JP2010097127A - ズームレンズ、これを搭載する光学機器および製造方法 - Google Patents

ズームレンズ、これを搭載する光学機器および製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ビデオカメラや電子スチルカメラ等に好適で、特に光路を折り曲げるための光学素子を有した、超小型で、高画質で且つ高変倍であるズームレンズ、これを搭載する光学機器および製造方法を提供する。
【解決手段】光路を折り曲げるための光学素子を有するズームレンズにおいて、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1、負屈折力の第2レンズ群G2、正屈折力の第3レンズ群G3、正屈折力の第4レンズ群G4、負屈折力の第5レンズ群G5を有する。第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に、前側レンズ群GF、光路を折り曲げるための光学素子P、後側レンズ群GRを有する。この構成の基で、ズームレンズの広角端の焦点距離をfW、前側レンズ群GFの焦点距離をGFf、後側レンズ群GRの焦点距離をGRfとしたとき、2.0<|GFf/fW|<3.0および1.7<|GRf/fW|<3.0の条件を満足する。
【選択図】図1

Description

本発明は、ズームレンズ、これを搭載する光学機器および製造方法に関する。
昨今、デジタルスチルカメラ等の携行時の携帯性が重視され、カメラ本体の小型化、薄型化および軽量化を図るため、撮影レンズであるズームレンズも小型化、軽量化が図られてきた。例えば、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第4レンズ群と、負の屈折力を持つ第5レンズ群とから構成される5群タイプのズームレンズにおいて、第1レンズ群内に光路を略90度に折り曲げるための光学素子(プリズム)を備えたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この構成により、格納状態から使用状態へと移行する際にカメラ本体よりレンズが突出することがないため、使用状態において携帯性に優れているとともに、カメラの小型化、薄型化に大きく寄与することができるようになっている。
特開2007−148056号公報
しかしながら、光路を折り曲げるための光学素子の大きさは、ズームレンズ全体の大きさに対して占める割合が大きいため、カメラ本体の大きさに直接反映されてしまう。ゆえに、カメラ本体の小型化、薄型化を図るために、前記光学素子の大きさをより小さくする必要があった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に好適で、特に光路を折り曲げるための光学素子を有した、超小型で、高画質で且つ高変倍であるズームレンズ、これを搭載する光学機器および製造方法を提供することを目的とする。
このような目的を達成するため、本発明は、光路を折り曲げるための光学素子を有するズームレンズにおいて、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第4レンズ群と、負の屈折力を持つ第5レンズ群とを有し、前記第1レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、前側レンズ群と、前記光学素子と、後側レンズ群とを有し、前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をfWとし、前記前側レンズ群の焦点距離をGFfとし、前記後側レンズ群の焦点距離をGRfとしたとき、2.0<|GFf/fW|<3.0および1.7<|GRf/fW|<3.0の条件を満足する。
なお、前記第1レンズ群および前記第3レンズ群は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して光軸上の位置を固定とすることが好ましい。
また、前記第3レンズ群の少なくとも一部を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させることが好ましい。
また、前記光学素子の光路長をPLとし、前記光学素子の入射面から結像面までの光軸長をPWLとしたとき、次式1.5<PL/fW<3.0および0.0<PL/PWL<0.17の条件を満足することが好ましい。
また、開口絞りは、前記第3レンズ群の物体側に配置されていることが好ましい。
また、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群のうち少なくとも一方は、1枚の接合レンズからなることが好ましい。
また、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群のうち少なくとも一方は、正の屈折力を持つレンズと、負の屈折力を持つレンズとの接合レンズを有することが好ましい。
また、本発明の光学機器(例えば、本実施形態におけるデジタルスチルカメラ1)は、上記ズームレンズを搭載する。
また、本発明は、光路を折り曲げるための光学素子を有するズームレンズの製造方法であって、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第4レンズ群と、負の屈折力を持つ第5レンズ群とを配置し、前記第1レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、前側レンズ群と、前記光学素子と、後側レンズ群とを有し、前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をfWとし、前記前側レンズ群の焦点距離をGFfとし、前記後側レンズ群の焦点距離をGRfとしたとき、2.0<|GFf/fW|<3.0および1.7<|GRf/fW|<3.0の条件を満足する。
本発明によれば、固体撮像素子等を用いたビデオカメラや電子スチルカメラ等に好適で、特に光路を折り曲げるための光学素子を有した、超小型で、高画質で且つ高変倍であるズームレンズ、これを搭載する光学機器および製造方法を提供することができる。
以下、好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1に示すように、本実施形態に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、光路を折り曲げるための光学素子P(本実施形態では直角プリズム)を備えて正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、光量を調節するための開口絞りSと、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4と、負の屈折力を持つ第5レンズ群G5とを有する。
本実施形態において、第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、前側レンズ群GFと、光路を折り曲げるための光学素子Pと、後側レンズ群GRとを有する。このように、第1レンズ群G1に光路を折り曲げるための光学素子Pを配置することにより、物体側から入射した光線の光路を折り曲げるまでの距離を短くすることができ、カメラ本体の小型化が可能になる。また、光路を折り曲げるための光学素子Pの物体側に前側レンズ群GFを配置することにより、前記光学素子Pに入射する光線の高さを低く抑えることが可能となるため、該光学素子Pの大きさを小さくして、カメラ本体の小型化を図ることができる。また、光路を折り曲げるための光学素子Pの像側に後側レンズ群GRを配置することにより、第1レンズ群G1で発生する倍率色収差を良好に補正することが可能となる。
さらに、上記構成の基で、ズームレンズの広角端状態における焦点距離をfWとし、前側レンズ群GFの焦点距離をGFfとし、後側レンズ群GRの焦点距離をGRfとしたとき、次式(1)および(2)の条件を満足する。
2.0<|GFf/fW|<3.0 …(1)
1.7<|GRf/fW|<3.0 …(2)
上記条件式(1)は、第1レンズ群G1の前側レンズ群GFの焦点距離GF1と、ズームレンズの広角端状態における焦点距離fWとの適切な比率を規定している。この条件式(1)の上限値を上回ると、前側レンズ群GFの屈折力が弱くなるため、光路を折り曲げるための光学素子Pの光路長が長くなり、好ましくない。また、変倍による非点収差の変動が大きくなり、前記収差補正が困難となり、好ましくない。逆に、条件式(1)の下限値を下回ると、前側レンズ群GFの屈折力が強くなるため、光路を折り曲げるための光学素子Pより物体側に大きなスペースが必要となり、本ズームレンズの小型化を図ることができず、好ましくない。また、変倍による倍率色収差及びコマ収差の変動が大きくなり、前記収補正が困難となり好ましくない。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(1)の上限値を2.95とすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(1)の上限値を2.90とすることが好ましい。
