JP7228136B2 - 変倍光学系、光学機器 - Google Patents

変倍光学系、光学機器 Download PDF

Info

Publication number
JP7228136B2
JP7228136B2 JP2020557059A JP2020557059A JP7228136B2 JP 7228136 B2 JP7228136 B2 JP 7228136B2 JP 2020557059 A JP2020557059 A JP 2020557059A JP 2020557059 A JP2020557059 A JP 2020557059A JP 7228136 B2 JP7228136 B2 JP 7228136B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens group
optical system
negative lens
end state
variable
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
JP2020557059A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2020105111A1 (ja
Inventor
貴博 石川
規和 横井
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 JPWO2020105111A1 publication Critical patent/JPWO2020105111A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7228136B2 publication Critical patent/JP7228136B2/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
    • G02B15/145Optical 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
    • 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
    • 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
    • G02B15/145105Optical 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 +-+--

Description

本発明は、変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法に関する。
従来、像ブレを補正するための防振レンズ群を備えた変倍光学系が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。このような防振レンズ群を備えた変倍光学系において、更なる光学性能の向上および防振レンズ群の小型化が求められている。
特開平11-316342号公報
本発明の第1の態様は、
物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、負の屈折力を有する第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、負の屈折力を有する第2負レンズ群と、負の屈折力を有する第3負レンズ群とにより、実質的に5個のレンズ群からなり、
変倍時に、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記第1負レンズ群は、防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動可能であり、
前記第2負レンズ群は、合焦時に光軸に沿って移動し、
以下の条件式を満足する変倍光学系である。
0.500<(-f3n)/√(fw*ft)<2.500
0.210<(-f1n)/√(fw*ft)<0.390
0.200<(-f1n)/f1p<0.280
0.050<f2n/f3n<1.500
ただし、
f1n:前記第1負レンズ群の焦点距離
f1p:前記第1正レンズ群の焦点距離
f2n:前記第2負レンズ群の焦点距離
f3n:前記第3負レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
ft:望遠端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
本発明の第2の態様は、
物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、負の屈折力を有する第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、負の屈折力を有する第2負レンズ群と、負の屈折力を有する第3負レンズ群とにより、実質的に5個のレンズ群からなり、
変倍時に、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記第1負レンズ群は、物体側から順に、第1の負レンズと、第2の負レンズと、正レンズとを有し、防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動可能であり、
前記第2負レンズ群は、合焦時に光軸に沿って移動し、
以下の条件式を満足する変倍光学系である。
0.500<(-f3n)/√(fw*ft)<2.500
20.000°<2ωw<45.000°
0.050<f2n/f3n<1.500
ただし、
f2n:前記第2負レンズ群の焦点距離
f3n:前記第3負レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
ft:望遠端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
2ωw:広角端状態における前記変倍光学系の全画角
図1A、図1Bおよび図1Cはそれぞれ、第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における断面図である。 図2A、図2Bおよび図2Cはそれぞれ、第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。 図3A、図3Bおよび図3Cはそれぞれ、第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における断面図である。 図4A、図4Bおよび図4Cはそれぞれ、第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。 図5A、図5Bおよび図5Cはそれぞれ、第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における断面図である。 図6A、図6Bおよび図6Cはそれぞれ、第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。 図7A、図7Bおよび図7Cはそれぞれ、第4実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における断面図である。 図8A、図8Bおよび図8Cはそれぞれ、第4実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。 図9A、図9Bおよび図9Cはそれぞれ、第5実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における断面図である。 図10A、図10Bおよび図10Cはそれぞれ、第5実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。 図11A、図11Bおよび図11Cはそれぞれ、第6実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における断面図である。 図12A、図12Bおよび図12Cはそれぞれ、第6実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。 図13A、図13Bおよび図13Cはそれぞれ、第7実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における断面図である。 図14A、図14Bおよび図14Cはそれぞれ、第7実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。 図15は、変倍光学系を備えたカメラの構成を示す図である。 図16は、変倍光学系の製造方法の概略を示すフロー図である。
以下、本発明の実施形態に係る変倍光学系、光学機器および変倍光学系の製造方法について説明する。
本実施形態の変倍光学系は、負の屈折力を有する第1負レンズ群と、前記第1負レンズ群より像側に配置された負の屈折力を有する第2負レンズ群と、前記第2負レンズ群より像側に配置された負の屈折力を有する第3負レンズ群とを含む複数のレンズ群を有し、変倍時に、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、前記第1負レンズ群は、防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動可能であり、前記第2負レンズ群は、合焦時に光軸に沿って移動し、以下の条件式(1)を満足する。
(1)0.500<(-f3n)/√(fw*ft)<2.500
ただし、
f3n:前記第3負レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
ft:望遠端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
本実施形態の変倍光学系は、変倍時に、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。この構成により、本実施形態の変倍光学系は変倍を実現し、諸収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態の変倍光学系は、前記第1負レンズ群が防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動可能である。この構成により、手振れによる像ブレを良好に補正することができる。また、第1負レンズ群を防振レンズ群とすることにより、防振レンズ群の小型化を実現することができる。これにより、防振レンズ群の駆動機構を小型化することができ、防振レンズ群の性能確保が容易となる。
また、本実施形態の変倍光学系は、前記第2負レンズ群が合焦時に光軸に沿って移動する。このように像側に配置された第2負レンズ群を合焦レンズ群とすることにより、像倍率変化を抑制し、且つ合焦時の第2負レンズ群移動に対する像面変化量の割合を大きくすることができる。
条件式(1)は、前記第3負レンズ群の焦点距離と、変倍光学系の広角端状態の焦点距離と望遠端状態の焦点距離との相乗平均の値との比について適切な範囲を規定するための条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(1)を満足することにより、広角端状態から望遠端状態への変倍の際に、像面湾曲をはじめとする諸収差を良好に補正することができる。
本実施形態の変倍光学系の条件式(1)の対応値が上限値を上回ると、第3負レンズ群のパワーが弱くなり、変倍時の第3負レンズ群の移動量が大きくなってしまう。第3負レンズ群のパワーを維持して変倍時の第3負レンズ群の移動量を小さくしようとすると、像面湾曲収差の補正が困難となってしまう。なお、条件式(1)の上限値を2.400に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(1)の上限値を2.300、2.200、2.100、2.000、1.950、1.900、1.850、1.800、さらに1.780にすることが好ましい。
一方、本実施形態の変倍光学系の条件式(1)の対応値が下限値を下回ると、第3負レンズ群の焦点距離が短くなるため、第3負レンズ群で発生する像面湾曲収差が大きくなってしまう。なお、条件式(1)の下限値を0.525に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(1)の下限値を0.550、0.575、0.600、0.625、0.650、0.675、0.700、0.725、さらに0.750にすることが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
(2)0.200<(-f1n)/√(fw*ft)<0.400
ただし、
f1n:前記第1負レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
ft:望遠端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
条件式(2)は、第1負レンズ群の焦点距離と、変倍光学系の広角端状態の焦点距離と望遠端状態の焦点距離との相乗平均の値との比について適切な範囲を規定するための条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(2)を満足することにより、第1負レンズ群の横倍率が適切な値となり、防振時に手ブレ等の影響を抑制し、像ブレを良好に補正することができる。
本実施形態の変倍光学系の条件式(2)の対応値が上限値を上回ると、第1負レンズ群の焦点距離が長くなるため、変倍時の第1負レンズ群の移動量が大きくなり、変倍光学系の全長が大型化してしまう。なお、条件式(2)の上限値を0.390に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(2)の上限値を0.380、0.370、0.360、0.350、0.340、0.335、0.330、0.325、0.320、さらに0.315にすることが好ましい。
一方、本実施形態の変倍光学系の条件式(2)の対応値が下限値を下回ると、コマ収差および非点収差の補正が困難となってしまう。また、第1負レンズ群の焦点距離が短くなることで、第1負レンズ群の横倍率が変わってしまい、光軸と垂直方向変化での像のズレへの影響が大きくなってしまう。なお、条件式(2)の下限値を0.210に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(2)の下限値を0.220、0.230、0.235、0.240、0.245、0.250、0.255、0.260、0.265、さらに0.270にすることが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
(3)0.200<(-f2n)/√(fw*ft)<1.000
ただし、
f2n:前記第2負レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
ft:望遠端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
条件式(3)は、第2負レンズ群の焦点距離と、変倍光学系の広角端状態の焦点距離と望遠端状態の焦点距離との相乗平均の値との比について適切な範囲を規定するための条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(3)を満足することにより、合焦時における諸収差を良好に補正すると共に、小型化を図ることができる。
本実施形態の変倍光学系の条件式(3)の対応値が上限値を上回ると、第2負レンズ群の焦点距離が長くなるため、変倍時の第2負レンズ群の移動量が大きくなり、変倍光学系の全長が大型化してしまう。また、合焦時に、第2負レンズ群の移動に対する像面変化の割合が小さくなってしまう。なお、条件式(3)の上限値を0.950に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(3)の上限値を0.900、0.875、0.850、0.825、0.800、0.775、0.750、0.730、0.725、さらに0.720にすることが好ましい。
一方、本実施形態の変倍光学系の条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、第2負レンズ群の焦点距離が短くなるため、第2負レンズ群で発生する像面湾曲収差が大きくなり、合焦時の収差補正が困難になってしまう。なお、条件式(3)の下限値を0.250に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.300、0.350、0.400、0.425、0.450、0.475、0.500、0.510、0.520、さらに0.530にすることが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
(4)-1.000<β1nt/β2nt<-0.300
ただし、
β1nt:望遠端状態における前記第1負レンズ群の横倍率
β2nt:望遠端状態における前記第2負レンズ群の横倍率
条件式(4)は、望遠端状態における前記第1負レンズ群の横倍率と望遠端状態における前記第2負レンズ群の横倍率との比について適切な範囲を規定するための条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(4)を満足することにより、第1負レンズ群および第2負レンズ群での球面収差および像面歪曲収差の発生を抑制することができる。
本実施形態の変倍光学系の条件式(4)の対応値が上限値を上回ると、第1負レンズ群の焦点距離が短くなるため、第1負レンズ群で発生する球面収差および像面歪曲収差が大きくなってしまう。なお、条件式(4)の上限値を-0.325に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(4)の上限値を-0.350、-0.375、-0.400、-0.425、-0.450、-0.475、-0.500、-0.510、-0.520、さらに-0.530にすることが好ましい。
