JP2013235183A - 光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 開口絞りの開口径を変化させたときにも、画面全体にわたり良好なる画像が得られる光学系を得ること。
【解決手段】開口径の変化にともなって開口部が光軸方向に移動する曲面形状の開口絞りを有する光学系であって、前記開口絞りは、該開口絞りの物体側に配置された光学系が負の屈折力を有する位置に配置されているときは、物体側に凸形状となるように配置されており、該開口絞りの物体側に配置された光学系が正の屈折力を有する位置に配置されているときは、像側に凸形状となるように配置されていることを特徴としている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、光学系及びそれを有する撮像装置に関し、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ等に用いられる撮影光学系に好適なものである。
デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置に用いられる撮影光学系は、全系が小型であること、高い光学性能が得られることが要求されている。多くの撮像装置では、非撮影時に撮影光学系を構成する各レンズ群をカメラ本体内に収納（沈胴）することにより、薄型化を図っている。撮影光学系の沈胴時の小型化を図るために、光路中に配置する開口径可変の開口絞り（光量調整装置）の絞り羽根を曲面形状としたレンズ鏡筒が知られている（特許文献１）。
特許文献１では沈胴時に開口絞りの光軸方向で前方に配置されているレンズの凹面と後方に配置されているレンズの凸面で形成される空間形状に合わせて、絞り羽根の形状を撮像面側に凹形状としたレンズ鏡筒を開示している。
また、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群からなる４群のズームレンズが知られている（特許文献２）。特許文献２には、各レンズ群を移動させてズーミングを行い、第４レンズ群を移動させて変倍に伴う像面変動を補正するとともに、フォーカシングを行うリアフォーカスタイプの４群ズームレンズが開示されている。

