JPWO2013031108A1 - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】2群構成のズームレンズにおいて、歪曲収差を良好に補正し、また諸収差の増大を抑制しつつ容易に広角化可能とする。
【解決手段】物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ群(G1)と、正の屈折力を有する第2レンズ群(G2)とが配列されてなり、第1レンズ群(G1)と第2レンズ群(G2)とを移動させることにより変倍を行うズームレンズにおいて、第1レンズ群(G1)を、物体側から順に配置された負の屈折力を有する第1レンズ(L11)、第2レンズ(L12)、負の屈折力を有する第3レンズ(L13)、および正の屈折力を有する第4レンズ(L14)から構成する。そして上記第2レンズ(L12)の焦点距離をfG12とし、広角端における全系の焦点距離をfwとしたとき、以下の条件式を満足させる。
−0.04<fw/fG12<0.12 ・・・(1-1)
【選択図】図1
【解決手段】物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ群(G1)と、正の屈折力を有する第2レンズ群(G2)とが配列されてなり、第1レンズ群(G1)と第2レンズ群(G2)とを移動させることにより変倍を行うズームレンズにおいて、第1レンズ群(G1)を、物体側から順に配置された負の屈折力を有する第1レンズ(L11)、第2レンズ(L12)、負の屈折力を有する第3レンズ(L13)、および正の屈折力を有する第4レンズ(L14)から構成する。そして上記第2レンズ(L12)の焦点距離をfG12とし、広角端における全系の焦点距離をfwとしたとき、以下の条件式を満足させる。
−0.04<fw/fG12<0.12 ・・・(1-1)
【選択図】図1
Description
本発明はズームレンズ、特に、小型のビデオカメラ等に好適に使用可能なズームレンズに関するものである。
また本発明は、そのようなズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。
従来、変倍比が2.5倍程度で広角なズームレンズの一つとして、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ群、正の屈折力を有する第2レンズ群が配列されてなり、第1レンズ群および第2レンズ群を光軸方向に移動させて変倍を行う2群タイプのズームレンズが公知となっている。この種のズームレンズは、小型のビデオカメラ等に好適に用いられている。
例えば特許文献1には、第1レンズ群が4枚のレンズすなわち、物体側から順に配置された負レンズ(負の屈折力を有するレンズ)、負レンズ、負レンズおよび正レンズ(正の屈折力を有するレンズ)から構成された2群タイプのズームレンズが示されている(実施例5)。
また特許文献2には、第1レンズ群が4枚のレンズすなわち、物体側から順に配置された負レンズ、正レンズ、負レンズおよび正レンズから構成された2群タイプのズームレンズが示されている(実施例1)。
また特許文献3には、第1レンズ群が4枚のレンズすなわち、物体側から順に配置された負レンズ、負レンズ、負レンズおよび正レンズから構成され、第2レンズ群も4枚のレンズすなわち、物体側から順に配置された正レンズ、正レンズ、負レンズおよび正レンズから構成された2群タイプのズームレンズが示されている(実施例1)。
さらに特許文献4には、第1レンズ群が4枚のレンズすなわち、物体側から順に配置された負レンズ、正レンズ、負レンズおよび正レンズから構成され、第2レンズ群も4枚のレンズすなわち、物体側から順に配置された正レンズ、正レンズ、負レンズおよび正レンズから構成された2群タイプのズームレンズが示されている(実施例4)。
しかし特許文献1に示されたズームレンズは変倍比が小さい、特許文献4に示されたズームレンズは画角が狭くてF値も大きい、特許文献2に示されたズームレンズは広角であるが変倍比が小さくF値も大きい、特許文献3に示されたズームレンズは広角で変倍比も大きいが歪曲収差の点で改善の余地が残されている、といった問題が認められている。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、F値が小さく、容易に広角化することができ、そして歪曲収差を良好に補正することができるズームレンズを提供することを目的とする。
また本発明は、上述のようなズームレンズを用いることにより、良好な光学性能を備えた上で、広角化を達成できる撮像装置を提供することを目的とする。
本発明による第1のズームレンズは、
実質的に、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とが配列されてなり、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群とを移動させることにより変倍を行い、
前記第1レンズ群が実質的に、物体側から順に配置された負の屈折力を有する第1レンズ、第2レンズ、負の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズから構成され、
前記第1レンズ群の物体側から2枚目のレンズの焦点距離をfG12 し、広角端における全系の焦点距離をfwとしたとき、以下の条件式
−0.04<fw/fG12<0.12 ・・・(1-1)
を満たすことを特徴とするものである。
実質的に、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とが配列されてなり、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群とを移動させることにより変倍を行い、
前記第1レンズ群が実質的に、物体側から順に配置された負の屈折力を有する第1レンズ、第2レンズ、負の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズから構成され、
前記第1レンズ群の物体側から2枚目のレンズの焦点距離をfG12 し、広角端における全系の焦点距離をfwとしたとき、以下の条件式
−0.04<fw/fG12<0.12 ・・・(1-1)
を満たすことを特徴とするものである。
ここで、「実質的に第1レンズ群と第2レンズ群とが配列されてなる」とは、それらのレンズ群以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手振れ補正機構等の機構部分等を持つ場合も含むものとする。この点は、「第1レンズ群が実質的に、物体側から順に配置された負の屈折力を有する第1レンズ、第2レンズ、負の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズから構成され」との記載や、後述する第2のズームレンズに関する「第2レンズ群が実質的に4枚のレンズから構成され」との記載についても同様である。
なお、本発明のズームレンズにおいて、各レンズ群を構成するレンズには接合レンズが用いられてもよいが、接合レンズはn枚の貼り合わせで構成されていれば、n枚のレンズとして数えるものとする。また、本明細書における「本発明のズームレンズ」あるいは「本発明によるズームレンズ」との記載は、特にことわりがなければ本発明による第1のズームレンズおよび、後述する第2のズームレンズの双方を指すものとする。
また、本発明のズームレンズにおけるレンズの面形状、屈折力の符号は、非球面が含まれているものについては近軸領域で考えるものとする。
なお、本発明による第1のズームレンズにおいては、前述した通りの焦点距離fG12 およびfwに関して条件式(1-1)が規定する範囲の中で、特に以下の条件式
−0.01<fw/fG12<0.06 ・・・(1-2)
を満たすことがより望ましい。
−0.01<fw/fG12<0.06 ・・・(1-2)
を満たすことがより望ましい。
