JP2016090745A - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ウォブリング時の画角変動による撮影倍率の変化を抑制し、高速で良好なフォーカシングを可能にする、小型、高性能なズームレンズを提供する。【解決手段】このズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G11と、正の屈折力を有する第2レンズ群G12と、正の屈折力を有する第3レンズ群G13と、負の屈折力を有する第4レンズ群G14と、が配置されて構成される。第1レンズ群G11と第2レンズ群G12との間隔が狭くなるように、各レンズ群を光軸に沿って移動させることによって広角端から望遠端への変倍を行う。また、第3レンズ群G13を光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動させることにより、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。そして、所定の条件を満足することにより、高速で良好なフォーカシングを可能にする、小型、高性能なズームレンズを実現する。【選択図】図1

Description

本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラ等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。
従来、特に一眼レフレックスカメラ用レンズ等は、焦点距離に対して長いフランジバックを確保すべく、光学系後方に正レンズ群を配置してバックフォーカスの確保が容易になるような構成を採用しているものが多かった。しかし、近年、カメラボディーの小型化が進んだことや、デジタルカメラの普及により、長いフランジバックを確保する必要がない場合も増えてきている。そこで、小型カメラに搭載可能なように、バックフォーカスが比較的短いズームレンズが提案されている(たとえば、特許文献1〜3を参照。)。
特許第3445025号公報 特許第3186388号公報 特開2007−286548号公報
デジタルカメラでは、動画撮影も可能なことから、動画撮影に対応した高速なオートフォーカス処理が望まれる。オートフォーカスは、まず、一部のレンズ群(フォーカス群)を光軸方向に高速で振動させて(ウォブリング)、非合焦状態→合焦状態→非合焦状態を作り出す。そして、撮像素子の出力信号から一部画像領域の特定の周波数帯の信号成分を検出して、合焦状態となるフォーカス群の最適位置を求め、その最適位置にフォーカス群を移動させる。特に、動画撮影では、これら一連の動作を高速で連続して繰り返すことが要求される。
特に、ウォブリングを導入する場合、ウォブリング時に被写体に対応する画像の大きさが変化する。これは、主に、フォーカス群の光軸方向への移動により光学系全系の焦点距離が変化することに起因するものであり、ウォブリング時の画角変動による撮影倍率の変化が大きい場合には違和感を生じることになる。この違和感を軽減させるためには、絞りに対して後方のレンズ群でフォーカシングを行えばよいことが知られている。加えて、ウォブリングを実行するためには、フォーカス群を高速に駆動することを可能にすべく、フォーカス群は極力口径を小さく、そして軽くすることが求められる。
また、動画撮影時には、被写体の動作に合わせてカメラの向きを変えたり、撮影者の移動が必要になったりする場合が多いため、像ぶれが発生しやすくなる。このため、撮影レンズには、防振補正を担う防振群が備えられていることが好ましい。防振群を備える場合においても、効果的な防振補正を行うため、防振群を高速に駆動することを可能にすべく、防振群は極力口径を小さく、そして軽くすることが求められる。
また、従来、光学像を受光して電気的な画像信号に変換する撮像センサにおいては、オンチップマイクロレンズ等で入射光の効率的な取り込みをするための制限があり、レンズ側で射出瞳をある一定以上大きくして撮像センサへの入射光束のテレセントリック性を確保することが望まれていた。
しかしながら、近年の撮像センサでは開口率の向上やオンチップマイクロレンズの設計自由度の進歩があり、撮影レンズ側に求められる射出瞳の制限も少なくなってきた。このため、従来の撮影レンズでは、光学系後方に正レンズを配置して、テレセントリック性が確保されていたが、近年ではその必要がなくなってきており、光学系後方に負レンズを配置して撮像センサに対する光束の斜入射があってもオンチップマイクロレンズとの瞳のミスマッチ等での周辺減光(シェーディング)が目立ちにくくなってきた。このように、必ずしも撮像センサへの入射光束のテレセントリック性の確保を必要としない現状においては、撮像センサに対する光束の斜入射が撮影レンズの小型化に有利になっている。また、昨今のソフトウェアやカメラシステムの進歩、向上もあり歪曲収差がある程度大きく、従来では目立つものであっても画像処理により補正することも可能になってきている。
しかしながら、従来のズームレンズは、カメラの小型化が進む実情に合わせて、十分な小型化が達成されているとは云いがたい。また、現在、動画撮影が可能なデジタルカメラが広く普及しているにも関わらず、フォーカス群や防振群が十分に小型、軽量化され、良好な動画撮影を可能にするズームレンズが提供されているとは云いがたい。
たとえば、特許文献1では、物体側より順に負正正負の4群レンズからなる標準ズームレンズが開示されている。このズームレンズは、第3レンズ群に対する第2レンズ群の相対的なパワーが弱いため、変倍比を大きくとるために第2レンズ群の十分な移動量の確保が必要となって、光学系の全長が長くなっている。
また、特許文献2に開示された標準ズームレンズは、光学系自体はコンパクトな構成になっている。しかしながら、このズームレンズは、フィルムカメラに適したものであって、動画撮影に対応させたフォーカス群の規定や防振群の配置がなされていない。また、フォーカス群のパワーが強いため、各物体距離に応じた像面湾曲変動が大きく発生し、諸収差の補正が十分になされているとは云いがたい。
特許文献3に開示された標準ズームレンズは、光学系全系の実効焦点距離に対する第4レンズ群の焦点距離が長くなっているため、光学系全長が長く、近年普及している小型の撮像装置には不向きなレンズである。
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ウォブリング時の画角変動による撮影倍率の変化を抑制し、高速で良好なフォーカシングを可能にする、小型、高性能なズームレンズを提供することを目的とする。さらに、小型、軽量の防振群を備えた、小型、高性能なズームレンズを提供することを目的とする。加えて、小型、高性能な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。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるズームレンズは、物体側から順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群と、からなり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が狭くなるように、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群、および前記第4レンズ群を光軸に沿って移動させることによって広角端から望遠端への変倍を行い、前記第3レンズ群を光軸に沿って物体側へ移動させることによって無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行い、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
(1) 0.330≦f2/f3≦0.650
(2) 1.00≦α3T≦7.50
ただし、f2は前記第2レンズ群の焦点距離、f3は前記第3レンズ群の焦点距離、α3Tは前記第3レンズ群の望遠端における縦倍率を示す。
本発明によれば、ウォブリング時の画角変動による撮影倍率の変化を抑制し、高速で良好なフォーカシングを可能にする、小型、高性能なズームレンズを提供することができる。
さらに、本発明にかかるズームレンズは、前記発明において、前記第2レンズ群と前記第4レンズ群とが、広角端から望遠端への変倍に際し、移動量が等しくなるように同一形状の軌跡で移動することを特徴とする。
本発明によれば、第2レンズ群と第4レンズ群とをレンズ枠等を用いて一体構造(ユニット化)とすることが容易になって、ズームレンズの組み立て工程の簡素化、レンズ鏡筒の構造の簡素化を図ることができる。
さらに、本発明にかかるズームレンズは、前記発明において、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
Figure 2016090745
ただし、f4は前記第4レンズ群の焦点距離、fwは光学系全系の広角端における焦点距離、ftは光学系全系の望遠端における焦点距離を示す。
本発明によれば、光学系の全長を短くすることができる。加えて、適切な射出瞳距離を保つことで、周辺光量の低下を防ぎ、鮮明な画像を形成することができる。
さらに、本発明にかかるズームレンズは、前記発明において、前記第3レンズ群が、単体のレンズ要素で構成されるとともに、物体側に凹を向けたメニスカス形状をなしており、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
(4) 1.10≦ra3/rb3≦5.00
ただし、ra3は前記第3レンズ群の最物体側面の曲率半径、rb3は前記第3レンズ群の最像面側面の曲率半径を示す。
本発明によれば、フォーカス群である第3レンズ群の小型、軽量化を図るとともに、フォーカスストロークを小さくして、ウォブリング時の画角変動による撮影倍率の変化を抑制し、高速で良好なフォーカシングを可能にする。また、光学系全系の小型化を図ることもできる。
さらに、本発明にかかるズームレンズは、前記発明において、前記第2レンズ群が、光軸に対し略垂直な方向に移動させて手振れ補正を行う、単体のレンズ要素からなる防振群を有しており、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
Figure 2016090745
ただし、fvは前記防振群の焦点距離、fwは光学系全系の広角端における焦点距離、ftは光学系全系の望遠端における焦点距離を示す。
本発明によれば、小型、軽量の防振群を備えた、小型、高性能なズームレンズを提供することができる。
また、本発明にかかる撮像装置は、前記ズームレンズと、この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と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、小型、高性能なズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
本発明によれば、ウォブリング時の画角変動による撮影倍率の変化を抑制し、高速で良好なフォーカシングを可能にする、小型、高性能なズームレンズを提供することができるという効果を奏する。さらに、小型、軽量の防振群を備えた、小型、高性能なズームレンズを提供することができるという効果を奏する。加えて、小型、高性能なズームレンズを備えた撮像装置を提供することができるという効果を奏する。
