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公開番号2025074270
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-13
出願番号2025033421,2024047794
出願日2025-03-04,2019-02-19
発明の名称ズームレンズ及び撮像装置
出願人株式会社タムロン
代理人
主分類G02B 15/20 20060101AFI20250502BHJP(光学)
要約【課題】本件発明の課題は、フランジバックの短いデジタルスチルカメラ等に好適で、全体的に小型で、最終レンズ群の径小化が容易であり、且つ高性能なズームレンズ及び当該ズームレンズ有する撮像装置を提供することにある。
【解決手段】上記課題を解決するため、本件発明に係るズームレンズは、物体側から順に、少なくとも3つのレンズ群を有し全体で正の屈折力を有する前群(G1～G6)と前群の像側に配置されるレンズ群GB(G7)とから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍し、レンズ群GBは、像側から順にレンズ成分Nb(L19)、レンズ成分Nf(L18)、レンズ成分P(L17)を有し、広角端から望遠端への変倍時にレンズ群GBは物体側へ移動し、前群の一部のレンズ群(G6)を光軸に沿って移動させることでフォーカシングを行い、所定の条件式を満足させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
物体側から順に、全体で正の屈折力を有する前群と、前記前群の像側に配置されるレンズ群ＧＢとから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍するズームレンズであって、
前記前群は少なくとも３つのレンズ群を有し、
前記前群は、その最も像側に負レンズ群ＧＦを備え、
単レンズまたは接合レンズをレンズ成分と呼称するとき、前記レンズ群ＧＢは、像側から順に、負のレンズ成分Ｎｂと、負のレンズ成分Ｎｆと、正のレンズ成分Ｐとを有し、
前記負のレンズ成分Ｎｂの物体側面は凹面であり、
前記負レンズ群ＧＦを光軸に沿って移動させることでフォーカシングを行い、
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。
（６）０．２ ≦ ＲＰ／ｆｗ ≦ ２．５
但し、
ＲＰ：前記正のレンズ成分Ｐの物体側面の曲率半径
ｆｗ：広角端における当該ズームレンズの焦点距離
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
物体側から順に、全体で正の屈折力を有する前群と、前記前群の像側に配置されるレンズ群ＧＢとから構成され、隣り合うレンズ群の光軸上の間隔を変化させることで変倍するズームレンズであって、
前記前群は少なくとも４つのレンズ群を有し、
前記前群は、その最も像側に負レンズ群ＧＦを備え、
単レンズまたは接合レンズをレンズ成分と呼称するとき、前記レンズ群ＧＢは、像側から順に、負のレンズ成分Ｎｂと、負のレンズ成分Ｎｆと、正のレンズ成分Ｐとを有し、
前記正のレンズ成分Ｐは両凸形状であり、
前記負レンズ群ＧＦを光軸に沿って移動させることでフォーカシングを行い、
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。
（３－１）０．３ ≦ ＢＦｗ／Ｙ ≦ １．２
（７－１）０．２ ≦ ｆＮｆ／ｆＮｂ ≦ １．００２
但し、
ＢＦｗ：広角端における当該ズームレンズのバックフォーカス
Ｙ：当該ズームレンズの最大像高
ｆＮｆ：負のレンズ成分Ｎｆの焦点距離
ｆＮｂ：負のレンズ成分Ｎｂの焦点距離
【請求項３】
以下の条件式を満足する請求項１又は請求項２に記載のズームレンズ。
（２）１．１ ≦ βＦＢｔ／βＦＢｗ ≦ ２．５
但し、
βＦＢｔ：望遠端における前記負レンズ群ＧＦ及び前記レンズ群ＧＢの合成横倍率
βＦＢｗ：広角端における前記負レンズ群ＧＦ及び前記レンズ群ＧＢの合成横倍率
【請求項４】
前記負レンズ成分Ｎｂは像側に凸面を向けた負メニスカス形状である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記正のレンズ成分Ｐの像側面と前記負のレンズ成分Ｎｆの物体側とから形成される空気レンズが両凹形状、又は物体側に凹面を向けた負メニスカス形状であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項６】
以下の条件式を満足する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のズームレンズ。
（４）０．５ ≦ ｆＰ／Ｙ ≦ ２．７
但し、
ｆＰ：前記正のレンズ成分Ｐの焦点距離
Ｙ：当該ズームレンズの最大像高
【請求項７】
以下の条件式を満足する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のズームレンズ。
（５）０．４ ≦ ｜ｆＮ｜／Ｙ ≦ ２．７
但し、
ｆＮ：前記負のレンズ成分Ｎｆ及び前記負のレンズ成分Ｎｂの合成焦点距離
Ｙ：当該ズームレンズの最大像高
【請求項８】
ズーミングに際し、前記前群において最も物体側に配置されるレンズ群が光軸に沿って移動することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項９】
前記前群において最も物体側に配置されるレンズ群は正の屈折力を有する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のズームレンズ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９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撮像装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
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（ＣＣＤやＣＭＯＳ等）を用いた撮像装置に好適なズームレンズ及び撮像装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の一眼レフレックスカメラ（以下、「一眼レフカメラ」と称する。）用のズームレンズ等では、レフレックスミラー等の光学式ファインダーに関する光学要素をカメラボディ内に配置するため、焦点距離によらず長いフランジバックを確保する必要性があった。そのため、ズームレンズを構成するレンズ群のうち像側に配置される後方のレンズ群には、正の屈折力を有するレンズ群を配置してバックフォーカスを確保しやすいようなレンズ設計を行い、要求されるフランジバックを確保していた。しかしながら、近年では、撮像装置本体の背面等に設けた液晶画面に表示されるライブビュー画像により撮像を行うミラーレスカメラやデジタルスチルカメラ等（以下、「ミラーレスカメラ等」と称する。）の普及が進んでいる。光学式ファインダーを備えない撮像装置ではカメラボディ内にレフレックスミラー等を配置する必要がない。このような長いフランジバックを必要としない撮像装置に対して、バックフォーカスの短いズームレンズが求められている。
【０００３】
また、従来、撮像素子の撮像面には、入射光を効率的に受光するためのオンチップマイクロレンズ等の集光レンズが各画素毎に設けられている。オンチップマイクロレンズ等の受光角度は所定の範囲内に制限されており、従来、オンチップマイクロレンズ等により入射光を効率的に受光するには、撮像レンズの射出瞳径を一定以上に大きくして、入射光の光軸に対する傾斜角度を小さくし、撮像面に対して光軸に略平行な入射光束が入射するようにすることが行われていた。このようなテレセントリック性を確保するために、従来、ズームレンズの像側部分に正の屈折力を有するレンズ成分を配置することが行われていた。
【０００４】
しかしながら、近年、撮像素子の開口率が向上し、オンチップマイクロレンズ等の受光角度範囲が拡大し、オンチップマイクロレンズ等の光学的性能も向上してきている。そのため、ズームレンズに要求される射出瞳の位置や大きさに関する制約が少なくなり、ズームレンズの像側部分に負の屈折力を有するレンズ成分を配置して撮像面に対して光が斜入射するように構成しても、オンチップマイクロレンズとズームレンズの射出瞳のミスマッチ等による周辺減光(シェーディング)が目立ちにくくなっている。
【０００５】
そこで、近年、ズームレンズの像側部分に負の屈折力を有するレンズ成分を配置して、ズームレンズの小型化を図ることが行われている（例えば、特許文献１～特許文献３参照）。
【０００６】
特許文献１に記載のズームレンズは、物体側から順に、正・負・正・負・負の屈折力配置を有し、全レンズ群のうち、光学的絞りよりも像側に配置された負レンズ群をフォーカス群とすることで、ズームレンズユニット全体の小型化が図られている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の実施例１、２、４、５のズームレンズでは、最終レンズ群に負の屈折力を配置し、光学全長の短縮を図っているものの、最終レンズ群の最も像側に正の屈折力を有するレンズ成分を配置しているため、最終レンズ群の径小化が困難である。そのため、フランジバックの短い撮像装置用のズームレンズであって、光学全長の短縮を要求される場合、最終レンズ群の径大化が顕著になり、径方向の小型化が困難である。
【０００８】
また、特許文献１に記載の実施例３、６、７、８、９のズームレンズについても、最終レンズ群の最も像側に負の屈折力を有するレンズ成分を配置しているが、広角端から望遠端へのズーミングに際し、最終レンズ群を像面に対して固定している。そのため、最終レンズ群は望遠側において有効光束径が大きくなるため、この場合も最終レンズ群の径小化が困難である。さらに、特許文献１に記載の実施例６、７、８、９のズームレンズは、広角端の半画角が１１°程度と狭く、広角端において十分に広い画角を実現できていない。一方、特許文献１に記載の実施例３のズームレンズは、広角端の半画角は３８．８°程度と広いが、光学全長の短縮化が図れていない。
【０００９】
特許文献２に記載のズームレンズは、物体側から順に、正・正・負・正の屈折力配置を有し、所定の条件式を満足させることで、ズームレンズユニット全体の小型化が図られている。また、当該ズームレンズは望遠側でのＦナンバーが小さく、明るいズームレンズが実現されている。
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載の実施例１、２、３、４のズームレンズでは、最終レンズ群の最も像側に負の屈折力を有するレンズ成分を配置しているが、広角端から望遠端へのズーミングに際し、最終レンズ群が像面に対して固定（実施例１、２）、又は像側へ移動（実施例３、４）するため、広角端における光学全長の短縮化が図れていない。広角端と望遠端とで光学全長の変化するズームレンズでは、一般に、鏡筒を外筒に内筒を収容可能な入れ子構造とし、広角端から望遠端にズーミングに際し、鏡筒長が伸張するように構成することが行われている。そのため、広角端における光学全長が長いと、外筒に内筒を収容したときの全長が長くなる。また、特許文献２に記載の実施例５のズームレンズでは、最終レンズ群を物体側から順に、凸レンズと凹レンズとから構成し、広角端から望遠端へのズーミングに際し、最終レンズ群を物体側へ移動させることで、最終レンズ群の径大化を抑制する試みがなされている。しかしながら、最終レンズ群を構成する凸レンズの屈折力が弱く、凸レンズと凹レンズとの光軸上の間隔も広いため、最終レンズ群の径小化が不十分である。
（【００１１】以降は省略されています）

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