JP6568709B2 - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

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Description

本件発明は、ズームレンズ及び撮像装置に関し、特に、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置に好適なズームレンズ及び当該ズームレンズを備えた撮像装置に関する。
従来より、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が普及している。これらの撮像装置は、監視用撮像装置など種々の目的で用いられている。近年、固体撮像素子の高画素化の進展に伴い、被写体の細かな特徴を確認可能なフルハイビジョン方式に対応した高性能な変倍比の高い小型のズームレンズが求められるようになっている。
このようなズームレンズとして、従来より4群構成のズームレンズが広く知られている(例えば、「特許文献1」参照。)。特許文献1に記載のズームレンズは、物体側から順に配置された、正、負、正、正の第1のレンズ群から第4のレンズ群を備え、第1レンズ群と第3レンズ群を固定させたまま、第2レンズ群を光軸方向に沿って一方向に移動させることで変倍を行う。また、第4レンズ群を光軸方向に沿って前後方向に移動させることによって変倍に伴う像面変動の補正やフォーカシングを行う。このような4群構成のズームレンズは、変倍域全域において高い結像性能を実現することができるとしている。この特許文献1に記載のズームレンズは25倍程度の変倍比を達成している。
近年、より変倍比の高いズームレンズが求められ、5群構成のズームレンズが提案されるようになってきた(例えば、「特許文献2」及び「特許文献3」参照。)。例えば、特許文献2及び特許文献3に記載のズームレンズは、上記4群構成のズームレンズの像側に固定群を追加したような構成を有している。すなわち、これらのズームレンズでは、物体側から順に配置された、正、負、正、正、負の第1レンズ群から第5レンズ群を備え、第1レンズ群と第3レンズ群と第5レンズ群を固定させたまま、第2レンズ群を光軸方向に沿って一方向に移動させることにより変倍を行い、第4レンズ群を光軸方向に沿って前後方向に移動させることによって変倍に伴う像面変動の補正やフォーカシングを行うものとしている。特許文献2に記載のズームレンズの変倍比は35倍程度、特許文献3に記載のズームレンズの変倍比は30倍程度であり、特許文献1に記載のズームレンズと比較すると高い変倍比を実現している。
特許第4672860号 特許第4823680号 特開2013−178409号公報
しかしながら、特許文献2に記載のズームレンズでは高い変倍比を実現しているものの、変倍に伴う収差変動が大きく、変倍域全域において良好な光学性能を実現することが困難であった。一方、特許文献3に記載のズームレンズでは、変倍に伴う収差変動が抑制されており、変倍域全域において良好な光学性能を実現しているものの、特許文献2に記載のズームレンズと比較すると変倍比は低い。
本発明の課題は、高い変倍比を有し、且つ、変倍域全域にわたって良好な光学性能を有する小型のズームレンズを提供することにある。
上記課題を解決するために、本件発明に係るズームレンズは、物体側から順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群と、負の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群と、正の屈折力の第4レンズ群と、負の屈折力の第5レンズ群と、正の屈折力の第6レンズ群から構成され、前記第1レンズ群が、物体側から順に配置された、1枚の負レンズおよび1枚の正レンズからなる接合レンズと、少なくとも1枚の正の単レンズとを備え、隣接するレンズ群同士の間隔が変化しながら、少なくとも前記第5レンズ群を移動させることで広角端から望遠端への変倍を行い、以下の条件式を満足することを特徴とする。
(3)0.15<F1/Ft<0.35
(1) 4.0< β5T <6.0
ただし、
F1は、第1レンズ群の焦点距離であり、
Ftは、望遠端における当該ズームレンズ全系の焦点距離であり、
β5Tは、望遠端における前記第5レンズ群の横倍率である。
本件発明に係る撮像装置は、前記ズームレンズと、当該ズームレンズの像面側に設けられ、当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子を備えたことを特徴とする。
本件発明によれば、高い変倍比を有し、且つ、変倍域全域にわたって良好な光学性能を有する小型のズームレンズを提供することができる。
