変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法
【課題】収差変動を抑え、高い光学性能を有する変倍光学系とこれを有する光学装置、変倍光学系の製造方法を提供すること。
【解決手段】光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、負屈折力の第2レンズ群G2と、正屈折力の第3レンズ群G3とからなり、第2レンズ群G2より像側に開口絞りSを有し、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は減少し、所定の条件式を満足する変倍光学系。
【解決手段】光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、負屈折力の第2レンズ群G2と、正屈折力の第3レンズ群G3とからなり、第2レンズ群G2より像側に開口絞りSを有し、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は減少し、所定の条件式を満足する変倍光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、変倍光学系とこれを有する光学装置、変倍光学系の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、一眼レフカメラ用交換レンズなどに用いられる変倍光学系として、最も物体側のレンズ群が正屈折力を有する光学系が数多く提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−3195号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の変倍光学系をさらに高変倍化しようとすると、収差変動が増大し、十分に高い光学性能を得ることが困難であった。
【0005】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、収差変動を抑え、高い光学性能を有する変倍光学系とこれを有する光学装置、変倍光学系の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群とからなり、前記第2レンズ群より像側に開口絞りを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は減少し、以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
0.17 < f1/fT < 0.60
1.03 < φT/φW < 1.70
但し、
fT:望遠端状態における全系の焦点距離
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
φW:広角端状態における前記開口絞りの最大開口径
φT:望遠端状態における前記開口絞りの最大開口径
【0007】
また、本発明は、前記変倍光学系を有することを特徴とする光学装置を提供する。
【0008】
また、本発明は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群とからなる変倍光学系の製造方法であって、開口絞りを前記第2レンズ群より像側に配置し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とを、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大可能、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少可能に配置し、以下の条件式を満足するようにすることを特徴とする変倍光学系の製造方法を提供する。
0.17 < f1/fT < 0.60
1.03 < φT/φW < 1.70
但し、
fT:望遠端状態における全系の焦点距離
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
φW:広角端状態における前記開口絞りの最大開口径
φT:望遠端状態における前記開口絞りの最大開口径
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、収差変動を抑え、高い光学性能を有する変倍光学系とこれを有する光学装置、変倍光学系の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第1実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【図2】第1実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【図3】第1実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図4】第2実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【図5】第2実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【図6】第2実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図7】第3実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【図8】第3実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【図9】第3実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図10】第4実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【図11】第4実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【図12】第4実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図13】第1実施例に係る変倍光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
【図14】本願の変倍光学系の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本願の一実施形態に係る変倍光学系について説明する。
【0012】
本実施形態に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群とからなり、第2レンズ群より像側に開口絞りを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔は増大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔は減少する構成とすることで、変倍可能な光学系を実現し、広角端状態から望遠端状態まで適度に歪曲収差を補正している。
【0013】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(1)、(2)を満足する。
(1) 0.17 < f1/fT < 0.60
(2) 1.03 < φT/φW < 1.70
但し、fTは望遠端状態における全系の焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離、φWは広角端状態における開口絞りの最大開口径、φTは望遠端状態における開口絞りの最大開口径である。
【0014】
条件式(1)は、変倍光学系で発生する球面収差と像面湾曲を良好に補正し、高い光学性能を得るための条件式である。
【0015】
条件式(1)の下限値を下回った場合、即ち第1レンズ群の屈折力が過度に大きくなると、望遠端状態における負の球面収差と、広角端状態において負の像面湾曲が大きく発生し、高い光学性能を得ることができない。
【0016】
条件式(1)の上限値を上回った場合、即ち第1レンズ群の屈折力が過度に小さくなると、変倍率を維持するためには第1レンズ群を像面に対して大きく移動させる必要があり、望遠端状態における周辺光量の確保が困難となり、また望遠端状態において第2レンズ群で発生する正の球面収差補正が困難となり、高い光学性能を得ることができない。
【0017】
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式(1)の下限値を0.23とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(1)の下限値を0.25とすることが更に好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(1)の下限値を0.28とすることが更に好ましい。
【0018】
また、実施形態の効果を確実にするために、条件式(1)の上限値を0.53とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(1)の上限値を0.48とすることが更に好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(1)の上限値を0.43とすることが更に好ましい。
【0019】
条件式(2)は、望遠端状態におけるFナンバーを適度に小さく、球面収差やコマ収差を良好に補正し、高い光学性能を得るための条件式である。条件式(2)を満足することで、広角端状態から望遠端状態まで変倍する際に変化するFナンバーの変化量を最適化し、変倍範囲全域に亘って球面収差やコマ収差の変動を抑えることが可能になる。
【0020】
条件式(2)の下限値を下回った場合、望遠端状態における開口絞りの最大開口径が小さくなりすぎる。すると、望遠端状態におけるFナンバーが大きくなりすぎ、広角端状態において球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0021】
条件式(2)の上限値を上回った場合、望遠端状態において球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0022】
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式(2)の下限値を1.05とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(2)の下限値を1.08とすることが更に好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(2)の下限値を1.12とすることが更に好ましい。
【0023】
また、実施形態の効果を確実にするために、条件式(2)の上限値を1.58とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(2)の上限値を1.45とすることが更に好ましい。
【0024】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
(3) 1.02 < φM10/φW < 1.70
但し、φM10は広角端状態における全系の焦点距離をfWとするとき、全系の焦点距離がfWの10倍以上の中間焦点距離状態での開口絞りの最大開口径である。
【0025】
条件式(3)は、変倍光学系全系の焦点距離がfWの10倍以上の中間焦点距離状態の変倍領域において、変倍光学系に十分なF値を持たせ、高い光学性能を実現するための条件式である。
【0026】
条件式(3)の下限値を下回った場合、変倍光学系全系の焦点距離がfWの10倍以上の中間焦点距離状態の変倍領域において、開口絞りの最大開口径が小さくなりすぎる。すると、この変倍領域におけるFナンバーが大きくなりすぎ、広角端状態において球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0027】
条件式(3)の上限値を上回った場合、変倍光学系全系の焦点距離がfWの10倍以上の中間焦点距離状態の変倍領域において、球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0028】
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式(3)の下限値を1.03とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(3)の下限値を1.06とすることが更に好ましい。
【0029】
また、実施形態の効果を確実にするために、条件式(3)の上限値を1.60とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(3)の上限値を1.55とすることが更に好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(3)の上限値を1.40とすることが更に好ましい。
【0030】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
(4) 1.02 < φM15/φW < 1.70
但し、φM15は広角端状態における全系の焦点距離をfWとするとき、全系の焦点距離がfWの15倍以上の中間焦点距離状態での開口絞りの最大開口径である。
【0031】
条件式(4)は、変倍光学系全系の焦点距離がfWの15倍以上の中間焦点距離状態の変倍領域において、変倍光学系に十分なF値を持たせ、高い光学性能を実現するための条件式である。
【0032】
条件式(4)の下限値を下回った場合、変倍光学系全系の焦点距離がfWの15倍以上の中間焦点距離状態の変倍領域において、開口絞りの最大開口径が小さくなりすぎる。すると、この変倍領域におけるFナンバーが大きくなりすぎ、広角端状態において球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0033】
条件式(4)の上限値を上回った場合、変倍光学系全系の焦点距離がfWの15倍以上の中間焦点距離状態の変倍領域において、球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0034】
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式(4)の下限値を1.04とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(4)の下限値を1.07とすることが更に好ましい。
【0035】
また、実施形態の効果を確実にするために、条件式(4)の上限値を1.60とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(4)の上限値を1.55とすることが更に好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(4)の上限値を1.40とすることが更に好ましい。
【0036】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
(5) 1.00 ≦ φM5/φW < 1.40
但し、φM5は広角端状態における全系の焦点距離をfWとするとき、全系の焦点距離がfWの5倍以上8倍以下の中間焦点距離状態での開口絞りの最大開口径である。
【0037】
条件式(5)は、全系の焦点距離がfWの5倍以上8倍以下の中間焦点距離の変倍領域において、高い光学性能を実現するための条件式である。
【0038】
条件式(5)の下限値を下回った場合、全系の焦点距離がfWの5倍以上8倍以下の中間焦点距離の変倍領域において、開口絞りの最大開口径が小さくなりすぎる。すると、この変倍領域におけるFナンバーが大きくなりすぎ、広角端状態において球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0039】
条件式(5)の上限値を上回った場合、全系の焦点距離がfWの5倍以上8倍以下の中間焦点距離の変倍領域において、球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0040】
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式(5)の下限値を1.01とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(5)の下限値を1.03とすることが更に好ましい。
【0041】
また、実施形態の効果を確実にするために、条件式(5)の上限値を1.32とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(5)の上限値を1.25とすることが更に好ましい。
【0042】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、開口絞りは、広角端状態から全系の焦点距離fMの中間焦点距離状態まで広角端状態の最大開口径を維持し、以下の条件式(6)を満足することが望ましい。
(6) 1.50 < fM/fW < 15.00
但し、fWは広角端状態における全系の焦点距離である。
【0043】
条件式(6)は、任意の中間焦点距離の変倍領域において、高い光学性能を実現するための条件式である。
【0044】
条件式(6)の下限値を下回った場合、任意の中間焦点距離の変倍領域において、球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0045】
条件式(6)の上限値を上回った場合、任意の中間焦点距離の変倍領域において、Fナンバーが大きくなりすぎ、また広角端状態において球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0046】
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式(6)の下限値を1.80とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(6)の下限値を2.30とすることが更に好ましい。
【0047】
また、実施形態の効果を確実にするために、条件式(6)の上限値を12.00とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(6)の上限値を8.50とすることが更に好ましい。
【0048】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、前記焦点距離fMの中間焦点距離状態から望遠端状態への変倍に際し、開口絞りの最大開口径は単調に増大することが望ましい。なお、開口絞りの最大開口径とは、各焦点距離状態における最大の開口絞り径である。
【0049】
この構成とすることで、変倍光学系のメカニカルな構成を簡略化でき、また前記焦点距離fMの中間焦点距離状態から望遠端状態までの変倍領域において、球面収差の変動を抑えることが可能となり、高い光学性能を実現できる。
【0050】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(7)を満足することが望ましい。
(7) 0.032 < −f2/fT < 0.064
但し、f2は第2レンズ群の焦点距離である。
