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特許7099529光学系、光学機器、および光学系の製造方法
(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】
(24)【登録日】2022-07-04
(45)【発行日】2022-07-12
(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 13/00 20060101AFI20220705BHJP
【FI】
G02B13/00
【請求項の数】 16
(21)【出願番号】P 2020538283
(86)(22)【出願日】2019-08-06
(86)【国際出願番号】 JP2019030872
(87)【国際公開番号】W WO2020039912
(87)【国際公開日】2020-02-27
【審査請求日】2020-12-11
(31)【優先権主張番号】P 2018157379
(32)【優先日】2018-08-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】110002435
【氏名又は名称】特許業務法人井上国際特許商標事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100077919
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 義雄
(74)【代理人】
【識別番号】100172638
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 隆治
(74)【代理人】
【識別番号】100153899
【弁理士】
【氏名又は名称】相原 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100159363
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 淳子
(72)【発明者】
【氏名】原田 壮基
【審査官】森内 正明
(56)【参考文献】
【文献】特開平11-281892(JP,A)
【文献】特開2000-89113(JP,A)
【文献】特開2012-185263(JP,A)
【文献】特開2013-250294(JP,A)
【文献】特開平9-218346(JP,A)
【文献】特開2010-145830(JP,A)
【文献】特開2013-104994(JP,A)
【文献】特開昭56-107210(JP,A)
【文献】特開2013-238827(JP,A)
(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、正の屈折力を有する第1レンズ群と、複数の後続レンズ群とからなり、
合焦の際、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記第1レンズ群は、開口絞りを挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前側レンズ群と、像側に配置された正の屈折力を有する後側レンズ群とからなり、
前記前側レンズ群は、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、物体側へ移動し、
前記後側レンズ群は、少なくとも2つの負レンズと少なくとも2つの正レンズとを有し、
前記後側レンズ群は、mおよびnをm<nを満たす正の整数とし、前記後側レンズ群の最も物体側のレンズ面から数えて第m番目および第n番目のレンズ面における無限遠物体合焦時のマージナル光線高さをそれぞれh(m)およびh(n)としたとき、h(m)>h(n)を満たす前記マージナル光線高さのうち、最も高いh(m)をh(max)とし、最も低いh(n)をh(min)としたとき、以下の条件式を満足する光学系。
0.50<h(min)/h(max)
【請求項2】
物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、複数の後続レンズ群とからなり、
合焦の際、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記第1レンズ群は、開口絞りを挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前側レンズ群と、像側に配置された正の屈折力を有する後側レンズ群とからなり、
前記前側レンズ群は、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、物体側へ移動し、
前記後側レンズ群は、mおよびnをm<nを満たす正の整数とし、前記後側レンズ群の最も物体側のレンズ面から数えて第m番目および第n番目のレンズ面における無限遠物体合焦時のマージナル光線高さをそれぞれh(m)およびh(n)としたとき、h(m)>h(n)を満たす前記マージナル光線高さのうち、最も高いh(m)をh(max)とし、最も低いh(n)をh(min)としたとき、以下の条件式を満足する光学系。
0.50<h(min)/h(max)
0.147≦bfa/f<0.250
ただし、
bfa:最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離
f:無限遠物体合焦時の前記光学系全系の焦点距離
【請求項3】
前記後側レンズ群は、少なくとも2つの負レンズと少なくとも2つの正レンズとを有する請求項に記載の光学系。
【請求項4】
以下の条件式を満足する請求項1に記載の光学系。
0.100<bfa/f<0.250
ただし、
bfa:最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離
f:無限遠物体合焦時の前記光学系全系の焦点距離
【請求項5】
前記後側レンズ群は、合焦の際移動する少なくとも1つ以上のレンズ群を有する請求項1から4の何れか一項に記載の光学系。
【請求項6】
前記前側レンズ群は、少なくとも4つのレンズ成分を有する請求項1からの何れか一項に記載の光学系。
【請求項7】
前記第1レンズ群は、以下の条件式を満足する負レンズを少なくとも1つ有する請求項1からの何れか一項に記載の光学系。
0.600<θgFLn+0.0021×νdLn<0.658
ただし、
νdLn:前記負レンズのd線に対するアッベ数
θgFLn:前記負レンズのg線とF線とによる部分分散比
【請求項8】
以下の条件式を満足する請求項1からの何れか一項に記載の光学系。
0.790<f(1F~1R)/f<1.400
ただし、
f(1F~1R):無限遠物体合焦時の前記前側レンズ群と前記後側レンズ群との合成焦点距離
f:無限遠物体合焦時の前記光学系全系の焦点距離
【請求項9】
複数の負レンズ成分を有し、
以下の条件式を満足する請求項1からの何れか一項に記載の光学系。
0.100<f/(-f1)< 1.000
ただし、
f:無限遠物体合焦時の前記光学系全系の焦点距離
f1:前記光学系全系の、最も物体側のレンズ成分から、前記複数の負レンズ成分のうち物体側から2つ目の負レンズ成分までの部分の焦点距離
【請求項10】
以下の条件式を満足する請求項1からの何れか一項に記載の光学系。
12.0°<2ω<40.0°
ただし、
2ω:無限遠物体合焦時の前記光学系の画角
【請求項11】
前記後続レンズ群は、光軸に沿って移動することによりデフォーカス領域のボケ味を変化させるDC群を含み、
無限遠物体合焦時の前記DC群の光軸方向への移動量に対する像面の移動量の比である像面移動係数をγDCとしたとき、以下の条件式(12)を満足する請求項1または2に記載の光学系。
-0.500<γDC<0.500
ただし、
γDC=(1-βDC)×βR
ただし、
βDC:前記DC群の横倍率
βR:前記DC群よりも像側のレンズ群の横倍率
【請求項12】
以下の条件式(13)を満足する請求項11に記載の光学系。
0.700<βDC<1.300
ただし、
βDC:前記DC群の横倍率
【請求項13】
前記後続レンズ群は、光軸に沿って移動することによりデフォーカス領域のボケ味を変化させるDC群を含み、
無限遠物体合焦時の前記DC群の光軸方向への移動量をΔDCとし、前記ΔDCに対応する縦収差表示での球面収差変化量をΔSAとし、無限遠物体合焦時に前記DC群が光軸方向へ移動しない時の最大口径のF値をFinfとしたとき、以下の条件式(14)を満足する請求項1または2に記載の光学系。
0.300<|ΔSA×(Finf)/ΔDC|<2.500
【請求項14】
前記後続レンズ群は、光軸に沿って移動することによりデフォーカス領域のボケ味を変化させるDC群を含み、
近距離物体合焦時の前記DC群の光軸方向への移動量をΔDCとし、前記ΔDCに対応する縦収差表示での球面収差変化量をΔSAとし、近距離物体合焦時に前記DC群が光軸方向へ移動しない時の最大口径のF値をFmodとしたとき、以下の条件式(15)を満足する請求項1または2に記載の光学系。
2.000<|ΔSA×(Fmod)/ΔDC|<15.000
【請求項15】
最も像側のレンズ群が前記DC群である請求項11から14の何れか一項に記載の光学系。
【請求項16】
請求項1から15の何れか一項に記載の光学系を備えた光学機器
【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、近距離物体の撮影を主たる目的とした撮影レンズにおいて、オートフォーカスに適したものが知られている。例えば、特許文献1を参照。近年、このような撮影レンズにおいて、諸収差を良好に補正することができると共に、マニュアルフォーカスにも適した大口径の撮影レンズが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開昭63-147124号公報
【発明の概要】
【0004】
本発明の第1の態様は、
物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、複数の後続レンズ群とからなり、
合焦の際、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記第1レンズ群は、開口絞りを挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前側レンズ群と、像側に配置された正の屈折力を有する後側レンズ群とからなり、
前記前側レンズ群は、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、物体側へ移動し、
前記後側レンズ群は、mおよびnをm<nを満たす正の整数とし、前記後側レンズ群の最も物体側のレンズ面から数えて第m番目および第n番目のレンズ面における無限遠物体合焦時のマージナル光線高さをそれぞれh(m)およびh(n)としたとき、h(m)>h(n)を満たす前記マージナル光線高さのうち、最も高いh(m)をh(max)とし、最も低いh(n)をh(min)としたとき、以下の条件式を満足する光学系である。
0.50<h(min)/h(max)
【0005】
また、本発明の第2の態様は、
物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、複数の後続レンズ群とからなり、
合焦の際、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記第1レンズ群は、開口絞りを挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前側レンズ群と、像側に配置された正の屈折力を有する後側レンズ群とからなり、
前記前側レンズ群は、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、物体側へ移動し、
前記前側レンズ群はさらに、前記前側レンズ群の最も物体側のレンズ面における無限遠物体合焦時のマージナル光線高さをh(1)とし、mおよびnをm<nを満たす2以上の整数とし、前記最も物体側のレンズ面から数えて第m番目および第n番目のレンズ面における前記マージナル光線高さをそれぞれh(m)およびh(n)としたとき、h(1)>h(m)かつh(m)<h(n)を満たす前記マージナル光線高さのうち、最も低いh(m)をh(min)とし、最も高いh(n)をh(max)としたとき、以下の条件式を満足する、光学系である。
0.10<{h(max)-h(min)}/{h(1)-h(min)}
【0006】
また、本発明の第3の態様は、
物体側から順に、互いに凹面を向かい合わせたレンズの組である第1の組と、互いに凹面を向かい合わせたレンズの組である第2の組とを有し、
前記第1の組と前記第2の組との間に少なくとも1つの正レンズを有し、
前記第1の組の物体側に少なくとも1つの正レンズを有し、
前記第2の組の像側に少なくとも4つの正レンズを有し、
3種類以上の硝材を用いている光学系である。
【0007】
また、本発明の第4の態様は、
物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、複数の後続レンズ群とからなる光学系の製造方法であって、
合焦の際、隣り合うレンズ群の間隔が変化するように構成し、
前記第1レンズ群を、開口絞りを挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前側レンズ群と、像側に配置された正の屈折力を有する後側レンズ群とからなるように構成し、
前記前側レンズ群が、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、物体側へ移動するように構成し、
前記後側レンズ群が、mおよびnをm<nを満たす正の整数とし、前記後側レンズ群の最も物体側のレンズ面から数えて第m番目および第n番目のレンズ面における無限遠物体合焦時のマージナル光線高さをそれぞれh(m)およびh(n)としたとき、h(m)>h(n)を満たす前記マージナル光線高さのうち、最も高いh(m)をh(max)とし、最も低いh(n)をh(min)としたとき、以下の条件式を満足するように構成する光学系の製造方法である。
0.50<h(min)/h(max)
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1図1は、第1実施例に係る光学系の断面図である。
図2図2Aおよび図2Bはそれぞれ、第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。
図3図3Aおよび図3Bはそれぞれ、第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図4図4Aおよび図4Bはそれぞれ、第1実施例に係る光学系の近距離物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図5図5は、第2実施例に係る光学系の断面図である。
図6図6Aおよび図6Bはそれぞれ、第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。
