JP2010266505A - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】手ぶれ補正群を軽量化し、防振駆動系への負担を小さくしつつ、低コスト化が可能であり、かつ、大きな手ぶれが発生した場合でも良好な光学性能を得ることができるようにする。
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群1Gと、負の屈折力を有する第2レンズ群2Gと、正の屈折力を有する第3レンズ群3Gと、正の屈折力を有する第4レンズ群4Gとを備え、各レンズ群の間隔を変化させることで変倍を行う。第3レンズ群3Gは少なくとも2つの部分レンズ群を有する。部分レンズ群のうちの1つを手ぶれ補正群として、光軸に垂直な方向に移動させることにより手ぶれ補正を行う。手ぶれ補正群を2つの単レンズにより構成し、少なくとも1つの単レンズをプラスチックレンズとする。
【選択図】図1
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群1Gと、負の屈折力を有する第2レンズ群2Gと、正の屈折力を有する第3レンズ群3Gと、正の屈折力を有する第4レンズ群4Gとを備え、各レンズ群の間隔を変化させることで変倍を行う。第3レンズ群3Gは少なくとも2つの部分レンズ群を有する。部分レンズ群のうちの1つを手ぶれ補正群として、光軸に垂直な方向に移動させることにより手ぶれ補正を行う。手ぶれ補正群を2つの単レンズにより構成し、少なくとも1つの単レンズをプラスチックレンズとする。
【選択図】図1
Description
本発明は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に好適に用いられるズームレンズおよび撮像装置に関し、特に、複数のレンズ群のうち一部のレンズ群を光軸とほぼ垂直な方向に移動させることにより、光学系が振動(傾動)した際に生じる撮影画像のブレを光学的に補正して良好な画像を得ることができるようにしたズームレンズおよび撮像装置に関する。
自動車等の移動物体上からの撮影や、シャッタースピードが遅い条件下における手持ち撮影では、撮影光学系に振動が伝わり手ぶれとなって撮影画像にブレが生じる。そのため、従来より撮影光学系の一部のレンズ群を光軸とほぼ垂直な方向に移動させることにより、撮影光学系の振動に伴う撮影画像のブレを防止する機能を有する防振光学系が種々提案されている(特許文献1ないし3参照)。
特許文献1には、物体側から順に、正の第1レンズ群、負の第2レンズ群、正の第3レンズ群、および正の第4レンズ群からなる4群構成で、第3レンズ群を2つの群に分け、そのうち1つの群を手ぶれ補正群として移動させる方式のズームレンズが開示されている。しかしながら、特許文献1に記載の実施例では、第3レンズ群内の手ぶれ補正群のレンズ枚数が比較的多く、3枚のレンズによって構成されている。このため、手ぶれ補正群が大きくて重くなり、防振駆動系への負担が大きくなってしまう。
特許文献2には、物体側から順に、正の第1レンズ群、負の第2レンズ群、正の第3レンズ群、負の第4レンズ群、および正の第5レンズ群からなる5群構成で、第3レンズ群を手ぶれ補正群として移動させる方式のズームレンズが開示されている。このズームレンズでは、手ぶれ補正群は2枚のレンズによって構成されているが、それら2枚のレンズの材質がガラスであり、しかも比重が比較的大きい材質も含まれている。このため、手ぶれ補正群が重くなり、防振駆動系への負担が大きくなってしまう。
特許文献3には、物体側から順に、正の第1レンズ群、負の第2レンズ群、正の第3レンズ群、および正の第4レンズ群からなる4群構成で、第3レンズ群内に正の単レンズ素子を含み、その正の単レンズ素子を手ぶれ補正群として移動させる方式のズームレンズが開示されている。このズームレンズでは、手ぶれ補正群が単レンズ素子で構成されているため、軽くて防振駆動系への負担が小さくなる。しかしながら、単レンズ素子のみでは、手ぶれ補正群を2枚構成にした場合のような十分な色収差補正ができないため、防振時の偏心による色収差の発生が避けられなくなってしまう。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、手ぶれ補正群を軽量化し、防振駆動系への負担を小さくしつつ、低コスト化が可能であり、かつ、大きな手ぶれが発生した場合でも良好な光学性能を得ることができるズームレンズおよび撮像装置を提供することにある。