【0051】
条件式(7)は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第2レンズ群で発生する収差変動を抑え、高い光学性能を実現するための条件式である。
【0052】
条件式(7)の下限値を下回った場合、第2レンズ群の屈折力が過度に大きくなる。すると広角端状態から望遠端状態への変倍時、球面収差や非点収差の変動が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0053】
条件式(7)の上限値を上回った場合、第2レンズ群の屈折力が過度に小さくなり、第2レンズ群の移動量が増大する。すると広角端状態から望遠端状態への変倍時、第2レンズ群で発生する球面収差や非点収差変動を抑えることが困難となり、高い光学性能を実現できない。
【0054】
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式(7)の下限値を0.038とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(7)の下限値を0.042とすることが更に好ましい。
【0055】
また、実施形態の効果を確実にするために、条件式(7)の上限値を0.061とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(7)の上限値を0.057とすることが更に好ましい。
【0056】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、全系のFナンバーは単調に増大することが望ましい。
【0057】
この構成とすることで、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、絞り近傍のレンズ群、例えば第3レンズ群などを通る軸上光線高の過度な増大を抑え、これに伴って球面収差などの変動を抑えることが可能となり、高い光学性能を実現できる。
【0058】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群は像面に対して物体側に移動することが望ましい。
【0059】
この構成とすることで、第1レンズ群の径を小型化でき、また広角端状態における第1レンズ群を通過する軸外光束の光軸からの高さを抑えて像面湾曲や非点収差などの変倍時における変動を抑えることができる。
【0060】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、開口絞りは、第3レンズ群の少なくとも一部と一体に移動することが望ましい。
【0061】
この構成とすることで、変倍光学系のメカニカルな構成を簡略化でき、また球面収差の変動を抑えることが可能となり、高い光学性能を実現できる。
【0062】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、開口絞りは、第3レンズ群の物体側に配置されることが望ましい。
【0063】
この構成とすることで、第1レンズ群の径を小型化でき、また広角端状態における第1レンズ群を通過する軸外光束の光軸からの高さを抑えて像面湾曲や非点収差などの変倍時における変動を抑えることができる。
【0064】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、第3レンズ群は、2つの正屈折力の部分群を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、2つの正屈折力の部分群の間隔が変化することが望ましい。
【0065】
この構成とすることで、第3レンズ群の変倍力を上げることが可能になり、変倍光学系を小型化できる。また、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第3レンズ群内で発生する球面収差や非点収差の変動を抑えることが可能になり高い光学性能を実現できる。
【0066】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、第3レンズ群は、正屈折力の部分群と負屈折力の部分群と正屈折力の部分群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、正屈折力の部分群と負屈折力の部分群と正屈折力の部分群との間隔が変化することが望ましい。
【0067】
この構成とすることで、第3レンズ群の変倍力を上げることが可能になり、変倍光学系を小型化できる。また、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第3レンズ群内で発生する球面収差や非点収差の変動を抑えることが可能になり高い光学性能を実現できる。
【0068】
(実施例)
以下、本実施形態に係る各実施例について図面を参照しつつ説明する。
【0069】
(第1実施例)
図1は、第1実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【0070】
図1に示すように、第1実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、負屈折力の第2レンズ群G2と、正屈折力の第3レンズ群G3とから構成される。
【0071】
広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は減少するように、像面Iに対して、第1レンズ群G1は単調に物体側へ移動し、第2レンズ群G2は物体側へ移動し、第3レンズ群G3は単調に物体側へ移動する。
【0072】
さらに、第3レンズ群G3は、正屈折力の第31レンズ群G31と、正屈折力の第32レンズ群G32とから構成され、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32との間隔は減少するように、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32は像面Iに対して単調に物体側へ移動する。
【0073】
開口絞りSは、第2レンズ群G2の像側にある第3レンズ群G3の最も物体側に配置され、第31レンズ群G31と一体で構成される。また、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、開口絞りSは、広角端状態Wから第2中間焦点距離状態M2まで広角端状態Wの最大開口径を維持し、第2中間焦点距離状態M2から望遠端状態Tまでは最大開口径が単調に増大する。
【0074】
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸レンズL12との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13とから構成されている。
【0075】
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凹レンズL22と、両凸レンズL23と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL24と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL25との接合レンズとから構成されている。第2レンズ群G2の最も物体側に位置する負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した複合型非球面レンズである。
【0076】
第31レンズ群G31は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL31と、両凸レンズL32と、両凸レンズL33と両凹レンズL34との接合レンズと、両凹レンズL35と両凸レンズL36との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL37とから構成されている。両凹レンズL35は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
【0077】
第32レンズ群G32は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL41と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42と両凸レンズL43との接合レンズとから構成されている。第32レンズ群G32の最も物体側に位置する両凸レンズL41は、物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。両凸レンズL43から射出した光線は像面Iに結像する。
【0078】
像面Iは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はCCDやCMOS等から構成されている(以降の実施例についても同様である)。
【0079】
以下の表1に第1実施例に係る変倍光学系の諸元値を掲げる。
【0080】
表中の(面データ)において、物面は物体面、面番号は物体側からのレンズ面の番号、rは曲率半径、dは面間隔、ndはd線(波長λ=587.6nm)における屈折率、νdはd線(波長λ=587.6nm)におけるアッベ数、(可変)は可変面間隔、(絞り)は開口絞りS、像面は像面Iをそれぞれ表している。なお、空気の屈折率nd=1.000000は記載を省略している。また、曲率半径r欄の「∞」は平面を示している。
【0081】
(非球面データ)において、非球面は以下の式で表される。
X(y)=(y2/r)/[1+[1−κ(y2/r2)]1/2]
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10
ここで、光軸に垂直な方向の高さをy、高さyにおける光軸方向の変位量(各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離)をX(y)、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をr、円錐係数をκ、n次の非球面係数をAnとする。なお、「E-n」は「×10−n」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−5」を示す。また、各非球面は、(面データ)において、面番号の右側に「*」を付して示している。
【0082】
(各種データ)において、ズーム比は変倍光学系の変倍比、Wは広角端状態、M1は第1中間焦点距離状態、M2は第2中間焦点距離状態、M3は第3中間焦点距離状態、M4は第4中間焦点距離状態、Tは望遠端状態、fは全系の焦点距離、FNOはFナンバー、ωは半画角(単位:「°」)、Yは像高、TLは無限遠合焦状態における第1レンズ群G1の最も物体側の面から像面Iまでのレンズ系全長、Bfはバックフォーカス、φは最大の開口絞り径、diは面番号iでの可変面間隔値をそれぞれ表している。第4中間焦点距離状態M4は、広角端状態Wの焦点距離の15倍を越えた焦点距離を有している。
【0083】
(ズームレンズ群データ)は、各レンズ群の始面番号とレンズ群の焦点距離をそれぞれ示す。
【0084】
(条件式対応値)は、各条件式の対応値をそれぞれ示す。
【0085】
なお、以下の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、特記の無い場合一般に「mm」が使われるが、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「mm」に限定されること無く他の適当な単位を用いることもできる。さらに、これらの記号の説明は、以降の他の実施例においても同様とし説明を省略する。
【0086】
(表1)
(面データ)
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 127.9445 2.0000 1.850260 32.35
2 66.5460 7.8500 1.497820 82.52
3 -596.2307 0.1000
4 67.4403 5.4000 1.593190 67.87
5 436.1899 (可変)
6* 135.2961 0.1500 1.553890 38.09
7 107.2597 1.0000 1.804000 46.58
8 15.2626 6.7000
9 -34.5499 1.0000 1.834807 42.72
10 51.8990 0.1000
11 34.0967 4.5000 1.784723 25.68
12 -32.1245 0.9000
13 -21.1157 1.0000 1.882997 40.76
14 -2390.2062 2.1000 1.922860 20.50
15 -67.6125 (可変)
16(絞り) ∞ 1.0000
17 31.6133 3.6500 1.593190 67.87
18 -218.5545 0.1000
19 49.1304 3.2000 1.487490 70.41
20 -63.6210 0.1000
21 35.3573 4.2500 1.487490 70.41
22 -34.0783 1.0000 1.846660 23.78
23 659.9606 3.9000
24* -35.0367 1.0000 1.756998 47.82
25 17.5822 3.9000 1.698947 30.13
26 -95.2623 3.3500
27 -55.5200 1.0000 1.882997 40.76
28 -585.5172 (可変)
29* 439.7935 2.2000 1.589130 61.16
30 -53.2069 0.1000
31 65.1340 1.0000 1.834000 37.16
32 27.7296 4.1000 1.487490 70.41
33 -58.1329 (Bf)
像面 ∞
(非球面データ)
第6面
κ = 4.3350
A4 = 9.45630E-06
A6 = -1.51470E-08
A8 = -1.16860E-12
A10 = 1.65790E-13
第24面
κ = -0.3009
A4 = 6.23810E-06
A6 = 8.96820E-09
A8 = 0.00000E+00
A10 = 0.00000E+00
第29面
κ =-20.0000
A4 = -1.92960E-05
A6 = 5.96200E-09
A8 = -1.65600E-10
A10 = 4.18100E-13
(各種データ)
ズーム比 15.698
W M1 M2 M3 M4 T
f = 18.53928 27.99917 49.99950 105.00169 278.75308 291.02949
FNO = 3.60631 4.19068 5.39086 5.76130 5.78421 5.78825
ω = 39.00856 26.78890 15.55965 7.48510 2.85557 2.73699
Y = 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20
TL = 148.79923 157.22054 181.95557 217.34659 241.72065 242.82932
Bf = 39.00067 52.54373 76.57450 91.11965 104.16125 105.34665
φ = 17.20 17.20 17.20 18.40 20.40 20.59
d5 2.10000 9.42195 20.39318 46.65937 66.86210 67.33267
d15 33.50310 24.00476 15.75155 10.98454 2.49980 2.00000
d28 7.54546 4.60010 2.58634 1.93303 1.54750 1.50000
(ズームレンズ群データ)
群 始面 焦点距離
1 1 104.30654
2 6 −13.81152
3 16 36.15068(W) 34.23169(M1)
33.03282(M2) 32.66171(M3)
32.44660(M4) 32.42030(T)
31 16 39.54020
32 29 48.03635
(条件式対応値)
(1) f1/fT=0.358
(2) φT/φW=1.197
(3) φM10/φW=1.186 (φM10は第4中間焦点距離状態M4の値)
(4) φM15/φW=1.186 (φM15は第4中間焦点距離状態M4の値)
(5) φM5/φW=1.070 (φM5は第3中間焦点距離状態M3の値)
(6) fM/fW=2.70 (fMは第2中間焦点距離状態M2の値)
(7) −f2/fT=0.0475
【0087】
図2は、第1実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【0088】
図3は、第1実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【0089】
各収差図において、FNOはFナンバー、Aは半画角(単位:「°」)を示す。また、dはd線(波長587.6nm)、gはg線(波長435.8nm)に対する諸収差、記載のないものはd線に対する諸収差をそれぞれ表す。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示す。
【0090】
なお、以降の実施例においても同様の記号を使用し、以降の説明を省略する。
【0091】
各収差図から、第1実施例に係る変倍光学系は、諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有していることがわかる。
【0092】
(第2実施例)
図4は、第2実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【0093】
図4に示すように、第2実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、負屈折力の第2レンズ群G2と、正屈折力の第3レンズ群G3とから構成される。
【0094】
広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は減少するように、像面Iに対して、第1レンズ群G1は単調に物体側へ移動し、第2レンズ群G2は物体側へ移動し、第3レンズ群G3は単調に物体側へ移動する。
【0095】
さらに、第3レンズ群G3は、正屈折力の第31レンズ群G31と、正屈折力の第32レンズ群G32とから構成され、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32との間隔は減少するように、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32は像面Iに対して単調に物体側へ移動する。
【0096】
開口絞りSは、第2レンズ群G2の像側にある第3レンズ群G3の最も物体側に配置され、第31レンズ群G31と一体で構成される。また、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、開口絞りSは、広角端状態Wから第3中間焦点距離状態M3まで広角端状態Wの最大開口径を維持し、第3中間焦点距離状態M3から望遠端状態Tまでは最大開口径が単調に増大する。
