WO2019229849A1 - 光学系、光学機器、および光学系の製造方法 - Google Patents

光学系、光学機器、および光学系の製造方法 Download PDF

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Abstract

物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、後群とからなり、合焦の際、前群が光軸に沿って移動し、所定の条件式を満足することにより、諸収差を良好に補正することができる良好な光学性能を有し、高画素化された撮像素子に用いることに適した光学系、光学機器、光学系の製造方法を提供する。

Description

光学系、光学機器、および光学系の製造方法

 本発明は、光学系、光学機器、および光学系の製造方法に関する。

 従来、大口径の撮影レンズにおいて、ダブルガウスにレンズを追加することによって諸収差を補正することが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。しかしながら、近年の撮像素子の高画素化に伴い、諸収差をさらに良好に補正することができる大口径の撮影レンズが望まれている。

特開平11-211978号公報

 本発明の第1の態様は、
 物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、後群とからなり、
 合焦の際、前記前群が光軸に沿って移動し、
 以下の条件式を満足する光学系である。
  0.90<fF/f<1.50
 ただし、
 fF:前記前群の焦点距離
 f:前記光学系全系の焦点距離

 また、本発明の第2の態様は、
 物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、後群とからなる光学系の製造方法であって、
 合焦の際、前記前群が光軸に沿って移動するように構成し、
 以下の条件式を満足するように構成する光学系の製造方法である。
  0.90<fF/f<1.50
 ただし、
 fF:前記前群の焦点距離
 f:前記光学系全系の焦点距離

図1は、第1実施例に係る光学系の断面図である。 図2Aおよび図2Bはそれぞれ、第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。 図3は、第2実施例に係る光学系の断面図である。 図4Aおよび図4Bはそれぞれ、第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。 図5は、第3実施例に係る光学系の断面図である。 図6Aおよび図6Bはそれぞれ、第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。 図7は、第4実施例に係る光学系の断面図である。 図8Aおよび図8Bはそれぞれ、第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。 図9は、光学系を備えたカメラの構成を示す図である。 図10は、光学系の製造方法の概略を示すフロー図である。

 以下、本発明の実施形態に係る光学系、光学機器および光学系の製造方法について説明する。
 本実施形態の光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、後群とからなり、合焦の際、前記前群が光軸に沿って移動し、以下の条件式(1)を満足するように構成されている。
(1)0.90<fF/f<1.50
 ただし、
fF:前記前群の焦点距離
f:前記光学系全系の焦点距離

 本実施形態の光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、後群とからなり、合焦の際、前記前群が光軸に沿って移動する構成により、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の諸収差の変動を抑え、特に球面収差と像面湾曲を良好に補正することができる。

 上記条件式(1)は、前群の焦点距離と光学系全系の焦点距離との比を規定する条件式である。本実施形態の光学系は、条件式(1)を満足することにより、球面収差と像面湾曲をはじめとする諸収差を良好に補正することができる。

 本実施形態の光学系の条件式(1)の対応値が上限値を上回ると、前群の屈折力が弱くなり、像面湾曲を十分に補正することができなくなってしまう。なお、条件式(1)の上限値を1.48に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(1)の上限値を1.46、1.45、1.43、1.42、さらに1.40にすることが好ましい。

 一方、本実施形態の光学系の条件式(1)の対応値が下限値を下回ると、前群の屈折力が強くなり、球面収差を十分に補正することができなくなってしまう。なお、条件式(1)の下限値を0.95に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(1)の下限値を1.00、1.03、1.05、1.08、1.10、1.13、1.15、1.18、さらに1.20にすることが好ましい。

 以上の構成により、諸収差を良好に補正することができる良好な光学性能を有し、高画素化された撮像素子に用いることに適した光学系を実現することができる。

 また、本実施形態の光学系は、前記前群が凸形状の空気レンズを少なくとも2つ有し、前記空気レンズのうち光軸上の距離が最も長い空気レンズは、以下の条件式を満足することが望ましい。
(2)-1.00<(r2L1+r1L1)/(r2L1-r1L1)<3.00
 ただし、
r1L1:前記光軸上の距離が最も長い空気レンズの物体側レンズ面の曲率半径
r2L1:前記光軸上の距離が最も長い空気レンズの像側レンズ面の曲率半径

 上記条件式(2)は、前記空気レンズのうち光軸上の距離が最も長い空気レンズの形状因子を規定するための条件式である。条件式(2)を満足することにより、諸収差を良好に補正し、良好な光学性能を得ることができる。
 なお、空気レンズとは、隣り合うレンズとレンズの間の空気部分で形成されるレンズのことをいう。

 本実施形態の光学系の条件式(2)の対応値が上限値を上回ると、当該空気レンズの形状が周辺光束に対して不利な形状となるため、歪曲収差および像面湾曲の補正が困難となってしまう。なお、条件式(2)の上限値を2.90に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式 (2)の上限値を2.80、2.70、2.60、2.50、2.40、2.30、さらに2.20にすることが好ましい。

 一方、本実施形態の光学系の条件式(2)の対応値が下限値を下回ると、高次の球面収差が発生し易くなり、球面収差をはじめ、諸収差の補正が困難となってしまう。なお、条件式(2)の下限値を-0.08に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(2)の下限値を-0.05、-0.03、-0.01、0.01、さらに0.02にすることが好ましい。

 また、本実施形態の光学系は、前記前群が凸形状の空気レンズを少なくとも2つ有し、前記空気レンズのうち光軸上の距離が2番目に長い空気レンズは、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
(3)-2.00<(r2L2+r1L2)/(r2L2-r1L2)<2.00
 ただし、
r1L2:前記光軸上の距離が2番目に長い空気レンズの物体側レンズ面の曲率半径
r2L2:前記光軸上の距離が2番目に長い空気レンズの像側レンズ面の曲率半径

 上記条件式(3)は、前記空気レンズのうち光軸上の距離が2番目に長い空気レンズの形状因子を規定するための条件式である。条件式(3)を満足することにより、諸収差を良好に補正し、良好な光学性能を得ることができる。

 本実施形態の光学系の条件式(3)の対応値が上限値を上回ると、当該空気レンズの形状が周辺光束に対して不利な形状となるため、歪曲収差および像面湾曲の補正が困難となってしまう。なお、条件式(3)の上限値を1.90に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式 (3)の上限値を1.80、1.70、1.60、1.50、1.40、1.30.1.20、さらに1.10にすることが好ましい。

 一方、本実施形態の光学系の条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、高次の球面収差が発生し易くなり、球面収差をはじめ、諸収差の補正が困難となってしまう。なお、条件式(3)の下限値を-1.90に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を-1.80、-1.70、-1.60、-1.50、-1.30、-1.20、さらに-1.10にすることが好ましい。

