JP2004233750A - ズームレンズ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物体側より順に、正屈折力を有する第1レンズ群G1と、負屈折力を有する第2レンズ群G2と、正屈折力を有する第3レンズ群G3と、負屈折力を有する第4レンズ群G4と、正屈折力を有する第5レンズ群G5とを有し、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大し、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔が減少するように、第1レンズ群G1から第5レンズ群G5の各々のレンズ群が物体側に移動し、所定の条件式を満足することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明はズームレンズに関し、特に高変倍比に適したズームレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、高変倍比に適したズームレンズとして、正、負、正、負、正の屈折力からなる5群タイプのズームレンズが知られており、斯かる5群タイプで高変倍比化を図ったズームレンズが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平9−304697号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述のような従来のズームレンズにおいて、各レンズ群の屈折力には大きい値が設定されている。このため、ズームレンズの製造誤差が大きい場合に、光学性能の劣化が大きくなってしまうという問題がある。
【0005】
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、高変倍化を図りつつ、ズームレンズの製造誤差が大きい場合等でも光学性能の劣化が小さくなるように各レンズ群の屈折力を適切に設定したズームレンズを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、
物体側より順に、
正屈折力を有する第1レンズ群と、
負屈折力を有する第2レンズ群と、
正屈折力を有する第3レンズ群と、
負屈折力を有する第4レンズ群と、
正屈折力を有する第5レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が増大し、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔が減少するように、前記第1レンズ群から前記第5レンズ群の各々のレンズ群が物体側に移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
0.14<|f2/fT|<0.3
但し、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離,
fT:望遠端状態における前記ズームレンズ全系の焦点距離.
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るズームレンズについて説明する。
本実施形態に係るズームレンズは、物体側より順に、正屈折力を有する第1レンズ群と、負屈折力を有する第2レンズ群と、正屈折力を有する第3レンズ群と、負屈折力を有する第4レンズ群と、正屈折力を有する第5レンズ群とを有する。
そして、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が増大し、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔が減少するように、前記第1レンズ群から前記第5レンズ群の各々のレンズ群が物体側に移動し、以下の条件式を満足する。
(1) 0.14<|f2/fT|<0.3
但し、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離,
fT:望遠端状態における前記ズームレンズ全系の焦点距離.
【0008】
条件式(1)は、第2レンズ群の焦点距離に関する式である。条件式(1)の下限値を下回ると、第2レンズ群の屈折力が強くなる。このため、製造誤差による光学性能の劣化が大きくなってしまう。逆に条件式(1)の上限値を上回ると、第2レンズ群の屈折力が弱くなる。このため、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第2レンズ群の移動量が大きくなる。従って、ズームレンズが大型化してしまうため好ましくない。
更に好ましくは、条件式(1)の下限値を0.16とすることが望ましい。これにより、製造誤差による光学性能の劣化が十分に小さくなるため、より良好な結像性能を確保することができる。
【0009】
本実施形態の好ましい態様では、より良好な結像性能を確保するために以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
(2) 0.85<f1/fT<1.5
但し、
f1:第1レンズ群の焦点距離.
【0010】
条件式(2)は、第1レンズ群の焦点距離に関する式である。条件式(2)の下限値を下回ると、第1レンズ群の屈折力が強くなるためレンズ外径が大きくなる。従って、フィルターサイズが大きくなってしまうため好ましくない。逆に条件式(2)の上限値を上回ると、第1レンズ群の屈折力が弱くなる。このため広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第1レンズ群の移動量が大きくなる。従って、ズームレンズが大型化してしまうため好ましくない。
【0011】
本実施形態の好ましい態様では、より良好な結像性能を確保するために以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
(3) 0.2<X1/fT<1
但し、
X1:広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第1レンズ群の移動量.
【0012】
条件式(3)は、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第1レンズ群の移動量に関する式である。条件式(3)の下限値を下回ると、第1レンズ群の屈折力が強くなるためレンズ外径が大きくなる。従って、フィルターサイズが大きくなってしまうため好ましくない。逆に条件式(3)の上限値を上回ると、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の第1レンズ群の移動量が大きくなる。従って、偏芯による性能の劣化が生じてしまうため好ましくない。
更に好ましくは、条件式(3)の下限値を0.4とすることが望ましい。これにより、第1レンズ群のレンズ外径を小さくすることができる。
【0013】
本実施形態の好ましい態様では、より良好な結像性能を確保するために以下の条件式(4)及び(5)を満足することが望ましい。
(4) νp>60
(5) νn<55
但し、
νp:第5レンズ群の貼り合せレンズ中の正レンズのアッベ数,
νn:第5レンズ群の貼り合せレンズ中の負レンズのアッベ数.
