JP6844653B2 - 変倍光学系、光学装置、及び、変倍光学系の製造方法 - Google Patents

変倍光学系、光学装置、及び、変倍光学系の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6844653B2
JP6844653B2 JP2019088942A JP2019088942A JP6844653B2 JP 6844653 B2 JP6844653 B2 JP 6844653B2 JP 2019088942 A JP2019088942 A JP 2019088942A JP 2019088942 A JP2019088942 A JP 2019088942A JP 6844653 B2 JP6844653 B2 JP 6844653B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens group
focusing
optical system
focusing lens
variable magnification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019088942A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019139251A (ja
Inventor
山本 浩史
浩史 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Publication of JP2019139251A publication Critical patent/JP2019139251A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6844653B2 publication Critical patent/JP6844653B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/20Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having an additional movable lens or lens group for varying the objective focal length
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/145Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only
    • G02B15/1451Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive
    • G02B15/145113Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive arranged +-++-
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/004Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having four lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/009Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras having zoom function
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/163Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/163Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • G02B15/167Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
    • G02B15/173Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +-+
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/005Diaphragms
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/34Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)

Description

本発明は、変倍光学系、光学装置、及び、変倍光学系の製造方法に関する。
従来、写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した変倍光学系が提案されている。例えば、下記特許文献1がある。しかしながら従来の変倍光学系は、変倍による収差変動を抑え、高い光学性能を得るのが困難であるという課題があった。
特開2013−109013号公報
願の第の態様は、
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中間レンズ群と、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群と、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群と、負の屈折力を有する後続レンズ群との実質的に5個のレンズ群からなり、
変倍に際し、前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群と前記中間レンズ群との間隔、前記中間レンズ群と前記第1合焦レンズ群との間隔、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群との間隔、及び前記第2合焦レンズ群と前記後続レンズ群との間隔が変化し、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群はそれぞれ異なる移動軌跡で光軸上を移動し、前記第1合焦レンズ群は像側へ移動し、前記第2合焦レンズ群は物体側へ移動し、
以下の条件式を満足する変倍光学系である。
0.30<fa/fb<0.90
0.35<fa/(−fr)<0.92
ただし、
fa:前記第1合焦レンズ群の焦点距離
fb:前記第2合焦レンズ群の焦点距離
fr:前記後続レンズ群の焦点距
本願の第の態様は、
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中間レンズ群と、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群と、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群と、負の屈折力を有する後続レンズ群との実質的に5個のレンズ群からなり、
変倍に際し、前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群と前記中間レンズ群との間隔、前記中間レンズ群と前記第1合焦レンズ群との間隔、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群との間隔、及び前記第2合焦レンズ群と前記後続レンズ群との間隔が変化し、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群はそれぞれ異なる移動軌跡で光軸上を移動し、前記第1合焦レンズ群は像側へ移動し、前記第2合焦レンズ群は物体側へ移動し、
以下の条件式を満足する変倍光学系である。
0.15<fa/f1<0.65
1.02≦fb/f1<2.50
ただし、
fa:前記第1合焦レンズ群の焦点距離
fb:前記第2合焦レンズ群の焦点距離
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
本願の第の態様は、
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中間レンズ群と、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群と、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群と、負の屈折力を有する後続レンズ群との実質的に5個のレンズ群からなり、
変倍に際し、前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群と前記中間レンズ群との間隔、前記中間レンズ群と前記第1合焦レンズ群との間隔、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群との間隔、及び前記第2合焦レンズ群と前記後続レンズ群との間隔が変化し、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群はそれぞれ異なる移動軌跡で光軸上を移動し、前記第1合焦レンズ群は像側へ移動し、前記第2合焦レンズ群は物体側へ移動し、
以下の条件式を満足する変倍光学系である。
0.15<fa/f1<0.65
0.15<fb/f1<2.50
0.35<fa/(−fr)≦0.65
ただし、
fa:前記第1合焦レンズ群の焦点距離
fb:前記第2合焦レンズ群の焦点距離
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
fr:前記後続レンズ群の焦点距
また本願の第4の態様は、上記第1から第の態様の変倍光学系を備えた光学装置である。
図1は本願の第1実施形態及び第2実施形態に共通の第1実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。 図2A、図2Bは第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図であって、図2Aは無限遠合焦時の諸収差を示し、図2Bは近距離合焦時の諸収差を示す。 図3A、図3Bは第1実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における諸収差図であって、図2Aは無限遠合焦時の諸収差を示し、図2Bは近距離合焦時の諸収差を示す。 図4A、図4Bは第1実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図であって、図4Aは無限遠合焦時の諸収差を示し、図4Bは近距離合焦時の諸収差を示す。 図5は本願の第1実施形態及び第2実施形態に共通の第2実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。 図6A、図6Bは第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図であって、図6Aは無限遠合焦時の諸収差を示し、図6Bは近距離合焦時の諸収差を示す。 図7A、図7Bは第2実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における諸収差図であって、図7Aは無限遠合焦時の諸収差を示し、図7Bは近距離合焦時の諸収差を示す。 図8A、図8Bは第2実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図であって、図8Aは無限遠合焦時の諸収差を示し、図8Bは近距離合焦時の諸収差を示す。 図9は本願の第1実施形態及び第2実施形態に共通の参考例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。 図10A、図10Bは参考例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図であって、図10Aは無限遠合焦時の諸収差を示し、図10Bは近距離合焦時の諸収差を示す。 図11A、図11Bは参考例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における諸収差図であって、図11Aは無限遠合焦時の諸収差を示し、図11Bは近距離合焦時の諸収差を示す。 図12A、図12Bは参考例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図であって、図12Aは無限遠合焦時の諸収差を示し、図12Bは近距離合焦時の諸収差を示す。 図13は本願の第1実施形態及び第2実施形態に共通の第3実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。 図14A、図14Bは第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図であって、図14Aは無限遠合焦時の諸収差を示し、図14Bは近距離合焦時の諸収差を示す。 図15A、図15Bは第3実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における諸収差図であって、図15Aは無限遠合焦時の諸収差を示し、図15Bは近距離合焦時の諸収差を示す。 図16A、図16Bは第3実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図であって、図16Aは無限遠合焦時の諸収差を示し、図16Bは近距離合焦時の諸収差を示す。 図17は本願の第1実施形態及び第2実施形態に共通の第5実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。 図18A、図18Bは第5実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図であって、図18Aは無限遠合焦時の諸収差を示し、図18Bは近距離合焦時の諸収差を示す。 図19A、図19Bは第5実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における諸収差図であって、図19Aは無限遠合焦時の諸収差を示し、図19Bは近距離合焦時の諸収差を示す。 図20A、図20Bは第5実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図であって、図20Aは無限遠合焦時の諸収差を示し、図20Bは近距離合焦時の諸収差を示す。 図21は本願の第1実施例に係る変倍光学系が搭載された一眼レフカメラの断面図を示す。 図22は本願の第1実施形態に係る変倍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。 図23は本願の第2実施形態に係る変倍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、本願の第1実施形態及び第2実施形態に係る変倍光学系、光学装置、及び変倍光学系の製造方法について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、発明の理解を容易にするためのものに過ぎず、本願発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。
