JP2006284764A - ズームレンズ - Google Patents

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Abstract

【課題】高画素な電子撮像素子に好適な小型で高性能なズームレンズを提供する。
【解決手段】光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正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とを有し、広角端状態から望遠端状態にかけての変倍の際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増加するように、第1レンズ群G1及び第2レンズ群G2が移動するズームレンズにおいて、第2レンズ群G2は、2枚以上の正レンズと1枚の負レンズとから構成されており、第2レンズ群G2中の少なくとも1枚の前記正レンズと前記負レンズとが、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

本発明は、ズームレンズに関し、特にデジタルスチルカメラ等のような電子撮像素子等を用いたカメラに好適なズームレンズに関する。
近年、デジタルスチルカメラ等のような、結像した被写体像を電子撮像素子等の受光素子を用いて電気的な信号で出力し、デジタル画像として記録するカメラが多く使用されており、急激に普及してきている。また、電子撮像素子は、微細化及び高集積化が図られて、より高画素なものが提供されてきている。このため、撮影光学系には高画素な撮像素子に適する高い結像性能が求められ、またカメラの携帯性や利便性等の観点から撮影光学系として小型のズームレンズが求められている。さらには、写真撮影時に解像度を大きく低下させる原因の一つである手ぶれを補正するため、防振機能を有するズームレンズが撮影光学系として求められている。
斯かる背景の下、電子撮像素子を用いたデジタルスチルカメラ等に好適なズームレンズとして、物体側から順に、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レンズ群とを備え、広角端状態から望遠端状態にかけての変倍の際には、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が減少し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が増加するように、第1レンズ群及び第2レンズ群が移動する構成のものが提案されている(例えば、特許文献1を参照。)。
さらに、撮影時の手ぶれを補正するための防振機能を有するズームレンズとして、該レンズを構成するレンズ群の一部を光軸に対して垂直な方向へ移動させることでぶれによる結像位置の変位を補正する構成のものが提案されている(例えば、特許文献2を参照。)。
特開2002-277740号公報 特開平10-161024号公報
上述のように、近年の電子撮像素子の微細化により、撮影光学系に求められる光学性能もより高くなっている。例えば、撮影光学系で発生する色収差は、撮像素子に被写体像を結像した後に生成されるデジタル画像において数画素から十数画素にわたる色滲みとなったり、解像度を低下させたりする。
しかしながら、最も物体側に負の屈折力を有するレンズ群を備えた、いわゆる負先行型のズームレンズでは、小型化を満足しつつ高変倍比化を図ろうとすれば、変倍による色収差の発生が顕著になってしまう。特に、ズームレンズをカメラ本体に収納した沈胴状態の小型化を図ろうとすれば、各レンズ群の厚みを極力薄くするためにレンズの枚数を削減しなければならず、十分な収差補正を行うことができなくなってしまう。
上記特許文献1に開示されているズームレンズは、望遠端状態における軸上色収差や広角端状態における倍率色収差が大きく、撮像素子の微細化に十分対応できていない。
一方、撮像素子の微細化を図れば、各受光素子における受光量が低下し、感度低下を招いてしまう。したがって、この感度低下を補うためには、撮影時の露光時間を長くする必要があり、これによって手ぶれ等が発生しやすくなってしまう。
上述のように防振機能を有するズームレンズは、該レンズを構成するレンズ群の一部を防振レンズ群として光軸に対して垂直な方向へ移動させることで撮影時のぶれ補正を行う。このため、防振レンズ群を光軸に対して垂直な方向へ移動させた時、すなわち防振レンズ群を偏芯させた時に偏芯収差が発生しないように、防振レンズ群の色収差や球面収差が補正されていなければならい。このため、防振機能を有するズームレンズは、レンズの構成枚数が増え、大型化してしまう。
上記特許文献2に開示されているズームレンズは、第2レンズ群中の前群を防振レンズ群としている。しかしながら、変倍比が小さいにもかかわらず、ぶれ補正のために防振レンズ群を偏芯させた時の性能劣化が大きい。
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、高画素な電子撮像素子に好適な小型で高性能なズームレンズを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、
光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態にかけての変倍の際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が減少し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が増加するように、前記第1レンズ群及び前記第2レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群は、2枚以上の正レンズと1枚の負レンズとから構成されており、
前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズと前記負レンズとが、以下の条件式(1),(2)を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
(1) θgF2p>0.64−0.0016・νd2p
(2) θgF2n<0.64−0.0016・νd2n
ただし、
θgF2p:前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズの材質の部分分散比
