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JP6344964B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、特に放送用テレビカメラ、映画用カメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩写真用カメラ等に好適なものである。
近年、テレビカメラや映画用カメラ、ビデオカメラ、写真用カメラ等の撮像装置には、映像表現の拡大のため浅い被写界深度や美しいボケ味を特徴とする大判カメラが用いられている。大判カメラに装着するズームレンズとして、撮影自由度の向上のため、高ズーム比、且つ高い光学性能を有したズームレンズが要望されている。高ズーム比のズームレンズとして、特許文献1、2で提案されているように最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置し、全体として4つ以上のレンズ群により構成されるポジティブリード型のズームレンズが知られている。
特開2011−175185号公報 特開2012−150248号公報
一般的に撮像装置のイメージサイズが大きくなると、それに応じて装着するズームレンズの軸外収差も大きくなる。従って、イメージサイズの大きな撮像装置に装着する場合には、特に画面周辺におけるズームレンズの光学性能が課題となる。
前述のポジティブリード型のズームレンズは、高ズーム比を達成するのが比較的容易である。しかしながら、特に大判カメラ用ズームレンズにおいて更なる高ズーム比を実現するには、倍率色収差などの軸外収差のズーム変動が増大し、高ズーム比と高性能を両立することが困難となる。
前述したポジティブリード型で、高ズーム比と高性能を実現するには、特に開口絞りよりも像側の軸外主光線の入射高の高さが高いレンズ群の屈折力を適切に設定することが重要である。
本発明は、例えば、全ズーム範囲における高い光学性能の点で有利なズームレンズの提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群、ズーミングのために移動する負の屈折力の第2レンズ群ズーミングのために移動する少なくとも1つのレンズ群、開口絞り、3または4のレンズ群から構成される後レンズ群から構成され、後レンズ群はズーミングのために移動する少なくとも1つのズーム移動後レンズ群を有し、互いに隣接する2つのレンズ群の組の何れもその間隔が変倍のために変化するように構成され、前記開口絞りは、ズーミングのためには移動せず、前記開口絞りより物体側のレンズ群で焦点調節を行い、後レンズ群の広角端の屈折力をφr_Wとし前記少なくとも1つのズーム移動後レンズ群のうちの1つのズーム移動後レンズ群の屈折力をφrzとし無限遠に合焦している状態での前記1つのズーム移動後レンズ群から像側のレンズ群の広角端で横倍率をβrzb_Wと広角端での前記1つのズーム移動後レンズ群の最も物体側の面を通る軸上光線の高さをh1_Wとし、広角端での前記1つのズーム移動後レンズ群の最も像側の面を通る軸上光線の高さをhk_Wとして、
|φrz/φr_W|<0.90
|βrzb_W|<2.00
0.70<h1_W/hk_W≦1.132
なる条件式を満たすことを特徴としている。
本発明によれば、例えば、全ズーム範囲における高い光学性能の点で有利なズームレンズ得られる。
実施例1のズームレンズの広角端で無限遠合焦時のレンズ断面図である。 実施例1の無限遠合焦時の(A)広角端、(B)ズーム移動後レンズ群のズームストロークが半分となる焦点距離477.78mm、(C)望遠端における縦収差図である。 実施例2のズームレンズの広角端で無限遠合焦時のレンズ断面図である。 実施例2の無限遠合焦時の(A)広角端、(B)最も像側のズーム移動後レンズ群のズームストロークが半分となる焦点距離235.28mm、(C)望遠端における縦収差図である。 実施例3のズームレンズの広角端で無限遠合焦時のレンズ断面図である。 実施例3の無限遠合焦時での(A)広角端、(B)ズーム移動後レンズ群のズームストロークが半分となる焦点距離601.20mm、(C)望遠端における縦収差図である。 実施例4のズームレンズの広角端で無限遠合焦時のレンズ断面図である。 実施例4の無限遠合焦時でのそれぞれ(A)広角端、(B)ズーム移動後レンズ群のズームストロークが半分となる焦点距離545.54mm、(C)望遠端における縦収差図である。 アッベ数νdと部分分散比θgFの分布の模式図である。 開口絞りより物体側に位置する正の屈折力のレンズ群による倍率色収差の2色の色消しと二次スペクトル残存に関する模式図である。 開口絞りより物体側に位置する負の屈折力のレンズ群による倍率色収差の2色の色消しと二次スペクトル残存に関する模式図である。 実施例1の5群ズームレンズのズーム移動後レンズ群U52による望遠端における倍率色収差の2色の色消しと二次スペクトル残存に関する模式図である。 実施例1の5群ズームレンズのそれぞれ(A)広角端と(B)望遠端における無限物体に合焦しているときの近軸追跡の模式図である。 実施例1の5群ズームレンズの第5レンズ群U5の広角端と望遠端の近軸追跡の模式図を示す。 実施例1のそれぞれ(A)広角端と(B)望遠端における無限物体に合焦しているときの光路図である。 本発明の撮像装置の要部概略図である。
次に本発明のズームレンズの特徴について説明する。
本発明のズームレンズは、物体側から順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群、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、少なくとも1群以上のズーミングに際して移動するレンズ群、開口絞りを含む後レンズ群から構成される。後レンズ群は少なくとも1つのズーミングに際して移動するズーム移動後レンズ群を有する。前記後レンズ群の広角端の屈折力をφr_W、前記ズーム移動後レンズ群の屈折力をφrz及びその前記ズーム移動後レンズ群から像側のレンズ群の広角端での無限遠合焦時の横倍率をβrzb_Wとするとき、
|φrz/φr_W|<0.90 ・・・(1)
|βrzb_W|<2.00 ・・・(2)
を満たしている。
ここで、本発明のズームレンズで用いている光学素子(レンズ)の材料の部分分散比とアッべ数は次の通りである。
フラウンフォーファ線のg線(435.8nm)、F線(486.1nm)、d線(587.6nm)、C線(656.3nm)に対する屈折率をそれぞれNg、NF、Nd、NCとする。
アッべ数νdとg線とF線に関する部分分散比θgFは以下の通りに与えられる。
νd=(Nd−1)/(NF−NC) ・・・式(A)
θgF=(Ng−NF)/(NF−NC) ・・・式(B)
又、軸上近軸光線及び瞳近軸光線は、次のように定義される光線である。軸上近軸光線は、光学系全系の広角端の焦点距離を1に規格化し、光学系に光軸と平行に、入射高を1として入射させた近軸光線である。瞳近軸光線は、光学系全系の広角端の焦点距離を1に規格化し、撮像面の最大像高に入射する光線の内、光学系の入射瞳と光軸との交点を通過する近軸光線である。物体は光学系の左側にあるものとし、物体側から光学系に入射する光線は左から右へ進むものとする。
図9はアッベ数νdと部分分散比θgFの分布の模式図である。図9において点Aは株式会社オハラ社製の製品名PBM2(νd=36.26、θgF=0.5828)の値を示す。点Bは株式会社オハラ社製の製品名NSL7(νd=60.49、θgF=0.5436)の値を示す。点A、点Bを結んだ線を基準線とする。図9に示すように、現存する主な光学材料はνdに対し部分分散比θgFが狭い範囲に分布しており、νdが小さいほどθgFが大きい傾向を持っている。
所定の屈折力Φで、正の屈折力Φp、負の屈折力Φn、部分分散比θp、θn、アッベ数νp、νn、軸上近軸光線の入射高h、瞳近軸光線の入射高H、の2枚のレンズGp、Gnで構成される薄肉密着系の軸上色収差係数L、倍率色収差係数Tは、
L=h×h×(Φp/νp+Φn/νn) ・・・式(C)
T=h×H×(Φp/νp+Φn/νn) ・・・式(D)
であらわされる。ここで、
Φ=Φp+Φn ・・・式(E)
とする。式(C)及び式(D)の各レンズの屈折力は、式(E)がΦ=1となるように規格化されている。3枚以上で構成される場合も同様に考えることができる。式(C)及び式(D)において、L=0及びT=0とするとC線−F線の軸上及び像面上での結像位置が合致する。特に高倍率のズームレンズでは、ズーミングに伴う色収差変動を抑制するために、各レンズ群の色収差、すなわちL及びTが概ねゼロ近傍となるように補正される。
この時、物体距離を無限遠として光束を入射した場合のF線に対するg線の軸上色収差のずれ量及び倍率色収差のずれ量を、それぞれ軸上色収差の二次スペクトル量Δs、倍率色収差の二次スペクトル量Δyとして定義すると、
Δs=−h×h×(θp−θn)/(νp−νn)×f ・・・式(F)
Δy=−h×H×(θp−θn)/(νp−νn)×Y ・・・式(G)
であらわされる。ここで、fはレンズ全系の焦点距離、Yは像高とする。
図13(A)、(B)は本発明のズームレンズの後述する数値実施例1の5群ズームレンズのそれぞれ広角端と望遠端における無限物体に合焦しているときの近軸追跡の模式図である。図13(A)、(B)では、各レンズ群を薄肉レンズで示している。図13(A)、(B)に示すように、所定の屈折力Φで、第5レンズ群が3つのレンズ群から構成される数値実施例1の5群ズームレンズのように7つの薄肉密着レンズ群から構成される。また、各レンズ群毎にC線−F線の軸上及び倍率色収差が補正された薄肉系の軸上色収差、倍率色収差の二次スペクトル量ΔS、ΔYは、
ΔS={−h1×h1×(θp1−θn1)/(νp1−νn1)×Φ1
−h2×h2×(θp2−θn2)/(νp2−νn2)×Φ2
−h3×h3×(θp3−θn3)/(νp3−νn3)×Φ3
−h4×h4×(θp4−θn4)/(νp4−νn4)×Φ4
−h51×h51×(θp51−θn51)/(νp51−νn51)×Φ51
−h52×h52×(θp52−θn52)/(νp52−νn52)×Φ52
−h53×h53×(θp53−θn53)/(νp53−νn53)×Φ53
}×f ・・・式(H)
ΔY={−h1×H1×(θp1−θn1)/(νp1−νn1)×Φ1
−h2×H2×(θp2−θn2)/(νp2−νn2)×Φ2
−h3×H3×(θp3−θn3)/(νp3−νn3)×Φ3
−h4×H4×(θp4−θn4)/(νp4−νn4)×Φ4
−h51×H51×(θp51−θn51)/(νp51−νn51)×Φ51
