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特開2022-92388光学系、光学機器および光学系の製造方法
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(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】P2022092388
(43)【公開日】2022-06-22
(54)【発明の名称】光学系、光学機器および光学系の製造方法
(51)【国際特許分類】
   G02B 15/22 20060101AFI20220615BHJP
   G02B 13/02 20060101ALI20220615BHJP
   G02B 15/20 20060101ALI20220615BHJP
【FI】
G02B15/22 A
G02B13/02
G02B15/20
G02B15/22
【審査請求】未請求
【請求項の数】24
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020205181
(22)【出願日】2020-12-10
(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】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100133835
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 努
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100122116
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 浩二
(72)【発明者】
【氏名】籔本 洋
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA01
2H087KA02
2H087LA02
2H087MA09
2H087MA16
2H087MA17
2H087MA19
2H087PA15
2H087PA16
2H087PB15
2H087RA32
2H087SA57
2H087SB03
2H087SB14
2H087SB26
2H087SB42
2H087SB43
(57)【要約】
【課題】良好な光学性能を有する光学系、光学機器および光学系の製造方法を提供する。
【解決手段】カメラ1等の光学機器に用いられる光学系を、複数の合焦群を有し、合焦の際に、複数の合焦群がそれぞれ異なる軌跡で光軸に沿って移動し、望遠端状態における無限遠物体合焦時に、以下の条件式を満足するよう構成する。
(1) 4.00 < Σ|γi|×(5.76/Fnot) < 10.00
但し、γiは複数の合焦群のそれぞれにおける単位移動量あたりの近軸像面移動量を示す像面移動係数であり、Σ|γi|は複数の合焦群のそれぞれの像面移動係数の絶対値の和であり、Fnotは光学系の望遠端状態におけるF値である。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の合焦群を有し、
合焦の際に、前記複数の合焦群がそれぞれ異なる軌跡で光軸に沿って移動し、
望遠端状態における無限遠物体合焦時に、以下の条件式を満足する光学系。
4.00 < Σ|γi|×(5.76/Fnot) < 10.00
但し、
γi : 前記複数の合焦群のそれぞれにおける単位移動量あたりの近軸像面移動量を示す像面移動係数
Σ|γi| : 前記複数の合焦群のそれぞれの前記像面移動係数の絶対値の和
Fnot : 前記光学系の望遠端状態におけるF値
【請求項2】
望遠端状態における無限遠物体合焦時に、以下の条件式を満足する請求項1に記載の光学系。
0.10 < |γ|max/|γ|min < 10.00
但し、
|γ|max : 前記複数の合焦群の前記像面移動係数の絶対値のうち最大のもの
|γ|min : 前記複数の合焦群の前記像面移動係数の絶対値のうち最小のもの
【請求項3】
前記複数の合焦群のうち少なくとも2つの合焦群は負の屈折力を有する請求項1または2に記載の光学系。
【請求項4】
前記少なくとも2つの合焦群は隣接して配置されている請求項3に記載の光学系。
【請求項5】
無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、前記複数の合焦群のうち少なくとも2つの合焦群は像側に移動する請求項1-4のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項6】
前記複数の合焦群のうち少なくとも2つの合焦群は、各々少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズを有する請求項1-5のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項7】
以下の条件式を満足する請求項1-6のいずれか一項に記載の光学系。
2.20° < ωt < 13.00°
但し、
ωt :前記光学系の望遠端状態における半画角
【請求項8】
以下の条件式を満足する請求項1-7のいずれか一項に記載の光学系。
0.40 < TLt/ft < 0.90
但し、
TLt :前記光学系の望遠端状態における光学全長
ft :前記光学系全系の望遠端状態における焦点距離
【請求項9】
以下の条件式を満足する請求項1-8のいずれか一項に記載の光学系。
4.00 < Σ|γi|×(5.76/Fnot)×(Ymax/21.63) < 10.00
但し、
Ymax :最大像高
【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光学系。
2.00 < (-fF1)/FD
但し、
fF1 :前記複数の合焦群のうち最も物体側に配置された合焦群の焦点距離
FD :前記複数の合焦群のうち最も物体側に配置された合焦群と前記複数の合焦群のうち最も像側に配置された合焦群との望遠端状態における無限遠合焦時の光軸上の距離
【請求項11】
以下の式を満足する請求項1-10のいずれか一項に記載の光学系。
0.30 < fF1/fF2 < 1.00
但し、
fF1 :前記複数の合焦群のうち最も物体側に配置された合焦群の焦点距離
fF2 :前記複数の合焦群のうち物体側から2番目に配置された合焦群の焦点距離
【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光学系。
0.85 < βF1/βF2 < 1.40
但し、
βF1 :前記複数の合焦群のうち最も物体側に配置された合焦群の横倍率
βF2 :前記複数の合焦群のうち物体側から2番目に配置された合焦群の横倍率
【請求項13】
前記複数の合焦群よりも物体側に、光軸と垂直方向に移動することで手振れ補正を行う防振群を有する請求項1-12のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項14】
前記複数の合焦群のうち最も物体側に配置された合焦群と隣接して物体側に配置されたレンズ群は、光軸と垂直方向に移動することで手振れ補正を行う防振群を有する請求項1-13のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項15】
以下の条件式を満足する請求項13または14に記載の光学系。
0.10 < fvr/ft < 0.30
但し、
fvr :前記防振群の焦点距離
ft :前記光学系全系の望遠端状態における焦点距離
【請求項16】
物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する第1中間群と、正の屈折力を有する第2中間群と、少なくとも1つのレンズ群を有し負の屈折力を有する後群とからなり、
変倍の際、各群の間隔が変化し、
前記後群は前記複数の合焦レンズ群を有する請求項1-15のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項17】
前記前群は、正の屈折力を有する2つのレンズ群を有し、
変倍の際、前記2つのレンズ群の間隔は変化する請求項16に記載の光学系。
【請求項18】
最も物体側に配置された合焦群よりも物体側に隣接して正の屈折力を有する正レンズ群を有する請求項16または17に記載の光学系。
【請求項19】
以下の条件式を満足する請求項16-18のいずれか一項に記載の光学系。
2.00 < ft/fw < 20.00
但し、
ft :前記光学系全系の望遠端状態における焦点距離
fw :前記光学系全系の広角端状態における焦点距離
【請求項20】
変倍の際に移動する群を、物体側から順に、第1移動群、第2移動群、第3移動群とし、以下の条件式を満足する請求項16-19のいずれか一項に記載の光学系。
0.10 < -(MV1+MV2+MV3)/TLt < 0.30
但し、
MV1 :変倍の際の前記第1移動群の像面側を正とする光軸方向の移動量
MV2 :変倍の際の前記第2移動群の像面側を正とする光軸方向の移動量
MV3 :変倍の際の前記第3移動群の像面側を正とする光軸方向の移動量
TLt :前記光学系の望遠端状態における光学全長
【請求項21】
