特許ウォッチ

公開番号2025177231
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2024083866
出願日2024-05-23
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
代理人個人
主分類G02B 15/20 20060101AFI20251128BHJP(光学)
要約【課題】大口径でありながらズームレンズ全体の小型化を可能とし、ズーム全領域において諸収差が良好に補正されたズームレンズ及び当該ズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】この目的を達成するため、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後方群とからなり、広角端から望遠端への変倍に際して前記第1レンズ群は物体側へ移動し、開口絞りは前記第3レンズ群の物体側に配置し、所定の条件式を満足することを特徴とするズームレンズを採用した。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、少なくとも１つのレンズ群を有する後方群とからなり、
広角端から望遠端への変倍に際して前記第１レンズ群は物体側へ移動し、
開口絞りは、前記第３レンズ群の物体側に配置し、
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。
０．９０ ≦ Ｆｎｏｆ ≦ １．７０・・・（１）
０．４５ ≦ Ｂｆｗ／ｆｗ ≦ ０．８０・・・（２）
３．００ ≦ ｆ１／ｆｗ ≦ ６．００・・・（３）
但し、
Ｆｎｏｆ：前記第１レンズ群から前記第４レンズ群までの合成Ｆナンバーであって、広角端から望遠端までの全変倍領域において最も大きな値
Ｂｆｗ：広角端におけるバックフォーカスであって、最も像側のレンズの像側面から結像面までの光軸上の距離であり、カバーガラス厚を空気換算したときの値
ｆｗ：広角端における当該ズームレンズ全系の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記開口絞りの位置よりも像側に配置されるレンズ群のうち最も物体側の正の屈折力を有するレンズ群内に、物体側の面が凹面である単レンズ或いは接合レンズを配置し、
以下の条件式を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
－５．０００ ≦ （ＲＦ＋ＲＢ）／（ＲＦ－ＲＢ） ≦ －０．００５・・・（４）
但し、
ＲＦ：前記物体側の面が凹面である単レンズ或いは接合レンズにおける空気と接する物体側レンズ面の曲率半径
ＲＢ：前記物体側の面が凹面である単レンズ或いは接合レンズにおける空気と接する像側レンズ面の曲率半径
【請求項３】
以下の条件式を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
１．３０ ≦ β２ｔ／β２ｗ ≦ １．８５・・・（５）
但し、
β２ｔ：望遠端の無限遠合焦時における前記第２レンズ群の横倍率
β２ｗ：広角端の無限遠合焦時における前記第２レンズ群の横倍率
【請求項４】
以下の条件式を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
０．００＜ｆ３ｍ／ｆｗ ≦ ０．５０・・・（６）
但し、
ｆ３ｍ：広角端から望遠端への変倍における前記第３レンズ群の広角端の位置と前記第３レンズ群の望遠端の位置との差分の移動量であって、物体側への移動の符号を正とし像側への移動の符号を負とする
【請求項５】
以下の条件式を満足するレンズを少なくとも１枚有する請求項１に記載のズームレンズ。
１５．００ ≦ ν１ ≦ ３０．００・・・（７）
但し、
ν１：前記開口絞りの位置よりも像側に配置される正の屈折力を有するレンズ群内における正の屈折力を有するレンズのアッベ数
【請求項６】
以下の条件式を満足するレンズを少なくとも１枚有する請求項１に記載のズームレンズ。
６６．００ ≦ ν２ ≦ ９８．５５・・・（８）
但し、
ν２：前記開口絞りの位置よりも像側に配置される正の屈折力を有するレンズ群内における正の屈折力を有するレンズのアッベ数
【請求項７】
無限遠物体から有限距離物体への合焦は、前記開口絞りの位置よりも像側に配置される正の屈折力を有するレンズ群に隣接した負の屈折力を有するレンズ群を光軸方向に移動させることで行う請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項８】
以下の条件式を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
１０ ≦ Ｎ ≦ ２５・・・（９）
但し、
Ｎ：前記開口絞りの位置よりも像側に配置されるレンズの総枚数
【請求項９】
以下の条件式を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
０．０５ ≦ ｆ１／ｆ３ ≦ ４．５０・・・（１０）
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
【請求項１０】
以下の条件式を満足する請求項１に記載のズームレンズ。
０．０１ ≦ ｆ３／ｆ４ ≦ １２．００・・・（１１）
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
（【請求項１１】以降は省略されています）
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当該ズームレンズを備えた撮像装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
