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公開番号2024177501
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2024176092,2021011410
出願日2024-10-07,2021-01-27
発明の名称変倍結像光学系
出願人株式会社シグマ
代理人
主分類G02B 15/20 20060101AFI20241212BHJP(光学)
要約【課題】小型化と軽量化を実現しながら、変倍時の倍率色収差を抑え、合焦時の高速化と性能低下を抑えたフォーカシングを有し、ズーム全域にわたり良好な光学性能を備えた変倍結像光学系を提供する
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と正の屈折力を有する第2レンズ群G2と負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、1つ以上のレンズ群からなり開口絞りSを含む中間群GMと、正の屈折力を有する合焦群GFと、2つ以上のレンズ群からなる後続群GRとからなり、前記合焦群GFは特定の条件式を満足する凹レンズを1枚以上有し、前記後続群GRを構成するレンズ群のうち最も像側のレンズ群には特定の条件式を満足する凹レンズが少なくとも1枚以上含まれ、隣り合うレンズ群の間隔は変倍もしくはフォーカシング時に変化し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記合焦群GFが光軸に沿って移動することを特徴とする変倍結像光学系。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、１つ以上のレンズ群からなり開口絞りＳを含む中間群ＧＭと、正の屈折力を有する合焦群ＧＦと、２つ以上のレンズ群からなる後続群ＧＲとからなり、前記合焦群ＧＦは条件式（７）を満足する凹レンズを１枚以上有し、前記後続群ＧＲを構成するレンズ群のうち最も像側のレンズ群には下記の条件式（９）を満足する凹レンズが少なくとも１枚以上含まれ、隣り合うレンズ群の間隔は変倍もしくはフォーカシング時に変化し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記合焦群ＧＦが光軸に沿って移動することを特徴とする変倍結像光学系。
（７）ΔＰｇＦＬｆ＞０．０１３
ΔＰｇＦＬｆ：前記合焦群ＧＦを構成する前記凹レンズの異常分散性
（９）１．０＜νｄＬｒ×ΔＰｇＦＬｒ
νｄＬｒ：前記後続群ＧＲの凹レンズのアッベ数
ΔＰｇＦＬｒ：前記後続群ＧＲの凹レンズの異常分散性
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、１つ以上のレンズ群からなり開口絞りＳを含む中間群ＧＭと、正の屈折力を有する合焦群ＧＦと、２つ以上のレンズ群からなる後続群ＧＲとからなり、前記合焦群ＧＦは条件式（７）を満足する凹レンズを１枚以上有し、条件式（１０）を満足し、隣り合うレンズ群の間隔は変倍もしくはフォーカシング時に変化し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記合焦群ＧＦが光軸に沿って移動することを特徴とする変倍結像光学系。
（７）ΔＰｇＦＬｆ＞０．０１３
ΔＰｇＦＬｆ：前記合焦群ＧＦを構成する前記凹レンズの異常分散性
（１０）ΔＰｇＦｐｒＡＶＥ＜－０．００３５
ΔＰｇＦｐｒＡＶＥ：前記後続群ＧＲを構成する凸レンズのうち最も像側から２枚の異常分散性の平均値
【請求項３】
前記合焦群ＧＦを構成する前記凹レンズのうち最も像側に配置された凹レンズが最も正の異常分散性が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の変倍結像光学系。
【請求項４】
前記合焦群ＧＦは下記の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の変倍結像光学系。
（８）０．０８＜ｆＦ／ｆＴ＜０．２５
ｆＦ：前記合焦群ＧＦの焦点距離
ｆＴ：無限遠望遠端における全系の焦点距離
【請求項５】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の変倍結像光学系。
（１０）ΔＰｇＦｐｒＡＶＥ＜－０．００３５
ΔＰｇＦｐｒＡＶＥ：前記後続群ＧＲを構成する凸レンズのうち最も像側から２枚の異常分散性の平均値
【請求項６】
前記後続群ＧＲのうち最も像側のレンズ群は、ズーミングの際、像面に対し固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の変倍結像光学系。
