JP2015191008A - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高ズーム比でありながら、像ぶれ補正時の収差変動を良好に補正し、防振時にも高い光学性能が得られるズームレンズを得ること。【解決手段】 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、１以上のレンズ群を含む後群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、第２レンズ群は、像ぶれ補正に際して不動の第２ａ群と、像ぶれ補正に際して、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動する第２ｂ群より構成されており、第２ａ群は１つの正レンズＧ２ａｐと１つの負レンズＧ２ａｎより構成され、第２ａ群の焦点距離ｆ２ａ、第２レンズ群の焦点距離ｆ２を各々適切に設定すること。【選択図】 図１
Description
本発明は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ等の撮像装置の撮像光学系として好適なズームレンズに関する。
撮像装置に用いられるズームレンズは、高ズーム比であること、全ズーム範囲で高い光学性能を有すること、小型軽量であること、像ぶれ補正機能を有すること等が要求されている。
特許文献１は、物体側より像側へ順に、正，負，正，正，負の屈折力の第１乃至第５レンズ群より成るズームレンズを開示している。特許文献２乃至４は、物体側から像側へ順に、正，負，正，負，正，負の屈折力の第１レンズ群乃至第６レンズ群よりなるズームレンズを開示している。特許文献２のズームレンズにおいては、像ぶれ補正に際して第２レンズ群全体が光軸に対して垂直方向に移動する。特許文献３のズームレンズにおいては、第２レンズ群が３つの部分群によって構成され、像ぶれ補正に際して中央の部分群が光軸に対して垂直方向に移動する。特許文献４のズームレンズにおいては、第２レンズ群が１枚の負レンズよりなる前群と負の屈折力の後群によって構成され、像ぶれ補正に際して後群が光軸に対して垂直方向に移動する。
像ぶれ補正用のレンズ群をシフトさせるには、相応のシフト機構と電力が必要となるため、一般には像ぶれ補正用のレンズ群のレンズ構成は３枚程度が限界となってくる。特許文献２においては、第２レンズ群によって主な変倍効果を得ているため、ズーミングに伴う収差変動を少なくするためには、３枚構成では高性能化の面で限界が有る。
特許文献３のズームレンズは、第２レンズ群を３つの部分レンズ群に分け、中央の負の屈折力の部分群で像ぶれ補正を行っている。部分群で像ぶれ補正を行う場合、駆動レンズ群と非駆動レンズ群との間隔を相応に空ける必要があり、駆動レンズ群の前と後の両方に非駆動レンズ群がある特許文献３の構成では、第２レンズ群が大型化する傾向がある。
特許文献４のズームレンズは、第２レンズ群の前群が１枚の負レンズにより構成されており、収差補償されないため、後群もそれを打ち消すように収差を持つことになり、像ぶれ補正時の光学性能を良好に維持するのが難しい。
本発明は、高ズーム比でありながら、像ぶれ補正時にも高い光学性能が得られるズームレンズを提供することを目的としている。
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、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、１以上のレンズ群を含む後群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群は、像ぶれ補正に際して不動の第２ａ群と、像ぶれ補正に際して、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動する第２ｂ群より構成されており、
前記第２ａ群は１つの正レンズＧ２ａｐと１つの負レンズＧ２ａｎより構成され、前記第２ａ群の焦点距離をｆ２ａ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
２．４＜｜ｆ２ａ／ｆ２｜
なる条件式を満足することを特徴としている。
前記第２レンズ群は、像ぶれ補正に際して不動の第２ａ群と、像ぶれ補正に際して、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動する第２ｂ群より構成されており、
前記第２ａ群は１つの正レンズＧ２ａｐと１つの負レンズＧ２ａｎより構成され、前記第２ａ群の焦点距離をｆ２ａ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
２．４＜｜ｆ２ａ／ｆ２｜
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、高ズーム比でありながら、像ぶれ補正時にも高い光学性能が得られるズームレンズを提供することができる。
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。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、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、１以上のレンズ群を含む後群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。そして第２レンズ群は像ぶれ補正に際して不動の第２ａ群と、像ぶれ補正に際して、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動する第２ｂ群より構成されている。
図１は、本発明の実施例１の広角端におけるレンズ断面図である。図２（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例１の無限遠にフォーカスしているときの広角端と望遠端における縦収差図である。図３（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施例１の無限遠にフォーカスしているときの広角端における像ぶれ補正なしと０．５度の像ぶれ補正したときの横収差図である。図４（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施例１の無限遠にフォーカスしているときの望遠端における像ぶれ補正なしと０．５度の像ぶれ補正したときの横収差図である。
