WO2014025015A1 - 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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- G02B27/646—Imaging 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
Definitions
- the present invention relates to a variable magnification optical system, an optical apparatus, and a method for manufacturing the variable magnification optical system.
- variable magnification optical systems suitable for photographic cameras, electronic still cameras, video cameras, etc.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-70450 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-70450.
- variable power optical system as described above has a problem in that good optical performance cannot be achieved. Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a variable power optical system, an optical device, and a method of manufacturing the variable power optical system having good optical performance from the wide-angle end state to the telephoto end state. For the purpose.
- the first aspect of the present invention is: In order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power And having a group During zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the position of the first lens group in the optical axis direction is fixed, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the second lens group increases.
- At least the second lens group and the third lens group move in the optical axis direction so that the distance between the lens group and the third lens group decreases; Moving so that at least a part of the fourth lens group includes a component in a direction orthogonal to the optical axis from the first lens group;
- a variable magnification optical system characterized by satisfying the following conditional expression is provided. ⁇ 1.20 ⁇ fw 2 /(f13w ⁇ f4) ⁇ 0.20
- f13w Composite focal length from the first lens group to the third lens group in the wide-angle end state
- f4 Focal length of the fourth lens group
- fw Focal length of the variable magnification optical system in the wide-angle end state
- the second aspect of the present invention is An optical apparatus having the variable magnification optical system according to the first aspect of the present invention is provided.
- the third aspect of the present invention is: In order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power And having a group
- the first lens group has a fixed position in the optical axis direction, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the first lens group At least the second lens group and the third lens group move in the optical axis direction so that the distance between the second lens group and the third lens group decreases
- the fourth lens group includes, in order from the object side, a first partial lens group having a positive refractive power, a second partial lens group having a negative refractive power, and a third partial lens group having a positive refractive power.
- a variable magnification optical system characterized by satisfying the following conditional expression is provided. ⁇ 1.60 ⁇ f4B / f4C ⁇ 0.50 ⁇ 1.60 ⁇ f4 / f4B ⁇ 0.60
- f4 focal length of the fourth lens group
- f4B focal length of the second partial lens group
- f4C focal length of the third partial lens group
- the fourth aspect of the present invention is An optical apparatus comprising the variable magnification optical system according to the third aspect of the present invention is provided.
- the fifth aspect of the present invention is In order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power
- the fourth lens group from the first lens group satisfies the following conditional expression, During zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the position of the first lens group in the optical axis direction is fixed, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the second lens group increases.
- At least the second lens group and the third lens group are moved in the optical axis direction so that the distance between the lens group and the third lens group is reduced;
- a variable magnification optical system manufacturing method is provided, wherein at least a part of the fourth lens group moves from the first lens group so as to include a component in a direction orthogonal to an optical axis. ⁇ 1.20 ⁇ fw 2 /(f13w ⁇ f4) ⁇ 0.20
- f13w Composite focal length from the first lens group to the third lens group in the wide-angle end state
- f4 Focal length of the fourth lens group
- fw Focal length of the variable magnification optical system in the wide-angle end state
- the sixth aspect of the present invention is In order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power
- the fourth lens group in order from the object side, a first partial lens group having a positive refractive power, a second partial lens group having a negative refractive power, and a third partial lens group having a positive refractive power; And have The fourth lens group satisfies the following conditional expression: When zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the first lens group has a fixed position in the optical axis direction, the distance between the first lens group and the second lens group increases, and the first lens group increases.
- At least the second lens group and the third lens group are moved in the optical axis direction so that the distance between the second lens group and the third lens group is reduced;
- a method for manufacturing a variable magnification optical system wherein at least a part of the second partial lens group moves so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis.
- f4 focal length of the fourth lens group
- f4B focal length of the second partial lens group
- f4C focal length of the third partial lens group
- variable power optical system an optical device, and a variable power optical system that suppress aberration fluctuations during zooming and have good optical performance from the wide-angle end state to the telephoto end state.
- a system manufacturing method can be provided.
- variable power optical system an optical device, and a variable magnification optical system that have good optical performance from the wide-angle end state to the telephoto end state while suppressing deterioration of the optical performance during vibration isolation
- a method of manufacturing a double optical system can be provided.
- FIG. 1 is a sectional view showing a lens configuration of a variable magnification optical system according to a first example common to the first to third embodiments of the present application.
- 2A, 2B, and 2C are graphs showing various aberrations during focusing on an object at infinity in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the first example of the present application, respectively. is there.
- FIGS. 3A and 3B are meridional transverse aberration diagrams when the image stabilization is performed at the time of focusing on an object at infinity in the wide-angle end state and the telephoto end state of the zoom optical system according to the first example of the present application, respectively. .
- FIG. 1 is a sectional view showing a lens configuration of a variable magnification optical system according to a first example common to the first to third embodiments of the present application.
- 2A, 2B, and 2C are graphs showing various aberrations during focusing on an
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing a lens configuration of a variable magnification optical system according to a second example common to the first to third embodiments of the present application.
- FIGS. 5A, 5B, and 5C are graphs showing various aberrations at the time of focusing on an object at infinity in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the second example of the present application, respectively. is there.
- FIGS. 6A and 6B are meridional lateral aberration diagrams obtained when image stabilization is performed at the time of focusing on an object at infinity in the wide-angle end state and the telephoto end state of the zoom optical system according to the second example of the present application, respectively. .
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing a lens configuration of a variable magnification optical system according to a second example common to the first to third embodiments of the present application.
- FIGS. 5A, 5B, and 5C
- FIG. 7 is a cross-sectional view showing a lens configuration of a variable magnification optical system according to a third example common to the first to third embodiments of the present application.
- FIGS. 8A, 8B, and 8C are graphs showing various aberrations when focusing on an object at infinity in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state, respectively, of the zoom optical system according to the third example of the present application.
- 9A and 9B are meridional lateral aberration diagrams when the image stabilization is performed at the time of focusing on an object at infinity in the wide-angle end state and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the third example of the present application, respectively. .
- FIG. 1 is meridional lateral aberration diagrams when the image stabilization is performed at the time of focusing on an object at infinity in the wide-angle end state and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the third example of the present application, respectively.
- FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a camera including the variable magnification optical system according to the first to third embodiments of the present application.
- FIG. 11 is a diagram showing an outline of a method for manufacturing a variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application.
- FIG. 12 shows an example of how a light beam incident on the variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application is reflected by the first reflecting surface and the second reflecting surface to form a ghost or flare on the image surface.
- FIG. FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of a layer structure of an antireflection film.
- FIG. 14 is a graph showing the spectral characteristics of the antireflection film.
- FIG. 15 is a graph showing the spectral characteristics of the antireflection film according to the modification.
- FIG. 16 is a graph showing the incident angle dependence of the spectral characteristics of the antireflection film according to the modification.
- FIG. 17 is a graph showing the spectral characteristics of the antireflection film prepared by the prior art.
- FIG. 18 is a graph showing the incident angle dependence of the spectral characteristics of the antireflection film prepared by the prior art.
- FIG. 19 is a diagram showing an outline of a method for manufacturing a variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application.
- FIG. 20 is a diagram showing an outline of a method for manufacturing a variable magnification optical system according to the second embodiment of the present application.
- variable magnification optical system includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a first lens group having a positive refractive power.
- the first lens group has a fixed position in the optical axis direction upon zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state. At least the second lens group and the third lens group so that the distance between the first lens group and the second lens group increases and the distance between the second lens group and the third lens group decreases.
- variable magnification optical system moves so that at least a part of the first lens group to the fourth lens group includes a component in a direction orthogonal to the optical axis as an anti-vibration lens group. By doing so, it is possible to correct the image position when camera shake occurs, that is, to perform image stabilization.
- Conditional expression (1) defines the conjugate length and magnification of the fourth lens group.
- the variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application reduces the conjugate length of the fourth lens group which is a so-called master lens, that is, the distance between the front and rear imaging points, by satisfying conditional expression (1).
- the moving space from the first lens group responsible for differential magnification to the third lens group can be increased.
- the amount of movement of the second lens group can be increased, and the amount of change in the distance between the second lens group and the third lens group can be reduced. Therefore, it is possible to reduce aberration fluctuations during zooming while maintaining the overall length of the zoom optical system according to the first embodiment of the present application.
- conditional expression (1) of the zoom optical system according to the first embodiment of the present application exceeds the upper limit value
- the refractive power of the fourth lens group decreases, and the second lens group and the third lens group at the time of zooming become smaller.
- the amount of change in the distance from the lens group increases.
- variations in various aberrations such as field curvature and coma become excessive, and it is difficult to correct these aberrations in the intermediate focal length state, which is not preferable.
- conditional expression (1) of the variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application is below the lower limit value
- the refractive power and magnification of the fourth lens group increase.
- spherical aberration and coma increase from the wide-angle end state to the telephoto end state, and it is difficult to correct them, which is not preferable.
- conditional expression (1) it is more preferable to set the lower limit value of conditional expression (1) to ⁇ 0.35.
- the first lens group includes, in order from the object side, a front group having a positive refractive power and a rear group having a positive refractive power.
- the rear group moves to the object side as a focusing lens group.
- aberration variation such as spherical aberration at the time of focusing on a short distance object can be reduced while increasing the magnification at the time of focusing on the short distance object of the variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application.
- variable magnification optical system In the variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application, the lens group located closest to the image side of the variable magnification optical system has a positive refractive power and changes from the wide-angle end state to the telephoto end state. In zooming, it is desirable that the position in the optical axis direction is fixed. With this configuration, the variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application can easily make the F number constant at the time of variable magnification, and the aperture stop mechanism disposed in the variable magnification optical system can be simplified. Can be a thing. In addition, it is possible to reduce the decentration between lens groups, and it is possible to reduce imaging performance deterioration due to manufacturing errors such as decentration, specifically decentration coma aberration and decentered image plane taole. it can.
- the magnification of the second lens group when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, changes so as to straddle the same magnification. It is desirable to satisfy (2).
- ⁇ 2w magnification of the second lens group in the wide-angle end state
- ⁇ 2t magnification of the second lens group in the telephoto end state
- variable magnification optical system changes the magnification of the second lens group so as to straddle the same magnification upon zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state.
- the magnification of the two lens units once becomes ⁇ 1 in the middle of zooming.
- Conditional expression (2) defines the magnification range of the second lens group.
- the variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application can reduce the variation in the distance between the second lens group and the third lens group during zooming by satisfying conditional expression (2). For this reason, it is possible to suppress deterioration of coma and spherical aberration in the intermediate focal length state.
- conditional expression (2) of the zoom optical system according to the first embodiment of the present application exceeds the upper limit value, the amount of change in the distance between the second lens group and the third lens group during zooming increases. . For this reason, fluctuations in various aberrations such as field curvature and coma become excessive, and it becomes difficult to correct these aberrations in the intermediate focal length state. Further, the amount of movement of the third lens group toward the object side during zooming increases, and the movement space of the second lens group decreases. This is not preferable because it becomes difficult to correct curvature of field, spherical aberration, and coma in the wide-angle end state and the telephoto end state. In order to secure the effect of the present application, it is more preferable to set the upper limit of conditional expression (2) to 0.80. In order to further secure the effect of the present application, it is more preferable to set the upper limit of conditional expression (2) to 0.70.
- conditional expression (2) of the variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application is lower than the lower limit value
- each lens group from the first lens group to the third lens group is in the wide-angle end state. Too close to each other. For this reason, it becomes difficult to correct coma and curvature of field.
- the focal length of the fourth lens group is increased, which is not preferable because the total length and the outer diameter of the variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application are increased.
- variable magnification optical system satisfies the following conditional expressions (3) and (4).
- N1n Refractive index of the negative lens having the largest refractive index in the first lens group
- N1p Refractive index of the positive lens having the smallest refractive index in the first lens group
- N3n Refractive index of the third lens group
- Refractive index N3p of the largest negative lens Refractive index of the positive lens having the smallest refractive index in the third lens group
- Conditional expression (3) defines the refractive index difference between the negative lens having the largest refractive index and the positive lens having the smallest refractive index in the first lens group.
- the zoom optical system according to the first embodiment of the present application can reduce the curvature of each lens in the first lens group by satisfying conditional expression (3). For this reason, coma can be favorably corrected from the wide-angle end state to the telephoto end state. If the corresponding value of conditional expression (3) of the variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application is lower than the lower limit value, it is difficult to correct coma from the wide-angle end state to the telephoto end state.
- Conditional expression (4) defines the refractive index difference between the negative lens having the largest refractive index and the positive lens having the smallest refractive index in the third lens group.
- the variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application can reduce the curvature of each lens in the third lens group by satisfying conditional expression (4). For this reason, coma can be favorably corrected from the wide-angle end state to the telephoto end state. If the corresponding value of conditional expression (4) of the variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application is lower than the lower limit value, it is difficult to correct coma from the wide-angle end state to the telephoto end state. In order to secure the effect of the present application, it is more preferable to set the lower limit of conditional expression (4) to 0.180.
- the fourth lens group includes, in order from the object side, a first partial lens group having a positive refractive power and a second part having a negative refractive power.
- a lens group and a third partial lens group having a positive refractive power, and at least a part of the second partial lens group includes a component in a direction perpendicular to the optical axis as an anti-vibration lens group. It is desirable to move. In this way, by making at least a part of the lens group having a negative refractive power with a low light beam height into the anti-vibration lens group, the outer diameter of the anti-vibration lens group can be reduced.
- the anti-vibration lens group can be disposed in the vicinity of the intermediate position between the aperture stop and the image plane. For this reason, it is possible to suppress the change in the height of the light beam at the time of image stabilization and to suppress the occurrence of the eccentric coma aberration.
- the second lens group includes, in order from the object side, a negative lens, a first negative subgroup having negative refractive power, and negative refractive power. It is preferable that each of the first negative portion group and the second negative portion group includes a total of two lenses, one positive and one negative. With this configuration, it is possible to reduce the light beam deflection angle at each lens surface in the second lens group having a large change in light beam height when zooming. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of curvature of field, spherical aberration, and coma during zooming.
- variable magnification optical system since the refractive power of the entire second lens group can be increased, the overall length of the variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application can be shortened. Further, it is possible to reduce image formation performance degradation due to manufacturing errors such as decentration of lenses in the second lens group, specifically, decentration coma aberration and decentered image plane taole.
- the front group of the first lens group is configured by a single lens having a positive refractive power, and the rear group of the first lens group.
- the lens is composed of a negative lens, a positive lens, and a positive lens in order from the object side. With this configuration, it is possible to reduce the variation in spherical aberration and field curvature during focusing while reducing the outer diameter and weight of the rear lens group that is the focusing lens group.
- the optical apparatus of the present application is characterized by including the variable magnification optical system according to the first embodiment having the above-described configuration. Thereby, it is possible to realize an optical device that suppresses aberration fluctuations during zooming and has good optical performance from the wide-angle end state to the telephoto end state.
- the variable magnification optical system manufacturing method includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a positive refractive power.
- the fourth lens group from the first lens group satisfies the following conditional expression (1):
- the position of the first lens group in the optical axis direction is fixed, and the distance between the first lens group and the second lens group increases.
- At least the second lens group and the third lens group are moved in the optical axis direction so that an interval between the second lens group and the third lens group is decreased, and the first lens group To at least part of the fourth lens group as an anti-vibration lens group and an optical axis. Characterized by to move to contain the direction orthogonal component. Accordingly, it is possible to manufacture a variable magnification optical system having excellent optical performance from the wide-angle end state to the telephoto end state while suppressing aberration fluctuations during zooming.
- f13w Composite focal length from the first lens group to the third lens group in the wide-angle end state
- f4 Focal length of the fourth lens group
- fw Focal length of the variable magnification optical system in the wide-angle end state
- the zoom optical system according to the second embodiment of the present application includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a first lens group having a positive refractive power.
- the first lens group has a fixed position in the optical axis direction upon zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state. At least the second lens group and the third lens group so that the distance between the first lens group and the second lens group increases and the distance between the second lens group and the third lens group decreases.
- the fourth lens group includes, in order from the object side, a first partial lens group having a positive refractive power, a second partial lens group having a negative refractive power, and a positive refraction.
- a third partial lens group having power, and at least a part of the second partial lens group is a vibration-proof lens. Move in a direction including a component perpendicular to the optical axis as a group, the following conditional expression (5), characterized by satisfying the expression (6).
- f4 focal length of the fourth lens group
- f4B focal length of the second partial lens group
- f4C focal length of the third partial lens group
- At least a part of the second partial lens group in the fourth lens group includes a component in a direction orthogonal to the optical axis as a vibration-proof lens group.
- Conditional expression (5) defines the ratio of the refractive powers of the second partial lens group and the third partial lens group in the fourth lens group.
- Conditional expression (6) defines the ratio of refractive power between the entire fourth lens group and the second partial lens group.
- the refractive power of the second partial lens unit becomes excessive, and the field curvature and coma increase.
- aberration fluctuation at the time of image stabilization, specifically, so-called decentered image plane taole becomes large, which is not preferable.
- the refractive power of the second partial lens unit becomes too small, and the image stabilization coefficient (at image stabilization time)
- the ratio of the amount of movement of the image on the image surface to the amount of movement of the anti-vibration lens group is small. Therefore, the movement amount of the anti-vibration lens group for the anti-vibration lens group to exhibit a predetermined anti-vibration effect is not preferable.
- aberration fluctuation at the time of image stabilization specifically, an eccentric image plane taole becomes large, which is not preferable.
- the refractive powers of the first to third partial lens groups become excessively small, and the second partial lens group This is not preferable because the outer diameter is excessively large.
- the refractive powers of the first to third partial lens units are excessively increased, This is not preferable because the aberration fluctuation, specifically, the decentered image plane taole increases. Further, the imaging performance is deteriorated due to a manufacturing error such as decentering between the lens groups, in particular, the decentration coma aberration and the decentered image plane taole due to the tilt decentering of the second partial lens group are not preferable.
- variable magnification optical system In the variable magnification optical system according to the second embodiment of the present application, the lens group located closest to the image side of the variable magnification optical system has a positive refractive power and changes from the wide-angle end state to the telephoto end state. In zooming, it is desirable that the position in the optical axis direction is fixed. With this configuration, the variable magnification optical system according to the second embodiment of the present application can easily make the F number constant at the time of variable magnification, and the aperture stop mechanism disposed in the variable magnification optical system can be simplified. Can be a thing. In addition, it is possible to reduce the decentration between lens groups, and it is possible to reduce imaging performance deterioration due to manufacturing errors such as decentration, specifically decentration coma aberration and decentered image plane taole. it can.
- the magnification of the second lens group changes so as to straddle the same magnification. It is desirable to satisfy (2).
- ⁇ 2w magnification of the second lens group in the wide-angle end state
- ⁇ 2t magnification of the second lens group in the telephoto end state
- the zoom optical system according to the second embodiment of the present application changes the magnification of the second lens unit so as to straddle the same magnification when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, as described above.
- the magnification of the two lens units once becomes ⁇ 1 in the middle of zooming.
- Conditional expression (2) defines the magnification range of the second lens group.
- the variable magnification optical system according to the second embodiment of the present application can reduce the variation in the distance between the second lens group and the third lens group at the time of zooming by satisfying conditional expression (2). For this reason, it is possible to suppress deterioration of coma and spherical aberration in the intermediate focal length state.
- conditional expression (2) of the zoom optical system according to the second embodiment of the present application exceeds the upper limit value, the amount of change in the distance between the second lens group and the third lens group during zooming increases. . For this reason, fluctuations in various aberrations such as field curvature and coma become excessive, and it becomes difficult to correct these aberrations in the intermediate focal length state. Further, the amount of movement of the third lens group toward the object side during zooming increases, and the movement space of the second lens group decreases. This is not preferable because it becomes difficult to correct curvature of field, spherical aberration, and coma in the wide-angle end state and the telephoto end state. In order to secure the effect of the present application, it is more preferable to set the upper limit of conditional expression (2) to 0.80. In order to further secure the effect of the present application, it is more preferable to set the upper limit of conditional expression (2) to 0.70.
- conditional expression (2) of the variable magnification optical system according to the second embodiment of the present application is lower than the lower limit value
- each lens group from the first lens group to the third lens group is in the wide-angle end state. Too close to each other. For this reason, it becomes difficult to correct coma and curvature of field.
- the focal length of the fourth lens group is increased, which is not preferable because the total length and the outer diameter of the variable magnification optical system according to the second embodiment of the present application are increased.
- variable magnification optical system satisfies the following conditional expressions (3) and (4).
- N1n Refractive index of the negative lens having the largest refractive index in the first lens group
- N1p Refractive index of the positive lens having the smallest refractive index in the first lens group
- N3n Refractive index of the third lens group
- Refractive index N3p of the largest negative lens Refractive index of the positive lens having the smallest refractive index in the third lens group
- Conditional expression (3) defines the refractive index difference between the negative lens having the largest refractive index and the positive lens having the smallest refractive index in the first lens group.
