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JP6463250B2 - ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明はズームレンズ及びそれを有する撮像装置に関し、例えばビデオカメラ、電子スチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等のように撮像素子を用いた撮像装置、或いは銀塩フィルムを用いたカメラ等の撮像装置に好適なものである。
近年、撮像素子を用いた撮像装置に用いられる撮像光学系には、全系がコンパクト(小型)で高ズーム比(高変倍比)で、しかも高解像力のズームレンズであることが要望されている。特に近年、用いられている撮像素子は撮像範囲全体が略均一の解像力を有しているため、これを用いるズームレンズに対しては、画面中心から画面周辺まで解像力が略均一で、高い光学性能を有すること等が要求されている。
更に、ズームレンズに手ぶれ等の偶発的な振動が伝わったときに生ずる画像のぶれ(像ぶれ)を補償する機構(防振機構)を具備していること等が要望されている。これらの要求に応えるズームレンズとして、物体側に正の屈折力のレンズ群を配置したポジティブリード型のズームレンズが知られている。ポジティブリード型のズームレンズで偶発的に振動が伝わったときに生ずる画像のぶれ(像ぶれ)を一部のレンズ群(防振群)を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させて補償する防振機能を有したズームレンズが知られている(特許文献1、2)。
特許文献1では、物体側から像側へ順に、正、負、正、負、正の屈折力の第1レンズ群乃至第5レンズ群よりなる5群構成のズームレンズにおいて、第4レンズ群を1つのコンポーネントで構成し、像ぶれ補正を行ったズームレンズを開示している。
特許文献2では、物体側から像側へ順に、正、負、正、正、正又は負の屈折力の第1レンズ群乃至第5レンズ群よりなる5群構成のズームレンズにおいて、第5レンズ群を負の屈折力のレンズ群Lnと正の屈折力のレンズ群Lpから構成している。そして負の屈折力のレンズ群Lnで像ぶれ補正を行ったズームレンズを開示している。
ズームレンズを構成する一部の部分群を光軸に対して垂直な方向に偏心させて防振を行う方法は、部分群を偏心させたとき偏心収差が生じてくる。従来、光学系内の部分系が光軸に対して垂直な方向に偏心した場合の偏心収差の発生について、収差論的な立場から収差補正の方法が知られている(非特許文献1)。
特開2012−98592号公報 特開2013−3240号公報
松居、第23回応用物理学講演会(1962)
近年、撮像装置に用いるズームレンズには、高ズーム比で、かつレンズ系全体が小型であること、防振機能を有していること等が強く要望されている。像ぶれ補正用の防振群を光軸に対して垂直な方向に偏心させて防振を行う方法は、防振のために特別な光学系は要しないという利点がある。
像ぶれ補正のための防振群を光軸と垂直方向に移動させて補正する場合には、移動機構(防振機構)の小型化、及び省電力化を図るために防振群が小型軽量であることが求められている。更に、像ぶれ補正時の収差変動、特に色収差の変動が少なく、防振時にも良好なる光学性能が維持されることが求められている。
ズームレンズの一部のレンズ群を防振群とし、光軸に対して垂直方向に平行偏心させて像ぶれの補正を行うズームレンズにおいては、比較的容易に像ぶれを補正することができる。しかしながらズームレンズのレンズ構成及び防振のために移動させる防振群のレンズ構成が適切でないと、高ズーム比化を図ったとき色収差が増大し、特に防振時において偏心収差の発生量が多くなり、光学性能が大きく低下してくる。このため、高ズーム比で、かつ防振機能を有するズームレンズでは、全体のズーム構成や防振群のレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。
例えばズームレンズを構成するレンズ群の数、各レンズ群の屈折力の符号、ズーミングに際して移動するレンズ群の選択、防振群のレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。これらの構成を適切に設定しないと全系の小型化を図り、かつ高ズーム比を確保しつつ、防振時に高い光学性能を維持するのが大変困難になってくる。
本発明は、例えば、小型、高ズーム比、および像ぶれ補正中の高い光学性能の点で有利なズームレンズの提供を目的とする。
本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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、後群とから構成され、ズーミングのために隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、 前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の前側部分群と正の屈折力の後側部分群とから構成され、前記前側部分群は、像ぶれ補正のために、光軸に対して垂直な方向の成分を有する方向に移動し、かつ正レンズと負レンズを有し、
前記前側部分群の焦点距離をf51とし、前記前側部分群に含まれる正レンズG51Pの焦点距離をf51Pとし、前記正レンズG51Pの材料の屈折率およびアッベ数をそれぞれn51Pおよびν51Pとし、前記前側部分群に含まれる負レンズG51Nの材料の屈折率およびアッベ数をそれぞれn51Nおよびν51Nとして
0.3<|f51P×(n51P−1)/f51|<0.8
1.88<n51P
1.85<n51N
ν51P<30.0
ν51N<30.0
なる条件式を満足することを特徴としている。
この他、本発明のズームレンズは、物体側から像側へ順に配置された、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、又は負の屈折力の第5レンズ群と、正の屈折力の第6レンズ群とから構成され、ズーミングのために隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、 前記第5レンズ群レンズと負レンズとを有し、かつ像ぶれ補正のために、光軸に対して垂直方向の成分を有する方向に移動
前記第5レンズ群の焦点距離をf5とし、前記第5レンズ群に含まれる正レンズG5Pの焦点距離をf5Pとし、前記正レンズG5Pの材料の屈折率およびアッベ数をそれぞれn5Pおよびν5Pとし、前記第5レンズ群に含まれるレンズG5Nの材料の屈折率およびアッベ数をそれぞれn5Nおよびν5Nとして
0.3<|f5P×(n5P−1)/f5|<0.8
1.88<n5P
1.85<n5N
ν5P<30.0
ν5N<30.0
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、例えば、小型、高ズーム比、および像ぶれ補正中の高い光学性能の点で有利なズームレンズを提供することができる。
(A)、(B)、(C) 本発明の実施例1の広角端、ズーム中間(焦点距離40mm)、望遠端におけるレンズ断面図 (A)、(B)、(C) 本発明の実施例1の広角端、ズーム中間(焦点距離40mm)、望遠端における縦収差図 (A)、(B) 本発明の実施例1の望遠端における像ぶれ補正前と像ぶれ補正後の横収差図 (A)、(B)、(C) 本発明の実施例2の広角端、ズーム中間(焦点距離21mm)、望遠端におけるレンズ断面図 (A)、(B)、(C) 本発明の実施例2の広角端、ズーム中間(焦点距離21mm)、望遠端における縦収差図 (A)、(B) 本発明の実施例2の望遠端における像ぶれ補正前と像ぶれ補正後の横収差図 (A)、(B)、(C) 本発明の実施例3の広角端、ズーム中間(焦点距離70mm)、望遠端におけるレンズ断面図 (A)、(B)、(C) 本発明の実施例3の広角端、ズーム中間(焦点距離70mm)、望遠端における縦収差図 (A)、(B) 本発明の実施例3の望遠端における像ぶれ補正前と像ぶれ補正後の横収差図 (A)、(B)、(C) 本発明の実施例4の広角端、ズーム中間(焦点距離40mm)、望遠端におけるレンズ断面図 ((A)、(B)、(C) 本発明の実施例4の広角端、ズーム中間(焦点距離40mm)、望遠端における縦収差図 (A)、(B) 本発明の実施例4の望遠端における像ぶれ補正前と像ぶれ補正後の横収差図 本発明の撮像装置の概略図 光学材料のアッベ数νdと部分分数比θgFの関係を示す概略図 正の屈折力を持つ接合レンズの色収差補正を表わす概略図 負の屈折力を持つ接合レンズの色収差補正を表わす概略図
