JP5615127B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents
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Description
更に、第1レンズ群以外でフォーカシングを行う所謂リヤフォーカス方式のズームレンズが種々提案されている。例えば特許文献3では、正の屈折力の第1レンズ群、変倍用の負の屈折力の第2レンズ群、像面補正用の第3レンズ群、結像用の正の屈折力の第4レンズ群から構成され、第4レンズ群によりフォーカシングを行う方式が提案されている。
特許文献1において、広角端から望遠端にかけて変倍を行う際に、2つの変倍群を異なった軌跡で移動させることにより、ズーム中間ポジションにおける光学性能を良好に補正しているが、小型軽量化は達成されていなかった。また、従来のテレビカメラ用の4群ズームレンズにおいて、第1レンズ群の小型軽量化を達成しようとした場合、第1レンズ群の枚数を削減するか、屈折力を増大させる必要があるため、フォーカシングによる諸収差の変動を抑制することが困難となる。
特許文献3において、リヤフォーカス方式により第1レンズの小型軽量化が達成できる。しかしながら、放送用ズームレンズでは一般的に結像用の第4レンズ群の内部に焦点距離変換光学系が装脱可能な状態で配置されるため、焦点距離変換光学系装着時の望遠、物体距離至近側におけるフォーカシングによる繰り出し量が増大してしまう問題点があった。
fw×Z0.07 < fz < fw×Z0.5
4.0 < |f1/f2| < 7.0
1.1 < |f1/f3| < 2.0
0.9 < f1/f4 < 4.0
なる条件を満足することを特徴としている。
上述したように、本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、第1、2、3、4、5レンズ群を備えており、これらの第1、2、3、4、5レンズ群は、それぞれ正の屈折力、負の屈折力、負の屈折力、正の屈折力、正の屈折力を有している。ここで、第1、5レンズ群は、ズーミングのためには不動であり、第2、3、4レンズ群はズーミングに際して移動する。広角端(短焦点距離端)から望遠端(長焦点距離端)へのズーミングに際して第2レンズ群は像側へ移動し、第3、第4レンズ群は物体側に凸状の軌跡を描いて移動する。
本実施例のズームレンズは、レンズ群としては、上記の第1〜5レンズ群の5つのレンズ群のみを備えるズームレンズであるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、第2レンズ群と第3レンズ群との間に、ズーミングに際して移動する負(又は正)の屈折力のレンズ群が配置されていても構わない。また第1レンズ群と第2レンズ群との間や、第3レンズ群と第4レンズ群との間や、第4レンズ群と第5レンズ群との間に、別のレンズ群が配置されていても構わない。但し、本発明のズームレンズにおいて、最も物体側に配置されたレンズ群が第1レンズ群であり、例えば後述する実施例1から6に関しては、最も像側に配置されたレンズ群が第5レンズ群であり、本実施例の第2レンズ群は第1レンズ群と隣接していることが望ましい。また、これら実施例に関しては、第1レンズ群をフォーカスの際にインナーフォーカスに用い、第5レンズ群10移動させている。
図32は本発明の撮像装置の概略図である。この撮像装置は、被写体の像を結ぶ撮影光学系としてのズームレンズと、このズームレンズが結んだ被写体像を受光する撮像素子(CCD等の光電変換素子)とを備えている。勿論、この撮像装置が備えているズームレンズは、上記の実施例1から6及び後述する実施例7から13のいずれかのズームレンズである。この図32において、左方が物体側(前方、被写体側)で、右方が像側(後方、撮像素子側)である。図13のズームレンズの近軸屈折力配置の説明図において、矢印は広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。
なる条件を満足する。
fw×Z0.07 < fz < fw×Z0.5 ・・・(1)
0.03 < β2w/β2z/Z < 0.12 ・・・(2)
4.0 < |f1/f2| < 7.0 ・・・(3)
1.1 < |f1/f3| < 2.0 ・・・(4)
0.9 < f1/f4 < 4.0 ・・・(5)
なる条件のうち1以上を満足すると尚好ましい。条件式(2)は、第2レンズ群G2の広角端及び、ズームポジションfzにおける結像倍率を規定している。条件式(2)の上限を上回ると、ズームポジションfzにおける第2レンズ群G2の変倍の際の増倍分担値が増大するため、ズーミングに際しての第2レンズ群G2の移動量が増大する。これにより、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔が増大するため、第1レンズ群G1へ入射する軸外光線の入射高さが増大してしまう。条件式(2)の下限値を下回ると、第2レンズ群G2の変倍の際の増倍分担値が過剰に小さくなるため、第3レンズ群G3の増倍分担値を過剰に増大させる必要がある。これにより、ズーミングに際して第3レンズ群G3の急峻な移動が必要となり、球面収差、コマ収差等のズーミングに伴う変動が増大し、これらの収差の抑制が困難となる。
条件式(5)の下限を下回ると、第4レンズ群G4の屈折力が第1レンズ群G1の屈折力に対して相対的に弱くなり過ぎ、変倍に伴い生ずる像点変動の補正のための移動量が増大し、小型軽量化が困難となる。更に好ましくは条件式(2)乃至(5)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
4.20 < |f1/f2| < 6.80 ・・・(3a)
1.20 < |f1/f3| < 1.90 ・・・(4a)
1.1 < f1/f4 < 3.8 ・・・(5a)
以上、各実施例によれば、ズーミングに際しての第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の移動軌跡、及び各レンズ群のパワー配置等を適切に設定している。これによれば、良好な光学性能を達成しつつ、広画角、高ズーム比で且つ全系が小型軽量で高性能なズームレンズを得ることができる。
0.45 < fw/φ ・・・(6)
7 < Z ・・・(7)
なる条件を満足するのが良い。
条件式(7)の下限を下回ると、ズーム比が不足してくるので放送用のテレビカメラには不十分となる。更に好ましくは条件式(7)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
次に各実施例のレンズ構成の前述した以外の特徴について説明する。図1、図3、図5、図9、図11の実施例1乃至3、5、6において、第1レンズ群G1の内部の一部分のG1aは2又は3枚の正レンズより成る合焦用レンズ群である。合焦用レンズ群G1aは物体側へ繰り出すことにより無限遠物体から近距離物体である物体距離0.8mまでの合焦を行っている。
図7の実施例4において第5レンズ群G5の内部の一部分のG5aは合焦用レンズ群である。合焦用レンズ群G5aは物体側へ繰り出すことにより無限遠物体から近距離物体である物体距離0.8mまでの合焦を行っている。
図1、図3、図5、図7、図11の実施例1乃至4、6において絞りSPはズーミングに際して不動である。図9の実施例5において絞りSPはズーミングに際して第4レンズ群L4と一体的に移動する。
面番号 (i) r d nd νd 有効径
1 -210.024 2.30 1.72047 34.7 82.63
2 145.102 4.91 77.63
3 491.656 2.20 1.84666 23.8 77.24
4 236.100 8.88 1.43875 95.0 76.67
5 -196.805 0.40 76.63
6 152.079 11.02 1.43387 95.1 75.76
7 -147.909 6.94 75.65
8 136.777 7.72 1.59240 68.3 73.35
9 -441.404 0.15 73.09
10 62.631 6.49 1.72916 54.7 67.82
11 131.205 (可変) 67.13
12 72.053 1.00 1.88300 40.8 26.69
13 14.820 6.20 21.30
14 -45.643 6.88 1.80809 22.8 20.98
15 -12.496 0.75 1.88300 40.8 20.60
16 94.745 0.18 20.49
17 30.451 2.41 1.66680 33.0 20.72
18 82.062 (可変) 20.48
19 -38.647 0.75 1.75700 47.8 21.65
20 60.193 2.42 1.84649 23.9 22.99
21 -1560.081 (可変) 23.43
22 -172.490 3.22 1.64000 60.1 27.72
23 -44.456 0.15 28.38
24 84.388 3.66 1.51633 64.1 29.60
25 -130.776 (可変) 29.73
26(絞り) ∞ 2.00 29.78
27 63.114 6.26 1.51742 52.4 29.82
28 -38.329 1.00 1.83400 37.2 29.58
29 -187.721 36.00 29.64
30 -56.536 2.41 1.51633 64.1 26.08
31 -35.722 0.10 26.22
32 -503.242 0.80 1.80100 35.0 25.72
33 30.789 5.54 1.50127 56.5 25.72
34 -125.107 0.15 26.12
35 61.177 5.93 1.48749 70.2 26.53
36 -36.075 0.85 1.88300 40.8 26.48
37 -84.336 0.23 26.82
38 53.704 3.66 1.51633 64.1 26.78
39 -144.281 4.50 26.54
40 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
41 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
42 ∞ 40.00
各種データ
ズーム比 21.88
広角 中間 望遠
焦点距離 7.80 20.67 170.68
Fナンバー 1.80 1.80 2.63
画角 35.19 14.90 1.85
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 272.06 272.06 272.06
BF 7.01 7.01 7.01
d11 0.41 27.98 55.17
