(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022163899
(43)【公開日】2022-10-27
(54)【発明の名称】変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法
(51)【国際特許分類】
G02B 15/20 20060101AFI20221020BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20221020BHJP
【FI】
G02B15/20
G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】22
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021069019
(22)【出願日】2021-04-15
(71)【出願人】
【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】100157417
【弁理士】
【氏名又は名称】並木 敏章
(72)【発明者】
【氏名】幸島 知之
(72)【発明者】
【氏名】石川 貴博
(72)【発明者】
【氏名】大竹 史哲
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA01
2H087KA02
2H087MA14
2H087MA18
2H087NA07
2H087PA08
2H087PA09
2H087PA18
2H087PA19
2H087PB09
2H087PB10
2H087PB11
2H087QA01
2H087QA03
2H087QA07
2H087QA12
2H087QA13
2H087QA22
2H087QA26
2H087QA32
2H087QA41
2H087QA46
2H087RA04
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA21
2H087RA32
2H087RA44
2H087RA46
2H087SA24
2H087SA26
2H087SA29
2H087SA30
2H087SA32
2H087SA44
2H087SA46
2H087SA50
2H087SA52
2H087SA55
2H087SA62
2H087SA63
2H087SA64
2H087SA65
2H087SA75
2H087SA76
2H087SB04
2H087SB14
2H087SB15
2H087SB17
2H087SB22
2H087SB23
2H087SB32
2H087SB42
2H087UA01
(57)【要約】
【課題】小型でありながら良好な光学性能を有する変倍光学系を提供する。
【解決手段】変倍光学系ZLは、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群GRとからなり、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、後群GRにおけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群GFであり、以下の条件式を満足する。
1.50<ft/(-fF)<10.00
但し、ft:望遠端状態における変倍光学系ZLの焦点距離
fF:合焦群GFの焦点距離
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなり、
変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、
以下の条件式を満足する変倍光学系。
1.50<ft/(-fF)<10.00
但し、ft:望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【請求項2】
光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなり、
変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、
以下の条件式を満足する変倍光学系。
0.70<fw/(-fF)<7.00
但し、fw:広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【請求項3】
光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなり、
変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、
以下の条件式を満足する変倍光学系。
1.00<fFRw/(-fF)<7.00
但し、fFRw:広角端状態における前記合焦群よりも像側に配置されたレンズで構成されるレンズ群の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【請求項4】
光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなり、
変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、
以下の条件式を満足する変倍光学系。
1.00<fFRt/(-fF)<7.00
但し、fFRt:望遠端状態における前記合焦群よりも像側に配置されたレンズで構成されるレンズ群の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【請求項5】
以下の条件式を満足する請求項1~4のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.50<fRw/(-fF)<4.00
但し、fRw:広角端状態における前記後群の焦点距離
【請求項6】
以下の条件式を満足する請求項1~5のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.50<fRt/(-fF)<5.00
但し、fRt:望遠端状態における前記後群の焦点距離
【請求項7】
前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群が複数のレンズ群である請求項1~6のいずれか一項に記載の変倍光学系。
【請求項8】
前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群は、前記後群の最も物体側に配置された正の屈折力を有する第2レンズ群を含む請求項1~7のいずれか一項に記載の変倍光学系。
【請求項9】
前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群は、前記後群の最も像側に配置された正の屈折力を有する最終レンズ群を含む請求項1~8のいずれか一項に記載の変倍光学系。
【請求項10】
以下の条件式を満足する請求項1~9のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.10<fRPF/fRPR<0.60
但し、fRPF:前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズ群で最も物体側のレンズ群の焦点距離
fRPR:前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズ群で最も像側のレンズ群の焦点距離
【請求項11】
以下の条件式を満足する請求項1~10のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.50<fRPF/(-fF)<3.00
但し、fRPF:前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズ群で最も物体側のレンズ群の焦点距離
【請求項12】
以下の条件式を満足する請求項1~11のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.05<Bfw/fRPR<0.35
但し、Bfw:広角端状態における前記変倍光学系のバックフォーカス
fRPR:前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズ群で最も像側のレンズ群の焦点距離
【請求項13】
前記後群の最も物体側に配置されたレンズは、正レンズである請求項1~12のいずれか一項に記載の変倍光学系。
【請求項14】
前記第1レンズ群と前記後群との間に配置された絞りを有する請求項1~13のいずれか一項に記載の変倍光学系。
【請求項15】
以下の条件式を満足する請求項1~14のいずれか一項に記載の変倍光学系。
60.00°<2ωw<90.00°
但し、2ωw:広角端状態における前記変倍光学系の全画角
【請求項16】
以下の条件式を満足する請求項1~15のいずれか一項に記載の変倍光学系。
1.50<(-f1)/fRw<3.00
但し、f1:前記第1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
【請求項17】
以下の条件式を満足する請求項1~16のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.50<(-f1)/fRt<2.50
但し、f1:前記第1レンズ群の焦点距離
fRt:望遠端状態における前記後群の焦点距離
【請求項18】
請求項1~17のいずれか一項に記載の変倍光学系を備えて構成される光学機器。
【請求項19】
光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなる変倍光学系の製造方法であって、
変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、
以下の条件式を満足するように、
レンズ鏡筒内に各レンズを配置する変倍光学系の製造方法。
1.50<ft/(-fF)<10.00
但し、ft:望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【請求項20】
光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなる変倍光学系の製造方法であって、
変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、
以下の条件式を満足するように、
レンズ鏡筒内に各レンズを配置する変倍光学系の製造方法。
0.70<fw/(-fF)<7.00
但し、fw:広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【請求項21】
光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなる変倍光学系の製造方法であって、
変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、
以下の条件式を満足するように、
レンズ鏡筒内に各レンズを配置する変倍光学系の製造方法。
1.00<fFRw/(-fF)<7.00
但し、fFRw:広角端状態における前記合焦群よりも像側に配置されたレンズで構成されるレンズ群の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【請求項22】
光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなる変倍光学系の製造方法であって、
変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、
以下の条件式を満足するように、
レンズ鏡筒内に各レンズを配置する変倍光学系の製造方法。
1.00<fFRt/(-fF)<7.00
但し、fFRt:望遠端状態における前記合焦群よりも像側に配置されたレンズで構成されるレンズ群の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、変倍光学系、光学機器、および変倍光学系の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した変倍光学系が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。このような変倍光学系においては、小型にしつつ良好な光学性能を得ることが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【0004】
第1の本発明に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなり、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、以下の条件式を満足する。
1.50<ft/(-fF)<10.00
但し、ft:望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【0005】
第2の本発明に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなり、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、以下の条件式を満足する。
0.70<fw/(-fF)<7.00
但し、fw:広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【0006】
第3の本発明に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなり、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、以下の条件式を満足する。
1.00<fFRw/(-fF)<7.00
