JP5582919B2 - レンズ装置および撮像装置 - Google Patents
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Description
絞り開口を含み光軸に直交する面を絞り面とし、第1の状態における第1レンズの絞り側レンズ面の頂点と絞り面との光軸方向での距離をDW、第2の状態における頂点と絞り面との光軸方向での距離をDT、望遠状態での第1レンズと第2レンズとの光軸上での間隔をDDT、望遠状態での全系の焦点距離をfTとするとき、
−250.0<DW/DT<−1.0
0.0<DDT/fT<0.08
なる条件式を満足することを特徴とする。ただし、DWおよびDTの符号は、光軸方向における一方の側から他方の側に向かう方向を正とする。
本実施形態は最も物体側のレンズ群が負レンズ群の所謂ネガティブリードのズームレンズと、最も物体側のレンズ群が正レンズ群の所謂ポジティブリードのズームレンズの2タイプがあり、それぞれについて説明する。
実施例1,4のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有するレンズ群(第2レンズ)L1nと、絞りSPと、正の屈折力を有するレンズ群(第1レンズ)L2nと、正の屈折力を有するレンズ群L3nとにより構成されている。
実施例2,3のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、正の屈折力を有するレンズ群L1pと、負の屈折力を有するレンズ群(第2レンズ)L2pと、絞りSPと、正の屈折力を有するレンズ群(第1レンズ)L3pとを含む。さらに、実施例2,3のズームレンズは、負の屈折力を有するレンズ群L4pと、正の屈折力を有するレンズ群L5pとを含む。
図中のレンズ群L5pに付された実曲線5aと点曲線5bはそれぞれ、無限遠物体と近距離物体にフォーカスしているときに変倍に伴う像面変位を補正するための該レンズ群L5pの移動軌跡である。
また、望遠端において、無限遠物体から近距離物体へフォーカシングを行う場合には、矢印5cに示すようにレンズ群L3nを物体側に移動させる。
実施例5のズームレンズは、物体側から像側に順に配置された、負の屈折力を有するレンズ群L1nと、正の屈折力を有するレンズ群(第1レンズ)L2nと、絞りSPと、正の屈折力を有するレンズ群(第2レンズ)L3nとにより構成されている。レンズ群L2nにおける最も物体側の位置には、フレアカット絞りSP2が設けられている。
0<X/L<1.0 …(1)
−250.0<DW/DT<−1.0 …(2)
1.0<φW/φT<2.0 …(3)
0.0<DDT/fT<1.0 …(4)
X/Lの値が条件(1)の上限値を超えると、絞りSPがレンズコバ部に配置されることになり、光量を制御する絞りとして機能することができなくなるので、好ましくない。また、絞りSPとメカ構造が干渉するため、絞りSPを物理的に配置することができない。X/Lの値が条件(1)の下限値を下回ると、第1レンズと第2レンズの間隔を狭めることができなくなるため、ズームレンズの小型化や長焦点距離化が困難となり、好ましくない。
0.005<X/L<0.8 …(1a)
−200.0<DW/DT<−1.2 …(2a)
1.05<φW/φT<1.80 …(3a)
0.0<DDT/fT<0.08 …(4a)
また、条件(1)〜(4)の数値範囲を、以下のように設定すると、さらにより好ましい。
0.01<X/L<0.6 …(1b)
−197.0<DW/DT<−1.40 …(2b)
1.07<φW/φT<1.60 …(3b)
0.0<DDT/fT<0.06 …(4b)
次に、実施例1〜5のそれぞれに対応した数値例1〜5を示す。各数値例において、iは物体側からの面の順序を示し、riはi番目のレンズ面の曲率半径(mm)であり、diは第i面と第i+1面との間のレンズ肉厚または空気間隔(mm)である。Ni,νiはそれぞれ、レンズ材料のd線に対する屈折率およびアッベ数を示す。
x=(h2/r)/[1+{1−(1+K)(h/r)2}1/2]
+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10
で表される。ただし、rは曲率半径であり、「e±m」は、「×10±m」を意味する。
実施例1に対応する数値例1は、変倍比が4.7倍、開口比が2.1〜6.1程度のズームレンズである。図2には、数値例1の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図を示す。収差図において、dはd線の球面収差および歪曲を示し、gはg線の球面収差および色収差を示している。また、Sはサジタル像面での非点収差を、Mはメリディオナル像面での非点収差をそれぞれ示している。
面データ
面番号 r d nd νd
1* 10240.325 0.90 1.84954 40.1
2* 6.228 2.99
3 13.713 1.75 1.92286 18.9
4 34.779 (可変)
5(絞り) ∞ (可変)
6* 7.354 2.50 1.74330 49.3
7* 328.278 0.20
8 5.806 1.86 1.45860 90.2
9 27.018 1.01 2.00330 28.3
10 3.938 1.03
11 11.099 1.70 1.69350 53.2
12* -30.368 (可変)
