JP2011133738A5 - - Google Patents

Description

本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折率の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、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、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５とするとき、
９．８＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１２．５
５．０＜ｆ５／ｆｗ＜７．５
なる条件式を満足することを特徴としている。

図７は、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断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、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はズーム比９９．７３、開口比２．０２〜９．２５のズームレンズである。

図９は、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断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ実例５のズームレンズの広角端、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はズーム比９９．７２、開口比２．０２〜８．００のズームレンズである。図１１は本発明の撮像装置の要部概略図である。本発明のズームレンズは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルムカメラ等の撮像装置や望遠鏡、双眼鏡の観察装置、複写機、プロジェクター等の光学機器に用いられるものである。レンズ断面図において左方が前方（物体側、拡大側）で右方が後方（像側、縮小側）である。レンズ断面図において、ｉは物体側から像側への各レンズ群の順序を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。

球面収差図において実線はｄ線、二点鎖線はｇ線である。非点収差図においてΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群の移動軌跡を示している。ズーミングに際しては広角端に対して望遠端において第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が変化する。更に第４レンズ群と第５レンズ群の間隔が変化するように第２、第４レンズ群が移動している。

また、第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカシングを行うリアフォーカス式を採用している。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、各々無限遠物体と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。このように第４レンズ群Ｌ４を像側へ凸状の軌跡とすることで第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５間の空間の有効利用を図り、レンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）の短縮化を効果的に達成している。又、望遠端において無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合には、矢印４ｃに示すように第４レンズ群Ｌ４を後方に繰り込むことで行っている。尚、第１レンズ群Ｌ１はズーミングの為には光軸方向に固定であるが、収差補正上必要に応じて移動させてもよい。また第４レンズ群Ｌ４を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させて、結像位置を光軸に対して垂直方向に移動させている。即ち防振を行っている。開口絞りＳＰは固定である。

第４レンズ群Ｌ４は正レンズと負レンズとを接合した接合レンズより構成している。各実施例では少ないレンズ枚数で第４レンズ群Ｌ４を構成することで薄型化、軽量化を図っている。なお負レンズはアッベ数が比較的大きい（アッベ数５５以上）低分散な材料を用いて変倍に伴う色収差変動を低減している。第５レンズ群Ｌ５は正レンズ、負レンズ、正レンズより構成している。これによって第５レンズ群Ｌ５の屈折力を強めた場合でもズーム全域にて倍率色収差の発生を良好に抑えている。

数値実施例１
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 21.815 0.58 1.84666 23.8 11.90
2 12.127 2.03 1.49700 81.5 11.23
3 -220.967 0.08 10.95
4 12.445 1.46 1.80400 46.6 10.10
5 37.656 (可変) 9.57
6 12.670 0.28 1.88300 40.8 3.23
7 1.787 0.86 2.47
8 -3.096 0.28 1.88300 40.8 2.40
9 10.475 0.08 2.48
10 5.947 0.75 1.92286 18.9 2.56
11 -12.992 (可変) 2.58
12(絞り) ∞ 0.24 3.88
13* 8.591 1.28 1.58313 59.4 3.97
14* -6.285 0.09 3.96
15 12.198 1.08 1.53927 64.7 3.72
16 -3.745 0.28 1.84666 23.8 3.53
17 -7.190 (可変) 3.46
18 -5.797 0.67 1.62987 30.5 3.18
19 -3.046 0.39 1.58313 59.4 3.10
20* 9.509 (可変) 2.90
21 13.123 0.60 1.48749 70.2 2.20
22 -9.360 0.08 2.19
23 4.237 0.33 1.84666 23.8 2.15
24 2.347 0.20 2.01
25 3.680 0.68 1.69680 55.5 2.04
26 -25.645 1.10 1.98
27 ∞ 1.04 1.51633 64.2 5.51
28 ∞ 1.02 5.51
像面 ∞

非球面データ
第13面
K =-1.59564e+000 A 4=-7.39010e-004 A 6= 1.33976e-004 A 8=-4.30989e-005 A10=
4.35545e-006

第14面
K =-1.97071e+000 A 4=-5.89834e-004 A 6=-5.77593e-006 A 8=-5.82490e-006

第20面
K =-1.86048e+001 A 4=-2.82783e-004 A 6=-3.50267e-004 A 8= 2.08345e-005

各種データ
ズーム比 58.43

焦点距離 1.00 12.06 58.43
Fナンバー 2.02 2.72 5.27
半画角（度） 32.43 3.02 0.62
像高 0.64 0.64 0.64
レンズ全長 34.78 34.78 34.78
BF 2.81 2.81 2.81

d 5 0.48 11.32 14.02
d11 14.56 3.73 1.02
d17 0.39 3.82 0.61
d20 4.23 0.80 4.01

入射瞳位置 5.99 76.37 298.28
射出瞳位置 72.05 -22.64 87.40
前側主点位置 7.01 82.28 396.24
後側主点位置 0.02 -11.04 -57.41