但し、fFRw:広角端状態における前記合焦群よりも像側に配置されたレンズで構成されるレンズ群の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【0007】
第4の本発明に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなり、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、以下の条件式を満足する。
1.00<fFRt/(-fF)<7.00
但し、fFRt:望遠端状態における前記合焦群よりも像側に配置されたレンズで構成されるレンズ群の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【0008】
本発明に係る光学機器は、上記変倍光学系を備えて構成される。
【0009】
第1の本発明に係る変倍光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなる変倍光学系の製造方法であって、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、以下の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する。
1.50<ft/(-fF)<10.00
但し、ft:望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【0010】
第2の本発明に係る変倍光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなる変倍光学系の製造方法であって、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、以下の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する。
0.70<fw/(-fF)<7.00
但し、fw:広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【0011】
第3の本発明に係る変倍光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなる変倍光学系の製造方法であって、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、以下の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する。
1.00<fFRw/(-fF)<7.00
但し、fFRw:広角端状態における前記合焦群よりも像側に配置されたレンズで構成されるレンズ群の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【0012】
第4の本発明に係る変倍光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群とからなる変倍光学系の製造方法であって、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記後群の前記少なくとも1つのレンズ群におけるいずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群であり、以下の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する。
1.00<fFRt/(-fF)<7.00
但し、fFRt:望遠端状態における前記合焦群よりも像側に配置されたレンズで構成されるレンズ群の焦点距離
fF:前記合焦群の焦点距離
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】第1実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。
【
図2】
図2(A)、
図2(B)はそれぞれ、第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
【
図3】第2実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。
【
図4】
図4(A)、
図4(B)はそれぞれ、第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
【
図5】第3実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。
【
図6】
図6(A)、
図6(B)はそれぞれ、第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
【
図7】第4実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。
【
図8】
図8(A)、
図8(B)はそれぞれ、第4実施例に係る変倍光学系の広角端状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
【
図9】第5実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。
【
図10】
図10(A)、
図10(B)はそれぞれ、第5実施例に係る変倍光学系の広角端状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
【
図11】第6実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。
【
図12】
図12(A)、
図12(B)はそれぞれ、第6実施例に係る変倍光学系の広角端状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
【
図13】各実施形態に係る変倍光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
【
図14】各実施形態に係る変倍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】
【0014】
以下、本発明に係る好ましい実施形態について説明する。まず、各実施形態に係る変倍光学系を備えたカメラ(光学機器)を
図13に基づいて説明する。このカメラ1は、
図13に示すように、本体2と、本体2に装着される撮影レンズ3により構成される。本体2は、撮像素子4と、デジタルカメラの動作を制御する本体制御部(不図示)と、液晶画面5とを備える。撮影レンズ3は、複数のレンズ群からなる変倍光学系ZLと、各レンズ群の位置を制御するレンズ位置制御機構(不図示)とを備える。レンズ位置制御機構は、レンズ群の位置を検出するセンサと、レンズ群を光軸に沿って前後に移動させるモータと、モータを駆動する制御回路などにより構成される。
【0015】
被写体からの光は、撮影レンズ3の変倍光学系ZLにより集光されて、撮像素子4の像面I上に到達する。像面Iに到達した被写体からの光は、撮像素子4により光電変換され、デジタル画像データとして不図示のメモリに記録される。メモリに記録されたデジタル画像データは、ユーザの操作に応じて液晶画面5に表示することが可能である。なお、このカメラは、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良い。また、
図13に示す変倍光学系ZLは、撮影レンズ3に備えられる変倍光学系を模式的に示したものであり、変倍光学系ZLのレンズ構成はこの構成に限定されるものではない。
【0016】
次に、第1実施形態に係る変倍光学系について説明する。第1実施形態に係る変倍光学系(ズームレンズ)ZLの一例としての変倍光学系ZL(1)は、
図1に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群GRとから構成される。変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。また、後群GRの少なくとも1つのレンズ群における、いずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群GFである。
【0017】
上記構成の下、第1実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(1)を満足する。
1.50<ft/(-fF)<10.00 ・・・(1)
但し、ft:望遠端状態における変倍光学系ZLの焦点距離
fF:合焦群GFの焦点距離
【0018】
第1実施形態によれば、小型でありながら良好な光学性能を有する変倍光学系、およびこの変倍光学系を備えた光学機器を得ることが可能になる。第1実施形態に係る変倍光学系ZLは、
図3に示す変倍光学系ZL(2)でも良く、
図5に示す変倍光学系ZL(3)でも良く、
図7に示す変倍光学系ZL(4)でも良く、
図9に示す変倍光学系ZL(5)でも良く、
図11に示す変倍光学系ZL(6)でも良い。
【0019】
条件式(1)は、望遠端状態における変倍光学系ZLの焦点距離と、合焦群GFの焦点距離との適切な関係を規定するものである。条件式(1)を満足することで、小型でありながら、近距離物体への合焦の際の球面収差、コマ収差、および像面湾曲の変動を抑えることができる。
【0020】
条件式(1)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、合焦群GFの移動量が大きくなるため、近距離物体への合焦の際の球面収差、コマ収差、および像面湾曲の変動を抑えることが困難になる。条件式(1)の上限値を、8.50、7.00、6.00、5.00、4.75、4.50、4.25、4.00、3.85、さらに3.70に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式(1)の下限値を、1.55、1.60、1.65、1.70、1.75、1.80、1.85、1.90、さらに1.95に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0021】
次に、第2実施形態に係る変倍光学系について説明する。第2実施形態に係る変倍光学系(ズームレンズ)ZLの一例としての変倍光学系ZL(1)は、
図1に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群GRとから構成される。変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。また、後群GRの少なくとも1つのレンズ群における、いずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群GFである。
【0022】
上記構成の下、第2実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(2)を満足する。
0.70<fw/(-fF)<7.00 ・・・(2)
但し、fw:広角端状態における変倍光学系ZLの焦点距離
fF:合焦群GFの焦点距離
【0023】
第2実施形態によれば、小型でありながら良好な光学性能を有する変倍光学系、およびこの変倍光学系を備えた光学機器を得ることが可能になる。第2実施形態に係る変倍光学系ZLは、
図3に示す変倍光学系ZL(2)でも良く、
図5に示す変倍光学系ZL(3)でも良く、
図7に示す変倍光学系ZL(4)でも良く、
図9に示す変倍光学系ZL(5)でも良く、
図11に示す変倍光学系ZL(6)でも良い。
【0024】
条件式(2)は、広角端状態における変倍光学系ZLの焦点距離と、合焦群GFの焦点距離との適切な関係を規定するものである。条件式(2)を満足することで、小型でありながら、近距離物体への合焦の際の球面収差、コマ収差、および像面湾曲の変動を抑えることができる。
【0025】
条件式(2)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、合焦群GFの移動量が大きくなるため、近距離物体への合焦の際の球面収差、コマ収差、および像面湾曲の変動を抑えるこ
とが困難になる。条件式(2)の上限値を、6.50、6.00、5.50、5.00、4.50、4.00、3.50、3.00、2.75、2.50、2.35、さらに2.25に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式(2)の下限値を、0.75、0.80、0.85、0.90、0.95、1.00、1.05、1.10、さらに1.15に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0026】
次に、第3実施形態に係る変倍光学系について説明する。第3実施形態に係る変倍光学系(ズームレンズ)ZLの一例としての変倍光学系ZL(1)は、
図1に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群GRとから構成される。変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。また、後群GRの少なくとも1つのレンズ群における、いずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群GFである。
【0027】
上記構成の下、第3実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(3)を満足する。
1.00<fFRw/(-fF)<7.00 ・・・(3)
但し、fFRw:広角端状態における合焦群GFよりも像側に配置されたレンズで構成されるレンズ群の焦点距離
fF:合焦群GFの焦点距離
【0028】
第3実施形態によれば、小型でありながら良好な光学性能を有する変倍光学系、およびこの変倍光学系を備えた光学機器を得ることが可能になる。第3実施形態に係る変倍光学系ZLは、
