JP6448851B2 - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents
ズームレンズおよび撮像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6448851B2 JP6448851B2 JP2018509128A JP2018509128A JP6448851B2 JP 6448851 B2 JP6448851 B2 JP 6448851B2 JP 2018509128 A JP2018509128 A JP 2018509128A JP 2018509128 A JP2018509128 A JP 2018509128A JP 6448851 B2 JP6448851 B2 JP 6448851B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- lens group
- zoom lens
- line
- following conditional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 18
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 60
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 25
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 48
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 20
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
- G02B15/163—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
- G02B15/167—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
- G02B15/173—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +-+
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/02—Telephoto objectives, i.e. systems of the type + - in which the distance from the front vertex to the image plane is less than the equivalent focal length
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/145—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only
- G02B15/1451—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive
- G02B15/145129—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive arranged +-+++
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
- G02B15/163—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
- G02B15/167—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
- G02B15/177—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a negative front lens or group of lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
- G02B15/20—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having an additional movable lens or lens group for varying the objective focal length
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラや放送用カメラ、映画撮影用カメラ、監視用カメラ等の電子カメラに好適なズームレンズおよびこのズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。
デジタルカメラ、ビデオカメラや放送用カメラ、映画撮影用カメラ、監視用カメラ等の電子カメラに用いられるズームレンズとして、特許文献１〜４のズームレンズが提案されている。
特許文献１の実施例１〜３、特許文献２の実施例６、特許文献３の実施例４、および特許文献４の実施例６には、いずれも、物体側から順に、変倍の際に像面に対し固定されている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レンズ群を含む少なくとも２つの移動レンズ群と、最も像側に配置され変倍の際に像面に対し固定されている最終レンズ群とから構成されたレンズ系が開示されている。
しかしながら、特許文献１の実施例１および３のレンズは、望遠側の球面収差の低減と変倍の際の像面湾曲の変動の低減を十分に両立できておらず、実施例２のレンズは、望遠端の球面収差の量が十分に小さいとは言えない。
また、特許文献２の実施例６のレンズおよび特許文献３の実施例４のレンズは、望遠側の球面収差の低減と変倍の際の像面湾曲の変動の低減を十分に両立できていない。
また、特許文献４の実施例６のレンズは、高倍率ではない。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、高倍率でかつ諸収差が良好に補正された高性能なズームレンズおよびこのズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。
本発明のズームレンズは、物体側から順に、変倍の際に像面に対し固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第４レンズ群と、変倍の際に像面に対し固定されている正の屈折力を有する第５レンズ群とから実質的になり、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群は、変倍の際に隣接する群との光軸方向の間隔を変化させて移動し、第１レンズ群は、最も物体側から順に連続して、像側に凹面を向けた第１負レンズと、第２負レンズと、第３正レンズとを有し、下記条件式（１）、（２）、および（３）を満足することを特徴とするものである。
−０．８＜（Ｌ１ａｒ＋Ｌ１ｂｆ）／（Ｌ１ａｒ−Ｌ１ｂｆ）＜−０．０３ …（１）
０．０４＜ｄ２／ｔｔ１＜０．１３ …（２）
−１０＜ｆ１／ｆ２＜−３ …（３）
ただし、
Ｌ１ａｒ：第１負レンズの像側の面の曲率半径
Ｌ１ｂｆ：第２負レンズの物体側の面の曲率半径
ｄ２：第１負レンズと第２負レンズとの間隔
ｔｔ１：第１レンズ群の光軸上の長さ
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ２：第２レンズ群のｄ線における焦点距離
とする。
−０．８＜（Ｌ１ａｒ＋Ｌ１ｂｆ）／（Ｌ１ａｒ−Ｌ１ｂｆ）＜−０．０３ …（１）
０．０４＜ｄ２／ｔｔ１＜０．１３ …（２）
−１０＜ｆ１／ｆ２＜−３ …（３）
ただし、
Ｌ１ａｒ：第１負レンズの像側の面の曲率半径
Ｌ１ｂｆ：第２負レンズの物体側の面の曲率半径
ｄ２：第１負レンズと第２負レンズとの間隔
ｔｔ１：第１レンズ群の光軸上の長さ
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ２：第２レンズ群のｄ線における焦点距離
とする。
なお、下記条件式（１−１）、（２−１）、（３−１）、および／または（３−２）を満足することがより好ましい。
−０．４１＜（Ｌ１ａｒ＋Ｌ１ｂｆ）／（Ｌ１ａｒ−Ｌ１ｂｆ）＜−０．０４ …（１−１）
０．０６＜ｄ２／ｔｔ１＜０．１２ …（２−１）
−５．５＜ｆ１／ｆ２＜−３ …（３−１）
