JP7387423B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関する。
近年、モニタの高精細化が進み、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラなどの撮像装置に用いられるズームレンズの高画質化が進んできた。今後、更なる普及のためにも、安価で小型なズームレンズが求められる。
また、従来、小型で変倍比を効率良く確保可能なズームレンズが知られている。特許文献１には、物体側から像側へ順に、正、負、正、正の屈折力を有するレンズ群を配し、変倍時に第１レンズ群が固定された２０倍程度のズームレンズが開示されている。特許文献２には、物体側から像側へより順に、正、負、正、正、正の屈折力を有するレンズ群を配し、変倍時に第１レンズ群と第３レンズ群と第５レンズ群とが固定された１０倍程度のズームレンズが開示されている。
特許文献１に開示されたズームレンズは、光学全長が長い。特許文献２に開示されたズームレンズは、小型化と高倍化とを両立させることが難しい。
本発明は、例えば、小型、高倍、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する。
本発明の一側面としてのズームレンズは、複数のレンズ群を有するズームレンズであって、前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、一つまたは二つの正の屈折力を有する中間レンズ群と、正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、広角端から望遠端へのズーミングのために、隣り合うレンズ群の各組の間隔は変化し、前記一つまたは二つの中間レンズ群は、全体で３枚または４枚のレンズを有し、前記一つまたは二つの中間レンズ群の中で最も像側に配置されたレンズは、正の屈折力を有する単レンズであり、前記最終レンズ群は、３枚または４枚のレンズからなり、望遠端での前記ズームレンズの光学全長ＬＤｔ、望遠端での前記ズームレンズの焦点距離ｆｔ、広角端での前記単レンズに隣接する物体側の空気間隔Ｄｐｏｗ、前記第２レンズ群の焦点距離ｆ２、および広角端から望遠端までの前記第２レンズ群の移動量Ｍ２は、所定の条件式を満足する。
本発明の一側面としてのズームレンズは、複数のレンズ群を有するズームレンズであって、前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、一つまたは二つの正の屈折力を有する中間レンズ群と、正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、広角端から望遠端へのズーミングのために、隣り合うレンズ群の各組の間隔は変化し、前記一つまたは二つの中間レンズ群は、全体で３枚または４枚のレンズを有し、前記一つまたは二つの中間レンズ群の中で最も像側に配置されたレンズは、正の屈折力を有する単レンズであり、前記最終レンズ群は、３枚または４枚のレンズを有し、望遠端での前記ズームレンズの光学全長ＬＤｔ、望遠端での前記ズームレンズの焦点距離ｆｔ、広角端での前記単レンズに隣接する物体側の空気間隔Ｄｐｏｗ、前記第２レンズ群の焦点距離ｆ２、望遠端での前記単レンズに隣接する物体側の空気間隔Ｄｐｏｔ、広角端から望遠端までの前記第２レンズ群の移動量Ｍ２は、所定の条件式を満足する。
本発明の一側面としてのズームレンズは、複数のレンズ群を有するズームレンズであって、前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、一つまたは二つの正の屈折力を有する中間レンズ群と、正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、広角端から望遠端へのズーミングのために、隣り合うレンズ群の各組の間隔は変化し、少なくとも前記第２レンズ群および前記最終レンズ群は、ズーミングのために移動し、前記一つまたは二つの中間レンズ群は、全体で３枚または４枚のレンズを有し、前記一つまたは二つの中間レンズ群の中で最も像側に配置されたレンズは、正の屈折力を有する単レンズであり、前記最終レンズ群は、３枚または４枚のレンズを有し、望遠端での前記ズームレンズの光学全長ＬＤｔ、望遠端での前記ズームレンズの焦点距離ｆｔ、広角端での前記単レンズに隣接する物体側の空気間隔Ｄｐｏｗ、前記第２レンズ群の焦点距離ｆ２、広角端から望遠端までの前記第２レンズ群の移動量Ｍ２は、所定の条件式を満足する。
本発明の一側面としてのズームレンズは、複数のレンズ群を有するズームレンズであって、前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、一つまたは二つの正の屈折力を有する中間レンズ群と、正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、広角端から望遠端へのズーミングのために、隣り合うレンズ群の各組の間隔は変化し、前記一つまたは二つの中間レンズ群は、全体で３枚または４枚のレンズを有し、前記一つまたは二つの中間レンズ群の中で最も像側に配置されたレンズは、正の屈折力を有する単レンズであり、前記最終レンズ群は、３枚または４枚のレンズを有し、望遠端での前記ズームレンズの光学全長ＬＤｔ、望遠端での前記ズームレンズの焦点距離ｆｔ、広角端での前記単レンズに隣接する物体側の空気間隔Ｄｐｏｗ、前記第２レンズ群の焦点距離ｆ２、広角端から望遠端までの前記第２レンズ群の移動量Ｍ２、前記一つまたは二つの中間レンズ群のうち物体側の中間レンズ群の広角端から望遠端までの移動量Ｍ３は、所定の条件式を満足する。
本発明の一側面としてのズームレンズは、複数のレンズ群を有するズームレンズであって、前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、一つまたは二つの正の屈折力を有する中間レンズ群と、正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、広角端から望遠端へのズーミングのために、隣り合うレンズ群の各組の間隔は変化し、前記一つまたは二つの中間レンズ群は、全体で３枚または４枚のレンズを有し、前記一つまたは二つの中間レンズ群の中で最も像側に配置されたレンズは、正の屈折力を有する単レンズであり、前記最終レンズ群は、３枚または４枚のレンズを有し、望遠端での前記ズームレンズの光学全長ＬＤｔ、望遠端での前記ズームレンズの焦点距離ｆｔ、広角端での前記単レンズに隣接する物体側の空気間隔Ｄｐｏｗ、前記第２レンズ群の焦点距離ｆ２、望遠端での前記単レンズに隣接する物体側の空気間隔Ｄｐｏｔ、広角端から望遠端までの前記第２レンズ群の移動量Ｍ２は、所定の条件式を満足する。
本発明の一側面としてのズームレンズは、複数のレンズ群を有するズームレンズであって、前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、一つまたは二つの正の屈折力を有する中間レンズ群と、正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、広角端から望遠端へのズーミングのために、隣り合うレンズ群の各組の間隔は変化し、少なくとも前記第２レンズ群および前記最終レンズ群は、ズーミングのために移動し、前記一つまたは二つの中間レンズ群は、全体で３枚または４枚のレンズを有し、前記一つまたは二つの中間レンズ群の中で最も像側に配置されたレンズは、正の屈折力を有する単レンズであり、前記最終レンズ群は、３枚または４枚のレンズを有し、望遠端での前記ズームレンズの光学全長ＬＤｔ、望遠端での前記ズームレンズの焦点距離ｆｔ、広角端での前記単レンズに隣接する物体側の空気間隔Ｄｐｏｗ、前記第２レンズ群の焦点距離ｆ２、広角端から望遠端までの前記第２レンズ群の移動量Ｍ２は、所定の条件式を満足する。
本発明の一側面としてのズームレンズは、複数のレンズ群を有するズームレンズであって、前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、一つまたは二つの正の屈折力を有する中間レンズ群と、正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、広角端から望遠端へのズーミングのために、隣り合うレンズ群の各組の間隔は変化し、前記一つまたは二つの中間レンズ群は、全体で３枚または４枚のレンズを有し、前記一つまたは二つの中間レンズ群の中で最も像側に配置されたレンズは、正の屈折力を有する単レンズであり、前記最終レンズ群は、３枚または４枚のレンズを有し、望遠端での前記ズームレンズの光学全長ＬＤｔ、望遠端での前記ズームレンズの焦点距離ｆｔ、広角端での前記単レンズに隣接する物体側の空気間隔Ｄｐｏｗ、前記第２レンズ群の焦点距離ｆ２、広角端から望遠端までの前記第２レンズ群の移動量Ｍ２、前記一つまたは二つの中間レンズ群のうち物体側の中間レンズ群の広角端から望遠端までの移動量Ｍ３は、所定の条件式を満足する。
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
本発明によれば、例えば、小型、高倍、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。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、各実施例のズームレンズの概略について説明する。各実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、一つまたは二つの正の屈折力を有するレンズ群からなる中間レンズ群、および、正の屈折力を有する最終レンズ群からなる。ここで、広角端から望遠端へのズーミングに際し、隣り合うレンズ群同士の間隔は変化する。これにより、各実施例のズームレンズは、高倍ズームに適した構成となっている。一つまたは二つの中間レンズ群は、３枚または４枚のレンズからなる。最終レンズ群は、３枚または４枚のレンズからなる。これにより、ズームレンズを構成するレンズの枚数を抑制しつつ小型で良好な光学性能を得ることができる。中間レンズ群の最も像側には、正の屈折率を有する単レンズＧｐｍｉが配置されている。これにより、球面収差およびコマ収差を補正することができる。
各実施例のズームレンズは、以下の条件式（１）、（２）を満足する。
０．５０＜ＬＤｔ／ｆｔ＜１．００ … （１）
－１．４０＜Ｄｐｏｗ／ｆ２＜－０．２７ … （２）
ここで、ＬＤｔは、ズームレンズの望遠端における光学全長、ｆｔはズームレンズの望遠端における焦点距離、Ｄｐｏｗは単レンズＧｐｍｉの広角端において隣接する物体側の空気間隔、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離である。光学全長は、ズームレンズの全長にバックフォーカスを加えたものである。バックフォーカス中にガラスブロックなどが存在する場合、ガラスブロックなどで伸びたバックフォーカスも加算する。
－１．４０＜Ｄｐｏｗ／ｆ２＜－０．２７ … （２）
ここで、ＬＤｔは、ズームレンズの望遠端における光学全長、ｆｔはズームレンズの望遠端における焦点距離、Ｄｐｏｗは単レンズＧｐｍｉの広角端において隣接する物体側の空気間隔、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離である。光学全長は、ズームレンズの全長にバックフォーカスを加えたものである。バックフォーカス中にガラスブロックなどが存在する場合、ガラスブロックなどで伸びたバックフォーカスも加算する。
条件式（１）は、望遠端の光学全長と望遠端の焦点距離との比を規定している。条件式（１）の上限値を超えた場合、光学全長が長くなり好ましくない。一方、条件式（１）の下限値を超えた場合、望遠端の球面収差や軸上色収差の補正が困難となる。
条件式（２）は、中間レンズ群の最も像側に配置された正の単レンズＧｐｍｉの広角端において隣接する物体側の空気間隔と第２レンズ群の焦点距離との比を規定する。条件式（２）の上限値を超えた場合、ズームレンズの全長が長くなり好ましくない、または、波長毎の球面収差の差の補正が困難となる。一方、条件式（２）の下限値を超えた場合、ズーミングに際する像面湾曲の変動の補正が困難となる。
好ましくは、各実施例のズームレンズは、以下の条件式（３）を満足する。
Ｄｐｏｔ－Ｄｐｏｗ≦０．００ … （３）
ここでＤｐｏｔは、望遠端における、中間レンズ群の最も像側に配置された正の単レンズＧｐｍｉに隣接する物体側の空気間隔である。条件式（３）は、単レンズＧｐｍｉの望遠端において隣接する物体側の空気間隔と単レンズＧｐｍｉの広角端において隣接する物体側の空気間隔との比を規定する。条件式（３）上限値を超えた場合、効率良く変倍比を稼ぐことが困難となる。
ここでＤｐｏｔは、望遠端における、中間レンズ群の最も像側に配置された正の単レンズＧｐｍｉに隣接する物体側の空気間隔である。条件式（３）は、単レンズＧｐｍｉの望遠端において隣接する物体側の空気間隔と単レンズＧｐｍｉの広角端において隣接する物体側の空気間隔との比を規定する。条件式（３）上限値を超えた場合、効率良く変倍比を稼ぐことが困難となる。
好ましくは、各実施例のズームレンズにおいて、少なくとも第２レンズ群および最終レンズ群は、ズーミング（変倍）のために移動する。第２レンズ群を移動させることにより、効率良く変倍比を稼ぐことが可能となる。また、最終レンズ群でズーミングに伴う像面移動の補正を行うと共に、ズーミングに際する倍率色収差の変動を補正することができる。
好ましくは、各実施例のズームレンズは、以下の条件式４）を満足する。
０．２３＜Ｍ２／ＬＤｔ＜０．４３ … （４）
ここで、Ｍ２は広角端から望遠端までの第２レンズ群の移動量である。移動量Ｍ２は、広角端でよりも望遠端で第２レンズ群が像側に位置する場合に正の符号とする。条件式（４）は、広角端から望遠端までの第２レンズ群の移動量と望遠端の光学全長との比を規定する。条件式（４）の上限値を超えた場合、前玉径が大きくなり好ましくない。一方、条件式（４）の下限値を超えた場合、全長が長くなり好ましくない。
ここで、Ｍ２は広角端から望遠端までの第２レンズ群の移動量である。移動量Ｍ２は、広角端でよりも望遠端で第２レンズ群が像側に位置する場合に正の符号とする。条件式（４）は、広角端から望遠端までの第２レンズ群の移動量と望遠端の光学全長との比を規定する。条件式（４）の上限値を超えた場合、前玉径が大きくなり好ましくない。一方、条件式（４）の下限値を超えた場合、全長が長くなり好ましくない。
好ましくは、各実施例のズームレンズは、以下の条件式（５）を満足す。
０．２２＜Ｍ２／ｆｔ＜０．３４ … （５）
条件式（５）は、広角端から望遠端までの第２レンズ群の移動量と望遠端の焦点距離との比を規定する。条件式（５）の上限値を超えた場合、前玉径が大きくなり好ましくない。一方、条件式（５）の下限値を超えた場合、ズーミングに際する像面湾曲の変動の補正が困難となる。
条件式（５）は、広角端から望遠端までの第２レンズ群の移動量と望遠端の焦点距離との比を規定する。条件式（５）の上限値を超えた場合、前玉径が大きくなり好ましくない。一方、条件式（５）の下限値を超えた場合、ズーミングに際する像面湾曲の変動の補正が困難となる。
好ましくは、各実施例のズームレンズは、以下の条件式（６）を満足する。
０．０６＜Ｄｐｏｗ／ｆ３＜０．５０ … （６）
ここでｆ３は、一つまたは二つの中間レンズ群のうち物体側の中間レンズ群（第３レンズ群）の焦点距離である。条件式（６）は、中間レンズ群の最も像側に配置された正の単レンズＧｐｍｉの望遠端において隣接する物体側の空気間隔と第３レンズ群の焦点距離との比を規定する。条件式（６）の上限値を超えた場合、広角端の非点隔差や歪曲収差の補正が困難になる。一方、条件式（６）の下限値を超えた場合、波長毎の球面収差の差を補正するのが困難となる。
ここでｆ３は、一つまたは二つの中間レンズ群のうち物体側の中間レンズ群（第３レンズ群）の焦点距離である。条件式（６）は、中間レンズ群の最も像側に配置された正の単レンズＧｐｍｉの望遠端において隣接する物体側の空気間隔と第３レンズ群の焦点距離との比を規定する。条件式（６）の上限値を超えた場合、広角端の非点隔差や歪曲収差の補正が困難になる。一方、条件式（６）の下限値を超えた場合、波長毎の球面収差の差を補正するのが困難となる。
好ましくは、各実施例のズームレンズは、以下の条件式（７）を満足する。
－０．３８＜Ｍ３／Ｍ２＜－０．２１ … （７）
ここでＭ３は、一つまたは二つの中間レンズ群のうち物体側の中間レンズ群（第３レンズ群）の広角端から望遠端までの移動量である。移動量Ｍ３は、広角端でよりも望遠端で第３レンズ群が像側に位置する場合に正の符号とする。条件式（７）は、広角端から望遠端までの第３レンズ群の移動量Ｍ３と広角端から望遠端までの第２レンズ群の移動量Ｍ２との比を規定する。条件式（７）の上限値を超えた場合、前玉径が大きくなり好ましくない。一方、条件式（７）の下限値を超えた場合、効率良く変倍比を稼ぐことが困難となる。
ここでＭ３は、一つまたは二つの中間レンズ群のうち物体側の中間レンズ群（第３レンズ群）の広角端から望遠端までの移動量である。移動量Ｍ３は、広角端でよりも望遠端で第３レンズ群が像側に位置する場合に正の符号とする。条件式（７）は、広角端から望遠端までの第３レンズ群の移動量Ｍ３と広角端から望遠端までの第２レンズ群の移動量Ｍ２との比を規定する。条件式（７）の上限値を超えた場合、前玉径が大きくなり好ましくない。一方、条件式（７）の下限値を超えた場合、効率良く変倍比を稼ぐことが困難となる。
好ましくは、各実施例のズームレンズにおいて、ズーミングに際し、少なくとも第１レンズ群は固定されている（第１レンズ群は、ズーミングのためには移動しない）。第１レンズ群は質量が大きく、移動させるにはアクチュエータの大型化や機構の煩雑化を招き、好ましくない。また好ましくは、ズーミングに際し、開口絞りが像面に対して固定されている。ズーミングに際し開口絞りが光軸ＯＡに沿った方向（光軸方向）に移動すると、機構の煩雑化やレンズユニットの大径化を招き、好ましくない。また好ましくは、合焦する被写体が遠距離から近距離になるに際し、最終レンズ群を像側から物体側へ移動させる。最終レンズ群をフォーカス群とすることで、広角端から望遠端の全域で遠距離から近距離に合焦する際の光学性能の変化を抑制することができる。また好ましくは、変倍比が１８倍以上である。変倍比が小さい場合、各実施例の効果が得難くなる。