図3に示す変倍光学系ZL(2)でも良く、
図5に示す変倍光学系ZL(3)でも良く、
図7に示す変倍光学系ZL(4)でも良く、
図9に示す変倍光学系ZL(5)でも良く、
図11に示す変倍光学系ZL(6)でも良い。
【0029】
条件式(3)は、広角端状態における合焦群GFよりも像側に配置されたレンズで構成されるレンズ群の焦点距離と、合焦群GFの焦点距離との適切な関係を規定するものである。以降、合焦群GFよりも像側に配置されたレンズで構成されるレンズ群を像側レンズ群GFRと称する場合がある。条件式(3)を満足することで、小型でありながら、近距離物体への合焦の際の球面収差、コマ収差、および像面湾曲の変動を抑えることができる。
【0030】
条件式(3)の対応値が上限値を上回ると、像側レンズ群GFRの焦点距離に対する合焦群GFの焦点距離が短くなりすぎるため、近距離物体への合焦の際の球面収差、コマ収差、および像面湾曲の変動を抑えることが困難になる。条件式(3)の上限値を、6.50、6.00、5.50、5.00、4.50、4.00、3.50、3.25、3.00、2.75、さらに2.50に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0031】
条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、合焦群GFの移動量が大きくなるため、近距離物体への合焦の際の球面収差、コマ収差、および像面湾曲の変動を抑えることが困難になる。条件式(3)の下限値を、1.10、1.20、1.30、1.40、1.50、1.55、1.60、1.65、1.70、1.75、さらに1.80に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0032】
次に、第4実施形態に係る変倍光学系について説明する。第4実施形態に係る変倍光学系(ズームレンズ)ZLの一例としての変倍光学系ZL(1)は、
図1に示すように、光
軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群GRとから構成される。変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。また、後群GRの少なくとも1つのレンズ群における、いずれかのレンズ群の少なくとも一部は、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群GFである。
【0033】
上記構成の下、第4実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(4)を満足する。
1.00<fFRt/(-fF)<7.00 ・・・(4)
但し、fFRt:望遠端状態における合焦群GFよりも像側に配置されたレンズで構成されるレンズ群の焦点距離
fF:合焦群GFの焦点距離
【0034】
第4実施形態によれば、小型でありながら良好な光学性能を有する変倍光学系、およびこの変倍光学系を備えた光学機器を得ることが可能になる。第4実施形態に係る変倍光学系ZLは、
図3に示す変倍光学系ZL(2)でも良く、
図5に示す変倍光学系ZL(3)でも良く、
図7に示す変倍光学系ZL(4)でも良く、
図9に示す変倍光学系ZL(5)でも良く、
図11に示す変倍光学系ZL(6)でも良い。
【0035】
条件式(4)は、望遠端状態における合焦群GFよりも像側に配置されたレンズで構成されるレンズ群(像側レンズ群GFR)の焦点距離と、合焦群GFの焦点距離との適切な関係を規定するものである。条件式(4)を満足することで、小型でありながら、近距離物体への合焦の際の球面収差、コマ収差、および像面湾曲の変動を抑えることができる。
【0036】
条件式(4)の対応値が上限値を上回ると、像側レンズ群GFRの焦点距離に対する合焦群GFの焦点距離が短くなりすぎるため、近距離物体への合焦の際の球面収差、コマ収差、および像面湾曲の変動を抑えることが困難になる。条件式(4)の上限値を、6.50、6.00、5.50、5.00、4.50、4.00、3.50、3.25、3.00、2.75、さらに2.50に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0037】
条件式(4)の対応値が下限値を下回ると、合焦群GFの移動量が大きくなるため、近距離物体への合焦の際の球面収差、コマ収差、および像面湾曲の変動を抑えることが困難になる。条件式(4)の下限値を、1.10、1.20、1.30、1.40、1.50、1.60、1.65、1.70、1.75、1.80、1.85、1.90、さらに1.95に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0038】
第1~第4実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
0.50<fRw/(-fF)<4.00 ・・・(5)
但し、fRw:広角端状態における後群GRの焦点距離
【0039】
条件式(5)は、広角端状態における後群GRの焦点距離と、合焦群GFの焦点距離との適切な関係を規定するものである。条件式(5)を満足することで、小型でありながら諸収差を良好に補正することができる。
【0040】
条件式(5)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、変倍光学系ZLを小型にしつつ諸収差を補正することが困難になる。条件式(5)の上限値を、3.75、3.50、3.25、3.00、2.75、2.50、2.25、2.00、1.90、1.80、さらに1.70に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
また、条件式(5)の下限値を、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、さらに0.90に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0041】
第1~第4実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(6)を満足することが望ましい。
0.50<fRt/(-fF)<5.00 ・・・(6)
但し、fRt:望遠端状態における後群GRの焦点距離
【0042】
条件式(6)は、望遠端状態における後群GRの焦点距離と、合焦群GFの焦点距離との適切な関係を規定するものである。条件式(6)を満足することで、小型でありながら諸収差を良好に補正することができる。
【0043】
条件式(6)の対応値が上記範囲を外れてしまうと、変倍光学系ZLを小型にしつつ諸収差を補正することが困難になる。条件式(6)の上限値を、4.75、4.50、4.25、4.00、3.75、3.50、3.25、3.00、2.75、2.50、さらに2.25に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、条件式(6)の下限値を、0.60、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、0.95、1.00、1.05、1.10、さらに1.15に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0044】
第1~第4実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、後群GRの少なくとも1つのレンズ群が複数のレンズ群であることが望ましい。これにより、像面湾曲を良好に補正することができる。
【0045】
第1~第4実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、後群GRの少なくとも1つのレンズ群は、後群GRの最も物体側に配置された正の屈折力を有する第2レンズ群G2を含むことが望ましい。これにより、球面収差とコマ収差を良好に補正することができる。
【0046】
第1~第4実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、後群GRの少なくとも1つのレンズ群は、後群GRの最も像側に配置された正の屈折力を有する最終レンズ群GEを含むことが望ましい。これにより、像面湾曲を良好に補正することができる。
【0047】
第1~第4実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(7)を満足することが望ましい。
0.10<fRPF/fRPR<0.60 ・・・(7)
但し、fRPF:後群GRの少なくとも1つのレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズ群で最も物体側のレンズ群の焦点距離
fRPR:後群GRの少なくとも1つのレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズ群で最も像側のレンズ群の焦点距離
【0048】
条件式(7)は、後群GRの少なくとも1つのレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズ群で最も物体側のレンズ群の焦点距離と、後群GRの少なくとも1つのレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズ群で最も像側のレンズ群の焦点距離との適切な関係を規定するものである。条件式(7)を満足することで、小型でありながら、像面湾曲、球面収差、およびコマ収差等を良好に補正することができる。
【0049】
条件式(7)の対応値が上限値を上回ると、後群GRにおける正の屈折力を有するレンズ群で最も像側のレンズ群の焦点距離が短くなるため、像面湾曲を補正することが困難になる。条件式(7)の上限値を、0.55、0.50、0.48、0.45、0.43、
さらに0.40に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0050】
条件式(7)の対応値が下限値を下回ると、後群GRにおける正の屈折力を有するレンズ群で最も物体側のレンズ群の焦点距離が短くなるため、球面収差およびコマ収差を補正することが困難になる。条件式(7)の下限値を、0.13、0.15、0.18、さらに0.20に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0051】
第1~第4実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(8)を満足することが望ましい。
0.50<fRPF/(-fF)<3.00 ・・・(8)
但し、fRPF:後群GRの少なくとも1つのレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズ群で最も物体側のレンズ群の焦点距離
【0052】
条件式(8)は、後群GRの少なくとも1つのレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズ群で最も物体側のレンズ群の焦点距離と、合焦群GFの焦点距離との適切な関係を規定するものである。条件式(8)を満足することで、小型でありながら、近距離物体への合焦の際の球面収差、コマ収差、および像面湾曲の変動を抑えることができる。
【0053】
条件式(8)の対応値が上限値を上回ると、合焦群GFの焦点距離が短くなるため、近距離物体への合焦の際の球面収差、コマ収差、および像面湾曲の変動を抑えることが困難になる。条件式(8)の上限値を、2.75、2.50、2.25、2.00、1.85、1.70、1.60、1.55、1.50、さらに1.48に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0054】
条件式(8)の対応値が下限値を下回ると、後群GRにおける正の屈折力を有するレンズ群で最も物体側のレンズ群の焦点距離が短くなるため、球面収差およびコマ収差を補正することが困難になる。条件式(8)の下限値を、0.53、0.55、0.58、0.60、0.63、0.65、さらに0.68に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0055】
第1~第4実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(9)を満足することが望ましい。
0.05<Bfw/fRPR<0.35 ・・・(9)
但し、Bfw:広角端状態における変倍光学系ZLのバックフォーカス
fRPR:後群GRの少なくとも1つのレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズ群で最も像側のレンズ群の焦点距離
【0056】
条件式(9)は、広角端状態における変倍光学系ZLのバックフォーカスと、後群GRの少なくとも1つのレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズ群で最も像側のレンズ群の焦点距離との適切な関係を規定するものである。条件式(9)を満足することで、小型でありながら像面湾曲等の諸収差を良好に補正することができる。なお、各実施形態において、変倍光学系ZLのバックフォーカスは、無限遠合焦時の変倍光学系ZLの最も像側のレンズ面から像面Iまでの光軸上の距離(空気換算距離)とする。
【0057】
条件式(9)の対応値が上限値を上回ると、後群GRにおける正の屈折力を有するレンズ群で最も像側のレンズ群の焦点距離が短くなるため、像面湾曲を補正することが困難になる。条件式(9)の上限値を、0.33、0.30、0.28、0.25、さらに0.23に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0058】