 また、本実施形態の光学系は、前記前群が、以下の条件式を満足する負レンズを少なくとも1つ有することが望ましい。
(4)θgFLn+0.0021×νdLn<0.670
 ただし、
νdLn:前記負レンズのd線に対するアッベ数
θgFLn:前記負レンズのg線とF線とによる部分分散比

 ここで、アッベ数νdLnおよび部分分散比θgFLnは、C線(波長656.3nm)に対する屈折率をnC、d線(波長587.6nm)に対する屈折率をnd、F線(波長486.1nm)に対する屈折率をnF、g線(波長435.8nm)に対する屈折率をngとしたとき、それぞれ次の式で表される。
νdLn=(nd-1)/(nF-nC)
θgFLn=(ng-nF)/(nF-nC)

 上記条件式(4)は、前記前群が有する負レンズに用いる硝材を規定する条件式である。条件式(4)を満足する負レンズを有することにより、1次の色消しに加え、2次スペクトルを充分に補正することができる。

 本実施形態の光学系の条件式(4)の対応値が上限値を上回ると、前記負レンズの異常分散性が大きくなり、2次スペクトルの補正が困難となってしまう。なお、条件式(4)の上限値を0.668に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式 (4)の上限値を0.667、0.666、0.665、0.664、0.663、0.662、さらに0.661にすることが好ましい。

 また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(4)は、
0.200<θgFLn+0.0021×νdLn
をさらに満足することが好ましい。条件式(4)の対応値が該下限値を下回ると、前記負レンズの異常分散性が小さくなり、2次スペクトルの補正が困難となってしまう。なお、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式 (4)の下限値を0.250、0.300、0.350、さらに0.400にすることが好ましい。

 また本実施形態の光学系は、最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面が、物体側に凸の面であることが望ましい。これにより、開口数の大きな光学系において球面収差と像面湾曲を良好に補正することができる。

 また本実施形態の光学系は、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
(5)1.50<rc/bfa<4.50
 ただし、
rc:最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面の曲率半径
bfa:最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離

 上記条件式(5)は、最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面の曲率半径と、最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離との比を規定する条件式である。条件式(5)を満足することにより、球面収差と像面湾曲を良好に補正することができる。

 本実施形態の光学系の条件式(5)の対応値が上限値を上回ると、法線に対する軸上光線の入射角が大きくなり、球面収差の補正が困難となってしまう。なお、条件式(5)の上限値を4.30に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式 (5)の上限値を4.00、3.80、3.60、3.50、3.40、3.35、3.30、さらに3.25にすることが好ましい。

 一方、本実施形態の光学系の条件式(5)の対応値が下限値を下回ると、最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面の曲率が強くなり、像面湾曲の補正が困難となってしまう。なお、条件式(5)の下限値を1.70に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(5)の下限値を1.80、1.90、2.00、2.20、2.40、2.50、さらに2.60にすることが好ましい。

 また本実施形態の光学系は、以下の条件式(6)を満足することが望ましい。
(6)0.80<rA/TLA<2.50
 ただし、
rA:前記前群の最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面の曲率半径
TLA:無限遠物体合焦状態における、前記前群の最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離

 上記条件式(6)は、前群の最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面の曲率半径と、無限遠物体合焦状態における、前記前群の最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離との比を規定する条件式である。条件式(6)を満足することにより、球面収差と像面湾曲を良好に補正することができる。

 本実施形態の光学系の条件式(6)の対応値が上限値を上回ると、法線に対する軸上光線の入射角が大きくなり、球面収差の補正が困難となってしまう。なお、条件式(6)の上限値を2.40に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式 (6)の上限値を2.30、2.20、2.10、2.00、1.90、さらに1.80にすることが好ましい。

 一方、本実施形態の光学系の条件式(6)の対応値が下限値を下回ると、前記前群の最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面の曲率が強くなる、若しくは主光線高さが低くなり、像面湾曲の補正が困難となってしまう。なお、条件式(6)の下限値を0.85に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(6)の下限値を0.90、0.95、1.00、1.05、さらに1.10にすることが好ましい。

 また本実施形態の光学系は、以下の条件式(7)を満足することが望ましい。
(7)1.20<rB/TLB<3.00
 ただし、
rB:前記後群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の曲率半径
TLB:無限遠物体合焦状態における、前記後群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離

 上記条件式(7)は、後群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の曲率半径と、無限遠物体合焦状態における、前記後群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離との比を規定する条件式である。条件式(7)を満足することにより、球面収差と像面湾曲を良好に補正することができる。

 本実施形態の光学系の条件式(7)の対応値が上限値を上回ると、法線に対する軸上光線の入射角が大きくなり、球面収差の補正が困難となってしまう。なお、条件式(7)の上限値を2.90に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式 (7)の上限値を2.80、2.70、2.60、さらに2.55にすることが好ましい。

 一方、本実施形態の光学系の条件式(7)の対応値が下限値を下回ると、前記後群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の曲率が強くなる、若しくは主光線高さが低くなり、像面湾曲の補正が困難となってしまう。なお、条件式(7)の下限値を1.25に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(7)の下限値を1.30、1.35、1.40、1.45、さらに1.50にすることが好ましい。

 また本実施形態の光学系は、以下の条件式(8)を満足することが望ましい。
(8)-0.10<f/fR<0.30
 ただし、
f:前記光学系全系の焦点距離
fR:前記後群の焦点距離

 上記条件式(8)は、光学系全系の焦点距離と後群の焦点距離との比を規定する条件式である。本実施形態の光学系は、条件式(8)を満足することにより、球面収差をはじめとする諸収差を良好に補正することができる。なお、後群は、正の屈折力を有していても負の屈折力を有していても良い。

 本実施形態の光学系の条件式(8)の対応値が上限値を上回ると、後群での収差補正能力が不足するほか、射出瞳や周辺光量を満足しようとすると、光学系の径方向寸法を大きくする必要があり、好ましくない。なお、条件式(8)の上限値を0.29に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(8)の上限値を0.28、0.27、0.26、さらに0.25にすることが好ましい。

 一方、本実施形態の光学系の条件式(8)の対応値が下限値を下回ると、前群の屈折力が大きくなり、球面収差の補正が困難となってしまう。なお、条件式(8)の下限値を-0.05に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(8)の下限値を-0.01、0.01、0.05、0.08、0.10、0.13、0.15、さらに0.16にすることが好ましい。

 また本実施形態の光学系は、以下の条件式(9)を満足することが望ましい。
(9)25.00<Pex<70.00
 ただし、
Pex:最大像高の射出瞳位置から像点までの距離