【0097】
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸レンズL12との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13とから構成されている。
【0098】
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凹レンズL22と、両凸レンズL23と、両凹レンズL24とから構成されている。第2レンズ群G2の最も物体側に位置する負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した複合型非球面レンズである。
【0099】
第31レンズ群G31は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL31と、両凸レンズL32と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL33との接合レンズと、両凹レンズL34と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL35との接合レンズとから構成されている。両凹レンズL34は物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した複合型非球面レンズである。
【0100】
第32レンズ群G32は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL41と、両凸レンズL42と両凹レンズL43との接合レンズと、両凸レンズL44とから構成されている。第32レンズ群G32の最も物体側に位置する両凸レンズL41は、物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。両凸レンズL44から射出した光線は像面Iに結像する。
【0101】
以下の表2に第2実施例に係る変倍光学系の諸元値を掲げる。
【0102】
(表2)
(面データ)
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 107.0206 1.8000 1.903658 31.31
2 61.2968 9.0132 1.456500 90.27
3 -505.7797 0.1000
4 56.5708 6.5660 1.603001 65.44
5 263.1448 (可変)
6* 107.6633 0.1500 1.553890 38.09
7 79.4357 1.2000 1.816000 46.62
8 12.5498 5.8961
9 -28.1361 1.0000 1.816000 46.62
10 76.8103 0.1000
11 29.0330 5.0805 1.846660 23.78
12 -28.2941 0.7021
13 -20.3234 1.0000 1.788001 47.37
14 328.3222 (可変)
15(絞り) ∞ 0.5000
16 38.5144 4.3804 1.527510 66.72
17 -31.0868 0.1000
18 24.8278 5.7092 1.497000 81.64
19 -22.4849 1.0000 1.850260 32.35
20 -1199.4167 3.0000
21* -52.5575 0.1000 1.553890 38.09
22 -56.7769 1.0000 1.772499 49.60
23 32.9354 1.9482 1.805181 25.42
24 83.4259 (可変)
25* 38.1701 5.1517 1.677900 54.89
26 -30.3075 0.1000
27 119.1216 5.7937 1.511790 49.72
28 -16.9262 1.0000 1.878780 41.73
29 40.2625 0.7994
30 88.7687 4.0188 1.497970 53.26
31 -31.8725 (Bf)
像面 ∞
(非球面データ)
第6面
κ = 1.0000
A4 = 8.23600E-06
A6 = 2.68070E-08
A8 = -2.85680E-10
A10 = 8.96110E-13
第21面
κ = 1.0000
A4 = 8.39680E-06
A6 = 4.90050E-09
A8 = 0.00000E+00
A10 = 0.00000E+00
第25面
κ = 1.0000
A4 = -1.05940E-05
A6 = 2.60370E-08
A8 = 0.00000E+00
A10 = 0.00000E+00
(各種データ)
ズーム比 15.666
W M1 M2 M3 M4 T
f = 18.57581 27.79158 50.03219 134.79308 281.38675 291.01598
FNO = 3.58467 4.09252 5.03317 6.30198 6.35021 6.35739
ω = 38.75301 26.53439 15.40656 5.90773 2.83943 2.74550
Y = 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20
TL = 141.06118 153.60481 176.97503 214.13726 226.92995 227.18745
Bf = 38.02328 48.03831 64.55253 85.33826 92.38485 92.60805
φ = 15.40 15.40 15.40 15.40 16.20 16.20
d5 2.12080 12.45490 26.91570 50.67230 62.28300 62.67010
d14 23.69130 18.40230 13.31350 7.80730 2.14860 1.80000
d24 10.01650 7.50000 4.98400 3.11010 2.90420 2.90000
(ズームレンズ群データ)
群 始面 焦点距離
1 1 95.68946
2 6 −11.46195
3 15 31.13029(W) 29.77152(M1)
28.52664(M2) 27.66506(M3)
27.57355(M4) 27.57169(T)
31 15 42.77504
32 25 40.12768
(条件式対応値)
(1) f1/fT=0.329
(2) φT/φW=1.052
(3) φM10/φW=1.052 (φM10は第4中間焦点距離状態M4の値)
(4) φM15/φW=1.052 (φM15は第4中間焦点距離状態M4の値)
(5) φM5/φW=1.000 (φM5は第3中間焦点距離状態M3の値)
(6) fM/fW=7.256 (fMは第3中間焦点距離状態M3の値)
(7) −f2/fT=0.0394
【0103】
図5は、第2実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【0104】
図6は、第2実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【0105】
各収差図から、第2実施例に係る変倍光学系は、諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有していることがわかる。
【0106】
(第3実施例)
図7は、第3実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【0107】
図7に示すように、第3実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、負屈折力の第2レンズ群G2と、正屈折力の第3レンズ群G3とから構成される。
【0108】
広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は減少するように、像面Iに対して、第1レンズ群G1は単調に物体側へ移動し、第2レンズ群G2は第1中間焦点距離状態M1まで像側へ移動し、第1中間焦点距離状態M1から望遠端状態Tまでは物体側へ移動し、第3レンズ群G3は単調に物体側へ移動する。
【0109】
さらに、第3レンズ群G3は、正屈折力の第31レンズ群G31と、正屈折力の第32レンズ群G32とから構成され、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32との間隔は減少するように、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32は像面Iに対して単調に物体側へ移動する。
【0110】
開口絞りSは、第2レンズ群G2の像側にある第3レンズ群G3の最も物体側に配置され、第31レンズ群G31と一体で構成される。また、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、開口絞りSは、広角端状態Wから第1中間焦点距離状態M1まで広角端状態Wの最大開口径を維持し、第1中間焦点距離状態M1から望遠端状態Tまでは最大開口径が単調に増大する。
【0111】
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸レンズL12との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13とから構成されている。
【0112】
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凹レンズL22と、両凸レンズL23と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL24と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL25との接合レンズとから構成されている。第2レンズ群G2の最も物体側に位置する負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した複合型非球面レンズである。
【0113】
第31レンズ群G31は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL31と、両凸レンズL32と、両凸レンズL33と両凹レンズL34との接合レンズと、両凹レンズL35と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL36との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL37とから構成されている。両凹レンズL35は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
【0114】
第32レンズ群G32は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL41と、両凹レンズL42と両凸レンズL43との接合レンズとから構成されている。第32レンズ群G32の最も物体側に位置する両凸レンズL41は、物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。両凸レンズL43から射出した光線は像面Iに結像する。
【0115】
以下の表3に第3実施例に係る変倍光学系の諸元値を掲げる。
【0116】
(表3)
(面データ)
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 123.9595 2.0000 1.850260 32.35
2 65.8189 9.3000 1.497820 82.52
3 -679.8190 0.1000
4 66.6349 6.2000 1.593190 67.87
5 419.9308 (可変)
6* 162.3242 0.1500 1.553890 38.09
7 146.0754 1.0000 1.834807 42.72
8 16.1304 6.5500
9 -35.2760 1.0000 1.882997 40.76
10 60.4450 0.1000
11 37.3723 5.2000 1.846660 23.78
12 -32.7279 0.8214
13 -23.9463 1.0000 1.882997 40.76
14 -252.4150 2.0000 1.808090 22.79
15 -72.4479 (可変)
16(絞り) ∞ 1.0000
17 36.7222 3.3000 1.593190 67.87
18 -118.1963 0.1000
19 41.3768 3.1500 1.487490 70.41
20 -92.3429 0.1000
21 42.3403 3.8000 1.487490 70.41
22 -41.0036 1.0000 1.805181 25.43
23 259.3609 3.8191
24* -63.6485 1.0000 1.806100 40.94
25 22.0000 2.9000 1.805181 25.43
26 150.5781 4.2000
27 -45.8244 1.0000 1.882997 40.76
28 -215.9895 (可変)
29* 77.1794 3.1500 1.589130 61.16
30 -37.1187 0.1000
31 -261.2949 1.0000 1.882997 40.76
32 39.9808 4.4000 1.518229 58.93
33 -48.5209 (Bf)
像面 ∞
(非球面データ)
第6面
κ = -5.7774
A4 = 6.79980E-06
A6 = -2.52730E-08
A8 = 8.26150E-11
A10 = -1.02860E-13
第24面
κ = 2.8196
A4 = 4.59750E-06
A6 = 4.28350E-09
A8 = 0.00000E+00
A10 = 0.00000E+00
第29面
κ = -6.5363
A4 = -1.95310E-05
A6 = 1.79050E-08
A8 = -1.55070E-10
A10 = 4.13770E-13
(各種データ)
ズーム比 15.696
W M1 M2 M3 M4 T
f = 18.53979 27.99960 49.99905 104.99746 281.99442 290.99204
FNO = 4.10702 4.69307 5.38961 5.39973 5.39860 5.39939
ω = 38.99845 26.65869 15.38789 7.50128 2.82458 2.73812
Y = 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20
TL = 160.00885 165.81325 187.27349 218.99165 237.63297 237.79997
Bf = 39.11693 51.53459 69.40178 89.39051 98.87896 99.16649
φ = 15.60 15.60 16.50 20.00 21.72 21.78
d5 2.15153 10.22614 25.00000 45.02627 65.29400 65.69297
d15 40.45482 29.25621 20.27964 13.14016 2.48000 2.00000
d28 8.84506 5.35580 3.15156 1.99420 1.53950 1.50000
(ズームレンズ群データ)
群 始面 焦点距離
1 1 103.25223
2 6 −15.13084
3 16 39.55369(W) 37.13627(M1)
35.75578(M2) 35.07124(M3)
34.80941(M4) 34.78685(T)
31 16 44.76649
32 29 47.36030
(条件式対応値)
(1) f1/fT=0.355
(2) φT/φW=1.396
(3) φM10/φW=1.392 (φM10は第4中間焦点距離状態M4の値)
(4) φM15/φW=1.392 (φM15は第4中間焦点距離状態M4の値)
(5) φM5/φW=1.282 (φM5は第3中間焦点距離状態M3の値)
(6) fM/fW=1.510 (fMは第1中間焦点距離状態M1の値)
(7) −f2/fT=0.0520
【0117】
図8は、第3実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【0118】
図9は、第3実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【0119】
各収差図から、第3実施例に係る変倍光学系は、諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有していることがわかる。
【0120】
(第4実施例)
図10は、第4実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【0121】
図10に示すように、第4実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、負屈折力の第2レンズ群G2と、正屈折力の第3レンズ群G3とから構成される。
【0122】
広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は減少するように、像面Iに対して、第1レンズ群G1は単調に物体側へ移動し、第2レンズ群G2は第1中間焦点距離状態M1まで像側へ移動し、第1中間焦点距離状態M1から望遠端状態Tまでは物体側へ移動し、第3レンズ群G3は単調に物体側へ移動する。
【0123】
さらに、第3レンズ群G3は、正屈折力の第31レンズ群G31と、負屈折力の第32レンズ群G32と、正屈折力の第33レンズ群G33とから構成され、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32との間隔は増大し、第32レンズ群G32と第33レンズ群G33との間隔は減少するように、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32と第33レンズ群G33は像面Iに対して物体側へ移動する。
【0124】
開口絞りSは、第2レンズ群G2の像側にある第3レンズ群G3の最も物体側に配置され、第31レンズ群G31と一体で構成される。また、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、開口絞りSは、広角端状態Wから第2中間焦点距離状態M2まで広角端状態Wの最大開口径を維持し、第2中間焦点距離状態M2から望遠端状態Tまでは最大開口径が単調に増大する。
【0125】
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸レンズL12との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13とから構成されている。
【0126】
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凹レンズL22と、両凸レンズL23と、両凹レンズL24と両凸レンズL25との接合レンズとから構成されている。第2レンズ群G2の最も物体側に位置する負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した複合型非球面レンズである。