d18 61.23 18.97 11.88
d21 6.98 15.28 1.94
d25 2.17 8.56 1.79
入射瞳位置 48.98 120.60 765.75
射出瞳位置 1826.32 1826.32 1826.32
前側主点位置 56.82 141.51 952.44
後側主点位置 -0.79 -13.66 -163.67
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 71.50 51.01 33.46 1.92
2 12 -13.80 17.42 2.44 -9.45
3 19 -57.00 3.17 -0.09 -1.82
4 22 48.00 7.03 2.82 -1.69
5 26 52.87 115.63 54.40 -48.14
面番号(i) r d nd νd 有効径
1 -227.435 2.20 1.78470 26.3 76.01
2 138.218 6.29 71.77
3 148.718 12.89 1.43387 95.1 70.38
4 -103.869 6.68 70.46
5 184.340 5.02 1.43387 95.1 69.44
6 -1372.972 0.45 69.38
7 104.339 6.86 1.59240 68.3 68.77
8 3343.803 0.15 68.39
9 56.116 6.26 1.77250 49.6 63.51
10 112.801 (可変) 62.78
11 72.784 0.90 1.88300 40.8 23.10
12 13.639 5.39 18.60
13 -33.777 6.08 1.80809 22.8 18.23
14 -10.873 0.70 1.88300 40.8 17.89
15 117.634 0.20 17.85
16 31.031 2.19 1.66680 33.0 18.49
17 91.395 (可変) 18.63
18 -32.813 0.70 1.75700 47.8 21.35
19 64.159 2.38 1.84649 23.9 22.97
20 -683.326 (可変) 23.48
21 -145.606 3.26 1.63854 55.4 24.84
22 -35.516 0.15 25.58
23 102.061 3.39 1.51633 64.1 26.85
24 -91.407 (可変) 27.08
25(絞り) ∞ 1.80 27.30
26 44.586 5.88 1.51742 52.4 27.58
27 -42.605 0.90 1.83481 42.7 27.33
28 -308.506 32.40 27.26
29 -1696.626 0.80 1.80100 35.0 23.40
30 20.859 6.74 1.51823 58.9 23.14
31 -58.596 0.15 23.52
32 101.955 6.46 1.49700 81.5 23.67
33 -19.978 0.90 1.88300 40.8 23.61
34 -64.751 0.20 24.57
35 94.895 5.07 1.54814 45.8 24.93
36 -28.534 4.00 25.04
37 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
38 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
39 ∞ 40.00
各種データ
ズーム比 17.00
広角 中間 望遠
焦点距離 8.00 16.45 135.98
Fナンバー 1.80 1.80 2.20
画角 34.51 18.49 2.32
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 248.13 248.13 248.13
BF 7.61 7.61 7.61
d10 0.50 19.05 46.44
d17 52.27 22.17 6.52
d20 2.12 7.71 1.72
d24 1.97 7.93 2.18
入射瞳位置 45.96 88.99 545.25
射出瞳位置 346.42 346.42 346.42
前側主点位置 54.14 106.23 735.80
後側主点位置 -0.39 -8.83 -128.37
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 63.00 46.80 30.38 0.40
2 11 -12.00 15.47 2.15 -8.47
3 18 -49.00 3.08 -0.13 -1.82
4 21 41.00 6.80 2.91 -1.46
5 25 49.43 111.50 56.50 -48.83
面番号(i) r d nd νd 有効径
1 -194.969 2.30 1.75520 27.5 75.58
2 151.569 5.79 73.66
3 526.478 7.89 1.43875 95.0 74.00
4 -155.307 0.40 74.10
5 183.311 8.31 1.43387 95.1 73.57
6 -217.520 6.54 73.51
7 121.218 9.13 1.59240 68.3 71.68
8 -285.619 0.15 71.15
9 57.054 5.51 1.75500 52.3 62.19
10 103.207 (可変) 61.27
11 61.128 1.00 1.88300 40.8 26.06
12 13.805 6.23 20.63
13 -46.148 7.20 1.80809 22.8 20.32
14 -12.311 0.75 1.88300 40.8 19.92
15 91.239 0.18 19.87
16 28.434 2.36 1.66680 33.0 20.14
17 69.828 (可変) 19.90
18 -36.701 0.75 1.74320 49.3 20.28
19 61.864 2.50 1.84649 23.9 21.49
20 -13098.195 (可変) 22.02
21 161.505 4.17 1.71999 50.2 26.06
22 -41.459 (可変) 26.49
23(絞り) ∞ 1.50 26.66
24 68.204 2.93 1.53172 48.8 26.75
25 6294.210 0.15 26.55
26 68.581 6.18 1.48749 70.2 26.30
27 -32.653 1.00 1.88300 40.8 25.74
28 -2158.784 36.00 25.71
29 301.023 4.32 1.48749 70.2 25.23
30 -39.066 1.17 25.42
31 -109.789 1.00 1.83489 42.6 24.93
32 21.791 6.98 1.48749 70.2 24.94
33 -94.905 0.15 25.73
34 61.773 7.17 1.49700 81.5 26.72
35 -25.764 1.00 1.88300 40.8 26.93
36 -121.376 0.27 28.24
37 57.366 6.14 1.57501 41.5 29.50
38 -38.473 4.50 29.57
39 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
40 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
41 ∞ 40.00
各種データ
ズーム比 20.65
広角 中間 望遠
焦点距離 8.00 10.51 165.22
Fナンバー 1.90 1.90 2.73
画角 34.51 27.62 1.91
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 271.64 271.64 271.64
BF 8.25 8.25 8.25
d10 0.09 7.54 51.77
d17 56.33 38.02 7.62
d20 5.34 8.48 1.26
d22 3.81 11.53 4.91
入射瞳位置 46.19 58.66 677.16
射出瞳位置 156.40 156.40 156.40
前側主点位置 54.62 69.91 1026.64
後側主点位置 0.25 -2.26 -156.96
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 68.50 46.02 30.52 1.13
2 11 -13.30 17.71 2.45 -9.56
3 18 -54.00 3.25 -0.05 -1.82
4 21 46.00 4.17 1.94 -0.50
5 23 52.24 126.65 69.97 -49.76
面番号(i) r d nd νd 有効径
1 -236.060 2.30 0.00000 0.0 86.45
2 142.928 4.06 81.45
3 283.542 2.20 1.75520 27.5 81.48
4 156.534 12.97 1.43875 95.0 80.98
5 -144.961 0.15 80.95
6 199.773 8.70 1.43387 95.1 80.09
7 -232.422 0.15 80.08
8 107.546 10.63 1.59240 68.3 78.28
9 -350.605 0.15 77.86
10 59.885 7.43 1.77250 49.6 68.55
11 142.443 (可変) 67.88
12 52.733 1.00 1.88300 40.8 32.32
13 14.088 7.97 23.81
14 -68.272 8.38 1.80809 22.8 23.46
15 -13.273 0.75 1.88300 40.8 22.63
16 59.423 0.18 21.73
17 27.047 2.48 1.71736 29.5 21.91
18 60.961 (可変) 21.57
19 -28.974 0.75 1.75700 47.8 17.62
20 57.107 1.94 1.84649 23.9 18.73
21 -663.798 (可変) 19.11
22 -147.492 2.95 1.64000 60.1 23.50
23 -34.689 0.15 24.07
24 219.302 2.61 1.51633 64.1 24.77
25 -91.482 (可変) 24.96
26(絞り) ∞ 2.00 25.16
27 77.337 4.84 1.53172 48.8 25.35
28 -36.200 1.00 1.83400 37.2 25.23
29 -141.705 36.00 25.39
