JP5693321B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明は、テレビカメラや映画用カメラ、ビデオカメラ、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、高倍率、小型軽量、且つ焦点調整による収差変動が少ないズームレンズ、及びそれを有する撮像装置に関するものである。
従来より、変倍レンズ群よりも物体側に位置するレンズ群により焦点調整を行うズームレンズについて種々の方式が提案されている。
例えば特許文献１では、全体として正の屈折力を有するフォーカス群が、物体側より順に負の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より構成されている。そして前記第２レンズが近距離物体への焦点調整時に物体側に移動する方式が提案されている。
また、特許文献２では、全体として正の屈折力を有するフォーカス群が、物体側から順に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レンズ群より構成されている。そして前記第３レンズ群が近距離物体への焦点調整時に物体側へ移動する方式が提案されている。
テレビカメラ、映画用カメラ等に用いるズームレンズにおいては、機動性の確保と撮影自由度の向上のために、更なる高倍率と小型軽量化の両立が望まれている。また、焦点調整に伴う収差変動の少ない高性能なズームレンズが要求されている。
特許文献１の焦点調整方式は広角ズームレンズに適しているが、高倍率化が困難であり、実施例ではズーム比が３倍程度である。高倍率化を達成しようとすると、第１レンズ群の径や全長が増大してしまう。
特許文献２の焦点調整方式は望遠ズームレンズに適しているが、高倍率化が困難であり、実施例ではズーム比が２．５倍程度である。高倍率化を達成しようとすると、第１レンズ群の径や全長が増大してしまう。
そこで本発明の目的は、高倍率と小型軽量の両立が可能であり、且つ焦点調整による収差変動の少ない焦点調整方式を有するズームレンズ及びそれを有する撮像装置を提供することである。
上記目的を達成するための、本発明に係るズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有しズーミングのためには移動しない第１レンズ群と、ズーミングに際し、隣接するレンズ群の間隔を変化させながら移動する少なくとも２群を含む変倍レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有しズーミングのためには移動しないリレーレンズ群とを有し、該第１レンズ群は、物体側から像側へ順に正の屈折力を有する第１１レンズ群、負の屈折力を有する第１２レンズ群、正の屈折力を有する第１３レンズ群からなり、該第１２レンズ群を物体側へ繰り出すことにより近距離物体へ焦点調整を行い、該第１レンズ群の焦点距離をｆ１、該第１１レンズ群の焦点距離をｆ１１とするとき、
０．０７ ＜ ｆ１／ｆ１１ ＜ ０．３５
を満足することを特徴とする。
０．０７ ＜ ｆ１／ｆ１１ ＜ ０．３５
を満足す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。
本発明により、高倍率、小型軽量且つフォーカスによる収差変動の少ない高性能なズームレンズを達成することができる。
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明のズームレンズの特徴について、各条件式に沿って説明する。
本発明は、高倍率、小型軽量且つ焦点調整による収差変動の少ない高性能なズームレンズを達成するための第１レンズ群の構成及び、焦点調整方式について規定する。焦点調整による収差変動とは、具体的には物体距離無限遠から至近にかけた像面湾曲の変動を意味する。
まず、本発明のズームレンズの特徴について、各条件式に沿って説明する。
本発明は、高倍率、小型軽量且つ焦点調整による収差変動の少ない高性能なズームレンズを達成するための第１レンズ群の構成及び、焦点調整方式について規定する。焦点調整による収差変動とは、具体的には物体距離無限遠から至近にかけた像面湾曲の変動を意味する。
本発明のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有しズーミングのためには移動しない第１レンズ群と、ズーミングに際し、隣接するレンズ群の間隔を変化させながら移動する少なくとも２群を含む変倍レンズ群と、開口絞り、正の屈折力を有しズーミングのためには移動しないリレーレンズ群とで構成される。第１レンズ群Ｕ１は、物体側より順に正の屈折力を有する第１１レンズ群、負の屈折力を有する第１２レンズ群、正の屈折力を有する第１３レンズ群で構成され、前記第１２レンズ群を物体側へ繰り出すことにより近距離物体へ焦点調整を行う方式としている。更に第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第１１レンズ群の焦点距離をｆ１１、レンズ全系における望遠端の焦点距離をｆｔとしたとき、以下の条件式を満足する。
０．０７ ＜ ｆ１／ｆ１１ ＜ ０．３５ ・・・（１）
０．２ ＜ ｆ１／ｆｔ ＜ １．０ ・・・（２）
０．０７ ＜ ｆ１／ｆ１１ ＜ ０．３５ ・・・（１）
０．２ ＜ ｆ１／ｆｔ ＜ １．０ ・・・（２）
本発明の光学的作用について図１を用いて説明する。
図１は、任意のズーム位置における物体距離が無限遠及び至近における第１レンズ群の軸外光路概念図である。図１において、左側が物体側、右側が像面側であり、物体側から順に、正の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、負の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、正の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３を示している。物体距離が無限遠での第１１レンズ群Ｕ１１における軸外光線の高さをｈ１１ｉｎｆとし、物体距離が至近での第１１レンズ群Ｕ１１における軸外光線の高さをｈ１１ｍｏｄとすると、以下の関係が成り立つ。
ｈ１１ｉｎｆ ＞ ｈ１１ｍｏｄ ・・・（６）
図１は、任意のズーム位置における物体距離が無限遠及び至近における第１レンズ群の軸外光路概念図である。図１において、左側が物体側、右側が像面側であり、物体側から順に、正の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、負の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、正の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３を示している。物体距離が無限遠での第１１レンズ群Ｕ１１における軸外光線の高さをｈ１１ｉｎｆとし、物体距離が至近での第１１レンズ群Ｕ１１における軸外光線の高さをｈ１１ｍｏｄとすると、以下の関係が成り立つ。
ｈ１１ｉｎｆ ＞ ｈ１１ｍｏｄ ・・・（６）
つまり、第１１レンズ群Ｕ１１を通過する軸外入射光線の高さは、物体距離が無限遠の場合より至近の場合の方が低い。この効果により、物体距離が無限遠から至近に向けて変化すると像面湾曲はオーバー側（物体側から離れる側）に変化する。一方で、第１２レンズ群Ｕ１２が、物体距離が無限遠から至近に向けて物体側に繰り出すとき、至近側で像面湾曲はアンダー側（物体側）に変化する。以上により、第１１レンズ群Ｕ１１の入射光線高さの変化による像面湾曲をオーバーにする寄与分と、第１２レンズ群Ｕ１２が物体側に繰り出すことによる像面湾曲をアンダーにする寄与分が相殺し、焦点調整による像面湾曲の変動を抑制することが可能となる。但し、第１１レンズ群Ｕ１１のパワーの増大により、第１２レンズ群Ｕ１２の繰り出し量が増大するため、第１１レンズ群Ｕ１１のパワーを適切に設定することが必要となる。
次に、前述の条件式（１）〜（２）に関して説明する。
（１）式は、第１レンズ群Ｕ１の焦点距離ｆ１と第１１レンズ群Ｕ１１の焦点距離ｆ１１の比を規定する。
０．０７ ＜ ｆ１／ｆ１１ ＜ ０．３５ ・・・（１）
（１）式を満たすことで、焦点調整による収差変動の抑制が可能となる。（１）式の上限が満たされないと、第１レンズ群Ｕ１に対する第１１レンズ群Ｕ１１のパワーが強くなり過ぎてしまい、第１２レンズ群Ｕ１２の繰り出し量が増大してしまう。これにより焦点調整による収差変動の抑制、小型軽量化が困難となってしまう。（１）式の下限が満たされないと、第１レンズ群Ｕ１に対する第１１レンズ群Ｕ１１のパワーが弱くなり過ぎてしまい、第１１レンズ群Ｕ１１の焦点調整における像面湾曲変動の抑制効果がなくなってしまう。（１）式は、更に次の如く条件式を設定することが好ましい。
０．１１ ＜ ｆ１／ｆ１１ ＜ ０．２８ ・・・（１ａ）
０．０７ ＜ ｆ１／ｆ１１ ＜ ０．３５ ・・・（１）
（１）式を満たすことで、焦点調整による収差変動の抑制が可能となる。（１）式の上限が満たされないと、第１レンズ群Ｕ１に対する第１１レンズ群Ｕ１１のパワーが強くなり過ぎてしまい、第１２レンズ群Ｕ１２の繰り出し量が増大してしまう。これにより焦点調整による収差変動の抑制、小型軽量化が困難となってしまう。（１）式の下限が満たされないと、第１レンズ群Ｕ１に対する第１１レンズ群Ｕ１１のパワーが弱くなり過ぎてしまい、第１１レンズ群Ｕ１１の焦点調整における像面湾曲変動の抑制効果がなくなってしまう。（１）式は、更に次の如く条件式を設定することが好ましい。
０．１１ ＜ ｆ１／ｆ１１ ＜ ０．２８ ・・・（１ａ）
（２）式は、第１レンズ群Ｕ１の焦点距離ｆ１とレンズ全系における望遠端の焦点距離ｆｔの比を規定する。
０．２ ＜ ｆ１／ｆｔ ＜ １．０ ・・・（２）
（２）式を満たすことで、高倍率と高性能化の両立が可能となる。（２）式の上限が満たされないと、レンズ全系における望遠端の焦点距離ｆｔに対する第１レンズ群Ｕ１の焦点距離ｆ１が長くなり過ぎてしまう。第１レンズ群Ｕ１の長焦点化により、変倍レンズ群の物点位置が遠ざかるため、変倍のための移動量が増大してしまい、高倍率化が困難となる。（２）式の下限が満たされないと、レンズ全系における望遠端の焦点距離ｆｔに対する第１レンズ群Ｕ１のパワーが強くなり過ぎてしまい、第１レンズ群Ｕ１に起因する諸収差の抑制が困難となる。（２）式は、更に次の如く条件式を設定することが好ましい。
０．３５ ＜ ｆ１／ｆｔ ＜ ０．７ ・・・（２ａ）
０．２ ＜ ｆ１／ｆｔ ＜ １．０ ・・・（２）
