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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-24
(45)【発行日】2022-11-01
(54)【発明の名称】変倍光学系および光学機器
(51)【国際特許分類】
   G02B 15/20 20060101AFI20221025BHJP
   G02B 13/18 20060101ALN20221025BHJP
【FI】
G02B15/20
G02B13/18
【請求項の数】 19
(21)【出願番号】P 2020562010
(86)(22)【出願日】2018-12-26
(86)【国際出願番号】 JP2018047779
(87)【国際公開番号】W WO2020136747
(87)【国際公開日】2020-07-02
【審査請求日】2021-03-15
(73)【特許権者】
【識別番号】000004112
【氏名又は名称】株式会社ニコン
(74)【代理人】
【識別番号】100092897
【弁理士】
【氏名又は名称】大西 正悟
(74)【代理人】
【識別番号】100157417
【弁理士】
【氏名又は名称】並木 敏章
(72)【発明者】
【氏名】町田 幸介
【審査官】岡田 弘
(56)【参考文献】
【文献】特開2018-173487(JP,A)
【文献】特開2018-169563(JP,A)
【文献】特開2016-045435(JP,A)
【文献】特開2016-224157(JP,A)
【文献】特開2017-129668(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】
物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群と、正の屈折力を有する第6レンズ群と、負の屈折力を有する第7レンズ群とからなり、
変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
前記第5レンズ群および前記第6レンズ群のうち少なくとも1つは、合焦の際に移動する合焦レンズ群であり、
前記合焦レンズ群のうち少なくとも1つは、負の屈折力を有する単レンズを有する、
変倍光学系。
【請求項2】
以下の条件式を満足する請求項1に記載の変倍光学系。
1.00<f6/(-f7)<6.00
但し、f6:前記第6レンズ群の焦点距離
f7:前記第7レンズ群の焦点距離
【請求項3】
以下の条件式を満足する請求項1または2に記載の変倍光学系。
0.80<f1/(-f7)<5.00
但し、f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f7:前記第7レンズ群の焦点距離
【請求項4】
以下の条件式を満足する請求項1~3のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.10<f2/f7<3.00
但し、f2:前記第2レンズ群の焦点距離
f7:前記第7レンズ群の焦点距離
【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。
3.40<f1/(-f2)<7.00
但し、f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
【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。
0.80<f1/f4<5.10
1.20<f4/fw<6.80
但し、f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
【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変倍光学系。
0.20<f3/f4<2.50
但し、f3:前記第3レンズ群の焦点距離
f4:前記第4レンズ群の焦点距離
【請求項8】
前記合焦レンズ群は、3つ以下の単レンズからなる請求項1~7のいずれか一項に記載の変倍光学系。
【請求項9】
前記合焦レンズ群は、開口絞りよりも像側に配置される請求項1~8のいずれか一項に記載の変倍光学系。
【請求項10】
開口絞りよりも像側に少なくとも4つのレンズ群が配置される請求項1~9のいずれか一項に記載の変倍光学系。
【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。
0.20<|fF|/ft<4.00
但し、fF:前記合焦レンズ群のうち最も屈折力が強い前記合焦レンズ群の焦点距離
ft:望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
【請求項12】
前記第4レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズを有する請求項1~11のいずれか一項に記載の変倍光学系。
【請求項13】
前記第4レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズを有し、
以下の条件式を満足する請求項1~12のいずれか一項に記載の変倍光学系。
1.00<nN/nP<1.35
但し、nN:前記接合レンズにおける前記負レンズの屈折率
nP:前記接合レンズにおける前記正レンズの屈折率
【請求項14】
前記第4レンズ群は、負レンズと正レンズとの接合レンズを有し、
以下の条件式を満足する請求項1~13のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.20<νN/νP<0.85
但し、νN:前記接合レンズにおける前記負レンズのアッベ数
νP:前記接合レンズにおける前記正レンズのアッベ数
【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。
f1/|fRw|<5.00
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第4レンズ群よりも像側に配置されたレンズ群の合成焦点距離
【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。
2ωw>75°
但し、ωw:広角端状態における前記変倍光学系の半画角
【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。
0.10<BFw/fw<1.00
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
fw:広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
【請求項18】
以下の条件式を満足する請求項1~17のいずれか一項に記載の変倍光学系。
0.00<(rR2+rR1)/(rR2-rR1)<8.00
但し、rR1:前記変倍光学系の最も像側に配置されたレンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径
rR2:前記変倍光学系の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面の曲率半径
【請求項19】
請求項1~18のいずれかに記載の変倍光学系を搭載して構成される光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、変倍光学系およびこれを用いた光学機器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、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)。変倍光学系においては、変倍または合焦の際の収差の変動を抑えることが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2013-160944号公報
【発明の概要】
【0004】
第1の態様に係る変倍光学系は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群と、負の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群と、正の屈折力を有する第4レンズ群と、正の屈折力を有する第5レンズ群と、正の屈折力を有する第6レンズ群と、負の屈折力を有する第7レンズ群とからなり、変倍の際に、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記第5レンズ群および前記第6レンズ群のうち少なくとも1つは、合焦の際に移動する合焦レンズ群であり、前記合焦レンズ群のうち少なくとも1つは、負の屈折力を有する単レンズを有する
【0005】
第2の態様に係る光学機器は、上記変倍光学系を搭載して構成される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
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)、および図2(C)はそれぞれ、第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、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図3(A)、図3(B)、および図3(C)はそれぞれ、第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。
図4】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5図5(A)、図5(B)、および図5(C)はそれぞれ、第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
図6図6(A)、図6(B)、および図6(C)はそれぞれ、第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。
図7】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8図8(A)、図8(B)、および図8(C)はそれぞれ、第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、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図9(A)、図9(B)、および図9(C)はそれぞれ、第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。
図10】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11図11(A)、図11(B)、および図11(C)はそれぞれ、第4実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
図12図12(A)、図12(B)、および図12(C)はそれぞれ、第4実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。
図13】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14図14(A)、図14(B)、および図14(C)はそれぞれ、第5実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
図15図15(A)、図15(B)、および図15(C)はそれぞれ、第5実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。
図16】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17図17(A)、図17(B)、および図17(C)はそれぞれ、第6実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
図18図18(A)、図18(B)、および図18(C)はそれぞれ、第6実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。
図19】第7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20図20(A)、図20(B)、および図20(C)はそれぞれ、第7実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。
図21図21(A)、図21(B)、および図21(C)はそれぞれ、第7実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。
図22】本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23】本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】
【0008】
以下、本実施形態に係る変倍光学系および光学機器について図を参照して説明する。まず、本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22に基づいて説明する。このカメラ1は、図22に示すように撮影レンズ2として本実施形態に係る変倍光学系を備えたデジタルカメラである。カメラ1において、不図示の物体(被写体)からの光は、撮影レンズ2で集光されて、撮像素子3へ到達する。これにより被写体からの光は、当該撮像素子3によって撮像されて、被写体画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者はカメラ1による被写体の撮影を行うことができる。なお、このカメラは、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。
【0009】
次に、本実施形態に係る変倍光学系(撮影レンズ)について説明する。本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、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6と、負の屈折力を有する第7レンズ群G7とを有し、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される。
【0010】
本実施形態に係る変倍光学系ZLは、少なくとも5つのレンズ群を有し、変倍の際に各レンズ群の間隔が変化する。これにより、本実施形態によれば、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の収差の変動を抑えることが可能になる。また、本実施形態に係る変倍光学系ZLは、正屈折力を有する第5レンズ群と、正屈折力を有する第6レンズ群と、負屈折力を有する第7レンズ群とを有しているため、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の収差の変動を良好に抑えることができる。