また、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(1)の下限値を2.3とすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(1)の下限値を2.5とすることが好ましい。
上記条件式(2)は、第1レンズ群G1の後側レンズ群GRの焦点距離GRfと、ズームレンズの広角端状態における焦点距離fWとの適切な比率を規定している。この条件式(2)の上限値を上回ると、後側レンズ群GRの屈折力が弱くなるため、光学系全体が大きくなり、好ましくない。また、変倍による倍率色収差の変動が大きくなり、前記収差補正が困難となり好ましくない。逆に、条件式(2)の下限値を下回ると、後側レンズ群GRの屈折力が強くなるため、変倍によるコマ収差の変動が大きくなり、前記収補正が困難となり、好ましくない。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(2)の上限値を2.8とすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(1)の上限値を2.5とすることが好ましい。
また、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(2)の下限値を1.8とすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(2)の下限値を1.9とすることが好ましい。
また、本実施形態において、第1レンズ群G1、開口絞りSおよび第3レンズ群G3は、広角端状態から望遠端状態への変倍(ズーミングおよびフォーカシング)に際して光軸上の位置を固定とすることが好ましい。なお、本実施形態においては、広角端状態から望遠端状態への変倍(ズーミングおよびフォーカシング)に際して、第2レンズ群G2、第4レンズG4および第5レンズ群G5を移動させている。
このような構成により、変倍に際して、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2との間隔を変えることにより、第1レンズ群G1で形成された像の変倍を行うことが可能である。また、変倍に伴って光線が発散することを防ぐため、第2レンズ群G2の像側に正の屈折力を持つ第3レンズ群G3を配置することで、該レンズ群G3における光束の増加を抑えることができる。さらには、該レンズ群G3の像面側に配置している各レンズ群の径を小さくすることが可能である。また、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4にて結像させることにより、変倍による像面移動を補正することが可能である。また、第4レンズ群G4の像側に負の屈折力を持つ第5レンズ群G5を配置することにより、第4レンズ群G4の結像位置を物体側に近づけることができ、光学系の全長を短くすることができる。
さらに、上記のように、最も物体側に位置する第1レンズ群G1を、広角端状態から望遠端状態への変倍(ズーミングおよびフォーカシング)に際して光軸上の位置を固定とすることにより、本ズームレンズ中一番大きな群を稼動させる必要がなくなり、構造的に簡素なものにすることができる。また、最も大きなレンズ群である第1レンズ群G1以外で変倍を行うことにより、従来よりも小さな駆動系を使用することが可能となり、本ズームレンズの小型化に貢献できる。
また、本実施形態において、第3レンズ群G3の少なくともその一部を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させることが好ましい。
この構成により、変倍作用による発散を収束させている第3レンズ群G3を用いて像ブレ補正を行うことにより、像ブレ補正後の収差変動を小さくすることができる。また、このように変倍中、常に固定である第3レンズ群G3を用いて像ブレ補正を行うことにより、第3レンズ群G3を垂直な方向の成分を持つように駆動させるための機構を簡素化することができる。
また、光学素子Pの光路長をPLとし、光学素子Pの入射面から結像面までの光軸長をPWLとしたとき、次式(3)および(4)の条件を満足することが好ましい。
1.5<PL/fW<3.0 …(3)
0.0<PL/PWL<0.17 …(4)
上記条件式(3)は、光路を折り曲げるための光学素子Pの光路長PLと、ズームレンズの広角端状態における焦点距離fWとの適切な比率を規定している。この条件式(3)の上限値を上回ると、光路を折り曲げるための光学素子Pの光路長PLが焦点距離fWに対して長くなり、好ましくない。また、ズーミングによる非点収差の変動が大きくなって、前記収差補正が困難となり、好ましくない。一方、条件式(3)の下限値を下回ると、ズーミングによる倍率色収差およびコマ収差の変動が大きくなって、前記収差補正が困難となり、好ましくない。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(3)の上限値を2.0とすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式(3)の上限値を1.8とすることが好ましい。
また、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(3)の下限値を1.6とすることが好ましい。
上記条件式(4)は、光路を折り曲げるための光学素子Pの光路長PLと、光学素子Pの入射面から結像面までの光軸長PWLとの適切な比率を規定している。この条件式(4)の上限値を上回ると、光路を折り曲げるための光学素子Pの光路長PLが光軸長PWLに対して長くなり、好ましくない。また、ズーミングによる倍率色収差およびコマ収差の変動が大きくなって、前記収差補正が困難となり好ましくない。一方、条件式(4)の下限値を下回ると、ズーミングによる非点収差の変動が大きくなって、前記収差補正が困難となり、好ましくない。
なお、本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(4)の上限値を0.16とすることが好ましい。
また、本実施形態において、開口絞りSは、第3レンズ群G3の物体側に配置されていることが好ましい。なお、本実施形態においては、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。
この構成により、広角端状態における第1レンズ群G1を通る光線の高さ、および、望遠端状態における第4レンズ群G4を通る光線の高さをともに低くすることが可能となるため、光学系全体の小型化を図ることができる。また、像ブレ補正を行う第3レンズ群G3を開口絞りSの近くに配置することにより、該レンズ群G3の像側に位置するレンズ群の径を小さくすることができるとともに、該レンズ群G3を垂直な方向の成分を持つように駆動させるための機構をより簡素化することができる。
また、本実施形態において、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5のうち少なくとも一方は、1枚の接合レンズからなることが好ましい。この構成により、変倍による倍率色収差の変動を良好に補正することが可能となる。
また、本実施形態において、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5のうち少なくとも一方は、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズとの接合レンズを有することが好ましい。この構成により、変倍による倍率色収差の変動を良好に補正することが可能となる。
図13および図14に、撮影レンズZLとして上記ズームレンズを備えたデジタルスチルカメラ1(光学機器)を示す。このデジタルスチルカメラ1は、不図示の電源釦を押すと、撮影レンズZLの不図示のシャッタが開放されて、撮影レンズZLで被写体(物体)からの光が集光され、像面Iに配置された(例えば、CCDやCMOS等からなる)撮像素子Cに結像される。撮像素子Cに結像された被写体像は、デジタルスチルカメラ1の背後に配置された液晶モニターMに表示される。撮影者は、液晶モニターMを見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズ釦3を押し下げて被写体像を撮像素子Cで撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。