無限遠物体合焦時に、広角端状態から望遠端状態への変倍の際に、前記複数の合焦レンズ群は物体側に単調に移動する請求項16-20のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項22】
前記複数の合焦群は、2つである請求項1-21のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項23】
請求項1-22のいずれか一項に記載の光学系を有する光学機器。
【請求項24】
光学系の製造方法であって
複数の合焦群を、
合焦の際に、前記複数の合焦群がそれぞれ異なる軌跡で光軸に沿って移動し、
望遠端状態における無限遠物体合焦時に、以下の条件式を満足するように配置する光学系の製造方法。
4.00 < Σ|γi|×(5.76/Fnot) < 10.00
但し、
γi : 前記複数の合焦群のそれぞれにおける単位移動量あたりの近軸像面移動量を示す像面移動係数
Σ|γi| : 前記複数の合焦群のそれぞれの前記像面移動係数の絶対値の和
Fnot : 前記光学系の望遠端状態におけるF値
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学系、光学機器および光学系の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等の光学機器に使用される光学系が提案されている(例えば特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第2013/027364号
【発明の概要】
【0004】
本開示の光学系は、複数の合焦群を有し、合焦の際に、複数の合焦群がそれぞれ異なる軌跡で光軸に沿って移動し、望遠端状態における無限遠物体合焦時に、以下の条件式を満足する。
4.00 < Σ|γi|×(5.76/Fnot) < 10.00
但し、
γi : 複数の合焦群のそれぞれにおける単位移動量あたりの近軸像面移動量を示す像面移動係数
Σ|γi| : 複数の合焦群のそれぞれの像面移動係数の絶対値の和
Fnot : 光学系の望遠端状態におけるF値
【0005】
本開示の光学系の製造方法は、複数の合焦群を、合焦の際に、複数の合焦群がそれぞれ異なる軌跡で光軸に沿って移動し、望遠端状態における無限遠物体合焦時に、以下の条件式を満足するように配置する。
4.00 < Σ|γi|×(5.76/Fnot) < 10.00
但し、
γi : 複数の合焦群のそれぞれにおける単位移動量あたりの近軸像面移動量を示す像面移動係数
Σ|γi| : 複数の合焦群のそれぞれの像面移動係数の絶対値の和
Fnot : 光学系の望遠端状態におけるF値
【図面の簡単な説明】
【0006】
図1】(a)は広角端状態における無限遠物体合焦時の第1実施例の光学系の断面図であり、(b)は望遠端状態における無限遠物体合焦時の第1実施例の光学系の断面図である。
図2】(a)は広角端状態における無限遠物体合焦時の第1実施例の光学系の諸収差図であり、(b)は広角端状態における近距離物体合焦時の第1実施例の光学系の諸収差図であり、(c)は望遠端状態における無限遠物体合焦時の第1実施例の光学系の諸収差図であり、(d)は望遠端状態における近距離物体合焦時の第1実施例の光学系の諸収差図である。
図3】(a)は広角端状態における無限遠物体合焦時の第2実施例の光学系の断面図であり、(b)は望遠端状態における無限遠物体合焦時の第2実施例の光学系の断面図である。
図4】(a)は広角端状態における無限遠物体合焦時の第2実施例の光学系の諸収差図であり、(b)は広角端状態における近距離物体合焦時の第2実施例の光学系の諸収差図であり、(c)は望遠端状態における無限遠物体合焦時の第2実施例の光学系の諸収差図であり、(d)は望遠端状態における近距離物体合焦時の第2実施例の光学系の諸収差図である。
図5】(a)は広角端状態における無限遠物体合焦時の第3実施例の光学系の断面図であり、(b)は望遠端状態における無限遠物体合焦時の第3実施例の光学系の断面図である。
図6】(a)は広角端状態における無限遠物体合焦時の第3実施例の光学系の諸収差図であり、(b)は広角端状態における近距離物体合焦時の第3実施例の光学系の諸収差図であり、(c)は望遠端状態における無限遠物体合焦時の第3実施例の光学系の諸収差図であり、(d)は望遠端状態における近距離物体合焦時の第3実施例の光学系の諸収差図である。
図7】望遠端状態における無限遠物体合焦時の第4実施例の光学系の断面図である。
図8】(a)は望遠端状態における無限遠物体合焦時の第4実施例の光学系の諸収差図であり、(b)は望遠端状態における近距離物体合焦時の第4実施例の光学系の諸収差図である。
図9】本実施形態の光学系を備えたカメラの模式図である。
図10】本実施形態の光学系の製造方法の概略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】
【0007】
以下、本願の実施形態の光学系、光学機器および光学系の製造方法について説明する。
【0008】
本実施形態の光学系は、複数の合焦群を有し、合焦の際に、複数の合焦群がそれぞれ異なる軌跡で光軸に沿って移動し、望遠端状態における無限遠物体合焦時に、以下の条件式を満足する。なお、本開示において、焦点距離の固定された単焦点の光学系における望遠端状態とは、光学系の焦点距離が当該焦点距離となる状態をいう。
(1) 4.00 < Σ|γi|×(5.76/Fnot) < 10.00
但し、
γi : 複数の合焦群のそれぞれにおける単位移動量あたりの近軸像面移動量を示す像面移動係数
Σ|γi| : 複数の合焦群のそれぞれの像面移動係数の絶対値の和
Fnot : 光学系の望遠端状態におけるF値
【0009】
本実施形態の光学系は、複数の合焦群がそれぞれ異なる軌跡で光軸に沿って移動することで、フォーカシングに伴う収差変動を抑え、無限遠から近距離まで良好な光学性能が得ることができる。
【0010】
また、本実施形態の光学系は、条件式(1)の値を上限値より小さくすることで、高い精度での合焦制御が可能となる。
【0011】
本実施形態の光学系では、条件式(1)の上限値を10.00に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(1)の上限値を9.50、9.00、8.50、8.00、7.50、7.00、6.80、6.60、さらに6.50に設定することが好ましい。
【0012】
また、本実施形態の光学系は、条件式(1)の値を下限値より大きくすることで、合焦時における合焦レンズ群の移動量を小さくすることができ、合焦動作に要する時間を短縮することができる。
【0013】
本実施形態の光学系では、条件式(1)の下限値を4.00に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(1)の下限値を4.50、4.80、5.00、5.30、5.50、5.80、6.00、6.10、さらに6.20に設定することが好ましい。
【0014】
以上の構成により、良好な光学性能を有する光学系を実現することができる。
【0015】
また、本実施形態の光学系は、望遠端状態における無限遠物体合焦時に、以下の条件式を満足することが好ましい。
(2) 0.10 < |γ|max/|γ|min < 10.00
但し、
|γ|max : 複数の合焦群の像面移動係数の絶対値のうち最大のもの
|γ|min : 複数の合焦群の像面移動係数の絶対値のうち最小のもの
【0016】
本実施形態の光学系は、条件式(2)を満足することで、合焦時における像面移動係数の絶対値の大きい合焦群の移動に合わせた像面移動係数の絶対値の小さい合焦群の移動量が適切な範囲となるため、合焦群の移動制御が容易となる。
【0017】
本実施形態の光学系では、条件式(2)の上限値を10.00に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(2)の上限値を9.50、9.00、8.50、8.00、7.50、7.00、6.50、6.00、5.50、5.00、さらに4.50に設定することが好ましい。
【0018】
また、本実施形態の光学系では、条件式(2)の下限値を0.10に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(1)の下限値を0.50、1.00、1.50、2.00、2.30、2.50、さらに2.80に設定することが好ましい。
【0019】
また、本実施形態の光学系では、複数の合焦群のうち少なくとも2つの合焦群は負の屈折力を有することが好ましい。
【0020】
本実施形態の光学系では、このような構成を有することにより、合焦時の像面および球面収差の変動を抑制することができる。
【0021】
また、本実施形態の光学系では、少なくとも2つの合焦群は隣接して配置されていることが好ましい。
【0022】
本実施形態の光学系では、このような構成を有することにより、合焦群を移動させる部材の配置が複雑にならず、光学系を小型化することができる。
【0023】
また、本実施形態の光学系では、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、複数の合焦群のうち少なくとも2つの合焦群は像側に移動することが好ましい。
【0024】
本実施形態の光学系では、このような構成を有することにより、合焦時の像面変動を抑制することができる。
【0025】