13 19.685 1.70 1.69680 55.5
14 -1559.414 (可変)
15 ∞ 1.05 1.51633 64.1
16 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A4=-1.68880e-004 A6= 3.88233e-006 A8=-4.33771e-008
A10= 1.82770e-010
第2面
K =-2.03052e+000 A4= 4.27922e-004 A6=-4.17442e-006 A8= 1.23794e-007
A10=-1.62488e-009
第6面
K =-4.08747e-001 A4=-4.73185e-005 A6=-1.46451e-006
第7面
K = 4.06530e+002 A4= 1.60052e-005 A6=-1.50489e-007
第12面
K = 8.99077e+001 A4=-1.37437e-004 A6=-1.36274e-005
各種データ
ズーム比 4.71
広角 中間 望遠
焦点距離 5.36 15.28 25.21
Fナンバー 2.06 5.00 6.08
画角 36.61 16.85 10.40
像高 3.98 4.63 4.63
レンズ全長 44.33 41.81 50.90
BF(バックフォーカス)
0.50 0.50 0.50
射出瞳位置 -20.72 -109.04 149.80
d 4 18.78 4.29 1.41
d 5 0.30 0.05 -0.20
d12 4.51 16.73 28.95
d14 3.55 3.55 3.55
d16 0.50 0.50 0.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離(mm)
1 1 -12.51
2 5 ∞
3 6 12.24
4 13 27.91
5 15 ∞
〈数値例2〉
実施例2に対応する数値例2は、変倍比が47.0倍、開口比が2.9〜7.1程度のズームレンズである。図4には、数値例2の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図を示す。
面データ
面番号 r d nd νd
1 105.237 1.80 1.80610 33.3
2 52.259 5.00 1.45860 90.2
3 -181.110 0.18
4 45.218 3.05 1.59282 68.6
5 140.680 (可変)
6 233.514 0.95 1.88300 40.8
7 8.692 4.85
8 -34.059 0.70 1.77250 49.6
9 26.599 0.20
10 16.879 2.35 1.92286 18.9
11 100.234 (可変)
12(絞り) ∞ (可変)
13* 10.061 3.65 1.55332 71.7
14* -71.895 1.51
15 34.668 0.60 1.64769 33.8
16 10.601 0.38
17 15.564 0.60 1.80400 46.6
18 8.388 2.55 1.48749 70.2
19 -35.536 (可変)
20 49.646 0.70 1.48749 70.2
21 22.030 (可変)
22 23.615 2.30 1.80610 33.3
23 -28.707 0.60 1.94595 18.0
24 -765.407 (可変)
25 ∞ 0.80 1.51633 64.1
26 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第13面
K =-9.46687e-001 A4= 1.53081e-005 A6=-3.34170e-007 A8=-3.17984e-008
A10= 2.62605e-010
第14面
K = 1.48852e+002 A4= 6.03868e-005 A6=-1.87760e-007
各種データ
ズーム比 47.05
広角 中間 望遠
焦点距離 4.42 14.24 208.00
Fナンバー 2.87 5.00 7.07
画角 37.01 15.23 1.07
像高 3.33 3.88 3.88
レンズ全長 95.29 94.62 138.53
BF 0.50 0.50 0.50
射出瞳位置 -115.97 -51.11 194.03
d 5 0.78 18.03 62.00
d11 34.65 14.04 1.01
d12 9.74 1.89 -0.50
d19 2.69 2.58 6.78
d21 4.29 5.45 27.49
d24 9.88 19.36 8.49
d26 0.50 0.50 0.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 80.07
2 6 -9.49
3 12 ∞
4 13 19.85
5 20 -81.92
6 22 32.63
7 25 ∞
〈数値例3〉
実施例3に対応する数値例3は、変倍比が47.0倍、開口比が2.9〜8.1程度のズームレンズである。図6には、数値例3の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図を示す。
面データ
面番号 r d nd νd
1 105.315 1.80 1.80610 33.3
2 52.281 4.96 1.45860 90.2
