JP6311433B2 - 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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Description
0.010 <(d5it−d5iw)/(d3it−d3iw)< 0.700
但し、
d3it:望遠端状態における前記第3レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d3iw:広角端状態における前記第3レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d5it:望遠端状態における前記第5レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
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0.010 <(d5it−d5iw)/(d3it−d3iw)< 0.700
但し、
d3it:望遠端状態における前記第3レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d3iw:広角端状態における前記第3レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d5it:望遠端状態における前記第5レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d5iw:広角端状態における前記第5レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
本願の変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群と、正屈折力の第4レンズ群と、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レンズ群と前記第2レンズ群との間隔と、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔と、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔と、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔とが変化し、前記第5レンズ群は像面に対して移動することを特徴としている。この構成により、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を実現し、変倍に伴う歪曲収差、非点収差、及び球面収差のそれぞれの変動を抑えることができる。
(1) 0.010<(d5it−d5iw)/(d3it−d3iw)<1.000
但し、
d3it:望遠端状態における前記第3レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d3iw:広角端状態における前記第3レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d5it:望遠端状態における前記第5レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d5iw:広角端状態における前記第5レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
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4レンズ群から第5レンズ群へ入射する軸外光束の光軸からの高さが変倍に伴って大きく変化する。このため、変倍時に第5レンズ群で発生する非点収差の変動や歪曲収差の変動が過大になり、高い光学性能を実現できなくなってしまう。また、第5レンズ群へ入射する軸外光束の光軸からの高さが高くなり、第5レンズ群の径が大きくなる。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1)の下限値を0.020とすることがより好ましい。
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、変倍時に第3レンズ群で発生する非点収差の変動を第5レンズ群で抑えることが困難となり、高い光学性能を実現できなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1)の上限値を0.700とすることがより好ましい。
なお、高変倍を実現するために、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第3レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離は大きくなる、すなわち条件式(1)の分母は正の値が好ましい。これにより、第3レンズ群で発生する非点収差の変動を抑えることができる。
(2) 0.010 < (d4t−d4w)/f4 < 1.000
但し、
d4t:望遠端状態における前記第4レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第5レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
d4w:広角端状態における前記第4レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第5レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
f4:前記第4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、変倍時に第4レンズ群で発生する非点収差の変動や歪曲収差の変動を第5レンズ群で抑えることが困難となり、高い光学性能を実現できなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2)の下限値を0.200とすることがより好ましい。
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4レンズ群から第5レンズ群へ入射する軸外光束の光軸からの高さが変倍に伴って大きく変化する。このため、変倍時に第5レンズ群で発生する非点収差の変動や歪曲収差の変動が過大になり、高い光学性能を実現できなくなってしまう。また、第5レンズ群における軸外光束の光軸からの高さが増大するため、第5レンズ群の外径が大型化してしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2)の上限値を0.800とすることがより好ましい。
(3) 0.030 < (−f2)/ft < 0.120
但し、
ft:望遠端状態における前記変倍光学系の全系の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
本願の変倍光学系の条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、変倍時の第2レンズ群で発生する球面収差や非点収差の変動を抑えることが困難となり、高い光学性能を実現できなくなってしますう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.045とすることがより好ましい。
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、所定の変倍比を得る為に、変倍時の第1レンズ群と第2レンズ群との間隔変化量を大きくする必要がある。これにより、小型化しづらくなるばかりでなく、第1レンズ群から第2レンズ群へ入射する軸上光束の径が変倍に伴って大きく変化する。このため、変倍時に球面収差の変動が過大になり、高い光学性能を実現できなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(3)の上限値を0.095とすることがより好ましい。
(4) 0.300 < f3/f4 < 1.500
但し、
f3:前記第3レンズ群の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
