JP2021086024A - ズームレンズおよびそれを有する撮像装置 - Google Patents

ズームレンズおよびそれを有する撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 軽量でありながら優れた光学性能を有するズームレンズを実現すること。【解決手段】 ズームレンズB0は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群B1と、正の屈折力を有する第2レンズ群B2と、負の屈折力を有する第3レンズ群B3とを有する。第1レンズ群B1はズーミングに際して移動する。第1レンズ群B1は最も物体側に配置された負レンズG1と、少なくとも1枚の正レンズを有する。第2レンズ群に含まれるレンズは全て正の屈折力を有する。第3レンズ群B3に含まれるレンズの数は2枚以下である。無限遠から近距離へのフォーカシングに際し前記第3レンズ群は像側へ移動する。【選択図】 図1

Description

本発明は、ズームレンズに関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等に好適なものである。
撮像装置に用いられるズームレンズとして、最も物体側に負の屈折力のレンズ群を配置したネガティブリード型のズームレンズが知られている。
特許文献1には、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と後続群から成るネガティブリードタイプのズームレンズが開示されている。
特開2014−178388号公報
ズームレンズを軽量化しつつ光学性能を高くするには、ズームレンズを構成するレンズ群の数と屈折力の符号を適切に設定することが重要になってくる。
特許文献1に記載のズームレンズでは、ズームレンズの高性能化と軽量化の両立が不十分であった。
そこで本発明は、軽量でありながら優れた光学性能を有するズームレンズを提供することを目的とする。
本発明のズームレンズは、ズーミングおよびフォーカシングの少なくとも一方において隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、負の屈折力を有する第3レンズ群とを有し、前記第1レンズ群はズーミングに際して移動し、前記第1レンズ群は最も物体側に配置された負レンズG1と、少なくとも1枚の正レンズを有し、前記第2レンズ群に含まれるレンズは全て正の屈折力を有し、前記第3レンズ群に含まれるレンズの数は2枚以下であり、無限遠から近距離へのフォーカシングに際し前記第3レンズ群は像側へ移動し、前記負レンズG1の屈折率をNd_G1とするとき、
1.40<Nd_G1<1.80
なる条件式を満足することを特徴とする。
本発明によれば、軽量でありながら優れた光学性能を有するズームレンズを実現できる。
実施例1のズームレンズの断面図である。 実施例1のズームレンズの収差図である。 実施例2のズームレンズの断面図である。 実施例2のズームレンズの収差図である。 実施例3のズームレンズの断面図である。 実施例3のズームレンズの収差図である。 実施例4のズームレンズの断面図である。 実施例4のズームレンズの収差図である。 実施例5のズームレンズの断面図である。 実施例5のズームレンズの収差図である。 実施例6のズームレンズの断面図である。 実施例6のズームレンズの収差図である。 実施例7のズームレンズの断面図である。 実施例7のズームレンズの収差図である。 実施例8のズームレンズの断面図である。 実施例8のズームレンズの収差図である。 撮像装置の概略図である。
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について、添付の図面に基づいて説明する。
図1,3,5,7,9,11,13,15は本発明の実施例1乃至8のズームレンズの断面図である。各断面図において、(a)は広角端、(b)は望遠端における断面図である。
各実施例のズームレンズB0はデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルムカメラ、放送用カメラなどの撮像装置やプロジェクタ等の投射装置に用いられるものである。各レンズ断面図において、左方が物体側(拡大側)で、右方が像側(縮小側)である。
また、各レンズ断面図において、「Bi」(iは自然数)は、ズームレンズB0を構成する各レンズ群を物体側から像側へ順に数えた際の「第iレンズ群」を表している。なお、本願明細書におけるレンズ群とは1または複数のレンズから構成されるズームレンズB0の構成要素である。ズーミングおよびフォーカシングの少なくとも一方において各レンズ群は一体的に移動または静止し、隣り合うレンズ群の間隔はズーミングおよびフォーカシングの少なくとも一方に際して変化する。また、ズームレンズB0の最も物体側もしくは最も像側に、実質的に屈折力を有さない光学部材(プリズム、カバーガラス、フィルタ等)が挿入されている場合には、これら光学部材はズームレンズの一部としては扱わないこととする。
また、SPは開放Fナンバー(Fno)の光束を決定(制限)する開口絞りである。IPは像面であり、各実施例のズームレンズB0をビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子(光電変換素子)の撮像面が置かれる。各実施例のズームレンズB0を銀塩カメラの撮影光学系として使用する場合には像面IPにはフィルムの感光面が配置される。
各レンズ断面図に示した矢印は、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簡略化して表したものである。なお、本願明細書において広角端および望遠端は各レンズ群が、機構上の移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
各実施例のズームレンズB0は、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B1、正の屈折力の第2レンズ群B2、負の屈折力の第3レンズ群B3を有する。なお、第3レンズ群B3の像側に更にレンズ群を有していても本願発明の効果を有効に得ることができる。
各実施例のズームレンズB0において、第1レンズ群B1はズーミングに際して移動する。また、第1レンズ群B1は最も物体側に配置された負レンズG1と、少なくとも1枚の正レンズを有する。
また、各実施例のズームレンズB0において、第2レンズ群B2に含まれるレンズは全て正の屈折力を有する。すなわち第2レンズ群B2は1以上の正レンズのみから成る。
また、各実施例のズームレンズB0では第3レンズ群B3に含まれるレンズの数は2枚以下であり、第3レンズ群B3は無限遠から近距離へのフォーカシングに際して像側へ移動する。
