JP7353876B2 - 光学系およびそれを有する撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光学系に関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等に好適なものである。
撮影倍率が大きく近接撮影が可能なレンズにおいて、光学系を小型に構成することが求められている。
特許文献１には、正の屈折力の第１レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群からなる光学系が開示されている。特許文献１の光学系では、第２レンズ群を像面に対して固定し、第１レンズ群を物体側に繰り出すことでフォーカシングを行っている。
一般に近距離で撮影倍率が大きくなるような光学系では、フォーカシングに伴う収差変動が大きくなりやすい。したがって、このような光学系において広い合焦範囲で高い光学性能を得つつ光学系を小型に構成するには、フォーカスレンズ群の像側に配置されるレンズ群の構成を適切に設計することが特に重要である。
特許文献１に記載の光学系は、特に第２レンズ群の構成が光学系の小型化と高性能化の両立の観点で必ずしも十分でなかった。
本発明の目的は、小型でありながら高い光学性能を有する光学系を提供することである。
本発明の光学系は、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、前記光学系は、物体側から像側へ順に配置された、フォーカシングに際して移動する一つ以上のレンズ群からなり正の屈折力を有する前群と、フォーカシングに際して不動のレンズ群から成り負の屈折力を有する後群と、から構成され、前記後群は、像側に向かって凸面を向けた負メニスカスレンズを含む複数の負レンズと１枚の正レンズを有し、無限遠合焦時の前記前群の焦点距離をｆ１、前記後群の焦点距離をｆ２、前記後群に含まれる負レンズのうちで最も像側に配置される負レンズＧｎの像側の面から像面までの光軸上の距離をＤｎ、無限遠合焦時における前記光学系の最も物体側の面から像面までの光軸上の距離をＤＬ、無限遠合焦時の前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
０．０１＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．７０
０．００＜Ｄｎ／ＤＬ＜０．２３
０．９５＜ＤＬ／ｆ＜１．５０
なる条件式を満足することを特徴とする。
０．０１＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．７０
０．００＜Ｄｎ／ＤＬ＜０．２３
０．９５＜ＤＬ／ｆ＜１．５０
なる条件式を満足することを特徴とする。
本発明によれば、小型でありながら高い光学性能を有する光学系を提供することである。
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、添付の図面に基づいて説明する。
図１、３、５、７、９、１１は、それぞれ実施例１乃至６の光学系の無限遠合焦時における断面図である。各実施例の光学系はデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる光学系である。
各レンズ断面図において左方が物体側で、右方が像側である。各実施例の光学系は複数のレンズ群を有して構成されている。本願明細書においてレンズ群とは、フォーカシングに際して一体的に移動または静止するレンズのまとまりである。すなわち、各実施例の光学系では、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して隣接するレンズ群同士の間隔が変化する。なお、レンズ群は１枚のレンズで構成されていても良いし、複数のレンズから成っていても良い。また、レンズ群は開口絞りを含んでいても良い。
各レンズ断面図において、ＳＰはＦナンバー（Ｆｎｏ）光束を決定（制限）する主絞り（開口絞り）である。ＩＰは像面であり、各実施例の光学系をデジタルスチルカメラやデジタルビデオ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）の撮像面が配置される。各実施例の光学系を銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際には像面ＩＰにはフィルム面に相当する感光面が置かれる。
図２、４、６、８、１０、１２は、それぞれ実施例１乃至６の光学系の収差図である。各収差図において（Ａ）は無限遠合焦時の収差図、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ有限距離物体に合焦した時の収差図である。各収差図の（Ｂ）、（Ｃ）の横倍率は、それぞれの収差図中に示した通りである。