また、本実施形態の光学系では、複数の合焦群のうち少なくとも2つの合焦群は、各々少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズを有することが好ましい。
【0026】
本実施形態の光学系では、このような構成を有することにより、合焦時の軸上色収差の変動を抑制することができる。
【0027】
また、本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
(3) 2.20° < ωt < 13.00°
但し、
ωt :光学系の望遠端状態における半画角
【0028】
本実施形態の光学系では、条件式(3)の値を上限値より小さくすることで、像面を有効に補正することができる。
【0029】
本実施形態の光学系では、条件式(3)の上限値を13.00°に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(3)の上限値を12.00°、10.00°、8.50°、7.00°、6.00°、5.50°、5.00°、4.50°、4.00°、さらに3.50°に設定することが好ましい。
【0030】
また、本実施形態の光学系では、条件式(3)の値を下限値より大きくすることで、適切な像面補正量を確保することができる。
【0031】
本実施形態の光学系では、条件式(3)の下限値を2.20°に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を2.40°、2.50°、2.65°、2.80°、さらに3.00°に設定することが好ましい。
【0032】
また、本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
(4) 0.40 < TLt/ft < 0.90
但し、
TLt :光学系の望遠端状態における光学全長
ft :光学系全系の望遠端状態における焦点距離
【0033】
本実施形態の光学系では、条件式(4)の値を上限値より小さくすることで、光学系を小型化することができる。
【0034】
本実施形態の光学系では、条件式(4)の上限値を0.90に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(4)の上限値を0.88、0.85、0.83、0.80、0.78、さらに0.75に設定することが好ましい。
【0035】
また、本実施形態の光学系は、条件式(4)の値を下限値より大きくすることで、諸収差を適切に補正することができる。
【0036】
本実施形態の光学系では、条件式(4)の下限値を0.40に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(4)の下限値を0.45、0.50、0.55、0.60、0.63、0.65、0.68、0.70、さらに0.72に設定することが好ましい。
【0037】
また、本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
(5) 4.00 < Σ|γi|×(5.76/Fnot)×(Ymax/21.63) < 10.00
但し、
Ymax :最大像高
【0038】
本実施形態の光学系は、条件式(5)の値を上限値より小さくすることで、高い精度での合焦制御が可能となる。
【0039】
本実施形態の光学系では、条件式(5)の上限値を10.00に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(5)の上限値を9.50、9.00、8.50、8.00、7.50、7.00、6.80、6.60、さらに6.50に設定することが好ましい。
【0040】
また、本実施形態の光学系は、条件式(5)の値を下限値より大きくすることで、合焦時における合焦レンズ群の移動量を小さくすることができ、合焦動作に要する時間を短縮することができる。
【0041】
本実施形態の光学系では、条件式(5)の下限値を4.00に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(5)の下限値を4.50、4.80、5.00、5.30、5.50、5.80、6.00、6.10、さらに6.20に設定することが好ましい。
【0042】
また、本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
(6) 2.00 < (-fF1)/FD
但し、
fF1 :複数の合焦群のうち最も物体側に配置された合焦群の焦点距離
FD :複数の合焦群のうち最も物体側に配置された合焦群と複数の合焦群のうち最も像側に配置された合焦群との望遠端状態における無限遠合焦時の光軸上の距離
【0043】
本実施形態の光学系は、条件式(6)を満足することで、各合焦群における近軸主光線の高さの変動が小さくなるため、合焦群の移動に伴う収差変動の幅が小さくなり、合焦時の収差変動を適切に抑制することができる。
【0044】
本実施形態の光学系では、条件式(6)の下限値を2.00に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(6)の下限値を2.50、3.00、3.50、4.00、4.50、5.00、5.50、6.00、6.50、7.00、7.50、8.00、さらに8.50に設定することが好ましい。
【0045】
本実施形態の光学系では、条件式(6)の上限値を設定するのであれば、500.00に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(6)の上限値を400.00、300.00、200.00、100.00、75.00、50.00、さらに25.00に設定することが好ましい。
【0046】
また、本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
(7) 0.30 < fF1/fF2 < 1.00
但し、
fF1 :複数の合焦群のうち最も物体側に配置された合焦群の焦点距離
fF2 :複数の合焦群のうち物体側から2番目に配置された合焦群の焦点距離
【0047】
本実施形態の光学系は、条件式(7)の値を上限値より小さくすることで、高い精度での合焦制御が可能となる。
【0048】
本実施形態の光学系では、条件式(7)の上限値を1.00に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(7)の上限値を0.95、0.90、0.88、0.85、0.83、さらに0.80に設定することが好ましい。
【0049】
また、本実施形態の光学系は、条件式(7)の値を下限値より大きくすることで、合焦時における合焦レンズ群の移動量を小さくすることができ、合焦動作に要する時間を短縮することができる。
【0050】
本実施形態の光学系では、条件式(7)の下限値を0.30に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(7)の下限値を0.35、0.40、0.43、0.45、0.48、0.50、さらに0.52に設定することが好ましい。
【0051】
また、本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
(8) 0.85 < βF1/βF2 < 1.40
但し、
βF1 :複数の合焦群のうち最も物体側に配置された合焦群の横倍率
βF2 :複数の合焦群のうち物体側から2番目に配置された合焦群の横倍率
【0052】
本実施形態の光学系は、条件式(8)の値を上限値より小さくすることで、高い精度での合焦制御が可能となる。
【0053】
本実施形態の光学系では、条件式(8)の上限値を1.40に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(8)の上限値を1.38、1.35、1.33、1.30、1.28、1.26、さらに1.24に設定することが好ましい。
【0054】
また、本実施形態の光学系は、条件式(8)の値を下限値より大きくすることで、合焦時における合焦レンズ群の移動量を小さくすることができ、合焦動作に要する時間を短縮することができる。
【0055】
本実施形態の光学系では、条件式(8)の下限値を0.85に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(8)の下限値を0.88、0.90、0.93、0.95、0.98、さらに1.00に設定することが好ましい。
【0056】
また、本実施形態の光学系では、複数の合焦群よりも物体側に、光軸と垂直方向に移動することで手振れ補正を行う防振群を有することが好ましい。
【0057】
本実施形態の光学系では、このような構成を有することにより、合焦動作による防振機能への影響を抑制することができる。
【0058】
また、本実施形態の光学系では、複数の合焦群のうち最も物体側に配置された合焦群と隣接して物体側に配置されたレンズ群は、光軸と垂直方向に移動することで手振れ補正を行う防振群を有することが好ましい。
【0059】
本実施形態の光学系では、このような構成を有することにより、合焦動作による防振機能への影響を抑制することができる。
【0060】
また、本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
(9) 0.10 < fvr/ft < 0.30
但し、
fvr :防振群の焦点距離
