JP2014066944A - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】高倍率化を図った光学系や大型センサーを搭載したズームレンズにおいても、全ズームレンジにおいて最短撮影可能距離を大幅に短縮することが可能なマクロ撮影モードを実現する。
【解決手段】ズームレンズは、光軸方向に独立して移動可能な第1および第2のレンズ群を光学系内に有する。最短撮影可能距離の異なる2つのモードの切替えの前後において、第1および第2のレンズ群のうちフォーカシングを担うレンズ群が変わり、または、第1および第2のレンズ群間の相対位置が変わる。
【選択図】図1

Description

本技術は、ズームレンズに関する。詳しくは、最短撮影可能距離を十分に短くすることが可能なデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ等に適したズームレンズ、および、そのズームレンズを使用した撮像装置に関する。
近年、デジタルスチルカメラの市場は非常に大きなものとなっており、ユーザのデジタルスチルカメラに対する要望も多岐に亘っている。高画質化や小型化は言うまでもなく、さらに近年では撮影レンズの高倍率化やF値の明るさ、より近距離の被写体撮影が可能なマクロ仕様への要望も非常に大きくなってきている。一般に、小型化および高倍率化を図ったズームレンズにおいては、フォーカシングのために移動するレンズ群を1つだけ設定し、そのフォーカスレンズ群を光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うタイプのものが多く採用されている。特に、合焦の速さやアクチュエータの負荷低減、さらにはフォーカスユニットの小型化が要求されるズームレンズの場合、駆動するレンズ群の重量を軽量化する必要がある。そのため、比較的フォーカスレンズの小型化および軽量化を行いやすい、いわゆるインナーフォーカスタイプや、リアフォーカスタイプの光学系がよく知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2006−301474号公報
上述のようなフォーカスタイプの光学系の場合、可動レンズ群が光学系の内部に配置されているため、光軸方向の可動ストロークに制限が生じ、最短撮影距離を短縮することが困難となる。特に、実焦点距離が長いことから光学系の像倍率が大きくなりやすいズームレンズの望遠側や、大型センサー搭載の光学系の場合、遠景から近接被写体への合焦時に必要なフォーカスレンズ移動量が大きくなるため、この傾向が極めて顕著になる。また、従来のマクロ撮影モードにおいては、望遠端の状態や特定の焦点距離または特定の画角において近接撮影を行うように想定されており、ズームレンジを広げることが困難であった。
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、高倍率化を図った光学系や大型センサーを搭載したズームレンズにおいても、全ズームレンジにおいて最短撮影可能距離を大幅に短縮することが可能なマクロ撮影モードを実現することを目的とする。なお、ここでは大型センサーとして、例えば、1/1.7型、2/3型、1.0型、APS、35mm版などを想定する。
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第1の側面は、光軸方向に独立して移動可能な第1および第2のレンズ群を光学系内に有し、最短撮影可能距離の異なる2つのモードの切替えの前後において、上記第1および第2のレンズ群のうちフォーカシングを担うレンズ群が変わり、または、上記第1および第2のレンズ群間の相対位置が変わるズームレンズである。これにより、第1および第2のレンズ群の相対位置またはそれらのフォーカシングを担う役割を変えることにより、他のレンズ位置を変更することなく、最短撮影可能距離の異なる2つのモードを切り替えるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記2つのモードのうち最短撮影可能距離が短いモードにおいて、上記第1および第2のレンズ群の何れか一方をズームポジション毎に一定量シフトさせることにより撮影可能距離範囲を近距離側に変化させるようにしてもよい。これにより、簡易な制御により撮影可能距離範囲を近距離側へシフトさせるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記第1および第2のレンズ群のうち少なくとも一方がズーミングの際に独立して移動するようにしてもよい。これにより、第1および第2のレンズ群をズーミングにも寄与させて、ズームレンズとして光学系全体の動きを最適化するという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記第1および第2のレンズ群の双方がフォーカシングの際に移動量を連動させて移動するようにしてもよい。これにより、最短撮影可能距離が短いモードにおいてフローティングフォーカス方式を適用して、フォーカシングの際に発生する像面湾曲収差を補正するという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記第1および第2のレンズ群が光学系の最も像側に順に並んで配置されるように構成してもよい。これにより、第1および第2のレンズ群の構成を簡素化し、小型化および軽量化させるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記第1および第2のレンズ群がそれぞれ1枚のレンズで構成されてもよい。さらに、上記第1および第2のレンズ群のうち少なくとも一方が1枚のプラスティックレンズにより構成されてもよい。これにより、第1および第2のレンズ群を小型化および軽量化させるという作用をもたらす。
また、本技術の第2の側面は、正の屈折力を有する第1ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第2ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第3ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第4ズームレンズ群とを物体側から順に配置することにより構成され、上記第3レンズ群の最も像側に配置された負レンズと上記第4ズームレンズ群を構成する正レンズとが光軸方向に独立して移動可能であり、最短撮影可能距離の異なる2つのモードの切替えの前後において、上記負レンズと上記正レンズのうちフォーカシングを担うレンズが変わり、または、上記上記負レンズと上記正レンズと間の相対位置が変わるズームレンズである。4群構成のズームレンズに適用したものである。
また、本技術の第3の側面は、正の屈折力を有する第1ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第2ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第3ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第4ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第5ズームレンズ群とを物体側から順に配置することにより構成され、上記第4ズームレンズ群を構成する負レンズと上記第5ズームレンズ群を構成する正レンズとが光軸方向に独立して移動可能であり、最短撮影可能距離の異なる2つのモードの切替えの前後において、上記負レンズと上記正レンズのうちフォーカシングを担うレンズが変わり、または、上記上記負レンズと上記正レンズと間の相対位置が変わるズームレンズである。5群構成のズームレンズに適用したものである。
また、本技術の第3の側面は、光軸方向に独立して移動可能な第1および第2のレンズ群を光学系内に有し、最短撮影可能距離の異なる2つのモードの切替えの前後において、上記第1および第2のレンズ群のうちフォーカシングを担うレンズ群が変わり、または、上記第1および第2のレンズ群間の相対位置が変わるズームレンズと、上記ズームレンズにより形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを具備する撮像装置である。これにより、ズームレンズにおける第1および第2のレンズ群の相対位置またはそれらのフォーカシングを担う役割を変えることにより、他のレンズ位置を変更することなく、最短撮影可能距離の異なる2つのモードを切り替えるという作用をもたらす。
また、この第4の側面において、上記2つのモードのうちの一方を選択するための選択部をさらに具備するようにしてもよい。これにより、2つのモードの何れかをユーザ側から選択させるという作用をもたらす。
本技術によれば、高倍率化を図った光学系や大型センサーを搭載したズームレンズにおいても、全ズームレンジにおいて最短撮影可能距離を大幅に短縮することが可能なマクロ撮影モードを実現することができるという優れた効果を奏し得る。
本技術の第1の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第2の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第3の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第4の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第5の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第6の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第7の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第8の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第9の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第10の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第11の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第12の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。 本技術の第1乃至12の実施の形態によるズームレンズを撮像装置100に適用した例を示す図である。
