JP7467230B2 - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents
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Landscapes
- Lenses (AREA)
Description
0.016≦(M5/f5)/(ft/fw)≦0.160
1.6≦L45t/L45w≦10.0
0.06≦L34t/L45t≦1.00
-0.76≦M3/M5≦0.00
なる条件式を満足することを特徴とする。なお、上記ズームレンズを備えた撮像装置も、本発明の他の一側面を構成する。
0.016≦(M5/f5)/(ft/fw)≦0.160 (1)
1.6≦L45t/L45w≦10.0 (2)
0.06≦L34t/L45t≦1.00 (3)
条件式(1)~(3)において、M5は像側へ移動した場合を正とする、広角端での位置から望遠端での位置までの第5レンズ群の移動量、f5は第5レンズ群の焦点距離、fwはズームレンズの広角端での焦点距離、ftはズームレンズの望遠端での焦点距離を示す。L45wは第4レンズ群と第5レンズ群との光軸上における広角端での互いの間隔、L45tは第4レンズ群と第5レンズ群との光軸上における望遠端での互いの間隔、L34tは第3レンズ群と第4レンズ群との光軸上における望遠端での互いの間隔を示す。
条件式(4)は、
0.13≦L34w/L45w≦1.70 (4)
である。L34wは広角端での第3レンズ群と第4レンズ群の光軸上での間隔、L45wは広角端での第4レンズ群と第5レンズ群の光軸上での間隔である。この条件式(4)は、広角端での第3レンズ群と第4レンズ群の光軸上の間隔と広角端での第4レンズ群と第5レンズ群の光軸上の間隔との比に関する条件を示す。L34w/L45wが条件式(4)の上限を超えたると、第4レンズ群もしくは第5レンズをフォーカス群とした際に広角端にてフォーカス群の移動量を確保することが困難となり、最短撮影距離が長くなり易いので、好ましくない。L34w/L45wが条件式(4)の下限を下回ると、広角端にて第3レンズ群と第4レンズ群を保持する鏡筒を形成するのが困難となるので、好ましくない。
0.80≦L34t/L34w≦5.96 (5)
であり、望遠端での第3レンズ群と第4レンズ群の光軸上での間隔と広角端での第3レンズ群と第4レンズ群の光軸上での間隔との比に関する条件を示す。L34t/L34wが条件式(5)の上限を超えると、広角端にて第3レンズ群と第4レンズ群を保持する鏡筒を形成するのが困難となったり、レンズ全長が長くなったりするので、好ましくない。L34t/L34wが条件式(5)の下限を下回ると、望遠端にて第3レンズ群と第4レンズ群を保持する鏡筒を形成するのが困難となったり、レンズ全長が長くなったりするので、好ましくない。
-1.21≦f4/f5≦-0.44 (6)
である。f4は、第4レンズ群の焦点距離である。この条件式(6)は、第4レンズ群の焦点距離と第5レンズ群の焦点距離との比に関する条件を示す。f4/f5が条件式(6)の上限を超えると、第5レンズ群の移動による変倍効果が薄れ、変倍比に対してレンズ全長が長くなるので、好ましくない。f4/f5が条件式(6)の下限を下回ると、変倍に際しての像面湾曲の変動を補正することが困難となるので、好ましくない。
-6.35≦f1/f2≦-2.95 (7)
である。f1は第1レンズ群の焦点距離、f2は第2レンズ群の焦点距離である。この条件式(7)は、第1レンズ群の焦点距離と第2レンズ群の焦点距離との比に関する条件を示す。f1/f2が条件式(7)の上限を超えると、望遠端での球面収差と軸上色収差の補正が困難となるので、好ましくない。f1/f2が条件式(7)の下限を下回ると、変倍に際しての像面湾曲と倍率色収差の変動を補正することが困難となるので、好ましくない。
0.05≦L23t/L12t≦0.55 (8)
である。L23tは望遠端での第2レンズ群と第3レンズ群の光軸上での間隔、L12tは望遠端での第1レンズ群と第2レンズ群の光軸上での間隔である。この条件式(8)は、望遠端での第2レンズ群と第3レンズ群の光軸上での間隔と第1レンズ群と第2レンズ群の光軸上での間隔との比に関する条件を示す。L23t/L12tが条件式(8)の上限を超えると、第2レンズ群と第3レンズ群の間隔を変倍に有効に利用できず、変倍比に対してレンズ全長が長くなり好ましくない。L23t/L12tが条件式(8)の下限を下回ると、第2レンズ群と第3レンズ群の間に絞り等を配するのが困難となるので、好ましくない。
0.15≦D1/f1≦0.41 (9)
である。D1は第1レンズ群のうち最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での距離である。この条件式(9)は、第1レンズ群のうち最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離と第1レンズ群の焦点距離との比に関する条件を示す。D1/f1が条件式(9)の上限を超えると、レンズ全長が長くなるため、好ましくない。D1/f1が条件式(9)の下限を下回ると、第1レンズ群におけるレンズの厚みが薄くなって該レンズの加工が困難になったり、望遠端での球面収差や軸上色収差の補正に必要な枚数のレンズを第1レンズ群内に設けることが困難になったりするため、好ましくない。
0.14≦M5/f5≦0.75 (10)
であり、広角端から望遠端までの第5レンズ群の移動量と第5レンズ群の焦点距離との比に関する条件を示す。M5/f5が条件式(10)の上限を超えると、レンズ全長が長くなったり、望遠端においてバックフォーカスが短くなったりするので、好ましくない。M5/f5が条件式(10)の下限を下回ると、第5レンズ群の移動による変倍効果が薄れ、変倍比に対してレンズ全長が長くなるので、好ましくない。
0.26≦bkt/M5≦0.62 (11)