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、1つ以上のレンズ群を含む後群より構成される。そしてズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。後群は像ぶれ補正に際して光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動する防振群を有する。
図1(A)、(B)、(C)は、本発明の実施例1のズームレンズの広角端(短焦点距離端)、中間ズーム位置(焦点距離40mm)、望遠端(長焦点距離端)におけるレンズ断面図である。図2(A)、(B)、(C)は実施例1のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における縦収差図である。図3(A)、(B)は、本発明の実施例1の望遠端における像ぶれ補正と像ぶれ補正後の横収差図である。
像ぶれ補正後の横収差図は、後述する像ぶれ補正用の第51部分群U51を光軸に対して垂直な移動成分として±1.5mm駆動した補正状態での収差を示す。横収差図では周辺像高+7割、中心、周辺像高−7割を示す。これは以下の横収差図で同じである。ここでの周辺像高とは、最大像円を10割とした時の評価像高を比率で表わしているものであり、+と−の符号は画面中心に対して180度反対方向の像高であることを示している。これは以下、全て同じである。実施例1はズーム比4.74、Fナンバー4.00のズームレンズである。
図4(A)、(B)、(C)は本発明の実施例2のズームレンズの広角端、中間ズーム位置(焦点距離21mm)、望遠端におけるレンズ断面図である。図5(A)、(B)、(C)はそれぞれ実施例2のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における縦収差図である。図6(A)、(B)は、本発明の実施例2の望遠端における像ぶれ補正前と像ぶれ補正後の横収差図である。像ぶれ補正後の横収差図は後述する像ぶれ補正用の第51部分群U51を光軸に対して垂直な移動成分として±1.5mm分の補正状態での収差を示す。実施例2はズーム比2.50、Fナンバー2.80のズームレンズである。
図7(A)、(B)、(C)は、本発明の実施例3のズームレンズの広角端、中間ズーム位置(焦点距離70mm)、望遠端におけるレンズ断面図である。図8(A)、(B)、(C)はそれぞれ実施例3のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における縦収差図である。
図9(A)、(B)は、本発明の実施例3の望遠端における像ぶれ補正前と像ぶれ補正後の横収差図である。像ぶれ補正後の横収差図は、後述する像ぶれ補正用の第51部分群U51を光軸に対して垂直な移動成分として±1.5mm駆動した補正状態での収差を示す。実施例3はズーム比10.0、Fナンバー4.00〜8.00のズームレンズである。
図10(A)、(B)、(C)は、本発明の実施例4のズームレンズの広角端、中間ズーム位置(焦点距離40mm)、望遠端におけるレンズ断面図である。図11(A)、(B)、(C)はそれぞれ実施例4のズームレンズの広角端、中間ズーム位置、望遠端における縦収差図である。
図12(A)、(B)は、本発明の実施例4の望遠端における像ぶれ補正前と像ぶれ補正後の横収差図である。像ぶれ補正後の横収差図は、後述する像ぶれ補正用の第5レンズ群U5を光軸に対して垂直な移動成分として±1.5mm駆動した補正状態での収差を示す。実施例4はズーム比4.74、Fナンバー4.00のズームレンズである。
図13は本発明の撮像装置の概略図である。図14は光学材料のアッベ数νdと部分分数比θgFの関係を示す概略図である。図15は正の屈折力を持つ接合レンズの色収差補正を表わす概略図である。図16は負の屈折力を持つ接合レンズの色収差補正を表わす概略図である。
本発明のズームレンズは、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に用いられるものである。レンズ断面図において左方が前方(物体側、拡大側)で右方が後方(像側、縮小側)である。レンズ断面図において、iは物体側から像側への各レンズ群の順序を示し、Uiは第iレンズ群である。
ISは光軸に対して垂直方向(垂直な方向)の成分を持つように移動して、像位置(結像位置)を光軸方向へ変移させる像ぶれ補正用の防振群である。SPは開放Fナンバー(Fno)光束を決定(制限)する開口絞りの作用をするFナンバー決定部材(以下「開口絞り」ともいう。)であり、第3レンズ群U3の物体側に位置している。IPは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子(光電変換素子)の撮像面が置かれる。又、銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際にはフィルム面に相当する感光面が置かれている。
矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群の移動軌跡を示す。防振群ISに付した矢印は像ぶれ補正に際して光軸に対して移動する方向を示す。収差図はe線(波長546.1nm)を基準にしている。縦収差図のうち、球面収差におけるeはe線、gはg線(波長435.8nm)、CはC線(波長656.3nm)を示している。非点収差におけるΔMはe線のメリディオナル像面、ΔSはe線のサジタル像面を示している。倍率色収差はg線とC線によって表している。FnoはFナンバー、ωは撮影半画角(度)を表す。
縦収差図では、球面収差は0.5mm、非点収差は0.5mm、歪曲は5%、倍率色収差は0.05mmのスケールで描かれている。横収差図は0.05mmのスケールで描かれている。なお、以下の各実施例において広角端と望遠端は、変倍用の第2レンズ群が光軸上を機械的に移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置を指す。
本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、1つ以上のレンズ群を含む後群より構成されている。
そしてズーミングに際して少なくとも第2レンズ群と第4レンズ群が移動し、ズームレンズ全体として隣り合うレンズ群の間隔が変化する。後群は物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の前側部分群(第51部分群)と正の屈折力の後側部分群(第52部分群)より構成される。第51部分群は防振群であり、像ぶれ補正に際して、光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動し、第51部分群は1枚以上の正レンズと1枚以上の負レンズを有する。
第51部分群の焦点距離をf51、第51部分群に含まれる正レンズのうちの1つの正レンズG51Pの焦点距離をf51P、正レンズG51Pの材料の屈折率及びアッベ数を各々n51P、ν51Pとする。第51部分群に含まれる負レンズのうちの1つの負レンズG51Nの材料の屈折率とアッベ数を各々n51N、ν51Nとする。
このとき、
0.3<|f51P×(n51P−1)/f51|<0.8 ・・・(1X)
1.8<n51P ・・・(2X)
1.8<n51N ・・・(3X)
ν51P<30.0 ・・・(4X)
ν51N<30.0 ・・・(5X)
なる条件式を満足する。
条件式(2X)および(3X)は、それぞれ後述する条件式(2Xaa)および(3Xaa)の下限値を用いて、
1.88<n51P ・・・(2XX)
1.85<n51N ・・・(3XX)
とするのが良い。
そして好ましくは次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。
正レンズG51Pの材料の部分分散比をθ51P、負レンズG51Nの材料の部分分散比をθ51Nとする。第4レンズ群と第5レンズ群の広角端及び望遠端における群間隔を各々D4wX、D4tXとする。このとき次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。
2.5×10−3<(θ51P−θ51N)/(ν51N−ν51P)・・・(6X)
0.04<D4wX/D4tX<0.40 ・・・(7X)
この他、第51部分群は1枚の正レンズと1枚の負レンズからなること、または第51部分群は1枚の正レンズと2枚の負レンズからなるのが良い。また、第52部分群は1枚以上の正レンズと1枚以上の負レンズを有するのが良い。この他、本発明のズームレンズは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、1つ以上のレンズ群を含む後群より構成されている。
