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JP3959869B2 - ズームレンズ及びカメラ - Google Patents

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    • G02B15/14Optical 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
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    • G02B15/1451Optical 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

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は小型の撮像装置、特に、デジタルスチルカメラに最適なズームレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のズームレンズ、例えば、ビデオカメラ用のインナーフォーカス方式のズームレンズにおいては、物体側から順にそれぞれ、正、負、正、正の屈折力を有する4群構成のレンズ系を有するものが多い。
【0003】
例えば、図13に示すズームレンズaは、物体側から順に、3枚のレンズから成り全体として正の屈折率を有する第1レンズ群Gr1、3枚のレンズから成り全体として負の屈折力を有すると共に変倍時に光軸方向に移動する第2レンズ群Gr2、正の屈折力を有する単レンズから成る第3レンズ群Gr3、2枚のレンズから成り全体として正の屈折力を有する第4レンズ群Gr4から成る4群9枚構成のものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のビデオカメラ用のズームレンズにあっては、スチルカメラに用いるには、以下に示すような問題点があった。
【0005】
尚、動画撮影に用いるビデオカメラ及び静止画撮影に用いるスチルカメラにおける撮影画質に対する要求を比べると、撮影画像を紙にプリントアウトすることが多い静止画撮影用のスチルカメラにあっては、プリントアウトされた画像は、近くでじっくりと高周波域まで観察されるため、撮像素子の画素数も多くなければならず、レンズ系の性能も高周波域までMTF(modulation transfer function=変調伝達関数)値を高くしなければならない。
【0006】
従来の動画撮影に用いるビデオカメラ用のズームレンズとしては、図13に示したズームレンズa以外のレンズ構成を持つものも種々提案されているが、これらの目的は主として小型化であり、画質を向上させるという目的でレンズ系の基本的構成を見直した例は少なかった。
【0007】
また、画質の点で上記したような従来のズームレンズaにおいて問題とされていたのは、色収差の補正に関するものである。即ち、ズームレンズの広角端における軸上色収差は、光束が広がる第3レンズ群又は第4レンズ群において補正するようにするのが有効であり、従って、上記ズームレンズaにあっては、第3レンズ群Gr3をコスト削減のために単レンズによる構成とし、第4レンズ群Gr4によってレンズ全系の軸上色収差がバランスがとれるように補正していた。そして、第4レンズ群Gr4においては、主光線の光線高が高くなったところで、色収差の補正を行うため、倍率色収差の補正にも効果的である。
【0008】
ところで、第4レンズ群Gr4は、第2レンズ群Gr2を変倍時に直線的に移動させた時には、物体側に凸な軌跡を辿って移動するので、最も像面から離れた位置において軸上色収差の補正効果が最大となり、広角端において効果が良好となるようにしておくと、上記位置において軸上色収差の補正効果が過剰となってしまって、短波長の色が滲む原因となってしまう。また、倍率色収差も第4レンズ群Gr4が最も像面から離れた位置に達すると、主光線の光線高が低くなって、短波長の色が画像の内側に滲む傾向があった。従って、これら色収差の補正時における補正効果の変動が主な原因となって、静止画像の画質に対する要求を満足させることができなかった。
【0009】
また、ズームレンズaは、望遠端においては、第1レンズ群Gr1と第2レンズ群Gr2の各種収差の打ち消しあいによって、広角側に対する各種収差のバランスを維持するように構成されているが、色収差に関しては、第1レンズ群Gr1を構成するレンズの接合面から発生する軸外の短波長の色の滲みを第2レンズ群Gr2によって打ち消すことができないため、これが望遠端における画質を決定する要因となっている。また、ズームレンズaのように、第1レンズ群Gr1が3枚のレンズによって構成されたものであると、使用する光学ガラスの選択の自由度と他の収差の補正とのバランスによって、上記接合面の曲率の自由度が制限され、望遠端における短波長の色の滲みを効果的に補正することができなかった。
【0010】