本件発明の実施例1のズームレンズのレンズ構成例を示す断面図である。 実施例1のズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例1のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例1のズームレンズの望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 本件発明の実施例2のズームレンズのレンズ構成例を示す断面図である。 実施例2のズームレンズの広角端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例2のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例2のズームレンズの望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 本件発明の実施例3のズームレンズのレンズ構成例を示す断面図である。 実施例3のズームレンズの広角端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例3のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例3のズームレンズの望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 本件発明の実施例4のズームレンズのレンズ構成例を示す断面図である。 実施例4のズームレンズの広角端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例4のズームレンズの中間焦点距離状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例4のズームレンズの望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。
以下、本件発明に係るズームレンズ及び撮像装置の実施の形態を説明する。
1.ズームレンズ
1−1.光学系の構成
本実施の形態のズームレンズは、物体側から順に配置された、第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群、第4レンズ群、第5レンズ群及び第6レンズ群から構成され、前記第5レンズ群は負の屈折力を有し、少なくとも当該第5レンズ群を移動させることで広角端から望遠端への変倍を行い、後述する条件式(1)を満足することを特徴とする。
本実施の形態のズームレンズでは、上記6群構成を採用するとともに、後述する条件式(1)を満足させることにより、各レンズ群間の間隔(空気間隔)を変化させることで高い変倍比を有し、且つ、変倍域全域にわたって良好な光学性能を有する小型のズームレンズを得ることができる。なお、変倍時及び合焦時の動作と条件式に関する事項は後述する。
本実施の形態のズームレンズにおいて、第5レンズ群の屈折力が負であれば、他のレンズ群の屈折力は特に限定されるものではなく、当該ズームレンズに要求される変倍比、光学性能等に応じて適宜適切なパワー配置を採用することができる。以下、各レンズ群の構成等について説明する。
(1)第1レンズ群及び第2レンズ群
本実施の形態のズームレンズにおいて、第1レンズ群及び第2レンズ群の屈折力は限定されるものではなく、各レンズ群の具体的なレンズ構成も特に限定されるものではない。例えば、当該第1レンズ群を正の屈折力のレンズ群とし、第2レンズ群を負の屈折力のレンズ群とすれば、変倍比が高く、望遠端における焦点距離の長いズームレンズを実現することが容易になる。これと同時に、当該ズームレンズ全系の全長が長くなるのを抑制することができ、小型のズームレンズを得ることが容易になる。
例えば、第1レンズ群を正の屈折力のレンズ群としたとき、当該第1レンズ群を物体側から順に配置された、1枚の負レンズおよび1枚の正レンズからなる接合レンズと、少なくとも1枚の正の単レンズとを備える構成とすることができる。このように構成することで、望遠端における球面収差の補正が容易になり、特に望遠端における光学性能をより向上することができる。
また、第2レンズ群を負の屈折力のレンズ群としたとき、少なくとも1枚の正レンズを含む構成とすることが好ましい。このように構成することで、色収差補正等を良好に行うことができ、より光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
(2)第3レンズ群及び第4レンズ群
本実施の形態のズームレンズにおいて、第3レンズ群及び第4レンズ群の屈折力は特に限定されるものではなく、各レンズ群の具体的なレンズ構成も特に限定されるものではない。例えば、第3レンズ群及び第4レンズ群をそれぞれ正の屈折力のレンズ群とすれば、変倍域全域にわたって、球面収差、コマ収差及び像面湾曲の補正が容易になり、良好な光学性能を実現することが容易になる。
例えば、第3レンズ群を正の屈折力のレンズ群としたとき、少なくとも1枚の正レンズを含み、当該正レンズの少なくとも1面が非球面とすることが好ましい。この場合、変倍比の高いズームレンズとした場合も、変倍域全域において、球面収差及びコマ収差の補正を良好に行うことができる。
また、第3レンズ群を正の屈折力のレンズ群としたとき、少なくとも1枚の負レンズを含むことも好ましい。例えば、第3レンズ群を1枚の正レンズと1枚の負レンズとから構成することにより、少ないレンズ枚数で、高解像力のズームレンズを実現することができ、ズームレンズの小型化、軽量化及び低コスト化を図ることができる。ただし、第3レンズ群を1枚の正レンズと1枚の負レンズとから構成した場合、上述した理由から、この正レンズの少なくとも1面が非球面であることがより好ましい。
(3)第5レンズ群
第5レンズ群は、負の屈折力を有するレンズ群であり、後述する条件式(1)を満足する限り、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。ただし、第5レンズ群を1枚の負レンズにより構成することで、当該ズームレンズの小型化及び軽量化を図ることができる。