−h52×H52×(θp52−θn52)/(νp52−νn52)×Φ52
−h53×H53×(θp53−θn53)/(νp53−νn53)×Φ53
}×Y ・・・式(I)
と表わされる。fはレンズ全系の焦点距離、Yは像高とする。第1レンズ群〜第4レンズ群、第51レンズ群〜第53レンズ群の軸上近軸光線の入射高をh1、h2、h3、h4、h51、h52、h53、瞳近軸光線の入射高をH1、H2、H3、H4、H51、H52、H53とする。
第1レンズ群〜第4レンズ群、第51レンズ群〜第53レンズ群の正の屈折力のレンズの平均部分分散比をθp1、θp2、θp3、θp4、θp51、θp52、θp53、負の屈折力のレンズの平均部分分散比をθn1、θn2、θn3、θn4、θn51、θn52、θn53とする。
第1レンズ群〜第4レンズ群、第51レンズ群〜第53レンズ群の正の屈折力のレンズの平均分散をνp1、νp2、νp3、νp4、νp51、νp52、νp53、負の屈折力のレンズの平均分散をνn1、νn2、νn3、νn4、νn51、νn52、νn53とする。第1レンズ群〜第4レンズ群、第51レンズ群〜第53レンズ群の屈折力をΦ1、Φ2、Φ3、Φ4、Φ51、Φ52、Φ53とする。式(H)及び式(I)の各レンズ群の屈折力はレンズ全系の屈折力が1となるように規格化されている。5群以上で構成される場合も同様に考えることができる。
図9において、正の屈折力のレンズ群Lpでの色消しでは正レンズGpとしてアッベ数νpの大きな材料、負レンズGnとしてνnの小さな材料を用いる。従って式(I)より、正レンズGpはθpが小さく、負レンズGnはθnが大きくなって、F線とC線で色収差を補正すると、図10に示すように正の屈折力のレンズ群Lpが開口絞りよりも物体側に位置する場合、軸外ではg線の結像点が像高の低い方にずれる。二次スペクトル量ΔS及びΔYは、図13(B)に示すように望遠側において軸上近軸光線と瞳近軸光線の入射高が高い位置を通る数値実施例1の第1レンズ群U1で顕著に発生する。
図9において、負の屈折力のレンズ群Lnでの色消しでは正レンズG1としてアッベ数ν1の小さな材料、負レンズG2としてν2の大きな材料を用いる。従って式(I)より、正レンズG1はθ1が大きく、負レンズG2はθ2が小さくなって、F線とC線で色収差を補正すると、図11に示すように負の屈折力のレンズ群Lnが開口絞りよりも物体側に位置する場合、軸外ではg線の結像点が像高の高い方にずれる。図13(B)において、この現象は数値実施例1の5群ズームレンズの負の屈折力の第2レンズ群U2で発生する。
したがって、式(I)における第1項は負、第2項は正となり、第2レンズ群U2で発生する倍率色収差の二次スペクトル量の絶対値を増大させることにより、第1レンズ群U1で発生した倍率色収差の二次スペクトル量を効果的に補正できる。
数値実施例1では開口絞りより像側に位置する第5レンズ群内の一部のレンズ群(ズーム移動後レンズ群)をズーミングで移動させることで、広角端と望遠端のズーム移動後レンズ群を通る軸上近軸光線の入射高の高さを変えずに、瞳近軸光線の入射高の高さのみを変えている。それにより、ズーム移動後レンズ群で倍率色収差の二次スペクトルのズーム変動を発生させ、第1レンズ群U1で発生した倍率色収差の二次スペクトルのズーム変動をより効果的に補正している。
数値実施例1では第52レンズ群U52の屈折力や正レンズ及び負レンズのアッベ数、部分分散比及び屈折力を適切に選択することで、特に望遠端の倍率色収差の二次スペクトルを効果的に補正し、倍率色収差の二次スペクトルのズーム変動を良好に補正している。
以下、第5レンズ群が3つの群から構成される数値実施例1の5群ズームレンズの第52レンズ群U52における倍率色収差の二次スペクトルの広角端と望遠端の変動補正について詳細を述べる。
ここで、3枚以上のレンズで構成されているレンズ全系の軸上色収差係数L、倍率色収差係数Tを、以下の式(J)、(K)で与える。
L=Σ(h_j×h_j×φ_j/ν_j) ・・・式(J)
T=Σ(h_j×H_j×φ_j/ν_j) ・・・式(K)
但し、h_j、H_jをそれぞれ物体側からj番目のレンズの近軸追跡における軸上近軸光線の入射高、瞳近軸光線の入射高とする。φ_j、ν_jをそれぞれ物体側からj番目のレンズの屈折力、アッベ数とする。
さらに、レンズ全系の軸上色収差量Δf、倍率色収差量ΔYは、以下の式(L)及び(M)で与えられる。
Δf=−L×f ・・・式(L)
ΔY=−T×Y ・・・式(M)
但し、レンズ全系の焦点距離をf、像高をYとする。
今、式(J)及び(K)で用いているアッベ数ν_jの分母(部分分散)をng−nFとすると、式(J)及び(K)はそれぞれF線に対するg線の軸上色収差係数、倍率色収差係数となる。式(L)及び(M)はそれぞれ軸上色収差、倍率色収差の二次スペクトル量を表す。式(J)及び(L)より、軸上色収差の二次スペクトルの各レンズの分担値は、軸上近軸光線の高さの二乗、レンズの屈折力及びg線とF線の屈折率差に比例して大きくなる。一方、式(K)及び(M)より、倍率色収差の二次スペクトルの各レンズの分担値は、軸上近軸光線の高さ、瞳近軸光線の高さ、レンズの屈折力及びg線とF線の屈折率差に比例して大きくなる。
ここで、式(J)及び(K)より物体側からj番目のレンズにおける二次スペクトルの軸上色収差係数に対する二次スペクトルの倍率色収差係の比TL_jは以下の式(N)で求まる。
TL_j=H_j/h_j ・・・式(N)
開口絞りより像側に位置するレンズにおいて、TL_jは常に正の値をとる。式(N)より、瞳近軸光線の入射高がより高い位置にあるレンズほど二次スペクトルの倍率色収差係数の分担値がより大きいため、倍率色収差の二次スペクトル補正により有利である。一方、瞳近軸光線の入射高がより低い位置にあるレンズほど二次スペクトルの軸上色収差係数の分担値がより大きいため、軸上色収差の二次スペクトル補正に有利である。第5レンズ群が3つのレンズ群から構成される数値実施例1の5群ズームレンズでは、より像側に位置するレンズほど瞳近軸光線の入射高が高い傾向にあるため倍率色収差の二次スペクトル補正に有利である。
更に、式(J)及び(K)より物体側からj番目のレンズにおける広角端と望遠端の二次スペクトルの軸上色収差係数の差に対する広角端と望遠端の二次スペクトルの倍率色収差係数の差の比TzLz_jは以下の式(O)で求まる。
TzLz_j=(hT_j×HT_j−hW_j×HW_j)
/(hT_j×hT_j−hW_j×hW_j) ・・・式(O)
但し、hW_j、HW_jをそれぞれ物体側からj番目のレンズの近軸追跡における広角端の軸上近軸光線の入射高、広角端の瞳近軸光線の入射高とする。hT_j、HT_jをそれぞれ物体側からj番目のレンズの近軸追跡における望遠端の軸上近軸光線の入射高、望遠端の瞳近軸光線の入射高とする。
図14に第5レンズ群が3つの群から構成される数値実施例1の5群ズームレンズの物体側から順に開口絞りSP、第51レンズ群U51、第52レンズ群U52、第53レンズ群U53から成る第5レンズ群U5の広角端、望遠端の近軸追跡の模式図を示す。
前後で軸上近軸光線が略アフォーカルとなる第52レンズ群U52を広角端から望遠端へのズーミングに際して像側に移動させることで、広角端及び望遠端での軸上近軸光線の入射高の変化は小さいが、望遠端での瞳近軸光線の入射高は高くなる。従って、第52レンズ群U52においては図14に示す(HT_52−HW_52)の差が式(O)の値を決める上で支配的となる。
従って、第52レンズ群U52で色収差の二次スペクトル補正により有利な硝材のアッベ数と部分分散比、及び屈折力を選択して望遠端の倍率色収差の二次スペクトルを補正することで、倍率色収差の二次スペクトルの広角端と望遠端の変動を効果的に補正できる。
式(O)と同様にして、物体側からi番目の面における広角端と望遠端の二次スペクトルの軸上色収差係数の分担値の差に対する広角端と望遠端の二次スペクトルの倍率色収差係数の分担値の差の比TzLz_iは、以下の式(P)で求まる。
TzLz_i=(hT_i×HT_i−hW_i×HW_i)
/(hT_i×hT_i−hW_i×hW_i) ・・・式(P)
但し、hW_i、HW_iをそれぞれ物体側からi番目のレンズの近軸追跡における広角端の軸上近軸光線の入射高、広角端の瞳近軸光線の入射高とする。hT_i、HT_iをそれぞれ物体側からi番目のレンズの近軸追跡における望遠端の軸上近軸光線の入射高、望遠端の瞳近軸光線の入射高とする。本発明のズームレンズは、ズーム移動後レンズ群の各面に対する式(P)の数値が負に大きくなるように設計され、倍率色収差のズーム変動補正に有利となるように構成されている。
又、図15(A)、(B)は数値実施例1のそれぞれ広角端と望遠端における無限遠物体に合焦しているときの光路図である。図15(A)、(B)からも分かるように、U52を通る軸上光線は略アフォーカルであり、広角端と望遠端において軸上光線の入射高の高さがほぼ変わらない。よって、U52がズーミングに際して移動することによる球面収差や軸上色収差などの軸上収差のズーム変動に与える影響は小さい。一方で、U52を通る軸外主光線の入射高の高さは、広角端よりも望遠端の方が高くなる。したがって、U52がズーミングに際して移動することで倍率色収差などの軸外収差のズーム変動を効果的に補正することができる。
条件式(1)は、ズーム移動後レンズ群の屈折力と広角端での後レンズ群の屈折力の比を規定している。条件式(1)を満たすことで、ズームレンズの軸外収差のズーム変動を良好に補正することが可能となる。
条件式(1)の上限を超えると、広角端での後レンズ群の屈折力に対するズーム移動後レンズ群の屈折力が強くなりすぎて、ズーム移動後レンズ群を通る軸上光線の入射高の高さがズーミングに伴い大きく変化する。よって、特に軸上色収差などの軸上収差のズーム変動も大きく変化してしまうため、特に倍率色収差などの軸外収差のズーム変動の効果的な補正が困難となる。
更に好ましくは、条件式(1)を次の如く設定するのが良い。
|φrz/φr_W|<0.86 ・・・(1a)
条件式(2)は、ズーム移動後レンズ群から像側のレンズ群の広角端での無限遠合焦時の横倍率を規定している。条件式(2)を満たすことで、ズームレンズの特に軸外収差のズーム変動を良好に補正することが可能となる。
条件式(2)の上限を超えると、広角端でのズーム移動後レンズ群に入射する軸上光線の入射傾角が大きくなりすぎて、ズーム移動後レンズ群を通る軸上光線の入射高の高さがズーミングに伴い大きく変化する。よって、特に軸上色収差などの軸上収差のズーム変動が大きく変化してしまうため、特に倍率色収差などの軸外収差のズーム変動の効果的な補正が困難となる。
更に好ましくは、条件式(2)を次の如く設定するのが良い。