(第1実施形態)
本願の第1実施形態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レンズ群と、負の屈折力を有する中間レンズ群と、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群と、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群と、負の屈折力を有する後続レンズ群と、を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群と前記中間レンズ群の間隔、前記中間レンズ群と前記第1合焦レンズ群の間隔、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群の間隔、及び前記第2合焦レンズ群と前記後続レンズ群の間隔が変化する。
この構成により、変倍比を確保しやすくなり、また、変倍による収差変動を良好に補正することができる。なお、本願の上記第1の態様においては、本実施形態のように、前記第1レンズ群と前記第1合焦レンズ群との間に、負の屈折力を有する中間レンズ群を少なくとも1つ有するものとしても良い。また、本願の上記第1の態様においては、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群との少なくとも一方は正の屈折力を有し、前記後続レンズ群は、負の屈折力を有するものとしても良い。また、本願の上記第1の態様においては、前記第1合焦レンズ群に含まれるレンズのうち最も物体側に配置されたレンズは、開口絞りより像側に配置されているものとしても良い。また、本願の上記第1の態様においては、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第1合焦群が像側へ移動し、前記第2合焦群が物体側へ移動するものとしても良い。
また本第1実施形態の変倍光学系は、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群が異なる移動軌跡で光軸上を移動する。
この構成により、合焦による収差変動を良好に補正することができる。
また、本変倍光学系は、前記第1合焦レンズ群の焦点距離をfa、前記第2合焦レンズ群の焦点距離をfbとしたとき、以下の条件式(1−1)を満足する。
(1−1) 0.30<│fa/fb│<0.90
条件式(1−1)は、第1合焦レンズ群の焦点距離と第2合焦レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。条件式(1−1)を満足することにより、合焦による収差変動を良好に補正することができる。
本第1実施形態に係る変倍光学系の条件式(1−1)の対応値が下限値を下回ると、第1合焦レンズ群の屈折力が強くなり、近距離合焦時の球面収差とコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(1−1)の下限値を0.33とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
本第1実施形態に係る変倍光学系の条件式(1−1)の対応値が上限値を上回ると、第2合焦レンズ群の屈折力が強くなり、近距離合焦時の球面収差とコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(1ー1)の上限値を0.85とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
以上の構成により、変倍による収差変動を抑え、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。
また、本変倍光学系は、前記中間レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向成分を含むように移動することが望ましい。
この構成により、防振時の光学性能変化の低減と防振ユニットの小型化を図ることができる。
また、本変倍光学系は、前記第1合焦レンズ群の焦点距離をfa、前記第1レンズ群の焦点距離をf1としたとき、以下の条件式(1−2)を満足することが望ましい。
(1−2) 0.15<│fa│/f1<0.65
条件式(1−2)は、第1合焦レンズ群の焦点距離と第1レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。条件式(1−2)を満足することにより、球面収差と像面湾曲を良好に補正することができる。
本第1実施形態に係る変倍光学系の条件式(1−2)の対応値が下限値を下回ると、第1合焦レンズ群の屈折力が強くなり、球面収差とコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(1−2)の下限値を0.23とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
本第1実施形態に係る変倍光学系の条件式(1−2)の対応値が上限値を上回ると、第1レンズ群の屈折力が強くなり、球面収差と像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(1−2)の上限値を0.55とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
また、本変倍光学系は、前記第1合焦レンズ群の焦点距離をfa、前記後続レンズ群の焦点距離をfrとしたとき、以下の条件式(1−3)を満足することが望ましい。
(1−3) 0.20<│fa│/(−fr)<1.00
条件式(1−3)は、第1合焦レンズ群の焦点距離と後続レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。条件式(1−3)を満足することにより、球面収差と像面湾曲を良好に補正することができる。
本第1実施形態に係る変倍光学系の条件式(1−3)の対応値が下限値を下回ると、第1合焦レンズ群の屈折力が強くなり、球面収差とコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(1−3)の下限値を0.35とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
本第1実施形態に係る変倍光学系の条件式(1−3)の対応値が上限値を上回ると、後続レンズ群の屈折力が強くなり、球面収差と像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(1−3)の上限値を0.92とすると、本実施形態の効果を確実なものとすることができる。
また、本変倍光学系は、前記第1合焦レンズ群が、2枚の正レンズと、1枚の負レンズからなることが望ましい。
この構成により、合焦時の光学性能変化の低減とフォーカシングユニットの小型化を図ることができる。
また、本変倍光学系は、望遠端状態において無限遠物体から近距離物体へ合焦するに際し前記第1合焦レンズ群が移動する距離をXatとし、前記第1合焦レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第1合焦レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をD3aとしたとき、以下の条件式(1−4)を満足することが望ましい。
(1−4) 0.50 <Xat/D3a < 3.00
条件式(1−4)は、望遠端における第1合焦レンズ群のフォーカス繰り出し量と第1合焦レンズ群の総厚の比を規定するものである。条件式(1−4)を満足することにより、近距離合焦時の高い光学性能と鏡筒の小型化を両立することができる。
本第1実施形態に係る変倍光学系の条件式(1−4)の対応値が下限値を下回ると、第1合焦レンズ群のフォーカス繰出し量が小さくなる。したがって、所望の近距離に合焦するには第1合焦レンズ群の屈折力を強めなければならず、これにより球面収差と像面湾曲の補正が困難となるため、好ましくない。なお、条件式(1−4)の下限値を0.70とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
本第1実施形態に係る変倍光学系の条件式(1−4)の対応値が上限値を上回ると、第1合焦レンズ群のフォーカス繰出し量が大きくなり、鏡筒の大型化につながるため好ましくない。なお、条件式(4)の上限値を2.20とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
また本実施形態の光学装置は、上述した構成の変倍光学系を備えている。これにより、変倍による収差変動を抑え、高い光学性能を有する光学装置を実現することができる。
本第1実施形態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中間レンズ群と、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群と、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群と、負の屈折力を有する後続レンズ群と、を有する変倍光学系の製造方法であって、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群と前記中間レンズ群の間隔、前記中間レンズ群と前記第1合焦レンズ群の間隔、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群の間隔、及び前記第2合焦レンズ群と前記後続レンズ群の間隔が変化するようにし、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群が異なる移動軌跡で光軸上を移動するようにし、
以下の条件式(1−1)を満足するようにする。
(1−1) 0.30<│fa/fb│<0.90
但し、
fa: 前記第1合焦レンズ群の焦点距離
fb: 前記第2合焦レンズ群の焦点距離
この製造方法により、収差変動を抑え、高い光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。
(第2実施形態)
本願の第2実施形態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レンズ群と、負の屈折力を有する中間レンズ群と、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群と、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群と、負の屈折力を有する後続レンズ群と、を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群と前記中間レンズ群の間隔、前記中間レンズ群と前記第1合焦レンズ群の間隔、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群の間隔、及び前記第2合焦レンズ群と前記後続レンズ群の間隔が変化する。
この構成により、変倍比を確保しやすくなり、また、変倍による収差変動を良好に補正することができる。なお、本願の上記第2の態様においては、本実施形態のように、前記第1レンズ群と前記第1合焦レンズ群との間に、負の屈折力を有する中間レンズ群を少なくとも1つ有するものとしても良い。また、本願の上記第2の態様においては、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群との少なくとも一方は正の屈折力を有し、前記後続レンズ群は、負の屈折力を有するものとしても良い。また、本願の上記第2の態様においては、前記第1合焦レンズ群に含まれるレンズのうち最も物体側に配置されたレンズは、開口絞りより像側に配置されているものとしても良い。また、本願の上記第2の態様においては、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第1合焦群が像側へ移動し、前記第2合焦群が物体側へ移動するものとしても良い。
また本第2実施形態の変倍光学系は、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群が異なる移動軌跡で光軸上を移動する。
この構成により、合焦による収差変動を良好に補正することができる。
また本変倍光学系は、前記第1合焦レンズ群の焦点距離をfa、前記第1レンズ群の焦点距離をf1としたとき、以下の条件式(2−1)を満足する。
(2−1) 0.15<│fa│/f1<0.65
条件式(2−1)は、第1合焦レンズ群の焦点距離と第1レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。条件式(2−1)を満足することにより、球面収差と像面湾曲を良好に補正することができる。
本第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(2−1)の対応値が下限値を下回ると、第1合焦レンズ群の屈折力が強くなり、球面収差とコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(2−1)の下限値を0.23とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
本第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(2−1)の対応値が上限値を上回ると、第1レンズ群の屈折力が強くなり、球面収差と像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(2−1)の上限値を0.55とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
また本変倍光学系は、前記第2合焦レンズ群の焦点距離をfb、前記第1レンズ群の焦点距離をf1としたとき、以下の条件式(2−2)を満足する。
(2−2) 0.15<│fb│/f1<2.50
条件式(2−2)は、第2合焦レンズ群の焦点距離と第1レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。条件式(2−2)を満足することにより、球面収差とコマ収差と像面湾曲を良好に補正することができる。
本第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(2−2)の対応値が下限値を下回ると、第2合焦レンズ群の屈折力が強くなり、球面収差とコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(2−2)の下限値を0.30とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