本開示のズームレンズは、光学系内に、例えば、リニアモーターやステッピングモーター等のような駆動機構により構成される2つのフォーカスアクチュエータと、その各々により光軸方向に駆動する2つの可動レンズ群を有する。遠景から近距離物体まで合焦可能な通常撮影モードに加えて、最短撮影可能距離を短縮するためのマクロ撮影モードを有する。通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、2つの可動レンズ群のうちフォーカシングを担うレンズ群が変わり、または、2つの可動レンズ群間の相対位置が変わる。
本開示のズームレンズにおいて、マクロ撮影モードをアクチュエータ駆動により設定するように構成してもよい。これにより、例えば、メカニカルな鏡筒機構を採用した場合よりも、鏡筒構造が簡素になり、また、実使用上のモード切り替えを円滑に行うことが可能になるため、カメラの小型化およびユーザビリティの観点においてメリットがある。
好ましい実施形態としては、マクロ撮影モード選択時に、光学系内に配置された2つの可動レンズ群の1つをアクチュエータによってズームポジション毎に一定量シフトさせて、撮影可能距離範囲を全ズーム域にわたって近距離側に変化させる方法が挙げられる。これにより、光学系のバックフォーカスを非常にシンプルな方法でズームポジション毎に一定量シフトさせることが可能となるため、撮影可能距離範囲を容易に近距離側へシフトすることが可能となり、また、アクチュエータ制御が容易になる。
また、本開示のズームレンズは、以下の条件式(a)および(b)を満たすことが好ましい。
条件式(a): 0.01 < |Dmacro_w|/fw < 0.1
条件式(b): 0.02 < |Dmacro_t|/ft < 0.2
但し、
macro_w:広角端におけるマクロ撮影モード選択時のシフトレンズ移動量
macro_t:望遠端におけるマクロ撮影モード選択時のシフトレンズ移動量
fw:広角端における光学全系の焦点距離
ft:望遠端における光学全系の焦点距離
とする。
本開示のズームレンズは、光学系内の2つの可動レンズ群のうち、少なくとも1つがズーミングの際に独立して移動する。これにより、可動レンズ群をズーミングにも寄与させることが可能となるため、ズームレンズの小型化および高倍率化や、高画質化を図ることが可能となる。また、鏡筒に搭載したアクチュエータが持つ可動ストロークの利用効率を最大限に高めることが可能となる。
最良の実施形態としては、光学系内の2つの可動レンズ群が、フォーカシングの際に移動量を連動させて双方が移動する、フローティングフォーカス方式を採用することが望ましい。これにより、フォーカシングの際に発生する像面湾曲収差を良好に補正することが可能となる。そのため、フォーカシング時に像面湾曲が発生しやすい広角レンズや、実焦点距離が長いズームレンズの望遠側や大型センサー搭載の光学系においても近距離撮影時の画質向上を図ることが可能となる。ここで、大型センサーとしては、例えば、1/1.7型、2/3型、1.0型、APS、35mm版などが想定される。特に、例えば、広角端でF2.8以下、望遠端でF4.0以下のような大口径レンズの場合、焦点深度が非常に浅くなるため、像面湾曲収差の発生は、著しい画質劣化に直結するため、上述のフローティングフォーカス方式は画質の向上に対して特に効果的である。さらに、このような構成にすることによっても、鏡筒に搭載したアクチュエータが持つ可動ストロークの利用効率を最大限に高める効果が得られる。
本開示のズームレンズでは、光学系内の2つの可動レンズ群が、ともにF値決定部材(絞り)よりも像側に配置されており、しかも光学系の最も像側に順に並んで配置される。これにより、F値決定部材よりも物体側に配置されたレンズによりフォーカシングする光学系に比べて、可動レンズ群の構成を簡素にし、小型化および軽量化することが容易になす。また、それを駆動するアクチュエータも同時に小型化させることが可能となるため、結果としてレンズ鏡筒の小型化を図ることが可能となる。
本開示のズームレンズは、光学系内の2つの可動レンズ群が、それぞれ1枚のレンズで構成される。これにより、駆動するレンズ群の小型化および軽量化が実現できるため、アクチュエータへの負荷を低減することが可能となる上、フォーカススピードやフォーカス精度の向上を図ることが可能となる。特に、最良の実施形態としては、光学系内の2つの可動レンズ群のうち少なくとも1つを、1枚のプラスティックレンズで構成するのが好ましい、これにより上述のメリットをより効果的に実現することができる。
本開示のズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第2ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第3ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第4ズームレンズ群とからなる4群構成を有する。この場合、第3レンズ群の最も像側に配置された負レンズと、第4ズームレンズ群を構成している正レンズとが、各々フォーカスアクチュエータにより光軸方向に移動可能な構成を有する。また、他の構成として、物体側から順に、正の屈折力を有する第1ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第2ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第3ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第4ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第5ズームレンズ群とからなる5群構成を有する。この場合、第4ズームレンズ群を構成している負レンズと、第5ズームレンズ群を構成している正レンズとが、各々フォーカスアクチュエータにより光軸方向に移動可能な構成を有する。このようなズーム構成およびフォーカス構成を採用することにより、小型化および高倍率化や十分に明るいF値を達成し、十分短い最短撮影可能距離を実現するズームレンズを得ることが可能となる。
以下、本技術を実施するための形態(以下、実施の形態と称する)について説明する。説明は以下の順序により行う。
1.第1の実施の形態(移動形態例1)
2.第2の実施の形態(移動形態例2)
3.第3の実施の形態(移動形態例3)
4.第4の実施の形態(移動形態例4)
5.第5の実施の形態(移動形態例5)
6.第6の実施の形態(移動形態例6)
7.第7の実施の形態(移動形態例7)
8.第8の実施の形態(数値実施例1)
9.第9の実施の形態(数値実施例2)
10.第10の実施の形態(数値実施例3)
11.第11の実施の形態(数値実施例4)
12.第12の実施の形態(数値実施例5)
13.適用例(撮像装置)
<1.第1の実施の形態>
[レンズ構成]
図1は、本技術の第1の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。このズームレンズは、遠景から近距離物体まで合焦可能な通常撮影モードと、通常撮影モードよりも最短撮影可能距離を短縮するためのマクロ撮影モードとを有する。同図において、左側が通常撮影モードにおける移動形態を示し、右側がマクロ撮影モードにおける移動形態を示す。また、最上側が広角端におけるレンズの配置状態を示し、最下側が望遠端におけるレンズの配置状態を示し、その間の3つが広角端から望遠端まで遷移する様子を示している。以下の第2乃至第7の実施の形態についても同様である。
このズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第1ズームレンズ群GR1と、負の屈折力を有する第2ズームレンズ群GR2と、正の屈折力を有する第3ズームレンズ群GR3と、正の屈折力を有する第4ズームレンズ群GR4とから構成される。
第1ズームレンズ群GR1は、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL11および物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12が接合されてなる接合レンズから構成される。
第2ズームレンズ群GR2は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21と、負レンズL22と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL23とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。
第3ズームレンズ群GR3は、正レンズL31と、正レンズL32および負レンズL33の接合レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL34と、正レンズL35と、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL36とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。
第4ズームレンズ群GR4は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL41から構成される。
[移動形態]
この第1の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1ズームレンズ群GR1が第2ズームレンズ群GR2との間隔を広げるように物体側へ移動する。また、その際、第3ズームレンズ群GR3が第2ズームレンズ群GR2との間隔を縮めるように物体側へ移動する。第2ズームレンズ群GR2は、広角端と望遠端の間のズーミングに際し、像側へ移動した後に物体側へ移動するよう遷移する。また、第4ズームレンズ群GR4は、広角端から望遠端へのズーミングに際し、物体側へ移動した後に像側へ移動するよう遷移する。
このズームレンズでは、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36が光軸に沿って像側方向に移動する。また、第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41は、通常撮影モードからマクロ撮影モードに切替えが行われる際に、光軸に沿って物体側方向に移動(シフト)する。すなわち、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41との間の相対位置が変わるように構成される。換言すると、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36および第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41以外のレンズは、モード切替えの前後においても位置が変わらない。
