JP6436184B2 - 変倍光学系、光学装置 - Google Patents
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Description
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、防振時の光学性能の劣化を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な光学性能を備えた変倍光学系、光学装置、及び変倍光学系の製造方法を提供することを目的とする。
物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とにより、実質的に4個のレンズ群からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、
前記第2レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、負の屈折力を有する第1負部分群と、負の屈折力を有する第2負部分群とを含み、
前記第1負部分群と前記第2負部分群はそれぞれ、正負一枚ずつ合計2枚のレンズで構成されており、
前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有し、
前記第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
−1.60 < f4B/f4C < −0.50
−1.60 < f4/f4B < −0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離
また本発明は、
物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とにより、実質的に4個のレンズ群からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、
前記第1レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とから構成されており、
前記第1レンズ群の前記前群は、正の屈折力を有する単レンズで構成されており、
前記第1レンズ群の前記後群は、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとから構成されており、
前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有し、
前記第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
−1.60 < f4B/f4C < −0.50
−1.60 < f4/f4B < −0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離
また本発明は、
物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とにより、実質的に4個のレンズ群からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、
前記第1レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とから構成されており、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際して、前記後群が物体側へ移動し、
前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有し、
前記第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
−1.60 < f4B/f4C ≦ −1.23
−1.60 < f4/f4B < −0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離
前記変倍光学系を有することを特徴とする光学装置を提供する。
本願の変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有し、前記第2部分レンズ群の少なくとも一部が防振レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、以下の条件式(1)、(2)を満足することを特徴とする。
(1) −1.60 < f4B/f4C < −0.50
(2) −1.60 < f4/f4B < −0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離
条件式(1)は、第4レンズ群中の第2部分レンズ群と第3部分レンズ群との屈折力の比を規定するものである。条件式(2)は、第4レンズ群全体と第2部分レンズ群との屈折力の比を規定するものである。本願の変倍光学系は、条件式(1)、(2)を満足することにより、防振レンズ群の小型軽量化を図りながら、防振時の諸収差の変動を小さく抑えることができる。
一方、本願の変倍光学系の条件式(1)の対応値が下限値を下回ると、第2部分レンズ群の屈折力が過小になり、防振係数(防振時の防振レンズ群の移動量に対する像面上での像の移動量の比)が小さくなる。したがって、防振レンズ群が所定の防振効果を奏するための当該防振レンズ群の移動量が過大になるため好ましくない。また、防振時の収差変動、具体的には偏芯像面タオレが大きくなるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(1)の下限値を−1.30とすることがより好ましい。
以上の構成により、防振時の光学性能の劣化を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な光学性能を備えた変倍光学系を実現することができる。
この構成により、本願の変倍光学系は、変倍時のFナンバーを一定にすることが容易となり、変倍光学系中に配置される開口絞りの絞り機構を簡便なものにすることができる。また、レンズ群どうしの偏芯等を低減することが可能になり、偏芯等の製造誤差による結像性能の劣化、具体的には偏芯コマ収差と偏芯像面タオレを低減することができる。
(3) 0.30 < β2w×β2t < 0.90
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の倍率
β2t:望遠端状態における前記第2レンズ群の倍率
(4) 0.290 < N1n−N1p
(5) 0.160 < N3n−N3p
但し、
N1n:前記第1レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N1p:前記第1レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率
N3n:前記第3レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N3p:前記第3レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率
本願の変倍光学系の条件式(4)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を補正することが困難になる。また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に球面収差の変動が大きくなるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(4)の下限値を0.350とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(4)の下限値を0.400とすることがより好ましい。