−４．６＜ｆ１／ｆ２＜−３．５ …（３−２）
−０．４１＜（Ｌ１ａｒ＋Ｌ１ｂｆ）／（Ｌ１ａｒ−Ｌ１ｂｆ）＜−０．０４ …（１−１）
０．０６＜ｄ２／ｔｔ１＜０．１２ …（２−１）
−５．５＜ｆ１／ｆ２＜−３ …（３−１）
−４．６＜ｆ１／ｆ２＜−３．５ …（３−２）
本発明のズームレンズにおいて、第１レンズ群は、物体側から順に、合焦の際に像面に対し固定されている負の屈折力を有する第１ａレンズ群と、合焦の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第１ｂレンズ群と、合焦の際に像面に対し固定されている正の屈折力を有する第１ｃレンズ群とから実質的になり、第１ａレンズ群は、３枚のレンズから実質的になることが好ましい。
第１レンズ群について、第１ａレンズ群と、第１ｂレンズ群と、第１ｃレンズ群とから実質的になるものとした場合、下記条件式（４）を満足することが好ましく、下記条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
−０．６５＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．５ …（４）
−０．６３＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．５２ …（４−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ１ａ：第１ａレンズ群のｄ線における焦点距離
とする。
−０．６５＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．５ …（４）
−０．６３＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．５２ …（４−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ１ａ：第１ａレンズ群のｄ線における焦点距離
とする。
また、第１レンズ群について、第１ａレンズ群と、第１ｂレンズ群と、第１ｃレンズ群とから実質的になるものとした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましく、下記条件式（５−１）を満足することがより好ましい。
−０．４＜ｆ１／ｆ１ａｂ＜−０．２ …（５）
−０．３６＜ｆ１／ｆ１ａｂ＜−０．２１ …（５−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ１ａｂ：第１ａレンズ群および第１ｂレンズ群のｄ線における合成焦点距離
とする。
−０．４＜ｆ１／ｆ１ａｂ＜−０．２ …（５）
−０．３６＜ｆ１／ｆ１ａｂ＜−０．２１ …（５−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ１ａｂ：第１ａレンズ群および第１ｂレンズ群のｄ線における合成焦点距離
とする。
また、第１レンズ群について、第１ａレンズ群と、第１ｂレンズ群と、第１ｃレンズ群とから実質的になるものとした場合、下記条件式（６）を満足することが好ましく、下記条件式（６−１）を満足することがより好ましい。
７５＜ｆ１ｃ＿νｄ＿ａｖｅ＜９５．２ …（６）
７８＜ｆ１ｃ＿νｄ＿ａｖｅ＜９５．２ …（６−１）
ただし、
ｆ１ｃ＿νｄ＿ａｖｅ：第１ｃレンズ群に含まれる正レンズのｄ線に対するアッベ数の平均値
とする。
７５＜ｆ１ｃ＿νｄ＿ａｖｅ＜９５．２ …（６）
７８＜ｆ１ｃ＿νｄ＿ａｖｅ＜９５．２ …（６−１）
ただし、
ｆ１ｃ＿νｄ＿ａｖｅ：第１ｃレンズ群に含まれる正レンズのｄ線に対するアッベ数の平均値
とする。
また、第１レンズ群について、第１ａレンズ群と、第１ｂレンズ群と、第１ｃレンズ群とから実質的になるものとした場合、下記条件式（７）を満足することが好ましく、下記条件式（７−１）を満足することがより好ましい。
０．９５＜ｆ１／ｆ１ｃ＜１．１５ …（７）
１＜ｆ１／ｆ１ｃ＜１．１ …（７−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ１ｃ：第１ｃレンズ群のｄ線における焦点距離
とする。
０．９５＜ｆ１／ｆ１ｃ＜１．１５ …（７）
１＜ｆ１／ｆ１ｃ＜１．１ …（７−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ１ｃ：第１ｃレンズ群のｄ線における焦点距離
とする。
また、下記条件式（８）を満足することが好ましく、下記条件式（８−１）を満足することがより好ましい。
１５＜（Ｌ１ａνｄ＋Ｌ１ｂνｄ）／２−Ｌ１ｃνｄ＜２９ …（８）
１８＜（Ｌ１ａνｄ＋Ｌ１ｂνｄ）／２−Ｌ１ｃνｄ＜２６ …（８−１）
ただし、
Ｌ１ａνｄ：第１負レンズのｄ線に対するアッベ数
Ｌ１ｂνｄ：第２負レンズのｄ線に対するアッベ数
Ｌ１ｃνｄ：第３正レンズのｄ線に対するアッベ数
とする。
１５＜（Ｌ１ａνｄ＋Ｌ１ｂνｄ）／２−Ｌ１ｃνｄ＜２９ …（８）
１８＜（Ｌ１ａνｄ＋Ｌ１ｂνｄ）／２−Ｌ１ｃνｄ＜２６ …（８−１）
ただし、
Ｌ１ａνｄ：第１負レンズのｄ線に対するアッベ数
Ｌ１ｂνｄ：第２負レンズのｄ線に対するアッベ数
Ｌ１ｃνｄ：第３正レンズのｄ線に対するアッベ数
とする。
また、下記条件式（９）を満足することが好ましく、下記条件式（９−１）を満足することがより好ましい。
−０．３＜（Ｌ１ｂｒ−Ｌ１ｃｆ）／（Ｌ１ｂｒ＋Ｌ１ｃｆ）＜０．５ …（９）
−０．０６＜（Ｌ１ｂｒ−Ｌ１ｃｆ）／（Ｌ１ｂｒ＋Ｌ１ｃｆ）＜０．３５ …（９−１）
ただし、
Ｌ１ｂｒ：第２負レンズの像側の面の曲率半径
Ｌ１ｃｆ：第３正レンズの物体側の面の曲率半径
とする。
−０．３＜（Ｌ１ｂｒ−Ｌ１ｃｆ）／（Ｌ１ｂｒ＋Ｌ１ｃｆ）＜０．５ …（９）
−０．０６＜（Ｌ１ｂｒ−Ｌ１ｃｆ）／（Ｌ１ｂｒ＋Ｌ１ｃｆ）＜０．３５ …（９−１）
ただし、
Ｌ１ｂｒ：第２負レンズの像側の面の曲率半径
Ｌ１ｃｆ：第３正レンズの物体側の面の曲率半径
とする。
第１レンズ群〜第５レンズ群から実質的になるものとした場合、広角端から望遠端への変倍の際に、第３レンズ群および第４レンズ群を合成してなる第３４合成レンズ群と第２レンズ群とはそれぞれの結像倍率が−１倍の点を同時に通るように、第３レンズ群が常に物体側に移動することが好ましい。
また、第１レンズ群〜第５レンズ群から実質的になるものとした場合、広角端から望遠端への変倍の際に、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔は狭まった後に一度広がりその後また狭まることが好ましい。
本発明の撮像装置は、上記記載の本発明のズームレンズを備えたものである。
なお、上記「〜から実質的になる」とは、構成要素として挙げたもの以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやマスクやカバーガラスやフィルタ等の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、手ぶれ補正機構等の機構部分、等を含んでもよいことを意図するものである。
また、上記のレンズ群の屈折力の符号、レンズの屈折力の符号、およびレンズの面形状は、非球面が含まれているものは近軸領域で考えることとする。また、上記条件式は全て断りがない限りｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準とし、かつ無限遠合焦時の値とする。
本発明のズームレンズは、物体側から順に、変倍の際に像面に対し固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、第１レンズ群に隣接した負の屈折力を有する第２レンズ群を含み変倍の際に隣接する群との光軸方向の間隔を変化させて移動する少なくとも２つの移動レンズ群と、最も像側に配置され変倍の際に像面に対し固定されている最終レンズ群とから実質的になり、第１レンズ群は、最も物体側から順に連続して、像側に凹面を向けた第１負レンズと、第２負レンズと、第３正レンズとを有し、下記条件式（１）、（２）、および（３）を満足するものとしたので、高倍率でかつ諸収差が良好に補正された高性能なズームレンズとすることができる。
−０．８＜（Ｌ１ａｒ＋Ｌ１ｂｆ）／（Ｌ１ａｒ−Ｌ１ｂｆ）＜−０．０３ …（１）
０．０４＜ｄ２／ｔｔ１＜０．１３ …（２）
−１０＜ｆ１／ｆ２＜−３ …（３）
−０．８＜（Ｌ１ａｒ＋Ｌ１ｂｆ）／（Ｌ１ａｒ−Ｌ１ｂｆ）＜−０．０３ …（１）
０．０４＜ｄ２／ｔｔ１＜０．１３ …（２）