<2.第2の実施の形態>
[レンズ構成]
図2は、本技術の第2の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。このズームレンズは、基本的なレンズ構成については上述の第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
[移動形態]
この第2の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1ズームレンズ群GR1が第2ズームレンズ群GR2との間隔を広げるように物体側へ移動する。また、その際、第3ズームレンズ群GR3が第2ズームレンズ群GR2との間隔を縮めるように物体側へ移動する。第2ズームレンズ群GR2は、広角端と望遠端の間のズーミングに際し、像側へ移動した後に物体側へ移動するよう遷移する。また、第4ズームレンズ群GR4は、広角端から望遠端へのズーミングに際し、物体側へ移動した後に像側へ移動するよう遷移する。
このズームレンズでは、通常撮影モードにおいては、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36および第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41が移動量を連動させて像側方向に移動する。すなわち、このズームレンズは、フローティングフォーカス方式を採用する。また、第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41は、通常撮影モードからマクロ撮影モードに切替えが行われる際に、光軸に沿って物体側方向に移動(シフト)する。すなわち、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41との間の相対位置が変わるように構成される。また、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41とのうちフォーカシングを担うレンズが変わるように構成される。換言すると、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36および第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41以外のレンズは、モード切替えの前後においても位置が変わらない。
<3.第3の実施の形態>
[レンズ構成]
図3は、本技術の第3の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。このズームレンズは、基本的なレンズ構成については上述の第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
[移動形態]
この第3の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1ズームレンズ群GR1が第2ズームレンズ群GR2との間隔を広げるように物体側へ移動する。また、その際、第3ズームレンズ群GR3が第2ズームレンズ群GR2との間隔を縮めるように物体側へ移動する。第2ズームレンズ群GR2は、広角端と望遠端の間のズーミングに際し、像側へ移動した後に物体側へ移動するよう遷移する。また、第4ズームレンズ群GR4は、広角端から望遠端へのズーミングに際し、物体側へ移動した後に像側へ移動するよう遷移する。
このズームレンズでは、通常撮影モードにおいては、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36が光軸に沿って像側方向に移動する。また、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36は、通常撮影モードからマクロ撮影モードに切替えが行われる際に、光軸に沿って像側方向に移動(シフト)する。そして、マクロ撮影モードにおいては、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に、第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41が光軸に沿って物体側方向に移動する。すなわち、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41とのうちフォーカシングを担うレンズが変わるように構成される。また、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41との間の相対位置が変わるように構成される。換言すると、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36および第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41以外のレンズは、モード切替えの前後においても位置が変わらない。
<4.第4の実施の形態>
[レンズ構成]
図4は、本技術の第4の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。このズームレンズは、基本的なレンズ構成については上述の第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
[移動形態]
この第4の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1ズームレンズ群GR1が第2ズームレンズ群GR2との間隔を広げるように物体側へ移動する。また、その際、第3ズームレンズ群GR3が第2ズームレンズ群GR2との間隔を縮めるように物体側へ移動する。第2ズームレンズ群GR2は、広角端と望遠端の間のズーミングに際し、像側へ移動した後に物体側へ移動するよう遷移する。また、第4ズームレンズ群GR4は、広角端から望遠端へのズーミングに際し、物体側へ移動した後に像側へ移動するよう遷移する。
このズームレンズでは、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に、第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41が光軸に沿って物体側方向に移動する。また、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36は、通常撮影モードからマクロ撮影モードに切替えが行われる際に、光軸に沿って像側方向に移動(シフト)する。すなわち、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41との間の相対位置が変わるように構成される。換言すると、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36および第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41以外のレンズは、モード切替えの前後においても位置が変わらない。
<5.第5の実施の形態>
[レンズ構成]
図5は、本技術の第5の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。このズームレンズは、基本的なレンズ構成については上述の第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
[移動形態]
この第5の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1ズームレンズ群GR1が第2ズームレンズ群GR2との間隔を広げるように物体側へ移動する。また、その際、第3ズームレンズ群GR3が第2ズームレンズ群GR2との間隔を縮めるように物体側へ移動する。第2ズームレンズ群GR2は、広角端と望遠端の間のズーミングに際し、像側へ移動した後に物体側へ移動するよう遷移する。また、第4ズームレンズ群GR4は、広角端から望遠端へのズーミングに際し、物体側へ移動した後に像側へ移動するよう遷移する。
このズームレンズでは、通常撮影モードにおいては、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に、第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41が光軸に沿って物体側方向に移動する。また、第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41は、通常撮影モードからマクロ撮影モードに切替えが行われる際に、光軸に沿って物体側方向に移動(シフト)する。そして、マクロ撮影モードにおいては、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36が光軸に沿って像側方向に移動する。すなわち、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41とのうちフォーカシングを担うレンズが変わるように構成される。また、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41との間の相対位置が変わるように構成される。換言すると、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36および第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41以外のレンズは、モード切替えの前後においても位置が変わらない。
<6.第6の実施の形態>
[レンズ構成]
図6は、本技術の第6の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。このズームレンズは、基本的なレンズ構成については上述の第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
[移動形態]
この第6の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1ズームレンズ群GR1が第2ズームレンズ群GR2との間隔を広げるように物体側へ移動する。また、その際、第3ズームレンズ群GR3が第2ズームレンズ群GR2との間隔を縮めるように物体側へ移動する。第2ズームレンズ群GR2は、広角端と望遠端の間のズーミングに際し、像側へ移動した後に物体側へ移動するよう遷移する。また、第4ズームレンズ群GR4は、広角端から望遠端へのズーミングに際し、物体側へ移動した後に像側へ移動するよう遷移する。
