JP7219614B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

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Description

本件発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関し、特に、固体撮像素子等を用いた撮像装置の撮像光学系に好適なズームレンズ及び撮像装置に関する。
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が普及している。それに伴い、これらの撮像装置の光学系の高性能化、小型化が進み、小型の撮像装置システムが急速に普及してきている。さらに、焦点距離の長い望遠系のズームレンズでは光学系の高性能化と共に小型化に対する要求が特に強い。
そこで、特許文献1には、ズーム比が4倍程度であり、35mm判換算したときの望遠端における焦点距離が600m程度であり、F値が6.3程度のズームレンズが提案されている。当該ズームレンズでは、従来よりも望遠化、すなわち従来よりも長い焦点距離を実現すると共に小型化が図られている。
特開2014-126850号公報
ところで、特許文献1に開示のズームレンズでは、正の屈折力を有する第3レンズ群内に防振群を設け、当該防振群を光軸に対して略垂直に移動させることで、撮像時の手振れ等に起因する像ブレを補正している。しかしながら、当該第3レンズ群は変倍時に光軸に沿って移動する移動群である。このような移動群内に防振群を設けると、第3レンズ群を光軸方向に移動させるための駆動機構と、防振群を光軸に対して略垂直に移動させるための駆動機構とを第3レンズ群の周囲に配置する必要がある。そのため、これらの駆動機構の大型化に伴い、これらを収容するための鏡筒径も大きくなり、当該ズームレンズユニット全体が大型化すると共に重たくなってしまう。
そこで、本件発明の課題は、小型軽量であり、且つ、光学性能の高いズームレンズ及び撮像装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本件発明に係るズームレンズは、物体側から順に、複数のレンズ群を含み全体で正の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する最終レンズ群Rとから構成され、前記前群は、最も物体側に正の屈折力を有する第1レンズ群を含み、広角端から望遠端への変倍に際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、且つ、前記最終レンズ群Rは光軸方向に固定され、前記最終レンズ群Rは、光軸に直交する方向に移動することで像ブレを補正する負の屈折力を有する防振群と、前記防振群の像側に配置され、全体で負の屈折力を有する最終像側群Rrnと、を備え、以下の条件式を満足することを特徴とする。
0.01 < fvc/fR < 0.80 ・・・(1)
0.25 < f1/ft < 0.65 ・・・(2)
但し、
fvc:前記防振群の焦点距離
fR :前記最終レンズ群Rの焦点距離
f1 :前記第1レンズ群の焦点距離
ft :望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
また、上記課題を解決するため、本件発明に係る撮像装置は、上記ズームレンズと、当該ズームレンズの像側に当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換にする撮像素子とを備えたことを特徴とする。
本件発明によれば、小型軽量であり、且つ、光学性能の高いズームレンズ及び撮像装置を提供することができる。
本件発明の実施例1のズームレンズの広角端における無限遠合焦時のレンズ断面図を示す。 実施例1のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例1のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例1のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 本件発明の実施例2のズームレンズの広角端における無限遠合焦時のレンズ断面図を示す。 実施例2のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例2のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例2のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 本件発明の実施例3のズームレンズの広角端における無限遠合焦時のレンズ断面図を示す。 実施例3のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例3のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例3のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 本件発明の実施例4のズームレンズの広角端における無限遠合焦時のレンズ断面図を示す。 実施例4のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例4のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例4のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。
以下、本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置の実施の形態を説明する。但し、以下に説明する当該ズームレンズ及び撮像装置は本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置の一態様であって、本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置は以下の態様に限定されるものではない。
1.ズームレンズ
1-1.ズームレンズの光学構成
本実施の形態のズームレンズは、物体側から順に、複数のレンズ群を含み全体で正の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する最終レンズ群Rとから構成される。前群に正の屈折力を配置し、最終レンズ群Rに負の屈折力を配置することで、いわゆるテレフォト型の屈折力配置となり、焦点距離に比して当該ズームレンズの光学全長を短くすることができる。また、このような屈折力配置を採用することで、最終レンズ群Rに入射する軸上光線の最大高さを抑えることができるため、最終レンズ群Rの径小化を図ることができる。そのため、最終レンズ群R内に防振群を設けることで、防振群の径小化を図ることができ、防振群の小型軽量化が容易になる。また、防振群を小型化軽量化することで、防振群を光軸に直交する方向に移動させるための駆動機構の小型軽量化を図ることができる。ここで、防振駆動機構はアクチュエータ等のメカ部材と、これらを駆動する駆動回路等から構成される。最終レンズ群Rを変倍の際に光軸方向に固定することで、最終レンズ群Rを変倍の際に駆動するための駆動機構を配置する必要がなくなる。そのため、鏡筒の像側には駆動回路を搭載したフレキシブル基板を収容するためのスペースが確保でき、フレキシブル基板や配線等の引き回しが容易になる。また、鏡筒の像側に収容する部材が少なくなるため、鏡筒の像側の径小化を図ることができる。さらに、最終レンズ群Rを変倍の際に光軸方向に固定することで、鏡筒の像側を水密構造にすることが容易になり、鏡筒の像側から水や埃が侵入するのを防ぐことが容易になる。
以下、各群の光学構成等について説明する。なお、当該ズームレンズは、正の屈折力を有する第1レンズ群を最も物体側に含む前群と、最終レンズ群Rとから実質的に構成されていればよい。すなわち、以下に説明するレンズ群の他に、屈折力を有さない、若しくは屈折力の極めて小さい光学素子が配置されていてもよい。そのような光学素子として、例えば、レンズを汚れやキズなどから保護するための保護フィルター、入射光量を低下させるために用いられるNDフィルター、色彩を調整するためのPLフィルター等の種々のフィルターが挙げられる。
(1)前群
前群は、複数のレンズ群を含み、全体で正の屈折力を有する。前群は、最も物体側に正の屈折力を有する第1レンズ群を含み、前群全体で正の屈折力を有する限り、その具体的なレンズ群構成は特に限定されるものではない。前群が2つ以上のレンズ群を含む構成であってもよいし、第1レンズ群のみから構成されていてもよい。以下、前群の好ましいレンズ群構成について説明する。
(a)第1レンズ群
当該ズームレンズにおいて、最も物体側に配置されるレンズ群を第1レンズ群とする。当該ズームレンズにおいて、最も物体側に配置されるレンズ群に正の屈折力を配置することで、テレフォト型の屈折力配置とし、焦点距離に比して光学全長の短いズームレンズを得ることができる。また、第1レンズ群より像側に配置されるレンズ群の径小化を図ることができ、鏡筒の径小化を図ることができ、ズームレンズユニット全体の小型化を図ることができる。なお、ズームレンズユニットには、変倍時に各レンズ群を相対的に移動させるためのズーム駆動機構、後述する防振駆動機構、フォーカス駆動機構等の他、これらを収容する鏡筒等が含まれるものとする。
第1レンズ群は少なくとも1枚の正の屈折力を有するレンズを有すればよい。しかしながら、望遠端における色収差や球面収差を良好に補正する上では、第1レンズ群は正の屈折力を有するレンズを2枚以上を有することが好ましい。第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズの枚数を増加させると、第1レンズ群に強い正の屈折力を配置しつつ、各面の形状を調整することで球面収差等の発生を抑制し、光学性能の高いズームレンズを得ることができる。しかしながら、第1レンズ群は、当該ズームレンズにおいて最も径の大きなレンズにより構成される。そのため、第1レンズ群を構成するレンズ枚数が増加すると、当該ズームレンズが重くなる。従って、当該ズームレンズの高性能化を図りつつ、当該ズームレンズの重量が増加するのを抑制するという観点から、当該ズームレンズにおいては、第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズは2枚以下であることが好ましい。
また、第1レンズ群は負の屈折力を有するレンズL1nを少なくとも1枚有することが、色収差の補正や像面性を良好にする上で好ましい。
これらのことから、第1レンズ群は、負の屈折力を有するレンズL1nが1枚、正の屈折力を有するレンズが2枚の合計3枚のレンズで構成することが、コスト及び重量の増加を抑制しつつ、高性能なズームレンズを実現する上でより好ましい。
さらに、第1レンズ群が負の屈折力を有するレンズL1nを含む場合、当該レンズL1nは、正の屈折力を有するレンズと接合されていることが好ましい。負の屈折力を有するレンズL1nと、正の屈折力を有するレンズとを接合することにより、これらのレンズを空気間隔を介して配置した場合と比較すると、偏芯誤差や、単レンズ間の空気間隔の誤差等、種々の製造誤差を小さくすることができる。そのため、製造誤差に起因する光学性能の低下を小さくすることができ、製品毎の性能のバラツキを小さくすることができる。従って、負の屈折力を有するレンズL1nと、正の屈折力を有するレンズとを接合することにより、光学性能の高いズームレンズを歩留まりよく製造することができる。
ところで、互いに接合するレンズの硝材の線膨張係数に差があると、雰囲気温度の変化による硝材の膨張又は収縮による形状変化の態様が異なり、接合面には応力が負荷される。接合レンズを構成するレンズの径が大きくなればなるほど、硝材の線膨張係数の差がこの接合面に負荷された応力が大きいと、接合面において接合レンズにヒビが入ったり、割れるなどの不具合が生じる。接合レンズを構成する各レンズの線膨張係数の差が大きい場合、当該接合レンズの径が大きくなればなるほど、このような現象が生じやすくなる。すなわち、第1レンズ群を構成するレンズの径は他のレンズ群と比較すると大きいため、他のレンズ群と比較すると、第1レンズ群に配置された接合レンズではこのような現象が生じやすくなる。そこで、定圧下(1atm)で温度を変化させたときに試料長さが変化する割合を線膨張係数とし、-30℃~70℃の温度範囲における試料長さの平均の変化の割合を平均線膨張係数αとしたとき、第1レンズ群において接合レンズを構成する正の屈折力を有するレンズの平均線膨張係数α1pと、負の屈折力を有するレンズL1nの平均線膨張係数α1nとの差は小さいことが好ましい。より具体的には、0<α1p-α1n<50×10-7/℃であることが好ましい。当該条件を満たす場合、第1レンズ群に配置される負の屈折力を有するレンズL1nと、正の屈折力を有するレンズを接合したときに、雰囲気温度の変化により当該接合レンズの割れを抑制することができて好ましい。
さらに、第1レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズL1nのd線におけるアッベ数は45より小さく、第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズのうち、少なくともいずれか1枚のレンズのd線におけるアッベ数は65より大きいことが色収差補正の点で好ましい。当該条件を満たす場合、望遠端においても色収差が良好に補正されたズームレンズを実現することができる。
また、第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズのうち、少なくともいずれか1枚のレンズは異常分散性の高い硝材製であることが色収差補正の点で好ましい。特に、第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズのうち、少なくともいずれか1枚のレンズの異常分散性(ΔPgF)が0.015より大きいことが好ましく、0.019より大きいことがより好ましく、0.025より大きいことがさらに好ましい。なお、異常分散性(ΔPgF)はC7(部分分散比:0.5393、νd:60.49)及びF2(部分分散比:0.5829、νd:36.30)の部分分散比とνdの座標を通る直線を基準線としたときの、部分分散比の基準線からの偏差をいう。
異常分散性の高い硝材は比較的比重が大きいため、第1レンズ群に2枚の正の屈折力を有するレンズが含まれる場合、いずれか一方のレンズが異常分散性の高い硝材製であり、他方のレンズがアッベ数が大きく、比重の小さい硝材製であることが、当該ズームレンズの高性能化と軽量化とを図る上で好ましい。
(b)物体側群Fn及び像側群Fp
前群は、物体側から順に、第1レンズ群と、物体側群Fnと、像側群Fpとから構成され、物体側群Fnと、像側群Fpとの間の広角端における空気間隔は、物体側群Fnにおいて最も物体側に配置されるレンズ群から、像側群Fpにおいて最も像側に配置されるレンズ群までの各レンズ群の空気間隔の中で最も広く、物体側群Fnは全体で負の屈折力を有し、像側群Fpは全体での屈折力を有することが好ましい。このとき、空気間隔とはレンズ面とレンズ面の間を指す。