本願の変倍光学系の条件式(5)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態から望遠端状態にわたってコマ収差を補正することが困難になる。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式(5)の下限値を0.180とすることがより好ましい。
この構成により、変倍時に光線高の変化が大きい第2レンズ群において、各レンズ面での光線偏角を小さくすることができる。このため、変倍時の像面湾曲や球面収差の変動、及びコマ収差の発生を小さく抑えることができる。また、第2レンズ群全体の屈折力を大きくすることができるため、本願の変倍光学系の全長を短縮することができる。さらに、第2レンズ群内のレンズどうしの偏芯等の製造誤差による結像性能の劣化、具体的には偏芯コマ収差と偏芯像面タオレを低減することができる。
この構成により、本願の変倍光学系は、合焦レンズ群の外径を小さくして重量を軽減することができる。したがって、本願の変倍光学系でオートフォーカスを行う場合には、合焦レンズ群を駆動するためのモータの負荷を軽減することができる。また、本願の変倍光学系の近距離物体合焦時の倍率を大きくしながら、近距離物体合焦時の球面収差等の収差変動を小さく抑えることができる。
この構成により、合焦レンズ群である後群の外径の小型化と軽量化を図りつつ、合焦時の球面収差と像面湾曲の変動を小さく抑えることができる。
(1) −1.60 < f4B/f4C < −0.50
(2) −1.60 < f4/f4B < −0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離
(第1実施例)
図1は本願の第1実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4とから構成されている。
前群G1Aは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11からなる。
後群G1Bは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と両凸形状の正レンズL13との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14とからなる。
第1負部分群G2Aは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL22と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23との接合レンズからなる。
第2負部分群G2Bは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL24と物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズL25との接合レンズからなる。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合レンズからなる。
第1部分レンズ群G4Aは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズL41と、両凸形状の正レンズL42と両凹形状の負レンズL43との接合レンズとからなる。
第2部分レンズ群G4Bは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL44と両凹形状の負レンズL45との接合レンズと、両凹形状の負レンズL46とからなる。
第3部分レンズ群G4Cは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL47と、両凸形状の正レンズL48と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL49とからなる。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との空気間隔が増加し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との空気間隔が減少するように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とを光軸方向へ移動させることにより、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う。このとき、第1レンズ群G1、第4レンズ群G4及び開口絞りSは、いずれも光軸方向の位置が固定である。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1中の後群G1Bを合焦レンズ群として光軸に沿って物体側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
ここで、レンズ全系の焦点距離がf、防振係数(防振時の防振レンズ群の移動量に対する像面I上での像の移動量の比)がKであるレンズにおいて、角度θの回転ぶれを補正するためには、防振レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交する方向へ移動させればよい。
したがって、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態において防振係数が−1.28、焦点距離が71.40(mm)であるため、0.60°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は0.58(mm)となる。また、望遠端状態においては防振係数が−1.28、焦点距離が194.00(mm)であるため、0.40°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は1.06(mm)となる。
表1において、fは焦点距離、BFはバックフォーカス(最も像側のレンズ面と像面Iとの光軸上の距離)を示す。
[面データ]において、面番号は物体側から数えた光学面の順番、rは曲率半径、dは面間隔(第n面(nは整数)と第n+1面との間隔)、ndはd線(波長λ=587.6nm)に対する屈折率、νdはd線(波長λ=587.6nm)に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、物面は物体面、可変は可変の面間隔、絞りSは開口絞りS、絞りFSはフレアカット絞りFS、像面は像面Iをそれぞれ示している。なお、曲率半径r=∞は平面を示している。また、非球面には面番号に*を付して曲率半径rの欄には近軸曲率半径を示している。
x=(h2/r)/[1+{1−κ(h/r)2}1/2]+A4h4+A6h6
ここで、hを光軸に垂直な方向の高さ、xを高さhにおける非球面の頂点の接平面から当該非球面までの光軸方向に沿った距離(サグ量)、κを円錐定数、A4,A6を非球面係数、rを基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)とする。なお、「E−n」(nは整数)は「×10−n」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−5」を示す。2次の非球面係数A2は0であり、記載を省略している。