このズームレンズでは、通常撮影モードにおいては、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36が光軸に沿って像側方向に移動する。一方、マクロ撮影モードにおいては、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36が光軸に沿って像側方向に移動するとともに、第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41が光軸に沿って物体側方向に移動する。すなわち、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41とのうちフォーカシングを担うレンズが変わるように構成される。また、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41との間の相対位置が変わるように構成される。換言すると、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36および第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41以外のレンズは、モード切替えの前後においても位置が変わらない。
<7.第7の実施の形態>
[レンズ構成]
図7は、本技術の第7の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。このズームレンズは、基本的なレンズ構成については上述の第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
[移動形態]
この第7の実施の形態におけるズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際し、第1ズームレンズ群GR1が第2ズームレンズ群GR2との間隔を広げるように物体側へ移動する。また、その際、第3ズームレンズ群GR3が第2ズームレンズ群GR2との間隔を縮めるように物体側へ移動する。第2ズームレンズ群GR2は、広角端と望遠端の間のズーミングに際し、像側へ移動した後に物体側へ移動するよう遷移する。また、第4ズームレンズ群GR4は、広角端から望遠端へのズーミングに際し、物体側へ移動した後に像側へ移動するよう遷移する。
このズームレンズでは、通常撮影モードにおいては、遠距離から近距離へのフォーカシングの際に、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36および第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41が移動量を連動させて像側方向に移動する。すなわち、このズームレンズは、フローティングフォーカス方式を採用する。一方、マクロ撮影モードにおいては、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36は光軸に沿って像側方向に移動し、第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41は光軸に沿って物体側方向に移動する。すなわち、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41との間の相対位置が変わるように構成される。換言すると、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36および第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41以外のレンズは、モード切替えの前後においても位置が変わらない。
次に、本技術の実施の形態におけるレンズの数値実施例について説明する。以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。すなわち、「si」は物体側から数えてi番目の面を意味する面番号を示す。「ri」は物体側から数えて第i番目の面の曲率半径を示す。「di」は物体側から数えて第i番目の面と第i+1番目の面との間の軸上面間隔を示す。「ni」は物体側に第i面を有する硝材のd線(波長587.6nm)に対する屈折率を示す。「νi」は物体側に第i面を有する硝材のd線に対するアッベ数を示す。そして、曲率半径に関し「INFINITY」は、当該面が平面であることを示す。また、面番号に付された「ASP」は、当該面が非球面形状で構成されていることを示す。また、面番号における「STO」は、当該面が開口絞りになっていることを示す。また、「f」は焦点距離を示す。「Fno」はF値(Fナンバー)を示す。「ω」は半画角を示す。
また、各実施の形態において用いられるズームレンズには、上述のようにレンズ面が非球面によって構成されるものがある。レンズ面の頂点から光軸方向の距離(サグ量)を「x」、光軸と垂直な方向の高さを「y」、レンズ頂点での近軸曲率を「c」、円錐(コーニック)定数を「к」とすると、
x=cy2/(1+(1−(1+к)c221/2
+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10
によって定義されるものとする。なお、A4、A6、A8およびA10は、それぞれ第4次、第6次、第8次および第10次の非球面係数である。
<8.第8の実施の形態>
[レンズ構成]
図8は、本技術の第8の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。この第8の実施の形態におけるズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第1ズームレンズ群GR1と、負の屈折力を有する第2ズームレンズ群GR2と、正の屈折力を有する第3ズームレンズ群GR3と、正の屈折力を有する第4ズームレンズ群GR4とから構成される。
第1ズームレンズ群GR1は、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL11および物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12が接合されてなる接合レンズから構成される。
第2ズームレンズ群GR2は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21と、負レンズL22と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL23とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。
第3ズームレンズ群GR3は、正レンズL31と、正レンズL32および負レンズL33の接合レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL34と、正レンズL35と、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL36とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。
第4ズームレンズ群GR4は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL41から構成される。
第3ズームレンズ群GR3の物体側には、開口絞りSTOが配置される。また、第4ズームレンズ群GR4と像面IMGとの間には、フィルタSGが配置される。
このズームレンズでは、負レンズL36をフォーカスレンズ群Aとし、正レンズL41をフォーカスレンズ群Bとして、フォーカシングの際にフォーカスレンズ群AおよびBが互いに連動して移動するフローティングフォーカス方式を採用する。遠距離から近距離へのフォーカシングの際には、フォーカスレンズ群AおよびBは光軸に沿って像側方向に移動する。フォーカスレンズ群AおよびBのフォーカシング時におけるレンズ移動距離の相対関係は、ズームポジション毎に変化する。また、フォーカスレンズ群AおよびBのフォーカシング時におけるレンズ移動距離は、互いに線形の関係を示す。
また、このズームレンズでは、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41との間の相対位置が変わるように構成される。また、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41とのうちフォーカシングを担うレンズが変わるように構成される。
[ズームレンズの緒元]
表1に、第8の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例1のレンズデータを示す。
Figure 2014066944
この数値実施例1のズームレンズでは、第2ズームレンズ群GR2の負レンズL21の両面(第4面、第5面)、正レンズL23の両面(第8面、第9面)、第3ズームレンズ群GR3の正レンズL31の両面(第11面、第12面)、正レンズL34の両面(第16面、第17面)、第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41の両面(第22面、第23面)は、非球面に形成される。これら各面の円錐定数к、第4次、第6次、第8次および第10次の非球面係数A4、A6、A8およびA10を、表2に示す。なお、表2および以下の非球面係数を示す表において「E−i」は10を底とする指数表現、すなわち、「10-i」を表しており、例えば、「0.12345E−05」は「0.12345×10-5」を表している。
Figure 2014066944
表3に、この数値実施例1の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における焦点距離f、F値Fnoおよび半画角ωを示す。
Figure 2014066944
この数値実施例1のズームレンズでは、通常撮影モードにおける広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を無限遠とした場合には、第1ズームレンズ群GR1と第2ズームレンズ群GR2との間の面間隔d3、第2ズームレンズ群GR2と第3ズームレンズ群GR3との間の面間隔d9、正レンズL35と負レンズL36との間の面間隔d19、第3ズームレンズ群GR3と第4ズームレンズ群GR4との間の面間隔d21、第4ズームレンズ群GR4とフィルタSGとの間の面間隔d23が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表4に示す。