 上記条件式(9)は、適切な射出瞳位置を規定する条件式である。本実施形態の光学系は、条件式(9)を満足することにより、小型かつ良好な光学性能を得ることができる。

 本実施形態の光学系の条件式(9)の対応値が上限値を上回ると、後玉が大型化してしまうとともに、周辺光量が少なくなってしまい、好ましくない。なお、条件式(9)の上限値を65.00に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式 (9)の上限値を60.00、55.00、さらに50.00にすることが好ましい。

 一方、本実施形態の光学系の条件式(9)の対応値が下限値を下回ると、センサーへの入射角度がきつくなることでセンサーとのマッチングが悪くなってしまう。なお、条件式(9)の下限値を28.00に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(9)の下限値を30.00、33.00、さらに35.00にすることが好ましい。

 また、本実施形態の光学系は、前記前群は、物体側から順に、第1レンズ群と第2レンズ群とを有し、前記第1レンズ群は、少なくとも1つの正レンズと、2つの負レンズとからなり、以下の条件式(10)を満足することが望ましい。
(10)4.00<-f1/f<10.00
 ただし、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f:前記光学系全系の焦点距離

 本実施形態の光学系は、前群が第1レンズ群と第2レンズ群とを有し、前記第1レンズ群は、少なくとも1つの正レンズと、2つの負レンズとからなる構成とすることにより、像面湾曲およびコマ収差を良好に補正することができる。また、第2レンズ群にマスターレンズの役目を持たせ、対称性の良い光学系とすることで、コマ収差、歪曲収差、および球面収差を良好に補正することができる。

 上記条件式(10)は、第1レンズ群の焦点距離と光学系全系の焦点距離との比を規定する条件式である。条件式(10)を満足することにより、小型かつ良好な光学性能を得ることができる。

 本実施形態の光学系の条件式(10)の対応値が上限値を上回ると、第1レンズ群の屈折力が弱くなり、ペッツバール和の増大を招き、像面湾曲の補正が困難となってしまう。なお、条件式(10)の上限値を9.90に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(10)の上限値を9.80、9.70、9.60、9.50、9.40、9.30、9.25、9.20、9.15、さらに9.10にすることが好ましい。

 一方、本実施形態の光学系の条件式(10)の対応値が下限値を下回ると、第2レンズ群に入る光線高さが高くなり、第2レンズ群の径寸法が大型化してしまう。また、球面収差の補正が困難になってしまう。なお、条件式(10)の下限値を4.10に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(10)の下限値を4.20、4.30、4.40、4.50、4.60、4.65、4.70、4.75、4.80、さらに4.85にすることが好ましい。

 また、本実施形態の光学系は、前記前群は、物体側から順に、第1レンズ群と第2レンズ群とを有し、前記第1レンズ群は、少なくとも1つの正レンズと、2つの負レンズとからなり、以下の条件式(11)を満足することが望ましい。
(11)1.00<f2/f<2.00
 ただし、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
f:前記光学系全系の焦点距離

 本実施形態の光学系は、前群が第1レンズ群と第2レンズ群とを有し、前記第1レンズ群は、少なくとも1つの正レンズと、2つの負レンズとからなる構成とすることにより、像面湾曲およびコマ収差を良好に補正することができる。また、第2レンズ群にマスターレンズの役目を持たせ、対称性の良い光学系とすることで、コマ収差、歪曲収差、および球面収差を良好に補正することができる。

 上記条件式(11)は、第2レンズ群の焦点距離と光学系全系の焦点距離との比を規定する条件式である。条件式(11)を満足することにより、小型かつ良好な光学性能を得ることができる。

 本実施形態の光学系の条件式(11)の対応値が上限値を上回ると、マスターレンズの役割を持つ第2レンズ群の負荷が大きくなり、球面収差を良好に補正することが困難になってしまう。なお、条件式(11)の上限値を1.90に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(11)の上限値を1.80、1.70、1.65、1.60、1.55、1.54、さらに1.52にすることが好ましい。

 一方、本実施形態の光学系の条件式(11)の対応値が下限値を下回ると、光学系の全長が長くなってしまい、光学系の大型化を招いてしまう。また、後群の負荷が大きくなり、像面湾曲の補正が困難になってしまう。なお、条件式(11)の下限値を1.03に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(11)の下限値を1.05、1.08、1.10、1.12、1.14、さらに1.15にすることが好ましい。

 また、本実施形態の光学系は、以下の条件式(12)を満足することが望ましい。
(12)30.00°<2ω<50.00°
 ただし、
2ω:前記光学系の画角

 上記個条件式(12)は、画角の最適な値を規定する条件である。本実施形態の光学系は、この条件式(12)を満足することにより、光学系全体の小型化と良好な光学性能を満足することができる。

 本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(12)の上限値を49.50°にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式 (12)の上限値を49.00°、48.50°、48.00°、47.50°、さらに47.00°にすることが好ましい。
 本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(12)の下限値を33.00°にすることが好ましい。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式 (12)の下限値を35.00°、36.00°、37.00°、38.00°、さらに39.00°にすることが好ましい。

 また本実施形態の光学系は、以下の条件式(13)を満足することが望ましい。
(13)0.20<bfa/f<0.40
 ただし、
bfa:最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離
f:前記光学系全系の焦点距離

 上記条件式(13)は、最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離と、光学系全系の焦点距離との比を規定する条件式である。条件式(13)を満足することにより、光学系全体の小型化と良好な光学性能を満足することができる。

 本実施形態の光学系の条件式(13)の対応値が上限値を上回ると、大きな開口数によって光学系全体が径方向に大きくなり、像面湾曲の補正が困難となってしまう。なお、条件式(13)の上限値を0.39に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式 (13)の上限値を0.38、0.37、0.36、0.35、さらに0.34にすることが好ましい。

 一方、本実施形態の光学系の条件式(13)の対応値が下限値を下回ると、周辺光束によって最終レンズ群の径が大きくなり、小型化するために強い負のパワーが光学系全系の後側に必要となり、特に球面収差の補正が困難となってしまう。なお、条件式(13)の下限値を0.21に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(13)の下限値を0.22、0.23、0.24、0.25、さらに0.26にすることが好ましい。

 また本実施形態の光学系は、以下の条件式(14)を満足することが望ましい。
(14)FNo<1.50
 ただし、
FNo:Fナンバー 

 上記条件式(14)は、最適なFナンバーを規定する条件である。条件式(5)を満足することにより、良好な光学性能を有する大口径の光学系を実現することができる。なお、条件式(14)の上限値を1.40に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式 (14)の上限値を1.30、1.20、1.10、1.05、さらに1.00にすることが好ましい。

 また本実施形態の光学系は、前記前群が、開口絞りを有することが望ましい。これにより、絞り前後の光学系の対称性を確保しやすく、歪曲収差などの対称性のある収差を良好に補正することができる。