本発明によるズームレンズは、物体側から順に、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、正の屈折力を有する第4レンズ群とを備え、各レンズ群の間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズであって、第3レンズ群が少なくとも2つの部分レンズ群を有し、部分レンズ群のうちの1つを手ぶれ補正群として、光軸に垂直な方向に移動させることにより手ぶれ補正を行うようにしたものである。そして、手ぶれ補正群が2つの単レンズにより構成され、少なくとも1つの単レンズがプラスチックレンズによって構成されているものである。
本発明によるズームレンズでは、手ぶれ補正群が2つの単レンズにより構成され、少なくとも1つの単レンズがプラスチックレンズによって構成されることで、手ぶれ補正群が3枚のレンズで構成されている場合や、手ぶれ補正群が2枚以上のガラスレンズを含む場合に比べて、手ぶれ補正群が軽量となり、防振駆動系への負担を小さくしつつ、低コスト化が可能となる。また、手ぶれ補正群が1枚のレンズのみで構成されている場合に比べて、防振時の偏心による色収差の発生が抑制され、大きな手ぶれが発生した場合でも良好な光学性能が得られる。
本発明によるズームレンズにおいて、第1レンズ群および第3レンズ群は変倍時および合焦時に固定とされ、第2レンズ群は変倍時に光軸に沿って移動し、第4レンズ群は変倍時および合焦時に光軸に沿って移動することが好ましい。
また、手ぶれ補正群は正の屈折力を有し、2つの単レンズは、物体側から順に正レンズ、および負レンズであり、負レンズはプラスチックレンズによって構成されていることが好ましい。
この場合、手ぶれ補正群の正レンズはガラスレンズによって構成され、以下の条件式を満足することが好ましい。
νip−νin>32 ……(1)
ρip<3 ……(2)
ただし、νipは手ぶれ補正群の正レンズのd線に対するアッベ数、νinは手ぶれ補正群の負レンズのd線に対するアッベ数、ρipは手ぶれ補正群の正レンズの比重(g/cm3)とする。
この場合、手ぶれ補正群の正レンズはガラスレンズによって構成され、以下の条件式を満足することが好ましい。
νip−νin>32 ……(1)
ρip<3 ……(2)
ただし、νipは手ぶれ補正群の正レンズのd線に対するアッベ数、νinは手ぶれ補正群の負レンズのd線に対するアッベ数、ρipは手ぶれ補正群の正レンズの比重(g/cm3)とする。
また、手ぶれ補正群の負レンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
0.45<|fin|/fT<1.1 ……(3)
ただし、finは手ぶれ補正群の負レンズの焦点距離、fTは望遠端における全系の焦点距離とする。
0.45<|fin|/fT<1.1 ……(3)
ただし、finは手ぶれ補正群の負レンズの焦点距離、fTは望遠端における全系の焦点距離とする。
また、第3レンズ群は3つの部分レンズ群により構成され、部分レンズ群のうち物体側から2番目の部分レンズ群が手ぶれ補正群とされていても良い。
この場合、第3レンズ群は正の屈折力を有するプラスチックレンズを有し、以下の条件式を満足することが好ましい。
0.5<f3p/fT<1 ……(4)
ただし、f3pは第3レンズ群の正のプラスチックレンズの焦点距離、fTは望遠端における全系の焦点距離とする。
この場合、第3レンズ群は正の屈折力を有するプラスチックレンズを有し、以下の条件式を満足することが好ましい。
0.5<f3p/fT<1 ……(4)
ただし、f3pは第3レンズ群の正のプラスチックレンズの焦点距離、fTは望遠端における全系の焦点距離とする。
本発明による撮像装置は、本発明によるズームレンズと、このズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備えたものである。
本発明による撮像装置では、軽量で防振性能の良好な手ぶれ補正群を有する本発明のズームレンズを撮像レンズとして用いていることで、防振駆動が容易となり、かつ撮像レンズの振動に伴う撮影画像のブレが良好に補正される。
本発明による撮像装置では、軽量で防振性能の良好な手ぶれ補正群を有する本発明のズームレンズを撮像レンズとして用いていることで、防振駆動が容易となり、かつ撮像レンズの振動に伴う撮影画像のブレが良好に補正される。
本発明のズームレンズによれば、少なくとも2つの部分レンズ群を有する第3レンズ群内の1つの部分レンズ群を手ぶれ補正群とし、その手ぶれ補正群を2つの単レンズにより構成し、少なくとも1つの単レンズをプラスチックレンズによって構成するようにしたので、手ぶれ補正群を軽量化し、防振駆動系への負担を小さくしつつ、低コスト化が可能であり、かつ、大きな手ぶれが発生した場合でも良好な光学性能を得ることができる。