本願の変倍光学系の条件式(4)の対応値が下限値を下回ると、変倍時に第3レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現できなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(4)の下限値を0.600とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式(4)の対応値が上限値を上回ると、変倍時に第4レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現できなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(4)の上限値を1.250とすることがより好ましい。
前記第3レンズ群と前記第5レンズ群とが以下の条件式(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レンズ群と前記第2レンズ群との間隔と、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔と、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔と、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔とが変化するようにし、前記第5レンズ群が像面に対して移動するようにし、
無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第3レンズ群を光軸に沿って移動するようにすることを特徴としている。これにより、高変倍比を有し、小型で、無限遠物体から近距離物体への合焦時に高い光学性能を有する変倍光学系を製造することができる。
(1) 0.010<(d5it−d5iw)/(d3it−d3iw)<1.000
但し、
d3it:望遠端状態における前記第3レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d3iw:広角端状態における前記第3レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d5it:望遠端状態における前記第5レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d5iw:広角端状態における前記第5レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
図1(a)、図1(b)、及び図1(c)はそれぞれ、本願の第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
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、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とから構成されている。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には、開口絞りSが備えられている。
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と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL24との接合レンズとからなる。なお、負メニスカスレンズL21は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と両凹形状の負レンズL42との接合レンズと、両凸形状の正レンズL43と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL44との接合レンズと、両凹形状の負レンズL45と両凸形状の正レンズL46との接合レンズと、両凸形状の正レンズL47と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL48との接合レンズとからなる。なお、負メニスカスレンズL48は像側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
詳細には、第1レンズ群G1〜第5レンズ群G5が物体側へ移動する。なお、開口絞りSは変倍時に第4レンズ群G4と一体的に物体側へ移動する。
また、無限遠物体から近距離物体への合焦は、第3レンズ群G3を光軸に沿って像面I側に移動させることで行う。
これらにより、本実施例に係る変倍光学系は、高変倍率を有し、且つ小型に構成されている。
表1において、fは焦点距離、BFはバックフォーカス(最も像側のレンズ面と像面Iとの光軸上の距離)を示す。
[面データ]において、面番号は物体側から数えた光学面の順番、rは曲率半径、dは面間隔(第n面(nは整数)と第n+1面との間隔)、ndはd線(波長587.6nm)に対する屈折率、νdはd線(波長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=∞は平面を示している。非球面は面番号に*を付して曲率半径rの欄に近軸曲率半径の値を示している。空気の屈折率nd=1.000000の記載は省略している。
x=(h2/r)/[1+{1−κ(h/r)2}1/2]
+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10+A12h12
ここで、hを光軸に垂直な方向の高さ、xを高さhにおける非球面の頂点の接平面から当該非球面までの光軸方向に沿った距離(サグ量)、κを円錐定数、A4,A6,A8,A10,A12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。なお、「E−n」(nは整数)は「×10−n」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−5」を示す。2次の非球面係数A2は0であり、記載を省略している。
[合焦時の合焦群移動量]は、無限遠合焦状態から近距離合焦状態(撮影倍率-0.0100倍)への、合焦レンズ群(第3レンズ群)の移動量を示す。ここで、合焦レンズ群の移動方向は像側への移動を正とする。また撮影距離は、物体から像面までの距離を示す。
[レンズ群データ]には、各レンズ群の始面と焦点距離を示す。
[条件式対応値]には、本実施例に係る変倍光学系の各条件式の対応値を示す。
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 ∞
1 135.6506 1.6350 1.950000 29.37
2 41.9822 8.2991 1.497820 82.57
3 -344.6351 0.1000
4 45.0112 4.7994 1.834810 42.73
5 373.7571 可変
*6 345.5995 1.0000 1.851348 40.10
7 9.1082 4.2862
8 -21.4543 1.0000 1.903660 31.27
9 38.9573 0.7420
10 26.9213 4.0891 1.808090 22.74
11 -12.6120 1.0000 1.883000 40.66
12 -42.4301 可変
13(絞りS) ∞ 可変
14 29.6793 1.0000 1.883000 40.66
15 15.0612 3.3397 1.593190 67.90
16 -42.4934 可変
17 12.5743 8.9691 1.717000 47.97
18 -33.1381 1.0000 1.883000 40.66
19 10.7605 2.0000
20 19.2566 3.2971 1.516800 63.88
21 -11.7331 1.0000 1.850260 32.35
22 -20.8570 1.5000
23 -40.3315 1.0000 1.950000 29.37
24 11.6425 3.4850 1.672700 32.18
25 -26.8269 0.1735
26 33.9424 5.2543 1.581440 40.98
27 -8.0332 1.0000 1.820798 42.71
*28 -31.1190 可変
29 -40.0000 2.0872 1.497820 82.57
30 -16.7056 1.0000 1.834410 37.28
*31 -21.8116 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