ft :光学系全系の望遠端状態における焦点距離
【0061】
本実施形態の光学系は、条件式(9)の値を上限値より小さくすることで、防振のための移動量が大きくなりすぎず、光学系を小型化できる。
【0062】
本実施形態の光学系では、条件式(9)の上限値を0.30に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(9)の上限値を0.28、0.25、さらに0.23に設定することが好ましい。
【0063】
本実施形態の光学系は、条件式(9)の値を下限値より大きくすることで、防振による収差変動を抑制することができる。
【0064】
また、本実施形態の光学系では、条件式(9)の下限値を0.10に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(9)の下限値を0.13、0.15、0.18、さらに0.20に設定することが好ましい。
【0065】
また、本実施形態の光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する第1中間群と、正の屈折力を有する第2中間群と、少なくとも1つのレンズ群を有し負の屈折力を有する後群とからなり、変倍の際、各群の間隔が変化し、後群は複数の合焦レンズ群を有することが好ましい。
【0066】
本実施形態の光学系は、このような構成を有することにより、望遠端状態でいわゆるダブルテレフォト構成となるため、光学系を小型化できる。また、本実施形態の光学系は、このような構成を有することにより、合焦の際の合焦群の移動量を大きく取ることができるため、最短撮影距離を短くすることができる。
【0067】
また、本実施形態の光学系は、前群は、正の屈折力を有する2つのレンズ群を有し、変倍の際、2つのレンズ群の間隔は変化することが好ましい。
【0068】
また、本実施形態の光学系は、最も物体側に配置された合焦群よりも物体側に隣接して正の屈折力を有する正レンズ群を有することが好ましい。
【0069】
本実施形態の光学系は、このような構成を有することにより正レンズ群と最も物体側に配置された合焦群とでテレフォト構成となり、光学系を小型化することができる。
【0070】
また、本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
(10) 2.00 < ft/fw < 20.00
但し、
ft :光学系全系の望遠端状態における焦点距離
fw :光学系全系の広角端状態における焦点距離
【0071】
本実施形態の光学系は、条件式(10)の値を上限値より小さくすることで、変倍による収差変動を抑制することができる。
【0072】
本実施形態の光学系では、条件式(10)の上限値を20.00に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(10)の上限値を17.50、15.00、13.00、10.00、9.00、8.00、7.00、6.00、5.00、4.50、さらに4.00に設定することが好ましい。
【0073】
本実施形態の光学系では、条件式(10)の下限値を2.00に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(10)の下限値を2.30、2.50、2.80、3.00、3.30、3.50、さらに3.65に設定することが好ましい。
【0074】
また、本実施形態の光学系は、変倍の際に移動する群を、物体側から順に、第1移動群、第2移動群、第3移動群とし、以下の条件式を満足することが好ましい。
(11) 0.10 < -(MV1+MV2+MV3)/TLt < 0.30
但し、
MV1 :変倍の際の第1移動群の像面側を正とする光軸方向の移動量
MV2 :変倍の際の第2移動群の像面側を正とする光軸方向の移動量
MV3 :変倍の際の第3移動群の像面側を正とする光軸方向の移動量
TLt :光学系の望遠端状態における光学全長
【0075】
本実施形態の光学系は、条件式(11)を満足することで、変倍時の重心移動を少なくすることができる。
【0076】
本実施形態の光学系では、条件式(11)の上限値を0.30に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(11)の上限値を0.28、0.25、0.23、0.20、0.18、さらに0.16に設定することが好ましい。
【0077】
本実施形態の光学系では、条件式(11)の下限値を0.10に設定することで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(11)の下限値を0.12、さらに0.14に設定することが好ましい。
【0078】
また、本実施形態の光学系では、無限遠物体合焦時に、広角端状態から望遠端状態への変倍の際に、複数の合焦レンズ群は物体側に単調に移動することが好ましい。
【0079】
本実施形態の光学系は、このような構成を有することにより変倍時における合焦群の移動制御が複雑にならず、合焦精度を向上させることができる。
【0080】
また、本実施形態の光学系では、複数の合焦群は、2つであることが好ましい。
【0081】
本実施形態の光学系は、このような構成を有することにより合焦群を移動させる部材の配置が複雑にならず、光学系を小型化することができる。
【0082】
以上の構成により、小型で良好な結像性能を有する光学系を実現することができる。
【0083】
本実施形態の光学機器は、上述した構成の光学系を有している。これにより、良好な光学性能を有する光学機器を実現することができる。
【0084】
本実施形態の光学系の製造方法は、光学系の製造方法であって、複数の合焦群を、合焦の際に、複数の合焦群がそれぞれ異なる軌跡で光軸に沿って移動し、望遠端状態における無限遠物体合焦時に、以下の条件式を満足するように配置する。
(1) 4.00 < Σ|γi|×(5.76/Fnot) < 10.00
但し、
γi : 複数の合焦群のそれぞれにおける単位移動量あたりの近軸像面移動量を示す像面移動係数
Σ|γi| : 複数の合焦群のそれぞれの像面移動係数の絶対値の和
Fnot : 光学系の望遠端状態におけるF値
【0085】
このような光学系の製造方法により、良好な光学性能を有する光学系を製造することができる。
【0086】
(数値実施例)
以下、本願の実施例を図面に基づいて説明する。
【0087】
(第1実施例)
図1(a)は広角端状態における無限遠物体合焦時の第1実施例の光学系の断面図であり、図1(b)は望遠端状態における無限遠物体合焦時の第1実施例の光学系の断面図である。
【0088】
本実施例の光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、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、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6と、正の屈折力を有する第7レンズ群G7とを有している。
【0089】
第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL1と、物体側に凸面を向けた平凸レンズL2とからなる。
【0090】
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL3と両凹形状の負レンズL4との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL5とからなる。
【0091】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL6と両凹形状の負レンズL7との接合負レンズと、両凹形状の負レンズL8と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL9との接合負レンズと、両凹形状の負レンズL10とからなる。
【0092】
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL11と、物体側に凸面を向けた平凸レンズL12と、物体側に凸面を向けた平凸レンズL13と、両凹形状の負レンズ14と、開口絞りSと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL16と、両凸形状の正レンズL17と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL18との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL19とからなる。
【0093】
第5レンズ群G5は、両凸形状の正レンズL20と両凹形状の負レンズL21との接合負レンズからなる。
【0094】
第6レンズ群G6は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL22と、両凹形状の負レンズL23とからなる。
【0095】
第7レンズ群G7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とからなる。
【0096】
像面I上には、CCDまたはCMOS等から構成された撮像素子(不図示)が配置されている。
【0097】