である。bktはズームレンズの望遠端でのバックフォーカスである。この条件式(11)は、望遠端でのバックフォーカスと広角端から望遠端までの第5レンズ群の移動量との比に関する条件を示す。bkt/M5が条件式(11)の上限を超えると、第5レンズ群の移動による変倍効果が薄れ、変倍比に対してレンズ全長が長くなるので、好ましくない。bkt/M5が条件式(11)の下限を下回ると、バックフォーカスが短くなり、撮像装置においてローパスフィルタ等の配置が困難となるため、好ましくない。
-0.76≦M3/M5≦0.00 (12)
である。M3は、像側に移動する場合を正とする、広角端での位置から望遠端での位置までの第3レンズ群の移動量である。この条件式(12)は、広角端から望遠端までの第3レンズ群の移動量と第5レンズ群の移動量との比に関する条件を示す。M3/M5が条件式(12)の上限を超えると、所望の変倍比を確保するための第2レンズ群の移動量が大きくなり、広角端から望遠端までの変倍において高速駆動が困難となるため、好ましくない。M3/M5が条件式(12)の下限を下回ると、広角端における第2レンズ群と第3レンズ群の間隔が広くなり、第2レンズ群で発散した光を第3レンズ群に入射させるために第3レンズ群の径が大きくなるので、好ましくない。また、第3レンズ群の径が大きくなるため、F値を明るくした際の収差補正が困難となるため、好ましくない。なお、変倍に際して移動するレンズ群の数が多いとそれらを駆動するための駆動機構が複雑になるため、第3レンズ群は変倍に際して光軸方向において不動であることが好ましい。
0.016≦(M5/f5)/(ft/fw)≦0.132 (1a)
1.6≦L45t/L45w≦9.9 (2a)
0.08≦L34t/L45t≦0.95 (3a)
0.15≦L34w/L45w≦1.56 (4a)
0.90≦L34t/L34w≦5.47 (5a)
-1.11≦f4/f5≦-0.49 (6a)
-5.82≦f1/f2≦-3.31 (7a)
0.06≦L23t/L12t≦0.50 (8a)
0.17≦D1/f1≦0.38 (9a)
0.16≦M5/f5≦0.69 (10a)
0.29≦bkt/M5≦0.57 (11a)
-0.69≦M3/M5≦0.00 (12a)
さらに条件式(8)の数値範囲を以下のように設定すると、より好ましい。
0.06≦L23t/L12t≦0.20 (8b)
次に具体的な実施例について説明する。図1、図5、図9、図13および図17はそれぞれ実施例1~5のズームレンズの広角端かつ無限遠距離に合焦した状態での断面を示している。各実施例のズームレンズは、物体側かの像側に順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群L1と、負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、正の屈折力を有する第3レンズ群L3と、負の屈折力を有する第4レンズ群L4と、正の屈折力を有する第5レンズ群L5とを有する。
(数値例1)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 89.056 1.64 1.91650 31.6
2 46.476 6.73 1.49700 81.5
3 -8102.217 0.17
4 60.506 3.27 1.49700 81.5
5 199.876 0.17
6 39.410 4.95 1.49700 81.5
7 313.379 (可変)
8 773.571 0.89 1.83481 42.7
9 15.076 4.00
10 300.653 0.74 1.76385 48.5
11 39.800 3.29
12 -25.674 0.73 1.53775 74.7
13 150.926 0.17
14 45.538 2.15 1.95906 17.5
15 -203.814 (可変)
16(絞り) ∞ 2.35
17 18.839 4.81 1.63854 55.4
18 152.336 5.55
19 14.921 5.66 1.49700 81.5
20 -41.401 0.63 2.00069 25.5
21 30.476 1.20
22* 42.793 2.42 1.75501 51.2
23* -55.665 (可変)
24 633.364 1.45 1.95906 17.5
25 -40.866 0.38
26 -39.747 0.60 1.89190 37.1
27 17.858 (可変)
28 -11.664 0.71 1.89190 37.1
29 -14.808 2.50
30 -350.059 5.24 1.43700 95.1
31 -19.384 0.17
32 70.042 3.30 1.69680 55.5
33 -66.067 (可変)
34 ∞ 2.00 1.51000 60.0
35 ∞ 0.50
像面 ∞
非球面データ
第22面
K =-1.44291e+000 A 4=-8.00086e-005 A 6=-4.95658e-007 A 8= 9.21343e-009
第23面
K =-6.11305e-001 A 4=-8.26995e-006 A 6=-3.74467e-007 A 8= 9.67755e-009
各種データ
ズーム比 9.70
広角 中間 望遠
焦点距離 17.51 87.85 169.87
Fナンバー 2.27 4.40 4.63
半画角(°) 31.70 7.02 3.64
像高 10.82 10.82 10.82
レンズ全長 129.45 129.45 129.45
BF 21.20 11.01 6.13
d 7 0.95 25.14 31.18
d15 32.44 8.26 2.21
d23 2.21 8.59 2.75
d27 6.79 10.60 21.32
d33 19.38 9.19 4.31
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 56.13
2 8 -14.08
3 16 ∞