κ 11.00000
A4 3.74799E-05
A6 -8.44116E-08
A8 -3.25426E-09
A10 4.01677E-11
A12 -1.75260E-13
第28面
κ 1.00000
A4 -7.52150E-05
A6 -3.56328E-07
A8 1.74159E-09
A10 -3.33007E-11
A12 0.00000E+00
第31面
κ 1.00000
A4 2.74991E-05
A6 -2.52954E-09
A8 -1.90467E-10
A10 0.00000E+00
A12 0.00000E+00
[各種データ]
変倍比 14.13
W T
f 9.27 〜 130.95
FNO 4.12 〜 5.77
ω 42.66 〜 3.35°
Y 8.00 〜 8.00
TL 111.87 〜 169.05
W M T
f 9.27000 60.49999 130.94999
ω 42.66043 7.22371 3.35343
FNO 4.12 5.77 5.77
φ 8.49 9.57 11.01
d5 2.10000 36.64491 46.82787
d12 24.15923 5.26241 2.20000
d13 4.86826 4.21826 1.80000
d16 2.25000 2.90000 5.31826
d28 1.50000 29.01348 34.90774
BF 13.93934 14.90154 14.93894
[合焦時の合焦群移動量]
W M T
撮影倍率 -0.0100 -0.0100 -0.0100
撮影距離 901.6746 5886.4066 12728.2773
移動量 0.1610 0.1701 0.3030
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 69.37620
2 6 -9.50000
3 14 41.26133
4 17 51.13596
5 29 150.09211
[条件式対応値]
(1)(d5it−d5iw)/(d3it−d3iw) = 0.027
(2)(d4t−d4w)/f4 = 0.653
(3)(−f2)/ft = 0.073
(4)f3/f4 = 0.807
図3(a)、図3(b)、及び図3(c)はそれぞれ、本願の第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時(撮影倍率-0.0100倍)の諸収差図である。
図4(a)、図4(b)、及び図4(c)はそれぞれ、本願の第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
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、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。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には、開口絞りSが備えられている。
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との接合レンズとからなる。なお、負メニスカスレンズL21は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と両凹形状の負レンズL42との接合レンズと、両凸形状の正レンズL43と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL44との接合レンズと、両凹形状の負レンズL45と両凸形状の正レンズL46との接合レンズと、両凸形状の正レンズL47と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL48との接合レンズとからなる。なお、負メニスカスレンズL48は像側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
詳細には、第1レンズ群G1〜第5レンズ群G5が物体側へ移動する。なお、開口絞りSは変倍時に第4レンズ群G4と一体的に物体側へ移動する。
また、無限遠物体から近距離物体への合焦は、第3レンズ群G3を光軸に沿って像面I側に移動させることで行う。
これらにより、本実施例に係る変倍光学系は、高変倍率を有し、且つ小型に構成されている。
以下の表2に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 141.5341 1.6350 1.950000 29.37
2 42.4212 8.4111 1.497820 82.57
3 -315.7583 0.1000
4 44.6738 4.8257 1.834810 42.73
5 329.2991 可変
*6 500.0000 1.0000 1.851348 40.10
7 9.1215 4.1187
8 -36.3703 1.0000 1.903660 31.27
9 36.8310 0.5585
10 20.9196 4.4577 1.808090 22.74
11 -11.3592 1.0000 1.883000 40.66
12 231.4820 可変
13(絞りS) ∞ 可変
14 27.6206 1.0000 1.883000 40.66
15 13.6993 3.2013 1.593190 67.90
16 -42.3833 可変
17 13.2112 9.5050 1.717000 47.97
18 -49.0716 1.0000 1.883000 40.66
19 11.5987 2.0000
20 23.5510 3.3277 1.516800 63.88
21 -10.5463 1.0000 1.850260 32.35
22 -17.4426 1.5000
23 -39.5142 1.0000 1.950000 29.37
24 14.3546 3.3123 1.672700 32.18
25 -31.7031 1.0351
26 20.4892 5.4304 1.581440 40.98
27 -9.0024 1.0000 1.820798 42.71
*28 -40.3228 可変
29 -59.5141 1.1354 1.497820 82.57
30 -26.1606 1.0000 1.834410 37.28
*31 -50.8846 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
κ -9.00000
A4 3.41888E-05
A6 -2.73054E-08
A8 -3.06893E-09
A10 3.86737E-11
A12 -1.69230E-13
第28面
κ 1.00000
A4 -6.20378E-05
A6 -2.88775E-07
A8 3.11023E-09
A10 -4.32584E-11
A12 0.00000E+00
第31面
κ 1.00000
A4 2.66064E-05
A6 1.04446E-07
A8 -5.78528E-10
A10 0.00000E+00
A12 0.00000E+00
[各種データ]
変倍比 14.13
W T
f 9.27 〜 130.95
FNO 4.12 〜 5.81
ω 42.67 〜 3.42°
Y 8.00 〜 8.00
TL 111.02 〜 169.05
W M T
f 9.27006 60.50093 130.95187
ω 42.67385 7.37624 3.41696
FNO 4.12 5.77 5.81
φ 8.83 9.26 10.38
d5 2.10000 37.01608 47.51778
d12 23.62886 5.00952 2.20000
d13 2.40610 3.40014 1.80000
d16 3.89404 2.90000 4.50014
d28 1.50000 16.70292 20.53836
BF 13.93925 26.92305 28.93970
[合焦時の合焦群移動量]
W M T
撮影倍率 -0.0100 -0.0100 -0.0100
撮影距離 902.7175 5891.6497 12742.6968
移動量 0.1146 0.1322 0.2361
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 70.20776
2 6 -8.28282
3 14 40.62229
4 17 37.83706
5 29 -216.44842
