-008 A 6=-4.51336e-010 A 8= 9.51567e-013 A10=
-9.17379e-016 A12= 3.23522e-019

各種データ
ズーム比 30.00
広角 中間 望遠
焦点距離 6.50 35.00 195.00
Fナンバー 1.49 1.50 2.20
半画角(度) 40.24 8.93 1.62
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 625.00 625.00 625.00
BF 10.00 10.00 10.00

d17 3.00 93.37 214.58
d24 216.24 59.28 6.33
d30 2.67 40.45 1.00
d35 1.00 29.81 1.00

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 178.92
2 18 -39.67
3 25 110.08
4 31 98.28
5 36 31.00


[数値データ10]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 794.405 3.20 1.77250 49.6
2 61.483 23.90
3 -117.328 2.70 1.77250 49.6
4 420.939 0.19
5 145.462 7.13 1.92286 20.9
6 781.653 2.00
7 543.934 10.79 1.65000 65.5 0.5446
8* -138.725 0.20
9 622.621 15.01 1.49700 81.5
10 -76.527 2.50 1.80000 29.8
11 -131.842 6.48
12 119.988 2.50 1.73800 32.3
13 56.142 21.05 1.49700 81.5
14 -180.468 0.20
15 72.805 11.83 1.53715 74.8
16 -773.868 0.20
17 84.244 2.95 1.79000 45.5
18 94.537 (可変)
19* 63.183 1.20 1.88300 40.8
20 18.016 5.66
21 -99.851 4.19 1.84666 23.8
22 -22.617 0.70 1.77250 49.6
23 -98.979 2.20
24 -25.408 0.70 1.72916 54.7
25 153.099 0.16
26 53.647 3.90 1.65412 39.7
27 -80.735 (可変)
28 -34.231 0.90 1.65160 58.5
29 104.898 2.42 1.80810 22.8
30 -593.604 (可変)
31(絞り) ∞ 1.29
32 789.965 4.34 1.75500 52.3
33 -62.245 0.20
34 68.487 5.16 1.61800 63.3
35 -177.905 0.20
36 59.636 5.52 1.49700 81.5
37 -150.686 1.20 2.00100 29.1
38 216.922 0.20
39 43.410 9.67 1.51633 64.1
40 -53.614 1.10 1.77250 49.6
41 88.071 20.42
42 40.492 5.22 1.48749 70.2
43 -51.230 0.20
44 27.109 5.50 1.48749 70.2
45 -44.224 1.00 2.00069 25.5
46 23.307 2.60
47 160.079 7.14 1.80810 22.8
48 -15.492 1.00 1.88300 40.8
49 264.025 9.05
50 34.351 4.95 1.48749 70.2
51 -1645.989 37.82
像面 ∞

非球面データ
第8面
K = 1.37949e+000 A 4= 2.10963e-007 A 6= 2.49669e-011
A 8=-8.31143e-014 A10= 1.33469e-016 A12=-1.15159e-019
A14= 4.94652e-023 A16=-8.37959e-027

第19面
K = 3.22264e+000 A 4= 1.50250e-006 A 6=-1.35456e-008
A 8= 7.91301e-011 A10=-5.49408e-013 A12= 2.11357e-015
A14=-3.81816e-018 A16= 1.81480e-021

各種データ
ズーム比 8.00
広角 中間 望遠
焦点距離 20.00 70.00 160.00
Fナンバー 2.80 2.80 3.62
半画角(度) 37.87 12.52 5.55
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 310.06 310.06 310.06
BF 37.82 37.82 37.82

d18 0.69 33.24 44.35
d27 41.36 5.87 6.17
d30 9.40 12.33 0.93

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 52.10
2 19 -21.50
3 28 -62.00
4 31 36.77


[数値データ11]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 52.111 1.35 1.84666 23.9
2 26.730 6.05 1.55000 60.1 0.5897
3 -297.416 0.20
4 24.191 3.19 1.69680 55.5
5 80.959 (可変)
6 126.519 0.80 1.83481 42.7
7 7.058 3.00
8 -900.478 0.70 1.83481 42.7
9 18.240 1.57
10 -20.959 0.60 1.83481 42.7
11 367.442 0.14
12 22.385 1.83 1.92286 18.9
13 -54.232 (可変)
14(絞り) ∞ (可変)
15* 9.782 2.98 1.58313 59.4
16 -129.866 3.82
17 53.762 0.70 1.80518 25.4
18 9.521 0.46
19* 15.014 2.13 1.58313 59.4
20 -61.461 (可変)
21 14.136 2.63 1.69680 55.5
22 -23.265 0.70 1.84666 23.9
23 -116.145 (可変)
24 ∞ 2.95 1.51633 64.1
25 ∞ 0.04
像面 ∞

非球面データ
第15面
K =-1.24240e+000 A 4= 6.61643e-005 A 6=-2.82349e-008 A 8= 1.79831e-009

第19面
K =-4.16889e-001 A 4=-5.53903e-005

各種データ
ズーム比 8.22
広角 中間 望遠
焦点距離 4.38 12.27 36.02
Fナンバー 1.85 2.42 2.88
半画角(度) 34.66 13.86 4.81
像高 3.03 3.03 3.03
レンズ全長 77.54 77.54 77.54
BF 0.04 0.04 0.04

d 5 1.25 11.98 20.76
d13 22.42 11.69 2.91
d14 6.22 1.93 2.66
d20 4.81 5.91 4.75
d23 6.98 10.17 10.60

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 36.84
2 6 -7.16
3 14 ∞
4 15 20.05
5 21 20.02
6 24 ∞


[数値データ12]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 77.205 1.30 1.85478 24.8
2 41.165 5.56 1.49700 81.5
3 569.136 0.15
4 41.162 4.75 1.61000 66.6 0.5897
5 178.361 0.10
6 30.626 5.04 1.61000 66.6 0.5897
7 58.280 (可変)
8 70.017 0.56 1.95375 32.3
9 6.456 2.84
10 40.507 0.47 1.85150 40.8
11 16.044 1.63
12 -21.720 0.47 1.77250 49.6
13 23.708 0.23
14 15.973 2.17 1.95906 17.5
15 -96.736 (可変)
16(絞り) ∞ (可変)
17* 12.950 3.15 1.76450 49.1
18 94.228 5.74
19 36.854 0.45 2.00330 28.3
20 10.125 3.97 1.43700 95.1
21 -20.157 0.10
22* 8.731 3.46 1.49700 81.5
23* -27.390 (可変)
24 -41.684 0.40 1.95375 32.3
25 5.417 (可変)
26 15.629 2.62 1.84666 23.9
27 -11.966 0.80
28 ∞ 2.00 1.51633 64.1
29 ∞ 0.05
像面 ∞

非球面データ
第17面
K =-4.45044e+000 A 4= 2.06475e-004 A 6=-1.75745e-006 A 8= 8.62270e-009 A10=
-6.96136e-012

第22面
K =-4.65883e+000 A 4= 6.85079e-004 A 6=-2.13877e-005 A 8= 5.00375e-007 A10=
-4.33910e-009

第23面
K =-1.25975e+001 A 4=-8.74057e-005 A 6=-9.13576e-006 A 8= 4.99019e-007 A10=
-6.96630e-009

各種データ
ズーム比 44.02
広角 中間 望遠
焦点距離 4.43 41.05 195.19
Fナンバー 1.65 3.00 4.90
半画角(度) 35.81 4.46 0.94
像高 3.20 3.20 3.20
レンズ全長 89.05 89.05 89.05
BF 0.05 0.05 0.05

d 7 0.60 24.34 29.55
d15 29.75 6.01 0.80
d16 3.34 0.79 0.60
d23 4.23 7.55 1.89
d25 3.12 2.34 8.20

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 43.83
2 8 -6.00
3 16 ∞
4 17 12.68
5 24 -5.01
6 26 8.37
7 28 ∞
Figure 0007150475000002
Figure 0007150475000003
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 (31)

