JP6781964B2 - 光学系及び光学機器 - Google Patents

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Description

本発明は、光学系及び光学機器に関する。
従来、回折光学素子を用いて小型化された光学系が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、特許文献1に記載の光学系は、さらなる光学性能の向上が要望されている。
特開2013−092575号公報
本発明の第一の態様に係る光学系は、回折光学素子と、少なくとも一つの、結晶性ガラスから形成されたレンズと、を有し、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、第3レンズ群と、を有し、第2レンズ群は、光 軸に沿って移動させることで合焦を行う合焦群であり、合焦群は、正レンズ成分を少なく とも一つ有し、次式の条件を満足する
0.35 < fp/f < 1.50
但し、
f:無限遠合焦状態における当該光学系の焦点距離
fp:前記レンズの焦点距離(前記レンズが複数ある場合は、焦点距離の最も短い前記 レンズの焦点距離)
本発明の第二の態様に係る光学系は、回折光学素子と、少なくとも一つの、結晶性ガラ スから形成されたレンズと、を有し、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、第3レンズ群と、を有し、第2レンズ群は、光 軸に沿って移動させることで合焦を行う合焦群であり、合焦群は、正レンズ成分を少なく とも一つ有し、次式の条件を満足する。
0.00 < f/fpf < 0.06
但し、
f:無限遠合焦状態における当該光学系の焦点距離
fpf:回折光学素子の回折光学面の焦点距離
本発明の第三の態様に係る光学系は、回折光学素子と、少なくとも一つの、結晶性ガラ スから形成されたレンズと、を有し、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、第3レンズ群と、を有し、第2レンズ群は、光 軸に沿って移動させることで合焦を行う合焦群であり、合焦群は、正レンズ成分を少なく とも一つ有し、次式の条件を満足する。
0.15 < (−f2)/f < 0.70
但し、
f:無限遠合焦状態における当該光学系の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
本発明の第四の態様に係る光学系は、回折光学素子と、少なくとも一つの、結晶性ガラ スから形成されたレンズと、を有し、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、第3レンズ群と、を有し、第2レンズ群は、光 軸に沿って移動させることで合焦を行う合焦群であり、合焦群は、正レンズ成分を少なく とも一つ有し、次式の条件を満足する。
1.00 < fp/f1 < 4.00
但し、
fp:前記レンズの焦点距離(前記レンズが複数ある場合は、焦点距離の最も短い前記 レンズの焦点距離)
f1:第1レンズ群の焦点距離
本発明の第五の態様に係る光学系は、回折光学素子と、少なくとも一つの、結晶性ガラ スから形成されたレンズと、を有し、前記レンズは、次式の条件を満足し、
θgFp + 0.0017×νdp < 0.670
但し、
θgFp:前記レンズの媒質の部分分散比
νdp:前記レンズの媒質のd線に対するアッベ数
さらに、次式の条件を満足する。
0.50° < ω < 6.00°
但し、
ω:無限遠合焦状態における当該光学系の半画角
本発明の第六の態様に係る光学系は、回折光学素子と、少なくとも一つの、結晶性ガラ スから形成されたレンズと、を有し、前記レンズは、次式の条件を満足し、
νdp < 80.0
但し、
νdp:前記レンズの媒質のd線に対するアッベ数
さらに、次式の条件を満足する。
0.50° < ω < 6.00°
但し、
ω:無限遠合焦状態における当該光学系の半画角
本発明の第七の態様に係る光学系は、回折光学素子と、少なくとも一つの、結晶性ガラ スから形成されたレンズと、を有し、次式の条件を満足する。
0.822 ≦ TLpf/TL < 0.95
但し、
TL:無限遠合焦状態における当該光学系の全長
TLpf:無限遠合焦状態における像面から回折光学素子の回折光学面までの光軸上の 距離
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断面図である。 第1実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。 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を示す断面図である。 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を示す断面図である。 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を示す断面図である。 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を示す断面図である。 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を示す断面図である。 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を示す断面図である。 第7実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。 第8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断面図である。 第8実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図であって、(a)は広角端状態を示し、(b)は望遠端状態を示す。 第9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断面図である。 第9実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。 上記光学系を搭載するカメラの断面図である。 上記光学系の製造方法を説明するためのフローチャートである。
以下、好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る光学系OLは、図1に示すように、回折光学素子GDと、少なくとも1つの、結晶性ガラスから形成されたレンズ(以下、「特定レンズLp」と呼ぶ)と、を有して構成されている。また、回折光学素子GD及び特定レンズLpは、開口絞りSよりも物体側に配置されている。なお、レンズとは、単レンズ又は接合レンズを構成する各々のレンズをいう。
本実施形態に係る光学系OLにおいて、特定レンズLpは、以下に示す条件式(1)を満足することが望ましい。
θgFp + 0.0017×νdp < 0.730 (1)
但し、
θgFp:特定レンズLpの媒質の部分分散比
νdp:特定レンズLpの媒質のd線に対するアッベ数
ここで、g線、d線、F線及びC線における屈折率をそれぞれng、nd、nF、nCとすると、d線に対するアッベ数νdは次式(a)で定義され、部分分散比θgFは次式(b)で定義される。
νd = (nd−1)/(nF−nC) (a)
θgF = (ng−nF)/(nF−nC) (b)
条件式(1)は、特定レンズLpに使われている硝材(媒質)の部分分散比と分散の範囲を規定している。これにより、軸上と倍率の2次色収差を良好に補正することができる。この条件式(1)の上限値を上回ると、軸上の2次色収差の補正が過剰となるため好ましくない。なお、条件式(1)の効果を確実にするために、条件式(1)の上限値を0.710、更に0.670、0.660、0.650とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLにおいて、特定レンズLpは、以下に示す条件式(2)を満足することが望ましい。
ndp < 1.48 (2)
但し、
ndp:特定レンズLpの媒質のd線に対する屈折率
条件式(2)は、特定レンズLpに使われている硝材(媒質)の屈折率の範囲を規定している。これにより、像面湾曲を良好に補正することができる。この条件式(2)の上限値を上回ると、像面湾曲の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式(2)の効果を確実にするために、条件式(2)の上限値を1.47、更に1.46とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLにおいて、特定レンズLpは、以下に示す条件式(3)を満足することが望ましい。
νdp < 97.0 (3)
但し、
νdp:特定レンズLpの媒質のd線に対するアッベ数
条件式(3)は、特定レンズLpに使われている硝材(媒質)の分散の範囲を規定している。これにより、軸上色収差を良好に補正することができる。この条件式(3)の上限値を上回ると、軸上色収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式(3)の効果を確実にするために、条件式(3)の上限値を96.0、更に90.0、80.0、75.0、70.0にすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLにおいて、回折光学素子GDは、以下に示す条件式(4)を満足することが望ましい。
0.40 < TLpf/TL < 1.00 (4)
但し、
TL:無限遠合焦状態における光学系OLの全長
TLpf:無限遠合焦状態における像面から回折光学素子GDの回折光学面までの光軸上の距離
条件式(4)は、光学系OLの全長に対する、像面から回折光学素子の回折光学面までの光軸上の距離の比を規定している。これにより、軸上2次色収差を良好に補正することができる。この条件式(4)の上限値を上回ると、軸上2次色収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式(4)の効果を確実にするために、条件式(4)の上限値を0.95、更に0.92にすることがより望ましい。また、条件式(4)の下限値を下回ると、倍率2次色収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式(4)の効果を確実にするために、条件式(4)の下限値を0.50、更に0.70にすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(5)を満足することが望ましい。
0.50° < ω < 6.00° (5)
但し、
ω:無限遠合焦状態における光学系OLの半画角
条件式(5)は、光学系OLにおける最適な値を規定する条件である。この条件式(5)を満足することにより、コマ収差、歪曲収差、像面湾曲などの諸収差を良好に補正することができる。なお、この条件式(5)の効果を確実にするために、条件式(5)の上限値を5.80°、更に5.60°にすることがより望ましい。また、この条件式(5)の効果を確実にするために、条件式(5)の下限値を0.60°、更に0.70°にすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLは、回折光学素子GDよりも物体側に、少なくとも一つの特定レンズLpを有することが望ましい。これにより、球面収差と軸上2次色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る光学系OLは、回折光学素子GDよりも物体側に少なくとも一つの負レンズを有することが望ましい。これにより、球面収差と軸上2次色収差を同時に良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(6)を満足することが望ましい。
0.20 < fp/f < 1.50 (6)
但し、
f:無限遠合焦状態における光学系OLの焦点距離
fp:特定レンズLpの焦点距離(特定レンズLpが複数ある場合は、焦点距離の最も短い特定レンズLpの焦点距離)
条件式(6)は、無限遠合焦状態における光学系OLの焦点距離に対する特定レンズLpの焦点距離の比を規定している。これにより、球面収差と軸上2次色収差を同時に良好に補正することができる。この条件式(6)の上限値を上回ると、倍率2次色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(6)の効果を確実にするために、条件式(6)の上限値を1.10、更に1.05にすることがより望ましい。また、条件式(6)の下限値を下回ると、軸上2次色収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式(6)の効果を確実にするために、条件式(6)の下限値を0.30、更に0.35とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(7)を満足することが望ましい。
0.00 < f/fpf < 0.10 (7)
但し、
f:無限遠合焦状態における光学系OLの焦点距離
fpf:回折光学素子GDの回折光学面の焦点距離
条件式(7)は、光学系OLの焦点距離に対する、回折光学素子GDの焦点距離の比を規定している。これにより、軸上2次色収差を良好に補正することができる。この条件式(7)の上限値を上回ると、軸上2次色収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式(7)の効果を確実にするために、条件式(7)の上限値を0.09、更に0.08、更に0.06とすることがより望ましい。また、条件式(7)の下限値を下回ると、倍率2次色収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式(7)の効果を確実にするために、条件式(7)の下限値を0.01、更に0.02とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(8)を満足することが望ましい。
