特許第6769054号(P6769054)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6769054
(24)【登録日】2020年9月28日
(45)【発行日】2020年10月14日
(54)【発明の名称】光学系および光学機器
(51)【国際特許分類】
   G02B 13/04 20060101AFI20201005BHJP
【FI】
   G02B13/04 D
【請求項の数】21
【全頁数】33
(21)【出願番号】特願2016-48457(P2016-48457)
(22)【出願日】2016年3月11日
(65)【公開番号】特開2017-161848(P2017-161848A)
(43)【公開日】2017年9月14日
【審査請求日】2019年2月7日
(73)【特許権者】
【識別番号】000004112
【氏名又は名称】株式会社ニコン
(74)【代理人】
【識別番号】100092897
【弁理士】
【氏名又は名称】大西 正悟
(74)【代理人】
【識別番号】100097984
【弁理士】
【氏名又は名称】川野 宏
(74)【代理人】
【識別番号】100157417
【弁理士】
【氏名又は名称】並木 敏章
(72)【発明者】
【氏名】村谷 真美
【審査官】 森内 正明
(56)【参考文献】
【文献】 特開2013−186458(JP,A)
【文献】 特開2010−72276(JP,A)
【文献】 特開昭64−78208(JP,A)
【文献】 特開2015−141384(JP,A)
【文献】 特開2011−112957(JP,A)
【文献】 特開2014−48359(JP,A)
【文献】 特開2012−123155(JP,A)
【文献】 特開2013−125213(JP,A)
【文献】 国際公開第2015/106908(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 9/00 − 17/08
G02B 21/02 − 21/04
G02B 25/00 − 25/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、
無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、
前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、
前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.20<f/TL<0.35
0.12<|X2|/f<0.20
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
X2:無限遠から近距離物体への合焦の際の前記第2レンズ群の移動量、
TL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【請求項2】
物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、
無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、
前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、
前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.20<f/TL<0.30
0.45<Bf/f<0.80
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
Bf:無限遠合焦状態の前記光学系における最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離、
TL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【請求項3】
物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、
無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、
前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、
前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.20<f/TL<0.30
0.95<DG1/DG2<1.70
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
DG1:前記第1レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離、
DG2:前記第2レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離、
TL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【請求項4】
物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、
無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、
前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、
前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、
前記第1レンズ群の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面は凸面であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.20<f/TL<0.30
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
TL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【請求項5】
物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、
無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、
前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、
前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.50<Bf/f<0.80
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
Bf:無限遠合焦状態の前記光学系における最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離。
【請求項6】
物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、
無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、
前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、
前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、
前記第2レンズ群の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面は凸面であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.45<Bf/f<0.80
0.10<f/f1<0.55
5.20<Y×f/TL<6.80 [単位:mm]
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
Bf:無限遠合焦状態の前記光学系における最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離、
Y:前記光学系のイメージサークルの半径、
TL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【請求項7】
物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、
無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、
前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、
前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.12<|X2|/f<0.20
0.10<f/f1<0.55
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
X2:無限遠から近距離物体への合焦の際の前記第2レンズ群の移動量、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離。
【請求項8】
物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、
無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、
前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、
前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、
前記第1レンズ群の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面は凸面であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.12<|X2|/f<0.20
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
X2:無限遠から近距離物体への合焦の際の前記第2レンズ群の移動量、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離。
【請求項9】
物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、
無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、
前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、
前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、
前記第1レンズ群の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面は凸面であり、
前記第2レンズ群の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面は凸面であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.95<DG1/DG2<1.70