4 17 22.03
5 24 -21.45
6 28 31.23
7 34 ∞
(数値例2)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 184.020 2.18 1.91650 31.6
2 80.291 6.49 1.49700 81.5
3 -1203.401 0.17
4 83.439 3.94 1.49700 81.5
5 453.644 0.17
6 73.683 3.77 1.59522 67.7
7 296.189 (可変)
8 174.062 1.24 1.89190 37.1
9 28.933 5.45
10 -75.781 1.03 1.89190 37.1
11 31.130 5.56
12 -35.806 0.99 1.59522 67.7
13 -224.408 0.17
14 85.590 3.14 1.95906 17.5
15 -82.222 (可変)
16(絞り) ∞ (可変)
17 23.652 3.70 1.58144 40.8
18 319.034 7.80
19 19.405 4.42 1.49700 81.5
20 -76.361 0.94 1.96300 24.1
21 35.454 2.88
22* 48.359 2.36 1.58313 59.4
23* -54.785 (可変)
24 200.946 0.60 2.00069 25.5
25 21.555 0.75
26 27.273 2.94 1.95906 17.5
27 -27.956 0.80 1.85478 24.8
28 23.643 (可変)
29 -19.029 0.80 1.96300 24.1
30 -25.060 4.55
31 395.720 3.97 1.59522 67.7
32 -34.173 0.17
33 50.203 3.65 1.59522 67.7
34 -120.477 (可変)
35 ∞ 1.30 1.51000 60.0
36 ∞ 0.50
像面 ∞
非球面データ
第22面
K =-2.29210e+001 A 4=-2.31625e-005 A 6=-2.49033e-007 A 8=-3.07920e-011
第23面
K =-2.12556e+000 A 4=-1.40719e-005 A 6=-1.21211e-007 A 8=-1.77900e-010
各種データ
ズーム比 19.70
広角 中間 望遠
焦点距離 14.26 117.92 280.89
Fナンバー 2.88 5.38 5.77
半画角(°) 37.19 5.24 2.21
像高 10.82 10.82 10.82
レンズ全長 181.14 181.14 181.14
BF 19.35 10.59 6.46
d 7 0.45 47.80 59.64
d15 60.98 13.63 1.79
d16 10.00 1.89 1.89
d23 5.94 18.26 9.79
d28 9.80 14.35 26.95
d34 17.99 9.23 5.10
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 90.50
2 8 -18.20
3 16 ∞
4 17 29.50
5 24 -25.76
6 29 36.40
7 35 ∞
(数値例3)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 101.804 2.12 1.91650 31.6
2 53.617 8.42 1.49700 81.5
3 475.261 0.17
4 89.531 3.20 1.49700 81.5
5 250.556 0.17
6 47.319 5.60 1.59522 67.7
7 261.362 (可変)
8 688.704 1.08 1.83481 42.7
9 16.790 5.94
10 -145.926 0.88 2.00069 25.5
11 50.584 4.56
12 -23.459 1.24 1.49700 81.5
13 -145.309 0.17
14 102.863 3.25 1.92286 18.9
15 -53.080 (可変)
16(絞り) ∞ 2.94
17 22.644 5.81 1.67790 55.3
18 163.016 6.32
19 17.575 6.86 1.43700 95.1
20 -50.113 0.75 1.85478 24.8
21 30.036 0.58
22* 37.348 2.69 1.76802 49.2
23* -96.438 (可変)
24 130.292 0.59 1.95375 32.3
25 20.726 0.69
26 34.715 2.88 1.95906 17.5
27 -32.816 0.60 1.85478 24.8
28 32.780 (可変)
29 -15.233 0.96 2.00100 29.1
30 -40.553 0.17
31 -79.654 5.29 1.49700 81.5
32 -17.475 0.17
33 121.004 5.58 1.49700 81.5
34 -31.996 0.17
35 32.840 3.80 1.69680 55.5
36 140.899 (可変)
37 ∞ 2.00 1.51000 60.0
38 ∞ 0.50
像面 ∞
非球面データ
第22面
K =-2.53288e+000 A 4=-3.33518e-005 A 6=-1.88124e-007 A 8= 2.91466e-009
第23面
K = 8.76421e-001 A 4= 6.64448e-006 A 6=-1.21388e-007 A 8= 3.21876e-009
各種データ
ズーム比 9.70
広角 中間 望遠
焦点距離 14.43 75.84 139.93
Fナンバー 1.85 4.80 5.15
半画角(°) 36.86 8.12 4.42
