WO2019082641A1 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

ズームレンズ及び撮像装置

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WO2019082641A1
WO2019082641A1 PCT/JP2018/037630 JP2018037630W WO2019082641A1 WO 2019082641 A1 WO2019082641 A1 WO 2019082641A1 JP 2018037630 W JP2018037630 W JP 2018037630W WO 2019082641 A1 WO2019082641 A1 WO 2019082641A1
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lens
sub
zoom lens
positive
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PCT/JP2018/037630
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English (en)
French (fr)
Inventor
大樹 小松
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富士フイルム株式会社
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    • 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
    • G02B15/163—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 a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • G02B15/167—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 a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses

Definitions

  • the present invention relates to a zoom lens and an imaging device.
  • a zoom lens having a four-group configuration has been proposed as a lens system mounted on a broadcast camera, a movie shooting camera, and the like.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 in order from the object side to the image side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a refractive power
  • a zoom lens in which a third lens group having the third lens group and a fourth lens group having a positive refractive power are disposed.
  • a zoom lens used for a broadcast camera and a movie shooting camera is required to have a wide angle of view from the viewpoint of usability.
  • further downsizing is required, and downsizing of the mounted zoom lens is also demanded.
  • the zoom lens described in Patent Document 1 has a large effective diameter of the lens, and does not sufficiently meet the demand for miniaturization. Further, in the zoom lens described in Patent Document 2, further aberration correction is desired in order to meet the recent demand for high performance.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a zoom lens having a small size, a wide angle of view, and high optical performance, and an image pickup apparatus including the zoom lens.
  • the first lens group is moved in order from the object side to the image side, the first A sub lens group having negative refractive power fixed to the image plane at the time of focusing, and the first lens group And the first B sub lens unit having a positive refractive power that moves in the direction of the optical axis, and with respect to the image plane at the time of focusing It consists of a fixed first C sub lens group having positive refractive power, the focal length of the first A sub lens group is f1A, and the focal length of the first lens group at the time of focusing on an infinite distance object is f1.
  • the conditional expression (1) expressed by the following equation is satisfied, the Abbe number of the d-line reference of the positive lens in the first-A sub lens group is .nu.1 Ap, and the Abbe number of the d-line reference of all negative lenses in the first A sub-lens group
  • the average value of the number is ⁇ 1Ana
  • the relative partial dispersion ratio between the g-line and the f-line of the positive lens in the first A sub-lens group is ⁇ gF1Ap
  • the g-line and the f-line between all negative lenses in the first A sub-lens group Assuming that the average value of the partial dispersion ratio of is ⁇ gF1Ana, 19 ⁇ 1Ana- ⁇ 1Ap ⁇ 31 (2) 0.046 ⁇ gF1Ap- ⁇ gF1Ana ⁇ 0.071 (3)
  • the first sub lens unit A has at least one positive lens that satisfie
  • At least one positive lens of the first sub lens group which satisfies the conditional expressions (2) and (3) has the following conditional expression (2-1) and / or (3-1) It is preferable to be satisfied. 21 ⁇ 1Ana-11Ap ⁇ 30 (2-1) 0.051 ⁇ gF1Ap- ⁇ gF1Ana ⁇ 0.068 (3-1)
  • the difference in distance in the optical axis direction between the position of the third lens unit at the wide angle end and the position of the third lens unit at the telephoto end is Z3, and the focal length of the third lens unit is f3.
  • the focal length of the positive lens having the shortest focal length among the positive lenses in the first C sub lens group is f1 Cp and the focal length of the first C sub lens group is f1 C
  • the focal length of the second lens group is f2 and the focal length of the third lens group is f3, it is preferable to satisfy the following conditional expression (6). It is more preferable to satisfy -1). -0.58 ⁇ f2 / f3 ⁇ -0.38 (6) -0.5 ⁇ f2 / f3 ⁇ -0.38 (6-1)
  • the second lens group and the third lens group pass through the point at which the imaging magnification of each is ⁇ 1 ⁇ simultaneously during zooming from the wide angle end to the telephoto end.
  • An imaging device of the present invention includes the zoom lens of the present invention.
  • Consisting of and “consisting of” refer to lenses having substantially no refractive power, as well as diaphragms, filters, cover glasses, etc. It is intended that an optical element other than a lens, and a lens flange, a lens barrel, an imaging device, and a mechanical portion such as a camera shake correction mechanism and the like may be included.
  • a group having positive refractive power means having a positive refractive power as a whole.
  • group having negative refractive power means having negative refractive power as a whole.
  • the “lens group” and the “sub lens group” include not only those that are necessarily composed of a plurality of lenses, but also those that are composed of only one lens. The sign of the refractive power is considered in the paraxial region if the aspheric surface is included. The conditional expression is based on the d-line (wavelength 587.6 nm (nanometer)) unless otherwise noted.
  • the present invention it is possible to provide a zoom lens having a small size, a wide angle of view, and high optical performance, and an imaging device provided with the zoom lens.
  • FIG. 7 shows respective aberrations of the zoom lens of Embodiment 3 of the present invention. It is each aberrational figure of the zoom lens of Example 4 of this invention.
  • FIG. 7 shows respective aberrations of the zoom lens of Embodiment 5 of the present invention. It is a schematic block diagram of the imaging device concerning one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view at the wide-angle end of a zoom lens according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view and an optical path in each state of the zoom lens.
  • the example shown in FIGS. 1 and 2 corresponds to the zoom lens of Example 1 described later.
  • the left side of the drawing is the object side
  • the right side of the drawing is the image side, showing a state in which an object at infinity is in focus.
  • the upper end labeled "WIDE” indicates the wide-angle end state
  • the middle step labeled “MIDDLE” indicates the intermediate focal length state
  • the lower end labeled "TELE” indicates the telephoto end.
  • the axial light beam wa and the light beam wb at the maximum angle of view in the wide-angle end state indicates the axial light beam ma at the intermediate focal length state and the light beam mb at the maximum angle of view
  • the axial light beam ta and the maximum image in the telephoto end state indicates the luminous flux tb at the corner. The following description will be made mainly with reference to FIG.
  • the zoom lens according to the present embodiment includes, in order from the object side to the image side along the optical axis Z, a first lens group G1 having a positive refractive power, and a second lens group G2 having a negative refractive power. Only four lens groups including a third lens group G3 having positive refractive power and a fourth lens group G4 having positive refractive power are provided as lens groups. An aperture stop St is disposed between the most image-side surface of the third lens group G3 and the image plane Sim. By making the lens group closest to the object side into a lens group having positive refractive power, the entire length of the lens system can be shortened, which is advantageous for downsizing.