本実施例の光学系と像面Iとの間には、フィルタFLが配置されている。
【0098】
本実施例の光学系は、第5レンズ群G5および第5レンズ群に隣接して配置されている第6レンズ群G6を光軸に沿って移動させることにより合焦を行う。第5レンズ群G5および第6レンズ群G6は、無限遠に合焦している状態から近距離物体に合焦させる場合、それぞれ異なる軌跡で物体側から像側に移動される。
【0099】
本実施例の光学系において、第4レンズ群G4が有するレンズのうち、両凸形状の正レンズL17と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL18との接合正レンズは、光軸と垂直方向に移動することで手振れ補正を行う防振群として構成される。
【0100】
本実施例の光学系において、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2は前群に該当し、第3レンズ群G3は第1中間群に該当し、第4レンズ群G4は第2中間群に該当し、第5レンズ群G5、第6レンズ群G6および第7レンズ群G7は後群に該当する。また、第5レンズ群G5は最も物体側に配置された合焦群に該当し、第4レンズ群G4は最も物体側に配置された合焦群よりも物体側に隣接して正の屈折力を有する正レンズ群に該当する。また、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3および第4レンズ群G4は、それぞれ第1移動群、第2移動群および第3移動群に該当する。
【0101】
以下の表1に、本実施例の光学系の諸元の値を掲げる。表1において、ftは望遠端状態における無限遠合焦時の光学系の焦点距離、fwは広角端状態における無限遠合焦時の光学系の焦点距離、Fnotは望遠端状態における無限遠合焦時の光学系のF値、TLtは望遠端状態における無限遠合焦時の光学系の光学全長、Bfは光学系のバックフォーカス、ωtは望遠端状態における光学系の半画角を示す。
【0102】
[レンズ諸元]において、mは物体側から数えた光学面の順番、rは曲率半径、dは面間隔、ndはd線(波長587.6nm)に対する屈折率を示す。また、[レンズ諸元]において、曲率半径r=∞は平面を示している。
【0103】
表1に記載される焦点距離ft、曲率半径rおよびその他の長さの単位は「mm」である。しかし、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
【0104】
以上に述べた表1の符号は、後述する他の実施例の表においても同様に使用する。
【0105】
(表1)
[全体諸元]
ft 388.17
fw 103.09
Fnot 5.76
TLt 284.55
像高 21.70
ωt 3.10°

[レンズ諸元]
m r d nd
1) 464.984 3.830 1.487490
2) -464.984 0.150
3) 178.061 4.560 1.437001
4) ∞ D4
5) 63.221 7.030 1.497820
6) -658.500 1.000 1.804400
7) 57.457 1.530
8) 56.530 7.420 1.437001
9) -447.440 D9
10) 137.036 6.110 1.720467
11) -67.293 1.300 1.497820
12) 47.996 5.730
13) -84.272 1.200 1.741000
14) 49.681 3.410 1.854505
15) 447.567 3.150
16) -60.243 1.200 1.755000
17) 218.520 D17
18) 152.668 3.220 1.593190
19) -152.668 0.150
20) 64.555 3.690 1.497820
21) ∞ 0.450
22) 48.227 4.340 1.497820
23) ∞ 2.420
24) -93.779 1.650 1.806100
25) 1675.249 2.800
26> ∞ 11.710 (開口絞り)
27) -125.942 2.310 1.808090
28) -60.541 0.600
29) 134.570 1.400 2.000690
30) 34.633 2.730
31) 59.403 5.160 1.552981
32) -38.045 1.250 1.953750
33) -67.886 0.660
34) 35.224 3.500 1.603420
35) 140.226 D35
36) 120.647 2.260 1.850260
37) -120.465 1.000 1.729160
38) 35.481 D38
39) 560.475 2.630 1.654115
40) -50.042 2.310
41) -44.883 1.000 1.902650
42) 660.951 D42
43) -285.763 1.000 1.497820
44) 43.194 1.460
45) 47.384 5.670 1.738000
46) 1194.653 29.620
47) ∞ 1.600 1.516800
48) ∞ 0.000

[各群焦点距離データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 220.226
G2 5 412.716
G3 10 -37.713
G4 18 45.972
G5 36 -81.740
G6 39 -153.334
G7 43 502.735

[可変間隔データ]
無限遠合焦時 近距離物体合焦時
望遠端 広角端 望遠端 広角端
D4 51.500 1.500 51.500 1.500
D9 25.600 1.300 25.600 1.300
D17 2.100 43.095 2.100 43.095
D35 3.467 3.200 34.084 4.590
D38 8.800 14.300 9.182 22.618
D42 48.913 26.984 17.915 17.275
【0106】
図2(a)は広角端状態における無限遠物体合焦時の第1実施例の光学系の諸収差図であり、図2(b)は広角端状態における近距離物体合焦時の第1実施例の光学系の諸収差図であり、図2(c)は望遠端状態における無限遠物体合焦時の第1実施例の光学系の諸収差図であり、図2(d)は望遠端状態における近距離物体合焦時の第1実施例の光学系の諸収差図である。
【0107】
各収差図において、FNOはF値、Yは像高をそれぞれ示す。詳細には、球面収差図では最大口径に対応するF値の値を示し、非点収差図および歪曲収差図では像高の最大値を示し、コマ収差図では各像高の値を示す。dはd線、gはg線(波長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。後述する他の実施例の諸収差図においても、本実施例の諸収差図と同様の符号を使用する。
【0108】
各収差図より、本実施例の光学系は、合焦時および変倍時の収差変動を有効に抑制し、高い光学性能を有していることがわかる。
【0109】
(第2実施例)
図3(a)は広角端状態における無限遠物体合焦時の第2実施例の光学系の断面図であり、図3(b)は望遠端状態における無限遠物体合焦時の第2実施例の光学系の断面図である。
【0110】
本実施例の光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、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、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6と、正の屈折力を有する第7レンズ群G7とを有している。
【0111】
第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL1と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2とからなる。
【0112】
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL3と両凹形状の負レンズL4との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL5とからなる。
【0113】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL6と両凹形状の負レンズL7との接合負レンズと、両凹形状の負レンズL8と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL9との接合負レンズと、両凹形状の負レンズL10とからなる。
【0114】
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL11と、両凸形状の正レンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、両凹形状の負レンズL14と、開口絞りSと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL16と、両凸形状の正レンズL17と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL18との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL19とからなる。