一方、本実施形態の変倍光学系の条件式(4)の対応値が下限値を下回ると、第2負レンズ群の焦点距離が短くなるため、第2負レンズ群で発生する像面湾曲収差が大きくなり、合焦時の収差補正が困難になってしまう。なお、条件式(4)の下限値を-0.975に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(4)の下限値を-0.950、-0.925、-0.900、-0.880、-0.860、-0.850、-0.840、-0.825、-0.810、さらに-0.800にすることが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
(5)0.050<X1n/√(fw*ft)<0.250
ただし、
X1n:像側への移動の向きを正方向としたときの、広角端状態から望遠端状態への変倍時の前記第1負レンズ群の移動量
fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
ft:望遠端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
条件式(5)は、像側への移動の向きを正方向としたときの、広角端状態から望遠端状態への変倍時の前記第1負レンズ群の移動量と、変倍光学系の広角端状態の焦点距離と望遠端状態の焦点距離との相乗平均の値との比について適切な範囲を規定するための条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(5)を満足することにより、球面収差および像面歪曲収差を良好に補正することができる。
本実施形態の変倍光学系の条件式(5)の対応値が上限値を上回ると、第1負レンズ群の焦点距離が長くなるため、変倍時の第1負レンズ群の移動量が大きくなり、球面収差および像面歪曲収差の変動が大きくなってしまう。また、これらの収差の変動を他のレンズ群で補正しようとすると、当該他のレンズ群の焦点距離が短くなり、当該他のレンズ群で発生する球面収差が大きくなってしまう。また、変倍時の第1負レンズ群の移動が大きくなることにより、変倍光学系の径および全長が大型化してしまう。なお、条件式(5)の上限値を0.240に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(5)の上限値を0.230、0.220、0.210、0.200、0.195、0.190、0.185、0.180、0.175、さらに0.170にすることが好ましい。
一方、本実施形態の変倍光学系の条件式(5)の対応値が下限値を下回ると、第1負レンズ群の焦点距離が短くなるため、第1負レンズ群で発生する球面収差および像面湾曲収差が大きくなってしまう。なお、条件式(5)の下限値を0.060に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(5)の下限値を0.070、0.080、0.090、0.095、0.100、0.105、0.110、0.115、0.120、さらに0.125にすることが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、前記第1負レンズ群は、物体側から順に、第1の負レンズと、第2の負レンズと、正レンズとを有することが望ましい。この構成により、本実施形態の変倍光学系は、画角外の光線が多重反射して撮像面に届くことを防止することができる。
また、本実施形態の変倍光学系は、前記第2負レンズ群は、正レンズと、負レンズとからなることが望ましい。この構成により、本実施形態の変倍光学系は、至近距離合焦時の色収差、像面湾曲収差の発生を抑制することができる。
また、本実施形態の変倍光学系は、前記第3負レンズ群は、最も像側に配置されていることが望ましい。この構成により、本実施形態の変倍光学系は、像面湾曲をはじめとする諸収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態の変倍光学系は、前記第1負レンズ群と前記第2負レンズ群との間に開口絞りが配置されていることが望ましい。このように、開口絞りの後に負レンズ群を配置することにより、本実施形態の変倍光学系は、合焦時の画角の変動を抑制することができる。
また、本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有することが望ましい。これにより、本実施形態の変倍光学系は、小型で、諸収差を良好に補正できる高い光学性能を実現することができる。
また、本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有し、以下の条件式(6)を満足することが望ましい。
(6)0.500<f2p/(-f1n)<1.500
ただし、
f2p:前記第2正レンズ群の焦点距離
f1n:前記第1負レンズ群の焦点距離
本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有することにより、小型で、諸収差を良好に補正できる高い光学性能を実現することができる。
条件式(6)は、前記第2正レンズ群の焦点距離と前記第1負レンズ群の焦点距離との比について適切な範囲を規定するための条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(6)を満足することにより、球面収差および像面湾曲収差を良好に補正することができる。
本実施形態の変倍光学系の条件式(6)の対応値が上限値を上回ると、第1負レンズ群の焦点距離が短くなり、第1負レンズ群で発生する球面収差および像面湾曲収差が大きくなってしまう。なお、条件式(6)の上限値を1.450に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(6)の上限値を1.400、1.360、1.330、1.300、1.275、1.250、1.225、1.200、1.175、さらに1.150にすることが好ましい。
一方、本実施形態の変倍光学系の条件式(6)の対応値が下限値を下回ると、第1負レンズ群の焦点距離が長くなるため、変倍時の第1負レンズ群の移動量が大きくなり、球面収差および像面湾曲収差の変動が大きくなってしまう。また、変倍時の第1負レンズ群の移動量が大きくなることで、変倍光学系の径および全長が大型化してしまう。また、第2正レンズ群の焦点距離が短くなるため、第2正レンズ群で発生する球面収差が大きくなってしまう。なお、条件式(6)の下限値を0.600に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(6)の下限値を0.700、0.750、0.800、0.850、0.875、0.900、0.925、0.950、0.975、さらに1.000にすることが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有し、以下の条件式(7)を満足することが望ましい。
(7)-0.300<X2p/√(fw*ft)<0.000
ただし、
X2p:像側への移動の向きを正方向としたときの、広角端状態から望遠端状態への変倍時の前記第2正レンズ群の移動量
fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
ft:望遠端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有することにより、小型で、諸収差を良好に補正できる高い光学性能を実現することができる。
条件式(7)は、像側への移動の向きを正方向としたときの、広角端状態から望遠端状態への変倍時の前記第2正レンズ群の移動量と、変倍光学系の広角端状態の焦点距離と望遠端状態の焦点距離との相乗平均の値との比について適切な範囲を規定するための条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(7)を満足することにより、コマ収差を始め、諸収差を良好に補正することができる。
本実施形態の変倍光学系の条件式(7)の対応値が上限値を上回ると、第2正レンズ群のパワーが弱くなる。このため、変倍比を保つために、第1負レンズ群のパワーが強くなり、コマ収差および非点収差の補正が困難となってしまう。なお、条件式(7)の上限値を-0.020に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(7)の上限値を-0.030、-0.040、-0.050、-0.060、-0.070、-0.080、-0.090、-0.100、-0.110、さらに-0.120にすることが好ましい。
一方、本実施形態の変倍光学系の条件式(7)の対応値が下限値を下回ると、第2正レンズ群のパワーが強くなり、望遠端状態で球面収差を過剰に補正してしまう。また、コマ収差、像面湾曲の補正が困難になってしまう。なお、条件式(7)の下限値を-0.290に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(7)の下限値を-0.280、-0.270、-0.260、-0.250、-0.240、-0.230、-0.220、-0.210、-0.205、さらに-0.200にすることが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有し、変倍時に、前記第1正レンズ群は移動することが望ましい。この構成により、本実施形態の変倍光学系は、変倍時の球面収差および像面湾曲収差の変動を抑制し、効率良く変倍が可能となり、小型化を実現することができる。
また、本実施形態の変倍光学系は、以下の条件式(8)を満足することが望ましい。
(8)0.150<Bfaw/fw<0.500
ただし、
Bfaw:広角端状態における前記変倍光学系全系の空気換算バックフォーカス
fw:口角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
条件式(8)は、広角端状態における前記変倍光学系全系の空気換算バックフォーカスと、広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離との比について適切な範囲を規定するための条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(8)を満足することにより、広角端状態におけるコマ収差をはじめとする諸収差を良好に補正することができる。
本実施形態の変倍光学系の条件式(8)の対応値が上限値を上回ると、広角端状態における変倍光学系の焦点距離に対して空気換算バックフォーカスが大きくなりすぎるため、広角端状態におけるコマ収差をはじめとする諸収差を補正することが困難になる。なお、条件式(8)の上限値を0.480に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(8)の上限値を0.460、0.450、0.440、0.420、0.400、0.390、0.380、0.370、さらに0.360にすることが好ましい。
一方、本実施形態の変倍光学系の条件式(8)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態における変倍光学系の焦点距離に対してバックフォーカスが小さくなりすぎるため、広角端状態におけるコマ収差をはじめとする諸収差を補正することが困難になる。なお、条件式(8)の下限値を0.160に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(8)の下限値を0.170、0.180、0.190、0.200、0.210、さらに0.220にすることが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、以下の条件式(9)を満足することが望ましい。
(9)20.000°<2ωw<45.000°
ただし、
2ωw:広角端状態における前記変倍光学系の全画角
条件式(9)は、広角端状態における前記変倍光学系の全画角の適切な範囲を規定するための条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(9)を満足することにより、広い画角を有しつつ、像面湾曲収差および歪曲収差を良好に補正することができる。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(9)の上限値を43.000°にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式 (9)の上限値を40.000°、38.000°、36.000°、さらに35.000°にすることが好ましい。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(9)の下限値を22.000°にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式 (9)の下限値を24.000°、25.000°、26.000°、さらに27.000°にすることが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、以下の条件式(10)を満足することが望ましい。
(10)1.500<(β1nt-1)*βRt<4.500
ただし、
β1nt:望遠端状態における前記第1負レンズ群の横倍率
βRt:望遠端状態における前記第1負レンズ群よりも像側に配置された全てのレンズ群の合成横倍率
条件式(10)は、望遠端状態における前記第1負レンズ群の横倍率と、望遠端状態における前記第1負レンズ群よりも像側に配置された全てのレンズ群の合成横倍率との積について適切な範囲を規定するための条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(10)を満足することにより、コマ収差や像面湾曲収差を良好に補正することができる。また、偏心した際の光学性能の劣化が少ないので好ましい。
本実施形態の変倍光学系の条件式(10)の対応値が上限値を上回ると、第1負レンズ群のパワーが強くなるので、コマ収差や非点収差の補正が困難となる。なお、条件式(10)の上限値を4.400に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(10)の上限値を4.300、4.200、4.100、4.000、3.900、3.800、3.700、3.600、さらに3.500にすることが好ましい。
一方、本実施形態の変倍光学系の条件式(10)の対応値が下限値を下回ると、第1負レンズ群のパワーが弱くなるので、変倍時の第1負レンズ群の移動量が大きくなる。このため、第1負レンズ群の移動量を少なくしたまま変倍比を増やそうとすると、他のレンズ群のパワーが強くなる。これにより、望遠端状態における球面収差を過剰に補正してしまい、コマ収差、像面湾曲の補正が困難になってしまう。なお、条件式(10)の下限値を1.600に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(10)の下限値を1.700、1.800、1.900、2.000、2.100、2.200、2.300、2.400、2.500、さらに2.600にすることが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有し、以下の条件式(11)を満足することが望ましい。
(11)0.500<m12tw/fw<2.000
ただし、
m12tw:広角端状態から望遠端状態への変倍時の前記第1正レンズ群と前記第1負レンズ群との間隔の変化量
fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有することにより、小型で、諸収差を良好に補正できる高い光学性能を実現することができる。
条件式(11)は、広角端状態から望遠端状態への変倍時の前記第1正レンズ群と前記第1負レンズ群との間隔の変化量と、広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離との比について適切な範囲を規定するための条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(11)を満足することにより、望遠端状態における球面収差、色収差をはじめとする諸収差を良好に補正することができる。
本実施形態の変倍光学系の条件式(11)の対応値が上限値を上回ると、第1正レンズ群、第1負レンズ群のパワーが弱くなり、球面収差の補正が困難になってしまう。また、変倍光学系の全長が増大してしまう。なお、条件式(11)の上限値を1.900に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(11)の上限値を1.800、1.700、1.650、1.600、1.550、1.500、1.450、1.400、1.350、さらに1.300にすることが好ましい。
一方、本実施形態の変倍光学系の条件式(11)の対応値が下限値を下回ると、第1正レンズ群のパワーが強くなり、球面収差、軸上色収差、倍率色収差の補正が困難になってしまう。なお、条件式(11)の下限値を0.600に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(11)の下限値を0.700、0.800、0.850、0.900、0.950、1.000、1.050、さらに1.100にすることが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有し、以下の条件式(12)を満足することが望ましい。
(12)0.150<(-f1n)/f1p<0.350
ただし、