  • the first lens group G1 is composed of 12 lenses L1a to L1l in order from the object side to the image side
  • the second lens group G2 is from the object side to the image side
  • the third lens group G3 includes five lenses L3a to L3e in order from the object side to the image side
  • the fourth lens group G4 includes four lenses L2a to L2e. It consists of eleven lenses L4a to L4k in order from the object side to the image side.
  • FIG. 1 shows an example in which the optical member PP in which the incident surface and the exit surface are parallel is disposed between the zoom lens and the image plane Sim.
  • the optical member PP is a member on which various filters, prisms, and / or cover glasses are assumed.
  • the various filters are, for example, low-pass filters, infrared cut filters, and / or filters that cut a specific wavelength range.
  • the optical member PP of FIG. 1 consists of two members, the number of members constituting the optical member PP can be arbitrarily selected, and a configuration in which the optical member PP is omitted is also possible.
  • the first lens unit G1 and the fourth lens unit G4 are fixed with respect to the image plane Sim at the time of zooming, and the second lens unit G2 and the third lens unit G3 are light Each moves by changing the axial mutual spacing. That is, at the time of zooming, the second lens group G2 and the third lens group G3 move in the optical axis direction along trajectories different from each other, and the distance between adjacent lens groups in the optical axis direction changes.
  • arrows schematically indicate movement loci of the respective lens units when zooming from the wide-angle end to the telephoto end under the second lens unit G2 and the third lens unit G3.
  • FIG. 1 schematically indicate movement loci of the respective lens units when zooming from the wide-angle end to the telephoto end under the second lens unit G2 and the third lens unit G3.
  • the aperture stop St is fixed to the image plane Sim at the time of zooming, but the aperture stop St may be configured to move in the optical axis direction at the time of zooming.
  • the lens group closest to the object and the lens group closest to the image are fixed at the time of zooming, so the entire lens system length can be kept constant at the time of zooming.
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side to the image side, a first sub lens group G1A having negative refractive power fixed to the image plane Sim at the time of focusing, and an optical axis direction at the time of focusing And a first C sub lens group G1C having positive refractive power which is fixed with respect to the image plane Sim at the time of focusing.
  • the zoom lens of this embodiment has the following conditional expression (1) I am satisfied.
  • conditional expression (1) I am satisfied.
  • the negative refractive power of the first sub lens group G1A in a first lens group G1 can be secured, and the correction of the lateral chromatic aberration at the wide angle end and the spherical aberration at the telephoto end becomes easy, and at the time of focusing It is advantageous to suppress the angle of view fluctuation of By not exceeding the upper limit of the conditional expression (1), the refractive power of the first sub lens group G1A does not become too strong with respect to the strength of the refractive power of the first lens group G1.
  • the positive refractive power of G1 can be secured.
  • the Abbe number of the d-line standard of the positive lens in the first-A sub lens group G1A is ⁇ 1 Ap
  • the Abbe number of the d-line standard of all negative lenses in the first A sub-lens group G1A And the partial dispersion ratio between the g-line and the f-line of the positive lens in the first-A sub lens group G1A as .theta.gF1Ap, and the g-line and the f-line of all negative lenses in the first-A sub lens group G1A.
  • the first sub lens group G1A has at least one positive lens that satisfies the following conditional expressions (2) and (3), where ⁇ gF1Ana is the average value of the partial dispersion ratio between the lens and the lens. 19 ⁇ 1Ana- ⁇ 1Ap ⁇ 31 (2) 0.046 ⁇ gF1Ap- ⁇ gF1Ana ⁇ 0.071 (3)
  • conditional expression (2) By setting the lower limit of conditional expression (2), correction of lateral chromatic aberration at the wide angle end and axial chromatic aberration at the telephoto end becomes easy.
  • the refractive index of the negative lens in the first sub lens group G1A does not become too low, so the absolute value of the radius of curvature is small to secure the refracting power. It is not necessary to do so, and extension of the first sub lens group G1A can be suppressed.
  • conditional expression (2-1) When at least one of the positive lenses satisfying the conditional expressions (2) and (3) satisfies the following conditional expression (2-1), better characteristics can be obtained. 21 ⁇ 1Ana-11Ap ⁇ 30 (2-1)
  • conditional expression (3) in combination with the conditional expression (2) is advantageous for the correction of the secondary spectrum. If at least one of the positive lenses satisfying the conditional expressions (2) and (3) satisfies the following conditional expression (3-1), better characteristics can be obtained. 0.051 ⁇ gF1Ap- ⁇ gF1Ana ⁇ 0.068 (3-1)
  • the difference in distance in the optical axis direction between the position of the third lens group G3 at the wide angle end and the position of the third lens group G3 at the telephoto end is Z3. It is preferable to satisfy the following conditional expression (4) when the focal length of the lens is f3. If the lower limit of conditional expression (4) is not exceeded, the refractive power of the third lens group G3 will not be too weak, and the back focus will not be too long, which is advantageous for downsizing. By not exceeding the upper limit of the conditional expression (4), Z3 does not become too large, which is advantageous for downsizing.
  • conditional expression (4) the refractive power of the third lens group G3 does not become too strong, so that the correction of spherical aberration and axial chromatic aberration on the telephoto side becomes easy. If the configuration satisfies the following conditional expression (4-1), more favorable characteristics can be obtained. 1 ⁇ Z3 / f3 ⁇ 1.4 (4) 1.05 ⁇ Z3 / f3 ⁇ 1.22 (4-1)
  • the focal length of the positive lens having the shortest focal length among the positive lenses in the first C sub lens group G1C is f1Cp
  • the focal length of the first C sub lens group G1C is f1C.
  • Conditional expression (5) relates to the refractive power of the positive lens having the highest refractive power in the first C sub lens group G1C, that is, the positive lens having the largest influence in the first C sub lens group G1C.
  • the zoom lens according to the present embodiment it is preferable to satisfy the following conditional expression (6), where f2 is the focal length of the second lens group G2 and f3 is the focal length of the third lens group G3.
  • conditional expression (6) it is possible to keep the ratio of the refractive power of the second lens group G2 which is the negative lens group to the third lens group G3 which is the positive lens group within a suitable range. It is advantageous for suppressing the fluctuation of lateral chromatic aberration, the fluctuation of axial chromatic aberration at the time of zooming, and the fluctuation of spherical aberration at the time of zooming.
  • the configuration satisfies the following conditional expression (6-1), more favorable characteristics can be obtained. -0.58 ⁇ f2 / f3 ⁇ -0.38 (6) -0.5 ⁇ f2 / f3 ⁇ -0.38 (6-1)
  • the second lens group G2 and the third lens group G3 simultaneously pass points where the imaging magnification of each is -1 at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end. Is preferred. In this case, it is advantageous to secure a high zoom ratio.