なお、各実施例のズームレンズB0においては、一または複数のレンズ又を像ぶれ補正に際して光軸に対して垂直な成分を含むように偏心させることにより、防振光学系としての機能を有するようにしても良い。また、最も像側に配置されたレンズと撮像面との間に、ローパスフィルターや赤外カットフィルター等の実質的に屈折力を持たない平行平板を配置しても良い。
図2,4,6,8,10,12,14,16は、それぞれ実施例1乃至8のズームレンズB0の収差図である。各収差図において、(a)は広角端、(b)は望遠端における無限遠合焦状態での収差図である。
収差図においてFnoはFナンバー、ωは半画角(度)であり、近軸計算による画角である。球面収差図において、dはd線(波長587.6nm)、gはg線(波長435.8nm)について示している。
非点収差図においてSはサジタル像面におけるd線、Mはメリディオナル像面におけるd線について示している。歪曲収差図はd線について示している。色収差図はd線に対するg線の倍率色収差量について示している。
次に、各実施例のズームレンズB0の特徴について説明する。
各実施例のズームレンズはネガティブリードタイプのズームレンズである。この際、小径化が容易な負の屈折力の第3レンズ群B3をフォーカシングに際して移動させる構成とすることにより、フォーカスレンズ群そのものののみならず、フォーカスレンズ群を保持する保持機構およびそれを駆動させる駆動機構も含めて軽量できる。さらに、第3レンズ群B2を2枚以下のレンズで構成することでさらなる軽量化を図っている。
また、各実施例のズームレンズB0では第1レンズ群B1の最も物体側に負レンズG1を配置している。ネガティブリードタイプのズームレンズでは最も物体側のレンズを負レンズとすることで最も物体側に配置されるレンズの径を小さくできるためである。また、第1レンズ群B1は少なくとも1枚の正レンズを有する。これにより、第1レンズ群B1の色収差を良好に補正している。特に、第1レンズ群B1はズーミングに際して移動するレンズ群であるため、このような構成とすることによりズーミングに伴う倍率色収差や軸上色収差の変動を小さく抑えることができる。
また、各実施例のズームレンズB0では、第2レンズ群B2を1以上の正レンズのみで構成している。各実施例のズームレンズB0では第2レンズ群B2が主変倍群として機能するため、第2レンズ群B2には強い正の屈折力を付与することが好ましい。仮に第2レンズ群B2内に負レンズを配置する場合、負レンズの負の屈折力が加わった分、第2レンズ群B2内の正レンズの屈折力も強める必要が生じ、結果的に第2レンズ群B2が厚くなり、軽量化が困難となる。
さらに、各実施例のズームレンズB0は以下の条件式(1)を満足する。
1.40<Nd_G1<1.80 (1)
ここで、Nd_G1は負レンズG1のd線における屈折率である。
条件式(1)は、負レンズG1の屈折率を規定する式である。条件式(1)の上限値を超えて屈折率が高くなる場合、比重の低い材料、即ちズームレンズB0の軽量化に有利な材料を得ることが困難になる。一方で条件式(1)の下限値を下回って屈折率が低くなると、十分な屈折力を負レンズG1に与えようとした際に負レンズG1の体積が大きくなり、軽量化が困難になるため好ましくない。加えて、このとき負レンズG1の像面側の曲率半径が小さくなりすぎる結果、特に広角端での像面湾曲や非点収差を良好に抑えることが困難にとなる。
各実施例の光学系では、以上の構成を満足することにより、軽量でありながら優れた光学性能を実現している。
なお、上述した条件式(1)の数値範囲は以下の条件式(1a)のように設定することがより好ましい。
1.43<Nd_G1<1.79 (1a)
また、条件式(1)乃至(3)の数値範囲は以下の条件式(1b)のように設定することがさらに好ましい。
1.45<Nd_G1<1.78 (1b)
次に、各実施例のズームレンズB0において満たされていることが好ましい条件について述べる。
各実施例のズームレンズB0は、以下の条件式(2)から(6)のうち1つ以上を満足することが好ましい。
−5.0<SF_B3n<0.50 (2)
1.0<|f1|/fw<3.0 (3)
0.2<f2/fw<5.0 (4)
0.1<f3/f1<5.0 (5)
18<νd_B3n<36 (6)
ここで、SF_B3nは第3レンズ群に含まれる負レンズの中で、最も屈折力が強い負レンズのシェープファクタである。なおシェープファクタSFは物体側のレンズ面の曲率半径をR1、像側のレンズ面の曲率半径をR2としたとき、
SF=(R2+R1)/(R2−R1)
で定義される量である。
また、fwはズームレンズB0の広角端における焦点距離である。f1は第1レンズ群B1の焦点距離である。f2は第2レンズ群B2の焦点距離である。f3は第3レンズ群の焦点距離である。νd_B3nは第3レンズ群に含まれる負レンズの中で、最も屈折力が強い負レンズのd線におけるアッベ数である。
条件式(2)は、第3レンズ群に含まれる負レンズのうち最も屈折力の強い負レンズの形状を規定する式である。条件式(2)の下限値を下回ると、広角端においてフォーカシングに伴う像面湾曲の変動を良好に抑えること困難になり好ましくない。また、条件式(2)の上限値を上回ると、望遠端においてフォーカシングに伴う球面収差の変動を良好に抑えることが困難になり、好ましくない。
条件式(3)は、第1レンズ群B1の焦点距離と、広角端における全系焦点距離の比を規定する式である。条件式(3)の下限値を下回ると、第1レンズ群の屈折力が強くなりすぎてしまい、広角端における像面湾曲や非点隔差を良好に抑えることが困難となる。また、条件式(3)の上限値を上回ると、第1レンズ群B1の屈折力が弱くなりすぎてしまい、前玉径(最も物体側に配置されるレンズの径)が大きくなりすぎる。結果としてズームレンズB0の十分な軽量化が困難となる。
条件式(4)は、第2レンズ群B2の焦点距離と、広角端における全系焦点距離の比を規定する式である。条件式(4)の下限値を下回ると、第2レンズ群B2の屈折力が強くなりすぎてしまい、広角端から望遠端にかけての球面収差やコマ収差の変動を良好に抑えることが困難となる。また、条件式(4)の上限値を上回ると、第2レンズ群B2の屈折力が弱くなりすぎてしまい、所望のズーム比を得るのに必要な第2レンズ群の移動量が大きくなりすぎる。結果として、ズームレンズB0の十分な軽量化が困難となる。
条件式(5)は、第3レンズ群B3の焦点距離と、第1レンズ群B1の焦点距離の比を規定する式である。条件式(5)の上限値を上回ると、第3レンズ群B3の屈折力が弱くなりすぎるため、フォーカシングの際の移動量が大きくなってしまう。移動量が大きくなることに伴って駆動機構などが大型化してしまい、十分な軽量化が困難となる。また、条件式(5)の下限値を下回ると、第3レンズ群B3の屈折力が強くなりすぎてしまい、フォーカシング時の光学性能の変化を十分小さく抑えることが困難となる。
