JP6531351B2 - 光学系、光学装置 - Google Patents
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Description
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レンズ群とにより、実質的に3個のレンズ群からなり、
合焦時に、隣り合う前記レンズ群どうしの間隔が変化し、
前記第1レンズ群が、物体側から順に、第1aレンズ群と、第1bレンズ群とからなり、
前記第1aレンズ群と前記第1bレンズ群との空気間隔が、前記第1レンズ群中の空気間隔のうちで最大であり、
前記第3レンズ群の一部がシフトレンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
前記第3レンズ群が、前記シフトレンズ群よりも像側に少なくとも1つのレンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系を提供する。
1.00<βr×(1−βs)<1.50
0.16<TL1a/TL<0.45
1.40<f1a/f1b<2.20
ただし、
βs:前記シフトレンズ群の横倍率
βr:前記シフトレンズ群よりも像側に位置する全てのレンズの横倍率
TL1a:前記第1aレンズ群中の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離
TL:前記光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの距離
f1a:前記第1aレンズ群の焦点距離
f1b:前記第1bレンズ群の焦点距離
前記光学系を有することを特徴とする光学装置を提供する。
本願の光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを有し、前記第1レンズ群が、物体側から順に、第1aレンズ群と、第1bレンズ群とを有し、前記第1aレンズ群と前記第1bレンズ群との空気間隔が、前記第1レンズ群中の空気間隔のうちで最大であり、前記第3レンズ群の一部がシフトレンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、前記第3レンズ群が、前記シフトレンズ群よりも像側に少なくとも1つのレンズを有し、以下の条件式(1)、(2)を満足することを特徴とする。
(1) 1.00<βr×(1−βs)<1.50
(2) 0.16<TL1a/TL<0.45
ただし、
βs:前記シフトレンズ群の横倍率
βr:前記シフトレンズ群よりも像側に位置する全てのレンズの横倍率
TL1a:前記第1aレンズ群中の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離、即ち前記第1aレンズ群の光軸に沿った長さ
TL:前記光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの距離、即ち前記光学系の全長
以上の構成により、小型で、諸収差を良好に補正し優れた光学性能を有する光学系を実現することができる。
なお、本願の光学系は、前記第2レンズ群を光軸に沿って移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行うことが望ましい。
(3) 0.00<|f/fF|<0.15
ただし、
f:前記光学系の焦点距離
fF:前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離
(4) 1.40<f1a/f1b<2.20
ただし、
f1a:前記第1aレンズ群の焦点距離
f1b:前記第1bレンズ群の焦点距離
(5) 90<νdp
ただし、
νdp:前記第1aレンズ群中の前記少なくとも1枚の正レンズの硝材のd線(波長587.6nm)に対するアッベ数
また、本願の光学系は、前記第1aレンズ群が正の屈折力を有することが望ましい。
また、本願の光学系は、前記第1bレンズ群が正の屈折力を有することが望ましい。
(1) 1.00<βr×(1−βs)<1.50
(2) 0.16<TL1a/TL<0.45
ただし、
βs:前記シフトレンズ群の横倍率
βr:前記シフトレンズ群よりも像側に位置する全てのレンズの横倍率
TL1a:前記第1aレンズ群中の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離
TL:前記光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの距離
(第1実施例)
図1は、本願の第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。
本実施例に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成されている。なお、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が備えられており、第3レンズ群G3と像面Iとの間にはフィルタFLが備えられている。
第1aレンズ群G1aは、物体側から順に、保護フィルタガラスFLGと、両凸形状の正レンズL11と、両凸形状の正レンズL12と、両凹形状の負レンズL13とからなる。なお、保護フィルタガラスFLGは、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をしており、実質的に屈折力を有していない。
第1bレンズ群G1b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L14と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15との接合レンズからなる。
本実施例に係る光学系では、第3レンズ群G3における正レンズL31と負メニスカスレンズL32と正レンズL33とをシフトレンズ群(防振レンズ群)として光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトさせることにより防振を行う。
なお、像面I上には、CCDやCMOS等で構成された不図示の撮像素子が配置される。これは後述する各実施例においても同様である。
表1において、fは焦点距離、Bfはバックフォーカス(フィルタFL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。また、空気の屈折率nd=1.00000の記載は省略している。
[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 1200.3704 5.00 1.51680 63.88
2 1199.7897 1.00
3 186.6940 18.20 1.43385 95.25
4 -1475.4824 50.00
5 150.5065 19.70 1.43385 95.25
6 -321.7891 4.16
7 -287.2066 6.50 1.60562 43.49
8 276.0459 78.94
9 77.3942 4.50 1.64000 60.20
10 45.9800 19.00 1.49782 82.57
11 1076.6228 可変
12 -431.5985 2.70 1.78800 47.35
13 67.7298 5.93
14 -94.1649 5.00 1.80518 25.45
15 -43.8362 3.00 1.48749 70.31
