JP6326713B2 - 変倍光学系、光学装置 - Google Patents
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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、
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、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化し、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔が増加し、前記第1レンズ群が物体側へ移動し、前記第5レンズ群の位置が固定であり、
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(1)、(2)、および(4A)を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
(1) 0.220 < f3/ft < 0.500
(2) −0.010 < (d3t−d3w)/ft < 0.130
(4A) 0.638 ≦ f3/f4 ≦ 0.815
但し、
ft:前記変倍光学系の望遠端状態における全系焦点距離、
f3:前記第3レンズ群の焦点距離、
d3w: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前記第4レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離、
d3t: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前記第4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。
また、本発明は、
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、
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、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化し、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔が増加し、前記第5レンズ群の位置が固定であり、
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像側へ移動し、
以下の条件式(1A)、(2)、および(3A)を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
(1A) 0.220 < f3/ft ≦ 0.314
(2) −0.010 < (d3t−d3w)/ft < 0.130
(3A) −1.240 < f2/fw < −0.760
但し、
ft:前記変倍光学系の望遠端状態における全系焦点距離、
f3:前記第3レンズ群の焦点距離、
d3w: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前記第4レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離、
d3t: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前記第4レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離、
fw:前記変倍光学系の広角端状態における全系焦点距離、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離。
本願の変倍光学系は、物体側から順に、正屈折力の第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、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔が変化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) 0.220 < f3/ft < 0.500
(2) −0.010 < (d3t−d3w)/ft < 0.130
但し、
ft:前記変倍光学系の望遠端状態における全系焦点距離、
f3:前記第3レンズ群の焦点距離、
d3w: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前記第4レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離、
d3t: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前記第4レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離。
本願の変倍光学系の条件式(1)の対応値の下限値を下回ると、変倍時や合焦時に第3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、条件式(1)の下限値を0.242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、無限遠物体から近距離物体への合焦時の第3レンズ群の移動量が大きくなる。これにより、合焦時の第3レンズ群に入射する光線の光軸からの高さが大きく変動するため、球面収差や非点収差の変動が大きくなり、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、条件式(1)の上限値を0.385とすることがより好ましい。
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3レンズ群で発生する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う。なお、本願の効果をより確実にするため、条件式(2)の下限値を0.000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)の対応値の上限値を上回ると、変倍時に第4レンズ群で発生するコマ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う。なお、本願の効果をより確実にするため、条件式(2)の上限値を0.065とすることがより好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするため、条件式(2)の上限値を0.035とすることがさらに好ましい。
以上の構成により、高変倍比を有し、小型で、高い光学性能を有する変倍光学系を実現することができる。
(3) −1.240 < f2/fw < −0.650
但し、
fw:前記変倍光学系の広角端状態における全系焦点距離、
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、所定の変倍率を得る為に、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レンズ群に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ため非点収差の変動が過大となってしまい、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)の下限値を−1.180とすることがより好ましい。また、本願の効果をさらに確実にするために、条件式(3)の下限値を−1.145とすることがさらに好ましい。
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、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−0.760とすることがより好ましい。
(4) 0.410 < f3/f4 < 1.000
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することが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0.550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0.880とすることがより好ましい。
