JP4691768B2 - ズームレンズ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はズームレンズに関し、特に高変倍比ズームレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、非球面レンズの加工技術の進歩やレンズ鏡筒の加工技術の進歩に伴い、光学設計上の自由度が増え、従来知られる正負正正4群タイプを用いた高変倍化を図ったレンズ系が提案されてきた。この正負正正4群タイプは、物体側より順に、正屈折力を有する第1レンズ群、負屈折力を有する第2レンズ群、正屈折力を有する第3レンズ群、正屈折力を有する第4レンズ群の4つのレンズ群で構成される。
【0003】
具体的には、特開平8−94933号公報や、あるいは特開平11−30750号公報に開示されたレンズが知られている。
【0004】
特開平8−84933号公報によるレンズ系は第2レンズ群に非球面を配置することで、広角端状態での画角を広げながら、変倍比5倍程度の変倍比を実現している。あるいは、特開平11−30750号公報では非球面を多用することで、変倍比を高めたレンズ系が提案されている。また、特開平11−84202号公報では変倍比が10倍に対応するズームレンズに適合するレンズ鏡筒が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、変倍比を高める場合、レンズ径が大きくなる、またはレンズ全長が短縮できない等の理由により、携帯性を損ねる傾向がある。
【0006】
また、小型化を図るには各レンズ群の屈折力を強めることが効果的であるが、製造時に発生する製造誤差による性能劣化が大きくなる問題が生じる。また、各レンズ群を構成するレンズ枚数が多くなりレンズ系の携帯性向上が図れないという問題がある。
【0007】
本発明の目的は上記問題点を解決し、変倍比が10倍を超えながら、小型化に適し、且つレンズ構成枚数を減らして安定した光学品質が得られる高変倍比ズームレンズを提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の本発明は、
物体側より順に、正屈折力の第1レンズ群、負屈折力の第2レンズ群、正屈折力の第3レンズ群、正屈折力の第4レンズ群を配置して、
広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が減少するように、すべてのレンズ群が物体側へ移動して、
前記第1レンズ群が物体側より順に、物体側に凸面を向けた負レンズ、物体側に凸面を向けた第1の正レンズ、物体側に凸面を向けた第2の正レンズの3枚で構成され、
前記第2レンズ群が物体側より順に、像側に凹面を向けた負レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズの4枚で構成され、
以下の条件式(4)を満足することを特徴とするズームレンズを提供する。
(4)2.448≦f13/f1<4
但し、
f13:前記第1レンズ群中に配置される2枚の正レンズのうち、像側に配置される正レンズの焦点距離,
f1:前記第1レンズ群の焦点距離.
【0009】
【発明の実施の形態】
従来、ズームレンズとして上記正負正正4群タイプが知られている。
【0010】
本発明におけるズームレンズも物体側から順に、正屈折力を有する第1レンズ群、負屈折力を有する第2レンズ群、正屈折力を有する第3レンズ群、正屈折力を有する第4レンズ群で構成される正負正正4群タイプである。
【0011】
広角端状態から望遠端状態へ向かってレンズ位置状態が変化する際に、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔が減少するように各レンズ群が物体側へ移動する。
【0012】
一般的に各レンズ群の屈折力を強めるのが高変倍化への近道であり、例えば、図1(b)に示されるように、屈折力φ1のレンズ群G1と屈折力φ2のレンズ群G2が空気間隔dだけ隔てた時の合成屈折力Φは
Φ=φ1+φ2−φ1・φ2・d
で表され、空気間隔がd+Δdに変化すると合成屈折力Φ’は
Φ’=φ1+φ2−φ1・φ2・(d+Δd)
となり、屈折力の変化量ΔΦは
で示される。
【0013】
このため、レンズ群G1、G2の屈折力をそれぞれ強めると屈折力の変化量ΔΦが大きくなる、つまりレンズ系を構成するレンズ群の屈折力を強めると空気間隔の変化を大きくせずに屈折力変化が大きくなるので、レンズ径を大型化せずに変倍比を高めることができる。
