JP2023052982A - 光学系、光学機器、および光学系の製造方法 - Google Patents

光学系、光学機器、および光学系の製造方法 Download PDF

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Abstract

Figure 2023052982000001
【課題】諸収差が良好に補正された光学系を提供する。
【解決手段】光学系LSは、負の屈折力を有するレンズ群を含む複数のレンズ群を有し、変倍もしくは合焦の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、負の屈折力を有するレンズ群のうち最も像側に配置された像側負レンズ群は、以下の条件式を満足する負レンズを有する。
-0.010<ndN4-(2.015-0.0068×νdN4)
50.00<νdN4<65.00
0.545<θgFN4
0.010<θgFN4-(0.6418-0.00168×νdN4)
【選択図】図1

Description

本発明は、光学系、光学機器、および光学系の製造方法に関する。
近年、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に用いられる撮像素子は、高画素化が進んでいる。このような撮像素子を用いた撮像装置に設けられる撮影レンズは、球面収差、コマ収差等の基準収差(単一波長の収差)に加え、白色光源において像の色にじみがないように色収差も良好に補正された、高い解像力を有するレンズであることが望まれている。特に、色収差の補正においては、1次の色消しに加え、2次スペクトルが良好に補正されていることが望ましい。色収差の補正の手段として、例えば、異常分散性を有する樹脂材料を用いる方法(例えば、特許文献1を参照)が知られている。このように、近年の撮像素子の高画素化に伴い、諸収差が良好に補正された撮影レンズが望まれている。
特開2016-194609号公報
第1の本発明に係る光学系は、開口絞りと、前記開口絞りより像側に配置された以下の条件式を満足する負レンズとを有する。
-0.010<ndN2-(2.015-0.0068×νdN2)
50.00<νdN2<65.00
0.545<θgFN2
-0.010<θgFN2-(0.6418-0.00168×νdN2)
但し、ndN2:前記負レンズのd線に対する屈折率
νdN2:前記負レンズのd線を基準とするアッベ数
θgFN2:前記負レンズの部分分散比であり、前記負レンズのg線に対する屈折率をngN2とし、前記負レンズのF線に対する屈折率をnFN2とし、前記負レンズのC線に対する屈折率をnCN2としたとき、次式で定義される
θgFN2=(ngN2-nFN2)/(nFN2-nCN2)
第2の本発明に係る光学系は、負の屈折力を有するレンズ群を含む複数のレンズ群を有し、変倍もしくは合焦の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記負の屈折力を有するレンズ群のうち最も像側に配置された像側負レンズ群は、以下の条件式を満足する負レンズを有する。
-0.010<ndN4-(2.015-0.0068×νdN4)
50.00<νdN4<65.00
0.545<θgFN4
-0.010<θgFN4-(0.6418-0.00168×νdN4)
但し、ndN4:前記負レンズのd線に対する屈折率
νdN4:前記負レンズのd線を基準とするアッベ数
θgFN4:前記負レンズの部分分散比であり、前記負レンズのg線に対する屈折率をngN4とし、前記負レンズのF線に対する屈折率をnFN4とし、前記負レンズのC線に対する屈折率をnCN4としたとき、次式で定義される
θgFN4=(ngN4-nFN4)/(nFN4-nCN4)
本発明に係る光学機器は、上記光学系を備えて構成される。
第1の本発明に係る光学系の製造方法は、開口絞りと、前記開口絞りより像側に配置された以下の条件式を満足する負レンズとを有するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する。
-0.010<ndN2-(2.015-0.0068×νdN2)
50.00<νdN2<65.00
0.545<θgFN2
-0.010<θgFN2-(0.6418-0.00168×νdN2)
但し、ndN2:前記負レンズのd線に対する屈折率
νdN2:前記負レンズのd線を基準とするアッベ数
θgFN2:前記負レンズの部分分散比であり、前記負レンズのg線に対する屈折率をngN2とし、前記負レンズのF線に対する屈折率をnFN2とし、前記負レンズのC線に対する屈折率をnCN2としたとき、次式で定義される
θgFN2=(ngN2-nFN2)/(nFN2-nCN2)
第2の本発明に係る光学系の製造方法は、負の屈折力を有するレンズ群を含む複数のレンズ群を有する光学系の製造方法であって、変倍もしくは合焦の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記負の屈折力を有するレンズ群のうち最も像側に配置された像側負レンズ群が、以下の条件式を満足する負レンズを有するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する。
-0.010<ndN4-(2.015-0.0068×νdN4)
50.00<νdN4<65.00
0.545<θgFN4
-0.010<θgFN4-(0.6418-0.00168×νdN4)
但し、ndN4:前記負レンズのd線に対する屈折率
νdN4:前記負レンズのd線を基準とするアッベ数
θgFN4:前記負レンズの部分分散比であり、前記負レンズのg線に対する屈折率をngN4とし、前記負レンズのF線に対する屈折率をnFN4とし、前記負レンズのC線に対する屈折率をnCN4としたとき、次式で定義される
θgFN4=(ngN4-nFN4)/(nFN4-nCN4)
第1実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成図である。 図2(A)、図2(B)、および図2(C)はそれぞれ、第1実施例に係る光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 第2実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成図である。 図4(A)、図4(B)、および図4(C)はそれぞれ、第2実施例に係る光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 第3実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成図である。 図6(A)、図6(B)、および図6(C)はそれぞれ、第3実施例に係る光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 第4実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成図である。 図8(A)、図8(B)、および図8(C)はそれぞれ、第4実施例に係る光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 第5実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成図である。 図10(A)、図10(B)、図10(C)、および図10(D)はそれぞれ、第5実施例に係る光学系の広角端状態、第1中間焦点距離状態、第2中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 第6実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成図である。 図12(A)、図12(B)、および図12(C)はそれぞれ、第6実施例に係る光学系の無限遠合焦時、中間距離合焦時、近距離合焦時の諸収差図である。 第7実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成図である。 図14(A)、図14(B)、および図14(C)はそれぞれ、第7実施例に係る光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 各実施形態に係る光学系を備えたカメラの構成を示す図である。 第1実施形態に係る光学系の製造方法を示すフローチャートである。 第2実施形態に係る光学系の製造方法を示すフローチャートである。
以下、本発明に係る好ましい実施形態について説明する。まず、各実施形態に係る光学系を備えたカメラ(光学機器)を図15に基づいて説明する。このカメラ1は、図15に示すように撮影レンズ2として各実施形態に係る光学系を備えたデジタルカメラである。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、撮像素子3へ到達する。これにより被写体からの光は、当該撮像素子3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、撮影者はカメラ1による被写体の撮影を行うことができる。なお、このカメラは、ミラーレスカメラでも、クイックリターンミラーを有した一眼レフタイプのカメラであっても良い。
次に、第1実施形態に係る光学系について説明する。第1実施形態に係る光学系(撮影レンズ)LSの一例としての光学系LS(1)は、図1に示すように、開口絞りSと、開口絞りSより像側に配置された以下の条件式(1)~(4)を満足する負レンズ(L73)とを有している。
-0.010<ndN2-(2.015-0.0068×νdN2) ・・・(1)
50.00<νdN2<65.00 ・・・(2)
0.545<θgFN2 ・・・(3)
-0.010<θgFN2-(0.6418-0.00168×νdN2) ・・・(4)
但し、ndN2:負レンズのd線に対する屈折率
νdN2:負レンズのd線を基準とするアッベ数
θgFN2:負レンズの部分分散比であり、負レンズのg線に対する屈折率をngN2とし、負レンズのF線に対する屈折率をnFN2とし、負レンズのC線に対する屈折率をnCN2としたとき、次式で定義される
θgFN2=(ngN2-nFN2)/(nFN2-nCN2)
なお、負レンズのd線を基準とするアッベ数νdN2は、次式で定義される
νdN2=(ndN2-1)/(nFN2-nCN2)
本実施形態によれば、色収差の補正において、1次の色消しに加え、2次スペクトルが良好に補正された光学系、およびこの光学系を備えた光学機器を得ることが可能になる。第1実施形態に係る光学系LSは、図3に示す光学系LS(2)でも良く、図5に示す光学系LS(3)でも良く、図7に示す光学系LS(4)でも良く、図9に示す光学系LS(5)でも良く、図11に示す光学系LS(6)でも良く、図13に示す光学系LS(7)でも良い。
条件式(1)は、負レンズのd線に対する屈折率とd線を基準とするアッベ数の適切な関係を規定するものである。条件式(1)を満足することで、球面収差、コマ収差等の基準収差の補正と、1次の色収差の補正(色消し)を良好に行うことができる。
条件式(1)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、色収差の補正が困難になる。条件式(1)の下限値を-0.005に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(1)の下限値を、-0.001、0.000、0.003、0.005、0.007、さらに0.008に設定してもよい。
なお、条件式(1)の上限値を0.150未満に設定してもよい。これにより、球面収差、コマ収差等の基準収差の補正と、1次の色収差の補正(色消し)を良好に行うことができる。この場合、条件式(1)の上限値を0.100に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(1)の上限値を、0.080、0.060、0.050、さらに0.045に設定してもよい。
条件式(2)は、負レンズのd線を基準とするアッベ数の適切な範囲を規定するものである。条件式(2)を満足することで、球面収差、コマ収差等の基準収差の補正と、1次の色収差の補正(色消し)を良好に行うことができる。
条件式(2)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、色収差の補正が困難になる。条件式(2)の下限値を50.50に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(2)の下限値を、51.00、51.50、52.00、さらに52.40に設定してもよい。
条件式(2)の上限値を64.00に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(2)の上限値を、63.00、62.50、62.00、61.50、61.00、60.00、さらに59.50に設定してもよい。
条件式(3)は、負レンズの異常分散性を適切に規定するものである。条件式(3)を満足することで、色収差の補正において、1次の色消しに加え、2次スペクトルを良好に補正することができる。
条件式(3)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、色収差の補正が困難になる。条件式(3)の下限値を0.547に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(3)の下限値を、0.548、0.549、さらに0.550に設定してもよい。
条件式(4)は、負レンズの異常分散性を適切に規定するものである。条件式(4)を満足することで、色収差の補正において、1次の色消しに加え、2次スペクトルを良好に補正することができる。
条件式(4)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、色収差の補正が困難になる。条件式(4)の下限値を-0.005に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(4)の下限値を-0.001に設定してもよい。
なお、条件式(4)の上限値を0.040未満に設定してもよい。これにより、球面収