そこで、本発明は、各種収差を改善してスチルカメラに用いるのに最適な高画質なズームレンズを提供することを課題とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明ズームレンズ及びカメラは、上記課題を解決するために、物体側から像面側へと順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有し、その位置が光軸方向に移動することによって、主として変倍を行う第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有し、その位置が光軸方向に移動することによって変倍による像位置の変動を補正すると共にフォーカシングを行う第4レンズ群と、略ゼロの屈折力を有する第5レンズ群とから成り、第3レンズ群は凸レンズと凹レンズとの接合レンズによって構成されると共に、第5レンズ群は凹レンズと凸レンズとの接合レンズによって構成され、ν3を第3レンズ群の等価アッベ数、ν5.1を第5レンズ群の物体側のレンズのアッベ数、ν5.2を第5レンズ群の像面側のレンズのアッベ数、r5.2を第5レンズ群のレンズ接合面の曲率半径、fWを広角端におけるレンズ全系の焦点距離、ωWを広角端における半画角とした時に、−0.018<1/ν3<0.018、10<|ν5.1−ν5.2|、1<|r5.2/fW・tanωW|<3の各条件を満足するようにしたものである。
【0012】
従って、本発明ズームレンズ及びカメラにあっては、ズーミング中の色収差の変動を小さくすることができるようになり、各種収差が改善されたスチルカメラに用いるのに最適な高画質のズームレンズを提供することが可能になる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明ズームレンズ及びカメラの各実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、図1乃至4は第1の実施の形態(数値実施例1)、図5乃至図8は第2の実施の形態(数値実施例2)、図9乃至図12は第3の実施の形態(数値実施例3)をそれぞれ示すものである。
【0014】
初めに、上記各実施の形態における共通事項について説明する。
【0015】
以下の説明において、「si.j」は第iレンズ群の物体側から数えて第j番目の面、「ri.j」上記si.jの曲率半径、「di.j」はsi.jとsi.j+1との間の光軸上における面間隔、「ni.j」は第iレンズ群の物体側からj番目のレンズの屈折率、「νi.j」は第iレンズ群の物体側からj番目のレンズのアッベ数、をそれぞれ示すものとする。
【0016】
また、非球面形状は、非球面の深さをxi.j、光軸からの高さをH、k次の非球面係数をAkとすると、
xi.j=H2/ri.j{1+√(1−H2/ri.j2)}+ΣAkHk
にて定義されるものとする。
【0017】
第1乃至第3の実施の形態におけるズームレンズ1、1A及び1Bは、物体側から像面側へと順に、正の屈折力を有する第1レンズ群Gr1と、負の屈折力を有し、その位置が光軸方向に移動することによって、主として変倍を行う第2レンズ群Gr2と、正の屈折力を有する第3レンズ群Gr3と、正の屈折力を有し、その位置が光軸方向に移動することによって変倍による像位置の変動を補正すると共にフォーカシングを行う第4レンズ群Gr3と、略ゼロの屈折力を有する第5レンズ群Gr5とから成る5群構成のレンズ系を有する。また、第3レンズ群Gr3は凸レンズと凹レンズとの接合レンズによって構成されると共に、第5レンズ群Gr5は凹レンズと凸レンズとの接合レンズによって構成される。
【0018】
ν3を第3レンズ群Gr3の等価アッベ数、fWを広角端におけるレンズ全系の焦点距離、ωWを広角端における半画角とすると、−0.018<1/ν3<0.018(以下、「条件式1」という。)、10<|ν5.1−ν5.2|(以下、「条件式2」という。)、1<|r5.2/fW・tanωW|<3(以下、「条件式3」という。)の各条件を満足するように構成したものである。
【0019】
尚、第3レンズ群Gr3の等価アッベ数ν3とは、f3を第3レンズ群Gr3の合成焦点距離、第3レンズ群Gr3を構成する凸レンズと凹レンズの焦点距離とアッベ数とをそれぞれ、f3.1、f3.2、ν3.1、ν3.2とした時に、1/f3=1/f3.1+1/f3.2及び1/f3・ν3=1/f3.1・ν3.1+1/f3.2・ν3.2から得られる便宜的に接合レンズを薄肉単レンズに置き換えた値である。
【0020】
即ち、ズームレンズ1、1A及び1Bは、広角側において、固定の第3レンズ群Gr3によって、主に軸上色収差を補正するようにし、主光線の光線高が高い固定の第5レンズ群Gr5によって、主に倍率色収差を補正するようにしたものである。このように、色収差を補正するレンズ群がズーミング中に移動しないものであるので、ズーミング中の色収差の変動を小さくすることが可能となった。