（２）式を満たすことで、高倍率と高性能化の両立が可能となる。（２）式の上限が満たされないと、レンズ全系における望遠端の焦点距離ｆｔに対する第１レンズ群Ｕ１の焦点距離ｆ１が長くなり過ぎてしまう。第１レンズ群Ｕ１の長焦点化により、変倍レンズ群の物点位置が遠ざかるため、変倍のための移動量が増大してしまい、高倍率化が困難となる。（２）式の下限が満たされないと、レンズ全系における望遠端の焦点距離ｆｔに対する第１レンズ群Ｕ１のパワーが強くなり過ぎてしまい、第１レンズ群Ｕ１に起因する諸収差の抑制が困難となる。（２）式は、更に次の如く条件式を設定することが好ましい。
０．３５ ＜ ｆ１／ｆｔ ＜ ０．７ ・・・（２ａ）
本発明のズームレンズの更なる態様においては、高倍率、小型軽量且つ焦点調整による収差変動の少ない高性能なズームレンズを達成するための、第１２レンズ群Ｕ１２と第１３レンズ群Ｕ１３のパワーを規定する。第１２レンズ群Ｕ１２の焦点距離をｆ１２、第１３レンズ群Ｕ１３の焦点距離をｆ１３としたとき、以下の条件式を満足する。
−２．５ ＜ ｆ１２／ｆ１３ ＜ −０．８ ・・・（３）
−２．５ ＜ ｆ１２／ｆ１３ ＜ −０．８ ・・・（３）
（３）式は、第１２レンズ群Ｕ１２の焦点距離ｆ１２と第１３レンズ群Ｕ１３の焦点距離ｆ１３の比を規定する。（３）式の上限が満たされない、第１２レンズ群Ｕ１２のパワーが強くなり過ぎ、焦点調整による収差変動の抑制が困難となる。（３）式の下限が満たされないと、第１２レンズ群Ｕ１２のパワーが弱くなり過ぎ、焦点調整による繰り出し量が増大してしまい、小型軽量化が困難となる。（３）式は、更に次の如く条件式を設定することが好ましい。
−１．８ ＜ ｆ１２／ｆ１３ ＜ −１．０ ・・・（３ａ）
−１．８ ＜ ｆ１２／ｆ１３ ＜ −１．０ ・・・（３ａ）
さらに本発明は、上記の特徴を有するズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する所定の有効撮像範囲を有する固体撮像素子と、を有する撮像装置において、レンズ全系における広角端の焦点距離をｆｗ、撮像素子のイメージサイズをＩＳとしたとき、ズームレンズを特に有効に利用するための以下の条件を規定する。
０．７ ＜ ｆｗ／ＩＳ ＜ ２．４ ・・・（４）
（４）式の上限が満たされないと、レンズ全系における広角端の焦点距離ｆｗが長くなり過ぎてしまう。（４）式の下限がみたされないと、レンズ全系における広角端の焦点距離ｆｗが短くなり過ぎ、第１１レンズ群Ｕ１１の軸外光線の入射高さが増大し、レンズ外径が大型化してしまう。尚、本発明のズームレンズが特に有効に利用されるズームレンズの変倍比としては、変倍比が４倍以上であることが好ましい。
０．７ ＜ ｆｗ／ＩＳ ＜ ２．４ ・・・（４）
（４）式の上限が満たされないと、レンズ全系における広角端の焦点距離ｆｗが長くなり過ぎてしまう。（４）式の下限がみたされないと、レンズ全系における広角端の焦点距離ｆｗが短くなり過ぎ、第１１レンズ群Ｕ１１の軸外光線の入射高さが増大し、レンズ外径が大型化してしまう。尚、本発明のズームレンズが特に有効に利用されるズームレンズの変倍比としては、変倍比が４倍以上であることが好ましい。
以下に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。
図２は本発明の第１の実施例（数値実施例１）であるズームレンズにおいて、広角端における物体距離が無限遠（Ａ）、至近（Ｂ）におけるレンズ断面図である。
図２において、物体側（左側）から順に、第１レンズ群Ｕ１としての正の屈折力を有するフォーカスレンズ群、第２レンズ群Ｕ２としての変倍用の負の屈折力のバリエータ、第３レンズ群Ｕ３としての負の屈折力のコンペンセータ、絞りＳＰ、第４レンズ群Ｕ４としての結像作用を有する正の屈折力のリレーレンズ群、撮像面Ｉである。第２レンズ群Ｕ２（バリエータ）は、光軸上を像面側へ単調に移動することにより、広角端から望遠端への変倍を行う。第３レンズ群Ｕ３（コンペンセータ）は、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する。
本実施例における第１レンズ群Ｕ１は第１面から第１７面までに対応する。第１レンズ群Ｕ１は、正の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、物体距離無限遠から至近にかけて物体側に移動する負の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、正の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３より構成される。
図３に、本発明の実施例１の第１レンズ群Ｕ１の光路図を示す。第１１レンズ群Ｕ１１において物体距離無限遠（Ａ）における軸外入射光線高さが至近（Ｂ）における軸外入射光線高さよりも高くなっていることが分かる。
図４Ａに、数値実施例１の広角端における物体距離７．０ｍ（ａ）、無限遠（ｂ）、至近（１．５ｍ）（ｃ）での収差図を、図４Ｂに、数値実施例１の望遠端における物体距離７．０ｍ（ａ）、無限遠（ｂ）、至近（１．５ｍ）（ｃ）での収差図を示す。但し、物体距離は像面を基準とした値である。尚、各実施例における収差図において、球面収差はｅ線（実線）、ｇ線（２点鎖線）を示している。非点収差はｅ線のメリディオナル像面（ｍｅｒｉ）（点線）とサジタル像面（ｓａｇｉ）（実線）を示している。倍率色収差はｇ線（２点鎖線）によって表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を表す。また、球面収差は０．４ｍｍ、非点収差は０．４ｍｍ、歪曲は５％、倍率色収差は０．０５ｍｍのスケールで描かれている。
本実施例の各条件対応値を表１に示す。本実施例は条件式（１）〜（４）を満足しており、高倍率、小型軽量且つフォーカスによる収差変動の少ない高性能なズームレンズを達成している。
以下に本発明の実施例１に対応する数値実施例１を示す。以後、記載する各数値実施例において、いずれもｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目と第ｉ＋１番目の間隔、ｎｄｉ，νｄｉは第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッべ数である。ＢＦは空気換算のバックフォーカスである。非球面形状は、光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としたとき、近軸曲率半径Ｒ、円錐常数ｋ、非球面係数Ａ４，Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２によって、次式で表される。
また、以下の数値実施例の数値内で、「ｅ−ｚ」は「×１０−ｚ」を意味する。
（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -2169.523 9.00 1.51633 64.1 140.17
2 -314.385 17.12 138.65
3 -1314.817 3.00 1.69680 55.5 106.32
4 256.027 16.35 102.86
5 -135.450 3.00 1.77250 49.6 102.49
6 214.527 10.00 1.80809 22.8 105.84
7 -4416.376 2.00 106.31
8 265.280 16.00 1.60311 60.6 108.39
9* -204.953 0.20 108.40
10 470.288 3.00 1.84666 23.8 105.34
11 133.708 0.78 103.29
12 140.997 17.00 1.43387 95.1 103.37
13 -320.050 0.20 103.38
14 182.418 12.00 1.59240 68.3 101.75
15 -590.022 0.20 100.97
16 149.424 8.00 1.59240 68.3 96.43
17 486.995 (可変) 95.40
18 89.717 1.80 1.77250 49.6 48.24
19 31.533 10.06 41.62
20 -118.868 1.50 1.60311 60.6 41.38
21 86.401 0.15 40.17
22 49.488 6.24 1.80518 25.4 40.06
23 -15259.953 3.00 39.23
24 -68.145 1.50 1.77250 49.6 39.12
25 -3979.779 (可変) 38.54
26 -85.815 1.50 1.80400 46.6 35.00
27 321.459 3.50 1.92286 18.9 36.14
28 -700.345 (可変) 36.88
29(絞り) ∞ 2.00 38.21
30 1156.972 4.20 1.62041 60.3 39.26
31 -118.359 0.20 39.91
32 1169.967 4.20 1.62041 60.3 40.40
33 -103.147 0.20 40.67
34 135.391 6.50 1.43875 94.9 40.54
35 -71.283 1.60 1.84666 23.8 40.30
36 -253.564 0.20 40.46
37 40.391 6.50 1.61800 63.3 40.10
38 170.242 30.53 39.05
39 -157.350 1.20 2.00330 28.3 23.85
40 37.528 0.90 23.85
41 61.846 3.35 1.92286 18.9 23.95
42 -1434.512 21.54 24.31
43 -23.105 2.00 1.90366 31.3 29.49
44 -29.181 0.15 31.82
45 -1389.536 5.00 1.61800 63.3 34.54
46 -51.387 0.15 35.25
47 52.270 5.00 1.48749 70.2 36.08
48 143.875 35.63
像面 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -2169.523 9.00 1.51633 64.1 140.17
2 -314.385 17.12 138.65
3 -1314.817 3.00 1.69680 55.5 106.32
4 256.027 16.35 102.86
5 -135.450 3.00 1.77250 49.6 102.49
6 214.527 10.00 1.80809 22.8 105.84
7 -4416.376 2.00 106.31