【0014】
条件式(4)及び(5)は、第5レンズ群の貼り合せレンズ中の正レンズ及び負レンズのd線(λ=587.6nm)に対するアッベ数に関する式である。
本実施形態に係るズームレンズにおいて第5レンズ群は、物体側より順に、正の屈折力を有する単レンズと、正の屈折力を有する貼り合せレンズと、負の屈折力を有する単レンズとから構成される。そして第5レンズ群は、主に軸外光束の収差の補正を行う。ここで第5レンズ群は、単レンズのみで構成することもできるが、本実施形態では貼り合せレンズを用いることによって、特に倍率色収差の良好な補正を達成している。
【0015】
条件式(4)の下限値を下回ると、倍率色収差を補正するために正レンズの各レンズ面の曲率半径が小さくなる。このため、コマ収差を十分に補正することができなくなってしまう。逆に条件式(5)の上限値を上回ると、倍率色収差を補正するために負レンズの各レンズ面の曲率半径が小さくなる。このため、像面湾曲を十分に補正することができなくなってしまう。
【0016】
本実施形態に係るズームレンズでは、第2レンズ群によってフォーカシングを行っている。しかし、第2レンズ群以外のレンズ群によってフォーカシングを行うことも容易である。
また本実施形態に係るズームレンズでは、開口絞りは第2レンズ群と第3レンズ群との間に配置されている。しかし開口絞りは、第2レンズ群と第3レンズ群との間以外の各レンズ群の間や、レンズ群内に配置することも容易である。例えば、第3レンズ群と第4レンズ群との間や、第3レンズ群内に開口絞りを配置することが容易である。
また後記各実施例に係るズームレンズは、5つのレンズ群によって構成される。しかし本実施形態に係るズームレンズは、各レンズ群の間や、ズームレンズの像側や物体側に隣接した場所に他のレンズ群を付加することも容易である。
【0017】
別の観点によれば本実施形態は、ズームレンズ系にブレ検出手段と駆動手段を組み合わせ、該ズームレンズ系を構成するレンズ群のうちの1つのレンズ群、又は1つのレンズ群の一部を偏心レンズ群として偏心させる構成の防振光学系とすることができる。手ブレ等に起因する像ブレをブレ検出系によって検出する。そして検出された像ブレを補正するように、駆動手段によって偏心レンズ群を偏心させる。偏心レンズ群の偏心によって像がシフトして、像ブレを補正することができる。以上のようにして、撮影を行う際に高変倍ズームレンズで発生しがちな手ブレ等に起因する像ブレによる撮影の失敗を防ぐことが可能となる。
また別の観点によれば本実施形態では、回折光学素子を用いることも容易である。回折光学素子を用いることによって、特に色収差を良好に補正することができる。
【0018】
【実施例】
以下、本発明の各実施例に係るズームレンズについて添付図面に基づいて説明する。
各実施例において、非球面の形状は以下の非球面式で表される。尚、yは光軸からの高さ、xはサグ量、cは基準曲率(近軸曲率)、κは円錐定数、C3,C4,C6,C8,C10,C12は各々3,4,6,8,10,12次の非球面係数をそれぞれ示す。
【0019】
【数1】
【0020】
(第1実施例)
図1は、本発明の第1実施例に係るズームレンズの断面図を示している。第1実施例に係るズームレンズは、物体側より順に、正屈折力を有する第1レンズ群G1と、負屈折力を有する第2レンズ群G2と、正屈折力を有する第3レンズ群G3と、負屈折力を有する第4レンズ群G4と、正屈折力を有する第5レンズ群G5とを有する。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には開口絞りASが配置されている。
そして、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大し、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔が減少するように、第1レンズ群G1から第5レンズ群G5の各々のレンズ群が物体側に移動する構成である。
【0021】
以下の表1に、本発明の第1実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。(全体諸元)において、fは焦点距離、FNOはFナンバー、2ωは画角をそれぞれ示す。
(レンズデータ)において、面番号は物体側からのレンズ面の順序、面間隔はレンズ面の間隔をそれぞれ示す。また、屈折率はd線(λ=587.6nm)に対する値である。さらに、Bfはバックフォーカスを示す。
【0022】
尚、以下の全実施例の諸元値において、本実施例と同様の符号を用いる。
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離f、曲率半径、面間隔、その他長さの単位は一般に「mm」が使われる。しかし光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
【0023】
【表1】
【0024】
図2,3,4はそれぞれ、本発明の第1実施例に係るズームレンズの広角端状態(f=24.8)、中間焦点距離状態(f=50.6)、望遠端状態(f=101.8)における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【0025】
各収差図において、FNOはFナンバー、Yは像高をそれぞれ示し、球面収差図では最大口径に対応するFナンバーの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高Yの最大値をそれぞれ示し、コマ収差図は像高Y=0,10.8,15.1,18.4,21.6に対応するコマ収差をそれぞれ表している。
球面収差図において、実線は球面収差、点線はサイン・コンディションをそれぞれ示す。
非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。
尚、以下に示す各実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
【0026】
各諸収差図より本実施例に係るズームレンズは、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【0027】
(第2実施例)
図5は、本発明の第2実施例に係るズームレンズの断面図を示している。第2実施例に係るズームレンズは、物体側より順に、正屈折力を有する第1レンズ群G1と、負屈折力を有する第2レンズ群G2と、正屈折力を有する第3レンズ群G3と、負屈折力を有する第4レンズ群G4と、正屈折力を有する第5レンズ群G5とを有する。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には開口絞りASが配置されている。
そして、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大し、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔が減少するように、第1レンズ群G1から第5レンズ群G5の各々のレンズ群が物体側に移動する構成である。
以下の表2に、本発明の第2実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
【0028】
【表2】
【0029】
図6,7,8はそれぞれ、本発明の第2実施例に係るズームレンズの広角端状態(f=24.8)、中間焦点距離状態(f=50.6)、望遠端状態(f=101.8)における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【0030】
各諸収差図より本実施例に係るズームレンズは、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【0031】
(第3実施例)
図9は、本発明の第3実施例に係るズームレンズの断面図を示している。第3実施例に係るズームレンズは、物体側より順に、正屈折力を有する第1レンズ群G1と、負屈折力を有する第2レンズ群G2と、正屈折力を有する第3レンズ群G3と、負屈折力を有する第4レンズ群G4と、正屈折力を有する第5レンズ群G5とを有する。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には開口絞りASが配置されている。
そして、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大し、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔が減少するように、第1レンズ群G1から第5レンズ群G5の各々のレンズ群が物体側に移動する構成である。
以下の表3に、本発明の第3実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
【0032】
【表3】
【0033】
図10,11,12はそれぞれ、本発明の第3実施例に係るズームレンズの広角端状態(f=25.0)、中間焦点距離状態(f=50.6)、望遠端状態(f=105.6)における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【0034】
各諸収差図より本実施例に係るズームレンズは、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【0035】
(第4実施例)
図13は、本発明の第4実施例に係るズームレンズの断面図を示している。第4実施例に係るズームレンズは、物体側より順に、正屈折力を有する第1レンズ群G1と、負屈折力を有する第2レンズ群G2と、正屈折力を有する第3レンズ群G3と、負屈折力を有する第4レンズ群G4と、正屈折力を有する第5レンズ群G5とを有する。また、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には開口絞りASが配置されている。
そして、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増大し、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔が減少するように、第1レンズ群G1から第5レンズ群G5の各々のレンズ群が物体側に移動する構成である。
以下の表4に、本発明の第4実施例に係るズームレンズの諸元の値を掲げる。
【0036】
【表4】
【0037】
図14,15,16はそれぞれ、本発明の第4実施例に係るズームレンズの広角端状態(f=24.7)、中間焦点距離状態(f=50.6)、望遠端状態(f=116.3)における無限遠合焦時の諸収差図を示す。
【0038】
各諸収差図より本実施例に係るズームレンズは、諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有することがわかる。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、高変倍化を図りつつ、ズームレンズの製造誤差が大きい場合等でも光学性能の劣化が小さくなるように各レンズ群の屈折力を適切に設定したズームレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るズームレンズの断面図である。
【図2】第1実施例に係るズームレンズの広角端状態(f=24.8)における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図3】第1実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態(f=50.6)における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図4】第1実施例に係るズームレンズの望遠端状態(f=101.8)における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図5】本発明の第2実施例に係るズームレンズの断面図である。
【図6】第2実施例に係るズームレンズの広角端状態(f=24.8)における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図7】第2実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態(f=50.6)における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図8】第2実施例に係るズームレンズの望遠端状態(f=101.8)における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図9】本発明の第3実施例に係るズームレンズの断面図である。
【図10】第3実施例に係るズームレンズの広角端状態(f=25.0)における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図11】第3実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態(f=50.6)における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図12】第3実施例に係るズームレンズの望遠端状態(f=105.6)における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図13】本発明の第4実施例に係るズームレンズの断面図である。
【図14】第4実施例に係るズームレンズの広角端状態(f=24.7)における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図15】第4実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態(f=50.6)における無限遠合焦時の諸収差図である。
【図16】第4実施例に係るズームレンズの望遠端状態(f=116.3)における無限遠合焦時の諸収差図である。
【符号の説明】
G1:第1レンズ群
G2:第2レンズ群
G3:第3レンズ群
G4:第4レンズ群
G5:第5レンズ群
AS:開口絞り
I :像面
Claims (4)
- 物体側より順に、
正屈折力を有する第1レンズ群と、
負屈折力を有する第2レンズ群と、
正屈折力を有する第3レンズ群と、
負屈折力を有する第4レンズ群と、
正屈折力を有する第5レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が増大し、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔が減少するように、前記第1レンズ群から前記第5レンズ群の各々のレンズ群が物体側に移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
0.14<|f2/fT|<0.3
但し、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離,
fT:望遠端状態における前記ズームレンズ全系の焦点距離. - 請求項1に記載のズームレンズにおいて、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
0.85<f1/fT<1.5
但し、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離. - 請求項2に記載のズームレンズにおいて、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
0.2<X1/fT<1
但し、
X1:広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際の前記第1レンズ群の移動量. - 請求項3に記載のズームレンズにおいて、
前記第5レンズ群は、正レンズと負レンズとからなる貼り合せレンズを少なくとも1つ有し、
以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
νp>60
νn<55
但し、
νp:前記第5レンズ群の前記貼り合せレンズ中の前記正レンズのアッベ数,
νn:前記第5レンズ群の前記貼り合せレンズ中の前記負レンズのアッベ数.
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