【0021】
上記条件式1は、広角側における軸上色収差を第3レンズ群Gr3で補正することができるようにするための条件を規定するものである。
【0022】
即ち、1/ν3の値が条件式1で示す範囲内となるように規定したのは、1/ν3の値が上限値を越えると第3レンズ群Gr3で十分に軸上色収差を補正することができなくなり、第4レンズ群Gr4又は第5レンズ群Gr5によってこれを補うことになって、ズーミングによる軸上色収差の変動が生じたり、倍率色収差とのバランスが崩れてしまうことになるからであり、逆に、1/ν3の値が下限値を下回ると、広角側における軸上色収差の補正が過剰となってしまうからである。
【0023】
上記条件式2及び条件式3は、第5レンズ群Gr5によって倍率色収差を補正することができるようにする条件を規定するものであり、fW・tanωWの値は、最大像高に相当する。
【0024】
即ち、|ν5.1−ν5.2|及び|r5.2/fW・tanωW|の各値をそれぞれ条件式2と条件式3によって規定したのは、条件式2に規定したように、第5レンズ群Gr5を構成する凸レンズと凹レンズのアッベ数の差を十分に大きくし、条件式3に規定するように、これらの接合面の曲率半径を上限値より小さくしないと倍率色収差の補正の効果が得られなくなるからであり、逆に、第5レンズ群Gr5を構成する凸レンズと凹レンズとの接合面の曲率半径が下限値を下回ると、これが半球に近くなって製造が困難となるからである。
【0025】
このように、第5レンズ群Gr5を付加することによって倍率色収差を補正するようにしたので、第4レンズ群Gr4の移動に伴って倍率色収差が極端に変動することを防止することが可能になった。
【0026】
また、第2の実施の形態及び第3の実施の形態に示すズームレンズ1A及び1Bは、第1レンズ群Gr1が、物体側から順に、凹レンズと凸レンズとの接合レンズ、凸レンズ及び物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの4枚によって構成され、第1レンズ群の接合レンズの接合面の曲率半径をr1.2、望遠端におけるレンズ全系の焦点距離をfTとすると、0.49<|r1.2/fT|<0.65(以下、「条件式4」という。)を満足するようにされたものである。
【0027】
上記条件式4は、第1レンズ群Gr1、即ち、レンズL1とレンズL2との接合面r1.2から発生する望遠端における短波長の色の滲みを抑制するために、接合面r1.2の曲率を規定するものである。
【0028】
尚、図13に示す従来のズームレンズのように、第1レンズ群Gr1を3枚構成として色消しを行うと、接合面の曲率が強くなり過ぎて、短波長の色の滲みを改善することは困難であった。
【0029】
従って、ズームレンズ1A及び1Bにおいては、第1レンズ群Gr1を4枚のレンズによって構成して、上記接合面r1.2の曲率半径を規定する|r1.2/fT|の値が条件式4に示す範囲内となるようにして、短波長の色の滲みを改善するようにしたものである。尚、|r1.2/fT|の値が上限を越えると、第1レンズ群Gr1から発生する色収差と望遠端における球面収差の補正が困難になる。
【0030】
このように、第1レンズ群Gr1を4枚構成とすることによって、望遠端側での色の滲みを改善することが可能になると共に、ズーミングの全域において色収差を極めてバランス良く補正することが可能になる。
【0031】
ところで、ズーミングによる色収差の変動を抑えるために、第4レンズ群Gr4における過剰な色消しを行わないことが本発明の要件である。従って、第4レンズ群Gr4は単レンズ又は色消しレンズによって構成しても良い。
【0032】
第1の実施の形態におけるズームレンズ1及び第2の実施の形態におけるズームレンズ1Aにおいては、第4レンズ群Gr4が単レンズによって構成されている。
【0033】
尚、第4レンズ群Gr4を単レンズによって構成する場合には、その単レンズのアッベ数ν4.1を50以上とすることが必要である。即ち、ν4.1が50以下の時には、第4レンズ群Gr4が物体側に移動した時に、軸上色収差の補正が不足し、倍率色収差も短波長側の色が下側に滲む傾向を補正することができなくなるからである。
【0034】
また、第3の実施の形態におけるズームレンズ1Bは、第4レンズ群Gr4を凹レンズと凸レンズとの接合レンズによって構成したものであるが、この場合においては、第4レンズ群の等価アッベ数をν4とすると、−0.018<1/ν4<0.018(以下、「条件式5」という。)を満足するようにされている。
【0035】
尚、第4レンズ群Gr4の等価アッベ数ν4とは、f4を第3レンズ群Gr4の合成焦点距離、第4レンズ群Gr4を構成する凹レンズと凸レンズの焦点距離とアッベ数をそれぞれ、f4.1、f4.2、ν4.1、ν4.2とした時に、1/f4=1/f4.1+1/f4.2及び1/f4・ν4=1/f4.1・ν4.1+1/f4.2・ν4.2から得られる便宜的に接合レンズを薄肉単レンズに置き換えた値である。