また、本発明の撮像装置によれば、軽量で防振性能の良好な手ぶれ補正群を有する上記本発明のズームレンズを撮像レンズとして用いるようにしたので、防振駆動が容易となり、かつ、撮像レンズの振動に伴う撮影画像のブレを光学的に補正して振動時にも良好な画像を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第1の構成例を示している。この構成例は、後述の第1の数値実施例のレンズ構成に対応している。同様にして、後述の第2および第3の数値実施例のレンズ構成に対応する第2および第3の構成例の断面構成を、図2および図3に示す。図1〜図3において、符号Riは、最も物体側の構成要素の面を1番目として、像側(結像側)に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したi番目の面の曲率半径を示す。符号Diは、i番目の面とi+1番目の面との光軸Z1上の面間隔を示す。なお符号Diについては、変倍に伴って変化する部分の面間隔のみ符号を付す。
図1は、本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第1の構成例を示している。この構成例は、後述の第1の数値実施例のレンズ構成に対応している。同様にして、後述の第2および第3の数値実施例のレンズ構成に対応する第2および第3の構成例の断面構成を、図2および図3に示す。図1〜図3において、符号Riは、最も物体側の構成要素の面を1番目として、像側(結像側)に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したi番目の面の曲率半径を示す。符号Diは、i番目の面とi+1番目の面との光軸Z1上の面間隔を示す。なお符号Diについては、変倍に伴って変化する部分の面間隔のみ符号を付す。
このズームレンズは、光軸Z1に沿って物体側から順に、第1レンズ群1Gと、第2レンズ群2Gと、第3レンズ群3Gと、第4レンズ群4Gとを備えている。光学的な開口絞りStは、第3レンズ群3Gの物体側近傍に配設されていることが好ましい。
このズームレンズは、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に搭載可能である。このズームレンズの像側には、搭載されるカメラの撮影部の構成に応じた部材が配置される。例えば、このズームレンズの結像面(撮像面)には、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子が配置される。撮像素子は、このズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力するものである。少なくとも、このズームレンズと撮像素子とで、本実施の形態における撮像装置が構成される。最終レンズ群(第4レンズ群4G)と撮像素子との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材DGが配置されていても良い。例えば撮像面保護用のカバーガラスや赤外線カットフィルタなどの平板状の光学部材が配置されていても良い。
図16は、このズームレンズが搭載される撮像装置の一例としてビデオカメラの構成例を示している。このビデオカメラは、カメラ本体1と、カメラ本体1の上部に設けられた撮像レンズ2とを備えている。カメラ本体1内には、撮像レンズ2によって形成された被写体像に応じた撮像信号を出力するCCD等の撮像素子、その撮像素子から出力された撮像信号を処理して画像を生成する信号処理回路、およびその生成された画像を記録するための記録媒体等が設けられている。カメラ本体1にはまた、撮影した画像を表示するための表示ユニット3が取り付けられている。このようなビデオカメラにおける撮像レンズ2として、本実施の形態におけるズームレンズを適用可能である。
このズームレンズは、各群間隔を変化させることにより変倍を行うようになされている。より詳しくは、第1レンズ群1Gおよび第3レンズ群3Gが変倍および合焦の際に常時固定であり、第2レンズ群2Gは変倍時に光軸Z1に沿って移動し、第4レンズ群4Gは変倍時および合焦時に光軸Z1に沿って移動するようになっている。
より詳しくは、無限遠合焦時において、広角端から中間へ、さらに望遠端へと変倍させるに従い、各移動群は図1〜図3に実線で示した矢印の軌跡を描くように移動する。第4レンズ群4Gは、近距離物体への合焦時には、破線の矢印の軌跡を描くように移動する。