本第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(2−2)の対応値が上限値を上回ると、第1レンズ群の屈折力が強くなり、球面収差と像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(2−2)の上限値を1.80とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
以上の構成により、変倍による収差変動を抑え、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。
また、本変倍光学系は、前記中間レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向成分を含むように移動することが望ましい。
この構成により、防振時の光学性能変化の低減と防振ユニットの小型化を図ることができる。
また、本変倍光学系は、前記第1合焦レンズ群の焦点距離をfa、前記第2合焦レンズ群の焦点距離をfbとしたとき、以下の条件式(2−3)を満足することが好ましい。
(2−3) 0.30<│fa/fb│<0.90
条件式(2−3)は、第1合焦レンズ群の焦点距離と第2合焦レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。条件式(2−3)を満足することにより、合焦による収差変動を良好に補正することができる。
本第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(2−3)の対応値が下限値を下回ると、第1合焦レンズ群の屈折力が強くなり、近距離合焦時の球面収差とコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(2−3)の下限値を0.33とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
本第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(2−3)の対応値が上限値を上回ると、第2合焦レンズ群の屈折力が強くなり、近距離合焦時の球面収差とコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(2−3)の上限値を0.85とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
また、本変倍光学系は、前記第1合焦レンズ群の焦点距離をfa、前記後続レンズ群の焦点距離をfrとしたとき、以下の条件式(2−4)を満足することが望ましい。
(2−4) 0.20<│fa│/(−fr)<1.00
条件式(2−4)は、第1合焦レンズ群の焦点距離と後続レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。条件式(2−4)を満足することにより、球面収差と像面湾曲を良好に補正することができる。
本第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(2−4)の対応値が下限値を下回ると、第1合焦レンズ群の屈折力が強くなり、球面収差とコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(2−4)の下限値を0.35とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
本第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(2−4)の対応値が上限値を上回ると、後続レンズ群の屈折力が強くなり、球面収差と像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(2−4)の上限値を0.92とすると、本実施形態の効果を確実なものとすることができる。
また、本変倍光学系は、前記第1合焦レンズ群が、2枚の正レンズと、1枚の負レンズからなることが望ましい。
この構成により、合焦時の光学性能変化の低減とフォーカシングユニットの小型化を図ることができる。
また、本変倍光学系は、望遠端状態において無限遠物体から近距離物体へ合焦するに際し前記第1合焦レンズ群が移動する距離をXatとし、前記第1合焦レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第1合焦レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をD3aとしたとき、以下の条件式(2−5)を満足することが望ましい。
(2−5) 0.50 <Xat/D3a < 3.00
条件式(2−5)は、望遠端における第1合焦レンズ群のフォーカス繰り出し量と第1合焦レンズ群の総厚の比を規定するものである。条件式(2−5)を満足することにより、近距離合焦時の高い光学性能と鏡筒の小型化を両立することができる。
本第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(2−5)の対応値が下限値を下回ると、第1合焦レンズ群のフォーカス繰出し量が小さくなる。したがって、所望の近距離に合焦するには第1合焦レンズ群の屈折力を強めなければならず、これにより球面収差と像面湾曲の補正が困難となるため、好ましくない。なお、条件式(2−5)の下限値を0.70とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
本第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(2−5)の対応値が上限値を上回ると、第1合焦レンズ群のフォーカス繰出し量が大きくなり、鏡筒の大型化につながるため好ましくない。なお、条件式(2−5)の上限値を2.20とすると、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
また本実施形態の光学装置は、上述した構成の変倍光学系を備えている。これにより、変倍による収差変動を抑え、高い光学性能を有する光学装置を実現することができる。
本実施形態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中間レンズ群と、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群と、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群と、負の屈折力を有する後続レンズ群と、を有する変倍光学系の製造方法であって、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群と前記中間レンズ群の間隔、前記中間レンズ群と前記第1合焦レンズ群の間隔、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群の間隔、及び前記第2合焦レンズ群と前記後続レンズ群の間隔が変化するようにし、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群が異なる移動軌跡で光軸上を移動するようにし、
以下の条件式(2−1)、(2−2)を満足するようにする。
(2−1) 0.15<│fa│/f1<0.65
(2−2) 0.15<│fb│/f1<2.50
但し、
fa: 前記第1合焦レンズ群の焦点距離
fb: 前記第2合焦レンズ群の焦点距離
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
この製造方法により、収差変動を抑え、高い光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。
以下、本願の数値実施例に係る変倍光学系を添付図面に基づいて説明する。下記第1実施例及び実施例は、上記第1実施形態及び第2実施形態に共通する実施例である。なお、第2実施例及び第5実施例は参考例である。
(第1実施例)
図1は、本願の第1実施形態及び第2実施形態に共通する第1実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。
本第1実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、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中間レンズ群Gmと、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群Gaと、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群Gbと、負の屈折力を有する後続レンズ群Grとから構成されている。
第1レンズ群G1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L11と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12と、両凸形状の正レンズL13とからなる。
中間レンズ群Gm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正メニスカスレンズL24と両凹形状の負レンズL25との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL26とからなる。
第1合焦レンズ群Gaは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32と両凸形状の正レンズL33との接合レンズとからなる。
第2合焦レンズ群Gbは、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL41と、両凸形状の正レンズL42と、両凸形状の正レンズL43とからなる。
後続レンズ群Gr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L51と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL52との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL53とからなる。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1と中間レンズ群Gmの間隔、中間レンズ群Gmと第1合焦レンズ群Gaの間隔、第1合焦レンズ群Gaと第2合焦レンズ群Gbの間隔、及び第2合焦レンズ群Gbと後続レンズ群Grの間隔を変化させながら物体側へ移動することにより、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う。
開口絞りSは、中間レンズ群Gmと第1合焦レンズ群Gaとの間に配置されており、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第1合焦レンズ群Gaとともに物体側に移動する。
本実施例に係る変倍光学系は、第1合焦レンズ群Gaが像側へ移動するとともに第2合焦レンズ群Gbが物体側へ移動することにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、中間レンズ群Gm中の負レンズL22を防振レンズとして光軸と直交する方向成分を含むように移動させることにより防振を行う。
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ブレ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量比)がKのレンズで角度θの回転ブレを補正するためには、ブレ補正用の防振レンズを(f・tanθ/K)だけ光軸と直交方向に移動させればよい。本実施例においては、広角端状態における防振係数は−0.997であり、0.20°の回転ブレを補正するための防振レンズの移動量は−0.289である。また、望遠端状態における防振係数は−1.627であり、0.10°の回転ブレを補正するための防振レンズの移動量は−0.197である。
以下の表1に本第1実施例に係る変倍光学系の諸元値を示す。
[面データ]において、「m」は光軸に沿って物体側から数えたレンズ面の順番を、「r」は曲率半径を、「d」は間隔、つまり、第n面(nは整数)と第n+1面の間隔を、「nd」はd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率を、「νd」はd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数を示している。また、「OP」は物体面を、「dn」は第n面と第n+1面の可変の面間隔を、「BF」はバックフォーカスを、「I」は像面を示している。なお、曲率半径「r」において「∞」は平面を示し、空気の屈折率nd=1.000000の記載は省略している。
[各種データ]において、「f」は焦点距離を、「FNO」はFナンバーを、「ω」は半画角(単位は「°」)を、「Y」は最大像高を、「TL」は光学系全長(レンズ面の第1面から像面Iまでの光軸上の距離)を、「Bf」はバックフォーカスを示している。
[可変間隔データ]において、「dn」は第n面(nは整数)と第n+1面の可変の面間隔を、「W」は広角端を、「M」は中間焦点距離を、「T」は望遠端を示している。なお、「d0」は物体面から第1面までの光軸上の距離を示している。
[レンズ群データ]には、各レンズ群の始面と焦点距離を示している。[レンズ群データ]において、「G1」は第1レンズ群G1を、「Gm」は中間レンズ群Gmを、「Ga」は、第1合焦レンズ群Gaを、「Gb」は第2レンズ群Gbを、「Gr」は後続レンズ群Grを示している。また、「ST」は始面を、「f」は焦点距離を示している。
[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している。
表1に掲載されている焦点距離fや曲率半径r、及びその他長さの単位は一般に「mm」が使われる。しかしながら光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
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。
(表1)
[面データ]
m r d nd νd
OP ∞ ∞
1 71.463 2.500 1.84666 23.80
2 53.640 0.170
3 54.383 7.488 1.49782 82.57
4 351.083 0.100
5 103.602 4.963 1.48749 70.31
6 -1689.645 d6