図５は、本発明の実施例２の広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例２の無限遠にフォーカスしているときの広角端と望遠端における縦収差図である。図７（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施例２の無限遠にフォーカスしているときの広角端における像ぶれ補正なしと０．５度の像ぶれ補正したときの横収差図である。図８（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施例２の無限遠にフォーカスしているときの望遠端における像ぶれ補正なしと０．５度の像ぶれ補正したときの横収差図である。
図９は、本発明の実施例３の広角端におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例３の無限遠にフォーカスしているときの広角端と望遠端における縦収差図である。図１１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施例３の無限遠にフォーカスしているときの広角端における像ぶれ補正なしと０．５度の像ぶれ補正したときの横収差図である。図１２（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施例３の無限遠にフォーカスしているときの望遠端における像ぶれ補正なしと０．５度の像ぶれ補正したときの横収差図である。
図１３は本発明のズームレンズを備えるカメラ（撮像装置）の要部概略図である。各実施例のズームレンズはビデオカメラやデジタルカメラそして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。
レンズ断面図において左方が被写体側（物体側）（前方）で、右方が像側（後方）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、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、ＬＲは１以上のレンズ群を有する後群である。Ｌ２ａは部分群、Ｌ２ｂは部分群である。
実施例１と実施例３のレンズ断面図において、Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は正の屈折力の第５レンズ群、Ｌ６は負の屈折力の第６レンズ群である。実施例２のレンズ断面図において、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は負の屈折力の第５レンズ群である。ＳＰは開口絞りである。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センサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する感光面が置かれる。
球面収差図において実線はｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、二点鎖線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図において破線はメリディオナル像面、実線はサジタル像面である。歪曲収差はｄ線によって表している。倍率色収差はｇ線によって表している。
横収差図において実線はｄ線のサジタル方向（Ｓ）、破線はｄ線のメリディオナル方向（Ｍ）を示している。ωは半画角（撮影画角の半分の値）、ＦｎｏはＦナンバーである。
各実施例において矢印は、広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。
実施例１と実施例３のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、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、負の屈折力の第６レンズ群Ｌ６より構成される６群ズームレンズである。ズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と第５レンズ群Ｌ５は不動であり、第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、第６レンズ群Ｌ６が移動する。
実施例２のズームレンズは、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５より構成される５群ズームレンズである。ズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２は不動で、第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５が移動する。第１レンズ群を２つの正の屈折力のレンズ群に分割し、物体側より像側へ順に、正，正，負の屈折力のレンズ群と続くレンズタイプでも良い。本発明のズームレンズを構成するレンズ群は、ズーミングに際して間隔が変化することを基準として分けられており、本発明のズームレンズにおけるレンズ群は複数のレンズによって構成される場合に限定されず、１枚のレンズによって構成されていても良い。
本発明のズームレンズは、例えば撮像装置、画像投影装置やその他の光学機器に適用可能である。
各実施例のズームレンズでは、第２レンズ群を、ある程度収差が補償された２つの部分群より構成し、その片方の部分群で像ぶれ補正を行っている。具体的には、望遠端において倍率色収差を良好に補正するべく、像ぶれ補正用の部分群（第２ｂ群Ｌ２ｂ）の物体側に、収差がある程度補償された部分群（第２ａ群Ｌ２ａ）を配置した。
第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の主点間隔を広げ過ぎると、全系が大型化するため、第２ａ群Ｌ２ａは１つの正レンズと１つの負レンズの最小のレンズ構成とした。第２ａ群Ｌ２ａは正レンズと負レンズのペアのためパワーが緩く、像ぶれ補正性能が良好な第２レンズ群全体で防振を行うレンズタイプの利点を継承する。それと同時に、正レンズと負レンズの材料の分散差や二次分散差をつけることにより、望遠端において倍率色収差の補正を容易にしている。
各実施例において、第２ａ群Ｌ２ａは１つの正レンズＧ２ａｐ、１つの負レンズＧ２ａｎより構成され、第２ａ群Ｌ２ａの焦点距離をｆ２ａ、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。このとき、
２．４＜｜ｆ２ａ／ｆ２｜ ・・・（１）
なる条件式を満足する。
２．４＜｜ｆ２ａ／ｆ２｜ ・・・（１）
なる条件式を満足する。
条件式（１）は、第２ａ群Ｌ２ａのパワーを緩くし、元の第２群全体防振タイプの利点である良好な像ぶれ補正性能を得るためのものである。第２ａ群Ｌ２ａが正の屈折力のとき、条件式（１）の下限値を超えて第２ａ群Ｌ２ａの正の屈折力が強くなると第２ｂ群Ｌ２ｂの負の屈折力が強くなり過ぎ、像ぶれ補正時の非点収差が大きく発生してくる。
第２ａ群Ｌ２ａが負の屈折力のとき、条件式（１）の下限値を超えて第２ａ群Ｌ２ａの負の屈折力が強くなると（負の屈折力の絶対値が大きくなると）第２ｂ群Ｌ２ｂの負の屈折力が弱くなりすぎ、像ぶれ補正に必要なシフト量が大きくなり、全系が大型化してくる。条件式（１）は、より好ましくは下記条件式（１Ａ）を満たすと良い。