後群は物体側から像側へ順に配置された正又は負の屈折力の第5レンズ群と正の屈折力の第6レンズ群を有している。そしてズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。第5レンズ群は防振群であり像ぶれ補正に際して、光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動し、第5レンズ群は1枚以上の正レンズと1枚以上の負レンズを有する。
第5レンズ群の焦点距離をf5、第5レンズ群に含まれる正レンズのうちの1つの正レンズG5Pの焦点距離をf5P、正レンズG5Pの材料の屈折率及びアッベ数を各々n5P、ν5Pとする。第5レンズ群に含まれる負レンズのうちの1つの負レンズG5Nの材料の屈折率とアッベ数を各々n5N、ν5Nとする。
このとき、
0.3<|f5P×(n5P−1)/f5|<0.8 ・・・(1Y)
1.8<n5P ・・・(2Y)
1.8<n5N ・・・(3Y)
ν5P<30.0 ・・・(4Y)
ν5N<30.0 ・・・(5Y)
なる条件式を満足する。
条件式(2Y)および(3Y)は、それぞれ後述する条件式(2Yaa)および(3Yaa)の下限値を用いて、
1.88<n5P ・・・(2YY)
1.85<n5N ・・・(3YY)
とするのが良い。
そして好ましくは次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。
正レンズG5Pの材料の部分分散比をθ5P、負レンズG5Nの材料の部分分散比をθ5Nとする。第4レンズ群と第5レンズ群の広角端及び望遠端における群間隔を各々D4wY、D4tYとする。
2.5×10−3<(θ5P−θ5n)/(ν5n−ν5P) ・・・(6Y)
0.04<D4wY/D4tY<0.40 ・・・(7Y)
この他、第5レンズ群は1枚の正レンズと1枚の負レンズからなることを特徴としている。また、第6レンズ群は1枚以上の正レンズと1枚以上の負レンズを有するのが良い。ここで条件式(1X)乃至(7X)は本発明のズームレンズが実施例1乃至3に示すように全体として5つのレンズ群よりなり、第5レンズ群U5の一部の負の屈折力の第51部分群U51(防振群IS)で像ぶれ補正を行うときのものである。
一方、条件式(1Y)乃至(7Y)は本発明のズームレンズが実施例4に示すように、全体として6つのレンズ群よりなり、負の屈折力の第5レンズ群U5(防振群IS)で像ぶれ補正を行うときのものである。ここで技術的内容に関して条件式(1X)乃至(7X)は各々条件式(1Y)乃至(7Y)に対応している。
このため、以下、
条件式(1X)と条件式(1Y)を条件式(1)と、
条件式(2X)と条件式(2Y)を条件式(2)と、
条件式(3X)と条件式(3Y)を条件式(3)と、
条件式(4X)と条件式(4Y)を条件式(4)と、
条件式(5X)と条件式(5Y)を条件式(5)と称する。
更に、
条件式(6X)と条件式(6Y)を条件式(6)と、
条件式(7X)と条件式(7Y)を条件式(7)と称する。
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式(1)乃至(5)は、防振群ISに含まれる正レンズと負レンズの屈折力及び材料の特性を規定するものである。本発明のズームレンズにおける防振群ISは、正レンズと負レンズの接合レンズを有しており、駆動負荷軽減の為に小型軽量化を図りつつ、防振時に発生する偏芯色収差を良好に補正している。防振群ISの物体側に配置される第4レンズ群は正の屈折力を有するため、防振群ISへの入射光束角αpは収斂となる。
防振群ISは全体として負の屈折力を有するため、防振群ISに含まれる凹面の曲率が必然的に強くなり、その凹面に高い偏芯収差敏感度を持つ傾向にある。防振時の偏芯収差の発生を抑制するためには上記凹面で発生する偏芯収差を打ち消すレンズ面が防振群IS内に必要となる。各実施例では正レンズと負レンズの接合レンズ面又は負レンズの凹面がそれに該当する。
ところで、防振群ISに含まれる正レンズは非偏芯時に広角端において倍率色収差の2次スペクトルを低減させるという収差補正上の役目もあり、高屈折率・高分散・高部分分散比を有する材料を選択することが好ましい。この時、正レンズと負レンズの接合レンズ面に適切な曲率を持たせて倍率色収差の補正と偏芯収差の補正を行うには、負レンズの材料を高屈折率・高分散としながら低部分分散比を有する材料を選択することが必要である。
ここで、各実施例で用いている光学素子(レンズ)の材料の部分分散比θgFとアッベ数νdは次のとおりである。フラウンフォーファ線のg線(435.8nm)、F線(486.1nm)、d線(587.6nm)、C線(656.3nm)に対する屈折率をそれぞれNg、NF、Nd、NCとする。このとき、アッベ数νd、g線とF線に関する部分分散比θgFは次のとおりである。
νd=(Nd−1)/(NF−NC) ・・・(p)
θgF=(Ng−NF)/(NF−NC) ・・・(q)
各実施例では、防振群に条件式(2)乃至(5)を満足するような材料を採用して、色収差補正を効果的に行っている。図14は現存する光学材料のアッベ数νdと部分分数比θgFとの関係を示しているが、概ねアッベ数νdに対し部分分散比θgFが狭い範囲に分布している。屈折力φ1、φ2、アッベ数ν1、ν2の2枚のレンズG1、G2で構成される薄肉密着系の色収差補正条件は、
φ1/ν1+φ2/ν2=E ・・・(r)
であらわされる。ここで、合成の屈折力φは、
φ=φ1+φ2 ・・・(s)
である。3枚以上で構成される場合も同様に考えることができる。
(r)式において、E=0とすると色収差においてC線とF線の光の結像位置が合致する。特に高倍率のズームレンズでは、ズーミングに伴う色収差の変動を抑制するために、各レンズ群の色収差、すなわちEをゼロ近傍となるように補正する。
ここで、本発明で想定するズームレンズの第1レンズ群U1は正の屈折力のレンズ群である。図15に示すように、正の屈折力のレンズ群LPでの色収差の補正では、正の屈折力のレンズG1としてアッベ数ν1の大きな材料、負の屈折力のレンズG2としてアッベ数ν2の小さな材料を用いることで、色収差を小さくすることが達成される。
したがって図15より正レンズG1は部分分散比θ1が小さく、負レンズG2は部分分散比θ2が大きくなって、F線とC線で色収差を補正するとg線の結像点が像面側にずれる。物体距離を無限遠として光束を入射した場合の上記ずれ量を2次スペクトル量Δとして定義すると、
Δ=−(1/φ)・(θ1−θ2)/(ν1−ν2) ・・・(t)
であらわされる。
一般的に、アッベ数νdが小さい材料ほど部分分散比θgFが大きくなる傾向があるため、θ1<θ2となりやすい。このとき条件式(t)より、g線の結像位置は、軸上では像面側にずれ、軸外では像高の高い方向にずれる傾向がある。この2次スペクトルを低減するためには(t)式の分子(θ1−θ2)を小さくし、分母(ν1−ν2)を大きくすれば良い。
特に広画角のズームレンズで色収差の補正で重要なのは、絞り位置から離れたレンズ群で増大する倍率色収差である。本発明で想定するズームレンズの防振群ISは負の屈折力を有する。
本発明で想定するズームレンズにおいて特に軸外光束が光軸から離れた光路を通る正の屈折力の第1レンズ群で発生し、続く変倍系LVで補正しきれなかった色収差については、防振群ISを利用して色収差を補正することが有効である。図15のように残存した色収差を補正するには、図16に示すように負の屈折力のレンズ群LNでの色収差の補正として、F線とC線で色収差を補正した場合のg線の結像点を物体側にずらすような色収差の補正バランスが適する。したがって図16より負レンズG1は部分分散比θ1が小さく、正レンズG2は部分分散比θ2が大きくなる組合せを採用することになる。
以上の理由から、防振群としての小型軽量化を図りながら防振補正前後に高い光学性能を達成するために、条件式(1)のような防振群IS全体と防振群ISに含まれる正レンズの屈折力の関係が必要となる。その関係性を実現するには条件式(2)乃至(5)のような材料の選択が必要となる。
もし、条件式(1)の上限値を超えて正レンズの屈折力が弱すぎると、防振の際に防振群ISより偏芯色収差が多く発生し、この補正が困難となる。また、これを他のレンズ群で補正するのも困難となる。また、条件式(1)の下限値を超えて正レンズの屈折力が強くなりすぎると、防振群ISを構成する負レンズのレンズ面の曲率が強くなりすぎ、防振前と防振後の収差補正が困難となる。
条件式(2)の下限を超えて正レンズの材料の屈折率が低すぎると、現存する材料では高分散且つ高部分分散比の材料を選択することが困難となり、広角端の倍率色収差の2次スペクトルを良好に補正することが困難になる。また、レンズが肉厚となり防振群の小型軽量化が困難となる。
条件式(3)の下限を超えて負レンズの材料の屈折率が低すぎると、防振に必要な像ブレ敏感度を確保するためにレンズ面の曲率が強くなりすぎ、防振時に発生する偏芯収差の抑制が困難となる。また、レンズが肉厚となり防振群の小型軽量化が困難となる。条件式(4)の上限を超えて正レンズの材料のアッベ数が大きくなると、現存する材料では高分散且つ高部分分散比の材料を選択することが困難となり、広角端の倍率色収差の2次スペクトルを良好に補正することが困難になる。