f1n:前記第1負レンズ群の焦点距離
f1p:前記第1正レンズ群の焦点距離
本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有することにより、小型で、諸収差を良好に補正できる高い光学性能を実現することができる。
条件式(12)は、前記第1負レンズ群の焦点距離と前記第1正レンズ群の焦点距離との比について適切な範囲を規定するための条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(12)を満足することにより、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
本実施形態の変倍光学系の条件式(12)の対応値が上限値を上回ると、第1正レンズ群の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。なお、条件式(12)の上限値を0.340に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(12)の上限値を0.330、0.320、0.310、0.300、0.290、0.280、0.270、0.260、さらに0.250にすることが好ましい。
一方、本実施形態の変倍光学系の条件式(12)の対応値が下限値を下回ると、第1負レンズ群の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。なお、条件式(12)の下限値を0.160に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(12)の下限値を0.170、0.180、0.190、0.200、さらに0.210にすることが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有し、以下の条件式(13)を満足することが望ましい。
(13)0.010<(-f3n)/f1p<3.000
ただし、
f3n:前記第3負レンズ群の焦点距離
f1p:前記第1正レンズ群の焦点距離
本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有することにより、小型で、諸収差を良好に補正できる高い光学性能を実現することができる。
条件式(13)は、前記第3負レンズ群の焦点距離と前記第1正レンズ群の焦点距離との比について適切な範囲を規定するための条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(13)を満足することにより、広角端状態から望遠端状態への変倍の際のコマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
本実施形態の変倍光学系の条件式(13)の対応値が上限値を上回ると、第1正レンズ群の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際のコマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。なお、条件式(13)の上限値を2.800に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(13)の上限値を2.600、2.400、2.200、2.000、1.800、1.700、1.600、さらに1.500にすることが好ましい。
一方、本実施形態の変倍光学系の条件式(13)の対応値が下限値を下回ると、第1負レンズ群の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際のコマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。なお、条件式(13)の下限値を0.050に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(13)の下限値を0.100、0.150、0.200、0.250、0.300、0.350、0.400、0.450、0.500さらに0.550にすることが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有し、以下の条件式(14)を満足することが望ましい。
(14)0.050<f2n/f3n<1.500
ただし、
f2n:前記第2負レンズ群の焦点距離
f3n:前記第3負レンズ群の焦点距離
本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有することにより、小型で、諸収差を良好に補正できる高い光学性能を実現することができる。
条件式(14)は、前記第2負レンズ群の焦点距離と前記第3負レンズ群の焦点距離との比について適切な範囲を規定するための条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(14)を満足することにより、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の像面湾曲をはじめとする諸収差を良好に補正することができる。
本実施形態の変倍光学系の条件式(14)の対応値が上限値を上回ると、第3負レンズ群の屈折力が強くなりすぎてしまうため、変倍の際の像面湾曲をはじめとする諸収差を良好に補正することが困難になる。なお、条件式(14)の上限値を1.400に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(14)の上限値を1.300、1.200、1.100、1.000、0.950、さらに0.900にすることが好ましい。
一方、本実施形態の変倍光学系の条件式(14)の対応値が下限値を下回ると、第2負レンズ群の屈折力が強くなりすぎてしまうため、変倍の際の像面湾曲をはじめとする諸収差を良好に補正することが困難になる。なお、条件式(14)の下限値を0.100に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(14)の下限値を0.150、0.200、0.225、0.250、0.275、0.290、さらに0.300にすることが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有し、以下の条件式(15)を満足することが望ましい。
(15)0.080<(RR-RF)/(RR+RF)<1.000
ただし、
RR:前記第3負レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径
RF:前記第3負レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有することにより、小型で、諸収差を良好に補正できる高い光学性能を実現することができる。
条件式(15)は、前記第3負レンズ群の最も像側のレンズ面の形状と前記第3負レンズ群の最も物体側のレンズ面の形状を規定する条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(15)を満足することにより、望遠端状態におけるコマ収差、像面湾曲を良好に補正することができる。
本実施形態の変倍光学系の条件式(15)の対応値が上限値を上回ると、コマ収差をはじめとする諸収差の補正が困難になってしまう。なお、条件式(15)の上限値を0.950に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(15)の上限値を0.900、0.850、0.800、0.775、0.750、0.725、0.700、0.690、さらに0.680にすることが好ましい。
一方、本実施形態の変倍光学系の条件式(15)の対応値が下限値を下回ると、像面湾曲をはじめとする諸収差の補正が困難になってしまう。なお、条件式(15)の下限値を0.085に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(15)の下限値を0.090、0.095、0.100、0.105、0.110、0.115、さらに0.120にすることが好ましい。
また、本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有し、以下の条件式(16)を満足することが望ましい。
(16)-10.000<RF/Bfaw<-1.500
RF:前記第3負レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
Bfaw:広角端状態における前記変倍光学系全系の空気換算バックフォーカス
本実施形態の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、前記第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、前記第2負レンズ群と、前記第3負レンズ群とを有することにより、小型で、諸収差を良好に補正できる高い光学性能を実現することができる。
条件式(16)は、前記第3負レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径と広角端状態における前記変倍光学系全系の空気換算バックフォーカスとの比について適切な範囲を規定するための条件式である。本実施形態の変倍光学系は、条件式(16)を満足することにより、像面湾曲を良好に補正することができる。また、ゴースト発生の低減に効果的である。
本実施形態の変倍光学系の条件式(16)の対応値が上限値を上回ると、像面湾曲をはじめとする諸収差の補正が困難になってしまう。なお、条件式(16)の上限値を-1.600に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(16)の上限値を-1.700、-1.800、-1.900、-2.000、さらに-2.100にすることが好ましい。
一方、本実施形態の変倍光学系の条件式(16)の対応値が下限値を下回ると、像面湾曲をはじめとする諸収差の補正が困難になってしまう。なお、条件式(16)の下限値を-9.000に設定することで、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、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(16)の下限値を-8.000、-7.000、-6.000、-5.500、-5.000、-4.500、-4.000、さらに-3.800にすることが好ましい。
本実施形態の光学機器は、上述した構成の変倍光学系を有する。これにより、光学性能の向上と、防振レンズ群の小型化が図られた光学機器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、負の屈折力を有する第1負レンズ群と、前記第1負レンズ群より像側に配置された負の屈折力を有する第2負レンズ群と、前記第2負レンズ群より像側に配置された負の屈折力を有する第3負レンズ群とを含む複数のレンズ群を有する変倍光学系の製造方法であって、変倍時に、隣り合うレンズ群の間隔が変化するように構成し、前記第1負レンズ群が、防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動可能に構成し、前記第2負レンズ群が、合焦時に光軸に沿って移動するように構成し、以下の条件式(1)を満足するように構成する変倍光学系の製造方法である。
(1)0.500<(-f3n)/√(fw*ft)<2.500
ただし、
f3n:前記第3負レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
ft:望遠端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
これにより、光学性能の向上と、防振レンズ群の小型化が図られた光学機器を実現することができる。
以下、本実施形態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。
(第1実施例)
図1A、図1Bおよび図1Cはそれぞれ、第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における断面図である。
図1A中の各レンズ群の下の矢印は、広角端状態から中間焦点距離状態への変倍の際の各レンズ群の移動方向を示している。図1B中の各レンズ群の下の矢印は、中間焦点距離状態から望遠端状態への変倍の際の各レンズ群の移動方向を示している。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、第1レンズ群である正の屈折力を有する第1正レンズ群GP1と、第2レンズ群である負の屈折力を有する第1負レンズ群GN1と、第3レンズ群である正の屈折力を有する第2正レンズ群GP2と、第4レンズ群である負の屈折力を有する第2負レンズ群GN2と、第5レンズ群である負の屈折力を有する第3負レンズ群GN3とから構成されている。
第1正レンズ群GP1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L11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13との接合正レンズとからなる。
第1負レンズ群GN1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との接合負レンズとからなる。
第2正レンズ群GP2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL33と、開口絞りSTと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL34と、両凸形状の正レンズL35と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL36とからなる。
第2負レンズ群GN2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と両凹形状の負レンズL42との接合負レンズからなる。
第3負レンズ群GN3は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL52とからなる。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
以上の構成のもと、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第1正レンズ群GP1と第1負レンズ群GN1との間隔、第1負レンズ群GN1と第2正レンズ群GP2との間隔、第2正レンズ群GP2と第2負レンズ群GN2との間隔および第2負レンズ群GN2と第3負レンズ群GN3との間隔が変化するように、第1正レンズ群GP1と第1負レンズ群GN1と第2正レンズ群GP2と第2負レンズ群GN2と第3負レンズ群GN3とが光軸に沿って移動する。詳細には、第1正レンズ群GP1は物体側へ移動し、第1負レンズ群GN1は像側へ移動し、第2正レンズ群GP2は物体側へ移動し、第2負レンズ群GN2は物体側へ移動し、第3負レンズ群GN3は物体側へ移動する。
本実施例に係る変倍光学系は、第2負レンズ群GN2を光軸に沿って像側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、防振レンズ群として第1負レンズ群GN1を光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより像ブレ発生時の像面補正、すなわち防振を行う。
以下の表1に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
表1において、fは焦点距離、BFはバックフォーカスすなわち最も像側のレンズ面から像面Iまでの光軸上の距離を示す。
[面データ]において、mは物体側から数えた光学面の順番、rは曲率半径、dは面間隔(第n面(nは整数)と第n+1面との間隔)、ndはd線(波長587.6nm)に対する屈折率、νdはd線(波長587.6nm)に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、OPは物体面、Dn(nは整数)は可変の面間隔、STは開口絞り、Iは像面をそれぞれ示している。なお、曲率半径r=∞は平面を示している。空気の屈折率nd=1.00000の記載は省略している。
[各種データ]において、fは変倍光学系全系の焦点距離、FNoはFナンバー、ωは半画角(単位は「°」)、Yは像高、TLは変倍光学系の全長すなわち第1面から像面Iまでの光軸上の距離、BFはバックフォーカスすなわち最も像側のレンズ面から像面Iまでの光軸上の距離、BF(空気換算長)は空気換算したバックフォーカスをそれぞれ示す。なお、Wは広角端状態、Mは中間焦点距離状態、Tは望遠端状態をそれぞれ示す。
[可変間隔データ]において、D0は物体から最も物体側のレンズ面までの距離、倍率は撮影倍率をそれぞれ示す。また、fは変倍光学系全系の焦点距離、Dn(nは整数)は第n面と第n+1面との可変の間隔をそれぞれ示す。なお、Wは広角端状態、Mは中間焦点距離状態、Tは望遠端状態をそれぞれ示す。
[レンズ群データ]には、各レンズ群の始面番号STと焦点距離fを示す。
[条件式対応値]には、各条件式の対応値をそれぞれ示す。
ここで、表1に掲載されている焦点距離f、曲率半径r及びその他の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)第1実施例
[面データ]
m r d nd νd
OP ∞
1 87.93190 4.100 1.51680 64.1
2 303555.26000 0.100
3 121.99600 2.300 1.60342 38.0
4 42.16570 6.300 1.48749 70.3
5 450.00450 D5

