JP7197287B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関し、特に、手振れ等により振動が生じたときに、像ブレを補正する防振群を備えたズームレンズ及び撮像装置に関する。
従来より、デジタルスチルカメラの等の固体撮像素子を用いた撮像装置が普及している。撮像装置の撮像光学系として、被写体に応じて焦点距離を調節可能なズームレンズが広く用いられている。近年の撮像装置の高性能化及び小型化に伴い、ズームレンズにおいても高性能化及び小型化が求められている。また、ズームレンズに対する望遠化への要求は強く、例えば、35mmフィルム換算したときに、焦点距離が300mmを超えるような変倍率の高いズームレンズが求められている。
例えば、特許文献1には、物体側より順に、正の屈折力を有する第1レンズ群、負の屈折力を有する第2レンズ群、正の屈折力を有する第3レンズ群、負の屈折力を有する第4レンズ群、正の屈折力を有する第5レンズ群で構成した高変倍率のズームレンズが提案されている。当該ズームレンズでは、第4レンズ群をフォーカス群とすることで、フォーカス群の小型化及び軽量化を図り、フォーカス駆動系の負荷を低減することで鏡筒を含むズームレンズユニット全体の小型化及び軽量化が図られている。
ところで、近年、手振れ等により振動が生じたときに、光学系を構成する一部のレンズ群を防振群とし、防振群を光軸に対して垂直方向に移動させることで、像ブレを補正することが行われている。特許文献1に記載のズームレンズでは、第3レンズ群を、物体側から順に配置される、正の屈折力の第3Aレンズ群と、正の屈折力の第3Bレンズ群と、正の屈折力の第3Cレンズ群とから構成し、第3Bレンズ群を防振群としている。
特開2011-247962
近年、ズームレンズにおいては、光学全長方向の小型化だけでなく、鏡筒の径方向の小型化も強く求められている。特許文献1に記載のズームレンズでは正の屈折力の第3Bレンズ群を防振群としているため、防振群の軽量化が十分ではなく、防振駆動系の小型化及び軽量化を図ることが困難である。また、第3Bレンズ群の偏芯敏感度を大きくすることが困難であるため、防振時の第3Bレンズ群の移動量を大きくする必要がある。これらのことから、特許文献1に記載のズームレンズでは、鏡筒の径方向の小型化を図ることが困難であった。
本件発明の課題は、高変倍率を実現すると共に、防振群を備えつつ、光学全長方向だけでなく径方向の小型化を図ることが可能なズームレンズ及び撮像装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本件発明に係るズームレンズは、物体側から順に、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、負の屈折力を有する第5レンズ群とを備え、各レンズ群間の光軸上の間隔を変化させることで広角端から望遠端へ変倍し、前記第3レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第3Aレンズ群と、負の屈折力を有する第3Bレンズ群と、正の屈折力を有する第3Cレンズ群とから構成され、前記第3Bレンズ群は光軸に対して垂直方向に移動可能に構成されており、以下の条件を満足することを特徴とする。
1.20 ≦ |f3B|/f3 ≦ 3.00 ・・・(1)
但し、
f3B:前記第3Bレンズ群の焦点距離
f3 :前記第3レンズ群の焦点距離
また、上記課題を解決するために、本件発明に係る撮像装置は、上記ズームレンズと、当該ズームレンズの像側に、当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。
本件発明によれば、高変倍率を実現すると共に、防振群を備えつつ、光学全長方向だけでなく径方向の小型化を図ることが可能なズームレンズ及び撮像装置を提供することができる。
本件発明の実施例1のズームレンズの広角端(上段)及び望遠端(下段)における無限遠合焦時のレンズ構成例を示す断面図である。 実施例1のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例1のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例1のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例1のズームレンズの望遠端における横収差図である。 本件発明の実施例2のズームレンズの広角端(上段)及び望遠端(下段)における無限遠合焦時のレンズ構成例を示す断面図である。 実施例2のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例2のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例2のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例2のズームレンズの望遠端における横収差図である。 本件発明の実施例3のズームレンズの広角端(上段)及び望遠端(下段)における無限遠合焦時のレンズ構成例を示す断面図である。 実施例3のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例3のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例3のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例3のズームレンズの望遠端における横収差図である。 本件発明の実施例4のズームレンズの広角端(上段)及び望遠端(下段)における無限遠合焦時のレンズ構成例を示す断面図である。 実施例4のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例4のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例4のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例4のズームレンズの望遠端における横収差図である。 本件発明の実施例5のズームレンズの広角端(上段)及び望遠端(下段)における無限遠合焦時のレンズ構成例を示す断面図である。 実施例5のズームレンズの広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例5のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例5のズームレンズの望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例5のズームレンズの望遠端における横収差図である。
以下、本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置の実施の形態を説明する。但し、以下に説明する当該ズームレンズ及び撮像装置は本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置の一態様であって、本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置は以下の態様に限定されるものではない。
1.ズームレンズ
1-1.構成