- the zoom optical system according to the second embodiment of the present application can reduce the curvature of each lens in the first lens group by satisfying conditional expression (3). For this reason, coma can be favorably corrected from the wide-angle end state to the telephoto end state. If the corresponding value of conditional expression (3) of the variable magnification optical system according to the second embodiment of the present application is lower than the lower limit value, it is difficult to correct coma from the wide-angle end state to the telephoto end state.
- Conditional expression (4) defines the refractive index difference between the negative lens having the largest refractive index and the positive lens having the smallest refractive index in the third lens group.
- the zoom optical system according to the second embodiment of the present application can reduce the curvature of each lens in the third lens group by satisfying conditional expression (4). For this reason, coma can be favorably corrected from the wide-angle end state to the telephoto end state. If the corresponding value of conditional expression (4) of the variable magnification optical system according to the second embodiment of the present application is below the lower limit value, it is difficult to correct coma from the wide-angle end state to the telephoto end state. In order to secure the effect of the present application, it is more preferable to set the lower limit of conditional expression (4) to 0.180.
- the second lens group includes, in order from the object side, a negative lens, a first negative subgroup having negative refractive power, and negative refractive power. It is desirable that each of the first negative portion group and the second negative portion group includes a total of two lenses, one positive and one negative. With this configuration, it is possible to reduce the light beam deflection angle at each lens surface in the second lens group having a large change in light beam height when zooming. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of curvature of field, spherical aberration, and coma during zooming.
- the refractive power of the whole 2nd lens group can be enlarged, the full length of the variable magnification optical system which concerns on 2nd Embodiment of this application can be shortened. Further, it is possible to reduce image formation performance degradation due to manufacturing errors such as decentration of lenses in the second lens group, specifically, decentration coma aberration and decentered image plane taole.
- the first lens group includes, in order from the object side, a front group having a positive refractive power and a rear group having a positive refractive power.
- the rear group moves to the object side as a focusing lens group.
- aberration variation such as spherical aberration at the time of focusing on a short distance object can be reduced while increasing the magnification at the time of focusing on the short distance object of the variable magnification optical system according to the second embodiment of the present application.
- the front group of the first lens group includes a single lens having positive refractive power, and the rear group of the first lens group.
- the lens is composed of a negative lens, a positive lens, and a positive lens in order from the object side. With this configuration, it is possible to reduce the variation in spherical aberration and field curvature during focusing while reducing the outer diameter and weight of the rear lens group that is the focusing lens group.
- the optical apparatus of the present application is characterized by including the variable magnification optical system according to the second embodiment having the above-described configuration. Thereby, it is possible to realize an optical device that suppresses deterioration of optical performance during image stabilization and has good optical performance from the wide-angle end state to the telephoto end state.
- variable magnification optical system manufacturing method includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a positive refractive power. And a fourth lens group having a positive refractive power, the fourth lens group has a first refractive power in order from the object side.
- It has a partial lens group, a second partial lens group having negative refractive power, and a third partial lens group having positive refractive power
- the fourth lens group has the following conditional expressions (5), ( 6) is satisfied, and at the time of zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the position of the first lens group in the optical axis direction is fixed, and the first lens group and the second lens group So that the distance between the second lens group and the third lens group decreases.
- At least the second lens group and the third lens group are moved in the optical axis direction, and at least a part of the second partial lens group includes a component in a direction orthogonal to the optical axis as an anti-vibration lens group. It is characterized by moving to.
- f4 focal length of the fourth lens group
- f4B focal length of the second partial lens group
- f4C focal length of the third partial lens group
- variable magnification optical system of the present application includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, A fourth lens group having a refractive power of at least one of the optical surfaces of the first lens group and the fourth lens group is provided with an antireflection film, and the antireflection film is wet.
- At least one layer formed using a process and the first lens group has a fixed position in the optical axis direction upon zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, and the first lens group So that the distance between the second lens group and the second lens group is increased, and the distance between the second lens group and the third lens group is decreased. At least the second lens group and the third lens group are in the optical axis direction. To the fourth lens group from the first lens group. Some Ku and also moves in a direction including a component perpendicular to the optical axis as a vibration reduction lens group, and satisfies the following conditional expression (1).
- f13w Composite focal length from the first lens group to the third lens group in the wide-angle end state
- f4 Focal length of the fourth lens group
- fw Focal length of the variable magnification optical system in the wide-angle end state
- the zoom optical system according to the third embodiment of the present application moves as described above so that at least a part of the first lens group to the fourth lens group includes a component in a direction orthogonal to the optical axis as an anti-vibration lens group. By doing so, it is possible to correct the image position when camera shake occurs, that is, to perform image stabilization.
- Conditional expression (1) defines the conjugate length and magnification of the fourth lens group.
- the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application reduces the conjugate length of the fourth lens group which is a so-called master lens, that is, the distance between the front and rear imaging points, by satisfying conditional expression (1).
- the moving space from the first lens group responsible for differential magnification to the third lens group can be increased.
- the amount of movement of the second lens group can be increased, and the amount of change in the distance between the second lens group and the third lens group can be reduced. Therefore, it is possible to reduce aberration fluctuations during zooming while maintaining the overall length of the zoom optical system according to the third embodiment of the present application.
- conditional expression (1) of the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application exceeds the upper limit value, the refractive power of the fourth lens group becomes small, and the second lens group and the third lens at the time of variable magnification are reduced. The amount of change in the distance from the lens group increases. As a result, variations in various aberrations such as field curvature and coma become excessive, and it is difficult to correct these aberrations in the intermediate focal length state, which is not preferable. In order to secure the effect of the present application, it is more preferable to set the upper limit of conditional expression (1) to ⁇ 0.25.
- conditional expression (1) of the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application is below the lower limit value
- the refractive power and magnification of the fourth lens group increase.
- spherical aberration and coma increase from the wide-angle end state to the telephoto end state, and it is difficult to correct them, which is not preferable.
- conditional expression (1) it is more preferable to set the lower limit value of conditional expression (1) to ⁇ 0.35.
- an antireflection film is provided on at least one of the optical surfaces of the first lens group and the fourth lens group, and the antireflection film is provided. Includes at least one layer formed using a wet process.
- the antireflection film is a multilayer film
- the layer formed by using the wet process is the outermost surface of the layers constituting the multilayer film.
- a side layer is desirable.
- variable magnification optical system has an aperture stop, and the optical surface provided with the antireflection film is a concave lens surface when viewed from the aperture stop. desirable.
- the optical surfaces in the first lens group and the fourth lens group reflected light tends to be generated on a concave lens surface as viewed from the aperture stop. For this reason, a ghost and flare can be effectively reduced by forming an antireflection film on such a lens surface.
- the concave lens surface viewed from the aperture stop is an object side lens surface of the lens in the first lens group.
- reflected light tends to be generated on a concave lens surface as viewed from the aperture stop. For this reason, a ghost and flare can be effectively reduced by forming an antireflection film on such a lens surface.
- the concave lens surface viewed from the aperture stop is an image side lens surface of a lens in the first lens group.
- reflected light tends to be generated on a concave lens surface as viewed from the aperture stop. For this reason, a ghost and flare can be effectively reduced by forming an antireflection film on such a lens surface.
- the concave lens surface viewed from the aperture stop is an image side lens surface of a lens in the fourth lens group.
- reflected light tends to be generated on concave lens surfaces as viewed from the aperture stop. For this reason, a ghost and flare can be effectively reduced by forming an antireflection film on such a lens surface.
- the optical surface provided with the antireflection film is a concave lens surface when viewed from the image side.
- reflected light tends to be generated on a concave lens surface as viewed from the image side. For this reason, a ghost and flare can be effectively reduced by forming an antireflection film on such a lens surface.
- the concave lens surface viewed from the image side is the object-side lens surface of the second lens from the object side in the fourth lens group. It is desirable. Of the optical surfaces in the fourth lens group, reflected light tends to be generated on a concave lens surface as viewed from the image side. For this reason, a ghost and flare can be effectively reduced by forming an antireflection film on such a lens surface.
- the concave lens surface viewed from the image side is the image side lens surface of the fourth lens from the image side in the fourth lens group. It is desirable. Of the optical surfaces in the fourth lens group, reflected light tends to be generated on a concave lens surface as viewed from the image side. For this reason, a ghost and flare can be effectively reduced by forming an antireflection film on such a lens surface.
- the concave lens surface viewed from the image side is the object-side lens surface of the third lens from the image side in the fourth lens group. It is desirable. Of the optical surfaces in the fourth lens group, reflected light tends to be generated on a concave lens surface as viewed from the image side. For this reason, a ghost and flare can be effectively reduced by forming an antireflection film on such a lens surface.
- the antireflection film in the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application is not limited to a wet process, and may be formed by a dry process or the like.
- the antireflection film preferably includes at least one layer having a refractive index of 1.30 or less. With this configuration, even when the antireflection film is formed by a dry process or the like, the same effect as when the antireflection film is formed by a wet process can be obtained.
- the layer having a refractive index of 1.30 or less is preferably the outermost layer among the layers constituting the multilayer film.
- the first lens group includes, in order from the object side, a front group having a positive refractive power and a rear group having a positive refractive power.
- the rear group moves to the object side as a focusing lens group.
- the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application can reduce the weight by reducing the outer diameter of the focusing lens group. Therefore, when performing autofocus with the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application, the load on the motor for driving the focusing lens group can be reduced.
- aberration variation such as spherical aberration at the time of focusing on a short distance object can be reduced while increasing the magnification at the time of focusing on the short distance object of the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application.
- variable magnification optical system the lens group located closest to the image side of the variable magnification optical system has a positive refractive power, and changes from the wide-angle end state to the telephoto end state. In zooming, it is desirable that the position in the optical axis direction is fixed. With this configuration, the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application can easily make the F-number constant at the time of variable magnification, and the aperture stop mechanism disposed in the variable magnification optical system can be simplified. Can be a thing. In addition, it is possible to reduce the decentration between lens groups, and it is possible to reduce imaging performance deterioration due to manufacturing errors such as decentration, specifically decentration coma aberration and decentered image plane taole. it can.
- the magnification of the second lens group changes so as to straddle the same magnification, and the following conditional expression It is desirable to satisfy (2).
- ⁇ 2w magnification of the second lens group in the wide-angle end state
- ⁇ 2t magnification of the second lens group in the telephoto end state
- the zoom optical system according to the third embodiment of the present application changes the magnification of the second lens group so as to straddle the same magnification when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state as described above.
- the magnification of the two lens units once becomes ⁇ 1 in the middle of zooming.
- Conditional expression (2) defines the magnification range of the second lens group.
- the zoom optical system according to the third embodiment of the present application can reduce the variation in the distance between the second lens group and the third lens group during zooming by satisfying conditional expression (2). For this reason, it is possible to suppress deterioration of coma and spherical aberration in the intermediate focal length state.
- conditional expression (2) of the zoom optical system according to the third embodiment of the present application exceeds the upper limit value, the amount of change in the distance between the second lens group and the third lens group during zooming increases. . For this reason, fluctuations in various aberrations such as field curvature and coma become excessive, and it becomes difficult to correct these aberrations in the intermediate focal length state. Further, the amount of movement of the third lens group toward the object side during zooming increases, and the movement space of the second lens group decreases. This is not preferable because it becomes difficult to correct curvature of field, spherical aberration, and coma in the wide-angle end state and the telephoto end state. In order to secure the effect of the present application, it is more preferable to set the upper limit of conditional expression (2) to 0.80. In order to further secure the effect of the present application, it is more preferable to set the upper limit of conditional expression (2) to 0.70.
- conditional expression (2) of the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application is lower than the lower limit value
- each lens group from the first lens group to the third lens group is in the wide-angle end state. Too close to each other. For this reason, it becomes difficult to correct coma and curvature of field.
- the focal length of the fourth lens group is increased, which is not preferable because the total length and the outer diameter of the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application are increased.
- variable magnification optical system satisfies the following conditional expressions (3) and (4).
- N1n Refractive index of the negative lens having the largest refractive index in the first lens group
- N1p Refractive index of the positive lens having the smallest refractive index in the first lens group
- N3n Refractive index of the third lens group
- Refractive index N3p of the largest negative lens Refractive index of the positive lens having the smallest refractive index in the third lens group
- Conditional expression (3) defines the refractive index difference between the negative lens having the largest refractive index and the positive lens having the smallest refractive index in the first lens group.
- the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application can reduce the curvature of each lens in the first lens group by satisfying conditional expression (3). For this reason, coma can be favorably corrected from the wide-angle end state to the telephoto end state. If the corresponding value of conditional expression (3) of the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application is lower than the lower limit value, it is difficult to correct coma from the wide-angle end state to the telephoto end state.
- Conditional expression (4) defines the refractive index difference between the negative lens having the largest refractive index and the positive lens having the smallest refractive index in the third lens group.
- the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application can reduce the curvature of each lens in the third lens group by satisfying conditional expression (4). For this reason, coma can be favorably corrected from the wide-angle end state to the telephoto end state. If the corresponding value of conditional expression (4) of the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application is lower than the lower limit value, it is difficult to correct coma from the wide-angle end state to the telephoto end state. In order to secure the effect of the present application, it is more preferable to set the lower limit of conditional expression (4) to 0.180.
- the fourth lens group includes, in order from the object side, a first partial lens group having a positive refractive power and a second part having a negative refractive power.
- a lens group and a third partial lens group having a positive refractive power, and at least a part of the second partial lens group includes a component in a direction perpendicular to the optical axis as an anti-vibration lens group. It is desirable to move. In this way, by making at least a part of the lens group having a negative refractive power with a low light beam height into the anti-vibration lens group, the outer diameter of the anti-vibration lens group can be reduced.
- the anti-vibration lens group can be disposed in the vicinity of the intermediate position between the aperture stop and the image plane. For this reason, it is possible to suppress the change in the height of the light beam at the time of image stabilization and to suppress the occurrence of the eccentric coma aberration.
- the second lens group includes, in order from the object side, a negative lens, a first negative subgroup having negative refractive power, and negative refractive power. It is preferable that each of the first negative portion group and the second negative portion group includes a total of two lenses, one positive and one negative. With this configuration, it is possible to reduce the light beam deflection angle at each lens surface in the second lens group having a large change in light beam height when zooming. For this reason, it is possible to suppress fluctuations in curvature of field, spherical aberration, and coma during zooming.
- variable magnification optical system since the refractive power of the entire second lens group can be increased, the overall length of the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application can be shortened. Further, it is possible to reduce image formation performance degradation due to manufacturing errors such as decentration of lenses in the second lens group, specifically, decentration coma aberration and decentered image plane taole.
- the front group of the first lens group includes a single lens having positive refractive power, and the rear group of the first lens group. It is desirable that the lens is composed of a negative lens, a positive lens, and a positive lens in order from the object side. With this configuration, it is possible to reduce the variation in spherical aberration and field curvature during focusing while reducing the outer diameter and weight of the rear lens group that is the focusing lens group.
- the optical apparatus of the present application is characterized by including the variable magnification optical system according to the third embodiment having the above-described configuration. Accordingly, it is possible to realize an optical device that suppresses aberration fluctuations during zooming, further reduces ghosts and flares, and has good optical performance from the wide-angle end state to the telephoto end state.
- the method for manufacturing a variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a positive refractive power.
- a method for manufacturing a variable magnification optical system having a third lens group having a fourth refractive index and a fourth lens group having a positive refractive power at least one of optical surfaces of the first lens group and the fourth lens group
- An anti-reflection film is provided on the anti-reflection film, and the anti-reflection film includes at least one layer formed by a wet process.
- the first to fourth lens groups satisfy the following conditional expression (1):
- conditional expression (1) When zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the position of the first lens group in the optical axis direction is fixed, and the distance between the first lens group and the second lens group increases.
- the second lens group and the third lens group So that at least the second lens group and the third lens group move in the optical axis direction, and at least a part of the fourth lens group from the first lens group serves as an anti-vibration lens group. It moves so that the component of the direction orthogonal to an optical axis may be included.
- variable magnification optical system having excellent optical performance from the wide-angle end state to the telephoto end state by suppressing aberration fluctuation at the time of zooming, further reducing ghost and flare.
- f13w Composite focal length from the first lens group to the third lens group in the wide-angle end state
- f4 Focal length of the fourth lens group
- fw Focal length of the variable magnification optical system in the wide-angle end state
- FIG. 1 is a sectional view showing a lens configuration of a variable magnification optical system according to a first example common to the first to third embodiments of the present application.
- the variable magnification optical system according to the present example includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a third lens having a positive refractive power.
- the lens group G3 includes a fourth lens group G4 having a positive refractive power.
- the first lens group G1 includes, in order from the object side, a front group G1A having a positive refractive power and a rear group G1B having a positive refractive power.
- the front group G1A includes a positive meniscus lens L11 having a convex surface directed toward the object side.
- the rear group G1B includes, in order from the object side, a cemented lens of a negative meniscus lens L12 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L13, and a positive meniscus lens L14 having a convex surface facing the object side.
- the second lens group G2 includes, in order from the object side, a biconcave negative lens L21, a first negative subgroup G2A having negative refractive power, and a second negative subgroup G2B having negative refractive power.
- the first negative subgroup G2A includes, in order from the object side, a cemented lens of a biconcave negative lens L22 and a positive meniscus lens L23 having a convex surface facing the object side.
- the second negative subgroup G2B includes, in order from the object side, a cemented lens of a biconcave negative lens L24 and a planoconvex positive lens L25 having a convex surface facing the object side.
- the third lens group G3 includes, in order from the object side, a cemented lens of a biconvex positive lens L31 and a negative meniscus lens L32 having a concave surface directed toward the object side.
- the fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a first partial lens group G4A having a positive refractive power, a second partial lens group G4B having a negative refractive power, and a third partial lens having a positive refractive power. It consists of group G4C.
- the first partial lens group G4A includes, in order from the object side, a planoconvex positive lens L41 having a convex surface directed toward the object side, and a cemented lens of a biconvex positive lens L42 and a biconcave negative lens L43. Become.
- the second partial lens group G4B includes, in order from the object side, a cemented lens of a biconvex positive lens L44 and a biconcave negative lens L45, and a biconcave negative lens L46.
- the third partial lens group G4C includes, in order from the object side, a biconvex positive lens L47, a biconvex positive lens L48, and a negative meniscus lens L49 with a concave surface facing the object side.
- variable magnification optical system an aperture stop S is disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4.
- a flare cut stop FS is disposed between the first partial lens group G4A and the second partial lens group G4B in the fourth lens group G4.
- the variable magnification optical system according to the present example includes the object side lens surface (surface number 3) of the negative meniscus lens L12 of the first lens group G1 and the object side lens surface (surface of the positive meniscus lens L14 of the first lens group G1). In No. 6), an antireflection film described later is formed.
- variable magnification optical system the air gap between the first lens group G1 and the second lens group G2 increases, and the air gap between the second lens group G2 and the third lens group G3 decreases.
- the zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state is performed by moving the second lens group G2 and the third lens group G3 in the optical axis direction.
- the positions of the first lens group G1, the fourth lens group G4, and the aperture stop S are all fixed in the optical axis direction.
- the variable magnification optical system according to the present example moves the rear group G1B in the first lens group G1 to the object side along the optical axis as a focusing lens group, so that focusing from an infinite object to a close object is performed. Do chariot.
- the variable magnification optical system performs image stabilization by moving the second partial lens group G4B in the fourth lens group G4 as a vibration isolation lens group so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis.
- the angle ⁇ In order to correct the rotational blur of the lens, the anti-vibration lens group may be moved in a direction orthogonal to the optical axis by (f ⁇ tan ⁇ ) / K.
- variable magnification optical system has a vibration proof coefficient of -1.28 and a focal length of 71.40 (mm) in the wide-angle end state, and thus corrects a rotational shake of 0.60 °.
- the amount of movement of the second partial lens group G4B is 0.58 (mm).
- the image stabilization coefficient is -1.28 and the focal length is 194.00 (mm)
- Table 1 below lists values of specifications of the variable magnification optical system according to the present example.
- f indicates the focal length
- BF indicates the back focus (the distance on the optical axis between the lens surface closest to the image side and the image plane I).
- m is the order of the optical surfaces counted from the object side
- r is the radius of curvature
- d is the surface interval (the interval between the nth surface (n is an integer) and the n + 1th surface)
- nd is d.
- OP represents the object plane
- I represents the image plane.
- the radius of curvature r ⁇ indicates a plane. Further, the aspherical surface is marked with * as the surface number, and the paraxial radius of curvature is shown in the column of the radius of curvature r.
- [Aspherical data] shows an aspherical coefficient and a conic constant when the shape of the aspherical surface shown in [Surface data] is expressed by the following equation.