また、本願の変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第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が望ましい。この構成により、第2レンズ群の倍率を増倍することができ、高変倍比を効率的に実現しつつ変倍時に球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることができる。
(1) 0.220 < f3/ft < 0.500
(2) −0.010 < (d3t−d3w)/ft < 0.130
但し、
ft:前記変倍光学系の望遠端状態における全系焦点距離、
f3:前記第3レンズ群の焦点距離、
d3w: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前記第4レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離、
d3t: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前記第4レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離。
(第1実施例)
図1(a)、図1(b)、図1(c)、図1(d)、及び図1(e)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、第1中間焦点距離状態、第2中間焦点距離状態、第3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3レンズ群G3及び第4レンズ群G4は変倍時に物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、広角端状態から第3中間焦点距離状態まで物体側へ移動し、第3中間焦点距離状態から望遠端状態まで像側へ移動する。第5レンズ群G5は変倍時に光軸方向の位置が固定である。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。
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 ∞
1 165.4019 1.6350 1.902650 35.73
2 41.8893 9.2560 1.497820 82.57
3 -178.4364 0.1000
4 42.8430 5.1140 1.729160 54.61
5 515.0653 可変
*6 500.0000 1.0000 1.851350 40.10
7 9.0059 4.2479
8 -16.6413 1.0000 1.883000 40.66
9 50.8442 0.7538
10 32.1419 3.0566 1.808090 22.74
11 -18.1056 1.0000 1.883000 40.66
12 -29.3627 可変
13(絞りS) ∞ 可変
14 27.1583 1.0000 1.883000 40.66
15 14.3033 3.4259 1.593190 67.90
16 -43.0421 可変
17 12.5000 8.2427 1.670030 47.14
18 -79.2339 1.0000 1.883000 40.66
19 11.4345 2.0000
20 18.9834 3.3397 1.518600 69.89
21 -12.4126 1.0000 1.850260 32.35
22 -22.7118 1.5000
23 -46.2616 1.0000 1.902650 35.73
24 11.4391 3.5033 1.581440 40.98
25 -30.7870 0.1000
26 28.7953 5.0986 1.581440 40.98
27 -8.8012 1.0000 1.820800 42.71
*28 -35.2149 可変
29 -40.0000 1.6432 1.497820 82.57
30 -19.4318 1.0000 1.834410 37.28
*31 -22.7996 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
κ 11.00000
A4 3.95289E-05
A6 -2.04622E-07
A8 -4.81392E-09
A10 9.83575E-11
A12 -5.88880E-13
第28面
κ 1.0000
A4 -5.59168E-05
A6 -2.20298E-07
A8 3.87818E-10
A10 1.16318E-11
A12 0.00000
第31面
κ 1.00000
A4 2.65930E-05
A6 7.69228E-08
A8 -1.34346E-09
A10 0.00000
A12 0.00000
[各種データ]
変倍比 14.14
W T
f 9.47 〜 133.87
FNO 4.12 〜 5.78
ω 41.95 〜 3.27°
Y 8.00 〜 8.00
TL 112.25 〜 165.65
W M1 M2 M3 T
f 9.47002 17.83631 60.50026 90.50043 133.87072
ω 41.95497 23.18274 7.18201 4.82759 3.26779
FNO 4.12 5.24 5.77 5.77 5.78
φ 8.52 8.52 9.55 10.30 11.04
d5 2.10000 12.15693 36.10717 41.77210 46.27797
d12 24.77744 16.39929 5.66327 3.74451 2.20000
d13 5.18928 3.23115 4.53928 3.63928 1.80000
d16 2.25000 4.20813 2.90000 3.80000 5.63928
d28 1.86861 12.02032 28.59900 32.29005 33.66620
BF 14.04947 14.04956 14.04999 14.04993 14.05005
[合焦時の合焦群移動量]
W M1 M2 M3 T
撮影倍率 -0.0100 -0.0100 -0.0100 -0.0100 -0.0100
撮影距離 919.8426 1738.0661 5883.2483 8797.7469 12999.8339
移動量 0.1898 0.1340 0.1875 0.2426 0.3440
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 68.08250
2 6 -9.98760
3 14 38.80284
4 17 60.78065
5 29 129.99998
[条件式対応値]
(1)f3/ft = 0.290
(2)(d3t−d3w)/ft = 0.025
(3)f2/fw = -1.055
(4)f3/f4 = 0.638
図3(a)、及び図3(b)はそれぞれ、本願の第1実施例に係る変倍光学系の第3中間焦点距離状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
図4(a)、図4(b)、及び図4(c)はそれぞれ、本願の第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態、第1中間焦点距離状態、及び第2中間焦点距離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5(a)、及び図5(b)はそれぞれ、本願の第1実施例に係る変倍光学系の第3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6(a)、図6(b)、図6(c)、図6(d)、及び図6(e)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、第1中間焦点距離状態、第2中間焦点距離状態、第3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、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3レンズ群G3及び第4レンズ群G4は変倍時に物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、広角端状態から第3中間焦点距離状態まで物体側へ移動し、第3中間焦点距離状態から望遠端状態まで像側へ移動する。第5レンズ群G5は変倍時に光軸方向の位置が固定である。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。