条件式(6)は、第3レンズ群に含まれる負レンズのうち最も屈折力の強い負レンズのアッベ数を規定する式である。条件式(6)の上限値を超えるほどにアッベ数が大きい場合、ズームレンズB0全体での色収差の補正が過小となり十分高い光学性能が得られない。また、条件式(6)の下限値を下回るほどにアッベ数が小さい場合、ズームレンズB0全体での色収差の補正が過大となり十分高い光学性能が得られない。
上述した条件式(2)乃至(6)の数値範囲は以下の条件式(4a)乃至(6a)のように設定することがより好ましい。
−4.5<SF_B3n<0.30 (2a)
1.25<|f1|/fw<2.6 (3a)
0.4<f2/fw<3.0 (4a)
0.2<f3/f1<3.5 (5a)
19<νd_B3n<34 (6a)
また、条件式(2)乃至(6)の数値範囲は以下の条件式(4b)乃至(6b)のように設定することがさらに好ましい。
−4.0<SF_B3n<0.10 (2b)
1.5<|f1|/fw<2.2 (3b)
0.5<f2/fw<2.0 (4b)
0.3<f3/f1<2.0 (5b)
20<νd_B3n<32 (6b)
次に、ズームレンズB0として満足されることが好ましい構成について述べる。
ズームレンズB0は、第2レンズ群B2の最も物体側のレンズからズームレンズB0の最も像側のレンズまでに含まれるレンズ枚数が5枚以下となるように構成されることが好ましい。この枚数には、第2レンズ群B2の最も物体側のレンズおよびズームレンズB0の最も像側に配置されるレンズが含まれる。これにより、必要な光学性能をズームレンズB0に具備させつつ、容易に軽量化することができる。
更に、第2レンズ群B2に含まれるレンズ枚数は2枚以下であることが好ましい。これによっても、必要な光学性能をズームレンズB0に具備させつつ、容易に軽量化することができる。
また、第3レンズ群B3は、負の屈折力を有する単レンズから成ることが好ましい。これによっても必要な光学性能をズームレンズB0に具備させつつ、容易に軽量化することができる。
また、第1レンズ群B1は非球面を有するレンズ(非球面レンズ)を有することが好ましい。非球面レンズを有することで、広角端における像面湾曲や非点隔差を抑えることが容易になる。さらに、第1レンズ群B1に含まれる非球面レンズは、樹脂製のレンズ(樹脂レンズ)であると、軽量化がさらに容易になるため好ましい。
また、各実施例のズームレンズB0では、第2レンズ群の一部もしくは全部を光軸と略垂直方向に変位させることで手振れ補正を行うことが好ましい。
なお、実施例1から8のズームレンズB0ではフォーカスレンズ群は1つのレンズ群であるが、複数のレンズ群をフォーカス群として使用しても構わない。なお、こうしたフォーカシング方式はフローティングとも呼ばれる。
また、屈折光学素子(いわゆるレンズ)だけでなく、回折光学素子を用いても良い。さらに、反射光学部材を用いて光路を折り曲げても良い。
次に、各実施例のズームレンズB0について詳しく述べる。
[実施例1]
実施例1のズームレンズは、図1に示した通りであり、負の屈折力を有する第1レンズ群B1、正の屈折力を有する第2レンズ群B2、負の屈折力を有する第3レンズ群B3、正の屈折力を有する第4レンズ群B4で構成される。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群B1は像側へ移動、第2レンズ群B2から第4レンズ群B4は物体側へ移動する。その際、第1レンズ群B1と第2レンズ群B2の間隔は狭まり、第2レンズ群B2と第3レンズ群B3の間隔は広がり、第3レンズ群B3と第4レンズ群B4の間隔は狭まる。第2レンズ群B2と第4レンズ群B4は、ズーミングに際し同一軌跡で移動する。
第3レンズ群B3がフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から至近物体へのフォーカシングに際し、物体側から像側へ移動する。第2レンズ群B2の物体側の一部(第4レンズ、部分群2A)を光軸と略垂直方向の成分を持つように移動することで像ぶれ(像位置)の補正を行っている。
[実施例2]
実施例2のズームレンズは、図3に示した通りであり、負の屈折力を有する第1レンズ群B1、正の屈折力を有する第2レンズ群B2、負の屈折力を有する第3レンズ群B3、正の屈折力を有する第4レンズ群B4で構成される。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群B1は像側へ移動、第2レンズ群B2から第4レンズ群B4は物体側へ移動する。その際、第1レンズ群B1と第2レンズ群B2の間隔は狭まり、第2レンズ群B2と第3レンズ群B3の間隔は広がり、第3レンズ群B3と第4レンズ群B4の間隔は狭まる。第2レンズ群B2と第4レンズ群B4は、ズーミングに際し同一軌跡で移動する。
第3レンズ群B3がフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から至近物体へのフォーカシングに際し、物体側から像側へ移動する。第2レンズ群B2の物体側の一部(第4レンズ、部分群2A)を光軸と略垂直方向の成分を持つように移動することで像ぶれ(像位置)の補正を行っている。
[実施例3]
実施例3のズームレンズは、図5に示した通りであり、負の屈折力を有する第1レンズ群B1、正の屈折力を有する第2レンズ群B2、負の屈折力を有する第3レンズ群B3、正の屈折力を有する第4レンズ群B4で構成される。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群B1は像側へ移動、第2レンズ群B2、第3レンズ群B3および第4レンズ群B4は同一の軌跡で物体側へ移動する。その際、第1レンズ群B1と第2レンズ群B2の間隔は狭まる。
第3レンズ群B3がフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から至近物体へのフォーカシングに際し、物体側から像側へ移動する。第2レンズ群B2の物体側の一部(第4レンズ、部分群2A)を光軸と略垂直方向の成分を持つように移動することで像ぶれ(像位置)の補正を行っている。
[実施例4]
実施例4のズームレンズは、図7に示した通りであり、負の屈折力を有する第1レンズ群B1、正の屈折力を有する第2レンズ群B2、負の屈折力を有する第3レンズ群B3、正の屈折力を有する第4レンズ群B4で構成される。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群B1は像側へ移動、第2レンズ群B2から第4レンズ群B4は物体側へ移動する。その際、第1レンズ群B1と第2レンズ群B2の間隔は狭まり、第2レンズ群B2と第3レンズ群B3の間隔は広がり、第3レンズ群B3と第4レンズ群B4の間隔は狭まる。第2レンズ群B2と第4レンズ群B4は、ズーミングに際し同一軌跡で移動する。