- x (h 2 / r) / [1+ ⁇ 1- ⁇ (h / r) 2 ⁇ 1/2 ] + A4h 4 + A6h 6
- h is the height in the direction perpendicular to the optical axis
- x is the distance along the optical axis direction from the tangent plane of the apex of the aspheric surface at the height h to the aspheric surface
- ⁇ is the conic constant.
- A4 and A6 are aspherical coefficients, and r is a paraxial radius of curvature which is the radius of curvature of the reference spherical surface.
- E ⁇ n (n is an integer) indicates “ ⁇ 10 ⁇ n ”, for example “1.234E-05” indicates “1.234 ⁇ 10 ⁇ 5 ”.
- the secondary aspherical coefficient A2 is 0 and is not shown.
- FNO is the F number
- ⁇ is the half angle of view (unit is “°”)
- Y is the image height
- TL is the total length of the variable magnification optical system, that is, the optical axis from the first surface to the image surface I
- the upper distance, dn indicates the variable distance between the nth surface and the (n + 1) th surface.
- W represents the wide-angle end state
- M represents the intermediate focal length state
- T represents the telephoto end state.
- ST indicates the starting surface of each lens group, that is, the most object side lens surface.
- [Conditional Expression Corresponding Value] indicates the corresponding value of each conditional expression.
- the focal length f, the radius of curvature r, and other length units listed in Table 1 are generally “mm”.
- the optical system is not limited to this because an equivalent optical performance can be obtained even when proportionally enlarged or proportionally reduced.
- symbol of Table 1 described above shall be similarly used also in the table
- FIGS. 3A and 3B are meridional transverse aberration diagrams when the image stabilization is performed at the time of focusing on an object at infinity in the wide-angle end state and the telephoto end state of the zoom optical system according to the first example of the present application, respectively. .
- FIG. 12 shows an example of how a light beam incident on the variable magnification optical system according to this embodiment is reflected by the first reflecting surface and the second reflecting surface to form a ghost or flare on the image plane I.
- FIG. 12 when a light beam BM from the object side is incident on the variable magnification optical system as shown, a part of the light beam BM is an object side lens surface (surface number 6, ghost) of the positive meniscus lens L14 in the first lens group G1. And the object side lens surface of the negative meniscus lens L12 in the first lens group G1 (surface number 3, reflected light that becomes ghost and flare is generated).
- variable magnification optical system suppresses the generation of reflected light and forms ghosts and flares by forming an antireflection film corresponding to light beams having a wide incident angle in a wide wavelength range on such a lens surface. Can be reduced.
- FIG. 4 is a sectional view showing the lens configuration of a variable magnification optical system according to a second example common to the first to third embodiments of the present application.
- the variable magnification optical system according to the present example includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a third lens having a positive refractive power.
- the lens group G3 includes a fourth lens group G4 having a positive refractive power.
- the first lens group G1 includes, in order from the object side, a front group G1A having a positive refractive power and a rear group G1B having a positive refractive power.
- the front group G1A includes a positive meniscus lens L11 having a convex surface directed toward the object side.
- the rear group G1B includes, in order from the object side, a cemented lens of a negative meniscus lens L12 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L13, and a positive meniscus lens L14 having a convex surface facing the object side.
- the second lens group G2 includes, in order from the object side, a biconcave negative lens L21, a first negative subgroup G2A having negative refractive power, and a second negative subgroup G2B having negative refractive power.
- the first negative subgroup G2A includes, in order from the object side, a cemented lens of a biconcave negative lens L22 and a positive meniscus lens L23 having a convex surface facing the object side.
- the second negative subgroup G2B includes, in order from the object side, a cemented lens of a positive meniscus lens L24 having a concave surface facing the object side and a negative meniscus lens L25 having a concave surface facing the object side.
- the third lens group G3 includes, in order from the object side, a cemented lens of a biconvex positive lens L31 and a negative meniscus lens L32 having a concave surface directed toward the object side.
- the fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a first partial lens group G4A having a positive refractive power, a second partial lens group G4B having a negative refractive power, and a third partial lens having a positive refractive power. It consists of group G4C.
- the first partial lens group G4A is composed of, in order from the object side, a biconvex positive lens L41, and a cemented lens of a biconvex positive lens L42 and a biconcave negative lens L43.
- the second partial lens group G4B is composed of a cemented lens of a positive meniscus lens L44 having a concave surface directed toward the object side and a biconcave negative lens L45 in order from the object side.
- the third partial lens group G4C is composed of, in order from the object side, a biconvex positive lens L46, a biconvex positive lens L47, and a negative meniscus lens L48 with a concave surface facing the
- variable magnification optical system an aperture stop S is disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4.
- a flare cut stop FS is disposed between the first partial lens group G4A and the second partial lens group G4B in the fourth lens group G4.
- the variable magnification optical system according to the present example includes the image side lens surface (surface number 7) of the positive meniscus lens L14 in the first lens group G1 and the object side lens surface (surface number) of the positive lens L42 in the fourth lens group G4. 22) and an antireflection film described later is formed on the image side lens surface (surface number 28) of the negative lens L45 of the fourth lens group G4.
- variable magnification optical system the air gap between the first lens group G1 and the second lens group G2 increases, and the air gap between the second lens group G2 and the third lens group G3 decreases.
- the zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state is performed by moving the second lens group G2 and the third lens group G3 in the optical axis direction.
- the positions of the first lens group G1, the fourth lens group G4, and the aperture stop S are all fixed in the optical axis direction.
- the variable magnification optical system according to the present example moves the rear group G1B in the first lens group G1 to the object side along the optical axis as a focusing lens group, so that focusing from an infinite object to a close object is performed. Do chariot.
- the variable magnification optical system according to the present example performs image stabilization by moving the second partial lens group G4B in the fourth lens group G4 as a vibration isolation lens group so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis. .
- the variable magnification optical system according to the present example has an anti-vibration coefficient of -1.30 and a focal length of 71.40 (mm) in the wide-angle end state.
- the moving amount of the two-part lens group G4B is 0.58 (mm).
- the image stabilization coefficient is ⁇ 1.30 and the focal length is 196.00 (mm)
- the amount of movement of the second partial lens group G4B for correcting the rotation blur of 0.40 °. Is 1.05 (mm).
- Table 2 below provides values of specifications of the variable magnification optical system according to the present example.
- FIGS. 5A, 5B, and 5C are graphs showing various aberrations at the time of focusing on an object at infinity in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the second example of the present application, respectively. is there.
- FIGS. 6A and 6B are meridional lateral aberration diagrams obtained when image stabilization is performed at the time of focusing on an object at infinity in the wide-angle end state and the telephoto end state of the zoom optical system according to the second example of the present application, respectively. . From each aberration diagram, the variable magnification optical system according to the present example has excellent imaging performance with various aberrations corrected well from the wide-angle end state to the telephoto end state, and also excellent during vibration isolation. It can be seen that it has imaging performance.
- FIG. 7 is a cross-sectional view showing a lens configuration of a variable magnification optical system according to a third example common to the first to third embodiments of the present application.
- the variable magnification optical system according to the present example includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a third lens having a positive refractive power.
- the lens group G3 includes a fourth lens group G4 having a positive refractive power.
- the first lens group G1 includes, in order from the object side, a front group G1A having a positive refractive power and a rear group G1B having a positive refractive power.
- the front group G1A includes a positive meniscus lens L11 having a convex surface directed toward the object side.
- the rear group G1B includes, in order from the object side, a negative meniscus lens L12 having a convex surface facing the object side, a positive bilens lens L13, and a positive meniscus lens L14 having a convex surface facing the object side.
- the second lens group G2 includes a biconcave negative lens L21, a first negative subgroup G2A having negative refractive power, a second negative subgroup G2B having negative refractive power, and an object It consists of a cemented lens of a negative meniscus lens L26 with a convex surface facing the side and a positive meniscus lens L27 with a convex surface facing the object side.
- the first negative subgroup G2A is composed of a cemented lens of a biconcave negative lens L22 and a biconvex positive lens L23 in order from the object side.
- the second negative subgroup G2B includes, in order from the object side, a cemented lens of a biconcave negative lens L24 and a positive meniscus lens L25 having a convex surface facing the object side.
- the third lens group G3 includes, in order from the object side, a cemented lens of a biconvex positive lens L31 and a negative meniscus lens L32 having a concave surface directed toward the object side.
- the fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a first partial lens group G4A having a positive refractive power, a second partial lens group G4B having a negative refractive power, and a third partial lens having a positive refractive power. It consists of group G4C.
- the first partial lens group G4A is composed of, in order from the object side, a biconvex positive lens L41, and a cemented lens of a biconvex positive lens L42 and a biconcave negative lens L43.
- the second partial lens group G4B includes, in order from the object side, a cemented lens of a biconvex positive lens L44 and a biconcave negative lens L45, and a biconcave negative lens L46.
- the third partial lens group G4C includes, in order from the object side, a biconvex positive lens L47, a biconvex positive lens L48, and a negative meniscus lens L49 with a concave surface facing the
- variable magnification optical system an aperture stop S is disposed between the third lens group G3 and the fourth lens group G4.
- a flare cut stop FS is disposed between the first partial lens group G4A and the second partial lens group G4B in the fourth lens group G4.
- the variable magnification optical system according to the present example has an object side lens surface (surface number 35) of the positive lens L47 of the fourth lens group G4 and an image side lens surface (surface number 38) of the positive lens L48 of the fourth lens group G4. ) Is formed with an antireflection film to be described later.
- variable magnification optical system the air gap between the first lens group G1 and the second lens group G2 increases, and the air gap between the second lens group G2 and the third lens group G3 decreases.
- the zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state is performed by moving the second lens group G2 and the third lens group G3 in the optical axis direction.
- the positions of the first lens group G1, the fourth lens group G4, and the aperture stop S are all fixed in the optical axis direction.
- the variable magnification optical system according to the present example moves the rear group G1B in the first lens group G1 to the object side along the optical axis as a focusing lens group, so that focusing from an infinite object to a close object is performed. Do chariot.
- the variable magnification optical system according to the present example performs image stabilization by moving the second partial lens group G4B in the fourth lens group G4 as a vibration isolation lens group so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis. .
- the variable magnification optical system according to the present example has the anti-vibration coefficient of ⁇ 1.25 and the focal length of 71.40 (mm) in the wide-angle end state.
- the moving amount of the two-part lens group G4B is 0.60 (mm).
- the image stabilization coefficient is ⁇ 1.25 and the focal length is 196.00 (mm)
- the amount of movement of the second partial lens group G4B for correcting the rotation blur of 0.40 °. Is 1.09 (mm). Table 3 below lists values of specifications of the variable magnification optical system according to the present example.
- FIGS. 8A, 8B, and 8C are graphs showing various aberrations when focusing on an object at infinity in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state, respectively, of the zoom optical system according to the third example of the present application.
- 9A and 9B are meridional lateral aberration diagrams when the image stabilization is performed at the time of focusing on an object at infinity in the wide-angle end state and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the third example of the present application, respectively.
- the variable magnification optical system according to the present example has excellent imaging performance with various aberrations corrected well from the wide-angle end state to the telephoto end state, and also excellent during vibration isolation. It can be seen that it has imaging performance.
- FIG. 13 is a diagram showing an example of the configuration of the antireflection film used in the variable magnification optical system according to the first to third embodiments of the present application.
- the antireflection film 101 has a seven-layer structure from the first layer 101a to the seventh layer 101g, and is provided on the optical surface of the optical member 102 such as a lens.
- the first layer 101a is made of aluminum oxide deposited on the optical surface of the optical member 102 by a vacuum deposition method.
- the second layer 101b is made of a mixture of titanium oxide and zirconium oxide deposited on the first layer 101a by a vacuum deposition method.
- the third layer 101c is made of aluminum oxide deposited on the second layer 101b by a vacuum deposition method.
- the fourth layer 101d is made of a mixture of titanium oxide and zirconium oxide deposited on the third layer 101c by a vacuum deposition method.
- the fifth layer 101e is made of aluminum oxide deposited on the fourth layer 101d by a vacuum deposition method.
- the sixth layer 101f is made of a mixture of titanium oxide and zirconium oxide deposited on the fifth layer 101e by a vacuum deposition method.
- the seventh layer 101g is made of a mixture of magnesium fluoride and silica formed on the sixth layer 101f by a wet process.
- a sol-gel method which is a kind of wet process, is used to form the seventh layer 101g.
- the sol-gel method is a method in which a sol obtained by mixing raw materials is made into a non-flowable gel by hydrolysis / polycondensation reaction, etc., and the gel is heated and decomposed to obtain a product.
- a film can be formed by applying an optical thin film material sol on the optical surface of an optical member and forming a gel film by drying and solidifying. Note that, not limited to such a sol-gel method, a method of generating a solid film without passing through a gel state may be used as a wet process.
- the first layer 101a to the sixth layer 101f of the antireflection film 101 are formed by electron beam evaporation which is a dry process, and the seventh layer 101g which is the uppermost layer is formed by a hydrofluoric acid / magnesium acetate method. It is formed by a wet process using the prepared sol solution.
- the first layer 101a to the seventh layer 101g are formed in the following procedure in detail.
- a solution obtained by adding silicon alkoxide to a sol solution prepared by a hydrofluoric acid / magnesium acetate method is applied to the lens film-forming surface by a spin coating method, so that the seventh layer 101g becomes a mixture of magnesium fluoride and silica. Forming a layer.
- the reaction formula when the sol solution is prepared by the hydrofluoric acid / magnesium acetate method is the following formula (a).
- the sol solution used for the film formation is used for film formation after mixing raw materials and subjecting to an autoclave at 140 ° C. for 24 hours at a high temperature and pressure.
- the optical member 102 is completed by heat treatment at 160 ° C. for 1 hour in the air after the seventh layer 101g is formed.
- the seventh layer 101g is formed by depositing particles having a size of several nm to several tens of nm leaving a void.
- the optical performance of the optical member having the antireflection film 101 formed in this way will be described using the spectral characteristics shown in FIG.
- the lens which is an optical member having the antireflection film of the present application is formed under the conditions shown in Table 4 below.
- Table 4 shows that the reference wavelength is ⁇ and the refractive index of the optical member as the substrate is 1.62, 1.74, and 1.85, each layer of the antireflection film 101, that is, the first layer 101a to the seventh layer.
- Each of the optical film thicknesses of the layer 101g is obtained.
- Al2O3 aluminum oxide is expressed as Al2O3
- ZrO2 + TiO2 a mixture of titanium oxide and zirconium oxide
- MgF2 + SiO2 a mixture of magnesium fluoride and silica
- FIG. 14 shows the spectral characteristics when light rays are perpendicularly incident on an optical member in which the reference wavelength ⁇ is set to 550 nm in Table 4 and the optical film thickness of each layer of the antireflection film 101 is designed. From FIG. 14, it can be seen that the optical member having the antireflection film 101 designed with the reference wavelength ⁇ set to 550 nm can suppress the reflectance to 0.2% or less over the entire wavelength range of 420 nm to 720 nm. Further, even in the optical member having the antireflection film 101 in which each optical film thickness is designed with the reference wavelength ⁇ as d line (wavelength 587.6 nm) in Table 4, the spectral characteristics are hardly affected, and the reference shown in FIG. Spectral characteristics substantially equivalent to those when the wavelength ⁇ is 550 nm.
- the antireflection film according to the modification has a five-layer structure from the first layer to the fifth layer, and similarly to Table 4, the optical film thickness of each layer with respect to the reference wavelength ⁇ under the conditions shown in Table 5 below. Is designed.
- the above-described sol-gel method is used for forming the fifth layer.
- FIG. 15 shows spectral characteristics in Table 5 when light rays are perpendicularly incident on an optical member having an antireflection film with a refractive index of the substrate of 1.52 and a reference wavelength ⁇ of 550 nm and designed for each optical film thickness.
- the antireflection film according to the present modification can suppress the reflectance to 0.2% or less over the entire wavelength range of 420 nm to 720 nm.
- Table 5 even an optical member having an antireflection film whose optical film thickness is designed with the reference wavelength ⁇ as the d-line (wavelength 587.6 nm) hardly affects the spectral characteristics, and the spectral characteristics shown in FIG. Has approximately the same characteristics.
- FIG. 16 shows the spectral characteristics when the incident angles of light rays to the optical member having the spectral characteristics shown in FIG. 15 are 30 degrees, 45 degrees, and 60 degrees, respectively. 15 and 16 do not show the spectral characteristics of the optical member having the antireflection film whose refractive index of the substrate shown in Table 5 is 1.46, but the refractive index of the substrate is approximately 1.52. Needless to say, they have equivalent spectral characteristics.
- FIG. 17 shows an example of an antireflection film formed only by a dry process such as a conventional vacuum deposition method.
- FIG. 17 shows the spectral characteristics when a light beam is perpendicularly incident on an optical member having an antireflection film configured under the conditions shown in Table 6 below, where the refractive index of the substrate is 1.52 which is the same as in Table 5.
- FIG. 18 shows spectral characteristics when the incident angles of light rays to the optical member having the spectral characteristics shown in FIG. 17 are 30 degrees, 45 degrees, and 60 degrees, respectively.
- the antireflection film of the present application Comparing the spectral characteristics of the optical member having the antireflection film of the present application shown in FIGS. 14 to 16 with the spectral characteristics of the conventional example shown in FIGS. 17 and 18, the antireflection film of the present application is at any incident angle. It can be clearly seen that it has a lower reflectance and a lower reflectance in a wider band.
- variable magnification optical system the refractive index of the negative meniscus lens L12 of the first lens group G1 is 1.903660 as shown in Table 1.
- the refractive index of the positive meniscus lens L14 in the first lens group G1 is 1.497820. Therefore, an antireflection film corresponding to the substrate having a refractive index of 1.85 shown in Table 4 is used on the object side lens surface of the negative meniscus lens L12.
- variable magnification optical system can reduce the reflected light from each lens surface using the antireflection film, and can effectively reduce ghosts and flares.
- the refractive indices of the positive meniscus lens L14 of the first lens group G1 and the positive lens L42 of the fourth lens group G4 are both 1.497820 as shown in Table 2. It is. Further, the refractive index of the negative lens L45 of the fourth lens group G4 is 1.714409 as shown in Table 2. Therefore, an antireflection film corresponding to a substrate having a refractive index of 1.52 shown in Table 5 is used for both the image side lens surface of the positive meniscus lens L14 and the object side lens surface of the positive lens L42.
- variable magnification optical system can reduce the reflected light from each lens surface using the antireflection film, and can effectively reduce ghost and flare.
- the refractive index of the positive lens L47 of the fourth lens group G4 is 1.589130 as shown in Table 3. Further, the refractive index of the positive lens L48 of the fourth lens group G4 is 1.719995 as shown in Table 3. Therefore, an antireflection film corresponding to a substrate having a refractive index of 1.62 shown in Table 4 is used on the object side lens surface of the positive lens L47. Further, an antireflection film corresponding to a substrate having a refractive index of 1.74 shown in Table 4 is used on the image side lens surface of the positive lens L48. Thereby, the variable magnification optical system according to the third example can reduce the reflected light from each lens surface using the antireflection film, and can effectively reduce ghost and flare.
- variable magnification optical system with performance can be realized.
- the variable magnification optical system according to each embodiment can reduce deterioration in imaging performance due to manufacturing errors.
- the variable magnification optical system according to each embodiment can achieve good optical performance even in the intermediate focal length state.
- each said Example has shown one specific example of this invention, and this invention is not limited to these.
- the following contents can be appropriately adopted as long as the optical performance of the variable magnification optical system according to the first to third embodiments of the present application is not impaired.
- a four-group configuration is shown as a numerical example of the variable magnification optical system according to the first to third embodiments of the present application, the present application is not limited to this.
- a double optical system can also be configured. Specifically, a configuration in which a lens or a lens group is added to the most object side or the most image side of the variable magnification optical system according to the first to third embodiments of the present application may be used.
- variable magnification optical system may include a part of a lens group, an entire lens group, or a plurality of lenses for focusing from an object at infinity to an object at a short distance.
- the lens group may be moved in the optical axis direction as a focusing lens group.
- Such a focusing lens group can also be applied to autofocus, and is also suitable for driving by an autofocus motor, such as an ultrasonic motor.
- any one of the lens groups or a part thereof includes a component in a direction perpendicular to the optical axis as an anti-vibration lens group. It can also be configured to correct image blur caused by camera shake or the like by moving or rotating (swinging) in the in-plane direction including the optical axis.
- the lens surface of the lens constituting the variable magnification optical system according to the first to third embodiments of the present application may be a spherical surface, a flat surface, or an aspherical surface.
- the lens surface is a spherical surface or a flat surface, it is preferable because lens processing and assembly adjustment are easy, and deterioration of optical performance due to errors in lens processing and assembly adjustment can be prevented. Further, even when the image plane is deviated, it is preferable because there is little deterioration in drawing performance.
