JP2011175098A - 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第1レンズ群G1の位置は固定であり、各レンズ群G1〜G5のうち、いずれか1つのレンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、所定の条件式を満足することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、変倍時の収差変動及び像ぶれ補正時の収差変動を良好に抑えた変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法を提供することを目的とする。
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、負の屈折力を有する第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第1レンズ群の位置は固定であり、
前記レンズ群のうち、いずれか1つのレンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
以下の条件式(1)を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
(1) 5.20<f1/(−f2)<8.00
ただし、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
前記変倍光学系を備えたことを特徴とする光学装置を提供する。
また本発明は、
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、負の屈折力を有する第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群が以下の条件式(1)を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第1レンズ群の位置が固定であるようにし、
前記レンズ群のうち、いずれか1つのレンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにすることを特徴とする変倍光学系の製造方法を提供する。
(1) 5.20<f1/(−f2)<8.00
ただし、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
本願の変倍光学系は、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、負の屈折力を有する第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第1レンズ群の位置は固定であり、前記レンズ群のうち、いずれか1つのレンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
(1) 5.20<f1/(−f2)<8.00
ただし、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
条件式(1)は、第2レンズ群の焦点距離に対する第1レンズ群の適正な焦点距離を規定するものである。本願の変倍光学系は、条件式(1)を満足することにより、望遠端状態における球面収差や倍率色収差、及び広角端状態におけるコマ収差や像面湾曲を良好に補正することができる。
本願の変倍光学系の条件式(1)の対応値が下限値を下回ると、第1レンズ群の屈折力が大きくなり、望遠端状態における球面収差や倍率色収差を補正することが困難となる。なお、条件式(1)の下限値を5.30に設定することで、本願の効果をより確実なものとすることができる。
一方、本願の変倍光学系の条件式(1)の対応値が上限値を上回ると、第2レンズ群の屈折力が大きくなり、広角端状態におけるコマ収差や像面湾曲を補正することが困難となる。なお、条件式(1)の上限値を6.00に設定することで、本願の効果をより確実なものとすることができる。
以上の構成により、変倍時の収差変動及び像ぶれ補正時の収差変動を良好に抑えた変倍光学系を実現することができる。
(2) 0.20<f3/f5<0.80
ただし、
f3:前記第3レンズ群の焦点距離
f5:前記第5レンズ群の焦点距離
本願の変倍光学系の条件式(2)の対応値が下限値を下回ると、第3レンズ群の屈折力が大きくなり、球面収差を補正することが困難となる。なお、条件式(2)の下限値を0.40に設定することで、本願の効果をより確実なものとすることができる。
一方、本願の変倍光学系の条件式(2)の対応値が上限値を上回ると、第5レンズ群の屈折力が大きくなり、像面湾曲や歪曲収差を補正することが困難となる。なお、条件式(2)の上限値を0.70に設定することで、本願の効果をより確実なものとすることができる。
(3) 0.20<(−f4)/f5<0.90
ただし、
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
f5:前記第5レンズ群の焦点距離
本願の変倍光学系の条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、第4レンズ群の屈折力が大きくなり、合焦時の収差変動が大きくなってしまう。なお、条件式(3)の下限値を0.40に設定することで、本願の効果をより確実なものとすることができる。
一方、本願の変倍光学系の条件式(3)の対応値が上限値を上回ると、第5レンズ群の屈折力が大きくなり、像面湾曲や歪曲収差を補正することが困難となる。なお、条件式(3)の上限値を0.80に設定することで、本願の効果をより確実なものとすることができる。
また本願の変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記レンズ群どうしの間隔が変化することが望ましい。この構成により、変倍時の球面収差の変動、像面湾曲の変動を小さくすることができるため好ましい。
また本願の変倍光学系は、前記第2レンズ群と前記第4レンズ群の間に開口絞りを有することが望ましい。この構成により、コマ収差と像面湾曲を良好に補正することができる。
(1) 5.20<f1/(−f2)<8.00
ただし、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
斯かる本願の変倍光学系の製造方法により、変倍時の収差変動及び像ぶれ補正時の収差変動を良好に抑えた変倍光学系を製造することができる。
(第1実施例)
図1は、本願の第1実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、両凸形状の正レンズL23と、両凹形状の負レンズL24とからなる。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL31と両凸形状の正レンズL32との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33と両凸形状の正レンズL34との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL35とからなる。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL41と、両凹形状の負レンズL42と両凸形状の正レンズL43との接合負レンズとからなる。