図7図7Aおよび図7Bはそれぞれ、第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図8図8Aおよび図8Bはそれぞれ、第2実施例に係る光学系の近距離物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図9図9は、第3実施例に係る光学系の断面図である。
図10図10Aおよび図10Bはそれぞれ、第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。
図11図11Aおよび図11Bはそれぞれ、第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図12図12Aおよび図12Bはそれぞれ、第3実施例に係る光学系の近距離物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図13図13は、第4実施例に係る光学系の断面図である。
図14図14Aおよび図14Bはそれぞれ、第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。
図15図15Aおよび図15Bはそれぞれ、第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図16図16Aおよび図16Bはそれぞれ、第4実施例に係る光学系の近距離物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図17図17は、第5実施例に係る光学系の断面図である。
図18図18Aおよび図18Bはそれぞれ、第5実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。
図19図19Aおよび図19Bはそれぞれ、第5実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図20図20Aおよび図20Bはそれぞれ、第5実施例に係る光学系の近距離物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図21図21は、第6実施例に係る光学系の断面図である。
図22図22Aおよび図22Bはそれぞれ、第6実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。
図23図23Aおよび図23Bはそれぞれ、第6実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図24図24Aおよび図24Bはそれぞれ、第6実施例に係る光学系の近距離物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図25図25は、光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
図26図26は、光学系の製造方法の概略を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態に係る光学系、光学機器および光学系の製造方法について説明する。まず、本実施形態に係る光学系について説明する。
本実施形態に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、複数の後続レンズ群とからなり、合焦の際、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、前記第1レンズ群は、開口絞りを挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前側レンズ群と、像側に配置された正の屈折力を有する後側レンズ群とからなり、前記前側レンズ群は、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、物体側へ移動する。
【0010】
このような構成により、本実施形態の光学系は、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態に亘って諸収差、特に球面収差とコマ収差を良好に補正することができる。
【0011】
このような構成のもと、本実施形態の光学系は、前記後側レンズ群が、mおよびnをm<nを満たす正の整数とし、前記後側レンズ群の最も物体側のレンズ面から数えて第m番目および第n番目のレンズ面における無限遠物体合焦時のマージナル光線高さをそれぞれh(m)およびh(n)としたとき、h(m)>h(n)を満たす前記マージナル光線高さのうち、最も高いh(m)をh(max)とし、最も低いh(n)をh(min)としたとき、以下の条件式(1)を満足する。
(1)0.50<h(min)/h(max)
【0012】
ここで、「マージナル光線」とは、光軸に平行な入射光束のうち、最も入射光が高い光線のことをいう。また、「マージナル光線高さ」とは、光軸からマージナル光線までの距離(光軸と垂直な方向の距離)のことである。
【0013】
条件式(1)は、前記後側レンズ群における最も低いマージナル光線高さと最も高いマージナル光線高さとの比を規定する条件式である。条件式(1)を満足することにより、マージナル光線が所定以上の高さで後側レンズ群を通過し、後側レンズ群において球面収差、コマ収差、および像面湾曲を良好に補正することができる。
【0014】
本実施形態の条件式(1)の対応値が下限値を下回ると、後側レンズ群の物体側のレンズ面におけるマージナル光線高さが低くなり、後側レンズ群において球面収差、コマ収差を良好に補正することが困難になってしまう。なお、条件式(1)の下限値を0.60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0.70、更に0.80にすることが好ましい。
【0015】
以上の構成により、本実施形態の光学系は、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態に亘って諸収差を良好に補正することができ、オートフォーカスにもマニュアルフォーカスにも適した大口径の光学系を実現することができる。
【0016】
本実施形態に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、複数の後続レンズ群とからなり、合焦の際、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、前記第1レンズ群は、開口絞りを挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前側レンズ群と、像側に配置された正の屈折力を有する後側レンズ群とからなり、前記前側レンズ群は、無限遠物体から近距離物体への合焦の際物体側へ移動する。
【0017】
このような構成により、本実施形態に係る光学系は、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態に亘って諸収差、特に球面収差とコマ収差を良好に補正することができる。
【0018】
このような構成のもと、本実施形態の光学系は、前記前側レンズ群が、前記前側レンズ群の最も物体側のレンズ面における無限遠物体合焦時のマージナル光線高さをh(1)とし、mおよびnをm<nを満たす2以上の整数とし、前記最も物体側のレンズ面から数えて第m番目および第n番目のレンズ面における前記マージナル光線高さをそれぞれh(m)およびh(n)としたとき、h(1)>h(m)かつh(m)<h(n)を満たす前記マージナル光線高さのうち、最も低いh(m)をh(min)とし、最も高いh(n)をh(max)としたとき、以下の条件式(2)を満足する。
(2)0.10<{h(max)-h(min)}/{h(1)-h(min)}
【0019】
条件式(2)は、前記前側レンズ群における最も高いマージナル光線高さと最も低いマージナル光線高さとの差と、前側レンズ群の最も物体側のレンズ面のマージナル光線高さと最も低いマージナル光線高さとの差との比を規定する条件式である。条件式(2)を満足することにより、開口絞りよりも前側において、マージナル光線は、前記前側レンズ群の最も物体側のレンズ面を通過した後に光軸との距離が短くなり、その後光軸との距離が長くなる光路をとる。本実施形態の光学系は、このように開口絞りよりも前側に、マージナル光線高さが低くなる領域を設けることによりペッツバール和を減少し、像面湾曲を良好に補正することができる。
【0020】
本実施形態の条件式(2)の対応値が下限値を下回ると、マージナル光線高さが低くなる領域が充分に形成されないためペッツバール和を充分に減少させることができず、像面湾曲を良好に補正することが困難になってしまう。なお、条件式(2)の下限値を0.12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)の下限値を0.15、更に0.18にすることが好ましい。
【0021】
以上の構成により、本実施形態の光学系は、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態に亘って諸収差を良好に補正することができ、オートフォーカスにもマニュアルフォーカスにも適した大口径の光学系を実現することができる。
【0022】
また、本実施形態に係る光学系は、前記後側レンズ群は、合焦の際移動する少なくとも1つ以上のレンズ群を有している。また、本実施形態に係る光学系は、前記後側レンズ群は、少なくとも2つの負レンズと少なくとも2つの正レンズとを有している。
このように、本実施形態に係る光学系は、開口絞りの後ろ側に隣接する後側レンズ群中に、少なくとも2つの負レンズと少なくとも2つの正レンズとを有する構成により、球面収差、コマ収差、および像面湾曲をさらに良好に補正することができる。なお、「レンズ成分」とは、2枚以上のレンズを接合してなる接合レンズ、或いは単レンズをいう。
【0023】
また、本実施形態の光学系は、前記前側レンズ群が、少なくとも4つのレンズ成分を有することが望ましい。これより、合焦距離によらず、球面収差とコマ収差を効果的に低減できる。
【0024】
また、本実施形態の光学系は、前記第1レンズ群が、以下の条件式(3)を満足する負レンズを少なくとも1つ有することが望ましい。
(3)0.600<θgFLn+0.0021×νdLn<0.658
ただし、
νdLn:前記負レンズのd線に対するアッベ数
θgFLn:前記負レンズのg線とF線とによる部分分散比
【0025】
ここで、アッベ数νdLnおよび部分分散比θgFLnは、C線(波長656.3nm)に対する屈折率をnC、d線(波長587.6nm)に対する屈折率をnd、F線(波長486.1nm)に対する屈折率をnF、g線(波長435.8nm)に対する屈折率をngとしたとき、それぞれ次の式で表される。
νdLn=(nd-1)/(nF-nC)
θgFLn=(ng-nF)/(nF-nC)
【0026】
上記条件式(3)は、前記第1レンズ群が有する負レンズに用いる硝材を規定する条件式である。条件式(3)を満足する負レンズを有することにより、軸上色収差を良好に補正することができる。
【0027】
本実施形態の光学系の条件式(3)の対応値が上限値を上回ると、前記負レンズの異常分散性が大きくなり、軸上色収差の補正が困難となってしまう。なお、条件式(3)の上限値を0.657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0.656、更に0.655にすることが好ましい。
【0028】
一方、本実施形態の光学系の条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、前記負レンズの異常分散性が小さくなり、軸上色収差の補正が困難となってしまう。なお、条件式(3)の下限値を0.610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0.620、更に0.630にすることが好ましい。
【0029】
また、本実施形態の光学系は、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
(4)0.790<f(1F~1R)/f<1.400
ただし、
f(1F~1R):無限遠物体合焦時の前記前側レンズ群と前記後側レンズ群との合成焦点距離
f:無限遠物体合焦時の前記光学系全系の焦点距離
【0030】
条件式(4)は、無限遠物体合焦時の前記前側レンズ群と前記後側レンズ群との合成焦点距離、すなわち無限遠物体合焦時の第1レンズ群の焦点距離と、無限遠物体合焦時の前記光学系全系の焦点距離との比を規定する条件式である。条件式(4)を満足することにより、第1レンズ群の屈折力が光学系全系の焦点距離に近くなり、マスターレンズの収差を拡大させず、至近距離撮影性能を向上させることができる。特に、至近距離撮影時の球面収差およびコマ収差を良好に補正することができる。
【0031】
本実施形態の光学系の条件式(4)の対応値が上限値を上回ると、第1レンズ群の屈折力が弱くなり、球面収差およびコマ収差を良好に補正することが困難になってしまう。なお、条件式(4)の上限値を1.350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1.300、1.250、1.200、更に1.150にすることが好ましい。
【0032】
一方、本実施形態の光学系の条件式(4)の対応値が下限値を下回ると、第1レンズ群のパワーが強くなり、コマ収差を良好に補正することが困難になってしまう。なお、条件式(4)の下限値を0.820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0.850、更に0.880、0.900更に0.920にすることが好ましい。
【0033】
本実施形態に係る光学系は、物体側から順に、互いに凹面を向かい合わせたレンズの組である第1の組と、互いに凹面を向かい合わせたレンズの組である第2の組とを有し、前記第1の組と前記第2の組との間に少なくとも1つの正レンズを有し、前記第1の組の物体側に少なくとも1つの正レンズを有し、前記第2の組の像側に少なくとも4つの正レンズを有し、3種類以上の硝材を用いている。
【0034】
本実施形態の光学系は、物体側から順に、互いに凹面を向かい合わせたレンズの組である第1の組と、互いに凹面を向かい合わせたレンズの組である第2の組とを有し、この2組のレンズの組の間に少なくとも1つの正レンズを配置することにより、前記第1の組および第2の組を、ペッツバール和を小さくすることに寄与させて像面湾曲を良好に補正すると共に、コマ収差、球面収差の悪化を抑制している。
【0035】
また、本実施形態の光学系は、前記第1の組の物体側に少なくとも1つの正レンズを配置することにより、前記第1の組に入射する軸外光線の光線高を低くし、前記第1の組および第2の組の屈折力を適切な値にすると共に、コマ収差の発生量を、他のレンズ群で補正可能な量に抑制している。
さらに、本実施形態の光学系は、前記第2の組の像側に少なくとも4つの正レンズを有することより、球面収差を良好に補正することができる。
【0036】
また、本実施形態の光学系は、3種類以上の硝材を用いることにより、色収差等の諸収差を良好に補正することができる。
【0037】
また、本実施形態の光学系は、以下の条件式(5)乃至(8)を満足することにより、ペッツバール和を更に効果的に小さくし、像面湾曲を更に良好に補正することができる。