なお、このカメラ1には、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部4、撮影レンズZLを広角端状態(W)から望遠端状態(T)にズーミングする際のワイド(W)−テレ(T)ボタン5、および、デジタルスチルカメラ1の種々の条件設定等に使用するファンクションボタン6等が配置されている。
続いて、図15を参照しながら、上記構成のズームレンズの製造方法について説明する。まず、円筒状の鏡筒内に各レンズ群G1〜G5を組み込む(ステップS1)。レンズ群を鏡筒内に組み込む際、光軸に沿った順にレンズを1つずつ鏡筒内に組み込んでもよく、一部または全てのレンズ群を保持部材で一体保持してから鏡筒部材と組み立ててもよい。次に、鏡筒内に各レンズ群が組み込まれた後、鏡筒内に各レンズ群が組み込まれた状態で物体の像が形成されるか、すなわち各レンズの中心が揃っているかを確認する(ステップS2)。続いて、ズームレンズの各種動作を確認する(ステップS3)。各種動作の一例としては、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う変倍動作、遠距離物体から近距離物体への合焦を行うレンズ(本実施形態では、第5レンズ群G5)が光軸方向に沿って移動する合焦動作、少なくとも一部のレンズ(本実施形態では、第3レンズ群G3全体)が光軸と直交方向の成分を持つように移動する手ブレ補正動作などが挙げられる。なお、各種動作の確認順番は任意である。
以下、本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表1〜表4を示すが、これらは第1実施例〜第4実施例における各諸元の表である。[全体諸元]において、fは本ズームレンズの焦点距離を、FNOはFナンバーを、ωは半画角を、Yは像高を、TLはレンズ全長を、Bfはバックフォーカスを示す。[レンズデータ]においては、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、rは各レンズ面の曲率半径を、dは各光学面から次の光学面(又は像面)までの光軸上の距離である面間隔を、ndはd線(波長587.6nm)に対する屈折率を、νdはd線に対するアッベ数を示す。また、レンズ面が非球面である場合には、面番号に*印を付し、曲率半径rの欄には近軸曲率半径を示す。なお、曲率半径の「∞」は平面又は開口を示す。また、空気の屈折率「1.00000」の記載は省略している。[ズーミングデータ]において、広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態の各状態における、di(但し、iは整数)は第i面の可変の面間隔を示す。[ズームレンズ群データ]において、各群の初面および焦点距離を示す。[条件式]において、上記の条件式(1)および(2)に対応する値を示す。
[非球面データ]には、[レンズデータ]に示した非球面について、その形状を次式(a)で示す。すなわち、光軸に垂直な方向の高さをyとし、非球面の頂点における接平面から高さyにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離(サグ量)をS(y)とし、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をrとし、円錐係数をκとし、n次の非球面係数をAnとしたとき、以下の式(a)で示している。なお、各実施例において、2次の非球面係数A2は0であり、その記載を省略している。また、E-nは、×10-nを表す。例えば、1.234E-05=1.234×10-5である。
S(y)=(y2/r)/{1+(1−κ・y2/r21/2
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10 …(a)
なお、表中において、焦点距離f、曲率半径r、面間隔d、その他の長さの単位は、一般に「mm」が使われている。但し、光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
以上の表の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。
(第1実施例)
第1実施例について、図1〜図3および表1を用いて説明する。図1は、第1実施例に係るズームレンズの構成を示すとともに、広角端状態(W)から(中間焦点距離状態を経て)望遠端状態(T)までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。なお、第1実施例に係るズームレンズは、図14に示すように直角プリズムP(光路を折り曲げるための光学素子)により光路を90度偏光しているが、図1ではこれを展開して示している。
第1実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4と、負の屈折力を持つ第5レンズ群G5とを有する。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11からなる前側レンズ群GFと、光路を折り曲げるための光学素子Pと、両凸形状の正レンズL12からなる後側レンズ群GRとを有する。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と両凸形状の正レンズL23との接合レンズとを有する。
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、両凸形状の正レンズL32と両凹形状の負レンズL33との接合レンズとを有する。
第4レンズ群G4は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL41と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42との接合レンズを有する。
第5レンズ群G5は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL51と両凹形状の負レンズL52との接合レンズを有する。
なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には、光量を調節するための開口絞りSが配置されている。
また、第5レンズ群G5と像面Iとの間には、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタLPFが配置されている。なお、像面Iは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はCCDやCMOS等から構成されている。
そして、上記構成を有する本実施例のズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1、開口絞りSおよび第3レンズ群G3を像面Iに対して固定とし、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5を移動させる。また、手ブレによって生じる像ブレを補正する際には、第3レンズ群G3全体を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させる。
表1に第1実施例における各諸元の表を示す。なお、表1における面番号1〜27は、図1に示す面1〜27に対応している。なお、第1実施例では、第5面、第6面、第8面、第14面および第18面が、いずれも非球面形状に形成されている。
(表1)
[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 27.7315 0.7000 1.922860 20.88
2 9.0107 2.6800
3 ∞ 8.4000 1.846660 23.78
4 ∞ 0.2000
*5 13.4490 2.5500 1.693500 53.22
*6 -16.9884 d6
7 -33.2204 0.7000 1.765460 46.73
*8 6.2472 1.0000
9 -15.7537 0.5000 1.882997 40.76
10 8.3323 1.8000 1.922860 20.88
11 -36.3999 d11
12 ∞ 0.3000 (開口絞りS)
13 8.0796 1.3000 1.693500 53.22
*14 -36.4376 0.1000
15 6.9367 1.5500 1.518229 58.93
16 -11.6360 0.4000 1.882997 40.76
17 7.2546 d17
*18 14.5309 3.4500 1.693500 53.22
19 -5.5042 0.6500 1.903658 31.31
20 -10.6985 d20
21 17.0925 2.6000 1.603001 65.44
22 -7.5018 0.5000 1.834000 37.16
23 16.5600 d23
