WO2023090050A1 - 光学系、光学機器及び光学系の製造方法 - Google Patents
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- G—PHYSICS
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- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
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- G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
- G02B15/20—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having an additional movable lens or lens group for varying the objective focal length
Definitions
- the present invention relates to an optical system, an optical device, and a method of manufacturing an optical system.
- An optical system comprises, in order from the object side, a first lens group having positive refractive power, a second lens group having negative refractive power, and one or two lens groups.
- a rear group composed of an intermediate group having positive refractive power, a lens group having negative refractive power and moving in the optical axis direction during focusing, and at least one lens group , and the distance between adjacent lens groups changes during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, satisfying the following condition.
- f1 focal length of the first lens group
- f2 focal length of the second lens group
- Bfaw back focus (air equivalent length) of the optical system in the wide-angle end state
- fw focal length of the entire optical system in the wide-angle end state
- An optical system comprises, in order from the object side, a first lens group having positive refractive power, a second lens group having negative refractive power, and one or two lens groups.
- a rear group composed of an intermediate group having positive refractive power, a lens group having negative refractive power and moving in the optical axis direction during focusing, and at least one lens group , and the distance between adjacent lens groups changes during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, satisfying the following condition.
- fMRw the combined focal length of the lens group arranged closer to the image side than the intermediate group in the wide-angle end state
- fMw the focal length of the intermediate group in the wide-angle end state
- TLt the total length of the optical system in the telephoto end state
- ft the telephoto end state
- a method for manufacturing an optical system comprises, in order from the object side, a first lens group having positive refractive power, a second lens group having negative refractive power, one or two
- the lens group consists of an intermediate group having positive refractive power, a focusing group having negative refractive power and moving in the direction of the optical axis during focusing, and at least one lens group. and a rear group, wherein the distance between adjacent lens groups is changed during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, and the lens groups are arranged as follows: Arrange so that the condition of the expression is satisfied.
- f1 focal length of the first lens group
- f2 focal length of the second lens group
- Bfaw back focus (air equivalent length) of the optical system in the wide-angle end state
- fw focal length of the entire optical system in the wide-angle end state
- FIG. 10 is a cross-sectional view showing the lens configuration of the optical system according to the second embodiment when focusing on infinity in the wide-angle end state; 4A and 4B are aberration diagrams of the optical system according to the second embodiment when focusing on infinity, in which (a) shows the wide-angle end state and (b) shows the telephoto end state; FIG.
- 12 is a cross-sectional view showing the lens configuration of the optical system according to the third embodiment when focusing on infinity in the wide-angle end state;
- 10A and 10B are aberration diagrams of the optical system according to the third embodiment when focusing on infinity, in which (a) shows the wide-angle end state and (b) shows the telephoto end state. It is a cross-sectional view of a camera equipped with the optical system. 4 is a flow chart for explaining a method of manufacturing the optical system;
- the optical system OL includes, in order from the object side, a first lens group G1 having positive refractive power, a second lens group G2 having negative refractive power, Consists of one or two lens groups, an intermediate group GM with positive refractive power and a lens group with negative refractive power, which move in the direction of the optical axis when focusing from infinity to a short distance object. It has a focusing group GF and a rear group GR composed of at least one lens group, and the distance between adjacent lens groups changes during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state. By configuring in this way, it is possible to obtain good optical performance while achieving miniaturization of the optical system OL in a high-magnification zoom lens.
- optical system OL Accordingly, it is desirable that the optical system OL according to the first embodiment satisfy the following conditional expression (1).
- f1 focal length of the first lens group G1
- f2 focal length of the second lens group G2
- Conditional expression (1) defines the ratio of the focal length of the first lens group G1 to the focal length of the second lens group G2.
- the focal length of the second lens group G2 becomes short, and the spherical aberration, coma aberration, and curvature of field generated in this second lens group G2 become large. It is not preferable because good optical performance cannot be obtained at the time of magnification.
- conditional expression (1) when the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the focal length of the first lens group G1 becomes short, and the spherical aberration, coma aberration, and field curvature aberration generated in this first lens group G1 become large. It is not preferable because good optical performance cannot be obtained during zooming. In order to ensure the effect of conditional expression (1), it is more desirable to set the lower limit of conditional expression (1) to 2.50, 4.00, 5.00, and more preferably 6.00.
- optical system OL According to the first embodiment satisfy the following conditional expression (2).
- Bfaw Back focus (air conversion length) when the optical system OL is focused on infinity in the wide-angle end state
- fw focal length of the entire system when the optical system OL is focused on infinity in the wide-angle end state
- Conditional expression (2) defines the ratio of the back focus (air conversion length) to the focal length of the entire optical system OL in the wide-angle end state. Satisfying this conditional expression (2) makes it possible to obtain good optical performance while achieving miniaturization of the optical system OL.
- the lower limit of conditional expression (2) should be 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, and further 0.30. is more desirable.
- the optical system OL includes, in order from the object side, a first lens group G1 having positive refractive power, a second lens group G2 having negative refractive power, Consists of one or two lens groups, an intermediate group GM with positive refractive power and a lens group with negative refractive power, which move in the direction of the optical axis when focusing from infinity to a short distance object. It has a focusing group GF and a rear group GR composed of at least one lens group, and the distance between adjacent lens groups changes during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state. By configuring in this way, it is possible to obtain good optical performance while achieving miniaturization of the optical system OL in a high-magnification zoom lens.
- optical system OL according to the second embodiment satisfy the following conditional expression (3).
- fMRw Composite focal length when focusing on infinity of the lens group GMR arranged closer to the image side than the intermediate group GM in the wide-angle end state
- fMw Focal length of the intermediate group GM in the wide-angle end state
- Conditional expression (3) defines the ratio of the combined focal length of the lens group GMR arranged closer to the image side than the intermediate group GM to the focal length of the intermediate group GM in the wide-angle end state. If the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the focal length of the middle group GM becomes short and the spherical aberration and coma generated in this middle group GM become large, so good optical performance can be obtained during zooming. I don't like it. In order to ensure the effect of conditional expression (3), it is more desirable to set the upper limit of conditional expression (3) to 4.00, 3.00, 2.50, and more preferably 1.30.
- the lower limit of conditional expression (3) If the lower limit of conditional expression (3) is exceeded, the combined focal length of the lens group GMR arranged closer to the image side than the intermediate group GM becomes shorter, and the lens group GMR arranged closer to the image side than the intermediate group GM produces Since spherical aberration, coma aberration, and curvature of field become large, good optical performance cannot be obtained during zooming, which is not preferable.
- the lower limit of conditional expression (3) should be 0.10, 0.30, 0.45, 0.60, and further 0.65. is more desirable.
- optical system OL Accordingly, it is desirable that the optical system OL according to the second embodiment satisfy the following conditional expression (4).
- TLt Total length of the optical system OL in the telephoto end state when the optical system OL is focused on infinity
- ft Focal length of the entire system when the optical system OL is in the telephoto end state and focused on infinity
- Conditional expression (4) defines the ratio of the total length to the focal length of the entire optical system OL in the telephoto end state. By satisfying the conditional expression (4), it is possible to obtain good optical performance while downsizing the optical system OL. In order to ensure the effect of conditional expression (4), it is more desirable to set the upper limit of conditional expression (4) to 1.25, 1.00, and more preferably 0.80. In order to ensure the effect of conditional expression (4), it is more desirable to set the lower limit of conditional expression (4) to 0.10, 0.25, 0.40, and more preferably 0.50.
- the optical system OL according to the first embodiment satisfies the conditional expression (3) described above.
- the effects and the like of satisfying the conditional expression (3) are as described above.
- optical system OL according to the first embodiment satisfies the conditional expression (4) described above.
- the effects and the like of satisfying the conditional expression (4) are as described above.
- optical system OL according to the second embodiment satisfy the conditional expression (1) described above.
- the effects and the like of satisfying the conditional expression (1) are as described above.
- optical system OL according to the second embodiment satisfy the conditional expression (2) described above.
- the effects and the like of satisfying the conditional expression (2) are as described above.
- optical system OL preferably satisfies the following conditional expression (5).
- fMw focal length of intermediate group GM in wide-angle end state
- f2 focal length of second lens group G2
- Conditional expression (5) defines the ratio of the focal length of the middle group GM to the focal length of the second lens group G2 in the wide-angle end state.
- the focal length of the second lens group G2 becomes short, and the spherical aberration, coma aberration, and curvature of field generated in this second lens group G2 become large. It is not preferable because good optical performance cannot be obtained at the time of magnification.
- conditional expression (5) If the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the focal length of the middle group GM becomes short, and the spherical aberration and coma generated in this middle group GM become large, so good optical performance can be obtained during zooming. not desirable. In order to ensure the effect of conditional expression (5), it is more desirable to set the lower limit of conditional expression (5) to 0.80, 1.00, and more preferably 1.30.
- optical system OL Accordingly, it is desirable that the optical system OL according to this embodiment satisfy the following conditional expression (6).
- fF focal length of focusing group GF
- fMw focal length of intermediate group GM in wide-angle end state
- Conditional expression (6) defines the ratio of the focal length of the focusing group GF to the focal length of the intermediate group GM in the wide-angle end state. If the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, the focal length of the middle group GM becomes short, and the spherical aberration and coma generated in this middle group GM become large, so good optical performance can be obtained during zooming. I don't like it. In order to ensure the effect of conditional expression (6), it is more desirable to set the upper limit of conditional expression (6) to 3.50, 3.00, 2.50, and more preferably 2.00.
- conditional expression (6) If the lower limit of conditional expression (6) is not reached, the focal length of the focusing group GF becomes short, and the spherical aberration, coma aberration, and curvature of field generated in this focusing group GF become large. It is not preferable because short-range performance cannot be obtained. In order to ensure the effect of conditional expression (6), it is more desirable to set the lower limit of conditional expression (6) to 0.75, 1.00, and more preferably 1.30.
- optical system OL Accordingly, it is desirable that the optical system OL according to this embodiment satisfy the following conditional expression (7).
- fMw focal length of intermediate group GM in wide-angle end state
- fRw focal length of rear group GR in wide-angle end state
- Conditional expression (7) defines the ratio of the focal length of the middle group GM to the focal length of the rear group GR in the wide-angle end state. If the upper limit of conditional expression (7) is exceeded, the focal length of the rear group GR becomes short, and the field curvature aberration generated in this rear group GR becomes large, so that good optical performance cannot be obtained during zooming. I don't like it. In order to ensure the effect of conditional expression (7), it is more desirable to set the upper limit of conditional expression (7) to 0.85, 0.70, 0.50, and more preferably 0.40. .
- conditional expression (7) If the lower limit of conditional expression (7) is not reached, the focal length of the middle group GM becomes short and the spherical aberration and coma generated in this middle group GM become large, so good optical performance can be obtained during zooming. not desirable. In order to ensure the effect of conditional expression (7), it is more desirable to set the lower limit of conditional expression (7) to 0.06, 0.10, and more preferably 0.12.
- optical system OL Accordingly, it is desirable that the optical system OL according to this embodiment satisfy the following conditional expression (8).
- Conditional expression (8) defines the ratio of the focal length of the focusing group GF to the focal length of the rear group GR in the wide-angle end state. If the upper limit of conditional expression (8) is exceeded, the focal length of the rear group GR becomes short, and the field curvature aberration generated in this rear group GR becomes large, so that good optical performance cannot be obtained during zooming. I don't like it. In order to ensure the effect of conditional expression (8), it is more desirable to set the upper limit of conditional expression (8) to 0.90, 0.85, 0.80, and more preferably 0.70. .
- conditional expression (8) If the lower limit of conditional expression (8) is not reached, the focal length of the focusing group GF becomes short, and the spherical aberration, coma aberration, and curvature of field generated in this focusing group GF become large. It is not preferable because short-range performance cannot be obtained. In order to ensure the effect of conditional expression (8), it is more desirable to set the lower limit of conditional expression (8) to 0.10, 0.15, and more preferably 0.20.
- optical system OL According to this embodiment satisfy the following conditional expression (9).