第3レンズ群B3がフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から至近物体へのフォーカシングに際し、物体側から像側へ移動する。第2レンズ群B2を光軸と略垂直方向の成分を持つように移動することで像ぶれ(像位置)の補正を行っている。
[実施例5]
実施例5のズームレンズは、図9に示した通りであり、負の屈折力を有する第1レンズ群B1、正の屈折力を有する第2レンズ群B2、負の屈折力を有する第3レンズ群B3、負の屈折力を有する第4レンズ群B4で構成される。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群B1は像側へ移動、第2レンズ群B2から第4レンズ群B4は物体側へ移動する。その際、第1レンズ群B1と第2レンズ群B2の間隔は狭まり、第2レンズ群B2と第3レンズ群B3の間隔は広がり、第3レンズ群B3と第4レンズ群B4の間隔は狭まる。第2レンズ群B2と第4レンズ群B4は、ズーミングに際し同一軌跡で移動する。
第3レンズ群B3がフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から至近物体へのフォーカシングに際し、物体側から像側へ移動する。第2レンズ群の物体側の一部(第4レンズ、部分群2A)を光軸と略垂直方向の成分を持つように移動することで像ぶれ(像位置)の補正を行っている。
[実施例6]
実施例6のズームレンズは、図11に示した通りであり、負の屈折力を有する第1レンズ群B1、正の屈折力を有する第2レンズ群B2、負の屈折力を有する第3レンズ群B3、正の屈折力を有する第4レンズ群B4で構成される。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群B1は像側へ移動、第2レンズ群B2、第3レンズ群B3および第4レンズ群B4は同一の軌跡で物体側へ移動する。その際、第1レンズ群B1と第2レンズ群B2の間隔は狭まる。
第3レンズ群B3がフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から至近物体へのフォーカシングに際し、物体側から像側へ移動する。第2レンズ群B2の物体側の一部(第4レンズ、部分群2A)を光軸と略垂直方向の成分を持つように移動することで像ぶれ(像位置)の補正を行っている。
[実施例7]
実施例7のズームレンズは、図13に示した通りであり、負の屈折力を有する第1レンズ群B1、正の屈折力を有する第2レンズ群B2、負の屈折力を有する第3レンズ群B3で構成される。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群B1は像側へ移動、第2レンズ群B2は物体側へ、第3レンズ群B3は物体側へ移動する。その際、第1レンズ群B1と第2レンズ群B2の間隔は狭まり、第2レンズ群B2と第3レンズ群B3の間隔は広がる。
第3レンズ群B3がフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から至近物体へのフォーカシングに際し、物体側から像側へ移動する。第2レンズ群の物体側の一部(第4レンズ、部分群2A)を光軸と略垂直方向の成分を持つように移動することで像ぶれ(像位置)の補正を行っている。
[実施例8]
実施例8のズームレンズは、図15に示した通りであり、負の屈折力を有する第1レンズ群B1、正の屈折力を有する第2レンズ群B2、負の屈折力を有する第3レンズ群B3で構成される。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1レンズ群B1は像側へ移動、第2レンズ群B2は物体側へ、第3レンズ群B3は物体側へ移動する。その際、第1レンズ群B1と第2レンズ群B2の間隔は狭まり、第2レンズ群B2と第3レンズ群B3の間隔は広がる。
第3レンズ群B3がフォーカスレンズ群であり、無限遠物体から至近物体へのフォーカシングに際し、物体側から像側へ移動する。第2レンズ群B2の物体側の一部(第4レンズ、部分群2A)を光軸と略垂直方向の成分を持つように移動することで像ぶれ(像位置)の補正を行っている。
次に、実施例1乃至8にそれぞれ対応する数値実施例1乃至8を示す。
各数値実施例の面データにおいて、rは各光学面の曲率半径、d(mm)は第m面と第(m+1)面との間の軸上間隔(光軸上の距離)を表わしている。ただし、mは光入射側から数えた面の番号である。また、ndは各光学部材のd線に対する屈折率、νdは光学部材のアッベ数を表わしている。なお、ある材料のアッベ数νdは、フラウンホーファ線のd線(587.56nm)、F線(486.1nm)、C線(656.3nm)、g線(波長435.835nm)における屈折率をNd、NF、NC、Ngとするとき、
νd=(Nd−1)/(NF−NC)
で表される。
なお、各数値実施例において、焦点距離(mm)、Fナンバー、半画角(°)は全て各実施例のズームレンズが無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。バックフォーカスBFは最終レンズ面から像面までの空気換算距離である。レンズ全長は第1レンズ面から最終レンズ面までの光軸上の距離にバックフォーカスBFを加えた値である。
面データにおいて、面番号の「*」は非球面形状を有する面を意味している。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を円錐定数、Ajをj次の非球面係数としたとき、以下の式で表される。
Figure 2021086024
なお、非球面係数の「e−y」は10−yを意味している。
[数値実施例1]
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 81.305 1.15 1.63854 55.4 31.11
2 14.228 8.51 23.92
3* -1000.000 2.00 1.53110 55.9 23.61
4* 54.155 0.70 23.70
5 201.759 2.26 1.84666 23.8 23.47
6 -109.647 (可変) 23.24
7 154.918 1.80 1.51742 52.4 10.00
8 -41.663 1.69 10.19
9(絞り) ∞ 1.00 10.33
10 13.449 3.04 1.59522 67.7 10.47
11 519.400 (可変) 9.94
12 -462.121 0.60 1.84666 23.8 8.86
13 29.053 (可変) 8.66
14* -144.347 1.64 1.58313 59.4 9.90
15 -64.118 (可変) 10.53
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0 A 4=-6.16999e-005 A 6= 9.64091e-008 A 8=-6.24666e-010 A10= 1.15838e-011 A12=-5.52161e-014