物体側群Fnは、1つのレンズ群または複数のレンズ群から構成され、全体で負の屈折力を有する限り、その具体的なレンズ群構成は特に限定されるものではない。例えば、負の屈折力を有するレンズ群を2つ以上有していてもよいし、正の屈折力を有するレンズ群を1つ以上有していてもよい。物体側群Fnが負の屈折力を有するレンズ群1つのみから構成される場合、広角端から望遠端への変倍の際は、当該物体側群Fnを像側に移動させることが好ましい。物体側群Fnが負の屈折力を有するレンズ群を複数有する場合、物体側群Fnに含まれる負の屈折力を有するレンズ群のうち、少なくとも一つのレンズ群を像側に移動させることが好ましい。物体側群Fnを構成する負の屈折力を有するレンズ群の少なくともいずれか一つのレンズ群を像側に移動させることで、負の屈折力を有するレンズ群の望遠端における横倍率を大きくすることができる。そのため、当該ズームレンズを小型に維持したまま、望遠端における当該ズームレンズの焦点距離を長くすることが可能になる。
像側群Fpは、1つのレンズ群または複数のレンズ群から構成され、全体で正の屈折力を有する限り、その具体的なレンズ群構成は特に限定されるものではない。例えば、正の屈折力を有するレンズ群を2つ以上有していてもよいし、負の屈折力を有するレンズ群を1つ以上有していてもよい。
(c)負レンズ群n
前群は負の屈折力を有するレンズ群を少なくとも一つ有し、当該前群に含まれる負の屈折力を有するレンズ群のうち、最も像側に配置される負の屈折力を有するレンズ群を負レンズ群nとしたとき、当該負レンズ群nは像側群Fpに配置されることが好ましく、像側群Fpにおいて最も像側に配置されることがより好ましい。当該ズームレンズでは最終レンズ群Rが負の屈折力を有するため、最終レンズ群Rの物体側に負の屈折力を有するレンズ群nを配置することで、テレフォト型の傾向のより強い屈折力配置とすることができるため、望遠端において当該ズームレンズをより小型化する上で好ましい。
なお、前群内の負の屈折力を有するレンズ群のうち、少なくともいずれか一のレンズ群が広角端から望遠端への変倍の際に像側に凸の軌跡を描くように移動することが、中間焦点距離の像面性を良好に補正する上で好ましい。このとき、上記負レンズ群nを広角端から望遠端への変倍の際に像側に凸の軌跡を描くように移動させることが当該効果を得る上でより好ましい。
(d)レンズLnf
また、前群は、負の屈折力を有するレンズLnfを少なくとも1枚有することが好ましい。前群に負の屈折力を有するレンズLnfを配置することで、像面性や軸上色収差を良好に補正することができるため、当該ズームレンズの高性能化を図る上で好ましい。特に、当該レンズLnfは、上記像側群Fpを構成するレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズ群に配置されることが好ましい。前群は全体で正の屈折力を有する。そのため、正の屈折力に比べて負の屈折力が弱くなるため、正の屈折力を有するレンズ群に、負の屈折力を有するレンズLnfを配置し、このレンズLnfを高い屈折率を有する硝材製とすることで、ペッツバール和を小さくして像面性を向上させることができる。また、レンズLnfをアッベ数の小さい硝材製とすることで、色収差を低減させることができる。
(2)最終レンズ群R
最終レンズ群Rは、上記前群の像側に配置されるレンズ群であり、当該ズームレンズにおいて最も像側に配置されるレンズ群であり、広角端から望遠端への変倍に際して、光軸方向に固定される。最終レンズ群Rは、負の屈折力を有する限り、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。当該ズームレンズにおいて、前群に正の屈折力を配置し、最も像側に配置される最終レンズ群Rに負の屈折力を配置することにより、テレフォト型の屈折力配置となり、望遠端における当該ズームレンズの光学全長を焦点距離に比して短くすることができる。
(a)防振群
上述のとおり、最終レンズ群Rには防振群が配置される。撮像時の手ブレ等に起因する像ブレを補正するためには、防振群を光軸に直交する方向に移動させる他、撮像素子を移動させたり、画像処理による方法がある。当該ズームレンズでは、最終レンズ群Rに防振群を備えるが、防振群を光軸に直交する方向に移動させる方法とその他の方法とを併用して像ブレを補正してもよい。
防振群は、全体で負の屈折力を有する限り、そのレンズ構成は特に限定されるものではない。最終レンズ群Rは、全体で正の屈折力を有する前群の像側に配置される。そのため最終レンズ群Rに対する入射光束の径は、前群に対する入射光束の径よりも小さい。そのため、防振群を最終レンズ群Rに配置することにより、前群に防振群を配置する場合と比較すると、防振群の小型化及び軽量化を図ることができる。
最終レンズ群R内における防振群の配置についても特に限定されるものではないが、最終レンズ群R内に開口絞りが配置される場合、開口絞りより像側に配置されることが好ましい。開口絞りより像側は、変倍中の光線高さの変動が小さい為、変倍中の収差変動も小さい。そのため防振時における収差変動も小さくすることができ、防振時も高い光学性能を維持することができる。また、開口絞りよりも像側に防振群を配置すれば、防振群により像ブレを補正する際の防振群の移動量を小さくすることができる。そのため、防振駆動機構の小型化を図ることができ、且つ、鏡筒の径小化を図ることができる。これらのことから当該ズームレンズユニット全体の小型化を図ることができる。
また、最終レンズ群Rにおいて、防振群が最終レンズ群の最も像側に配置されていてもよいが、防振群の像側には後述する最終像側群Rrnが配置されることが好ましい。防振群より像側に負の屈折力を有する最終像側群Rrnを配置することで、ブレ補正係数(防振群の単位移動量当たりの像面移動量)を大きくすることが出来るため、防振時における防振群の移動量を小さくすることができ、防振駆動機構の小型軽量化及び鏡筒の径小化を図ることができる。
防振群を構成するレンズの枚数は特に限定されるものではない。防振群を複数枚のレンズで構成すれば、防振時の収差変動を抑える点で好ましい。このとき、防振群は負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズとをそれぞれ少なくとも1枚有することが好ましい。防振群が負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズとをそれぞれ少なくとも1枚有することで防振時の色収差発生を抑えることができ、より光学性能の高いズームレンズを実現することができる。
さらに、防振群は1枚の負の屈折力を有するレンズと1枚の正の屈折力を有するレンズとから構成されることがより好ましい。防振群を2枚のレンズのみから構成することにより、防振群の小型化及び軽量化を図ることができる。そのため、防振ユニットの小型化を図ることができ、当該ズームレンズユニット全体の小型化を図ることができる。
防振群を1枚の負の屈折力を有するレンズと1枚の正の屈折力を有するレンズとから構成する場合、これらの2枚のレンズは接合されていることがさらに好ましい。すなわち、防振群は負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズとが接合された単レンズユニットから構成されていることが好ましい。ここで、単レンズユニットとは、1枚の単レンズ、或いは、複数枚の単レンズを空気間隔を介することなく一体化した接合レンズなどのレンズユニットをいう。すなわち、単レンズユニットは、複数の光学面を有する場合であっても、その最物体側面及び最像側面のみ空気と接し、その他の面は空気とは接していないものとする。また、当該明細書において、単レンズは、球面レンズ及び非球面レンズのいずれであってもよい。また、非球面レンズには、表面に非球面フィルムが貼設されたいわゆる複合非球面レンズも含まれるものとする。
防振群を空気間隔を含まない1つの単レンズユニットから構成することにより、負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有するレンズとを空気間隔を介して配置した構成と比べて、小型化を図ることができる他、偏芯誤差や、単レンズ間の空気間隔の誤差等、種々の製造誤差を小さくすることができる。そのため、製造誤差に起因する光学性能の低下を小さくすることができ、製品毎の性能のバラツキを小さくすることができる。従って、光学性能の高いズームレンズを歩留まりよく製造することができる。
また、防振群に含まれるレンズ面は球面のみであってもよいし、非球面を含んでいてもよい。防振群に含まれるレンズ面が全て球面であれば、低コスト化を図る上で好ましい。
一方、防振群に含まれるレンズ面のうち、少なくとも1面を非球面とすれば、少ないレンズ枚数で防振群を構成したときも、当該ズームレンズに要求される光学性能を満たすことが容易になる。そのため、防振群の少ないレンズ枚数で構成することが可能になるため、防振群の小型化及び軽量化を図ることができる。このとき、当該非球面は近軸曲率半径で定義される近軸球面から求められる屈折力を弱める形状であることが好ましい。このような形状の非球面を防振群に配置することで、偏芯時のコマ収差や片ボケを補正することができるため、より光学性能の高いズームレンズを実現することができる。
(b)最終像側群Rrn
上述したとおり、最終レンズ群Rにおいて、防振群の像側に最終像側群Rrnが配置されることが好ましい。最終像側群Rrnは、最終レンズ群Rにおいて防振群の像側に配置される全てのレンズにより構成されるものとする。最終像側群Rrnは全体で負の屈折力を有するため、負の屈折力を有するレンズLRrnnを少なくとも1枚有するものとする。最終レンズ群Rにおいて、その最も像側に負の屈折力を有する最終像側群Rrnを配置することで、よりテレフォト傾向の強い屈折力配置とすることができる。なお、テレフォト傾向が強いとは、テレフォト比(L/f、Lは光学全長、fは焦点距離を意味する)が小さいことを意味する。
最終レンズ群Rは、物体側からみたときに、負の屈折力を有する防振群と、負の屈折力を有する最終像側群Rrnとを当該順序で隣接配置されていればよく、防振群の物体側に1枚又は複数枚のレンズが配置されていてもよい。
また、焦点距離の長い望遠系のズームレンズでは、瞳径が大きくなる。通常、NDフィルターやPLフィルターなどは、光学系の最も物体側に配置される。しかしながら、例えば、35mm判換算で望遠端における焦点距離が500mmを超えるような望遠系のズームレンズでは、第1レンズ群の径が大きくなるため、そのような径に対応する市販のフィルターが存在しない場合がある。当該ズームレンズユニットでは、最終レンズ群R内にこれらのフィルターが挿入可能に構成されていることが好ましい。この場合、当該フィルターは変倍の際に像面に対して固定されていることが好ましい。最終レンズ群Rは径が小さく、変倍の際に固定されるため、このようなフィルター類を鏡筒の外側から挿入可能な構成を採用することが容易である。
(3)フォーカス群
当該ズームレンズにおいて、フォーカス群の有無は特に限定されるものではない。合焦を行う場合、少なくとも当該ズームレンズ中の少なくとも1枚のレンズを光軸方向に移動させればよく、そのレンズの位置や屈折力は特に限定されるものではない。
前群を構成するレンズ群のうち、いずれか一のレンズ群又はその一部をフォーカス群とすることが好ましい。この場合、第1レンズ群又はその一部をフォーカス群としてもよいが、前群において第1レンズ群よりも像側に配置されるレンズ群のうちいずれか一のレンズ群又はその一部をフォーカス群とすることがより好ましい。第1レンズ群と比較するとその像側に配置されるレンズ群は径小であり、フォーカス群の小型化及び軽量化を図る上で好ましい。特に、上述した像側群Fpを構成するいずれか一のレンズ群又はその一部をフォーカス群とすることが当該効果を得る上でより好ましく、像側群Fpを構成するレンズ群のうち最も像側に配置されるレンズ群をフォーカス群とすることがさらに好ましい。正の屈折力を有する像側群Fpにおいて、その最も像側に配置されるレンズ群の径が最も小さくなる。そのため、フォーカス群のより一層の小型化及び軽量化を図ることができるためである。また、フォーカス群の物体側には正の屈折力を有するレンズ群が配置されていることが、フォーカス群のより一層の小型化及び軽量化を図る上でさらに好ましい。フォーカス群の小型化及び軽量化を図ることにより、フォーカス群を合焦時に光軸方向に移動させるための駆動機構(以下、フォーカス駆動機構と称する。)の小型化及び軽量化を図ることができる。そのため、当該ズームレンズユニット全体の小型化を図ることができて好ましい。
また、近接被写体への合焦時に発生する収差変動を抑制する上で、フォーカス群は複数枚のレンズから構成されることが好ましい。
さらに、フォーカス群は1つの単レンズユニットから構成されることが好ましい。フォーカス群を1つの単レンズユニットから構成した場合、フォーカス群には空気間隔が含まれない。そのため、フォーカス群を複数の単レンズが空気間隔を介して配置した構成と比較すると、フォーカス群を1つの単レンズユニットから構成すればフォーカス群の小型化及び軽量化を図ることができる。その結果、フォーカス駆動機構の一層の小型化及び軽量化を図ることができ、当該ズームレンズユニット全体の小型化及び軽量化を図ることができる。
また、フォーカス群を1つの単レンズユニットから構成することにより、フォーカス群を複数枚の単レンズを空気間隔を介して配置した構成と比較すると、偏芯誤差や、単レンズ間の空気間隔の誤差等、種々の製造誤差を小さくすることができる。そのため、製造誤差に起因する光学性能の低下を小さくすることができ、製品毎の性能のバラツキを小さくすることができる。従って、光学性能の高いズームレンズを歩留まりよく製造することができる。
フォーカス群は正の屈折力を有していてもよく、負の屈折力を有していてもよい。フォーカス群が負の屈折力を有する場合、正の屈折力を有する場合と比較すると、フォーカス群の横倍率を大きくすることができるため、ピント敏感度が大きくなる。その結果、フォーカス移動量を削減することができ、当該ズームレンズの小型化を図る上で好ましい。特に、フォーカス群は上述した負レンズ群nであることがより好ましい。
合焦の際のフォーカス群の移動の方向は特に限定されるものではないが、フォーカス群が負の屈折力を有する場合、無限遠から近接被写体に合焦する際には、フォーカス群を像側に移動させることが好ましい。
フォーカス群に含まれるレンズ面は球面のみであってもよいし、非球面を含んでいてもよい。フォーカス群に含まれるレンズ面が球面のみであれば、コストを抑えることができるため好ましい。一方、フォーカス群に含まれるレンズ面のうち、少なくとも1面を非球面とすれば、少ないレンズ枚数で合焦時の収差変動の少ないフォーカス群を構成することが可能となり、当該ズームレンズユニット全体の小型化を図ることができる。このとき、当該非球面は近軸曲率半径で定義される近軸球面から求められる屈折力を弱める形状であることが好ましい。このような形状の非球面をフォーカス群に配置することで、合焦時の球面収差やコマ収差や像面湾曲を補正することができるため、合焦域全域においてより光学性能の高いズームレンズを実現することができる。