  • FIG. 1 the positions in the movement locus in which the imaging magnification of each of the second lens group G2 and the third lens group G3 is -1 are indicated by broken lines in the horizontal direction.
  • FIG. 1 shows an example in which the optical member PP is disposed between the lens system and the image plane Sim
  • a low pass filter and / or various filters for blocking light in a specific wavelength range.
  • these various filters may be arranged between each lens, or a coat having the same function as various filters is applied to the lens surface of any lens. It may be applied.
  • Example 1 Sectional views of the zoom lens of Example 1 are shown in FIG. 1 and FIG. 2 and the method of illustration thereof is as described above, so the overlapping description will be partially omitted here.
  • the zoom lens of Example 1 has, in order from the object side to the image side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a positive refractive power. It comprises a third lens group G3, an aperture stop St, and a fourth lens group G4 having a positive refractive power.
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side to the image side, a first sub lens group G1A fixed to the image plane Sim at the time of focusing, and at the time of focusing from an infinite distance object to a close distance object. It consists of a first B sub lens group G1B having a moving positive refractive power, and a first C sub lens group G1C having a positive refractive power, which is fixed with respect to the image plane Sim at the time of focusing.
  • the first sub lens group G1A includes four lenses L1a to L1d in order from the object side to the image side.
  • the first sub lens group G1B is composed of three lenses L1e to L1g in order from the object side to the image side.
  • the first C sub-lens group G1C includes five lenses L1h to L1l in order from the object side to the image side.
  • the second lens group G2 includes five lenses L2a to L2e in order from the object side to the image side.
  • the third lens group G3 is composed of five lenses L3a to L3e in order from the object side to the image side.
  • the fourth lens group G4 is composed of 11 lenses L4a to L4k in order from the object side to the image side.
  • Table 1 shows basic lens data of the zoom lens of Example 1
  • Table 2 shows specifications and variable surface distances
  • Table 3 shows aspheric coefficients.
  • the surface number column indicates the surface number when the surface closest to the object side is taken as the first surface and the numbers are increased one by one toward the image side
  • the R column indicates the curvature radius of each surface
  • the column D the surface spacing on the optical axis between each surface and the surface adjacent to the image side is shown.
  • the Nd column shows the refractive index of each component to the d-line
  • the ⁇ d column shows the Abbe number of the d-line standard of each component
  • the ⁇ gF column shows the g-line and F of each component The partial dispersion ratio between lines is shown.
  • Table 1 shows the sign of the radius of curvature of the surface with the convex surface facing the object side.
  • Table 1 also shows the aperture stop St and the optical member PP.
  • the surface number and the word (St) are described in the column of the surface number of the surface corresponding to the aperture stop St.
  • the value in the lowermost column of D in Table 1 is the distance between the surface on the most image side in the table and the image plane Sim.
  • the symbol of DD [] is used, and the surface number of the object side of this interval is added in [] and entered in the D column.
  • Table 2 shows the zoom ratio Zr, the focal length f, the F number FNo. , The maximum total angle of view 2 ⁇ , and the values of the variable surface distance are shown on the d-line basis.
  • the (°) in the 2 ⁇ column means that the unit is a degree.
  • Table 2 the values of the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state are shown in the columns denoted as WIDE, MIDDLE, and TELE, respectively.
  • Tables 1 and 2 show respective values in a state in which an object at infinity is in focus.
  • Table 1 the surface number of the aspheric surface is marked with *, and the value of the paraxial radius of curvature is described in the column of the aspheric surface radius of curvature.
  • Table 3 shows the aspheric surface numbers and the aspheric coefficients for each aspheric surface.
  • “E ⁇ n” (n: integer) in the numerical values of the aspheric coefficients in Table 3 means “ ⁇ 10 ⁇ n ”.
  • Zd C x h 2 / ⁇ 1 + (1-KA x C 2 x h 2 ) 1/2 ⁇ + m Am x h m
  • Zd Aspheric depth (the length of a perpendicular drawn from a point on the aspheric surface with height h to a plane perpendicular to the optical axis to which the aspheric vertex abuts)
  • h Height (distance from the optical axis to the lens surface)
  • C paraxial curvature KA
  • Am aspheric coefficient
  • ⁇ in the aspheric formula means a summation with respect to m.
  • the unit of angle is the degree
  • the unit of length is mm (millimeter).
  • the optical system can be used with proportional scaling or proportional scaling, and so other appropriate Units can also be used.
  • numerical values rounded by a predetermined digit are described.
  • FIG. 7 shows aberration diagrams of the zoom lens of Example 1 in an in-focus state on an infinite distance object in order from the left.
  • FIG. 7 shows spherical aberration, astigmatism, distortion and lateral chromatic aberration in order from the left.
  • an aberration chart of the wide-angle end state is shown in the upper stage denoted as WIDE
  • an aberration chart of the intermediate focal length state is denoted in the middle stage denoted as MIDDLE
  • an aberration chart of the telephoto end state is denoted as TELE.
  • WIDE an aberration chart of the wide-angle end state
  • MIDDLE an aberration chart of the intermediate focal length state
  • TELE an aberration chart of the telephoto end state
  • aberrations at the d-line, the C-line, and the F-line are indicated by solid black lines, long broken lines, and short broken lines, respectively.
  • the aberration at the d-line in the sagittal direction is indicated by a solid line
  • the aberration at the d-line in the tangential direction is indicated by a short broken line.
  • the aberration at the d-line is indicated by a solid line.
  • aberrations at the C-line, the F-line, and the g-line are indicated by a long broken line, a short broken line, and a two-dot broken line, respectively.
  • FNo. Denotes the f-number
  • ⁇ in the other aberration diagrams denotes the half angle of view.
  • Example 2 A cross-sectional view of the zoom lens of Example 2 is shown in FIG.
  • the zoom lens of Example 2 has the same configuration as that of the zoom lens of Example 1.
  • the basic lens data of the zoom lens of Example 2 are listed in Table 4, the specifications and the variable surface distance in Table 5, the aspheric coefficients in Table 6, and the respective aberration diagrams in the state of focusing on an infinite distance object. Shown in.
  • Example 3 A cross-sectional view of the zoom lens of Example 3 is shown in FIG.
  • the zoom lens of the third embodiment has the same configuration as that of the zoom lens of the first embodiment.
  • Basic lens data of the zoom lens of Example 3 are shown in Table 7, specifications and variable surface distances in Table 8, and respective aberration diagrams in a state in which an object at infinity is in focus are shown in FIG.
  • Example 4 A cross-sectional view of the zoom lens of Example 4 is shown in FIG.
  • the zoom lens of the fourth embodiment has the same configuration as that of the zoom lens of the first embodiment.