条件式(9)の対応値が下限値を下回ると、後群GRにおける正の屈折力を有するレンズ群で最も像側のレンズ群の焦点距離が長くなりすぎるため、像面湾曲を十分に補正することが難しくなる。条件式(9)の下限値を0.06、さらに0.08に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0059】
第1~第4実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、後群GRの最も物体側に配置されたレンズは、正レンズであることが望ましい。これにより、像面湾曲を良好に補正することができる。
【0060】
第1~第4実施形態に係る変倍光学系ZLは、第1レンズ群G1と後群GRとの間に配置された絞りを有することが望ましい。これにより、コマ収差を良好に補正することができる。
【0061】
第1~第4実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(10)を満足することが望ましい。
60.00°<2ωw<90.00° ・・・(10)
但し、2ωw:広角端状態における変倍光学系ZLの全画角
【0062】
条件式(10)は、広角端状態における変倍光学系ZLの全画角について、適切な範囲を規定するものである。条件式(10)を満足することで、小型でありながら良好な光学性能を有する変倍光学系が得られるので好ましい。条件式(10)の上限値を、85.00°、83.00°、80.00°、さらに78.00°に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。条件式(10)の下限値を、63.00°、65.00°、68.00°、さらに70.00°に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0063】
第1~第4実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(11)を満足することが望ましい。
1.50<(-f1)/fRw<3.00 ・・・(11)
但し、f1:第1レンズ群G1の焦点距離
fRw:広角端状態における後群GRの焦点距離
【0064】
条件式(11)は、第1レンズ群G1の焦点距離と、広角端状態における後群GRの焦点距離との適切な関係を規定するものである。条件式(11)を満足することで、小型でありながら変倍の範囲全体にわたって良好な光学性能を得ることができる。
【0065】
条件式(11)の対応値が上限値を上回ると、球面収差やコマ収差を補正することが困難になる。条件式(11)の上限値を、2.90、2.80、2.70、2.60、2.50、2.40、2.30、2.20、2.10、さらに2.00に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0066】
条件式(11)の対応値が下限値を下回ると、球面収差や像面湾曲を補正することが困難になる。条件式(11)の下限値を、1.55、1.60、1.65、1.70、1.75、さらに1.80に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0067】
第1~第4実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(12)を満足することが望ましい。
0.50<(-f1)/fRt<2.50 ・・・(12)
但し、f1:第1レンズ群G1の焦点距離
fRt:望遠端状態における後群GRの焦点距離
【0068】
条件式(12)は、第1レンズ群G1の焦点距離と、望遠端状態における後群GRの焦点距離との適切な関係を規定するものである。条件式(12)を満足することで、小型でありながら変倍の範囲全体にわたって良好な光学性能を得ることができる。
【0069】
条件式(12)の対応値が上限値を上回ると、球面収差やコマ収差を補正することが困難になる。条件式(12)の上限値を、2.40、2.30、2.20、2.10、2.00、1.90、1.80、1.70、さらに1.60に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0070】
条件式(12)の対応値が下限値を下回ると、球面収差や像面湾曲を補正することが困難になる。条件式(12)の下限値を、0.55、0.65、0.75、0.85、0.95、1.00、1.10、1.20、1.30、さらに1.40に設定することで、各実施形態の効果をより確実なものとすることができる。
【0071】
続いて、
図14を参照しながら、第1実施形態に係る変倍光学系ZLの製造方法について概説する。まず、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群GRとを配置する(ステップST1)。次に、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化するように構成する(ステップST2)。次に、後群GRの少なくとも1つのレンズ群における、いずれかのレンズ群の少なくとも一部が、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群GFとなるように構成する(ステップST3)。そして、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ST4)。このような製造方法によれば、小型でありながら良好な光学性能を有する変倍光学系を製造することが可能になる。
【0072】
続いて、第2実施形態に係る変倍光学系ZLの製造方法について概説する。第2実施形態に係る変倍光学系ZLの製造方法は、第1実施形態で述べた製造方法と同様であるため、第1実施形態と同じ
図14を参照しながら説明する。まず、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群GRとを配置する(ステップST1)。次に、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化するように構成する(ステップST2)。次に、後群GRの少なくとも1つのレンズ群における、いずれかのレンズ群の少なくとも一部が、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群GFとなるように構成する(ステップST3)。そして、少なくとも上記条件式(2)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ST4)。このような製造方法によれば、小型でありながら良好な光学性能を有する変倍光学系を製造することが可能になる。
【0073】
続いて、第3実施形態に係る変倍光学系ZLの製造方法について概説する。第3実施形態に係る変倍光学系ZLの製造方法は、第1実施形態で述べた製造方法と同様であるため、第1実施形態と同じ
図14を参照しながら説明する。まず、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群GRとを配置する(ステップST1)。次に、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化するように構成する(ステップST2)。次に、後群GRの少なくとも1つのレンズ群における、いずれかのレンズ群の少なくとも一部が、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群GFとなるように構成する(ステップST3)。そして、少なくとも上記条件式(3)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ST4)。このような製造方法によれば、小型でありながら良好な光学性能を有する変倍光学系を製造することが可能になる。
【0074】
続いて、第4実施形態に係る変倍光学系ZLの製造方法について概説する。第4実施形態に係る変倍光学系ZLの製造方法は、第1実施形態で述べた製造方法と同様であるため、第1実施形態と同じ
図14を参照しながら説明する。まず、光軸に沿って物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、少なくとも1つのレンズ群を有する後群GRとを配置する(ステップST1)。次に、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化するように構成する(ステップST2)。次に、後群GRの少なくとも1つのレンズ群における、いずれかのレンズ群の少なくとも一部が、合焦の際に光軸に沿って移動する負の屈折力を有する合焦群GFとなるように構成する(ステップST3)。そして、少なくとも上記条件式(4)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ST4)。このような製造方法によれば、小型でありながら良好な光学性能を有する変倍光学系を製造することが可能になる。
【実施例0075】
以下、各実施形態の実施例に係る変倍光学系ZLを図面に基づいて説明する。
図1、
図3、
図5、
図7、
図9、
図11は、第1~第6実施例に係る変倍光学系ZL{ZL(1)~ZL(6)}の構成及び屈折力配分を示す断面図である。第1~第6実施例に係る変倍光学系ZL(1)~ZL(6)の断面図では、無限遠から近距離物体に合焦する際の合焦群の光軸に沿った移動方向を「合焦」という文字とともに矢印で示している。第1~第6実施例に係る変倍光学系ZL(1)~ZL(6)の断面図では、広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際の各レンズ群の光軸に沿った移動方向を矢印で示している。
【0076】
これら
図1、
図3、
図5、
図7、
図9、
図11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。
【0077】
以下に表1~表6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、表6は第6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。
【0078】
[全体諸元]の表において、fはレンズ全系の焦点距離、FNОはFナンバー、ωは半画角(単位は°(度)である)、Yは像高を示す。TLは無限遠合焦時の変倍光学系の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にBf(バックフォーカス)を加えた距離を示し、Bfは無限遠合焦時の変倍光学系の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離(空気換算距離)を示す。なお、これらの値は、広角端(W)、望遠端(T)の各変倍状態におけるそれぞれについて示している。
【0079】
また、[全体諸元]の表において、fFは、合焦群の焦点距離を示す。fRwは、広角端状態における後群の焦点距離を示す。fRtは、望遠端状態における後群の焦点距離を示す。fFRwは、広角端状態における合焦群よりも像側に配置されたレンズで構成されるレンズ群(像側レンズ群)の焦点距離を示す。fFRtは、望遠端状態における合焦群よりも像側に配置されたレンズで構成されるレンズ群(像側レンズ群)の焦点距離を示す。fRPFは、後群の少なくとも1つのレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズ群で最も物体側のレンズ群の焦点距離を示す。fRPRは、後群の少なくとも1つのレンズ群のうち、正の屈折力を有するレンズ群で最も像側のレンズ群の焦点距離を示す。βRwは、広角端状態における後群の横倍率を示す。βRtは、望遠端状態における後群の横倍率を示す。
【0080】
[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は光学部材の材料のd線に対する屈折率、νdは光学部材の材料の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、(絞りS)は開口絞りSをそれぞれ示す。空気の屈折率nd=1.00000の記載は省略している。光学面が非球面であ
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。
【0081】
[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(サグ量)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。
【0082】
X(y)=(y2/R)/{1+(1-κ×y2/R2)1/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10 …(A)
【0083】
[可変間隔データ]の表には、[レンズ諸元]の表において面間隔が(Di)となっている面番号iでの面間隔を示す。また、[可変間隔データ]の表には、無限遠合焦状態での面間隔、および至近距離合焦状態での面間隔を示す。
【0084】
[レンズ群データ]の表には、各レンズ群のそれぞれの始面(最も物体側の面)と焦点距離を示す。
【0085】
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。
【0086】
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。
【0087】