5.20<Y×f/TL<6.80 [単位:mm]
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
DG1:前記第1レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離、
DG2:前記第2レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離、
Y:前記光学系のイメージサークルの半径、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
TL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【請求項10】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項5〜9のいずれか一項に記載の光学系。
0.20<f/TL<0.35
但し、f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
TL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【請求項11】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1、請求項3、請求項4、および請求項7〜9のいずれか一項に記載の光学系。
0.45<Bf/f<0.80
但し、Bf:無限遠合焦状態の前記光学系における最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離。
【請求項12】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜5、請求項8、および請求項9のいずれか一項に記載の光学系。
0.10<f/f1<0.55
但し、f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離。
【請求項13】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1および請求項4〜8のいずれか一項に記載の光学系。
0.95<DG1/DG2<1.70
但し、DG1:前記第1レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離、
DG2:前記第2レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離。
【請求項14】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項3、請求項5、および請求項9のいずれか一項に記載の光学系。
0.12<|X2|/f<0.20
但し、X2:無限遠から近距離物体への合焦の際の前記第2レンズ群の移動量、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離。
【請求項15】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項3または5に記載の光学系。
5.20<Y×f/TL<6.80 [単位:mm]
但し、Y:前記光学系のイメージサークルの半径、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
TL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【請求項16】
前記第1レンズ群の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面が凸面であることを特徴とする請求項5に記載の光学系。
【請求項17】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜16のいずれか一項に記載の光学系。
0.30<f2/TL<0.65
但し、f2:前記第2レンズ群の焦点距離、
TL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【請求項18】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜17のいずれか一項に記載の光学系。
−12.0<R1b/φ1b<8.0
但し、R1b:前記第1レンズ群の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
φ1b:前記第1レンズ群の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面での有効径。
【請求項19】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜18のいずれか一項に記載の光学系。
0.10<Y/BL<0.56
但し、Y:前記光学系のイメージサークルの半径、
BL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離。
【請求項20】
前記第2レンズ群の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面が凸面であることを特徴とする請求項1〜5、請求項7、請求項8、および請求項10〜19のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項21】
請求項1〜20のいずれか一項に記載の光学系を搭載して構成される光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学系およびこれを用いた光学機器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、デジタル一眼レフカメラやデジタルビデオカメラ等の光学機器に用いられる光学系として、広角撮影に適した明るい広角レンズが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。例えば、広角レンズには、ガウス型のレンズ構成の物体側にアフォーカルコンバータが設けられて構成されたものがある。しかしながら、このような光学系では、光学系の全長や口径が大きくなり、全体として光学系が大型化するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2014−202952号公報
【発明の概要】
【0004】
第1の発明に係る光学系は、物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、以下の条件式を満足する。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.20<f/TL<0.35
0.12<|X2|/f<0.20
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
X2:無限遠から近距離物体への合焦の際の前記第2レンズ群の移動量、
TL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
第2の発明に係る光学系は、物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、以下の条件式を満足する。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.20<f/TL<0.30
0.45<Bf/f<0.80
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
Bf:無限遠合焦状態の前記光学系における最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離、
TL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
第3の発明に係る光学系は、物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、以下の条件式を満足する。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.20<f/TL<0.30
0.95<DG1/DG2<1.70
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
DG1:前記第1レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離、
DG2:前記第2レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離、
TL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
第4の発明に係る光学系は、物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、前記第1レンズ群の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面は凸面であり、以下の条件式を満足する。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.20<f/TL<0.30
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
TL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【0005】
第5の発明に係る光学系は、物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、以下の条件式を満足する。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.50<Bf/f<0.80
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
Bf:無限遠合焦状態の前記光学系における最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離。
第6の発明に係る光学系は、物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、前記第2レンズ群の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面は凸面であり、以下の条件式を満足する。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.45<Bf/f<0.80
0.10<f/f1<0.55
5.20<Y×f/TL<6.80 [単位:mm]
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
Bf:無限遠合焦状態の前記光学系における最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離、
Y:前記光学系のイメージサークルの半径、