 また本実施形態の光学系は、前記第2レンズ群が、開口絞りを有することが望ましい。これにより、絞り前後の光学系の対称性を確保しやすく、歪曲収差などの対称性のある収差を良好に補正することができる。

 また本実施形態の光学系は、前記第2レンズ群が、6つ以上のレンズで構成されていることが望ましい。これにより、各レンズの屈折力を抑え、特に球面収差を良好に補正することができる。

 また本実施形態の光学系は、前記第2レンズ群は、負レンズを3つ以上有することが望ましい。これにより、色収差を良好に補正することができる。

 また本実施形態の光学系は、前記後群は、2つ以上のレンズで構成されていることが望ましい。これにより、像面湾曲をはじめ、諸収差を良好に補正することができる。

 本実施形態の光学機器は、上述した構成の光学系を有する。これにより、諸収差を良好に補正することができる良好な光学性能を有し、高画素化された撮像素子に用いることに適した光学機器を実現することができる。

 本実施形態の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前群と、後群とからなる光学系の製造方法であって、合焦の際、前記前群が光軸に沿って移動するように構成し、以下の条件式(1)を満足するように構成する。
(1)0.90<fF/f<1.50
 ただし、
fF:前記前群の焦点距離
f:前記光学系全系の焦点距離

 これにより、諸収差を良好に補正することができ、高画素化された撮像素子に用いることに適した光学系を製造することができる。

 以下、本実施形態の数値実施例に係る光学系を添付図面に基づいて説明する。
(第1実施例)
 図1は第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の断面図である。
 本実施例に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群GFと、正の屈折力を有する後群GRとから構成されている。

 前群GFは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2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、両凸形状の正レンズL11と両凹形状の負レンズL12とを接合した接合負レンズと、両凹形状の負レンズL13と両凸形状の正レンズL14とを接合した接合負レンズとからなる。
 負レンズL12の像側のレンズ面と負レンズL13の物体側のレンズ面とによって、両凸形状の空気レンズLa1が形成されている。

 第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と、両凸形状の正レンズL23と両凹形状の負レンズL24とを接合した接合負レンズと、開口絞りSと、両凹形状の負レンズL25と両凸形状の正レンズL26とを接合した接合負レンズと、両凸形状の正レンズL27と、両凸形状の正レンズL28と両凹形状の負レンズL29とを接合した接合負レンズとからなる。
 負レンズL24の像側のレンズ面と負レンズL25の物体側のレンズ面とによって、開口絞りSを含む両凸形状の空気レンズLa2が形成されている。

 後群GRは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と両凹形状の負レンズL32とを接合した接合負レンズと、両凸形状の正レンズL33と両凹形状の負レンズL34とを接合した接合正レンズとからなる。

 後群GRと像面Iとの間には、ローパスフィルタ等からなるフィルタ群FLが配置されている。
 像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。

 本実施例に係る光学系では、前群GFを光軸に沿って物体側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。

 以下の表1に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
 表1において、fは焦点距離、BFはバックフォーカスすなわち最も像側のレンズ面から像面Iまでの光軸上の距離を示す。
 [面データ]において、mは物体側から数えた光学面の順番、rは曲率半径、dは面間隔(第n面(nは整数)と第n+1面との間隔)、ndはd線(波長587.6nm)に対する屈折率、νdはd線(波長587.6nm)に対するアッベ数、θgFはg線とF線とによる部分分散比をそれぞれ示している。なお、θgFは条件式(4)を満足するレンズについてのみ示している。また、OPは物体面、Dn(nは整数)は可変の面間隔、Sは開口絞り、Iは像面をそれぞれ示している。なお、曲率半径r=∞は平面を示している。空気の屈折率nd=1.00000の記載は省略している。また、レンズ面が非球面である場合には面番号に「*」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=(h/r)/[1+{1-(1+κ)・(h/r)1/2
  +A4h+A6h+A8h+A10h10+A12h12+A14h14
 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、A8、A10、A12、A14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: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、fは光学系全系の焦点距離、FNoはFナンバー、2ωは画角(単位は「°」)、Ymaxは最大像高、TLは本実施例に係る光学系の全長すなわち第1面から像面Iまでの光軸上の距離、BF(空気換算長)はフィルタ群FLの厚みを空気換算したBFをそれぞれ示す。

 [可変間隔データ]において、fは光学系全系の焦点距離、βは至近撮影倍率、Dn(nは整数)は第n面と第n+1面との可変の間隔をそれぞれ示す。なお、無限遠は無限遠物体への合焦時、近距離は近距離物体への合焦時をそれぞれ示す。
 [レンズ群データ]には、各レンズ群の始面番号STと焦点距離fを示す。
 [条件式対応値]には、各条件式の対応値をそれぞれ示す。

 ここで、表1に掲載されている焦点距離f、曲率半径r及びその他の長さの単位は一般に「mm」が使われる。しかしながら光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
 なお、以上に述べた表1の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。

(表1)第1実施例
[面データ]
  m       r       d       nd      νd     θgF   
 OP     ∞
 *1)    108.488    7.65    1.902650    35.77
  2)   -848.550    2.80    1.552981    55.07    0.54467   
  3)     50.252   18.12    
  4)    -60.720    2.80    1.612660    44.46    0.56396    
  5)   2497.500    9.15    1.593190    67.90
  6)    -77.239    0.40    

  7)    113.763   10.95    1.848500    43.79
  8)   -178.060    0.40    
  9)     70.659    9.74    1.593190    67.90
 10)  -1968.500    0.20    
 11)    289.687    8.00    1.593190    67.90
 12)    -97.087    2.80    1.738000    32.33    0.58997    
 13)     47.074    8.70    
 14)(S)    ∞      5.29    
 15)    -95.230    2.20    1.612660    44.46    0.56396    
 16)     41.204   11.55    1.497820    82.57
 17)   -273.092    0.20    
 18)     76.173    9.50    1.883000    40.69
 19)   -101.575    0.20    
*20)    176.128    7.45    1.953750    32.33
 21)    -67.221    1.80    1.738000    32.33    0.58997   
 22)     55.510     D22    

 23)     71.413    6.35    1.883000    40.69
 24)   -115.025    1.81    1.698950    30.13
 25)     46.943    0.80    
 26)     55.281    9.11    1.883000    40.69
 27)   -144.041    3.00    1.765538    46.76
*28)     52.858   14.50    
 29)       ∞      1.60    1.516800    64.14
 30)       ∞      1.00    
 I        ∞

[非球面データ]
m:1
κ =  0.0000
A4 = -3.82177E-07、A6 = -6.06486E-11、A8 = -3.80172E-15、
A10= -1.32266E-18

m:20
κ =  0.0000
A4 = -1.15028E-06、A6 = -4.51771E-10、A8 =  2.72670E-13、
A10= -7.66812E-17

m:28
κ =  0.0000
A4 =  3.18645E-06、A6 = -1.14718E-08、A8 =  7.74567E-11、
A10= -2.24225E-13、A12=  3.34790E-16、A14= -1.70470E-19