球面収差図においてＦｎｏはＦナンバーであり、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に対する球面収差量を示している。非点収差図においてΔＳはサジタル像面における非点収差量、ΔＭはメリディオナル像面における非点収差量を示している。歪曲収差図においてｄ線に対する歪曲収差量を示している。色収差図ではｇ線における色収差量を示している。ωは撮像半画角（°）である。
次に、各実施例の光学系における特徴的な構成について述べる。
各実施例の光学系ＯＬは、前群Ｌ１と後群Ｌ２から構成される。前群Ｌ１はフォーカシングに際して移動する一つ以上のレンズ群からなり、正の屈折力を有する。例えば前群Ｌ１はフォーカシングに際して移動する１つのレンズ群から構成されていても良い（実施例１～５）し、フォーカシングに際して互いに異なる軌道で移動する２つのレンズ群から構成されていても良い（実施例６）。前群Ｌ１が２つ以上のレンズ群で構成される場合、全体として正の屈折力を有すればよい。
後群Ｌ２はフォーカシングに際して不動のレンズ群から成り、全体として負の屈折力を有する。後群Ｌ２が負の屈折力を有することにより、フォーカシングに伴う前群Ｌ１に含まれるレンズ群の移動量を小さくしやすくできる。さらに、前群Ｌ１で生じた正のペッツバール和を減じ、像面湾曲を補正することが容易となる。
一般に、大口径比の光学系では収差補正（球面収差や像面湾曲）が困難である傾向がある。加えて、近距離で撮影倍率が大きくなるような光学系では、フォーカシングに伴う収差変動が大きくなりやすい。フォーカス時の収差変動を抑制するためには、フォーカシングに際して移動するレンズ群を構成するレンズ枚数を増やし、負の球面収差やペッツバール和を発生させて補正することが有効である。しかしながら、フォーカスレンズ群を比較的物体側に配置する場合にはフォーカスレンズ群が大型化してしまうため好ましくない。このことは光学系が大口径比である場合に特に顕著である。
そこで、各実施例では、フォーカシングに際して不動である後群Ｌ２を、少なくとも２枚の負レンズと１枚の正レンズを含むように構成している。これにより、前群Ｌ１で発生した球面収差や正のペッツバール和を後群Ｌ２で打ち消し易くなり、フォーカス時の収差変動を抑制することが可能となる。その結果、光学系を大口径比化したとしても前群Ｌ１が過度に大型化することを抑えながら高い光学性能を得ることが容易となる。
また、各実施例の光学系は以下の条件式（１）、（２）を満足するように構成される。
０．０１＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．７０ （１）
０．００＜Ｄｎ／ＤＬ＜０．２３ （２）
０．０１＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．７０ （１）
０．００＜Ｄｎ／ＤＬ＜０．２３ （２）
ここで、ｆ１は無限遠合焦時の前群Ｌ１の焦点距離、ｆ２は後群の焦点距離である。なお、前群Ｌ１が複数のレンズ群で構成される場合にはｆ１はそれらのレンズ群の合成焦点距離である。また、Ｄｎは後群Ｌ２に含まれる負レンズのうちで最も像側に配置される負レンズＧｎの像側の面から像面までの光軸上の距離、ＤＬは無限遠合焦時の光学系ＯＬの全長である。光学系ＯＬの全長とは、光学系ＯＬの最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離である。なお、最終レンズ面から像面までの間にフェースプレート、光学フィルター等の平行平板で構成される光学材料が配置されている場合には、その光学材料の厚さを空気換算したときの値をＤｎ、ＤＬの値として用いる。
条件式（１）は、前群Ｌ１と後群Ｌ２の焦点距離の関係を規定するものである。条件式（１）の上限値を超えると、後群Ｌ２の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎるため、フォーカス時の収差変動を抑制することが困難となる。条件式（１）の下限値を下回ると、後群の焦点距離の絶対値が大きくなりすぎる結果、光学系ＯＬを小型に構成することが困難となる。
なお、条件式（１）の数値範囲は、以下の条件式（１ａ）の範囲とすることがより好ましく、条件式（１ｂ）の範囲とすることがさらに好ましい。
０．１０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．６０ （１ａ）
０．２０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．４３ （１ｂ）
０．１０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．６０ （１ａ）
０．２０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．４３ （１ｂ）
条件式（２）は、無限遠合焦時の光学系ＯＬの全長と後群Ｌ２の最も像側に配置される負レンズＧｎの位置の関係を規定するものである。条件式（２）の上限値を超えると、負レンズＧｎにおける軸外光束の高さが低くなるため、像面湾曲の補正が困難になる。