−１０＜ｆ１／ｆ２＜−３ …（３）
また、本発明の撮像装置は、本発明のズームレンズを備えているため、高倍率でかつ高画質の画像を取得することができる。
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は本発明の一実施形態にかかるズームレンズのレンズ構成を示す断面図である。図１に示す構成例は、後述の実施例１のズームレンズの構成と共通である。図１においては、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている開口絞り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。また、図１では、広角端から望遠端への変倍の際の各レンズ群の移動軌跡を示す矢印、結像倍率が−１倍の点（図中においてβ＝−１と示す水平の点線）、軸上光束ｗａおよび最大画角の光束ｗｂを合わせて示している。
本実施形態のズームレンズは、物体側から順に、変倍の際に像面Ｓｉｍに対し固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１に隣接した負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２を含み変倍の際に隣接する群との光軸方向の間隔を変化させて移動する少なくとも２つの移動レンズ群と、最も像側に配置され変倍の際に像面Ｓｉｍに対し固定されている最終レンズ群（図１に示す本実施形態のズームレンズにおいては、第５レンズ群Ｇ５が最終レンズ群に該当する）とから実質的に構成されている。
この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、プリズム、および／または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を配置することが好ましいため、図１では、これらを想定した平行平面板状の光学部材ＰＰ１およびＰＰ２をレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置した例を示している。
第１レンズ群Ｇ１は、最も物体側から順に連続して、像側に凹面を向けた第１負レンズＬ１ａと、第２負レンズＬ１ｂと、第３正レンズＬ１ｃとを有する。
このような構成とすることで、第３正レンズＬ１ｃ以降のレンズに入射する周辺画角の主光線の角度を低減できるため、第３正レンズＬ１ｃ以降のレンズにおける非点収差の発生を低減できる。また、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の負レンズを２枚構成とすることで負のパワーを分担させることができるため、球面収差の発生を抑制できる。
さらに、下記条件式（１）、（２）、および（３）を満足するように構成されている。条件式（１）を満足することで、変倍の際の像面湾曲の変動を低減可能となり、さらに、望遠側の球面収差を適切な範囲に収めることが可能となる。また、条件式（２）の上限以上とならないようにすることで、望遠側の球面収差を低減可能となる。条件式（２）の下限以下とならないようにすることで、第１負レンズＬ１ａと第２負レンズＬ１ｂとの間に形成される空気レンズに十分な負のパワーを与えることが可能となるため、望遠側の球面収差を低減可能となる。また、条件式（３）の上限以上とならないようにすることで、高倍率とすることができる。条件式（３）の下限以下とならないようにすることで、変倍の際の球面収差、非点収差、および歪曲収差の変動を抑えることができる。
−０．８＜（Ｌ１ａｒ＋Ｌ１ｂｆ）／（Ｌ１ａｒ−Ｌ１ｂｆ）＜−０．０３ …（１）
０．０４＜ｄ２／ｔｔ１＜０．１３ …（２）
−１０＜ｆ１／ｆ２＜−３ …（３）
ただし、
Ｌ１ａｒ：第１負レンズの像側の面の曲率半径
Ｌ１ｂｆ：第２負レンズの物体側の面の曲率半径
ｄ２：第１負レンズと第２負レンズとの間隔
ｔｔ１：第１レンズ群の光軸上の長さ
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ２：第２レンズ群のｄ線における焦点距離
とする。
−０．８＜（Ｌ１ａｒ＋Ｌ１ｂｆ）／（Ｌ１ａｒ−Ｌ１ｂｆ）＜−０．０３ …（１）
０．０４＜ｄ２／ｔｔ１＜０．１３ …（２）
−１０＜ｆ１／ｆ２＜−３ …（３）
ただし、
Ｌ１ａｒ：第１負レンズの像側の面の曲率半径
Ｌ１ｂｆ：第２負レンズの物体側の面の曲率半径
ｄ２：第１負レンズと第２負レンズとの間隔
ｔｔ１：第１レンズ群の光軸上の長さ
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ２：第２レンズ群のｄ線における焦点距離
とする。
なお、下記条件式（１−１）、（２−１）、（３−１）、および／または（３−２）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
−０．４１＜（Ｌ１ａｒ＋Ｌ１ｂｆ）／（Ｌ１ａｒ−Ｌ１ｂｆ）＜−０．０４ …（１−１）
０．０６＜ｄ２／ｔｔ１＜０．１２ …（２−１）
−５．５＜ｆ１／ｆ２＜−３ …（３−１）
−４．６＜ｆ１／ｆ２＜−３．５ …（３−２）
−０．４１＜（Ｌ１ａｒ＋Ｌ１ｂｆ）／（Ｌ１ａｒ−Ｌ１ｂｆ）＜−０．０４ …（１−１）
０．０６＜ｄ２／ｔｔ１＜０．１２ …（２−１）
−５．５＜ｆ１／ｆ２＜−３ …（３−１）
−４．６＜ｆ１／ｆ２＜−３．５ …（３−２）
本実施形態のズームレンズにおいては、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、合焦の際に像面Ｓｉｍに対し固定されている負の屈折力を有する第１ａレンズ群Ｇ１ａと、合焦の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第１ｂレンズ群Ｇ１ｂと、合焦の際に像面Ｓｉｍに対し固定されている正の屈折力を有する第１ｃレンズ群Ｇ１ｃとから実質的になり、第１ａレンズ群Ｇ１ａは、３枚のレンズから実質的になることが好ましい。
第１レンズ群Ｇ１について上記のような構成とすることで、合焦の際の望遠側の球面収差の変動を低減できる。また、第１ａレンズ群Ｇ１ａのレンズの枚数を３枚に抑えることにより、第１ａレンズ群Ｇ１ａの光軸方向の長さを抑えることができるとともに、第１負レンズＬ１ａの有効径が大きくなることを抑えることができる。
第１レンズ群Ｇ１について、第１ａレンズ群Ｇ１ａと、第１ｂレンズ群Ｇ１ｂと、第１ｃレンズ群Ｇ１ｃとから実質的になるものとした場合、下記条件式（４）を満足することが好ましい。無限遠から近距離への合焦の際に最大画角の光線が第１ａレンズ群Ｇ１ａを通過する高さが低くなるため歪曲収差の変動が発生しやすいが、条件式（４）を満足することで、合焦の際の広角端の最大画角の歪曲収差の変動を抑えることができる。なお、下記条件式（４−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
−０．６５＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．５ …（４）
−０．６３＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．５２ …（４−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ１ａ：第１ａレンズ群のｄ線における焦点距離
とする。
−０．６５＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．５ …（４）
−０．６３＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．５２ …（４−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ１ａ：第１ａレンズ群のｄ線における焦点距離
とする。
また、第１レンズ群Ｇ１について、第１ａレンズ群Ｇ１ａと、第１ｂレンズ群Ｇ１ｂと、第１ｃレンズ群Ｇ１ｃとから実質的になるものとした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）の上限以上とならないようにすることで、合焦の際の広角端の中間画角（６割程度）の画角変動を抑えることができる。条件式（５）の下限以下とならないようにすることで、合焦の際の広角端の最大画角の歪曲収差の変動を抑えることができる。なお、下記条件式（５−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