νd2p :前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
θgF2n:前記第2レンズ群中の前記負レンズの材質の部分分散比
νd2n :前記第2レンズ群中の前記負レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
また本発明のズームレンズは、
前記第2レンズ群中の少なくとも一つのレンズ面が非球面であることが望ましい。
また本発明のズームレンズは、
前記第1レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、負レンズと正レンズとの2枚のレンズによって構成されており、
前記第1レンズ群における前記負レンズは非球面を備え、
以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
(3) 0.55<(νd1n−νd1p)/νd1p<1.2
ただし、
νd1p:前記第1レンズ群における前記負レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
νd1n:前記第1レンズ群における前記正レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
また本発明は、
光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態にかけての変倍の際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が減少し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が増加するように、前記第1レンズ群及び前記第2レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
前記第2レンズ群は、光軸に対して略垂直な方向へ移動することで、ぶれによる結像位置の変位を補正する防振機能を有し、
以下の条件式(4)を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
(4) 1.8<(1−β2T)・β3T<2.4
ただし、
β2T:望遠端状態における前記第2レンズ群の結像倍率
β3T:望遠端状態における前記第3レンズ群の結像倍率
また本発明のズームレンズは、
前記第2レンズ群は、2枚以上の正レンズと1枚の負レンズとから構成されており、
前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズと前記負レンズとが、以下の条件式(1),(2)を満足することが望ましい。
(1) θgF2p>0.64−0.0016・νd2p
(2) θgF2n<0.64−0.0016・νd2n
ただし、
θgF2p:前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズの材質の部分分散比
νd2p :前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
θgF2n:前記第2レンズ群中の前記負レンズの材質の部分分散比
νd2n :前記第2レンズ群中の前記負レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
また本発明のズームレンズは、
前記第2レンズ群中の少なくとも一つのレンズ面が非球面であることが望ましい。
また本発明のズームレンズは、
前記第1レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、負レンズと正レンズとの2枚のレンズによって構成されており、
前記第1レンズ群における前記負レンズは非球面を備え、
以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
(3) 0.55<(νd1n−νd1p)/νd1p<1.2
ただし、
νd1p:前記第1レンズ群における前記負レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
νd1n:前記第1レンズ群における前記正レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
本発明によれば、高画素な電子撮像素子に好適な小型で高性能なズームレンズを提供することができる。
本発明のズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態にかけての変倍の際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が減少し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が増加するように、前記第1レンズ群及び前記第2レンズ群が移動する。
そして本発明のズームレンズは、前記第2レンズ群が、2枚以上の正レンズと1枚の負レンズとから構成されており、前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズと前記負レンズとが、以下の条件式(1),(2)を満足するように構成されている。
(1) θgF2p>0.64−0.0016・νd2p
(2) θgF2n<0.64−0.0016・νd2n
ただし、
θgF2p:前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズの材質の部分分散比
νd2p :前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
θgF2n:前記第2レンズ群中の前記負レンズの材質の部分分散比
νd2n :前記第2レンズ群中の前記負レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