30 -38.908 1.71 1.54814 45.8 24.02
31 -34.787 0.40 24.31
32 -210.132 0.80 1.80100 35.0 24.10
33 31.924 5.67 1.50127 56.5 24.21
34 -59.445 0.15 24.89
35 80.956 5.50 1.48749 70.2 25.64
36 -32.606 0.85 1.88300 40.8 25.81
37 -73.476 0.17 26.39
38 53.019 4.61 1.48749 70.2 26.86
39 -53.330 4.00 26.77
40 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
41 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
42 ∞ 40.00
各種データ
ズーム比 19.54
広角 中間 望遠
焦点距離 7.00 18.66 136.75
Fナンバー 1.80 1.80 2.17
画角 38.16 16.43 2.30
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 262.60 262.60 262.60
BF 7.51 7.51 7.51
d11 0.40 24.63 47.01
d18 53.12 17.36 10.35
d21 8.06 13.02 1.68
d25 1.72 8.28 4.26
入射瞳位置 45.71 113.23 647.11
射出瞳位置 204.88 204.88 204.88
前側主点位置 52.96 133.65 878.61
後側主点位置 0.51 -11.15 -129.24
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 63.00 48.74 29.66 2.60
2 12 -14.00 20.76 3.20 -10.61
3 19 -43.00 2.69 -0.11 -1.59
4 22 45.00 5.72 2.62 -1.04
5 26 46.16 113.89 56.69 -43.82
面番号(i) r d nd νd 有効径
1 -755.347 2.30 1.72047 34.7 82.52
2 145.373 4.33 77.56
3 369.343 2.30 1.75520 27.5 76.94
4 118.563 10.40 1.43875 95.0 74.33
5 -276.990 0.40 73.62
6 131.718 8.84 1.43387 95.1 71.56
7 -255.375 6.75 71.31
8 155.085 6.73 1.59240 68.3 69.67
9 -423.339 0.15 69.43
10 59.560 7.03 1.75500 52.3 64.99
11 142.467 (可変) 64.19
12 119.523 1.00 1.88300 40.8 24.33
13 13.720 5.35 19.28
14 -50.166 6.48 1.84666 23.8 18.99
15 -11.379 0.75 1.88300 40.8 18.68
16 82.736 0.18 18.28
17 26.449 2.20 1.66680 33.0 18.38
18 66.763 (可変) 18.23
19 -28.997 0.75 1.74320 49.3 19.55
20 46.522 2.88 1.84649 23.9 21.19
21 -5964.013 (可変) 21.84
22(絞り) ∞ 1.00 26.41
23 2830.368 3.64 1.65844 50.9 27.19
24 -49.377 0.15 27.88
25 288.177 3.90 1.53172 48.8 28.72
26 -60.383 0.15 29.03
27 88.897 5.82 1.48749 70.2 29.07
28 -36.965 1.00 1.88300 40.8 28.90
29 -133.791 (可変) 29.21
30 45.023 5.93 1.48749 70.2 29.79
31 -81.516 0.72 29.57
32 687.959 1.00 1.88300 40.8 28.80
33 23.357 7.68 1.48749 70.2 27.72
34 -94.760 0.15 28.00
35 65.588 8.00 1.48749 70.2 28.15
36 -24.357 1.00 1.88300 40.8 27.93
37 -414.432 2.32 29.00
38 114.894 6.03 1.56732 42.8 30.19
39 -33.513 4.00 30.34
40 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
41 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
42 ∞ 40.00
各種データ
ズーム比 21.94
広角 中間 望遠
焦点距離 7.80 10.34 171.17
Fナンバー 1.80 1.80 2.67
画角 35.19 28.00 1.84
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 270.39 270.39 270.39
BF 8.03 8.03 8.03
d11 0.68 6.74 51.77
d18 52.45 34.45 6.58
d21 5.96 8.57 1.44
d29 35.74 45.07 35.05
入射瞳位置 48.99 58.75 643.97
射出瞳位置 205.02 123.55 215.92
前側主点位置 57.10 70.02 956.08
後側主点位置 0.23 -2.32 -163.14
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 69.00 49.24 31.21 -0.87
2 12 -13.00 15.96 1.67 -9.21
3 19 -43.00 3.63 -0.06 -2.04
4 22 39.00 15.66 3.79 -6.64
5 30 50.77 83.03 17.33 -41.92
面番号(i) r d nd νd 有効径
1 -19301.780 3.00 1.80610 40.9 98.26
2 202.516 0.88 98.11
3 194.296 13.71 1.43387 95.1 98.59
4 -243.941 10.21 98.83
5 188.011 7.81 1.43387 95.1 98.33
6 1582.239 0.20 98.01
7 157.477 7.02 1.43387 95.1 96.57
8 466.036 0.20 95.93
9 117.921 7.91 1.43387 95.1 93.07
10 304.547 (可変) 92.10
11 1604.466 1.00 1.88300 40.8 32.36
12 21.661 7.46 27.93
13 -51.352 0.90 1.81600 46.6 27.93
14 307.087 0.70 28.73
15 42.981 5.33 1.80809 22.8 30.47
16 -91.985 0.45 30.39
17 -256.169 1.10 1.81600 46.6 29.88
18 102.422 (可変) 29.46
19 -62.236 1.30 1.71700 47.9 29.08
20 69.568 2.69 1.84649 23.9 30.50
21 462.652 (可変) 30.81
22 1889.513 5.28 1.60738 56.8 39.08
23 -54.718 0.15 39.59
24 50.333 7.92 1.51823 58.9 40.34
25 -107.561 0.35 39.91
26 37.750 9.01 1.48749 70.2 35.95
27 -67.300 1.50 1.83400 37.2 34.29
28 48.501 (可変) 31.37
29(絞り) ∞ 1.00 25.70
30 704.545 3.50 1.48749 70.2 25.39
31 -45.672 1.50 1.88300 40.8 25.07
32 151.874 48.91 24.94
33 -101.801 5.47 1.51742 52.4 32.08
34 -38.679 0.15 32.96
35 537.796 1.20 1.77250 49.6 32.80
36 129.740 5.30 1.51742 52.4 32.70
37 -60.602 0.40 32.67
38 50.575 7.42 1.51742 52.4 31.01
39 -40.018 1.20 1.88300 40.8 30.13
40 81.560 0.15 29.20
41 31.270 5.90 1.48749 70.2 29.20
42 152.056 3.80 28.21
43 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
44 ∞ 13.20 1.51680 64.2 40.00
45 ∞ 40.00
各種データ
ズーム比 37.12
広角 中間 望遠
焦点距離 10.50 56.74 389.75
Fナンバー 2.00 2.00 4.00
画角 27.65 5.54 0.81
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 392.33 392.33 392.33
BF 9.84 9.84 9.84
d10 1.11 87.62 123.45
d18 128.18 21.70 9.43
d21 10.75 27.82 2.17
d28 14.29 17.19 19.28
入射瞳位置 68.70 458.96 3097.67
射出瞳位置 302.02 302.02 302.02
前側主点位置 79.58 526.72 4007.33
後側主点位置 -0.66 -46.90 -379.91
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 1 160.00 50.92 28.15 -9.50
2 11 -23.60 16.94 0.75 -12.27
3 19 -86.80 3.99 0.23 -1.97
4 22 43.00 24.21 -3.77 -16.30
5 29 46.41 132.10 54.50 -10.85
