JP2009175324A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、一眼レフカメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、フィルム用カメラなどの撮像装置に用いられる防振機能を備えたズームレンズに関するものである。
撮影系に偶発的に振動が伝わると画像ブレが生じる。従来より、この偶発的な振動による画像のブレを補償する機構(防振機構)を具備したズームレンズが種々と提案されている。例えば光学系(ズームレンズ)を構成するレンズ群の一部を光軸と垂直な方向に移動させて振動による画像ブレを補償するズームレンズが知られている。
ズームレンズとして物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群より構成される5群ズームレンズが知られている。
この5群ズームレンズにおいて、第5レンズ群を負の屈折力のレンズ群と、正の屈折力のレンズ群で構成し、負の屈折力のレンズ群を光軸と垂直な方向に移動させることによって画像ブレを補償するズームレンズが知られている(特許文献1)。
又、ズームレンズとして物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群より構成される4群ズームレンズが知られている。この4群ズームレンズにおいて第2レンズ群を光軸と垂直な方向に移動させることによって画像ブレを補償するズームレンズが知られている(特許文献2)。
又、ズームレンズとして物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群と第4レンズ群、負の屈折力の第5レンズ群、正の屈折力の第6レンズ群より構成される6群ズームレンズが知られている。この6群ズームレンズにおいて第5レンズ群を光軸と略垂直な方向に移動させることによって画像ブレを補償するズームレンズが知られている(特許文献3、4)。
又、ズームレンズとして物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1、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、第5レンズ群より構成される5群ズームレンズが知られている。この5群ズームレンズにおいて第5レンズ群を正の屈折力のレンズ群、負の屈折力のレンズ群、正の屈折力のレンズ群で構成し、負の屈折力 のレンズ群を光軸と垂直な方向に移動させることによって画像ブレを補償するズームレンズが知られている(特許文献5)。
又、ズームレンズとして物体側から像側へ順に、変倍時固定の正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正又は負の屈折力の第3レンズ群、変倍時固定の正の屈折力の第4レンズ群で構成されている4群ズームレンズが知られている。
この4群ズームレンズにおいて第4レンズ群中に配置された負の屈折力のレンズ群を光軸と垂直な方向に移動させることによって画像ブレを補償するズームレンズが知られている(特許文献6、7)。
又、ズームレンズとして物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、負の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群より構成される5群ズームレンズが知られている。この5群ズームレンズにおいて第4レンズ群を光軸と垂直な方向に移動させることによって画像ブレを補償する一眼レフカメラ用のズームレンズが知られている(特許文献8)。
又、ズームレンズとして物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群より構成される4群ズームレンズが知られている。この4群ズームレンズにおいて第3レンズ群を正の屈折力のレンズ群と負の屈折力のレンズ群で構成し、負の屈折力のレンズ群を光軸と垂直な方向に移動させることによって画像ブレを補償するズームレンズが知られている(特許文献9、10)。
又、ズームレンズとして物体側から像側へ順に、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レンズ群とを含み、各レンズ群の間隔を変化させることによって変倍を行うズームレンズが知られている。
このズームレンズにおいて、第2レンズ群の全部又は一部を光軸と垂直方向に移動させて画像ブレを補正するズームレンズが知られている(特許文献11、12)。
特開平5−224160号公報
特開平8−136862号公報
特開平10−133113号公報
特開平10−282413号公報
特開2002−162564号公報
特開2001−100099号公報
特開2004−126631号公報
特開平10−90601号公報
特開2006−106191号公報
特開2006−284763号公報
特開2005−106925号公報
特開平07−325272号公報
一般にズームレンズの一部のレンズ群を光軸と垂直方向に振動させて撮影画像のブレをなくし、静止画像を得る機構には、種々のことが要望されている。
防振機能を有したズームレンズにおいては、防振レンズ群を光紬と直交する方向に移動させて偏心状態にしたとき、偏心収差の発生量が少ないことが重要となっている。
本発明は、防振を効果的に行い、かつ防振時に偏心収差の発生が少なく、良好なる画像を維持することができる防振機能を有したズームレンズの提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群と、負の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群、光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動して結像位置を変化させる負の屈折力のレンズ群Gisを含む第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群より構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が減小し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群の間隔が増大し、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群の間隔が減小するズームレンズであって、前記レンズ群Gisは、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズを有することを特徴としている。
本発明によれば、防振を効果的に行い、かつ防振時に偏心収差の発生が少なく、良好なる画像を維持することができる防振機能を有したズームレンズが得られる。