  • Basic lens data of the zoom lens of Example 4 are shown in Table 9, specifications and variable surface distances in Table 10, and respective aberration diagrams in a state in which an object at infinity is in focus are shown in FIG.
  • Example 5 A cross-sectional view of the zoom lens of Example 5 is shown in FIG.
  • the zoom lens of Example 5 has the same configuration as that of the zoom lens of Example 1.
  • the basic lens data of the zoom lens of Example 5 are given in Table 11, the specifications and the variable surface distance in Table 12, the aspheric coefficients in Table 13, and the respective aberration diagrams in the state of focusing on an infinite distance object. Shown in.
  • Table 14 shows the corresponding values of the conditional expressions (1) to (6) of the zoom lenses of Examples 1 to 5.
  • the d-line is used as the reference wavelength.
  • Table 14 shows the values at d-line standard.
  • the zoom lenses of Examples 1 to 5 have a zoom ratio of 25 or more, a high zoom ratio is ensured, and the full angle of view at the wide-angle end is 80 degrees or more and is configured wide. And miniaturization is achieved, and various aberrations including chromatic aberration are well corrected to realize high optical performance.
  • FIG. 12 shows a schematic configuration diagram of an imaging device 10 using the zoom lens 1 according to the embodiment of the present invention as an example of the imaging device of the embodiment of the present invention.
  • the imaging device 10 include a broadcast camera, a movie shooting camera, a digital camera, a video camera, and a surveillance camera.
  • the imaging device 10 performs arithmetic processing of output signals from the zoom lens 1, the filter 7 disposed on the image side of the zoom lens 1, the imaging element 8 disposed on the image side of the filter 7, and the imaging element 8.
  • a processing unit 4 a magnification control unit 5 for performing magnification variation of the zoom lens 1, and a focus control unit 6 for focusing the zoom lens 1 are provided.
  • the first lens group G1, the second lens group G2, the third lens group G3, the aperture stop St, and the fourth lens group G4 included in the zoom lens 1 are schematically illustrated.
  • the imaging element 8 is an element that converts an optical image formed by the zoom lens 1 into an electrical signal, and may be, for example, a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS).
  • CCD charge coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the imaging element 8 is disposed such that the imaging plane thereof coincides with the image plane of the zoom lens 1.
  • FIG. 12 only one imaging device 8 is illustrated in FIG. 12, the imaging device of the present invention is not limited to this, and a so-called three-plate imaging device having three imaging devices may be used.
  • the present invention has been described above by the embodiments and examples, the present invention is not limited to the above embodiments and examples, and various modifications are possible.
  • the radius of curvature, the surface separation, the refractive index, the Abbe's number, the aspheric coefficient, etc. of each lens are not limited to the values shown in the above numerical examples, but may take other values.

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Abstract

小型、広画角、高性能のズームレンズ、及びこのズームレンズを備えた撮像装置を提供する。　ズームレンズは、物体側から順に、正の第１レンズ群、負の第２レンズ群、正の第３レンズ群、正の第４レンズ群を備える。変倍時に第１レンズ群と第４レンズ群は不動で、第２レンズ群と第３レンズ群が移動する。第１レンズ群は、物体側から順に、合焦時不動の負の第１Ａサブレンズ群、合焦時移動の正の第１Ｂサブレンズ群、合焦時不動の正の第１Ｃサブレンズ群からなる。第１Ａサブレンズ群の焦点距離ｆ１Ａ、第１レンズ群の焦点距離ｆ１に関する条件式：－１．４７＜ｆ１Ａ／ｆ１＜－１．０８を満足する。

Description

ズームレンズ及び撮像装置
　本発明は、ズームレンズ、及び撮像装置に関する。
　従来、放送用カメラ及び映画撮影用カメラ等に搭載するレンズ系として４群構成のズームレンズが提案されている。例えば、下記特許文献１及び特許文献２には、物体側から像側へ向かって順に、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、屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを配置したズームレンズが記載されている。
特開２０１７－２６９７６号公報 特開２０１４－２３２３１３号公報
　従来の放送用カメラは、ＨＤ（Ｈｉｇｈ　Ｄｅｆｉｎｉｔｏｎ）のセンサーを搭載したカメラが主流であったが、今後は画素数が４倍の４Ｋ（約８００万画素）のセンサーを搭載したカメラによる撮影が増加することが考えられる。映画撮影用カメラでは、最近は４Ｋ以上の画素数を有するカメラが多く存在し、４Ｋ撮影が増えている。また、４Ｋ以上の画素数を有する８Ｋ（約３３００万画素）のセンサーを搭載したカメラも市場に出回っている。これらの高画素のセンサーを搭載したカメラには、より高性能なレンズを用いることが求められる。特に、ズームレンズの場合は色の滲みが広角端で出やすく、光源及びカメラ等の撮影環境の変化によって目立ちやすくなるため、色の滲みを抑えることが重要となる。