また、第3レンズ群の移動軌跡を規定することにより、第1レンズ群の有効径を縮小するための条件を規定している。
fw×Z0.07 < fz < fw×Z0.5 ・・・(1)
はじめに従来の4群ズームレンズについて図29を用いて説明する。図29は、従来の4群ズームレンズにおける光路図である。従来の4群ズームレンズにおいて、広角側で増倍操作を行うために、第2レンズ群を像側に大きく移動させなければならない。これにより第1レンズ群と第2レンズ群の間隔が増大するため、第1レンズ群の軸外光線の入射高さが増大する。上記理由により、第1レンズ群の軸外光線の入射高さは広角端から少し望遠側のズームポジションfMにおいて最も高くなり、第1レンズ群の径が決定される。
また、従来の4群ズームレンズにおいては、第3レンズ群の移動軌跡は像点補正のために一意に決定される。具体的には、第3レンズ群は物体側に凸を描くような軌跡で移動し、第2群の結像倍率が−1を通過するズームポジションfLにおいて最も物体側に移動する。
変倍群が3つの可動群で構成されている場合、第4レンズ群で像点補正を行う構成にすれば、第3レンズ群の移動軌跡は任意に設定することが可能となる。
上述した条件式(1)は第3レンズ群が最も物体側に移動するズームポジションにおける全系の焦点距離fzの範囲を規定するものである。fzを前記ズームポジションfM近傍に設定することにより、第1レンズ群の小型軽量化を達成することが可能となる。
条件式(1)の上限を上回ると、第1レンズ群の径の削減効果が減少し、小型軽量化を達成することが困難となる。
条件式(1)の下限を下回ると、第3レンズ群の広角側における急峻な移動により球面収差、コマ収差の変動が増大し、収差の抑制が困難となる。
0.04 < β2z/β2w/Z < 0.12 ・・・(2’)
条件式(2)の上限を上回ると、ズームポジションfzにおける第2レンズ群の増倍分担値が増大するため、第2レンズ群の移動量が増大する。これにより、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔が増大するため、第1レンズ群の軸外光線高さが増大してしまう。
条件式(2)の下限値を下回ると、第2レンズ群の増倍分担値が過剰に小さくなるため、第3レンズ群の増倍分担値を過剰に増大させる必要がある。これにより、第3レンズ群の急峻な移動が必要となり、球面収差、コマ収差の変動が増大し、収差の抑制が困難となる。
具体的には、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、第3レンズ群の焦点距離をf3、第4レンズ群の焦点距離をf4としたとき、上述した実施例と条件式と同様の条件式(3)〜(5)を満足する。
4.0 < |f1/f2| < 7.0 ・・・(3)
1.1 < |f1/f3| < 2.5 ・・・(4)
0.9 < |f1/f4| < 4.0 ・・・(5)
各レンズ群の屈折力は各レンズ群の焦点距離の逆数で定義される。
条件式(3)の下限を下回ると、第2レンズ群の屈折力が第1レンズ群の屈折力に対して相対的に弱くなり過ぎ、高倍率化を達成することが困難となる。
条件式(4)の上限を上回ると、第3レンズ群の屈折力が第1レンズ群の屈折力に対して相対的に強くなり過ぎ、球面収差、コマ収差の変動が増大し、補正が困難となる。
条件式(4)の下限を下回ると、第3レンズ群の屈折力が第1レンズ群の屈折力に対して相対的に弱くなり過ぎ、第3レンズ群のズームポジションfzにおける増倍分担値が減少してしまうため、第1レンズ群の径が増大してしまう。
条件式(5)の上限を上回ると、第4レンズ群の屈折力が第1レンズ群の屈折力に対して相対的に強くなり過ぎ、球面収差、コマ収差の変動が増大し、補正が困難となる。
条件式(5)の下限を下回ると、第4レンズ群の屈折力が第1レンズ群の屈折力に対して相対的に弱くなり過ぎ、像点補正のための移動量が増大し、小型軽量化を達成することが困難となる。
撮像素子の対角長をφとしたとき、上述した条件式と同様に、次の条件式(6)、(7)を満足する。
0.45 < fw/φ ・・・(6)
7 < Z ・・・(7)
条件式(6)の下限を下回ると、広角端における画角が過度に広くなり、第1レンズ
群の径は広角端において決定されてしまうため、本発明の効果が得られなくなる。
更に最適には、以下の実施形態に関しては、条件式(6)は以下の条件を満足することが好ましい。
0.63 < fw/φ < 1.10 ・・・(6a’)
条件式(7)の下限を下回ると、従来の構成であっても小型軽量化が達成することが
可能なため、本発明の効果が得られなくなる。
また、本発明では以上に述べたズームレンズを有する撮像装置も本発明に含まれることを規定している。
尚、数値実施例におけるrは曲率半径、dはレンズ厚またはレンズ間隔、ndは波長546nmにおける屈折率、νdはアッベ数、*は非球面を示す。非球面は次式で定義される。
但し、cは曲率(1/r)、yは光軸からの高さ、Kは円錐係数、A3、A4、A5、A6・・・は各次数の非球面係数である。
また、収差図中にて、軸上色収差図及び倍率色収差図中のe線、g線はそれぞれの波長546nm、436nmに対する収差である。ΔSはサジタル、ΔMはメリディオナルである。また、図中のFnoはFナンバー、ωは半画角(°)を示す。
本実施例の各条件式対応値を表2に示す。本数値実施例はいずれの条件式も満足しており、良好な光学性能を達成しつつ、広角端焦点距離8.0mm、ズーム比20.87倍の広角、高倍率でありながら小型軽量化を達成している。
面番号 r d nd vd 有効径
1 368.794 2.54 2.00069 25.46 72.72
2 90.833 4.88 70.63
3 100.134 11.23 1.49700 81.5 72.08
4 -240.899 3.34 71.99
5 97.198 8.19 1.60300 65.4 69.16
6 -1316.184 0.23 68.58
7 59.850 6.68 1.75500 52.3 61.88
8 154.022 (可変) 61.03
9* 804.875 0.95 1.88300 40.8 26.24
10 13.904 6.28 20.40
11 -38.917 6.12 1.80809 22.8 20.17
12 -12.570 0.71 1.88300 40.8 20.16
13 -112.709 0.17 20.67
14 29.756 2.05 1.66680 33.0 20.71
15 50.381 (可変) 20.37
16 -30.657 0.71 1.75700 47.8 18.44
17 48.100 2.58 1.84649 23.9 19.68
18 -17017.414 (可変) 20.23
19 -115.541 3.18 1.64000 60.1 25.15
20 -41.034 0.14 26.01
21 118.092 3.19 1.51633 64.1 27.18
22 -104.777 (可変) 27.43
23(絞り) ∞ 1.90 28.54
24 47.423 6.58 1.51742 52.4 29.03
25 -45.172 0.95 1.83400 37.2 28.75
26 -5163.262 36.00 28.76
27 252.852 4.35 1.53172 48.8 28.72
28 -51.705 0.15 28.64
29 188.076 0.76 1.83400 37.2 27.61
30 24.393 5.22 1.50127 56.5 26.46
31 400.804 0.15 26.57
32 35.434 13.95 1.48749 70.2 27.05
33 -27.854 0.80 1.88300 40.8 25.85
34 219.767 0.40 26.31
35 46.653 5.50 1.56732 42.8 26.92
36 -51.155 4.28 26.88
37 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
38 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
39 ∞ 40.00
像面 ∞
非球面データ
第9面
K =-7.30269e+004 A 4= 2.35118e-005 A 6=-1.36122e-007 A 8=-5.91701e-010 A10=-5.00012e-012 A12= 1.57249e-014
A 3= 1.11462e-005 A 5=-7.04812e-007 A 7= 1.01416e-008 A 9= 1.05593e-010 A11=-2.43833e-013
各種データ
ズーム比 20.87
広角 中間 望遠
焦点距離 8.00 14.77 166.98
Fナンバー 1.90 1.89 2.70
画角 34.51 20.42 1.89
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 269.38 269.38 269.38
BF 8.00 8.00 8.00
d 8 1.07 17.78 50.23
d15 54.39 24.79 6.75
d18 7.94 11.85 2.13
d22 7.62 16.60 11.91
入射瞳位置 43.04 82.74 817.70
射出瞳位置 1384.90 1384.90 1384.90
前側主点位置 51.08 97.68 1004.93
後側主点位置 0.00 -6.77 -158.98
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 69.00 37.09 21.63 -2.68
2 9 -13.79 16.27 0.80 -11.24
3 16 -43.88 3.30 -0.04 -1.84
4 19 51.19 6.52 3.06 -1.10
5 23 53.73 127.18 55.81 -58.20
図16において、G1は第1レンズ群としての正の屈折力のレンズ群である。G2は第2レンズ群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、光軸上を像面側へ移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行っている。G3は第3レンズ群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、広角端から望遠端にかけて、物体側に凸を描くような軌跡で移動する。G4は第4レンズ群としての負の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を非直線的に移動している。本発明の実施例では、像面変動を補正するレンズ群をG4としているが、G3を像面変動補正群とすることも可能である。また、G4をフォーカシングのために8.56mm像側に繰り出すことにより、望遠端においてG1頂点から物体距離0.9mまでの合焦が可能である。SPは絞り、G5は第5レンズ群としての結像作用を有する正の屈折力のリレ−群である。G5内の空気間隔には、焦点距離変換コンバータ等が装着されても良い。Pは色分解プリズムや光学フィルタ−等であり、同図ではガラスブロックとして示している。Iは撮像面である。