第4面
K = 0 A 4=-7.58020e-005 A 6=-6.07857e-010 A 8= 1.24373e-009 A10=-5.09126e-012 A12=-7.70012e-015

第14面
K = 0 A 4=-8.02055e-005 A 6=-6.36693e-007 A 8=-8.04272e-010 A10=-6.04362e-011

各種データ
ズーム比 2.82
広角 中間 望遠
焦点距離 15.46 24.00 43.65
Fナンバー 4.16 4.92 6.50
半画角(°) 38.73 29.65 17.38
像高 12.40 13.66 13.66
レンズ全長 96.84 85.69 84.27
BF 26.19 34.03 49.18

d 6 36.48 17.48 0.92
d11 1.54 1.60 2.61
d13 8.25 8.19 7.18
d15 26.19 34.03 49.18

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 -29.62 14.62 -0.18 -13.24
2 7 17.56 7.52 3.13 -2.75
3 12 -32.27 0.60 0.31 -0.02
4 14 196.35 1.64 1.85 0.82

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -27.19
2 3 -96.67
3 5 84.19
4 7 63.65
5 10 23.14
6 12 -32.27
7 14 196.35
[数値実施例2]
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 26.941 1.00 1.63854 55.4 24.79
2 12.045 7.49 20.24
3* -1000.000 1.70 1.53110 55.9 19.64
4* 33.260 0.40 19.29
5 46.469 1.94 1.84666 23.8 19.03
6 174.749 (可変) 18.63
7 139.916 1.73 1.69680 55.5 8.98
8 -44.483 1.00 9.12
9(絞り) ∞ 1.50 9.16
10 16.314 2.57 1.77250 49.6 9.23
11 156.410 (可変) 8.76
12 -384.505 0.70 1.84666 23.8 7.92
13 20.582 (可変) 7.71
14* -312.236 2.08 1.53110 55.9 10.79
15* -28.811 (可変) 11.46
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0 A 4=-1.41463e-004 A 6= 7.66013e-007 A 8=-1.27190e-009 A10=-1.10963e-011