　放送用カメラ及び映画撮影用カメラに用いるズームレンズには、使い勝手の点から、広い画角を有することが求められる。またその一方で、上記カメラでは機動性および操作性を重視した撮影形態に対応するため、さらなる小型化が求められており、搭載するズームレンズにも小型化が求められることになる。
　しかしながら、特許文献１に記載のズームレンズは、レンズの有効径が大きく、小型化の要求を十分満たしていない。また、特許文献２に記載のズームレンズは、近年の高性能の要求に応えるためにはさらなる収差補正が望まれる。
　本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、小型かつ広画角であり、高い光学性能を有するズームレンズ、及びこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明のズームレンズは、物体側から像側へ向かって順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とからなる４つのレンズ群のみをレンズ群として備え、第３レンズ群の最も像側の面と像面との間に絞りが配置され、変倍時に、第１レンズ群と第４レンズ群とは像面に対して固定されており、第２レンズ群と第３レンズ群とは光軸方向の相互間隔を変化させてそれぞれ移動し、第１レンズ群は、物体側から像側へ向かって順に、合焦時に像面に対して固定されている負の屈折力を有する第１Ａサブレンズ群と、合焦時に光軸方向に移動する正の屈折力を有する第１Ｂサブレンズ群と、合焦時に像面に対して固定されている正の屈折力を有する第１Ｃサブレンズ群とからなり、第１Ａサブレンズ群の焦点距離をｆ１Ａとし、無限遠物体に合焦時の第１レンズ群の焦点距離をｆ１とした場合、
　　－１．４７＜ｆ１Ａ／ｆ１＜－１．０８　　（１）
で表される条件式（１）を満足し、第１Ａサブレンズ群中の正レンズのｄ線基準のアッベ数をν１Ａｐとし、第１Ａサブレンズ群中の全ての負レンズのｄ線基準のアッベ数の平均値をν１Ａｎａとし、第１Ａサブレンズ群中の正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦ１Ａｐとし、第１Ａサブレンズ群中の全ての負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比の平均値をθｇＦ１Ａｎａとした場合、
　　１９＜ν１Ａｎａ－ν１Ａｐ＜３１　　（２）
　　０．０４６＜θｇＦ１Ａｐ－θｇＦ１Ａｎａ＜０．０７１　　（３）
で表される条件式（２）及び（３）を満足する正レンズを第１Ａサブレンズ群が少なくとも１枚有する。
　本発明のズームレンズにおいては、条件式（２）及び（３）を満足する第１Ａサブレンズ群の正レンズの少なくとも１枚は下記条件式（２－１）及び／又は（３－１）を満足することが好ましい。
　　２１＜ν１Ａｎａ－ν１Ａｐ＜３０　　（２－１）
　　０．０５１＜θｇＦ１Ａｐ－θｇＦ１Ａｎａ＜０．０６８　　（３－１）
　本発明のズームレンズにおいては、広角端における第３レンズ群の位置と望遠端における第３レンズ群の位置との光軸方向の距離の差をＺ３とし、第３レンズ群の焦点距離をｆ３とした場合、下記条件式（４）を満足することが好ましく、下記条件式（４－１）を満足することがより好ましい。
　　１＜Ｚ３／ｆ３＜１．４　　（４）
　　１．０５＜Ｚ３／ｆ３＜１．２２　　（４－１）
　本発明のズームレンズにおいては、第１Ｃサブレンズ群中の正レンズのうち最も焦点距離が短い正レンズの焦点距離をｆ１Ｃｐとし、第１Ｃサブレンズ群の焦点距離をｆ１Ｃとした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましい。
　　１．９＜ｆ１Ｃｐ／ｆ１Ｃ＜２．２５　　（５）
　本発明のズームレンズにおいては、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、第３レンズ群の焦点距離をｆ３とした場合、下記条件式（６）を満足することが好ましく、下記条件式（６－１）を満足することがより好ましい。
　　－０．５８＜ｆ２／ｆ３＜－０．３８　　（６）
　　－０．５＜ｆ２／ｆ３＜－０．３８　　（６－１）
　本発明のズームレンズにおいては、広角端から望遠端への変倍時に、第２レンズ群と第３レンズ群とはそれぞれの結像倍率が－１倍の点を同時に通ることが好ましい。
　本発明の撮像装置は、本発明のズームレンズを備えている。
　なお、本明細書の「～からなり」、「～からなる」は、構成要素として挙げたもの以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ、及びカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、及び手振れ補正機構等の機構部分、等が含まれていてもよいことを意図する。
　なお、本明細書の「正の屈折力を有する～群」は、群全体として正の屈折力を有することを意味する。同様に「負の屈折力を有する～群」は、群全体として負の屈折力を有することを意味する。「レンズ群」及び「サブレンズ群」は、必ずしも複数のレンズから構成されるものだけでなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含む。屈折力の符号は、非球面が含まれているものは近軸領域で考えることとする。条件式は、特に断りが無い限り、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））を基準とする。
　なお、あるレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比θｇＦとは、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ（ナノメートル））、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル））、及びＣ線（波長６５６．３ｎｍ（ナノメートル））に対するそのレンズの屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、及びＮＣとしたとき、θｇＦ＝（Ｎｇ－ＮＦ）／（ＮＦ－ＮＣ）で定義される。
　本発明によれば、小型かつ広画角であり、高い光学性能を有するズームレンズ、及びこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係るズームレンズ（本発明の実施例１のズームレンズ）の広角端におけるレンズ構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 本発明の実施例１のズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、及び望遠端におけるレンズ構成と光路を示す断面図である。 本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 本発明の実施例４のズームレンズの広角端におけるレンズ構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 本発明の実施例５のズームレンズの広角端におけるレンズ構成の断面図と移動軌跡を示す図である。 本発明の実施例１のズームレンズの各収差図である。 本発明の実施例２のズームレンズの各収差図である。 本発明の実施例３のズームレンズの各収差図である。 本発明の実施例４のズームレンズの各収差図である。 本発明の実施例５のズームレンズの各収差図である。 本発明の一実施形態に係る撮像装置の概略的な構成図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に本発明の一実施形態に係るズームレンズの広角端における断面図を示し、図２にこのズームレンズの各状態における断面図と光路を示す。図１及び図２に示す例は後述の実施例１のズームレンズに対応している。図１及び図２では、紙面左側が物体側、紙面右側が像側であり、無限遠物体に合焦した状態を示している。図２では、「ＷＩＤＥ」と付した上段に広角端状態を示し、「ＭＩＤＤＬＥ」と付した中段に中間焦点距離状態を示し、「ＴＥＬＥ」と付した下段に望遠端状態を示している。図２では光束として、広角端状態における軸上光束ｗａ及び最大画角の光束ｗｂ、中間焦点距離状態における軸上光束ｍａ及び最大画角の光束ｍｂ、望遠端状態における軸上光束ｔａ及び最大画角の光束ｔｂを示している。以下では主に図１を参照しながら説明する。
　本実施形態のズームレンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とからなる４つのレンズ群のみをレンズ群として備える。第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面と像面Ｓｉｍとの間に開口絞りＳｔが配置される。最も物体側のレンズ群を正の屈折力を有するレンズ群とすることによって、レンズ系全長の短縮が可能となり、小型化に有利となる。
　図１の例では、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｌの１２枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｅの５枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ３ａ～Ｌ３ｅの５枚のレンズからなり、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｋの１１枚のレンズからなる。
