JP7443046B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents
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Description
各実施例のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力(光学的パワー=焦点距離の逆数)の第1レンズ群L1、および、少なくとも一つのレンズ群を含み全体として正の屈折力の後群LRからなる。また各実施例のズームレンズは、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と後群LRとの間隔(隣り合うレンズ群同士の間隔)は変化する。
0.10<fG1N/f1<2.00 ・・・(2)
レンズ全長を短縮し、光学系全体の小型化を図るほど、諸収差、特に倍率色収差などの色収差の発生が多くなり、光学性能が低下する傾向にある。特に、レンズ全長の短縮化を図ったレトロフォーカス型の光学系では、負の屈折力の前群(第1レンズ群L1)が大型化しやすく、前群の構成や屈折力配置を適切にすることが重要となる。
0.50<fG1N/f1<1.80 ・・・(2a)
条件式(1a)を満たすことにより、広角化に伴う緒収差の補正がしやすい。条件式(2a)を満たすことにより、倍率色収差と歪曲の補正が両立しやすい。
0.55<fG1N/f1<1.70 ・・・(2b)
以上のように群構成を適切に設定し、条件式(1)、(2)を同時に満たすことにより、広角端から望遠端に至る全ズーム範囲にわたり良好なる光学性能を有し、広角端における画角が100度を超える超広角域を含むズームレンズを実現することができる。
0.5<TDt/TDw<0.9 ・・・(4)
0.5<SKw/fw<2.0 ・・・(5)
0.5<fG1N/fG2N<1.0 ・・・(6)
-2.5<f1/fRw<-0.3 ・・・(7)
-0.7<βRw<-0.1 ・・・(8)
条件式(3)は、後群LRの負レンズのうち最も像側に配置された負レンズLNの屈折率を規定したものである。ガラスの特性上、屈折率が大きくなるにつれて、アッベ数が小さくなり、倍率色収差の補正不足を招くため、所望の色収差に抑えようとすると屈折力を弱くせざるを得ず、レンズ全長の大型化を招く。また、レトロフォーカス型のレンズにおいて、構成枚数を少なくし小型化を図った場合、ペッツバール和が負の値となりやすく、像面のオーバー側への倒れ、非点隔差が大きくなってしまう。そのため、負レンズの屈折率を適性化し、像面湾曲や非点隔差を良好に補正することが重要となる。
条件式(9)の上限を超え、最大半画角が大きくなると、各画角の像圧縮が高くなり、十分な解像力を得ることが難しくなる。一方、条件式(9)の下限を超えると、魚眼ズームレンズまたは超広角ズームレンズとして必要な画角を得ることができず、好ましくない。
0.70<TDt/TDw<0.85 ・・・(4a)
0.8<SKw/fw<1.7 ・・・(5a)
0.55<fG1N/fG2N<0.80 ・・・(6a)
-2.3<f1/fRw<-0.4 ・・・(7a)
-0.60<βRw<-0.12 ・・・(8a)
85<ωw<95 ・・・(9a)
また各実施例において、条件式(3a)~(9a)の数値範囲を以下の条件式(3b)~(9b)のようにそれぞれ設定することが更に好ましい。
0.73<TDt/TDw<0.80 ・・・(4b)
1.2<SKw/fw<1.7 ・・・(5b)
0.6<fG1N/fG2N<0.7 ・・・(6b)
-2.1<f1/fRw<-0.5 ・・・(7b)
-0.40<βRw<-0.15 ・・・(8b)
88<ωw<92 ・・・(9b)
また、各実施例のズームレンズにおいて、第1レンズ群L1に含まれる負レンズのうち少なくとも1枚は両凹形状であることが好ましい。所定の屈折力の確保する際、メニスカス形状のレンズでは単レンズとして実現できる屈折力に限界があり、形状を保つことが難しくなる。そのため、両凹形状とすることで屈折力を強めることができる。上記のような構成とすることにより、第1レンズ群L1を構成するレンズ枚数の削減あるいは第1レンズ群L1厚み(光軸上あるいは有効径周辺部)を抑えることができる。なお、前玉径(最も物体側に配置されるレンズの径)を小さくしつつズームレンズを広画角にするために、この両凹形状の負レンズは物体側から数えて2枚目以降の負レンズであることが好ましい。
(数値実施例1)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 69.116 2.50 1.76385 48.5
2 14.876 16.64
3 -92.951 1.35 1.53775 74.7
4 25.720 5.46
5 -62.493 1.20 1.88300 40.8
6 49.394 0.24
7 32.654 5.53 1.85025 30.1
8 -67.052 (可変)
9 ∞ 1.00
10 60.170 2.10 1.48749 70.2
11 -179.760 0.20
12 18.726 1.00 1.95375 32.3
13 12.140 4.15 1.51742 52.4
14 112.245 2.50
15(絞り) ∞ 7.69
16 202.105 0.90 1.67300 38.3
17 13.616 5.39 1.76385 48.5
18 -483.548 (可変)
19 40.721 5.20 1.43700 95.1
20 -55.177 0.30
21 104.194 7.53 1.43700 95.1
22 -17.208 1.20 1.88300 40.8
23 -33.706 2.13
24 -19.687 1.40 2.00100 29.1
25 -27.835 (可変)
像面 ∞
各種データ
ズーム比 1.85
広角 中間 望遠
焦点距離 8.10 12.51 15.01
Fナンバー 4.10 4.10 4.10
半画角 90.14 90.45 90.39
像高 11.50 18.00 21.60