Figure 2014066944
また、この数値実施例1のズームレンズでは、通常撮影モードにおける広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を至近とした場合には、正レンズL35と負レンズL36との間の面間隔d19、第3ズームレンズ群GR3と第4ズームレンズ群GR4との間の面間隔d21、第4ズームレンズ群GR4とフィルタSGとの間の面間隔d23が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表5に示す。
Figure 2014066944
また、この数値実施例1のズームレンズでは、マクロ撮影モードにおける広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を至近とした場合には、正レンズL35と負レンズL36との間の面間隔d19、第3ズームレンズ群GR3と第4ズームレンズ群GR4との間の面間隔d21、第4ズームレンズ群GR4とフィルタSGとの間の面間隔d23が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表6に示す。
Figure 2014066944
<9.第9の実施の形態>
[レンズ構成]
図9は、本技術の第9の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。この第9の実施の形態におけるズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第1ズームレンズ群GR1と、負の屈折力を有する第2ズームレンズ群GR2と、正の屈折力を有する第3ズームレンズ群GR3と、正の屈折力を有する第4ズームレンズ群GR4とから構成される。
第1ズームレンズ群GR1は、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL11および物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12が接合されてなる接合レンズから構成される。
第2ズームレンズ群GR2は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21と、負レンズL22と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL23とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。
第3ズームレンズ群GR3は、正レンズL31と、正レンズL32および負レンズL33の接合レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL34と、正レンズL35と、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL36とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。
第4ズームレンズ群GR4は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL41から構成される。
第3ズームレンズ群GR3の物体側には、開口絞りSTOが配置される。また、第4ズームレンズ群GR4と像面IMGとの間には、フィルタSGが配置される。
このズームレンズでは、負レンズL36をフォーカスレンズ群Aとし、正レンズL41をフォーカスレンズ群Bとして、フォーカシングの際にフォーカスレンズ群AおよびBが互いに連動して移動するフローティングフォーカス方式を採用する。遠距離から近距離へのフォーカシングの際には、フォーカスレンズ群AおよびBは光軸に沿って像側方向に移動する。フォーカスレンズ群AおよびBのフォーカシング時におけるレンズ移動距離の相対関係は、ズームポジション毎に変化する。また、フォーカスレンズ群AおよびBのフォーカシング時におけるレンズ移動距離は、互いに線形の関係を示す。
また、このズームレンズでは、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41との間の相対位置が変わるように構成される。また、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41とのうちフォーカシングを担うレンズが変わるように構成される。
[ズームレンズの緒元]
表7に、第9の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例2のレンズデータを示す。
Figure 2014066944
この数値実施例2のズームレンズでは、第2ズームレンズ群GR2の負レンズL21の両面(第4面、第5面)、正レンズL23の両面(第8面、第9面)、第3ズームレンズ群GR3の正レンズL31の両面(第11面、第12面)、正レンズL34の両面(第16面、第17面)、第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41の両面(第22面、第23面)は、非球面に形成される。これら各面の円錐定数к、第4次、第6次、第8次および第10次の非球面係数A4、A6、A8およびA10を、表8に示す。
Figure 2014066944
表9に、この数値実施例2の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における焦点距離f、F値Fnoおよび半画角ωを示す。
Figure 2014066944
この数値実施例2のズームレンズでは、通常撮影モードにおける広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を無限遠とした場合には、第1ズームレンズ群GR1と第2ズームレンズ群GR2との間の面間隔d3、第2ズームレンズ群GR2と第3ズームレンズ群GR3との間の面間隔d9、正レンズL35と負レンズL36との間の面間隔d19、第3ズームレンズ群GR3と第4ズームレンズ群GR4との間の面間隔d21、第4ズームレンズ群GR4とフィルタSGとの間の面間隔d23が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表10に示す。
Figure 2014066944
また、この数値実施例2のズームレンズでは、通常撮影モードにおける広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を至近とした場合には、正レンズL35と負レンズL36との間の面間隔d19、第3ズームレンズ群GR3と第4ズームレンズ群GR4との間の面間隔d21、第4ズームレンズ群GR4とフィルタSGとの間の面間隔d23が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表11に示す。
Figure 2014066944
また、この数値実施例2のズームレンズでは、マクロ撮影モードにおける広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を至近とした場合には、正レンズL35と負レンズL36との間の面間隔d19、第3ズームレンズ群GR3と第4ズームレンズ群GR4との間の面間隔d21、第4ズームレンズ群GR4とフィルタSGとの間の面間隔d23が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表12に示す。
Figure 2014066944
<10.第10の実施の形態>
[レンズ構成]
図10は、本技術の第10の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。この第10の実施の形態におけるズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第1ズームレンズ群GR1と、負の屈折力を有する第2ズームレンズ群GR2と、正の屈折力を有する第3ズームレンズ群GR3と、正の屈折力を有する第4ズームレンズ群GR4とから構成される。
第1ズームレンズ群GR1は、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL11および物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12が接合されてなる接合レンズから構成される。
第2ズームレンズ群GR2は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21と、負レンズL22と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL23とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。
第3ズームレンズ群GR3は、正レンズL31と、正レンズL32および負レンズL33の接合レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL34と、正レンズL35と、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL36とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。
第4ズームレンズ群GR4は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL41から構成される。
第3ズームレンズ群GR3の物体側には、開口絞りSTOが配置される。また、第4ズームレンズ群GR4と像面IMGとの間には、フィルタSGが配置される。
このズームレンズでは、負レンズL36をフォーカスレンズ群Aとし、正レンズL41をフォーカスレンズ群Bとして、フォーカシングの際にフォーカスレンズ群AおよびBが互いに連動して移動するフローティングフォーカス方式を採用する。遠距離から近距離へのフォーカシングの際には、フォーカスレンズ群AおよびBは光軸に沿って像側方向に移動する。フォーカスレンズ群AおよびBのフォーカシング時におけるレンズ移動距離の相対関係は、ズームポジション毎に変化する。また、フォーカスレンズ群AおよびBのフォーカシング時におけるレンズ移動距離は、互いに線形の関係を示す。