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 ∞
1 149.1393 1.6350 1.902650 35.73
2 39.3210 9.1912 1.497820 82.57
3 -200.0000 0.1000
4 41.9637 5.4484 1.729160 54.61
5 1039.4250 可変
*6 500.0000 1.0000 1.851350 40.10
7 9.7424 3.8435
8 -27.3991 1.0000 1.883000 40.66
9 89.0051 0.2895
10 21.6984 3.7554 1.808090 22.74
11 -15.0205 1.0000 1.883000 40.66
12 103.6128 可変
13(絞りS) ∞ 可変
14 26.3876 1.0000 1.883000 40.66
15 13.2001 3.5030 1.593190 67.90
16 -39.4805 可変
17 12.5000 8.2088 1.743200 49.26
18 25.6321 1.0000 1.834000 37.18
19 9.6066 2.0000
20 17.4828 3.0696 1.516800 63.88
21 -13.7429 1.0000 1.850260 32.35
22 -25.6259 1.5000
23 -19.7745 1.0000 1.850260 32.35
24 12.4270 3.9453 1.620040 36.40
25 -17.2177 0.3559
26 44.5160 5.3272 1.581440 40.98
27 -8.1562 1.0000 1.820800 42.71
*28 -28.1926 可変
29 -40.0000 1.7646 1.497820 82.57
30 -18.8409 1.0000 1.834410 37.28
*31 -25.0038 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
κ 10.29120
A4 1.05982E-05
A6 1.47868E-07
A8 -6.64708E-09
A10 8.77431E-11
A12 -4.23990E-13
第28面
κ 1.0000
A4 -7.26393E-05
A6 -3.38257E-07
A8 1.26743E-09
A10 -2.83030E-11
A12 0.00000
第31面
κ 1.00000
A4 2.68564E-05
A6 7.91224E-08
A8 -8.06538E-10
A10 0.00000
A12 0.00000
[各種データ]
変倍比 14.13
W T
f 10.30 〜 145.50
FNO 4.08 〜 5.71
ω 39.62 〜 3.01°
Y 8.00 〜 8.00
TL 112.60 〜 162.60
W M1 M2 M3 T
f 10.30001 18.00395 60.55030 89.50052 145.50102
ω 39.61866 23.08393 7.20247 4.88583 3.00545
FNO 4.08 4.79 5.49 5.75 5.72
φ 9.01 9.02 9.02 9.26 10.08
d5 2.10000 11.86757 33.84673 38.94667 43.98780
d12 24.38938 17.21960 5.86923 4.42463 2.20000
d13 2.46923 1.80000 4.59702 3.69702 1.80000
d16 5.02779 5.69702 2.90000 3.80000 5.69702
d28 1.62642 10.35671 26.30176 30.05048 31.92800
BF 14.04946 14.04953 14.04979 14.04990 14.05006
[合焦時の合焦群移動量]
W M1 M2 M3 T
撮影倍率 -0.0100 -0.0100 -0.0100 -0.0100 -0.0100
撮影距離 1002.7184 1753.8805 5887.3315 8709.3640 14147.3818
移動量 0.1340 0.1142 0.1657 0.2131 0.3302
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 64.91265
2 6 -9.00339
3 14 38.07719
4 17 46.69911
5 29 260.10501
[条件式対応値]
(1)f3/ft = 0.262
(2)(d3t−d3w)/ft = 0.005
(3)f2/fw = -0.874
(4)f3/f4 = 0.815
図8(a)、及び図8(b)はそれぞれ、本願の第2実施例に係る変倍光学系の第3中間焦点距離状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
図9(a)、図9(b)、及び図9(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、第1中間焦点距離状態、及び第2中間焦点距離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)、及び図10(b)はそれぞれ、本願の第2実施例に係る変倍光学系の第3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11(a)、図11(b)、図11(c)、図11(d)、及び図11(e)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、第1中間焦点距離状態、第2中間焦点距離状態、第3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。
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。
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 ∞
1 142.4935 1.6350 1.950000 29.37
2 42.2502 8.5971 1.497820 82.57
3 -244.5599 0.1000
4 43.5280 4.7901 1.834810 42.73
5 290.5464 可変
*6 500.0000 1.0000 1.851350 40.10
7 9.0471 4.3168
8 -20.3544 1.0000 1.903660 31.27
9 42.4575 0.7313
10 28.0881 4.0634 1.808090 22.74
11 -12.5975 1.0000 1.883000 40.66
12 -38.6924 可変
13(絞りS) ∞ 可変
14 31.6163 1.0000 1.883000 40.66
15 15.7262 3.3464 1.593190 67.90
16 -39.3012 可変
17 13.5000 9.6782 1.717000 47.98
18 -38.7323 1.0000 1.883000 40.66
19 11.8099 2.0000
20 19.9976 3.2554 1.516800 63.88
21 -12.0110 1.0000 1.850260 32.35
22 -20.9691 1.5000
23 -39.8308 1.0000 1.950000 29.37
24 10.4776 3.5701 1.672700 32.19
25 -30.1182 0.5349
26 36.6513 5.1773 1.581440 40.98
27 -8.5118 1.0000 1.820800 42.71
*28 -28.2741 可変
29 -40.0000 1.9141 1.497820 82.57
30 -18.1052 1.0000 1.834410 37.28