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 17.89 4.14 0.99 -1.57
2 6 -1.79 2.24 0.24 -1.45
3 12 4.49 2.97 1.08 -1.02
4 18 -6.33 1.05 0.21 -0.42
5 21 6.62 4.05 0.56 -2.54

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -33.16
2 2 23.20
3 4 22.54
4 6 -2.38
5 8 -2.68
6 10 4.51
7 13 6.43
8 15 5.44
9 16 -9.58
10 18 9.32
11 19 -3.91
12 21 11.31
13 23 -6.76
14 25 4.66
15 27 0.00

数値実施例2
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 21.736 0.58 1.84666 23.8 11.87
2 12.105 2.19 1.49700 81.5 11.20
3 -191.586 0.08 10.85
4 12.295 1.29 1.80400 46.6 9.99
5 36.371 (可変) 9.58
6 12.597 0.27 1.88300 40.8 3.04
7 1.740 0.80 2.33
8 -2.912 0.27 1.88300 40.8 2.25
9 9.701 0.08 2.33
10 5.817 0.96 1.92286 18.9 2.40
11 -14.057 (可変) 2.43
12(絞り) ∞ 0.24 4.16
13* 8.096 1.34 1.58313 59.4 4.28
14* -6.559 0.09 4.24
15 13.132 1.16 1.54928 62.9 3.97
16 -3.757 0.27 1.84666 23.8 3.76
17 -7.235 (可変) 3.69
18 -5.626 0.77 1.66443 33.2 3.39
19 -3.006 0.38 1.58313 59.4 3.31
20* 9.042 (可変) 3.06
21 14.947 0.53 1.48749 70.2 2.21
22 -12.933 0.08 2.20
23 3.898 0.33 1.84666 23.8 2.16
24 2.300 0.20 2.03
25 3.420 0.62 1.69680 55.5 2.05
26 -53.262 1.10 1.99
27 ∞ 1.04 1.51633 64.2 5.49
28 ∞ 1.02 5.49
像面 ∞

非球面データ
第13面
K =-2.14345e+000 A 4=-4.28672e-004 A 6= 2.11439e-004 A 8=-3.05526e-005 A10=
2.86864e-006

第14面
K =-2.01759e+000 A 4=-3.84325e-004 A 6= 1.10427e-004 A 8=-5.95803e-006

第20面
K =-3.61568e+001 A 4= 3.11685e-003 A 6=-1.27172e-003 A 8= 1.54279e-004

各種データ
ズーム比 67.20

焦点距離 1.00 12.39 67.20
Fナンバー 2.02 2.75 6.53
半画角（度） 32.43 2.94 0.54
像高 0.64 0.64 0.64
レンズ全長 35.72 35.72 35.72
BF 2.80 2.80 2.80

d 5 0.63 11.46 14.17
d11 14.59 3.76 1.05
d17 0.40 4.07 0.60
d20 4.74 1.07 4.54

入射瞳位置 6.05 78.17 340.61
射出瞳位置 58.66 -25.38 66.67
前側主点位置 7.07 84.75 476.60
後側主点位置 0.02 -11.37 -66.19

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 17.79 4.14 1.11 -1.48
2 6 -1.66 2.39 0.25 -1.50
3 12 4.52 3.11 1.11 -1.08
4 18 -6.29 1.15 0.21 -0.48
5 21 6.93 3.91 0.50 -2.51

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -33.18
2 2 22.99
3 4 22.56
4 6 -2.31
5 8 -2.51
6 10 4.56
7 13 6.43
8 15 5.45
9 16 -9.58
10 18 8.70
11 19 -3.82
12 21 14.31
13 23 -7.32
14 25 4.63
15 27 0.00