- the lens surface is aspherical, any of aspherical surface by grinding, glass mold aspherical surface in which glass is molded into an aspherical shape, or composite aspherical surface in which resin provided on the glass surface is formed in an aspherical shape Good.
- the lens surface may be a diffractive surface, and the lens may be a gradient index lens (GRIN lens) or a plastic lens.
- GRIN lens gradient index lens
- the aperture stop be disposed between the third lens group and the fourth lens group. It is good also as a structure which substitutes the role with a frame. Further, an antireflection film having a high transmittance in a wide wavelength region may be provided on the lens surface of the lens constituting the variable magnification optical system according to the first to third embodiments of the present application. Thereby, flare and ghost can be reduced, and high optical performance with high contrast can be achieved.
- FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a camera including the variable magnification optical system according to the first to third embodiments of the present application.
- the camera 1 is a digital single-lens reflex camera provided with the variable magnification optical system according to the first embodiment as the photographing lens 2.
- light from an object (not shown) that is a subject is collected by the photographing lens 2 and imaged on the focusing screen 4 via the quick return mirror 3.
- the light imaged on the focusing screen 4 is reflected in the pentaprism 5 a plurality of times and guided to the eyepiece lens 6.
- the photographer can observe the subject image as an erect image through the eyepiece 6.
- the quick return mirror 3 is retracted out of the optical path, and light from the subject (not shown) reaches the image sensor 7. Thereby, the light from the subject is picked up by the image pickup device 7 and recorded as a subject image in a memory (not shown). In this way, the photographer can shoot the subject with the camera 1.
- the zoom optical system according to the first embodiment mounted on the camera 1 as the taking lens 2 suppresses aberration fluctuations at the time of zooming as described above, suppresses deterioration of optical performance at the time of image stabilization, ghost and flare are further reduced, and the optical performance is excellent from the wide-angle end state to the telephoto end state.
- this camera 1 suppresses aberration fluctuations at the time of zooming, suppresses deterioration of optical performance during image stabilization, further reduces ghosts and flares, and realizes good optical performance from the wide-angle end state to the telephoto end state. Can do.
- FIG. 19 is a diagram showing an outline of a method for manufacturing a variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application.
- the variable magnification optical system manufacturing method according to the first embodiment of the present application shown in FIG. 19 includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, A method for manufacturing a variable magnification optical system having a third lens group having a positive refractive power and a fourth lens group having a positive refractive power, and includes the following steps S11 to S13.
- Step S11 The first lens group to the fourth lens group are prepared so as to satisfy the following conditional expression (1), and each lens group is sequentially arranged in the barrel from the object side.
- (1) ⁇ 1.20 ⁇ fw 2 /(f13w ⁇ f4) ⁇ 0.20
- f13w Composite focal length from the first lens group to the third lens group in the wide-angle end state
- f4 Focal length of the fourth lens group
- fw Focal length of the variable magnification optical system in the wide-angle end state
- Step S12 By providing a known moving mechanism, the position of the first lens group in the optical axis direction is fixed when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, and the first lens group and the second lens group At least the second lens group and the third lens group are moved in the optical axis direction so that the distance between the second lens group and the third lens group decreases.
- Step S13 By providing a known movement mechanism, at least a part of the first lens group to the fourth lens group is moved so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis.
- variable magnification optical system having excellent optical performance from the wide-angle end state to the telephoto end state while suppressing aberration fluctuation during zooming. Can be manufactured.
- FIG. 20 is a diagram showing an outline of a method for manufacturing a variable magnification optical system according to the second embodiment of the present application.
- the variable magnification optical system manufacturing method according to the second embodiment of the present application shown in FIG. 20 includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, A method for manufacturing a variable magnification optical system having a third lens group having a positive refractive power and a fourth lens group having a positive refractive power, and includes the following steps S21 to S24.
- Step S21 The fourth lens group, in order from the object side, a first partial lens group having a positive refractive power, a second partial lens group having a negative refractive power, and a third partial lens having a positive refractive power To have a group.
- f4 focal length of the fourth lens group
- f4B focal length of the second partial lens group
- f4C focal length of the third partial lens group
- Step S23 By providing a known moving mechanism, the position of the first lens group in the optical axis direction is fixed when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, and the first lens group and the second lens group At least the second lens group and the third lens group are moved in the optical axis direction so that the distance between the second lens group and the third lens group decreases.
- Step S24 By providing a known moving mechanism, at least a part of the second partial lens group is moved so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis.
- variable magnification optical system that has good optical performance from the wide-angle end state to the telephoto end state while suppressing deterioration of the optical performance during image stabilization.
- the system can be manufactured.
- FIG. 11 is a diagram showing an outline of a method for manufacturing a variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application.
- the manufacturing method of the variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application shown in FIG. 11 includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, A variable magnification optical system manufacturing method having a third lens group having a positive refractive power and a fourth lens group having a positive refractive power, and includes the following steps S31 to S34.
- Step S31 An antireflection film is provided on at least one of the optical surfaces of the first lens group and the fourth lens group, and the antireflection film includes at least one layer formed using a wet process.
- f13w Composite focal length from the first lens group to the third lens group in the wide-angle end state
- f4 Focal length of the fourth lens group
- fw Focal length of the variable magnification optical system in the wide-angle end state
- Step S33 By providing a known moving mechanism, the position of the first lens group in the optical axis direction is fixed when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, and the first lens group and the second lens group At least the second lens group and the third lens group are moved in the optical axis direction so that the distance between the second lens group and the third lens group decreases.
- Step S34 By providing a known movement mechanism, at least a part of the first lens group to the fourth lens group is moved so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis.
- variable magnification optical system According to the method for manufacturing a variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application, it is possible to suppress aberration fluctuations at the time of variable magnification, to further reduce ghosts and flares, and to achieve good optical performance from the wide-angle end state to the telephoto end state. Can be manufactured.
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Abstract
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とを有し、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は光軸方向の位置が固定であり、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増加し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少するように、少なくとも第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とが光軸方向へ移動し、第1レンズ群G1から第4レンズ群G4の少なくとも一部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し、所定の条件式を満足することにより、変倍時の収差変動を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な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2008-70450号公報を参照。
しかしながら、上述のような従来の変倍光学系は、良好な光学性能を達成できていない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、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な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。
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、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な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、
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、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、
前記第1レンズ群から前記第4レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
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。
-1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における前記第1レンズ群から前記第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :前記第4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の焦点距離
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、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、
前記第1レンズ群から前記第4レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
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。
-1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における前記第1レンズ群から前記第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :前記第4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の焦点距離
また本発明の第2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。
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3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レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、
前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有し、
前記第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
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。
-1.60 < f4B/f4C < -0.50
-1.60 < f4/f4B < -0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離
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、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、
前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有し、
前記第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
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。
-1.60 < f4B/f4C < -0.50
-1.60 < f4/f4B < -0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離
また本発明の第4態様は、
本発明の第3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。
本発明の第3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において、
前記第1レンズ群から前記第4レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動するようにし、
前記第1レンズ群から前記第4レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動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。
-1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における前記第1レンズ群から前記第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :前記第4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の焦点距離
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において、
前記第1レンズ群から前記第4レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動するようにし、
前記第1レンズ群から前記第4レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動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。
-1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における前記第1レンズ群から前記第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :前記第4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の焦点距離
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において、
前記第4レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有するようにし、
前記第4レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動するようにし、
前記第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動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。
-1.60 < f4B/f4C < -0.50
-1.60 < f4/f4B < -0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離
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において、
前記第4レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有するようにし、
前記第4レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動するようにし、
前記第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動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。
-1.60 < f4B/f4C < -0.50
-1.60 < f4/f4B < -0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離
本発明の第1、2、5態様によれば、変倍時の収差変動を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な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3、4、6態様によれば、防振時の光学性能の劣化を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な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。
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、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、前記第1レンズ群から前記第4レンズ群の少なくとも一部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し、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
(1) -1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における前記第1レンズ群から前記第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :前記第4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の焦点距離
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、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、前記第1レンズ群から前記第4レンズ群の少なくとも一部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し、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
(1) -1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における前記第1レンズ群から前記第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :前記第4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の焦点距離
本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、前述のように第1レンズ群から第4レンズ群の少なくとも一部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することにより、手ぶれ発生時の像位置の補正、即ち防振を行うことができる。
条件式(1)は、第4レンズ群の共役長及び倍率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)を満足することにより、所謂マスターレンズである第4レンズ群の共役長、即ち前後結像点間距離を小さくし、その分変倍を担う第1レンズ群から第3レンズ群の移動スペースを大きくすることができる。その結果、変倍に際して、第2レンズ群の移動量を増大させ、かつ第2レンズ群と第3レンズ群との間隔の変化量を小さくすることができる。したがって、本願の第1実施形態に係る変倍光学系の全長を維持しながら変倍時の収差変動を小さくすることができる。
条件式(1)は、第4レンズ群の共役長及び倍率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)を満足することにより、所謂マスターレンズである第4レンズ群の共役長、即ち前後結像点間距離を小さくし、その分変倍を担う第1レンズ群から第3レンズ群の移動スペースを大きくすることができる。その結果、変倍に際して、第2レンズ群の移動量を増大させ、かつ第2レンズ群と第3レンズ群との間隔の変化量を小さくすることができる。したがって、本願の第1実施形態に係る変倍光学系の全長を維持しながら変倍時の収差変動を小さくすることができる。
本願の第1実施形態に係る変倍光学系の条件式(1)の対応値が上限値を上回ると、第4レンズ群の屈折力が小さくなり、変倍時の第2レンズ群と第3レンズ群との間隔の変化量が増大する。その結果、像面湾曲やコマ収差等の諸収差の変動が過大になり、中間焦点距離状態においてこれらの収差を補正することが困難になるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1)の上限値を-0.25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)の対応値が下限値を下回ると、第4レンズ群の屈折力及び倍率が増大する。このため、広角端状態から望遠端状態にわたって球面収差とコマ収差が増大し、これらを補正することが困難になるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1)の下限値を-0.60とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1)の下限値を-0.45とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1)の下限値を-0.35とすることがより好ましい。
以上の構成により、変倍時の収差変動を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な光学性能を備えた変倍光学系を実現することができる。
以上の構成により、変倍時の収差変動を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な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、前記第1レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とから構成されており、無限遠物体から近距離物体への合焦に際して、前記後群が合焦レンズ群として物体側へ移動することが望ましい。
この構成により、本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、合焦レンズ群の外径を小さくして重量を軽減することができる。したがって、本願の第1実施形態に係る変倍光学系でオートフォーカスを行う場合には、合焦レンズ群を駆動するためのモータの負荷を軽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の近距離物体合焦時の倍率を大きくしながら、近距離物体合焦時の球面収差等の収差変動を小さく抑えることができる。
この構成により、本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、合焦レンズ群の外径を小さくして重量を軽減することができる。したがって、本願の第1実施形態に係る変倍光学系でオートフォーカスを行う場合には、合焦レンズ群を駆動するためのモータの負荷を軽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の近距離物体合焦時の倍率を大きくしながら、近距離物体合焦時の球面収差等の収差変動を小さく抑えることができる。
また、本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、前記変倍光学系の最も像側に位置するレンズ群が、正の屈折力を有しており、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、光軸方向の位置が固定であることが望ましい。
この構成により、本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、変倍時のFナンバーを一定にすることが容易となり、変倍光学系中に配置される開口絞りの絞り機構を簡便なものにすることができる。また、レンズ群どうしの偏芯等を低減することが可能になり、偏芯等の製造誤差による結像性能の劣化、具体的には偏芯コマ収差と偏芯像面タオレを低減することができる。
この構成により、本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、変倍時のFナンバーを一定にすることが容易となり、変倍光学系中に配置される開口絞りの絞り機構を簡便なものにすることができる。また、レンズ群どうしの偏芯等を低減することが可能になり、偏芯等の製造誤差による結像性能の劣化、具体的には偏芯コマ収差と偏芯像面タオレ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、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第2レンズ群の倍率が等倍を跨ぐように変化し、以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
(2) 0.30 < β2w×β2t < 0.90
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の倍率
β2t:望遠端状態における前記第2レンズ群の倍率
(2) 0.30 < β2w×β2t < 0.90
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の倍率
β2t:望遠端状態における前記第2レンズ群の倍率
本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、前述のように広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第2レンズ群の倍率が等倍を跨ぐように変化する、言い換えれば第2レンズ群の倍率が変倍途中で一度-1倍になる。この構成により、変倍に際して、第2レンズ群における光線高の変化を小さくすることができ、これによって像面湾曲やコマ収差の変動を小さくすることができる。
条件式(2)は、第2レンズ群の倍率の範囲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(2)を満足することにより、変倍時の第2レンズ群と第3レンズ群との間隔の変動を小さくすることができる。このため、中間焦点距離状態においてコマ収差と球面収差の劣化を小さく抑えることができる。
本願の第1実施形態に係る変倍光学系の条件式(2)の対応値が上限値を上回ると、変倍時の第2レンズ群と第3レンズ群との間隔の変化量が増大する。このため、像面湾曲やコマ収差等の諸収差の変動が過大になり、中間焦点距離状態においてこれらの収差を補正することが困難になる。また、変倍時の第3レンズ群の物体側への移動量が増大し、第2レンズ群の移動スペースが小さくなる。これにより、広角端状態及び望遠端状態において、像面湾曲、球面収差及びコマ収差を補正することが困難になるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2)の上限値を0.80とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2)の上限値を0.70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(2)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態において、第1レンズ群から第3レンズ群までの各レンズ群が互いに接近し過ぎる。このため、コマ収差と像面湾曲を補正することが困難になる。また、第4レンズ群の焦点距離の増大を招き、本願の第1実施形態に係る変倍光学系の全長と外径が大きくなるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2)の下限値を0.50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(3)、(4)を満足することが望ましい。
(3) 0.290 < N1n-N1p
(4) 0.160 < N3n-N3p
但し、
N1n:前記第1レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N1p:前記第1レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率
N3n:前記第3レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N3p:前記第3レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率