また、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より成る３群ズームレンズが知られている（特許文献３）。特許文献３には、各レンズ群を移動させてズーミングを行い、第３レンズ群でフォーカシングを行う３群ズームレンズが開示されている。
特開２００７−９４０７４号公報 特開２０１０−１６４６０６号公報 特開２００８−２５０３３２号公報
撮影光学系において、開口絞りの開口径を変化させて像面に入射する光量を制限するときは、画面全体にわたり入射光量がバランス良く変化するように、適切に遮光することが重要となる。開口絞りの開口径を変化させたときに、画面周辺部に入射する光量が大きく低下すると、画面中心部と画面周辺部の明るさの比が大きくなりすぎて、明暗の差が目立つため良くない。このため、開口絞りに入射する光束に合わせて、開口絞りの開口径を変化させることが重要になってくる。
また、撮影光学系では、開口絞りの開口径に応じて、開口絞りの開口部の光軸上の最適な位置が変化するため、開口絞りの開口部の光軸上の位置が開口径に応じて変化しない場合、良好な画像を得ることが困難になる。
本発明は、開口絞りの開口径を変化させたときにも、画面全体にわたり良好なる画像が得られる光学系及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。
本発明の光学系は、開口径の変化にともなって開口部が光軸方向に移動する曲面形状の開口絞りを有する光学系であって、前記開口絞りは、該開口絞りの物体側に配置された光学系が負の屈折力を有する位置に配置されているときは、物体側に凸形状となるように配置されており、該開口絞りの物体側に配置された光学系が正の屈折力を有する位置に配置されているときは、像側に凸形状となるように配置されていることを特徴としている。
本発明によれば、開口絞りの開口径を変化させたときにも、画面全体にわたり良好なる画像が容易に得られる光学系が得られる。
実施例１の光学系の光学断面図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例１の光学系の広角端と望遠端における収差図 実施例２の光学系の光学断面図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例２の光学系の広角端と望遠端における収差図 実施例３の光学系の光学断面図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例３の光学系の広角端と望遠端における収差図 本発明に係る開口絞りの要部説明図 （Ａ）、（Ｂ） 本発明に係る開口絞りの要部斜視図 本発明の撮像装置の要部概略図
以下、本発明の光学系及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。本発明の光学系は、開口径の変化にともなって開口部が光軸方向に移動する曲面形状の開口絞りを有する。開口絞りの物体側に配置された光学系が負の屈折力を有する位置に配置されているとき、開口絞りは、物体側に凸形状となるように配置されている。開口絞りの物体側に配置された光学系が正の屈折力を有する位置に配置されているとき、開口絞りは、像側に凸形状となるように配置されている。
本発明の光学系を例としてズームレンズに適用したときの実施例について説明する。図１は本発明の実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。
図３は本発明の実施例２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。図５は本発明の実施例３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、望遠端における収差図である。図７は本発明に係る開口絞りの要部断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る開口絞り装置の要部斜視図である。図９は本発明の光学系を備える撮像装置の要部概略図である。
実施例１乃至実施例３のズームレンズは撮像装置に用いられる撮像光学系である。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。図１の実施例１において、Ｌ１は正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群である。ＳＰは開放Ｆナンバー光束を制限するＦナンバー決定絞り（開口絞り）である。
開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置されている。ＦＳは開口径が一定のフレアーカット絞りである。Ｇは光学フィルター、フェースプレート等に相当する光学ブロックである。Ｉｍｇは像面であり、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。また、銀塩フィルム用カメラの撮像光学系として使用する際にはフィルム面に相当する。