- f2 focal length of the second lens group G2
- fRw focal length of the rear group GR in the wide-angle end state
- Conditional expression (9) defines the ratio of the focal length of the second lens group G2 to the focal length of the rear group GR in the wide-angle end state. If the upper limit of conditional expression (9) is exceeded, the focal length of the rear group GR becomes short, and the field curvature aberration generated in this rear group GR becomes large, making it impossible to obtain good optical performance during zooming. I don't like it. In order to ensure the effect of conditional expression (9), it is more desirable to set the upper limit of conditional expression (9) to 0.80, 0.50, and more preferably 0.30.
- conditional expression (9) when the lower limit of conditional expression (9) is not reached, the focal length of the second lens group G2 becomes short, and the spherical aberration, coma aberration, and field curvature aberration generated in this second lens group G2 become large. It is not preferable because good optical performance cannot be obtained during zooming. In order to ensure the effect of conditional expression (9), it is more desirable to set the lower limit of conditional expression (9) to 0.04, more preferably 0.08.
- optical system OL According to this embodiment satisfy the following conditional expression (10).
- Conditional expression (10) defines the ratio of the lateral magnification in the telephoto end state to the lateral magnification in the wide-angle end state of the focusing group GF. Satisfying this conditional expression (10) makes it possible to achieve a compact optical system OL and obtain good optical performance.
- optical system OL According to this embodiment, it is desirable that the optical system OL according to this embodiment satisfy the following conditional expression (11).
- Conditional expression (11) defines the ratio of the lateral magnification in the telephoto end state to the lateral magnification in the wide-angle end state of the rear group GR. Satisfying this conditional expression (11) makes it possible to obtain good optical performance while achieving miniaturization of the optical system OL.
- the intermediate group GM be a vibration reduction group GVR that moves so as to have a component in the direction perpendicular to the optical axis.
- optical system OL According to this embodiment satisfy the following conditional expression (12).
- Conditional expression (12) defines the ratio of the focal length of the middle group GM to the focal length of the anti-vibration group GVR in the wide-angle end state. If the upper limit of the conditional expression (12) is exceeded, the focal length of the vibration reduction group GVR becomes short, and decentration coma and asymmetric field distortion generated in this vibration reduction group GVR increase. Unfavorable performance is not obtained. In order to ensure the effect of conditional expression (12), it is more desirable to set the upper limit of conditional expression (12) to 1.25, 1.00, 0.90, and more preferably 0.60.
- the lower limit of conditional expression (12) should be 0.10, 0.20, 0.25, 0.35, and further 0.40. is more desirable.
- optical system OL According to this embodiment satisfy the following conditional expression (13).
- Conditional expression (13) defines the ratio of the focal length of the anti-vibration group GVR to the focal length of the focusing group GF. If the upper limit of the conditional expression (13) is exceeded, the focal length of the vibration reduction group GVR becomes short, and decentration coma and asymmetric curvature of field generated in this vibration reduction group GVR increase. Unfavorable performance is not obtained. In order to ensure the effect of conditional expression (13), it is more desirable to set the upper limit of conditional expression (13) to 1.75, more preferably 1.50.
- conditional expression (13) If the lower limit of conditional expression (13) is not reached, the focal length of the focusing group GF becomes short, and the spherical aberration, coma aberration, and curvature of field generated in this focusing group GF become large. It is not preferable because short-range performance cannot be obtained.
- the lower limit of conditional expression (13) should be 0.10, 0.35, 0.50, 0.75, and further 0.90. is more desirable.
- the anti-vibration group GVR is arranged between the lens component arranged closest to the object side and the lens component arranged closest to the image side of the intermediate group GM. is desirable. By configuring in this way, good anti-vibration performance can be obtained.
- the anti-vibration group GVR is composed of one cemented lens. By configuring in this way, good anti-vibration performance can be obtained.
- the focusing group GF is composed of one cemented lens. With this configuration, it is possible to satisfactorily correct chromatic aberration when focusing on a short-distance object.
- the rear group GR have negative refractive power.
- the first lens group G1 preferably has at least one lens (hereinafter referred to as "specific lens Led") that satisfies conditional expression (14) below. .
- ⁇ d1 > 75.00 (14) however, ⁇ d1: Abbe number for the d-line of the medium of the specific lens Led
- Conditional expression (14) defines the Abbe number for the d-line of the medium of the specific lens Led arranged in the first lens group G1. By configuring in this way, chromatic aberration can be satisfactorily corrected. In order to ensure the effect of conditional expression (14), it is more desirable to set the lower limit of conditional expression (14) to 78.00, 80.00, and more preferably 82.00.
- This camera 1 is a lens interchangeable so-called mirrorless camera that includes an optical system OL according to the present embodiment as a photographing lens 2 .
- this camera 1 light from an unillustrated object (subject) is condensed by a photographing lens 2 and passed through an unillustrated OLPF (Optical low pass filter) on the imaging surface of an imaging unit 3. to form an image of the subject.
- OLPF Optical low pass filter
- a subject image is photoelectrically converted by a photoelectric conversion element provided in the imaging unit 3 to generate an image of the subject.
- This image is displayed on an EVF (Electronic view finder) 4 provided in the camera 1 . This allows the photographer to observe the subject through the EVF4.
- EVF Electronic view finder
- FIG. 1 an example of a mirrorless camera has been described, but the optical system OL according to this embodiment is installed in a single-lens reflex camera that has a quick return mirror in the camera body and observes the subject through the finder optical system. Even in this case, the same effect as the camera 1 can be obtained.
- the outline of the method for manufacturing the optical system OL will be described below with reference to FIG.
- First from the object side, it consists of a first lens group G1 having positive refractive power, a second lens group G2 having negative refractive power, and one or two lens groups having positive refractive power.
- An intermediate group GM, a focusing group GF which is a lens group having negative refractive power and moves in the optical axis direction during focusing, and a rear group GR composed of at least one lens group are prepared (step S100).
- step S200 when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, an arrangement is made so that the distance between adjacent lens groups changes (step S200).
- each lens group is arranged so as to satisfy a predetermined condition (for example, conditional expression (1) described above) (step S300).
- FIG. 1, 3, and 5 are cross-sectional views showing the configuration and refractive power distribution of the optical system OL (OL1 to OL3) according to each embodiment.
- the locus of movement of each lens group of the optical system OL from the wide-angle end state (W) to the telephoto end state (T) during zooming is shown at the bottom of each figure.
- the aspherical surface has a height y in the direction perpendicular to the optical axis, and the distance along the optical axis from the tangent plane of the vertex of each aspherical surface at height y to each aspherical surface (amount of sag) is S(y), r is the radius of curvature of the reference sphere (paraxial radius of curvature), K is the conic constant, and An is the n-th order aspherical surface coefficient. .
- “En” indicates " ⁇ 10 -n ".
- the second-order aspheric coefficient A2 is 0 in each embodiment.
- FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an optical system OL1 according to the first example.
- This optical system OL1 is composed of, in order from the object side, a first lens group G1 having positive refractive power, a second lens group G2 having negative refractive power, and a third lens group G3 having positive refractive power.
- a focusing group GF composed of a fourth lens group G4 having negative refractive power; and a rear group GR composed of a fifth lens group G5 having negative refractive power.
- the first lens group G1 includes, in order from the object side, a cemented positive lens obtained by cementing a negative meniscus lens L11 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L12, and a positive meniscus lens L13 having a convex surface facing the object side.
- a cemented positive lens obtained by cementing a negative meniscus lens L11 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L12, and a positive meniscus lens L13 having a convex surface facing the object side.
- the biconvex positive lens L12 and the positive meniscus lens L13 are the specific lens Led.
- the second lens group G2 includes, in order from the object side, a negative meniscus lens L21 having a negative meniscus convex surface facing the object side and having an aspherical surface on the object side lens surface, a biconcave negative lens L22, and a biconvex lens. It is composed of a positive lens L23 and a negative meniscus lens L24 having a concave surface facing the object side.
- the third lens group G3 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L31 with a convex surface facing the object side, a biconcave positive lens L32 having an aspherical surface on the image side lens surface, and a A cemented positive lens in which a negative meniscus lens L33 with a convex surface is cemented with a biconvex positive lens L34, a biconcave negative lens L35, and a cemented cement in which a biconvex positive lens L36 and a negative meniscus lens L37 with a concave surface directed to the object side are cemented. It is composed of a positive lens and a cemented positive lens in which a negative meniscus lens L38 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L39 are cemented together.
- the fourth lens group G4 is composed of a cemented negative lens in which, in order from the object side, a positive meniscus lens L41 having a convex surface facing the object side and a negative meniscus lens L42 having a convex surface facing the object side are cemented together.
- the fifth lens group G5 includes, in order from the object side, a biconvex positive lens L51, and a negative meniscus lens L52 having a negative meniscus shape with a concave surface facing the object side and having an aspherical surface on the image side lens surface. It is configured.
- an aperture stop S is arranged between the second lens group G2 and the third lens group G3.
- a filter group FL is arranged between the fifth lens group G5 and the image plane I.
- This optical system OL1 comprises a first lens group G1, a second lens group G2, a third lens group G3, a first lens group G1, a second lens group G2, a third lens group G3, and a third lens group G3, so that the intervals between the adjacent lens groups change during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state.
- the fourth lens group G4 and the fifth lens group G5 move along the optical axis. Note that the aperture diaphragm S moves together with the third lens group G3.
- image position correction when camera shake occurs is achieved by cementing the biconvex positive lens L36 of the third lens group G3 and the negative meniscus lens L37 with the concave surface facing the object side.
- the positive lens is used as a vibration reduction group GVR, and this vibration reduction group GVR is moved so as to have a displacement component in the direction orthogonal to the optical axis.
- focusing from infinity to a short distance object is performed by moving the fourth lens group G4, which is the focusing group GF, toward the image side along the optical axis.
- Table 1 below lists the values of the specifications of the optical system OL1.
- f is the focal length of the entire system
- Fno is the F number
- ⁇ is the half angle of view (maximum incident angle and unit is [°])
- Y is the maximum image height
- TL is The total length when focused on infinity
- BF the back focus when focused on infinity
- the total length TL indicates the distance from the lens surface (first surface) closest to the object side to the image plane I on the optical axis.
- the back focus BF indicates the distance on the optical axis from the lens surface closest to the image plane (36th surface) to the image plane I.
- the first column m in the lens data indicates the order (surface number) of the lens surfaces from the object side along the direction in which light rays travel
- the second column r indicates the radius of curvature of each lens surface
- the third column d is the distance (surface distance) on the optical axis from each optical surface to the next optical surface
- the radius of curvature ⁇ indicates a plane
- the refractive index of air 1.00000, is omitted.
- the lens surface is an aspherical surface
- an asterisk (*) is attached to the right side of the surface number
- the column of curvature radius r indicates the paraxial curvature radius.
- the lens group focal length indicates the number of the starting surface of each lens group and the focal length.
- the focal length f, radius of curvature r, surface spacing d, and other lengths listed in all the specifications below are generally expressed in units of "mm". The same optical performance can be obtained even if the size is reduced, so the size is not limited to this.
- the 6th, 18th and 36th surfaces are aspherical surfaces.
- Table 2 below shows the aspheric data for each surface, namely the values of the conic constant K and each of the aspheric constants A4-A12.
- An axial air gap D38 between the group FL and the image plane I changes upon zooming.
- Table 3 below shows the variable distance when focusing on infinity in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state.
- D0 is the distance on the optical axis from the most object-side lens surface (first surface) of the optical system OL1 to the object.
- FIG. 2 shows spherical aberration diagrams, astigmatism diagrams, distortion aberration diagrams, lateral chromatic aberration diagrams, and coma aberration diagrams when focusing on infinity in the wide-angle end state and telephoto end state of this optical system OL1.
- FNO indicates F number
- NA indicates numerical aperture
- Y indicates image height.
- the spherical aberration charts show the F-number or NA value with respect to the maximum aperture
- the astigmatism charts and distortion charts show the image height values
- the coma aberration charts show the values of each image height.
- a solid line indicates a sagittal image plane, and a broken line indicates a meridional image plane.
- the same reference numerals as in this example are used. From these aberration diagrams, it can be seen that this optical system OL1 has various aberrations well corrected and has excellent imaging performance.
- FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the optical system OL2 according to the second embodiment.