なお、当該ズームレンズでは、複数のレンズ群又は複数のレンズ群の一部分をフォーカス群としてもよい。すなわち、フローティング方式により合焦してもよい。フローティング方式を採用することにより、より近接合焦時の球面収差や像面性をよくすることができるため、高性能化の点で好ましい。
(4)開口絞り
当該ズームレンズにおいて、開口絞りの配置は特に限定されるものではない。但し、ここでいう開口絞りは、当該ズームレンズの軸上光束径を規定する絞り、すなわち当該ズームレンズのF値を規定する絞りをいう。
開口絞りは前群内に配置されていてもよいが、最終レンズ群R内に配置することが絞りユニットの小型化を図ることで好ましい。ここで、最終レンズ群R内に開口絞りが配置されるとは、最終レンズ群において最も物体側に配置されるレンズの直前に配置されることを含む。また、絞りユニットとは、開口絞りと、当該開口絞りの動作を制御するためのメカ部材及び制御基板等をいう。当該ズームレンズでは、正の屈折力を有する前群で収斂された光束が最終レンズ群Rに入射する。そのため、最終レンズ群Rに対する入射光束の径は、前群(第1レンズ群)に対する入射光束の径よりも小さい。従って、最終レンズ群R内に開口絞りを配置することで、絞り径を小型化することができる。
さらに、最終レンズ群Rは変倍の際に像面に対して固定されているため、変倍の際に最終レンズ群Rの倍率変化が起きない。そのため、最終レンズ群R内に開口絞りを設けることにより、変倍時に開口絞りの絞り径を変化させる必要がない。従って、当該ズームレンズのF値を変倍時に一定とすることができる。
(5)レンズ群構成
当該ズームレンズを構成するレンズ群の数は特に限定されるものではないが、例えば、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、負の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群、正の屈折力を有する第5レンズ群、負の屈折力を有する第6レンズ群及び負の屈折力を有する第7レンズ群からなり、第1レンズ群から第6レンズ群までが前群である7群構成のズームレンズ、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、正の屈折力を有する第4レンズ群、負の屈折力を有する第5レンズ群、及び負の屈折力を有する第6レンズ群からなり、第1レンズ群から第5レンズ群までが前群である6群構成のズームレンズなど種々のレンズ群構成を採用することができる。物体側から順に全体で正の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する最終レンズ群Rとを備える構成であれば、当該ズームレンズの具体的なレンズ群構成は特に限定されるものではない。
1-2.変倍時の動作
当該ズームレンズにおいて、広角端から望遠端への変倍に際して、隣り合うレンズ群の間隔を変化させる。
前群は、1つ以上のレンズ群を含む。前群が複数のレンズ群を含む場合、前群内においても隣り合うレンズ群の空気間隔が変化するものとする。広角端から望遠端への変倍に際して、隣り合うレンズ群の空気間隔が変化していればよく、各レンズ群の空気間隔の増減は特に限定されるものではない。第1レンズ群と、第1レンズ群の次に配置される第2レンズ群との空気間隔が増加することが、高い変倍比を得る上で好ましいが、その他のレンズ群間の空気間隔の増減は特に限定されるものではない。また、変倍に際して当該ズームレンズを構成する全てのレンズ群を光軸方向に移動させてよいし、一部のレンズ群を光軸方向に固定し、残りのレンズ群を光軸方向に移動させてもよく、個々のレンズ群の移動の有無及び移動の方向は特に限定されるものではない。
入射瞳径が80mmを超えるような、焦点距離の長い大きなズームレンズの場合、第1レンズ群の重量は数百グラムを超える。そのような重さのレンズ群を変倍時に精度よく所定の位置に移動させるためには、第1レンズ群を駆動するためのメカ部材に加わる負荷も大きく、当該ズームレンズの変倍時の動作を制御するためのメカ構造も大型化する。そのため、変倍の際に、当該ズームレンズにおいて最も物体側に配置される第1レンズ群を像面に対して光軸方向に固定とすることが、当該ズームレンズユニット全体の小型化及び軽量化を図る上で好ましい。また、第1レンズ群を像面に対して固定すれば、重心位置の移動も少なくなるため、撮像時の像ブレ等を抑制することも容易になる。
また、変倍の際に第1レンズ群を像面に対して光軸方向に固定することで、鏡筒長の変化がなくなるため、鏡筒の少なくとも物体側を水密構造にすることが容易になり、鏡筒の物体側から鏡筒内にゴミや水分の侵入を防ぎやすくなるため好ましい。
さらに、当該ズームレンズにおいて最も像側に配置される最終レンズ群Rについても、変倍の際に像面に対して光軸方向に固定することで、鏡筒の像側についても水密構造にすることが容易になり、鏡筒の像側から鏡筒内にゴミや水分の侵入を防ぎやすくなるため好ましい。その他、最終レンズ群Rを固定群とすることにより、鏡筒の小径化を図ることができる点については上述したとおりである。
1-3.条件式
当該ズームレンズでは、上述した構成を採用するとともに、次に説明する条件式を1つ以上満足することが好ましい。
1-3-1.条件式(1)
0.01 < fvc/fR < 0.80 ・・・(1)
但し、
fvc: 防振群の焦点距離
fR : 最終レンズ群Rの焦点距離
上記条件式(1)は、防振群の焦点距離と最終レンズ群Rの焦点距離との比を規定する式である。条件式(1)を満足させることにより、防振群の屈折力が適正な範囲内となり、防振時におけるコマ収差の発生を抑制し、小型軽量であり、且つ、光学性能の高いズームレンズを実現することができる。
これに対して、条件式(1)の数値が上限値以上になると、すなわち防振群の屈折力が小さくなりすぎるため、防振時における防振群の移動量が大きくなる。そのため、防振駆動機構の大型化を招く他、防振群が移動するためのスペースを確保する必要があるため、鏡筒の径小化も困難になる。そのため、当該ズームレンズユニット全体の小型軽量化を図ることが困難になるため好ましくない。一方、条件式(1)の数値が下限値以下になると、すなわち防振群の屈折力が大きくなりすぎ、防振レンズ群で発生するコマ収差が大きくなる。そのため、光学性能の高いズームレンズを実現することが困難になり、好ましくない。
上記効果を得る上で、条件式(1)の下限値は0.03であることが好ましく、0.06であることがより好ましく、0.09であることがさらに好ましく、0.12であることが一層好ましく、0.15であることがより一層好ましい。また条件式(1)の上限値は0.70であることが好ましく、0.62であることがより好ましく、0.59であることがさらに好ましく、0.56であることが一層好ましく、0.53であることがより一層好ましい。
1-3-2.条件式(2)
0.25 < f1/ft < 0.65 ・・・(2)
但し、
f1:第1レンズ群の焦点距離
ft:望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
条件式(2)は、前群において最も物体側に配置される第1レンズ群の焦点距離と当該ズームレンズの望遠端における焦点距離との比を規定する式である。条件式(2)を満足させることにより、第1レンズ群の屈折力が適切な範囲内となり、光学性能が高く、且つ、小型のズームレンズを実現することがより容易になる。
これに対して、条件式(2)の数値が下限値以下になると、第1レンズ群の屈折力が大きくなりすぎるため、望遠端における球面収差や像面湾曲が大きくなり、これを補正するためには収差補正のためのレンズ枚数を増加させる必要があるため、光学性能が高く、且つ、小型軽量のズームレンズを実現することが困難になるため好ましくない。また条件式(2)の数値が上限値以上になると、第1レンズ群の屈折力が小さくなりすぎる。そのため、望遠端における当該ズームレンズの光学全長を短くすることが困難になり、当該ズームレンズの小型化を図ることが困難になるため好ましくない。
上記効果を得る上で、条件式(2)の下限値は0.26であることが好ましく、0.27であることがより好ましく、0.28であることがさらに好ましく、0.29であることが一層好ましく、0.30であることがより一層好ましい。また条件式(2)の上限値は0.60であることが好ましく、0.56であることがより好ましく、0.52であることがさらに好ましく、0.48であることが一層好ましく、0.45であることがより一層好ましい。
1-3-3.条件式(3)
1.20 < βRT < 2.50 ・・・(3)
但し、
βRT:望遠端における最終レンズ群Rの横倍率
条件式(3)は、最終レンズ群Rの横倍率を規定する式である。条件式(3)を満足させることにより、テレフォト傾向の強い屈折力配置とすることができ、望遠端における当該ズームレンズの光学全長を焦点距離に比して短くすることができ、当該ズームレンズの小型化を図ることが容易になる。
これに対して、条件式(3)の数値が下限値以下になると、最終レンズ群Rの横倍率が小さくなり、テレフォト傾向が弱まるため、望遠端における光学全長を焦点距離に比して短くすることが困難になり、当該ズームレンズの小型化が困難になるため好ましくない。一方、条件式(3)の数値が上限値以上になると、最終レンズ群Rの横倍率が大きくなり、諸収差の拡大作用も大きくなる。そのため、望遠端における収差補正が困難になり、光学性能の高いズームレンズを実現するためには収差補正のためのレンズ枚数を増加させる必要がある。そのため、光学性能が高く、且つ、小型軽量のズームレンズを実現することが困難になるため好ましくない。
上記効果を得る上で、条件式(3)の下限値は1.25であることがより好ましく、1.30であることがさらに好ましく、1.35であることが一層好ましく、1.40であることがより一層好ましく、1.45であることがさらに一層好ましい。また条件式(3)の上限値は2.45であることがより好ましく、2.40であることがさらに好ましく、2.35であることが一層好ましく、2.30であることがより一層好ましく、2.20であることがさらに一層好ましい。
1-3-4.条件式(4)
当該ズームレンズにおいて、最終像側群Rrnに含まれるレンズLRrnnは、以下の条件式を満足することが好ましい。
1.72 < NdLRrnn < 2.20 ・・・・・(4)
但し、
NdLRrnn:レンズLRrnnのd線における屈折率
条件式(4)は、防振群の像側に位置する最終像側群Rrnに含まれる負の屈折力を有するレンズLRrnnのd線における屈折率を規定する式である。一般に、負の屈折力を有するレンズを高屈折率硝材製のものとし、正の屈折力を有するレンズを低屈折率硝材製のものとすることで、ペッツバール和を補正することが行われている。しかしながら高屈折率硝材は高価なため、レンズLRrnnの屈折率が高すぎると、当該ズームレンズを低コストで構成することが困難になる。また高屈折率硝材は比重が大きいため、当該ズームレンズの軽量化を図る上でも好ましくない。条件式(4)を満足させることにより、良好な像面性を確保しつつ、当該ズームレンズの低コスト化及び軽量化を図ることができる。
これに対して、条件式(4)の数値が下限値以下になると、レンズLRrnnの屈折率が小さくなり、像面性の補正が困難になり好ましくない。また、条件式(4)の数値が上限値以上になるとレンズLRrnnの屈折率が大きくなる。屈折率の高い硝材は高価であり、比重も大きい傾向にある。そのため、条件式(4)の数値が上限値以上になると、当該ズームレンズの低コスト化及び軽量化を図る上で好ましくない。
最終像側群Rrnに負の屈折力を有するレンズLRrnnが複数枚含まれる場合、そのうちの1枚が条件式(4)を満たせばよい。第1レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズLRrnnであればどのレンズが条件式(4)を満たしていてもよく、1枚以上のレンズLRrnnが上記条件式(4)を満たしていてもよい。
上記効果を得る上で、条件式(4)の下限値は1.73であることがより好ましい。また条件式(4)の上限値は2.10であることがより好ましく、2.06であることがさらに好ましく、2.01であることが一層好ましく、1.96であることがより一層好ましく、1.92であることがさらに一層好ましい。
1-3-5.条件式(5)
0.80 < f1/fw < 3.00 ・・・(5)
但し、
f1:第1レンズ群の焦点距離
fw:当該ズームレンズの広角端における焦点距離
条件式(5)は、第1レンズ群の焦点距離と当該ズームレンズの広角端における焦点距離との比を規定する式である。条件式(5)を満足させることにより、第1レンズ群の屈折力を適切な範囲内とすることができ、当該ズームレンズの広角端における小型化を図ることが容易になり、且つ、光学性能の高いズームレンズを実現することができる。
これに対して、条件式(5)の数値が下限値以下になると、第1レンズ群の屈折力が大きくなりすぎるため、広角端における像面湾曲の発生量が大きくなる。そのため、広角端における光学性能が低下し、好ましくない。また条件式(5)の数値が上限値以上になると、第1レンズ群の屈折力が小さくなりすぎる。そのため、広角端における光学全長が長くなるため、小型化の点で好ましくない。
上記効果を得る上で、条件式(5)の下限値は0.84であることがより好ましく、0.88であることがさらに好ましく、0.92であることが一層好ましく、0.96であることがより一層好ましく、1.00であることがさらに一層好ましい。また条件式(5)の上限値は2.80であることがより好ましく、2.60であることがさらに好ましく、2.40であることが一層好ましく、2.10であることがより一層好ましく、1.80であることがさらに一層好ましい。
1-3-6.条件式(6)
0.001 < fvc/fRrn < 0.300 ・・・(6)
但し、
fvc :防振群の焦点距離
fRrn:最終像側群Rrnの焦点距離
上記条件式(6)は、防振群の焦点距離と最終像側群Rrnの焦点距離との比を規定する式である。条件式(6)を満足させることにより、防振群の屈折力と最終像側群Rrnの屈折力との比が適正な範囲内となり、防振時における防振群の移動量を適正な範囲内に抑制することができる。そのため、防振駆動機構の小型化を図ることができ、且つ、鏡筒の径小化を図ることができる。これらのことから当該ズームレンズユニット全体の小型化を図ることができる。
これに対して、条件式(6)の数値が上限値以上になると、すなわち防振群の屈折力が小さくなりすぎると、防振時における防振群の移動量が大きくなる。そのため、防振駆動機構の大型化を招くと共に、鏡筒内に防振群が移動するためのスペースを確保する必要がある為、当該ズームレンズユニット全体の小型化を図ることが困難になる。一方、条件式(6)の数値が下限値以下になると、すなわち最終像側群Rrnの屈折力が小さくなりすぎ、テレフォト傾向が小さな屈折力配置となるため、光学全長を焦点距離に比して短くすることが困難になり、当該ズームレンズの小型化を図る上で好ましくない。
上記効果を得る上で、条件式(6)の下限値は0.002であることがより好ましく、0.004であることがさらに好ましく、0.006であることが一層好ましく、0.008であることがより一層好ましく、0.010であることがさらに一層好ましい。また、条件式(6)の上限値は0.2800であることがより好ましく、0.2600であることがさらに好ましく、0.2400であることが一層好ましく、0.2200であることがより一層好ましく、0.2000であることがさらに一層好ましい。