|βrzb_W|<1.50 ・・・(2a)
以上の各条件式を満たすことにより、本発明の各実施例では、大判カメラ用ズームレンズでありながら、倍率色収差のズーム変動を良好に抑制し、広角端から望遠端までの全ズーム範囲において高い光学性能を達成している。
本発明の更なる実施態様として、条件式(3)によりズーム移動後レンズ群のズームストロークが半分となるズーム位置での開口絞りからズーム移動レンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離LF_Mと、ズーム移動後レンズ群の最も像側の面から像面までの光軸上の距離LR_Mの比を規定している。
0.20<LF_M/LR_M<0.70 ・・・(3)
式()より、各面の倍率色収差係数は軸上近軸光線の高さと瞳近軸光線の高さとレンズの屈折力の積をレンズのアッベ数で割った値となる。したがって、倍率色収差補正を効果的に行うことができる位置は、軸上近軸光線の高さと瞳近軸光線の高さがともに高い位置である。
条件式(3)を満たすことで、倍率色収差のズーム変動の良好な補正が可能となる。
条件式(3)の上限を超えると、ズーム移動後レンズ群のズーム中間での位置が像面に近過ぎるため、軸外光線は高くなるが軸上光線が低くなりすぎるため、特に倍率色収差のズーム変動の良好な補正が困難となる。
条件式(3)の下限を超えると、ズーム移動後レンズ群のズーム中間での位置が開口絞りに近過ぎるため、軸外光線が低くなりすぎるため、特に倍率色収差のズーム変動の良好な補正が困難となる。
更に好ましくは、条件式(3)を次の如く設定するのが良い。
0.30<LF_M/LR_M<0.60 ・・・(3a)
本発明の更なる実施態様として、条件式(4)により最も像側に配置されたズーム移動後レンズ群より像側の群の広角端での屈折力φrzb_Wと広角端での後レンズ群の屈折力φr_Wの比を規定している。
0.30<|φrzb_W/φr_W|<3.00 ・・・(4)
条件式(4)を満たすことで、良好な収差補正とレンズ全長の短縮の両立が可能となる。
条件式(4)の上限を超えると、最も像側に配置されたズーム移動後レンズ群より像側のレンズ群の屈折力が大きくなり過ぎるため、ズーム全域における倍率色収差や歪曲等の補正が困難となる。
条件式(4)の下限を超えると、最も像側に配置されたズーム移動後レンズ群より像側のレンズ群の屈折力が小さくなり過ぎるため、バックフォーカスが長くなり過ぎ、レンズ全長の短縮が困難となる。
更に好ましくは、条件式(4)を次の如く設定するのが良い。
0.40<|φrzb_W/φr_W|<2.10 ・・・(4a)
本発明の更なる実施態様として、条件式(5)により前記ズーム移動後レンズ群の広角端で最も物体側面を通る軸上光線の高さh1_Wと、最も像側面を通る軸上光線の高さhk_Wの比を規定している。
0.70 <h1_W/hk_W< 1.30 ・・・(5)
条件式(5)を満たすことで、ズームレンズの特に軸外収差のズーム変動を良好に補正することが可能となる。
条件式(5)の上限及び下限を超えると、広角端でのズーム移動後レンズ群に入射する軸上光線の入射傾角が大きくなりすぎて、ズーム移動後レンズ群を通る軸上光線の入射高の高さがズーミングに伴い大きく変化する。よって、特に軸上色収差などの軸上収差のズーム変動が大きく変化してしまうため、特に倍率色収差などの軸外収差のズーム変動の効果的な補正が困難となる。
更に好ましくは、条件式(5)を次の如く設定するのが良い。
0.90 <h1_W/hk_W< 1.20 ・・・(5a)
本発明の更なる実施態様として、条件式(6)によりズーム移動後レンズ群の正レンズの屈折力の和、ズーム移動後レンズ群の負レンズの屈折力の和に対するそれぞれの平均アッベ数の比の和を規定している。
|φp/νp+φn/νn|<3.00×10−3 ・・・(6)
ここで、φpはズーム移動後レンズ群の正レンズの屈折力の和、φnはズーム移動後レンズ群の負レンズの屈折力の和、νpはズーム移動後レンズ群の正レンズの平均アッベ数、νnはズーム移動後レンズ群の負レンズの平均アッベ数である。
条件式(6)を満たすことで、ズーム移動後レンズ群内での色収差補正が可能となる。
条件式(6)の上限を超えると、式(3)及び式(4)よりズーム移動後レンズ群内でのC線−F線の色消しが不十分となるため、軸上色収差や倍率色収差のズーム変動の良好な補正が困難となる。
更に好ましくは、条件式(6)を次の如く設定するのが良い。
|φp/νp+φn/νn|<1.20×10−3 ・・・(6a)
図12は後述する数値実施例1の5群ズームレンズのズーム移動後レンズ群U52における望遠端での倍率色収差の2色の色消しと二次スペクトル残存に関する模式図である。
図12において、U52内においてF線とC線の色収差を補正し、図12に示すように軸外でg線の結像点を像高の高い方にずらすことで、特に第1レンズ群U1で像高の低い方に発生する望遠端の倍率色収差の二次スペクトルを良好に補正することが可能となる。その際、ズーム移動後レンズ群を構成する正レンズの平均部分分散比をより小さく、負レンズの平均部分分散比をより大きくすることで効果的な補正が可能となる。
本発明の更なる実施態様として、条件式(7)によりズーム移動後レンズ群の正レンズの平均部分分散比と図9に示す点A、点Bを結んだ基準線上の部分分散比との差を規定している。
−20.0×10−3<θp−(−1.620×10−3×νp+0.640)
< 15.0×10−3 ・・・(7)
条件式(7)を満たすことで、倍率色収差のズーム変動の良好な補正が可能となる。
条件式(7)の上限を超えると、ズーム移動後レンズ群内の正レンズの平均部分分散比が大きくなり、ズーム移動後レンズ群内において望遠端でg線が像高の低い方にずれ過ぎるため、倍率色収差のズーム変動の良好な補正が困難となる。
条件式(7)の下限を超えると、ズーム移動後レンズ群内の正レンズの平均部分分散比が小さくなり、ズーム移動後レンズ群内において望遠端でg線が像高の高い方にずれ過ぎるため、倍率色収差のズーム変動が補正過剰となるため良くない。
更に好ましくは、条件式(7)を次の如く設定するのが良い。
−15.0×10−3<θp−(−1.620×10−3×νp+0.640)
< 13.0×10−3 ・・・(7a)
本発明の更なる実施態様として、条件式(8)によりズーム移動後レンズ群の負レンズの平均部分分散比と図9に示す点A、点Bを結んだ基準線上の部分分散比との差を規定している。
−15.0×10−3<θn−(−1.620×10−3×νn+0.640)
< 20.0×10−3 ・・・(8)
条件式(8)を満たすことで、倍率色収差のズーム変動の良好な補正が可能となる。
条件式(8)の上限を超えると、ズーム移動後レンズ群内の負レンズの平均部分分散比が大きくなり、ズーム移動後レンズ群内において望遠端でg線が像高の高い方にずれ過ぎるため、倍率色収差のズーム変動が補正過剰となるため良くない。
条件式(8)の下限を超えると、ズーム移動後レンズ群内の正レンズの平均部分分散比が小さくなり、ズーム移動後レンズ群内において望遠端でg線が像高の低い方にずれ過ぎるため、倍率色収差のズーム変動の良好な補正が困難となる。
更に好ましくは、条件式(8)を次の如く設定するのが良い。
−10.0×10−3<θn−(−1.620×10−3×νn+0.640)
< 5.0×10−3 ・・・(8a)
図1は本発明の実施例1のズームレンズの広角端で無限遠合焦時のレンズ断面図である。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群、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、少なくとも1群以上のズーミングに際して移動するレンズ群、開口絞り及びズーミングに際して移動するズーム移動後レンズ群を含む後レンズ群を有している。
U1はズーミングのためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群である。U2は広角端(短焦点距離端)から望遠端(長焦点距離端)へのズーミングに際して像側へ移動するズーミング用の負の屈折力の第2レンズ群(バリエーターレンズ群)である。本実施例において、「少なくとも1群以上のズーミングに際して移動するレンズ群」は、第3レンズ群U3及び第4レンズ群U4から構成される。第3レンズ群U3は、広角端(短焦点距離端)から望遠端(長焦点距離端)へのズーミングに際して移動するズーミング用の正の屈折力を有するバリエーターレンズ群である。第4レンズ群U4は、第2レンズ群U2及び第3レンズ群U3に連動して移動し、ズーミングに伴う像面変動を補正する正の屈折力を有するコンペンセーターレンズ群である。また、第4レンズ群U4は無限遠物体から近距離物体に焦点調整する際に物体側に移動する。本実施例における後レンズ群は、図1中でU5で示される。後レンズ群U5は、物体側から像側へ順に、開口絞りSP、ズーミングのためには移動しない負の屈折力の第51レンズ群U51、ズーミングに際して移動する正の屈折力の第52レンズ群U52、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第53レンズ群U53、から構成される。IPは像面であり、固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面に相当している。
実施例1の各レンズ群のレンズ構成について説明する。以下、各レンズは物体側より像側へ順に配置されているものとする。第1レンズ群U1は正レンズ、負レンズ、正レンズ3枚で構成されている。第2レンズ群U2は負レンズ3枚、正レンズで構成されている。第3レンズ群U3は正レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。第4レンズ群U4は焦点調整に際して移動し、正レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズで構成されている。第5レンズ群U5は、開口絞りSP、第51レンズ群U51、第52レンズ群U52、第53レンズ群U53で構成されている。第51レンズ群U51は、負レンズと正レンズの接合レンズ2枚で構成される。第52レンズ群U52は、負レンズと正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズから構成される。第53レンズ群U53は、正レンズと負レンズの接合レンズ2枚から構成される。
