JP2014038235A - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 広角端のブリージングを抑制しつつ、望遠端におけるフォーカス時の収差変動を抑制したズームレンズ及びそれを有する撮像装置を提供すること。
【解決手段】 物体側から順に、変倍時固定の正の屈折力の第1群、変倍時に移動する負の屈折力の第2群、変倍時に移動する少なくとも1群以上の変倍レンズ群、絞り、変倍時固定の結像レンズ群で構成されるズームレンズにおいて、第1群は合焦時に固定の負の屈折力の第11群、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に像側へ移動する正の屈折力の第12群、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側へ移動する正の屈折力の第13群から構成され、第1群の焦点距離f1、第2群の焦点距離f2、前記第11群の焦点距離f11、前記第12群の焦点距離f12、前記第12群、第13群の無限遠物体から最至近距離物体への焦点調節時の移動量δ12、δ13を各々適切に設定する。
【選択図】 図1

Description

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、特に放送用テレビカメラ、映画用カメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩写真用カメラ等に好適なものである。
近年、テレビカメラや映画用カメラ、写真用カメラ、ビデオカメラ等の撮像装置には、大口径比、高ズーム比かつ高い光学性能を有したズームレンズが要望されている。特に、プロフェッショナルの動画撮影システムとしてのテレビ・映画用カメラでは、1/2インチ(対角線長8mm)や2/3インチ(対角線長11mm)から、35mm(対角線長28〜43.3mm程度)といった幅広いイメージサイズの撮像デバイスが展開してきている。撮像デバイスの主流であるCCDやCMOSは撮像範囲全体が略均一の解像力を有しているため、これを用いるズームレンズに対しては、画面中心から画面周辺まで解像力が略均一であることが要求されている。
また、撮像デバイスはHDTVで1920×1080画素(1080i)、4Kで4096×2160画素のようにさらなる高画素化が進んできており、高解像化に伴ってズームレンズの高性能化への要望は益々強くなっている。例えば、2/3インチHDTV対応CCDでは、イメージサイズが9.6mm×5.4mm、1画素は5μm×5μmである。
一方、プロフェッショナルの動画撮影においては、特に撮影範囲(画角)を厳密に設定したいという要求がある。それに対して、レンズは一般に焦点調節に伴って画角が変化する(以下、ブリージング)という問題がある。望遠側は、被写界深度が浅いため、焦点調節に伴う画角変化が残存していても目立たないが、広角側では被写界深度が深いため、あたかもズーミングしているかのようになる。
従来、大口径比、高ズーム比のズームレンズとして、変倍レンズ群よりも物体側に位置するレンズ群により焦点調節を行い、焦点調節に伴い複数のレンズ群が移動する所謂フローティングフォーカス方式が種々提案されている。
例えば、特許文献1では、広角端のFナンバー1.7〜1.9程度、広角端の画角57度〜63度程度、望遠端の画角1.5度〜5度程度、変倍比13〜44程度のズームレンズが開示されている。第1レンズ群が負の屈折力の第11群、正の屈折力の第12群、正の屈折力の第13群から構成され、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に第12群、第13群がともに物体側へ移動する構成となっている。
また、特許文献2では、広角端のFナンバー1.8程度、広角端の画角90度〜102度程度、望遠端の画角13度程度、変倍比8〜10程度のズームレンズが開示されている。第1レンズ群が負の屈折力の第11群、正の屈折力の第12群、正の屈折力の第13群から構成され、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に第12群は像側に、第13群は物体側へ移動する構成となっている。
特開平07−151966号公報 特開平09−258102号公報
一般に、全ズーム領域及び全フォーカス領域に渡り収差変動が少なく高い光学性能であり、広角端においてブリージングの少ない、大口径比で高変倍比のズームレンズを達成しようとすると、レンズ枚数が増加しレンズ系全体が大型化してくるという問題が生じる。さらに、望遠端において全フォーカス領域に渡り収差変動が少ない高い光学性能のズームレンズを達成しようとすると、さらに第1群のレンズ枚数が増加し、レンズ系全体が大型化してくるという問題が生じる。この傾向は望遠端の焦点距離が長いほど顕著となってくる。
ズームレンズにおいて大口径比(Fナンバー1.8〜2.7程度)で広角・高変倍比(変倍比7〜70)で、広角端におけるブリージングを少なく(4%以下)するためには、各レンズ群の屈折力やレンズ構成、そして収差分担等を適切に設定する必要がある。特に、ズームレンズ全体の小型・軽量化を達成しつつ、広角端におけるブリージング及び望遠端におけるフォーカス時の収差変動を同時に抑制するためには、第1群内のフォーカス移動群の設定と屈折力配置、各部分系の構成等を適切に設定することが必要となる。
特許文献1のフォーカス方式では広角端のブリージングを抑制することが困難である。また、特許文献2の屈折力配置やレンズ構成では、望遠端の画角が10度より小さいズームレンズにおいて高い光学性能と広角端のブリージングの抑制を両立するのは困難である。
そこで、本発明は、第1群及びその部分系としてのフォーカス移動群の構成及び屈折力等を適切に設定することにより、特に広角端で顕著なブリージングを抑制しつつ、望遠端で顕著なフォーカス時の収差変動を抑制したズームレンズの提供を目的とする。また、広角端のFナンバー1.8〜2.7程度、広角端の画角50度〜70度程度、望遠端の画角1度〜8度程度、変倍比7〜70程度の大口径比で高変倍比・小型で、高性能なズームレンズの提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置は、
物体側から順に、変倍時固定の正の屈折力の第1レンズ群、変倍時に移動する負の屈折力の第2レンズ群、変倍時に移動する少なくとも1群以上の変倍レンズ群、絞り、変倍時固定の結像レンズ群で構成されるズームレンズにおいて、第1レンズ群は合焦時に固定の負の屈折力の第11レンズ群、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に像側へ移動する正の屈折力の第12レンズ群、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側へ移動する正の屈折力の第13レンズ群から構成され、 第1レンズ群の焦点距離をf1、第2レンズ群の焦点距離をf2、前記第11レンズ群の焦点距離をf11、前記第12レンズ群の焦点距離をf12、前記第12レンズ群、第13レンズ群の無限遠物体から最至近距離物体への焦点調節時の移動量をそれぞれδ12、δ13としたとき、
−15.0<f1/f2<−2.0
−1.50<f11/f12<−0.35
2.5≦|δ12/δ13|<15.0
を満たすことを特徴とする。
第1レンズ群及びその部分系としてのフォーカス移動レンズ群の構成及び屈折力等を適切に設定することにより、特に広角端で顕著なブリージングを抑制しつつ、望遠端で顕著なフォーカス時の収差変動を抑制したズームレンズを得られる。
実施例1の広角端におけるレンズ断面図 実施例1の広角端における縦収差図 実施例1の焦点距離60mmにおける縦収差図 実施例1の望遠端における縦収差図 実施例1の望遠端における横収差図 実施例2の広角端におけるレンズ断面図 実施例2の広角端における縦収差図 実施例2の焦点距離41mmにおける縦収差図 実施例2の望遠端における縦収差図 実施例2の望遠端における横収差図 実施例3の広角端におけるレンズ断面図 実施例3の広角端における縦収差図 実施例3の焦点距離70mmにおける縦収差図 実施例3の望遠端における縦収差図 実施例3の望遠端における横収差図 実施例4の広角端におけるレンズ断面図 実施例4の広角端における縦収差図 実施例4の焦点距離102mmにおける縦収差図 実施例4の望遠端における縦収差図 実施例4の望遠端における横収差図 本発明の撮像装置の概略図 第1レンズ群内の各レンズ群の配置を示す概念図
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明のズームレンズの特徴について、各条件式に沿って説明する。本発明のズームレンズにおいては、全フォーカス領域に渡り高い光学性能を有し、且つブリージングを抑制するために、第1レンズ群の構成及び第1レンズ群と第2レンズ群の焦点距離の比、第11レンズ群と第12レンズ群の焦点距離の比、焦点調節時の第12レンズ群と第13レンズ群の移動量の関係を規定している。