3 -179.758 0.18
4 45.282 3.03 1.59282 68.6
5 140.542 (可変)
6 257.486 0.95 1.88300 40.8
7 8.736 4.81
8 -34.227 0.70 1.77250 49.6
9 26.439 0.20
10 16.882 2.24 1.92286 18.9
11 99.502 (可変)
12(絞り) ∞ (可変)
13* 10.061 3.09 1.55332 71.7
14* -71.895 2.11
15 35.243 0.60 1.64769 33.8
16 10.745 0.39
17 16.117 0.60 1.80400 46.6
18 8.202 2.68 1.48749 70.2
19 -33.931 (可変)
20 128.779 0.70 1.48749 70.2
21 32.325 (可変)
22 23.992 2.29 1.80610 33.3
23 -29.278 0.60 1.94595 18.0
24 -629.042 (可変)
25 ∞ 0.80 1.51633 64.1
26 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第13面
K =-8.89575e-001 A4= 2.05979e-005 A6=-1.05915e-006 A8=-3.45753e-008
A10= 2.62605e-010
第14面
K = 1.41738e+002 A4= 7.10234e-005 A6=-1.18052e-006
各種データ
ズーム比 47.07
広角 中間 望遠
焦点距離 4.42 14.15 208.02
Fナンバー 2.87 5.00 8.08
画角 37.02 15.31 1.07
像高 3.33 3.88 3.88
レンズ全長 95.31 94.60 138.54
BF 0.50 0.50 0.50
射出瞳位置 -112.81 -51.26 194.66
d 5 0.78 17.96 62.11
d11 34.97 14.32 0.94
d12 9.78 2.01 -0.05
d19 2.49 2.50 6.87
d21 3.97 5.09 26.95
d24 10.10 19.50 8.50
d26 0.50 0.50 0.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 80.12
2 6 -9.49
3 12 ∞
4 13 20.14
5 20 -88.74
6 22 32.84
7 25 ∞
〈数値例4〉
実施例4に対応する数値例4は、変倍比が4.7倍、開口比が1.8〜6.1程度のズームレンズである。図8には、数値例4の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図を示す。
面データ
面番号 r d nd νd
1* ∞ 0.90 1.84954 40.1
2* 6.466 3.05
3 13.812 1.75 1.92286 18.9
4 32.567 (可変)
5(絞り) ∞ (可変)
6* 7.326 2.50 1.74330 49.3
7* 12926.791 0.20
8 5.590 2.05 1.45860 90.2
9 23.950 0.50 2.00330 28.3
10 4.043 1.25
11 12.841 1.70 1.69350 53.2
12* -41.318 (可変)
13 21.428 1.70 1.69680 55.5
14 -291.759 (可変)
15 ∞ 1.05 1.51633 64.1
16 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A4=-1.57884e-004 A6= 3.99990e-006 A8=-4.60508e-008
A10= 1.91636e-010
第2面
K =-2.11313e+000 A4= 4.29499e-004 A6=-3.53813e-006 A8= 1.22486e-007
A10=-1.73905e-009
第6面
K =-2.92940e-001 A4=-5.00720e-005 A6=-2.09230e-006
第7面
K = 8.11282e+006 A4= 6.57682e-005 A6=-9.86821e-007
第12面
K = 1.54107e+002 A4=-6.97739e-005 A6=-1.03987e-005
各種データ
ズーム比 4.71
広角 中間 望遠
焦点距離 5.36 15.30 25.24
Fナンバー 1.80 5.00 6.08
画角 36.60 16.83 10.39
像高 3.98 4.63 4.63
レンズ全長 45.40 42.08 50.90
BF 0.50 0.50 0.50
射出瞳位置 -32.10 -138.17 179.35
d 4 16.13 2.82 1.65
d 5 4.00 1.90 -0.20
d12 4.57 16.66 28.75
d14 3.55 3.55 3.55
d16 0.50 0.50 0.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.74
2 5 ∞
3 6 12.44
4 13 28.71
5 15 ∞
〈数値例5〉