【0127】
第31レンズ群G31は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL31と、両凸レンズL32と、両凸レンズL33と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL34との接合レンズとから構成されている。
【0128】
第32レンズ群G32は、光軸に沿って物体側から順に、両凹レンズL41と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL42との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL43とから構成されている。第32レンズ群G32の最も物体側に位置する両凹レンズL41は、物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した複合型非球面レンズである。
【0129】
第33レンズ群G33は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL51と、両凸レンズL52と、両凹レンズL53と両凸レンズL54との接合レンズとから構成されている。第33レンズ群G33の最も物体側に位置する両凸レンズL51は、物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。両凸レンズL54から射出した光線は像面Iに結像する。
【0130】
以下の表4に第4実施例に係る変倍光学系の諸元値を掲げる。
【0131】
(表4)
(面データ)
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 175.6056 2.2000 1.834000 37.16
2 67.4302 8.8000 1.497820 82.52
3 -587.7848 0.1000
4 72.2710 6.4500 1.593190 67.87
5 1826.1388 (可変)
6* 84.7687 0.1000 1.553890 38.09
7 73.9375 1.2000 1.834807 42.72
8 17.1873 6.9500
9 -36.9822 1.0000 1.816000 46.62
10 77.9263 0.1500
11 36.6346 5.3000 1.784723 25.68
12 -36.6346 0.8000
13 -26.1991 1.0000 1.816000 46.62
14 63.7396 2.0500 1.808090 22.79
15 -643.2706 (可変)
16(絞り) ∞ 1.0000
17 65.8365 3.4000 1.593190 67.87
18 -50.1546 0.1000
19 65.6817 2.4500 1.487490 70.41
20 -154.9743 0.1000
21 46.7333 4.2000 1.487490 70.41
22 -35.7833 1.0000 1.808090 22.79
23 -191.9318 (可変)
24* -57.2966 0.2000 1.553890 38.09
25 -59.7250 0.9000 1.696797 55.52
26 28.5100 2.1500 1.728250 28.46
27 91.9976 4.1402
28 -32.8954 1.0000 1.729157 54.66
29 -144.3315 (可変)
30* 6427.1919 4.6500 1.589130 61.18
31 -27.3818 0.1000
32 31.4776 5.8500 1.487490 70.41
33 -43.7539 1.4500
34 -113.5897 1.0000 1.882997 40.76
35 20.3481 5.3000 1.548141 45.79
36 -709.1453 (Bf)
像面 ∞
(非球面データ)
第6面
κ = 1.0000
A4 = 2.88220E-06
A6 = -2.29350E-11
A8 = -2.35280E-11
A10 = 9.21570E-14
第24面
κ = 1.0000
A4 = 4.32780E-06
A6 = 1.88460E-09
A8 = 0.00000E+00
A10 = 0.00000E+00
第30面
κ = 1.0000
A4 = -1.36170E-05
A6 = -3.55860E-10
A8 = 1.83080E-11
A10 = -1.86790E-13
(各種データ)
ズーム比 15.701
W M1 M2 M3 M4 T
f = 18.56060 27.94799 48.95245 104.65150 280.18763 291.42454
FNO = 3.57565 4.13253 5.36204 5.62482 5.80434 5.81064
ω = 38.80191 26.18802 15.68652 7.44205 2.82863 2.72113
Y = 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20
TL = 164.76435 171.02547 189.44683 225.28899 249.99418 250.61470
Bf = 38.84705 44.06807 62.50183 73.57929 86.00428 86.64770
φ = 15.80 15.80 15.80 17.50 19.50 19.60
d5 2.15700 11.13190 22.22690 53.01000 75.67850 76.25220
d15 33.36360 23.94380 15.96870 11.30360 2.48130 2.00000
d23 3.46820 7.42730 8.95240 9.64300 9.67390 9.62460
d29 11.83830 9.36420 4.70680 2.66290 1.06600 1.00000
(ズームレンズ群データ)
群 始面 焦点距離
1 1 117.72937
2 6 −15.60945
3 16 40.44471(W) 39.66103(M1)
35.67164(M2) 33.95695(M3)
32.73988(M4) 32.70088(T)
31 16 27.35473
32 24 −26.50041
33 30 35.20423
(条件式対応値)
(1) f1/fT=0.404
(2) φT/φW=1.241
(3) φM10/φW=1.234 (φM10は第4中間焦点距離状態M4の値)
(4) φM15/φW=1.234 (φM15は第4中間焦点距離状態M4の値)
(5) φM5/φW=1.108 (φM5は第3中間焦点距離状態M3の値)
(6) fM/fW=2.637 (fMは第2中間焦点距離状態M2の値)
(7) −f2/fT=0.0536
【0132】
図11は、第4実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【0133】
図12は、第4実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【0134】
各収差図から、第4実施例に係る変倍光学系は、諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有していることがわかる。
【0135】
以上のように、本実施形態によれば、収差変動を抑え、高い光学性能を有する変倍光学系を提供することができる。
【0136】
次に、本実施形態に係る変倍光学系を搭載したカメラについて説明する。なお、第1実施例に係る変倍光学系を搭載した場合について説明するが、他の実施例でも同様である。
【0137】
図13は、第1実施例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。
【0138】
図13において、カメラ1は、撮影レンズ2として第1実施例に係る変倍光学系を備えたデジタル一眼レフカメラである。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、クイックリターンミラー3を介して焦点板4に結像される。そして焦点板4に結像されたこの光は、ペンタプリズム5中で複数回反射されて接眼レンズ6へ導かれる。これにより撮影者は、被写体像を接眼レンズ6を介して正立像として観察することができる。
【0139】
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、クイックリターンミラー3が光路外へ退避し、不図示の被写体からの光は撮像素子7へ到達する。これにより被写体からの光は、撮像素子7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。
【0140】
カメラ1に撮影レンズ2として第1実施例に係る変倍光学系を搭載することにより、高い性能を有するカメラを実現することができる。
【0141】
以下、本願の変倍光学系の製造方法の概略を説明する。
【0142】
図14は、本願の変倍光学系の製造方法を示す図である。
【0143】
本願の変倍光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群とからなる変倍光学系の製造方法であって、図14に示すステップS1,S2,S3を含むものである。
【0144】
ステップS1:開口絞りを第2レンズ群より像側に配置する。
【0145】
ステップS2:第1レンズ群と第2レンズ群と第3レンズ群とを、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大可能、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少可能に配置する。
【0146】
ステップS3:以下の条件式(1)、(2)を満足するようにする。
(1) 0.17 < f1/fT < 0.60
(2) 1.03 < φT/φW < 1.70
但し、fTは望遠端状態における全系の焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離、φWは広角端状態における開口絞りの最大開口径、φTは望遠端状態における開口絞りの最大開口径である。
【0147】
本願の変倍光学系の製造方法によれば、収差変動を抑え、高い光学性能を有する変倍光学系を製造することができる。
【0148】
なお、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
【0149】
実施例では、3群構成を示したが、4群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像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。また、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。
【0150】
単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。前記合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の(超音波モータ等を用いた)モータ駆動にも適している。特に、第2レンズ群の少なくとも一部を合焦レンズ群とするのが好ましい。
【0151】
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動(揺動)させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としても良い。特に、第3レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
【0152】
また、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。
【0153】
レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及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。
【0154】
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の非球面でも構わない。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。
【0155】
また、各レンズ面には、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。
【0156】
また、本実施形態の変倍光学系は、変倍比が7〜25程度である。
【0157】
また、本実施形態の変倍光学系は、第1レンズ群が正のレンズ成分を2つ有するのが好ましい。また、第1レンズ群は、物体側から順に、正正の順番にレンズ成分を、空気間隔を介在させて配置するのが好ましい。
【0158】
また、本実施形態の変倍光学系は、第2レンズ群が正のレンズ成分を1つと負のレンズ成分を3つ有するのが好ましい。また、第2レンズ群は、物体側から順に、負負正負の順番にレンズ成分を、空気間隔を介在させて配置するのが好ましい。
【0159】
また、本実施形態の変倍光学系は、第3レンズ群が正のレンズ成分を3つと負のレンズ成分を1つ有するのが好ましい。
【0160】
なお、本発明を分かり易く説明するために実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【符号の説明】
【0161】
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G31 第31レンズ群
G32 第32レンズ群
G33 第33レンズ群
S 開口絞り
I 像面
1 カメラ
【技術分野】
【0001】
本発明は、変倍光学系とこれを有する光学装置、変倍光学系の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、一眼レフカメラ用交換レンズなどに用いられる変倍光学系として、最も物体側のレンズ群が正屈折力を有する光学系が数多く提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−3195号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の変倍光学系をさらに高変倍化しようとすると、収差変動が増大し、十分に高い光学性能を得ることが困難であった。
【0005】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、収差変動を抑え、高い光学性能を有する変倍光学系とこれを有する光学装置、変倍光学系の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群とからなり、前記第2レンズ群より像側に開口絞りを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は減少し、以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
0.17 < f1/fT < 0.60
1.03 < φT/φW < 1.70
但し、
fT:望遠端状態における全系の焦点距離
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
φW:広角端状態における前記開口絞りの最大開口径
φT:望遠端状態における前記開口絞りの最大開口径
【0007】
また、本発明は、前記変倍光学系を有することを特徴とする光学装置を提供する。
【0008】
また、本発明は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群とからなる変倍光学系の製造方法であって、開口絞りを前記第2レンズ群より像側に配置し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とを、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大可能、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少可能に配置し、以下の条件式を満足するようにすることを特徴とする変倍光学系の製造方法を提供する。
0.17 < f1/fT < 0.60
1.03 < φT/φW < 1.70
但し、
fT:望遠端状態における全系の焦点距離
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
φW:広角端状態における前記開口絞りの最大開口径
φT:望遠端状態における前記開口絞りの最大開口径
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、収差変動を抑え、高い光学性能を有する変倍光学系とこれを有する光学装置、変倍光学系の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第1実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【図2】第1実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【図3】第1実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図4】第2実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【図5】第2実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【図6】第2実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図7】第3実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【図8】第3実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【図9】第3実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図10】第4実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【図11】第4実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【図12】第4実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【図13】第1実施例に係る変倍光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
【図14】本願の変倍光学系の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本願の一実施形態に係る変倍光学系について説明する。
