JP5224480B2 - 防振機能付き変倍光学系および該変倍光学系を搭載した撮像装置 - Google Patents
防振機能付き変倍光学系および該変倍光学系を搭載した撮像装置 Download PDFInfo
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0.6<td/fw<1.8
ただし、
td:第1レンズ群中の、最も物体側に配設された負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有する最も物体側に配設されたレンズとの光学換算間隔であって、td=d2+d4+(1/N3)×d3で表される
d2:第1レンズ群中の、最も物体側に配設された負の屈折力を有するレンズとプリズムとの光軸上空気間隔
d3:第1レンズ群中の、プリズムの光軸方向の厚み
d4:第1レンズ群中の、正の屈折力を有する最も物体側に配設されたレンズとプリズムとの光軸上空気間隔
N3:第1レンズ群中の、プリズムの屈折率
fw:レンズ全系の広角端における焦点距離
以下、図面に示す具体的な実施例および参考例を参照して、本発明の防振機能付き変倍光学系の実施形態を説明する。
第1の参考例群に係る変倍光学系は、後に詳述するように、参考例1、参考例2−1、参考例2−2、参考例2−3、参考例3−1、参考例3−2、参考例3−3、参考例4を含み、図1〜図8に示すように、物体側から順に、変倍時に固定される正の屈折力を有する第1レンズ群G1、変倍時に光軸Xに沿って移動する負の屈折力を有する第2レンズ群G2、絞り4を含み変倍時に固定される正の屈折力を有する第3レンズ群G3、および変倍時に光軸Xに沿って移動する正の屈折力を有する第4レンズ群G4を備えて構成されている。
第2の参考例群に係る変倍光学系は、後に詳述するように、参考例5、参考例6−1、参考例6−2を含み、図9〜図11に示すように、物体側から順に、変倍時に固定される正の屈折力を有する第1レンズ群G1、変倍時に光軸Xに沿って移動する負の屈折力を有する第2レンズ群G2、絞り4を含み変倍時に光軸Xに沿って移動する正の屈折力を有する第3レンズ群G3、および変倍時に固定される第4レンズ群G4を備えて構成されている。
第3の参考例群に係る変倍光学系は、後に詳述するように、参考例7−1、参考例8−1、参考例9−1、参考例9−2、参考例9−3、参考例10−1、参考例10−2、参考例10−3を含み、図12〜図19に示すように、物体側から順に、変倍時に固定される正の屈折力を有する第1レンズ群G1、変倍時に光軸Xに沿って移動する負の屈折力を有する第2レンズ群G2、絞り4を含み変倍時に固定される正の屈折力を有する第3レンズ群G3、変倍時に光軸Xに沿って移動する正の屈折力を有する第4レンズ群G4、および変倍時に固定される第5レンズ群G5を備えて構成されている。
第4の参考例群に係る変倍光学系は、後に詳述するように、参考例7−2、参考例8−2、参考例11−1、参考例12−1、参考例12−2、参考例12−3を含み、図20〜図22、図25〜図27に示すように、物体側から順に、変倍時に固定される正の屈折力を有する第1レンズ群G 1 、変倍時に光軸Xに沿って移動する負の屈折力を有する第2レンズ群G 2 、絞り4を含み変倍時に固定される正の屈折力を有する第3レンズ群G 3 、変倍時に光軸Xに沿って移動する正の屈折力を有する第4レンズ群G 4 、および変倍時に固定される第5レンズ群G 5 を備えて構成されている。
第4の実施例群に係る変倍光学系は、後に詳述するように、実施例11−2、実施例11−3を含み、図23、図24に示すように、物体側から順に、変倍時に固定される正の屈折力を有する第1レンズ群G1、変倍時に光軸Xに沿って移動する負の屈折力を有する第2レンズ群G2、絞り4を含み変倍時に固定される正の屈折力を有する第3レンズ群G3、変倍時に光軸Xに沿って移動する正の屈折力を有する第4レンズ群G4、および変倍時に固定される第5レンズ群G5を備えて構成されている。
上述した各参考例群に属する各参考例および各実施例群に属する各実施例は、以下の条件式を満足する。
0.6<td/fw<1.8
ただし、
td:第1レンズ群中の、最も物体側に配設された負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有する最も物体側に配設されたレンズとの光学換算間隔であって、td=d2+d4+(1/N3)×d3で表される
d2:第1レンズ群中の、最も物体側に配設された負の屈折力を有するレンズとプリズムとの光軸X上空気間隔
d3:第1レンズ群中の、プリズムの光軸X方向の厚み
d4:第1レンズ群中の、正の屈折力を有する最も物体側に配設されたレンズとプリズムとの光軸上空気間隔
N3:第1レンズ群中の、プリズムの屈折率
fw:レンズ全系の広角端における焦点距離。
以下、上述した第1の参考例群に属する各参考例について、具体的な数値を用いて詳細に説明する。
参考例1の変倍光学系は、4群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3は絞り4および1枚の正レンズ(第7レンズL7)からなり、この正レンズ(第7レンズL7)を光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴撮影画像のブレを補正するようになっている。