7 77.466 1.000 1.69680 55.52
8 31.428 8.906
9 -60.298 1.000 1.45600 91.36
10 86.778 20.900
11 45.641 4.728 1.84666 23.80
12 -174.683 8.745
13 -70.155 5.440 1.45600 91.36
14 -54.126 1.000 1.78472 25.64
15 243.505 2.485
16 -38.089 1.000 1.90200 25.26
17 -88.608 d17

18 ∞ 1.000 開口絞りS
19 64.422 5.197 1.49782 82.57
20 -60.192 0.100
21 92.117 1.646 1.95000 29.37
22 26.483 7.056 1.62004 36.40
23 -125.542 d23

24 -34.179 1.544 1.68893 31.16
25 -104.367 0.155
26 60.179 4.668 1.49782 82.57
27 -70.045 8.001
28 407.807 2.142 2.00069 25.46
29 -276.079 d29

30 62.597 2.000 1.85026 32.35
31 17.984 7.208 1.78472 25.64
32 170.439 3.275
33 -35.863 1.500 1.90366 31.27
34 -148.251 Bf
I ∞

[各種データ]
f = 82.58 〜 183.47
FNO = 4.55 〜 5.89
ω = 14.57 〜 6.55
Y = 21.60
TL = 217.28 〜 256.77
Bf = 38.44 〜 57.18

[可変間隔データ]
無限遠 近距離(撮影距離0.35m)
W M T W M T
d0 ∞ ∞ ∞ 132.71 110.99 93.22
d6 1.000 13.780 26.565 1.000 13.780 26.565
d17 12.633 7.000 1.000 21.001 19.075 18.752
d23 25.494 33.000 43.644 8.339 8.245 7.252
d29 23.789 18.500 12.460 32.576 31.179 31.100

[レンズ群データ]
ST f
G1 1 114.355
Gm 7 -29.383
Ga 19 54.486
Gb 24 117.158
Gr 30 -83.536

[条件式対応値]
(1−1)│fa/fb│ = 0.47
(1−2)│fa│/f1 = 0.48
(1−3)│fa│/(−fr)= 0.65
(1−4)Xat/D3a = 1.27
(2−1)│fa│/f1 = 0.48
(2−2)│fb│/f1 = 1.02
(2−3)│fa/fb│ = 0.47
(2−4)│fa│/(−fr)= 0.65
(2−5)Xat/D3a = 1.27
図2Aは、本第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差を示し、図2Bは、本第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態における近距離合焦時の諸収差を示す。図3Aは本第1実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の諸収差を示し、図3Bは本第1実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における近距離合焦時の諸収差を示す。図4Aは、本第1実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差を示し、図4Bは本第1実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における近距離合焦時の諸収差を示す。
図2Aないし図4Bの収差図において、「FNO」はFナンバー、「NA」は開口数、「Y」は像高をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するFナンバーまたは開口数の値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。「d」はd線(波長λ=587.6nm)、「g」はg線(波長λ=435.8nm)をそれぞれ示す。非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。なお、以下に示す各実施例の収差図においても、本第1実施例と同様の符号を用いる。
上記収差図より、本第1実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって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5は、本願の第1実施形態及び第2実施形態に共通する第2実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。
本第2実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、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中間レンズ群Gmと、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群Gaと、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群Gbと、負の屈折力を有する後続レンズ群Grとから構成されている。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に、両凸形状の正レンズL11と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL12との接合レンズからなる。
中間レンズ群Gmは、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成されている。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、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL22と、両凹レンズL23とからなる。第3レンズ群G3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L31と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL32と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL33との接合レンズとからなる。
第1合焦レンズ群Gaは、光軸に沿って物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42と両凸形状の正レンズL43との接合レンズとからなる。
第2合焦レンズ群Gbは、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL51と、両凸形状の正レンズL52とからなる。
後続レンズ群Grは、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL61と、両凸形状の正レンズL62と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL63とからなる。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔、第3レンズ群G3と第1合焦レンズ群Gaの間隔、第1合焦レンズ群Gaと第2合焦レンズ群Gbの間隔、及び第2合焦レンズ群Gbと後続レンズ群Grの間隔を変化させながら光軸に沿って移動することにより、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う。このとき、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3、第1合焦レンズ群Ga、第2合焦レンズ群Gb、及び後続レンズ群Grは物体側へ移動し、第2レンズ群G2は像側へ移動する。
開口絞りSは、第3レンズ群G3と第1合焦レンズ群Gaとの間に配置されており、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第1合焦レンズ群Gaとともに像側へ移動する。
本実施例に係る変倍光学系は、第1合焦レンズ群Gaが像側に移動するとともに第2合焦レンズ群Gbが物体側へ移動することにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、第2レンズ群G2中の負レンズL23が防振レンズとして光軸と直交する方向成分を含むように移動することにより防振を行う。
本実施例においては、広角端状態における防振係数は−0.859であり、0.20°の回転ブレを補正するための防振レンズの移動量は−0.325である。また、望遠端状態における防振係数は−1.463であり、0.10°の回転ブレを補正するための防振レンズの移動量は−0.227である。
以下の表2に本第2実施例に係る変倍光学系の諸元値を示す。
(表2)
[面データ]
m r d nd νd
OP ∞ ∞
1 132.379 5.582 1.59319 67.90
2 -141.786 1.000 1.95000 29.37
3 -289.688 d3

4 260.411 1.000 1.60300 65.44
5 49.251 4.145
6 -183.001 2.112 1.84666 23.80
7 -78.823 5.929
8 -76.924 1.000 1.49782 82.57
9 114.526 d9

10 39.151 2.066 1.75520 27.57
11 61.977 4.738
12 -33.490 3.682 1.90200 25.26
13 -20.411 1.000 1.79504 28.69
14 -96.289 d14

15 ∞ 1.000 開口絞りS
16 109.097 3.528 1.78590 44.17
17 -101.454 0.694
18 120.761 1.000 1.83400 37.18
19 30.639 6.308 1.49782 82.57
20 -110.561 d20

21 -39.642 1.000 1.74077 27.74
22 -60.559 0.100
23 49.953 7.784 1.59319 67.90
24 -136.144 d24

25 135.022 1.000 1.72000 43.61
26 45.084 8.560
27 151.175 1.873 1.84666 23.80
28 -835.270 38.079
29 -29.388 1.000 1.45600 91.36
30 -45.581 Bf
I ∞

[各種データ]
f = 79.99 〜 190.07
FNO = 4.77 〜 5.69
ω = 15.02 〜 6.37
Y = 21.60
TL = 219.89 〜 254.22
Bf = 38.99 〜 56.78

[可変間隔データ]
無限遠 近距離(撮影距離0.37m)
W M T W M T
d0 ∞ ∞ ∞ 150.10 134.34 115.77
d3 1.000 21.543 50.873 1.000 21.543 50.873
d9 30.888 14.465 1.000 30.888 14.465 1.000
d14 11.661 6.331 1.000 20.377 19.123 20.878
d20 32.160 35.130 38.773 16.298 11.848 2.594
d24 1.000 1.158 1.605 8.146 11.647 17.905

[レンズ群データ]
ST f
G1 1 191.259
G2 4 -66.454
G3 10 -210.475
Ga 16 66.080
Gb 21 100.274
Gr 25 -100.315

