JP2004061679A - 防振ズームレンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】広角域を含み、変倍比約２．５倍以上、ＦＮｏ約２．８程度を達成し、かつ良好なる光学性能を有した広角大口径ズームレンズを提供する。
【解決手段】物体側より負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群を有し、広角から望遠への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は小となる光学系であって、前記正の第４レンズ群は物体側から順に正の４ａ群、負の４ｂ群、正の４ｃ群を有し、前記負の４ｂ群を光軸方向と略垂直に移動することによって、振動による撮影画像のぶれを補正する。
【選択図】 図１
【解決手段】物体側より負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群を有し、広角から望遠への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は小となる光学系であって、前記正の第４レンズ群は物体側から順に正の４ａ群、負の４ｂ群、正の４ｃ群を有し、前記負の４ｂ群を光軸方向と略垂直に移動することによって、振動による撮影画像のぶれを補正する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動による撮影画像のぶれを補正する機能を有する光学系に関するものであり、特に広角及び中望遠の変倍域を含みかつ大口径の光学系に、撮影画像の変位を補正する光学系を適用した防振ズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一眼レフカメラ用のズームレンズとして、物体側から順に負レンズ群、正レンズ群を有する屈折力配置の光学系が知られている。負群先行、所謂ネガティブリードであり広角端においてレトロフォーカスのパワー配置となっているので広画角にするのに適している。
【０００３】
本出願人は上記ズームタイプを特開平２−２０１３１０号公報，特開平２−２９６２０８号公報、特開平４−２９１０９号公報、特開平４−２９１１０号公報、特開平７−２６１０８４号公報等に開示している。
【０００４】
また、特開昭５７−１１３１５号公報、特開昭５８−９５３１５号公報、特開昭６１−６２０１３号公報、特開平５−１７３０７１号公報等にも同様の技術が開示されている。
【０００５】
一方、上記の類のズームタイプにおいて撮影画像の変位を補正する機能を有した光学系が、特開平６−３３７３７４号公報、特開平７−１５２００２号公報、特開平９−２３０２４２号公報、特開平１０−３９２１０号公報、特開平１０−１６１０２３号公報、特開平１０−１６１０２４号公報等に開示されており、本出願人も特開平２−０３５４０６に開示している
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、撮影画像の変位を補正する機能を有する光学系を構成する際、まず変位補正時の画質の劣化を十分に少なくするように構成することが必要とされる。また使用時の操作性を鑑みれば、装置全体の小型化が必要であり、画像変位補正光学系の駆動装置の簡素化や小型化のために、画像変位補正光学系の偏心量を十分に少なくすることや、画像変位補正光学系の小型化、軽量化が必要となる。そして上記を満足しつつも、変倍比やＦナンバー等の光学仕様及び良好なる光学性能も満足しなければならない。
【０００７】
しかしながら、特開平２−０３５４０６号公報、特開平６−３３７３７４号公報、特開平１０−１６１０２３号公報は画像変位補正光学系が最も像面側に配置されているために、光学設計を行なう上で、画像変位補正光学系の最大偏心量のコントロールが困難であった。
【０００８】
特開平１０−１６１０２４号公報は望遠端のＦナンバーが５．６程度と暗く、大口径を要求される光学系には不向きであった。
【０００９】
特開平９−２３０２４２号公報は画像変位補正光学系が大型であり、画像変位補正光学系の駆動装置の小型化が困難であり、装置全体の大型化を引き起こしやすかった。
【００１０】
特開平７−１５２００２号公報、特開平１０−３９２１０号公報、は変倍比が２倍以下であったり、望遠端のＦナンバーが４．５程度であったりと、近年要望されている大口径高倍ズームの仕様を満足できるものではなかった。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、広角域を含み、変倍比２．５倍以上、ＦＮｏ約２．８程度を達成し、かつ良好なる光学性能を有した広角大口径ズームレンズを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決するために、本発明にかかる発明のズームレンズは、
物体側より負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群を有し、広角から望遠への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は小となる光学系であって，前記正の第４レンズ群は物体側から順に正の４ａ群、負の４ｂ群、正の４ｃ群を有し、前記負の４ｂ群を光軸方向と略垂直に移動することによって、振動による撮影画像のぶれを補正し、以下の条件を満足することを特徴としている。
【００１３】
０．１＜｜（１−β４ｂｔ）×βｒｔ｜ …▲１▼
ただし、β４ｂｔは４ｂ群の望遠端における横倍率
βｒｔは４ｂ群より像側に配置されたレンズ群の望遠端における横倍
率