下記表1の第1段目に、参考例1の変倍光学系における広角端および望遠端における焦点距離f(mm)、FNO、画角2ω(度)の値を示す。
参考例2−1の変倍光学系は、4群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3を構成する正レンズ(第7レンズL7)および負レンズ(第8レンズL8)を光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
なお、下記表3および下記表4は、参考例2の系列に属する参考例2−1、参考例2−2および参考例2−3についてのデータを示すものである。
参考例2−2の変倍光学系は、4群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3を構成する正レンズ(第7レンズL7)のみを光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
参考例2−3の変倍光学系は、4群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3を構成する負レンズ(第8レンズL8)のみを光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
参考例3−1の変倍光学系は、4群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3を構成する正レンズ(第6レンズL6)および負レンズ(第7レンズL7)を光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
なお、下記表5および下記表6は、参考例3の系列に属する参考例3−1、参考例3−2および参考例3−3についてのデータを示すものである。
参考例3−2の変倍光学系は、4群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3を構成する正レンズ(第6レンズL6)のみを光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
参考例3−3の変倍光学系は、4群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3を構成する負レンズ(第7レンズL7)のみを光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
参考例4の変倍光学系は、4群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3は1枚の正レンズ(第7レンズL7)および絞り4からなり、この正レンズ(第7レンズL7)を光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
下記表7の第1段目に、参考例4の変倍光学系における広角端および望遠端における焦点距離f(mm)、FNO、画角2ω(度)の値を示す。
この第1の参考例群に属する変倍光学系によれば、正の屈折力を有する第3レンズ群G3が変倍時に固定されているため、広角端から望遠端に至るまでの全変倍領域において、撮像面側への光線の射出角度を小さくすることができるとともに、変倍時における光線の射出角度の変化を小さくすることができる。このため、特にCCD等の固体撮像素子を用いた撮像装置に適したものとなる。
また、参考例2−1、参考例2−2、参考例2−3、参考例3−1、参考例3−2、および参考例3−3のように、第3レンズ群G3を、1枚の正レンズと1枚の負レンズにより構成した場合には、軸上色収差を低減することができるとともに、ペッツバール和を適切な値とすることで像面湾曲を低減することができる。この場合、第3レンズ群G3を、物体側から順に、絞り4、1枚の正レンズ、および1枚の負レンズを配設した構成とすることにより、変倍光学系を小型化することが可能となる。
以下、上述した第2の参考例群に属する各参考例について、具体的な数値を用いて詳細に説明する。
参考例5の変倍光学系は、4群構成からなり、第4レンズ群G4に防振機能を持たせたものであり、特に、第4レンズ群G4を構成する全てのレンズ(第10レンズL10、第11レンズL11および第12レンズL12)を光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
下記表9の第1段目に、参考例5の変倍光学系における広角端および望遠端における焦点距離f(mm)、FNO、画角2ω(度)の値を示す。
参考例6−1の変倍光学系は、4群構成からなり、第4レンズ群G4に防振機能を持たせたものであり、特に、第4レンズ群G4を構成する1組の接合レンズ(第10レンズL10および第11レンズL11)を光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
なお、下記表11および下記表12は、参考例6の系列に属する参考例6−1および参考例6−2についてのデータを示すものである。
参考例6−2の変倍光学系は、4群構成からなり、第4レンズ群G4に防振機能を持たせたものであり、特に、第4レンズ群G4中、最も像側に配設された正レンズ(第12レンズL12)のみを光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