【0036】
即ち、第4レンズ群Gr4が単レンズによって構成されていると、第4レンズ群Gr4の移動に伴う色収差の変動が残り、これを更に改善するためには、第4レンズ群Gr4を2枚のレンズを接合した色消しレンズとすると効果的だからである。
【0037】
条件式5は、第4レンズ群Gr4の色消しのための条件を規定するものであり、1/ν4≒0が望ましい。尚、1/ν4を条件式5の範囲内となるように規定したのは、1/ν4の値が上限値を超えると、第4レンズ群Gr4が単レンズである場合に近くなって、明らかな改善効果が認められなくなり、逆に、1/ν4の値が下限値を下回ると、第4レンズ群Gr4のズーミングによる移動に伴う軸上色収差の変動が顕著になってしまうからである。
【0038】
このように、ズーミング時の変倍による像位置の移動を補正するためと、フォーカシングを行うために光軸方向に移動自在とされた第4レンズ群Gr4に、過度な色消しのための負担を負わさないようにしたので、軸上色収差がズーミングの中間焦点距離域で極端に補正過剰となることを回避することが可能になり、第4レンズ群Gr4を適正な色消しレンズとすることによって、軸上色収差及び倍率色収差の変動を小さくすることも可能となる。
【0039】
第5レンズ群Gr5は、物体側に平面を有する凹レンズと像面側に平面を有する凸レンズとを曲面同士で接合したレンズ、即ち、所謂平行平面接合レンズとし、凹レンズ及び凸レンズのd線における屈折率の差が0.05以下としたものである。
【0040】
このように、第5レンズ群Gr5を、屈折率が略ゼロの平行平面接合レンズによって構成することによって、単色の収差については、その厚みによる影響以外には収差が発生しないようにすることが可能となる。
【0041】
また、このような構成を有する第5レンズ群Gr5によって、第1レンズ群Gr1乃至第4レンズ群Gr4の一致した光軸に対して、第5レンズ群Gr5の光軸の位置に誤差が生じて平行偏心するようなことがあっても、ズームレンズ1、1A及び1Bの光学的特性においては、色収差以外には影響が無く、従って、第5レンズ群Gr5の光軸の偏心誤差に対する敏感度を極めて緩くすることも可能となる。
【0042】
更に、所謂心取りしたレンズ同士を接合する場合において、通常は、一方のレンズの外形を基準にして、透過する光線の振れ角を計測しながら接合するが、上記第5レンズ群Gr5を構成する平行平面接合レンズにおいては、接合面を接合する接着剤が硬化する前に、平行度の良く出た2面を用いて平行平面レンズを挟み込んだ後、接着剤を硬化させることによって、レンズの外形を基準にしたり、又は、光学的な検査をしながら接合作業をしなくても、レンズの接合工程を上記した簡略化された方法で行うことが可能である。
【0043】
尚、ズームレンズ1、1A及び1Bは、第5レンズ群Gr5を上記平行平面接合レンズによって構成することに限るものではなく、屈折力が略ゼロで、色消しレンズであれば、固定のレンズ群によって倍率色収差を補正するという本発明の目的の一つを達成することが可能となる。
【0044】
第3レンズ群Gr3を構成するレンズ及び第4レンズ群Gr4を構成するレンズはそれぞれ、少なくとも一つの面が非球面によって構成される。
【0045】
このように、第3レンズ群Gr3及び第4レンズ群Gr4に非球面を用いることは、第3レンズ群Gr3が絞りIRに隣接して配置されているので、球面収差とコマ収差とを補正するために効果的であるからであり、第4レンズ群Gr4が、逆に、絞りIRから離れているため主光線高が高く、また、移動自在とされているため、主として非点収差を補正するためとコマ収差の変動を補正するために効果的であるからである。
【0046】
以下に、各実施の形態における細部について説明する。
【0047】
第1の実施の形態におけるズームレンズ1は、図1に示すように、11枚構成のレンズによって構成される。
【0048】
第1レンズ群Gr1は、全体として正の屈折力を有し、レンズL1乃至L3の3枚のレンズによって構成される。尚、レンズL1とレンズL2とは、それぞれ像面側と物体側を向いた同じ曲率半径を有する凹面と凸面とが接合されて接合面s1.2を有する接合レンズを構成している。
【0049】
第2レンズ群Gr2は、全体として負の屈折力を有し、レンズL4乃至L6の3枚のレンズによって構成される。そして、第2レンズ群Gr2は、その位置が光軸方向に移動可能とされて、主として変倍を行うようになっている。尚、レンズL5とL6とは、面s2.4によって接合された接合レンズを構成する。
【0050】
第3レンズ群Gr3は、全体として正の屈折力を有し、凸レンズL7及び凹レンズL8の2枚のレンズによって構成される。そして、上記レンズL7及びL8はそれぞれ、像面側と物体側を向いた同じ曲率半径を有する凸面と凹面とが接合されて接合面s3.2を有する接合レンズを構成している。
【0051】