−０．４＜ｆ１／ｆ１ａｂ＜−０．２ …（５）
−０．３６＜ｆ１／ｆ１ａｂ＜−０．２１ …（５−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ１ａｂ：第１ａレンズ群および第１ｂレンズ群のｄ線における合成焦点距離
とする。
−０．４＜ｆ１／ｆ１ａｂ＜−０．２ …（５）
−０．３６＜ｆ１／ｆ１ａｂ＜−０．２１ …（５−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ１ａｂ：第１ａレンズ群および第１ｂレンズ群のｄ線における合成焦点距離
とする。
また、第１レンズ群Ｇ１について、第１ａレンズ群Ｇ１ａと、第１ｂレンズ群Ｇ１ｂと、第１ｃレンズ群Ｇ１ｃとから実質的になるものとした場合、下記条件式（６）を満足することが好ましい。条件式（６）の上限以上とならないようにすることで、比較的高い屈折率のレンズ材料を使用できるため、望遠側の球面収差を低減することができる。条件式（６）の下限以下とならないようにすることで、望遠側の軸上色収差を低減することができる。なお、下記条件式（６−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
７５＜ｆ１ｃ＿νｄ＿ａｖｅ＜９５．２ …（６）
７８＜ｆ１ｃ＿νｄ＿ａｖｅ＜９５．２ …（６−１）
ただし、
ｆ１ｃ＿νｄ＿ａｖｅ：第１ｃレンズ群に含まれる正レンズのｄ線に対するアッベ数の平均値
とする。
７５＜ｆ１ｃ＿νｄ＿ａｖｅ＜９５．２ …（６）
７８＜ｆ１ｃ＿νｄ＿ａｖｅ＜９５．２ …（６−１）
ただし、
ｆ１ｃ＿νｄ＿ａｖｅ：第１ｃレンズ群に含まれる正レンズのｄ線に対するアッベ数の平均値
とする。
また、第１レンズ群Ｇ１について、第１ａレンズ群Ｇ１ａと、第１ｂレンズ群Ｇ１ｂと、第１ｃレンズ群Ｇ１ｃとから実質的になるものとした場合、下記条件式（７）を満足することが好ましい。条件式（７）の上限以上とならないようにすることで、望遠側の球面収差を低減することができる。条件式（７）の下限以下とならないようにすることで、合焦の際の広角端の中間画角（６割程度）の画角変動を抑えることができる。なお、下記条件式（７−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
０．９５＜ｆ１／ｆ１ｃ＜１．１５ …（７）
１＜ｆ１／ｆ１ｃ＜１．１ …（７−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ１ｃ：第１ｃレンズ群のｄ線における焦点距離
とする。
０．９５＜ｆ１／ｆ１ｃ＜１．１５ …（７）
１＜ｆ１／ｆ１ｃ＜１．１ …（７−１）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ１ｃ：第１ｃレンズ群のｄ線における焦点距離
とする。
また、下記条件式（８）を満足することが好ましい。条件式（８）の上限以上とならないようにすることで、望遠側の１次の軸上色収差の発生を抑えることができる。条件式（８）の下限以下とならないようにすることで、第１負レンズＬ１ａおよび／または第２負レンズＬ１ｂに比べて第３正レンズＬ１ｃの方が部分分散比が大きいレンズ材料の組合せを選びやすくなるため、望遠側の２次の軸上色収差を低減し易くできる。なお、下記条件式（８−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
１５＜（Ｌ１ａνｄ＋Ｌ１ｂνｄ）／２−Ｌ１ｃνｄ＜２９ …（８）
１８＜（Ｌ１ａνｄ＋Ｌ１ｂνｄ）／２−Ｌ１ｃνｄ＜２６ …（８−１）
ただし、
Ｌ１ａνｄ：第１負レンズのｄ線に対するアッベ数
Ｌ１ｂνｄ：第２負レンズのｄ線に対するアッベ数
Ｌ１ｃνｄ：第３正レンズのｄ線に対するアッベ数
とする。
１５＜（Ｌ１ａνｄ＋Ｌ１ｂνｄ）／２−Ｌ１ｃνｄ＜２９ …（８）
１８＜（Ｌ１ａνｄ＋Ｌ１ｂνｄ）／２−Ｌ１ｃνｄ＜２６ …（８−１）
ただし、
Ｌ１ａνｄ：第１負レンズのｄ線に対するアッベ数
Ｌ１ｂνｄ：第２負レンズのｄ線に対するアッベ数
Ｌ１ｃνｄ：第３正レンズのｄ線に対するアッベ数
とする。
また、下記条件式（９）を満足することが好ましい。条件式（９）の上限以上とならないようにすることで、望遠側の５次以上の球面収差の発生を抑えることができる。条件式（９）の下限以下とならないようにすることで、望遠側の３次の球面収差の発生を抑えることができる。なお、下記条件式（９−１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。
−０．３＜（Ｌ１ｂｒ−Ｌ１ｃｆ）／（Ｌ１ｂｒ＋Ｌ１ｃｆ）＜０．５ …（９）
−０．０６＜（Ｌ１ｂｒ−Ｌ１ｃｆ）／（Ｌ１ｂｒ＋Ｌ１ｃｆ）＜０．３５ …（９−１）
ただし、
Ｌ１ｂｒ：第２負レンズの像側の面の曲率半径
Ｌ１ｃｆ：第３正レンズの物体側の面の曲率半径
とする。
−０．３＜（Ｌ１ｂｒ−Ｌ１ｃｆ）／（Ｌ１ｂｒ＋Ｌ１ｃｆ）＜０．５ …（９）
−０．０６＜（Ｌ１ｂｒ−Ｌ１ｃｆ）／（Ｌ１ｂｒ＋Ｌ１ｃｆ）＜０．３５ …（９−１）
ただし、
Ｌ１ｂｒ：第２負レンズの像側の面の曲率半径
Ｌ１ｃｆ：第３正レンズの物体側の面の曲率半径
とする。
また、本実施形態のズームレンズは、物体側から順に、変倍の際に像面Ｓｉｍに対し固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、変倍の際に像面Ｓｉｍに対し固定されている正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とから実質的になることが好ましい。上記のような構成とし第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とを独立して移動させることで、高倍率にしつつ、変倍の際の像面湾曲の変動を抑えることができる。
上記のように第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５から実質的になるものとした場合、広角端から望遠端への変倍の際に、第３レンズ群Ｇ３および第４レンズ群Ｇ４を合成してなる第３４合成レンズ群と第２レンズ群Ｇ２とはそれぞれの結像倍率が−１倍の点を同時に通るように、第３レンズ群Ｇ３が常に物体側に移動することが好ましい。このような構成とすることで、広角端から望遠端への変倍の際に第３レンズ群Ｇ３が像側に戻ることなく、変倍比を大きくとることが可能となる。
また、第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５から実質的になるものとした場合、広角端から望遠端への変倍の際に、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔は狭まった後に一度広がりその後また狭まることが好ましい。このような構成とすることで、中間焦点距離での像面湾曲の変動を抑えることが可能となる。
図１に示す例では、レンズ系と像面Ｓｉｍとの間に光学部材ＰＰ１，ＰＰ２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レンズ系と像面Ｓｉｍとの間に配置する代わりに、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。
まず、実施例１のズームレンズについて説明する。実施例１のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図１に示す。なお、図１および後述の実施例２〜１１に対応した図２〜１１においては、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている開口絞り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。また、図１では、広角端から望遠端への変倍の際の各レンズ群の移動軌跡を示す矢印、結像倍率が−１倍の点（図中においてβ＝−１と示す水平の点線）、軸上光束ｗａおよび最大画角の光束ｗｂを合わせて示している。
まず、実施例１のズームレンズについて説明する。実施例１のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図１に示す。なお、図１および後述の実施例２〜１１に対応した図２〜１１においては、左側が物体側、右側が像側であり、図示されている開口絞り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。また、図１では、広角端から望遠端への変倍の際の各レンズ群の移動軌跡を示す矢印、結像倍率が−１倍の点（図中においてβ＝−１と示す水平の点線）、軸上光束ｗａおよび最大画角の光束ｗｂを合わせて示している。