ST f
広角端 望遠端
Gm 4 -42.939 -47.277

[条件式対応値]
(1−1)│fa/fb│ = 0.66
(1−2)│fa│/f1 = 0.35
(1−3)│fa│/(−fr)= 0.66
(1−4)Xat/D3a = 1.72
(2−1)│fa│/f1 = 0.35
(2−2)│fb│/f1 = 0.52
(2−3)│fa/fb│ = 0.66
(2−4)│fa│/(−fr)= 0.66
(2−5)Xat/D3a = 1.72
図6Aは、本第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差を示し、図6Bは、本第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態における近距離合焦時の諸収差を示す。図7Aは本第2実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の諸収差を示し、図7Bは本第2実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における近距離合焦時の諸収差を示す。図8Aは、本第2実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差を示し、図8Bは本第2実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における近距離合焦時の諸収差を示す。
上記収差図より、本第2実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって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。
(参考例)
図9は、本願の第1実施形態及び第2実施形態に共通する参考例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。
本参考例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、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中間レンズ群Gmと、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群Gaと、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群Gbと、負の屈折力を有する後続レンズ群Grとから構成されている。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に、両凸形状の正レンズL11と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL12との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13とからなる。
中間レンズ群Gmは、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成されている。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、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23との接合レンズとからなる。第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と、開口絞りSと、両凹形状の負レンズL32と、両凸形状の正レンズL33とからなる。
第1合焦レンズ群Gaは、光軸に沿って物体側から順に、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、両凸形状の正レンズL43とからなる。
第2合焦レンズ群Gbは、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL51と、両凸形状の正レンズL52と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL53との接合レンズとからなる。
後続レンズ群Grは、光軸に沿って物体側から順に、両凹形状の負レンズL61と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL62と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL63とからなる。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔、第3レンズ群G3と第1合焦レンズ群Gaの間隔、第1合焦レンズ群Gaと第2合焦レンズ群Gbの間隔、及び第2合焦レンズ群Gbと後続レンズ群Grの間隔が、互いの間隔を変化させながら光軸に沿って移動することにより、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う。このとき、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3、第1合焦レンズ群Ga、第2合焦レンズ群Gb、及び後続レンズ群Grは物体側へ移動し、第2レンズ群G2は像側へ移動する。
本実施例に係る変倍光学系は、第1合焦レンズ群Gaと第2合焦レンズ群Gbが物体側へ移動することにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、第3レンズ群G3中の正レンズL31が防振レンズとして光軸と直交する方向成分を含むように移動することにより防振を行う。
本実施例においては、広角端状態における防振係数は0.800であり、0.20°の回転ブレを補正するための防振レンズの移動量は0.349である。また、望遠端状態における防振係数は0.926であり、0.10°の回転ブレを補正するための防振レンズの移動量は0.319である。
以下の表3に本参考例に係る変倍光学系の諸元値を示す。
(表3)
[面データ]
m r d nd νd
OP ∞ ∞
1 243.908 6.260 1.75500 52.34
2 -211.556 1.000 1.79504 28.69
3 718.913 0.100
4 111.535 4.424 1.49782 82.57
5 2560.718 d5

6 674.846 1.000 1.80400 46.60
7 39.092 3.227
8 60.000 2.000 1.67270 32.19
9 29.083 5.961 1.90200 25.26
10 64.760 d10

11 268.628 2.952 1.72916 54.61
12 -134.879 27.783
13 ∞ 2.569 開口絞りS
14 -34.187 7.220 1.61266 44.46
15 56.785 1.572
16 120.185 3.590 1.51742 52.20
17 -35.826 d17

18 103.298 1.378 1.80400 46.60
19 211.385 0.100
20 39.995 6.407 1.85026 32.35
21 35.723 1.719
22 218.536 3.153 1.57957 53.74
23 -37.405 d23

24 -35.120 1.000 1.90200 25.26
25 -69.299 0.100
26 60.453 4.946 1.49782 82.57
27 -48.385 8.437 1.80518 25.45
28 -44.915 d28

29 -139.300 1.261 1.77250 49.62
30 32.746 5.296
31 -64.074 2.623 1.84666 23.80
32 -46.215 13.092
33 37.231 2.934 1.66755 41.87
34 46.426 Bf
I ∞

[各種データ]
f = 80.00 〜 169.21
FNO = 4.61 〜 5.79
ω = 14.97 〜 7.06
Y = 21.60
TL = 226.25 〜 266.25
Bf = 44.99 〜 63.22

[可変間隔データ]
無限遠 近距離(撮影距離0.40m)
W M T W M T
d0 ∞ ∞ ∞ 173.74 154.77 133.74
d5 2.000 27.541 51.021 2.000 27.541 51.021
d10 36.135 20.567 4.999 36.135 20.567 4.999
d17 5.647 8.734 14.319 1.619 1.725 1.857
d23 5.197 6.886 8.574 1.692 1.629 1.097
d28 10.165 7.000 2.000 17.699 19.265 21.939

[レンズ群データ]
ST f
G1 1 165.727
G2 6 -72.017
G3 11 636.254
Ga 18 50.747
Gb 24 115.444
Gr 29 -60.028

ST f
広角端 望遠端
Gm 6 -75.463 -71.782

[条件式対応値]
(1−1)│fa/fb│ = 0.44
(1−2)│fa│/f1 = 0.31
(1−3)│fa│/(−fr)= 0.85
(1−4)Xat/D3a = 0.98
(2−1)│fa│/f1 = 0.31
(2−2)│fb│/f1 = 0.70
(2−3)│fa/fb│ = 0.44
(2−4)│fa│/(−fr)= 0.85
(2−5)Xat/D3a = 0.98
図10Aは、本参考例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差を示し、図10Bは、本参考例に係る変倍光学系の広角端状態における近距離合焦時の諸収差を示す。図11Aは本参考例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の諸収差を示し、図11Bは本参考例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における近距離合焦時の諸収差を示す。図12Aは、本参考例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差を示し、図12Bは本参考例に係る変倍光学系の望遠端状態における近距離合焦時の諸収差を示す。
上記収差図より、本参考例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって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13は、本願の第1実施形態及び第2実施形態に共通する第3実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。
本第3実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、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中間レンズ群Gmと、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群Gaと、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群Gbと、負の屈折力を有する後続レンズ群Grとから構成されている。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12と、両凸形状の正レンズL13とから構成されている。
中間レンズ群Gmは、光軸に沿って物体側から順に、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正メニスカスレンズL24と両凹形状の負レンズL25との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL26とからなる。
第1合焦レンズ群Gaは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL32と両凸形状の正レンズL33との接合レンズとからなる。
第2合焦レンズ群Gbは、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL41と、両凸形状の正レンズL42と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL43とからなる。
後続レンズGr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L51と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL52と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL53とからなる。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1と中間レンズ群Gmの間隔、中間レンズ群Gmと第1合焦レンズ群Gaの間隔、第1合焦レンズ群Gaと第2合焦レンズ群Gbの間隔、及び第2合焦レンズ群Gbと後続レンズ群Grの間隔を変化させながら光軸に沿って物体側へ移動することにより、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、第1合焦レンズ群Gaが像側へ移動するとともに第2合焦レンズ群Gbが物体側へ移動することにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、中間レンズ群Gm中の負レンズL22が防振レンズとして光軸と直交する方向成分を含むように移動することにより防振を行う。
本実施例においては、広角端状態における防振係数は−1.000であり、0.20°の回転ブレを補正するための防振レンズの移動量は−0.279である。また、望遠端状態における防振係数は−1.620であり、0.10°の回転ブレを補正するための防振レンズの移動量は−0.191である。
以下の表4に本第3実施例に係る変倍光学系の諸元値を示す。
(表4)
[面データ]
m r d nd νd
OP ∞ ∞
1 67.047 1.809 1.84666 23.80
2 51.276 0.197
3 52.188 7.381 1.49782 82.57
4 256.459 0.100
5 105.571 5.077 1.48749 70.31
6 -828.866 d6

7 86.600 1.000 1.69680 55.52
8 29.932 9.019
9 -51.861 1.000 1.45600 91.36
10 104.632 15.308
11 46.766 4.902 1.84666 23.80
12 -113.685 5.507
13 -70.862 7.420 1.45600 91.36
14 -52.828 1.000 1.79504 28.69
15 329.341 2.504
16 -34.709 1.000 1.90200 25.26
17 -86.976 d17

18 ∞ 1.000 開口絞りS
19 137.080 4.554 1.49782 82.57
20 -47.877 1.999
21 67.075 3.927 1.95000 29.37
22 27.764 6.518 1.63930 44.83
23 -137.693 d23

24 -35.058 1.000 1.68893 31.16
25 -79.902 0.100
26 54.365 4.553 1.49782 82.57
27 -247.547 8.100
28 -106.325 2.409 1.90265 35.72
29 -58.138 d29

30 97.294 2.000 1.85026 32.35
31 18.103 8.420 1.78472 25.64
32 1118.256 3.259
33 -34.479 2.000 1.90366 31.27
34 -96.844 Bf
I ∞

[各種データ]
f = 79.99 〜 177.00
FNO = 4.53 〜 5.83
ω = 14.99 〜 6.75
Y = 21.60
TL = 196.26 〜 247.37
Bf = 39.00 〜 57.44