第4レンズ群Gr4は、正の屈折力を有する単レンズL9によって構成され、その位置が光軸方向に移動することによって変倍による像位置の変動を補正すると共にフォーカシングを行うようにされたものである。
【0052】
更に、第5レンズ群Gr5は、全体として略ゼロの屈折力を有し、凹レンズL10及び凸レンズL11の2枚のレンズによって構成される。そして、上記レンズL10及びL11はそれぞれ、物体側と像面側を向いた面s5.1及びs5.3が平面とされると共に、それぞれの像面側と物体側を向いた同じ曲率半径を有する凹面と凸面とが接合されて接合面s5.2を有する接合レンズを構成している。
【0053】
尚、上記第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3との間には絞りIRが、第5レンズ群Gr5と像面(撮像面)IMRとの間にはフィルターFLが、それぞれ配設されている。
【0054】
また、上記ズームレンズ1は、前記条件式1乃至3を満足するようにされている。 表1にズームレンズ1の各値を示す。
【0055】
【表1】
Figure 0003959869
【0056】
表2にズーミングによって数値が変化する面間隔d1.5、d2.5、d3.3及びd4.2の広角端(f=1.00)、中間焦点距離(f=4.68)及び望遠端(f=9.80)における各値を示す。
【0057】
【表2】
Figure 0003959869
【0058】
また、面s3.1及びs4.2は非球面によって構成されている。従って、表3に上記面の第4次及び第6次の非球面係数A4及びA6を示す。
【0059】
【表3】
Figure 0003959869
【0060】
尚、上記表3中における「E」は、10を底とする指数表現を意味するものとする(後述する表7及び表11においても同様。)。
【0061】
表4にズームレンズ1の、レンズ全系の焦点距離(f)、開放F値(FNo.)、画角(2ω)、前記条件式1乃至3(参考として、条件式4)、f3.1、f3.2及びf3の各値を示す。
【0062】
【表4】
Figure 0003959869
【0063】
図2乃至図4にズームレンズ1の広角端、中間焦点距離及び望遠端における球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図をそれぞれ示す。尚、球面収差図において、実線はd線、破線はg線(波長435.8nm)、一点鎖線はC線(波長656.3nm)における値をそれぞれ示し、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値をそれぞれ示すものである。
【0064】
第2の実施の形態におけるズームレンズ1Aは、図5に示すように、12枚構成のレンズによって構成される。
【0065】
第1レンズ群Gr1は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、凹レンズL1、凸レンズL2、凸レンズL3及び凸メニスカスレンズL4の4枚のレンズによって構成される。そして、上記レンズL1とレンズL2とはそれぞれ、物体側と像面側を向いた同じ曲率半径を有する凹面と凸面とが接合されて接合面s1.2を有する接合レンズを構成している。
【0066】
第2レンズ群Gr2は、全体として負の屈折力を有し、レンズL5乃至L7の3枚のレンズによって構成される。そして、第2レンズ群Gr2は、その位置が光軸方向に移動可能とされて、主として変倍を行うようになっている。尚、レンズL6とL7とは、面s2.4によって接合された接合レンズを構成する。
【0067】
第3レンズ群Gr3は、全体として正の屈折力を有し、凸レンズL8及び凹レンズL9の2枚のレンズによって構成される。そして、上記レンズL8及びL9はそれぞれ、像面側と物体側を向いた同じ曲率半径を有する凸面と凹面とが接合されて接合面s3.2を有する接合レンズを構成している。
【0068】
第4レンズ群Gr4は、正の屈折力を有する単レンズL10によって構成され、その位置が光軸方向に移動することによって変倍による像位置の変動を補正すると共にフォーカシングを行うようにされたものである。
【0069】
更に、第5レンズ群Gr5は、全体として略ゼロの屈折力を有し、凹レンズL11及び凸レンズL12の2枚のレンズによって構成される。そして、上記レンズL11及びL12はそれぞれ、物体側と像面側を向いた面s5.1及びs5.3が平面とされると共に、それぞれの像面側と物体側を向いた同じ曲率半径を有する凹面と凸面とが接合されて接合面s5.2を有する接合レンズを構成している。
【0070】
尚、上記第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3との間には絞りIRが、第5レンズ群Gr5と像面(撮像面)IMRとの間にはフィルターFLが、それぞれ配設されている。
【0071】
また、上記ズームレンズ1Aは、前記条件式1乃至4を満足するようにされている。
【0072】
表5にズームレンズ1Aの各値を示す。
【0073】
【表5】