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜図５は各々後述する数値実施例１〜５のズームレンズのレンズ断面図、図６〜図１０は各々後述する数値実施例１〜５のズームレンズの物体距離が無限遠の状態での諸収差図である。
【００１５】
図１は第１の実施例を示した図面であり、Ｉは負の第１レンズ群、ＩＩは正の第２レンズ群、ＩＩＩは負の第３レンズ群、ＩＶは正の第４レンズ群、ＩＶａは正の４ａ群、ＩＶｂは負の第４ｂ群、ＩＶｃは負の第４ｃ群、ＳＰは絞り、ＳＳＰは開放Ｆナンバー絞り、ＩＰは像面である。
【００１６】
広角から望遠への変倍の際、Ｉは像側へ移動し、ＩＩは物体側へ移動し、ＩＩＩ物体側に凸に軌跡で移動し、ＩＶａはＩＩと一体に物体側へ移動し、ＩＶｂは物体側へ移動し、ＩＶｃは像面に対して固定であり、ＳＰとＳＳＰはＩＩＩと一体で移動している。振動による撮影画像のぶれの補正は、ＩＶｂを光軸方向と略垂直に移動することによっておこなう。また、近距離へのフォーカシングは図１のようにＩの一部を物体側に移動させて行なっている。
【００１７】
図２は第２の実施例を示した図面であり、Ｉは負の第１レンズ群、ＩＩは正の第２レンズ群、ＩＩＩは負の第３レンズ群、ＩＶは正の第４レンズ群、ＩＶａは正の４ａ群、ＩＶｂは負の第４ｂ群、ＩＶｃは負の第４ｃ群、ＳＰは絞り、ＳＳＰは開放Ｆナンバー絞り、ＩＰは像面である。
【００１８】
広角から望遠への変倍の際、Ｉは像側へ移動し、ＩＩは物体側へ移動し、ＩＩＩ物体側に凸に軌跡で移動し、ＩＶａはＩＩと一体に物体側へ移動し、ＩＶｂは物体側へ移動し、ＩＶｃは像面に対して固定であり、ＳＰとＳＳＰはＩＩＩと一体で移動している。振動による撮影画像のぶれの補正は、ＩＶｂを光軸方向と略垂直に移動することによっておこなう。また、近距離へのフォーカシングは図２のようにＩＩの一部を像側に移動させて行なっている。
【００１９】
図３は第３の実施例を示した図面であり、Ｉは負の第１レンズ群、ＩＩは正の第２レンズ群、ＩＩＩは負の第３レンズ群、ＩＶは正の第４レンズ群、ＩＶａは正の４ａ群、ＩＶｂは負の第４ｂ群、ＩＶｃは負の第４ｃ群、ＳＰは絞り、ＳＳＰは開放Ｆナンバー絞り、ＩＰは像面である。
【００２０】
広角から望遠への変倍の際、Ｉは像側へ移動し、ＩＩは物体側へ移動し、ＩＩＩ物体側に凸に軌跡で移動し、ＩＶａはＩＩと一体に物体側へ移動し、ＩＶｂとＩＶｃは像面に対して固定であり、ＳＰとＳＳＰはＩＩＩと一体で移動している。振動による撮影画像のぶれの補正は、ＩＶｂを光軸方向と略垂直に移動することによっておこなう。また、近距離へのフォーカシングは図３のようにＩの一部を物体側に移動させて行なっている。
【００２１】
図４は第４の実施例を示した図面であり、Ｉは負の第１レンズ群、ＩＩは正の第２レンズ群、ＩＩＩは負の第３レンズ群、ＩＶは正の第４レンズ群、ＩＶａは正の４ａ群、ＩＶｂは負の第４ｂ群、ＩＶｃは負の第４ｃ群、ＳＰは絞り、ＳＳＰは開放Ｆナンバー絞り、ＩＰは像面である。
【００２２】
広角から望遠への変倍の際、Ｉは像側へ移動し、ＩＩは物体側へ移動し、ＩＩＩ物体側に凸に軌跡で移動し、ＩＶａはＩＩと一体に物体側へ移動し、ＩＶｂとＩＶｃは像面に対して固定であり、ＳＰとＳＳＰはＩＩＩと一体で移動している。振動による撮影画像のぶれの補正は、ＩＶｂを光軸方向と略垂直に移動することによっておこなう。また、近距離へのフォーカシングは図４のようにＩＩの一部を像側に移動させて行なっている。
【００２３】
図５は第５の実施例を示した図面であり、Ｉは負の第１レンズ群、ＩＩは正の第２レンズ群、ＩＩＩは負の第３レンズ群、ＩＶは正の第４レンズ群、ＩＶａは正の４ａ群、ＩＶｂは負の第４ｂ群、ＩＶｃは負の第４ｃ群、ＳＰは絞り、ＳＳＰは開放Ｆナンバー絞り、ＩＰは像面である。
【００２４】
広角から望遠への変倍の際、Ｉは像側へ移動し、ＩＩは物体側へ移動し、ＩＩＩ物体側に凸に軌跡で移動し、ＩＶａはＩＩと一体に物体側へ移動し、ＩＶｂは物体側へ移動し、ＩＶｃは像面に対して固定であり、ＳＰとＳＳＰはＩＩＩと一体で移動している。振動による撮影画像のぶれの補正は、ＩＶｂを光軸方向と略垂直に移動することによっておこなう。また、近距離へのフォーカシングは図５のようにＩを物体側に移動させて行なっている。
【００２５】
また、本発明の光学系の非球面のうち、最も物体側の面と最も像側の面以外に配置された非球面であれば、球面レンズの表面に樹脂等による非球面層を形成しても良い。
【００２６】
以下上記について説明する。
【００２７】
本発明のズームレンズは、広角端において、負の第１レンズ群が負の前群、第２レンズ群以降が正の後群となり、レトロフォーカスタイプのパワー配置をとっており、広角端の広画角化を達成し易くしている。
【００２８】
次に正の第４レンズ群について述べる。
【００２９】
本発明の第４レンズ群は、物体側から順に正の４ａ群、負の４ｂ群、正の４ｃ群を有しており、前記負の第３レンズ群を射出した軸外光束は前記正の４ａ群によって光軸と成す角度が小なる方向に屈折されるために、画像変位補正光学系である前記負の４ｂ群の光線有効系を小としやすい。その結果、画像変位補正光学系の駆動装置の小型化が容易となり、装置全体の小型化も容易となっている。さらに、画像変位補正光学系である前記負の４ｂ群の像側に前記正の４ｃ群を配置することで、画像変位補正光学系である前記負の４ｂ群の最大偏心量のコントロールをしやすくしている。
【００３０】
さらに本発明では、前記負の４ｂ群を画像変位補正光学系として好適にするため条件式▲１▼を設定しており、この条件を満足すれば望遠端において、前記４ｂ群の像変位敏感度（画像変位補正光学系の偏心量あたりの像位置変位量）を確保することができるので、前記４ｂ群の画像変位補正光学系の偏心量を小とでき、装置全体の小型化を達成できる。
【００３１】
望ましくは、条件式▲１▼を以下の範囲にすると良い。
【００３２】
０．３＜｜（１−β４ｂｔ）×βｒｔ｜ …▲２▼
さらに望ましくは、請求項２を満足すればよい。