実施例１のズームレンズは、物体側から順に、レンズＬ１ａ〜レンズＬ１ｊの１０枚のレンズからなり全体として正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、レンズＬ２ａ〜レンズＬ２ｆの６枚のレンズからなり全体として負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、レンズＬ３ａ〜レンズＬ３ｃの３枚のレンズからなり全体として正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、レンズＬ４ａ〜レンズＬ４ｃの３枚のレンズからなり全体として正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４、およびレンズＬ５ａ〜レンズＬ５ｏの１５枚のレンズからなり全体として正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５から構成されている。
第１レンズ群Ｇ１は、レンズＬ１ａ〜レンズＬ１ｃの３枚のレンズからなる第１ａレンズ群Ｇ１ａ、レンズＬ１ｄ〜レンズＬ１ｆの３枚のレンズからなる第１ｂレンズ群Ｇ１ｂ、およびレンズＬ１ｇ〜レンズＬ１ｊの４枚のレンズからなる第１ｃレンズ群Ｇ１ｃから構成されている。
実施例１のズームレンズの基本レンズデータを表１に、諸元に関するデータを表２に、変倍の際に間隔が変化する面間隔に関するデータを表３に、非球面係数に関するデータを表４に示す。以下では、表中の記号の意味について、実施例１のものを例にとり説明するが、実施例２〜１１についても基本的に同様である。
表１のレンズデータにおいて、面番号の欄には最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加する面番号を示し、曲率半径の欄には各面の曲率半径を示し、面間隔の欄には各面とその次の面との光軸Ｚ上の間隔を示す。また、ｎｄの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率を示し、νｄの欄には各光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）におけるアッベ数を示し、θｇＦの欄には各光学要素の部分分散比を示す。
なお、部分分散比θｇＦは下記式で表される。
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
ただし、
ｎｇ：ｇ線における屈折率
ｎＦ：Ｆ線における屈折率
ｎＣ：Ｃ線における屈折率
とする。
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
ただし、
ｎｇ：ｇ線における屈折率
ｎＦ：Ｆ線における屈折率
ｎＣ：Ｃ線における屈折率
とする。
ここで、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。基本レンズデータには、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰ１，ＰＰ２も含めて示している。開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号とともに（絞り）という語句を記載している。また、表１のレンズデータにおいて、変倍の際に間隔が変化する面間隔の欄にはそれぞれＤＤ[面番号]と記載している。このＤＤ[面番号]に対応する数値は表３に示している。
表２の諸元に関するデータに、ズーム倍率、焦点距離ｆ´、Ｆ値ＦＮｏ．、および全画角２ωの値を示す。
基本レンズデータ、諸元に関するデータ、および変化する面間隔に関するデータにおいて、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も使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。
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４の非球面係数に関するデータには、非球面の面番号と、これら非球面に関する非球面係数を示す。非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０±ｎ」を意味する。非球面係数は、下記式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３…１６）の値である。
Ｚｄ＝Ｃ・ｈ２／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ２・ｈ２）１/２｝＋ΣＡｍ・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（光軸からの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝３…１６）
とする。
Ｚｄ＝Ｃ・ｈ２／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ２・ｈ２）１/２｝＋ΣＡｍ・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（光軸からの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数（ｍ＝３…１６）
とする。
実施例１のズームレンズの各収差図を図１２に示す。なお、図１２中の上段左側から順に広角端での球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示し、図１２中の中段左側から順に中間位置での球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示し、図１２中の下段左側から順に望遠端での球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示す。これらの収差図は、物体距離を無限遠としたときの状態を示す。球面収差、非点収差、および歪曲収差を表す各収差図には、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図にはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線(波長６５６．３ｎｍ)、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ)、およびｇ線(波長４３５．８ｎｍ)についての収差をそれぞれ実線、長破線、短破線、および灰色の実線で示す。非点収差図にはサジタル方向およびタンジェンシャル方向の収差をそれぞれ実線および短破線で示す。倍率色収差図にはＣ線(波長６５６．３ｎｍ)、Ｆ線(波長４８６．１ｎｍ) 、およびｇ線(波長４３５．８ｎｍ)についての収差をそれぞれ長破線、短破線、および灰色の実線で示す。なお、球面収差図のＦＮｏ．はＦ値、その他の収差図のωは半画角を意味する。
次に、実施例２のズームレンズについて説明する。実施例２のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図２に示す。実施例２のズームレンズは、実施例１のズームレンズと同じレンズ枚数構成である。また、実施例２のズームレンズの基本レンズデータを表５に、諸元に関するデータを表６に、変化する面間隔に関するデータを表７に、非球面係数に関するデータを表８に、各収差図を図１３に示す。
次に、実施例３のズームレンズについて説明する。実施例３のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図３に示す。実施例３のズームレンズは、実施例１のズームレンズと同じレンズ枚数構成である。また、実施例３のズームレンズの基本レンズデータを表９に、諸元に関するデータを表１０に、変化する面間隔に関するデータを表１１に、非球面係数に関するデータを表１２に、各収差図を図１４に示す。
次に、実施例４のズームレンズについて説明する。実施例４のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図４に示す。