また、このズームレンズでは、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41との間の相対位置が変わるように構成される。また、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL36と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41とのうちフォーカシングを担うレンズが変わるように構成される。
[ズームレンズの緒元]
表13に、第10の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例3のレンズデータを示す。
Figure 2014066944
この数値実施例3のズームレンズでは、第2ズームレンズ群GR2の負レンズL21の両面(第4面、第5面)、正レンズL23の両面(第8面、第9面)、第3ズームレンズ群GR3の正レンズL31の両面(第11面、第12面)、正レンズL34の両面(第16面、第17面)、第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41の両面(第22面、第23面)は、非球面に形成される。これら各面の円錐定数к、第4次、第6次、第8次および第10次の非球面係数A4、A6、A8およびA10を、表14に示す。
Figure 2014066944
表15に、この数値実施例3の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における焦点距離f、F値Fnoおよび半画角ωを示す。
Figure 2014066944
この数値実施例3のズームレンズでは、通常撮影モードにおける広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を無限遠とした場合には、第1ズームレンズ群GR1と第2ズームレンズ群GR2との間の面間隔d3、第2ズームレンズ群GR2と第3ズームレンズ群GR3との間の面間隔d9、正レンズL35と負レンズL36との間の面間隔d19、第3ズームレンズ群GR3と第4ズームレンズ群GR4との間の面間隔d21、第4ズームレンズ群GR4とフィルタSGとの間の面間隔d23が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表16に示す。
Figure 2014066944
また、この数値実施例3のズームレンズでは、通常撮影モードにおける広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を至近とした場合には、正レンズL35と負レンズL36との間の面間隔d19、第3ズームレンズ群GR3と第4ズームレンズ群GR4との間の面間隔d21、第4ズームレンズ群GR4とフィルタSGとの間の面間隔d23が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表17に示す。
Figure 2014066944
また、この数値実施例3のズームレンズでは、マクロ撮影モードにおける広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を至近とした場合には、正レンズL35と負レンズL36との間の面間隔d19、第3ズームレンズ群GR3と第4ズームレンズ群GR4との間の面間隔d21、第4ズームレンズ群GR4とフィルタSGとの間の面間隔d23が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表18に示す。
Figure 2014066944
<11.第11の実施の形態>
[レンズ構成]
図11は、本技術の第11の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。この第11の実施の形態におけるズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第1ズームレンズ群GR1と、負の屈折力を有する第2ズームレンズ群GR2と、正の屈折力を有する第3ズームレンズ群GR3と、正の屈折力を有する第4ズームレンズ群GR4とから構成される。
第1ズームレンズ群GR1は、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL11および物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12が接合されてなる接合レンズから構成される。
第2ズームレンズ群GR2は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21と、負レンズL22と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL23とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。
第3ズームレンズ群GR3は、正レンズL31と、正レンズL32および負レンズL33の接合レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL34と、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL35とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。すなわち、他の実施の形態と異なり、この第11の実施の形態におけるズームレンズでは、第3ズームレンズ群GR3は5枚のレンズ構成となっている。
第4ズームレンズ群GR4は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL41から構成される。
第3ズームレンズ群GR3の物体側には、開口絞りSTOが配置される。また、第4ズームレンズ群GR4と像面IMGとの間には、フィルタSGが配置される。
このズームレンズでは、負レンズL35をフォーカスレンズ群Aとし、正レンズL41をフォーカスレンズ群Bとして、フォーカシングの際にフォーカスレンズ群AおよびBが互いに連動して移動するフローティングフォーカス方式を採用する。遠距離から近距離へのフォーカシングの際には、フォーカスレンズ群AおよびBは光軸に沿って像側方向に移動する。フォーカスレンズ群AおよびBのフォーカシング時におけるレンズ移動距離の相対関係は、ズームポジション毎に変化する。また、フォーカスレンズ群AおよびBのフォーカシング時におけるレンズ移動距離は、互いに線形の関係を示す。
また、このズームレンズでは、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL35と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41との間の相対位置が変わるように構成される。また、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第3ズームレンズ群GR3の負レンズL35と第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41とのうちフォーカシングを担うレンズが変わるように構成される。
[ズームレンズの緒元]
表19に、第11の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例4のレンズデータを示す。
Figure 2014066944
この数値実施例4のズームレンズでは、第2ズームレンズ群GR2の負レンズL21の両面(第4面、第5面)、正レンズL23の両面(第8面、第9面)、第3ズームレンズ群GR3の正レンズL31の両面(第11面、第12面)、正レンズL34の両面(第16面、第17面)、第4ズームレンズ群GR4の正レンズL41の両面(第20面、第21面)は、非球面に形成される。これら各面の円錐定数к、第4次、第6次、第8次および第10次の非球面係数A4、A6、A8およびA10を、表20に示す。
Figure 2014066944
表21に、この数値実施例4の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における焦点距離f、F値Fnoおよび半画角ωを示す。
Figure 2014066944
この数値実施例4のズームレンズでは、通常撮影モードにおける広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を無限遠とした場合には、第1ズームレンズ群GR1と第2ズームレンズ群GR2との間の面間隔d3、第2ズームレンズ群GR2と第3ズームレンズ群GR3との間の面間隔d9、正レンズL34と負レンズL35との間の面間隔d17、第3ズームレンズ群GR3と第4ズームレンズ群GR4との間の面間隔d19、第4ズームレンズ群GR4とフィルタSGとの間の面間隔d21が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表22に示す。
Figure 2014066944
また、この数値実施例4のズームレンズでは、通常撮影モードにおける広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を至近とした場合には、正レンズL34と負レンズL35との間の面間隔d17、第3ズームレンズ群GR3と第4ズームレンズ群GR4との間の面間隔d19、第4ズームレンズ群GR4とフィルタSGとの間の面間隔d21が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表23に示す。
Figure 2014066944
また、この数値実施例4のズームレンズでは、マクロ撮影モードにおける広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を至近とした場合には、正レンズL34と負レンズL35との間の面間隔d17、第3ズームレンズ群GR3と第4ズームレンズ群GR4との間の面間隔d19、第4ズームレンズ群GR4とフィルタSGとの間の面間隔d21が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表24に示す。
Figure 2014066944
<12.第12の実施の形態>
[レンズ構成]
図12は、本技術の第12の実施の形態におけるズームレンズのレンズ構成を示す図である。この第12の実施の形態におけるズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力を有する第1ズームレンズ群GR1と、負の屈折力を有する第2ズームレンズ群GR2と、正の屈折力を有する第3ズームレンズ群GR3と、負の屈折力を有する第4ズームレンズ群GR4と、正の屈折力を有する第5ズームレンズ群GR5とから構成される。