【００３３】
これによれば、望遠端では、負の第１レンズ群と正の第２レンズ群が全体として正の前群、第３レンズ群以降が負の後群となり、望遠レンズに好適なテレフォトタイプのパワー配置とできるので望遠側において明るいＦナンバーを確保しやくなる。
【００３４】
さらに望ましくは、請求項３を満足すればよい。
【００３５】
広角から望遠への変倍の際、前記第２レンズ群を物体側に移動させることで、望遠端でのテレ比を適切に設定しやすくなるので、望遠端における球面収差と像面湾曲の補正が容易となる。また、前記４ａ群を物体側に移動することで、第４ａ群の倍率を大とすることができるので、光学系全系で各レンズ群の変倍分担のバランスを良好にしやすくなり、変倍にともなう、像面湾曲の変動を補正しやすくなる。
【００３６】
望ましくは、変倍の際前記第２レンズ群と前記４ａ群を一体として移動させると鏡筒構造が簡素化されるので良い。
【００３７】
さらに望ましくは、請求項４を満足すればよい。
広角から望遠への変倍の際、前記４ａ群と前記４ｂ群の間隔を大とすれば、望遠端において前記４ｂ群を通過する軸上光束径を小とすることができるので、前記第４ｂ群が画像変位補正のために変位したときの、偏心収差を補正しやすくなる。
【００３８】
さらに望ましくは請求項５を満足すればよい。
【００３９】
０．６ ＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜ ２．５ …▲３▼
０．２ ＜ ｆ２／ｆｔ ＜ ０．８ …▲４▼
０．８ ＜｜ｆ３／ｆｗ｜＜ ２．５ …▲５▼
０．２ ＜ ｆ４ａ／ｆｔ ＜ １．７ …▲６▼
０．２ ＜｜ｆ４ｂ／ｆｔ｜＜ ２．０ …▲７▼
１．０ ＜ ｆ４ｃ／ｆｗ ＜ ６．０ …▲８▼
条件式▲３▼は前記負の第１レンズ群の焦点距離を適切に設定するものであり、条件を満足すれば、広角端における負の歪曲収差の補正と前玉径の小型化を両立しやすくなる。
【００４０】
条件式▲４▼は前記正の第２レンズ群の焦点距離を適切に設定するものであり、条件を満足すれば、望遠端における球面収差の補正と明るいＦナンバーの確保を両立しやすくなる。
【００４１】
条件式▲５▼は前記負の第３レンズ群の焦点距離を適切に設定するものであり、条件を満足すれば、望遠端における明るいＦナンバーの確保と焦点距離全域にわたって特にコマ収差と歪曲収差の補正を両立しやすくなる。
【００４２】
条件式▲６▼は前記正の第４レンズ群の焦点距離を適切に設定するものであり、条件を満足すれば変倍比の確保と広角端における負の歪曲収差の補正を両立しやすくなる。
【００４３】
条件式▲７▼は前記負の第５レンズ群の焦点距離を適切に設定するものであり、変倍に伴う歪曲収差の変動を抑制しやすくなる。
【００４４】
条件式▲８▼は前記正の第６レンズ群の焦点距離を適切に設定するものであり、広角端におけるバックフォーカスの確保と、後玉径の小型化が両立しやすくなる。
【００４５】
望ましくは条件式▲３▼〜▲８▼を以下の範囲とすると良い。
【００４６】
１．０ ＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜ ２．０ …▲９▼
０．３ ＜ ｆ２／ｆｔ ＜ ０．７ …（１０）
１．０ ＜｜ｆ３／ｆｗ｜＜ １．９ …（１１）
０．３ ＜ ｆ４ａ／ｆｔ ＜ １．１ …（１２）
０．３ ＜｜ｆ４ｂ／ｆｔ｜＜ １．５ …（１３）
１．２ ＜ ｆ４ｃ／ｆｗ ＜ ４．５ …（１４）
さらに望ましくは請求項６を満足すればよい。
前記４ｂ群に、少なくとも正レンズと負レンズを配置し、
νｎ−νｐ ＞ ０ …（１５）
ただし、νｎは４ｂ群中の負レンズのアッベ数の平均
νｐは４ｂ群中の正レンズのアッベ数の平均
を満足すれば、前記第４ｂ群が画像変位補正のために変位したときの、倍率色収差を補正しやすくなって良い。
【００４７】
望ましくは条件式（１６）を以下の範囲とすると良い。
【００４８】
νｎ−νｐ ＞ ３．０ …（１７）
（数値実施例）
次に数値実施例１〜５のズームレンズの数値データを示す。各数値実施例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目の面の曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ番目の光学部材厚又は空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目の光学部材の材質の屈折率とアッベ数である。又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−１に示す。
【００４９】
非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にｈ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを各々非球面係数としたとき、
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋［１−（ｈ／Ｒ）２］１／２］＋Ａｈ２＋Ｂｈ４＋Ｃｈ６
＋Ｄｈ８＋Ｅｈ１０＋Ｆｈ１２
なる式で表している。［ｅ−ｘ］は「１０−ｘ」を意味している。
【００５０】
【外１】
【００５１】
【外２】
【００５２】
【外３】
【００５３】
【外４】
【００５４】
【外５】
【００５５】
【表１】
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、広角域を含みかつ約２．５倍以上の変倍比であり、Ｆナンバー２．８程度と大口径でありながらも、良好なる光学性能を有した広角ズームレンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１のレンズ断面図