24 ∞ 0.2100 1.516330 64.14
25 ∞ 1.0000
26 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
27 ∞ Bf
像面 ∞
[非球面データ]
第5面
κ=+1.0000,A4=-8.08740E-05,A6=-1.64960E-07,A8=-3.15350E-09,A10=0.00000E+00
第6面
κ=+1.0000,A4=+3.54910E-05,A6=+8.39040E-08,A8=-3.95330E-09,A10=0.00000E+00
第8面
κ=+1.0000,A4=-4.94150E-04,A6=-2.37680E-06,A8=-2.03850E-07,A10=0.00000E+00
第14面
κ=+1.0000,A4=+6.52730E-05,A6=-9.40280E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第18面
κ=+0.0992,A4=-1.09210E-04,A6=+3.96910E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
[全体諸元]
ズーム比 4.70433
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 5.15198 〜 10.14958 〜 24.23663
FNO 4.07957 〜 4.49619 〜 6.01030
ω 40.17430 〜 21.63392 〜 9.39484
Y 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
TL 56.97959 〜 56.97892 〜 56.97717
Bf 0.59960 〜 0.59893 〜 0.59717
[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d6 0.50000 5.12487 8.85015
d11 8.95013 4.32527 0.59999
d17 8.46078 5.49176 1.00000
d20 1.00000 2.03367 1.80337
d23 6.37908 8.31442 13.03648
[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離
G1 1 14.40652
G2 7 -5.88007
G3 13 16.11221
G4 18 11.21984
G5 21 -24.30328
[条件式]
条件式(1)|GFf/fW|=2.8587
条件式(2)|GRf/fW|=2.1756
条件式(3)PL/fW =1.63044
条件式(4)PL/PWL=0.15672
表1に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズでは、上記条件式(1)〜(4)を全て満たすことが分かる。
図2は、第1実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(c)は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。また、図3は、第1実施例に係るズームレンズの像ブレ補正後のコマ収差図であり、(a)は広角端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(c)は望遠端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図である。なお、像ブレ補正量は、画角にして0.3度に相当する。
各収差図において、FNOはFナンバーを、Yは像高を示している。球面収差を示す収差図において、実線は球面収差を示し、破線はサインコンディション(正弦条件)を示す。また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリジオナル像面を示す。さらに、コマ収差において、実線はメリジオナルコマを示す。また、dはd線(波長587.6nm)、gはg線(波長435.8nm)、CはC線(波長656.3nm)、FはF線(波長486.1nm)に対する諸収差を、記載のないものはd線に対する諸収差をそれぞれ示す。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。
各収差図から明らかなように、第1実施例では、ズーム比が4.5倍以上であり、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
(第2実施例)
第2実施例について、図4〜図6および表2を用いて説明する。図4は、第2実施例に係るズームレンズの構成を示すとともに、広角端状態(W)から(中間焦点距離状態を経て)望遠端状態(T)までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。なお、第2実施例に係るズームレンズは、図14に示すように直角プリズムP(光路を折り曲げるための光学素子)により光路を90度偏光しているが、図4ではこれを展開して示している。
第2実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4と、負の屈折力を持つ第5レンズ群G5とを有する。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11からなる前側レンズ群GFと、光路を90度折り曲げるための直角プリズムPと、両凸形状の正レンズL12からなる後側レンズ群GRとを有する。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と両凸形状の正レンズL23との接合レンズとを有する。
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、両凸形状の正レンズL32と両凹形状の負レンズL33との接合レンズとを有する。
第4レンズ群G4は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL41と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42との接合レンズを有する。
第5レンズ群G5は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL51と両凹形状の負レンズL52との接合レンズを有する。
なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には、光量を調節するための開口絞りSが配置されている。
また、第5レンズ群G5と像面Iとの間には、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタLPFが配置されている。なお、像面Iは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はCCDやCMOS等から構成されている。
そして、上記構成を有する本実施例のズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1、開口絞りSおよび第3レンズ群G3を像面Iに対して固定とし、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5を移動させる。また、手ブレによって生じる像ブレを補正する際には、第3レンズ群G3全体を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させる。
表2に第2実施例における各諸元の表を示す。なお、表2における面番号1〜27は、図4に示す面1〜27に対応している。なお、第2実施例では、第5面、第6面、第8面、第14面および第18面が、いずれも非球面形状に形成されている。
(表2)
[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 28.0669 0.7000 1.922860 20.88
2 9.0068 2.6800
3 ∞ 8.4000 1.846660 23.78
4 ∞ 0.2000
*5 13.4622 2.5500 1.693500 53.22
*6 -17.3557 d6
7 -34.4164 0.7000 1.765460 46.73
*8 6.3406 1.0000
9 -20.2197 0.5000 1.882997 40.76
10 7.3962 1.8000 1.922860 20.88
11 -76.1310 d11
12 ∞ 0.3000 (開口絞りS)
13 8.9612 1.3000 1.693500 53.22
*14 -31.5432 0.1000