条件式(5)の上限を超えて負レンズの材料のアッベ数が大きくなると、防振群ISの正レンズと負レンズの接合面若しくは向かい合う面の曲率が適切に確保できなくなるため、偏芯収差発生の抑制が困難となる。更に好ましくは、条件式(1X)乃至(5X)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.35<|f51P×(n51P−1)/f51|<0.75 ・・・(1Xa)
1.83<n51P<2.70 ・・・(2Xa)
1.83<n51N<2.70 ・・・(3Xa)
10.0<ν51P<26.0 ・・・(4Xa)
15.0<ν51N<29.3 ・・・(5Xa)
また、更に好ましくは、条件式(1Xa)乃至(5Xa)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.4<|f51P×(n51P−1)/f51|<0.7 ・・・(1Xaa)
1.88<n51P<2.70 ・・・(2Xaa)
1.85<n51N<2.70 ・・・(3Xaa)
14.0<ν51P<25.0 ・・・(4Xaa)
20.0<ν51N<28.5 ・・・(5Xaa)
また、条件式(1Y)乃至(5Y)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.35<|f5P×(n5P−1)/f5|<0.75 ・・・(1Ya)
1.83<n5P<2.40 ・・・(2Ya)
1.83<n5N<2.40 ・・・(3Ya)
10.0<ν5P<26.0 ・・・(4Ya)
15.0<ν5N<29.3 ・・・(5Ya)
また、更に好ましくは、条件式(1Ya)乃至(5Ya)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.4<|f5P×(n5P−1)/f5|<0.7 ・・・(1Yaa)
1.88<n5P<2.40 ・・・(2Yaa)
1.85<n5N<2.40 ・・・(3Yaa)
14.0<ν5P<25.0 ・・・(4Yaa)
20.0<ν5N<28.5 ・・・(5Yaa)
尚、上述の条件式(1Xa)〜(4Xa)、(1Xaa)〜(4Xaa)、(1Ya)〜(4Ya)、(1Yaa)〜(4Yaa)のうちの1つ以上について、上限値或いは下限値のみを元の条件式の対応する値と置き換えるだけであっても構わない。条件式(6)の下限を超えて防振群ISとしての色収差の補正能力が不足すると、防振前後の倍率色収差の補正及び偏芯色収差の補正を良好に両立することが困難となる。
更に好ましくは、条件式(6X)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
4.0×10−3<(θ51P−θ51N)/(ν51N−ν51P)<9.0×10−3
・・・(6Xa)
また、更に好ましくは、条件式(6Xa)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
5.0×10−3<(θ51P−θ51N)/(ν51N−ν51P)<7.0×10−3
・・・(6Xaa)
条件式(6Y)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
4.0×10−3<(θ5P−θ5N)/(ν5N−ν5P)<9.0×10−3
・・・(6Ya)
また、更に好ましくは、条件式(6Ya)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
5.0×10−3<(θ5P−θ5N)/(ν5N−ν5P)<7.0×10−3
・・・(6Yaa)
本発明のズームレンズでは開口絞りSPより像側には、ズーミングに際して移動する正の屈折力のレンズ群が可動レンズ群として配置されている。広角端から望遠端へのズーミングに際して像側から物体側へ可動レンズ群が移動することでズーム比を稼いで、全系が小型軽量でありながら高ズーム比を得ている。
各実施例では第2レンズ群U2と第4レンズ群U4は可動レンズ群で望遠端において開口絞りSP付近に集まる構成となっている。開口絞りSP付近は軸上光束径が大きくなる位置であるため、広角端から望遠端において軸上色収差の変動を第2レンズ群L2と第4レンズ群L4で補正している。第4レンズ群U4は、前述の(t)式に基づいて、正レンズに低分散、負レンズに高分散の材料を採用し、正の屈折力を有する接合レンズとして構成する。
このような構造を採用することで、高ズーム比化と高い光学性能を得ている。また、開口絞りSPから像面側に配置した第3レンズ群U3と第4レンズ群U4は広角端と望遠端で光軸上の位置が像側から物体側へと大きく変化する。このため、防振群ISを前述の如く構成して色収差を良好に補正している。
条件式(7)の下限や上限を超えて第4レンズ群U4の移動量が少なすぎたり、又は多すぎたりすると、開口絞りSPの前後における変倍系LVの駆動ストロークに長短の偏りが生じ、各レンズ群のレンズ径や重量バランスなどの最適化が困難になる。
更に好ましくは、条件式(7X)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.05<D4wX/D4tX<0.35 ・・・(7Xa)
また、更に好ましくは、条件式(7Xa)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.06<D4wX/D4tX<0.30 ・・・(7Xaa)
また条件式(7Y)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.05<D4wY/D4tY<0.35 ・・・(7Ya)
また、更に好ましくは、条件式(7Ya)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.06<D4wY/D4tY<0.30 ・・・(7Yaa)
本発明のズームレンズは、防振群ISを1枚の正レンズと1枚の負レンズより構成するのが良い。又は1枚の正レンズと2枚の負レンズから構成することが好ましい。
後述する(c)〜(l)式で示すような防振駆動による偏芯収差の発生を良好に抑制するために、防振群ISを正レンズと負レンズを接合した接合レンズを有するように構成するのが好ましい。接合レンズ面による偏芯収差敏感度の適切な制御を行いつつ、全系の小型軽量な防振群が容易に得られる。尚、防振群ISは必ずしも接合レンズである必要は無く、正レンズと負レンズが其々鏡筒に組み込まれた形態でもよい。接合レンズとした場合は、収差敏感度の低減や機構の簡素化などの利点がある。また、後群LRと前述の如く構成することで、バックフォーカスを長く確保できる。
テレビカメラや写真用カメラなどでは、レンズと撮像面の間に光学フィルタや色分解系プリズムなどの光学系を挿入するのが容易となる。また、防振群ISの像側に正の屈折力の部分群(又はレンズ群)を設けることによって、防振のための軸ずれ敏感度を適切に設定することが容易となる。
次に、本発明のズームレンズにおいて、光学系内の部分群が光軸に対して垂直な方向に偏心した場合の偏心収差の発生について、収差論的な立場より、非特許文献1により示された方法に基づいて説明する。
撮影レンズの一部のレンズ群(偏心レンズ群)pをEだけ平行偏心させたときの全系の収差量Δ‘Yは(a)式に示すように偏心前の収差量ΔYと偏心によって発生した偏心収差量ΔY(E)との和になる。ここで偏心収差ΔY(E)は(b)式に示すように1次の偏心コマ収差(IIE)、1次の偏心非点収差(IIIE)、1次の偏心像面湾曲(PE)、1次の偏心歪曲収差(VE1)、1次の偏心歪曲付加収差(VE2)、1次の原点移動ΔEで表される。
ここで、全系の焦点距離を1に規格化したとき近軸光線の偏心レンズ群への軸上マージナル光線の入射角と出射角を各々αp、αp’とし、瞳中心を通る主光線の入射角を
とする。すると(c)式から(h)式の(IIE)〜(ΔE)までの収差は偏心レンズ群の収差係数Ip、IIp、IIIp、Pp、Vp及び、偏心レンズ群より像側のレンズ系の収差係数Iq、IIq、IIIq、Pq、Vqを用いて表される。同様に、レンズ群pをEだけ平行偏心させたときの全系の色収差量ΔcYaは、(i)式に示すように平行偏心させる前の収差ΔcYと、偏心によって発生した収差ΔcY(E)の和になる。
ここで平行偏心させる前の収差ΔcY、及び偏心収差ΔcY(E)は、軸上色収差L、倍率色収差T、1次の偏心色収差Teを用いてそれぞれ(j)式、(k)式のように表すことができる。また、(l)式の1次の偏心色収差係数(TE)はレンズ群pの色収差係数Lp、Tpと、平行偏心させるレンズ群より像面側に配置されるレンズ群全体の色収差係数をLq、Tqを用いて表すことができる。