本発明のズームレンズは、物体側から順に、変倍時固定の正の屈折力の第1レンズ群、変倍時に移動する負の屈折力の第2レンズ群、変倍時に移動する少なくとも1群以上の変倍レンズ群、絞り、変倍時固定の固定レンズ群(結像レンズ群)で構成されている。第1レンズ群は、合焦時に固定の負の屈折力の第11レンズ群、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に像側へ移動する正の屈折力の第12レンズ群、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側へ移動する正の屈折力の第13レンズ群から構成される。
なお、本明細書において、レンズ群が変倍時固定であるとは、変倍中に変倍を目的として移動することはないが、フォーカス調整等のその他の目的のためには移動することもあることを意味するものとする。また、レンズ群が合焦時固定であるとは、フォーカス調整中にフォーカス調整を目的として移動することはないが、変倍等のその他の目的のためには移動することもあることを意味するものとする。
さらに、第1レンズ群の焦点距離をf1、第2レンズ群の焦点距離をf2、前記第11レンズ群の焦点距離をf11、前記第12レンズ群の焦点距離をf12、前記第12レンズ群、第13レンズ群の無限遠物体から最至近距離物体への焦点調節時の移動量をそれぞれδ12、δ13とする。このとき、
−15.0<f1/f2<−2.0 ・・・(1)
−1.50<f11/f12<−0.35 ・・・(2)
2.5≦|δ12/δ13|<15.0 ・・・(3)
の条件式を満たしている。
本発明において、前述のフォーカス方式を採用した場合の光学的作用について説明する。
一般に、望遠端の焦点距離の長い望遠ズームレンズでは、第1レンズ群を焦点調節時に固定の第1aレンズ群、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側に移動する第1bレンズ群から構成されるインナーフォーカス方式が採用される。
次に、本発明のように、第1レンズ群U1が負の屈折力の第11レンズ群U11、正の屈折力の第12レンズ群U12、正の屈折力の第13レンズ群U13で構成されている場合を考える。無限遠物体時の軸上近軸光線を実線で示し、このときの第12レンズ群と第13レンズ群の光軸上の位置をP12、P13、第11レンズ群、第12レンズ群、第13レンズ群の軸上近軸光線の入射高をH11、H12、H13とする。ここで、図22(a)のように、第12レンズ群を像側に、第13レンズ群を物体側に移動させて焦点調節を行う場合(タイプA)と、図22(b)のように、第13レンズ群のみを物体側に移動させて焦点調節を行う前述のインナーフォーカス方式の場合(タイプB)を比較する。図22(a)において、所定の有限距離物体時の軸上近軸光線を点線で示し、このときの第12レンズ群と第13レンズ群の光軸上の位置をP12’、P13’、第11レンズ群、第12レンズ群、第13レンズ群の軸上近軸光線の入射高をH11’、H12’、H13’として示している。一方、図22(b)において、所定の有限距離物体時の軸上近軸光線を点線で示し、このときの第12レンズ群と第13レンズ群の光軸上の位置をP12”、P13”、第11レンズ群、第12レンズ群、第13レンズ群の軸上近軸光線の入射高をH11”、H12”、H13”として示している。
ここで、δ12=P12’−P12、δ13=P13−P13’、Δ13=P13−P13”と定義すると、以下の関係が成り立つ。
Δ13>δ13 ・・・(9)
Δ13<δ12+δ13 ・・・(10)
つまり、タイプAを採用することで、タイプBに比べて焦点調節時の第12レンズ群と第13レンズ群の移動量の和は大きくなるものの、第13レンズ群の移動量を小さくすることができる。この結果、所定の有限距離物体時において、タイプAとタイプBを比べると、タイプAでは第12レンズ群と第13レンズ群がより像側に配置されることになる。この結果、前述した軸上近軸光線の入射高の関係は、以下のようになる。
H11<H11’<H11” ・・・(11)
H12<H12’<H12” ・・・(12)
H13<H13’<H13” ・・・(13)
つまり、タイプAはタイプBと比べて、第11レンズ群、第12レンズ群、第13レンズ群の焦点調節に伴う近軸光線の入射高の変化が小さい。三次収差論では、例えば軸上色収差の一次の収差係数Lは近軸光線高Hの2乗に比例し、球面収差の三次収差係数Iは近軸光線高Hの4乗に比例する。従って、タイプAはタイプBと比べて、第11レンズ群、第12レンズ群、第13レンズ群の無限遠物体時から最至近距離物体時への収差変動が小さくなり、第1レンズ群としての焦点調節に伴う収差変動を抑制することができる。さらに、各レンズ群の構成や移動量を適切に設定することで、焦点調節時の第11レンズ群、第12レンズ群、第13レンズ群による収差変動を互いに打ち消すことができ、最至近距離物体時の収差変動を良好に補正することが可能になる。
以上、軸上光線の焦点調節による変化を説明したが、軸外光線の焦点調節による変化も上述と同様の関係が成立し、タイプAの方が第11レンズ群、第12レンズ群、第13レンズ群の焦点調節による軸外光線の変化が小さい。本発明では、第12レンズ群と第13レンズ群の移動による収差変化を利用して、特に望遠端側、最至近距離近傍での球面収差やコマ収差、色収差を良好に補正している。
続いて、第12レンズ群と第13レンズ群の2つのレンズ群を移動する所謂フローティングフォーカス方式によるブリージングの抑制について説明する。第12レンズ群が無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に像側に移動することで、全系の焦点距離は広角側にシフトする。一方、第13レンズ群が無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側に移動することで、全系の焦点距離は望遠側にシフトする。以上より、第12レンズ群と第13レンズ群の焦点調節時における移動量を適切に設定することで、ブリージングを相殺することが可能となる。
次に、前述の条件式(1)〜(3)に関して説明する。
(1)式は、第1レンズ群の焦点距離と第2レンズ群の焦点距離の比を規定している。(1)式を満たすことで、ズームレンズの小型化と収差変動の補正の両立を達成している。(1)式の上限の条件が満たされないと、第1レンズ群のパワーが強くなり、フォーカシングに伴う諸収差の変動(以下、フォーカス変動)の補正が困難となる。逆に、(1)式の下限の条件が満たされないと、第1レンズ群のパワーが弱くなり、ズームレンズの小型化が困難となる。さらに好ましくは、次の如く条件式(1)を設定するのが良い。
−9.0<f1/f2<−2.2 ・・・(1a)
また、(2)式は、第11レンズ群の焦点距離と第12レンズ群の焦点距離の比を規定している。(2)式を満たすことで、第1レンズ群の像側主点を適切な位置に設定でき、変倍レンズ群のズーミングにおける移動量短縮と第1レンズ群の小型化を達成している。(2)式の上限の条件が満たされないと、第1レンズ群の像側主点位置が像側になるため、第2レンズ群の物点(第1レンズ群の像点)が第2レンズ群から遠ざかる。そのため、第2レンズ群のズーミングにおける移動量が大きくなり、ズームレンズの小型化が困難となる。逆に、(2)式の下限の条件が満たされないと、第1レンズ群の像側主点位置が物体側になるため、第1レンズ群、特に第11レンズ群が大型化する。さらに好ましくは、次の如く条件式(2)を設定するのが良い。
−1.2<f11/f12<−0.5 ・・・(2a)
さらに、(3)式は、焦点調節時の第12レンズ群と第13レンズ群の移動量を規定している。(3)式を満たすことで、ズームレンズの小型化とブリージングの抑制を両立している。(3)式の上限の条件が満たされないと、焦点調節時の第12レンズ群の移動量が大きくなるため、ズームレンズの小型化が困難となる。逆に、(3)式の下限の条件が満たされないと、焦点調節時の第12レンズ群の移動量が小さくなるため、最至近距離近傍における焦点距離が長焦点化してしまい、ブリージングの抑制が困難となる。さらに好ましくは、次の如く条件式(3)を設定するのが良い。
2.7<|δ12/δ13|<11.0 ・・・(3a)
また、本発明のズームレンズは、フォーカス変動を補正しつつ、第1レンズ群の焦点距離に対する第12レンズ群と第13レンズ群の焦点距離の比を規定している。第13レンズ群の焦点距離をf13としたとき、
1.0<f12/f1<4.0 ・・・(4)
0.8<f13/f1<1.3 ・・・(5)