以下、本発明のズームレンズ及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。
一般にズームレンズの一部のレンズ群を光軸と垂直方向に振動させて撮影画像のブレをなくし、静止画像を得る機構には、以下のようなことが要望されている。
例えば画像ブレの補正量が大きいことや、画像ブレの補正の為に振動させるレンズ群(防振レンズ群)の移動量や回転量が少ないこと、そして装置全体が小型であること等が要望されている。
また、防振レンズ群を偏心させたときに偏心収差、例えば偏心色収差が多く発生すると、画像ブレを補正したときに偏心収差の発生によって色にじみが多くなり、画像がボケて画質が低下してくる。したがって防振機能を有したズームレンズにおいては、防振レンズ群を光紬と直交する方向に移動させて偏心状態にしたとき、偏心収差の発生量が少ないことが重要となっている。
また、防振敏感度(防振レンズ群の単位移動量ΔHに対する画像のブレの補正量ΔXとの比ΔX/ΔH)の設定が適切でないと、防振レンズ群を移動させたときに画像ブレを効果的に補正するのが難しくなる。このため、防振敏感度を適切に設定することも重要である。
さらには、防振時の画像のブレ補正の応答性を良好とするために、防振レンズ群が軽量でレンズ外径が小型であることも重要となっている。
そこで、以下に記載する本実施例においては、これらの課題を解決することが可能なズームレンズについて記載する。
上記の課題を解決するための本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群と、負の屈折力の第2レンズ群と、複数のレンズ群を含み全体として正の屈折力の後続レンズ群とを有している。
広角端から望遠端へのズーミングの際に、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大し、第2レンズ群と後続レンズ群との間隔が減小する。
尚、後続レンズ群は光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して像を変位させる負の屈折力のレンズ群Gisを含む第4レンズ群L4、第4レンズ群L4の物体側に正の屈折力の第3レンズ群L3、第4レンズ群L4の像側に正の屈折力の第5レンズ群L5より成っている。
図1は本発明の、実施例1のレンズ断面図である。図2(A)、(B)、(C)は本発明の、実施例1の広角端(短焦点距離端)、中間のズーム位置、望遠端(長焦点距離端)における縦収差図である。図3(A)、(B)、(C)は本発明の、実施例1の広角端、中間のズーム位置、望遠端における像高10mmの横収差図である。図4(A)、(B)、(C)は本発明の実施例1の広角端、中間のズーム位置、望遠端における0.3°の傾きを補正した防振時の横収差図である。
図5は本発明の、実施例2のレンズ断面図である。図6(A)、(B)、(C)は本発明の、実施例2の広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。図7(A)、(B)、(C)は本発明の実施例2の広角端、中間のズーム位置、望遠端における像高10mmの横収差図である。図8(A)、(B)、(C)は本発明の、実施例2の広角端、中間のズーム位置、望遠端における0.3°の傾きを補正した防振時の横収差図である。
図9は本発明の、実施例3のレンズ断面図である。図10(A)、(B)、(C)は本発明の、実施例3の広角端、中間のズーム位置、望遠端における縦収差図である。図11(A)、(B)、(C)は本発明の実施例3の広角端、中間のズーム位置、望遠端における像高10mmの横収差図である。図12(A)、(B)、(C)は本発明の、実施例3の広角端、中間のズーム位置、望遠端における0.3°の傾きを補正した防振時の横収差図である。
図13は本発明のズームレンズを備える一眼レフカメラ(撮像装置)の要部概略図である。レンズ断面図において、(a)は広角端、(b)は中間焦点距離、(c)は望遠端を示している。
又、レンズ断面図において、左方が物体側(前方)で、右方が像側(後方)である。各実施例は撮像装置に用いられる撮影レンズである。レンズ断面図において、Liは第iレンズ群である。L1は正の屈折力の第1レンズ群、L2は負の屈折力の第2レンズ群、LRは複数のレンズ群を含み、全体として正の屈折力の後続レンズ群である。
後続レンズ群LRは光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して像(結像位置)を変位させる負の屈折力のレンズ群Gisを含む第4レンズ群L4、第4レンズ群L4の物体側に正の屈折力の第3レンズ群L3、第4レンズ群L4の像側に正の屈折力の第5レンズ群L5より構成されている。
IPは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサーやCMOSセンサー等の撮像光学系によって形成された像を受光するための固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面に相当する。又は銀塩フィルム用のカメラのときはフィルム面等の感光面に相当する。SPは開口絞りである。尚、広角端と望遠端は変倍用レンズ群が、機構上光軸上移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。
矢印は、広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群の移動軌跡である。
広角端から望遠端へのズーミングの際、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔は増大し、第2レンズ群L2と後続レンズ群LRの間隔は減小するように各レンズ群が移動している。
広角端から望遠端へのズーミングの際、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔は増大し、第2レンズ群L2と後続レンズ群LRの間隔は減小するように各レンズ群が移動している。
更に詳述すると、広角端から望遠端へのズーミングに際しての第2レンズ群L2と後続レンズ群LRを構成する各レンズ群との関係は次のとおりである。
第2レンズ群L2と第3レンズ群L3との間隔が減小し、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4との間隔が増大し、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5との間隔が減小するように各レンズ群が移動している。
ズーミングに際して第3レンズ群L3と第5レンズ群L5は一体的に移動しているが、独立に移動しても良い。
尚、明細書においてレンズ群とは複数のレンズより成る場合及び単一のレンズより成る場合を含む。
又レンズ群とは、ズーミング、フォーカス、防振時等において一体不可分の関係で変位するレンズの集合体をいう。
