JPWO2016017726A1 - 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法 - Google Patents

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Abstract

最も物体側に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群G1を有し、第1レンズ群G1より像側に配置された像側レンズ群を有し、変倍に際して、少なくとも第1レンズ群G1と前記像側レンズ群との間隔が変化し、前記像側レンズ群が、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群GVRと、合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群GFとを有する。これにより、高い光学性能を備えた変倍光学系、光学装置及び変倍光学系の製造方法を提供する。

Description

本発明は、変倍光学系、光学装置、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、特開2013−105131号公報を参照。
特開2013−105131号公報
しかしながら、上述のような従来の変倍光学系は、光学性能が不十分であるという問題があった。
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、高い光学性能を備えた変倍光学系、光学装置及び変倍光学系の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明の第1態様は、
最も物体側に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群を有し、前記第1レンズ群より像側に配置された像側レンズ群を有し、
変倍に際して、少なくとも前記第1レンズ群と前記像側レンズ群との間隔が変化し、
前記像側レンズ群が、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群と、合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群とを有することを特徴とする変倍光学系を提供する。
また本発明の第2態様は、
最も物体側に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群を有し、前記第1レンズ群より像側に配置された像側レンズ群を有し、
変倍に際して、少なくとも前記第1レンズ群と前記像側レンズ群との間隔が変化し、
前記像側レンズ群が、合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群を有し、
前記合焦レンズ群が、物体側から順に、第1合焦群と、第2合焦群とを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
0.10 < |fp|/f4 < 0.45
ただし、
fp:前記第2合焦群の焦点距離
f4:前記像側レンズ群の焦点距離
また本発明の第1、第2態様は、
変倍に際して、前記第1レンズ群の位置が固定されていることが好ましい。
また本発明の第1、第2態様は、
前記合焦レンズ群が、負の屈折力を有する第1合焦群と、正の屈折力を有する第2合焦群とを有し、
合焦に際して、前記第1合焦群と前記第2合焦群との間隔が変化することが好ましい。
また本発明の第1、第2態様は、
前記合焦レンズ群が、第1合焦群と、第2合焦群とを有し、
無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第1合焦群が光軸に沿って像側へ移動し前記第2合焦群が光軸に沿って物体側へ移動することが好ましい。
また本発明の第1、第2態様は、
前記合焦レンズ群が、負の屈折力を有する第1合焦群と、第2合焦群とを有し、
以下の条件式を満足することが好ましい。
0.20 < (−fn)/f4 < 0.60
ただし、
fn:前記第1合焦群の焦点距離
f4:前記像側レンズ群の焦点距離
また本発明の第2態様は、
前記像側レンズ群が、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群を有することが好ましい。
また本発明の第1、第2態様は、
前記像側レンズ群が、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群を有し、
以下の条件式を満足することが好ましい。
0.10 < |fvr|/f4 < 0.80
ただし、
fvr:前記防振レンズ群の焦点距離
f4:前記像側レンズ群の焦点距離
また本発明の第1、第2態様は、
前記合焦レンズ群が、第1合焦群と、第2合焦群とを有し、
以下の条件式を満足することが好ましい。
0.12 < D/D4 < 0.40
ただし、
D:無限遠物体合焦時の前記第1合焦群と前記第2合焦群との間隔
D4:前記像側レンズ群の光軸上の長さ
また本発明の第1、第2態様は、
前記像側レンズ群は、最も像側に配置されたレンズ群であり、
変倍に際して、前記像側レンズ群に含まれるレンズどうしの間隔は変化しないことが好ましい。
また本発明の第1、第2態様は、
物体側から順に、前記第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、前記像側レンズ群とを有することが好ましい。
また本発明の第3態様は、
本発明の第1態様に係る変倍光学系を有することを特徴とする光学装置を提供する。
また本発明の第4態様は、
本発明の第2態様に係る変倍光学系を有することを特徴とする光学装置を提供する。
また本発明の第5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第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、
変倍に際して、隣り合うレンズ群どうしの間隔が変化するようにし、
前記第4レンズ群が、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群と、合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群とを有するようにすることを特徴とする変倍光学系の製造方法を提供する。
また本発明の第6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第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、
変倍に際して、隣り合うレンズ群どうしの間隔が変化するようにし、
前記第4レンズ群が、合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群を有するようにし、
前記合焦レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する第1合焦群と、正の屈折力を有する第2合焦群とを有するようにし、
前記変倍光学系が以下の条件式を満足するようにすることを特徴とする変倍光学系の製造方法を提供する。
0.10 < fp/f4 < 0.45
ただし、
fp:前記第2合焦群の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
本発明の第1、第3、第5態様によれば、防振機能を有しながら高い光学性能を備えた変倍光学系、光学装置及び変倍光学系の製造方法を提供することができる。
本発明の第2、第4、第6態様によれば、高い光学性能を備えた変倍光学系、光学装置及び変倍光学系の製造方法を提供することができる。
図1は、本願の第1、第2実施形態に共通の第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態における断面図である。 図2A、図2B、及び図2Cはそれぞれ、本願の第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。 図3A、図3B、及び図3Cはそれぞれ、本願の第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物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。 図4A、図4B、及び図4Cはそれぞれ、本願の第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物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。 図5は、本願の第1、第2実施形態に共通の第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態における断面図である。 図6A、図6B、及び図6Cはそれぞれ、本願の第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。 図7A、図7B、及び図7Cはそれぞれ、本願の第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物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。 図8A、図8B、及び図8Cはそれぞれ、本願の第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物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。 図9は、本願の第1、第2実施形態に共通の第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態における断面図である。 図10A、図10B、及び図10Cはそれぞれ、本願の第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。 図11A、図11B、及び図11Cはそれぞれ、本願の第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物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。 図12A、図12B、及び図12Cはそれぞれ、本願の第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物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。 図13は本願の第1、第2実施形態に係る変倍光学系を備えたカメラの構成を示す図である。 図14は本願の第1実施形態に係る変倍光学系の製造方法の概略を示す図である。 図15は本願の第2実施形態に係る変倍光学系の製造方法の概略を示す図である。