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。
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 140.3879 3.2500 1.487490 70.31
2 399.4846 16.2331 1.000000
3 151.1551 2.0000 1.903660 31.27
4 77.3360 6.2000 1.497820 82.57
5 -417.8459 0.1000 1.000000
6 72.3229 5.2000 1.497820 82.57
7 810.3397 可変 1.000000
8 -398.4538 1.3000 1.834810 42.73
9 49.6681 3.9000 1.000000
10 -83.0944 1.2500 1.618000 63.34
11 54.6110 2.5500 1.846660 23.80
12 399.8540 1.4500 1.000000
13 -70.8083 1.2500 1.729160 54.61
14 84.0230 2.1500 1.846660 23.80
15 ∞ 可変 1.000000
16 204.9027 5.2000 1.717000 47.98
17 -32.6310 1.4000 1.903660 31.27
18 -73.6790 可変 1.000000
19(絞りS) ∞ 0.4000 1.000000
20 49.2393 3.7500 1.772500 49.62
21 ∞ 0.3000 1.000000
22 35.5052 4.9000 1.497820 82.57
23 -162.2410 1.8500 1.903660 31.27
24 41.9940 14.3500 1.000000
25(絞りFS) ∞ 0.5000 1.000000
26 85.3575 4.0000 1.805180 25.45
27 -47.5520 1.2000 1.603110 60.69
28 54.4401 4.0000 1.000000
29 -254.0256 1.2000 2.000690 25.46
30 63.7889 3.9000 1.000000
31 81.7216 4.0000 1.589130 61.22
32 -81.7216 0.7000 1.000000
33 77.7312 4.2000 1.719990 50.27
34 -77.7312 6.5000 1.000000
35 -41.7728 2.0000 1.834000 37.18
36 -200.4805 BF 1.000000
像面 ∞
[各種データ]
変倍比 2.72
W M T
f 71.4 135.0 194.0
FNO 4.1 4.1 4.1
ω 17.4° 8.9° 6.2°
Y 21.6 21.6 21.6
TL 218.3 218.3 218.3
BF 63.693 63.693 63.693
W M T
d7 2.435 27.748 37.096
d15 25.093 13.529 1.423
d18 15.877 2.127 4.886
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 100.018
1A 1 442.202
1B 3 122.385
2 8 -28.545
3 16 100.062
4 19 85.726
[条件式対応値]
(1)f4B/f4C = -1.29
(2) f4/f4B= -1.37
(3) β2w×β2t = 0.70
(4) N1n−N1p= 0.416
(5) N3n−N3p= 0.187
図3(a)、及び図3(b)はそれぞれ、本願の第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時に防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
なお、後述する各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。
各収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差が良好に補正されて優れた結像性能を有しており、さらに防振時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
図4は本願の第2実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4とから構成されている。
前群G1Aは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11からなる。
後群G1Bは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と両凸形状の正レンズL13との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14とからなる。
第1負部分群G2Aは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL22と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23との接合レンズからなる。
第2負部分群G2Bは、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL24と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL25との接合レンズからなる。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合レンズからなる。
第1部分レンズ群G4Aは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と、両凸形状の正レンズL42と両凹形状の負レンズL43との接合レンズとからなる。
第2部分レンズ群G4Bは、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL44と両凹形状の負レンズL45との接合レンズからなる。
第3部分レンズ群G4Cは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL46と、両凸形状の正レンズL47と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL48とからなる。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との空気間隔が増加し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との空気間隔が減少するように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とを光軸方向へ移動させることにより、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う。このとき、第1レンズ群G1、第4レンズ群G4及び開口絞りSは、いずれも光軸方向の位置が固定である。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1中の後群G1Bを合焦レンズ群として光軸に沿って物体側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態において防振係数が−1.30、焦点距離が71.40(mm)であるため、0.60°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は0.58(mm)となる。また、望遠端状態においては防振係数が−1.30、焦点距離が196.00(mm)であるため、0.40°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は1.05(mm)となる。