実施例１では、広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印のように各レンズ群が移動する。具体的には第１レンズ群Ｌ１は像側へ移動した後、物体側へ移動する。第２レンズ群Ｌ２は物体側に凹状の軌跡で移動する。第３レンズ群Ｌ３は開口絞りＳＰと、フレアーカット絞りＦＰと一体的に物体側に移動する。また、第４レンズ群Ｌ４を物体側に凸状の軌跡で移動させることで変倍に伴う像面変動を補正している。第４レンズ群Ｌ４を物体側へ移動させて無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。
図３の実施例２において、Ｌ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群である。ＳＰは開口絞りであり、第２レンズ群Ｌ２の像側に配置されている。ＦＳはフレアーカット絞りである。フレアーカット絞りＦＳは光軸方向に関して第２レンズ群Ｌ２の最も物体側の正レンズの物体側頂点と正レンズの物体側のレンズ面と外周部（コバ部）の交点との間に配置されている。Ｇは光学ブロックである。Ｉｍｇは像面である。
実施例２のズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１が像側に凸状の軌跡を描いて略往復移動して、変倍に伴う像面変動を補正している。第２レンズ群Ｌ２が物体側に単調に移動して主たる変倍を行っている。開口絞りＳＰとフレアーカット絞りＦＳは第２レンズ群Ｌ２と一体的に移動している。第３レンズ群Ｌ３は像側に移動している。
このとき広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が小さく、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔が大きくなっている。第３レンズ群Ｌ３を物体側に移動させて無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行っている。
図５の実施例３のズームタイプは実施例２と同じである。実施例３は、実施例２に対して、開口絞りＳＰが第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間に配置され、広角端から望遠端へのズーミングに際して他のレンズ群とは異なる軌跡で物体側へ移動している点が相違している。また、フレアーカット絞りＦＳが第２レンズ群Ｌ２の像側に配置され、ズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と一体的に移動している点が相違している。
実施例１、３においては、開口絞りＳＰより物体側の各レンズ群の合成の屈折力が負となると共に、開口絞りＳＰを物体側に凸形状としている。また、実施例２においては、開口絞りより物体側の各レンズ群の合成の屈折力が正となると共に、開口絞りＳＰを像側に凸形状としている。開口絞りＳＰの形状を本件で規定する形状とすることで、広画角化、高ズーム比化、全系の小型化を図りつつ高画質化を図っている。
実施例１においては、第３レンズ群Ｌ３の一部又は全部を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動することで、結像位置を光軸に対して垂直方向に移動させて光学系が振動したときの画像のぶれを補正している。また、実施例２および３においては、第２レンズ群Ｌ２の一部又は全部を光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動することで、結像位置を光軸に対して垂直方向に移動させている。
各実施例においては、最も像側のレンズ群を光軸に沿って移動することで、フォーカシングが行われる。これにより、フォーカシングに際して移動するレンズ群の重量を抑制して、高速なフォーカシングを実現することができる。
収差図において、ＦｎｏはＦナンバー、ωは撮影画角の半画角（度）である。球面収差においてはｄ線（実線）およびｇ線（点線）を表示し、非点収差においてはｄ線におけるメリジオナル像面ΔＭ、サジタル像面ΔＳを表示し、歪曲収差においてはｄ線を表示している。倍率色収差においてはｄ線に対するｇ線の収差を表示している。
以下の各実施例において広角端と望遠端は、それぞれ最小の焦点距離における各レンズ群の配置と、最大の焦点距離における各レンズ群の配置をいう。矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群の移動軌跡と、無限遠物体から近距離物体へフォーカスするときの移動方向を示している。
次に本発明の光学系で用いる開口絞りＳＰの特徴について図７を参照して説明する。開口絞りＳＰの開口部の光軸上の位置ＳＰａから開口絞りＳＰの像側のレンズＬＧの物体側の面頂点Ｇａまでの光軸方向の距離を絞り距離と称する。このとき、開口絞りＳＰの開口径がΦ１のときの絞り距離をＤ１、開口絞りＳＰの開口径がΦ２のときの絞り距離をＤ２とする。開口絞りＳＰの物体側に配置された光学系の合成焦点距離をｆＦとする。
このとき、
０．００５＜ｆＦ＊（Ｄ１−Ｄ２）／｜ｆＦ｜＊（Φ１−Φ２）＜１．０００…（１）
なる条件式を満足している。ここで、合成焦点距離ｆＦは全ズーム範囲の任意のズーム位置における値である。