0.30 < TL/f < 1.50 (8)
但し、
TL:無限遠合焦状態における光学系OLの全長
f:無限遠合焦状態における光学系OLの焦点距離
条件式(8)は、光学系OLの全長に対する、光学系OLの焦点距離の比を規定している。これにより、軸上2次色収差を良好に補正することができる。この条件式(8)の上限値を上回ると、軸上2次色収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式(8)の効果を確実にするために、条件式(8)の上限値を1.30、更に1.20、更に1.10にすることがより望ましい。また、条件式(8)の下限値を下回ると、倍率2次色収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式(8)の効果を確実にするために、条件式(8)の下限値を0.40、更に0.45とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLは、回折光学素子GDよりも物体側に、少なくとも二つの特定レンズLpを有することが望ましい。これにより、球面収差と軸上2次色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る光学系OL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、第3レンズ群G3と、を有し、第2レンズ群G2は、光軸に沿って移動させることで合焦を行う合焦群Gfであることが望ましい。これにより、アクチュエーターによる自動合焦時に、迅速な駆動を達成できるとともに、近距離合焦時の球面収差、像面湾曲を良好に補正できる。
また、本実施形態に係る光学系OLにおいて、特定レンズLpは、合焦群Gfよりも物体側に配置されることが望ましい。これにより、軸上2次色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る光学系OLにおいて、合焦群Gfは、無限遠から近距離物体へ合焦する際に像側へ移動することが望ましい。これにより、近距離合焦時の球面収差と軸上色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る光学系OLにおいて、合焦群Gfは、正レンズ成分を少なくとも一つ有することが望ましい。これにより、近距離合焦時の軸上色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る光学系OLにおいて、第3レンズ群G3は、光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動する防振群Gvrを有することが望ましい。これにより、手ブレ等で振動した場合の光軸のずれを補正することができる。
また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(9)を満足することが望ましい。
0.15 < (−f2)/f < 0.70 (9)
但し、
f:無限遠合焦状態における光学系OLの焦点距離
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
条件式(9)は、光学系OLの焦点距離に対する、第2レンズ群G2の焦点距離の比を規定している。これにより、倍率2次色収差を良好に補正することができる。この条件式(9)の上限値を上回ると、第2レンズ群G2である合焦群Gfの重量が増え、軽量化のため屈折率の低い硝材を使うと、コマ収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式(9)の効果を確実にするために、条件式(9)の上限値を0.60、更に0.50にすることがより望ましい。また、条件式(9)の下限値を下回ると、倍率2次色収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式(9)の効果を確実にするために、条件式(9)の下限値を0.20、更に0.25にすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(10)を満足することが望ましい。
0.20 < f1/f < 0.55 (10)
但し、
f:無限遠合焦状態における光学系OLの焦点距離
f1:第1レンズ群G1の焦点距離
条件式(10)は、光学系OLの全長に対する、第1レンズ群G1の焦点距離の比を規定している。これにより、球面収差を良好に補正することができる。この条件式(10)の上限値を上回ると、光学系OLが大型化するため、小型化のためレンズを削減すると球面収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、この条件式(10)の効果を確実にするために、条件式(10)の上限値を0.50、更に0.45とすることがより望ましい。また、条件式(10)の下限値を下回ると、コマ収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式(10)の効果を確実にするために、条件式(10)の下限値を0.25、更に0.30とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(11)を満足することが望ましい。
0.00 < fp/f1 < 4.00 (11)
但し、
fp:特定レンズLpの焦点距離(特定レンズLpが複数ある場合は、焦点距離の最も短い特定レンズLpの焦点距離)
f1:第1レンズ群G1の焦点距離
条件式(11)は、第1レンズ群G1の焦点距離に対する、特定レンズLpの焦点距離の比を規定している。これにより、軸上2次色収差を良好に補正することができる。この条件式(11)の上限値を上回ると、軸上2次色収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式(11)の効果を確実にするために、条件式(11)の上限値を3.50、更に3.00とすることがより望ましい。また、条件式(11)の下限値を下回ると、倍率2次色収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式(11)の効果を確実にするために、条件式(11)の下限値を0.50、更に1.00とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLにおいて、特定レンズLpは、主成分を二酸化ケイ素(SiO2)又はフッ化カルシウム(CaF2)で構成する結晶材であることが望ましい。これにより、量産時の軸上色収差のバラつきを小さく抑えつつ2次色収差を補正するという効果を発揮させることができる。
本実施形態における光学系OLにおいて、結晶性ガラスとは、透過波長領域が広く、低屈折率、低分散率である結晶性のガラスのことを示す。その結晶性ガラスの代表的な結晶材として、光学レンズには石英や蛍石が採用される。
以下、本実施形態に係る光学系OLの製造方法の概略を、図20を参照して説明する。まず、回折光学素子GD及び少なくとも一つの、結晶性ガラスから形成されたレンズである特定レンズLpを準備し(ステップS100)、回折光学素子GDを配置し(ステップS200)、特定レンズLpを配置する(ステップS300)。
なお、以上で説明した条件及び構成は、それぞれが上述した効果を発揮するものであり、全ての条件及び構成を満たすものに限定されることはなく、いずれかの条件又は構成、或いは、いずれかの条件又は構成の組み合わせを満たすものでも、上述した効果を得ることが可能である。
次に、本実施形態に係る光学系OLを備えた光学機器であるカメラを図19に基づいて説明する。このカメラ1は、撮影レンズ2として本実施形態に係る光学系OL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り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により光電変換された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。なお、本実施形態では、ミラーレスカメラの例を説明したが、カメラ本体にクイックリターンミラーを有しファインダー光学系により被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに本実施形態に係る光学系OLを搭載した場合でも、上記カメラ1と同様の効果を奏することができる。
なお、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
本実施形態では、3群構成の光学系OLを示したが、以上の構成条件等は、4群、5群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像面側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。具体的には、最も像面側に、変倍時又は合焦時に像面に対する位置を固定されたレンズ群を追加した構成が考えられる。また、レンズ群とは、変倍時又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。また、レンズ成分とは、単レンズ又は複数のレンズが接合された接合レンズをいう。
また、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群としても良い。この場合、合焦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(超音波モータ等の)モータ駆動にも適している。特に、第2レンズ群G2の少なくとも一部を合焦群とし、その他のレンズは合焦時に像面に対する位置を固定とするのが好ましい。モータにかかる負荷を考慮すると、合焦群は単レンズ又は1つのレンズ成分から構成するのが好ましい。
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に直交方向の変位成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動(揺動)させて、手振れによって生じる像ブレを補正する防振群としてもよい。特に、第3レンズ群G3の少なくとも一部を防振群とするのが好ましい。
また、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、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及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の非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)或いはプラスチックレンズとしてもよい。
開口絞りSは、合焦群より像側に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用してもよい。
さらに、各レンズ面には、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よい。
以上のような構成とすると、良好な結像性能を有する光学系、光学機器及び光学系の製造方法を提供することができる。
以下、各実施例を図面に基づいて説明する。なお、図1、図3、図5、図7、図9、図11、図13、図15及び図17は、各実施例に係る光学系OL(OL1〜OL9)の構成及び屈折率配分を示す断面図である。なお、第8実施例の構成を示す図15の断面図の下部には、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G1〜G6の光軸に沿った移動方向が矢印で示されている。
各実施例において、回折光学面の位相形状ψは、次式(c)によって表される。
ψ(h,n) = (2π/(n×λ0))×(C2h2+C4h4) (c)
但し、
h:光軸に対する垂直方向の高さ
n:回折光の次数
λ0:設計波長
Ci:位相係数(i=2,4)
また、任意の波長λ、任意の回折次数mに対する式(c)で表される回折光学面の屈折力φDは、最も低次の位相係数C2を用いて、次式(d)のように表される。
φD(λ,n) = −2×C2×n×λ/λ0 (d)
なお、各実施例の表中において、回折光学面には面番号の右側に*印を付している。
また、第2実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをyとし、高さyにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離(サグ量)をS(y)とし、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をrとし、円錐定数をKとし、n次の非球面係数をAnとしたとき、以下の式(e)で表される。なお、以降の実施例において、
S(y)=(y2/r)/{1+(1−K×y2/r21/2
+A4×y4+A6×y6 (e)
なお、第2実施例において、2次の非球面係数A2は0である。また、第2実施例の表中において、非球面には面番号の右側に**印を付している。
また、各実施例において、「E−n」は「×10-n」を示す。
[第1実施例]
図1は、第1実施例に係る光学系OL1の構成を示す図である。この光学系OL1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、開口絞りSと、負の屈折力を有する第3レンズ群G3とを備え、無限遠から近距離物体へ合焦する際に、第2レンズ群G2を光軸に沿って像側に移動させて合焦を行う合焦群Gfとしている。