像高 10.82 10.82 10.82
レンズ全長 156.33 156.33 156.33
BF 19.33 8.31 6.13
d 7 1.09 32.55 40.42
d15 41.64 10.18 2.32
d23 2.01 12.71 9.98
d28 8.57 8.90 13.80
d36 17.50 6.48 4.31
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 72.04
2 8 -16.02
3 16 ∞
4 17 25.49
5 24 -29.28
6 29 31.18
7 37 ∞
(数値例4)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 155.671 1.54 1.91650 31.6
2 43.828 6.23 1.49700 81.5
3 -612.887 0.17
4 48.501 3.87 1.49700 81.5
5 511.716 0.17
6 50.485 2.90 1.80400 46.5
7 207.386 (可変)
8 -271.948 0.73 1.85150 40.8
9 13.103 3.60
10 -92.499 0.61 2.00100 29.1
11 40.068 2.95
12 -17.124 0.62 1.49700 81.5
13 -213.337 0.17
14 66.806 2.50 1.92286 18.9
15 -38.190 (可変)
16(絞り) ∞ 3.59
17 14.672 2.90 1.62588 35.7
18 82.974 3.55
19 15.396 3.66 1.43700 95.1
20 -28.591 0.60 2.00069 25.5
21 26.434 0.68
22* 28.882 2.84 1.58313 59.4
23* -19.787 (可変)
24 53.798 0.59 1.89190 37.1
25 14.190 0.59
26 36.092 1.65 1.95906 17.5
27 -26.604 0.83 1.85478 24.8
28 30.202 (可変)
29 -9.646 0.83 1.91650 31.6
30 -31.572 0.17
31 -33.535 4.12 1.69930 51.1
32 -12.135 0.17
33 75.235 4.02 1.43700 95.1
34 -24.747 0.17
35 22.265 4.05 1.43700 95.1
36 -139.169 (可変)
37 ∞ 1.40 1.55900 70.0
38 ∞ 0.50
像面 ∞
非球面データ
第22面
K =-1.07737e+001 A 4=-1.01960e-004 A 6=-1.24691e-006 A 8= 5.26729e-010
第23面
K =-9.67800e-001 A 4=-3.07189e-005 A 6=-8.97875e-007 A 8= 1.57773e-009
各種データ
ズーム比 14.55
広角 中間 望遠
焦点距離 8.77 65.57 127.58
Fナンバー 2.88 4.90 4.63
半画角(°) 36.33 6.45 3.32
像高 6.45 7.41 7.41
レンズ全長 124.59 124.59 124.59
BF 18.01 6.17 6.17
d 7 1.25 27.71 34.32
d15 34.12 7.66 1.05
d23 2.08 12.94 9.02
d28 8.06 9.04 12.97
d36 16.62 4.77 4.77
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 53.63
2 8 -11.43
3 16 ∞
4 17 19.80
5 24 -22.58
6 29 22.30
7 37 ∞
(数値例)5
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 62.166 1.54 1.96300 24.1
2 36.943 6.92 1.49700 81.5
3 -17851.255 0.17
4 33.872 4.58 1.69930 51.1
5 128.051 (可変)
6 223.796 0.95 1.83481 42.7
7 15.789 4.00
8 307.122 0.77 1.77250 49.6
9 26.553 5.78
10 -23.056 0.97 1.51633 64.1
11 -484.811 0.17
12 65.130 2.51 1.92286 18.9
13 -70.066 (可変)
14(絞り) ∞ 2.34
15 20.270 4.07 1.63854 55.4
16 127.188 8.35
17 17.569 5.34 1.49700 81.5
18 -28.894 0.63 2.00069 25.5
19 44.844 0.47
20* 48.785 2.54 1.75501 51.2
21* -35.923 (可変)
22 -191.432 1.74 1.95906 17.5
23 -30.777 0.17
24 -32.560 0.61 1.89190 37.1
25 22.233 5.63
26 -11.258 0.65 1.68893 31.1
27 -12.160 (可変)
28 -14.572 1.08 1.89190 37.1
29 -19.694 0.45
30 -68.890 4.27 1.43700 95.1
31 -18.604 0.17
32 54.421 3.68 1.69680 55.5
33 -72.679 (可変)
34 ∞ 2.00 1.51000 60.0
35 ∞ 0.50
像面 ∞
非球面データ
第20面
K = 9.07990e+000 A 4=-6.69861e-005 A 6=-2.26575e-007 A 8= 2.73525e-010