このうち、偏心による像の変位を表すのが1次の原点移動(ΔE)であり、結像性能に影響するのは(IIE)、(IIIE)、(PE)、(TE)である。偏心収差の発生を小さくするためには、第1に(b)式に示すようにレンズ群pの偏心量Eを小さくすることが必要である。
第2に(c)式〜(g)式に示すレンズ群pの偏心収差係数を微小とするためにレンズ群pの諸収差係数Ip,IIp,IIIp,Pp,Vpを小さな値とするか、もしくは諸収差係数を互いにうち消し合うようにバランスよく設定することが必要となってくる。特に上記の(c)式〜(g)式に示される偏心収差係数が小さな値となるように、平行偏心させるレンズ群pや、その像面側レンズ群qに関する近軸量や収差係数をそれぞれ適切に設定することが必要となる。
すなわち、防振(像ぶれ補正)により生じてしまう中心画像の画質劣化を抑制するため、主として(c)式に示される1次の偏心コマ収差を良好に補正する必要がある。また同時に防振により生じてしまう周辺画像の画質劣化を良好に補正するため、主として(d)式に示される1次の偏心像面湾曲を良好に補正することが必要となる。もちろんこの他の諸収差もそれぞれ良好に補正することも当然のことながら必要である。
第3に、(l)式に示される偏心色収差係数(TE)を微小とするために、レンズ群pとその像面側に配置されるレンズ群全体qの色収差係数をそれぞれ適切に設定する必要がある。本発明の防振機能(像ぶれ補正機能)を有したズームレンズは上記第1〜3の各項目を考慮して構成している。
次に、光学系内の部分系が光軸に沿った方向にずれたときに生じるピント変化について説明する。撮影レンズの一部のレンズ群pが光軸方向に所定量δだけずれた場合のピント移動量ΔSK(σ)は、レンズ群pの横倍率をβp、レンズ群qの横倍率をβqとしたときに、
で表される。つまり、レンズ群pの横倍率βpの絶対値を1に近づけるほどΔSK(σ)が小さくなり、レンズ群pの光軸方向のずれに対するピント変化を小さくできることになる。ここで、レンズ群pの横倍率βはレンズ群pよりも物体側のレンズ群からの入射換算傾角と光線入射高hpおよびレンズ群pの屈折力φpにより
で表される。そのため、移動量ΔSK(σ)を適切に制御するためには、像ぶれ補正用の部分群(防振群)の屈折力に応じて防振群より物体側のレンズ群のパワー配置を制御することが必要となる。本発明の防振機能を有したズームレンズは以上の点も考慮して構成している。ここで、(m)式からΔSK(σ)にはレンズ群qの横倍率も寄与することがわかる。レンズ群qへの入射換算傾角αqは、αp’に等しく、本発明のズームレンズにおいてレンズ群qは最も像側に配置されるレンズ群である。
そのため、横倍率βpが決定されると、同時に横倍率βqも決定されるため、防振群への入射換算傾角αpの制御が重要となる。また、像面上で所定の画像ブレ補正量ΔYを得るために必要な防振群の偏心量EISは、(b)式から、R=0、ω=0、αk´=1として以下の式で表される。
一次の原点移動(ΔE)は(h)式で表されることから、必要な画像ブレ補正量ΔYを得るための偏心量EISは防振群に対する軸上マージナル光線の入射換算傾角αpと出射換算傾角α´pで規定される。尚、本明細書中に記載の敏感度とは、レンズ厚や曲率半径、レンズの偏心量などが微小量δだけ変動させたときに、着目する要素がΔ(σ)だけ変動する場合、Δ(σ)/σのことを指す。
次に各実施例のズームレンズのレンズ構成について説明する。図1の実施例1のレンズ断面図においてU1は正の屈折力の第1レンズ群であり、ズーミングに際して不動である。第1レンズ群U1は、その一部又は全部を移動することで合焦(フォーカス)を行う。U2は負の屈折力の第2レンズ群であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して光軸上を物体側から像側へ移動している。U3は正の屈折力の第3レンズ群であり、ズーミングに際して光軸上を移動している。U4は正の屈折力の第4レンズ群であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して像側から物体側へ移動している。
第2レンズ群U2と第3レンズ群U3と第4レンズ群U4で変倍系LVを構成している。SPは絞り(開口絞り)であり、変倍系LV内に配置されている。LRは後群であり、負の屈折力の第5レンズ群U5より構成されている。第5レンズ群U5はズーミングに際して不動である。第5レンズ群U5は物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第51部分群と正の屈折力の第52部分群より構成される。ISは像ぶれ補正用の防振群を示し、実施例1では第51部分群U51に該当する。ズーミングに際して第51部分群と第52部分群との間隔は一定である。
実施例1において第51部分群U51は、1枚の正レンズ(G51P)と1枚の負レンズ(G51N)を接合した接合レンズにより構成されている。第52部分群U52は物体側から像側へ順に配置された1枚の正レンズ、1枚の正レンズと1枚の負レンズを接合した接合レンズにより構成されている。実施例1において、条件式(1X)乃至(7X)の値を表1に示す。
表2には、第51部分群U51と第52部分群U52に関する近軸追跡値と各収差係数および第51部分群U51の偏心収差係数を示した。表2から、第51部分群U51と第52部分群U52の近軸量と収差係数を制御することで、良好に第51部分群U51の偏心収差係数が抑えられていることがわかる。このように、本発明では防振群の近軸量と、防振群と、その像側のレンズ群の各収差係数の分担値を適切に設定することにより、防振群の各偏心収差係数を微小としている。
以上のように、本実施例では全系の屈折力配置及びズーミングに際しての移動レンズ群の配置と第5レンズ群における防振群の配置を適切に設定することで全ズーム範囲で防振時も含め高い光学性能を得ている。実施例1の防振群(第51部分群U51)の有効径は、防振により1mm光軸が移動するときの防振群の偏心量を、防振を行わない場合の有効径に防振群のシフト量を足し合わせた値としている。
実施例1の防振群への入射換算傾角と射出換算傾角は、αIS=0.053、αIS’=0.020であるため、光軸に対し垂直な方向に1mm偏心させることで0.69mmだけ画像を変位させることができる。よって、防振により1mm光軸が移動するときの防振群の偏心量は1.45mmと求まる。そのため、実施例1の有効径は、本来の有効径に2.9mmを加えた値に決定されている。以下の各実施例に関しても同様な考え方で防振群の有効径が決定されている。
図4の実施例2のレンズ断面図において、U1は正の屈折力の第1レンズ群であり、ズーミングに際して不動である。第1レンズ群U1は、その一部又は全部を移動することで合焦を行う。U2は負の屈折力の第2レンズ群であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して光軸上を像面側へ移動している。U3は正の屈折力の第3レンズ群であり、ズーミングに際して不動である。U4は正の屈折力の第4レンズ群であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して像側から物体側へ移動している。第2レンズ群U2と第4レンズ群U4で変倍系LVを構成している。
SPは絞り(開口絞り)であり、変倍系LV内に配置されている。LRは後群であり、正の屈折力の第5レンズ群より構成されている。第5レンズ群U5はズーミングに際して不動である。ISは像ぶれ補正用の防振群を示し、実施例2では第51部分群に該当する。第51部分群U51は光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して、結像位置を光軸に対して垂直方向へ移動させる作用を持つ。
実施例2において防振群である第51部分群U51は、物体側より像側へ順に配置された、1枚の負レンズ(G51N)と1枚の正レンズ(G51P)を接合した接合レンズにより構成されている。第52部分群U52は物体側から像側へ順に配置された1枚の正レンズ、1枚の正レンズと1枚の負レンズを接合した接合レンズにより構成されている。
実施例2において、各条件式の値は表1に示した値であり、条件式(1X)乃至(6X)を満足していることがわかる。また表2には実施例2の防振群である第51部分群U51の偏芯収差係数を示してあり、良好に抑えられている事がわかる。実施例2のズームレンズでは、防振により1mm光軸が移動するときの防振群の偏心量は1.43mmであり、防振群の有効径は本来の有効径に2.86mmを加えた値に決定されている。
図7の実施例3のズームレンズにおいて、レンズ群の数、各レンズ群の屈折力の符号、ズーミングに際しての各レンズ群の移動条件、第5レンズ群U5のレンズ構成、像ぶれ補正として開口絞りSPの位置、合焦等に関しては実施例1と同じである。