収差図において、d,gは各々d線及びg線、ΔM,ΔSはメリディオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はg線によって表している。S.Cは正弦条件である。Yは像高である。FnoはFナンバーである。ωは半画角である。
各実施例のズームレンズは、正の屈折力のレンズ群が先行する(物体側に位置する)所謂ポジティブリードタイプの屈折力配置となっている。これによって望遠端の焦点距離を長くすることが容易なレンズ構成としている。
そして後続レンズ群LRを物体側から像側へ順に、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5より構成している。第4レンズ群L4は光軸に対して略垂直の成分を持つ方向に移動して(光軸と垂直方向の)像位置の変位を行う、即ち防振をおこなう負の屈折力のレンズ群Gisを有している。
レンズ群Gisは、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと正レンズにより構成されており、これらのレンズは接合されている。但し、この負レンズと正レンズとは、接合せずに単レンズとして設けても構わないし、このレンズ群Gisは、他のレンズを含んでいても構わない。
レンズ群Gisへ入射光束を第3レンズ群L3にて収斂させることで、レンズ群Gisの有効径の小型化を容易としている。また、レンズ群Gisの屈折力を後続レンズ群LRの屈折力と異符号とすることで、レンズ群Gisの負の屈折力の十分なる確保を容易とし、レンズ群Gisの防振敏感度が高くなるようにしている。
さらに、後続レンズ群LRの最も像側に正の屈折力の第5レンズ群L5を配置することで、広角端におけるバックフォーカスが長くなるようにし、その結果、広角端の焦点距離が短くなりやすい構成としている。
一般的に防振時の結像性能の劣化を少なくするためには、防振レンズ群より物体側の各レンズ群の諸収差を小さくしておくのが良い。
各実施例では、防振レンズ群であるレンズ群Gisの物体側の第3レンズ群L3にレンズ中心からレンズ周辺にむかって正の屈折力が弱くなる形状の非球面を配置している。
これによって、望遠端において球面収差を良好に補正し、防振時の結像性能の劣化を抑制している。さらに各実施例では防振時での望遠端におけるコマ収差を良好に補正するためにレンズ群Gisを物体側から像側へ順に負レンズ、正レンズより構成している。
第5レンズ群L5を物体側から像側へ順に、正レンズより成る第51レンズ群、正レンズと負レンズの接合レンズより成る第52レンズ群より構成している。
第5レンズ群L5のなかでも、軸外光束が光軸から離れた位置を通過する第52レンズ群は、レンズ中心からレンズ周辺にむかって正の屈折力が弱まる形状の非球面を配置している。これにより、広角端における歪曲収差を良好に補正している。
以上のように各実施例によれば、標準ズーム域を含み高いズーム比を持ちながらも全ズーム域にわたって良好な光学性能を維持することができる。
そして、振動補償(防振)のための機構を具備した際にも装置全体の小型化が容易となる。さらには、振動補償時にも良好な画像を得ることができる防振機能を有したズームレンズが得られる。
各実施例において好ましくは、以下の諸条件のうち1以上を満足するように構成することが望ましい。
第51レンズ群は正レンズを有し、該正レンズの材料のアッベ数をν51pとする。このとき
72<ν51p<97 ・・・・・(1)
なる条件を満足するのが良い。
72<ν51p<97 ・・・・・(1)
なる条件を満足するのが良い。
条件式(1)は光束径が大きくなる第51レンズ群中の正レンズの材料のアッベ数を適切に設定することにより、望遠端において軸上色収差を良好に補正するためのものである。
条件式(1)を外れると望遠端での軸上色収差の補正が困難となる。さらに望ましくは、条件式(1)の数値範囲を以下の範囲とするとよい。
80<ν51p<97 ・・・・・(1a)
レンズ群Gisの負レンズと正レンズは接合されており、その接合面は物体側に凸形状であることが良い。
レンズ群Gisの負レンズと正レンズは接合されており、その接合面は物体側に凸形状であることが良い。
レンズ群Gisの負レンズと正レンズを接合レンズとすることで、レンズ群Gisを保持する鏡筒構造が簡潔になる。又、鏡筒の重量を軽減しやすくなり、防振時にレンズ群Gisを駆動させるためのアクチュエータが小型化となる。さらに、接合レンズの接合レンズ面を物体側に凸形状とすることで、負レンズと正レンズとによる負の屈折力が得やすくなる。
第3レンズ群L3は物体側から像側へ順に、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、物体側の面が凸形状の正レンズを連続して配置したレンズ構成が含まれるようにするのが良い。
これによれば防振レンズ群Gisより物体側で、特に望遠端における球面収差をさらに良好に補正するのが容易となる。
そして第3レンズ群L3の負レンズ、正レンズの材料の屈折率を各々N3n、N3pとする。このとき
0.1<N3n−N3p・・・・・(2)
なる条件を満足するのが良い。
0.1<N3n−N3p・・・・・(2)
なる条件を満足するのが良い。
条件式(2)を外れると望遠端において球面収差を良好に補正するのが難しくなる。更に好ましくは条件式(2)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.2<N3n−N3p・・・・・(2a)
第3レンズ群L3を構成する負レンズと正レンズは接合されているのが良い。
第3レンズ群L3を構成する負レンズと正レンズは接合されているのが良い。
これによれば組み立て時の偏芯誤差を小さくすることができるため、光学性能の製造ばらつきを抑制しやすくなる。
広角端から望遠端へのズーミングに際して、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5の間隔が減小するように移動させるのが良い。
これによれば大きな変倍比(ズーム比)と防振敏感度の確保が容易になる。
第4レンズ群L4はレンズ群Gisの像側にズーミングの際、レンズ群Gisとの間隔が不変の負の屈折力のレンズ群Gisrを有するのが良い。レンズ群Gisを防振レンズ群、レンズ群Gisとレンズ群Gisrが一体で変倍用の第4レンズ群L4となる。
その結果、レンズ群Gisを防振に最適な屈折力としても、レンズ群Gisrによって変倍レンズ群として最適な屈折力に補正することができる。このため、高変倍(高ズーム比)と防振を良好に行うことが容易となる。
また、レンズ群Gisとレンズ群Gisrとの間隔を不変としているので、鏡筒構造が複雑になることがない。
広角端から望遠端へのズーミングの際、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4の間隔が増大するように移動させるのが良い。これによれば軸上光束径が大きくなる望遠端において、第3レンズ群L3を射出した軸上光束をよく収斂させて第4レンズ群L4に入射させることができるため、第4レンズ群L4の小型化が容易になる。