[各種データ]
f                59.62
FNo             0.98
2ω              39.96
Ymax             21.70
TL             160.74
BF              17.10
BF(空気換算長)  16.55

[可変間隔データ] 
           無限遠     近距離
f         59.62
β                    -0.194
D22         2.68      21.29

[レンズ群データ]
       ST       f
GF       1       75.60
GR      23      294.37
G1       1     -289.87
G2       7       69.07

[条件式対応値]
(1) fF/f=1.27
(2) (r2L1+r1L1)/(r2L1-r1L1)=0.09
(3) (r2L2+r1L2)/(r2L2-r1L2)=0.34
(4) θgFLn+0.0021×νdLn=0.657
(4) θgFLn+0.0021×νdLn=0.658
(4) θgFLn+0.0021×νdLn=0.660
(5) rc/bfa=3.19
(6) rA/TLA=1.79
(7) rB/TLB=2.52
(8) f/fR=0.20
(9) Pex=43.85
(10) -f1/f=4.86
(11) f2/f=1.16
(12) 2ω=39.96°
(13)  bfa/f=0.28
(14) FNo=0.98

 図2A及び図2Bはそれぞれ、第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。

 各収差図において、FNOはFナンバー、Yは像高、NAは開口数をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するFナンバーFNOまたは開口数NAの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高Yの最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。また、各収差図において、CはC線(波長656.3nm)、dはd線(波長587.6nm)、FはF線(波長486.1nm)、gはg線(波長435.8nm)における収差曲線をそれぞれ示し、記載のないものはd線での収差曲線を示す。非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。コマ収差図は、各像高Yにおけるコマ収差を示す。なお、後述する各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。

 各諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時から近距離物体合焦時にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。

(第2実施例)
 図3は第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の断面図である。
 本実施例に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群GFと、正の屈折力を有する後群GRとから構成されている。

 前群GFは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2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、両凸形状の正レンズL11と両凹形状の負レンズL12とを接合した接合負レンズと、両凹形状の負レンズL13と両凸形状の正レンズL14とを接合した接合負レンズとからなる。
 負レンズL12の像側のレンズ面と負レンズL13の物体側のレンズ面とによって、両凸形状の空気レンズLa1が形成されている。

 第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と両凹形状の負レンズL23とを接合した接合負レンズと、開口絞りSと、両凹形状の負レンズL24と両凸形状の正レンズL25とを接合した接合負レンズと、両凸形状の正レンズL26と、両凸形状の正レンズL27と両凹形状の負レンズL28とを接合した接合負レンズとからなる。
 負レンズL23の像側のレンズ面と負レンズL24の物体側のレンズ面とによって、開口絞りSを含む両凸形状の空気レンズLa2が形成されている。

 後群GRは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と両凹形状の負レンズL32とを接合した接合負レンズと、両凸形状の正レンズL33と両凹形状の負レンズL34とを接合した接合正レンズとからなる。

 後群GRと像面Iとの間には、ローパスフィルタ等からなるフィルタ群FLが配置されている。
 像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。

 本実施例に係る光学系では、前群GFを光軸に沿って物体側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。

 以下の表2に、本実施例に係る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     θgF   
 OP     ∞
 *1)     84.843    8.88    1.902650    35.77
  2)  -1742.595    2.80    1.552981    55.07    0.54467    
  3)     44.232   17.70    
  4)    -63.458    4.49    1.612660    44.46    0.56396    
  5)    160.451   12.00    1.593190    67.90
  6)    -77.097    0.40    

  7)     80.675   12.00    1.848500    43.79
  8)   -225.566    0.40    
  9)     77.209   12.00    1.593190    67.90
 10)   -117.176    2.80    1.737999    32.33    0.58997    
 11)     53.947    7.63    
 12)(S)    ∞      5.60    
 13)    -84.000    2.20    1.720467    34.71    0.58340    
 14)     41.872   11.15    1.497820    82.57
 15)   -285.714    0.20    
 16)     73.142   10.14    1.883000    40.69
 17)    -93.038    0.20    
*18)    165.947    6.59    1.953750    32.33 
 19)    -83.716    1.80    1.672999    38.26    0.57570    
 20)     55.556    D20     

 21)     71.429    6.52    1.883000    40.69
 22)   -112.325    1.80    1.698950    30.13
 23)     46.100    0.89    
 24)     55.249    9.74    1.883000    40.69
 25)   -250.769    2.97    1.765538    46.75
*26)     53.058   14.52    
 27)       ∞      1.60    1.516800    64.14
 28)       ∞      1.00    
 I

[非球面データ]
m:1
κ =  0.0000
A4 = -3.12694E-07、A6 = -5.48964E-11、A8 = -1.79711E-14、
A10= -1.73223E-18

m:18
κ =  0.0000
A4 = -1.26938E-06、A6 = -4.97145E-10、A8 = 2.93406E-13、
A10= -1.78209E-16

m:26
κ =  0.0000
A4 =  2.60259E-06、A6 = -6.63089E-09、A8 =  6.98584E-11、
A10= -2.75672E-13、A12=  5.74140E-16、A14= -4.50780E-19

[各種データ]
f                58.93
FNo             0.98
2ω              40.39
Ymax             21.70
TL             160.71
BF              17.12
BF(空気換算長)  16.57

[可変間隔データ] 
           無限遠     近距離
f         58.93
β                    -0.188
D20         2.70      20.39

[レンズ群データ]
       ST       f
GF       1       74.42
GR      21      335.84
G1       1     -504.22
G2       7       71.19

[条件式対応値]
(1) fF/f=1.26
(2) (r2L1+r1L1)/(r2L1-r1L1)=0.18
(3) (r2L2+r1L2)/(r2L2-r1L2)=0.22
(4) θgFLn+0.0021×νdLn=0.656
(4) θgFLn+0.0021×νdLn=0.657
(4) θgFLn+0.0021×νdLn=0.658
(4) θgFLn+0.0021×νdLn=0.660
(5) rc/bfa=3.20
(6) rA/TLA=1.76
(7) rB/TLB=2.48
(8) f/fR=0.18
(9) Pex=44.85
(10) -f1/f=8.56
(11) f2/f=1.21
(12) 2ω=40.39°
(13)  bfa/f=0.28
(14) FNo=0.98

 図4A及び図4Bはそれぞれ、第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。
 各諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時から近距離物体合焦時にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。

(第3実施例)
 図5は第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の断面図である。
 本実施例に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群GFと、正の屈折力を有する後群GRとから構成されている。