一般に、開口絞りの絞り径（開口径）を大きくして軸上光束の入射光量（軸上光量）を増やすと、画像中心部が明るくなり、画面周辺部の明るさが相対的に暗くなる。そこで、本発明においては、図７に示すように、開口絞りＳＰの絞り径を大きくするとき、開口絞りＳＰの開口部の光軸上の位置を、開口絞りＳＰを通過する軸上光束が発散する側へ移動させるようにしている。これにより、開口絞りＳＰの開口部の光軸上の位置が変化しない場合に比べて、絞り径を大きくすることができるので、画面周辺光量を十分多く確保することができる。
一方、開口絞りの絞り径を小さくして軸上光束の入射光量を減らすときは、画面周辺の暗さが目立ちにくい。そこで、図７に示すように、開口絞りＳＰの絞り径を小さくするとき、開口絞りＳＰの開口部の光軸上の位置を、開口絞りＳＰを通過する軸上光束が収斂する側へ移動させるようにしている。これにより、開口絞りＳＰの開口部の光軸上の位置が変化しない場合に比べて、開口絞りＳＰの絞り径を小さく設定することができ、軸外光線のフレア成分を効果的に抑えて、画質を向上することができる。
これにより、広画角化、高ズーム比化を実現するとともに、全系がコンパクトで高画質の画像が得られる光学系およびそれを有する撮像装置を達成している。この構成を実現するために、条件式（１）は、開口絞りＳＰの複数の絞り径における開口絞りＳＰから開口絞りＳＰの像側のレンズＬＧの物体側頂点Ｇａまでの距離の好ましい比率を特定している。開口絞りＳＰの物体側に配置された光学系の屈折力（開口絞りＳＰに入射する軸上光束が発散光束であるか収斂光束であるか）に応じて、開口絞りＳＰの開口径を変化させるときの開口部の光軸上の移動方向を規定したものである。
開口絞りＳＰの物体側に配置された光学系が負の屈折力を有するときは（図１、図５の実施例１、３）、開口絞りＳＰが物体側へ凸状となるように開口絞りＳＰを配置している。一方、開口絞りＳＰの物体側に配置された光学系が正の屈折力を有するときは（図３の実施例２）、開口絞りＳＰが像側へ凸状となるように開口絞りＳＰを配置している。
実施例１では、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２により構成される部分系は、全ズーム範囲において負の屈折力を有しており、開口絞りＳＰの絞り羽根は物体側に凸形状としている。実施例２では、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２により構成される部分系は、全ズーム範囲において正の屈折力を有しており、開口絞りＳＰの絞り羽根は像側に凸形状としている。実施例３では、第１レンズ群Ｌ１が負の屈折力を有するため、開口絞りＳＰの絞り羽根は物体側に凸形状としている。
条件式（１）の上限を上回ると、開口絞りＳＰの絞り径を変化させた際に、開口絞りＳＰの開口部の開口位置Ｇａが光軸方向に大きく変化しすぎて、同等の軸上光量を得るための絞り径が大きくなりすぎてしまう。このため、余分な画面周辺光束が開口絞りＳＰを通過してフレアが悪化するので良くない。
また、条件式（１）の下限を下回ると、開口絞りＳＰの絞り径を変化させた際に、開口絞りＳＰの開口位置Ｇａが光軸方向に変化する量が少なすぎる。この結果、絞り径を小さくした際に余分な画面周辺光束を効果的にカットできなくなる上に、絞り径を小さくした際に画面周辺光束を十分カットできるように配置すると、絞り開放時の画面周辺光量が減少してしまうので良くない。
さらに好ましくは、条件式（１）の範囲を、次の如く設定するのが良い。
０．０１０＜ｆＦ＊（Ｄ１−Ｄ２）／｜ｆＦ｜＊（Φ１−Φ２）＜０．５００…（１ａ）
とするのが良い。
以下、本発明のズームレンズの各実施例において更に好ましい要件について説明する。各実施例において開口絞りＳＰには、開口絞りの開口径Φを連続的に変化させたときに絞り距離Ｄが連続的に変化する領域が存在するように構成するのが良い。これにより、明るさや動きの有無など被写体の状況に応じて開口絞りの開口径を最適な開口径Φに設定した際に、常に開口絞りの絞り距離Ｄを最適に変化させることができる。このため画面周辺光量を十分に確保することができ、また不要な光束をカットできる。
さらに、動画の撮影中に開口径Φを連続的に変更した際、開口径Φによって開口絞りの機能が板金など別の部材に切り替わる等で絞り距離Ｄが連続しない場合、画面周辺光量の変化が急峻になるといった問題が発生する。これに対して開口絞りの絞り距離Ｄを連続的に変化させることにより、画面周辺光量も緩やか変化させることができ、画面周辺の明るさの低下を目立たないようにすることができる。
本実施例に係る開口絞りの形状は、曲面形状の絞り羽根により構成するのが良い。これによれば画面周辺光量の確保が難しくなる開口径が大きな時に、開口絞りの絞り距離を光軸方向により大きく変化できるので、本発明の効果が得られやすくなる。光学系は、非撮影状態で沈胴し、沈胴収納時の開口絞りＳＰの絞り径をΦｏｆｆ、撮影時の開口絞りＳＰの絞り径の最小値をΦｍｉｎとする。
このとき、
Φｍｉｎ＜Φｏｆｆ …（２）
なる条件式を満足するのが良い。
ここで沈胴収納時とは、非撮影時にレンズ群間隔を極力小さくすることで、収納性を高めた状態を指し、条件式（２）を満足することで、非撮影時には撮影時に対して、絞り羽根を絞り近傍のレンズにより接近させられる。このため、沈胴時のレンズ群間を狭く設定して小型化することができるので良い。