第1レンズ群G1は、物体側より順に、両凸正レンズL11、両凸正レンズL12と両凹負レンズL13とを接合した接合正レンズ、物体側に凸面を向け、像側のレンズ面に2種類の異なる材料を用いた密着複層型の回折光学素子GDが形成された正メニスカスレンズL14、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL15と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16とを接合した接合正レンズで構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側より順に、両凸正レンズL21と両凹負レンズL22とを接合した接合負レンズで構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側より順に、物体側に凸面をむけた負メニスカスレンズL31と両凸正レンズL32とを接合した接合正レンズ、両凸正レンズL33と両凹負レンズL34とを接合した接合負レンズ、両凹負レンズL35、両凸正レンズL36、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL37で構成されている。この光学系OL1において、特定レンズLpは、両凸正レンズL11である。
また、第1実施例に係る光学系OL1は、第3レンズ群G3内の両凸正レンズL33と両凹負レンズL34とを接合した接合負レンズ、及び、両凹負レンズL35を防振群Gvrとし、この防振群Gvrを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより、光学系OL1の振動等に起因する像位置の変更が補正されるように構成されている。
以下の表1に、光学系OL1の諸元の値を掲げる。この表1において、全体諸元に示すfは全系の焦点距離、FNOはFナンバー、ωは半画角[°]、及び、TLは全長の値であって、無限遠合焦状態を表している。ここで、全長TLは、最も物体側のレンズ面(第1面)から像面Iまでの光軸上の距離を示している。また、レンズデータにおける第1欄mは、光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序(面番号)を、第2欄rは、各レンズ面の曲率半径を、第3欄dは、各光学面から次の光学面までの光軸上の距離(面間隔)を、第4欄νd及び第5欄ndは、d線(λ=587.6nm)に対するアッベ数及び屈折率を、第6欄θgFは部分分散比を示している。また、曲率半径0.0000は平面を示し、空気の屈折率1.00000は省略してある。なお、レンズ群焦点距離は第1〜第3ンズ群G1〜G3各々の始面の番号と焦点距離を示している。
ここで、以下の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、その他長さの単位は一般に「mm」が使われるが、光学系は、比例拡大また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。また、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。
(表1)第1実施例
[全体諸元]
f = 294.09654
FNO= 4.08255
ω = 4.15846
TL = 192.75596

[レンズデータ]
m r d νd nd θgF
物面 ∞ D0
1 179.2200 6.2902 67.81 1.458440 0.5277
2 -570.1507 0.1000
3 81.1870 9.7743 82.57 1.497820 0.5386
4 -1361.3167 1.5000 41.51 1.575010 0.5765
5 227.9138 2.0000
6 69.3917 5.0000 63.88 1.516800 0.5360
7 91.4300 0.2000 33.36 1.527800 0.6291
8* 91.4300 0.3000 49.98 1.557147 0.5688
9 91.4300 23.8212
10 51.3435 1.5000 35.25 1.910822 0.5822
11 31.5258 7.7472 70.32 1.487490 0.5291
12 122.7186 D1
13 217.1933 2.5000 36.40 1.620040 0.5878
14 -143.3666 1.2000 55.52 1.696800 0.5430
15 49.3948 D2
16 0.0000 2.8100 開口絞り
17 994.4024 1.1000 35.25 1.910822 0.5822
18 39.6934 2.9869 41.51 1.575010 0.5765
19 -65.4310 1.9000
20 85.9716 2.3300 28.38 1.728250 0.6069
21 -62.3367 0.8500 54.61 1.729160 0.5443
22 35.9820 2.3300
23 -117.6448 0.8000 54.61 1.729160 0.5443
24 98.1231 2.1300
25 70.7263 1.9452 47.35 1.788000 0.5559
26 -652.9898 24.7984
27 47.5181 5.0000 70.32 1.487490 0.5291
28 102.0337 BF
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 102.4
第2レンズ群 13 -85.5
第3レンズ群 16 -300.6
この光学系OL1において、第8面は回折光学面である。以下の表2に回折光学面データ、すなわち設計波長λ0、次数n並びに各位相係数C2、C4の値を示す。
(表2)
[回折光学面データ]
m λ0 n C2 C4
8 587.6 1.0 -4.07752E-05 -4.17277E-09
また、この光学系OL1において、物体と第1レンズ群G1との軸上空気間隔D0、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D1、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔D2、及び、バックフォーカスBFは、合焦に際して変化する。次の表3に、無限遠合焦状態及び近距離合焦状態における可変間隔を示す。なお、D0は光学系OL1の最も物体側の面(第1面)から物体までの距離を示し、fは焦点距離、βは倍率を示し、バックフォーカスBFは、最も像面側の光学面(第28面)から像面Iまでの光軸上の距離(空気換算長)を示している(この説明は、以降の実施例においても同様である)。
(表3)
[可変間隔データ]
合焦状態 無限遠 近距離
f 294.09654 −
β − -0.24484
D0 ∞ 1207.2562
D1 13.53953 26.91791
D2 24.88061 11.50223
BF 43.42236 43.66559
次の表4に、この光学系OL1における各条件式対応値を示す。なお、条件式(6)及び(11)の特定レンズLpは両凸正レンズL11である。
(表4)
[条件式対応値]
(1)θgFp+0.0017×νdp=0.64
(2)ndp=1.46
(3)νdp=67.8
(4)TLpf/TL=0.871
(5)ω=4.158°
(6)fp/f=1.01
(7)f/fpf=0.024
(8)TL/f=0.66
(9)(−f2)/f=0.29
(10)f1/f=0.35
(11)fp/f1=2.91
このように、この光学系OL1は、上記条件式(1)〜(11)を満足している。
この光学系OL1の無限遠合焦状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図2に示す。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。なお、球面収差図では最大口径に対応するFナンバーの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値を示し、コマ収差図では各像高の値を示す。dはd線(λ=587.6nm)、gはg線(λ=435.8nm)、FはF線(λ=486.1nm)、CはC線(λ=656.3nm)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。また、以降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る。これらの各収差図より、この光学系OL1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]
図3は、第2実施例に係る光学系OL2の構成を示す図である。この光学系OL2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、開口絞りSと、負の屈折力を有する第3レンズ群G3とを備え、無限遠から近距離物体へ合焦する際に、第2レンズ群G2を光軸に沿って像側に移動させて合焦を行う合焦群Gfとしている。
第1レンズ群G1は、物体側より順に、両凸正レンズL11、物体側に凸面を向けた平凸正レンズL12と物体側に平面を向けた平凹形状であって、像側のレンズが非球面形状に形成された非球面負レンズL13とを接合した接合正レンズ、及び、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との接合面に、2種類の異なる材料を用いた密着複層型の回折光学素子GDが形成された回折光学面で構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側より順に、両凸正レンズL21と両凹負レンズL22とを接合した接合負レンズで構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側より順に、物体側に凸面をむけた負メニスカスレンズL31と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL32とを接合した接合負レンズ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL33と両凹負レンズL34とを接合した接合負レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL35、両凸正レンズL36、両凸正レンズL37と両凹負レンズL38とを接合した接合正レンズ、及び、両凹負レンズL39と両凸正レンズL310とを接合した接合負レンズで構成されている。この光学系OL2において、特定レンズLpは、両凸正レンズL11である。
また、第2実施例に係る光学系OL2は、第3レンズ群G3内の正メニスカスレンズL33と両凹負レンズL34とを接合した接合負レンズ、及び、負メニスカスレンズL35を防振群Gvrとし、この防振群Gvrを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより、光学系OL2の振動等に起因する像位置の変更が補正されるように構成されている。
以下の表5に、光学系OL2の諸元の値を掲げる。
(表5)第2実施例
[全体諸元]
f = 391.70138
FNO= 4.08000
ω = 3.12484
TL = 259.31861

[レンズデータ]
m r d νd nd θgF
物面 ∞ D0
1 132.1045 15.0000 67.81 1.458440 0.5277
2 -3997.9810 0.1000
3 80.5634 20.0000 82.57 1.497820 0.5386
4 0.0000 5.0000 44.46 1.612660 0.5640
5** 217.1244 22.2724
6 79.6948 2.6000 40.66 1.883000 0.5668
7 40.7985 0.1000 40.66 1.883000 0.5668
8* 40.7985 0.1000 70.32 1.487490 0.5291
9 40.7985 12.9000 70.32 1.487490 0.5291
10 218.1060 D1
11 165.1266 5.0000 33.72 1.647690 0.5930
12 -353.3925 2.0000 50.27 1.719990 0.5527
13 72.3838 D2
14 0.0000 4.6833 開口絞り
15 82.0212 3.0000 46.59 1.816000 0.5567
16 30.9460 4.5000 58.82 1.518230 0.5449
17 107.8431 5.0000
18 -136.2658 3.0000 36.40 1.620040 0.5878
19 -42.2848 2.0000 82.57 1.497820 0.5386
20 55.7038 1.5000
21 4913.5124 1.2000 67.90 1.593190 0.5440
22 64.6092 5.0000
23 49.0265 8.0000 70.32 1.487490 0.5291
24 -1148.2154 14.1234
25 66.5966 10.0000 29.35 1.716230 0.5988
26 -36.9570 2.0000 46.59 1.816000 0.5567
27 590.1475 1.5997
28 -132.0620 2.0000 22.74 1.808090 0.6287
29 61.4838 8.0000 40.98 1.581440 0.5763
30 -72.5175 BF
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 139.1
第2レンズ群 9 -164.9
第3レンズ群 13 -220.1
この光学系OL2において、第7面は回折光学面である。以下の表6に回折光学面データを示す。また、この光学系OL2において、第5面は非球面形状に形成されている。以下の表6に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4〜A8の値を示す。