また、本発明による第2のズームレンズは、
実質的に、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とが配列されてなり、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群とを移動させることにより変倍を行い、
前記第1レンズ群が実質的に、物体側から順に配置された負の屈折力を有する第1レンズ、第2レンズ、負の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズから構成され、
前記第2レンズ群が実質的に4枚のレンズから構成され、
前記第1レンズ群の物体側から2枚目のレンズの焦点距離をfG12 とし、広角端における全系の焦点距離をfwとしたとき、以下の条件式
−0.04<fw/fG12<0.17 ・・・(1-3)
を満たすことを特徴とするものである。
実質的に、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とが配列されてなり、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群とを移動させることにより変倍を行い、
前記第1レンズ群が実質的に、物体側から順に配置された負の屈折力を有する第1レンズ、第2レンズ、負の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズから構成され、
前記第2レンズ群が実質的に4枚のレンズから構成され、
前記第1レンズ群の物体側から2枚目のレンズの焦点距離をfG12 とし、広角端における全系の焦点距離をfwとしたとき、以下の条件式
−0.04<fw/fG12<0.17 ・・・(1-3)
を満たすことを特徴とするものである。
この本発明による第2のズームレンズにおいても、条件式(1-3)が規定する範囲の中で、特に前記条件式(1-2)を満たすことがより望ましい。
他方、本発明による撮像装置は、以上説明した本発明による第1あるいは第2のズームレンズを備えたことを特徴とするものである。
本発明による第1のズームレンズは、第1レンズ群を4枚のレンズで構成し、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ、第2レンズ、負の屈折力を有する第3レンズ、正の屈折力を有する第4レンズと配列したことにより、コストの上昇を抑えながら広角化に伴う諸収差の増大を抑制可能となる。
また、本発明による第1のズームレンズは、前記条件式(1-1)を満たすことにより、以下の効果を奏するものとなる。条件式(1-1)は、広角端における全系の焦点距離と、第1レンズ群の第2レンズの焦点距離との関係を規定したものである。この条件式(1-1)の下限値以下になると第2レンズの屈折力が負側に寄ることになって、第2レンズを通る中心光束と周辺光束の屈折のバランスが崩れ、その結果、歪曲収差の補正が困難になるので好ましくない。逆に条件式(1-1)の上限値以上になると、第2レンズの正の屈折力が強くなり過ぎてしまい、第1レンズ群全体の負の屈折力が不足し、広角化が困難になる。この第1レンズ群全体の負の屈折力不足を補うために、第1レンズ群内の負レンズの屈折力を強くすることも考えられるが、そのようにすると諸収差の補正が困難になるので好ましくない。条件式(1-1)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、歪曲収差を良好に補正し、また容易に広角化することができる。
以上の効果は、条件式(1-1)が規定する範囲の中で特に条件式(1-2)が満足されている場合は、より顕著なものとなる。
また本発明による第2のズームレンズは、第1レンズ群を4枚のレンズで構成し、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ、第2レンズ、負の屈折力を有する第3レンズ、正の屈折力を有する第4レンズと配列したことにより、コストの上昇を抑えながら広角化に伴う諸収差の増大を抑制できる。さらに、第2レンズ群を4枚のレンズで構成したことにより、コストの上昇を抑えながら変倍による収差の変動を抑制できる。
さらに本発明による第2のズームレンズは、前記条件式(1-3)を満たすことにより、以下の効果を奏するものとなる。条件式(1-3)も条件式(1-1)と同様に、広角端における全系の焦点距離と、第1レンズ群の第2レンズの焦点距離との関係を規定したものである。この条件式(1-3)の下限値以下になると第2レンズの屈折力が負側に寄ることになって、第2レンズを通る中心光束と周辺光束の屈折のバランスが崩れ、その結果、歪曲収差の補正が困難になるので好ましくない。逆に条件式(1-3)の上限値以上になると、第2レンズの正の屈折力が強くなり過ぎてしまい、第1レンズ群全体の負の屈折力が不足し、広角化が困難になる。この第1レンズ群全体の負の屈折力不足を補うために、第1レンズ群内の負レンズの屈折力を強くすることも考えられるが、そのようにすると諸収差の補正が困難になるので好ましくない。条件式(1-3)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、歪曲収差を良好に補正し、また容易に広角化することができる。
以上の効果は、条件式(1-3)が規定する範囲の中で特に条件式(1-2)が満足されている場合は、より顕著なものとなる。
そして本発明のズームレンズは、後述する数値実施例に具体的に示す通り、F値も十分に小さいものとなり得る。
他方、本発明による撮像装置は、以上説明した効果を奏する本発明のズームレンズを備えたものであるから、良好な光学性能を備えた上で、低コスト化および広角化を達成できるものとなる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係るズームレンズの構成例を示す断面図であり、後述する実施例1のズームレンズに対応している。また、図2〜図6は、本発明の実施形態に係る別の構成例を示す断面図であり、それぞれ後述の実施例2〜6のズームレンズに対応している。図1〜図6に示す例の基本的な構成は、特に違いを述べている点を除いて互いに同様であり、図示方法も同様であるので、ここでは主に図1を参照しながら、本発明の実施形態に係るズームレンズについて説明する。
図1では、左側が物体側、右側が像側として、(A)は無限遠合焦状態でかつ広角端(最短焦点距離状態)での光学系配置を、(B)は無限遠合焦状態でかつ望遠端(最長焦点距離状態)での光学系配置を示している。これは、後述する図2〜図6においても同様である。
本発明の実施形態に係るズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とがレンズ群として配列されてなる。また第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間には、変倍に際して移動することのない固定の開口絞りStが配設されている。ここに示す開口絞りStは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Z上の位置を示すものである。
なお図1には、第2レンズ群G2と像面Simとの間に、平行平板状の光学部材PPが配置された例を示している。ズームレンズを撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、光学系と像面Simの間にカバーガラス、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどの各種フィルタ等を配置することが好ましい。光学部材PPは、これらカバーガラスや各種フィルタ等を想定したものである。また、近年の撮像装置は高画質化のために各色毎にCCDを用いる3CCD方式を採用しているものがあり、この3CCD方式に対応するためには、色分解プリズム等の色分解光学系をレンズ系と像面Simの間に挿入することになる。その場合には、光学部材PPの位置に色分解光学系を配置してもよい。