16 133.8558 可変
17(絞りS) ∞ 8.00
18 145.9321 5.30 1.61272 58.54
19 -116.0070 3.30
20 -66.9628 1.10 1.80518 25.45
21 -212.7352 7.28
22 150.3310 4.70 1.65100 56.24
23 -114.5004 5.03
24 214.5485 1.30 1.78800 47.35
25 38.0817 9.50 1.66446 35.87
26 -246.0503 0.30
27 -478.5749 1.30 1.78472 25.64
28 190.6886 11.27
29 ∞ 2.00 1.51680 63.88
30 ∞ Bf
像面 ∞
[各種データ]
f 391.58
FNO 2.95
2ω 6.27
Y 21.60
TL 399.64
Bf 75.103
無限遠物体合焦時 近距離物体合焦時
f又はβ 391.583 -0.033
d0 ∞ 11820.843
d11 20.261 23.233
d16 20.257 17.285
Bf 75.103 75.110
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 187.0910
2 12 -53.4010
3 18 111.8005
[条件式対応値]
f = 391.5830
TL = 399.6448
TL1a = 104.5673
f1a = 345.0413
f1b = 207.2034
fF = 188516.7995
βs = 0.0017
βr = 1.2201
(1) βr×(1−βs) = 1.2180
(2) TL1a/TL = 0.2617
(3) |f/fF| = 0.0021
(4) f1a/f1b = 1.6652
(5) νdp = 95.25(L11), 95.25(L12)
また、図3は、本願の第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時にレンズシフトした際のコマ収差図である。なお、図3におけるシフトレンズ群の光軸と直交する方向へのシフト量は1.70mmである。
各収差図より、本実施例に係る光学系は諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらにレンズシフト時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
図4は、本願の第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。
本実施例に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成されている。なお、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が備えられており、第3レンズ群G3と像面Iとの間にはフィルタFLが備えられている。
第1aレンズ群G1aは、物体側から順に、保護フィルタガラスFLGと、両凸形状の正レンズL11と、両凸形状の正レンズL12と、両凹形状の負レンズL13とからなる。なお、保護フィルタガラスFLGは、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をしており、実質的に屈折力を有していない。
第1bレンズ群G1b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L14と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15との接合レンズからなる。
本実施例に係る光学系では、第3レンズ群G3における正レンズL31と負メニスカスレンズL32と正レンズL33とをシフトレンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトさせることにより防振を行う。
以下の表2に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 1200.3704 5.00 1.51680 63.88
2 1199.7897 1.00
3 186.6940 18.20 1.43385 95.25
4 -1475.4824 50.00
5 150.5065 19.70 1.43385 95.25
6 -321.7890 4.16
7 -287.2066 6.50 1.60562 43.49
8 276.0459 78.94
9 77.3942 4.50 1.64000 60.20
10 45.9800 19.00 1.49782 82.57
11 1076.6228 可変
12 -431.5985 2.70 1.78800 47.35
13 67.7298 5.93
14 -94.1649 5.00 1.80518 25.45
15 -43.8361 3.00 1.48749 70.31
16 133.8558 可変
17(絞りS) ∞ 8.00
18 145.9321 5.30 1.61272 58.54
19 -116.0070 3.30
20 -66.9628 1.10 1.80518 25.45
21 -212.7352 7.28
22 150.3310 4.70 1.65100 56.24
23 -114.5004 5.03
24 214.5485 1.30 1.78800 47.35
25 38.0817 9.50 1.66446 35.87
26 -246.0503 0.30
27 -478.5749 1.30 1.78472 25.64
28 190.6886 11.27
29 ∞ 2.00 1.51680 63.88
30 ∞ Bf
像面 ∞
[各種データ]
f 391.58
FNO 2.88
2ω 6.27
Y 21.60
TL 399.66
Bf 76.149
無限遠物体合焦時 近距離物体合焦時
f又はβ 391.583 -0.033
d0 ∞ 11770.185
d11 20.654 23.583
d16 18.741 15.857
Bf 76.149 76.153
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 183.9628
2 12 -53.6118
3 18 114.8090
[条件式対応値]
f = 391.5834
TL = 399.6570
TL1a = 104.0000
f1a = 357.6700
f1b = 193.8819
fF = 10156.3897
βs = 0.0316
βr = 1.2207
(1) βr×(1−βs) = 1.1821
(2) TL1a/TL = 0.2602
(3) |f/fF| = 0.0386
(4) f1a/f1b = 1.8448
(5) νdp = 95.25(L11), 95.25(L12)
また、図6は、本願の第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時にレンズシフトした際のコマ収差図である。なお、図6におけるシフトレンズ群の光軸と直交する方向へのシフト量は1.60mmである。
各収差図より、本実施例に係る光学系は諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらにレンズシフト時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