以下の表2に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 114.3117 3.1000 1.487490 70.40
2 250.6300 1.5381 1.000000
3 116.4884 2.0000 1.999900 31.27
4 70.4720 5.9000 1.497820 82.51
5 -987.3232 0.1000 1.000000
6 76.0165 5.0000 1.497820 82.51
7 1015.1759 可変 1.000000
8 -447.0787 1.3000 1.834807 42.72
9 48.2871 3.4185 1.000000
10 -86.5586 1.2500 1.618000 63.37
11 54.3572 2.5000 1.846660 23.78
12 382.7325 1.8985 1.000000
13 -56.0641 2.2926 1.846660 23.78
14 -33.9578 0.9753 1.729157 54.66
15 -479.7755 可変 1.000000
16 185.6879 5.0000 1.717004 47.93
17 -32.9760 1.4000 1.983660 31.27
18 -68.7091 可変 1.000000
19(絞りS) ∞ 0.4000 1.000000
20 42.8768 5.0000 1.772499 49.61
21 -206.7745 0.3000 1.000000
22 76.8439 4.2000 1.497820 82.51
23 -58.3375 1.8000 1.903660 31.27
24 79.4740 13.0000 1.000000
25(絞りFS) ∞ 1.0000 1.000000
26 -114.4458 4.2000 1.831206 36.74
27 -24.6196 1.2000 1.714409 53.89
28 56.2022 3.7170 1.000000
29 77.4062 4.0000 1.589130 61.16
30 -86.5707 0.2588 1.000000
31 173.1935 4.0000 1.719995 50.23
32 -55.2566 4.9362 1.000000
33 -33.3186 2.0400 1.834000 37.16
34 -123.8827 BF 1.000000
像面 ∞
[各種データ]
変倍比 2.75
W M T
f 71.4 133.0 196.0
FNO 4.1 4.1 4.1
ω 17.4° 9.1° 6.1°
Y 21.6 21.6 21.6
TL 215.0 215.0 215.0
BF 70.4 70.4 70.4
W M T
d7 1.877 27.161 37.583
d15 21.821 12.568 1.200
d18 18.430 2.400 3.347
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 100.977
1A 1 427.937
1B 3 125.000
2 8 -27.635
3 16 99.374
4 19 80.000
[条件式対応値]
(1)f4B/f4C = -1.05
(2) f4/f4B= -1.23
(3) β2w×β2t = 0.61
(4) N1n−N1p = 0.512
(5) N3n−N3p = 0.267
図6(a)、及び図6(b)はそれぞれ、本願の第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時に防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
各収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差が良好に補正されて優れた結像性能を有しており、さらに防振時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
図7は本願の第3実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4とから構成されている。
前群G1Aは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL11からなる。
後群G1Bは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と、両凸形状の正レンズL13と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14とからなる。
第1負部分群G2Aは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL22と両凸形状の正レンズL23との接合レンズからなる。
第2負部分群G2Bは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL24と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL25との接合レンズからなる。
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL31と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32との接合レンズからなる。
第1部分レンズ群G4Aは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41と、両凸形状の正レンズL42と両凹形状の負レンズL43との接合レンズとからなる。
第2部分レンズ群G4Bは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL44と両凹形状の負レンズL45との接合レンズと、両凹形状の負レンズL46とからなる。
第3部分レンズ群G4Cは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL47と、両凸形状の正レンズL48と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL49とからなる。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との空気間隔が増加し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との空気間隔が減少するように、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とを光軸方向へ移動させることにより、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う。このとき、第1レンズ群G1、第4レンズ群G4及び開口絞りSは、いずれも光軸方向の位置が固定である。
本実施例に係る変倍光学系は、第1レンズ群G1中の後群G1Bを合焦レンズ群として光軸に沿って物体側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態において防振係数が−1.25、焦点距離が71.40(mm)であるため、0.60°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は0.60(mm)となる。また、望遠端状態においては防振係数が−1.25、焦点距離が196.00(mm)であるため、0.40°の回転ぶれを補正するための第2部分レンズ群G4Bの移動量は1.09(mm)となる。
以下の表3に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 106.6632 3.1000 1.487490 70.40
2 199.7941 1.5692 1.000000
3 142.3931 2.0000 1.903660 31.27
4 75.6158 0.2868 1.000000
5 78.7661 5.9000 1.497820 82.51
6 -383.8553 0.1000 1.000000
7 71.4936 5.0000 1.497820 82.51
8 699.8249 可変 1.000000
9 -393.6712 1.3000 1.834807 42.72
*10 49.0673 3.4211 1.000000
11 -82.1898 1.2500 1.618000 63.37
12 101.6648 2.5000 1.846660 23.78
13 -582.9212 1.3136 1.000000
14 -63.2759 1.2500 1.729157 54.66
15 72.4825 2.0000 1.846660 23.78
16 140.1819 0.5000 1.000000
17 130.0000 1.0000 1.729157 54.66
18 72.4791 2.0000 1.846660 23.78
19 267.6447 可変 1.000000
20 197.2091 5.0000 1.717004 47.93
21 -30.9148 1.4000 1.903660 31.27
22 -68.1545 可変 1.000000
23(絞りS) ∞ 0.4000 1.000000
24 54.9704 3.5621 1.772499 49.61
25 -382.1637 0.3000 1.000000
26 35.3228 4.7657 1.497820 82.51
27 -153.2875 1.8000 1.903660 31.27
28 43.4698 14.5500 1.000000
29(絞りFS) ∞ 2.4000 1.000000
30 75.1521 4.0926 1.805181 25.43
31 -49.2642 1.2000 1.603112 60.67
32 54.1850 4.0000 1.000000
33 -255.8175 1.2000 2.000690 25.45
34 59.1251 3.6931 1.000000
35 89.8085 4.6000 1.589130 61.16
36 -89.8089 0.7000 1.000000
37 74.8902 4.9136 1.719995 50.23
38 -74.8919 6.3038 1.000000
39 -43.2382 2.0400 1.834000 37.16
40 -284.0645 BF 1.000000
像面 ∞
[非球面データ]
面番号 κ A4 A6
10 0.8103 2.25086E-08 -4.50461E-10
[各種データ]
変倍比 2.75
W M T
f 71.4 133.0 196.0
FNO 4.1 4.1 4.1
ω 17.4° 9.1° 6.1°
Y 21.6 21.6 21.6
TL 219.5 219.5 219.5
BF 61.581 61.581 61.581
W M T
d8 1.964 27.551 37.966
d19 21.203 11.989 1.200
d22 18.836 2.400 2.787
[レンズ群データ]
群 始面 f
1 1 100.147
1A 1 464.329
1B 3 120.905
2 9 -27.080
3 20 92.564
4 23 84.614
[条件式対応値]
(1)f4B/f4C = -1.23
(2) f4/f4B= -1.34
(3) β2w×β2t = 0.58
(4) N1n−N1p = 0.416
(5) N3n−N3p = 0.187
図9(a)、及び図9(b)はそれぞれ、本願の第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時に防振を行った際のメリディオナル横収差図である。
各収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差が良好に補正されて優れた結像性能を有しており、さらに防振時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
本願の変倍光学系の数値実施例として4群構成のものを示したが、本願はこれに限られず、その他の群構成(例えば、5群等)の変倍光学系を構成することもできる。具体的には、本願の変倍光学系の最も物体側や最も像側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。
また、本願の変倍光学系を構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成することができる。
図10は、本願の変倍光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
本カメラ1は、撮影レンズ2として上記第1実施例に係る変倍光学系を備えたデジタル一眼レフカメラである。
本カメラ1において、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、クイックリターンミラー3を介して焦点板4に結像される。そして焦点板4に結像されたこの光は、ペンタプリズム5中で複数回反射されて接眼レンズ6へ導かれる。これにより撮影者は、被写体像を接眼レンズ6を介して正立像として観察することができる。
図11は本願の変倍光学系の製造方法の概略を示す図である。
図11に示す本願の変倍光学系の製造方法は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、以下のステップS1〜S4を含むものである。
ステップS2:第4レンズ群が以下の条件式(1)、(2)を満足するように、第1レンズ群から第4レンズ群を準備し、各レンズ群を鏡筒内に物体側から順に配置する。
(1) −1.60 < f4B/f4C < −0.50
(2) −1.60 < f4/f4B < −0.60
但し、
f4 :第4レンズ群の焦点距離
f4B:第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:第3部分レンズ群の焦点距離
ステップS4:公知の移動機構を設けることにより、第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにする。
斯かる本願の変倍光学系の製造方法によれば、防振時の光学性能の劣化を抑え、広角端状態から望遠端状態にわたって良好な光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。
G1A 第1レンズ群中の前群
G1B 第1レンズ群中の後群
G2 第2レンズ群
G2A 第2レンズ群中の第1負部分群
G2B 第2レンズ群中の第2負部分群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
G4A 第4レンズ群中の第1部分レンズ群
G4B 第4レンズ群中の第2部分レンズ群
G4C 第4レンズ群中の第3部分レンズ群
S 開口絞り
I 像面
W 広角端状態
T 望遠端状態
Claims (11)
- 物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とにより、実質的に4個のレンズ群からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、
前記第2レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、負の屈折力を有する第1負部分群と、負の屈折力を有する第2負部分群とを含み、
前記第1負部分群と前記第2負部分群はそれぞれ、正負一枚ずつ合計2枚のレンズで構成されており、
前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有し、
前記第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
−1.60 < f4B/f4C < −0.50
−1.60 < f4/f4B < −0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離 - 物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とにより、実質的に4個のレンズ群からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、
前記第1レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とから構成されており、
前記第1レンズ群の前記前群は、正の屈折力を有する単レンズで構成されており、
前記第1レンズ群の前記後群は、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとから構成されており、
前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有し、
前記第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
−1.60 < f4B/f4C < −0.50
−1.60 < f4/f4B < −0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離 - 物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群とにより、実質的に4個のレンズ群からなり、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第1レンズ群は、光軸方向の位置が固定であり、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増加し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化するように、少なくとも前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とが光軸方向へ移動し、
前記第1レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とから構成されており、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際して、前記後群が物体側へ移動し、
前記第4レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1部分レンズ群と、負の屈折力を有する第2部分レンズ群と、正の屈折力を有する第3部分レンズ群とを有し、
前記第2部分レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
−1.60 < f4B/f4C ≦ −1.23
−1.60 < f4/f4B < −0.60
但し、
f4 :前記第4レンズ群の焦点距離
f4B:前記第2部分レンズ群の焦点距離
f4C:前記第3部分レンズ群の焦点距離 - 前記第2レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、負の屈折力を有する第1負部分群と、負の屈折力を有する第2負部分群とを含み、
前記第1負部分群と前記第2負部分群はそれぞれ、正負一枚ずつ合計2枚のレンズで構成されていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の変倍光学系。 - 前記第1レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、正の屈折力を有する後群とから構成されており、
無限遠物体から近距離物体への合焦に際して、前記後群が物体側へ移動することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の変倍光学系。 - 前記第1レンズ群の前記前群は、正の屈折力を有する単レンズで構成されており、
前記第1レンズ群の前記後群は、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとから構成されていることを特徴とする請求項3又は請求項5に記載の変倍光学系。 - 前記変倍光学系の最も像側に位置するレンズ群は、正の屈折力を有しており、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、光軸方向の位置が固定であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の変倍光学系。
- 広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第2レンズ群の倍率が等倍を跨ぐように変化し、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.30 < β2w×β2t < 0.90
但し、
β2w:広角端状態における前記第2レンズ群の倍率
β2t:望遠端状態における前記第2レンズ群の倍率 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.290 < N1n−N1p
但し、
N1n:前記第1レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N1p:前記第1レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.160 < N3n−N3p
但し、
N3n:前記第3レンズ群中の屈折率の最も大きな負レンズの屈折率
N3p:前記第3レンズ群中の屈折率の最も小さな正レンズの屈折率 - 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の変倍光学系を有することを特徴とする光学装置。
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