まず、本件発明に係るズームレンズの実施の形態を説明する。本実施の形態のズームレンズは、物体側から順に配置される、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負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、負の屈折力を有する第5レンズ群とを備え、各レンズ群間の光軸上の間隔を変化させることで広角端から望遠端へ変倍する。また、第3レンズ群は、物体側から順に配置される、正の屈折力を有する第3Aレンズ群と、負の屈折力を有する第3Bレンズ群と、正の屈折力を有する第3Cレンズ群とから構成されている。第3Bレンズ群は光軸に対して垂直方向に移動可能に構成されており、いわゆる防振群として用いられる。
上記レンズ群構成によれば、高変倍率を実現しつつ、光学全長の小型化を図ることができる。また、上記レンズ群構成において、第3レンズ群を物体側から順に配置される、正の屈折力を有する第3Aレンズ群と、負の屈折力を有する第3Bレンズ群と、正の屈折力を有する第3Cレンズ群とから構成し、負の屈折力を有する第3Bレンズ群をいわゆる防振群とすることで、防振群の小型化及び軽量化を図ることができる。防振群の小型化及び軽量化を図ることにより、防振群を光軸に対して垂直方向に移動させるための防振駆動系の負荷が低減され、防振駆動系の小型化及び軽量化も図られる。
当該ズームレンズは、上述のとおり、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負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、負の屈折力を有する第5レンズ群とを備えていれば、その他の構成は特に限定されるものではない。当該ズームレンズを少なくとも5群構成とすることで、高変倍率を実現しつつ、結像性能の高い高性能なズームレンズを実現することが容易になる。一方、当該ズームレンズを構成するレンズ群の数が多くなりすぎると、当該ズームレンズの光学全長の小型化及び軽量化を図ることが困難になる。また、変倍の際に各レンズ群を光軸方向に移動させるためのズーム駆動系の構成も複雑になり、大型化する。そのため、当該ズームレンズの小型化及び軽量化を図る上で、当該ズームレンズを構成するレンズ群の数は、8つ以下であることが好ましく、7つ以下であることがより好ましい。
具体的には、当該ズームレンズは、正・負・正・負・負の5群構成の他、第5レンズ群の像側に正又は負の屈折力を有する第6レンズ群を備える6群構成、第6レンズ群の像側にさらに正又は負の屈折力を有する第7レンズ群を備える7群構成などとすることができる。
なお、各レンズ群の具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。例えば、収差補正を良好に行う観点から、正の屈折力を有するレンズ群には正レンズの他に少なくとも1枚の負レンズが含まれることが好ましく、負の屈折力を有するレンズ群には負レンズの他に少なくとも1枚の正レンズが含まれることが好ましい。但し、当該ズームレンズの小型化及び軽量化を図る上で、第6レンズ群以降のレンズ群については、1枚又は2枚のレンズで構成されることが好ましい。
1-2.動作
(1)ズーミング
当該ズームレンズでは、各レンズ群間の光軸上の間隔を変化させることにより広角端から望遠端へ変倍する。各レンズ群の移動量や移動の方向は、所望の変倍率を実現することができる限り、特に限定されるものではないが、例えば、広角端から望遠端へ変倍する際に、第1レンズ群を物体側に移動させることが好ましい。正の屈折力を有する第1レンズ群を物体側に移動させることで、高変倍率を実現することが容易になる。ズームレンズでは、例えば、鏡筒を入れ子構造にし、外筒又は内筒に対して内筒又は外筒を繰り出し可能に構成することが行われている。広角端から望遠端への変倍時に第1レンズ群を物体側に移動させることで、内筒又は外筒収容時における当該ズームレンズユニットの全長を短くすることができる。また、高変倍率を実現する上で、広角端から望遠端への変倍時に第1レンズ群と第2レンズ群との間の光軸上の間隔は広く、第2レンズ群と第3レンズ群との間の光軸上の間隔が狭くなるように、各レンズ群を移動または固定させることが好ましい。また、第2レンズ群を光軸上に固定させることで、鏡筒の構成を簡易にすることができる。さらに、より変倍時に高性能化を図るためには、第5レンズ群を物体側に移動させることが好ましい。
(2)フォーカシング
無限遠物体から近接物体に合焦する際、例えば、いずれかのレンズ群を光軸上に移動させて行う。本実施の形態では、第4レンズ群をフォーカス群として用いることが好ましい。当該ズームレンズでは、物体側から順に、正・負・正・負・負の屈折力配置を採用するため、第4レンズ群には、第3レンズ群により収束された光束が入射する。そのため、第4レンズ群は小径のレンズにより構成することができる。また、第4レンズ群は負の屈折力を有するため、正の屈折力を有する場合と比較すると厚みが薄く、軽量化することができる。従って、第4レンズ群をフォーカス群とすることで、フォーカス群の小型化及び軽量化を図ることができる。その結果、フォーカス駆動系の負荷が低減され、フォーカス駆動系の小型化及び軽量化も図られる。これらのことから、当該ズームレンズの鏡筒の径方向の小型化を図ることがより容易になる。
(3)防振群
当該ズームレンズにおいて、第3レンズ群を物体側から順に配置される、正の屈折力を有する第3Aレンズ群と、負の屈折力を有する第3Bレンズ群と、正の屈折力を有する第3Cレンズ群とから構成し、負の屈折力を有する第3Bレンズ群を垂直方向に移動させることによって、防振を行う。負の屈折力を有する第3Bレンズ群を防振群とすることによって、軽量化を図ることができる。さらに、正の屈折力を有する第3Aレンズ群を防振群である第3Bレンズ群の物体側に配置することで、第3Bレンズ群に入射する光線を収束させることによって、第3Bレンズ群を小径化することが容易になり、防振群及び防振駆動系の小型化及び軽量化を図ることができる。さらに、第3Cレンズ群を第3Bレンズ群の像側に配置することによって、収差を良好に補正することができ、防振時の性能も良好となる。
第3レンズ群は、垂直方向に移動可能であり、負の屈折力を有する第3Bレンズ群の物体側に、正の屈折力を有する第3Aレンズ群、第3Bレンズ群の像側に正の屈折力を有する第3Cレンズ群が配置されていればよく、レンズ構成は限定されない。一方、より防振群の小型化を図るために、第3Bレンズ群が1つの単レンズ成分からなることが好ましい。単レンズ成分とは、間に空気間隔を有しない単一の硝材からなるレンズまたは接合レンズを指す。より好ましくは、第3Bレンズ群が負レンズと正レンズの接合レンズからなる構成とすることによって、防振時の性能をより良好とすることができる。
1-3.条件式
当該ズームレンズは、上述した構成を採用すると共に、次に説明する条件式を少なくとも1つ以上満足することが好ましい。
1-3-1.条件式(1)
1.20 ≦ |f3B|/f3 ≦ 3.00 ・・・(1)
但し、
f3B:第3Bレンズ群の焦点距離
f3 :第3レンズ群の焦点距離
条件式(1)は、第3Bレンズ群の焦点距離と第3レンズ群の焦点距離の比を規定するための条件式である。条件式(1)を満足する場合、第3Bレンズ群の屈折力が適正な範囲内となり、防振時に第3Bレンズ群を光軸に対して垂直方向に移動させたとき、すなわち、偏芯させたときの偏芯コマ収差及び偏芯非点収差の発生を抑制することができ、防振時の結像性能の劣化を抑制することができる。また、防振時における第3Bレンズ群の移動量を適正な範囲内に抑制することができるため、当該ズームレンズの鏡筒の径方向の小型化を図ることができ、これと同時に、防振駆動系の負荷を軽減し、防振駆動系の小型化及び軽量化を図ることができる。
これに対して、条件式(1)の数値が下限値未満になると、第3Bレンズ群の屈折力が強くなりすぎ、第3Bレンズ群を偏芯させたときの偏心コマ収差、偏心非点収差が増大するため、好ましくない。一方、条件式(1)の数値が上限値を超えると、第3Bレンズ群のパワーが弱くなりすぎ、防振時の第3Bレンズ群の移動量が大きくなる。その結果、防振駆動系の負荷が大きくなるため、防振駆動系の大型化を招き、鏡筒の小型化を図ることが困難になるため、好ましくない。