【0011】
本実施形態に係る変倍光学系ZLは、図4に示す変倍光学系ZL(2)でもよく、図7に示す変倍光学系ZL(3)でもよく、図19に示す変倍光学系ZL(7)でもよい。
【0012】
本実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(1)を満足することが望ましい。
【0013】
1.00<f6/(-f7)<6.00 ・・・(1)
但し、f6:第6レンズ群G6の焦点距離
f7:第7レンズ群G7の焦点距離
【0014】
条件式(1)は、第6レンズ群G6の焦点距離と第7レンズ群G7の焦点距離との比を規定するものである。条件式(1)を満足することで、広角端状態から望遠端状態への変倍の際のコマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
【0015】
条件式(1)の対応値が上限値を上回ると、第7レンズ群G7の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際のコマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(1)の上限値を5.80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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(1)の上限値を、5.60、5.40、5.20、5.00、4.80、4.60、4.40、4.20、4.00、さらに3.80に設定してもよい。
【0016】
条件式(1)の対応値が下限値を下回ると、第6レンズ群G6の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際のコマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(1)の下限値を1.10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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(1)の下限値を、1.20、1.30、1.40、1.50、1.60、1.70、1.80、1.90、さらに2.00に設定してもよい。
【0017】
本実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
【0018】
0.80<f1/(-f7)<5.00 ・・・(2)
但し、f1:第1レンズ群G1の焦点距離
f7:第7レンズ群G7の焦点距離
【0019】
条件式(2)は、第1レンズ群G1の焦点距離と第7レンズ群G7の焦点距離との比を規定するものである。条件式(2)を満足することで、広角端状態から望遠端状態への変倍の際のコマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
【0020】
条件式(2)の対応値が上限値を上回ると、第7レンズ群G7の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際のコマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(2)の上限値を4.80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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(2)の上限値を、4.60、4.40、4.20、4.00、3.80、3.60、3.50、3.40、3.30、さらに3.20に設定してもよい。
【0021】
条件式(2)の対応値が下限値を下回ると、第1レンズ群G1の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際のコマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(2)の下限値を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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(2)の下限値を、1.20、1.50、1.60、1.70、1.80、1.90、2.00、2.10、2.20、さらに2.30に設定してもよい。
【0022】
本実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
【0023】
0.10<f2/f7<3.00 ・・・(3)
但し、f2:第2レンズ群G2の焦点距離
f7:第7レンズ群G7の焦点距離
【0024】
条件式(3)は、第2レンズ群G2の焦点距離と第7レンズ群G7の焦点距離との比を規定するものである。条件式(3)を満足することで、広角端状態から望遠端状態への変倍の際のコマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
【0025】
条件式(3)の対応値が上限値を上回ると、第7レンズ群G7の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際のコマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(3)の上限値を2.80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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(3)の上限値を、2.50、2.30、2.00、1.80、1.50、1.30、1.00、0.90、0.80、さらに0.70に設定してもよい。
【0026】
条件式(3)の対応値が下限値を下回ると、第2レンズ群G2の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際のコマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(3)の下限値を0.15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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(3)の下限値を、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.42、0.44、さらに0.45に設定してもよい。
【0027】
本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、第5レンズ群G5および第6レンズ群G6のうち少なくとも1つは、合焦の際に移動する合焦レンズ群であることが望ましい。このように、第5レンズ群G5または第6レンズ群G6を合焦レンズ群にすることで、合焦レンズ群を小型軽量化することができ、鏡筒が大型化することなく、高速で静粛性の高いオートフォーカスを実現することが可能になる。
【0028】
本実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
【0029】
3.40<f1/(-f2)<7.00 ・・・(4)
但し、f1:第1レンズ群G1の焦点距離
f2:第2レンズ群G2の焦点距離
【0030】
条件式(4)は、第1レンズ群G1の焦点距離と第2レンズ群G2の焦点距離との比を規定するものである。条件式(4)を満足することで、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
【0031】
条件式(4)の対応値が上限値を上回ると、第2レンズ群G2の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(4)の上限値を6.80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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(4)の上限値を、6.60、6.50、6.40、6.30、6.20、6.10、6.00、さらに5.90に設定してもよい。
【0032】
条件式(4)の対応値が下限値を下回ると、第1レンズ群G1の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(4)の下限値を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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(4)の下限値を、4.00、4.20、4.40、4.50、4.60、4.80、4.90、5.00、5.10、さらに5.20に設定してもよい。
【0033】
本実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(5)~(6)を満足することが望ましい。
【0034】
0.80<f1/f4<5.10 ・・・(5)
1.20<f4/fw<6.80 ・・・(6)
但し、f1:第1レンズ群G1の焦点距離
f4:第4レンズ群G4の焦点距離
fw:広角端状態における変倍光学系ZLの焦点距離
【0035】
条件式(5)は、第1レンズ群G1の焦点距離と第4レンズ群G4の焦点距離との比を規定するものである。条件式(5)を満足することで、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
【0036】
条件式(5)の対応値が上限値を上回ると、第4レンズ群G4の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(5)の上限値を4.50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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(5)の上限値を、4.00、3.50、3.00、2.50、2.00、1.80、1.65、1.60、さらに1.55に設定してもよい。
【0037】
条件式(5)の対応値が下限値を下回ると、第1レンズ群G1の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(5)の下限値を0.82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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(5)の下限値を、0.84、0.85、0.88、0.90、0.92、0.95、0.96、0.97、0.98、さらに1.00に設定してもよい。
【0038】
条件式(6)は、第4レンズ群G4の焦点距離と広角端状態における変倍光学系ZLの焦点距離との比を規定するものである。条件式(6)を満足することで、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
【0039】
条件式(6)の対応値が上限値を上回ると、第4レンズ群G4の屈折力が弱くなりすぎるため、変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(6)の上限値を6.70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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(6)の上限値を、6.60、6.50、6.30、6.00、5.80、5.50、5.30、5.00、4.90、さらに4.80に設定してもよい。
【0040】
条件式(6)の対応値が下限値を下回ると、第4レンズ群G4の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(6)の下限値を1.50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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(6)の下限値を、2.00、2.50、2.80、2.90、3.00、3.10、3.20、3.30、3.40、さらに3.50に設定してもよい。
【0041】
本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。
【0042】
0.20<f3/f4<2.50 ・・・(7)
但し、f3:第3レンズ群G3の焦点距離
f4:第4レンズ群G4の焦点距離
【0043】
条件式(7)は、第3レンズ群G3の焦点距離と第4レンズ群G4の焦点距離との比を規定するものである。条件式(7)を満足することで、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
【0044】
条件式(7)の対応値が上限値を上回ると、第4レンズ群G4の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(7)の上限値を2.40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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(7)の上限値を、2.30、2.20、2.10、2.00、1.90、1.80、1.50、1.30、1.00、さらに0.90に設定してもよい。
【0045】
条件式(7)の対応値が下限値を下回ると、第3レンズ群G3の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(7)の下限値を0.22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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(7)の下限値を、0.25、0.28、0.30、0.31、0.32、0.33、さらに0.34に設定してもよい。
【0046】
本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、第5レンズ群G5および第6レンズ群G6のうち少なくとも1つは、合焦の際に移動する合焦レンズ群であり、合焦レンズ群は、3つ以下の単レンズからなることが望ましい。これにより、合焦レンズ群を小型軽量化することができる。
【0047】