の条件式を満たしている。(4)式の上限の条件が満たされないと、第12レンズ群のパワーが弱くなるため、焦点調節時の第12レンズ群の移動量が大きくなる。逆に、(4)式の下限の条件が満たされないと、第12レンズ群のパワーが強くなるため、フォーカシングに伴い、高次の収差が発生し、収差補正が困難となる。また、フォーカス変動補正のために、第12レンズ群のレンズ枚数を増やすと、第12レンズ群の質量が大きくなり、フォーカシングの追従性の低下や駆動機構の大型化を招いてしまう。
また、(5)式の上限の条件が満たされないと、第13レンズ群のパワーが弱くなるため、焦点調節時の第13レンズ群の移動量が大きくなり、第1レンズ群の小型化が困難となる。逆に、(5)式の下限の条件が満たされないと、第13レンズ群のパワーが強くなるため、高次の収差が発生し、その残存収差の補正が困難となる。
さらに好ましくは、次の如く条件式(4)、(5)を設定するのが良い。
1.2<f12/f1<3.5 ・・・(4a)
0.90<f13/f1<1.15 ・・・(5a)
また、本発明のズームレンズは、第1レンズ群の像側主点を適切な位置に設定するために、第11レンズ群のレンズ構成を規定している。第11レンズ群は1枚以上の凹レンズと1枚の凸レンズから構成され、物体側から順に凹レンズ11n、凸レンズ11pの順に配置される。
さらに、本発明のズームレンズは、フォーカス変動を補正するために、第12レンズ群のレンズ構成及び硝材を規定している。第12レンズ群は2枚以上の凸レンズと1枚以上の凹レンズから構成され、第12レンズ群を構成する凸レンズの平均屈折率、平均アッベ数をN12p、ν12p、凹レンズの平均屈折率、平均アッベ数をN12n、ν12pとしたとき、
0.15<N12n−N12p<0.60 ・・・(6)
30<ν12p−ν12n<70 ・・・(7)
の条件式を満たしている。(6)式の上限の条件が満たされないと、第12レンズ群を構成する凹レンズに異常分散性の大きい硝材を使用することになり、色収差の2次スペクトルの補正が困難となる。逆に、(6)式の下限の条件が満たされないと、収差変動を補正する凸レンズと凹レンズの屈折率差が小さくなり、フォーカス変動の補正が困難となる。また、(7)式の上限の条件が満たされないと、第12レンズ群を構成する凹レンズに異常分散性の大きい硝材を使用することになり、色収差の2次スペクトルの補正が困難となる。逆に、(7)式の下限の条件が満たされないと、第12レンズ群を構成する凸レンズと凹レンズの屈折力が強くなるため、高次の収差が発生し、その残存収差の補正が困難となる。さらに好ましくは、次に如く条件式(6)、(7)を設定するのが良い。
0.23<N12n−N12p<0.50 ・・・(6a)
43<ν12p−ν12n<58 ・・・(7a)
本発明の撮像装置では、各実施例のズームレンズとズームレンズによって形成された像を受光する所定の有効撮像範囲を有する固体撮像素子を有することを規定している。本発明の撮像装置の小型化及びフォーカス変動を補正するために、第13レンズ群の焦点距離と無限遠物体から最至近距離物体への焦点調節時における第13レンズ群の移動量の関係を規定している。撮像装置のイメージサイズ(固体撮像素子の有効撮影範囲の対角線長)をISとしたとき、
0.02<|δ13×f1/f13/IS|<1.5 ・・・(8)
の条件式を満たしている。(8)式の上限の条件が満たされないと、焦点調節時の第13レンズ群の移動量が大きくなり、最至近距離近傍における焦点距離が長焦点化してしまい、ブリージングの抑制が困難となる。逆に、(8)式の下限の条件が満たされないと、フォーカシングにおいて寄与の高い第13レンズ群の移動量が小さくなり、第12レンズ群の移動量が増えるため、第1レンズ群の小型化が困難となる。さらに好ましくは、次の如く条件式(8)を設定するのが良い。
0.04<|δ13×f1/f13/IS|<1.10 ・・・(8a)
以下に本発明のズームレンズの具体的な構成について、実施例1〜4に相当する数値実施例1〜4のレンズ構成の特徴により説明する。
図1は本発明の実施例1(数値実施例1)であるズームレンズにおいて、(a)は広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図、(b)は広角端で最至近距離物体(2.5m)に合焦しているときのレンズ断面図である。図2は、数値実施例1の広角端における無限遠物体に合焦しているときの縦収差図を示している。図3は、数値実施例1の焦点距離60mmにおける無限遠物体に合焦しているときの縦収差図を示している。図4は、数値実施例1の望遠端における縦収差図を示しており、(a)は無限遠物体に合焦しているときの縦収差図、(b)は7mの物体距離に合焦しているときの縦収差図、(c)は最至近距離物体に合焦しているときの縦収差図である。図5は、数値実施例1の望遠端における中心、像高4mmの横収差図を示しており、(a)は無限遠物体に合焦しているときの横収差図、(b)は7mの物体距離に合焦しているときの横収差図、(c)は最至近距離物体に合焦しているときの横収差図である。ただし、焦点距離の値は、後述する数値実施例をmm単位で表したときの値である。これは以下の数値実施例においても、全て同じである。
図1において、物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第1レンズ群(フォーカスレンズ群)U1を有している。さらに、広角端から望遠端への変倍に際して、像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第2レンズ群(バリエータ)U2を有している。さらに、第2レンズ群U2の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、変倍に伴う像面変動を補正する負の屈折力の第3レンズ群(コンペンセータ)U3を有している。さらに、変倍に際して固定の結像作用をする正の屈折力の第4レンズ群(リレーレンズ群、結像レンズ群)U4を有している。
第2レンズ群U2と第3レンズ群U3とで変倍系を構成している。SPは開口絞りであり、第4レンズ群U4の物体側に配置されている。Pは色分解光学系や光学フィルタであり、ガラスブロックとして示している。IPは像面であり、固体撮像素子の撮像面に相当する。
縦収差図において、球面収差はe線(実線)、g線(2点鎖線)を示している。非点収差はe線のメリディオナル像面(meri)(点線)とサジタル像面(Sagi)(実線)を示している。倍率色収差はg線(2点鎖線)によって表している。FnoはFナンバー、ωは半画角を表す。横収差はe線のメリディオナル像面(meri)(実線)、e線のサジタル像面(Sagi)(点線)、g線(2点鎖線)を表している。
縦収差図では、球面収差は0.4mm、非点収差は0.4mm、歪曲は5%、倍率色収差は0.05mmのスケールで描かれている。横収差は、0.05mmのスケールで描かれている。なお、以下の各実施例において広角端と望遠端は、変倍用の第2レンズ群U2が機構に対して光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置を指す。
次に、本実施例における第1レンズ群U1について説明する。第1レンズ群U1は第1面から第14面に対応する。第1レンズ群U1は、合焦時に固定の負の屈折力の第11レンズ群U11、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に像側へ移動する正の屈折力の第12レンズ群U12、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側へ移動する正の屈折力の第13レンズ群U13から構成される。第11レンズ群U11は、物体側から順に、両凹レンズG1と物体側に凸のメニスカス凸レンズG2で構成される。また、第12レンズ群U12は、両凸レンズG3、物体側に凸のメニスカス凹レンズG4、両凸レンズG5で構成される。第13レンズ群U13は両凸レンズG6、像側に凹のメニスカス凸レンズG7で構成される。第2レンズ群U2は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として5個のレンズから成っている。また、第3レンズ群U3は、両凹レンズと像側に凹のメニスカス凸レンズを接合した接合レンズで構成される。第4レンズ群U4は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として10個のレンズから成っている。