好ましくは、条件式（１）～（７）の数値範囲の少なくとも一つは、以下の条件式（１ａ）～（７ａ）のようにそれぞれ設定される。
０．５５＜ＬＤｔ／ｆｔ＜１．００ … （１ａ）
－１．２５＜Ｄｐｏｗ／ｆ２＜－０．２７ … （２ａ）
－１２．００＜Ｄｐｏｔ－Ｄｐｏｗ≦０．００ … （３ａ）
０．２４＜Ｍ２／ＬＤｔ＜０．４２ … （４ａ）
０．２３＜Ｍ２／ｆｔ＜０．３３ … （５ａ）
０．０７＜Ｄｐｏｗ／ｆ３＜０．４０ … （６ａ）
－０．３７＜Ｍ３／Ｍ２＜－０．２２ … （７ａ）
より好ましくは、条件式（１ａ）～（７ａ）の数値範囲の少なくとも一つは、以下の条件式（１ｂ）～（７ｂ）のようにそれぞれ設定される。
－１．２５＜Ｄｐｏｗ／ｆ２＜－０．２７ … （２ａ）
－１２．００＜Ｄｐｏｔ－Ｄｐｏｗ≦０．００ … （３ａ）
０．２４＜Ｍ２／ＬＤｔ＜０．４２ … （４ａ）
０．２３＜Ｍ２／ｆｔ＜０．３３ … （５ａ）
０．０７＜Ｄｐｏｗ／ｆ３＜０．４０ … （６ａ）
－０．３７＜Ｍ３／Ｍ２＜－０．２２ … （７ａ）
より好ましくは、条件式（１ａ）～（７ａ）の数値範囲の少なくとも一つは、以下の条件式（１ｂ）～（７ｂ）のようにそれぞれ設定される。
０．５９＜ＬＤｔ／ｆｔ＜１．００ … （１ｂ）
－１．１１＜Ｄｐｏｗ／ｆ２＜－０．２７ … （２ｂ）
－１０．５２＜Ｄｐｏｔ－Ｄｐｏｗ≦０．００ … （３ｂ）
０．２４＜Ｍ２／ＬＤｔ＜０．４１ … （４ｂ）
０．２３＜Ｍ２／ｆｔ＜０．３２ … （５ｂ）
０．０７＜Ｄｐｏｗ／ｆ３＜０．３４ … （６ｂ）
－０．３６＜Ｍ３／Ｍ２＜－０．２２ … （７ｂ）
次に、図１乃至図２０を参照して、各実施例のズームレンズについて説明する。図１、図５、図９、図１３、図１７は、実施例１乃至５のそれぞれのズームレンズ（光学系）１ａ～１ｅの断面図である。図２、図６、図１０、図１４、図１８は、実施例１乃至５のそれぞれのズームレンズの広角端での収差図である。図３、図７、図１１、図１５、図１９は、実施例１乃至５のそれぞれのズームレンズの中間焦点距離での収差図である。図４、図８、図１２、図１６、図２０は、実施例１乃至５のそれぞれのズームレンズの望遠端での収差図である。各収差図において、ｄ、ｇはそれぞれｄ線およびｇ線、Ｍ、Ｓはそれぞれメリジオナル像面、サジタル像面を示す。倍率色収差は、ｇ線によって示している。
－１．１１＜Ｄｐｏｗ／ｆ２＜－０．２７ … （２ｂ）
－１０．５２＜Ｄｐｏｔ－Ｄｐｏｗ≦０．００ … （３ｂ）
０．２４＜Ｍ２／ＬＤｔ＜０．４１ … （４ｂ）
０．２３＜Ｍ２／ｆｔ＜０．３２ … （５ｂ）
０．０７＜Ｄｐｏｗ／ｆ３＜０．３４ … （６ｂ）
－０．３６＜Ｍ３／Ｍ２＜－０．２２ … （７ｂ）
次に、図１乃至図２０を参照して、各実施例のズームレンズについて説明する。図１、図５、図９、図１３、図１７は、実施例１乃至５のそれぞれのズームレンズ（光学系）１ａ～１ｅの断面図である。図２、図６、図１０、図１４、図１８は、実施例１乃至５のそれぞれのズームレンズの広角端での収差図である。図３、図７、図１１、図１５、図１９は、実施例１乃至５のそれぞれのズームレンズの中間焦点距離での収差図である。図４、図８、図１２、図１６、図２０は、実施例１乃至５のそれぞれのズームレンズの望遠端での収差図である。各収差図において、ｄ、ｇはそれぞれｄ線およびｇ線、Ｍ、Ｓはそれぞれメリジオナル像面、サジタル像面を示す。倍率色収差は、ｇ線によって示している。
図１、図５、図９、図１３、図１７に示されるズームレンズの断面図において、Ｌ１は第１レンズ群、Ｌ２は第２レンズ群、Ｌ３は第３レンズ群、Ｌ４は第４レンズ群、Ｌ５は第５レンズ群である。ＳＰは絞り（開口絞り）、Ｐはフェースプレートやローパスフィルタなどのガラスブロック、Ｉは像面である。各実施例のズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際し、図１、図５、図９、図１３、図１７の矢印のように各レンズ群を移動させている。各図中の実線と点線の矢印は、それぞれ、無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときの移動軌跡である。
図１（実施例１）および図１７（実施例５）において、中間レンズ群は３枚のレンズからなる第３レンズ群Ｌ３であり、最終レンズ群は第４レンズ群Ｌ４である。図５（実施例２）、図９（実施例３）、図１３（実施例４）において、中間レンズ群は第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４であり、最終レンズ群は第５レンズ群Ｌ５である。図５および図１３において、中間レンズ群は全体で３枚のレンズからなる。図９において、中間レンズ群は全体で４枚のレンズからなる。
以下、実施例１乃至５に対応する数値実施例１乃至５を記載する。各数値実施例において、ｒｉは物体側から順に第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面の間隔（レンズ厚あるいは空気間隔）、ｎｄｉとνｄｉはそれぞれ第ｉ番目のレンズの材質の屈折率とアッベ数である。なお、ある材料のアッベ数νｄは、フラウンホーファ線のｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）における屈折率をＮｄ、ＮＦ、ＮＣとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
で表される。
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
で表される。