【0115】
第5レンズ群G5は、両凸形状の正レンズL20と両凹形状の負レンズL21との接合負レンズからなる。
【0116】
第6レンズ群G6は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL22と、両凹形状の負レンズL23とからなる。
【0117】
第7レンズ群G7は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL24と、両凹形状の負レンズL25とからなる。
【0118】
像面I上には、CCDまたはCMOS等から構成された撮像素子(不図示)が配置されている。
【0119】
本実施例の光学系と像面Iとの間には、フィルタFLが配置されている。
【0120】
本実施例の光学系は、第5レンズ群G5および第5レンズ群に隣接して配置されている第6レンズ群G6を光軸に沿って移動させることにより合焦を行う。第5レンズ群G5および第6レンズ群G6は、無限遠に合焦している状態から近距離物体に合焦させる場合、それぞれ異なる軌跡で物体側から像側に移動される。
【0121】
本実施例の光学系において、第4レンズ群G4が有するレンズのうち、両凸形状の正レンズL17と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL18との接合正レンズは、光軸と垂直方向に移動することで手振れ補正を行う防振群として構成される。
【0122】
本実施例の光学系において、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2は前群に該当し、第3レンズ群G3は第1中間群に該当し、第4レンズ群G4は第2中間群に該当し、第5レンズ群G5、第6レンズ群G6および第7レンズ群G7は後群に該当する。また、第5レンズ群G5は最も物体側に配置された合焦群に該当し、第4レンズ群G4は最も物体側に配置された合焦群よりも物体側に隣接して正の屈折力を有する正レンズ群に該当する。また、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3および第4レンズ群G4は、それぞれ第1移動群、第2移動群および第3移動群に該当する。
【0123】
以下の表2に、本実施例の光学系の諸元の値を掲げる。
【0124】
(表2)
[全体諸元]
ft 388.00
fw 103.00
Fnot 5.78
TLt 282.75
像高 21.70
ωt 3.12°

[レンズ諸元]
m r d nd
1) 461.498 4.044 1.487490
2) -484.081 0.150
3) 162.155 5.612 1.433848
4) 10534.017 D4
5) 62.380 7.398 1.497820
6) -731.970 1.800 1.804400
7) 54.132 1.556
8) 53.257 7.554 1.437001
9) -464.724 D9
10) 132.170 5.223 1.720467
11) -65.493 1.300 1.497820
12) 43.845 5.392
13) -91.249 1.200 1.741000
14) 50.773 3.298 1.854510
15) 638.237 3.281
16) -51.814 1.200 1.755000
17) 266.599 D17
18) 142.493 3.606 1.593190
19) -123.344 0.150
20) 60.505 4.108 1.497820
21) -568.819 0.150
22) 44.989 4.011 1.497820
23) 245.839 2.588
24) -123.050 1.600 1.903660
25) 232.838 2.499
26> ∞ 11.254 (開口絞り)
27) -209.945 2.294 1.808090
28) -74.983 0.200
29) 88.381 1.200 2.000690
30) 35.868 2.796
31) 59.704 5.455 1.552981
32) -38.761 1.000 1.953750
33) -68.451 1.000
34) 36.306 2.591 1.667550
35) 73.629 D35
36) 169.847 3.056 1.806099
37) -40.066 1.100 1.743200
38) 35.929 D38
39) 79.209 3.479 1.654115
40) -42.092 2.063
41) -37.678 1.000 1.902650
42) 90.347 D42
43) 71.521 4.993 1.737999
44) -273.127 1.225
45) -279.754 1.400 1.497820
46) 76.508 31.411
47) ∞ 1.600 1.516800
48) ∞ 0.00

[各群焦点距離データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 213.348
G2 5 450.523
G3 10 -36.240
G4 18 44.353
G5 36 -70.754
G6 39 -122.307
G7 43 196.088

[可変間隔データ]
無限遠合焦時 近距離物体合焦時
望遠端 広角端 望遠端 広角端
D4 51.250 1.500 51.250 1.500
D9 24.478 1.500 24.478 1.500
D17 1.500 40.982 1.500 40.982
D35 6.809 4.262 37.809 5.987
D38 3.836 9.336 3.836 14.351
D42 47.972 28.511 16.969 21.771
【0125】
図4(a)は広角端状態における無限遠物体合焦時の第2実施例の光学系の諸収差図であり、図4(b)は広角端状態における近距離物体合焦時の第2実施例の光学系の諸収差図であり、図4(c)は望遠端状態における無限遠物体合焦時の第2実施例の光学系の諸収差図であり、図4(d)は望遠端状態における近距離物体合焦時の第2実施例の光学系の諸収差図である。
【0126】
各収差図より、本実施例の光学系は、合焦時および変倍時の収差変動を有効に抑制し、高い光学性能を有していることがわかる。
【0127】
(第3実施例)
図5(a)は広角端状態における無限遠物体合焦時の第3実施例の光学系の断面図であり、図5(b)は望遠端状態における無限遠物体合焦時の第3実施例の光学系の断面図である。
【0128】
本実施例の光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、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、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、負の屈折力を有する第6レンズ群G6と、正の屈折力を有する第7レンズ群G7とを有している。
【0129】
第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL1と、物体側に凸面を向けた平凸レンズL2とからなる。
【0130】
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL3と両凹形状の負レンズL4との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL5とからなる。
【0131】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL6と両凹形状の負レンズL7との接合負レンズと、両凹形状の負レンズL8と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL9との接合負レンズと、両凹形状の負レンズL10とからなる。
【0132】
第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL11と、物体側に凸面を向けた平凸レンズL12と、物体側に凸面を向けた平凸レンズL13と、両凹形状の負レンズ14と、開口絞りSと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL15と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL16と、両凸形状の正レンズL17と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL18との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL19とからなる。
【0133】
第5レンズ群G5は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL20からなる。
【0134】
第6レンズ群G6は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL21と、両凹形状の負レンズL22とからなる。
【0135】