レンズ全長 123.74 111.21 109.67
BF 11.78 20.27 24.66
d 8 30.21 10.77 4.99
d18 6.14 4.56 4.41
d25 11.78 20.27 24.66
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -15.81
2 9 33.42
3 19 88.81
(数値実施例2)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 69.371 2.50 1.76385 48.5
2 14.745 14.38
3 263.184 1.35 1.53775 74.7
4 20.476 5.83
5 -39.045 1.20 1.59282 68.6
6 33.526 0.24
7 26.797 6.12 1.85025 30.1
8 -37.028 (可変)
9 -25.901 1.30 1.91082 35.3
10 -122.028 (可変)
11 ∞ 1.00
12 24.286 2.50 1.48749 70.2
13 -95.780 0.20
14 20.038 1.00 1.95375 32.3
15 11.039 3.62 1.51742 52.4
16 231.303 2.50
17(絞り) ∞ 6.09
18 1764.677 0.90 1.67300 38.3
19 15.325 3.96 1.76385 48.5
20 -112.119 (可変)
21 53.370 3.77 1.43700 95.1
22 -76.916 0.30
23 -276.683 6.34 1.43700 95.1
24 -16.095 1.20 1.88300 40.8
25 -21.730 0.94
26 -17.489 1.40 1.88300 40.8
27 -24.438 (可変)
像面 ∞
各種データ
ズーム比 1.86
広角 中間 望遠
焦点距離 8.10 11.97 15.07
Fナンバー 4.10 4.10 4.10
半画角 91.51 90.00 90.32
像高 11.50 17.00 21.50
レンズ全長 111.33 107.33 108.91
BF 13.13 24.44 31.63
d 8 3.88 3.84 3.41
d10 17.92 6.25 1.70
d20 7.77 4.16 3.54
d27 13.13 24.44 31.63
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -43.70
2 9 -36.33
3 11 25.67
4 21 83.24
(数値実施例3)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 83.873 2.50 1.76385 48.5
2 14.974 13.68
3 -230.641 1.35 1.53775 74.7
4 22.011 4.85
5 -68.215 1.20 1.88300 40.8
6 67.659 0.24
7 32.480 4.86 1.78880 28.4
8 -72.841 (可変)
9 ∞ 1.00
10 18.484 1.00 1.95375 32.3
11 10.327 4.70 1.61772 49.8
12 -156.686 2.50
13(絞り) ∞ 6.15
14 194.627 0.90 1.67300 38.1
15 11.192 4.23 1.76385 48.5
16 -209.302 (可変)
17 49.010 4.20 1.43875 94.7
18 -31.263 0.80
19 306.566 3.91 1.43875 94.7
20 -26.719 2.06
21 -14.575 1.40 2.00100 29.1
22 -30.176 (可変)
像面 ∞
各種データ
ズーム比 1.84
広角 中間 望遠
焦点距離 8.10 11.12 14.90
Fナンバー 4.10 4.10 4.10
半画角 91.88 90.77 90.31
像高 11.50 16.00 21.60
レンズ全長 105.16 96.32 92.68
BF 13.32 17.61 23.08
d 8 25.51 12.33 3.31
d16 4.80 4.85 4.77
d22 13.32 17.61 23.08
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -16.58
2 9 29.47
3 17 97.97
LR 後群
Claims (19)
- 物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群、および、少なくとも一つのレンズ群を含み全体として正の屈折力の後群からなるズームレンズであって、
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し、
望遠端における前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離は、広角端における前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離よりも短く、
前記第1レンズ群は、最も物体側に配置された負レンズG1Nと、該負レンズG1Nの像側に隣り合って配置された負レンズG2Nとを含む、少なくとも3枚の負の屈折力の単レンズを有し、
前記第1レンズ群において、隣り合うレンズ間の光軸上の間隔のうち、前記負レンズG1Nと前記負レンズG2Nとの間隔が最も広く、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、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レンズ群のうち最も物体側の負レンズG1Nの焦点距離をfG1N、前記負レンズG2Nの焦点距離をfG2N、前記後群に含まれる負レンズのうち最も像側に配置された負レンズLNの屈折率をndLNとするとき、