なお、各数値実施例において、ｄ、焦点距離（ｍｍ）、Ｆナンバー、半画角（°）は全て各実施例の光学系（ズームレンズ）が無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。ＢＦ（バックフォーカス）は、レンズ最終面（最も像側のレンズ面）から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものであり、ガラスブロックを含まない場合の値である。「レンズ全長」は、ズームレンズの最前面（最も物体側のレンズ面）から最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。「レンズ群」は、複数のレンズから構成される場合に限らず、１枚のレンズから構成される場合も含むものとする。
また、光学面が非球面の場合は、面番号の右側に、「＊」の符号を付している。非球面形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向ｈ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、各非球面係数をｋ、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１とするとき、以下の式（Ａ）で表される。
各数値実施例に記載されていない係数はゼロである。また、例えば「ｅ－Ｚ」の表示は「１０－Ｚ」を意味する。半画角は、光線追跡で求めた値である。
（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 55.076 1.43 1.90366 31.3
2 37.549 6.55 1.49700 81.5
3 -427.274 0.17
4 37.663 3.51 1.49700 81.5
5 139.590 (可変)
6 217.940 0.90 1.90366 31.3
7 11.630 5.91
8 -32.878 2.92 1.96300 24.1
9 -14.758 0.74 1.80400 46.5
10 31.381 0.17
11 23.136 2.59 1.96300 24.1
12 149.908 (可変)
13(絞り) ∞ (可変)
14* 11.990 5.13 1.58313 59.4
15* -96.919 4.22
16 55.161 0.84 1.91650 31.6
17 10.258 4.57
18 18.012 2.35 1.49700 81.5
19 -44.048 (可変)
20 28.314 1.98 1.60342 38.0
21 -53.097 0.73
22 -18.201 0.60 1.59551 39.2
23 15.391 0.64
24 17.012 4.31 1.48749 70.2
25 -15.207 (可変)
26 ∞ 0.92 1.51633 64.1
27 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第14面
K =-3.46301e-001 A 4=-1.45222e-005
第15面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.23251e-005
各種データ
ズーム比 19.55
広角 中間 望遠
焦点距離 6.69 43.97 130.75
Ｆナンバー 2.06 3.60 4.12
半画角 36.10 5.86 1.97
像高 4.52 4.52 4.52
レンズ全長 124.77 124.77 124.77
BF 16.12 25.54 11.74
d 5 0.97 30.22 39.96
d12 40.40 11.15 1.41
d13 14.69 1.34 1.34
d19 2.34 6.26 20.07
d25 14.52 23.94 10.13
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 61.50
2 6 -12.18
3 14 31.48
4 20 41.16
5 26 ∞
（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 111.275 1.53 1.89190 37.1
2 49.992 5.53 1.49700 81.5
3 -14027.800 0.17
4 53.558 3.62 1.49700 81.5
5 211.028 0.17
6 59.823 3.51 1.49700 81.5
7 407.517 (可変)
8 -456.451 0.83 1.83481 42.7
9 12.920 6.06
10 -26.535 2.11 1.96300 24.1
11 -16.317 0.71 1.80400 46.5
12 81.362 0.17
13 31.966 2.26 1.96300 24.1
14 418.296 (可変)
15(絞り) ∞ (可変)
16* 11.038 4.59 1.55332 71.7
17* -112.788 2.55
18 27.415 1.17 1.89190 37.1
19 9.856 (可変)
20 25.742 1.33 1.48749 70.2
21 349.321 (可変)
22 21.615 1.96 1.69680 55.5
23 -129.475 0.61
24 -27.326 0.60 1.60342 38.0
25 18.051 1.49
26 20.275 3.38 1.48749 70.2
27 -21.505 (可変)
28 ∞ 0.92 1.51633 64.1
29 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第16面
K =-5.16072e-001 A 4=-9.09293e-006
第17面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.27349e-005
各種データ
ズーム比 29.55
広角 中間 望遠
焦点距離 6.18 40.49 182.67
Ｆナンバー 2.06 3.86 4.64
半画角 36.10 6.40 1.40