上記効果を得る上で、条件式(1)の上限値は2.70であることがより好ましく、2.40であることがさらに好ましい。また、条件式(1)の下限値は1.30であることがより好ましく、1.40であることがさらに好ましい。
1-3-2.条件式(2)
2.00 ≦ βrt ≦ 5.00 ・・・(2)
但し、
βrt:望遠端における、第3レンズ群より像側に配置された全てのレンズ群による合成横倍率
条件式(2)は、望遠端における、第3レンズ群より像側に配置された全てのレンズ群による合成横倍率を規定するための条件式である。第3レンズ群より像側に配置された全てのレンズ群による合成横倍率とは、例えば、当該ズームレンズが5群構成である場合、βrtは第4レンズ群及び第5レンズ群の望遠端における合成横倍率をいい、当該ズームレンズが6群構成である場合、βrtは第4レンズ群、第5レンズ群及び第6レンズ群の望遠端における合成横倍率をいう。条件式(2)を満足する場合、当該ズームレンズの像側に配置されるレンズ群による合成横倍率が適正な範囲内となり、高倍率を実現しつつ、良好な光学性能を維持しつつ、径方向の小型化を図ることができる。
これに対して、条件式(2)の数値が下限値未満になると、当該ズームレンズの像側に配置されるレンズ群による合成横倍率が小さくなるため、要求される倍率を実現するには物体側に配置されるレンズ群(第1レンズ群から第3レンズ群)の合成横倍率を大きくする必要がある。そのため第3レンズ群よりも像側に配置されるレンズ群は径の大きいレンズを用いる必要がある。これらのことから当該ズームレンズの径方向の小型化が困難になり好ましくない。一方、条件式(2)の数値が上限値を超えると、当該ズームレンズの像側に配置されるレンズ群による合成横倍率が大きくなりすぎ、結像性能の良好なズームレンズを実現するには収差補正の為にレンズ枚数を増加させる必要がある。そのため、当該ズームレンズの光学全長の小型化が困難になるため好ましくない。
上記効果を得る上で、条件式(2)の上限値は4.50であることがより好ましく、4.00であることがさらに好ましい。また、条件式(2)の下限値は2.20であることがより好ましく、2.40であることがさらに好ましく、2.60であることが一層好ましく、2.80であることがより一層好ましい。
1-3-3.条件式(3)
-2.00 ≦ β2t ≦ -0.80 ・・・(3)
但し、
β2t:望遠端における前記第2レンズ群の横倍率
条件式(3)は、第2レンズ群の望遠端における横倍率を規定するための条件式である。条件式(3)を満足する場合、高倍率を実現しつつ、結像性能が良好で小型のズームレンズを得ることができる。
これに対して、条件式(3)の数値が下限値未満になると、第2レンズ群の望遠端における横倍率が大きくなりすぎ、結像性能の良好なズームレンズを実現するには収差補正の為にレンズ枚数を増加させる必要がある。そのため、当該ズームレンズの光学全長の小型化が困難になるため好ましくない。一方、条件式(3)の数値が上限値を超えると、第2レンズ群の望遠端における横倍率が小さくなりすぎ、高倍率を実現するには変倍時の第2レンズ群の移動量を増加させる必要がある。そのため、望遠端における当該ズームレンズの光学全長の小型化が困難になるため好ましくない。
上記効果を得る上で、条件式(3)の上限値は-0.85であることがより好ましく、-0.90であることがさらに好ましく、-0.95であることが一層好ましい。また、条件式(3)の下限値は-1.90であることがより好ましく、-1.80であることがさらに好ましく、-1.70であることが一層好ましく、-1.60であることがより一層好ましく、-1.50であることがさらに一層好ましい。
1-3-4.条件式(4)
0.40 ≦ f1/√(fw×ft) ≦ 2.00 ・・・(4)
但し、
f1:第1レンズ群の焦点距離
fw:広角端における当該ズームレンズの焦点距離
ft:望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
条件式(4)において、「√(fw×ft)」は、当該ズームレンズの中間焦点距離位置における当該ズームレンズ全系の焦点距離(以下、「中間焦点距離」と称する。)を示す。条件式(4)は第1レンズ群の焦点距離と当該ズームレンズ全系の中間焦点距離との比を規定するための式である。条件式(4)を満足する場合、当該ズームレンズの変倍域において第1レンズ群の屈折力が適正な範囲内となり、高倍率を実現しつつ、結像性能が良好で小型のズームレンズを得ることができる。
これに対して、条件式(4)の数値が下限値未満になると、当該ズームレンズの変倍域において第1レンズ群の屈折力が大きくなり過ぎるため、望遠側で軸上色収差が悪化し、その収差補正の為に多くのレンズ枚数が必要となり、当該ズームレンズの光学全長の小型化が困難になるため好ましくない。一方、条件式(4)の数値が上限値を超えると、当該ズームレンズの変倍域において第1レンズ群の屈折力が小さくなり過ぎるため、高倍率を実現するには変倍時の第1レンズ群の移動量を増加させる必要がある。広角端における光学全長と望遠端における光学全長との差が大きくなると、第1レンズ群を繰り出すための鏡筒構成が複雑となり、鏡筒部分を含む当該ズームレンズユニット全体の小型化が困難になる。
上記効果を得る上で、条件式(4)の上限値は1.80であることがより好ましく、1.60であることがさらに好ましい。また、条件式(4)の下限値は0.45であることがより好ましく、0.50であることがさらに好ましい。
1-3-5.条件式(5)
0.10 ≦ m1/√(fw×ft) ≦ 1.20 ・・・(5)
但し、
m1:広角端から望遠端まで変倍する際に、第1レンズ群が光軸上を移動する移動量
fw:広角端における当該ズームレンズの焦点距離
ft:望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
条件式(5)は、第1レンズ群が広角端から望遠端まで変倍する際の移動量と当該ズームレンズの中間焦点距離との比を規定するための条件式である。条件式(5)を満足する場合、当該ズームレンズの中間焦点距離に対する第1レンズ群の変倍時の移動量が適正な範囲内となり、高倍率を実現しつつ、結像性能が良好で小型のズームレンズを得ることができる。
これに対して、条件式(5)の数値が下限値未満である場合、当該ズームレンズの変倍域において第1レンズ群の屈折力が大きく、変倍時の移動量が小さくなる。この場合、望遠側で軸上色収差が悪化し、その収差補正の為に多くのレンズ枚数が必要となり、当該ズームレンズの光学全長の小型化が困難になるため好ましくない。一方、条件式(5)の数値が上限値を超えると、当該ズームレンズの変倍域において第1レンズ群の屈折力が小さく、変倍時の第1レンズ群の移動量が大きくなる。この場合、高倍率を実現するには変倍時の第1レンズ群の移動量を増加させる必要がなる。広角端における光学全長と望遠端における光学全長との差が大きくなると、第1レンズ群を繰り出すための鏡筒構成が複雑となり、鏡筒部分を含む当該ズームレンズユニット全体の小型化が困難になる。
上記効果を得る上で、条件式(5)の上限値は1.10であることがより好ましく、1.00であることがさらに好ましく、0.90であることが一層好ましく、0.80であることがより一層好ましく、0.60であることがよりさらに一層好ましい。また、条件式(5)の下限値は0.15であることがより好ましく、0.20であることがさらに好ましい。
1-3-6.条件式(6)
-12.00 ≦ (1-β4t)×βzt ≦ -4.00 ・・・(6)
但し、