なお、負レンズＧｎが像面ＩＰに近づきすぎると（Ｄｎ／ＤＬの値が小さくなりすぎると）、像面ＩＰに配置される撮像素子への入射角が大きくなりすぎるため、Ｄｎ／ＤＬの値に下限値を設定しても良い。条件式（２）の数値範囲は、以下の条件式（２ａ）の範囲とすることがより好ましく、条件式（２ｂ）の範囲とすることがさらに好ましい。
０．０５＜Ｄｎ／ＤＬ＜０．２２ （２ａ）
０．１０＜Ｄｎ／ＤＬ＜０．１９ （２ｂ）
０．０５＜Ｄｎ／ＤＬ＜０．２２ （２ａ）
０．１０＜Ｄｎ／ＤＬ＜０．１９ （２ｂ）
以上の構成により、各実施例の光学系ＯＬは小型でありながら高い光学性能を実現している。
次に、各実施例の光学系ＯＬにおいて満たすことが好ましい構成について述べる。
各実施例の光学系ＯＬにおいて、開口絞りＳＰは前群Ｌ１内に設けることが好ましい。これにより前群Ｌ１の小型化がより容易となり、例えばより迅速なフォーカシングを行うことができる。
また、各実施例の光学系ＯＬにおいて、最も物体側に、正レンズを設けることが好ましい。各実施例の光学系ＯＬのように大口径比で望遠型の光学系では、最も物体側に正レンズを配置して軸上光束を十分収斂させることで、像側に配置されるレンズの有効径を小さくすることが容易となる。これにより、光学系ＯＬの小型化が容易となる。
また、各実施例の光学系ＯＬのように、後群Ｌ２の最も物体側に負の屈折力を有するレンズ要素Ｆを有することが好ましい。本願明細書においてレンズ要素とは、単レンズまたは接合レンズを指す。すなわち、各実施例の光学系ＯＬの後群Ｌ２は最も物体側に負の屈折力の単レンズまたは負の屈折力の接合レンズを有することが好ましい。これにより、像面湾曲や歪曲収差等の軸外収差のフォーカス時の収差変動を抑制することがより容易となる。
また、本願発明の前群Ｌ１はフォーカシングに際して移動する一つ以上のレンズ群から構成されていれば良いが、前群Ｌ１は１つのレンズ群で構成されていることがより好ましい。すなわち、前群Ｌ１はフォーカシングに際して一体的に光軸に沿って移動することが好ましい。これにより、十分な光学性能を得つつフォーカス機構の簡略化が容易とすることができる。
また、各実施例の光学系ＯＬにおいて、前群Ｌ１は開口絞りＳＰの像側に少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズを有することが好ましい。これにより、フォーカシングに伴う球面収差や像面湾曲の変動を補正することがより容易となる。
また、各実施例の光学系ＯＬは次の条件式のうち１つ以上を満足するのがよい。
０．００＜｜ｆ／ｆ２｜＜１．００ （３）
｜β｜＞０．３０ （４）
０．３０＜ｆ１／ｆ＜１．００ （５）
０．３０＜Ｄａ／ＤＬ＜０．９０ （６）
０．００＜ｆ２ｐ／ｆ＜０．８０ （７）
０．０５＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜８．００ （８）
０．０１＜ｓｋｄ／ＤＬ＜０．４０ （９）
０．０５＜｜ｆｎ／ｆ｜＜１．２０ （１０）
０．９５＜ＤＬ／ｆ＜１．５０ （１１）
０．００＜｜ｆ／ｆ２｜＜１．００ （３）
｜β｜＞０．３０ （４）
０．３０＜ｆ１／ｆ＜１．００ （５）
０．３０＜Ｄａ／ＤＬ＜０．９０ （６）
０．００＜ｆ２ｐ／ｆ＜０．８０ （７）
０．０５＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜８．００ （８）
０．０１＜ｓｋｄ／ＤＬ＜０．４０ （９）
０．０５＜｜ｆｎ／ｆ｜＜１．２０ （１０）
０．９５＜ＤＬ／ｆ＜１．５０ （１１）
ここで、ｆは光学系の無限遠合焦時の焦点距離である。βは最至近距離にフォーカスした時の光学系ＯＬの像倍率（横倍率）である。Ｄａは無限遠物体にフォーカスした時の開口絞りＳＰから像面までの光軸上の距離である。ｆ２ｐは負レンズＧｎの物体側に隣接して配置される正レンズＧｐの焦点距離である。ｆ１ａは前群Ｌ１で開口絞りＳＰより物体側に配置された第１部分光学系Ｌ１ａの焦点距離である。ｆ１ｂは前群Ｌ１で開口絞りＳＰより像側に配置された第２部分光学系Ｌ１ｂの焦点距離である。ｓｋｄは無限遠に合焦したときの最も像側のレンズ面から像面ＩＰまでの距離である。ｆｎは負レンズＧｎの焦点距離である。なお、最も像側のレンズ面から像面までの間にフェースプレート、光学フィルター等の平行平板で構成される光学材料が配置されている場合には、その光学材料の厚さを空気換算したときの値をＤａ、ｓｋｄの値として用いる。
条件式（３）は、後群Ｌ２の焦点距離ｆ２と光学系ＯＬの焦点距離ｆの関係を規定するものである。条件式（３）の上限値を超えると、後群Ｌ２の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎ、フォーカス時の収差変動を十分抑制することが困難となる。条件式（３）の下限値を下回ると、後群Ｌ２の焦点距離の絶対値が大きくなりすぎる結果、光学系ＯＬ全系を十分に小型に構成することが困難となる。