実施例1にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例1にかかるズームレンズの縦収差図である。 実施例1にかかるズームレンズの望遠端における横収差図である。 実施例2にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例2にかかるズームレンズの縦収差図である。 実施例2にかかるズームレンズの望遠端における横収差図である。 実施例3にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例3にかかるズームレンズの縦収差図である。 実施例3にかかるズームレンズの望遠端における横収差図である。 実施例4にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例4にかかるズームレンズの縦収差図である。 実施例4にかかるズームレンズの望遠端における横収差図である。 実施例5にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例5にかかるズームレンズの縦収差図である。 実施例5にかかるズームレンズの望遠端における横収差図である。 実施例6にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例6にかかるズームレンズの縦収差図である。 実施例6にかかるズームレンズの望遠端における横収差図である。 本発明にかかるズームレンズを備えた撮像装置の一適用例を示す図である。
以下、本発明にかかるズームレンズおよび撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
本発明にかかるズームレンズは、物体側から順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群と、からなっている。そして、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が狭くなるように、第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群、および第4レンズ群を光軸に沿って移動させることによって広角端から望遠端への変倍を行い、第3レンズ群を光軸に沿って物体側へ移動させることによって無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。
本発明は、ウォブリング時の画角変動による撮影倍率の変化を抑制し、高速で良好なフォーカシングを可能にする、小型、高性能なズームレンズを提供することを目的としている(第一の目的)。そこで、かかる目的を達成するため、本発明にかかるズームレンズは、以下に示すような特徴を備えている。
本発明にかかるズームレンズでは、第2レンズ群の像側にフォーカス群である第3レンズ群を配置している。第2レンズ群が正の屈折力を有していることから、第2レンズ群により光束径が絞られた位置(第2レンズ群の像側)に配置される第3レンズ群の口径を小さくすることが可能になる。このため、フォーカス群の小型、軽量化を図ることが可能になり、高速なフォーカシングが可能になる。また、レンズ鏡筒の小径化を図ることも可能になる。
また、開口絞り(光学的絞り)は、その前後の光線をカットする目的から、一般に第2レンズ群の物体側から第3レンズ群の像側までの間に配置されることが好ましい。しかしながら、本発明では、第3レンズ群をフォーカス群としていることから、高速なフォーカシングを実行するためには開口絞りが第3レンズ群と共に動くように構成することは好ましくない。そこで、本発明にかかるズームレンズにおいては、開口絞りを、第2レンズ群中に配置し、変倍時に第2レンズ群と共に移動する構成を採用する。
さらに、本発明にかかるズームレンズでは、第2レンズ群の焦点距離をf2、第3レンズ群の焦点距離をf3、第3レンズ群の望遠端における縦倍率をα3Tとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
(1) 0.330≦f2/f3≦0.650
(2) 1.00≦α3T≦7.50
条件式(1),(2)を満足することにより、ウォブリング時の画角変動による撮影倍率の変化を抑制し、高速で良好なフォーカシングを可能にする、小型、高性能なズームレンズを実現することができる。
条件式(1)は、第2レンズ群の焦点距離と第3レンズ群の焦点距離との比を規定している。条件式(1)を満足することで、光学系全長の短縮と光学性能の向上との両立を図ることができる。
条件式(1)においてその下限を下回ると、第2レンズ群の相対的なパワーが強くなりすぎて、第2レンズ群で発生する諸収差が増大し、その補正が困難になるため、好ましくない。一方、条件式(1)においてその上限を超えると、第2レンズ群の相対的なパワーが弱くなりすぎるため、変倍比を大きくとるためには十分な第2レンズ群の移動量が必要になって、光学系全長が延びる原因になる。
なお、上記条件式(1)は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
(1a) 0.335≦f2/f3≦0.600
この条件式(1a)で規定する範囲を満足することにより、光学系全長の短縮と光学性能の向上との両立がしやすくなる。
さらに、上記条件式(1a)は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
(1b) 0.340≦f2/f3≦0.550
この条件式(1b)で規定する範囲を満足することにより、光学系全長の短縮と光学性能の向上との両立がより容易になる。
条件式(2)は、第3レンズ群の望遠端における縦倍率を規定している。条件式(2)を満足することにより、フォーカス群である第3レンズ群のフォーカスストロークを小さく抑制して光学系全長を短縮することができるとともに、ウォブリング時の画角変動による撮影倍率の変化を抑制し、高速で良好なフォーカシングが可能になる。
条件式(2)においてその下限を下回ると、第3レンズ群のパワーが弱くなりすぎて、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカスストロークが大きくなって、光学系全長が延びる原因となるため、好ましくない。この場合、ウォブリング時の画角変動による撮影倍率の変化を抑制し、高速で良好なフォーカシングを行うことが困難になる。一方、条件式(2)においてその上限を超えると、第3レンズ群のパワーが強くなりすぎるため、第3レンズ群の光軸上の移動に対する敏感度が高くなって、第3レンズ群の駆動の制御が困難になるとともに、各物体距離に応じた像面湾曲変動も大きくなるため、好ましくない。
なお、上記条件式(2)は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
(2a) 1.10≦α3T≦6.50
この条件式(2a)で規定する範囲を満足することにより、光学系全長の短縮と高速で良好なフォーカシングとを両立しやすくなる。
さらに、上記条件式(2a)は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
(2b) 1.20≦α3T≦5.50
この条件式(2b)で規定する範囲を満足することにより、光学系全長の短縮と高速で良好なフォーカシングとの両立がより容易になる。
さらに、本発明にかかるズームレンズでは、第2レンズ群と第4レンズ群とが、広角端から望遠端への変倍に際し、移動量が等しくなるように同一形状の軌跡で移動することが好ましい。
変倍時に第2レンズ群と第4レンズ群とが同一形状の軌跡で移動すれば、第2レンズ群と第4レンズ群とをレンズ枠等を用いて一体構造(ユニット化)とすることができる。この一体構造により、レンズ鏡筒内の変倍作用を司るカム構造を簡素化することができ、レンズ鏡筒の最大径を小さくすることができる。また、変倍に際して発生し得る第2レンズ群と第4レンズ群との相対的な偏芯を小さく抑えることができ、組立時の製造誤差で発生する光学性能の劣化を抑制することが可能になる。第2レンズ群と第4レンズ群とがレンズ枠等で一体構造になっていれば、ズームレンズの組み立て工程が簡素化できることから、ズームレンズの製造誤差の発生を抑えるための各レンズ群の位置調整等も容易になり、ズームレンズの製造コストを抑えることが可能になる。レンズ鏡筒の構造の簡素化を図ることもできる。
さらに、本発明にかかるズームレンズでは、第4レンズ群の焦点距離をf4、光学系全系の広角端における焦点距離をfw、光学系全系の望遠端における焦点距離をftとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
Figure 2016090745
条件式(3)は、光学系全系の実効焦点距離に対する第4レンズ群の焦点距離を規定している。条件式(3)を満足することにより、光学系の全長を短くすることができる。加えて、適切な射出瞳距離を保つことで、周辺光量の低下を防ぎ、鮮明な画像を形成することができる。
条件式(3)においてその下限を下回ると、第4レンズ群の負のパワーが弱くなりすぎて、十分に横倍率を上げることができず、第1レンズ群から第3レンズ群までの光学系の焦点距離を短くすることができないため、結果として光学系の全長が延びてしまう。一方、条件式(3)においてその上限を超えると、第4レンズ群の負のパワーが強くなりすぎるため、射出瞳距離が短くなり、像面に配置されるCCD等の撮像素子への入射光が斜入射となり、特に周辺部の瞳の不均衡になることによる光量低下を招くため、好ましくない。
なお、上記条件式(3)は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
Figure 2016090745
この条件式(3a)で規定する範囲を満足することにより、光学系全長の短縮と良好な光学性能の維持とを両立しやすくなる。
さらに、上記条件式(3a)は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
Figure 2016090745
この条件式(3b)で規定する範囲を満足することにより、光学系全長の短縮と良好な光学性能の維持との両立がより容易になる。
ここで、本発明にかかるズームレンズにおいて、フォーカス群である第3レンズ群は、単体のレンズ要素で構成されることが好ましい。単体のレンズ要素とは、単一の研磨レンズや、非球面レンズ、複合非球面レンズ、接合レンズを含み、空気層をもち互いに接着されていないたとえば正負の2枚レンズなどは含まない。このようにすることで、さらなるフォーカス群の軽量化が図られ、フォーカス群を駆動するオートフォーカス機構の負荷を減らし、より高速なフォーカシングが可能になる。また、フォーカシングにかかる消費電力を低減することも可能になる。また、第3レンズ群を単一のレンズ要素として構成したうえ、物体側に凹を向けたメニスカス形状にすることによって、フォーカシング時の像面湾曲変動を抑制することができる。
本発明にかかるズームレンズでは、第3レンズ群が、単体のレンズ要素で構成されるとともに、物体側に凹を向けたメニスカス形状をなしていることを前提として、第3レンズ群の最物体側面の曲率半径をra3、第3レンズ群の最像面側面の曲率半径をrb3とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
(4) 1.10≦ra3/rb3≦5.00
条件式(4)は、第3レンズ群の最物体側面の曲率半径と第3レンズ群の最像面側面の曲率半径との比を規定している。条件式(4)を満足することにより、フォーカス群である第3レンズ群の小型、軽量化を図るとともに、フォーカスストロークを小さくして、ウォブリング時の画角変動による撮影倍率の変化を抑制し、高速で良好なフォーカシングを可能にする。また、光学系全系の小型化を図って、フォーカシング時の光学性能を向上させることができる。