この第2の参考例群に係る変倍光学系によれば、変倍時に第3レンズ群G3を光軸Xに沿って移動させることにより、望遠端側で入射瞳の位置をより物体側に近づけることができ、第1レンズ群G1の外径を小さくすることができる。
以下、上述した第3の参考例群に属する各参考例について、具体的な数値を用いて詳細に説明する。
参考例7−1の変倍光学系は、5群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3は絞り4および1枚の正レンズ(第7レンズL7)からなり、この正レンズ(第7レンズL7)を光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
なお、下記表13および下記表14は、参考例7の系列に属する参考例7−1および参考例7−2についてのデータを示すものである。
参考例8−1の変倍光学系は、5群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3は絞り4および1枚の正レンズ(第7レンズL7)からなり、この正レンズ(第7レンズL7)を光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
なお、下記表15および下記表16は、参考例8の系列に属する参考例8−1および参考例8−2についてのデータを示すものである。
参考例9−1の変倍光学系は、5群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3を構成する正レンズ(第7レンズL7)および負レンズ(第8レンズL8)を光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
なお、下記表17および下記表18は、参考例9の系列に属する参考例9−1、参考例9−2および参考例9−3についてのデータを示すものである。
参考例9−2の変倍光学系は、5群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3を構成する正レンズ(第7レンズL7)のみを光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
参考例9−3の変倍光学系は、5群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3を構成する負レンズ(第8レンズL8)のみを光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
参考例10−1の変倍光学系は、5群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3を構成する正レンズ(第7レンズL7)および負レンズ(第8レンズL8)を光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
なお、下記表19および下記表20は、参考例10の系列に属する参考例10−1、参考例10−2および参考例10−3についてのデータを示すものである。
参考例10−2の変倍光学系は、5群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3を構成する正レンズ(第7レンズL7)のみを光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
参考例10−3の変倍光学系は、5群構成からなり、第3レンズ群G3に防振機能を持たせたものであり、特に、第3レンズ群G3を構成する負レンズ(第8レンズL8)のみを光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
この第3の参考例群に属する変倍光学系によれば、最も像側の第5レンズ群G5を変倍時に固定とすることにより、変倍時に最も像側のレンズ群が移動せず、第5レンズ群G5の像側の鏡筒内で塵埃が発生するおそれを減少させることが可能となる。このため、特にCCD等の固体撮像素子を用いた撮像装置に適したものとなる。
以下、上述した第4の実施例群に属する各実施例および第4の参考例群に属する各参考例について、具体的な数値を用いて詳細に説明する。
参考例7−2の変倍光学系は、5群構成からなり、第5レンズ群G5に防振機能を持たせたものであり、特に、第5レンズ群G5は1枚の正レンズ(第10レンズL10)からなり、この正レンズ(第10レンズL10)を光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
参考例8−2の変倍光学系は、5群構成からなり、第5レンズ群G5に防振機能を持たせたものであり、特に、第5レンズ群G5は1枚の正レンズ(第10レンズL10)からなり、この正レンズ(第10レンズL10)を光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
参考例11−1の変倍光学系は、5群構成からなり、第5レンズ群G5に防振機能を持たせたものであり、特に、第5レンズ群G5を構成する正レンズ(第11レンズL11)および負レンズ(第12レンズL12)を光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。なお、第5レンズ群G5は、正の屈折力を有している。
なお、下記表21および下記表22は、実施例11の系列に属する参考例11−1、実施例11−2および実施例11−3についてのデータを示すものである。