実施例４のズームレンズは、実施例１のズームレンズと比較して第１レンズ群Ｇ１のレンズ枚数構成のみが異なる。第１レンズ群Ｇ１は、レンズＬ１ａ〜レンズＬ１ｃの３枚のレンズからなる第１ａレンズ群Ｇ１ａ、レンズＬ１ｄおよびレンズＬ１ｅの２枚のレンズからなる第１ｂレンズ群Ｇ１ｂ、およびレンズＬ１ｆ〜レンズＬ１ｊの５枚のレンズからなる第１ｃレンズ群Ｇ１ｃから構成されている。
また、実施例４のズームレンズの基本レンズデータを表１３に、諸元に関するデータを表１４に、変化する面間隔に関するデータを表１５に、非球面係数に関するデータを表１６に、各収差図を図１５に示す。
次に、実施例５のズームレンズについて説明する。実施例５のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図５に示す。実施例５のズームレンズは、実施例４のズームレンズと同じレンズ枚数構成である。また、実施例５のズームレンズの基本レンズデータを表１７に、諸元に関するデータを表１８に、変化する面間隔に関するデータを表１９に、非球面係数に関するデータを表２０に、各収差図を図１６に示す。
次に、実施例６のズームレンズについて説明する。実施例６のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図６に示す。実施例６のズームレンズは、実施例４のズームレンズと同じレンズ枚数構成である。また、実施例６のズームレンズの基本レンズデータを表２１に、諸元に関するデータを表２２に、変化する面間隔に関するデータを表２３に、非球面係数に関するデータを表２４に、各収差図を図１７に示す。
次に、実施例７のズームレンズについて説明する。実施例７のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図７に示す。実施例７のズームレンズは、実施例４のズームレンズと同じレンズ枚数構成である。また、実施例７のズームレンズの基本レンズデータを表２５に、諸元に関するデータを表２６に、変化する面間隔に関するデータを表２７に、非球面係数に関するデータを表２８に、各収差図を図１８に示す。
次に、実施例８のズームレンズについて説明する。実施例８のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図８に示す。実施例８のズームレンズは、実施例４のズームレンズと同じレンズ枚数構成である。また、実施例８のズームレンズの基本レンズデータを表２９に、諸元に関するデータを表３０に、変化する面間隔に関するデータを表３１に、非球面係数に関するデータを表３２に、各収差図を図１９に示す。
次に、実施例９のズームレンズについて説明する。実施例９のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図９に示す。実施例９のズームレンズは、実施例４のズームレンズと同じレンズ枚数構成である。また、実施例９のズームレンズの基本レンズデータを表３３に、諸元に関するデータを表３４に、変化する面間隔に関するデータを表３５に、非球面係数に関するデータを表３６に、各収差図を図２０に示す。
次に、実施例１０のズームレンズについて説明する。実施例１０のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図１０に示す。実施例１０のズームレンズは、実施例４のズームレンズと同じレンズ枚数構成である。また、実施例１０のズームレンズの基本レンズデータを表３７に、諸元に関するデータを表３８に、変化する面間隔に関するデータを表３９に、非球面係数に関するデータを表４０に、各収差図を図２１に示す。
次に、実施例１１のズームレンズについて説明する。実施例１１のズームレンズのレンズ構成を示す断面図を図１１に示す。実施例１１のズームレンズは、実施例４のズームレンズと同じレンズ枚数構成である。また、実施例１１のズームレンズの基本レンズデータを表４１に、諸元に関するデータを表４２に、変化する面間隔に関するデータを表４３に、非球面係数に関するデータを表４４に、各収差図を図２２に示す。
実施例１〜１１のズームレンズの条件式（１）〜（９）に対応する値を表４５に示す。なお、全実施例ともｄ線を基準波長としており、下記の表４５に示す値はこの基準波長におけるものである。
以上のデータから、実施例１〜１１のズームレンズは全て、条件式（１）〜（９）を満たしており、２０倍程度と高倍率でかつ諸収差が良好に補正された高性能なズームレンズであることが分かる。
次に、本発明の実施形態にかかる撮像装置について説明する。図２３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を用いた撮像装置の概略構成図を示す。なお、図２３では各レンズ群を概略的に示している。この撮像装置としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を備えたビデオカメラや電子スチルカメラ等を挙げることができる。
図２３に示す撮像装置１０は、ズームレンズ１と、ズームレンズ１の像側に配置されたローパスフィルタ等の機能を有するフィルタ６と、フィルタ６の像側に配置された撮像素子７と、信号処理回路８とを備えている。撮像素子７はズームレンズ１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えば、撮像素子７としては、ＣＣＤやＣＭＯＳ等を用いることができる。撮像素子７は、その撮像面がズームレンズ１の像面に一致するように配置される。
ズームレンズ１により撮像された像は撮像素子７の撮像面上に結像し、その像に関する撮像素子７からの出力信号が信号処理回路８にて演算処理され、表示装置９に像が表示される。
本実施形態の撮像装置１０は、本発明のズームレンズ１を備えたものであるから、高倍率でかつ高画質の画像を取得することができる。
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ず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、および／またはアッベ数等の値は、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。
１ ズームレンズ
６ フィルタ
７ 撮像素子
８ 信号処理回路
９ 表示装置
１０ 撮像装置
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ１ａ 第１ａレンズ群
Ｇ１ｂ 第１ｂレンズ群
Ｇ１ｃ 第１ｃ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
ＰＰ１，ＰＰ２ 光学部材
Ｌ１ａ〜Ｌ５ｏ レンズ
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
ｗａ 軸上光束
ｗｂ 最大画角の光束
Ｚ 光軸
６ フィルタ
７ 撮像素子
８ 信号処理回路
９ 表示装置
１０ 撮像装置
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ１ａ 第１ａレンズ群
Ｇ１ｂ 第１ｂレンズ群
Ｇ１ｃ 第１ｃ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
ＰＰ１，ＰＰ２ 光学部材
Ｌ１ａ〜Ｌ５ｏ レンズ
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
ｗａ 軸上光束
ｗｂ 最大画角の光束
Ｚ 光軸
Claims (18)
- 物体側から順に、変倍の際に像面に対し固定されている正の屈折力を有する第１レンズ群と、変倍の際に移動する負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に移動する正の屈折力を有する第４レンズ群と、変倍の際に像面に対し固定されている正の屈折力を有する第５レンズ群とから実質的になり、
前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群は、変倍の際に隣接する群との光軸方向の間隔を変化させて移動し、
前記第１レンズ群は、最も物体側から順に連続して、像側に凹面を向けた第１負レンズと、第２負レンズと、第３正レンズとを有し、
下記条件式（１）、（２）、および（３）を満足する
ことを特徴とするズームレンズ。
−０．８＜（Ｌ１ａｒ＋Ｌ１ｂｆ）／（Ｌ１ａｒ−Ｌ１ｂｆ）＜−０．０３ …（１）
０．０４＜ｄ２／ｔｔ１＜０．１３ …（２）
−１０＜ｆ１／ｆ２＜−３ …（３）
ただし、
Ｌ１ａｒ：前記第１負レンズの像側の面の曲率半径