【図２】本発明の実施形態２のレンズ断面図
【図３】本発明の実施形態３のレンズ断面図
【図４】本発明の実施形態４のレンズ断面図
【図５】本発明の実施形態５のレンズ断面図
【図６Ａ】本発明の実施形態１の広角端での基準状態の縦収差図
【図６Ｂ】本発明の実施形態１の中間焦点距離での基準状態の縦収差図
【図６Ｃ】本発明の実施形態１の望遠端での基準状態の縦収差図
【図６Ｄ】本発明の実施形態１の広角端での基準状態の横収差図
【図６Ｅ】本発明の実施形態１の中間焦点距離での基準状態の横収差図
【図６Ｆ】本発明の実施形態１の望遠端での基準状態の横収差図
【図６Ｇ】本発明の実施形態１の広角端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図６Ｈ】本発明の実施形態１の中間焦点距離での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図６Ｉ】本発明の実施形態１の望遠端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図７Ａ】本発明の実施形態２の広角端での基準状態の縦収差図
【図７Ｂ】本発明の実施形態２の中間焦点距離での基準状態の縦収差図
【図７Ｃ】本発明の実施形態２の望遠端での基準状態の縦収差図
【図７Ｄ】本発明の実施形態２の広角端での基準状態の横収差図
【図７Ｅ】本発明の実施形態２の中間焦点距離での基準状態の横収差図
【図７Ｆ】本発明の実施形態２の望遠端での基準状態の横収差図
【図７Ｇ】本発明の実施形態２の広角端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図７Ｈ】本発明の実施形態２の中間焦点距離での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図７Ｉ】本発明の実施形態２の望遠端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図８Ａ】本発明の実施形態３の広角端での基準状態の縦収差図
【図８Ｂ】本発明の実施形態３の中間焦点距離での基準状態の縦収差図
【図８Ｃ】本発明の実施形態３の望遠端での基準状態の縦収差図
【図８Ｄ】本発明の実施形態３の広角端での基準状態の横収差図
【図８Ｅ】本発明の実施形態３の中間焦点距離での基準状態の横収差図
【図８Ｆ】本発明の実施形態３の望遠端での基準状態の横収差図
【図８Ｇ】本発明の実施形態３の広角端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図８Ｈ】本発明の実施形態３の中間焦点距離での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図８Ｉ】本発明の実施形態３の望遠端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図９Ａ】本発明の実施形態４の広角端での基準状態の縦収差図
【図９Ｂ】本発明の実施形態４の中間焦点距離での基準状態の縦収差図
【図９Ｃ】本発明の実施形態４の望遠端での基準状態の縦収差図
【図９Ｄ】本発明の実施形態４の広角端での基準状態の横収差図
【図９Ｅ】本発明の実施形態４の中間焦点距離での基準状態の横収差図
【図９Ｆ】本発明の実施形態４の望遠端での基準状態の横収差図
【図９Ｇ】本発明の実施形態４の広角端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図９Ｈ】本発明の実施形態４の中間焦点距離での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図９Ｉ】本発明の実施形態４の望遠端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図１０Ａ】本発明の実施形態５の広角端での基準状態の縦収差図
【図１０Ｂ】本発明の実施形態５の中間焦点距離での基準状態の縦収差図
【図１０Ｃ】本発明の実施形態５の望遠端での基準状態の縦収差図
【図１０Ｄ】本発明の実施形態５の広角端での基準状態の横収差図
【図１０Ｅ】本発明の実施形態５の中間焦点距離での基準状態の横収差図
【図１０Ｆ】本発明の実施形態５の望遠端での基準状態の横収差図
【図１０Ｇ】本発明の実施形態５の広角端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図１０Ｈ】本発明の実施形態５の中間焦点距離での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図１０Ｉ】本発明の実施形態５の望遠端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【符号の説明】
Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ，ＩＶａ，ＩＶｂ，ＩＶｃ 第１，２，３，４レンズ群，４ａ群、４ｂ群、４ｃ群
ＳＰ 絞り
ＳＳＰ 開放ＦＮｏ絞り
ＩＰ 像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＳ サジタル像面、
ΔＭ メリジオナル像面
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動による撮影画像のぶれを補正する機能を有する光学系に関するものであり、特に広角及び中望遠の変倍域を含みかつ大口径の光学系に、撮影画像の変位を補正する光学系を適用した防振ズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一眼レフカメラ用のズームレンズとして、物体側から順に負レンズ群、正レンズ群を有する屈折力配置の光学系が知られている。負群先行、所謂ネガティブリードであり広角端においてレトロフォーカスのパワー配置となっているので広画角にするのに適している。