２．７＜｜ｆ２ａ／ｆ２｜ ・・・（１Ａ）
次に、本発明を実施するために、より好ましい構成について説明する。本発明のズームレンズは、第２ｂ群Ｌ２ｂが、１以上の正レンズと２以上の負レンズを有するのが良い。強い負の屈折力のレンズ群を最小のレンズ枚数で構成するには、高屈折率高分散よりなる正レンズを１つ、中程度の屈折率で低分散材料となる負レンズを２つとするのが最も効率が良く色消しやペッツバール和の軽減を図ることができる。
次に、本発明を実施するために、より好ましい構成について説明する。本発明のズームレンズは、第２ｂ群Ｌ２ｂが、１以上の正レンズと２以上の負レンズを有するのが良い。強い負の屈折力のレンズ群を最小のレンズ枚数で構成するには、高屈折率高分散よりなる正レンズを１つ、中程度の屈折率で低分散材料となる負レンズを２つとするのが最も効率が良く色消しやペッツバール和の軽減を図ることができる。
また、全体として３つのレンズ構成とすることで、バリエータ（変倍レンズ群）としての機能を持たせると共に、像ぶれ補正用の部分群とすることも容易になる。この時、物体側から像側へ順に、負レンズ，負レンズ，正レンズの順に配置すると、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の主点間隔を狭められ、高ズーム比化に有利になる。
各実施例において好ましくは次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。正レンズＧ２ａｐの材料のアッベ数をνｄ２ａｐとする。正レンズＧ２ａｐの材料のｇ線とＦ線における部分分散比をθｇＦ２ａｐとする。負レンズＧ２ａｎの材料のアッベ数をνｄ２ａｎ、負レンズＧ２ａｎの材料のｇ線とＦ線における部分分散比をθｇＦ２ａｎとする。そして、
Ｘ２ａｐ＝０．６４３８−θｇＦ２ａｐ−０．００１６８２×νｄ２ａｐ
Ｘ２ａｎ＝０．６４３８−θｇＦ２ａｎ−０．００１６８２×νｄ２ａｎ
とおく。
Ｘ２ａｐ＝０．６４３８−θｇＦ２ａｐ−０．００１６８２×νｄ２ａｐ
Ｘ２ａｎ＝０．６４３８−θｇＦ２ａｎ−０．００１６８２×νｄ２ａｎ
とおく。
負レンズＧ２ａｎの材料の屈折率をＮｄ２ａｎ、正レンズＧ２ａｐの材料の屈折率をＮｄ２ａｐとする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。ここでアッベ数（ｄ線に対するアッベ数）νｄとｇＦ線の部分分散比θｇＦは次のとおりである。ｇ線（波長435.8nm）、Ｆ線（486.1nm）、ｄ線（587.6nm）、Ｃ線（656.3nm）に対する材料の屈折率をそれぞれＮｇ，Ｎｄ，Ｎｆ，Ｎｃとする。このとき、
θｇＦ＝（Ｎｇ−Ｎｆ）／（Ｎｆ−Ｎｃ）
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（Ｎｆ−Ｎｃ）
である。
θｇＦ＝（Ｎｇ−Ｎｆ）／（Ｎｆ−Ｎｃ）
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（Ｎｆ−Ｎｃ）
である。
このとき次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
２３＜νｄ２ａｐ＜５０ ・・・（２）
０．００１＜Ｘ２ａｐ−Ｘ２ａｎ＜０．０３０ ・・・（３）
１．０２＜Ｎｄ２ａｎ／Ｎｄ２ａｐ＜１．５０ ・・・（４）
２．０＜−ｆ１／ｆ２＜５．０ ・・・（５）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
０．００１＜Ｘ２ａｐ−Ｘ２ａｎ＜０．０３０ ・・・（３）
１．０２＜Ｎｄ２ａｎ／Ｎｄ２ａｐ＜１．５０ ・・・（４）
２．０＜−ｆ１／ｆ２＜５．０ ・・・（５）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
条件式（２）は、第２ａ群Ｌ２ａで倍率色収差を良好に補正するためのものである。条件式（２）の上限値を逸脱すると、倍率色収差の補正効果が弱くなる。また下限値を逸脱すると、倍率色収差が過補正になるので良くない。条件式（２）は、より好ましくは条件式（２Ａ）を満たすとよい。
２８＜ν２ａｐ＜４５・・・（２Ａ）
次に、２ａ群の正レンズと負レンズの関係は、下記条件式（３）を満たすと良い。
次に、２ａ群の正レンズと負レンズの関係は、下記条件式（３）を満たすと良い。
条件式（３）は、条件式（２）と同様に第２ａ群Ｌ２ａで倍率色収差を良好に補正するためのものである。条件式（３）の上限値を逸脱すると、倍率色収差の補正効果が過補正になり、第２ｂ群Ｌ２ｂとの収差補正のバランスが崩れてくる。また下限値を逸脱すると、倍率色収差の補正効果が少なくなる。条件式（３）は、より好ましくは条件式（３Ａ）を満たすとよい。
０．００１５＜Ｘ２ａｐ−Ｘ２ａｎ＜０．０２００・・・（３Ａ）
条件式（４）は、第２レンズ群Ｌ２のペッツバール和を小さくし、像面湾曲に良好に補正するためのものである。
条件式（４）は、第２レンズ群Ｌ２のペッツバール和を小さくし、像面湾曲に良好に補正するためのものである。
第２ｂ群Ｌ２ｂを３つのレンズより構成したことで、ペッツバール和がある程度良好に補正されていることは前述した通りだが、第２ａ群Ｌ２ａが条件式（４）を満たすことで、更に第２レンズ群Ｌ２のペッツバール和をより小さくすることが容易となる。
条件式（４）の下限値を逸脱すると、ペッツバール和が大きくなってしまう。また条件式（４）の上限値を逸脱すると、正レンズの肉厚が厚くなり過ぎ、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の主点間隔が離れるため、全系が大型化してくる。条件式（４）は、より好ましくは、下記条件式（４Ａ）を満たすと良い。
１．０３＜Ｎｄ２ａｎ／Ｎｄ２ａｐ＜１．４０・・・（４Ａ）
条件式（５）は、第２レンズ群Ｌ２に対する第１レンズ群Ｌ１の焦点距離の比を適切に設定し、ズーミングに際して球面収差や像面湾曲の変動を小さくし、かつ全系の小型化を図るためのものである。
条件式（５）は、第２レンズ群Ｌ２に対する第１レンズ群Ｌ１の焦点距離の比を適切に設定し、ズーミングに際して球面収差や像面湾曲の変動を小さくし、かつ全系の小型化を図るためのものである。
条件式（５）の上限値を逸脱すると、全系が大型化してくる。条件式（５）の下限値を逸脱すると、第１レンズ群Ｌ１のパワーが強くなり過ぎ、ズーミングに際して球面収差や像面湾曲の変動を少なくするのが困難になる。条件式（５）は、より好ましくは条件式（５Ａ）を満たすと良い。
２．５＜−ｆ１／ｆ２＜４．０・・・（５Ａ）
以下、各実施例におけるレンズ構成について説明する。
以下、各実施例におけるレンズ構成について説明する。