実施例11−2の変倍光学系は、5群構成からなり、第5レンズ群G5に防振機能を持たせたものであり、特に、第5レンズ群G5を構成する正レンズ(第11レンズL11)のみを光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
実施例11−3の変倍光学系は、5群構成からなり、第5レンズ群G5に防振機能を持たせたものであり、特に、第5レンズ群G5を構成する負レンズ(第12レンズL12)のみを光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
参考例12−1の変倍光学系は、5群構成からなり、第5レンズ群G5に防振機能を持たせたものであり、特に、第5レンズ群G5を構成する正レンズ(第11レンズL11)および負レンズ(第12レンズL12)を光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。なお、第5レンズ群G5は、負の屈折力を有している。
なお、下記表23および下記表24は、参考例12の系列に属する参考例12−1、参考例12−2および参考例12−3についてのデータを示すものである。
参考例12−2の変倍光学系は、5群構成からなり、第5レンズ群G5に防振機能を持たせたものであり、特に、第5レンズ群G5を構成する正レンズ(第11レンズL11)のみを光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
参考例12−3の変倍光学系は、5群構成からなり、第5レンズ群G5に防振機能を持たせたものであり、特に、第5レンズ群G5を構成する負レンズ(第12レンズL12)のみを光軸Xと直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正するようになっている。
この第4の実施例群および第4の参考例群に属する変倍光学系によれば、最も像側の第5レンズ群G5を変倍時に固定とすることにより、変倍時に最も像側のレンズ群が移動せず、第5レンズ群G5の像側の鏡筒内で塵埃が発生するおそれを減少させることが可能となる。このため、特にCCD等の固体撮像素子を用いた撮像装置に適したものとなる。
変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正する際に、所定のレンズを光軸と直交する方向に移動させる防振機構は、例えば、予めカメラ等に内蔵させた記憶装置に、手振れ補正を行うレンズの軸ずらし量を記憶させておき、カメラ側に配設されている角速度センサを用いて手振れ量を検知し、変倍光学系に配設したアクチュエータを用いて手振れ量に対応する軸ずらし量だけ当該レンズを光軸Xと直交する方向に移動させる構成となっている。
上記各参考例および各実施例では、第3レンズ群、第4レンズ群、第5レンズ群のいずれかを構成するレンズの少なくとも一部を、光軸と直交する方向に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正しているが、これらのレンズを光軸と交差する方向に弧状に移動させて、変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正してもよい。
2 フィルタ部
3 プリズム
4 絞り
G1〜G5 レンズ群
L1〜L12 レンズ
D1〜D24 軸上面間隔
Claims (3)
- 物体側から順に、変倍時に固定される正の屈折力を有する第1レンズ群、変倍時に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する第2レンズ群、絞りを含み変倍時に固定される正の屈折力を有する第3レンズ群、変倍時に光軸に沿って移動する正の屈折力を有する第4レンズ群、および変倍時に固定される正の屈折力を有する第5レンズ群からなる変倍光学系において、
前記第1レンズ群は、物体側から順に、少なくとも1枚の負の屈折力を有するレンズ、光路を折り曲げるプリズム、および少なくとも1枚の正の屈折力を有するレンズを備え、
前記第5レンズ群は、1枚の正の屈折力を有するレンズ、および1枚の負の屈折力を有するレンズからなり、
前記第5レンズ群を構成する前記正の屈折力を有するレンズまたは前記負の屈折力を有するレンズのいずれか一方を光軸と交差する方向に移動させることにより前記変倍光学系の振動に伴う撮影画像のブレを補正することを特徴とする防振機能付き変倍光学系。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1記載の防振機能付き変倍光学系。
0.6<td/fw<1.8
ただし、
td:第1レンズ群中の、最も物体側に配設された負の屈折力を有するレンズと正の屈折力を有する最も物体側に配設されたレンズとの光学換算間隔であって、td=d2+d4+(1/N3)×d3で表される
d2:第1レンズ群中の、最も物体側に配設された負の屈折力を有するレンズとプリズムとの光軸上空気間隔
d3:第1レンズ群中の、プリズムの光軸方向の厚み
d4:第1レンズ群中の、正の屈折力を有する最も物体側に配設されたレンズとプリズムとの光軸上空気間隔
N3:第1レンズ群中の、プリズムの屈折率
fw:レンズ全系の広角端における焦点距離 - 請求項1または2記載の防振機能付き変倍光学系を搭載したことを特徴とする撮像装置。
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