実施例5に対応する数値例5は、変倍比が4.7倍、開口比が1.8〜7.1程度のズームレンズである。図10には、数値例4の広角端、中間ズーム位置および望遠端での収差図を示す。
面データ
面番号 r d nd νd
1* 19712.592 0.90 1.84954 40.1
2* 6.198 3.12
3 13.653 1.75 1.92286 18.9
4 32.321 (可変)
5 (絞り2) ∞ (可変)
6* 7.421 2.50 1.74330 49.3
7* 21506.640 0.20
8 5.528 2.20 1.45860 90.2
9 29.152 0.50 2.00330 28.3
10 4.076 1.36
11 12.158 1.70 1.69350 53.2
12* -40.155 (可変)
13(絞り) ∞ (可変)
14 18.733 1.70 1.69680 55.5
15 1382.499 (可変)
16 ∞ 1.05 1.51633 64.1
17 ∞ (可変)
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A4=-2.00199e-004 A6= 4.38478e-006 A8=-4.09465e-008
A10= 1.23737e-010
第2面
K =-2.01838e+000 A4= 4.15123e-004 A6=-5.93056e-006 A8= 2.17447e-007
A10=-2.68209e-009
第6面
K =-3.37014e-001 A4=-3.29573e-005 A6=-8.25253e-007
第7面
K = 2.17850e+007 A4= 6.09128e-005 A6=-4.64292e-007
第12面
K = 1.51515e+002 A4= 1.78466e-005 A6= 4.71363e-006
各種データ
ズーム比 4.71
広角 中間 望遠
焦点距離 5.35 15.30 25.24
Fナンバー 1.80 5.00 7.07
画角 36.63 16.83 10.39
像高 3.98 4.63 4.63
レンズ全長 44.97 42.06 50.90
BF 0.50 0.50 0.50
射出瞳位置 -9.78 -50.96 17.48
d 4 19.07 4.41 1.50
d 5 0.30 0.05 -0.20
d12 1.02 0.48 -0.05
d13 4.70 17.24 29.77
d15 2.40 2.40 2.40
d17 0.50 0.50 0.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -12.14
2 5 ∞
3 6 12.18
4 13 ∞
5 14 27.24
6 16 ∞
望遠端でのフォーカス繰出し量(前玉から14mm時) 28.47mm
SP 絞り
IP 像面
Claims (6)
- 絞り開口を有する絞りと、
前記絞りよりも光軸方向における物体側および像側のうち一方の側に配置された第1レンズと、
前記絞りよりも前記物体側および前記像側のうち他方の側に配置された第2レンズとを有し、
ズーミングに際して、
前記絞りは、前記第1レンズおよび前記第2レンズに対して独立に光軸方向に移動し、
前記第1レンズと前記絞りは、広角状態において前記第1レンズの絞り側レンズ面が前記絞りから前記一方の側に離れて位置する第1の状態となり、望遠状態において前記第1レンズの前記絞り側レンズ面のうち少なくとも一部が前記絞り開口を通って前記絞りよりも前記他方の側に突出する第2の状態になり、
前記絞り開口を含み光軸に直交する面を絞り面とし、前記第1の状態における前記第1レンズの前記絞り側レンズ面の頂点と前記絞り面との光軸方向での距離をDW、前記第2の状態における前記頂点と前記絞り面との光軸方向での距離をDT、前記望遠状態での前記第1レンズと前記第2レンズとの光軸上での間隔をDDT、前記望遠状態での全系の焦点距離をfTとするとき、
−250.0<DW/DT<−1.0
0.0<DDT/fT<0.08
なる条件式を満足することを特徴とするレンズ装置。
ただし、DWおよびDTの符号は、光軸方向における前記一方の側から前記他方の側に向かう方向を正とする。 - 前記絞りは、前記絞り開口の径が変化する可変絞りであることを特徴とする請求項1に記載のレンズ装置。
- 前記第2の状態での前記絞り開口の径が前記第1の状態での前記絞り開口の径よりも小さいことを特徴とする請求項2に記載のレンズ装置。
- 前記第1の状態での前記絞り開口の径をφWとし、前記第2の状態での前記絞り開口の径をφTとするとき、
1.0<φW/φT<2.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項3に記載のレンズ装置。 - 前記第1レンズの絞り側レンズ面は、凸面であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のレンズ装置。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載のレンズ装置と、
該レンズ装置によって形成された光学像を光電変換する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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