Figure 0003959869
【0074】
表6にズーミングによって数値が変化する面間隔d1.7、d2.5、d3.3及びd4.2の広角端(f=1.00)、中間焦点距離(f=4.93)及び望遠端(f=10.0)における各値を示す。
【0075】
【表6】
Figure 0003959869
【0076】
また、面s3.1及びs4.2は非球面によって構成されている。従って、表7に上記面の第4次及び第6次の非球面係数A4及びA6を示す。
【0077】
【表7】
Figure 0003959869
【0078】
表8にズームレンズ1Aの、レンズ全系の焦点距離(f)、開放F値(FNo.)、画角(2ω)、前記条件式1乃至4、f3.1、f3.2及びf3の各値を示す。
【0079】
【表8】
Figure 0003959869
【0080】
図6乃至図8にズームレンズ1Aの広角端、中間焦点距離及び望遠端における球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図をそれぞれ示す。尚、球面収差図において、実線はd線、破線はg線、一点鎖線はC線における値をそれぞれ示し、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値をそれぞれ示すものである。
【0081】
第3の実施の形態におけるズームレンズ1Bは、図9に示すように、13枚構成のレンズによって構成される。
【0082】
第1レンズ群Gr1は、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、凹レンズL1、凸レンズL2、凸レンズL3及び凸メニスカスレンズL4の4枚のレンズによって構成される。そして、上記レンズL1とレンズL2とはそれぞれ、物体側と像面側を向いた同じ曲率半径を有する凹面と凸面とが接合されて接合面s1.2を有する接合レンズを構成している。
【0083】
第2レンズ群Gr2は、全体として負の屈折力を有し、レンズL5乃至L7の3枚のレンズによって構成される。そして、第2レンズ群Gr2は、その位置が光軸方向に移動可能とされて、主として変倍を行うようになっている。尚、レンズL6とL7とは、面s2.4によって接合された接合レンズを構成する。
【0084】
第3レンズ群Gr3は、全体として正の屈折力を有し、凸レンズL8及び凹レンズL9の2枚のレンズによって構成される。そして、上記レンズL8及びL9はそれぞれ、像面側と物体側を向いた同じ曲率半径を有する凸面と凹面とが接合されて接合面s3.2を有する接合レンズを構成している。
【0085】
第4レンズ群Gr4は、全体として正の屈折力を有し、凹レンズL10及び凸レンズL11の2枚のレンズによって構成される。そして、上記レンズL10及びL11はそれぞれ、像面側と物体側を向いた同じ曲率半径を有する凹面と凸面とが接合されて接合面s4.2を有する接合レンズを構成している。また、第4レンズ群Gr4は、その位置が光軸方向に移動することによって変倍による像位置の変動を補正すると共にフォーカシングを行うようにされたものである。
【0086】
更に、第5レンズ群Gr5は、全体として略ゼロの屈折力を有し、凹レンズL12及び凸レンズL13の2枚のレンズによって構成される。そして、上記レンズL12及びL13はそれぞれ、物体側と像面側を向いた面s5.1及びs5.3が平面とされると共に、それぞれの像面側と物体側を向いた同じ曲率半径を有する凹面と凸面とが接合されて接合面s5.2を有する接合レンズを構成している。
【0087】
尚、上記第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3との間には絞りIRが、第5レンズ群Gr5と像面(撮像面)IMRとの間にはフィルターFLが、それぞれ配設されている。
【0088】
また、上記ズームレンズ1Bは、前記条件式1乃至5を満足するようにされている。
【0089】
表9にズームレンズ1Bの各値を示す。
【0090】
【表9】
Figure 0003959869
【0091】
表10にズーミングによって数値が変化する面間隔d1.7、d2.5、d3.3及びd4.3の広角端(f=1.00)、中間焦点距離(f=5.21)及び望遠端(f=10.0)における各値を示す。
【0092】
【表10】
Figure 0003959869
【0093】
また、面s3.1及びs4.3は非球面によって構成されている。従って、表11に上記面の第4次及び第6次の非球面係数A4及びA6を示す。
【0094】
【表11】
Figure 0003959869
【0095】
表12にズームレンズ1Bの、レンズ全系の焦点距離(f)、開放F値(FNo.)、画角(2ω)、前記条件式1乃至5、f3.1、f3.2、f3、f4.1、f4.2及びf4の各値を示す。
【0096】
【表12】
Figure 0003959869
【0097】
