JP4226854B2 - 防振機能を有したリアフォーカス方式のズームレンズ - Google Patents

防振機能を有したリアフォーカス方式のズームレンズ Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スチルカメラ、電子スチルカメラやビデオカメラ等に用いられる画像ブレを補正する防振機構を有したリアフォーカス方式のズームレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、防振機能を有したズームレンズとして、特開平11−258504号公報が知られているが、フォーカシングにレンズ径が大きく重い第1レンズ群を用いており、迅速なフォーカシングには適していなかった。
【0003】
一方、特開2000−47107号公報は、防振機能を有したズームレンズでリアフォーカス方式を用いることで、迅速なフォーカシングが可能とし、さらに第2レンズ群で像のブレを補正するとしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、防振機能を有し、迅速なフォーカシングが可能で、さらには、像のブレを補正するレンズ群が軽量化で、かつ光学性能が良好で小型軽量なズームレンズを提供することを目的とする。
【0005】
本発明は、物体側より順に正の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2、負の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4、負の屈折力を有する第5レンズ群G5、正の屈折力を有する第6レンズ群G6、負の屈折力を有する第7レンズ群G7を有し、広角から望遠への変倍に際して第1レンズ群、第2レンズ群、第4レンズ群、第5レンズ群、第6レンズ群、第7レンズ群を物体側へ動かし、第7レンズ群を光軸方向へ移動させてフォーカシングを行い、第3レンズ群は物体側より順に、前部G3Aと後部G3Bよりなり、第3レンズ群後部を光軸に対して垂直成分を含む方向に移動させて画像ブレを補正し、以下の条件を満足する事を特徴とする防振機構を有したリアフォーカス方式のズームレンズで条件式(1)を満足することで上記課題を解決した。
(1)0.25<|β3BT/β3AT|<0.55
但し、β3AT:無限遠物体での第3レンズ群前部G3Aの望遠端での横倍率
β3BT:無限遠物体での第3レンズ群後部G3Bの望遠端での横倍率
【0006】
条件式(1)は、第3レンズ群の前部G3Aと後部G3Bの無限遠物体の望遠端での横倍率に適切な比率を与える条件式である。条件式(1)の上限を越えると、第3レンズ群後部G3Bの変倍時の倍率負担が大きくなり、ブレ補正時の非点収差を良好に保つことが困難となり、また、像のブレを補正するレンズ群G3Bの大型化を招く。一方、下限値を越えると、第3レンズ群後部G3Bの横倍率が小さくなり、ブレ補正効果を十分に得られなくなる。
【0007】
また、請求項1記載の防振機能を有したリアフォーカス方式のズームレンズにおいて、以下の条件を満足することが望ましい。
(2)0.3<f12T/fT<0.7
(3)0.8<|β3T|<1.7
但し、f12T:第1レンズ群と第2レンズ群の望遠端での合成焦点距離
fT:望遠端での全系焦点距離
β3T:無限遠物体での第3レンズ群の望遠端での横倍率
【0008】
条件式(2)は、第1レンズ群と第2レンズ群の望遠端での合成焦点距離と望遠端でのレンズ全系の焦点距離の比率を与える条件式である。条件式(2)の上限を越えると、広角端から望遠端への変倍時に、第1レンズ群と第2レンズ群の繰り出し量が大きくなり、レンズ構造が複雑あるいは大きくなるためレンズの小型軽量が困難となる。下限値を越えると、第1レンズ群と第2レンズ群で発生する球面収差が大きくなり、補正が困難となる。
【0009】
条件式(3)は、無限遠物体での第3レンズ群の望遠端での横倍率を制限する条件である。条件式(3)の上限を越えると非点収差がアンダーとなり、良好な光学性能を得ることが困難となる。下限値を越えると、今度は非点収差がオーバーとなり、良好な光学性能を得ることが困難となる。
【0010】
さらには、請求項1記載の防振機能を有したリアフォーカス方式のズームレンズにおいて、以下の条件を満足することが望ましい。
(4)|fT/Rs|<5.0
但し、fT:望遠端での全系焦点距離
Rs:像ブレを補正するレンズ群の最も物体側に位置する面の曲率半径
【0011】