差、コマ収差等の基準収差の補正と、1次の色収差の補正(色消し)を良好に行うことができる。この場合、条件式(4)の上限値を0.030に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(4)の上限値を0.025、さらに0.020に設定してもよい。
第1実施形態に係る光学系LSは、開口絞りSと、開口絞りSより物体側に配置された前群GFと、開口絞りSより像側に配置された後群GRとからなり、後群GRは、前記負レンズを有して以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
-10.00<(-fN2)/fR<10.00 ・・・(5)
但し、fN2:負レンズの焦点距離
fR:後群GRの焦点距離、なお光学系LSが変倍光学系である場合、広角端状態における後群GRの焦点距離
条件式(5)は、負レンズの焦点距離と後群GRの焦点距離の適切な関係を規定するものである。条件式(5)を満足することで、球面収差、コマ収差等の基準収差を良好に補正することができる。
条件式(5)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、球面収差、コマ収差等の基準収差を補正することが困難になる。条件式(5)の下限値を-9.50に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(5)の下限値を、-9.00、-8.50、-8.00、-7.00、-5.00、-3.00、-1.50、-0.05、0.05、さらに0.10に設定してもよい。
条件式(5)の上限値を8.50に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(5)の上限値を、7.50、6.50、5.00、4.00、さらに3.00に設定してもよい。
第1実施形態に係る光学系LSにおいて、負レンズは、以下の条件式(6)を満足することが望ましい。
0.10<(-fN2)/f<15.00 ・・・(6)
但し、fN2:負レンズの焦点距離
f:光学系LSの焦点距離、なお光学系LSが変倍光学系である場合、広角端状態における光学系LSの焦点距離
条件式(6)は、負レンズの焦点距離と光学系LSの焦点距離の適切な関係を規定するものである。条件式(6)を満足することで、球面収差、コマ収差等の基準収差を良好に補正することができる。
条件式(6)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、球面収差、コマ収差等の基準収差を補正することが困難になる。条件式(6)の下限値を0.20に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(6)の下限値を、0.30、0.40、0.45、さらに0.50に設定してもよい。
条件式(6)の上限値を14.20に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(6)の上限値を、12.00、10.00、8.50、さらに7.50に設定してもよい。
第1実施形態に係る光学系LSにおいて、負レンズは、以下の条件式(3-1)を満足してもよい。
0.555<θgFN2 ・・・(3-1)
条件式(3-1)は、条件式(3)と同様の式であり、条件式(3)と同様の効果を得ることができる。条件式(3-1)の下限値を0.556に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(3-1)の下限値を0.557とすることが好ましい。
第1実施形態に係る光学系LSにおいて、負レンズは、以下の条件式(4-1)を満足してもよい。
0.010<θgFN2-(0.6418-0.00168×νdN2) ・・・(4-1)
条件式(4-1)は、条件式(4)と同様の式であり、条件式(4)と同様の効果を得ることができる。条件式(4-1)の下限値を0.011に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(4-1)の下限値を0.012とすることが好ましい。
なお、条件式(4-1)の上限値を0.030未満に設定してもよい。これにより、条件式(4)と同様の効果を得ることができる。この場合、条件式(4-1)の上限値を0.028に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(4-1)の上限値を、0.025、0.023、さらに0.020に設定してもよい。
第1実施形態に係る光学系LSにおいて、負レンズは、以下の条件式(7)を満足することが望ましい。
DN2>0.400[mm] ・・・(7)
但し、DN2:負レンズの光軸上の厚さ
条件式(7)は、負レンズの光軸上の厚さを適切に規定するものである。条件式(7)を満足することで、コマ収差、色収差(軸上色収差および倍率色収差)等の諸収差を良好に補正することができる。
条件式(7)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、コマ収差、色収差(軸上色収差および倍率色収差)等の諸収差を補正することが困難になる。条件式(7)の下限値を0.450[mm]に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(7)の下限値を、0.490[mm]、0.550[mm]、0.580[mm]、0.650[mm]、0.680[mm]、0.750[mm]、0.800[mm]、0.850[mm]、0.880[mm]、0.950[mm]、0.980[mm]、1.050[mm]、1.100[mm]、1.140[mm]、1.250[mm]、さらに1.350[mm]に設定してもよい。
第1実施形態に係る光学系LSにおいて、負レンズは、単レンズもしくは、2枚のレンズを接合した接合レンズにおける前記2枚のレンズのうち一方のレンズであることが望ましい。レンズの材料として、樹脂よりもガラスを用いた方が、温度による光学特性の変化が少ない。本実施形態では、負レンズの材料としてガラスを用いることができるため、負レンズが、レンズ面が空気と接しているレンズ(すなわち、単レンズもしくは、2枚のレ
ンズを接合した接合レンズにおける前記2枚のレンズのうち一方のレンズ)であっても、温度による光学特性の変化が少ないので好ましい。
第1実施形態に係る光学系LSにおいて、負レンズにおける物体側のレンズ面および像側のレンズ面のうち、少なくとも一方のレンズ面が空気と接していることが望ましい。レンズの材料として、樹脂よりもガラスを用いた方が、温度による光学特性の変化が少ない。本実施形態では、負レンズの材料としてガラスを用いることができるため、負レンズのレンズ面が空気と接していても、温度による光学特性の変化が少ないので好ましい。
第1実施形態に係る光学系LSにおいて、負レンズは、ガラスレンズであることが望ましい。負レンズは、樹脂レンズよりもガラスレンズである方が、経年変化が少なく、温度による光学特性の変化が少ないので好ましい。
続いて、図16を参照しながら、第1実施形態に係る光学系LSの製造方法について概説する。まず、開口絞りSと、少なくとも開口絞りSより像側に負レンズを配置する(ステップST1)。このとき、開口絞りSより像側に配置された負レンズのうち少なくとも1枚が上記条件式(1)~(4)等を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する(ステップST2)。このような製造方法によれば、色収差の補正において、1次の色消しに加え、2次スペクトルが良好に補正された光学系を製造することが可能になる。
次に、第2実施形態に係る光学系について説明する。第2実施形態に係る光学系(撮影レンズ)LSの一例としての光学系LS(1)は、図1に示すように、負の屈折力を有するレンズ群を含む複数のレンズ群を有している。変倍もしくは合焦の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。負の屈折力を有するレンズ群のうち最も像側に配置された像側負レンズ群は、以下の条件式(11)~(14)を満足する負レンズ(L73)を有している。
-0.010<ndN4-(2.015-0.0068×νdN4) ・・・(11)
50.00<νdN4<65.00 ・・・(12)
0.545<θgFN4 ・・・(13)
-0.010<θgFN4-(0.6418-0.00168×νdN4) ・・・(14)
但し、ndN4:負レンズのd線に対する屈折率
νdN4:負レンズのd線を基準とするアッベ数
θgFN4:負レンズの部分分散比であり、負レンズのg線に対する屈折率をngN4とし、負レンズのF線に対する屈折率をnFN4とし、負レンズのC線に対する屈折率をnCN4としたとき、次式で定義される
θgFN4=(ngN4-nFN4)/(nFN4-nCN4)
なお、負レンズのd線を基準とするアッベ数νdN4は、次式で定義される
νdN4=(ndN4-1)/(nFN4-nCN4)
本実施形態によれば、色収差の補正において、1次の色消しに加え、2次スペクトルが良好に補正された光学系、およびこの光学系を備えた光学機器を得ることが可能になる。第2実施形態に係る光学系LSは、図3に示す光学系LS(2)でも良く、図5に示す光学系LS(3)でも良く、図7に示す光学系LS(4)でも良く、図9に示す光学系LS(5)でも良く、図11に示す光学系LS(6)でも良く、図13に示す光学系LS(7)でも良い。
条件式(11)は、負レンズのd線に対する屈折率とd線を基準とするアッベ数の適切
な関係を規定するものである。条件式(11)を満足することで、球面収差、コマ収差等の基準収差の補正と、1次の色収差の補正(色消し)を良好に行うことができる。
条件式(11)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、色収差の補正が困難になる。条件式(11)の下限値を-0.005に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(11)の下限値を、-0.001、0.000、0.003、0.005、0.007、さらに0.008に設定してもよい。
なお、条件式(11)の上限値を0.150未満に設定してもよい。これにより、球面収差、コマ収差等の基準収差の補正と、1次の色収差の補正(色消し)を良好に行うことができる。この場合、条件式(11)の上限値を0.100に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(11)の上限値を、0.080、0.060、0.050、さらに0.045に設定してもよい。
条件式(12)は、負レンズのd線を基準とするアッベ数の適切な範囲を規定するものである。条件式(12)を満足することで、球面収差、コマ収差等の基準収差の補正と、1次の色収差の補正(色消し)を良好に行うことができる。
条件式(12)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、色収差の補正が困難になる。条件式(12)の下限値を50.50に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(12)の下限値を、51.00、51.50、52.00、さらに52.40に設定してもよい。
条件式(12)の上限値を64.00に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(12)の上限値を、63.00、62.50、62.00、61.50、61.00、60.00、さらに59.50に設定してもよい。
条件式(13)は、負レンズの異常分散性を適切に規定するものである。条件式(13)を満足することで、色収差の補正において、1次の色消しに加え、2次スペクトルを良好に補正することができる。
条件式(13)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、色収差の補正が困難になる。条件式(13)の下限値を0.547に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(13)の下限値を、0.548、0.549、さらに0.550に設定してもよい。
条件式(14)は、負レンズの異常分散性を適切に規定するものである。条件式(14)を満足することで、色収差の補正において、1次の色消しに加え、2次スペクトルを良好に補正することができる。
条件式(14)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、色収差の補正が困難になる。条件式(14)の下限値を-0.005に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(14)の下限値を-0.001に設定してもよい。
なお、条件式(14)の上限値を0.040未満に設定してもよい。これにより、球面
収差、コマ収差等の基準収差の補正と、1次の色収差の補正(色消し)を良好に行うことができる。この場合、条件式(14)の上限値を0.030に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(14)の上限値を0.025、さらに0.020に設定してもよい。
第2実施形態に係る光学系LSにおいて、負レンズは、以下の条件式(15)を満足することが望ましい。
0.02<fN4/fGb<3.00 ・・・(15)
但し、fN4:負レンズの焦点距離
fGb:像側負レンズ群の焦点距離
条件式(15)は、負レンズの焦点距離と像側負レンズ群の焦点距離の適切な関係を規定するものである。条件式(15)を満足することで、球面収差、コマ収差等の基準収差を良好に補正することができる。
条件式(15)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、球面収差、コマ収差等の基準収差を補正することが困難になる。条件式(15)の下限値を0.03に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(15)の下限値を、0.04、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、さらに0.42に設定してもよい。