6 539.75280 1.200 1.77250 49.6
7 44.56390 2.596
8 -40.08110 1.200 1.80610 41.0
9 53.94500 2.200 1.94595 18.0
10 -287.19930 D10

11 81.30600 4.750 1.49700 81.6
12 -24.71700 1.300 1.85026 32.4
13 -81.98450 0.100
14 35.58090 2.650 1.51823 58.8
15 66022.91900 2.000
16 ST 11.870
17 71.97160 1.700 1.90200 25.3
18 30.66560 0.965
19 82.45900 2.230 1.74400 44.8
20 -82.45900 0.100
21 32.77810 2.250 1.79500 45.3
22 115.59770 D22

23 38.49580 2.560 1.80518 25.4
24 -75.09340 1.300 1.80610 41.0
25 21.42360 D25

26 -51.00010 3.420 1.58913 61.2
27 -20.93150 0.310
28 -24.80380 1.250 1.91082 35.2
29 -82.90360 D29
I ∞

[各種データ]
変倍比 4.71
W M T
f 51.50 86.28 242.80
FNo 4.63 5.10 6.34
ω 16.1 9.4 3.3
Y 14.50 14.50 14.50
TL 161.202 176.253 204.667
BF 16.906 23.174 38.120
BF(空気換算長)16.906 23.174 38.120

[可変間隔データ]
W M T
D0 ∞ ∞ ∞
倍率 - - -
f 51.50 86.28 242.80
D5 11.800 36.593 73.195
D10 37.855 24.078 3.134
D22 6.151 8.639 3.000
D25 29.739 25.019 28.466
D29 16.906 23.174 38.120

[レンズ群データ]
ST f
第1正レンズ群GP1 1 141.50
第1負レンズ群GN1 6 -32.88
第2正レンズ群GP2 11 33.68
第2負レンズ群GN2 23 -66.49
第3負レンズ群GN3 26 -113.67

[条件式対応値]
(1)(-f3n)/√(fw*ft)=1.016
(2)(-f1n)/√(fw*ft)=0.294
(3)(-f2n)/√(fw*ft)=0.595
(4)β1nt/β2nt=-0.734
(5)X1n/√(fw*ft)=0.160
(6)f2p/(-f1n)=1.024
(7)X2p/√(fw*ft)=-0.150
(8)Bfaw/fw=0.328
(9)2ωw=32.297°
(10)(β1nt-1)*βRt=2.990
(11)m12tw/fw=1.192
(12)(-f1n)/f1p=0.232
(13)(-f3n)/f1p=0.803
(14)f2n/f3n=0.585
(15)(RR-RF)/(RR+RF)=0.238
(16)RF/Bfaw=-3.017
図2A、図2Bおよび図2Cはそれぞれ、第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
各収差図において、FNOはFナンバー、Aは光線入射角即ち半画角(単位は「°」)をそれぞれ示す。各収差図は、d線(波長λ=587.6nm)での収差曲線を示している。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半画角を示し、横収差図では各半画角の値を示している。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、横収差図は、各半画角Aにおけるメリディオナル横収差を表している。なお、以下に示す各実施例の諸収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。
各収差図から明らかなように、第1実施例に係るズームレンズは、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。
(第2実施例)
図3A、図3Bおよび図3Cはそれぞれ、第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における断面図である。
図3A中の各レンズ群の下の矢印は、広角端状態から中間焦点距離状態への変倍の際の各レンズ群の移動方向を示している。図3B中の各レンズ群の下の矢印は、中間焦点距離状態から望遠端状態への変倍の際の各レンズ群の移動方向を示している。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、第1レンズ群である正の屈折力を有する第1正レンズ群GP1と、第2レンズ群である負の屈折力を有する第1負レンズ群GN1と、第3レンズ群である正の屈折力を有する第2正レンズ群GP2と、第4レンズ群である負の屈折力を有する第2負レンズ群GN2と、第5レンズ群である負の屈折力を有する第3負レンズ群GN3とから構成されている。
第1正レンズ群GP1は、物体側から順に、両凸形状のレンズL11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13との接合正レンズとからなる。
第1負レンズ群GN1は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23との接合負レンズとからなる。
第2正レンズ群GP2は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL31と、両凸形状の正レンズL32と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL33との接合負レンズと、開口絞りSTと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL34と、両凸形状の正レンズL35と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL36とからなる。
第2負レンズ群GN2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と両凹形状の負レンズL42との接合負レンズからなる。
第3負レンズ群GN3は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL52とからなる。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
以上の構成のもと、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第1正レンズ群GP1と第1負レンズ群GN1との間隔、第1負レンズ群GN1と第2正レンズ群GP2との間隔、第2正レンズ群GP2と第2負レンズ群GN2との間隔および第2負レンズ群GN2と第3負レンズ群GN3との間隔が変化するように、第1正レンズ群GP1と第1負レンズ群GN1と第2正レンズ群GP2と第2負レンズ群GN2と第3負レンズ群GN3とが光軸に沿って移動する。詳細には、第1正レンズ群GP1は物体側へ移動し、第1負レンズ群GN1は像側へ移動し、第2正レンズ群GP2は物体側へ移動し、第2負レンズ群GN2は一旦像側へ移動した後に物体側へ移動し、第3負レンズ群GN3は物体側へ移動する。
本実施例に係る変倍光学系は、第2負レンズ群GN2を光軸に沿って像側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、防振レンズ群として第1負レンズ群GN1を光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより像ブレ発生時の像面補正、すなわち防振を行う。
以下の表2に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
(表2)第2実施例
[面データ]
m r d nd νd
OP ∞
1 93.89670 4.243 1.51680 64.1
2 -1137.60310 0.200
3 120.67270 2.300 1.60342 38.0
4 42.51470 6.300 1.48749 70.3
5 337.43420 D5

6 -92.89570 1.450 1.74400 44.8
7 62.46930 1.456
8 -77.48380 1.450 1.79952 42.1
9 30.83830 2.780 1.92286 20.9
10 338.71580 D10

11 -904.06660 2.214 1.80610 41.0
12 -46.99250 0.100
13 44.29830 4.100 1.49700 81.6
14 -29.19740 1.300 2.00100 29.1
15 -197.75100 2.000
16 ST 15.500
17 84.89920 1.300 1.85026 32.4
18 48.64540 0.470 1.00000
19 99.43000 2.868 1.62299 58.1
20 -37.99330 0.100
21 61.34970 1.602 1.48749 70.3
22 200.00000 D22

23 41.49380 2.750 1.79504 28.7
24 -39.97280 1.400 1.80440 39.6
25 23.36740 D25

26 -52.32020 2.766 1.53172 48.8
27 -24.78880 0.609
28 -27.81550 1.150 1.83400 37.2
29 -121.04380 D29
I ∞

[各種データ]
変倍比 4.72
W M T
f 51.51 84.96 242.88
FNo 4.59 4.86 6.31
ω 15.9 9.4 3.3
Y 14.50 14.50 14.50
TL 160.482 175.164 203.122
BF 12.355 16.729 38.705
BF(空気換算長)12.355 16.729 38.705

[可変間隔データ]
W M T
D0 ∞ ∞ ∞
倍率 - - -
f 51.51 84.96 242.88
D5 11.800 38.203 72.641
D10 38.397 24.496 3.000
D22 3.618 6.802 3.000
D25 33.903 28.525 25.366
D29 12.355 16.729 38.705

[レンズ群データ]
ST f
第1正レンズ群GP1 1 145.31
第1負レンズ群GN1 6 -33.97
第2正レンズ群GP2 11 35.17
第2負レンズ群GN2 23 -71.56
第3負レンズ群GN3 26 -86.27