図10乃至図12にズームレンズ1Bの広角端、中間焦点距離及び望遠端における球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図をそれぞれ示す。尚、球面収差図において、実線はd線、破線はg線、一点鎖線はC線における値をそれぞれ示し、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値をそれぞれ示すものである。
【0098】
尚、上記記各実施の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに当たっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【0099】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように本発明ズームレンズ及びカメラは、物体側から像面側へと順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有し、その位置が光軸方向に移動することによって、主として変倍を行う第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有し、その位置が光軸方向に移動することによって変倍による像位置の変動を補正すると共にフォーカシングを行う第4レンズ群と、略ゼロの屈折力を有する第5レンズ群とから成り、第3レンズ群は凸レンズと凹レンズとの接合レンズによって構成されると共に、第5レンズ群は凹レンズと凸レンズとの接合レンズによって構成され、ν3を第3レンズ群の等価アッベ数、ν5.1を第5レンズ群の物体側のレンズのアッベ数、ν5.2を第5レンズ群の像面側のレンズのアッベ数、r5.2を第5レンズ群のレンズ接合面の曲率半径、fWを広角端におけるレンズ全系の焦点距離、ωWを広角端における半画角とすると、−0.018<1/ν3<0.018、10<|ν5.1−ν5.2|、1<|r5.2/fW・tanωW|<3の各条件を満足するようにしたので、固定の第3レンズ群と第5レンズ群でそれぞれ、軸上色収差及び倍率色収差を補正することとなって、ズーミング中における色収差の変動を小さくすることができ、各種収差が改善されたスチルカメラに用いるのに最適な高画質のズームレンズを提供することができる。
【0100】
請求項2に記載した発明にあっては、第1レンズ群が物体側から順に、凹レンズと凸レンズとの接合レンズ、凸レンズ及び物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの4枚によって構成し、r1.2を第1レンズ群の接合レンズの接合面の曲率半径、fTを望遠端におけるレンズ全系の焦点距離とすると、0.49<|r1.2/fT|<0.65を満足するようにしたので、望遠端における短波長の色の滲みを改善することが可能となって、ズーミングの全域において色収差を極めてバランス良く改善することができる。
【0101】
請求項3に記載した発明にあっては、第4レンズ群を凸単レンズによって構成し、そのアッベ数を50以上としたので、第4レンズ群が適正な色消しレンズとなって、軸上色収差及び倍率色収差の変動を小さくすることができる。
【0102】
請求項4に記載した発明にあっては、第4レンズ群を凹レンズと凸レンズとの接合レンズによって構成し、ν4を第4レンズ群の等価アッベ数とすると、−0.018<1/ν4<0.018の条件を満足するようにしたので、第4レンズ群が適正な色消しレンズとして作用して、軸上色収差及び倍率色収差の変動を小さくすることができる。
【0103】
請求項5に記載した発明にあっては、第5レンズ群を、それぞれ一方の側に平面を有すると共にそれぞれのd線における屈折率の差が0.05以下とした凹レンズと凸レンズとを、その他方の側の曲面同士で接合することによって構成したので、第5レンズ群が屈折率が略ゼロのため、単色の収差の補正には、その厚みによる影響以外の影響を与えることを無くすことができる。
【0104】
請求項6に記載した発明にあっては、第3レンズ群を構成するレンズの少なくとも一の面と、第4レンズ群を構成するレンズの少なくとも一の面とを、非球面によって構成したので、非点収差、球面収差コマ収差の補正を効果的に行うことができる。
【0105】
【図面の簡単な説明】
【図1】 図2乃至図4と共に、本発明ズームレンズ及びカメラの第1の実施の形態を示すものであり、本図はレンズ配置を概略的に示す図である。
【図2】 広角端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。
【図3】 広角端と望遠端との中間焦点位置における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。
【図4】 望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。