以下、本願の第1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説明する。
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第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有し、変倍に際して、隣り合うレンズ群どうしの間隔が変化し、前記第1レンズ群の位置が固定であり、前記第4レンズ群が、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群と、合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群とを有することを特徴としている。
上記のように本願の第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第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有し、変倍に際して、隣り合うレンズ群どうしの間隔が変化し、第1レンズ群の位置が固定である。この構成により、所定の変倍比の確保、変倍機構の簡素化、鏡筒の小型化、及び製造誤差による性能劣化の低減を図ることができる。
また、上記のように本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、第4レンズ群が合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群を有する。この構成により、合焦時の光学性能の変化の低減、及び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、上記のように本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、第4レンズ群が光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群を有する。この構成により、手ぶれや振動等に起因する像ぶれの補正、即ち防振を行うことができ、特に、防振時の光学性能の変化の低減、及び防振ユニットの小型化を図ることができる。
以上の構成により、防振機能を有しながら高い光学性能を備えた変倍光学系を実現することができる。
また本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(1−1)を満足することが望ましい。
(1−1) 0.10 < |fvr|/f4 < 0.80
ただし、
fvr:前記防振レンズ群の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
条件式(1−1)は、第4レンズ群の焦点距離に対する防振レンズ群の焦点距離を規定するものである。本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、条件式(1−1)を満足することにより、良好な防振性能を達成することができる。
本願の第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、防振レンズ群の屈折力が大きくなり、防振時の像面変動及び偏心コマ収差を補正することが困難になってしまうので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−1)の下限値を0.20とすることがより好ましい。
一方、本願の第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、防振レンズ群の屈折力が小さくなり、防振ユニットの小型化が困難になってしまうので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−1)の上限値を0.60とすることがより好ましい。
また本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、前記合焦レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する第1合焦群と、正の屈折力を有する第2合焦群とを有し、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第1合焦群が光軸に沿って像側へ移動し前記第2合焦群が光軸に沿って物体側へ移動することが望ましい。この構成により、合焦による光学性能の変化を低減することができる。
また本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(1−2)を満足することが望ましい。
(1−2) 0.10 < (−fn)/f4 < 0.60
ただし、
fn:前記第1合焦群の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
条件式(1−2)は、第4レンズ群の焦点距離に対する第1合焦群の焦点距離を規定するものである。本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、条件式(1−2)を満足することにより、合焦時に良好な光学性能を達成することができる。
本願の第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合焦群の屈折力が大きくなり、合焦時に球面収差や像面湾曲を補正することが困難になってしまうので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−2)の下限値を0.22とすることがより好ましい。
一方、本願の第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4レンズ群の屈折力が大きくなり、望遠端状態において球面収差を補正することが困難になってしまうので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−2)の上限値を0.45とすることがより好ましい。
また本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(1−3)を満足することが望ましい。
(1−3) 0.10 < fp/f4 < 0.50
ただし、
fp:前記第2合焦群の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
条件式(1−3)は、第4レンズ群の焦点距離に対する第2合焦群の焦点距離を規定するものである。本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、条件式(1−3)を満足することにより、合焦時に良好な光学性能を達成することができる。
本願の第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2合焦群の屈折力が大きくなり、合焦時の収差変動が大きくなるので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−3)の下限値を0.15とすることがより好ましい。
一方、本願の第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、第4レンズ群の屈折力が大きくなり、望遠端状態において球面収差を補正することが困難になってしまうので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−3)の上限値を0.40とすることがより好ましい。
また本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(1−4)を満足することが望ましい。
(1−4) 0.12 < D/D4 < 0.40
ただし、
D:無限遠物体合焦時の前記第1合焦群と前記第2合焦群との間隔
D4:前記第4レンズ群の光軸上の長さ
条件式(1−4)は、第4レンズ群の厚み即ち光軸上の長さに対する第1合焦群と第2合焦群との空気間隔を規定するものである。本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、条件式(1−4)を満足することにより、合焦時に良好な光学性能を達成することができる。
本願の第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、合焦時に第1合焦群と第2合焦群が移動するためのスペースを十分に確保することができなくなってしまう。このため、第1合焦群と第2合焦群の屈折力を大きくしなければならなくなり、合焦時に球面収差や像面湾曲を補正することが困難になってしまうので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−4)の下限値を0.15とすることがより好ましい。