【０００３】
本出願人は上記ズームタイプを特開平２−２０１３１０号公報，特開平２−２９６２０８号公報、特開平４−２９１０９号公報、特開平４−２９１１０号公報、特開平７−２６１０８４号公報等に開示している。
【０００４】
また、特開昭５７−１１３１５号公報、特開昭５８−９５３１５号公報、特開昭６１−６２０１３号公報、特開平５−１７３０７１号公報等にも同様の技術が開示されている。
【０００５】
一方、上記の類のズームタイプにおいて撮影画像の変位を補正する機能を有した光学系が、特開平６−３３７３７４号公報、特開平７−１５２００２号公報、特開平９−２３０２４２号公報、特開平１０−３９２１０号公報、特開平１０−１６１０２３号公報、特開平１０−１６１０２４号公報等に開示されており、本出願人も特開平２−０３５４０６に開示している
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、撮影画像の変位を補正する機能を有する光学系を構成する際、まず変位補正時の画質の劣化を十分に少なくするように構成することが必要とされる。また使用時の操作性を鑑みれば、装置全体の小型化が必要であり、画像変位補正光学系の駆動装置の簡素化や小型化のために、画像変位補正光学系の偏心量を十分に少なくすることや、画像変位補正光学系の小型化、軽量化が必要となる。そして上記を満足しつつも、変倍比やＦナンバー等の光学仕様及び良好なる光学性能も満足しなければならない。
【０００７】
しかしながら、特開平２−０３５４０６号公報、特開平６−３３７３７４号公報、特開平１０−１６１０２３号公報は画像変位補正光学系が最も像面側に配置されているために、光学設計を行なう上で、画像変位補正光学系の最大偏心量のコントロールが困難であった。
【０００８】
特開平１０−１６１０２４号公報は望遠端のＦナンバーが５．６程度と暗く、大口径を要求される光学系には不向きであった。
【０００９】
特開平９−２３０２４２号公報は画像変位補正光学系が大型であり、画像変位補正光学系の駆動装置の小型化が困難であり、装置全体の大型化を引き起こしやすかった。
【００１０】
特開平７−１５２００２号公報、特開平１０−３９２１０号公報、は変倍比が２倍以下であったり、望遠端のＦナンバーが４．５程度であったりと、近年要望されている大口径高倍ズームの仕様を満足できるものではなかった。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、広角域を含み、変倍比２．５倍以上、ＦＮｏ約２．８程度を達成し、かつ良好なる光学性能を有した広角大口径ズームレンズを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決するために、本発明にかかる発明のズームレンズは、
物体側より負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群を有し、広角から望遠への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は小となる光学系であって，前記正の第４レンズ群は物体側から順に正の４ａ群、負の４ｂ群、正の４ｃ群を有し、前記負の４ｂ群を光軸方向と略垂直に移動することによって、振動による撮影画像のぶれを補正し、以下の条件を満足することを特徴としている。
【００１３】
０．１＜｜（１−β４ｂｔ）×βｒｔ｜ …▲１▼
ただし、β４ｂｔは４ｂ群の望遠端における横倍率
βｒｔは４ｂ群より像側に配置されたレンズ群の望遠端における横倍
率
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜図５は各々後述する数値実施例１〜５のズームレンズのレンズ断面図、図６〜図１０は各々後述する数値実施例１〜５のズームレンズの物体距離が無限遠の状態での諸収差図である。
【００１５】
図１は第１の実施例を示した図面であり、Ｉは負の第１レンズ群、ＩＩは正の第２レンズ群、ＩＩＩは負の第３レンズ群、ＩＶは正の第４レンズ群、ＩＶａは正の４ａ群、ＩＶｂは負の第４ｂ群、ＩＶｃは負の第４ｃ群、ＳＰは絞り、ＳＳＰは開放Ｆナンバー絞り、ＩＰは像面である。
【００１６】
広角から望遠への変倍の際、Ｉは像側へ移動し、ＩＩは物体側へ移動し、ＩＩＩ物体側に凸に軌跡で移動し、ＩＶａはＩＩと一体に物体側へ移動し、ＩＶｂは物体側へ移動し、ＩＶｃは像面に対して固定であり、ＳＰとＳＳＰはＩＩＩと一体で移動している。振動による撮影画像のぶれの補正は、ＩＶｂを光軸方向と略垂直に移動することによっておこなう。また、近距離へのフォーカシングは図１のようにＩの一部を物体側に移動させて行なっている。
【００１７】
図２は第２の実施例を示した図面であり、Ｉは負の第１レンズ群、ＩＩは正の第２レンズ群、ＩＩＩは負の第３レンズ群、ＩＶは正の第４レンズ群、ＩＶａは正の４ａ群、ＩＶｂは負の第４ｂ群、ＩＶｃは負の第４ｃ群、ＳＰは絞り、ＳＳＰは開放Ｆナンバー絞り、ＩＰは像面である。
【００１８】
広角から望遠への変倍の際、Ｉは像側へ移動し、ＩＩは物体側へ移動し、ＩＩＩ物体側に凸に軌跡で移動し、ＩＶａはＩＩと一体に物体側へ移動し、ＩＶｂは物体側へ移動し、ＩＶｃは像面に対して固定であり、ＳＰとＳＳＰはＩＩＩと一体で移動している。振動による撮影画像のぶれの補正は、ＩＶｂを光軸方向と略垂直に移動することによっておこなう。また、近距離へのフォーカシングは図２のようにＩＩの一部を像側に移動させて行なっている。
【００１９】
図３は第３の実施例を示した図面であり、Ｉは負の第１レンズ群、ＩＩは正の第２レンズ群、ＩＩＩは負の第３レンズ群、ＩＶは正の第４レンズ群、ＩＶａは正の４ａ群、ＩＶｂは負の第４ｂ群、ＩＶｃは負の第４ｃ群、ＳＰは絞り、ＳＳＰは開放Ｆナンバー絞り、ＩＰは像面である。