1-3-7.条件式(7)
2.50 < βnRT < 6.00 ・・・(7)
但し、
βnRT:負レンズ群nから最終レンズ群Rまでの望遠端における合成横倍率
条件式(7)は、負レンズ群nから最終レンズ群Rまでの望遠端における合成横倍率を規定する式である。負レンズ群nは、上述したとおり、前群に含まれる負の屈折力を有するレンズ群のうち、最も像側に配置される負の屈折力を有するレンズ群をいう。条件式(7)を満足させることにより、テレフォト傾向のより強い屈折力配置となり、望遠端における光学全長を焦点距離に比して短くすることができ、当該ズームレンズの小型化を図ることが容易になる。
これに対して、条件式(7)の数値が下限値以下になると、負レンズ群n以降に配置されるレンズ群による望遠端における合成横倍率が小さくなり、テレフォト傾向が弱まるため、望遠端における光学全長を焦点距離に比して短くすることが困難になり、当該ズームレンズの小型化が困難になるため好ましくない。また条件式(7)の数値が上限値以上になると、負レンズ群n以降に配置されるレンズ群による望遠端における合成横倍率が大きくなり、諸収差の拡大作用も大きくなる。そのため、望遠端における収差補正が困難になり、光学性能の高いズームレンズを実現するためには収差補正のためのレンズ枚数を増加ささえる必要がある。そのため、光学性能が高く、且つ、小型軽量のズームレンズを実現することが困難になるため好ましくない。
上記効果を得る上で、条件式(7)の下限値は2.55であることがより好ましく、2.60であることがさらに好ましく、2.65であることが一層好ましく、2.70であることがより一層好ましく、2.75であることがさらに一層好ましい。また条件式(7)の上限値は5.80であることがより好ましく、5.50であることがさらに好ましく、5.20であることが一層好ましく、5.00であることがより一層好ましく、4.70であることがさらに一層好ましい。
1-3-8.条件式(8)
1.83 < NdLnf < 2.20 ・・・(8)
但し、
NdLnf:レンズLnfのd線における屈折率
条件式(8)は、前群に含まれる負の屈折力を有するレンズLnfのd線における屈折率を規定する式である。上述のとおり、負の屈折力を有するレンズを高屈折率硝材製のものとし、正の屈折力を有するレンズを低屈折率硝材製のものとすることで、ペッツバール和を補正することが一般的である。しかしながら高屈折率硝材は高価なため、レンズLnfの屈折率が高すぎると、当該ズームレンズを低コストで構成することが困難になる。また高屈折率硝材は比重が大きいため、当該ズームレンズの軽量化を図る上でも好ましくない。条件式(8)を満足させることにより、良好な像面性を確保することができ、当該ズームレンズの低コスト化及び軽量化を図ることができる。
これに対して、条件式(8)の数値が下限値以下になると、レンズLnfの屈折率が小さくなり、像面性の補正が困難になり好ましくない。また、条件式(8)の数値が上限値以上になるとレンズLnfの屈折率が大きくなる。屈折率の高い硝材は高価であり、比重も大きい傾向にある。そのため、条件式(8)の数値が上限値以上になると、当該ズームレンズの低コスト化及び軽量化を図る上で好ましくない。
前群に負の屈折力を有するレンズLnfが複数枚含まれる場合、そのうちの1枚以上が条件式(8)を満たせばよい。前群に含まれる負の屈折力を有するレンズLnfであればどのレンズが条件式(8)を満たしていてもよい。
上記効果を得る上で、条件式(8)の下限値は1.86であることがより好ましく、1.88であることがさらに好ましく、1.89であることが一層好ましい。また条件式(8)の上限値は2.10であることがより好ましく、2.06であることがさらに好ましく、2.01であることが一層好ましく、1.96であることがより一層好ましく、1.92であることがさらに一層好ましい。
また、正の屈折力を有するレンズ群においてそのペッツバール和を小さくするためには、そのレンズ群に含まれる負レンズが高屈折率硝材製であることが求められる。従って、条件式(8)を満足するレンズLnfは、前群の中の正の屈折力を有するレンズ群に含まれることが当該ズームレンズの像面性を良好にする上でより好ましい。
1-3-9.条件式(9)
-2.50 < βFnT < -1.02 ・・・(9)
但し、
βFnT:物体側群Fnの望遠端における合成横倍率
上記条件式(9)は、前群において第1レンズ群より像側に配置され、且つ、広角端における最も大きな空気間隔より物体側に配置される全体で負の屈折力を有する物体側群Fnの合成横倍率を規定する式である。条件式(9)を満足させることにより、前群において正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する物体側群Fnとにテレフォト傾向の強い屈折力配置とすることができ、望遠端における当該ズームレンズの焦点距離を長くすることができ、当該ズームレンズの望遠化を図ることが容易になる。
これに対して、条件式(9)の数値が下限値以下になると、物体側群Fnの合成横倍率が大きくなり、諸収差の拡大作用も大きくなる。そのため、望遠端における収差補正が困難になり、光学性能の高いズームレンズを実現するためには収差補正のためのレンズ枚数を増加させる必要がある。そのため、光学性能が高く、且つ、小型軽量のズームレンズを実現することが困難になるため好ましくない。一方、条件式(9)の数値が上限値以上になると、物体側群Fnの合横倍率が小さくなり、テレフォト傾向が弱まるため、望遠端における光学全長を焦点距離に比して短くすることが困難になり、当該ズームレンズの小型化が困難になるため好ましくない。
上記効果を得る上で、条件式(9)の下限値は-2.40であることがより好ましく、-2.20であることがさらに好ましく、-2.00であることが一層好ましく、-1.90であることがより一層好ましく、-1.80であることがさらに一層好ましい。また条件式(9)の上限値は-1.10であることがより好ましく、-1.25であることがさらに好ましく、-1.30であることが一層好ましく、-1.35であることがより一層好ましく、-1.40であることがさらに一層好ましい。
1-3-10.条件式(10)
-5.50 < f1/fFnT < -2.00 ・・・(10)
但し、
f1 :第1レンズ群の焦点距離
fFnT:物体側群Fnの望遠端における合成焦点距離
上記条件式(10)は、第1レンズ群の焦点距離と物体側群Fnの望遠端における焦点距離との比を規定する式である。条件式(10)を満足させることにより、前群において正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する物体側群Fnとにテレフォト傾向の強い屈折力配置とすることができ、望遠端における当該ズームレンズの焦点距離を長くすることができ、当該ズームレンズの望遠化を図ることが容易になる。
これに対して、条件式(10)の数値が下限値以下になると、物体側群Fnの望遠端における屈折力に対する第1レンズ群の屈折力が小さくなり、物体側群Fnにおける諸収差の拡大作用も大きくなる。そのため、望遠端における収差補正が困難になり、光学性能の高いズームレンズを実現するためには収差補正のためのレンズ枚数を増加させる必要がある。そのため、光学性能が高く、且つ、小型軽量のズームレンズを実現することが困難になるため好ましくない。一方、条件式(10)の数値が上限値以上になると、物体側群Fnの望遠端における屈折力に対する第1レンズ群の屈折力が大きくなり、テレフォト傾向が弱まるため、望遠端における光学全長を焦点距離に比して短くすることが困難になり、当該ズームレンズの小型化が困難になるため好ましくない。
上記効果を得る上で、条件式(10)の下限値は-5.20であることがより好ましく、-5.00であることがさらに好ましく、-4.80であることが一層好ましく、-4.60であることがより一層好ましく、-4.40であることがさらに一層好ましい。また条件式(10)の上限値は-2.20であることがより好ましく、-2.50であることがさらに好ましく、-2.80であることが一層好ましく、-3.10であることがより一層好ましく、-3.40であることがさらに一層好ましい。
1-3-11.条件式(11)
0.010 < ΔPgFLfp < 0.070 ・・・(11)
但し、
ΔPgFLfp:前群に含まれる正の屈折力を有するレンズLfpの中で、最も異常分散性が大きなレンズの異常分散性、ここで異常分散性とはC7(部分分散比:0.5393、νd:60.49)及びF2(部分分散比:0.5829、νd:36.30)の部分分散比とνdの座標を通る直線を基準線としたときの、部分分散比の基準線からの偏差のことである
条件式(11)は、前群が少なくとも1枚の正の屈折力を有するレンズLfpを含む場合、当該レンズLfpの異常分散性を規定する式である。一般に、負の屈折力を有するレンズを高分散硝材製のものとし、正の屈折力を有するレンズを低分散硝材製のものとすることで色収差補正が行われている。しかしながら、高分散硝材では可視広域において短波長から長波長に向けて屈折率が正の2次曲線的に変化するのに対して、低分散硝材では屈折率が直線的に変化するため、この2つのレンズを組み合わせても全ての波長域で過不足なく色収差の補正を行うことが困難である。一方、正の異常分散性を有する硝材からなるレンズは高分散硝材と同様に短波長から長波長に向けて屈折率が正の2次曲線的に変化する。そのため、正の屈折力を有するレンズを正の異常分散性を有する硝材製とすると、長波長域においても色収差を過不足なく補正することが容易になる。そのため、条件式(8)を満足させることにより、当該ズームレンズの広角端から望遠端にかけての色収差をより良好に補正することができ、変倍域全域において高い光学性能を有するズームレンズを実現することが容易になる。
これに対して、条件式(11)の数値が下限値以下になると、レンズLfpの異常分散性が小さくなり、可視広域全域において色収差を過不足なく補正することが困難になり好ましくない。また条件式(11)の数値が上限値以上になると、レンズLfpの異常分散性が大きくなり、色収差補正を行う上では好ましいが、異常分散性が高い硝材は一般に高価なため、当該ズームレンズの低コスト化を図る上で好ましくない。
上記効果を得る上で、条件式(11)の下限値は0.015であることがより好ましく、0.019であることがさらに好ましく、0.022であることが一層好ましく、0.025であることがより一層好ましく、0.027であることがさらに一層好ましい。また条件式(11)の上限値は0.065であることがより好ましく、0.060であることがさらに好ましい。
前群は正の屈折力を有するレンズLfpを少なくとも1枚有すればよい。前群に含まれるレンズLfpが1枚であるときは、そのレンズLfpが条件式(11)を満たすことが好ましい。前群にレンズLfpが複数枚含まれる場合、その中で異常分散性が最も大きなレンズが条件式(11)を満足すればよい。また、前群は、条件式(11)を満足するレンズを複数枚含んでいてもよい。条件式(11)を満足する正の屈折力を有するレンズが前群内に複数枚存在すれば、色収差補正をより良好に行うことができ、光学性能の高いズームレンズをより容易に実現することができる。
なお、前群に含まれる負の屈折力を有するレンズの中で異常分散性が最も大きなレンズの異常分散性を上記と同様に定義した場合に、上記条件式(11)と同様の条件を満足することも好ましい。
1-3-12.条件式(12)
0.80 < BFw/(fw×tanωw) < 4.50 ・・・(12)
但し、
BFw:当該ズームレンズの最も像側のレンズ面から像面までの広角端における空気換算長
fw:広角端における当該ズームレンズの焦点距離
ωw:広角端無限合焦時における当該ズームレンズの最軸外主光線の半画角
条件式(12)は、当該ズームレンズの広角端におけるバックフォーカスと像面における最大像高との比を規定する式である。条件式(12)を満足させることにより、広角端において交換レンズに適したバックフォーカスを確保しつつ、小型のズームレンズを実現することができる。
これに対して、条件式(12)の数値が下限値以下になると、すなわち最大像高に対してバックフォーカスが短くなりすぎると、広角端において交換レンズに適したバックフォーカスを確保することが困難になり好ましくない。また条件式(12)の数値が上限値以上になると、すなわち最大像高に対してバックフォーカスが長くなり、広角端において当該ズームレンズの小型化を図ることが困難になり好ましくない。
上記効果を得る上で、条件式(12)の下限値は0.90であることがより好ましく、1.50であることがさらに好ましく、1.80であることが一層好ましい。また条件式(12)の上限値は4.00であることがより好ましく、3.50であることがさらに好ましく、3.20であることが一層好ましく、2.90であることがより一層好ましく、2.80であることがさらに一層好ましい。
1-3-13.条件式(13)
0.40 < Lt/ft < 0.75 ・・・(13)
但し、
Lt:望遠端における当該ズームレンズの最も物体側のレンズ面から像面までの距離
ft:望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
条件式(13)は、当該ズームレンズの望遠端における光学全長と望遠端における当該ズームレンズの焦点距離との比を規定する式である。条件式(13)を満足させることにより、望遠端における当該ズームレンズの光学全長と望遠端における当該ズームレンズの焦点距離との比が良好となり、焦点距離に比して光学全長が短く、小型軽量で光学性能の高いズームレンズを実現することができる。
これに対して、条件式(13)の数値が下限値以下になると、すなわち望遠端における光学全長が焦点距離に比して短くなりすぎると、望遠端において諸収差を良好に補正することが困難になり、光学性能が低下する。また、誤差感度が大きくなり、製造誤差に起因する光学性能の低下が大きくなり、製品毎の性能のバラツキが大きくなってしまう。一方条件式(13)の数値が上限値以上になると、すなわち望遠端における光学全長が焦点距離に比して長くなると、所定の変倍比を得るには変倍時における各レンズ群の移動量が増加し、各レンズ群を光軸に沿って移動するための変倍駆動機構の大型化を招き、ズームレンズユニットの軽量化を図ることが困難になる。
上記効果を得る上で、条件式(13)の下限値は0.42であることがより好ましく、0.45であることがさらに好ましく、0.48であることが一層好ましく、0.51であることがより一層好ましい。また条件式(13)の上限値は0.72であることがより好ましく、0.70であることがさらに好ましく、0.68であることが一層好ましく、0.66であることがより一層好ましく、0.64であることがさらに一層好ましい。
2.撮像装置
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係るズームレンズと、当該ズームレンズの像面側に設けられた、当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする。