一方、本願の第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4レンズ群内に防振レンズ群を配置するためのスペースを十分に確保することができなくなってしまう。そこで、第4レンズ群内に防振レンズ群を配置するためのスペースを確保するために第1レンズ群や第2レンズ群の屈折力を大きくすれば、望遠端状態において球面収差を補正することが困難になってしまうので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1−4)の上限値を0.35とすることがより好ましい。
また本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、前記防振レンズ群が前記合焦レンズ群より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、防振レンズ群の径を小さくすることができ、鏡筒の小型化を図ることができる。
本願の光学装置は、上述した構成の第1実施形態に係る変倍光学系を有することを特徴としている。これにより、防振機能を有しながら高い光学性能を備えた光学装置を実現することができる。
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第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、変倍に際して、隣り合うレンズ群どうしの間隔が変化し、前記第1レンズ群の位置が固定であるようにし、前記第4レンズ群が、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群と、合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群とを有するようにすることを特徴としている。これにより、防振機能を有しながら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説明する。
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第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有し、変倍に際して、隣り合うレンズ群どうしの間隔が変化し、前記第1レンズ群の位置が固定であり、前記第4レンズ群が、合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群を有し、前記合焦レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する第1合焦群と、正の屈折力を有する第2合焦群とを有し、以下の条件式(2−1)を満足することを特徴としている。
(2−1) 0.10 < fp/f4 < 0.45
ただし、
fp:前記第2合焦群の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
上記のように本願の第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第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有し、変倍に際して、隣り合うレンズ群どうしの間隔が変化し、第1レンズ群の位置が固定である。この構成により、所定の変倍比の確保、変倍機構の簡素化、鏡筒の小型化、及び製造誤差による性能劣化の低減を図ることができる。
また、上記のように本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、第4レンズ群が合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群を有する。この構成により、合焦時の光学性能の変化の低減、及び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、上記のように本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、合焦レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する第1合焦群と、正の屈折力を有する第2合焦群とを有する。この構成により、合焦による光学性能の変化を低減することができる。
条件式(2−1)は、第4レンズ群の焦点距離に対する第2合焦群の焦点距離を規定するものである。本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、条件式(2−1)を満足することにより、合焦時に良好な光学性能を達成することができる。
本願の第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2合焦群の屈折力が大きくなり、合焦時の収差変動が大きくなるので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−1)の下限値を0.15とすることがより好ましい。
一方、本願の第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4レンズ群の屈折力が大きくなり、望遠端状態において球面収差を補正することが困難になってしまうので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−1)の上限値を0.40とすることがより好ましい。
以上の構成により、高い光学性能を備えた変倍光学系を実現することができる。
また本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第1合焦群が光軸に沿って像側へ移動し前記第2合焦群が光軸に沿って物体側へ移動することが望ましい。この構成により、合焦による光学性能の変化を良好に低減することができる。
また本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(2−2)を満足することが望ましい。
(2−2) 0.20 < (−fn)/f4 < 0.60
ただし、
fn:前記第1合焦群の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
条件式(2−2)は、第4レンズ群の焦点距離に対する第1合焦群の焦点距離を規定するものである。本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、条件式(2−2)を満足することにより、合焦時に良好な光学性能を達成することができる。
本願の第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1合焦群の屈折力が大きくなり、合焦時に球面収差や像面湾曲を補正することが困難になってしまうので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−2)の下限値を0.22とすることがより好ましい。
一方、本願の第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4レンズ群の屈折力が大きくなり、望遠端状態において球面収差を補正することが困難になってしまうので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−2)の上限値を0.45とすることがより好ましい。
また本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、前記第4レンズ群が、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群を有することが望ましい。この構成により、手ぶれや振動等に起因する像ぶれの補正、即ち防振を行うことができ、特に、防振時の光学性能の変化の低減、及び防振ユニットの小型化を図ることができる。
また本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(2−3)を満足することが望ましい。
(2−3) 0.10 < |fvr|/f4 < 0.80
ただし、
fvr:前記防振レンズ群の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
条件式(2−3)は、第4レンズ群の焦点距離に対する防振レンズ群の焦点距離を規定するものである。本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、条件式(2−3)を満足することにより、良好な防振性能を達成することができる。
本願の第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、防振レンズ群の屈折力が大きくなり、防振時の像面変動及び偏心コマ収差を補正することが困難になってしまうので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−3)の下限値を0.20とすることがより好ましい。
一方、本願の第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、防振レンズ群の屈折力が小さくなり、防振ユニットの小型化が困難になってしまうので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−3)の上限値を0.60とすることがより好ましい。
また本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、前記防振レンズ群が前記合焦レンズ群より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、防振レンズ群の径を小さくすることができ、鏡筒の小型化を図ることができる。