第1、第2レンズ群L1、L2の焦点距離を各々f1、f2とする。第3レンズ群L3、レンズ群Gis、第5レンズ群L5、レンズ群Gisrの焦点距離を順にf3、fis、f5、fisrとする。望遠端における全系の焦点距離をftとする。
このとき以下の条件のうちいずれか1つを満足するのが良い。
0.27<f1/ft<0.75 ・・・・・(3)
0.04<|f2|/ft<0.11 ・・・・・(4)
0.06<f3/ft<0.19 ・・・・・(5)
0.05<|fis|/ft<0.48 ・・・・・(6)
0.11<f5/ft<0.45 ・・・・・(7)
0.69<fis/fisr<1.14 ・・・・・(8)
条件式(3)は第1レンズ群L1の焦点距離を規定するものである。条件式(3)の上限値以内にあれば、望遠端において、明るいFナンバーの確保が容易となる。又、下限値以内にあれば、望遠端において球面収差の補正が容易となる。
0.04<|f2|/ft<0.11 ・・・・・(4)
0.06<f3/ft<0.19 ・・・・・(5)
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0.11<f5/ft<0.45 ・・・・・(7)
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条件式(3)は第1レンズ群L1の焦点距離を規定するものである。条件式(3)の上限値以内にあれば、望遠端において、明るいFナンバーの確保が容易となる。又、下限値以内にあれば、望遠端において球面収差の補正が容易となる。
望ましくは条件式(3)の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
0.33<f1/ft<0.69 ・・・・・(3a)
条件式(4)は第2レンズ群L2の焦点距離を規定するものである。条件式(4)の上限値以内にあれば、高いズーム比の確保が容易となる。又、下限値以内にあれば、ズーミングにともなう像面湾曲の変動を抑制しやすくなる。望ましくは条件式(4)の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
条件式(4)は第2レンズ群L2の焦点距離を規定するものである。条件式(4)の上限値以内にあれば、高いズーム比の確保が容易となる。又、下限値以内にあれば、ズーミングにともなう像面湾曲の変動を抑制しやすくなる。望ましくは条件式(4)の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
0.05<|f2|/ft<0.10 ・・・・・(4a)
条件式(5)はレンズ群Gpfの焦点距離を規定するものである。条件式(5)の上限値以内にあれば、レンズ群Gisの小型化が容易となる。又、下限値以内にあれば、ズーミングにともなう球面収差の変動を抑制しやすくなる。望ましくは条件式(5)の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
条件式(5)はレンズ群Gpfの焦点距離を規定するものである。条件式(5)の上限値以内にあれば、レンズ群Gisの小型化が容易となる。又、下限値以内にあれば、ズーミングにともなう球面収差の変動を抑制しやすくなる。望ましくは条件式(5)の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
0.08<f3/ft<0.17 ・・・・・(5a)
条件式(6)はレンズ群Gisの焦点距離を規定するものである。条件式(6)の上限値以内にあれば、高い防振敏感度の確保が容易となる。又、下限値以内にあれば、防振時に発生するコマ収差の補正が容易となる。望ましくは条件式(6)の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
条件式(6)はレンズ群Gisの焦点距離を規定するものである。条件式(6)の上限値以内にあれば、高い防振敏感度の確保が容易となる。又、下限値以内にあれば、防振時に発生するコマ収差の補正が容易となる。望ましくは条件式(6)の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
0.10<|fis|/ft<0.43 ・・・・・(6a)
条件式(7)はレンズ群Gprの焦点距離を規定するものである。条件式(7)の上限値以内にあれば、高いズーム比の確保が容易となる。又、下限値以内にあれば、ズーミングにともなう像面湾曲の変動を抑制しやすくなる。望ましくは条件式(7)の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
条件式(7)はレンズ群Gprの焦点距離を規定するものである。条件式(7)の上限値以内にあれば、高いズーム比の確保が容易となる。又、下限値以内にあれば、ズーミングにともなう像面湾曲の変動を抑制しやすくなる。望ましくは条件式(7)の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
0.12<f5/ft<0.40 ・・・・・(7a)
更に好ましくは、
0.134<f5/ft<0.250 ・・・・・(7b)
条件式(8)はレンズ群Gisrの焦点距離を規定するものである。条件式(8)の上限値以内にあれば、高いズーム比の確保が容易となる。又、下限値以内にあれば,望遠端におけるコマ収差の補正が容易となる。望ましくは条件式(8)の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
更に好ましくは、
0.134<f5/ft<0.250 ・・・・・(7b)
条件式(8)はレンズ群Gisrの焦点距離を規定するものである。条件式(8)の上限値以内にあれば、高いズーム比の確保が容易となる。又、下限値以内にあれば,望遠端におけるコマ収差の補正が容易となる。望ましくは条件式(8)の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
0.75<fis/fisr<1.09 ・・・・・(8a)
各実施例において、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、光学系全体もしくは一部のレンズ群を移動させて行なってもよい。好ましくは第2レンズ群L2を物体側に移動させて行うのが良い。
各実施例において、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、光学系全体もしくは一部のレンズ群を移動させて行なってもよい。好ましくは第2レンズ群L2を物体側に移動させて行うのが良い。
尚、各実施例のズームレンズにおいて、後続レンズ群LRはズーミングに際して第3レンズ群L3と第4レンズ群L4との間隔、第4レンズ群L4と第5レンズ群L5との間隔がいずれも変化する。