【0012】
本実施形態に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群とからなり、第2レンズ群より像側に開口絞りを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔は増大し、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔は減少する構成とすることで、変倍可能な光学系を実現し、広角端状態から望遠端状態まで適度に歪曲収差を補正している。
【0013】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(1)、(2)を満足する。
(1) 0.17 < f1/fT < 0.60
(2) 1.03 < φT/φW < 1.70
但し、fTは望遠端状態における全系の焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離、φWは広角端状態における開口絞りの最大開口径、φTは望遠端状態における開口絞りの最大開口径である。
【0014】
条件式(1)は、変倍光学系で発生する球面収差と像面湾曲を良好に補正し、高い光学性能を得るための条件式である。
【0015】
条件式(1)の下限値を下回った場合、即ち第1レンズ群の屈折力が過度に大きくなると、望遠端状態における負の球面収差と、広角端状態において負の像面湾曲が大きく発生し、高い光学性能を得ることができない。
【0016】
条件式(1)の上限値を上回った場合、即ち第1レンズ群の屈折力が過度に小さくなると、変倍率を維持するためには第1レンズ群を像面に対して大きく移動させる必要があり、望遠端状態における周辺光量の確保が困難となり、また望遠端状態において第2レンズ群で発生する正の球面収差補正が困難となり、高い光学性能を得ることができない。
【0017】
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式(1)の下限値を0.23とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(1)の下限値を0.25とすることが更に好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(1)の下限値を0.28とすることが更に好ましい。
【0018】
また、実施形態の効果を確実にするために、条件式(1)の上限値を0.53とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(1)の上限値を0.48とすることが更に好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(1)の上限値を0.43とすることが更に好ましい。
【0019】
条件式(2)は、望遠端状態におけるFナンバーを適度に小さく、球面収差やコマ収差を良好に補正し、高い光学性能を得るための条件式である。条件式(2)を満足することで、広角端状態から望遠端状態まで変倍する際に変化するFナンバーの変化量を最適化し、変倍範囲全域に亘って球面収差やコマ収差の変動を抑えることが可能になる。
【0020】
条件式(2)の下限値を下回った場合、望遠端状態における開口絞りの最大開口径が小さくなりすぎる。すると、望遠端状態におけるFナンバーが大きくなりすぎ、広角端状態において球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0021】
条件式(2)の上限値を上回った場合、望遠端状態において球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0022】
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式(2)の下限値を1.05とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(2)の下限値を1.08とすることが更に好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(2)の下限値を1.12とすることが更に好ましい。
【0023】
また、実施形態の効果を確実にするために、条件式(2)の上限値を1.58とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(2)の上限値を1.45とすることが更に好ましい。
【0024】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
(3) 1.02 < φM10/φW < 1.70
但し、φM10は広角端状態における全系の焦点距離をfWとするとき、全系の焦点距離がfWの10倍以上の中間焦点距離状態での開口絞りの最大開口径である。
【0025】
条件式(3)は、変倍光学系全系の焦点距離がfWの10倍以上の中間焦点距離状態の変倍領域において、変倍光学系に十分なF値を持たせ、高い光学性能を実現するための条件式である。
【0026】
条件式(3)の下限値を下回った場合、変倍光学系全系の焦点距離がfWの10倍以上の中間焦点距離状態の変倍領域において、開口絞りの最大開口径が小さくなりすぎる。すると、この変倍領域におけるFナンバーが大きくなりすぎ、広角端状態において球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0027】
条件式(3)の上限値を上回った場合、変倍光学系全系の焦点距離がfWの10倍以上の中間焦点距離状態の変倍領域において、球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0028】
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式(3)の下限値を1.03とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(3)の下限値を1.06とすることが更に好ましい。
【0029】
また、実施形態の効果を確実にするために、条件式(3)の上限値を1.60とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(3)の上限値を1.55とすることが更に好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(3)の上限値を1.40とすることが更に好ましい。
【0030】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
(4) 1.02 < φM15/φW < 1.70
但し、φM15は広角端状態における全系の焦点距離をfWとするとき、全系の焦点距離がfWの15倍以上の中間焦点距離状態での開口絞りの最大開口径である。
【0031】
条件式(4)は、変倍光学系全系の焦点距離がfWの15倍以上の中間焦点距離状態の変倍領域において、変倍光学系に十分なF値を持たせ、高い光学性能を実現するための条件式である。
【0032】
条件式(4)の下限値を下回った場合、変倍光学系全系の焦点距離がfWの15倍以上の中間焦点距離状態の変倍領域において、開口絞りの最大開口径が小さくなりすぎる。すると、この変倍領域におけるFナンバーが大きくなりすぎ、広角端状態において球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0033】
条件式(4)の上限値を上回った場合、変倍光学系全系の焦点距離がfWの15倍以上の中間焦点距離状態の変倍領域において、球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0034】
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式(4)の下限値を1.04とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(4)の下限値を1.07とすることが更に好ましい。
【0035】
また、実施形態の効果を確実にするために、条件式(4)の上限値を1.60とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(4)の上限値を1.55とすることが更に好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(4)の上限値を1.40とすることが更に好ましい。
【0036】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
(5) 1.00 ≦ φM5/φW < 1.40
但し、φM5は広角端状態における全系の焦点距離をfWとするとき、全系の焦点距離がfWの5倍以上8倍以下の中間焦点距離状態での開口絞りの最大開口径である。
【0037】
条件式(5)は、全系の焦点距離がfWの5倍以上8倍以下の中間焦点距離の変倍領域において、高い光学性能を実現するための条件式である。
【0038】
条件式(5)の下限値を下回った場合、全系の焦点距離がfWの5倍以上8倍以下の中間焦点距離の変倍領域において、開口絞りの最大開口径が小さくなりすぎる。すると、この変倍領域におけるFナンバーが大きくなりすぎ、広角端状態において球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0039】
条件式(5)の上限値を上回った場合、全系の焦点距離がfWの5倍以上8倍以下の中間焦点距離の変倍領域において、球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0040】
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式(5)の下限値を1.01とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(5)の下限値を1.03とすることが更に好ましい。
【0041】
また、実施形態の効果を確実にするために、条件式(5)の上限値を1.32とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(5)の上限値を1.25とすることが更に好ましい。
【0042】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、開口絞りは、広角端状態から全系の焦点距離fMの中間焦点距離状態まで広角端状態の最大開口径を維持し、以下の条件式(6)を満足することが望ましい。
(6) 1.50 < fM/fW < 15.00
但し、fWは広角端状態における全系の焦点距離である。
【0043】
条件式(6)は、任意の中間焦点距離の変倍領域において、高い光学性能を実現するための条件式である。
【0044】
条件式(6)の下限値を下回った場合、任意の中間焦点距離の変倍領域において、球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0045】
条件式(6)の上限値を上回った場合、任意の中間焦点距離の変倍領域において、Fナンバーが大きくなりすぎ、また広角端状態において球面収差やコマ収差が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0046】
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式(6)の下限値を1.80とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(6)の下限値を2.30とすることが更に好ましい。
【0047】
また、実施形態の効果を確実にするために、条件式(6)の上限値を12.00とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(6)の上限値を8.50とすることが更に好ましい。
【0048】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、前記焦点距離fMの中間焦点距離状態から望遠端状態への変倍に際し、開口絞りの最大開口径は単調に増大することが望ましい。なお、開口絞りの最大開口径とは、各焦点距離状態における最大の開口絞り径である。
【0049】
この構成とすることで、変倍光学系のメカニカルな構成を簡略化でき、また前記焦点距離fMの中間焦点距離状態から望遠端状態までの変倍領域において、球面収差の変動を抑えることが可能となり、高い光学性能を実現できる。
【0050】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、以下の条件式(7)を満足することが望ましい。
(7) 0.032 < −f2/fT < 0.064
但し、f2は第2レンズ群の焦点距離である。
【0051】
条件式(7)は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第2レンズ群で発生する収差変動を抑え、高い光学性能を実現するための条件式である。
【0052】
条件式(7)の下限値を下回った場合、第2レンズ群の屈折力が過度に大きくなる。すると広角端状態から望遠端状態への変倍時、球面収差や非点収差の変動が大きく発生し、高い光学性能を実現できない。
【0053】
条件式(7)の上限値を上回った場合、第2レンズ群の屈折力が過度に小さくなり、第2レンズ群の移動量が増大する。すると広角端状態から望遠端状態への変倍時、第2レンズ群で発生する球面収差や非点収差変動を抑えることが困難となり、高い光学性能を実現できない。
【0054】
なお、実施形態の効果を確実にするために、条件式(7)の下限値を0.038とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(7)の下限値を0.042とすることが更に好ましい。
【0055】
また、実施形態の効果を確実にするために、条件式(7)の上限値を0.061とすることが好ましい。また、実施形態の効果を更に確実にするために、条件式(7)の上限値を0.057とすることが更に好ましい。
【0056】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、全系のFナンバーは単調に増大することが望ましい。
【0057】
この構成とすることで、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、絞り近傍のレンズ群、例えば第3レンズ群などを通る軸上光線高の過度な増大を抑え、これに伴って球面収差などの変動を抑えることが可能となり、高い光学性能を実現できる。
【0058】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群は像面に対して物体側に移動することが望ましい。
【0059】
この構成とすることで、第1レンズ群の径を小型化でき、また広角端状態における第1レンズ群を通過する軸外光束の光軸からの高さを抑えて像面湾曲や非点収差などの変倍時における変動を抑えることができる。
【0060】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、開口絞りは、第3レンズ群の少なくとも一部と一体に移動することが望ましい。
【0061】
この構成とすることで、変倍光学系のメカニカルな構成を簡略化でき、また球面収差の変動を抑えることが可能となり、高い光学性能を実現できる。
【0062】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、開口絞りは、第3レンズ群の物体側に配置されることが望ましい。
【0063】
この構成とすることで、第1レンズ群の径を小型化でき、また広角端状態における第1レンズ群を通過する軸外光束の光軸からの高さを抑えて像面湾曲や非点収差などの変倍時における変動を抑えることができる。
【0064】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、第3レンズ群は、2つの正屈折力の部分群を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、2つの正屈折力の部分群の間隔が変化することが望ましい。
【0065】
この構成とすることで、第3レンズ群の変倍力を上げることが可能になり、変倍光学系を小型化できる。また、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第3レンズ群内で発生する球面収差や非点収差の変動を抑えることが可能になり高い光学性能を実現できる。
【0066】
また、本実施形態に係る変倍光学系は、第3レンズ群は、正屈折力の部分群と負屈折力の部分群と正屈折力の部分群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、正屈折力の部分群と負屈折力の部分群と正屈折力の部分群との間隔が変化することが望ましい。
【0067】
この構成とすることで、第3レンズ群の変倍力を上げることが可能になり、変倍光学系を小型化できる。また、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第3レンズ群内で発生する球面収差や非点収差の変動を抑えることが可能になり高い光学性能を実現できる。
【0068】
(実施例)
以下、本実施形態に係る各実施例について図面を参照しつつ説明する。
【0069】
(第1実施例)
図1は、第1実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【0070】
図1に示すように、第1実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、負屈折力の第2レンズ群G2と、正屈折力の第3レンズ群G3とから構成される。
【0071】
広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は減少するように、像面Iに対して、第1レンズ群G1は単調に物体側へ移動し、第2レンズ群G2は物体側へ移動し、第3レンズ群G3は単調に物体側へ移動する。
【0072】
さらに、第3レンズ群G3は、正屈折力の第31レンズ群G31と、正屈折力の第32レンズ群G32とから構成され、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32との間隔は減少するように、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32は像面Iに対して単調に物体側へ移動する。
【0073】
開口絞りSは、第2レンズ群G2の像側にある第3レンズ群G3の最も物体側に配置され、第31レンズ群G31と一体で構成される。また、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、開口絞りSは、広角端状態Wから第2中間焦点距離状態M2まで広角端状態Wの最大開口径を維持し、第2中間焦点距離状態M2から望遠端状態Tまでは最大開口径が単調に増大する。
【0074】