また本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(2−4)を満足することが望ましい。
(2−4) 0.12 < D/D4 < 0.40
ただし、
D:無限遠物体合焦時の前記第1合焦群と前記第2合焦群との間隔
D4:前記第4レンズ群の光軸上の長さ
条件式(2−4)は、第4レンズ群の厚み即ち光軸上の長さに対する第1合焦群と第2合焦群との空気間隔を規定するものである。本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、条件式(2−4)を満足することにより、合焦時に良好な光学性能を達成することができる。
本願の第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、合焦時に第1合焦群と第2合焦群が移動するためのスペースを十分に確保することができなくなってしまう。このため、第1合焦群と第2合焦群の屈折力を大きくしなければならなくなり、合焦時に球面収差や像面湾曲を補正することが困難になってしまうので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−4)の下限値を0.15とすることがより好ましい。
一方、本願の第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、第4レンズ群内に防振レンズ群を配置するためのスペースを十分に確保することができなくなってしまう。そこで、第4レンズ群内に防振レンズ群を配置するためのスペースを確保するために第1レンズ群や第2レンズ群の屈折力を大きくすれば、望遠端状態において球面収差を補正することが困難になってしまうので好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2−4)の上限値を0.35とすることがより好ましい。
本願の光学装置は、上述した構成の第2実施形態に係る変倍光学系を有することを特徴としている。これにより、高い光学性能を備えた光学装置を実現することができる。
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第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、変倍に際して、隣り合うレンズ群どうしの間隔が変化し、前記第1レンズ群の位置が固定であるようにし、前記第4レンズ群が、合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群を有するようにし、前記合焦レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する第1合焦群と、正の屈折力を有する第2合焦群とを有するようにし、前記変倍光学系が以下の条件式(2−1)を満足するようにすることを特徴としている。これにより、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。
(2−1) 0.10 < fp/f4 < 0.45
ただし、
fp:前記第2合焦群の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
以下、本願の第1、第2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。なお、第1〜3実施例は第1、第2実施形態に共通する実施例である。
(第1実施例)
図1は、本願の第1、第2実施形態の第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態における断面図である。なお、図1及び後述する図5及び図9中の矢印は、広角端状態(W)から望遠端状態(T)への変倍時の各レンズ群の移動軌跡を示している。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と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L101と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL102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L103とからなる。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL201と両凹形状の負レンズL202との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL203と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL204と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL205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L301と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL302との接合レンズからなる。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1固定レンズ群G41と、正の屈折力を有する合焦レンズ群GFと、負の屈折力を有する第2固定レンズ群G42とからなる。
第1固定レンズ群G41は、物体側から順に、開口絞りSと、両凸形状の正レンズL401と、両凸形状の正レンズL402と両凹形状の負レンズL403との接合レンズとからなる。
合焦レンズ群GFは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1合焦群GNと、正の屈折力を有する第2合焦群GPとからなる。
第1合焦群GNは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL404と、両凹形状の負レンズL405と両凸形状の正レンズL406との接合レンズとからなる。
第2合焦群GP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L407と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL408と両凸形状の正レンズL409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L410とからなる。
第2固定レンズ群G42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L411と、負の屈折力を有する防振レンズ群GVRと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL414と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL415と、両凸形状の正レンズL416とからなる。
防振レンズ群GVRは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL412と両凹形状の負レンズL413との接合レンズからなる。
以上の構成の下、本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との空気間隔が増加し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との空気間隔が変化し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔が変化するように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が光軸に沿って像側へ移動する。なおこのとき、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4の位置は固定である。
また本実施例に係る変倍光学系では、第4レンズ群G4中の第1合焦群GNを光軸に沿って像側へ移動させ、第2合焦群GPを光軸に沿って物体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。
また本実施例に係る変倍光学系では、第4レンズ群G4中の防振レンズ群GVR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(最も像側のレンズ面と像面Iとの光軸上の距離)を示す。
[面データ]において、面番号は物体側から数えた光学面の順番、rは曲率半径、dは面間隔(第n面(nは整数)と第n+1面との間隔)、ndはd線(波長587.6nm)に対する屈折率、νdはd線(波長587.6nm)に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、物面は物体面、可変は可変の面間隔、絞りSは開口絞りS、像面は像面Iをそれぞれ示している。なお、曲率半径r=∞は平面を示している。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、FNOはFナンバー、ωは半画角(単位は「°」)、Yは像高、TLは本実施例に係る変倍光学系の全長(第1面から像面Iまでの光軸上の距離)、dn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、各レンズ群の始面と焦点距離を示す。
[条件式対応値]には、本実施例に係る変倍光学系の各条件式の対応値を示す。
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]
面番号 r d nd νd
物面 ∞