15 6.9664 1.5500 1.518229 58.93
16 -12.2345 0.4000 1.882997 40.76
17 7.8809 d17
*18 14.0041 3.4500 1.693500 53.22
19 -5.5107 0.6500 1.903658 31.31
20 -10.7103 d20
21 16.3845 2.6000 1.603001 65.44
22 -7.2652 0.5000 1.834000 37.16
23 14.1600 d23
24 ∞ 0.2100 1.516330 64.14
25 ∞ 1.0000
26 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
27 ∞ Bf
像面 ∞
[非球面データ]
第5面
κ=+1.0000,A4=-8.75640E-05,A6=-9.22050E-08,A8=-6.82360E-09,A10=0.00000E+00
第6面
κ=+1.0000,A4=+2.29280E-05,A6=+1.15360E-07,A8=-5.28810E-09,A10=0.00000E+00
第8面
κ=+1.0000,A4=-4.43690E-04,A6=-3.31190E-06,A8=-3.39010E-08,A10=0.00000E+00
第14面
κ=+1.0000,A4=+3.67380E-05,A6=-5.00970E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第18面
κ=+3.7416,A4=-2.77250E-04,A6=+2.04260E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
[全体諸元]
ズーム比 4.70426
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 5.15199 〜 10.14958 〜 24.23632
FNO 4.08367 〜 4.47159 〜 6.06960
ω 40.16795 〜 21.66401 〜 9.39123
Y 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
TL 56.97964 〜 56.97889 〜 56.97701
Bf 0.59964 〜 0.59890 〜 0.59699
[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d6 0.50000 5.20480 8.85022
d11 8.95018 4.24539 0.60000
d17 8.66600 5.68519 1.00000
d20 1.00000 2.18190 2.42232
d23 6.17383 7.97272 12.41749
[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離
G1 1 14.71707
G2 7 -5.84281
G3 13 15.88709
G4 18 11.03087
G5 21 -20.67584
[条件式]
条件式(1)|GFf/fW|=2.8396
条件式(2)|GRf/fW|=2.1964
条件式(3)PL/fW =1.63044
条件式(4)PL/PWL=0.15672
表2に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズでは、上記条件式(1)〜(4)を全て満たすことが分かる。
図5は、第2実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(c)は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。また、図6は、第2実施例に係るズームレンズの像ブレ補正後のコマ収差図であり、(a)は広角端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(c)は望遠端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図である。なお、像ブレ補正量は、画角にして0.3度に相当する。
各収差図から明らかなように、第2実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
(第3実施例)
第3実施例について、図7〜図9および表3を用いて説明する。図7は、第3実施例に係るズームレンズの構成を示すとともに、広角端状態(W)から(中間焦点距離状態を経て)望遠端状態(T)までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。なお、第3実施例に係るズームレンズは、図14に示すように直角プリズムP(光路を折り曲げるための光学素子)により光路を90度偏光しているが、図7ではこれを展開して示している。
第3実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4と、負の屈折力を持つ第5レンズ群G5とを有する。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11からなる前側レンズ群GFと、光路を90度折り曲げるための直角プリズムPと、両凸形状の正レンズL12からなる後側レンズ群GRとを有する。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と両凸形状の正レンズL23との接合レンズとを有する。
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、両凸形状の正レンズL32と両凹形状の負レンズL33との接合レンズとを有する。
第4レンズ群G4は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL41と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42との接合レンズを有する。
第5レンズ群G5は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL51と両凹形状の負レンズL52との接合レンズを有する。
なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には、光量を調節するための開口絞りSが配置されている。
また、第5レンズ群G5と像面Iとの間には、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタLPFが配置されている。なお、像面Iは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はCCDやCMOS等から構成されている。
そして、上記構成を有する本実施例のズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1、開口絞りSおよび第3レンズ群G3を像面Iに対して固定とし、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5を移動させる。また、手ブレによって生じる像ブレを補正する際には、第3レンズ群G3全体を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させる。
表3に第3実施例における各諸元の表を示す。なお、表3における面番号1〜27は、図7に示す面1〜27に対応している。なお、第3実施例では、第5面、第6面、第8面、第14面および第18面が、いずれも非球面形状に形成されている。
(表3)
[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 27.2773 0.7000 1.922860 20.88
2 8.9548 2.6800
3 0.0000 8.4000 1.846660 23.78
4 0.0000 0.2000
*5 13.6668 2.5500 1.693500 53.22
*6 -17.2270 d6
7 -32.5000 0.7000 1.755121 45.60
*8 6.2845 0.9700
9 -17.7842 0.4000 1.882997 40.76
10 7.5992 1.8000 1.922860 20.88
11 -52.9614 d11
12 0.0000 0.3000 (開口絞りS)
13 8.7381 1.3000 1.693500 53.22
*14 -29.8645 0.1000
15 7.2172 1.5500 1.518229 58.93
16 -12.4753 0.4000 1.882997 40.76
17 7.9213 d17