第5レンズ群G5は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL51と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL52と両凸形状の正レンズL53との接合正レンズと、両凸形状の正レンズL54と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL55とからなる。
また本実施例に係る変倍光学系では、第3レンズ群G3内の負メニスカスレンズL31と正レンズL32との接合正レンズが防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、これによって像ぶれの補正を行うことができる。
また本実施例に係る変倍光学系では、第4レンズ群G4全体を像側へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体への合焦が行われる。
表1において、fは焦点距離、BFはバックフォーカスを示す。
[面データ]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はレンズ面の間隔、ndはd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率、νdはd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、物面は物体面、可変は可変の面間隔、(絞りS)は開口絞りS、像面は像面Iをそれぞれ示している。なお、曲率半径r=∞は平面を示し、空気の屈折率nd=1.00000の記載は省略している。
x=(h2/r)/[1+{1−K(h/r)2}1/2]
+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10+A12h12+A14h14
ここで、xは光軸から垂直方向の高さhにおける各非球面の頂点の接平面から光軸方向に沿った距離(サグ量)、Kを円錐定数、A4,A6,A8,A10,A12,A14を非球面係数、rを基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)とする。また、「E−n」(n:整数)は「×10-n」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10-5」を示す。
ここで、表1に掲載されている焦点距離fや曲率半径r、及びその他長さの単位は一般に「mm」が使われる。しかしながら光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
なお、以上に述べた表1の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 74.1356 1.800 1.850260 32.35
2 36.0351 7.000 1.497820 82.51
3 3038.1597 0.100
4 36.3362 5.000 1.729157 54.66
5 170.0064 可変
*6 159.7676 1.000 1.816000 46.62
7 11.1111 5.757
8 -57.3031 0.800 1.816000 46.62
9 32.0791 0.202
10 18.8298 4.000 1.846660 23.78
11 -127.9381 0.317
12 -90.0599 1.000 1.816000 46.62
13 41.7316 可変
14 22.5107 0.800 1.834000 37.16
15 12.0861 2.500 1.603001 65.46
16 -69.1710 1.000
17 864.1596 1.000 1.850260 32.35
18 16.8557 2.200 1.603001 65.46
19 -47.4738 0.100
20 24.2921 1.800 1.729157 54.66
21 -67.1681 1.000
22(絞りS) ∞ 可変
23 -43.6868 0.800 1.834807 42.72
24 22.6901 0.800
25 -25.0831 0.800 1.834807 42.72
26 11.7100 1.800 1.846660 23.78
27 -48.7106 可変
28 24.1884 2.500 1.497820 82.51
29 -58.4609 0.200
30 40.9485 1.000 1.834807 42.72
31 15.4156 3.500 1.497820 82.51
32 -46.0872 8.564
33 28.3973 2.500 1.497820 82.51
34 -123.1319 3.765
35 -20.5259 1.000 1.846660 23.78
36 -54.7499 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
K = -20.0000
A4 = 4.26826E-06
A6 = -9.97395E-09
A8 = 1.52813E-11
A10 = -3.70867E-14
[各種データ]
変倍比 9.42
W M T
f 10.3 45.0 97.0
FNO 4.6 5.1 5.9
2ω 78.3 19.6 9.2
Y 8.0 8.0 8.0
TL 128.784 128.784 128.784
BF 18.391 18.023 15.384
W M T W M T
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
d5 0.800 20.355 28.029 0.800 20.355 28.029
d13 28.052 8.497 0.823 28.052 8.497 0.823
d22 0.800 8.210 13.112 0.855 8.379 13.439
d27 16.136 9.093 6.831 16.081 8.924 6.503
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 57.577
2 6 -10.550
3 14 16.309
4 23 -14.362
5 28 24.289
[条件式対応値]
(1) f1/(−f2) = 5.46
(2) f3/f5 = 0.67
(3) (−f4)/f5 = 0.59
図3(a)、及び図3(b)はそれぞれ、第1実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の諸収差図、及び0.2°の回転ぶれに対して防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
図4(a)、及び図4(b)はそれぞれ、第1実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図、及び0.2°の回転ぶれに対して防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
図5(a)、図5(b)、及び図5(c)はそれぞれ、第1実施例に係る変倍光学系の望遠端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。
各諸収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに防振時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