- This optical system OL2 includes, in order from the object side, a first lens group G1 having positive refractive power, a second lens group G2 having negative refractive power, a third lens group G3 having positive refractive power, and a positive lens group G3 having positive refractive power.
- a middle group GM composed of a fourth lens group G4 having a refractive power of , a focusing group GF composed of a fifth lens group G5 having a negative refractive power, and a sixth lens group having a negative refractive power and a rear group GR composed of G6.
- the first lens group G1 includes, in order from the object side, a cemented positive lens obtained by cementing a negative meniscus lens L11 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L12, and a positive meniscus lens L13 having a convex surface facing the object side.
- a cemented positive lens obtained by cementing a negative meniscus lens L11 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L12, and a positive meniscus lens L13 having a convex surface facing the object side.
- the biconvex positive lens L12 and the positive meniscus lens L13 are the specific lens Led.
- the second lens group G2 includes, in order from the object side, a negative meniscus lens L21 having a negative meniscus convex surface facing the object side and having an aspherical surface on the object side lens surface, a biconcave negative lens L22, and a biconvex lens. It is composed of a positive lens L23 and a biconcave negative lens L24.
- the third lens group G3 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L31 having a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L32, a positive meniscus lens L33 having a convex surface facing the object side, and a biconcave negative lens L34. It is configured.
- the fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a positive lens L41 having a biconvex shape and having an aspherical surface on the object side lens surface, a negative meniscus lens L42 having a convex surface facing the object side, and a biconvex positive lens L41. It consists of a cemented positive lens in which a lens L43 is cemented with a negative meniscus lens L44 having a concave surface facing the object side, and a cemented positive lens in which a negative meniscus lens L45 having a convex surface facing the object side is cemented with a biconvex positive lens L46. It is
- the fifth lens group G5 is composed of a cemented negative lens in which a biconvex positive lens L51 and a biconcave negative lens L52 are cemented in order from the object side.
- the sixth lens group G6 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L61 with a concave surface facing the object side, and a negative meniscus lens with a concave surface facing the object side. It is composed of a negative lens L62 with a
- an aperture stop S is arranged between the second lens group G2 and the third lens group G3.
- a filter group FL is arranged between the sixth lens group G6 and the image plane I.
- This optical system OL2 comprises a first lens group G1, a second lens group G2, a third lens group G3, a first lens group G1, a second lens group G2, a third lens group G3, and a third lens group G3, so that the intervals between the adjacent lens groups change during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state.
- the fourth lens group G4, the fifth lens group G5, and the sixth lens group G6 move along the optical axis. Note that the aperture diaphragm S moves together with the third lens group G3.
- image position correction when camera shake occurs is achieved by cementing the biconvex positive lens L43 of the fourth lens group G4 and the negative meniscus lens L44 with a concave surface facing the object side.
- the positive lens is used as a vibration reduction group GVR, and this vibration reduction group GVR is moved so as to have a displacement component in the direction orthogonal to the optical axis.
- this optical system OL2 focusing from infinity to a short distance object is performed by moving the fifth lens group G5, which is the focusing group GF, toward the image side along the optical axis.
- Table 4 lists the values of the specifications of the optical system OL2.
- the 6th, 23rd and 39th surfaces are aspherical surfaces.
- Table 5 below shows the aspheric data for each surface, namely the values of the conic constant K and each of the aspheric constants A4-A12.
- An axial air space D39 between the sixth lens group G6 and the filter group FL and an axial air space D41 between the filter group FL and the image plane I change upon zooming.
- Table 6 below shows the variable distance when focusing on infinity in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state.
- FIG. 4 shows spherical aberration diagrams, astigmatism diagrams, distortion aberration diagrams, magnification chromatic aberration diagrams, and coma aberration diagrams when focusing on infinity in the wide-angle end state and telephoto end state of this optical system OL2. From these aberration diagrams, it can be seen that this optical system OL2 has various aberrations well corrected and has excellent imaging performance.
- FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the optical system OL3 according to the third example.
- This optical system OL3 includes, in order from the object side, a first lens group G1 having positive refractive power, a second lens group G2 having negative refractive power, a third lens group G3 having positive refractive power, and a positive lens group G3 having positive refractive power.
- a middle group GM composed of a fourth lens group G4 having a refractive power of , a focusing group GF composed of a fifth lens group G5 having a negative refractive power, and a sixth lens group having a negative refractive power and a rear group GR composed of G6.
- the first lens group G1 includes, in order from the object side, a cemented positive lens obtained by cementing a negative meniscus lens L11 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L12, and a positive meniscus lens L13 having a convex surface facing the object side.
- a cemented positive lens obtained by cementing a negative meniscus lens L11 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L12, and a positive meniscus lens L13 having a convex surface facing the object side.
- the biconvex positive lens L12 and the positive meniscus lens L13 are the specific lens Led.
- the second lens group G2 includes, in order from the object side, a negative meniscus lens L21 having a negative meniscus convex surface facing the object side and having an aspherical surface on the object side lens surface, a biconcave negative lens L22, and a biconvex lens. It is composed of a positive lens L23 and a negative meniscus lens L24 having a concave surface facing the object side.
- the third lens group G3 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L31 having a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L32 having an aspherical surface on the object side lens surface, and an object lens. It is composed of a cemented positive lens in which a negative meniscus lens L33 having a convex surface facing the side and a biconvex positive lens L34 are cemented together.
- the fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a biconcave negative lens L41, a cemented positive lens formed by cementing a biconvex positive lens L42 and a negative meniscus lens L43 with a concave surface facing the object side, and a convex surface facing the object side. It is composed of a cemented positive lens in which a negative meniscus lens L44 and a biconvex positive lens L45 are cemented together.
- the fifth lens group G5 is composed of a cemented negative lens in which, in order from the object side, a positive meniscus lens L51 having a convex surface facing the object side and a negative meniscus lens L52 having a convex surface facing the object side are cemented.
- the sixth lens group G6 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L61 with a concave surface facing the object side, and a negative meniscus lens with a concave surface facing the object side. It is composed of a negative lens L62 with a
- an aperture stop S is arranged between the second lens group G2 and the third lens group G3.
- a filter group FL is arranged between the sixth lens group G6 and the image plane I.
- This optical system OL3 comprises a first lens group G1, a second lens group G2, a third lens group G3, a first lens group G1, a second lens group G2, a third lens group G3, and a third lens group G3, so that the intervals between the adjacent lens groups change during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state.
- the fourth lens group G4, the fifth lens group G5, and the sixth lens group G6 move along the optical axis. Note that the aperture diaphragm S moves together with the third lens group G3.
- image position correction when camera shake occurs is achieved by cementing the biconvex positive lens L42 of the fourth lens group G4 and the negative meniscus lens L43 with a concave surface facing the object side.
- the positive lens is used as a vibration reduction group GVR, and this vibration reduction group GVR is moved so as to have a displacement component in the direction orthogonal to the optical axis.
- focusing from infinity to a short distance object is performed by moving the fifth lens group G5, which is the focusing group GF, toward the image side along the optical axis.
- Table 7 lists the values of the specifications of the optical system OL3.
- the 6th, 18th and 36th surfaces are aspherical surfaces.
- Table 8 below shows the aspheric data for each surface, namely the values of the conic constant K and each of the aspheric constants A4-A12.
- An axial air space D36 between the sixth lens group G6 and the filter group FL and an axial air space D38 between the filter group FL and the image plane I change upon zooming.
- Table 9 below shows the variable distance when focusing on infinity in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state.
- FIG. 6 shows spherical aberration diagrams, astigmatism diagrams, distortion aberration diagrams, magnification chromatic aberration diagrams, and coma aberration diagrams when focusing on infinity in the wide-angle end state and telephoto end state of this optical system OL3. From these aberration diagrams, it can be seen that this optical system OL3 has various aberrations well corrected and has excellent imaging performance.
- the optical system OL having a 5-group configuration or a 6-group configuration is shown, but the above configuration, conditions, etc. can be applied to other group configurations such as 7-group, 8-group, etc. be.
- a configuration in which a lens or lens group is added closest to the object side, or a configuration in which a lens or lens group is added closest to the image plane side may be used.
- a configuration in which a lens group whose position with respect to the image plane is fixed during zooming or focusing is added to the side closest to the image plane.
- a lens group (also simply referred to as a "group”) indicates a portion having at least one lens separated by an air gap that changes during zooming or focusing.
- a lens component refers to a single lens or a cemented lens in which a plurality of lenses are cemented together.
- a single lens group, a plurality of lens groups, or a partial lens group may be moved in the optical axis direction to serve as a focusing group for focusing from an object at infinity to an object at a short distance.
- the focusing group can also be applied to autofocus, and is suitable for driving a motor (such as an ultrasonic motor) for autofocus.
- a motor such as an ultrasonic motor
- the focusing group preferably consists of a single lens or one lens component.
- the lens group or partial lens group is moved so as to have a displacement component in the direction perpendicular to the optical axis, or rotated (oscillated) in the in-plane direction including the optical axis to correct image blur caused by camera shake. It is good also as a vibration-proof group which carries out. In particular, it is preferable to use at least part of the third lens group G3 or the fourth lens group G4 as a vibration reduction group.
- the lens surface may be formed as a spherical surface, a flat surface, or an aspherical surface. If the lens surface is spherical or flat, it is preferable because it facilitates lens processing and assembly adjustment and prevents deterioration of optical performance due to errors in processing and assembly adjustment. Also, even if the image plane is deviated, there is little deterioration in rendering performance, which is preferable.
- the lens surface is aspherical, the aspherical surface can be ground aspherical, glass-molded aspherical, which is formed into an aspherical shape from glass, or composite aspherical, which is formed into an aspherical shape from resin on the surface of glass. Any aspheric surface may be used.
- 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 S is preferably arranged between the second lens group G2 and the intermediate group GM (the third lens group G3). May be substituted.
- each lens surface may be coated with an antireflection coating that has high transmittance over a wide wavelength range in order to reduce flare and ghost and achieve high contrast and high optical performance.