[可変間隔データ]
無限遠 近距離(撮影距離0.33m)
W M T W M T
d0 ∞ ∞ ∞ 122.62 104.02 82.62
d6 2.000 13.570 27.236 2.000 13.570 27.236
d17 11.236 6.984 1.000 19.842 18.210 17.476
d23 24.332 30.545 41.997 7.120 6.970 6.572
d29 17.732 13.430 6.624 26.338 25.778 25.572

[レンズ群データ]
ST f
G1 1 112.820
Gm 7 -27.033
Ga 19 47.001
Gb 24 129.999
Gr 30 -87.823

[条件式対応値]
(1−1)│fa/fb│ = 0.36
(1−2)│fa│/f1 = 0.42
(1−3)│fa│/(−fr)= 0.54
(1−4)Xat/D3a = 0.97
(2−1)│fa│/f1 = 0.42
(2−2)│fb│/f1 = 1.15
(2−3)│fa/fb│ = 0.36
(2−4)│fa│/(−fr)= 0.54
(2−5)Xat/D3a = 0.97
図14Aは、本第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差を示し、図14Bは、本第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態における近距離合焦時の諸収差を示す。図15Aは本第3実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の諸収差を示し、図15Bは本第3実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における近距離合焦時の諸収差を示す。図16Aは、本第3実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差を示し、図16Bは本第3実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における近距離合焦時の諸収差を示す。
上記収差図より、本第3実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって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17は、本願の第1実施形態及び第2実施形態に共通する第5実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。
本第5実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、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中間レンズ群Gmと、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群Gaと、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群Gbと、負の屈折力を有する後続レンズ群Grとから構成されている。
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に、両凸形状の正レンズL11と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL12との接合レンズからなる。
中間レンズ群Gmは、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成されている。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、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL22と、両凹形状の負レンズL23とからなる。第3レンズ群G3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L31と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL32と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL33との接合レンズとからなる。
第1合焦レンズ群Gaは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42と両凸形状の正レンズL43との接合レンズとからなる。
第2合焦レンズ群Gbは、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL51と、両凸形状の正レンズL52とからなる。
後続レンズ群Gr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L61と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL62と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL63とからなる。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間隔、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間隔、第3レンズ群G3と第1合焦レンズ群Gaの間隔、第1合焦レンズ群Gaと第2合焦レンズ群Gbの間隔、及び第2合焦レンズ群Gbと後続レンズ群Grの間隔が、互いの間隔を変化させるように光軸に沿って移動することにより、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う。このとき、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3、第1合焦レンズ群Ga、第2合焦レンズ群Gb、及び後続レンズ群Grは物体側へ移動し、第2レンズ群G2は像側へ移動する。
本実施例に係る変倍光学系は、第1合焦レンズ群Gaが像側へ移動するとともに第2合焦レンズ群Gbが物体側へ移動することにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、第2レンズ群G2中の負レンズL23が防振レンズとして光軸と直交する方向成分を含むように移動することにより防振を行う。
本実施例においては、広角端状態における防振係数は−0.861であり、0.20°の回転ブレを補正するための防振レンズの移動量は−0.324である。また、望遠端状態における防振係数は−1.446であり、0.10°の回転ブレを補正するための防振レンズの移動量は−0.232である。
以下の表5に本第5実施例に係る変倍光学系の諸元値を示す。
(表5)
[面データ]
m r d nd νd
OP ∞ ∞
1 143.937 6.708 1.59319 67.90
2 -137.270 1.000 1.95000 29.37
3 -264.285 d3

4 239.979 1.000 1.60300 65.44
5 50.245 4.246
6 -107.498 2.354 1.84666 23.80
7 -65.315 3.811
8 -76.469 1.000 1.49782 82.57
9 117.781 d9

10 42.193 2.805 1.75520 27.57
11 82.774 4.486
12 -33.017 4.297 1.90200 25.26
13 -20.221 1.000 1.79504 28.69
14 -89.946 d14

15 ∞ 1.000 開口絞りS
16 174.374 3.800 1.78590 44.17
17 -83.187 0.100
18 122.688 1.000 1.83400 37.18
19 31.155 6.647 1.49782 82.57
20 -109.319 d20

21 -35.609 1.199 1.74077 27.74
22 -49.798 0.100
23 52.926 7.000 1.59319 67.90
24 -96.479 d24

25 210.716 1.500 1.72000 43.61
26 47.500 18.107
27 -105.559 2.401 1.84666 23.80
28 -60.905 22.750
29 -27.590 1.499 1.45600 91.36
30 -43.138 Bf
I ∞

[各種データ]
f = 80.00 〜 192.00
FNO = 4.10 〜 5.87
ω = 14.93 〜 6.23
Y = 21.60
TL = 219.90 〜 259.90
Bf = 39.00 〜 55.04

[可変間隔データ]
無限遠 近距離(撮影距離0.35m)
W M T W M T
d0 ∞ ∞ ∞ 130.09 109.27 90.09
d3 1.000 28.322 55.644 1.000 28.322 55.644
d9 28.090 14.545 1.000 28.090 14.545 1.000
d14 13.553 7.776 1.000 22.470 21.004 19.905
d20 34.099 37.465 43.442 17.336 12.330 4.685
d24 4.338 4.145 3.952 12.185 16.051 23.803

[レンズ群データ]
ST f
G1 1 196.221
G2 4 -64.607
G3 10 -375.475
Ga 16 70.000
Gb 21 85.121
Gr 25 -84.381

ST f
広角端 望遠端
Gm 4 -49.185 -52.044

[条件式対応値]
(1−1)│fa/fb│ = 0.82
(1−2)│fa│/f1 = 0.36
(1−3)│fa│/(−fr)= 0.83
(1−4)Xat/D3a = 1.64
(2−1)│fa│/f1 = 0.36
(2−2)│fb│/f1 = 0.43
(2−3)│fa/fb│ = 0.82
(2−4)│fa│/(−fr)= 0.83
(2−5)Xat/D3a = 1.64