第1レンズ群1Gは、全体として正の屈折力を有している。第1レンズ群1Gは例えば3枚のレンズL11,L12,L13で構成されている。第2レンズ群2Gは、全体として負の屈折力を有している。第2レンズ群2Gは例えば4枚のレンズL21,L22,L23,L24で構成されている。第4レンズ群4Gは、全体として正の屈折力を有している。第4レンズ群4Gは例えば2枚のレンズL41,L42で構成されている。
第3レンズ群3Gは、全体として正の屈折力を有している。第3レンズ群3Gは少なくとも2つの部分レンズ群を有し、部分レンズ群のうちの1つを手ぶれ補正群として、光軸Z1に垂直な方向に移動させることにより手ぶれ補正を行うようになっている。手ぶれ補正群は2つの単レンズにより構成され、少なくとも1つの単レンズはプラスチックレンズによって構成されている。
手ぶれ補正群は正の屈折力を有している。手ぶれ補正群を構成する2つの単レンズは、物体側から順に正レンズ、および負レンズであり、負レンズはプラスチックレンズによって構成されていることが好ましい。この場合、手ぶれ補正群の正レンズはガラスレンズによって構成され、以下の条件式を満足することが好ましい。
νip−νin>32 ……(1)
ρip<3 ……(2)
ただし、νipは手ぶれ補正群の正レンズのd線に対するアッベ数、νinは手ぶれ補正群の負レンズのd線に対するアッベ数、ρipは手ぶれ補正群の正レンズの比重(g/cm3)とする。
νip−νin>32 ……(1)
ρip<3 ……(2)
ただし、νipは手ぶれ補正群の正レンズのd線に対するアッベ数、νinは手ぶれ補正群の負レンズのd線に対するアッベ数、ρipは手ぶれ補正群の正レンズの比重(g/cm3)とする。
また、手ぶれ補正群の負レンズは、以下の条件式を満足することが好ましい。
0.45<|fin|/fT<1.1 ……(3)
ただし、finは手ぶれ補正群の負レンズの焦点距離、fTは望遠端における全系の焦点距離とする。
0.45<|fin|/fT<1.1 ……(3)
ただし、finは手ぶれ補正群の負レンズの焦点距離、fTは望遠端における全系の焦点距離とする。
図1および図2の構成例では、第3レンズ群3Gが物体側から順に、第1の部分レンズ群3a、第2の部分レンズ群3b、および第3の部分レンズ群3cで構成され、そのうち第2の部分レンズ群3bが手ぶれ補正群とされている。図1および図2の構成例では、第1の部分レンズ群3aが1枚のレンズL31で構成され、第2の部分レンズ群3bが2枚のレンズL32,L33で構成されている。第3の部分レンズ群3cは図1の構成例では2枚のレンズL34,L35で構成され、図2の構成例では1枚のレンズL34で構成されている。図1および図2の構成例では第2の部分レンズ群3bを構成する2枚のレンズL32,L33のうち、物体側のレンズL32がガラスレンズからなる正レンズであり、像側のレンズL33がプラスチックレンズからなる負レンズとされている。
図1および図2の構成例のように第3レンズ群3Gが3つの部分レンズ群で構成され、そのうち第2の部分レンズ群3bが手ぶれ補正群とされている場合、第3レンズ群3Gは正の屈折力を有するプラスチックレンズを有し、以下の条件式を満足することが好ましい。例えば第1の部分レンズ群3aを構成するレンズL31が正の屈折力を有するプラスチックレンズであることが好ましい。
0.5<f3p/fT<1 ……(4)
ただし、f3pは第3レンズ群3Gの正のプラスチックレンズの焦点距離、fTは望遠端における全系の焦点距離とする。
0.5<f3p/fT<1 ……(4)
ただし、f3pは第3レンズ群3Gの正のプラスチックレンズの焦点距離、fTは望遠端における全系の焦点距離とする。
図3の構成例では、第3レンズ群3Gが物体側から順に、第1の部分レンズ群3a、および第2の部分レンズ群3bで構成され、そのうち第1の部分レンズ群3aが手ぶれ補正群とされている。図3の構成例では、第1の部分レンズ群3aが2枚のレンズL31,L32で構成され、第2の部分レンズ群3bが2枚のレンズL33,L34で構成されている。図3の構成例では第1の部分レンズ群3aを構成する2枚のレンズL31,L32のうち、物体側のレンズL31がガラスレンズからなる正レンズであり、像側のレンズL32がプラスチックレンズからなる負レンズとされている。
次に、以上のように構成されたズームレンズの作用および効果を説明する。
このズームレンズでは、第3レンズ群3Gが少なくとも2つの部分レンズ群を有し、1つの部分レンズ群が手ぶれ補正群とされる。その手ぶれ補正群が2つの単レンズにより構成され、少なくとも1つの単レンズがプラスチックレンズによって構成されることで、手ぶれ補正群が3枚のレンズで構成されている場合や、手ぶれ補正群が2枚以上のガラスレンズを含む場合に比べて、手ぶれ補正群が軽量となる。これにより、防振駆動系への負担を小さくしつつ、低コスト化が可能となる。プラスチックレンズは、射出成形により製造されることで、非球面化が容易でありながら大量生産時の低コスト化が可能である。また一般には、比重が0.9〜1.3g/cm3であり、光学ガラスの比重2.3〜5.6g/cm3に比べて大幅に小さい点が特長である。