実施例3において防振群である第51部分群U51は、物体側より像側へ順に配置された、1枚の負レンズ(G51N)、1枚の負レンズと1枚の正レンズ(G51P)を接合した接合レンズにより構成されている。第52部分群U52は物体側から像側へ順に配置された1枚の正レンズ、1枚の正レンズと1枚の負レンズを接合した接合レンズにより構成されている。
実施例3において、各条件式の値は表1に示した値であり、条件式(1X)乃至(7X)を満足していることがわかる。また表2には実施例3の防振群である第51部分群U51の偏芯収差係数を示してあり、良好に抑えられている事がわかる。実施例3のズームレンズでは、防振により1mm光軸が移動するときの防振群の偏心量は1.27mmであり、防振群の有効径は本来の有効径に2.54mmを加えた値に決定されている。
図10の実施例4のレンズ断面図において、U1は正の屈折力の第1レンズ群であり、ズーミングに際して不動である。U2は負の屈折力の第2レンズ群であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して光軸上を像面側へ移動している。U3は正の屈折力の第3レンズ群であり、ズーミングに際して不動である。U4は正の屈折力の第4レンズ群であり、広角端から望遠端へのズーミングに際して光軸上を像側から物体側へ移動している。
LRは後群であり、物体側から像側へ順に配置された負の屈折力の第5レンズ群U5と正の屈折力の第6レンズ群U6より構成されている。第5レンズ群U5はズーミングに際して不動である。第6レンズ群U6はズーミングに際して移動する。第2レンズ群U2と第4レンズ群U4と第6レンズ群U6で変倍系LVを構成している。SPは絞り(開口絞り)であり、変倍系LV内に配置されている。ISは像ぶれ補正用の防振群を示し、実施例4では第5レンズ群U5に該当する。第5レンズ群U5は光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動して、結像位置を光軸に対して垂直方向へ移動させる作用を持つ。
実施例4において防振群である第5レンズ群U5は、物体側より像側へ順に配置された、1枚の正レンズ(G5P)と、1枚の負レンズ(G5N)を接合した接合レンズにより構成されている。第6レンズ群U6は物体側から像側へ順に配置された1枚の正レンズ、1枚の正レンズと1枚の負レンズを接合した接合レンズより構成されている。
実施例4において、各条件式の値は表1に示した値であり、条件式(1Y)乃至(7Y)を満足していることがわかる。また表2には実施例4の防振群である第5レンズ群U5の偏芯収差係数を示してあり、良好に抑えられている事がわかる。実施例4のズームレンズでは、防振により1mm光軸が移動するときの防振群の偏心量は1.82mmであり、防振群の有効径は本来の有効径に3.64mmを加えた値に決定されている。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更しても良い。
図13は実施例1乃至4のズームレンズを撮像光学系として用いた撮像装置の概略図である。図13において101は実施例1乃至4のいずれかのズームレンズである。201はカメラである。ズームレンズ101はカメラ201に対して着脱可能となっている。301はカメラ201にズームレンズ101を装着することで構成される撮像装置である。ズームレンズ101は第1レンズ群U1、変倍系LV、リレーレンズ群LRを有している。
第1レンズ群U1には合焦用レンズ群が含まれている。変倍系LVには変倍のために光軸上を移動するバリエーター群と、変倍に伴う像面変動を補正するために光軸上を移動するコンペンセータ群を含む。リレーレンズ群Rには、ズームレンズ全系の焦点距離を変位させる、光路中より挿抜可能なレンズユニット(エクステンダー)を含むことも可能である。
SPは開口絞りである。102〜104は各々第1レンズ群U1や変倍系LV、またはリレーレンズ群LRに含まれるレンズ群を光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。ここで、105〜108は駆動機構102〜104および開口絞りSPを電動駆動するモータ(駆動手段)である。
109〜112は、第1レンズ群U1や変倍系LV、リレーレンズ群LRに含むレンズ群の光軸上の位置や、開口絞りSPの絞り径等を検出するためのエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。カメラ201において、202は光学フィルタや色分解光学系に相当するガラスブロック、203はズームレンズ101によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。また、204、113はカメラ201及びズームレンズ101の各種の駆動を制御するCPUである。
次に本発明の実施例1乃至4に対応する数値データ1乃至4を示す。数値データにおいてiは物体からの面の順番を示す。riは物体側より順に第i番目の面の曲率半径、diは物体側より順に第i番目と第i+1番目間のレンズ厚及び空気間隔、ndiとνdiは各々物体側より順に第i番目の光学部材の材質の屈折率とアッベ数である。非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH軸、光の進行方向を正としRを近軸曲率半径、Kを円錐定数、A4,A6,A8を各々非球面係数としたとき、
なる式で表している。*は非球面形状を有する面を意味している。「e−x」は10−xを意味している。BFはバックフォーカスであり、最終レンズ面から像面までの空気変換長で表している。レンズ全長は第1レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスBFを加えた値である。各数値データのレンズデータに基づく、各条件式の計算結果を表1に示す。表2に偏心収差に関する入射角、収差係数の値を示す。
(数値データ1)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 167.417 2.70 1.77250 49.6 53.29
2 30.689 14.67 43.52
3 -58.109 1.98 1.77250 49.6 42.74
4 436.721 1.94 43.30
5 78.838 3.05 1.89286 20.4 44.36
6 128.463 2.03 44.08
7 122.116 7.74 1.62041 60.3 44.10
8 -68.602 0.20 43.82
9 100.918 1.89 1.85478 24.8 39.70
10 38.446 6.48 1.49700 81.5 38.30
11 686.721 3.07 38.64
12 100.119 5.04 1.59522 67.7 40.28
13 -140.904 0.18 40.36
14 58.236 4.23 1.76385 48.5 39.90
15 281.093 (可変) 39.39
16* 130.558 1.26 1.88300 40.8 24.42
17 26.342 3.54 22.35
18 -147.816 1.08 1.59522 67.7 22.43
19 27.615 3.94 1.85478 24.8 23.00
20 -4109.683 3.05 22.98
21 -39.620 1.08 1.76385 48.5 22.94
22 15916.473 (可変) 23.63
23(絞り) ∞ (可変) 24.54
24 45.339 4.69 1.59522 67.7 25.92
25* 407.328 (可変) 26.04
26 -3119.321 4.16 1.49700 81.5 26.29
27 -44.183 0.18 26.51
28 32.200 1.49 2.00100 29.1 25.74
29 24.075 3.91 1.49700 81.5 24.63
30 69.541 (可変) 24.20
31 193.866 3.18 1.95906 17.5 24.58
32 -54.994 1.49 2.00069 25.5 24.53
33 61.319 3.83 24.43
34 136.970 5.02 1.48749 70.2 25.63
35 -47.845 0.18 26.11
36 39.702 8.19 1.49700 81.5 26.12
37 -34.863 1.68 1.95375 32.3 25.29
38 215.576 40.94 25.36
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 2.07301e+001 A 4= 5.35620e-007 A 6= 5.62395e-012 A 8=-6.76339e-013