【００２０】
広角から望遠への変倍の際、Ｉは像側へ移動し、ＩＩは物体側へ移動し、ＩＩＩ物体側に凸に軌跡で移動し、ＩＶａはＩＩと一体に物体側へ移動し、ＩＶｂとＩＶｃは像面に対して固定であり、ＳＰとＳＳＰはＩＩＩと一体で移動している。振動による撮影画像のぶれの補正は、ＩＶｂを光軸方向と略垂直に移動することによっておこなう。また、近距離へのフォーカシングは図３のようにＩの一部を物体側に移動させて行なっている。
【００２１】
図４は第４の実施例を示した図面であり、Ｉは負の第１レンズ群、ＩＩは正の第２レンズ群、ＩＩＩは負の第３レンズ群、ＩＶは正の第４レンズ群、ＩＶａは正の４ａ群、ＩＶｂは負の第４ｂ群、ＩＶｃは負の第４ｃ群、ＳＰは絞り、ＳＳＰは開放Ｆナンバー絞り、ＩＰは像面である。
【００２２】
広角から望遠への変倍の際、Ｉは像側へ移動し、ＩＩは物体側へ移動し、ＩＩＩ物体側に凸に軌跡で移動し、ＩＶａはＩＩと一体に物体側へ移動し、ＩＶｂとＩＶｃは像面に対して固定であり、ＳＰとＳＳＰはＩＩＩと一体で移動している。振動による撮影画像のぶれの補正は、ＩＶｂを光軸方向と略垂直に移動することによっておこなう。また、近距離へのフォーカシングは図４のようにＩＩの一部を像側に移動させて行なっている。
【００２３】
図５は第５の実施例を示した図面であり、Ｉは負の第１レンズ群、ＩＩは正の第２レンズ群、ＩＩＩは負の第３レンズ群、ＩＶは正の第４レンズ群、ＩＶａは正の４ａ群、ＩＶｂは負の第４ｂ群、ＩＶｃは負の第４ｃ群、ＳＰは絞り、ＳＳＰは開放Ｆナンバー絞り、ＩＰは像面である。
【００２４】
広角から望遠への変倍の際、Ｉは像側へ移動し、ＩＩは物体側へ移動し、ＩＩＩ物体側に凸に軌跡で移動し、ＩＶａはＩＩと一体に物体側へ移動し、ＩＶｂは物体側へ移動し、ＩＶｃは像面に対して固定であり、ＳＰとＳＳＰはＩＩＩと一体で移動している。振動による撮影画像のぶれの補正は、ＩＶｂを光軸方向と略垂直に移動することによっておこなう。また、近距離へのフォーカシングは図５のようにＩを物体側に移動させて行なっている。
【００２５】
また、本発明の光学系の非球面のうち、最も物体側の面と最も像側の面以外に配置された非球面であれば、球面レンズの表面に樹脂等による非球面層を形成しても良い。
【００２６】
以下上記について説明する。
【００２７】
本発明のズームレンズは、広角端において、負の第１レンズ群が負の前群、第２レンズ群以降が正の後群となり、レトロフォーカスタイプのパワー配置をとっており、広角端の広画角化を達成し易くしている。
【００２８】
次に正の第４レンズ群について述べる。
【００２９】
本発明の第４レンズ群は、物体側から順に正の４ａ群、負の４ｂ群、正の４ｃ群を有しており、前記負の第３レンズ群を射出した軸外光束は前記正の４ａ群によって光軸と成す角度が小なる方向に屈折されるために、画像変位補正光学系である前記負の４ｂ群の光線有効系を小としやすい。その結果、画像変位補正光学系の駆動装置の小型化が容易となり、装置全体の小型化も容易となっている。さらに、画像変位補正光学系である前記負の４ｂ群の像側に前記正の４ｃ群を配置することで、画像変位補正光学系である前記負の４ｂ群の最大偏心量のコントロールをしやすくしている。
【００３０】
さらに本発明では、前記負の４ｂ群を画像変位補正光学系として好適にするため条件式▲１▼を設定しており、この条件を満足すれば望遠端において、前記４ｂ群の像変位敏感度（画像変位補正光学系の偏心量あたりの像位置変位量）を確保することができるので、前記４ｂ群の画像変位補正光学系の偏心量を小とでき、装置全体の小型化を達成できる。
【００３１】
望ましくは、条件式▲１▼を以下の範囲にすると良い。
【００３２】
０．３＜｜（１−β４ｂｔ）×βｒｔ｜ …▲２▼
さらに望ましくは、請求項２を満足すればよい。
【００３３】
これによれば、望遠端では、負の第１レンズ群と正の第２レンズ群が全体として正の前群、第３レンズ群以降が負の後群となり、望遠レンズに好適なテレフォトタイプのパワー配置とできるので望遠側において明るいＦナンバーを確保しやくなる。
【００３４】
さらに望ましくは、請求項３を満足すればよい。
【００３５】
広角から望遠への変倍の際、前記第２レンズ群を物体側に移動させることで、望遠端でのテレ比を適切に設定しやすくなるので、望遠端における球面収差と像面湾曲の補正が容易となる。また、前記４ａ群を物体側に移動することで、第４ａ群の倍率を大とすることができるので、光学系全系で各レンズ群の変倍分担のバランスを良好にしやすくなり、変倍にともなう、像面湾曲の変動を補正しやすくなる。
【００３６】
望ましくは、変倍の際前記第２レンズ群と前記４ａ群を一体として移動させると鏡筒構造が簡素化されるので良い。
【００３７】
さらに望ましくは、請求項４を満足すればよい。
広角から望遠への変倍の際、前記４ａ群と前記４ｂ群の間隔を大とすれば、望遠端において前記４ｂ群を通過する軸上光束径を小とすることができるので、前記第４ｂ群が画像変位補正のために変位したときの、偏心収差を補正しやすくなる。
【００３８】
さらに望ましくは請求項５を満足すればよい。
【００３９】
０．６ ＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜ ２．５ …▲３▼
０．２ ＜ ｆ２／ｆｔ ＜ ０．８ …▲４▼
０．８ ＜｜ｆ３／ｆｗ｜＜ ２．５ …▲５▼
０．２ ＜ ｆ４ａ／ｆｔ ＜ １．７ …▲６▼
０．２ ＜｜ｆ４ｂ／ｆｔ｜＜ ２．０ …▲７▼
１．０ ＜ ｆ４ｃ／ｆｗ ＜ ６．０ …▲８▼
条件式▲３▼は前記負の第１レンズ群の焦点距離を適切に設定するものであり、条件を満足すれば、広角端における負の歪曲収差の補正と前玉径の小型化を両立しやすくなる。