このズームレンズでは、第3レンズ群3Gが少なくとも2つの部分レンズ群を有し、1つの部分レンズ群が手ぶれ補正群とされる。その手ぶれ補正群が2つの単レンズにより構成され、少なくとも1つの単レンズがプラスチックレンズによって構成されることで、手ぶれ補正群が3枚のレンズで構成されている場合や、手ぶれ補正群が2枚以上のガラスレンズを含む場合に比べて、手ぶれ補正群が軽量となる。これにより、防振駆動系への負担を小さくしつつ、低コスト化が可能となる。プラスチックレンズは、射出成形により製造されることで、非球面化が容易でありながら大量生産時の低コスト化が可能である。また一般には、比重が0.9〜1.3g/cm3であり、光学ガラスの比重2.3〜5.6g/cm3に比べて大幅に小さい点が特長である。
また、手ぶれ補正群が2つの単レンズにより構成されていることで、手ぶれ補正群が1枚のレンズのみで構成されている場合に比べて、防振時の偏心による色収差の発生を抑制することができ、大きな手ぶれが発生した場合でも良好な光学性能が得られる。
このズームレンズでは、第1レンズ群1Gおよび第3レンズ群3Gは変倍時および合焦時に固定とされ、第2レンズ群2Gが変倍時に移動し、第4レンズ群4Gが変倍時および合焦時に移動する。これにより、変倍または合焦のための移動群が2つのみとなって構造上単純になり、特に動画の撮影時において変倍または合焦における像ゆれが発生しにくくなる。
このズームレンズでは、手ぶれ補正群を正の屈折力とし、手ぶれ補正群の2つの単レンズを、物体側から順に正レンズおよび負レンズとし、その負レンズをプラスチックレンズによって構成することで、手ぶれ補正群がいわゆる望遠タイプの構成となり、コンパクトでありながら防振時の偏心による色収差を補正することができるとともに、低コスト化が可能となる。また、手ぶれ補正群の正レンズよりも負レンズの方が屈折力の絶対値が小さくなるため、温度変化に伴うプラスチックレンズの屈折力変化を小さくでき、温度変化時にピント移動が発生しにくくなる。さらに、手ぶれ補正群の正レンズをガラスレンズによって構成することで、温度変化に伴う屈折力変化を気にすることなく、手ぶれ補正をするために十分な正の屈折力を得ることが可能となる。
このズームレンズでは、第3レンズ群3Gを3つの部分レンズ群により構成し、そのうち物体側から2番目の部分レンズ群を手ぶれ補正群とすることで、第3レンズ群3G内の各群の屈折力配分が調整されて手ぶれ補正群が最適な屈折力とされ、防振時における手ぶれ補正群の移動量が適切となる。さらに、第3レンズ群3Gが1つの正の屈折力を有するプラスチックレンズを有することで、第3レンズ群3G内に非球面を有して良好な光学性能を得ながらも、低コスト化が可能となる。また、手ぶれ補正群の負のプラスチックレンズと合わせて、第3レンズ群3G内に正と負の2枚のプラスチックレンズを有することになり、温度変化に伴うプラスチックレンズの屈折力変化が正と負でキャンセルされるため、温度変化時にピント移動が発生しにくくなる。
上記条件式(1)は、手ぶれ補正群を構成する正レンズおよび負レンズのd線に対するアッベ数を規定するものである。条件式(1)の下限を越えると、手ぶれ補正群内における色収差が補正不足となり、光軸とほぼ垂直な方向に移動させたときに偏心による色収差が発生し、性能劣化が大きくなってしまう。
上記条件式(2)は、手ぶれ補正群の正レンズの比重を規定し、手ぶれ補正群の重量を小さくするためのものである。条件式(2)の上限を越えると、手ぶれ補正群全体の重量が大きくなり、防振駆動系への負担が大きくなってしまう。
より高い効果を得るために、条件式(2)の数値範囲は、
ρip<2.8 ……(2’)
であることが望ましい。
より高い効果を得るために、条件式(2)の数値範囲は、
ρip<2.8 ……(2’)
であることが望ましい。
上記条件式(3)は、手ぶれ補正群の負レンズの屈折力を規定するものである。条件式(3)の下限を越えると、手ぶれ補正群の負レンズの屈折力が強くなり過ぎて、温度変化に伴う屈折力変化を抑えられなくなり、温度変化時に大きなピント移動が発生してしまう。一方、条件式(3)の上限を越えると、手ぶれ補正群の負レンズの屈折力が弱くなり過ぎて、手ぶれ補正群内における色収差が補正不足となり、光軸とほぼ垂直な方向に移動させたときに偏心による色収差が発生し、性能劣化が大きくなってしまう。