(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、第1実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。第1実施例に係る変倍光学系ZL(1)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、開口絞りSと、正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とから構成される。広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際、第1レンズ群G1が光軸に沿って一旦像側へ移動してから物体側へ移動し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とが光軸に沿って物体側へ移動し、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。また、変倍の際、開口絞りSは、第2レンズ群G2とともに光軸に沿って移動し、第4レンズ群G4は、像面Iに対して位置が固定される。各レンズ群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。
【0088】
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に平面を向けた平凸形状の正レンズL11と両凹形状の負レンズL12との接合レンズと、両凹形状の負レンズL13と、から構成される。
【0089】
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL21と、両凸形状の正レンズL22と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL23と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL24との接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL25と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL26と、から構成される。正メニスカスレンズL21は、両側のレンズ面が非球面である。正メニスカスレンズL25は、両側のレンズ面が非球面である。負メニスカスレンズL26は、像側のレンズ面が非球面である。
【0090】
第3レンズ群G3は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL31から構成される。第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL41から構成される。正メニスカスレンズL41は、像側のレンズ面が非球面である。第4レンズ群G4の像側に、像面Iが配置される。また、第4レンズ群G4と像面Iの間には、平行平板PPが配置される。
【0091】
本実施例では、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4とが、全体として正の屈折力を有する後群GRを構成する。そして、第4レンズ群G4が、後群GRの最も像側に配置された最終レンズ群GEに該当する。第2レンズ群G2の正メニスカスレンズL25および負メニスカスレンズL26が、合焦の際に光軸に沿って移動する合焦群GFを構成する。無限遠物体から近距離物体への合焦の際、合焦群GF(第2レンズ群G2の正メニスカスレンズL25および負メニスカスレンズL26)が光軸に沿って像側へ移動する。また、第3レンズ群G3(正メニスカスレンズL31)と、第4レンズ群G4(正メニスカスレンズL41)とが、合焦群GFよりも像側に配置されたレンズからなる像側レンズ群GFRを構成する。
【0092】
以下の表1に、第1実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
【0093】
(表1)
[全体諸元]
変倍比=1.686
fF=-13.469
fRw=22.428 fRt=27.572
fFRw=27.573 fFRt=30.766
fRPF=19.536 fRPR=62.124
βRw=-0.665 βRt=-1.121
W M T
f 28.745 40.000 48.481
FNO 4.635 5.749 6.489
ω 37.870 27.025 21.831
Y 19.939 21.700 21.700
TL 55.075 53.822 55.075
Bf 10.305 10.305 10.305
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 ∞ 1.99620 1.922859 20.88
2 -61.67336 0.87789 1.593190 67.90
3 94.82844 1.52115
4 -37.67366 0.87153 1.799520 42.09
5 775.23425 (D5)
6 ∞ 1.00000 (絞りS)
7* 6.74413 2.55372 1.497103 81.56
8* 15.34883 1.61262
9 25.17654 2.66678 1.593190 67.90
10 -9.58280 0.30884
11 -12.09204 1.97615 1.497820 82.57
12 -6.39708 0.80000 1.801000 34.92
13 -41.47880 (D13)
14* -15.65263 1.08809 1.693500 53.20
15* -13.65939 4.06569
16 -6.58010 1.00000 1.593190 67.90
17* -81.14295 (D17)
18 -230.52245 2.89238 1.922859 20.88
19 -36.62793 (D19)
20 -40.68082 2.24629 1.768015 49.24
21* -22.48518 8.25000
22 ∞ 1.60000 1.516800 63.88
23 ∞ 1.00000
[非球面データ]
第7面
κ=1.0000,A4=1.88915E-04,A6=4.93302E-06,A8=3.01855E-07,A10=0.00000E+00
第8面
κ=1.0000,A4=7.66909E-04,A6=1.32765E-05,A8=9.83562E-07,A10=0.00000E+00
第14面
κ=1.0000,A4=9.45995E-04,A6=1.82284E-05,A8=-1.90524E-07,A10=0.00000E+00
第15面
κ=1.0000,A4=8.64798E-04,A6=1.59927E-05,A8=5.50227E-08,A10=0.00000E+00
第17面
κ=1.0000,A4=-1.24954E-04,A6=8.78929E-07,A8=-7.97530E-09,A10=0.00000E+00
第21面
κ=1.0000,A4=3.11712E-05,A6=1.30785E-08,A8=3.17570E-11,A10=0.00000E+00
[可変間隔データ]
無限遠合焦状態
W M T
焦点距離 28.745 40.000 48.481
物体距離 ∞ ∞ ∞
D5 12.279 4.849 1.513
D13 1.029 1.029 1.029
D17 2.985 2.943 2.795
D19 1.000 7.219 11.955
至近距離合焦状態
W M T
倍率 -0.113 -0.164 -0.206
物体距離 244.380 245.633 244.380
D5 12.279 4.849 1.513
D13 2.335 2.925 3.381
D17 1.679 1.046 0.443
D19 1.000 7.219 11.955
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 -43.251
G2 7 19.536
G3 18 46.852
G4 20 62.124
【0094】
図2(A)は、第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
図2(B)は、第1実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。各収差図において、FNOはFナンバー、Yは像高をそれぞれ示す。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像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。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。
【0095】
各諸収差図より、第1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亘って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。
【0096】
(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、第2実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。第2実施例に係る変倍光学系ZL(2)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、開口絞りSと、正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とから構成される。広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際、第1レンズ群G1が光軸に沿って一旦像側へ移動してから物体側へ移動し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とが光軸に沿って物体側へ移動し、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。また、変倍の際、開口絞りSは、第2レンズ群G2とともに光軸に沿って移動し、第4レンズ群G4は、像面Iに対して位置が固定される。
【0097】
第2実施例において、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3、および第4レンズ群G4は、第1実施例と同様に構成されるため、第1実施例の場合と同じ符号を付して、これらの各レンズの詳細な説明を省略する。本実施例では、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4とが、全体として正の屈折力を有する後群GRを構成する。そして、第4レンズ群G4が、後群GRの最も像側に配置された最終レンズ群GEに該当する。第2レンズ群G2の正メニスカスレンズL25および負メニスカスレンズL26が、合焦の際に光軸に沿って移動する合焦群GFを構成する。無限遠物体から近距離物体への合焦の際、合焦群GF(第2レンズ群G2の正メニスカスレンズL25および負メニスカスレンズL26)が光軸に沿って像側へ移動する。また、第3レンズ群G3(正メニスカスレンズL31)と、第4レンズ群G4(正メニスカスレンズL41)とが、合焦群GFよりも像側に配置されたレンズからなる像側レンズ群GFRを構成する。
【0098】
以下の表2に、第2実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
【0099】
(表2)
[全体諸元]
変倍比=1.687
fF=-13.491
fRw=22.454 fRt=27.757
fFRw=27.409 fFRt=30.589
fRPF=15.676 fRPR=61.423
βRw=-0.662 βRt=-1.116
W M T
f 28.745 40.001 48.482
FNO 4.635 5.736 6.489
ω 37.866 27.032 21.801
Y 19.928 21.700 21.700
TL 55.064 53.621 55.064
Bf 10.305 10.485 10.305
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 ∞ 1.99725 1.922859 20.88
2 -61.58859 0.87546 1.593190 67.90
3 100.28735 1.49398
4 -37.97558 0.87137 1.799520 42.09
5 550.89033 (D5)
6 ∞ 1.00000 (絞りS)
7* 6.73949 2.54345 1.497103 81.56
8* 15.13316 1.62404
9 24.63480 2.67430 1.593190 67.90
10 -9.61747 0.31183
11 -12.16080 1.97765 1.497820 82.57
12 -6.40689 0.80000 1.801000 34.92
13 -42.72321 (D13)
14* -15.59490 1.08938 1.693500 53.20
15* -13.62652 4.08182
16 -6.58583 1.00037 1.593190 67.90
17* -80.21449 (D17)
18 -218.94268 2.88641 1.922859 20.88
19 -36.26331 (D19)
20 -40.30806 2.26539 1.768015 49.24
21* -22.26647 8.25000
22 ∞ 1.60000 1.516800 63.88
23 ∞ 1.00000
[非球面データ]
第7面
κ=1.0000,A4=1.92075E-04,A6=4.79807E-06,A8=3.11755E-07,A10=0.00000E+00
第8面
κ=1.0000,A4=7.70170E-04,A6=1.30465E-05,A8=1.00763E-06,A10=0.00000E+00
第14面
κ=1.0000,A4=9.21586E-04,A6=1.86210E-05,A8=-1.96584E-07,A10=0.00000E+00
第15面
κ=1.0000,A4=8.40862E-04,A6=1.62428E-05,A8=4.53775E-08,A10=0.00000E+00