本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、第5レンズ群G5および第6レンズ群G6のうち少なくとも1つは、合焦の際に移動する合焦レンズ群であり、合焦レンズ群のうち少なくとも1つは、負の屈折力を有する単レンズを有することが望ましい。これにより、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
【0048】
本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、第5レンズ群G5および第6レンズ群G6のうち少なくとも1つは、合焦の際に移動する合焦レンズ群であり、合焦レンズ群は、開口絞りSよりも像側に配置されることが望ましい。これにより、合焦レンズ群を小型軽量化することができる。
【0049】
本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、開口絞りSよりも像側に少なくとも4つのレンズ群が配置されることが望ましい。これにより、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが可能になる。
【0050】
本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、第5レンズ群G5および第6レンズ群G6のうち少なくとも1つは、合焦の際に移動する合焦レンズ群であり、以下の条件式(8)を満足することが望ましい。
【0051】
0.20<|fF|/ft<4.00 ・・・(8)
但し、fF:合焦レンズ群のうち最も屈折力が強い合焦レンズ群の焦点距離
ft:望遠端状態における変倍光学系ZLの焦点距離
【0052】
条件式(8)は、合焦レンズ群のうち最も屈折力が強い合焦レンズ群の焦点距離と、望遠端状態における変倍光学系ZLの焦点距離との比を規定するものである。条件式(8)を満足することで、鏡筒が大型化することなく、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差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、合焦レンズ群の屈折力が弱くなりすぎるため、合焦の際の合焦レンズ群の移動量が大きくなり、鏡筒が大型化する。条件式(8)の上限値を3.80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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(8)の上限値を、3.60、3.40、3.20、3.00、2.80、2.60、2.40、2.20、さらに2.00に設定してもよい。
【0054】
条件式(8)の対応値が下限値を下回ると、合焦レンズ群の屈折力が強くなりすぎるため、合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(8)の下限値を0.23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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(8)の下限値を、0.25、0.28、0.30、0.33、さらに0.35に設定してもよい。
【0055】
本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、第4レンズ群G4は、負レンズと正レンズとの接合レンズを有することが望ましい。これにより、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
【0056】
本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、第4レンズ群G4は、負レンズと正レンズとの接合レンズを有し、以下の条件式(9)を満足することが望ましい。
【0057】
1.00<nN/nP<1.35 ・・・(9)
但し、nN:接合レンズにおける負レンズの屈折率
nP:接合レンズにおける正レンズの屈折率
【0058】
条件式(9)は、第4レンズ群G4内の接合レンズにおける負レンズの屈折率と正レンズの屈折率との比を規定するものである。条件式(9)を満足することで、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
【0059】
条件式(9)の対応値が上限値を上回ると、接合レンズにおける負レンズの屈折力が強くなりすぎるため、望遠端状態における球面収差の補正が過剰になり、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(9)の上限値を1.33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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(9)の上限値を、1.30、1.29、1.28、1.27、1.26、さらに1.25に設定してもよい。
【0060】
条件式(9)の対応値が下限値を下回ると、接合レンズにおける負レンズの屈折力が弱くなりすぎるため、望遠端状態における球面収差の補正が不足し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(9)の下限値を1.02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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(9)の下限値を、1.05、1.08、1.10、1.11、1.12、1.13、1.14、1.15に設定してもよい。
【0061】
本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、第4レンズ群G4は、負レンズと正レンズとの接合レンズを有し、以下の条件式(10)を満足することが望ましい。
【0062】
0.20<νN/νP<0.85 ・・・(10)
但し、νN:接合レンズにおける負レンズのアッベ数
νP:接合レンズにおける正レンズのアッベ数
【0063】
条件式(10)は、第4レンズ群G4内の接合レンズにおける負レンズのアッベ数と正レンズのアッベ数との比を規定するものである。条件式(10)を満足することで、色収差を良好に補正することができる。
【0064】
条件式(10)の対応値が上限値を上回ると、接合レンズにおける正レンズのアッベ数が小さくなるため、色収差が過大に発生し、色収差を補正することが困難になる。条件式(10)の上限値を0.83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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(10)の上限値を、0.80、0.78、0.75、0.73、0.70、0.68、0.65、0.63、0.60、0.58、0.55、0.53、さらに0.50に設定してもよい。
【0065】
条件式(10)の対応値が下限値を下回ると、接合レンズにおける負レンズのアッベ数が小さくなるため、色収差の補正が過剰になる。条件式(10)の下限値を0.22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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(10)の下限値を、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、さらに0.29に設定してもよい。
【0066】
本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。
【0067】
f1/|fRw|<5.00 ・・・(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第4レンズ群G4よりも像側に配置されたレンズ群の合成焦点距離
【0068】
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第4レンズ群G4よりも像側に配置されたレンズ群の合成焦点距離との比を規定するものである。条件式(11)を満足することで、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
【0069】
条件式(11)の対応値が上限値を上回ると、第4レンズ群G4よりも像側に配置されたレンズ群の合成の屈折力が強くなりすぎるため、変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(11)の上限値を4.80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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(11)の上限値を、4.60、4.40、4.20、4.00、3.80、3.50、3.00、2.80、2.50、2.30、2.00、1.80、さらに1.50に設定してもよい。
【0070】
本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。
【0071】
2ωw>75° ・・・(12)
但し、ωw:広角端状態における変倍光学系ZLの半画角
【0072】
条件式(12)は、広角端状態における変倍光学系ZLの半画角を規定するものである。条件式(12)を満足することで、広い画角を有しながら、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の収差の変動を抑えることができる。条件式(12)の下限値を76°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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(12)の下限値を、77°、78°、79°、80°、81°、さらに82°に設定してもよい。
【0073】
本実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下の条件式(13)を満足することが望ましい。
【0074】
0.10<BFw/fw<1.00 ・・・(13)
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
fw:広角端状態における変倍光学系ZLの焦点距離
【0075】
条件式(13)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、広角端状態における変倍光学系ZLの焦点距離との比を規定するものである。条件式(13)を満足することで、広角端状態におけるコマ収差をはじめとする諸収差を良好に補正することができる。
【0076】
条件式(13)の対応値が上限値を上回ると、広角端状態における変倍光学系ZLの焦点距離に対してバックフォーカスが大きくなりすぎるため、広角端状態におけるコマ収差をはじめとする諸収差を補正することが困難になる。条件式(13)の上限値を0.95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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(13)の上限値を、0.90、0.85、0.80、0.78、0.75、0.73、0.70、0.68、さらに0.65に設定してもよい。
【0077】
条件式(13)の対応値が下限値を下回ると、広角端状態における変倍光学系ZLの焦点距離に対してバックフォーカスが小さくなりすぎるため、広角端状態におけるコマ収差をはじめとする諸収差を補正することが困難になる。また、鏡筒のメカ部材を配置することが困難になる。条件式(13)の下限値を0.15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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(13)の下限値を、0.20、0.25、0.30、0.35、0.37、0.38、0.40、0.42、0.44、さらに0.45に設定してもよい。
【0078】
本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、第5レンズ群G5および第6レンズ群G6のうち少なくとも1つは、合焦の際に移動する合焦レンズ群であり、以下の条件式(14)を満足することが望ましい。
【0079】
0.00<(rR2+rR1)/(rR2-rR1)<8.00 ・・・(14)
但し、rR1:変倍光学系ZLの最も像側に配置されたレンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径
rR2:変倍光学系ZLの最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面の曲率半径
【0080】
条件式(14)は、変倍光学系ZLの最も像側に配置されたレンズのシェイプファクターを規定するものである。条件式(14)を満足することで、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
【0081】
条件式(14)の対応値が上限値を上回ると、変倍光学系ZLの最も像側に配置されたレンズのコマ収差の補正力が不足するため、変倍の際の諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(14)の上限値を7.50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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(14)の上限値を、7.00、6.80、6.50、6.30、6.00、5.80、5.50、5.30、さらに5.00に設定してもよい。
【0082】
条件式(14)の対応値が下限値を下回ると、変倍光学系ZLの最も像側に配置されたレンズのコマ収差の補正力が不足するため、変倍の際の諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式(14)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。本実施形態の効果をさらに確実なものとするために、条件式(14)の下限値を、0.50、0.80、1.00、1.20、1.50、1.80、2.00、2.20、さらに2.50に設定してもよい。
【0083】