(5)0.30<R1/f<0.80
(6)0.30<R3/f<0.80
(7)-0.80<(R1+R2)/(R1-R2)<0.80
(8)-0.80<(R3+R4)/(R3-R4)<0.80
ただし、
f:無限遠物体合焦時の前記光学系全系の焦点距離
R1:前記第1の組の向かい合う前記凹面のうち、物体側の凹面の曲率半径
R2:前記第1の組の向かい合う前記凹面のうち、像側の凹面の曲率半径
R3:前記第2の組の向かい合う前記凹面のうち、物体側の凹面の曲率半径
R4:前記第2の組の向かい合う前記凹面のうち、像側の凹面の曲率半径
【0038】
条件式(5)は、前記第1の組の向かい合う前記凹面のうち、物体側の凹面の曲率半径と前記光学系全系の焦点距離との比を規定する条件式である。
条件式(6)は、前記第2の組の向かい合う前記凹面のうち、物体側の凹面の曲率半径と前記光学系全系の焦点距離との比を規定する条件式である。
条件式(7)は、前記第1の組の向かい合う前記凹面の形状因子を規定するための条件式である。
条件式(8)は、前記第2の組の向かい合う前記凹面の形状因子を規定するための条件式である。
【0039】
条件式 (5)の上限値を0.750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0.700、更に0.650にすることが好ましい。
また、条件式 (5)の下限値を0.350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0.400、更に0.450にすることが好ましい。
【0040】
条件式 (6)の上限値を0.750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0.700、更に0.650にすることが好ましい。
また、条件式 (6)の下限値を0.350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0.400、更に0.450にすることが好ましい。
【0041】
条件式 (7)の上限値を0.600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0.400、0.200、更に-0.100にすることが好ましい。
また、条件式 (7)の下限値を-0.750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-0.700、-0.650、更に-0.600にすることが好ましい。
【0042】
条件式 (8)の上限値を0.700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0.500、更に0.300にすることが好ましい。
また、条件式 (8)の下限値を-0.700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-0.500、-0.300、更に-0.100にすることが好ましい。
【0043】
また、本実施形態の光学系は、複数の負レンズ成分を有し、以下の条件式(9)を満足することが望ましい。
(9)0.100<f/(-f1)< 1.000
ただし、
f:無限遠物体合焦時の前記光学系全系の焦点距離
f1:前記光学系全系の、最も物体側のレンズ成分から、前記複数の負レンズ成分のうち物体側から2つ目の負レンズ成分までの部分の焦点距離
【0044】
条件式(9)は、光学系全系のうち、最も物体側のレンズ成分から、物体側から2つ目の負レンズ成分までの全てのレンズ成分の合成焦点距離と、光学系全系の焦点距離との比を規定するための条件式である。条件式(9)を満足することにより、ペッツバール和を効果的に小さくしつつコマ収差および球面収差の悪化を抑制することができ、その結果、像面湾曲を良好に補正することができる。
【0045】
本実施形態の光学系の条件式(9)の対応値が上限値を上回ると、ペッツバール和を効果的に小さくすることができず、像面湾曲を良好に補正することが困難となってしまう。なお、条件式(9)の上限値を0.950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0.900、更に0.850に設定することが好ましい。
【0046】
一方、本実施形態の光学系の条件式(9)の対応値が下限値を下回ると、球面収差、コマ収差が悪化してしまう。なお、条件式(9)の下限値を0.150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0.200、更に0.250に設定することが好ましい。
【0047】
また、本実施形態の光学系は、以下の条件式(10)を満足することが望ましい。
(10)12.0°<2ω<40.0°
ただし、
2ω:無限遠物体合焦時の前記光学系の画角
【0048】
条件式(10)は、画角の最適な値を規定する条件である。本実施形態の光学系は、この条件式(10)を満足することにより、光学系全体の小型化と良好な光学性能を満足することができる。
【0049】
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(10)の上限値を35.0°にすることが好ましい。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30.0°、28.0°、更に25.0°にすることが好ましい。
本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式(10)の下限値を13.0°にすることが好ましい。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15.0°、18.0°、更に21.0°にすることが好ましい。
【0050】
また、本実施形態の光学系は、以下の条件式(11)を満足することが望ましい。
(11)0.100<bfa/f<0.250
ただし、
bfa:最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離
f:無限遠物体合焦時の前記光学系全系の焦点距離
【0051】
上記条件式(11)は、最も像側に配置されるレンズの像側レンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離と、光学系全系の焦点距離との比を規定する条件式である。条件式(11)を満足することにより、光学系全体の小型化と良好な光学性能を満足することができる。
【0052】
本実施形態の光学系の条件式(11)の対応値が上限値を上回ると、大きな開口数によって光学系全体が径方向に大きくなり、像面湾曲の補正が困難となる。なお、条件式(11)の上限値を0.220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0.195、0.185、更に0.182に設定することが好ましい。
【0053】
一方、本実施形態の光学系の条件式(11)の対応値が下限値を下回ると、周辺光束によって最終レンズ群の径が大きくなり、小型化するために強い負のパワーが光学系全系の後側に必要となり、特に球面収差の補正が困難となる。なお、条件式(11)の下限値を0.110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0.120、0.130、更に0.140に設定することが好ましい。
【0054】
また、本実施形態に係る光学系は、前記後続レンズ群が、光軸に沿って移動することによりデフォーカス領域のボケ味を変化させるDC群を含み、無限遠物体合焦時の前記DC群の光軸方向への移動量に対する像面の移動量の比である像面移動係数をγDCとしたとき、以下の条件式(12)を満足することが望ましい。
(12)-0.500<γDC<0.500
ただし、
γDC=(1-βDC)×βR
ただし、
βDC:前記DC群の横倍率
βR:前記DC群よりも像側のレンズ群の横倍率
【0055】
球面収差をはじめ、諸収差を良好に補正することにより無収差に近い光学系を達成すると、ピントの合った前後のデフォーカス領域のボケ方が均質ではあるが用途によっては急にボケてしまい、使いにくいと評価されることもある。そのため、デフォーカス領域のボケ味に影響を与える収差のうち、主に球面収差のみを使用者の意図に合わせて変化させることが出来る光学系が望ましい。
【0056】
通常、レンズ間或いはレンズ群間の間隔変化で収差を変化させると、球面収差だけではなくて他の収差も変化してしまう。本実施形態に係る光学系は、光軸に沿って移動することによりデフォーカス領域のボケ味を変化させるDC群を含み、条件式(12)を満足することにより、ボケ味において好ましくないコマ収差、非点収差、色収差などの変化は極力抑えて、球面収差のみが変化するようにしている。また、本実施形態に係る光学系は、DC群を光軸方向に移動させ、DC群と、DC群の前後のレンズ群との間隔を変化させることで球面収差を正負両方に変化させることが出来、被写体の前側、後側それぞれについてボケ味を変化させることが出来る。これにより、ピントが合っている被写体のシャープな描写を維持しつつ、被写界深度外の背景または被写界深度外の前景のボケ味を変化させることができる。なお、本実施形態においてDC群の光軸に沿った移動方向は、像側に向かう方向を正の方向とし、物体側に向かう方向を負の方向とする。
【0057】
条件式(12)は、DC群の光軸方向への移動量に対する像面の移動量の比を規定する条件式であり、DC群を光軸方向に移動させた際、できるだけバックフォーカスを変動させないための条件式である。条件式(12)を満足することにより、DC群を光軸方向に移動させて主に球面収差を変化させた際、再度ピント合わせを行う量を低減することができる。その結果、再度のピント合わせ時の収差変動を抑制することができる。
【0058】
ここで、無限遠物体合焦時のDC群の光軸方向への移動量に対する像面の移動量の比である像面移動係数γDCは、次の式で定義される。
γDC=(1-βDC)×βR
ただし、
βDC:前記DC群の横倍率
βR:前記DC群よりも像側のレンズ群の横倍率
【0059】
本実施形態の光学系の条件式(12)の対応値が条件式(12)の範囲を外れてしまうと、DC群を光軸方向に移動させた際にバックフォーカスが大きく変動してしまい、再度フォーカス群を大きく移動させる必要が生じてしまう。その結果、フォーカシングに伴う収差変動で主にコマ収差、像面湾曲が変動してしまい、望ましくない。
【0060】
なお、条件式(12)の上限値を0.450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 (12)の上限値を0.400、0.350、更に0.300にすることが好ましい。
また、条件式(12)の下限値を-0.450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 (12)の下限値を-0.400、-0.350、更に-0.300にすることが好ましい。
【0061】
また、本実施形態の光学系は、以下の条件式(13)を満足することが望ましい。
(13)0.700<βDC<1.300
ただし、
βDC:前記DC群の横倍率
【0062】
条件式(13)は、DC群の横倍率を規定する条件式である。条件式(13)を満足することにより、DC群よりも物体側のレンズ群の収差の過剰な拡大或いは過剰な縮小を抑制することができる。
【0063】
本実施形態の光学系の条件式(13)の対応値が上限値を上回ると、DC群より物体側のレンズ群の収差を拡大し過ぎるため、球面収差以外のコマ収差、像面湾曲、軸上色収差、倍率色収差等も大きく発生してしまう。なお、条件式(13)の上限値を1.250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 (13)の上限値を1.200、更に1.150に設定することが好ましい。
【0064】
一方、本実施形態の光学系の条件式(13)の対応値が下限値を下回ると、DC群を光軸方向に移動させても所定の球面収差を発生させづらくなる。その結果、DC群を光軸方向に大きく移動させることが必要となり、球面収差以外のコマ収差、像面湾曲、軸上色収差、倍率色収差等が大きく発生してしまう。なお、条件式(13)の下限値を0.750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 (13)の下限値を0.800、更に0.850に設定することが好ましい。
【0065】
また、本実施形態に係る光学系は、前記後続レンズ群が、光軸に沿って移動することによりデフォーカス領域のボケ味を変化させるDC群を含み、無限遠物体合焦時の前記DC群の光軸方向への移動量をΔDCとし、前記ΔDCに対応する縦収差表示での球面収差変化量をΔSAとし、無限遠物体合焦時に前記DC群が光軸方向へ移動しない時の最大口径のF値をFinfとしたとき、以下の条件式(14)を満足することが望ましい。
(14)0.300<|ΔSA×(Finf)/ΔDC|<2.500
【0066】
条件式(14)は、無限遠物体合焦時にDC群を光軸方向に移動させた際のDC群の移動量と、DC群のこの移動によって変化する球面収差の変化量との比率を規定する条件式である。条件式(14)を満足することにより、DC群の比較的微小な光軸方向への移動によっても、大きな球面収差の変化を実現することができる。その結果、各レンズ群における光線の通り方がDC群を移動させていないときと比較して大きく変化しないため、DC群を移動させた際の球面収差以外の収差変動を抑制することが可能となる。
【0067】
本実施形態の光学系の条件式(14)の対応値が上限値を上回ると、DC群を移動させた際、球面収差以外のコマ収差、像面湾曲、軸上色収差も大きく発生してしまう。なお、条件式(14)の上限値を2.200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 (14)の上限値を2.000、1.800、更に1.500に設定することが好ましい。
【0068】
一方、本実施形態の光学系の条件式(14)の対応値が下限値を下回ると、所定の球面収差の変化を実現するためにDC群を光軸方向に大きく移動させることが必要となる。その結果、各レンズ群における光線の通り方がDC群を移動させていないときと比較して大きく異なるものとなるため、特にコマ収差、像面湾曲が大きく変動してしまう。なお、条件式(14)の下限値を0.350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 (14)の下限値を0.400、0.450、更に0.500に設定することが好ましい。
【0069】
また、本実施形態に係る光学系は、前記後続レンズ群が、光軸に沿って移動することによりデフォーカス領域のボケ味を変化させるDC群を含み、近距離物体合焦時の前記DC群の光軸方向への移動量をΔDCとし、前記ΔDCに対応する縦収差表示での球面収差変化量をΔSAとし、近距離物体合焦時に前記DC群が光軸方向へ移動しない時の最大口径のF値をFmodとしたとき、以下の条件式(15)を満足することが望ましい。
(15)2.000<|ΔSA×(Fmod)/ΔDC|<15.000
【0070】