*31 -22.6207 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
κ -3.81950
A4 4.21558E-05
A6 -2.17082E-07
A8 -2.45102E-09
A10 5.51411E-11
A12 -2.85950E-13
第28面
κ 1.0000
A4 -6.70317E-05
A6 -2.82990E-07
A8 5.39592E-10
A10 -1.47007E-11
A12 0.00000
第31面
κ 1.00000
A4 2.67692E-05
A6 2.52197E-08
A8 -6.04092E-10
A10 0.00000
A12 0.00000
[各種データ]
変倍比 14.13
W T
f 9.27 〜 130.95
FNO 4.11 〜 5.71
ω 42.66 〜 3.37°
Y 8.00 〜 8.00
TL 113.35 〜 167.85
W M1 M2 M3 T
f 9.27001 17.98649 60.50024 89.50040 130.95047
ω 42.66459 22.98882 7.25983 4.93130 3.37079
FNO 4.11 5.12 5.73 5.75 5.71
φ 8.59 8.59 9.57 10.18 11.03
d5 2.10000 14.22823 35.96983 41.57489 45.70436
d12 24.57776 16.27840 5.38702 3.71762 2.20000
d13 5.01075 3.17327 4.36075 3.46075 1.80000
d16 2.25000 4.08748 2.90000 3.80000 5.46075
d28 1.15583 11.01481 29.01229 32.10086 34.42483
BF 14.04945 14.04946 14.04979 14.04987 14.04999
[合焦時の合焦群移動量]
W M1 M2 M3 T
撮影倍率 -0.0100 -0.0100 -0.0100 -0.0100 -0.0100
撮影距離 901.3901 1749.0924 5884.2963 8698.3557 12722.0798
移動量 0.1657 0.1331 0.1783 0.2359 0.3221
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 67.49208
2 6 -9.52181
3 14 41.09622
4 17 53.39457
5 29 147.67270
[条件式対応値]
(1)f3/ft = 0.314
(2)(d3t−d3w)/ft = 0.025
(3)f2/fw = -1.027
(4)f3/f4 = 0.770
図13(a)、及び図13(b)はそれぞれ、本願の第3実施例に係る変倍光学系の第3中間焦点距離状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
図14(a)、図14(b)、及び図14(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、第1中間焦点距離状態、及び第2中間焦点距離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15(a)、及び図15(b)はそれぞれ、本願の第3実施例に係る変倍光学系の第3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16(a)、図16(b)、図16(c)、図16(d)、及び図16(e)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、第1中間焦点距離状態、第2中間焦点距離状態、第3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、両凹形状の負レンズ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3レンズ群G3及び第4レンズ群G4は変倍時に物体側へ移動する。第2レンズ群G2は、広角端状態から第2中間焦点距離状態まで物体側へ移動し、第2中間焦点距離状態から第3中間焦点距離状態まで像側へ移動し、第3中間焦点距離状態から望遠端状態まで物体側へ移動する。第5レンズ群G5は変倍時に光軸方向の位置が固定である。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。
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 ∞
1 128.2103 1.6350 1.950000 29.37
2 42.8046 8.6432 1.497820 82.57
3 -200.0000 0.1000
4 42.6819 4.9663 1.816000 46.59
5 290.0414 可変
*6 500.0000 1.0000 1.851350 40.10
7 9.6706 3.8612
8 -31.6340 1.0000 1.883000 40.66
9 50.5774 0.3860
10 20.2802 4.0969 1.808090 22.74
11 -12.7389 1.0000 1.902650 35.73
12 182.6358 可変
13(絞りS) ∞ 可変
14 22.0943 1.0000 1.883000 40.66
15 12.0211 3.4295 1.593190 67.90
16 -54.4618 可変
17 13.5315 7.0129 1.816000 46.59
18 20.2242 1.0000 1.850260 32.35
19 10.9126 2.0000
20 18.6799 3.1628 1.516800 63.88
21 -12.1205 1.0000 1.850260 32.35
22 -21.9214 1.5000
*23 -2373.2040 1.0000 1.806100 40.71
24 15.4976 2.3426
25 18.1342 5.9256 1.567320 42.58
26 -8.0000 1.0000 1.851350 40.10
*27 -22.6238 可変
28 -75.6072 2.0606 1.497820 82.57
29 -18.0744 1.0000 1.834410 37.28
*30 -25.8110 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
κ -9.00000
A4 1.14894E-05
A6 2.79933E-07
A8 -1.11589E-08
A10 1.42629E-10
A12 -6.44930E-13
第23面
κ 1.00000
A4 -3.10495E-05
A6 4.64001E-07
A8 -2.52074E-09
A10 1.73753E-10
A12 0.00000
第27面
κ 1.0000
A4 -5.63578E-05
A6 -8.97938E-08
A8 1.47935E-09
A10 -1.36135E-11
A12 0.00000
第30面
κ 1.00000
A4 2.81743E-05
A6 -2.96842E-08
A8 -7.80468E-10
A10 0.00000
A12 0.00000
[各種データ]
変倍比 14.13
W T
f 10.30 〜 145.50
FNO 4.12 〜 5.77
ω 39.65 〜 3.02°
Y 8.00 〜 8.00
TL 107.35 〜 157.35
W M1 M2 M3 T
f 10.30004 17.99586 60.49785 100.49280 145.50011
ω 39.65487 23.02121 7.21558 4.36760 3.01679
FNO 4.12 4.94 5.67 5.75 5.77
φ 8.34 8.34 9.08 9.22 10.26
d5 2.10000 12.12447 32.02336 38.52508 41.21393
d12 22.23850 16.63220 7.10168 3.99200 2.20000
d13 3.91359 2.69844 3.58860 3.47054 1.80000