条件式(4)は、画像ブレを補正するレンズ群において、最も物体側の面の曲率半径を規定するものである。条件式(4)の上限値を越えると、画像ブレを補正するレンズ群の最も物体側の面の曲率半径が小さくなり、ブレ補正のために光軸に対して垂直成分を含む方向に移動した補正レンズ群に入射する光線の入射角が、補正のために移動した補正レンズ群の移動量に応じて大きく変化するため、ブレ補正時の光学性能を良好に維持することが困難となる。
【0012】
またさらには、請求項1記載の防振機能を有したリアフォーカス方式のズームレンズにおいて、以下の条件を満足することが望ましい。
(5)0.08<|f7/fT|<0.25
但し、f7:第7レンズ群の焦点距離
fT:望遠端でのレンズ全系焦点距離
【0013】
条件式(5)は、第7レンズ群の焦点距離と望遠端におけるレンズ全系の焦点距離の比率を与える条件式である。条件式(5)の上限を越えると、第7レンズ群の屈折力が弱くなり、特に望遠側でのフォーカシングの際に、最短撮影距離時における第7レンズ群の繰り出し量が大きくなり、迅速なフォーカシングが困難となる。下限値を越えると、バックフォーカスが短くなりすぎる。
【0014】
【実施例】
以下に、本発明のズームレンズの数値実施例1、数値実施例2及び数値実施例3を示す。ここで[全体諸元]中、fは焦点距離、Bfはバックフォーカス、FnoはFナンバー、2ωは画角を示す。[レンズ諸元]中、番号は物体側から順にレンズの面番号、rはレンズ面の曲率半径、dはレンズ面間隔、nはd線の屈折率、νはアッベ数を示す。また、[防振時の諸量]中、防振レンズ群の移動量と像の移動量は、レンズ構成図上方を正としている。
【0015】
数値実施例1
[全体諸元]
f=81.24〜389.46mm
Fno=4.46〜5.83
2ω=29.8°〜6.2°
【0016】
[レンズ諸元]
番号 r[mm] d[mm] n ν
1 262.7322 3.0000 1.80610 33.3
2 128.7960 1.2266
3 125.2621 8.8779 1.49700 81.6
4 -653.8541 d4
5 102.6747 6.4368 1.49700 81.6
6 320.7889 d6
7 39.4448 4.7729 1.72342 38.0
8 153.0358 1.4000 1.77250 49.6
9 31.6911 6.0012
10 129.2163 1.0000 1.69680 55.5
11 30.2556 2.9000 1.80518 25.5
12 44.6853 4.7228
13 -52.3323 1.0000 1.48749 70.4
14 1514.6027 d14
15 61.0652 4.8692 1.49700 81.6
16 -110.3645 0.1500
17 39.8247 9.5000 1.48749 70.4
18 -91.5126 1.2000 1.80518 25.5
19 304.2100 d19
20 絞り 3.2280
21 -44.6004 3.0631 1.80610 33.3
22 -21.1309 1.0000 1.62299 58.1
23 91.0865 d23
24 199.9793 2.7072 1.51680 64.2
25 -64.8289 0.1500
26 76.4028 5.4877 1.48749 70.4
27 -25.1310 1.0000 1.83400 37.3
28 -118.2484 0.1500
29 81.7936 2.2443 1.77250 49.6
30 -420.9332 d30
31 693.3088 1.1834 1.75500 52.3
32 31.3556 1.2868
33 31.4903 4.5774 1.64769 33.8
34 -175.1920 1.0000 1.77250 49.6
35 67.5143
【0017】
[無限遠撮影時の変倍における可変間隔]
f 81.24 180.52 389.46
d4 1.3782 11.6019 17.3730
d6 2.0675 49.7449 91.7874
d14 51.1803 25.6674 10.7351
d19 19.3339 23.4097 27.3230
d23 10.7260 6.9444 3.5447
d30 9.6020 13.4965 0.9942
Bf 54.14 65.99 89.18
【0018】
[有限距離撮影時の変倍における可変間隔]
f 81.24 180.52 389.46
撮影距離 3000.0 3000.0 3000.0
d4 1.3782 11.6019 17.3730
d6 2.0675 49.7449 91.7874
