JP5669971B2 - 防振ズームレンズ光学系 - Google Patents

Description

フィルムまたは固体撮像素子を用いる一眼レフカメラ用の防振ズームレンズ光学系に関する。

従来、防振機能を有し、4倍程度のズーム比を有するズームレンズとして、以下のものが提案されている。
正、負、正、正、負の５群ズームレンズ、あるいは、正、負、正、負、正、負の６群ズームレンズにあり、負の第二レンズ群を防振補正のために移動させる構成である（例えば、特許文献１参照）。

ズーム比４．１で、正、負、負、正、負の５群ズームレンズであって、正の第４レンズ群の一部のレンズ群を防振補正のために移動させる構成である（例えば、特許文献２参照）。

ズーム比３．５で、正、負、正の３群ズームであって、正の第３レンズ群の一部のレンズ群を防振補正のために移動させる構成である（例えば、特許文献３参照）

特開平８−６２４５１号 特開平１０−１３３１１４号 特開２００７−２０６５４２号

特許文献１及び２の実施形態は、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が２５mm以上と大きく、防振機構の大型化を招き、ズームレンズの小型化が困難であるという問題がある。また、ズームレンズ群が５群以上であるため、ズーム機構が複雑化するという問題がある。

特許文献３における実施形態は、正の第3レンズ群を物体側から正の第３１レンズ群、負の第３２レンズ群、第３３レンズ群に分けて、第３２レンズ群のみを光軸と直交方向に移動させることにより防振補正を行っているが、第3レンズ群に付随する絞りユニットと防振ユニットの位置が近いため、絞りを駆動させる部品と防振機構の部品が干渉し合い、鏡筒構造が複雑化するという問題がある。

（発明の目的）
本発明は、従来の防振機能を有し４倍程度のズーム比を有するズームレンズの上述した問題に鑑みてなされたものであって、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能であり、さらに、ズームレンズ群が４群であり、鏡筒機構を複雑化することを要しない防振ズームレンズ光学系を提供することを目的とする。

本発明はまた、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能な防振ズームレンズ光学系を提供することを目的とする。

本発明の防振ズームレンズ光学系は、
物体側より順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群、負の屈折力を持つ第２レンズ群、正の屈折力を持つ第３レンズ群、正の屈折力を持つ第４レンズ群で構成し、
前記第４レンズ群は、物体側から順に、第４１レンズ群と、負の屈折力を持つ第４２レンズ群と、第４３レンズ群からなり、前記第４２レンズ群を光軸と直交する方向へ移動させることで像面上の像ぶれ補正を行い、
前記第１レンズ群において、少なくとも１枚の正レンズのアッベ数は８０以上であり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が、広角端から望遠端への変倍により広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が狭まり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群が異なる移動量で物体側へ移動し、
以下の条件を満足することを特徴とする防振ズームレンズ光学系
（１）−０．５ ＜ ｆ４２ ／ ｆ４３ ＜ ０．２
但し、ｆ４２は前記第４２レンズ群の焦点距離
ｆ４３は前記第４３レンズ群の焦点距離
である。

本発明の防振ズームレンズ光学系は、優れた収差補正が可能なことに加えて、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能であり、さらに、ズームレンズ群が４群であり、鏡筒機構を複雑化することを要しないという効果を有する。

本発明の防振ズームレンズ光学系は、また、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であるという効果を有する。

本発明の防振ズームレンズ光学系は、また、前記第１レンズ群において、少なくとも１枚の正レンズのアッベ数は８０以上である。

この構成により、上述したように優れた収差補正が可能なこと、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能なこと、ズームレンズ群が４群であり、機構を複雑化することを要しないこと、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であること等の効果の実効を高めることができる。
この構成によればさらに、望遠側の色収差を小さくするという効果を得ることができる。すなわち、少なくとも１枚の正レンズのアッベ数が８０未満であると、望遠側軸上色収差、倍率色収差が大きくなり、色ずれとなって表れるという問題が発生する。

本発明の防振ズームレンズ光学系は、また、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が、広角端から望遠端への変倍により広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が狭まり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群が異なる移動量で物体側へ移動する。

この構成によれば、上述したように優れた収差補正が可能なこと、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能なこと、ズームレンズ群が４群であり、機構を複雑化することを要しないこと、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であること等の効果の実効を高めることができる。

本発明の条件式（１）は、第４２レンズ群の焦点距離の適切な範囲を規定する。条件式（１）の上限値を超えると第４２レンズ群の負の屈折力が大きくなり、ぶれ補正の際の第４２レンズ群の移動量に対する像面上での像移動量の比が大きくなるため、ぶれ補正の際の第４２レンズ群の移動誤差の許容量が小さくなり、第４２レンズの移動制御が困難となる。また、ぶれ補正の際のコマ収差補正が困難となる。条件式（１）の下限値を超えると第４２レンズ群の負の屈折力が小さくなり、ぶれ補正の際の第４２レンズの移動量に対する像面上での像移動量の比が小さくなるため、ぶれ補正に要する第４２レンズの移動量が大きくなるため、ぶれ補正機構が大型化する。また、ぶれ補正の際のコマ収差補正が困難となる。