β4t:望遠端における第4レンズ群の横倍率
βzt:望遠端における、第4レンズ群より像側に配置された全てのレンズ群による合成横倍率
条件式(6)は第4レンズ群の望遠端におけるピント敏感度を規定するための条件式である。ここで、第4レンズ群より像側に配置された全てのレンズ群による合成横倍率とは、例えば、当該ズームレンズが5群構成である場合、βztは第5レンズ群の望遠端における横倍率をいい、当該ズームレンズが6群構成である場合、βztは第5レンズ群及び第6レンズ群の望遠端における合成横倍率をいう。条件式(6)を満足する場合、第4レンズ群のピント敏感度が適正な範囲内となる。そのため、第4レンズ群を光軸方向に移動させて合焦させたときも、合焦時の収差変動が小さく、物体距離によらず合焦域全域において良好な結像性能を得ることができる。
これに対して、条件式(6)の数値が下限値未満になると、第4レンズ群のピント敏感度が大きくなるため、第4レンズ群を光軸方向に移動させて合焦させたとき、合焦時の収差変動が大きくなる。そのため、合焦域全域において良好な結像性能を得るには、収差補正の為に多くのレンズ枚数が必要となり、当該ズームレンズの小型化が困難になる。一方、条件式(6)の数値が上限値を超えると、第4レンズ群のピント敏感度が小さくなる。この場合、第4レンズ群を光軸方向に移動させて合焦させる場合、合焦時の第4レンズ群の移動量が増加し、当該ズームレンズの光学全長の小型化が困難になる。
上記効果を得る上で、条件式(6)の上限値は-4.50であることがより好ましく、-5.00であることがさらに好ましく、-5.50であることが一層好ましく、-6.00であることがより一層好ましい。また、条件式(6)の下限値は-11.00であることがより好ましく、-10.50であることがさらに好ましく、-10.00であることが一層好ましい。
1-3-7.条件式(7)
0.30 ≦ βzt/β4t ≦ 2.00 ・・・(7)
但し、
βzt:望遠端における、第4レンズ群より像側に配置された全てのレンズ群による合成横倍率
β4t:望遠端における第4レンズ群の横倍率
条件式(7)は、望遠端における、第4レンズ群より像側に配置された全てのレンズ群による合成横倍率と第4レンズ群の横倍率との比を規定するための条件式である。なお、「βzt」は上述のとおりである。条件式(7)を満足する場合、第4レンズ群を光軸に沿って移動させて合焦させるときの第4レンズ群の移動量が適正な範囲内となり、合焦時の撮影倍率の変動も抑制することができ、ウォブリングによる画角の変動を抑制することができる。
これに対して、条件式(7)の数値が下限値未満になると、第4レンズ群より像側に配置された全てのレンズ群による合成横倍率に対して第4レンズ群の屈折力が小さくなる。そのため、第4レンズ群を光軸に沿って移動させて合焦させたとき、合焦時の第4レンズ群の移動量が増加し、当該ズームレンズの光学全長の小型化が困難になる。一方、条件式(7)の数値が上限値を超えると、第4レンズ群より像側に配置された全てのレンズ群による合成横倍率に対して第4レンズ群の屈折力が大きくなる。そのため、第4レンズ群を光軸に沿って移動させて合焦させたとき、合焦時の収差変動が大きくなる。また、合焦時の撮影倍率の変動も大きくなり、ウォブリングによる画角の変動も大きくなる。望遠端における当該ズームレンズの光学全長を短縮する為には、第4レンズ群及び第4レンズ群より像側に配置された全てのレンズ群による合成横倍率を大きくすることが特に重要である。しかしながら、どちらか一方の横倍率を大きくするとこれらの問題が発生するため、上記条件式(7)を満足する範囲内で第4レンズ群及び第4レンズ群より像側に配置された全てのレンズ群による合成横倍率を大きくすることが上記効果を得る上で好ましい。
上記効果を得る上で、条件式(7)の上限値は1.80であることがより好ましく、1.60であることがさらに好ましく、1.50であることが一層好ましく、1.40であることがより一層好ましい。また、条件式(7)の下限値は0.35であることがより好ましく、0.40であることがさらに好ましく、0.45であることが一層好ましい。
2.撮像装置
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記ズームレンズと、当該ズームレンズの像面側に当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。
ここで、撮像素子等に特に限定はなく、CCD(Charge Coupled Device)センサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどの固体撮像素子等も用いることができる。本件発明に係る撮像装置は、デジタルカメラやビデオカメラ等のこれらの固体撮像素子を用いた撮像装置に好適である。また、当該撮像装置は、レンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよいし、一眼レフカメラやミラーレスカメラ等のレンズ交換式の撮像装置であってもよいのは勿論である。特に、上記ズームレンズは、高変倍率を実現すると共に、防振群を備えつつ、光学全長方向だけでなく径方向の小型化を図ることが可能である。そのため、いわゆる手振れ補正機能を備えた小型で高性能な撮像装置を実現することができる。
次に、実施例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(1)ズームレンズの光学構成
図1は、本件発明の実施例1のレンズ構成図である。図1に向かって上段は広角端状態、下段は望遠端状態を示す。本件発明の実施例1のズームレンズは、物体側から順に配置される正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成されている。各レンズ群の構成は図に示すとおりである。広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3、第4レンズ群G4及び第5レンズ群G5はそれぞれ物体側に移動し、第2レンズ群G2は光軸上に固定される。
図1に示すとおり、第3レンズ群G3は、物体側から順に配置される、正の屈折力を有する第3Aレンズ群と、負の屈折力を有する第3Bレンズ群と、正の屈折力を有する第3Cレンズ群とから構成されている。当該第3Bレンズ群を光軸に対して垂直方向へ移動させることによって、手振れ等により振動が生じた時にときの像ブレを補正する。第3Bレンズ群は物体側から順に物体側に凸形状の負メニスカスレンズと物体側に凸形状の正メニスカスレンズとが接合された接合レンズから構成されている。また、当該ズームレンズでは、第4レンズ群を光軸に沿って物体側に移動させることで、無限遠物体から近距離物体に合焦する。第4レンズ群は物体側から順に両凸レンズと両凹レンズとが接合された接合レンズから構成されている。
なお、図1に示す「VC」は防振群であり、「S」は開口絞りであり、「CG」はカバーガラス等の実質的な屈折力を有さない平行平板等である。カバーガラスの像側に結像面を備える。これらの点は、他の実施例で示す各レンズ断面図においても同様であるため、以下では説明を省略する。
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表1に、広角端、中間焦点距離及び望遠端における当該ズームレンズの緒元データを示す。表1において、「f」は当該ズームレンズの焦点距離であり、FNO.は当該ズームレンズのF値、「ω」は半画角である。
表2に当該ズームレンズの面データを示す。表2において、「面No.」は物体側から数えたレンズ面の順番、「r」はレンズ面の曲率半径、「d」はレンズ厚またはレンズ面の光軸上の間隔、「Nd」はd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率、「vd」はd線に対するアッベ数を示している。また、「面No.」の欄に表示する「*」は当該レンズ面が非球面であることを表し、「d」の欄に表示する「d5」、「d10」等は当該レンズ面の光軸上の間隔が変倍時に変化する可変間隔であることを表している。なお、表中「INF」は「∞(無限大)」であることを示す。
表3に、各非球面の非球面係数を示す。当該非球面係数は、各非球面形状を下記式で定義したときの値である。
z=ch2/[1+{1-(1+k)c2h2}1/2]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10・・・
(但し、cは曲率(1/r)、hは光軸からの高さ、kは円錐係数、A4、A6、A8、A10・・・は各次数の非球面係数)
表4に、当該ズームレンズの可変間隔を示す。表4において、「f」は当該ズームレンズの焦点距離である。表3には、向かって左側から順に、広角端、中間焦点距離及び望遠端における各可変間隔を示している。
また、表21に条件式(1)~条件式(7)の値を示す。さらに、表21に条件式(1)~条件式(7)の値を求めるために必要な各変数の値を示す。なお、各表において、長さの単位は全て「mm」であり、画角の単位は全て「°」である。
これらの表に関する事項は他の実施例で示す各表においても同様であるため、以下では説明を省略する。
[表1]
f 72.069 129.880 290.286
FNO. 4.64 5.90 6.50
ω 10.90 6.06 2.75
[表2]
面NO. r d Nd vd
1 91.550 1.500 1.7129 32.87
2 58.578 6.000 1.4970 81.61
3 -1210.645 0.200
4 182.346 4.058 1.4970 81.61
5 1999.957 d5
6 -388.959 1.000 1.8149 41.65
7 17.877 3.739 1.8467 23.78
8 62.877 1.674
9 -65.800 1.000 1.8948 37.67
10 319.768 d10
11 60.161 3.806 1.7514 45.28
12 -48.173 0.200
13 26.368 4.918 1.4970 81.61
14 -35.202 1.000 1.8944 31.56
15 2575.905 2.517
16 INF 4.000 (開口絞り)
17 653.523 0.800 1.9102 35.34
18 35.482 3.000 1.4970 81.61
19 42.865 8.156
20* 45.516 6.540 1.5252 60.29
21 -20.951 0.600 1.8641 27.75
22 -23.939 d22
23 71.144 1.817 1.8774 28.40
24 -24.391 0.700 1.8257 41.99
25 16.259 d25
26 -19.826 1.000 1.7883 43.50
27 -171.471 0.200
28 64.397 3.014 1.6639 31.81
29 -37.199 d29
30 INF 2.000 1.5168 64.20
31 INF 1.000
[表3]
面NO. k A4 A6 A8 A10
20 0.0000E+00 -2.4058E-05 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
[表4]
f 72.069 129.880 290.286
d5 7.985 46.399 72.577
d10 19.755 14.783 1.498
d22 7.984 5.895 2.604
d25 13.192 12.265 14.423
d29 15.000 23.015 37.438
また、図2~図4に当該実施例1の広角端状態における縦収差図、中間焦点位置状態における縦収差図、望遠端状態における縦収差図をそれぞれ示す。各図に示す縦収差図は、図面に向かって左側から順に、それぞれ球面収差(SA(mm))、非点収差(AST(mm))、歪曲収差(DIS(%))である。球面収差を表す図では、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(d-line)、短破線はF線(F-line、λ=486.1nm)、長破線はC線(C-line、λ=656.3nm)の特性を示す。非点収差を表す図では、縦軸は半画角(図中、ωで示す)を表し、実線はサジタル平面、破線はメリディオナル平面の特性を示す。歪曲収差を表す図では、縦軸は半画角(図中、ωで示す)を表す。これらの縦収差図に関する事項は、他の実施例で示す縦収差図においても同様であるため、以下では説明を省略する。
また、図5に当該実施例1の望遠端における横収差図を示す。当該横収差図は、図面に向かって左側3つの収差図は、望遠端において手振れ補正を行っていない基本状態、右側3つの収差図は、防振群を光軸と垂直な方向に所定量移動させた望遠端における手振れ補正状態を示す。基本状態の各横収差図のうち、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それぞれ示す。手振れ補正状態の各横収差図のうち、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それぞれ示す。また、当該横収差図において、横軸は瞳面上での主光線からの距離を表し、実線はd線(d-line)、短破線はF線(F-line)、長破線はC線(C-line)の特性を示す。当該縦収差図に関する事項は、他の実施例で示す縦収差図においても同様であるため、以下では説明を省略する。
当該実施例1のズームレンズの望遠端における手振れ補正状態における防振群の光軸と垂直方向への移動量は、0.764mmである。望遠端における無限遠合焦時(=撮影距離が∞mm)に、当該ズームレンズが光軸に対して0.3°傾いたときの像偏心量は、防振群が光軸と垂直な方向に上記移動量だけ平行移動したときの像偏心量に等しい。
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、手振れ補正時におい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。
当該ズームレンズにおいて手振れ補正角が同じ場合、当該ズームレンズの焦点距離が短くなるにつれて、手振れ補正時における防振群の上記移動量が小さくなる。従って、ズームポジションによらず、どのような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、望遠端における手振れ補正時の防振群の上記移動量を広角端及び中間焦点位置状態に適用する事で手振れ補正角を0.3°よりも更に大きくすることができる。
(1)ズームレンズの光学構成
図6は、本件発明の実施例2のレンズ構成図である。図6に向かって上段は広角端状態、下段は望遠端状態を示す。本件発明の実施例2のズームレンズは、物体側から順に配置される正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成されている。各レンズ群の構成は図に示すとおりである。広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3、第4レンズ群G4及び第5レンズ群G5はそれぞれ物体側に移動し、第2レンズ群G2は光軸上に固定される。