d14 51.1803 25.6674 10.7351
d19 19.3339 23.4097 27.3230
d23 10.7260 6.9444 3.5447
d30 10.6216 17.4055 13.3101
Bf 53.12 62.08 76.86
【0019】
[防振時の諸量]
f 81.24 180.52 389.46
防振レンズ群の移動量[mm] 0.5 0.5 0.5
像の移動量[mm] -0.65 -1.04 -1.50
【0020】
[条件値]
(1)|β3BT/β3AT|=0.44
(2)f12T/fT=0.54
(3)|β3T|=1.04
(4)|fT/Rs|=3.01
(5)|f7/fT|=0.18
【0021】
数値実施例2
[全体諸元]
f=80.25〜387.14mm
Fno=4.60〜6.05
2ω=30.6°〜6.2°
【0022】
[レンズ諸元]
番号 r[mm] d[mm] n ν
1 205.4702 3.0000 1.80610 33.3
2 101.5248 0.1645
3 102.5306 8.9646 1.49700 81.6
4 -1510.7385 d4
5 91.0134 8.5076 1.49700 81.6
6 3332.6125 d6
7 50.9509 6.1302 1.58144 40.9
8 -181.2031 0.8544 1.77250 49.6
9 43.0391 6.3841
10 -215.5728 1.0000 1.69680 55.5
11 34.1272 3.5479 1.80518 25.5
12 68.2469 2.9127
13 -81.9758 1.0000 1.48749 70.4
14 235.8489 d14
15 72.9516 5.0885 1.49700 81.6
16 -80.9622 0.1500
17 49.4954 6.3297 1.48749 70.4
18 -61.1316 5.0944 1.62004 36.3
19 2072.0789 d19
20 絞り 3.0672
21 -41.5214 5.5763 1.51742 52.2
22 -17.0738 1.0871 1.48749 70.4
23 79.8796 d23
24 224.3373 5.3774 1.49700 81.6
25 -21.8713 1.1953 1.69895 30.0
26 -41.8396 0.1508
27 77.0844 2.4939 1.69680 55.5
28 -216.0818 d28
29 -854.6928 1.0000 1.80420 46.5
30 31.4286 6.6222 1.62004 36.3
31 -35.9727 0.3205
32 -37.0869 1.0000 1.71300 53.9
33 165.1518
【0023】
[無限遠撮影時の変倍における可変間隔]
f 80.25 181.37 387.14
d4 0.7000 6.5218 16.6127
d6 1.5471 41.3230 66.4107
d14 33.4025 15.2667 5.0000
d19 16.9086 22.4310 26.9930
d23 17.6824 9.4588 2.9462
d28 20.3692 21.7238 2.7498
Bf 51.56 60.90 96.45
【0024】
[有限距離撮影時の変倍における可変間隔]
f 80.25 181.37 387.14
撮影距離 8000.0 8000.0 8000.0
d4 0.7000 6.5218 16.6127
d6 1.5471 41.3230 66.4107
d14 33.4025 15.2667 5.0000
d19 16.9086 22.4310 26.9930
d23 17.6824 9.4588 2.9462
d28 20.7956 23.4974 7.2092
Bf 51.14 59.13 91.99
【0025】
[防振時の諸量]
f 80.25 181.37 387.14
防振レンズ群の移動量[mm] 0.5 0.5 0.5
像の移動量[mm] -0.70 -1.09 -1.66
【0026】
[条件値]
(1)|β3BT/β3AT|=0.37
(2)f12T/fT=0.41
(3)|β3T|=1.23
(4)|fT/Rs|=1.80
(5)|f7/fT|=0.20
【0027】
数値実施例3
[全体諸元]
f=79.82〜388.44mm
Fno=4.50〜5.85
2ω=30.6°〜6.2°
【0028】
[レンズ諸元]
番号 r[mm] d[mm] n ν