本実施例の各条件式対応値を表2に示す。本数値実施例はいずれの条件式も満足しており、良好な光学性能を達成しつつ、広角端焦点距離9.0mm、ズーム比18.30倍の広角、高倍率でありながら小型軽量化を達成している。
面番号 r d nd vd 有効径
1 239.363 2.20 1.75520 27.5 64.57
2 69.351 9.58 1.48749 70.2 62.30
3 -602.651 0.15 62.17
4 72.682 7.26 1.60300 65.4 61.79
5 480.378 0.15 61.34
6 67.458 4.92 1.77250 49.5 58.62
7 143.393 (可変) 57.84
8 152.912 0.75 2.00069 25.5 23.70
9 14.726 5.69 19.68
10 -53.114 4.84 1.92286 18.9 19.34
11 -15.744 0.70 1.88300 40.8 19.38
12 75.034 0.45 19.27
13 29.992 2.37 1.80809 22.8 19.55
14 88.684 (可変) 19.29
15 -31.536 0.75 1.80440 39.6 19.05
16 65.500 2.39 1.92286 18.9 20.29
17 -1479.230 (可変) 20.86
18 372.243 4.34 1.50127 56.5 25.63
19 -35.011 0.15 26.31
20 326.759 2.94 1.51633 64.1 27.08
21 -120.463 (可変) 27.35
22(絞り) ∞ 1.50 28.38
23 72.445 7.23 1.50127 56.5 28.66
24 -31.096 1.10 1.83400 37.2 28.49
25 -99.101 35.57 28.94
26 97.678 4.97 1.51633 64.1 28.48
27 -53.578 4.86 28.26
28 -249.970 1.20 1.83400 37.2 25.21
29 21.347 6.48 1.56732 42.8 24.78
30 -194.066 0.50 25.11
31 75.579 6.53 1.51633 64.1 25.45
32 -25.110 1.20 1.83400 37.2 25.43
33 959.411 0.30 26.37
34 49.106 5.58 1.57501 41.5 27.19
35 -42.099 5.00 27.23
36 ∞ 30.00 1.60342 38.0 40.00
37 ∞ 16.20 1.51633 64.2 40.00
38 ∞ 40.00
像面 ∞
各種データ
ズーム比 18.30
広角 中間 望遠
焦点距離 9.00 17.84 164.70
Fナンバー 1.87 1.86 2.64
画角 31.43 17.13 1.91
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 254.98 254.98 254.98
BF 7.00 7.00 7.00
d 7 1.02 20.37 51.39
d14 52.53 23.62 5.95
d17 6.36 10.40 2.44
d21 10.22 15.74 10.36
入射瞳位置 36.54 89.78 798.05
射出瞳位置 419.15 419.15 419.15
前側主点位置 45.74 108.40 1028.56
後側主点位置 -2.00 -10.84 -157.70
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 75.00 24.26 8.55 -6.67
2 8 -14.09 14.80 0.72 -10.01
3 15 -43.34 3.14 -0.08 -1.73
4 18 46.77 7.43 3.15 -1.85
5 22 54.07 128.22 60.98 -57.96
図18において、G1は第1レンズ群としての正の屈折力のレンズ群である。G2は第2レンズ群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、光軸上を像面側へ移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行っている。G3は第3レンズ群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、広角端から望遠端にかけて、物体側に凸を描くような軌跡で移動する。G4は第4レンズ群としての負の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を非直線的に移動している。本発明の実施例では、像面変動を補正するレンズ群をG4としているが、G3を像面変動補正群とすることも可能である。また、G4をフォーカシングのために10.12mm像側に繰り出すことにより、望遠端においてG1頂点から物体距離0.8mまでの合焦が可能である。SPは絞り、G5は第5レンズ群としての結像作用を有する正の屈折力のリレ−群である。G5内の空気間隔には、焦点距離変換コンバータ等が装着されても良い。Pは色分解プリズムや光学フィルタ−等であり、同図ではガラスブロックとして示している。Iは撮像面である。
本実施例の各条件式対応値を表2に示す。本数値実施例はいずれの条件式も満足しており、良好な光学性能を達成しつつ、広角端焦点距離7.8mm、ズーム比21.71倍の広角、高倍率でありながら小型軽量化を達成している。
面番号 r d nd vd 有効径
1 -264.864 2.30 1.72047 34.7 79.72
2 154.672 4.15 78.46
3 376.534 2.20 1.84666 23.8 78.66
4 198.226 9.93 1.43875 94.9 78.64
5 -191.683 0.40 78.86
6 175.631 8.85 1.43387 95.1 79.45
7 -274.451 0.48 79.56
8 118.633 10.40 1.59240 68.3 79.38
9 -358.134 0.15 79.00
10 60.146 7.15 1.72916 54.7 70.80
11 115.839 (可変) 69.85
12 66.475 1.00 1.88300 40.8 29.32
13 14.865 7.25 22.80
14 -52.846 7.26 1.80809 22.8 22.27
15 -13.333 0.75 1.88300 40.8 21.78
16 88.035 0.18 21.43
17 29.180 2.35 1.66680 33.0 21.64
18 61.230 (可変) 21.34
19 -38.685 0.75 1.75700 47.8 20.34
20 78.410 2.05 1.84649 23.9 21.39
21 -963.952 (可変) 21.80
22 -145.703 3.00 1.64000 60.1 26.12
23 -43.281 0.15 26.77
24 99.795 3.46 1.51633 64.1 27.78
25 -99.576 (可変) 27.94
26(絞り) ∞ 2.00 28.15
27 65.397 5.50 1.51742 52.4 28.19
28 -39.725 1.00 1.83400 37.2 27.99
29 -235.590 36.00 28.04
30 -39.576 2.38 1.51633 64.1 25.61
31 -34.024 0.81 25.97
32 295.462 0.80 1.80100 35.0 25.43
33 33.171 5.33 1.50127 56.5 25.08
34 -92.205 0.15 25.12
35 79.874 4.91 1.48749 70.2 25.00
36 -41.371 0.85 1.88300 40.8 24.98
37 -116.183 0.29 25.23
38 60.283 3.66 1.51633 64.1 25.32
39 -86.753 4.50 25.16
40 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
41 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
42 ∞ 40.00
像面 ∞
各種データ
ズーム比 21.71
広角 中間 望遠
焦点距離 7.80 16.41 169.34
Fナンバー 1.80 1.79 2.41
画角 35.19 18.53 1.86
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 275.49 275.49 275.49
BF 6.99 6.99 6.99
d11 0.47 21.39 53.06
d18 59.96 24.28 12.05
d21 7.45 14.28 1.44
d25 12.04 19.98 13.36
入射瞳位置 47.88 100.45 934.51
射出瞳位置 642.41 642.41 642.41
前側主点位置 55.78 117.28 1148.99
後側主点位置 -0.81 -9.42 -162.35
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 72.50 46.01 26.97 -0.89
2 12 -13.80 18.79 2.91 -9.84
3 19 -57.00 2.80 -0.11 -1.64
4 22 48.00 6.61 2.83 -1.42
5 26 50.33 114.38 54.31 -45.19