実施例１は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、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、負の屈折力の第６レンズ群Ｌ６で構成されている。
広角端から望遠端へのズーミングに際し、第２レンズ群Ｌ２と第５レンズ群Ｌ５が不動で、第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３、第６レンズ群Ｌ６が物体側に移動し、第４レンズ群Ｌ４が像側に移動している。また、第６レンズ群Ｌ６を像側に移動することで、無限遠から近距離へのフォーカシングを行っている。第２レンズ群Ｌ２は、正の屈折力の部分系Ｌ２ａと負の屈折力の部分系Ｌ２ｂより構成されている。像振れ補正に際して部分系Ｌ２ｂは光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動する。即ち部分系Ｌ２ｂで像ぶれ補正効果を得ている。
また、第２レンズ群Ｌ２と部分系Ｌ２ａのパワー比（屈折力比）は、条件式（１）を満たしており、それにより良好な像ぶれ補正性能を得ている。部分系Ｌ２ｂは物体側から像側へ順に、負レンズ，負レンズ，正レンズの順に配置されている。部分系Ｌ２ｂの正レンズの材料を高屈折率高分散とし、２つの負レンズを中程度の屈折率で低分散とすることで、効率が良く色消しを行い、更にペッツバール和の軽減をし、像ぶれ補正系としても良好な光学性能を得ている。
部分系Ｌ２ｂを構成する各レンズを、このように配置することで、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の主点間隔を狭めて高ズーム比化を容易にしている。また、部分系Ｌ２ａを構成する正レンズの材料は、条件式（２）を満たしている。部分系Ｌ２ａを構成する負レンズと正レンズの材料の関係は条件式（３）を満たしている。それにより、部分系Ｌ２ａで望遠端において倍率色収差を効果的に補正している。また、部分系Ｌ２ａを構成する負レンズと正レンズの材料関係は、条件式（４）を満たしており、それによりペッツバール和を小さくしている。
また、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２のパワー比が、条件式（５）を満たしており、これによりズーミングに際しての球面収差や像面湾曲の変動を小さくしつつ、全系の小型化を達成している。
実施例２は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５で構成されている。広角端から望遠端へのズーミングに際し、第２レンズ群Ｌ２が不動で、第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３乃至第５レンズ群Ｌ５が物体側に移動している。第５レンズ群Ｌ５を像側に移動することで、無限遠から近距離へのフォーカシングを行っている。第２レンズ群Ｌ２は、正の屈折力の部分系Ｌ２ａと負の屈折力のＬ２ｂより構成されている。像ぶれ補正に際して部分系Ｌ２ｂは光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動して像ぶれ補正効果を得ている。
実施例２は部分系Ｌ２ａ，部分系Ｌ２ｂのレンズ構成に基づく条件式（１）乃至（４）を満足している。第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２のパワー比は条件式（５）を満足している。
実施例３においてレンズ群の数、各レンズ群の屈折力、ズーミングに際しての各レンズ群の移動等のズームタイプは実施例１と同じである。フォーカシングに際して移動するレンズ群も実施例１と同じである。第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成、像ぶれ補正に際して移動する部分系も実施例１と同じである。実施例３は部分系Ｌ２ａ，部分系Ｌ２ｂのレンズ構成に基づく条件式（１）乃至（４）を満足している。第１レンズ群Ｌ１，第２レンズ群Ｌ２のパワー比は条件式（５）を満足している。
図１３の撮像装置として用いた一眼レフカメラについて説明する。図１３において１０は実施例１乃至３のいずれか１つのズームレンズ１を有する撮影レンズである。ズームレンズ１は保持部材である鏡筒２に保持されている。２０はカメラ本体であり、撮影レンズ１０からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー３、撮影レンズ１０の像形成装置に配置された焦点板４より構成されている。更に焦点板４に形成された逆像を正立像に変換するペンタダハプリズム５、その正立像を観察するための接眼レンズ６などによって構成されている。
７は感光面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等のズームレンズによって形成される像を受光する固体撮像素子（光電変換素子）や銀塩フィルムが配置される。撮影時にはクイックリターンミラー３が光路から退避して、感光面７上に撮影レンズ１０によって像が形成される。実施例１乃至３にて説明した利益は本実施例に開示したような撮像装置において効果的に享受される。撮像装置としてクイックリターンミラー３のないミラーレスの一眼レフカメラにも同様に適用できる。
以上、本発明の好ましいズームレンズの実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは言うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
以下に実施例１乃至３に対応する数値実施例１乃至３を示す。各数値実施例においてｉは物体面からの面の順番を示す。数値実施例においてｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、ｎｄｉとνｄｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズの材料の屈折率とアッベ数である。また光線有効径を示す。
また、焦点距離、Ｆナンバー等のスペックに加え、画角は全系の半画角（度）、像高は半画角を決定する最大像高、レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離、ＢＦはバックフォーカスであり、最終レンズ面から像面までの長さを示している。
また、ズーム群データは、各レンズ群の焦点距離、光軸上の長さ、前側主点位置、後側主点位置を表している。
また、ズーム群データは、各レンズ群の焦点距離、光軸上の長さ、前側主点位置、後側主点位置を表している。
また、各光学面の間隔ｄが（可変）となっている部分は、ズーミングに際して変化するものであり、別表に焦点距離に応じた面間隔を記している。尚、以下に記載する数値実施例１乃至３のレンズデータに基づく、各条件式の計算結果を表１に示す。
（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 109.670 6.94 1.62299 58.2 69.44