像高 3.93 4.52 4.52
レンズ全長 138.78 138.78 138.78
BF 15.76 25.23 7.71
d 7 1.14 34.89 49.35
d14 49.71 15.97 1.50
d15 17.35 1.49 1.50
d19 7.42 4.35 1.98
d21 3.07 12.52 32.42
d27 14.15 23.63 6.10
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 71.21
2 8 -13.52
3 16 57.88
4 20 56.93
5 22 33.73
6 28 ∞
（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 149.713 1.27 1.89190 37.1
2 74.283 8.05 1.43875 94.9
3 -613.897 0.17
4 76.249 5.48 1.43875 94.9
5 604.530 0.17
6 60.064 6.04 1.43875 94.9
7 303.867 (可変)
8 -190.063 0.73 1.83481 42.7
9 14.774 5.66
10 -38.001 2.07 1.96300 24.1
11 -20.784 0.73 1.80400 46.5
12 44.104 0.55
13 29.629 2.51 1.96300 24.1
14 216.592 (可変)
15(絞り) ∞ (可変)
16* 10.649 3.11 1.55332 71.7
17* -232.295 1.97
18 17.694 1.15 1.89190 37.1
19 9.263 0.89
20 26.124 1.79 1.65100 56.2
21 19.188 (可変)
22 21.571 2.12 1.48749 70.2
23 26.476 (可変)
24 24.332 1.32 1.69680 55.5
25 114.197 1.21
26 -18.585 0.59 1.60342 38.0
27 30.130 0.17
28 30.969 2.69 1.48749 70.2
29 -21.930 0.17
30 53.662 1.83 1.59522 67.7
31 -38.222 (可変)
32 ∞ 0.92 1.51633 64.1
33 ∞ 1.69
像面 ∞
非球面データ
第16面
K =-5.26702e-001 A 4=-6.72646e-006
第17面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.13258e-006
各種データ
ズーム比 42.00
広角 中間 望遠
焦点距離 6.19 42.07 259.96
Fナンバー 2.88 4.11 4.63
半画角 36.10 6.16 0.98
像高 3.93 4.52 4.52
レンズ全長 160.07 160.07 160.07
BF 17.99 28.43 6.91
d 7 1.45 45.06 63.74
d14 63.79 20.18 1.49
d15 16.04 1.50 1.50
d21 3.99 1.36 0.76
d23 4.39 11.13 33.24
d31 15.70 26.14 4.61
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 87.77
2 8 -14.68
3 16 54.18
4 22 209.23
5 24 28.32
6 32 ∞
（数値実施例４）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 62.049 1.41 1.90366 31.3
2 38.941 6.12 1.49700 81.5
3 -295.843 0.17
4 36.416 3.83 1.49700 81.5
5 189.824 (可変)
6 -242.316 0.76 1.83481 42.7
7 11.487 5.22
8 -24.260 2.23 1.96300 24.1
9 -13.676 0.62 1.80400 46.5
10 66.385 0.17
11 27.280 1.85 1.96300 24.1
12 123.907 (可変)
13(絞り) ∞ (可変)
14* 11.895 5.80 1.55332 71.7
15* -64.584 1.51
16 23.255 1.17 1.69895 30.1
17 9.934 (可変)
18 23.741 1.35 1.48749 70.2
19 208.387 (可変)
20 20.064 1.77 1.60311 60.6
21 -834.502 0.39
22 -45.052 0.60 1.60342 38.0
23 16.327 1.93
24 17.162 2.96 1.48749 70.2
25 -30.770 (可変)
26 ∞ 0.92 1.51633 64.1
27 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第14面
K =-4.74092e-001 A 4=-1.81897e-005
第15面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.30026e-005
各種データ
ズーム比 19.68
広角 中間 望遠
焦点距離 6.18 36.34 121.64
Ｆナンバー 2.06 3.50 4.12
半画角 36.10 7.11 2.10
像高 3.93 4.52 4.52
レンズ全長 118.73 118.73 118.73
BF 12.26 19.42 9.90
d 5 1.33 27.47 38.67
d12 38.93 12.80 1.60
d13 12.92 1.40 1.40
d17 11.86 4.22 1.84
d19 1.56 13.55 25.46
d25 10.65 17.82 8.30