(4)第6レンズ群
第6レンズ群の屈折力及び具体的なレンズ構成は特に限定されるものではないが、当該ズームレンズの小型化を図る上で、第6レンズ群は正の屈折力を有することが好ましい。最も像面側に配置されるレンズ群の屈折力を正にすることにより、バックフォーカスを短くすることができ、ズームレンズ全系の全長を短くすることができる。また、第6レンズ群は1枚のレンズから構成することが好ましい。このように構成することで、当該ズームレンズの小型化及び軽量化を図ることができる。
(5)絞り
本件発明に係るズームレンズにおいて、絞りの配置は特に限定されるものではない。絞りが当該ズームレンズ内のどの位置に配置された場合であっても、本件発明に係る光学的効果を得ることができる。また、当該絞りは、像面に対して固定であってもよいし、移動可能に構成されてもよい。しかしながら、当該ズームレンズの大口径化を実現しながら、径方向の小型化を図るという観点から、第3レンズ群の物体側に絞りを配置することが好ましい。
1−2.変倍時の動作
次に、本実施の形態のズームレンズの変倍時における動作を説明する。当該ズームレンズでは、広角端から望遠端への変倍の際に、負の屈折力を有する第5レンズ群を移動させる。これにより、変倍に伴う結像位置の変化を抑制することができ、変倍比の高いズームレンズとしたときも、変倍域全域にわたって良好な光学性能を実現することができる。
本実施の形態のズームレンズにおいて、変倍時における第5レンズ群以外の各レンズ群の具体的な動作は特に限定されるものではない。しかしながら、本件発明の課題を解決する上で、広角端から望遠端にかけて変倍する際に、各レンズ群の動作は以下のとおりであることが好ましい。
(1)第1レンズ群
第1レンズ群は、固定群とすることが好ましい。ズームレンズの場合、一般に、第1レンズ群を構成するレンズは、他のレンズ群を構成するレンズよりも外径が大きく、重い。このため、第1レンズ群を固定群とすることにより、変倍時に移動する移動群を駆動するための駆動機構等の小型化を図ることができる。また、第1レンズ群を固定群とすることにより、変倍時における重心位置の移動を防止することができる。さらに、当該ズームレンズ全系の全長が変化せず、鏡筒構成を簡素にすることができる。ただし、当該ズームレンズ全系の全長とは、第1レンズ群において最も物体側に配置されたレンズの物体面と、像面との間の光軸上の距離をいう。
(2)第2レンズ群
第2レンズ群は、広角端から望遠端への変倍の際に、第1レンズ群及び第2レンズ群の間隔が大きくなり、第2レンズ群及び第3レンズ群の間隔が小さくなるように移動することが好ましい。第2レンズ群を移動させることにより高変倍比のズームレンズを得ることが容易になる。
(3)第3レンズ群
第3レンズ群は、変倍の際に光軸方向に固定された固定群であってもよく、光軸方向に沿って移動する移動群であってもよい。しかしながら、より変倍比が高く、光学性能の高いズームレンズを得るという観点から、第3レンズ群は移動群であることが好ましい。変倍時に第2レンズ群と共に第3レンズ群を移動させることにより、第2レンズ群と第3レンズ群とで変倍作用を分担することができる。これにより、第2レンズ群のみに変倍作用を持たせる場合と比較すると、変倍時における収差変動を抑制することができる。このため、少ない枚数のレンズで収差補正を良好に行うことができ、高解像力のズームレンズ、すなわちより光学性能の高いズームレンズを小型に構成することができる。
また、第3レンズ群を移動群とする場合、広角端から望遠端への変倍の際に、第3レンズ群を像側に向かって凹の軌跡を描くように移動させることが好ましい。変倍の際に第3レンズ群をこのように移動させることにより、変倍に伴う結像位置の変化を抑制することができ、変倍域全域において、高解像力のズームレンズを得ることができる。
(4)第4レンズ群
第4レンズ群は移動群及び固定群のいずれであってもよいが、移動群とすることが好ましい。変倍時に第4レンズ群を移動させることで、変倍に伴う結像位置の変化を抑制することができ、変倍域全域において、高解像力のズームレンズを得ることができる。
また、第4レンズ群を移動群とするとき、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔が、広角端から中間焦点距離への変倍の際には小さくなり、中間焦点距離から望遠端への変倍の際には大きくなるように、第4レンズ群を第3レンズ群に対して相対的に移動させることが好ましい。変倍の際に、第3レンズ群と第4レンズ群との間隔をこのように変化させることにより、変倍に伴う結像位置の変化を抑制し、変倍域全域において、高解像力のズームレンズを得ることができる。この際、変倍に伴う結像位置の変化をより良好に抑制するという観点から、広角端から望遠端への変倍の際に、第3レンズ群及び第4レンズ群をそれぞれ異なる軌跡で像側に向かって凹の軌跡を描くように移動させることが好ましい。
(5)第6レンズ群
第6レンズ群は、固定群であることが好ましい。第6レンズ群を固定群とすることにより、移動群を移動させるための上記駆動機構の構成を簡素にすることができる。また、第1レンズ群及び第6レンズ群を固定群とすることで、鏡筒を密閉構造とすることが容易になり、鏡筒内に水や埃が進入するのを防止することができる。
(6)絞り