2 495.105 0.15 68.74
3 147.450 2.70 1.65412 39.7 67.65
4 64.698 0.11 64.62
5 65.113 10.78 1.43875 94.9 64.62
6 1037.902 (可変) 63.83
7 111.494 4.03 1.59551 39.2 33.84
8 -147.429 1.70 1.77250 49.6 33.24
9 132.617 2.22 32.24
10 223.886 1.55 1.77250 49.6 31.72
11 63.492 4.14 31.05
12 -63.227 1.55 1.60311 60.6 31.04
13 80.909 3.00 1.84666 23.8 31.94
14 689.532 (可変) 32.10
15 132.772 5.44 1.43387 95.1 32.63
16 -62.875 0.18 32.81
17 87.368 5.37 1.51742 52.4 32.34
18 -66.028 1.60 1.90366 31.3 31.95
19 -375.161 (可変) 31.76
20(絞り) ∞ (可変) 28.41
21 -48.828 1.40 1.59270 35.3 27.04
22 48.828 3.87 1.78472 25.7 27.70
23 -249.921 (可変) 27.78
24 -192.509 2.72 1.76200 40.1 27.74
25 -53.844 0.16 27.82
26 57.166 5.64 1.48749 70.2 26.72
27 -44.894 1.40 1.84666 23.8 25.94
28 -452.162 0.15 25.41
29 52.725 2.93 1.72916 54.7 25.33
30 215.772 (可変) 25.03
31 55.796 1.20 1.88300 40.8 23.34
32 23.347 4.08 22.28
33 -65.479 2.53 1.80518 25.4 22.34
34 -32.044 1.33 22.74
35 -29.925 1.20 1.72916 54.7 22.63
36 99.181 4.30 23.80
37 51.642 4.11 1.65412 39.7 27.74
38 -235.796 28.05
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 109.670 6.94 1.62299 58.2 69.44
2 495.105 0.15 68.74
3 147.450 2.70 1.65412 39.7 67.65
4 64.698 0.11 64.62
5 65.113 10.78 1.43875 94.9 64.62
6 1037.902 (可変) 63.83
7 111.494 4.03 1.59551 39.2 33.84
8 -147.429 1.70 1.77250 49.6 33.24
9 132.617 2.22 32.24
10 223.886 1.55 1.77250 49.6 31.72
11 63.492 4.14 31.05
12 -63.227 1.55 1.60311 60.6 31.04
13 80.909 3.00 1.84666 23.8 31.94
14 689.532 (可変) 32.10
15 132.772 5.44 1.43387 95.1 32.63
16 -62.875 0.18 32.81
17 87.368 5.37 1.51742 52.4 32.34
18 -66.028 1.60 1.90366 31.3 31.95
19 -375.161 (可変) 31.76
20(絞り) ∞ (可変) 28.41
21 -48.828 1.40 1.59270 35.3 27.04
22 48.828 3.87 1.78472 25.7 27.70
23 -249.921 (可変) 27.78
24 -192.509 2.72 1.76200 40.1 27.74
25 -53.844 0.16 27.82
26 57.166 5.64 1.48749 70.2 26.72
27 -44.894 1.40 1.84666 23.8 25.94
28 -452.162 0.15 25.41
29 52.725 2.93 1.72916 54.7 25.33
30 215.772 (可変) 25.03
31 55.796 1.20 1.88300 40.8 23.34
32 23.347 4.08 22.28
33 -65.479 2.53 1.80518 25.4 22.34
34 -32.044 1.33 22.74
35 -29.925 1.20 1.72916 54.7 22.63
36 99.181 4.30 23.80
37 51.642 4.11 1.65412 39.7 27.74
38 -235.796 28.05
各種データ
ズーム比 3.78
広角 中間 望遠
焦点距離 102.79 199.97 389.03
Fナンバー 4.63 4.94 5.85
半画角（度） 11.89 6.17 3.18
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 234.72 286.21 311.71
BF 67.26 70.32 75.88
d 6 1.50 53.00 78.50
d14 37.75 24.29 1.40
d19 1.61 11.57 26.37
d20 11.62 22.70 35.24
d23 16.52 8.94 4.50
d30 9.98 6.91 1.35
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 194.15 20.68 -2.16 -15.67
2 7 -55.24 18.19 9.44 -4.03
3 15 78.73 12.59 2.08 -6.25
4 20 ∞ 0.00 0.00 -0.00
5 21 -202.64 5.27 -2.63 -5.75
6 24 43.67 13.00 2.85 -5.30
7 31 -45.81 18.75 -1.99 -18.66
ズーム比 3.78
広角 中間 望遠
焦点距離 102.79 199.97 389.03
Fナンバー 4.63 4.94 5.85
半画角（度） 11.89 6.17 3.18
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 234.72 286.21 311.71
BF 67.26 70.32 75.88
d 6 1.50 53.00 78.50
d14 37.75 24.29 1.40
d19 1.61 11.57 26.37