第7レンズ群G7は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL23と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL24とからなる。
【0136】
像面I上には、CCDまたはCMOS等から構成された撮像素子(不図示)が配置されている。
【0137】
本実施例の光学系と像面Iとの間には、フィルタFLが配置されている。
【0138】
本実施例の光学系は、第5レンズ群G5および第5レンズ群に隣接して配置されている第6レンズ群G6を光軸に沿って移動させることにより合焦を行う。第5レンズ群G5および第6レンズ群G6は、無限遠に合焦している状態から近距離物体に合焦させる場合、それぞれ異なる軌跡で物体側から像側に移動される。
【0139】
本実施例の光学系において、第4レンズ群G4が有するレンズのうち、両凸形状の正レンズL17と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL18との接合正レンズは、光軸と垂直方向に移動することで手振れ補正を行う防振群として構成される。
【0140】
本実施例の光学系において、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2は前群に該当し、第3レンズ群G3は第1中間群に該当し、第4レンズ群G4は第2中間群に該当し、第5レンズ群G5、第6レンズ群G6および第7レンズ群G7は後群に該当する。また、第5レンズ群G5は最も物体側に配置された合焦群に該当し、第4レンズ群G4は最も物体側に配置された合焦群よりも物体側に隣接して正の屈折力を有する正レンズ群に該当する。また、第1レンズ群G1、第3レンズ群G3および第4レンズ群G4は、それぞれ第1移動群、第2移動群および第3移動群に該当する。
【0141】
以下の表3に、本実施例の光学系の諸元の値を掲げる。
【0142】
(表3)
[全体諸元]
ft 388.17
fw 103.09
Fnot 5.76
TLt 284.55
像高 21.70
ωt 3.10°

[レンズ諸元]
m r d nd
1) 473.392 3.775 1.487490
2) -473.392 0.150
3) 173.647 4.644 1.437001
4) ∞ D4
5) 62.855 7.078 1.497820
6) -651.889 1.000 1.804400
7) 56.515 1.403
8) 54.206 7.436 1.437001
9) -623.807 D9
10) 128.315 6.000 1.720467
11) -64.259 1.300 1.497820
12) 45.968 5.061
13) -208.553 1.200 1.741000
14) 46.792 3.257 1.854505
15) 199.693 4.012
16) -45.395 1.200 1.755000
17) 255.243 D17
18) 134.472 3.430 1.593190
19) -134.472 0.150
20) 72.925 3.357 1.497820
21) ∞ 0.450
22) 50.062 4.141 1.497820
23) ∞ 2.571
24) -83.092 1.650 1.806099
25) 1670.548 2.071
26> ∞ 12.429 (開口絞り)
27) -192.026 2.566 1.808090
28) -62.149 1.243
29) 144.422 1.400 2.000690
30) 36.102 2.618
31) 59.497 5.244 1.552981
32) -38.000 1.250 1.953750
33) -67.619 0.600
34) 35.758 3.253 1.603420
35) 131.583 D35
36) 82.784 1.000 1.620410
37) 34.548 D37
38) 1543.160 2.834 1.737999
39) -52.203 2.166
40) -47.626 1.000 1.883000
41) 175.302 D41
42) -921.731 1.000 1.497820
43) 42.679 1.424
44) 46.578 5.331 1.737999
45) 385.606 31.575
46) ∞ 1.600 1.516800
47) ∞ 0.000

[各群焦点距離データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 219.004
G2 5 435.981
G3 10 -37.321
G4 18 45.642
G5 36 -96.333
G6 38 -121.690
G7 42 501.930

[可変間隔データ]
無限遠合焦時 近距離物体合焦時
望遠端 広角端 望遠端 広角端
D4 51.500 1.500 51.500 1.500
D9 25.600 1.300 25.600 1.300
D17 2.100 42.514 2.100 42.514
D35 3.400 2.624 33.408 3.482
D37 10.282 15.782 11.274 24.000
D41 47.700 26.860 16.700 17.783
【0143】
図6(a)は広角端状態における無限遠物体合焦時の第3実施例の光学系の諸収差図であり、図6(b)は広角端状態における近距離物体合焦時の第3実施例の光学系の諸収差図であり、図6(c)は望遠端状態における無限遠物体合焦時の第3実施例の光学系の諸収差図であり、図6(d)は望遠端状態における近距離物体合焦時の第3実施例の光学系の諸収差図である。
【0144】
各収差図より、本実施例の光学系は、合焦時および変倍時の収差変動を有効に抑制し、高い光学性能を有していることがわかる。
【0145】
(第4実施例)
【0146】
図7は望遠端状態における無限遠物体合焦時の第4実施例の光学系の断面図である。
【0147】
本実施例の光学系は、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、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とを有している。
【0148】
第1レンズ群G1は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL1と、物体側に凸面を向けた平凸レンズL2と、両凸形状の正レンズL3と両凹形状の負レンズL4との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL5と、両凸形状の正レンズL6と両凹形状の負レンズL7との接合負レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL8と、両凹形状の負レンズL9と、両凸形状の正レンズL10と、物体側に凸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、開口絞りSと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL14と、両凸形状の正レンズL15と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL16との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL17とからなる。
【0149】
第2レンズ群G2は、両凸形状の正レンズL18と両凹形状の負レンズL19との接合負レンズからなる。
【0150】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL20と、両凹形状の負レンズL21とからなる。
【0151】
第4レンズ群G4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とからなる。
【0152】
像面I上には、CCDまたはCMOS等から構成された撮像素子(不図示)が配置されている。
【0153】
本実施例の光学系と像面Iとの間には、フィルタFLが配置されている。
【0154】
本実施例の光学系は、第2レンズ群G2および第2レンズ群に隣接して配置されている第3レンズ群G3を光軸に沿って移動させることにより合焦を行う。第2レンズ群G2および第3レンズ群G3は、無限遠に合焦している状態から近距離物体に合焦させる場合、それぞれ異なる軌跡で物体側から像側に移動される。
【0155】
本実施例の光学系において、第1レンズ群G1が有するレンズのうち、両凸形状の正レンズL15と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL16との接合正レンズは、光軸と垂直方向に移動することで手振れ補正を行う防振群として構成される。
【0156】
以下の表4に、本実施例の光学系の諸元の値を掲げる。
【0157】
(表4)
[全体諸元]
ft 362.51
Fnot 5.76
TLt 284.50
像高 21.70
ωt 3.32°

[レンズ諸元]
m r d nd
1) 464.984 3.830 1.487490
2) -464.984 0.150
3) 178.061 4.560 1.437001
4) ∞ 51.500
5) 63.221 7.030 1.497820