[条件式対応値]
(1)(-f3n)/√(fw*ft)=0.771
(2)(-f1n)/√(fw*ft)=0.304
(3)(-f2n)/√(fw*ft)=0.640
(4)β1nt/β2nt=-0.714
(5)X1n/√(fw*ft)=0.163
(6)f2p/(-f1n)=1.035
(7)X2p/√(fw*ft)=-0.154
(8)Bfaw/fw=0.240
(9)2ωw=31.854°
(10)(β1nt-1)*βRt=3.040
(11)m12tw/fw=1.181
(12)(-f1n)/f1p=0.234
(13)(-f3n)/f1p=0.594
(14)f2n/f3n=0.829
(15)(RR-RF)/(RR+RF)=0.396
(16)RF/Bfaw=-4.235
図4A、図4Bおよび図4Cはそれぞれ、第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
各収差図から明らかなように、第2実施例に係るズームレンズは、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。
(第3実施例)
図5A、図5Bおよび図5Cはそれぞれ、第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における断面図である。
図5A中の各レンズ群の下の矢印は、広角端状態から中間焦点距離状態への変倍の際の各レンズ群の移動方向を示している。図5B中の各レンズ群の下の矢印は、中間焦点距離状態から望遠端状態への変倍の際の各レンズ群の移動方向を示している。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、第1レンズ群である正の屈折力を有する第1正レンズ群GP1と、第2レンズ群である負の屈折力を有する第1負レンズ群GN1と、第3レンズ群である正の屈折力を有する第2正レンズ群GP2と、第4レンズ群である負の屈折力を有する第2負レンズ群GN2と、第5レンズ群である負の屈折力を有する第3負レンズ群GN3とから構成されている。
第1正レンズ群GP1は、物体側から順に、両凸形状のレンズL11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13との接合正レンズとからなる。
第1負レンズ群GN1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との接合負レンズとからなる。
第2正レンズ群GP2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL33と、開口絞りSTと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL34と、両凸形状の正レンズL35と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL36とからなる。
第2負レンズ群GN2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と両凹形状の負レンズL42との接合負レンズからなる。
第3負レンズ群GN3は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL52とからなる。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
以上の構成のもと、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第1正レンズ群GP1と第1負レンズ群GN1との間隔、第1負レンズ群GN1と第2正レンズ群GP2との間隔、第2正レンズ群GP2と第2負レンズ群GN2との間隔および第2負レンズ群GN2と第3負レンズ群GN3との間隔が変化するように、第1正レンズ群GP1と第1負レンズ群GN1と第2正レンズ群GP2と第2負レンズ群GN2と第3負レンズ群GN3とが光軸に沿って移動する。詳細には、第1正レンズ群GP1は物体側へ移動し、第1負レンズ群GN1は像側へ移動し、第2正レンズ群GP2は物体側へ移動し、第2負レンズ群GN2は物体側へ移動し、第3負レンズ群GN3は物体側へ移動する。
本実施例に係る変倍光学系は、第2負レンズ群GN2を光軸に沿って像側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、防振レンズ群として第1負レンズ群GN1を光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより像ブレ発生時の像面補正、すなわち防振を行う。
以下の表3に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
(表3)第3実施例
[面データ]
m r d nd νd
OP ∞
1 85.79135 4.163 1.51680 64.1
2 -21581.11600 0.200
3 106.31189 2.300 1.60342 38.0
4 40.99918 5.805 1.48749 70.3
5 217.68087 D5

6 116.23286 1.400 1.78590 44.2
7 34.74553 2.700
8 -36.56350 1.400 1.78590 44.2
9 58.57482 2.025 1.94595 18.0
10 -215.47554 D10

11 78.51586 4.305 1.49700 81.6
12 -24.01014 1.300 2.00100 29.1
13 -69.47425 0.100
14 37.52112 2.769 1.74400 44.8
15 356.77312 2.000
16 ST 9.567
17 66.52484 1.300 1.95000 29.4
18 29.40073 1.300
19 135.60665 2.350 1.79952 42.1
20 -56.95917 0.100
21 30.08650 2.350 1.62299 58.1
22 114.10158 D22

23 36.98000 2.700 1.79504 28.7
24 -38.17047 1.400 1.80440 39.6
25 21.71795 D25

26 -58.00000 3.400 1.53172 48.8
27 -21.24736 0.598
28 -27.04205 1.150 1.91082 35.2
29 -112.40885 D29
I ∞

[各種データ]
変倍比 4.71
W M T
f 51.60 86.50 242.99
FNo 4.63 5.23 6.33
ω 16.2 9.5 3.4
Y 14.50 14.50 14.50
TL 159.517 176.163 204.962
BF 15.441 23.366 41.940
BF(空気換算長)15.441 23.366 41.940

[可変間隔データ]
W M T
D0 ∞ ∞ ∞
倍率 - - -
f 51.60 86.50 242.99
D5 11.800 36.104 75.112
D10 37.219 24.327 3.000
D22 3.874 5.974 3.000
D25 34.500 29.709 25.227
D29 15.441 23.366 41.940

[レンズ群データ]
ST f
第1正レンズ群GP1 1 146.89
第1負レンズ群GN1 6 -33.04
第2正レンズ群GP2 11 33.07
第2負レンズ群GN2 23 -71.59
第3負レンズ群GN3 26 -106.43

[条件式対応値]
(1)(-f3n)/√(fw*ft)=0.952
(2)(-f1n)/√(fw*ft)=0.295
(3)(-f2n)/√(fw*ft)=0.640
(4)β1nt/β2nt=-0.705
(5)X1n/√(fw*ft)=0.160
(6)f2p/(-f1n)=1.001
(7)X2p/√(fw*ft)=-0.146
(8)Bfaw/fw=0.299
(9)2ωw=32.316°
(10)(β1nt-1)*βRt=2.991
(11)m12tw/fw=1.227
(12)(-f1n)/f1p=0.225
(13)(-f3n)/f1p=0.725
(14)f2n/f3n=0.673
(15)(RR-RF)/(RR+RF)=0.319
(16)RF/Bfaw=-3.756
図6A、図6Bおよび図6Cはそれぞれ、第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
各収差図から明らかなように、第3実施例に係るズームレンズは、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。
(第4実施例)
図7A、図7Bおよび図7Cはそれぞれ、第4実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における断面図である。
図7A中の各レンズ群の下の矢印は、広角端状態から中間焦点距離状態への変倍の際の各レンズ群の移動方向を示している。図7B中の各レンズ群の下の矢印は、中間焦点距離状態から望遠端状態への変倍の際の各レンズ群の移動方向を示している。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、第1レンズ群である正の屈折力を有する第1正レンズ群GP1と、第2レンズ群である負の屈折力を有する第1負レンズ群GN1と、第3レンズ群である正の屈折力を有する第2正レンズ群GP2と、第4レンズ群である負の屈折力を有する第2負レンズ群GN2と、第5レンズ群である負の屈折力を有する第3負レンズ群GN3とから構成されている。
第1正レンズ群GP1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L11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13との接合正レンズとからなる。
第1負レンズ群GN1は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23との接合負レンズとからなる。
第2正レンズ群GP2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と、両凸形状の正レンズL32と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL33との接合負レンズと、開口絞りSTと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL34と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL35と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL36とからなる。
第2負レンズ群GN2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と両凹形状の負レンズL42との接合負レンズからなる。
第3負レンズ群GN3は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL52とからなる。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
以上の構成のもと、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第1正レンズ群GP1と第1負レンズ群GN1との間隔、第1負レンズ群GN1と第2正レンズ群GP2との間隔、第2正レンズ群GP2と第2負レンズ群GN2との間隔および第2負レンズ群GN2と第3負レンズ群GN3との間隔が変化するように、第1正レンズ群GP1と第1負レンズ群GN1と第2正レンズ群GP2と第2負レンズ群GN2と第3負レンズ群GN3とが光軸に沿って移動する。詳細には、第1正レンズ群GP1は物体側へ移動し、第1負レンズ群GN1は像側へ移動し、第2正レンズ群GP2は物体側へ移動し、第2負レンズ群GN2は物体側へ移動し、第3負レンズ群GN3は物体側へ移動する。
本実施例に係る変倍光学系は、第2負レンズ群GN2を光軸に沿って像側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、防振レンズ群として第1負レンズ群GN1を光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより像ブレ発生時の像面補正、すなわち防振を行う。
以下の表4に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
(表4)第4実施例
[面データ]
m r d nd νd
OP ∞
1 102.02360 4.018 1.51680 64.1
2 23725.55500 0.200
3 124.20660 2.300 1.62004 36.4
4 46.74590 6.448 1.48749 70.3
5 2520.57410 D5

6 -108.36330 1.500 1.71999 50.3
7 67.45060 1.732
8 -93.87760 1.500 1.78590 44.2
9 25.84960 2.766 1.92286 20.9
10 95.38820 D10

11 356.21330 2.426 1.80610 41.0
12 -49.97960 0.100
13 43.50590 4.168 1.49700 81.6
14 -29.17280 1.300 2.00100 29.1
15 -549.62290 2.000
16 ST 14.664
17 102.25240 1.300 1.80518 25.4
18 61.57290 1.785
19 -112.53220 2.112 1.74100 52.8
20 -33.22100 0.100
21 44.64520 2.092 1.48749 70.3
22 3129.20700 D22

23 36.81260 2.689 1.79504 28.7
24 -56.40380 1.400 1.80440 39.6
25 22.49860 D25

26 -105.25910 3.471 1.53172 48.8
27 -25.72550 0.100
28 -29.26300 1.117 1.83400 37.2
29 -519.07190 D29
I ∞

[各種データ]
変倍比 4.72
W M T
f 51.51 85.02 242.99
FNo 4.56 5.08 6.30
ω 15.9 9.5 3.3
Y 14.50 14.50 14.50
TL 161.982 177.717 204.877
BF 12.355 21.015 38.805
BF(空気換算長)12.355 21.015 38.805

[可変間隔データ]
W M T
D0 ∞ ∞ ∞
倍率 - - -
f 51.51 85.02 242.99
D5 13.441 37.627 74.711
D10 35.676 23.863 2.974
D22 2.936 6.237 2.000
D25 36.287 27.687 25.101
D29 12.355 21.015 38.805

[レンズ群データ]
ST f
第1正レンズ群GP1 1 142.30
第1負レンズ群GN1 6 -32.29
第2正レンズ群GP2 11 35.53
第2負レンズ群GN2 23 -79.58
第3負レンズ群GN3 26 -88.56