図7は、本願の第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。
本実施例に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成されている。なお、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が備えられており、第3レンズ群G3と像面Iとの間にはフィルタFLが備えられている。
第1aレンズ群G1aは、物体側から順に、保護フィルタガラスFLGと、両凸形状の正レンズL11と、両凸形状の正レンズL12と、両凹形状の負レンズL13とからなる。なお、保護フィルタガラスFLGは、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をしており、実質的に屈折力を有していない。
第1bレンズ群G1b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L14と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15との接合レンズからなる。
本実施例に係る光学系では、第3レンズ群G3における正レンズL31と負メニスカスレンズL32と正レンズL33とをシフトレンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトさせることにより防振を行う。
以下の表3に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 1200.3704 5.00 1.51680 63.88
2 1199.7897 1.00
3 223.3738 18.50 1.43385 95.25
4 -600.3785 25.00
5 167.8920 20.00 1.43385 95.25
6 -382.1597 4.00
7 -336.4465 6.50 1.69700 48.45
8 381.6199 102.17
9 83.7803 4.50 1.67003 47.14
10 48.9944 19.00 1.49782 82.57
11 -764.5336 可変
12 -487.5473 2.70 1.75700 47.86
13 76.6189 5.93
14 -115.2678 5.00 1.84666 23.80
15 -49.4799 3.00 1.48749 70.31
16 74.5991 可変
17(絞りS) ∞ 8.00
18 121.1970 5.30 1.62041 60.25
19 -147.7851 3.30
20 -55.4986 1.10 1.80518 25.45
21 -112.1177 7.28
22 872.5838 4.70 1.69680 55.52
23 -76.8005 5.03
24 -796.1438 1.30 1.80400 46.60
25 50.2587 9.50 1.66446 35.87
26 -89.2482 0.30
27 -98.4391 1.30 1.78472 25.64
28 -695.4003 11.27
29 ∞ 2.00 1.51680 63.88
30 ∞ Bf
像面 ∞
[各種データ]
f 391.58
FNO 2.87
2ω 6.28
Y 21.60
TL 399.66
Bf 75.797
無限遠物体合焦時 近距離物体合焦時
f又はβ 391.583 -0.033
d0 ∞ 11770.185
d11 22.044 24.928
d16 19.136 16.252
Bf 75.797 75.797
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 183.9628
2 12 -53.6118
3 18 114.8090
[条件式対応値]
f = 391.5834
TL = 399.6570
TL1a = 80.0000
f1a = 357.6700
f1b = 193.8819
fF = 10156.3897
βs = 0.0296
βr = 1.3038
(1) βr×(1−βs) = 1.2653
(2) TL1a/TL = 0.2002
(3) |f/fF| = 0.0386
(4) f1a/f1b = 1.8448
(5) νdp = 95.25(L11), 95.25(L12)
また、図9は、本願の第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時にレンズシフトした際のコマ収差図である。なお、図9におけるシフトレンズ群の光軸と直交する方向へのシフト量は1.60mmである。
各収差図より、本実施例に係る光学系は諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらにレンズシフト時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
図10は、本願の第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。
本実施例に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成されている。なお、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が備えられており、第3レンズ群G3と像面Iとの間にはフィルタFLが備えられている。
第1aレンズ群G1aは、物体側から順に、保護フィルタガラスFLGと、両凸形状の正レンズL11とからなる。なお、保護フィルタガラスFLGは、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をしており、実質的に屈折力を有していない。
第1bレンズ群G1bは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL12と、両凹形状の負レンズL13と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL14と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15との接合レンズとからなる。
本実施例に係る光学系では、第3レンズ群G3における正レンズL31と負メニスカスレンズL32と正レンズL33とをシフトレンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトさせることにより防振を行う。
以下の表4に、本実施例に係る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 1200.3704 5.00 1.51680 63.88
2 1199.7897 1.00
3 206.6161 20.00 1.43385 95.25
4 -624.5543 75.00
5 124.1080 18.00 1.43385 95.25
6 -20844.1826 5.00
7 -311.9285 6.65 1.71700 47.98
8 393.0337 46.15
9 107.5416 5.10 1.71700 47.98
10 58.8090 21.50 1.45600 91.36
11 -192.8096 可変
12 529.0102 2.90 1.75700 47.86
13 97.4254 6.40
14 -121.8472 5.40 1.84666 23.80