ここで、撮像素子等に特に限定はなく、CCD(Charge Coupled Device)センサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどの固体撮像素子等も用いることができる。本件発明に係る撮像装置は、デジタルカメラやビデオカメラ等のこれらの固体撮像素子を用いた撮像装置に好適である。また、当該撮像装置は、レンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよいし、一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換式の撮像装置であってもよいのは勿論である。特に、本件発明に係るズームレンズは交換レンズシステムに好適なバックフォーカスを確保することができる。そのため、光学式ファインダーや、位相差センサ、これらに光を分岐するためのリフレックスミラー等を備えた一眼レフカメラ等の撮像装置に好適である。
当該撮像装置は、撮像素子により取得した撮像画像データを電気的に加工して、撮像画像の形状を変化させる画像処理部や、当該画像処理部において撮像画像データを加工するために用いる画像補正データ、画像補正プログラム等を保持する画像補正データ保持部等を有することがより好ましい。ズームレンズを小型化した場合、結像面において結像された撮像画像形状の歪み(歪曲)が生じやすくなる。その際、画像補正データ保持部に予め撮像画像形状の歪みを補正するための歪み補正データを保持させておき、上記画像処理部において、画像補正データ保持部に保持された歪み補正データを用いて、撮像画像形状の歪みを補正することが好ましい。このような撮像装置によれば、ズームレンズの小型化をより一層図ることができ、秀麗な撮像画像を得ると共に、撮像装置全体の小型化を図ることができる。
さらに、本件発明に係る撮像装置において、上記画像補正データ保持部に予め倍率色収差補正データを保持させておき、上記画像処理部において、画像補正データ保持部に保持された倍率色収差補正データを用いて、当該撮像画像の倍率色収差補正を行わせることが好ましい。画像処理部により、倍率色収差、すなわち、色の歪曲収差を補正することで、光学系を構成するレンズ枚数を削減することが可能になる。そのため、このような撮像装置によれば、ズームレンズの小型化をより一層図ることができ、秀麗な撮像画像を得ると共に、撮像装置全体の小型化を図ることができる。
次に、実施例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(1)ズームレンズの光学構成
図1は、本件発明に係る実施例1のズームレンズの広角端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6と、負の屈折力を有する第7レンズ群G7とから構成されている。開口絞りSは第7レンズ群G7の物体側に配置されている。本実施例では、前群は第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4と、第5レンズ群G5と、第6レンズ群G6とから構成されており、第7レンズ群G7が最終レンズ群Rである。正の屈折力を有するレンズ群Gpは、第4レンズ群G4である。本実施例において、前群は第1レンズ群と物体側群Fnと像側群Fpとから構成される。本実施例において、物体側群Fnは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とから構成される。像側群Fpは、第4レンズ群G4と、第5レンズ群G5と、第6レンズ群G6とから構成される。最終レンズ群Rは第7レンズ群G7であり、第7レンズ群G7は防振群を備え、最終レンズ群Rにおいて防振群の像側に配置されるレンズにより最終像側群Rrnが構成される。これら各群の具体的な構成は以下に説明する。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側凸形状の負メニスカスレンズL1及び両凸レンズL2が接合された接合レンズと、物体側凸形状の正メニスカスレンズL3とから構成される。物体側凸形状の負メニスカスレンズL1が本件発明にいうレンズL1nである。第1レンズ群G1に含まれる正の屈折力を有するレンズの中で、最も異常分散性が大きなレンズは、レンズL3である。レンズL3のΔPgFは、0.0375である。レンズL1の平均線膨張係数α1nは71×10-7/℃であり、レンズL2の平均線膨張係数α1pは93×10-7/℃である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸レンズL4及び両凹レンズL5が接合された接合レンズで構成されている。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凹レンズL6及び両凸レンズL7が接合された接合レンズと、両凹レンズL8とから構成されている。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸レンズL9と、両凸レンズL10と、両凸レンズL11及び両凹レンズL12が接合された接合レンズから構成されている。両凹レンズL12が本件発明にいうレンズLnfである。両凸レンズL9と、両凸レンズL10と両凸レンズL11が、本件発明にいうレンズLfpであり、ΔPgFLfpは、0.0375である。
第5レンズ群G5は、物体側凸形状の負メニスカスレンズL13と両凸レンズL14とが接合された接合レンズから構成されている。物体側凸形状の負メニスカスレンズL13が本件発明にいうレンズLnfである。
第6レンズ群G6は、凸レンズL15と両凹レンズL16とが接合された接合レンズから構成されている。
第7レンズ群G7は、物体側から順に、開口絞りSと、物体側凸形状の負メニスカスレンズL17と両凸レンズL18とが接合された接合レンズと、凸レンズL19と両凹レンズL20とが接合された接合レンズと、両凸レンズL21と両凹レンズL22とが接合された接合レンズと、実質的な屈折力を有さない平行平板であるレンズL23と、両凸レンズL24と両凹レンズL25とが接合された接合レンズとから構成されている。本件発明にいう防振群は凸レンズL19と両凹レンズL20とが接合された接合レンズにより構成される。また、本件発明にいう最終像側群Rrnは、両凸レンズL21と両凹レンズL22とが接合された接合レンズと、実質的な屈折力を有さない平行平板であるレンズL23と、両凸レンズL24と両凹レンズL25とが接合された接合レンズとから構成される。さらに、両凹レンズL22と両凹レンズL25とが本件発明にいうレンズLRrnnである。ここで、レンズL23はNDフィルターやPLフィルターなどのフィルターである。当該フィルターは、当該ズームレンズユニットに対して当該フィルターは挿入自在に構成されおり、鏡筒の外側から当該フィルターが挿入される。当該フィルターは本件発明に係るズームレンズにおいて任意の構成である。また、以下、他の実施例において当該フィルターと同様のフィルターを差込フィルターと称する。
実施例1のズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際して、像面に対して、第1レンズ群G1は光軸方向に固定され、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は像側に移動し、第4レンズ群G4は像側に凸の軌跡を描くように移動し、第5レンズ群G5は光軸方向に固定され、第6レンズ群G6は像側に凸の軌跡を描くように移動し、第7レンズ群G7は光軸方向に固定されている。
ここで、後群に含まれるレンズ群のうち、負の屈折力を有するレンズ群をその物体側のレンズ群に対して、広角端から望遠端への変倍時に像側に凸の軌跡を描くように移動させると、中間焦点距離における像面性が向上する。本実施例では、第6レンズ群G6を第5レンズ群G5に対して、広角端から望遠端への変倍時に像側に凸の軌跡を描くように移動させることで、中間焦点距離において良好な像面性を確保している。また、本実施例において、当該第6レンズ群はフォーカス群であり、無限遠物体から近接物体への合焦の際、第6レンズ群G6が光軸に沿って像側に移動する。
また、手ブレ等発生時には、防振群である凸レンズL19及び両凹レンズL20が接合された接合レンズを光軸と垂直方向に移動させることで手振れ等発生時に像をシフトさせて、像ブレを補正することができる。
また、図1に示す「IMG」は結像面であり、具体的にはCCDセンサ、CMOSセンサ等の固体撮像素子の撮像面、或いは、銀塩フィルムのフィルム面等を表す。また、結像面IMGの物体側にはカバーガラスCG等の実質的な屈折力を有さない平行平板を備える。これらの点は、他の実施例で示す各レンズ断面図においても同様であるため、以下では説明を省略する。
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表1に当該ズームレンズの面データを示す。表1において、「面番号」は物体側から数えたレンズ面の順番、「r」はレンズ面の曲率半径、「d」はレンズ面の光軸上の間隔、「Nd」はd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率、「vd」はd線に対するアッベ数、「H」は有効半径を示している。また、面番号の次の欄に表示する「S」は開口絞りを表している。さらに、レンズ面の光軸上の間隔の欄に、「D6」、「D16」等と示すのは、当該レンズ面の光軸上の間隔が変倍時又は合焦時に変化する可変間隔であることを意味する。なお、各表中の長さの単位は全て「mm」であり、画角の単位は全て「°」である。また、曲率半径の「0.0000」は平面を意味する。なお、表1における第46面及び第47面は差込フィルターの面データであり、第52面及び第53面はカバーガラスCGの面データである。
表2は、当該ズームレンズの緒元表である。当該緒元表には、無限遠合焦時における当該ズームレンズの焦点距離「f」、F値「Fno.」、半画角「ω」、像高「Y」、光学全長「TL」を示す。但し、表2には、左側から順に、広角端、中間焦点距離状態、望遠端におけるそれぞれの値を示している。
表3に、変倍時における当該ズームレンズの光軸上の可変間隔を示す。表3において、左側から順に、広角端、中間焦点距離状態、望遠端における無限遠合焦時におけるそれぞれの値を示している。なお、表中「INF」は「∞(無限大)」であることを示す。
表4に、合焦時における当該ズームレンズの光軸上の可変間隔を示す。表4には、広角端、中間焦点距離状態、望遠端において、撮影距離(撮像距離)が2900.00mmのときの値を示している。この値が各焦点距離における最短撮像距離である。
表5は、当該ズームレンズを構成する各レンズ群の焦点距離を示している。
また、表21に、各条件式(1)~条件式(12)の値と、条件式(1)~条件式(12)の計算に用いた各値とを示す。
これらの表に関する事項は他の実施例で示す各表においても同様であるため、以下では説明を省略する。
[表1]
面番号 r d Nd vd H
1 522.4744 3.600 1.80610 33.27 59.057
2 186.4038 0.020 1.56732 42.84 58.374
3 186.4038 13.850 1.48749 70.24 58.374
4 -566.6007 0.380 58.350
5 136.5404 13.294 1.49700 81.61 57.741
6 733.3234 D6 57.262
7 3020.7490 4.976 1.80518 25.46 26.400
8 -113.1128 0.010 1.56732 42.84 26.183
9 -113.1128 1.970 1.72916 54.67 26.181
10 100.1107 D10 25.045
11 -322.8543 2.000 1.61396 36.64 24.783
12 83.5699 0.010 1.56732 42.84 24.766
13 83.5699 5.300 1.84389 23.02 24.766
14 -694.2165 2.826 24.721
15 -118.7271 1.980 1.80162 31.00 24.649
16 260.1413 D16 24.860
17 186.8259 7.008 1.49700 81.61 25.312
18 -103.8300 0.400 25.280
19 125.3658 5.580 1.49700 81.61 25.204
20 -313.2811 0.300 25.050
21 69.9627 8.670 1.49700 81.61 24.175
22 -115.5431 0.010 1.56732 42.84 23.749
23 -115.5431 2.055 1.84701 40.81 23.747
24 173.7470 D24 22.920
25 75.7853 1.490 1.91082 35.25 20.412
26 42.2173 0.010 1.56732 42.84 19.601
27 42.2173 7.200 1.69680 55.46 19.599
28 -3787.7656 D28 19.157
29 -325.1337 3.200 1.85230 22.25 15.467
30 -103.4591 0.010 1.56732 42.84 15.054
31 -103.4591 1.000 1.72916 54.67 15.052
32 66.3660 D32 14.352
33 S 0.0000 2.000 10.000
34 354.2484 1.043 1.90366 31.31 9.735
35 42.9990 0.010 1.56732 42.84 9.580
36 42.9990 5.123 1.63177 43.20 9.580
37 -48.4994 5.795 9.500
38 -1493.8738 3.600 1.70341 29.67 10.071
39 -43.1806 0.010 1.56732 42.84 9.967
40 -43.1806 1.010 1.72916 54.67 9.967
41 38.5434 5.348 9.836
42 84.4813 5.000 1.60403 37.79 9.735
43 -26.6873 0.010 1.56732 42.84 9.820
44 -26.6873 1.000 1.83916 39.32 9.820
45 203.1004 13.814 10.065
46 0.0000 2.000 1.51680 64.20 12.635
47 0.0000 12.514 12.882
48 51.4153 6.760 1.55740 45.41 15.719
49 -57.7421 0.010 1.56732 42.84 15.721
50 -57.7421 1.200 1.74530 48.09 15.721
51 242.6126 53.863 15.843
52 0.0000 2.000 1.51680 64.20 21.423
53 0.0000 1.000 21.563
[表2]
f 205.426 447.698 774.302
Fno. 6.583 6.586 6.583
ω 6.008 2.752 1.586
Y 21.633 21.633 21.633
TL 415.348 415.348 415.348
[表3]