TL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【0006】
第7の発明に係る光学系は、物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、以下の条件式を満足する。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.12<|X2|/f<0.20
0.10<f/f1<0.55
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
X2:無限遠から近距離物体への合焦の際の前記第2レンズ群の移動量、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離。
第8の発明に係る光学系は、物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、前記第1レンズ群の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面は凸面であり、以下の条件式を満足する。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.12<|X2|/f<0.20
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
X2:無限遠から近距離物体への合焦の際の前記第2レンズ群の移動量、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離。
【0007】
第9の発明に係る光学系は、物体側から順に並んだ、第1レンズ群と、第2レンズ群とにより実質的に2個のレンズ群からなり、無限遠から近距離物体への合焦の際、前記第1レンズ群が固定されて、前記第2レンズ群が光軸に沿って物体側に移動して、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の間に開口絞りが配置され、前記開口絞りの像側に位置する前記第2レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、前記第1レンズ群の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面は凸面であり、前記第2レンズ群の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面は凸面であり、以下の条件式を満足する。
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00
0.95<DG1/DG2<1.70
5.20<Y×f/TL<6.80 [単位:mm]
但し、R21:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:前記第2レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
DG1:前記第1レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離、
DG2:前記第2レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離、
Y:前記光学系のイメージサークルの半径、
f:無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
TL:無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
また、本発明に係る光学機器は、上記光学系を搭載して構成される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】本実施形態の第1実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。
図2図2(a)は第1実施例に係る光学系の無限遠合焦時の諸収差図であり、図2(b)は第1実施例に係る光学系の近距離合焦時の諸収差図である。
図3】本実施形態の第2実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。
図4図4(a)は第2実施例に係る光学系の無限遠合焦時の諸収差図であり、図4(b)は第2実施例に係る光学系の近距離合焦時の諸収差図である。
図5】本実施形態の第3実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。
図6図6(a)は第3実施例に係る光学系の無限遠合焦時の諸収差図であり、図6(b)は第3実施例に係る光学系の近距離合焦時の諸収差図である。
図7】本実施形態の第4実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。
図8図8(a)は第4実施例に係る光学系の無限遠合焦時の諸収差図であり、図8(b)は第4実施例に係る光学系の近距離合焦時の諸収差図である。
図9】本実施形態の第5実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。
図10図10(a)は第5実施例に係る光学系の無限遠合焦時の諸収差図であり、図10(b)は第5実施例に係る光学系の近距離合焦時の諸収差図である。
図11】本実施形態に係る光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
図12】本実施形態に係る光学系の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本実施形態の光学系、光学機器について図を参照して説明する。本実施形態に係る光学系(広角レンズ)WLの一例として、図1に示す光学系WL(1)は、物体側から順に並んだ、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2とを有して構成される。第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間に、開口絞りSが配置される。開口絞りSの像側に位置する第2レンズ群G2の最も物体側に負レンズが配置される。第2レンズ群G2の最も物体側に配置された負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面である。このような光学系WL(1)において、無限遠から近距離物体への合焦の際、第1レンズ群G1が固定されて、第2レンズ群G2が光軸に沿って物体側に移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化するようになっている。この構成により、大口径比を有しながら、小型で良好な光学性能を有した光学系を得ることが可能になる。
【0010】
本実施形態に係る光学系WLは、図3に示す光学系WL(2)でも良く、図5に示す光学系WL(3)でも良く、図7に示す光学系WL(4)でも良く、図9に示す光学系WL(5)でも良い。なお、図3図5図7、および図9に示す光学系WL(2)〜WL(5)の各レンズ群は、図1に示す光学系WL(1)と同様に構成される。
【0011】
上記構成の下、本実施形態に係る光学系WLは、次の条件式(1)を満足する。
【0012】
0.10<(R22+R21)/(R22−R21)<3.00 ・・・(1)
但し、R21:第2レンズ群G2の最も物体側に配置された負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
R22:第2レンズ群G2の最も物体側に配置された負レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径。
【0013】
条件式(1)は、第2レンズ群G2の最も物体側に配置された負レンズのシェイプファクターの適切な範囲を規定するための条件式である。開口絞りSの像側に配置されるレンズ面は、軸外からの鋭角の入射光線を受ける第1レンズ群G1と、第1レンズ群G1から射出される光線をテレセントリックに整える第2レンズ群G2との間に位置する重要なレンズ面である。このレンズ面を有する第2レンズ群G2の最も物体側に配置された負レンズの適切な形状を示したものが条件式(1)である。なお、この負レンズがR21<R22となるように形成されることで、諸収差の補正を容易に行うことができる。
【0014】
条件式(1)の対応値が上限値を上回ると、第2レンズ群G2の最も物体側に配置された負レンズの形状のメニスカスの度合いが強すぎて、高次の収差が発生するので好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(1)の上限値を好ましくは2.90とし、さらに好ましくは2.85としてもよい。
【0015】
条件式(1)の対応値が下限値を下回ると、第2レンズ群G2の最も物体側に配置された負レンズの形状の物体側に凹面を向ける度合いが強くなるため、球面収差やコマ収差の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(1)の下限値を好ましくは0.20とし、さらに好ましくは0.30としてもよい。
【0016】
本実施形態の光学系WLは、次の条件式(2)を満足することが好ましい。
【0017】
0.20<f/TL<0.35 ・・・(2)
但し、f:無限遠合焦状態の光学系WLの焦点距離、
TL:無限遠合焦状態の光学系WLにおける最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【0018】
条件式(2)は、光学系WLの焦点距離と全長との適切な範囲を規定するための条件式である。条件式(2)を満足することで、光学系WLの全長をできる限り小さく抑えながら、良好な光学性能を得ることができる。
【0019】
条件式(2)の対応値が上限値を上回ると、光学系WLの全長が短くなるため、各群のパワーを強くする必要があり、球面収差、コマ収差等の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(2)の上限値を好ましくは0.30とし、さらに好ましくは0.28としてもよい。
【0020】
条件式(2)の対応値が下限値を下回ると、光学系WLの全長が長くなるため、第1レンズ群G1の負レンズの径が増大し、軸外収差や色収差の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(2)の下限値を好ましくは0.21とし、さらに好ましくは0.23としてもよい。
【0021】
本実施形態の光学系WLは、次の条件式(3)を満足することが好ましい。
【0022】
0.30<f2/TL<0.65 ・・・(3)
但し、f2:第2レンズ群G2の焦点距離、
TL:無限遠合焦状態の光学系WLにおける最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【0023】