第4面
K = 0 A 4=-1.69055e-004 A 6= 8.63631e-007 A 8=-2.53183e-009 A10=-7.27576e-012

第14面
K = 0 A 4=-9.44164e-006 A 6= 5.54551e-007 A 8=-1.94972e-008 A10= 2.35602e-010

第15面
K = 0 A 4= 3.12388e-005 A 6= 2.31800e-007

各種データ
ズーム比 2.35
広角 中間 望遠
焦点距離 18.53 30.00 43.65
Fナンバー 4.56 5.48 6.50
半画角(°) 33.78 24.48 17.38
像高 12.40 13.66 13.66
レンズ全長 89.11 81.23 81.40
BF 28.48 38.21 47.77

d 6 28.48 10.86 1.48
d11 1.53 1.64 2.28
d13 8.52 8.41 7.77
d15 28.48 38.21 47.77

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 -31.01 12.52 1.87 -8.64
2 7 16.38 6.79 2.58 -2.47
3 12 -23.06 0.70 0.36 -0.02
4 14 59.61 2.08 1.50 0.14

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -35.03
2 3 -60.57
3 5 74.25
4 7 48.63
5 10 23.39
6 12 -23.06
7 14 59.61
[数値実施例3]
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 35.854 1.00 1.77250 49.6 26.50
2 14.573 7.47 22.24
3* -1000.000 1.70 1.53110 55.9 21.69
4* 45.253 0.40 21.52
5 42.410 2.16 1.85478 24.8 21.16
6 140.853 (可変) 20.73
7 128.816 1.73 1.67790 55.3 9.08
8 -46.174 1.00 9.20
9(絞り) ∞ 1.50 9.21
10 15.569 2.03 1.88300 40.8 9.23
11 134.614 (可変) 8.83
12 -133.172 0.70 1.84666 23.8 8.13
13 17.103 (可変) 7.86
14* -181.303 2.43 1.53110 55.9 9.56
15* -26.048 (可変) 10.37
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0 A 4=-1.42036e-004 A 6= 6.81082e-007 A 8=-1.27645e-009 A10=-2.59087e-012

第4面
K = 0 A 4=-1.54470e-004 A 6= 8.17822e-007 A 8=-2.40245e-009 A10= 7.64264e-013

第14面
K = 0 A 4= 3.90803e-005 A 6= 2.26763e-006 A 8=-3.71828e-008 A10= 5.18172e-010

第15面
K = 0 A 4= 6.95347e-005 A 6= 1.53424e-006

各種データ
ズーム比 2.35
広角 中間 望遠
焦点距離 18.53 30.00 43.65
Fナンバー 4.53 5.43 6.50
半画角(°) 33.78 24.48 17.38
像高 12.40 13.66 13.66
レンズ全長 92.00 80.75 81.34
BF 29.45 38.60 49.50

d 6 32.32 11.91 1.60
d11 1.58 1.58 1.58
d13 6.54 6.54 6.54
d15 29.45 38.60 49.50

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 -35.20 12.73 0.44 -10.40
2 7 14.75 6.25 2.72 -1.98
3 12 -17.86 0.70 0.34 -0.04
4 14 56.97 2.43 1.84 0.26

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -32.45
2 3 -81.47
3 5 70.28
4 7 50.34
5 10 19.78
6 12 -17.86
7 14 56.97
[数値実施例4]
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 45.893 1.00 1.63854 55.4 27.09
2 14.386 7.03 22.30
3 -85.298 1.70 1.53110 55.9 21.78
4* 97.643 0.40 21.12
5 23.337 2.24 1.84666 23.8 20.54
6 34.716 (可変) 19.79
7(絞り) ∞ 1.00 9.02
8* 16.308 2.56 1.77250 49.6 9.36
9 -58.463 (可変) 9.12
10 42172.073 0.60 1.80810 22.8 8.03
11 19.038 (可変) 7.82
12* -263.369 2.08 1.53110 55.9 10.58
13 -27.990 (可変) 11.27
像面 ∞

非球面データ
第4面
K = 0 A 4=-4.47785e-006 A 6= 4.80655e-008 A 8=-5.32262e-010 A10= 1.27701e-012

第8面
K = 0 A 4=-3.43112e-005 A 6= 3.14927e-008 A 8=-2.95172e-009 A10= 4.26192e-011

第12面
K = 0 A 4=-3.22505e-005 A 6= 1.56251e-007 A 8=-1.96015e-008 A10= 3.12929e-010

各種データ
ズーム比 2.35
広角 中間 望遠
焦点距離 18.53 26.00 43.60
Fナンバー 4.56 5.17 6.50
半画角(°) 33.79 27.72 17.40
像高 12.40 13.66 13.66
レンズ全長 91.32 83.11 80.48
BF 29.73 36.16 48.88

d 6 32.64 18.00 2.64
d 9 2.37 2.28 2.75
d11 7.98 8.08 7.61
d13 29.73 36.16 48.88

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 -34.13 12.37 1.21 -8.90
2 7 16.76 3.56 1.32 -1.14
3 10 -23.57 0.60 0.33 0.00
4 12 58.79 2.08 1.51 0.16