　なお、図１ではズームレンズと像面Ｓｉｍとの間に、入射面と出射面が平行の光学部材ＰＰが配置された例を示している。光学部材ＰＰは、各種フィルタ、プリズム、及び／又はカバーガラス等を想定した部材である。各種フィルタとは例えばローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、及び／又は特定の波長域をカットするフィルタ等である。図１の光学部材ＰＰは２つの部材からなるが、光学部材ＰＰを構成する部材の数は任意に選択可能であり、光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。
　本実施形態のズームレンズは、変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４とは像面Ｓｉｍに対して固定されており、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とは光軸方向の相互間隔を変化させてそれぞれ移動する。すなわち、変倍時に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とはそれぞれ互いに異なる軌跡で光軸方向に移動し、隣接するレンズ群の光軸方向の間隔が変化する。図１では、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の下に広角端から望遠端へ変倍する際の各レンズ群の概略的な移動軌跡を矢印で示している。なお、図１の例では開口絞りＳｔは変倍時に像面Ｓｉｍに対して固定されているが、開口絞りＳｔが変倍時に光軸方向に移動する構成にすることも可能である。本実施形態のズームレンズでは、最も物体側のレンズ群と最も像側のレンズ群が変倍時に固定されているため、変倍時にレンズ系全長を一定に保つことができる。
　第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、合焦時に像面Ｓｉｍに対して固定されている負の屈折力を有する第１Ａサブレンズ群Ｇ１Ａと、合焦時に光軸方向に移動する正の屈折力を有する第１Ｂサブレンズ群Ｇ１Ｂと、合焦時に像面Ｓｉｍに対して固定されている正の屈折力を有する第１Ｃサブレンズ群Ｇ１Ｃとからなる。この構成をとることによって、合焦時の画角変化を抑え、被写体距離が変化した際の合焦時の収差の変化を抑えることができる。なお、図１の第１Ｂサブレンズ群Ｇ１Ｂの下の水平方向の矢印は、第１Ｂサブレンズ群Ｇ１Ｂが無限遠物体から近距離物体への合焦時に光軸方向に移動することを意味する。
　本実施形態のズームレンズは、第１Ａサブレンズ群Ｇ１Ａの焦点距離をｆ１Ａとし、無限遠物体に合焦時の第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とした場合、下記条件式（１）を満足する。条件式（１）の下限以下とならないようにすることによって、第１レンズ群Ｇ１の屈折力の強さに対して第１Ａサブレンズ群Ｇ１Ａの屈折力が弱くなりすぎないため、正レンズ群である第１レンズ群Ｇ１内における第１Ａサブレンズ群Ｇ１Ａの負の屈折力を確保することができ、広角端での倍率色収差及び望遠端での球面収差の補正が容易となり、また、合焦時の画角変動を抑制することに有利となる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることによって、第１レンズ群Ｇ１の屈折力の強さに対して第１Ａサブレンズ群Ｇ１Ａの屈折力が強くなりすぎないため、第１レンズ群Ｇ１の正の屈折力を確保することができる。これによって、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４間の距離の伸長化を抑制でき、第１レンズ群Ｇ１から開口絞りＳｔまでの距離の短縮化に寄与できるため、広画角のレンズ系では大径化しやすい第１レンズ群Ｇ１のレンズの有効径を抑えることができ、小型化に有利となる。
　　－１．４７＜ｆ１Ａ／ｆ１＜－１．０８　　（１）
　また、本実施形態のズームレンズは、第１Ａサブレンズ群Ｇ１Ａ中の正レンズのｄ線基準のアッベ数をν１Ａｐとし、第１Ａサブレンズ群Ｇ１Ａ中の全ての負レンズのｄ線基準のアッベ数の平均値をν１Ａｎａとし、第１Ａサブレンズ群Ｇ１Ａ中の正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦ１Ａｐとし、第１Ａサブレンズ群Ｇ１Ａ中の全ての負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比の平均値をθｇＦ１Ａｎａとした場合、第１Ａサブレンズ群Ｇ１Ａは下記条件式（２）及び（３）を満足する正レンズを少なくとも１枚有する。
　　１９＜ν１Ａｎａ－ν１Ａｐ＜３１　　（２）
　　０．０４６＜θｇＦ１Ａｐ－θｇＦ１Ａｎａ＜０．０７１　　（３）
　条件式（２）の下限以下とならないようにすることによって、広角端での倍率色収差及び望遠端での軸上色収差の補正が容易となる。条件式（２）の上限以上とならないようにすることによって、第１Ａサブレンズ群Ｇ１Ａ中の負レンズの屈折率が低くなりすぎないため、屈折力を確保するために曲率半径の絶対値を小さくする必要が無くなり第１Ａサブレンズ群Ｇ１Ａの伸長化を抑制できる。なお、条件式（２）及び（３）を満足する正レンズの少なくとも１枚が下記条件式（２－１）を満足する場合には、より良好な特性とすることができる。
　　２１＜ν１Ａｎａ－ν１Ａｐ＜３０　　（２－１）
　条件式（２）と合わせて条件式（３）を満足することによって、二次スペクトルの補正に有利となる。なお、条件式（２）及び（３）を満足する正レンズの少なくとも１枚が下記条件式（３－１）を満足する場合には、より良好な特性とすることができる。
　　０．０５１＜θｇＦ１Ａｐ－θｇＦ１Ａｎａ＜０．０６８　　（３－１）
　また、本実施形態のズームレンズにおいては、広角端における第３レンズ群Ｇ３の位置と望遠端における第３レンズ群Ｇ３の位置との光軸方向の距離の差をＺ３とし、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３とした場合、下記条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）の下限以下とならないようにすることによって、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が弱くなりすぎないためバックフォーカスが長くなりすぎず、小型化に有利となる。条件式（４）の上限以上とならないようにすることによって、Ｚ３が大きくなりすぎないため、小型化に有利となる。また、条件式（４）の上限以上とならないようにすることによって、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなりすぎないため望遠側の球面収差及び軸上色収差の補正が容易となる。なお、下記条件式（４－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
　　１＜Ｚ３／ｆ３＜１．４　　（４）
　　１．０５＜Ｚ３／ｆ３＜１．２２　　（４－１）
　また、本実施形態のズームレンズにおいては、第１Ｃサブレンズ群Ｇ１Ｃ中の正レンズのうち最も焦点距離が短い正レンズの焦点距離をｆ１Ｃｐとし、第１Ｃサブレンズ群Ｇ１Ｃの焦点距離をｆ１Ｃとした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）は、第１Ｃサブレンズ群Ｇ１Ｃの中で最も屈折力の強い正レンズ、すなわち、第１Ｃサブレンズ群Ｇ１Ｃの中で影響力の大きい正レンズの屈折力に関する式である。条件式（５）を満足することによって、低次の球面収差と高次の球面収差とのバランスを良好に保ちながら収差補正することに有利となる。なお、ここで、高次とは５次以上を意味し、低次とは３次以下を意味する。
　　１．９＜ｆ１Ｃｐ／ｆ１Ｃ＜２．２５　　（５）
　また、本実施形態のズームレンズにおいては、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３とした場合、下記条件式（６）を満足することが好ましい。条件式（６）を満足することによって、負レンズ群である第２レンズ群Ｇ２と正レンズ群である第３レンズ群Ｇ３との屈折力の比を好適な範囲に保つことができ、変倍時の倍率色収差の変動、変倍時の軸上色収差の変動、及び変倍時の球面収差の変動を抑えるのに有利となる。なお、下記条件式（６－１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
　　－０．５８＜ｆ２／ｆ３＜－０．３８　　（６）
　　－０．５＜ｆ２／ｆ３＜－０．３８　　（６－１）
　また、本実施形態のズームレンズにおいては、広角端から望遠端への変倍時に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とはそれぞれの結像倍率が－１倍の点を同時に通ることが好ましい。このようにした場合は、高い変倍比の確保に有利となる。図１では第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３それぞれの結像倍率が－１倍となる移動軌跡中の位置を水平方向の破線で示している。
　なお、図１に示す例では、レンズ系と像面Ｓｉｍとの間に光学部材ＰＰを配置した例を示したが、ローパスフィルタ及び／又は特定の波長域の光を遮光する各種フィルタをレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置する代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよく、あるいは、いずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。
　上述した好ましい構成及び可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。本実施形態によれば、小型かつ広画角であり、高い光学性能を有するズームレンズを実現することが可能である。なお、ここでいう「広画角」とは広角端での全画角が８０度以上を意味する。