(表6)
[回折光学面データ]
m λ0 n C2 C4
8 486.1 1.0 -4.34022E-05 -8.23574E-09
[非球面データ]
m K A4 A6
5 1.0000 5.12132E-08 -2.38098E-12
また、この光学系OL2において、物体と第1レンズ群G1との軸上空気間隔D0、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D1、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔D2、及び、バックフォーカスBFは、合焦に際して変化する。次の表7に、無限遠合焦状態及び近距離合焦状態における可変間隔を示す。
(表7)
[可変間隔データ]
合焦状態 無限遠 近距離
f 391.70138 −
β − -0.17681
D0 ∞ 2240.0000
D1 5.00000 20.20240
D2 49.92762 34.72523
BF 43.42236 43.66559
次の表8に、この光学系OL2における各条件式対応値を示す。なお、条件式(6)及び(11)の特定レンズLpは両凸正レンズL11である。
(表8)
[条件式対応値]
(1)θgFp+0.0017×νdp=0.64
(2)ndp=1.46
(3)νdp=67.8
(4)TLpf/TL=0.749
(5)ω=3.125°
(6)fp/f=0.71
(7)f/fpf=0.034
(8)TL/f=0.66
(9)(−f2)/f=0.42
(10)f1/f=0.36
(11)fp/f1=2.01
このように、この光学系OL2は、上記条件式(1)〜(11)を満足している。
この光学系OL2の無限遠合焦状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図4に示す。これらの各収差図より、この光学系OL2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]
図5は、第3実施例に係る光学系OL3の構成を示す図である。この光学系OL3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、開口絞りSと、負の屈折力を有する第3レンズ群G3とを備え、無限遠から近距離物体へ合焦する際に、第2レンズ群G2を光軸に沿って像側に移動させて合焦を行う合焦群Gfとしている。
第1レンズ群G1は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11、両凸正レンズL12と両凹負レンズL13とを接合した接合負レンズ、物体側に凸面を向け、像側のレンズ面に2種類の異なる材料を用いた密着複層型の回折光学素子GDが形成された正メニスカスレンズL14、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL15と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16とを接合した接合負レンズで構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側より順に、両凸正レンズL21と両凹負レンズL22を接合した接合負レンズで構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側より順に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL31と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL32とを接合した接合負レンズ、両凸正レンズL33と両凹負レンズL34とを接合した接合負レンズ、両凹負レンズL35、両凸レンズL36と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL37とを接合した接合正レンズ、両凹負レンズL38と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL39とを接合した接合負レンズ、及び、両凸正レンズL310と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL311とを接合した接合正レンズで構成されている。この光学系OL3において、特定レンズLpは、正メニスカスレンズL11及び両凸正レンズL12である。
また、第3実施例に係る光学系OL3は、第3レンズ群G3内の両凸正レンズL33と両凹負レンズL34とを接合した接合負レンズ、及び、両凹負レンズL35を防振群Gvrとし、この防振群Gvrを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより、光学系OL3の振動等に起因する像位置の変更が補正されるように構成されている。
以下の表9に、光学系OL3の諸元の値を掲げる。
(表9)第3実施例
[全体諸元]
f = 391.55683
FNO= 5.76338
ω = 3.12572
TL = 229.31850

[レンズデータ]
m r d νd nd θgF
物面 ∞ D0
1 87.2177 9.3393 67.81 1.458440 0.5277
2 4383.2112 0.2500
3 120.0972 9.4694 67.81 1.458440 0.5277
4 -221.6786 2.5000 44.46 1.612660 0.5640
5 184.6248 2.5000
6 92.2025 5.7081 64.13 1.516800 0.5357
7 205.1554 0.2000 33.36 1.527800 0.6291
8* 205.1554 0.3000 49.98 1.557147 0.5688
9 205.1554 14.9945
10 56.8204 2.0000 42.73 1.834810 0.5648
11 33.3208 10.3062 70.32 1.487490 0.5291
12 97.1405 D1
13 134.4152 3.4151 33.72 1.647690 0.5930
14 -380.9586 1.7000 50.27 1.719990 0.5527
15 69.3195 D2
16 0.0000 3.0000 開口絞り
17 186.9207 3.0000 46.59 1.816000 0.5567
18 22.9833 4.2254 58.82 1.518230 0.5449
19 334.1726 4.7815
20 325.7828 3.6000 25.45 1.805180 0.6157
21 -105.8775 1.5000 67.90 1.593190 0.5440
22 54.7317 4.0000
23 -234.4716 1.5000 67.90 1.593190 0.5440
24 71.7788 4.0000
25 36.1881 6.9901 39.21 1.595510 0.5806
26 -24.2948 2.0000 82.57 1.497820 0.5386
27 -100.0266 5.0000
28 -94.0793 2.0000 46.59 1.816000 0.5567
29 21.6430 4.1037 44.46 1.612660 0.5640
30 44.4968 3.1261
31 36.2253 10.8162 39.21 1.595510 0.5806
32 -23.2887 2.0000 22.74 1.808090 0.6287
33 -84.8031 BF
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 120.2
第2レンズ群 13 -178.4
第3レンズ群 17 -73.4
この光学系OL3において、第8面は回折光学面である。以下の表10に回折光学面データを示す。
(表10)
[回折光学面データ]
m λ0 n C2 C4
8 587.6 1.0 -5.00000E-05 3.00000E-10
また、この光学系OL3において、物体と第1レンズ群G1との軸上空気間隔D0、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D1、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔D2、及び、バックフォーカスBFは、合焦に際して変化する。次の表11に、無限遠合焦状態及び近距離合焦状態における可変間隔を示す。
(表11)
[可変間隔データ]
合焦状態 無限遠 近距離
f 391.55683 −
β − -0.22229
D0 ∞ 1770.0000
D1 10.30015 27.23152
D2 43.51142 26.63006
BF 43.71216 43.71217
次の表12に、この光学系OL3における各条件式対応値を示す。なお、条件式(6)及び(11)の特定レンズLpは正メニスカスレンズL11及び両凸正レンズL12である。
(表12)
[条件式対応値]
(1)θgFp+0.0017×νdp=0.64
(2)ndp=1.46
(3)νdp=67.8
(4)TLpf/TL=0.845
(5)ω=3.126°
(6)fp/f=0.44
(7)f/fpf=0.039
(8)TL/f=0.59
(9)(−f2)/f=0.46
(10)f1/f=0.31
(11)fp/f1=1.43
このように、この光学系OL3は、上記条件式(1)〜(11)を満足している。
この光学系OL3の無限遠合焦状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図6に示す。これらの各収差図より、この光学系OL3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]
図7は、第4実施例に係る光学系OL4の構成を示す図である。この光学系OL4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、開口絞りSと、負の屈折力を有する第3レンズ群G3とを備え、無限遠から近距離物体へ合焦する際に、第2レンズ群G2を光軸に沿って像側に移動させて合焦を行う合焦群Gfとしている。
第1レンズ群G1は、物体側より順に、両凸正レンズL11、両凸正レンズL12、両凹負レンズL13、物体側に凸面を向け像側のレンズ面に2種類の異なる材料を用いた密着複層型の回折光学素子GDが形成された正メニスカスレンズL14、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL15と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16とを接合した接合負レンズで構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側より順に、両凸正レンズL21と両凹負レンズL22とを接合した接合負レンズで構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側より順に、両凹負レンズL31と両凸正レンズL32とを接合した接合負レンズ、両凸正レンズL33と両凹負レンズL34とを接合した接合負レンズ、両凹負レンズL35、両凸正レンズL36と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL37とを接合した接合正レンズ、両凹負レンズL38と両凸正レンズL39とを接合した接合負レンズ、及び、両凸正レンズL310と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL311とを接合した接合正レンズで構成されている。この光学系OL4において、特定レンズLpは、両凸正レンズL11及び両凸正レンズL12である。
また、第4実施例に係る光学系OL4は、第3レンズ群G3内の両凸正レンズL33と両凹負レンズL34とを接合した接合負レンズ、及び、両凹負レンズL35を防振群Gvrとし、この防振群Gvrを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより、光学系OL4の振動等に起因する像位置の変更が補正されるように構成されている。
以下の表13に、光学系OL4の諸元の値を掲げる。
(表13)第4実施例
[全体諸元]
f = 489.82327
FNO= 5.78086
ω = 2.51213
TL = 279.32359

[レンズデータ]
m r d νd nd θgF
物面 ∞ D0
1 204.8068 9.1948 67.81 1.458440 0.5277
2 -3533.1639 0.1000
3 111.8695 15.9913 67.81 1.458440 0.5277
4 -311.7558 2.5000
5 -309.5538 3.3400 44.46 1.612660 0.5640
6 435.5169 6.9234
7 93.5593 9.5000 64.13 1.516800 0.5356
8 182.0193 0.2000 33.36 1.527800 0.6291
9* 182.0193 0.3000 49.98 1.557147 0.5688
10 182.0193 12.7961
11 104.4147 3.0786 40.66 1.883000 0.5668
12 48.8390 9.5535 82.57 1.497820 0.5386
13 186.1971 D1
14 269.1019 3.0854 32.18 1.672700 0.5973
15 -331.7517 2.0000 50.27 1.719990 0.5527
16 83.6409 D2
17 0.0000 4.6833 開口絞り
18 -151.5099 1.3000 46.59 1.816000 0.5567