1 229.4909 3.0000 1.80610 33.3
2 114.9168 1.1064
3 109.3877 9.2061 1.49700 81.6
4 -578.5930 d4
5 89.7169 6.7617 1.49700 81.6
6 288.4433 d6
7 54.3495 4.8334 1.60342 38.0
8 -791.2984 1.4000 1.77250 49.6
9 42.6870 4.7524
10 231.9747 1.2000 1.69680 55.5
11 29.1852 3.2451 1.80518 25.5
12 47.1790 4.7931
13 -46.5161 1.0000 1.48749 70.4
14 -146.1779 d14
15 62.5266 5.3056 1.49700 81.6
16 -92.9859 0.1500
17 45.0305 6.7406 1.48749 70.4
18 -62.0986 1.2000 1.80610 33.3
19 548.3507 d19
20 絞り 2.9441
21 -59.1071 2.9606 1.68893 31.2
22 -23.4543 1.6597 1.51680 64.2
23 50.5502 d23
24 100.3794 5.5470 1.48749 70.4
25 -23.0624 1.0000 1.80518 25.5
26 -45.7764 0.1500
27 61.7476 2.5350 1.80420 46.5
28 -932.6506 d28
29 -137.8795 1.2008 1.75500 52.3
30 31.2118 5.3578 1.62004 36.3
31 -64.2225 0.1500
32 -102.0609 1.0000 1.75500 52.3
33 93.1433
【0029】
[無限遠撮影時の変倍における可変間隔]
f 79.82 179.74 388.44
d4 1.2665 12.6311 18.5980
d6 2.0455 34.2485 78.5141
d14 42.7801 14.7931 9.8897
d19 22.5708 28.5408 27.6075
d23 14.1563 8.0909 6.2318
d28 18.0595 26.2790 4.6341
Bf 51.28 64.18 93.48
【0030】
[有限距離撮影時の変倍における可変間隔]
f 79.82 179.74 388.44
撮影距離 5000.0 5000.0 5000.0
d4 1.2665 12.6311 18.5980
d6 2.0455 34.2485 78.5141
d14 42.7801 14.7931 9.8897
d19 22.5708 28.5408 27.6075
d23 14.1563 8.0909 6.2318
d28 18.5993 28.3394 10.3367
Bf 50.74 62.12 87.77
【0031】
[防振時の諸量]
f 79.82 179.74 388.44
防振レンズ群の移動量[mm] 0.5 0.5 0.5
像の移動量[mm] -0.61 -1.06 -1.39
【0032】
[条件値]
(1)|β3BT/β3AT|=0.36
(2)f12T/fT=0.46
(3)|β3T|=1.33
(4)|fT/Rs|=1.67
(5)|f7/fT|=0.16
【0033】
【発明の効果】
以上の数値実施例1乃至数値実施例3が示すように、本発明は、ズームレンズの一部を構成する小型軽量のレンズ群を、光軸に対して垂直成分を含む方向に移動させて画像のブレを補正することができ、比較的に小型軽量のレンズ群をフォーカシングに利用するリアフォーカス方式を用いることによって、迅速なフォーカシングが可能で、小型軽量の光学性能が良好な防振機能を有したリアフォーカス方式のズームレンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】数値実施例1のレンズ断面図である。
【図2】数値実施例1の無限遠撮影時の広角端の諸収差である。
【図3】数値実施例1の無限遠撮影時の中間焦点距離の諸収差図である。
【図4】数値実施例1の無限遠撮影時の望遠端の諸収差図である。
【図5】数値実施例1の撮影距離3000mm時の広角端の諸収差図である。
【図6】数値実施例1の撮影距離3000mm時の中間焦点距離の諸収差図である。
【図7】数値実施例1の撮影距離3000mm時の望遠端の諸収差図である。
【図8】数値実施例1の防振時の無限遠撮影時の広角端の横収差である。