条件式(4)においてその下限を下回ると、第3レンズ群のパワーが弱くなりすぎて、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカスストロークが大きくなって、光学系全長が延びる原因となるため、好ましくない。この場合、ウォブリング時の画角変動による撮影倍率の変化を抑制し、高速で良好なフォーカシングを行うことが困難になる。一方、条件式(4)においてその上限を超えると、第3レンズ群のパワーが強くなりすぎて、第3レンズ群の光軸上の移動に対する敏感度が高くなって、第3レンズ群の駆動の制御が困難になるとともに、各物体距離に応じた像面湾曲変動も大きくなるため、好ましくない。
なお、上記条件式(4)は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
(4a) 1.20≦ra3/rb3≦4.00
この条件式(4a)で規定する範囲を満足することにより、光学系全長の短縮と良好なフォーカシングとを両立しやすくなる。
さらに、上記条件式(4a)は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
(4b) 1.30≦ra3/rb3≦3.00
この条件式(4b)で規定する範囲を満足することにより、光学系全長の短縮と良好なフォーカシングとの両立がより容易になる。
さらに、本発明は、小型、軽量の防振群を備えた、小型、高性能なズームレンズを提供することを目的としている(第二の目的)。そこで、かかる目的を達成するため、本発明にかかるズームレンズは、上記特徴に加え、以下に示すような特徴も備えている。
本発明にかかるズームレンズは、第2レンズ群が防振群を有している。防振群は、光軸に対し略垂直な方向に移動させて手振れ補正を行う。ここで、防振群は、単体のレンズ要素で構成されることが好ましい。単体のレンズ要素とは、単一の研磨レンズや、非球面レンズ、複合非球面レンズ、接合レンズを含み、空気層をもち互いに接着されていないたとえば正負の2枚レンズなどは含まない。このようにすることで、防振群の小型、軽量化を図ることができる。防振群の小型化は、レンズ鏡筒の小径化を促進することになる。また、防振群の軽量化は、防振群を駆動する防振機構の負荷を減らし、迅速な手振れ補正が可能になるとともに、防振機構の消費電力を低減することもできる。
さらに、本発明にかかるズームレンズは、第2レンズ群が単体のレンズ要素からなる防振群を有することを前提に、防振群の焦点距離をfv、光学系全系の広角端における焦点距離をfw、光学系全系の望遠端における焦点距離をftとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
Figure 2016090745
条件式(5)は、光学系全系の実効焦点距離に対する防振群の焦点距離を規定している。条件式(5)を満足することにより、小型、軽量の防振群を備えた、小型、高性能なズームレンズを実現することができる。
条件式(5)においてその下限を下回ると、防振群のパワーが強くなりすぎるため、手振れ補正時の諸収差(偏心コマ収差、偏心非点収差等)の発生が顕著になり、補正が困難になる。この場合、収差補正を行うためには、防振群を構成するレンズ枚数を増やさなくてはならず、結果として防振群の小型、軽量化が困難になる。一方、条件式(5)においてその上限を超えると、防振群のパワーが弱くなりすぎるため、手振れ補正時の防振群の移動量が増え、防振群の高速制御が困難になって、良好な手振れ補正が難しくなる。また、光学有効径が増大し、レンズ鏡筒の小径化も困難になる。
なお、上記条件式(5)は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
Figure 2016090745
この条件式(5a)で規定する範囲を満足することにより、良好な光学性能を維持したまま、防振群のより小型、軽量化、光学有効径のより小径化を図ることができる。
さらに、上記条件式(5a)は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
Figure 2016090745
この条件式(5b)で規定する範囲を満足することにより、良好な光学性能を維持したまま、防振群の一層の小型、軽量化、光学有効径の一層の小径化を図ることができる。
以上説明したように、本発明にかかるズームレンズは、上記構成を備えることにより、光学系全長を短縮するとともに、フォーカシング時のフォーカス群の移動量を抑制してウォブリング時の画角変動による撮影倍率の変化を抑制することができる。また、フォーカス群の小型、軽量化を図って、高速で良好なフォーカシングが可能になる。フォーカシング時の諸収差の補正も良好になる。さらに、防振群の小型、軽量化を図ることによって、手振れ補正時においても良好な光学性能を維持することが可能になる。光学系の小径化を図ることもできる。
さらに、本発明は、小型、高性能な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している(第三の目的)。この目的を達成するためには、上記構成を備えたズームレンズと、この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と、を備えて撮像装置を構成すればよい。このようにすることで、小型、高性能なズームレンズを備えた、動画撮影にも好適な撮像装置を実現することができる。
以下、本発明にかかるズームレンズの実施例を図面に基づき詳細に説明する。なお、以下の実施例により本発明が限定されるものではない。
図1は、実施例1にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G11と、正の屈折力を有する第2レンズ群G12と、正の屈折力を有する第3レンズ群G13と、負の屈折力を有する第4レンズ群G14と、が配置されて構成される。第4レンズ群G14と像面IMGとの間には、カバーガラスCGが配置されている。
第1レンズ群G11は、物体側から順に、負レンズL111と、負レンズL112と、正レンズL113と、が配置されて構成される。
第2レンズ群G12は、物体側から順に、正レンズL121と、所定の口径を規定する開口絞りSTPと、正レンズL122と、負レンズL123と、正レンズL124と、が配置されて構成される。正レンズL121および正レンズL124のそれぞれ両面には、非球面が形成されている。また、正レンズL122と負レンズL123とは、接合されている。
第3レンズ群G13は、物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズL131によって構成される。メニスカスレンズL131の両面には、非球面が形成されている。
第4レンズ群G14は、負レンズL141によって構成される。
このズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際し、第2レンズ群G12、第3レンズ群G13、および第4レンズ群G14が光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動する。このとき、第2レンズ群G12と第4レンズ群G14とは、移動量が等しくなるように同一形状の軌跡で移動する。また、第1レンズ群G11は、広角端から中間焦点位置近傍までは光軸に沿って物体側から像面IMG側へ移動し、中間焦点位置近傍から望遠端までは光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動する。広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群G11と第2レンズ群G12との間隔は、狭くなっていく。
このズームレンズでは、第3レンズ群G13を光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動させることにより、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。また、第2レンズ群G12中の正レンズL124に防振群VC1としての機能を担わせ、
防振群VC1を光軸に対して略垂直な方向へ移動させることによって、手振れ補正を行う
以下、実施例1にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。
Fナンバー=3.61(広角端)〜5.00(中間焦点位置)〜5.77(望遠端)
ズームレンズ全系の焦点距離=28.91(fw:広角端)〜44.97(中間焦点位置)〜67.84(ft:望遠端)
半画角(ω)=37.95(広角端)〜25.86(中間焦点位置)〜17.64(望遠端)
(レンズデータ)
1=50.302
1=1.500 nd1=1.8061 νd1=40.73
2=18.864
2=9.473
3=-52.775
3=1.200 nd2=1.4875 νd2=70.44
4=150.638
4=0.200
5=35.609
5=3.504 nd3=1.8467 νd3=23.78
6=89.638
6=D(6)(可変)
7=19.352(非球面)
7=3.601 nd4=1.4971 νd4=81.56
8=-158.106(非球面)
8=2.403
9=∞(開口絞り)
9=2.446
10=13.927
10=2.867 nd5=1.4970 νd5=81.61
11=30.65
11=1.000 nd6=1.8061 νd6=33.27
12=12.258
12=2.931
13=35.293(非球面)
13=2.288 nd7=1.5533 νd7=71.68
14=-211.117(非球面)
14=D(14)(可変)
15=-19.95(非球面)
15=5.000 nd8=1.5312 νd8=56.04
16=-15.061(非球面)
16=D(16)(可変)
17=-31.299
17=1.200 nd9=1.5168 νd9=64.2
18=-1053.546
18=D(18)(可変)
19=∞
19=2.500 nd10=1.5168 νd10=64.2
20=∞
20=1.000
21=∞(像面)
円錐係数(k)および非球面係数(A4,A6,A8,A10
(第7面)
k=0,
4=-4.4730×10-6,A6=4.1460×10-8
8=-2.4742×10-10,A10=-2.4518×10-12
(第8面)
k=0,
4=1.4972×10-5,A6=-2.9593×10-8
8=3.5948×10-10,A10=-6.0553×10-12
(第13面)
k=0,
4=3.8722×10-5,A6=2.5149×10-7
8=-9.4360×10-9,A10=-4.1945×10-11
(第14面)
k=0,
4=4.0085×10-5,A6=2.7375×10-7
8=-9.2853×10-9,A10=-3.6388×10-11
(第15面)
k=0,
4=-6.9413×10-5,A6=-1.2328×10-6
8=1.1971×10-8,A10=-1.7831×10-10
(第16面)
k=0,
4=-2.7565×10-5,A6=-5.2901×10-7
8=3.9643×10-9,A10=-4.5222×10-11
(変倍データ)
広角端 中間焦点位置 望遠端
D(6) 24.838 10.040 2.500
D(14) 7.975 9.886 15.009
D(16) 9.573 7.663 2.540
D(18) 14.500 26.693 45.775
(条件式(1)に関する数値)
f2(第2レンズ群G12の焦点距離)=31.43
f3(第3レンズ群G13の焦点距離)=84.98
f2/f3=0.370
(条件式(2)に関する数値)
α3T(第3レンズ群G13の望遠端における縦倍率)=1.47
(条件式(3)に関する数値)
f4(第4レンズ群G14の焦点距離)=-62.21
Figure 2016090745
(条件式(4)に関する数値)
ra3(第3レンズ群G13の最物体側面の曲率半径)=-19.950
rb3(第3レンズ群G13の最像面側面の曲率半径)=-15.061
ra3/rb3=1.32
(条件式(5)に関する数値)
fv(防振群VC1の焦点距離)=54.65
Figure 2016090745
図2は、実施例1にかかるズームレンズの縦収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はc線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、縦軸は半画角(図中、ωで示す)を表し、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性を示している。歪曲収差図において、縦軸は半画角(図中、ωで示す)を表している。
図3は、実施例1にかかるズームレンズの望遠端における横収差図である。これらの図において、(a)は望遠端における手振れ補正を行っていない基本状態を示し、(b)は望遠端において防振群VC1を光軸に対して略垂直な方向に0.260mm移動させた手
振れ補正状態を示している。撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが0.3°だけ傾いた場合の像偏心量は、防振群VC1が光軸と略垂直な方向に0.260mmだけ平行
移動するときの像偏心量に等しい。
図3(a)、図3(b)において、それぞれ、上段は最大像高の70%の像点における横収差、中段は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−70%の像点における横収差を示している。なお、各横収差図において、横軸は瞳面上での主光線からの距離を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はc線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。
各横収差図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることがわかる。また、+70%像点における横収差と−70%像点における横収差とを基本状態で比較すると、いずれも湾曲度が小さく、収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことがわかる。このことは、手振れ補正状態であっても充分な結像性能が得られていることを意味している。
また、ズームレンズの手振れ補正角が同じ場合には、ズームレンズ全系の焦点距離が短くなるにつれて、手振れ補正に必要な平行移動量が減少する。したがって、いずれのズーム位置であっても、0.3°までの手振れ補正角に対して、結像特性を低下させることなく充分な手振れ補正を行うことが可能である。また、望遠端における防振群VC1の平行
移動量を広角端および中間焦点位置状態に適用することで手振れ補正角度を0.3°よりもさらに大きくとることも可能である。
図4は、実施例2にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G21と、正の屈折力を有する第2レンズ群G22と、正の屈折力を有する第3レンズ群G23と、負の屈折力を有する第4レンズ群G24と、が配置されて構成される。第4レンズ群G24と像面IMGとの間には、カバーガラスCGが配置されている。
第1レンズ群G21は、物体側から順に、負レンズL211と、負レンズL212と、正レンズL213と、が配置されて構成される。
第2レンズ群G22は、物体側から順に、正レンズL221と、所定の口径を規定する開口絞りSTPと、正レンズL222と、負レンズL223と、正レンズL224と、が配置されて構成される。正レンズL221および正レンズL224のそれぞれ両面には、非球面が形成されている。
第3レンズ群G23は、物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズL231によって構成される。メニスカスレンズL231の両面には、非球面が形成されている。
第4レンズ群G24は、負レンズL241によって構成される。
このズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際し、第2レンズ群G22、第3レンズ群G23、および第4レンズ群G24が光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動する。このとき、第2レンズ群G22と第4レンズ群G24とは、移動量が等しくなるように同一形状の軌跡で移動する。また、第1レンズ群G21は、広角端から中間焦点位置近傍までは光軸に沿って物体側から像面IMG側へ移動し、中間焦点位置近傍から望遠端までは光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動する。広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群G21と第2レンズ群G22との間隔は、狭くなっていく。
このズームレンズでは、第3レンズ群G23を光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動させることにより、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。また、第2レンズ群G22中の正レンズL224に防振群VC2としての機能を担わせ、
防振群VC2を光軸に対して略垂直な方向へ移動させることによって、手振れ補正を行う
以下、実施例2にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。
Fナンバー=3.61(広角端)〜5.00(中間焦点位置)〜5.77(望遠端)
ズームレンズ全系の焦点距離=28.89(fw:広角端)〜45.00(中間焦点位置)〜67.94(ft:望遠端)
半画角(ω)=37.94(広角端)〜25.87(中間焦点位置)〜17.65(望遠端)
(レンズデータ)
1=47.449
1=1.500 nd1=1.9037 νd1=31.31
2=20.38
2=11.128
3=-52.534
3=1.200 nd2=1.4875 νd2=70.44
4=63.526
4=0.245
5=39.16
5=3.721 nd3=1.8467 νd3=23.78
6=223.17
6=D(6)(可変)
7=23.687(非球面)
7=2.995 nd4=1.6014 νd4=54.32
8=-1714.338(非球面)
8=2.049
9=∞(開口絞り)
9=2.007
10=23.115
10=4.369 nd5=1.4970 νd5=81.61
11=-24.965
11=0.208
12=-49.803
12=1.000 nd6=1.6427 νd6=35.68
13=14.8
13=2.928
14=44.602(非球面)
14=2.327 nd7=1.5312 νd7=56.04
15=-98.074(非球面)
15=D(15)(可変)
16=-20.062(非球面)
16=4.944 nd8=1.4971 νd8=81.56
17=-15.227(非球面)
17=D(17)(可変)
18=-35.987
18=1.200 nd9=1.5168 νd9=64.2
19=942.382
19=D(19)(可変)
20=∞
20=2.500 nd10=1.5168 νd10=64.2
21=∞
21=1.000
22=∞(像面)
円錐係数(k)および非球面係数(A4,A6,A8,A10
(第7面)
k=0,
4=-1.2194×10-5,A6=1.3079×10-8
8=4.9353×10-11,A10=-1.1241×10-11
(第8面)
k=0,
4=1.0663×10-5,A6=1.0459×10-7
8=-5.6358×10-10,A10=-5.0390×10-12
(第14面)
k=0,
4=2.5379×10-6,A6=2.6115×10-7
8=-8.8538×10-9,A10=6.1053×10-12
(第15面)
k=0,
4=5.0189×10-6,A6=1.6860×10-7
8=-6.9209×10-9,A10=-3.7871×10-12
(第16面)
k=0,
4=-5.8349×10-5,A6=-1.2055×10-6
8=1.3280×10-8,A10=-1.6328×10-10
(第17面)
k=0,
4=-2.1862×10-5,A6=-4.9740×10-7
8=3.9884×10-9,A10=-4.0365×10-11
(変倍データ)
広角端 中間焦点位置 望遠端
D(6) 25.457 10.101 2.500
D(15) 7.942 10.534 17.165
D(17) 11.695 9.103 2.473
D(19) 14.584 27.178 47.029
(条件式(1)に関する数値)
f2(第2レンズ群G22の焦点距離)=33.06
f3(第3レンズ群G23の焦点距離)=94.56
f2/f3=0.350
(条件式(2)に関する数値)
α3T(第3レンズ群G23の望遠端における縦倍率)=1.34
(条件式(3)に関する数値)
f4(第4レンズ群G24の焦点距離)=-66.80
Figure 2016090745
(条件式(4)に関する数値)
ra3(第3レンズ群G23の最物体側面の曲率半径)=-20.062
rb3(第3レンズ群G23の最像面側面の曲率半径)=-15.227
ra3/rb3=1.32
(条件式(5)に関する数値)
fv(防振群VC2の焦点距離)=57.80
Figure 2016090745
図5は、実施例2にかかるズームレンズの縦収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はc線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、縦軸は半画角(図中、ωで示す)を表し、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性を示している。歪曲収差図において、縦軸は半画角(図中、ωで示す)を表している。
図6は、実施例2にかかるズームレンズの望遠端における横収差図である。これらの図において、(a)は望遠端における手振れ補正を行っていない基本状態を示し、(b)は望遠端において防振群VC2を光軸に対して略垂直な方向に0.261mm移動させた手
振れ補正状態を示している。撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが0.3°だけ傾いた場合の像偏心量は、防振群VC2が光軸と略垂直な方向に0.261mmだけ平行
移動するときの像偏心量に等しい。
図6(a)、図6(b)において、それぞれ、上段は最大像高の70%の像点における横収差、中段は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−70%の像点における横収差を示している。なお、各横収差図において、横軸は瞳面上での主光線からの距離を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はc線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。
各横収差図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることがわかる。また、+70%像点における横収差と−70%像点における横収差とを基本状態で比較すると、いずれも湾曲度が小さく、収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことがわかる。このことは、手振れ補正状態であっても充分な結像性能が得られていることを意味している。