8 265.280 16.00 1.60311 60.6 108.39
9* -204.953 0.20 108.40
10 470.288 3.00 1.84666 23.8 105.34
11 133.708 0.78 103.29
12 140.997 17.00 1.43387 95.1 103.37
13 -320.050 0.20 103.38
14 182.418 12.00 1.59240 68.3 101.75
15 -590.022 0.20 100.97
16 149.424 8.00 1.59240 68.3 96.43
17 486.995 (可変) 95.40
18 89.717 1.80 1.77250 49.6 48.24
19 31.533 10.06 41.62
20 -118.868 1.50 1.60311 60.6 41.38
21 86.401 0.15 40.17
22 49.488 6.24 1.80518 25.4 40.06
23 -15259.953 3.00 39.23
24 -68.145 1.50 1.77250 49.6 39.12
25 -3979.779 (可変) 38.54
26 -85.815 1.50 1.80400 46.6 35.00
27 321.459 3.50 1.92286 18.9 36.14
28 -700.345 (可変) 36.88
29(絞り) ∞ 2.00 38.21
30 1156.972 4.20 1.62041 60.3 39.26
31 -118.359 0.20 39.91
32 1169.967 4.20 1.62041 60.3 40.40
33 -103.147 0.20 40.67
34 135.391 6.50 1.43875 94.9 40.54
35 -71.283 1.60 1.84666 23.8 40.30
36 -253.564 0.20 40.46
37 40.391 6.50 1.61800 63.3 40.10
38 170.242 30.53 39.05
39 -157.350 1.20 2.00330 28.3 23.85
40 37.528 0.90 23.85
41 61.846 3.35 1.92286 18.9 23.95
42 -1434.512 21.54 24.31
43 -23.105 2.00 1.90366 31.3 29.49
44 -29.181 0.15 31.82
45 -1389.536 5.00 1.61800 63.3 34.54
46 -51.387 0.15 35.25
47 52.270 5.00 1.48749 70.2 36.08
48 143.875 35.63
像面 ∞
非球面データ
第9面
K =-3.69523e+000 A 4=-1.63293e-008 A 6= 1.65333e-012 A 8=-2.91145e-016 A10= 4.33793e-020 A12=-3.27158e-024
各種データ
ズーム比 8.00
焦点距離 30.00 60.00 90.00 120.00 240.00
Fナンバー 2.80 2.80 2.80 2.80 2.80
画角 27.40 14.53 9.80 7.38 3.71
像高 15.55 15.55 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 397.08 397.08 397.08 397.08 397.08
BF 43.65 43.65 43.65 43.65 43.65
d17 0.70 48.07 68.46 80.51 102.64
d25 107.72 49.84 25.57 13.22 5.48
d28 2.50 13.01 16.89 17.19 2.80
入射瞳位置 121.39 212.72 281.69 337.22 485.52
射出瞳位置 -216.79 -216.79 -216.79 -216.79 -216.79
前側主点位置 147.94 258.90 340.59 401.93 504.36
後側主点位置 13.65 -16.35 -46.35 -76.35 -196.35
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 150.19 117.84 93.74 15.23
2 18 -41.06 24.24 7.07 -10.78
3 26 -130.63 5.00 -0.50 -3.15
4 29 68.89 95.42 40.89 -116.21
第9面
K =-3.69523e+000 A 4=-1.63293e-008 A 6= 1.65333e-012 A 8=-2.91145e-016 A10= 4.33793e-020 A12=-3.27158e-024
各種データ
ズーム比 8.00
焦点距離 30.00 60.00 90.00 120.00 240.00
Fナンバー 2.80 2.80 2.80 2.80 2.80
画角 27.40 14.53 9.80 7.38 3.71
像高 15.55 15.55 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 397.08 397.08 397.08 397.08 397.08
BF 43.65 43.65 43.65 43.65 43.65
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d28 2.50 13.01 16.89 17.19 2.80
入射瞳位置 121.39 212.72 281.69 337.22 485.52
射出瞳位置 -216.79 -216.79 -216.79 -216.79 -216.79
前側主点位置 147.94 258.90 340.59 401.93 504.36
後側主点位置 13.65 -16.35 -46.35 -76.35 -196.35
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 150.19 117.84 93.74 15.23
2 18 -41.06 24.24 7.07 -10.78
3 26 -130.63 5.00 -0.50 -3.15
4 29 68.89 95.42 40.89 -116.21
図５は本発明の第２の実施例（数値実施例２）であるズームレンズにおいて、広角端における物体距離が無限遠（Ａ）、至近（Ｂ）におけるレンズ断面図である。
図５において、物体側（左側）から順に、第１レンズ群Ｕ１としての正の屈折力を有するフォーカスレンズ群、第２レンズ群Ｕ２としての変倍用の負の屈折力のバリエータ、第３レンズ群Ｕ３としての負の屈折力のコンペンセータ、絞りＳＰ、第４レンズ群Ｕ４としての結像作用を有する正の屈折力のリレーレンズ群、撮像面Ｉである。第２レンズ群Ｕ２（バリエータ）は、光軸上を像面側へ単調に移動することにより、広角端から望遠端への変倍を行う。第３レンズ群Ｕ３（コンペンセータ）は、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する。
本実施例における第１レンズ群Ｕ１は第１面から第１７面までに対応する。第１レンズ群Ｕ１は、正の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、物体距離無限遠から至近にかけて物体側に移動する負の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、正の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３より構成される。
図６Ａに、数値実施例２の広角端における物体距離７．０ｍ（ａ）、無限遠（ｂ）、至近（１．８ｍ）（ｃ）での収差図を、図６Ｂに、数値実施例２の望遠端における物体距離７．０ｍ（ａ）、無限遠（ｂ）、至近（１．８ｍ）（ｃ）での収差図を示す。但し、物体距離は像面を基準とした値である。
本実施例の各条件対応値を表１に示す。本実施例は条件式（１）〜（４）を満足しており、高倍率、小型軽量且つフォーカスによる収差変動の少ない高性能なズームレンズを達成している。
（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -583.706 6.99 1.51633 64.1 140.02
2 -302.329 24.84 138.26
3 -311.056 3.30 1.77250 49.6 112.24
4 151.251 10.36 1.80809 22.8 104.39
5 601.269 15.14 103.77
6 -279.478 3.20 1.88300 40.8 102.12
7 -1295.913 1.50 102.60
8 343.747 14.61 1.60311 60.6 102.99
9* -225.217 0.20 102.98
10 248.998 3.00 2.00069 25.5 100.09
11 119.891 1.20 97.33
12 121.781 14.19 1.43387 95.1 97.56
13 -1565.731 0.20 97.18
14 162.683 11.33 1.43387 95.1 95.57
15 -1246.319 0.20 94.52
16 130.686 9.58 1.59240 68.3 89.93
17 1286.637 (可変) 88.54
18* 252.754 1.50 1.81600 46.6 40.77
19 30.696 9.82 35.54
20 -46.564 1.30 1.61800 63.3 35.24
21 160.927 0.15 35.61
22 66.516 9.66 1.72047 34.7 36.01
23 -44.329 0.97 35.68
24 -36.785 1.30 1.61800 63.3 35.53
25 -175.868 (可変) 35.24
26 -78.826 1.50 1.78800 47.4 37.94
27 174.967 4.00 1.80809 22.8 39.62
28 -400.996 (可変) 40.41
29(絞り) ∞ 2.00 43.90
30 227.851 6.00 1.62041 60.3 45.57
31 -85.865 0.20 45.98
32 163.304 5.00 1.62041 60.3 46.19
33 -232.045 0.20 46.01
34 153.704 8.00 1.49700 81.5 45.22
35 -67.267 1.50 2.00069 25.5 44.52