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 59.87
2 6 -11.21
3 14 36.72
4 18 54.83
5 20 38.47
6 26 ∞
（数値実施例５）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 67.766 1.18 1.90366 31.3
2 44.141 4.36 1.49700 81.5
3 -281.156 0.17
4 38.910 2.93 1.49700 81.5
5 114.261 (可変)
6 -1090.414 0.69 1.90366 31.3
7 10.714 4.46
8 -28.296 2.05 1.96300 24.1
9 -14.209 0.60 1.80400 46.5
10 30.405 0.17
11 21.655 2.43 1.96300 24.1
12 -2310.216 (可変)
13(絞り) ∞ (可変)
14* 9.876 3.84 1.58313 59.4
15* -215.273 2.90
16 32.417 0.60 1.91650 31.6
17 8.960 3.19
18 16.739 2.17 1.49700 81.5
19 -43.497 (可変)
20 25.111 1.73 1.60342 38.0
21 -74.016 1.00
22 -18.806 0.60 1.59551 39.2
23 14.015 0.17
24 14.143 4.01 1.48749 70.2
25 -15.505 (可変)
26 ∞ 0.92 1.51633 64.1
27 ∞ 1.00
像面 ∞
非球面データ
第14面
K =-4.38342e-001 A 4=-1.90277e-005
第15面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.61436e-005
各種データ
ズーム比 19.71
広角 中間 望遠
焦点距離 6.09 40.53 119.98
Fナンバー 2.06 3.60 4.12
半画角 36.60 6.36 2.14
像高 3.93 4.52 4.52
レンズ全長 99.75 109.75 118.47
BF 14.21 26.82 10.14
d 5 1.24 33.78 50.00
d12 32.66 2.13 1.60
d13 10.87 4.44 1.40
d19 1.52 3.34 16.08
d25 12.60 25.21 8.53
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 69.79
2 6 -11.73
3 14 26.14
4 20 39.93
5 26 ∞
表１は、前述の各条件式と各数値実施例における諸数値との関係を示す。
次に、図２１を参照して、各実施例のズームレンズを撮像光学系として用いた撮像装置について説明する。図２１は、各実施例の撮像装置（ビデオカメラ）１００の概略図である。図２１において、１０はビデオカメラ本体、１１は各実施例のズームレンズを用いた撮像光学系である。１２は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサなどの撮像素子である。撮像素子１２は、撮像光学系１１を介して形成された被写体像（光学像）を光電変換する（ズームレンズにより形成された像を撮る）。１３は、撮像素子１２により撮像された被写体像を記録する記録手段（メモリ）である。１４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。表示素子は、液晶パネルなどにより構成され、撮像素子１２上に形成された被写体像が表示される。
このように各実施例のズームレンズをビデオカメラなどの撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現することができる。撮像素子１２は、ＣＣＤセンサなどの電子撮像素子であるため、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可能である。各実施例によれば、例えば、小型、高倍、高い光学性能の点で有利なズームレンズおよび撮像装置を提供することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
１ａ～１ｅ ズームレンズ
Ｇｐｍｉ 単レンズ
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群（中間レンズ群）
Ｌ４ 第４レンズ群（中間レンズ群、最終レンズ群）
Ｌ５ 第５レンズ群（最終レンズ群）
Ｇｐｍｉ 単レンズ
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群（中間レンズ群）
Ｌ４ 第４レンズ群（中間レンズ群、最終レンズ群）
Ｌ５ 第５レンズ群（最終レンズ群）
Claims (8)
- 複数のレンズ群を有するズームレンズであって、
前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、一つまたは二つの正の屈折力を有する中間レンズ群と、正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、
広角端から望遠端へのズーミングのために、隣り合うレンズ群の各組の間隔は変化し、
前記一つまたは二つの中間レンズ群は、全体で３枚または４枚のレンズからなり、
前記一つまたは二つの中間レンズ群の中で最も像側に配置されたレンズは、正の屈折力を有する単レンズであり、
前記最終レンズ群は、３枚または４枚のレンズを有し、
望遠端での前記ズームレンズの光学全長をＬＤｔとし、望遠端での前記ズームレンズの焦点距離をｆｔとし、広角端での前記単レンズに隣接する物体側の空気間隔をＤｐｏｗとし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、広角端から望遠端までの前記第２レンズ群の移動量をＭ２とし、移動量Ｍ２は、広角端と比較して望遠端で前記第２レンズ群が像側に位置する場合に正の符号として、