1.93<|f1|/fw<6.50
0.10<fG1N/f1<2.00
0.55<fG1N/fG2N<1.0
1.80<ndLN<2.20
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 1.83<ndLN<2.20
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1にズームレンズ。 - 1.85<ndLN<2.20
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1にズームレンズ。 - 前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第2レンズ群および正の屈折力の第3レンズ群からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、および、正の屈折力の第4レンズ群からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群、および、少なくとも一つのレンズ群を含み全体として正の屈折力の後群からなるズームレンズであって、
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し、
前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、および、正の屈折力の第4レンズ群からなり、
望遠端における前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離は、広角端における前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離よりも短く、
前記第1レンズ群は、最も物体側に配置された負レンズG1Nと、該負レンズG1Nの像側に隣り合って配置された負レンズG2Nとを含む、少なくとも3枚の負の屈折力の単レンズを有し、
前記第1レンズ群において、隣り合うレンズ間の光軸上の間隔のうち、前記負レンズG1Nと前記負レンズG2Nとの間隔が最も広く、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、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レンズ群のうち最も物体側の負レンズG1Nの焦点距離をfG1N、前記負レンズG2Nの焦点距離をfG2Nとするとき、
1.93<|f1|/fw<6.50
0.10<fG1N/f1<2.00
0.55<fG1N/fG2N<1.0
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記負レンズLNは、前記後群のうち最も像側に配置されたレンズであることを特徴と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。
- 広角端および望遠端での前記ズームレンズの最も物体側のレンズ面から前記ズームレンズの最も像側のレンズ面までの光軸上の長さをそれぞれTDw、TDtとするとき、
0.5<TDt/TDw<0.9
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のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 無限遠合焦時における広角端での前記ズームレンズの最も像側のレンズ面から像面までの距離をSKwとするとき、
0.5<SKw/fw<2.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至8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、物体側から像側へ順に配置された、前記少なくとも3枚の負レンズが連続して配置されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 無限遠合焦時の広角端における前記後群の焦点距離をfRwとするとき、
-2.5<f1/fRw<-0.3
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 無限遠合焦時の広角端における前記後群の横倍率をβRwとするとき、
-0.7<βRw<-0.1
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 広角端における無限遠合焦時の半画角をωw(度)とするとき、
80<ωw<100
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記第1レンズ群に含まれる負レンズのうち少なくとも1枚は、両凹形状であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第1レンズ群に含まれる負レンズのうち物体側から数えて2枚目以降の負レンズのうち少なくとも1枚は、両凹形状であることを特徴とする請求項14に記載のズームレンズ。
- 前記負レンズG1Nは、物体側のレンズ面と像側のレンズ面は共に球面である物体側に凸のメニスカス形状であることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第1レンズ群に含まれるレンズは全て、球面レンズであることを特徴とする請求項1乃至16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、前記負レンズG1Nの像側に隣り合って配置された負レンズG2Nを有し、
前記負レンズG1Nの屈折率は、前記負レンズG2Nの屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 請求項1乃至18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。
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