1 89.536 1.200 1.761820 26.58
2 64.499 9.366 1.497820 82.57
3 492.821 0.100
4 75.862 6.550 1.497820 82.57
5 264.546 可変

6 126.389 4.319 1.846660 23.80
7 -94.375 1.200 1.617720 49.81
8 25.634 3.792
9 231.776 1.200 1.902650 35.72
10 46.195 4.729
11 39.709 3.269 1.805180 25.45
12 159.426 2.773
13 -37.627 1.200 1.883000 40.66
14 -110.363 可変

15 1669.225 5.089 1.816000 46.59
16 -27.674 1.200 1.950000 29.37
17 -57.219 可変

18(絞りS) ∞ 0.100
19 128.237 3.498 1.883000 40.66
20 -84.529 0.200
21 38.419 5.579 1.518600 69.89
22 -52.514 1.200 1.902000 25.26
23 574.136 可変
24 -100.148 1.200 1.902650 35.72
25 38.967 2.586
26 -70.460 1.200 1.749500 35.25
27 23.945 5.990 1.805180 25.45
28 -51.890 可変
29 33.327 3.074 1.693500 53.20
30 119.457 0.100
31 104.887 1.200 1.950000 29.37
32 24.444 5.209 1.516800 63.88
33 -46.867 0.100
34 37.520 2.904 1.640000 60.19
35 224.916 可変
36 30.011 1.200 1.883000 40.66
37 18.287 4.085
38 76.702 3.755 1.846660 23.80
39 -23.239 1.200 1.883000 40.66
40 28.635 5.759
41 35.576 2.746 1.487490 70.32
42 81.503 3.814
43 -27.066 1.200 1.883000 40.66
44 -67.449 0.100
45 51.239 3.982 1.719990 50.27
46 -496.232 BF

像面 ∞

[各種データ]
変倍比 2.75

W M T
f 71.4 140.0 196.0
FNO 4.1 4.1 4.1
ω 17.0° 8.7° 6.2°
Y 21.6 21.6 21.6
TL 219.319 219.319 219.319
BF 37.319 37.319 37.319

<無限遠物体合焦時>
W M T
d5 1.000 37.026 47.716
d14 24.799 11.690 1.000
d17 23.916 1.000 1.000
d23 1.770 1.770 1.770
d28 21.537 21.537 21.537
d35 1.000 1.000 1.000

<近距離物体合焦時(撮影距離0.36m)>
W M T
d5 1.000 37.026 47.716
d14 24.799 11.690 1.000
d17 23.916 1.000 1.000
d23 3.564 6.906 12.167
d28 17.949 11.266 0.743
d35 2.794 6.136 11.397

[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 123.989
2 6 -31.623
3 15 81.447
4 18 109.876

[条件式対応値]
(1−1) |fvr|/f4 = 0.45
(1−2) (−fn)/f4 = 0.42
(1−3) fp/f4 = 0.30
(1−4) D/D4 = 0.25
(2−1) fp/f4 = 0.30
(2−2) (−fn)/f4 = 0.42
(2−3) |fvr|/f4 = 0.45
(2−4) D/D4 = 0.25
図2A、図2B、及び図2Cはそれぞれ、本願の第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。
図3A、図3B、及び図3Cはそれぞれ、本願の第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物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。
図4A、図4B、及び図4Cはそれぞれ、本願の第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物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。
各収差図において、FNOはFナンバー、NAは開口数、Aは半画角(単位は「°」)、H0は物体高をそれぞれ示す。詳しくは、球面収差図では最大口径に対応するFナンバーFNO又は開口数NAの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では半画角A又は物体高H0の最大値を示し、コマ収差図では各半画角A又は各物体高H0の値を示す。また、各収差図において、dはd線(波長587.6nm)、gはg線(波長435.8nm)における収差をそれぞれ示す。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。コマ収差図は、各半画角A又は各物体高H0におけるコマ収差を示す。なお、後述する各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。
各収差図より、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にわたって優れた光学性能を備え、さらに防振時にも優れた光学性能を備えていることがわかる。
(第2実施例)
図5は、本願の第1、第2実施形態の第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態における断面図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と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L101と両凸形状の正レンズL102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L103とからなる。
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L201と、両凹形状の負レンズL202と両凸形状の正レンズL203との接合レンズと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL204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負メニスカスレンズL301と両凸形状の正レンズL302との接合レンズからなる。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1固定レンズ群G41と、正の屈折力を有する合焦レンズ群GFと、負の屈折力を有する第2固定レンズ群G42とからなる。
第1固定レンズ群G41は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL401と、開口絞りSと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL402と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL403とからなる。
合焦レンズ群GFは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1合焦群GNと、正の屈折力を有する第2合焦群GPとからなる。
第1合焦群GNは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL404と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL405との接合レンズからなる。
第2合焦群GP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L406と両凸形状の正レンズL407との接合レンズと、両凸形状の正レンズL408と、両凸形状の正レンズL409とからなる。
第2固定レンズ群G42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L410と、負の屈折力を有する防振レンズ群GVRと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL413と、両凸形状の正レンズL414と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL415と、両凸形状の正レンズL416とからなる。
防振レンズ群GVR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L411と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL412との接合レンズからなる。
以上の構成の下、本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との空気間隔が増加し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との空気間隔が変化し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔が変化するように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が光軸に沿って像側へ移動する。なおこのとき、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4の位置は固定である。
また本実施例に係る変倍光学系では、第4レンズ群G4中の第1合焦群GNを光軸に沿って像側へ移動させ、第2合焦群GPを光軸に沿って物体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。
また本実施例に係る変倍光学系では、第4レンズ群G4中の防振レンズ群GVR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]
面番号 r d nd νd
物面 ∞

1 87.518 1.200 1.846660 23.80
2 65.375 11.303 1.433848 95.23
3 -521.284 0.100
4 69.096 7.026 1.497820 82.57
5 259.776 可変