条件式(15)の上限値を2.80に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(15)の上限値を、2.50、2.30、2.20、2.00、1.75、1.50、さらに1.30に設定してもよい。
第2実施形態に係る光学系LSにおいて、像側負レンズ群は、以下の条件式(16)を満足することが望ましい。
0.50<(-fGb)/f<100.00 ・・・(16)
但し、fGb:像側負レンズ群の焦点距離
f:光学系LSの焦点距離、なお光学系LSが変倍光学系である場合、広角端状態における光学系LSの焦点距離
条件式(16)は、像側負レンズ群の焦点距離と光学系LSの焦点距離の適切な関係を規定するものである。条件式(16)を満足することで、球面収差、コマ収差等の基準収差を良好に補正することができる。
条件式(16)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、球面収差、コマ収差等の基準収差を補正することが困難になる。条件式(16)の下限値を0.60に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(16)の下限値を、0.70、0.80、0.90、さらに0.95に設定してもよい。
条件式(16)の上限値を85.00に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(16)の上限値を、70.00、50.00、35.00、20.00、10.00、5.00、3.50、2.80、さらに2.20に設定してもよい。
第2実施形態に係る光学系LSにおいて、負レンズは、以下の条件式(13-1)を満
足してもよい。
0.555<θgFN4 ・・・(13-1)
条件式(13-1)は、条件式(13)と同様の式であり、条件式(13)と同様の効果を得ることができる。条件式(13-1)の下限値を0.556に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(13-1)の下限値を0.557とすることが好ましい。
第2実施形態に係る光学系LSにおいて、負レンズは、以下の条件式(14-1)を満足してもよい。
0.010<θgFN4-(0.6418-0.00168×νdN4) ・・・(14-1)
条件式(14-1)は、条件式(14)と同様の式であり、条件式(14)と同様の効果を得ることができる。条件式(14-1)の下限値を0.011に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(14-1)の下限値を0.012とすることが好ましい。
なお、条件式(14-1)の上限値を0.030未満に設定してもよい。これにより、条件式(14)と同様の効果を得ることができる。この場合、条件式(14-1)の上限値を0.028に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(14-1)の上限値を、0.025、0.023、さらに0.020に設定してもよい。
第2実施形態に係る光学系LSにおいて、負レンズは、以下の条件式(17)を満足することが望ましい。
DN4>0.400[mm] ・・・(17)
但し、DN4:負レンズの光軸上の厚さ
条件式(17)は、負レンズの光軸上の厚さを適切に規定するものである。条件式(17)を満足することで、コマ収差、色収差(軸上色収差および倍率色収差)等の諸収差を良好に補正することができる。
条件式(17)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、コマ収差、色収差(軸上色収差および倍率色収差)等の諸収差を補正することが困難になる。条件式(17)の下限値を0.450[mm]に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(17)の下限値を、0.490[mm]、0.550[mm]、0.580[mm]、0.650[mm]、0.680[mm]、0.750[mm]、0.800[mm]、0.850[mm]、0.880[mm]、0.950[mm]、0.980[mm]、1.050[mm]、1.100[mm]、1.140[mm]、1.250[mm]、さらに1.350[mm]に設定してもよい。
第2実施形態に係る光学系LSにおいて、負レンズは、単レンズもしくは、2枚のレンズを接合した接合レンズにおける前記2枚のレンズのうち一方のレンズであることが望ましい。レンズの材料として、樹脂よりもガラスを用いた方が、温度による光学特性の変化が少ない。本実施形態では、負レンズの材料としてガラスを用いることができるため、負レンズが、レンズ面が空気と接しているレンズ(すなわち、単レンズもしくは、2枚のレンズを接合した接合レンズにおける前記2枚のレンズのうち一方のレンズ)であっても、温度による光学特性の変化が少ないので好ましい。
第2実施形態に係る光学系LSにおいて、負レンズにおける物体側のレンズ面および像側のレンズ面のうち、少なくとも一方のレンズ面が空気と接していることが望ましい。レンズの材料として、樹脂よりもガラスを用いた方が、温度による光学特性の変化が少ない。本実施形態では、負レンズの材料としてガラスを用いることができるため、負レンズのレンズ面が空気と接していても、温度による光学特性の変化が少ないので好ましい。
第2実施形態に係る光学系LSにおいて、負レンズは、ガラスレンズであることが望ましい。負レンズは、樹脂レンズよりもガラスレンズである方が、経年変化が少なく、温度による光学特性の変化が少ないので好ましい。
続いて、図17を参照しながら、第2実施形態に係る光学系LSの製造方法について概説する。まず、負の屈折力を有するレンズ群を含む複数のレンズ群を配置する(ステップST11)。そして、変倍もしくは合焦の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化するように構成する(ステップST12)。また、負の屈折力を有するレンズ群のうち最も像側に配置された像側負レンズ群が、上記条件式(11)~(14)等を満足する負レンズを有するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する(ステップST13)。このような製造方法によれば、色収差の補正において、1次の色消しに加え、2次スペクトルが良好に補正された光学系を製造することが可能になる。
以下、各実施形態の実施例に係る光学系LSを図面に基づいて説明する。図1、図3、図5、図7、図9、図11、図13は、第1~第7実施例に係る光学系LS{LS(1)~LS(7)}の構成及び屈折力配分を示す断面図である。第1~第7実施例に係る光学系LS(1)~LS(7)の断面図では、合焦レンズ群が無限遠から近距離物体に合焦する際の移動方向を、「合焦」という文字とともに矢印で示している。第1~第5実施例に係る光学系LS(1)~LS(5)および第7実施例に係る光学系LS(7)の断面図では、広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際の各レンズ群の光軸に沿った移動方向を矢印で示している。
これら図1、図3、図5、図7、図9、図11、図13において、各レンズ群を符号Gと数字の組み合わせにより、各レンズを符号Lと数字の組み合わせにより、それぞれ表している。この場合において、符号、数字の種類および数が大きくなって煩雑化するのを防止するため、実施例毎にそれぞれ独立して符号と数字の組み合わせを用いてレンズ群等を表している。このため、実施例間で同一の符号と数字の組み合わせが用いられていても、同一の構成であることを意味するものでは無い。
以下に表1~表7を示すが、この内、表1は第1実施例、表2は第2実施例、表3は第3実施例、表4は第4実施例、表5は第5実施例、表6は第6実施例、表7は第7実施例における各諸元データを示す表である。各実施例では収差特性の算出対象として、d線(波長λ=587.6nm)、g線(波長λ=435.8nm)、C線(波長λ=656.3nm)、F線(波長λ=486.1nm)を選んでいる。
[全体諸元]の表において、fはレンズ全系の焦点距離、FNОはFナンバー、2ωは画角(単位は°(度)で、ωが半画角である)、Yは像高を示す。TLは無限遠合焦時の光軸上でのレンズ最前面からレンズ最終面までの距離にBFを加えた距離を示し、BFは無限遠合焦時の光軸上でのレンズ最終面から像面Iまでの距離(バックフォーカス)を示す。fFは前群の焦点距離を示し、fRは後群の焦点距離を示す。なお、光学系が変倍光学系である場合、これらの値は、広角端(W)、中間焦点距離(M)、望遠端(T)の各変倍状態におけるそれぞれについて示している。
[レンズ諸元]の表において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序を示し、Rは各光学面の曲率半径(曲率中心が像側に位置する面を正の値としている)、Dは各光学面から次の光学面(又は像面)までの光軸上の距離である面間隔、ndは光学部材の材料のd線に対する屈折率、νdは光学部材の材料のd線を基準とするアッベ数を、θgFは光学部材の材料の部分分散比をそれぞれ示す。曲率半径の「∞」は平面又は開口を、(絞りS)は開口絞りSをそれぞれ示す。空気の屈折率nd=1.00000の
記載は省略している。光学面が非球面である場合には面番号に*印を付して、曲率半径Rの欄には近軸曲率半径を示している。
光学部材の材料のg線(波長λ=435.8nm)に対する屈折率をngとし、光学部材の材料のF線(波長λ=486.1nm)に対する屈折率をnFとし、光学部材の材料のC線(波長λ=656.3nm)に対する屈折率をnCとする。このとき、光学部材の材料の部分分散比θgFは次式(A)で定義される。
θgF=(ng-nF)/(nF-nC) …(A)
[非球面データ]の表には、[レンズ諸元]に示した非球面について、その形状を次式(B)で示す。X(y)は非球面の頂点における接平面から高さyにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離(サグ量)を、Rは基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)を、κは円錐定数を、Aiは第i次の非球面係数を示す。「E-n」は、「×10-n」を示す。例えば、1.234E-05=1.234×10-5である。なお、2次の非球面係数A2は0であり、その記載を省略している。
X(y)=(y2/R)/{1+(1-κ×y2/R21/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10+A12×y12 …(B)
光学系が変倍光学系でない場合、[近距離撮影時可変間隔データ]として、fはレンズ全系の焦点距離を、βは撮影倍率をそれぞれ示す。また、[近距離撮影時可変間隔データ]の表には、各焦点距離および撮影倍率に対応する、[レンズ諸元]において面間隔が「可変」となっている面番号での面間隔を示す。
光学系が変倍光学系である場合、[変倍撮影時可変間隔データ]として、広角端(W)、中間焦点距離(M)、望遠端(T)の各変倍状態に対応する、[レンズ諸元]において面間隔が「可変」となっている面番号での面間隔を示す。
[レンズ群データ]の表には、各レンズ群のそれぞれの始面(最も物体側の面)と焦点距離を示す。
[条件式対応値]の表には、各条件式に対応する値を示す。
以下、全ての諸元値において、掲載されている焦点距離f、曲率半径R、面間隔D、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、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ので、これに限られるものではない。
ここまでの表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での重複する説明は省略する。
(第1実施例)
第1実施例について、図1~図2および表1を用いて説明する。図1は、各実施形態の
第1実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す図である。第1実施例に係る光学系LS(1)は、物体側から順に並んだ、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G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6と、負の屈折力を有する第7レンズ群G7とから構成されている。広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際、第1~第7レンズ群G1~G7がそれぞれ図1の矢印で示す方向に移動する。開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配設される。各レンズ群記号に付けている符号(+)もしくは(-)は各レンズ群の屈折力を示し、このことは以下の全ての実施例でも同様である。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、から構成される。
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、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、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL24と、から構成される。負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面が非球面である。
第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31と、両凸形状の正レンズL32と、から構成される。開口絞りSは、正メニスカスレンズL31の物体側近傍に配置され、変倍の際、第3レンズ群G3とともに移動する。正メニスカスレンズL31は、物体側のレンズ面が非球面である。
第4レンズ群G4は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL41および両凸形状の正レンズL42からなる接合レンズから構成される。