図に示すとおり、第3レンズ群G3は、物体側から順に配置される、正の屈折力を有する第3Aレンズ群と、負の屈折力を有する第3Bレンズ群と、正の屈折力を有する第3Cレンズ群とから構成されている。当該第3Bレンズ群を光軸に対して垂直方向へ移動させることによって、手振れ等により振動が生じた時にときの像ブレを補正する。第3Bレンズ群は物体側から順に両凹レンズと物体側に凸形状の正メニスカスレンズとが接合された接合レンズから構成されている。また、当該ズームレンズでは、第4レンズ群を光軸に沿って物体側に移動させることで、無限遠物体から近距離物体に合焦する。第4レンズ群は物体側から順に両凸レンズと両凹レンズとが接合された接合レンズから構成されている。
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表5に当該ズームレンズの緒元を示し、表6に当該ズームレンズの面データを示し、表7に当該ズームレンズの非球面データを示し、表8に当該ズームレンズの可変間隔を示す。
当該実施例2のズームレンズの望遠端における手振れ補正状態における防振群の光軸と垂直方向への移動量は、0.762mmである。
また、図7~図9に当該実施例2の広角端状態における縦収差図、中間焦点位置状態における縦収差図、望遠端状態における縦収差図をそれぞれ示す。図10に当該実施例2の望遠端における横収差図を示す。図10から、実施例1と同様に、実施例2のズームレンズにおいても、手振れ補正時においても充分な結像性能が得られていることが確認される。
[表5]
f 72.113 129.958 290.794
FNO. 4.64 5.90 6.50
ω 10.97 6.06 2.74
[表6]
面NO. r d Nd vd
1 123.213 1.500 1.7773 28.44
2 73.512 6.000 1.4970 81.61
3 -545.245 0.200
4 114.122 4.058 1.4970 81.61
5 -1749.530 d5
6 611.055 1.000 1.8137 42.45
7 17.790 4.500 1.8467 23.78
8 51.093 2.625
9 -53.365 1.000 1.8812 40.10
10 -4004.828 d10
11 41.466 5.132 1.5761 70.31
12 -53.338 0.200
13 31.122 5.517 1.4970 81.61
14 -36.350 1.000 1.8947 31.63
15 305.343 2.662
16 INF 4.001 (開口絞り)
17 -115.949 0.800 1.5500 70.45
18 16.945 2.125 1.8810 40.14
19 25.973 5.895
20* 32.242 5.847 1.5482 66.81
21 -17.780 0.600 1.9108 35.25
22 -25.551 d22
23 43.690 1.872 1.8536 24.71
24 -98.624 0.700 1.8468 41.24
25 19.678 d25
26 -34.862 1.000 1.8810 40.14
27 44.187 0.200
28 37.463 3.597 1.6560 32.43
29 -46.127 d29
30 INF 2.000 1.5168 64.20
31 INF 1.000
[表7]
面NO. k A4 A6 A8 A10
20 0.0000E+00 -1.8991E-05 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
[表8]
f 72.113 129.958 290.794
d5 7.975 35.881 55.975
d10 27.303 19.795 1.500
d22 4.612 3.509 2.506
d25 25.079 20.908 15.536
d29 15.000 27.783 52.452
(1)ズームレンズの光学構成
図11は、本件発明の実施例3のレンズ構成図である。図11に向かって上段は広角端状態、下段は望遠端状態を示す。本件発明の実施例3のズームレンズは、物体側から順に配置される正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成されている。各レンズ群の構成は図に示すとおりである。広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3、第4レンズ群G4及び第5レンズ群G5は物体側に移動し、第2レンズ群G2は光軸上に固定される。
図11に示すとおり、第3レンズ群G3は、物体側から順に配置される、正の屈折力を有する第3Aレンズ群と、負の屈折力を有する第3Bレンズ群と、正の屈折力を有する第3Cレンズ群とから構成されている。当該第3Bレンズ群を光軸に対して垂直方向へ移動させることによって、手振れ等により振動が生じたときの像ブレを補正する。第3Bレンズ群は物体側から順に両凹レンズと物体側に凸形状の正メニスカスレンズとが接合された接合レンズから構成されている。また、当該ズームレンズでは、第4レンズ群を光軸に沿って物体側に移動させることで、無限遠物体から近距離物体に合焦する。第4レンズ群は物体側から順に両凸レンズと両凹レンズとが接合された接合レンズから構成されている。
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表9に当該ズームレンズの緒元を示し、表10に当該ズームレンズの面データを示し、表11に当該ズームレンズの非球面データを示し、表12に当該ズームレンズの可変間隔を示す。
当該実施例3のズームレンズの望遠端における手振れ補正状態における防振群の光軸と垂直方向への移動量は、0.938mmである。
また、図11~図14に当該実施例3の広角端状態における縦収差図、中間焦点位置状態における縦収差図、望遠端状態における縦収差図をそれぞれ示す。図15に当該実施例3の望遠端における横収差図を示す。図15から、実施例1と同様に、実施例3のズームレンズにおいても、手振れ補正時においても充分な結像性能が得られていることが確認される。
[表9]
f 72.124 156.496 338.813
FNO. 4.64 5.93 6.50
ω 11.07 5.07 2.37
[表10]
面NO. r d Nd vd
1 130.089 1.500 1.8968 32.06
2 74.202 6.800 1.4970 81.61
3 -759.538 0.150
4 81.216 6.000 1.4970 81.61
5 -787.271 d5
6 -179.936 1.000 1.6200 63.88
7 21.410 3.198 1.8467 23.78
8 40.087 2.964
9 -71.330 1.000 1.8810 40.14
10 126.718 d10
11 41.682 5.115 1.5928 68.62
12 -53.054 0.150
13 37.643 5.800 1.4970 81.61
14 -35.186 1.000 1.8863 39.08
15 344.447 7.843
16 INF 4.131 (開口絞り)
17 -124.923 0.800 1.5424 65.19
18 17.281 2.200 1.7837 43.63
19 28.571 4.000
20* 27.105 6.282 1.4983 81.11
21 -17.530 0.600 1.8810 40.14
22 -25.177 d22
23 55.592 2.181 1.8871 30.13
24 -31.895 0.700 1.8595 40.81
25 20.461 d25
26 -26.744 1.000 1.8810 40.14
27 216.131 0.200
28 73.549 3.288 1.7121 28.77
29 -38.398 d29