各実施例のズームレンズは全体として5つのレンズ群より成る5群ズームレンズである。
以上説明したように各実施例によれば、高いズーム比を持ちながらも全ズーム領域にわたって良好な光学性能を維持でき、しかも振動補償(防振)にも良好な画像を得ることができる。
特に撮影画像の安定化を図った写真用カメラや、ビデオカメラ、電子スチルカメラ、デジタルカメラそして3-CCD対応の電子カメラ等に好適なズームレンズが得られる。
次に、本発明のズームレンズを用いた一眼レフカメラシステム(撮像装置)の実施例を、図13を用いて説明する。
図13において、10は一眼レフカメラ本体、11は本発明によるズームレンズを搭載した交換レンズである。12は交換レンズ11を通して得られる被写体像を記録するフィルムや撮像素子などの記録手段である。13は交換レンズ11からの被写体像を観察するファインダー光学系、14は交換レンズ11からの被写体像を記録手段12とファインダー光学系13に切り替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー14を介してピント板15に結像した被写体像をペンタプリズム16で正立像としたのち、接眼光学系17で拡大して観察する。
撮影時にはクイックリターンミラー14が矢印方向に回動して被写体像は記録手段12に結像して記録される。18はサブミラー、19は焦点検出装置である。
このように本発明のズームレンズを一眼レフカメラ等の交換レンズ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有した撮像装置が実現できる。
尚、本発明はクイックリターンミラーのない一眼レフカメラにも同様に適用することができる。又、プロジェクター用の投射レンズにも同様に適用することができる。
次に、本発明の実施例1〜3に各々対応する数値実施例1〜3を示す。各数値実施例においてiは物体側から光学面の順序を示し、Riは第i番目の光学面(第i面)の曲率半径、Diは第i面と第i+1面との間の間隔、Niとνiはそれぞれd線に対する第i番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。
またA、B、C、D、Eを非球面係数、光軸からの高さHの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてXとするとき、非球面形状は
で表示される。但しRは近軸曲率半径である。
また例えば「e−Z」の表示は「10-Z」を意味する。また、各数値実施例における上述した条件式との対応を表1に示す。fは焦点距離、FnoはFナンバー、ωは半画角を示す。
数値実施例1
f= 18.60〜 193.23 Fno= 3.60 〜 5.88 2ω=72.6 〜 8.1
R 1 = 137.336 D 1 = 2.00 N 1 = 1.806100 ν 1 = 33.3
R 2 = 54.813 D 2 = 9.35 N 2 = 1.496999 ν 2 = 81.5
R 3 = -433.462 D 3 = 0.15
R 4 = 54.024 D 4 = 6.20 N 3 = 1.603112 ν 3 = 60.6
R 5 = 383.450 D 5 = 可変
R 6 = 80.126 D 6 = 1.20 N 4 = 1.834807 ν 4 = 42.7
R 7 = 13.369 D 7 = 5.98
R 8 = -31.496 D 8 = 0.90 N 5 = 1.772499 ν 5 = 49.6
R 9 = 72.963 D 9 = 0.15
R10 = 26.229 D10 = 5.60 N 6 = 1.805181 ν 6 = 25.4
R11 = -26.229 D11 = 0.38
R12 = -22.000 D12 = 0.85 N 7 = 1.772499 ν 7 = 49.6
R13 = 91.549 D13 = 可変
R14 = 絞り D14 = 0.57
R15 = 32.210 D15 = 3.10 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
* R16 = -83.830 D16 = 0.15
R17 = 25.667 D17 = 0.90 N 9 = 1.805181 ν 9 = 25.4
R18 = 14.762 D18 = 4.90 N10 = 1.487490 ν10 = 70.2
R19 = -40.116 D19 = 可変
R20 = -81.012 D20 = 0.70 N11 = 1.712995 ν11 = 53.9
R21 = 13.552 D21 = 2.20 N12 = 1.806100 ν12 = 33.3
R22 = 34.802 D22 = 3.05
R23 = -20.347 D23 = 1.10 N13 = 1.834807 ν13 = 42.7
R24 = -49.082 D24 = 可変
R25 = 38.032 D25 = 6.25 N14 = 1.496999 ν14 = 81.5
R26 = -23.501 D26 = 3.41
* R27 = 160.167 D27 = 8.70 N15 = 1.583126 ν15 = 59.4
R28 = -14.217 D28 = 2.01 N16 = 1.834807 ν16 = 42.7
R29 = -51.096
焦点距離 18.60 49.94 193.23
可変間隔
D 5 2.16 27.19 54.51
D13 24.99 13.41 2.85
D19 2.63 5.84 7.99
D24 6.00 2.79 0.64
非球面係数
16面 : A=0.00000e+00 B=9.19247e-06 C=5.07959e-09 D=0.00000e+00
E=0.00000e+00 F=0.00000e+00
27面 : A=0.00000e+00 B=-1.00175e-05 C=-6.53404e-09 D=-1.88855e-12
E=4.62133e-13 F=0.00000e+00
各レンズ群の焦点距離
第1レンズ群 : 90.986
第2レンズ群 :−13.133
第3レンズ群 : 22.315
レンズ群Gis :−39.673
レンズ群Gisr:−42.371
第5レンズ群 : 28.750
数値実施例2
f= 17.60〜 120.97 Fno= 3.60 〜 5.88 2ω=75.6 〜 12.9
R 1 = 113.052 D 1 = 2.00 N 1 = 1.806100 ν 1 = 33.3
R 2 = 45.538 D 2 = 9.60 N 2 = 1.496999 ν 2 = 81.5
R 3 = -469.111 D 3 = 0.15
R 4 = 43.257 D 4 = 6.20 N 3 = 1.603112 ν 3 = 60.6
R 5 = 260.146 D 5 = 可変