このズームレンズは、広角端から望遠端に変倍する際に、第1レンズ群G1は像面Sim側に凸状の軌跡を描くように移動し、第2レンズ群G2は物体側に単調移動するように構成されている。図1には、広角端から望遠端へ変倍するときの第1レンズ群G1および第2レンズ群G2の移動軌跡を、(A)と(B)との間に付した実線の矢印で模式的に示している。
第1レンズ群G1は、物体側から順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズL11、正の屈折力を有する第2レンズL12、負の屈折力を有する第3レンズL13、および正の屈折力を有する第4レンズL14の4枚のレンズから構成されている。ここで、例えば図1に示す例のように、第1レンズL11は負メニスカス形状のレンズとし、第2レンズL12は物体側面および像側面が共に非球面形状のレンズとし、第3レンズL13は負メニスカス形状のレンズとし、第4レンズL14は正メニスカス形状のレンズとすることができる。なお、特に実施例4では、第2レンズL12として負の屈折力を有するものが適用されている。
上記第2レンズL12の物体側面は、近軸領域で物体側に凹となった非球面とされている。またこの第2レンズL12の物体側面および像側面の少なくとも一方(図1の例では双方)は、中心から有効径までの面上に少なくとも1つの変曲点を持つ非球面とされている。なお、特に実施例2において、第2レンズL12の物体側面は、近軸領域で物体側に凸で、そして中心から有効径までの面上に変曲点は持たない非球面とされている。
一方、第2レンズ群G2は、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第1レンズL21、正の屈折力を有する第2レンズL22、負の屈折力を有する第3レンズL23、および正の屈折力を有する第4レンズL24の4枚のレンズから構成されている。ここで、例えば図1に示す例のように、第1レンズL21は物体側面および像側面が共に非球面形状のレンズとし、第2レンズL22は両凸形状のレンズとし、第3レンズL23は負メニスカス形状のレンズとし、第4レンズL24は両凸形状のレンズとすることができる。
以上説明のように本ズームレンズでは、第1レンズ群G1を4枚のレンズで構成し、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズL11、第2レンズL12、負の屈折力を有する第3レンズL13、正の屈折力を有する第4レンズL14と配列したことにより、コストの上昇を抑えながら広角化に伴う諸収差の増大が抑制されるようになる。また、実施例4以外の実施例では、特に第2レンズL12を正の屈折力を有するレンズとしたことにより、歪曲収差が良好に補正される。
また、第1レンズ群G1の第2レンズL12が、物体側面に非球面を有していることにより歪曲収差が良好に補正され、そして第1レンズL11を非球面とする場合と比べてズームレンズのコストが低く抑えられる。すなわち、第1レンズL11の前後では通常、軸上光線の通る位置と軸外光線の通る位置とが大きく分かれるので、歪曲収差を良好に補正する上では第1レンズL11あるいは第2レンズL12を非球面レンズとするのが望ましいが、通常第1レンズL11は比較的大径とされるので、一般にそれよりも小径とされる第2レンズL12の方を非球面レンズとすれば、非球面レンズのコストが低くなり、ひいてはズームレンズのコストが低く抑えられるようになる。
また、実施例2以外の実施例において、上記第2レンズL12の物体側面は、特に近軸領域で物体側に凹となった非球面とされているので、球面収差と歪曲収差が良好に補正される。
さらに、実施例2以外の実施例では、上記第2レンズL12の物体側面および像側面の少なくとも一方が、中心から有効径までの面上に少なくとも1つの変曲点を持つ非球面とされたことにより、広角端における歪曲収差と像面湾曲が良好に補正されるようになる。
他方、第2レンズ群G2が4枚のレンズで構成されたことにより、コストの上昇を抑えながら変倍による収差の変動が抑制されるようになる。
また本ズームレンズでは、第2レンズ群G2が、物体側から順に配置された正の屈折力を有する第1レンズL21、正の屈折力を有する第2レンズL22、負の屈折力を有する第3レンズL23、正の屈折力を有する第4レンズL24の4枚のレンズから構成されたことにより、変倍に伴う収差変動が抑えられるようになる。すなわち、第2レンズ群G2の第1レンズL21および第2レンズL22を正レンズとすれば、第1レンズ群G1から出射して大きく発散した軸上光線をそれら2枚の正レンズL21、L22で分担して収れんさせることができるので、高次の球面収差が小さく抑えられ、変倍に伴う収差変動が抑えられるようになる。
ここで本ズームレンズにおいては、第1レンズ群G1の物体側から2枚目のレンズである第2レンズL12の焦点距離をfG12 とし、広角端における全系の焦点距離をfwとしたとき、前述した条件式
−0.04<fw/fG12 <0.12 ・・・(1-1)
−0.01<fw/fG12 <0.06 ・・・(1-2)
−0.04<fw/fG12 <0.17 ・・・(1-3)
が全て満たされている。
−0.04<fw/fG12 <0.12 ・・・(1-1)
−0.01<fw/fG12 <0.06 ・・・(1-2)
−0.04<fw/fG12 <0.17 ・・・(1-3)
が全て満たされている。
なお、以上の条件式で規定される条件の数値例を、実施例毎にまとめて表19に示してある。ここでは、上記各条件式が規定するfw/fG12の値を「条件式(1)」の行に示してある。またこの表19には、後述する条件式(2)〜(9)で規定される各条件の数値例も併せて示してある。
以下、上記の条件式(1-1)、(1-2)および(1-3)で規定された構成による作用、効果について説明する。
条件式(1-1)、(1-2)および(1-3)は、広角端における全系の焦点距離と、第1レンズ群G1の第2レンズL12の焦点距離との関係を規定したものである。本ズームレンズでは、前述した通り第1レンズ群G1が、負の屈折力を有する第1レンズL11、第2レンズL12、負の屈折力を有する第3レンズL13、および正の屈折力を有する第4レンズL14から構成された上で、条件式(1-1)が満たされているので、以下の効果が得られる。すなわち、この条件式(1-1)の下限値以下になると第2レンズL12の屈折力が負側に寄ることになって、第2レンズL12を通る中心光束と周辺光束の屈折のバランスが崩れ、その結果、歪曲収差の補正が困難になるので好ましくない。逆に条件式(1-1)の上限値以上になると、第2レンズL12の正の屈折力が強くなり過ぎてしまい、第1レンズ群G1全体の負の屈折力が不足し、広角化が困難になる。この第1レンズ群G1全体の負の屈折力不足を補うために、第1レンズ群G1内の負レンズつまり第1レンズL11や第3レンズL13の屈折力を強くすることも考えられるが、そのようにすると諸収差の補正が困難になるので好ましくない。条件式(1-1)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、歪曲収差を良好に補正し、また容易に広角化することができる。
本ズームレンズでは、条件式(1-1)が規定する範囲の中で特に条件式(1-2)が満足されているので、上述の効果がより顕著なものとなる。