図20において、G1は第1レンズ群としての正の屈折力のレンズ群である。G2は第2レンズ群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、光軸上を像面側へ移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行っている。G3は第3レンズ群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、広角端から望遠端にかけて、物体側に凸を描くような軌跡で移動する。G4は第4レンズ群としての負の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を非直線的に移動している。本発明の実施例では、像面変動を補正するレンズ群をG4としているが、G3を像面変動補正群とすることも可能である。また、G4をフォーカシングのために9.61mm像側に繰り出すことにより、望遠端においてG1頂点から物体距離0.8mまでの合焦が可能である。SPは絞り、G5は第5レンズ群としての結像作用を有する正の屈折力のリレ−群である。Pは色分解プリズムや光学フィルタ−等であり、同図ではガラスブロックとして示している。Iは撮像面である。
本実施例の各条件式対応値を表2に示す。本数値実施例はいずれの条件式も満足しており、良好な光学性能を達成しつつ、広角端焦点距離7.8mm、ズーム比21.87倍の広角、高倍率でありながら小型軽量化を達成している。
面番号 r d nd vd 有効径
1 -680.431 2.00 1.72047 34.7 77.16
2 129.165 2.73 73.41
3 181.676 2.00 1.75520 27.5 73.37
4 100.762 11.09 1.43875 94.9 72.47
5 -281.572 0.40 72.39
6 155.990 5.67 1.43387 95.1 71.55
7 -5232.758 0.53 71.49
8 106.900 9.86 1.59240 68.3 71.66
9 -277.870 0.15 71.32
10 56.125 6.34 1.75500 52.3 64.16
11 107.372 (可変) 63.23
12 72.356 1.00 1.88300 40.8 29.23
13 14.917 8.29 22.52
14 -43.730 6.76 1.80809 22.8 20.87
15 -12.427 0.75 1.88300 40.8 20.32
16 98.780 0.18 19.85
17 30.907 2.17 1.66680 33.0 19.91
18 72.268 (可変) 19.61
19 -28.934 0.75 1.74320 49.3 18.90
20 49.837 2.49 1.84649 23.9 20.36
21 -2461.973 (可変) 20.89
22 -343.561 3.41 1.65844 50.9 25.43
23 -41.308 0.15 26.12
24 -141.322 2.03 1.53172 48.8 26.63
25 -78.049 0.15 27.03
26 77.330 6.02 1.48749 70.2 27.62
27 -31.695 1.00 1.88300 40.8 27.67
28 -58.222 (可変) 28.21
29(絞り) ∞ 36.00 27.99
30 44.519 5.42 1.48749 70.2 27.41
31 -74.737 1.31 26.96
32 -162.457 1.00 1.88300 40.8 26.12
33 25.040 8.65 1.48749 70.2 25.72
34 -76.098 0.15 26.61
35 74.840 6.72 1.48749 70.2 27.04
36 -27.347 1.00 1.88300 40.8 27.02
37 -195.243 0.29 27.94
38 66.614 5.87 1.56732 42.8 28.64
39 -40.862 4.00 28.69
40 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
41 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
42 ∞ 40.00
像面 ∞
各種データ
ズーム比 21.87
広角 中間 望遠
焦点距離 7.80 11.26 170.58
Fナンバー 1.80 1.80 2.61
画角 35.19 26.03 1.85
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 268.03 268.03 268.03
BF 8.01 8.01 8.01
d11 0.61 9.17 48.80
d18 53.24 33.06 5.85
d21 6.32 9.16 1.44
d28 7.30 16.09 11.40
入射瞳位置 46.29 63.98 893.43
射出瞳位置 653.50 653.50 653.50
前側主点位置 54.19 75.44 1109.09
後側主点位置 0.21 -3.26 -162.58
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 69.00 40.77 22.91 -2.53
2 12 -13.00 19.15 3.13 -10.16
3 19 -43.00 3.24 -0.07 -1.84
4 22 39.00 12.76 3.87 -4.50
5 29 48.86 116.62 52.57 -39.35
図22において、G1は第1レンズ群としての正の屈折力のレンズ群である。G2は第2レンズ群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、光軸上を像面側へ移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行っている。G3は第3レンズ群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、広角端から望遠端にかけて、物体側に凸を描くような軌跡で移動する。G4は第4レンズ群としての負の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を非直線的に移動している。本発明の実施例では、像面変動を補正するレンズ群をG4としているが、G3を像面変動補正群とすることも可能である。また、G4をフォーカシングのために7.89mm像側に繰り出すことにより、望遠端においてG1頂点から物体距離0.6mまでの合焦が可能である。SPは絞り、G5は第5レンズ群としての結像作用を有する正の屈折力のリレ−群である。G5内の空気間隔には、焦点距離変換コンバータ等が装着されても良い。Pは色分解プリズムや光学フィルタ−等であり、同図ではガラスブロックとして示している。Iは撮像面である。
本実施例の各条件式対応値を表2に示す。本数値実施例はいずれの条件式も満足しており、良好な光学性能を達成しつつ、広角端焦点距離8.0mm、ズーム比17.00倍の広角、高倍率でありながら小型軽量化を達成している。
面番号 r d nd vd 有効径
1 -229.715 2.20 1.78470 26.3 70.35
2 143.018 5.84 69.72
3 336.057 8.24 1.43387 95.1 70.68
4 -162.654 0.40 71.00
5 178.667 7.47 1.43387 95.1 70.96
6 -243.453 0.58 70.79
7 103.048 9.34 1.59240 68.3 70.19
8 -339.325 0.15 69.85
9 52.817 6.18 1.77250 49.6 63.10
10 93.780 (可変) 62.16
11 57.472 0.90 1.88300 40.8 25.25
12 13.431 6.43 19.92
13 -38.436 6.18 1.80809 22.8 19.31
14 -11.763 0.70 1.88300 40.8 18.90
15 91.120 0.20 18.69
16 29.050 2.13 1.66680 33.0 18.84
17 65.469 (可変) 18.59
18 -34.154 0.70 1.75700 47.8 20.90
19 60.542 2.31 1.84649 23.9 22.36
20 -2958.315 (可変) 22.85
21 -170.120 3.20 1.63854 55.4 24.80
22 -37.553 0.15 25.51
23 83.755 3.42 1.51633 64.1 26.77
24 -105.150 (可変) 26.95
25(絞り) ∞ 1.80 27.53
26 47.805 6.42 1.51742 52.4 27.73
27 -42.424 0.90 1.83481 42.7 27.37
28 -344.048 32.40 27.31
29 295.423 0.80 1.80100 35.0 23.84
30 21.068 6.87 1.51823 58.9 23.45
31 -59.875 0.15 23.75
32 113.087 6.24 1.49700 81.5 23.77
33 -21.414 0.90 1.88300 40.8 23.63
34 -82.994 0.86 24.40
35 84.592 5.00 1.54814 45.8 24.78
36 -29.969 4.00 24.76
37 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
38 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
39 ∞ 40.00
像面 ∞
各種データ
ズーム比 17.00
広角 中間 望遠
焦点距離 8.00 18.57 135.98
Fナンバー 1.80 1.80 2.16
画角 34.51 16.50 2.32
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 252.20 252.20 252.20
BF 7.57 7.57 7.57
d10 0.63 21.21 45.11
d17 52.83 19.67 8.78
d20 3.03 9.21 1.81
d24 8.87 15.28 9.65
入射瞳位置 42.88 99.29 642.12
射出瞳位置 368.37 368.37 368.37
前側主点位置 51.06 118.82 829.35
後側主点位置 -0.43 -11.00 -128.41
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 63.00 40.40 24.39 -0.60
2 11 -12.00 16.54 2.70 -8.62
3 18 -49.00 3.01 -0.05 -1.70
4 21 41.00 6.78 2.76 -1.60
5 25 49.59 112.54 56.30 -47.65