19 56.8694 4.2649 58.82 1.518230 0.5449
20 -56.8694 13.6031
21 55.0331 3.6000 36.40 1.620040 0.5878
22 -66.6260 1.4032 82.57 1.497820 0.5386
23 34.1372 3.0000
24 -93.6757 1.3000 67.90 1.593190 0.5440
25 55.0638 5.0000
26 35.3875 6.5475 40.98 1.581440 0.5763
27 -28.9590 1.5000 82.57 1.497820 0.5386
28 -7177.8637 10.0000
29 -47.3374 2.0000 46.59 1.816000 0.5567
30 37.1029 4.7800 44.46 1.612660 0.5640
31 -115.4992 0.5000
32 71.4039 7.6921 40.98 1.581440 0.5763
33 -25.4510 2.0000 22.74 1.808090 0.6287
34 -103.0667 BF
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 162.4
第2レンズ群 14 -161.6
第3レンズ群 18 -120.6
この光学系OL4において、第9面は回折光学面である。以下の表14に回折光学面データを示す。
(表14)
[回折光学面データ]
m λ0 n C2 C4
9 587.6 1.0 -4.06169E-05 3.00000E-10
また、この光学系OL4において、物体と第1レンズ群G1との軸上空気間隔D0、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D1、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔D2、及び、バックフォーカスBFは、合焦に際して変化する。次の表15に、無限遠合焦状態及び近距離合焦状態における可変間隔を示す。
(表15)
[可変間隔データ]
合焦状態 無限遠 近距離
f 489.82327 −
β − -0.18048
D0 ∞ 2719.9994
D1 32.86181 49.68961
D2 28.05274 11.32494
BF 66.67169 66.69529
次の表16に、この光学系OL4における各条件式対応値を示す。なお、条件式(6)及び(11)の特定レンズLpは両凸正レンズL11及び両凸正レンズL12である。
(表16)
[条件式対応値]
(1)θgFp+0.0017×νdp=0.64
(2)ndp=1.46
(3)νdp=67.8
(4)TLpf/TL=0.829
(5)ω=2.512°
(6)fp/f=0.37
(7)f/fpf=0.040
(8)TL/f=0.57
(9)(−f2)/f=0.33
(10)f1/f=0.33
(11)fp/f1=1.12
このように、この光学系OL4は、上記条件式(1)〜(11)を満足している。
この光学系OL4の無限遠合焦状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図8に示す。これらの各収差図より、この光学系OL4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]
図9は、第5実施例に係る光学系OL5の構成を示す図である。この光学系OL5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、開口絞りSと、負の屈折力を有する第3レンズ群G3とを備え、無限遠から近距離物体へ合焦する際に、第2レンズ群G2を光軸に沿って像側に移動させて合焦を行う合焦群Gfとしている。
第1レンズ群G1は、物体側より順に、両凸正レンズL11、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12、両凸正レンズL13、物体側に凸面を向け像側のレンズ面に2種類の異なる材料を用いた密着複層型の回折光学素子GDが形成された正メニスカスレンズL14、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL15と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16とを接合した接合負レンズで構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL21と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22とを接合した接合負レンズで構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL31と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL32とを接合した接合負レンズ、両凸正レンズL33と両凹負レンズL34とを接合した接合負レンズ、両凹負レンズL35、両凸正レンズL36と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL37とを接合した接合正レンズ、両凹負レンズL38と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL39とを接合した接合負レンズ、及び、両凸正レンズL310と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL311とを接合した接合正レンズで構成されている。この光学系OL5において、特定レンズLpは、両凸正レンズL11及び両凸正レンズL13である。
また、第5実施例に係る光学系OL5は、第3レンズ群G3内の両凸正レンズL33と両凹負レンズL34とを接合した接合負レンズ、及び、両凹負レンズL35を防振群Gvrとし、この防振群Gvrを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより、光学系OL5の振動等に起因する像位置の変更が補正されるように構成されている。
以下の表17に、光学系OL5の諸元の値を掲げる。
(表17)第5実施例
[全体諸元]
f = 488.59872
FNO= 5.76786
ω = 2.50598
TL = 279.31876

[レンズデータ]
m r d νd nd θgF
物面 ∞ D0
1 222.9609 10.0000 67.81 1.458440 0.5277
2 -435.6133 15.0000
3 -174.9681 3.3400 44.46 1.612660 0.5640
4 -664.9959 0.1000
5 134.3167 12.0000 67.81 1.458440 0.5277
6 -390.8474 0.1000
7 73.6380 9.0000 64.13 1.516800 0.5356
8 176.1958 0.2000 33.36 1.527800 0.6291
9* 176.1958 0.3000 49.98 1.557147 0.5688
10 176.1958 26.0240
11 155.5870 2.7000 40.66 1.883000 0.5668
12 41.1378 11.0000 70.32 1.487490 0.5291
13 443.3927 D1
14 137.8302 3.5000 33.72 1.647690 0.5930
15 1091.1076 2.0000 46.59 1.816000 0.5647
16 73.0993 D2
17 0.0000 4.5000 開口絞り
18 69.2796 3.0000 46.59 1.816000 0.5567
19 31.6488 4.5000 58.82 1.518230 0.5449
20 98.3205 5.0000
21 84.0035 4.0000 36.40 1.620040 0.5878
22 -94.0505 2.0000 82.57 1.497820 0.5386
23 46.2212 3.0000
24 -151.1635 1.2000 67.90 1.593190 0.5440
25 63.9888 5.0000
26 51.2529 8.0000 34.59 1.638326 0.5868
27 -40.2777 3.0000 82.57 1.497820 0.5386
28 -419.5901 10.0000
29 -77.4353 2.0000 46.59 1.816000 0.5567
30 27.2888 5.0000 44.46 1.612660 0.5640
31 83.8874 0.5000
32 46.0842 8.0000 65.04 1.496840 0.5342
33 -40.4871 2.0000 22.74 1.808090 0.6287
34 -66.2472 BF
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 163.0
第2レンズ群 14 -162.9
第3レンズ群 18 -118.5
この光学系OL5において、第9面は回折光学面である。以下の表18に回折光学面データを示す。
(表18)
[回折光学面データ]
m λ0 n C2 C4
9 587.6 1.0 -4.50000E-05 3.00000E-10
また、この光学系OL5において、物体と第1レンズ群G1との軸上空気間隔D0、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D1、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔D2、及び、バックフォーカスBFは、合焦に際して変化する。次の表19に、無限遠合焦状態及び近距離合焦状態における可変間隔を示す。
(表19)
[可変間隔データ]
合焦状態 無限遠 近距離
f 488.59872 −
β − -0.18050
D0 ∞ 2719.9994
D1 16.16533 33.07460
D2 35.18924 18.27997
BF 62.00019 62.00019
次の表20に、この光学系OL5における各条件式対応値を示す。なお、条件式(6)及び(11)の特定レンズLpは両凸正レンズL11及び両凸正レンズL13である。
(表20)
[条件式対応値]
(1)θgFp+0.0017×νdp=0.64
(2)ndp=1.46
(3)νdp=67.8
(4)TLpf/TL=0.822
(5)ω=2.506°
(6)fp/f=0.45
(7)f/fpf=0.044
(8)TL/f=0.57
(9)(−f2)/f=0.33
(10)f1/f=0.33
(11)fp/f1=1.35
このように、この光学系OL5は、上記条件式(1)〜(11)を満足している。
この光学系OL5の無限遠合焦状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図10に示す。これらの各収差図より、この光学系OL5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]
図11は、第6実施例に係る光学系OL6の構成を示す図である。この光学系OL6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、開口絞りSと、負の屈折力を有する第3レンズ群G3とを備え、無限遠から近距離物体へ合焦する際に、第2レンズ群G2を光軸に沿って像側に移動させて合焦を行う合焦群Gfとしている。
第1レンズ群G1は物体側より順に、両凸正レンズL11、両凸正レンズL12と両凹負レンズL13とを接合した接合負レンズ、物体側に凸面を向け像側のレンズ面に2種類の異なる材料を用いた密着複層型の回折光学素子GDが形成された正メニスカスレンズL14、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL15と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16とを接合した接合負レンズで構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側より順に、両凸正レンズL21と両凹負レンズL22とを接合した接合負レンズで構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側より順に、両凹負レンズL31と両凸正レンズL32とを接合した接合負レンズ、両凸正レンズL33と両凹負レンズL34とを接合した接合負レンズ、両凹負レンズL35、両凸正レンズL36と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL37とを接合した接合正レンズ、両凹負レンズL38と両凸正レンズL39とを接合した接合負レンズ、及び、両凸正レンズL310と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL311とを接合した接合正レンズで構成されている。この光学系OL6において、特定レンズLpは、両凸正レンズL11及び両凸正レンズL12である。
また、第6実施例に係る光学系OL6は、第3レンズ群G3内の両凸正レンズL33と両凹負レンズL34とを接合した接合負レンズ、及び、両凹負レンズL35を防振群Gvrとし、この防振群Gvrを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより、光学系OL6の振動等に起因する像位置の変更が補正されるように構成されている。
以下の表21に、光学系OL6の諸元の値を掲げる。
(表21)第6実施例
[全体諸元]
f = 587.61216
FNO= 5.77779
ω = 2.09733
TL = 332.31886