また本ズームレンズでは、前述した通り第1レンズ群G1が、負の屈折力を有する第1レンズL11、第2レンズL12、負の屈折力を有する第3レンズL13、および正の屈折力を有する第4レンズL14から構成されるとともに、第2レンズ群G2が4枚のレンズから構成された上で、条件式(1-3)が満たされているので、以下の効果が得られる。すなわち、この条件式(1-3)の下限値以下になると第2レンズL12の屈折力が負側に寄ることになって、第2レンズL12を通る中心光束と周辺光束の屈折のバランスが崩れ、その結果、歪曲収差の補正が困難になるので好ましくない。逆に条件式(1-3)の上限値以上になると、第2レンズL12の正の屈折力が強くなり過ぎてしまい、第1レンズ群G1全体の負の屈折力が不足し、広角化が困難になる。この第1レンズ群G1全体の負の屈折力不足を補うために、第1レンズ群G1内の負レンズつまり第1レンズL11や第3レンズL13の屈折力を強くすることも考えられるが、そのようにすると諸収差の補正が困難になるので好ましくない。条件式(1-3)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、歪曲収差を良好に補正し、また容易に広角化することができる。
本ズームレンズでは、条件式(1-3)が規定する範囲の中で特に条件式(1-2)が満足されているので、上述の効果がより顕著なものとなる。
また本ズームレンズでは、広角端における全系の焦点距離をfwとし、第1レンズ群G1の焦点距離をf1としたとき、以下の条件式
0.00<|fw/f1|<0.64 ・・・(2)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(2)は、広角端における全系の焦点距離fwと、第1レンズ群G1の焦点距離f1との関係を規定したものである。この条件式(2)の上限値以上になると、第1レンズ群G1の負の屈折力が強くなり過ぎてしまい、軸外での諸収差の補正が困難になるので好ましくない。条件式(2)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、軸外での諸収差を容易に補正可能となる。
0.00<|fw/f1|<0.64 ・・・(2)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(2)は、広角端における全系の焦点距離fwと、第1レンズ群G1の焦点距離f1との関係を規定したものである。この条件式(2)の上限値以上になると、第1レンズ群G1の負の屈折力が強くなり過ぎてしまい、軸外での諸収差の補正が困難になるので好ましくない。条件式(2)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、軸外での諸収差を容易に補正可能となる。
なお、条件式(2)が規定する範囲内で特に下記の条件式
0.20<|fw/f1|<0.50 ・・・(2’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。そして、この条件式(2’)の下限値以下になると、第1レンズ群G1の負の屈折力が弱くなり、光学系全体が大型化してしまうため好ましくないが、条件式(2’)が満たされている場合は、そのような不具合を防止して、光学系全体の小型化を達成できる。
0.20<|fw/f1|<0.50 ・・・(2’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。そして、この条件式(2’)の下限値以下になると、第1レンズ群G1の負の屈折力が弱くなり、光学系全体が大型化してしまうため好ましくないが、条件式(2’)が満たされている場合は、そのような不具合を防止して、光学系全体の小型化を達成できる。
また本ズームレンズでは、広角端における全系の焦点距離をfwとし、第2レンズ群G2の焦点距離をf2としたとき、以下の条件式
0.31<fw/f2<0.49 ・・・(3)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(3)は、広角端における全系の焦点距離fwと、第2レンズ群G2の焦点距離f2との関係を規定したものである。この条件式(3)の下限値以下になると、第2レンズ群G2の屈折力が弱くなり、変倍における第2レンズ群G2の移動量が増大し、光学系全体の全長が長くなって小型化が困難になるため好ましくない。逆に条件式(3)の上限値以上になると、第2レンズ群G2の屈折力が強くなり過ぎてしまい、全変倍域での諸収差を良好に補正することが困難になるので好ましくない。条件式(3)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、光学系全体の小型化を達成し、また全変倍域で諸収差を容易に補正可能となる。
0.31<fw/f2<0.49 ・・・(3)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(3)は、広角端における全系の焦点距離fwと、第2レンズ群G2の焦点距離f2との関係を規定したものである。この条件式(3)の下限値以下になると、第2レンズ群G2の屈折力が弱くなり、変倍における第2レンズ群G2の移動量が増大し、光学系全体の全長が長くなって小型化が困難になるため好ましくない。逆に条件式(3)の上限値以上になると、第2レンズ群G2の屈折力が強くなり過ぎてしまい、全変倍域での諸収差を良好に補正することが困難になるので好ましくない。条件式(3)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、光学系全体の小型化を達成し、また全変倍域で諸収差を容易に補正可能となる。
なお、条件式(3)が規定する範囲内で特に下記の条件式
0.31<fw/f2<0.35 ・・・(3’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
0.31<fw/f2<0.35 ・・・(3’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
また本ズームレンズでは、第1レンズ群G1の焦点距離をf1とし、第2レンズ群G2の焦点距離をf2としたとき、以下の条件式
0.56<|f1/f2|<1.04 ・・・(4)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(4)は、第1レンズ群G1の焦点距離f1と第2レンズ群G2の焦点距離f2との関係を規定したものである。この条件式(4)の下限値以下になると、第2レンズ群G2の屈折力が弱くなり、変倍における第2レンズ群G2の移動量が増大し、光学系全体の全長が長くなって小型化が困難になるため好ましくない。逆に条件式(4)の上限値以上になると、第1レンズ群G1の屈折力が不足し、画角を確保するために最も物体側に位置する第1レンズL11の径を大きくする必要が生じ、小型化が困難になるので好ましくない。条件式(4)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、光学系全体を容易に小型化することができる。
0.56<|f1/f2|<1.04 ・・・(4)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(4)は、第1レンズ群G1の焦点距離f1と第2レンズ群G2の焦点距離f2との関係を規定したものである。この条件式(4)の下限値以下になると、第2レンズ群G2の屈折力が弱くなり、変倍における第2レンズ群G2の移動量が増大し、光学系全体の全長が長くなって小型化が困難になるため好ましくない。逆に条件式(4)の上限値以上になると、第1レンズ群G1の屈折力が不足し、画角を確保するために最も物体側に位置する第1レンズL11の径を大きくする必要が生じ、小型化が困難になるので好ましくない。条件式(4)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、光学系全体を容易に小型化することができる。
なお、条件式(4)が規定する範囲内で特に下記の条件式
0.70<|f1/f2|<0.80 ・・・(4’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
0.70<|f1/f2|<0.80 ・・・(4’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