第1ズームレンズ群GR1は、物体側から像側へ順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL11および物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12が接合されてなる接合レンズから構成される。
第2ズームレンズ群GR2は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL21と、負レンズL22と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL23とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。
第3ズームレンズ群GR3は、正レンズL31と、正レンズL32および負レンズL33の接合レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL34と、正レンズL35とを、物体側から像側へ順に配置することにより構成される。
第4ズームレンズ群GR4は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL41から構成される。
第5ズームレンズ群GR5は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL51から構成される。
第3ズームレンズ群GR3の物体側には、開口絞りSTOが配置される。また、第5ズームレンズ群GR5と像面IMGとの間には、フィルタSGが配置される。
このズームレンズでは、負レンズL41をフォーカスレンズ群Aとし、正レンズL51をフォーカスレンズ群Bとして、フォーカシングの際にフォーカスレンズ群AおよびBが互いに連動して移動するフローティングフォーカス方式を採用する。すなわち、他の実施の形態と異なり、フォーカスレンズ群Aを第3ズームレンズ群GR3から独立させた形式になっている。遠距離から近距離へのフォーカシングの際には、フォーカスレンズ群AおよびBは光軸に沿って像側方向に移動する。フォーカスレンズ群AおよびBのフォーカシング時におけるレンズ移動距離の相対関係は、ズームポジション毎に変化する。また、フォーカスレンズ群AおよびBのフォーカシング時におけるレンズ移動距離は、互いに線形の関係を示す。
また、このズームレンズでは、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第4ズームレンズ群GR4の負レンズL41と第5ズームレンズ群GR5の正レンズL51との間の相対位置が変わるように構成される。また、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの前後において、第4ズームレンズ群GR4の負レンズL41と第5ズームレンズ群GR5の正レンズL51とのうちフォーカシングを担うレンズが変わるように構成される。
[ズームレンズの緒元]
表25に、第12の実施の形態におけるズームレンズに具体的数値を適用した数値実施例5のレンズデータを示す。
Figure 2014066944
この数値実施例5のズームレンズでは、第2ズームレンズ群GR2の負レンズL21の両面(第4面、第5面)、正レンズL23の両面(第8面、第9面)、第3ズームレンズ群GR3の正レンズL31の両面(第11面、第12面)、正レンズL34の両面(第16面、第17面)、第5ズームレンズ群GR5の正レンズL51の両面(第22面、第23面)は、非球面に形成される。これら各面の円錐定数к、第4次、第6次、第8次および第10次の非球面係数A4、A6、A8およびA10を、表26に示す。
Figure 2014066944
表27に、この数値実施例5の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における焦点距離f、F値Fnoおよび半画角ωを示す。
Figure 2014066944
この数値実施例5のズームレンズでは、通常撮影モードにおける広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を無限遠とした場合には、第1ズームレンズ群GR1と第2ズームレンズ群GR2との間の面間隔d3、第2ズームレンズ群GR2と第3ズームレンズ群GR3との間の面間隔d9、正レンズL35と負レンズL41との間の面間隔d19、第4ズームレンズ群GR4と第5ズームレンズ群GR5との間の面間隔d21、第5ズームレンズ群GR5とフィルタSGとの間の面間隔d23が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表28に示す。
Figure 2014066944
また、この数値実施例5のズームレンズでは、通常撮影モードにおける広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を至近とした場合には、正レンズL35と負レンズL41との間の面間隔d19、第4ズームレンズ群GR4と第5ズームレンズ群GR5との間の面間隔d21、第5ズームレンズ群GR5とフィルタSGとの間の面間隔d23が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表29に示す。
Figure 2014066944
また、この数値実施例5のズームレンズでは、マクロ撮影モードにおける広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、被写体距離を至近とした場合には、正レンズL35と負レンズL41との間の面間隔d19、第4ズームレンズ群GR4と第5ズームレンズ群GR5との間の面間隔d21、第5ズームレンズ群GR5とフィルタSGとの間の面間隔d23が変化する。この場合における各面間隔の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における可変間隔を表30に示す。
Figure 2014066944
[条件式のまとめ]
表31に第8乃至第12の実施の形態の数値実施例1乃至5における各値を示す。この図において、シフトレンズ群とは、通常撮影モードとマクロ撮影モードの切替えの際に移動(シフト)するレンズ群であり、数値実施例1乃至5においては何れもフォーカスレンズ群Bがその役割を担っている。この値からも明らかなように、条件式(a)および(b)を満足することがわかる。
Figure 2014066944
<13.適用例>
[撮像装置の構成]
図13は、本技術の第1乃至12の実施の形態によるズームレンズを撮像装置100に適用した例を示す図である。この撮像装置100は、カメラブロック110と、カメラ信号処理部120と、画像処理部130と、表示部140と、リーダライタ150と、プロセッサ160と、操作受付部170と、レンズ駆動制御部180とを備えている。
カメラブロック110は、撮像機能を担うものであり、第1乃至12の実施の形態によるズームレンズ111と、そのズームレンズ111により形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子112とを備える。撮像素子112としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の光電変換素子を利用することができる。ズームレンズ111としては、ここでは、第1乃至12の実施の形態のレンズ群を単レンズに簡略化して示している。
カメラ信号処理部120は、撮影された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うものである。このカメラ信号処理部120は、撮像素子112からの出力信号に対してデジタル信号への変換を行う。また、このカメラ信号処理部120は、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。
画像処理部130は、画像信号の記録再生処理を行うものである。この画像処理部130は、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。
表示部140は、撮影された画像等を表示するものである。この表示部140は、操作受付部170における操作状態や、撮影した画像等の各種のデータを、表示する機能を有している。この表示部140は、例えば液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)により構成することができる。
リーダライタ150は、メモリカード190に対して画像信号の書込みおよび読出しのアクセスを行うものである。このリーダライタ150は、画像処理部130によって符号化された画像データをメモリカード190に対して書き込み、また、メモリカード190に記録された画像データを読み出す。メモリカード190は、例えば、リーダライタ150に接続されたスロットに対して着脱可能な半導体メモリである。
プロセッサ160は、撮像装置の全体を制御するものである。このプロセッサ160は、撮像装置100に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能し、操作受付部170からの操作指示信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。
操作受付部170は、ユーザからの操作を受け付けるものである。この操作受付部170は、例えば、シャッター操作を行うためのシャッターレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等によって実現することができる。例えば、通常撮影モードまたはマクロ撮影モードの何れか一方を選択するモード選択も、この操作受付部170において受け付けることができる。この操作受付部170によって受け付けられた操作指示信号は、プロセッサ160に供給される。
レンズ駆動制御部180は、カメラブロック110に配置されたレンズの駆動を制御するものである。このレンズ駆動制御部180は、ズームレンズ111の各レンズを駆動するための(図示しない)モータ等を、プロセッサ160からの制御信号に基づいて制御する。