f 205.426 447.698 774.302
撮影距離 INF INF INF
D6 52.257 112.894 139.015
D10 7.479 9.827 9.196
D16 99.620 39.887 1.598
D24 10.634 7.382 20.181
D28 5.669 12.009 5.884
D32 29.429 23.088 29.214
[表4]
f 205.426 447.698 774.302
撮影距離 2900.00 2900.00 2900.00
D28 6.790 17.652 22.535
D32 28.308 17.445 12.562
[表5]
群 面番号 焦点距離
G1 1-6 271.689
G2 7-10 -157.925
G3 11-16 -129.552
G4 17-24 76.819
G5 25-28 139.408
G6 29-32 -80.182
G7 33-51 -115.240
また、図2~図4に当該実施例1のズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。各図に示す縦収差図は、図面に向かって左側から順に、それぞれ球面収差(mm)、非点収差(mm)、歪曲収差(%)である。球面収差を表す図では、縦軸は開放F値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線がd線(波長λ=587.6nm)、一点鎖線がg線(波長λ=435.8nm)、点線がC線(波長λ=656.3nm)における球面収差を示す。非点収差を表す図では、縦軸は像高、横軸にデフォーカスをとり、実線がd線に対するサジタル像面(ds)、点線がd線に対するメリジオナル像面(dm)を示す。歪曲収差を表す図では、縦軸は像高、横軸に%をとり、歪曲収差を表す。これらの縦収差図に関する事項は、他の実施例で示す縦収差図においても同様であるため、以下では説明を省略する。
また、当該ズームレンズの広角端における無限遠合焦時のバックフォーカス「BFw」は以下のとおりである。但し、以下の値は、カバーガラス(Nd=1.5168)を含まない値であり、他の実施例に示すバックフォーカスも同様である。
BFw= 56.1827(mm)
(1)ズームレンズの光学構成
図5は、本件発明に係る実施例2のズームレンズの広角端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6とから構成されている。開口絞りSは第6レンズ群G6の物体側に配置されている。本実施例において、前群は第1レンズ群と物体側群Fnと像側群Fpとから構成される。本実施例において、物体側群Fnは、第2レンズ群G2から構成される。像側群Fpは、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4と、第5レンズ群G5とから構成される。最終レンズ群Rは第6レンズ群G6であり、第7レンズ群G6は防振群を備え、最終レンズ群Rにおいて防振群の像側に配置されるレンズにより最終像側群Rrnが構成される。これら各群の具体的な構成は以下に説明する。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側凸形状の負メニスカスレンズL1及び両凸レンズL2が接合された接合レンズと、物体側凸形状の正メニスカスレンズL3とから構成される。物体側凸形状の負メニスカスレンズL1が本件発明にいうレンズL1nである。第1レンズ群G1に含まれる正の屈折力を有するレンズの中で、最も異常分散性が大きなレンズは、レンズL3である。レンズL3のΔPgFは、0.0375である。レンズL1の平均線膨張係数α1nは71×10-7/℃であり、レンズL2の平均線膨張係数α1pは93×10-7/℃である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸レンズL4及び両凹レンズL5が接合された接合レンズと、両凹レンズL6及び両凸レンズL7が接合された接合レンズと、両凹レンズL8とから構成されている。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸レンズL9と、両凸レンズL10と、両凸レンズL11及び両凹レンズL12が接合された接合レンズとから構成されている。両凹レンズL12が本件発明にいうレンズLnfであり、レンズLnfでもある。両凸レンズL9と、両凸レンズL10が、本件発明にいうレンズLfpであり、それぞれのΔPgFLfpは、0.0375である。
第4レンズ群G4は、物体側凸形状の負メニスカスレンズL13及び両凸レンズL14が接合された接合レンズから構成されている。物体側凸形状の負メニスカスレンズL13が本件発明にいうレンズLnfである。
第5レンズ群G5は、凸レンズL15と両凹レンズL16とが接合された接合レンズから構成されている。
第6レンズ群G6は、物体側から順に、開口絞りSと、物体側凸形状の負メニスカスレンズL17及び両凸レンズL18が接合された接合レンズと、凸レンズL19及び両凹レンズL20が接合された接合レンズと、両凸レンズL21及び両凹レンズL22が接合された接合レンズと、実質的な屈折力を有さない平行平板であるレンズL23と、両凸レンズL24及び両凹レンズL25が接合された接合レンズとから構成されている。また、レンズL23は差込フィルターである。本件発明にいう防振群は凸レンズL19及び両凹レンズL20が接合された接合レンズにより構成される。また、本件発明にいう最終像側群Rrnは、両凸レンズL21及び両凹レンズL22が接合された接合レンズと、実質的な屈折力を有さない平行平板であるレンズL23と、両凸レンズL24及び両凹レンズL25が接合された接合レンズとから構成される。さらに、両凹レンズL22と両凹レンズL25とが本件発明にいうレンズLRrnnである。
実施例2のズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際して、像面に対して、第1レンズ群G1は光軸方向に固定され、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は像側に凸の軌跡を描くように移動し、第4レンズ群G4は光軸方向に固定され、第5レンズ群G5は像側に凸の軌跡を描くように移動し、第6レンズ群G6は光軸方向に固定されている。
本実施例では、第5レンズ群G5を第4レンズ群G4に対して、広角端から望遠端への変倍時に像側に凸の軌跡を描くように移動させることで、中間焦点距離において良好な像面性を確保している。
また、手ブレ等発生時には、防振群である凸レンズL19及び両凹レンズL20が接合された接合レンズを光軸と垂直方向に移動させることで手振れ等発生時に像をシフトさせて、像ブレを補正することができる。
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表6に、当該ズームレンズの面データを示し、表7に当該ズームレンズの緒元表を示す。なお、表6における第46面及び第47面は差込フィルターの面データであり、第52面及び第53面はカバーガラスCGの面データである。
表8に、変倍時における当該ズームレンズの光軸上の可変間隔を示し、表9に、合焦時における当該ズームレンズの光軸上の可変間隔を示す。なお、表9には、広角端、中間焦点距離状態、望遠端において、撮影距離(撮像距離)が2500.00mmのときの値を示している。この値が各焦点距離における最短撮像距離である。
表10は、当該ズームレンズを構成する各レンズ群の焦点距離を示している。また、表21に、各条件式(1)~条件式(12)の値と、条件式(1)~条件式(12)の計算に用いた各値とを示す。
また、図6~図8に、当該実施例2のズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。
さらに、当該ズームレンズの広角端における無限遠合焦時のバックフォーカスは以下のとおりである。
BFw= 47.6948(mm)
[表6]
面番号 r d Nd vd H
1 362.2289 3.100 1.80610 33.27 51.958
2 148.7380 0.020 1.56732 42.84 51.152
3 148.7380 11.943 1.48749 70.24 51.151
4 -839.0352 0.320 51.100
5 120.7253 11.492 1.49700 81.61 50.672
6 1035.1075 D6 50.403
7 1612.3555 4.355 1.80518 25.46 23.500
8 -99.7929 0.010 1.56732 42.84 23.330
9 -99.7929 1.690 1.72916 54.67 23.328
10 80.4516 5.860 22.294
11 -285.4912 1.710 1.63289 34.54 22.245
12 64.7661 0.010 1.56732 42.84 22.351
13 64.7661 4.944 1.84666 23.78 22.351
14 -401.8539 2.300 22.343
15 -94.2412 1.635 1.81681 31.34 22.321
16 254.1913 D16 22.641
17 160.3987 6.213 1.49700 81.61 24.316
18 -92.2467 0.199 24.300
19 101.0736 5.040 1.49700 81.61 24.116
20 -312.5122 0.200 23.997
21 63.5833 7.594 1.48749 70.44 22.960
22 -105.1497 0.010 1.56732 42.84 22.754
23 -105.1497 1.625 1.84441 38.49 22.752
24 167.7347 D24 21.895
25 65.5436 1.300 1.91082 35.25 20.152
26 37.1386 0.010 1.56732 42.84 19.252
27 37.1386 6.491 1.69130 58.05 19.251
28 920.1015 D28 18.970
29 -559.2891 2.610 1.84666 23.78 15.059
30 -121.5774 0.010 1.56732 42.84 14.701
31 -121.5774 1.000 1.72916 54.67 14.698
32 58.3442 D32 13.952
33 S 0.0000 1.707 10.100
34 153.8780 1.000 1.90366 31.31 9.816
35 34.1694 0.010 1.56732 42.84 9.601
36 34.1694 4.330 1.61866 39.21 9.601
37 -47.7062 5.016 9.500
38 -908.6427 3.262 1.71048 29.60 9.888
39 -38.3253 0.010 1.56732 42.84 9.808
40 -38.3253 0.830 1.72916 54.67 9.807
41 34.3612 4.757 9.682
42 91.8992 4.358 1.59300 39.20 9.784
43 -25.5977 0.010 1.56732 42.84 9.885
44 -25.5977 0.920 1.83911 39.33 9.885
45 560.4082 10.773 10.191
46 0.0000 2.000 1.51680 64.20 12.395
47 0.0000 11.904 12.664
48 43.3914 5.980 1.55911 47.43 15.730
49 -68.4700 0.010 1.56732 42.84 15.712
50 -68.4700 1.020 1.74891 48.93 15.712
51 115.5809 45.376 15.760
52 0.0000 2.000 1.51680 64.20 21.371
53 0.0000 1.000 21.540
[表7]
f 204.385 383.887 583.896
Fno. 5.704 5.705 5.706
ω 6.042 3.209 2.103
Y 21.633 21.633 21.633
TL 354.884 354.884 354.884
[表8]
f 204.385 383.887 583.896
撮影距離 INF INF INF
D6 56.409 98.944 116.672
D16 71.977 33.155 7.621
D24 7.185 3.472 11.277
D28 6.430 10.735 6.553
D32 24.426 20.120 24.302
[表9]
f 204.385 383.887 583.896
撮影距離 2500.00 2500.00 2500.00
D28 7.981 16.488 19.715
D32 22.874 14.368 11.140
[表10]
群 面番号 焦点距離
G1 1-6 232.198
G2 7-16 -57.984
G3 17-24 66.335
G4 25-28 136.607
G5 29-32 -76.491
G6 33-51 -100.196
(1)ズームレンズの光学構成
図9は、本件発明に係る実施例3のズームレンズの広角端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6とから構成されている。開口絞りSは第6レンズ群G6の物体側に配置されている。本実施例において、前群は第1レンズ群と物体側群Fnと像側群Fpとから構成される。本実施例において、物体側群Fnは、第2レンズ群G2から構成される。像側群Fpは、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4と、第5レンズ群G5ととから構成される。最終レンズ群Rは第6レンズ群G6であり、第6レンズ群G6は防振群を備え、最終レンズ群Rにおいて防振群の像側に配置されるレンズにより最終像側群Rrnが構成される。これら各群の具体的な構成は以下に説明する。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側凸形状の負メニスカスレンズL1と両凸レンズL2とが接合された接合レンズと、物体側凸形状の正メニスカスレンズL3とから構成される。物体側凸形状の負メニスカスレンズL1が本件発明にいうレンズL1nである。第1レンズ群G1に含まれる正の屈折力を有するレンズの中で、最も異常分散性が大きなレンズは、レンズL3である。レンズL3のΔPgFは、0.0375である。レンズL1の平均線膨張係数α1nは71×10-7/℃であり、レンズL2の平均線膨張係数α1pは93×10-7/℃である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、凸レンズL4及び両凹レンズL5が接合された接合レンズと、両凹レンズL6及び両凸レンズL7が接合された接合レンズと、両凹レンズL8とから構成されている。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸レンズL9と、両凸レンズL10と、両凸レンズL11及び両凹レンズL12が接合された接合レンズとから構成されている。両凹レンズL12が本件発明にいうレンズLnfである。両凸レンズL9と、両凸レンズL10が、本件発明にいうレンズLfpであり、ΔPgFLfpは、0.0375である。
