JP2012048125A - 光学系、光学装置、光学系の製造方法 - Google Patents

光学系、光学装置、光学系の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】像ぶれ補正時の収差変動を良好に抑えた光学系、光学装置、光学系の製造方法を提供する。
【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とを有し、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第2レンズ群G2が移動し、第3レンズ群G3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

本発明は、光学系、光学装置、光学系の製造方法に関する。
従来、写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した光学系が提案されている(例えば、特許文献1を参照。)。
特開2008−145584公報
しかしながら、上述のような従来の光学系は、像ぶれ補正時の収差変動が大きいという問題があった。
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、像ぶれ補正時の収差変動を良好に抑えた光学系、光学装置、光学系の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、
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レンズ群とを有し、
無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第2レンズ群が移動し、
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し、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系を提供する。
0.30<f1/f<0.60
0.10<(−f2)/f<0.60
0.30<f3/f<0.60
ただし、
f :前記光学系の焦点距離
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
f3:前記第3レンズ群の焦点距離
また本発明は、
前記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レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、
前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、及び前記第3レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第2レンズ群が移動するようにし、
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ようにすることを特徴とする光学系の製造方法を提供する。
0.30<f1/f<0.60
0.10<(−f2)/f<0.60
0.30<f3/f<0.60
ただし、
f :前記光学系の焦点距離
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
f3:前記第3レンズ群の焦点距離
本発明によれば、像ぶれ補正時の収差変動を良好に抑えた光学系、光学装置、光学系の製造方法を提供することができる。
本願の第1実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。 (a)、及び(b)はそれぞれ、第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に0.3°の回転ぶれに対して防振を行った場合のメリディオナル横収差図である。 本願の第2実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。 (a)、及び(b)はそれぞれ、第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に0.3°の回転ぶれに対して防振を行った場合のメリディオナル横収差図である。 本願の第3実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。 (a)、及び(b)はそれぞれ、第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に0.3°の回転ぶれに対して防振を行った場合のメリディオナル横収差図である。 本願の光学系を備えたカメラの構成を示す図である。 本願の光学系の製造方法を示す図である。
以下、本願の光学系、光学装置、光学系の製造方法について説明する。
本願の光学系は、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レンズ群とを有し、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第2レンズ群が移動し、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し、以下の条件式(1)、(2)、(3)を満足することを特徴とする。
(1) 0.30<f1/f<0.60
(2) 0.10<(−f2)/f<0.60
(3) 0.30<f3/f<0.60
ただし、
f :前記光学系の焦点距離
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
f3:前記第3レンズ群の焦点距離
上述のように本願の光学系は、第2レンズ群を合焦レンズ群として光軸方向へ移動させて無限遠物体から近距離物体への合焦を行うことにより、合焦時の収差変動を小さくすることができる。また、合焦レンズ群の軽量化を図ることができ、これによって高速な合焦を行うことが可能となる。
また、上述のように本願の光学系は、第3レンズ群の少なくとも一部を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させることにより、手ぶれ等によって生じる像ぶれの補正(防振)を行うことができる。そして、像ぶれ補正時の収差変動を小さくすることができる。
上記条件式(1)は、本願の光学系全体の焦点距離と第1レンズ群の焦点距離を規定するものである。本願の光学系は、条件式(1)を満足することにより、光学系の全長が大きくなることを防止し、像面湾曲やコマ収差を良好に補正することができる。