より高い効果を得るために、条件式(3)の数値範囲は、
0.5<|fin|/fT<0.95 ……(3’)
であることが望ましい。
より高い効果を得るために、条件式(3)の数値範囲は、
0.5<|fin|/fT<0.95 ……(3’)
であることが望ましい。
上記条件式(4)は、第3レンズ群3Gの正のプラスチックレンズの屈折力を規定するものである。条件式(4)の下限を越えると、第3レンズ群3Gの正のプラスチックレンズの屈折力が強くなり過ぎて、温度変化に伴う屈折力変化を抑えられなくなり、温度変化時に大きなピント移動が発生してしまう。一方、条件式(4)の上限を越えると、第3レンズ群3Gの正のプラスチックレンズの屈折力が弱くなり過ぎて、光学系の全長短縮化が困難になってしまう。
より高い効果を得るために、条件式(4)の数値範囲は、
0.55<f3p/fT<0.85 ……(4’)
であることが望ましい。
より高い効果を得るために、条件式(4)の数値範囲は、
0.55<f3p/fT<0.85 ……(4’)
であることが望ましい。
以上説明したように、本実施の形態に係るズームレンズによれば、少なくとも2つの部分レンズ群を有する第3レンズ群3G内の1つの部分レンズ群を手ぶれ補正群とし、その手ぶれ補正群を2つの単レンズにより構成し、少なくとも1つの単レンズをプラスチックレンズによって構成するようにしたので、手ぶれ補正群を軽量化し、防振駆動系への負担を小さくしつつ、低コスト化が可能となる。かつ、大きな手ぶれが発生した場合でも良好な光学性能を得ることができる。また、本実施の形態に係るズームレンズを搭載した撮像装置によれば、防振駆動が容易となり、かつ、撮像レンズの振動に伴う撮影画像のブレを光学的に補正して振動時にも良好な画像を得ることができる。
次に、本実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、複数の数値実施例を部分的にまとめて説明する。
[実施例1]
[表1]〜[表3]は、図1に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。特に[表1]にはその基本的なレンズデータを示し、[表2]および[表3]にはその他のデータを示す。[表1]に示したレンズデータにおける面番号Siの欄には、実施例1に係るズームレンズについて、最も物体側の構成要素の面を1番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したi番目の面の番号を示している。曲率半径Riの欄には、図1において付した符号Riに対応させて、物体側からi番目の面の曲率半径の値(mm)を示す。面間隔Diの欄についても、同様に物体側からi番目の面Siとi+1番目の面Si+1との光軸上の間隔(mm)を示す。Ndjの欄には、物体側からj番目の光学要素のd線(587.6nm)に対する屈折率の値を示す。νdjの欄には、物体側からj番目の光学要素のd線に対するアッベ数の値を示す。[表1]にはまた、諸データとして、広角端、中間および望遠端における全系の近軸焦点距離f(mm)、画角(2ω)およびFナンバー(FNO.)の値についても示す。
[表1]〜[表3]は、図1に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを示している。特に[表1]にはその基本的なレンズデータを示し、[表2]および[表3]にはその他のデータを示す。[表1]に示したレンズデータにおける面番号Siの欄には、実施例1に係るズームレンズについて、最も物体側の構成要素の面を1番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したi番目の面の番号を示している。曲率半径Riの欄には、図1において付した符号Riに対応させて、物体側からi番目の面の曲率半径の値(mm)を示す。面間隔Diの欄についても、同様に物体側からi番目の面Siとi+1番目の面Si+1との光軸上の間隔(mm)を示す。Ndjの欄には、物体側からj番目の光学要素のd線(587.6nm)に対する屈折率の値を示す。νdjの欄には、物体側からj番目の光学要素のd線に対するアッベ数の値を示す。[表1]にはまた、諸データとして、広角端、中間および望遠端における全系の近軸焦点距離f(mm)、画角(2ω)およびFナンバー(FNO.)の値についても示す。
実施例1に係るズームレンズは、変倍に伴って第2レンズ群2G、および第4レンズ群4Gが光軸上を移動するため、それらの各移動群の前後の面間隔D5,D12,D22,D26の値は可変となっている。[表2]には、これらの面間隔D5,D12,D22,D26の変倍時のデータとして、広角端、中間および望遠端における値を示す。