条件式（４）は、最至近の物点にフォーカスしたときの像倍率（横倍率）を規定したものである。条件式（４）を満足することにより、十分な近距離撮影が可能となる。
条件式（５）は、光学系ＯＬの焦点距離ｆと、前群Ｌ１の焦点距離ｆ１の関係を規定するものである。条件式（５）の上限値を超えると、前群Ｌ１の屈折力が弱くなりすぎるため、フォーカシングに伴う前群Ｌ１の繰り出し量が大きくなりすぎ、光学系ＯＬの十分な小型化が困難となる。条件式（５）の下限値を下回ると、前群Ｌ１の屈折力が大きくなりすぎ、フォーカシングに伴う収差変動を十分に抑制することが困難となる。
条件式（６）は、光学系ＯＬの最も物体側のレンズ面から像面ＩＰまでの光軸上の距離ＤＬと、開口絞りＳＰから像面ＩＰまでの光軸上の距離Ｄａの関係を規定するものである。条件式（６）の上限値を超えると、開口絞りＳＰを通過する軸上光束の高さが高くなり、開放絞りＳＰの最大径が大きくなりすぎる。結果として、光学系ＯＬの十分な小型化が困難となる。条件式（６）の下限値を下回ると、無限遠から近距離までのフォーカス範囲にわたり、開口絞りＳＰを絞り込んだ時にも十分な光量を確保することが困難となる。
条件式（７）は、レンズ全系の焦点距離ｆに対する、負レンズＧｎの物体側に隣接して配置される正レンズＧｐの焦点距離ｆ２ｐを規定している。条件式（７）の上限値を超えると、正レンズＧｐの屈折力が弱くなりすぎるため倍率色収差や歪曲収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、後述の条件式（７ａ）、（７ｂ）のように、ｆ２ｐ／ｆの値に下限値を設けることがより好ましい。これによりｆ２ｐの値を適正化でき、倍率色収差や歪曲収差が過度に補正されてしまうことを抑制できる。
条件式（８）は、第１部分光学系Ｌ１ｂの焦点距離ｆ１ｂと、第２部分光学系Ｌ１ａの焦点距離ｆ１ａの関係を規定している。条件式（８）の上限値を超えると、第１部分光学系Ｌ１ａの屈折力が弱くなりすぎ軸上光束を収斂する効果が弱まる。その結果、第２部分光学系Ｌ１ｂの小型化が不十分となり、前群Ｌ１を十分に小型に構成することが困難となる。条件式（８）の下限値を下回ると、第１部分光学系Ｌ１ａの屈折力が強くなりすぎ、フォーカシングに伴う収差変動を十分に抑制することが困難となる。
条件式（９）は、無限遠に合焦しているときの光学系ＯＬの最も物体側のレンズ面から像面ＩＰまでの光軸上の距離ＤＬと、バックフォーカスｓｋｄの関係を規定するものである。条件式（９）の上限値を超えるほどにバックフォーカスが長くなると、像面ＩＰ近傍にレンズを配置できない結果、軸外の収差を十分に補正することが困難となる。条件式（９）の下限値を下回るほどにバックフォーカスが短くなると、光学系ＯＬにおいて最も像側に配置されたレンズの径が大きくなりすぎ、光学系ＯＬの十分な小型化が困難となる。
条件式（１０）は、光学系ＯＬの焦点距離ｆと、後群Ｌ２の最も像側に配置される負レンズＧｎの焦点距離ｆｎの関係を規定するものである。条件式（１０）の上限値を超えると、負レンズＧｎの屈折力が弱くなりすぎ、ペッツバール和を十分に補正して像面湾曲を低減させることが困難となる。条件式（１０）の下限値を下回ると、負レンズＧｎの屈折力が強くなりすぎ、像面ＩＰに配置される撮像素子への入射角が大きくなりすぎてしまう。
条件式（１１）は、光学系ＯＬの焦点距離ｆと、無限遠合焦時の光学系ＯＬの最も物体側のレンズ面から像面ＩＰまでの光軸上の距離ＤＬの関係を規定するものである。条件式（１１）の上限値を超えると全長が長くなりすぎ光学系ＯＬを十分に小型に構成することが困難となる。条件式（１１）の下限値を下回ると、小型化には有利となるが、特に球面収差と軸上色収差を十分に補正することが困難となる。
なお、条件式（３）乃至（１１）の数値範囲は、以下の条件式（３ａ）乃至（１１ａ）の範囲とすることがより好ましい。
０．２０＜｜ｆ／ｆ２｜＜０．８０ （３ａ）
｜β｜＞０．４０ （４ａ）
０．５０＜ｆ１／ｆ＜０．９５ （５ａ）
０．５０＜Ｄａ／ＤＬ＜０．８０ （６ａ）
０．２０＜ｆ２ｐ／ｆ＜０．５０ （７ａ）
１．００＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜６．００ （８ａ）
０．１０＜ｓｋｄ／ＤＬ＜０．３０ （９ａ）
０．１０＜｜ｆｎ／ｆ｜＜１．００ （１０ａ）
１．００＜ＤＬ／ｆ＜１．４０ （１１ａ）
０．２０＜｜ｆ／ｆ２｜＜０．８０ （３ａ）
｜β｜＞０．４０ （４ａ）
０．５０＜ｆ１／ｆ＜０．９５ （５ａ）
０．５０＜Ｄａ／ＤＬ＜０．８０ （６ａ）
０．２０＜ｆ２ｐ／ｆ＜０．５０ （７ａ）
１．００＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜６．００ （８ａ）
０．１０＜ｓｋｄ／ＤＬ＜０．３０ （９ａ）
０．１０＜｜ｆｎ／ｆ｜＜１．００ （１０ａ）
１．００＜ＤＬ／ｆ＜１．４０ （１１ａ）
また、条件式（３）乃至（１１）の数値範囲は、以下の条件式（３ｂ）乃至（１１ｂ）の範囲とすることがさらに好ましい。