第5レンズ群G5は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL51と、両凸形状の正レンズL52と、から構成される。無限遠物体から近距離(有限距離)物体への合焦の際、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6とが異なる移動量で光軸に沿って物体側に移動する。
第6レンズ群G6は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL61から構成される。正メニスカスレンズL61は、像側のレンズ面が非球面である。
第7レンズ群G7は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL71と、両凹形状の負レンズL72と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL73と、から構成される。第7レンズ群G7の像側に、像面Iが配置される。本実施例では、第7レンズ群G7の負メニスカスレンズL73が条件式(1)~(4)等を満足する負レンズに該当する。また本実施例では、第7レンズ群G7が像側負レンズ群に該当し、第7レンズ群G7の負メニスカスレンズL73が条件式(11)~(14)等を満足する負レンズに該当する。負レンズL72は、物体側のレンズ面が非球面である。
本実施例では、負メニスカスレンズL11および正メニスカスレンズL12からなる接合レンズと、正メニスカスレンズL13と、負メニスカスレンズL21と、負レンズL22と、正レンズL23と、負メニスカスレンズL24とが、開口絞りSよりも物体側に配置された前群GFを構成する。正メニスカスレンズL31と、正レンズL32と、負メニスカスレンズL41および両凸形状の正レンズL42からなる接合レンズと、負メニスカスレンズL51と、両凸形状の正レンズL52と、正メニスカスレンズL61と、正メニ
スカスレンズL71と、負レンズL72と、負メニスカスレンズL73とが、開口絞りSよりも像側に配置された後群GRを構成する。
以下の表1に、第1実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
(表1)
[全体諸元]
変倍比=2.743
W M T
f 24.750 35.000 67.880
FNO 2.918 2.919 2.919
2ω 85.363 62.867 33.986
Y 21.600 21.600 21.600
TL 139.342 144.390 169.148
BF 11.701 15.449 28.388
fF -30.791 -34.682 -46.133
fR 28.627 28.934 30.359
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd θgF
1 234.38730 2.500 1.84666 23.80 0.6215
2 109.51800 5.200 1.75500 52.34 0.5476
3 389.68520 0.200
4 59.06270 5.700 1.77250 49.62 0.5518
5 135.36490 D5(可変)
6* 218.44200 2.000 1.74389 49.53 0.5533
7 18.69570 9.658
8 -59.68560 1.300 1.77250 49.62 0.5518
9 59.68560 0.442
10 39.20990 6.400 1.72825 28.38 0.6069
11 -48.67310 1.933
12 -26.40650 1.300 1.61800 63.34 0.5411
13 -71.76120 D13(可変)
14 ∞ 1.712 (絞りS)
15* 71.88760 2.500 1.69370 53.32 0.5475
16 127.64110 0.716
17 38.74920 5.900 1.59319 67.90 0.5440
18 -105.42740 D18(可変)
19 67.02760 1.300 1.73800 32.33 0.5900
20 19.51260 9.700 1.49782 82.57 0.5386
21 -50.56090 D21(可変)
22 -23.92370 1.200 1.72047 34.71 0.5834
23 -56.20810 0.200
24 103.17490 5.900 1.59349 67.00 0.5358
25 -33.01970 D25(可変)
26 -70.62880 3.500 1.79189 45.04 0.5596
27* -38.21530 D27(可変)
28 -44.77940 3.000 1.94595 17.98 0.6544
29 -32.36650 0.200
30* -90.76890 1.500 1.85207 40.15 0.5685
31 89.91740 7.847
32 -24.20670 1.400 1.65240 55.27 0.5607
33 -38.83480 BF
[非球面データ]
第6面
κ=1.000,A4=5.28E-06,A6=-5.42E-09
A8=1.33E-11,A10=-2.05E-14,A12=2.05E-17
第15面
κ=1.000,A4=-4.56E-06,A6=-1.40E-10
A8=-8.81E-13,A10=-8.43E-15,A12=0.00E+00
第27面
κ=1.000,A4=1.10E-05,A6=-2.36E-08
A8=1.43E-10,A10=-5.03E-13,A12=7.52E-16
第30面
κ=1.000,A4=-2.11E-06,A6=-2.12E-08
A8=3.23E-11,A10=-8.72E-14,A12=0.00E+00
[変倍撮影時可変間隔データ]
W M T
D5 1.780 11.383 30.246
D13 19.285 9.934 2.013
D18 9.167 6.537 1.493
D21 5.179 7.338 19.018
D25 2.679 3.818 2.616
D27 6.344 6.725 2.168
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 119.124
G2 6 -22.126
G3 15 40.880
G4 19 115.687
G5 22 124.717
G6 26 100.365
G7 28 -47.354
[条件式対応値]
<負メニスカスレンズL73(fN2=-102.373)>
条件式(1)
ndN2-(2.015-0.0068×νdN2)=0.013
条件式(2)νdN2=55.27
条件式(3),(3-1)θgFN2=0.5607
条件式(4),(4-1)
θgFN2-(0.6418-0.00168×νdN2)=0.0118
条件式(5)(-fN2)/fR=3.576
条件式(6)(-fN2)/f=4.136
条件式(7)DN2=1.400
<負メニスカスレンズL73(fN4=-102.373)>
条件式(11)
ndN4-(2.015-0.0068×νdN4)=0.013
条件式(12)νdN4=55.27
条件式(13),(13-1)θgFN4=0.5607
条件式(14),(14-1)
θgFN4-(0.6418-0.00168×νdN4)=0.0118
条件式(15)fN4/fGb=2.162
条件式(16)(-fGb)/f=1.913
条件式(17)DN4=1.400
図2(A)は、第1実施例に係る光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。図2(B)は、第1実施例に係る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である。図2(C)は、第1実施例に係る光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。無限遠合焦時の各収差図において、FNOはFナンバー、Yは像高をそれぞれ示す。中間距離合焦時または近距離合焦時の各収差図において、NAは開口数、Yは像高をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するFナンバーまたは開口数の値を示し、非点収差図および歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。dはd線(波長λ=587.6nm)、gはg線(波長λ=435.8nm)、CはC線(波長λ=656.3nm)、FはF線(波長λ=486.1nm)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、重複する説明は省略する。
各諸収差図より、第1実施例に係る光学系は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
(第2実施例)
第2実施例について、図3~図4および表2を用いて説明する。図3は、各実施形態の第2実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す図である。第2実施例に係る光学系LS(2)は、物体側から順に並んだ、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とから構成されている。広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際、第1~第5レンズ群G1~G5がそれぞれ図3の矢印で示す方向に移動する。開口絞りSは、第3レンズ群G3内に配設される。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11および両凸形状の正レンズL12からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、から構成される。
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、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、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL24と、から構成される。無限遠物体から近距離(有限距離)物体への合焦の際、第2レンズ群G2が光軸に沿って物体側に移動する。負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面が非球面である。負メニスカスレンズL24は、像側のレンズ面が非球面である。
第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32および両凸形状の正レンズL33からなる接合レンズと、両凸形状の正レンズL34と、から構成される。第3レンズ群G3における正レンズL31と(接合レンズの)負メニスカスレンズL32との間に、開口絞りSが配置される。
第4レンズ群G4は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL41および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL42からなる接合レンズと、両凹形状の負レンズL43と、から構成される。本実施例では、第4レンズ群G4の負レ
ンズL43が条件式(1)~(4)等を満足する負レンズに該当する。また本実施例では、第4レンズ群G4が像側負レンズ群に該当し、第4レンズ群G4の負レンズL43が条件式(11)~(14)等を満足する負レンズに該当する。
第5レンズ群G5は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL51と、両凸形状の正レンズL52および両凹形状の負レンズL53からなる接合レンズと、から構成される。第5レンズ群G5の像側に、像面Iが配置される。正レンズL51は、物体側のレンズ面が非球面である。
本実施例では、負メニスカスレンズL11および正レンズL12からなる接合レンズと、正メニスカスレンズL13と、負メニスカスレンズL21と、負レンズL22と、正レンズL23と、負メニスカスレンズL24と、正レンズL31とが、開口絞りSよりも物体側に配置された前群GFを構成する。負メニスカスレンズL32および正レンズL33からなる接合レンズと、正レンズL34と、正メニスカスレンズL41および負メニスカスレンズL42からなる接合レンズと、負レンズL43と、正レンズL51と、正レンズL52および負レンズL53からなる接合レンズとが、開口絞りSよりも像側に配置された後群GRを構成する。
以下の表2に、第2実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
(表2)
[全体諸元]
変倍比=4.708
W M T
f 24.720 49.985 116.383
FNO 4.070 4.067 4.075
2ω 86.259 43.985 19.680
Y 21.600 21.600 21.600
TL 147.198 161.190 192.200
BF 32.884 42.859 55.059
fF 110.031 -646.229 -317.953
fR 67.056 67.484 65.974
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd θgF
1 200.00000 1.200 1.84944 22.29 0.6222
2 112.14330 7.349 1.49782 82.57 0.5138
3 -312.82020 0.100
4 58.25030 5.717 1.59159 54.50 0.5508
5 133.86910 D5(可変)
6* 68.14700 1.050 1.95375 32.33 0.5916
7 17.41650 6.493
8 -50.35820 1.200 1.66903 45.08 0.5674
9 35.82750 0.100
10 36.58470 6.379 1.84706 22.34 0.6220