【0014】
また、各レンズ群の屈折力を強めた際に発生する性能劣化を補正するにはレンズ群のレンズ要素に非球面を導入するのが性能向上への近道であり、特に積極的に変倍に寄与する第2レンズ群の屈折力を強めるのが効果的である。
このため、従来提案されるレンズ系のほとんどが、各レンズ群の屈折力を強め、非球面を多く用いる傾向であった。
【0015】
一方、一般的に焦点距離を変化させるには、屈折力を強めるほかに、空気間隔を積極的に変化させる方法がある。つまり、上述のΔΦ=−φ1・φ2・Δdにおける、間隔変化量Δdを大きくする方法である。
【0016】
単純に空気間隔の変化量を大きくすると、特に広角端状態で絞りから離れた第1レンズ群や第4レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れてしまうため、レンズ径が大型化してしまう。
【0017】
そこで、本発明ではレンズ群の厚みを薄くすることにより、空気間隔の変化量を増やしてもレンズ径が大きくならず、屈折力を強めることなく、所定の変倍比が実現できる。
【0018】
本発明においては、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に第2レンズ群の横倍率が大きく変化するため、第2レンズ群の屈折力を弱め、レンズ構成を簡素化し、その代わりにレンズ群の移動量を増やしている。
【0019】
本発明においては第2レンズ群を物体側より順に像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズの4枚構成としている。このように構成することにより第2レンズ群のレンズ厚を減らすことができる。第2レンズ群を構成するレンズのうち、最も物体側に配置される負レンズは主に軸外収差を補正し、その像側に配置される3枚のレンズが負屈折力のトリプレットをなすことで、主に軸上収差を補正している。
【0020】
以下、各条件式について説明する。
【0021】
本発明においては、第2レンズ群が以下の条件式(1)及び(2)を満足するように構成することが望ましい。
(1)3<│f2B│/│f2│<5
(2)0.3<f2P/│f2B│<0.45
但し
f2B:第2レンズ群中に配置される4枚のレンズのうち、像面側寄りに配置される3枚のレンズ(上記トリプレット)の焦点距離,
f2:第2レンズ群の焦点距離,
f2P:第2レンズ群中に配置される両凸形状の正レンズの焦点距離.
条件式(1)は第2レンズ群中の負の屈折力を有するトリプレットレンズの焦点距離を規定する条件式である。
【0022】
条件式(1)の上限値を上回った場合、第2レンズ群中の最も物体側に配置される負レンズの屈折力が負に強まることにより、その負レンズを通過する軸外光束が光軸に近づき、軸外収差が良好に補正できなくなる。逆に、条件式(1)の下限値を下回った場合、第2レンズ群中のトリプレットレンズの屈折力が強まることにより、正の球面収差が大きく発生し、所定の光学性能が得られなくなる。
【0023】
条件式(2)はトリプレットレンズ中の正レンズの屈折力を規定する条件式である。
【0024】
該正レンズは第2レンズ群中に配置された唯一の正レンズであるため、条件式(2)の上限を上回った場合、該正レンズの屈折力が弱まることにより、と第2レンズ群で発生する正の球面収差が良好に補正できない。逆に、条件式(2)の下限を下回った場合、該正レンズの屈折力が正に強まることにより、第2レンズ群を構成する他の負レンズの屈折力が負に強くなるために、高次の球面収差が発生する。また、製造時に発生するレンズ同士の相互偏心による性能劣化が大きくなるので、安定した製品品質が維持できなくなってしまう。したがって正レンズの焦点距離を条件式(2)の上限値を下回るように、かつ条件式(2)の下限値を上回るように設定することが肝要である。
【0025】
また、本発明においては、レンズ全長の短縮化とレンズ径の小型化とのバランスを図るために、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
(3)0.14<│f2│/(fw・ft)1/2<0.24
但し、
fw:広角端状態におけるズームレンズ系全体での焦点距離,
ft:望遠端状態におけるズームレンズ系全体での焦点距離.