０．３０＜｜ｆ／ｆ２｜＜０．７０ （３ｂ）
｜β｜＞０．４５ （４ｂ）
０．６５＜ｆ１／ｆ＜０．９０ （５ｂ）
０．６０＜Ｄａ／ＤＬ＜０．７０ （６ｂ）
０．３０＜ｆ２ｐ／ｆ＜０．４８ （７ｂ）
１．２０＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜５．００ （８ｂ）
０．１２＜ｓｋｄ／ＤＬ＜０．２５ （９ｂ）
０．３０＜｜ｆｎ／ｆ｜＜０．９８ （１０ｂ）
１．０５＜ＤＬ／ｆ＜１．３５ （１１ｂ）
０．３０＜｜ｆ／ｆ２｜＜０．７０ （３ｂ）
｜β｜＞０．４５ （４ｂ）
０．６５＜ｆ１／ｆ＜０．９０ （５ｂ）
０．６０＜Ｄａ／ＤＬ＜０．７０ （６ｂ）
０．３０＜ｆ２ｐ／ｆ＜０．４８ （７ｂ）
１．２０＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜５．００ （８ｂ）
０．１２＜ｓｋｄ／ＤＬ＜０．２５ （９ｂ）
０．３０＜｜ｆｎ／ｆ｜＜０．９８ （１０ｂ）
１．０５＜ＤＬ／ｆ＜１．３５ （１１ｂ）
以下に、実施例１から６にそれぞれ対応する数値実施例１から６を示す。
各数値実施例の面データにおいて、ｒは各光学面の曲率半径、ｄ（ｍｍ）は第ｍ面と第（ｍ＋１）面との間の軸上間隔（光軸上の距離）を表わしている。ただし、ｍは光入射側から数えた面の番号である。また、ｎｄは各光学部材のｄ線に対する屈折率、νｄは光学部材のアッベ数を表わしている。
なお、各数値実施例において、ｄ、焦点距離（ｍｍ）、Ｆナンバー、半画角（°）は全て各実施例の光学系が無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。バックフォーカスＢＦは最終レンズ面から像面までの距離である。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスを加えた値である。
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 114.175 3.19 1.60311 60.6
2 2010.098 0.50
3 61.533 3.20 1.60311 60.6
4 122.660 6.60
5 42.821 5.01 1.49700 81.5
6 272.642 7.50
7 -147.348 1.30 1.68893 31.1
8 37.962 4.90
9(絞り) ∞ 2.86
10 114.201 1.30 1.84666 23.8
11 46.967 6.40 1.90043 37.4
12 -90.592 (可変)
13 -78.073 1.15 1.72047 34.7
14 57.128 0.49
15 86.252 2.39 1.80400 46.5
16 -333.048 2.22
17 -284.806 2.58 1.92286 20.9
18 -51.857 0.85
19 -57.965 0.94 1.83400 37.2
20 57.965 6.96
21 52.408 9.02 1.83481 42.7
22 -63.153 13.69
23 -34.104 1.70 1.84666 23.8
24 -95.879 17.60
像面 ∞
焦点距離 82.45
Fナンバー 2.06
半画角（°） 14.70
像高 21.64
レンズ全長 104.87
BF 17.60
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
d12 2.52 3.60 29.52
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 66.73
2 13 -165.06
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 114.175 3.19 1.60311 60.6
2 2010.098 0.50
3 61.533 3.20 1.60311 60.6
4 122.660 6.60
5 42.821 5.01 1.49700 81.5
6 272.642 7.50
7 -147.348 1.30 1.68893 31.1
8 37.962 4.90
9(絞り) ∞ 2.86
10 114.201 1.30 1.84666 23.8
11 46.967 6.40 1.90043 37.4
12 -90.592 (可変)
13 -78.073 1.15 1.72047 34.7
14 57.128 0.49
15 86.252 2.39 1.80400 46.5
16 -333.048 2.22
17 -284.806 2.58 1.92286 20.9
18 -51.857 0.85
19 -57.965 0.94 1.83400 37.2
20 57.965 6.96
21 52.408 9.02 1.83481 42.7
22 -63.153 13.69
23 -34.104 1.70 1.84666 23.8