　次に、本発明のズームレンズの数値実施例について説明する。
［実施例１］
　実施例１のズームレンズの断面図は図１及び図２に示したものであり、その図示方法は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例１のズームレンズは、物体側から像側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳｔと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とからなる。変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳｔと第４レンズ群Ｇ４とは像面Ｓｉｍに対して固定されており、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とは互いに異なる軌跡で光軸方向に移動する。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順に、合焦時に像面Ｓｉｍに対して固定されている第１Ａサブレンズ群Ｇ１Ａと、無限遠物体から近距離物体への合焦時に移動する正の屈折力を有する第１Ｂサブレンズ群Ｇ１Ｂと、合焦時に像面Ｓｉｍに対して固定されている正の屈折力を有する第１Ｃサブレンズ群Ｇ１Ｃとからなる。第１Ａサブレンズ群Ｇ１Ａは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１ａ～Ｌ１ｄの４枚のレンズからなる。第１Ｂサブレンズ群Ｇ１Ｂは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１ｅ～Ｌ１ｇの３枚のレンズからなる。第１Ｃサブレンズ群Ｇ１Ｃは、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ１ｈ～Ｌ１ｌの５枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２ａ～Ｌ２ｅの５枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ３ａ～Ｌ３ｅの５枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ４ａ～Ｌ４ｋの１１枚のレンズからなる。以上が実施例１のズームレンズの概要である。
　実施例１のズームレンズの基本レンズデータを表１に、諸元と可変面間隔を表２に、非球面係数を表３に示す。表１において、面番号の欄には最も物体側の面を第１面とし像側に向かうに従い１つずつ番号を増加させた場合の面番号を示し、Ｒの欄には各面の曲率半径を示し、Ｄの欄には各面とその像側に隣接する面との光軸上の面間隔を示す。また、Ｎｄの欄には各構成要素のｄ線に対する屈折率を示し、νｄの欄には各構成要素のｄ線基準のアッベ数を示し、θｇＦの欄には各構成要素のｇ線とＦ線間の部分分散比を示す。
　表１では、物体側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負としている。表１には開口絞りＳｔ及び光学部材ＰＰも合わせて示している。表１では、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｔ）という語句を記載している。表１のＤの最下欄の値は表中の最も像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。表１では変倍時の可変面間隔については、ＤＤ［　］という記号を用い、［　］の中にこの間隔の物体側の面番号を付してＤの欄に記入している。
　表２に、変倍比Ｚｒ、焦点距離ｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ω、及び可変面間隔の値をｄ線基準で示す。２ωの欄の（°）は単位が度であることを意味する。表２では、広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態の各値をそれぞれＷＩＤＥ、ＭＩＤＤＬＥ、及びＴＥＬＥと表記した欄に示している。表１と表２には無限遠物体に合焦した状態の各値を示す。
　表１では、非球面の面番号には＊印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。表３に、非球面の面番号と各非球面に関する非球面係数を示す。表３の非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０±ｎ」を意味する。非球面係数は、下式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝４、６、８、…）の値である。
　　Ｚｄ＝Ｃ×ｈ２／｛１＋（１－ＫＡ×Ｃ２×ｈ２）１/２｝＋ΣＡｍ×ｈｍ
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
　　　下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数
であり、非球面式のΣはｍに関する総和を意味する。
　各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍ（ミリメートル）を用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 
　図７に左から順に、実施例１のズームレンズの無限遠物体に合焦した状態での各収差図を示す。図７では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。図７ではＷＩＤＥと付した上段に広角端状態の収差図を示し、ＭＩＤＤＬＥと付した中段に中間焦点距離状態の収差図を示し、ＴＥＬＥと付した下段に望遠端状態の収差図を示す。球面収差図では、ｄ線、Ｃ線、及びＦ線における収差をそれぞれ黒の実線、長破線、及び短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線における収差を短破線で示す。歪曲収差図ではｄ線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、Ｆ線、及びｇ線における収差をそれぞれ長破線、短破線、及び二点鎖線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。
　上記の実施例１の説明で述べた各データの記号、意味、及び記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
［実施例２］
　実施例２のズームレンズの断面図を図３に示す。実施例２のズームレンズは実施例１のズームレンズの概要と同様の構成を有する。実施例２のズームレンズの基本レンズデータを表４に、諸元と可変面間隔を表５に、非球面係数を表６に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図８に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 
［実施例３］
　実施例３のズームレンズの断面図を図４に示す。実施例３のズームレンズは実施例１のズームレンズの概要と同様の構成を有する。実施例３のズームレンズの基本レンズデータを表７に、諸元と可変面間隔を表８に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図９に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 
［実施例４］
　実施例４のズームレンズの断面図を図５に示す。実施例４のズームレンズは実施例１のズームレンズの概要と同様の構成を有する。実施例４のズームレンズの基本レンズデータを表９に、諸元と可変面間隔を表１０に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１０に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 
［実施例５］
　実施例５のズームレンズの断面図を図６に示す。実施例５のズームレンズは実施例１のズームレンズの概要と同様の構成を有する。実施例５のズームレンズの基本レンズデータを表１１に、諸元と可変面間隔を表１２に、非球面係数を表１３に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 
　表１４に実施例１～５のズームレンズの条件式（１）～（６）の対応値を示す。実施例１～５はｄ線を基準波長としている。表１４にはｄ線基準での値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 
　以上のデータからわかるように、実施例１～５のズームレンズは、変倍比が２５以上あり高変倍比が確保され、広角端での全画角が８０度以上あり広画角に構成され、小型化が達成され、色収差を含む諸収差が良好に補正されて高い光学性能を実現している。
　次に、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図１２に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態に係るズームレンズ１を用いた撮像装置１０の概略構成図を示す。撮像装置１０としては、例えば、放送用カメラ、映画撮影用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、及び監視用カメラ等を挙げることができる。