【００４０】
条件式▲４▼は前記正の第２レンズ群の焦点距離を適切に設定するものであり、条件を満足すれば、望遠端における球面収差の補正と明るいＦナンバーの確保を両立しやすくなる。
【００４１】
条件式▲５▼は前記負の第３レンズ群の焦点距離を適切に設定するものであり、条件を満足すれば、望遠端における明るいＦナンバーの確保と焦点距離全域にわたって特にコマ収差と歪曲収差の補正を両立しやすくなる。
【００４２】
条件式▲６▼は前記正の第４レンズ群の焦点距離を適切に設定するものであり、条件を満足すれば変倍比の確保と広角端における負の歪曲収差の補正を両立しやすくなる。
【００４３】
条件式▲７▼は前記負の第５レンズ群の焦点距離を適切に設定するものであり、変倍に伴う歪曲収差の変動を抑制しやすくなる。
【００４４】
条件式▲８▼は前記正の第６レンズ群の焦点距離を適切に設定するものであり、広角端におけるバックフォーカスの確保と、後玉径の小型化が両立しやすくなる。
【００４５】
望ましくは条件式▲３▼〜▲８▼を以下の範囲とすると良い。
【００４６】
１．０ ＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜ ２．０ …▲９▼
０．３ ＜ ｆ２／ｆｔ ＜ ０．７ …（１０）
１．０ ＜｜ｆ３／ｆｗ｜＜ １．９ …（１１）
０．３ ＜ ｆ４ａ／ｆｔ ＜ １．１ …（１２）
０．３ ＜｜ｆ４ｂ／ｆｔ｜＜ １．５ …（１３）
１．２ ＜ ｆ４ｃ／ｆｗ ＜ ４．５ …（１４）
さらに望ましくは請求項６を満足すればよい。
前記４ｂ群に、少なくとも正レンズと負レンズを配置し、
νｎ−νｐ ＞ ０ …（１５）
ただし、νｎは４ｂ群中の負レンズのアッベ数の平均
νｐは４ｂ群中の正レンズのアッベ数の平均
を満足すれば、前記第４ｂ群が画像変位補正のために変位したときの、倍率色収差を補正しやすくなって良い。
【００４７】
望ましくは条件式（１６）を以下の範囲とすると良い。
【００４８】
νｎ−νｐ ＞ ３．０ …（１７）
（数値実施例）
次に数値実施例１〜５のズームレンズの数値データを示す。各数値実施例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目の面の曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ番目の光学部材厚又は空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目の光学部材の材質の屈折率とアッベ数である。又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−１に示す。
【００４９】
非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にｈ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを各々非球面係数としたとき、
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋［１−（ｈ／Ｒ）２］１／２］＋Ａｈ２＋Ｂｈ４＋Ｃｈ６
＋Ｄｈ８＋Ｅｈ１０＋Ｆｈ１２
なる式で表している。［ｅ−ｘ］は「１０−ｘ」を意味している。
【００５０】
【外１】
【外２】
【外３】
【外４】
【外５】
【表１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、広角域を含みかつ約２．５倍以上の変倍比であり、Ｆナンバー２．８程度と大口径でありながらも、良好なる光学性能を有した広角ズームレンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１のレンズ断面図
【図２】本発明の実施形態２のレンズ断面図
【図３】本発明の実施形態３のレンズ断面図
【図４】本発明の実施形態４のレンズ断面図
【図５】本発明の実施形態５のレンズ断面図
【図６Ａ】本発明の実施形態１の広角端での基準状態の縦収差図
【図６Ｂ】本発明の実施形態１の中間焦点距離での基準状態の縦収差図
【図６Ｃ】本発明の実施形態１の望遠端での基準状態の縦収差図
【図６Ｄ】本発明の実施形態１の広角端での基準状態の横収差図
【図６Ｅ】本発明の実施形態１の中間焦点距離での基準状態の横収差図
【図６Ｆ】本発明の実施形態１の望遠端での基準状態の横収差図
【図６Ｇ】本発明の実施形態１の広角端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図６Ｈ】本発明の実施形態１の中間焦点距離での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図６Ｉ】本発明の実施形態１の望遠端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図７Ａ】本発明の実施形態２の広角端での基準状態の縦収差図
【図７Ｂ】本発明の実施形態２の中間焦点距離での基準状態の縦収差図
【図７Ｃ】本発明の実施形態２の望遠端での基準状態の縦収差図
【図７Ｄ】本発明の実施形態２の広角端での基準状態の横収差図
【図７Ｅ】本発明の実施形態２の中間焦点距離での基準状態の横収差図
【図７Ｆ】本発明の実施形態２の望遠端での基準状態の横収差図
【図７Ｇ】本発明の実施形態２の広角端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図７Ｈ】本発明の実施形態２の中間焦点距離での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図７Ｉ】本発明の実施形態２の望遠端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図８Ａ】本発明の実施形態３の広角端での基準状態の縦収差図