24 -95.879 17.60
像面 ∞
焦点距離 82.45
Fナンバー 2.06
半画角（°） 14.70
像高 21.64
レンズ全長 104.87
BF 17.60
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
d12 2.52 3.60 29.52
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 66.73
2 13 -165.06
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 103.406 3.50 1.65160 58.5
2 1155.186 0.50
3 52.833 4.34 1.49700 81.5
4 140.084 7.96
5 34.258 5.88 1.59522 67.7
6 189.230 2.21
7 1168.433 1.50 1.69895 30.1
8 28.297 10.57
9(絞り) ∞ 2.29
10 230.601 1.30 1.72047 34.7
11 43.406 3.90 1.90043 37.4
12 -159.612 (可変)
13 -72.800 1.15 1.72916 54.7
14 43.884 8.88
15 60.674 7.82 1.80400 46.5
16 -51.099 15.13
17 -33.223 1.70 1.84666 23.8
18 -69.220 16.84
像面 ∞
焦点距離 82.48
Fナンバー 1.86
半画角（°） 14.70
像高 21.64
レンズ全長 98.50
BF 16.84
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
d12 3.01 4.09 30.01
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 66.74
2 13 -206.88
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 103.406 3.50 1.65160 58.5
2 1155.186 0.50
3 52.833 4.34 1.49700 81.5
4 140.084 7.96
5 34.258 5.88 1.59522 67.7
6 189.230 2.21
7 1168.433 1.50 1.69895 30.1
8 28.297 10.57
9(絞り) ∞ 2.29
10 230.601 1.30 1.72047 34.7
11 43.406 3.90 1.90043 37.4
12 -159.612 (可変)
13 -72.800 1.15 1.72916 54.7
14 43.884 8.88
15 60.674 7.82 1.80400 46.5
16 -51.099 15.13
17 -33.223 1.70 1.84666 23.8
18 -69.220 16.84
像面 ∞
焦点距離 82.48
Fナンバー 1.86
半画角（°） 14.70
像高 21.64
レンズ全長 98.50
BF 16.84
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
d12 3.01 4.09 30.01
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 66.74
2 13 -206.88
［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 73.246 5.05 1.61800 63.4
2 -323.325 8.35
3 38.289 4.78 1.59522 67.7
4 155.410 1.45
5 -350.261 1.60 1.72047 34.7
6 72.603 4.54
7 35.545 1.50 1.74077 27.8
8 28.338 5.81
9(絞り) ∞ 2.29
10 261.773 1.30 1.76182 26.5
11 57.934 3.42 1.83481 42.7
12 -113.211 (可変)
13 -131.680 1.15 1.74077 27.8
14 40.684 0.57
15 57.027 2.03 2.00100 29.1
16 302.963 2.19
17 -349.896 2.82 1.92286 20.9
18 -36.156 1.00 1.80100 35.0
19 54.226 9.74
20 52.403 8.81 1.77250 49.6
21 -64.021 14.70
22 -37.641 1.75 1.84666 23.8
23 -112.295 14.92
像面 ∞
焦点距離 82.50
Fナンバー 2.06
画角 14.69
像高 21.64
レンズ全長 102.08
BF 14.92