36 779.316 0.15 44.42
37 47.133 7.00 1.61800 63.3 44.52
38 418.656 31.11 43.75
39 -2183.154 1.00 1.90366 31.3 26.47
40 35.989 0.92 26.20
41 41.236 4.50 1.92286 18.9 26.61
42 -164.315 11.15 26.55
43 -39.958 1.00 2.00330 28.3 24.36
44 66.149 2.55 25.22
45 -372.241 3.50 1.51633 64.1 26.26
46 -54.308 0.15 27.46
47 82.898 5.00 1.51633 64.1 29.58
48 -105.535 5.00 30.31
49 114.638 4.50 1.48749 70.2 32.31
50 -97.659 32.49
像面 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -583.706 6.99 1.51633 64.1 140.02
2 -302.329 24.84 138.26
3 -311.056 3.30 1.77250 49.6 112.24
4 151.251 10.36 1.80809 22.8 104.39
5 601.269 15.14 103.77
6 -279.478 3.20 1.88300 40.8 102.12
7 -1295.913 1.50 102.60
8 343.747 14.61 1.60311 60.6 102.99
9* -225.217 0.20 102.98
10 248.998 3.00 2.00069 25.5 100.09
11 119.891 1.20 97.33
12 121.781 14.19 1.43387 95.1 97.56
13 -1565.731 0.20 97.18
14 162.683 11.33 1.43387 95.1 95.57
15 -1246.319 0.20 94.52
16 130.686 9.58 1.59240 68.3 89.93
17 1286.637 (可変) 88.54
18* 252.754 1.50 1.81600 46.6 40.77
19 30.696 9.82 35.54
20 -46.564 1.30 1.61800 63.3 35.24
21 160.927 0.15 35.61
22 66.516 9.66 1.72047 34.7 36.01
23 -44.329 0.97 35.68
24 -36.785 1.30 1.61800 63.3 35.53
25 -175.868 (可変) 35.24
26 -78.826 1.50 1.78800 47.4 37.94
27 174.967 4.00 1.80809 22.8 39.62
28 -400.996 (可変) 40.41
29(絞り) ∞ 2.00 43.90
30 227.851 6.00 1.62041 60.3 45.57
31 -85.865 0.20 45.98
32 163.304 5.00 1.62041 60.3 46.19
33 -232.045 0.20 46.01
34 153.704 8.00 1.49700 81.5 45.22
35 -67.267 1.50 2.00069 25.5 44.52
36 779.316 0.15 44.42
37 47.133 7.00 1.61800 63.3 44.52
38 418.656 31.11 43.75
39 -2183.154 1.00 1.90366 31.3 26.47
40 35.989 0.92 26.20
41 41.236 4.50 1.92286 18.9 26.61
42 -164.315 11.15 26.55
43 -39.958 1.00 2.00330 28.3 24.36
44 66.149 2.55 25.22
45 -372.241 3.50 1.51633 64.1 26.26
46 -54.308 0.15 27.46
47 82.898 5.00 1.51633 64.1 29.58
48 -105.535 5.00 30.31
49 114.638 4.50 1.48749 70.2 32.31
50 -97.659 32.49
像面 ∞
非球面データ
第9面
K =-5.66068e-001 A 4= 1.51067e-008 A 6=-3.75472e-013 A 8=-2.28484e-017 A10= 6.24661e-021 A12= 2.42363e-024
第18面
K = 3.11849e-001 A 4= 6.91320e-007 A 6= 2.21769e-010 A 8=-3.87899e-012 A10=-4.65629e-015 A12= 6.08638e-019
A 9= 2.74177e-013
各種データ
ズーム比 10.00
焦点距離 30.00 60.00 90.00 120.00 300.00
Fナンバー 2.80 2.80 2.80 2.80 3.59
画角 27.40 14.53 9.80 7.38 2.97
像高 15.55 15.55 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 409.78 409.78 409.78 409.78 409.78
BF 45.49 45.49 45.49 45.49 45.49
d17 0.70 47.08 66.85 78.43 104.40
d25 107.08 50.44 26.54 14.05 6.88
d28 6.05 16.31 20.43 21.35 2.55
入射瞳位置 122.73 219.68 296.76 362.16 635.87
射出瞳位置 -125.98 -125.98 -125.98 -125.98 -125.98
前側主点位置 147.48 258.69 339.52 398.18 411.00
後側主点位置 15.49 -14.51 -44.51 -74.51 -254.51
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 1 148.37 119.84 91.77 5.83
2 18 -37.80 24.70 1.29 -17.79
3 26 -128.07 5.50 -0.81 -3.87
4 29 59.92 100.43 17.63 -101.00
第9面
K =-5.66068e-001 A 4= 1.51067e-008 A 6=-3.75472e-013 A 8=-2.28484e-017 A10= 6.24661e-021 A12= 2.42363e-024
第18面
K = 3.11849e-001 A 4= 6.91320e-007 A 6= 2.21769e-010 A 8=-3.87899e-012 A10=-4.65629e-015 A12= 6.08638e-019
A 9= 2.74177e-013
各種データ
ズーム比 10.00
焦点距離 30.00 60.00 90.00 120.00 300.00
Fナンバー 2.80 2.80 2.80 2.80 3.59
画角 27.40 14.53 9.80 7.38 2.97
像高 15.55 15.55 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 409.78 409.78 409.78 409.78 409.78
BF 45.49 45.49 45.49 45.49 45.49
d17 0.70 47.08 66.85 78.43 104.40
d25 107.08 50.44 26.54 14.05 6.88
d28 6.05 16.31 20.43 21.35 2.55
入射瞳位置 122.73 219.68 296.76 362.16 635.87
射出瞳位置 -125.98 -125.98 -125.98 -125.98 -125.98
前側主点位置 147.48 258.69 339.52 398.18 411.00
後側主点位置 15.49 -14.51 -44.51 -74.51 -254.51
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 1 148.37 119.84 91.77 5.83
2 18 -37.80 24.70 1.29 -17.79
3 26 -128.07 5.50 -0.81 -3.87
4 29 59.92 100.43 17.63 -101.00
図７は本発明の第３の実施例（数値実施例３）であるズームレンズにおいて、広角端における物体距離無限遠（Ａ）、至近（Ｂ）におけるレンズ断面図である。
図７において、物体側（左側）から順に、第１レンズ群Ｕ１としての正の屈折力を有するフォーカスレンズ群、第２レンズ群Ｕ２としての変倍用の負の屈折力のバリエータ、第３レンズ群Ｕ３としての負の屈折力のコンペンセータ、絞りＳＰ、第４レンズ群Ｕ４としての結像作用を有する正の屈折力のリレーレンズ群、撮像面Ｉである。第２レンズ群Ｕ２（バリエータ）は、光軸上を像面側へ単調に移動することにより、広角端から望遠端への変倍を行う。第３レンズ群Ｕ３（コンペンセータ）は、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する。
本実施例における第１レンズ群Ｕ１は第１面から第１８面までに対応する。第１レンズ群Ｕ１は、正の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、物体距離無限遠から至近にかけて物体側に移動する負の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、正の屈折力の第１３群レンズ群Ｕ１３より構成される。
図８Ａに、数値実施例３の広角端における物体距離７．０ｍ（ａ）、無限遠（ｂ）、至近（１．８ｍ）（ｃ）での収差図を、図８Ｂに、数値実施例３の望遠端における物体距離７．０ｍ（ａ）、無限遠（ｂ）、至近（１．８ｍ）（ｃ）での収差図を示す。但し、物体距離は像面を基準とした値である。
本実施例の各条件対応値を表１に示す。本実施例は条件式（１）〜（４）を満足しており、高倍率、小型軽量且つフォーカスによる収差変動の少ない高性能なズームレンズを達成している。
（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -6789.500 10.50 1.60311 60.6 140.00