【図5】 図6乃至図8と共に、本発明ズームレンズ及びカメラの第2の実施の形態を示すものであり、本図はレンズ配置を概略的に示す図である。
【図6】 広角端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。
【図7】 広角端と望遠端との中間焦点位置における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。
【図8】 望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。
【図9】 図10乃至図12と共に、本発明ズームレンズ及びカメラの第3の実施の形態を示すものであり、本図はレンズ配置を概略的に示す図である。
【図10】 広角端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。
【図11】 広角端と望遠端との中間焦点位置における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。
【図12】 望遠端における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す図である。
【図13】 従来のズームレンズの一例を示す図である。
【符号の説明】
1…ズームレンズ、1A…ズームレンズ、1B…ズームレンズ、Gr1…第1レンズ群、Gr2…第2レンズ群、Gr3…第3レンズ群、Gr4…第4レンズ群、Gr5…第5レンズ群

Claims (7)

  1. 物体側から像面側へと順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、
    負の屈折力を有し、その位置が光軸方向に移動することによって、主として変倍を行う第2レンズ群と、
    正の屈折力を有する第3レンズ群と、
    正の屈折力を有し、その位置が光軸方向に移動することによって変倍による像位置の変動を補正すると共にフォーカシングを行う第4レンズ群と、
    略ゼロの屈折力を有する第5レンズ群とから成り、
    上記第3レンズ群は凸レンズと凹レンズとの接合レンズによって構成されると共に、第5レンズ群は凹レンズと凸レンズとの接合レンズによって構成され、
    以下の各条件を満足する
    ことを特徴とするズームレンズ。
    −0.018<1/ν3<0.018
    10<|ν5.1−ν5.2|
    1<|r5.2/fW・tanωW|<3
    但し、
    ν3:第3レンズ群の等価アッベ数、
    ν5.1:第5レンズ群の物体側のレンズのアッベ数、
    ν5.2:第5レンズ群の像面側のレンズのアッベ数、
    r5.2:第5レンズ群のレンズ接合面の曲率半径、
    fW:広角端におけるレンズ全系の焦点距離、
    ωW:広角端における半画角、
    とする。
  2. 第1レンズ群が物体側から順に、凹レンズと凸レンズとの接合レンズ、凸レンズ及び物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの4枚によって構成され、
    以下の条件を満足する
    ことを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
    0.49<|r1.2/fT|<0.65
    但し、
    r1.2:第1レンズ群の接合レンズの接合面の曲率半径、
    fT:望遠端におけるレンズ全系の焦点距離、
    とする。
  3. 第4レンズ群を凸単レンズによって構成し、そのアッベ数を50以上とした
    ことを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  4. 第4レンズ群を凹レンズと凸レンズとの接合レンズによって構成し、
    以下の条件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。
    −0.018<1/ν4<0.018
    但し、
    ν4:第4レンズ群の等価アッベ数、
    とする。
  5. 第5レンズ群を、それぞれ一方の側に平面を有すると共にそれぞれのd線における屈折率の差が0.05以下とした凹レンズと凸レンズとを、その他方の側の曲面同士で接合することによって構成した、
    ことを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  6. 第3レンズ群を構成するレンズの少なくとも一の面と、第4レンズ群を構成するレンズの少なくとも一の面とを、非球面によって構成した
    ことを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  7. 請求項1に記載のズームレンズを有する
    ことを特徴とするカメラ。
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