d16 3.65694 4.87210 3.98194 4.10000 5.77054
d27 1.26857 9.13237 25.54504 27.42933 32.19314
BF 14.04952 14.04918 14.04790 14.04914 14.04886
[合焦時の合焦群移動量]
W M1 M2 M3 T
撮影倍率 -0.0100 -0.0100 -0.0100 -0.0100 -0.0100
撮影距離 1002.8412 1751.1017 5887.3639 9762.4492 14160.5711
移動量 0.1413 0.1262 0.1768 0.2719 0.3338
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 62.23195
2 6 -9.03822
3 14 37.53030
4 17 49.24516
5 28 130.00164
[条件式対応値]
(1)f3/ft = 0.258
(2)(d3T−d3W)/ft = 0.015
(3)f2/fw = -0.877
(4)f3/f4 = 0.762
図18(a)、及び図18(b)はそれぞれ、本願の第4実施例に係る変倍光学系の第3中間焦点距離状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
図19(a)、図19(b)、及び図19(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、第1中間焦点距離状態、及び第2中間焦点距離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20(a)、及び図20(b)はそれぞれ、本願の第4実施例に係る変倍光学系の第3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21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21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22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) 0.220 < f3/ft < 0.500
(2) −0.010 < (d3t−d3w)/ft < 0.130
但し、
ft:前記変倍光学系の望遠端状態における全系焦点距離、
f3:前記第3レンズ群の焦点距離、
d3w: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前記第4レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離、
d3t: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前記第4レンズ群の最も物体側のレンズ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 (10)
- 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、
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、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化し、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔が増加し、前記第1レンズ群が物体側へ移動し、前記第5レンズ群の位置が固定であり、
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(1)、(2)、および(4A)を満足することを特徴とする変倍光学系。
(1) 0.220 < f3/ft < 0.500
(2) −0.010 < (d3t−d3w)/ft < 0.130
(4A) 0.638 ≦ f3/f4 ≦ 0.815
但し、
ft:前記変倍光学系の望遠端状態における全系焦点距離、
f3:前記第3レンズ群の焦点距離、
d3w: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前記第4レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離、
d3t: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前記第4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。 - 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、
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、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化し、前記第4レンズ群と前記第5レンズ群との間隔が増加し、前記第5レンズ群の位置が固定であり、
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像側へ移動し、
以下の条件式(1A)、(2)、および(3A)を満足することを特徴とする変倍光学系。
(1A) 0.220 < f3/ft ≦ 0.314
(2) −0.010 < (d3t−d3w)/ft < 0.130
(3A) −1.240 < f2/fw < −0.760
但し、
ft:前記変倍光学系の望遠端状態における全系焦点距離、
f3:前記第3レンズ群の焦点距離、
d3w: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前記第4レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離、
d3t: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前記第4レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離、
fw:前記変倍光学系の広角端状態における全系焦点距離、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離。 - 以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
(3) −1.240 < f2/fw < −0.650
但し、
fw:前記変倍光学系の広角端状態における全系焦点距離、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離。 - 以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項2に記載の変倍光学系。
(4) 0.410 < f3/f4 < 1.000
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。 - 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レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項2または4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レンズ群の間隔が増加することを特徴とする請求項1から6のいずれか1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レンズ群の間隔が減少することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の変倍光学系。
- 前記第5レンズ群は正屈折力を有することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の変倍光学系。
- 請求項1から9のいずれか1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。
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