(3) 0.290 < N1n-N1p
(4) 0.160 < N3n-N3p
但し、
N1n:前記第1レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N1p:前記第1レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率
N3n:前記第3レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N3p:前記第3レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率
条件式(3)は、第1レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズと屈折率の最も小さな正レンズとの屈折率差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(3)を満足することにより、第1レンズ群中の各レンズの曲率を小さくすることができる。このため、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を良好に補正することができる。
本願の第1実施形態に係る変倍光学系の条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を補正することが困難になる。また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に球面収差の変動が大きくなるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.350とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.400とすることがより好ましい。
本願の第1実施形態に係る変倍光学系の条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を補正することが困難になる。また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に球面収差の変動が大きくなるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.350とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.400とすることがより好ましい。
条件式(4)は、第3レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズと屈折率の最も小さな正レンズとの屈折率差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(4)を満足することにより、第3レンズ群中の各レンズの曲率を小さくすることができる。このため、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を良好に補正することができる。
本願の第1実施形態に係る変倍光学系の条件式(4)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を補正することが困難になる。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(4)の下限値を0.180とすることがより好ましい。
本願の第1実施形態に係る変倍光学系の条件式(4)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を補正することが困難になる。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(4)の下限値を0.180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、前記第4レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とから構成されており、前記第2部分レンズ群の少なくとも一部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することが望ましい。
このように、光線高の低い負の屈折力を有するレンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群にすることにより、防振レンズ群の外径の小型化を図ることができる。また、斯かる構成により、開口絞りを第3レンズ群と第4レンズ群との間に配置すれば、防振レンズ群を開口絞りと像面の中間位置付近に配置することができる。このため、防振時に光線高の変化を小さく抑え、偏芯コマ収差の発生を小さく抑えることができる。
このように、光線高の低い負の屈折力を有するレンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群にすることにより、防振レンズ群の外径の小型化を図ることができる。また、斯かる構成により、開口絞りを第3レンズ群と第4レンズ群との間に配置すれば、防振レンズ群を開口絞りと像面の中間位置付近に配置することができる。このため、防振時に光線高の変化を小さく抑え、偏芯コマ収差の発生を小さく抑えることができる。
また、本願の第1実施形態に係る変倍光学系は、前記第2レンズ群が、物体側から順に、負レンズと、負の屈折力を有する第1負部分群と、負の屈折力を有する第2負部分群とを含み、前記第1負部分群と前記第2負部分群はそれぞれ、正負一枚ずつ合計2枚のレンズで構成されていることが望ましい。
この構成により、変倍時に光線高の変化が大きい第2レンズ群において、各レンズ面での光線偏角を小さくすることができる。このため、変倍時の像面湾曲や球面収差の変動、及びコマ収差の発生を小さく抑えることができる。また、第2レンズ群全体の屈折力を大きくすることができるため、本願の第1実施形態に係る変倍光学系の全長を短縮することができる。さらに、第2レンズ群内のレンズどうしの偏芯等の製造誤差による結像性能の劣化、具体的には偏芯コマ収差と偏芯像面タオレを低減することができる。
この構成により、変倍時に光線高の変化が大きい第2レンズ群において、各レンズ面での光線偏角を小さくすることができる。このため、変倍時の像面湾曲や球面収差の変動、及びコマ収差の発生を小さく抑えることができる。また、第2レンズ群全体の屈折力を大きくすることができるため、本願の第1実施形態に係る変倍光学系の全長を短縮することができる。さらに、第2レンズ群内のレンズどうしの偏芯等の製造誤差による結像性能の劣化、具体的には偏芯コマ収差と偏芯像面タオレ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、前記第1レンズ群の前記前群が、正の屈折力を有する単レンズで構成されており、前記第1レンズ群の前記後群が、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとから構成されていることが望ましい。
この構成により、合焦レンズ群である後群の外径の小型化と軽量化を図りつつ、合焦時の球面収差と像面湾曲の変動を小さく抑えることができる。
この構成により、合焦レンズ群である後群の外径の小型化と軽量化を図りつつ、合焦時の球面収差と像面湾曲の変動を小さく抑えることができる。
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する。これにより、変倍時の収差変動を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な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において、前記第1レンズ群から前記第4レンズ群が以下の条件式(1)を満足するようにし、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動するようにし、前記第1レンズ群から前記第4レンズ群の少なくとも一部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するようにすることを特徴とする。これにより、変倍時の収差変動を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。
(1) -1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における前記第1レンズ群から前記第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :前記第4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の焦点距離
(1) -1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における前記第1レンズ群から前記第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :前記第4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の焦点距離
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、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有し、前記第2部分レンズ群の少なくとも一部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し、以下の条件式(5)、(6)を満足することを特徴とする。
(5) -1.60 < f4B/f4C < -0.50
(6) -1.60 < f4/f4B < -0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離
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、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有し、前記第2部分レンズ群の少なくとも一部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し、以下の条件式(5)、(6)を満足することを特徴とする。
(5) -1.60 < f4B/f4C < -0.50
(6) -1.60 < f4/f4B < -0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離
本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、前述のように第4レンズ群中の第2部分レンズ群の少なくとも一部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することにより、手ぶれ発生時の像位置の補正、即ち防振を行うことができる。また、このように光線高の低い負の屈折力を有するレンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群にすることにより、防振レンズ群の外径の小型化を図ることができる。また、斯かる構成により、開口絞りを第3レンズ群と第4レンズ群との間に配置すれば、防振レンズ群を開口絞りと像面の中間位置付近に配置することができる。このため、防振時に光線高の変化を小さく抑え、偏芯コマ収差の発生を小さく抑えることができる。
条件式(5)は、第4レンズ群中の第2部分レンズ群と第3部分レンズ群との屈折力の比を規定するものである。条件式(6)は、第4レンズ群全体と第2部分レンズ群との屈折力の比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(5)、(6)を満足することにより、防振レンズ群の小型軽量化を図りながら、防振時の諸収差の変動を小さく抑えることができる。
条件式(5)は、第4レンズ群中の第2部分レンズ群と第3部分レンズ群との屈折力の比を規定するものである。条件式(6)は、第4レンズ群全体と第2部分レンズ群との屈折力の比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(5)、(6)を満足することにより、防振レンズ群の小型軽量化を図りながら、防振時の諸収差の変動を小さく抑えることができる。
本願の第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(5)の対応値が上限値を上回ると、第2部分レンズ群の屈折力が過大になり、像面湾曲とコマ収差が大きくなる。また、防振時の収差変動、具体的には所謂偏芯像面タオレが大きくなるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(5)の上限値を-0.70とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(5)の上限値を-1.10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(5)の対応値が下限値を下回ると、第2部分レンズ群の屈折力が過小になり、防振係数(防振時の防振レンズ群の移動量に対する像面上での像の移動量の比)が小さくなる。したがって、防振レンズ群が所定の防振効果を奏するための当該防振レンズ群の移動量が過大になるため好ましくない。また、防振時の収差変動、具体的には偏芯像面タオレが大きくなるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(5)の下限値を-1.30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(5)の対応値が下限値を下回ると、第2部分レンズ群の屈折力が過小になり、防振係数(防振時の防振レンズ群の移動量に対する像面上での像の移動量の比)が小さくなる。したがって、防振レンズ群が所定の防振効果を奏するための当該防振レンズ群の移動量が過大になるため好ましくない。また、防振時の収差変動、具体的には偏芯像面タオレが大きくなるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(5)の下限値を-1.30とすることがより好ましい。
本願の第2実施形態に係る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~第3部分レンズ群の屈折力がそれぞれ過小になり、第2部分レンズ群の外径が過大になるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(6)の上限値を-1.00とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(6)の上限値を-1.20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(6)の対応値が下限値を下回ると、第1~第3部分レンズ群の屈折力がそれぞれ過大になり、防振時の収差変動、具体的には偏芯像面タオレが大きくなるため好ましくない。また、レンズ群どうしの偏芯等の製造誤差による結像性能の劣化、特に第2部分レンズ群のチルト偏芯による偏芯コマ収差と偏芯像面タオレが過大になるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(6)の下限値を-1.50とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(6)の下限値を-1.40とすることがより好ましい。
以上の構成により、防振時の光学性能の劣化を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な光学性能を備えた変倍光学系を実現することができる。
以上の構成により、防振時の光学性能の劣化を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な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、前記変倍光学系の最も像側に位置するレンズ群が、正の屈折力を有しており、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、光軸方向の位置が固定であることが望ましい。
この構成により、本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、変倍時のFナンバーを一定にすることが容易となり、変倍光学系中に配置される開口絞りの絞り機構を簡便なものにすることができる。また、レンズ群どうしの偏芯等を低減することが可能になり、偏芯等の製造誤差による結像性能の劣化、具体的には偏芯コマ収差と偏芯像面タオレを低減することができる。
この構成により、本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、変倍時のFナンバーを一定にすることが容易となり、変倍光学系中に配置される開口絞りの絞り機構を簡便なものにすることができる。また、レンズ群どうしの偏芯等を低減することが可能になり、偏芯等の製造誤差による結像性能の劣化、具体的には偏芯コマ収差と偏芯像面タオレを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、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第2レンズ群の倍率が等倍を跨ぐように変化し、以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
(2) 0.30 < β2w×β2t < 0.90
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の倍率
β2t:望遠端状態における前記第2レンズ群の倍率
(2) 0.30 < β2w×β2t < 0.90
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の倍率
β2t:望遠端状態における前記第2レンズ群の倍率
本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、前述のように広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第2レンズ群の倍率が等倍を跨ぐように変化する、言い換えれば第2レンズ群の倍率が変倍途中で一度-1倍になる。この構成により、変倍に際して、第2レンズ群における光線高の変化を小さくすることができ、これによって像面湾曲やコマ収差の変動を小さくすることができる。
条件式(2)は、第2レンズ群の倍率の範囲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)を満足することにより、変倍時の第2レンズ群と第3レンズ群との間隔の変動を小さくすることができる。このため、中間焦点距離状態においてコマ収差と球面収差の劣化を小さく抑えることができる。
本願の第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(2)の対応値が上限値を上回ると、変倍時の第2レンズ群と第3レンズ群との間隔の変化量が増大する。このため、像面湾曲やコマ収差等の諸収差の変動が過大になり、中間焦点距離状態においてこれらの収差を補正することが困難になる。また、変倍時の第3レンズ群の物体側への移動量が増大し、第2レンズ群の移動スペースが小さくなる。これにより、広角端状態及び望遠端状態において、像面湾曲、球面収差及びコマ収差を補正することが困難になるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2)の上限値を0.80とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2)の上限値を0.70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)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態において、第1レンズ群から第3レンズ群までの各レンズ群が互いに接近し過ぎる。このため、コマ収差と像面湾曲を補正することが困難になる。また、第4レンズ群の焦点距離の増大を招き、本願の第2実施形態に係る変倍光学系の全長と外径が大きくなるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2)の下限値を0.50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、以下の条件式(3)、(4)を満足することが望ましい。
(3) 0.290 < N1n-N1p
(4) 0.160 < N3n-N3p
但し、
N1n:前記第1レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N1p:前記第1レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率
N3n:前記第3レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N3p:前記第3レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率
(3) 0.290 < N1n-N1p
(4) 0.160 < N3n-N3p
但し、
N1n:前記第1レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N1p:前記第1レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率
N3n:前記第3レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N3p:前記第3レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率
条件式(3)は、第1レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズと屈折率の最も小さな正レンズとの屈折率差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(3)を満足することにより、第1レンズ群中の各レンズの曲率を小さくすることができる。このため、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を良好に補正することができる。
本願の第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を補正することが困難になる。また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に球面収差の変動が大きくなるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.350とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.400とすることがより好ましい。
本願の第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を補正することが困難になる。また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に球面収差の変動が大きくなるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.350とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.400とすることがより好ましい。
条件式(4)は、第3レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズと屈折率の最も小さな正レンズとの屈折率差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(4)を満足することにより、第3レンズ群中の各レンズの曲率を小さくすることができる。このため、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を良好に補正することができる。
本願の第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(4)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を補正することが困難になる。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(4)の下限値を0.180とすることがより好ましい。
本願の第2実施形態に係る変倍光学系の条件式(4)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を補正することが困難になる。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(4)の下限値を0.180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2レンズ群が、物体側から順に、負レンズと、負の屈折力を有する第1負部分群と、負の屈折力を有する第2負部分群とを含み、前記第1負部分群と前記第2負部分群がそれぞれ、正負一枚ずつ合計2枚のレンズで構成されていることが望ましい。
この構成により、変倍時に光線高の変化が大きい第2レンズ群において、各レンズ面での光線偏角を小さくすることができる。このため、変倍時の像面湾曲や球面収差の変動、及びコマ収差の発生を小さく抑えることができる。また、第2レンズ群全体の屈折力を大きくすることができるため、本願の第2実施形態に係る変倍光学系の全長を短縮することができる。さらに、第2レンズ群内のレンズどうしの偏芯等の製造誤差による結像性能の劣化、具体的には偏芯コマ収差と偏芯像面タオレを低減することができる。
この構成により、変倍時に光線高の変化が大きい第2レンズ群において、各レンズ面での光線偏角を小さくすることができる。このため、変倍時の像面湾曲や球面収差の変動、及びコマ収差の発生を小さく抑えることができる。また、第2レンズ群全体の屈折力を大きくすることができるため、本願の第2実施形態に係る変倍光学系の全長を短縮することができる。さらに、第2レンズ群内のレンズどうしの偏芯等の製造誤差による結像性能の劣化、具体的には偏芯コマ収差と偏芯像面タオレを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、前記第1レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とから構成されており、無限遠物体から近距離物体への合焦に際して、前記後群が合焦レンズ群として物体側へ移動することが望ましい。
この構成により、本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、合焦レンズ群の外径を小さくして重量を軽減することができる。したがって、本願の第2実施形態に係る変倍光学系でオートフォーカスを行う場合には、合焦レンズ群を駆動するためのモータの負荷を軽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の近距離物体合焦時の倍率を大きくしながら、近距離物体合焦時の球面収差等の収差変動を小さく抑えることができる。
この構成により、本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、合焦レンズ群の外径を小さくして重量を軽減することができる。したがって、本願の第2実施形態に係る変倍光学系でオートフォーカスを行う場合には、合焦レンズ群を駆動するためのモータの負荷を軽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の近距離物体合焦時の倍率を大きくしながら、近距離物体合焦時の球面収差等の収差変動を小さく抑えることができる。
また、本願の第2実施形態に係る変倍光学系は、前記第1レンズ群の前記前群が、正の屈折力を有する単レンズで構成されており、前記第1レンズ群の前記後群が、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとから構成されていることが望ましい。
この構成により、合焦レンズ群である後群の外径の小型化と軽量化を図りつつ、合焦時の球面収差と像面湾曲の変動を小さく抑えることができる。
この構成により、合焦レンズ群である後群の外径の小型化と軽量化を図りつつ、合焦時の球面収差と像面湾曲の変動を小さく抑えることができる。
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する。これにより、防振時の光学性能の劣化を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な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において、前記第4レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有するようにし、前記第4レンズ群が以下の条件式(5)、(6)を満足するようにし、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動するようにし、前記第2部分レンズ群の少なくとも一部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するようにすることを特徴とする。これにより、防振時の光学性能の劣化を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。
(5) -1.60 < f4B/f4C < -0.50
(6) -1.60 < f4/f4B < -0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離
(5) -1.60 < f4B/f4C < -0.50
(6) -1.60 < f4/f4B < -0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離
以下、本願の第3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、前記第1レンズ群及び前記第4レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜が設けられており、前記反射防止膜はウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも1層含んでおり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、前記第1レンズ群から前記第4レンズ群の少なくとも一部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し、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
(1) -1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における前記第1レンズ群から前記第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :前記第4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の焦点距離
本願の変倍光学系は、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、前記第1レンズ群及び前記第4レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜が設けられており、前記反射防止膜はウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも1層含んでおり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、前記第1レンズ群から前記第4レンズ群の少なくとも一部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し、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
(1) -1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における前記第1レンズ群から前記第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :前記第4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の焦点距離
本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前述のように第1レンズ群から第4レンズ群の少なくとも一部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することにより、手ぶれ発生時の像位置の補正、即ち防振を行うことができる。
条件式(1)は、第4レンズ群の共役長及び倍率を規定するものである。本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、条件式(1)を満足することにより、所謂マスターレンズである第4レンズ群の共役長、即ち前後結像点間距離を小さくし、その分変倍を担う第1レンズ群から第3レンズ群の移動スペースを大きくすることができる。その結果、変倍に際して、第2レンズ群の移動量を増大させ、かつ第2レンズ群と第3レンズ群との間隔の変化量を小さくすることができる。したがって、本願の第3実施形態に係る変倍光学系の全長を維持しながら変倍時の収差変動を小さくすることができる。
条件式(1)は、第4レンズ群の共役長及び倍率を規定するものである。本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、条件式(1)を満足することにより、所謂マスターレンズである第4レンズ群の共役長、即ち前後結像点間距離を小さくし、その分変倍を担う第1レンズ群から第3レンズ群の移動スペースを大きくすることができる。その結果、変倍に際して、第2レンズ群の移動量を増大させ、かつ第2レンズ群と第3レンズ群との間隔の変化量を小さくすることができる。したがって、本願の第3実施形態に係る変倍光学系の全長を維持しながら変倍時の収差変動を小さくすることができる。
本願の第3実施形態に係る変倍光学系の条件式(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小さくなり、変倍時の第2レンズ群と第3レンズ群との間隔の変化量が増大する。その結果、像面湾曲やコマ収差等の諸収差の変動が過大になり、中間焦点距離状態においてこれらの収差を補正することが困難になるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1)の上限値を-0.25とすることがより好ましい。
一方、本願の第3実施形態に係る変倍光学系の条件式(1)の対応値が下限値を下回ると、第4レンズ群の屈折力及び倍率が増大する。このため、広角端状態から望遠端状態にわたって球面収差とコマ収差が増大し、これらを補正することが困難になるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1)の下限値を-0.60とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1)の下限値を-0.45とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(1)の下限値を-0.35とすることがより好ましい。
以上の構成により、変倍時の収差変動を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な光学性能を備えた変倍光学系を実現することができる。
以上の構成により、変倍時の収差変動を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な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3実施形態に係る変倍光学系は、前記第1レンズ群及び前記第4レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜が設けられており、前記反射防止膜はウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも1層含んでいることを特徴とする。この構成により、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、物体からの光が光学面で反射されることによって生じるゴーストやフレアをより低減させることができ、高い結像性能を達成することができる。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前記反射防止膜は多層膜であり、前記ウェットプロセスを用いて形成された層は、前記多層膜を構成する層のうちの最も表面側の層であることが望ましい。この構成により、前記ウェットプロセスを用いて形成された層と空気との屈折率差を小さくすることができるため、光の反射をより小さくすることが可能になり、ゴーストやフレアをさらに低減させることができる。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前記ウェットプロセスを用いて形成された層のd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率をndとしたとき、ndが1.30以下であることが望ましい。この構成により、前記ウェットプロセスを用いて形成された層と空気との屈折率差を小さくすることができるため、光の反射をより小さくすることが可能になり、ゴーストやフレアをさらに低減させることができる。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、開口絞りを有し、前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面であることが望ましい。第1レンズ群及び第4レンズ群における光学面のうち、開口絞りから見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記第1レンズ群内のレンズの物体側レンズ面であることが望ましい。第1レンズ群における光学面のうち、開口絞りから見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記第1レンズ群内のレンズの像側レンズ面であることが望ましい。第1レンズ群における光学面のうち、開口絞りから見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記第4レンズ群内のレンズの像側レンズ面であることが望ましい。第4レンズ群における光学面のうち、開口絞りから見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、像側から見て凹形状のレンズ面であることが望ましい。第1レンズ群及び第4レンズ群における光学面のうち、像側から見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前記像側から見て凹形状のレンズ面は、前記第4レンズ群内の物体側から2番目のレンズの物体側レンズ面であることが望ましい。第4レンズ群における光学面のうち、像側から見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前記像側から見て凹形状のレンズ面は、前記第4レンズ群内の像側から4番目のレンズの像側レンズ面であることが望ましい。第4レンズ群における光学面のうち、像側から見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前記像側から見て凹形状のレンズ面は、前記第4レンズ群内の像側から3番目のレンズの物体側レンズ面であることが望ましい。第4レンズ群における光学面のうち、像側から見て凹形状のレンズ面では反射光が発生しやすい。このため、斯かるレンズ面に反射防止膜を形成することで、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
なお、本願の第3実施形態に係る変倍光学系における反射防止膜は、ウェットプロセスに限られず、ドライプロセス等によって形成してもよい。この場合、反射防止膜は屈折率が1.30以下となる層を少なくとも1層含むようにすることが好ましい。この構成により、反射防止膜をドライプロセス等によって形成した場合でも、反射防止膜をウェットプロセスによって形成した場合と同様の効果を得ることができる。なお、屈折率が1.30以下となる層は、多層膜を構成する層のうちの最も表面側の層であることが好ましい。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前記第1レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とから構成されており、無限遠物体から近距離物体への合焦に際して、前記後群が合焦レンズ群として物体側へ移動することが望ましい。