続いて、図23を参照しながら、本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、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6と、負の屈折力を有する第7レンズ群G7とを配置する(ステップST1)。そして、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、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する(ステップST2)。このような製造方法によれば、鏡筒が大型化することなく、高速で静粛性の高いオートフォーカスを実現可能で、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の収差の変動および、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の収差の変動を抑えた変倍光学系を製造することが可能になる。
【実施例
【0084】
以下、各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4図7図10図13図16図19は、第1~第7実施例に係る変倍光学系ZL{ZL(1)~ZL(7)}の構成及び屈折力配分を示す断面図である。なお、第1~第3実施例および第7実施例は本実施形態に対応する実施例であり、第4~第6実施例は参考例である。各断面図には、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。さらに、合焦レンズ群が無限遠から近距離物体に合焦する際の移動方向を、「合焦」という文字とともに矢印で示している。
【0085】
これらの図(図1図4図7図10図13図16図19)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。
【0086】
以下に表1~表7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、表7は第7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。
【0087】
[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、2ωは画角(単位は°(度)で、ωが半画角である)、Ymaxは最大像高を示す。TLは無限遠合焦時の光軸上でのレンズ最前面からレンズ最終面までの距離にBFを加えた距離を示し、BFは無限遠合焦時の光軸上でのレンズ最終面から像面Iまでの空気換算距離(バックフォーカス)を示す。なお、これらの値は、広角端(W)、中間焦点距離(M)、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。また、[全体諸元]の表において、fRwは、広角端状態における第4レンズ群よりも像側に配置されたレンズ群の合成焦点距離を示す。
【0088】
[レンズ諸元]の表において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序を示し、Rは各光学面の曲率半径(曲率中心が像側に位置する面を正の値としている)、Dは各光学面から次の光学面(又は像面)までの光軸上の距離である面間隔、ndは光学部材の材質のd線に対する屈折率、νdは光学部材の材質のd線を基準とするアッベ数を、それぞれ示す。曲率半径の「∞」は平面又は開口を、(絞りS)は開口絞りを、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。レンズ面が非球面である場合には面番号に*印を付して曲率半径Rの欄には近軸曲率半径を示している。
【0089】
[非球面データ]の表には、[レンズ諸元]に示した非球面について、その形状を次式(A)で示す。X(y)は非球面の頂点における接平面から高さyにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離(ザグ量)を、Rは基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)を、κは円錐定数を、Aiは第i次の非球面係数を示す。「E-n」は、「×10-n」を示す。例えば、1.234E-05=1.234×10-5である。なお、2次の非球面係数A2は0であり、その記載を省略している。
【0090】
X(y)=(y2/R)/{1+(1-κ×y2/R21/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10+A12×y12 ・・・(A)
【0091】
[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。
【0092】
[可変間隔データ]の表には、[レンズ諸元]を示す表において面間隔が「可変」となっている面番号での面間隔を示す。ここでは無限遠および近距離に合焦させたときのそれぞれについて、広角端(W)、中間焦点距離(M)、望遠端(T)の各変倍状態における面間隔を示す。
【0093】
[条件式対応値]の表には、各条件式に対応する値を示す。
【0094】
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。
【0095】
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。
【0096】
(第1実施例)
第1実施例について、図1図3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、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、開口絞りS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、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6と、負の屈折力を有する第7レンズ群G7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~第7レンズ群G1~G7がそれぞれ図1の矢印で示す方向に移動し、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。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。
【0097】
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12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L13とから構成される。
【0098】
第2レンズ群G2は、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L21と、両凹形状の負レンズL22と、両凸形状の正レンズ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。負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0099】
第3レンズ群G3は、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L31と、両凸形状の正レンズL32とから構成される。開口絞りSは、第3レンズ群G3の物体側近傍に設けられ、変倍の際、第3レンズ群G3とともに移動する。正メニスカスレンズL31は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0100】
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL41と両凸形状の正レンズL42との接合正レンズから構成される。
【0101】
第5レンズ群G5は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL51と、両凸形状の正レンズL52とから構成される。
【0102】
第6レンズ群G6は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL61から構成される。正メニスカスレンズL61は、像側のレンズ面が非球面である。
【0103】
第7レンズ群G7は、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L71と、両凹形状の負レンズL72と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL73とから構成される。負レンズL72は、物体側のレンズ面が非球面である。第7レンズ群G7の像側に、像面Iが配置される。
【0104】
本実施例では、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6とをそれぞれ独立に物体側へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体(無限遠物体から有限距離物体)への合焦が行われる。すなわち、第5レンズ群G5は、第1の合焦レンズ群に該当し、第6レンズ群G6は、第2の合焦レンズ群に該当する。
【0105】
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。
【0106】
(表1)
[全体諸元]
変倍比 2.74
fRw=-4993.677
W M T
f 24.8 50.0 67.9
FNO 2.92 2.92 2.92
2ω 85.10 45.26 33.84
Ymax 21.60 21.60 21.60
TL 139.35 158.45 169.16
BF 11.93 23.42 28.62
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物体面 ∞
1 234.3873 2.500 1.84666 23.80
2 109.5180 5.200 1.75500 52.34
3 389.6852 0.200
4 59.0627 5.700 1.77250 49.62
5 135.3649 D5(可変)
6* 218.4420 2.000 1.74389 49.53
7 18.6957 9.658
8 -59.6856 1.300 1.77250 49.62
9 59.6856 0.442
10 39.2099 6.400 1.72825 28.38
11 -48.6731 1.933
12 -26.4065 1.300 1.61800 63.34
13 -71.7612 D13(可変)
14 ∞ 1.712 (絞りS)
15* 71.8876 2.500 1.69370 53.32
16 127.6411 0.716
17 38.7492 5.900 1.59319 67.90
18 -105.4274 D18(可変)
19 67.0276 1.300 1.73800 32.33
20 19.5126 9.700 1.49782 82.57
21 -50.5609 D21(可変)
22 -23.9237 1.200 1.72047 34.71
23 -56.2081 0.200
24 103.1749 5.900 1.59349 67.00
25 -33.0197 D25(可変)
26 -70.6288 3.500 1.79189 45.04
27* -38.2153 D27(可変)
28 -43.9824 3.000 1.94595 17.98
29 -32.4253 0.200
30* -100.5837 1.500 1.85207 40.15
31 88.1634 7.847
32 -25.2838 1.400 1.58913 61.22
33 -45.3661 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
κ=1.0000,A4=5.27866E-06,A6=-5.41835E-09
A8=1.33113E-11,A10=-2.04736E-14,A12=2.05090E-17
第15面
κ=1.0000,A4=-4.55747E-06,A6=-1.40092E-10
A8=-8.81384E-13,A10=-8.42653E-15,A12=0.00000E+00
第27面
κ=1.0000,A4=1.09543E-05,A6=-2.36281E-08
A8=1.42728E-10,A10=-5.02724E-13,A12=7.51800E-16
第30面
κ=1.0000,A4=-2.18913E-06,A6=-2.29301E-08
A8=3.94582E-11,A10=-9.84200E-14,A12=0.00000E+00
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 119.124
G2 6 -22.126
G3 14 40.880
G4 19 115.687
G5 22 124.717
G6 26 100.365
G7 28 -47.354
[可変間隔データ]
W M T W M T
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
D5 1.780 21.220 30.246 1.780 21.220 30.246
D13 19.285 6.132 2.013 19.285 6.132 2.013
D18 9.167 3.866 1.493 9.167 3.866 1.493
D21 5.179 14.279 19.018 4.137 12.991 17.666
D25 2.679 3.515 2.616 3.249 4.079 3.027
D27 6.128 2.807 1.953 6.600 3.530 2.893
[条件式対応値]
条件式(1) f6/(-f7)=2.119
条件式(2) f1/(-f7)=2.516
条件式(3) f2/f7=0.467
条件式(4) f1/(-f2)=5.384
条件式(5) f1/f4=1.030
条件式(6) f4/fw=4.674
条件式(7) f3/f4=0.353
条件式(8) |fF|/ft=1.837
条件式(9) nN/nP=1.160
条件式(10) νN/νP=0.392
条件式(11) f1/|fRw|=0.024
条件式(12) 2ωw=85.10
条件式(13) BFw/fw=0.482
条件式(14) (rR2+rR1)/(rR2-rR1)=3.518
【0107】
図2(A)、図2(B)、および図2(C)はそれぞれ、第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、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(A)、図3(B)、および図3(C)はそれぞれ、第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。
【0108】
図2(A)~図2(C)の各収差図において、FNOはFナンバー、Yは像高をそれぞれ示す。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、横収差図では各像高の値を示す。図3(A)~図3(C)の各収差図において、NAは開口数、Yは像高をそれぞれ示す。球面収差図では最大口径に対応する開口数の値を示し、非点収差図および歪曲収差図では像高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。