条件式(3)は第2レンズ群の焦点距離を規定する条件式である。
【0026】
条件式(3)の上限値を上回った場合、広角端状態で第1レンズ群と第2レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れるため、レンズ径が大型化する。逆に、条件式(3)の下限値を下回った場合、第2レンズ群による発散作用が強まるため、望遠端状態でのレンズ全長が大型化する。いずれの場合も、レンズ系を充分小型化できない。
【0027】
また更なる良好な光学性能を得るには条件式(3)の下限値を0.16とすることが望ましい。第2レンズ群の屈折力が負に強まると第2レンズ群で発生する正の球面収差をより良好に補正する必要が生じるからである。
【0028】
本発明において、レンズ径の小型化を図るため第2レンズ群と第3レンズ群との間に開口絞りを配置することが望ましい。また、広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に第3レンズ群と一体的に開口絞りを移動させることがより好ましい。このように第3レンズ群と開口絞りを一体的に移動させることにより、レンズ位置状態の変化に伴い発生する軸外収差の変動を良好に補正できる。
【0029】
一般的に変倍比の高い光学系ではレンズ系の中央付近に開口絞りを配置することが望ましい。これは開口絞りとの間隔が変化するレンズ群を少なくとも物体側と像側にそれぞれ1つ以上配置することが望ましいためである。また、開口絞りから離れて配置されるレンズ群を通過する軸外光束は、光軸から離れてレンズ群を通過することによりレンズ径が大型化するので、レンズ系の中央付近に配置することが望ましい。
【0030】
このため本発明では第2レンズ群と第3レンズ群との間に配置することが高性能化と小型化とのバランスを図る上で最適であり、更に、レンズ位置状態が変化する際に開口絞りと第3レンズ群とを一体的に移動させることで鏡筒の簡易構成化を図ることができる。
【0031】
また、本発明においては、より良好な光学性能を得るために、第1レンズ群が物体側より順に物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ、物体側に凸面を向けた第1の正レンズ、物体側に凸面を向けた第2の正レンズの少なくとも3枚で構成し、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
(4)2<f13/f1<4
但し、
f13:第1レンズ群中に配置される第2の正レンズの焦点距離,
f1:第1レンズ群の焦点距離.
条件式(4)は第1レンズ群中の第2の正レンズの焦点距離を規定する条件式で、第1レンズ群の主点位置を規定する条件式である。
【0032】
第1レンズ群の像側主点位置がレンズに対して物体寄りにあるほど、第2レンズ群との主点間隔が広がる。このため、広角端状態で第1レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れるため、画面中心から画面周辺に向かうに従ってコマ収差の補正が不足する。
【0033】
この像側主点位置が物体寄りにあるとは、言い換えれば、第2の正レンズの焦点距離が大きいことを示しており、条件式(4)の上限値を上回った場合、上記不具合が生じてしまう。逆に、第2の正レンズの焦点距離が小さくなる場合、つまり条件式(4)の下限値を下回った場合、第1レンズ群の像側主点位置が像面寄りに移動することにより、広角端状態で第1レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づき、コマ収差の発生を抑えることができる。しかし、第2の正レンズで発生する負の球面収差が大きくなるため、特に望遠端状態で負の球面収差が多大に発生することにより中心性能が劣化してしまう。
【0034】
本発明では、上述の通り、各レンズ群の屈折力をできるだけ強めることなく高い変倍比を実現するために、各レンズ群を薄肉化している。より各レンズ群を薄肉化するために、第1レンズ群を構成する負レンズと第1の正レンズとを接合レンズとすることが望ましい。接合化することにより負レンズと第1の正レンズとの間の相互偏心による性能劣化も防ぐことが可能となり安定した製造品質が得られる。
【0035】
また、第3レンズ群が物体側より順に物体側に凸面を向けた第1の正レンズ、物体側に凸面を向けた第2の正レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズで構成することにより、第3レンズ群の薄肉化が図れる。特に、第3レンズ群は第2レンズ群により発散された光束を収斂させるために、強い屈折力を有する。このため、レンズ全長を短縮するために2枚の正レンズとその像側に配置される負レンズで構成することが望ましい。
【0036】
本発明においては、レンズ位置状態の変化に伴い発生する軸外収差の変動を更に良好に補正するため、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
(5)0.45<D2W/D1T<0.60
条件式(5)は第1レンズ群と第2レンズ群との間隔及び第2レンズ群と第3レンズ群との間隔を規定する条件式である。
【0037】
レンズ位置状態の変化に伴い発生する軸外収差をより良好に補正するためには各レンズ群を通過する軸外光束の高さを積極的に変化させることが肝要である。本発明では広角端状態で第1レンズ群と第2レンズ群とが近接して、開口絞りから離れて位置させることで、第2レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れ、第1レンズ群を通過する軸外光束が光軸からできるだけ離れないようにしている。望遠端状態に向かってレンズ位置状態が変化する際に、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔を増大させ、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔を減少させるように移動させることで、第1レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れ、逆に第2レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づく。