条件式(15)は、近距離物体合焦時にDC群を光軸方向に移動させた際のDC群の移動量と、DC群のこの移動によって変化する球面収差の変化量との比率を規定する条件式である。条件式(15)を満足することにより、DC群の比較的微小な光軸方向への移動によっても、大きな球面収差の変化を実現することができる。その結果、各レンズ群における光線の通り方がDC群を移動させていないときと比較して大きく変化しないため、DC群を移動させた際の球面収差以外の収差変動を抑制することが可能となる。
【0071】
本実施形態の光学系の条件式(15)の対応値が上限値を上回ると、DC群を移動させた際、球面収差以外のコマ収差、像面湾曲、軸上色収差も大きく発生してしまう。なお、条件式(15)の上限値を12.000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 (15)の上限値を10.000、更に9.000に設定することが好ましい。
【0072】
一方、本実施形態の光学系の条件式(15)の対応値が下限値を下回ると、所定の球面収差の変化を実現するためにDC群を光軸方向に大きく移動させることが必要となる。その結果、各レンズ群における光線の通り方がDC群を移動させていないときと比較して大きく異なるものとなるため、特にコマ収差、像面湾曲が大きく変動してしまう。なお、条件式(15)の下限値を2.400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 (15)の下限値を2.700、更に3.000に設定することが好ましい。
【0073】
また、本実施形態に係る光学系は、最も像側のレンズ群が前記DC群であることが望ましい。この構成により、球面収差以外の収差の変動を抑制するとともに、光学系を小型化することができる。
【0074】
本実施形態の光学機器は、上述した構成の光学系を有する。これにより、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態に亘って諸収差を良好に補正することができ、オートフォーカスにもマニュアルフォーカスにも適した大口径の光学系を備えた光学機器を実現することができる。
【0075】
本実施形態の光学系の製造方法は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、複数の後続レンズ群とからなる光学系の製造方法であって、合焦の際、隣り合う前記レンズ群の間隔が変化するように構成し、前記第1レンズ群を、開口絞りを挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前側レンズ群と、像側に配置された正の屈折力を有する後側レンズ群とからなるように構成し、前記前側レンズ群が、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、物体側へ移動するように構成し、前記後側レンズ群が、mおよびnをm<n満たす正の整数とし、前記後側レンズ群の最も物体側のレンズ面から数えて第m番目および第n番目のレンズ面における無限遠物体合焦時のマージナル光線高さをそれぞれh(m)およびh(n)としたとき、h(m)>h(n)を満たす前記マージナル光線高さのうち、最も高いh(m)をh(max)とし、最も低いh(n)をh(min)としたとき、以下の条件式(1)を満足するように構成する光学系の製造方法である。
(1)0.50<h(min)/h(max)
【0076】
これにより、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態に亘って諸収差を良好に補正することができ、オートフォーカスにもマニュアルフォーカスにも適した大口径の光学系を製造することができる。
【0077】
以下、本実施形態の数値実施例に係る光学系を添付図面に基づいて説明する。
(第1実施例)
図1は第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の断面図である。なお、図1および後述する図5図9図13図17図21中の矢印は、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の各レンズ群の移動軌跡を示している。
本実施例に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群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とから構成されている。
【0078】
第1レンズ群G1は、開口絞りSを挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前側レンズ群G1Fと、像側に配置された正の屈折力を有する後側レンズ群G1Rとから構成されている。
【0079】
前側レンズ群G1Fは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL11と、両凹形状の負レンズL12と、物体側に凸面を向けた平凸レンズL13と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14と両凹形状の負レンズL15とを接合した接合負レンズと、物体側に凸面を向けた平凸レンズL16と、両凸形状の正レンズL17と、両凸形状の正レンズL18と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL19との接合正レンズと、両凸形状の正レンズL110と両凹形状の負レンズL111との接合負レンズとからなる。
【0080】
後側レンズ群G1Rは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL112と両凸形状の正レンズL113との接合負レンズと、像側に凸面を向けた平凸レンズL114と、両凸形状の正レンズL115と、像側に凸面を向けた平凸レンズL116と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL117との接合正レンズとからなる。
【0081】
両凹形状の負レンズL12と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14とは、互いに凹面を向かい合わせた第1のレンズの組C1を構成している。両凹形状の負レンズL111と両凹形状の負レンズL112とは、互いに凹面を向かい合わせた第2のレンズの組C2を構成している。負レンズL12と正メニスカスレンズL14との間には平凸レンズL13が含まれているが、本実施形態における「互いに凹面を向かい合わせたレンズの組」は、間に簡単な構成のレンズ成分を含むこともある。
【0082】
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL21と、物体側に凸面を向けた平凸レンズL22と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23とからなる。
【0083】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL31と両凸形状の正レンズL32との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL33と両凹形状の負レンズL34との接合正レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL35とからなる。
【0084】
第3レンズ群G3と像面Iとの間には、ローパスフィルタ等からなるフィルタ群FLが配置されている。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
【0085】
本実施例に係る光学系は、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、および第3レンズ群G3を、それぞれ異なる軌跡で光軸に沿って物体側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。このとき、第1レンズ群G1の前側レンズ群G1Fと後側レンズ群G1Rとは、一体に物体側へ移動する。
【0086】
また、本実施例に係る光学系は、最も像側に、光軸に沿って移動することにより主に球面収差を変化させ、デフォーカス領域のボケ味を変化させるためのDC群を有している。本実施例においては、第2レンズ群G2および第3レンズ群G3がDC群として光軸に沿って移動する。第2レンズ群G2および第3レンズ群は、DC群として光軸沿って移動する際、1つのレンズ群として一体に移動する。
【0087】
本実施例に係る光学系は、DC群の光軸方向への移動量が0(零)の状態、すなわち球面収差が良好に補正されている状態から、DC群を物体に向かう方向すなわち負の方向に移動させることにより、球面収差を補正不足の方向に変化させることができる。一方、DC群の光軸方向への移動量が0(零)の状態から、DC群を像面Iに向かう方向すなわち正の方向に移動させることにより、球面収差を補正過剰の方向に変化させることができる。
【0088】
以下の表1に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
表1において、fは焦点距離、BFはバックフォーカスすなわち最も像側のレンズ面から像面Iまでの光軸上の距離を示す。
[面データ]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(第n面(nは整数)と第n+1面との間隔)、ndはd線(波長587.6nm)に対する屈折率、νdはd線(波長587.6nm)に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、OPは物体面、Dn(nは整数)は可変の面間隔、STは開口絞り、Iは像面をそれぞれ示している。CE(1)は、条件式(1)に関してマージナル光線高さがh(max)およびh(min)となるレンズ面における当該h(max)およびh(min)の値を示し、CE(2)は、条件式(2)に関してマージナル光線高さがh(1)、h(max)およびh(min)となるレンズ面における当該h(1)、h(max)hおよび(min)の値を示し、CE(3)は、条件式(3)を満たす負レンズにおける条件式(3)の対応値を示している。なお、曲率半径r=∞は平面を示している。空気の屈折率nd=1.00000の記載は省略している。また、レンズ面が非球面である場合には面番号に「*」を付して曲率半径rの欄には近軸曲率半径を示している。
【0089】
[非球面データ]には、[面データ]に示した非球面について、その形状を次式で表した場合の非球面係数及び円錐定数を示す。
x=(h/r)/[1+{1-κ(h/r)1/2
+A4h+A6h+A8h+A10h10+A12h12+A14h14
ここで、hを光軸に垂直な方向の高さ、xを高さhにおける非球面の頂点の接平面から当該非球面までの光軸方向に沿った距離であるサグ量、κを円錐定数、A4、A6、A8、A10、A12、A14を非球面係数、rを基準球面の曲率半径である近軸曲率半径とする。なお、「e-n」(n:整数)は「×10-n」を示し、例えば「1.234e-05」は「1.234×10-5」を示す。2次の非球面係数A2は0であり、記載を省略している。
【0090】
[各種データ]において、fは光学系全系の焦点距離、FNoはFナンバー、ωは半画角(単位は「°」)、Yは最大像高、TLは本実施例に係る光学系の全長すなわち第1面から像面Iまでの光軸上の距離、BF(空気換算長)はフィルタ群FLの厚みを空気換算したBFをそれぞれ示す。また、Finfは、無限遠物体合焦時にDC群が光軸方向へ移動しない時、すなわちDC群の光軸方向への移動量が0(零)の状態での最大口径のF値を示し、Fmodは、近距離物体合焦時に前記DC群が光軸方向へ移動しない時、すなわちDC群の光軸方向への移動量が0(零)の状態での最大口径のF値を示す。
【0091】
[可変間隔データ]において、D0は物体から最も物体側のレンズ面までの距離、βは至近撮影倍率、fは光学系全系の焦点距離、Dn(nは整数)は第n面と第n+1面との可変の間隔をそれぞれ示す。なお、INFは無限遠物体への合焦時、CLOは近距離物体への合焦時をそれぞれ示す。また、INFDC(-)は無限遠物体への合焦時且つDC群が物体側へ移動した時、INFDC(+)は無限遠物体への合焦時且つDC群が像面I側へ移動した時、CLODC(-)は近距離物体への合焦時且つDC群が物体側へ移動した時、CLODC(+)は近距離物体への合焦時且つDC群が像面I側へ移動した時をそれぞれ示す。
[レンズ群データ]には、各レンズ群の始面番号STと焦点距離fを示す。
[条件式対応値]には、各条件式の対応値をそれぞれ示す。
【0092】
ここで、表1に掲載されている焦点距離f、曲率半径r及びその他の長さの単位は一般に「mm」が使われる。しかしながら光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
なお、以上に述べた表1の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。
【0093】
(表1)第1実施例
[面データ]
m r d nd νd CE(1) CE(2) CE(3)
OP ∞
1 118.32411 8.500 1.77250 49.6 h(1)=27.500
2 -292.61047 0.600
3 -386.00590 3.350 1.59349 67.0
4 58.84212 3.860
5 125.77544 5.730 1.77250 49.6
6 ∞ 7.200
7 -118.99709 7.770 1.59319 67.9 h(min)=24.921
8 -48.97300 3.200 1.73400 51.5 0.656
9 151.85769 0.300
10 79.50410 8.200 1.75500 52.3 h(max)=26.479
11 ∞ 0.980
12 345.01701 6.900 1.65160 58.6
13 -116.11262 0.100
14 920.16592 8.590 1.49782 82.6
15 -62.19000 3.050 1.80400 46.6 0.655
16 -139.96552 0.100
17 82.51931 9.500 1.49782 82.6
18 -82.50800 2.500 1.64000 60.1
19 51.17934 9.800
20(ST) ∞ 7.680
21 -43.07701 8.610 1.69680 55.5
22 97.43100 10.950 1.59319 67.9
23 -64.35612 0.100
24 ∞ 5.200 1.59319 67.9
25 -124.99358 0.100 h(max)=22.456
26 129.31006 7.400 1.59319 67.9
27 -219.57514 0.100
28 ∞ 7.800 1.49782 82.6
29 -73.47100 3.850 1.78800 47.4 0.655
30 -150.94368 D30 h(min)=20.474