【0109】
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おり、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
【0110】
(第2実施例)
第2実施例について、図4図6および表2を用いて説明する。図4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、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、開口絞りS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、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6と、負の屈折力を有する第7レンズ群G7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~第7レンズ群G1~G7がそれぞれ図4の矢印で示す方向に移動し、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。
【0111】
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12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L13とから構成される。
【0112】
第2レンズ群G2は、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L21と、両凹形状の負レンズL22と、両凸形状の正レンズ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。負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0113】
第3レンズ群G3は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL31と、両凸形状の正レンズL32とから構成される。開口絞りSは、第3レンズ群G3の物体側近傍に設けられ、変倍の際、第3レンズ群G3とともに移動する。正レンズL31は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0114】
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL41と両凸形状の正レンズL42との接合正レンズから構成される。
【0115】
第5レンズ群G5は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL51と、両凸形状の正レンズL52とから構成される。
【0116】
第6レンズ群G6は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL61から構成される。正メニスカスレンズL61は、像側のレンズ面が非球面である。
【0117】
第7レンズ群G7は、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L71と、両凹形状の負レンズL72と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL73とから構成される。負レンズL72は、物体側のレンズ面が非球面である。第7レンズ群G7の像側に、像面Iが配置される。
【0118】
本実施例では、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6とをそれぞれ独立に物体側へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体(無限遠物体から有限距離物体)への合焦が行われる。すなわち、第5レンズ群G5は、第1の合焦レンズ群に該当し、第6レンズ群G6は、第2の合焦レンズ群に該当する。
【0119】
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。
【0120】
(表2)
[全体諸元]
変倍比 2.74
fRw=-346.533
W M T
f 24.8 50.0 67.9
FNO 2.92 2.92 2.92
2ω 85.08 45.32 33.84
Ymax 21.60 21.60 21.60
TL 139.96 156.15 168.00
BF 11.76 26.07 29.33
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物体面 ∞
1 282.3733 2.500 1.84666 23.80
2 123.2365 5.647 1.77250 49.62
3 1180.1775 0.200
4 59.2907 4.310 1.81600 46.59
5 98.9987 D5(可変)
6* 205.3191 2.000 1.74389 49.53
7 19.2200 9.185
8 -74.7032 1.300 1.83481 42.73
9 64.3697 0.324
10 41.9771 5.683 1.78472 25.64
11 -72.0408 4.071
12 -26.6709 1.300 1.60300 65.44
13 -52.5345 D13(可変)
14 ∞ 1.500 (絞りS)
15* 84.6431 3.039 1.58913 61.15
16 -4073.6051 0.200
17 42.4140 5.438 1.59319 67.90
18 -143.7473 D18(可変)
19 74.9775 1.300 1.73800 32.33
20 20.9860 9.090 1.49782 82.57
21 -48.9247 D21(可変)
22 -23.9603 1.200 1.73800 32.33
23 -52.8529 0.955
24 113.2572 5.800 1.59349 66.99
25 -32.1120 D25(可変)
26 -120.6162 3.500 1.74389 49.53
27* -50.8923 D27(可変)
28 -61.4253 3.215 1.94595 17.98
29 -34.3446 0.200
30* -69.3409 1.500 1.85108 40.12
31 72.0715 6.683
32 -23.1150 1.400 1.69680 55.52
33 -36.7553 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
κ=1.0000,A4=4.34838E-06,A6=-2.30274E-09
A8=1.34342E-12,A10=2.08876E-15,A12=0.00000E+00
第15面
κ=1.0000,A4=-4.08736E-06,A6=2.82731E-09
A8=-1.71368E-11,A10=2.81580E-14,A12=0.00000E+00
第27面
κ=1.0000,A4=9.77330E-06,A6=-1.31611E-08
A8=7.02329E-11,A10=-1.28887E-13,A12=0.00000E+00
第30面
κ=1.0000,A4=-3.68898E-06,A6=-1.92901E-08
A8=3.36794E-11,A10=-8.19805E-14,A12=0.00000E+00
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 133.226
G2 6 -23.579
G3 14 40.561
G4 19 115.254
G5 22 113.536
G6 26 115.868
G7 28 -42.726
[可変間隔データ]
W M T W M T
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
D5 2.000 18.194 30.046 2.000 18.194 30.046
D13 21.479 6.645 2.000 21.479 6.645 2.000
D18 9.801 4.462 1.500 9.801 4.462 1.500
D21 5.195 13.414 18.760 4.220 12.328 17.590
D25 2.295 3.824 2.737 2.742 4.222 2.950
D27 5.890 2.000 2.087 6.417 2.689 3.043
[条件式対応値]
条件式(1) f6/(-f7)=2.712
条件式(2) f1/(-f7)=3.118
条件式(3) f2/f7=0.552
条件式(4) f1/(-f2)=5.650
条件式(5) f1/f4=1.156
条件式(6) f4/fw=4.657
条件式(7) f3/f4=0.352
条件式(8) |fF|/ft=1.706
条件式(9) nN/nP=1.160
条件式(10) νN/νP=0.392
条件式(11) f1/|fRw|=0.384
条件式(12) 2ωw=85.08
条件式(13) BFw/fw=0.475
条件式(14) (rR2+rR1)/(rR2-rR1)=4.389
【0121】
図5(A)、図5(B)、および図5(C)はそれぞれ、第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。図6(A)、図6(B)、および図6(C)はそれぞれ、第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離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おり、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
【0122】
(第3実施例)
第3実施例について、図7図9および表3を用いて説明する。図7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、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、開口絞りS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、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6と、負の屈折力を有する第7レンズ群G7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~第7レンズ群G1~G7がそれぞれ図7の矢印で示す方向に移動し、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。
【0123】
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸形状の正レンズL12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L13とから構成される。
【0124】
第2レンズ群G2は、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L21と、両凹形状の負レンズL22と、両凸形状の正レンズ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。負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0125】
第3レンズ群G3は、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L31と、両凸形状の正レンズL32とから構成される。開口絞りSは、第3レンズ群G3の物体側近傍に設けられ、変倍の際、第3レンズ群G3とともに移動する。正メニスカスレンズL31は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0126】
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL41と両凸形状の正レンズL42との接合正レンズから構成される。
【0127】
第5レンズ群G5は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL51と、両凸形状の正レンズL52とから構成される。
【0128】
第6レンズ群G6は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL61から構成される。正メニスカスレンズL61は、像側のレンズ面が非球面である。
【0129】
第7レンズ群G7は、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L71と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL72と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL73とから構成される。負メニスカスレンズL73は、物体側のレンズ面が非球面である。第7レンズ群G7の像側に、像面Iが配置される。
【0130】
本実施例では、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6とをそれぞれ独立に物体側へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体(無限遠物体から有限距離物体)への合焦が行われる。すなわち、第5レンズ群G5は、第1の合焦レンズ群に該当し、第6レンズ群G6は、第2の合焦レンズ群に該当する。
【0131】
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。
【0132】
(表3)
[全体諸元]
変倍比 3.33
fRw=-219.096
W M T
f 24.8 50.0 82.5
FNO 2.92 2.92 2.92
2ω 85.12 45.44 28.34
Ymax 21.60 21.60 21.60
TL 150.97 164.85 185.45
BF 11.75 21.93 30.78
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物体面 ∞
1 454.1335 2.500 1.94594 17.98
2 158.8346 5.629 1.81600 46.59
3 -1850.8518 0.200
4 62.5732 5.149 1.81600 46.59
5 111.4228 D5(可変)