また本ズームレンズでは、第1レンズ群G1の焦点距離をf1とし、第1レンズ群G1の物体側から2枚目のレンズの焦点距離をfG12としたとき、以下の条件式
−0.19<f1/fG12<0.50 ・・・(5)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(5)は、第1レンズ群G1の焦点距離f1と、第1レンズ群G1の第2レンズL12の焦点距離fG12との関係を規定したものである。この条件式(5)の下限値以下になると、上記第2レンズL12の正の屈折力が強くなり、それを補うために第1レンズ群G1中の負の屈折力を持つレンズ(第1レンズL11や第3レンズL13)の屈折力が強くなり過ぎてしまい、諸収差の補正が困難になるので好ましくない。逆に条件式(5)の上限値以上になると、上記第2レンズL12の負の屈折力が強くなり過ぎてしまい、歪曲収差の補正が困難になるので好ましくない。条件式(5)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、歪曲収差並びにその他の諸収差を容易に補正可能となる。
−0.19<f1/fG12<0.50 ・・・(5)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(5)は、第1レンズ群G1の焦点距離f1と、第1レンズ群G1の第2レンズL12の焦点距離fG12との関係を規定したものである。この条件式(5)の下限値以下になると、上記第2レンズL12の正の屈折力が強くなり、それを補うために第1レンズ群G1中の負の屈折力を持つレンズ(第1レンズL11や第3レンズL13)の屈折力が強くなり過ぎてしまい、諸収差の補正が困難になるので好ましくない。逆に条件式(5)の上限値以上になると、上記第2レンズL12の負の屈折力が強くなり過ぎてしまい、歪曲収差の補正が困難になるので好ましくない。条件式(5)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、歪曲収差並びにその他の諸収差を容易に補正可能となる。
なお、条件式(5)が規定する範囲内で特に下記の条件式
−0.15<f1/fG12<0.30 ・・・(5’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
−0.15<f1/fG12<0.30 ・・・(5’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
また本ズームレンズでは、第1レンズ群G1の物体側から2枚目のレンズの物体側面の最大有効半径をHG12Fとし、上記2枚目のレンズの物体側面の中心と光軸から高さHG12Fの面上の点とを通り、面の中心を頂点とする球面の曲率半径をr’G12Fとし、上記2枚目のレンズの物体側面の中心と光軸から高さHG12F×0.5の面上の点とを通り、面の中心を頂点とする球面の曲率半径をr”G12Fとしたとき、以下の条件式
0.20<HG12F×{(1/r’G12F)−(1/r”G12F)} ・・・(6)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(6)は、第1レンズ群G1の第2レンズL12の物体側面について、その最大有効半径と非球面形状との関係を規定したものである。上記第2レンズL12の物体側面の中心近傍と周辺とで、曲率に条件式(6)が規定する範囲で差を持たせることにより、広角端における歪曲収差を良好に補正可能となる。この条件式(6)の下限値以下になると補正不足になり、逆に上限値以上になると補正過剰となるので、いずれも好ましくない。
0.20<HG12F×{(1/r’G12F)−(1/r”G12F)} ・・・(6)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(6)は、第1レンズ群G1の第2レンズL12の物体側面について、その最大有効半径と非球面形状との関係を規定したものである。上記第2レンズL12の物体側面の中心近傍と周辺とで、曲率に条件式(6)が規定する範囲で差を持たせることにより、広角端における歪曲収差を良好に補正可能となる。この条件式(6)の下限値以下になると補正不足になり、逆に上限値以上になると補正過剰となるので、いずれも好ましくない。
なお、条件式(6)が規定する範囲内で特に下記の条件式
0.20<HG12F×{(1/r’G12F)−(1/r”G12F)}<0.50・・(6’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
0.20<HG12F×{(1/r’G12F)−(1/r”G12F)}<0.50・・(6’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
また本ズームレンズでは、第1レンズ群G1の物体側から2枚目のレンズの物体側面の近軸曲率半径をrG12Fとし、第1レンズ群G1の物体側から2枚目のレンズの像側面の近軸曲率半径をrG12Rとしたとき、以下の条件式
2.0<(rG12F+rG12R)/(rG12F−rG12R)<30.0 ・・・(7)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(7)は、第1レンズ群G1の第2レンズL12の形状を規定したものである。この条件式(7)の下限値以下になると、広角端側での歪曲収差が補正不足となるので好ましくない。逆に上限値以上になると、望遠端側での球面収差を良好に補正することが困難になるので好ましくない。条件式(7)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、広角端側での歪曲収差および望遠端側での球面収差を良好に補正可能となる。
2.0<(rG12F+rG12R)/(rG12F−rG12R)<30.0 ・・・(7)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(7)は、第1レンズ群G1の第2レンズL12の形状を規定したものである。この条件式(7)の下限値以下になると、広角端側での歪曲収差が補正不足となるので好ましくない。逆に上限値以上になると、望遠端側での球面収差を良好に補正することが困難になるので好ましくない。条件式(7)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、広角端側での歪曲収差および望遠端側での球面収差を良好に補正可能となる。
なお、条件式(7)が規定する範囲内で特に下記の条件式
2.0<(rG12F+rG12R)/(rG12F−rG12R)<15.0 ・・・(7’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
2.0<(rG12F+rG12R)/(rG12F−rG12R)<15.0 ・・・(7’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
また本ズームレンズでは、第1レンズ群G1の物体側から1枚目のレンズの物体側面の近軸曲率半径をrG11Fとし、第1レンズ群G1の物体側から1枚目のレンズの像側面の近軸曲率半径をrG11Rとしたとき、以下の条件式
2.5<(rG11F+rG11R)/(rG11F−rG11R)<10.0 ・・・(8)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(8)は、第1レンズ群G1の第1レンズL11の形状を規定したものである。この条件式(8)の下限値以下になると、広角端側での像面湾曲が補正不足となるので好ましくない。逆に上限値以上になると、広角端側での像面湾曲が補正過剰となるので好ましくない。条件式(8)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、広角端側での像面湾曲を適切に補正可能となる。