また、ズームレンズの手振れ補正角が同じ場合には、ズームレンズ全系の焦点距離が短くなるにつれて、手振れ補正に必要な平行移動量が減少する。したがって、いずれのズーム位置であっても、0.3°までの手振れ補正角に対して、結像特性を低下させることなく充分な手振れ補正を行うことが可能である。また、望遠端における防振群VC2の平行
移動量を広角端および中間焦点位置状態に適用することで手振れ補正角度を0.3°よりもさらに大きくとることも可能である。
図7は、実施例3にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G31と、正の屈折力を有する第2レンズ群G32と、正の屈折力を有する第3レンズ群G33と、負の屈折力を有する第4レンズ群G34と、が配置されて構成される。第4レンズ群G34と像面IMGとの間には、カバーガラスCGが配置されている。
第1レンズ群G31は、物体側から順に、負レンズL311と、負レンズL312と、正レンズL313と、が配置されて構成される。
第2レンズ群G32は、物体側から順に、正レンズL321と、所定の口径を規定する開口絞りSTPと、正レンズL322と、負レンズL323と、正レンズL324と、が配置されて構成される。正レンズL321および正レンズL324のそれぞれ両面には、非球面が形成されている。
第3レンズ群G33は、物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズL331によって構成される。メニスカスレンズL331の両面には、非球面が形成されている。
第4レンズ群G34は、物体側から順に、負レンズL341によって構成される。
このズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際し、第2レンズ群G32、第3レンズ群G33、および第4レンズ群G34が光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動する。このとき、第2レンズ群G32と第4レンズ群G34とは、移動量が等しくなるように同一形状の軌跡で移動する。また、第1レンズ群G31は、広角端から中間焦点位置近傍までは光軸に沿って物体側から像面IMG側へ移動し、中間焦点位置近傍から望遠端までは光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動する。広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群G31と第2レンズ群G32との間隔は、狭くなっていく。
このズームレンズでは、第3レンズ群G33を光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動させることにより、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。また、第2レンズ群G32中の正レンズL324に防振群VC3としての機能を担わせ、
防振群VC3を光軸に対して略垂直な方向へ移動させることによって、手振れ補正を行う
以下、実施例3にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。
Fナンバー=3.60(広角端)〜5.00(中間焦点位置)〜5.74(望遠端)
ズームレンズ全系の焦点距離=28.74(fw:広角端)〜45.00(中間焦点位置)〜68.29(ft:望遠端)
半画角(ω)=36.96(広角端)〜25.67(中間焦点位置)〜17.60(望遠端)
(レンズデータ)
1=46.271
1=1.600 nd1=1.9037 νd1=31.31
2=20.339
2=10.392
3=-49.106
3=1.300 nd2=1.4875 νd2=70.44
4=86.589
4=0.300
5=39.198
5=4.226 nd3=1.8467 νd3=23.78
6=176.208
6=D(6)(可変)
7=23.121(非球面)
7=3.431 nd4=1.5831 νd4=59.46
8=-1000.135(非球面)
8=2.000
9=∞(開口絞り)
9=2.033
10=27.71
10=4.522 nd5=1.4970 νd5=81.61
11=-27.252
11=0.300
12=-53.003
12=1.000 nd6=1.6200 νd6=36.3
13=15.154
13=2.905
14=33.691(非球面)
14=2.458 nd7=1.5312 νd7=56.04
15=-118.694(非球面)
15=D(15)(可変)
16=-21.678(非球面)
16=5.000 nd8=1.4971 νd8=81.56
17=-15.726(非球面)
17=D(17)(可変)
18=-28.298
18=1.200 nd9=1.5168 νd9=64.2
19=∞
19=D(19)(可変)
20=∞
20=3.100 nd10=1.5168 νd10=64.2
21=∞
21=1.000
22=∞(像面)
円錐係数(k)および非球面係数(A4,A6,A8,A10
(第7面)
k=0,
4=-2.8212×10-5,A6=-1.3282×10-7
8=-1.2666×10-9,A10=-2.4856×10-11
(第8面)
k=0,
4=-1.0687×10-5,A6=-3.0034×10-8
8=-3.2626×10-9,A10=-6.2652×10-12
(第14面)
k=0,
4=3.4983×10-6,A6=5.7335×10-7
8=-1.8786×10-8,A10=1.6241×10-10
(第15面)
k=0,
4=7.7283×10-6,A6=4.3102×10-7
8=-1.4703×10-8,A10=1.2515×10-10
(第16面)
k=0,
4=-7.3930×10-5,A6=-9.0938×10-7
8=8.8174×10-9,A10=-1.3741×10-10
(第17面)
k=0,
4=-3.7003×10-5,A6=-3.2489×10-7
8=1.6947×10-9,A10=-3.0847×10-11
(変倍データ)
広角端 中間焦点位置 望遠端
D(6) 26.255 10.157 2.500
D(15) 7.908 9.929 16.010
D(17) 11.070 9.050 2.968
D(19) 13.001 24.682 43.501
(条件式(1)に関する数値)
f2(第2レンズ群G32の焦点距離)=32.72
f3(第3レンズ群G33の焦点距離)=89.79
f2/f3=0.364
(条件式(2)に関する数値)
α3T(第3レンズ群G33の望遠端における縦倍率)=1.46
(条件式(3)に関する数値)
f4(第4レンズ群G34の焦点距離)=-54.54
Figure 2016090745
(条件式(4)に関する数値)
ra3(第3レンズ群G33の最物体側面の曲率半径)=-21.678
rb3(第3レンズ群G33の最像面側面の曲率半径)=-15.726
ra3/rb3=1.38
(条件式(5)に関する数値)
fv(防振群VC3の焦点距離)=49.47
Figure 2016090745
図8は、実施例3にかかるズームレンズの縦収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はc線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、縦軸は半画角(図中、ωで示す)を表し、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性を示している。歪曲収差図において、縦軸は半画角(図中、ωで示す)を表している。
図9は、実施例3にかかるズームレンズの望遠端における横収差図である。これらの図において、(a)は望遠端における手振れ補正を行っていない基本状態を示し、(b)は望遠端において防振群VC3を光軸に対して略垂直な方向に0.227mm移動させた手
振れ補正状態を示している。撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが0.3°だけ傾いた場合の像偏心量は、防振群VC3が光軸と略垂直な方向に0.227mmだけ平行
移動するときの像偏心量に等しい。
図9(a)、図9(b)において、それぞれ、上段は最大像高の70%の像点における横収差、中段は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−70%の像点における横収差を示している。なお、各横収差図において、横軸は瞳面上での主光線からの距離を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はc線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。
各横収差図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることがわかる。また、+70%像点における横収差と−70%像点における横収差とを基本状態で比較すると、いずれも湾曲度が小さく、収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことがわかる。このことは、手振れ補正状態であっても充分な結像性能が得られていることを意味している。
また、ズームレンズの手振れ補正角が同じ場合には、ズームレンズ全系の焦点距離が短くなるにつれて、手振れ補正に必要な平行移動量が減少する。したがって、いずれのズーム位置であっても、0.3°までの手振れ補正角に対して、結像特性を低下させることなく充分な手振れ補正を行うことが可能である。また、望遠端における防振群VC3の平行
移動量を広角端および中間焦点位置状態に適用することで手振れ補正角度を0.3°よりもさらに大きくとることも可能である。
図10は、実施例4にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G41と、正の屈折力を有する第2レンズ群G42と、正の屈折力を有する第3レンズ群G43と、負の屈折力を有する第4レンズ群G44と、が配置されて構成される。第4レンズ群G44と像面IMGとの間には、カバーガラスCGが配置されている。
第1レンズ群G41は、物体側から順に、負レンズL411と、負レンズL412と、正レンズL413と、が配置されて構成される。
第2レンズ群G42は、物体側から順に、正レンズL421と、所定の口径を規定する開口絞りSTPと、正レンズL422と、負レンズL423と、正レンズL424と、が配置されて構成される。正レンズL421および正レンズL424のそれぞれ両面には、非球面が形成されている。また、正レンズL422と負レンズL423とは、接合されている。
第3レンズ群G43は、物体側から順に、負レンズL431と、正レンズL432と、が配置されて構成される。負レンズL431の物体側面には、非球面が形成されている。負レンズL431と正レンズL432とが接合され、第3レンズ群G43が物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズとして構成されている。
第4レンズ群G44は、負レンズL441によって構成される。負レンズL441の両面には、非球面が形成されている。
このズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群G41、第2レンズ群G42、第3レンズ群G43、および第4レンズ群G44が光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動する。このとき、第2レンズ群G42と第4レンズ群G44とは、移動量が等しくなるように同一形状の軌跡で移動する。広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群G41と第2レンズ群G42との間隔は、狭くなっていく。
このズームレンズでは、第3レンズ群G43を光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動させることにより、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。また、第2レンズ群G42中の正レンズL424に防振群VC4としての機能を担わせ、
防振群VC4を光軸に対して略垂直な方向へ移動させることによって、手振れ補正を行う
以下、実施例4にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。
Fナンバー=3.61(広角端)〜5.00(中間焦点位置)〜5.77(望遠端)
ズームレンズ全生の焦点距離=28.65(fw:広角端)〜45.13(中間焦点位置)〜67.91(ft:望遠端)
半画角(ω)=38.08(広角端)〜25.77(中間焦点位置)〜17.55(望遠端)
(レンズデータ)
1=33.439
1=1.250 nd1=2.0006 νd1=25.46
2=19.271
2=15.071
3=-191.993
3=1.000 nd2=1.6385 νd2=55.45
4=36.431
4=0.200
5=30.472
5=3.348 nd3=1.9229 νd3=20.88
6=79.717
6=D(6)(可変)
7=18.589(非球面)
7=3.419 nd4=1.4971 νd4=81.56
8=42.688(非球面)
8=2.000
9=∞(開口絞り)
9=2.000
10=26.31
10=3.276 nd5=1.5891 νd5=61.25
11=-38.709
11=1.000 nd6=1.8052 νd6=25.46
12=-321.77
12=2.064
13=41.823(非球面)
13=1.353 nd7=1.4971 νd7=81.56
14=70.511(非球面)
14=D(14)(可変)
15=-21.904(非球面)
15=1.360 nd8=1.5927 νd8=35.45
16=-30.514
16=5.000 nd9=1.4970 νd9=81.61
17=-12.782
17=D(17)(可変)
18=-14.153(非球面)
18=0.700 nd10=1.6935 νd10=53.2
19=-53.381(非球面)
19=D(19)(可変)
20=∞
20=2.500 nd11=1.5168 νd11=64.2
21=∞
21=1.000
22=∞(像面)
円錐係数(k)および非球面係数(A4,A6,A8,A10
(第7面)
k=0,
4=-3.3876×10-6,A6=2.5263×10-8
8=-6.4547×10-11,A10=4.8843×10-12
(第8面)
k=0,
4=3.1715×10-6,A6=2.1038×10-8
8=3.9660×10-10,A10=3.1935×10-12
(第13面)
k=0,
4=1.1415×10-5,A6=9.6172×10-8
8=1.0105×10-9,A10=-8.9091×10-12
(第14面)
k=0,
4=1.3818×10-5,A6=8.7700×10-8
8=1.3034×10-9,A10=-1.1086×10-11
(第15面)
k=0,
4=-9.5990×10-5,A6=-3.4358×10-7
8=-8.1549×10-10,A10=-2.1517×10-11
(第18面)
k=0,
4=1.9209×10-6,A6=-1.3407×10-8
8=-3.7331×10-10,A10=2.9350×10-12
(第19面)
k=0,
4=-1.6107×10-5,A6=-3.2793×10-8
8=2.5555×10-10,A10=-2.2617×10-13
(変倍データ)
広角端 中間焦点位置 望遠端
D(6) 21.851 11.818 2.500
D(14) 5.283 8.845 9.112
D(17) 6.326 2.765 2.497
D(19) 20.000 34.177 51.572
(条件式(1)に関する数値)
f2(第2レンズ群G42の焦点距離)=27.27
f3(第3レンズ群G43の焦点距離)=52.44
f2/f3=0.520
(条件式(2)に関する数値)
α3T(第3レンズ群G43の望遠端における縦倍率)=4.40
(条件式(3)に関する数値)
f4(第4レンズ群G44の焦点距離)=-27.85
Figure 2016090745
(条件式(4)に関する数値)
ra3(第3レンズ群G43の最物体側面の曲率半径)=-21.904
rb3(第3レンズ群G43の最像面側面の曲率半径)=-12.782
ra3/rb3=1.71
(条件式(5)に関する数値)
fv(防振群VC4の焦点距離)=203.00
Figure 2016090745
図11は、実施例4にかかるズームレンズの縦収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はc線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、縦軸は半画角(図中、ωで示す)を表し、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性を示している。歪曲収差図において、縦軸は半画角(図中、ωで示す)を表している。
図12は、実施例4にかかるズームレンズの望遠端における横収差図である。これらの図において、(a)は望遠端における手振れ補正を行っていない基本状態を示し、(b)は望遠端において防振群VC4を光軸に対して略垂直な方向に0.825mm移動させた
手振れ補正状態を示している。撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが0.3°だけ傾いた場合の像偏心量は、防振群VC4が光軸と略垂直な方向に0.825mmだけ平
行移動するときの像偏心量に等しい。
図12(a)、図12(b)において、それぞれ、上段は最大像高の70%の像点における横収差、中段は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−70%の像点における横収差を示している。なお、各横収差図において、横軸は瞳面上での主光線からの距離を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はc線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。
各横収差図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることがわかる。また、+70%像点における横収差と−70%像点における横収差とを基本状態で比較すると、いずれも湾曲度が小さく、収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことがわかる。このことは、手振れ補正状態であっても充分な結像性能が得られていることを意味している。
また、ズームレンズの手振れ補正角が同じ場合には、ズームレンズ全系の焦点距離が短くなるにつれて、手振れ補正に必要な平行移動量が減少する。したがって、いずれのズーム位置であっても、0.3°までの手振れ補正角に対して、結像特性を低下させることなく充分な手振れ補正を行うことが可能である。また、望遠端における防振群VC4の平行
移動量を広角端および中間焦点位置状態に適用することで手振れ補正角度を0.3°よりもさらに大きくとることも可能である。
図13は、実施例5にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G51と、正の屈折力を有する第2レンズ群G52と、正の屈折力を有する第3レンズ群G53と、負の屈折力を有する第4レンズ群G54と、が配置されて構成される。第4レンズ群G54と像面IMGとの間には、カバーガラスCGが配置されている。
第1レンズ群G51は、物体側から順に、負レンズL511と、負レンズL512と、正レンズL513と、が配置されて構成される。負レンズL512の両面には、非球面が形成されている。
第2レンズ群G52は、物体側から順に、正レンズL521と、所定の口径を規定する開口絞りSTPと、正レンズL522と、負レンズL523と、正レンズL524と、負レンズL525と、が配置されて構成される。正レンズL521の両面には、非球面が形成されている。正レンズL524の物体側面には、非球面が形成されている。また、正レンズL524と負レンズL525とは、接合されている。
第3レンズ群G53は、物体側に凹面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズL531によって構成される。メニスカスレンズL531の両面には、非球面が形成されている。
第4レンズ群G54は、負レンズL541によって構成される。
このズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際し、第2レンズ群G52、第3レンズ群G53、および第4レンズ群G54が光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動する。このとき、第2レンズ群G52と第4レンズ群G54とは、移動量が等しくなるように同一形状の軌跡で移動する。また、第1レンズ群G51は、広角端から中間焦点位置近傍までは光軸に沿って物体側から像面IMG側へ移動し、中間焦点位置近傍から望遠端までは光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動する。広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群G51と第2レンズ群G52との間隔は、狭くなっていく。
このズームレンズでは、第3レンズ群G53を光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動させることにより、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。また、第2レンズ群G52中の正レンズL524と負レンズL525とからなる接合レンズに防振群VC5としての機能を担わせ、防振群VC5を光軸に対して略垂直な方向へ移動
させることによって、手振れ補正を行う。
以下、実施例5にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。
Fナンバー=3.61(広角端)〜5.00(中間焦点位置)〜5.77(望遠端)
ズームレンズ全系の焦点距離=28.86(fw:広角端)〜44.98(中間焦点位置)〜67.91(ft:望遠端)
半画角(ω)=37.69(広角端)〜25.77(中間焦点位置)〜17.47(望遠端)
(レンズデータ)
1=35.723
1=1.250 nd1=1.8348 νd1=47.72
2=18.515
2=12.544
3=-121.413(非球面)
3=1.000 nd2=1.4971 νd2=81.56
4=56.206(非球面)
4=0.200
5=38.696
5=3.271 nd3=2.0010 νd3=29.13
6=83.467
6=D(6)(可変)
7=20.653(非球面)
7=2.865 nd4=1.5891 νd4=61.25
8=82.271(非球面)