2 -345.130 17.49 137.64
3 -303.194 3.30 1.69680 55.5 113.45
4 150.476 1.08 106.91
5 136.232 8.50 1.80809 22.8 107.04
6 269.163 13.16 106.11
7 -207.861 3.20 1.77250 49.6 105.83
8 838.802 1.10 106.80
9 209.218 19.00 1.60311 60.6 108.43
10* -179.947 0.20 108.23
11 215.993 3.10 1.84666 23.8 102.96
12 111.677 2.19 99.62
13 131.409 14.50 1.43387 95.1 99.65
14 -733.250 0.20 99.14
15 174.259 10.00 1.43387 95.1 96.48
16 -2457.684 0.20 95.43
17 102.512 10.00 1.49700 81.5 89.08
18 462.006 (可変) 87.74
19* 283.707 1.50 1.77250 49.6 43.16
20 29.964 10.36 36.89
21 -50.860 1.20 1.61800 63.3 36.59
22 148.205 0.15 36.65
23 64.220 8.23 1.72047 34.7 36.94
24 -50.217 1.30 36.63
25 -38.357 1.20 1.61800 63.3 36.48
26 -171.525 (可変) 36.10
27 -74.655 1.50 1.75500 52.3 33.56
28 336.170 3.50 1.92286 18.9 34.78
29 -648.589 (可変) 35.56
30(絞り) ∞ 1.80 41.19
31 181.332 6.20 1.61800 63.3 42.70
32 -83.419 0.20 43.12
33 198.303 4.50 1.60311 60.6 43.12
34 -213.141 0.20 42.94
35 99.366 7.50 1.48749 70.2 42.02
36 -70.150 1.50 2.00069 25.5 41.35
37 219.525 0.20 40.98
38 43.957 7.50 1.58913 61.1 41.23
39 -1109.090 22.77 40.47
40 -146.133 1.00 1.88300 40.8 27.23
41 46.863 5.00 1.92286 18.9 26.49
42 -888.361 11.70 25.83
43 -47.369 1.00 1.88300 40.8 23.37
44 48.235 3.85 24.34
45 59.723 6.41 1.51633 64.1 28.90
46 -58.081 2.43 30.11
47 99.274 5.61 1.48749 70.2 32.50
48 -72.716 6.89 32.88
49 65.651 5.08 1.48749 70.2 33.03
50 -173.806 4.60 32.67
51 -46.195 1.30 1.80518 25.4 31.81
52 -88.691 32.21
像面 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -6789.500 10.50 1.60311 60.6 140.00
2 -345.130 17.49 137.64
3 -303.194 3.30 1.69680 55.5 113.45
4 150.476 1.08 106.91
5 136.232 8.50 1.80809 22.8 107.04
6 269.163 13.16 106.11
7 -207.861 3.20 1.77250 49.6 105.83
8 838.802 1.10 106.80
9 209.218 19.00 1.60311 60.6 108.43
10* -179.947 0.20 108.23
11 215.993 3.10 1.84666 23.8 102.96
12 111.677 2.19 99.62
13 131.409 14.50 1.43387 95.1 99.65
14 -733.250 0.20 99.14
15 174.259 10.00 1.43387 95.1 96.48
16 -2457.684 0.20 95.43
17 102.512 10.00 1.49700 81.5 89.08
18 462.006 (可変) 87.74
19* 283.707 1.50 1.77250 49.6 43.16
20 29.964 10.36 36.89
21 -50.860 1.20 1.61800 63.3 36.59
22 148.205 0.15 36.65
23 64.220 8.23 1.72047 34.7 36.94
24 -50.217 1.30 36.63
25 -38.357 1.20 1.61800 63.3 36.48
26 -171.525 (可変) 36.10
27 -74.655 1.50 1.75500 52.3 33.56
28 336.170 3.50 1.92286 18.9 34.78
29 -648.589 (可変) 35.56
30(絞り) ∞ 1.80 41.19
31 181.332 6.20 1.61800 63.3 42.70
32 -83.419 0.20 43.12
33 198.303 4.50 1.60311 60.6 43.12
34 -213.141 0.20 42.94
35 99.366 7.50 1.48749 70.2 42.02
36 -70.150 1.50 2.00069 25.5 41.35
37 219.525 0.20 40.98
38 43.957 7.50 1.58913 61.1 41.23
39 -1109.090 22.77 40.47
40 -146.133 1.00 1.88300 40.8 27.23
41 46.863 5.00 1.92286 18.9 26.49
42 -888.361 11.70 25.83
43 -47.369 1.00 1.88300 40.8 23.37
44 48.235 3.85 24.34
45 59.723 6.41 1.51633 64.1 28.90
46 -58.081 2.43 30.11
47 99.274 5.61 1.48749 70.2 32.50
48 -72.716 6.89 32.88
49 65.651 5.08 1.48749 70.2 33.03
50 -173.806 4.60 32.67
51 -46.195 1.30 1.80518 25.4 31.81
52 -88.691 32.21
像面 ∞
非球面データ
第10面
K =-6.40245e-001 A 4= 2.99358e-008 A 6= 1.11596e-012 A 8= 4.00444e-017 A10=-4.27972e-021 A12= 4.50536e-025
第19面
K = 2.13815e+001 A 4= 8.72526e-007 A 6= 3.93582e-011 A 8= 1.01444e-014 A10= 1.85555e-017 A12= 1.22156e-018
各種データ
ズーム比 8.00
焦点距離 30.00 60.00 90.00 120.00 240.00
Fナンバー 2.80 2.80 2.80 2.80 2.83
画角 27.40 14.53 9.80 7.38 3.71
像高 15.55 15.55 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 404.39 404.39 404.39 404.39 404.39
BF 43.13 43.13 43.13 43.13 43.13
d18 0.69 44.02 62.57 73.48 93.22
d26 95.54 42.79 20.97 10.04 3.74
d29 11.12 20.54 23.81 23.84 10.39
入射瞳位置 124.55 223.18 301.20 367.45 571.36
射出瞳位置 -151.56 -151.56 -151.56 -151.56 -151.56
前側主点位置 149.93 264.69 349.60 413.48 515.50
後側主点位置 13.13 -16.87 -46.87 -76.87 -196.87
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 1 145.00 117.71 85.61 0.79
2 19 -37.71 23.94 1.85 -16.81
3 27 -122.65 5.00 -0.52 -3.20
4 30 63.60 107.25 26.46 -106.26
第10面
K =-6.40245e-001 A 4= 2.99358e-008 A 6= 1.11596e-012 A 8= 4.00444e-017 A10=-4.27972e-021 A12= 4.50536e-025
第19面
K = 2.13815e+001 A 4= 8.72526e-007 A 6= 3.93582e-011 A 8= 1.01444e-014 A10= 1.85555e-017 A12= 1.22156e-018
各種データ
ズーム比 8.00
焦点距離 30.00 60.00 90.00 120.00 240.00
Fナンバー 2.80 2.80 2.80 2.80 2.83
画角 27.40 14.53 9.80 7.38 3.71
像高 15.55 15.55 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 404.39 404.39 404.39 404.39 404.39
BF 43.13 43.13 43.13 43.13 43.13
d18 0.69 44.02 62.57 73.48 93.22
d26 95.54 42.79 20.97 10.04 3.74
d29 11.12 20.54 23.81 23.84 10.39
入射瞳位置 124.55 223.18 301.20 367.45 571.36
射出瞳位置 -151.56 -151.56 -151.56 -151.56 -151.56
前側主点位置 149.93 264.69 349.60 413.48 515.50