31 176.22469 5.350 1.49782 82.6
32 -176.22469 0.100
33 163.48731 3.620 1.49782 82.6
34 ∞ 0.100
35 147.51071 2.200 1.48749 70.3
36 41.66333 D36

*37 -109.61587 2.100 1.84666 23.8
38 79.18000 7.230 1.83481 42.7
39 -121.86282 0.360
40 97.94703 7.000 2.00069 25.5
41 -97.92100 12.000 1.73400 51.5
*42 76.42448 6.500
43 -51.29543 2.000 1.75500 52.3
44 -213.31929 D44

45 ∞ 1.600 1.51680 64.1
46 ∞ D46
I ∞

[非球面データ]
m:37
κ = 2.74700e+00
A4 = -4.29947e-07、A6 = 2.27092e-09、A8 = -1.46465e-11、
A10= 5.87168e-14、A12= -1.20550e-16、A14= 9.94040e-20

m:42
κ = 1.00000e+00
A4 = -1.77286e-06、A6 = 3.42452e-09、A8 = -2.59406e-11、
A10= 1.02831e-13、A12= -2.17180e-16、A14= 1.88280e-19

[各種データ]
f 102.01
FNo 1.85
ω 11.9
Y 21.60
TL 224.130
BF 18.300
BF(空気換算長) 17.755
Finf 1.85
Fmod 3.92

[可変間隔データ]
INF CLO INFDC(-) INFDC(+) CLODC(-) CLODC(+)
D0 ∞ 126.79 ∞ ∞ 126.79 126.79
β - -0.9996 - - -1.0206 -0.9794
f 102.01 - 103.89 100.19 - -
D30 5.580 30.312 1.580 9.580 26.312 34.312
D36 9.670 40.808 9.670 9.670 40.808 40.808
D44 15.700 53.600 19.700 11.700 57.600 49.600
D46 1.000 0.995 0.475 1.649 1.775 0.409

[レンズ群データ]
ST f
G1 1 110.44
G2 31 1399.36
G3 37 -162.39

[条件式対応値]
(1)h(min)/h(max)=0.912
(2){h(max)-h(min)}/{h(1)-h(min)}=0.604
(3)θgFLn+0.0021×νdLn=0.656
(3)θgFLn+0.0021×νdLn=0.655
(4)f(1F~1R)/f=1.083
(5)R1/f=0.577
(6)R3/f=0.502
(7)(R1+R2)/(R1-R2)=-0.338
(8)(R3+R4)/(R3-R4)=0.086
(9)f/(-f1)=0.789
(10)2ω=23.8
(11)bfa/f=0.174
(12)γDC=0.147
βDC=0.924
βR=1.000
(13)βDC=0.924
(14)DC群物体側移動時:|ΔSA×(Finf)/ΔDC|=0.625
DC群像面側移動時:|ΔSA×(Finf)/ΔDC|=0.551
(15)DC群物体側移動時:|ΔSA×(Fmod)/ΔDC|=4.688
DC群像面側移動時:|ΔSA×(Fmod)/ΔDC|=3.838
【0094】
図2A及び図2Bはそれぞれ、第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時においてDC郡を移動させない状態での諸収差図である。
図3A及び図3Bはそれぞれ、第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図4A及び図4Bはそれぞれ、第1実施例に係る光学系の近距離物体合焦時において、DC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
【0095】
各収差図において、FNOはFナンバー、Yは像高、NAは開口数をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するFナンバーFNOまたは開口数NAの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高Yの最大値をそれぞれ示し、横収差図では各像高の値を示す。また、各収差図において、dはd線(波長587.6nm)、gはg線(波長435.8nm)における収差曲線をそれぞれ示し、記載のないものはd線での収差曲線を示す。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。横収差図は、各像高Yにおける横収差(コマ収差)を示す。なお、後述する各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。
【0096】
図2A及び図2Bに示す各諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時から近距離物体合焦時にわたって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。
図3A及び図3Bに示す諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時において、主に球面収差のみを変化させつつ、他の収差の変動を良好に抑制していることがわかる。
図4A及び図4Bに示す諸収差図より、本実施例に係る光学系は、近距離物体合焦時において、主に球面収差のみを変化させつつ、他の収差の変動を良好に抑制していることがわかる。
【0097】
(第2実施例)
図5は第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の断面図である。
本実施例に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群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とから構成されている。
【0098】
第1レンズ群G1は、開口絞りSを挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前側レンズ群G1Fと、像側に配置された正の屈折力を有する後側レンズ群G1Rとから構成されている。
【0099】
前側レンズ群G1Fは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL11と、両凹形状の負レンズL12と、両凸形状の正レンズL13と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14と両凹形状の負レンズL15との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL16と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL17と、像側に凸面を向けた平凸レンズL18と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL19との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL110と両凹形状の負レンズL111との接合負レンズとからなる。
【0100】
後側レンズ群G1Rは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL112と両凸形状の正レンズL113との接合負レンズと、像側に凸面を向けた平凸レンズL114と、両凸形状の正レンズL115と、像側に凸面を向けた平凸レンズL116と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL117との接合正レンズとからなる。
【0101】
両凹形状の負レンズL12と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14とは、互いに凹面を向かい合わせた第1のレンズの組C1を構成している。両凹形状の負レンズL111と両凹形状の負レンズL112とは、互いに凹面を向かい合わせた第2のレンズの組C2を構成している。負レンズL12と正メニスカスレンズL14との間には両凸形状の正レンズL13が含まれている。
【0102】
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL21と、物体側に凸面を向けた平凸レンズL22と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23とからなる。
【0103】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL31と両凸形状の正レンズL32との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL33と両凹形状の負レンズL34との接合正レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL35とからなる。
【0104】
第3レンズ群G3と像面Iとの間には、ローパスフィルタ等からなるフィルタ群FLが配置されている。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
【0105】
本実施例に係る光学系は、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、および第3レンズ群を、それぞれ異なる軌跡で光軸に沿って物体側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。このとき、第1レンズ群G1の前側レンズ群G1Fと後側レンズ群G1Rとは、一体に物体側へ移動する。
【0106】
また、本実施例に係る光学系は、最も像側に、光軸に沿って移動することにより主に球面収差を変化させ、デフォーカス領域のボケ味を変化させるためのDC群を有している。本実施例においては、第2レンズ群G2および第3レンズ群G3がDC群として光軸に沿って移動する。第2レンズ群G2および第3レンズ群は、DC群として光軸沿って移動する際、1つのレンズ群として一体に移動する。
【0107】
本実施例に係る光学系は、DC群の光軸方向への移動量が0(零)の状態、すなわち球面収差が良好に補正されている状態から、DC群を物体に向かう方向すなわち負の方向に移動させることにより、球面収差を補正不足の方向に変化させることができる。一方、DC群の光軸方向への移動量が0(零)の状態から、DC群を像面Iに向かう方向すなわち正の方向に移動させることにより、球面収差を補正過剰の方向に変化させることができる。
【0108】
以下の表2に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
【0109】
(表2)第2実施例
[面データ]
m r d nd νd CE(1) CE(2) CE(3)
OP ∞
1 114.97670 10.300 1.77250 49.6 h(1)=27.567
2 -287.35805 0.500
3 -417.21557 3.400 1.60300 65.4
4 58.74891 3.932
5 129.87994 5.900 1.77250 49.6
6 -1700.00000 6.537
7 -121.22183 9.725 1.59319 67.9 h(min)=24.719
8 -46.17455 5.952 1.73400 51.5 0.656
9 138.16095 0.300
10 79.66161 9.928 1.75500 52.3 h(max)=26.326
11 -228.74419 2.097
12 -509.14081 6.475 1.60300 65.4
13 -95.56490 0.100
14 ∞ 8.554 1.49782 82.6
15 -55.63252 4.131 1.77250 49.6 0.656
16 -160.00736 0.100
17 80.72800 9.338 1.49782 82.6
18 -80.72800 2.500 1.64000 60.1
19 53.48277 6.979
20(ST) ∞ 7.605
21 -42.89184 9.400 1.69680 55.5
22 94.58827 11.270 1.59319 67.9
23 -64.56310 0.100
24 ∞ 5.559 1.59319 67.9
25 -111.11111 0.100 h(max)=22.786
26 111.52567 8.769 1.59319 67.9
27 -149.37413 0.100
28 ∞ 7.450 1.59319 67.9
29 -77.58863 2.900 1.81600 46.6 0.655
30 -613.60499 D30 h(min)=20.010

31 423.57902 4.287 1.59319 67.9
32 -176.89865 0.100
33 149.36320 3.793 1.59319 67.9
34 ∞ 0.100
35 113.25945 2.200 1.48749 70.3
36 40.88782 D36

*37 -162.74998 2.100 1.84666 23.8
38 86.88439 6.025 1.83481 42.7
39 -182.10979 0.100
40 108.48466 10.000 2.00069 25.5
41 -108.48466 8.876 1.77250 49.6
*42 83.77445 6.313
43 -48.03467 2.000 1.72916 54.6
44 -166.42259 D44

45 ∞ 1.600 1.51680 63.9
46 ∞ D46
I ∞

[非球面データ]
m:37
κ = 4.81540e+00
A4 = -4.04528e-07、A6 = 4.61920e-10、A8 = -1.66157e-13、
A10= 0.00000e+00、A12= 0.00000e+00、A14= 0.00000e+00

m:42
κ = 1.17990e+00
A4 = -1.79983e-06、A6 = -4.69736e-10、A8 = 3.28084e-12、
A10= -1.20925e-14、A12= 1.44250e-17、A14= -1.56060e-21

[各種データ]
f 102.00
FNo 1.85
ω 11.9
Y 21.60
TL 230.250
BF 17.792
BF(空気換算長) 17.247
Finf 1.85
Fmod 3.90

[可変間隔データ]
INF CLO INFDC(-) INFDC(+) CLODC(-) CLODC(+)
D0 ∞ 121.97 ∞ ∞ 121.97 121.97
β - -1.0001 - - -1.0206 -0.9804
f 102.00 - 103.95 100.12 - -
D30 5.500 30.000 1.500 9.500 26.000 34.000
D36 11.063 40.486 11.063 11.063 40.486 40.486
D44 15.200 52.300 19.200 11.200 56.300 48.300
D46 0.992 0.982 0.458 1.654 1.505 0.637