上述したとおり、絞りは像面に対して固定であっても、移動可能に構成されていてもよい。しかしながら、第3レンズ群の物体側に絞りを配置した場合、変倍時に第3レンズ群を移動させるときは、絞りと第3レンズ群とを一体的に移動させることが好ましい。これにより、上述したとおり、当該ズームレンズの大口径化を実現しながら、径方向の小型化を図ることができる。
1−3.合焦時の動作
当該ズームレンズにおいて、合焦群は特に限定されるものではないが、第4レンズ群を合焦群とすることが好ましい。本実施の形態のズームレンズの構成では、第4レンズ群を比較的外径の小さいレンズで構成することができ、合焦群の小型化及び軽量化を図ることができ、迅速なフォーカシングが可能になる。また、合焦群の移動量を小さくすることができるため、当該ズームレンズ全系の全長の小型化を図ることができる。
1−4.防振時の動作
当該ズームレンズは、いわゆる防振群を備えてもよい。ここで、防振群とは、光軸に対して略垂直方向に移動可能に構成された1枚又は複数枚のレンズからなるレンズ群をいう。防振群を光軸に対して略垂直方向に移動させることで、光軸に対して略垂直方向に像を移動させることができる。これにより、手振れ等の撮像時の振動に伴う像ブレを補正することができる。
当該ズームレンズを構成するレンズ群のうち、いずれか一のレンズ群を防振群とすることができる。また、当該ズームレンズを構成するいずれか一のレンズ群の一部を防振群としてもよい。例えば、第2レンズ群を防振群とすることにより、上記撮像時の振動に伴う像ブレを補正する際の防振群の移動量を小さくすることができる。
1−5.条件式
次に、各条件式について説明する。上述したとおり、当該ズームレンズは、上記構成を採用すると共に、下記条件式(1)を満足することを特徴とする。
(1) 4.0< β5T <6.0
ただし、
β5Tは、望遠端における前記第5レンズ群の横倍率である。
1−5−1.条件式(1)
条件式(1)は、第5レンズ群の望遠端状態における横倍率を規定した式である。条件式(1)を満足することにより、35倍〜45倍程度の高い変倍比を実現した場合も、変倍域全域にわたって良好な光学性能を有する小型のズームレンズを得ることができる。
条件式(1)の数値が上限値以上になると、すなわち第5レンズ群の望遠端状態の横倍率が大きくなると、諸収差の補正が困難になり、変倍域全域にわたって良好な光学性能を実現することが困難になる。一方、条件式(1)の数値が下限値以下になると、すなわち第5レンズ群の望遠端状態の横倍率が小さくなると、望遠端における当該ズームレンズ全系の全長が大きくなるため小型化の妨げとなる。
これらの効果を得る上で、条件式(1)の上限値は5.7であることが好ましく、5.5であることがより好ましい。条件式(1)の上限値が小さいほど、高い変倍比を実現した場合も、諸収差の補正が良好になり、変倍域全域にわたって良好な光学性能を実現することが容易になる。一方、条件式(1)の下限値は4.2であることが好ましく、4.5であることがより好ましい。条件式(1)の下限値が大きいほど、望遠端における当該ズームレンズ全系の全長を小さくすることが容易になり、変倍比を高くした場合も小型のズームレンズとすることがより容易になる。
1−5−2.条件式(2)
本実施の形態のズームレンズにおいて、第5レンズ群を1枚の負レンズから構成する場合、以下の条件式を満足することが好ましい。
(2) nd5 > 1.85
ただし、nd5は第5レンズ群を構成する負レンズのd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率である。
条件式(2)は、第5レンズ群を構成する負レンズの屈折率を規定した式である。条件式(2)を満足する負レンズにより第5レンズ群を構成することで、変倍時に第5レンズ群を移動させることにより、像面湾曲等の諸収差の補正を良好に行うことができ、変倍域全域にわたって高い光学性能を有するズームレンズを得ることができる。また、第5レンズ群を1枚の負レンズから構成できるため、当該ズームレンズの小型化及び軽量化を図ることができる。
条件式(2)の数値が下限値以下になると、像面湾曲等の補正が困難になり、変倍域全域にわたって良好な光学性能を維持することが困難になる。
これらの効果を得る上で、条件式(2)の下限値は1.87であることが好ましく、1.90であることがより好ましい。条件式(2)の下限値が大きいほど、像面湾曲等の補正が容易になり、変倍域全域にわたって良好な光学性能を維持することがより容易になる。
1−5−3.条件式(3)
当該ズームレンズは、以下の条件式(3)を満足することも好ましい。
(3) 0.15 < F1/Ft < 0.35
ただし、F1は、第1レンズ群の焦点距離であり、Ftは、望遠端における当該ズームレンズ全系の焦点距離である。
条件式(3)は、望遠端における当該ズームレンズ全系の焦点距離に対する第1レンズ群の焦点距離の比を規定した式である。条件式(3)を満足することにより、高変倍比を実現したときも全長方向の一層の小型化を図ることができ、より光学性能の高いズームレンズを得ることができる。
条件式(3)の数値が上限値以上になると、第1レンズ群の屈折力が小さく、変倍比を高くしたときにズームレンズ全系の全長が長くなり、当該ズームレンズの小型化を図ることが困難になる。一方、条件式(3)の数値が下限値以下になると、第1レンズ群の屈折力が大きくなり過ぎ、球面収差や色収差の補正が困難になる。このため、変倍域全域にわたって良好な光学性能を得るには、収差補正に要するレンズ枚数が増加し、この場合も当該ズームレンズの小型化を図ることが困難になる。
