JP6282043B2 - 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

本発明は、テレビカメラやビデオカメラ及び写真用カメラ、デジタルカメラに好適なズームレンズに関し、広角、高倍率且つ小型軽量なズームレンズに関するものである。
従来のテレビカメラ用のズームレンズにおいて、広角、高倍率化、小型軽量化が比較的容易であることから、4群ズームレンズが多く用いられている。この4群ズームレンズは物体側から順に、変倍のためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力の第2レンズ群、変倍に際して変動する像面を補正するための第3レンズ群、そして結像用の正の屈折力の第4レンズ群から構成されている。
近年、バリエータとコンペンセータの機能を持つ変倍群を3つ以上の可動群で構成したテレビカメラ用のズームレンズが提案されている。
例えば、特許文献1、2では、正の屈折力の第1レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、そして結像用の正の屈折力の第5レンズ群から構成されたズームレンズが提案されている。
特許第2621247号公報 特開2011-107693号公報
従来のテレビカメラ用の4群ズームレンズにおいて、更なる広角、高倍率と小型軽量化の両立を達成しようとした場合、各群の屈折力を増大させる必要があり、諸収差の変動が増大してしまうという問題点が発生する。
特許文献1及び2においては、広角端から望遠端にかけて変倍を行う際に、3つの変倍群を異なった軌跡で移動させている。しかしながら、特許文献1では、ズーム倍率が5〜6倍程度と低倍率ながら前玉枚数が多く小型軽量化が達成されていなかった。特許文献2では、ズーム中間より広角側(fw×Z0.07〜fw×Z0.5)において負の屈折力の第3レンズ群が最も物体側に位置する軌跡を有していた。
発明の目的は、例えば、広角、高倍率と小型軽量、高性能を両立したズームレンズを提供することである。
上記目的を達成するために、本発明に係るズームレンズは、物体側から像側に順に配列された、変倍のためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群と、変倍に際して移動する負の屈折力の第2レンズ群と、変倍に際して移動する負の屈折力の第3レンズ群と、像面変動を補正する正の屈折力の第4レンズ群と、変倍のためには移動しない正の屈折力の第5レンズ群と、からなり、前記第2レンズ群は広角端から望遠端にかけて像側に移動し、前記第3レンズ群は物体側に凸を描くような軌跡で移動し、広角端焦点距離をfw、ズーム比をZ、第3レンズ群が最も物体側に移動するズーム位置での焦点距離をfz、焦点距離fwm=fw×Z0.25における前記第4レンズ群の広角端からの移動量をΔ4wm、前記第4レンズ群の焦点距離をf4、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、
15 ≦ Z
fw×Z0.5<fz<fw×Z0.75
0.03<|Δ4wm/f4|<0.3
4.0<|f1/f2|<7.0
1.1 < |f1/f3| ≦ 1.58
であることを特徴とする。
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、第2レンズ群と第3レンズ群の移動軌跡、及び各群のパワー配置を適切に設定することで、良好な光学性能を達成しつつ、広角、高倍率、且つ小型軽量で高性能なズームレンズを達成することができる。
本発明のズームレンズの数値実施例1の(A)広角端と(B)望遠端におけるレンズ断面図 本発明のズームレンズの数値実施例1の(A)広角端、(B)fz=38.7mm、(C)望遠端の収差図 本発明のズームレンズの数値実施例2の(A)広角端と(B)望遠端におけるレンズ断面図 本発明のズームレンズの数値実施例2の(A)広角端、(B)fz=39.4mm、(C)望遠端の収差図 本発明のズームレンズの参考例の(A)広角端と(B)望遠端におけるレンズ断面図 本発明のズームレンズの参考例の(A)広角端、(B)fz=74.5mm、(C)望遠端の収差図 本発明のズームレンズの数値実施例の(A)広角端と(B)望遠端におけるレンズ断面図 本発明のズームレンズの数値実施例の(A)広角端、(B)fz=56.1mm、(C)望遠端の収差図 本発明の原理を示す模式図である。
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説明する。
本発明のズームレンズは、物体側から順に正の屈折力の第1レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力の第2レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力の第3レンズ群、像面の変動を補正する正の屈折力の第4レンズ群、結像のための正の屈折力の第5レンズ群より構成される。
また、第2レンズ群は広角端から望遠端にかけて像側に移動し、第3レンズ群は物体側に凸を描くような軌跡で移動する。