図18Aは、本第5実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差を示し、図18Bは、本第5実施例に係る変倍光学系の広角端状態における近距離合焦時の諸収差を示す。図19Aは本第5実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における無限遠合焦時の諸収差を示し、図19Bは本第5実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における近距離合焦時の諸収差を示す。図20Aは、本第5実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差を示し、図20Bは本第5実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における近距離合焦時の諸収差を示す。
上記収差図より、本第5実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって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。
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。
本願の変倍光学系の数値実施例として5群構成及び6群構成のものを示したが、本願はこれに限られず、その他の群構成(例えば、7群、8群等)の変倍光学系を構成することもできる。具体的には、本願の変倍光学系の最も物体側や最も像面側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。また、後続レンズ群を正の屈折力を有するレンズ群と負の屈折力を有するレンズ群、又は負の屈折力を有するレンズ群と負の屈折力を有するレンズ群の2つのレンズ群に分けても良い。なお、レンズ群とは、変倍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、本願の変倍光学系は、無限遠物点から近距離物点への合焦を行うために、レンズ群の一部、1つのレンズ群全体、或いは複数のレンズ群を合焦レンズ群として光軸方向へ移動させる構成としてもよい。特に、前述のように、第1合焦レンズ群と第2合焦レンズ群を有し、第1合焦レンズ群と第2合焦レンズ群が異なる移動軌跡で光軸上を移動するように構成することが好ましい。また、斯かる合焦レンズ群は、オートフォーカスに適用することも可能であり、オートフォーカス用のモータ、例えば超音波モータ等による駆動にも適している。
また、本願の変倍光学系において、いずれかのレンズ群全体又はその一部を、防振レンズ群として光軸に対して垂直な方向の成分を含むように移動させ、又は光軸を含む面内方向へ回転移動(揺動)させることにより、手ブレ等によって生じる像ブレを補正する構成とすることもできる。特に、中間レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とすることが好ましい。
また、本願の変倍光学系を構成するレンズのレンズ面は、球面又は平面としてもよく、或いは非球面としてもよい。レンズ面が球面又は平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、レンズ加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防ぐことができるため好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないため好ましい。レンズ面が非球面の場合、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、又はガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでもよい。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、第1合焦レンズ群の物体側かその近傍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、レンズ枠でその役割を代用しても良い。
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。
なお、本願の変倍光学系は、広角端状態における焦点距離が35mm換算で60〜80mm程度であり、望遠端状態における焦点距離が35mm換算で150〜200mm程度である。また、本願の変倍光学系は、変倍比が1.5〜4倍程度である。さらに、本願の変倍光学系は、いずれかの焦点距離状態における最大撮影倍率βが−0.5倍以上−1.0倍以下であり、近距離撮影と変倍とを両立することができる。
次に、本願の変倍光学系を備えたカメラを図21に基づいて説明する。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。本カメラ1は、撮影レンズ2として上記第1実施例に係る変倍光学系を備えたデジタル一眼レフカメラである。
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、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。
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、クイックリターンミラー3が光路外へ退避し、不図示の被写体からの光は撮像素子7へ到達する。これにより被写体からの光は、当該撮像素子7によって撮像されて、被写体画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者は本カメラ1による被写体の撮影を行うことができる。
ここで、本カメラ1に撮影レンズ2として搭載した上記第1実施例に係る変倍光学系は、上述のように、変倍による収差変動を抑え、高い光学性能を備えている。したがって、上記第1実施例に係る変倍光学系を撮影レンズ2として搭載した本カメラ1は、変倍による収差変動を抑え、高性能な撮影を実現することができる。なお、上記第2実施例、上記参考例、上記第3実施例、及び上記第5実施例のいずれかに係る変倍光学系を撮影レンズ2として搭載したカメラを構成しても上記カメラ1と同様の効果を奏することができる。
次に、本願の第1実施形態に係る変倍光学系の製造方法の概略を図22に基づいて説明する。
図22に示す本願の第1実施形態に係る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中間レンズ群と、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群と、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群と、負の屈折力を有する後続レンズ群と、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S11ないしS13を含むものである。
すなわち、ステップS11として、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群と前記中間レンズ群の間隔、前記中間レンズ群と前記第1合焦レンズ群の間隔、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群の間隔、及び前記第2合焦レンズ群と前記後続レンズ群の間隔が変化するようにする。ステップS12として、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群が異なる移動軌跡で光軸上を移動するようにする。ステップS13として、以下の条件式(1−1)を満足するようにする。
(1−1) 0.30<│fa/fb│<0.90
但し、
fa: 前記第1合焦レンズ群の焦点距離
fb: 前記第2合焦レンズ群の焦点距離
以上の製造方法によれば、変倍による収差変動を抑え、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。
最後に、本願の第2実施形態に係る変倍光学系の製造方法の概略を図23に基づいて説明する。
図23に示す本願の第2実施形態に係る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中間レンズ群と、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群と、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群と、負の屈折力を有する後続レンズ群と、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S21ないしS23を含むものである。
すなわち、ステップS21として、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群と前記中間レンズ群の間隔、前記中間レンズ群と前記第1合焦レンズ群の間隔、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群の間隔、及び前記第2合焦レンズ群と前記後続レンズ群の間隔が変化するようにする。ステップS22として、無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群が異なる移動軌跡で光軸上を移動するようにする。ステップS23として、以下の条件式(2−1)、(2−2)を満足するようにする。
(2−1) 0.15<│fa│/f1<0.65
(2−2) 0.15<│fb│/f1<2.50
但し、
fa: 前記第1合焦レンズ群の焦点距離
fb: 前記第2合焦レンズ群の焦点距離
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
以上の製造方法によれば、変倍による収差変動を抑え、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。
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
Ga 第1合焦レンズ群
Gb 第2合焦レンズ群
Gm 中間レンズ群
Gr 後続レンズ群
I 像面
S 開口絞り
1 カメラ
2 撮影レンズ
3 クイックリターンミラー
4 焦点板
5 ペンタプリズム
6 接眼レンズ
7 撮像素子

Claims (10)

  1. 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中間レンズ群と、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群と、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群と、負の屈折力を有する後続レンズ群との実質的に5個のレンズ群からなり、
    変倍に際し、前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群と前記中間レンズ群との間隔、前記中間レンズ群と前記第1合焦レンズ群との間隔、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群との間隔、及び前記第2合焦レンズ群と前記後続レンズ群との間隔が変化し、
    無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群はそれぞれ異なる移動軌跡で光軸上を移動し、前記第1合焦レンズ群は像側へ移動し、前記第2合焦レンズ群は物体側へ移動し、
    以下の条件式を満足する変倍光学系。
    0.30<fa/fb<0.90
    0.35<fa/(−fr)<0.92
    ただし、
    fa:前記第1合焦レンズ群の焦点距離
    fb:前記第2合焦レンズ群の焦点距離
    fr:前記後続レンズ群の焦点距離
  2. 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中間レンズ群と、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群と、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群と、負の屈折力を有する後続レンズ群との実質的に5個のレンズ群からなり、
    変倍に際し、前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群と前記中間レンズ群との間隔、前記中間レンズ群と前記第1合焦レンズ群との間隔、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群との間隔、及び前記第2合焦レンズ群と前記後続レンズ群との間隔が変化し、
    無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群はそれぞれ異なる移動軌跡で光軸上を移動し、前記第1合焦レンズ群は像側へ移動し、前記第2合焦レンズ群は物体側へ移動し、
    以下の条件式を満足する変倍光学系。
    0.15<fa/f1<0.65
    1.02≦fb/f1<2.50
    ただし、
    fa:前記第1合焦レンズ群の焦点距離
    fb:前記第2合焦レンズ群の焦点距離
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
  3. 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中間レンズ群と、正の屈折力を有する第1合焦レンズ群と、正の屈折力を有する第2合焦レンズ群と、負の屈折力を有する後続レンズ群との実質的に5個のレンズ群からなり、
    変倍に際し、前記第1レンズ群が移動し、前記第1レンズ群と前記中間レンズ群との間隔、前記中間レンズ群と前記第1合焦レンズ群との間隔、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群との間隔、及び前記第2合焦レンズ群と前記後続レンズ群との間隔が変化し、
    無限遠物体から近距離物体への合焦に際し、前記第1合焦レンズ群と前記第2合焦レンズ群はそれぞれ異なる移動軌跡で光軸上を移動し、前記第1合焦レンズ群は像側へ移動し、前記第2合焦レンズ群は物体側へ移動し、
    以下の条件式を満足する変倍光学系。
    0.15<fa/f1<0.65
    0.15<fb/f1<2.50
    0.35<fa/(−fr)≦0.65
    ただし、
    fa:前記第1合焦レンズ群の焦点距離
    fb:前記第2合焦レンズ群の焦点距離
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
    fr:前記後続レンズ群の焦点距離
  4. 以下の条件式を満足する請求項2又は3に記載の変倍光学系。
    0.30<fa/fb<0.90
    ただし、
    fa:前記第1合焦レンズ群の焦点距離
    fb:前記第2合焦レンズ群の焦点距離
  5. 以下の条件式を満足する請求項2に記載の変倍光学系。
    0.20<fa/(−fr)<1.00
    ただし、
    fa:前記第1合焦レンズ群の焦点距離
    fr:前記後続レンズ群の焦点距離
  6. 以下の条件式を満足する請求項1からのいずれか一項に記載の変倍光学系。
    0.50<Xat/D3a<3.00
    ただし、
    Xat:望遠端状態において無限遠物体から至近距離物体へ合焦するに際し前記第1合焦レンズ群が移動する距離
    D3a:前記第1合焦レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第1合焦レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
  7. 前記第1合焦レンズ群に含まれるレンズのうち最も物体側に配置されたレンズは、開口絞りより像側に配置されている請求項1からのいずれか一項に記載の変倍光学系。
  8. 前記第1合焦レンズ群は、2枚の正レンズと、1枚の負レンズからなる請求項1からのいずれか一項に記載の変倍光学系。
  9. いずれかの焦点距離状態における最大撮影倍率が−0.5倍以上−1.0倍以下である請求項1からのいずれか一項に記載の変倍光学系。
  10. 請求項1からのいずれか一項に記載の変倍光学系を備えた光学装置。
JP2019088942A 2014-07-30 2019-05-09 変倍光学系、光学装置、及び、変倍光学系の製造方法 Active JP6844653B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014154846 2014-07-30
JP2014154845 2014-07-30
JP2014154845 2014-07-30
JP2014154846 2014-07-30