図6は、本願の第2実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、両凸形状の正レンズL23と、両凹形状の負レンズL24とからなる。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL31と両凸形状の正レンズL32との接合正レンズと、両凸形状の正レンズL33と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL34との接合正レンズとからなる。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL41と、両凹形状の負レンズL42と両凸形状の正レンズL43との接合負レンズとからなる。
第5レンズ群G5は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL52と両凸形状の正レンズL53との接合正レンズと、両凸形状の正レンズL54と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL55とからなる。
また本実施例に係る変倍光学系では、第3レンズ群G3全体が防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、これによって像ぶれの補正を行うことができる。
また本実施例に係る変倍光学系では、第4レンズ群G4全体を像側へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体への合焦が行われる。
ここで、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態において防振係数が2.07、焦点距離が10.3(mm)であるため、0.2°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.02(mm)となる。また、中間焦点距離状態においては防振係数が2.95、焦点距離が45.0(mm)であるため、0.2°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.05(mm)となる。また、望遠端状態においては防振係数が3.42、焦点距離が97.0(mm)であるため、0.2°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.10(mm)となる。
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 93.1619 1.800 1.850260 32.35
2 39.5859 8.000 1.497820 82.51
3 -284.0151 0.100
4 36.5540 5.000 1.729157 54.66
5 159.4459 可変
*6 127.6881 1.000 1.816000 46.62
7 12.0348 5.060
8 -49.9978 0.800 1.816000 46.62
9 29.2932 0.200
10 18.9882 4.000 1.846660 23.78
11 -37.9737 0.471
12 -28.9543 1.000 1.834807 42.72
13 48.3879 可変
14(絞りS) ∞ 0.000
15 37.6996 0.800 1.834000 37.16
16 17.4219 2.500 1.593190 67.90
17 -25.8437 0.100
18 20.8989 2.500 1.518601 69.97
19 -16.6811 0.800 1.846660 23.78
20 -31.8438 可変
21 -36.4910 0.800 1.834807 42.72
22 29.3199 0.896
23 -27.0631 0.800 1.834807 42.72
24 18.2268 1.800 1.846660 23.78
25 -34.6409 可変
26 -50.1069 2.000 1.497820 82.51
27 -19.1363 0.200
28 96.2015 1.000 1.834807 42.72
29 23.1567 4.000 1.497820 82.51
30 -46.1208 0.211
31 23.5512 3.000 1.497820 82.51
32 -152.9275 9.791
33 -37.8588 1.000 1.846660 23.78
34 -283.7365 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
K = 8.8617
A4 = 1.80790E-07
A6 = -6.06139E-09
A8 = 4.62589E-11
A10 = -2.20120E-13
[各種データ]
変倍比 9.42
W M T
f 10.3 45.0 97.0
FNO 4.7 5.3 6.1
2ω 78.3 19.4 9.1
Y 8.0 8.0 8.0
TL 128.784 128.784 128.784
BF 19.429 17.659 14.429
W M T W M T
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
d5 0.800 20.665 28.181 0.800 20.665 28.181
d13 29.606 9.740 2.225 29.606 9.740 2.225
d20 0.800 9.620 15.486 0.855 9.821 15.897
d25 18.520 11.469 8.834 18.465 11.268 8.423
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 57.030
2 6 -10.449
3 15 16.471
4 21 -18.248
5 26 28.038
[条件式対応値]
(1) f1/(−f2) = 5.46
(2) f3/f5 = 0.59
(3) (−f4)/f5 = 0.65
図8(a)、及び図8(b)はそれぞれ、第2実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の諸収差図、及び0.2°の回転ぶれに対して防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
図9(a)、及び図9(b)はそれぞれ、第2実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図、及び0.2°の回転ぶれに対して防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
図10(a)、図10(b)、及び図10(c)はそれぞれ、第2実施例に係る変倍光学系の望遠端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。
各諸収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに防振時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
図11は、本願の第3実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、両凸形状の正レンズL23と、両凹形状の負レンズL24とからなる。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL31と両凸形状の正レンズL32との接合正レンズと、両凸形状の正レンズL33と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL34との接合正レンズとからなる。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL41と、両凹形状の負レンズL42と両凸形状の正レンズL43との接合負レンズとからなる。