[条件式対応値]
(1)(-f3n)/√(fw*ft)=0.792
(2)(-f1n)/√(fw*ft)=0.289
(3)(-f2n)/√(fw*ft)=0.712
(4)β1nt/β2nt=-0.797
(5)X1n/√(fw*ft)=0.164
(6)f2p/(-f1n)=1.100
(7)X2p/√(fw*ft)=-0.128
(8)Bfaw/fw=0.240
(9)2ωw=31.780°
(10)(β1nt-1)*βRt=3.020
(11)m12tw/fw=1.190
(12)(-f1n)/f1p=0.227
(13)(-f3n)/f1p=0.622
(14)f2n/f3n=0.899
(15)(RR-RF)/(RR+RF)=0.663
(16)RF/Bfaw=-8.520
図8A、図8Bおよび図8Cはそれぞれ、第4実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
各収差図から明らかなように、第4実施例に係るズームレンズは、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。
(第5実施例)
図9A、図9Bおよび図9Cはそれぞれ、第5実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における断面図である。
図9A中の各レンズ群の下の矢印は、広角端状態から中間焦点距離状態への変倍の際の各レンズ群の移動方向を示している。図9B中の各レンズ群の下の矢印は、中間焦点距離状態から望遠端状態への変倍の際の各レンズ群の移動方向を示している。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、第1レンズ群である正の屈折力を有する第1正レンズ群GP1と、第2レンズ群である負の屈折力を有する第1負レンズ群GN1と、第3レンズ群である正の屈折力を有する第2正レンズ群GP2と、第4レンズ群である負の屈折力を有する第2負レンズ群GN2と、第5レンズ群である負の屈折力を有する第3負レンズ群GN3とから構成されている。
第1正レンズ群GP1は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13との接合正レンズとからなる。
第1負レンズ群GN1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との接合負レンズとからなる。
第2正レンズ群GP2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL33と、開口絞りSTと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL34と、両凸形状の正レンズL35と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL36とからなる。
第2負レンズ群GN2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と両凹形状の負レンズL42との接合負レンズからなる。
第3負レンズ群GN3は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL52とからなる。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
以上の構成のもと、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第1正レンズ群GP1と第1負レンズ群GN1との間隔、第1負レンズ群GN1と第2正レンズ群GP2との間隔、第2正レンズ群GP2と第2負レンズ群GN2との間隔および第2負レンズ群GN2と第3負レンズ群GN3との間隔が変化するように、第1正レンズ群GP1と第1負レンズ群GN1と第2正レンズ群GP2と第2負レンズ群GN2と第3負レンズ群GN3とが光軸に沿って移動する。詳細には、第1正レンズ群GP1は物体側へ移動し、第1負レンズ群GN1は像側へ移動し、第2正レンズ群GP2は物体側へ移動し、第2負レンズ群GN2は物体側へ移動し、第3負レンズ群GN3は物体側へ移動する。
本実施例に係る変倍光学系は、第2負レンズ群GN2を光軸に沿って像側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、防振レンズ群として第1負レンズ群GN1を光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより像ブレ発生時の像面補正、すなわち防振を行う。
以下の表5に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
(表5)第5実施例
[面データ]
m r d nd νd
OP ∞
1 89.51110 3.900 1.51680 64.1
2 -6223.14480 0.100
3 121.42130 2.300 1.60342 38.0
4 42.38070 6.292 1.48749 70.3
5 500.00010 D5

6 6605.01980 0.980 1.77250 49.6
7 45.10060 2.290
8 -41.11830 1.200 1.78590 44.2
9 62.10660 2.079 1.94595 18.0
10 -284.90000 D10

11 90.49660 4.093 1.49700 81.6
12 -25.57740 1.300 1.85026 32.4
13 -63.88090 0.100
14 33.09670 2.552 1.51680 64.1
15 190.90280 2.000
16 ST 13.262
17 81.00000 1.300 1.71736 29.6
18 28.85130 1.055
19 90.00000 2.050 1.71999 50.3
20 -84.72400 0.100
21 30.60250 2.000 1.71999 50.3
22 101.01010 D22

23 40.74300 2.800 1.79504 28.7
24 -34.71910 1.300 1.80440 39.6
25 22.08130 D25

26 -38.89500 3.054 1.61272 58.5
27 -21.08970 0.100
28 -25.00540 1.250 1.91082 35.2
29 -52.25280 D29
I ∞

[各種データ]
変倍比 4.73
W M T
f 51.41 86.25 242.92
FNo 4.64 5.14 6.17
ω 16.1 9.4 3.3
Y 14.50 14.50 14.50
TL 161.541 175.521 204.303
BF 16.655 25.663 43.155
BF(空気換算長)16.655 25.663 43.155

[可変間隔データ]
W M T
D0 ∞ ∞ ∞
倍率 - - -
f 51.41 86.25 242.92
D5 11.800 35.130 72.602
D10 39.007 24.446 3.000
D22 6.543 9.225 3.000
D25 30.077 23.599 25.088
D29 16.655 25.663 43.155

[レンズ群データ]
ST f
第1正レンズ群GP1 1 139.16
第1負レンズ群GN1 6 -32.82
第2正レンズ群GP2 11 34.57
第2負レンズ群GN2 23 -64.26
第3負レンズ群GN3 26 -196.02

[条件式対応値]
(1)(-f3n)/√(fw*ft)=1.753
(2)(-f1n)/√(fw*ft)=0.293
(3)(-f2n)/√(fw*ft)=0.575
(4)β1nt/β2nt=-0.740
(5)X1n/√(fw*ft)=0.161
(6)f2p/(-f1n)=1.054
(7)X2p/√(fw*ft)=-0.161
(8)Bfaw/fw=0.324
(9)2ωw=32.294°
(10)(β1nt-1)*βRt=2.990
(11)m12tw/fw=1.183
(12)(-f1n)/f1p=0.236
(13)(-f3n)/f1p=1.409
(14)f2n/f3n=0.328
(15)(RR-RF)/(RR+RF)=0.147
(16)RF/Bfaw=-2.335
図10A、図10Bおよび図10Cはそれぞれ、第5実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
各収差図から明らかなように、第5実施例に係るズームレンズは、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。
(第6実施例)
図11A、図11Bおよび図11Cはそれぞれ、第6実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における断面図である。
図11A中の各レンズ群の下の矢印は、広角端状態から中間焦点距離状態への変倍の際の各レンズ群の移動方向を示している。図11B中の各レンズ群の下の矢印は、中間焦点距離状態から望遠端状態への変倍の際の各レンズ群の移動方向を示している。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、第1レンズ群である正の屈折力を有する第1正レンズ群GP1と、第2レンズ群である負の屈折力を有する第1負レンズ群GN1と、第3レンズ群である正の屈折力を有する第2正レンズ群GP2と、第4レンズ群である負の屈折力を有する第2負レンズ群GN2と、第5レンズ群である負の屈折力を有する第3負レンズ群GN3とから構成されている。
第1正レンズ群GP1は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13との接合正レンズとからなる。
第1負レンズ群GN1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との接合負レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL24とからなる。
第2正レンズ群GP2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL33と、開口絞りSTと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL34と、両凸形状の正レンズL35と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL36とからなる。
第2負レンズ群GN2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と両凹形状の負レンズL42との接合負レンズからなる。
第3負レンズ群GN3は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL52とからなる。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
以上の構成のもと、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第1正レンズ群GP1と第1負レンズ群GN1との間隔、第1負レンズ群GN1と第2正レンズ群GP2との間隔、第2正レンズ群GP2と第2負レンズ群GN2との間隔および第2負レンズ群GN2と第3負レンズ群GN3との間隔が変化するように、第1正レンズ群GP1と第1負レンズ群GN1と第2正レンズ群GP2と第2負レンズ群GN2と第3負レンズ群GN3とが光軸に沿って移動する。詳細には、第1正レンズ群GP1は物体側へ移動し、第1負レンズ群GN1は像側へ移動し、第2正レンズ群GP2は物体側へ移動し、第2負レンズ群GN2は物体側へ移動し、第3負レンズ群GN3は物体側へ移動する。
本実施例に係る変倍光学系は、第2負レンズ群GN2を光軸に沿って像側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、防振レンズ群として第1負レンズ群GN1を光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより像ブレ発生時の像面補正、すなわち防振を行う。
以下の表6に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
(表6)第6実施例
[面データ]
m r d nd νd
OP ∞
1 93.47132 4.090 1.51680 64.1
2 -1133.57750 0.100
3 117.38090 2.300 1.60342 38.0
4 41.05760 6.300 1.48749 70.3
5 450.00000 D5

6 268.80000 1.200 1.79952 42.1
7 48.94615 2.300
8 -47.17533 1.200 1.79500 45.3
9 47.57821 2.220 1.94595 18.0
10 -261.40114 0.650
11 -88.50282 1.000 1.95375 32.3
12 -457.30902 D12

13 74.45320 4.690 1.49700 81.6
14 -26.85628 1.250 1.90366 31.3
15 -70.82707 0.100
16 34.87737 2.530 1.56883 56.0
17 753.45804 2.000
18 ST 14.926
19 63.90081 1.650 1.90200 25.3
20 26.15260 0.955
21 85.00000 2.210 1.74400 44.8
22 -85.00010 0.100
23 24.32112 2.360 1.74400 44.8
24 64.74483 D24

25 40.01001 2.490 1.80518 25.4
26 -52.73825 1.250 1.80440 39.6
27 21.52211 D27

28 -39.08091 3.320 1.56384 60.7
29 -20.68916 0.320
30 -24.78916 1.250 1.91082 35.2
31 -53.86318 D31
I ∞

[各種データ]
変倍比 4.77
W M T
f 51.27 86.15 244.63
FNo 4.64 5.28 6.43
ω 16.2 9.4 3.3
Y 14.50 14.50 14.50
TL 161.206 175.694 205.728
BF 17.347 23.137 40.477
BF(空気換算長)17.347 23.137 40.477

[可変間隔データ]
W M T
D0 ∞ ∞ ∞
倍率 - - -
f 51.27 86.15 244.63
D5 11.400 34.720 70.201
D12 36.081 22.431 3.000
D24 4.763 7.799 3.000
D27 28.854 24.848 26.290
D31 17.347 23.137 40.477

[レンズ群データ]
ST f
第1正レンズ群GP1 1 137.12
第1負レンズ群GN1 6 -30.39
第2正レンズ群GP2 13 33.93
第2負レンズ群GN2 25 -63.78
第3負レンズ群GN3 28 -155.58