6) -658.500 1.000 1.804400
7) 57.457 1.530
8) 56.530 7.420 1.437001
9) -447.440 25.600
10) 44.719 5.632 1.740770
11) -136.661 1.500 1.755000
12) 36.855 4.557
13) ∞ 0.000 (仮想平面)
14) 669.469 1.200 1.755000
15) 59.196 5.214
16) -46.293 1.200 1.755000
17) ∞ 8.094
18) 95.580 4.642 1.672700
19) -58.484 0.100
20) ∞ 0.000 (仮想平面)
21) ∞ 0.000 (仮想平面)
22) 35.401 4.036 1.497820
23) 253.508 3.108
24) -91.119 1.200 1.860740
25) 291.745 2.352
26> ∞ 11.710 (開口絞り)
27) -125.942 2.310 1.808090
28) -60.541 0.600
29) 134.570 1.400 2.000690
30) 34.633 2.730
31) 59.403 5.160 1.552981
32) -38.045 1.250 1.953750
33) -67.886 0.660
34) 35.224 3.500 1.603420
35) 140.226 D35
36) 120.647 2.260 1.850260
37) -120.465 1.000 1.729160
38) 35.481 D38
39) 560.475 2.630 1.654115
40) -50.042 2.310
41) -44.883 1.000 1.902650
42) 660.951 D42
43) -285.763 1.000 1.497820
44) 43.194 1.460
45) 47.384 5.670 1.738000
46) 1194.653 29.620
47) ∞ 1.600 1.516800
48) ∞ 0.000

[各群焦点距離データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 133.939
G2 36 -81.740
G3 39 -153.334
G4 43 502.733

[可変間隔データ]
無限遠合焦時 近距離物体合焦時
D35 3.467 28.145
D38 8.800 8.704
D42 48.913 24.331
【0158】
図8(a)は望遠端状態における無限遠物体合焦時の第4実施例の光学系の諸収差図であり、図8(b)は望遠端状態における近距離物体合焦時の第4実施例の光学系の諸収差図である。
【0159】
各収差図より、本実施例の光学系は、合焦時の収差変動を有効に抑制し、高い光学性能を有していることがわかる。
【0160】
上記各実施例によれば、良好な光学性能を有する光学系を実現することができる。
【0161】
以下に、条件式一覧および各実施例の条件式対応値を示す。
【0162】
γiは複数の合焦群のそれぞれにおける単位移動量あたりの近軸像面移動量を示す像面移動係数であり、Σ|γi|は複数の合焦群のそれぞれの像面移動係数の絶対値の和であり、Fnotは光学系の望遠端状態におけるF値である。|γ|maxは複数の合焦群の像面移動係数の絶対値のうち最大のものであり、|γ|minは複数の合焦群の像面移動係数の絶対値のうち最小のものである。ωtは光学系の望遠端状態における半画角である。
【0163】
複数の合焦群のうち合焦群Fiの像面移動係数γiは、以下の式(a)で表される。
(a) γi = (1-βi2) × βiR2
但し、
βi :合焦群Fiの横倍率
βiR :光学系のうち合焦群Fiよりも像側に配置されるレンズの総合横倍率
【0164】
TLtは光学系の望遠端状態における光学全長であり、ftは光学系全系の望遠端状態における焦点距離である。Ymaxは最大像高である。fF1は複数の合焦群のうち最も物体側に配置された合焦群の焦点距離であり、FDは複数の合焦群のうち最も物体側に配置された合焦群と複数の合焦群のうち最も像側に配置された合焦群との望遠端状態における無限遠合焦時の光軸上の距離である。fF2は複数の合焦群のうち物体側から2番目に配置された合焦群の焦点距離である。
【0165】
βF1は複数の合焦群のうち最も物体側に配置された合焦群の横倍率であり、βF2は複数の合焦群のうち物体側から2番目に配置された合焦群の横倍率である。fvrは防振群の焦点距離である。fwは光学系全系の広角端状態における焦点距離である。MV1は変倍の際の第1移動群の像面側を正とする光軸方向の移動量であり、MV2は変倍の際の第2移動群の像面側を正とする光軸方向の移動量であり、MV3は変倍の際の第3移動群の像面側を正とする光軸方向の移動量である。
【0166】
[条件式一覧]
実施例 第1 第2 第3 第4
(1) Σ|γi| * (5.76/Fnot) : 6.419 6.388 6.414 6.421
(2) |γ|max / |γ|min : 4.305 4.300 2.927 4.305
(3) ωt : 3.104 3.117 3.104 3.324
(4) TLt / ft : 0.733 0.729 0.733 0.785
(5) Σ|γi|*(5.76/Fnot)*(Ymax/21.63) : 6.419 6.388 6.414 6.422
(6) (-fF1) / FD : 9.289 18.446 9.370 9.289
(7) fF1 / fF2 : 0.533 0.578 0.792 0.533
(8) βF1 / βF2 : 1.217 1.136 1.009 1.217
(9) fvr / ft : 0.202 0.202 0.202 0.217
(10) ft / fw : 3.765 3.767 3.767 -
(11) -(MV1+MV2+MV3) / TLt : 0.149 0.153 0.147 -
【0167】
上記各実施例は、本発明の一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されない。以下の内容は、本願の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。
【0168】
また、上記各実施例の光学系を構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、コントラストの高い光学性能を達成することができる。
【0169】
次に、本実施形態の光学系を備えたカメラを、図9に基づいて説明する。
図9は、本実施形態の光学系を備えたカメラの模式図である。
【0170】
カメラ1は、撮影レンズ2として上記第1実施例に係る光学系を備えたレンズ交換式のいわゆるミラーレスカメラである。
【0171】
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、撮像素子3に到達する。撮像素子3は、被写体からの光を画像データに変換する。画像データは、電子ビューファインダ4に表示される。これにより、アイポイントEPに眼を位置させた撮影者は、被写体を観察することができる。
【0172】
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、画像データは不図示のメモリに記憶される。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。
【0173】
ここで、カメラ1に撮影レンズ2として搭載した上記第1実施例の光学系は、良好な光学性能を有する光学系である。したがって、カメラ1は良好な光学性能を実現することができる。なお、上記第2~第4実施例の光学系を撮影レンズ2として搭載したカメラを構成しても、カメラ1と同様の効果を奏することができる。
【0174】
最後に、本実施形態の光学系の製造方法の概略を、図10に基づいて説明する。
図10は、本実施形態の光学系の製造方法の概略を示すフローチャートである。
【0175】
図10に示す本実施形態の光学系の製造方法は、以下のステップS1~S4を含む。
【0176】
ステップS1:複数の合焦群を準備する。
【0177】
ステップS2:合焦の際に複数の合焦群がそれぞれ異なる軌跡で光軸に沿って移動するようにする。
【0178】
ステップS3:光学系が望遠端状態における無限遠合焦時に以下の条件式を満足するようにする。
(1) 4.00 < Σ|γi|×(5.76/Fnot) < 10.00
但し、
γi : 複数の合焦群のそれぞれにおける単位移動量あたりの近軸像面移動量を示す像面移動係数
Σ|γi| : 複数の合焦群のそれぞれの像面移動係数の絶対値の和
Fnot : 光学系の望遠端状態におけるF値
【0179】
かかる本実施形態の光学系の製造方法によれば、良好な結像性能を有する光学系を製造することができる。
【0180】
当業者は、本発明の精神および範囲から外れることなく、種々の変更、置換および修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。
【符号の説明】
【0181】
S 開口絞り
I 像面
1 カメラ
2 撮影レンズ
3 撮像素子
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10