０．５０＜ＬＤｔ／ｆｔ＜１．００
－１．４０＜Ｄｐｏｗ／ｆ２＜－０．２７
０．２２＜Ｍ２／ｆｔ＜０．３４
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 複数のレンズ群を有するズームレンズであって、
前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、一つまたは二つの正の屈折力を有する中間レンズ群と、正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、
広角端から望遠端へのズーミングのために、隣り合うレンズ群の各組の間隔は変化し、
前記一つまたは二つの中間レンズ群は、全体で３枚または４枚のレンズを有し、
前記一つまたは二つの中間レンズ群の中で最も像側に配置されたレンズは、正の屈折力を有する単レンズであり、
前記最終レンズ群は、３枚または４枚のレンズを有し、
望遠端での前記ズームレンズの光学全長をＬＤｔとし、望遠端での前記ズームレンズの焦点距離をｆｔとし、広角端での前記単レンズに隣接する物体側の空気間隔をＤｐｏｗとし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、望遠端での前記単レンズに隣接する物体側の空気間隔をＤｐｏｔとし、広角端から望遠端までの前記第２レンズ群の移動量をＭ２とし、移動量Ｍ２は、広角端と比較して望遠端で前記第２レンズ群が像側に位置する場合に正の符号として、
０．５０＜ＬＤｔ／ｆｔ＜１．００
－１．４０＜Ｄｐｏｗ／ｆ２＜－０．２７
０．２２＜Ｍ２／ｆｔ＜０．３４
Ｄｐｏｔ－Ｄｐｏｗ≦０．００
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 複数のレンズ群を有するズームレンズであって、
前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、一つまたは二つの正の屈折力を有する中間レンズ群と、正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、
広角端から望遠端へのズーミングのために、隣り合うレンズ群の各組の間隔は変化し、
少なくとも前記第２レンズ群および前記最終レンズ群は、ズーミングのために移動し、
前記一つまたは二つの中間レンズ群は、全体で３枚または４枚のレンズを有し、
前記一つまたは二つの中間レンズ群の中で最も像側に配置されたレンズは、正の屈折力を有する単レンズであり、
前記最終レンズ群は、３枚または４枚のレンズを有し、
望遠端での前記ズームレンズの光学全長をＬＤｔとし、望遠端での前記ズームレンズの焦点距離をｆｔとし、広角端での前記単レンズに隣接する物体側の空気間隔をＤｐｏｗとし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、広角端から望遠端までの前記第２レンズ群の移動量をＭ２とし、移動量Ｍ２は、広角端と比較して望遠端で前記第２レンズ群が像側に位置する場合に正の符号として、
０．５０＜ＬＤｔ／ｆｔ＜１．００
－１．４０＜Ｄｐｏｗ／ｆ２＜－０．２７
０．２２＜Ｍ２／ｆｔ＜０．３４
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 複数のレンズ群を有するズームレンズであって、
前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、一つまたは二つの正の屈折力を有する中間レンズ群と、正の屈折力を有する最終レンズ群とからなり、
広角端から望遠端へのズーミングのために、隣り合うレンズ群の各組の間隔は変化し、
前記一つまたは二つの中間レンズ群は、全体で３枚または４枚のレンズを有し、
前記一つまたは二つの中間レンズ群の中で最も像側に配置されたレンズは、正の屈折力を有する単レンズであり、
前記最終レンズ群は、３枚または４枚のレンズを有し、
望遠端での前記ズームレンズの光学全長をＬＤｔとし、望遠端での前記ズームレンズの焦点距離をｆｔとし、広角端での前記単レンズに隣接する物体側の空気間隔をＤｐｏｗとし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、広角端から望遠端までの前記第２レンズ群の移動量をＭ２とし、前記一つまたは二つの中間レンズ群のうち物体側の中間レンズ群の広角端から望遠端までの移動量をＭ３とし、移動量Ｍ２は、広角端と比較して望遠端で前記第２レンズ群が像側に位置する場合に正の符号とし、移動量Ｍ３は、広角端と比較して望遠端で前記物体側の中間レンズ群が像側に位置する場合に正の符号として、
０．５０＜ＬＤｔ／ｆｔ＜１．００
－１．４０＜Ｄｐｏｗ／ｆ２＜－０．２７
０．２２＜Ｍ２／ｆｔ＜０．３４
－０．３８＜Ｍ３／Ｍ２＜－０．２１
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 - ０．２３＜Ｍ２／ＬＤｔ＜０．４３
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記一つまたは二つの中間レンズ群のうち物体側の中間レンズ群の焦点距離をｆ３として、
０．０６＜Ｄｐｏｗ／ｆ３＜０．５０
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のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記第１レンズ群は、ズーミングのためには移動しないことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 請求項１乃至７のいずれか一項に記載のズームレンズと、
前記ズームレンズにより形成された像を撮る撮像素子と、
を有することを特徴とする撮像装置。
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