30 INF 2.000 1.5168 64.20
31 INF 1.000
[表11]
面NO. k A4 A6 A8 A10
20 0.0000E+00 -2.0325E-05 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
[表12]
f 72.124 156.496 338.813
d5 4.019 43.415 54.031
d10 28.006 23.296 1.500
d22 7.965 2.655 2.520
d25 24.107 21.800 19.553
d29 15.000 27.315 51.493
(1)ズームレンズの光学構成
図16は、本件発明の実施例4のレンズ構成図である。図16に向かって上段は広角端状態、下段は望遠端状態を示す。本件発明の実施例4のズームレンズは、物体側から順に配置される正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6とから構成されている。各レンズ群の構成は図に示すとおりである。広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3、第4レンズ群G4、第5レンズ群G5及び第6レンズ群G6は物体側に移動する。
図16に示すとおり、第3レンズ群G3は、物体側から順に配置される、正の屈折力を有する第3Aレンズ群と、負の屈折力を有する第3Bレンズ群と、正の屈折力を有する第3Cレンズ群とから構成されている。当該第3Bレンズ群を光軸に対して垂直方向へ移動させることによって、手振れ等により振動が生じたときの像ブレを補正する。第3Bレンズ群は物体側から順に両凹レンズと物体側に凸形状の正メニスカスレンズとが接合された接合レンズから構成されている。また、当該ズームレンズでは、第4レンズ群を光軸に沿って物体側に移動させることで、無限遠物体から近距離物体に合焦する。第4レンズ群は物体側から順に両凸レンズと両凹レンズとが接合された接合レンズから構成されている。
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表13に当該ズームレンズの緒元を示し、表14に当該ズームレンズの面データを示し、表15に当該ズームレンズの非球面データを示し、表16に当該ズームレンズの可変間隔を示す。
当該実施例4のズームレンズの望遠端における手振れ補正状態における防振群の光軸と垂直方向への移動量は、0.813mmである。
また、図16~図19に当該実施例4の広角端状態における縦収差図、中間焦点位置状態における縦収差図、望遠端状態における縦収差図をそれぞれ示す。図20に当該実施例4の望遠端における横収差図を示す。図20から、実施例1と同様に、実施例4のズームレンズにおいても、手振れ補正時においても充分な結像性能が得られていることが確認される。
[表13]
f 82.385 159.961 310.273
FNO. 4.64 5.90 6.58
ω 9.38 4.84 2.54
[表14]
面NO. r d Nd vd
1 120.695 1.500 1.9001 32.78
2 76.850 6.000 1.4970 81.61
3 -1719.851 0.200
4 132.143 4.058 1.4970 81.61
5 -599.159 d5
6 -286.727 1.000 1.7934 43.28
7 17.107 4.500 1.8467 23.78
8 54.411 2.555
9 -50.937 1.000 1.8604 40.78
10 954.586 d10
11 47.617 4.400 1.5883 69.06
12 -52.212 0.200
13 29.043 4.677 1.4970 81.61
14 -38.355 1.000 1.8519 25.18
15 755.263 3.433
16 INF 4.100 (開口絞り)
17 -100.136 0.800 1.5278 65.07
18 16.897 2.082 1.8879 38.86
19 25.175 4.079
20* 27.983 5.491 1.5903 54.59
21 -17.715 0.600 1.8874 36.76
22 -28.196 d22
23 47.593 1.640 1.8467 23.78
24 -148.808 0.700 1.8231 42.09
25 21.311 d25
26 -31.491 1.000 1.8810 40.14
27 26.505 0.200
28 26.792 3.113 1.5719 43.00
29 -75.603 d29
30 193.059 2.409 1.7835 25.68
31 -96.076 d31
32 INF 2.000 1.5168 64.20
33 INF 1.000
[表15]
面NO. k A4 A6 A8 A10
20 0.0000E+00 -2.1045E-05 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
[表16]
f 82.385 159.961 310.273
d5 26.878 57.340 72.937
d10 18.245 8.816 1.500
d22 2.502 4.277 2.507
d25 23.438 17.213 16.593
d29 0.200 7.852 30.667
d31 15.000 18.481 17.820
(1)ズームレンズの光学構成
図21は、本件発明の実施例5のレンズ構成図である。図21に向かって上段は広角端状態、下段は望遠端状態を示す。本件発明の実施例5のズームレンズは、物体側から順に配置される正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成されている。各レンズ群の構成は図に示すとおりである。広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3、第4レンズ群G4及び第5レンズ群G5は物体側に移動する。
図21に示すとおり、第3レンズ群G3は、物体側から順に配置される、正の屈折力を有する第3Aレンズ群と、負の屈折力を有する第3Bレンズ群と、正の屈折力を有する第3Cレンズ群とから構成されている。当該第3Bレンズ群を光軸に対して垂直方向へ移動させることによって、手振れ等により振動が生じたときの像ブレを補正する。第3Bレンズ群は物体側から順に両凹レンズと物体側に凸形状の正メニスカスレンズとが接合された接合レンズから構成されている。また、当該ズームレンズでは、第4レンズ群を光軸に沿って物体側に移動させることで、無限遠物体から近距離物体に合焦する。第4レンズ群は物体側から順に両凸レンズと両凹レンズとが接合された接合レンズから構成されている。
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表17に当該ズームレンズの緒元を示し、表18に当該ズームレンズの面データを示し、表19に当該ズームレンズの非球面データを示し、表20に当該ズームレンズの可変間隔を示す。
当該実施例5のズームレンズの望遠端における手振れ補正状態における防振群の光軸と垂直方向への移動量は、0.610mmである。
また、図22~図24に当該実施5の広角端状態における縦収差図、中間焦点位置状態における縦収差図、望遠端状態における縦収差図をそれぞれ示す。図25に当該実施例5の望遠端における横収差図を示す。図25から、実施例1と同様に、実施例5のズームレンズにおいても、手振れ補正時においても充分な結像性能が得られていることが確認される。
[表17]
f 82.439 140.859 233.078
FNO. 4.64 5.93 6.49
ω 9.66 5.63 3.43