【0038】
本発明ではこのように第1レンズ群と第2レンズ群を通過する軸外光束の高さを積極的に変化させることでレンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を補正している。特に広角端状態では第2レンズ群において軸外収差を補正し、望遠端状態では第1レンズ群において軸外収差を補正している。
【0039】
条件式(5)の上限値を上回った場合、望遠端状態における軸外収差がより良好に補正できず、逆に、条件式(5)の下限値を下回った場合、広角端状態における軸外収差がより良好に補正できない。
【0040】
また、本発明においては、第2レンズ群の最も物体側のレンズ面を非球面形状とすることが望ましい。
【0041】
本発明では第2レンズ群の屈折力が弱められるため、第2レンズ群に入射する軸外光束が光軸から離れる傾向がある。このため、軸上収差と軸外収差とを独立して補正するのに適しているが、広角端状態でより良好な性能を実現するには、第2レンズ群の最も物体側のレンズ面を非球面形状とすることが適切である。
【0042】
更に、第4レンズ群の最も物体側の正レンズを非球面レンズとすることが望ましい。
【0043】
本発明では広角端状態で第4レンズ群に入射する軸外光束が光軸から離れる。このため、正レンズの周縁部を通過する光束は過剰に収斂され、画面周辺部でコマ収差の補正が不足する傾向がある。広角端状態での画面周辺部での性能向上を図るには第4レンズ群の最も物体側の正レンズを非球面レンズとするのが好ましい。
【0044】
更により好ましくは第2レンズ群と第4レンズ群にそれぞれ1枚の非球面レンズを配置することが望ましい。
【0045】
なお、本発明においては近距離合焦時に第2レンズ群を光軸方向に移動させるのが諸収差の変動を抑えるのに適している。
【0046】
本発明において、別の観点によれば、撮影を行う際に、高変倍ズームレンズで発生しがちな手ブレ等が原因の像ブレによる失敗を防ぐために、ブレを検出するブレ検出系と駆動手段とをレンズ系に組み合わせ、レンズ系を構成するレンズ群のうち、1つのレンズ群を全体か、あるいはその一部を偏心レンズ群として偏心させることにより、ブレをブレ検出系により検出し、検出されたブレを補正するように駆動手段により偏心レンズ群を偏心させ像をシフトさせて、像ブレを補正することで防振光学系とすることが可能である。
【0047】
また、本発明による変倍光学系は、ズームレンズだけでなく、焦点距離状態が連続的に存在しないバリフォーカルズームレンズにも適用できる。
【0048】
【実施例】
以下、添付図面に基づいて数値実施例について説明する。
【0049】
各実施例において、非球面は以下の式で表される。
【0050】
【数1】
x=cy2/{1+(1−κc2y2)1/2}+C4y4+C6y6+…
なお、yは光軸からの高さ、xはサグ量、cは曲率、κは円錐定数、C4,C6,…は非球面係数である。
【0051】
図1(a)は、本発明の各実施例による可変焦点距離レンズ系の屈折力配分を示しており、物体側より順に、正屈折力の第1レンズ群G1,負屈折力の第2レンズ群G2,正屈折力の第3レンズ群G3,正屈折力の第4レンズ群G4により構成される。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との空気間隔は減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔は減少するように、少なくとも第1レンズ群G1と第4レンズ群G4が物体側に移動している。
(第1実施例)
図2は、本発明の第1実施例に係るレンズ構成を示す図である。第1レンズ群G1は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズL11と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12とで構成され、第2レンズ群G2は像側に凹面を向けた負レンズL21,物体側に凹面を向けた負レンズL22,物体側に凸面を向けた正レンズL23,物体側に凹面を向けた負レンズL24で構成され、第3レンズ群G3は両凸形状の正レンズL31,両凸形状の正レンズL32,物体側に凹面を向けた負レンズL33で構成され、第4レンズ群G4は両凸形状の正レンズL41、両凸形状の正レンズL42、両凹形状の負レンズL43、両凸形状の正レンズL44、物体側に凹面を向けた負レンズL45で構成される。
【0052】
第1実施例では、開口絞りSが第3レンズ群G3の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第3レンズ群G3と一緒に移動する。また、負レンズL21は物体側のレンズ面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層がついている。
【0053】
以下の表1に、第1実施例の諸元の値を掲げる。実施例の諸元表中のfは焦点距離、FNOはFナンバー、2ωは画角を表し、屈折率はd線(λ=587.6nm)に対する値である。なお、表1中で曲率半径0とは平面を示す。
【0054】
尚、以下の全ての実施例の諸元値において、本実施例と同一の符号を用いる。
【0055】
また、諸元表の焦点距離、曲率半径、面間隔その他の長さの単位は一般に「mm」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。
【0056】
【表1】
(非球面係数)
第8面,第24面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数は以下に示す通りである。
なお、物体側への移動を正とする。
図3(a)〜図3(c)は本発明の第1実施例の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、それぞれ広角端状態(f=28.80)、中間焦点距離状態(f=106.3785)、望遠端状態(f=291.00)における諸収差図を示す。
【0057】
