JP2007212847A - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物体側より正、負、正、正の4群構成のズームレンズで、第3レンズ群は、固定の負部分群と、光軸に垂直な方向に移動可能で光軸のブレによる像の移動を補正できる正部分群とからなり、前記負部分群は少なくとも両凹レンズと両凸レンズとを有すると共に少なくとも1面が非球面Aで構成され、前記正部分群は凸レンズと凹レンズの2枚からなると共に少なくとも1面が非球面Bで構成され、広角端の球面収差に対して、前記非球面Aをその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差がオーバー側に傾くように前記非球面Aの形状設定がなされ、また前記広角端にの球面収差に対して、前記非球面Bをその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差がアンダー側に傾くように前記非球面Bの形状設定がなされる。
【選択図】図1
Description
(1)−2 < SAB・FN2・fw/f32 < −0.1
(2)−0.9 < SAA/SAB < −0.003
前記条件式(1)及び(2)は、第3レンズ群中の負部分群と正部分群に設けられる非球面の最良の効果が得られる形状を規定するものである。
(1a)−1.5 < SAB・FN2・fw/f32 < −0.25
(2a)−0.75 < SAA/SAB < −0.0075
本発明の一実施形態によるズームレンズは、f31を第3レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離、S2を望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群との間の空気間隔として、以下の条件式(3)及び(4)を満足することが望ましい。
(3)│S2/f31│ ≦ 0.15
(4)S2/f32 ≦ 0.2
条件式(3)及び(4)は、第3レンズ群中の負部分群と正部分群の屈折力配置をより適正にするための条件を規定するものである。例えば、撮像光を複数の色成分に分解して各色成分を各別の撮像素子によって受光する色分解光学系を挿入する等の必要のために、長いバックフォーカスを必要とする場合がある。このような場合、広角端において第2レンズ群から発散して射出した光線束を十分に広げてから、第3レンズ群を経由して第4レンズ群へ入射させることが必要であるが、第2レンズ群の屈折力(焦点距離の逆数)を強くして発散性を強くしようとすると、ズーミングによる諸収差の変動の補正が困難になるため、前記負部分群でさらに発散性を強くして光線束を十分に広げ、前記正部分群で平行光線束に近づけてから第4レンズ群に送ることが好ましい。その際、絞りが第2レンズ群と前記負部分群との間に配置されていると、前記負部分群と前記正部分群とを接近させなければならないため、前記負部分群で光線束を広げるためには、前記負部分群の屈折力を強くせざるを得ず、その結果、前記負部分群から発生する諸収差の補正が困難になる。前記した問題を解決するために、第3レンズ群中の負部分群と正部分群との間に絞りを配置し、前記負部分群を、望遠端で第2レンズ群と干渉しない範囲で物体寄りに配置するとともに、絞り空間を十分に広く開けることで、前記負部分群は比較的弱い屈折力で光線束を十分に広げてから前記正部分群に入射させることができるようになる。前記正部分群は入射した光線束を平行光線束かやや収斂する光線束として、第4レンズ群へ送ることが好ましい。前記条件式(3)、(4)共に下限は、望遠端において第2レンズ群と前記負部分群のレンズ同士が当たるところまで可能性があり、限りなく0に近い。
(3a)0.02 <│S2/f31│< 0.07
(4a)0.03 <S2/f32< 0.1
本発明の一実施形態によるズームレンズは、前記第1レンズ群は、物体側より順に位置した1枚の凹レンズ及び少なくとも2枚の凸レンズを有することが好ましい。これによって、第1レンズ群の最適なレンズ構成が得られる。なお、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと凸レンズとの接合レンズ及び凸レンズの3枚構成でも良く、またさらに、該3枚構成の像側に1枚凸レンズを追加した4枚構成としても良い。また、前記接合レンズとした物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと凸レンズとは、レンズ外径が大きく、かつ、両者の間の線膨張係数の差が大きい場合などは、接合しないで分離しても良い。3枚構成とした場合はコストの低減に優れており、4枚構成とした場合は、3枚構成よりもさらなる広角化、高倍率化、また望遠端における色収差の2次スペクトルの低減に効果が期待できる。
Claims (18)
- 物体側より順に位置した、常時固定で正の屈折力を有する第1レンズ群と、光軸方向に移動して主に変倍を行う負の屈折力を有する第2レンズ群と、ズーミングとフォーカシングに際して固定で正の屈折力を有する第3レンズ群と、光軸方向に移動して変倍に伴う像面位置の変動の補正とフォーカシングを行う正の屈折力を有する第4レンズ群とからなり、
前記第3レンズ群は、常時固定で負の屈折力を有する負部分群と、光軸に垂直な方向に移動可能で光軸のブレによる像の移動を補正できる正の屈折力を有する正部分群とからなり、
前記負部分群は少なくとも両凹レンズと両凸レンズとを有すると共に少なくとも1面が非球面で構成され、
前記正部分群は凸レンズと凹レンズの2枚からなると共に少なくとも1面が非球面で構成され、
前記正部分群が前記負部分群と光軸を共有している基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記負部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がオーバー側に傾くように前記負部分群の前記非球面の形状設定がなされ、また前記基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記正部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がアンダー側に傾くように前記正部分群の前記非球面の形状設定がなされている
ことを特徴とするズームレンズ。 - 下記条件式(1)及び(2)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。
(1)−2 < SAB・FN2・fw/f32 < −0.1
(2)−0.9 < SAA/SAB < −0.003
但し、
fw:レンズ全系の広角端での焦点距離
FN:レンズ全系の広角端での開放Fナンバー
SAA:第3レンズ群中に配置される負部分群の非球面をその近軸球面に置き換えたときの広角端での開放Fナンバーにおけるレンズ全系の球面収差量の値
SAB:第3レンズ群中に配置される正部分群の非球面をその近軸球面に置き換えたときの広角端での開放Fナンバーにおけるレンズ全系の球面収差量の値