［発明の実施態様］
本発明の実施態様は、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（２）１．１＜ ｄ４１ ／ ｄ４２ ＜ ４．５
（３）０ ＜ ｆ４
但し、ｄ４１は前記第４１レンズ群と前記第４２レンズ群との空気間隔
ｄ４２は前記第４２レンズ群と前記第４３レンズ群との空気間隔
ｆ４は第４レンズ群の焦点距離

この実施態様によれば、上述したように優れた収差補正が可能なこと、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能なこと、ズームレンズ群が４群であり、機構を複雑化することを要しないこと、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であること等の効果の実効を高めることができる。

条件式（２）は、第４レンズ群内における第４２レンズ群の適切な配置を規定する。条件式（２）の上限値を超えると、ズームレンズ全長が大型化するとともに、絞りと第４２レンズ群が大きく離れるため、球面収差とコマ収差の補正が困難となる。条件式（２）に下限値を超えると、第４２レンズ群の有効径が大きくなるため、防振機構の大型化を招くと共に、球面収差と軸上色収差の補正が困難となる。

条件式（３）は、防振補正を行うレンズ群を含む第４レンズ群の焦点距離が正であることを規定する。第４レンズ群を正の屈折力とし、第４１レンズ群を正の屈折力、第４２レンズ群を負の屈折力とすることで、第４２レンズ群の有効径を第１レンズ群から第４１レンズ群の有効径に比べて小型にすることができるため、防振機構の小型化を実現でき、ズームレンズ全体の小型化に有利となる。
さらに、第4レンズ群内に防振補正の第４２レンズ群を構成したため、第3レンズ群の前方にある絞りからの距離が長くなるため、絞りを構成するユニット、例えば、絞り駆動用モーターの配置と、防振ユニットの配置に自由度が生まれる。また、このような構成とすることで、第４２レンズ群を光軸と直交方向に移動させたときのコマ収差などの結像性能の劣化を小さくすることができる。

本発明の他の実施態様は、前記第４１レンズ群は正の屈折力を持つことを特徴とする。

この実施態様によれば、上述したように優れた収差補正が可能なこと、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能なこと、ズームレンズ群が４群であり、機構を複雑化することを要しないこと、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であること等の効果の実効を高めることができる。
この実施態様によればさらに、コマ収差、特に防振時のコマ収差変動を小さく抑えることができるという効果を得ることができる。

本発明の他の実施態様は、前記第４レンズ群のうち、第４１レンズ群において、負レンズと接合させた正レンズを含む２枚以上の正レンズによる構成とすることを特徴とする。

この実施態様によれば、上述したように優れた収差補正が可能なこと、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能なこと、ズームレンズ群が４群であり、機構を複雑化することを要しないこと、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であること等の効果の実効を高めることができる。
この実施態様によればさらに、倍率色収差を小さくできるという効果を得ることができる。

本発明の他の実施態様は、以下の条件を満足することを特徴とする。
（４）−１．０ ＜ ｆ４ ／ ｆ４３ ＜ ４．０
但し、ｆ４は前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ４２は前記第４２レンズ群の焦点距離
ｆ４３は前記第４３レンズ群の焦点距離

この実施態様によれば、上述したように優れた収差補正が可能なこと、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能なこと、ズームレンズ群が４群であり、機構を複雑化することを要しないこと、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であること等の効果の実効を高めることができる。

この実施態様によれば、上述したように優れた収差補正が可能なこと、防振補正のために移動させるレンズ群の有効径が小さく、防振機構の小型化が可能なこと、ズームレンズ群が４群であり、機構を複雑化することを要しないこと、絞りユニットと防振ユニットが適切に距離を置いて配置され、絞りユニットの駆動系と、防振機構の駆動系が干渉することなく配置可能であること等の効果の実効を高めることができる。

条件式（４）は、第４３レンズ群の焦点距離の適切な範囲を規定する。条件式（４）の上限値を超えると第４３レンズ群の正の屈折力が大きくなり、ズームレンズ全長が大型化する、また、歪曲収差の補正も困難となる。条件式（４）の下限値を超えると第４３レンズ群の屈折力が小さくなり、球面収差が負に過大になり収差の補正が困難となる。