[表1]のレンズデータにおいて、面番号の左側に付された記号「*」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。実施例1に係るズームレンズは、第3レンズ群3G内のレンズL31の物体側の面S14およびレンズL33の物体側の面S18と、第4レンズ群4G内のレンズL42の両面S25,S26とが非球面形状となっている。[表1]の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径の数値を示している。
[表3]には実施例1に係るズームレンズにおける非球面データを示す。非球面データとして示した数値において、記号“E”は、その次に続く数値が10を底とした“べき指数”であることを示し、その10を底とした指数関数で表される数値が“E”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「1.0E−02」であれば、「1.0×10-2」であることを示す。
実施例1に係るズームレンズの非球面データとしては、以下の式(A)によって表される非球面形状の式における各係数An,Kの値を記す。Zは、より詳しくは、光軸から高さhの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面(光軸に垂直な平面)に下ろした垂線の長さ(mm)を示す。
Z=C・h2/{1+(1−K・C2・h2)1/2}+ΣAn・hn ……(A)
(n=3以上の整数)
ただし、
Z:光軸方向の面の深さ(mm)
h:光軸からレンズ面までの距離(高さ)(mm)、h≧0
K:離心率
C:近軸曲率=1/R
(R:近軸曲率半径)
An:第n次の非球面係数
Z=C・h2/{1+(1−K・C2・h2)1/2}+ΣAn・hn ……(A)
(n=3以上の整数)
ただし、
Z:光軸方向の面の深さ(mm)
h:光軸からレンズ面までの距離(高さ)(mm)、h≧0
K:離心率
C:近軸曲率=1/R
(R:近軸曲率半径)
An:第n次の非球面係数
実施例1に係るズームレンズは、非球面係数AnとしてA3〜A12までの次数を適宜有効に用いて表されている。
[数値実施例2〜3]
以上の実施例1に係るズームレンズと同様にして、図2に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例2として、[表4]〜[表6]に示す。また同様にして、図3に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例3として、[表7]〜[表9]に示す。
以上の実施例1に係るズームレンズと同様にして、図2に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例2として、[表4]〜[表6]に示す。また同様にして、図3に示したズームレンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例3として、[表7]〜[表9]に示す。
なお、実施例2に係るズームレンズは、第3レンズ群3G内のレンズL31の物体側の面S14およびレンズL33の物体側の面S18と、第4レンズ群4G内のレンズL42の両面S24,S25とが非球面形状となっている。実施例3に係るズームレンズは、第3レンズ群3G内のレンズL31の物体側の面S14およびレンズL32の像側の面S17と、第4レンズ群4G内のレンズL41の両面S21,S22とが非球面形状となっている。
[表10]には、望遠端において0.3°手ぶれしたときの補正レンズ群の移動量(平行偏心シフト量)を、各実施例についてまとめたものを示す。[表11]には、上述の各条件式に関する値を、各実施例についてまとめたものを示す。なお、上記条件式(2)に関して、手ぶれ補正群の正レンズとしては、実施例1ではHOYA株式会社製のガラス材料BSC7を、実施例2では株式会社オハラ製のガラス材料S−FSL5を、実施例3では株式会社 住田光学ガラス製のガラス材料K−PMK30を用いている。
図4(A)〜(D)はそれぞれ、実施例1に係るズームレンズにおける広角端(無限遠合焦時)での球面収差、非点収差、ディストーション(歪曲収差)および倍率色収差を示している。図5(A)〜(D)は中間域(無限遠合焦時)における同様の各収差を示し、図6(A)〜(D)は、望遠端(無限遠合焦時)における同様の各収差を示している。各収差図には、d線(587.6nm)を基準波長とした収差を示す。球面収差図および倍率色収差図には、C線(波長656.27nm)およびF線(波長486.13nm)についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。FNO.はF値、ωは半画角を示す。さらに、図7には、実施例1に係るズームレンズの望遠端におけるタンジェンシャル方向の横収差を示す。特に図7(A)〜(C)は通常時での横収差を示し、図7(D)〜(F)は0.3°の手ぶれ補正時の横収差を示す。