第16面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.51816e-007 A 6=-2.39976e-009 A 8= 9.88154e-014

第25面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.01207e-006 A 6=-1.08926e-009 A 8= 4.32060e-012

各種データ
ズーム比 4.74
広角 中間 望遠
焦点距離 19.00 40.00 90.00
Fナンバー 4.00 4.00 4.00
半画角(度) 39.30 21.24 9.80
レンズ全長 220.09 220.10 220.09
BF 40.94 40.93 40.94

d15 0.95 20.15 29.61
d22 30.73 11.55 2.08
d23 8.40 11.05 1.23
d25 24.63 12.82 2.01
d30 7.29 16.44 37.07

入射瞳位置 32.11 44.78 51.89
射出瞳位置 -94.45 -75.33 -57.16
前側主点位置 48.44 71.02 59.33
後側主点位置 21.94 0.93 -49.06

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 45.00 55.19 41.56 31.17
2 16 -22.80 13.95 4.26 -5.54
3 24 85.00 4.69 -0.37 -3.29
4 26 65.00 9.74 0.24 -5.86
5 31 -83.63 4.67 3.34 0.94
6 34 89.57 15.07 -6.90 -15.19

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -48.83
2 3 -65.96
3 5 219.58
4 7 71.64
5 9 -73.00
6 10 81.43
7 12 98.76
8 14 94.91
9 16 -37.37
10 18 -38.86
11 19 31.80
12 21 -51.49
13 24 85.00
14 26 89.87
15 28 -104.14
16 29 71.82
17 31 44.36
18 32 -28.52
19 34 73.14
20 36 38.65
21 37 -31.13
(数値データ2)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 60.404 2.35 1.77250 49.6 67.74
2 26.743 15.99 50.93
3 82.959 1.90 1.69680 55.5 49.45
4 29.961 10.06 42.63
5 7811.430 1.90 1.69680 55.5 42.18
6 53.459 3.60 40.84
7 50.362 6.94 1.85478 24.8 41.63
8 499.097 1.20 40.78
9 150.134 4.26 1.58913 61.1 40.06
10 -285.305 9.32 39.48
11 106.523 1.50 1.85478 24.8 35.11
12 29.885 7.06 1.49700 81.5 33.33
13 -182.112 0.20 33.18
14 60.724 5.61 1.72916 54.7 32.35
15 -69.016 (可変) 31.76
16 -84.618 1.00 1.88300 40.8 20.42
17 28.673 3.73 18.56
18 -53.224 1.00 1.49700 81.5 18.98
19 28.683 4.36 1.85478 24.8 20.44
20 216.782 (可変) 20.85
21(絞り) ∞ 4.41 22.04
22 33.475 6.26 1.58313 59.4 24.58
23* -385.853 1.50 24.32
24 -45.833 2.25 1.58913 61.1 24.33
25 -45.724 (可変) 24.67
26 43.821 1.15 2.00100 29.1 24.13
27 24.993 6.04 1.48749 70.2 23.36
28 -51.553 (可変) 23.21
29 235.222 1.15 1.85478 24.8 24.35
30 22.200 3.60 1.95906 17.5 24.51
31 41.210 4.42 24.47
32 84.793 3.08 1.43875 94.9 23.60
33 -370.419 0.20 24.15
34 73.094 7.43 1.43875 94.9 24.66
35 -25.133 1.30 1.95375 32.3 25.07
36 -40.000 40.61 26.04
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 1.42741e+000 A 4= 1.02013e-006 A 6=-1.81890e-010 A 8= 1.43872e-013

第23面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.57264e-006 A 6=-2.03383e-009 A 8= 8.59041e-012

各種データ
ズーム比 2.50
広角 中間 望遠
焦点距離 14.00 21.00 35.00
Fナンバー 2.80 2.80 2.80
半画角(度) 47.97 36.52 23.95
レンズ全長 206.06 206.06 206.06
BF 40.61 40.61 40.61

d15 0.98 11.28 23.32
d20 25.57 15.26 3.22
d25 11.32 5.71 3.38
d28 2.83 8.44 10.76

入射瞳位置 32.04 35.19 39.44
射出瞳位置 -79.69 -71.35 -68.81
前側主点位置 44.42 52.25 63.24
後側主点位置 26.59 19.61 5.61

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 30.57 71.89 44.99 37.60
2 16 -23.57 10.08 0.52 -6.67
3 22 53.20 14.42 5.77 -5.73
4 26 85.00 7.19 2.76 -1.98
5 29 408.99 21.19 48.09 37.26

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -63.77
2 3 -68.02
3 5 -76.93
4 7 64.45
5 9 166.93
6 11 -48.58
7 12 52.08
8 14 44.93
9 16 -24.01
10 18 -37.24
11 19 37.90
12 22 52.90
13 24 3748.95
14 26 -59.47
15 27 35.33
16 29 -28.48
17 30 45.29
18 32 157.19
19 34 43.53
20 35 -73.53
(数値データ3)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 320.688 3.20 1.77250 49.6 59.15
2 47.058 15.77 51.24
3 -86.194 2.70 1.77250 49.6 48.83
4 217.037 0.35 48.71
5 104.418 5.74 1.80809 22.8 49.00
6 -293.318 1.17 48.76
7 -2391.685 4.66 1.59522 67.7 47.95
8 -93.125 6.19 47.79
9 438.426 2.10 1.85478 24.8 44.24
10 52.091 8.55 1.49700 81.5 42.77
11 -154.858 0.15 42.57
12 100.291 3.66 1.49700 81.5 42.36
13 -990.420 0.15 42.42
14 73.462 6.11 1.72916 54.7 42.64
15 -240.712 (可変) 42.19
16* -1719.627 1.40 1.88300 40.8 26.37
17 29.503 3.72 23.59
18 -554.336 1.20 1.59522 67.7 22.91
19 28.294 4.14 1.85478 24.8 21.72
20 -331.884 2.87 21.54
21 -39.703 1.20 1.76385 48.5 21.44
22 395.083 (可変) 22.02
23(絞り) ∞ (可変) 25.38
24 47.874 3.33 1.59522 67.7 33.00
25* 106.840 (可変) 32.94
26 124.439 4.98 1.49700 81.5 35.76
27 -83.475 0.20 35.84
28 114.925 1.66 2.00069 25.5 35.31
29 59.075 5.39 1.49700 81.5 34.64
30 -102.606 (可変) 34.51
31 903.823 1.30 2.00100 29.1 30.58
32 55.262 5.33 30.30
33 70.059 1.30 1.53172 48.8 32.47
34 43.254 3.27 1.95906 17.5 32.73
35 93.390 11.99 32.58
36 71.795 8.06 1.43875 94.9 34.33
37 -68.391 0.20 34.12
38 49.151 12.71 1.43875 94.9 32.51
39 -37.526 1.87 1.88300 40.8 29.53
40 107.169 50.74 28.91
像面 ∞
非球面データ
第16面
K = 1.62250e+003 A 4= 2.01285e-006 A 6=-7.56067e-010 A 8=-2.64653e-012

第25面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.47210e-006 A 6= 3.46178e-010 A 8=-6.11010e-013

各種データ
ズーム比 10.00
広角 中間 望遠
焦点距離 22.00 70.00 220.00
Fナンバー 4.00 4.00 8.00
半画角(度) 35.25 12.52 4.04
レンズ全長 295.62 295.62 295.62
BF 50.74 50.74 50.74

d15 1.00 28.91 40.47
d22 41.20 13.29 1.74
d23 23.35 20.57 0.54
d25 30.29 15.46 2.07
d30 12.41 30.02 63.43

入射瞳位置 41.41 71.97 90.36
射出瞳位置 -189.80 -111.70 -78.53
前側主点位置 61.40 111.81 -64.04
後側主点位置 28.74 -19.26 -169.26

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 54.00 60.50 46.67 26.05
2 16 -22.50 14.53 3.99 -5.98
3 24 142.21 3.33 -1.66 -3.70
4 26 68.08 12.22 3.52 -4.57
5 31 -109.98 11.20 -1.84 -10.36
6 36 188.41 22.85 -37.90 -43.97

