JP2018180042A - Zoom lens and image capturing device - Google Patents
Zoom lens and image capturing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018180042A JP2018180042A JP2017074315A JP2017074315A JP2018180042A JP 2018180042 A JP2018180042 A JP 2018180042A JP 2017074315 A JP2017074315 A JP 2017074315A JP 2017074315 A JP2017074315 A JP 2017074315A JP 2018180042 A JP2018180042 A JP 2018180042A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- lens group
- zoom lens
- focusing
- group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 145
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 83
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 71
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 51
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 34
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 23
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 21
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 14
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 description 12
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 12
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 11
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 5
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 4
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- -1 dirt Substances 0.000 description 1
- 238000002674 endoscopic surgery Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本件発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関し、特に小型軽量であり、且つ、合焦機能を備えたズームレンズ及び撮像装置に関する。 The present invention relates to a zoom lens and an imaging device, and more particularly to a zoom lens and an imaging device that are compact and lightweight and have a focusing function.
従来の一眼レフレックスカメラ用のズームレンズ等では、光学式ファインダーに関する光学要素等を配置するため、焦点距離に対して長いフランジバックを確保する必要性があった。そのため、ズームレンズを構成するレンズ群のうち像側に配置される後方のレンズ群には、正の屈折力を有するレンズ群を配置してバックフォーカスを確保しやすいようなレンズ設計を行い、長いフランジバックを確保していた。しかしながら、近年では、撮像装置本体の小型化のため、また撮像装置本体の背面等に設けた液晶画面に表示されるライブビュー画像により撮像を行うデジタルスチルカメラ等の普及に伴い、光学式ファインダーを備えていない撮像装置が広く用いられるようになってきている。このため、長いフランジバックを必要としないズームレンズも増えてきており(例えば、「特許文献1」〜「特許文献3」参照)、ズームレンズの小型化が求められている。また、このような小型のズームレンズにおいて、合焦群の小型化を図ったものや手振れ補正に必要な防振レンズを備えたものなど、動画撮影に適したズームレンズなどが提案されている。
In a zoom lens or the like for a conventional single-lens reflex camera, there is a need to secure a long flange back with respect to a focal length in order to dispose an optical element or the like related to an optical finder. Therefore, a lens group having a positive refractive power is disposed in the rear lens group disposed on the image side among the lens groups constituting the zoom lens, and lens design is performed so as to easily secure the back focus. I was securing the flange back. However, in recent years, with the spread of digital still cameras and the like that capture images with a live view image displayed on a liquid crystal screen provided on the back surface of the imaging device main body or the like in order to miniaturize the imaging device main body. Imaging devices that are not provided are becoming widely used. For this reason, the zoom lens which does not require a long flange back is also increasing (for example, refer to "
特に、動画撮影時等において、オートフォーカスを高速で連続して行うには、一部のレンズ群(合焦群)を光軸方向に高速で振動(ウォブリング)させながら、非合焦状態→合焦状態→非合焦状態を作り出し、撮像素子の出力信号から一部画像領域のある周波数帯の信号成分を検出して、合焦状態となる合焦群の最適位置を求め、その最適位置に合焦群を移動させるといった一連の動作を繰り返す方法が考えられる。このようなウォブリングを導入する場合、ズームレンズ設計においては、ウォブリング時に被写体に対応する画像の大きさが変化することに注意する必要がある。このような合焦時の変倍作用は、ウォブリング時に合焦群が光軸方向に移動することにより、レンズ系全体の焦点距離が変化することに起因している。例えば、ライブビュー撮影を行う際に、ウォブリングによるこの変倍作用が大きい場合にはユーザに違和感を生じさせることになる。この違和感を軽減させる為には絞りよりも後方のレンズ群で合焦することにより効果がある事が知られている。また、ウォブリングを導入し、高速オートフォーカスを実現する為には合焦群の小型化及び軽量化は必須の条件となる。 In particular, in order to continuously perform autofocus at high speed during moving image shooting, etc., out-of-focus state → focusing while vibrating (wobbling) some lens groups (focusing group) in the optical axis direction at high speed Focused state → Create an out-of-focus state, detect the signal component of the frequency band with a partial image area from the output signal of the imaging device, find the optimal position of the focusing group to be in focus, A method of repeating a series of operations such as moving the focusing group can be considered. When introducing such wobbling, in zoom lens design, it is necessary to be careful that the size of the image corresponding to the subject changes during wobbling. Such a zooming action at the time of focusing is caused by a change in focal length of the entire lens system as the focusing group moves in the optical axis direction at the time of wobbling. For example, when performing live view shooting, if the magnification change due to wobbling is large, the user may feel discomfort. It is known that in order to reduce this feeling of incongruity, it is effective to focus on the lens group behind the stop. Also, in order to introduce wobbling and realize high-speed autofocus, downsizing and weight reduction of the focusing group are essential conditions.
このように、近年の撮像装置本体の小型化及びフランジバックの短縮化に合わせてズームレンズ自体の小型化が必要になる事はもとより、合焦群を高速に駆動させられるように合焦群の外径を極力小さくすると共に、その軽量化を図る事が望まれている。 As described above, in addition to the need to miniaturize the zoom lens itself in accordance with the recent miniaturization of the image pickup apparatus main body and the shortening of the flange back, it is possible to drive the focusing group at high speed. It is desired to reduce the outer diameter as much as possible and to reduce the weight.
また、防振レンズ群においても同様に手ブレによる画像劣化の影響を軽減させると共に、防振駆動系の負荷を軽減させる為に、防振レンズ群も外径を小さく、そして軽くする事が望まれている。 In the anti-vibration lens group as well, it is desirable to reduce the outer diameter of the anti-vibration lens group as well as to lighten the influence of image deterioration due to camera shake and to reduce the load on the anti-vibration drive system. It is rare.
ここで、特許文献1には、内視鏡の接眼部に接続される4群構成のズームレンズが開示されている。当該ズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍時に、第1レンズ群及び第4レンズ群を光軸方向に固定し、第2レンズ群と第3レンズ群とを互いに近づく方向に移動させる。当該構成で、無限遠物体から近距離物体へ合焦する際は、第2レンズ群又は第3レンズ群を像側に移動させることが考えられる。しかしながら、当該ズームレンズでは、第2レンズ群と第3レンズ群との間の距離が不足しており、第2レンズ群又は第3レンズ群を合焦群とすることができない。そのため、当該ズームレンズでは、変倍時に固定の第1レンズ群を合焦群とし、第1レンズ群を移動させることにより合焦している。当該ズームレンズにおいて、変倍群とは別に合焦群を設けることは、駆動機構の大型化を招き、当該ズームレンズユニットの小型化及び軽量化を図る上で好ましくない。
Here,
上記特許文献2に開示のズームレンズは、4群構成により高変倍比、大口径比、且つ、小型化を実現している。しかしながら、当該ズームレンズでは、他のレンズ群と径が同等である第3レンズ群を合焦群としており、合焦群の小型化及び軽量化が不十分である。また、開口絞りと第3レンズ群との間の距離が不足しており、特に望遠端において合焦時の第3レンズ群の移動量を確保することができず、近距離物体への合焦が困難になる。そのため、近接撮像が困難である。 The zoom lens disclosed in Patent Document 2 realizes the high zoom ratio, the large aperture ratio, and the miniaturization by the four-group configuration. However, in the zoom lens, the third lens unit having the same diameter as the other lens units is used as the focusing unit, and the downsizing and weight reduction of the focusing unit are insufficient. In addition, the distance between the aperture stop and the third lens unit is insufficient, and the amount of movement of the third lens unit at the time of focusing can not be secured particularly at the telephoto end, and focusing on a short distance object Will be difficult. Therefore, proximity imaging is difficult.
特許文献3には、4群構成により所要の変倍比を確保することのできる、露光装置用のズームレンズが開示されている。しかしながら、実施例1では変倍時に第2レンズ群、第3レンズ群及び第4レンズ群を光軸方向にそれぞれ移動させており、変倍時に移動する可動群の数が多く、駆動機構の大型化を招く、当該ズームレンズユニットの小型化及び軽量化を図る上で好ましくない。一方、実施例2では、変倍時に第2レンズ群及び第3レンズ群のみを移動させ、第4レンズ群は光軸方向に固定させているため、駆動機構の小型化を図る上では好ましい。しかしながら、最終レンズ群である第4レンズ群の望遠端における横倍率が小さいため、変倍比の高いズームレンズを実現するには、第1レンズ群〜第3レンズ群までの光学全長を短くすることができない。そのため、第4レンズ群を移動群としたときも固定群としたときも、当該ズームレンズユニットの小型化及び軽量化を図ることが困難になる。 Patent Document 3 discloses a zoom lens for an exposure apparatus capable of securing a required variable magnification ratio by a four-group configuration. However, in Example 1, the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group are moved in the optical axis direction at the time of zooming, and the number of movable groups moved at the time of zooming is large. It is not preferable in order to reduce the size and weight of the zoom lens unit. On the other hand, in the second embodiment, only the second lens group and the third lens group are moved during zooming, and the fourth lens group is fixed in the optical axis direction, which is preferable in terms of downsizing of the drive mechanism. However, since the lateral magnification at the telephoto end of the fourth lens group which is the final lens group is small, in order to realize a zoom lens having a high zoom ratio, the total optical length from the first lens group to the third lens group is shortened. I can not do it. Therefore, when the fourth lens unit is used as a moving unit or a fixed unit, it is difficult to reduce the size and weight of the zoom lens unit.
ところで、従来、光学像を受光して電気的な画像信号に変換する固体撮像素子においては、オンチップマイクロレンズ等で入射光の効率的な取り込みをする為の制限があり、その為レンズ側で射出瞳をある一定以上大きくして固体撮像素子への入射光束のテレセントリック性を確保する事が望まれていた。しかしながら、近年の固体撮像素子では開口率の向上やオンチップマイクロレンズの設計自由度の進歩があり、レンズ側に求められる射出瞳の制限も少なくなってきた。その為、従来においては、ズームレンズの後方に正の屈折力を有するレンズ群を配置し、テレセントリック性を確保する為の各種提案が行われてきたが、近年はその限りではなくなってきている。このため、ズームレンズの後方に負の屈折力を有するレンズ群を配置して固体撮像素子に対する光束の斜入射があった場合でもオンチップマイクロレンズとの瞳のミスマッチ等での周辺減光(シェーディング)が目立ちにくくなってきた。また、歪曲収差がある程度大きく、従来であれば目立つものであったとしても、ソフトウェアやカメラシステムの進歩、向上に伴い、画像処理により補正する事も可能になってきている。 By the way, conventionally, in a solid-state imaging device that receives an optical image and converts it into an electrical image signal, there is a limitation for efficiently capturing incident light with an on-chip micro lens etc. It has been desired to ensure the telecentricity of the light flux incident on the solid-state imaging device by enlarging the exit pupil by a certain degree or more. However, in recent solid-state imaging devices, there are improvements in the aperture ratio and advances in design freedom of on-chip microlenses, and the restriction on the exit pupil required on the lens side has decreased. For this reason, conventionally, various proposals have been made for arranging a lens group having positive refractive power behind a zoom lens to ensure telecentricity, but in recent years this has not been the case. For this reason, even when oblique incidence of light flux to the solid-state image sensor is caused by disposing a lens group having negative refractive power behind the zoom lens, peripheral light reduction (shading) due to a mismatch of the pupil with the on-chip micro lens etc. ) Has become less noticeable. Further, even if the distortion is large to some extent and is conventionally noticeable, it is also possible to correct by image processing as the software and camera system progress and improve.
そこで、本件発明の課題は、全体として小型化及び軽量化を図りつつ、近接撮像が可能なズームレンズを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a zoom lens capable of proximity imaging while achieving downsizing and weight reduction as a whole.
上記課題を解決するために、本件発明に係るズームレンズは、n個(但し、nは4以上の自然数)のレンズ群からなり、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レンズ群とを備え、像側から順に、負の屈折力を有する第nレンズ群と、正の屈折力を有する第n−1レンズ群とを備え、広角端から望遠端にかけて変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第nレンズ群とを光軸方向に固定し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔を広く、前記第n−1レンズ群と前記第nレンズ群との間隔が狭くなるように、前記第2レンズ群と前記第n−1レンズ群とを光軸方向に移動させ、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、前記第1レンズ群及び前記第nレンズ群以外の1つのレンズ群を光軸方向に移動することによって合焦し、以下の条件を満足することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the zoom lens according to the present invention is composed of n lens groups (where n is a natural number of 4 or more) and includes, from the object side, a first lens group having positive refractive power. A second lens group having negative refractive power, and an nth lens group having negative refractive power and an n-1th lens group having positive refractive power in this order from the image side, and the wide-angle end The first lens group and the n-th lens group are fixed in the optical axis direction during zooming from the telephoto end to the telephoto end, and the distance between the first lens group and the second lens group is wide. The second lens group and the n-1st lens group are moved in the optical axis direction so that the distance between the 1st lens group and the nth lens group becomes narrow, and an infinite distance object to a close distance object At the time of focusing, one lens group other than the first lens group and the n-th lens group is arranged in the optical axis direction. Focusing by moving, characterized by satisfying the following condition.
(1) 0.40 ≦ m2/mn−1 ≦ 3.00
但し、
m2 :広角端から望遠端への変倍時における前記第2レンズ群の移動量(像側への移動に対して、符号を正とする)
mn−1:広角端から望遠端への変倍時における前記第n−1レンズ群の移動量(像側への移動に対して、符号を正とする)
(1) 0.40 ≦ m 2 /
However,
m2: moving amount of the second lens unit at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end (the sign is positive with respect to the movement to the image side)
mn-1: moving amount of the (n-1) -th lens unit at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end (the sign is positive with respect to the movement to the image side)
また、上記課題を解決するために、本件発明に係る撮像装置は、上記ズームレンズと、その像側に当該ズームレンズによって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備えたことを特徴とする。 Further, in order to solve the above problems, an imaging device according to the present invention includes the zoom lens, and an imaging element that converts an optical image formed by the zoom lens to an electrical signal on the image side thereof. It is characterized by
本件発明によれば、全体として小型化及び軽量化を図りつつ、近接撮像が可能なズームレンズを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a zoom lens capable of proximity imaging while achieving downsizing and weight reduction as a whole.
以下、本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of a zoom lens and an imaging device according to the present invention will be described.
1.ズームレンズ
1−1.光学系の構成
当該ズームレンズは、n個(但し、nは4以上の自然数)のレンズ群からなり、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レンズ群とを備え、像側から順に、負の屈折力を有する第nレンズ群と、正の屈折力を有する第n−1レンズ群とを備え、各レンズ群間の空気間隔を変化させることで変倍を行うズームレンズである。広角端から望遠端にかけて変倍する際に、第1レンズ群及び第nレンズ群は光軸方向に固定される固定群であり、第2レンズ群及び第n−1レンズ群は光軸方向に移動させる可動群である。また、第1レンズ群及び第nレンズ群以外の1つのレンズ群を光軸方向に移動させることにより無限遠物体から近距離物体に合焦させる。当該ズームレンズは、上記第1レンズ群、上記第2レンズ群、上記第n−1レンズ群、上記第nレンズ群の少なくとも4つのレンズ群を備えていればよく、第2レンズ群と第n−1レンズ群との間に、他の固定群及び/又は可動群を備えていてもよい。
1. Zoom lens 1-1. Optical System Configuration The zoom lens comprises n (where n is a natural number of 4 or more) lens groups, and has a first lens group having positive refractive power and negative refractive power in order from the object side. The second lens group is provided, and an n-th lens group having negative refractive power and an n-1st lens group having positive refractive power are sequentially provided from the image side, and the air gap between the lens groups is changed It is a zoom lens that changes magnification by making When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens unit and the n-th lens unit are fixed units fixed in the optical axis direction, and the second lens unit and the n-1st lens unit are fixed in the optical axis direction It is a movable group to be moved. In addition, by moving one lens group other than the first lens group and the n-th lens group in the optical axis direction, an object at infinity is brought into focus from a near distance object. The zoom lens may include at least four lens units of the first lens unit, the second lens unit, the n-1st lens unit, and the nth lens unit, and the second lens unit and the nth lens unit Another fixed group and / or a movable group may be provided between the -1 lens group.
当該ズームレンズでは、変倍時に最も物体側に配置される第1レンズ群及び最も像側に配置される第nレンズ群は、変倍時及び合焦時において、光軸方向に固定されるため、当該ズームレンズの光学全長が変倍時及び合焦時に変化しない。当該ズームレンズは、鏡筒内に収容され、レンズユニットとして構成される。光学全長が固定であれば、当該ズームレンズを収容する鏡筒の長さも固定にすることができるため、鏡筒構造を簡易にすることができ、当該ズームレンズ全体として小型化を図ることができる。そのため、当該レンズユニットを密閉構造として、レンズユニット内に塵や埃、水などが侵入するのを防ぐことが容易になる。 In the zoom lens, the first lens unit disposed closest to the object side during zooming and the nth lens unit disposed closest to the image are fixed in the optical axis direction during zooming and focusing. The optical total length of the zoom lens does not change during zooming and focusing. The zoom lens is housed in a lens barrel and configured as a lens unit. If the total optical length is fixed, the length of the lens barrel that accommodates the zoom lens can also be fixed, so the lens barrel structure can be simplified, and the entire zoom lens can be miniaturized. . Therefore, with the lens unit as a sealed structure, it is easy to prevent dust, dirt, water, and the like from intruding into the lens unit.
また、変倍時及び合焦時に当該ズームレンズの光学全長が変化しないため、近接被写体を撮影する際も、被写体との間の距離を保つことが容易であり、被写体に当該ズームレンズの前玉が接触することを防止することができる。 In addition, since the entire optical length of the zoom lens does not change at the time of zooming and focusing, it is easy to maintain the distance to the subject even when shooting a close subject, and the front lens of the zoom lens on the subject Contact can be prevented.
さらに、当該ズームレンズでは、上記第2レンズ群及び上記第n−1レンズ群の少なくとも2つの可動群を備えればよい。少なくとも2つの可動群があれば、変倍時にはこの2つの可動群を光軸方向に移動させることで、変倍比を連続的に変化させることができる。 Furthermore, in the zoom lens, at least two movable groups of the second lens group and the (n-1) -th lens group may be provided. If there are at least two movable groups, the magnification change ratio can be changed continuously by moving the two movable groups in the optical axis direction during zooming.
当該ズームレンズは、合焦時には第1レンズ群及び第nレンズ群以外の1つのレンズ群を光軸方向に移動することにより合焦を行う。上述のとおり第1レンズ群及び第nレンズ群は固定群である。そのため、これらのレンズ群を合焦時に光軸方向に移動することにより合焦すると、合焦のための駆動機構が複雑になり、当該ズームレンズ全体の小型化及び軽量化を図ることができない。当該ズームレンズでは、合焦群を第1レンズ群及び第nレンズ群以外の1つのレンズ群とすることで、当該ズームレンズ全体の小型化及び軽量化を図ることができる。 At the time of focusing, the zoom lens performs focusing by moving one lens group other than the first lens group and the n-th lens group in the optical axis direction. As described above, the first lens unit and the nth lens unit are fixed units. Therefore, if focusing is achieved by moving these lens groups in the optical axis direction at the time of focusing, the drive mechanism for focusing becomes complicated, and the reduction and weight reduction of the entire zoom lens can not be achieved. In the zoom lens, by setting the focusing group to one lens group other than the first lens group and the n-th lens group, the size and weight of the entire zoom lens can be reduced.
そして、合焦時には、上記少なくとも2つの可動群のうちいずれか1つのレンズ群を移動させることにより、合焦を行うことが好ましい。このように変倍時に移動するレンズ群を合焦時に移動させる合焦群としても用いることで、当該ズームレンズの光学構成を簡素にすることができる。更に、当該ズームレンズでは、第2レンズ群を合焦群とし、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に第2レンズ群を像側に移動させて合焦することがより好ましい。ここで、第2レンズ群は負の屈折力を有し、その像側に正の屈折力を有するレンズ群を有することから、正の屈折力を有する第n−1レンズ群よりもレンズ外径を小さくすることが容易である。そのため、第2レンズ群を合焦群とすることにより、合焦群の小型化及び軽量化を図ることができ、駆動機構への負荷を低減することができる。これらのことから、駆動機構の小型化及び軽量化を図ることができ、上記レンズユニットの更なる小型化及び軽量化を実現することができる。 Then, at the time of focusing, it is preferable to perform focusing by moving any one of the at least two movable groups. The optical configuration of the zoom lens can be simplified by using the lens unit that moves at the time of zooming as the focusing unit that moves at the time of focusing. Furthermore, in the zoom lens, it is more preferable to set the second lens group as a focusing group and to move the second lens group to the image side to focus when focusing from an infinite distance object to a close distance object. Here, since the second lens group has a negative refracting power and has a lens group having a positive refracting power on the image side, the lens outer diameter is larger than that of the n-1th lens group having a positive refracting power. It is easy to make Therefore, by using the second lens unit as the focusing unit, the focusing unit can be reduced in size and weight, and the load on the drive mechanism can be reduced. From these things, size reduction and weight reduction of a drive mechanism can be achieved, and further size reduction and weight reduction of the said lens unit can be implement | achieved.
また、上記構成のズームレンズにおいて、例えば、第nレンズ群を光軸に対して垂直方向に移動可能に構成し、当該第nレンズ群を光軸に対して垂直方向に移動させることにより、手振れなど撮像時に生じた像ブレを補正するようにしてもよい。すなわち、第nレンズ群をいわゆる防振群として構成してもよい。なお、本件発明において防振群は第nレンズ群に限定されるものではなく、第1レンズ群から第nレンズ群までの何れのレンズ群を防振群としてもよい。例えば、外径の小さいレンズ群(第2レンズ群など)を防振群として採用すれば、当該ズームレンズの外径の小型化を図ることもできる。 In the zoom lens having the above configuration, for example, the n-th lens unit can be moved in the vertical direction with respect to the optical axis, and the n-th lens unit can be moved in the perpendicular direction with respect to the optical axis. For example, the image blur generated at the time of imaging may be corrected. That is, the nth lens group may be configured as a so-called anti-vibration group. In the present invention, the vibration reduction group is not limited to the nth lens group, and any lens group from the first lens group to the nth lens group may be used as the vibration reduction group. For example, if a lens group having a small outer diameter (such as a second lens group) is employed as a vibration reduction group, the outer diameter of the zoom lens can be reduced.
なお、当該ズームレンズにおいて、nは4以上の自然数である。nの上限値は特に限定されるものではないが、nの数が大きくなると当該ズームレンズの小型化及び軽量化を図ることが困難になる。当該観点から、nは6以下であることが好ましく、5以下であることがより好ましい。上述したとおり、当該ズームレンズは、少なくとも2つの可動群を有すればよく、n=4であることが最も好ましい。 In the zoom lens, n is a natural number of 4 or more. The upper limit value of n is not particularly limited, but when the number of n increases, it becomes difficult to achieve size reduction and weight reduction of the zoom lens. From this point of view, n is preferably 6 or less, and more preferably 5 or less. As described above, the zoom lens may have at least two movable groups, and most preferably n = 4.
1−2.動作
(1)変倍動作
次に、変倍動作について説明する。当該ズームレンズでは、変倍時、第1レンズ群及び第nレンズ群を固定群とし、少なくとも第2レンズ群及び第n−1レンズ群を可動群とする。広角端から望遠端への変倍時、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔を広く、第n−1レンズ群と前記第nレンズ群との間隔が狭くなるように、第2レンズ群と第n−1レンズ群とをそれぞれ光軸方向に移動させる。つまり、第2レンズ群及び第n−1レンズ群はそれぞれ像側に移動する。このように構成することで、第2レンズ群において発散された光束が第n−1レンズ群に直接入射する場合も、第n−1レンズ群の径方向の大型化を抑制することができ、駆動機構の小型化及び軽量化を図ることが容易になる。また、第2レンズ群及び第n−1レンズ群を変倍時にこのように移動させることで、当該ズームレンズの光学全長が長くなることを抑制することができる。
1-2. Operation (1) Scaling Operation Next, the scaling operation will be described. In the zoom lens, at the time of zooming, the first lens unit and the nth lens unit are fixed, and at least the second lens unit and the n−1th lens unit are movable. At the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the distance between the first lens group and the second lens group is wide, and the distance between the n-1st lens group and the nth lens group is narrow. The group and the (n-1) th lens group are respectively moved in the optical axis direction. That is, the second lens unit and the (n-1) th lens unit move to the image side. By configuring in this manner, it is possible to suppress an increase in the radial direction of the (n-1) -th lens unit even when the light flux diverged by the second lens unit directly enters the (n-1) -th lens unit. It becomes easy to achieve size reduction and weight reduction of a drive mechanism. Further, by moving the second lens unit and the (n-1) th lens unit in this manner during zooming, it is possible to suppress an increase in the overall optical length of the zoom lens.
一方、広角端から望遠端への変倍時、第n−1レンズ群と第nレンズ群との間隔が広くなるように第n−1レンズ群を移動させるとすると、広角端において第n−1レンズ群が第nレンズ群に近接配置させる必要がある。この場合、広角端では、第2レンズ群において発散された光束が長い距離を経て第n−1レンズ群に入射する。そのため、第2レンズ群と第n−1レンズ群との間に強い正の屈折力を有するレンズ群が存在しない限り、第n−1レンズ群を構成するレンズの外径を大きくする必要がある。従って、可動群である第n−1レンズ群の大型化及び重量化につながり、第n−1レンズ群を光軸方向に移動させるための駆動機構にかかる負荷が大きくなり、レンズユニットの小型化及び軽量化を図る上で好ましくない。また、広角端から望遠端への変倍時、第2レンズ群と第n−1レンズ群との間隔が狭くなるように双方のレンズ群を移動させるとすると、望遠端における第2レンズ群と第n−1レンズ群との間の距離が短くなる。このような構成とした場合は、通常、第2レンズ群を像側に移動させるか、第n−1レンズ群を物体側に移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。望遠端における第2レンズ群と第n−1レンズ群との間の距離が短いと、合焦時における第2レンズ群又は第n−1レンズ群の移動量を確保することができない。合焦時における第2レンズ群又は第n−1レンズ群の移動量を確保するには、望遠端において第2レンズ群と第n−1レンズ群との間の距離を確保する必要がある。よって、当該ズームレンズの光学全長が長くなり好ましくない。 On the other hand, when the n-1th lens group is moved so that the distance between the n-1th lens group and the nth lens group becomes wide during zooming from the wide angle end to the telephoto end, the n-1st lens group at the wide angle end It is necessary to arrange the first lens unit close to the nth lens unit. In this case, at the wide angle end, the luminous flux emitted from the second lens group passes through a long distance and enters the (n-1) th lens group. Therefore, unless there is a lens group having a strong positive refractive power between the second lens group and the (n-1) -th lens group, it is necessary to increase the outer diameter of the lens constituting the (n-1) -th lens group . Therefore, this leads to an increase in size and weight of the n-1st lens group which is a movable group, a load on a drive mechanism for moving the n-1th lens group in the optical axis direction is increased, and the lens unit is miniaturized And it is unpreferable in aiming at weight reduction. Further, assuming that, at the time of zooming from the wide angle end to the telephoto end, both lens groups are moved so that the distance between the second lens group and the (n-1) th lens group becomes narrow, The distance to the (n-1) -th lens unit becomes short. In such a configuration, focusing from an infinite distance object to a near distance object is usually performed by moving the second lens unit to the image side or moving the (n-1) th lens unit to the object side. . When the distance between the second lens unit and the (n-1) th lens unit at the telephoto end is short, the moving amount of the second lens unit or the (n-1) th lens unit can not be secured at the time of focusing. In order to secure the moving amount of the second lens unit or the n-1st lens unit at the time of focusing, it is necessary to secure the distance between the second lens unit and the n-1th lens unit at the telephoto end. Thus, the overall optical length of the zoom lens is undesirably increased.
(2)合焦動作
当該ズームレンズでは、無限遠物体から近距離物体への合焦の際には、第2レンズ群を像側へ移動することによって合焦する。変倍動作を上記とし、合焦時に第2レンズ群をこのように移動させることで、光学全長の小型化を図りつつ、合焦時における第2レンズ群の移動量を確保することができる。そのため、望遠端においても最短撮像距離を短くすることが可能になり、近接撮像が可能なズームレンズとすることができる。
(2) Focusing Operation In the case of focusing from an infinite distance object to a near distance object, the zoom lens focuses by moving the second lens unit to the image side. By making the zooming operation as described above and moving the second lens group at the time of focusing in this manner, it is possible to secure the amount of movement of the second lens group at the time of focusing while achieving downsizing of the entire optical length. Therefore, the shortest imaging distance can be shortened even at the telephoto end, and a zoom lens capable of close-up imaging can be obtained.
1−3.条件式
次に、当該ズームレンズが満足すべき、或いは、満足することが好ましい条件について説明する。
1-3. Conditional Expressions Next, conditions that the zoom lens should or should be satisfied will be described.
1−3−1.条件式(1)
当該ズームレンズは、以下の条件を満足するものとする。
1-3-1. Conditional expression (1)
The zoom lens satisfies the following conditions.
(1) 0.40 ≦ m2/mn−1 ≦ 3.00
但し、
m2 :広角端から望遠端への変倍時における第2レンズ群の移動量(像側への移動に対して、符号を正とする)
mn−1:広角端から望遠端への変倍時における第n−1レンズ群の移動量(像側への移動に対して、符号を正とする)
(1) 0.40 ≦ m 2 /
However,
m2: moving amount of the second lens unit during zooming from the wide-angle end to the telephoto end (the sign is positive with respect to the movement to the image side)
mn-1: moving amount of the (n-1) -th lens unit at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end (the sign is positive with respect to the movement to the image side)
条件式(1)は、変倍時における第2レンズ群の光軸方向における移動量と、変倍時における第n−1レンズ群の光軸方向における移動量との比を規定する式である。条件式(1)を満足する場合、変倍時における第2レンズ群及び第n−1レンズ群の移動量の比が適正な範囲内となり、高い変倍比を実現しつつ、当該ズームレンズの光学全長が長くなることを抑制することができる。また、この場合、合焦時における第2レンズ群の移動量を確保しつつ、光学全長が長くなることを抑制することができる。 Conditional expression (1) defines the ratio of the amount of movement of the second lens unit in the optical axis direction during zooming and the amount of movement of the (n−1) th lens unit in the optical axis direction during zooming. . When the conditional expression (1) is satisfied, the ratio of the moving amounts of the second lens unit and the (n-1) th lens unit at the time of zooming becomes within an appropriate range, and while realizing a high zooming ratio, It is possible to suppress an increase in the overall optical length. Further, in this case, it is possible to suppress an increase in the overall optical length while securing the amount of movement of the second lens unit at the time of focusing.
これに対して、条件式(1)の数値が下限値未満になると、第n−1レンズ群の移動量に対する第2レンズ群の移動量が小さくなりすぎる。その場合、変倍比の大きなズームレンズとすることが困難になる。一方、条件式(1)の数値が上限値を超えると、第n−1レンズ群の移動量に対する第2レンズ群の移動量が大きくなりすぎる。そのため、合焦時における第2レンズ群の移動量を確保するには、望遠端において第2レンズ群と第n−1レンズ群との間の距離を確保する必要がある。よって、当該ズームレンズの光学全長が長くなり好ましくない。 On the other hand, when the numerical value of the conditional expression (1) becomes smaller than the lower limit value, the moving amount of the second lens unit with respect to the moving amount of the (n-1) th lens unit becomes too small. In such a case, it is difficult to obtain a zoom lens having a large zoom ratio. On the other hand, when the numerical value of the conditional expression (1) exceeds the upper limit value, the moving amount of the second lens unit with respect to the moving amount of the (n-1) th lens unit becomes too large. Therefore, in order to secure the amount of movement of the second lens group at the time of focusing, it is necessary to secure the distance between the second lens group and the (n-1) th lens group at the telephoto end. Thus, the overall optical length of the zoom lens is undesirably increased.
上記効果を得る上で、条件式(1)の下限値は、0.50であることがより好ましく、0.55であることがさらに好ましい。また、上限値は、2.00であることがより好ましく、1.80であることがさらに好ましく、1.60であることが一層好ましく、1.40であることがより一層好ましく、1.20であることがさらに一層好ましい。 In order to obtain the above effect, the lower limit value of conditional expression (1) is more preferably 0.50, and still more preferably 0.55. The upper limit is more preferably 2.00, still more preferably 1.80, still more preferably 1.60, still more preferably 1.40, and 1.20. It is even more preferred that
1−3−2.条件式(2)
当該ズームレンズは、以下の条件を満足することが好ましい。
(2) 1.00 ≦ bnt ≦ 3.00
但し、
bnt: 望遠端における無限遠物体合焦時の第nレンズ群の横倍率
1-3-2. Conditional expression (2)
It is preferable that the zoom lens satisfies the following conditions.
(2) 1.00 ≦ bnt ≦ 3.00
However,
bnt: Lateral magnification of the nth lens group when focusing on an infinite object at telephoto end
条件式(2)は、望遠端における無限遠物体合焦時の第nレンズ群の横倍率の範囲を規定する式である。条件式(2)を満足させることにより、当該ズームレンズをFナンバーの小さい明るい光学系とすることが容易になり、球面収差の補正も良好に行うことができる。また、当該ズームレンズの小型化を図る上でも有効である。 Conditional expression (2) defines the range of the lateral magnification of the n-th lens unit at the time of focusing on an infinity object at the telephoto end. By satisfying the conditional expression (2), it becomes easy to make the zoom lens a bright optical system with a small F number, and spherical aberration can be corrected well. In addition, it is also effective in reducing the size of the zoom lens.
これに対して、条件式(2)の数値が下限値未満になると、望遠端における無限遠物体合焦時の第nレンズ群の横倍率が小さすぎるため、第1レンズ群から第n−1レンズ群までのレンズ群により構成される系の焦点距離が長くなり光学全長が長くなることから、当該ズームレンズの小型化を図る上で好ましくない。一方、条件式(2)の数値が上限値を超えると、望遠端における無限遠物体合焦時の第nレンズ群の横倍率が大きくなりすぎるため、Fナンバーを小さくすることが困難になり、明るい光学系を実現することができず好ましくない。 On the other hand, when the numerical value of the conditional expression (2) becomes smaller than the lower limit value, the lateral magnification of the nth lens group at the time of focusing on an infinite object at the telephoto end is too small. The focal length of the system constituted by the lens units up to the lens unit becomes long, and the total optical length becomes long, which is not preferable in order to miniaturize the zoom lens. On the other hand, if the value of the conditional expression (2) exceeds the upper limit value, the lateral magnification of the nth lens group at the time of focusing on an infinite object at the telephoto end becomes too large, making it difficult to reduce the F number. It is not preferable because a bright optical system can not be realized.
上記効果を得る上で、条件式(2)の下限値は、1.10であることがより好ましく、1.20であることがさらに好ましく、1.30であることが一層好ましい。また、条件式(2)の上限値は、2.60であることがより好ましく、2.40であることがさらに好ましく、2.20であることが一層好ましく、2.00であることがより一層好ましい。 In order to obtain the above effects, the lower limit value of conditional expression (2) is more preferably 1.10, still more preferably 1.20, and still more preferably 1.30. The upper limit value of conditional expression (2) is more preferably 2.60, further preferably 2.40, still more preferably 2.20, and 2.00 more More preferred.
1−3−3.条件式(3)
当該ズームレンズは、以下の条件を満足することが好ましい。
1-3-3. Conditional expression (3)
It is preferable that the zoom lens satisfies the following conditions.
(3) 0.30 ≦ |f2|/√(fw×ft) ≦ 1.00
但し、
f2:第2レンズ群の焦点距離
fw:広角端における無限遠物体合焦時の当該ズームレンズ全系の焦点距離
ft:望遠端における無限遠物体合焦時の当該ズームレンズ全系の焦点距離
(3) 0.30 ≦ | f 2 | // (fw × ft) ≦ 1.00
However,
f2: Focal length of the second lens group fw: Focal length of the whole zoom lens system when focusing on an infinite object at the wide angle end ft: Focal length of the whole zoom lens system when focusing on an infinite object at the telephoto end
ここで、「√(fw×ft)」は、当該ズームレンズの実効焦点距離(中間焦点距離位置における当該ズームレンズの焦点距離)を意味する。条件式(3)は、第2レンズ群の焦点距離と実効焦点距離との比を規定する式である。条件式(3)を満足する場合、第2レンズ群の屈折力が適正であり、合焦群の小型化及び軽量化を図ることが容易であり、迅速なオートフォーカスを実現することが容易になる。また、第2レンズ群の移動に伴う収差変動を適正な範囲内にすることができるため、少ないレンズ枚数で良好な光学性能を実現することが容易になる。 Here, “√ (fw × ft)” means the effective focal length of the zoom lens (the focal length of the zoom lens at the intermediate focal length position). Conditional expression (3) defines the ratio of the focal length of the second lens unit to the effective focal length. When conditional expression (3) is satisfied, the refractive power of the second lens unit is appropriate, and it is easy to achieve downsizing and weight reduction of the focusing group, and to easily realize quick autofocus. Become. In addition, since aberration variation caused by the movement of the second lens group can be made within an appropriate range, it becomes easy to realize good optical performance with a small number of lenses.
これに対して、条件式(3)の数値が下限値未満になると、第2レンズ群の屈折力が強くなるため、変倍時又は合焦時の第2レンズ群の移動に伴う収差変動が大きくなる。良好な光学性能を実現するには、収差補正の為のレンズ枚数を増加させる必要がある。そのため、第2レンズ群の小型化及び軽量化を図ることが困難になり、駆動機構への負荷が増大すると共に、迅速なオートフォーカスを実現することが困難になる。一方、条件式(3)の数値が上限値を超えると、第2レンズ群の屈折力が弱く、高変倍比を実現するには、変倍時の第2レンズ群の移動量を増加させる必要があり、また、合焦時の第2レンズ群の移動量も増加する。そのため、当該ズームレンズの光学全長が長くなり、当該ズームレンズの小型化及び軽量化を図ることが困難になる。 On the other hand, when the numerical value of the conditional expression (3) becomes smaller than the lower limit value, the refractive power of the second lens unit becomes strong, so that the aberration fluctuation caused by the movement of the second lens unit during zooming or focusing becomes growing. In order to realize good optical performance, it is necessary to increase the number of lenses for aberration correction. Therefore, it becomes difficult to reduce the size and weight of the second lens unit, and the load on the drive mechanism increases, and it becomes difficult to realize quick autofocus. On the other hand, when the numerical value of the conditional expression (3) exceeds the upper limit value, the refractive power of the second lens unit is weak, and the moving amount of the second lens unit at the time of zooming is increased to realize a high zoom ratio. The amount of movement of the second lens group at the time of focusing also increases. Therefore, the entire optical length of the zoom lens becomes long, and it becomes difficult to reduce the size and weight of the zoom lens.
上記効果を得る上で、条件式(3)の下限値は、0.34であることがより好ましく、0.38であることがさらに好ましい。また、上限値は、0.80であることがより好ましく、0.65であることがさらに好ましい。 In order to obtain the above effect, the lower limit value of the conditional expression (3) is more preferably 0.34, and still more preferably 0.38. The upper limit value is more preferably 0.80, and still more preferably 0.65.
1−3−4.条件式(4)
当該ズームレンズは、以下の条件を満足することが好ましい。
(4) bt ≦ −0.80
但し、
bt:当該ズームレンズ全系の望遠端における最大撮像倍率
1-3-4. Conditional expression (4)
It is preferable that the zoom lens satisfies the following conditions.
(4) bt ≦ − 0.80
However,
bt: Maximum imaging magnification at the telephoto end of the whole zoom lens system
条件式(4)は、当該ズームレンズの望遠端における最大撮像倍率、すなわち、当該ズームレンズの最短撮像距離における撮像倍率の上限値を規定する式である。このとき、撮像倍率とは、像面の高さ(像高)と被写体の高さとの比を指し、条件式(4)を満足する場合、当該ズームレンズにより、像面に対して被写体(被写体像)の実寸の0.8倍以上の大きさで結像させることができ、当該ズームレンズを最短撮像距離の短いマクロレンズとすることができる。 Conditional expression (4) defines the maximum imaging magnification at the telephoto end of the zoom lens, that is, the upper limit of the imaging magnification at the shortest imaging distance of the zoom lens. At this time, the imaging magnification refers to the ratio of the height of the image plane (image height) to the height of the subject, and when the conditional expression (4) is satisfied, the zoom lens The zoom lens can be formed to have a size of 0.8 times or more the actual size of the image), and the zoom lens can be a macro lens with a short shortest imaging distance.
上記効果を得る上で、条件式(4)の上限値は、−0.90であることがより好ましく、−1.00であることがさらに好ましい。なお、条件式(4)をbt<−0.80、bt<−0.90、bt<−1.00とすることも好ましい。また、上記条件式(4)の下限値を設ける光学的な意義は特にはないが、下限値は−10.0程度とすることができ、或いは−5.0程度とすることができる。条件式(4)の下限値を−10.0未満、或いは−5.0未満とするとフォーカス群の移動量が大きくなるため、当該ズームレンズの光学全長が長くなり、好ましくない。 In order to obtain the above effect, the upper limit value of conditional expression (4) is more preferably −0.90, and still more preferably −1.00. It is also preferable to set conditional expression (4) to bt <−0.80, bt <−0.90, and bt <−1.00. There is no particular optical meaning to set the lower limit value of the conditional expression (4), but the lower limit value can be about -10.0, or about -5.0. If the lower limit value of the conditional expression (4) is less than −10.0 or less than −5.0, the amount of movement of the focus group becomes large, so the optical total length of the zoom lens becomes long, which is not preferable.
1−3−5.条件式(5)
当該ズームレンズは、以下の条件を満足することが好ましい。
1-3-5. Conditional expression (5)
It is preferable that the zoom lens satisfies the following conditions.
(5) 0.10 ≦ mn−1/√(fw×ft) ≦ 2.00
但し、
fw:広角端における無限遠物体合焦時の当該ズームレンズ全系の焦点距離
ft:望遠端における無限遠物体合焦時の当該ズームレンズ全系の焦点距離
(5) 0.10 mn-1 / ((fw x ft) 2.00
However,
fw: Focal length of the whole zoom lens system when focusing on an infinite object at the wide angle end ft: Focal length of the whole zoom lens system when focusing on an infinite object at the telephoto end
条件式(5)は、変倍時における第n−1レンズ群の移動量と当該ズームレンズの上記実効焦点距離との比を規定する式である。条件式(5)を満足させることにより、変倍時の可動群である第n−1レンズ群の小型化及び軽量化を図ることができ、駆動機構への負荷を低減することができる。そのため、レンズユニットの小型化及び軽量化を実現することができる。また、変倍時における第n−1レンズ群の移動量を適切な範囲内とすることができ、当該ズームレンズの光学全長が長くなることを抑制することができる。 Conditional expression (5) defines the ratio of the amount of movement of the (n−1) -th lens unit at the time of zooming and the effective focal length of the zoom lens. By satisfying the conditional expression (5), downsizing and weight reduction of the (n-1) th lens unit which is a movable unit at the time of zooming can be achieved, and a load on the drive mechanism can be reduced. Therefore, the lens unit can be reduced in size and weight. Further, the amount of movement of the (n-1) -th lens unit at the time of zooming can be set within an appropriate range, and an increase in the overall optical length of the zoom lens can be suppressed.
これに対して、条件式(5)の数値が下限未満になると、第n−1レンズ群の屈折力が強くなるため、変倍時における第n−1レンズ群の移動に伴う収差変動が大きくなる。良好な光学性能を実現するには、収差補正の為のレンズ枚数を増加させる必要がある。そのため、第n−1レンズ群の小型化及び軽量化を図ることが困難になり、駆動機構への負荷が増大する。一方、条件式(5)の数値が上限値を超えると、第n−1レンズ群の屈折力が弱く、高変倍比を実現するには、変倍時のn−1レンズ群の移動量を増加させる必要がある。そのため、当該ズームレンズの光学全長が長くなり、当該ズームレンズの小型化及び軽量化を図ることが困難になる。 On the other hand, when the value of the conditional expression (5) is less than the lower limit, the refractive power of the (n-1) th lens group becomes strong, so that the aberration fluctuation accompanying the movement of the (n-1) th lens group during zooming is large. Become. In order to realize good optical performance, it is necessary to increase the number of lenses for aberration correction. Therefore, it becomes difficult to reduce the size and weight of the (n-1) -th lens unit, and the load on the drive mechanism increases. On the other hand, when the numerical value of the conditional expression (5) exceeds the upper limit, the refractive power of the (n-1) th lens unit is weak, and to achieve a high zoom ratio, the movement amount of the n-1 lens group at the time of zooming Need to increase. Therefore, the entire optical length of the zoom lens becomes long, and it becomes difficult to reduce the size and weight of the zoom lens.
上記効果を得る上で、条件式(5)の下限値は、0.12であることがより好ましく、0.14であることがさらに好ましい。また、条件式(5)の上限値は、1.80であることがより好ましく、1.60であることがより好ましく、1.40であることがより好ましく、1.20であることが一層好ましく、1.00であることがより一層好ましい。 In order to obtain the above effect, the lower limit value of the conditional expression (5) is more preferably 0.12, and still more preferably 0.14. The upper limit value of conditional expression (5) is more preferably 1.80, more preferably 1.60, still more preferably 1.40, and still more preferably 1.20. Preferably, it is 1.00.
1−3−6.条件式(6)
当該ズームレンズは、以下の条件を満足することが好ましい。
(6) 0.20 ≦ |fn| /√(fw×ft) ≦ 1.20
但し、
fn:第nレンズ群の焦点距離
fw:広角端における無限遠物体合焦時の当該ズームレンズ全系の焦点距離
ft:望遠端における無限遠物体合焦時の当該ズームレンズ全系の焦点距離
1-3-6. Conditional expression (6)
It is preferable that the zoom lens satisfies the following conditions.
(6) 0.20 ≦ fnf / | (fw × ft) ≦ 1.20
However,
fn: Focal length of the nth lens group fw: Focal length of the whole zoom lens system when focusing on an infinite object at the wide angle end ft: Focal length of the whole zoom lens system when focusing on an infinite object at the telephoto end
条件式(6)は、第nレンズ群の焦点距離と、当該ズームレンズの実効焦点距離との比を規定する式である。条件式(6)を満足する場合、第nレンズ群において発生する諸収差を小さくすることができる。そのため、第nレンズ群を光軸に対して垂直方向に移動可能に構成し、当該第nレンズ群を防振群として光軸に対して垂直方向に移動させることにより、像ブレを補正するよう構成した場合、第nレンズ群を光軸に対して垂直方向に移動させたときの偏芯コマ収差、偏芯非点収差、偏芯色収差を小さくすることができる。そのため、防振時も少ないレンズ枚数で良好な光学性能を得ることができ、防振機能を設けた場合も当該ズームレンズを小型に構成することができる。また、防振時における第nレンズ群の光軸に対して垂直方向の移動量を適切な範囲内にすることができるため、当該ズームレンズを収容する鏡筒径の大型化も抑制することができる。 Conditional expression (6) defines the ratio of the focal length of the nth lens group to the effective focal length of the zoom lens. When the conditional expression (6) is satisfied, various aberrations generated in the n-th lens unit can be reduced. Therefore, the nth lens group is configured to be movable in the vertical direction with respect to the optical axis, and the image blur is corrected by moving the nth lens group in the vertical direction with respect to the optical axis as a vibration reduction group. When configured, it is possible to reduce decentering coma, decentering astigmatism, and decentering chromatic aberration when the nth lens group is moved in a direction perpendicular to the optical axis. Therefore, good optical performance can be obtained with a small number of lenses during image stabilization, and the zoom lens can be miniaturized even when the image stabilization function is provided. In addition, since the amount of movement in the direction perpendicular to the optical axis of the nth lens group can be made within an appropriate range at the time of image stabilization, it is also possible to suppress an increase in the diameter of the lens barrel that accommodates the zoom lens. it can.
これに対して、条件式(6)の数値が下限値未満の場合、第nレンズ群の屈折力が強くなりすぎるため、第nレンズ群を防振群として用いることが困難になる。すなわち、第nレンズ群を光軸に対して垂直方向に移動させたときの偏芯コマ収差、偏芯非点収差、偏芯色収差が大きくなる。そのため良好な光学性能を維持するには、収差補正のために多くのレンズ枚数を要する。従って、レンズ枚数の増加により、第nレンズ群が大きく重くなるため、当該ズームレンズの小型化を図る上で好ましくない。また、防振群が重くなると、防振群を駆動するための駆動機構も大型化するため、好ましくない。一方、条件式(6)の数値が上限値を超えると、第nレンズ群の屈折力が弱くなりすぎるため、防振補正角度を確保するには、防振時における第nレンズ群の光軸に対して垂直方向の移動量を大きくする必要がある。従って、この場合、当該ズームレンズを収容する鏡筒径を大きくする必要があるため、レンズユニットの小型化を図る上で好ましくない。 On the other hand, when the numerical value of the conditional expression (6) is less than the lower limit value, the refractive power of the nth lens group becomes too strong, and it becomes difficult to use the nth lens group as a vibration reduction group. That is, decentering comatic aberration, decentering astigmatism and decentering chromatic aberration when the nth lens group is moved in a direction perpendicular to the optical axis become large. Therefore, in order to maintain good optical performance, a large number of lenses are required for aberration correction. Therefore, the increase in the number of lenses causes the n-th lens unit to be large and heavy, which is not preferable for downsizing the zoom lens. In addition, when the vibration isolation group becomes heavy, the drive mechanism for driving the vibration isolation group also becomes large, which is not preferable. On the other hand, if the numerical value of the conditional expression (6) exceeds the upper limit value, the refractive power of the nth lens group becomes too weak. Therefore, in order to secure the image stabilization correction angle, the optical axis of the nth lens group at the time of image stabilization It is necessary to increase the amount of movement in the vertical direction with respect to. Therefore, in this case, the diameter of the lens barrel that accommodates the zoom lens needs to be increased, which is not preferable in order to miniaturize the lens unit.
上記効果を得る上で、条件式(6)の下限値は、0.30であることがより好ましく、0.40であることがさらに好ましい。また、条件式(6)の上限値は、1.00であることがより好ましく、0.90であることがさらに好ましく、0.80であることが一層好ましい。 In order to obtain the above effect, the lower limit value of the conditional expression (6) is more preferably 0.30, and still more preferably 0.40. The upper limit value of conditional expression (6) is more preferably 1.00, still more preferably 0.90, and still more preferably 0.80.
2.撮像装置
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記ズームレンズと、その像側に当該ズームレンズによって形成された光学像(被写体像)を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする。ここで、撮像素子等に特に限定はないが、本件発明に係るズームレンズは、高解像度の像高の大きい固体撮像素子に好適であるため、当該固体撮像素子はフルハイビジョン以上の解像度であることが好ましく、4K以上の解像度であることがより好ましく、8K以上の解像度であることがさらに好ましい。
2. Imaging Device Next, an imaging device according to the present invention will be described. An image pickup apparatus according to the present invention is characterized by comprising the above-mentioned zoom lens and an image pickup element for converting an optical image (object image) formed by the zoom lens on the image side thereof into an electric signal. Here, although the imaging device etc. is not particularly limited, the zoom lens according to the present invention is suitable for a solid imaging device with a high resolution and a large image height, so that the solid imaging device has a resolution of full hi-vision or higher. Is more preferable, the resolution is 4 K or more, and more preferably 8 K or more.
当該撮像装置は、静止画像を取得するデジタルスチルカメラとして構成されていてもよいし、動画を取得するデジタルビデオカメラとして構成されていてもよい。上記ズームレンズでは、上記構成等を採用し、第2レンズ群を合焦群とすることにより、迅速に合焦することができる。例えば、本件発明に係るズームレンズを備えた撮像装置を、観察光学系の接眼部に接続すれば、観察倍率や観察視野を適宜変化させながら、被写体像を表示装置に拡大表示させたときも、被写体の細部まで良好に観察可能とすることができる。 The imaging device may be configured as a digital still camera that acquires a still image, or may be configured as a digital video camera that acquires a moving image. In the zoom lens, the above configuration and the like can be adopted, and focusing can be performed quickly by setting the second lens unit as a focusing unit. For example, when an imaging device provided with the zoom lens according to the present invention is connected to the eyepiece of the observation optical system, the subject image can be enlarged and displayed on the display device while appropriately changing the observation magnification and the observation field of view. The details of the subject can be observed well.
なお、当該撮像装置は、上記ズームレンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよいし、ズームレンズが取り外し自在に構成されたレンズ交換式の撮像装置であってもよい。 The imaging device may be a lens-fixed imaging device in which the zoom lens is fixed to a housing, or may be a lens-interchangeable imaging device in which the zoom lens is configured to be removable. .
3.観察画像表示システム
次に、本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置を好ましく適用することのできる観察画像表示システムについて説明する。
3. Observation Image Display System Next, an observation image display system to which the zoom lens and the imaging device according to the present invention can be preferably applied will be described.
まず、観察光学系について説明する。観察光学系は、一般に、対物レンズ系と、接眼レンズ系とを備え、対物レンズ系により一次被写体像(実像)を形成し、接眼レンズ系によってそれを略平行光となるように構成された光学系である。観察者は接眼部を介して被写体像を観察することができる。なお、観察光学系によっては、対物レンズ系と接眼レンズ系との間にリレーレンズ系が配置され、リレーレンズ系によりレンズ全長を延長させ、複数の中間被写体像を形成するようにしたものもある。 First, the observation optical system will be described. An observation optical system generally includes an objective lens system and an eyepiece lens system, and an optical system configured to form a primary subject image (real image) by the objective lens system and to substantially collimate it by the eyepiece lens system. It is a system. The observer can observe the subject image through the eyepiece. In some observation optical systems, a relay lens system is disposed between the objective lens system and the eyepiece lens system, and the overall lens length is extended by the relay lens system to form a plurality of intermediate subject images. .
本件発明において、観察光学系の接眼部とは、主として、接眼レンズ系が収容された鏡筒部分をいい、一般に接眼レンズ、或いは、アイピースなどと称される部品、或いは、部位をいう。 In the present invention, the eyepiece portion of the observation optical system mainly refers to a lens barrel portion in which an eyepiece lens system is accommodated, and generally refers to a part or a portion called an eyepiece lens or an eyepiece.
観察光学系として、具体的には、顕微鏡、硬性内視鏡(硬性鏡)等を挙げることができる。当該ズームレンズは、これらの観察光学系の接眼部に接続して好適に使用することができる。以下では、内視鏡、特に硬性鏡の接眼部に接続されて使用される場合を例に挙げて説明する。 Specific examples of the observation optical system include a microscope, a rigid endoscope (rigid endoscope), and the like. The zoom lens can be suitably used by being connected to the eyepieces of these observation optical systems. Below, the case where it connects and uses for the eyepiece part of an endoscope, especially a rigid endoscope, is mentioned as an example, and is demonstrated.
硬性鏡は、一般に、狭小部に挿入される細い筒状の挿入部と、当該挿入部に連結された接眼部とを備え、挿入部内には上記対物レンズ系が収容され、接眼部には上述のとおり接眼レンズ系が収容される。医療分野で用いられる硬性鏡の場合、挿入部は患者の体に開けられた穴などを介して体内に挿入され、接眼部は体外に配置される。挿入部の長さを確保するため、挿入部には対物レンズ系と共に上記リレーレンズ系が収容されることもあるし、挿入部と接眼部との間にリレーレンズ系を収容したリレー部が接続されることもある。当該ズームレンズや撮像素子等を備えた撮像装置を硬性鏡の接眼部に接続することで、硬性鏡により取得した被写体像をモニターなどの表示装置に表示させる硬性鏡画像表示システムを実現することができる。 The rigid endoscope generally comprises a thin cylindrical insertion portion inserted into the narrow portion, and an eyepiece portion connected to the insertion portion, the objective lens system is accommodated in the insertion portion, and the eyepiece portion The eyepiece system is accommodated as described above. In the case of a rigid endoscope used in the medical field, the insertion portion is inserted into the body through a hole or the like made in the patient's body, and the eyepiece is placed outside the body. In order to secure the length of the insertion portion, the relay lens system may be accommodated together with the objective lens system in the insertion portion, or a relay portion in which the relay lens system is accommodated between the insertion portion and the eyepiece. It may be connected. To realize a rigid endoscope image display system for displaying an object image acquired by the rigid endoscope on a display device such as a monitor by connecting an imaging device including the zoom lens, an imaging device, etc. to an eyepiece of the rigid endoscope. Can.
但し、当該ズームレンズは硬性鏡の接眼部に接続される態様に限定されるものではなく、顕微鏡等、種々の観察光学系の接眼部に接続することができ、これらの観察光学系の接眼部に接続することで、上記と同様な観察画像表示システムを実現することができる。 However, the zoom lens is not limited to a mode in which the zoom lens is connected to the eyepiece portion of the rigid scope, and can be connected to the eyepiece portions of various observation optical systems such as a microscope. By connecting to the eyepiece, an observation image display system similar to the above can be realized.
上述のように観察光学系の接眼部に接続される態様において当該ズームレンズでは、各可動群の移動量等を調整することにより、撮像視野(観察画角)を連続的に調整して、患部の観察倍率を任意に変化させることができる。そのため、硬性鏡画像表示システムを利用した内視鏡外科手術などの際に、手術の進行に応じて、患部の拡大観察、部分観察等を任意に行うことができる。その際、硬性鏡の挿入部の先端(正確には対物レンズの先端)と患部(被写体)との間の距離、すなわち、硬性鏡の作動距離を変化させる必要がない。従って、手術器具等と干渉しない位置に硬性鏡の挿入部の先端を配置しつつ、手術の進行に応じて要求される観察視野及び観察倍率に調整することができる。さらに、硬性鏡側に変倍機構を設ける必要がないため、硬性鏡の光学構成を簡素にすることができ、硬性鏡の大型化、特に挿入部の大型化を抑制することができる。なお、ここでいう変倍機構とは、被写体像の変倍率を変化させるために設けられる可動群や、可動群を光軸方向に移動させるためのカム等の駆動機構などを指す。 As described above, in the aspect of being connected to the eyepiece of the observation optical system, in the zoom lens, the imaging visual field (observation angle of view) is continuously adjusted by adjusting the moving amount of each movable group, etc. The observation magnification of the affected area can be arbitrarily changed. Therefore, at the time of endoscopic surgery etc. using a rigid endoscope image display system, according to the progress of surgery, expansion observation of a diseased part, partial observation, etc. can be performed arbitrarily. At that time, it is not necessary to change the distance between the tip of the insertion portion of the rigid endoscope (more precisely, the tip of the objective lens) and the affected part (object), that is, the working distance of the rigid endoscope. Therefore, while the tip of the insertion portion of the rigid endoscope is disposed at a position not interfering with the surgical instrument etc., it is possible to adjust to the required viewing field and observation magnification required according to the progress of the surgery. Furthermore, since there is no need to provide a magnification changing mechanism on the rigid endoscope side, the optical configuration of the rigid endoscope can be simplified, and enlargement of the rigid endoscope, in particular, enlargement of the insertion portion can be suppressed. Here, the zooming mechanism refers to a movable group provided to change the magnification of the object image, and a driving mechanism such as a cam for moving the movable group in the optical axis direction.
このような硬性鏡画像表示システムは、ズームレンズにより生成された光学像に関する画像データを電気的に加工する画像処理部を有することが好ましい。当該画像処理部は、上記撮像装置本体に設けられてもよいし、表示装置の画像表示動作を制御する制御装置(例えば、パーソナルコンピュータ等)に設けられてもよい。 It is preferable that such a rigid endoscope image display system has an image processing unit that electrically processes image data related to an optical image generated by a zoom lens. The image processing unit may be provided in the imaging device main body, or may be provided in a control device (for example, a personal computer or the like) that controls the image display operation of the display device.
上記本件発明に係るズームレンズにおいて、高い変倍比を実現しつつ、小型で高解像度の光学系を得ようとした場合、像形状の歪みが生じやすくなる。そこで、当該観察画像表示システムにおいて、上記画像データに対して像形状の歪みを電気的に加工する画像処理部を設けることにより、像形状の歪みの少ない観察被写体画像を画像出力装置等に出力させることができる。なお、画像処理部は、像形状の歪みを補正するための補正用データを予め記憶した記憶部と、観察撮像装置において取得された画像データと、補正用データとを関連づけて、画像データを補正する演算処理部(CPU)等を備えていることが好ましい。 In the zoom lens according to the present invention, when attempting to obtain a small-sized, high-resolution optical system while achieving a high zoom ratio, distortion of the image shape is likely to occur. Therefore, in the observation image display system, by providing an image processing unit that electrically processes the distortion of the image shape to the image data, an observation object image with little distortion of the image shape is output to an image output device or the like. be able to. The image processing unit corrects the image data by correlating the correction data with the storage unit in which the correction data for correcting the distortion of the image shape is stored in advance, the image data acquired by the observation imaging apparatus, and the correction data. It is preferable to include an arithmetic processing unit (CPU) or the like.
ここで、上記画像処理部は、ズームレンズにより形成された光学像に関する画像データのうち、歪曲収差に関するデータを電気的に加工することが好ましい。画像処理部において、歪曲収差に関するデータを電気的に加工することができれば、上記ズームレンズの第2レンズ群を小さな径のレンズにより構成しつつ、強い屈折力を配置しても、観察被写体像を歪みなく画像出力装置等に表示させることができる。 Here, it is preferable that the image processing unit electrically processes data related to distortion among image data related to an optical image formed by the zoom lens. If it is possible to electrically process data relating to distortion in the image processing unit, the observation subject image can be obtained even if the second lens group of the zoom lens is formed of a lens of a small diameter and strong refractive power is arranged. It can be displayed on an image output device etc. without distortion.
また、上記画像処理部は、ズームレンズにより形成された光学像に関する画像データのうち、倍率色収差に関するデータを電気的に加工することが好ましい。画像処理部において、倍率色収差に関するデータを電気的に加工することができれば、色収差の小さい被写体像を画像出力装置等に表示させることができる。そのため、ズームレンズを構成するレンズ枚数を削減することが可能になり、当該ズームレンズの小型化を図ることが容易になる。 Further, it is preferable that the image processing unit electrically processes data relating to lateral chromatic aberration among image data relating to an optical image formed by the zoom lens. If it is possible to electrically process data relating to lateral chromatic aberration in the image processing unit, it is possible to display an object image with small chromatic aberration on an image output device or the like. Therefore, it is possible to reduce the number of lenses constituting the zoom lens, and to miniaturize the zoom lens.
次に、実施例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下に挙げる各実施例の光学系は、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置(光学装置)に用いられる撮像光学系としての観察光学系であり、特に、顕微鏡や、狭小空間の内部観察を行うための観察撮像装置に好ましく適用することができる。また、各レンズ断面図において、図面に向かって左方が観察被写体側(物体側)、右方が像側である。 Next, the present invention will be specifically described by showing examples. However, the present invention is not limited to the following examples. The optical system in each of the following embodiments is an observation optical system as an imaging optical system used in an imaging apparatus (optical apparatus) such as a digital camera or a video camera, and in particular, performs internal observation of a microscope or a narrow space. The present invention can be preferably applied to an observation imaging apparatus for Further, in each lens sectional view, the left side in the drawing is the observation subject side (object side), and the right side is the image side.
本発明によるズームレンズの実施例を図面を参照して説明する。図1は、本実施例1のズームレンズのレンズ構成例を示す図である。上段が広角端状態におけるレンズ構成図であり、下段が望遠端状態におけるレンズ構成図である。 Embodiments of the zoom lens according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing an example of the lens configuration of the zoom lens according to the first embodiment. An upper stage is a lens block diagram in a wide-angle end state, and a lower stage is a lens block diagram in a telephoto end state.
図1に示すように、本実施例1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レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4から構成されている。当該ズームレンズは、図示しない硬性鏡の接眼部に接続されて使用される。なお、各レンズ群の具体的なレンズ構成は図1に示すとおりである。また、図1において、第1レンズ群G1の物体側に示す「S」は、硬性鏡の接眼部が接続された場合の仮想的な絞り位置を示す。また、「CG」は、カバーガラス、ローパスフィルター、赤外線フィルターなどをさす。「I」は像面であり、CCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子の撮像面、或いは、銀塩フィルムのフィルム面等を示す。これらの点は、他の実施例で示す各レンズ断面図においても同様であるため、以下では説明を省略する。 As shown in FIG. 1, in the zoom lens according to Example 1, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a positive refractive index are arranged in order from the object side. It comprises a third lens group G3 having a force and a fourth lens group G4 having a negative refractive power. The zoom lens is used by being connected to an eyepiece of a rigid endoscope (not shown). The specific lens configuration of each lens group is as shown in FIG. Further, in FIG. 1, “S” shown on the object side of the first lens group G1 indicates a virtual diaphragm position when the eyepiece of the rigid endoscope is connected. In addition, "CG" refers to cover glass, low pass filter, infrared filter and so on. “I” is an image plane, and indicates an imaging surface of a solid-state imaging device such as a CCD sensor or a CMOS sensor, a film surface of a silver salt film, or the like. These points are the same as in the lens cross-sectional views shown in the other embodiments, so the description will be omitted below.
広角端から望遠端にかけて変倍する際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4とを光軸方向に固定し、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3はそれぞれ異なる軌跡で像側に移動する。また、無限遠物体から近距離物体への合焦の際には、第2レンズ群G2が像側に移動する。また、第4レンズ群G4は光軸に対して垂直方向に移動可能に構成されており、当該第4レンズ群G4を光軸に対して垂直方向に移動させることにより、手振れなど撮像時に生じた像ブレを補正することができる。 When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are fixed in the optical axis direction, and the second lens group G2 and the third lens group G3 have different loci on the image side Move to At the time of focusing from an infinite distance object to a close distance object, the second lens group G2 moves to the image side. In addition, the fourth lens group G4 is configured to be movable in a direction perpendicular to the optical axis, and by moving the fourth lens group G4 in a direction perpendicular to the optical axis, camera movement or the like occurs during imaging. Image blur can be corrected.
なお、本実施例1のズームレンズにおいて、第3レンズ群は第n−1レンズ群であり、第4レンズ群は第nレンズ群である。
In the zoom lens of
図2〜図4に、本実施例1のズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差、非点収差及び歪曲収差の縦収差図をそれぞれ示す。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、FNOで示す)を表し、実線はd線(波長λ=587.56nm)、短破線はg線(波長λ=435.84nm)、長破線はC線(波長λ=656.27nm)の特性である。非点収差図において、縦軸は画角(図中、Wで示す)を表し、実線はサジタル平面(図中、Sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、Mで示す)の特性である。歪曲収差図において、縦軸は画角(図中、Wで示す)を表す。但し、これらは、当該ズームレンズ自体の特性であり、当該ズームレンズを硬性鏡の接眼部に接続せずに単独で用いたときの特性である。次に説明する横収差についても同様である。なお、各横収差図のdecは防振群の移動量を表す。 FIGS. 2 to 4 show longitudinal aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism and distortion, respectively, at infinity focusing in the wide-angle end state, the intermediate focal length state and the telephoto end state of the zoom lens according to the first embodiment. . In the spherical aberration diagram, the vertical axis represents the f-number (indicated by FNO in the figure), the solid line represents d-line (wavelength λ = 587.56 nm), the short broken line represents g-line (wavelength λ = 435.84 nm), and the long broken line represents C It is a characteristic of a line (wavelength λ = 656.27 nm). In the astigmatism diagram, the vertical axis represents the angle of view (W in the figure), the solid line represents the sagittal plane (S in the figure), and the broken line the characteristics of the meridional plane (M in the figure). is there. In the distortion aberration diagram, the vertical axis represents the angle of view (indicated by W in the figure). However, these are the characteristics of the zoom lens itself, and the characteristics when the zoom lens is used alone without being connected to the eyepiece of the rigid endoscope. The same applies to the lateral aberration described next. In each of the lateral aberration diagrams, dec represents the movement amount of the vibration reduction group.
また、図5は、実施例1のズームレンズの望遠端における横収差図である。図5に示す各横収差図において、図面に向かって左側に位置する3つの収差図は、望遠端における手振れ補正を行っていない基本状態に対応する(防振補正量0deg)。また、図面に向かって右側に位置する3つの収差図は、防振群としての第4レンズ群を光軸と垂直な方向に所定量移動させた望遠端における手振れ補正状態に対応する。
FIG. 5 is a lateral aberration diagram of the zoom lens of
基本状態の各横収差図のうち、上段は最大像高の70%の像点における横収差、中段は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−70%の像点における横収差に、それぞれ対応する。手振れ補正状態の各横収差図のうち、上段は最大像高の70%の像点における横収差、中段は軸上像点における横収差、下段は最大像高の−70%の像点における横収差に、それぞれ対応する。また各横収差図において、横軸は瞳面上での主光線からの距離を表し、実線はd線、短破線はg線、長破線はC線の特性である。また、当該ズームレンズについて、手振れ補正時に防振群を光軸に対して垂直な方向に所定量移動させることによる角度変化量は0.3度である。また、そのときの防振群の移動量は0.836mmである。 Of the lateral aberration diagrams in the basic state, the upper row shows the lateral aberration at the image point of 70% of the maximum image height, the middle row shows the lateral aberration at the axial image point, and the lower row shows the horizontal aberration at the image point of -70% of the maximum image height Correspond to each. Of the horizontal aberration diagrams in the camera shake correction state, the upper row shows the horizontal aberration at the image point of 70% of the maximum image height, the middle row shows the horizontal aberration at the axial image point, and the lower row shows the horizontal image at the -70% image point of the maximum image height. Each corresponds to the aberration. In each lateral aberration diagram, the horizontal axis represents the distance from the chief ray on the pupil plane, the solid line represents the d-line, the short broken line the g-line, and the long broken line the C-line. Further, with respect to the zoom lens, an angle change amount by moving the anti-vibration group in the direction perpendicular to the optical axis by a predetermined amount at the time of camera shake correction is 0.3 degrees. The amount of movement of the vibration reduction group at that time is 0.836 mm.
図5から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることがわかる。また、+70%像点における横収差と−70%像点における横収差とを基本状態で比較すると、いずれも湾曲度が小さく、収差曲線の傾斜がほぼ等しいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さいことがわかる。このことは、手振れ補正状態であっても充分な結像性能が得られていることを意味している。また、いずれのズーム位置であっても、0.3°までの手振れ補正角に対して、結像特性を低下させることなく充分な手振れ補正を行うことが可能である。さらに、光軸に対して垂直な方向における防振群の移動量を更に大きくとることで、手振れ補正角度を0.3°よりも更に大きく取ることも可能である。これらの点は、後述する他の実施例についても同様である。 As apparent from FIG. 5, it is understood that the symmetry of the transverse aberration at the on-axis image point is good. In addition, when the lateral aberration at the + 70% image point and the lateral aberration at the −70% image point are compared in a basic state, the degree of curvature is small and the inclination of the aberration curve is almost equal. It can be seen that the aberration is small. This means that sufficient imaging performance is obtained even in the camera shake correction state. Also, at any zoom position, it is possible to perform sufficient shake correction for the shake correction angle up to 0.3 ° without reducing the imaging characteristics. Furthermore, it is possible to make the shake correction angle even larger than 0.3 ° by further increasing the movement amount of the vibration reduction group in the direction perpendicular to the optical axis. These points are the same as in the other embodiments described later.
次に、当該本実施例1において、具体的数値を適用した数値実施例1のレンズデータを表1に示す。表1に示すレンズデータは次のものである。「面番号」は、物体側から数えたレンズ面の順番を示す。「r」はレンズ面の曲率半径を示し、「d」はレンズ厚又は、互いに隣接するレンズ面の光軸上の間隔を示し、「nd」はd線に対する屈折率を示し、「vd」はd線に対するアッベ数を示す。また、「r」の欄に記載の「∞」は曲率半径が∞(無限大)であることを意味する。また、「d」の欄に記載の「d5」等の「dn(但し、nは面番号)」と表記された欄は、変倍時における可変間隔であることを示す。なお、各表中の長さの単位は全て「mm」であり、画角の単位は全て「°」である。 Next, lens data of Numerical Example 1 to which specific numerical values are applied in the present Example 1 is shown in Table 1. The lens data shown in Table 1 are as follows. The "surface number" indicates the order of the lens surfaces counted from the object side. “R” indicates the radius of curvature of the lens surface, “d” indicates the lens thickness or the distance on the optical axis of the lens surfaces adjacent to each other, “nd” indicates the refractive index for the d-line, and “vd” The Abbe number for d line is shown. Also, “∞” described in the column of “r” means that the radius of curvature is ∞ (infinity). Further, a column described as "dn (where n is a plane number)" such as "d5" described in the column "d" indicates that it is a variable interval at the time of zooming. The unit of length in each table is all "mm" and the unit of angle of view is all "°".
表2に、当該ズームレンズの各種データを示す。表2には、広角端、中間焦点距離位置、望遠端における当該ズームレンズの「焦点距離」、「Fナンバー」、「半画角」、「レンズ全長(光学全長)」、「バックフォーカス」、表1に示した変倍時における光軸上の可変間隔(但し、無限遠合焦時)「dn」を示す。また、表2に、当該ズームレンズの変倍比、像高を併せて示す。 Table 2 shows various data of the zoom lens. Table 2 shows the “focal length”, “F number”, “half angle of view”, “full lens length (optical total length)”, “back focus” of the zoom lens at the wide angle end, intermediate focal length position, and telephoto end. The variable interval on the optical axis at the time of zooming shown in Table 1 (in focus at infinity) "dn" is shown. Table 2 also shows the zoom ratio and the image height of the zoom lens.
表3に、当該ズームレンズを構成する各レンズ群の「始面」、「焦点距離」、各レンズ群の始面から終面までの光軸上の長さに相当する「構成長」、変倍時における各レンズ群の光軸上の「移動量」を示す。但し、像側への移動に対して、符号を正とする。 Table 3 shows the “starting surface” and “focal length” of each lens unit constituting the zoom lens, “configuration length” corresponding to the length on the optical axis from the starting surface to the end surface of each lens unit, and The "movement amount" on the optical axis of each lens unit at the time of magnification is shown. However, the sign is positive for movement toward the image side.
表4に、広角端、中間焦点距離位置、望遠端における各レンズ群の横倍率を各レンズ群の始面と共に示す。 Table 4 shows the lateral magnifications of the respective lens units at the wide-angle end, the intermediate focal length position, and the telephoto end, together with the front surfaces of the respective lens units.
表5に、当該ズームレンズの望遠端における最大撮像倍率と、望遠端における最近点物体合焦時の光軸上の可変間隔を示す。なお、最近点物体は、当該ズームレンズの最短撮像距離位置にある物体を意味する。 Table 5 shows the maximum imaging magnification at the telephoto end of the zoom lens and the variable interval on the optical axis at the time of focusing of the nearest point object at the telephoto end. The closest point object means an object at the shortest imaging distance position of the zoom lens.
そして、表26に当該ズームレンズの上記条件式(1)〜条件式(6)の数値を示す。 Table 26 shows the numerical values of the conditional expression (1) to the conditional expression (6) of the zoom lens.
これらの図面及び表に関する事項は、他の実施例においても同様であるため、以下では説明を省略する。 The matters relating to these drawings and tables are the same as in the other embodiments, and thus the description thereof will be omitted below.
(1)光学系の構成
図6は、本件発明に係る実施例2のズームレンズのレンズ構成例を示す断面図である。図6に示すように、本実施例2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レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4から構成されている。当該ズームレンズは、図示しない硬性鏡の接眼部に接続されて使用される。なお、各レンズ群の具体的なレンズ構成は図6に示すとおりである。なお、第3レンズ群G3は第n−1レンズ群であり、第4レンズ群G4は第nレンズ群である。
(1) Configuration of Optical System FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the lens configuration of a zoom lens according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, in the zoom lens according to the second embodiment, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a positive refractive index are arranged in order from the object side. It comprises a third lens group G3 having a force and a fourth lens group G4 having a negative refractive power. The zoom lens is used by being connected to an eyepiece of a rigid endoscope (not shown). The specific lens configuration of each lens group is as shown in FIG. The third lens group G3 is an n-1th lens group, and the fourth lens group G4 is an nth lens group.
広角端から望遠端にかけて変倍する際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4とを光軸方向に固定し、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3はそれぞれ異なる軌跡で像側に移動する。また、無限遠物体から近距離物体への合焦の際には、第2レンズ群G2が像側に移動する。また、第4レンズ群G4は光軸に対して垂直方向に移動可能に構成されており、当該第4レンズ群G4を光軸に対して垂直方向に移動させることにより、手振れなど撮像時に生じた像ブレを補正することができる。また、手振れ補正時に防振群を光軸に対して垂直な方向に所定量移動させることによる角度変化量を0.3度としたときの防振群の移動量は0.779mmである。 When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are fixed in the optical axis direction, and the second lens group G2 and the third lens group G3 have different loci on the image side Move to At the time of focusing from an infinite distance object to a close distance object, the second lens group G2 moves to the image side. In addition, the fourth lens group G4 is configured to be movable in a direction perpendicular to the optical axis, and by moving the fourth lens group G4 in a direction perpendicular to the optical axis, camera movement or the like occurs during imaging. Image blur can be corrected. The movement amount of the vibration control group is 0.779 mm when the angle change amount by moving the vibration control group by a predetermined amount in the direction perpendicular to the optical axis at the time of camera shake correction is 0.3 degrees.
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表6に当該ズームレンズの面データを示し、表7に各種データを示し、表8に当該ズームレンズを構成する各レンズ群に関するデータを示し、表9に各レンズ群の横倍率等を示し、表10に当該ズームレンズの望遠端における最大撮像倍率等を示す。そして、表26に当該ズームレンズの上記条件式(1)〜条件式(6)の数値を示す。
(2) Numerical Example Next, a numerical example to which a specific numerical value of the zoom lens is applied will be described. Table 6 shows surface data of the zoom lens, Table 7 shows various data, Table 8 shows data on each lens group constituting the zoom lens, and Table 9 shows lateral magnification of each lens group, etc. Table 10 shows the maximum imaging magnification and the like at the telephoto end of the zoom lens. Table 26 shows the numerical values of the conditional expression (1) to the conditional expression (6) of the zoom lens.
図7〜図9に、本実施例2のズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ示す。図10に、実施例2のズームレンズの望遠端における横収差図を示す。 FIGS. 7 to 9 show spherical aberration, astigmatism and distortion at the time of infinity focusing in the wide-angle end state, the intermediate focal length state and the telephoto end state of the zoom lens according to the second embodiment, respectively. FIG. 10 shows a lateral aberration diagram of the zoom lens of Embodiment 2 at the telephoto end.
(1)光学系の構成
図11は、本件発明に係る実施例3のズームレンズのレンズ構成例を示す断面図である。図11に示すように、本実施例3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レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4から構成されている。当該ズームレンズは、図示しない硬性鏡の接眼部に接続されて使用される。なお、各レンズ群の具体的なレンズ構成は図11に示すとおりである。なお、第3レンズ群G3は第n−1レンズ群であり、第4レンズ群G4は第nレンズ群である。
(1) Configuration of Optical System FIG. 11 is a sectional view showing an example of the lens configuration of a zoom lens according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, in the zoom lens according to Example 3, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a positive refractive index are arranged in order from the object side. It comprises a third lens group G3 having a force and a fourth lens group G4 having a negative refractive power. The zoom lens is used by being connected to an eyepiece of a rigid endoscope (not shown). The specific lens configuration of each lens group is as shown in FIG. The third lens group G3 is an n-1th lens group, and the fourth lens group G4 is an nth lens group.
広角端から望遠端にかけて変倍する際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4とを光軸方向に固定し、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3はそれぞれ異なる軌跡で像側に移動する。また、無限遠物体から近距離物体への合焦の際には、第2レンズ群G2が像側に移動する。また、第4レンズ群G4は光軸に対して垂直方向に移動可能に構成されており、当該第4レンズ群G4を光軸に対して垂直方向に移動させることにより、手振れなど撮像時に生じた像ブレを補正することができる。また、手振れ補正時に防振群を光軸に対して垂直な方向に所定量移動させることによる角度変化量を0.3度としたときの防振群の移動量は0.640mmである。 When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are fixed in the optical axis direction, and the second lens group G2 and the third lens group G3 have different loci on the image side Move to At the time of focusing from an infinite distance object to a close distance object, the second lens group G2 moves to the image side. In addition, the fourth lens group G4 is configured to be movable in a direction perpendicular to the optical axis, and by moving the fourth lens group G4 in a direction perpendicular to the optical axis, camera movement or the like occurs during imaging. Image blur can be corrected. The amount of movement of the vibration control group is 0.640 mm when the angle change amount by moving the vibration control group by a predetermined amount in the direction perpendicular to the optical axis at the time of camera shake correction is 0.3 degrees.
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表11に当該ズームレンズの面データを示し、表12に各種データを示し、表13に当該ズームレンズを構成する各レンズ群に関するデータを示し、表14に各レンズ群の横倍率等を示し、表15に当該ズームレンズの望遠端における最大撮像倍率等を示す。そして、表26に当該ズームレンズの上記条件式(1)〜条件式(6)の数値を示す。
(2) Numerical Example Next, a numerical example to which a specific numerical value of the zoom lens is applied will be described. Table 11 shows surface data of the zoom lens, Table 12 shows various data, Table 13 shows data on each lens group constituting the zoom lens, and Table 14 shows lateral magnification and the like of each lens group. Table 15 shows the maximum imaging magnification and the like at the telephoto end of the zoom lens. Table 26 shows the numerical values of the conditional expression (1) to the conditional expression (6) of the zoom lens.
図12〜図14に、本実施例3のズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ示す。図15に、実施例3のズームレンズの望遠端における横収差図を示す。 FIGS. 12 to 14 respectively show spherical aberration, astigmatism and distortion at the time of infinity focusing in the wide-angle end state, the intermediate focal length state and the telephoto end state of the zoom lens according to the third embodiment. FIG. 15 shows a lateral aberration diagram of the zoom lens of Embodiment 3 at the telephoto end.
(1)光学系の構成
図16は、本件発明に係る実施例4のズームレンズのレンズ構成例を示す断面図である。図16に示すように、本実施例4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レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4から構成されている。当該ズームレンズは、図示しない硬性鏡の接眼部に接続されて使用される。なお、各レンズ群の具体的なレンズ構成は図16に示すとおりである。なお、第3レンズ群G3は第n−1レンズ群であり、第4レンズ群G4は第nレンズ群である。
(1) Configuration of Optical System FIG. 16 is a sectional view showing an example of the lens configuration of a zoom lens according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 16, in the zoom lens according to the fourth embodiment, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a positive refractive index are arranged in order from the object side. It comprises a third lens group G3 having a force and a fourth lens group G4 having a negative refractive power. The zoom lens is used by being connected to an eyepiece of a rigid endoscope (not shown). The specific lens configuration of each lens group is as shown in FIG. The third lens group G3 is an n-1th lens group, and the fourth lens group G4 is an nth lens group.
広角端から望遠端にかけて変倍する際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4とを光軸方向に固定し、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3はそれぞれ異なる軌跡で像側に移動する。また、無限遠物体から近距離物体への合焦の際には、第2レンズ群G2が像側に移動する。また、第4レンズ群G4は光軸に対して垂直方向に移動可能に構成されており、当該第4レンズ群G4を光軸に対して垂直方向に移動させることにより、手振れなど撮像時に生じた像ブレを補正することができる。また、手振れ補正時に防振群を光軸に対して垂直な方向に所定量移動させることによる角度変化量を0.3度としたときの防振群の移動量は1.416mmである。 When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are fixed in the optical axis direction, and the second lens group G2 and the third lens group G3 have different loci on the image side Move to At the time of focusing from an infinite distance object to a close distance object, the second lens group G2 moves to the image side. In addition, the fourth lens group G4 is configured to be movable in a direction perpendicular to the optical axis, and by moving the fourth lens group G4 in a direction perpendicular to the optical axis, camera movement or the like occurs during imaging. Image blur can be corrected. The amount of movement of the vibration control group is 1.416 mm when the angle change amount by moving the vibration control group by a predetermined amount in the direction perpendicular to the optical axis during hand movement correction is 0.3 degrees.
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表16に当該ズームレンズの面データを示し、表17に各種データを示し、表18に当該ズームレンズを構成する各レンズ群に関するデータを示し、表19に各レンズ群の横倍率等を示し、表20に当該ズームレンズの望遠端における最大撮像倍率等を示す。そして、表26に当該ズームレンズの上記条件式(1)〜条件式(6)の数値を示す。
(2) Numerical Example Next, a numerical example to which a specific numerical value of the zoom lens is applied will be described. Table 16 shows surface data of the zoom lens, Table 17 shows various data, Table 18 shows data on each lens group constituting the zoom lens, Table 19 shows lateral magnification of each lens group, etc. Table 20 shows the maximum imaging magnification and the like at the telephoto end of the zoom lens. Table 26 shows the numerical values of the conditional expression (1) to the conditional expression (6) of the zoom lens.
図17〜図19に、本実施例4のズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ示す。図20に、実施例4のズームレンズの望遠端における横収差図を示す。 FIGS. 17 to 19 show spherical aberration, astigmatism and distortion at the time of infinity focusing in the wide-angle end state, the intermediate focal length state and the telephoto end state of the zoom lens according to the fourth embodiment, respectively. FIG. 20 shows a lateral aberration diagram of the zoom lens of Embodiment 4 at the telephoto end.
(1)光学系の構成
図21は、本件発明に係る実施例5のズームレンズのレンズ構成例を示す断面図である。図21に示すように、本実施例5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レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G4とから構成されている。当該ズームレンズは、図示しない硬性鏡の接眼部に接続されて使用される。なお、各レンズ群の具体的なレンズ構成は図16に示すとおりである。
なお、第4レンズ群G4は第n−1レンズ群であり、第5レンズ群G5は第nレンズ群である。
(1) Configuration of Optical System FIG. 21 is a sectional view showing an example of the lens configuration of a zoom lens according to a fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 21, in the zoom lens according to Example 5, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a positive refractive index are arranged in order from the object side. The third lens group G3 having a force, the fourth lens group G4 having a positive refractive power, and the fifth lens group G4 having a negative refractive power. The zoom lens is used by being connected to an eyepiece of a rigid endoscope (not shown). The specific lens configuration of each lens group is as shown in FIG.
The fourth lens group G4 is an n-1th lens group, and the fifth lens group G5 is an nth lens group.
広角端から望遠端にかけて変倍する際に、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4とを光軸方向に固定し、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4はそれぞれ異なる軌跡で像側に移動する。また、無限遠物体から近距離物体への合焦の際には、第2レンズ群G2が像側に移動する。また、第5レンズ群G5は光軸に対して垂直方向に移動可能に構成されており、当該第5レンズ群G5を光軸に対して垂直方向に移動させることにより、手振れなど撮像時に生じた像ブレを補正することができる。また、手振れ補正時に防振群を光軸に対して垂直な方向に所定量移動させることによる角度変化量を0.3度としたときの防振群の移動量は0.823mmである。 When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens group G1 and the fourth lens group G4 are fixed in the optical axis direction, and the second lens group G2, the third lens group G3 and the fourth lens group G4 It moves to the image side with different trajectories. At the time of focusing from an infinite distance object to a close distance object, the second lens group G2 moves to the image side. The fifth lens group G5 is configured to be movable in a direction perpendicular to the optical axis. By moving the fifth lens group G5 in a direction perpendicular to the optical axis, the fifth lens group G5 is generated during imaging such as camera shake. Image blur can be corrected. The amount of movement of the vibration control group is 0.823 mm when the angle change amount by moving the vibration control group by a predetermined amount in the direction perpendicular to the optical axis during hand movement correction is 0.3 degrees.
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表21に当該ズームレンズの面データを示し、表22に各種データを示し、表23に当該ズームレンズを構成する各レンズ群に関するデータを示し、表24に各レンズ群の横倍率等を示し、表25に当該ズームレンズの望遠端における最大撮像倍率等を示す。そして、表26に当該ズームレンズの上記条件式(1)〜条件式(6)の数値を示す。
(2) Numerical Example Next, a numerical example to which a specific numerical value of the zoom lens is applied will be described. Table 21 shows surface data of the zoom lens, Table 22 shows various data, Table 23 shows data on each lens group constituting the zoom lens, and Table 24 shows lateral magnification of each lens group, etc. Table 25 shows the maximum imaging magnification and the like at the telephoto end of the zoom lens. Table 26 shows the numerical values of the conditional expression (1) to the conditional expression (6) of the zoom lens.
図21〜図23に、本実施例5のズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ示す。図25に、実施例5のズームレンズの望遠端における横収差図を示す。 FIGS. 21 to 23 show spherical aberration, astigmatism and distortion at the time of infinity focusing in the wide-angle end state, the intermediate focal length state and the telephoto end state of the zoom lens according to the fifth embodiment, respectively. FIG. 25 shows a lateral aberration diagram of the zoom lens of the fifth embodiment at the telephoto end.
(撮像装置の実施例)
次に、本件発明に係る撮像装置の実施例について説明する。本件発明に係る撮像装置10は、硬性鏡20に接続されて使用される。当該撮像装置10は、本件発明に係るズームレンズ11を収容するレンズユニットと、当該レンズユニットが交換自在に取り付けられる撮像装置本体12とを備えている。レンズユニットには、例えば、上記実施例1〜実施例5のいずれかのズームレンズを収容することができる。各実施例の第1レンズ群G1において最も物体側に配置される平板(面番号1、2)はカバーガラスであり、当該カバーガラスによりレンズユニット筐体(鏡筒)内に物体側(接眼部側)から塵や埃、水などが侵入するのを防止する。また、当該ズームレンズにおいて最も像側に配置されるレンズと、レンズユニットの筐体とは密閉されており、レンズユニット筐体内に像側からの塵や埃、水などの侵入も防止されている。撮像装置本体12内には、撮像素子13(I)が配置され、撮像素子13の物体側にはカバーガラス(CG)が配置される。撮像装置本体の背面側には液晶モニターなどの表示装置14が設けられている。
(Example of imaging apparatus)
Next, an embodiment of an imaging device according to the present invention will be described. The
硬性鏡20は、物体側から順に、対物レンズ系(図示略)、リレーレンズ系(図示略)、接眼レンズ系(図示略)が収容される鏡筒部21と、光源22と、照明光学系23とを備えている。鏡筒部21は、光学全長方向に長尺に形成されており、その物体側が上述した挿入部に相当し、例えば、患者の体内等に挿入される。鏡筒部21の像側は上述した接眼部に相当し、当該接眼部を介して医師等は、患者の体内、すなわち患部等を観察することができる。また、当該接眼部にレンズユニットが接続される。光源22は、鏡筒部21の外側であって接眼部の近傍に設けられる。照明光学系23は、光源22からの照明光を鏡筒部21の物体側まで伝達し、患部等を照明する。図26には記載を省略したが、撮像装置本体11と、上述した画像処理部を備えるパーソナルコンピュータ等とを通信接続手段を介して接続し、パーソナルコンピュータ等の表示装置に硬性鏡20及び撮像装置10により取得した患部等の硬性鏡画像(観察画像)を表示させてもよい。また、当該撮像装置本体又は、撮像装置本体と接続されたパーソナルコンピュータ等と、遠隔地にあるパーソナルコンピュータ等とをインターネット等の通信接続手段を介して接続し、遠隔地にある表示装置に患部等の硬性鏡画像を表示させてもよい。このような構成により、上記硬性鏡画像表示システム(観察画像表示システム)を実現することができる。
The
なお、当該撮像装置の実施例では、撮像装置10と硬性鏡20とは接続自在に接続されている。また、当該撮像装置の実施例では、変倍光学系11を収容するレンズユニットは、撮像装置本体12に対して交換自在に取り付けられている。しかしながら、本件発明に係る撮像装置はこれらの態様に限定されるものではなく、レンズユニットと撮像装置本体12とが一体に(分離不能に)構成されていてもよいし、撮像装置10と硬性鏡20とが一体に構成されていてもよいのは勿論である。
In the embodiment of the imaging device, the
本件発明によれば、全体として小型化及び軽量化を図りつつ、近接撮像が可能なズームレンズを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a zoom lens capable of proximity imaging while achieving downsizing and weight reduction as a whole.
G1・・・第1レンズ群
G2・・・第2レンズ群
G3・・・第3レンズ群
G4・・・第4レンズ群
G5・・・第5レンズ群
F・・・合焦群
VC・・・防振群
S・・・仮想絞り位置
10・・・撮像装置
11・・・ズームレンズ
12・・・撮像装置本体
13・・・撮像素子
14・・・表示装置
20・・・硬性鏡(観察光学系)
21・・・鏡筒部
22・・・光源
23・・・照明光学系
G1 ... first lens group G2 ... second lens group G3 ... third lens group G4 ... fourth lens group G5 ... fifth lens group F ... focusing group VC · · · Anti-vibration group S: virtual aperture position 10: imaging device 11: zoom lens 12: imaging device main body 13: imaging device 14: display device 20: rigid mirror (observation Optical system)
21 ···
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レンズ群とを備え、
像側から順に、負の屈折力を有する第nレンズ群と、正の屈折力を有する第n−1レンズ群とを備え、各レンズ群間の空気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、
広角端から望遠端にかけて変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第nレンズ群とを光軸方向に固定し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔を広く、前記第n−1レンズ群と前記第nレンズ群との間隔が狭くなるように、前記第2レンズ群と前記第n−1レンズ群とを光軸方向に移動させ、
無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、前記第1レンズ群及び前記第nレンズ群以外の1つのレンズ群を光軸方向に移動することによって合焦し、
以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
(1) 0.40 ≦ m2/mn−1 ≦ 3.00
但し、
m2 :広角端から望遠端への変倍時における前記第2レンズ群の移動量(像側への移動に対して、符号を正とする)
mn−1:広角端から望遠端への変倍時における前記第n−1レンズ群の移動量(像側への移動に対して、符号を正とする) It consists of n lens groups (where n is a natural number of 4 or more),
From the object side, it comprises a first lens group having a positive refractive power and a second lens group having a negative refractive power,
A zoom that includes an n-th lens unit having a negative refractive power and an n-1st lens unit having a positive refractive power in order from the image side, and performs zooming by changing an air space between the lens units A lens,
When zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the first lens unit and the n-th lens unit are fixed in the optical axis direction, and the distance between the first lens unit and the second lens unit is wide. Moving the second lens group and the n-1st lens group in the optical axis direction such that the distance between the n-1th lens group and the nth lens group becomes narrow;
During focusing from an infinite distance object to a near distance object, focusing is performed by moving one lens unit other than the first lens unit and the nth lens unit in the optical axis direction,
A zoom lens characterized by satisfying the following conditions.
(1) 0.40 ≦ m 2 / mn 1 ≦ 3.00
However,
m2: moving amount of the second lens unit at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end (the sign is positive with respect to the movement to the image side)
mn-1: moving amount of the (n-1) -th lens unit at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end (the sign is positive with respect to the movement to the image side)
(2) 1.00 ≦ bnt ≦ 3.00
但し、
bnt: 望遠端における無限遠物体合焦時の前記第nレンズ群の横倍率 The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditions are satisfied.
(2) 1.00 ≦ bnt ≦ 3.00
However,
bnt: Lateral magnification of the n-th lens unit when focusing on an infinite object at the telephoto end
(3) 0.30 ≦ |f2|/√(fw×ft) ≦ 1.00
但し、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
fw:広角端における無限遠物体合焦時の当該ズームレンズ全系の焦点距離
ft:望遠端における無限遠物体合焦時の当該ズームレンズ全系の焦点距離 The zoom lens according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
(3) 0.30 ≦ | f 2 | // (fw × ft) ≦ 1.00
However,
f2: Focal length of the second lens group fw: Focal length of the entire zoom lens system when focusing on an infinite object at the wide-angle end ft: Focal length of the entire zoom lens system when focusing on an infinite object at the telephoto end
(4) bt ≦ −0.80
但し、
bt:当該ズームレンズ全系の望遠端における最大撮像倍率 The zoom lens according to any one of claims 1 to 3, which satisfies the following conditions.
(4) bt ≦ − 0.80
However,
bt: Maximum imaging magnification at the telephoto end of the whole zoom lens system
(5) 0.10 ≦ mn−1/√(fw×ft) ≦ 2.00
但し、
fw:広角端における無限遠物体合焦時の当該ズームレンズ全系の焦点距離
ft:望遠端における無限遠物体合焦時の当該ズームレンズ全系の焦点距離 The zoom lens according to any one of claims 1 to 4, wherein the following conditions are satisfied.
(5) 0.10 mn-1 / ((fw x ft) 2.00
However,
fw: Focal length of the whole zoom lens system when focusing on an infinite object at the wide angle end ft: Focal length of the whole zoom lens system when focusing on an infinite object at the telephoto end
(6) 0.20 ≦ |fn| /√(fw×ft) ≦ 1.20
但し、
fn:前記第nレンズ群の焦点距離
fw:広角端における無限遠物体合焦時の当該ズームレンズ全系の焦点距離
ft:望遠端における無限遠物体合焦時の当該ズームレンズ全系の焦点距離 The zoom lens according to any one of claims 1 to 5, wherein the following conditions are satisfied.
(6) 0.20 ≦ fnf / | (fw × ft) ≦ 1.20
However,
fn: Focal length of the nth lens group fw: Focal length of the entire zoom lens system when focusing on an infinite object at the wide-angle end ft: Focal length of the entire zoom lens system when focusing on an infinite object at the telephoto end
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017074315A JP6807264B2 (en) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | Zoom lens and imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017074315A JP6807264B2 (en) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | Zoom lens and imaging device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018180042A true JP2018180042A (en) | 2018-11-15 |
JP6807264B2 JP6807264B2 (en) | 2021-01-06 |
Family
ID=64275198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017074315A Active JP6807264B2 (en) | 2017-04-04 | 2017-04-04 | Zoom lens and imaging device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6807264B2 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002207167A (en) * | 2001-01-10 | 2002-07-26 | Nikon Corp | Zoom optical system, exposure device equipped with zoom optical system and exposing method |
JP2009139917A (en) * | 2007-11-12 | 2009-06-25 | Ricoh Co Ltd | Zoom lens and imaging apparatus |
JP2009265553A (en) * | 2008-04-30 | 2009-11-12 | Olympus Imaging Corp | Imaging optical system and electronic imaging apparatus having the same |
JP2009265569A (en) * | 2008-04-30 | 2009-11-12 | Olympus Imaging Corp | Imaging optical system and electronic imaging apparatus having the same |
JP2010008505A (en) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Olympus Imaging Corp | Imaging optical system and electronic imaging device including the same |
DE102009045970A1 (en) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | Carl Zeiss Optronics Gmbh | Thermal imager |
US20110222167A1 (en) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Compact zoom lens |
CN103309023A (en) * | 2012-03-05 | 2013-09-18 | 索尼公司 | Zoom lens and image pickup apparatus |
-
2017
- 2017-04-04 JP JP2017074315A patent/JP6807264B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002207167A (en) * | 2001-01-10 | 2002-07-26 | Nikon Corp | Zoom optical system, exposure device equipped with zoom optical system and exposing method |
JP2009139917A (en) * | 2007-11-12 | 2009-06-25 | Ricoh Co Ltd | Zoom lens and imaging apparatus |
JP2009265553A (en) * | 2008-04-30 | 2009-11-12 | Olympus Imaging Corp | Imaging optical system and electronic imaging apparatus having the same |
JP2009265569A (en) * | 2008-04-30 | 2009-11-12 | Olympus Imaging Corp | Imaging optical system and electronic imaging apparatus having the same |
JP2010008505A (en) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Olympus Imaging Corp | Imaging optical system and electronic imaging device including the same |
DE102009045970A1 (en) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | Carl Zeiss Optronics Gmbh | Thermal imager |
US20110222167A1 (en) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Compact zoom lens |
CN103309023A (en) * | 2012-03-05 | 2013-09-18 | 索尼公司 | Zoom lens and image pickup apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6807264B2 (en) | 2021-01-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6377319B2 (en) | Zoom lens and imaging device | |
JP6220555B2 (en) | Zoom lens and imaging device | |
JP6965039B2 (en) | Converter lens and camera device with it | |
JP2014228807A5 (en) | ||
JP6377320B2 (en) | Zoom lens and imaging device | |
JP2014228812A5 (en) | ||
JP2015018124A (en) | Zoom lens and image capturing device | |
JP2014228808A5 (en) | ||
JP2010044226A (en) | Zoom lens system, optical equipment having same, and variable magnification method using same | |
JP2009133941A (en) | Zoom lens and optical device with the same | |
JP2008203643A (en) | Real image type variable power finder optical system and image pickup apparatus | |
JP6287242B2 (en) | Amphibious zoom lens and imaging device | |
JP2009122620A (en) | Zoom lens system and camera system | |
JP6437017B2 (en) | Zoom imaging device | |
JP6503383B2 (en) | Zoom imaging device | |
JP2008304857A (en) | Zoom lens system and camera system | |
JP6363570B2 (en) | Viewfinder and imaging device | |
JPH08122857A (en) | Optical system of real image type variable power finder | |
JP6270341B2 (en) | Zoom lens and imaging device | |
JP6270342B2 (en) | Zoom lens and imaging device | |
WO2018185955A1 (en) | Variable-magnification optical system and image pickup device | |
JP2008180964A (en) | Optical system | |
JP2014228810A5 (en) | ||
JP2014228811A5 (en) | ||
JP6807264B2 (en) | Zoom lens and imaging device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191030 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200819 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200908 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201109 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201125 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201207 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6807264 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |