JP3994212B2 - Variable-magnification optical system capable of image shift - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は像シフト可能な変倍光学系に関し、特に一部のレンズ群を光軸に対してほぼ垂直な方向に移動させることにより像をシフトさせることが可能な変倍光学系に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、スチルカメラやビデオカメラ等に用いられる撮影光学系では、ズームレンズが一般的となっている。特に、変倍比が3倍を超える、いわゆる高変倍ズームレンズを備えたカメラが主流となりつつある。
この種のカメラでは、標準ズームレンズ(35mm判で焦点距離が50mm程度の画角を焦点距離範囲に含むズームレンズ)が一般的に用いられている。なお、高変倍ズームレンズには、変倍に際して3つ以上のレンズ群が移動するように構成された、いわゆる多群ズームレンズが主に用いられている。
また、撮影光学系とカメラ本体とが一体的に構成された一体型カメラでは、携帯性が重視されるため、小型化や軽量化が要求される。したがって、小型化や軽量化に適したズームレンズに関する提案が種々なされている。これらのズームレンズでは、変倍比の増大に伴って長焦点化が進んでいる。
【0003】
ところで、従来より、シャッター速度が遅い場合、手ブレ等に起因するカメラのブレにより露出中に像がブレてしまい、撮影を失敗するケースがあった。
一般に、レンズ系を構成するレンズ群のうちの一部のレンズ群(以下、「シフトレンズ群」という)を光軸に垂直な方向に移動させると、光軸に垂直な方向に像がシフトすることが知られている。この場合、シフトレンズ群を光軸に垂直な方向に移動させても良好な結像性能を得ることのできる光学系は、像シフト可能な光学系と呼ばれている。
【0004】
上述の手ブレ等に起因する撮影の失敗の問題を解決するために、像シフト可能な光学系と、光学系のブレを検出しブレ情報を出力するブレ検出系と、シフトレンズ群を移動させる駆動系とを組み合わせた、いわゆる防振光学系が知られている。防振光学系では、ブレ検出系により手ブレ等に起因する光学系のブレを検出し、検出した光学系のブレに起因して発生する像位置の変動を相殺するように、駆動系によりシフトレンズ群を移動させて像シフトを行う。こうして、防振光学系では、故意に発生させた像シフトにより、光学系のブレに起因する像位置の変動すなわち像ブレを補正することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、小型で軽量のカメラでは、カメラをブレないように保持することが困難である。そのため、レリーズボタンを押す際にカメラのブレが発生し易く、結果的に像ブレが記録されるケースが多かった。特に、変倍比を高めるために長焦点化を図った撮影レンズでは、レンズ系の微小量のブレに対しても顕著な像ブレが発生し易く、撮影を失敗し易かった。
この場合、カメラに防振光学系を組み込むことにより、手ブレ等によるカメラのブレに起因する像位置の変動を補正することも可能である。しかしながら、防振光学系では、収差補正上過度の拘束を与えるため、レンズ全長や絞り径の大型化等によりレンズ系全体の大型化を招き、結果的にカメラ本体の携帯性が悪化し易かった。
【0006】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、小型で且つ高変倍化に適した像シフト可能な変倍光学系を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明においては、正の屈折力を有するレンズ群Gsと、該レンズ群Gsの物体側に隣接して配置された負の屈折力を有するレンズ群Gnと、前記レンズ群Gsの像側に隣接して配置されたレンズ群Gaとを備え、
広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、前記レンズ群Gnと前記レンズ群Gsとの空気間隔は減少し、前記レンズ群Gsと前記レンズ群Gaとの空気間隔は変化し、
前記レンズ群Gsは少なくとも2つの部分レンズ群を有し、該少なくとも2つの部分レンズ群のうちの1つの部分レンズ群Ghを光軸にほぼ垂直な方向に移動させることによって、光軸にほぼ垂直な方向に沿って像をシフトさせ、
前記レンズ群Gsの焦点距離をfsとし、前記部分レンズ群Ghの焦点距離をfhとしたとき、
0.3<fs/fh<0.6
の条件を満足することを特徴とする像シフト可能な変倍光学系を提供する。
【0008】
本発明の好ましい態様によれば、前記レンズ群Gs中か、あるいは前記レンズ群Gsに隣接して開口絞りSが設けられている。
また、前記レンズ群Gaは負の屈折力を有し、
広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、前記レンズ群Gaは物体側へ移動し、
広角端状態における前記レンズ群Gaの横倍率をβ5wとし、望遠端状態における前記レンズ群Gaの横倍率をβ5tとし、広角端状態における光学系全体の焦点距離をfwとし、望遠端状態における光学系全体の焦点距離をftとしたとき、
0.4<(β5t/β5w)/(ft/fw)<0.7
の条件を満足する。
【0009】
また、本発明の別の局面によれば、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力または負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負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G5とを備え、
広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、前記第1レンズ群G1と前記第2レンズ群G2との空気間隔は増大し、前記第2レンズ群G2と前記第3レンズ群G3との空気間隔は増大し、前記第3レンズ群G3と前記第4レンズ群G4との空気間隔は減少し、前記第4レンズ群G4と前記第5レンズ群G5との空気間隔は減少するように、少なくとも前記第1レンズ群G1および前記第5レンズ群G5が物体側へ移動し、
前記第4レンズ群G4の一部のレンズ群を光軸にほぼ垂直な方向に移動させることによって、光軸にほぼ垂直な方向に沿って像をシフトさせ、
広角端状態における前記第5レンズ群G5の横倍率をβ5wとし、望遠端状態における前記第5レンズ群G5の横倍率をβ5tとし、広角端状態における光学系全体の焦点距離をfwとし、望遠端状態における光学系全体の焦点距離をftとしたとき、
0.4<(β5t/β5w)/(ft/fw)<0.7
の条件を満足することを特徴とする像シフト可能な変倍光学系を提供する。
【0010】
【発明の実施の形態】
まず、光学系中の一部のレンズ群からなるシフトレンズ群を光軸に垂直な方向に移動させた際に発生する像シフト量に関して説明する。
シフトレンズ群の横倍率をβaとし、シフトレンズ群よりも像側に配置されたレンズ群全体の横倍率をβbとすると、シフトレンズ群の移動量Δに対する像シフト量δは、次の式(a)で表される。
δ=(1−βa)βb・Δ=k・Δ (a)
ここで、
k:ブレ係数(k=(1−βa)βb)
【0011】
ブレ係数kが小さい場合、所定量だけ像をシフトさせるのに必要なシフトレンズ群の移動量が大きくなり、シフトレンズ群の駆動機構が複雑化してしまう。逆に、ブレ係数kが大きい場合、制御誤差によりシフトレンズ群の移動量が少し変動すると像シフト量が大きく変動し、高い空間周波数に対するコントラストが欠如してしまう。
したがって、ブレ係数kを適切な値に設定することが望ましい。
【0012】
次に、シフトレンズ群に要求される収差補正上の機能について説明する。
通常、シフトレンズ群には、像シフト時にも良好な結像性能が得られるような収差補正状態が要求される。具体的には、▲1▼球面収差およびサインコンディション(正弦条件)が良好補正されていること、および▲2▼適切なペッツバール和であることが要求される。
▲1▼の球面収差およびサインコンディションが良好補正されていることは、シフトレンズ群を移動させて像をシフトさせた際に画面中心部で発生する偏心コマ収差を抑えるための条件である。また、▲2▼の適切なペッツバール和であることは、シフトレンズ群を移動させて像をシフトさせた際に画面周辺部で発生する像面湾曲を抑えるための条件である。
【0013】
ズームレンズを構成する複数のレンズ群のうちの1つのレンズ群全体をシフトレンズ群とした場合、レンズ位置状態の変化時(すなわち変倍時)に要求される収差補正状態と像シフト時の性能劣化を抑えるために要求される収差補正状態とが一致するとは限らない。したがって、高変倍化と光学系のより大きなブレの補正との両立は難しい。
本発明では、1つのレンズ群を複数の部分レンズ群で構成し、複数の部分レンズ群のうちの1つの部分レンズ群をシフトレンズ群とすることにより、高変倍化と光学系のより大きなブレの補正との両立を可能としている。
【0014】
また、シフトレンズ群が開口絞りから離れて配置されていると、シフトレンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れる。その結果、像をシフトさせた際に、画面周辺部で偏心コマ収差が発生し易い。特に、シフトレンズ群に入射する軸外光束が光軸に対して大きな角度をなす場合、画面周辺部で偏心コマ収差が発生し易い。
したがって、シフトレンズ群と開口絞りとの位置関係を適切に設定することが望ましい。
【0015】
以上より、本発明の変倍光学系においては、次の3つの条件▲1▼〜▲3▼を満足するように構成することにより、所定の変倍比を維持しながら像シフトに伴う性能劣化を抑えている。
▲1▼シフトレンズ群を含むレンズ群の屈折力を正屈折力とし、その物体側に隣接して負レンズ群を配置する。
▲2▼シフトレンズ群と負レンズ群との間に開口絞りを配置する。
▲3▼広角端状態から望遠端状態へレンズ位置状態が変化する際のブレ係数kの変化量を適切な値とする。
【0016】
前述のように、像シフトに伴い画面周辺部で発生する偏心コマ収差を補正するには、シフトレンズ群に入射する軸外光束と光軸とのなす角度を適切な値にすることが望ましい。本発明においては、シフトレンズ群を含むレンズ群の物体側に隣接して強い屈折力の負レンズ群を配置して負レンズ群から射出される光束を強く発散させるとともに、負レンズ群の像側に開口絞りを配置している。この構成により、シフトレンズ群に入射する軸外光束と光軸とのなす角度が大きくならないようにして、高性能化を実現している。
【0017】
特に、像シフト時の性能劣化を抑えるために、シフトレンズ群単独で諸収差を良好に補正する必要がある。したがって、シフトレンズ群単独での収差補正状態を製造時に確認し易いように、シフトレンズ群の屈折力を正屈折力とすることが好ましい。
シフトレンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れると、像シフト時に画面周辺部での性能劣化が大きく、シフトレンズ群を開口絞りの近傍に配置することが望ましい。特に、シフトレンズ群に入射する軸外光束と光軸とのなす角度を小さくするために、開口絞りの物体側に負レンズ群を配置し、開口絞りの像側にシフトレンズ群を配置することが望ましい。
以上のことから、条件▲1▼および▲2▼が肝要となる。
【0018】
上述したように、所定量だけ像をシフトさせるのに必要なシフトレンズ群の移動量は、ブレ係数kに依存する。広角端状態におけるブレ係数および光学系全体の焦点距離をそれぞれkwおよびfwとし、望遠端状態におけるブレ係数および光学系全体の焦点距離をそれぞれktおよびftとしたとき、ブレ係数比K(=kt/kw)が変倍比Z(=ft/fw)に比べて大きいと、望遠端状態で必要なレンズ位置制御精度が広角端状態で必要なレンズ位置制御精度に対して極端に高くなり、レンズ位置制御が複雑化してしまう。また、シフトレンズ群よりも像側に配置されたレンズ群のみにより変倍作用がなされるため、レンズ位置状態の変化に伴って発生する諸収差の変動を抑えながらレンズ系の小型化を図ることが困難となる。
【0019】
逆に、ブレ係数比Kが変倍比Zに比べて非常に小さいと、シフトレンズ群よりも物体側に配置されるレンズ群により変倍作用がなされるため、レンズ全長の短縮化やレンズ径の小型化等によるレンズ系の小型化を図ることができない。
したがって、本発明においては、ブレ係数比Kが変倍比Zに対して適切な値となるようにして、像シフト時の性能劣化を抑えることと高変倍化とを両立しており、条件▲3▼が必要となる。
【0020】
次に、上述の▲1▼〜▲3▼の条件を満足し且つ高変倍化およびレンズ系の小型化に適した変倍光学系の具体的な構成に関して述べる。
まず、レンズ系の小型化に適した変倍光学系の一般論を述べる。
望遠タイプの屈折力配置は、レンズ系の小型化に有効であることが知られている。したがって、一般的に、小型化を目指す変倍光学系では、レンズ系の最も像側に負レンズ群が配置されている。
【0021】
また、開口絞りは、負レンズ群よりも物体側に配置されている。そして、広角端状態(焦点距離の最も短い状態)から望遠端状態(焦点距離の最も長い状態)までレンズ位置状態が変化する際に、▲1▼開口絞りと負レンズ群との間隔を狭め、且つ▲2▼負レンズ群を物体側へ移動させている。▲1▼の開口絞りと負レンズ群との間隔を狭めることによって、負レンズ群を通過する軸外光束が、広角端状態では光軸から離れ、望遠端状態では光軸に近づく。また、▲2▼の負レンズ群を物体側へ移動させることにより、負レンズ群が増倍(広角端状態に対して望遠端状態で負レンズ群の横倍率の大きさが増大する)となる。こうして、レンズ位置状態の変化に伴って発生する軸外収差の変動を良好に補正するとともに、ある程度の高変倍化を実現している。
【0022】
但し、広角端状態でバックフォーカスが短すぎると、負レンズ群の像面寄りの面に付着したゴミの影がフィルム面上に写り込んでしまうので、広角端状態におけるバックフォーカスを適切な値としている。
さらに、変倍光学系の最も物体側に正レンズ群を配置し、広角端状態で正レンズ群を像側に近づけて、正レンズ群のレンズ径を小さくしている。逆に、望遠端状態では正レンズ群とその像側に配置されたレンズ群との間隔を広げて、正レンズ群により光束を強く収斂させることによって、レンズ全長の短縮化をある程度図っている。
【0023】
一般に、ズームレンズは、2群タイプと多群タイプとに分類される。バリエーターとコンペンセーターとだけで構成される2群タイプのズームレンズは、高変倍化に適していない。したがって、変倍比が3倍を超える高変倍ズームレンズには、多群タイプが用いられている。
小型化および高変倍化に適した多群タイプのズームレンズの具体的な構成として、例えば▲1▼正正負3群タイプのズームレンズ、▲2▼正負正負4群タイプのズームレンズ、▲3▼正負正正負5群タイプのズームレンズ、▲4▼正負負正負5群タイプのズームレンズが知られている。
【0024】
いずれの多群タイプのズームレンズにおいても、上述の通りレンズ系の最も物体側に正レンズ群を配置し、最も像側に負レンズ群を配置し、正レンズ群と負レンズ群との間に1つの正レンズ群(▲1▼の場合)か、あるいは全体として正の合成屈折力を有する複数のレンズ群(▲2▼〜▲4▼の場合)を配置している。
但し、微小量だけレンズ群が光軸方向に移動した際に、その横倍率の2乗に関係して像面位置が移動する。したがって、▲1▼のタイプのズームレンズの場合、変倍比が3倍を超えて大きくなると、望遠端状態における負レンズ群の横倍率が非常に大きくなり、所定の光学性能を確保するのが難しい。また、▲2▼〜▲4▼のタイプのズームレンズでは、広角端状態に比べて望遠端状態で正レンズ群と負レンズ群との間に配置されるレンズ群の合成焦点距離が正に大きくなり、合成主点位置が物体側に移動するため、望遠端状態における負レンズ群の横倍率の増大を緩和している。
【0025】
本発明の典型的な構成においては、物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、弱い屈折力の第2レンズ群G2と、負屈折力の第3レンズ群G3と、正屈折力の第4レンズ群G4と、負屈折力の第5レンズ群G5とから変倍光学系を構成している。そして、広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が減少し、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔が減少するように、少なくとも第1レンズ群G1および第5レンズ群G5を物体側へ移動させている。また、第4レンズ群G4中にシフトレンズ群を配置している。以上の構成により、本発明では、小型で且つ変倍比が3.5倍を超える像シフト可能な変倍光学系を達成することができる。
【0026】
特に、本発明においては、以下の条件〔I〕〜〔III 〕を満足するように各レンズ群を機能させることにより、高性能化や軽量化を図っている。
〔I〕望遠端状態における第5レンズ群G5の横倍率を適切な値に設定する。
〔II〕第1レンズ群G1の主点位置および第2レンズ群G2の主点位置を適切な位置にする。
〔III 〕第2レンズ群G2の収差補正上の機能および第3レンズ群G3の収差補正上の機能を明確にする。
【0027】
従来の多群タイプのズームレンズと同様に、本発明の典型的な構成においても、負屈折力の第5レンズ群G5を最も像側に配置している。そして、広角端状態から望遠端状態へレンズ位置状態が変化する際に、第5レンズ群G5が物体側へ移動する。
望遠端状態での第5レンズ群G5の横倍率が大きくなりすぎると、広角端状態から望遠端状態への第5レンズ群G5の横倍率の変化が大きくなる。その結果、レンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好に抑えることができず、所定の光学性能を得ることができなくなってしまう。
【0028】
逆に、望遠端状態での第5レンズ群G5の横倍率が小さくなりすぎると、レンズ位置状態の変化に伴って第5レンズ群G5よりも物体側に配置されるレンズ群で発生する諸収差の変動が大きくなり、所定の光学性能を得ることができなくなってしまう。いずれの場合も、非球面を多用したりレンズ枚数を増やすことにより、所定の光学性能を確保することが可能であるが、低コスト化や軽量化を達成することができなくなってしまう。したがって、望遠端状態での第5レンズ群G5の横倍率を適切な値とすることが望ましく、〔I〕の条件が必要となる。
【0029】
なお、広角端状態では、バックフォーカスが短いため、第5レンズ群G5において正の歪曲収差が強く発生する。本発明においては、広角端状態における第1レンズ群G1乃至第3レンズ群G3の合成焦点距離を負の値にすることにより、光学系全体の屈折力配置を対称型に近づけて、正の歪曲収差を良好に補正することができる。
特に、本発明では、第2レンズ群G2を負部分群とその像側に配置される正部分群とで構成することにより、第2レンズ群G2の主点位置(物体側から光束を入射させた際の主点位置)を第1レンズ群G1よりも物体側に位置させ、負の歪曲収差を効果的に発生させることができる。
【0030】
また、望遠端状態において、第1レンズ群G1の主点位置(物体側から光束を入射させた際の主点位置)を第1レンズ群G1中か、あるいは第1レンズ群G1よりも物体側に位置させることにより、レンズ全長の短縮化を図ることができる。したがって、第1レンズ群G1の最も物体側に正レンズを配置することが望ましい。
但し、第1レンズ群G1の主点位置を第1レンズ群G1よりも極端に物体側へ離すと、望遠端状態において第1レンズ群G1を通過する軸外光束が光軸から離れ、レンズ径が大型化してしまう。
以上より、条件〔II〕が肝要となる。
【0031】
前述のように、シフトレンズ群を含む第4レンズ群G4の近傍に開口絞りを配置することが望ましい。この場合、軸外光束が第3レンズ群G3では光軸の付近を通過するのに対して、第2レンズ群G2ではその周縁部を通過する。このため、第3レンズ群G3は軸上収差の補正を行い、第2レンズ群G2は軸外収差の補正を行うことにより、第2レンズ群G2および第3レンズ群G3を少ないレンズ枚数で構成することができる。その結果、軽量化や、レンズ厚の薄肉化によるレンズ径の小型化を図ることができるので、条件〔III 〕が重要となる。
【0032】
以下、本発明の各条件式に関して説明する。
本発明においては、次の条件式(1)を満足する。
0.3<fs/fh<0.6 (1)
ここで、
fs:シフトレンズ群を含むレンズ群Gsの焦点距離
fh:シフトレンズ群である部分レンズ群Ghの焦点距離
【0033】
条件式(1)は、シフトレンズ群を含むレンズ群Gsの焦点距離に対するシフトレンズ群Ghの焦点距離の比について適切な範囲を規定しており、少ないレンズ枚数で高変倍化するとともに像シフト時の性能劣化を抑えるための条件である。
条件式(1)の上限値を上回った場合、シフトレンズ群Ghの焦点距離が大きくなるため、シフトレンズ群単独で発生する負の球面収差を良好に補正することができ、少ないレンズ枚数でシフトレンズ群を構成することができる。しかしながら、シフトレンズ群以外の他のレンズ群においてレンズ枚数が増えてしまい、軽量化を達成することができなくなってしまう。
逆に、条件式(1)の下限値を下回った場合、シフトレンズ群Ghの焦点距離が小さくなるため、シフトレンズ群で発生する負の球面収差を良好に補正することが難しくなってしまう。
【0034】
また、本発明においては、高性能化および軽量化を図るために、レンズ群Gaが負屈折力を有し、以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
0.4<(β5t/β5w)/(ft/fw)<0.7
ここで、
β5w:広角端状態におけるレンズ群Gaの横倍率
β5t:望遠端状態におけるレンズ群Gaの横倍率
fw:広角端状態における光学系全体の焦点距離
ft:望遠端状態における光学系全体の焦点距離
【0035】
条件式(2)は、シフトレンズ群Ghを含むレンズ群Gsの像側に配置されたレンズ群Ga(すなわち典型的な構成では第5レンズ群G5)の横倍率の変化を規定している。
条件式(2)の上限値を上回った場合、レンズ位置状態の変化に伴ってレンズ群Gaで発生する軸外収差の変動が大きくなり、高性能化を図ることができなくなるので好ましくない。また、望遠端状態におけるレンズ群Ga(第5レンズ群G5)の横倍率が大きくなり、レンズ位置制御誤差によるピントのずれに起因する光学性能の劣化を招き易いので好ましくない。
逆に、条件式(2)の下限値を下回った場合、レンズ群Ga(第5レンズ群G5)よりも物体側に配置されたレンズ群による変倍作用が増大するため、変倍光学系を構成する各レンズ群を少ないレンズ枚数で構成することができなくなるので好ましくない。
【0036】
また、本発明においては、望遠端状態でのレンズ全長の短縮化を図るとともにレンズ系の小型化を図るために、最も物体側に正屈折力の第1レンズ群G1を有し、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
0.8<f1/(fw・ft)1/2 <1.5 (3)
ここで、
f1:第1レンズ群G1の焦点距離
【0037】
条件式(3)の上限値を上回った場合、レンズ全長が大型化してしまうので好ましくない。
逆に、条件式(3)の下限値を下回った場合、望遠端状態において第1レンズ群G1を通過する軸外光束が光軸から離れ、第1レンズ群G1のレンズ径が大型化してしまうので好ましくない。
【0038】
また、本発明においては、広角端状態における光学性能の高性能化を図りながら望遠端状態のレンズ全長を短縮化するために、第1レンズ群G1とレンズ群Gnとの間に配置された第2レンズ群G2を有し、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
−0.2<fn/f2<0.2 (4)
ここで、
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
fn:レンズ群Gnの焦点距離
【0039】
条件式(4)は、第2レンズ群G2の焦点距離とレンズ群Gn(すなわち典型的な構成では第3レンズ群G3)の焦点距離との比について適切な範囲を規定している。
条件式(4)の上限値を上回った場合、第2レンズ群G2による発散作用が強まり、望遠端状態においてレンズ全長の大型化を招いてしまう。
逆に、条件式(4)の下限値を下回った場合、第2レンズ群G2の収斂作用が強まり、広角端状態で充分なバックフォーカスを得ることができなくなってしまう。
【0040】
なお、特開平7−92390号公報に開示された変倍光学系では、第2レンズ群G2による発散作用が強い。その結果、望遠端状態における光学系全体の焦点距離を長くして変倍比を高める際に、レンズ全長の短縮化が難しく、小型化の点で不十分であった。
ところで、シフトレンズ群よりも像側に配置されたレンズ群をフォーカシング群として移動させて近距離物体への合焦を行う場合、被写体位置が変化すると、シフトレンズ群の横倍率もシフトレンズ群よりも像側に配置されたレンズ群の横倍率も変化してしまう。このため、本発明においては、シフトレンズ群よりも物体側に配置されたレンズ群をフォーカシング群とすることが望ましい。
【0041】
特に、開口絞りSから離れたレンズ群では軸外光束が通過する高さが光軸から離れるため、開口絞りSの近傍に配置されるレンズ群Gn(第3レンズ群G3)をフォーカシング群とすることが望ましい。この場合、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
0.2<(β3t/β3w)/(ft/fw)<0.7 (5)
ここで、
β3w:広角端状態におけるレンズ群Gnの横倍率
β3t:望遠端状態におけるレンズ群Gnの横倍率
【0042】
条件式(5)は、レンズ位置状態の変化に伴うレンズ群Gn(第3レンズ群G3)の横倍率の変化を規定している。
一般的に、広角端状態における被写界深度よりも望遠端状態における被写界深度の方が狭い。したがって、フォーカシング群のレンズ位置は、広角端状態に比べて望遠端状態の方が高い精度で制御される必要がある。
本発明においては、無限遠合焦状態から所定の近距離物体に対して合焦させるのに必要なフォーカシング群の移動量を広角端状態よりも望遠端状態で大きくすることにより、光軸方向のレンズ位置制御精度が広角端状態に対して望遠端状態で極端に高くならないようにしている。
【0043】
フォーカシング移動量(フォーカシング群が合焦に際して移動する量)は、特開平7−92390号公報に示すように、フォーカシング群の横倍率を適切な値とする場合に小さく抑えることができる。本発明においては、フォーカシング群であるレンズ群Gn(第3レンズ群G3)の横倍率を0に近づけることが望ましいが、広角端状態に比べて望遠端状態でレンズ群Gn(第3レンズ群G3)の横倍率を0から遠ざけている。
【0044】
条件式(5)の上限値を上回った場合、望遠端状態におけるフォーカシング移動量が大きくなり、フォーカシング群を駆動する駆動機構の複雑化を招いてしまう。
逆に、条件式(5)の下限値を下回ると、所定の光学性能を得るのに必要なレンズ位置制御精度が広角端状態に比べて望遠端状態で高くなり、望遠端状態におけるフォーカシング群の微小の変位量に対して光学系の合焦する位置が大きく変化してしまうので好ましくない。
【0045】
また、本発明においては、前述の通り、シフトレンズ群である部分レンズ群Ghの近傍に開口絞りSを配置することが望ましい。この場合、以下の条件式(6)を満足することが望ましい。
Db/fw<0.2 (6)
ここで、
Db:シフトレンズ群である部分レンズ群Ghの最も開口絞り側の面と開口絞りSとの間の光軸に沿った距離
【0046】
条件式(6)の上限値を上回った場合、シフトレンズ群を通過する軸上光束と軸外光束との高さの差が大きくなる。その結果、シフトレンズ群を大口径化させなければ、シフトレンズ群により像をシフトさせた際に発生する諸収差の変動を抑えることができなくなってしまう。
なお、シフトレンズ群をより多くのレンズ枚数で構成することにより、像シフト時の諸収差の変動を抑えることも可能ではある。しかしながら、この場合、光学系が大型化するばかりでなく、シフトレンズ群を駆動する駆動機構の複雑化も招いてしまうので、好ましくない。
【0047】
次に、光学系による像位置の変動すなわち像ブレを補正する方法について説明する。
一般的に、光学系と光学系による像を記録する記録手段とが光学系の主点位置(物体側から光束が入射した際の主点位置)を中心として一体的に傾くと、記録手段による被写体面上の記録範囲が傾きながらシフトする。
したがって、光学系と記録手段とが一体的に傾く前の記録範囲を基準に考えると、傾く前の記録範囲の像が記録手段上において傾きながらシフトする。但し、像倍率が縮小倍率で用いられている場合には、シャイン・プルーフの法則により記録手段上における傾く前の記録範囲の像の傾き量は微小量である。したがって、カメラ等に適用する場合には、傾く前の記録範囲の像が記録手段上においてほとんど傾くことなくシフトすると考えられる。
【0048】
一般的には、被写体像の位置と記録手段とはほぼ一致しており、光学系がブレた際には、光学系による被写体像がシフトすると考えられる。
レンズ系の主点位置を中心にレンズ系が回転すると考えると、レンズ系のブレ角εに対する像位置の変動量(像のブレ量)δ’は、次の式(b)で表される。
δ’=f・tan ε (b)
ここで、
f:レンズ系全体の焦点距離
【0049】
そして、ブレ角εが比較的小さい場合には、tan ε≒εと近似することができるので、像位置の変動量δ’は次の式(c)で表される。
δ’≒f・ε (c)
なお、像を記録する際に、像位置の変動量δ’がある程度大きくなると、像ブレとして記録される。
【0050】
光学系の焦点距離が大きくなると、光学系の所定のブレ角εに対する像位置の変動量δ’が大きくなる。したがって、変倍比が大きくなり望遠端状態における焦点距離が大きくなると、手ブレ等による光学系のブレに起因して像ブレが記録され易くなる。
手ブレ等による像位置の変動量δ’をシフトレンズ群の移動による像シフト量δで相殺して手ブレ等による像位置の変動を補正するには、次の式(d)に示す関係が成立する必要がある。
δ+δ’=0 (d)
【0051】
上述の式(a)および(c)を式(d)に代入すると、次の式(e)に示す関係が得られる。
f・ε+kΔ=0 (e)
すなわち、手ブレ等による像位置の変動を補正するのに必要なシフトレンズ群の移動量Δは、次の式(f)で表される。
Δ=−(f/k)ε (f)
【0052】
こうして、ブレ検出系により検出された光学系のブレ角εに関する情報と、光学系の焦点距離に関する情報と、ブレ係数kに関する情報とにもとづいて、シフトレンズ群の所要移動量Δ(すなわち像ブレ補正量)を算出し、駆動系によりシフトレンズ群を所要移動量Δだけ光軸に垂直な方向に駆動することにより、像位地の変動を補正することができる。
【0053】
以上のように、本発明においては、手ブレ等による光学系のブレに起因する像位置の変動を補正することのできる防振光学系を達成することができる。しかしながら、本発明の変倍光学系は、像シフトが可能な光学系に適用可能であるばかりでなく、通常の光学系としても充分に高い光学性能を達成することができるのはいうまでもない。
なお、後述の各実施例では、第4レンズ群G4の一部をシフトレンズ群としているが、シフトレンズ群を含むレンズ群は特に第4レンズ群G4に限定されることなく、いずれのレンズ群にもシフトレンズ群を設けることができる。
【0054】
【実施例】
以下、本発明の各実施例を、添付図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の各実施例にかかる変倍光学系の屈折力配分および広角端状態(W)から望遠端状態(T)への変倍時における各レンズ群の移動の様子を示す図である。
図1に示すように、本発明の各実施例にかかる変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正または負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負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G5とを備えている。そして、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との空気間隔は増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との空気間隔は増大し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔は減少し、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との空気間隔は減少するように、各レンズ群が物体側に移動している。
【0055】
各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをy、高さyにおける光軸方向の変位量(サグ量)をS(y)、基準の曲率半径をR、円錐係数をκ、n次の非球面係数をCn としたとき、以下の数式(g)で表される。
【数1】

Figure 0003994212
各実施例において、非球面には面番号の右側に*印を付している。
【0056】
〔第1実施例〕
図2は、本発明の第1実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
図2の変倍光学系において、第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合正レンズL1から構成されている。
また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹レンズL21、および両凸レンズL22から構成されている。
さらに、第3レンズ群G3は、両凹レンズL3から構成されている。
【0057】
また、第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸レンズL41、および両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合正レンズL42から構成されている。
さらに、第5レンズ群G5は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51、両凹レンズL52、および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL53から構成されている。
【0058】
また、開口絞りSは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第4レンズ群G4と一体的に移動する。
図2は、広角端状態における各レンズ群の位置関係を示しており、望遠端状態への変倍時には図1に矢印で示すズーム軌道に沿って光軸上を移動する。
また、第4レンズ群G4を構成する2つのレンズ成分のうち接合正レンズL42を光軸にほぼ垂直な方向に移動させて像シフトを行い、手ぶれ等に起因する像位置の変動を補正している。すなわち、接合正レンズL42は、シフトレンズ群である部分レンズ群Ghを構成している。
さらに、第3レンズ群G3を光軸に沿って移動させることにより、フォーカシング(合焦)を行っている。
【0059】
次の表(1)に、本発明の第1実施例の諸元の値を掲げる。表(1)において、fは焦点距離を、FNOはFナンバーを、ωは半画角を、Bfはバックフォーカスを、D0 は物体と最も物体側の面との光軸に沿った距離をそれぞれ表している。さらに、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、屈折率およびアッベ数はそれぞれd線(λ=587.6nm)に対する値を示している。
【0060】
【表1】
Figure 0003994212
Figure 0003994212
Figure 0003994212
【0061】
図3乃至図10は、d線(λ=587.6nm)に対する第1実施例の諸収差図である。図3は広角端状態(最短焦点距離状態)における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図4は第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図5は第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図6は望遠端状態(最長焦点距離状態)における無限遠合焦状態での諸収差図である。
また、図7は広角端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図であり、図8は第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図であり、図9は第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図であり、図10は望遠端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【0062】
さらに、図11乃至図18は、第1実施例において光軸に対して0.01rad (ラジアン)だけ像シフトさせたときのコマ収差図である。図11は、広角端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図12は第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図13は第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図14は望遠端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図である。
また、図15は、広角端状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ収差図であり、図16は第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ差図であり、図17は第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ収差図であり、図18は望遠端状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ収差図である。
図11乃至図18の各収差図は、像高Yの正方向に接合正レンズL42を移動させたときのY=15.0,0,−15.0でのコマ収差を示している。
【0063】
各収差図において、FNOはFナンバーを、NAは開口数を、Yは像高を、Aは各像高に対する半画角を、Hは各像高に対する物体高をそれぞれ示している。
また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。さらに、球面収差を示す収差図において、破線はサインコンディション(正弦条件)を示している。
各収差図から明らかなように、本実施例では、各撮影距離状態および各焦点距離状態において像シフト時にも諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【0064】
〔第2実施例〕
図19は、本発明の第2実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
図19の変倍光学系において、第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合正レンズL1から構成されている。
また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹レンズL21、および両凸レンズL22から構成されている。
さらに、第3レンズ群G3は、両凹レンズL3から構成されている。
【0065】
また、第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸レンズL41、および両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合正レンズL42から構成されている。
さらに、第5レンズ群G5は、物体側から順に、両凸レンズL51、両凹レンズL52、および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL53から構成されている。
【0066】
また、開口絞りSは、第4レンズ群G4中に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第4レンズ群G4と一体的に移動する。
図19は、広角端状態における各レンズ群の位置関係を示しており、望遠端状態への変倍時には図1に矢印で示すズーム軌道に沿って光軸上を移動する。
また、第4レンズ群G4を構成する2つのレンズ成分のうち接合正レンズL42を光軸にほぼ垂直な方向に移動させて像シフトを行い、手ぶれ等に起因する像位置の変動を補正している。すなわち、接合正レンズL42は、シフトレンズ群である部分レンズ群Ghを構成している。
さらに、第3レンズ群G3を光軸に沿って移動させることにより、フォーカシング(合焦)を行っている。
【0067】
次の表(2)に、本発明の第2実施例の諸元の値を掲げる。表(2)において、fは焦点距離を、FNOはFナンバーを、ωは半画角を、Bfはバックフォーカスを、D0 は物体と最も物体側の面との光軸に沿った距離をそれぞれ表している。さらに、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、屈折率およびアッベ数はそれぞれd線(λ=587.6nm)に対する値を示している。
【0068】
【表2】
Figure 0003994212
Figure 0003994212
Figure 0003994212
【0069】
図20乃至図27は、d線(λ=587.6nm)に対する第2実施例の諸収差図である。図20は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図21は第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図22は第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図23は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
また、図24は広角端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図であり、図25は第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図であり、図26は第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図であり、図27は望遠端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【0070】
さらに、図28乃至図35は、第2実施例において光軸に対して0.01rad (ラジアン)だけ像シフトさせたときのコマ収差図である。図28は、広角端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図29は第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図30は第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図31は望遠端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図である。
また、図32は、広角端状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ収差図であり、図33は第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ差図であり、図34は第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ収差図であり、図35は望遠端状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ収差図である。
図28乃至図35の各収差図は、像高Yの正方向に接合正レンズL42を移動させたときのY=15.0,0,−15.0でのコマ収差を示している。
【0071】
各収差図において、FNOはFナンバーを、NAは開口数を、Yは像高を、Aは各像高に対する半画角を、Hは各像高に対する物体高をそれぞれ示している。
また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。さらに、球面収差を示す収差図において、破線はサインコンディション(正弦条件)を示している。
各収差図から明らかなように、本実施例では、各撮影距離状態および各焦点距離状態において像シフト時にも諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【0072】
〔第3実施例〕
図36は、本発明の第3実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
図36の変倍光学系において、第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合正レンズL1から構成されている。
また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹レンズL21、および両凸レンズL22から構成されている。
さらに、第3レンズ群G3は、両凹レンズL3から構成されている。
【0073】
また、第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合正レンズL41、および両凸レンズL42から構成されている。
さらに、第5レンズ群G5は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51、両凹レンズL52、および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL53から構成されている。
【0074】
また、開口絞りSは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第4レンズ群G4と一体的に移動する。
図36は、広角端状態における各レンズ群の位置関係を示しており、望遠端状態への変倍時には図1に矢印で示すズーム軌道に沿って光軸上を移動する。
また、第4レンズ群G4を構成する2つのレンズ成分のうち接合正レンズL41を光軸にほぼ垂直な方向に移動させて像シフトを行い、手ぶれ等に起因する像位置の変動を補正している。すなわち、接合正レンズL41は、シフトレンズ群である部分レンズ群Ghを構成している。
さらに、第3レンズ群G3を光軸に沿って移動させることにより、フォーカシング(合焦)を行っている。
【0075】
次の表(3)に、本発明の第3実施例の諸元の値を掲げる。表(3)において、fは焦点距離を、FNOはFナンバーを、ωは半画角を、Bfはバックフォーカスを、D0 は物体と最も物体側の面との光軸に沿った距離をそれぞれ表している。さらに、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、屈折率およびアッベ数はそれぞれd線(λ=587.6nm)に対する値を示している。
【0076】
【表3】
Figure 0003994212
Figure 0003994212
Figure 0003994212
【0077】
図37乃至図44は、d線(λ=587.6nm)に対する第3実施例の諸収差図である。図37は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図38は第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図39は第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図40は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
また、図41は広角端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図であり、図42は第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図であり、図43は第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図であり、図44は望遠端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【0078】
さらに、図45乃至図52は、第3実施例において光軸に対して0.01rad (ラジアン)だけ像シフトさせたときのコマ収差図である。図45は、広角端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図46は第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図47は第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図48は望遠端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図である。
また、図49は、広角端状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ収差図であり、図50は第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ差図であり、図51は第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ収差図であり、図52は望遠端状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ収差図である。
図45乃至図52の各収差図は、像高Yの正方向に接合正レンズL41を移動させたときのY=15.0,0,−15.0でのコマ収差を示している。
【0079】
各収差図において、FNOはFナンバーを、NAは開口数を、Yは像高を、Aは各像高に対する半画角を、Hは各像高に対する物体高をそれぞれ示している。
また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。さらに、球面収差を示す収差図において、破線はサインコンディション(正弦条件)を示している。
各収差図から明らかなように、本実施例では、各撮影距離状態および各焦点距離状態において像シフト時にも諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【0080】
〔第4実施例〕
図53は、本発明の第4実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
図53の変倍光学系において、第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合正レンズL1から構成されている。
また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹レンズL21、および両凸レンズL22から構成されている。
さらに、第3レンズ群G3は、両凹レンズL3から構成されている。
【0081】
また、第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合正レンズL41、および両凸レンズL42から構成されている。
さらに、第5レンズ群G5は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51、両凹レンズL52、および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL53から構成されている。
【0082】
また、開口絞りSは、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第4レンズ群G4と一体的に移動する。
図53は、広角端状態における各レンズ群の位置関係を示しており、望遠端状態への変倍時には図1に矢印で示すズーム軌道に沿って光軸上を移動する。
また、第4レンズ群G4を構成する2つのレンズ成分のうち接合正レンズL41を光軸にほぼ垂直な方向に移動させて像シフトを行い、手ぶれ等に起因する像位置の変動を補正している。すなわち、接合正レンズL41は、シフトレンズ群である部分レンズ群Ghを構成している。
さらに、第3レンズ群G3を光軸に沿って移動させることにより、フォーカシング(合焦)を行っている。
【0083】
次の表(4)に、本発明の第4実施例の諸元の値を掲げる。表(4)において、fは焦点距離を、FNOはFナンバーを、ωは半画角を、Bfはバックフォーカスを、D0 は物体と最も物体側の面との光軸に沿った距離をそれぞれ表している。さらに、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、屈折率およびアッベ数はそれぞれd線(λ=587.6nm)に対する値を示している。
【0084】
【表4】
Figure 0003994212
Figure 0003994212
Figure 0003994212
【0085】
図54乃至図61は、d線(λ=587.6nm)に対する第4実施例の諸収差図である。図54は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図55は第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図56は第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図57は望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
また、図58は広角端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図であり、図59は第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図であり、図60は第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図であり、図61は望遠端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【0086】
さらに、図62乃至図69は、第4実施例において光軸に対して0.01rad (ラジアン)だけ像シフトさせたときのコマ収差図である。図62は、広角端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図63は第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図64は第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図65は望遠端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図である。
また、図66は、広角端状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ収差図であり、図67は第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ差図であり、図68は第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ収差図であり、図69は望遠端状態における撮影倍率−1/30倍でのコマ収差図である。
図62乃至図69の各収差図は、像高Yの正方向に接合正レンズL41を移動させたときのY=15.0,0,−15.0でのコマ収差を示している。
【0087】
各収差図において、FNOはFナンバーを、NAは開口数を、Yは像高を、Aは各像高に対する半画角を、Hは各像高に対する物体高をそれぞれ示している。
また、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。さらに、球面収差を示す収差図において、破線はサインコンディション(正弦条件)を示している。
各収差図から明らかなように、本実施例では、各撮影距離状態および各焦点距離状態において像シフト時にも諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【0088】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型で、高性能で、5倍程度の変倍比を有する高変倍化に適した像シフト可能な変倍光学系を実現することができる。なお、変倍光学系のレンズ群中に複数の非球面を導入することにより大口径化や高変倍化や小型化をさらに進めることができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の各実施例にかかる変倍光学系の屈折力配分および広角端状態(W)から望遠端状態(T)への変倍時における各レンズ群の移動の様子を示す図である。
【図2】本発明の第1実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
【図3】第1実施例の広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図4】第1実施例の第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図5】第1実施例の第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図6】第1実施例の望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図7】第1実施例の広角端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図8】第1実施例の第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図9】第1実施例の第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図10】第1実施例の望遠端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図11】第1実施例の広角端状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図12】第1実施例の第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図13】第1実施例の第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図14】第1実施例の望遠端状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図15】第1実施例の広角端状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図16】第1実施例の第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図17】第1実施例の第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図18】第1実施例の望遠端状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図19】本発明の第2実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
【図20】第2実施例の広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図21】第2実施例の第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図22】第2実施例の第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図23】第2実施例の望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図24】第2実施例の広角端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図25】第2実施例の第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図26】第2実施例の第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図27】第2実施例の望遠端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図28】第2実施例の広角端状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図29】第2実施例の第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図30】第2実施例の第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図31】第2実施例の望遠端状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図32】第2実施例の広角端状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図33】第2実施例の第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図34】第2実施例の第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図35】第2実施例の望遠端状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図36】本発明の第3実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
【図37】第3実施例の広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図38】第3実施例の第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図39】第3実施例の第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図40】第3実施例の望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図41】第3実施例の広角端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図42】第3実施例の第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図43】第3実施例の第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図44】第3実施例の望遠端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図45】第3実施例の広角端状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図46】第3実施例の第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図47】第3実施例の第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図48】第3実施例の望遠端状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図49】第3実施例の広角端状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図50】第3実施例の第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図51】第3実施例の第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図52】第3実施例の望遠端状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図53】本発明の第4実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
【図54】第4実施例の広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図55】第4実施例の第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図56】第4実施例の第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図57】第4実施例の望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図58】第4実施例の広角端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図59】第4実施例の第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図60】第4実施例の第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図61】第4実施例の望遠端状態における撮影倍率−1/30倍での諸収差図である。
【図62】第4実施例の広角端状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図63】第4実施例の第1中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図64】第4実施例の第2中間焦点距離状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図65】第4実施例の望遠端状態における無限遠合焦状態での像シフト時のコマ収差図である。
【図66】第4実施例の広角端状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図67】第4実施例の第1中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図68】第4実施例の第2中間焦点距離状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図69】第4実施例の望遠端状態における撮影倍率−1/30倍での像シフト時のコマ収差図である。
【符号の説明】
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
Li 各レンズ成分
S 開口絞り[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable magnification optical system capable of shifting an image, and more particularly to a variable magnification optical system capable of shifting an image by moving some lens units in a direction substantially perpendicular to an optical axis.
[0002]
[Prior art]
In recent years, zoom lenses have become common in photographic optical systems used in still cameras, video cameras, and the like. In particular, cameras equipped with so-called high zoom zoom lenses with zoom ratios exceeding 3 times are becoming mainstream.
In this type of camera, a standard zoom lens (a zoom lens including an angle of view with a focal length of about 50 mm in a 35 mm format) is used. Note that a so-called multi-group zoom lens in which three or more lens groups move during zooming is mainly used as the high-magnification zoom lens.
In addition, in an integrated camera in which a photographing optical system and a camera body are integrally configured, portability is important, and thus reduction in size and weight is required. Therefore, various proposals regarding zoom lenses suitable for miniaturization and weight reduction have been made. In these zoom lenses, the focal length has been increased as the zoom ratio is increased.
[0003]
By the way, conventionally, when the shutter speed is slow, there has been a case where the image is unsatisfactory because the image is blurred during exposure due to camera shake caused by camera shake or the like.
In general, when a part of the lens groups constituting the lens system (hereinafter referred to as “shift lens group”) is moved in a direction perpendicular to the optical axis, the image is shifted in the direction perpendicular to the optical axis. It is known. In this case, an optical system capable of obtaining good imaging performance even when the shift lens group is moved in a direction perpendicular to the optical axis is called an optical system capable of image shift.
[0004]
In order to solve the problem of shooting failure caused by the above-mentioned camera shake or the like, an optical system capable of image shifting, a blur detection system for detecting blur of the optical system and outputting blur information, and a shift lens group are moved. A so-called anti-vibration optical system combined with a drive system is known. In the anti-vibration optical system, the shake detection system detects the blur of the optical system due to camera shake, etc., and shifts by the drive system so as to cancel the fluctuation of the image position caused by the detected blur of the optical system Image shift is performed by moving the lens group. In this way, in the image stabilization optical system, it is possible to correct the image position fluctuation, that is, the image blur caused by the blur of the optical system, by the intentionally generated image shift.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is difficult to hold the camera so as not to shake with a small and lightweight camera. Therefore, camera shake is likely to occur when the release button is pressed, and as a result, image blur is often recorded. In particular, in a photographic lens with a long focal length in order to increase the zoom ratio, remarkable image blur is likely to occur even with a minute amount of blur in the lens system, and photographing is likely to fail.
In this case, by incorporating an anti-vibration optical system in the camera, it is also possible to correct image position fluctuations caused by camera shake due to camera shake or the like. However, the anti-vibration optical system imposes excessive constraints on the correction of aberrations, leading to an increase in the entire lens system due to an increase in the overall lens length and the aperture diameter, and as a result, the portability of the camera body tends to deteriorate. .
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a variable magnification optical system that is compact and can shift an image suitable for high magnification.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, a lens group Gs having a positive refractive power, a lens group Gn having a negative refractive power arranged adjacent to the object side of the lens group Gs, A lens group Ga disposed adjacent to the image side of the lens group Gs,
When the lens position changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the air gap between the lens group Gn and the lens group Gs decreases, and the air gap between the lens group Gs and the lens group Ga changes.
The lens group Gs has at least two partial lens groups, and by moving one partial lens group Gh of the at least two partial lens groups in a direction substantially perpendicular to the optical axis, the lens group Gs is substantially perpendicular to the optical axis. Shift the image along any direction,
When the focal length of the lens group Gs is fs and the focal length of the partial lens group Gh is fh,
0.3 <fs / fh <0.6
An image shiftable variable magnification optical system characterized by satisfying the following conditions is provided.
[0008]
According to a preferred aspect of the present invention, an aperture stop S is provided in the lens group Gs or adjacent to the lens group Gs.
The lens group Ga has a negative refractive power,
When the lens position state changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the lens group Ga moves to the object side,
The lateral magnification of the lens group Ga in the wide-angle end state is β5w, the lateral magnification of the lens group Ga in the telephoto end state is β5t, the focal length of the entire optical system in the wide-angle end state is fw, and the optical system in the telephoto end state When the total focal length is ft,
0.4 <(β5t / β5w) / (ft / fw) <0.7
Satisfy the conditions.
[0009]
According to another aspect of the present invention, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a positive refractive power or a negative refractive power, and a negative A third lens group G3 having a refractive power; a fourth lens group G4 having a positive refractive power; and a fifth lens group G5 having a negative refractive power;
When the lens position state changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the air gap between the first lens group G1 and the second lens group G2 increases, and the second lens group G2 and the third lens group G3. The air gap between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 decreases, and the air gap between the fourth lens group G4 and the fifth lens group G5 decreases. In addition, at least the first lens group G1 and the fifth lens group G5 move to the object side,
By moving a part of the fourth lens group G4 in a direction substantially perpendicular to the optical axis, the image is shifted along a direction substantially perpendicular to the optical axis,
The lateral magnification of the fifth lens group G5 in the wide-angle end state is β5w, the lateral magnification of the fifth lens group G5 in the telephoto end state is β5t, the focal length of the entire optical system in the wide-angle end state is fw, and the telephoto end When the focal length of the entire optical system in the state is ft,
0.4 <(β5t / β5w) / (ft / fw) <0.7
An image shiftable variable magnification optical system characterized by satisfying the following conditions is provided.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, an image shift amount generated when a shift lens group including a part of lens groups in the optical system is moved in a direction perpendicular to the optical axis will be described.
Assuming that the lateral magnification of the shift lens group is βa and the lateral magnification of the entire lens group disposed on the image side of the shift lens group is βb, the image shift amount δ with respect to the shift lens group movement amount Δ is expressed by the following equation ( a).
δ = (1−βa) βb · Δ = k · Δ (a)
here,
k: blur coefficient (k = (1−βa) βb)
[0011]
When the blur coefficient k is small, the movement amount of the shift lens group necessary for shifting the image by a predetermined amount increases, and the drive mechanism of the shift lens group becomes complicated. On the other hand, when the blur coefficient k is large, if the movement amount of the shift lens group slightly varies due to a control error, the image shift amount largely varies and the contrast with respect to a high spatial frequency is lacking.
Therefore, it is desirable to set the blur coefficient k to an appropriate value.
[0012]
Next, the aberration correction function required for the shift lens group will be described.
Usually, the shift lens group is required to be in an aberration correction state so that good imaging performance can be obtained even during image shift. Specifically, (1) spherical aberration and sine condition (sine condition) are well corrected, and (2) an appropriate Petzval sum is required.
The spherical aberration and sine condition of (1) are well corrected is a condition for suppressing the decentration coma aberration that occurs at the center of the screen when the image is shifted by moving the shift lens group. Further, the appropriate Petzval sum of (2) is a condition for suppressing the curvature of field that occurs at the periphery of the screen when the image is shifted by moving the shift lens group.
[0013]
When the entire lens group of the plurality of lens groups constituting the zoom lens is a shift lens group, the aberration correction state required when the lens position state changes (ie, when zooming) and the performance during image shift The aberration correction state required to suppress the deterioration does not always match. Therefore, it is difficult to achieve both high zoom ratio and greater blur correction of the optical system.
In the present invention, one lens group is composed of a plurality of partial lens groups, and one partial lens group of the plurality of partial lens groups is used as a shift lens group. This makes it possible to achieve both blur correction.
[0014]
Further, when the shift lens group is disposed away from the aperture stop, the off-axis light beam passing through the shift lens group is separated from the optical axis. As a result, when the image is shifted, decentration coma tends to occur at the periphery of the screen. In particular, when an off-axis light beam incident on the shift lens group makes a large angle with respect to the optical axis, decentration coma is likely to occur at the periphery of the screen.
Therefore, it is desirable to appropriately set the positional relationship between the shift lens group and the aperture stop.
[0015]
As described above, in the zoom optical system according to the present invention, the performance is deteriorated due to the image shift while maintaining a predetermined zoom ratio by configuring so as to satisfy the following three conditions (1) to (3). Is suppressed.
(1) The refractive power of the lens group including the shift lens group is defined as a positive refractive power, and a negative lens group is disposed adjacent to the object side.
(2) An aperture stop is disposed between the shift lens group and the negative lens group.
(3) The change amount of the blur coefficient k when the lens position state changes from the wide-angle end state to the telephoto end state is set to an appropriate value.
[0016]
As described above, in order to correct the decentration coma generated in the peripheral portion of the screen due to the image shift, it is desirable to set the angle between the off-axis light beam incident on the shift lens group and the optical axis to an appropriate value. In the present invention, a negative lens group having a strong refractive power is disposed adjacent to the object side of the lens group including the shift lens group to strongly diverge the light beam emitted from the negative lens group, and at the image side of the negative lens group An aperture stop is arranged in With this configuration, high performance is realized by preventing the angle between the off-axis light beam incident on the shift lens group and the optical axis from increasing.
[0017]
In particular, in order to suppress performance deterioration during image shift, various aberrations need to be corrected satisfactorily by the shift lens group alone. Therefore, it is preferable that the refractive power of the shift lens group is a positive refractive power so that the aberration correction state of the shift lens group alone can be easily confirmed at the time of manufacture.
When the off-axis light beam that passes through the shift lens group is separated from the optical axis, the performance degradation at the periphery of the screen is large during image shift, and it is desirable to dispose the shift lens group in the vicinity of the aperture stop. In particular, in order to reduce the angle formed by the off-axis light beam incident on the shift lens group and the optical axis, a negative lens group is disposed on the object side of the aperture stop, and a shift lens group is disposed on the image side of the aperture stop. Is desirable.
From the above, the conditions (1) and (2) are important.
[0018]
As described above, the movement amount of the shift lens group necessary for shifting the image by a predetermined amount depends on the blur coefficient k. When the blur coefficient in the wide-angle end state and the focal length of the entire optical system are kw and fw, respectively, and the blur coefficient in the telephoto end state and the focal length of the entire optical system are kt and ft, respectively, the blur coefficient ratio K (= kt / When kw) is larger than the zoom ratio Z (= ft / fw), the lens position control accuracy required in the telephoto end state becomes extremely higher than the lens position control accuracy required in the wide-angle end state. Control becomes complicated. In addition, since the zooming operation is performed only by the lens group disposed on the image side of the shift lens group, the lens system can be reduced in size while suppressing fluctuations in various aberrations caused by changes in the lens position state. It becomes difficult.
[0019]
On the other hand, if the blur coefficient ratio K is very small compared to the zoom ratio Z, the zooming action is performed by the lens group disposed on the object side of the shift lens group, so that the total lens length is shortened and the lens diameter is reduced. The lens system cannot be downsized due to the downsizing of the lens.
Therefore, in the present invention, the blur coefficient ratio K is set to an appropriate value with respect to the zoom ratio Z, and both the performance degradation at the time of image shift is suppressed and the high zoom ratio is achieved. (3) is required.
[0020]
Next, a specific configuration of a variable magnification optical system that satisfies the above-described conditions (1) to (3) and is suitable for high magnification and lens system miniaturization will be described.
First, a general theory of a variable magnification optical system suitable for miniaturization of a lens system will be described.
It is known that the telephoto type refractive power arrangement is effective for reducing the size of the lens system. Therefore, in general, in a variable magnification optical system aimed at miniaturization, a negative lens group is arranged on the most image side of the lens system.
[0021]
The aperture stop is disposed on the object side with respect to the negative lens group. When the lens position changes from the wide-angle end state (the state with the shortest focal length) to the telephoto end state (the state with the longest focal length), (1) the interval between the aperture stop and the negative lens group is narrowed, And (2) the negative lens group is moved to the object side. By reducing the distance between the aperture stop and the negative lens group in (1), the off-axis light beam passing through the negative lens group is separated from the optical axis in the wide-angle end state, and approaches the optical axis in the telephoto end state. Further, by moving the negative lens group (2) to the object side, the negative lens group is multiplied (the lateral magnification of the negative lens group is increased in the telephoto end state compared to the wide-angle end state). . In this way, fluctuations in off-axis aberrations that occur with changes in the lens position state are corrected well, and a certain degree of high zooming is realized.
[0022]
However, if the back focus is too short in the wide-angle end state, the shadow of dust adhering to the surface of the negative lens group near the image plane will be reflected on the film surface, so the back focus in the wide-angle end state is set to an appropriate value. Yes.
Further, the positive lens unit is disposed closest to the object side of the variable magnification optical system, and the positive lens unit is brought closer to the image side in the wide-angle end state, thereby reducing the lens diameter of the positive lens unit. On the contrary, in the telephoto end state, the distance between the positive lens group and the lens group arranged on the image side is widened so that the positive lens group strongly converges the light beam, so that the total lens length is shortened to some extent.
[0023]
In general, zoom lenses are classified into a two-group type and a multi-group type. A two-group zoom lens composed only of a variator and a compensator is not suitable for high zooming. Therefore, a multi-group type is used for a high zoom lens having a zoom ratio exceeding 3 times.
As a specific configuration of a multi-group type zoom lens suitable for miniaturization and high zoom ratio, for example, (1) positive / negative / three-group type zoom lens, (2) positive / negative / positive / four-group type zoom lens, (3) There are known a positive / negative positive / negative 5 group type zoom lens, and a positive / negative negative positive / negative 5 group type zoom lens.
[0024]
In any of the multi-group type zoom lenses, as described above, the positive lens group is disposed closest to the object side of the lens system, the negative lens group is disposed closest to the image side, and the positive lens group is disposed between the positive lens group and the negative lens group. One positive lens group (in the case of (1)) or a plurality of lens groups (in the case of (2) to (4)) having a positive combined refractive power as a whole are arranged.
However, when the lens group moves in the optical axis direction by a minute amount, the image plane position moves in relation to the square of the lateral magnification. Therefore, in the case of the zoom lens of the type (1), when the zoom ratio becomes larger than 3 times, the lateral magnification of the negative lens group in the telephoto end state becomes very large, and a predetermined optical performance is ensured. difficult. In the zoom lenses of types (2) to (4), the combined focal length of the lens group disposed between the positive lens group and the negative lens group in the telephoto end state is significantly larger than in the wide-angle end state. Thus, since the composite principal point position moves to the object side, an increase in lateral magnification of the negative lens group in the telephoto end state is mitigated.
[0025]
In a typical configuration of the present invention, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a weak refractive power, a third lens group G3 having a negative refractive power, and a positive refraction. A variable power optical system is composed of the fourth lens group G4 having high power and the fifth lens group G5 having negative refractive power. When the lens position changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 increases, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3. Increases, the distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 decreases, and the distance between the fourth lens group G4 and the fifth lens group G5 decreases. The five lens group G5 is moved to the object side. A shift lens group is arranged in the fourth lens group G4. With the above configuration, the present invention can achieve a variable magnification optical system that is small in size and capable of image shifting with a variable magnification ratio exceeding 3.5 times.
[0026]
In particular, in the present invention, high performance and light weight are achieved by causing each lens group to function so as to satisfy the following conditions [I] to [III].
[I] The lateral magnification of the fifth lens group G5 in the telephoto end state is set to an appropriate value.
[II] The principal point position of the first lens group G1 and the principal point position of the second lens group G2 are set to appropriate positions.
[III] The aberration correction function of the second lens group G2 and the aberration correction function of the third lens group G3 are clarified.
[0027]
Similarly to the conventional multi-group type zoom lens, in the typical configuration of the present invention, the fifth lens group G5 having a negative refractive power is disposed closest to the image side. Then, when the lens position state changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the fifth lens group G5 moves to the object side.
If the lateral magnification of the fifth lens group G5 in the telephoto end state becomes too large, the change in the lateral magnification of the fifth lens group G5 from the wide-angle end state to the telephoto end state becomes large. As a result, fluctuations in off-axis aberration due to changes in the lens position state cannot be satisfactorily suppressed, and predetermined optical performance cannot be obtained.
[0028]
Conversely, if the lateral magnification of the fifth lens group G5 in the telephoto end state becomes too small, various aberrations that occur in the lens group disposed on the object side of the fifth lens group G5 due to a change in the lens position state. The fluctuations in the range become large, and the predetermined optical performance cannot be obtained. In either case, a predetermined optical performance can be ensured by using many aspheric surfaces or increasing the number of lenses, but it becomes impossible to achieve a reduction in cost and weight. Accordingly, it is desirable that the lateral magnification of the fifth lens group G5 in the telephoto end state is an appropriate value, and the condition [I] is required.
[0029]
In the wide-angle end state, since the back focus is short, positive distortion is strongly generated in the fifth lens group G5. In the present invention, the total focal length of the first lens group G1 to the third lens group G3 in the wide-angle end state is set to a negative value, thereby bringing the refractive power arrangement of the entire optical system closer to a symmetrical type and positive distortion. The aberration can be corrected satisfactorily.
In particular, in the present invention, the second lens group G2 is composed of a negative subgroup and a positive subgroup arranged on the image side thereof, so that the principal point position of the second lens group G2 (light flux is incident from the object side). The principal point position at the time of the exposure is positioned closer to the object side than the first lens group G1, and negative distortion can be effectively generated.
[0030]
In the telephoto end state, the principal point position of the first lens group G1 (the principal point position when the light beam is incident from the object side) is in the first lens group G1 or on the object side relative to the first lens group G1. By positioning the lens in the position, the overall length of the lens can be shortened. Therefore, it is desirable to dispose the positive lens on the most object side of the first lens group G1.
However, if the principal point position of the first lens group G1 is farther away from the object side than the first lens group G1, the off-axis light beam passing through the first lens group G1 in the telephoto end state is separated from the optical axis, and the lens diameter Will become larger.
From the above, the condition [II] is important.
[0031]
As described above, it is desirable to arrange the aperture stop in the vicinity of the fourth lens group G4 including the shift lens group. In this case, the off-axis light beam passes through the vicinity of the optical axis in the third lens group G3, whereas it passes through the peripheral edge portion in the second lens group G2. For this reason, the third lens group G3 corrects on-axis aberrations, and the second lens group G2 corrects off-axis aberrations, thereby configuring the second lens group G2 and the third lens group G3 with a small number of lenses. can do. As a result, it is possible to reduce the lens diameter by reducing the weight or reducing the lens thickness, so the condition [III] is important.
[0032]
Hereinafter, each conditional expression of the present invention will be described.
In the present invention, the following conditional expression (1) is satisfied.
0.3 <fs / fh <0.6 (1)
here,
fs: focal length of the lens group Gs including the shift lens group
fh: focal length of the partial lens group Gh which is a shift lens group
[0033]
Conditional expression (1) defines an appropriate range for the ratio of the focal length of the shift lens group Gh to the focal length of the lens group Gs including the shift lens group. This is a condition for suppressing the performance degradation at the time.
When the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the focal length of the shift lens group Gh increases, so that negative spherical aberration occurring in the shift lens group alone can be corrected well, and the shift is performed with a small number of lenses. A lens group can be configured. However, the number of lenses in other lens groups other than the shift lens group increases, making it impossible to achieve weight reduction.
On the other hand, if the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the focal length of the shift lens group Gh becomes small, and it becomes difficult to satisfactorily correct negative spherical aberration that occurs in the shift lens group.
[0034]
In the present invention, in order to achieve high performance and light weight, it is desirable that the lens group Ga has negative refractive power and satisfies the following conditional expression (2).
0.4 <(β5t / β5w) / (ft / fw) <0.7
here,
β5w: Lateral magnification of the lens group Ga in the wide-angle end state
β5t: Lateral magnification of the lens group Ga in the telephoto end state
fw: focal length of the entire optical system in the wide-angle end state
ft: focal length of the entire optical system in the telephoto end state
[0035]
Conditional expression (2) defines a change in lateral magnification of the lens group Ga (that is, the fifth lens group G5 in a typical configuration) disposed on the image side of the lens group Gs including the shift lens group Gh.
Exceeding the upper limit value of conditional expression (2) is not preferable because the variation of off-axis aberration generated in the lens group Ga increases with the change of the lens position state, and high performance cannot be achieved. Further, the lateral magnification of the lens group Ga (fifth lens group G5) in the telephoto end state is increased, which is not preferable because the optical performance is easily deteriorated due to the focus shift due to the lens position control error.
On the other hand, if the lower limit value of conditional expression (2) is not reached, the zooming action by the lens group arranged on the object side with respect to the lens group Ga (fifth lens group G5) is increased. This is not preferable because each lens group to be configured cannot be configured with a small number of lenses.
[0036]
In the present invention, in order to shorten the total lens length in the telephoto end state and to reduce the size of the lens system, the first lens group G1 having a positive refractive power is provided closest to the object side, and the following conditions are satisfied. It is desirable to satisfy Formula (3).
0.8 <f1 / (fw · ft) 1/2 <1.5 (3)
here,
f1: Focal length of the first lens group G1
[0037]
Exceeding the upper limit of conditional expression (3) is not preferable because the total lens length is increased.
Conversely, if the lower limit value of conditional expression (3) is not reached, the off-axis light beam passing through the first lens group G1 in the telephoto end state is separated from the optical axis, and the lens diameter of the first lens group G1 is increased. Therefore, it is not preferable.
[0038]
In the present invention, in order to shorten the total lens length in the telephoto end state while improving the optical performance in the wide-angle end state, the first lens group G1 and the lens group Gn are arranged. It is desirable to have two lens groups G2 and satisfy the following conditional expression (4).
−0.2 <fn / f2 <0.2 (4)
here,
f2: Focal length of the second lens group G2
fn: focal length of the lens group Gn
[0039]
Conditional expression (4) defines an appropriate range for the ratio between the focal length of the second lens group G2 and the focal length of the lens group Gn (that is, the third lens group G3 in a typical configuration).
If the upper limit value of conditional expression (4) is exceeded, the diverging action of the second lens group G2 becomes stronger, leading to an increase in the total lens length in the telephoto end state.
On the other hand, if the lower limit value of conditional expression (4) is not reached, the converging action of the second lens group G2 becomes stronger, and sufficient back focus cannot be obtained in the wide-angle end state.
[0040]
In the variable power optical system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-92390, the diverging action by the second lens group G2 is strong. As a result, when increasing the zoom ratio by increasing the focal length of the entire optical system in the telephoto end state, it is difficult to shorten the entire lens length, which is insufficient in terms of miniaturization.
By the way, when moving a lens group arranged on the image side of the shift lens group as a focusing group and focusing on a close object, if the subject position changes, the lateral magnification of the shift lens group also changes from the shift lens group. In addition, the lateral magnification of the lens group disposed on the image side also changes. For this reason, in the present invention, it is desirable that the lens group disposed on the object side of the shift lens group is the focusing group.
[0041]
In particular, in the lens group far from the aperture stop S, the height at which the off-axis light beam passes away from the optical axis, the lens group Gn (third lens group G3) arranged in the vicinity of the aperture stop S is set as the focusing group. It is desirable. In this case, it is desirable that the following conditional expression (5) is satisfied.
0.2 <(β3t / β3w) / (ft / fw) <0.7 (5)
here,
β3w: lateral magnification of the lens group Gn in the wide-angle end state
β3t: Lateral magnification of the lens group Gn in the telephoto end state
[0042]
Conditional expression (5) defines a change in lateral magnification of the lens group Gn (third lens group G3) accompanying a change in the lens position state.
Generally, the depth of field in the telephoto end state is narrower than the depth of field in the wide-angle end state. Therefore, the lens position of the focusing group needs to be controlled with higher accuracy in the telephoto end state than in the wide-angle end state.
In the present invention, the amount of movement of the focusing group required to focus on a predetermined short-distance object from the infinitely focused state is increased in the telephoto end state than in the wide-angle end state, thereby The lens position control accuracy is prevented from becoming extremely high in the telephoto end state compared to the wide-angle end state.
[0043]
The amount of focusing movement (the amount that the focusing group moves when it is in focus) can be kept small when the lateral magnification of the focusing group is set to an appropriate value, as disclosed in JP-A-7-92390. In the present invention, it is desirable that the lateral magnification of the lens group Gn (third lens group G3) which is a focusing group is close to 0, but the lens group Gn (third lens group G3) in the telephoto end state compared to the wide-angle end state. The horizontal magnification of) is kept away from 0.
[0044]
When the upper limit value of conditional expression (5) is exceeded, the amount of focusing movement in the telephoto end state becomes large, and the driving mechanism for driving the focusing group becomes complicated.
On the other hand, if the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the lens position control accuracy required to obtain the predetermined optical performance becomes higher in the telephoto end state than in the wide-angle end state, and the focusing group in the telephoto end state This is not preferable because the position where the optical system is focused changes greatly with respect to a minute amount of displacement.
[0045]
In the present invention, as described above, it is desirable to arrange the aperture stop S in the vicinity of the partial lens group Gh which is a shift lens group. In this case, it is desirable to satisfy the following conditional expression (6).
Db / fw <0.2 (6)
here,
Db: the distance along the optical axis between the aperture stop side surface of the partial lens group Gh which is a shift lens group and the aperture stop S
[0046]
When the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, the difference in height between the on-axis light beam passing through the shift lens group and the off-axis light beam becomes large. As a result, unless the diameter of the shift lens group is increased, fluctuations in various aberrations that occur when an image is shifted by the shift lens group cannot be suppressed.
It should be noted that by configuring the shift lens group with a larger number of lenses, it is possible to suppress fluctuations in various aberrations during image shift. However, this is not preferable because not only the optical system is increased in size but also the drive mechanism for driving the shift lens group is complicated.
[0047]
Next, a method for correcting image position variation, that is, image blurring by the optical system will be described.
In general, when the optical system and the recording means for recording an image by the optical system are integrally tilted around the principal point position of the optical system (the principal point position when the light beam is incident from the object side), the recording means The recording range on the subject surface shifts while tilting.
Therefore, when the recording range before the optical system and the recording unit are integrally tilted is considered as a reference, the image in the recording range before the tilt is shifted while being tilted on the recording unit. However, when the image magnification is used as a reduction magnification, the amount of inclination of the image in the recording range before the inclination on the recording means is very small according to the Shine-proof law. Therefore, when applied to a camera or the like, it is considered that the image in the recording range before tilting shifts almost without tilting on the recording means.
[0048]
In general, the position of the subject image and the recording means are substantially the same, and it is considered that the subject image by the optical system is shifted when the optical system is shaken.
Assuming that the lens system rotates around the principal point position of the lens system, the variation amount (image blur amount) δ ′ of the image position with respect to the blur angle ε of the lens system is expressed by the following equation (b).
δ ′ = f · tan ε (b)
here,
f: Focal length of the entire lens system
[0049]
When the blur angle ε is relatively small, it can be approximated as tan ε≈ε, and the image position variation δ ′ is expressed by the following equation (c).
δ′≈f · ε (c)
When the image is recorded, if the variation amount δ ′ of the image position increases to some extent, it is recorded as an image blur.
[0050]
As the focal length of the optical system increases, the fluctuation amount δ ′ of the image position with respect to a predetermined blur angle ε of the optical system increases. Therefore, when the zoom ratio is increased and the focal length in the telephoto end state is increased, image blur is easily recorded due to blurring of the optical system due to camera shake or the like.
In order to correct the fluctuation of the image position due to the camera shake by offsetting the fluctuation amount δ ′ of the image position due to the camera shake or the like with the image shift amount δ due to the movement of the shift lens group, the relationship shown in the following equation (d) It is necessary to be established.
δ + δ ′ = 0 (d)
[0051]
When the above formulas (a) and (c) are substituted into formula (d), the relationship shown in the following formula (e) is obtained.
f · ε + kΔ = 0 (e)
That is, the shift amount Δ of the shift lens group necessary for correcting the fluctuation of the image position due to camera shake or the like is expressed by the following equation (f).
Δ = − (f / k) ε (f)
[0052]
Thus, based on the information about the blur angle ε of the optical system detected by the blur detection system, the information about the focal length of the optical system, and the information about the blur coefficient k, the required movement amount Δ of the shift lens group (that is, the image blur). By calculating the correction amount) and driving the shift lens group in the direction perpendicular to the optical axis by the required movement amount Δ by the drive system, it is possible to correct the fluctuation of the image position.
[0053]
As described above, according to the present invention, it is possible to achieve an image stabilization optical system that can correct fluctuations in image position caused by camera shake due to camera shake or the like. However, it goes without saying that the variable magnification optical system of the present invention is not only applicable to an optical system capable of image shifting, but also can achieve sufficiently high optical performance as a normal optical system. .
In each example described later, a part of the fourth lens group G4 is a shift lens group. However, the lens group including the shift lens group is not limited to the fourth lens group G4, and any lens group may be used. Also, a shift lens group can be provided.
[0054]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing the state of movement of each lens unit during refractive power distribution and zooming from the wide-angle end state (W) to the telephoto end state (T) according to each embodiment of the present invention. It is.
As shown in FIG. 1, the variable magnification optical system according to each embodiment of the present invention includes a first lens group G1 having a positive refractive power and a second lens having a positive or negative refractive power in order from the object side. It includes a group G2, a third lens group G3 having negative refractive power, a fourth lens group G4 having positive refractive power, and a fifth lens group G5 having negative refractive power. When zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the air gap between the first lens group G1 and the second lens group G2 increases, and the air gap between the second lens group G2 and the third lens group G3 is Each lens group is moved to the object side so that the air gap between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 decreases and the air gap between the fourth lens group G4 and the fifth lens group G5 decreases. Has moved.
[0055]
In each embodiment, the aspherical surface has a height in the direction perpendicular to the optical axis as y, a displacement amount (sag amount) in the optical axis direction at the height y as S (y), a reference radius of curvature as R, and a cone coefficient. Is represented by the following formula (g), where κ is κ and the n-th order aspherical coefficient is Cn.
[Expression 1]
Figure 0003994212
In each embodiment, the aspherical surface is marked with * on the right side of the surface number.
[0056]
[First embodiment]
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the variable magnification optical system according to the first example of the present invention.
In the variable magnification optical system of FIG. 2, the first lens group G1 is composed of, in order from the object side, a cemented positive lens L1 of a biconvex lens and a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side.
The second lens group G2 includes a biconcave lens L21 and a biconvex lens L22 in order from the object side.
Further, the third lens group G3 is composed of a biconcave lens L3.
[0057]
The fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a biconvex lens L41, and a cemented positive lens L42 including a biconvex lens and a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side.
Furthermore, the fifth lens group G5 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L51 having a concave surface directed toward the object side, a biconcave lens L52, and a negative meniscus lens L53 having a concave surface directed toward the object side.
[0058]
The aperture stop S is disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and moves integrally with the fourth lens group G4 upon zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state.
FIG. 2 shows the positional relationship of each lens group in the wide-angle end state. When zooming to the telephoto end state, the lens unit moves on the optical axis along the zoom orbit indicated by the arrow in FIG.
In addition, among the two lens components constituting the fourth lens group G4, the cemented positive lens L42 is moved in a direction substantially perpendicular to the optical axis to shift the image, thereby correcting the fluctuation of the image position caused by camera shake or the like. Yes. That is, the cemented positive lens L42 constitutes a partial lens group Gh that is a shift lens group.
Further, focusing is performed by moving the third lens group G3 along the optical axis.
[0059]
The following table (1) lists the values of the specifications of the first embodiment of the present invention. In Table (1), f is the focal length, FNO is the F number, ω is the half field angle, Bf is the back focus, and D0 is the distance along the optical axis between the object and the surface closest to the object. Represents. Further, the surface number indicates the order of the lens surfaces from the object side along the direction in which the light beam travels, and the refractive index and the Abbe number indicate values for the d-line (λ = 587.6 nm), respectively.
[0060]
[Table 1]
Figure 0003994212
Figure 0003994212
Figure 0003994212
[0061]
3 to 10 are graphs showing various aberrations of the first example with respect to the d-line (λ = 587.6 nm). FIG. 3 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the wide-angle end state (shortest focal length state), and FIG. 4 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the first intermediate focal length state. FIG. 5 is a diagram of various aberrations in the infinitely focused state in the second intermediate focal length state, and FIG. 6 is a diagram of various aberrations in the infinitely focused state in the telephoto end state (longest focal length state).
7 is a diagram showing various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the wide-angle end state, and FIG. 8 is a diagram showing various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the first intermediate focal length state. 9 is a diagram of various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the second intermediate focal length state, and FIG. 10 is a diagram of various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the telephoto end state.
[0062]
Further, FIGS. 11 to 18 are coma aberration diagrams when the image is shifted by 0.01 rad (radian) with respect to the optical axis in the first embodiment. 11 is a coma aberration diagram in the infinite focus state in the wide-angle end state, FIG. 12 is a coma aberration diagram in the infinite focus state in the first intermediate focal length state, and FIG. FIG. 14 is a coma aberration diagram in the infinite focus state in the telephoto end state, and FIG. 14 is a coma aberration diagram in the infinite focus state in the telephoto end state.
FIG. 15 is a coma aberration diagram at a photographing magnification of −1/30 times in the wide-angle end state, and FIG. 16 is a coma difference diagram at a photographing magnification of −1/30 times in the first intermediate focal length state. FIG. 17 is a coma aberration diagram at an imaging magnification of −1/30 times in the second intermediate focal length state, and FIG. 18 is a coma aberration diagram at an imaging magnification of −1/30 times in the telephoto end state.
11 to 18 show coma aberrations when Y = 15.0, 0, and -15.0 when the cemented positive lens L42 is moved in the positive direction of the image height Y. FIG.
[0063]
In each aberration diagram, FNO represents an F number, NA represents a numerical aperture, Y represents an image height, A represents a half angle of view for each image height, and H represents an object height for each image height.
In the aberration diagrams showing astigmatism, the solid line shows the sagittal image plane, and the broken line shows the meridional image plane. Further, in the aberration diagram showing the spherical aberration, the broken line indicates the sine condition (sine condition).
As is apparent from the respective aberration diagrams, in this embodiment, it is understood that various aberrations are well corrected even during image shift in each shooting distance state and each focal length state.
[0064]
[Second Embodiment]
FIG. 19 is a diagram showing a configuration of a variable magnification optical system according to the second example of the present invention.
In the variable magnification optical system of FIG. 19, the first lens group G1 is composed of, in order from the object side, a cemented positive lens L1 of a biconvex lens and a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side.
The second lens group G2 includes a biconcave lens L21 and a biconvex lens L22 in order from the object side.
Further, the third lens group G3 is composed of a biconcave lens L3.
[0065]
The fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a biconvex lens L41, and a cemented positive lens L42 including a biconvex lens and a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side.
Further, the fifth lens group G5 includes, in order from the object side, a biconvex lens L51, a biconcave lens L52, and a negative meniscus lens L53 having a concave surface directed toward the object side.
[0066]
The aperture stop S is disposed in the fourth lens group G4 and moves integrally with the fourth lens group G4 upon zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state.
FIG. 19 shows the positional relationship of each lens group in the wide-angle end state. When zooming to the telephoto end state, the lens unit moves on the optical axis along the zoom orbit indicated by the arrow in FIG.
In addition, among the two lens components constituting the fourth lens group G4, the cemented positive lens L42 is moved in a direction substantially perpendicular to the optical axis to shift the image, thereby correcting the fluctuation of the image position caused by camera shake or the like. Yes. That is, the cemented positive lens L42 constitutes a partial lens group Gh that is a shift lens group.
Further, focusing is performed by moving the third lens group G3 along the optical axis.