8=2.000
9=∞(開口絞り)
9=2.000
10=15.624
10=1.911 nd5=1.4970 νd5=81.61
11=25.974
11=0.200
12=19.479
12=1.000 nd6=1.7618 νd6=26.61
13=12.681
13=3.229
14=42.031(非球面)
14=1.938 nd7=1.4971 νd7=81.56
15=-73.074
15=1.500 nd8=1.8467 νd8=23.78
16=-110.939
16=D(16)(可変)
17=-19.737(非球面)
17=5.000 nd9=1.4971 νd9=81.56
18=-13.668(非球面)
18=D(18)(可変)
19=-26.042
19=0.700 nd10=1.4970 νd10=81.61
20=3585.953
20=D(20)(可変)
21=∞
21=2.500 nd11=1.5168 νd11=64.2
22=∞
22=1.000
23=∞(像面)
円錐係数(k)および非球面係数(A4,A6,A8,A10
(第3面)
k=0,
4=-2.5073×10-6,A6=6.5292×10-10
8=1.4106×10-10,A10=-3.8512×10-13
(第4面)
k=0,
4=-7.8452×10-6,A6=-4.3589×10-10
8=1.3316×10-10,A10=-5.1462×10-13
(第7面)
k=0,
4=-5.7270×10-6,A6=1.0085×10-8
8=1.6680×10-11,A10=5.8021×10-13
(第8面)
k=0,
4=2.5217×10-7,A6=9.3716×10-9
8=2.1683×10-10,A10=-7.2342×10-13
(第14面)
k=0,
4=-2.7833×10-6,A6=4.1221×10-8
8=-8.1181×10-10,A10=5.0794×10-12
(第17面)
k=0,
4=-1.0802×10-4,A6=-9.7975×10-7
8=6.2122×10-9,A10=-1.8343×10-10
(第18面)
k=0,
4=-3.4443×10-5,A6=-4.5657×10-7
8=3.3027×10-9,A10=-5.4020×10-11
(変倍データ)
広角端 中間焦点位置 望遠端
D(6) 31.327 16.423 2.500
D(16) 6.168 12.032 12.052
D(18) 8.380 2.516 2.497
D(20) 20.017 34.268 51.050
(条件式(1)に関する数値)
f2(第2レンズ群G52の焦点距離)=34.04
f3(第3レンズ群G53の焦点距離)=69.69
f2/f3=0.487
(条件式(2)に関する数値)
α3T(第3レンズ群G53の望遠端における縦倍率)=2.30
(条件式(3)に関する数値)
f4(第4レンズ群G54の焦点距離)=-51.87
Figure 2016090745
(条件式(4)に関する数値)
ra3(第3レンズ群G53の最物体側面の曲率半径)=-19.737
rb3(第3レンズ群G53の最像面側面の曲率半径)=-13.668
ra3/rb3=1.44
(条件式(5)に関する数値)
fv(防振群VC5の焦点距離)=68.48
Figure 2016090745
図14は、実施例5にかかるズームレンズの縦収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はc線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、縦軸は半画角(図中、ωで示す)を表し、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性を示している。歪曲収差図において、縦軸は半画角(図中、ωで示す)を表している。
図15は、実施例5にかかるズームレンズの望遠端における横収差図である。これらの図において、(a)は望遠端における手振れ補正を行っていない基本状態を示し、(b)は望遠端において防振群VC5を光軸に対して略垂直な方向に0.315mm移動させた
手振れ補正状態を示している。撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが0.3°だけ傾いた場合の像偏心量は、防振群VC5が光軸と略垂直な方向に0.315mmだけ平
行移動するときの像偏心量に等しい。
図15(a)、図15(b)において、それぞれ、上段は最大像高の70%の像点における横収差、中段は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−70%の像点における横収差を示している。なお、各横収差図において、横軸は瞳面上での主光線からの距離を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はc線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。
各横収差図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることがわかる。また、+70%像点における横収差と−70%像点における横収差とを基本状態で比較すると、いずれも湾曲度が小さく、収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことがわかる。このことは、手振れ補正状態であっても充分な結像性能が得られていることを意味している。
また、ズームレンズの手振れ補正角が同じ場合には、ズームレンズ全系の焦点距離が短くなるにつれて、手振れ補正に必要な平行移動量が減少する。したがって、いずれのズーム位置であっても、0.3°までの手振れ補正角に対して、結像特性を低下させることなく充分な手振れ補正を行うことが可能である。また、望遠端における防振群VC5の平行
移動量を広角端および中間焦点位置状態に適用することで手振れ補正角度を0.3°よりもさらに大きくとることも可能である。
図16は、実施例6にかかるズームレンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このズームレンズは、図示しない物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G61と、正の屈折力を有する第2レンズ群G62と、正の屈折力を有する第3レンズ群G63と、負の屈折力を有する第4レンズ群G64と、が配置されて構成される。第4レンズ群G64と像面IMGとの間には、カバーガラスCGが配置されている。
第1レンズ群G61は、物体側から順に、負レンズL611と、負レンズL612と、正レンズL613と、が配置されて構成される。
第2レンズ群G62は、物体側から順に、正レンズL621と、所定の口径を規定する開口絞りSTPと、正レンズL622と、負レンズL623と、正レンズL624と、正レンズL625と、が配置されて構成される。正レンズL621および正レンズL624のそれぞれ両面には、非球面が形成されている。また、正レンズL622と負レンズL623とは、接合されている。
第3レンズ群G63は、物体側から順に、負レンズL631と、正レンズL632と、が配置されて構成される。負レンズL631の物体側面には、非球面が形成されている。負レンズL631と正レンズL632とが接合され、第3レンズ群G63が物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズとして構成されている。
第4レンズ群G64は、負レンズL641によって構成される。負レンズL641の両面には、非球面が形成されている。
このズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍に際し、第2レンズ群G62、第3レンズ群G63、および第4レンズ群G64が光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動する。このとき、第2レンズ群G62と第4レンズ群G64とは、移動量が等しくなるように同一形状の軌跡で移動する。また、第1レンズ群G61は、広角端から中間焦点位置近傍までは光軸に沿って物体側から像面IMG側へ移動し、中間焦点位置近傍から望遠端までは光軸に沿って像面IMG側から物体側へ移動する。広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群G61と第2レンズ群G62との間隔は、狭くなっていく。
このズームレンズでは、第3レンズ群G63を光軸に沿って像面IMGから側物体側へ移動させることにより、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。また、第2レンズ群G62中の正レンズL624に防振群VC6としての機能を担わせ、
防振群VC6を光軸に対して略垂直な方向へ移動させることによって、手振れ補正を行う
以下、実施例6にかかるズームレンズに関する各種数値データを示す。
Fナンバー=3.61(広角端)〜5.00(中間焦点位置)〜5.77(望遠端)
ズームレンズ全系の焦点距離=28.88(fw:広角端)〜44.98(中間焦点位置)〜67.90(ft:望遠端)
半画角(ω)=37.94(広角端)〜25.88(中間焦点位置)〜17.67(望遠端)
(レンズデータ)
1=31.933
1=1.250 nd1=1.8061 νd1=40.73
2=17.743
2=12.501
3=-75.628
3=1.000 nd2=1.6385 νd2=55.45
4=35.561
4=0.200
5=28.944
5=4.067 nd3=1.8052 νd3=25.46
6=140.712
6=D(6)(可変)
7=27.001(非球面)
7=3.139 nd4=1.5533 νd4=71.68
8=-378.813(非球面)
8=2.000
9=∞(開口絞り)
9=2.000
10=33.44
10=4.505 nd5=1.5688 νd5=56.04
11=-25.596
11=1.000 nd6=1.7847 νd6=25.72
12=50.53
12=1.910
13=46.774(非球面)
13=1.640 nd7=1.4971 νd7=81.56
14=747.77(非球面)
14=2.459
15=-61.39
15=1.473 nd8=1.9229 νd8=20.88
16=-30.962
16=D(16)(可変)
17=-20.951(非球面)
17=2.189 nd9=1.5163 νd9=64.07
18=-315.441
18=5.000 nd10=1.4970 νd10=81.61
19=-13.49
19=D(19)(可変)
20=-17.024(非球面)
20=0.700 nd11=1.5182 νd11=56.96
21=-601.788(非球面)
21=D(21)(可変)
22=∞
22=2.500 nd12=1.5168 νd12=64.2
23=∞
23=1.000
24=∞(像面)
円錐係数(k)および非球面係数(A4,A6,A8,A10
(第7面)
k=0,
4=-9.1559×10-7,A6=2.2426×10-8
8=-2.1982×10-10,A10=3.9409×10-12
(第8面)
k=0,
4=2.4821×10-6,A6=2.2100×10-8
8=-1.0820×10-10,A10=3.5503×10-12
(第13面)
k=0,
4=1.2694×10-5,A6=9.5705×10-8
8=1.4678×10-9,A10=1.9647×10-12
(第14面)
k=0,
4=1.7243×10-5,A6=8.4286×10-8
8=1.8152×10-9,A10=9.2244×10-13