実施例1に対応する数値実施例を下記の<数値実施例1>に記載する。以下の各数値実施例において、rは物体側より各面の曲率半径、dは各面の間隔、ndとνdは各光学部材の屈折率とアッベ数である。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、Rを近軸曲率半径、kを円錐常数、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12を各々非球面係数としたとし次式で表す。
Figure 0006344964
「e−Z」は「×10−Z」を意味する。*印は非球面であることを示している。
図2に、数値実施例1のズームレンズの無限遠合焦時の(A)広角端、(B)ズーム移動後レンズ群のズームストロークが半分となる焦点距離477.78mm、(C)望遠端における縦収差図を示す。但し、図中の焦点距離の値は、後述する数値実施例をmm単位で表したときの値であり、以下の各数値実施例においてすべて同じである。収差図において、球面収差はe線、g線、C線、F線によって表されている。非点収差はe線のメリディオナル像面(ΔM)とe線のサジタル像面(ΔS)によって表されている。倍率色収差はg線、C線、F線によって表されている。すべての収差図において、球面収差は0.5mm、非点収差は0.5mm、歪曲は5%、倍率色収差は0.05mmのスケールで描かれている。FnoはFナンバー、ωは半画角である。尚、広角端と望遠端はズーミング用の第2レンズ群U2が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
表1に数値実施例1の各条件式の対応値を示す。数値実施例1は条件式(1)〜(8)の何れの条件式も満足している。ただし、数値実施例1においては、第52レンズ群U52(ズーム移動後レンズ群)が条件式(1)を満たし、第52レンズ群U52から像側のレンズ群が条件式(2)を満たしている。
数値実施例1、2、4では第52レンズ群U52、数値実施例3では第53レンズ群U53が条件式(1)を満たしている。
数値実施例1、2、4では第52レンズ群U52から像側の群、数値実施例3では第53レンズ群U53から像側のレンズ群が条件式(2)を満たしている。
数値実施例1のズーム移動後レンズ群における式(O)の数値を表2に示す。ズーム移動後レンズ群の各面は値が負に大きく、倍率色収差のズーム変動補正に有利であることがわかる。
本実施例のズームレンズ8は、大判カメラ用ズームレンズでありながら、特に倍率色収差のズーム変動を効果的に抑制し、ズーム比20.0倍、広角端の半画角21.2度、望遠端の半画角1.1度という広角端から望遠端までの全ズーム範囲において高い光学性能を達成している。
図3は本発明の実施例2のズームレンズの広角端で無限遠合焦時のレンズ断面図である。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群、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、少なくとも1群以上のズーミングに際して移動するレンズ群、開口絞り及びズーミングに際して移動するズーム移動後レンズ群を含む後レンズ群を有している。
U1はズーミングのためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群である。U2は広角端(短焦点距離端)から望遠端(長焦点距離端)へのズーミングに際して像側へ移動するズーミング用の負の屈折力の第2レンズ群(バリエーターレンズ群)である。本実施例において、「少なくとも1群以上のズーミングに際して移動するレンズ群」は、第3レンズ群U3及び第4レンズ群U4から構成される。第3レンズ群U3は、広角端(短焦点距離端)から望遠端(長焦点距離端)へのズーミングに際して移動するズーミング用の正の屈折力を有するバリエーターレンズ群である。第4レンズ群U4は、第2レンズ群U2及び第3レンズ群U3に連動して移動し、ズーミングに伴う像面変動を補正する正の屈折力を有するコンペンセーターレンズ群である。また、第4レンズ群U4は無限遠物体から近距離物体に焦点調整する際に物体側に移動する。本実施例における後レンズ群は、図1中でU5で示され、物体側から像側へ順に、開口絞りSP、ズーミングのためには移動しない負の屈折力の第51レンズ群U51、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第52レンズ群U52、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第53レンズ群U53で構成される。IPは像面であり、固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面に相当している。
次に、実施例2の各レンズ群のレンズ構成について説明する。第1レンズ群U1は正レンズ、負レンズ、正レンズ3枚で構成されている。第2レンズ群U2は負レンズ3枚、正レンズで構成されている。第3レンズ群U3は正レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。第4レンズ群U4は焦点調整に際して移動し、正レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズで構成されている。第5レンズ群U5は、開口絞りSP、第51レンズ群U51、第52レンズ群U52、第53レンズ群U53から構成されている。第51レンズ群U51は、負レンズと正レンズの接合レンズ2枚から構成される。第52レンズ群U52は、負レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ2枚から構成される。第53レンズ群U53は、正レンズと負レンズの接合レンズで構成される。
実施例2に対応する数値実施例2を下記の<数値実施例2>に記載する。
図4に、数値実施例2のズームレンズの無限遠合焦時の(A)広角端、(B)ズーム移動後レンズ群のズームストロークが半分となる焦点距離235.28mm、(C)望遠端における縦収差図を示す。
表1に数値実施例2の各条件式の対応値を示す。数値実施例2は条件式(1)〜(8)の何れの条件式も満足している。但し、数値実施例2においては、第52レンズ群U52(ズーム移動後レンズ群)が条件式(1)を満たし、第52レンズ群U52から像側のレンズ群が条件式(2)を満たしている。
数値実施例2のズーム移動後レンズ群における式(O)の数値を表3に示す。ズーム移動後レンズ群の各面は値が負に大きく、倍率色収差のズーム変動補正に有利であることがわかる。
本実施例のズームレンズ8は、大判カメラ用ズームレンズでありながら、特に倍率色収差のズーム変動を効果的に抑制し、ズーム比20.0倍、広角端の半画角17.3度、望遠端の半画角0.6度という広角端から望遠端までの全ズーム範囲において高い光学性能を達成している。
図5は本発明の実施例3のズームレンズの広角端で無限遠合焦時のレンズ断面図である。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群、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、少なくとも1群以上のズーミングに際して移動するレンズ群、開口絞り及びズーミングに際して移動するズーム移動後レンズ群を含む後レンズ群を有している。
U1はズーミングのためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群である。U2は広角端(短焦点距離端)から望遠端(長焦点距離端)へのズーミングに際して像側へ移動するズーミング用の負の屈折力の第2レンズ群(バリエーターレンズ群)である。本実施例において、「少なくとも1群以上のズーミングに際して移動するレンズ群」は、第3レンズ群U3及び第4レンズ群U4から構成される。第3レンズ群U3は、広角端(短焦点距離端)から望遠端(長焦点距離端)へのズーミングに際して移動するズーミング用の正の屈折力を有するバリエーターレンズ群である。第4レンズ群U4は、第2レンズ群U2及び第3レンズ群U3に連動して移動し、ズーミングに伴う像面変動を補正する正の屈折力を有するコンペンセーターレンズ群である。また、第4レンズ群U4は無限遠物体から近距離物体に焦点調整する際に物体側に移動する。本実施例における後レンズ群は、図1中でU5で示されている。後レンズ群U5は、物体側から像側へ順に、開口絞りSP、負の屈折力の第51レンズ群U51、負の屈折力の第52レンズ群U52、正の屈折力の第53レンズ群U53、正の屈折力の第54レンズ群U54で構成される。第51レンズ群U51は、ズーミングのためには移動しない。第52レンズ群U52は、ズーミングに際して移動する。第53レンズ群U53は、ズーミングに際して移動する。第54レンズ群U54は、ズーミングのためには移動しない。IPは像面であり、固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面に相当している。
次に、実施例3の各レンズ群のレンズ構成について説明する。第1レンズ群U1は正レンズ、負レンズ、正レンズ3枚で構成されている。第2レンズ群U2は負レンズ3枚、正レンズで構成されている。第3レンズ群U3は正レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。第4レンズ群U4は焦点調整に際して移動し、正レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズで構成されている。第5レンズ群U5は、開口絞りSP、第51レンズ群U51、第52レンズ群U52、第53レンズ群U53、第54レンズ群U54で構成されている。第51レンズ群U51は、負レンズと正レンズの接合レンズ2枚で構成される。第52レンズ群U52は、負レンズと正レンズと負レンズの接合レンズで構成される。第53レンズ群U53は、正レンズと負レンズの接合レンズで構成される。第54レンズ群U54は、正レンズと負レンズの接合レンズで構成される。
実施例3に対応する数値実施例3を下記の<数値実施例3>に記載する。
図6に、実施例3のズームレンズの無限遠合焦時の(A)広角端、(B)ズーム移動後レンズ群のズームストロークが半分となる焦点距離601.20mm、(C)望遠端における縦収差図を示す。
表1に数値実施例3の各条件式の対応値を示す。数値実施例3は条件式(1)〜(8)の何れの条件式も満足している。ただし、数値実施例3においては、第53レンズ群U53(ズーム移動後レンズ群)が条件式(1)を満たし、第53レンズ群U53から像側のレンズ群が条件式(2)を満たしている。
数値実施例3のズーム移動後レンズ群における式(O)の数値を表4に示す。ズーム移動後レンズ群の各面は値が負に大きく、倍率色収差のズーム変動補正に有利であることがわかる。