[条件式対応値]
(1)(d5it−d5iw)/(d3it−d3iw) = 0.433
(2)(d4t−d4w)/f4 = 0.503
(3)(−f2)/ft = 0.063
(4)f3/f4 = 1.074
図6(a)、図6(b)、及び図6(c)はそれぞれ、本願の第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時(撮影倍率-0.0100倍)の諸収差図である。
図7(a)、図7(b)、及び図7(c)はそれぞれ、本願の第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
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、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とから構成されている。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には、開口絞りSが備えられている。
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との接合レンズとからなる。なお、負メニスカスレンズL21は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
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正メニスカスレンズL41と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42との接合レンズと、両凸形状の正レンズL43と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL44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L45と、両凸形状の正レンズL46と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL47との接合レンズとからなる。なお、負メニスカスレンズL45は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズであり、負メニスカスレンズL47は像側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
詳細には、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4が物体側へ移動する。第5レンズ群G5は、広角端状態から中間焦点距離状態まで物体側へ移動し、中間焦点距離状態から望遠端状態までは像側へ移動する。なお、開口絞りSは変倍時に第4レンズ群G4と一体的に物体側へ移動する。
また、無限遠物体から近距離物体への合焦は、第3レンズ群G3を光軸に沿って像面I側に移動させることで行う。
これらにより、本実施例に係る変倍光学系は、高変倍率を有し、且つ小型に構成されている。
以下の表3に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 125.4788 1.6350 1.950000 29.37
2 42.8963 8.6176 1.497820 82.57
3 -200.0000 0.1000
4 41.6251 4.9380 1.816000 46.59
5 230.0985 可変
*6 500.0000 1.0000 1.851348 40.10
7 9.5652 3.8048
8 -36.8357 1.0000 1.883000 40.66
9 44.2906 0.3520
10 18.6401 4.2703 1.808090 22.74
11 -12.0124 1.0000 1.902650 35.72
12 83.8674 可変
13(絞りS) ∞ 可変
14 23.0558 1.0000 1.883000 40.66
15 12.1495 3.4115 1.593190 67.90
16 -46.4710 可変
17 13.4790 6.8280 1.816000 46.59
18 22.4551 1.0000 1.850260 32.35
19 10.9985 2.0000
20 19.0986 3.2170 1.516800 63.88
21 -11.7780 1.0000 1.850260 32.35
22 -21.0372 1.5000
*23 689.8893 1.0000 1.806100 40.73
24 15.3049 2.8460
25 16.4239 5.9978 1.567320 42.58
26 -8.0000 1.0000 1.851348 40.10
*27 -24.2284 可変
28 -40.0000 1.6708 1.497820 82.57
29 -19.2635 1.0000 1.834410 37.28
*30 -24.2511 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
κ 11.00000
A4 1.38428E-05
A6 2.39881E-07
A8 -9.46864E-09
A10 1.17699E-10
A12 -5.24010E-13
第23面
κ 1.00000
A4 -1.65484E-05
A6 7.20023E-07
A8 -8.24637E-09
A10 1.55522E-10
A12 0.00000E+00
第27面
κ 1.00000
A4 -5.27520E-05
A6 1.28445E-07
A8 -5.41725E-09
A10 1.08848E-11
A12 0.00000E+00
第30面
κ 1.00000
A4 3.58303E-05
A6 -1.13073E-07
A8 6.69333E-10
A10 0.00000E+00
A12 0.00000E+00
[各種データ]
変倍比 14.13
W T
f 10.30 〜 145.50
FNO 4.12 〜 5.77
ω 39.66 〜 3.01°
Y 8.00 〜 8.00
TL 107.35 〜 157.35
W M T
f 10.30000 59.49997 145.49942
ω 39.65540 7.34800 3.01140
FNO 4.12 5.76 5.77
φ 8.49 8.51 10.06
d5 2.10000 32.00138 41.35684
d12 22.21167 6.19340 2.20000
d13 3.21330 4.23594 1.80000
d16 4.08103 3.05839 5.49433
d27 1.60536 23.96409 31.36057
BF 13.94931 15.18421 14.94893
[合焦時の合焦群移動量]
W M T
撮影倍率 -0.0100 -0.0100 -0.0100
撮影距離 1003.1781 5789.3595 14161.5191
移動量 0.1286 0.1638 0.3103
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 62.41033
2 6 -8.66265
3 14 37.00000
4 17 45.93796
5 28 189.05625
[条件式対応値]
(1)(d5it−d5iw)/(d3it−d3iw) = 0.031
(2)(d4t−d4w)/f4 = 0.648
(3)(−f2)/ft = 0.060
(4)f3/f4 = 0.805
図9(a)、図9(b)、及び図9(c)はそれぞれ、本願の第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時(撮影倍率-0.0100倍)の諸収差図である。
図10(a)、図10(b)、及び図10(c)はそれぞれ、本願の第4実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
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、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。第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間には、開口絞りSが備えられている。