[条件式対応値]
(1)(-f3n)/√(fw*ft)=1.391
(2)(-f1n)/√(fw*ft)=0.272
(3)(-f2n)/√(fw*ft)=0.570
(4)β1nt/β2nt=-0.645
(5)X1n/√(fw*ft)=0.128
(6)f2p/(-f1n)=1.117
(7)X2p/√(fw*ft)=-0.168
(8)Bfaw/fw=0.338
(9)2ωw=32.329°
(10)(β1nt-1)*βRt=3.252
(11)m12tw/fw=1.147
(12)(-f1n)/f1p=0.222
(13)(-f3n)/f1p=1.135
(14)f2n/f3n=0.410
(15)(RR-RF)/(RR+RF)=0.159
(16)RF/Bfaw=-2.253
図12A、図12Bおよび図12Cはそれぞれ、第6実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
各収差図から明らかなように、第6実施例に係るズームレンズは、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。
(第7実施例)
図13A、図13Bおよび図13Cはそれぞれ、第7実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態および望遠端状態における断面図である。
図13A中の各レンズ群の下の矢印は、広角端状態から中間焦点距離状態への変倍の際の各レンズ群の移動方向を示している。図13B中の各レンズ群の下の矢印は、中間焦点距離状態から望遠端状態への変倍の際の各レンズ群の移動方向を示している。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、第1レンズ群である正の屈折力を有する第1正レンズ群GP1と、第2レンズ群である負の屈折力を有する第1負レンズ群GN1と、第3レンズ群である正の屈折力を有する第2正レンズ群GP2と、第4レンズ群である負の屈折力を有する第2負レンズ群GN2と、第5レンズ群である負の屈折力を有する第3負レンズ群GN3とから構成されている。
第1正レンズ群GP1は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL11と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13との接合正レンズとからなる。
第1負レンズ群GN1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との接合負レンズとからなる。
第2正レンズ群GP2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合正レンズと、両凸形状の正レンズL33と、開口絞りSTと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL34と、両凸形状の正レンズL35と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL36とからなる。
第2負レンズ群GN2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と両凹形状の負レンズL42との接合負レンズからなる。
第3負レンズ群GN3は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL52とからなる。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
以上の構成のもと、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第1正レンズ群GP1と第1負レンズ群GN1との間隔、第1負レンズ群GN1と第2正レンズ群GP2との間隔、第2正レンズ群GP2と第2負レンズ群GN2との間隔および第2負レンズ群GN2と第3負レンズ群GN3との間隔が変化するように、第1正レンズ群GP1と第1負レンズ群GN1と第2正レンズ群GP2と第2負レンズ群GN2と第3負レンズ群GN3とが光軸に沿って移動する。詳細には、第1正レンズ群GP1は物体側へ移動し、第1負レンズ群GN1は像側へ移動し、第2正レンズ群GP2は物体側へ移動し、第2負レンズ群GN2は一旦像側へ移動した後に物体側へ移動し、第3負レンズ群GN3は物体側へ移動する。
本実施例に係る変倍光学系は、第2負レンズ群GN2を光軸に沿って像側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、防振レンズ群として第1負レンズ群GN1を光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより像ブレ発生時の像面補正、すなわち防振を行う。
以下の表7に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
(表7)第7実施例
[面データ]
m r d nd νd
OP ∞
1 92.46664 4.090 1.51680 64.1
2 -1965.97730 0.100
3 130.30808 2.300 1.60342 38.0
4 43.48647 6.300 1.48749 70.3
5 450.00000 D5

6 268.80354 1.200 1.77250 49.6
7 44.43348 2.590
8 -37.26227 1.200 1.80610 41.0
9 52.74280 2.220 1.94595 18.0
10 -328.24497 D10

11 49.79080 4.690 1.49700 81.6
12 -28.17550 1.250 1.90366 31.3
13 -81.07604 0.100
14 35.34536 2.530 1.56883 56.0
15 -578.67604 2.000
16 ST 12.554
17 44.40415 1.650 1.90200 25.3
18 21.10839 0.955
19 85.00000 2.210 1.74400 44.8
20 -85.00010 0.100
21 19.81161 2.360 1.74400 44.8
22 33.30793 D22

23 38.31794 2.490 1.80518 25.4
24 -34.14118 1.250 1.80440 39.6
25 20.46917 D25

26 -37.68147 3.320 1.56384 60.7
27 -19.16939 0.320
28 -23.26939 1.250 1.91082 35.2
29 -48.50735 D29
I ∞

[各種データ]
変倍比 4.77
W M T
f 51.25 86.18 244.50
FNo 4.64 5.26 6.42
ω 16.3 9.4 3.3
Y 14.50 14.50 14.50
TL 157.670 170.584 203.302
BF 17.052 20.583 40.472
BF(空気換算長)17.052 20.583 40.472

[可変間隔データ]
W M T
D0 ∞ ∞ ∞
倍率 - - -
f 51.25 86.18 244.50
D5 11.400 36.275 71.915
D10 39.608 23.775 3.000
D22 3.000 7.122 3.754
D25 27.581 23.800 25.132
D29 17.052 20.583 40.472

[レンズ群データ]
ST f
第1正レンズ群GP1 1 146.90
第1負レンズ群GN1 6 -32.36
第2正レンズ群GP2 11 33.16
第2負レンズ群GN2 23 -60.42
第3負レンズ群GN3 26 -191.47

[条件式対応値]
(1)(-f3n)/√(fw*ft)=1.712
(2)(-f1n)/√(fw*ft)=0.289
(3)(-f2n)/√(fw*ft)=0.540
(4)β1nt/β2nt=-0.533
(5)X1n/√(fw*ft)=0.133
(6)f2p/(-f1n)=1.025
(7)X2p/√(fw*ft)=-0.194
(8)Bfaw/fw=0.333
(9)2ωw=32.519°
(10)(β1nt-1)*βRt=3.280
(11)m12tw/fw=1.181
(12)(-f1n)/f1p=0.220
(13)(-f3n)/f1p=1.303
(14)f2n/f3n=0.316
(15)(RR-RF)/(RR+RF)=0.126
(16)RF/Bfaw=-2.210
図14A、図14Bおよび図14Cはそれぞれ、第7実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、および望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
各収差図から明らかなように、第7実施例に係るズームレンズは、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。
上記各実施例によれば、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正することができる高い光学性能を有し、防振レンズ群の小型化が図られた変倍光学系を実現することができる。
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、本実施形態の変倍光学系の光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。
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50~70mm程度である。また、本願の変倍光学系は、変倍比が2.7~6倍程度である。さらに、本願の変倍光学系は、広角端状態におけるFナンバーが3.5~4.5程度であり、望遠端状態における5.6~7.0程度である。
本実施形態の変倍光学系の数値実施例として5群構成のものを示したが、本実施形態はこれに限られず、その他の群構成(例えば、6群等)の変倍光学系を構成することもできる。具体的には、上記各実施例の変倍光学系の最も物体側や最も像側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。或いは、隣り合うレンズ群とレンズ群との間にレンズ又はレンズ群を追加しても良い。なお、レンズ群は、少なくとも1枚以上のレンズで構成されてもよい。
また、上記各実施例では、第2負レンズ群を合焦レンズ群としている。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、ステッピングモータ、VCMモータ等による駆動にも適している。
また、上記各実施例では、第1負レンズ群を防振レンズ群としているが、これに限らず、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、防振を行う構成とすることもできる。
また、上記各実施例の変倍光学系の開口絞りは、第2正レンズ群内に配置されることが好ましい。開口絞りは、開口絞りとして部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用する構成としてもよい。
また、上記各実施例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。
また、上記各実施例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。
次に、本実施形態の変倍光学系を備えたカメラを図15に基づいて説明する。
図15は本実施形態の変倍光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
図15に示すようにカメラ1は、撮影レンズ2として上記第1実施例に係る変倍光学系を備えたレンズ交換式のミラーレスカメラである。
本カメラ1において、不図示の物体(被写体)からの光は、撮影レンズ2で集光されて、不図示のOLPF(Optical low pass filter:光学ローパスフィルタ)を介して撮像部3の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部3に設けられた光電変換素子によって被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ1に設けられたEVF(Electronic view finder:電子ビューファインダ)4に表示される。これにより撮影者は、EVF4を介して被写体を観察することができる。
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、撮像部3で生成された被写体の画像が不図示のメモリに記憶される。このようにして、撮影者は本カメラ1による被写体の撮影を行うことができる。
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、上述のように広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正することができる高い光学性能を有し、防振レンズ群の小型化が図られている。すなわち本カメラ1は、諸収差を良好に補正することができる高い光学性能を有し、防振レンズ群の小型化を実現することができる。なお、上記第2~第7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。また、クイックリターンミラーを有し、ファインダ光学系によって被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに上記各実施例に係る変倍光学系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。
次に、本実施形態の変倍光学系の製造方法の概略を図16に基づいて説明する。
図16は本実施形態の光学系の製造方法の概略を示すフロー図である。
図16に示す本実施形態の光学系の製造方法は、負の屈折力を有する第1負レンズ群と、前記第1負レンズ群より像側に配置された負の屈折力を有する第2負レンズ群と、前記第2負レンズ群より像側に配置された負の屈折力を有する第3負レンズ群とを含む複数のレンズ群を有する変倍光学系の製造方法であって、以下のステップS1~S4を含むものである。
ステップS1:変倍時に、隣り合うレンズ群の間隔が変化するように構成する。
ステップS2:前記第1負レンズ群が、防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動可能に構成する。
ステップS3:前記第2負レンズ群が、合焦時に光軸に沿って移動するように構成する。
ステップS4:以下の条件式(1)を満足するように構成する。
(1)0.500<(-f3n)/√(fw*ft)<2.500
ただし、
f3n:前記第3負レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
ft:望遠端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
斯かる本実施形態の変倍光学系の製造方法によれば、諸収差を良好に補正することができる高い光学性能を有し、防振レンズ群の小型化が図られた変倍光学系を製造することができる。
GP1 第1正レンズ群 GN1 第1負レンズ群
GP2 第2正レンズ群 GN2 第2負レンズ群
GN3 第3負レンズ群 ST 開口絞り
I 像面 1 カメラ
2 撮影レンズ

Claims (22)