[レンズ群データ]
ST f
G1 1 110.62
G2 31 666.15
G3 37 -134.19

[条件式対応値]
(1)h(min)/h(max)=0.878
(2){h(max)-h(min)}/{h(1)-h(min)}=0.564
(3)θgFLn+0.0021×νdLn=0.656
(3)θgFLn+0.0021×νdLn=0.655
(4)f(1F~1R)/f=1.085
(5)R1/f=0.576
(6)R3/f=0.524
(7)(R1+R2)/(R1-R2)=-0.347
(8)(R3+R4)/(R3-R4)=0.110
(9)f/(-f1)=0.788
(10)2ω=23.8
(11)bfa/f=0.169
(12)γDC=0.150
βDC=0.922
βR=1.000
(13)βDC=0.922
(14)DC群物体側移動時:|ΔSA×(Finf)/ΔDC|=0.671
DC群像面側移動時:|ΔSA×(Finf)/ΔDC|=0.590
(15)DC群物体側移動時:|ΔSA×(Fmod)/ΔDC|=4.414
DC群像面側移動時:|ΔSA×(Fmod)/ΔDC|=4.184
【0110】
図6A及び図6Bはそれぞれ、第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時においてDC郡を移動させない状態での諸収差図である。
図7A及び図7Bはそれぞれ、第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図8A及び図8Bはそれぞれ、第2実施例に係る光学系の近距離物体合焦時において、DC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
【0111】
図6A及び図6Bに示す各諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時から近距離物体合焦時にわたって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。
図7A及び図7Bに示す諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時において、主に球面収差のみを変化させつつ、他の収差の変動を良好に抑制していることがわかる。
図8A及び図8Bに示す諸収差図より、本実施例に係る光学系は、近距離物体合焦時において、主に球面収差のみを変化させつつ、他の収差の変動を良好に抑制していることがわかる。
【0112】
(第3実施例)
図9は第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の断面図である。
本実施例に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群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とから構成されている。
【0113】
第1レンズ群G1は、開口絞りSを挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前側レンズ群G1Fと、像側に配置された正の屈折力を有する後側レンズ群G1Rとから構成されている。
【0114】
前側レンズ群G1Fは、物体側から順に、両凸形状の正レンズL11と、両凹形状の負レンズL12と、両凸形状の正レンズL13と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14と両凹形状の負レンズL15との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL16と、両凸形状の正レンズL17と、両凸形状の正レンズL18と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL19との接合正レンズと、両凸形状の正レンズL110と両凹形状の負レンズL111との接合負レンズとからなる。
【0115】
後側レンズ群G1Rは、物体側から順に、負の屈折力を有する第1部分群G1R1と、正の屈折力を有する第2部分群G1R2とから構成されている。
第1部分群G1R1は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL112と両凸形状の正レンズL113との接合負レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL114とからなる。
第2部分群G1R2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL115と、両凸形状の正レンズL116と両凹形状の負レンズL117との接合負レンズとからなる。
【0116】
両凹形状の負レンズL12と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14とは、互いに凹面を向かい合わせた第1のレンズの組C1を構成している。両凹形状の負レンズL111と両凹形状の負レンズL112とは、互いに凹面を向かい合わせた第2のレンズの組C2を構成している。負レンズL12と正メニスカスレンズL14との間には両凸形状の正レンズL13が含まれている。
【0117】
第2レンズ群G2は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL21と、両凸形状の正レンズL22と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL23とからなる。
【0118】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL31と両凸形状の正レンズL32との接合正レンズと、両凸形状の正レンズL33と両凹形状の負レンズL34との接合正レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL35とからなる。
【0119】
第3レンズ群G3と像面Iとの間には、ローパスフィルタ等からなるフィルタ群FLが配置されている。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
【0120】
本実施例に係る光学系は、前側レンズ群G1F、後側レンズ群G1Rの第1部分群G1R1、後側レンズ群G1Rの第2部分群G1R2、第2レンズ群G2、および第3レンズ群を、それぞれ異なる軌跡で光軸に沿って物体側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。
【0121】
また、本実施例に係る光学系は、最も像側に、光軸に沿って移動することにより主に球面収差を変化させ、デフォーカス領域のボケ味を変化させるためのDC群を有している。本実施例においては、第2レンズ群G2および第3レンズ群G3がDC群として光軸に沿って移動する。第2レンズ群G2および第3レンズ群は、DC群として光軸沿って移動する際、1つのレンズ群として一体に移動する。
【0122】
本実施例に係る光学系は、DC群の光軸方向への移動量が0(零)の状態、すなわち球面収差が良好に補正されている状態から、DC群を物体に向かう方向すなわち負の方向に移動させることにより、球面収差を補正不足の方向に変化させることができる。一方、DC群の光軸方向への移動量が0(零)の状態から、DC群を像面Iに向かう方向すなわち正の方向に移動させることにより、球面収差を補正過剰の方向に変化させることができる。
【0123】
以下の表3に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
【0124】
(表3)第3実施例
[面データ]
m r d nd νd CE(1) CE(2) CE(3)
OP ∞
1 135.03333 9.349 1.77250 49.6 h(1)=27.941
2 -353.68745 0.200
3 -1326.79710 3.300 1.60300 65.4
4 59.85064 3.805
5 122.94569 6.348 1.77250 49.6
6 -3523.67770 5.236
7 -147.75434 10.312 1.59319 67.9 h(min)=25.521
8 -50.30242 3.200 1.74100 52.8 0.658
9 173.92371 0.400
10 74.56833 8.543 1.72916 54.6 h(max)=26.916
11 -1246.93110 2.859
12 1465.83490 7.778 1.59319 67.9
13 -116.40558 0.100
14 396.13803 8.688 1.49782 82.6
15 -62.13892 8.000 1.69680 55.5
16 -278.68492 0.100
17 100.33769 8.323 1.49782 82.6
18 -78.51954 2.300 1.65160 58.6
19 55.58802 9.159
20(ST) ∞ D20

21 -41.67735 6.145 1.69680 55.5
22 99.47632 10.502 1.59319 67.9
23 -63.25972 0.200
24 -415.95457 5.329 1.59319 67.9
25 -87.68769 D25 h(max)=22.653

26 110.13940 8.879 1.59319 67.9
27 -147.30298 0.200
28 198.55135 8.727 1.59319 67.9
29 -83.42574 2.600 1.81600 46.6 0.655
30 1283.39870 D30 h(min)=19.372

31 343.17085 3.717 1.59319 67.9
32 -276.16215 0.200
33 190.10017 3.941 1.59319 67.9
34 -437.21483 0.200
35 114.88308 2.000 1.48749 70.3
36 40.91738 D36

*37 -125.28102 2.000 1.78472 25.6
38 70.04588 7.076 1.81600 46.6
39 -139.74444 0.200
40 104.33844 8.000 2.00069 25.5
41 -100.49252 8.000 1.77250 49.6
*42 75.04102 6.715
43 -46.23974 2.000 1.72916 54.6
44 -144.32299 D44

45 ∞ 1.600 1.51680 63.9
46 ∞ D46
I ∞

[非球面データ]
m:37
κ = -6.98400e-01
A4 = -5.80236e-07、A6 = 4.54093e-10、A8 = -1.77180e-14、
A10= 0.00000e+00、A12= 0.00000e+00、A14= 0.00000e+00

m:42
κ = -9.30000e-03
A4 = -1.25277e-06、A6 = -2.23480e-10、A8 = 5.87714e-13、
A10= -1.65910e-15、A12= 0.00000e+00、A14= 0.00000e+00

[各種データ]
f 103.37
FNo 1.85
ω 11.8
Y 21.60
TL 227.000
BF 17.610
BF(空気換算長) 17.064
Finf 1.85
Fmod 3.91

[可変間隔データ]
INF CLO INFDC(-) INFDC(+) CLODC(-) CLODC(+)
D0 ∞ 120.00 ∞ ∞ 120.000 120.000
β - -1.0238 - - -1.0475 -1.0013
f 103.37 - 105.45 101.27 - -
D20 8.163 6.000 8.163 8.163 6.000 6.000
D25 0.200 1.600 0.200 0.200 1.600 1.600
D30 6.000 30.500 2.000 10.000 26.500 34.500
D36 10.395 45.000 10.395 10.395 45.000 45.000
D44 15.000 48.500 19.000 11.000 52.500 44.500
D46 1.010 0.970 0.717 1.453 1.826 0.328

[レンズ群データ]
ST f
G1 1 108.50
G2 31 989.41
G3 37 -142.13

[条件式対応値]
(1)h(min)/h(max)=0.855
(2){h(max)-h(min)}/{h(1)-h(min)}=0.576
(3)θgFLn+0.0021×νdLn=0.658
(3)θgFLn+0.0021×νdLn=0.655
(4)f(1F~1R)/f=1.050
(5)R1/f=0.579
(6)R3/f=0.538
(7)(R1+R2)/(R1-R2)=-0.423
(8)(R3+R4)/(R3-R4)=0.143
(9)f/(-f1)=0.656
(10)2ω=23.6
(11)bfa/f=0.165
(12)γDC=0.092
βDC=0.953
βR=1.000
(13)βDC=0.953
(14)DC群物体側移動時:|ΔSA×(Finf)/ΔDC|=0.632
DC群像面側移動時:|ΔSA×(Finf)/ΔDC|=0.549
(15)DC群物体側移動時:|ΔSA×(Fmod)/ΔDC|=4.111
DC群像面側移動時:|ΔSA×(Fmod)/ΔDC|=4.015
【0125】
図10A及び図10Bはそれぞれ、第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。
図11A及び図11Bはそれぞれ、第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図12A及び図12Bはそれぞれ、第3実施例に係る光学系の近距離物体合焦時において、DC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
【0126】
図10A及び図10Bに示す各諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時から近距離物体合焦時にわたって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。
図11A及び図11Bに示す諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時において、主に球面収差のみを変化させつつ、他の収差の変動を良好に抑制していることがわかる。
図12A及び図12Bに示す諸収差図より、本実施例に係る光学系は、近距離物体合焦時において、主に球面収差のみを変化させつつ、他の収差の変動を良好に抑制していることがわかる。
【0127】
(第4実施例)
図13は第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の断面図である。
本実施例に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群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とから構成されている。
【0128】
第1レンズ群G1は、開口絞りSを挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前側レンズ群G1Fと、像側に配置された正の屈折力を有する後側レンズ群G1Rとから構成されている。
【0129】
前側レンズ群G1F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負メニスカスレンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14と両凹形状の負レンズL15との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL16と、両凸形状の正レンズL17と、両凸形状の正レンズL18と両凹形状の負レンズL19との接合負レンズとからなる。
【0130】
後側レンズ群G1Rは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL110と両凸形状の正レンズLL111との接合負レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL112と、両凸形状の正レンズLL113と、両凸形状の正レンズLL114と両凹形状の負レンズL115との接合正レンズとからなる。
【0131】
物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14とは、互いに凹面を向かい合わせた第1のレンズの組C1を構成している。両凹形状の負レンズL19と両凹形状の負レンズL110とは、互いに凹面を向かい合わせた第2のレンズの組C2を構成している。負メニスカスレンズL12と正メニスカスレンズL14との間には正メニスカスレンズL13が含まれている。
【0132】
第2レンズ群G2は、物体側から順に、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負メニスカスレンズL23と両凸形状の正レンズL24との接合正レンズとからなる。
【0133】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL31と両凸形状の正レンズL32との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL33と両凹形状の負レンズL34との接合正レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL35とからなる。
【0134】
第3レンズ群G3と像面Iとの間には、ローパスフィルタ等からなるフィルタ群FLが配置されている。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
【0135】
本実施例に係る光学系は、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、および第3レンズ群を、それぞれ異なる軌跡で光軸に沿って物体側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。
【0136】
また、本実施例に係る光学系は、最も像側に、光軸に沿って移動することにより主に球面収差を変化させ、デフォーカス領域のボケ味を変化させるためのDC群を有している。本実施例においては、第2レンズ群G2および第3レンズ群G3がDC群として光軸に沿って移動する。第2レンズ群G2および第3レンズ群は、DC群として光軸沿って移動する際、1つのレンズ群として一体に移動する。
【0137】
本実施例に係る光学系は、DC群の光軸方向への移動量が0(零)の状態、すなわち球面収差が良好に補正されている状態から、DC群を物体に向かう方向すなわち負の方向に移動させることにより、球面収差を補正不足の方向に変化させることができる。一方、DC群の光軸方向への移動量が0(零)の状態から、DC群を像面Iに向かう方向すなわち正の方向に移動させることにより、球面収差を補正過剰の方向に変化させることができる。
【0138】
以下の表4に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
【0139】
(表4)第4実施例
[面データ]
m r d nd νd CE(1) CE(2) CE(3)
OP ∞
1 288.49072 5.443 1.61800 63.3 h(1)=28.624
2 -491.71848 0.200
3 156.54138 3.000 1.69680 55.5
4 62.45887 2.466
5 81.38191 7.723 1.77250 49.6
6 822.35328 5.520
7 -162.73014 12.533 1.59319 67.9
8 -52.05158 3.002 1.69680 55.5 h(min)=26.457
9 187.45283 0.870
10 84.12143 8.577 1.72916 54.6 h(max)=27.043
11 -459.32870 2.912
12 461.54273 5.280 1.72916 54.6
13 -171.42798 6.932
14 227.84173 7.354 1.49782 82.6
15 -72.97216 2.500 1.74100 52.8 0.658
16 59.34422 6.444
17(ST) ∞ 9.023
18 -44.77396 4.280 1.74100 52.8 0.658
19 112.52559 10.187 1.59319 67.9
20 -64.58965 0.200
21 -530.23883 5.083 1.59319 67.9
22 -91.86159 0.200
23 121.09791 11.022 1.59319 67.9 h(max)=23.238
24 -98.74231 0.200
25 90.23193 10.882 1.49782 82.6
26 -89.35428 2.500 1.81600 46.6 0.655
27 511.96883 D27 h(min)=18.896