[レンズデータ]
m r d νd nd θgF
物面 ∞ D0
1 324.2990 12.0000 67.81 1.458440 0.5277
2 -433.6786 3.0000
3 172.1224 16.0000 67.81 1.458440 0.5277
4 -331.2587 5.0000 44.46 1.612660 0.564
5 235.0595 5.0000
6 99.5891 15.0000 64.13 1.516800 0.5356
7 231.2035 0.2000 33.36 1.527800 0.6291
8* 231.2035 0.3000 49.98 1.557147 0.5688
9 231.2035 40.0000
10 80.5292 4.0000 40.66 1.883000 0.5668
11 47.4250 12.0049 70.32 1.487490 0.5291
12 136.8492 D1
13 245.0048 4.0428 33.72 1.647690 0.593
14 -225.7583 3.0000 50.27 1.719990 0.5527
15 84.8341 D2
16 0.0000 4.6833 開口絞り
17 -485.6445 3.0000 46.59 1.816000 0.5567
18 47.9692 4.2775 58.82 1.518230 0.5449
19 -70.4059 5.0000
20 60.1829 4.4075 36.40 1.620040 0.5878
21 -80.3943 2.0000 82.57 1.497820 0.5386
22 35.8054 4.0000
23 -102.3684 1.2000 67.90 1.593190 0.544
24 56.7764 5.0000
25 36.9282 8.3851 41.51 1.575010 0.5765
26 -32.0701 3.0000 82.57 1.497820 0.5386
27 -405.6941 8.2456
28 -61.4811 2.0000 46.59 1.816000 0.5567
29 32.1605 4.8352 44.46 1.612660 0.564
30 -3472.8990 0.5000
31 62.0741 7.8089 40.98 1.581440 0.5763
32 -27.0299 3.0000 22.74 1.808090 0.6287
33 -98.6660 BF
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 197.5
第2レンズ群 13 -164.7
第3レンズ群 17 -137.5
この光学系OL6において、第8面は回折光学面である。以下の表22に回折光学面データを示す。
(表22)
[回折光学面データ]
m λ0 n C2 C4
8 587.6 1.0 -3.60956E-05 -2.00647E-12
また、この光学系OL6において、物体と第1レンズ群G1との軸上空気間隔D0、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D1、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔D2、及び、バックフォーカスBFは、合焦に際して変化する。次の表23に、無限遠合焦状態及び近距離合焦状態における可変間隔を示す。
(表23)
[可変間隔データ]
合焦状態 無限遠 近距離
f 587.61216 −
β − -0.15998
D0 ∞ 3666.9991
D1 29.66812 46.79181
D2 45.78410 28.72041
BF 65.97569 65.97568
次の表24に、この光学系OL6における各条件式対応値を示す。なお、条件式(6)及び(11)の特定レンズLpは両凸正レンズL11及び両凸正レンズL12である。
(表24)
[条件式対応値]
(1)θgFp+0.0017×νdp=0.64
(2)ndp=1.46
(3)νdp=67.8
(4)TLpf/TL=0.831
(5)ω=2.097°
(6)fp/f=0.42
(7)f/fpf=0.042
(8)TL/f=0.57
(9)(−f2)/f=0.28
(10)f1/f=0.34
(11)fp/f1=1.26
このように、この光学系OL6は、上記条件式(1)〜(11)を満足している。
この光学系OL6の無限遠合焦状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図12に示す。これらの各収差図より、この光学系OL6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]
図13は、第7実施例に係る光学系OL7の構成を示す図である。この光学系OL7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、開口絞りSと、負の屈折力を有する第3レンズ群G3とを備え、無限遠から近距離物体へ合焦する際に、第2レンズ群G2を光軸に沿って像側に移動させて合焦を行う合焦群Gfとしている。
第1レンズ群G1は、物体側より順に、両凸正レンズL11、両凸正レンズL12と両凹負レンズL13とを接合した接合正レンズ、物体側に凸面を向け像側のレンズ面に2種類の異なる材料を用いた密着複層型の回折光学素子GDが形成された正メニスカスレンズL14、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL15と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16とを接合した接合負レンズで構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側より順に、両凸正レンズL21と両凹負レンズL22とを接合した接合負レンズで構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側より順に、両凹負レンズL31と両凸正レンズL32とを接合した接合負レンズ、両凹負レンズL33、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL34と両凹負レンズL35とを接合した接合負レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL36、両凸正レンズL37と両凹負レンズL38とを接合した接合負レンズ、両凸正レンズL39と両凹負レンズL310とを接合した接合正レンズ、両凹負レンズL311と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL312の接合負レンズ、及び、両凸正レンズL313と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL314の接合正レンズで構成されている。この光学系OL7において、特定レンズLpは、両凸正レンズL11及び両凸正レンズL12である。
また、第7実施例に係る光学系OL7は、第3レンズ群G3内の両凹負レンズL33、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL34と両凹負レンズL35とを接合した接合負レンズを防振群Gvrとし、この防振群Gvrを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより、光学系OL7の振動等に起因する像位置の変更が補正されるように構成されている。
以下の表25に、光学系OL7の諸元の値を掲げる。
(表25)第7実施例
[全体諸元]
f = 782.77561
FNO= 8.16266
ω = 1.56482
TL = 359.32092

[レンズデータ]
m r d νd nd θgF
物面 ∞ D0
1 226.9255 10.7424 67.81 1.458440 0.5277
2 -989.7333 0.1000
3 181.3998 13.2172 67.81 1.458440 0.5277
4 -505.3613 3.3400 44.46 1.612660 0.5640
5 664.5070 0.1000
6 118.8290 9.5000 64.13 1.516800 0.5356
7 466.4563 0.2000 33.36 1.527800 0.6291
8* 466.4563 0.3000 49.98 1.557147 0.5688
9 466.4563 40.0000
10 393.8512 2.7000 40.66 1.883000 0.5668
11 65.0393 9.6422 70.32 1.487490 0.5291
12 419.9596 D1
13 2126.1623 3.5000 33.72 1.647690 0.5930
14 -571.9841 2.0000 50.27 1.719990 0.5527
15 187.7815 D2
16 0.0000 4.6833 開口絞り
17 -154.0354 3.0000 46.59 1.816000 0.5567
18 54.7996 4.5000 58.82 1.518230 0.5449
19 -56.1218 7.6832
20 -207.4904 2.0000 67.90 1.593190 0.5440
21 125.8893 1.5000
22 -335.4755 5.0000 36.40 1.620040 0.5878
23 -41.8379 2.0000 82.57 1.497820 0.5386
24 83.1108 5.0000
25 31.7152 7.0000 70.32 1.487490 0.5291
26 161.1729 12.4523
27 57.8643 6.0000 41.51 1.575010 0.5765
28 -40.8391 2.0000 82.57 1.497820 0.5386
29 27.8758 0.4145
30 32.9458 7.0000 44.46 1.612660 0.5640
31 -25.2871 2.0000 46.59 1.816000 0.5567
32 12183.2050 6.1961
33 -60.4074 2.0000 46.59 1.816000 0.5567
34 21.2687 5.0000 44.46 1.612660 0.5640
35 59.8801 1.0000
36 35.8476 10.0000 40.98 1.581440 0.5763
37 -27.2356 2.0000 22.74 1.808090 0.6287
38 -129.6802 BF
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 245.5
第2レンズ群 13 -273.8
第3レンズ群 17 -81.3
この光学系OL7において、第8面は回折光学面である。以下の表26に回折光学面データを示す。
(表26)
[回折光学面データ]
m λ0 n C2 C4
8 587.6 1.0 -3.36077E-05 3.32320E-10
また、この光学系OL7において、物体と第1レンズ群G1との軸上空気間隔D0、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D1、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔D2、及び、バックフォーカスBFは、合焦に際して変化する。次の表27に、無限遠合焦状態及び近距離合焦状態における可変間隔を示す。
(表27)
[可変間隔データ]
合焦状態 無限遠 近距離
f 782.77561 −
β − -0.17047
D0 ∞ 4640.0001
D1 34.81055 59.45586
D2 59.84762 35.20231
BF 70.89135 70.89057
次の表28に、この光学系OL7における各条件式対応値を示す。なお、条件式(6)及び(11)の特定レンズLpは両凸正レンズL11及び両凸正レンズL12である。
(表28)
[条件式対応値]
(1)θgFp+0.0017×νdp=0.64
(2)ndp=1.46
(3)νdp=67.8
(4)TLpf/TL=0.896
(5)ω=1.565°
(6)fp/f=0.37
(7)f/fpf=0.053
(8)TL/f=0.46
(9)(−f2)/f=0.35
(10)f1/f=0.31
(11)fp/f1=1.20
このように、この光学系OL7は、上記条件式(1)〜(11)を満足している。
この光学系OL7の無限遠合焦状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図14に示す。これらの各収差図より、この光学系OL7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8実施例]
図15は、第8実施例に係る光学系OL8の構成を示す図である。この光学系OL8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、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、開口絞りSと、正の屈折力を有する第6レンズ群G6と、を備え、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、第4レンズ群G4及び第5レンズ群G5をそれぞれ光軸に沿って像側に移動させ、また、無限遠から近距離物体へ合焦する際に、第2レンズ群G2を光軸に沿って像側に移動させて合焦を行う合焦群Gfとしている。