第21面
K =-1.29921e+000 A 4=-7.91850e-006 A 6=-1.91411e-007 A 8= 4.73290e-010
各種データ
ズーム比 4.60
広角 中間 望遠
焦点距離 17.51 53.31 80.54
Fナンバー 2.27 3.00 3.38
半画角(°) 31.71 11.47 7.65
像高 10.82 10.82 10.82
レンズ全長 129.35 129.35 129.35
BF 24.93 10.99 6.14
d 5 1.08 18.19 22.47
d13 29.28 12.17 7.89
d21 2.06 8.88 9.20
d27 1.46 8.57 13.11
d33 23.11 9.17 4.32
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 55.02
2 6 -14.94
3 14 ∞
4 15 23.12
5 22 -22.58
6 28 34.16
7 34 ∞
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群
L4 第4レンズ群
L5 第5レンズ群
SP 開口絞り
Claims (12)
- 物体側から像側へ順に配された、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第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群からなり、
前記第1レンズ群は、変倍のためには移動せず、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群と前記第4レンズ群と前記第5レンズ群が変倍のために移動するズームレンズであって、
像側へ移動する場合を正とする、広角端での位置から望遠端での位置までの前記第3レンズ群の移動量をM3、広角端での位置から望遠端での位置までの前記第5レンズ群の移動量をM5、前記第5レンズ群の焦点距離をf5、前記ズームレンズの広角端での焦点距離をfw、前記ズームレンズの望遠端での焦点距離をft、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との光軸上における広角端での互いの間隔をL45w、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との前記光軸上における望遠端での互いの間隔をL45t、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との前記光軸上における望遠端での互いの間隔をL34tとして、
0.016≦(M5/f5)/(ft/fw)≦0.160
1.6≦L45t/L45w≦10.0
0.06≦L34t/L45t≦1.00
-0.76≦M3/M5≦0.00
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との前記光軸上における広角端での互いの間隔をL34wとして、
0.13≦L34w/L45w≦1.70
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。 - 前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との前記光軸上における広角端での互いの間隔をL34wとして、
0.80≦L34t/L34w≦5.96
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。 - 前記第4レンズ群の焦点距離をf4として、
-1.21≦f4/f5≦-0.44
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 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として、
-6.35≦f1/f2≦-2.95
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との前記光軸上における望遠端での互いの間隔をL23t、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との前記光軸上における望遠端での互いの間隔をL12tとして、
0.05≦L23t/L12t≦0.55
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記第1レンズ群における最も物体側の面から最も像側の面までの前記光軸上における距離をD1、前記第1レンズ群の焦点距離をf1として、
0.15≦D1/f1≦0.41
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 0.14≦M5/f5≦0.75
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 前記ズームレンズの望遠端でのバックフォーカスをbktとして、
0.26≦bkt/M5≦0.62
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載のズームレンズ。 - 変倍のためには移動しない開口絞りを有することを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第4レンズ群は、無限遠物体から至近物体へのフォーカシングのために物体側から像側へ移動することを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 請求項1から11のいずれか一項に記載のズームレンズと、
前記ズームレンズからの光を受光する撮像素子と、
を有することを特徴とする撮像装置。
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