この構成により、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、合焦レンズ群の外径を小さくして重量を軽減することができる。したがって、本願の第3実施形態に係る変倍光学系でオートフォーカスを行う場合には、合焦レンズ群を駆動するためのモータの負荷を軽減することができる。また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系の近距離物体合焦時の倍率を大きくしながら、近距離物体合焦時の球面収差等の収差変動を小さく抑えることができる。
この構成により、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、合焦レンズ群の外径を小さくして重量を軽減することができる。したがって、本願の第3実施形態に係る変倍光学系でオートフォーカスを行う場合には、合焦レンズ群を駆動するためのモータの負荷を軽減することができる。また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系の近距離物体合焦時の倍率を大きくしながら、近距離物体合焦時の球面収差等の収差変動を小さく抑えることができる。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前記変倍光学系の最も像側に位置するレンズ群は、正の屈折力を有しており、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、光軸方向の位置が固定であることが望ましい。
この構成により、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、変倍時のFナンバーを一定にすることが容易となり、変倍光学系中に配置される開口絞りの絞り機構を簡便なものにすることができる。また、レンズ群どうしの偏芯等を低減することが可能になり、偏芯等の製造誤差による結像性能の劣化、具体的には偏芯コマ収差と偏芯像面タオレを低減することができる。
この構成により、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、変倍時のFナンバーを一定にすることが容易となり、変倍光学系中に配置される開口絞りの絞り機構を簡便なものにすることができる。また、レンズ群どうしの偏芯等を低減することが可能になり、偏芯等の製造誤差による結像性能の劣化、具体的には偏芯コマ収差と偏芯像面タオレを低減することができる。
また、本願の第3実施形態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に際して、前記第2レンズ群の倍率が等倍を跨ぐように変化し、以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
(2) 0.30 < β2w×β2t < 0.90
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の倍率
β2t:望遠端状態における前記第2レンズ群の倍率
(2) 0.30 < β2w×β2t < 0.90
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の倍率
β2t:望遠端状態における前記第2レンズ群の倍率
本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前述のように広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第2レンズ群の倍率が等倍を跨ぐように変化する、言い換えれば第2レンズ群の倍率が変倍途中で一度-1倍になる。この構成により、変倍に際して、第2レンズ群における光線高の変化を小さくすることができ、これによって像面湾曲やコマ収差の変動を小さくすることができる。
条件式(2)は、第2レンズ群の倍率の範囲を規定するものである。本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、条件式(2)を満足することにより、変倍時の第2レンズ群と第3レンズ群との間隔の変動を小さくすることができる。このため、中間焦点距離状態においてコマ収差と球面収差の劣化を小さく抑えることができる。
本願の第3実施形態に係る変倍光学系の条件式(2)の対応値が上限値を上回ると、変倍時の第2レンズ群と第3レンズ群との間隔の変化量が増大する。このため、像面湾曲やコマ収差等の諸収差の変動が過大になり、中間焦点距離状態においてこれらの収差を補正することが困難になる。また、変倍時の第3レンズ群の物体側への移動量が増大し、第2レンズ群の移動スペースが小さくなる。これにより、広角端状態及び望遠端状態において、像面湾曲、球面収差及びコマ収差を補正することが困難になるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2)の上限値を0.80とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(2)の上限値を0.70とすることがより好ましい。
一方、本願の第3実施形態に係る変倍光学系の条件式(2)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態において、第1レンズ群から第3レンズ群までの各レンズ群が互いに接近し過ぎる。このため、コマ収差と像面湾曲を補正することが困難になる。また、第4レンズ群の焦点距離の増大を招き、本願の第3実施形態に係る変倍光学系の全長と外径が大きくなるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(2)の下限値を0.50とすることがより好ましい。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(3)、(4)を満足することが望ましい。
(3) 0.290 < N1n-N1p
(4) 0.160 < N3n-N3p
但し、
N1n:前記第1レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N1p:前記第1レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率
N3n:前記第3レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N3p:前記第3レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率
(3) 0.290 < N1n-N1p
(4) 0.160 < N3n-N3p
但し、
N1n:前記第1レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N1p:前記第1レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率
N3n:前記第3レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N3p:前記第3レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率
条件式(3)は、第1レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズと屈折率の最も小さな正レンズとの屈折率差を規定するものである。本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、条件式(3)を満足することにより、第1レンズ群中の各レンズの曲率を小さくすることができる。このため、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を良好に補正することができる。
本願の第3実施形態に係る変倍光学系の条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を補正することが困難になる。また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に球面収差の変動が大きくなるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.350とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.400とすることがより好ましい。
本願の第3実施形態に係る変倍光学系の条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を補正することが困難になる。また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に球面収差の変動が大きくなるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.350とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.400とすることがより好ましい。
条件式(4)は、第3レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズと屈折率の最も小さな正レンズとの屈折率差を規定するものである。本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、条件式(4)を満足することにより、第3レンズ群中の各レンズの曲率を小さくすることができる。このため、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を良好に補正することができる。
本願の第3実施形態に係る変倍光学系の条件式(4)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を補正することが困難になる。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(4)の下限値を0.180とすることがより好ましい。
本願の第3実施形態に係る変倍光学系の条件式(4)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を補正することが困難になる。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(4)の下限値を0.180とすることがより好ましい。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とから構成されており、前記第2部分レンズ群の少なくとも一部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することが望ましい。
このように、光線高の低い負の屈折力を有するレンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群にすることにより、防振レンズ群の外径の小型化を図ることができる。また、斯かる構成により、開口絞りを第3レンズ群と第4レンズ群との間に配置すれば、防振レンズ群を開口絞りと像面の中間位置付近に配置することができる。このため、防振時に光線高の変化を小さく抑え、偏芯コマ収差の発生を小さく抑えることができる。
このように、光線高の低い負の屈折力を有するレンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群にすることにより、防振レンズ群の外径の小型化を図ることができる。また、斯かる構成により、開口絞りを第3レンズ群と第4レンズ群との間に配置すれば、防振レンズ群を開口絞りと像面の中間位置付近に配置することができる。このため、防振時に光線高の変化を小さく抑え、偏芯コマ収差の発生を小さく抑えることができる。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前記第2レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、負の屈折力を有する第1負部分群と、負の屈折力を有する第2負部分群とを含み、前記第1負部分群と前記第2負部分群はそれぞれ、正負一枚ずつ合計2枚のレンズで構成されていることが望ましい。
この構成により、変倍時に光線高の変化が大きい第2レンズ群において、各レンズ面での光線偏角を小さくすることができる。このため、変倍時の像面湾曲や球面収差、及びコマ収差の変動を小さく抑えることができる。また、第2レンズ群全体の屈折力を大きくすることができるため、本願の第3実施形態に係る変倍光学系の全長を短縮することができる。さらに、第2レンズ群内のレンズどうしの偏芯等の製造誤差による結像性能の劣化、具体的には偏芯コマ収差と偏芯像面タオレを低減することができる。
この構成により、変倍時に光線高の変化が大きい第2レンズ群において、各レンズ面での光線偏角を小さくすることができる。このため、変倍時の像面湾曲や球面収差、及びコマ収差の変動を小さく抑えることができる。また、第2レンズ群全体の屈折力を大きくすることができるため、本願の第3実施形態に係る変倍光学系の全長を短縮することができる。さらに、第2レンズ群内のレンズどうしの偏芯等の製造誤差による結像性能の劣化、具体的には偏芯コマ収差と偏芯像面タオレを低減することができる。
また、本願の第3実施形態に係る変倍光学系は、前記第1レンズ群の前記前群は、正の屈折力を有する単レンズで構成されており、前記第1レンズ群の前記後群は、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとから構成されていることが望ましい。
この構成により、合焦レンズ群である後群の外径の縮小化と軽量化を図りつつ、合焦時の球面収差と像面湾曲の変動を小さく抑えることができる。
この構成により、合焦レンズ群である後群の外径の縮小化と軽量化を図りつつ、合焦時の球面収差と像面湾曲の変動を小さく抑えることができる。
本願の光学装置は、上述した構成の第3実施形態に係る変倍光学系を有することを特徴とする。これにより、変倍時の収差変動を抑え、ゴーストやフレアをより低減させ、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な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3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において、前記第1レンズ群及び前記第4レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜を設け、前記反射防止膜はウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも1層含むようにし、前記第1レンズ群から前記第4レンズ群が以下の条件式(1)を満足するようにし、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動するようにし、前記第1レンズ群から前記第4レンズ群の少なくとも一部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するようにすることを特徴とする。これにより、変倍時の収差変動を抑え、ゴーストやフレアをより低減させ、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。
(1) -1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における前記第1レンズ群から前記第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :前記第4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の焦点距離
(1) -1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における前記第1レンズ群から前記第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :前記第4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の焦点距離
以下、本願の第1~第3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~第3実施例は、第1~第3実施形態の全て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3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。
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実施例)
図1は本願の第1~第3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。
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、正の屈折力を有する前群G1Aと、正の屈折力を有する後群G1Bとからなる。
前群G1Aは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11からなる。
後群G1Bは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と両凸形状の正レンズL13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L14とからなる。
前群G1Aは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11からなる。
後群G1Bは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と両凸形状の正レンズL13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L14とからなる。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21と、負の屈折力を有する第1負部分群G2Aと、負の屈折力を有する第2負部分群G2Bとからなる。
第1負部分群G2Aは、物体側から順に、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との接合レンズからなる。
第2負部分群G2Bは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL24と物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズL25との接合レンズからなる。
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と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合レンズからなる。
第1負部分群G2Aは、物体側から順に、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との接合レンズからなる。
第2負部分群G2Bは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL24と物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズL25との接合レンズからなる。
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と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32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部分レンズ群G4Aと、負の屈折力を有する第2部分レンズ群G4Bと、正の屈折力を有する第3部分レンズ群G4Cとからなる。
第1部分レンズ群G4Aは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズL41と、両凸形状の正レンズL42と両凹形状の負レンズL43との接合レンズとからなる。
第2部分レンズ群G4Bは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL44と両凹形状の負レンズL45との接合レンズと、両凹形状の負レンズL46とからなる。
第3部分レンズ群G4Cは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL47と、両凸形状の正レンズL48と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL49とからなる。
第1部分レンズ群G4Aは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズL41と、両凸形状の正レンズL42と両凹形状の負レンズL43との接合レンズとからなる。
第2部分レンズ群G4Bは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL44と両凹形状の負レンズL45との接合レンズと、両凹形状の負レンズL46とからなる。
第3部分レンズ群G4Cは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL47と、両凸形状の正レンズL48と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL49とからなる。
本実施例に係る変倍光学系において、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間には、開口絞りSが配置されている。第4レンズ群G4中の第1部分レンズ群G4Aと第2部分レンズ群G4Bとの間には、フレアカット絞りFSが配置されている。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL12の物体側レンズ面(面番号3)と、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズL14の物体側レンズ面(面番号6)に、後述する反射防止膜が形成されている。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL12の物体側レンズ面(面番号3)と、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズL14の物体側レンズ面(面番号6)に、後述する反射防止膜が形成されている。
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との空気間隔が減少するように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とを光軸方向へ移動させることにより、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4レンズ群G4及び開口絞りSは、いずれも光軸方向の位置が固定である。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1中の後群G1Bを合焦レンズ群として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。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1中の後群G1Bを合焦レンズ群として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。
本実施例に係る変倍光学系は、第4レンズ群G4中の第2部分レンズ群G4Bを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させることにより防振を行う。
ここで、レンズ全系の焦点距離がf、防振係数、即ち防振時の防振レンズ群の移動量に対する像面I上での像の移動量の比がKであるレンズにおいて、角度θの回転ぶれを補正するためには、防振レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交する方向へ移動させればよい。
したがって、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態において防振係数が-1.28、焦点距離が71.40(mm)であるため、0.60°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は0.58(mm)となる。また、望遠端状態においては防振係数が-1.28、焦点距離が194.00(mm)であるため、0.40°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は1.06(mm)となる。
ここで、レンズ全系の焦点距離がf、防振係数、即ち防振時の防振レンズ群の移動量に対する像面I上での像の移動量の比がKであるレンズにおいて、角度θの回転ぶれを補正するためには、防振レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交する方向へ移動させればよい。
したがって、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態において防振係数が-1.28、焦点距離が71.40(mm)であるため、0.60°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は0.58(mm)となる。また、望遠端状態においては防振係数が-1.28、焦点距離が194.00(mm)であるため、0.40°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は1.06(mm)となる。
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、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λ=587.6nm)に対する屈折率、νdはd線(波長λ=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、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。また、非球面には面番号に*を付して曲率半径rの欄には近軸曲率半径を示している。
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、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λ=587.6nm)に対する屈折率、νdはd線(波長λ=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、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。また、非球面には面番号に*を付して曲率半径rの欄には近軸曲率半径を示している。
[非球面データ]には、[面データ]に示した非球面について、その形状を次式で表した場合の非球面係数及び円錐定数を示す。
x=(h2/r)/[1+{1-κ(h/r)2}1/2]+A4h4+A6h6
ここで、hを光軸に垂直な方向の高さ、xを高さhにおける非球面の頂点の接平面から当該非球面までの光軸方向に沿った距離であるサグ量、κを円錐定数、A4,A6を非球面係数、rを基準球面の曲率半径である近軸曲率半径とする。なお、「E-n」(nは整数)は「×10-n」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10-5」を示す。2次の非球面係数A2は0であり、記載を省略している。
x=(h2/r)/[1+{1-κ(h/r)2}1/2]+A4h4+A6h6
ここで、hを光軸に垂直な方向の高さ、xを高さhにおける非球面の頂点の接平面から当該非球面までの光軸方向に沿った距離であるサグ量、κを円錐定数、A4,A6を非球面係数、rを基準球面の曲率半径である近軸曲率半径とする。なお、「E-n」(nは整数)は「×10-n」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10-5」を示す。2次の非球面係数A2は0であり、記載を省略している。
[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は変倍光学系の全長、即ち第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]において、STは各レンズ群の始面、即ち最も物体側のレンズ面を示す。
[条件式対応値]には、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。
[レンズ群データ]において、STは各レンズ群の始面、即ち最も物体側のレンズ面を示す。
[条件式対応値]には、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]
m r d nd νd
OP ∞
1 140.3879 3.2500 1.487490 70.31
2 399.4846 16.2331 1.000000
3 151.1551 2.0000 1.903660 31.27
4 77.3360 6.2000 1.497820 82.57
5 -417.8459 0.1000 1.000000
6 72.3229 5.2000 1.497820 82.57
7 810.3397 d7 1.000000
8 -398.4538 1.3000 1.834810 42.73
9 49.6681 3.9000 1.000000
10 -83.0944 1.2500 1.618000 63.34
11 54.6110 2.5500 1.846660 23.80
12 399.8540 1.4500 1.000000
13 -70.8083 1.2500 1.729160 54.61
14 84.0230 2.1500 1.846660 23.80
15 ∞ d15 1.000000
16 204.9027 5.2000 1.717000 47.98
17 -32.6310 1.4000 1.903660 31.27
18 -73.6790 d18 1.000000
19 ∞ 0.4000 1.000000 開口絞りS
20 49.2393 3.7500 1.772500 49.62
21 ∞ 0.3000 1.000000
22 35.5052 4.9000 1.497820 82.57
23 -162.2410 1.8500 1.903660 31.27
24 41.9940 14.3500 1.000000
25 ∞ 0.5000 1.000000 フレアカット絞りFS
26 85.3575 4.0000 1.805180 25.45
27 -47.5520 1.2000 1.603110 60.69
28 54.4401 4.0000 1.000000
29 -254.0256 1.2000 2.000690 25.46
30 63.7889 3.9000 1.000000
31 81.7216 4.0000 1.589130 61.22
32 -81.7216 0.7000 1.000000
33 77.7312 4.2000 1.719990 50.27
34 -77.7312 6.5000 1.000000
35 -41.7728 2.0000 1.834000 37.18
36 -200.4805 BF 1.000000
I ∞
[各種データ]
変倍比 2.72
W M T
f 71.4 135.0 194.0
FNO 4.1 4.1 4.1
ω 17.4° 8.9° 6.2°
Y 21.6 21.6 21.6
TL 218.3 218.3 218.3
BF 63.693 63.693 63.693
W M T
d7 2.435 27.748 37.096
d15 25.093 13.529 1.423
d18 15.877 2.127 4.886
[レンズ群データ]
ST f
G1 1 100.018
G1A 1 442.202
G1B 3 122.385
G2 8 -28.545
G3 16 100.062
G4 19 85.726
[条件式対応値]
(1) fw2/(f13w×f4)= -0.26
(2) β2w×β2t= 0.70
(3) N1n-N1p= 0.416
(4) N3n-N3p= 0.187
(5) f4B/f4C = -1.29
(6) f4/f4B = -1.37
[面データ]
m r d nd νd
OP ∞
1 140.3879 3.2500 1.487490 70.31
2 399.4846 16.2331 1.000000
3 151.1551 2.0000 1.903660 31.27
4 77.3360 6.2000 1.497820 82.57
5 -417.8459 0.1000 1.000000
6 72.3229 5.2000 1.497820 82.57
7 810.3397 d7 1.000000
8 -398.4538 1.3000 1.834810 42.73
9 49.6681 3.9000 1.000000
10 -83.0944 1.2500 1.618000 63.34
11 54.6110 2.5500 1.846660 23.80
12 399.8540 1.4500 1.000000
13 -70.8083 1.2500 1.729160 54.61
14 84.0230 2.1500 1.846660 23.80
15 ∞ d15 1.000000
16 204.9027 5.2000 1.717000 47.98
17 -32.6310 1.4000 1.903660 31.27
18 -73.6790 d18 1.000000
19 ∞ 0.4000 1.000000 開口絞りS
20 49.2393 3.7500 1.772500 49.62
21 ∞ 0.3000 1.000000
22 35.5052 4.9000 1.497820 82.57
23 -162.2410 1.8500 1.903660 31.27
24 41.9940 14.3500 1.000000
25 ∞ 0.5000 1.000000 フレアカット絞りFS
26 85.3575 4.0000 1.805180 25.45
27 -47.5520 1.2000 1.603110 60.69
28 54.4401 4.0000 1.000000
29 -254.0256 1.2000 2.000690 25.46
30 63.7889 3.9000 1.000000
31 81.7216 4.0000 1.589130 61.22
32 -81.7216 0.7000 1.000000
33 77.7312 4.2000 1.719990 50.27
34 -77.7312 6.5000 1.000000
35 -41.7728 2.0000 1.834000 37.18
36 -200.4805 BF 1.000000
I ∞
[各種データ]
変倍比 2.72
W M T
f 71.4 135.0 194.0
FNO 4.1 4.1 4.1
ω 17.4° 8.9° 6.2°
Y 21.6 21.6 21.6
TL 218.3 218.3 218.3
BF 63.693 63.693 63.693
W M T
d7 2.435 27.748 37.096
d15 25.093 13.529 1.423
d18 15.877 2.127 4.886
[レンズ群データ]
ST f
G1 1 100.018
G1A 1 442.202
G1B 3 122.385
G2 8 -28.545
G3 16 100.062
G4 19 85.726
[条件式対応値]
(1) fw2/(f13w×f4)= -0.26
(2) β2w×β2t= 0.70
(3) N1n-N1p= 0.416
(4) N3n-N3p= 0.187
(5) f4B/f4C = -1.29
(6) f4/f4B = -1.37
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、中間焦点距離状態、及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、及び図3B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、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時に防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
図3A、及び図3B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、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時に防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
各収差図において、FNOはFナンバー、Yは像高をそれぞれ示す。dはd線(λ=587.6nm)、gはg線(λ=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。
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諸収差が良好に補正されて優れた結像性能を有しており、さらに防振時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
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諸収差が良好に補正されて優れた結像性能を有しており、さらに防振時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
ここで、本実施例に係る変倍光学系においてゴーストやフレアが発生する原因について説明する。
図12は、本実施例に係る変倍光学系に入射した光線が第1番目の反射面と第2番目の反射面で反射して像面Iにゴーストやフレアを形成する様子の一例を示す図である。
図12において、物体側からの光線BMが図示のように変倍光学系に入射すると、光線BMの一部は第1レンズ群G1における正メニスカスレンズL14の物体側レンズ面(面番号6、ゴーストやフレアとなる反射光が生じる第1番目の反射面)で反射され、さらに第1レンズ群G1における負メニスカスレンズL12の物体側レンズ面(面番号3、ゴーストやフレアとなる反射光が生じる第2番目の反射面)で再度反射され、最終的に像面Iに到達してゴーストやフレアを発生させてしまう。なお、前記第1番目の反射面及び前記第2番目の反射面は、開口絞りS及び像面Iから見て凹形状のレンズ面である。
そこで本実施例に係る変倍光学系は、斯かるレンズ面に広い波長範囲で広い入射角の光線に対応した反射防止膜を形成することで、反射光の発生を抑え、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
図12は、本実施例に係る変倍光学系に入射した光線が第1番目の反射面と第2番目の反射面で反射して像面Iにゴーストやフレアを形成する様子の一例を示す図である。
図12において、物体側からの光線BMが図示のように変倍光学系に入射すると、光線BMの一部は第1レンズ群G1における正メニスカスレンズL14の物体側レンズ面(面番号6、ゴーストやフレアとなる反射光が生じる第1番目の反射面)で反射され、さらに第1レンズ群G1における負メニスカスレンズL12の物体側レンズ面(面番号3、ゴーストやフレアとなる反射光が生じる第2番目の反射面)で再度反射され、最終的に像面Iに到達してゴーストやフレアを発生させてしまう。なお、前記第1番目の反射面及び前記第2番目の反射面は、開口絞りS及び像面Iから見て凹形状のレンズ面である。
そこで本実施例に係る変倍光学系は、斯かるレンズ面に広い波長範囲で広い入射角の光線に対応した反射防止膜を形成することで、反射光の発生を抑え、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
(第2実施例)
図4は本願の第1~第3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。
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。
図4は本願の第1~第3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。
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、正の屈折力を有する前群G1Aと、正の屈折力を有する後群G1Bとからなる。
前群G1Aは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11からなる。
後群G1Bは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と両凸形状の正レンズL13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L14とからなる。