条件式(3)は、第2レンズ群G2の焦点距離と光学系WLの全長との適切な範囲を規定するための条件式である。条件式(3)の対応値が上限値を上回ると、光学系WLの全長が短すぎるため、コマ収差等の補正が困難になる。また、第2レンズ群G2のパワー(屈折力)が弱すぎるため、第2レンズ群G2を合焦群に設定した場合に、フォーカスに必要な倍率を稼ぐことができず、第1レンズ群G1と干渉するおそれがある。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(3)の上限値を好ましくは0.62とし、さらに好ましくは0.60としてもよい。
【0024】
条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、光学系WLの全長が長くなり、光学系全系が大型化するので好ましくない。また、第2レンズ群G2のパワーが強すぎるため、球面収差やコマ収差の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(3)の下限値を好ましくは0.35とし、さらに好ましくは0.40としてもよい。
【0025】
本実施形態の光学系WLは、次の条件式(4)を満足することが好ましい。
【0026】
0.45<Bf/f<0.80 ・・・(4)
但し、Bf:無限遠合焦状態の光学系WLにおける最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離、
f:無限遠合焦状態の光学系WLの焦点距離。
【0027】
条件式(4)は、光学系WLの焦点距離とバックフォーカスとの適切な範囲を規定するための条件式である。条件式(4)の対応値が上限値を上回ると、バックフォーカスが長すぎるため、テレセントリック性は保たれるものの、光学系全系が大型化するので好ましくない。また、各レンズ群の焦点距離が短くなるため、球面収差やコマ収差の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(4)の上限値を好ましくは0.75とし、さらに好ましくは0.68としてもよい。
【0028】
条件式(4)の対応値が下限値を下回ると、バックフォーカスが短すぎるため、フィルタ等を配置するためのスペースを確保できない。また、射出瞳の位置が像面Iに近くなるため、シェーディングが顕著となり、特に画面周辺での解像の低下を招く。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(4)の下限値を好ましくは0.50とし、さらに好ましくは0.55としてもよい。
【0029】
本実施形態の光学系WLは、次の条件式(5)を満足することが好ましい。
【0030】
0.10<f/f1<0.55 ・・・(5)
但し、f:無限遠合焦状態の光学系WLの焦点距離、
f1:第1レンズ群G1の焦点距離。
【0031】
条件式(5)は、光学系WLの焦点距離に対する第1レンズ群G1の焦点距離の適切な範囲を規定するための条件式である。条件式(5)の対応値が上限値を上回ると、第1レンズ群G1のパワー(屈折力)が強すぎるため、像面湾曲、非点収差、コマ収差等の軸外収差の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(5)の上限値を好ましくは0.50とし、さらに好ましくは0.47としてもよい。
【0032】
条件式(5)の対応値が下限値を下回ると、第1レンズ群G1のパワーが弱くなり、光学系全系が大型化するので好ましくない。また、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2とのパワーバランスが崩れて、歪曲収差が変化するので好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(5)の下限値を好ましくは0.13とし、さらに好ましくは0.16としてもよい。
【0033】
本実施形態の光学系WLは、次の条件式(6)を満足することが好ましい。
【0034】
0.95<DG1/DG2<1.70 ・・・(6)
但し、DG1:第1レンズ群G1における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離、
DG2:第2レンズ群G2における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離。
【0035】
条件式(6)は、第1レンズ群G1の総厚(レンズ厚)と第2レンズ群G2の総厚との適切な配分を規定するための条件式である。なお、本実施形態のようなタイプの光学系では、第2レンズ群G2は合焦を担う場合が多いため軽量化が求められる。また、第1レン
ズ群G1の総厚を短縮することは、鏡筒の短縮化に直結する。また、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間に開口絞りSがあることを考慮すると、第1レンズ群G1の総厚と第2レンズ群G2の総厚との配分から射出瞳の位置を推測することが可能である。
【0036】
条件式(6)の対応値が上限値を上回ると、第2レンズ群G2の総厚が薄すぎるため、球面収差、コマ収差等の補正が困難になる。また、第2レンズ群G2の総厚が薄すぎるため、像面Iから射出瞳の位置までの十分な距離を確保するのが困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(6)の上限値を好ましくは1.65とし、さらに好ましくは1.61としてもよい。
【0037】
条件式(6)の対応値が下限値を下回ると、第1レンズ群G1の総厚が薄すぎるため、歪曲収差の補正が困難になる。また、第2レンズ群G2の総厚が厚すぎるため、合焦の際、第2レンズ群G2の重量の負荷が大きくなる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(6)の下限値を好ましくは1.00とし、さらに好ましくは1.08としてもよい。
【0038】
本実施形態の光学系WLは、次の条件式(7)を満足することが好ましい。
【0039】
−12.0<R1b/φ1b<8.0 ・・・(7)
但し、R1b:第1レンズ群G1の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面の曲率半径、
φ1b:第1レンズ群G1の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面での有効径。
【0040】
条件式(7)は、第1レンズ群G1の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面の適切な形状を規定するための条件式である。条件式(7)の対応値が上限値を上回ると、第1レンズ群G1の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面の曲率半径がプラス側で(物体側に凸面を向ける側で)大きくなりすぎるため、当該レンズ面の曲率がプラス側で小さくなり、球面収差やコマ収差の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(7)の上限値を好ましくは5.0とし、さらに好ましくは2.0としてもよい。
【0041】
条件式(7)の対応値が下限値を下回ると、第1レンズ群G1の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面の曲率半径がマイナス側で(像側に凸面を向ける側で)大きくなりすぎるため、当該レンズ面の曲率がマイナス側で小さくなり、軸外のコマ収差等の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(7)の下限値を好ましくは−0.7とし、さらに好ましくは−4.0としてもよい。
【0042】
本実施形態の光学系WLは、次の条件式(8)を満足することが好ましい。
【0043】
0.10<Y/BL<0.56 ・・・(8)
但し、Y:光学系WLのイメージサークルの半径、
BL:無限遠合焦状態の光学系WLにおける最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離。
【0044】
条件式(8)は、光学系WLのイメージサークルの半径(すなわち最大像高)とレンズ厚との適切な範囲を規定するための条件式である。条件式(8)の対応値が上限値を上回ると、撮像素子のフォーマットサイズに対して薄型のレンズ構成になっているが、コマ収差等の軸外の収差を補正することが困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(8)の上限値を好ましくは0.50とし、さらに好ましくは0.40としてもよ
い。
【0045】
条件式(8)の対応値が下限値を下回ると、光学系WLの最大像高が小さくなるため、十分な画角が確保できない。また、球面収差等の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(8)の下限値を好ましくは0.15とし、さらに好ましくは0.20としてもよい。
【0046】
本実施形態の光学系WLは、次の条件式(9)を満足することが好ましい。
【0047】
0.12<|X2|/f<0.20 ・・・(9)
但し、X2:無限遠から近距離物体への合焦の際の第2レンズ群G2の移動量、
f:無限遠合焦状態の光学系WLの焦点距離。
【0048】
条件式(9)は、第2レンズ群G2の合焦時の移動量の適切な範囲を規定するための条件式である。条件式(9)の対応値が上限値を上回ると、第2レンズ群G2のパワー(屈折力)を弱くする必要があるため、至近距離合焦時の光学性能を良好に保つことができず、像面湾曲の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(9)の上限値を好ましくは0.19とし、さらに好ましくは0.18としてもよい。
【0049】
条件式(9)の対応値が下限値を下回ると、第2レンズ群G2のパワーを強くする必要があるため、球面収差、コマ収差等の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(9)の下限値を好ましくは0.13とし、さらに好ましくは0.14としてもよい。
【0050】
本実施形態の光学系WLは、次の条件式(10)を満足することが好ましい。
【0051】
5.20<Y×f/TL<6.80 ・・・(10)
但し、Y:光学系WLのイメージサークルの半径、
f:無限遠合焦状態の光学系WLの焦点距離、
TL:無限遠合焦状態の光学系WLにおける最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【0052】
条件式(10)は、光学系WLのイメージサークルの半径と焦点距離の組み合わせに対し、光学系WLの全長の適切な範囲を規定するための条件式である。条件式(10)の対応値が上限値を上回ると、光学系WLの全長が短くなるため、各レンズ群のパワーを強くする必要があり、球面収差、コマ収差等の諸収差の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(10)の上限値を好ましくは6.50とし、さらに好ましくは6.00としてもよい。
【0053】
条件式(10)の対応値が下限値を下回ると、光学系WLの全長が長くなるため、第1レンズ群G1の負レンズの径が大きくなり、軸外収差の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式(10)の下限値を好ましくは5.22とし、さらに好ましくは5.25としてもよい。
【0054】