第17面
κ=1.0000,A4=-1.23223E-04,A6=8.46946E-07,A8=-7.60366E-09,A10=0.00000E+00
第21面
κ=1.0000,A4=3.16515E-05,A6=1.26787E-08,A8=3.70654E-11,A10=0.00000E+00
[可変間隔データ]
無限遠合焦状態
W M T
焦点距離 28.745 40.001 48.482
物体距離 ∞ ∞ ∞
D5 12.308 4.752 1.518
D13 1.041 1.041 1.041
D17 2.917 2.726 2.818
D19 1.000 7.125 11.889
至近距離合焦状態
W M T
倍率 -0.113 -0.164 -0.206
物体距離 244.391 245.833 244.391
D5 12.308 4.752 1.518
D13 2.359 2.966 3.415
D17 1.599 0.801 0.444
D19 1.000 7.125 11.889
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 -43.446
G2 7 19.566
G3 18 46.740
G4 20 61.423
【0100】
図4(A)は、第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
図4(B)は、第2実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。各諸収差図より、第2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亘って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。
【0101】
(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、第3実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。第3実施例に係る変倍光学系ZL(3)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負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、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成される。広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際、第1レンズ群G1が光軸に沿って一旦像側へ移動してから物体側へ移動し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とが光軸に沿って物体側へ移動し、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。また、変倍の際、開口絞りSは、第2レンズ群G2とともに光軸に沿って移動し、第5レンズ群G5は、像面Iに対して位置が固定される。
【0102】
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に平面を向けた平凸形状の正レンズL11と両凹形状の負レンズL12との接合レンズと、両凹形状の負レンズL13と、から構成される。
【0103】
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL21と、両凸形状の正レンズL22と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL23と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL24との接合レンズと、から構成される。正メニスカスレンズL21は、両側のレンズ面が非球面である。
【0104】
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL31と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32と、から構成される。正メニスカスレンズL31は、両側のレンズ面が非球面である。負メニスカスレ
ンズL32は、像側のレンズ面が非球面である。
【0105】
第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL41から構成される。第5レンズ群G5は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51から構成される。正メニスカスレンズL51は、像側のレンズ面が非球面である。第5レンズ群G5の像側に、像面Iが配置される。また、第5レンズ群G5と像面Iの間には、平行平板PPが配置される。
【0106】
本実施例では、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4と、第5レンズ群G5とが、全体として正の屈折力を有する後群GRを構成する。そして、第5レンズ群G5が、後群GRの最も像側に配置された最終レンズ群GEに該当する。第3レンズ群G3の全体が、合焦の際に光軸に沿って移動する合焦群GFを構成する。無限遠物体から近距離物体への合焦の際、合焦群GF(第3レンズ群G3の全体)が光軸に沿って像側へ移動する。また、第4レンズ群G4(正メニスカスレンズL41)と、第5レンズ群G5(正メニスカスレンズL51)とが、合焦群GFよりも像側に配置されたレンズからなる像側レンズ群GFRを構成する。
【0107】
以下の表3に、第3実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
【0108】
(表3)
[全体諸元]
変倍比=1.686
fF=-13.427
fRw=22.402 fRt=27.702
fFRw=27.256 fFRt=30.400
fRPF=15.664 fRPR=60.598
βRw=-0.666 βRt=-1.123
W M T
f 28.754 40.001 48.489
FNO 4.635 5.731 6.489
ω 37.861 26.969 21.751
Y 19.930 21.700 21.700
TL 55.048 53.459 55.048
Bf 10.305 10.305 10.305
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 ∞ 2.00818 1.922859 20.88
2 -61.03131 0.87438 1.593190 67.90
3 101.77694 1.48276
4 -38.23636 0.87484 1.799520 42.09
5 424.54741 (D5)
6 ∞ 1.00000 (絞りS)
7* 6.75681 2.55201 1.497103 81.56
8* 15.38664 1.63500
9 25.27764 2.65716 1.593190 67.90
10 -9.63773 0.31417
11 -12.22612 1.96902 1.497820 82.57
12 -6.43133 0.80000 1.801000 34.92
13 -42.16168 (D13)
14* -15.65543 1.08329 1.693500 53.20
15* -13.76558 4.17510
16 -6.61113 1.00000 1.593190 67.90
17* -83.29031 (D17)
18 -259.59884 2.89709 1.922859 20.88
19 -37.19930 (D19)
20 -41.30813 2.25294 1.768015 49.24
21* -22.40267 8.25000
22 ∞ 1.60000 1.516800 63.88
23 ∞ 1.00000
[非球面データ]
第7面
κ=1.0000,A4=1.92524E-04,A6=4.65523E-06,A8=3.21615E-07,A10=0.00000E+00
第8面
κ=1.0000,A4=7.70473E-04,A6=1.27785E-05,A8=1.01681E-06,A10=0.00000E+00
第14面
κ=1.0000,A4=9.42593E-04,A6=1.73477E-05,A8=-1.86967E-07,A10=0.00000E+00
第15面
κ=1.0000,A4=8.62927E-04,A6=1.54043E-05,A8=3.94933E-08,A10=0.00000E+00
第17面
κ=1.0000,A4=-1.27386E-04,A6=8.72918E-07,A8=-7.68623E-09,A10=0.00000E+00
第21面
κ=1.0000,A4=3.23926E-05,A6=1.22601E-08,A8=3.65636E-11,A10=0.00000E+00
[可変間隔データ]
無限遠合焦状態
W M T
焦点距離 28.754 40.001 48.489
物体距離 ∞ ∞ ∞
D5 12.261 4.701 1.524
D13 1.009 1.111 1.069
D17 2.898 2.781 2.821
D19 1.000 6.986 11.754
至近距離合焦状態
W M T
倍率 -0.114 -0.164 -0.206
物体距離 244.407 245.996 244.407
D5 12.261 4.701 1.524
D13 2.325 3.046 3.447
D17 1.582 0.846 0.443
D19 1.000 6.986 11.754
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 -43.162
G2 7 15.664
G3 14 -13.427
G4 18 46.759
G5 20 60.598
【0109】
図6(A)は、第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
図6(B)は、第3実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。各諸収差図より、第3実施例に係る変倍光学系は、広角端状態か
ら望遠端状態に亘って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。
【0110】
(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、第4実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。第4実施例に係る変倍光学系ZL(4)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負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とから構成される。広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際、第1レンズ群G1が光軸に沿って一旦像側へ移動してから物体側へ移動し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とが光軸に沿って物体側へ移動し、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。また、変倍の際、開口絞りSは、第2レンズ群G2とともに光軸に沿って移動し、第4レンズ群G4は、像面Iに対して位置が固定される。
【0111】
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL11と両凹形状の負レンズL12との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL13と、から構成される。
【0112】
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL21と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23と、から構成される。正レンズL21は、両側のレンズ面が非球面である。正メニスカスレンズL23は、両側のレンズ面が非球面である。
【0113】
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL31と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL32と、から構成される。負メニスカスレンズL31は、像側のレンズ面が非球面である。負メニスカスレンズL32は、両側のレンズ面が非球面である。
【0114】
第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL41から構成される。正メニスカスレンズL41は、像側のレンズ面が非球面である。第4レンズ群G4の像側に、像面Iが配置される。また、第4レンズ群G4と像面Iの間には、平行平板PPが配置される。
【0115】
本実施例では、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4とが、全体として正の屈折力を有する後群GRを構成する。そして、第4レンズ群G4が、後群GRの最も像側に配置された最終レンズ群GEに該当する。第3レンズ群G3の全体が、合焦の際に光軸に沿って移動する合焦群GFを構成する。無限遠物体から近距離物体への合焦の際、合焦群GF(第3レンズ群G3の全体)が光軸に沿って像側へ移動する。また、第4レンズ群G4(正メニスカスレンズL41)が、合焦群GFよりも像側に配置されたレンズからなる像側レンズ群GFRを構成する。
【0116】
以下の表4に、第4実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