*18 14.2955 3.4500 1.693500 53.22
19 -5.5249 0.6500 1.903658 31.31
20 -10.9042 d20
21 17.7272 2.6000 1.603001 65.44
22 -7.1407 0.4000 1.834000 37.16
23 16.1148 d23
24 ∞ 0.2100 1.516330 64.14
25 ∞ 1.0000
26 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
27 ∞ Bf
像面 ∞
[非球面データ]
第5面
κ=+1.0000,A4=-7.84780E-05,A6=-3.97070E-07,A8=+2.61250E-09,A10=0.00000E+00
第6面
κ=+1.0000,A4=+2.84240E-05,A6=-1.67470E-07,A8=+2.80030E-09,A10=0.00000E+00
第8面
κ=+1.0000,A4=-4.72180E-04,A6=-1.41680E-06,A8=-1.83450E-07,A10=0.00000E+00
第14面
κ=+1.0000,A4=+7.16020E-05,A6=-2.50890E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第18面
κ=+4.2637,A4=-2.72250E-04,A6=+1.58960E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
[全体諸元]
ズーム比 4.70428
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 5.15199 〜 10.14959 〜 24.23640
FNO 4.11749 〜 4.50702 〜 6.03932
ω 40.18289 〜 21.65903 〜 9.39449
Y 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
TL 56.97949 〜 56.97891 〜 56.97704
Bf 0.59964 〜 0.59892 〜 0.59703
[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d6 0.50000 5.23786 8.98004
d11 9.08002 4.34217 0.59999
d17 8.82371 5.68099 1.00000
d20 1.00000 2.18397 2.55813
d23 6.11626 8.07499 12.38184
[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離
G1 1 14.83868
G2 7 -5.83571
G3 13 15.44915
G4 18 11.29784
G5 21 -22.02234
[条件式]
条件式(1)|GFf/fW|=2.8563
条件式(2)|GRf/fW|=2.2076
条件式(3)PL/fW =1.63044
条件式(4)PL/PWL=0.15672
表3に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズでは、上記条件式(1)〜(4)を全て満たすことが分かる。
図8は、第3実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(c)は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。また、図9は、第3実施例に係るズームレンズの像ブレ補正後のコマ収差図であり、(a)は広角端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(c)は望遠端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図である。なお、像ブレ補正量は、画角にして0.3度に相当する。
各収差図から明らかなように、第3実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
(第4実施例)
第4実施例について、図10〜図12および表4を用いて説明する。図10は、第4実施例に係るズームレンズの構成を示すとともに、広角端状態(W)から(中間焦点距離状態を経て)望遠端状態(T)までの焦点距離状態の変化、すなわちズーミングの際の各レンズ群の移動の様子を示している。なお、第4実施例に係るズームレンズは、図14に示すように直角プリズムP(光路を折り曲げるための光学素子)により光路を90度偏光しているが、図10ではこれを展開して示している。
第4実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群G1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群G2と、正の屈折力を持つ第3レンズ群G3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群G4と、負の屈折力を持つ第5レンズ群G5とを有する。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11からなる前側レンズ群GFと、光路を90度折り曲げるための直角プリズムPと、両凸形状の正レンズL12とからなる後側レンズ群GRとを有する。
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と両凸形状の正レンズL23との接合レンズとを有する。
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、両凸形状の正レンズL32と両凹形状の負レンズL33との接合レンズとを有する。
第4レンズ群G4は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL41と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42との接合レンズを有する。
第5レンズ群G5は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL51と両凹形状の負レンズL52との接合レンズを有する。
なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には、光量を調節するための開口絞りSが配置されている。
また、第5レンズ群G5と像面Iとの間には、固体撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタLPFが配置されている。なお、像面Iは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はCCDやCMOS等から構成されている。
そして、上記構成を有する本実施例のズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1、開口絞りSおよび第3レンズ群G3を像面Iに対して固定とし、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4および第5レンズ群G5を移動させる。また、手ブレによって生じる像ブレを補正する際には、第3レンズ群G3全体を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させる。
表4に第4実施例における各諸元の表を示す。なお、表4における面番号1〜27は、図10に示す面1〜27に対応している。なお、第4実施例では、第5面、第6面、第8面、第14面および第18面が、いずれも非球面形状に形成されている。
(表4)
[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 24.4338 0.7000 1.922860 20.88
2 8.5340 2.7674
3 ∞ 8.4000 1.846660 23.78
4 ∞ 0.2000
*5 13.9639 2.5500 1.693500 53.31
*6 -17.0828 d6
7 -32.5000 0.7000 1.765460 46.73
*8 6.4884 0.9134
9 -25.5105 0.4000 1.882997 40.76
10 6.8170 1.8000 1.922860 20.88
11 -271.6795 d11
12 0.0000 0.3000 (開口絞りS)
13 9.8840 1.3000 1.606060 57.45
*14 -22.2846 0.1000
15 7.1506 1.5500 1.518229 58.93