第5レンズ群G5は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL51と、両凸形状の正レンズL52と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL53との接合正レンズとからなる。
また本実施例に係る変倍光学系では、第3レンズ群G3全体が防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、これによって像ぶれの補正を行うことができる。
また本実施例に係る変倍光学系では、第4レンズ群G4全体を像側へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体への合焦が行われる。
ここで、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態において防振係数が2.08、焦点距離が10.3(mm)であるため、0.2°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.02(mm)となる。また、中間焦点距離状態においては防振係数が2.95、焦点距離が45.0(mm)であるため、0.2°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.05(mm)となる。また、望遠端状態においては防振係数が3.42、焦点距離が97.0(mm)であるため、0.2°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.10(mm)となる。
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 86.5566 1.600 1.850260 32.35
2 39.0403 8.200 1.497820 82.51
3 -273.4518 0.100
4 33.7862 4.800 1.729157 54.66
5 111.7851 可変
*6 114.8189 1.000 1.816000 46.62
7 10.7372 5.676
8 -53.6644 0.800 1.816000 46.62
9 36.5687 0.200
10 17.8230 4.000 1.846660 23.78
11 -53.3504 0.342
12 -43.0589 1.000 1.834807 42.72
13 33.3093 可変
14(絞りS) ∞ 0.000
15 32.7360 0.800 1.850260 32.35
16 15.8207 2.500 1.593190 67.90
17 -24.5965 0.100
18 22.9169 2.500 1.518601 69.97
19 -20.0347 0.800 1.846660 23.78
20 -37.9415 可変
21 -31.8905 0.800 1.834807 42.72
22 31.4348 1.419
23 -16.4154 0.800 1.834807 42.72
24 39.1141 1.800 1.846660 23.78
25 -18.0688 可変
26 67.8920 4.000 1.497820 82.51
27 -20.3825 4.416
28 32.0419 4.000 1.497820 82.51
29 -17.2951 1.000 1.850260 32.35
30 -184.4460 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
K = 13.3663
A4 = -5.75816E-07
A6 = -3.00768E-10
A8 = -1.33166E-11
A10 = 2.80156E-14
[各種データ]
変倍比 9.42
W M T
f 10.3 45.0 97.0
FNO 4.7 5.3 6.1
2ω 78.1 19.5 9.1
Y 8.0 8.0 8.0
TL 128.784 128.784 128.784
BF 27.465 24.116 20.465
W M T W M T
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
d5 0.810 20.266 27.547 0.810 20.266 27.547
d13 29.126 9.670 2.389 29.126 9.670 2.389
d20 0.801 10.534 16.510 0.855 10.738 16.927
d25 17.930 11.545 9.221 17.875 11.342 8.804
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 55.688
2 6 -10.152
3 15 16.625
4 21 -20.042
5 26 30.416
[条件式対応値]
(1) f1/(−f2) = 5.49
(2) f3/f5 = 0.55
(3) (−f4)/f5 = 0.66
図13(a)、及び図13(b)はそれぞれ、第3実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の諸収差図、及び0.2°の回転ぶれに対して防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
図14(a)、及び図14(b)はそれぞれ、第3実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図、及び0.2°の回転ぶれに対して防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
図15(a)、図15(b)、及び図15(c)はそれぞれ、第3実施例に係る変倍光学系の望遠端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。
各諸収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに防振時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
図16は、本願の第4実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、両凸形状の正レンズL23と両凹形状の負レンズL24との接合正レンズとからなる。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL31と両凸形状の正レンズL32との接合正レンズと、両凸形状の正レンズL33と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL34との接合正レンズと、両凸形状の正レンズL35とからなる。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL41と、両凹形状の負レンズL42と両凸形状の正レンズL43との接合負レンズとからなる。
第5レンズ群G5は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL51と、両凸形状の正レンズL52と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL53との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL54と両凸形状の正レンズL55との接合負レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL56とからなる。
また本実施例に係る変倍光学系では、第3レンズ群G3内の負メニスカスレンズL31と正レンズL32との接合正レンズが防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、これによって像ぶれの補正を行うことができる。
また本実施例に係る変倍光学系では、第4レンズ群G4全体を像側へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体への合焦が行われる。
ここで、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態において防振係数が0.93、焦点距離が10.3(mm)であるため、0.2°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.04(mm)となる。また、中間焦点距離状態においては防振係数が1.33、焦点距離が45.0(mm)であるため、0.2°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.12(mm)となる。また、望遠端状態においては防振係数が1.62、焦点距離が97.0(mm)であるため、0.2°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.21(mm)となる。
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 102.3091 2.000 1.795040 28.69
2 41.8010 10.400 1.497820 82.57
3 -1007.6756 0.100
4 37.6062 5.150 1.834810 42.73
5 98.9884 可変
6 99.2450 0.150 1.553890 38.09
7 94.6723 1.400 1.834810 42.73
8 12.0783 6.000
9 -32.7960 1.000 1.834810 42.73
10 46.9143 0.400
11 25.5606 3.800 1.846660 23.80
12 -54.2180 1.000 1.816000 46.59
13 54.1534 可変
14 34.7874 0.800 1.850260 32.35
15 16.6502 2.600 1.618000 63.34
16 -37.1204 1.200
17 48.7843 2.600 1.497820 82.57
18 -18.5410 0.800 1.850260 32.35
19 -41.7038 0.300
20 47.8525 1.600 1.696800 55.52
21 -59.5425 0.500
22(絞りS) ∞ 可変
23 -33.1327 0.800 1.816000 46.59
24 23.8736 0.700
25 -23.1424 0.800 1.816000 46.59
26 16.9872 2.000 1.808090 22.74
27 -33.9829 可変
28 49.4602 3.500 1.589130 61.18
29 -19.7954 0.100
30 23.4122 4.400 1.497820 82.57
31 -23.4006 1.000 1.950000 29.37
32 -80.0819 0.300
33 85.4967 1.000 1.883000 40.66
34 14.9004 4.000 1.517420 52.20
35 -50.2458 1.450
36 -30.3940 1.000 2.000690 25.46
37 -82.9601 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
K = 15.1751
A4 = 4.64891E-06
A6 = -1.26998E-08
A8 = -3.35661E-10
A10 = 2.59761E-12
A12 = -8.51930E-15
A14 = 1.02560E-17
第29面
K = 1.2313
A4 = 1.39795E-05
A6 = 3.25121E-08
[各種データ]
変倍比 9.42
W M T
f 10.3 45.0 97.0
FNO 4.6 5.5 5.9
2ω 78.6 19.4 9.0
Y 8.0 8.0 8.0
TL 136.663 136.663 136.663
BF 21.775 17.923 14.148
W M T W M T
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
d5 1.822 23.119 30.744 1.822 23.119 30.744
d13 30.318 9.021 1.396 30.318 9.021 1.396
d22 2.508 12.391 20.536 2.557 12.557 20.874
d27 17.391 11.359 6.988 17.341 11.193 6.650
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 65.224
2 6 -10.504
3 14 16.830
4 23 -14.660
5 28 24.633
[条件式対応値]
(1) f1/(−f2) = 6.21
(2) f3/f5 = 0.68
(3) (−f4)/f5 = 0.60
図18(a)、及び図18(b)はそれぞれ、第4実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の諸収差図、及び0.2°の回転ぶれに対して防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
図19(a)、及び図19(b)はそれぞれ、第4実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図、及び0.2°の回転ぶれに対して防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
図20(a)、図20(b)、及び図20(c)はそれぞれ、第4実施例に係る変倍光学系の望遠端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。
各諸収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに防振時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
図21は、本願の第5実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、両凸形状の正レンズL23と両凹形状の負レンズL24との接合正レンズとからなる。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL31と両凸形状の正レンズL32との接合正レンズと、両凸形状の正レンズL33と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL34との接合正レンズと、両凸形状の正レンズL35とからなる。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL41と、両凹形状の負レンズL42と両凸形状の正レンズL43との接合負レンズとからなる。
第5レンズ群G5は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL51と、両凸形状の正レンズL52と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL53との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL54と両凸形状の正レンズL55との接合負レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL56とからなる。
また本実施例に係る変倍光学系では、第2レンズ群G2全体が防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、これによって像ぶれの補正を行うことができる。
また本実施例に係る変倍光学系では、第4レンズ群G4全体を像側へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体への合焦が行われる。
ここで、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態において防振係数が0.85、焦点距離が10.3(mm)であるため、0.2°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.04(mm)となる。また、中間焦点距離状態においては防振係数が2.24、焦点距離が45.0(mm)であるため、0.2°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.07(mm)となる。また、望遠端状態においては防振係数が3.76、焦点距離が97.0(mm)であるため、0.2°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.09(mm)となる。
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 102.3091 2.000 1.795040 28.69
2 41.8010 10.400 1.497820 82.57
3 -1007.6756 0.100
4 37.6062 5.150 1.834810 42.73
5 98.9884 可変
6 99.2450 0.150 1.553890 38.09
7 94.6723 1.400 1.834810 42.73
8 12.0783 6.000
9 -32.7960 1.000 1.834810 42.73
10 46.9143 0.400
11 25.5606 3.800 1.846660 23.80
12 -54.2180 1.000 1.816000 46.59
13 54.1534 可変
14 34.7874 0.800 1.850260 32.35
15 16.6502 2.600 1.618000 63.34
16 -37.1204 1.200
17 48.7843 2.600 1.497820 82.57
18 -18.5410 0.800 1.850260 32.35
19 -41.7038 0.300
20 47.8525 1.600 1.696800 55.52
21 -59.5425 0.500
22(絞りS) ∞ 可変
23 -33.1327 0.800 1.816000 46.59
24 23.8736 0.700
25 -23.1424 0.800 1.816000 46.59
26 16.9872 2.000 1.808090 22.74
27 -33.9829 可変
28 49.4602 3.500 1.589130 61.18
29 -19.7954 0.100
30 23.4122 4.400 1.497820 82.57
31 -23.4006 1.000 1.950000 29.37
32 -80.0819 0.300
33 85.4967 1.000 1.883000 40.66
34 14.9004 4.000 1.517420 52.20
35 -50.2458 1.450
36 -30.3940 1.000 2.000690 25.46
37 -82.9601 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
K = 15.1751
A4 = 4.64891E-06
A6 = -1.26998E-08
A8 = -3.35661E-10
A10 = 2.59761E-12
A12 = -8.51930E-15
A14 = 1.02560E-17
第29面
K = 1.2313
A4 = 1.39795E-05
A6 = 3.25121E-08
[各種データ]
変倍比 9.42
W M T
f 10.3 45.0 97.0
FNO 4.6 5.5 5.9
2ω 78.6 19.4 9.0
Y 8.0 8.0 8.0
TL 136.663 136.663 136.663
BF 21.775 17.923 14.148
W M T W M T
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
d5 1.822 23.119 30.744 1.822 23.119 30.744
d13 30.318 9.021 1.396 30.318 9.021 1.396
d22 2.508 12.391 20.536 2.557 12.557 20.874
d27 17.391 11.359 6.988 17.341 11.193 6.650
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 65.224
2 6 -10.504
3 14 16.830
4 23 -14.660
5 28 24.633
[条件式対応値]
(1) f1/(−f2) = 6.21
(2) f3/f5 = 0.68
(3) (−f4)/f5 = 0.60
図23(a)、及び図23(b)はそれぞれ、第5実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の諸収差図、及び0.2°の回転ぶれに対して防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
図24(a)、及び図24(b)はそれぞれ、第5実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図、及び0.2°の回転ぶれに対して防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
図25(a)、図25(b)、及び図25(c)はそれぞれ、第5実施例に係る変倍光学系の望遠端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。
各諸収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに防振時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
図26は、本願の第6実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成されている。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、両凸形状の正レンズL23と、両凹形状の負レンズL24とからなる。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL31と両凸形状の正レンズL32との接合レンズと、両凸形状の正レンズL33と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL34との接合レンズとからなる。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL41と、両凹形状の負レンズL42と両凸形状の正レンズL43との接合レンズとからなる。
第5レンズ群G5は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL52と両凸形状の正レンズL53との接合レンズと、両凸形状の正レンズL54と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL55とからなる。
また本実施例に係る変倍光学系では、第5レンズ群G5内の負メニスカスレンズL52と正レンズL53との接合レンズと正レンズL54とが防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、これによって像ぶれの補正を行うことができる。
また本実施例に係る変倍光学系では、第4レンズ群G4全体を像側へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体への合焦が行われる。
ここで、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態において防振係数が1.05、焦点距離が10.3(mm)であるため、0.2°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.03(mm)となる。また、中間焦点距離状態においては防振係数が0.99、焦点距離が45.0(mm)であるため、0.2°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.16(mm)となる。また、望遠端状態においては防振係数が0.87、焦点距離が97.0(mm)であるため、0.2°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.39(mm)となる。
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 93.1619 1.800 1.850260 32.35
2 39.5859 8.000 1.497820 82.51
3 -284.0151 0.100
4 36.5540 5.000 1.729157 54.66
5 159.4459 可変
*6 127.6881 1.000 1.816000 46.62
7 12.0348 5.060
8 -49.9978 0.800 1.816000 46.62
9 29.2932 0.200
10 18.9882 4.000 1.846660 23.78
11 -37.9737 0.471
12 -28.9543 1.000 1.834807 42.72
13 48.3879 可変
14(絞りS) ∞ 0.000
15 37.6996 0.800 1.834000 37.16
16 17.4219 2.500 1.593190 67.90
17 -25.8437 0.100
18 20.8989 2.500 1.518601 69.97
19 -16.6811 0.800 1.846660 23.78
20 -31.8438 可変
21 -36.4910 0.800 1.834807 42.72
22 29.3199 0.896
23 -27.0631 0.800 1.834807 42.72
24 18.2268 1.800 1.846660 23.78
25 -34.6409 可変
26 -50.1069 2.000 1.497820 82.51
27 -19.1363 0.200
28 96.2015 1.000 1.834807 42.72
29 23.1567 4.000 1.497820 82.51
30 -46.1208 0.211
31 23.5512 3.000 1.497820 82.51
32 -152.9275 9.791
33 -37.8588 1.000 1.846660 23.78
34 -283.7365 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
K = 8.8617
A4 = 1.80790E-07
A6 = -6.06139E-09
A8 = 4.62589E-11
A10 = -2.20120E-13
[各種データ]
変倍比 9.42
W M T
f 10.3 45.0 97.0
FNO 4.7 5.3 6.1
2ω 78.3 19.4 9.1
Y 8.0 8.0 8.0
TL 128.784 128.784 128.784
BF 19.429 17.659 14.429
W M T W M T
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
d5 0.800 20.665 28.181 0.800 20.665 28.181
d13 29.606 9.740 2.225 29.606 9.740 2.225
d20 0.800 9.620 15.486 0.855 9.821 15.897
d25 18.520 11.469 8.834 18.465 11.268 8.423
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 57.030
2 6 -10.449
3 15 16.471
4 21 -18.248
5 26 28.038
[条件式対応値]
(1) f1/(−f2) = 5.46
(2) f3/f5 = 0.59
(3) (−f4)/f5 = 0.65
図28(a)、及び図28(b)はそれぞれ、第6実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の諸収差図、及び0.2°の回転ぶれに対して防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
図29(a)、及び図29(b)はそれぞれ、第6実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図、及び0.2°の回転ぶれに対して防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
図30(a)、図30(b)、及び図30(c)はそれぞれ、第6実施例に係る変倍光学系の望遠端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。
各諸収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに防振時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
なお、上記各実施例に係る変倍光学系は、最も像側に配置されるレンズ成分の像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離(バックフォーカス)を、最も小さい状態で10.0〜30.0mm程度とすることが好ましい。また、上記各実施例に係る変倍光学系は、像高を5.0〜12.5mmとすることが好ましく、5.0〜9.5mmとすることがより好ましい。
なお、以下の内容は、本願の変倍光学系の光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。
本願の変倍光学系の数値実施例として5群構成のものを示したが、本願はこれに限られず、その他の群構成(例えば、6群、7群等)の変倍光学系を構成することもできる。具体的には、本願の変倍光学系の最も物体側や最も像面側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。なお、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも1枚のレンズを有する部分を示す。
また、本願の変倍光学系において、いずれかのレンズ群全体又はその一部を、防振レンズ群として光軸に垂直な成分を含むように移動させ、又は光軸を含む面内方向へ回転移動(揺動)させることで、手ブレによって生じる像ブレを補正する構成とすることもできる。特に、本願の変倍光学系では第3レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とすることが好ましい。
また、本願の変倍光学系を構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成することができる。
また、本願の変倍光学系は、変倍比が5〜20倍程度である。
また、本願の変倍光学系において第1レンズ群は、正レンズ成分を2つ有することが好ましい。第2レンズ群は、正レンズ成分を1つ有し、負レンズ成分を3つ有することが好ましい。第3レンズ群は、正レンズ成分を3つ有することが好ましい。第4レンズ群は、正レンズ成分を3つ有し、負レンズ成分を1つ有することが好ましい。
図31は、本願の変倍光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
本カメラ1は、図31に示すように撮影レンズ2として上記第1実施例に係る変倍光学系を備えたデジタル一眼レフカメラである。
本カメラ1において、不図示の物体(被写体)からの光は、撮影レンズ2で集光されて、クイックリターンミラー3を介して焦点板4に結像される。そして焦点板4に結像されたこの光は、ペンタプリズム5中で複数回反射されて接眼レンズ6へ導かれる。これにより撮影者は、被写体像を接眼レンズ6を介して正立像として観察することができる。
以上の構成により、上記第1実施例に係る変倍光学系を撮影レンズ2として搭載した本カメラ1は、変倍時の収差変動及び像ぶれ補正時の収差変動を良好に抑え、良好な光学性能を実現することができる。なお、上記第2〜第6実施例に係る変倍光学系を撮影レンズ2として搭載したカメラを構成しても上記カメラ1と同様の効果を奏することができる。
図32は、本願の変倍光学系の製造方法を示す図である。
本願の変倍光学系の製造方法は、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、負の屈折力を有する第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、以下の各ステップS1〜S3を含むものである。
ステップS1:第1レンズ群と第2レンズ群が以下の条件式(1)を満足するように各レンズ群を用意し、鏡筒内に物体側から順に配置する。
(1) 5.20<f1/(−f2)<8.00
ただし、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
ステップS3:公知の移動機構を設ける等することで、前記レンズ群のうち、いずれか1つのレンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにする。
斯かる本願の変倍光学系の製造方法によれば、変倍時の収差変動及び像ぶれ補正時の収差変動を良好に抑えた変倍光学系を製造することができる。
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
I 像面
S 開口絞り
Claims (10)
- 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、負の屈折力を有する第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第1レンズ群の位置は固定であり、
前記レンズ群のうち、いずれか1つのレンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
5.20<f1/(−f2)<8.00
ただし、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離 - 前記第3レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の変倍光学系。
0.20<f3/f5<0.80
ただし、
f3:前記第3レンズ群の焦点距離
f5:前記第5レンズ群の焦点距離 - 無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第4レンズ群が移動することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の変倍光学系。
- 以下の条件式を満足す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変倍光学系。
0.20<(−f4)/f5<0.90
ただし、
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
f5:前記第5レンズ群の焦点距離 - 広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第3レンズ群の位置が固定であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の変倍光学系。
- 広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記レンズ群どうしの間隔が変化することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の変倍光学系。
- 前記第2レンズ群と前記第4レンズ群の間に開口絞りを有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変倍光学系。
- 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の変倍光学系を備えたことを特徴とする光学装置。
- 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、負の屈折力を有する第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第1レンズ群の位置が固定であるようにし、
前記レンズ群のうち、いずれか1つのレンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにすることを特徴とする変倍光学系の製造方法。
5.20<f1/(−f2)<8.00
ただし、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
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