2.5<(rG11F+rG11R)/(rG11F−rG11R)<10.0 ・・・(8)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(8)は、第1レンズ群G1の第1レンズL11の形状を規定したものである。この条件式(8)の下限値以下になると、広角端側での像面湾曲が補正不足となるので好ましくない。逆に上限値以上になると、広角端側での像面湾曲が補正過剰となるので好ましくない。条件式(8)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、広角端側での像面湾曲を適切に補正可能となる。
なお、条件式(8)が規定する範囲内で特に下記の条件式
2.8<(rG11F+rG11R)/(rG11F−rG11R)<4.0 ・・・(8’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
2.8<(rG11F+rG11R)/(rG11F−rG11R)<4.0 ・・・(8’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
また本ズームレンズでは、第2レンズ群G2の物体側から1枚目のレンズの焦点距離をfG21とし、第2レンズ群G2の物体側から2枚目のレンズの焦点距離をfG22としたとき、以下の条件式
1.3<fG21 /fG22 <3.0 ・・・(9)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(9)は、第2レンズ群G2の第1レンズL21と第2レンズL22について、互いの焦点距離の関係を規定したものである。この条件式(9)の下限値以下になると、球面収差が補正不足となるので好ましくない。逆に上限値以上になると、球面収差が補正過剰となるので好ましくない。条件式(9)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、全変倍域で球面収差を良好に補正可能となる。
1.3<fG21 /fG22 <3.0 ・・・(9)
が満たされているので、下記の効果も得られる。すなわち、この条件式(9)は、第2レンズ群G2の第1レンズL21と第2レンズL22について、互いの焦点距離の関係を規定したものである。この条件式(9)の下限値以下になると、球面収差が補正不足となるので好ましくない。逆に上限値以上になると、球面収差が補正過剰となるので好ましくない。条件式(9)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、全変倍域で球面収差を良好に補正可能となる。
なお、条件式(9)が規定する範囲内で特に下記の条件式
2.0<fG21 /fG22 <2.5 ・・・(9’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
2.0<fG21 /fG22 <2.5 ・・・(9’)
が満たされている場合は、上記の効果がより顕著なものとなる。
なお図1には、レンズ系と結像面との間に光学部材PPを配置した例を示したが、ローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等を配置する代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよく、あるいは、いずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。
次に、本発明のズームレンズの数値実施例について説明する。実施例1〜6のズームレンズのレンズ断面図はそれぞれ図1〜6に示したものである。
そして、実施例1のズームレンズの基本レンズデータを表1に、ズームに関するデータを表2に、非球面データを表3に示す。同様に、実施例2〜6のズームレンズの基本レンズデータ、ズームに関するデータ、非球面データを表4〜表18に示す。以下では、表中の記号の意味について、実施例1のものを例に挙げて説明するが、実施例2〜6のものについても基本的に同様である。
表1の基本レンズデータにおいて、Siの欄には最も物体側の構成要素の物体側の面を1番目として像側に向かうに従い順次増加するi番目(i=1、2、3、…)の面番号を示し、Riの欄にはi番目の面の曲率半径を示し、Diの欄にはi番目の面とi+1番目の面との光軸Z上の面間隔を示している。なお、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。
また、基本レンズデータにおいて、Ndjの欄には最も物体側のレンズを1番目として像側に向かうに従い順次増加するj番目(j=1、2、3、…)の構成要素のd線(波長587.6nm)に対する屈折率を示し、νdjの欄にはj番目の構成要素のd線に対するアッベ数を示している。なお、基本レンズデータには、開口絞りStも含めて示しており、開口絞りStに相当する面の曲率半径の欄には、∞(開口絞り)と記載している。
表1の基本レンズデータにおけるD8、D9、D17は、変倍時に変化する面間隔である。D8は第1レンズ群G1と開口絞りStとの間隔であり、D9は開口絞りStと第2レンズ群G2との間隔であり、D17は第2レンズ群G2と光学部材PPとの間隔である。
表2のズームに関するデータには、広角端、望遠端それぞれにおける、全系の焦点距離(f)、F値(Fno.)、全画角(2ω)、変倍時に変化する各面間隔の値を示している。
表1のレンズデータでは、非球面の面番号に*印を付しており、非球面の曲率半径として近軸の曲率半径の数値を示している。表3の非球面データには、非球面の面番号と、各非球面に関する非球面係数を示す。表3の非球面データの数値の「E−n」(n:整数)は、「×10−n」を意味する。なお、非球面係数は、下記非球面式における各係数KA、RAm(m=3、4、5、…16)の値である。
Zd=C・h2/{1+(1−KA・C2・h2)1/2}+ΣRAm・hm
ただし、
Zd:非球面深さ(高さhの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に下ろした垂線の長さ)
h:高さ(光軸からのレンズ面までの距離)
C:近軸曲率半径の逆数
KA、RAm:非球面係数(m=3、4、5、…16)
以下に記載する表では、所定の桁で丸めた数値を記載している。また、以下に記載する表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはmmを用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小して使用することが可能であるので、他の適当な単位を用いることもできる。
ただし、
Zd:非球面深さ(高さhの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に下ろした垂線の長さ)
h:高さ(光軸からのレンズ面までの距離)
C:近軸曲率半径の逆数
KA、RAm:非球面係数(m=3、4、5、…16)
以下に記載する表では、所定の桁で丸めた数値を記載している。また、以下に記載する表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはmmを用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小して使用することが可能であるので、他の適当な単位を用いることもできる。
また表19に、実施例1〜6のズームレンズの条件式(1-1)、(1-2)、(1-3)、(2)〜(9)に対応する値を示す。ここに示す値は、各条件式が規定している条件つまり文字式の部分の値であり、例えば「条件式(2)」の行には|fw/f1|の値を示している。また条件式(1-1)、(1-2)および(1-3)については、規定している条件は共通でfw/fG12であるので、まとめて「条件式(1)」とした行にfw/fG12 の値を示してある。なお、この表19の値はd線に関するものである。