本実施例のズームレンズ8は、大判カメラ用ズームレンズでありながら、特に倍率色収差のズーム変動を効果的に抑制し、ズーム比30.0倍、広角端の半画角28.4度、望遠端の半画角1.6度という広角端から望遠端までの全ズーム範囲において高い光学性能を達成している。
図7は本発明の実施例4のズームレンズの広角端で無限遠合焦時のレンズ断面図である。本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群、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、少なくとも1群以上のズーミングに際して移動するレンズ群、開口絞り及びズーミングに際して移動するズーム移動後レンズ群を含む後レンズ群を有している。
U1はズーミングのためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群である。U2は広角端(短焦点距離端)から望遠端(長焦点距離端)へのズーミングに際して像側へ移動するズーミング用の負の屈折力の第2レンズ群(バリエーターレンズ群)である。本実施例において、「少なくとも1群以上のズーミングに際して移動するレンズ群」は、第3レンズ群U3及び第4レンズ群U4から構成される。第3レンズ群U3は、広角端(短焦点距離端)から望遠端(長焦点距離端)へのズーミングに際して移動するズーミング用の正の屈折力を有するバリエーターレンズ群である。第4レンズ群U4は、第2レンズ群U2及び第3レンズ群U3に連動して移動し、ズーミングに伴う像面変動を補正する正の屈折力を有するコンペンセーターレンズ群である。また、第4レンズ群U4は無限遠物体から近距離物体に焦点調整する際に物体側に移動する。本実施例における後レンズ群は、図1中でU5で示され、物体側から像側へ順に、開口絞りSP、ズーミングのためには移動しない負の屈折力の第51レンズ群U51、ズーミングに際して移動する負の屈折力の第52レンズ群U52、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第53レンズ群U53で構成される。IPは像面であり、固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面に相当している。
次に、実施例4の各レンズ群のレンズ構成について説明する。第1レンズ群U1は正レンズ、負レンズ、正レンズ3枚で構成されている。第2レンズ群U2は負レンズ3枚、正レンズで構成されている。第3レンズ群U3は正レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。第4レンズ群U4は焦点調整に際して移動し、正レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズで構成されている。第5レンズ群U5は、開口絞りSP、第51レンズ群U51、第52レンズ群U52、第53レンズ群U53、から構成されている。第51レンズ群U51は、負レンズと正レンズの接合レンズ2枚から構成される。第52レンズ群U52は、負レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ2枚から構成される。第53レンズ群U53は、正レンズと負レンズの接合レンズで構成される。
実施例4に対応する数値実施例4を下記の<数値実施例4>に記載する。
図8に、数値実施例4のズームレンズの無限遠合焦時の(A)広角端、(B)ズーム移動後レンズ群のズームストロークが半分となる焦点距離545.54mm、(C)望遠端における縦収差図を示す。
表1に数値実施例4の各条件式の対応値を示す。数値実施例4は条件式(1)〜(8)の何れの条件式も満足している。但し、数値実施例4においては、第52レンズ群U52(ズーム移動後レンズ群)が条件式(1)を満たし、第52レンズ群U52から像側のレンズ群が条件式(2)を満たしている。
数値実施例4のズーム移動後レンズ群における式(O)の数値を表5に示す。ズーム移動後レンズ群の各面は値が負に大きく、倍率色収差のズーム変動補正に有利であることがわかる。
本実施例のズームレンズ8は、大判カメラ用ズームレンズでありながら、特に倍率色収差のズーム変動を効果的に抑制し、ズーム比20.0倍、広角端の半画角28.4度、望遠端の半画角1.6度という広角端から望遠端までの全ズーム範囲において高い光学性能を達成している。
図16を用いて、各数値実施例のズームレンズを撮影光学系として用いた撮像装置(テレビカメラシステム)の概要を説明する。図16は本発明の撮像装置の要部概略図である。図16において101は数値実施例1〜4のいずれか1つのズームレンズである。124はカメラである。ズームレンズ101はカメラ124に対して着脱可能になっている。125はカメラ124にズームレンズ101を装着することにより構成される撮像装置である。
ズームレンズ101は第1レンズ群F、変倍レンズ群LZ、後レンズ群Rを有している。第1レンズ群F、又は変倍レンズ群LZは焦点調節用レンズ群が含まれている。変倍部LZはズーミングに際して光軸上を移動する群と、ズーミングに伴う像面変動を補正する為に光軸上を移動する群が含まれている。後レンズ群Rは開口絞りSPと少なくとも1つのズーミング中に移動するレンズ群が含まれている。
114、115は、各々第1レンズ群F、変倍レンズ群LZを光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。116〜118は駆動機構114、115及び開口絞りSPを電動駆動するモータ(駆動手段)である。119〜121は、第1レンズ群F、変倍部LZの光軸上の位置や、開口絞りSPの絞り径を検出する為の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である。カメラ124において、109はカメラ124内の光学フィルタや色分解プリズムに相当するガラスブロック、110はズームレンズ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)である。また、111、122はカメラ124及びズームレンズ本体101の各種の駆動を制御するCPUである。
このように本発明のズームレンズをテレビカメラ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している。
<数値実施例1>
面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径
1 344.917 14.26 1.43387 95.1 0.537 142.86
2 -675.733 0.20 1 142.47
3 -1990.435 4.50 1.72916 54.7 0.544 141.72
4 150.892 0.86 1 138.78
5 150.495 22.41 1.43387 95.1 0.537 139.43
6 -1084.631 0.20 1 139.59
7 161.954 18.73 1.43387 95.1 0.537 139.96
8 2087.054 0.20 1 138.89
9 156.289 14.54 1.43387 95.1 0.537 133.80
10 499.027 (可変) 1 131.75
11* 392.624 1.50 1.53715 74.8 0.539 41.17
12 36.388 10.20 1 36.42
13 -50.127 1.50 1.49700 81.5 0.537 34.74
14 50.030 9.30 1 33.24
15 -33.517 1.50 1.49700 81.5 0.537 33.33
16 -2664.058 0.50 1 35.67
17 81.006 6.38 1.65412 39.7 0.574 37.33
18* -78.309 (可変) 1 37.67
19 -183.704 3.95 1.49700 81.5 0.537 43.63
20 -75.176 0.20 1 43.83
21 -75.633 1.50 1.80000 29.8 0.602 43.80
22 -131.401 0.20 1 44.34
23* 105.549 7.06 1.49700 81.5 0.537 44.60
24 -85.640 (可変) 1 44.47
25 45.176 10.17 1.43875 94.9 0.534 39.56
26 -75.705 0.20 1 38.51
27* -166.823 1.50 1.75500 52.3 0.548 37.34
28 48.964 6.84 1.49700 81.5 0.537 35.60
29 -106.897 (可変) 1 35.19
30(絞り) ∞ 2.50 1 19.79
31 144.342 1.50 1.88300 40.8 0.567 18.13
32 22.607 3.98 1.59270 35.3 0.593 17.07
33 -72.273 1.96 1 16.54
34 477.789 1.50 1.88300 40.8 0.567 14.97
35 17.820 2.53 1.59270 35.3 0.593 14.00
36 35.117 (可変) 1 13.57
37 -56.800 1.50 1.88300 40.8 0.567 19.32
38 27.587 7.96 1.75520 27.5 0.610 20.84
39 -16.982 1.50 1.88300 40.8 0.567 21.72
40 599.787 0.66 1 24.58
41 58.709 6.44 1.66680 33.1 0.596 26.95
42 -33.540 1.50 1.88300 40.8 0.567 27.66
43 -39.680 (可変) 1 28.46
44 -90.803 4.03 1.51633 64.1 0.535 28.83
45 -32.974 1.50 1.95906 17.5 0.660 29.20
46 -71.564 0.20 1 30.45
47 266.766 8.49 1.51633 64.1 0.535 31.20
48 -23.045 1.50 1.90366 31.3 0.595 31.51
49 -34.421 1 33.20
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.37266e-006 A 6= 1.16315e-009 A 8=-8.33819e-013
A10= 1.11708e-015 A12= 2.58135e-018

