JP7197287B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents
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Description
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
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。
(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。
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。
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。
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。
1.20 ≦ |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
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
-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
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
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
-12.00 ≦ (1-β4t2)×βzt2 ≦ -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
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
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。
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。
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。
(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)
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。
f 72.069 129.880 290.286
FNO. 4.64 5.90 6.50
ω 10.90 6.06 2.75
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
面NO. k A4 A6 A8 A10
20 0.0000E+00 -2.4058E-05 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
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
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。
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。
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
面NO. k A4 A6 A8 A10
20 0.0000E+00 -1.8991E-05 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
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
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。
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。
f 72.124 156.496 338.813
FNO. 4.64 5.93 6.50
ω 11.07 5.07 2.37
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
面NO. k A4 A6 A8 A10
20 0.0000E+00 -2.0325E-05 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
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
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。
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。
f 82.385 159.961 310.273
FNO. 4.64 5.90 6.58
ω 9.38 4.84 2.54
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
面NO. k A4 A6 A8 A10
20 0.0000E+00 -2.1045E-05 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
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
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。
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。
f 82.439 140.859 233.078
FNO. 4.64 5.93 6.49
ω 9.66 5.63 3.43
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
面NO. k A4 A6 A8 A10
20 0.0000E+00 -1.7820E-05 0.0000E+00 0.0000E+00 0.0000E+00
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
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
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)
- 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 - 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 - 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 - 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 - 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。
- 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-β4t2)×βzt2 ≦ -4.00 ・・・(6) - 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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