Ｌ１ｂｆ：前記第２負レンズの物体側の面の曲率半径
ｄ２：前記第１負レンズと前記第２負レンズとの間隔
ｔｔ１：前記第１レンズ群の光軸上の長さ
ｆ１：前記第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群のｄ線における焦点距離
とする。 - 前記第１レンズ群は、物体側から順に、合焦の際に像面に対し固定されている負の屈折力を有する第１ａレンズ群と、合焦の際に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第１ｂレンズ群と、合焦の際に像面に対し固定されている正の屈折力を有する第１ｃレンズ群とから実質的になり、
前記第１ａレンズ群は、３枚のレンズから実質的になる
請求項１記載のズームレンズ。 - 下記条件式（４）を満足する
請求項２記載のズームレンズ。
−０．６５＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．５ …（４）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ１ａ：前記第１ａレンズ群のｄ線における焦点距離
とする。 - 下記条件式（５）を満足する
請求項２または３記載のズームレンズ。
−０．４＜ｆ１／ｆ１ａｂ＜−０．２ …（５）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ１ａｂ：前記第１ａレンズ群および前記第１ｂレンズ群のｄ線における合成焦点距離とする。 - 下記条件式（６）を満足する
請求項２から４のいずれか１項記載のズームレンズ。
７５＜ｆ１ｃ＿νｄ＿ａｖｅ＜９５．２ …（６）
ただし、
ｆ１ｃ＿νｄ＿ａｖｅ：前記第１ｃレンズ群に含まれる正レンズのｄ線に対するアッベ数の平均値
とする。 - 下記条件式（７）を満足する
請求項２から５のいずれか１項記載のズームレンズ。
０．９５＜ｆ１／ｆ１ｃ＜１．１５ …（７）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群のｄ線における焦点距離
ｆ１ｃ：前記第１ｃレンズ群のｄ線における焦点距離
とする。 - 下記条件式（８）を満足する
請求項１から６のいずれか１項記載のズームレンズ。
１５＜（Ｌ１ａνｄ＋Ｌ１ｂνｄ）／２−Ｌ１ｃνｄ＜２９ …（８）
ただし、
Ｌ１ａνｄ：前記第１負レンズのｄ線に対するアッベ数
Ｌ１ｂνｄ：前記第２負レンズのｄ線に対するアッベ数
Ｌ１ｃνｄ：前記第３正レンズのｄ線に対するアッベ数
とする。 - 下記条件式（９）を満足する
請求項１から７のいずれか１項記載のズームレンズ。
−０．３＜（Ｌ１ｂｒ−Ｌ１ｃｆ）／（Ｌ１ｂｒ＋Ｌ１ｃｆ）＜０．５ …（９）
ただし、
Ｌ１ｂｒ：前記第２負レンズの像側の面の曲率半径
Ｌ１ｃｆ：前記第３正レンズの物体側の面の曲率半径
とする。 - 広角端から望遠端への変倍の際に、前記第３レンズ群および前記第４レンズ群を合成してなる第３４合成レンズ群と前記第２レンズ群とはそれぞれの結像倍率が−１倍の点を同時に通るように、前記第３レンズ群が常に物体側に移動する
請求項１から８のいずれか１項記載のズームレンズ。 - 広角端から望遠端への変倍の際に、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は狭まった後に一度広がりその後また狭まる
請求項１から９のいずれか１項記載のズームレンズ。 - 下記条件式（１−１）、（２−１）、（３−１）、および／または（３−２）を満足する
請求項１記載のズームレンズ。
−０．４１＜（Ｌ１ａｒ＋Ｌ１ｂｆ）／（Ｌ１ａｒ−Ｌ１ｂｆ）＜−０．０４ …（１−１）
０．０６＜ｄ２／ｔｔ１＜０．１２ …（２−１）
−５．５＜ｆ１／ｆ２＜−３ …（３−１）
−４．６＜ｆ１／ｆ２＜−３．５ …（３−２） - 下記条件式（４−１）を満足する
請求項３記載のズームレンズ。
−０．６３＜ｆ１／ｆ１ａ＜−０．５２ …（４−１） - 下記条件式（５−１）を満足する
請求項４記載のズームレンズ。
−０．３６＜ｆ１／ｆ１ａｂ＜−０．２１ …（５−１） - 下記条件式（６−１）を満足する
請求項５記載のズームレンズ。
７８＜ｆ１ｃ＿νｄ＿ａｖｅ＜９５．２ …（６−１） - 下記条件式（７−１）を満足する
請求項６記載のズームレンズ。
１＜ｆ１／ｆ１ｃ＜１．１ …（７−１） - 下記条件式（８−１）を満足する
請求項７記載のズームレンズ。
１８＜（Ｌ１ａνｄ＋Ｌ１ｂνｄ）／２−Ｌ１ｃνｄ＜２６ …（８−１） - 下記条件式（９−１）を満足する
請求項８記載のズームレンズ。
−０．０６＜（Ｌ１ｂｒ−Ｌ１ｃｆ）／（Ｌ１ｂｒ＋Ｌ１ｃｆ）＜０．３５ …（９−１） - 請求項１から１７のいずれか１項記載のズームレンズを備えた撮像装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016065234 | 2016-03-29 | ||
| JP2016065234 | 2016-03-29 | ||
| PCT/JP2017/011478 WO2017170047A1 (ja) | 2016-03-29 | 2017-03-22 | ズームレンズおよび撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2017170047A1 JPWO2017170047A1 (ja) | 2018-12-20 |
| JP6448851B2 true JP6448851B2 (ja) | 2019-01-09 |
Family
ID=59965356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018509128A Active JP6448851B2 (ja) | 2016-03-29 | 2017-03-22 | ズームレンズおよび撮像装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10746976B2 (ja) |
| JP (1) | JP6448851B2 (ja) |
| CN (1) | CN108885332B (ja) |
| WO (1) | WO2017170047A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6711666B2 (ja) * | 2016-03-30 | 2020-06-17 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
| JP7210322B2 (ja) * | 2019-02-22 | 2023-01-23 | キヤノン株式会社 | ズームレンズおよび撮像装置 |
| JP2020160263A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 富士フイルム株式会社 | ズームレンズおよび撮像装置 |
| JP7061980B2 (ja) * | 2019-03-26 | 2022-05-02 | 富士フイルム株式会社 | ズームレンズおよび撮像装置 |
| JP7105716B2 (ja) | 2019-03-26 | 2022-07-25 | 富士フイルム株式会社 | ズームレンズおよび撮像装置 |
| WO2021039814A1 (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | 株式会社ニコン | 光学系、光学機器、および光学系の製造方法 |
| JP7167000B2 (ja) | 2019-09-20 | 2022-11-08 | 富士フイルム株式会社 | ズームレンズおよび撮像装置 |
| US11754818B2 (en) | 2019-10-11 | 2023-09-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and image pickup apparatus |
| JP7433835B2 (ja) * | 2019-10-23 | 2024-02-20 | キヤノン株式会社 | ズームレンズおよび撮像装置 |
| CN111538147B (zh) * | 2020-04-13 | 2022-04-15 | 苏州德创测控科技有限公司 | 可变工作距的小景深远心光学镜头 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06337350A (ja) * | 1993-05-26 | 1994-12-06 | Canon Inc | Ｕｖカット素子を有したズームレンズ |