本願の光学系の条件式(1)の対応値が上限値を上回ると、第1レンズ群の屈折力が小さくなり、光学系の全長が増大し、さらに周辺光量を確保することが困難になってしまうため好ましくない。また、光学系の全長を短縮するために第3レンズ群の屈折力を大きくすれば、球面収差や像面湾曲を補正することが困難になってしまうため好ましくない。なお、条件式(1)の上限値を0.59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、像面湾曲やコマ収差を補正することが困難になってしまうため好ましくない。なお、条件式(1)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。
上記条件式(2)は、本願の光学系全体の焦点距離と第2レンズ群の焦点距離を規定するものである。本願の光学系は、条件式(2)を満足することにより、球面収差や像面湾曲を良好に補正し、光学系の全長が大きくなることを防止することができる。
本願の光学系の条件式(2)の対応値が上限値を上回ると、第2レンズ群の屈折力が小さくなり、球面収差や像面湾曲を十分に補正することができなくなってしまうため好ましくない。また、合焦レンズ群である第2レンズ群の合焦時の移動量が大きくなり、光学系の全長が大きくなってしまうため好ましくない。なお、条件式(2)の上限値を0.50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、本願の光学系の条件式(2)の対応値が下限値を下回ると、第2レンズ群の屈折力が大きくなり、球面収差や像面湾曲を補正することが困難になってしまうため好ましくない。なお、条件式(2)の下限値を0.20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。
上記条件式(3)は、本願の光学系全体の焦点距離と第3レンズ群の焦点距離を規定するものである。本願の光学系は、条件式(3)を満足することにより、球面収差、コマ収差、及び歪曲収差を良好に補正することができ、バックフォーカスを十分に確保することができる。
本願の光学系の条件式(3)の対応値が上限値を上回ると、第3レンズ群の屈折力が小さくなり、光学系の全長が大きくなってしまうため好ましくない。この影響を緩和するために第1レンズ群と第2レンズ群の屈折力を大きくすれば、球面収差、コマ収差、及び歪曲収差を補正することが困難になってしまうため好ましくない。なお、条件式(3)の上限値を0.59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、本願の光学系の条件式(3)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る。このため、球面収差やコマ収差を補正することが困難になり、また、バックフォーカスを確保することが困難になってしまうため好ましくない。バックフォーカスを確保するために第2レンズ群の屈折力を大きくすれば、球面収差を補正することが困難になってしまうため好ましくない。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。
以上の構成により、像ぶれ補正時の収差変動及び合焦時の収差変動を良好に抑えた光学系を実現することができる。
また本願の光学系は、前記第3レンズ群の前記少なくとも一部が、負の屈折力を有する負レンズ群であることが望ましい。この構成により、像ぶれ補正時の収差変動を小さくすることができる。
また本願の光学系は、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
(4) 0.50<(−fVR)/f3<1.00
ただし、
fVR:前記負レンズ群の焦点距離
f3 :前記第3レンズ群の焦点距離
条件式(4)は、第3レンズ群の焦点距離と負レンズ群の焦点距離を規定するものである。本願の光学系は、条件式(4)を満足することにより、光学系の大型化を防止し、像ぶれ補正時の偏心コマ収差を良好に補正することができる。
本願の光学系の条件式(4)の対応値が上限値を上回ると、第3レンズ群における負レンズ群、即ち防振レンズ群の屈折力が小さくなる。このため、像ぶれ補正時の防振レンズ群の移動量が大きくなり、防振ユニットや鏡筒の外径が大型化してしまうため好ましくない。また、本願の光学系の条件式(4)の対応値が上限値を上回らないように第3レンズ群の屈折力を小さくすれば、光学系の全長が増大してしまうため好ましくない。なお、条件式(4)の上限値を0.90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、本願の光学系の条件式(4)の対応値が下限値を下回ると、防振レンズ群の屈折力が大きくなり、像ぶれ補正時の偏心コマ収差を補正することが困難になってしまうため好ましくない。なお、条件式(4)の下限値を0.55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。
また本願の光学系は、前記第3レンズ群が、前記負レンズ群よりも物体側に配置された正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記負レンズ群よりも像側に配置された正の屈折力を有する第2正レンズ群とを有することが望ましい。この構成により、像ぶれ補正時の収差変動を小さくすることができる。
また本願の光学系は、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
(5) 0.60<(−fVR)/fp2<1.50
ただし、
fVR:前記負レンズ群の焦点距離
fp2:前記第2正レンズ群の焦点距離
条件式(5)は、第3レンズ群における第2正レンズ群の焦点距離と負レンズ群の焦点距離を規定するものである。本願の光学系は、条件式(5)を満足することにより、光学系の大型化を防止し、像ぶれ補正時の偏心コマ収差を良好に補正することができる。
本願の光学系の条件式(5)の対応値が上限値を上回ると、負レンズ群、即ち防振レンズ群の屈折力が小さくなる。このため、像ぶれ補正時の防振レンズ群の移動量が大きくなり、防振ユニットや鏡筒の外径が大型化してしまうため好ましくない。なお、条件式(5)の上限値を1.30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、本願の光学系の条件式(5)の対応値が下限値を下回ると、防振レンズ群の屈折力が大きくなり、像ぶれ補正時の偏心コマ収差を補正することが困難になってしまうため好ましくない。なお、条件式(5)の下限値を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。
また本願の光学系は、前記第1正レンズ群が、正レンズと負レンズとを接合してなる1つの接合レンズからなることが望ましい。この構成により、鏡筒の小型化を図ることができる。
また本願の光学系は、前記第2レンズ群が、2枚の負レンズと1枚の正レンズを有することが望ましい。この構成により、合焦時の収差変動を小さくすることができる。
また本願の光学装置は、上述した構成の光学系を備えていることを特徴とする。これにより、像ぶれ補正時の収差変動を良好に抑えた光学装置を実現することができる。
また本願の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レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、及び前記第3レンズ群が以下の条件式(1),(2),(3)を満足するようにし、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第2レンズ群が移動するようにし、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ようにすることを特徴とする。
(1) 0.30<f1/f<0.60
(2) 0.10<(−f2)/f<0.60
(3) 0.30<f3/f<0.60
ただし、
f :前記光学系の焦点距離
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
f3:前記第3レンズ群の焦点距離
斯かる本願の光学系の製造方法により、像ぶれ補正時の収差変動を良好に抑えた光学系を製造することができる。
以下、本願の数値実施例に係る光学系を添付図面に基づいて説明する。
(第1実施例)
図1は、本願の第1実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る光学系は、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とから構成されている。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL11と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12と、両凸形状の正レンズL13と両凹形状の負レンズL14との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL15と両凸形状の正レンズL16との接合レンズとからなる。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズL23との接合レンズとからなる。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、開口絞りSと、正の屈折力を有する第1正レンズ群Gp1と、負の屈折力を有する負レンズ群GVRと、正の屈折力を有する第2正レンズ群Gp2とからなる。
第1正レンズ群Gp1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との接合レンズのみからなる。
負レンズ群GVRは、物体側から順に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL33と両凹形状の負レンズL34との接合レンズのみからなる。
第2正レンズ群Gp2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL35と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL36との接合レンズのみからなる。
本実施例に係る光学系では、第2レンズ群G2全体が像側へ移動し、これによって無限遠物体から近距離物体への合焦が行われる。
また本実施例に係る光学系では、第3レンズ群G3内の負レンズ群GVR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。
以下の表1に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
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、(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。
[各種データ]において、FNOはFナンバー、2ωは画角、Yは像高、TLは光学系全長をそれぞれ示す。
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。
ここで、レンズ全系の焦点距離がf、防振係数(ぶれ補正時の防振レンズ群の移動量に対する像面I上での像の移動量の比)がKであるレンズにおいて、角度θの回転ぶれを補正するためには、防振レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交する方向へ移動させればよい。したがって、本実施例に係る光学系は、防振係数が0.80、焦点距離が132.9(mm)であるため、0.3°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.87(mm)となる。
(表1)第1実施例
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 218.5583 7.000 1.618000 63.37
2 -540.2614 0.200
3 103.9713 7.000 1.618000 63.37
4 438.0518 0.200
5 70.4602 12.000 1.497820 82.51
6 -296.9672 3.000 1.834807 42.72
7 138.0366 9.005
8 62.1858 2.500 1.800999 34.96
9 38.2633 12.000 1.497820 82.51
10 -456.2726 3.000
11 -496.4748 2.500 1.583130 59.39
12 45.5419 4.281
13 357.5640 4.000 1.846660 23.78
14 -110.4606 2.000 1.658441 50.89
15 46.8715 15.123
16(絞りS) ∞ 2.000
17 173.9463 2.000 1.728250 28.46
18 35.3526 7.500 1.834807 42.72
19 -111.2682 2.000
20 -166.6361 4.000 1.846660 23.78
21 -42.0037 1.500 1.667551 41.96
22 44.0612 7.964
23 55.3579 7.500 1.834807 42.72
24 -50.6631 2.000 1.846660 23.78
25 -1557.1808 BF
像面 ∞

[各種データ]
f 132.9
FNO 1.8
2ω 18.3
Y 21.6
TL 162.5
BF 42.2

[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 72.618
2 11 -39.896
3 16 72.553
p1 17 69.290
VR 20 -62.121
p2 23 65.095

[条件式対応値]
(1) f1/f= 0.55
(2) (−f2)/f= 0.30
(3) f3/f= 0.55
(4) (−fVR)/f3= 0.86
(5) (−fVR)/fp2= 0.95
図2(a)、及び図2(b)はそれぞれ、第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に0.3°の回転ぶれに対して防振を行った場合のメリディオナル横収差図である。
図2(a)及び図2(b)において、FNOはFナンバー、Aは半画角をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するFナンバーの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では半画角の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各半画角の値を示す。dはd線(λ=587.6nm)、gはg線(λ=435.8nm)をそれぞれ示す。非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。なお、以下に示す各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。
各諸収差図より、本実施例に係る光学系は、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。
(第2実施例)
図3は、本願の第2実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る光学系は、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とから構成されている。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL11と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12と、両凸形状の正レンズL13と両凹形状の負レンズL14との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL15と両凸形状の正レンズL16との接合レンズとからなる。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22と両凹形状の負レンズL23との接合レンズとからなる。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、開口絞りSと、正の屈折力を有する第1正レンズ群Gp1と、負の屈折力を有する負レンズ群GVRと、正の屈折力を有する第2正レンズ群Gp2とからなる。
第1正レンズ群Gp1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との接合レンズのみからなる。
負レンズ群GVRは、物体側から順に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL33と両凹形状の負レンズL34との接合レンズのみからなる。
第2正レンズ群Gp2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL35と両凹形状の負レンズL36との接合レンズのみからなる。
本実施例に係る光学系では、第2レンズ群G2全体が像側へ移動し、これによって無限遠物体から近距離物体への合焦が行われる。
また本実施例に係る光学系では、第3レンズ群G3内の負レンズ群GVR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。
以下の表2に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
ここで、本実施例に係る光学系は、防振係数が0.80、焦点距離が132.2(mm)であるため、0.3°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.87(mm)となる。
(表2)第2実施例
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 187.7777 7.000 1.618000 63.37
2 -496.3475 0.200
3 103.0350 7.000 1.618000 63.37
4 361.8571 0.200
5 73.1998 12.000 1.497820 82.51
6 -276.4051 3.000 1.834807 42.72
7 139.3412 8.016
8 82.0080 2.500 1.603420 38.01
9 36.2666 12.000 1.497820 82.51
10 -432.9076 3.000
11 -322.8976 2.500 1.579570 53.71
12 46.9288 5.140
13 -1251.6819 4.000 1.846660 23.78
14 -88.6342 2.000 1.516800 64.11
15 46.3513 15.826
16(絞りS) ∞ 2.000
17 100.2261 2.000 1.672700 32.11
18 35.6468 7.500 1.729157 54.66
19 -100.6435 2.000
20 -149.0360 4.000 1.846660 23.78
21 -46.1845 1.500 1.623740 47.05
22 41.7440 8.298
23 51.6961 7.000 1.729157 54.66
24 -53.1754 2.000 1.728250 28.46
25 3202.3299 BF
像面 ∞

[各種データ]
f 132.3
FNO 1.8
2ω 18.4
Y 21.6
TL 162.5
BF 41.8

[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 74.678
2 11 -42.925
3 16 75.297
p1 17 65.749
VR 20 -62.768
p2 23 71.890

[条件式対応値]
(1) f1/f= 0.56
(2) (−f2)/f= 0.32
(3) f3/f= 0.57
(4) (−fVR)/f3= 0.83
(5) (−fVR)/fp2= 0.87
図4(a)、及び図4(b)はそれぞれ、第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に0.3°の回転ぶれに対して防振を行った場合のメリディオナル横収差図である。
各諸収差図より、本実施例に係る光学系は、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。
(第3実施例)
図5は、本願の第3実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る光学系は、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とから構成されている。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL11と、両凸形状の正レンズL12と両凹形状の負レンズL13との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL14と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15との接合レンズとからなる。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズL23との接合レンズとからなる。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、開口絞りSと、正の屈折力を有する第1正レンズ群Gp1と、負の屈折力を有する負レンズ群GVRと、正の屈折力を有する第2正レンズ群Gp2とからなる。
第1正レンズ群Gp1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との接合レンズのみからなる。
負レンズ群GVRは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL33と両凹形状の負レンズL34との接合レンズと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL35とからなる。
第2正レンズ群Gp2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL36と、両凸形状の正レンズL37と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL38との接合レンズとからなる。
本実施例に係る光学系では、第2レンズ群G2全体が像側へ移動し、これによって無限遠物体から近距離物体への合焦が行われる。
また本実施例に係る光学系では、第3レンズ群G3内の負レンズ群GVR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。
以下の表3に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
ここで、本実施例に係る光学系は、防振係数が0.92、焦点距離が132.3(mm)であるため、0.3°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群の移動量は0.75(mm)となる。
(表3)第3実施例
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 99.8339 11.000 1.603001 65.46
2 -592.6523 0.200
3 84.1919 13.000 1.497820 82.51
4 -203.6824 3.000 1.672700 32.11
5 331.1476 0.200
6 59.7075 3.000 1.834807 42.72
7 32.0183 14.000 1.618000 63.37
8 129.9551 5.190
9 -417.2325 2.500 1.804000 46.57
10 74.2498 1.659
11 141.2688 5.000 1.846660 23.78
12 -201.1402 2.000 1.603001 65.46
13 42.5251 17.021
14(絞りS) ∞ 2.000
15 156.9902 1.800 1.903660 31.27
16 30.0000 8.000 1.816000 46.62
17 -234.0935 2.000
18 403.6661 5.000 2.000690 25.45
19 -56.0817 1.500 1.548141 45.79
20 34.7886 6.892
21 -37.1080 1.500 1.548141 45.79
22 -545.2217 7.499
23 97.2472 6.000 1.603001 65.46
24 -48.6236 0.100
25 74.0949 8.000 1.497820 82.51
26 -40.5063 2.000 1.612930 36.96
27 -788.8992 BF
像面 ∞

[各種データ]
f 132.3
FNO 1.8
2ω 18.4
Y 21.6
TL 172.5
BF 42.4

[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 74.741
2 9 -49.371
3 14 76.734
p1 15 159.420
VR 18 -52.643
p2 23 43.282

[条件式対応値]
(1) f1/f= 0.57
(2) (−f2)/f= 0.37
(3) f3/f= 0.58
(4) (−fVR)/f3= 0.69
(5) (−fVR)/fp2= 1.22
図6(a)、及び図6(b)はそれぞれ、第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に0.3°の回転ぶれに対して防振を行った場合のメリディオナル横収差図である。
各諸収差図より、本実施例に係る光学系は、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。
上記各実施例によれば、像ぶれ補正時の収差変動及び合焦時の収差変動を良好に抑えた光学系を実現することができる。
ここで、上記各実施例は本願発明の一具体例を示しているものであり、本願発明はこれらに限定されるものではない。
なお、以下の内容は、本願の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。
本願の光学系の数値実施例として3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、4群、5群等)の光学系を構成することもできる。具体的には、本願の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、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、本願の光学系は、無限遠物体から近距離物体への合焦を行うために、レンズ群の一部、1つのレンズ群全体、或いは複数のレンズ群を合焦レンズ群として光軸方向へ移動させる構成としてもよい。特に、第2レンズ群の少なくとも一部を合焦レンズ群とすることが好ましい。また、斯かる合焦レンズ群は、オートフォーカスに適用することも可能であり、オートフォーカス用のモータ、例えば超音波モータ等による駆動にも適している。
また、本願の光学系において、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、本願の光学系を構成するレンズのレンズ面は、球面又は平面としてもよく、或いは非球面としてもよい。レンズ面が球面又は平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、レンズ加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防ぐことができるため好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないため好ましい。レンズ面が非球面の場合、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、又はガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでもよい。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)或いはプラスチックレンズとしてもよい。
また、本願の光学系において開口絞りは第3レンズ群の中又は近傍に配置されることが好ましいが、開口絞りとして部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用する構成としてもよい。
また、本願の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。
次に、本願の光学系を備えたカメラを図7に基づいて説明する。
図7は、本願の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7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。
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、クイックリターンミラー3が光路外へ退避し、不図示の被写体からの光は撮像素子7へ到達する。これにより被写体からの光は、当該撮像素子7によって撮像されて、被写体画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者は本カメラ1による被写体の撮影を行うことができる。
以上の構成により、上記第1実施例に係る光学系を撮影レンズ2として搭載した本カメラ1は、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3実施例に係る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。また、クイックリターンミラー3を有しない構成のカメラに上記各実施例に係る光学系を搭載した場合でも、上記カメラ1と同様の効果を奏することができる。
以下、本願の光学系の製造方法の概略を図8に基づいて説明する。
図8は、本願の光学系の製造方法を示す図である。
本願の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レンズ群とを有する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、第2レンズ群、及び第3レンズ群が以下の条件式(1),(2),(3)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) 0.30<f1/f<0.60
(2) 0.10<(−f2)/f<0.60
(3) 0.30<f3/f<0.60
ただし、
f :光学系の焦点距離
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
f3:第3レンズ群の焦点距離
ステップS2:公知の移動機構を設ける等することで、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第2レンズ群が移動するようにする。
ステップS3:公知の移動機構を設ける等することで、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ようにする。
斯かる本願の光学系の製造方法によれば、像ぶれ補正時の収差変動を良好に抑えた光学系を製造することができる。
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
Gp1 第1正レンズ群
Gp2 第2正レンズ群
GVR 負レンズ群
I 像面
S 開口絞り

Claims (9)

  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レンズ群とを有し、
    無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第2レンズ群が移動し、
    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し、
    以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
    0.30<f1/f<0.60
    0.10<(−f2)/f<0.60
    0.30<f3/f<0.60
    ただし、
    f :前記光学系の焦点距離
    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
    f3:前記第3レンズ群の焦点距離
  2. 前記第3レンズ群の前記少なくとも一部は、負の屈折力を有する負レンズ群であることを特徴とする請求項1に記載の光学系。
  3. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項2に記載の光学系。
    0.50<(−fVR)/f3<1.00
    ただし、
    fVR:前記負レンズ群の焦点距離
    f3 :前記第3レンズ群の焦点距離
  4. 前記第3レンズ群は、前記負レンズ群よりも物体側に配置された正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記負レンズ群よりも像側に配置された正の屈折力を有する第2正レンズ群とを有することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の光学系。
  5. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項4に記載の光学系。
    0.60<(−fVR)/fp2<1.50
    ただし、
    fVR:前記負レンズ群の焦点距離
    fp2:前記第2正レンズ群の焦点距離
  6. 前記第1正レンズ群は、正レンズと負レンズとを接合してなる1つの接合レンズからなることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の光学系。
  7. 前記第2レンズ群は、2枚の負レンズと1枚の正レンズを有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光学系。
  8. 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の光学系を備えたことを特徴とする光学装置。
  9. 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レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、
    前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、及び前記第3レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
    無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第2レンズ群が移動するようにし、
    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ようにすることを特徴とする光学系の製造方法。
    0.30<f1/f<0.60
    0.10<(−f2)/f<0.60
    0.30<f3/f<0.60
    ただし、
    f :前記光学系の焦点距離
    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
    f3:前記第3レンズ群の焦点距離
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