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016538418A Division JP6525009B2 (ja) 2014-07-30 2015-07-30 変倍光学系、及び、光学装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019139251A JP2019139251A (ja) 2019-08-22
JP6844653B2 true JP6844653B2 (ja) 2021-03-17

Family

ID=55217624

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016538418A Active JP6525009B2 (ja) 2014-07-30 2015-07-30 変倍光学系、及び、光学装置
JP2019088942A Active JP6844653B2 (ja) 2014-07-30 2019-05-09 変倍光学系、光学装置、及び、変倍光学系の製造方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016538418A Active JP6525009B2 (ja) 2014-07-30 2015-07-30 変倍光学系、及び、光学装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10254520B2 (ja)
EP (1) EP3176625B1 (ja)
JP (2) JP6525009B2 (ja)
CN (1) CN107076970B (ja)
WO (1) WO2016017727A1 (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108139573B (zh) * 2015-09-18 2020-12-15 株式会社尼康 变倍光学系统、光学装置以及摄像装置
JP6808326B2 (ja) * 2016-01-25 2021-01-06 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6779710B2 (ja) * 2016-08-30 2020-11-04 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6687121B2 (ja) * 2016-10-07 2020-04-22 株式会社ニコン 変倍光学系および光学機器
CN109791273B (zh) * 2016-10-07 2021-11-09 株式会社尼康 变倍光学系统以及光学设备
JP6689768B2 (ja) * 2017-02-28 2020-04-28 富士フイルム株式会社 撮像レンズおよび撮像装置
FR3064758B1 (fr) * 2017-03-28 2021-04-23 Compagnie Ind Des Lasers Cilas Dispositif optique apte a changer la direction de propagation d'un faisceau lumineux
CN111386486B (zh) 2017-11-20 2022-03-01 株式会社尼康 变倍光学系统以及光学装置
WO2020105104A1 (ja) * 2018-11-20 2020-05-28 株式会社ニコン 変倍光学系、光学機器および変倍光学系の製造方法
US11906716B2 (en) * 2018-12-26 2024-02-20 Nikon Corporation Zoom optical system, optical apparatus and method for manufacturing the zoom optical system
WO2020136743A1 (ja) 2018-12-26 2020-07-02 株式会社ニコン 変倍光学系、光学機器および変倍光学系の製造方法
JP7392722B2 (ja) 2019-07-29 2023-12-06 日本電気株式会社 マスターノード、セカンダリノード、及びこれらの方法
US11953662B2 (en) * 2020-02-28 2024-04-09 Ricoh Company, Ltd. Zoom lens, lens barrel, and image-capturing device
WO2022259649A1 (ja) * 2021-06-09 2022-12-15 株式会社ニコン 変倍光学系、光学機器および変倍光学系の製造方法
JPWO2022259650A1 (ja) * 2021-06-09 2022-12-15

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63195618A (ja) * 1987-02-10 1988-08-12 Ricoh Co Ltd リアフオ−カスズ−ムレンズ
JP2596838B2 (ja) * 1989-12-06 1997-04-02 オリンパス光学工業株式会社 ズームレンズ
JP2791162B2 (ja) * 1990-01-31 1998-08-27 キヤノン株式会社 リアーフォーカスズームレンズ
JPH05107477A (ja) * 1991-10-15 1993-04-30 Nikon Corp 5群構成の望遠ズームレンズ
EP0834756A3 (en) 1992-12-11 1998-10-21 Nikon Corporation Zoom lens system
JPH06175023A (ja) * 1992-12-11 1994-06-24 Nikon Corp ズームレンズ系
US5666229A (en) 1993-07-12 1997-09-09 Nikon Corporation Variable focal length optical system
JPH07306363A (ja) * 1994-05-13 1995-11-21 Nikon Corp ズームレンズ
JPH0843734A (ja) * 1994-07-29 1996-02-16 Nikon Corp ズームレンズ
JPH095626A (ja) * 1995-06-19 1997-01-10 Nikon Corp 変倍光学系
JP4402368B2 (ja) * 2003-05-13 2010-01-20 オリンパス株式会社 ズームレンズ及びそれを用いた装置
JP5115848B2 (ja) * 2008-01-30 2013-01-09 株式会社ニコン 変倍光学系及びこの変倍光学系を備えた光学機器
JP5354326B2 (ja) * 2008-07-24 2013-11-27 株式会社ニコン ズームレンズ、これを有する光学機器
JP5213898B2 (ja) * 2010-03-19 2013-06-19 パナソニック株式会社 ズームレンズ系、交換レンズ装置及びカメラシステム
JP5622103B2 (ja) * 2010-12-21 2014-11-12 株式会社ニコン ズームレンズ、このズームレンズを搭載した光学機器、及び、ズームレンズの製造方法
US8995064B2 (en) 2011-08-22 2015-03-31 Nikon Corporation Zoom lens, imaging apparatus, and method for manufacturing zoom lens
JP5594607B2 (ja) * 2011-08-22 2014-09-24 株式会社ニコン ズームレンズおよび撮像装置
US8867143B2 (en) 2011-11-16 2014-10-21 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens and image pickup apparatus including the same
JP5907600B2 (ja) * 2011-11-17 2016-04-26 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2013200543A (ja) * 2012-02-22 2013-10-03 Olympus Imaging Corp ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置
JP5845972B2 (ja) * 2012-02-29 2016-01-20 株式会社ニコン 変倍光学系、光学装置
JP5895761B2 (ja) 2012-07-26 2016-03-30 株式会社ニコン ズームレンズ、光学機器及びズームレンズの製造方法
JP6071465B2 (ja) * 2012-11-22 2017-02-01 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6300507B2 (ja) * 2013-12-16 2018-03-28 オリンパス株式会社 ズームレンズ及びそれを有するズームレンズ装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019139251A (ja) 2019-08-22
CN107076970B (zh) 2019-10-25
CN107076970A (zh) 2017-08-18
EP3176625A1 (en) 2017-06-07
JP6525009B2 (ja) 2019-06-05
EP3176625B1 (en) 2019-09-25
EP3176625A4 (en) 2018-03-28
WO2016017727A1 (ja) 2016-02-04
US20170192212A1 (en) 2017-07-06
US10254520B2 (en) 2019-04-09
JPWO2016017727A1 (ja) 2017-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6844653B2 (ja) 変倍光学系、光学装置、及び、変倍光学系の製造方法
KR101834094B1 (ko) 변배 광학계, 광학 기기 및 변배 광학계의 제조 방법
US11635603B2 (en) Variable power optical system, optical apparatus and manufacturing method for variable power optical system
WO2013146758A1 (ja) 変倍光学系、光学装置、および変倍光学系の製造方法
JP5760965B2 (ja) 変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法
JP7202547B2 (ja) 変倍光学系、光学機器
WO2018079520A1 (ja) 変倍光学系、光学機器、撮像機器、変倍光学系の製造方法
WO2017047760A1 (ja) 変倍光学系、光学装置、撮像装置、変倍光学系の製造方法
JP6729717B2 (ja) 変倍光学系、これを用いた光学機器および撮像機器
JP6743904B2 (ja) 変倍光学系、これを用いた光学機器および撮像機器
US10831005B2 (en) Variable magnification optical system, optical apparatus, and variable magnification optical system manufacturing method
JP5760964B2 (ja) 変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法
WO2016104786A1 (ja) 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法
JP6911869B2 (ja) 変倍光学系、これを用いた光学機器および撮像機器
JP5565676B2 (ja) 光学要素、これを有する結像光学系及び光学機器
WO2013179659A1 (ja) 撮影レンズ、光学機器、および撮影レンズの製造方法
WO2017047757A1 (ja) 変倍光学系、光学装置、撮像装置、変倍光学系の製造方法
JP6354137B2 (ja) ズームレンズ及び光学機器
JP6264916B2 (ja) 光学系、光学装置
JP6264914B2 (ja) 光学系、光学装置
JP7036152B2 (ja) 変倍光学系およびこれを用いた光学機器
JP5326433B2 (ja) 変倍光学系、及び、この変倍光学系を備えた光学機器
JP6753406B2 (ja) 変倍光学系、光学装置、撮像装置
CN107209349B (zh) 变倍光学系统及光学装置
JP2022060547A (ja) 変倍光学系およびこれを用いた光学機器

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190509

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200114

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200316

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20201006

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201210

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20201210

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20201217

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20201222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210126

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210208

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6844653

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250