16 -15.3314 0.4000 1.882997 40.76
17 9.1229 d17
*18 14.4540 3.4500 1.693500 53.22
19 -5.9015 0.6000 1.903658 31.31
20 -11.3005 d20
21 13.5798 2.6000 1.603001 65.44
22 -7.4747 0.4000 1.834000 37.16
23 11.3288 d23
24 ∞ 0.2100 1.516330 64.14
25 ∞ 1.0000
26 ∞ 0.5000 1.516330 64.14
27 ∞ Bf
像面 ∞
[非球面データ]
第5面
κ=+1.0000,A4=-8.58680E-05,A6=-3.05900E-07,A8=-2.07220E-09,A10=0.00000E+00
第6面
κ=+1.0000,A4=+8.02510E-06,A6=+7.31250E-09,A8=-2.26130E-09,A10=0.00000E+00
第8面
κ=+1.0000,A4=-4.17550E-04,A6=-1.70980E-06,A8=+2.28340E-08,A10=0.00000E+00
第14面
κ=+1.0000,A4=+8.48630E-05,A6=0.00000E+00,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第18面
κ=+0.8950,A4=-1.40330E-04,A6=+2.28600E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
[全体諸元]
ズーム比 4.70434
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 5.15199 〜 10.14959 〜 24.23671
FNO 4.10656 〜 4.47665 〜 6.11490
ω 40.12682 〜 20.00748 〜 11.72370
Y 4.05000 〜 4.05000 〜 4.05000
TL 57.06692 〜 57.06649 〜 56.06486
Bf 0.59951 〜 0.59908 〜 0.59747
[ズーミングデータ]
可変間隔 広角端 中間焦点距離 望遠端
d6 0.50000 5.31289 9.03655
d11 9.13656 4.32368 0.60000
d17 8.87526 5.78781 1.00000
d20 1.00000 2.33169 2.92853
d23 6.11479 7.87054 12.06151
[ズームレンズ群データ]
群番号 群初面 群焦点距離
G1 1 15.03501
G2 7 -5.86083
G3 13 15.67234
G4 18 11.41548
G5 21 -19.10688
[条件式]
条件式(1)|GFf/fW|=2.8178
条件式(2)|GRf/fW|=2.253
条件式(3)PL/fW =1.63044
条件式(4)PL/PWL=0.15672
表4に示す諸元の表から、本実施例に係るズームレンズでは、上記条件式(1)〜(4)を全て満たすことが分かる。
図11は、第4実施例の諸収差図であり、(a)は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(c)は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。また、図12は、第4実施例に係るズームレンズの像ブレ補正後のコマ収差図であり、(a)は広角端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(c)は望遠端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図である。なお、像ブレ補正量は、画角にして0.3度に相当する。
各収差図から明らかなように、第4実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
なお、上述の実施形態において、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
各実施例では、ズームレンズとして5群構成を示したが、6群、7群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも1枚のレンズを有する部分をいう。
また、本実施形態においては、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としてもよい。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の(超音波モーター等を用いた)モーター駆動にも適している。特に、第4レンズ群G4または第5レンズ群G5を合焦レンズ群とするのが好ましい。なお、第4レンズ群G4を合焦レンズ群とする場合は、該レンズ群を光軸に沿って物体側に移動させる。また、第5レンズ群G5を合焦レンズ群とする場合は、該レンズ群を光軸に沿って像側に移動させる。
また、本実施形態において、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向に振動させ、または光軸を含む面内方向に回転移動(揺動)させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第3レンズ群G3の全体または一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
また、本実施形態において、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易になり、加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。また、レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。なお、本実施形態では、非球面を3面以上用いるのが好ましい。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)あるいはプラスチックレンズとしてもよい。
また、本実施形態において、開口絞りSは第3レンズ群G3の物体側に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用してもよい。
また、本実施形態において、各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減して高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。
本実施形態のズームレンズ(変倍光学系)は、35mm換算で広角端状態での焦点距離が24〜30mm程度であり、変倍比が4.5〜10程度である。
また、本実施形態のズームレンズ(変倍光学系)は、第1レンズ群G1が、正レンズ成分を1つと、負レンズ成分を1つ、少なくとも有するのが好ましい。また、第1レンズ群G1は、物体側から順に、負レンズ・プリズム・正レンズ、負レンズ・負レンズ・プリズム・正レンズ、負レンズ・プリズム・正レンズ・正レンズ、あるいは、負レンズ・プリズム・正の接合レンズの順番に、レンズ成分を空気間隔を介在させて配置するのが好ましい。
また、本実施形態の第2レンズ群G2は、正レンズを1枚と、負レンズを1枚、少なくとも有するのが好ましい。また、第2レンズ群G2は、1つの接合レンズと1枚の単レンズを有するのが好ましく、接合レンズの像側に単レンズを配置してもよい。さらに、第2レンズ群G2の接合レンズは、物体側から順に並んだ正レンズと負レンズとが貼り合わされたものでもよい。
また、本実施形態の第3レンズ群G3は、正レンズを1枚と、負レンズを1枚少なくとも有するのが好ましい。また、第3レンズ群G3は、1つの接合レンズと1枚の単レンズを有するのが好ましく、接合レンズの像側に単レンズを配置してもよい。さらに、第3レンズ群G3の接合レンズは、物体側から順に並んだ負レンズと正レンズとが貼り合わされたものでもよい。
また、本実施形態において、第4レンズ群G4が、正レンズ成分を1つと、負レンズ成分を1つ有するのが好ましい。また、物体側から順に、負レンズ・正レンズからなる1枚の接合レンズ、あるいは正レンズ・負レンズからなる1枚の接合レンズを配置するのが好ましい。
また、本実施形態において、第5レンズ群G5が、正レンズ成分を1つと、負レンズ成分を1つ有するのが好ましい。また、物体側から順に、負レンズ・正レンズからなる1枚の接合レンズ、あるいは、正レンズ・負レンズからなる1枚の接合レンズを配置するのが好ましい。