同様に、実施例2に係るズームレンズについての諸収差を図8(A)〜(D)(広角端)、図9(A)〜(D)(中間域)および図10(A)〜(D)(望遠端)と図11(A)〜(F)とに示す。同様にして、実施例3に係るズームレンズについての諸収差を図12〜図14の(A)〜(D)と図15(A)〜(F)とに示す。
以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、手ぶれ補正群が軽量化され、また、手ぶれが発生した場合でも良好な光学性能が得られている。
なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
DG…光学部材、1G…第1レンズ群、2G…第2レンズ群、3G…第3レンズ群、3a…第1の部分レンズ群、3b…第2の部分レンズ群、3c…第3の部分レンズ群、4G…第4レンズ群、St…開口絞り、Ri…物体側から第i番目のレンズ面の曲率半径、Di…物体側から第i番目と第i+1番目のレンズ面との面間隔、Z1…光軸。
Claims (8)
- 物体側から順に、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、正の屈折力を有する第4レンズ群とを備え、各レンズ群の間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズであって、
前記第3レンズ群は少なくとも2つの部分レンズ群を有し、前記部分レンズ群のうちの1つを手ぶれ補正群として、光軸に垂直な方向に移動させることにより手ぶれ補正を行い、
前記手ぶれ補正群は2つの単レンズにより構成され、少なくとも1つの単レンズはプラスチックレンズによって構成されている
ことを特徴とするズームレンズ。 - 前記第1レンズ群および前記第3レンズ群は変倍時および合焦時に固定とされ、前記第2レンズ群は変倍時に光軸に沿って移動し、前記第4レンズ群は変倍時および合焦時に光軸に沿って移動するようになされている
ことを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。 - 前記手ぶれ補正群は正の屈折力を有し、前記2つの単レンズは、物体側から順に正レンズ、および負レンズであり、前記負レンズはプラスチックレンズによって構成されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。 - 前記手ぶれ補正群の正レンズはガラスレンズによって構成され、以下の条件式を満足するようになされている
ことを特徴とする請求項3に記載のズームレンズ。
νip−νin>32 ……(1)
ρip<3 ……(2)
ただし、
νip:手ぶれ補正群の正レンズのd線に対するアッベ数
νin:手ぶれ補正群の負レンズのd線に対するアッベ数
ρip:手ぶれ補正群の正レンズの比重(g/cm3)
とする。 - 前記手ぶれ補正群の負レンズは、以下の条件式を満足するものである
ことを特徴とする請求項3または4に記載のズームレンズ。
0.45<|fin|/fT<1.1 ……(3)
ただし、
fin:手ぶれ補正群の負レンズの焦点距離
fT:望遠端における全系の焦点距離
とする。 - 前記第3レンズ群は3つの部分レンズ群により構成され、前記部分レンズ群のうち物体側から2番目の部分レンズ群が前記手ぶれ補正群とされている
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のズームレンズ。 - 前記第3レンズ群は正の屈折力を有するプラスチックレンズを有し、以下の条件式を満足するようになされている
ことを特徴とする請求項6に記載のズームレンズ。
0.5<f3p/fT<1 ……(4)
ただし、
f3p:第3レンズ群の正のプラスチックレンズの焦点距離
fT:望遠端における全系の焦点距離
とする。 - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載のズームレンズと、
前記ズームレンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
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