本発明のズームレンズは、最も物体側に負の屈折力を有するレンズ群を配置した負先行型のズームレンズである。これにより、広角端状態における最大画角光線の光軸からの高さを小さくすることができるため、前玉、すなわち物体側に位置するレンズの径を小型化することができる。また、CCD等の電子撮像素子を用いる場合には、撮影レンズと撮像素子との間に、撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタを配置する必要があるが、本発明のズームレンズは前述のように負先行型であるため、十分なバックフォーカスを確保することができる。また、本発明のズームレンズは、正の屈折力を有する第3レンズ群を備えていることで、射出瞳の位置を撮像素子から離すことができる。これにより、CCD等による光線のケラレ、いわゆるシェーディングを防ぐことができる。
上記条件式(1)は、第2レンズ群中の正レンズの材質の部分分散比とd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数との関係を規定したものであり、材質の異常分散性を表している。また、条件式(2)は、第2レンズ群中の負レンズの材質の部分分散比とd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数との関係を規定したものであり、材質の異常分散性を表している。
なお、上記部分分散比は、レンズの材質のg線(波長λ=435.8nm)に対する屈折率をng、F線(波長λ=486.1nm)に対する屈折率をnF、及びC線(波長λ=656.1nm)に対する屈折率をnCとして、「(ng−nF)/(nF−nC)」で定義される。
負・正・正のレンズ群構成のズームレンズでは、広角端状態から望遠端状態への変倍の殆どを、第2レンズ群の結像倍率を変化させることで行っている。このため、第2レンズ群で発生する色収差に起因して、特に望遠端状態において大きな軸上色収差が発生してしまう。そこで、第2レンズ群中の正レンズ及び負レンズの材質が条件式(1)及び(2)を満足することにより、少ないレンズ枚数で、望遠端状態においても色収差や色収差の二次分散を小さくすることができる。したがって、色滲みの少ない高解像のズームレンズを達成することができる。
また本発明の好ましい態様によれば、本発明のズームレンズは、前記第2レンズ群中の少なくとも一つのレンズ面が非球面であることが望ましい。
この構成により、球面収差の発生を抑えることができ、第2レンズ群中の負レンズを1枚で構成しても球面収差を十分に補正することができる。
また本発明の好ましい態様によれば、本発明のズームレンズは、前記第1レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、負レンズと正レンズとの2枚のレンズによって構成されており、前記第1レンズ群における前記負レンズは非球面を備え、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
(3) 0.55<(νd1n−νd1p)/νd1p<1.2
ただし、
νd1p:前記第1レンズ群における前記負レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
νd1n:前記第1レンズ群における前記正レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
条件式(3)は、第1レンズ群中の負レンズと正レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数の関係を規定したものである。条件式(3)の下限値を下回ると、色収差を補正することが極めて困難になってしまう。一方、条件式(3)の上限値を上回ると、収差を過剰に補正することとなってしまう。又は、適切な色収差を補正するためには負レンズと正レンズとの間隔を大きくしなければならず、ズームレンズが大型化してしまう。
したがって、本発明のズームレンズが条件式(3)を満足することで、小型化を図りつつ、色収差を適切に補正することが可能になる。また、第1レンズ群中の負レンズに非球面を導入することで、特に広角端状態における歪曲収差や非点収差を良好に補正することができる。
なお、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式(3)の上限値を1.0とすることが望ましい。また、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式(3)の下限値を0.6とすることが望ましい。
また本発明のズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態にかけての変倍の際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が減少し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が増加するように、前記第1レンズ群及び前記第2レンズ群が移動する。
そして本発明のズームレンズは、前記第2レンズ群は、光軸に対して略垂直な方向へ移動することで、ぶれによる結像位置の変位を補正する防振機能を有し、以下の条件式(4)を満足するように構成されている。
(4) 1.8<(1−β2T)・β3T<2.4
ただし、
β2T:望遠端状態における前記第2レンズ群の結像倍率
β3T:望遠端状態における前記第3レンズ群の結像倍率
レンズ群の一部或いは全体を偏芯させることでぶれによる結像位置の変位を補正する防振方法では、少ない偏芯量で補正が可能であり、かつ偏芯時の性能劣化が極めて小さいことが求められる。ここで、負・正・正のレンズ群構成のズームレンズでは、第1レンズ群や第3レンズ群を偏芯させても、十分な補正効果を得ることはできない。これに対して第2レンズ群は、小さな偏芯量でも防振の効果を得ることができ、偏芯時の性能劣化も少ない。
上記条件式(4)は、第2レンズ群の結像倍率と第3レンズ群の結像倍率との関係を規定したものであり、第2レンズ群の偏芯敏感度を表している。条件式(4)の下限値を下回ると、ぶれを補正するための第2レンズ群の偏芯量が大きくなる。このため、コマ収差が大きく発生してしまう、又は大きなぶれを補正することができなくなってしまう。一方、条件式(4)の上限値を上回ると、偏芯敏感度が高くなり過ぎて、制御誤差による微小な像ぶれが発生してしまう。
したがって、本発明のズームレンズが条件式(4)を満足することで、小型でありながら十分なぶれ補正の効果を有する防振機構を達成することができる。
なお、本発明の効果をさらに確実なものとするためには、条件式(4)の下限値を1.9とすることが望ましい。また、本発明の効果を最大限に発揮するためには、条件式(4)の下限値を2.0とすることが望ましい。