後側主点位置 13.13 -16.87 -46.87 -76.87 -196.87
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 1 145.00 117.71 85.61 0.79
2 19 -37.71 23.94 1.85 -16.81
3 27 -122.65 5.00 -0.52 -3.20
4 30 63.60 107.25 26.46 -106.26
図９は本発明の第４の実施例（数値実施例４）であるズームレンズにおいて、広角端における物体距離無限遠（Ａ）、至近（Ｂ）におけるレンズ断面図である。
図９において、物体側（左側）から順に、第１レンズ群Ｕ１としての正の屈折力を有するフォーカスレンズ群、第２レンズ群Ｕ２としての変倍用の負の屈折力のバリエータ、第３レンズ群Ｕ３としての正の屈折力のコンペンセータ、絞りＳＰ、第４レンズ群Ｕ４としての結像作用を有する正の屈折力のリレーレンズ群、色分解プリズムと等価なガラスブロックＰ、撮像面Ｉである。第２レンズ群Ｕ２（バリエータ）は、光軸上を像面側へ単調に移動することにより、広角端から望遠端への変倍を行う。第３レンズ群Ｕ３（コンペンセータ）は、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を物体側へ移動する。
本実施例における第１レンズ群Ｕ１は第１面から第１８面までに対応する。第１レンズ群Ｕ１は、正の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、物体距離無限遠から至近にかけて物体側に移動する負の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、正の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３より構成される。
図１０Ａに、数値実施例４の広角端における物体距離１２．０ｍ（ａ）、無限遠（ｂ）、至近（３．５ｍ）（ｃ）での収差図を、図１０Ｂに、数値実施例４の望遠端における物体距離１２．０ｍ（ａ）、無限遠（ｂ）、至近（３．５ｍ）（ｃ）での収差図を示す。但し、物体距離は像面を基準とした値である。
本実施例の各条件対応値を表１に示す。本実施例は条件式（１）〜（４）を満足しており、高倍率、小型軽量且つフォーカスによる収差変動の少ない高性能なズームレンズを達成している。
（数値実施例４）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -1285.981 16.00 1.60311 60.6 238.38
2 -453.992 28.16 235.09
3 -1768.826 4.50 1.69680 55.5 175.79
4 224.939 1.49 160.13
5 193.428 15.00 1.80809 22.8 158.26
6 455.173 21.75 155.06
7 -242.131 4.48 1.77250 49.6 153.26
8 974.415 1.54 158.98
9 328.024 31.00 1.60311 60.6 164.84
10* -241.476 0.28 166.04
11 368.399 4.34 1.84666 23.8 163.70
12 161.235 3.31 159.44
13 180.379 26.00 1.43387 95.1 159.92
14 -1097.243 0.28 160.06
15 222.573 18.00 1.43387 95.1 159.76
16 3816.603 0.28 158.79
17 153.559 18.00 1.49700 81.5 152.31
18 536.763 (可変) 150.50
19 106.015 2.00 1.83481 42.7 43.51
20 45.344 7.96 39.11
21 -96.098 1.90 1.81600 46.6 37.15
22 77.966 6.46 35.96
23 -61.975 1.90 1.81600 46.6 36.60
24 84.864 7.47 1.92286 21.3 40.14
25 -85.438 0.19 41.24
26 -96.943 2.20 1.88300 40.8 41.42
27 -187.725 (可変) 42.73
28 667.229 9.00 1.59240 68.3 63.55
29 -100.146 0.20 64.46
30 181.627 11.00 1.48749 70.2 65.29
31 -266.580 4.67 64.96
32 -92.130 2.50 1.72047 34.7 64.80
33 -119.153 0.20 65.55
34 114.356 2.50 1.84666 23.9 64.88
35 63.074 0.20 62.96
36 61.293 10.00 1.49700 81.5 63.20
37 693.894 0.20 62.94
38 150.756 9.00 1.48749 70.2 62.51
39 -232.251 (可変) 61.62
40(絞り) ∞ 4.50 33.40
41 -72.509 1.80 1.81600 46.6 31.84
42 71.706 0.20 31.36
43 36.874 5.70 1.80809 22.8 31.79
44 104.177 4.97 30.78
45 -74.082 2.00 1.88300 40.8 30.04
46 60.183 30.00 1.80518 25.4 30.20
47 335.005 5.50 31.69
48 -401.052 5.00 1.62041 60.3 32.52
49 -85.159 0.20 33.03
50 -336.524 1.50 1.83400 37.2 33.00
51 48.547 10.00 1.62041 60.3 33.15
52 -46.006 0.20 33.68
53 149.836 7.00 1.48749 70.2 32.50
54 -41.555 1.50 1.83400 37.2 31.73
55 -104.772 0.20 31.58
56 89.157 5.00 1.62041 60.3 30.63
57 ∞ 5.00 29.35
58 ∞ 55.50 1.51633 64.2 40.00
59 ∞ 40.00
像面 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -1285.981 16.00 1.60311 60.6 238.38
2 -453.992 28.16 235.09
3 -1768.826 4.50 1.69680 55.5 175.79
4 224.939 1.49 160.13
5 193.428 15.00 1.80809 22.8 158.26
6 455.173 21.75 155.06
7 -242.131 4.48 1.77250 49.6 153.26
8 974.415 1.54 158.98
9 328.024 31.00 1.60311 60.6 164.84
10* -241.476 0.28 166.04
11 368.399 4.34 1.84666 23.8 163.70
12 161.235 3.31 159.44
13 180.379 26.00 1.43387 95.1 159.92
14 -1097.243 0.28 160.06
15 222.573 18.00 1.43387 95.1 159.76
16 3816.603 0.28 158.79
17 153.559 18.00 1.49700 81.5 152.31
18 536.763 (可変) 150.50
19 106.015 2.00 1.83481 42.7 43.51
20 45.344 7.96 39.11
21 -96.098 1.90 1.81600 46.6 37.15
22 77.966 6.46 35.96
23 -61.975 1.90 1.81600 46.6 36.60
24 84.864 7.47 1.92286 21.3 40.14
25 -85.438 0.19 41.24
26 -96.943 2.20 1.88300 40.8 41.42
27 -187.725 (可変) 42.73
28 667.229 9.00 1.59240 68.3 63.55
29 -100.146 0.20 64.46
30 181.627 11.00 1.48749 70.2 65.29
31 -266.580 4.67 64.96
32 -92.130 2.50 1.72047 34.7 64.80
33 -119.153 0.20 65.55
34 114.356 2.50 1.84666 23.9 64.88
35 63.074 0.20 62.96
36 61.293 10.00 1.49700 81.5 63.20
37 693.894 0.20 62.94
38 150.756 9.00 1.48749 70.2 62.51
39 -232.251 (可変) 61.62
40(絞り) ∞ 4.50 33.40
41 -72.509 1.80 1.81600 46.6 31.84
42 71.706 0.20 31.36
43 36.874 5.70 1.80809 22.8 31.79
44 104.177 4.97 30.78
45 -74.082 2.00 1.88300 40.8 30.04
46 60.183 30.00 1.80518 25.4 30.20
47 335.005 5.50 31.69
48 -401.052 5.00 1.62041 60.3 32.52
49 -85.159 0.20 33.03
50 -336.524 1.50 1.83400 37.2 33.00
51 48.547 10.00 1.62041 60.3 33.15
52 -46.006 0.20 33.68
53 149.836 7.00 1.48749 70.2 32.50
54 -41.555 1.50 1.83400 37.2 31.73
55 -104.772 0.20 31.58
56 89.157 5.00 1.62041 60.3 30.63
57 ∞ 5.00 29.35
58 ∞ 55.50 1.51633 64.2 40.00
59 ∞ 40.00
像面 ∞
非球面データ
第10面
K =-1.71174e+000 A 4=-2.64439e-010 A 6= 2.97633e-014 A 8= 5.28479e-017 A10=-8.37625e-021 A12= 4.10664e-025