また光学系は、撮影時の開口絞りＳＰの絞り径の最大値をΦｍａｘとする。このとき、
Φｍａｘ≦Φｏｆｆ …（３）
なる条件を満足するのが良い。
これによれば、非撮影時に絞り羽根を開口絞りＳＰ近傍のレンズの、光線有効径やレンズ外径よりも外側に配置させられるため、沈胴時のレンズ群間をより狭く設定して小型化できるので良い。光学系は、２つ以上のレンズ群を移動させることによってズーミングを行うズーム部を有するのが良い。光学系が２つ以上のレンズ群を移動させることによってズーミングすると、絞り構成により各レンズ群の間隔を最小化できるので、各レンズ群の移動量を増大することができて、小型化と高ズーム比化を図るのが容易となる。
次に各実施例に係る開口絞りＳＰの構成について説明する。図８（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の光学系で用いる虹彩絞り装置（開口絞り装置）の要部概略図である。図８（Ａ）は開口絞りの開口径が小さいとき、図８（Ｂ）は開口絞りの開口径が大きいときを示している。図８（Ａ）、（Ｂ）において１は曲面形状の絞り羽根であり、モーター（駆動手段）により光軸を中心として回転させることにより、絞り開口径および開口絞りＳＰの光軸方向の位置を変化させることができる。
次に実施例１乃至３の光学系を撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例を、図９を用いて説明する。図９において、１０はカメラ本体、１１は実施例１〜３で説明したいずれかの光学系によって構成された撮影光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系１１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。
１３は撮像素子１２が受光した被写体像を記録する記録手段、１４は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダーである。上記表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子１２上に形成された披写体像が表示される。
以下に、実施例１〜３に各々対応する数値実施例１〜３を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順番を示し、ｒｉは第ｉ番目（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線を基準とした第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。また、数値実施例１〜３では最も像側の２つの面は光学ブロックに相当する平面である。非球面形状は光軸からの高さＨの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてＸとする。光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４を各々非球面係数とする。このとき、
なる式で表している。＊は非球面形状を有する面を意味している。「ｅ−ｘ」は１０−ｘを意味している。ＢＦはバックフォーカスであり、最終レンズ面から像面までの距離を空気換算量で示している。実施例２において間隔ｄ５が負になっているが、これは物体側から像側へ順にフレアーカット絞りＦＳ、第２レンズ群Ｌ２の最も物体側のレンズＧ２１と数えたためである。前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。
［数値実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 43.355 0.70 1.85478 24.8
2 27.876 2.80 1.49700 81.5
3 186.575 0.20
4 30.333 2.20 1.69680 55.5
5 124.611 (可変)
6 131.600 0.65 1.80400 46.6
7 6.543 3.75
8 -17.777 0.50 1.69680 55.5
9 55.432 0.20
10 15.111 1.25 1.95906 17.5
11 45.565 (可変)
12(絞り) 20.0 0.10
13* 5.625 2.20 1.55332 71.7
14* -25.277 0.62
15 14.271 0.70 1.80610 33.3
16 4.838 0.38
17 7.477 1.40 1.48749 70.2
18 17.169 0.90
19 ∞ (可変) （フレアーカット絞り）
20 18.330 1.85 1.77250 49.6
21 -38.500 0.50 1.80518 25.4
22 107.333 (可変)
23 ∞ 1.00 1.51633 64.1
24 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第13面
K =-5.73745e-003 A 4=-4.78728e-004 A 6=-1.47023e-005
A 8= 2.45877e-007 A10=-3.61188e-008