11 -41.51350 0.788
12 -27.90490 1.200 1.61571 50.69 0.5574
13* -1318.72980 D13(可変)
14 42.13090 3.781 1.62079 50.23 0.5583
15 -94.85060 0.100
16 ∞ 0.100 (絞りS)
17 39.33600 1.200 1.93546 24.49 0.6135
18 18.65160 5.400 1.49996 81.44 0.5151
19 -167.55480 0.100
20 47.06670 2.967 1.59687 53.64 0.5523
21 -353.88140 D21(可変)
22 -35.39840 3.883 1.92286 20.88 0.6286
23 -18.10590 1.200 1.68303 40.83 0.5750
24 -151.76460 2.275
25 -61.36760 1.200 1.67769 52.63 0.5546
26 323.52730 D26(可変)
27* 128.28980 5.951 1.50114 80.83 0.5161
28 -24.91200 0.100
29 72.70400 7.368 1.69764 43.43 0.5703
30 -24.43980 4.083 1.89451 29.27 0.5989
31 82.68200 BF
[非球面データ]
第6面
κ=1.000,A4=-3.63E-06,A6=-9.23E-09
A8=2.66E-11,A10=-7.08E-14,A12=0.00E+00
第13面
κ=1.000,A4=-1.30E-05,A6=-9.67E-09
A8=-4.06E-11,A10=0.00E+00,A12=0.00E+00
第27面
κ=1.000,A4=-1.50E-05,A6=9.99E-09
A8=-2.45E-11,A10=3.21E-14,A12=0.00E+00
[変倍撮影時可変間隔データ]
W M T
D5 1.500 19.687 47.442
D13 24.608 10.433 1.500
D21 2.869 10.044 14.916
D26 14.054 6.884 2.000
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 116.400
G2 6 -18.800
G3 14 27.200
G4 22 -46.400
G5 27 55.800
[条件式対応値]
<負レンズL43(fN2=-76.021)>
条件式(1)
ndN2-(2.015-0.0068×νdN2)=0.021
条件式(2)νdN2=52.63
条件式(3),(3-1)θgFN2=0.5546
条件式(4),(4-1)
θgFN2-(0.6418-0.00168×νdN2)=0.0012
条件式(5)(-fN2)/fR=1.134
条件式(6)(-fN2)/f=3.075
条件式(7)DN2=1.200
<負レンズL43(fN4=-76.021)>
条件式(11)
ndN4-(2.015-0.0068×νdN4)=0.021
条件式(12)νdN4=52.63
条件式(13),(13-1)θgFN4=0.5546
条件式(14),(14-1)
θgFN4-(0.6418-0.00168×νdN4)=0.0012
条件式(15)fN4/fGb=1.638
条件式(16)(-fGb)/f=1.877
条件式(17)DN4=1.200
図4(A)は、第2実施例に係る光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。図4(B)は、第2実施例に係る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である。図4(C)は、第2実施例に係る光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。各諸収差図より、第2実施例に係る光学系は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
(第3実施例)
第3実施例について、図5~図6および表3を用いて説明する。図5は、各実施形態の第3実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す図である。第3実施例に係る光学系LS(3)は、物体側から順に並んだ、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、負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。広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際、第2レンズ群G2と第4レンズ群G4とがそれぞれ図5の矢印で示す方向に移動する。開口絞りSは、第5レンズ群G5内に配設される。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11および両凸形状の正レンズL12からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズL13と、から構成される。
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL21と、両凸形状の正レンズL22および両凹形状の負レンズL23からなる接合レンズと、両凹形状の負レンズL24および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL25からなる接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL26と、から構成される。
第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、両凸形状の正レンズL32と、両凹形状の負レンズL33と、両凸形状の正レンズL34と、から構成される。
第4レンズ群G4は、物体側から順に並んだ、像側に凸面を向けた平凸形状の正レンズL41と、両凸形状の正レンズL42および両凹形状の負レンズL43からなる接合レンズと、から構成される。無限遠物体から近距離(有限距離)物体への合焦の際、第4レンズ群G4が光軸に沿って物体側に移動する。
第5レンズ群G5は、物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL51と、両凸形状の正レンズL52と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL53と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL54および両凹形状の負レンズL55からなる接合レンズと、両凸形状の正レンズL56と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL57および両凸形状の正レンズL58からなる接合レンズと、両凹形状の負レンズL59と、から
構成される。第5レンズ群G5の像側に、像面Iが配置される。第5レンズ群G5における負レンズL51と正レンズL52との間に、開口絞りSが配置される。本実施例では、第5レンズ群G5の負レンズL55が条件式(1)~(4)等を満足する負レンズに該当する。また本実施例では、第5レンズ群G5が像側負レンズ群に該当し、第5レンズ群G5の負レンズL55が条件式(11)~(14)等を満足する負レンズに該当する。なお、(接合レンズの)負レンズL55と正レンズL56との間に、固定絞り(フレアカット絞り)Saが配置される。
本実施例では、負メニスカスレンズL11および正レンズL12からなる接合レンズと、正レンズL13と、正メニスカスレンズL21と、正レンズL22および負レンズL23からなる接合レンズと、負レンズL24および正メニスカスレンズL25からなる接合レンズと、負メニスカスレンズL26と、正レンズL31と、正レンズL32と、負レンズL33と、正レンズL34と、正レンズL41と、正レンズL42および負レンズL43からなる接合レンズと、負レンズL51とが、開口絞りSよりも物体側に配置された前群GFを構成する。正レンズL52と、負メニスカスレンズL53と、正メニスカスレンズL54および負レンズL55からなる接合レンズと、正レンズL56と、負メニスカスレンズL57および正レンズL58からなる接合レンズと、負レンズL59とが、開口絞りSよりも像側に配置された後群GRを構成する。
以下の表3に、第3実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
(表3)
[全体諸元]
変倍比=2.354
W M T
f 123.600 200.000 291.000
FNO 2.910 2.910 2.911
2ω 19.564 12.076 8.292
Y 21.630 21.630 21.630
TL 341.394 341.394 341.394
BF 54.819 54.819 54.819
fF 1986.248 3213.999 4676.377
fR 102.747 102.747 102.747
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd θgF
1 319.23390 5.200 1.90265 35.77 0.5815
2 151.34780 13.400 1.49782 82.57 0.5386
3 -783.35470 0.100
4 136.11850 13.200 1.43385 95.23 0.5386
5 ∞ D5(可変)
6 122.06030 7.600 1.72047 34.71 0.5834
7 1981.86560 13.000
8 303.62550 4.700 1.71736 29.57 0.6036
9 -303.62550 2.850 1.65240 55.27 0.5607
10 100.55440 3.315
11 -1987.36830 2.650 1.80400 46.60 0.5575
12 51.73610 3.700 1.66382 27.35 0.6319
13 100.83750 6.065
14 -83.24470 2.500 1.87071 40.73 0.5682
15 -665.86980 D15(可変)
16 601.42740 4.700 1.75500 52.33 0.5475
17 -159.25800 0.100
18 93.67070 6.800 1.43385 95.23 0.5386
19 -253.82990 1.564
20 -113.21580 5.000 1.65412 39.68 0.5738
21 87.15300 0.975
22 116.35500 5.000 1.91082 35.25 0.5822
23 -377.46590 D23(可変)
24 ∞ 4.000 1.80400 46.60 0.5575
25 -119.18440 0.100
26 63.25160 6.800 1.59349 67.00 0.5366
27 -196.14820 1.800 1.84666 23.78 0.6192
28 196.14820 D28(可変)
29 -128.97450 1.900 2.00100 29.13 0.5995
30 94.21930 4.866
31 ∞ 8.000 (絞りS)
32 416.97790 5.000 1.72916 54.61 0.5443
33 -76.00320 4.000
34 163.99730 2.000 1.80611 40.73 0.5672
35 69.61920 3.496
36 -129.19950 3.600 1.90200 25.26 0.6165
37 -52.57870 1.900 1.62731 59.30 0.5584
38 177.27800 5.206
39 ∞ 9.390
40 78.30600 5.000 2.00100 29.13 0.5995
41 -1628.46070 0.100
42 63.86980 3.000 1.80400 46.60 0.5575
43 33.62860 10.000 1.48749 70.32 0.5291
44 -75.31750 6.047
45 -67.14290 2.000 1.90043 37.37 0.5772
46 216.78070 BF
[変倍撮影時可変間隔データ]
W M T
D5 5.100 40.193 66.953
D15 63.457 28.364 1.603
D23 21.296 17.639 18.670
D28 6.100 9.757 8.725
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 252.497
G2 6 -70.230
G3 16 107.659
G4 24 91.176
G5 29 -145.483
[条件式対応値]
<負レンズL55(fN2=-64.438)>
条件式(1)
ndN2-(2.015-0.0068×νdN2)=0.016
条件式(2)νdN2=59.30
条件式(3),(3-1)θgFN2=0.5584
条件式(4),(4-1)
θgFN2-(0.6418-0.00168×νdN2)=0.0162
条件式(5)(-fN2)/fR=0.627
条件式(6)(-fN2)/f=0.521
条件式(7)DN2=1.900
<負レンズL55(fN4=-64.438)>
条件式(11)
ndN4-(2.015-0.0068×νdN4)=0.016
条件式(12)νdN4=59.30
条件式(13),(13-1)θgFN4=0.5584
条件式(14),(14-1)
θgFN4-(0.6418-0.00168×νdN4)=0.0162
条件式(15)fN4/fGb=0.443
条件式(16)(-fGb)/f=1.177
条件式(17)DN4=1.900