R 6 = 58.188 D 6 = 1.20 N 4 = 1.834807 ν 4 = 42.7
R 7 = 11.683 D 7 = 5.40
R 8 = -26.237 D 8 = 0.90 N 5 = 1.772499 ν 5 = 49.6
R 9 = 44.092 D 9 = 0.15
R10 = 22.602 D10 = 5.30 N 6 = 1.805181 ν 6 = 25.4
R11 = -22.602 D11 = 0.55
R12 = -17.931 D12 = 0.85 N 7 = 1.772499 ν 7 = 49.6
R13 = 119.093 D13 = 可変
R14 = 絞り D14 = 0.75
R15 = 26.731 D15 = 2.80 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
* R16 = -66.210 D16 = 0.15
R17 = 23.977 D17 = 0.90 N 9 = 1.805181 ν 9 = 25.4
R18 = 13.309 D18 = 4.00 N10 = 1.487490 ν10 = 70.2
R19 = -33.670 D19 = 可変
R20 = -116.501 D20 = 0.70 N11 = 1.712995 ν11 = 53.9
R21 = 13.751 D21 = 2.15 N12 = 1.806100 ν12 = 33.3
R22 = 35.332 D22 = 2.74
R23 = -19.371 D23 = 1.10 N13 = 1.834807 ν13 = 42.7
R24 = -42.284 D24 = 可変
R25 = 43.323 D25 = 5.70 N14 = 1.496999 ν14 = 81.5
R26 = -18.948 D26 = 0.14
* R27 = 158.542 D27 = 8.00 N15 = 1.583126 ν15 = 59.4
R28 = -13.343 D28 = 1.33 N16 = 1.834807 ν16 = 42.7
R29 = -62.959
焦点距離 17.60 35.00 120.97
可変間隔
D 5 1.86 15.35 39.44
D13 16.64 9.81 2.67
D19 1.07 3.74 6.30
D24 5.89 3.22 0.65
非球面係数
16面 : A=0.00000e+00 B=1.70018e-05 C=3.78059e-08 D=0.00000e+00
E=0.00000e+00 F=0.00000e+00
27面 : A=0.00000e+00 B=-1.45576e-05 C=1.23575e-08 D=-1.64913e-10
E=5.18922e-13 F=0.00000e+00
各レンズ群の焦点距離
第1レンズ群 : 76.443
第2レンズ群 : −10.859
第3レンズ群 : 19.175
レンズ群Gis : −45.074
レンズ群Gisr: −43.776
第5レンズ群 : 28.082
f= 17.60〜 120.97 Fno= 3.60 〜 5.88 2ω=75.6 〜 12.9
R 1 = 113.052 D 1 = 2.00 N 1 = 1.806100 ν 1 = 33.3
R 2 = 45.538 D 2 = 9.60 N 2 = 1.496999 ν 2 = 81.5
R 3 = -469.111 D 3 = 0.15
R 4 = 43.257 D 4 = 6.20 N 3 = 1.603112 ν 3 = 60.6
R 5 = 260.146 D 5 = 可変
R 6 = 58.188 D 6 = 1.20 N 4 = 1.834807 ν 4 = 42.7
R 7 = 11.683 D 7 = 5.40
R 8 = -26.237 D 8 = 0.90 N 5 = 1.772499 ν 5 = 49.6
R 9 = 44.092 D 9 = 0.15
R10 = 22.602 D10 = 5.30 N 6 = 1.805181 ν 6 = 25.4
R11 = -22.602 D11 = 0.55
R12 = -17.931 D12 = 0.85 N 7 = 1.772499 ν 7 = 49.6
R13 = 119.093 D13 = 可変
R14 = 絞り D14 = 0.75
R15 = 26.731 D15 = 2.80 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
* R16 = -66.210 D16 = 0.15
R17 = 23.977 D17 = 0.90 N 9 = 1.805181 ν 9 = 25.4
R18 = 13.309 D18 = 4.00 N10 = 1.487490 ν10 = 70.2
R19 = -33.670 D19 = 可変
R20 = -116.501 D20 = 0.70 N11 = 1.712995 ν11 = 53.9
R21 = 13.751 D21 = 2.15 N12 = 1.806100 ν12 = 33.3
R22 = 35.332 D22 = 2.74
R23 = -19.371 D23 = 1.10 N13 = 1.834807 ν13 = 42.7
R24 = -42.284 D24 = 可変
R25 = 43.323 D25 = 5.70 N14 = 1.496999 ν14 = 81.5
R26 = -18.948 D26 = 0.14
* R27 = 158.542 D27 = 8.00 N15 = 1.583126 ν15 = 59.4
R28 = -13.343 D28 = 1.33 N16 = 1.834807 ν16 = 42.7
R29 = -62.959
焦点距離 17.60 35.00 120.97
可変間隔
D 5 1.86 15.35 39.44
D13 16.64 9.81 2.67
D19 1.07 3.74 6.30
D24 5.89 3.22 0.65
非球面係数
16面 : A=0.00000e+00 B=1.70018e-05 C=3.78059e-08 D=0.00000e+00
E=0.00000e+00 F=0.00000e+00
27面 : A=0.00000e+00 B=-1.45576e-05 C=1.23575e-08 D=-1.64913e-10
E=5.18922e-13 F=0.00000e+00
各レンズ群の焦点距離
第1レンズ群 : 76.443
第2レンズ群 : −10.859
第3レンズ群 : 19.175
レンズ群Gis : −45.074
レンズ群Gisr: −43.776
第5レンズ群 : 28.082
数値実施例3
f= 18.60〜 241.39 Fno= 3.52 〜 5.88 2ω=72.6 〜 6.5
R 1 = 121.934 D 1 = 2.00 N 1 = 1.806100 ν 1 = 33.3