第14面
K =-9.93400e+000 A 4= 1.11861e-004 A 6=-5.24268e-006

各種データ
ズーム比 17.90

焦点距離 5.14 26.87 91.96 10.57 51.92
最小Fno 3.62 5.15 6.45 4.33 5.34
最大Fno 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00
半画角（度） 33.57 8.21 2.41 20.14 4.27
像高 3.41 3.88 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 57.49 65.81 82.18 56.66 75.98
BF 7.49 17.83 8.00 12.05 14.64
fF -10.45 -21.70 -68.26 -12.71 -43.08

d 5 0.70 18.67 30.05 6.87 26.95
d11 22.85 4.65 0.10 11.51 2.47
d19 5.55 3.76 23.13 5.33 11.02
d22 5.83 16.17 6.34 10.39 12.98

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 46.36
2 6 -7.81
3 12 14.43
4 20 29.20

絞りデータ
Φmin Φmax Dmin Dmax
Wide 2.277 5.058 0.068 -0.061
Tele 4.062 5.057 -0.003 -0.060
［数値実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* 93.688 0.70 1.85135 40.1
2* 4.961 1.67
3 8.301 1.75 1.94595 18.0
4 15.499 (可変)
5 ∞ -0.50 （フレアーカット絞り）
6* 4.557 2.00 1.85135 40.1
7 -50.164 0.50 1.80518 25.5
8 3.994 0.61
9* 12.255 1.30 1.55332 71.7
10* -10.916 0.45
11(絞り) -30.00 (可変)
12* 24.740 1.40 1.58313 59.4
13* -34.752 (可変)
14 ∞ 1.00 1.51633 64.1
15 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 1.47969e+002 A 4=-1.15914e-004 A 6= 1.60396e-006
A 8=-5.35164e-009 A10=-1.61954e-011 A12=-1.91276e-012

第2面
K =-1.01268e+000 A 4= 3.22680e-004 A 6= 5.11104e-006
A 8=-1.74608e-007 A10= 1.20772e-008 A12=-1.61077e-010
A14= 2.49153e-013

第6面
K =-5.36792e-001 A 4= 2.39786e-004 A 6=-6.81686e-006
A 8= 1.40839e-006

第9面
K =-2.07615e+001 A 4= 4.20225e-004 A 6= 6.23762e-005
A 8=-1.04938e-005

第10面
K =-3.05133e+000 A 4=-7.91903e-004 A 6= 8.24169e-005
A 8=-4.83374e-006

第12面
K =-1.46886e+001 A 4=-5.69748e-005 A 6= 6.29327e-006
A 8= 4.51543e-007

第13面
K =-2.31469e+002 A 4=-5.98676e-004 A 6= 2.77037e-005
A 8= 2.16784e-007

各種データ
ズーム比 4.75

焦点距離 4.40 12.55 20.90 16.70 8.45
最小Fno 2.88 5.14 6.08 5.65 4.24
最大Fno close close close close close
半画角（度） 37.78 17.16 10.50 13.06 24.64
像高 3.41 3.88 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 34.05 31.65 38.51 34.77 30.04
BF 4.51 4.27 4.03 4.15 4.39
fF 5.51 15.52 25.56 20.55 10.52

d 4 15.25 3.44 0.89 1.85 6.53
d11 4.40 14.05 23.70 18.87 9.23
d13 2.85 2.61 2.38 2.49 2.73

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -10.44
2 5 9.66
3 12 25.00

絞りデータ
Φmin Φmax Dmin Dmax
Wide 0.000 3.120 4.400 4.441
Tele 0.000 4.006 23.700 23.767
［数値実施例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* -89882.247 1.10 1.84954 40.1
2* 5.480 2.21
3 10.461 1.60 1.94595 18.0
4 21.049 (可変)
5(絞り) 5.00 (可変)
6* 6.649 2.30 1.74330 49.3
7* 195.770 0.17
8 5.668 1.65 1.51633 64.1
9 40.094 0.50 1.80518 25.4
10 3.904 2.64
11 12.109 1.40 1.72000 50.2
12 397.545 0.29
13 ∞ (可変) （フレアーカット絞り）
14 13.220 1.70 1.48749 70.2
15 -333.999 (可変)
16 ∞ 1.00 1.51633 64.1
17 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-7.54512e+008 A 4=-2.24468e-004 A 6= 6.41337e-006
A 8=-5.15297e-008 A10=-2.13056e-010