本実施形態の光学系WLにおいて、第2レンズ群G2の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面が凸面であることが好ましい。これにより、ペッツバール和を適切に補正することが可能になり、像面Iから十分に離れた射出瞳の位置を確保することが可能になる。
【0055】
本実施形態の光学系WLにおいて、第1レンズ群G1の最も像側に配置されたレンズに
おける像側のレンズ面が凸面であることが好ましい。これにより、歪曲収差、像面湾曲および非点収差を良好に補正することができる。
【0056】
本実施形態の光学系WLにおいて、第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、像側に凸面を向けたメニスカス形状の第1の負レンズと、両凸形状の第1の正レンズと、両凹形状の第2の負レンズと、両凸形状の第2の正レンズとを有して構成されてもよい。これにより、コマ収差と球面収差を良好に補正することが可能になる。
【0057】
本実施形態の光学機器は、上述した構成の光学系WLを備えて構成される。その具体例として、上記光学系WLを備えたカメラ(光学機器)を図11に基づいて説明する。このカメラ1は、図11に示すように撮影レンズ2として上記実施形態に係る光学系WLを備えたデジタルカメラである。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、撮像素子3へ到達する。これにより被写体からの光は、当該撮像素子3によって撮像されて、被写体画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者はカメラ1による被写体の撮影を行うことができる。なお、このカメラ1は、ミラーレスカメラでも、クイックリターンミラーを有した一眼レフタイプのカメラであってもよい。また、このカメラ1は、レンズ鏡筒とカメラボディ本体とが着脱可能な一眼レフタイプのカメラに限られるものではなく、レンズ鏡筒とカメラボディ本体とが一体型のコンパクトタイプのカメラであってもよい。このような構成によれば、撮影レンズとして上記光学系WLを搭載することにより、大口径比を有しながら、小型で良好な光学性能を有した光学機器を得ることが可能になる。
【0058】
続いて、図12を参照しながら、上述の光学系WLの製造方法について概説する。まず、鏡筒内に、物体側から順に並べて、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2とを配置する(ステップST1)。このとき、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の間に、開口絞りSを配置する。また、開口絞りSの像側に位置する第2レンズ群G2の最も物体側に負レンズを配置し、当該負レンズにおける物体側のレンズ面が凹面になるように形成する。そして、無限遠から近距離物体への合焦の際、第1レンズ群G1が固定されて、第2レンズ群G2が光軸に沿って物体側に移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化するように構成する(ステップST2)。さらに、少なくとも上記条件式(1)を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する(ステップST3)。このような製造方法によれば、大口径比を有しながら、小型で良好な光学性能を有した光学系を製造することが可能になる。
【実施例】
【0059】
以下、本実施形態の実施例に係る光学系(広角レンズ)WLを図面に基づいて説明する。図1図3図5図7図9は、第1〜第5実施例に係る光学系WL{WL(1)〜WL(5)}の構成及び屈折力配分を示す断面図である。各断面図には、無限遠から近距離物体へ合焦する際の、(「無限遠」および「近距離」と併記された)各群の位置が記載されている。
【0060】
これら図1図3図5図7図9において、各レンズ群を符号Gと数字の組み合わせにより、各レンズを符号Lと数字の組み合わせにより、それぞれ表している。この場合において、符号、数字の種類および数が大きくなって煩雑化するのを防止するため、実施例毎にそれぞれ独立して符号と数字の組み合わせを用いてレンズ群等を表している。このため、実施例間で同一の符号と数字の組み合わせが用いられていても、同一の構成であることを意味するものでは無い。
【0061】
以下に表1〜表5を示すが、この内、表1は第1実施例、表2は第2実施例、表3は第3実施例、表4は第4実施例、表5は第5実施例における各諸元データを示す表である。
各実施例では収差特性の算出対象として、d線(波長λ=587.6nm)、g線(波長λ=435.8nm)を選んでいる。
【0062】
[全体諸元]の表において、fは無限遠合焦状態の光学系WLにおける全系の焦点距離を示し、FNОはFナンバーを示す。2ωは画角(単位は°(度)で、ωが半画角である)を示し、Yは像高(最大像高)を示す。Bfは無限遠合焦状態の光学系WLにおける最も像側のレンズ面から像面Iまでの光軸上の空気換算距離(バックフォーカス)を示し、TLは無限遠合焦状態の光学系WLにおける最も物体側のレンズ面から像面Iまでの光軸上の距離(全長)を示す。なお、TLにおいて、光学系WLにおける最も像側のレンズ面から像面Iまでは空気換算距離を示す。また、TLおよびBfの値は、後述の[可変間隔データ]において、無限遠合焦状態、近距離(至近距離)合焦状態におけるそれぞれについて示す。
【0063】
また、φ1bは第1レンズ群G1の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面での有効径を示し、X2は無限遠から近距離物体への合焦の際の第2レンズ群G2の移動量を示す。移動量X2は、物体側から像側へ向かう方向を正とする。
【0064】
[レンズ諸元]の表において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序を示し、Rは各光学面の曲率半径(曲率中心が像側に位置する面を正の値としている)、Dは各光学面から次の光学面(又は像面)までの光軸上の距離である面間隔、ndは光学部材の材質のd線に対する屈折率、νdは光学部材の材質のd線を基準とするアッベ数を、それぞれ示す。曲率半径の「∞」は平面又は開口を示し、(絞りS)は開口絞りSを示す。空気の屈折率nd=1.00000の記載は省略している。レンズ面が非球面であ
る場合には面番号に*印を付して曲率半径Rの欄には近軸曲率半径を示している。
【0065】
[非球面データ]の表には、[レンズ諸元]に示した非球面について、その形状を次式(a)で示す。X(y)は非球面の頂点における接平面から高さyにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離(ザグ量)を、Rは基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)を、κは円錐定数を、Aiは第i次の非球面係数を示す。「E-n」は、「×10-n」を示す。例えば、1.234E-05=1.234×10-5である。なお、2次の非球面係数A2は0であり、その記載を省略している。
【0066】
X(y)=(y2/R)/{1+(1−κ×y2/R21/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10 ・・・(a)
【0067】
[レンズ群データ]の表において、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2のそれぞれの始面(最も物体側の面)と焦点距離を示す。
【0068】
[可変間隔データ]の表は、[レンズ諸元]を示す表において面間隔が「可変」となっている面番号iにおける次の面までの面間隔Diを示す。例えば、第1実施例では、面番号7,19での面間隔D7,D19を示す。これらの値は、無限遠合焦状態、近距離(至近距離)合焦状態におけるそれぞれについて示す。
【0069】
[条件式対応値]の表には、上記の条件式(1)〜(10)に対応する値を示す。
【0070】
以下、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、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、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ので、これに限られるものではない。
【0071】
ここまでの表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での重複する説明は省略
する。
【0072】
(第1実施例)
第1実施例について、図1図2および表1を用いて説明する。図1は、本実施形態の第1実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。第1実施例に係る光学系WL(1)は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とから構成される。また、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に、開口絞りSが配置される。各レンズ群の記号に付けている符号(+)もしくは(−)は各レンズ群の屈折力を示し、このことは以下の全ての実施例でも同様である。
【0073】
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1の負レンズL11と、両凹形状の第2の負レンズL12および両凸形状の第1の正レンズL13からなる接合レンズと、両凸形状の第2の正レンズL14と、から構成される。すなわち、第1レンズ群G1は4枚のレンズから構成される。第1の負レンズL11は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0074】
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、像側に凸面を向けたメニスカス形状の第1の負レンズL21と、両凸形状の第1の正レンズL22と、両凸形状の第2の正レンズL23と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第2の負レンズL24と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第3の負レンズL25および両凸形状の第3の正レンズL26からなる接合レンズと、から構成される。すなわち、第2レンズ群G2は6枚のレンズから構成される。第1の正レンズL22は、像側のレンズ面が非球面である。
【0075】
第2レンズ群G2の像側に、像面Iが配置される。第2レンズ群G2と像面Iとの間における像面Iの近傍に、像面Iに配設される撮像素子(例えば、CCDやCMOS等)の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタFLが配置される。第1実施例に係る光学系WL(1)では、無限遠から近距離物体への合焦の際、第1レンズ群G1が固定されるとともに、第2レンズ群G2が光軸に沿って物体側へ移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化する(小さくなる)ように構成される。また、合焦の際、開口絞りSが第2レンズ群G2とともに光軸に沿って移動するように構成される。