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸レンズL12との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13とから構成されている。
【0075】
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凹レンズL22と、両凸レンズL23と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL24と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL25との接合レンズとから構成されている。第2レンズ群G2の最も物体側に位置する負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した複合型非球面レンズである。
【0076】
第31レンズ群G31は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL31と、両凸レンズL32と、両凸レンズL33と両凹レンズL34との接合レンズと、両凹レンズL35と両凸レンズL36との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL37とから構成されている。両凹レンズL35は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
【0077】
第32レンズ群G32は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL41と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42と両凸レンズL43との接合レンズとから構成されている。第32レンズ群G32の最も物体側に位置する両凸レンズL41は、物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。両凸レンズL43から射出した光線は像面Iに結像する。
【0078】
像面Iは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はCCDやCMOS等から構成されている(以降の実施例についても同様である)。
【0079】
以下の表1に第1実施例に係る変倍光学系の諸元値を掲げる。
【0080】
表中の(面データ)において、物面は物体面、面番号は物体側からのレンズ面の番号、rは曲率半径、dは面間隔、ndはd線(波長λ=587.6nm)における屈折率、νdはd線(波長λ=587.6nm)におけるアッベ数、(可変)は可変面間隔、(絞り)は開口絞りS、像面は像面Iをそれぞれ表している。なお、空気の屈折率nd=1.000000は記載を省略している。また、曲率半径r欄の「∞」は平面を示している。
【0081】
(非球面データ)において、非球面は以下の式で表される。
X(y)=(y2/r)/[1+[1−κ(y2/r2)]1/2]
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10
ここで、光軸に垂直な方向の高さをy、高さyにおける光軸方向の変位量(各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離)をX(y)、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をr、円錐係数をκ、n次の非球面係数をAnとする。なお、「E-n」は「×10−n」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−5」を示す。また、各非球面は、(面データ)において、面番号の右側に「*」を付して示している。
【0082】
(各種データ)において、ズーム比は変倍光学系の変倍比、Wは広角端状態、M1は第1中間焦点距離状態、M2は第2中間焦点距離状態、M3は第3中間焦点距離状態、M4は第4中間焦点距離状態、Tは望遠端状態、fは全系の焦点距離、FNOはFナンバー、ωは半画角(単位:「°」)、Yは像高、TLは無限遠合焦状態における第1レンズ群G1の最も物体側の面から像面Iまでのレンズ系全長、Bfはバックフォーカス、φは最大の開口絞り径、diは面番号iでの可変面間隔値をそれぞれ表している。第4中間焦点距離状態M4は、広角端状態Wの焦点距離の15倍を越えた焦点距離を有している。
【0083】
(ズームレンズ群データ)は、各レンズ群の始面番号とレンズ群の焦点距離をそれぞれ示す。
【0084】
(条件式対応値)は、各条件式の対応値をそれぞれ示す。
【0085】
なお、以下の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、特記の無い場合一般に「mm」が使われるが、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「mm」に限定されること無く他の適当な単位を用いることもできる。さらに、これらの記号の説明は、以降の他の実施例においても同様とし説明を省略する。
【0086】
(表1)
(面データ)
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 127.9445 2.0000 1.850260 32.35
2 66.5460 7.8500 1.497820 82.52
3 -596.2307 0.1000
4 67.4403 5.4000 1.593190 67.87
5 436.1899 (可変)
6* 135.2961 0.1500 1.553890 38.09
7 107.2597 1.0000 1.804000 46.58
8 15.2626 6.7000
9 -34.5499 1.0000 1.834807 42.72
10 51.8990 0.1000
11 34.0967 4.5000 1.784723 25.68
12 -32.1245 0.9000
13 -21.1157 1.0000 1.882997 40.76
14 -2390.2062 2.1000 1.922860 20.50
15 -67.6125 (可変)
16(絞り) ∞ 1.0000
17 31.6133 3.6500 1.593190 67.87
18 -218.5545 0.1000
19 49.1304 3.2000 1.487490 70.41
20 -63.6210 0.1000
21 35.3573 4.2500 1.487490 70.41
22 -34.0783 1.0000 1.846660 23.78
23 659.9606 3.9000
24* -35.0367 1.0000 1.756998 47.82
25 17.5822 3.9000 1.698947 30.13
26 -95.2623 3.3500
27 -55.5200 1.0000 1.882997 40.76
28 -585.5172 (可変)
29* 439.7935 2.2000 1.589130 61.16
30 -53.2069 0.1000
31 65.1340 1.0000 1.834000 37.16
32 27.7296 4.1000 1.487490 70.41
33 -58.1329 (Bf)
像面 ∞
(非球面データ)
第6面
κ = 4.3350
A4 = 9.45630E-06
A6 = -1.51470E-08
A8 = -1.16860E-12
A10 = 1.65790E-13
第24面
κ = -0.3009
A4 = 6.23810E-06
A6 = 8.96820E-09
A8 = 0.00000E+00
A10 = 0.00000E+00
第29面
κ =-20.0000
A4 = -1.92960E-05
A6 = 5.96200E-09
A8 = -1.65600E-10
A10 = 4.18100E-13
(各種データ)
ズーム比 15.698
W M1 M2 M3 M4 T
f = 18.53928 27.99917 49.99950 105.00169 278.75308 291.02949
FNO = 3.60631 4.19068 5.39086 5.76130 5.78421 5.78825
ω = 39.00856 26.78890 15.55965 7.48510 2.85557 2.73699
Y = 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20
TL = 148.79923 157.22054 181.95557 217.34659 241.72065 242.82932
Bf = 39.00067 52.54373 76.57450 91.11965 104.16125 105.34665
φ = 17.20 17.20 17.20 18.40 20.40 20.59
d5 2.10000 9.42195 20.39318 46.65937 66.86210 67.33267
d15 33.50310 24.00476 15.75155 10.98454 2.49980 2.00000
d28 7.54546 4.60010 2.58634 1.93303 1.54750 1.50000
(ズームレンズ群データ)
群 始面 焦点距離
1 1 104.30654
2 6 −13.81152
3 16 36.15068(W) 34.23169(M1)
33.03282(M2) 32.66171(M3)
32.44660(M4) 32.42030(T)
31 16 39.54020
32 29 48.03635
(条件式対応値)
(1) f1/fT=0.358
(2) φT/φW=1.197
(3) φM10/φW=1.186 (φM10は第4中間焦点距離状態M4の値)
(4) φM15/φW=1.186 (φM15は第4中間焦点距離状態M4の値)
(5) φM5/φW=1.070 (φM5は第3中間焦点距離状態M3の値)
(6) fM/fW=2.70 (fMは第2中間焦点距離状態M2の値)
(7) −f2/fT=0.0475
【0087】
図2は、第1実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【0088】
図3は、第1実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【0089】
各収差図において、FNOはFナンバー、Aは半画角(単位:「°」)を示す。また、dはd線(波長587.6nm)、gはg線(波長435.8nm)に対する諸収差、記載のないものはd線に対する諸収差をそれぞれ表す。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示す。
【0090】
なお、以降の実施例においても同様の記号を使用し、以降の説明を省略する。
【0091】
各収差図から、第1実施例に係る変倍光学系は、諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有していることがわかる。
【0092】
(第2実施例)
図4は、第2実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【0093】
図4に示すように、第2実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、負屈折力の第2レンズ群G2と、正屈折力の第3レンズ群G3とから構成される。
【0094】
広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は減少するように、像面Iに対して、第1レンズ群G1は単調に物体側へ移動し、第2レンズ群G2は物体側へ移動し、第3レンズ群G3は単調に物体側へ移動する。
【0095】
さらに、第3レンズ群G3は、正屈折力の第31レンズ群G31と、正屈折力の第32レンズ群G32とから構成され、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32との間隔は減少するように、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32は像面Iに対して単調に物体側へ移動する。
【0096】
開口絞りSは、第2レンズ群G2の像側にある第3レンズ群G3の最も物体側に配置され、第31レンズ群G31と一体で構成される。また、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、開口絞りSは、広角端状態Wから第3中間焦点距離状態M3まで広角端状態Wの最大開口径を維持し、第3中間焦点距離状態M3から望遠端状態Tまでは最大開口径が単調に増大する。
【0097】
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸レンズL12との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13とから構成されている。
【0098】
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凹レンズL22と、両凸レンズL23と、両凹レンズL24とから構成されている。第2レンズ群G2の最も物体側に位置する負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した複合型非球面レンズである。
【0099】
第31レンズ群G31は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL31と、両凸レンズL32と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL33との接合レンズと、両凹レンズL34と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL35との接合レンズとから構成されている。両凹レンズL34は物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した複合型非球面レンズである。
【0100】
第32レンズ群G32は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL41と、両凸レンズL42と両凹レンズL43との接合レンズと、両凸レンズL44とから構成されている。第32レンズ群G32の最も物体側に位置する両凸レンズL41は、物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。両凸レンズL44から射出した光線は像面Iに結像する。
【0101】
以下の表2に第2実施例に係る変倍光学系の諸元値を掲げる。
【0102】
(表2)
(面データ)
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 107.0206 1.8000 1.903658 31.31
2 61.2968 9.0132 1.456500 90.27
3 -505.7797 0.1000
4 56.5708 6.5660 1.603001 65.44
5 263.1448 (可変)
6* 107.6633 0.1500 1.553890 38.09
7 79.4357 1.2000 1.816000 46.62
8 12.5498 5.8961
9 -28.1361 1.0000 1.816000 46.62
10 76.8103 0.1000
11 29.0330 5.0805 1.846660 23.78
12 -28.2941 0.7021
13 -20.3234 1.0000 1.788001 47.37
14 328.3222 (可変)
15(絞り) ∞ 0.5000
16 38.5144 4.3804 1.527510 66.72
17 -31.0868 0.1000
18 24.8278 5.7092 1.497000 81.64
19 -22.4849 1.0000 1.850260 32.35
20 -1199.4167 3.0000
21* -52.5575 0.1000 1.553890 38.09
22 -56.7769 1.0000 1.772499 49.60
23 32.9354 1.9482 1.805181 25.42
24 83.4259 (可変)
25* 38.1701 5.1517 1.677900 54.89
26 -30.3075 0.1000
27 119.1216 5.7937 1.511790 49.72
28 -16.9262 1.0000 1.878780 41.73
29 40.2625 0.7994
30 88.7687 4.0188 1.497970 53.26
31 -31.8725 (Bf)
像面 ∞
(非球面データ)
第6面
κ = 1.0000
A4 = 8.23600E-06
A6 = 2.68070E-08
A8 = -2.85680E-10
A10 = 8.96110E-13
第21面
κ = 1.0000
A4 = 8.39680E-06
A6 = 4.90050E-09
A8 = 0.00000E+00
A10 = 0.00000E+00
第25面
κ = 1.0000
A4 = -1.05940E-05
A6 = 2.60370E-08
A8 = 0.00000E+00
A10 = 0.00000E+00
(各種データ)
ズーム比 15.666
W M1 M2 M3 M4 T
f = 18.57581 27.79158 50.03219 134.79308 281.38675 291.01598
FNO = 3.58467 4.09252 5.03317 6.30198 6.35021 6.35739
ω = 38.75301 26.53439 15.40656 5.90773 2.83943 2.74550
Y = 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20
TL = 141.06118 153.60481 176.97503 214.13726 226.92995 227.18745
Bf = 38.02328 48.03831 64.55253 85.33826 92.38485 92.60805
φ = 15.40 15.40 15.40 15.40 16.20 16.20
d5 2.12080 12.45490 26.91570 50.67230 62.28300 62.67010
d14 23.69130 18.40230 13.31350 7.80730 2.14860 1.80000
d24 10.01650 7.50000 4.98400 3.11010 2.90420 2.90000
(ズームレンズ群データ)
群 始面 焦点距離
1 1 95.68946
2 6 −11.46195
3 15 31.13029(W) 29.77152(M1)
28.52664(M2) 27.66506(M3)
27.57355(M4) 27.57169(T)
31 15 42.77504
32 25 40.12768
(条件式対応値)
(1) f1/fT=0.329
(2) φT/φW=1.052
(3) φM10/φW=1.052 (φM10は第4中間焦点距離状態M4の値)
(4) φM15/φW=1.052 (φM15は第4中間焦点距離状態M4の値)