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Abstract
高倍率なズームレンズにおいて小型化を実現しつつ、良好な光学性能を有する光学系、光学機器及び光学系の製造方法を提供する。 カメラ1等の光学機器に用いられる光学系OL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、1つまたは2つのレンズ群で構成され、正の屈折力を有する中間群GMと、負の屈折力を有するレンズ群であって、合焦時に光軸方向に移動する合焦群GFと、少なくとも1つのレンズ群で構成される後群GRと、を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、所定の条件を満足する。
Description
本発明は、光学系、光学機器及び光学系の製造方法に関する。
近年、光学系において、高倍率なズームレンズにおいて十分な光学性能を確保しつつ、鏡筒を小型化、軽量化することが求められている(特許文献1参照)。しかしながら、特許文献1に記載の光学系は、さらなる光学性能の向上が要望されている。
本発明の第一の態様に係る光学系は、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、1つまたは2つのレンズ群で構成され、正の屈折力を有する中間群と、負の屈折力を有するレンズ群であって、合焦時に光軸方向に移動する合焦群と、少なくとも1つのレンズ群で構成される後群と、を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、次式の条件を満足する。
1.00 < f1/(-f2) < 10.00
0.01 < Bfaw/fw < 0.55
但し、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
Bfaw:広角端状態における前記光学系のバックフォーカス(空気換算長)
fw:広角端状態における前記光学系の全系の焦点距離
1.00 < f1/(-f2) < 10.00
0.01 < Bfaw/fw < 0.55
但し、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
Bfaw:広角端状態における前記光学系のバックフォーカス(空気換算長)
fw:広角端状態における前記光学系の全系の焦点距離
本発明の第二の態様に係る光学系は、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、1つまたは2つのレンズ群で構成され、正の屈折力を有する中間群と、負の屈折力を有するレンズ群であって、合焦時に光軸方向に移動する合焦群と、少なくとも1つのレンズ群で構成される後群と、を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、次式の条件を満足する。
0.01 < |fMRw/fMw| < 5.00
0.01 < TLt/ft < 1.50
但し、
fMRw:広角端状態における前記中間群より像側に配置されたレンズ群の合成焦点距離
fMw:広角端状態における前記中間群の焦点距離
TLt:望遠端状態における前記光学系の全長
ft:望遠端状態における前記光学系の全系の焦点距離
0.01 < |fMRw/fMw| < 5.00
0.01 < TLt/ft < 1.50
但し、
fMRw:広角端状態における前記中間群より像側に配置されたレンズ群の合成焦点距離
fMw:広角端状態における前記中間群の焦点距離
TLt:望遠端状態における前記光学系の全長
ft:望遠端状態における前記光学系の全系の焦点距離
本発明の第一の態様に係る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、1つまたは2つのレンズ群で構成され、正の屈折力を有する中間群と、負の屈折力を有するレンズ群であって、合焦時に光軸方向に移動する合焦群と、少なくとも1つのレンズ群で構成される後群と、を有する光学系の製造方法であって、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化するように配置し、各レンズ群を、次式の条件を満足するように配置する。
1.00 < f1/(-f2) < 10.00
0.01 < Bfaw/fw < 0.55
但し、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
Bfaw:広角端状態における前記光学系のバックフォーカス(空気換算長)
fw:広角端状態における前記光学系の全系の焦点距離
1.00 < f1/(-f2) < 10.00
0.01 < Bfaw/fw < 0.55
但し、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
Bfaw:広角端状態における前記光学系のバックフォーカス(空気換算長)
fw:広角端状態における前記光学系の全系の焦点距離
以下、好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
第1の実施形態に係る光学系OLは、図1に示すように、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、1つまたは2つのレンズ群で構成され、正の屈折力を有する中間群GMと、負の屈折力を有するレンズ群であって、無限遠から近距離物体への合焦時に光軸方向に移動する合焦群GFと、少なくとも1つのレンズ群で構成される後群GRと、を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。このように構成することにより、高倍率なズームレンズにおいて光学系OLの小型化を実現しつつ、良好な光学性能を得ることができる。
第1の実施形態に係る光学系OLは、図1に示すように、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、1つまたは2つのレンズ群で構成され、正の屈折力を有する中間群GMと、負の屈折力を有するレンズ群であって、無限遠から近距離物体への合焦時に光軸方向に移動する合焦群GFと、少なくとも1つのレンズ群で構成される後群GRと、を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。このように構成することにより、高倍率なズームレンズにおいて光学系OLの小型化を実現しつつ、良好な光学性能を得ることができる。
また、第1の実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(1)を満足することが望ましい。
1.00 < f1/(-f2) < 10.00 (1)
但し、
f1:第1レンズ群G1の焦点距離
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
但し、
f1:第1レンズ群G1の焦点距離
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
条件式(1)は、第2レンズ群G2の焦点距離に対する第1レンズ群G1の焦点距離の比を規定している。この条件式(1)の上限値を上回ると、第2レンズ群G2の焦点距離が短くなり、この第2レンズ群G2で発生する球面収差、コマ収差、像面湾曲収差が大きくなるため、変倍時に良好な光学性能が得られず好ましくない。なお、条件式(1)の効果を確実なものとするために、条件式(1)の上限値を9.00、8.20、更に7.50とすることがより望ましい。また、条件式(1)の下限値を下回ると、第1レンズ群G1の焦点距離が短くなり、この第1レンズ群G1で発生する球面収差、コマ収差、像面湾曲収差が大きくなるため、変倍時に良好な光学性能が得られず好ましくない。なお、条件式(1)の効果を確実なものとするために、条件式(1)の下限値を2.50、4.00、5.00、更に6.00とすることがより望ましい。
また、第1の実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(2)を満足することが望ましい。
0.01 < Bfaw/fw < 0.55 (2)
但し、
Bfaw:広角端状態における光学系OLの無限遠合焦時のバックフォーカス(空気換算長)
fw:広角端状態における光学系OLの無限遠合焦時の全系の焦点距離
但し、
Bfaw:広角端状態における光学系OLの無限遠合焦時のバックフォーカス(空気換算長)
fw:広角端状態における光学系OLの無限遠合焦時の全系の焦点距離
条件式(2)は、広角端状態における、光学系OLの全系の焦点距離に対するバックフォーカス(空気換算長)の比を規定している。この条件式(2)を満足することにより、光学系OLの小型化を実現しつつ、良好な光学性能を得ることができる。なお、条件式(2)の効果を確実なものとするために、条件式(2)の上限値を0.50、更に0.45とすることがより望ましい。また、条件式(2)の効果を確実なものとするために、条件式(2)の下限値を0.10、0.15、0.20、0.25、更に0.30とすることがより望ましい。
(第2の実施形態)
第2の実施形態に係る光学系OLは、図1に示すように、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、1つまたは2つのレンズ群で構成され、正の屈折力を有する中間群GMと、負の屈折力を有するレンズ群であって、無限遠から近距離物体への合焦時に光軸方向に移動する合焦群GFと、少なくとも1つのレンズ群で構成される後群GRと、を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。このように構成することにより、高倍率なズームレンズにおいて光学系OLの小型化を実現しつつ、良好な光学性能を得ることができる。
第2の実施形態に係る光学系OLは、図1に示すように、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、1つまたは2つのレンズ群で構成され、正の屈折力を有する中間群GMと、負の屈折力を有するレンズ群であって、無限遠から近距離物体への合焦時に光軸方向に移動する合焦群GFと、少なくとも1つのレンズ群で構成される後群GRと、を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。このように構成することにより、高倍率なズームレンズにおいて光学系OLの小型化を実現しつつ、良好な光学性能を得ることができる。
また、第2の実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(3)を満足することが望ましい。
0.01 < |fMRw/fMw| < 5.00 (3)
但し、
fMRw:広角端状態における中間群GMより像側に配置されたレンズ群GMRの無限遠合焦時の合成焦点距離
fMw:広角端状態における中間群GMの焦点距離
但し、
fMRw:広角端状態における中間群GMより像側に配置されたレンズ群GMRの無限遠合焦時の合成焦点距離
fMw:広角端状態における中間群GMの焦点距離
条件式(3)は、広角端状態における、中間群GMの焦点距離に対する中間群GMより像側に配置されたレンズ群GMRの合成焦点距離の比を規定している。この条件式(3)の上限値を上回ると、中間群GMの焦点距離が短くなり、この中間群GMで発生する球面収差、コマ収差が大きくなるため、変倍時に良好な光学性能が得られず好ましくない。なお、条件式(3)の効果を確実なものとするために、条件式(3)の上限値を4.00、3.00、2.50、更に1.30とすることがより望ましい。また、条件式(3)の下限値を下回ると、中間群GMより像側に配置されたレンズ群GMRの合成焦点距離が短くなり、中間群GMより像側に配置されたレンズ群GMRで発生する球面収差、コマ収差、像面湾曲が大きくなるため、変倍時に良好な光学性能が得られず好ましくない。なお、条件式(3)の効果を確実なものとするために、条件式(3)の下限値を0.10、0.30、0.45、0.60、更に0.65とすることがより望ましい。
また、第2の実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(4)を満足することが望ましい。
0.01 < TLt/ft < 1.50 (4)
但し、
TLt:望遠端状態における光学系OLの無限遠合焦時の全長
ft:望遠端状態における光学系OLの無限遠合焦時の全系の焦点距離
但し、
TLt:望遠端状態における光学系OLの無限遠合焦時の全長
ft:望遠端状態における光学系OLの無限遠合焦時の全系の焦点距離
条件式(4)は、望遠端状態における、光学系OLの全系の焦点距離に対する全長の比を規定している。この条件式(4)を満足することにより、光学系OLの小型化を実現しつつ、良好な光学性能を得ることができる。なお、条件式(4)の効果を確実なものとするために、条件式(4)の上限値を1.25、1.00、更に0.80とすることがより望ましい。また、条件式(4)の効果を確実なものとするために、条件式(4)の下限値を0.10、0.25、0.40、更に0.50とすることがより望ましい。
(第1の実施形態及び第2の実施形態について)
また、第1の実施形態に係る光学系OLは、上述した条件式(3)を満足することが望ましい。この条件式(3)を満足することによる効果等は、上述した通りである。
また、第1の実施形態に係る光学系OLは、上述した条件式(3)を満足することが望ましい。この条件式(3)を満足することによる効果等は、上述した通りである。
また、第1の実施形態に係る光学系OLは、上述した条件式(4)を満足することが望ましい。この条件式(4)を満足することによる効果等は、上述した通りである。
また、第2の実施形態に係る光学系OLは、上述した条件式(1)を満足することが望ましい。この条件式(1)を満足することによる効果等は、上述した通りである。
また、第2の実施形態に係る光学系OLは、上述した条件式(2)を満足することが望ましい。この条件式(2)を満足することによる効果等は、上述した通りである。
また、第1の実施形態及び第2の実施形態(以下「本実施形態」と呼ぶ)に係る光学系OLは、以下に示す条件式(5)を満足することが望ましい。
0.50 < fMw/(-f2) < 3.00 (5)
但し、
fMw:広角端状態における中間群GMの焦点距離
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
但し、
fMw:広角端状態における中間群GMの焦点距離
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
条件式(5)は、広角端状態における、第2レンズ群G2の焦点距離に対する中間群GMの焦点距離の比を規定している。この条件式(5)の上限値を上回ると、第2レンズ群G2の焦点距離が短くなり、この第2レンズ群G2で発生する球面収差、コマ収差、像面湾曲収差が大きくなるため、変倍時に良好な光学性能が得られず好ましくない。なお、この条件式(5)の効果を確実なものとするために、条件式(5)の上限値を2.50、2.00、更に1.60とすることがより望ましい。また、条件式(5)の下限値を下回ると、中間群GMの焦点距離が短くなり、この中間群GMで発生する球面収差、コマ収差が大きくなるため、変倍時に良好な光学性能が得られず好ましくない。なお、この条件式(5)の効果を確実なものとするために、条件式(5)の下限値を0.80、1.00、更に1.30とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(6)を満足することが望ましい。
0.50 < (-fF)/fMw < 4.00 (6)
但し、
fF:合焦群GFの焦点距離
fMw:広角端状態における中間群GMの焦点距離
但し、
fF:合焦群GFの焦点距離
fMw:広角端状態における中間群GMの焦点距離
条件式(6)は、広角端状態における、中間群GMの焦点距離に対する合焦群GFの焦点距離の比を規定している。この条件式(6)の上限値を上回ると、中間群GMの焦点距離が短くなり、この中間群GMで発生する球面収差、コマ収差が大きくなるため、変倍時に良好な光学性能が得られず好ましくない。なお、条件式(6)の効果を確実なものとするために、条件式(6)の上限値を3.50、3.00、2.50、更に2.00とすることがより望ましい。また、条件式(6)の下限値を下回ると、合焦群GFの焦点距離が短くなり、この合焦群GFで発生する球面収差、コマ収差、像面湾曲収差が大きくなるため、良好な近距離性能が得られず好ましくない。なお、条件式(6)の効果を確実なものとするために、条件式(6)の下限値を0.75、1.00、更に1.30とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(7)を満足することが望ましい。
0.01 < |fMw/fRw| < 1.00 (7)
但し、
fMw:広角端状態における中間群GMの焦点距離
fRw:広角端状態における後群GRの焦点距離
但し、
fMw:広角端状態における中間群GMの焦点距離
fRw:広角端状態における後群GRの焦点距離
条件式(7)は、広角端状態における、後群GRの焦点距離に対する中間群GMの焦点距離の比を規定している。この条件式(7)の上限値を上回ると、後群GRの焦点距離が短くなり、この後群GRで発生する像面湾曲収差が大きくなるため、変倍時に良好な光学性能が得られず好ましくない。なお、この条件式(7)の効果を確実なものとするために、条件式(7)の上限値を0.85、0.70、0.50、更に0.40とすることがより望ましい。また、条件式(7)の下限値を下回ると、中間群GMの焦点距離が短くなり、この中間群GMで発生する球面収差、コマ収差が大きくなるため、変倍時に良好な光学性能が得られず好ましくない。なお、この条件式(7)の効果を確実なものとするために、条件式(7)の下限値を0.06、0.10、更に0.12とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(8)を満足することが望ましい。
0.01 < |fF/fRw| < 1.00 (8)
但し、
fF:合焦群GFの焦点距離
fRw:広角端状態における後群GRの焦点距離
但し、
fF:合焦群GFの焦点距離
fRw:広角端状態における後群GRの焦点距離
条件式(8)は、広角端状態における、後群GRの焦点距離に対する合焦群GFの焦点距離の比を規定している。この条件式(8)の上限値を上回ると、後群GRの焦点距離が短くなり、この後群GRで発生する像面湾曲収差が大きくなるため、変倍時に良好な光学性能が得られず好ましくない。なお、この条件式(8)の効果を確実なものとするために、条件式(8)の上限値を0.90、0.85、0.80、更に0.70とすることがより望ましい。また、条件式(8)の下限値を下回ると、合焦群GFの焦点距離が短くなり、この合焦群GFで発生する球面収差、コマ収差、像面湾曲収差が大きくなるため、良好な近距離性能が得られず好ましくない。なお、この条件式(8)の効果を確実なものとするために、条件式(8)の下限値を0.10、0.15、更に0.20とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(9)を満足することが望ましい。
0.01 < |f2/fRw| < 1.00 (9)
但し、
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
fRw:広角端状態における後群GRの焦点距離
但し、
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
fRw:広角端状態における後群GRの焦点距離
条件式(9)は、広角端状態における、後群GRの焦点距離に対する第2レンズ群G2の焦点距離の比を規定している。この条件式(9)の上限値を上回ると、後群GRの焦点距離が短くなり、この後群GRで発生する像面湾曲収差が大きくなるため、変倍時に良好な光学性能を得られず好ましくない。なお、この条件式(9)の効果を確実なものとするために、条件式(9)の上限値を0.80、0.50、更に0.30とすることがより望ましい。また、条件式(9)の下限値を下回ると、第2レンズ群G2の焦点距離が短くなり、この第2レンズ群G2で発生する球面収差、コマ収差、像面湾曲収差が大きくなるため、変倍時に良好な光学性能が得られず好ましくない。なお、この条件式(9)の効果を確実なものとするために、条件式(9)の下限値を0.04、更に0.08とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(10)を満足することが望ましい。
0.01 < βFt/βFw < 2.00 (10)
但し、
βFt:望遠端状態における合焦群GFの無限遠合焦時の横倍率
βFw:広角端状態における合焦群GFの無限遠合焦時の横倍率
但し、
βFt:望遠端状態における合焦群GFの無限遠合焦時の横倍率
βFw:広角端状態における合焦群GFの無限遠合焦時の横倍率
条件式(10)は、合焦群GFの広角端状態における横倍率に対する望遠端状態における横倍率の比を規定している。この条件式(10)を満足することにより、光学系OLの小型化を実現しつつ、良好な光学性能を得ることができる。なお、条件式(10)の効果を確実なものとするために、条件式(10)の上限値を1.80、1.73、1.65、更に1.58とすることがより望ましい。また、条件式(10)の効果を確実なものとするために、条件式(10)の下限値を0.50、0.75、1.00、更に1.20とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(11)を満足することが望ましい。
0.01 < βRt/βRw < 2.00 (11)
但し
βRt:望遠端状態における後群GRの無限遠合焦時の横倍率
βRw:広角端状態における後群GRの無限遠合焦時の横倍率
但し
βRt:望遠端状態における後群GRの無限遠合焦時の横倍率
βRw:広角端状態における後群GRの無限遠合焦時の横倍率
条件式(11)は、後群GRの広角端状態における横倍率に対する望遠端状態における横倍率の比を規定している。この条件式(11)を満足することにより、光学系OLの小型化を実現しつつ、良好な光学性能を得ることができる。なお、条件式(11)の効果を確実なものとするために、条件式(11)の上限値を1.75、更に1.50とすることがより望ましい。また、条件式(11)の効果を確実なものとするために、条件式(11)の下限値を0.50、0.75、1.00、更に1.10とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLにおいて、中間群GMの少なくとも一部は、光軸と直交する方向の成分を持つように移動する防振群GVRであることが望ましい。このように構成することにより、良好な防振性能を得ることができる。
また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(12)を満足することが望ましい。
0.01 < fMw/fVR < 1.50 (12)
但し、
fMw:広角端状態における中間群GMの焦点距離
fVR:防振群GVRの焦点距離
但し、
fMw:広角端状態における中間群GMの焦点距離
fVR:防振群GVRの焦点距離
条件式(12)は、広角端状態における、防振群GVRの焦点距離に対する中間群GMの焦点距離の比を規定している。この条件式(12)の上限値を上回ると、防振群GVRの焦点距離が短くなり、この防振群GVRで発生する偏心コマ収差及び非対称像面歪曲収差が大きくなるため、良好な防振性能が得られず好ましくない。なお、条件式(12)の効果を確実なものとするために、条件式(12)の上限値を1.25、1.00、0.90、更に0.60とすることがより望ましい。また、条件式(12)の下限値を下回ると、防振群GVRの焦点距離が長くなり、防振群GVRの防振時の移動量が大きくなるため、偏心コマ収差及び非対称像面湾曲収差が発生し、良好な防振性能が得られず好ましくない。なお、条件式(12)の効果を確実なものとするために、条件式(12)の下限値を0.10、0.20、0.25、0.35、更に0.40とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(13)を満足することが望ましい。
0.01 < |fVR/fF| < 2.00 (13)
但し、
fVR:防振群GVRの焦点距離
fF:合焦群GFの焦点距離
但し、
fVR:防振群GVRの焦点距離
fF:合焦群GFの焦点距離
条件式(13)は、合焦群GFの焦点距離に対する防振群GVRの焦点距離の比を規定している。この条件式(13)の上限値を上回ると、防振群GVRの焦点距離が短くなり、この防振群GVRで発生する偏心コマ収差及び非対称像面湾曲収差が大きくなるため、良好な防振性能が得られず好ましくない。なお、条件式(13)の効果を確実なものとするために、条件式(13)の上限値を1.75、更に1.50とすることがより望ましい。また、条件式(13)の下限値を下回ると、合焦群GFの焦点距離が短くなり、この合焦群GFで発生する球面収差、コマ収差、像面湾曲収差が大きくなるため、良好な近距離性能が得られず好ましくない。なお、条件式(13)の効果を確実なものとするために、条件式(13)の下限値を0.10、0.35、0.50、0.75、更に0.90とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る光学系OLにおいて、防振群GVRは、中間群GMの最も物体側に配置されたレンズ成分と、最も像側に配置されたレンズ成分との間に配置されていることが望ましい。このように構成することにより、良好な防振性能を得ることができる。
また、本実施形態に係る光学系OLにおいて、防振群GVRは、1つの接合レンズで構成されていることが望ましい。このように構成することにより、良好な防振性能を得ることができる。
また、本実施形態に係る光学系OLにおいて、合焦群GFは、1つの接合レンズで構成されていることが望ましい。このように構成することにより、近距離物体合焦時の色収差を良好に補正することができる。
また、本実施形態に係る光学系OLにおいて、後群GRは、負の屈折力を有することが望ましい。このように構成することにより、小型化を実現しつつ、良好な光学性能を得ることができる。
また、本実施形態に係る光学系OLにおいて、第1レンズ群G1は、以下に示す条件式(14)を満足するレンズ(以下、「特定レンズLed」と呼ぶ)を少なくとも1つ有することが望ましい。
νd1 > 75.00 (14)
但し、
νd1:特定レンズLedの媒質のd線に対するアッベ数
但し、
νd1:特定レンズLedの媒質のd線に対するアッベ数
条件式(14)は、第1レンズ群G1に配置された特定レンズLedの媒質のd線に対するアッベ数を規定している。このように構成することにより、色収差を良好に補正することができる。なお、条件式(14)の効果を確実なものとするために、条件式(14)の下限値を78.00、80.00、更に82.00とすることがより望ましい。
なお、以上で説明した条件及び構成は、それぞれが上述した効果を発揮するものであり、全ての条件及び構成を満たすものに限定されることはなく、いずれかの条件又は構成、或いは、いずれかの条件又は構成の組み合わせを満たすものでも、上述した効果を得ることが可能である。
次に、本実施形態に係る光学系OLを備えた光学機器であるカメラを図7に基づいて説明する。このカメラ1は、撮影レンズ2として本実施形態に係る光学系OLを備えたレンズ交換式の所謂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り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により光電変換された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。なお、本実施形態では、ミラーレスカメラの例を説明したが、カメラ本体にクイックリターンミラーを有しファインダー光学系により被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに本実施形態に係る光学系OL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。
以下、本実施形態に係る光学系OLの製造方法の概略を、図8を参照して説明する。まず、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、1つまたは2つのレンズ群で構成され、正の屈折力を有する中間群GMと、負の屈折力を有するレンズ群であって、合焦時に光軸方向に移動する合焦群GFと、少なくとも1つのレンズ群で構成される後群GRと、を準備する(ステップS100)。次に、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化するように配置する(ステップS200)。そして、所定の条件(例えば、上述した条件式(1))を満足するように各レンズ群を配置する(ステップS300)。
以上のような構成とすると、高倍率なズームレンズにおいて小型化を実現しつつ、良好な光学性能を有する光学系、光学機器及び光学系の製造方法を提供することができる。
以下、各実施例を図面に基づいて説明する。なお、図1、図3及び図5は、各実施例に係る光学系OL(OL1~OL3)の構成及び屈折力配分を示す断面図である。また、各図の下部には、変倍時における、光学系OLの広角端状態(W)から望遠端状態(T)への各レンズ群の移動軌跡を示している。
各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをyとし、高さyにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離(サグ量)をS(y)とし、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をrとし、円錐定数をKとし、n次の非球面係数をAnとしたとき、以下の式(a)で表される。なお、以降の実施例において、「E-n」は「×10-n」を示す。
S(y)=(y2/r)/{1+(1-K×y2/r2)1/2}
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10+A12×y12 (a)
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10+A12×y12 (a)
なお、各実施例において、2次の非球面係数A2は0である。
また、下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。
[第1実施例]
図1は、第1実施例に係る光学系OL1の構成を示す図である。この光学系OL1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で構成された中間群GMと、負の屈折力を有する第4レンズ群G4で構成された合焦群GFと、負の屈折力を有する第5レンズ群G5で構成された後群GRと、から構成されている。
図1は、第1実施例に係る光学系OL1の構成を示す図である。この光学系OL1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で構成された中間群GMと、負の屈折力を有する第4レンズ群G4で構成された合焦群GFと、負の屈折力を有する第5レンズ群G5で構成された後群GRと、から構成されている。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸正レンズL12とを接合した接合正レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13で構成されている。なお、両凸正レンズL12及び正メニスカスレンズL13が特定レンズLedである。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状であって、物体側のレンズ面に非球面が形成された負レンズL21、両凹負レンズL22、両凸正レンズL23、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL24で構成されている。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凹形状であって、像側のレンズ面に非球面が形成された正レンズL32、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33と両凸正レンズL34とを接合した接合正レンズ、両凹負レンズL35、両凸正レンズL36と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL37とを接合した接合正レンズ、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL38と両凸正レンズL39とを接合した接合正レンズで構成されている。
第4レンズ群G4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L41と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42とを接合した接合負レンズで構成されている。
第5レンズ群G5は、物体側から順に、両凸正レンズL51、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状であって、像側のレンズ面に非球面が形成された負レンズL52で構成されている。
また、開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。また、第5レンズ群G5と像面Iとの間にはフィルター群FLが配置されている。
この光学系OL1は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化するように、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3、第4レンズ群G4、及び、第5レンズ群G5が光軸に沿って移動する。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3とともに移動する。
また、この光学系OL1において、手振れ発生時の像位置の補正(防振)は、第3レンズ群G3の両凸正レンズL36と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL37とを接合した接合正レンズを防振群GVRとし、この防振群GVRを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより行う。
また、この光学系OL1において、無限遠から近距離物体への合焦は、合焦群GFである第4レンズ群G4を光軸に沿って像側に移動させることにより行う。
以下の表1に、光学系OL1の諸元の値を掲げる。この表1において、全体諸元に示すfは全系の焦点距離、FnoはFナンバー、ωは半画角(最大入射角であって単位は[°])、Yは最大像高、TLは無限遠合焦時の全長、及び、BFは無限遠合焦時のバックフォーカスを、広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態の値として表している。ここで、全長TLは、最も物体側のレンズ面(第1面)から像面Iまでの光軸上の距離を示している。また、バックフォーカスBFは、最も像面側のレンズ面(第36面)から像面Iまでの光軸上の距離を示している。また、レンズデータにおける第1欄mは、光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序(面番号)を、第2欄rは、各レンズ面の曲率半径を、第3欄dは、各光学面から次の光学面までの光軸上の距離(面間隔)を、第4欄nd及び第5欄νdは、d線(λ=587.6nm)に対する屈折率及びアッベ数を、それぞれ表している。また、曲率半径∞は平面を示し、空気の屈折率1.00000は省略してある。また、レンズ面が非球面である場合には面番号の右側に*印を付し、曲率半径rの欄は近軸曲率半径を示している。また、レンズ群焦点距離は、各レンズ群の始面の番号と焦点距離を示している。
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離f、曲率半径r、面間隔d、その他長さの単位は一般に「mm」が使われるが、光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。
なお、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。
(表1)第1実施例
[全体諸元]
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 28.873 105.097 387.901
Fno 4.120 6.700 8.240
ω 38.431 11.277 3.185
Y 21.600 21.600 21.600
TL 152.057 191.145 245.508
TL(空気換算長) 151.512 190.600 244.963
BF 12.257 27.533 57.439
BF(空気換算長) 11.712 26.988 56.894
[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 129.35732 2.000 1.95375 32.33
2 82.75885 8.000 1.49782 82.57
3 -912.99068 0.100
4 73.18388 6.454 1.49782 82.57
5 260.55354 D5
6* 73.50258 1.500 1.82098 42.50
7 17.60000 7.328
8 -58.36123 1.100 1.80400 46.60
9 60.67144 0.100
10 33.64111 4.739 1.80809 22.74
11 -106.89530 2.041
12 -27.89006 1.175 1.61800 63.34
13 -75.10124 D13
14 ∞ 1.500 開口絞りS
15 70.50000 2.397 1.90265 35.77
16 1016.93660 0.100
17 21.60692 4.056 1.59255 67.86
18* -1048.55670 2.963
19 84.00578 1.000 1.95375 32.33
20 15.55698 5.071 1.57501 41.51
21 -45.79685 0.100
22 -281.08943 1.000 1.95375 32.33
23 35.77543 2.174
24 48.66811 4.518 1.56732 42.58
25 -23.87526 1.000 1.96300 24.11
26 -45.48580 2.575
27 202.99645 1.000 1.95000 29.37
28 59.41596 3.303 1.62588 35.72
29 -42.26381 D29
30 46.48533 2.711 1.75520 27.57
31 294.73044 1.000 1.80400 46.60
32 22.58377 D32
33 6126.20480 4.430 1.68893 31.16
34 -46.03337 3.270
35 -23.11252 1.529 1.74310 49.44
36* -107.28268 D36
37 ∞ 1.600 1.51680 63.88
38 ∞ D38
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群G1 1 136.614
第2レンズ群G2 6 -21.027
第3レンズ群G3 14 30.114
第4レンズ群G4 30 -55.629
第5レンズ群G5 33 -113.557
[全体諸元]
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 28.873 105.097 387.901
Fno 4.120 6.700 8.240
ω 38.431 11.277 3.185
Y 21.600 21.600 21.600
TL 152.057 191.145 245.508
TL(空気換算長) 151.512 190.600 244.963
BF 12.257 27.533 57.439
BF(空気換算長) 11.712 26.988 56.894
[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 129.35732 2.000 1.95375 32.33
2 82.75885 8.000 1.49782 82.57
3 -912.99068 0.100
4 73.18388 6.454 1.49782 82.57
5 260.55354 D5
6* 73.50258 1.500 1.82098 42.50
7 17.60000 7.328
8 -58.36123 1.100 1.80400 46.60
9 60.67144 0.100
10 33.64111 4.739 1.80809 22.74
11 -106.89530 2.041
12 -27.89006 1.175 1.61800 63.34
13 -75.10124 D13
14 ∞ 1.500 開口絞りS
15 70.50000 2.397 1.90265 35.77
16 1016.93660 0.100
17 21.60692 4.056 1.59255 67.86
18* -1048.55670 2.963
19 84.00578 1.000 1.95375 32.33
20 15.55698 5.071 1.57501 41.51
21 -45.79685 0.100
22 -281.08943 1.000 1.95375 32.33
23 35.77543 2.174
24 48.66811 4.518 1.56732 42.58
25 -23.87526 1.000 1.96300 24.11
26 -45.48580 2.575
27 202.99645 1.000 1.95000 29.37
28 59.41596 3.303 1.62588 35.72
29 -42.26381 D29
30 46.48533 2.711 1.75520 27.57
31 294.73044 1.000 1.80400 46.60
32 22.58377 D32
33 6126.20480 4.430 1.68893 31.16
34 -46.03337 3.270
35 -23.11252 1.529 1.74310 49.44
36* -107.28268 D36
37 ∞ 1.600 1.51680 63.88
38 ∞ D38
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群G1 1 136.614
第2レンズ群G2 6 -21.027
第3レンズ群G3 14 30.114
第4レンズ群G4 30 -55.629
第5レンズ群G5 33 -113.557
この光学系OL1において、第6面、第18面及び第36面は非球面である。次の表2に、各面に対する非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4~A12の値を示す。
(表2)
[非球面データ]
第 6面 K=1
A4 = 8.20841E-07 A6 =-1.18733E-09 A8 = 1.11014E-11
A10=-2.88919E-14 A12= 3.53470E-17
第18面 K=1
A4 = 1.65728E-05 A6 =-1.58066E-08 A8 =-2.91412E-11
A10= 1.91506E-13 A12= 0.00000E+00
第36面 K=1
A4 =-1.31311E-05 A6 = 2.25689E-09 A8 =-2.12319E-11
A10= 2.62561E-15 A12= 0.00000E+00
[非球面データ]
第 6面 K=1
A4 = 8.20841E-07 A6 =-1.18733E-09 A8 = 1.11014E-11
A10=-2.88919E-14 A12= 3.53470E-17
第18面 K=1
A4 = 1.65728E-05 A6 =-1.58066E-08 A8 =-2.91412E-11
A10= 1.91506E-13 A12= 0.00000E+00
第36面 K=1
A4 =-1.31311E-05 A6 = 2.25689E-09 A8 =-2.12319E-11
A10= 2.62561E-15 A12= 0.00000E+00
この光学系OL1において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D5、第2レンズ群G2と開口絞りSとの軸上空気間隔D13、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔D29、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との軸上空気間隔D32、第5レンズ群G5とフィルター群FLとの軸上空気間隔D36、及び、フィルター群FLと像面Iとの軸上空気間隔D38は変倍に際して変化する。次の表3に、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合焦時の可変間隔を示す。なお、D0は、光学系OL1の最も物体側のレンズ面(第1面)から物体までの光軸上の距離である。
(表3)
[可変間隔データ]
広角端 中間焦点距離 望遠端
D0 ∞ ∞ ∞
D5 1.500 47.465 85.000
D13 35.508 10.236 1.500
D29 1.500 12.906 1.500
D32 21.059 12.771 19.836
D36 9.600 24.741 54.831
D38 1.057 1.192 1.008
[可変間隔データ]
広角端 中間焦点距離 望遠端
D0 ∞ ∞ ∞
D5 1.500 47.465 85.000
D13 35.508 10.236 1.500
D29 1.500 12.906 1.500
D32 21.059 12.771 19.836
D36 9.600 24.741 54.831
D38 1.057 1.192 1.008
この光学系OL1の広角端状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図2に示す。各収差図において、FNOはFナンバーを、NAは開口数を、Yは像高を示す。なお、球面収差図では最大口径に対するFナンバー又はNAの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の値を示し、コマ収差図では各像高の値を示す。また、球面収差図、倍率色収差図及びコマ収差図において、dはd線(λ=587.6nm)、gはg線(λ=435.8nm)をそれぞれ示す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。また、以降に示す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。これらの各収差図より、この光学系OL1は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
[第2実施例]
図3は、第2実施例に係る光学系OL2の構成を示す図である。この光学系OL2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及び正の屈折力を有する第4レンズ群G4で構成された中間群GMと、負の屈折力を有する第5レンズ群G5で構成された合焦群GFと、負の屈折力を有する第6レンズ群G6で構成された後群GRと、から構成されている。
図3は、第2実施例に係る光学系OL2の構成を示す図である。この光学系OL2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及び正の屈折力を有する第4レンズ群G4で構成された中間群GMと、負の屈折力を有する第5レンズ群G5で構成された合焦群GFと、負の屈折力を有する第6レンズ群G6で構成された後群GRと、から構成されている。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸正レンズL12とを接合した接合正レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13で構成されている。なお、両凸正レンズL12及び正メニスカスレンズL13が特定レンズLedである。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状であって、物体側のレンズ面に非球面が形成された負レンズL21、両凹負レンズL22、両凸正レンズL23、及び、両凹負レンズL24で構成されている。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸正レンズL32、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL33、及び、両凹負レンズL34で構成されている。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸形状であって、物体側のレンズ面に非球面が形成された正レンズL41、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42、両凸正レンズL43と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL44とを接合した接合正レンズ、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL45と両凸正レンズL46とを接合した接合正レンズで構成されている。
第5レンズ群G5は、物体側から順に、両凸正レンズL51と両凹負レンズL52とを接合した接合負レンズで構成されている。
第6レンズ群G6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L61、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状であって、像側のレンズ面に非球面が形成された負レンズL62で構成されている。
また、開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。また、第6レンズ群G6と像面Iとの間にはフィルター群FLが配置されている。
この光学系OL2は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化するように、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3、第4レンズ群G4、第5レンズ群G5、及び、第6レンズ群G6が光軸に沿って移動する。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3とともに移動する。
また、この光学系OL2において、手振れ発生時の像位置の補正(防振)は、第4レンズ群G4の両凸正レンズL43と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL44とを接合した接合正レンズを防振群GVRとし、この防振群GVRを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより行う。
また、この光学系OL2において、無限遠から近距離物体への合焦は、合焦群GFである第5レンズ群G5を光軸に沿って像側に移動させることにより行う。
以下の表4に、光学系OL2の諸元の値を掲げる。
(表4)第2実施例
[全体諸元]
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 28.870 105.050 387.802
Fno 4.122 6.299 8.232
ω 37.744 11.387 3.199
Y 21.600 21.600 21.600
TL 152.017 189.954 245.469
TL(空気換算長) 151.471 189.409 244.923
BF 12.216 22.220 55.667
BF(空気換算長) 11.671 21.675 55.122
[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 144.77208 2.000 1.88300 40.69
2 70.05066 7.900 1.49782 82.57
3 -1049.71040 0.100
4 65.17091 6.500 1.49782 82.57
5 380.61539 D5
6* 61.40685 1.500 1.79526 45.25
7 17.78512 7.271
8 -52.18547 1.100 1.59319 67.90
9 50.73723 0.100
10 30.97159 4.469 1.84666 23.80
11 -238.93300 1.309
12 -44.48457 1.142 1.81600 46.59
13 473.42435 D13
14 ∞ 1.500 開口絞りS
15 60.00000 2.290 1.64000 60.19
16 271.77460 0.100
17 48.60601 2.629 1.61800 63.34
18 -3643.42920 0.100
19 28.06713 2.770 1.62041 60.24
20 79.18229 2.282
21 -150.84463 1.000 1.95375 32.33
22 69.18543 D22
23* 51.38486 3.104 1.59255 67.86
24 -56.26839 0.100
25 103.37188 1.000 1.84850 43.79
26 27.22020 2.396
27 43.74431 4.899 1.55298 55.07
28 -27.61650 1.025 2.00100 29.12
29 -51.35233 2.000
30 139.97848 1.080 2.00100 29.12
31 43.10791 4.563 1.60342 38.03
32 -44.99649 D32
33 73.54454 4.187 1.76182 26.58
34 -49.37126 1.185 1.84850 43.79
35 28.32486 D35
36 -4472.92400 4.351 1.59551 39.21
37 -49.28355 2.929
38 -25.60265 1.574 1.79526 45.25
39* -63.85674 D39
40 ∞ 1.600 1.51680 63.88
41 ∞ D41
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群G1 1 134.719
第2レンズ群G2 6 -20.941
第3レンズ群G3 14 51.774
第4レンズ群G4 23 40.546
第5レンズ群G5 33 -49.005
第6レンズ群G6 36 -172.075
[全体諸元]
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 28.870 105.050 387.802
Fno 4.122 6.299 8.232
ω 37.744 11.387 3.199
Y 21.600 21.600 21.600
TL 152.017 189.954 245.469
TL(空気換算長) 151.471 189.409 244.923
BF 12.216 22.220 55.667
BF(空気換算長) 11.671 21.675 55.122
[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 144.77208 2.000 1.88300 40.69
2 70.05066 7.900 1.49782 82.57
3 -1049.71040 0.100
4 65.17091 6.500 1.49782 82.57
5 380.61539 D5
6* 61.40685 1.500 1.79526 45.25
7 17.78512 7.271
8 -52.18547 1.100 1.59319 67.90
9 50.73723 0.100
10 30.97159 4.469 1.84666 23.80
11 -238.93300 1.309
12 -44.48457 1.142 1.81600 46.59
13 473.42435 D13
14 ∞ 1.500 開口絞りS
15 60.00000 2.290 1.64000 60.19
16 271.77460 0.100
17 48.60601 2.629 1.61800 63.34
18 -3643.42920 0.100
19 28.06713 2.770 1.62041 60.24
20 79.18229 2.282
21 -150.84463 1.000 1.95375 32.33
22 69.18543 D22
23* 51.38486 3.104 1.59255 67.86
24 -56.26839 0.100
25 103.37188 1.000 1.84850 43.79
26 27.22020 2.396
27 43.74431 4.899 1.55298 55.07
28 -27.61650 1.025 2.00100 29.12
29 -51.35233 2.000
30 139.97848 1.080 2.00100 29.12
31 43.10791 4.563 1.60342 38.03
32 -44.99649 D32
33 73.54454 4.187 1.76182 26.58
34 -49.37126 1.185 1.84850 43.79
35 28.32486 D35
36 -4472.92400 4.351 1.59551 39.21
37 -49.28355 2.929
38 -25.60265 1.574 1.79526 45.25
39* -63.85674 D39
40 ∞ 1.600 1.51680 63.88
41 ∞ D41
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群G1 1 134.719
第2レンズ群G2 6 -20.941
第3レンズ群G3 14 51.774
第4レンズ群G4 23 40.546
第5レンズ群G5 33 -49.005
第6レンズ群G6 36 -172.075
この光学系OL2において、第6面、第23面及び第39面は非球面である。次の表5に、各面に対する非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4~A12の値を示す。
(表5)
[非球面データ]
第 6面 K=1
A4 = 4.52952E-07 A6 =-1.23718E-09 A8 =-1.26456E-11
A10= 5.59093E-14 A12=-7.53610E-17
第23面 K=1
A4 =-1.46737E-05 A6 = 1.14868E-08 A8 =-1.16420E-11
A10=-4.00173E-14 A12= 0.00000E+00
第39面 K=1
A4 =-8.13861E-06 A6 =-2.19937E-10 A8 =-1.39052E-11
A10= 2.41034E-14 A12=-4.96300E-17
[非球面データ]
第 6面 K=1
A4 = 4.52952E-07 A6 =-1.23718E-09 A8 =-1.26456E-11
A10= 5.59093E-14 A12=-7.53610E-17
第23面 K=1
A4 =-1.46737E-05 A6 = 1.14868E-08 A8 =-1.16420E-11
A10=-4.00173E-14 A12= 0.00000E+00
第39面 K=1
A4 =-8.13861E-06 A6 =-2.19937E-10 A8 =-1.39052E-11
A10= 2.41034E-14 A12=-4.96300E-17
この光学系OL2において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D5、第2レンズ群G2と開口絞りSとの軸上空気間隔D13、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔D22、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との軸上空気間隔D32、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6との軸上空気間隔D35、第6レンズ群G6とフィルター群FLとの軸上空気間隔D39、及び、フィルター群FLと像面Iとの軸上空気間隔D41は変倍に際して変化する。次の表6に、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合焦時の可変間隔を示す。
(表6)
[可変間隔データ]
広角端 中間焦点距離 望遠端
D0 ∞ ∞ ∞
D5 1.500 41.194 85.000
D13 31.922 9.093 1.569
D22 7.937 1.776 1.500
D32 7.164 14.644 1.500
D35 10.822 20.572 19.779
D39 10.500 20.412 53.998
D41 0.117 0.208 0.069
[可変間隔データ]
広角端 中間焦点距離 望遠端
D0 ∞ ∞ ∞
D5 1.500 41.194 85.000
D13 31.922 9.093 1.569
D22 7.937 1.776 1.500
D32 7.164 14.644 1.500
D35 10.822 20.572 19.779
D39 10.500 20.412 53.998
D41 0.117 0.208 0.069
この光学系OL2の広角端状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図4に示す。これらの各収差図より、この光学系OL2は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
[第3実施例]
図5は、第3実施例に係る光学系OL3の構成を示す図である。この光学系OL3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及び正の屈折力を有する第4レンズ群G4で構成された中間群GMと、負の屈折力を有する第5レンズ群G5で構成された合焦群GFと、負の屈折力を有する第6レンズ群G6で構成された後群GRと、から構成されている。
図5は、第3実施例に係る光学系OL3の構成を示す図である。この光学系OL3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及び正の屈折力を有する第4レンズ群G4で構成された中間群GMと、負の屈折力を有する第5レンズ群G5で構成された合焦群GFと、負の屈折力を有する第6レンズ群G6で構成された後群GRと、から構成されている。
第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸正レンズL12とを接合した接合正レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13で構成されている。なお、両凸正レンズL12及び正メニスカスレンズL13が特定レンズLedである。
第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状であって、物体側のレンズ面に非球面が形成された負レンズL21、両凹負レンズL22、両凸正レンズL23、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL24で構成されている。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL31、両凸形状であって、物体側のレンズ面に非球面が形成された正レンズL32、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL33と両凸正レンズL34とを接合した接合正レンズで構成されている。
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凹負レンズL41、両凸正レンズL42と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL43とを接合した接合正レンズ、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL44と両凸正レンズL45とを接合した接合正レンズで構成されている。
第5レンズ群G5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L51と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL52とを接合した接合負レンズで構成されている。
第6レンズ群G6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L61、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカス形状であって、像側のレンズ面に非球面が形成された負レンズL62で構成されている。
また、開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に配置されている。また、第6レンズ群G6と像面Iとの間にはフィルター群FLが配置されている。
この光学系OL3は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化するように、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3、第4レンズ群G4、第5レンズ群G5、及び、第6レンズ群G6が光軸に沿って移動する。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3とともに移動する。
また、この光学系OL3において、手振れ発生時の像位置の補正(防振)は、第4レンズ群G4の両凸正レンズL42と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL43とを接合した接合正レンズを防振群GVRとし、この防振群GVRを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより行う。
また、この光学系OL3において、無限遠から近距離物体への合焦は、合焦群GFである第5レンズ群G5を光軸に沿って像側に移動させることにより行う。
以下の表7に、光学系OL3の諸元の値を掲げる。
(表7)第3実施例
[全体諸元]
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 28.878 105.140 387.850
Fno 4.122 6.304 8.231
ω 38.659 11.321 3.176
Y 21.600 21.600 21.600
TL 152.093 194.157 245.491
TL(空気換算長) 151.548 193.612 244.946
BF 12.293 30.236 55.360
BF(空気換算長) 11.748 29.691 54.815
[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 129.84788 2.000 1.95375 32.33
2 81.64936 8.000 1.49782 82.57
3 -1216.43210 0.100
4 72.61946 6.900 1.49782 82.57
5 291.11042 D5
6* 70.31159 1.500 1.79063 44.98
7 17.07399 7.193
8 -52.72344 1.100 1.77250 49.62
9 63.28304 0.100
10 33.57086 4.448 1.80809 22.74
11 -147.53819 2.129
12 -27.85587 1.152 1.61800 63.34
13 -70.53320 D13
14 ∞ 1.500 開口絞りS
15 70.00000 2.204 1.90265 35.77
16 193.55302 0.100
17 23.30526 3.945 1.59255 67.86
18* -300.05224 3.419
19 84.48527 1.000 1.95375 32.33
20 16.75261 5.112 1.56732 42.58
21 -42.34604 D21
22 -264.47022 1.000 1.95375 32.33
23 42.69249 2.037
24 48.26641 4.693 1.56732 42.58
25 -23.62961 1.000 1.96300 24.11
26 -45.28115 2.000
27 213.48670 1.000 1.95000 29.37
28 49.45148 3.607 1.64769 33.72
29 -40.88986 D29
30 45.14914 2.731 1.78472 25.64
31 302.93241 1.000 1.84850 43.79
32 23.13479 D32
33 -1020.79810 4.044 1.67270 32.18
34 -48.90910 3.455
35 -22.53475 1.501 1.74310 49.44
36* -90.62463 D36
37 ∞ 1.600 1.51680 63.88
38 ∞ D38
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群G1 1 136.397
第2レンズ群G2 6 -20.450
第3レンズ群G3 14 28.221
第4レンズ群G4 22 123.846
第5レンズ群G5 30 -56.286
第6レンズ群G6 33 -95.732
[全体諸元]
広角端 中間焦点距離 望遠端
f 28.878 105.140 387.850
Fno 4.122 6.304 8.231
ω 38.659 11.321 3.176
Y 21.600 21.600 21.600
TL 152.093 194.157 245.491
TL(空気換算長) 151.548 193.612 244.946
BF 12.293 30.236 55.360
BF(空気換算長) 11.748 29.691 54.815
[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 129.84788 2.000 1.95375 32.33
2 81.64936 8.000 1.49782 82.57
3 -1216.43210 0.100
4 72.61946 6.900 1.49782 82.57
5 291.11042 D5
6* 70.31159 1.500 1.79063 44.98
7 17.07399 7.193
8 -52.72344 1.100 1.77250 49.62
9 63.28304 0.100
10 33.57086 4.448 1.80809 22.74
11 -147.53819 2.129
12 -27.85587 1.152 1.61800 63.34
13 -70.53320 D13
14 ∞ 1.500 開口絞りS
15 70.00000 2.204 1.90265 35.77
16 193.55302 0.100
17 23.30526 3.945 1.59255 67.86
18* -300.05224 3.419
19 84.48527 1.000 1.95375 32.33
20 16.75261 5.112 1.56732 42.58
21 -42.34604 D21
22 -264.47022 1.000 1.95375 32.33
23 42.69249 2.037
24 48.26641 4.693 1.56732 42.58
25 -23.62961 1.000 1.96300 24.11
26 -45.28115 2.000
27 213.48670 1.000 1.95000 29.37
28 49.45148 3.607 1.64769 33.72
29 -40.88986 D29
30 45.14914 2.731 1.78472 25.64
31 302.93241 1.000 1.84850 43.79
32 23.13479 D32
33 -1020.79810 4.044 1.67270 32.18
34 -48.90910 3.455
35 -22.53475 1.501 1.74310 49.44
36* -90.62463 D36
37 ∞ 1.600 1.51680 63.88
38 ∞ D38
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群G1 1 136.397
第2レンズ群G2 6 -20.450
第3レンズ群G3 14 28.221
第4レンズ群G4 22 123.846
第5レンズ群G5 30 -56.286
第6レンズ群G6 33 -95.732
この光学系OL3において、第6面、第18面及び第36面は非球面である。次の表8に、各面に対する非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4~A12の値を示す。
(表8)
[非球面データ]
第 6面 K=1
A4 = 7.09821E-07 A6 =-8.44593E-10 A8 = 9.02282E-13
A10= 2.46444E-15 A12= 0.00000E+00
第18面 K=1
A4 = 1.70092E-05 A6 =-1.36361E-08 A8 =-4.62697E-11
A10= 2.44113E-13 A12= 0.00000E+00
第36面 K=1
A4 =-1.28475E-05 A6 = 4.54914E-10 A8 =-1.09068E-11
A10=-1.39907E-14 A12= 0.00000E+00
[非球面データ]
第 6面 K=1
A4 = 7.09821E-07 A6 =-8.44593E-10 A8 = 9.02282E-13
A10= 2.46444E-15 A12= 0.00000E+00
第18面 K=1
A4 = 1.70092E-05 A6 =-1.36361E-08 A8 =-4.62697E-11
A10= 2.44113E-13 A12= 0.00000E+00
第36面 K=1
A4 =-1.28475E-05 A6 = 4.54914E-10 A8 =-1.09068E-11
A10=-1.39907E-14 A12= 0.00000E+00
この光学系OL3において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D5、第2レンズ群G2と開口絞りSとの軸上空気間隔D13、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔D21、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との軸上空気間隔D29、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6との軸上空気間隔D32、第6レンズ群G6とフィルター群FLとの軸上空気間隔D36、及び、フィルター群FLと像面Iとの軸上空気間隔D38は変倍に際して変化する。次の表9に、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合焦時の可変間隔を示す。
(表9)
[可変間隔データ]
広角端 中間焦点距離 望遠端
D0 ∞ ∞ ∞
D5 1.500 47.034 84.600
D13 34.332 11.009 1.500
D21 1.500 2.290 2.934
D29 1.500 10.833 1.500
D32 20.998 12.784 19.626
D36 9.600 27.435 52.770
D38 1.093 1.201 0.991
[可変間隔データ]
広角端 中間焦点距離 望遠端
D0 ∞ ∞ ∞
D5 1.500 47.034 84.600
D13 34.332 11.009 1.500
D21 1.500 2.290 2.934
D29 1.500 10.833 1.500
D32 20.998 12.784 19.626
D36 9.600 27.435 52.770
D38 1.093 1.201 0.991
この光学系OL3の広角端状態及び望遠端状態における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図6に示す。これらの各収差図より、この光学系OL3は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
[条件式対応値]
第1実施例~第3実施例における条件式(1)~(14)の対応値を以下の表10に記載する。
第1実施例~第3実施例における条件式(1)~(14)の対応値を以下の表10に記載する。
(表10)
(1)f1/(-f2)
(2)Bfaw/fw
(3)|fMRw/fMw|
(4)TLt/ft
(5)fMw/(-f2)
(6)(-fF)/fMw
(7)|fMw/fRw|
(8)|fF/fRw|
(9)|f2/fRw|
(10)βFt/βFw
(11)βRt/βRw
(12)fMw/fVR
(13)|fVR/fF|
(14)νd1
第1実施例 第2実施例 第3実施例
fMw 30.114 32.700 30.169
fMRw -31.647 -35.075 -29.824
fVR 61.927 63.251 61.864
βFw 1.675 1.559 1.656
βRw 1.067 1.049 1.095
βFt 2.173 2.391 2.085
βRt 1.465 1.301 1.545
(1) 6.497 6.433 6.670
(2) 0.406 0.404 0.407
(3) 1.051 1.073 0.989
(4) 0.632 0.632 0.632
(5) 1.432 1.561 1.475
(6) 1.847 1.499 1.866
(7) 0.265 0.190 0.315
(8) 0.490 0.285 0.588
(9) 0.185 0.122 0.214
(10) 1.297 1.534 1.258
(11) 1.373 1.241 1.411
(12) 0.486 0.517 0.488
(13) 1.113 1.291 1.099
(14) 82.57 82.57 82.57
(1)f1/(-f2)
(2)Bfaw/fw
(3)|fMRw/fMw|
(4)TLt/ft
(5)fMw/(-f2)
(6)(-fF)/fMw
(7)|fMw/fRw|
(8)|fF/fRw|
(9)|f2/fRw|
(10)βFt/βFw
(11)βRt/βRw
(12)fMw/fVR
(13)|fVR/fF|
(14)νd1
第1実施例 第2実施例 第3実施例
fMw 30.114 32.700 30.169
fMRw -31.647 -35.075 -29.824
fVR 61.927 63.251 61.864
βFw 1.675 1.559 1.656
βRw 1.067 1.049 1.095
βFt 2.173 2.391 2.085
βRt 1.465 1.301 1.545
(1) 6.497 6.433 6.670
(2) 0.406 0.404 0.407
(3) 1.051 1.073 0.989
(4) 0.632 0.632 0.632
(5) 1.432 1.561 1.475
(6) 1.847 1.499 1.866
(7) 0.265 0.190 0.315
(8) 0.490 0.285 0.588
(9) 0.185 0.122 0.214
(10) 1.297 1.534 1.258
(11) 1.373 1.241 1.411
(12) 0.486 0.517 0.488
(13) 1.113 1.291 1.099
(14) 82.57 82.57 82.57
なお、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
本実施形態では、上述したように、5群構成又は6群構成の光学系OLを示したが、以上の構成、条件等は、7群、8群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像面側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。具体的には、最も像面側に、変倍時又は合焦時に像面に対する位置を固定されたレンズ群を追加した構成が考えられる。また、レンズ群(単に「群」とも呼ぶ)とは、変倍時又は合焦時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも1枚のレンズを有する部分を示す。また、レンズ成分とは、単レンズ又は複数のレンズが接合された接合レンズをいう。
また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦群としても良い。この場合、合焦群はオートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の(超音波モータ等の)モータ駆動にも適している。特に、第4レンズ群G4又は第5レンズ群G5の少なくとも一部を合焦群とするのが好ましい。また、合焦群以外のレンズは合焦時に像面に対する位置を固定とするのが好ましい。モータにかかる負荷を考慮すると、合焦群は単レンズ又は1つのレンズ成分から構成するのが好ましい。
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に直交方向の変位成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動(揺動)させて、手振れによって生じる像ブレを補正する防振群としてもよい。特に、第3レンズ群G3又は第4レンズ群G4の少なくとも一部を防振群とするのが好ましい。
また、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)或いはプラスチックレンズとしてもよい。
開口絞りSは、第2レンズ群G2と中間群GM(第3レンズ群G3)との間に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用してもよい。
さらに、各レンズ面には、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ために、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。
1 カメラ(光学機器) OL(OL1~OL3) 光学系
G1 第1レンズ群 G2 第2レンズ群 GM 中間群
GF 合焦群 GR 後群 GVR 防振群
G1 第1レンズ群 G2 第2レンズ群 GM 中間群
GF 合焦群 GR 後群 GVR 防振群
Claims (23)
- 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、
1つまたは2つのレンズ群で構成され、正の屈折力を有する中間群と、
負の屈折力を有するレンズ群であって、合焦時に光軸方向に移動する合焦群と、
少なくとも1つのレンズ群で構成される後群と、を有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
次式の条件を満足する光学系。
1.00 < f1/(-f2) < 10.00
0.01 < Bfaw/fw < 0.55
但し、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
Bfaw:広角端状態における前記光学系のバックフォーカス(空気換算長)
fw:広角端状態における前記光学系の全系の焦点距離 - 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、
1つまたは2つのレンズ群で構成され、正の屈折力を有する中間群と、
負の屈折力を有するレンズ群であって、合焦時に光軸方向に移動する合焦群と、
少なくとも1つのレンズ群で構成される後群と、を有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
次式の条件を満足する光学系。
0.01 < |fMRw/fMw| < 5.00
0.01 < TLt/ft < 1.50
但し、
fMRw:広角端状態における前記中間群より像側に配置されたレンズ群の合成焦点距離
fMw:広角端状態における前記中間群の焦点距離
TLt:望遠端状態における前記光学系の全長
ft:望遠端状態における前記光学系の全系の焦点距離 - 次式の条件を満足する請求項1に記載の光学系。
0.01 < |fMRw/fMw| < 5.00
但し、
fMRw:広角端状態における前記中間群より像側に配置されたレンズ群の合成焦点距離
fMw:広角端状態における前記中間群の焦点距離 - 次式の条件を満足する請求項1または3に記載の光学系。
0.01 < TLt/ft < 1.50
但し、
TLt:望遠端状態における前記光学系の全長
ft:望遠端状態における前記光学系の全系の焦点距離 - 次式の条件を満足する請求項2に記載の光学系。
1.00 < f1/(-f2) < 10.00
但し、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離 - 次式の条件を満足する請求項2に記載の光学系。
0.01 < Bfaw/fw < 0.55
但し、
Bfaw:広角端状態における前記光学系のバックフォーカス(空気換算長)
fw:広角端状態における前記光学系の全系の焦点距離 - 次式の条件を満足する請求項1~6のいずれか一項に記載の光学系。
0.50 < fMw/(-f2) < 3.00
但し、
fMw:広角端状態における前記中間群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離 - 次式の条件を満足する請求項1~7のいずれか一項に記載の光学系。
0.50 < (-fF)/fMw < 4.00
但し、
fF:前記合焦群の焦点距離
fMw:広角端状態における前記中間群の焦点距離 - 次式の条件を満足する請求項1~8のいずれか一項に記載の光学系。
0.01 < |fMw/fRw| < 1.00
但し、
fMw:広角端状態における前記中間群の焦点距離
fRw:広角端状態における前記後群の焦点距離 - 次式の条件を満足する請求項1~9のいずれか一項に記載の光学系。
0.01 < |fF/fRw| < 1.00
但し、
fF:前記合焦群の焦点距離
fRw:広角端状態における前記後群の焦点距離 - 次式の条件を満足する請求項1~10のいずれか一項に記載の光学系。
0.01 < |f2/fRw| < 1.00
但し、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
fRw:広角端状態における前記後群の焦点距離 - 次式の条件を満足する請求項1~11のいずれか一項に記載の光学系。
0.01 < βFt/βFw < 2.00
但し、
βFt:望遠端状態における前記合焦群の横倍率
βFw:広角端状態における前記合焦群の横倍率 - 次式の条件を満足する請求項1~12のいずれか一項に記載の光学系。
0.01 < βRt/βRw < 2.00
但し
βRt:望遠端状態における前記後群の横倍率
βRw:広角端状態における前記後群の横倍率 - 前記中間群の少なくとも一部は、光軸と直交する方向の成分を持つように移動する防振群である請求項1~13のいずれか一項に記載の光学系。
- 次式の条件を満足する請求項14に記載の光学系。
0.01 < fMw/fVR < 1.50
但し、
fMw:広角端状態における前記中間群の焦点距離
fVR:前記防振群の焦点距離 - 次式の条件を満足する請求項14または15に記載の光学系。
0.01 < |fVR/fF| < 2.00
但し、
fVR:前記防振群の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離 - 前記防振群は、前記中間群の最も物体側に配置されたレンズ成分と、最も像側に配置されたレンズ成分との間に配置されている請求項14~16のいずれか一項に記載の光学系。
- 前記防振群は、1つの接合レンズで構成されている請求項14~17のいずれか一項に記載の光学系。
- 前記合焦群は、1つの接合レンズで構成されている請求項1~18のいずれか一項に記載の光学系。
- 前記後群は、負の屈折力を有する請求項1~19のいずれか一項に記載の光学系。
- 前記第1レンズ群は、次式の条件を満足するレンズを少なくとも1つ有する請求項1~20のいずれか一項に記載の光学系。
νd1 > 75.00
但し、
νd1:前記レンズの媒質のd線に対するアッベ数 - 請求項1~21のいずれか一項に記載の光学系を有する光学機器。
- 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、1つまたは2つのレンズ群で構成され、正の屈折力を有する中間群と、負の屈折力を有するレンズ群であって、合焦時に光軸方向に移動する合焦群と、少なくとも1つのレンズ群で構成される後群と、を有する光学系の製造方法であって、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化するように配置し、
各レンズ群を、次式の条件を満足するように配置する
光学系の製造方法。
1.00 < f1/(-f2) < 10.00
0.01 < Bfaw/fw < 0.55
但し、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
Bfaw:広角端状態における前記光学系のバックフォーカス(空気換算長)
fw:広角端状態における前記光学系の全系の焦点距離
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JP2014126850A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Tamron Co Ltd | ズームレンズ及び撮像装置 |
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JP2019211527A (ja) * | 2018-05-31 | 2019-12-12 | 株式会社タムロン | ズームレンズ及び撮像装置 |
JP2020071439A (ja) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | キヤノン株式会社 | ズームレンズおよびそれを有する撮像装置 |
-
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