第4レンズ群G4は、物体側凸形状の負メニスカスレンズL13及び両凸レンズL14が接合された接合レンズから構成されている。物体側凸形状の負メニスカスレンズL13が本件発明にいうレンズLnfである。
第5レンズ群G5は、凸レンズL15及び両凹レンズL16が接合された接合レンズから構成されている。
第6レンズ群G6は、物体側から順に、開口絞りSと、物体側凸形状の負メニスカスレンズL17及び両凸レンズL18が接合された接合レンズと、凸レンズL19及び両凹レンズL20が接合された接合レンズと、両凸レンズL21及び両凹レンズL22が接合された接合レンズと、実質的な屈折力を有さない平行平板であるレンズL23と、両凸レンズL24及び両凹レンズL25が接合された接合レンズとから構成されている。また、レンズL23は差込フィルターである。本件発明にいう防振群は凸レンズL19及び両凹レンズL20が接合された接合レンズにより構成される。また、本件発明にいう最終像側群Rrnは、両凸レンズL21及び両凹レンズL22が接合された接合レンズと、実質的な屈折力を有さない平行平板であるレンズL23と、両凸レンズL24及び両凹レンズL25が接合された接合レンズとから構成される。さらに、両凹レンズL22と両凹レンズL25とが本件発明にいうレンズLRrnnである。
実施例3のズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際して、像面に対して、第1レンズ群G1は光軸方向に固定され、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は像側に凸の軌跡を描くように移動し、第4レンズ群G4は光軸方向に固定され、第5レンズ群G5は像側に凸の軌跡を描くように移動し、第6レンズ群G6は光軸方向に固定されている。
本実施例では、第5レンズ群G5を第4レンズ群G4に対して、広角端から望遠端への変倍時に像側に凸の軌跡を描くように移動させることで、中間焦点距離において良好な像面性を確保している。
また、手ブレ等発生時には、防振群である凸レンズL19及び両凹レンズL20が接合された接合レンズを光軸と垂直方向に移動させることで手振れ等発生時に像をシフトさせて、像ブレを補正することができる。
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表11に、当該ズームレンズの面データを示し、表12に当該ズームレンズの緒元表を示す。なお、表11における第46面及び第47面は差込フィルターの面データであり、第52面及び第53面はカバーガラスCGの面データである。
表13に、変倍時における当該ズームレンズの光軸上の可変間隔を示し、表14に、合焦時における当該ズームレンズの光軸上の可変間隔を示す。なお、表14には、広角端、中間焦点距離状態、望遠端において、撮影距離(撮像距離)が2900.00mmのときの値を示している。この値が各焦点距離における最短撮像距離である。
表15は、当該ズームレンズを構成する各レンズ群の焦点距離を示している。また、表21に、各条件式(1)~条件式(12)の値と、条件式(1)~条件式(12)の計算に用いた各値とを示す。
また、図10~図12に、当該実施例2のズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。
さらに、当該ズームレンズの広角端における無限遠合焦時のバックフォーカスは以下のとおりである。
BFw= 56.1739(mm)
[表11]
面番号 r d Nd vd H
1 490.3765 3.600 1.80610 33.27 58.980
2 184.2738 0.020 1.56732 42.84 58.307
3 184.2738 13.847 1.48749 70.24 58.306
4 -644.4705 0.380 58.280
5 140.7126 13.392 1.49700 81.61 57.695
6 939.9051 D6 57.226
7 -6546.1557 4.880 1.80518 25.46 25.940
8 -110.5280 0.010 1.56732 42.84 25.674
9 -110.5280 2.000 1.72916 54.67 25.672
10 93.6214 6.805 24.532
11 -513.3426 1.990 1.60809 37.31 24.421
12 76.2026 0.010 1.56732 42.84 24.405
13 76.2026 5.400 1.84634 23.01 24.405
14 -1152.8990 2.923 24.361
15 -118.3850 1.980 1.80547 29.17 24.302
16 286.0255 D16 24.547
17 190.3131 6.978 1.49700 81.61 24.883
18 -103.8327 0.400 25.010
19 127.3893 5.649 1.49700 81.61 24.939
20 -294.3761 0.300 24.781
21 70.3951 8.680 1.49700 81.61 23.924
22 -110.6908 0.010 1.56732 42.84 23.487
23 -110.6908 2.190 1.84436 41.63 23.485
24 162.0783 D24 22.642
25 70.0851 1.500 1.83989 39.26 19.931
26 38.8848 0.010 1.56732 42.84 19.184
27 38.8848 7.263 1.64015 60.53 19.182
28 -667.4123 D28 18.868
29 -311.8794 3.248 1.84424 22.96 15.019
30 -93.9273 0.010 1.56732 42.84 14.653
31 -93.9273 1.000 1.72916 54.67 14.651
32 68.6275 D32 14.038
33 S 0.0000 2.000 10.080
34 392.0022 1.110 1.90366 31.31 10.801
35 38.9125 0.010 1.56732 42.84 10.672
36 38.9125 5.115 1.63937 44.56 10.672
37 -48.0465 5.794 9.500
38 -1713.1103 3.698 1.70543 29.72 10.419
39 -40.4444 0.010 1.56732 42.84 10.274
40 -40.4444 1.022 1.72916 54.67 10.273
41 38.8273 5.437 10.067
42 66.4117 5.050 1.60318 36.97 10.216
43 -28.8650 0.010 1.56732 42.84 10.247
44 -28.8650 1.011 1.83884 39.38 10.247
45 117.8452 14.524 10.447
46 0.0000 2.000 1.51680 64.20 13.096
47 0.0000 12.217 13.342
48 50.9026 6.810 1.56076 46.20 16.139
49 -57.5740 0.010 1.56732 42.84 16.130
50 -57.5740 1.200 1.73758 49.76 16.130
51 223.3820 53.855 16.232
52 0.0000 2.000 1.51680 64.20 21.464
53 0.0000 1.000 21.595
[表12]
f 205.696 449.061 775.202
Fno. 6.602 6.605 6.597
ω 6.000 2.747 1.584
Y 21.633 21.633 21.633
TL 415.203 415.203 415.203
[表13]
f 205.696 449.061 775.202
撮影距離 INF INF INF
D6 51.903 113.643 140.873
D16 98.741 40.130 1.635
D24 11.823 8.694 19.959
D28 5.108 11.101 5.562
D32 29.271 23.278 28.817
[表14]
f 205.696 449.061 775.202
撮影距離 2900.00 2900.00 2900.00
D28 6.235 16.761 22.294
D32 28.145 17.618 12.086
[表15]
群 面番号 焦点距離
G1 1-6 271.026
G2 7-16 -67.309
G3 17-24 79.310
G4 25-28 127.916
G5 29-32 -82.233
G6 33-51 -110.211
(1)ズームレンズの光学構成
図13は、本件発明に係る実施例4のズームレンズの広角端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6と、負の屈折力を有する第7レンズ群G7から構成されている。無限遠物体から近接物体への合焦の際、第6レンズ群G6が光軸に沿って像側に移動する。開口絞りSは第7レンズ群G7の物体側に配置されている。本実施例において、前群は第1レンズ群と物体側群Fnと像側群Fpとから構成される。本実施例において、物体側群Fnは、第2レンズ群G2から構成される。像側群Fpは、、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4と、第5レンズ群G5と、第6レンズ群G6とから構成される。最終レンズ群Rは第7レンズ群G7であり、第7レンズ群G7は防振群を備え、最終レンズ群Rにおいて防振群の像側に配置されるレンズにより最終像側群Rrnが構成される。これら各群の具体的な構成は以下に説明する。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側凸形状の負メニスカスレンズL1と両凸レンズL2とが接合された接合レンズと、物体側凸形状の正メニスカスレンズL3とから構成される。物体側凸形状の負メニスカスレンズL1が本件発明にいうレンズL1nである。第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズの中で、最も異常分散性が大きなレンズは、レンズL3である。レンズL3のΔPgFは、0.0375である。レンズL1の平均線膨張係数α1nは70×10-7/℃であり、レンズL2の平均線膨張係数α1pは93×10-7/℃である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、凸レンズL4及び両凹レンズL5が接合された接合レンズと、両凹レンズL6及び両凸レンズL7が接合された接合レンズと、両凹レンズL8とから構成されている。
第3レンズ群G3は、両凸レンズL9から構成されている。両凸レンズL9が、本件発明にいうレンズLfpであり、ΔPgFLfpは、0.0564である。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸レンズL10と、両凸レンズL11及び両凹レンズL12が接合された接合レンズとから構成されている。両凹レンズL12が本件発明にいうレンズLnfである。両凸レンズL10が、本件発明にいうレンズLfpであり、ΔPgFLfpは、0.0375である。
第5レンズ群G5は、物体側凸形状の負メニスカスレンズL13及び両凸レンズL14が接合された接合レンズから構成されている。物体側凸形状の負メニスカスレンズL13が本件発明にいうレンズLnfである。
第6レンズ群G6は、凸レンズL15及び両凹レンズL16が接合された接合レンズから構成されている。
第7レンズ群G7は、物体側から順に、開口絞りSと、物体側凸形状の負メニスカスレンズL17及び両凸レンズL18が接合された接合レンズと、凸レンズL19及び両凹レンズL20が接合された接合レンズと、両凸レンズL21及び両凹レンズL22が接合された接合レンズと、実質的な屈折力を有さない平行平板であるレンズL23と、両凸レンズL24及び両凹レンズL25が接合された接合レンズとから構成されている。また、レンズL23は差込フィルターである。本件発明にいう防振群は凸レンズL19及び両凹レンズL20が接合された接合レンズにより構成される。また、本件発明にいう最終像側群Rrnは、両凸レンズL21及び両凹レンズL22が接合された接合レンズと、実質的な屈折力を有さない平行平板であるレンズL23と、両凸レンズL24及び両凹レンズL25が接合された接合レンズとから構成される。さらに、両凹レンズL22と両凹レンズL25とが本件発明にいうレンズLRrnnである。
実施例4のズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際して、像面に対して、第1レンズ群G1は光軸方向に固定され、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3は像側に凸の軌跡を描くように移動し、第4レンズ群G4は像側に凸の軌跡を描くように移動し、第5レンズ群G5は光軸方向に固定され、第6レンズ群G6は像側に凸の軌跡を描くように移動し、第7レンズ群G7は光軸方向に固定されている。
本実施例では、第6レンズ群G6を第5レンズ群G5に対して、広角端から望遠端への変倍時に像側に凸の軌跡を描くように移動させることで、中間焦点距離において良好な像面性を確保している。
また、手ブレ等発生時には、防振群である凸レンズL19及び両凹レンズL20が接合された接合レンズを光軸と垂直方向に移動させることで手振れ等発生時に像をシフトさせて、像ブレを補正することができる。
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表16に、当該ズームレンズの面データを示し、表21に当該ズームレンズの緒元表を示す。なお、表16における第46面及び第47面は差込フィルターの面データであり、第52面及び第53面はカバーガラスCGの面データである。
表18に、変倍時における当該ズームレンズの光軸上の可変間隔を示し、表19に、合焦時における当該ズームレンズの光軸上の可変間隔を示す。なお、表14には、広角端、中間焦点距離状態、望遠端において、撮影距離(撮像距離)が2500.00mmのときの値を示している。この値が各焦点距離における最短撮像距離である。
表20は、当該ズームレンズを構成する各レンズ群の焦点距離を示している。また、表21に、各条件式(1)~条件式(12)の値と、条件式(1)~条件式(12)の計算に用いた各値とを示す。
また、図14~図16に、当該実施例4のズームレンズの広角端、中間焦点距離状態、望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。
さらに、当該ズームレンズの広角端における無限遠合焦時のバックフォーカスは以下のとおりである。
BFw = 48.0568(mm)
[表16]
面番号 r d Nd vd H