これらの効果を得る上で、条件式(3)の上限値は0.32であることが好ましく、0.30であることがより好ましい。条件式(3)の上限値が小さいほど、高い変倍比を実現した場合も、ズームレンズ全系の全長を小さくすることができ、小型のズームレンズを得ることが容易になる。一方、条件式(3)の下限値は0.18であることが好ましく、0.20であることがより好ましい。条件式(3)の下限値が大きいほど、球面収差や色収差の補正が容易になり、変倍域全域にわたって、良好な光学性能を有するズームレンズを得ることが容易になる。
本実施の形態のズームレンズによれば、高い変倍比を有し、且つ、変倍域全域にわたって良好な光学性能を有する小型のズームレンズを提供することができる。本実施の形態のズームレンズは、35倍〜45倍程度の高変倍比を実現した場合も、変倍域全域にわたって良好な光学性能を有する小型のズームレンズを得ることができる。
2.撮像装置
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係るズームレンズと、当該ズームレンズの像面側に設けられた、当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする。ここで、撮像素子等に特に限定はなく、CCDセンサやCMOSセンサなどの固体撮像素子等も用いることができ、本件発明に係る撮像装置は、デジタルカメラやビデオカメラ等のこれらの固体撮像素子を用いた撮像装置に好適である。また、当該撮像装置は、レンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよいし、一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換式の撮像装置であってもよいのは勿論である。
次に、実施例および比較例を示して本件発明を具体的に説明する。ただし、本件発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下に挙げる各実施例のズームレンズは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルムカメラ等の撮像装置(光学装置)に用いられる撮像光学系である。また、各レンズ断面図において、図面に向かって左方が物体側、右方が像面側である。
(1)ズームレンズの構成
図1は、本件発明に係る実施例1のズームレンズのレンズ構成を示すレンズ断面図であり、図面に向かって上から順に広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における各レンズ断面図を示している。当該ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、正の屈折力の第6レンズ群とから構成されている。
第1レンズ群G1は、物体側から順に配置される、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ及び正レンズからなる接合レンズと、正レンズとから構成される。
第2レンズ群G2は、物体側から順に配置された、負レンズと、両凹レンズ及び正レンズからなる接合レンズと、負レンズとから構成される。
第3レンズ群G3は、物体側から順に配置された、正レンズと、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。
第4レンズ群G4は、物体側から順に配置された、両凸レンズと、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとからなる接合レンズとから構成される。
第5レンズ群G5は、1枚の負レンズから構成される。
第6レンズ群G6は、像側に凸面を向けた1枚の正レンズから構成される。
当該実施例1のズームレンズにおいて、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は固定され、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4はいずれも異なる軌跡で、像側に向かって凹の軌跡を描くように移動し、第5レンズ群G5は物体側に移動し、第6レンズ群G6は固定される。これにより、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群及び第2レンズ群の間隔が大きくなり、第2レンズ群及び前記第3レンズ群の間隔が小さくなり、各レンズ群間の間隔が変化する。
また、無限遠から近接物体への合焦は、第4レンズ群G4を物体側に移動させることで行う。
さらに、第2レンズ群G2は、防振群VCであり、光軸に対して略垂直方向に移動可能に構成されている。第2レンズ群を光軸に対して略垂直方向に移動させることで、光軸に対して略垂直方向に像を移動させて、手振れ等の撮像時の振動に伴う像ブレを補正することができる。
なお、図1において、第3レンズ群G3の物体側に示す「S」は開口絞りであり、変倍時に第3レンズ群G3と一体的に移動する。また、第5レンズ群G5の像面側に示す「CG」はカバーガラスであり、ローパスフィルターや赤外カットフィルター等を表す。また、カバーガラスの像側には、CCDセンサやCMOSセンサなどの固体撮像素子の撮像面、或いは、銀塩フィルムのフィルム面等の像面が配置される。これらの符号等は他の実施例で示す各レンズ断面図においても同様である。