6 92.515 1.200 1.883000 40.66
7 29.776 5.926
8 -92.500 1.200 1.516800 63.88
9 31.244 5.682 1.846660 23.80
10 -1012.688 14.564
11 -44.515 1.200 1.950000 29.37
12 -127.638 可変

13 99.131 1.200 1.950000 29.37
14 41.603 5.065 1.677900 50.67
15 -88.036 可変

16 184.530 2.883 1.497820 82.57
17 -127.449 0.100
18(絞りS) ∞ 0.100
19 68.409 2.965 1.497820 82.57
20 2003.175 0.100
21 39.865 3.276 1.497820 82.57
22 126.969 可変
23 -93.904 1.200 1.651000 56.24
24 16.856 3.445 1.850260 32.35
25 25.191 可変
26 35.428 1.200 1.846660 23.80
27 21.655 5.108 1.497820 82.57
28 -171.432 0.100
29 33.206 3.538 1.497820 82.57
30 -872.482 0.100
31 39.698 3.189 1.497820 82.57
32 -218.559 可変
33 34.641 1.200 1.883000 40.66
34 17.547 4.063
35 108.037 1.200 1.883000 40.66
36 17.905 2.721 1.846660 23.80
37 31.029 5.953
38 -20.014 1.200 1.834810 42.73
39 -33.721 0.100
40 155.950 5.037 1.805180 25.45
41 -26.603 5.976
42 -21.724 1.200 1.883000 40.66
43 -91.209 0.100
44 42.254 4.806 1.497820 82.57
45 -300.388 BF

像面 ∞

[各種データ]
変倍比 2.75

W M T
f 71.4 140.0 196.0
FNO 4.1 4.1 4.1
ω 17.1° 8.7° 6.2°
Y 21.6 21.6 21.6
TL 219.219 219.219 219.219
BF 37.319 37.319 37.319

<無限遠物体合焦時>
W M T
d5 1.000 28.185 36.224
d12 31.750 14.785 1.000
d15 11.220 1.000 6.746
d22 2.609 2.609 2.609
d25 17.785 17.785 17.785
d32 1.000 1.000 1.000

<近距離物体合焦時(撮影距離0.38m)>
W M T
d5 1.000 28.185 36.224
d12 31.750 14.785 1.000
d15 11.220 1.000 6.746
d22 3.875 6.493 10.683
d25 15.253 10.018 1.637
d32 2.266 4.883 9.073

[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 106.207
2 6 -31.224
3 13 93.767
4 16 115.857

[条件式対応値]
(1−1) |fvr|/f4 = 0.42
(1−2) (−fn)/f4 = 0.30
(1−3) fp/f4 = 0.22
(1−4) D/D4 = 0.22
(2−1) fp/f4 = 0.22
(2−2) (−fn)/f4 = 0.30
(2−3) |fvr|/f4 = 0.42
(2−4) D/D4 = 0.22
図6A、図6B、及び図6Cはそれぞれ、本願の第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。
図7A、図7B、及び図7Cはそれぞれ、本願の第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物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。
図8A、図8B、及び図8Cはそれぞれ、本願の第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物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。
各収差図より、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にわたって優れた光学性能を備え、さらに防振時にも優れた光学性能を備えていることがわかる。
(第3実施例)
図9は、本願の第1、第2実施形態の第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態における断面図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と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L101と両凸形状の正レンズL102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L103とからなる。
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L201と、両凹形状の負レンズL202と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL203との接合レンズと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL204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負メニスカスレンズL301と両凸形状の正レンズL302との接合レンズからなる。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1固定レンズ群G41と、正の屈折力を有する合焦レンズ群GFと、負の屈折力を有する第2固定レンズ群G42とからなる。
第1固定レンズ群G41は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL401と、開口絞りSと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL402と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL403とからなる。
合焦レンズ群GFは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1合焦群GNと、正の屈折力を有する第2合焦群GPとからなる。
第1合焦群GNは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL404と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL405との接合レンズとからなる。
第2合焦群GP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L406と両凸形状の正レンズL407との接合レンズと、両凸形状の正レンズL408と、両凸形状の正レンズL409とからなる。
第2固定レンズ群G42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L410と、負の屈折力を有する防振レンズ群GVRと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL413と、両凸形状の正レンズL414と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL415と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL416とからなる。
防振レンズ群GVR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L411と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL412との接合レンズからなる。
以上の構成の下、本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との空気間隔が増加し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との空気間隔が変化し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔が変化するように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3が光軸に沿って像側へ移動する。なおこのとき、第1レンズ群G1と第4レンズ群G4の位置は固定である。
また本実施例に係る変倍光学系では、第4レンズ群G4中の第1合焦群GNを光軸に沿って像側へ移動させ、第2合焦群GPを光軸に沿って物体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。
また本実施例に係る変倍光学系では、第4レンズ群G4中の防振レンズ群GVR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]
面番号 r d nd νd
物面 ∞

1 83.2391 1.200 1.805180 25.45
2 62.0687 11.453 1.433848 95.23
3 -651.7790 0.100
4 65.4552 7.206 1.433848 95.23
5 253.2044 可変