28 210.59892 4.683 1.61800 63.3
29 -192.16242 0.200
30 115.14902 2.000 1.74100 52.8
31 49.76472 4.840
32 440.05352 2.000 1.74397 44.9
33 68.87069 6.055 1.62591 35.8
34 -384.12562 D34

35 -98.33394 2.000 1.73485 28.4
36 43.39099 9.580 1.81600 46.6
37 -180.42370 0.200
38 87.58783 8.551 2.00100 29.1
39 -67.62732 4.716 1.72916 54.6
40 66.60569 7.105
41 -51.12138 2.000 1.77250 49.6
42 -254.33453 D42

43 ∞ 1.600 1.51680 64.1
44 ∞ D44
I ∞

[各種データ]
f 105.85
FNo 1.85
ω 11.5
Y 21.60
TL 215.000
BF 16.100
BF(空気換算長) 15.555
Finf 1.85
Fmod 3.71

[可変間隔データ]
INF CLO INFDC(-) INFDC(+) CLODC(-) CLODC(+)
D0 ∞ 131.04 ∞ ∞ 131.04 131.04
β - -1.0000 - - -1.0365 -0.9660
f 105.85 - 109.05 102.84 - -
D27 5.000 25.498 1.000 9.000 21.498 29.498
D34 5.640 51.888 5.640 5.640 51.888 51.888
D42 13.500 36.700 17.500 9.500 40.700 32.700
D44 1.000 1.054 1.490 0.765 3.338 -0.803

[レンズ群データ]
ST f
G1 1 101.40
G2 28 -2271.16
G3 35 -153.80

[条件式対応値]
(1)h(min)/h(max)=0.813
(2){h(max)-h(min)}/{h(1)-h(min)}=0.270
(3)θgFLn+0.0021×νdLn=0.658
(3)θgFLn+0.0021×νdLn=0.655
(4)f(1F~1R)/f=0.958
(5)R1/f=0.590
(6)R3/f=0.561
(7)(R1+R2)/(R1-R2)=-0.445
(8)(R3+R4)/(R3-R4)=0.140
(9)f/(-f1)=0.344
(10)2ω=23.0
(11)bfa/f=0.147
(12)γDC=-0.090
βDC=1.044
βR=1.000
(13)βDC=1.044
(14)DC群物体側移動時:|ΔSA×(Finf)/ΔDC|=0.707
DC群像面側移動時:|ΔSA×(Finf)/ΔDC|=0.594
(15)DC群物体側移動時:|ΔSA×(Fmod)/ΔDC|=4.380
DC群像面側移動時:|ΔSA×(Fmod)/ΔDC|=4.155
【0140】
図14A及び図14Bはそれぞれ、第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。
図15A及び図15Bはそれぞれ、第4実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図16A及び図16Bはそれぞれ、第4実施例に係る光学系の近距離物体合焦時において、DC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
【0141】
図14A及び図14Bに示す各諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時から近距離物体合焦時にわたって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。
図15A及び図15Bに示す諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時において、主に球面収差のみを変化させつつ、他の収差の変動を良好に抑制していることがわかる。
図16A及び図16Bに示す諸収差図より、本実施例に係る光学系は、近距離物体合焦時において、主に球面収差のみを変化させつつ、他の収差の変動を良好に抑制していることがわかる。
【0142】
(第5実施例)
図17は第5実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の断面図である。
本実施例に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群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とから構成されている。
【0143】
第1レンズ群G1は、開口絞りSを挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前側レンズ群G1Fと、像側に配置された正の屈折力を有する後側レンズ群G1Rとから構成されている。
【0144】
前側レンズ群G1F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負メニスカスレンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14と両凹形状の負レンズL15との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL16と、両凸形状の正レンズL17と両凹形状の負レンズL18との接合負レンズとからなる。
【0145】
後側レンズ群G1Rは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL19と両凸形状の正レンズLL110との接合負レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL111と、両凸形状の正レンズLL112と、両凸形状の正レンズLL113と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL114とからなる。
【0146】
物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14とは、互いに凹面を向かい合わせた第1のレンズの組C1を構成している。両凹形状の負レンズL18と両凹形状の負レンズL19とは、互いに凹面を向かい合わせた第2のレンズの組C2を構成している。負メニスカスレンズL12と正メニスカスレンズL14との間には正メニスカスレンズL13が含まれている。
【0147】
第2レンズ群G2は、物体側から順に、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、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL23とからなる。
【0148】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL31と両凸形状の正レンズL32との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL33と両凹形状の負レンズL34との接合正レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL35とからなる。
【0149】
第3レンズ群G3と像面Iとの間には、ローパスフィルタ等からなるフィルタ群FLが配置されている。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
【0150】
本実施例に係る光学系は、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、および第3レンズ群を、それぞれ異なる軌跡で光軸に沿って物体側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。
【0151】
また、本実施例に係る光学系は、最も像側に、光軸に沿って移動することにより主に球面収差を変化させ、デフォーカス領域のボケ味を変化させるためのDC群を有している。本実施例においては、第2レンズ群G2および第3レンズ群G3がDC群として光軸に沿って移動する。第2レンズ群G2および第3レンズ群は、DC群として光軸沿って移動する際、1つのレンズ群として一体に移動する。
【0152】
本実施例に係る光学系は、DC群の光軸方向への移動量が0(零)の状態、すなわち球面収差が良好に補正されている状態から、DC群を物体に向かう方向すなわち負の方向に移動させることにより、球面収差を補正不足の方向に変化させることができる。一方、DC群の光軸方向への移動量が0(零)の状態から、DC群を像面Iに向かう方向すなわち正の方向に移動させることにより、球面収差を補正過剰の方向に変化させることができる。
【0153】
以下の表5に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
【0154】
(表5)第5実施例
[面データ]
m r d nd νd CE(1) CE(2) CE(3)
OP ∞
1 761.50735 4.738 1.65160 58.6 h(1)=27.694
2 -237.89913 0.200
3 110.20243 3.000 1.64000 60.2
4 55.10184 3.155
5 85.29685 5.347 1.80400 46.6
6 317.45339 4.998
7 -201.99324 8.293 1.59319 67.9
8 -52.48046 2.500 1.77250 49.6 h(min)=25.613 0.656
9 415.19106 0.200
10 64.47366 13.760 1.80400 46.6 h(max)=26.523
11 -194.89845 0.200
12 118.06307 9.563 1.59319 67.9
13 -67.29261 2.500 1.74100 52.8 0.658
14 48.41302 8.879
15(ST) ∞ 8.209
16 -46.81371 2.500 1.74100 52.8 0.658
17 54.09936 12.010 1.59319 67.9
18 -60.23032 0.200
19 -2046.46440 4.658 1.49782 82.6
20 -106.89392 0.200 h(max)=22.064
21 225.90980 4.944 1.49782 82.6
22 -225.74391 0.200
23 89.46360 12.199 1.49782 82.6
24 -69.48538 0.200
25 -84.73437 2.500 1.80440 39.6 0.655
26 -214.80685 D26 h(min)=19.556

27 213.27742 4.845 1.72916 54.6
28 -216.44047 0.400
29 108.81540 2.000 1.74100 52.8
30 45.39782 6.421
31 -35237.46400 8.000 1.75520 27.6
32 -188.95862 D32

33 -111.91871 4.168 1.75520 27.6
34 42.70344 8.255 1.88300 40.7
35 -4657.66950 0.200
36 76.04959 8.139 2.00100 29.1
37 -82.35219 2.000 1.75500 52.3
38 62.35462 7.450
39 -52.35364 2.000 1.75500 52.3
40 -244.87415 D40

41 ∞ 1.500 1.51680 64.1
42 ∞ D42
I ∞

[各種データ]
f 103.03
FNo 1.86
ω 11.8
Y 21.60
TL 195.449
BF 16.000
BF(空気換算長) 15.489
Finf 1.86
Fmod 3.73

[可変間隔データ]
INF CLO INFDC(-) INFDC(+) CLODC(-) CLODC(+)
D0 ∞ 140.00 ∞ ∞ 140.00 140.00
β - -1.0000 - - -1.0381 -0.9643
f 103.03 - 106.50 99.78 - -
D26 5.000 28.871 1.000 9.000 24.871 32.871
D32 5.417 29.229 5.417 5.417 29.229 29.229
D40 13.500 45.800 17.500 9.500 49.800 41.800
D42 1.000 1.017 1.639 0.654 3.536 -1.041