(第17面)
k=0,
4=-8.1296×10-5,A6=-3.1552×10-7
8=7.2733×10-11,A10=-2.6157×10-11
(第20面)
k=0,
4=2.9587×10-6,A6=-2.0929×10-8
8=1.3106×10-10,A10=3.7297×10-12
(第21面)
k=0,
4=-1.5751×10-5,A6=-3.0796×10-8
8=4.8079×10-10,A10=-3.3631×10-13
(変倍データ)
広角端 中間焦点位置 望遠端
D(6) 22.377 9.920 2.500
D(16) 5.133 7.437 9.590
D(19) 6.955 4.652 2.498
D(21) 20.000 33.197 52.352
(条件式(1)に関する数値)
f2(第2レンズ群G62の焦点距離)=28.93
f3(第3レンズ群G63の焦点距離)=60.11
f2/f3=0.481
(条件式(2)に関する数値)
α3T(第3レンズ群G63の望遠端における縦倍率)=3.29
(条件式(3)に関する数値)
f4(第4レンズ群G64の焦点距離)=-33.68
Figure 2016090745
(条件式(4)に関する数値)
ra3(第3レンズ群G63の最物体側面の曲率半径)=-20.951
rb3(第3レンズ群G63の最像面側面の曲率半径)=-13.490
ra3/rb3=1.55
(条件式(5)に関する数値)
fv(防振群VC6の焦点距離)=100.00
Figure 2016090745
図17は、実施例6にかかるズームレンズの縦収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はc線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。非点収差図において、縦軸は半画角(図中、ωで示す)を表し、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性を示している。歪曲収差図において、縦軸は半画角(図中、ωで示す)を表している。
図18は、実施例6にかかるズームレンズの望遠端における横収差図である。これらの図において、(a)は望遠端における手振れ補正を行っていない基本状態を示し、(b)は望遠端において防振群VC6を光軸に対して略垂直な方向に0.422mm移動させた
手振れ補正状態を示している。撮影距離が∞で望遠端においてズームレンズが0.3°だけ傾いた場合の像偏心量は、防振群VC6が光軸と略垂直な方向に0.422mmだけ平
行移動するときの像偏心量に等しい。
図18(a)、図18(b)において、それぞれ、上段は最大像高の70%の像点における横収差、中段は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−70%の像点における横収差を示している。なお、各横収差図において、横軸は瞳面上での主光線からの距離を表し、実線はd線(λ=587.56nm)、短破線はg線(λ=435.84nm)、長破線はc線(λ=656.28nm)に相当する波長の特性を示している。
各横収差図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることがわかる。また、+70%像点における横収差と−70%像点における横収差とを基本状態で比較すると、いずれも湾曲度が小さく、収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことがわかる。このことは、手振れ補正状態であっても充分な結像性能が得られていることを意味している。
また、ズームレンズの手振れ補正角が同じ場合には、ズームレンズ全系の焦点距離が短くなるにつれて、手振れ補正に必要な平行移動量が減少する。したがって、いずれのズーム位置であっても、0.3°までの手振れ補正角に対して、結像特性を低下させることなく充分な手振れ補正を行うことが可能である。また、望遠端における防振群VC6の平行
移動量を広角端および中間焦点位置状態に適用することで手振れ補正角度を0.3°よりもさらに大きくとることも可能である。
なお、上記各実施例中の数値データにおいて、r1,r2,・・・・は各レンズ、絞り面などの曲率半径、d1,d2,・・・・は各レンズ、絞りなどの肉厚またはそれらの面間隔、nd1,nd2,・・・・は各レンズのd線(λ=587.56nm)に対する屈折率、νd1,νd2,・・・・は各レンズのd線(λ=587.56nm)に対するアッベ数を示している。そして、長さの単位はすべて「mm」、角度の単位はすべて「°」である。
また、上記各非球面形状は、非球面の深さをZ、曲率をc(1/r)、光軸からの高さをh、円錐係数をk、4次,6次,8次,10次の非球面係数をそれぞれA4,A6,A8,A10とし、光の進行方向を正とするとき、以下に示す式により表される。
Figure 2016090745
以上説明したように、上記各実施例のズームレンズは、上記各条件式を満足することにより、光学系全長を短縮するとともに、フォーカシング時のフォーカス群の移動量を抑制してウォブリング時の画角変動による撮影倍率の変化を抑制することができる。また、フォーカス群の小型、軽量化を図って、高速で良好なフォーカシングが可能になる。フォーカシング時の諸収差の補正も良好になる。さらに、防振群の小型、軽量化を図ることによって、手振れ補正時においても良好な光学性能を維持することが可能になる。光学系の小径化を図ることもできる。さらに、適宜非球面が形成されたレンズや接合レンズを配置したことにより、収差補正能力を向上させることができる。
<適用例>
以下、本発明の実施例1〜6に示したズームレンズを撮像装置に適用した例を示す。図19は、本発明にかかるズームレンズを備えた撮像装置の一適用例を示す図である。図19には、ズームレンズ100を収容したレンズ鏡筒110が撮像装置200に取付けられている状態を示している。
ズームレンズ100は、実施例1〜6に示したものである。レンズ鏡筒110はマウント部111を介して撮像装置200に対して着脱可能になっている。マウント部111としては、スクリュータイプやバヨネットタイプ等のマウントが用いられる。この例では、バヨネットタイプのマウントを使用している。
ズームレンズ100により撮像された像は撮像装置200に搭載された撮像素子201(CCDやCMOS等)の撮像面上に結像し、その像に関する撮像素子201からの出力信号が図示しない信号処理回路によって演算処理され、表示部202に像が表示される。
上記のように構成することで、小型、高性能なズームレンズを備えた、動画撮影にも好適な撮像装置を実現することができる。
図19では、本発明にかかるズームレンズをミラーレス一眼カメラに用いた例を示した。しかし、本発明にかかるズームレンズは、一眼ミラーレスカメラのみならず、その他のレンズ交換式カメラやデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等に用いることも可能である。
以上のように、本発明にかかるズームレンズは、ミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換方式の小型撮像装置に有用であり、特に、動画撮影が可能な撮像装置に好適である。
11,G21,G31,G41,G51,G61 第1レンズ群
12,G22,G32,G42,G52,G62 第2レンズ群
13,G23,G33,G43,G53,G63 第3レンズ群
14,G24,G34,G44,G54,G64 第4レンズ群
111,L112,L123,L141,L211,L212,L223,L241,L311,L312,L323,L341,L411,L412,L423,L431,L441,L511,L512,L523,L525,L541,L611,L612,L623,L631,L641 負レンズ
113,L121,L122,L124,L213,L221,L222,L224,L313,L321,L322,L324,L413,L421,L422,L424,L432,L513,L521,L522,L524,L613,L621,L622,L624,L625,L632 正レンズ
131,L231,L331,L531 メニスカスレンズ
VC1,VC2,VC3,VC4,VC5,VC6 防振群
STP 開口絞り
CG カバーガラス
IMG 像面
100 ズームレンズ
110 レンズ鏡筒
111 マウント部
200 撮像装置
201 撮像素子
202 表示部

Claims (6)

  1. 物体側から順に配置された、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群と、からなり、
    前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が狭くなるように、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群、および前記第4レンズ群を光軸に沿って移動させることによって広角端から望遠端への変倍を行い、
    前記第3レンズ群を光軸に沿って物体側へ移動させることによって無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行い、
    以下に示す条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
    (1) 0.330≦f2/f3≦0.650
    (2) 1.00≦α3T≦7.50
    ただし、f2は前記第2レンズ群の焦点距離、f3は前記第3レンズ群の焦点距離、α3Tは前記第3レンズ群の望遠端における縦倍率を示す。
  2. 前記第2レンズ群と前記第4レンズ群とは、広角端から望遠端への変倍に際し、移動量が等しくなるように同一形状の軌跡で移動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. 以下に示す条件式を満足す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。
    Figure 2016090745
    ただし、f4は前記第4レンズ群の焦点距離、fwは光学系全系の広角端における焦点距離、ftは光学系全系の望遠端における焦点距離を示す。
  4. 前記第3レンズ群は、単体のレンズ要素で構成されるとともに、物体側に凹を向けたメニスカス形状をなしており、
    以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のズームレンズ。
    (4) 1.10≦ra3/rb3≦5.00
    ただし、ra3は前記第3レンズ群の最物体側面の曲率半径、rb3は前記第3レンズ群の最像面側面の曲率半径を示す。
  5. 前記第2レンズ群は、光軸に対し略垂直な方向に移動させて手振れ補正を行う、単体のレンズ要素からなる防振群を有しており、
    以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のズームレンズ。
    Figure 2016090745
    ただし、fvは前記防振群の焦点距離、fwは光学系全系の広角端における焦点距離、ftは光学系全系の望遠端における焦点距離を示す。
  6. 請求項1〜5のいずれか一つに記載のズームレンズと、該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と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
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