前群G1Aは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11からなる。
後群G1Bは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と両凸形状の正レンズL13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L14とからなる。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21と、負の屈折力を有する第1負部分群G2Aと、負の屈折力を有する第2負部分群G2Bとからなる。
第1負部分群G2Aは、物体側から順に、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との接合レンズからなる。
第2負部分群G2B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L24と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL25との接合レンズからなる。
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と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合レンズからなる。
第1負部分群G2Aは、物体側から順に、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との接合レンズからなる。
第2負部分群G2B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L24と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL25との接合レンズからなる。
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と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32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部分レンズ群G4Aと、負の屈折力を有する第2部分レンズ群G4Bと、正の屈折力を有する第3部分レンズ群G4Cとからなる。
第1部分レンズ群G4Aは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と、両凸形状の正レンズL42と両凹形状の負レンズL43との接合レンズとからなる。
第2部分レンズ群G4B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L44と両凹形状の負レンズL45との接合レンズからなる。
第3部分レンズ群G4Cは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL46と、両凸形状の正レンズL47と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL48とからなる。
第1部分レンズ群G4Aは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と、両凸形状の正レンズL42と両凹形状の負レンズL43との接合レンズとからなる。
第2部分レンズ群G4B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L44と両凹形状の負レンズL45との接合レンズからなる。
第3部分レンズ群G4Cは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL46と、両凸形状の正レンズL47と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL48とからなる。
本実施例に係る変倍光学系において、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間には、開口絞りSが配置されている。第4レンズ群G4中の第1部分レンズ群G4Aと第2部分レンズ群G4Bとの間には、フレアカット絞りFSが配置されている。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズL14の像側レンズ面(面番号7)と、第4レンズ群G4の正レンズL42の物体側レンズ面(面番号22)と、第4レンズ群G4の負レンズL45の像側レンズ面(面番号28)に、後述する反射防止膜が形成されている。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズL14の像側レンズ面(面番号7)と、第4レンズ群G4の正レンズL42の物体側レンズ面(面番号22)と、第4レンズ群G4の負レンズL45の像側レンズ面(面番号28)に、後述する反射防止膜が形成されている。
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との空気間隔が減少するように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とを光軸方向へ移動させることにより、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4レンズ群G4及び開口絞りSは、いずれも光軸方向の位置が固定である。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1中の後群G1Bを合焦レンズ群として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。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1中の後群G1Bを合焦レンズ群として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。
本実施例に係る変倍光学系は、第4レンズ群G4中の第2部分レンズ群G4Bを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させることにより防振を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態において防振係数が-1.30、焦点距離が71.40(mm)であるため、0.60°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は0.58(mm)となる。また、望遠端状態においては防振係数が-1.30、焦点距離が196.00(mm)であるため、0.40°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は1.05(mm)となる。
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。
本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態において防振係数が-1.30、焦点距離が71.40(mm)であるため、0.60°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は0.58(mm)となる。また、望遠端状態においては防振係数が-1.30、焦点距離が196.00(mm)であるため、0.40°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は1.05(mm)となる。
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 ∞
1 114.3117 3.1000 1.487490 70.40
2 250.6300 1.5381 1.000000
3 116.4884 2.0000 1.999900 31.27
4 70.4720 5.9000 1.497820 82.51
5 -987.3232 0.1000 1.000000
6 76.0165 5.0000 1.497820 82.51
7 1015.1759 d7 1.000000
8 -447.0787 1.3000 1.834807 42.72
9 48.2871 3.4185 1.000000
10 -86.5586 1.2500 1.618000 63.37
11 54.3572 2.5000 1.846660 23.78
12 382.7325 1.8985 1.000000
13 -56.0641 2.2926 1.846660 23.78
14 -33.9578 0.9753 1.729157 54.66
15 -479.7755 d15 1.000000
16 185.6879 5.0000 1.717004 47.93
17 -32.9760 1.4000 1.983660 31.27
18 -68.7091 d18 1.000000
19 ∞ 0.4000 1.000000 開口絞りS
20 42.8768 5.0000 1.772499 49.61
21 -206.7745 0.3000 1.000000
22 76.8439 4.2000 1.497820 82.51
23 -58.3375 1.8000 1.903660 31.27
24 79.4740 13.0000 1.000000
25 ∞ 1.0000 1.000000 フレアカット絞りFS
26 -114.4458 4.2000 1.831206 36.74
27 -24.6196 1.2000 1.714409 53.89
28 56.2022 3.7170 1.000000
29 77.4062 4.0000 1.589130 61.16
30 -86.5707 0.2588 1.000000
31 173.1935 4.0000 1.719995 50.23
32 -55.2566 4.9362 1.000000
33 -33.3186 2.0400 1.834000 37.16
34 -123.8827 BF 1.000000
I ∞
[各種データ]
変倍比 2.75
W M T
f 71.4 133.0 196.0
FNO 4.1 4.1 4.1
ω 17.4° 9.1° 6.1°
Y 21.6 21.6 21.6
TL 215.0 215.0 215.0
BF 70.4 70.4 70.4
W M T
d7 1.877 27.161 37.583
d15 21.821 12.568 1.200
d18 18.430 2.400 3.347
[レンズ群データ]
ST f
G1 1 100.977
G1A 1 427.937
G1B 3 125.000
G2 8 -27.635
G3 16 99.374
G4 19 80.000
[条件式対応値]
(1) fw2/(f13w×f4) = -0.36
(2) β2w×β2t = 0.61
(3) N1n-N1p = 0.512
(4) N3n-N3p = 0.267
(5) f4B/f4C = -1.05
(6) f4/f4B = -1.23
[面データ]
m r d nd νd
OP ∞
1 114.3117 3.1000 1.487490 70.40
2 250.6300 1.5381 1.000000
3 116.4884 2.0000 1.999900 31.27
4 70.4720 5.9000 1.497820 82.51
5 -987.3232 0.1000 1.000000
6 76.0165 5.0000 1.497820 82.51
7 1015.1759 d7 1.000000
8 -447.0787 1.3000 1.834807 42.72
9 48.2871 3.4185 1.000000
10 -86.5586 1.2500 1.618000 63.37
11 54.3572 2.5000 1.846660 23.78
12 382.7325 1.8985 1.000000
13 -56.0641 2.2926 1.846660 23.78
14 -33.9578 0.9753 1.729157 54.66
15 -479.7755 d15 1.000000
16 185.6879 5.0000 1.717004 47.93
17 -32.9760 1.4000 1.983660 31.27
18 -68.7091 d18 1.000000
19 ∞ 0.4000 1.000000 開口絞りS
20 42.8768 5.0000 1.772499 49.61
21 -206.7745 0.3000 1.000000
22 76.8439 4.2000 1.497820 82.51
23 -58.3375 1.8000 1.903660 31.27
24 79.4740 13.0000 1.000000
25 ∞ 1.0000 1.000000 フレアカット絞りFS
26 -114.4458 4.2000 1.831206 36.74
27 -24.6196 1.2000 1.714409 53.89
28 56.2022 3.7170 1.000000
29 77.4062 4.0000 1.589130 61.16
30 -86.5707 0.2588 1.000000
31 173.1935 4.0000 1.719995 50.23
32 -55.2566 4.9362 1.000000
33 -33.3186 2.0400 1.834000 37.16
34 -123.8827 BF 1.000000
I ∞
[各種データ]
変倍比 2.75
W M T
f 71.4 133.0 196.0
FNO 4.1 4.1 4.1
ω 17.4° 9.1° 6.1°
Y 21.6 21.6 21.6
TL 215.0 215.0 215.0
BF 70.4 70.4 70.4
W M T
d7 1.877 27.161 37.583
d15 21.821 12.568 1.200
d18 18.430 2.400 3.347
[レンズ群データ]
ST f
G1 1 100.977
G1A 1 427.937
G1B 3 125.000
G2 8 -27.635
G3 16 99.374
G4 19 80.000
[条件式対応値]
(1) fw2/(f13w×f4) = -0.36
(2) β2w×β2t = 0.61
(3) N1n-N1p = 0.512
(4) N3n-N3p = 0.267
(5) f4B/f4C = -1.05
(6) f4/f4B = -1.23
図5A、図5B、及び図5C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、中間焦点距離状態、及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6A、及び図6B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、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時に防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
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諸収差が良好に補正されて優れた結像性能を有しており、さらに防振時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
図6A、及び図6B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、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時に防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
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諸収差が良好に補正されて優れた結像性能を有しており、さらに防振時にも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7は本願の第1~第3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。
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。
図7は本願の第1~第3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。
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、正の屈折力を有する前群G1Aと、正の屈折力を有する後群G1Bとからなる。
前群G1Aは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11からなる。
後群G1Bは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と、両凸形状の正レンズL13と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14とからなる。
前群G1Aは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11からなる。
後群G1Bは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と、両凸形状の正レンズL13と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14とからなる。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL21と、負の屈折力を有する第1負部分群G2Aと、負の屈折力を有する第2負部分群G2Bと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL26と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL27との接合レンズとからなる。
第1負部分群G2Aは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL22と両凸形状の正レンズL23との接合レンズからなる。
第2負部分群G2Bは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL24と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL25との接合レンズからなる。
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と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合レンズからなる。
第1負部分群G2Aは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL22と両凸形状の正レンズL23との接合レンズからなる。
第2負部分群G2Bは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL24と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL25との接合レンズからなる。
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と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32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部分レンズ群G4Aと、負の屈折力を有する第2部分レンズ群G4Bと、正の屈折力を有する第3部分レンズ群G4Cとからなる。
第1部分レンズ群G4Aは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と、両凸形状の正レンズL42と両凹形状の負レンズL43との接合レンズとからなる。
第2部分レンズ群G4Bは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL44と両凹形状の負レンズL45との接合レンズと、両凹形状の負レンズL46とからなる。
第3部分レンズ群G4Cは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL47と、両凸形状の正レンズL48と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL49とからなる。
第1部分レンズ群G4Aは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と、両凸形状の正レンズL42と両凹形状の負レンズL43との接合レンズとからなる。
第2部分レンズ群G4Bは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL44と両凹形状の負レンズL45との接合レンズと、両凹形状の負レンズL46とからなる。
第3部分レンズ群G4Cは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL47と、両凸形状の正レンズL48と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL49とからなる。
本実施例に係る変倍光学系において、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間には、開口絞りSが配置されている。第4レンズ群G4中の第1部分レンズ群G4Aと第2部分レンズ群G4Bとの間には、フレアカット絞りFSが配置されている。
本実施例に係る変倍光学系は、第4レンズ群G4の正レンズL47の物体側レンズ面(面番号35)と、第4レンズ群G4の正レンズL48の像側レンズ面(面番号38)に、後述する反射防止膜が形成されている。
本実施例に係る変倍光学系は、第4レンズ群G4の正レンズL47の物体側レンズ面(面番号35)と、第4レンズ群G4の正レンズL48の像側レンズ面(面番号38)に、後述する反射防止膜が形成されている。
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との空気間隔が減少するように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とを光軸方向へ移動させることにより、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4レンズ群G4及び開口絞りSは、いずれも光軸方向の位置が固定である。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1中の後群G1Bを合焦レンズ群として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。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1中の後群G1Bを合焦レンズ群として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。
本実施例に係る変倍光学系は、第4レンズ群G4中の第2部分レンズ群G4Bを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させることにより防振を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態において防振係数が-1.25、焦点距離が71.40(mm)であるため、0.60°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は0.60(mm)となる。また、望遠端状態においては防振係数が-1.25、焦点距離が196.00(mm)であるため、0.40°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は1.09(mm)となる。
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。
本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態において防振係数が-1.25、焦点距離が71.40(mm)であるため、0.60°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は0.60(mm)となる。また、望遠端状態においては防振係数が-1.25、焦点距離が196.00(mm)であるため、0.40°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は1.09(mm)となる。
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 ∞
1 106.6632 3.1000 1.487490 70.40
2 199.7941 1.5692 1.000000
3 142.3931 2.0000 1.903660 31.27
4 75.6158 0.2868 1.000000
5 78.7661 5.9000 1.497820 82.51
6 -383.8553 0.1000 1.000000
7 71.4936 5.0000 1.497820 82.51
8 699.8249 d8 1.000000
9 -393.6712 1.3000 1.834807 42.72
*10 49.0673 3.4211 1.000000
11 -82.1898 1.2500 1.618000 63.37
12 101.6648 2.5000 1.846660 23.78
13 -582.9212 1.3136 1.000000
14 -63.2759 1.2500 1.729157 54.66
15 72.4825 2.0000 1.846660 23.78
16 140.1819 0.5000 1.000000
17 130.0000 1.0000 1.729157 54.66
18 72.4791 2.0000 1.846660 23.78
19 267.6447 d19 1.000000
20 197.2091 5.0000 1.717004 47.93
21 -30.9148 1.4000 1.903660 31.27
22 -68.1545 d22 1.000000
23 ∞ 0.4000 1.000000 開口絞りS
24 54.9704 3.5621 1.772499 49.61
25 -382.1637 0.3000 1.000000
26 35.3228 4.7657 1.497820 82.51
27 -153.2875 1.8000 1.903660 31.27
28 43.4698 14.5500 1.000000
29 ∞ 2.4000 1.000000 フレアカット絞りFS
30 75.1521 4.0926 1.805181 25.43
31 -49.2642 1.2000 1.603112 60.67
32 54.1850 4.0000 1.000000
33 -255.8175 1.2000 2.000690 25.45
34 59.1251 3.6931 1.000000
35 89.8085 4.6000 1.589130 61.16
36 -89.8089 0.7000 1.000000
37 74.8902 4.9136 1.719995 50.23
38 -74.8919 6.3038 1.000000
39 -43.2382 2.0400 1.834000 37.16
40 -284.0645 BF 1.000000
I ∞
[非球面データ]
m κ A4 A6
10 0.8103 2.25086E-08 -4.50461E-10
[各種データ]
変倍比 2.75
W M T
f 71.4 133.0 196.0
FNO 4.1 4.1 4.1
ω 17.4° 9.1° 6.1°
Y 21.6 21.6 21.6
TL 219.5 219.5 219.5
BF 61.581 61.581 61.581
W M T
d8 1.964 27.551 37.966
d19 21.203 11.989 1.200
d22 18.836 2.400 2.787
[レンズ群データ]
ST f
G1 1 100.147
G1A 1 464.329
G1B 3 120.905
G2 9 -27.080
G3 20 92.564
G4 23 84.614
[条件式対応値]
(1) fw2/(f13w×f4) = -0.29
(2) β2w×β2t = 0.58
(3) N1n-N1p = 0.416
(4) N3n-N3p = 0.187
(5) f4B/f4C = -1.23
(6) f4/f4B = -1.34
[面データ]
m r d nd νd
OP ∞
1 106.6632 3.1000 1.487490 70.40
2 199.7941 1.5692 1.000000
3 142.3931 2.0000 1.903660 31.27
4 75.6158 0.2868 1.000000
5 78.7661 5.9000 1.497820 82.51
6 -383.8553 0.1000 1.000000
7 71.4936 5.0000 1.497820 82.51
8 699.8249 d8 1.000000
9 -393.6712 1.3000 1.834807 42.72
*10 49.0673 3.4211 1.000000
11 -82.1898 1.2500 1.618000 63.37
12 101.6648 2.5000 1.846660 23.78
13 -582.9212 1.3136 1.000000
14 -63.2759 1.2500 1.729157 54.66
15 72.4825 2.0000 1.846660 23.78
16 140.1819 0.5000 1.000000
17 130.0000 1.0000 1.729157 54.66
18 72.4791 2.0000 1.846660 23.78
19 267.6447 d19 1.000000
20 197.2091 5.0000 1.717004 47.93
21 -30.9148 1.4000 1.903660 31.27
22 -68.1545 d22 1.000000
23 ∞ 0.4000 1.000000 開口絞りS
24 54.9704 3.5621 1.772499 49.61
25 -382.1637 0.3000 1.000000
26 35.3228 4.7657 1.497820 82.51
27 -153.2875 1.8000 1.903660 31.27
28 43.4698 14.5500 1.000000
29 ∞ 2.4000 1.000000 フレアカット絞りFS
30 75.1521 4.0926 1.805181 25.43
31 -49.2642 1.2000 1.603112 60.67
32 54.1850 4.0000 1.000000
33 -255.8175 1.2000 2.000690 25.45
34 59.1251 3.6931 1.000000
35 89.8085 4.6000 1.589130 61.16
36 -89.8089 0.7000 1.000000
37 74.8902 4.9136 1.719995 50.23
38 -74.8919 6.3038 1.000000
39 -43.2382 2.0400 1.834000 37.16
40 -284.0645 BF 1.000000
I ∞
[非球面データ]
m κ A4 A6
10 0.8103 2.25086E-08 -4.50461E-10
[各種データ]
変倍比 2.75
W M T
f 71.4 133.0 196.0
FNO 4.1 4.1 4.1
ω 17.4° 9.1° 6.1°
Y 21.6 21.6 21.6
TL 219.5 219.5 219.5
BF 61.581 61.581 61.581
W M T
d8 1.964 27.551 37.966
d19 21.203 11.989 1.200
d22 18.836 2.400 2.787
[レンズ群データ]
ST f
G1 1 100.147
G1A 1 464.329
G1B 3 120.905
G2 9 -27.080
G3 20 92.564
G4 23 84.614
[条件式対応値]
(1) fw2/(f13w×f4) = -0.29
(2) β2w×β2t = 0.58
(3) N1n-N1p = 0.416
(4) N3n-N3p = 0.187
(5) f4B/f4C = -1.23
(6) f4/f4B = -1.34
図8A、図8B、及び図8C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、中間焦点距離状態、及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、及び図9B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、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時に防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
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諸収差が良好に補正されて優れた結像性能を有しており、さらに防振時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
図9A、及び図9B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、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時に防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
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諸収差が良好に補正されて優れた結像性能を有しており、さらに防振時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
ここで、本願の第1~第3実施形態に係る変倍光学系に用いられる反射防止膜である多層広帯域反射防止膜について説明する。
図13は、本願の第1~第3実施形態に係る変倍光学系に用いられる反射防止膜の構成の一例を示す図である。
図13に示すように反射防止膜101は、第1層101aから第7層101gまでの7層構造をしており、レンズ等の光学部材102の光学面に設けられている。
第1層101aは、光学部材102の光学面上に真空蒸着法で蒸着された酸化アルミニウムからなる。
第2層101bは、第1層101a上に真空蒸着法で蒸着された酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物からなる。
図13は、本願の第1~第3実施形態に係る変倍光学系に用いられる反射防止膜の構成の一例を示す図である。
図13に示すように反射防止膜101は、第1層101aから第7層101gまでの7層構造をしており、レンズ等の光学部材102の光学面に設けられている。
第1層101aは、光学部材102の光学面上に真空蒸着法で蒸着された酸化アルミニウムからなる。
第2層101bは、第1層101a上に真空蒸着法で蒸着された酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物からなる。
第3層101cは、第2層101b上に真空蒸着法で蒸着された酸化アルミニウムからなる。
第4層101dは、第3層101c上に真空蒸着法で蒸着された酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物からなる。
第5層101eは、第4層101d上に真空蒸着法で蒸着された酸化アルミニウムからなる。
第6層101fは、第5層101e上に真空蒸着法で蒸着された酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物からなる。
第4層101dは、第3層101c上に真空蒸着法で蒸着された酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物からなる。
第5層101eは、第4層101d上に真空蒸着法で蒸着された酸化アルミニウムからなる。
第6層101fは、第5層101e上に真空蒸着法で蒸着された酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物からなる。
第7層101gは、第6層101f上にウェットプロセスで形成されたフッ化マグネシウムとシリカの混合物からなる。ここで、第7層101gの形成には、具体的にはウェットプロセスの一種であるゾル-ゲル法が用いられる。ゾル-ゲル法とは、原料を混合することにより得られたゾルを、加水分解・重縮合反応等によって流動性のないゲルとし、このゲルを加熱・分解して生成物を得る方法であり、光学薄膜の作製においては、光学部材の光学面上に光学薄膜材料ゾルを塗布し、乾燥固化によりゲル膜とすることで膜を生成することができる。なお、このようなゾル-ゲル法に限らず、ゲル状態を経ずに固体膜を生成する方法をウェットプロセスとして用いてもよい。
以上のように、反射防止膜101の第1層101aから第6層101fまではドライプロセスである電子ビーム蒸着によって形成されており、最上層である第7層101gはフッ酸/酢酸マグネシウム法で調製したゾル液を用いたウェットプロセスによって形成されている。なお、斯かる第1層101aから第7層101gは、詳細には以下のような手順で形成される。
まず、真空蒸着装置を用いて、レンズ成膜面である上述の光学部材102の光学面に第1層101aとなる酸化アルミニウム層、第2層101bとなる酸化チタン-酸化ジルコニウム混合層、第3層101cとなる酸化アルミニウム層、第4層101dとなる酸化チタン-酸化ジルコニウム混合層、第5層101eとなる酸化アルミニウム層、及び第6層101fとなる酸化チタン-酸化ジルコニウム混合層を順に形成する。
まず、真空蒸着装置を用いて、レンズ成膜面である上述の光学部材102の光学面に第1層101aとなる酸化アルミニウム層、第2層101bとなる酸化チタン-酸化ジルコニウム混合層、第3層101cとなる酸化アルミニウム層、第4層101dとなる酸化チタン-酸化ジルコニウム混合層、第5層101eとなる酸化アルミニウム層、及び第6層101fとなる酸化チタン-酸化ジルコニウム混合層を順に形成する。
次に、フッ酸/酢酸マグネシウム法により調製したゾル液にシリコンアルコキシドを加えたものをスピンコート法によってレンズ成膜面に塗布することにより、第7層101gとなるフッ化マグネシウムとシリカの混合物からなる層を形成する。なお、フッ酸/酢酸マグネシウム法によってゾル液が調製される際の反応式は次式(a)である。
(a) 2HF+Mg(CH3COO)2 → MgF2+2CH3COOH
この成膜に用いたゾル液は、原料混合後、オートクレーブで140℃、24時間高温加圧熟成処理を施した後、成膜に用いられる。また、光学部材102は、第7層101gの成膜終了後、大気中で160℃、1時間加熱処理して完成される。このようなゾル-ゲル法を用いることにより、大きさが数nmから数十nmの粒子が空隙を残して堆積することにより第7層101gが形成される。
(a) 2HF+Mg(CH3COO)2 → MgF2+2CH3COOH
この成膜に用いたゾル液は、原料混合後、オートクレーブで140℃、24時間高温加圧熟成処理を施した後、成膜に用いられる。また、光学部材102は、第7層101gの成膜終了後、大気中で160℃、1時間加熱処理して完成される。このようなゾル-ゲル法を用いることにより、大きさが数nmから数十nmの粒子が空隙を残して堆積することにより第7層101gが形成される。
このようにして形成された反射防止膜101を有する光学部材の光学的性能について図14に示す分光特性を用いて説明する。
本願の反射防止膜を有する光学部材であるレンズは、以下の表4に示す条件で形成されている。ここで、表4は、基準波長をλとし、基板である光学部材の屈折率が1.62、1.74、及び1.85について反射防止膜101の各層、即ち第1層101a~第7層101gの光学膜厚をそれぞれ求めたものである。なお、表4及び後記表5、6では、酸化アルミニウムをAl2O3、酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物をZrO2+TiO2、フッ化マグネシウムとシリカの混合物をMgF2+SiO2とそれぞれ表記している。また、表4~6において、Nは屈折率、Dは光学膜厚を示している。
本願の反射防止膜を有する光学部材であるレンズは、以下の表4に示す条件で形成されている。ここで、表4は、基準波長をλとし、基板である光学部材の屈折率が1.62、1.74、及び1.85について反射防止膜101の各層、即ち第1層101a~第7層101gの光学膜厚をそれぞれ求めたものである。なお、表4及び後記表5、6では、酸化アルミニウムをAl2O3、酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物をZrO2+TiO2、フッ化マグネシウムとシリカの混合物をMgF2+SiO2とそれぞれ表記している。また、表4~6において、Nは屈折率、Dは光学膜厚を示している。