| JP5049751B2 (ja) * | 2007-11-21 | 2012-10-17 | 富士フイルム株式会社 | 高倍率ズームレンズおよび撮像装置 |
| JP5517525B2 (ja) * | 2009-08-17 | 2014-06-11 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
| JP5888932B2 (ja) * | 2011-10-24 | 2016-03-22 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
| JP5901401B2 (ja) | 2012-04-13 | 2016-04-06 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
| CN104364695B (zh) * | 2012-06-12 | 2016-08-24 | 富士胶片株式会社 | 变焦透镜和摄像装置 |
| JP5961074B2 (ja) * | 2012-08-17 | 2016-08-02 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
| JP6124542B2 (ja) * | 2012-09-21 | 2017-05-10 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
| JP6034647B2 (ja) * | 2012-10-16 | 2016-11-30 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
| US9402031B2 (en) | 2013-08-08 | 2016-07-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and image pickup apparatus having the same |
| JP6223105B2 (ja) * | 2013-10-07 | 2017-11-01 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
| JP6529215B2 (ja) | 2013-11-12 | 2019-06-12 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
| JP2016012118A (ja) * | 2014-06-06 | 2016-01-21 | 富士フイルム株式会社 | ズームレンズおよび撮像装置 |
-
2017
- 2017-03-22 JP JP2018509128A patent/JP6448851B2/ja active Active
- 2017-03-22 WO PCT/JP2017/011478 patent/WO2017170047A1/ja active Application Filing
- 2017-03-22 CN CN201780020527.2A patent/CN108885332B/zh active Active
-
2018
- 2018-09-26 US US16/142,024 patent/US10746976B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108885332A (zh) | 2018-11-23 |
| US20190025557A1 (en) | 2019-01-24 |
| WO2017170047A1 (ja) | 2017-10-05 |
| CN108885332B (zh) | 2019-09-10 |
| JPWO2017170047A1 (ja) | 2018-12-20 |
| US10746976B2 (en) | 2020-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6448851B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP6356622B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP6204852B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP6401420B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP6128387B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP2016012118A (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP5745188B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP2018120152A (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP6401421B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP6437901B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP2016071140A (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP2018141888A (ja) | 撮像レンズおよび撮像装置 | |
| JP2016164629A (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP6219329B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| CN106814443A (zh) | 变焦镜头以及摄像装置 | |
| JP6284893B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP2016071141A (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP2018116210A (ja) | 撮像レンズおよび撮像装置 | |
| JP6649287B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP6422836B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP2019040020A (ja) | ズームレンズ及び撮像装置 | |
| JP2018194750A (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP7332546B2 (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 | |
| JP2020030285A (ja) | ズームレンズ及び撮像装置 | |
| JP2020160264A (ja) | ズームレンズおよび撮像装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180925 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180925 |
|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20180925 |
|
| A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20181031 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181106 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181204 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6448851 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |