JP2017026716A - 光学系及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上記課題を解決するため、物体側から順に配置される、正の第1レンズ群G1、負の第2レンズ群G2、正の第3レンズ群G3、正の第4レンズ群G4、及び、正の第5レンズ群G5から構成され、第3レンズ群G3は正レンズと負レンズとをそれぞれ少なくとも1枚含み、且つ、実質的に3枚以下のレンズから構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群G1及び第3レンズ群G3を固定し、各レンズ群間の距離を相対的に変化させ、所定の条件を満足することを特徴とする変倍光学系とする。
【選択図】図1
Description
0.005 ≦ fw/f13w ≦ 0.270 ・・・(2)
fwは、広角端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離であり、
f1は、前記第1レンズ群の焦点距離であり、
f13wは、広角端における無限遠合焦時の前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第3レンズ群の合成焦点距離である。
1−1.変倍光学系の構成
本件発明に係る変倍光学系は、物体側から順に配置される、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、及び、正の屈折力を有する第5レンズ群から構成され、第3レンズ群は正レンズと負レンズとをそれぞれ少なくとも1枚含み、且つ、実質的に3枚以下のレンズから構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、第1レンズ群及び第3レンズ群を光軸方向に固定し、各レンズ群間の距離を相対的に変化させ、後述する条件式(1)及び条件式(2)で表される条件を満足することを特徴とする。まず、本件発明に係る変倍光学系の構成について説明する。
第1レンズ群は正の屈折力を有するレンズ群であり、第1レンズ群全体で正の屈折力を有する限り、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。
第2レンズ群は負の屈折力を有するレンズ群であり、第2レンズ群全体で負の屈折力を有する限り、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。しかしながら、当該第2レンズ群は少なくとも負レンズを1枚有するものとし、正レンズを少なくとも1枚含むことが好ましい。第2レンズ群を正のレンズを少なくとも1枚含む構成とすることにより、球面収差、コマ収差、像面湾曲、色収差を適切に補正することができ、結像性能の高い変倍光学系を得ることができる。
第3レンズ群は正の屈折力を有するレンズ群であり、正レンズと負レンズとをそれぞれ少なくとも1枚含み、実質的に3枚以下のレンズから構成されるものとする。正の屈折力を有する第3レンズ群に負レンズを少なくとも1枚配置することで、広い波長域の光線に対して収差補正を良好に行うことができる。第3レンズ群において、当該正レンズと負レンズとを配列する順序は特に限定されるものではないが、物体側から正レンズ、負レンズの順に配列することが好ましい。当該順序で正レンズと負レンズとを配列することにより、より良好に収差補正を行うことができ、且つ、当該変倍光学系の小型化を図る上でも有利である。
本件発明において、第4レンズ群は正の屈折力を有するレンズ群であり、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。しかしながら、当該第4レンズ群は少なくとも正レンズを1枚有するものとし、負レンズを少なくとも1枚含むことが好ましい。正の屈折力を有する第4レンズ群を負のレンズを少なくとも1枚含む構成とすることにより、像面湾曲、色収差補正を効果的に行うことができる。このとき、当該正レンズと当該負レンズとの間には空気層が介在していてもよいし、当該正レンズと当該負レンズとが接合されていてもよい。しかしながら、第3レンズ群において述べた理由と同様の理由から、正レンズと負レンズとが接合された接合レンズを用いて第4レンズ群を構成することが当該変倍光学系の小型化等を図る上でより好ましい。
本件発明において、第5レンズ群は正の屈折力を有するレンズ群である。上述したとおり、本件発明では正・負・正・正・正の5群構成とすることにより、高性能な変倍光学系を得ることが容易であり、広角化、大口径化を図ることが容易になる。
本件発明において開口絞りの位置は特に限定されるものではないが、当該変倍光学系の小型化及び軽量化を図る観点から、第3レンズ群の物体側に配置されることが好ましい。
(1)第1レンズ群〜第4レンズ群
本件発明に係る変倍光学系では、広角端から望遠端への変倍に際して第1レンズ群と第3レンズ群とを固定し、各レンズ群間の間隔を相対的に変化させる。このとき、少なくとも第2レンズ群及び第4レンズ群が光軸方向に移動する。
本件発明に係る変倍光学系において、第5レンズ群は移動群であってもよいし、固定群であってもよい。しかしながら、変倍駆動機構の構成を簡素にし、当該変倍光学系の小型化、軽量化を図る上で、第5レンズ群は変倍時に光軸方向に固定の固定群であることが好ましい。
上述したとおり、第3レンズ群の物体側に開口絞りを配置させることが好ましい。このとき、第3レンズ群と共に当該開口絞りを変倍時に光軸方向に固定させることがより好ましい。開口絞りを第3レンズ群の物体側に配置すると共に変倍時に固定とすることで、開口絞り径を小さくすることができると共に、入射瞳をより物体側に位置させることができる。その結果、第1レンズ群の小型化が可能になり、当該変倍光学系の一層の小型化、軽量化が可能になる。これに対して、開口絞りを移動群とすると、変倍駆動機構も含めた当該変倍光学系の構成が複雑になり、当該変倍光学系の小型化、軽量化を図ることが困難になる場合がある。
次に、合焦時の動作を説明する。本件発明に係る変倍光学系において、無限遠物体から近距離物体への合焦時に第4レンズ群を光軸方向に移動させることが好ましい。第4レンズ群をいわゆる合焦群とすることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦時に発生する諸収差を補正し、良好な解像性能を得ることができる。
次に、本件発明に係る変倍光学系が満足すべき条件、又は、満足することが好ましい条件について説明する。
2.5 ≦ f1/fw ≦ 5.5 ・・・(1)
0.005 ≦ fw/f13w ≦ 0.270 ・・・(2)
fwは、広角端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離であり、
f1は、上記第1レンズ群の焦点距離であり、
f13wは、広角端における無限遠合焦時の上記第1レンズ群、上記第2レンズ群及び上記第3レンズ群の合成焦点距離である。
条件式(1)は、広角端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離に対する第1レンズ群の焦点距離の比を規定する式である。条件式(1)を満足することで、第1レンズ群の焦点距離、すなわち第1レンズ群の屈折力が適切な範囲内となり、球面収差、像面湾曲、広い波長域の軸上色収差を適切に補正することができると共に、当該変倍光学系の小型化が可能となる。そのため、変倍域全域において結像性能が高く、且つ、小型の変倍光学系を得ることができる。
2.8 ≦ f1/fw ≦ 5.1 ・・・(1b)
2.9 ≦ f1/fw ≦ 4.1 ・・・(1c)
条件式(2)は、広角端における無限遠合焦時の第1レンズ群、第2レンズ群及び第3レンズ群の合成焦点距離に対する、広角端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離の比を規定する式である。条件式(2)を満足することで、広角端における、第1レンズ群、第2レンズ群及び第3レンズ群の合成焦点距離が適切な範囲内となる。そのため、当該変倍光学系を小型化することができ、大口径比の明るい変倍光学系が得られる。また、球面収差、非点収差、広い波長域の軸上色収差を適切に補正することができ、変倍域全域において結像性能の高い変倍光学系とすることができる。
0.015 ≦ fw/f13w ≦ 0.270 ・・・(2b)
0.030 ≦ fw/f13w ≦ 0.270 ・・・(2c)
本件発明に係る変倍光学系において、以下の条件式で表される条件を満足することが好ましい。
ただし、
f2は、上記第2レンズ群の焦点距離である。
3.3 ≦ |f1/f2| ≦ 4.3 ・・・(3b)
本件発明に係る変倍光学系において、第2レンズ群は負レンズを少なくとも一枚含むと共に、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。
ただし、
PCt_2nは、上記第2レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのC線及びt線に関する部分分散比であり、
vd_2nは、上記第2レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのd線に対するアッベ数である。
0.004≦PCt_2n−(0.546+0.00467×vd_2n)・・・(4b)
0.010≦PCt_2n−(0.546+0.00467×vd_2n)・・・(4c)
本件発明に係る変倍光学系において、第2レンズ群が正レンズを少なくとも1枚含むとき、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。
ただし、
vd_2pは、上記第2レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのd線に対するアッベ数である。
vd_2p ≦ 24.5 ・・・(5b)
vd_2p ≦ 20.0 ・・・(5c)
本件発明に係る変倍光学系は以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。
ただし、
PCt_3pは、上記第3レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのC線とt線に関する部分分散比であり、
PCt_3nは、上記第3レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのC線とt線に関する部分分散比である。
|PCt_3p − PCt_3n| ≦ 0.13 ・・・(6b)
本件発明に係る変倍光学系は以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。
ただし、
PCt_3nは、上記第3レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのC線とt線に関する部分分散比であり、
vd_3nは、上記第3レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのd線に対するアッベ数である。
0.004≦PCt_3n−(0.546+0.00467×vd_3n)・・・(7)
本件発明に係る変倍光学系において、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。
ただし、
vd_3pは、上記第3レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのd線に対するアッベ数である。
75.0 ≦ vd_3p ・・・(8b)
本件発明に係る変倍光学系において、第4レンズ群が正レンズと負レンズを少なくとも1枚含むとき、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。
ただし、
PCt_4pは、上記第4レンズ群に含まれるいずれか一の正レンズのC線とt線に関する部分分散比であり、
PCt_4nは、上記第4レンズ群に含まれるいずれか一の負レンズのC線とt線に関する部分分散比である。
|PCt_4p−PCt_4n| ≦ 0.07 ・・・(9b)
ただし、
PgF_4pは、上記第4レンズ群に含まれるいずれか一の正レンズのg線とF線に関する部分分散比であり、
PgF_4nは、上記第4レンズ群に含まれるいずれか一の負レンズのg線とF線に関する部分分散比である。
なお、PgFは上述したPxyにおいてxがg線であり、yがF線である場合を示し、部分分散比の求め方は上述したとおりである。
本件発明に係る変倍光学系において、第4レンズ群が少なくとも負レンズを1枚含むとき、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。
ただし、
PCt_4nは、上記第4レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのC線とt線に関する部分分散比であり、
vd_4nは、上記第4レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのd線に対するアッベ数である。
0.004≦PCt_4n−(0.546+0.00467×vd_4n)・・・(10b)
本件発明に係る変倍光学系において、第4レンズ群は少なくとも正レンズを1枚含み、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。
ただし、
vd_4pは、上記第4レンズ群に含まれるいずれか一の正レンズのd線に対するアッベ数である。
75.0 ≦ vd_4p ・・・(11b)
本件発明に係る変倍光学系において、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。
ただし、
f3は、上記第3レンズ群の焦点距離であり、fwは上述したとおりである。
2.1 ≦ f3/fw ≦ 4.0 ・・・(12b)
本件発明に係る変倍光学系において、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。
ただし、
f4は、前記第4レンズ群の焦点距離であり、fwは上述したとおりである。
2.4 ≦ f4/fw ≦ 4.3 ・・・(13b)
本件発明に係る変倍光学系において、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。
ただし、
ftは、望遠端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離であり、
f4は、上記第4レンズ群の焦点距離である。
0.50 ≦ f4/ft ≦ 1.20 ・・・(14b)
本件発明に係る変倍光学系において、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。
ただし、
β5tは、望遠端における無限遠合焦時の上記第5レンズ群の結像倍率である。
0.680 ≦ β5t ≦ 0.795 ・・・(15b)
本件発明に係る変倍光学系において、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。
ただし、
vd_p_aveは、上記第1レンズ群においてd線に対するアッベ数が最も大きな正レンズのd線に対するアッベ数と、上記第3レンズ群においてd線に対するアッベ数が最も大きな正レンズのd線に対するアッベ数と、上記第4レンズ群においてd線に対するアッベ数が最も大きな正レンズのd線に対するアッベ数の平均値である。
70.0 ≦ vd_p_ave ・・・(16b)
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係る変倍光学系と、当該変倍光学系の像側に設けられ、当該変倍光学系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。ここで、撮像素子等に特に限定はなく、CCDセンサやCMOSセンサなどの固体撮像素子等を用いることができる。当該固体撮像素子の画素数等に限定はないが、本件発明に係る変倍光学系は高解像力を有するため高画素数の固体撮像素子を用いた撮像装置に好適であり、100万画素以上、300万画素以上、500万画素以上等の高画素数の固体撮像素子を用いた撮像装置に好適である。
図1は、本件発明に係る実施例1の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該変倍光学系は、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、正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、物体側から順に負レンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。
第4レンズ群G4は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第5レンズ群G5は、物体側から順に両凸レンズと像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表1に当該変倍光学系のレンズデータを示す。表1において、「NS」は物体側から数えたレンズ面の順番(面番号)、「R」はレンズ面の曲率半径、「D」はレンズ面の光軸上の間隔、「nd」はd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率、「vd」はd線に対するアッベ数を示している。また、PgFは上述したとおりg線とF線に関する部分分散比であり、PCtはC線とt線に関する部分分散比である。表2は、当該変倍光学系の各種データである。具体的には、表2にはズーム比、広角端、中間、望遠端における各焦点距離、各焦点距離におけるFナンバー(Fno)、半画角(ω)、表1に示した光軸上の可変間隔を示している。なお、各表中の長さの単位は全て「mm」であり、画角の単位は全て「°」である。これらの事項は以下の実施例でも同じであるため、以下では説明を省略する。さらに、表3は、表1に示した非球面に関する非球面データである。非球面の形状は、光軸方向をX、光軸に垂直な方向の高さをH、レンズ面頂を原点としたときの高さHにおける光軸方向の変位量をX(H)、近軸曲率半径をR、円錐係数をk、2次、4次、6次、8次、10次の非球面係数をそれぞれA、B、C、D、Eとするとき、光の進行方向を正として、以下に示す式(X(H))で表される。表3には、下記式で非球面形状を表したときの非球面係数A、B、C、D、Eを示している。また、表28に条件式(1)〜条件式(16)の数値を示す。
図4は、本件発明に係る実施例2の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。実施例2の変倍光学系は実施例1の変倍光学系と略同様の構成を有する。具体的には以下のとおりである。
第2レンズ群G2は、物体側から順に負レンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。
第4レンズ群G4は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第5レンズ群G5は、物体側から順に両凸レンズと両凹レンズとから構成される。
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表4は、当該変倍光学系のレンズデータである。表5は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表6は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図5及び図6に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式(1)〜条件式(16)の数値を表28に示す。
図7は、本件発明に係る実施例3の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。実施例3の変倍光学系は実施例1の変倍光学系と略同様の構成を有する。具体的には以下のとおりである。
第2レンズ群G2は、物体側から順に負レンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。
第4レンズ群G4は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第5レンズ群G5は、物体側から順に両凸レンズと像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表7は、当該変倍光学系のレンズデータである。表8は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表9は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図8及び図9に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式(1)〜条件式(16)の数値を表28に示す。
図10は、本件発明に係る実施例4の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。実施例4の変倍光学系は実施例1の変倍光学系と略同様の構成を有する。具体的には以下のとおりである。
第2レンズ群G2は、物体側から順に両凹レンズと、像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと、両凸レンズとから構成される。
第4レンズ群G4は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第5レンズ群G5は、物体側から順に両凸レンズと両凹レンズとから構成される。
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表10は、当該変倍光学系のレンズデータである。表11は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表12は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図11及び図12に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式(1)〜条件式(16)の数値を表28に示す。
図13は、本件発明に係る実施例5の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。実施例5の変倍光学系は実施例1の変倍光学系と略同様の構成を有る。具体的には以下のとおりである。
第2レンズ群G2は、物体側から順に負レンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。
第4レンズ群G4は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第5レンズ群G5は、物体側から順に両凸レンズと像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表13は、当該変倍光学系のレンズデータである。表14は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表15は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図14及び図15に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式(1)〜条件式(16)の数値を表28に示す。
図16は、本件発明に係る実施例6の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。実施例6の変倍光学系は実施例1の変倍光学系と略同様の構成を有る。具体的には以下のとおりである。
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のメニスカスレンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。
第4レンズ群G4は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第5レンズ群G5は、物体側から順に両凸レンズと両凹レンズとから構成される。
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表16は、当該変倍光学系のレンズデータである。表17は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表18は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図17及び図18に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式(1)〜条件式(16)の数値を表28に示す。
図19は、本件発明に係る実施例7の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該変倍光学系は、実施例1と同様に物体側から順に、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、正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レンズ群とから構成されている。
当該実施例7において、第3レンズは、物体側から順に、両凸レンズと、像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。両レンズ間には空気層が介在している。また、変倍時及び合焦時の各レンズ群の動作は実施例1と同様である。
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表19は、当該変倍光学系のレンズデータである。表20は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表21は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図20及び図21に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式(1)〜条件式(16)の数値を表28に示す。
図22は、本件発明に係る実施例8の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。実施例8の変倍光学系は実施例7の変倍光学系と略同様の構成を有る。具体的には以下のとおりである。
第2レンズ群G2は、物体側から順に両凹レンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。
第4レンズ群G4は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第5レンズ群G5は、物体側から順に両凸レンズと像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表22は、当該変倍光学系のレンズデータである。表23は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表24は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図23及び図24に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式(1)〜条件式(16)の数値を表28に示す。
図25は、本件発明に係る実施例9の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。実施例9の変倍光学系は実施例7の変倍光学系と略同様の構成を有する。具体的には以下のとおりである。
第2レンズ群G2は、物体側から順に両凹レンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。
第4レンズ群G4は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第5レンズ群G5は、物体側から順に両凸レンズと像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表25は、当該変倍光学系のレンズデータである。表26は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表27は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図26及び図27に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式(1)〜条件式(16)の数値を表28に示す。
Claims (15)
- 物体側から順に配置される、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、及び、正の屈折力を有する第5レンズ群から構成され、
前記第3レンズ群は、正レンズと負レンズとをそれぞれ少なくとも1枚含み、且つ、実質的に3枚以下のレンズから構成され、
広角端から望遠端への変倍に際し、前記第1レンズ群及び前記第3レンズ群を固定し、各レンズ群間の距離を相対的に変化させ、
以下の条件式で表される条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
2.5 ≦ f1/fw ≦ 5.5 ・・・(1)
0.005 ≦ fw/f13w ≦ 0.270 ・・・(2)
ただし、
fwは、広角端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離であり、
f1は、前記第1レンズ群の焦点距離であり、
f13wは、広角端における無限遠合焦時の前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第3レンズ群の合成焦点距離である。 - 以下の条件式で表される条件を満足する請求項1記載の変倍光学系。
2.5 ≦ |f1/f2| ≦ 5.1 ・・・(3)
ただし、
f2は、前記第2レンズ群の焦点距離である。 - 前記第2レンズ群は、物体側から順に負レンズと正レンズとをそれぞれ少なくとも1枚ずつ含み、且つ、実質的に3枚以下のレンズから構成され、
以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項1又は請求項2に記載の変倍光学系。
0.000≦PCt_2n−(0.546+0.00467×vd_2n)・・・(4)
ただし、
PCt_2nは、前記第2レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのC線及びt線に関する部分分散比であり、
vd_2nは、前記第2レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのd線に対するアッベ数である。 - 前記第2レンズ群は、正レンズを少なくとも1枚含み、
以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の変倍光学系。
vd_2p ≦ 30.0 ・・・(5)
ただし、
vd_2pは、前記第2レンズ群に含まれる正レンズのうちいずれか一の正レンズのd線に対するアッベ数である。 - 前記第3レンズ群の最も物体側に開口絞りが配置され、
広角端から望遠端への変倍に際し、当該開口絞りは前記第3レンズ群と共に固定され、
以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の変倍光学系。
|PCt_3p − PCt_3n| ≦ 0.20 ・・・(6)
ただし、
PCt_3pは、前記第3レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのC線とt線に関する部分分散比であり、
PCt_3nは、前記第3レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのC線とt線に関する部分分散比である。 - 以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.000≦PCt_3n−(0.546+0.00467×vd_3n)・・・(7)
ただし、
PCt_3nは、前記第3レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのC線とt線に関する部分分散比であり、
vd_3nは、前記第3レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのd線に対するアッベ数である。 - 以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の変倍光学系。
65.0 ≦ vd_3p ・・・(8)
ただし、
vd_3pは、前記第3レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのd線に対するアッベ数である。 - 前記第4レンズ群は、広角端から望遠端への変倍時及び無限遠物体から近距離物体への合焦時に光軸方向に移動し、
当該第4レンズ群は正レンズと負レンズとを少なくとも1枚ずつ含み、
以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の変倍光学系。
|PCt_4p−PCt_4n| ≦ 0.12 ・・・(9)
ただし、
PCt_4pは、前記第4レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのC線とt線に関する部分分散比であり、
PCt_4nは、前記第4レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのC線とt線に関する部分分散比である。 - 前記第4レンズ群は、少なくとも負レンズを1枚含み、
以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.000≦PCt_4n−(0.546+0.00467×vd_4n)・・・(10)
ただし、
PCt_4nは、前記第4レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのC線とt線に関する部分分散比であり、
vd_4nは、前記第4レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのd線に対するアッベ数である。 - 前記第4レンズ群は、少なくとも正レンズを1枚含み、
以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の変倍光学系。
65.0 ≦ vd_4p ・・・(11)
ただし、
vd_4pは、前記第4レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのd線に対するアッベ数である。 - 以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の変倍光学系。
1.6 ≦ f3/fw ≦ 4.5 ・・・(12)
ただし、
f3は、前記第3レンズ群の焦点距離である。 - 以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の変倍光学系。
1.7 ≦ f4/fw ≦ 4.8 ・・・(13)
ただし、
f4は、前記第4レンズ群の焦点距離である。 - 以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.38 ≦ f4/ft ≦ 1.50 ・・・(14)
ただし、
ftは、望遠端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離であり、
f4は、前記第4レンズ群の焦点距離である。 - 以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.600 ≦ β5t ≦ 0.850 ・・・(15)
ただし、
β5tは、望遠端における無限遠合焦時の前記第5レンズ群の結像倍率である。 - 請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の変倍光学系と、当該変倍光学系の像側に設けられ、前記変倍光学系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。
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