【図9】数値実施例1の防振時の無限遠撮影時の中間焦点距離の横収差図である。
【図10】数値実施例1の防振時の無限遠撮影時の望遠端の横収差図である。
【図11】数値実施例2のレンズ断面図である。
【図12】数値実施例2の無限遠撮影時の広角端の諸収差である。
【図13】数値実施例2の無限遠撮影時の中間焦点距離の諸収差図である。
【図14】数値実施例2の無限遠撮影時の望遠端の諸収差図である。
【図15】数値実施例2の撮影距離8000mm時の広角端の諸収差図である。
【図16】数値実施例2の撮影距離8000mm時の中間焦点距離の諸収差図である。
【図17】数値実施例2の撮影距離8000mm時の望遠端の諸収差図である。
【図18】数値実施例2の防振時の無限遠撮影時の広角端の横収差である。
【図19】数値実施例2の防振時の無限遠撮影時の中間焦点距離の横収差図である。
【図20】数値実施例2の防振時の無限遠撮影時の望遠端の横収差図である。
【図21】数値実施例3のレンズ断面図である。
【図22】数値実施例3の無限遠撮影時の広角端の諸収差である。
【図23】数値実施例3の無限遠撮影時の中間焦点距離の諸収差図である。
【図24】数値実施例3の無限遠撮影時の望遠端の諸収差図である。
【図25】数値実施例3の撮影距離5000mm時の広角端の諸収差図である。
【図26】数値実施例3の撮影距離5000mm時の中間焦点距離の諸収差図である。
【図27】数値実施例3の撮影距離5000mm時の望遠端の諸収差図である。
【図28】数値実施例3の防振時の無限遠撮影時の広角端の横収差である。
【図29】数値実施例3の防振時の無限遠撮影時の中間焦点距離の横収差図である。
【図30】数値実施例3の防振時の無限遠撮影時の望遠端の横収差図である。
【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
G6 第6レンズ群
G7 第7レンズ群
G3A 第3レンズ群前部
G3B 第3レンズ群後部(防振レンズ群)

Claims (4)

  1. 物体側より順に正の屈折力を有する第1レンズ群G1、正の屈折力を有する第2レンズ群G2、負の屈折力を有する第3レンズ群G3、正の屈折力を有する第4レンズ群G4、負の屈折力を有する第5レンズ群G5、正の屈折力を有する第6レンズ群G6、負の屈折力を有する第7レンズ群G7を有し、広角から望遠への変倍に際して第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第4レンズ群G4、第5レンズ群G5、第6レンズ群G6、第7レンズ群G7を物体側へ動かし、第7レンズ群G7を光軸方向へ移動させてフォーカシングを行い、第3レンズ群G3は物体側より順に、前部G3Aと後部G3Bよりなり、第3レンズ群後部G3Bを光軸に対して垂直成分を含む方向に移動させて画像ブレを補正し、以下の条件を満足する事を特徴とする防振機能を有したリアフォーカス方式のズームレンズ。
    (1)0.25<|β3BT/β3AT|<0.55
    但し、β3AT:無限遠物体での第3レンズ群前部G3Aの望遠端での横倍率
    β3BT:無限遠物体での第3レンズ群後部G3Bの望遠端での横倍率
  2. 防振機能を有したリアフォーカス方式のズームレンズの第1レンズ群、第2レンズ群及び第3レンズ群が以下の条件を同時に満足することを特徴とする請求項1記載の防振機能を有したリアフォーカス方式のズームレンズ。
    (2)0.3<f12T/fT<0.7
    (3)0.8<|β3T|<1.7
    但し、f12T:第1レンズ群と第2レンズ群の望遠端での合成焦点距離
    fT:望遠端での全系焦点距離
    β3T:無限遠物体での第3レンズ群の望遠端での横倍率
  3. 画像のブレを補正するために、光軸に対して垂直成分を含む方向に移動させるレンズ群において、最も物体側に位置する面の曲率半径をRsとし、望遠端の全系焦点距離をfTとすると、以下の条件を満足することを特徴とする請求項1記載の防振機能を有したリアフォーカス方式のズームレンズ。
    (4)|fT/Rs|<5.0
  4. 前記防振機能を有したリアフォーカス方式のズームレンズでフォーカシングを行う第7レンズ群が以下の条件を満足することを特徴とする請求項1記載の防振機能を有したリアフォーカス方式のズームレンズ。
    (5)0.08<|f7/fT|<0.25
    但し、f7:第7レンズ群の焦点距離
    fT:望遠端でのレンズ全系焦点距離
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