本実施例の各条件式対応値を表1に示す。また、本実施例のブリージングを、広角端の物体距離無限遠における全系の焦点距離に対する最至近距離における全系の焦点距離変化の比率と定義した場合の値を表2に示す。本実施例は(1)〜(8)の条件式を満足しており、第1レンズ群の構成及び近軸配置、焦点調節時における第12レンズ群、第13レンズ群の移動量を適切に設定することで、望遠端でのフォーカス変動を良好に補正しつつ、広角端のブリージングを抑制している。その結果、全ズーム領域及び全フォーカス領域に渡り高い光学性能を有し、広角端のブリージングの少ないズームレンズを達成している。
図6は本発明の実施例2(数値実施例2)であるズームレンズにおいて、(a)は広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図、(b)は広角端で最至近距離物体(0.82m)に合焦しているときのレンズ断面図である。図7は、数値実施例2の広角端における無限遠物体に合焦しているときの縦収差図を示している。図8は、数値実施例2の焦点距離41mmにおける無限遠物体に合焦しているときの縦収差図を示している。図9は、数値実施例2の望遠端における縦収差図を示しており、(a)は無限遠物体に合焦しているときの縦収差図、(b)は2.5mの物体距離に合焦しているときの縦収差図、(c)は最至近距離物体に合焦しているときの縦収差図である。図10は、数値実施例2の望遠端における中心、像高4mmの横収差図を示しており、(a)は無限遠物体に合焦しているときの横収差図、(b)は2.5mの物体距離に合焦しているときの横収差図、(c)は最至近距離物体に合焦しているときの横収差図である。
図6において、物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第1レンズ群(フォーカスレンズ群)U1を有している。さらに、広角端から望遠端への変倍に際して、像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第2レンズ群(バリエータ)U2を有している。さらに、第2レンズ群U2の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、変倍に伴う像面変動を補正する負の屈折力の第3レンズ群(コンペンセータ)U3を有している。さらに、変倍に際して固定の結像作用をする正の屈折力の第4レンズ群(リレーレンズ群、結像レンズ群)U4を有している。
次に、本実施例における第1レンズ群U1について説明する。第1レンズ群U1は第1面から第18面に対応する。第1レンズ群U1は、合焦時に固定の負の屈折力の第11レンズ群U11、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に像側へ移動する正の屈折力の第12レンズ群U12、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側へ移動する正の屈折力の第13レンズ群U13から構成される。第11レンズ群U11は、物体側から順に、両凹レンズG1、像側に凹のメニスカス凸レンズG2、両凹レンズG3で構成される。また、第12レンズ群U12は、両凸レンズG4、両凹レンズG5、両凸レンズG6で構成される。第13レンズ群U13は両凸レンズG7、両凸レンズG8、像側に凹のメニスカス凸レンズG9で構成される。第2レンズ群U2は凸レンズと凹レンズを含み、全体として5個のレンズから成っている。また、第3レンズ群U3は、両凹レンズと両凸レンズを接合した接合レンズで構成される。第4レンズ群U4は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として10個のレンズから成っている。
本実施例の各条件式対応値を表1に示す。また、本実施例のブリージングを、広角端の物体距離無限遠における全系の焦点距離に対する最至近距離における全系の焦点距離変化の比率と定義した場合の値を表2に示す。本実施例は(1)〜(8)の条件式を満足しており、第1レンズ群の構成及び近軸配置、焦点調節時における第12レンズ群、第13群レンズの移動量を適切に設定することで、望遠端でのフォーカス変動を良好に補正しつつ、広角端のブリージングを抑制している。その結果、全ズーム領域及び全フォーカス領域に渡り高い光学性能を有し、広角端のブリージングの少ないズームレンズを達成している。
図11は本発明の実施例3(数値実施例3)であるズームレンズにおいて、(a)は広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図、(b)は広角端で最至近距離物体(3.5m)に合焦しているときのレンズ断面図である。図12は、数値実施例3の広角端における無限遠物体に合焦しているときの縦収差図を示している。図13は、数値実施例3の焦点距離70mmにおける無限遠物体に合焦しているときの縦収差図を示している。図14は、数値実施例3の望遠端における縦収差図を示しており、(a)は無限遠物体に合焦しているときの縦収差図、(b)は7mの物体距離に合焦しているときの縦収差図、(c)は最至近距離物体に合焦しているときの縦収差図である。図15は、数値実施例3の望遠端における中心、像高4mmの横収差図を示しており、(a)は無限遠物体に合焦しているときの横収差図、(b)は7mの物体距離に合焦しているときの横収差図、(c)は最至近距離物体に合焦しているときの横収差図である。
図11において、物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第1レンズ群(フォーカスレンズ群)U1を有している。さらに、広角端から望遠端への変倍に際して、像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第2レンズ群(バリエータ)U2を有している。さらに、第2レンズ群U2の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、変倍に伴う像面変動を補正する正の屈折力の第3レンズ群(コンペンセータ)U3を有している。さらに、変倍に際して固定の結像作用をする正の屈折力の第4レンズ群(リレーレンズ群、結像レンズ群)U4を有している。
次に、本実施例における第1レンズ群U1について説明する。第1レンズ群U1は第1面から第18面に対応する。第1レンズ群U1は、合焦時に固定の負の屈折力の第11レンズ群U11、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に像側へ移動する正の屈折力の第12レンズ群U12、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側へ移動する正の屈折力の第13レンズ群U13から構成される。第11レンズ群U11は、物体側から順に、両凹レンズG1、両凸レンズG2、両凹レンズG3で構成される。また、第12レンズ群U12は、両凸レンズG4、物体側に凸のメニスカス凹レンズG5、両凸レンズG6で構成される。第13レンズ群U13は像側に凹のメニスカス凸レンズG7、像側に凹のメニスカス凸レンズG8、像側に凹のメニスカス凸レンズG9で構成される。第2レンズ群U2は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として5個のレンズから成っている。また、第3レンズ群U3は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として6個のレンズから成っている。第4レンズ群U4は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として10個のレンズから成っている。
本実施例の各条件式対応値を表1に示す。また、本実施例のブリージングを、広角端の物体距離無限遠における全系の焦点距離に対する最至近距離における全系の焦点距離変化の比率と定義した場合の値を表2に示す。本実施例は(1)〜(8)の条件式を満足しており、第1レンズ群の構成及び近軸配置、焦点調節時における第12レンズ群、第13レンズ群の移動量を適切に設定することで、望遠端でのフォーカス変動を良好に補正しつつ、広角端のブリージングを抑制している。その結果、全ズーム領域及び全フォーカス領域に渡り高い光学性能を有し、広角端のブリージングの少ないズームレンズを達成している。
図16は本発明の実施例4(数値実施例4)であるズームレンズにおいて、(a)は広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図、(b)は広角端で最至近距離物体(1.5m)に合焦しているときのレンズ断面図である。図17は、数値実施例4の広角端における無限遠物体に合焦しているときの縦収差図を示している。図18は、数値実施例4の焦点距離102mmにおける無限遠物体に合焦しているときの縦収差図を示している。図19は、数値実施例4の望遠端における縦収差図を示しており、(a)は無限遠物体に合焦しているときの縦収差図、(b)は7mの物体距離に合焦しているときの縦収差図、(c)は最至近距離物体に合焦しているときの縦収差図である。図20は、数値実施例4の望遠端における中心、像高11mmの横収差図を示しており、(a)は無限遠物体に合焦しているときの横収差図、(b)は7mの物体距離に合焦しているときの横収差図、(c)は最至近距離物体に合焦しているときの横収差図である。
図16において、物体側から順に、合焦用の正の屈折力の第1レンズ群(フォーカスレンズ群)U1を有している。さらに、広角端から望遠端への変倍に際して、像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第2レンズ群(第1バリエータ)U2、負の屈折力の第3レンズ群(第2バリエータ)を有している。さらに、第2レンズ群U2、第3レンズ群の移動に連動して光軸上を非直線的に移動し、変倍に伴う像面変動を補正する負の屈折力の第4レンズ群(コンペンセータ)U4を有している。さらに、変倍に際して固定の結像作用をする正の屈折力の第5レンズ群(リレーレンズ群、結像レンズ群)U5を有している。尚、第3レンズ群U3がコンペンセータ、第4レンズ群U4が第2バリエータであっても良い。
次に、本実施例における第1レンズ群U1について説明する。第1レンズ群U1は第1面から第20面に対応する。第1レンズ群U1は、合焦時に固定の負の屈折力の第11レンズ群U11、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に像側へ移動する正の屈折力の第12レンズ群U12、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側へ移動する正の屈折力の第13レンズ群U13から構成される。第11レンズ群U11は、物体側から順に、両凹レンズG1、像側に凹のメニスカス凸レンズG2、両凹レンズG3で構成される。また、第12レンズ群U12は、両凸レンズG4、物体側に凸のメニスカス凹レンズG5、両凸レンズG6で構成される。第13レンズ群U13は両凸レンズG7、平凹レンズG8、両凸レンズG9、像側に凹のメニスカス凸レンズG10で構成される。第2レンズ群U2は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として3個のレンズから成っている。第3レンズ群U3は、1枚の凸レンズと1枚の凹レンズから成っている。また、第4レンズ群U4は、両凹レンズと両凸レンズを接合した接合レンズで構成される。第5レンズ群U5は、凸レンズと凹レンズを含み、全体として10個のレンズから成っている。
本実施例の各条件式対応値を表1に示す。また、本実施例のブリージングを、広角端の物体距離無限遠における全系の焦点距離に対する最至近距離における全系の焦点距離変化の比率と定義した場合の値を表2に示す。本実施例は(1)〜(8)の条件式を満足しており、第1レンズ群の構成及び近軸配置、焦点調節時における第12レンズ群、第13レンズ群の移動量を適切に設定することで、望遠端でのフォーカス変動を良好に補正しつつ、広角端のブリージングを抑制している。その結果、全ズーム領域及び全フォーカス領域に渡り高い光学性能を有し、広角端のブリージングの少ないズームレンズを達成している。
[撮像装置]
図21は各実施例のズームレンズを撮影光学系として用いた撮像装置(テレビカメラシステム)の概略図である。図21において101は実施例1〜4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、変倍レンズ部LZ、結像用の第4レンズ群Rを有している。第1レンズ群Fは合焦用レンズ群が含まれている。変倍部LZは変倍のために光軸上を移動する第2レンズ群と、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を移動する第3レンズ群が含まれている。SPは開口絞りである。114、115は各々第1レンズ群F、変倍レンズ部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を電動駆動するモータ(駆動手段)である。119〜121は、第1レンズ群Fや変倍レンズ部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等の検出器である。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センサ等の固体撮像素子(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。
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。
[数値実施例]
以下に本発明の実施例1乃至4それぞれに対応する数値実施例1乃至4を示す。各数値実施例において、いずれも、iは物体側からの面の順序を示し、riは物体側より第i番目の面の曲率半径、diは物体側より第i番目と第i+1番目の間隔、ndi、νdiは第i番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。BFは空気換算のバックフォーカスである。最後の3つの面は、フィルタ等のガラスブロックである。
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を円錐常数、A4、A6、A8、A10、A12、A3、A5、A7、A9、A11をそれぞれ非球面係数としたとき、次式で表している。また、「e−Z」は「×10-Z」を意味する。
Figure 2014038235
<数値実施例1>
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -603.508 4.00 1.77250 49.6 118.10
2 203.980 1.00 114.11
3 190.378 9.22 1.78472 25.7 114.39
4 458.902 2.00 113.67
5 639.893 10.65 1.59522 67.7 113.54
6 -376.889 0.12 112.97
7 430.923 2.68 1.78472 25.7 109.73
8 139.312 2.08 106.56
9 146.759 16.47 1.43387 95.1 106.66
10 -415.710 22.03 106.08
11 146.303 12.00 1.43387 95.1 97.39
12 -2020.069 0.12 96.35
13 101.079 10.07 1.59240 68.3 90.70
14 248.174 (可変) 88.83
15 130.159 1.00 1.81600 46.6 31.32
16 18.584 6.82 26.18
17 -101.467 6.48 1.80518 25.4 26.02
18 -17.851 1.00 1.81600 46.6 25.98
19 113.153 0.25 25.86
20 29.904 6.97 1.56732 42.8 26.27
21 -60.402 1.00 1.88300 40.8 25.63
22 134.809 (可変) 25.24
23 -45.021 1.00 1.79952 42.2 29.78
24 57.410 3.41 1.92286 21.3 32.22
25 897.958 (可変) 32.65
26(絞り) ∞ 1.30 35.61
27 1384.436 5.25 1.62041 60.3 36.66
28 -51.145 0.20 37.34
29 110.521 4.21 1.51823 58.9 38.49
30 -161.931 0.20 38.51
31 43.436 9.10 1.48749 70.2 37.93
32 -61.248 1.50 1.83400 37.2 37.24
33 91.884 42.50 36.17
34 -9205.397 4.94 1.51823 58.9 36.91
35 -54.256 0.70 36.94
36 68.482 1.50 1.79952 42.2 34.62
37 29.516 6.45 1.51823 59.0 32.76
38 188.141 0.33 32.13
39 33.043 7.87 1.48749 70.2 30.92
40 -67.049 1.50 1.78590 44.2 29.56
41 122.181 3.87 28.05
42 -148.214 2.04 1.51823 58.9 26.93
43 -125.866 5.50 26.68
44 ∞ 37.50 1.60342 38.0 30.00
45 ∞ 20.25 1.51633 64.2 30.00
46 ∞ (可変) 30.00
像面 ∞