図24において、G1は第1レンズ群としての正の屈折力のレンズ群である。G2は第2レンズ群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、光軸上を像面側へ移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行っている。G3は第3レンズ群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、広角端から望遠端にかけて、物体側に凸を描くような軌跡で移動する。G4は第4レンズ群としての負の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を非直線的に移動している。本発明の実施例では、像面変動を補正するレンズ群をG4としているが、G3を像面変動補正群とすることも可能である。また、G4をフォーカシングのために9.26mm像側に繰り出すことにより、望遠端においてG1頂点から物体距離0.8mまでの合焦が可能である。SPは絞り、G5は第5レンズ群としての結像作用を有する正の屈折力のリレ−群である。G5内の空気間隔には、焦点距離変換コンバータ等が装着されても良い。Pは色分解プリズムや光学フィルタ−等であり、同図ではガラスブロックとして示している。Iは撮像面である。
本実施例の各条件式対応値を表2に示す。本数値実施例はいずれの条件式も満足しており、良好な光学性能を達成しつつ、広角端焦点距離8.0mm、ズーム比15.92倍の広角、高倍率でありながら小型化を達成している。
面番号 r d nd vd 有効径
1 -163.326 2.30 1.75520 27.5 88.96
2 135.188 8.10 83.26
3 354.309 11.41 1.43875 94.9 82.37
4 -133.684 0.40 81.86
5 253.110 8.80 1.43387 95.1 79.07
6 -193.587 10.02 78.85
7 118.587 10.94 1.59240 68.3 74.94
8 -228.593 0.15 74.57
9 54.147 6.27 1.75500 52.3 66.47
10 91.651 (可変) 65.47
11 48.328 1.00 1.88300 40.8 30.88
12 14.954 8.78 24.09
13 -60.438 7.62 1.80809 22.8 22.92
14 -13.587 0.75 1.88300 40.8 22.36
15 70.376 0.18 21.87
16 27.454 2.37 1.66680 33.0 22.13
17 53.130 (可変) 21.83
18 -48.773 0.75 1.74320 49.3 19.32
19 41.859 2.50 1.84649 23.9 20.13
20 150.750 (可変) 20.51
21 101.812 4.01 1.77250 49.6 27.98
22 -84.362 (可変) 28.34
23(絞り) ∞ 1.50 29.55
24 76.376 3.97 1.53172 48.8 29.78
25 -184.227 0.40 29.62
26 137.843 6.39 1.48749 70.2 29.22
27 -33.920 1.00 1.88300 40.8 28.69
28 -179.819 36.00 28.80
29 -776.735 4.19 1.48749 70.2 25.68
30 -37.380 4.83 25.58
31 -88.291 1.00 1.83489 42.6 22.83
32 20.098 8.24 1.48749 70.2 22.93
33 -61.065 0.15 24.25
34 51.078 6.50 1.49700 81.5 25.35
35 -29.677 1.00 1.88300 40.8 25.49
36 -51610.863 0.29 26.44
37 43.139 6.10 1.57501 41.5 27.65
38 -40.441 4.50 27.70
39 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
40 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
41 ∞ 40.00
像面 ∞
各種データ
ズーム比 15.92
広角 中間 望遠
焦点距離 8.00 10.25 127.35
Fナンバー 1.90 1.89 2.05
画角 34.51 28.23 2.47
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 307.66 307.66 307.66
BF 7.00 7.00 7.00
d10 0.56 6.73 46.73
d17 54.09 35.20 7.88
d20 13.45 16.34 8.51
d22 13.95 23.78 18.93
入射瞳位置 54.80 65.32 640.65
射出瞳位置 184.23 184.23 184.23
前側主点位置 63.16 76.15 859.51
後側主点位置 -1.00 -3.25 -120.36
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 63.50 58.39 38.58 3.90
2 11 -14.50 20.70 3.84 -10.16
3 18 -54.00 3.25 0.48 -1.28
4 21 60.00 4.01 1.24 -1.03
5 23 59.08 132.26 77.54 -63.94
図26において、G1は第1レンズ群としての正の屈折力のレンズ群である。G2は第2レンズ群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、光軸上を像面側へ移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行っている。G3は第3レンズ群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、広角端から望遠端にかけて、物体側に凸を描くような軌跡で移動する。G4は第4レンズ群としての負の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を非直線的に移動している。本発明の実施例では、像面変動を補正するレンズ群をG4としているが、G3を像面変動補正群とすることも可能である。また、G4をフォーカシングのために21.26mm像側に繰り出すことにより、望遠端においてG1頂点から物体距離2.8mまでの合焦が可能である。SPは絞り、G5は第5レンズ群としての結像作用を有する正の屈折力のリレ−群である。G5内の空気間隔には、焦点距離変換コンバータ等が装着されても良い。Pは色分解プリズムや光学フィルタ−等であり、同図ではガラスブロックとして示している。Iは撮像面である。
本実施例の各条件式対応値を表2に示す。本数値実施例はいずれの条件式も満足しており、良好な光学性能を達成しつつ、広角端焦点距離10.5mm、ズーム比36.97倍の広角、高倍率でありながら小型化を達成している。
面番号 r d nd vd 有効径
1 2652.061 3.00 1.80610 40.9 107.88
2 204.831 1.05 107.49
3 197.497 15.28 1.43387 95.1 108.03
4 -271.180 1.25 108.22
5 208.026 10.98 1.43387 95.1 107.45
6 -761.727 0.20 107.04
7 131.175 8.25 1.43387 95.1 102.62
8 313.243 0.20 101.64
9 102.231 4.95 1.43387 95.1 96.90
10 131.368 (可変) 95.64
11 192.381 1.50 1.88300 40.8 36.84
12 21.509 9.38 30.73
13 -49.445 1.50 1.81600 46.6 30.74
14 -305.945 0.70 31.77
15 39.516 6.67 1.80809 22.8 34.00
16 -435.042 0.41 33.51
17 248.900 1.50 1.81600 46.6 32.96
18 60.878 (可変) 32.06
19 -51.193 1.30 1.71700 47.9 27.19
20 51.947 2.99 1.84649 23.9 28.84
21 344.246 (可変) 29.15
22 322.535 5.17 1.60738 56.8 37.64
23 -71.155 0.15 38.27
24 59.010 7.81 1.51823 58.9 39.32
25 -79.696 0.35 39.05
26 46.164 9.05 1.48749 70.2 35.93
27 -51.986 1.50 1.83400 37.2 34.44
28 72.123 (可変) 32.42
29(絞り) ∞ 2.00 27.13
30 133.530 4.73 1.48749 70.2 26.59
31 -55.172 1.50 1.88300 40.8 26.08
32 126.627 42.46 25.87
33 -302.336 5.00 1.51742 52.4 29.64
34 -38.361 0.15 30.11
35 537.796 1.50 1.77250 49.6 29.67
36 110.000 4.92 1.51742 52.4 29.46
37 -98.222 0.40 29.27
38 71.291 7.55 1.51742 52.4 28.50
39 -34.196 1.50 1.88300 40.8 27.49
40 174.577 0.14 27.15
41 28.850 5.44 1.48749 70.2 27.18
42 95.804 3.80 26.19
43 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
44 ∞ 13.20 1.51680 64.2 40.00
45 ∞ 40.00
像面 ∞
各種データ
ズーム比 36.97
広角 中間 望遠
焦点距離 10.50 63.13 388.15
Fナンバー 2.00 2.00 3.67
画角 27.65 4.98 0.81
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 395.01 395.01 395.01
BF 10.01 10.01 10.01
d10 1.19 92.71 128.70
d18 132.74 20.96 7.58
d21 11.13 23.55 1.41
d28 17.52 25.37 24.89
入射瞳位置 67.51 512.81 3317.14
射出瞳位置 1245.21 1245.21 1245.21
前側主点位置 78.10 579.17 3827.27
後側主点位置 -0.49 -53.13 -378.15
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 1 170.00 45.16 19.74 -11.48
2 11 -26.00 21.66 1.69 -14.13
3 19 -71.33 4.29 0.28 -2.08
4 22 44.98 24.02 -2.39 -15.65
5 29 52.33 127.28 54.59 -21.26
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
図30において、G1は第1レンズ群としての正の屈折力のレンズ群である。G2は第2レンズ群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、光軸上を像面側へ移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行っている。G3は第3レンズ群としての変倍用の負の屈折力のバリエータであり、広角端から望遠端にかけて、物体側に凸を描くような軌跡で移動する。G3をフォーカシングのために9.00mm物体側に繰り出すことにより、望遠端においてG1頂点から物体距離0.9mまでの合焦が可能である。G4は第4レンズ群としての負の屈折力のコンペンセータであり、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を非直線的に移動している。本発明の実施例では、像面変動を補正するレンズ群をG4としているが、G3を像面変動補正群とすることも可能である。SPは絞り、G5は第5レンズ群としての結像作用を有する正の屈折力のリレ−群である。G5内の空気間隔には、焦点距離変換コンバータ等が装着されても良い。Pは色分解プリズムや光学フィルタ−等であり、同図ではガラスブロックとして示している。Iは撮像面である。
本実施例の各条件式対応値を表1に示す。本数値実施例はいずれの条件式も満足しており、良好な光学性能を達成しつつ、広角端焦点距離9.0mm、ズーム比18.29倍の広角、高倍率でありながら小型軽量化を達成している。
面番号 r d nd vd 有効径
1 190.674 2.20 1.75520 27.5 65.25
2 64.774 9.77 1.48749 70.2 63.24
3 -2417.259 0.15 63.09
4 71.217 7.35 1.60300 65.4 61.75
5 464.468 0.15 61.13
6 68.095 4.76 1.77250 49.5 57.43
7 146.890 (可変) 56.56
8 157.701 0.75 2.00069 25.5 24.01
9 14.804 5.71 19.90
10 -60.456 5.08 1.92286 18.9 19.56
11 -15.421 0.70 1.88300 40.8 19.56
12 81.232 0.45 19.36
13 27.799 2.13 1.80809 22.8 19.59
14 55.276 (可変) 19.28
15 -35.869 0.75 1.80440 39.6 20.67
16 64.317 2.11 1.92286 18.9 21.97
17 1316.972 (可変) 22.39
18 195.143 4.63 1.50127 56.5 27.04
19 -36.878 0.15 27.66
20 326.759 2.94 1.51633 64.1 28.36
21 -116.061 (可変) 28.57
22(絞り) ∞ 1.50 28.81
23 80.346 7.26 1.50127 56.5 28.95
24 -30.615 1.10 1.83400 37.2 28.74
25 -101.563 35.57 29.18
26 138.944 4.71 1.51633 64.1 28.37
27 -51.158 4.66 28.20
28 -583.779 1.20 1.83400 37.2 25.59
29 20.779 6.51 1.56732 42.8 25.06
30 -410.757 0.50 25.38
31 65.013 6.91 1.51633 64.1 25.77
32 -24.675 1.20 1.83400 37.2 25.76
33 590.781 0.27 26.76
34 49.389 5.83 1.57501 41.5 27.63
35 -40.365 5.00 27.68
36 ∞ 30.00 1.60342 38.0 36.00
37 ∞ 16.20 1.51633 64.2 36.00
38 ∞ 36.00
像面 ∞
各種データ
ズーム比 18.29
広角 中間 望遠
焦点距離 9.00 18.23 164.58
Fナンバー 1.86 1.86 2.69
画角 31.43 16.79 1.91
像高 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 255.11 255.11 255.11
BF 7.00 7.00 7.00
d 7 1.01 20.49 51.06
d14 58.93 26.54 14.72
d17 5.97 10.75 2.31
d21 3.99 12.12 1.81
d38 7.00 7.00 7.00
入射瞳位置 37.03 91.74 826.41
射出瞳位置 427.60 427.60 427.60
前側主点位置 46.23 110.76 1055.39
後側主点位置 -2.00 -11.23 -157.58
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 75.00 24.38 8.45 -6.92
2 8 -13.86 14.82 0.93 -9.60
3 15 -46.88 2.86 0.01 -1.49
4 18 45.54 7.72 3.18 -2.03
5 22 54.31 128.42 61.21 -54.28
図32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)の要部概略図である。図32において101は実施例1〜13のいずれか1つ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に対して着脱可能になっている。125はカメラ124にズームレンズ101を装着することにより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G1、変倍部LZ、結像用の第5レンズ群G5を有している。第1レンズ群G1は合焦用レンズ群が含まれている。変倍部LZは変倍の為に光軸上を移動する第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3と、変倍に伴う像面変動を補正する為に光軸上を移動する第4レンズ群G4が含まれている。SPは開口絞りである。第5レンズ群G5は光路中より挿抜可能なレンズユニット(変倍光学系)IEを有している。レンズユニットIEはズームレンズ101の全系の焦点距離範囲を変移している。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
SP 絞り
G5 第5レンズ群
P ガラスブロック
I 撮像面
Claims (9)
- ズームレンズは物体側から像側へ順に、ズーミングのためには不動の正の屈折力の第1レンズ群、ズーミングに際し移動する負の屈折力の第2レンズ群、ズーミングに際し移動する負の屈折力の第3レンズ群、ズーミングに際し移動する正の屈折力の第4レンズ群、ズーミングのためには不動の正の屈折力の第5レンズ群から構成されるズームレンズにおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第2レンズ群は像側に移動し、前記第3レンズ群は物体側に凸状の軌跡を描くように移動し、広角端における全系の焦点距離をfw、ズーム比をZ、前記第3レンズ群が最も物体側に位置するズームポジションでの全系の焦点距離をfz、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3レンズ群の焦点距離をf3とするとき、
fw×Z0.07 < fz < fw×Z0.5
4.0 < |f1/f2| < 7.0
1.1 < |f1/f3| < 2.0
0.9 < f1/f4 < 4.0
なる条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 4.20 < |f1/f2| < 7.0
なる条件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。 - 前記第2レンズ群の広角端における結像倍率をβ2w、焦点距離fzのズーム位置における前記第2レンズ群の結像倍率をβ2zとするとき、
0.03 < β2w/β2z/Z < 0.12
なる条件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。 - 広角端から望遠端へのズーミングに際し、前記第4レンズ群は物体側へ凸状の軌跡を描いて移動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。
- 前記第1レンズ群の一部のレンズ群を物体側へ移動させて無限遠物体から近距離物体へのフォーカスを行う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。
- 前記第5レンズ群の一部のレンズ群を物体側へ移動させて無限遠物体から近距離物体へのフォーカスを行う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。
- 前記第4レンズ群が物体距離無限遠から至近に掛けて物体側から像側に繰り出すようにフォーカスを行う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。
- 請求項1乃至7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した像を受光する固体撮像素子と、を有していることを特徴とする撮像装置。
- 前記固体撮像素子のイメージサイズの対角長をφとするとき、
0.45 < fw/φ
7 < Z
なる条件を満足することを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。
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