図6(A)は、第3実施例に係る光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。図6(B)は、第3実施例に係る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である。図6(C)は、第3実施例に係る光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。各諸収差図より、第3実施例に係る光学系は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
(第4実施例)
第4実施例について、図7~図8および表4を用いて説明する。図7は、各実施形態の第4実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す図である。第4実施例に係る光学系LS(4)は、物体側から順に並んだ、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、負の屈折力を有する第5レンズ群G5、負の屈折力を有する第6レンズ群G6とから構成されている。広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際、第1~第6レンズ群G1~G6がそれぞれ図7の矢印で示す方向に移動する。開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配設される。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸形状の正レンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、から構成される。
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、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、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL24と、から構成される。
第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32および両凸形状の正レンズL33からなる接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL34と、から構成される。開口絞りSは、正レンズL31の物体側近傍に配置され、変倍の際、第3レンズ群G3とともに移動する。第3レンズ群G3の負メニスカスレンズL32および正レンズL33からなる接合レンズは、光軸と垂直な方向へ移動可能な防振レンズ群(部分群)を構成し、手ブレ等による結像位置の変位(像面I上の像ブレ)を補正する。
第4レンズ群G4は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL41および物体側
に凹面を向けた負メニスカスレンズL42からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL43および両凸形状の正レンズL44からなる接合レンズと、から構成される。正レンズL44は、像側のレンズ面が非球面である。
第5レンズ群G5は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL51および両凹形状の負レンズL52からなる接合レンズから構成される。無限遠物体から近距離(有限距離)物体への合焦の際、第5レンズ群G5が光軸に沿って像側に移動する。負レンズL52は、像側のレンズ面が非球面である。
第6レンズ群G6は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL61と、両凸形状の正レンズL62と、から構成される。第6レンズ群G6の像側に、像面Iが配置される。本実施例では、第6レンズ群G6の負メニスカスレンズL61が条件式(1)~(4)等を満足する負レンズに該当する。また本実施例では、第6レンズ群G6が像側負レンズ群に該当し、第6レンズ群G6の負メニスカスレンズL61が条件式(11)~(14)等を満足する負レンズに該当する。負メニスカスレンズL61は、像側のレンズ面が非球面である。
本実施例では、負メニスカスレンズL11と、正レンズL12と、正メニスカスレンズL13と、負メニスカスレンズL21と、負レンズL22と、正レンズL23と、負メニスカスレンズL24とが、開口絞りSよりも物体側に配置された前群GFを構成する。正レンズL31と、負メニスカスレンズL32および正レンズL33からなる接合レンズと、負メニスカスレンズL34と、正レンズL41および負メニスカスレンズL42からなる接合レンズと、負メニスカスレンズL43および正レンズL44からなる接合レンズと、正レンズL51および負レンズL52からなる接合レンズと、負メニスカスレンズL61と、正レンズL62とが、開口絞りSよりも像側に配置された後群GRを構成する。
以下の表4に、第4実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
(表4)
[全体諸元]
変倍比=7.848
W M T
f 24.720 50.000 194.001
FNO 4.120 5.578 7.747
2ω 85.978 44.803 12.176
Y 21.379 21.700 21.700
TL 133.622 151.172 196.635
BF 11.869 21.707 38.749
fF -22.437 -28.257 -22.437
fR 25.992 24.661 25.992
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd θgF
1 185.39670 1.700 1.90366 31.27 0.5948
2 76.46580 0.861
3 79.26480 6.196 1.59319 67.90 0.5440
4 -565.11920 0.100
5 63.45420 5.498 1.59319 67.90 0.5440
6 434.75200 D6(可変)
7 203.01440 1.100 1.90265 35.72 0.5804
8 19.06950 5.142
9 -53.01680 1.000 1.75500 52.33 0.5475
10 58.98300 0.511
11 37.16720 3.158 1.92286 20.88 0.6390
12 -70.22260 0.694
13 -33.57890 0.903 1.81600 46.59 0.5567
14 -1345.01350 D14(可変)
15 ∞ 2.000 (絞りS)
16 40.44850 2.345 1.90265 35.72 0.5804
17 -316.98760 0.605
18 35.70840 1.000 2.00100 29.12 0.5996
19 20.49290 3.549 1.57957 53.74 0.5519
20 -74.86330 1.410
21 -37.16210 1.047 1.95375 32.33 0.5905
22 -418.77410 D22(可変)
23 37.79500 4.737 1.83481 42.73 0.5648
24 -37.79500 1.004 1.90366 31.27 0.5948
25 -353.80920 0.100
26 31.05870 3.102 1.95375 32.33 0.5905
27 15.35540 8.795 1.49710 81.49 0.5377
28* -42.90350 D28(可変)
29 474.24510 3.208 1.84666 23.80 0.6215
30 -34.68120 1.002 1.85135 40.13 0.5685
31* 31.38060 D31(可変)
32 -17.69750 1.400 1.68348 54.80 0.5501
33* -23.26090 0.100
34 1014.6406 2.7385 1.68376 37.57 0.5782
35 -99.7136 BF
[非球面データ]
第28面
κ=1.000,A4=2.96E-05,A6=-1.43E-07
A8=1.92E-09,A10=-1.38E-11,A12=3.3122E-14
第31面
κ=1.000,A4=-5.38E-06,A6=1.47E-07
A8=-2.09E-09,A10=1.45E-11,A12=-3.5486E-14
第33面
κ=1.000,A4=-2.59E-06,A6=-1.89E-08
A8=8.54E-11,A10=-2.37E-13,A12=0.00E+00
[変倍撮影時可変間隔データ]
W M T
D6 1.982 18.089 56.429
D14 19.455 11.059 1.140
D22 13.005 6.692 1.483
D28 4.951 4.074 1.900
D31 9.993 17.182 24.566
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 103.302
G2 7 -16.985
G3 15 48.485
G4 23 29.299
G5 29 -39.415
G6 32 -2329.811
[条件式対応値]
<負メニスカスレンズL61(fN2=-120.581)>
条件式(1)
ndN2-(2.015-0.0068×νdN2)=0.041
条件式(2)νdN2=54.80
条件式(3),(3-1)θgFN2=0.5501
条件式(4),(4-1)
θgFN2-(0.6418-0.00168×νdN2)=0.0004
条件式(5)(-fN2)/fR=4.639
条件式(6)(-fN2)/f=4.878
条件式(7)DN2=1.400
<負メニスカスレンズL61(fN4=-120.581)>
条件式(11)
ndN4-(2.015-0.0068×νdN4)=0.041
条件式(12)νdN4=54.80
条件式(13),(13-1)θgFN4=0.5501
条件式(14),(14-1)
θgFN4-(0.6418-0.00168×νdN4)=0.0004
条件式(15)fN4/fGb=0.052
条件式(16)(-fGb)/f=94.248
条件式(17)DN4=1.400
図8(A)は、第4実施例に係る光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。図8(B)は、第4実施例に係る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である。図8(C)は、第4実施例に係る光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。各諸収差図より、第4実施例に係る光学系は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
(第5実施例)
第5実施例について、図9~図10および表5を用いて説明する。図9は、各実施形態の第5実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す図である。第5実施例に係る光学系LS(5)は、物体側から順に並んだ、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とから構成されている。広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際、第1~第5レンズ群G1~G5がそれぞれ図9の矢印で示す方向に移動する。開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配設される。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11および両凸形状の正レンズL12からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、から構成される。
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、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および両凸形状の正レンズL25からなる接合レンズと、から構成される。無限遠物体から近距離(有限距離)物体への合焦の際、第2レンズ群G2が光軸に沿って物体側に移動する。負メニスカスレンズL21は、ガラス製レンズ本体の物体側の面に樹脂層が設けられて構成されるハイブリッド型のレンズである。樹脂層の物体側の面が非球
面であり、負メニスカスレンズL21は複合型の非球面レンズである。後述の[レンズ諸元]において、面番号6が樹脂層の物体側の面、面番号7が樹脂層の像側の面およびレンズ本体の物体側の面(両者が接合する面)、面番号8がレンズ本体の像側の面を示す。
第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、両凸形状の正レンズL32と、両凸形状の正レンズL33および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL34からなる接合レンズと、から構成される。開口絞りSは、正レンズL31の物体側近傍に配置され、変倍の際、第3レンズ群G3とともに移動する。
第4レンズ群G4は、物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL41および物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL42からなる接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL43と、から構成される。第4レンズ群G4の負レンズL41および正メニスカスレンズL42からなる接合レンズは、光軸と垂直な方向へ移動可能な防振レンズ群(部分群)を構成し、手ブレ等による結像位置の変位(像面I上の像ブレ)を補正する。本実施例では、第4レンズ群G4の負レンズL41が条件式(1)~(4)等を満足する負レンズに該当する。また本実施例では、第4レンズ群G4が像側負レンズ群に該当し、第4レンズ群G4の負レンズL41が条件式(11)~(14)等を満足する負レンズに該当する。負レンズL41は、ガラス製レンズ本体の物体側の面に樹脂層が設けられて構成されるハイブリッド型のレンズである。樹脂層の物体側の面が非球面であり、負レンズL41は複合型の非球面レンズである。後述の[レンズ諸元]において、面番号24が樹脂層の物体側の面、面番号25が樹脂層の像側の面およびレンズ本体の物体側の面(両者が接合する面)、面番号26がレンズ本体の像側の面および正メニスカスレンズL42の物体側の面(両者が接合する面)を示す。