各種データ
ズーム比 35.00
広角 中間 望遠
焦点距離 10.00 60.00 350.00
Fナンバー 2.00 1.99 3.80
画角 28.81 5.24 0.90
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 408.09 408.09 408.09
BF 8.55 8.55 8.55

d14 0.99 81.50 108.42
d22 117.47 26.70 13.11
d25 4.00 14.26 0.92
d46 8.55 8.55 8.55

入射瞳位置 93.01 478.33 1735.35
射出瞳位置 -370.92 -370.92 -370.92
前側主点位置 102.74 528.84 1762.53
後側主点位置 -1.45 -51.45 -341.45

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 1 140.00 92.43 58.89 -6.20
2 15 -20.00 23.52 2.81 -12.46
3 23 -60.00 4.41 0.07 -2.25
4 26 55.07 156.72 45.04 -123.55

合焦時の第12群と第13群の移動量(物体側から像側の方向を正とする)
群 無限遠 7.0m 最至近(2.5m)
12群 0 5.42 14.65
13群 0 -2.00 -5.39
<数値実施例2>
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -593.477 3.60 1.81600 46.6 97.75
2 113.042 1.78 89.24
3 131.521 8.70 1.75520 27.5 89.11
4 904.592 8.19 88.09
5 -147.766 3.30 1.69680 55.5 87.69
6 2179.105 1.00 85.78
7 1791.356 9.17 1.59522 67.7 85.47
8 -132.513 0.18 85.15
9 -7084.822 3.20 1.80518 25.4 81.24
10 124.505 0.20 79.72
11 126.663 12.97 1.49700 81.5 79.74
12 -176.813 13.54 79.66
13 125.703 9.91 1.43387 95.1 75.71
14 -345.742 0.20 75.63
15 91.604 9.81 1.49700 81.5 74.11
16 -4870.803 0.20 73.40
17 59.426 6.65 1.59240 68.3 66.97
18 110.806 (可変) 65.83
19* 193.100 1.00 1.88300 40.8 26.60
20 15.942 5.75 21.71
21 -84.825 5.62 1.80518 25.4 21.31
22 -15.435 1.00 1.75500 52.3 20.99
23 28.946 1.04 19.53
24 23.521 5.14 1.60342 38.0 19.79
25 -34.224 1.35 19.41
26 -21.891 1.00 1.83481 42.7 19.21
27 -73.757 (可変) 19.93
28 -27.948 1.00 1.74320 49.3 22.39
29 45.763 3.34 1.84666 23.8 25.05
30 -1456.063 (可変) 25.74
31(絞り) ∞ 1.30 29.63
32 327.417 4.88 1.65844 50.9 31.09
33 -37.552 0.15 31.55
34 83.507 3.20 1.51823 58.9 32.36
35 -244.441 0.15 32.33
36 51.232 7.00 1.51633 64.1 31.93
37 -36.909 1.80 1.83400 37.2 31.67
38 246.588 35.20 31.25
39 65.751 5.88 1.48749 70.2 30.36
40 -46.500 1.67 30.08
41 -96.271 1.80 1.83481 42.7 28.04
42 24.286 8.00 1.51742 52.4 26.70
43 -47.829 0.50 26.77
44 240.698 6.93 1.48749 70.2 26.42
45 -36.398 1.80 1.83400 37.2 26.27
46 -175.777 0.18 26.71
47 27.258 4.90 1.51633 64.1 27.08
48 121.400 4.50 26.43
49 ∞ 30.00 1.60342 38.0 40.00
50 ∞ 16.20 1.51633 64.2 40.00
51 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞

非球面データ
第19面
K =-1.11918e+002 A 4= 1.90965e-005 A 6= 1.18391e-007 A 8=-7.70463e-010 A10=-6.40314e-012 A12=-6.79949e-015
A 3=-1.42246e-005 A 5=-1.78591e-006 A 7= 1.54986e-009 A 9= 7.21174e-011 A11= 3.45230e-013

各種データ
ズーム比 20.00
広角 中間 望遠
焦点距離 8.20 41.00 164.00
Fナンバー 1.80 1.80 2.73
画角 33.85 7.64 1.92
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 322.84 322.84 322.84
BF 7.86 7.86 7.86

d18 1.12 39.54 52.16
d27 54.58 10.87 7.31
d30 4.40 9.70 0.64
d51 7.86 7.86 7.86

入射瞳位置 68.91 217.64 577.51
射出瞳位置 456.37 456.37 456.37
前側主点位置 77.26 262.38 801.48
後側主点位置 -0.34 -33.14 -156.14

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 64.72 92.60 57.69 5.60
2 19 -13.70 21.91 2.51 -12.13
3 28 -42.20 4.34 -0.12 -2.49
4 31 61.42 136.02 68.43 -143.45