 前群GFは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2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、両凸形状の正レンズL11と両凹形状の負レンズL12とを接合した接合負レンズと、両凹形状の負レンズL13と両凸形状の正レンズL14とを接合した接合正レンズとからなる。
 負レンズL12の像側のレンズ面と負レンズL13の物体側のレンズ面とによって、両凸形状の空気レンズLa1が形成されている。

 第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL21と、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL23と両凹形状の負レンズL24とを接合した接合負レンズと、両凸形状の正レンズL25と両凹形状の負レンズL26とを接合した接合正レンズと、開口絞りSと、両凹形状の負レンズL27と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL28とを接合した接合負レンズと、両凸形状の正レンズL29と、両凸形状の正レンズL210と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL211とからなる。
 負レンズL26の像側のレンズ面と負レンズL27の物体側のレンズ面とによって、開口絞りSを含む両凸形状の空気レンズLa2が形成されている。

 後群GRは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と両凹形状の負レンズL32とを接合した接合正レンズと、両凸形状の正レンズL33と両凹形状の負レンズL34とを接合した接合正レンズとからなる。

 後群GRと像面Iとの間には、ローパスフィルタ等からなるフィルタ群FLが配置されている。
 像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。

 本実施例に係る光学系では、前群GFを光軸に沿って物体側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。

 以下の表3に、本実施例に係る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     θgF   
 OP     ∞
 *1)    185.899    9.54    1.953750    32.33
  2)   -137.785    1.80    1.612660    44.46    0.56396    
  3)     57.357   17.16    
  4)    -61.400    9.43    1.755200    27.57
  5)   3320.945   12.00    1.883000    40.69
  6)    -79.440    0.20    

  7)     86.368    9.31    1.922860    20.88
  8)    282.514    2.62    
  9)    164.628    8.52    1.883000    40.69
 10)   -433.246    0.20    
 11)    178.385   12.00    1.593190    67.90
 12)   -109.726    1.80    1.755200    27.57
 13)     58.133    3.31    
 14)     91.870   12.00    1.497820    82.57
 15)    -98.193    1.80    1.755200    27.57
 16)    906.006    1.50    
 17)(S)    ∞      4.71    
 18)   -172.200    1.80    1.755200    27.57
 19)     46.351   12.00    1.497820    82.57
 20)    405.680    0.20    1.000000
 21)     82.227   11.14    1.755000    52.34
 22)   -138.448    0.20    
*23)     87.956    7.41    1.922860    20.88
 24)   -256.167    0.20    
 25)    225.911    1.80    1.672999    38.26    0.57570    
 26)     46.387    D23     

 27)     49.877    7.98    1.883000    40.69    0.56730
 28)   -185.543    1.80    1.698950    30.13    0.60210
 29)     37.894    1.69    
 30)     52.649    7.35    1.883000    40.69    0.56730
 31)   -136.958    5.47    1.806100    40.97    0.56880
*32)     47.095   13.12    
 33)       ∞      1.60    1.516800    64.14    0.53574
 34)       ∞      1.00     
 I      

[非球面データ]
m:1
κ =  0.0000
A4 = -4.46166E-07、A6 = -5.12059E-11、A8 = -5.73749E-16、
A10= -7.59667E-19

m:23
κ =  0.0000
A4 = -6.70053E-07、A6 = -1.40564E-10、A8 = -2.88155E-14、
A10=  5.19675E-17

m:32
κ =  0.0000
A4 =  2.53486E-06、A6 = -6.25069E-09、A8 =  5.60707E-11、
A10= -1.82993E-13、A12=  3.28690E-16、A14= -2.06450E-19

[各種データ]
f                56.61
FNo             0.87
2ω              42.76
Ymax             21.70
TL             185.01
BF              15.72
BF(空気換算長)  15.17

[可変間隔データ] 
           無限遠     近距離
f         56.61
β                    -0.199
D20         2.36      24.15

[レンズ群データ]
       ST       f
GF       1       78.66
GR      27      242.22
G1       1     -512.59
G2       7       85.35

[条件式対応値]
(1) fF/f=1.39
(2) (r2L1+r1L1)/(r2L1-r1L1)=0.03
(3) (r2L2+r1L2)/(r2L2-r1L2)=-0.68
(4) θgFLn+0.0021×νdLn=0.656
(4) θgFLn+0.0021×νdLn=0.657
(5) rc/bfa=3.10
(6) rA/TLA=1.47
(7) rB/TLB=1.71
(8) f/fR=0.23
(9) Pex=40.21
(10) -f1/f=9.05
(11) f2/f=1.51
(12) 2ω=42.76°
(13)  bfa/f=0.27
(14) FNo=0.87

 図6A及び図6Bはそれぞれ、第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。
 各諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時から近距離物体合焦時にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。

(第4実施例)
 図7は第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の断面図である。
 本実施例に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群GFと、正の屈折力を有する後群GRとから構成されている。

 前群GFは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とから構成されている。
 第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と、両凸形状の正レンズL12と両凹形状の負レンズL13とを接合した接合正レンズとからなる。

 第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と、両凹形状の負レンズL23と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL24とを接合した接合負レンズと、開口絞りSと、両凹形状の負レンズL25と両凸形状の正レンズL26とを接合した接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL27と、両凸形状の正レンズL28と両凹形状の負レンズL29とを接合した接合負レンズとからなる。

 第1レンズ群G1の負レンズL13の像側のレンズ面と第2レンズ群G2の正レンズL21の物体側のレンズ面とによって、物体側に凸面を向けた空気レンズLa1が形成されている。
 第2レンズ群G2の正メニスカスレンズL24の像側のレンズ面と負レンズL25の物体側のレンズ面とによって、開口絞りSを含む両凸形状の空気レンズLa2が形成されている。

 後群GRは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と両凹形状の負レンズL32とを接合した接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL33とからなる。

 後群GRと像面Iとの間には、ローパスフィルタ等からなるフィルタ群FLが配置されている。
 像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。

 本実施例に係る光学系では、前群GFを光軸に沿って物体側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。

 以下の表4に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。

(表4)第4実施例
[面データ]
  m       r       d       nd      νd     θgF   
 OP     ∞
  1)    321.297    2.20    1.743531    49.46    0.55310   
 *2)    141.100    0.20    
  3)     81.476    7.45    2.000690    25.46
  4)   -533.967    2.00    1.575010    41.51
  5)     41.890   23.21    

  6)    114.722   10.00    1.755000    52.34
  7)   -102.377    0.20    
  8)    363.127   10.00    1.433848    95.23
  9)    -63.288    0.20    
 10)    -81.853    2.00    1.728250    28.38
 11)     40.229   10.00    1.497820    82.57
 12)    387.084    2.07    
 13)(S)    ∞      7.39    
 14)    -57.411    1.80    1.698950    30.13
 15)    288.324   10.00    1.816000    46.59
 16)    -54.150    0.20    
*17)     72.170    3.37    1.883000    40.66
 18)    153.608    0.20    
 19)     74.349    9.64    2.000690    25.46
 20)    -82.672    1.80    1.688930    31.16
 21)     36.393    D21     

 22)     45.019   10.76    1.816000    46.59
 23)    -93.154    1.80    1.647690    33.73
 24)     34.053    2.68    
 25)     47.420    5.62    1.851350    40.10
*26)     48.720   15.00    
 27)       ∞      1.50    1.516800    64.14
 28)       ∞      1.00
 I

[非球面データ]
m:2
κ =  0.0000
A4 =  1.16114E-06、A6 =  2.95643E-10、A8 = -6.37189E-14、
A10=  1.41668E-16

m:17
κ =  0.0000
A4 = -6.16353E-07、A6 = -4.48845E-11、A8 = -3.85019E-13、
A10=  2.55435E-16

m:26
κ =  0.0000
A4 =  3.59886E-06、A6 = -1.74814E-08、A8 =  1.46565E-10、
A10= -5.81529E-13、A12=  1.21940E-15、A14= -1.02110E-18

[各種データ]
f                51.60
FNo             0.98
2ω              46.48
Ymax             21.70
TL             145.01
BF              17.50
BF(空気換算長)  16.95

[可変間隔データ] 
           無限遠     近距離
f         51.60
β                    -0.159
D20         2.72      18.14

[レンズ群データ]
       ST       f
GF       1       70.85
GR      22      218.68
G1       1     -337.62
G2       6       63.59

[条件式対応値]
(1) fF/f=1.37
(2) (r2L1+r1L1)/(r2L1-r1L1)=2.15
(3) (r2L2+r1L2)/(r2L2-r1L2)=-0.74
(4) θgFLn+0.0021×νdLn=0.657
(5) rc/bfa=2.87
(6) rA/TLA=1.12
(7) rB/TLB=1.51
(8) f/fR=0.24
(9) Pex=40.00
(10) -f1/f=6.54
(11) f2/f=1.23
(12) 2ω=46.48°
(13)  bfa/f=0.33
(14) FNo=0.98

 図8A及び図8Bはそれぞれ、第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。
 各諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時から近距離物体合焦時にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。

 上記各実施例によれば、諸収差を良好に補正することができる良好な光学性能を有し、高画素化された撮像素子に用いることに適した光学系を実現することができる。

 なお、上記各実施例は本願発明の一具体例を示しているものであり、本願発明はこれらに限定されるものではない。以下の内容は、本実施形態の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。

 本実施形態の光学系の数値実施例として2群構成のものを示したが、本実施形態はこれに限られず、その他の群構成(例えば、3群等)の光学系を構成することもできる。具体的には、上記各実施例の光学系の最も物体側や最も像側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。或いは、隣り合うレンズ群とレンズ群との間にレンズ又はレンズ群を追加しても良い。また、前群は2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、3群等)とすることもできる。具体的には、上記各実施例の前群の最も物体側や最も像側、第1レンズ群と第2レンズ群の間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、上記各実施例の後群の物体側や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、上記各実施例では、前群を合焦レンズ群としている。斯かる合焦レンズ群は、オートフォーカスに適用することも可能であり、オートフォーカス用のモータ、例えば超音波モータ、ステッピングモータ、VCMモータ等による駆動にも適している。

 また、上記各実施例の光学系において、いずれかのレンズ群全体又はその一部を、防振群として光軸に対して垂直な方向の成分を含むように移動させ、又は光軸を含む面内方向へ回転移動(揺動)させることにより、防振を行う構成とすることもできる。

 また、上記各実施例の光学系の開口絞りは、開口絞りとして部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用する構成としてもよい。

 また、上記各実施例の光学系を構成するレンズのレンズ面は、球面又は平面としてもよく、或いは非球面としてもよい。レンズ面が球面又は平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、レンズ加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防ぐことができるため好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないため好ましい。レンズ面が非球面の場合、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、又はガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでもよい。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)或いはプラスチックレンズとしてもよい。

 また、上記各実施例の光学系を構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成することができる。

 次に、本実施形態の光学系を備えたカメラを図9に基づいて説明する。
 図9は本実施形態の光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
 図9に示すようにカメラ1は、撮影レンズ2として上記第1実施例に係る光学系を備えたレンズ交換式のミラーレスカメラである。

 本カメラ1において、不図示の物体(被写体)からの光は、撮影レンズ2で集光されて、不図示のOLPF(Optical low pass filter:光学ローパスフィルタ)を介して撮像部3の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部3に設けられた光電変換素子によって被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ1に設けられたEVF(Electronic view finder:電子ビューファインダ)4に表示される。これにより撮影者は、EVF4を介して被写体を観察することができる。
 また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、撮像部3で生成された被写体の画像が不図示のメモリに記憶される。このようにして、撮影者は本カメラ1による被写体の撮影を行うことができる。

 ここで、本カメラ1に撮影レンズ2として搭載した上記第1実施例に係る光学系は、上述のように諸収差を良好に補正することができる良好な光学性能を有し、高画素化された撮像素子に用いることに適している。すなわち本カメラ1は、高画素化された撮像素子に適し、高い光学性能を実現することができる。なお、上記第2~第4実施例に係る光学系を撮影レンズ2として搭載したカメラを構成しても、上記カメラ1と同様の効果を奏することができる。また、クイックリターンミラーを有し、ファインダ光学系によって被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに上記各実施例に係る光学系を搭載した場合でも、上記カメラ1と同様の効果を奏することができる。

 次に、本実施形態の光学系の製造方法の概略を図10に基づいて説明する。
 図10は本実施形態の光学系の製造方法の概略を示すフロー図である。
 図10に示す本実施形態の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前群と、後群とからなる光学系の製造方法であって、以下のステップS1~S3を含むものである。

 ステップS1:前群および後群を準備し、鏡筒内に物体側から順に配置する。
 ステップS2:合焦の際、前記前群が光軸に沿って移動するように構成する。
 ステップS3:光学系が以下の条件式(1)を満足するようにする。
(1)0.90<fF/f<1.50
 ただし、
 fF:前記前群の焦点距離
 f:前記光学系全系の焦点距離

 斯かる本実施形態の光学系の製造方法によれば、諸収差を良好に補正することができる良好な光学性能を有し、高画素化された撮像素子に用いることに適した光学系を製造することができる。

GF   前群          GR   後群
G1   第1レンズ群      G2   第2レンズ群
S    開口絞り        I    像面
1    カメラ         2    撮影レンズ

Claims (22)