第5レンズ群G5は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51と、両凸形状の正レンズL52と、両凹形状の負レンズL53および両凸形状の正レンズL54からなる接合レンズと、から構成される。第5レンズ群G5の像側に、像面Iが配置される。負レンズL53は、物体側のレンズ面が非球面である。
本実施例では、負メニスカスレンズL11および正レンズL12からなる接合レンズと、正メニスカスレンズL13と、負メニスカスレンズL21と、負レンズL22と、正レンズL23と、負レンズL24および正レンズL25からなる接合レンズとが、開口絞りSよりも物体側に配置された前群GFを構成する。正レンズL31と、正レンズL32と、正レンズL33および負メニスカスレンズL34からなる接合レンズと、負レンズL41および正メニスカスレンズL42からなる接合レンズと、負メニスカスレンズL43と、正メニスカスレンズL51と、正レンズL52と、負レンズL53および正レンズL54からなる接合レンズとが、開口絞りSよりも像側に配置された後群GRを構成する。
以下の表5に、第5実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
(表5)
[全体諸元]
変倍比=15.701
W M1 M2 T
f 18.530 28.008 104.938 290.935
FNO 3.607 4.166 5.692 5.890
2ω 79.654 53.877 15.291 5.624
Y 14.750 14.750 14.750 14.750
TL 171.0504 178.6364 231.8494 257.5207
BF 39.2287 46.7036 71.2782 82.7078
fF -19.991 -22.282 -44.557 -102.163
fR 40.048 38.783 33.819 32.301
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd θgF
1 186.59960 2.200 1.83400 37.17 0.5775
2 69.08900 8.800 1.49782 82.56 0.5390
3 -494.44540 0.100
4 73.40220 6.450 1.59319 67.87 0.5435
5 2016.71160 D5(可変)
6* 84.85000 0.100 1.55389 38.09 0.5928
7 74.02190 1.200 1.83481 42.72 0.5640
8 17.09750 6.950
9 -37.97970 1.000 1.81600 46.63 0.5571
10 77.67130 0.150
11 36.26560 5.300 1.78472 25.68 0.6158
12 -36.26560 0.800
13 -25.69640 1.000 1.81600 46.63 0.5571
14 66.08300 2.050 1.80809 22.79 0.6289
15 -666.70370 D15(可変)
16 ∞ 1.000 (絞りS)
17 68.30730 3.400 1.59319 67.87 0.5435
18 -47.99600 0.100
19 68.52370 2.450 1.48749 70.45 0.5289
20 -136.98390 0.100
21 46.52670 4.200 1.48749 70.45 0.5289
22 -36.16400 1.000 1.80809 22.79 0.6289
23 -202.95330 D23(可変)
24* -55.09840 0.200 1.55389 38.09 0.5928
25 -57.24710 0.900 1.66106 56.09 0.5512
26 27.00000 2.150 1.72825 28.46 0.6077
27 70.74880 4.350
28 -26.69880 1.000 1.72916 54.66 0.5442
29 -76.47710 D29(可変)
30 -333.89500 4.650 1.58913 61.18 0.5389
31 -24.64400 0.100
32 31.19630 5.850 1.48749 70.45 0.5289
33 -43.38890 1.450
34* -109.7164 1.000 1.883 40.77
35 20.2992 5.300 1.54814 45.79
36 -808.8132 BF
[非球面データ]
第6面
κ=1.000,A4=3.13E-06,A6=4.73E-10
A8=-3.41E-11,A10=1.17E-13,A12=0.00E+00
第24面
κ=1.000,A4=5.24E-06,A6=-2.01E-09
A8=0.00E+00,A10=0.00E+00,A12=0.00E+00
第34面
κ=1.000,A4=-1.54E-05,A6=1.70E-09
A8=1.34E-11,A10=-2.07E-13,A12=0.00E+00
[変倍撮影時可変間隔データ]
W M1 M2 T
D5 2.157 11.716 53.425 76.950
D15 33.801 24.353 11.283 2.000
D23 3.457 5.951 11.607 13.043
D29 10.587 8.092 2.437 1.000
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 118.969
G2 6 -15.625
G3 16 27.175
G4 24 -25.446
G5 30 34.390
[条件式対応値]
<負レンズL41(fN2=-27.636)>
条件式(1)
ndN2-(2.015-0.0068×νdN2)=0.027
条件式(2)νdN2=56.09
条件式(3),(3-1)θgFN2=0.5512
条件式(4),(4-1)
θgFN2-(0.6418-0.00168×νdN2)=0.0036
条件式(5)(-fN2)/fR=0.690
条件式(6)(-fN2)/f=1.491
条件式(7)DN2=0.900
<負レンズL41(fN4=-27.636)>
条件式(11)
ndN4-(2.015-0.0068×νdN4)=0.027
条件式(12)νdN4=56.09
条件式(13),(13-1)θgFN4=0.5512
条件式(14),(14-1)
θgFN4-(0.6418-0.00168×νdN4)=0.0036
条件式(15)fN4/fGb=1.086
条件式(16)(-fGb)/f=1.373
条件式(17)DN4=0.900
図10(A)は、第5実施例に係る光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。図10(B)は、第5実施例に係る光学系の第1中間焦点距離状態における無限遠合焦時の諸収差図である。図10(C)は、第5実施例に係る光学系の第2中間焦点距離状態における無限遠合焦時の諸収差図である。図10(D)は、第5実施例に係る光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。各諸収差図より、第5実施例に係る光学系は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
(第6実施例)
第6実施例について、図11~図12および表6を用いて説明する。図11は、各実施形態の第6実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す図である。第6実施例に係る光学系LS(6)は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負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。無限遠物体から近距離(有限距離)物体への合焦の際、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2とが異なる移動量で光軸に沿って物体側に移動する。開口絞りSは、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に配設される。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズL11と、両凸形状の正レンズL12と、両凸形状の正レンズL13および両凹形状の負レンズL14からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL15と、から構成される。開口絞りSは、負メニスカスレンズL15の像側近傍に配置され、合焦の際、第1レンズ群G1とともに移動する。負レンズL11は、像側のレンズ面が非球面である。
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL21と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22と、から構成される。
第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32と、両凸形状の正レンズL33と、から構成される。第3レンズ群G3の像側に、像面Iが配置される。本実施例では、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズL32が条件式(1)~(4)等を満足する負レンズに該当する。また本実施例では、第3レンズ群G3が像側負レンズ群に該当し、第3レンズ群G3の負メニスカスレンズL32が条件式(11)~(14)等を満足する負レンズに該当する。正メニスカスレンズL31は、像側のレンズ面が非球面である。第3レンズ群G3と像面Iとの間には、カバーガラスCVが配設されている。
本実施例では、負レンズL11と、正レンズL12と、正レンズL13および負レンズL14からなる接合レンズと、負メニスカスレンズL15とが、開口絞りSよりも物体側に配置された前群GFを構成する。正レンズL21と、負メニスカスレンズL22と、正メニスカスレンズL31と、負メニスカスレンズL32と、正レンズL33とが、開口絞りSよりも像側に配置された後群GRを構成する。
以下の表6に、第6実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
(表6)
[全体諸元]
f 58.203
FNO 2.825
2ω 40.539
Y 21.700
TL 71.506
BF 0.100
fF 193.264
fR 41.152
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd θgF
1 -63.99090 1.200 1.73077 40.51 0.5727
2* 71.71180 1.000
3 42.93270 4.064 1.95375 32.33 0.5905
4 -51.23440 1.082
5 49.88300 4.042 1.59319 67.90 0.5440
6 -30.98750 1.200 1.73800 32.26 0.5899
7 45.45620 0.200
8 31.62520 1.200 1.80518 25.45 0.6157
9 22.75910 6.464
10 ∞ D10(可変) (絞りS)
11 54.06210 3.455 1.59349 67.00 0.5358
12 -32.76480 0.200
13 31.23990 1.200 1.67300 38.15 0.5754
14 22.30120 D14(可変)
15 43.39570 1.373 1.51680 64.13 0.5357
16* 43.24690 17.859
17 -17.25440 1.200 1.68348 54.80 0.5501
18 -176.84520 0.200
19 159.39470 4.819 1.95375 32.33 0.5905
20 83.44720 12.310
21 ∞ 1.600 1.51680 64.13 0.5357
22 ∞ BF
[非球面データ]
第2面
κ=1.000,A4=1.39250E-05,A6=3.07014E-09
A8=-6.46165E-12,A10=0.00000E+00,A12=0.00000E+00
第16面
κ=1.000,A4=-1.14801E-05,A6=-6.50435E-09
A8=-1.06124E-10,A10=0.00000E+00,A12=0.00000E+00
[近距離撮影時可変間隔データ]
無限遠合焦状態 中間距離合焦状態 近距離合焦状態
f=58.203 β=-0.500 β=-1.000
D10 5.331 5.445 5.684
D14 1.412 18.266 35.060
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 193.264
G2 11 46.831
G3 15 -60.650
[条件式対応値]
<負メニスカスレンズL32(fN2=-28.060)>
条件式(1)
ndN2-(2.015-0.0068×νdN2)=0.041
条件式(2)νdN2=54.80
条件式(3),(3-1)θgFN2=0.5501
条件式(4),(4-1)
θgFN2-(0.6418-0.00168×νdN2)=0.0004
条件式(5)(-fN2)/fR=0.682
条件式(6)(-fN2)/f=0.482
条件式(7)DN2=1.200
<負メニスカスレンズL32(fN4=-28.060)>
条件式(11)
ndN4-(2.015-0.0068×νdN4)=0.041
条件式(12)νdN4=54.80
条件式(13),(13-1)θgFN4=0.5501
条件式(14),(14-1)
θgFN4-(0.6418-0.00168×νdN4)=0.0004