6 95.5535 1.200 1.883000 40.66
7 29.5434 5.992
8 -86.3695 1.200 1.497820 82.57
9 31.7368 5.301 1.846660 23.80
10 578.5867 18.487
11 -40.7518 1.200 1.902000 25.26
12 -74.2042 可変

13 102.8697 1.200 1.950000 29.37
14 43.1725 4.960 1.670030 47.14
15 -89.2434 可変

16 204.9923 2.866 1.497820 82.57
17 -121.8504 0.100
18(絞りS) ∞ 0.100
19 68.7782 2.974 1.497820 82.57
20 3503.5297 0.100
21 39.1139 3.291 1.497820 82.57
22 123.1531 可変
23 -98.9742 1.200 1.651600 58.57
24 16.6522 3.495 1.834000 37.18
25 24.9923 可変
26 35.1436 1.200 1.846660 23.80
27 21.9360 5.242 1.497820 82.57
28 -240.8524 0.100
29 33.8985 3.887 1.497820 82.57
30 -250.0536 0.155
31 48.2044 3.232 1.497820 82.57
32 -221.4035 可変
33 34.8138 1.200 1.883000 40.66
34 18.4001 4.275
35 136.9381 1.200 1.883000 40.66
36 19.0438 2.715 1.846660 23.80
37 31.9873 6.398
38 -20.0907 1.200 1.834810 42.73
39 -31.8848 0.100
40 154.9619 5.445 1.805180 25.45
41 -26.2808 5.267
42 -21.4608 1.200 1.883000 40.66
43 -85.6881 0.100
44 41.2616 4.655 1.497820 82.57
45 74612.0510 BF

像面 ∞

[各種データ]
変倍比 2.46

W M T
f 72.0 100.0 177.0
FNO 4.1 4.1 4.1
ω 16.9° 12.2° 6.9°
Y 21.6 21.6 21.6
TL 219.219 219.219 219.219
BF 37.319 37.319 37.319

<無限遠物体合焦時>
W M T
d5 1.000 16.852 34.493
d12 28.834 21.390 1.000
d15 10.397 1.988 4.737
d22 2.595 2.595 2.595
d25 16.869 16.869 16.869
d32 1.000 1.000 1.000

<近距離物体合焦時(撮影距離0.35m)>
W M T
d5 1.000 16.853 34.493
d12 28.834 21.390 1.000
d15 10.397 1.988 4.737
d22 4.171 5.202 10.453
d25 13.717 11.654 1.151
d32 2.576 3.607 8.858

[ズームレンズ群データ]
群 焦点距離
1 108.723
2 -32.794
3 98.135
4 115.860

[条件式対応値]
(1−1) |fvr|/f4 = 0.40
(1−2) (−fn)/f4 = 0.30
(1−3) fp/f4 = 0.23
(1−4) D/D4 = 0.21
(2−1) fp/f4 = 0.23
(2−2) (−fn)/f4 = 0.30
(2−3) |fvr|/f4 = 0.40
(2−4) D/D4 = 0.21
図10A、図10B、及び図10Cはそれぞれ、本願の第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。
図11A、図11B、及び図11Cはそれぞれ、本願の第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物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。
図12A、図12B、及び図12Cはそれぞれ、本願の第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物体合焦時の諸収差図、近距離物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に防振を行った際のコマ収差図である。
各収差図より、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にわたって優れた光学性能を備え、さらに防振時にも優れた光学性能を備えていることがわかる。
上記各実施例によれば、防振機能を有しながら高い光学性能を備え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、本願の第1、第2実施形態に係る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。
本願の第1、第2実施形態に係る変倍光学系の数値実施例として4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、5群、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、本願の第1、第2実施形態に係る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。
また、本願の第1、第2実施形態に係る変倍光学系は、無限遠物体から近距離物体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、第4レンズ群の少なくとも一部を合焦レンズ群とすることが好ましい。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、本願の第1、第2実施形態に係る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、防振を行う構成とすることもできる。特に、本願の第1、第2実施形態に係る変倍光学系では第4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、本願の第1、第2実施形態に係る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、本願の第1、第2実施形態に係る変倍光学系において開口絞りは第4レンズ群中に配置されることが好ましく、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、本願の第1、第2実施形態に係る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、本願の第1、第2実施形態に係る変倍光学系は、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、本願の第1、第2実施形態に係る変倍光学系は、変倍比が1.5〜4倍程度である。さらに、本願の第1、第2実施形態に係る変倍光学系は、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、本願の第1、第2実施形態に係る変倍光学系を備えたカメラを図13に基づいて説明する。
図13は、本願の第1、第2実施形態に係る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レンズ交換式のデジタル一眼レフカメラである。
本カメラ1において、被写体である不図示の物体からの光は、撮影レンズ2で集光されて、クイックリターンミラー3を介して焦点板4に結像される。そして焦点板4に結像されたこの光は、ペンタプリズム5中で複数回反射されて接眼レンズ6へ導かれる。これにより撮影者は、被写体像を接眼レンズ6を介して正立像として観察することができる。
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、上述のように防振機能を有しながら高い光学性能を備えている。即ち本カメラ1は、防振機能を有しながら高い光学性能を実現することができる。なお、上記第2、第3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3を有しない構成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。
最後に、本願の第1、第2実施形態に係る変倍光学系の製造方法の概略を図14、図15に基づいて説明する。
図14は、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示す図である。
図14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第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群と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、S12を含むものである。
ステップS11:第1〜第4レンズ群を準備し、各レンズ群を鏡筒内に物体側から順に配置する。そして、公知の移動機構を鏡筒に設けることにより、変倍に際して、隣り合うレンズ群どうしの間隔が変化し、第1レンズ群の位置が固定であるようにする。
ステップS12:公知の移動機構を鏡筒に設けることにより、第4レンズ群が、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群と、合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群とを有するようにする。
斯かる本願の第1実施形態に係る変倍光学系の製造方法によれば、防振機能を有しながら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。
図15は、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示す図である。
図15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第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群と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〜S24を含むものである。
ステップS21:第1〜第4レンズ群を準備し、各レンズ群を鏡筒内に物体側から順に配置する。そして、公知の移動機構を鏡筒に設けることにより、変倍に際して、隣り合うレンズ群どうしの間隔が変化し、第1レンズ群の位置が固定であるようにする。
ステップS22:公知の移動機構を鏡筒に設けることにより、第4レンズ群が、合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群を有するようにする。
ステップS23:合焦レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する第1合焦群と、正の屈折力を有する第2合焦群とを有するようにする。
ステップS24:変倍光学系が以下の条件式(2−1)を満足するようにする。
(2−1) 0.10 < fp/f4 < 0.45
ただし、
fp:第2合焦群の焦点距離
f4:第4レンズ群の焦点距離
斯かる本願の第2実施形態に係る変倍光学系の製造方法によれば、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。