第1レンズ群G1は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と両凸正レンズL13とを接合した接合負レンズ、両凸正レンズL14、及び、物体側に凸面を向け像側のレンズ面に2種類の異なる材料を用いた密着複層型の回折光学素子GDが形成された正メニスカスレンズL15で構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側より順に、両凹負レンズL21、及び、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22と両凹負レンズL23とを接合した接合負レンズで構成されている。また、第3レンズ群は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31で構成されている。また、第4レンズ群G4は、物体側より順に、両凹負レンズL41、両凸正レンズL42と両凹負レンズL42とを接合した接合負レンズ、及び、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL43で構成されている。また、第5レンズ群G5は、物体側より順に、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL51、及び、両凸正レンズL52と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL53とを接合した接合正レンズで構成されている。また、第6レンズ群G6は、物体側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL61と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL62とを接合した接合正レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL63、両凸正レンズL64と両凹負レンズL65とを接合した接合負レンズ、両凹負レンズL66と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL67、両凸正レンズL68と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL69とを接合した接合正レンズ、及び、フィルターFLで構成されている。この光学系OL8において、特定レンズLpは、両凸正レンズL13及び両凸正レンズL14である。
また、第8実施例に係る光学系OL8は、第6レンズ群G6内の両凸正レンズL64と両凹負レンズL65とを接合した接合負レンズ、及び、両凹負レンズL66を防振群Gvrとし、この防振群Gvrを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより、光学系OL8の振動等に起因する像位置の変更が補正されるように構成されている。
以下の表29に、光学系OL8の諸元の値を掲げる。
(表29)第8実施例
[全体諸元]
変倍状態 広角端 望遠端
f = 204.00513 〜 391.93795
FNO= 4.21502 〜 4.21590
ω = 6.00919 〜 3.11657
TL = 399.31863 〜 399.31855

[レンズデータ]
m r d νd nd θgF
物面 ∞ D0
1 2000.2500 4.0000 64.11 1.516800 0.5357
2 1998.7500 1.9000
3 565.8356 5.3000 28.69 1.795040 0.6065
4 135.0772 14.0000 67.81 1.458440 0.5277
5 -470.8531 0.2730
6 143.9670 11.0000 67.81 1.458440 0.5277
7 -925.6578 0.1560
8 147.6091 9.5000 63.88 1.516800 0.5360
9 596.6127 0.2000 33.43 1.527793 0.6331
10* 730.7648 0.2000 49.78 1.557095 0.5627
11 618.3970 D1
12 -271.6692 2.9000 47.35 1.788000 0.5559
13 127.4240 9.0000
14 -774.9650 4.0000 23.78 1.846660 0.6204
15 -145.0491 2.9000 65.46 1.603001 0.5405
16 905.9351 D2
17 -213.9412 5.4000 39.58 1.804398 0.5728
18 -100.7028 D3
19 -864.5308 1.9000 55.52 1.696797 0.5432
20 108.8847 2.0540
21 792.4622 4.5000 23.78 1.846660 0.6204
22 -82.8503 1.9000 60.09 1.639999 0.5376
23 114.7210 3.9430
24 -70.6181 1.9000 60.09 1.639999 0.5376
25 -1030.5263 D4
26 -400.0133 3.5000 65.46 1.603001 0.5405
27 -124.8088 0.5000
28 166.2045 6.0000 65.46 1.603001 0.5405
29 -68.2288 1.9000 28.54 1.795040 0.6074
30 -168.6990 D5
31 0.0000 1.0000 開口絞り
32 78.8152 2.0000 33.89 1.803840 0.5907
33 57.6163 4.5000 65.46 1.603001 0.5405
34 745.7267 0.1000
35 81.7625 4.0000 65.46 1.603001 0.5405
36 162.6622 24.4126
37 947.9766 3.3000 23.78 1.846660 0.6204
38 -61.3213 1.6000 52.67 1.741000 0.5460
39 71.8066 4.5000
40 -469.5278 1.6000 52.67 1.741000 0.5460
41 97.9742 4.8121
42 -845.7711 4.0000 82.51 1.497820 0.5390
43 -74.5393 0.1000
44 75.8394 6.5000 60.09 1.639999 0.5376
45 -47.8671 1.7000 23.78 1.846660 0.6204
46 -1001.2225 10.6680
47 0.0000 2.0000 64.11 1.516800 0.5357
48 0.0000 BF
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 158.8
第2レンズ群 12 -108.9
第3レンズ群 17 231.6
第4レンズ群 19 -54.5
第5レンズ群 26 113.6
第6レンズ群 32 167.0
この光学系OL8において、第10面は回折光学面である。以下の表30に回折光学面データを示す。
(表30)
[回折光学面データ]
m λ0 n C2 C4
10 587.5 1.0 -3.03990E-05 8.05326E-10
また、この光学系OL8において、物体と第1レンズ群G1との軸上空気間隔D0、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D1、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔D2、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔D3、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との軸上空気間隔D4、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6との軸上空気間隔D5、及び、バックフォーカスBFは、変倍及び合焦に際して変化する。次の表31に、無限遠合焦状態及び近距離合焦状態の各々での広角端状態及び望遠端状態における可変間隔を示す。
(表31)
[可変間隔データ]
合焦状態 無限遠 近距離
変倍状態 広角端 望遠端 広角端 望遠端
f 204.00513 391.93795 − −
β − − -0.13660 -0.26243
D0 0.0000 0.0000 1599.9999 1600.0001
D1 52.66350 52.66350 70.20331 70.20331
D2 20.90246 20.90246 3.36266 3.36266
D3 4.30381 58.23908 4.30381 58.23908
D4 27.53863 2.51376 27.53863 2.51376
D5 35.09215 6.18176 35.09215 6.18176
BF 83.19937 83.19928 83.19941 83.19942
次の表32に、この光学系OL8における各条件式対応値を示す。なお、条件式(6)及び(11)の特定レンズLpは両凸正レンズL13及び両凸正レンズL14である。また、この第8実施例の光学系OL8のような、変倍により焦点距離が変化する多焦点レンズの場合は、条件式(4)〜(10)における無限遠合焦状態の値は、望遠端状態における無限遠合焦状態の値である。
(表32)
[条件式対応値]
(1)θgFp+0.0017×νdp=0.64
(2)ndp=1.46
(3)νdp=67.8
(4)TLpf/TL=0.884
(5)ω=3.117°
(6)fp/f=0.59
(7)f/fpf=0.024
(8)TL/f=1.02
(9)(−f2)/f=0.28
(10)f1/f=0.41
(11)fp/f1=1.45
このように、この光学系OL8は、上記条件式(1)〜(11)を満足している。
この光学系OL8の無限遠合焦状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図16に示す。これらの各収差図より、この光学系OL8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9実施例]
図17は、第9実施例に係る光学系OL9の構成を示す図である。この光学系OL9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、開口絞りSと、負の屈折力を有する第3レンズ群G3とを備え、無限遠から近距離物体へ合焦する際に、第2レンズ群G2を光軸に沿って像側に移動させて合焦を行う合焦群Gfとしている。
第1レンズ群G1は、物体側より順に、両凸正レンズL11、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12、両凹負レンズL13、物体側に凸面を向け像側のレンズ面に2種類の異なる材料を用いた密着複層型の回折光学素子GDが形成された正メニスカスレンズL14、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL15と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL16とを接合した接合負レンズで構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側より順に、両凸正レンズL21と両凹負レンズL22とを接合した接合負レンズで構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側より順に、両凹負レンズL31と両凸正レンズL32とを接合した接合負レンズ、両凸正レンズL33と両凹負レンズL34とを接合した接合負レンズ、両凹負レンズL35、両凸正レンズL36と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL37とを接合した接合正レンズ、両凹負レンズL38と両凸正レンズL39とを接合した接合負レンズ、及び、両凸正レンズL310と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL311とを接合した接合正レンズで構成されている。また、第3レンズ群G3と像面Iとの間にフィルターFLが配置されている。この光学系OL9において、特定レンズLpは、正メニスカスレンズL12である。
また、第9実施例に係る光学系OL9は、第3レンズ群G3内の両凸正レンズL33と両凹負レンズL34とを接合した接合負レンズ、及び、両凹負レンズL35を防振群Gvrとし、この防振群Gvrを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより、光学系OL9の振動等に起因する像位置の変更が補正されるように構成されている。
以下の表33に、光学系OL9の諸元の値を掲げる。
(表33)第9実施例
[全体諸元]
f = 489.69305
FNO= 5.77468
ω = 2.51316
TL = 280.00580

[レンズデータ]
m r d νd nd θgF
物面 ∞ D0
1 154.7170 13.3423 70.32 1.487490 0.5291
2 -373.7948 0.1000
3 108.5916 10.2732 95.23 1.433848 0.5386
4 276.4409 4.3514
5 -648.1452 3.3400 38.03 1.603420 0.5835
6 1153.8182 16.2602
7 93.5593 9.5000 64.13 1.516800 0.5356
8 182.0193 0.2000 33.36 1.527800 0.6291
9* 182.0193 0.3000 49.98 1.557147 0.5688
10 182.0193 7.4326
11 164.0558 3.7389 40.66 1.883000 0.5668
12 50.6798 9.2324 71.34 1.569076 0.5453
13 225.4712 D1