  1. 物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、負の屈折力を有する第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、負の屈折力を有する第2負レンズ群と、負の屈折力を有する第3負レンズ群とにより、実質的に5個のレンズ群からなり、
    変倍時に、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
    前記第1負レンズ群は、防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動可能であり、
    前記第2負レンズ群は、合焦時に光軸に沿って移動し、
    以下の条件式を満足する変倍光学系。
    0.500<(-f3n)/√(fw*ft)<2.500
    0.210<(-f1n)/√(fw*ft)<0.390
    0.200<(-f1n)/f1p<0.280
    0.050<f2n/f3n<1.500
    ただし、
    f1n:前記第1負レンズ群の焦点距離
    f1p:前記第1正レンズ群の焦点距離
    f2n:前記第2負レンズ群の焦点距離
    f3n:前記第3負レンズ群の焦点距離
    fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
    ft:望遠端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
  2. 物体側から順に、正の屈折力を有する第1正レンズ群と、負の屈折力を有する第1負レンズ群と、正の屈折力を有する第2正レンズ群と、負の屈折力を有する第2負レンズ群と、負の屈折力を有する第3負レンズ群とにより、実質的に5個のレンズ群からなり、
    変倍時に、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
    前記第1負レンズ群は、物体側から順に、第1の負レンズと、第2の負レンズと、正レンズとを有し、防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動可能であり、
    前記第2負レンズ群は、合焦時に光軸に沿って移動し、
    以下の条件式を満足する変倍光学系。
    0.500<(-f3n)/√(fw*ft)<2.500
    20.000°<2ωw<45.000°
    0.050<f2n/f3n<1.500
    ただし、
    f2n:前記第2負レンズ群の焦点距離
    f3n:前記第3負レンズ群の焦点距離
    fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
    ft:望遠端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
    2ωw:広角端状態における前記変倍光学系の全画角
  3. 以下の条件式を満足する請求項2に記載の変倍光学系。
    0.200<(-f1n)/√(fw*ft)<0.400
    ただし、
    f1n:前記第1負レンズ群の焦点距離
    fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
    ft:望遠端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
  4. 前記第1負レンズ群は、物体側から順に、第1の負レンズと、第2の負レンズと、正レンズとを有する請求項1に記載の変倍光学系。
  5. 以下の条件式を満足する請求項1又は4に記載の変倍光学系。
    20.000°<2ωw<45.000°
    ただし、
    2ωw:広角端状態における前記変倍光学系の全画角
  6. 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。
    0.150<(-f1n)/f1p<0.350
    ただし、
    f1n:前記第1負レンズ群の焦点距離
    f1p:前記第1正レンズ群の焦点距離
  7. 以下の条件式を満足する請求項1から6の何れか一項に記載の変倍光学系。
    0.200<(-f2n)/√(fw*ft)<1.000
    ただし、
    f2n:前記第2負レンズ群の焦点距離
    fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
    ft:望遠端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
  8. 以下の条件式を満足する請求項1から7の何れか一項に記載の変倍光学系。
    -1.000<β1nt/β2nt<-0.300
    ただし、
    β1nt:望遠端状態における前記第1負レンズ群の横倍率
    β2nt:望遠端状態における前記第2負レンズ群の横倍率
  9. 以下の条件式を満足する請求項1から8の何れか一項に記載の変倍光学系。
    0.050<X1n/√(fw*ft)<0.250
    ただし、
    X1n:像側への移動の向きを正方向としたときの、広角端状態から望遠端状態への変倍時の前記第1負レンズ群の移動量
    fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
    ft:望遠端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
  10. 前記第2負レンズ群は、物体側から順に、正レンズと、負レンズとからなる請求項1から9の何れか一項に記載の変倍光学系。
  11. 前記第3負レンズ群は、最も像側に配置されている請求項1から10の何れか一項に記載の変倍光学系。
  12. 前記第1負レンズ群と前記第2負レンズ群との間に開口絞りが配置されている請求項1から11の何れか一項に記載の変倍光学系。
  13. 以下の条件式を満足する請求項1から12の何れか一項に記載の変倍光学系。
    0.500<f2p/(-f1n)<1.500
    ただし、
    f2p:前記第2正レンズ群の焦点距離
    f1n:前記第1負レンズ群の焦点距離
  14. 以下の条件式を満足する請求項1から13の何れか一項に記載の変倍光学系。
    -0.300<X2p/√(fw*ft)<0.000
    ただし、
    X2p:像側への移動の向きを正方向としたときの、広角端状態から望遠端状態への変倍時の前記第2正レンズ群の移動量
    fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
    ft:望遠端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
  15. 変倍時に、前記第1正レンズ群は移動する請求項1から14の何れか一項に記載の変倍光学系。
  16. 以下の条件式を満足する請求項1から15の何れか一項に記載の変倍光学系。
    0.150<Bfaw/fw<0.500
    ただし、
    Bfaw:広角端状態における前記変倍光学系全系の空気換算バックフォーカス
    fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
  17. 以下の条件式を満足する請求項1から16の何れか一項に記載の変倍光学系。
    1.500<(β1nt-1)*βRt<4.500
    ただし、
    β1nt:望遠端状態における前記第1負レンズ群の横倍率
    βRt:望遠端状態における前記第1負レンズ群よりも像側に配置された全てのレンズ群の合成横倍率
  18. 以下の条件式を満足する請求項1から17の何れか一項に記載の変倍光学系。
    0.500<m12tw/fw<2.000
    ただし、
    m12tw:広角端状態から望遠端状態への変倍時の前記第1正レンズ群と前記第1負レンズ群との間隔の変化量
    fw:広角端状態における前記変倍光学系全系の焦点距離
  19. 以下の条件式を満足する請求項1から18の何れか一項に記載の変倍光学系。
    0.010<(-f3n)/f1p<3.000
    ただし、
    f3n:前記第3負レンズ群の焦点距離
    f1p:前記第1正レンズ群の焦点距離
  20. 以下の条件式を満足する請求項1から19の何れか一項に記載の変倍光学系。
    0.080<(RR-RF)/(RR+RF)<1.000
    ただし、
    RR:前記第3負レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径
    RF:前記第3負レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
  21. 以下の条件式を満足する請求項1から20の何れか一項に記載の変倍光学系。
    -10.000<RF/Bfaw<-1.500
    RF:前記第3負レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径
    Bfaw:広角端状態における前記変倍光学系全系の空気換算バックフォーカス
  22. 請求項1から21の何れか一項に記載の変倍光学系を備えた光学機器。
JP2020557059A 2018-11-20 2018-11-20 変倍光学系、光学機器 Active JP7228136B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/042794 WO2020105111A1 (ja) 2018-11-20 2018-11-20 変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020105111A1 JPWO2020105111A1 (ja) 2021-09-27
JP7228136B2 true JP7228136B2 (ja) 2023-02-24

Family

ID=70773377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020557059A Active JP7228136B2 (ja) 2018-11-20 2018-11-20 変倍光学系、光学機器

Country Status (4)

Country Link
US (3) US11409086B2 (ja)
JP (1) JP7228136B2 (ja)
CN (1) CN112585519B (ja)
WO (1) WO2020105111A1 (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014044246A (ja) 2012-08-24 2014-03-13 Sigma Corp ズームレンズ
WO2014132291A1 (ja) 2013-02-28 2014-09-04 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
JP2015018124A (ja) 2013-07-11 2015-01-29 株式会社タムロン ズームレンズ及び撮像装置
WO2018066648A1 (ja) 2016-10-07 2018-04-12 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
WO2018066649A1 (ja) 2016-10-07 2018-04-12 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
WO2018092295A1 (ja) 2016-11-21 2018-05-24 株式会社ニコン 変倍光学系、光学機器、撮像機器および変倍光学系の製造方法
JP2018169564A (ja) 2017-03-30 2018-11-01 株式会社タムロン ズームレンズ及び撮像装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4323584B2 (ja) 1998-04-30 2009-09-02 キヤノン株式会社 防振機能を有した変倍光学系
JP5492658B2 (ja) * 2010-05-24 2014-05-14 株式会社タムロン 高変倍率ズームレンズ
JP6536583B2 (ja) * 2014-08-29 2019-07-03 株式会社ニコン 変倍光学系及び光学機器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014044246A (ja) 2012-08-24 2014-03-13 Sigma Corp ズームレンズ
WO2014132291A1 (ja) 2013-02-28 2014-09-04 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
JP2015018124A (ja) 2013-07-11 2015-01-29 株式会社タムロン ズームレンズ及び撮像装置
WO2018066648A1 (ja) 2016-10-07 2018-04-12 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
WO2018066649A1 (ja) 2016-10-07 2018-04-12 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
WO2018092295A1 (ja) 2016-11-21 2018-05-24 株式会社ニコン 変倍光学系、光学機器、撮像機器および変倍光学系の製造方法
JP2018169564A (ja) 2017-03-30 2018-11-01 株式会社タムロン ズームレンズ及び撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20220035142A1 (en) 2022-02-03
US20230251472A1 (en) 2023-08-10
CN112585519B (zh) 2023-04-18
WO2020105111A1 (ja) 2020-05-28
JPWO2020105111A1 (ja) 2021-09-27
US11409086B2 (en) 2022-08-09
US11644655B2 (en) 2023-05-09
US20220365326A1 (en) 2022-11-17
CN112585519A (zh) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6669169B2 (ja) 変倍光学系、光学装置
JP6577191B2 (ja) ズームレンズ及び撮像装置
WO2019097669A1 (ja) 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法
CN110573924B (zh) 变倍光学系统、光学装置和制造变倍光学系统的方法
JP6725000B2 (ja) 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法
CN110494786B (zh) 变倍光学系统、光学装置和制造变倍光学系统的方法
CN110520777B (zh) 变倍光学系统、光学装置和制造变倍光学系统的方法
JP7202547B2 (ja) 変倍光学系、光学機器
JP2015152851A (ja) 光学系、該光学系を備えた撮像装置、光学系の製造方法
JP7254271B2 (ja) 変倍光学系、光学機器
JP6642572B2 (ja) 変倍光学系、光学装置
JP7151767B2 (ja) 変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法
CN110546544B (zh) 变倍光学系统、光学装置和制造变倍光学系统的方法
JP6512227B2 (ja) 変倍光学系、及び光学装置
JP7228136B2 (ja) 変倍光学系、光学機器
JP7207420B2 (ja) 変倍光学系、光学機器
JP7147869B2 (ja) 変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法
JP7217869B2 (ja) 変倍光学系、光学機器
JP5682715B2 (ja) ズームレンズ系、及び、このズームレンズ系を備えた光学機器
JP6070055B2 (ja) 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法
JP7103432B2 (ja) 変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法
WO2020012639A1 (ja) 変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法
JP6390697B2 (ja) 変倍光学系、変倍光学系を備えた撮像装置、変倍光学系の製造方法
JP6070054B2 (ja) 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法
JP5974719B2 (ja) ズームレンズ、光学装置、ズームレンズの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210303

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220308

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220428

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220823

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221118

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20221118

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20221129

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20221206

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: 20230113

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230126

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7228136

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150