[レンズ群データ]
ST f
G1 1 97.27
G2 27 632.10
G3 33 -102.96

[条件式対応値]
(1)h(min)/h(max)=0.886
(2){h(max)-h(min)}/{h(1)-h(min)}=0.437
(3)θgFLn+0.0021×νdLn=0.656
(3)θgFLn+0.0021×νdLn=0.658
(3)θgFLn+0.0021×νdLn=0.655
(4)f(1F~1R)/f=0.944
(5)R1/f=0.535
(6)R3/f=0.470
(7)(R1+R2)/(R1-R2)=-0.571
(8)(R3+R4)/(R3-R4)=0.017
(9)f/(-f1)=0.290
(10)2ω=23.6
(11)bfa/f=0.150
(12)γDC=-0.122
βDC=1.059
βR=1.000
(13)βDC=1.059
(14)DC群物体側移動時:|ΔSA×(Finf)/ΔDC|=0.797
DC群像面側移動時:|ΔSA×(Finf)/ΔDC|=0.667
(15)DC群物体側移動時:|ΔSA×(Fmod)/ΔDC|=4.271
DC群像面側移動時:|ΔSA×(Fmod)/ΔDC|=3.939
【0155】
図18A及び図18Bはそれぞれ、第5実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。
図19A及び図19Bはそれぞれ、第5実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図20A及び図20Bはそれぞれ、第5実施例に係る光学系の近距離物体合焦時において、DC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
【0156】
図18A及び図18Bに示す各諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時から近距離物体合焦時にわたって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。
図19A及び図19Bに示す諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時において、主に球面収差のみを変化させつつ、他の収差の変動を良好に抑制していることがわかる。
図20A及び図20Bに示す諸収差図より、本実施例に係る光学系は、近距離物体合焦時において、主に球面収差のみを変化させつつ、他の収差の変動を良好に抑制していることがわかる。
【0157】
(第6実施例)
図21は第6実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の断面図である。
本実施例に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群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とから構成されている。
【0158】
第1レンズ群G1は、開口絞りSを挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前側レンズ群G1Fと、像側に配置された正の屈折力を有する後側レンズ群G1Rとから構成されている。
【0159】
前側レンズ群G1F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負メニスカスレンズL12と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14と両凹形状の負レンズL15との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL16と、両凸形状の正レンズL17と、両凸形状の正レンズL18と両凹形状の負レンズL19との接合負レンズとからなる。
【0160】
後側レンズ群G1Rは、物体側から順に、両凹形状の負レンズL110と両凸形状の正レンズLL111との接合負レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL112と、両凸形状の正レンズLL113と、両凸形状の正レンズLL114と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL115との接合負レンズとからなる。
【0161】
物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12と物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL14とは、互いに凹面を向かい合わせた第1のレンズの組C1を構成している。両凹形状の負レンズL19と両凹形状の負レンズL110とは、互いに凹面を向かい合わせた第2のレンズの組C2を構成している。負メニスカスレンズL12と正メニスカスレンズL14との間には正メニスカスレンズL13が含まれている。
【0162】
第2レンズ群G2は、物体側から順に、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、両凹形状の負レンズL23と両凸形状の正レンズL24との接合正レンズとからなる。
【0163】
第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凹形状の負レンズL31と両凸形状の正レンズL32との接合正レンズと、両凸形状の正レンズL33と両凹形状の負レンズL34との接合正レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL35とからなる。
【0164】
第3レンズ群G3と像面Iとの間には、ローパスフィルタ等からなるフィルタ群FLが配置されている。
像面I上には、CCDやCMOS等から構成された撮像素子(図示省略)が配置されている。
【0165】
本実施例に係る光学系は、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、および第3レンズ群を、それぞれ異なる軌跡で光軸に沿って物体側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行っている。
【0166】
また、本実施例に係る光学系は、最も像側に、光軸に沿って移動することにより主に球面収差を変化させ、デフォーカス領域のボケ味を変化させるためのDC群を有している。本実施例においては、第2レンズ群G2および第3レンズ群G3がDC群として光軸に沿って移動する。第2レンズ群G2および第3レンズ群は、DC群として光軸沿って移動する際、1つのレンズ群として一体に移動する。
【0167】
本実施例に係る光学系は、DC群の光軸方向への移動量が0(零)の状態、すなわち球面収差が良好に補正されている状態から、DC群を物体に向かう方向すなわち負の方向に移動させることにより、球面収差を補正不足の方向に変化させることができる。一方、DC群の光軸方向への移動量が0(零)の状態から、DC群を像面Iに向かう方向すなわち正の方向に移動させることにより、球面収差を補正過剰の方向に変化させることができる。
【0168】
以下の表6に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
【0169】
(表6)第6実施例
[面データ]
m r d nd νd CE(1) CE(2) CE(3)
OP ∞
1 99.46909 7.495 1.72916 54.6 h(1)=22.732
2 -471.73008 0.200
3 346.75105 3.300 1.74100 52.8 0.658
4 50.06131 2.003
5 66.26767 6.510 1.80400 46.6
6 736.40569 4.503
7 -141.36292 6.363 1.59319 67.9
8 -53.55769 4.000 1.72916 54.6
9 83.60783 2.359 h(min)=19.938
10 60.88997 8.272 1.75500 52.3 h(max)=20.521
11 -301.20099 2.264
12 439.52964 4.624 1.59319 67.9
13 -174.67735 0.875
14 120.42146 6.859 1.59319 67.9
15 -69.51126 2.500 1.75500 52.3 0.657
16 51.56376 8.722
17(ST) ∞ 6.969
18 -38.28970 4.341 1.74100 52.8 0.658
19 105.68496 8.786 1.59319 67.9
20 -53.12708 0.200
21 -13481.47900 4.527 1.59319 67.9
22 -110.20285 0.200 h(max)=18.644
23 111.06583 11.561 1.59319 67.9
24 -83.79197 0.200
25 270.47689 7.791 1.49782 82.6
26 -56.94695 2.500 1.81600 46.6 0.655
27 -307.78343 D27 h(min)=16.021

28 136.15847 4.588 1.61800 63.3
29 -188.06171 0.200
30 90.24706 2.000 1.83481 42.7
31 45.72289 5.063
32 -518.05521 2.000 1.69680 55.5
33 98.48679 4.192 1.70244 30.1
34 -462.90084 D34

35 -64.66052 2.000 1.75520 27.6
36 55.65422 8.968 1.81600 46.6
37 -77.40083 0.200
38 73.42391 9.065 2.00100 29.1
39 -56.43143 3.455 1.76684 46.8
40 64.37441 6.732
41 -48.15448 2.000 1.81600 46.6
42 -456.63754 D42

43 ∞ 1.600 1.51680 64.1
44 ∞ D44
I ∞
[各種データ]
f 102.09
FNo 2.25
ω 11.9
Y 21.60
TL 199.306
BF 18.797
BF(空気換算長) 18.252
Finf 2.25
Fmod 4.73

[可変間隔データ]
INF CLO INFDC(-) INFDC(+) CLODC(-) CLODC(+)
D0 ∞ 143.37 ∞ ∞ 143.37 143.37
β - -0.9993 - - -1.0332 -0.9676
f 102.09 - 104.81 99.51 - -
D27 6.000 24.786 2.000 10.000 20.786 28.786
D34 6.125 39.584 6.125 6.125 39.584 39.584
D42 16.200 51.900 20.200 12.200 55.900 47.900
D44 0.997 0.996 1.295 0.917 3.678 -1.261

[レンズ群データ]
ST f
G1 1 99.79
G2 28 -1907.08
G3 35 -171.99

[条件式対応値]
(1)h(min)/h(max)=0.859
(2){h(max)-h(min)}/{h(1)-h(min)}=0.209
(3)θgFLn+0.0021×νdLn=0.658
(3)θgFLn+0.0021×νdLn=0.657
(3)θgFLn+0.0021×νdLn=0.655
(4)f(1F~1R)/f=0.977
(5)R1/f=0.490
(6)R3/f=0.505
(7)(R1+R2)/(R1-R2)=-0.477
(8)(R3+R4)/(R3-R4)=0.148
(9)f/(-f1)=0.622
(10)2ω=23.8
(11)bfa/f=0.179
(12)γDC=-0.047
βDC=1.023
βR=1.000
(13)βDC=1.023
(14)DC群物体側移動時:|ΔSA×(Finf)/ΔDC|=0.768
DC群像面側移動時:|ΔSA×(Finf)/ΔDC|=0.650
(15)DC群物体側移動時:|ΔSA×(Fmod)/ΔDC|=6.701
DC群像面側移動時:|ΔSA×(Fmod)/ΔDC|=5.708
【0170】
図22A及び図22Bはそれぞれ、第6実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時および近距離物体合焦時の諸収差図である。
図23A及び図23Bはそれぞれ、第6実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時においてDC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
図24A及び図24Bはそれぞれ、第6実施例に係る光学系の近距離物体合焦時において、DC群が物体側に移動した状態およびDC群が像側に移動した状態での諸収差図である。
【0171】
図22A及び図22Bに示す各諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時から近距離物体合焦時にわたって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。
図23A及び図23Bに示す諸収差図より、本実施例に係る光学系は、無限遠物体合焦時において、主に球面収差のみを変化させつつ、他の収差の変動を良好に抑制していることがわかる。
図24A及び図24Bに示す諸収差図より、本実施例に係る光学系は、近距離物体合焦時において、主に球面収差のみを変化させつつ、他の収差の変動を良好に抑制していることがわかる。
【0172】
上記各実施例によれば、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態に亘って諸収差を良好に補正することができ、オートフォーカスにもマニュアルフォーカスにも適した大口径の光学系を実現することができる。
また、デフォーカス領域のボケ味に影響を与える収差のうち、主に球面収差のみを使用者の意図に合わせて変化させて、ピントが合っている被写体のシャープな描写を維持しつつ、被写界深度外の背景または被写界深度外の前景のボケ味を変化させることができる。
【0173】
なお、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。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。
【0174】
本実施形態の光学系の数値実施例として3群構成のものを示したが、本実施形態はこれに限られず、その他の群構成(例えば、4群等)の光学系を構成することもできる。具体的には、上記各実施例の光学系の最も物体側や最も像側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。或いは、隣り合うレンズ群とレンズ群との間にレンズ又はレンズ群を追加しても良い。なお、レンズ群は、少なくとも1枚以上のレンズで構成されてもよい。
【0175】
また、上記各実施例では、各レンズ群を合焦レンズ群としている。斯かる合焦レンズ群は、オートフォーカスに適用することも可能であり、オートフォーカス用のモータ、例えば超音波モータ、ステッピングモータ、VCMモータ等による駆動にも適している。
【0176】
また、上記各実施例の光学系において、いずれかのレンズ群全体又はその一部を、防振群として光軸に対して垂直な方向の成分を含むように移動させ、又は光軸を含む面内方向へ回転移動(揺動)させることにより、防振を行う構成とすることもできる。
【0177】
また、上記各実施例の光学系の開口絞りは、開口絞りとして部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用する構成としてもよい。
【0178】
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は、球面又は平面としてもよく、或いは非球面としてもよい。レンズ面が球面又は平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、レンズ加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防ぐことができるため好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないため好ましい。レンズ面が非球面の場合、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、又はガラス表面に設けた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よい。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)或いはプラスチックレンズとしてもよい。
【0179】
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、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。
【0180】
次に、本実施形態の光学系を備えたカメラを図25に基づいて説明する。
図25は本実施形態の光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
図25に示すようにカメラ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ミラーレスカメラである。
【0181】
本カメラ1において、不図示の物体(被写体)からの光は、撮影レンズ2で集光されて、不図示のOLPF(Optical low pass filter:光学ローパスフィルタ)を介して撮像部3の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部3に設けられた光電変換素子によって被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ1に設けられたEVF(Electronic view finder:電子ビューファインダ)4に表示される。これにより撮影者は、EVF4を介して被写体を観察することができる。
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、撮像部3で生成された被写体の画像が不図示のメモリに記憶される。このようにして、撮影者は本カメラ1による被写体の撮影を行うことができる。
【0182】
ここで、本カメラ1に撮影レンズ2として搭載した上記第1実施例に係る光学系は、上述のように無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態に亘って諸収差を良好に補正することができ、オートフォーカスにもマニュアルフォーカスにも適した大口径の光学系である。すなわち本カメラ1は、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態に亘って諸収差を良好に補正することができ、オートフォーカスにもマニュアルフォーカスにも適した性能を実現することができる。なお、上記第2~第6実施例に係る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、上記カメラ1と同様の効果を奏することができる。また、クイックリターンミラーを有し、ファインダ光学系によって被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに上記各実施例に係る光学系を搭載した場合でも、上記カメラ1と同様の効果を奏することができる。
【0183】
次に、本実施形態の光学系の製造方法の概略を図26に基づいて説明する。
図26は、本実施形態の光学系の製造方法の概略を示すフロー図である。
図26に示す本実施形態の光学系の製造方法は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、複数の後続レンズ群とからなる光学系の製造方法であって、以下のステップS1~S4を含むものである。
【0184】
ステップS1:合焦の際、隣り合う前記レンズ群の間隔が変化するように構成する。
ステップS2:前記第1レンズ群を、開口絞りを挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前側レンズ群と、像側に配置された正の屈折力を有する後側レンズ群とからなるように構成する。
ステップS3:前記前側レンズ群が、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、物体側へ移動するように構成する。
【0185】
ステップS4:前記後側レンズ群が、mおよびnをm<nを満たす正の整数とし、前記後側レンズ群の最も物体側のレンズ面から数えて第m番目および第n番目のレンズ面における無限遠物体合焦時のマージナル光線高さをそれぞれh(m)およびh(n)としたとき、h(m)>h(n)を満たす前記マージナル光線高さのうち、最も高いh(m)をh(max)とし、最も低いh(n)をh(min)としたとき、以下の条件式(1)を満足するように構成する。
(1)0.50<h(min)/h(max)
【0186】
斯かる本実施形態の光学系の製造方法によれば、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態に亘って諸収差を良好に補正することができ、オートフォーカスにもマニュアルフォーカスにも適した大口径の光学系を製造することができる。
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