第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.44737e-006 A 6= 1.55299e-009 A 8= 2.00967e-013 A10=-1.18845e-015 A12= 1.14126e-018

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.07610e-006 A 6=-7.13743e-011 A 8= 2.17458e-013 A10=-4.83354e-016 A12= 3.58859e-019

第27面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.40904e-006 A 6=-8.08899e-011 A 8= 1.40803e-012 A10=-4.34713e-015 A12= 4.21524e-018

各種データ
ズーム比 20.00
広角 中間 望遠
焦点距離 40.00 477.78 800.01
Fナンバー 4.60 5.58 5.60
半画角 21.24 1.86 1.11
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 470.71 470.71 470.71
BF 50.09 50.09 50.09

d10 6.47 143.79 155.27
d18 155.52 23.73 1.50
d24 38.75 9.91 23.37
d29 13.39 36.70 33.99
d36 9.22 13.54 17.85
d43 9.63 5.31 1.00

入射瞳位置 118.12 1755.27 3280.05
射出瞳位置 -131.67 -146.38 -163.88
前側主点位置 149.32 1071.15 1088.80
後側主点位置 10.09 -427.70 -749.92

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 1 230.00 75.90 31.41 -21.95
2 11 -32.70 30.87 3.98 -24.84
3 19 100.00 12.91 7.73 -0.78
4 25 98.00 18.71 2.44 -10.65
5 30 -32.97 13.97 9.18 -0.86
6 37 371.09 19.55 79.16 86.10
7 44 149.51 15.72 19.01 10.28
<数値実施例2>
面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径
1 307.239 17.37 1.43387 95.1 0.537 136.37
2 -495.989 2.77 1 135.68
3 -1095.448 4.50 1.72916 54.7 0.544 133.94
4 152.696 1.24 1 131.12
5 152.611 21.37 1.43387 95.1 0.537 131.84
6 -920.867 0.20 1 131.98
7 176.435 15.98 1.43387 95.1 0.537 131.75
8 2777.385 0.20 1 130.75
9 133.276 15.01 1.43387 95.1 0.537 125.60
10 420.334 (可変) 1 123.49
11* 70.813 1.50 1.53715 74.8 0.539 37.40
12 32.030 8.29 1 33.96
13 -102.421 1.50 1.53715 74.8 0.539 32.29
14 54.522 7.43 1 30.53
15 -37.520 1.50 1.59522 67.7 0.544 30.03
16 57.202 0.19 1 31.26
17 46.616 4.81 1.72047 34.7 0.583 31.82
18* -174.622 (可変) 1 31.90
19 61.020 9.74 1.43875 94.9 0.534 51.07
20 -153.238 0.20 1 50.82
21 -245.342 1.70 2.00069 25.5 0.613 50.48
22 378.196 0.20 1 50.25
23* 146.601 6.47 1.49700 81.5 0.537 50.27
24 -111.357 (可変) 1 50.18
25 46.081 8.32 1.59522 67.7 0.544 40.45
26 -124.812 0.20 1 39.50
27* -501.910 1.50 1.77250 49.6 0.552 38.22
28 42.820 5.95 1.59522 67.7 0.544 35.50
29 -1544.032 (可変) 1 34.67
30(絞り) ∞ 2.50 1 26.80
31 419.535 1.50 1.88300 40.8 0.567 24.54
32 20.890 6.13 1.59270 35.3 0.593 22.46
33 -60.481 0.20 1 21.88
34 179.535 1.50 1.88300 40.8 0.567 20.70
35 22.961 2.83 1.59270 35.3 0.593 19.20
36 43.649 (可変) 1 18.55
37 -46.325 1.50 1.88300 40.8 0.567 16.97
38 30.804 0.19 1 17.74
39 30.298 8.49 1.90200 25.1 0.612 18.05
40 -24.205 1.50 1.88300 40.8 0.567 19.05
41 44.431 0.20 1 19.90
42 43.111 8.80 1.90200 25.1 0.612 20.12
43 -23.204 1.50 1.88300 40.8 0.567 20.98
44 -465.424 (可変) 1 21.59
45 63.753 9.15 1.53172 48.8 0.563 25.51
46 -30.204 1.50 1.95906 17.5 0.660 25.62
47 265.006 0.20 1 26.65
48 81.130 11.25 1.53172 48.8 0.563 27.22
49 -22.624 1.50 2.00069 25.5 0.613 28.36
49 -32.035 1 29.83
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.75353e-007 A 6= 3.02546e-009 A 8=-1.06060e-012
A10= 5.96220e-016 A12= 1.32585e-017