R 2 = 55.596 D 2 = 9.80 N 2 = 1.438750 ν 2 = 95.0
R 3 = -453.298 D 3 = 0.15
R 4 = 56.576 D 4 = 6.20 N 3 = 1.603112 ν 3 = 60.6
R 5 = 573.295 D 5 = 可変
* R 6 = 83.423 D 6 = 1.20 N 4 = 1.834807 ν 4 = 42.7
R 7 = 14.382 D 7 = 6.49
R 8 = -28.585 D 8 = 0.90 N 5 = 1.772499 ν 5 = 49.6
R 9 = 91.593 D 9 = 0.15
R10 = 31.426 D10 = 5.80 N 6 = 1.805181 ν 6 = 25.4
R11 = -25.522 D11 = 0.31
R12 = -22.104 D12 = 0.85 N 7 = 1.772499 ν 7 = 49.6
R13 = 147.713 D13 = 可変
R14 = 絞り D14 = 0.36
R15 = 37.621 D15 = 3.65 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
* R16 = -56.395 D16 = 0.15
R17 = 25.674 D17 = 0.90 N 9 = 1.805181 ν 9 = 25.4
R18 = 15.075 D18 = 6.10 N10 = 1.487490 ν10 = 70.2
R19 = -45.412 D19 = 可変
* R20 = -61.946 D20 = 0.70 N11 = 1.712995 ν11 = 53.9
R21 = 13.489 D21 = 2.60 N12 = 1.806100 ν12 = 33.3
R22 = 36.833 D22 = 2.69
R23 = -31.753 D23 = 1.10 N13 = 1.834807 ν13 = 42.7
R24 = -177.760 D24 = 可変
R25 = 30.165 D25 = 6.28 N14 = 1.438750 ν14 = 95.0
R26 = -30.077 D26 = 7.12
* R27 = 129.268 D27 = 8.70 N15 = 1.583126 ν15 = 59.4
R28 = -16.209 D28 = 2.51 N16 = 1.834807 ν16 = 42.7
R29 = -58.384
焦点距離 18.60 50.00 241.39
可変間隔
D 6 2.26 27.08 57.98
D14 30.73 16.47 2.77
D20 1.25 5.12 8.74
D25 8.14 4.28 0.66
非球面係数
7面 : A=0.00000e+00 B=1.30501e-06 C=6.31272e-09 D=-1.09764e-10
E=3.91740e-13 F=0.00000e+00
17面 : A=0.00000e+00 B=8.49584e-06 C=-2.73738e-09 D=0.00000e+00
E=0.00000e+00 F=0.00000e+00
21面 : A=0.00000e+00 B=1.30444e-06 C=-3.13146e-09 D=0.00000e+00
E=0.00000e+00 F=0.00000e+00
28面 : A=0.00000e+00 B=-1.00183e-05 C=-3.55293e-08 D=1.46024e-10
E=-5.97622e-13 F=0.00000e+00
各レンズ群の焦点距離
第1レンズ群 : 94.406
第2レンズ群 : −13.688
第3レンズ群 : 22.540
レンズ群Gis : −37.443
レンズ群Gisr: −46.468
第5レンズ群 : 32.908
f= 18.60〜 241.39 Fno= 3.52 〜 5.88 2ω=72.6 〜 6.5
R 1 = 121.934 D 1 = 2.00 N 1 = 1.806100 ν 1 = 33.3
R 2 = 55.596 D 2 = 9.80 N 2 = 1.438750 ν 2 = 95.0
R 3 = -453.298 D 3 = 0.15
R 4 = 56.576 D 4 = 6.20 N 3 = 1.603112 ν 3 = 60.6
R 5 = 573.295 D 5 = 可変
* R 6 = 83.423 D 6 = 1.20 N 4 = 1.834807 ν 4 = 42.7
R 7 = 14.382 D 7 = 6.49
R 8 = -28.585 D 8 = 0.90 N 5 = 1.772499 ν 5 = 49.6
R 9 = 91.593 D 9 = 0.15
R10 = 31.426 D10 = 5.80 N 6 = 1.805181 ν 6 = 25.4
R11 = -25.522 D11 = 0.31
R12 = -22.104 D12 = 0.85 N 7 = 1.772499 ν 7 = 49.6
R13 = 147.713 D13 = 可変
R14 = 絞り D14 = 0.36
R15 = 37.621 D15 = 3.65 N 8 = 1.583126 ν 8 = 59.4
* R16 = -56.395 D16 = 0.15
R17 = 25.674 D17 = 0.90 N 9 = 1.805181 ν 9 = 25.4
R18 = 15.075 D18 = 6.10 N10 = 1.487490 ν10 = 70.2
R19 = -45.412 D19 = 可変
* R20 = -61.946 D20 = 0.70 N11 = 1.712995 ν11 = 53.9
R21 = 13.489 D21 = 2.60 N12 = 1.806100 ν12 = 33.3
R22 = 36.833 D22 = 2.69
R23 = -31.753 D23 = 1.10 N13 = 1.834807 ν13 = 42.7
R24 = -177.760 D24 = 可変
R25 = 30.165 D25 = 6.28 N14 = 1.438750 ν14 = 95.0
R26 = -30.077 D26 = 7.12
* R27 = 129.268 D27 = 8.70 N15 = 1.583126 ν15 = 59.4
R28 = -16.209 D28 = 2.51 N16 = 1.834807 ν16 = 42.7
R29 = -58.384
焦点距離 18.60 50.00 241.39
可変間隔
D 6 2.26 27.08 57.98
D14 30.73 16.47 2.77
D20 1.25 5.12 8.74
D25 8.14 4.28 0.66
非球面係数
7面 : A=0.00000e+00 B=1.30501e-06 C=6.31272e-09 D=-1.09764e-10
E=3.91740e-13 F=0.00000e+00
17面 : A=0.00000e+00 B=8.49584e-06 C=-2.73738e-09 D=0.00000e+00
E=0.00000e+00 F=0.00000e+00
21面 : A=0.00000e+00 B=1.30444e-06 C=-3.13146e-09 D=0.00000e+00
E=0.00000e+00 F=0.00000e+00
28面 : A=0.00000e+00 B=-1.00183e-05 C=-3.55293e-08 D=1.46024e-10
E=-5.97622e-13 F=0.00000e+00
各レンズ群の焦点距離
第1レンズ群 : 94.406
第2レンズ群 : −13.688
第3レンズ群 : 22.540
レンズ群Gis : −37.443
レンズ群Gisr: −46.468
第5レンズ群 : 32.908
L1 :第1レンズ群
L2 :第2レンズ群
LR :後続レンズ群
Gn :レンズ群
Gis :防振レンズ群
Gpf :レンズ群
Gpr :レンズ群
Gisr :レンズ群
Gpr1 :レンズ群
Gpr2 :レンズ群
SP :開口絞り
IP :像面
d:d線
g:g線
ΔM:メリディオナル像面
ΔS:サジタル像面
S.C:正弦条件
Y:像高
Fno:Fナンバー
L2 :第2レンズ群
LR :後続レンズ群
Gn :レンズ群
Gis :防振レンズ群
Gpf :レンズ群
Gpr :レンズ群
Gisr :レンズ群
Gpr1 :レンズ群
Gpr2 :レンズ群
SP :開口絞り
IP :像面
d:d線
g:g線
ΔM:メリディオナル像面
ΔS:サジタル像面
S.C:正弦条件
Y:像高
Fno:Fナンバー
Claims (14)
- 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群と、負の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群、光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動して結像位置を変化させる負の屈折力のレンズ群Gisを含む第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群より構成され、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が減小し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群の間隔が増大し、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群の間隔が減小するズームレンズであって、前記レンズ群Gisは、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズを有することを特徴とするズームレンズ。
- 前記第5レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズより構成される第51レンズ群と、正レンズと負レンズが接合された接合レンズより構成される第52レンズ群を有し、該第52レンズ群はレンズ中心からレンズ周辺にかけて正の屈折力が弱くなる形状の非球面を有し、前記第51レンズ群の正レンズの材料のアッベ数をν51pとするとき、
72<ν51p<97
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。 - 前記レンズ群Gisの前記負レンズと前記正レンズは接合されており、前記レンズ群Gisの前記負レンズと前記正レンズの接合面は物体側に凸形状であることを特徴とする請求項1又は2に記載のズームレンズ。
- 前記第3レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズと、物体側の面が凸形状の正レンズが連続して配置されており、前記第3レンズ群の物体側から像側へ順に連続して配置されている前記負レンズと前記正レンズの材料の屈折率を各々N3n、N3pとするとき、
0.1<N3n−N3p
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 物体側から像側へ順に連続して配置されている前記第3レンズ群の負レンズと正レンズは接合されていることを特徴とする請求項4に記載のズームレンズ。
- 前記第4レンズ群は、前記レンズ群Gisの像側に、ズーミングに際して前記レンズ群Gisとの間隔が変化しない負の屈折力のレンズ群Gisrを有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 前記第1レンズ群の焦点距離をf1、望遠端における全系の焦点距離をftとするとき
0.27<f1/ft<0.75
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記第2レンズ群の焦点距離をf2、望遠端における全系の焦点距離をftとするとき、
0.04<|f2|/ft<0.11
なる条件を満足す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。 - 前記第3レンズ群の焦点距離をf3、望遠端における全系の焦点距離をftとするとき、
0.06<f3/ft<0.19
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記レンズ群Gisの焦点距離をfis、望遠端における全系の焦点距離をftとするとき、
0.05<|fis|/ft<0.48
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項のズームレンズ。 - 前記第5レンズ群の焦点距離をf5、望遠端における全系の焦点距離をftとするとき、
0.11<f5/ft<0.45
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項のズームレンズ。 - 前記第4レンズ群は、前記レンズ群Gisの像側に、ズーミングに際して前記レンズ群Gisとの間隔が変化しない負の屈折力のレンズ群Gisrを有し、前記レンズ群Gisと前記レンズ群Gisrの焦点距離を各々fis、fisrとするとき、
0.69<fis/fisr<1.14
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記第3レンズ群はレンズ中心からレンズ周辺にかけて正の屈折力が弱くなる形状の非球面を有することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 請求項1から13のいずれか1項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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