【0117】
(表4)
[全体諸元]
変倍比=1.687
fF=-23.773
fRw=23.002 fRt=30.777
fFRw=50.145 fFRt=50.145
fRPF=17.295 fRPR=50.145
βRw=-0.628 βRt=-1.059
W M T
f 28.744 40.000 48.486
FNO 4.635 5.719 6.489
ω 37.740 28.080 23.384
Y 19.814 21.700 21.700
TL 53.764 52.719 53.764
Bf 17.555 17.915 17.555
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 -74.97806 1.57056 1.922859 20.88
2 -43.63293 0.88324 1.593190 67.90
3 225.85772 1.21996
4 -40.81390 0.88014 1.593190 67.90
5 -1801.45150 (D5)
6 ∞ 1.00000 (絞りS)
7* 7.78171 3.28821 1.497103 81.56
8* -39.66691 0.10000
9 9.42082 0.80000 1.902000 25.26
10 6.67111 1.59048
11* 29.89210 1.17255 1.592014 67.02
12* 64.12762 (D12)
13 14.07861 0.75819 1.497103 81.56
14* 11.49932 7.98047
15* -10.97492 0.99994 1.497103 81.56
16* -43.99636 (D16)
17 -41.88288 5.52332 1.882023 37.22
18* -22.84142 8.25000
19 ∞ 1.60000 1.516800 63.88
20 ∞ 1.00000
[非球面データ]
第7面
κ=1.0000,A4=-6.94600E-05,A6=3.33392E-06,A8=-6.22219E-08,A10=0.00000E+00
第8面
κ=1.0000,A4=7.91449E-04,A6=-9.22475E-06,A8=-2.04863E-08,A10=0.00000E+00
第11面
κ=1.0000,A4=2.22039E-03,A6=-1.38926E-05,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第12面
κ=1.0000,A4=1.75015E-03,A6=6.88355E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第14面
κ=1.0000,A4=-6.73272E-05,A6=3.02052E-07,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第15面
κ=1.0000,A4=-9.05362E-05,A6=-5.77549E-07,A8=-2.18840E-08,A10=0.00000E+00
第16面
κ=1.0000,A4=-5.42555E-05,A6=-4.40579E-07,A8=4.88714E-10,A10=0.00000E+00
第18面
κ=1.0000,A4=9.49522E-06,A6=-1.26832E-08,A8=4.82544E-11,A10=0.00000E+00
[可変間隔データ]
無限遠合焦状態
W M T
焦点距離 28.744 40.000 48.486
物体距離 ∞ ∞ ∞
D5 12.155 4.837 1.500
D12 0.831 0.500 0.500
D16 2.707 8.951 13.692
至近距離合焦状態
W M T
倍率 -0.112 -0.161 -0.200
物体距離 245.691 246.736 245.691
D5 12.155 4.837 1.500
D12 3.014 3.465 4.074
D16 0.523 5.986 10.118
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 -45.779
G2 7 17.295
G3 13 -23.773
G4 17 50.145
【0118】
図8(A)は、第4実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
図8(B)は、第4実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。各諸収差図より、第4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亘って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。
【0119】
(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、第5実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。第5実施例に係る変倍光学系ZL(5)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負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、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成される。広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際、第1レンズ群G1が光軸に沿って一旦像側へ移動してから物体側へ移動し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とが光軸に沿って物体側へ移動し、第4レンズ群G4が光軸に沿って一旦物体側へ移動してから像側へ移動し、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。また、変倍の際、開口絞りSは、第2レンズ群G2とともに光軸に沿って移動し、第5レンズ群G5は、像面Iに対して位置が固定される。
【0120】
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL11と両凹形状の負レンズL12との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL13と、から構成される。
【0121】
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL21と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23と、から構成される。正レンズL21は、両側のレンズ面が非球面である。正メニスカスレンズL23は、両側のレンズ面が非球面である。
【0122】
第3レンズ群G3は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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、から構成される。正レンズL3
1は、像側のレンズ面が非球面である。負メニスカスレンズL32は、両側のレンズ面が非球面である。
【0123】
第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL41から構成される。正メニスカスレンズL41は、像側のレンズ面が非球面である。
【0124】
第5レンズ群G5は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51から構成される。第5レンズ群G5の像側に、像面Iが配置される。また、第5レンズ群G5と像面Iの間には、平行平板PPが配置される。
【0125】
本実施例では、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4と、第5レンズ群G5とが、全体として正の屈折力を有する後群GRを構成する。そして、第5レンズ群G5が、後群GRの最も像側に配置された最終レンズ群GEに該当する。第3レンズ群G3の全体が、合焦の際に光軸に沿って移動する合焦群GFを構成する。無限遠物体から近距離物体への合焦の際、合焦群GF(第3レンズ群G3の全体)が光軸に沿って像側へ移動する。また、第4レンズ群G4(正メニスカスレンズL41)と、第5レンズ群G5(正メニスカスレンズL51)とが、合焦群GFよりも像側に配置されたレンズからなる像側レンズ群GFRを構成する。
【0126】
以下の表5に、第5実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
【0127】
(表5)
[全体諸元]
変倍比=1.687
fF=-23.557
fRw=22.006 fRt=27.853
fFRw=56.322 fFRt=56.322
fRPF=16.507 fRPR=72.338
βRw=-0.711 βRt=-1.200
W M T
f 28.736 39.996 48.484
FNO 4.635 5.707 6.489
ω 37.834 27.338 22.307
Y 19.873 21.700 21.700
TL 53.158 52.117 53.446
Bf 10.305 10.499 10.305
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 -78.94193 1.72137 1.922859 20.88
2 -40.22624 0.88791 1.593190 67.90
3 214.46025 1.47635
4 -31.48425 0.88376 1.593190 67.90
5 -877.76237 (D5)
6 ∞ 1.00001 (絞りS)
7* 7.88532 3.27835 1.497103 81.56
8* -34.39026 0.23036
9 11.14049 0.80000 1.902000 25.26
10 7.58072 1.30775
11* 28.25287 1.21737 1.592014 67.02
12* 78.20653 (D12)
13 454.51671 1.22144 1.497103 81.56
14* -170.72900 6.54398
15* -7.99852 0.99989 1.693500 53.20
16* -18.66958 (D16)
17 -21.11056 2.02301 1.592014 67.02
18* -19.25768 (D18)
19 -27.35915 3.73536 1.922859 20.88
20 -20.67766 8.25000
21 ∞ 1.60000 1.516800 63.88
22 ∞ 1.00000
[非球面データ]
第7面
κ=1.0000,A4=-6.17249E-05,A6=3.64790E-06,A8=-9.46230E-08,A10=0.00000E+00
第8面
κ=1.0000,A4=9.09449E-04,A6=-1.31033E-05,A8=-3.57776E-08,A10=0.00000E+00
第11面
κ=1.0000,A4=2.30528E-03,A6=-1.53067E-05,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第12面
κ=1.0000,A4=1.76391E-03,A6=1.29596E-05,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第14面
κ=1.0000,A4=-1.34128E-04,A6=-2.58817E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第15面
κ=1.0000,A4=5.19818E-05,A6=-2.82181E-06,A8=-3.64480E-08,A10=0.00000E+00
第16面
κ=1.0000,A4=4.75476E-05,A6=-2.23750E-06,A8=1.49381E-08,A10=0.00000E+00
第18面
κ=1.0000,A4=4.49129E-05,A6=-1.00014E-08,A8=1.38726E-10,A10=0.00000E+00
[可変間隔データ]
無限遠合焦状態
W M T
焦点距離 28.736 39.996 48.484
物体距離 ∞ ∞ ∞
D5 11.148 4.372 1.500
D12 0.803 0.799 0.799
D16 3.074 7.916 13.015
D18 0.500 1.205 0.500
至近距離合焦状態
W M T
倍率 -0.112 -0.160 -0.198
物体距離 246.297 247.338 246.009
D5 11.148 4.372 1.500
D12 2.887 3.704 4.271
D16 0.990 5.010 9.543
D18 0.500 1.205 0.500
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 -40.394
G2 7 16.507
G3 13 -23.557
G4 17 263.594
G5 19 72.338
【0128】
図10(A)は、第5実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
図10(B)は、第5実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。各諸収差図より、第5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亘って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。