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -33.23
2 3 -85.45
3 5 77.13
4 8 16.76
5 10 -23.57
6 12 58.79
[数値実施例5]
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 51.714 1.15 1.72916 54.7 30.45
2 15.131 9.48 24.47
3* -68.368 2.00 1.53110 55.9 23.99
4* -1234.568 0.30 24.30
5 -202.690 2.04 1.84666 23.8 24.02
6 -65.810 (可変) 23.91
7 211.787 1.75 1.60311 60.6 10.34
8 -48.064 1.71 10.50
9(絞り) ∞ 1.00 10.59
10 12.750 2.89 1.51823 58.9 10.70
11 -61.135 (可変) 10.28
12 -53.415 0.60 1.85478 24.8 9.18
13 52.610 (可変) 8.98
14* 444.819 1.50 1.53110 55.9 9.76
15 95.657 (可変) 10.33
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0 A 4=-6.37596e-005 A 6= 5.59365e-007 A 8=-6.75504e-009 A10= 4.19523e-011 A12=-1.04577e-013

第4面
K = 0 A 4=-6.85609e-005 A 6= 4.64163e-007 A 8=-5.21122e-009 A10= 2.99013e-011 A12=-7.12555e-014

第14面
K = 0 A 4=-1.15845e-004 A 6=-7.75571e-007 A 8=-3.94565e-009 A10=-5.60854e-011

各種データ
ズーム比 2.66
広角 中間 望遠
焦点距離 16.41 24.00 43.65
Fナンバー 4.21 4.90 6.50
半画角(°) 37.08 29.65 17.38
像高 12.40 13.66 13.66
レンズ全長 99.00 87.77 83.61
BF 24.60 31.13 45.64

d 6 39.49 21.74 3.07
d11 1.49 1.49 2.08
d13 8.99 9.00 8.40
d15 24.60 31.13 45.64

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 -32.74 14.97 -0.48 -14.20
2 7 16.29 7.36 3.46 -2.41
3 12 -30.93 0.60 0.16 -0.16
4 14 -229.80 1.50 1.25 0.27

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -29.73
2 3 -136.36
3 5 114.32
4 7 65.12
5 10 20.63
6 12 -30.93
7 14 -229.80
[数値実施例6]
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 32.515 1.00 1.67790 55.3 25.08
2 13.169 6.71 20.91
3* -1000.000 1.70 1.53110 55.9 20.46
4* 45.486 0.40 20.10
5 23.627 2.02 2.00069 25.5 19.69
6 34.676 (可変) 19.02
7 115.005 1.73 1.72916 54.7 9.08
8 -48.763 1.00 9.14
9(絞り) ∞ 1.50 9.05
10 14.904 2.63 1.72916 54.7 8.93
11 -272.635 (可変) 8.42
12 -35.401 0.70 1.90366 31.3 7.72
13 17.894 (可変) 7.53
14* -80.549 2.34 1.53110 55.9 8.98
15* -13.809 (可変) 9.84
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0 A 4=-2.82744e-005 A 6=-4.01528e-007 A 8= 4.70130e-009 A10=-1.93064e-011

第4面
K = 0 A 4=-3.88075e-005 A 6=-4.28587e-007 A 8= 4.87774e-009 A10=-2.07859e-011

第14面
K = 0 A 4=-4.11964e-005 A 6= 6.94293e-007 A 8=-5.20928e-008 A10= 1.13182e-009

第15面
K = 0 A 4=-8.49430e-006 A 6=-1.54892e-007

各種データ
ズーム比 2.18
広角 中間 望遠
焦点距離 20.01 27.00 43.65
Fナンバー 4.60 5.15 6.50
半画角(°) 31.79 26.84 17.38
像高 12.40 13.66 13.66
レンズ全長 92.00 84.32 83.15
BF 33.77 39.37 52.69

d 6 30.31 17.03 2.54
d11 1.63 1.63 1.63
d13 4.57 4.57 4.57
d15 33.77 39.37 52.69

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 -35.80 11.83 1.24 -8.34
2 7 14.40 6.86 2.83 -2.33
3 12 -13.07 0.70 0.24 -0.12
4 14 31.00 2.34 1.82 0.31

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -33.35
2 3 -81.87
3 5 67.89
4 7 47.17
5 10 19.46
6 12 -13.07
7 14 31.00
[数値実施例7]
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 48.059 1.00 1.63854 55.4 26.32
2 14.114 7.33 21.64
3* -1000.000 1.70 1.53110 55.9 21.08
4* 51.376 0.40 20.96
5 49.503 1.99 1.84666 23.8 20.55
6 177.062 (可変) 20.15
7 127.256 1.73 1.67790 55.3 9.12
8 -47.359 1.00 9.25
9(絞り) ∞ 1.50 9.27
10 17.235 2.61 1.80400 46.6 9.31
11 358.823 (可変) 8.84
12 -117.524 0.70 1.84666 23.8 8.08
13 21.736 7.12 7.87
14* -221.529 2.41 1.53110 55.9 10.05
15* -28.819 (可変) 10.82
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0 A 4=-1.24978e-004 A 6= 2.71294e-007 A 8= 1.41979e-009 A10=-9.72356e-012

第4面
K = 0 A 4=-1.37193e-004 A 6= 3.71703e-007 A 8= 7.25801e-010 A10=-7.69387e-012

第14面
K = 0 A 4= 4.49135e-005 A 6= 1.54680e-006 A 8=-2.35020e-008 A10= 2.91319e-010