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が広く普及している。特に一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラなどのレンズ交換式撮像装置は、レンズを交換することによって様々な画角や明るさ、被写界深度などで撮影することが可能となっている。そして、この交換用レンズにおいては、近年、より一層の明るさやボケを活かした撮影のために、大口径比のレンズが望まれている。ここで、従来のズームレンズの場合は明るくてもＦナンバーが２．８程度であることが多い。それよりも明るいレンズを求める場合は、単焦点レンズを選択せざるを得ないことが多い。しかしながら、単焦点レンズは焦点距離が固定されているため、撮影可能な範囲が限定される、別の焦点距離に変更するためにレンズを交換する手間がかかる、焦点距離の異なる複数のレンズを持ち歩く必要がある、といった不都合がある。これらの問題を解決し、利便性を改善するために大口径比のズームレンズが望まれている。
【０００３】
さらに、ミラーや光学式ファインダー等を備えない小型のミラーレス一眼カメラの普及が進んでいることに伴い、カメラ本体だけでなく、レンズも小型であることも望まれている。しかしながら、大口径比のズームレンズを実現しようとした場合、レンズ径や絞り径が大きくなり、ズームレンズの全長も長くなる。更に、駆動機構等も大型化することになるので、鏡筒部分を含むレンズユニット全体が大型化する問題がある。
【０００４】
ここで、ズームレンズの小型化を図るには、絞り径や最も物体側のレンズの径及び最も像側のレンズの径の小型化、そしてズームレンズの全長の短縮が必要である。加えて、鏡筒部分を含むレンズユニット全体の小型化を図るには、フォーカスの駆動機構、絞りユニット、各機構部品等を、鏡筒部分を含むレンズユニット全体中で光学系の径が小さい位置に埋め込むように配置することが望まれることから、外径が小さいレンズが配置されている領域を設けることが必要である。更に、フォーカス群の重量が重い場合、大きな駆動力を有する駆動機構が必要になり、鏡筒部分を含むレンズユニット全体の小型化が困難になってしまう。そこで、フォーカス群を小型にすることも必要である。
【０００５】
ここで、Ｆナンバーが２．０程度の大口径比なズームレンズとしては、特許文献１、２、３などが知られている。特許文献１では、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、負の屈折力を有する第５レンズ群、正の屈折力を有する第６レンズ群から構成され、３５ｍｍ判換算時に広角端における焦点距離が２５ｍｍ程度、望遠端における焦点距離が５０ｍｍ程度であり、Ｆナンバーが２．０程度のズームレンズが提案されている。また、特許文献２では、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、負の屈折力を有する第５レンズ群から構成され、広角端における焦点距離が２８ｍｍ程度、望遠端における焦点距離が６６ｍｍ程度であり、Ｆナンバーが２．０程度のズームレンズが提案されている。また、特許文献３では、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群から構成され、広角端における焦点距離が２８ｍｍ程度、望遠端における焦点距離が７０ｍｍ程度であり、Ｆナンバーが２．０程度のズームレンズが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２０－１９０６８０号
特開２０１６－０１４８４１号
特開２０１９－０１５９５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のズームレンズにおいては、第１レンズ群が凸レンズ１枚のみの構成であり、かつ、当該レンズの屈折力が弱いことから、広角端におけるズームレンズ全体の小型化が不十分となっている。また、第１レンズ群から第４レンズ群までの合成Ｆナンバー値が大きいことから、第１レンズ群から第４レンズ群までのレンズ系の大型化を招いている。さらに、ＡＰＳ相当サイズの撮像素子を用いた実施例が提案されているが、撮像素子サイズに対するズームレンズ全体の小型軽量化が十分でなく、ズームレンズ全体が大型化する問題がある。
【０００８】
また、特許文献２のズームレンズにおいては、第１レンズ群から第３レンズ群までの合成レンズ群の屈折力が最適化できていないことから、フォーカス群である第４レンズ群に入射する光束径が径方向に大きくなっており、フォーカス群を小型化することができていない。また、絞りから撮像面までのレンズ系において、最も光束径の大きな場所にフォーカス群が配置されていることから、ズームレンズの外径方向の大型化を招いている。さらに、最も像側に配置されたレンズの像側レンズ面から撮像面までの距離（バックフォーカス）が長いことから、バックフォーカスの短いミラーレスカメラに最適化されていないという問題があり、加えて、ズームレンズの全長が長く大型化する問題もある。
【０００９】
さらに、特許文献３のズームレンズにおいては、４群からなるレンズ構成を採用していることから、各レンズ群の屈折力の配置に制限があり、ズームレンズ全系で発生する諸収差を補正することに適してはいない。また、当該ズームレンズは、絞りよりも物体側の第２レンズ群をフォーカス群としている。光学系の物体側にフォーカス群が配置されているため、像倍率変化が大きくなってしまうことから、トラッキングＡＦやコントラストＡＦには好ましくないという問題がある。さらに、第２レンズ群は比較的に重量があることから、迅速なフォーカシングを行うことが困難になるという問題もある。
【００１０】
本件発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。本件発明は、上述した問題を解決し、大口径でありながらズームレンズ全体の小型化を可能とし、ズーム全領域において諸収差が良好に補正されたズームレンズ及び当該ズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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