(表4)
物質 N D D D
媒質 空気 1
第7層 MgF2+SiO2 1.26 0.268λ 0.271λ 0.269λ
第6層 ZrO2+TiO2 2.12 0.057λ 0.054λ 0.059λ
第5層 Al2O3 1.65 0.171λ 0.178λ 0.162λ
第4層 ZrO2+TiO2 2.12 0.127λ 0.13λ 0.158λ
第3層 Al2O3 1.65 0.122λ 0.107λ 0.08λ
第2層 ZrO2+TiO2 2.12 0.059λ 0.075λ 0.105λ
第1層 Al2O3 1.65 0.257λ 0.03λ 0.03λ
基板の屈折率 1.62 1.74 1.85
物質 N D D D
媒質 空気 1
第7層 MgF2+SiO2 1.26 0.268λ 0.271λ 0.269λ
第6層 ZrO2+TiO2 2.12 0.057λ 0.054λ 0.059λ
第5層 Al2O3 1.65 0.171λ 0.178λ 0.162λ
第4層 ZrO2+TiO2 2.12 0.127λ 0.13λ 0.158λ
第3層 Al2O3 1.65 0.122λ 0.107λ 0.08λ
第2層 ZrO2+TiO2 2.12 0.059λ 0.075λ 0.105λ
第1層 Al2O3 1.65 0.257λ 0.03λ 0.03λ
基板の屈折率 1.62 1.74 1.85
図14は、表4において基準波長λを550nmとして反射防止膜101の各層の光学膜厚を設計した光学部材に光線が垂直入射する時の分光特性を示している。
図14から、基準波長λを550nmとして設計した反射防止膜101を有する光学部材は、光線の波長が420nm~720nmの全域で反射率を0.2%以下に抑えられることがわかる。また、表4において基準波長λをd線(波長587.6nm)として各光学膜厚を設計した反射防止膜101を有する光学部材でも、その分光特性にはほとんど影響せず、図14に示す基準波長λが550nmの場合と略同等の分光特性を有する。
図14から、基準波長λを550nmとして設計した反射防止膜101を有する光学部材は、光線の波長が420nm~720nmの全域で反射率を0.2%以下に抑えられることがわかる。また、表4において基準波長λをd線(波長587.6nm)として各光学膜厚を設計した反射防止膜101を有する光学部材でも、その分光特性にはほとんど影響せず、図14に示す基準波長λが550nmの場合と略同等の分光特性を有する。
次に、反射防止膜の変形例について説明する。
変形例に係る反射防止膜は、第1層から第5層までの5層構造をしており、表4と同様に、以下の表5で示される条件で基準波長λに対する各層の光学膜厚が設計される。本変形例では、第5層の形成に前述のゾル-ゲル法を用いている。
変形例に係る反射防止膜は、第1層から第5層までの5層構造をしており、表4と同様に、以下の表5で示される条件で基準波長λに対する各層の光学膜厚が設計される。本変形例では、第5層の形成に前述のゾル-ゲル法を用いている。
(表5)
物質 N D D
媒質 空気 1
第5層 MgF2+SiO2 1.26 0.275λ 0.269λ
第4層 ZrO2+TiO2 2.12 0.045λ 0.043λ
第3層 Al2O3 1.65 0.212λ 0.217λ
第2層 ZrO2+TiO2 2.12 0.077λ 0.066λ
第1層 Al2O3 1.65 0.288λ 0.290λ
基板の屈折率 1.46 1.52
物質 N D D
媒質 空気 1
第5層 MgF2+SiO2 1.26 0.275λ 0.269λ
第4層 ZrO2+TiO2 2.12 0.045λ 0.043λ
第3層 Al2O3 1.65 0.212λ 0.217λ
第2層 ZrO2+TiO2 2.12 0.077λ 0.066λ
第1層 Al2O3 1.65 0.288λ 0.290λ
基板の屈折率 1.46 1.52
図15は、表5において、基板の屈折率を1.52、基準波長λを550nmとして各光学膜厚を設計した反射防止膜を有する光学部材に光線が垂直入射する時の分光特性を示している。
図15から、本変形例に係る反射防止膜は、光線の波長が420nm~720nmの全域で反射率が0.2%以下に抑えられることがわかる。なお、表5において基準波長λをd線(波長587.6nm)として各光学膜厚を設計した反射防止膜を有する光学部材でも、その分光特性にはほとんど影響せず、図15に示す分光特性と略同等の特性を有する。
図15から、本変形例に係る反射防止膜は、光線の波長が420nm~720nmの全域で反射率が0.2%以下に抑えられることがわかる。なお、表5において基準波長λをd線(波長587.6nm)として各光学膜厚を設計した反射防止膜を有する光学部材でも、その分光特性にはほとんど影響せず、図15に示す分光特性と略同等の特性を有する。
図16は、図15に示す分光特性を有する光学部材への光線の入射角が30度、45度、及び60度の場合の分光特性をそれぞれ示す。なお、図15、図16には、表5に示す基板の屈折率が1.46の反射防止膜を有する光学部材の分光特性は図示されていないが、基板の屈折率が1.52と略同等の分光特性を有していることは言うまでもない。
また比較のため、図17に従来の真空蒸着法等のドライプロセスのみで成膜した反射防止膜の一例を示す。図17は、基板の屈折率を表5と同じ1.52とし、以下の表6で示される条件で構成された反射防止膜を有する光学部材に光線が垂直入射する時の分光特性を示す。図18は、図17に示す分光特性を有する光学部材への光線の入射角が30度、45度、及び60度の場合の分光特性をそれぞれ示す。
(表6)
物質 N D
媒質 空気 1
第7層 MgF2 1.39 0.243λ
第6層 ZrO2+TiO2 2.12 0.119λ
第5層 Al2O3 1.65 0.057λ
第4層 ZrO2+TiO2 2.12 0.220λ
第3層 Al2O3 1.65 0.064λ
第2層 ZrO2+TiO2 2.12 0.057λ
第1層 Al2O3 1.65 0.193λ
基板の屈折率 1.52
物質 N D
媒質 空気 1
第7層 MgF2 1.39 0.243λ
第6層 ZrO2+TiO2 2.12 0.119λ
第5層 Al2O3 1.65 0.057λ
第4層 ZrO2+TiO2 2.12 0.220λ
第3層 Al2O3 1.65 0.064λ
第2層 ZrO2+TiO2 2.12 0.057λ
第1層 Al2O3 1.65 0.193λ
基板の屈折率 1.52
図14~図16で示される本願の反射防止膜を有する光学部材の分光特性を、図17及び図18で示される従来例の分光特性と比較すると、本願の反射防止膜はいずれの入射角においてもより低い反射率を有し、しかもより広い帯域で低い反射率を有することがよくわかる。
次に、以上に述べた本願の反射防止膜(表4の反射防止膜)及びその変形例(表5の反射防止膜)の上記各実施例に係る変倍光学系への適用例について説明する。
第1実施例に係る変倍光学系において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL12の屈折率は、表1に示したように1.903660である。また、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズL14の屈折率は、表1に示したように1.497820である。
そこで、負メニスカスレンズL12の物体側レンズ面に、表4に示した屈折率が1.85の基板に対応する反射防止膜を用いる。また、正メニスカスレンズL14の物体側レンズ面に、表5に示した屈折率が1.52の基板に対応する反射防止膜を用いる。
これにより、第1実施例に係る変倍光学系は、反射防止膜を用いた各レンズ面からの反射光を少なくすることができ、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
第1実施例に係る変倍光学系において、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズL12の屈折率は、表1に示したように1.903660である。また、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズL14の屈折率は、表1に示したように1.497820である。
そこで、負メニスカスレンズL12の物体側レンズ面に、表4に示した屈折率が1.85の基板に対応する反射防止膜を用いる。また、正メニスカスレンズL14の物体側レンズ面に、表5に示した屈折率が1.52の基板に対応する反射防止膜を用いる。
これにより、第1実施例に係る変倍光学系は、反射防止膜を用いた各レンズ面からの反射光を少なくすることができ、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
第2実施例に係る変倍光学系において、第1レンズ群G1の正メニスカスレンズL14、及び第4レンズ群G4の正レンズL42の屈折率は、表2に示したようにいずれも1.497820である。また、第4レンズ群G4の負レンズL45の屈折率は、表2に示したように1.714409である。
そこで、正メニスカスレンズL14の像側レンズ面、及び正レンズL42の物体側レンズ面の両方に、表5に示した屈折率が1.52の基板に対応する反射防止膜を用いる。また、負レンズL45の像側レンズ面に、表4に示した屈折率が1.74の基板に対応する反射防止膜を用いる。
これにより、第2実施例に係る変倍光学系は、反射防止膜を用いた各レンズ面からの反射光を少なくすることができ、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
そこで、正メニスカスレンズL14の像側レンズ面、及び正レンズL42の物体側レンズ面の両方に、表5に示した屈折率が1.52の基板に対応する反射防止膜を用いる。また、負レンズL45の像側レンズ面に、表4に示した屈折率が1.74の基板に対応する反射防止膜を用いる。
これにより、第2実施例に係る変倍光学系は、反射防止膜を用いた各レンズ面からの反射光を少なくすることができ、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
第3実施例に係る変倍光学系において、第4レンズ群G4の正レンズL47の屈折率は、表3に示したように1.589130である。また、第4レンズ群G4の正レンズL48の屈折率は、表3に示したように1.719995である。
そこで、正レンズL47の物体側レンズ面に、表4に示した屈折率が1.62の基板に対応する反射防止膜を用いる。また、正レンズL48の像側レンズ面に、表4に示した屈折率が1.74の基板に対応する反射防止膜を用いる。
これにより、第3実施例に係る変倍光学系は、反射防止膜を用いた各レンズ面からの反射光を少なくすることができ、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
そこで、正レンズL47の物体側レンズ面に、表4に示した屈折率が1.62の基板に対応する反射防止膜を用いる。また、正レンズL48の像側レンズ面に、表4に示した屈折率が1.74の基板に対応する反射防止膜を用いる。
これにより、第3実施例に係る変倍光学系は、反射防止膜を用いた各レンズ面からの反射光を少なくすることができ、ゴーストやフレアを効果的に低減させることができる。
以上より、上記各実施例によれば、変倍時の収差変動を抑え、防振時の光学性能の劣化を抑え、ゴーストやフレアをより低減させ、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な光学性能を備えた変倍光学系を実現することができる。特に、各実施例に係る変倍光学系は、製造誤差に起因する結像性能の劣化を低減することができる。また、各実施例に係る変倍光学系は、中間焦点距離状態においても良好な光学性能を達成することができる。
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3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3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3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。
本願の第1~第3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3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3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1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。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、本願の第1~第3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、手ぶれ等によって生じる像ぶれを補正する構成とすることもできる。特に、本願の第1~第3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3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3実施形態に係る変倍光学系において開口絞りは第3レンズ群と第4レンズ群との間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3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。
また、本願の第1~第3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。
次に、本願の第1~第3実施形態に係る変倍光学系を備えたカメラを図10に基づいて説明する。
図10は、本願の第1~第3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デジタル一眼レフカメラである。
本カメラ1において、被写体である不図示の物体からの光は、撮影レンズ2で集光されて、クイックリターンミラー3を介して焦点板4に結像される。そして焦点板4に結像されたこの光は、ペンタプリズム5中で複数回反射されて接眼レンズ6へ導かれる。これにより撮影者は、被写体像を接眼レンズ6を介して正立像として観察することができる。
図10は、本願の第1~第3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、上述のように変倍時の収差変動を抑え、防振時の光学性能の劣化を抑え、ゴーストやフレアをより低減させ、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な光学性能を有している。即ち本カメラ1は、変倍時の収差変動を抑え、防振時の光学性能の劣化を抑え、ゴーストやフレアをより低減させ、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な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3実施形態に係る変倍光学系の製造方法の概略を図11、19、20に基づいて説明する。
図19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19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~S13を含むものである。
図19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19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~S13を含むものである。
ステップS11:以下の条件式(1)を満足するように第1レンズ群から第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。
(1) -1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における第1レンズ群から第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :第4レンズ群の焦点距離
fw :広角端状態における変倍光学系の焦点距離
(1) -1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における第1レンズ群から第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :第4レンズ群の焦点距離
fw :広角端状態における変倍光学系の焦点距離
ステップS12:公知の移動機構を設けることにより、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群は光軸方向の位置が固定であり、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増加し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも第2レンズ群と第3レンズ群とが光軸方向へ移動するようにする。
ステップS13:公知の移動機構を設けることにより、第1レンズ群から第4レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにする。
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、変倍時の収差変動を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。
ステップS13:公知の移動機構を設けることにより、第1レンズ群から第4レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにする。
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、変倍時の収差変動を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な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20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20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。
図20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4レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有するようにする。
ステップS22:第4レンズ群が以下の条件式(5)、(6)を満足するように、第1レンズ群から第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。
(5) -1.60 < f4B/f4C < -0.50
(6) -1.60 < f4/f4B < -0.60
但し、
f4 :第4レンズ群の焦点距離
f4B:第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:第3部分レンズ群の焦点距離
ステップS22:第4レンズ群が以下の条件式(5)、(6)を満足するように、第1レンズ群から第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。
(5) -1.60 < f4B/f4C < -0.50
(6) -1.60 < f4/f4B < -0.60
但し、
f4 :第4レンズ群の焦点距離
f4B:第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:第3部分レンズ群の焦点距離
ステップS23:公知の移動機構を設けることにより、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群は光軸方向の位置が固定であり、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増加し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも第2レンズ群と第3レンズ群とが光軸方向へ移動するようにする。
ステップS24:公知の移動機構を設けることにより、第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにする。
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、防振時の光学性能の劣化を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。
ステップS24:公知の移動機構を設けることにより、第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにする。
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、防振時の光学性能の劣化を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な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11は本願の第3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11に示す本願の第3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S31~S34を含むものである。
図11に示す本願の第3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S31~S34を含むものである。
ステップS31:第1レンズ群及び第4レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜を設け、前記反射防止膜はウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも1層含むようにする。
ステップS32:以下の条件式(1)を満足するように第1レンズ群から第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。
(1) -1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における第1レンズ群から第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :第4レンズ群の焦点距離
fw :広角端状態における変倍光学系の焦点距離
ステップS32:以下の条件式(1)を満足するように第1レンズ群から第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。
(1) -1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における第1レンズ群から第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :第4レンズ群の焦点距離
fw :広角端状態における変倍光学系の焦点距離
ステップS33:公知の移動機構を設けることにより、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第1レンズ群は光軸方向の位置が固定であり、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増加し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも第2レンズ群と第3レンズ群とが光軸方向へ移動するようにする。
ステップS34:公知の移動機構を設けることにより、第1レンズ群から第4レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにする。
斯かる本願の第3実施形態に係る変倍光学系の製造方法によれば、変倍時の収差変動を抑え、ゴーストやフレアをより低減させ、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。
ステップS34:公知の移動機構を設けることにより、第1レンズ群から第4レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにする。
斯かる本願の第3実施形態に係る変倍光学系の製造方法によれば、変倍時の収差変動を抑え、ゴーストやフレアをより低減させ、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な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 (46)
- 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、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、
前記第1レンズ群から前記第4レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
-1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における前記第1レンズ群から前記第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :前記第4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の焦点距離 - 前記第1レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とから構成されており、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際して、前記後群が物体側へ移動することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。 - 前記第1レンズ群の前記前群は、正の屈折力を有する単レンズで構成されており、
前記第1レンズ群の前記後群は、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとから構成されていることを特徴とする請求項2に記載の変倍光学系。 - 前記変倍光学系の最も像側に位置するレンズ群は、正の屈折力を有しており、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、光軸方向の位置が固定であることを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
- 広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第2レンズ群の倍率が等倍を跨ぐように変化し、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
0.30 < β2w×β2t < 0.90
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の倍率
β2t:望遠端状態における前記第2レンズ群の倍率 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
0.290 < N1n-N1p
但し、
N1n:前記第1レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N1p:前記第1レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
0.160 < N3n-N3p
但し、
N3n:前記第3レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N3p:前記第3レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率 - 前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有し、
前記第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項8に記載の変倍光学系。
-1.60 < f4B/f4C < -0.50
但し、
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項8に記載の変倍光学系。
-1.60 < f4/f4B < -0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離 - 前記第2レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、負の屈折力を有する第1負部分群と、負の屈折力を有する第2負部分群とを含み、
前記第1負部分群と前記第2負部分群はそれぞれ、正負一枚ずつ合計2枚のレンズで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。 - 前記第1レンズ群及び前記第4レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜が設けられており、前記反射防止膜はウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも1層含んでいることを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
- 前記反射防止膜は多層膜であり、
前記ウェットプロセスを用いて形成された層は、前記多層膜を構成する層のうちの最も表面側の層であることを特徴とする請求項12に記載の変倍光学系。 - 前記ウェットプロセスを用いて形成された層のd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率をndとしたとき、ndが1.30以下であることを特徴とする請求項12に記載の変倍光学系。
- 開口絞りを有し、
前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面であることを特徴とする請求項12に記載の変倍光学系。 - 前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記第1レンズ群内のレンズの物体側レンズ面であることを特徴とする請求項15に記載の変倍光学系。
- 前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記第1レンズ群内のレンズの像側レンズ面であることを特徴とする請求項15に記載の変倍光学系。
- 前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面は、前記第4レンズ群内のレンズの像側レンズ面であることを特徴とする請求項15に記載の変倍光学系。
- 前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、像側から見て凹形状のレンズ面であることを特徴とする請求項12に記載の変倍光学系。
- 前記像側から見て凹形状のレンズ面は、前記第4レンズ群内の物体側から2番目のレンズの物体側レンズ面であることを特徴とする請求項19に記載の変倍光学系。
- 前記像側から見て凹形状のレンズ面は、前記第4レンズ群内の像側から4番目のレンズの像側レンズ面であることを特徴とする請求項19に記載の変倍光学系。
- 前記像側から見て凹形状のレンズ面は、前記第4レンズ群内の像側から3番目のレンズの物体側レンズ面であることを特徴とする請求項19に記載の変倍光学系。
- 請求項1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。
- 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、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、
前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有し、
前記第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
-1.60 < f4B/f4C < -0.50
-1.60 < f4/f4B < -0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離 - 前記変倍光学系の最も像側に位置するレンズ群は、正の屈折力を有しており、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、光軸方向の位置が固定であることを特徴とする請求項24に記載の変倍光学系。
- 広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第2レンズ群の倍率が等倍を跨ぐように変化し、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項24に記載の変倍光学系。
0.30 < β2w×β2t < 0.90
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の倍率
β2t:望遠端状態における前記第2レンズ群の倍率 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項24に記載の変倍光学系。
0.290 < N1n-N1p
但し、
N1n:前記第1レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N1p:前記第1レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項24に記載の変倍光学系。
0.160 < N3n-N3p
但し、
N3n:前記第3レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N3p:前記第3レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率 - 前記第2レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、負の屈折力を有する第1負部分群と、負の屈折力を有する第2負部分群とを含み、
前記第1負部分群と前記第2負部分群はそれぞれ、正負一枚ずつ合計2枚のレンズで構成されていることを特徴とする請求項24に記載の変倍光学系。 - 前記第1レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とから構成されており、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際して、前記後群が物体側へ移動することを特徴とする請求項24に記載の変倍光学系。 - 前記第1レンズ群の前記前群は、正の屈折力を有する単レンズで構成されており、
前記第1レンズ群の前記後群は、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとから構成されていることを特徴とする請求項30に記載の変倍光学系。 - 請求項24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。
- 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において、
前記第1レンズ群から前記第4レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動するようにし、
前記第1レンズ群から前記第4レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動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。
-1.20 < fw2/(f13w×f4) < -0.20
但し、
f13w:広角端状態における前記第1レンズ群から前記第3レンズ群までの合成焦点距離
f4 :前記第4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の焦点距離 - 前記第1レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とから構成されており、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際して、前記後群が物体側へ移動することを特徴とする請求項33に記載の変倍光学系の製造方法。 - 前記変倍光学系の最も像側に位置するレンズ群は、正の屈折力を有しており、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、光軸方向の位置が固定であることを特徴とする請求項33に記載の変倍光学系の製造方法。
- 広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第2レンズ群の倍率が等倍を跨ぐように変化し、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項33に記載の変倍光学系の製造方法。
0.30 < β2w×β2t < 0.90
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の倍率
β2t:望遠端状態における前記第2レンズ群の倍率 - 前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とから構成されており、
前記第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動することを特徴とする請求項33に記載の変倍光学系の製造方法。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項37に記載の変倍光学系の製造方法。
-1.60 < f4B/f4C < -0.50
但し、
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項37に記載の変倍光学系の製造方法。
-1.60 < f4/f4B < -0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離 - 前記第1レンズ群及び前記第4レンズ群における光学面のうちの少なくとも1面に反射防止膜が設けられており、前記反射防止膜はウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも1層含んでいることを特徴とする請求項33に記載の変倍光学系の製造方法。
- 前記反射防止膜は多層膜であり、
前記ウェットプロセスを用いて形成された層は、前記多層膜を構成する層のうちの最も表面側の層であることを特徴とする請求項40に記載の変倍光学系の製造方法。 - 前記ウェットプロセスを用いて形成された層のd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率をndとしたとき、ndが1.30以下であることを特徴とする請求項40に記載の変倍光学系の製造方法。
- 開口絞りを有し、
前記反射防止膜が設けられた前記光学面は、前記開口絞りから見て凹形状のレンズ面であることを特徴とする請求項40に記載の変倍光学系の製造方法。 - 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において、
前記第4レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有するようにし、
前記第4レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動するようにし、
前記第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動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。
-1.60 < f4B/f4C < -0.50
-1.60 < f4/f4B < -0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離 - 前記変倍光学系の最も像側に位置するレンズ群は、正の屈折力を有しており、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、光軸方向の位置が固定であることを特徴とする請求項44に記載の変倍光学系の製造方法。
- 広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第2レンズ群の倍率が等倍を跨ぐように変化し、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項44に記載の変倍光学系の製造方法。
0.30 < β2w×β2t < 0.90
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の倍率
β2t:望遠端状態における前記第2レンズ群の倍率
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