この撮像装置100では、撮影の待機状態においては、プロセッサ160による制御下でカメラブロック110において撮影された画像信号が、カメラ信号処理部120を介して表示部140に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、操作受付部170においてズーミングのための操作指示信号が受け付けられると、プロセッサ160はレンズ駆動制御部180に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部180の制御に基づいてズームレンズ111の所定のレンズが移動される。
操作受付部170においてシャッター操作が受け付けられると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部120から画像処理部130に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはリーダライタ150に出力され、メモリカード190に書き込まれる。
フォーカシングは、例えば、操作受付部170においてシャッターレリーズボタンが半押しされた場合や、記録(撮影)のために全押しされた場合等に行われる。この場合、プロセッサ160からの制御信号に基づいて、レンズ駆動制御部180がズームレンズ111の所定のレンズを移動させる。
メモリカード190に記録された画像データを再生する場合には、操作受付部170において受け付けられた操作に応じて、リーダライタ150によってメモリカード190から所定の画像データが読み出される。そして、画像処理部130によって伸張復号化処理が行われた後、再生画像信号が表示部140に出力されて、再生画像が表示される。
なお、上述の実施の形態においては撮像装置100をデジタルスチルカメラと想定した例を示したが、撮像装置100はデジタルスチルカメラに限られることはなく、デジタルビデオカメラ等のデジタル入出力機器として広く適用することができる。
このように、本技術の実施の形態によれば、2つのレンズ群の相対位置またはそれらのフォーカシングを担う役割を変えることにより、他のレンズ位置を変更することなく通常撮影モードとマクロ撮影モードを切り替えることができる。
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
(1)光軸方向に独立して移動可能な第1および第2のレンズ群を光学系内に有し、最短撮影可能距離の異なる2つのモードの切替えの前後において、前記第1および第2のレンズ群のうちフォーカシングを担うレンズ群が変わり、または、前記第1および第2のレンズ群間の相対位置が変わるズームレンズ。
(2)前記2つのモードのうち最短撮影可能距離が短いモードにおいて、前記第1および第2のレンズ群の何れか一方をズームポジション毎に一定量シフトさせることにより撮影可能距離範囲を近距離側に変化させる前記(1)に記載のズームレンズ。
(3)前記第1および第2のレンズ群のうち少なくとも一方がズーミングの際に独立して移動する前記(1)または(2)に記載のズームレンズ。
(4)前記第1および第2のレンズ群の双方がフォーカシングの際に移動量を連動させて移動する前記(1)から(3)のいずれかに記載のズームレンズ。
(5)前記第1および第2のレンズ群が光学系の最も像側に順に並んで配置される前記(1)から(4)のいずれかに記載のズームレンズ。
(6)前記第1および第2のレンズ群がそれぞれ1枚のレンズで構成される前記(1)から(5)のいずれかに記載のズームレンズ。
(7)前記第1および第2のレンズ群のうち少なくとも一方が1枚のプラスティックレンズにより構成される前記(1)から(6)のいずれかに記載のズームレンズ。
(8)実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する前記(1)から(7)のいずれかに記載のズームレンズ。
(9)正の屈折力を有する第1ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第2ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第3ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第4ズームレンズ群とを物体側から順に配置することにより構成され、
前記第3レンズ群の最も像側に配置された負レンズと前記第4ズームレンズ群を構成する正レンズとが光軸方向に独立して移動可能であり、
最短撮影可能距離の異なる2つのモードの切替えの前後において、前記負レンズと前記正レンズのうちフォーカシングを担うレンズが変わり、または、前記前記負レンズと前記正レンズと間の相対位置が変わるズームレンズ。
(10)実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する前記(9)に記載のズームレンズ。
(11)正の屈折力を有する第1ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第2ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第3ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第4ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第5ズームレンズ群とを物体側から順に配置することにより構成され、
前記第4ズームレンズ群を構成する負レンズと前記第5ズームレンズ群を構成する正レンズとが光軸方向に独立して移動可能であり、
最短撮影可能距離の異なる2つのモードの切替えの前後において、前記負レンズと前記正レンズのうちフォーカシングを担うレンズが変わり、または、前記前記負レンズと前記正レンズと間の相対位置が変わるズームレンズ。
(12)実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する前記(11)に記載のズームレンズ。
(13)光軸方向に独立して移動可能な第1および第2のレンズ群を光学系内に有し、最短撮影可能距離の異なる2つのモードの切替えの前後において、前記第1および第2のレンズ群のうちフォーカシングを担うレンズ群が変わり、または、前記第1および第2のレンズ群間の相対位置が変わるズームレンズと、
前記ズームレンズにより形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と
を具備する撮像装置。
(14)前記2つのモードのうちの一方を選択するための選択部をさらに具備する前記(13)に記載の撮像装置。
(15)前記ズームレンズにおいて実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに有する前記(14)に記載の撮像装置。
100 撮像装置
110 カメラブロック
111 ズームレンズ
112 撮像素子
120 カメラ信号処理部
130 画像処理部
140 表示部
150 リーダライタ
160 プロセッサ
170 操作受付部
180 レンズ駆動制御部
190 メモリカード

Claims (11)

  1. 光軸方向に独立して移動可能な第1および第2のレンズ群を光学系内に有し、最短撮影可能距離の異なる2つのモードの切替えの前後において、前記第1および第2のレンズ群のうちフォーカシングを担うレンズ群が変わり、または、前記第1および第2のレンズ群間の相対位置が変わるズームレンズ。
  2. 前記2つのモードのうち最短撮影可能距離が短いモードにおいて、前記第1および第2のレンズ群の何れか一方をズームポジション毎に一定量シフトさせることにより撮影可能距離範囲を近距離側に変化させる請求項1記載のズームレンズ。
  3. 前記第1および第2のレンズ群のうち少なくとも一方がズーミングの際に独立して移動する請求項1記載のズームレンズ。
  4. 前記第1および第2のレンズ群の双方がフォーカシングの際に移動量を連動させて移動する請求項1記載のズームレンズ。
  5. 前記第1および第2のレンズ群が光学系の最も像側に順に並んで配置される請求項1記載のズームレンズ。
  6. 前記第1および第2のレンズ群がそれぞれ1枚のレンズで構成される請求項1記載のズームレンズ。
  7. 前記第1および第2のレンズ群のうち少なくとも一方が1枚のプラスティックレンズにより構成される請求項1記載のズームレンズ。
  8. 正の屈折力を有する第1ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第2ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第3ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第4ズームレンズ群とを物体側から順に配置することにより構成され、
    前記第3レンズ群の最も像側に配置された負レンズと前記第4ズームレンズ群を構成する正レンズとが光軸方向に独立して移動可能であり、
    最短撮影可能距離の異なる2つのモードの切替えの前後において、前記負レンズと前記正レンズのうちフォーカシングを担うレンズが変わり、または、前記前記負レンズと前記正レンズと間の相対位置が変わるズームレンズ。
  9. 正の屈折力を有する第1ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第2ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第3ズームレンズ群と、負の屈折力を有する第4ズームレンズ群と、正の屈折力を有する第5ズームレンズ群とを物体側から順に配置することにより構成され、
    前記第4ズームレンズ群を構成する負レンズと前記第5ズームレンズ群を構成する正レンズとが光軸方向に独立して移動可能であり、
    最短撮影可能距離の異なる2つのモードの切替えの前後において、前記負レンズと前記正レンズのうちフォーカシングを担うレンズが変わり、または、前記前記負レンズと前記正レンズと間の相対位置が変わるズームレンズ。
  10. 光軸方向に独立して移動可能な第1および第2のレンズ群を光学系内に有し、最短撮影可能距離の異なる2つのモードの切替えの前後において、前記第1および第2のレンズ群のうちフォーカシングを担うレンズ群が変わり、または、前記第1および第2のレンズ群間の相対位置が変わるズームレンズと、
    前記ズームレンズにより形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と
    を具備する撮像装置。
  11. 前記2つのモードのうちの一方を選択するための選択部をさらに具備する請求項10記載の撮像装置。
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