　撮像装置１０は、ズームレンズ１と、ズームレンズ１の像側に配置されたフィルタ７と、フィルタ７の像側に配置された撮像素子８と、撮像素子８からの出力信号を演算処理する信号処理部４と、ズームレンズ１の変倍を行うための変倍制御部５と、ズームレンズ１の合焦を行うためのフォーカス制御部６とを備える。なお、図１２では、ズームレンズ１が備える第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、開口絞りＳｔ、及び第４レンズ群Ｇ４を概略的に図示している。
　撮像素子８はズームレンズ１により形成される光学像を電気信号に変換する素子であり、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等を用いることができる。撮像素子８は、その撮像面がズームレンズ１の像面に一致するように配置される。なお、図１２では１つの撮像素子８のみ図示しているが、本発明の撮像装置はこれに限定されず、３つの撮像素子を有するいわゆる３板方式の撮像装置であってもよい。
　以上、実施形態及び実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、及び非球面係数等は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
１　ズームレンズ
４　信号処理部
５　変倍制御部
６　フォーカス制御部
７　フィルタ
８　撮像素子
１０　撮像装置
Ｇ１　第１レンズ群
Ｇ１Ａ　第１Ａサブレンズ群
Ｇ１Ｂ　第１Ｂサブレンズ群
Ｇ１Ｃ　第１Ｃサブレンズ群
Ｇ２　第２レンズ群
Ｇ３　第３レンズ群
Ｇ４　第４レンズ群
Ｌ１ａ～Ｌ１ｌ、Ｌ２ａ～Ｌ２ｅ、Ｌ３ａ～Ｌ３ｅ、Ｌ４ａ～Ｌ４ｋ　レンズ
ｍａ、ｔａ、ｗａ　軸上光束
ｍｂ、ｔｂ、ｗｂ　最大画角の光束
ＰＰ　光学部材
Ｓｉｍ　像面
Ｓｔ　開口絞り
Ｚ　光軸

Claims (10)

  1. 　物体側から像側へ向かって順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とからなる４つのレンズ群のみをレンズ群として備え、
    　前記第３レンズ群の最も像側の面と像面との間に絞りが配置され、
    　変倍時に、前記第１レンズ群と前記第４レンズ群とは像面に対して固定されており、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とは光軸方向の相互間隔を変化させてそれぞれ移動し、
    　前記第１レンズ群は、物体側から像側へ向かって順に、合焦時に像面に対して固定されている負の屈折力を有する第１Ａサブレンズ群と、合焦時に光軸方向に移動する正の屈折力を有する第１Ｂサブレンズ群と、合焦時に像面に対して固定されている正の屈折力を有する第１Ｃサブレンズ群とからなり、
    　前記第１Ａサブレンズ群の焦点距離をｆ１Ａとし、無限遠物体に合焦時の前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とした場合、
    　　－１．４７＜ｆ１Ａ／ｆ１＜－１．０８　　（１）
    で表される条件式（１）を満足し、
    　前記第１Ａサブレンズ群中の正レンズのｄ線基準のアッベ数をν１Ａｐとし、前記第１Ａサブレンズ群中の全ての負レンズのｄ線基準のアッベ数の平均値をν１Ａｎａとし、前記第１Ａサブレンズ群中の正レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦ１Ａｐとし、前記第１Ａサブレンズ群中の全ての負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比の平均値をθｇＦ１Ａｎａとした場合、
    　　１９＜ν１Ａｎａ－ν１Ａｐ＜３１　　（２）
    　　０．０４６＜θｇＦ１Ａｐ－θｇＦ１Ａｎａ＜０．０７１　　（３）
    で表される条件式（２）及び（３）を満足する正レンズを前記第１Ａサブレンズ群が少なくとも１枚有するズームレンズ。
  2. 　広角端における前記第３レンズ群の位置と望遠端における前記第３レンズ群の位置との光軸方向の距離の差をＺ３とし、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とした場合、
    　　１＜Ｚ３／ｆ３＜１．４　　（４）
    で表される条件式（４）を満足する請求項１記載のズームレンズ。
  3. 　前記第１Ｃサブレンズ群中の正レンズのうち最も焦点距離が短い正レンズの焦点距離をｆ１Ｃｐとし、前記第１Ｃサブレンズ群の焦点距離をｆ１Ｃとした場合、
    　　１．９＜ｆ１Ｃｐ／ｆ１Ｃ＜２．２５　　（５）
    で表される条件式（５）を満足する請求項１又は２記載のズームレンズ。
  4. 　前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とした場合、
    　　－０．５８＜ｆ２／ｆ３＜－０．３８　　（６）
    で表される条件式（６）を満足する請求項１から３のいずれか１項記載のズームレンズ。
  5. 　広角端から望遠端への変倍時に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群とはそれぞれの結像倍率が－１倍の点を同時に通る請求項１から４のいずれか１項記載のズームレンズ。
  6. 　前記条件式（２）及び（３）を満足する前記正レンズの少なくとも１枚は
    　　２１＜ν１Ａｎａ－ν１Ａｐ＜３０　　（２－１）
    で表される条件式（２－１）を満足する請求項１記載のズームレンズ。
  7. 　前記条件式（２）及び（３）を満足する前記正レンズの少なくとも１枚は
    　　０．０５１＜θｇＦ１Ａｐ－θｇＦ１Ａｎａ＜０．０６８　　（３－１）
    で表される条件式（３－１）を満足する請求項１記載のズームレンズ。
  8. 　　１．０５＜Ｚ３／ｆ３＜１．２２　　（４－１）
    で表される条件式（４－１）を満足する請求項２記載のズームレンズ。
  9. 　　－０．５＜ｆ２／ｆ３＜－０．３８　　（６－１）
    で表される条件式（６－１）を満足する請求項４記載のズームレンズ。
  10. 　請求項１から９のいずれか１項記載のズームレンズを備えた撮像装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000121939A (ja) * 1998-10-14 2000-04-28 Canon Inc ズームレンズ
JP2001116993A (ja) * 1999-10-19 2001-04-27 Canon Inc ズームレンズ
JP2005227494A (ja) * 2004-02-12 2005-08-25 Fujinon Corp ズームレンズ
JP2009036844A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮影システム
JP2010276761A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2013221977A (ja) * 2012-04-13 2013-10-28 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2014016510A (ja) * 2012-07-10 2014-01-30 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2016109952A (ja) * 2014-12-09 2016-06-20 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
JP2017181720A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 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

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000121939A (ja) * 1998-10-14 2000-04-28 Canon Inc ズームレンズ
JP2001116993A (ja) * 1999-10-19 2001-04-27 Canon Inc ズームレンズ
JP2005227494A (ja) * 2004-02-12 2005-08-25 Fujinon Corp ズームレンズ
JP2009036844A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮影システム
JP2010276761A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2013221977A (ja) * 2012-04-13 2013-10-28 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2014016510A (ja) * 2012-07-10 2014-01-30 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2016109952A (ja) * 2014-12-09 2016-06-20 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
JP2017181720A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 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

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