【請求項７】
以下の条件式（３）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の変倍結像光学系。
（３）１．３＜ＤＧ２Ｓｗ／ＤＧ２Ｓｔ＜３．２
ＤＧ２Ｓｗ：広角端における前記第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズの面頂から前記開口絞りＳまでの距離
ＤＧ２Ｓｔ：望遠端における前記第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズの面頂から前記開口絞りＳまでの距離
【請求項８】
前記第２レンズ群Ｇ２は下記の条件式（４）および（５）を満たす凹レンズを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の変倍結像光学系。
（４）－０．３＞（ｇ２ｈｒＷ／Ｗｉｈ）－（ｇ２ｈｒＴ／Ｔｉｈ）＞－１．５
（５）ΔＰｇＦＬｇ２＞０．０１３
ｇ２ｈｒＷ：無限遠広角端における前記第２レンズ群Ｇ２先頭の面における軸外主光線の高さ
ｇ２ｈｒＴ：無限遠望遠端における前記第２レンズ群Ｇ２先頭の面における軸外主光線の高さ
なお、前記軸外主光線の定義であるが、絞り位置と光軸が交わる点を通る光線である。
Ｗｉｈ：広角端における前記軸外主光線の像面上の光線高
Ｔｉｈ：望遠端における前記軸外主光線の像面上の光線高
ΔＰｇＦＬｇ２：前記第２レンズ群Ｇ２に含まれる前記凹レンズのうち最も異常分散性が大きい凹レンズの異常分散性

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタルカメラやビデオカメラなど撮像装置に用いられる、撮像光学系に好適な変倍結像光学系に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラやビデオカメラ等のミラーレス化が進むと同時に、スマートフォンやモバイルデータ端末に高性能なカメラが搭載されるようになり、デジタルカメラやビデオカメラにはそれらのモバイル機器と差別化を図るため、超望遠域のズームレンズへの需要が高まっている。
【０００３】
また近年のデジタルカメラやビデオカメラは撮像素子の高画素化が一段と進み、撮像光学系に対する高性能化の要求は一段と増している。
【０００４】
特許文献１～３は望遠端の半画角がおおよそ３度以下の変倍結像光学系の例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３－１６７７４９
特開２０１６－０８０８２５
特開２０１９－０２０４５０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
望遠端の画角の狭い超望遠ズームレンズでは、ズームレンズとしての使い勝手を向上させるため、変倍比をなるべく大きく取ることと、携帯性を向上させるための小型化と、結像性能の３点を両立させる必要がある。
【０００７】
変倍比を大きく取るためには最も物体側に正の屈折力を有するレンズ群を配置し、それを変倍によって物体側へ繰り出すことで、望遠端での望遠比（光学全長を焦点距離で割った値）をなるべく大きくし望遠時の結像性能を高めるのが一般的である。
【０００８】
また望遠タイプのレンズでは、物体側に配置された収束系のレンズ群で発生した収差が、後方のレンズ群で拡大される。単焦点レンズであれば、この関係を基に単純に物体側の収束系で発生する収差を抑えることで結像性能の向上を図ることが出来るが、ズームレンズでは変倍によるパワー配置の変化によって諸収差が変動するため、単焦点レンズの様に単純化出来ない。特に画角の狭い超望遠域のレンズで課題となる倍率色収差は、変倍によって発生する方向が変わるので、ズーム全域にわたって倍率色収差の発生を抑えながら光学系の小型化を図るためには、変倍によるパワー配置の変化に応じた光学材料の選択が重要である。
【０００９】
特許文献１に記載の光学系は全長固定の超望遠ズームレンズの例であるが、ズーム全域で諸収差が抑えられており結像性能は高いが、このように全長固定のタイプで結像性能を維持したまま変倍比を大きくしようとすると光学系が著しく肥大化してしまい好ましくない。
【００１０】
特許文献２に記載の光学系は第１群が繰り出す全長可変タイプの超望遠ズームレンズの例であるが、光学全長に対するバックフォーカス（最終レンズから像面までの距離）が大きく、昨今のミラーレス化によるショートフランジバック化を鑑みると光学系の小型化という点では不十分である。また広角端から望遠端における倍率色収差の変動が大きく、補正が不十分である。
（【００１１】以降は省略されています）

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