【0076】
以下の表1に、第1実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
【0077】
(表1)
[全体諸元]
f=24.03
FNO=1.95
2ω=86.2
Y=21.60
Bf=27.018(空気換算長)
TL=98.489(空気換算長)
φ1b=25.01
X2=-3.592
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 61.00000 1.524 1.49710 81.6
2* 16.07881 19.148
3 -39.52997 1.000 1.72825 28.4
4 25.44383 6.899 1.90265 35.7
5 -58.29655 0.200
6 94.37151 2.095 1.95375 32.3
7 -299.84325 D7(可変)
8 ∞ 4.568 (絞りS)
9 -23.12889 1.000 1.72825 28.4
10 -52.88931 4.545
11 108.15411 4.892 1.95150 29.8
12* -91.29359 0.100
13 39.72911 4.198 1.75500 52.3
14 -42.52504 0.100
15 72.26139 3.584 1.66446 35.9
16 21.80180 2.060
17 1631.11840 1.000 1.79504 28.7
18 21.79336 4.991 1.49700 81.7
19 -37.70133 D19(可変)
20 ∞ 1.500 1.51680 64.2
21 ∞ 0.000
[非球面データ]
第2面
κ=7.44500E-01
A4=-1.11688E-06,A6=1.89520E-08,A8=-8.66722E-11,A10=1.04786E-13
第12面
κ=-1.73400E-01
A4=1.56371E-05,A6=7.15689E-09,A8=5.77717E-13,A10=3.50489E-14
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 141.96
G2 9 41.08
[可変間隔データ]
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
f=24.03 β=-0.1474
D0 ∞ 151.00
D7 9.567 5.975
D19 25.929 29.521
Bf(air) 27.018 30.610
TL(air) 98.489 98.489
[条件式対応値]
条件式(1) (R22+R21)/(R22−R21)=2.55
条件式(2) f/TL=0.24
条件式(3) f2/TL=0.41
条件式(4) Bf/f=1.12
条件式(5) f/f1=0.17
条件式(6) DG1/DG2=1.17
条件式(7) R1b/φ1b=-11.99
条件式(8) Y/BL=0.302
条件式(9) |X2|/f=0.15
条件式(10) Y×f/TL=5.24
【0078】
図2(a)は、第1実施例に係る光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。図2(a)の各収差図において、FNOはFナンバー、Aは半画角をそれぞれ示す。なお、球面収差
図では最大口径に対応するFナンバーの値を示し、非点収差図および歪曲収差図では半画角の最大値をそれぞれ示し、横収差図では各半画角の値を示す。図2(b)は、第1実施例に係る光学系の近距離(至近距離)合焦時の諸収差図である。図2(b)の各収差図において、NAは開口数、H0は物体高をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応する開口数の値を示し、非点収差図および歪曲収差図では物体高の最大値をそれぞれ示し、横収差図では各物体高の値を示す。また、図2(a)および図2(b)の各収差図において、dはd線(波長λ=587.6nm)、gはg線(波長λ=435.8nm)をそれぞれ示す。非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。なお、以下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、重複する説明は省略する。
【0079】
各収差図より、第1実施例に係る光学系は、諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。
【0080】
(第2実施例)
第2実施例について、図3図4および表2を用いて説明する。図3は、本実施形態の第2実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。第2実施例に係る光学系WL(2)は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とから構成される。また、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に、開口絞りSが配置される。
【0081】
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1の負レンズL11と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第2の負レンズL12と、両凸形状の第1の正レンズL13と、両凹形状の第3の負レンズL14および両凸形状の第2の正レンズL15からなる接合レンズと、から構成される。すなわち、第1レンズ群G1は5枚のレンズから構成される。第1の正レンズL13は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0082】
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、両凹形状の第1の負レンズL21と、像側に凸面を向けたメニスカス形状の第1の正レンズL22と、両凸形状の第2の正レンズL23と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第2の負レンズL24と、両凹形状の第3の負レンズL25および両凸形状の第3の正レンズL26からなる接合レンズと、から構成される。すなわち、第2レンズ群G2は6枚のレンズから構成される。第1の負レンズL21は、物体側のレンズ面が非球面である。第2の正レンズL23は、像側のレンズ面が非球面である。
【0083】
第2レンズ群G2の像側に、像面Iが配置される。第2レンズ群G2と像面Iとの間における像面Iの近傍に、像面Iに配設される撮像素子(例えば、CCDやCMOS等)の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタFLが配置される。第2実施例に係る光学系WL(2)では、無限遠から近距離物体への合焦の際、第1レンズ群G1が固定されるとともに、第2レンズ群G2が光軸に沿って物体側へ移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化する(小さくなる)ように構成される。また、合焦の際、開口絞りSが第2レンズ群G2とともに光軸に沿って移動するように構成される。
【0084】
以下の表2に、第2実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
【0085】
(表2)
[全体諸元]
f=24.09
FNO=1.85
2ω=85.4
Y=21.60
Bf=16.046 (空気換算長)
TL=98.489(空気換算長)
φ1b=27.98
X2=-4.192
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 61.00000 1.980 1.67270 32.2
2 23.15274 7.051
3 107.22972 1.000 1.66755 41.9
4 28.01217 9.439
5* 45.38890 4.210 1.95150 29.8
6 -240.05180 7.560
7 -49.14202 1.000 1.69895 30.1
8 35.49623 7.421 1.88300 40.7
9 -41.96879 D9(可変)
10 ∞ 3.319 (絞りS)
11* -55.74290 2.391 1.84681 23.6
12 157.34103 2.383
13 -114.23645 3.509 1.80610 41.0
14 -25.00000 1.500
15 38.65454 6.108 1.77250 49.5
16* -34.03812 0.100
17 366.29782 3.109 1.80100 34.9
18 21.06154 3.672
19 -2295.36810 1.000 1.69895 30.1
20 23.32581 5.870 1.58913 61.2
21 -190.00000 D21(可変)
22 ∞ 1.500 1.51680 64.2
23 ∞ 0.100
[非球面データ]
第5面
κ=4.61700E-01
A4=-7.16734E-07,A6=-1.63781E-09,A8=2.70647E-12,A10=-1.86351E-14
第11面
κ=7.55290E+00
A4=-3.49326E-05,A6=-2.64640E-08,A8=1.07434E-10,A10=4.95139E-15
第16面
κ=5.78000E-02
A4=1.66911E-07,A6=1.21571E-08,A8=-1.13971E-11,A10=3.58849E-14
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 53.41
G2 11 52.51
[可変間隔データ]
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
f=24.09 β=-0.1448
D0 ∞ 151.00
D9 9.821 5.629
D21 14.957 19.148
Bf(air) 16.046 20.237
TL(air) 98.489 98.489
[条件式対応値]
条件式(1) (R22+R21)/(R22−R21)=0.48
条件式(2) f/TL=0.24
条件式(3) f2/TL=0.53
条件式(4) Bf/f=0.67
条件式(5) f/f1=0.45
条件式(6) DG1/DG2=1.34
条件式(7) R1b/φ1b=-1.50
条件式(8) Y/BL=0.262
条件式(9) |X2|/f=0.17
条件式(10) Y×f/TL=5.26
【0086】
図4(a)は、第2実施例に係る光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。図4(b)は、第2実施例に係る光学系の近距離(至近距離)合焦時の諸収差図である。各収差図より、第2実施例に係る光学系は、諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。
【0087】