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表1に当該ズームレンズのレンズデータを示す。表1において、「面番号」は物体側から数えたレンズ面の順番、「r」はレンズ面の曲率半径、「d」はレンズ面の光軸上の間隔、「nd」はd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率、「vd」はd線に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、レンズ面が非球面である場合には、面番号の後に「*(アスタリスク)」を付し、レンズ面が回折面である場合には、面番号の後に「♯(シャープ)」を付している。レンズ面が非球面又は回折面である場合は、曲率半径「r」の欄には曲率半径を示している。
表2(2−1)は、非球面データである。表(2−1)には、下記式で定義したときの非球面係数を示す。ただし、表2(2−1)において、「E−a」は、「×10−a」を示す。
ただし、上記式において、「r」は曲率、「h」は光軸からの高さ、「k」は円錐係数、「A4」、「A6」、「A8」、「A10」は各次数の非球面係数を示す。
表2(2−2)及び表2(2−3)に各種データを示す。表(2−2)には、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における当該ズームレンズ全系の焦点距離(F)、Fナンバー(Fno)、半画角(ω)及び可変間隔(D(i))を示す。また、表2(2−3)に各レンズ群の焦点距離を示す。
表3は、回折面データである。表3には、下記位相差関数で定義したときの、回折次数(m)、規格化波長(λ)、回折面係数(C01、C02、C03、C04)を示す。ただし、C01、C02、C03、C04はそれぞれ下記位相差関数のC1、C2、C3、C4に対応する。
また、各条件式(1)〜条件式(3)の数値を表12に示す。なお、各表中の長さの単位は全て「mm」であり、画角の単位は全て「°」である。これらの表に関する事項は他の実施例で示す各表においても同様であるため、以下では説明を省略する。
さらに、図2〜図4に当該ズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。それぞれの縦収差図は、図面に向かって左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差を表している。球面収差を表す各図では、縦軸は開放F値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線がd線(波長λ=587.6nm)、破線がF線(波長λ=486.1nm)、一点鎖線がC線(波長λ=656.3nm)における球面収差を表す。非点収差を表す各図では、縦軸は像高、横軸にデフォーカスをとり、実線がサジタル面、破線がメリジオナル面での非点収差を表す。歪曲収差を表す各図では、縦軸は像高、横軸に%をとり、歪曲収差を表す。これらの縦収差図に関する事項は他の実施例で示す各図においても同様であるため、以下では説明を省略する。
(1)光学系の構成
図5は、本件発明に係る実施例2のズームレンズのレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、正の屈折力の第6レンズ群とから構成されている。
第1レンズ群G1は、物体側から順に配置された、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ及び正レンズからなる接合レンズと、正レンズとから構成される。
第2レンズ群G2は、物体側から順に配置された、負レンズと、両凹レンズ及び正レンズからなる接合レンズと、負レンズとから構成される。
第3レンズ群G3は、物体側から順に配置された、正レンズと、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。
第4レンズ群G4は、物体側から順に配置された、両凸レンズと、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとからなる接合レンズとから構成される。
第5レンズ群G5は、1枚の負レンズから構成される。
第6レンズ群G6は、像側に凸面を向けた1枚の正レンズから構成される。
当該実施例2のズームレンズにおいて、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は固定され、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3及び第4レンズ群はいずれも異なる軌跡で、像側に向かって凹の軌跡を描くように移動し、第5レンズ群G5は物体側に移動し、第6レンズ群G6は固定される。これにより、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群及び第2レンズ群の間隔が大きくなり、第2レンズ群及び前記第3レンズ群の間隔が小さくなり、各レンズ群間の間隔が変化する。
また、無限遠から近接物体への合焦は、第4レンズ群G4を物体側に移動させることで行う。
さらに、第2レンズ群G2は、防振群VCであり、光軸に対して略垂直方向に移動可能に構成されている。第2レンズ群を光軸に対して略垂直方向に移動させることで、光軸に対して略垂直方向に像を移動させて、手振れ等の撮像時の振動に伴う像ブレを補正することができる。