第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.39451e-006 A 6= 4.92546e-009 A 8=-5.31559e-012
A10= 2.13618e-014 A12=-2.52662e-017

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.37983e-006 A 6=-6.20527e-011 A 8=-9.11035e-014
A10= 1.12042e-016 A12=-5.38905e-020

第27面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.47405e-006 A 6= 3.26162e-010 A 8=-7.13011e-013
A10= 1.37927e-015 A12=-1.17278e-018

各種データ
ズーム比 30.00
広角 中間 望遠
焦点距離 50.00 235.28 1500.08
Fナンバー 4.60 5.54 11.00
半画角 17.28 3.78 0.59
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 489.99 489.99 489.99
BF 55.04 55.04 55.04

d10 13.72 107.39 146.65
d18 163.52 77.71 1.50
d24 30.43 12.15 62.84
d29 6.08 16.51 2.76
d36 8.83 13.45 18.05
d44 13.81 9.19 4.58

入射瞳位置 143.85 761.42 6095.67
射出瞳位置 -108.71 -104.27 -99.07
前側主点位置 178.58 649.23 -7005.71
後側主点位置 5.04 -180.24 -1445.04

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 1 215.00 78.63 33.47 -23.24
2 11 -30.50 25.21 7.97 -13.20
3 19 92.50 18.31 4.85 -7.92
4 25 80.00 15.97 -0.45 -10.39
5 30 -41.61 14.66 7.22 -2.41
6 37 -84.96 22.18 -4.77 -17.42
7 45 122.03 23.60 15.00 -0.97
<数値実施例3>
面データ
面番号 r d nd vd θgF 有効径
1 325.971 17.57 1.43387 95.1 0.537 154.54
2 -568.604 0.20 1 153.98
3 -1282.089 4.50 1.72916 54.7 0.544 152.74
4 149.967 1.24 1 148.21
5 151.129 25.29 1.43387 95.1 0.537 148.99
6 -1056.531 0.20 1 149.06
7 157.076 19.32 1.43387 95.1 0.537 148.52
8 1420.021 0.20 1 147.66
9 153.185 15.72 1.43387 95.1 0.537 140.93
10 530.876 (可変) 1 139.03
11* -2110.402 1.50 1.53715 74.8 0.539 54.69
12 36.878 11.83 1 44.30
13 -60.009 1.50 1.53715 74.8 0.539 43.96
14 69.996 10.45 1 40.77
15 -33.492 1.50 1.49700 81.5 0.537 40.64
16 396.944 0.50 1 43.69
17 80.029 7.31 1.65412 39.7 0.574 45.56
18* -79.594 (可変) 1 45.70
19 -398.779 5.49 1.49700 81.5 0.537 44.33
20 -62.703 0.20 1 44.66
21 -76.160 1.50 1.80000 29.8 0.602 44.54
22 -126.012 0.20 1 45.10
23* 81.980 5.81 1.49700 81.5 0.537 45.47
24 -295.826 (可変) 1 45.26
25 44.839 9.32 1.49700 81.5 0.537 40.21
26 -80.132 0.20 1 39.42
27* -153.439 1.50 1.75500 52.3 0.548 38.19
28 33.345 8.46 1.53715 74.8 0.539 35.50
29 -118.139 (可変) 1 35.06
30(絞り) ∞ 2.50 1 26.60
31 116.450 1.50 1.88300 40.8 0.567 24.61
32 24.277 5.54 1.59270 35.3 0.593 23.00
33 -78.598 2.88 1 22.41
34 54.657 1.50 1.88300 40.8 0.567 19.10
35 19.348 2.93 1.59270 35.3 0.593 17.58
36 39.946 (可変) 1 16.79
37 -92.221 1.50 1.88300 40.8 0.567 17.82
38 15.552 9.27 1.73800 32.3 0.590 18.60
39 -19.441 1.50 1.88300 40.8 0.567 19.68
40 107.458 (可変) 1 21.42
41 47.823 9.64 1.51633 64.1 0.535 27.16
42 -24.451 1.50 1.80100 35.0 0.586 28.28
43 -70.425 (可変) 1 30.47
44 -57.406 8.42 1.51633 64.1 0.535 31.05
45 -19.631 1.50 1.88300 40.8 0.567 32.24
46 -24.894 1 34.81
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.94028e-006 A 6= 7.10594e-010 A 8=-1.83362e-014 A10=-7.41737e-016 A12= 1.35705e-018

第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.42039e-006 A 6= 1.53190e-009 A 8= 3.41256e-015 A10=-4.43154e-016 A12= 8.63563e-020

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.39998e-007 A 6=-2.28421e-010 A 8= 1.12582e-013 A10=-3.57621e-016 A12= 2.11600e-019

第27面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.17680e-006 A 6= 7.27987e-011 A 8= 1.30137e-012 A10=-4.16892e-015 A12= 3.88728e-018

各種データ
ズーム比 20.00
広角 中間 望遠
焦点距離 40.00 601.20 800.07
Fナンバー 4.60 5.46 5.34
半画角 28.42 2.06 1.55
像高 21.65 21.65 21.65
レンズ全長 471.81 471.81 471.81
BF 50.09 50.09 50.09

d10 2.63 145.88 151.10
d18 160.13 16.03 1.50
d24 39.49 19.13 30.52
d29 2.00 23.21 21.12
d36 6.46 7.89 9.87
d40 1.89 3.45 4.43
d43 7.44 4.46 1.49

入射瞳位置 117.51 2011.46 2761.84
射出瞳位置 -83.63 -84.15 -82.81
前側主点位置 145.54 -79.91 -1254.72
後側主点位置 10.09 -551.11 -749.98

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 1 227.00 84.23 36.23 -23.29
2 11 -32.20 34.60 4.45 -27.57
3 19 97.00 13.19 6.07 -2.68
4 25 97.00 19.48 1.78 -11.41
5 30 -102.12 16.86 14.97 2.56
6 37 -27.32 12.27 3.03 -3.56
7 41 95.00 11.14 0.77 -6.53
8 44 105.65 9.92 13.17 7.71
<数値実施例4>
面番号 r d nd vd θgF 有効径
1 338.492 13.36 1.43387 95.1 0.537 145.09
2 -1056.352 0.20 1 144.58
3 9766.859 4.50 1.72916 54.7 0.544 143.68
4 152.001 0.28 1 139.81
5 150.359 22.32 1.43387 95.1 0.537 140.08
6 -1220.081 0.20 1 140.04
7 162.878 16.33 1.43387 95.1 0.537 138.78
8 1342.727 0.20 1 138.01
9 146.736 13.34 1.43387 95.1 0.537 132.70
10 440.765 (可変) 1 131.37
11* 540.975 1.50 1.53715 74.8 0.539 55.04
12 31.782 12.98 1 43.73
13 -60.783 1.50 1.49700 81.5 0.537 43.44
14 69.516 10.72 1 40.42
15 -31.884 1.50 1.49700 81.5 0.537 40.29
16 -235.525 0.20 1 43.17
17 86.044 6.51 1.65412 39.7 0.574 45.15
18* -94.646 (可変) 1 45.23
19 -252.124 4.63 1.49700 81.5 0.537 41.72
20 -64.746 0.20 1 42.09
21 -68.342 1.50 1.80000 29.8 0.602 42.06
22 -147.364 0.20 1 42.88
23* 103.732 7.01 1.49700 81.5 0.537 43.69
24 -80.576 (可変) 1 43.77
25 48.169 10.36 1.43875 94.9 0.534 39.51
26 -72.455 0.20 1 38.41
27* -216.225 1.50 1.77250 49.6 0.552 37.04
28 55.197 8.32 1.49700 81.5 0.537 35.50
29 -84.294 (可変) 1 34.73
30(絞り) ∞ 2.50 1 26.77
31 994.325 1.50 1.88300 40.8 0.567 25.01
32 30.855 5.29 1.59270 35.3 0.593 23.65
33 -76.667 3.38 1 23.08
34 658.519 1.50 1.88300 40.8 0.567 20.20
35 29.537 2.46 1.59270 35.3 0.593 19.13
36 49.517 (可変) 1 18.61
37 -2522.380 1.50 1.88300 40.8 0.567 24.36
38 21.246 8.22 1.80000 29.8 0.602 25.19
39 -39.806 1.50 1.81600 46.6 0.557 25.64
40 42.560 0.30 1 26.97
41 39.767 8.32 1.80000 29.8 0.602 27.71
42 -26.870 1.50 1.81600 46.6 0.557 28.08
43 413.934 (可変) 1 29.23
44 -479.321 4.06 1.53172 48.8 0.563 29.83
45 -47.418 1.50 1.95906 17.5 0.660 30.37
46 -317.270 0.20 1 31.74
47 85.998 7.74 1.53172 48.8 0.563 33.24
48 -35.508 1.50 1.95906 17.5 0.660 33.74
49 -48.932 1 34.87
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.19810e-006 A 6=-2.03032e-010 A 8= 1.21450e-013 A10=-2.76399e-016 A12= 7.66068e-019