14 472.5163 3.5000 32.18 1.672700 0.5973
15 -320.2508 2.0000 50.27 1.719990 0.5527
16 94.1514 D2
17 0.0000 4.6833 開口絞り
18 -204.5990 1.3000 46.59 1.816000 0.5567
19 48.1309 3.9393 58.82 1.518230 0.5449
20 -53.1763 8.5000
21 55.0000 3.6941 36.40 1.620040 0.5878
22 -61.1341 1.3000 82.57 1.497820 0.5386
23 33.8909 3.0000
24 -88.8675 1.3000 67.90 1.593190 0.5440
25 51.7717 5.0000
26 33.6232 6.8287 40.98 1.581440 0.5763
27 -28.5039 1.5000 82.57 1.497820 0.5386
28 -1208.1355 9.8572
29 -43.7623 2.0000 46.59 1.816000 0.5567
30 33.7661 5.0145 44.46 1.612660 0.5640
31 -112.8242 0.5000
32 64.9271 7.8784 40.98 1.581440 0.5763
33 -25.3083 2.0000 22.74 1.808090 0.6287
34 -105.9897 65.6394
35 0.0000 2.0000 63.88 1.516800 0.5360
36 0.0000 0.0000
像面 ∞

[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 165.3
第2レンズ群 14 -157.8
第3レンズ群 18 -129.9
この光学系OL9において、第9面は回折光学面である。以下の表34に回折光学面データを示す。
(表34)
[回折光学面データ]
m λ0 n C2 C4
9 587.6 1.0 -3.90000E-05 3.40226E-10
また、この光学系OL9において、物体と第1レンズ群G1との軸上空気間隔D0、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D1、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔D2、及び、フィルターFLと像面Iとの軸上空気間隔BFは、合焦に際して変化する。次の表35に、無限遠合焦状態及び近距離合焦状態における可変間隔を示す。
(表35)
[可変間隔データ]
合焦状態 無限遠 近距離
f 489.69305 −
β − -0.18117
D0 ∞ 2720.0000
D1 27.23120 44.04470
D2 33.26880 16.55530
BF 0.00000 0.02760
次の表36に、この光学系OL9における各条件式対応値を示す。なお、条件式(6)及び(11)の特定レンズLpは正メニスカスレンズL12である。
(表36)
[条件式対応値]
(1)θgFp+0.0017×νdp=0.70
(2)ndp=1.43
(3)νdp=95.23
(4)TLpf/TL=0.795
(5)ω=2.513°
(6)fp/f=0.82
(7)f/fpf=0.038
(8)TL/f=0.57
(9)(−f2)/f=0.32
(10)f1/f=0.34
(11)fp/f1=2.44
このように、この光学系OL9は、上記条件式(1)〜(11)を満足している。
この光学系OL9の無限遠合焦状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図18に示す。これらの各収差図より、この光学系OL9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。
1 カメラ(光学機器) OL(OL1〜OL9) 光学系
G1 第1レンズ群 G2第2レンズ群(Gf 合焦群)
G3 第3レンズ群 Gvr 防振群
GD 回折光学素子 Lp 特定レンズ S 開口絞り

Claims (30)

  1. 回折光学素子と、
    少なくとも一つの、結晶性ガラスから形成されたレンズと、を有し、
    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、
    第3レンズ群と、を有し、
    前記第2レンズ群は、光軸に沿って移動させることで合焦を行う合焦群であり、
    前記合焦群は、正レンズ成分を少なくとも一つ有し、
    次式の条件を満足する光学系。
    0.35 < fp/f < 1.50
    但し、
    f:無限遠合焦状態における当該光学系の焦点距離
    fp:前記レンズの焦点距離(前記レンズが複数ある場合は、焦点距離の最も短い前記 レンズの焦点距離)
  2. 回折光学素子と、
    少なくとも一つの、結晶性ガラスから形成されたレンズと、を有し、
    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、
    第3レンズ群と、を有し、
    前記第2レンズ群は、光軸に沿って移動させることで合焦を行う合焦群であり、
    前記合焦群は、正レンズ成分を少なくとも一つ有し、
    次式の条件を満足する光学系。
    0.00 < f/fpf < 0.06
    但し、
    f:無限遠合焦状態における当該光学系の焦点距離
    fpf:前記回折光学素子の回折光学面の焦点距離
  3. 回折光学素子と、
    少なくとも一つの、結晶性ガラスから形成されたレンズと、を有し、
    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、
    第3レンズ群と、を有し、
    前記第2レンズ群は、光軸に沿って移動させることで合焦を行う合焦群であり、
    前記合焦群は、正レンズ成分を少なくとも一つ有し、
    次式の条件を満足する光学系。
    0.15 < (−f2)/f < 0.70
    但し、
    f:無限遠合焦状態における当該光学系の焦点距離
    f2:前記第2レンズ群の焦点距離
  4. 回折光学素子と、
    少なくとも一つの、結晶性ガラスから形成されたレンズと、を有し、
    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、
    第3レンズ群と、を有し、
    前記第2レンズ群は、光軸に沿って移動させることで合焦を行う合焦群であり、
    前記合焦群は、正レンズ成分を少なくとも一つ有し、
    次式の条件を満足する光学系。
    1.00 < fp/f1 < 4.00
    但し、
    fp:前記レンズの焦点距離(前記レンズが複数ある場合は、焦点距離の最も短い前記 レンズの焦点距離)
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
  5. 回折光学素子と、
    少なくとも一つの、結晶性ガラスから形成されたレンズと、を有し、
    前記レンズは、次式の条件を満足し、
    θgFp + 0.0017×νdp < 0.670
    但し、
    θgFp:前記レンズの媒質の部分分散比
    νdp:前記レンズの媒質のd線に対するアッベ数
    さらに、次式の条件を満足する光学系。
    0.50° < ω < 6.00°
    但し、
    ω:無限遠合焦状態における当該光学系の半画角
  6. 回折光学素子と、
    少なくとも一つの、結晶性ガラスから形成されたレンズと、を有し、
    前記レンズは、次式の条件を満足し、
    νdp < 80.0
    但し、
    νdp:前記レンズの媒質のd線に対するアッベ数
    さらに、次式の条件を満足する光学系。
    0.50° < ω < 6.00°
    但し、
    ω:無限遠合焦状態における当該光学系の半画角
  7. 回折光学素子と、
    少なくとも一つの、結晶性ガラスから形成されたレンズと、を有し、
    次式の条件を満足する光学系。
    0.822 ≦ TLpf/TL < 0.95
    但し、
    TL:無限遠合焦状態における当該光学系の全長
    TLpf:無限遠合焦状態における像面から前記回折光学素子の回折光学面までの光軸 上の距離
  8. 前記レンズは、次式の条件を満足する請求項1〜4、6、7のいずれか一項に記載の光学系。
    θgFp + 0.0017×νdp < 0.670
    但し、
    θgFp:前記レンズの媒質の部分分散比
    νdp:前記レンズの媒質のd線に対するアッベ数
  9. 次式の条件を満足する請求項1〜4、7のいずれか一項に記載の光学系。
    νdp < 80.0
    但し、
    νdp:前記レンズの媒質のd線に対するアッベ数
  10. 次式の条件を満足する請求項1〜6のいずれか一項に記載の光学系。
    0.40 < TLpf/TL < 1.00
    但し、
    TL:無限遠合焦状態における当該光学系の全長
    TLpf:無限遠合焦状態における像面から前記回折光学素子の回折光学面までの光軸上の距離
  11. 次式の条件を満足する請求項1〜4、7のいずれか一項に記載の光学系。
    0.50° < ω < 6.00°
    但し、
    ω:無限遠合焦状態における当該光学系の半画角
  12. 次式の条件を満足する請求項2〜7のいずれか一項に記載の光学系。
    0.20 < fp/f < 1.50
    但し、
    f:無限遠合焦状態における当該光学系の焦点距離
    fp:前記レンズの焦点距離(前記レンズが複数ある場合は、焦点距離の最も短い前記レンズの焦点距離)
  13. 次式の条件を満足する請求項1、3〜7のいずれか一項に記載の光学系。
    0.00 < f/fpf < 0.10
    但し、
    f:無限遠合焦状態における当該光学系の焦点距離
    fpf:前記回折光学素子の回折光学面の焦点距離
  14. 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、
    第3レンズ群と、を有し、
    前記第2レンズ群は、光軸に沿って移動させることで合焦を行う合焦群である請求項 〜7のいずれか一項に記載の光学系。
  15. 前記合焦群は、正レンズ成分を少なくとも一つ有する請求項14に記載の光学系。
  16. 次式の条件を満足する請求項1、2、14のいずれか一項に記載の光学系。
    0.15 < (−f2)/f < 0.70
    但し、
    f:無限遠合焦状態における当該光学系の焦点距離
    f2:前記第2レンズ群の焦点距離
  17. 次式の条件を満足する請求項1、2、14のいずれか一項に記載の光学系。
    0.00 < fp/f1 < 4.00
    但し、
    fp:前記レンズの焦点距離(前記レンズが複数ある場合は、焦点距離の最も短い前記レンズの焦点距離)
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
  18. 前記レンズは、次式の条件を満足する請求項1〜4、6、7のいずれか一項に記載の光学系。
    θgFp + 0.0017×νdp < 0.730
    但し、
    θgFp:前記レンズの媒質の部分分散比
    νdp:前記レンズの媒質のd線に対するアッベ数
  19. 次式の条件を満足する請求項1〜5、7のいずれか一項に記載の光学系。
    νdp < 97.0
    但し、
    νdp:前記レンズの媒質のd線に対するアッベ数
  20. 次式の条件を満足する請求項1〜19のいずれか一項に記載の光学系。
    ndp < 1.48
    但し、
    ndp:前記レンズの媒質のd線に対する屈折率
  21. 前記回折光学素子よりも物体側に、少なくとも一つの前記レンズを有する請求項1〜2 0のいずれか一項に記載の光学系。
  22. 前記回折光学素子よりも物体側に少なくとも一つの負レンズを有する請求項1〜21の いずれか一項に記載の光学系。
  23. 次式の条件を満足する請求項1〜22のいずれか一項に記載の光学系。
    0.30 < TL/f < 1.50
    但し、
    TL:無限遠合焦状態における当該光学系の全長
    f:無限遠合焦状態における当該光学系の焦点距離
  24. 前記回折光学素子よりも物体側に、少なくとも二つの前記レンズを有する請求項1〜2 3のいずれか一項に記載の光学系。
  25. 前記レンズは、前記合焦群よりも物体側に配置される請求項1〜4、14〜17のいず れか一項に記載の光学系。
  26. 前記合焦群は、無限遠から近距離物体へ合焦する際に像側へ移動する請求項1〜4、1 4〜17、25のいずれか一項に記載の光学系。
  27. 前記第3レンズ群は、光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動する防振群を有する請求項1〜4、14〜17、25、26のいずれか一項に記載の光学系。
  28. 次式の条件を満足する請求項1〜4、14〜17、25〜27のいずれか一項に記載の光学系。
    0.20 < f1/f < 0.55
    但し、
    f:無限遠合焦状態における当該光学系の焦点距離
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
  29. 前記レンズは、主成分を二酸化ケイ素(SiO2)で構成する結晶材である請求項1〜 28のいずれか一項に記載の光学系。
  30. 請求項1〜29のいずれか一項に記載の光学系を有する光学機器。
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