[0067]
The following table (2) lists values of specifications of the second embodiment of the present invention. In Table (2), f is the focal length, FNO is the F number, ω is the half field angle, Bf is the back focus, and D0 is the distance along the optical axis between the object and the surface closest to the object. Represents. Further, the surface number indicates the order of the lens surfaces from the object side along the direction in which the light beam travels, and the refractive index and the Abbe number indicate values for the d-line (λ = 587.6 nm), respectively.
[0068]
[Table 2]
Figure 0003994212
Figure 0003994212
Figure 0003994212
[0069]
20 to 27 are graphs showing various aberrations of the second example with respect to the d-line (λ = 587.6 nm). FIG. 20 is a diagram of various aberrations in the infinite focus state in the wide-angle end state, FIG. 21 is a diagram of various aberrations in the infinite focus state in the first intermediate focal length state, and FIG. 22 is the second intermediate focus. FIG. 23 is a diagram illustrating various aberrations in the infinite focus state in the telephoto end state, and FIG. 23 is a diagram illustrating various aberrations in the infinite focus state in the telephoto end state.
FIG. 24 is a diagram of various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the wide-angle end state, and FIG. 25 is a diagram of various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the first intermediate focal length state. FIG. 26 is a diagram of various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the second intermediate focal length state, and FIG. 27 is a diagram of various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the telephoto end state.
[0070]
Further, FIGS. 28 to 35 are coma aberration diagrams when the image is shifted by 0.01 rad (radian) with respect to the optical axis in the second embodiment. 28 is a coma aberration diagram in the infinite focus state in the wide-angle end state, FIG. 29 is a coma aberration diagram in the infinite focus state in the first intermediate focal length state, and FIG. 30 is the second intermediate focus state. FIG. 31 is a coma aberration diagram in the infinite focus state in the telephoto end state, and FIG. 31 is a coma aberration diagram in the infinite focus state in the telephoto end state.
FIG. 32 is a coma aberration diagram at a photographing magnification of −1/30 times in the wide-angle end state, and FIG. 33 is a coma difference diagram at a photographing magnification of −1/30 times in the first intermediate focal length state. FIG. 34 is a coma aberration diagram at an imaging magnification of −1/30 in the second intermediate focal length state, and FIG. 35 is a coma aberration diagram at an imaging magnification of −1/30 in the telephoto end state.
The aberration diagrams in FIGS. 28 to 35 show coma aberration at Y = 15.0, 0, and −15.0 when the cemented positive lens L42 is moved in the positive direction of the image height Y.
[0071]
In each aberration diagram, FNO represents an F number, NA represents a numerical aperture, Y represents an image height, A represents a half angle of view for each image height, and H represents an object height for each image height.
In the aberration diagrams showing astigmatism, the solid line shows the sagittal image plane, and the broken line shows the meridional image plane. Further, in the aberration diagram showing the spherical aberration, the broken line indicates the sine condition (sine condition).
As is apparent from the respective aberration diagrams, in this embodiment, it is understood that various aberrations are well corrected even during image shift in each shooting distance state and each focal length state.
[0072]
[Third embodiment]
FIG. 36 is a diagram showing a configuration of a variable magnification optical system according to the third example of the present invention.
36, the first lens group G1 includes, in order from the object side, a cemented positive lens L1 including a biconvex lens and a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side.
The second lens group G2 includes a biconcave lens L21 and a biconvex lens L22 in order from the object side.
Further, the third lens group G3 is composed of a biconcave lens L3.
[0073]
The fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a cemented positive lens L41 of a biconvex lens and a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side, and a biconvex lens L42.
Furthermore, the fifth lens group G5 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L51 having a concave surface directed toward the object side, a biconcave lens L52, and a negative meniscus lens L53 having a concave surface directed toward the object side.
[0074]
The aperture stop S is disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and moves integrally with the fourth lens group G4 upon zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state.
FIG. 36 shows the positional relationship of each lens group in the wide-angle end state. When zooming to the telephoto end state, the lens unit moves on the optical axis along the zoom orbit indicated by the arrow in FIG.
In addition, among the two lens components constituting the fourth lens group G4, the cemented positive lens L41 is moved in a direction substantially perpendicular to the optical axis to perform image shift, thereby correcting the image position variation caused by camera shake or the like. Yes. That is, the cemented positive lens L41 constitutes a partial lens group Gh that is a shift lens group.
Further, focusing is performed by moving the third lens group G3 along the optical axis.
[0075]
The following table (3) lists the values of the specifications of the third embodiment of the present invention. In Table (3), f is the focal length, FNO is the F number, ω is the half field angle, Bf is the back focus, and D0 is the distance along the optical axis between the object and the surface closest to the object. Represents. Further, the surface number indicates the order of the lens surfaces from the object side along the direction in which the light beam travels, and the refractive index and the Abbe number indicate values for the d-line (λ = 587.6 nm), respectively.
[0076]
[Table 3]
Figure 0003994212
Figure 0003994212
Figure 0003994212
[0077]
37 to 44 are graphs showing various aberrations of the third example with respect to the d-line (λ = 587.6 nm). FIG. 37 is a diagram of various aberrations in the infinite focus state in the wide-angle end state, FIG. 38 is a diagram of various aberrations in the infinite focus state in the first intermediate focal length state, and FIG. 39 is the second intermediate focus. FIG. 40 is a diagram of various aberrations in the infinite focus state in the telephoto end state, and FIG. 40 is a diagram of various aberrations in the infinite focus state in the telephoto end state.
41 is a diagram of various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the wide-angle end state, and FIG. 42 is a diagram of various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the first intermediate focal length state. 43 is a diagram of various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the second intermediate focal length state, and FIG. 44 is a diagram of various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the telephoto end state.
[0078]
45 to 52 are coma aberration diagrams when the image is shifted by 0.01 rad (radian) with respect to the optical axis in the third embodiment. FIG. 45 is a coma aberration diagram in the infinite focus state in the wide-angle end state, FIG. 46 is a coma aberration diagram in the infinite focus state in the first intermediate focal length state, and FIG. 47 is the second intermediate focus state. FIG. 48 is a coma aberration diagram in the infinite focus state in the telephoto end state, and FIG. 48 is a coma aberration diagram in the infinite focus state in the telephoto end state.
FIG. 49 is a coma aberration diagram at a shooting magnification of −1/30 times in the wide-angle end state, and FIG. 50 is a coma difference diagram at a shooting magnification of −1/30 times in the first intermediate focal length state. FIG. 51 is a coma aberration diagram at an imaging magnification of −1/30 times in the second intermediate focal length state, and FIG. 52 is a coma aberration diagram at an imaging magnification of −1/30 times in the telephoto end state.
45 to 52 show coma aberrations at Y = 15.0, 0, and −15.0 when the cemented positive lens L41 is moved in the positive direction of the image height Y.
[0079]
In each aberration diagram, FNO represents an F number, NA represents a numerical aperture, Y represents an image height, A represents a half angle of view for each image height, and H represents an object height for each image height.
In the aberration diagrams showing astigmatism, the solid line shows the sagittal image plane, and the broken line shows the meridional image plane. Further, in the aberration diagram showing the spherical aberration, the broken line indicates the sine condition (sine condition).
As is apparent from the respective aberration diagrams, in this embodiment, it is understood that various aberrations are well corrected even during image shift in each shooting distance state and each focal length state.
[0080]
[Fourth embodiment]
FIG. 53 is a diagram showing a configuration of a variable magnification optical system according to the fourth example of the present invention.
In the variable magnification optical system of FIG. 53, the first lens group G1 includes, in order from the object side, a cemented positive lens L1 composed of a biconvex lens and a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side.
The second lens group G2 includes a biconcave lens L21 and a biconvex lens L22 in order from the object side.
Further, the third lens group G3 is composed of a biconcave lens L3.
[0081]
The fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a cemented positive lens L41 of a biconvex lens and a negative meniscus lens having a concave surface facing the object side, and a biconvex lens L42.
Furthermore, the fifth lens group G5 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L51 having a concave surface directed toward the object side, a biconcave lens L52, and a negative meniscus lens L53 having a concave surface directed toward the object side.
[0082]
The aperture stop S is disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4, and moves integrally with the fourth lens group G4 upon zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state.
FIG. 53 shows the positional relationship of each lens group in the wide-angle end state. When zooming to the telephoto end state, the lens unit moves on the optical axis along the zoom orbit indicated by the arrow in FIG.
In addition, among the two lens components constituting the fourth lens group G4, the cemented positive lens L41 is moved in a direction substantially perpendicular to the optical axis to perform image shift, thereby correcting the image position variation caused by camera shake or the like. Yes. That is, the cemented positive lens L41 constitutes a partial lens group Gh that is a shift lens group.
Further, focusing is performed by moving the third lens group G3 along the optical axis.
[0083]
In the following table (4), values of specifications of the fourth embodiment of the present invention are listed. In Table (4), f is the focal length, FNO is the F number, ω is the half field angle, Bf is the back focus, and D0 is the distance along the optical axis between the object and the surface closest to the object. Represents. Further, the surface number indicates the order of the lens surfaces from the object side along the direction in which the light beam travels, and the refractive index and the Abbe number indicate values for the d-line (λ = 587.6 nm), respectively.
[0084]
[Table 4]
Figure 0003994212
Figure 0003994212
Figure 0003994212
[0085]
54 to 61 are graphs showing various aberrations of the fourth example with respect to the d-line (λ = 587.6 nm). FIG. 54 is a diagram showing various aberrations in the infinite focus state in the wide-angle end state, FIG. 55 is a diagram showing various aberrations in the infinite focus state in the first intermediate focal length state, and FIG. 56 is the second intermediate focus. FIG. 57 is a diagram of various aberrations in the infinity focus state in the distance state, and FIG. 57 is a diagram of various aberrations in the infinity focus state in the telephoto end state.
58 is a diagram of various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the wide-angle end state, and FIG. 59 is a diagram of various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the first intermediate focal length state. 60 is a diagram of various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the second intermediate focal length state, and FIG. 61 is a diagram of various aberrations at a photographing magnification of −1/30 times in the telephoto end state.
[0086]
Further, FIGS. 62 to 69 are coma aberration diagrams when the image is shifted by 0.01 rad (radian) with respect to the optical axis in the fourth embodiment. 62 is a coma aberration diagram in the infinitely focused state in the wide-angle end state, FIG. 63 is a coma aberration diagram in the infinitely focused state in the first intermediate focal length state, and FIG. 64 is the second intermediate lens. FIG. 65 is a coma aberration diagram in the infinite focus state in the telephoto end state, and FIG. 65 is a coma aberration diagram in the infinite focus state in the telephoto end state.
66 is a coma aberration diagram at an imaging magnification of 1/30 times in the wide-angle end state, and FIG. 67 is a coma difference diagram at an imaging magnification of 1/30 times in the first intermediate focal length state. 68 is a coma aberration diagram at an imaging magnification of −1/30 times in the second intermediate focal length state, and FIG. 69 is a coma aberration diagram at an imaging magnification of −1/30 times in the telephoto end state.
62 to 69 show coma aberrations at Y = 15.0, 0, and −15.0 when the cemented positive lens L41 is moved in the positive direction of the image height Y.
[0087]
In each aberration diagram, FNO represents an F number, NA represents a numerical aperture, Y represents an image height, A represents a half angle of view for each image height, and H represents an object height for each image height.
In the aberration diagrams showing astigmatism, the solid line shows the sagittal image plane, and the broken line shows the meridional image plane. Further, in the aberration diagram showing the spherical aberration, the broken line indicates the sine condition (sine condition).
As is apparent from the respective aberration diagrams, in this embodiment, it is understood that various aberrations are well corrected even during image shift in each shooting distance state and each focal length state.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a variable-magnification optical system that is compact, high-performance, and capable of image shifting suitable for high zooming having a zooming ratio of about 5 times. Needless to say, the introduction of a plurality of aspheric surfaces in the lens group of the variable magnification optical system can further increase the diameter, increase the magnification, and reduce the size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a state of movement of each lens unit during refractive power distribution and zooming from a wide-angle end state (W) to a telephoto end state (T) of a zoom optical system according to each embodiment of the present invention. It is.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a variable magnification optical system according to the first example of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the wide-angle end state according to the first example.
FIG. 4 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the first intermediate focal length state according to the first example.
FIG. 5 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the second intermediate focal length state according to the first example.
FIG. 6 is a diagram illustrating various aberrations in the infinite focus state in the telephoto end state according to the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating all aberrations at the photographing magnification of −1 / 30 × in the wide-angle end state according to the first example.
FIG. 8 is a diagram illustrating all aberrations at the photographing magnification of −1/30 in the first intermediate focal length state according to the first example.
FIG. 9 is a diagram illustrating various aberrations at the imaging magnification of −1/30 in the second intermediate focal length state according to the first example.
FIG. 10 is a diagram illustrating various aberrations at the photographing magnification of −1/30 in the telephoto end state of the first example.
FIG. 11 is a coma aberration diagram during image shift in the infinitely focused state at the wide-angle end state in the first example.
12 is a coma aberration diagram during image shift in the infinitely focused state at the first intermediate focal length state according to the first example. FIG.
FIG. 13 is a coma aberration diagram during image shift in the infinitely focused state at the second intermediate focal length state in the first example.
FIG. 14 is a coma aberration diagram during image shift in the infinite focus state in the telephoto end state according to the first example.
FIG. 15 is a coma aberration diagram during image shift at a photographing magnification of −1/30 in the wide-angle end state according to the first example.
FIG. 16 is a coma aberration diagram during image shift at a photographing magnification of −1/30 in the first intermediate focal length state according to the first example.