ここで、実施例1のズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)、倍率色収差(倍率の色収差)をそれぞれ図7(A)〜図7(D)に示し、望遠端における球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)、倍率色収差(倍率の色収差)をそれぞれ図7(E)〜図7(H)に示す。
各収差図はd線(波長587.6nm)を基準としたものであるが、球面収差図ではg線(波長435.8nm)およびC線(波長656.3nm)に関する収差も示し、倍率色収差図ではg線およびC線に関する収差を示す。非点収差図では、サジタル方向については実線で、タンジェンシャル方向については点線で示している。球面収差図のFno.はF値を意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。
同様に、実施例2のズームレンズの広角端、望遠端における各収差図を図8(A)〜図8(H)に示し、以下全く同様にして実施例3〜6の各収差図をそれぞれ図9〜図12に示す。
次に、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図13に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態のズームレンズ1を用いた撮像装置10の概略構成図を示す。撮像装置としては、例えば監視カメラ、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等を挙げることができる。
図13に示す撮像装置10は、ズームレンズ1と、ズームレンズ1の像側に配置されて、ズームレンズ1により結像された被写体の像を撮像する撮像素子2と、撮像素子2からの出力信号を演算処理する信号処理部4と、ズームレンズ1の変倍を行うための変倍制御部5と、フォーカス調整を行うためのフォーカス制御部6とを備えている。なお、ズームレンズ1と撮像素子2との間に、適宜フィルタ等が配設されてもよい。
ズームレンズ1は、負の屈折力を有して、広角端から望遠端に変倍する際に像面側に凸状の軌跡を描くように移動する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有して、広角端から望遠端に変倍する際に物体側に単調移動する第2レンズ群G2と、固定の開口絞りStとを有している。なお、図13では各レンズ群を概略的に示している。
撮像素子2は、ズームレンズ1により形成される光学像を撮像して電気信号を出力するものであり、その撮像面はズームレンズ1の像面に一致するように配置されている。撮像素子2としては例えばCCDやCMOS等からなるものを用いることができる。
なお、図13では図示していないが、撮像装置10は、例えば第2レンズ群G2の一部を構成する正の屈折力を有するレンズを光軸Zに垂直な方向に移動させて、振動や手振れ時の撮影画像のぶれを補正するぶれ補正機構をさらに備えるようにしてもよい。
この撮像装置10は、前述した通りの効果を奏する本発明のズームレンズを備えたものであるから、良好な光学性能を備えた上で、低コスト化および広角化を達成できるものとなる。
以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、非球面係数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
本発明によるズームレンズは、
実質的に、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とが配列されてなり、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群とを移動させることにより変倍を行い、
前記第1レンズ群が実質的に、物体側から順に配置された負の屈折力を有する第1レンズ、第2レンズ、負の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズから構成され、
前記第2レンズ群が実質的に4枚のレンズから構成され、
前記第1レンズ群の物体側から2枚目のレンズの焦点距離をfG12 し、広角端における全系の焦点距離をfwとし、第2レンズ群の物体側から1枚目のレンズの焦点距離をf G21 とし、第2レンズ群の物体側から2枚目のレンズの焦点距離をf G22 としたとき、以下の条件式
−0.04<fw/fG12<0.17 ・・・(1-3)
1.3<f G21 /f G22 <3.0 ・・・(9)
を満たすことを特徴とするものである。
実質的に、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とが配列されてなり、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群とを移動させることにより変倍を行い、
前記第1レンズ群が実質的に、物体側から順に配置された負の屈折力を有する第1レンズ、第2レンズ、負の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズから構成され、
前記第2レンズ群が実質的に4枚のレンズから構成され、
前記第1レンズ群の物体側から2枚目のレンズの焦点距離をfG12 し、広角端における全系の焦点距離をfwとし、第2レンズ群の物体側から1枚目のレンズの焦点距離をf G21 とし、第2レンズ群の物体側から2枚目のレンズの焦点距離をf G22 としたとき、以下の条件式
−0.04<fw/fG12<0.17 ・・・(1-3)
1.3<f G21 /f G22 <3.0 ・・・(9)
を満たすことを特徴とするものである。
ここで、「実質的に第1レンズ群と第2レンズ群とが配列されてなる」とは、それらのレンズ群以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラス等レンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、手振れ補正機構等の機構部分等を持つ場合も含むものとする。この点は、「第1レンズ群が実質的に、物体側から順に配置された負の屈折力を有する第1レンズ、第2レンズ、負の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズから構成され」との記載や、「第2レンズ群が実質的に4枚のレンズから構成され」との記載についても同様である。
なお、本発明のズームレンズにおいて、各レンズ群を構成するレンズには接合レンズが用いられてもよいが、接合レンズはn枚の貼り合わせで構成されていれば、n枚のレンズとして数えるものとする。
なお、本発明によるズームレンズにおいては、前述した通りの焦点距離fG12 およびfwに関して条件式(1-3)が規定する範囲の中で、特に以下の条件式
−0.01<fw/fG12<0.06 ・・・(1-2)
を満たすことがより望ましい。
−0.01<fw/fG12<0.06 ・・・(1-2)
を満たすことがより望ましい。
他方、本発明による撮像装置は、以上説明した本発明によるズームレンズを備えたことを特徴とするものである。
本発明によるズームレンズは、第1レンズ群を4枚のレンズで構成し、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ、第2レンズ、負の屈折力を有する第3レンズ、正の屈折力を有する第4レンズと配列したことにより、コストの上昇を抑えながら広角化に伴う諸収差の増大を抑制できる。さらに、第2レンズ群を4枚のレンズで構成したことにより、コストの上昇を抑えながら変倍による収差の変動を抑制できる。