(5) φM5/φW=1.000 (φM5は第3中間焦点距離状態M3の値)
(6) fM/fW=7.256 (fMは第3中間焦点距離状態M3の値)
(7) −f2/fT=0.0394
【0103】
図5は、第2実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【0104】
図6は、第2実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【0105】
各収差図から、第2実施例に係る変倍光学系は、諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有していることがわかる。
【0106】
(第3実施例)
図7は、第3実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【0107】
図7に示すように、第3実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、負屈折力の第2レンズ群G2と、正屈折力の第3レンズ群G3とから構成される。
【0108】
広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は減少するように、像面Iに対して、第1レンズ群G1は単調に物体側へ移動し、第2レンズ群G2は第1中間焦点距離状態M1まで像側へ移動し、第1中間焦点距離状態M1から望遠端状態Tまでは物体側へ移動し、第3レンズ群G3は単調に物体側へ移動する。
【0109】
さらに、第3レンズ群G3は、正屈折力の第31レンズ群G31と、正屈折力の第32レンズ群G32とから構成され、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32との間隔は減少するように、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32は像面Iに対して単調に物体側へ移動する。
【0110】
開口絞りSは、第2レンズ群G2の像側にある第3レンズ群G3の最も物体側に配置され、第31レンズ群G31と一体で構成される。また、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、開口絞りSは、広角端状態Wから第1中間焦点距離状態M1まで広角端状態Wの最大開口径を維持し、第1中間焦点距離状態M1から望遠端状態Tまでは最大開口径が単調に増大する。
【0111】
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸レンズL12との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13とから構成されている。
【0112】
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凹レンズL22と、両凸レンズL23と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL24と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL25との接合レンズとから構成されている。第2レンズ群G2の最も物体側に位置する負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した複合型非球面レンズである。
【0113】
第31レンズ群G31は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL31と、両凸レンズL32と、両凸レンズL33と両凹レンズL34との接合レンズと、両凹レンズL35と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL36との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL37とから構成されている。両凹レンズL35は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
【0114】
第32レンズ群G32は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL41と、両凹レンズL42と両凸レンズL43との接合レンズとから構成されている。第32レンズ群G32の最も物体側に位置する両凸レンズL41は、物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。両凸レンズL43から射出した光線は像面Iに結像する。
【0115】
以下の表3に第3実施例に係る変倍光学系の諸元値を掲げる。
【0116】
(表3)
(面データ)
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 123.9595 2.0000 1.850260 32.35
2 65.8189 9.3000 1.497820 82.52
3 -679.8190 0.1000
4 66.6349 6.2000 1.593190 67.87
5 419.9308 (可変)
6* 162.3242 0.1500 1.553890 38.09
7 146.0754 1.0000 1.834807 42.72
8 16.1304 6.5500
9 -35.2760 1.0000 1.882997 40.76
10 60.4450 0.1000
11 37.3723 5.2000 1.846660 23.78
12 -32.7279 0.8214
13 -23.9463 1.0000 1.882997 40.76
14 -252.4150 2.0000 1.808090 22.79
15 -72.4479 (可変)
16(絞り) ∞ 1.0000
17 36.7222 3.3000 1.593190 67.87
18 -118.1963 0.1000
19 41.3768 3.1500 1.487490 70.41
20 -92.3429 0.1000
21 42.3403 3.8000 1.487490 70.41
22 -41.0036 1.0000 1.805181 25.43
23 259.3609 3.8191
24* -63.6485 1.0000 1.806100 40.94
25 22.0000 2.9000 1.805181 25.43
26 150.5781 4.2000
27 -45.8244 1.0000 1.882997 40.76
28 -215.9895 (可変)
29* 77.1794 3.1500 1.589130 61.16
30 -37.1187 0.1000
31 -261.2949 1.0000 1.882997 40.76
32 39.9808 4.4000 1.518229 58.93
33 -48.5209 (Bf)
像面 ∞
(非球面データ)
第6面
κ = -5.7774
A4 = 6.79980E-06
A6 = -2.52730E-08
A8 = 8.26150E-11
A10 = -1.02860E-13
第24面
κ = 2.8196
A4 = 4.59750E-06
A6 = 4.28350E-09
A8 = 0.00000E+00
A10 = 0.00000E+00
第29面
κ = -6.5363
A4 = -1.95310E-05
A6 = 1.79050E-08
A8 = -1.55070E-10
A10 = 4.13770E-13
(各種データ)
ズーム比 15.696
W M1 M2 M3 M4 T
f = 18.53979 27.99960 49.99905 104.99746 281.99442 290.99204
FNO = 4.10702 4.69307 5.38961 5.39973 5.39860 5.39939
ω = 38.99845 26.65869 15.38789 7.50128 2.82458 2.73812
Y = 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20
TL = 160.00885 165.81325 187.27349 218.99165 237.63297 237.79997
Bf = 39.11693 51.53459 69.40178 89.39051 98.87896 99.16649
φ = 15.60 15.60 16.50 20.00 21.72 21.78
d5 2.15153 10.22614 25.00000 45.02627 65.29400 65.69297
d15 40.45482 29.25621 20.27964 13.14016 2.48000 2.00000
d28 8.84506 5.35580 3.15156 1.99420 1.53950 1.50000
(ズームレンズ群データ)
群 始面 焦点距離
1 1 103.25223
2 6 −15.13084
3 16 39.55369(W) 37.13627(M1)
35.75578(M2) 35.07124(M3)
34.80941(M4) 34.78685(T)
31 16 44.76649
32 29 47.36030
(条件式対応値)
(1) f1/fT=0.355
(2) φT/φW=1.396
(3) φM10/φW=1.392 (φM10は第4中間焦点距離状態M4の値)
(4) φM15/φW=1.392 (φM15は第4中間焦点距離状態M4の値)
(5) φM5/φW=1.282 (φM5は第3中間焦点距離状態M3の値)
(6) fM/fW=1.510 (fMは第1中間焦点距離状態M1の値)
(7) −f2/fT=0.0520
【0117】
図8は、第3実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【0118】
図9は、第3実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【0119】
各収差図から、第3実施例に係る変倍光学系は、諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有していることがわかる。
【0120】
(第4実施例)
図10は、第4実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。
【0121】
図10に示すように、第4実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群G1と、負屈折力の第2レンズ群G2と、正屈折力の第3レンズ群G3とから構成される。
【0122】
広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔は増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔は減少するように、像面Iに対して、第1レンズ群G1は単調に物体側へ移動し、第2レンズ群G2は第1中間焦点距離状態M1まで像側へ移動し、第1中間焦点距離状態M1から望遠端状態Tまでは物体側へ移動し、第3レンズ群G3は単調に物体側へ移動する。
【0123】
さらに、第3レンズ群G3は、正屈折力の第31レンズ群G31と、負屈折力の第32レンズ群G32と、正屈折力の第33レンズ群G33とから構成され、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32との間隔は増大し、第32レンズ群G32と第33レンズ群G33との間隔は減少するように、第31レンズ群G31と第32レンズ群G32と第33レンズ群G33は像面Iに対して物体側へ移動する。
【0124】
開口絞りSは、第2レンズ群G2の像側にある第3レンズ群G3の最も物体側に配置され、第31レンズ群G31と一体で構成される。また、広角端状態Wから望遠端状態Tへの変倍に際し、開口絞りSは、広角端状態Wから第2中間焦点距離状態M2まで広角端状態Wの最大開口径を維持し、第2中間焦点距離状態M2から望遠端状態Tまでは最大開口径が単調に増大する。
【0125】
第1レンズ群G1は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸レンズL12との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13とから構成されている。
【0126】
第2レンズ群G2は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21と、両凹レンズL22と、両凸レンズL23と、両凹レンズL24と両凸レンズL25との接合レンズとから構成されている。第2レンズ群G2の最も物体側に位置する負メニスカスレンズL21は、物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した複合型非球面レンズである。
【0127】
第31レンズ群G31は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL31と、両凸レンズL32と、両凸レンズL33と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL34との接合レンズとから構成されている。
【0128】
第32レンズ群G32は、光軸に沿って物体側から順に、両凹レンズL41と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL42との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL43とから構成されている。第32レンズ群G32の最も物体側に位置する両凹レンズL41は、物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した複合型非球面レンズである。
【0129】
第33レンズ群G33は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズL51と、両凸レンズL52と、両凹レンズL53と両凸レンズL54との接合レンズとから構成されている。第33レンズ群G33の最も物体側に位置する両凸レンズL51は、物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。両凸レンズL54から射出した光線は像面Iに結像する。
【0130】
以下の表4に第4実施例に係る変倍光学系の諸元値を掲げる。
【0131】
(表4)
(面データ)
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 175.6056 2.2000 1.834000 37.16
2 67.4302 8.8000 1.497820 82.52
3 -587.7848 0.1000
4 72.2710 6.4500 1.593190 67.87
5 1826.1388 (可変)
6* 84.7687 0.1000 1.553890 38.09
7 73.9375 1.2000 1.834807 42.72
8 17.1873 6.9500
9 -36.9822 1.0000 1.816000 46.62
10 77.9263 0.1500
11 36.6346 5.3000 1.784723 25.68
12 -36.6346 0.8000
13 -26.1991 1.0000 1.816000 46.62
14 63.7396 2.0500 1.808090 22.79
15 -643.2706 (可変)
16(絞り) ∞ 1.0000
17 65.8365 3.4000 1.593190 67.87
18 -50.1546 0.1000
19 65.6817 2.4500 1.487490 70.41
20 -154.9743 0.1000
21 46.7333 4.2000 1.487490 70.41
22 -35.7833 1.0000 1.808090 22.79
23 -191.9318 (可変)
24* -57.2966 0.2000 1.553890 38.09
25 -59.7250 0.9000 1.696797 55.52
26 28.5100 2.1500 1.728250 28.46
27 91.9976 4.1402
28 -32.8954 1.0000 1.729157 54.66
29 -144.3315 (可変)
30* 6427.1919 4.6500 1.589130 61.18
31 -27.3818 0.1000
32 31.4776 5.8500 1.487490 70.41
33 -43.7539 1.4500
34 -113.5897 1.0000 1.882997 40.76
35 20.3481 5.3000 1.548141 45.79
36 -709.1453 (Bf)
像面 ∞
(非球面データ)
第6面
κ = 1.0000
A4 = 2.88220E-06
A6 = -2.29350E-11
A8 = -2.35280E-11
A10 = 9.21570E-14
第24面
κ = 1.0000
A4 = 4.32780E-06
A6 = 1.88460E-09
A8 = 0.00000E+00
A10 = 0.00000E+00
第30面
κ = 1.0000
A4 = -1.36170E-05
A6 = -3.55860E-10
A8 = 1.83080E-11
A10 = -1.86790E-13
(各種データ)
ズーム比 15.701
W M1 M2 M3 M4 T
f = 18.56060 27.94799 48.95245 104.65150 280.18763 291.42454
FNO = 3.57565 4.13253 5.36204 5.62482 5.80434 5.81064
ω = 38.80191 26.18802 15.68652 7.44205 2.82863 2.72113
Y = 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20 14.20
TL = 164.76435 171.02547 189.44683 225.28899 249.99418 250.61470
Bf = 38.84705 44.06807 62.50183 73.57929 86.00428 86.64770
φ = 15.80 15.80 15.80 17.50 19.50 19.60
d5 2.15700 11.13190 22.22690 53.01000 75.67850 76.25220
d15 33.36360 23.94380 15.96870 11.30360 2.48130 2.00000
d23 3.46820 7.42730 8.95240 9.64300 9.67390 9.62460
d29 11.83830 9.36420 4.70680 2.66290 1.06600 1.00000
(ズームレンズ群データ)
群 始面 焦点距離
1 1 117.72937
2 6 −15.60945
3 16 40.44471(W) 39.66103(M1)
35.67164(M2) 33.95695(M3)
32.73988(M4) 32.70088(T)
31 16 27.35473