6* 143.7538 2.000 1.81600 46.59
7 20.1321 9.695
8 -48.3009 2.346 1.88300 40.66
9 156.4679 0.200
10 65.6396 6.565 1.80518 25.45
11 -42.2522 2.354
12 -26.3896 1.200 1.69680 55.52
13 -61.8795 D13(可変)
14 ∞ 1.500 (絞りS)
15* 46.9137 2.985 1.81600 46.59
16 79.9069 0.200
17 56.4482 6.543 1.49782 82.57
18 -69.0474 D18(可変)
19 78.4165 1.300 1.90366 31.27
20 26.6178 9.263 1.59319 67.90
21 -58.5857 D21(可変)
22 -29.0948 1.200 1.80100 34.92
23 -53.3089 2.957
24 64.8393 6.500 1.48749 70.32
25 -36.2810 D25(可変)
26 -486.6338 2.667 1.58887 61.13
27* -77.9833 D27(可変)
28 208.9420 1.200 1.90366 31.27
29 40.1016 3.903
30 -103.6980 6.199 1.84666 23.80
31 -35.7067 3.104
32* -19.6292 1.500 1.81600 46.59
33 -40.5502 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
κ=1.0000,A4=4.25283E-06,A6=-2.28156E-09
A8=-7.12258E-14,A10=7.16065E-15,A12=0.00000E+00
第15面
κ=1.0000,A4=-3.75837E-06,A6=9.56813E-10
A8=-1.31531E-12,A10=1.97978E-16,A12=0.00000E+00
第27面
κ=1.0000,A4=1.09037E-05,A6=-5.09501E-11
A8=-1.76649E-12,A10=1.58609E-14,A12=0.00000E+00
第32面
κ=1.0000,A4=1.01091E-05,A6=1.61408E-08
A8=3.76726E-12,A10=1.25182E-13,A12=0.00000E+00
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 130.092
G2 6 -23.049
G3 14 44.414
G4 19 100.000
G5 22 98.812
G6 26 157.320
G7 28 -42.703
[可変間隔データ]
W M T W M T
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
D5 2.000 21.323 36.906 2.000 21.323 36.906
D13 25.662 7.746 2.000 25.662 7.746 2.000
D18 9.597 5.312 1.500 9.597 5.312 1.500
D21 6.192 11.864 21.415 5.303 10.833 20.070
D25 2.000 3.105 2.000 2.411 3.415 2.346
D27 4.901 4.716 2.000 5.379 5.438 2.999
[条件式対応値]
条件式(1) f6/(-f7)=3.684
条件式(2) f1/(-f7)=3.046
条件式(3) f2/f7=0.540
条件式(4) f1/(-f2)=5.644
条件式(5) f1/f4=1.301
条件式(6) f4/fw=4.040
条件式(7) f3/f4=0.444
条件式(8) |fF|/ft=1.907
条件式(9) nN/nP=1.195
条件式(10) νN/νP=0.461
条件式(11) f1/|fRw|=0.594
条件式(12) 2ωw=85.12
条件式(13) BFw/fw=0.475
条件式(14) (rR2+rR1)/(rR2-rR1)=2.877
【0133】
図8(A)、図8(A)、および図8(C)はそれぞれ、第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、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(A)、図9(B)、および図9(C)はそれぞれ、第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離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おり、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
【0134】
(第4実施例)
第4実施例について、図10図12および表4を用いて説明する。図10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、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、開口絞りS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、正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~第6レンズ群G1~G6がそれぞれ図10の矢印で示す方向に移動し、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。
【0135】
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12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L13とから構成される。
【0136】
第2レンズ群G2は、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L21と、両凹形状の負レンズL22と、両凸形状の正レンズ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。負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0137】
第3レンズ群G3は、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L31と、両凸形状の正レンズL32とから構成される。開口絞りSは、第3レンズ群G3の物体側近傍に設けられ、変倍の際、第3レンズ群G3とともに移動する。正メニスカスレンズL31は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0138】
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL41と両凸形状の正レンズL42との接合正レンズから構成される。
【0139】
第5レンズ群G5は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL51と、両凸形状の正レンズL52と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL53とから構成される。正メニスカスレンズL53は、像側のレンズ面が非球面である。
【0140】
第6レンズ群G6は、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L61と、両凹形状の負レンズL62と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL63とから構成される。負レンズL62は、物体側のレンズ面が非球面である。第6レンズ群G6の像側に、像面Iが配置される。
【0141】
本実施例では、第5レンズ群G5を物体側へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体(無限遠物体から有限距離物体)への合焦が行われる。すなわち、第5レンズ群G5は、合焦レンズ群に該当する。
【0142】
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。
【0143】
(表4)
[全体諸元]
変倍比 2.75
fRw=-356.649
W M T
f 24.7 50.0 67.9
FNO 2.92 2.92 2.92
2ω 85.08 45.26 33.84
Ymax 21.60 21.60 21.60
TL 139.95 154.92 168.36
BF 11.75 26.42 30.21
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物体面 ∞
1 500.0000 2.500 1.84666 23.80
2 128.5654 5.629 1.77250 49.62
3 1528.3565 0.200
4 51.0685 4.893 1.81600 46.59
5 84.5957 D5(可変)
6* 150.2756 2.000 1.74389 49.53
7 19.5218 9.332
8 -70.5990 1.300 1.83481 42.73
9 68.8663 0.377
10 44.7171 5.665 1.78472 25.64
11 -66.3119 4.463
12 -25.4625 1.300 1.60300 65.44
13 -54.4747 D13(可変)
14 ∞ 1.500 (絞りS)
15* 93.5557 2.758 1.58913 61.15
16 731.3943 0.200
17 45.8800 5.212 1.59319 67.90
18 -126.9127 D18(可変)
19 57.2400 1.300 1.73800 32.33
20 21.3782 8.742 1.49782 82.57
21 -52.7685 D21(可変)
22 -23.6692 1.200 1.73800 32.33
23 -59.4644 0.200
24 110.3346 5.800 1.59349 67.00
25 -32.1046 4.444
26 -114.5585 3.326 1.74389 49.53
27* -41.8456 D27(可変)
28 -51.0521 2.929 1.94594 17.98
29 -33.3238 0.200
30* -98.8101 1.500 1.85108 40.12
31 58.4711 6.329
32 -25.4692 1.400 1.69680 55.52
33 -42.7921 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
κ=1.0000,A4=4.65692E-06,A6=-1.64542E-09
A8=3.72186E-13,A10=4.82369E-15,A12=0.00000E+00
第15面
κ=1.0000,A4=-3.70657E-06,A6=3.18672E-09
A8=-1.82835E-11,A10=3.59863E-14,A12=0.00000E+00
第27面
κ=1.0000,A4=1.13375E-05,A6=-1.49475E-08
A8=6.38011E-11,A10=-1.10074E-13,A12=0.00000E+00
第30面
κ=1.0000,A4=-5.84233E-06,A6=-2.49185E-08
A8=2.26680E-11,A10=-7.54165E-14,A12=0.00000E+00
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 136.259
G2 6 -23.493
G3 14 44.223
G4 19 90.807
G5 22 53.777
G6 28 -40.364
[可変間隔データ]
W M T W M T
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
D5 2.000 16.966 30.403 2.000 16.966 30.403
D13 20.342 6.266 2.000 20.342 6.266 2.000
D18 10.475 3.778 2.048 10.475 3.778 2.048
D21 4.711 14.758 17.000 4.046 13.957 16.055
D27 5.973 2.030 2.000 6.639 2.831 2.945
[条件式対応値]
条件式(4) f1/(-f2)=5.800
条件式(5) f1/f4=1.501
条件式(6) f4/fw=3.669
条件式(7) f3/f4=0.487
条件式(8) |fF|/ft=0.792
条件式(9) nN/nP=1.160
条件式(10) νN/νP=0.392
条件式(11) f1/|fRw|=0.382
条件式(12) 2ωw=85.08
条件式(13) BFw/fw=0.475
条件式(14) (rR2+rR1)/(rR2-rR1)=3.941
【0144】
図11(A)、図11(B)、および図11(C)はそれぞれ、第4実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。図12(A)、図12(B)、および図12(C)はそれぞれ、第4実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離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おり、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
【0145】
(第5実施例)
第5実施例について、図13図15および表5を用いて説明する。図13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、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、開口絞りS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、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6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~第6レンズ群G1~G6がそれぞれ図13の矢印で示す方向に移動し、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。
【0146】