合焦時の第12群と第13群の移動量(物体側から像側の方向を正とする)
群 無限遠 2.5m 最至近(0.82m)
12群 0 4.01 11.32
13群 0 -0.44 -1.24
<数値実施例3>
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -1394.396 5.50 1.83400 37.2 247.33
2 741.975 2.00 237.87
3 623.943 16.56 1.80518 25.4 235.77
4 -5276.110 5.00 233.80
5 -1180.510 5.50 1.72916 54.7 233.27
6 2806.585 2.00 227.33
7 1085.396 18.19 1.59240 68.3 223.38
8 -744.172 0.20 221.20
9 450.462 4.50 2.00330 28.3 204.56
10 229.891 0.02 200.51
11 225.838 29.66 1.43387 95.1 200.78
12 -2381.667 49.59 200.83
13 263.045 20.18 1.43387 95.1 199.57
14 1880.174 0.20 198.76
15 222.504 19.01 1.43387 95.1 192.48
16 772.583 0.20 190.94
17 230.849 14.99 1.49700 81.5 182.72
18 543.412 (可変) 180.15
19 268.944 2.00 1.81600 46.6 50.74
20 58.663 6.78 45.35
21 -167.962 1.90 1.75500 52.3 44.51
22 124.304 5.43 43.61
23 -87.283 1.90 1.81600 46.6 43.70
24 73.008 10.05 1.92286 21.3 46.25
25 -79.581 1.09 46.92
26 -75.798 2.20 1.88300 40.8 46.83
27 295.867 (可変) 48.54
28 300.546 10.26 1.59240 68.3 69.73
29 -129.390 0.20 70.72
30 213.995 10.66 1.48749 70.2 71.88
31 -157.026 3.04 71.82
32 -99.893 2.50 1.72047 34.7 71.67
33 -126.735 0.20 72.35
34 118.088 2.50 1.84666 23.9 70.93
35 62.493 0.12 68.35
36 61.014 14.10 1.49700 81.5 68.59
37 -6767.690 0.20 68.02
38 127.098 6.95 1.48749 70.2 66.83
39 -9031.175 (可変) 65.99
40(絞り) ∞ 4.50 30.89
41 -76.206 1.80 1.81600 46.6 29.26
42 57.329 0.20 28.76
43 37.532 5.70 1.80809 22.8 29.09
44 143.612 4.97 28.25
45 -56.408 2.00 1.88300 40.8 27.55
46 91.618 30.04 1.80518 25.4 28.00
47 -451.779 5.50 31.21
48 -778.121 6.39 1.62041 60.3 32.03
49 -82.192 0.20 32.55
50 -385.987 2.10 1.83400 37.2 32.43
51 52.980 8.31 1.62041 60.3 32.41
52 -48.784 0.20 32.65
53 228.661 8.78 1.48749 70.2 32.17
54 -38.133 2.10 1.83400 37.2 31.52
55 -104.874 0.20 31.79
56 82.711 6.22 1.62041 60.3 31.39
57 -1012.775 2.00 30.31
58 ∞ 55.50 1.51633 64.2 30.00
59 ∞ (可変) 30.00
像面 ∞

各種データ
ズーム比 66.00
広角 中間 望遠
焦点距離 10.00 70.00 660.00
Fナンバー 1.80 1.79 3.30
画角 28.81 4.49 0.48
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 682.84 682.84 682.84
BF 9.60 9.60 9.60

d18 2.01 118.64 159.55
d27 245.65 105.11 3.29
d39 3.50 27.41 88.32
d59 9.60 9.60 9.60

入射瞳位置 202.07 862.07 7327.95
射出瞳位置 973.75 973.75 973.75
前側主点位置 212.17 937.15 8439.76
後側主点位置 -0.40 -60.40 -650.40

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 1 237.11 193.30 115.74 -27.42
2 19 -27.50 31.34 8.57 -12.73
3 28 67.50 50.73 13.98 -22.12
4 40 53.53 146.71 56.67 5.49

合焦時の第12レンズ群と第13レンズ群の移動量(物体側から像側の方向を正とする)
群 無限遠 7.0m 最至近(3.5m)
12レンズ群 0 18.77 36.28
13レンズ群 0 -6.37 -12.31
<数値実施例4>
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -530.376 3.60 1.69680 55.5 142.56
2 165.378 0.19 133.88
3 161.194 12.02 1.84666 23.8 133.85
4 352.064 16.78 132.22
5 -260.922 3.30 1.69680 55.5 131.18
6 4499.165 1.95 130.52
7 3870.394 16.59 1.59522 67.7 130.38
8 -182.368 0.18 130.14
9 199.557 3.50 1.80518 25.4 118.20
10 129.950 0.35 115.09
11 129.504 18.86 1.43875 94.9 115.12
12 -1216.762 19.97 114.13
13 242.465 12.50 1.43387 95.1 106.17
14 -537.542 3.66 105.63
15 -245.337 3.30 1.72047 34.7 105.48
16 ∞ 0.20 105.72
17 327.997 10.17 1.59522 67.7 105.92
18 -585.797 0.20 105.59
19 155.419 10.72 1.59522 67.7 102.64
20 1296.787 (可変) 101.37
21* 165.395 2.00 1.77250 49.6 56.81
22 37.146 14.11 48.85
23 -77.559 1.78 1.59240 68.3 48.44
24 113.504 0.20 48.58
25 73.918 7.29 1.75520 27.5 49.10
26 -296.384 (可変) 48.81
27 -277.366 3.96 1.73800 32.3 41.26
28 -79.369 2.01 40.95
29 -56.263 1.78 1.77250 49.6 40.23
30* -2657.308 (可変) 40.08
31 -66.369 1.78 1.80400 46.6 39.03
32 193.076 4.48 1.92286 18.9 41.41
33 -759.765 (可変) 42.53
34(絞り) ∞ 1.04 43.85
35 223.177 6.68 1.62041 60.3 45.33
36 -68.375 0.15 45.83
37 225.080 4.68 1.62041 60.3 46.24
38 -127.203 0.15 46.20
39 154.994 8.66 1.49700 81.5 45.07
40 -57.050 1.40 2.00069 25.5 44.34
41 -5844.896 0.12 44.38
42 43.453 7.90 1.61800 63.3 44.43
43 1709.456 26.85 43.59
44 -161.109 0.90 1.90366 31.3 30.44
45 27.230 5.90 1.92286 18.9 29.65
46 -1056.595 7.71 29.45
47 -41.739 0.90 2.00330 28.3 27.77
48 57.854 4.00 28.81
49 -159.857 4.09 1.51633 64.1 30.46
50 -42.842 0.12 31.82
51 413.643 7.00 1.51633 64.1 34.51
52 -46.752 1.00 35.88
53 45.952 7.00 1.48749 70.2 38.15
54 322.720 (可変) 37.70
像面 ∞

非球面データ
第21面
K = 2.15670e+001 A 4=-3.58385e-007 A 6=-5.56407e-011 A 8=-1.66067e-012 A10= 1.05419e-015 A12=-9.86185e-019
A 3=-8.05605e-007 A 5=-1.18990e-008 A 7= 2.77600e-011 A 9=-6.20819e-015 A11= 1.74173e-017

第30面
K =-2.12127e+004 A 4=-1.66067e-007 A 6= 9.63198e-010 A 8= 1.15647e-012 A10= 1.54902e-015 A12=-2.67831e-018
A 3=-1.03485e-006 A 5=-2.96554e-008 A 7= 1.12857e-011 A 9=-1.56984e-013 A11= 1.32849e-016

各種データ
ズーム比 7.50
広角 中間 望遠
焦点距離 34.00 102.47 255.00
Fナンバー 2.70 2.70 2.70
画角 24.58 8.63 3.49
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 428.68 428.68 428.68
BF 48.98 48.98 48.98

d20 1.12 65.93 97.53
d26 19.40 7.71 2.02
d30 83.52 22.33 4.84
d33 2.00 10.06 1.65
d54 48.98 48.98 48.98

入射瞳位置 136.97 315.10 542.83
射出瞳位置 -141.52 -141.52 -141.52
前側主点位置 164.90 362.46 456.49
後側主点位置 14.98 -53.49 -206.02

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 1 153.50 138.04 94.05 6.87
2 21 -64.00 25.37 -0.01 -21.47
3 27 -150.19 7.74 5.35 0.07
4 31 -97.68 6.25 -0.46 -3.77
5 34 56.15 96.25 21.99 -105.37