32 24 −26.50041
33 30 35.20423
(条件式対応値)
(1) f1/fT=0.404
(2) φT/φW=1.241
(3) φM10/φW=1.234 (φM10は第4中間焦点距離状態M4の値)
(4) φM15/φW=1.234 (φM15は第4中間焦点距離状態M4の値)
(5) φM5/φW=1.108 (φM5は第3中間焦点距離状態M3の値)
(6) fM/fW=2.637 (fMは第2中間焦点距離状態M2の値)
(7) −f2/fT=0.0536
【0132】
図11は、第4実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は広角端状態、(b)は第1中間焦点距離状態、(c)は第2中間焦点距離状態をそれぞれ示す。
【0133】
図12は、第4実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、(a)は第3中間焦点距離状態、(b)は第4中間焦点距離状態、(c)は望遠端状態をそれぞれ示す。
【0134】
各収差図から、第4実施例に係る変倍光学系は、諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有していることがわかる。
【0135】
以上のように、本実施形態によれば、収差変動を抑え、高い光学性能を有する変倍光学系を提供することができる。
【0136】
次に、本実施形態に係る変倍光学系を搭載したカメラについて説明する。なお、第1実施例に係る変倍光学系を搭載した場合について説明するが、他の実施例でも同様である。
【0137】
図13は、第1実施例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。
【0138】
図13において、カメラ1は、撮影レンズ2として第1実施例に係る変倍光学系を備えたデジタル一眼レフカメラである。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、クイックリターンミラー3を介して焦点板4に結像される。そして焦点板4に結像されたこの光は、ペンタプリズム5中で複数回反射されて接眼レンズ6へ導かれる。これにより撮影者は、被写体像を接眼レンズ6を介して正立像として観察することができる。
【0139】
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、クイックリターンミラー3が光路外へ退避し、不図示の被写体からの光は撮像素子7へ到達する。これにより被写体からの光は、撮像素子7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。
【0140】
カメラ1に撮影レンズ2として第1実施例に係る変倍光学系を搭載することにより、高い性能を有するカメラを実現することができる。
【0141】
以下、本願の変倍光学系の製造方法の概略を説明する。
【0142】
図14は、本願の変倍光学系の製造方法を示す図である。
【0143】
本願の変倍光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群とからなる変倍光学系の製造方法であって、図14に示すステップS1,S2,S3を含むものである。
【0144】
ステップS1:開口絞りを第2レンズ群より像側に配置する。
【0145】
ステップS2:第1レンズ群と第2レンズ群と第3レンズ群とを、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が増大可能、第2レンズ群と第3レンズ群との間隔が減少可能に配置する。
【0146】
ステップS3:以下の条件式(1)、(2)を満足するようにする。
(1) 0.17 < f1/fT < 0.60
(2) 1.03 < φT/φW < 1.70
但し、fTは望遠端状態における全系の焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離、φWは広角端状態における開口絞りの最大開口径、φTは望遠端状態における開口絞りの最大開口径である。
【0147】
本願の変倍光学系の製造方法によれば、収差変動を抑え、高い光学性能を有する変倍光学系を製造することができる。
【0148】
なお、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
【0149】
実施例では、3群構成を示したが、4群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像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。また、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。
【0150】
単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。前記合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の(超音波モータ等を用いた)モータ駆動にも適している。特に、第2レンズ群の少なくとも一部を合焦レンズ群とするのが好ましい。
【0151】
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動(揺動)させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としても良い。特に、第3レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
【0152】
また、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。
【0153】
レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及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。
【0154】
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の非球面でも構わない。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。
【0155】
また、各レンズ面には、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。
【0156】
また、本実施形態の変倍光学系は、変倍比が7〜25程度である。
【0157】
また、本実施形態の変倍光学系は、第1レンズ群が正のレンズ成分を2つ有するのが好ましい。また、第1レンズ群は、物体側から順に、正正の順番にレンズ成分を、空気間隔を介在させて配置するのが好ましい。
【0158】
また、本実施形態の変倍光学系は、第2レンズ群が正のレンズ成分を1つと負のレンズ成分を3つ有するのが好ましい。また、第2レンズ群は、物体側から順に、負負正負の順番にレンズ成分を、空気間隔を介在させて配置するのが好ましい。
【0159】
また、本実施形態の変倍光学系は、第3レンズ群が正のレンズ成分を3つと負のレンズ成分を1つ有するのが好ましい。
【0160】
なお、本発明を分かり易く説明するために実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【符号の説明】
【0161】
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G31 第31レンズ群
G32 第32レンズ群
G33 第33レンズ群
S 開口絞り
I 像面
1 カメラ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群とからなり、
前記第2レンズ群より像側に開口絞りを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は減少し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
0.17 < f1/fT < 0.60
1.03 < φT/φW < 1.70
但し、
fT:望遠端状態における全系の焦点距離
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
φW:広角端状態における前記開口絞りの最大開口径
φT:望遠端状態における前記開口絞りの最大開口径
【請求項2】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
1.02 < φM10/φW < 1.70
但し、
φM10:広角端状態における全系の焦点距離をfWとするとき、全系の焦点距離がfWの10倍以上の中間焦点距離状態での前記開口絞りの最大開口径
【請求項3】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
1.02 < φM15/φW < 1.70
但し、
φM15:広角端状態における全系の焦点距離をfWとするとき、全系の焦点距離がfWの15倍以上の中間焦点距離状態での前記開口絞りの最大開口径
【請求項4】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の変倍光学系。
1.00 ≦ φM5/φW < 1.40
但し、
φM5:広角端状態における全系の焦点距離をfWとするとき、全系の焦点距離がfWの5倍以上8倍以下の中間焦点距離状態での前記開口絞りの最大開口径
【請求項5】
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記開口絞りは、広角端状態から全系の焦点距離fMの中間焦点距離状態まで広角端状態の最大開口径を維持し、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の変倍光学系。
1.50 < fM/fW < 15.00
但し、
fW:広角端状態における全系の焦点距離
【請求項6】
前記焦点距離fMの中間焦点距離状態から望遠端状態への変倍に際し、前記開口絞りの最大開口径は単調に増大することを特徴とする請求項5に記載の変倍光学系。
【請求項7】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の変倍光学系。
0.032 < −f2/fT < 0.064
但し、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
【請求項8】
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、全系のFナンバーは単調に増大することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の変倍光学系。
【請求項9】
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群は像面に対して物体側に移動することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の変倍光学系。
【請求項10】
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記開口絞りは、前記第3レンズ群の少なくとも一部と一体に移動することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の変倍光学系。
【請求項11】
前記開口絞りは、前記第3レンズ群の物体側に配置されることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の変倍光学系。
【請求項12】
請求項1から11のいずれか1項に記載の変倍光学系を有することを特徴とする光学装置。
【請求項13】
光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群とからなる変倍光学系の製造方法であって、
開口絞りを前記第2レンズ群より像側に配置し、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とを、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大可能、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少可能に配置し、
以下の条件式を満足するようにすることを特徴とする変倍光学系の製造方法。
0.17 < f1/fT < 0.60
1.03 < φT/φW < 1.70
但し、
fT:望遠端状態における全系の焦点距離
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
φW:広角端状態における前記開口絞りの最大開口径
φT:望遠端状態における前記開口絞りの最大開口径
【請求項1】
光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群とからなり、
前記第2レンズ群より像側に開口絞りを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔は増大し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔は減少し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
0.17 < f1/fT < 0.60
1.03 < φT/φW < 1.70
但し、
fT:望遠端状態における全系の焦点距離
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
φW:広角端状態における前記開口絞りの最大開口径
φT:望遠端状態における前記開口絞りの最大開口径
【請求項2】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
1.02 < φM10/φW < 1.70
但し、
φM10:広角端状態における全系の焦点距離をfWとするとき、全系の焦点距離がfWの10倍以上の中間焦点距離状態での前記開口絞りの最大開口径
【請求項3】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
1.02 < φM15/φW < 1.70
但し、
φM15:広角端状態における全系の焦点距離をfWとするとき、全系の焦点距離がfWの15倍以上の中間焦点距離状態での前記開口絞りの最大開口径
【請求項4】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の変倍光学系。
1.00 ≦ φM5/φW < 1.40
但し、
φM5:広角端状態における全系の焦点距離をfWとするとき、全系の焦点距離がfWの5倍以上8倍以下の中間焦点距離状態での前記開口絞りの最大開口径
【請求項5】
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記開口絞りは、広角端状態から全系の焦点距離fMの中間焦点距離状態まで広角端状態の最大開口径を維持し、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の変倍光学系。
1.50 < fM/fW < 15.00
但し、
fW:広角端状態における全系の焦点距離
【請求項6】
前記焦点距離fMの中間焦点距離状態から望遠端状態への変倍に際し、前記開口絞りの最大開口径は単調に増大することを特徴とする請求項5に記載の変倍光学系。
【請求項7】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の変倍光学系。
0.032 < −f2/fT < 0.064
但し、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
【請求項8】
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、全系のFナンバーは単調に増大することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の変倍光学系。
【請求項9】
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群は像面に対して物体側に移動することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の変倍光学系。
【請求項10】
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記開口絞りは、前記第3レンズ群の少なくとも一部と一体に移動することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の変倍光学系。
【請求項11】
前記開口絞りは、前記第3レンズ群の物体側に配置されることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の変倍光学系。
【請求項12】
請求項1から11のいずれか1項に記載の変倍光学系を有することを特徴とする光学装置。
【請求項13】
光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第1レンズ群と、負屈折力の第2レンズ群と、正屈折力の第3レンズ群とからなる変倍光学系の製造方法であって、
開口絞りを前記第2レンズ群より像側に配置し、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とを、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が増大可能、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が減少可能に配置し、
以下の条件式を満足するようにすることを特徴とする変倍光学系の製造方法。
0.17 < f1/fT < 0.60
1.03 < φT/φW < 1.70
但し、
fT:望遠端状態における全系の焦点距離
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
φW:広角端状態における前記開口絞りの最大開口径
φT:望遠端状態における前記開口絞りの最大開口径
【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】
【公開番号】特開2011−186165(P2011−186165A)
【公開日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−50846(P2010−50846)
【出願日】平成22年3月8日(2010.3.8)
【出願人】(000004112)株式会社ニコン (12,601)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年3月8日(2010.3.8)
【出願人】(000004112)株式会社ニコン (12,601)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]