さらに本発明によるズームレンズは、前記条件式(1-3)を満たすことにより、以下の効果を奏するものとなる。条件式(1-3)は、広角端における全系の焦点距離と、第1レンズ群の第2レンズの焦点距離との関係を規定したものである。この条件式(1-3)の下限値以下になると第2レンズの屈折力が負側に寄ることになって、第2レンズを通る中心光束と周辺光束の屈折のバランスが崩れ、その結果、歪曲収差の補正が困難になるので好ましくない。逆に条件式(1-3)の上限値以上になると、第2レンズの正の屈折力が強くなり過ぎてしまい、第1レンズ群全体の負の屈折力が不足し、広角化が困難になる。この第1レンズ群全体の負の屈折力不足を補うために、第1レンズ群内の負レンズの屈折力を強くすることも考えられるが、そのようにすると諸収差の補正が困難になるので好ましくない。条件式(1-3)が満たされている場合は、以上の不具合を防止して、歪曲収差を良好に補正し、また容易に広角化することができる。
Claims (20)
- 実質的に、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とが配列されてなり、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群とを移動させることにより変倍を行い、
前記第1レンズ群が実質的に、物体側から順に配置された負の屈折力を有する第1レンズ、第2レンズ、負の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズから構成され、
前記第1レンズ群の物体側から2枚目のレンズの焦点距離をfG12とし、広角端における全系の焦点距離をfwとしたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
−0.04<fw/fG12<0.12 ・・・(1-1) - 前記焦点距離fG12および焦点距離fwに関して、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
−0.01<fw/fG12<0.06 ・・・(1-2) - 実質的に、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とが配列されてなり、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群とを移動させることにより変倍を行い、
前記第1レンズ群が実質的に、物体側から順に配置された負の屈折力を有する第1レンズ、第2レンズ、負の屈折力を有する第3レンズ、および正の屈折力を有する第4レンズから構成され、
前記第2レンズ群が実質的に4枚のレンズから構成され、
前記第1レンズ群の物体側から2枚目のレンズの焦点距離をfG12とし、広角端における全系の焦点距離をfwとしたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
−0.04<fw/fG12<0.17 ・・・(1-3) - 前記焦点距離fG12および焦点距離fwに関して、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項3に記載のズームレンズ。
−0.01<fw/fG12<0.06 ・・・(1-2) - 広角端における全系の焦点距離をfwとし、第1レンズ群の焦点距離をf1としたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のズームレンズ。
0.00<|fw/f1|<0.64 ・・・(2) - 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項5に記載のズームレンズ。
0.20<|fw/f1|<0.50 ・・・(2’) - 広角端における全系の焦点距離をfwとし、第2レンズ群の焦点距離をf2としたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のズームレンズ。
0.31<fw/f2<0.49 ・・・(3) - 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項7に記載のズームレンズ。
0.31<fw/f2<0.35 ・・・(3’) - 第1レンズ群の焦点距離をf1とし、第2レンズ群の焦点距離をf2としたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のズームレンズ。
0.56<|f1/f2|<1.04 ・・・(4) - 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項9に記載のズームレンズ。
0.70<|f1/f2|<0.80 ・・・(4’) - 第1レンズ群の焦点距離をf1とし、第1レンズ群の物体側から2枚目のレンズの焦点距離をfG12としたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載のズームレンズ。
−0.19<f1/fG12<0.50 ・・・(5) - 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項11に記載のズームレンズ。
−0.15<f1/fG12<0.30 ・・・(5’) - 第1レンズ群の物体側から2枚目のレンズの物体側面の最大有効半径をHG12Fとし、上記2枚目のレンズの物体側面の中心と光軸から高さHG12Fの面上の点とを通り、面の中心を頂点とする球面の曲率半径をr’G12Fとし、上記2枚目のレンズの物体側面の中心と光軸から高さHG12F×0.5の面上の点とを通り、面の中心を頂点とする球面の曲率半径をr”G12Fとしたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載のズームレンズ。
0.20<HG12F×{(1/r’G12F)−(1/r”G12F)} ・・・(6) - 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項13に記載のズームレンズ。
0.20<HG12F×{(1/r’G12F)−(1/r”G12F)}<0.50・・(6’) - 第1レンズ群の物体側から2枚目のレンズの物体側面の近軸曲率半径をrG12Fとし、第1レンズ群の物体側から2枚目のレンズの像側面の近軸曲率半径をrG12Rとしたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載のズームレンズ。
2.0<(rG12F+rG12R)/(rG12F-rG12R)<30.0 ・・・(7) - 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項15に記載のズームレンズ。
2.0<(rG12F+rG12R)/(rG12F-rG12R)<15.0 ・・・(7’) - 第1レンズ群の物体側から1枚目のレンズの物体側面の近軸曲率半径をrG11Fとし、第1レンズ群の物体側から1枚目のレンズの像側面の近軸曲率半径をrG11Rとしたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1から16のいずれか1項に記載のズームレンズ。
2.5<(rG11F+rG11R)/(rG11F-rG11R)<10.0 ・・・(8) - 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項17に記載のズームレンズ。
2.8<(rG11F+rG11R)/(rG11F-rG11R)<4.0 ・・・(8’) - 第2レンズ群の物体側から1枚目のレンズの焦点距離をfG21とし、第2レンズ群の物体側から2枚目のレンズの焦点距離をfG22としたとき、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1から18のいずれか1項に記載のズームレンズ。
1.3<fG21 /fG22 <3.0 ・・・(9) - 請求項1から19のいずれか1項に記載のズームレンズを備えたことを特徴とする撮像装置。
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