数値実施例3
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 21.759 0.58 1.84666 23.8 11.53
2 12.014 2.03 1.49700 81.5 10.90
3 -199.617 0.08 10.60
4 12.129 1.30 1.80400 46.6 9.80
5 34.753 (可変) 9.37
6 10.023 0.28 1.88300 40.8 2.87
7 1.565 0.72 2.17
8 -2.660 0.28 1.88300 40.8 2.14
9 11.367 0.08 2.24
10 5.588 1.01 1.94595 18.0 2.33
11 -12.468 (可変) 2.37
12(絞り) ∞ 0.24 4.34
13* 8.486 1.34 1.58313 59.4 4.47
14* -6.493 0.09 4.44
15 15.221 1.16 1.58003 59.1 4.17
16 -4.150 0.28 1.92286 18.9 3.97
17 -7.171 (可変) 3.92
18 -4.928 0.73 1.70141 30.2 3.44
19 -2.780 0.39 1.58313 59.4 3.38
20* 9.155 (可変) 3.12
21 26.583 0.49 1.48749 70.2 2.18
22 -19.114 0.08 2.18
23 3.489 0.33 1.84666 23.8 2.15
24 2.192 0.20 2.02
25 3.212 0.62 1.69680 55.5 2.05
26 -49.216 1.10 1.99
27 ∞ 1.04 1.51633 64.2 5.51
28 ∞ 1.02 5.51
像面 ∞

非球面データ
第13面
K =-1.25686e+000 A 4=-1.24495e-003 A 6= 2.22124e-004 A 8=-1.85188e-005 A10=
9.86217e-007

第14面
K =-1.63632e+000 A 4=-4.61518e-004 A 6= 1.38938e-004 A 8=-5.85542e-006

第20面
K =-5.42386e+001 A 4= 4.37219e-003 A 6=-1.63338e-003 A 8= 1.80053e-004

各種データ
ズーム比 74.40

焦点距離 1.00 12.79 74.40
Fナンバー 2.02 2.74 7.39
半画角（度） 32.43 2.84 0.49
像高 0.64 0.64 0.64
レンズ全長 35.84 35.84 35.84
BF 2.81 2.81 2.81

d 5 0.55 11.64 14.41
d11 14.76 3.67 0.90
d17 0.61 4.32 0.61
d20 4.80 1.10 4.81

入射瞳位置 5.69 78.83 363.87
射出瞳位置 58.99 -25.10 58.78
前側主点位置 6.70 85.35 534.10
後側主点位置 0.02 -11.77 -73.38

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 17.90 3.99 1.01 -1.48
2 6 -1.63 2.37 0.20 -1.53
3 12 4.49 3.10 1.15 -1.02
4 18 -6.01 1.11 0.15 -0.51
5 21 7.08 3.88 0.55 -2.44

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -32.57
2 2 22.87
3 4 22.59
4 6 -2.13
5 8 -2.42
6 10 4.19
7 13 6.52
8 15 5.75
9 16 -11.17
10 18 7.98
11 19 -3.61
12 21 22.89
13 23 -7.88
14 25 4.35
15 27 0.00

数値実施例4
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 27.393 0.58 1.84666 23.8 12.28
2 12.412 2.07 1.49700 81.5 11.60
3 -206.579 0.08 11.39
4 12.368 1.32 1.83400 37.2 10.62
5 33.551 (可変) 10.25
6 9.736 0.27 1.88300 40.8 3.18
7 1.609 0.80 2.41
8 -4.555 0.27 1.88300 40.8 2.37
9 6.486 0.08 2.42
10 3.966 1.02 1.94595 18.0 2.52
11 55.395 (可変) 2.48
12(絞り) ∞ 0.24 4.92
13* 8.135 1.48 1.58313 59.4 5.06
14* -7.930 0.09 5.00
15 229.353 1.28 1.56384 60.7 4.81
16 -3.943 0.27 1.92286 18.9 4.67
17 -5.701 (可変) 4.71
18 -4.330 0.94 1.66680 33.0 3.18
19 -2.151 0.38 1.58313 59.4 3.11
20* 6.521 (可変) 2.81
21 16.616 0.54 1.48749 70.2 2.54
22 -14.713 0.08 2.54
23 4.594 0.33 1.84666 23.8 2.52
24 2.564 0.20 2.38
25 3.604 0.73 1.69680 55.5 2.42
26 -8.493 1.10 2.37
27 ∞ 1.04 1.51633 64.2 5.49
28 ∞ 1.02 5.49
像面 ∞

非球面データ
第13面
K = 4.49444e-001 A 4=-1.30577e-003 A 6= 1.44949e-004 A 8=-4.97456e-006 A10=
-1.43589e-009

第14面
K =-1.90395e+000 A 4= 2.48662e-004 A 6= 1.52388e-004 A 8=-5.95791e-006

第20面
K =-3.86255e+001 A 4= 1.30237e-002 A 6=-5.04705e-003 A 8= 9.41838e-004

各種データ
ズーム比 99.73

焦点距離 1.00 14.18 99.73
Fナンバー 2.02 2.74 9.25
半画角（度） 32.29 2.55 0.36
像高 0.63 0.63 0.63
レンズ全長 41.52 41.52 41.52
BF 2.80 2.80 2.80

d 5 0.55 13.82 17.13
d11 17.81 4.54 1.22
d17 1.59 5.61 0.60
d20 5.68 1.66 6.67

入射瞳位置 5.76 92.69 543.25
射出瞳位置 9.44 34.24 8.49
前側主点位置 6.88 112.93 1973.68
後側主点位置 0.02 -13.17 -98.71