第2面
K =-2.26664e+000 A 4= 9.33605e-004 A 6=-2.01163e-005
A 8= 9.37294e-007 A10=-1.63131e-008

第6面
K =-1.20723e-001 A 4=-1.07870e-004 A 6= 1.70602e-006
A 8= 7.62863e-008 A10= 1.71340e-008

第7面
K = 2.32795e+003 A 4= 1.21576e-004 A 6= 2.00095e-006
A 8= 6.73308e-007 A10=-1.26149e-008

各種データ
ズーム比 4.94

焦点距離 4.49 9.88 22.19 7.85 14.64
最小Fno 1.81 3.00 6.10 2.50 5.00
最大Fno 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00
半画角（度） 36.88 21.41 9.90 26.26 14.83
像高 3.37 3.88 3.88 3.88 3.88
レンズ全長 40.07 35.37 45.16 35.31 38.14
BF 3.38 3.28 3.05 3.31 3.19
fF -10.50 -10.50 -10.50 -10.50 -10.50

d 4 13.30 6.18 0.81 7.34 4.65
d 5 4.50 0.23 0.33 1.52 -1.33
d13 3.34 10.13 25.41 7.58 16.07
d15 1.72 1.62 1.39 1.66 1.53

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -10.50
2 5 ∞
3 6 10.82
4 14 26.13

絞りデータ
Φmin Φmax Dmin Dmax
Wide 2.991 6.929 4.271 3.105
Tele 4.172 4.759 -0.126 -0.273
Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群 ＳＰ 開口絞り ＦＳ フレアーカット絞り

Claims (8)

  1. 開口径の変化にともなって開口部が光軸方向に移動する曲面形状の開口絞りを有する光学系であって、前記開口絞りは、該開口絞りの物体側に配置された光学系が負の屈折力を有する位置に配置されているときは、物体側に凸形状となるように配置されており、該開口絞りの物体側に配置された光学系が正の屈折力を有する位置に配置されているときは、像側に凸形状となるように配置されていることを特徴とする光学系。
  2. 前記開口絞りの開口部の光軸上の位置から、前記開口絞りの像側に配置された光学系の最も物体側のレンズ面の頂点までの光軸方向の距離を絞り距離とするとき、
    前記開口絞りの開口径がΦ１のときの絞り距離をＤ１、
    前記開口絞りの開口径がΦ２のときの絞り距離をＤ２、
    前記開口絞りの物体側に配置された光学系の焦点距離をｆＦとするとき、
    ０．００５＜ｆＦ＊（Ｄ１−Ｄ２）／｜ｆＦ｜＊（Φ１−Φ２）＜１．０００
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
  3. 撮影時の前記開口絞りの開口径の最小値をΦｍｉｎ、沈胴収納時の前記開口絞りの開口径をΦｏｆｆとするとき、
    Φｍｉｎ＜Φｏｆｆ
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
  4. 撮影時の前記開口絞りの開口径の最大値をΦｍａｘ、沈胴収納時の前記開口絞りの開口径をΦｏｆｆとするとき、
    Φｍａｘ≦Φｏｆｆ
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学系。
  5. 前記光学系は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、前記開口絞り、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、ズーミングに際して各レンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    前記開口絞りの物体側に配置された光学系は、全ズーム範囲において負の屈折力を有し、前記開口絞りは、物体側に凸形状の複数の絞り羽根を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学系。
  6. 前記光学系は、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、前記開口絞り、正の屈折力の第３レンズ群からなり、ズーミングに際して各レンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    前記開口絞りの物体側に配置された光学系は、全ズーム範囲において正の屈折力を有し、前記開口絞りは、像側に凸形状の複数の絞り羽根を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学系。
  7. 前記光学系は、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、前記開口絞り、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群からなり、ズーミングに際して各レンズ群の間隔が変化するズームレンズであって、
    前記開口絞りは物体側に凸形状の複数の絞り羽根を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学系。
  8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学系と、該光学系により形成された像を撮像する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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