f32:第3レンズ群中に配置される正部分群の焦点距離
とする。 - 下記条件式(3)及び(4)を満足することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のズームレンズ。
(3)│S2/f31│ ≦ 0.15
(4)S2/f32 ≦ 0.2
但し、
f31:第3レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離
S2:望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群との間の空気間隔
とする。 - 前記第1レンズ群は、物体側より順に位置した1枚の凹レンズ及び少なくとも2枚の凸レンズを有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のズームレンズ。 - 前記第1レンズ群は、物体側より順に位置した凹レンズと凸レンズによるアフォーカル系に近い部分系及び1枚の凹レンズと少なくとも2枚の凸レンズを有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のズームレンズ。 - 前記第2レンズ群は、物体側より順に位置した2枚の凹レンズと1枚の凸レンズを有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のズームレンズ。 - 前記負部分群は、物体側より順に位置した両凹レンズ及び両凸レンズからなり、最も像側の面が前記非球面である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のズームレンズ。 - 前記負部分群は、物体側より順に位置した両凹レンズ及び両凸レンズからなり、最も物体側の面が前記非球面である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のズームレンズ。 - 前記負部分群は、物体側より順に位置した両凹レンズ、両凸レンズ及び像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズからなり、最も像側の面が前記非球面である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のズームレンズ。 - 前記正部分群は、物体側より順に位置した両凸レンズと凹レンズとの接合レンズからなり、最も物体側の面が前記非球面である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のズームレンズ。 - 前記第4レンズ群は、1枚の凹レンズと2枚の凸レンズを有し、少なくとも1面が非球面である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のズームレンズ。 - 前記第4レンズ群は、物体側より順に位置した凸レンズ及び凹レンズと凸レンズとの接合レンズからなる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のズームレンズ。 - 前記第4レンズ群は、物体側より順に位置した凹レンズと凸レンズとの接合レンズ及び凸レンズからなる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のズームレンズ。 - 前記第4レンズ群は、物体側より順に位置した凹レンズと凸レンズの2枚からなる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のズームレンズ。 - ズームレンズと、前記ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記ズームレンズは、物体側より順に位置した、常時固定で正の屈折力を有する第1レンズ群と、光軸方向に移動して主に変倍を行う負の屈折力を有する第2レンズ群と、ズーミングとフォーカシングに際して固定で正の屈折力を有する第3レンズ群と、光軸方向に移動して変倍に伴う像面位置の変動の補正とフォーカシングを行う正の屈折力を有する第4レンズ群とからなり、
前記第3レンズ群は、常時固定で負の屈折力を有する負部分群と、光軸に垂直な方向に移動可能で光軸のブレによる像の移動を補正できる正の屈折力を有する正部分群とからなり、
前記負部分群は少なくとも両凹レンズと両凸レンズとを有すると共に少なくとも1面が非球面で構成され、
前記正部分群は凸レンズと凹レンズの2枚からなると共に少なくとも1面が非球面で構成され、
前記正部分群が前記負部分群と光軸を共有している基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記負部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がオーバー側に傾くように前記負部分群の前記非球面の形状設定がなされ、また前記基準状態の広角端における球面収差曲線に対して、前記正部分群の前記非球面をその近軸球面に置き換えたときの全系の球面収差曲線がアンダー側に傾くように前記正部分群の前記非球面の形状設定がなされている
ことを特徴とする撮像装置。 - 下記条件式(1)及び(2)を満足することを特徴とする請求項15に記載の撮像装置。
(1)−2 < SAB・FN2・fw/f32 < −0.1
(2)−0.9 < SAA/SAB < −0.003
但し、
fw:レンズ全系の広角端での焦点距離
FN:レンズ全系の広角端での開放Fナンバー
SAA:第3レンズ群中に配置される負部分群の非球面をその近軸球面に置き換えたときの広角端での開放Fナンバーにおけるレンズ全系の球面収差量の値
SAB:第3レンズ群中に配置される正部分群の非球面をその近軸球面に置き換えたときの広角端での開放Fナンバーにおけるレンズ全系の球面収差量の値
f32:第3レンズ群中に配置される正部分群の焦点距離
とする。 - 下記条件式(3)及び(4)を満足することを特徴とする請求項15又は請求項16に記載の撮像装置。
(3)│S2/f31│ ≦ 0.15
(4)S2/f32 ≦ 0.2
但し、
f31:第3レンズ群中に配置される負部分群の焦点距離
S2:望遠端における第2レンズ群と第3レンズ群との間の空気間隔
とする。 - 前記撮像素子の振れを検出する手振れ検出部と、前記手振れ検出部によって検出した撮像素子の振れによる画像振れを補正するための振れ補正角を算出し、前記ズームレンズにおける第3レンズ群中の正部分群を前記振れ補正角に対応した量だけ光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせるための補正信号を送出する手振れ制御部と、前記補正信号に基づいて前記正部分群を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせる手振れ駆動部とを備えた
ことを特徴とする請求項15乃至請求項17のいずれかに記載の撮像装置。
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