図4(a)〜図4(c)は本発明の第1実施例の近距離合焦状態(撮影倍率-1/30倍)での諸収差図を示し、それぞれ広角端状態(f=28.80)、中間焦点距離状態(f=106.3785)、望遠端状態(f=291.00)における諸収差図を示す。
【0058】
図3(a)〜図4(c)に示す収差図において、球面収差図中の実線は球面収差、点線はサイン・コンディション、Yは像高をそれぞれ示している。また、非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図は、像高Y=0,10.8,15.12,18.34,21.6でのコマ収差を表し、Aは画角、Hは物体高をそれぞれ示す。
【0059】
尚、以下の全ての実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
【0060】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
(第2実施例)
図5は、本発明の第2実施例に係るレンズ構成を示す図である。第1レンズ群G1は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズL11と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12で構成され、第2レンズ群G2は像側に凹面を向けた負レンズL21,物体側に凹面を向けた負レンズL22,物体側に凸面を向けた正レンズL23,物体側に凹面を向けた負レンズL24で構成され、第3レンズ群G3は両凸形状の正レンズL31,両凸形状の正レンズL32,物体側に凹面を向けた負レンズL33で構成され、第4レンズ群G4は両凸形状の正レンズL41、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42、像側に凸面を向けた正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとの接合レンズL43で構成される。
【0061】
第2実施例では、開口絞りSが第3レンズ群G3の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第3レンズ群G3と一緒に移動する。また、負レンズL21は物体側のレンズ面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層がついている。
【0062】
以下の表2に、第2実施例の諸元の値を掲げる。
【0063】
【表2】
(非球面係数)
第8面,第24面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数は以下に示す通りである。
なお、物体側への移動を正とする。
図6(a)〜図6(c)は本発明の第2実施例の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、それぞれ広角端状態(f=28.80)、中間焦点距離状態(f=108.1496)、望遠端状態(f=291.00)における諸収差図を示す。
【0064】
図7(a)〜図7(c)は本発明の第2実施例の近距離合焦状態(撮影倍率-1/30倍)での諸収差図を示し、それぞれ広角端状態(f=28.80)、中間焦点距離状態(f=108.1496)、望遠端状態(f=291.00)における諸収差図を示す。
【0065】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
(第3実施例)
図8は、本発明の第3実施例に係るレンズ構成を示す図である。第1レンズ群G1は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズL11と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12で構成され、第2レンズ群G2は像側に凹面を向けた負レンズL21,物体側に凹面を向けた負レンズL22,物体側に凸面を向けた正レンズL23,物体側に凹面を向けた負レンズL24で構成され、第3レンズ群G3は両凸形状の正レンズL31,両凸形状の正レンズL32,物体側に凹面を向けた負レンズL33で構成され、第4レンズ群G4は両凸形状の正レンズL41、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42、像側に凸面を向けた正レンズと物体側に凹面を向けた負レンズとの接合レンズL43で構成される。
【0066】
第3実施例では、開口絞りSが第3レンズ群G3の物体側に配置され、レンズ位置状態が変化する際に第3レンズ群G3と一緒に移動する。また、負レンズL21は物体側のレンズ面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層がついている。
【0067】
以下の表3に、第3実施例の諸元の値を掲げる。
【0068】
【表3】
(非球面係数)
第8面,第24面の各レンズ面は非球面であり、非球面係数は以下に示す通りである。
なお、物体側への移動を正とする。
図9(a)〜図9(c)は本発明の第3実施例の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、それぞれ広角端状態(f=28.80)、中間焦点距離状態(f=105.7599)、望遠端状態(f=291.00)における諸収差図を示す。
【0069】
図10(a)〜図10(c)は本発明の第3実施例の近距離合焦状態(撮影倍率-1/30倍)での諸収差図を示し、それぞれ広角端状態(f=28.80)、中間焦点距離状態(f=105.7599)、望遠端状態(f=291.00)における諸収差図を示す。
【0070】
各収差図から、本実施例は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。
【0071】
【発明の効果】
本発明によれば、変倍比が10倍を超えながら、小型化に適し、且つ、レンズ構成枚数を減らして安定した光学品質が得られるズームレンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明に係る可変焦点距離レンズ系の屈折力配置図、(b)は合成焦点距離を説明する図である。