  1.  物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、後群とからなり、
     合焦の際、前記前群が光軸に沿って移動し、
     以下の条件式を満足する光学系。
    0.90<fF/f<1.50
     ただし、
     fF:前記前群の焦点距離
     f:前記光学系全系の焦点距離
  2.  前記前群は、凸形状の空気レンズを少なくとも2つ有し、
     前記空気レンズのうち光軸上の距離が最も長い空気レンズは、以下の条件式を満足する請求項1に記載の光学系。
    -1.00<(r2L1+r1L1)/(r2L1-r1L1)<3.00
     ただし、
     r1L1:前記光軸上の距離が最も長い空気レンズの物体側レンズ面の曲率半径
     r2L1:前記光軸上の距離が最も長い空気レンズの像側レンズ面の曲率半径
  3.  前記前群は、凸形状の空気レンズを少なくとも2つ有し、
     前記空気レンズのうち光軸上の距離が2番目に長い空気レンズは、以下の条件式を満足する請求項1または2に記載の光学系。
    -2.00<(r2L2+r1L2)/(r2L2-r1L2)<2.00
     ただし、
     r1L2:前記光軸上の距離が2番目に長い空気レンズの物体側レンズ面の曲率半径
     r2L2:前記光軸上の距離が2番目に長い空気レンズの像側レンズ面の曲率半径
  4.  前記前群は、以下の条件式を満足する負レンズを少なくとも1つ有する請求項1から3の何れか一項に記載の光学系。
    θgFLn+0.0021×νdLn<0.670
     ただし、
     νdLn:前記負レンズのd線に対するアッベ数
     θgFLn:前記負レンズのg線とF線とによる部分分散比
  5.  最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面が、物体側に凸の面である請求項1から4の何れか一項に記載の光学系。
  6.  以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の光学系。
    1.50<rc/bfa<4.50
     ただし、
     rc:最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面の曲率半径
     bfa:最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離
  7.  以下の条件式を満足する請求項1から6の何れか一項に記載の光学系。
    0.80<rA/TLA<2.50
     ただし、
     rA:前記前群の最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面の曲率半径
     TLA:無限遠物体合焦状態における、前記前群の最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離
  8.  以下の条件式を満足する請求項1から7の何れか一項に記載の光学系。
    1.20<rB/TLB<3.00
     ただし、
     rB:前記後群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面の曲率半径
     TLB:無限遠物体合焦状態における、前記後群の最も物体側に配置されるレンズの物体側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離
  9.  以下の条件式を満足する請求項1から8の何れか一項に記載の光学系。
    -0.10<f/fR<0.30
     ただし、
     f:前記光学系全系の焦点距離
     fR:前記後群の焦点距離
  10.  以下の条件式を満足する請求項1から9の何れか一項に記載の光学系。
    25.00<Pex<70.00
     ただし、
     Pex:最大像高の射出瞳位置から像点までの距離
  11.  前記前群は、物体側から順に、第1レンズ群と第2レンズ群とを有し、
     前記第1レンズ群は、少なくとも1つの正レンズと、2つの負レンズとからなり、
     以下の条件式を満足する請求項1から10の何れか一項に記載の光学系。
    4.00<-f1/f<10.00
     ただし、
     f1:前記第1レンズ群の焦点距離
     f:前記光学系全系の焦点距離
  12.  前記前群は、物体側から順に、第1レンズ群と第2レンズ群とを有し、
     前記第1レンズ群は、少なくとも1つの正レンズと、2つの負レンズとからなり、
     以下の条件式を満足する請求項1から11の何れか一項に記載の光学系。
    1.00<f2/f<2.00
     ただし、
     f2:前記第2レンズ群の焦点距離
     f:前記光学系全系の焦点距離
  13.  以下の条件式を満足する請求項1から12の何れか一項に記載の光学系。
    30.00°<2ω<50.00°
     ただし、
     2ω:前記光学系の画角
  14.  以下の条件式を満足する請求項1から13の何れか一項に記載の光学系。
    0.20<bfa/f<0.40
     ただし、
     bfa:最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離
     f:前記光学系全系の焦点距離
  15.  以下の条件式を満足する請求項1から14の何れか一項に記載の光学系。
    FNo<1.50
     ただし、
     Fno:Fナンバー 
  16.  前記前群は、開口絞りを有する請求項1から15の何れか一項に記載の光学系。
  17.  前記第2レンズ群は、開口絞りを有する請求項11または12に記載の光学系。
  18.  前記第2レンズ群は、6つ以上のレンズで構成されている請求項11または12に記載の光学系。
  19.  前記第2レンズ群は、負レンズを3つ以上有する請求項11または12に記載の光学系。
  20.  前記後群は、2つ以上のレンズで構成されている請求項1から19の何れか一項に記載の光学系。
  21.  請求項1から20の何れか一項に記載の光学系を有する光学機器。
  22.  物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、後群とからなる光学系の製造方法であって、
     合焦の際、前記前群が光軸に沿って移動するように構成し、
     以下の条件式を満足するように構成する光学系の製造方法。
    0.90<fF/f<1.50
     ただし、
     fF:前記前群の焦点距離
     f:前記光学系全系の焦点距離
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010032783A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Tamron Co Ltd 大口径比レンズ
JP2014092681A (ja) * 2012-11-02 2014-05-19 Tamron Co Ltd 撮像レンズ
JP2015004717A (ja) * 2013-06-19 2015-01-08 リコーイメージング株式会社 単焦点レンズ系
JP2016099552A (ja) * 2014-11-25 2016-05-30 富士フイルム株式会社 撮像レンズおよび撮像装置
WO2016121945A1 (ja) * 2015-01-30 2016-08-04 株式会社ニコン 変倍光学系、光学機器及び変倍光学系の製造方法
JP2017009644A (ja) * 2015-06-17 2017-01-12 キヤノン株式会社 撮像光学系及びそれを有する撮像装置
JP2018040858A (ja) * 2016-09-05 2018-03-15 キヤノン株式会社 光学系およびそれを有する光学機器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010032783A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Tamron Co Ltd 大口径比レンズ
JP2014092681A (ja) * 2012-11-02 2014-05-19 Tamron Co Ltd 撮像レンズ
JP2015004717A (ja) * 2013-06-19 2015-01-08 リコーイメージング株式会社 単焦点レンズ系
JP2016099552A (ja) * 2014-11-25 2016-05-30 富士フイルム株式会社 撮像レンズおよび撮像装置
WO2016121945A1 (ja) * 2015-01-30 2016-08-04 株式会社ニコン 変倍光学系、光学機器及び変倍光学系の製造方法
JP2017009644A (ja) * 2015-06-17 2017-01-12 キヤノン株式会社 撮像光学系及びそれを有する撮像装置
JP2018040858A (ja) * 2016-09-05 2018-03-15 キヤノン株式会社 光学系およびそれを有する光学機器

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