1 264.1633 3.100 1.90366 31.31 52.227
2 142.7348 0.020 1.56732 42.84 51.301
3 142.7348 12.042 1.48749 70.44 51.300
4 -1997.6032 0.320 51.200
5 120.4876 11.567 1.49700 81.61 50.739
6 1069.9965 D6 50.466
7 269.4881 4.607 1.80518 25.46 23.000
8 -119.6669 0.010 1.56732 42.84 22.776
9 -119.6669 1.700 1.72916 54.67 22.774
10 75.5414 6.000 21.562
11 -205.3696 1.670 1.62488 35.68 21.419
12 74.7690 0.010 1.56732 42.84 21.361
13 74.7690 4.967 1.84666 23.78 21.361
14 -715.1550 2.294 21.294
15 -95.6404 1.650 1.81278 33.47 21.271
16 217.6991 D16 21.497
17 157.0424 6.416 1.43700 95.10 22.722
18 -84.7937 D18 22.700
19 106.5878 5.040 1.49700 81.61 22.666
20 -282.5029 0.198 22.544
21 73.9929 7.470 1.48749 70.44 21.888
22 -98.0726 0.010 1.56732 42.84 21.534
23 -98.0726 1.450 1.83937 39.30 21.532
24 244.9626 D24 20.989
25 55.4224 1.300 1.91082 35.25 19.223
26 33.4857 0.010 1.56732 42.84 18.338
27 33.4857 6.762 1.68788 57.00 18.337
28 586.3403 D28 17.993
29 -308.0756 2.437 1.84666 23.78 13.697
30 -89.2090 0.010 1.56732 42.84 13.402
31 -89.2090 1.000 1.72916 54.67 13.400
32 48.3414 D32 12.688
33 S 0.0000 1.707 9.970
34 121.4146 1.000 1.90366 31.31 9.758
35 32.8275 0.010 1.56732 42.84 9.572
36 32.8275 4.540 1.61783 46.59 9.572
37 -45.7069 4.851 9.500
38 -556.3160 3.186 1.72235 28.80 10.102
39 -39.2740 0.010 1.56732 42.84 10.057
40 -39.2740 0.800 1.72916 54.67 10.056
41 39.7894 4.670 9.983
42 81.5025 4.457 1.60002 38.95 10.015
43 -30.7098 0.010 1.56732 42.84 10.116
44 -30.7098 0.950 1.82894 40.51 10.117
45 445.2750 10.828 10.352
46 0.0000 2.000 1.51680 64.20 12.240
47 0.0000 11.790 12.470
48 40.3649 5.980 1.55831 45.30 15.062
49 -88.2563 0.010 1.56732 42.84 14.998
50 -88.2563 1.020 1.74557 49.66 14.997
51 68.8837 45.738 14.943
52 0.0000 2.000 1.51680 64.20 21.348
53 0.0000 1.000 21.538
[表17]
f 204.246 382.296 585.319
Fno 5.746 5.742 5.742
ω 6.019 3.209 2.087
Y 21.633 21.633 21.633
TL 354.681 354.681 354.681
[表18]
f 204.246 382.296 585.319
撮影距離 INF INF INF
D6 56.622 97.755 114.578
D16 68.724 31.508 5.951
D18 0.643 2.436 1.341
D24 9.515 3.805 13.633
D28 7.247 10.642 6.283
D32 23.312 19.918 24.276
[表19]
f 204.246 382.296 585.319
撮影距離 2500.00 2500.00 2500.00
D28 8.692 15.838 18.342
D32 21.867 14.722 12.218
[表20]
群 面番号 焦点距離
G1 1-6 227.064
G2 7-16 -56.326
G3 17-18 127.027
G4 19-24 154.913
G5 25-28 114.458
G5 29-32 -60.325
G6 33-51 -160.070
[表21]
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
条件式(1) fvc/fR 0.434 0.443 0.458 0.315
条件式(2) f1/ft 0.351 0.398 0.350 0.388
条件式(3) βRT 1.899 1.821 1.948 1.392
条件式(4) NdLRrnn 1.839 1.839 1.839 1.829
条件式(5) f1/fw 1.323 1.136 1.318 1.112
条件式(6) fvc/fRrn 0.010 0.006 0.015 0.009
条件式(7) βnRT 4.199 3.862 4.215 3.801
条件式(8) NdLnf 1.911 1.911 1.844 1.839
条件式(9) βFnT -1.619 -1.534 -1.659 -1.687
条件式(10)f1/fFnT -4.044 -4.005 -4.027 -4.031
条件式(11)ΔPgFLfp 0.038 0.038 0.038 0.056
条件式(12)BFw/(fw×tanωw) 2.599 2.205 2.598 2.232
条件式(13)Lt/ft 0.536 0.608 0.536 0.606

ft 774.302 583.896 775.202 585.319
fw 205.426 204.385 205.696 204.246
fvc -49.960 -44.376 -50.490 -50.368
fR -115.240 -100.196 -110.211 -160.070
f1 271.689 232.198 271.026 227.064
fRrn -4781.160 -7440.300 -3277.630 -5668.940
fFnT -67.1782 -57.9837 -67.3089 -56.326
BFw 56.183 47.695 56.174 48.057
ωw 6.008 6.042 6.000 6.019
Lt 415.348 354.884 415.203 354.681
本件発明によれば、小型軽量であり、且つ、光学性能の高いズームレンズ及び撮像装置を提供することができる。
G1 ・・・第1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
G5 ・・・第5レンズ群
G6 ・・・第6レンズ群
G7 ・・・第7レンズ群
S ・・・開口絞り
CG ・・・カバーガラス
IMG・・・結像面

Claims (16)

  1. 物体側から順に、複数のレンズ群を含み全体で正の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する最終レンズ群Rとから構成され、
    前記前群は、最も物体側に正の屈折力を有する第1レンズ群を含み、
    広角端から望遠端への変倍に際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、且つ、前記最終レンズ群Rは光軸方向に固定され、
    前記最終レンズ群Rは、
    光軸に直交する方向に移動することで像ブレを補正する負の屈折力を有する防振群と、
    前記防振群の像側に配置され、全体で負の屈折力を有する最終像側群Rrnと、を備え、
    前記最終像側群Rrnは、前記最終レンズ群Rにおいて前記防振群の像側に配置される全てのレンズにより構成され、
    以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
    0.01 < fvc/fR < 0.80 ・・・(1)
    0.25 < f1/ft < 0.65 ・・・(2)
    但し、
    fvc:前記防振群の焦点距離
    fR :前記最終レンズ群Rの焦点距離
    f1 :前記第1レンズ群の焦点距離
    ft :望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
  2. 以下の条件式を満足する請求項1に記載のズームレンズ。
    1.20 < βRT < 2.50 ・・・(3)
    但し、
    βRT:望遠端における前記最終レンズ群Rの横倍率
  3. 変倍の際に、前記第1レンズ群が像面に対して光軸方向に固定されている請求項1又は請求項2に記載のズームレンズ。
  4. 前記最終像側群Rrnは、負の屈折力を有するレンズLRrnnを少なくとも1枚有し、以下の条件式を満足する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    1.72 < NdLRrnn < 2.20 ・・・(4)
    但し、
    NdLRrnn:前記レンズLRrnnのd線における屈折率
  5. 以下の条件式を満足する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    0.80 < f1/fw < 3.00 ・・・(5)
    但し、
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
    fw:当該ズームレンズの広角端における焦点距離
  6. 以下の条件式を満足する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    0.001 < fvc/fRrn < 0.300 ・・・(6)
    但し、
    fvc :前記防振群の焦点距離
    fRrn:前記最終像側群Rrnの焦点距離
  7. 前記前群は、負の屈折力を有するレンズ群を少なくとも一つ有し、
    当該前群に含まれる負の屈折力を有するレンズ群のうち、最も像側に配置される負の屈折力を有するレンズ群を負レンズ群nとしたとき、以下の条件式を満足する請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    2.50 < βnRT < 6.00 ・・・(7)
    但し、
    βnRT:前記負レンズ群nから前記最終レンズ群Rまでの望遠端における合成横倍率
  8. 前記負レンズ群nを光軸方向へ移動させることで近接被写体への合焦を行うフォーカス群である請求項7に記載のズームレンズ。
  9. 前記前群は、負の屈折力を有するレンズLnfを少なくとも1枚有し、以下の条件式を満足する請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    1.83 < NdLnf < 2.20 ・・・・・(8)
    但し、
    NdLnf:前記レンズLnfのd線における屈折率
  10. 前記前群は、物体側から順に、前記第1レンズ群と、物体側群Fnと、像側群Fpとから構成され、
    前記物体側群Fnと、前記像側群Fpとの間の広角端における空気間隔は、前記物体側群Fnにおいて最も物体側に配置されるレンズ群から、前記像側群Fpにおいて最も像側に配置されるレンズ群までの各レンズ群の空気間隔の中で最も広く、
    前記物体側群Fnは全体で負の屈折力を有し、前記像側群Fpは全体での屈折力を有する請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  11. 以下の条件式を満足する請求項10に記載のズームレンズ。
    -2.50 < βFnT < -1.02 ・・・(9)
    但し、
    βFnT:前記物体側群Fnの望遠端における合成横倍率
  12. 以下の条件式を満足する請求項10又は請求項11に記載のズームレンズ。
    -5.50 < f1/fFnT < -2.00 ・・・(10)
    但し、
    f1 :前記第1レンズ群の焦点距離
    fFnT:前記物体側群Fnの望遠端における合成焦点距離
  13. 前記前群は、正の屈折力を有するレンズLfpを少なくとも1枚有し、以下の条件式を満足する請求項1から請求項12のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    0.010 < ΔPgFLfp < 0.070 ・・・(11)
    但し、
    ΔPgFLfp:前記前群に含まれる前記レンズLfpの中で、最も異常分散性が大きなレンズの異常分散性、ここで異常分散性とはC7(部分分散比:0.5393、νd:60.49)及びF2(部分分散比:0.5829、νd:36.30)の部分分散比とνdの座標を通る直線を基準線としたときの、部分分散比の基準線からの偏差のことである
  14. 以下の条件式を満足する請求項1から請求項13のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    0.80 < BFw/(fw×tanωw) < 4.50 ・・・(12)
    但し、
    BFw:当該ズームレンズの最も像側のレンズ面から像面までの広角端における空気換算長
    fw :当該ズームレンズの広角端における焦点距離
    ωw :広角端無限合焦時における当該ズームレンズの最軸外主光線の半画角
  15. 以下の条件式を満足する請求項1から請求項14のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    0.40 < Lt/ft < 0.75 ・・・(13)
    但し、
    Lt:望遠端における当該ズームレンズの最も物体側のレンズ面から像面までの距離
    ft:望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
  16. 請求項1から請求項15のいずれか一項に記載のズームレンズと、当該ズームレンズの像側に当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
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