  1. 複数のレンズ群を有し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    前記複数のレンズ群は、物体側より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、1つ以上のレンズ群を含む後群より構成され、
    前記第1レンズ群は1つ以上の正レンズを有し、
    前記第1レンズ群に含まれる少なくとも1つの正レンズG1pの材料は、材料の屈折率をnd、材料のアッベ数をνd、材料の部分分散比をθgFとするとき、
    θgF-(-1.665×10-7×νd+5.213×10-5×νd-5.656×10-3×νd+0.737)>0
    50.00<νd≦66.614
    1.550≦nd≦1.750
    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. 複数のレンズ群を有し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    前記複数のレンズ群は、物体側より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、1つ以上のレンズ群を含む後群より構成され、
    前記第1レンズ群は1つ以上の正レンズを有し、
    前記第1レンズ群に含まれる少なくとも1つの正レンズG1pの材料は、材料の屈折率をnd、材料のアッベ数をνd、材料の部分分散比をθgFとするとき、
    θgF-(-1.665×10 -7 ×νd +5.213×10 -5 ×νd -5.656×10 -3 ×νd+0.737)>0
    50.00<νd<67.00
    1.550≦nd≦1.750
    0.5443<θgF<0.6000
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ
  3. 前記正レンズG1pの材料の-30℃以上+70℃以下における平均線膨張係数(10-5/K)をαとするとき、
    0.50<α<5.00
    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. 複数のレンズ群を有し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    前記複数のレンズ群は、物体側より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、1つ以上のレンズ群を含む後群より構成され、
    前記第1レンズ群は、ズーミングに際して移動し、
    前記第1レンズ群は1つ以上の正レンズを有し、
    前記第1レンズ群に含まれる少なくとも1つの正レンズG1pの材料は、材料の屈折率をnd、材料のアッベ数をνd、材料の部分分散比をθgFとするとき、
    θgF-(-1.665×10 -7 ×νd +5.213×10 -5 ×νd -5.656×10 -3 ×νd+0.737)>0
    50.00<νd<67.00
    1.550≦nd≦1.750
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ
  5. 広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfW、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
    4.00<f1/fW<60.00
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項4に記載のズームレンズ。
  6. 前記第1レンズ群は、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ズーミングに際して移動し、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をfW、広角端から望遠端における前記第1レンズ群の移動量をM1とするとき、
    0.10<|M1|/fW<40.00
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項4または5に記載のズームレンズ。
  7. 前記第1レンズ群の焦点距離をf1、望遠端における前記ズームレンズの焦点距離をfTとするとき、
    0.10<fT/f1<4.00
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  8. 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とするとき、
    3.00<f1/|f2|<20.00
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項4乃至7のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  9. 前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記正レンズG1pの焦点距離をfpとするとき、
    0.40<fp/f1<6.00
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項4乃至8のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  10. 広角端から望遠端へのズーミングにおける、前記第1レンズ群の広角端における位置から最も像側に位置するときの移動量をM1b、広角端から望遠端における前記第1レンズ群の移動量をM1とするとき、
    0.01<|M1b/M1|<2.00
    なる条件式を満足すること特徴とする請求項4乃至9のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  11. 前記第2レンズ群の像側に隣接して配置された開口絞りを有し、
    前記後群は、該開口絞りの像側に隣接して配置された正の屈折力の第3レンズ群を有し、
    前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第3レンズ群の焦点距離をf3とするとき、
    3.50<f1/f3<13.00
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項4乃至10のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  12. 前記開口絞りはズーミングに際して他のレンズ群とは異なった軌跡で移動し、広角端における前記開口絞りと前記第3レンズ群の間隔をDW、望遠端における前記開口絞りと前記第3レンズ群の間隔をDTとするとき、
    1.00<DW/DT<700.00
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項11に記載のズームレンズ。
  13. 広角端から望遠端へのズーミングにおける前記開口絞りの移動量をMS、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とするとき、
    0.30<MS/M3<1.30
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項11または12に記載のズームレンズ。
  14. 前記正レンズG1pの物体側のレンズ面の曲率半径をR1p、前記正レンズG1pの像側のレンズ面の曲率半径をR2pとするとき、
    -2.00<(R1p-R2p)/(R1p+R2p)<-0.10
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項4乃至13のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  15. 前記第2レンズ群の焦点距離をf2、望遠端における前記ズームレンズの焦点距離をfTとするとき、
    1.00<fT/|f2|<60.00
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項4乃至14のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  16. 広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第1レンズ群は像側に凸状の軌跡で移動することを特徴とする請求項4乃至15のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  17. 前記第1レンズ群は、ズーミングに際して不動であ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。
  18. 前記第1レンズ群の焦点距離をf1、望遠端における前記ズームレンズの焦点距離をfTとするとき、
    0.20<fT/f1<6.50
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項17に記載のズームレンズ。
  19. 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とするとき、
    1.00<f1/|f2|<12.00
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項17または18に記載のズームレンズ。
  20. 前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記正レンズG1pの焦点距離をfpとするとき、
    0.40<fp/f1<40.00
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項17乃至19のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  21. 前記第2レンズ群の焦点距離をf2、望遠端における前記ズームレンズの焦点距離をfTとするとき、
    1.00<fT/|f2|<75.00
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項17乃至20のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  22. 望遠端における前記ズームレンズの焦点距離をfT、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とするとき、
    0.05<M2/fT<2.00
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項17乃至21のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  23. 前記正レンズG1pの物体側のレンズ面の曲率半径をR1p、前記正レンズG1pの像側のレンズ面の曲率半径をR2pとするとき、
    -2.5<(R1p-R2p)/(R1p+R2p)<-0.1
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項17乃至22のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  24. 前記第2レンズ群は広角端から望遠端へのズーミングに際して像側に移動することを特徴とする請求項17乃至23のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  25. 前記第1レンズ群は、フォーカシングに際して不動の第1部分群と、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物体側に移動する第2部分群を有することを特徴とする請求項24に記載のズームレンズ。
  26. 前記第1部分群は負の屈折力を有し、前記第2部分群は正の屈折力を有することを特徴とする請求項25に記載のズームレンズ。
  27. 第1レンズ群は、フォーカシングに際して不動の第1部分群と、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像側に移動する第2部分群と、フォーカシングに際して不動の第3部分群とを有することを特徴とする請求項24に記載のズームレンズ。
  28. 前記第1部分群は負の屈折力を有し、前記第2部分群は正の屈折力を有し、前記第3部分群は正の屈折力を有することを特徴とする請求項27に記載のズームレンズ。
  29. 第1レンズ群は、フォーカシングに際して不動の第1部分群と、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物体側に移動する第2部分群と、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物体側に移動する第3部分群とを有することを特徴とする請求項24に記載のズームレンズ。
  30. 前記第1部分群は負の屈折力を有し、前記第2部分群は正の屈折力を有し、前記第3部分群は正の屈折力を有することを特徴とする請求項29に記載のズームレンズ。
  31. 請求項1乃至30のいずれか1項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光電変換素子を有していることを特徴とする撮像装置。
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