本発明の実施形態１の防振ズームレンズ光学系の断面図である。 本発明の実施形態１における各レンズ群のズーム移動を示す説明図である。 本発明の実施形態１における広角端の球面収差、非点収差、歪曲収差の収差図である。 本発明の実施形態１における広角端のコマ収差の収差図である。 本発明の実施形態１における中間域の球面収差、非点収差、歪曲収差の収差図である。 本発明の実施形態１における中間域のコマ収差図である。 本発明の実施形態１における望遠端の球面収差、非点収差、歪曲収差の収差図である。 本発明の実施形態１における望遠端のコマ収差図である。 本発明の実施形態１における広角端のコマ収差図（プラス側シフト）である。 本発明の実施形態１における望遠端のコマ収差図（プラス側シフト）である。 本発明の実施形態１における望遠端のコマ収差図（マイナス側シフト）である。 本発明の実施形態２の防振ズームレンズ光学系における広角端のレンズ断面図である。 本発明の実施形態２における各レンズ群のズーム移動を示す説明図である。 本発明の実施形態２における広角端の球面収差、非点収差、歪曲収差の収差図である。 本発明の実施形態２における広角端のコマ収差図である。 本発明の実施形態２における中間域の球面収差、非点収差、歪曲収差の収差図である。 本発明の実施形態２における中間域のコマ収差図である。 本発明の実施形態２における望遠端の球面収差、非点収差、歪曲収差の収差図である。 本発明の実施形態２における望遠端のコマ収差図である。 本発明の実施形態２における広角端のコマ収差図（プラス側シフト）である。 本発明の実施形態２における望遠端のコマ収差図（プラス側シフト）である。 本発明の実施形態２における望遠端のコマ収差図（マイナス側シフト）である。

前記添付収差図に関し、球面収差グラフにおいて、縦軸は入射瞳高さの比を表す。
１はｄ線（587.56nm）における収差である。
２はｇ線（435.83nm）における収差である。
非点収差図において、
縦軸（IMG HT）は像高を表す。
実線 球欠方向
点線 子午方向
を表す。
歪曲収差図において、
縦軸（IMG HT）は像高を表す。
コマ収差収差図において、
横軸 入射瞳高さ
実線 d線（587.56nm）における収差
点線 g線（435.83nm）における収差
を表す。

以下に本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態の防振ズームレンズ光学系は、第１レンズ１，第２レンズ２，第３レンズ３からなる第１レンズ群Ｉ、第４レンズ４，第５レンズ５，第６レンズ６からなる第２レンズ群II、絞り７、第８レンズ８，第９レンズ９，第１０レンズ１０からなる第３レンズ群III、第１１レンズ１１、第１２レンズ１２，第１３レンズ１３、第１４レンズ１４、第１５レンズ１５，第１６レンズ１６、第１７レンズ１７、第１８レンズ１８からなる第４レンズ群IVを備える。

第１実施形態の防振ズームレンズ光学系の光学データは、以下のとおりである。

（第２実施形態）
第２実施形態の防振ズームレンズ光学系は、第１レンズ１，第２レンズ２，第３レンズ３からなる第１レンズ群Ｉ、第４レンズ４，第５レンズ５，第６レンズ６からなる第２レンズ群II、絞り７、第８レンズ８，第９レンズ９，第１０レンズ１０からなる第３レンズ群III、第１１レンズ１１、第１２レンズ１２，第１３レンズ１３、第１４レンズ１４、第１５レンズ１５，第１６レンズ１６、第１７レンズ１７、第１８レンズ１８からなる第４レンズ群IVを備える。

第２実施形態の防振ズームレンズ光学系の光学データは、以下のとおりである。

Ｉ〜IV 第１レンズ群〜第４レンズ群
１〜１８ 第１レンズ〜第１８レンズ
７ 絞り
１０１〜１１８ 第１レンズ〜第１８レンズ
１０８ 絞り

Claims (5)

1. 物体側より順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群、負の屈折力を持つ第２レンズ群、正の屈折力を持つ第３レンズ群、正の屈折力を持つ第４レンズ群で構成し、
   前記第４レンズ群は、物体側から順に、第４１レンズ群と、負の屈折力を持つ第４２レンズ群と、第４３レンズ群からなり、前記第４２レンズ群を光軸と直交する方向へ移動させることで像面上の像ぶれ補正を行い、
   前記第１レンズ群において、少なくとも１枚の正レンズのアッベ数は８０以上であり、
   前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が、広角端から望遠端への変倍により広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が狭まり、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群が異なる移動量で物体側へ移動し、
   以下の条件を満足することを特徴とする防振ズームレンズ光学系。
   （１）−０．５ ＜ ｆ４２ ／ ｆ４３ ＜ ０．２
   但し、ｆ４２は前記第４２レンズ群の焦点距離
   ｆ４３は前記第４３レンズ群の焦点距離
2. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の防振ズームレンズ光学系。
   （２） １．１＜ ｄ４１ ／ ｄ４２ ＜ ４．５
   （３） ０ ＜ ｆ４
   但し、ｄ４１は前記第４１レンズ群と前記第４２レンズ群との空気間隔
   ｄ４２は前記第４２レンズ群と前記第４３レンズ群との空気間隔
   ｆ４は第４レンズ群の焦点距離
3. さらに、前記第４１レンズ群は正の屈折力を持つことを特徴とする請求項１又は２に記載の防振ズームレンズ光学系。
4. 前記第４レンズ群のうち、第４１レンズ群において、負レンズと接合させた正レンズを含む２枚以上の正レンズによる構成とすることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の防振ズームレンズ光学系。
5. 以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から４の何れか1項に記載の防振ズームレンズ光学系。
   （４）−１．０ ＜ ｆ４ ／ ｆ４３ ＜ ４．０
   但し、ｆ４は前記第４レンズ群の焦点距離
   ｆ４３は前記第４３レンズ群の焦点距離

Images