JP2011158630A - 防振ズームレンズ光学系 - Google Patents

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Abstract

【課題】防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能であり、さらに、ズームレンズ群が4群であり、鏡筒機構を複雑化せず、また、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能な防振ズームレンズ光学系を提供すること。
【解決手段】物体側より順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群、負の屈折力を持つ第2レンズ群、正の屈折力を持つ第3レンズ群、正の屈折力を持つ第4レンズ群で構成し、前記第4レンズ群は、物体側から順に、第41レンズ群と、負の屈折力を持つ第42レンズ群と、第43レンズ群からなり、前記第42レンズ群を光軸と直交する方向へ移動させることで像面上の像ぶれ補正を行うことを特徴とする防振ズームレンズ光学系。
【選択図】図1

Description

フィルムまたは固体撮像素子を用いる一眼レフカメラ用の防振ズームレンズ光学系に関する。
従来、防振機能を有し、4倍程度のズーム比を有するズームレンズとして、以下のものが提案されている。
正、負、正、正、負の5群ズームレンズ、あるいは、正、負、正、負、正、負の6群ズームレンズにあり、負の第二レンズ群を防振補正のために移動させる構成である(例えば、特許文献1参照)。
ズーム比4.1で、正、負、負、正、負の5群ズームレンズであって、正の第4レンズ群の一部のレンズ群を防振補正のために移動させる構成である(例えば、特許文献2参照)。
ズーム比3.5で、正、負、正の3群ズームであって、正の第3レンズ群の一部のレンズ群を防振補正のために移動させる構成である(例えば、特許文献3参照)
特開平8−62451号 特開平10−133144号 特開2007−206542号
特許文献1及び2の実施形態は、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が25mm以上と大きく、防振機構の大型化を招き、ズームレンズの小型化が困難であるという問題がある。また、ズームレンズ群が5群以上であるため、ズーム機構が複雑化するという問題がある。
特許文献3における実施形態は、正の第3レンズ群を物体側から正の第31レンズ群、負の第32レンズ群、第33レンズ群に分けて、第32レンズ群のみを光軸と直交方向に移動させることにより防振補正を行っているが、第3レンズ群に付随する絞りユニットと防振ユニットの位置が近いため、絞りを駆動させる部品と防振機構の部品が干渉し合い、鏡筒構造が複雑化するという問題がある。
(発明の目的)
本発明は、従来の防振機能を有し4倍程度のズーム比を有するズームレンズの上述した問題に鑑みてなされたものであって、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能であり、さらに、ズームレンズ群が4群であり、鏡筒機構を複雑化することを要しない防振ズームレンズ光学系を提供することを目的とする。
本発明はまた、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能な防振ズームレンズ光学系を提供することを目的とする。
本発明の防振ズームレンズ光学系は、物体側より順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群、負の屈折力を持つ第2レンズ群、正の屈折力を持つ第3レンズ群、正の屈折力を持つ第4レンズ群で構成し、
前記第4レンズ群は、物体側から順に、第41レンズ群と、負の屈折力を持つ第42レンズ群と、第43レンズ群からなり、前記第42レンズ群を光軸と直交する方向へ移動させることで像面上の像ぶれ補正を行うことを特徴とする防振付きズームレンズである。
本発明の防振ズームレンズ光学系は、優れた収差補正が可能なことに加えて、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能であり、さらに、ズームレンズ群が4群であり、鏡筒機構を複雑化することを要しないという効果を有する。
本発明の防振ズームレンズ光学系は、また、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であるという効果を有する。
[発明の実施態様]
本発明の実施態様は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
(1)1.1< d41 / d42 < 4.5
(2)0 < f4
但し、d41は前記第41レンズ群と前記第42レンズ群との空気間隔
d42は前記第42レンズ群と前記第43レンズ群との空気間隔
f4は第4レンズ群の焦点距離
この実施態様によれば、上述したように優れた収差補正が可能なこと、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能なこと、ズームレンズ群が4群であり、機構を複雑化することを要しないこと、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であること等の効果の実効を高めることができる。
条件式(1)は、第4レンズ群内における第42レンズ群の適切な配置を規定する。条件式(1)の上限値を超えると、ズームレンズ全長が大型化するとともに、絞りと第42レンズ群が大きく離れるため、球面収差とコマ収差の補正が困難となる。条件式(1)に下限値を超えると、第42レンズ群の有効径が大きくなるため、防振機構の大型化を招くと共に、球面収差と軸上色収差の補正が困難となる。
条件式(2)は、防振補正を行うレンズ群を含む第4レンズ群の焦点距離が正であることを規定する。第4レンズ群を正の屈折力とし、第41レンズ群を正の屈折力、第42レンズ群を負の屈折力とすることで、第42レンズ群の有効径を第1レンズ群から第41レンズ群の有効径に比べて小型にすることができるため、防振機構の小型化を実現でき、ズームレンズ全体の小型化に有利となる。
さらに、第4レンズ群内に防振補正の第42レンズ群を構成したため、第3レンズ群の前方にある絞りからの距離が長くなるため、絞りを構成するユニット、例えば、絞り駆動用モーターの配置と、防振ユニットの配置に自由度が生まれる。また、このような構成とすることで、第42レンズ群を光軸と直交方向に移動させたときのコマ収差などの結像性能の劣化を小さくすることができる。
本発明の他の実施態様は、前記第41レンズ群は正の屈折力を持つことを特徴とする。
この実施態様によれば、上述したように優れた収差補正が可能なこと、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能なこと、ズームレンズ群が4群であり、機構を複雑化することを要しないこと、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であること等の効果の実効を高めることができる。
この実施態様によればさらに、コマ収差、特に防振時のコマ収差変動を小さく抑えることができるという効果を得ることができる。
本発明の他の実施態様は、前記第4レンズ群のうち、第41レンズ群において、負レンズと接合させた正レンズを含む2枚以上の正レンズによる構成とすることを特徴とする。