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表4は、当該ズームレンズのレンズデータであり、表5(5−1)は非球面データであり、表5(5−2)及び表5(5−3)は各種データである。また、表6は、回折面データである。また、表12に条件式(1)〜条件式(3)の数値を示す。さらに、図6〜図8は、当該ズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の縦収差図である。
(1)光学系の構成
図9は、本件発明に係る実施例3のズームレンズのレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、正の屈折力の第6レンズ群とから構成されている。
第1レンズ群G1は、物体側から順に配置された、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ及び正レンズからなる接合レンズと、正レンズとから構成される。
第2レンズ群G2は、物体側から順に配置された、負レンズと、両凹レンズ及び正レンズからなる接合レンズと、負レンズとから構成される。
第3レンズ群G3は、物体側から順に配置された、正レンズと、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。
第4レンズ群G4は、物体側から順に配置された、両凸レンズと、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとからなる接合レンズとから構成される。
第5レンズ群G5は、1枚の負レンズから構成される。
第6レンズ群G6は、像側に凸面を向けた1枚の正レンズから構成される。
当該実施例3のズームレンズにおいて、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は固定され、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4はいずれも異なる軌跡で、像側に向かって凹の軌跡を描くように移動し、第5レンズ群G5は物体側に移動し、第6レンズ群G6は固定される。これにより、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群及び第2レンズ群の間隔が大きくなり、第2レンズ群及び前記第3レンズ群の間隔が小さくなり、各レンズ群間の間隔が変化する。
また、無限遠から近接物体への合焦は、第4レンズ群G4を物体側に移動させることで行う。
さらに、第2レンズ群G2は、防振群VCであり、光軸に対して略垂直方向に移動可能に構成されている。第2レンズ群を光軸に対して略垂直方向に移動させることで、光軸に対して略垂直方向に像を移動させて、手振れ等の撮像時の振動に伴う像ブレを補正することができる。
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表7は、当該ズームレンズのレンズデータであり、表8(8−1)は非球面データであり、表8(8−2)及び表8(8−3)は各種データである。また、表9は、回折面データである。また、表12に条件式(1)〜条件式(3)の数値を示す。さらに、図10〜図12は、当該ズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の縦収差図である。
(1)光学系の構成
図13は、本件発明に係る実施例4のズームレンズのレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4と、負の屈折力の第5レンズ群G5と、正の屈折力の第6レンズ群とから構成されている。
第1レンズ群G1は、物体側から順に配置された、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズ及び正レンズからなる接合レンズと、正レンズと、正レンズとから構成される。
第2レンズ群G2は、物体側から順に配置された、負レンズと、両凹レンズ及び正レンズからなる接合レンズと、負レンズとから構成される。
第3レンズ群G3は、物体側から順に配置された、正レンズと、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。
第4レンズ群G4は、物体側から順に配置された、両凸レンズと、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとからなる接合レンズとから構成される。
第5レンズ群G5は、1枚の負レンズから構成される。
第6レンズ群G6は、像側に凸面を向けた1枚の正のメニスカスレンズから構成される。
当該実施例4のズームレンズにおいて、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群G1は固定され、第2レンズ群G2は像側に移動し、第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4はいずれも異なる軌跡で、像側に向かって凹の軌跡を描くように移動し、第5レンズ群G5は物体側に移動し、第6レンズ群G6は固定される。これにより、広角端から望遠端への変倍に際して、第1レンズ群及び第2レンズ群の間隔が大きくなり、第2レンズ群及び前記第3レンズ群の間隔が小さくなり、各レンズ群間の間隔が変化する。
また、無限遠から近接物体への合焦は、第4レンズ群G4を物体側に移動させることで行う。