各種データ
ズーム比 57.46
焦点距離 10.00 24.79 66.11 314.61 574.56
Fナンバー 1.80 1.80 1.80 2.00 3.65
画角 28.81 12.51 4.76 1.00 0.55
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 676.29 676.29 676.29 676.29 676.29
BF 10.01 10.01 10.01 10.01 10.01
d18 1.55 71.55 116.55 152.86 159.05
d27 241.50 162.37 103.26 34.56 6.17
d39 3.50 12.62 26.74 59.13 81.32
入射瞳位置 190.70 375.76 727.28 2486.89 5104.09
射出瞳位置 -2944.21 -2944.21 -2944.21 -2944.21 -2944.21
前側主点位置 200.67 400.35 791.91 2768.00 5566.90
後側主点位置 0.01 -14.78 -56.10 -304.60 -564.55
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 1 221.22 194.41 132.09 -12.59
2 19 -27.50 30.08 6.93 -16.03
3 28 67.50 49.47 14.84 -21.51
4 40 62.75 145.77 61.45 9.72
第10面
K =-1.71174e+000 A 4=-2.64439e-010 A 6= 2.97633e-014 A 8= 5.28479e-017 A10=-8.37625e-021 A12= 4.10664e-025
各種データ
ズーム比 57.46
焦点距離 10.00 24.79 66.11 314.61 574.56
Fナンバー 1.80 1.80 1.80 2.00 3.65
画角 28.81 12.51 4.76 1.00 0.55
像高 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
レンズ全長 676.29 676.29 676.29 676.29 676.29
BF 10.01 10.01 10.01 10.01 10.01
d18 1.55 71.55 116.55 152.86 159.05
d27 241.50 162.37 103.26 34.56 6.17
d39 3.50 12.62 26.74 59.13 81.32
入射瞳位置 190.70 375.76 727.28 2486.89 5104.09
射出瞳位置 -2944.21 -2944.21 -2944.21 -2944.21 -2944.21
前側主点位置 200.67 400.35 791.91 2768.00 5566.90
後側主点位置 0.01 -14.78 -56.10 -304.60 -564.55
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 1 221.22 194.41 132.09 -12.59
2 19 -27.50 30.08 6.93 -16.03
3 28 67.50 49.47 14.84 -21.51
4 40 62.75 145.77 61.45 9.72
図１１は本発明の第５の実施例（数値実施例５）であるズームレンズにおいて、広角端における物体距離無限遠、至近におけるレンズ断面図である。
図１１において、物体側（左側）から順に、第１レンズ群Ｕ１としての正の屈折力を有するフォーカスレンズ群、第２レンズ群Ｕ２としての変倍用の負の屈折力の第１バリエータ、第３レンズ群Ｕ３としての変倍用の負の屈折力を有する第２バリエータ、第４レンズ群Ｕ４としての正の屈折力のコンペンセータ、絞りＳＰ、第５レンズ群Ｕ５としての結像作用を有する正の屈折力のリレーレンズ群、撮像面Ｉである。第２レンズ群Ｕ２（第１バリエータ）は、光軸上を像面側へ単調に移動させることにより、広角端から望遠端への変倍を行う。第３レンズ群Ｕ３（第２バリエータ）は、光軸上を移動することにより、広角端から望遠端への変倍を行う。第４レンズ群Ｕ４（コンペンセータ）は、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する。尚、第３レンズ群Ｕ３がコンペンセータ、第４レンズ群Ｕ４が第２バリエータであっても良い。
本実施例における第１レンズ群Ｕ１は第１面から第１８面までに対応する。第１レンズ群Ｕ１は、正の屈折力の第１１レンズ群Ｕ１１、物体距離無限遠から至近にかけて物体側に移動する負の屈折力の第１２レンズ群Ｕ１２、正の屈折力の第１３レンズ群Ｕ１３より構成される。
図１２Ａに、数値実施例５の広角端における物体距離７．０ｍ（ａ）、無限遠（ｂ）、至近（１．８ｍ）（ｃ）での収差図を、図１２Ｂに、数値実施例５の望遠端における物体距離７．０ｍ（ａ）、無限遠（ｂ）、至近（１．８ｍ）（ｃ）での収差図を、示す。但し、物体距離は像面を基準とした値である。
本実施例の各条件対応値を表１に示す。本実施例は条件式（１）〜（４）を満足しており、高倍率、小型軽量且つフォーカスによる収差変動の少ない高性能なズームレンズを達成している。
（数値実施例５）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -6789.500 10.50 1.60311 60.6 135.86
2 -331.597 15.17 133.40
3 -286.734 3.30 1.69680 55.5 112.37
4 146.943 1.08 105.63
5 130.643 7.91 1.80809 22.8 105.43
6 227.276 14.48 104.20
7 -189.724 3.20 1.77250 49.6 103.71
8 1008.616 1.10 104.21
9 218.041 17.50 1.60311 60.6 106.15
10* -173.670 0.20 106.14
11 208.854 3.10 1.84666 23.8 100.83
12 112.833 2.07 97.41
13 133.357 14.84 1.43387 95.1 97.41
14 -452.051 0.20 96.98
15 168.804 9.45 1.43387 95.1 94.17
16 -3065.086 0.20 93.35
17 99.720 10.89 1.49700 81.5 90.55
18 523.590 (可変) 89.60
19* 230.232 1.50 1.77250 49.6 44.49
20 30.651 10.77 37.92
21 -48.977 1.20 1.61800 63.3 37.66
22 127.503 0.15 37.60
23 64.327 9.08 1.72047 34.7 37.87
24 -44.465 1.33 37.54
25 -35.281 1.20 1.61800 63.3 37.36
26 -183.716 (可変) 36.94
27 -93.624 1.50 1.75500 52.3 37.11
28 575.613 3.50 1.92286 18.9 38.14
29 -474.068 (可変) 38.82
30 924.013 5.04 1.61800 63.3 40.69
31 -76.462 0.20 41.16
32 195.717 3.36 1.60311 60.6 41.32
33 -774.105 (可変) 41.20
34(絞り) ∞ 2.00 40.18
35 57.778 7.64 1.48749 70.2 39.50
36 -90.744 1.50 2.00069 25.5 38.85
37 122.152 0.20 38.26
38 41.057 7.04 1.58913 61.1 38.57
39 748.560 20.54 37.75
40 -1351.796 1.00 1.88300 40.8 27.54
41 53.351 3.65 1.92286 18.9 26.84
42 -634.824 9.07 26.38
43 -42.932 1.00 1.88300 40.8 22.12
44 46.969 5.31 23.00
45 59.871 5.89 1.51633 64.1 28.94
46 -56.336 0.15 29.84
47 93.037 6.07 1.48749 70.2 31.09
48 -46.166 5.79 31.34
49 72.479 3.15 1.48749 70.2 29.65
50 131.640 5.46 29.04
51 -30.964 1.30 1.80518 25.4 28.75
52 -45.224 29.51
像面 ∞
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -6789.500 10.50 1.60311 60.6 135.86
2 -331.597 15.17 133.40
3 -286.734 3.30 1.69680 55.5 112.37
4 146.943 1.08 105.63
5 130.643 7.91 1.80809 22.8 105.43
6 227.276 14.48 104.20
7 -189.724 3.20 1.77250 49.6 103.71
8 1008.616 1.10 104.21
9 218.041 17.50 1.60311 60.6 106.15
10* -173.670 0.20 106.14
11 208.854 3.10 1.84666 23.8 100.83
12 112.833 2.07 97.41
13 133.357 14.84 1.43387 95.1 97.41
14 -452.051 0.20 96.98
15 168.804 9.45 1.43387 95.1 94.17
16 -3065.086 0.20 93.35
17 99.720 10.89 1.49700 81.5 90.55
18 523.590 (可変) 89.60
19* 230.232 1.50 1.77250 49.6 44.49
20 30.651 10.77 37.92
21 -48.977 1.20 1.61800 63.3 37.66
22 127.503 0.15 37.60
23 64.327 9.08 1.72047 34.7 37.87
24 -44.465 1.33 37.54