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との接合レンズとからなる。なお、負メニスカスレンズL21は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
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正メニスカスレンズL41と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42との接合レンズと、両凸形状の正レンズL43と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL44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L45と、両凸形状の正レンズL46と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL47との接合レンズとからなる。なお、負メニスカスレンズL45は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズであり、負メニスカスレンズL47は像側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
詳細には、第1レンズ群G1〜第5レンズ群G5が物体側へ移動する。なお、開口絞りSは変倍時に第4レンズ群G4と一体的に物体側へ移動する。
また、無限遠物体から近距離物体への合焦は、第3レンズ群G3を光軸に沿って像面I側に移動させることで行う。
これらにより、本実施例に係る変倍光学系は、高変倍率を有し、且つ小型に構成されている。
以下の表4に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 128.6583 1.6350 1.950000 29.37
2 43.3153 8.5924 1.497820 82.57
3 -200.5952 0.1000
4 41.6932 4.9416 1.816000 46.59
5 226.2028 可変
*6 500.0000 1.0000 1.851348 40.10
7 9.4698 3.7102
8 -51.4849 1.0000 1.883000 40.66
9 32.3052 0.4591
10 17.6836 4.3937 1.808090 22.74
11 -11.5727 1.0000 1.902650 35.72
12 68.1728 可変
13(絞りS) ∞ 可変
14 23.9084 1.0000 1.883000 40.66
15 12.0540 3.5286 1.593190 67.90
16 -41.2723 可変
17 13.3372 7.1262 1.816000 46.59
18 23.6925 1.0000 1.850260 32.35
19 10.6208 2.0000
20 22.6183 3.2312 1.516800 63.88
21 -10.6478 1.0000 1.850260 32.35
22 -17.8847 1.5000
*23 88.9298 1.0000 1.806100 40.73
24 14.7135 3.2670
25 17.6589 5.9445 1.567320 42.58
26 -8.0000 1.0000 1.851348 40.10
*27 -23.1716 可変
28 -86.3077 1.3257 1.497820 82.57
29 -40.4370 1.0000 1.834410 37.28
*30 -70.0000 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
κ 11.00000
A4 2.16452E-05
A6 -6.30268E-08
A8 -2.73814E-09
A10 5.05766E-11
A12 -2.61890E-13
第23面
κ 1.00000
A4 -2.28843E-05
A6 8.75761E-07
A8 -2.20702E-08
A10 4.21746E-10
A12 0.00000E+00
第27面
κ 1.00000
A4 -8.32547E-05
A6 -6.55824E-08
A8 1.23463E-09
A10 -5.63694E-11
A12 0.00000E+00
第30面
κ 1.00000
A4 3.80084E-05
A6 -2.56034E-08
A8 4.99788E-11
A10 0.00000E+00
A12 0.00000E+00
[各種データ]
変倍比 14.13
W T
f 10.30 〜 145.50
FNO 4.12 〜 5.85
ω 39.50 〜 3.03°
Y 8.00 〜 8.00
TL 107.35 〜 157.35
W M T
f 10.30000 59.49985 145.49848
ω 39.49758 7.41063 3.03486
FNO 4.12 5.76 5.85
φ 8.71 8.62 10.14
d5 2.10000 32.37072 41.89456
d12 22.31334 6.07934 2.20000
d13 3.17825 4.10045 1.80000
d16 3.82220 2.90000 5.20045
d27 1.23135 12.66515 16.54997
BF 13.94909 25.45018 28.94846
[合焦時の合焦群移動量]
W M T
撮影倍率 -0.0100 -0.0100 -0.0100
撮影距離 1003.5628 5791.2514 14169.5696
移動量 0.1205 0.1520 0.2832
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 63.10081
2 6 -8.44812
3 14 37.00000
4 17 42.46436
5 28 -485.09743
[条件式対応値]
(1)(d5it−d5iw)/(d3it−d3iw) = 0.473
(2)(d4t−d4w)/f4 = 0.361
(3)(−f2)/ft = 0.058
(4)f3/f4 = 0.871
図12(a)、図12(b)、及び図12(c)はそれぞれ、本願の第4実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時(撮影倍率-0.0100倍)の諸収差図である。
なお、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。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。
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。
図13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。
図13に示すようにカメラ1は、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レンズ交換式の所謂ミラーレスカメラである。
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、不図示のOLPF(Optical low pass filter:光学ローパスフィルタ)を介して撮像部3の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部3に設けられた光電変換素子によって被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ1に設けられたEVF(Electronic view finder:電子ビューファインダ)4に表示される。これにより撮影者は、EVF4を介して被写体を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、撮像部3で生成された被写体の画像が不図示のメモリに記憶される。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。
図14に示す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、正の屈折力を有する第4レンズ群と、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、以下のステップS1、S2、S3を含むものである。