また本発明の好ましい態様によれば、本発明のズームレンズは、前記第2レンズ群が、2枚以上の正レンズと1枚の負レンズとから構成されており、前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズと前記負レンズとが、以下の条件式(1),(2)を満足することが望ましい。なお、条件式(1),(2)についての説明は上述のとおりであるため省略する。
(1) θgF2p>0.64−0.0016・νd2p
(2) θgF2n<0.64−0.0016・νd2n
ただし、
θgF2p:前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズの材質の部分分散比
νd2p :前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
θgF2n:前記第2レンズ群中の前記負レンズの材質の部分分散比
νd2n :前記第2レンズ群中の前記負レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
また本発明の好ましい態様によれば、また本発明のズームレンズは、前記第2レンズ群の少なくとも1面が非球面であることが望ましい。
この構成により、球面収差の発生を抑えることができ、第2レンズ群中の負レンズを1枚で構成しても球面収差を十分に補正することができる。
また本発明の好ましい態様によれば、また本発明のズームレンズは、前記第1レンズ群が、光軸に沿って物体側から順に、負レンズと正レンズとの2枚のレンズによって構成されており、前記第1レンズ群における前記負レンズは非球面を備え、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。なお、条件式(3)についての説明は上述のとおりであるため省略する。
(3) 0.55<(νd1n−νd1p)/νd1p<1.2
ただし、
νd1p:前記第1レンズ群における前記負レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
νd1n:前記第1レンズ群における前記正レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
以下、本発明の各実施例に係るズームレンズを添付図面に基づいて説明する。
(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レンズ断面とズーム軌道を示す図である。
本実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正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とから構成されている。
そして本実施例に係るズームレンズは、広角端状態から望遠端状態にかけての変倍時には、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増加するように、第1レンズ群G1は一旦像側へ移動しその後物体側へ移動する、いわゆる像側に凸状の軌跡で移動し、第2レンズ群は物体側へ移動する。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL11と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12とから構成されている。そして、負メニスカスレンズL11の像側レンズ面は非球面である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズL23との接合レンズと、両凸形状の正レンズL24とから構成されている。そして、両凸形状の正レンズL21の両側のレンズ面は非球面である。
第3レンズ群G3は、両凸形状の正レンズL31で構成されている。
また、本実施例に係るズームレンズにおいて、第2レンズ群G2は、ぶれによる結像位置の変位を補正するために、光軸に対して略垂直な方向へ移動可能である。
また、第2レンズ群G2の物体側付近には、開口絞りSが備えられており、この開口絞りSは広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第2レンズ群G2と一体的に移動する。また、開口絞りSは、防振時、すなわち第2レンズ群G2を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる時には、その位置は固定である。
第3レンズ群G3と像面Iとの間には、撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターFLが備えられている。
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はズームレンズ全体の焦点距離、FNOはFナンバー、ωは半画角(最大入射角。単位は度[°])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数えたレンズ面の順番、rは曲率半径、dはレンズ面の光軸上の間隔、nはレンズの媒質のd線(λ=587.56nm)に対する屈折率、νdはレンズの媒質のd線のアッベ数をそれぞれ示す。なお、曲率半径∞は平面を示し、空気の屈折率1.0000はその記載を省略している。
ここで、本実施例に係るズームレンズ中の非球面は、光軸から垂直方向の高さをy、サグ量(高さyにおける各非球面の頂点の接平面から光軸方向に沿った距離)をx、基準球面曲率(近軸曲率)をc、円錐定数をκ、n次の非球面係数をCnとするとき、以下の非球面式で表される。なお、(非球面データ)において、「E-n」は「×10−n」を示す。
x=cy/{1+(1−κc1/2}+C4y+C6y+・・・
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r、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。
尚、以下の全実施例の諸元値においても、本実施例と同様の符号を用いる。
(表1)
[全体諸元]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 7.73 〜 14.00 〜 25.50
FNO= 2.83 〜 3.79 〜 5.56
ω = 32.9 〜 18.7 〜 10.5

[レンズデータ]
面番号 r d n νd
1 199.9089 1.5000 1.804700 40.95
2 6.4325 2.2000
3 11.3632 2.2000 1.846660 23.78
4 34.1057 (D4)
5 ∞ 0.4000 (開口絞りS)
6 9.3771 2.2000 1.589129 61.25
7 -66.5953 0.1000
8 8.0586 2.6000 1.696800 55.52
9 -12.6511 0.8000 1.720467 34.71
10 4.9389 0.9500
11 129.8429 1.3000 1.487490 70.23
12 -26.0946 (D12)
13 31.6570 1.9500 1.516330 64.14
14 -31.6570 (D14)
15 ∞ 2.0000 1.544370 70.51
16 ∞

[非球面データ]
第2面
κ = 0.6633
C4 = -1.44620E-04
C6 = -1.64860E-06
C8 = -2.79270E-08
C10= -6.79780E-10

第6面
κ = 0.4959
C4 = -1.02490E-05
C6 = -4.07290E-07
C8 = 2.48080E-08
C10= -1.46980E-09

第7面
κ = 37.1078
C4 = 6.13700E-05
C6 = 0.00000E+00
C8 = 0.00000E+00
C10= 0.00000E+00

[可変間隔データ]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 7.7300 14.0000 25.5000
D4 19.1488 8.1969 2.1165
D12 6.0246 12.6944 24.9179
D14 2.9565 2.9565 2.9565

[条件式対応値]
L23: νd2n = 34.71 ,θgF2n = 0.58344
L24: νd2p = 70.23 ,θgF2p = 0.53028
(1) 0.64−0.0016・νd2p = 0.5276 (L24)
(2) 0.64−0.0016・νd2n = 0.5845 (L23)
(3) (νd1n−νd1p)/νd1p = 0.72
(4) (1−β2T)・β3T = 2.28
図2(a)、及び図2(b)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=7.73)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。
図3(a)、及び図3(b)はそれぞれ、本発明の第1実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態(f=14.0)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。
図4(a)、及び図4(b)はそれぞれ、本発明の第1実施例に係るズームレンズの望遠端状態(f=25.5)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。
各収差図において、FNOはFナンバー、Aは半画角(単位は「°」)をそれぞれ示す。なお、球面収差図において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においては像高Yの最大値をそれぞれ示す。またd,g,C,Fはそれぞれ、d線(λ=587.6nm),g線(λ=435.8nm),C線(λ=656.28nm),F線(λ=486.1nm)の収差曲線を示す。さらに、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリジオナル像面をそれぞれ示す。また、コマ収差図は各半画角におけるコマ収差を示す。
なお、以下に示す全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。
各収差図から本実施例に係るズームレンズは、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態の各状態において諸収差を良好に補正し、優れた光学性能を備えていることがわかる。
(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レンズ断面とズーム軌道を示す図である。
本実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正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とから構成されている。
そして本実施例に係るズームレンズは、広角端状態から望遠端状態にかけての変倍時には、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増加するように、第1レンズ群G1は一旦像側へ移動しその後物体側へ移動する、いわゆる像側に凸状の軌跡で移動し、第2レンズ群は物体側へ移動する。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL11と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12とから構成されている。そして、負メニスカスレンズL11の像側レンズ面は非球面である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズL23との接合レンズと、両凸形状の正レンズL24とから構成されている。そして、両凸形状の正レンズL22の物体側レンズ面は非球面である。
第3レンズ群G3は、両凸形状の正レンズL31で構成されている。
また、本実施例に係るズームレンズにおいて、第2レンズ群G2は、ぶれによる結像位置の変位を補正するために、光軸に対して略垂直な方向へ移動可能である。
また、第2レンズ群G2の物体側付近には、開口絞りSが備えられており、この開口絞りSは広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第2レンズ群G2と一体的に移動する。また、開口絞りSは、防振時、すなわち第2レンズ群G2を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる時には、その位置は固定である。
第3レンズ群G3と像面Iとの間には、撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターFLが備えられている。
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。
(表2)
[全体諸元]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 7.72 〜 14.00 〜 25.50
FNO= 2.89 〜 3.84 〜 5.62
ω = 32.9 〜 18.8 〜 10.5

[レンズデータ]
面番号 r d n νd
1 200.0000 1.3000 1.772500 49.61
2 6.0701 2.0000
3 10.3134 2.2000 1.795040 28.56
4 32.0656 (D4)
5 ∞ 0.4000 (開口絞りS)
6 7.1381 2.2000 1.497820 82.52
7 -72.5371 0.1000
8 10.8934 2.6000 1.693500 53.22
9 -6.8548 0.8000 1.654115 39.68
10 5.3379 0.9500
11 1831.2738 1.3000 1.497820 82.52
12 -25.0522 (D12)
13 31.9868 1.9500 1.516330 64.14
14 -31.9868 (D14)
15 ∞ 2.0000 1.544370 70.51
16 ∞

[非球面データ]
第2面
κ = 0.7848
C4 = -2.23260E-04
C6 = -4.82220E-06
C8 = 4.49560E-08
C10= -4.43530E-09

第8面
κ = -0.7578
C4 = -1.81670E-04
C6 = -8.75290E-06
C8 = -3.20200E-08
C10= -5.18520E-09

[可変間隔データ]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 7.7200 14.0000 25.5000
D4 18.8461 7.9006 1.8325
D12 6.1501 12.8069 24.9968
D14 3.8000 3.8000 3.8000

[条件式対応値]
L21: νd2p = 82.52 ,θgF2p = 0.53904
L23: νd2n = 39.68 ,θgF2n = 0.57371
L24: νd2p = 82.52 ,θgF2p = 0.53904
(1) 0.64−0.0016・νd2p = 0.5080 (L21,L24)
(2) 0.64−0.0016・νd2n = 0.5765 (L23)
(3) (νd1n−νd1p)/νd1p = 0.74
(4) (1−β2T)・β3T = 2.29
図6(a)、及び図6(b)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=7.72)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。
図7(a)、及び図7(b)はそれぞれ、本発明の第2実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態(f=14.0)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。
図8(a)、及び図8(b)はそれぞれ、本発明の第2実施例に係るズームレンズの望遠端状態(f=25.5)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。
各収差図から本実施例に係るズームレンズは、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態の各状態において諸収差を良好に補正し、優れた光学性能を備えていることがわかる。
(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レンズ断面とズーム軌道を示す図である。
本実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正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とから構成されている。
そして本実施例に係るズームレンズは、広角端状態から望遠端状態にかけての変倍時には、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増加するように、第1レンズ群G1は一旦像側へ移動しその後物体側へ移動する、いわゆる像側に凸状の軌跡で移動し、第2レンズ群は物体側へ移動する。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL11と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12とから構成されている。そして、負メニスカスレンズL11の像側レンズ面は非球面である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズL23との接合レンズと、フレアカット絞りFSとから構成されている。そして、両凸形状の正レンズL22の物体側レンズ面は非球面である。
第3レンズ群G3は、両凸形状の正レンズL31で構成されている。
また、本実施例に係るズームレンズにおいて、第2レンズ群G2は、ぶれによる結像位置の変位を補正するために、光軸に対して略垂直な方向へ移動可能である。
また、第2レンズ群G2の物体側付近には、開口絞りSが備えられており、この開口絞りSは広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第2レンズ群G2と一体的に移動する。また、開口絞りSは、防振時、すなわち第2レンズ群G2を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる時には、その位置は固定である。
なお、第2レンズ群G2内の像側に備えられたフレアカット絞りFSは、広角端状態から望遠端状態への変倍時及び防振時に、第2レンズ群G2を構成する各レンズと一体的に移動する。
また、第3レンズ群G3と像面Iとの間には、撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターFLが備えられている。
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。
(表3)
[全体諸元]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 6.16 〜 12.00 〜 20.40
FNO= 2.85 〜 4.02 〜 5.72
ω = 32.9 〜 17.6 〜 10.6

[レンズデータ]
面番号 r d n νd
1 160.0000 1.2000 1.772500 49.61
2 5.2260 1.7000
3 8.9100 1.8000 1.795040 28.56
4 28.1428 (D4)
5 ∞ 0.3200 (開口絞りS)
6 5.1578 2.0000 1.497820 82.52
7 -26.4540 0.0800
8 8.8360 2.0000 1.693500 53.22
9 -5.2338 0.7000 1.654115 39.68
10 3.8596 1.0000
11 0.0000 (D11) (フレアカット絞りFS)
12 12.1389 1.6000 1.487490 70.23
13 -31.6570 (D13)
14 ∞ 2.0000 1.544370 70.51
15 ∞

[非球面データ]
第2面
κ = 1.0034
C4 = -6.03760E-04
C6 = 4.29290E-08
C8 = -2.02910E-06
C10= 9.39640E-08
C12= -0.31075E-08

第8面
κ = -1.6196
C4 = -5.96210E-04
C6 = -4.32650E-05
C8 = -2.05240E-06
C10= 1.00080E-07
C12= -0.21220E-08

第12面
κ = -0.3572
C4 = 2.07340E-05
C6 = 1.65420E-05
C8 = -6.33070E-07
C10= 9.69430E-09

[可変間隔データ]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 6.1600 12.0000 20.4000
D4 16.0275 6.5366 2.4144
D11 10.7066 16.8724 25.7410
D13 2.7992 2.7992 2.7992

[条件式対応値]
L21: νd2p = 82.52 ,θgF2p = 0.53904
L23: νd2n = 39.68 ,θgF2n = 0.57371
(1) 0.64−0.0016・νd2p = 0.5080 (L21)
(2) 0.64−0.0016・νd2n = 0.5765 (L23)
(3) (νd1n−νd1p)/νd1p = 0.74
(4) (1−β2T)・β3T = 2.11
図10(a)、及び図10(b)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=6.16)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。
図11(a)、及び図11(b)はそれぞれ、本発明の第3実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態(f=12.0)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。
図12(a)、及び図12(b)はそれぞれ、本発明の第3実施例に係るズームレンズの望遠端状態(f=20.4)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。
各収差図から本実施例に係るズームレンズは、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態の各状態において諸収差を良好に補正し、優れた光学性能を備えていることがわかる。
(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レンズ断面とズーム軌道を示す図である。
本実施例に係るズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正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とから構成されている。
そして本実施例に係るズームレンズは、広角端状態から望遠端状態にかけての変倍時には、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が減少し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増加するように、第1レンズ群G1は一旦像側へ移動しその後物体側へ移動する、いわゆる像側に凸状の軌跡で移動し、第2レンズ群は物体側へ移動する。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズL11と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12とから構成されている。そして、負メニスカスレンズL11の像側レンズ面は非球面である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズL23との接合レンズと、両凸形状の正レンズL24とから構成されている。そして、両凸形状の正レンズL21の両側のレンズ面は非球面である。
第3レンズ群G3は、両凸形状の正レンズL31で構成されている。
また、本実施例に係るズームレンズにおいて、第2レンズ群G2は、ぶれによる結像位置の変位を補正するために、光軸に対して略垂直な方向へ移動可能である。
また、第2レンズ群G2の物体側付近には、開口絞りSが備えられており、この開口絞りSは広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第2レンズ群G2と一体的に移動する。また、開口絞りSは、防振時、すなわち第2レンズ群G2を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる時には、その位置は固定である。
第3レンズ群G3と像面Iとの間には、撮像素子の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルターFLが備えられている。
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。
(表4)
[全体諸元]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 7.73 〜 14.00 〜 21.80
FNO= 2.87 〜 3.84 〜 5.06
ω = 32.9 〜 18.7 〜 12.2

[レンズデータ]
面番号 r d n νd
1 186.8129 1.5000 1.773770 47.18
2 6.5064 2.5000
3 11.6258 2.2000 1.805180 25.43
4 31.2859 (D4)
5 ∞ 0.4000 (開口絞りS)
6 9.9886 2.2000 1.487490 70.23
7 -31.8556 0.1000
8 7.1455 2.6000 1.696800 55.52
9 -23.7572 0.9000 1.720467 34.71
10 4.7240 1.0000
11 51.7854 1.3000 1.497820 82.52
12 -42.6455 (D12)
13 33.0418 1.9500 1.516330 64.14
14 -33.0418 (D14)
15 ∞ 2.0000 1.544370 70.51
16 ∞

[非球面データ]
第2面
κ = 0.7024
C4 = -1.51030E-04
C6 = -1.75080E-06
C8 = -2.82640E-08
C10= -7.79080E-10

第6面
κ = 1.0000
C4 = -1.18780E-04
C6 = -2.47640E-06
C8 = -8.62880E-08
C10= -1.40700E-09

第7面
κ = 35.0000
C4 = 1.48430E-04
C6 = 0.00000E+00
C8 = 0.00000E+00
C10= 0.00000E+00

[可変間隔データ]
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f 7.7300 14.0000 21.8000
D4 19.1499 8.1962 3.3644
D12 6.0242 12.6936 20.9905
D14 3.8000 3.8000 3.8000

[条件式対応値]
L21: νd2p = 70.23 ,θgF2p = 0.53028
L23: νd2n = 34.71 ,θgF2n = 0.58344
L24: νd2p = 82.52 ,θgF2p = 0.53904
(1) 0.64−0.0016・νd2p = 0.5276 (L21)
0.64−0.0016・νd2p = 0.5080 (L24)
(2) 0.64−0.0016・νd2n = 0.5845 (L23)
(3) (νd1n−νd1p)/νd1p = 0.86
(4) (1−β2T)・β3T = 2.09
図14(a)、及び図14(b)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=7.73)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。
図15(a)、及び図15(b)はそれぞれ、本発明の第4実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態(f=14.0)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。
図16(a)、及び図16(b)はそれぞれ、本発明の第4実施例に係るズームレンズの望遠端状態(f=25.5)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。
各収差図から本実施例に係るズームレンズは、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態の各状態において諸収差を良好に補正し、優れた光学性能を備えていることがわかる。
以上の各実施例によれば、高画素な電子撮像素子に好適な小型で高性能なズームレンズ、特に防振機能を備え防振時にも高性能なズームレンズを実現することができる。
なお、本発明の実施例として3群構成のレンズ系を示したが、この3群を含む4群及びそれ以上の群構成のレンズ系も本発明の効果を内在するレンズ系であることは言うまでもない。また、各レンズ群内の構成においても、実施例の構成に付加レンズを加えただけのレンズ群も、本発明の効果を内在する同等のレンズ群であることは言うまでもない。
本発明の第1実施例に係るズームレンズのレンズ断面とズーム軌道を示す図である。 (a)、及び(b)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=7.73)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。 (a)、及び(b)はそれぞれ、本発明の第1実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態(f=14.0)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。 (a)、及び(b)はそれぞれ、本発明の第1実施例に係るズームレンズの望遠端状態(f=25.5)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。 本発明の第2実施例に係るズームレンズのレンズ断面とズーム軌道を示す図である。 (a)、及び(b)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=7.72)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。 (a)、及び(b)はそれぞれ、本発明の第2実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態(f=14.0)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。 (a)、及び(b)はそれぞれ、本発明の第2実施例に係るズームレンズの望遠端状態(f=25.5)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。 本発明の第3実施例に係るズームレンズのレンズ断面とズーム軌道を示す図である。 (a)、及び(b)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=6.16)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。 (a)、及び(b)はそれぞれ、本発明の第3実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態(f=12.0)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。 (a)、及び(b)はそれぞれ、本発明の第3実施例に係るズームレンズの望遠端状態(f=20.4)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。 本発明の第4実施例に係るズームレンズのレンズ断面とズーム軌道を示す図である。 (a)、及び(b)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=7.73)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。 (a)、及び(b)はそれぞれ、本発明の第4実施例に係るズームレンズの中間焦点距離状態(f=14.0)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。 (a)、及び(b)はそれぞれ、本発明の第4実施例に係るズームレンズの望遠端状態(f=25.5)における無限遠合焦時の諸収差図、及び防振を行った際の横収差図である。
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
S 開口絞り
FS フレアカット絞り
FL ローパスフィルタ
I 像面
W 広角端状態
T 望遠端状態

Claims (7)

  1. 光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態にかけての変倍の際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が減少し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が増加するように、前記第1レンズ群及び前記第2レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
    前記第2レンズ群は、2枚以上の正レンズと1枚の負レンズとから構成されており、
    前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズと前記負レンズとが、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。
    θgF2p>0.64−0.0016・νd2p
    θgF2n<0.64−0.0016・νd2n
    ただし、
    θgF2p:前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズの材質の部分分散比
    νd2p :前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
    θgF2n:前記第2レンズ群中の前記負レンズの材質の部分分散比
    νd2n :前記第2レンズ群中の前記負レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
  2. 前記第2レンズ群中の少なくとも一つのレンズ面が非球面であることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  3. 前記第1レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、負レンズと正レンズとの2枚のレンズによって構成されており、
    前記第1レンズ群における前記負レンズは非球面を備え、
    以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のズームレンズ。
    0.55<(νd1n−νd1p)/νd1p<1.2
    ただし、
    νd1p:前記第1レンズ群における前記負レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
    νd1n:前記第1レンズ群における前記正レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
  4. 光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態にかけての変倍の際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が減少し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が増加するように、前記第1レンズ群及び前記第2レンズ群が移動するズームレンズにおいて、
    前記第2レンズ群は、光軸に対して略垂直な方向へ移動することで、ぶれによる結像位置の変位を補正する防振機能を有し、
    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。
    1.8<(1−β2T)・β3T<2.4
    ただし、
    β2T:望遠端状態における前記第2レンズ群の結像倍率
    β3T:望遠端状態における前記第3レンズ群の結像倍率
  5. 前記第2レンズ群は、2枚以上の正レンズと1枚の負レンズとから構成されており、
    前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズと前記負レンズとが、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項4に記載のズームレンズ。
    θgF2p>0.64−0.0016・νd2p
    θgF2n<0.64−0.0016・νd2n
    ただし、
    θgF2p:前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズの材質の部分分散比
    νd2p :前記第2レンズ群中の少なくとも1枚の前記正レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
    θgF2n:前記第2レンズ群中の前記負レンズの材質の部分分散比
    νd2n :前記第2レンズ群中の前記負レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
  6. 前記第2レンズ群中の少なくとも一つのレンズ面が非球面であることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のズームレンズ。
  7. 前記第1レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、負レンズと正レンズとの2枚のレンズによって構成されており、
    前記第1レンズ群における前記負レンズは非球面を備え、
    以下の条件式を満足することを特徴とする請求項4から請求項6のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    0.55<(νd1n−νd1p)/νd1p<1.2
    ただし、
    νd1p:前記第1レンズ群における前記負レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
    νd1n:前記第1レンズ群における前記正レンズの材質のd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数
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