FIG. 17 is a coma aberration diagram during image shift at a photographing magnification of −1/30 in the second intermediate focal length state according to the first example.
FIG. 18 is a coma aberration diagram during image shift at a photographing magnification of −1/30 in the telephoto end state according to the first embodiment.
FIG. 19 is a diagram showing a configuration of a variable magnification optical system according to the second example of the present invention.
FIG. 20 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the wide-angle end state according to the second example.
FIG. 21 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the first intermediate focal length state according to the second example.
FIG. 22 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the second intermediate focal length state according to the second example.
FIG. 23 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the telephoto end state according to the second embodiment.
FIG. 24 is a diagram illustrating all aberrations at the photographing magnification of −1 / 30 × in the wide-angle end state according to the second example.
FIG. 25 is a diagram illustrating all aberrations at the photographing magnification of −1/30 in the first intermediate focal length state according to the second example.
FIG. 26 is a diagram illustrating all aberrations at the photographing magnification of −1/30 in the second intermediate focal length state according to the second example.
FIG. 27 is a diagram illustrating all aberrations at the photographing magnification of −1/30 in the telephoto end state of the second example.
FIG. 28 is a coma aberration diagram during image shift in the infinitely focused state at the wide-angle end state in the second example.
FIG. 29 is a coma aberration diagram during image shift in the infinitely focused state at the first intermediate focal length state according to the second example.
FIG. 30 is a coma aberration diagram during image shift in the infinitely focused state at the second intermediate focal length state according to the second example.
FIG. 31 is a coma aberration diagram during image shift in the infinite focus state in the telephoto end state according to the second embodiment.
32 is a coma aberration diagram during image shift at a photographing magnification of −1/30 in the wide-angle end state according to Example 2. FIG.
FIG. 33 is a coma aberration diagram during image shift at a photographing magnification of −1/30 in the first intermediate focal length state according to the second example.
FIG. 34 is a coma aberration diagram during image shift at a photographing magnification of −1/30 in the second intermediate focal length state according to the second example.
FIG. 35 is a coma aberration diagram during image shift at a photographing magnification of −1/30 in the telephoto end state according to the second embodiment.
FIG. 36 is a diagram showing a configuration of a variable magnification optical system according to the third example of the present invention.
FIG. 37 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state at the wide-angle end state in the third example.
FIG. 38 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the first intermediate focal length state according to the third example.
FIG. 39 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the second intermediate focal length state according to the third example.
FIG. 40 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the telephoto end state according to the third example.
FIG. 41 is a diagram illustrating all aberrations at the shooting magnification of −1/30 in the wide-angle end state according to the third example.
FIG. 42 is a diagram illustrating various aberrations at the imaging magnification of −1/30 in the first intermediate focal length state according to the third example.
FIG. 43 is a diagram illustrating all aberrations at the photographing magnification of −1/30 in the second intermediate focal length state according to the third example.
FIG. 44 is a diagram illustrating all aberrations at the photographing magnification of −1/30 in the telephoto end state according to the third example.
FIG. 45 is a coma aberration diagram during image shift in the infinitely focused state at the wide-angle end state in the third example.
FIG. 46 is a coma aberration diagram during image shift in the infinitely focused state at the first intermediate focal length state according to the third example.
FIG. 47 is a coma aberration diagram during image shift in the infinitely focused state at the second intermediate focal length state according to the third example.
FIG. 48 is a coma aberration diagram during image shift in the infinitely focused state at the telephoto end state according to the third embodiment.
FIG. 49 is a coma aberration diagram during image shift at a shooting magnification of −1/30 in the wide-angle end state according to the third example.
FIG. 50 is a coma aberration diagram during image shift at a photographing magnification of −1/30 in the first intermediate focal length state according to the third example.
FIG. 51 is a coma aberration diagram during image shift at a photographing magnification of −1/30 in the second intermediate focal length state according to the third example.
FIG. 52 is a coma aberration diagram during image shift at a photographing magnification of −1/30 in the telephoto end state according to the third example.
FIG. 53 is a diagram showing a configuration of a variable magnification optical system according to the fourth example of the present invention.
FIG. 54 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the wide-angle end state according to the fourth embodiment.
FIG. 55 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the first intermediate focal length state according to the fourth embodiment.
FIG. 56 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the second intermediate focal length state according to the fourth embodiment.
FIG. 57 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the telephoto end state according to the fourth embodiment.
FIG. 58 is a diagram illustrating all aberrations at the photographing magnification of −1/30 times in the wide-angle end state according to the fourth example.
FIG. 59 is a diagram illustrating various aberrations at the imaging magnification of −1/30 in the first intermediate focal length state according to the fourth example.
FIG. 60 is a diagram illustrating all aberrations at the shooting magnification of −1/30 in the second intermediate focal length state according to the fourth example.
FIG. 61 is a diagram illustrating all aberrations at the photographing magnification of −1 / 30 × in the telephoto end state according to the fourth embodiment.
FIG. 62 is a coma aberration diagram during image shift in the infinitely focused state at the wide-angle end state in the fourth example.
FIG. 63 is a coma aberration diagram during image shift in the infinitely focused state at the first intermediate focal length state according to the fourth example.
FIG. 64 is a coma aberration diagram during image shift in the infinitely focused state at the second intermediate focal length state according to the fourth example.
FIG. 65 is a coma aberration diagram during image shift in the infinitely focused state at the telephoto end state according to the fourth embodiment.
66 is a coma aberration diagram during image shift at a shooting magnification of −1/30 in the wide-angle end state according to Example 4. FIG.
FIG. 67 is a coma aberration diagram during image shift at a shooting magnification of −1/30 in the first intermediate focal length state according to the fourth embodiment.
FIG. 68 is a coma aberration diagram during image shift at a photographing magnification of −1/30 in the second intermediate focal length state according to the fourth embodiment.
FIG. 69 is a coma aberration diagram during image shift at a photographing magnification of −1/30 in the telephoto end state according to the fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
G1 first lens group
G2 second lens group
G3 Third lens group
G4 4th lens group
G5 5th lens group
Li Each lens component
S Aperture stop

Claims (8)

正の屈折力を有するレンズ群Gsと、該レンズ群Gsの物体側に隣接して配置された負の屈折力を有するレンズ群Gnと、前記レンズ群Gsの像側に隣接して配置されたレンズ群Gaとを備え、
広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、前記レンズ群Gnと前記レンズ群Gsとの空気間隔は減少し、前記レンズ群Gsと前記レンズ群Gaとの空気間隔は変化し、
前記レンズ群Gsは少なくとも2つの部分レンズ群を有し、該少なくとも2つの部分レンズ群のうちの1つの部分レンズ群Ghを光軸にほぼ垂直な方向に移動させることによって、光軸にほぼ垂直な方向に沿って像をシフトさせ、
前記レンズ群Gsの焦点距離をfsとし、前記部分レンズ群Ghの焦点距離をfhとしたとき、
0.3<fs/fh<0.6
の条件を満足することを特徴とする像シフト可能な変倍光学系。
A lens group Gs having a positive refractive power, a lens group Gn having a negative refractive power disposed adjacent to the object side of the lens group Gs, and an image side of the lens group Gs. A lens group Ga;
When the lens position changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the air gap between the lens group Gn and the lens group Gs decreases, and the air gap between the lens group Gs and the lens group Ga changes.
The lens group Gs has at least two partial lens groups, and by moving one partial lens group Gh of the at least two partial lens groups in a direction substantially perpendicular to the optical axis, the lens group Gs is substantially perpendicular to the optical axis. Shift the image along any direction,
When the focal length of the lens group Gs is fs and the focal length of the partial lens group Gh is fh,
0.3 <fs / fh <0.6
An image-shiftable variable magnification optical system characterized by satisfying the following conditions:
前記レンズ群Gs中か、あるいは前記レンズ群Gsに隣接して開口絞りSが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の像シフト可能な変倍光学系。  2. The variable-magnification optical system capable of shifting an image according to claim 1, wherein an aperture stop S is provided in the lens group Gs or adjacent to the lens group Gs. 前記レンズ群Gaは負の屈折力を有し、
広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、前記レンズ群Gaは物体側へ移動し、
広角端状態における前記レンズ群Gaの横倍率をβ5wとし、望遠端状態における前記レンズ群Gaの横倍率をβ5tとし、広角端状態における光学系全体の焦点距離をfwとし、望遠端状態における光学系全体の焦点距離をftとしたとき、
0.4<(β5t/β5w)/(ft/fw)<0.7
の条件を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の像シフト可能な変倍光学系。
The lens group Ga has a negative refractive power,
When the lens position state changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the lens group Ga moves to the object side,
The lateral magnification of the lens group Ga in the wide-angle end state is β5w, the lateral magnification of the lens group Ga in the telephoto end state is β5t, the focal length of the entire optical system in the wide-angle end state is fw, and the optical system in the telephoto end state When the total focal length is ft,
0.4 <(β5t / β5w) / (ft / fw) <0.7
3. The variable-magnification optical system capable of shifting an image according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
最も物体側に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群G1を有し、
前記第1レンズ群G1の焦点距離をf1とし、広角端状態における光学系全体の焦点距離をfwとし、望遠端状態における光学系全体の焦点距離をftとしたとき、
0.8<f1/(fw・ft)1/2<1.5
の条件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項に記載の像シフト可能な変倍光学系。
A first lens group G1 having a positive refractive power disposed on the most object side;
When the focal length of the first lens group G1 is f1, the focal length of the entire optical system in the wide-angle end state is fw, and the focal length of the entire optical system in the telephoto end state is ft.
0.8 <f1 / (fw · ft) 1/2 <1.5
The image-shiftable variable magnification optical system according to any one of claims 1 to 3, wherein the following condition is satisfied.
広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、前記第1レンズ群G1は物体側へ移動し、
前記第1レンズ群G1と前記レンズ群Gnとの間に配置された第2レンズ群G2を有し、
前記第2レンズ群G2の焦点距離をf2とし、前記レンズ群Gnの焦点距離をfnとしたとき、
−0.2<fn/f2<0.2
の条件を満足することを特徴とする請求項4に記載の像シフト可能な変倍光学系。
When the lens position changes from the wide-angle end state to the telephoto end state, the first lens group G1 moves to the object side,
A second lens group G2 disposed between the first lens group G1 and the lens group Gn;
When the focal length of the second lens group G2 is f2, and the focal length of the lens group Gn is fn,
−0.2 <fn / f2 <0.2
5. The variable-magnification optical system capable of shifting an image according to claim 4, wherein the following condition is satisfied.
前記レンズ群Gsよりも物体側に配置されたレンズ群のうちの1つのレンズ群を光軸に沿って移動させることにより、近距離物体への合焦を行うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の像シフト可能な変倍光学系。  2. The focusing on a short-distance object is performed by moving one of the lens groups arranged on the object side of the lens group Gs along the optical axis. 6. A variable magnification optical system capable of shifting an image according to any one of 5 above. 前記レンズ群Gnを光軸に沿って移動させることにより、近距離物体への合焦を行い、
広角端状態における前記レンズ群Gnの横倍率をβ3wとし、望遠端状態における前記レンズ群Gnの横倍率をβ3tとし、広角端状態における光学系全体の焦点距離をfwとし、望遠端状態における光学系全体の焦点距離をftとしたとき、
0.2<(β3t/β3w)/(ft/fw)<0.7
の条件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項に記載の像シフト可能な変倍光学系。
By moving the lens group Gn along the optical axis, focusing on a short-distance object,
The lateral magnification of the lens group Gn in the wide-angle end state is β3w, the lateral magnification of the lens group Gn in the telephoto end state is β3t, the focal length of the entire optical system in the wide-angle end state is fw, and the optical system in the telephoto end state When the total focal length is ft,
0.2 <(β3t / β3w) / (ft / fw) <0.7
The image-shiftable variable magnification optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
前記部分レンズ群Ghの最も開口絞り側の面と前記開口絞りSとの間の光軸に沿った距離をDbとし、広角端状態における光学系全体の焦点距離をfwとしたとき、
Db/fw<0.2
の条件を満足することを特徴とする請求項2乃至7のいずれか1項に記載の像シフト可能な変倍光学系。
When the distance along the optical axis between the surface of the partial lens group Gh closest to the aperture stop and the aperture stop S is Db, and the focal length of the entire optical system in the wide-angle end state is fw,
Db / fw <0.2
The image-shiftable variable magnification optical system according to any one of claims 2 to 7, wherein the following condition is satisfied.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5585719B2 (en) * 2011-03-08 2014-09-10 コニカミノルタ株式会社 Zoom lens, imaging optical device and digital device
JP6904853B2 (en) * 2017-08-30 2021-07-21 キヤノン株式会社 Zoom lens and imaging device with it

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0792390A (en) * 1993-09-22 1995-04-07 Nikon Corp Zoom lens
JPH07199070A (en) * 1993-12-28 1995-08-04 Nikon Corp Zoom lens
JP3706644B2 (en) * 1994-08-24 2005-10-12 キヤノン株式会社 Variable magnification optical system with anti-vibration function
JPH07318865A (en) * 1994-05-20 1995-12-08 Nikon Corp Zoom lens having vibration proof function
JP3755609B2 (en) * 1994-09-29 2006-03-15 株式会社ニコン Zoom lens capable of image shift
JPH08220437A (en) * 1995-02-10 1996-08-30 Nikon Corp Zoom lens focusable at short distance
JPH08220438A (en) * 1995-02-17 1996-08-30 Nikon Corp Zoom lens focusable at short distance

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