本発明のズームレンズは、物体側から順に正の屈折力の第1レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力の第2レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力の第3レンズ群、像面の変動を補正する正の屈折力の第4レンズ群、結像のための正の屈折力の第5レンズ群より構成される。また、第2レンズ群は広角端から望遠端にかけて像側に移動する。第3レンズ群は物体側に凸を描くような軌跡で移動し、広角端焦点距離をfw、ズーム比をZ、第3群が最も物体側に移動するズーム位置での焦点距離をfzとするとき、条件式(1)を満足する。
fw × Z0.5 < fz < fw × Z0.75 ・・・(1)
この条件式(1)によって第3レンズ群の移動軌跡を規定することにより、小型化と高性能化を両立させる。上述の基本構成を有するズームレンズについて説明する。
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を通過するズーム位置において最も物体側に移動する。
本発明においては、変倍群が3つの可動群で構成されており、第4レンズ群で像点補正を行う構成としている。よって第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。
具体的には、第3レンズ群、第4レンズ群を広角端からftm(=fw×Z0.75)まで、従来の4群ズームレンズより物体側に移動する軌跡で構成している。特に負の屈折力の第3レンズ群はズーム位置fm(=fw×Z0.5)からftmにおいて、最も物体側に位置する軌跡を有し、前玉の小型化とズーミングに伴う諸収差の変動の抑制を図っている。
図9は本発明の実施例のズーミングの軌跡を模式的に示した図である。本発明における広角端から望遠端にかけての第2レンズ群G2、第3レンズ群G3、第4レンズ群G4の移動軌跡を実線で、従来の4群ズームの第2レンズ群G2、第3レンズ群G3、第4レンズ群G4の移動軌跡を点線で示している。本発明においては、前記ズーム位置fm〜ftmにおいて、第3レンズ群G3が最も物体側に位置する軌跡をとることが確認できる。
以下、本発明の条件式について詳述する。
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位置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を前記ズーム位置に設定することにより、第1レンズ群の小型化と高性能化を両立することが可能となる。
条件式(1)の上限を上回ると、ズーム位置fz付近において、第2レンズ群と第3レンズ群が干渉してしまう。干渉を避けようとした場合、間隔をより広げる必要があり、レンズ全長が増大し小型化が困難となる。条件式(1)の下限を下回ると、ズーミング中間での球面収差の変動の抑制が困難となる。
本発明のズームレンズは、焦点距離fwm=fw × Z0.25における第4レンズ群の広角端からの移動量をΔ4wm、第4レンズ群の焦点距離をf4としたとき、条件式(2)を満足するように、第4レンズ群の移動量と、第4レンズ群の焦点距離の比を規定する。
0.03 < |Δ4wm/f4| < 0.3 ・・・(2)
条件式(2)の上限を上回ると、第3レンズ群のfwmにおける急峻な移動によりコマ収差の変動が増大し、収差の抑制が困難となる。条件式(2)の下限を下回ると、第1レンズ群の径の削減効果が減少し、小型軽量化が困難となる。
本発明のズームレンズは、第4レンズ群の移動量と、第4レンズ群の焦点距離の比を規定している。第3レンズ群が最も物体側に移動するズーム位置における全系の焦点距離fzにおける第4レンズ群の広角端からの移動量をΔ4z、第4レンズ群の焦点距離をf4としたとき、条件式(3)を満足するように、第4レンズ群の移動量と、第4レンズ群の焦点距離の比を規定する。
0.03 < |Δ4z/f4| < 0.3 ・・・(3)
条件式(3)の上限を上回ると、ズーム位置fz付近において、第2レンズ群と第3レンズ群が干渉してしまう。干渉を避けようとした場合、間隔をより広げる必要があり、レンズ全長が増大し小型化が困難となる。条件式(3)の下限を下回ると、ズーミング中間での球面収差の変動の抑制が困難となる。
本発明のズームレンズは、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、条件式(4)〜(6)を満足するように、第1レンズ群の焦点距離に対する第2レンズ群、第3レンズ群、第4レンズ群の焦点距離の比を規定する。
4.0 < |f1/f2| < 7.0 ・・・(4)
1.1 < |f1/f3| < 2.0 ・・・(5)
1.1 < |f1/f4| < 4.0 ・・・(6)
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(4)の上限を上回ると、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強くなり過ぎ、諸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(5)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、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。また像点補正のための移動量が増大し、高倍率化を達成することが困難となる。