Claims (14)

  1. 最も物体側に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群を有し、前記第1レンズ群より像側に配置された像側レンズ群を有し、
    変倍に際して、少なくとも前記第1レンズ群と前記像側レンズ群との間隔が変化し、
    前記像側レンズ群が、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群と、合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群とを有することを特徴とする変倍光学系。
  2. 最も物体側に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群を有し、前記第1レンズ群より像側に配置された像側レンズ群を有し、
    変倍に際して、少なくとも前記第1レンズ群と前記像側レンズ群との間隔が変化し、
    前記像側レンズ群が、合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群を有し、
    前記合焦レンズ群が、物体側から順に、第1合焦群と、第2合焦群とを有し、
    以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
    0.10 < |fp|/f4 < 0.45
    ただし、
    fp:前記第2合焦群の焦点距離
    f4:前記像側レンズ群の焦点距離
  3. 変倍に際して、前記第1レンズ群の位置が固定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の変倍光学系。
  4. 前記合焦レンズ群が、負の屈折力を有する第1合焦群と、正の屈折力を有する第2合焦群とを有し、
    合焦に際して、前記第1合焦群と前記第2合焦群との間隔が変化することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  5. 前記合焦レンズ群が、第1合焦群と、第2合焦群とを有し、
    無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第1合焦群が光軸に沿って像側へ移動し前記第2合焦群が光軸に沿って物体側へ移動することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  6. 前記合焦レンズ群が、負の屈折力を有する第1合焦群と、第2合焦群とを有し、
    以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    0.20 < (−fn)/f4 < 0.60
    ただし、
    fn:前記第1合焦群の焦点距離
    f4:前記像側レンズ群の焦点距離
  7. 前記像側レンズ群が、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群を有することを特徴とする請求項2から請求項6のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  8. 前記像側レンズ群が、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群を有し、
    以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    0.10 < |fvr|/f4 < 0.80
    ただし、
    fvr:前記防振レンズ群の焦点距離
    f4:前記像側レンズ群の焦点距離
  9. 前記合焦レンズ群が、第1合焦群と、第2合焦群とを有し、
    以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    0.12 < D/D4 < 0.40
    ただし、
    D:無限遠物体合焦時の前記第1合焦群と前記第2合焦群との間隔
    D4:前記像側レンズ群の光軸上の長さ
  10. 前記像側レンズ群は、最も像側に配置されたレンズ群であり、
    変倍に際して、前記像側レンズ群に含まれるレンズどうしの間隔は変化しないことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  11. 物体側から順に、前記第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、前記像側レンズ群とを有することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  12. 請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の変倍光学系を有することを特徴とする光学装置。
  13. 物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、
    変倍に際して、隣り合うレンズ群どうしの間隔が変化するようにし、
    前記第4レンズ群が、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群と、合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群とを有するようにすることを特徴とする変倍光学系の製造方法。
  14. 物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、
    変倍に際して、隣り合うレンズ群どうしの間隔が変化するようにし、
    前記第4レンズ群が、合焦時に光軸に沿って移動する合焦レンズ群を有するようにし、
    前記合焦レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する第1合焦群と、正の屈折力を有する第2合焦群とを有するようにし、
    前記変倍光学系が以下の条件式を満足するようにすることを特徴とする変倍光学系の製造方法。
    0.10 < fp/f4 < 0.45
    ただし、
    fp:前記第2合焦群の焦点距離
    f4:前記第4レンズ群の焦点距離
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