第15面
K = 0 A 4= 7.57248e-005 A 6= 1.14052e-006

各種データ
ズーム比 2.36
広角 中間 望遠
焦点距離 18.53 27.00 43.65
Fナンバー 4.56 5.23 6.50
半画角(°) 33.79 26.84 17.38
像高 12.40 13.66 13.66
レンズ全長 92.00 82.86 81.68
BF 29.46 36.42 48.75

d 6 31.48 15.36 1.50
d11 1.56 1.59 1.93
d15 29.46 36.42 48.75

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 -33.74 12.42 0.44 -10.21
2 7 16.19 6.84 2.71 -2.37
3 12 -42.61 10.23 -5.84 -17.47

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -31.66
2 3 -91.96
3 5 80.58
4 7 51.12
5 10 22.44
6 12 -21.62
7 14 62.11
[数値実施例8]
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 26.077 1.00 1.48749 70.2 20.69
2 11.855 6.10 17.78
3* -46.388 1.70 1.53110 55.9 17.07
4 66.382 0.40 16.45
5 18.651 2.51 1.51742 52.4 16.13
6 49.111 (可変) 15.55
7(絞り) ∞ 1.00 4.92
8 38.354 1.54 1.49700 81.5 5.00
9 -53.188 1.47 5.01
10 8.415 1.67 1.56732 42.8 4.95
11 27.462 (可変) 4.61
12 15.014 0.60 1.82115 24.1 4.57
13* 7.963 (可変) 4.57
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0 A 4= 2.68514e-007 A 6= 3.76986e-008 A 8=-7.83455e-010 A10= 4.73817e-012

第13面
K = 0 A 4= 1.28808e-004 A 6=-1.62031e-005 A 8= 3.98366e-006 A10=-2.76591e-007

各種データ
ズーム比 1.45
広角 中間 望遠
焦点距離 24.50 26.73 35.50
Fナンバー 9.41 9.73 11.00
半画角(°) 26.84 27.07 21.05
像高 12.40 13.66 13.66
レンズ全長 85.00 82.28 76.68
BF 36.70 38.07 43.53

d 6 28.80 24.69 13.57
d11 1.50 1.52 1.59
d13 36.70 38.07 43.53

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 -41.72 11.71 1.67 -8.18
2 7 14.56 5.69 2.57 -2.01
3 12 -21.47 0.60 0.73 0.39

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -45.64
2 3 -51.15
3 5 56.53
4 8 45.09
5 10 20.73
6 12 -21.47
各数値実施例における種々の値を、以下の表1にまとめて示す。
Figure 2021086024
[撮像装置]
次に、本発明のズームレンズを撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ(撮像装置)10の実施例について、図17を用いて説明する。図17において、13はカメラ本体、11は実施例1乃至8で説明したいずれかのズームレンズB0によって構成された撮影光学系である。12はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系11によって形成された光学像を受光して光電変換する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。カメラ本体13はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。
このように本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、軽量でありながら優れた光学性能を有する撮像装置を得ることができる。
なお、上述した各実施例のズームレンズは、デジタルスチルカメラなどの撮像装置に限らず、望遠鏡などの種々の光学機器に適用することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
B0 ズームレンズ
B1 第1レンズ群
B2 第2レンズ群
B3 第3レンズ群
G1 負レンズG1

Claims (13)

  1. ズーミングおよびフォーカシングの少なくとも一方において隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、負の屈折力を有する第3レンズ群とを有し、
    前記第1レンズ群はズーミングに際して移動し、
    前記第1レンズ群は最も物体側に配置された負レンズG1と、少なくとも1枚の正レンズを有し、
    前記第2レンズ群に含まれるレンズは全て正の屈折力を有し、
    前記第3レンズ群に含まれるレンズの数は2枚以下であり、
    無限遠から近距離へのフォーカシングに際し前記第3レンズ群は像側へ移動し、
    前記負レンズG1の屈折率をNd_G1とするとき、
    1.40<Nd_G1<1.80
    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3レンズ群に含まれる負レンズの中で、最も屈折力が強い負レンズのシェープファクタをSF_B3nとするとき、
    −5.0<SF_B3n<0.50
    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. 前記ズームレンズの広角端における焦点距離をfw、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
    1.0<|f1|/fw<3.0
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1または2に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、前記ズームレンズの広角端における焦点距離をfwとするとき、
    0.2<f2/fw<5.0
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  5. 前記第3レンズ群の焦点距離をf3、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
    0.1<f3/f1<5.0
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  6. 前記第3レンズ群に含まれる負レンズの中で、最も屈折力が強い負レンズのアッベ数をνd_B3nとするとき、
    18<νd_B3n<36
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  7. 前記第2レンズ群の最も物体側のレンズから前記ズームレンズの最も像側のレンズまでに含まれるレンズ枚数は5枚以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  8. 前記第2レンズ群に含まれるレンズ枚数は2枚以下であ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。
  9. 前記第3レンズ群は、負の屈折力を有する単レンズから成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。
  10. 前記第1レンズ群は非球面レンズを有す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。
  11. 前記非球面レンズは樹脂レンズであることを特徴とする請求項10に記載のズームレンズ。
  12. 像ぶれ補正に際して前記第2レンズ群の少なくとも一部が光軸と垂直な成分を含む方向に移動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。
  13. 請求項1乃至12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って形成される光学像を撮像するための撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
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