この実施態様によれば、上述したように優れた収差補正が可能なこと、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能なこと、ズームレンズ群が4群であり、機構を複雑化することを要しないこと、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であること等の効果の実効を高めることができる。
この実施態様によればさらに、倍率色収差を小さくできるという効果を得ることができる。
本発明の他の実施態様は、前記第1レンズ群において、少なくとも1枚の正レンズのアッベ数は80以上である。
この実施態様によれば、上述したように優れた収差補正が可能なこと、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能なこと、ズームレンズ群が4群であり、機構を複雑化することを要しないこと、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であること等の効果の実効を高めることができる。
この実施態様によればさらに、望遠側の色収差を小さくするという効果を得ることができる。すなわち、少なくとも1枚の正レンズのアッベ数が80未満であると、望遠側軸上色収差、倍率色収差が大きくなり、色ずれとなって表れるという問題が発生する。
本発明の他の実施態様は、以下の条件を満足することを特徴とする。
(3)−0.5 < f42 / f43 < 0.2
(4)−1.0 < f4 / f43 < 4.0
但し、f4は前記第4レンズ群の焦点距離
f42は前記第42レンズ群の焦点距離
f43は前記第43レンズ群の焦点距離
この実施態様によれば、上述したように優れた収差補正が可能なこと、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能なこと、ズームレンズ群が4群であり、機構を複雑化することを要しないこと、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であること等の効果の実効を高めることができる。
この実施態様によれば、上述したように優れた収差補正が可能なこと、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能なこと、ズームレンズ群が4群であり、機構を複雑化することを要しないこと、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であること等の効果の実効を高めることができる。
条件式(3)は第42レンズ群の焦点距離の適切な範囲を規定する。条件式(3)の上限値を超えると第42レンズ群の負の屈折力が大きくなり、ぶれ補正の際の第42レンズ群の移動量に対する像面上での像移動量の比が大きくなるため、ぶれ補正の際の第42レンズ群の移動誤差の許容量が小さくなり、第42レンズの移動制御が困難となる。また、ぶれ補正の際のコマ収差補正が困難となる。条件式(3)の下限値を超えると第42レンズ群の負の屈折力が小さくなり、ぶれ補正の際の第42レンズの移動量に対する像面上での像移動量の比が小さくなるため、ぶれ補正に要する第42レンズの移動量が大きくなるため、ぶれ補正機構が大型化する。また、ぶれ補正の際のコマ収差補正が困難となる。
条件式(4)は、第43レンズ群の焦点距離の適切な範囲を規定する。条件式(4)の上限値を超えると第43レンズ群の正の屈折力が大きくなり、ズームレンズ全長が大型化する、また、歪曲収差の補正も困難となる。条件式(4)の下限値を超えると第43レンズ群の屈折力が小さくなり、球面収差が負に過大になり収差の補正が困難となる。
本発明の他の実施態様は、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が、広角端から望遠端への変倍により広がり、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が狭まり、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群が異なる移動量で物体側へ移動することを特徴とする。
この実施態様によれば、上述したように優れた収差補正が可能なこと、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能なこと、ズームレンズ群が4群であり、機構を複雑化することを要しないこと、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であること等の効果の実効を高めることができる。
本発明の実施形態1の防振ズームレンズ光学系の断面図である。 本発明の実施形態1における各レンズ群のズーム移動を示す説明図である。 本発明の実施形態1における広角端の球面収差、非点収差、歪曲収差の収差図である。 本発明の実施形態1における広角端のコマ収差の収差図である。 本発明の実施形態1における中間域の球面収差、非点収差、歪曲収差の収差図である。 本発明の実施形態1における中間域のコマ収差図である。 本発明の実施形態1における望遠端の球面収差、非点収差、歪曲収差の収差図である。 本発明の実施形態1における望遠端のコマ収差図である。 本発明の実施形態1における広角端のコマ収差図(プラス側シフト)である。 本発明の実施形態1における望遠端のコマ収差図(プラス側シフト)である。 本発明の実施形態1における望遠端のコマ収差図(マイナス側シフト)である。 本発明の実施形態2の防振ズームレンズ光学系における広角端のレンズ断面図である。 本発明の実施形態2における各レンズ群のズーム移動を示す説明図である。 本発明の実施形態2における広角端の球面収差、非点収差、歪曲収差の収差図である。 本発明の実施形態2における広角端のコマ収差図である。 本発明の実施形態2における中間域の球面収差、非点収差、歪曲収差の収差図である。 本発明の実施形態2における中間域のコマ収差図である。 本発明の実施形態2における望遠端の球面収差、非点収差、歪曲収差の収差図である。 本発明の実施形態2における望遠端のコマ収差図である。 本発明の実施形態2における広角端のコマ収差図(プラス側シフト)である。 本発明の実施形態2における望遠端のコマ収差図(プラス側シフト)である。 本発明の実施形態2における望遠端のコマ収差図(マイナス側シフト)である。
前記添付収差図に関し、球面収差グラフにおいて、縦軸は入射瞳高さの比を表す。
1はd線(587.56nm)における収差である。
2はg線(435.83nm)における収差である。
非点収差図において、
縦軸(IMG HT)は像高を表す。
実線 球欠方向
点線 子午方向
を表す。
歪曲収差図において、
縦軸(IMG HT)は像高を表す。
コマ収差収差図において、
横軸 入射瞳高さ
実線 d線(587.56nm)における収差
点線 g線(435.83nm)における収差
を表す。
以下に本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
第1実施形態の防振ズームレンズ光学系は、第1レンズ1,第2レンズ2,第3レンズ3からなる第1レンズ群I、第4レンズ4,第5レンズ5,第6レンズ6からなる第2レンズ群II、絞り7、第8レンズ8,第9レンズ9,第10レンズ10からなる第3レンズ群III、第11レンズ11、第12レンズ12,第13レンズ13、第14レンズ14、第15レンズ15,第16レンズ16、第17レンズ17、第18レンズ18からなる第4レンズ群IVを備える。
第1実施形態の防振ズームレンズ光学系の光学データは、以下のとおりである。
Figure 2011158630