【図８Ｂ】本発明の実施形態３の中間焦点距離での基準状態の縦収差図
【図８Ｃ】本発明の実施形態３の望遠端での基準状態の縦収差図
【図８Ｄ】本発明の実施形態３の広角端での基準状態の横収差図
【図８Ｅ】本発明の実施形態３の中間焦点距離での基準状態の横収差図
【図８Ｆ】本発明の実施形態３の望遠端での基準状態の横収差図
【図８Ｇ】本発明の実施形態３の広角端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図８Ｈ】本発明の実施形態３の中間焦点距離での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図８Ｉ】本発明の実施形態３の望遠端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図９Ａ】本発明の実施形態４の広角端での基準状態の縦収差図
【図９Ｂ】本発明の実施形態４の中間焦点距離での基準状態の縦収差図
【図９Ｃ】本発明の実施形態４の望遠端での基準状態の縦収差図
【図９Ｄ】本発明の実施形態４の広角端での基準状態の横収差図
【図９Ｅ】本発明の実施形態４の中間焦点距離での基準状態の横収差図
【図９Ｆ】本発明の実施形態４の望遠端での基準状態の横収差図
【図９Ｇ】本発明の実施形態４の広角端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図９Ｈ】本発明の実施形態４の中間焦点距離での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図９Ｉ】本発明の実施形態４の望遠端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図１０Ａ】本発明の実施形態５の広角端での基準状態の縦収差図
【図１０Ｂ】本発明の実施形態５の中間焦点距離での基準状態の縦収差図
【図１０Ｃ】本発明の実施形態５の望遠端での基準状態の縦収差図
【図１０Ｄ】本発明の実施形態５の広角端での基準状態の横収差図
【図１０Ｅ】本発明の実施形態５の中間焦点距離での基準状態の横収差図
【図１０Ｆ】本発明の実施形態５の望遠端での基準状態の横収差図
【図１０Ｇ】本発明の実施形態５の広角端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図１０Ｈ】本発明の実施形態５の中間焦点距離での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【図１０Ｉ】本発明の実施形態５の望遠端での画角０．５°のぶれを補正したときの横収差図
【符号の説明】
Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ，ＩＶａ，ＩＶｂ，ＩＶｃ 第１，２，３，４レンズ群，４ａ群、４ｂ群、４ｃ群
ＳＰ 絞り
ＳＳＰ 開放ＦＮｏ絞り
ＩＰ 像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
ΔＳ サジタル像面、
ΔＭ メリジオナル像面
Claims (6)
- 物体側より負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群を有し、広角から望遠への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔は小となる光学系であって，前記正の第４レンズ群は物体側から順に正の４ａ群、負の４ｂ群、正の４ｃ群を有し、前記負の４ｂ群を光軸方向と略垂直に移動することによって、振動による撮影画像のぶれを補正し、以下の条件を満足することを特徴とする防振ズームレンズ。
０．１ ＜｜（１−β４ｂｔ）×βｒｔ｜
ただし、β４ｂｔは４ｂ群の望遠端における横倍率
βｒｔは４ｂ群より像側に配置されたレンズ群の望遠端における横倍
率 - 広角から望遠への変倍の際、前記正の第２レンズ群と前記負の第３レンズ群との間隔は大となり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の間隔は小となることを特徴とする請求項１記載の防振ズームレンズ。
- 広角から望遠への変倍の際、前記正の第２レンズ群と前記正の４ａ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項１又は２記載の防振ズームレンズ。
- 広角から望遠への変倍の際、前記４ａ群と前記４ｂ群の間隔は大となることを特徴とする請求項１、２又は３記載の防振ズームレンズ。
- 以下の条件を満足していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
０．６ ＜｜ｆ１／ｆｗ｜＜ ２．５
０．２ ＜ ｆ２／ｆｔ ＜ ０．８
０．８ ＜｜ｆ３／ｆｗ｜＜ ２．５
０．２ ＜ ｆ４ａ／ｆｔ ＜ １．７
０．２ ＜｜ｆ４ｂ／ｆｔ｜＜ ２．０
１．０ ＜ ｆ４ｃ／ｆｗ ＜ ６．０
ただし、ｆｉは第ｉレンズ群の焦点距離
ｆ４ａは第４レンズ群中の正の４ａ群の焦点距離
ｆ４ｂは第４レンズ群中の負の４ｂ群の焦点距離
ｆ４ｃは第４レンズ群中の正の４ｃ群の焦点距離
ｆｗは広角端における光学系全体の焦点距離
ｆｔは望遠端における光学系全体の焦点距離 - 前記４ｂ群は、少なくとも正レンズと負レンズを有し以下の条件を満足していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のズームレンズ。
νｎ−νｐ ＞ ０
ただし、νｎは４ｂ群中の負レンズのアッベ数の平均
νｐは４ｂ群中の正レンズのアッベ数の平均
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