また、本実施形態において、第5レンズ群G5は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して光軸上を移動するが、その移動は、広角端状態から所定の中間焦点距離状態までの移動量よりも、前記所定の中間焦点距離状態から望遠端状態までの移動量の方が大きくなるように構成することが好ましい。
また、本実施形態において、第1レンズ群G1を構成する前側レンズ群GFは、2枚のレンズで構成してもよい。例えば、前側レンズ群GFは、物体側から順に並んだ、負レンズと負レンズとの組み合わせ、正レンズと負レンズとの組み合わせ、あるいは負レンズと正レンズとの組み合わせから構成してもよい。
また、本実施形態において、第1レンズ群G1を構成する後側レンズ群GRは、接合レンズ1枚、あるいは単レンズ2枚(例えば、正レンズと正レンズとの組み合わせ)で構成してもよい。
なお、本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
第1実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、(W)は広角端状態における無限遠合焦状態を、(T)は望遠端状態における無限遠合焦状態をそれぞれ示す。 第1実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(c)は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。 第1実施例に係るズームレンズの像ブレ補正後のコマ収差図であり、(a)は広角端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(c)は望遠端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図である。 第2実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、(W)は広角端状態における無限遠合焦状態を、(T)は望遠端状態における無限遠合焦状態をそれぞれ示す。 第2実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(c)は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。 第2実施例に係るズームレンズの像ブレ補正後のコマ収差図であり、(a)は広角端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(c)は望遠端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図である。 第3実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、(W)は広角端状態における無限遠合焦状態を、(T)は望遠端状態における無限遠合焦状態をそれぞれ示す。 第3実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(c)は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。 第3実施例に係るズームレンズの像ブレ補正後のコマ収差図であり、(a)は広角端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(c)は望遠端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図である。 第4実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図であり、(W)は広角端状態における無限遠合焦状態を、(T)は望遠端状態における無限遠合焦状態をそれぞれ示す。 第4実施例に係るズームレンズの諸収差図であり、(a)は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、(c)は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。 第4実施例に係るズームレンズの像ブレ補正後のコマ収差図であり、(a)は広角端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(b)は中間焦点距離状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、(c)は望遠端状態における像ブレ補正後の無限遠合焦状態でのコマ収差図である。 (a)はデジタルスチルカメラの正面図であり、(b)はデジタルスチルカメラの背面図である。 図13(a)中のA−A´に沿った断面図である。 本実施形態に係るズームレンズの製造方法を説明するためのフローチャートである。
符号の説明
G1 第1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
GF 前側レンズ群
GR 後側レンズ群
P 直角プリズム(光路を折り曲げるための光学素子)
S 開口絞り
I 像面
LPF ローパスフィルタ
1 デジタルスチルカメラ(光学機器)
ZL 撮影レンズ(ズームレンズ)

Claims (9)

  1. 光路を折り曲げるための光学素子を有するズームレンズにおいて、
    光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第4レンズ群と、負の屈折力を持つ第5レンズ群とを有し、
    前記第1レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、前側レンズ群と、前記光学素子と、後側レンズ群とを有し、
    前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をfWとし、前記前側レンズ群の焦点距離をGFfとし、前記後側レンズ群の焦点距離をGRfとしたとき、
    2.0<|GFf/fW|<3.0
    1.7<|GRf/fW|<3.0
    の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第1レンズ群および前記第3レンズ群は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して光軸上の位置を固定とすることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  3. 前記第3レンズ群の少なくとも一部を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させることを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
  4. 前記光学素子の光路長をPLとし、前記光学素子の入射面から結像面までの光軸長をPWLとしたとき、次式
    1.5<PL/fW<3.0
    0.0<PL/PWL<0.17
    の条件を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  5. 開口絞りは、前記第3レンズ群の物体側に配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  6. 前記第4レンズ群と前記第5レンズ群のうち少なくとも一方は、1枚の接合レンズからなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  7. 前記第4レンズ群と前記第5レンズ群のうち少なくとも一方は、正の屈折力を持つレンズと、負の屈折力を持つレンズとの接合レンズを有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項に記載のズームレンズを搭載することを特徴とする光学機器。
  9. 光路を折り曲げるための光学素子を有するズームレンズの製造方法であって、
    光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第1レンズ群と、負の屈折力を持つ第2レンズ群と、正の屈折力を持つ第3レンズ群と、正の屈折力を持つ第4レンズ群と、負の屈折力を持つ第5レンズ群とを配置し、
    前記第1レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、前側レンズ群と、前記光学素子と、後側レンズ群とを有し、
    前記ズームレンズの広角端状態における焦点距離をfWとし、前記前側レンズ群の焦点距離をGFfとし、前記後側レンズ群の焦点距離をGRfとしたとき、
    2.0<|GFf/fW|<3.0
    1.7<|GRf/fW|<3.0
    の条件を満足することを特徴とするズームレンズの製造方法。
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