[表18]
面NO. r d Nd vd
1 64.249 1.500 1.7757 25.96
2 45.494 6.000 1.4970 81.61
3 411.530 0.200
4 72.409 4.058 1.4970 81.61
5 -625.257 d5
6 -255.586 1.000 1.8170 42.31
7 13.310 4.500 1.8467 23.78
8 40.214 2.259
9 -32.445 1.000 1.8822 39.91
10 1000.000 d10
11 52.449 3.279 1.5176 77.97
12 -73.412 0.200
13 39.054 4.626 1.4970 81.61
14 -29.060 1.000 1.8128 33.38
15 -54.711 2.000
16 INF 4.100 (開口絞り)
17 -95.068 0.800 1.5032 66.87
18 17.827 1.927 1.8808 40.15
19 25.476 4.000
20* 26.936 5.452 1.6003 57.97
21 -18.350 0.600 1.8688 26.95
22 -32.872 d22
23 73.102 1.881 1.8523 25.19
24 -52.934 0.700 1.8431 36.51
25 26.771 d25
26 -64.011 1.000 1.9108 35.25
27 51.235 1.419
28 54.662 3.217 1.7572 26.86
29 -65.634 d29
30 INF 2.000 1.5168 64.20
31 INF 1.000
[表19]
面NO. k A4 A6 A8 A10
20 0.0000E+00 -1.7820E-05 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
[表20]
f 82.439 140.859 233.078
d5 19.218 29.906 33.701
d10 16.651 9.565 1.500
d22 2.492 2.497 5.608
d25 34.706 31.467 13.704
d29 15.000 26.892 62.701
[表21]
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5
条件式(1) 1.405 1.655 1.628 1.900 2.100
条件式(2) 3.343 3.538 3.411 3.803 2.999
条件式(3) -1.126 -1.248 -1.486 -0.967 -1.000
条件式(4) 0.995 0.866 0.725 0.889 0.591
条件式(5) 0.447 0.331 0.320 0.348 0.210
条件式(6) -9.530 -9.453 -9.496 -9.496 -7.000
条件式(7) 0.492 0.866 0.627 1.300 0.663
f3B -44.984 -53.744 -57.013 -53.592 -55.002
f3 32.028 32.465 35.029 28.206 26.191
f1 143.862 125.422 113.265 142.116 81.873
fw 72.069 72.113 72.124 82.385 82.439
ft 290.286 290.794 338.813 310.273 233.078
m1 64.625 48.001 50.000 55.762 29.147
β4t 2.606 2.021 2.333 1.710 2.127
βzt 1.283 1.750 1.462 2.224 1.410
本件発明によれば、高変倍率を実現すると共に、防振群を備えつつ、光学全長方向だけでなく径方向の小型化を図ることが可能なズームレンズ及び撮像装置を提供することができる。
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
G6 第6レンズ群
S 開口絞り
CG カバーガラス
VC 防振群

Claims (7)

  1. 物体側から順に配置される、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負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、負の屈折力を有する第5レンズ群とを備え、
    各レンズ群間の光軸上の間隔を変化させることで広角端から望遠端へ変倍し、
    前記第3レンズ群は、物体側から順に配置される、正の屈折力を有する第3Aレンズ群と、負の屈折力を有する第3Bレンズ群と、正の屈折力を有する第3Cレンズ群とから構成され、
    前記第3Bレンズ群は光軸に対して垂直方向に移動可能に構成されており、
    以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
    1.20 ≦ |f3B|/f3 ≦ 3.00 ・・・(1)
    -2.00 ≦ β2t ≦ -0.85 ・・・(3)
    0.30 ≦ βzt/β4t ≦ 2.00・・・(7)
    但し、
    f3B:前記第3Bレンズ群の焦点距離
    f3 :前記第3レンズ群の焦点距離
    β2t:望遠端における前記第2レンズ群の横倍率
    βzt:望遠端における、前記第4レンズ群より像側に配置された全てのレンズ群による合成横倍率
    β4t:望遠端における前記第4レンズ群の横倍率
  2. 以下の条件を満足する請求項1に記載のズームレンズ。
    2.00 ≦ βrt ≦ 5.00 ・・・(2)
    但し、
    βrt:望遠端における、前記第3レンズ群より像側に配置された全てのレンズ群による合成横倍率
  3. 以下の条件を満足する請求項1又は請求項2に記載のズームレンズ。
    0.40 ≦ f1/√(fw×ft) ≦ 2.00 ・・・(4)
    但し、
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
    fw:広角端における当該ズームレンズの焦点距離
    ft:望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
  4. 以下の条件式を満足する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    0.10 ≦ m1/√(fw×ft) ≦ 1.20 ・・・(5)
    但し、
    m1:広角端から望遠端まで変倍する際に、前記第1レンズ群が光軸上を移動する移動量
    fw:広角端における当該ズームレンズの焦点距離
    ft:望遠端における当該ズームレンズの焦点距離
  5. 前記第4レンズ群を光軸方向に移動させることで、無限遠から近距離物体にフォーカシングする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  6. 以下の条件を満足する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    -12.00 ≦ (1-β4t)×βzt ≦ -4.00 ・・・(6)
  7. 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のズームレンズと、当該ズームレンズの像側に、当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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