d20 11.62 22.70 35.24
d23 16.52 8.94 4.50
d30 9.98 6.91 1.35
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 194.15 20.68 -2.16 -15.67
2 7 -55.24 18.19 9.44 -4.03
3 15 78.73 12.59 2.08 -6.25
4 20 ∞ 0.00 0.00 -0.00
5 21 -202.64 5.27 -2.63 -5.75
6 24 43.67 13.00 2.85 -5.30
7 31 -45.81 18.75 -1.99 -18.66
（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 109.825 6.83 1.62299 58.2 70.03
2 486.741 0.15 69.25
3 124.366 2.70 1.65412 39.7 67.65
4 60.181 0.11 64.09
5 60.552 10.65 1.43875 94.9 64.08
6 520.708 (可変) 63.15
7 135.343 3.31 1.57501 41.5 32.41
8 -218.571 1.70 1.77250 49.6 31.78
9 506.668 1.60 31.04
10 257.272 1.55 1.77250 49.6 30.18
11 56.613 4.37 29.27
12 -64.393 1.55 1.60311 60.6 29.21
13 59.293 3.03 1.84666 23.8 29.87
14 239.819 (可変) 29.94
15 140.271 5.94 1.43387 95.1 31.41
16 -48.549 0.15 31.55
17 186.418 5.14 1.51742 52.4 30.81
18 -44.528 1.60 1.90366 31.3 30.44
19 -139.117 (可変) 30.41
20(絞り) ∞ (可変) 28.04
21 -32.712 1.40 1.59270 35.3 27.58
22 42.917 5.24 1.78472 25.7 29.32
23 -93.483 11.17 29.53
24 -98.643 3.23 1.56732 42.8 29.51
25 -38.806 0.15 29.66
26 107.325 6.37 1.48749 70.2 28.41
27 -31.085 1.40 1.84666 23.8 27.80
28 -82.523 0.15 27.88
29 61.068 3.07 1.72916 54.7 27.53
30 374.733 (可変) 27.18
31 58.673 1.20 1.88300 40.8 24.19
32 24.885 3.67 22.95
33 -81.161 2.43 1.80518 25.4 22.95
34 -37.219 1.28 23.20
35 -35.128 1.20 1.72916 54.7 23.04
36 79.314 11.43 23.90
37 63.934 4.31 1.65412 39.7 31.76
38 -237.920 32.02
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 109.825 6.83 1.62299 58.2 70.03
2 486.741 0.15 69.25
3 124.366 2.70 1.65412 39.7 67.65
4 60.181 0.11 64.09
5 60.552 10.65 1.43875 94.9 64.08
6 520.708 (可変) 63.15
7 135.343 3.31 1.57501 41.5 32.41
8 -218.571 1.70 1.77250 49.6 31.78
9 506.668 1.60 31.04
10 257.272 1.55 1.77250 49.6 30.18
11 56.613 4.37 29.27
12 -64.393 1.55 1.60311 60.6 29.21
13 59.293 3.03 1.84666 23.8 29.87
14 239.819 (可変) 29.94
15 140.271 5.94 1.43387 95.1 31.41
16 -48.549 0.15 31.55
17 186.418 5.14 1.51742 52.4 30.81
18 -44.528 1.60 1.90366 31.3 30.44
19 -139.117 (可変) 30.41
20(絞り) ∞ (可変) 28.04
21 -32.712 1.40 1.59270 35.3 27.58
22 42.917 5.24 1.78472 25.7 29.32
23 -93.483 11.17 29.53
24 -98.643 3.23 1.56732 42.8 29.51
25 -38.806 0.15 29.66
26 107.325 6.37 1.48749 70.2 28.41
27 -31.085 1.40 1.84666 23.8 27.80
28 -82.523 0.15 27.88
29 61.068 3.07 1.72916 54.7 27.53
30 374.733 (可変) 27.18
31 58.673 1.20 1.88300 40.8 24.19
32 24.885 3.67 22.95
33 -81.161 2.43 1.80518 25.4 22.95
34 -37.219 1.28 23.20
35 -35.128 1.20 1.72916 54.7 23.04
36 79.314 11.43 23.90
37 63.934 4.31 1.65412 39.7 31.76
38 -237.920 32.02
各種データ
ズーム比 3.78
広角 中間 望遠
焦点距離 102.79 200.07 389.04
Fナンバー 4.63 5.28 5.82
半画角（度） 11.89 6.17 3.18
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 234.73 277.97 314.72
BF 64.82 66.26 76.07
d 6 1.50 44.74 81.50
d14 40.46 17.60 7.94
d19 1.13 0.15 27.53
d20 6.16 30.00 12.28
d30 12.57 11.13 1.30
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 188.48 20.44 -2.75 -16.03
2 7 -56.83 17.10 9.29 -3.32
3 15 79.51 12.84 3.03 -5.55
4 20 ∞ 0.00 0.00 -0.00