15 -51.3932 3.25 1.58267 46.48
16 68.5829 可変
17(絞りS) ∞ 8.00
18 126.0089 5.30 1.65160 58.57
19 -191.1923 3.30
20 -53.9080 1.10 1.80518 25.45
21 -96.5427 7.28
22 -289.4025 4.70 1.71999 50.27
23 -67.2935 5.00
24 307.8858 1.30 1.71300 53.96
25 45.8112 9.60 1.66446 35.87
26 -641.4964 0.30
27 -272.4945 1.30 1.78472 25.64
28 719.9258 11.38
29 ∞ 2.02 1.51680 63.88
30 ∞ Bf
像面 ∞
[各種データ]
f 392.57
FNO 2.89
2ω 6.28
Y 21.60
TL 410.00
Bf 79.818
無限遠物体合焦時 近距離物体合焦時
f又はβ 392.000 -0.033
d0 ∞ 11835.598
d11 23.793 27.136
d16 24.453 21.110
Bf 79.818 79.830
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 198.4207
2 12 -57.8250
3 18 114.4060
[条件式対応値]
f = 392.5727
TL = 409.9940
TL1a = 26
f1a = 360.938
f1b = 250.7169
fF = 99999.0000
βs = 0.0000
βr = 1.1431
(1) βr×(1−βs) = 1.1431
(2) TL1a/TL = 0.0634
(3) |f/fF| = 0.0004
(4) f1a/f1b = 1.4396
(5) νdp = 95.25(L11)
また、図12は、本願の第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時にレンズシフトした際のコマ収差図である。なお、図12におけるシフトレンズ群の光軸と直交する方向へのシフト量は1.60mmである。
各収差図より、本実施例に係る光学系は諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらにレンズシフト時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
図13は、本願の光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
本カメラ1は、撮影レンズ2として上記第1実施例に係る光学系を備えたレンズ交換式のデジタル一眼レフカメラである。
本カメラ1において、被写体である不図示の物体からの光は、撮影レンズ2で集光されて、クイックリターンミラー3を介して焦点板4に結像される。そして焦点板4に結像されたこの光は、ペンタプリズム5中で複数回反射されて接眼レンズ6へ導かれる。これにより撮影者は、被写体像を接眼レンズ6を介して正立像として観察することができる。
図14は、本願の光学系の製造方法の概略を示す図である。
図14に示す本願の光学系の製造方法は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、以下のステップS1〜S5を含むものである。
ステップS4:第3レンズ群が、シフトレンズ群よりも像側に少なくとも1つのレンズを有するようにする。
(1) 1.00<βr×(1−βs)<1.50
(2) 0.16<TL1a/TL<0.45
ただし、
βs:シフトレンズ群の横倍率
βr:シフトレンズ群よりも像側に位置する全てのレンズの横倍率
TL1a:第1aレンズ群中の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離
TL:光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの距離
G1a 第1aレンズ群
G1b 第1bレンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
FL フィルタ
FLG 保護フィルタガラス
S 開口絞り
I 像面
Claims (7)
- 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レンズ群とにより、実質的に3個のレンズ群からなり、
合焦時に、隣り合う前記レンズ群どうしの間隔が変化し、
前記第1レンズ群が、物体側から順に、第1aレンズ群と、第1bレンズ群とからなり、
前記第1aレンズ群と前記第1bレンズ群との空気間隔が、前記第1レンズ群中の空気間隔のうちで最大であり、
前記第3レンズ群の一部がシフトレンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
前記第3レンズ群が、前記シフトレンズ群よりも像側に少なくとも1つのレンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
1.00<βr×(1−βs)<1.50
0.16<TL1a/TL<0.45
1.40<f1a/f1b<2.20
ただし、
βs:前記シフトレンズ群の横倍率
βr:前記シフトレンズ群よりも像側に位置する全てのレンズの横倍率
TL1a:前記第1aレンズ群中の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離
TL:前記光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの距離
f1a:前記第1aレンズ群の焦点距離
f1b:前記第1bレンズ群の焦点距離 - 前記シフトレンズ群が、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズとからなることを特徴とする請求項1に記載の光学系。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光学系。
0.00<|f/fF|<0.15
ただし、
f:前記光学系の焦点距離
fF:前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離 - 前記第1aレンズ群中の最も像側のレンズは、負レンズであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光学系。
- 前記第1aレンズ群が以下の条件式を満足する少なくとも1枚の正レンズを有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光学系。
90<νdp
ただし、
νdp:前記第1aレンズ群中の前記少なくとも1枚の正レンズの硝材のd線に対するアッベ数 - 前記第2レンズ群が、物体側から順に、像側に凹面を向けた負レンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズとで構成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の光学系。
- 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光学系を有することを特徴とする光学装置。
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