(第3実施例)
第3実施例について、図5図6および表3を用いて説明する。図5は、本実施形態の第3実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。第3実施例に係る光学系WL(3)は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とから構成される。また、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に、開口絞りSが配置される。
【0088】
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1の負レンズL11と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1の正レンズL12と、像側に凸面を向けたメニスカス形状の第2の正レンズL13および両凹形状の第2の負レンズL14からなる接合レンズと、両凸形状の第3の正レンズL15と、から構成される。すなわち、第1レンズ群G1は5枚のレンズから構成される。第1の正レンズL12は、像側のレンズ面が非球面である。
【0089】
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、像側に凸面を向けたメニスカス形状の第1の負レンズL21と、両凸形状の第1の正レンズL22および像側に凸面を向けたメニスカス形状の第2の負レンズL23からなる接合レンズと、両凸形状の第2の正レンズL24と、両凹形状の第3の負レンズL25と、像側に凸面を向けたメニスカス形状の第4の負レンズL26および像側に凸面を向けたメニスカス形状の第3の正レンズL27からなる接合レンズと、から構成される。すなわち、第2レンズ群G2は7枚のレンズから構成される。第2の正レンズL24は、像側のレンズ面が非球面である。第3の正レンズL27は、像側のレンズ面が非球面である。
【0090】
第2レンズ群G2の像側に、像面Iが配置される。第2レンズ群G2と像面Iとの間における像面Iの近傍に、像面Iに配設される撮像素子(例えば、CCDやCMOS等)の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタFLが配置される。第3実施例に係る光学系WL(3)では、無限遠から近距離物体への合焦の際、第1レンズ群G1が固定されるとともに、第2レンズ群G2が光軸に沿って物体側へ移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化する(小さくなる)ように構成される。ま
た、合焦の際、開口絞りSが第1レンズ群G1とともに固定されるように構成される。
【0091】
以下の表3に、第3実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
【0092】
(表3)
[全体諸元]
f=24.14
FNO=1.85
2ω=85.2
Y=21.60
Bf=16.092(空気換算長)
TL=98.489(空気換算長)
φ1b=23.98
X2=-3.954
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 103.66156 1.800 1.58913 61.2
2 20.42084 16.831
3 64.27053 1.860 1.88202 37.2
4* 135.57264 9.763
5 -55.25307 6.230 1.80604 40.7
6 -20.58872 1.200 1.66446 35.9
7 92.74950 0.500
8 55.32621 4.140 1.80400 46.6
9 -51.80704 3.761
10 ∞ D10(可変) (絞りS)
11 -41.48146 2.000 1.68893 31.2
12 -87.94541 0.600
13 25.38767 7.248 1.69350 53.2
14 -26.98527 1.000 1.80100 34.9
15 -216.57089 2.720
16 121.88390 2.962 1.82080 42.7
17* -56.93890 1.616
18 -217.18037 2.039 1.69895 30.1
19 32.18253 5.258
20 -25.67890 1.000 1.71736 29.6
21 -188.05035 3.000 1.80610 40.7
22* -30.00000 D22(可変)
23 ∞ 1.500 1.51680 64.2
24 ∞ 0.000
[非球面データ]
第4面
κ=4.20000E+01
A4=6.07770E-07,A6=2.82158E-11,A8=3.48783E-12,A10=-1.69590E-14
第17面
κ=-8.18280E+00
A4=1.15224E-05,A6=-1.65861E-08,A8=-1.36830E-10,A10=3.82021E-13
第22面
κ=2.41950E+00
A4=2.89965E-05,A6=6.30910E-08,A8=3.81139E-10,A10=7.26525E-13
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 67.39
G2 11 56.98
[可変間隔データ]
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
f=24.14 β=-0.1469
D0 ∞ 151.00
D10 6.869 2.915
D22 15.003 18.957
Bf(air) 16.092 20.046
TL(air) 98.489 98.489
[条件式対応値]
条件式(1) (R22+R21)/(R22−R21)=2.79
条件式(2) f/TL=0.24
条件式(3) f2/TL=0.58
条件式(4) Bf/f=0.67
条件式(5) f/f1=0.36
条件式(6) DG1/DG2=1.57
条件式(7) R1b/φ1b=-2.16
条件式(8) Y/BL=0.262
条件式(9) |X2|/f=0.16
条件式(10) Y×f/TL=5.27
【0093】
図6(a)は、第3実施例に係る光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。図6(b)は、第3実施例に係る光学系の近距離(至近距離)合焦時の諸収差図である。各収差図より、第3実施例に係る光学系は、諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。
【0094】
(第4実施例)
第4実施例について、図7図8および表4を用いて説明する。図7は、本実施形態の第4実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。第4実施例に係る光学系WL(4)は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とから構成される。また、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に、開口絞りSが配置される。
【0095】
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1の負レンズL11と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第2の負レンズL12と、両凸形状の第1の正レンズL13と、両凹形状の第3の負レンズL14と、両凸形状の第2の正レンズL15と、から構成される。すなわち、第1レンズ群G1は5枚のレンズから構成される。第2の負レンズL12は、像側のレンズ面が非球面である。
【0096】
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、像側に凸面を向けたメニスカス形状の第1の負レンズL21と、像側に凸面を向けたメニスカス形状の第1の正レンズL22と、両凸形状の第2の正レンズL23と、両凸形状の第3の正レンズL24と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第2の負レンズL25と、像側に凸面を向けたメニスカス形状の第3の負レンズL26と、から構成される。すなわち、第2レンズ群G2は6枚のレンズから構成される。第1の正レンズL22は、像側のレンズ面が非球面である。第3の正レンズL24は、像側のレンズ面が非球面である。
【0097】
第2レンズ群G2の像側に、像面Iが配置される。第2レンズ群G2と像面Iとの間における像面Iの近傍に、像面Iに配設される撮像素子(例えば、CCDやCMOS等)の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタFLが配置される。第4実施例に係る光学系WL(4)では、無限遠から近距離物体への合焦の際、第1レンズ群G1が固定されるとともに、第2レンズ群G2が光軸に沿って物体側へ移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化する(小さくなる)ように構成される。また、合焦の際、開口絞りSが第2レンズ群G2とともに光軸に沿って移動するように構成される。
【0098】
以下の表4に、第4実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
【0099】
(表4)
[全体諸元]
f=24.09
FNO=1.65
2ω=85.0
Y=21.60
Bf=16.091 (空気換算長)
TL=98.489(空気換算長)
φ1b=27.94
X2=-3.837
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 331.20889 2.200 1.58913 61.2
2 20.26007 7.099
3 28.21954 1.000 1.69680 55.5
4* 23.24760 6.765
5 54.21538 5.983 1.95375 32.3
6 -135.86729 2.821
7 -43.70270 1.000 1.74077 27.7
8 75.22383 0.100
9 49.75549 6.465 1.75500 52.3
10 -39.38857 D10(可変)
11 ∞ 9.687 (絞りS)
12 -17.89127 1.000 1.84666 23.8
13 -82.98744 0.100
14 -115.72126 4.350 1.92286 20.9
15* -32.43919 0.200
16 158.09926 5.968 1.75500 52.3
17 -26.81826 0.100
18 58.04640 5.240 1.58913 61.2
19* -39.44565 0.100
20 165.11070 4.567 1.80518 25.4
21 22.03164 4.040
22 ∞ 0.931 (仮想面)
23 -114.80353 3.000 1.48749 70.3
24 -190.00000 D24(可変)
25 ∞ 1.500 1.51680 64.2
26 ∞ 0.100
[非球面データ]
第4面
κ=-2.74100E-01
A4=8.68713E-06,A6=-5.16406E-10,A8=3.46658E-12,A10=-4.26743E-15
第15面
κ=-2.79540E+00
A4=9.40408E-06,A6=2.07357E-08,A8=-4.24422E-11,A10=4.51553E-14
第19面
κ=-1.16990E+00
A4=-2.05004E-07,A6=3.48317E-08,A8=-9.42820E-11,A10=1.27866E-13
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 71.87
G2 12 42.25
[可変間隔データ]
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
f=24.09 β=-0.1463
D0 ∞ 151.00
D10 9.681 5.843
D24 15.002 18.840
Bf(air) 16.091 19.929
TL(air) 98.489 98.489
[条件式対応値]
条件式(1) (R22+R21)/(R22−R21)=1.55
条件式(2) f/TL=0.24
条件式(3) f2/TL=0.43
条件式(4) Bf/f=0.67
条件式(5) f/f1=0.34
条件式(6) DG1/DG2=1.13
条件式(7) R1b/φ1b=-1.41
条件式(8) Y/BL=0.262
条件式(9) |X2|/f=0.16
条件式(10) Y×f/TL=5.26
【0100】
図8(a)は、第4実施例に係る光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。図8(b)は、第4実施例に係る光学系の近距離(至近距離)合焦時の諸収差図である。各収差図より、第4実施例に係る光学系は、諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。
【0101】
(第5実施例)
第5実施例について、図9図10および表5を用いて説明する。図9は、本実施形態の第5実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。第5実施例に係る光学系WL(5)は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とから構成される。また、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間に、開口絞りSが配置される。
【0102】
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1の負レンズL11と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1の正レンズL12と、両凹形状の第2の負レンズL13と、両凸形状の第2の正レンズL14と、から構成される。すなわち、第1レンズ群G1は4枚のレンズから構成される。第2の正レンズL14は、像側のレンズ面が非球面である。
【0103】
第2レンズ群G2は、物体側から順に並んだ、像側に凸面を向けたメニスカス形状の第1の負レンズL21と、両凸形状の第1の正レンズL22および両凹形状の第2の負レンズL23からなる接合レンズと、両凸形状の第2の正レンズL24と、両凹形状の第3の負レンズL25と、両凹形状の第4の負レンズL26および両凸形状の第3の正レンズL27からなる接合レンズと、から構成される。すなわち、第2レンズ群G2は7枚のレンズから構成される。第2の正レンズL24は、像側のレンズ面が非球面である。第3の正レンズL27は、像側のレンズ面が非球面である。
【0104】
第2レンズ群G2の像側に、像面Iが配置される。第2レンズ群G2と像面Iとの間における像面Iの近傍に、像面Iに配設される撮像素子(例えば、CCDやCMOS等)の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタFLが配置される。第5実施例に係る光学系WL(5)では、無限遠から近距離物体への合焦の際、第1レンズ群G1が固定されるとともに、第2レンズ群G2が光軸に沿って物体側へ移動して、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化する(小さくなる)ように構成される。また、合焦の際、開口絞りSが第1レンズ群G1とともに固定されるように構成される。
【0105】
以下の表5に、第5実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
【0106】
(表5)
[全体諸元]
f=24.88
FNO=1.85
2ω=85.0
Y=21.60
Bf=16.084 (空気換算長)
TL=98.489(空気換算長)
φ1b=26.32
X2=-4.162
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 259.93798 1.800 1.61800 63.3
2 23.21609 17.645
3 57.64328 3.617 1.85026 32.4
4 825.22838 10.110
5 -34.47703 1.000 1.80518 25.4
6 537.21533 0.500
7 87.30361 5.646 1.85108 40.1
8* -33.94300 2.539
9 ∞ D9(可変) (絞りS)
10 -51.86043 2.000 1.63980 34.5
11 -625.30255 0.100
12 25.00000 11.041 1.61800 63.3
13 -27.39159 1.000 1.62588 35.7
14 27.16911 0.782
15 24.68610 5.040 1.88202 37.2
16* -127.35739 3.526
17 -866.88526 1.000 1.64769 33.7
18 37.60165 3.974
19 -29.83312 1.000 1.69895 30.1
20 108.02024 3.000 1.82098 42.5
21* -34.70573 D21(可変)
22 ∞ 1.500 1.51680 63.9
23 ∞ 0.100
[非球面データ]
第8面
κ=4.89200E-01
A4=8.32980E-07,A6=1.36681E-09,A8=2.95579E-12,A10=-9.22667E-15
第16面
κ=-1.97822E+01
A4=1.34043E-05,A6=-1.68712E-08,A8=-6.06266E-11,A10=1.67715E-13
第21面
κ=1.03830E+00
A4=2.78128E-05,A6=1.14967E-08,A8=6.40144E-10,A10=-8.79238E-13
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 73.76
G2 10 52.78
[可変間隔データ]
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
f=24.88 β=-0.1525
D0 ∞ 150.00
D9 7.119 2.916
D21 14.995 19.198
Bf(air) 16.084 20.287
TL(air) 98.489 98.489
[条件式対応値]
条件式(1) (R22+R21)/(R22−R21)=1.18
条件式(2) f/TL=0.31
条件式(3) f2/TL=0.66
条件式(4) Bf/f=0.65
条件式(5) f/f1=0.34
条件式(6) DG1/DG2=1.24
条件式(7) R1b/φ1b=-1.31
条件式(8) Y/BL=0.262
条件式(9) |X2|/f=0.17
条件式(10) Y×f/TL=6.72
【0107】
図10(a)は、第5実施例に係る光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。図10(b)は、第5実施例に係る光学系の近距離(至近距離)合焦時の諸収差図である。各収差図より、第5実施例に係る光学系は、諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。
【0108】
上記各実施例によれば、大口径比を有しながら、小型で良好な光学性能を有した光学系を実現することができる。
【0109】
ここで、上記各実施例は本願発明の一具体例を示しているものであり、本願発明はこれらに限定されるものではない。
【0110】
なお、以下の内容は、本実施形態の光学系の光学性能を損なわない範囲で適宜採用する
ことが可能である。
【0111】
本実施形態の光学系の数値実施例として、2群構成のものを示したが、本願はこれに限られず、その他の群構成(例えば、3群等)の光学系を構成することもできる。具体的には、本実施形態の光学系の最も物体側や最も像面側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。
【0112】
本実施形態の光学系において、第2レンズ群G2に限らず、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レンズ群としても良い。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の(超音波モータ等を用いた)モータ駆動にも適している。
【0113】
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の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、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。
【0114】
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、レンズ加工および組立調整が容易になり、加工およ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。
【0115】
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でも構わない。また、レンズ面は回折面としても良く、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)あるいはプラスチックレンズとしても良い。
【0116】
開口絞りは、第1レンズ群と第2レンズ群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良い。
【0117】
各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し、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良い。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。
【符号の説明】
【0118】
G1 第1レンズ群 G2 第2レンズ群
I 像面 S 開口絞り
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12