Figure 2011158630
(第2実施形態)
第2実施形態の防振ズームレンズ光学系は、第1レンズ1,第2レンズ2,第3レンズ3からなる第1レンズ群I、第4レンズ4,第5レンズ5,第6レンズ6からなる第2レンズ群II、絞り7、第8レンズ8,第9レンズ9,第10レンズ10からなる第3レンズ群III、第11レンズ11、第12レンズ12,第13レンズ13、第14レンズ14、第15レンズ15,第16レンズ16、第17レンズ17、第18レンズ18からなる第4レンズ群IVを備える。
第2実施形態の防振ズームレンズ光学系の光学データは、以下のとおりである。
Figure 2011158630

Figure 2011158630
I〜IV 第1レンズ群〜第4レンズ群
1〜18 第1レンズ〜第18レンズ
7 絞り
101〜118 第1レンズ〜第18レンズ
108 絞り

Claims (7)

  1. 物体側より順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群、負の屈折力を持つ第2レンズ群、正の屈折力を持つ第3レンズ群、正の屈折力を持つ第4レンズ群で構成し、
    前記第4レンズ群は、物体側から順に、第41レンズ群と、負の屈折力を持つ第42レンズ群と、第43レンズ群からなり、前記第42レンズ群を光軸と直交する方向へ移動させることで像面上の像ぶれ補正を行うことを特徴とする防振ズームレンズ光学系。
  2. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の防振ズームレンズ光学系。
    (1) 1.1< d41 / d42 < 4.5
    (2) 0 < f4
    但し、d41は前記第41レンズ群と前記第42レンズ群との空気間隔
    d42は前記第42レンズ群と前記第43レンズ群との空気間隔
    f4は第4レンズ群の焦点距離
  3. さらに、前記第41レンズ群は正の屈折力を持つことを特徴とする請求項1又は2に記載の防振ズームレンズ光学系。
  4. 前記第4レンズ群のうち、第41レンズ群において、負レンズと接合させた正レンズを含む2枚以上の正レンズによる構成とすることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の防振ズームレンズ光学系。
  5. 前記第1レンズ群において、少なくとも1枚の正レンズのアッベ数は80以上であることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の防振ズームレンズ光学系。
  6. 以下の条件を満足することを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の防振ズームレンズ光学系。
    (3)−0.5 < f42 / f43 < 0.2
    (4)−1.0 < f4 / f43 < 4.0
    但し、f4は前記第4レンズ群の焦点距離
    f42は前記第42レンズ群の焦点距離
    f43は前記第43レンズ群の焦点距離
  7. 前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が、広角端から望遠端への変倍により広がり、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が狭まり、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群が異なる移動量で物体側へ移動することを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の防振ズームレンズ光学系。
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