さらに、第2レンズ群G2は、防振群VCであり、光軸に対して略垂直方向に移動可能に構成されている。第2レンズ群を光軸に対して略垂直方向に移動させることで、光軸に対して略垂直方向に像を移動させて、手振れ等の撮像時の振動に伴う像ブレを補正することができる。
(2)数値実施例
次に、当該ズームレンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表10は、当該ズームレンズのレンズデータであり、表11(11−1)は非球面データであり、表11(11−2)及び表11(11−3)は各種データである。また、表12に条件式(1)〜条件式(3)の数値を示す。さらに、図14〜図16は、当該ズームレンズの広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の縦収差図である。
本件発明によれば、高い変倍比を有し、且つ、変倍域全域にわたって良好な光学性能を有する小型のズームレンズ及び撮像装置を提供することができる。
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
VC・・・防振群
S・・・絞り
CG・・・カバーガラス

Claims (7)

  1. 物体側から順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群と、負の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群と、正の屈折力の第4レンズ群と、負の屈折力の第5レンズ群と、正の屈折力の第6レンズ群から構成され、
    前記第1レンズ群が、物体側から順に配置された、1枚の負レンズおよび1枚の正レンズからなる接合レンズと、少なくとも1枚の正の単レンズとを備え、
    隣接するレンズ群同士の間隔が変化しながら、少なくとも前記第5レンズ群を移動させることで広角端から望遠端への変倍を行い、
    以下の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
    (3)0.15<F1/Ft<0.35
    (1) 4.0< β5T <6.0
    ただし、
    F1は、第1レンズ群の焦点距離であり、
    Ftは、望遠端における当該ズームレンズ全系の焦点距離であり、
    β5Tは、望遠端における前記第5レンズ群の横倍率である。
  2. 広角端から望遠端への変倍時に、前記第6レンズ群が光軸方向に固定される請求項1に記載のズームレンズ。
  3. 広角端から望遠端への変倍時に、前記第1レンズ群が光軸方向に固定され、前記第1レンズ群及び前記第2レンズ群の間隔が大きくなり、前記第2レンズ群及び前記第3レンズ群の間隔が小さくなるように、前記第2レンズ群を移動させる請求項1又は請求項2に記載のズームレンズ。
  4. 前記第5レンズ群が1枚の負レンズから構成され、以下の条件式を満足する請求項1から請求項のいずれか一項に記載のズームレンズ。
    (2) nd5>1.85
    ただし、
    nd5は、前記第5レンズ群を構成する負レンズのd線に対する屈折率である。
  5. 前記第4レンズ群を移動させることにより無限遠から近距離物体への合焦を行う請求項1から請求項のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  6. 前記第2レンズ群が光軸に対して略垂直方向に移動可能に構成されており、第2レンズ群を光軸に対して略垂直方向に移動させることで、光軸に対して略垂直方向に像を移動させる請求項1から請求項のいずれか一項に記載のズームレンズ。
  7. 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のズームレンズと、当該ズームレンズの像面側に設けられ、当該ズームレンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置。
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JP5040408B2 (ja) * 2007-04-11 2012-10-03 ソニー株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
US7864443B2 (en) * 2007-12-07 2011-01-04 Ricoh Company, Ltd. Zoom lens, imaging apparatus, and personal data assistant
JP2009192771A (ja) * 2008-02-14 2009-08-27 Sony Corp ズームレンズおよび撮像装置ならびにズームレンズの制御方法
JP5760965B2 (ja) * 2011-11-04 2015-08-12 株式会社ニコン 変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法
JP6143475B2 (ja) * 2013-01-30 2017-06-07 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6220555B2 (ja) * 2013-05-24 2017-10-25 株式会社タムロン ズームレンズ及び撮像装置

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