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸形状の正レンズL12との接合負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13とから構成される。
【0147】
第2レンズ群G2は、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L21と、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、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。負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0148】
第3レンズ群G3は、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L31と、両凸形状の正レンズL32とから構成される。開口絞りSは、第3レンズ群G3の物体側近傍に設けられ、変倍の際、第3レンズ群G3とともに移動する。正メニスカスレンズL31は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0149】
第4レンズ群G4は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL41と、両凹形状の負レンズL42と両凸形状の正レンズL43との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL44とから構成される。正レンズL41は、物体側のレンズ面が非球面である。正レンズL44は、像側のレンズ面が非球面である。
【0150】
第5レンズ群G5は、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L51と、両凹形状の負レンズL52と、両凹形状の負レンズL53とから構成される。負レンズL53は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0151】
第6レンズ群G6は、両凸形状の正レンズL61から構成される。第6レンズ群G6の像側に、像面Iが配置される。
【0152】
本実施例では、第5レンズ群G5を像面I側へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体(無限遠物体から有限距離物体)への合焦が行われる。すなわち、第5レンズ群G5は、合焦レンズ群に該当する。
【0153】
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。
【0154】
(表5)
[全体諸元]
変倍比 2.75
fRw=-45.339
W M T
f 24.7 50.0 67.9
FNO 2.92 2.92 2.92
2ω 85.16 45.24 34.12
Ymax 21.60 21.60 21.60
TL 134.73 154.61 169.45
BF 13.56 26.94 34.84
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物体面 ∞
1 10957.4900 2.500 1.84666 23.80
2 273.2507 3.923 1.59319 67.90
3 -4164.8091 0.200
4 97.8909 5.850 1.81600 46.59
5 1686.5488 D5(可変)
6* 500.0000 2.000 1.67798 54.89
7 19.6217 7.571
8 -119.4257 1.200 1.59319 67.90
9 74.2767 0.211
10 36.8572 5.028 1.85000 27.03
11 146.1931 4.217
12 -25.9063 1.200 1.60300 65.44
13 -48.3220 D13(可変)
14 ∞ 1.500 (絞りS)
15* 31.8609 3.346 1.79504 28.69
16 60.3817 1.288
17 65.3208 3.503 1.49782 82.57
18 -22831.8850 D18(可変)
19* 52.1943 4.361 1.82098 42.50
20 -99.8775 0.663
21 -484.1811 1.200 1.85478 24.80
22 19.0497 8.079 1.49782 82.57
23 -86.9834 3.675
24 61.0249 5.155 1.80604 40.74
25* -60.8291 D25(可変)
26 -310.5249 2.912 1.94594 17.98
27 -59.5174 0.200
28 -155.6589 1.200 1.77250 49.62
29 30.4299 6.880
30* -54.7368 1.300 1.95150 29.83
31 317.1233 D31(可変)
32 72.1520 4.819 1.83481 42.73
33 -315.4491 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
κ=1.0000,A4= 5.57412E-06,A6=-5.71627E-09
A8=9.08385E-12,A10=-4.74214E-15,A12=0.00000E+00
第15面
κ=1.0000,A4=-5.90450E-06,A6=3.98445E-09
A8=-4.29920E-11,A10=9.10161E-14,A12=0.00000E+00
第19面
κ=1.0000,A4=-5.71112E-06,A6=-6.16170E-10
A8=2.42198E-11,A10=-5.71940E-14,A12=0.00000E+00
第25面
κ=1.0000,A4=2.37352E-06,A6=-6.63258E-09
A8=-2.39696E-11,A10=1.99908E-14,A12=0.00000E+00
第30面
κ=1.0000,A4=-6.17314E-06,A6=-3.26346E-08
A8=1.32620E-10,A10=-6.33629E-13,A12=0.00000E+00
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 139.410
G2 6 -23.353
G3 14 51.116
G4 19 31.271
G5 26 -24.892
G6 32 70.741
[可変間隔データ]
W M T W M T
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
D5 2.000 21.443 31.758 2.000 21.443 31.758
D13 19.908 6.376 2.000 19.908 6.376 2.000
D18 9.100 3.184 2.000 9.100 3.184 2.000
D25 3.162 2.189 2.000 3.569 2.602 2.454
D31 3.023 10.499 12.881 2.616 10.087 12.426
[条件式対応値]
条件式(4) f1/(-f2)=5.970
条件式(5) f1/f4=4.458
条件式(6) f4/fw=1.263
条件式(7) f3/f4=1.635
条件式(8) |fF|/ft=0.367
条件式(9) nN/nP=1.238
条件式(10) νN/νP=0.300
条件式(11) f1/|fRw|=3.075
条件式(12) 2ωw=85.16
条件式(13) BFw/fw=0.548
【0155】
図14(A)、図14(B)、および図14(C)はそれぞれ、第5実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。図15(A)、図15(B)、および図15(C)はそれぞれ、第5実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離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おり、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
【0156】
(第6実施例)
第6実施例について、図16図18および表6を用いて説明する。図16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、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、開口絞りS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、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正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~第7レンズ群G1~G7がそれぞれ図16の矢印で示す方向に移動し、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。
【0157】
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12との接合負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13とから構成される。
【0158】
第2レンズ群G2は、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L21と、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、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。負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0159】
第3レンズ群G3は、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L31と、両凸形状の正レンズL32とから構成される。開口絞りSは、第3レンズ群G3の物体側近傍に設けられ、変倍の際、第3レンズ群G3とともに移動する。正メニスカスレンズL31は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0160】
第4レンズ群G4は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズL41と、両凹形状の負レンズL42と両凸形状の正レンズL43との接合負レンズと、両凸形状の正レンズL44とから構成される。正レンズL41は、物体側のレンズ面が非球面である。正レンズL44は、像側のレンズ面が非球面である。
【0161】
第5レンズ群G5は、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L51と、両凹形状の負レンズL52と、両凹形状の負レンズL53とから構成される。負レンズL53は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0162】
第6レンズ群G6は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL61から構成される。
【0163】
第7レンズ群G7は、両凸形状の正レンズL71から構成される。第7レンズ群G7の像側に、像面Iが配置される。
【0164】
本実施例では、第5レンズ群G5を像面I側へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体(無限遠物体から有限距離物体)への合焦が行われる。すなわち、第5レンズ群G5は、合焦レンズ群に該当する。
【0165】
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。
【0166】
(表6)
[全体諸元]
変倍比 2.74
fRw=-40.687
W M T
f 24.8 50.0 67.9
FNO 2.96 2.98 2.99
2ω 85.16 45.20 34.12
Ymax 21.60 21.60 21.60
TL 138.57 158.72 174.45
BF 13.13 25.93 34.76
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物体面 ∞
1 800.0000 2.500 1.84666 23.80
2 214.4014 3.846 1.59319 67.90
3 1317.1215 0.200
4 112.4262 5.452 1.81600 46.59
5 6769.9563 D5(可変)
6* 500.0000 2.000 1.67798 54.89
7 20.1483 7.488
8 -122.7141 1.200 1.59319 67.90
9 65.7886 0.272
10 36.9186 6.199 1.85000 27.03
11 167.8314 4.151
12 -26.0907 1.200 1.60300 65.44
13 -47.5468 D13(可変)
14 ∞ 1.500 (絞りS)
15* 34.4078 3.172 1.79504 28.69
16 61.0992 1.040
17 57.2334 3.808 1.49782 82.57
18 -5887.8063 D18(可変)
19* 56.4489 4.200 1.82098 42.50
20 -110.1792 0.505
21 -291.5983 1.200 1.85478 24.80
22 21.3003 9.632 1.49782 82.57
23 -65.8810 3.027
24 55.5374 5.156 1.80604 40.74
25* -64.8934 D25(可変)
26 -368.5041 2.887 1.94594 17.98
27 -62.4504 0.200
28 -158.4306 1.200 1.77250 49.62
29 31.1763 6.060
30* -91.4544 1.300 1.95150 29.83
31 81.4249 D31(可変)
32 57.0897 2.149 1.80518 25.45
33 69.0085 D33(可変)
34 73.7084 4.702 1.64000 60.19
35 -314.5384 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
κ=1.0000,A4=4.89442E-06,A6=-5.03173E-09
A8=9.04508E-12,A10=-5.83062E-15,A12=0.00000E+00
第15面
κ=1.0000,A4=-5.12384E-06,A6=3.61548E-09