合焦時の第12レンズ群と第13レンズ群の移動量(物体側から像側の方向を正とする)
群 無限遠 7.0m 最至近(1.5m)
12レンズ群 0 3.85 16.38
13レンズ群 0 -0.37 -1.58
Figure 2014038235
Figure 2014038235
U1 第1レンズ群
U2 第2レンズ群
U3 第3レンズ群
U4 第4レンズ群
U5 第5レンズ群
U11 第11レンズ群
U12 第12レンズ群
U13 第13レンズ群
SP 絞り
101 ズームレンズ
F 第1レンズ群
LZ 変倍部
R 第4レンズ群
109 ガラスブロック

Claims (6)

  1. 物体側から順に、変倍時固定の正の屈折力の第1レンズ群、変倍時に移動する負の屈折力の第2レンズ群、変倍時に移動する少なくとも1群以上の変倍レンズ群、絞り、変倍時固定の結像レンズ群で構成されるズームレンズにおいて、
    第1レンズ群は合焦時に固定の負の屈折力の第11レンズ群、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に像側へ移動する正の屈折力の第12レンズ群、無限遠物体から近距離物体への焦点調節時に物体側へ移動する正の屈折力の第13レンズ群から構成され、
    第1レンズ群の焦点距離をf1、第2レンズ群の焦点距離をf2、前記第11レンズ群の焦点距離をf11、前記第12レンズ群の焦点距離をf12、前記第12レンズ群、第13レンズ群の無限遠物体から最至近距離物体への焦点調節時の移動量をそれぞれδ12、δ13としたとき、
    −15.0<f1/f2<−2.0
    −1.50<f11/f12<−0.35
    2.5≦|δ12/δ13|<15.0
    を満たすこと特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第13レンズ群の焦点距離をf13としたとき、
    1.0<f12/f1<4.0
    0.8<f13/f1<1.3
    を満たす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11レンズ群は1枚以上の凹レンズと1枚の凸レンズから構成され、物体側から順に凹レンズ11n、凸レンズ11pの順に配置され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12レンズ群は2枚以上の凸レンズと1枚以上の凹レンズから構成され、前記第12レンズ群を構成する凸レンズの平均屈折率、平均アッベ数をN12p、ν12p、凹レンズの平均屈折率、平均アッベ数をN12n、ν12nとしたとき、
    0.15<N12n−N12p<0.60
    30<ν12p−ν12n<70
    を満たす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. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のズームレンズと前記ズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
  6. 前記固体撮像素子の有効撮影範囲の対角線長をISとしたとき、
    0.02<|δ13×f1/f13/IS|<1.50
    を満たすことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015230449A (ja) * 2014-06-06 2015-12-21 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
JP2017068094A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 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
JP2017510852A (ja) * 2014-08-06 2017-04-13 チンタオ ゴーアテック テクノロジー カンパニー リミテッドQingdao Goertek Technology Co., Ltd. ズームレンズ
JP2020012870A (ja) * 2018-07-13 2020-01-23 キヤノン株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
JP2020101714A (ja) * 2018-12-21 2020-07-02 株式会社nittoh 撮像レンズ光学系
JP2021103218A (ja) * 2019-12-25 2021-07-15 キヤノン株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
CN115079388A (zh) * 2022-06-17 2022-09-20 湖南长步道光学科技有限公司 一种全画幅光学***及电影镜头

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9402031B2 (en) * 2013-08-08 2016-07-26 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens and image pickup apparatus having the same
US9739986B2 (en) * 2014-06-13 2017-08-22 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens and image pickup apparatus including the same
US10638030B1 (en) * 2017-01-31 2020-04-28 Southern Methodist University Angular focus stacking
JP6722346B2 (ja) * 2017-03-14 2020-07-15 富士フイルム株式会社 撮像装置、撮像装置の信号処理方法及び撮像装置の信号処理プログラム
DE102017115365B4 (de) * 2017-07-10 2020-10-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Inspektionsvorrichtung für Masken für die Halbleiterlithographie und Verfahren
JP7210322B2 (ja) * 2019-02-22 2023-01-23 キヤノン株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
JP7358258B2 (ja) * 2020-01-28 2023-10-10 キヤノン株式会社 画像観察装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06250086A (ja) * 1993-02-24 1994-09-09 Canon Inc ズームレンズ
JPH0915501A (ja) * 1995-06-29 1997-01-17 Canon Inc ズームレンズ
JPH09258102A (ja) * 1996-03-22 1997-10-03 Fuji Photo Optical Co Ltd インナーフォーカシングタイプのズームレンズ
JPH1031157A (ja) * 1996-07-16 1998-02-03 Fuji Photo Optical Co Ltd ズームレンズ
JP2004109993A (ja) * 2002-08-28 2004-04-08 Canon Inc ズームレンズおよび撮像装置
JP2009122418A (ja) * 2007-11-15 2009-06-04 Fujinon Corp ズームレンズおよび撮像装置
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
JP2011248057A (ja) * 2010-05-26 2011-12-08 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
WO2012081250A1 (ja) * 2010-12-16 2012-06-21 富士フイルム株式会社 ズームレンズおよび撮像装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3495772B2 (ja) 1993-11-30 2004-02-09 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有するテレビカメラ
TWI363188B (en) * 2007-12-14 2012-05-01 Qisda Corp Projection lens and projection device using the same

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06250086A (ja) * 1993-02-24 1994-09-09 Canon Inc ズームレンズ
JPH0915501A (ja) * 1995-06-29 1997-01-17 Canon Inc ズームレンズ
JPH09258102A (ja) * 1996-03-22 1997-10-03 Fuji Photo Optical Co Ltd インナーフォーカシングタイプのズームレンズ
JPH1031157A (ja) * 1996-07-16 1998-02-03 Fuji Photo Optical Co Ltd ズームレンズ
JP2004109993A (ja) * 2002-08-28 2004-04-08 Canon Inc ズームレンズおよび撮像装置
JP2009122418A (ja) * 2007-11-15 2009-06-04 Fujinon Corp ズームレンズおよび撮像装置
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
JP2011248057A (ja) * 2010-05-26 2011-12-08 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
WO2012081250A1 (ja) * 2010-12-16 2012-06-21 富士フイルム株式会社 ズームレンズおよび撮像装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015230449A (ja) * 2014-06-06 2015-12-21 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
JP2017510852A (ja) * 2014-08-06 2017-04-13 チンタオ ゴーアテック テクノロジー カンパニー リミテッドQingdao Goertek Technology Co., Ltd. ズームレンズ
KR101748104B1 (ko) 2014-08-06 2017-06-15 칭다오 고어텍 테크놀로지 컴파니 리미티드 줌 렌즈
JP2017068094A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 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
US10598909B2 (en) 2015-09-30 2020-03-24 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens and image pickup apparatus including the same
JP2020012870A (ja) * 2018-07-13 2020-01-23 キヤノン株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
JP7154851B2 (ja) 2018-07-13 2022-10-18 キヤノン株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
JP2020101714A (ja) * 2018-12-21 2020-07-02 株式会社nittoh 撮像レンズ光学系
JP2021103218A (ja) * 2019-12-25 2021-07-15 キヤノン株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
JP7387425B2 (ja) 2019-12-25 2023-11-28 キヤノン株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
CN115079388A (zh) * 2022-06-17 2022-09-20 湖南长步道光学科技有限公司 一种全画幅光学***及电影镜头
CN115079388B (zh) * 2022-06-17 2023-07-04 湖南长步道光学科技有限公司 一种全画幅光学***及电影镜头

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