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -71.42
2 3 -79.17
3 5 94.93
4 7 162.10
5 9 -68.68
6 10 79.29
7 12 182.91
8 14 77.49
9 16 -32.65
10 18 -45.03
11 19 30.38
12 21 -46.94
13 24 142.21
14 26 101.04
15 28 -122.18
16 29 76.06
17 31 -58.37
18 33 -215.22
19 34 80.32
20 36 81.06
21 38 50.65
22 39 -31.10
(数値データ4)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 426.779 2.43 1.77250 49.6 50.94
2 32.659 10.90 42.37
3 -128.794 1.78 1.79952 42.2 41.72
4 97.121 0.20 41.16
5 59.035 3.98 1.89286 20.4 41.46
6 120.032 2.02 40.94
7 119.776 5.73 1.59522 67.7 40.56
8 -100.607 0.20 40.07
9 76.975 1.70 1.85478 24.8 37.00
10 35.889 6.69 1.49700 81.5 34.66
11 -946.133 3.10 34.48
12 146.999 4.37 1.59522 67.7 35.85
13 -285.422 0.16 36.12
14 74.293 5.12 1.76385 48.5 36.37
15 -185.190 (可変) 36.04
16* -127.842 1.13 1.88300 40.8 22.21
17 28.209 4.93 20.00
18 -44.599 0.97 1.59522 67.7 20.54
19 42.009 3.49 1.85478 24.8 21.97
20 -118.587 2.00 22.35
21 -57.650 0.97 1.59522 67.7 22.78
22 -139.754 (可変) 23.34
23(絞り) ∞ 1.58 24.37
24* 50.884 3.19 1.51633 64.1 25.79
25 244.758 0.90 26.04
26 257.485 2.49 1.48749 70.2 26.26
27 -450.000 (可変) 26.52
28 835.706 3.14 1.49700 81.5 26.90
29 -85.687 0.16 27.10
30 59.011 1.34 2.00100 29.1 27.07
31 37.123 0.45 26.54
32 35.905 6.75 1.49700 81.5 26.84
33 -154.928 (可変) 27.20
34 -388.266 5.16 2.10205 16.8 31.07
35 -71.093 1.30 2.00330 28.3 31.35
36 178.787 (可変) 31.51
37 495.951 4.64 1.58913 61.1 32.16
38 -50.652 0.16 32.40
39 105.960 8.75 1.49700 81.5 31.69
40 -33.613 1.52 2.00100 29.1 30.86
41 -148.343 (可変) 31.33
非球面データ
第1面
K = 1.84103e+002 A 4= 8.01954e-007 A 6= 1.29473e-010 A 8=-7.12351e-013

第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.68316e-006 A 6=-7.99608e-009 A 8= 1.16764e-011

第24面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.20838e-006 A 6= 5.01929e-009 A 8=-8.16027e-012

各種データ
ズーム比 4.74
広角 中間 望遠
焦点距離 19.00 40.00 90.00
Fナンバー 4.00 4.00 4.00
半画角(度) 39.30 21.22 9.80
レンズ全長 241.10 241.10 241.10
BF 50.07 55.01 63.10

d15 1.29 18.48 33.00
d22 33.50 16.31 1.79
d27 33.31 16.33 1.99
d33 3.05 20.02 34.37
d36 16.47 11.53 3.44
d41 50.07 55.01 63.10

入射瞳位置 30.42 43.50 58.70
射出瞳位置 -363.45 -138.36 -83.99
前側主点位置 48.55 75.25 93.63
後側主点位置 31.07 14.97 -26.90

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 50.50 48.40 39.04 27.37
2 16 -21.95 13.49 1.18 -9.24
3 24 90.95 6.58 0.58 -4.13
4 28 74.41 11.85 3.26 -4.72
5 34 -141.16 6.46 1.95 -1.12
6 37 100.00 15.06 -1.83 -11.07

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -45.68
2 3 -68.62
3 5 124.77
4 7 92.44
5 9 -79.45
6 10 69.53
7 12 163.06
8 14 69.67
9 16 -25.93
10 18 -36.06
11 19 36.31
12 21 -165.01
13 24 123.26
14 26 335.20
15 28 156.10
16 30 -102.34
17 32 59.18
18 34 77.22
19 35 -50.15
20 37 77.95
21 39 52.28
22 40 -43.36
U1 第1レンズ群 U2 第2レンズ群 U3 第3レンズ群
U4 第4レンズ群 U5 第5レンズ群 U51 第51部分群
U52 第52部分群 SP 開口絞り IS 防振群 IP 撮像面

Claims (15)

  1. 物体側から像側へ順に配置された、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、後群とから構成され、ズーミングのために隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の前側部分群と正の屈折力の後側部分群とから構成され、前記前側部分群は、像ぶれ補正のために、光軸に対して垂直な方向の成分を有する方向に移動し、かつ正レンズと負レンズを有し、
    前記前側部分群の焦点距離をf51とし、前記前側部分群に含まれる正レンズG51Pの焦点距離をf51Pとし、前記正レンズG51Pの材料の屈折率およびアッベ数をそれぞれn51Pおよびν51Pとし、前記前側部分群に含まれる負レンズG51Nの材料の屈折率およびアッベ数をそれぞれn51Nおよびν51Nとして
    0.3<|f51P×(n51P−1)/f51|<0.8
    1.88<n51P
    1.85<n51N
    ν51P<30.0
    ν51N<30.0
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
  2. 前記第2レンズ群と前記第4レンズ群とは、ズーミングのために移動することを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ。
  3. 前記前側部分群と前記後側部分群との間隔は、ズーミングのためには変化しないことを特徴とする請求項1また請求項2に記載のズームレンズ。
  4. 前記正レンズG51Pの材料の部分分散比をθ51Pとし、前記負レンズG51Nの材料の部分分散比をθ51Nとして
    2.5×10−3<(θ51P−θ51N)/(ν51N−ν51P)
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1ないし請求項3のうちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  5. 広角端および望遠端における前記第4レンズ群と後群との間隔をそれぞれD4wXおよびD4tXとして
    0.04<D4wX/D4tX<0.40
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1ないし請求項4のうちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  6. 前記前側部分群は、1枚の正レンズと1枚の負レンズからなることを特徴とする請求項1ないし請求項5のうちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  7. 前記前側部分群は1枚の正レンズと2枚の負レンズからなることを特徴とする請求項1ないし請求項5のうちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  8. 前記後側部分群、正レンズと負レンズとを有することを特徴とする請求項1ないし請求項7のうちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  9. 物体側から像側へ順に配置された、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、又は負の屈折力の第5レンズ群と、正の屈折力の第6レンズ群とから構成され、ズーミングのために隣り合うレンズ群の間隔が変化するズームレンズであって
    前記第5レンズ群レンズと負レンズとを有し、かつ像ぶれ補正のために、光軸に対して垂直方向の成分を有する方向に移動
    前記第5レンズ群の焦点距離をf5とし、前記第5レンズ群に含まれる正レンズG5Pの焦点距離をf5Pとし、前記正レンズG5Pの材料の屈折率およびアッベ数をそれぞれn5Pおよびν5Pとし、前記第5レンズ群に含まれるレンズG5Nの材料の屈折率およびアッベ数をそれぞれn5Nおよびν5Nとして
    0.3<|f5P×(n5P−1)/f5|<0.8
    1.88<n5P
    1.85<n5N
    ν5P<30.0
    ν5N<30.0
    なる条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
  10. 前記第2レンズ群と、前記第4レンズ群と、前記第6レンズ群、ズーミングのために移動することを特徴とする請求項9に記載のズームレンズ。
  11. 前記正レンズG5Pの材料の部分分散比をθ5Pとし、前記負レンズG5Nの材料の部分分散比をθ5Nとして
    2.5×10−3<(θ5P−θ5N)/(ν5N−ν5P)
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項9または請求項10に記載のズームレンズ。
  12. 広角端および望遠端における前記第4レンズ群と第5レンズ群との間隔をそれぞれD4wYおよびD4tYとして
    0.04<D4wY/D4tY<0.40
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項9ないし請求項11のうちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  13. 前記第5レンズ群は1枚の正レンズと1枚の負レンズからなることを特徴とする請求項9ないし請求項12のうちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  14. 前記第6レンズ群は、正レンズと負レンズを有することを特徴とする請求項9ないし請求項13のうちいずれか1項に記載のズームレンズ。
  15. 請求項1ないし請求項14のうちいずれか1項のズームレンズと、
    前記ズームレンズの像面に配された撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
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