第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.49248e-006 A 6= 9.08308e-010 A 8=-2.33699e-013 A10=-1.57605e-016 A12= 3.40961e-019

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.45934e-006 A 6=-1.88905e-010 A 8= 3.64285e-013 A10=-7.88409e-016 A12= 5.55245e-019

第27面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.75300e-006 A 6=-1.43359e-011 A 8= 1.63304e-012 A10=-5.29419e-015 A12= 5.33797e-018

各種データ
ズーム比 20.00
広角 中間 望遠
焦点距離 40.00 545.54 800.08
Fナンバー 4.60 5.43 5.60
半画角 28.42 2.27 1.55
像高 21.65 21.65 21.65
レンズ全長 455.67 455.67 455.67
BF 55.00 55.00 55.00

d10 2.00 141.66 151.95
d18 148.92 13.65 1.50
d24 31.95 11.84 21.44
d29 2.00 17.73 9.98
d36 5.21 13.75 22.28
d43 18.07 9.53 1.00

入射瞳位置 105.80 1646.70 2601.65
射出瞳位置 -88.14 -83.03 -76.78
前側主点位置 134.62 36.04 -1455.66
後側主点位置 15.00 -490.54 -745.08

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 1 223.00 70.72 27.97 -21.67
2 11 -32.70 34.91 4.59 -27.63
3 19 96.00 13.55 8.00 -0.96
4 25 83.00 20.38 4.82 -9.65
5 30 -45.70 16.62 10.01 -1.97
6 37 -166.63 21.34 3.54 -8.20
7 44 145.17 14.99 13.10 4.00
Figure 0006344964
Figure 0006344964
Figure 0006344964
Figure 0006344964
Figure 0006344964
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
U5 : 第5レンズ群
U51 : 第51レンズ群
U52 : 第52レンズ群
U53 : 第53レンズ群
U53 : 第54レンズ群
SP : 開口絞り
101 : ズームレンズ
F : 第1レンズ群
LZ : 変倍レンズ群
R : 後レンズ群

Claims (14)

  1. 物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群、ズーミングのために移動する負の屈折力の第2レンズ群ズーミングのために移動する少なくとも1つのレンズ群、開口絞り、3または4のレンズ群から構成される後レンズ群から構成され、前記後レンズ群はズーミングのために移動する少なくとも1つのズーム移動後レンズ群を有し、互いに隣接する2つのレンズ群の組の何れもその間隔が変倍のために変化するように構成され、前記開口絞りは、ズーミングのためには移動せず、前記開口絞りより物体側のレンズ群で焦点調節を行い、前記後レンズ群の広角端の屈折力をφr_Wとし、前記少なくとも1つのズーム移動後レンズ群のうちの1つのズーム移動後レンズ群の屈折力をφrzとし無限遠に合焦している状態での前記1つのズーム移動後レンズ群から像側のレンズ群の広角端で横倍率をβrzb_Wと広角端での前記1つのズーム移動後レンズ群の最も物体側の面を通る軸上光線の高さをh1_Wとし、広角端での前記1つのズーム移動後レンズ群の最も像側の面を通る軸上光線の高さをhk_Wとして、
    |φrz/φr_W|<0.90
    |βrzb_W|<2.00
    0.70<h1_W/hk_W≦1.132
    なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
  2. 物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群、ズーミングのために移動する負の屈折力の第2レンズ群、ズーミングのために移動する少なくとも1つのレンズ群、開口絞り、3または4のレンズ群から構成される後レンズ群から構成され、前記後レンズ群は、ズーミングのために移動する少なくとも1つのズーム移動後レンズ群を有し、互いに隣接する2つのレンズ群の組の何れもその間隔が変倍のために変化するように構成され、前記後レンズ群の広角端の屈折力をφr_Wとし、前記少なくとも1つのズーム移動後レンズ群のうちの1つのズーム移動後レンズ群の屈折力をφrzとし、無限遠に合焦している状態での前記1つのズーム移動後レンズ群から像側のレンズ群の広角端での横倍率をβrzb_Wとし、前記1つのズーム移動後レンズ群のズームストロークが半分となるズーム状態において、前記開口絞りから前記1つのズーム移動後レンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離をLF_Mとし、前記1つのズーム移動後レンズ群の最も像側の面から像面までの光軸上の距離をLR_Mとして、
    |φrz/φr_W|<0.90
    |βrzb_W|<2.00
    0.20<LF_M/LR_M<0.70
    なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
  3. 物体側から像側へ順に、ズーミングのためには移動しない正の屈折力の第1レンズ群、ズーミングのために移動する負の屈折力の第2レンズ群、ズーミングのために移動する少なくとも1つのレンズ群、開口絞り、3または4のレンズ群から構成される後レンズ群から構成され、前記後レンズ群は、ズーミングのために移動する少なくとも1つのズーム移動後レンズ群を有し、前記少なくとも1つのズーム移動後レンズ群のうちの1つのズーム移動後レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングのために物体側から像側へ移動し、互いに隣接する2つのレンズ群の組の何れもその間隔が変倍のために変化するように構成され、前記後レンズ群の広角端の屈折力をφr_Wとし、前記1つのズーム移動後レンズ群の屈折力をφrzとし、無限遠に合焦している状態での前記1つのズーム移動後レンズ群から像側のレンズ群の広角端での横倍率をβrzb_Wとして、
    |φrz/φr_W|<0.90
    |βrzb_W|<2.00
    なる条件式を満たすことを特徴とするズームレンズ。
  4. 前記1つのズーム移動後レンズ群ズームストロークが半分となるズーム状態において、前記開口絞りから前記1つのズーム移動後レンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離をLF_Mとし、前記1つのズーム移動後レンズ群の最も像側の面から像面までの光軸上の距離をLR_Mとして
    0.20<LF_M/LR_M<0.70
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1または3に記載のズームレンズ。
  5. 最も像側に配置された前記1つのズーム移動後レンズ群より像側のレンズ群の広角端での屈折力をφrzb_Wとして
    0.30<|φrzb_W/φr_W|<3.00
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  6. 広角端での前記1つのズーム移動後レンズ群最も物体側面を通る軸上光線の高さをh1_Wとし広角端での前記1つのズーム移動後レンズ群の最も像側面を通る軸上光線の高さをhk_Wとして
    0.70<h1_W/hk_W<1.30
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項乃至うちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  7. 前記1つのズーム移動後レンズ群は、正レンズ及び負レンズを含むことを特徴とする請求項1乃至うちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  8. 前記1つのズーム移動後レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングのために物体側から像側へ移動することを特徴とする請求項1、2、4乃至うちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  9. 前記1つのズーム移動後レンズ群の正レンズの屈折力の和をφpとし、前記1つのズーム移動後レンズ群の負レンズの屈折力の和をφnとし、前記1つのズーム移動後レンズ群の正レンズの平均アッベ数をνpとし、前記1つのズーム移動後レンズ群の負レンズの平均アッベ数をνnとして
    |φp/νp+φn/νn|<3.00×10−3
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至うちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  10. 前記1つのズーム移動後レンズ群の正レンズの平均部分分散比をθpとし、前記1つのズーム移動後レンズ群の正レンズの平均アッベ数をνpとして
    −20.0×10−3<θp−(−1.620×10−3×νp+0.640)
    <15.0×10−3
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至うちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  11. 前記1つのズーム移動後レンズ群の負レンズの平均部分分散比をθnとし、前記1つのズーム移動後レンズ群のレンズの平均アッベ数をνして
    −15.0×10−3<θn−(−1.620×10−3×νn+0.640)
    <20.0×10−3
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至10うちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  12. 前記開口絞りより物体側のレンズ群で焦点調節を行うことを特徴とする請求項乃至11うちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  13. 前記開口絞りは、ズーミングのためには移動しないことを特徴とする請求項乃至12うちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  14. 請求項1乃至13のうちいずれか1項に記載のズームレンズと、
    前記ズームレンズの像面に配された撮像素子と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
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