【図2】第1実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。
【図3】(a)、(b)、(c)はそれぞれ第1実施例の無限遠合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【図4】(a)、(b)、(c)はそれぞれ第1実施例の近距離合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【図5】第2実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。
【図6】(a)、(b)、(c)はそれぞれ第2実施例の無限遠合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【図7】(a)、(b)、(c)はそれぞれ第2実施例の近距離合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【図8】第3実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。
【図9】(a)、(b)、(c)はそれぞれ第3実施例の無限遠合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【図10】(a)、(b)、(c)はそれぞれ第3実施例の近距離合焦状態での、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における収差図を示す。
【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
S:開口絞り
Claims (11)
- 物体側より順に、正屈折力の第1レンズ群、負屈折力の第2レンズ群、正屈折力の第3レンズ群、正屈折力の第4レンズ群を配置して、
広角端状態より望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が減少するように、すべてのレンズ群が物体側へ移動して、
前記第1レンズ群が物体側より順に、物体側に凸面を向けた負レンズ、物体側に凸面を向けた第1の正レンズ、物体側に凸面を向けた第2の正レンズの3枚で構成され、
前記第2レンズ群が物体側より順に、像側に凹面を向けた負レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズ、物体側に凹面を向けた負レンズの4枚で構成され、
以下の条件式(4)を満足することを特徴とするズームレンズ。
(4)2.448≦f13/f1<4
但し、
f13:前記第1レンズ群中に配置される2枚の正レンズのうち、像側に配置される正レンズの焦点距離,
f1:前記第1レンズ群の焦点距離. - 以下の条件式(1)を満足することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
(1)3<│f2B│/│f2│<5
但し、
f2B:前記第2レンズ群中に配置される4枚のレンズのうち、像面側寄りに配置される3枚のレンズの焦点距離,
f2:前記第2レンズ群の焦点距離. - 以下の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項1または2に記載のズームレンズ。
(2)0.3<f2P/│f2B│<0.45
但し、
f2B:前記第2レンズ群中に配置される4枚のレンズのうち、像面側寄りに配置される3枚のレンズの焦点距離,
f2P:前記第2レンズ群中に配置される両凸形状の正レンズの焦点距離. - 以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のズームレンズ。
(3)0.14<│f2│/(fw・ft) 1/2 <0.24
但し、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離,
fw:広角端状態における前記ズームレンズ系全体での焦点距離,
ft:望遠端状態における前記ズームレンズ系全体での焦点距離. - 以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のズームレンズ。
(5)0.45<D2W/D1T<0.60
但し、
D2W:前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との広角端状態での軸上間隔,
D1T:前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との望遠端状態での軸上間隔. - 前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に開口絞りを配置することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- レンズ位置状態の変化に従って前記開口絞りが前記第3レンズ群と一体的に移動することを特徴とする請求項6に記載のズームレンズ。
- 前記第1レンズ群は、物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズで構成されることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のズームレンズ。
- 前記第2レンズ群のレンズのうち少なくとも1つのレンズ面は非球面であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 前記第4レンズ群のレンズのうち少なくとも1つのレンズ面は非球面であることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のズームレンズ。
- 近距離合焦時に前記第2レンズ群を光軸方向に移動させることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載のズームレンズ。
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