A8=-3.66003E-11,A10=7.76731E-14,A12=0.00000E+00
第19面
κ=1.0000,A4=-5.21485E-06,A6=-8.93869E-10
A8=2.28848E-11,A10=-5.34780E-14,A12=0.00000E+00
第25面
κ=1.0000,A4=3.45860E-06,A6=-6.25344E-09
A8=-1.37950E-11,A10=2.51017E-14,A12=0.00000E+00
第30面
κ=1.0000,A4=-6.74203E-06,A6=-2.42770E-08
A8= 5.92492E-11,A10=-3.49332E-13,A12=0.00000E+00
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 152.425
G2 6 -24.007
G3 14 52.775
G4 19 30.001
G5 26 -24.147
G6 32 379.967
G7 34 93.748
[可変間隔データ]
W M T W M T
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
D5 2.000 22.083 33.118 2.000 22.083 33.118
D13 20.464 6.484 2.000 20.464 6.484 2.000
D18 9.842 3.320 2.000 9.842 3.320 2.000
D25 2.978 2.225 2.053 3.339 2.586 2.447
D31 2.915 10.198 13.200 2.555 9.837 12.806
D33 1.000 2.234 1.084 1.000 2.234 1.084
[条件式対応値]
条件式(4) f1/(-f2)=6.349
条件式(5) f1/f4=5.081
条件式(6) f4/fw=1.212
条件式(7) f3/f4=1.759
条件式(8) |fF|/ft=0.356
条件式(9) nN/nP=1.238
条件式(10) νN/νP=0.300
条件式(11) f1/|fRw|=3.746
条件式(12) 2ωw=85.16
条件式(13) BFw/fw=0.530
【0167】
図17(A)、図17(B)、および図17(C)はそれぞれ、第6実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。図18(A)、図18(B)、および図18(C)はそれぞれ、第6実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離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おり、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
【0168】
(第7実施例)
第7実施例について、図19図21および表7を用いて説明する。図19は、第7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7実施例に係る変倍光学系ZL(7)は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、開口絞りS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、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6と、負の屈折力を有する第7レンズ群G7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~第7レンズ群G1~G7がそれぞれ図19の矢印で示す方向に移動し、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。
【0169】
第1レンズ群G1は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12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L13とから構成される。
【0170】
第2レンズ群G2は、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L21と、両凹形状の負レンズL22と、両凸形状の正レンズ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。負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0171】
第3レンズ群G3は、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L31と、両凸形状の正レンズL32とから構成される。開口絞りSは、第3レンズ群G3の物体側近傍に設けられ、変倍の際、第3レンズ群G3とともに移動する。正メニスカスレンズL31は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0172】
第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL41と両凸形状の正レンズL42との接合正レンズから構成される。
【0173】
第5レンズ群G5は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL51と、両凸形状の正レンズL52とから構成される。
【0174】
第6レンズ群G6は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL61から構成される。正メニスカスレンズL61は、像側のレンズ面が非球面である。
【0175】
第7レンズ群G7は、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L71と、両凹形状の負レンズL72と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL73から構成される。第7レンズ群G7の像側に、像面Iが配置される。負レンズL72は、物体側のレンズ面が非球面である。
【0176】
本実施例では、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6とをそれぞれ独立に物体側へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体(無限遠物体から有限距離物体)への合焦が行われる。すなわち、第5レンズ群G5は、第1の合焦レンズ群に該当し、第6レンズ群G6は、第2の合焦レンズ群に該当する。
【0177】
以下の表7に、第7実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
【0178】
(表7)
[全体諸元]
変倍比 2.74
fRw=4055.914
W M T
f 24.8 50.0 67.9
FNO 2.92 2.92 2.92
2ω 85.10 45.24 33.84
Ymax 21.60 21.60 21.60
TL 139.31 158.27 168.76
BF 11.75 23.48 28.76
[レンズ諸元]
面番号 R D nd νd
物体面 ∞
1 189.0188 2.500 1.84666 23.80
2 98.2637 5.200 1.75500 52.33
3 281.1360 0.200
4 58.7593 5.700 1.77250 49.62
5 135.0000 D5(可変)
6* 221.1138 2.000 1.74389 49.53
7 18.6091 9.662
8 -58.7660 1.300 1.77250 49.62
9 58.7660 0.506
10 39.8268 6.400 1.72825 28.38
11 -48.5880 1.773
12 -26.6513 1.300 1.61800 63.34
13 -70.7180 D13(可変)
14 ∞ 1.702 (絞りS)
15* 71.3000 2.500 1.69370 53.32
16 121.5261 0.202
17 38.6117 5.900 1.59319 67.90
18 -111.3842 D18(可変)
19 66.4297 1.300 1.73800 32.33
20 19.7070 9.700 1.49782 82.57
21 -49.1811 D21(可変)
22 -23.7160 1.200 1.72047 34.71
23 -55.5303 0.200
24 103.5406 5.980 1.59349 67.00
25 -32.7186 D25(可変)
26 -75.1626 3.736 1.79189 45.04
27* -39.1303 D27(可変)
28 -44.6016 3.000 1.94594 17.98
29 -32.9994 0.201
30* -101.4301 1.500 1.85207 40.15
31 85.4850 7.927
32 -25.8904 1.400 1.58913 61.22
33 -45.0397 BF
像面 ∞
[非球面データ]
第6面
κ=1.0000,A4=5.47971E-06,A6=-6.22095E-09
A8=1.44104E-11,A10=-2.08855E-14,A12=2.01910E-17
第15面
κ=1.0000,A4=-4.50985E-06,A6=2.81159E-10
A8=-2.63745E-12,A10=-4.80538E-15,A12=0.00000E+00
第27面
κ=1.0000,A4=1.09182E-05,A6=-2.25976E-08
A8=1.43325E-10,A10=-4.96895E-13,A12=6.77820E-16
第30面
κ=1.0000,A4=-2.19229E-06,A6=-2.44256E-08
A8=6.38954E-11,A10=-1.65927E-13,A12=0.00000E+00
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 118.121
G2 6 -21.898
G3 14 41.497
G4 19 109.585
G5 22 123.527
G6 26 98.560
G7 28 -47.807
[可変間隔データ]
W M T W M T
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
D5 1.800 21.061 29.930 1.800 21.061 29.930
D13 19.119 6.127 2.000 19.119 6.127 2.000
D18 9.354 3.967 1.500 9.354 3.967 1.500
D21 5.286 14.229 18.845 4.337 12.953 17.517
D25 2.861 3.580 2.713 3.291 4.145 3.115
D27 6.143 2.841 2.028 6.662 3.552 2.955
[条件式対応値]
条件式(1) f6/(-f7)=2.062
条件式(2) f1/(-f7)=2.471
条件式(3) f2/f7=0.458
条件式(4) f1/(-f2)=5.394
条件式(5) f1/f4=1.078
条件式(6) f4/fw=4.428
条件式(7) f3/f4=0.379
条件式(8) |fF|/ft=1.819
条件式(9) nN/nP=1.160
条件式(10) νN/νP=0.392
条件式(11) f1/|fRw|=0.029
条件式(12) 2ωw=85.10
条件式(13) BFw/fw=0.475
条件式(14) (rR2+rR1)/(rR2-rR1)=3.704
【0179】
図20(A)、図20(B)、および図20(C)はそれぞれ、第7実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。図21(A)、図21(C)、および図21(C)はそれぞれ、第7実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。各諸収差図より、第7実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
【0180】
各実施例によれば、鏡筒が大型化することなく、高速で静粛性の高いオートフォーカスを実現可能で、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の収差の変動および、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の収差の変動を抑えた変倍光学系を実現することができる。
【0181】
ここで、上述の第1~第3実施例および第7実施例は本実施形態の一具体例を示しているものであり、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
【0182】
なお、以下の内容は、本実施形態に係る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。
【0183】
変倍光学系の数値実施例として6群構成のものと7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、8群等)の変倍光学系を構成することもできる。具体的には、変倍光学系の最も物体側や最も像面側に、レンズまた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。
【0184】
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。
【0185】
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。
【0186】
開口絞りは、第2レンズ群と第3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。
【0187】
各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し、コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施しても良い。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成することができる。
【符号の説明】
【0188】
G1 第1レンズ群 G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群 G4 第4レンズ群
G5 第5レンズ群 G6 第6レンズ群
G7 第7レンズ群
I 像面 S 開口絞り
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21
図22
図23