JP2018180203A5 - - Google Patents

Description

上記目的を達成するために、本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に、変倍のためには移動せず正の屈折力を有する第１レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍に際して移動する正の屈折力を有する第３レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力を有する第４レンズ群、１つ以上のレンズ群から構成され全体で正の屈折力を有する後群を有するレンズ装置であって、フォーカシングに際して前記第４レンズ群が光軸方向に移動し、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記後群の望遠端における合成焦点距離をｆＲ、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗ、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の移動量をＭ２、広角端から望遠端へのズーミングにおける第３レンズ群の移動量をＭ３、広角端における半画角をωｗ、望遠端無限遠合焦状態において前記第４レンズ群が１（ｍｍ）像側へ移動した際に生じるピント位置の変化量をｄｓｋｔ（ｍｍ）とするとき、
−０．６０＜ｆ４／ｆＲ＜−０．２０
−５．００＜Ｍ２／Ｍ３＜−１．５０
−０．４２＜ｄｓｋｔ／（ｆｗ×ｔａｎωｗ）＜−０．１５
なる条件式を満足することを特徴とする。但し、移動量の符号は広角端に比べて望遠端においてレンズ群が物体側に位置するときを負、像側に位置するときを正とする。

各実施例のズームレンズは撮像装置に用いられる撮影光学系であり、レンズ断面図において、左方が被写体側（物体側）で、右方が像側である。レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群、Ｌ５は後続レンズ群ＬＲに相当する第５レンズ群である。ＳＰは開口絞りであり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間に位置している。各実施例のズームレンズは、ズーミングに際して開口絞りＳＰを不動としているが、適切な範囲で可動としても良い。これによればさらなる全系の小型化が容易になる。各実施例では開口絞りＳＰをズーミングに際して不動とし、撮像装置を簡素化している。Ｐは光学フィルタ、フェースプレート等に相当する光学ブロックである。Ｉは像面であり、デジタルスチルカメラやビデオカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子の撮像面が、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。収差図のうち、球面収差においてｄはｄ線、ｇはｇ線である。非点収差図においてΔＭ、ΔＳは各々メリジオナル像面、サジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。また、ＦｎｏはＦナンバーである。ωは半画角（度）である。尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍レンズ群が機構上光軸方向において移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。各実施例では、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズ群Ｌ２が像側に移動する。また第３レンズ群Ｌ３は広角端に比べて望遠端において物体側に位置するようにして変倍を行う。また、第４レンズ群Ｌ４を非線形に光軸上を移動し、像面変動を補正している。また、各実施例では、第４レンズ群Ｌ４を光軸上移動させてフォーカシング（フォーカス）を行うリヤーフォーカス式を採用している。また、各実施例では望遠端において無限遠から近距離へフォーカスを行う場合には、第４レンズ群Ｌ４を像側に繰り出すことで行っている。尚、各実施例においては撮影時に、第３レンズ群Ｌ３の全体または一部を光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動させる事によってズームレンズが振動したときに生ずる撮影画像のブレを補正するようにしても良い。即ち像ぶれ補正を行っても良い。

条件式（３）は、望遠端無限遠合焦状態において前記第４レンズ群が１（ｍｍ）像側へ移動した際に生じるピント位置の変化量ｄｓｋｔ（ｍｍ）と、広角端における半画角の正接と広角端における焦点距離の積ｆｗ×ｔａｎωとの比を規定している。ｆｗ×ｔａｎωは、レンズ全系の最大像高であり、イメージサイズの半分である。ここで、フォーカシングのフォーカスレンズ群の移動量は、焦点距離の二乗に比例して大きくなる。同じ画角でも、イメージサイズの大きいレンズでは、イメージサイズ比分だけ焦点距離は長くなる。そのため、大判センサに対応するレンズでは、フォーカスレンズ群の位置が変化する際に生じるピント変化も適切な大きさに設定しなければ、フォーカシング時のフォーカスレンズ群の移動量が大きくなり、レンズ全長が長くなってしまう。本発明では、イメージサイズが大きいレンズでもフォーカシング時のフォーカスレンズ群の移動量を抑えることができるように、フォーカスレンズ群の位置が変化する際に生じるピント変化量を適切な範囲に規定している。条件式（３）の上限を超えると、フォーカシングのための第４レンズ群の移動量が大きくなり、小型化が困難となる。逆に条件式（３）の下限を下回ると、フォーカシング時の第４レンズ群の移動量は小さくできるが、第４レンズ群が微小に動いた際のピントの変化量が大きくなり過ぎるため、フォーカス時の駆動制御が困難となる。

更なる本発明のズームレンズの態様として、以下の条件式を満足するのが望ましい。
１４．０＜ｆｗ×ｔａｎωｗ ・・・（８）
条件式（８）は、広角端における半画角の正接と広角端における焦点距離の積ｆｗ×ｔａｎωを規定している。ｆｗ×ｔａｎωは、レンズ全系の最大像高であり、イメージサイズの半分である。条件式（８）を満足することで、固体撮像素子の大型化に対応するイメージサイズの大きいレンズが得られる。

Claims (10)

1. 物体側から像側へ順に、変倍のためには移動せず正の屈折力を有する第１レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力を有する第２レンズ群、変倍に際して移動する正の屈折力を有する第３レンズ群、変倍に際して移動する負の屈折力を有する第４レンズ群、１つ以上のレンズ群から構成され全体で正の屈折力を有する後群を有するズームレンズであって、フォーカシングに際して前記第４レンズ群が光軸方向に移動し、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、前記後群の望遠端における合成焦点距離をｆＲ、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗ、広角端から望遠端へのズーミングにおける前記第２レンズ群の移動量をＭ２、広角端から望遠端へのズーミングにおける第３レンズ群の移動量をＭ３、広角端における半画角をωｗ、望遠端無限遠合焦状態において前記第４レンズ群が１（ｍｍ）像側へ移動した際に生じるピント位置の変化量をｄｓｋｔ（ｍｍ）とするとき、
   −０．６０＜ｆ４／ｆＲ＜−０．２０
   −５．００＜Ｍ２／Ｍ３＜−１．５０
   −０．４２＜ｄｓｋｔ／（ｆｗ×ｔａｎωｗ）＜−０．１５
   なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。但し、移動量の符号は広角端に比べて望遠端においてレンズ群が物体側に位置するときを負、像側に位置するときを正とする。
2. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗとするとき、
   ３．５＜ｆ１／ｆｗ＜８．５
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
   −６．５＜ｆ１／ｆ２＜−４．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
4. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
   −７．０＜ｆ１／ｆ４＜−２．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ。
5. 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間に開口絞りを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のズームレンズ。
6. 前記第１レンズ群は、少なくとも３枚のレンズを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のズームレンズ。
7. 前記第１レンズ群の中の最も像側に配置される正レンズＧ１ｐｒの材料の屈折率をＮｄ１ｐｒ、前記第１レンズ群の中の前記正レンズＧ１ｐｒ以外の正レンズの材料の屈折率の平均をＮｄ１ｐｆとするとき、
   ０．９９＜Ｎｄ１ｐｒ／Ｎｄ１ｐｆ＜１．４０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のズームレンズ。
8. 前記開口絞りは変倍のためには光軸方向に移動しないことを特徴とする請求項５に記載のズームレンズ。
9. 広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆｗ、広角端における半画角をωｗとするとき、
   １４．０＜ｆｗ×ｔａｎωｗ
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のズームレンズ。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。