条件式(6)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、コマ収差の変動が増大し、補正が困難となる。条件式(6)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、高倍率化を達成することが困難となる。
本発明のズームレンズは、撮像素子の対角長をφとしたとき、条件式(7)、(8)を満足するように、全系の広角端焦点距離とズーム比の好ましい範囲を規定する。
0.45 < fw/φ ・・・(7)
7 < Z ・・・(8)
条件式(7)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、条件式(7)は以下の条件を満足することが好ましい。
0.55 < fw/φ < 1.2 ・・・(7a)
条件式(8)の下限を下回ると、高倍率化が困難となる。また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。
図1は本発明の数値実施例1の広角端、望遠端におけるレンズ断面図である。図2は、数値実施例1の広角端、fz=38.7mm、望遠端における収差図である。
図1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。G1の内部のレンズ群G1aを合焦のために繰り出すことにより物体距離0.6mまでの合焦が可能である。G2は第2レンズ群としての変倍に際して移動する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に際して移動する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第4レンズ群としているが、第3レンズ群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は撮像面であり、本発明のズームレンズを撮像装置に接続したときの該ズームレンズからの被写体光を受光する撮像素子の撮像面に対応する。
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8.0mm、ズーム比17.0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。
(数値実施例1)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -172.380 2.20 1.78470 26.3 76.19
2 136.627 5.58 73.46
3 169.602 13.33 1.43387 95.1 73.98
4 -108.980 8.10 73.87
5 290.659 5.46 1.43387 95.1 70.73
6 -344.095 0.15 70.31
7 127.020 7.50 1.59240 68.3 67.29
8 -398.062 0.15 66.56
9 55.392 6.01 1.77250 49.6 59.22
10 121.418 (可変) 58.47
11 63.599 0.90 1.88300 40.8 25.07
12 13.620 5.59 20.06
13 -64.635 6.81 1.80809 22.8 19.81
14 -12.564 0.70 1.88300 40.8 19.29
15 93.077 0.20 18.91
16 23.202 2.44 1.66680 33.0 19.02
17 37.813 (可変) 18.52
18 -27.443 0.70 1.75700 47.8 18.05
19 37.573 2.84 1.84649 23.9 19.59
20 1394.770 (可変) 20.20
21 -252.569 4.18 1.63854 55.4 24.39
22 -33.946 0.15 25.37
23 78.150 3.75 1.51633 64.1 26.45
24 -77.337 (可変) 26.55
25(絞り) ∞ 1.30 26.05
26 42.557 5.88 1.51742 52.4 25.80
27 -37.273 0.90 1.83481 42.7 25.36
28 122.574 32.40 25.04
29 69.454 4.97 1.49700 81.5 25.50
30 -47.314 0.30 25.26
31 -232.567 1.40 1.83403 37.2 24.64
32 24.463 5.72 1.48749 70.2 24.25
33 -935.624 0.20 24.67
34 71.801 6.11 1.50127 56.5 25.02
35 -28.679 1.40 1.83481 42.7 25.11
36 -90.750 1.80 25.82
37 49.199 4.98 1.50127 56.5 26.48
38 -62.349 4.00 26.32
39 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
40 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
41 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞

各種データ
ズーム比 17.00

焦点距離 8.00 16.23 33.01 38.69 136.01
Fナンバー 1.90 1.91 1.91 1.91 2.50
半画角 34.51 18.72 9.46 8.09 2.32
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 262.56 262.56 262.56 262.56 262.56
BF 7.47 7.47 7.47 7.47 7.47

d10 0.80 19.61 32.72 35.00 47.01
d17 48.53 24.92 9.82 7.45 11.41
d20 5.85 8.88 10.88 10.99 1.43
d24 5.60 7.36 7.36 7.33 0.92
d41 7.47 7.47 7.47 7.47 7.47

入射瞳位置 46.21 87.85 158.96 180.93 565.56
射出瞳位置 400.99 400.99 400.99 400.99 400.99
前側主点位置 54.37 104.75 194.74 223.42 748.57
後側主点位置 -0.53 -8.77 -25.54 -31.22 -128.54

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 61.00 48.48 33.15 3.71
2 11 -13.50 16.64 2.34 -8.64
3 18 -38.71 3.54 0.01 -1.92
4 21 33.92 8.08 3.37 -1.81
5 25 48.54 117.57 54.60 -35.82

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -95.97
2 3 154.78
3 5 363.20
4 7 162.85
5 9 126.21
6 11 -19.68
7 13 18.04
8 14 -12.43
9 16 83.80
10 18 -20.75
11 19 45.13
12 21 60.70
13 23 75.63
14 26 39.22
15 27 -33.96
16 29 57.27
17 31 -26.31
18 32 48.83
19 34 41.56
20 35 -50.47
21 37 55.46
22 39 0.00
23 40 0.00
図3は本発明の数値実施例2の広角端、望遠端におけるレンズ断面図である。図4は、数値実施例2の広角端、fz=39.4mm、望遠端における収差図である。
図3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。G1の内部のレンズ群G1aを合焦のために繰り出すことにより物体距離0.8mまでの合焦が可能である。G2は第2レンズ群としての変倍に際して移動する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に際して移動する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第4レンズ群としているが、第3レンズ群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は撮像面であり、本発明のズームレンズを撮像装置に接続したときの該ズームレンズからの被写体光を受光する撮像素子の撮像面に対応する。
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7.8mm、ズーム比21.5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。
(数値実施例2)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -161.569 2.30 1.72047 34.7 84.15
2 177.758 3.64 79.75
3 384.837 2.20 1.84666 23.8 79.00
4 227.009 10.88 1.43875 94.9 79.00
5 -144.566 0.40 79.00
6 173.684 10.02 1.43387 95.1 77.00
7 -162.371 6.82 77.00
8 116.517 7.64 1.59240 68.3 71.00
9 -573.995 0.15 71.00
10 63.599 5.00 1.72916 54.7 63.00
11 119.904 (可変) 62.00
12 63.230 1.00 1.88300 40.8 29.07
13 15.374 6.98 23.03
14 -44.654 7.13 1.80809 22.8 22.79
15 -13.538 0.75 1.88300 40.8 22.46
16 102.657 0.18 22.45
17 33.012 2.56 1.66680 33.0 22.76
18 110.804 (可変) 22.56
19 -40.669 0.75 1.75700 47.8 21.41
20 48.568 2.55 1.84649 23.9 22.68
21 -10056.604 (可変) 23.06
22 -226.799 3.39 1.64000 60.1 28.42
23 -44.153 0.15 28.99
24 119.479 3.40 1.51633 64.1 29.85
25 -107.335 (可変) 29.95
26(絞り) ∞ 2.00 29.42
27 63.008 6.04 1.51742 52.4 29.28
28 -36.296 1.00 1.83400 37.2 29.04
29 -417.228 36.00 29.04
30 -88.058 2.99 1.51633 64.1 27.20
31 -37.238 0.10 27.49
32 ∞ 0.80 1.80100 35.0 27.22
33 34.237 5.22 1.50127 56.5 27.02
34 -135.076 0.15 27.21
35 79.438 5.83 1.48749 70.2 27.33
36 -33.331 0.85 1.88300 40.8 27.20
37 -83.717 0.23 27.54
38 69.740 3.49 1.51633 64.1 27.40
39 -115.127 4.50 27.18
40 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
41 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
42 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞

各種データ
ズーム比 21.52

焦点距離 7.80 16.80 36.19 39.45 167.84
Fナンバー 1.80 1.80 1.80 1.80 2.75
半画角 35.19 18.13 8.64 7.94 1.88
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 278.12 278.12 278.12 278.12 278.12
BF 7.34 7.34 7.34 7.34 7.34

d11 0.14 22.53 37.37 38.82 53.87
d18 67.02 30.51 5.88 4.42 13.86
d21 8.63 14.95 20.36 20.49 1.74
d25 1.69 9.48 13.86 13.73 8.00
d42 7.34 7.34 7.34 7.34 7.34

入射瞳位置 49.35 102.48 190.80 205.64 804.68
射出瞳位置 4699.83 4699.83 4699.83 4699.83 4699.83
前側主点位置 57.17 119.34 227.27 245.42 978.52
後側主点位置 -0.46 -9.46 -28.85 -32.11 -160.50

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 71.50 49.05 32.25 1.79
2 12 -15.02 18.60 2.58 -10.36
3 19 -60.00 3.30 -0.06 -1.86
4 22 48.00 6.94 2.91 -1.54
5 26 52.80 115.40 53.39 -42.69

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -116.35
2 3 -651.55
3 4 202.61
4 6 194.69
5 8 163.61
6 10 178.25
7 12 -23.10
8 14 21.57
9 15 -13.43
10 17 69.10
11 19 -28.99
12 20 56.55
13 22 84.71
14 24 109.66
15 27 45.25
16 28 -47.42
17 30 122.06
18 32 -42.46
19 33 54.83
20 35 48.83
21 36 -62.85
22 38 84.35
23 40 0.00
24 41 0.00
(参考例)
図5は参考例の広角端、望遠端におけるレンズ断面図である。図6は、参考例の広角端、fz=74.5mm、望遠端における収差図である。
図5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。G1の内部のレンズ群G1aを合焦のために繰り出すことにより物体距離3.0mまでの合焦が可能である。G2は第2レンズ群としての変倍に際して移動する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に際して移動する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。
参考例では、像面変動を補正するレンズ群を第4レンズ群としているが、第3レンズ群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は撮像面であり、本参考例のズームレンズを撮像装置に接続したときの該ズームレンズからの被写体光を受光する撮像素子の撮像面に対応する。
参考例の各条件式対応値を表1に示す。広角端焦点距離は10.5mm、ズーム比は37.4倍である。
参考例
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 12826.745 3.00 1.80610 40.9 98.26
2 202.376 0.85 98.23
3 195.384 12.79 1.43387 95.1 98.71
4 -237.401 10.20 98.86
5 169.886 8.06 1.43387 95.1 98.61
6 1292.827 0.20 98.29
7 150.885 6.62 1.43387 95.1 96.57
8 373.821 0.20 95.91
9 117.057 7.17 1.43387 95.1 93.09
10 263.261 (可変) 92.22
11 321.678 1.00 1.88300 40.8 31.71
12 20.376 8.00 27.15
13 -39.499 0.90 1.81600 46.6 27.14
14 -12462.827 0.70 28.15
15 46.805 4.88 1.80809 22.8 29.97
16 -99.036 0.17 29.95
17 586.921 1.10 1.81600 46.6 29.53
18 94.506 (可変) 29.17
19 -53.989 1.30 1.71700 47.9 29.14
20 86.697 2.49 1.84649 23.9 30.80
21 -3353.813 (可変) 31.12
22 -968.897 5.16 1.60738 56.8 39.83
23 -51.486 0.15 40.31
24 53.567 7.68 1.51823 58.9 41.24
25 -98.167 0.35 40.95
26 40.740 8.58 1.48749 70.2 36.96
27 -64.608 1.50 1.83400 37.2 35.80
28 57.929 (可変) 33.03
29(絞り) ∞ 1.00 26.12
30 704.545 3.50 1.48749 70.2 25.79
31 -45.672 1.50 1.88300 40.8 25.46
32 151.874 48.91 25.31
33 -101.801 5.47 1.51742 52.4 31.37
34 -38.679 0.15 32.25
35 537.796 1.20 1.77250 49.6 32.07
36 129.740 5.30 1.51742 52.4 31.98
37 -60.602 0.40 31.94
38 50.575 7.42 1.51742 52.4 30.37
39 -40.018 1.20 1.88300 40.8 29.39
40 81.560 0.15 28.50
41 31.270 5.90 1.48749 70.2 28.48
42 138.302 3.80 27.44
43 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
44 ∞ 13.20 1.51680 64.2 40.00
45 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞

各種データ
ズーム比 37.43

焦点距離 10.50 25.96 64.23 74.55 393.05
Fナンバー 1.99 2.00 2.00 2.00 4.00
半画角 27.65 11.96 4.89 4.22 0.80
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 385.18 385.18 385.18 385.18 385.18
BF 9.41 9.41 9.41 9.41 9.41

d10 1.15 48.48 86.22 91.41 123.12
d18 124.99 59.72 11.55 6.09 6.83
d21 10.94 17.43 28.63 30.10 1.62
d28 13.54 24.99 24.22 23.02 19.05
d45 9.41 9.41 9.41 9.41 9.41

入射瞳位置 67.41 184.18 446.26 517.31 2980.89
射出瞳位置 342.23 342.23 342.23 342.23 342.23
前側主点位置 78.25 212.16 522.89 608.56 3838.15
後側主点位置 -1.09 -16.55 -54.82 -65.13 -383.64

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 1 160.00 49.09 26.35 -10.15
2 11 -23.60 16.74 0.47 -12.88
3 19 -86.80 3.79 -0.15 -2.25
4 22 43.00 23.42 -2.29 -15.07
5 29 47.45 132.10 54.83 -10.36

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -253.64
2 3 248.63
3 5 448.69
4 7 576.48
5 9 477.49
6 11 -24.53
7 13 -48.31
8 15 39.52
9 17 -137.48
10 19 -46.00
11 20 98.90
12 22 88.96
13 24 67.78
14 26 52.48
15 27 -36.19
16 30 87.82
17 31 -39.39
18 33 116.56
19 35 -220.57
20 36 80.24
21 38 44.22
22 39 -30.09
23 41 81.14
24 43 0.00
25 44 0.00
図7は本発明の数値実施例の広角端、望遠端におけるレンズ断面図である。図8は、数値実施例の広角端、fz=56.1mm、望遠端における収差図である。
図7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。G1の内部のレンズ群G1aを合焦のために繰り出すことにより物体距離0.6mまでの合焦が可能である。G2は第2レンズ群としての変倍に際して移動する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に際して移動する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第4レンズ群としているが、第3レンズ群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は撮像面であり、本発明のズームレンズを撮像装置に接続したときの該ズームレンズからの被写体光を受光する撮像素子の撮像面に対応する。
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8.0mm、ズーム比15.0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。
(数値実施例
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -170.049 2.20 1.78470 26.3 76.43
2 132.257 5.27 73.48
3 172.468 13.20 1.43387 95.1 73.78
4 -104.784 8.19 73.63
5 968.157 4.38 1.43387 95.1 70.97
6 -270.613 0.15 70.71
7 108.561 8.47 1.59240 68.3 68.16
8 -354.377 0.15 67.59
9 54.824 5.89 1.77250 49.6 59.45
10 114.511 (可変) 58.55
11 57.095 0.90 1.88300 40.8 24.85
12 13.283 5.62 19.82
13 -58.650 6.87 1.80809 22.8 19.60
14 -12.132 0.70 1.88300 40.8 19.09
15 68.799 0.20 18.77
16 25.616 2.71 1.66680 33.0 18.97
17 63.518 (可変) 18.60
18 -26.709 0.70 1.75700 47.8 19.79
19 57.563 2.75 1.84649 23.9 21.52
20 -292.060 (可変) 22.18
21 -100.191 3.51 1.63854 55.4 24.64
22 -29.609 0.15 25.42
23 -89.913 2.25 1.51633 64.1 26.07
24 -50.282 (可変) 26.51
25(絞り) ∞ 1.30 27.02
26 42.518 7.44 1.51742 52.4 27.70
27 -32.903 0.90 1.83481 42.7 27.46
28 -193.423 32.40 27.68
29 82.417 4.44 1.49700 81.5 27.73
30 -52.992 6.29 27.57
31 -265.332 1.40 1.83403 37.2 23.96
32 21.802 5.74 1.48749 70.2 23.52
33 500.907 0.19 24.06
34 47.309 7.24 1.50127 56.5 24.66
35 -23.574 1.40 1.83481 42.7 24.76
36 -108.033 0.15 25.82
37 52.507 5.64 1.50127 56.5 26.53
38 -40.782 4.00 26.53
39 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
40 ∞ 13.20 1.51633 64.1 40.00
41 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞

各種データ
ズーム比 15.00

焦点距離 8.00 15.73 30.97 56.05 120.00
Fナンバー 1.90 1.90 1.90 1.90 2.20
半画角 34.51 19.27 10.07 5.60 2.62
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 267.22 267.22 267.22 267.22 267.22
BF 7.61 7.61 7.61 7.61 7.61

d10 0.80 19.08 32.18 39.80 46.15
d17 55.10 27.15 13.50 4.60 4.80
d20 3.76 7.11 9.03 8.93 2.42
d24 0.94 7.28 5.90 7.27 7.25
d41 7.61 7.61 7.61 7.61 7.61

入射瞳位置 45.58 85.02 153.11 245.30 463.71
射出瞳位置 409.12 409.12 409.12 409.12 409.12
前側主点位置 53.74 101.36 186.47 309.18 619.58
後側主点位置 -0.39 -8.11 -23.36 -48.44 -112.39

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 61.00 47.90 32.73 3.79
2 11 -13.50 17.00 2.23 -9.15
3 18 -42.10 3.45 -0.26 -2.15
4 21 50.00 5.91 3.57 -0.15
5 25 53.96 124.74 60.88 -65.30

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -93.66
2 3 152.05
3 5 486.77
4 7 140.76
5 9 129.90
6 11 -19.68
7 13 17.57
8 14 -11.57
9 16 62.14
10 18 -23.90
11 19 56.46
12 21 64.29
13 23 215.94
14 26 36.93
15 27 -47.35
16 29 65.42
17 31 -23.95
18 32 46.42
19 34 32.36
20 35 -36.19
21 37 46.54
22 39 0.00
23 40 0.00
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。
Figure 0006282043
G1 第1レンズ群
G1a 第1aレンズ群
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 (6)

  1. 物体側から像側に順に配列された、
    変倍のためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群と、
    変倍に際して移動する負の屈折力の第2レンズ群と、
    変倍に際して移動する負の屈折力の第3レンズ群と、
    像面変動を補正する正の屈折力の第4レンズ群と、
    変倍のためには移動しない正の屈折力の第5レンズ群と、
    からなり、
    前記第2レンズ群は広角端から望遠端にかけて像側に移動し、前記第3レンズ群は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し、広角端焦点距離をfw、ズーム比をZ、前記第3レンズ群が最も物体側に移動したズーム位置での焦点距離をfz、焦点距離fwm=fw×Z0.25における前記第4レンズ群の広角端からの移動量をΔ4wm、前記第4レンズ群の焦点距離をf4、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、
    15 ≦ Z
    fw×Z0.5 < fz < fw×Z0.75
    0.03 < |Δ4wm/f4| < 0.3
    4.0 < |f1/f2| < 7.0
    1.1 < |f1/f3| ≦ 1.58
    であることを特徴とするズームレンズ。
  2. 焦点距離fzにおける前記第4レンズ群の広角端からの移動量をΔ4z、前記第4レンズ群の焦点距離をf4としたとき、
    0.03 < |Δ4z/f4| < 0.3
    であることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  3. 1.45 ≦ |f1/f3| ≦ 1.58
    であることを特徴とする請求項に記載のズームレンズ。
  4. 前記第4レンズ群の焦点距離をf4としたとき、
    1.1 < |f1/f4| < 4.0
    であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズ。
  5. 請求項1乃至のいずれか1項に記載のズームレンズと、該ズームレンズからの光を受光する撮像素子と、を有する撮像装置。
  6. 前記撮像素子の対角長をφとしたとき、
    0.45 < fw/φ
    あることを特徴とする請求項に記載の撮像装置。
JP2013095317A 2013-04-30 2013-04-30 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 Active JP6282043B2 (ja)

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JPS6435515A (en) * 1987-07-31 1989-02-06 Tetsuo Ishizuka Zoom lens
JP2621247B2 (ja) * 1987-11-11 1997-06-18 株式会社ニコン ズームレンズ
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JPH036509A (ja) * 1989-06-02 1991-01-14 Minolta Camera Co Ltd ズームレンズ
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