25 -35.281 1.20 1.61800 63.3 37.36
26 -183.716 (可変) 36.94
27 -93.624 1.50 1.75500 52.3 37.11
28 575.613 3.50 1.92286 18.9 38.14
29 -474.068 (可変) 38.82
30 924.013 5.04 1.61800 63.3 40.69
31 -76.462 0.20 41.16
32 195.717 3.36 1.60311 60.6 41.32
33 -774.105 (可変) 41.20
34(絞り) ∞ 2.00 40.18
35 57.778 7.64 1.48749 70.2 39.50
36 -90.744 1.50 2.00069 25.5 38.85
37 122.152 0.20 38.26
38 41.057 7.04 1.58913 61.1 38.57
39 748.560 20.54 37.75
40 -1351.796 1.00 1.88300 40.8 27.54
41 53.351 3.65 1.92286 18.9 26.84
42 -634.824 9.07 26.38
43 -42.932 1.00 1.88300 40.8 22.12
44 46.969 5.31 23.00
45 59.871 5.89 1.51633 64.1 28.94
46 -56.336 0.15 29.84
47 93.037 6.07 1.48749 70.2 31.09
48 -46.166 5.79 31.34
49 72.479 3.15 1.48749 70.2 29.65
50 131.640 5.46 29.04
51 -30.964 1.30 1.80518 25.4 28.75
52 -45.224 29.51
像面 ∞
非球面データ
第10面
K =-1.62375e+000 A 4= 8.55946e-009 A 6= 1.49002e-012 A 8=-1.39032e-016 A10= 7.10924e-020 A12=-1.33389e-023
第19面
K = 7.95373e+001 A 4= 1.99377e-007 A 6=-6.86680e-010 A 8= 1.26008e-013 A10= 1.08551e-016 A12=-1.49475e-018
各種データ
ズーム比 8.00
焦点距離 30.00 61.04 89.49 121.39 240.01
Fナンバー 2.80 2.80 2.80 2.80 2.80
画角 27.40 14.29 9.86 7.30 3.71
像高 15.55 15.55 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 395.37 395.37 395.37 395.37 395.37
BF 45.37 45.37 45.37 45.37 45.37
d18 0.69 41.94 57.63 68.51 87.53
d26 95.62 37.16 13.89 3.10 17.85
d29 11.12 25.50 30.34 29.52 2.04
d33 1.80 4.63 7.36 8.10 1.80
入射瞳位置 121.39 217.78 285.47 355.13 602.63
射出瞳位置 -96.71 -96.71 -96.71 -96.71 -96.71
前側主点位置 145.05 252.60 318.60 372.81 437.23
後側主点位置 15.37 -15.67 -44.12 -76.01 -194.63
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 1 135.42 115.18 84.29 3.30
2 19 -37.91 25.22 2.29 -17.16
3 27 -172.98 5.00 -0.95 -3.63
4 30 79.31 8.60 3.14 -2.27
5 34 151.21 86.77 31.34 -57.19
第10面
K =-1.62375e+000 A 4= 8.55946e-009 A 6= 1.49002e-012 A 8=-1.39032e-016 A10= 7.10924e-020 A12=-1.33389e-023
第19面
K = 7.95373e+001 A 4= 1.99377e-007 A 6=-6.86680e-010 A 8= 1.26008e-013 A10= 1.08551e-016 A12=-1.49475e-018
各種データ
ズーム比 8.00
焦点距離 30.00 61.04 89.49 121.39 240.01
Fナンバー 2.80 2.80 2.80 2.80 2.80
画角 27.40 14.29 9.86 7.30 3.71
像高 15.55 15.55 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 395.37 395.37 395.37 395.37 395.37
BF 45.37 45.37 45.37 45.37 45.37
d18 0.69 41.94 57.63 68.51 87.53
d26 95.62 37.16 13.89 3.10 17.85
d29 11.12 25.50 30.34 29.52 2.04
d33 1.80 4.63 7.36 8.10 1.80
入射瞳位置 121.39 217.78 285.47 355.13 602.63
射出瞳位置 -96.71 -96.71 -96.71 -96.71 -96.71
前側主点位置 145.05 252.60 318.60 372.81 437.23
後側主点位置 15.37 -15.67 -44.12 -76.01 -194.63
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 1 135.42 115.18 84.29 3.30
2 19 -37.91 25.22 2.29 -17.16
3 27 -172.98 5.00 -0.95 -3.63
4 30 79.31 8.60 3.14 -2.27
5 34 151.21 86.77 31.34 -57.19
図１３は、実施例１乃至５のズームレンズを撮影光学系として用いた第６の実施例である撮像装置の概略図である。本発明の撮像装置１２５は、実施例１乃至５のいずれかのズームレンズ１０１、カメラ１２４から構成される。ズームレンズ１０１はカメラ１２４に対して着脱可能であり、焦点調整用レンズ群を含む第１レンズ群Ｆ、変倍レンズ群ＬＺ、結像用レンズ群Ｒを有する。ＳＰは開口絞りである。各々第１レンズ群Ｆ、変倍レンズ群ＬＺは、ヘリコイドやカム等の駆動機構１１４，１１５によって光軸方向に駆動される。駆動機構１１４、１１５及び開口絞りＳＰはモーター（駆動手段）１１６〜１１８によって電動駆動される。第１群レンズＦや変倍レンズ群ＬＺの光軸上の位置や、開口絞りＳＰの絞り径は、エンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器１１９〜１２１によって検出される。カメラ１２４は、光学フィルタや色分解光学系に相当するガラスブロック１０９、ズームレンズ１０１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）１１０を含む。また、ＣＰＵ１１１、１２２はカメラ１２４及びズームレンズ１０１の各種の駆動を制御する。このように本発明のズームレンズをテレビカメラ等に適用することにより高い光学性能を有する撮像装置を実現することができる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
Ｕ１ 第１レンズ群
Ｕ２ 第２レンズ群
Ｕ３ 第３レンズ群
Ｕ４ 第４レンズ群
ＳＰ 絞り
Ｕ５ 第５レンズ群
Ｉ 撮像面
Ｕ１１ 第１１レンズ群
Ｕ１２ 第１２レンズ群
Ｕ１３ 第１３レンズ群
Ｕ２ 第２レンズ群
Ｕ３ 第３レンズ群
Ｕ４ 第４レンズ群
ＳＰ 絞り
Ｕ５ 第５レンズ群
Ｉ 撮像面
Ｕ１１ 第１１レンズ群
Ｕ１２ 第１２レンズ群
Ｕ１３ 第１３レンズ群
Claims (6)
- 物体側から像側へ順に、正の屈折力を有しズーミングのためには移動しない第１レンズ群と、ズーミングに際し、隣接するレンズ群の間隔を変化させながら移動する少なくとも２群を含むズームレンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有しズーミングのためには移動しないリレーレンズ群とを有し、
該第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１１レンズ群と、負の屈折力を有する第１２レンズ群と、正の屈折力を有する第１３レンズ群からなり、
該第１２レンズ群を物体側へ繰り出すことにより近距離物体へ焦点調整を行い、
該第１レンズ群の焦点距離をｆ１、該第１１レンズ群の焦点距離をｆ１１とするとき、
０．０７ ＜ ｆ１／ｆ１１ ＜ ０．３５
を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記ズームレンズの望遠端における焦点距離をｆｔとするとき、
０．２ ＜ ｆ１／ｆｔ ＜ １．０
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１２レンズ群の焦点距離をｆ１２、前記第１３レンズ群の焦点距離をｆ１３とするとき、
−２．５ ＜ ｆ１２／ｆ１３ ＜ −０．８
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。 - 前記少なくとも２群を含むズームレンズ群は、物体側から順に、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群と、ズーミングに際して移動する第３レンズ群と、を有することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
- 請求項１乃至４の何れか１項に記載のズームレンズと、
該ズームレンズによって形成される像を光電変換する撮像素子と、
を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記ズームレンズの広角端における焦点距離をｆｗ、イメージサイズをＩＳとするとき、
０．７ ＜ ｆｗ／ＩＳ ＜ ２．４
を満足することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
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