条件式(15)fN4/fGb=0.463
条件式(16)(-fGb)/f=1.042
条件式(17)DN4=1.200
図12(A)は、第6実施例に係る光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。図12(B)は、第6実施例に係る光学系の中間距離合焦時の諸収差図である。図12(C)は、第6実施例に係る光学系の近距離(至近距離)合焦時の諸収差図である。各諸収差図より、第6実施例に係る光学系は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
(第7実施例)
第7実施例について、図13~図14および表7を用いて説明する。図13は、各実施形態の第7実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す図である。第7実施例に係る光学系LS(7)は、物体側から順に並んだ、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とから構成されている。広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際、第1~第5レンズ群G1~G5がそれぞれ図13の矢印で示す方向に移動する。開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配設される。
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11および両凸形状の正レンズL12からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14と、から構成される。
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、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および両凹形状の負レンズL24からなる接合レンズと、から構成される。
第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL32および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33からなる接合レンズと、両凸形状の正レンズL34と、から構成される。開口絞りSは、正レンズL31の物体側近傍に配置され、変倍の際、第3レンズ群G3とともに移動する。第3レンズ群G3は、光軸と垂直な方向へ移動可能な防振レンズ群(部分群)を構成し、手ブレ等による結像位置の変位(像面I上の像ブレ)を補正する。正レンズL31は、両側のレンズ面が非球面である。
第4レンズ群G4は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL41および両凹形状の負レンズL42からなる接合レンズから構成される。本実施例では、第4レンズ群G4の負レンズL42が条件式(1)~(4)等を満足する負レンズに該当する。また本実施例では、第4レンズ群G4が像側負レンズ群に該当し、第4レンズ群G4の負レンズL42が条件式(11)~(14)等を満足する負レンズに該当する。
第5レンズ群G5は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL51および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL52からなる接合レンズから構成される。第5レンズ群G5の像側に、像面Iが配置される。無限遠物体から近距離(有限距離)物体への合焦の際、第5レンズ群G5が光軸に沿って像側に移動する。正レンズL51は、物体側のレンズ面が非球面である。第5レンズ群G5と像面Iとの間には、光学フィルターFLが配設されている。光学フィルターFLとして、例えば、NCフィルター(ニュートラルカラーフィルター)や、カラーフィルター、偏光フィルター、NDフィルター(減光フィルター)、IRフィルター(赤外線カットフィルター)等が用いられる。
本実施例では、負メニスカスレンズL11および正レンズL12からなる接合レンズと、正メニスカスレンズL13と、正メニスカスレンズL14と、負メニスカスレンズL2
1と、負レンズL22と、正レンズL23および負レンズL24からなる接合レンズとが、開口絞りSよりも物体側に配置された前群GFを構成する。正レンズL31と、正メニスカスレンズL32および負メニスカスレンズL33からなる接合レンズと、正レンズL34と、正レンズL41および負レンズL42からなる接合レンズと、正レンズL51および負メニスカスレンズL52からなる接合レンズとが、開口絞りSよりも像側に配置された後群GRを構成する。
以下の表7に、第7実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
(表7)
[全体諸元]
変倍比=56.903
W M T
f 4.397 12.677 250.201
FNO 3.354 4.256 7.172
2ω 87.200 34.963 1.798
Y 3.400 4.000 4.000
TL 102.372 105.195 145.381
BF 0.600 0.600 0.600
fF -10.163 -14.077 -146.596
fR 19.989 20.803 109.602
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd θgF
1 233.16059 1.800 1.80440 39.61 0.5719
2 63.31232 5.650 1.43700 95.10 0.5336
3 -315.75938 0.200
4 75.70769 3.500 1.49782 82.57 0.5386
5 509.52120 0.200
6 54.53234 4.100 1.49782 82.57 0.5386
7 394.77865 D7(可変)
8 1001.52720 1.000 1.78800 47.35 0.5559
9 8.03857 4.500
10 -24.83933 0.900 1.83481 42.73 0.5648
11 53.48225 0.200
12 17.37996 3.000 1.92286 20.88 0.6390
13 -72.51614 0.900 1.91082 35.25 0.5822
14 48.65649 D14(可変)
15 ∞ 0.750 (絞りS)
16* 10.27226 2.500 1.55332 71.68 0.5404
17* -59.97135 0.200
18 10.93597 2.100 1.49782 82.57 0.5386
19 1249.11870 0.800 1.88300 40.66 0.5668
20 8.89183 0.650
21 27.08310 1.900 1.48749 70.32 0.5291
22 -18.25921 D22(可変)
23 73.43106 1.200 1.79504 28.69 0.6065
24 -179.22763 0.600 1.66501 53.81 0.5539
25 15.48596 D25(可変)
26* 17.31291 3.050 1.62299 58.12 0.5438
27 -12.30844 0.800 1.83400 37.18 0.5778
28 -65.03803 D28(可変)
29 ∞ 0.210 1.51680 63.88 0.5360
30 ∞ 1.348
31 ∞ 0.500 1.51680 63.88 0.5360
32 ∞ BF
[非球面データ]
第16面
κ=0.468,A4=-1.37799E-06,A6=-2.97638E-08
A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00,A12=0.00000E+00
第17面
κ=1.000,A4=7.52375E-05,A6=-3.72394E-07
A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00,A12=0.00000E+00
第26面
κ=1.000,A4=2.35970E-05,A6=1.60894E-07
A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00,A12=0.00000E+00
[変倍撮影時可変間隔データ]
W M T
D7 0.500 18.809 61.777
D14 43.318 19.648 0.833
D22 1.000 4.130 8.170
D25 8.806 8.909 27.759
D28 5.590 10.542 3.684
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 79.658
G2 8 -8.400
G3 15 16.089
G4 23 -32.356
G5 26 31.403
[条件式対応値]
<負レンズL42(fN2=-21.409)>
条件式(1)
ndN2-(2.015-0.0068×νdN2)=0.016
条件式(2)νdN2=53.81
条件式(3),(3-1)θgFN2=0.5539
条件式(4),(4-1)
θgFN2-(0.6418-0.00168×νdN2)=0.0025
条件式(5)(-fN2)/fR=1.071
条件式(6)(-fN2)/f=4.869
条件式(7)DN2=0.600
<負レンズL42(fN4=-21.409)>
条件式(11)
ndN4-(2.015-0.0068×νdN4)=0.016
条件式(12)νdN4=53.81
条件式(13),(13-1)θgFN4=0.5539
条件式(14),(14-1)
θgFN4-(0.6418-0.00168×νdN4)=0.0025
条件式(15)fN4/fGb=0.662
条件式(16)(-fGb)/f=7.359
条件式(17)DN4=0.600
図14(A)は、第7実施例に係る光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。図14(B)は、第7実施例に係る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である。図14(C)は、第7実施例に係る光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。各諸収差図より、第7実施例に係る光学系は、諸収差が良好に補正され、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、色収差の補正において、1次の色消しに加え、2次スペクトルが良好に補正され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、本実施形態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。
合焦レンズ群とは、合焦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ものとする。すなわち、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の(超音波モータ等を用いた)モータ駆動にも適している。
第4実施例、第5実施例、および第7実施例において、防振機能を有する構成のものを示したが、本願はこれに限られず、防振機能を有していない構成とすることもできる。また、防振機能を有していない他の実施例についても、防振機能を有する構成とすることができる。
レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易になり、加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。
レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に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構わない。また、レンズ面は回折面としても良く、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)あるいはプラスチックレンズとしても良い。
各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し、コントラストの高い光学性能を達成するために、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良い。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。
G1 第1レンズ群 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 G6 第6レンズ群
G7 第7レンズ群
I 像面 S 開口絞り

Claims (1)

  1. 負の屈折力を有するレンズ群を含む複数のレンズ群を有し、
    変倍もしくは合焦の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
    前記負の屈折力を有するレンズ群のうち最も像側に配置された像側負レンズ群は、以下の条件式を満足する負レンズを有する光学系。
    -0.010<ndN4-(2.015-0.0068×νdN4)
    50.00<νdN4<65.00
    0.545<θgFN4
    0.010<θgFN4-(0.6418-0.00168×νdN4)
    但し、ndN4:前記負レンズのd線に対する屈折率
    νdN4:前記負レンズのd線を基準とするアッベ数
    θgFN4:前記負レンズの部分分散比であり、前記負レンズのg線に対する屈折率をngN4とし、前記負レンズのF線に対する屈折率をnFN4とし、前記負レンズのC線に対する屈折率をnCN4としたとき、次式で定義される
    θgFN4=(ngN4-nFN4)/(nFN4-nCN4)
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