(1) 0.010<(d5it−d5iw)/(d3it−d3iw)<1.000
但し、
d3it:望遠端状態における前記第3レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d3iw:広角端状態における前記第3レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d5it:望遠端状態における前記第5レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d5iw:広角端状態における前記第5レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
ステップS3:レンズ鏡筒に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3レンズ群が光軸に沿って移動するようにする。
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
S 開口絞り
I 像面
Claims (12)
- 光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群と、正屈折力の第4レンズ群と、第5レンズ群とにより実質的に5個のレンズ群からなり、
開口絞りを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔と、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔と、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔と、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔とが変化し、前記第5レンズ群は像面に対して移動し、前記開口絞りと前記第4レンズ群との距離が不変であり、
無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第3レンズ群は光軸に沿って移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
0.010 <(d5it−d5iw)/(d3it−d3iw)< 0.700
但し、
d3it:望遠端状態における前記第3レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d3iw:広角端状態における前記第3レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d5it:望遠端状態における前記第5レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d5iw:広角端状態における前記第5レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離 - 広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第1レンズ群は物体側へ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または2に記載の変倍光学系。
0.010 < (d4t−d4w)/f4 < 1.000
但し、
d4t:望遠端状態における前記第4レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第5レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
d4w:広角端状態における前記第4レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第5レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離 - 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3のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.030 < (−f2)/ft < 0.120
但し、
ft:望遠端状態における前記変倍光学系の全系の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離 - 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4のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.300 < f3/f4 < 1.500
但し、
f3:前記第3レンズ群の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離 - 前記変倍光学系は開口絞りを有し、
前記開口絞りは、光軸に沿って前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に配置されることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の変倍光学系。 - 無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第3レンズ群は像側へ移動することを特徴とする請求項1から6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、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加することを特徴とする請求項1から7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、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の変倍光学系。
- 前記第5レンズ群は正の屈折力を有することを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の変倍光学系。
- 請求項1から10のいずれか一項に記載の変倍光学系を有することを特徴とする光学装置。
- 光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群と、正屈折力の第4レンズ群と、第5レンズ群とにより実質的に5個のレンズ群からなる変倍光学系の製造方法であって、
前記第3レンズ群と前記第5レンズ群とが以下の条件式を満足するようにし、
開口絞りを有するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔と、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔と、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔と、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔とが変化するようにし、前記第5レンズ群が像面に対して移動するようにし、前記開口絞りと前記第4レンズ群との距離が不変であるようにし、
無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第3レンズ群を光軸に沿って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。
0.010 <(d5it−d5iw)/(d3it−d3iw)< 0.700
但し、
d3it:望遠端状態における前記第3レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d3iw:広角端状態における前記第3レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d5it:望遠端状態における前記第5レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
d5iw:広角端状態における前記第5レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
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