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 20.56 4.05 1.14 -1.36
2 6 -1.73 2.45 0.27 -1.41
3 12 5.05 3.37 1.37 -1.04
4 18 -4.73 1.32 0.24 -0.54
5 21 5.22 4.03 0.82 -2.29

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -27.29
2 2 23.63
3 4 22.84
4 6 -2.22
5 8 -3.00
6 10 4.47
7 13 7.13
8 15 6.89
9 16 -14.97
10 18 5.46
11 19 -2.73
12 21 16.10
13 23 -7.41
14 25 3.72
15 27 0.00

数値実施例５
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 28.170 0.58 1.84666 23.8 12.60
2 12.607 2.20 1.49700 81.5 12.17
3 -224.136 0.08 12.16
4 12.719 1.57 1.83400 37.2 12.11
5 36.393 (可変) 11.85
6 11.033 0.27 1.88300 40.8 3.16
7 1.644 0.80 2.40
8 -4.381 0.27 1.88300 40.8 2.36
9 5.849 0.08 2.41
10 4.048 1.03 1.94595 18.0 2.51
11 -236.991 (可変) 2.50
12(絞り) ∞ 0.24 4.92
13* 8.048 1.50 1.58313 59.4 5.07
14* -7.802 0.09 4.99
15 470.053 1.29 1.56384 60.7 4.79
16 -4.008 0.27 1.92286 18.9 4.63
17 -5.918 (可変) 4.66
18 -4.475 0.90 1.66680 33.0 3.23
19 -2.202 0.38 1.58313 59.4 3.17
20* 6.847 (可変) 2.87
21 14.338 0.55 1.48749 70.2 2.58
22 -15.593 0.08 2.58
23 4.789 0.33 1.84666 23.8 2.55
24 2.548 0.20 2.41
25 3.409 0.75 1.69680 55.5 2.46
26 -8.949 1.10 2.41
27 ∞ 1.04 1.51633 64.2 5.49
28 ∞ 1.02 5.49
像面 ∞

非球面データ
第13面
K = 7.53430e-001 A 4=-1.36674e-003 A 6= 1.47635e-004 A 8=-5.59185e-006 A10=
7.29269e-008

第14面
K =-9.66373e-001 A 4= 3.65370e-004 A 6= 1.52783e-004 A 8=-5.96449e-006

第20面
K =-4.66020e+001 A 4= 1.40050e-002 A 6=-5.36914e-003 A 8= 9.61917e-004

各種データ
ズーム比 99.72

焦点距離 1.00 14.18 99.72
Fナンバー 2.02 2.76 8.00
半画角（度） 32.29 2.55 0.36
像高 0.63 0.63 0.63
レンズ全長 42.30 42.30 42.30
BF 2.80 2.80 2.80

d 5 0.55 13.84 17.17
d11 17.88 4.59 1.27
d17 1.54 5.71 0.60
d20 6.04 1.87 6.98

入射瞳位置 6.02 94.26 557.85
射出瞳位置 8.88 26.27 8.12
前側主点位置 7.15 116.39 2057.29
後側主点位置 0.02 -13.16 -98.70

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 20.74 4.43 1.20 -1.52
2 6 -1.73 2.46 0.26 -1.46
3 12 5.14 3.40 1.35 -1.08
4 18 -4.95 1.28 0.23 -0.53
5 21 5.22 4.06 0.82 -2.30

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -27.42
2 2 24.09
3 4 22.76
4 6 -2.22
5 8 -2.80
6 10 4.22
7 13 7.04
8 15 7.06
9 16 -14.45
10 18 5.61
11 19 -2.81
12 21 15.42
13 23 -6.90
14 25 3.63
15 27 0.00

Claims (6)

1. 物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折率の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、負の屈折力の第４レンズ群、正の屈折力の第５レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、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、前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５とするとき、
   ９．８＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１２．５
   ５．０＜ｆ５／ｆｗ＜７．５
   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. 前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
   −６．５＜ｆ４／ｆｗ＜−４．５
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記第２レンズ群を構成するレンズの材料の平均屈折率をｎｄ２とするとき、
   ｎｄ２＞１．８６
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
4. 前記第１レンズ群の少なくとも１つの正レンズの材料のアッベ数をνｄ１とするとき、
   νｄ１＞７５
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
5. 前記第４レンズ群を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させて、結像位置を光軸に対して垂直方向に移動させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズと該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。