5 21 49.70 32.18 22.91 2.28
6 31 -51.51 25.53 -6.28 -33.89
ズーム比 3.78
広角 中間 望遠
焦点距離 102.79 200.07 389.04
Fナンバー 4.63 5.28 5.82
半画角（度） 11.89 6.17 3.18
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 234.73 277.97 314.72
BF 64.82 66.26 76.07
d 6 1.50 44.74 81.50
d14 40.46 17.60 7.94
d19 1.13 0.15 27.53
d20 6.16 30.00 12.28
d30 12.57 11.13 1.30
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 188.48 20.44 -2.75 -16.03
2 7 -56.83 17.10 9.29 -3.32
3 15 79.51 12.84 3.03 -5.55
4 20 ∞ 0.00 0.00 -0.00
5 21 49.70 32.18 22.91 2.28
6 31 -51.51 25.53 -6.28 -33.89
（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 114.909 6.98 1.51742 52.4 69.84
2 1318.403 0.15 69.29
3 160.786 2.40 1.65412 39.7 68.03
4 61.162 11.12 1.49700 81.5 64.92
5 1013.394 (可変) 64.23
6 71.567 5.72 1.71736 29.5 38.65
7 -108.261 1.80 1.80000 29.8 37.92
8 74.091 2.90 35.53
9 333.638 1.30 1.69680 55.5 35.13
10 88.088 3.59 34.52
11 -107.636 1.20 1.72000 50.2 34.45
12 56.418 3.63 1.84666 23.8 34.84
13 209.035 (可変) 34.88
14 111.727 4.66 1.49700 81.5 35.51
15 -77.052 0.87 35.48
16 107.563 4.59 1.48749 70.2 34.41
17 -72.693 1.30 1.85026 32.3 34.09
18 -357.814 1.00 33.78
19(絞り) ∞ (可変) 33.40
20 -54.597 1.20 1.70154 41.2 26.88
21 58.803 3.32 1.80518 25.4 27.35
22 -384.072 (可変) 27.45
23 -453.709 2.97 1.69680 55.5 29.03
24 -59.514 0.15 29.13
25 87.137 4.74 1.60311 60.6 28.37
26 -50.452 1.20 1.84666 23.8 27.92
27 -336.205 0.15 27.46
28 56.349 2.49 1.77250 49.6 26.71
29 119.337 (可変) 26.16
30 59.968 1.20 1.88300 40.8 24.76
31 24.336 3.94 23.60
32 -144.877 3.60 1.80518 25.4 23.70
33 -30.273 1.02 24.03
34 -28.229 1.20 1.88300 40.8 23.73
35 90.154 1.20 24.96
36 48.620 4.55 1.69895 30.1 26.74
37 -332.814 27.19
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 114.909 6.98 1.51742 52.4 69.84
2 1318.403 0.15 69.29
3 160.786 2.40 1.65412 39.7 68.03
4 61.162 11.12 1.49700 81.5 64.92
5 1013.394 (可変) 64.23
6 71.567 5.72 1.71736 29.5 38.65
7 -108.261 1.80 1.80000 29.8 37.92
8 74.091 2.90 35.53
9 333.638 1.30 1.69680 55.5 35.13
10 88.088 3.59 34.52
11 -107.636 1.20 1.72000 50.2 34.45
12 56.418 3.63 1.84666 23.8 34.84
13 209.035 (可変) 34.88
14 111.727 4.66 1.49700 81.5 35.51
15 -77.052 0.87 35.48
16 107.563 4.59 1.48749 70.2 34.41
17 -72.693 1.30 1.85026 32.3 34.09
18 -357.814 1.00 33.78
19(絞り) ∞ (可変) 33.40
20 -54.597 1.20 1.70154 41.2 26.88
21 58.803 3.32 1.80518 25.4 27.35
22 -384.072 (可変) 27.45
23 -453.709 2.97 1.69680 55.5 29.03
24 -59.514 0.15 29.13
25 87.137 4.74 1.60311 60.6 28.37
26 -50.452 1.20 1.84666 23.8 27.92
27 -336.205 0.15 27.46
28 56.349 2.49 1.77250 49.6 26.71
29 119.337 (可変) 26.16
30 59.968 1.20 1.88300 40.8 24.76
31 24.336 3.94 23.60
32 -144.877 3.60 1.80518 25.4 23.70
33 -30.273 1.02 24.03
34 -28.229 1.20 1.88300 40.8 23.73
35 90.154 1.20 24.96
36 48.620 4.55 1.69895 30.1 26.74
37 -332.814 27.19
各種データ
ズーム比 3.82
広角 中間 望遠
焦点距離 102.20 200.00 390.00
Fナンバー 4.04 4.42 5.98
半画角（度） 11.95 6.17 3.18
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 218.20 248.87 280.18
BF 42.37 46.55 62.16
d 5 1.30 32.00 63.30
d13 36.97 12.03 1.28
d19 7.31 40.98 63.34
d22 23.00 14.26 2.66
d29 21.11 16.90 1.30
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 193.71 20.65 -0.97 -14.49
2 6 -66.25 20.14 14.05 -0.95
3 14 78.20 12.42 1.69 -7.08
4 20 -112.20 4.52 -0.74 -3.30
5 23 45.51 11.70 2.56 -4.50
6 30 -42.17 16.71 0.98 -11.35
ズーム比 3.82
広角 中間 望遠
焦点距離 102.20 200.00 390.00
Fナンバー 4.04 4.42 5.98
半画角（度） 11.95 6.17 3.18
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 218.20 248.87 280.18
BF 42.37 46.55 62.16
d 5 1.30 32.00 63.30
d13 36.97 12.03 1.28
d19 7.31 40.98 63.34
d22 23.00 14.26 2.66
d29 21.11 16.90 1.30
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 193.71 20.65 -0.97 -14.49
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5 23 45.51 11.70 2.56 -4.50
6 30 -42.17 16.71 0.98 -11.35
Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群 Ｌ５ 第５レンズ群 Ｌ６ 第６レンズ群
ＬＲ 後群
Ｌ４ 第４レンズ群 Ｌ５ 第５レンズ群 Ｌ６ 第６レンズ群
ＬＲ 後群
Claims (12)
- 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、１以上のレンズ群を含む後群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズにおいて、
前記第２レンズ群は、像ぶれ補正に際して不動の第２ａ群と、像ぶれ補正に際して、光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動する第２ｂ群より構成されており、
前記第２ａ群は１つの正レンズＧ２ａｐと１つの負レンズＧ２ａｎより構成され、前記第２ａ群の焦点距離をｆ２ａ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
２．４＜｜ｆ２ａ／ｆ２｜
なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。 - 前記第２ｂ群は１以上の正レンズと２以上の負レンズを有することを特徴とする請求項１のズームレンズ。
- 前記第２ｂ群は、物体側から像側へ順に、負レンズ、負レンズ、正レンズより構成されていることを特徴とする請求項１又は２のズームレンズ。
- 前記正レンズＧ２ａｐの材料のアッベ数をνｄ２ａｐとするとき、
２３＜νｄ２ａｐ＜５０
なる条件式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項のズームレンズ。 - 前記正レンズＧ２ａｐの材料のアッベ数をνｄ２ａｐ、前記正レンズＧ２ａｐの材料のｇ線とＦ線における部分分散比をθｇＦ２ａｐ、前記負レンズＧ２ａｎの材料のアッベ数をνｄ２ａｎ、前記負レンズＧ２ａｎの材料のｇ線とＦ線における部分分散比をθｇＦ２ａｎとし、
Ｘ２ａｐ＝０．６４３８−θｇＦ２ａｐ−０．００１６８２×νｄ２ａｐ
Ｘ２ａｎ＝０．６４３８−θｇＦ２ａｎ−０．００１６８２×νｄ２ａｎ
とおくとき、
０．００１＜Ｘ２ａｐ−Ｘ２ａｎ＜０．０３０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項のズームレンズ。 - 前記負レンズＧ２ａｎの材料の屈折率をＮｄ２ａｎ、前記正レンズＧ２ａｐの材料の屈折率をＮｄ２ａｐとするとき、
１．０２＜Ｎｄ２ａｎ／Ｎｄ２ａｐ＜１．５０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項のズームレンズ。 - 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
２．０＜−ｆ１／ｆ２＜５．０
なる条件式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項のズームレンズ。 - 物体側より像側へ順に、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、負の屈折力の第６レンズ群より構成され、
ズーミングに際して前記第２レンズ群と前記第５レンズ群は不動であり、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群、前記第６レンズ群が移動することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項のズームレンズ。 - 無限遠から近距離へのフォーカシングに際して前記第６レンズ群は像側へ移動することを特徴とする請求項８のズームレンズ。
- 物体側より像側へ順に、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、負の屈折力の第５レンズ群より構成され、
ズーミングに際して前記第２レンズ群は不動で、前記第１レンズ群、前記第３レンズ群、前記第４レンズ群、前記第５レンズ群が移動することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項のズームレンズ。 - 無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、前記第５レンズ群は像側へ移動することを特徴とする請求項１０のズームレンズ。
- 請求項１乃至１１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る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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| JP2014066155A JP6366323B2 (ja) | 2014-03-27 | 2014-03-27 | ズームレンズおよび撮像装置 |
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