【0129】
(第6実施例)
第6実施例について、
図11~
図12および表6を用いて説明する。
図11は、第6実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。第6実施例に係る変倍光学系ZL(6)は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第1レンズ群G1と、開口絞りSと、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負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、正の屈折力を有する第5レンズ群G5とから構成される。広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際、第1レンズ群G1が光軸に沿って一旦像側へ移動してから物体側へ移動し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3と第4レンズ群G4とが光軸に沿って物体側へ移動し、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。また、変倍の際、開口絞りSは、第2レンズ群G2とともに光軸に沿って移動し、第5レンズ群G5は、像面Iに対して位置が固定される。
【0130】
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に平面を向けた平凸形状の正レンズL11と両凹形状の負レンズL12との接合レンズと、両凹形状の負レンズL13と、から構成される。
【0131】
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL21と、両凹形状の負レンズL22と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL23と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL24と、から構成される。正レンズL21は、両側のレンズ面が非球面である。負レンズL22は、両側のレンズ面が非球面である。負メニスカスレンズL24は、両側のレンズ面が非球面である。
【0132】
第3レンズ群G3は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL31から構成される。負メニスカスレンズL31は、両側のレンズ面が非球面である。
【0133】
第4レンズ群G4は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL41から構成される。第5レンズ群G5は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL51から構成される。正メニスカスレンズL51は、像側のレンズ面が非球面である。第5レンズ群G5の像側に、像面Iが配置される。また、第5レンズ群G5と像面Iの間には、平行平板PPが配置される。
【0134】
本実施例では、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3と、第4レンズ群G4と、第5レンズ群G5とが、全体として正の屈折力を有する後群GRを構成する。そして、第5レンズ群G5が、後群GRの最も像側に配置された最終レンズ群GEに該当する。第3レンズ群G3の全体が、合焦の際に光軸に沿って移動する合焦群GFを構成する。無限遠物体から近距離物体への合焦の際、合焦群GF(第3レンズ群G3の全体)が光軸に沿って像側へ移動する。また、第4レンズ群G4(正メニスカスレンズL41)と、第5レンズ群G5(正メニスカスレンズL51)とが、合焦群GFよりも像側に配置されたレンズからなる像側レンズ群GFRを構成する。
【0135】
以下の表6に、第6実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
【0136】
(表6)
[全体諸元]
変倍比=1.688
fF=-17.191
fRw=22.576 fRt=28.450
fFRw=31.580 fFRt=34.233
fRPF=17.401 fRPR=62.135
βRw=-0.663 βRt=-1.119
W M T
f 28.734 40.000 48.492
FNO 4.635 5.755 6.489
ω 38.247 27.621 22.588
Y 19.934 21.700 21.700
TL 55.196 53.860 55.196
Bf 10.305 10.330 10.305
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
1 ∞ 1.62184 1.922859 20.88
2 -98.98277 0.89162 1.593190 67.90
3 77.82625 1.79570
4 -33.56157 0.89112 1.593190 67.90
5 589.10769 (D5)
6 ∞ 1.00000 (絞りS)
7* 6.70273 3.12536 1.497103 81.56
8* -30.15078 0.57764
9* -55.84253 0.80000 1.635500 23.89
10* 44.80145 2.17402
11 -8.34724 1.43673 1.496997 81.61
12 -6.40691 0.22961
13* -4.92101 0.82001 1.497103 81.56
14* -7.35389 (D14)
15* -10.06431 1.00010 1.851348 40.10
16* -33.69524 (D16)
17 -2610.17570 2.58513 1.922859 20.88
18 -54.86830 (D18)
19 -71.71870 2.86404 1.768015 49.24
20* -29.15141 8.25000
21 ∞ 1.60000 1.516800 63.88
22 ∞ 1.00000
[非球面データ]
第7面
κ=1.0000,A4=6.34976E-06,A6=1.73361E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第8面
κ=1.0000,A4=4.68148E-04,A6=-8.06904E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第9面
κ=1.0000,A4=1.27100E-03,A6=-2.18846E-05,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第10面
κ=1.0000,A4=1.33096E-03,A6=-1.45423E-06,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第13面
κ=1.0000,A4=2.30483E-03,A6=-1.88231E-05,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第14面
κ=1.0000,A4=2.04780E-03,A6=-2.37072E-05,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
第15面
κ=1.0000,A4=1.26184E-04,A6=1.03823E-06,A8=1.21180E-08,A10=0.00000E+00
第16面
κ=1.0000,A4=2.47523E-05,A6=2.27287E-07,A8=-9.41887E-10,A10=0.00000E+00
第20面
κ=1.0000,A4=2.56873E-05,A6=-1.19279E-08,A8=0.00000E+00,A10=0.00000E+00
[可変間隔データ]
無限遠合焦状態
W M T
焦点距離 28.734 40.000 48.492
物体距離 ∞ ∞ ∞
D5 12.551 4.940 1.517
D14 7.484 7.721 7.834
D16 2.261 3.253 3.690
D18 0.781 5.803 10.038
至近距離合焦状態
W M T
倍率 -0.113 -0.162 -0.203
物体距離 244.259 245.595 244.259
D5 12.551 4.940 1.517
D14 9.287 10.353 11.105
D16 0.458 0.621 0.419
D18 0.781 5.803 10.038
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 -43.328
G2 7 17.401
G3 15 -17.191
G4 17 60.702
G5 19 62.135
【0137】
図12(A)は、第6実施例に係る変倍光学系の広角端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
図12(B)は、第6実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。各諸収差図より、第6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亘って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。
【0138】
次に、[条件式対応値]の表を下記に示す。この表には、各条件式(1)~(12)に対応する値を、全実施例(第1~第6実施例)について纏めて示す。
条件式(1) 1.50<ft/(-fF)<10.00
条件式(2) 0.70<fw/(-fF)<7.00
条件式(3) 1.00<fFRw/(-fF)<7.00
条件式(4) 1.00<fFRt/(-fF)<7.00
条件式(5) 0.50<fRw/(-fF)<4.00
条件式(6) 0.50<fRt/(-fF)<5.00
条件式(7) 0.10<fRPF/fRPR<0.60
条件式(8) 0.50<fRPF/(-fF)<3.00
条件式(9) 0.05<Bfw/fRPR<0.35
条件式(10) 60.00°<2ωw<90.00°
条件式(11) 1.50<(-f1)/fRw<3.00
条件式(12) 0.50<(-f1)/fRt<2.50
【0139】
[条件式対応値](第1~第3実施例)
条件式 第1実施例 第2実施例 第3実施例
(1) 3.600 3.594 3.611
(2) 2.134 2.131 2.142
(3) 2.047 2.032 2.030
(4) 2.284 2.267 2.264
(5) 1.665 1.664 1.668
(6) 2.047 2.057 2.063
(7) 0.314 0.255 0.258
(8) 1.450 1.162 1.167
(9) 0.166 0.168 0.170
(10) 75.740 75.733 75.722
(11) 1.928 1.935 1.927
(12) 1.569 1.565 1.558
[条件式対応値](第4~第6実施例)
条件式 第4実施例 第5実施例 第6実施例
(1) 2.040 2.058 2.821
(2) 1.209 1.220 1.671
(3) 2.109 2.391 1.837
(4) 2.109 2.391 1.991
(5) 0.968 0.934 1.313
(6) 1.295 1.182 1.655
(7) 0.345 0.228 0.280
(8) 0.728 0.701 1.012
(9) 0.206 0.142 0.166
(10) 75.480 75.669 76.494
(11) 1.990 1.836 1.919
(12) 1.487 1.450 1.523
【0140】
上記各実施例によれば、小型でありながら良好な光学性能を有する変倍光学系を実現することができる。
【0141】
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。
【0142】
以下の内容は、本実施形態の変倍光学系の光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。
【0143】
本実施形態の変倍光学系の実施例として4群構成および5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、6群、7群等)の変倍光学系を構成することもできる。具体的には、本実施形態の変倍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。なお、レンズ群とは、変倍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。
【0144】
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。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。
【0145】
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良い。
【0146】
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。
【0147】
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。
【0148】
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。
【0149】
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。