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
d12 2.29 3.30 27.46
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 64.44
2 13 -154.72
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 73.246 5.05 1.61800 63.4
2 -323.325 8.35
3 38.289 4.78 1.59522 67.7
4 155.410 1.45
5 -350.261 1.60 1.72047 34.7
6 72.603 4.54
7 35.545 1.50 1.74077 27.8
8 28.338 5.81
9(絞り) ∞ 2.29
10 261.773 1.30 1.76182 26.5
11 57.934 3.42 1.83481 42.7
12 -113.211 (可変)
13 -131.680 1.15 1.74077 27.8
14 40.684 0.57
15 57.027 2.03 2.00100 29.1
16 302.963 2.19
17 -349.896 2.82 1.92286 20.9
18 -36.156 1.00 1.80100 35.0
19 54.226 9.74
20 52.403 8.81 1.77250 49.6
21 -64.021 14.70
22 -37.641 1.75 1.84666 23.8
23 -112.295 14.92
像面 ∞
焦点距離 82.50
Fナンバー 2.06
画角 14.69
像高 21.64
レンズ全長 102.08
BF 14.92
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
d12 2.29 3.30 27.46
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 64.44
2 13 -154.72
［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 95.263 3.83 1.65160 58.5
2 649.651 0.60
3 57.682 4.08 1.49700 81.5
4 132.836 17.77
5 42.816 5.23 1.49700 81.5
6 1608.281 2.27
7 -249.792 1.40 1.69895 30.1
8 35.205 9.28
9(絞り) ∞ 2.76
10 1240.892 1.40 1.59551 39.2
11 49.699 5.11 1.90043 37.4
12 -136.360 (可変)
13 -81.577 1.24 1.72047 34.7
14 53.156 9.26
15 74.049 7.70 1.80610 33.3
16 -59.784 18.10
17 -44.830 1.84 1.84666 23.8
18 -305.078 0.50
19 400.000 2.51 2.00100 29.1
20 -326.852 21.99
像面 ∞
焦点距離 99.80
Fナンバー 2.06
半画角（°） 12.23
像高 21.64
レンズ全長 118.38
BF 21.99
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
d12 1.50 2.82 34.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 81.16
2 13 -253.85
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 95.263 3.83 1.65160 58.5
2 649.651 0.60
3 57.682 4.08 1.49700 81.5
4 132.836 17.77
5 42.816 5.23 1.49700 81.5
6 1608.281 2.27
7 -249.792 1.40 1.69895 30.1
8 35.205 9.28
9(絞り) ∞ 2.76
10 1240.892 1.40 1.59551 39.2
11 49.699 5.11 1.90043 37.4
12 -136.360 (可変)
13 -81.577 1.24 1.72047 34.7
14 53.156 9.26
15 74.049 7.70 1.80610 33.3
16 -59.784 18.10
17 -44.830 1.84 1.84666 23.8
18 -305.078 0.50
19 400.000 2.51 2.00100 29.1
20 -326.852 21.99
像面 ∞
焦点距離 99.80
Fナンバー 2.06
半画角（°） 12.23
像高 21.64
レンズ全長 118.38
BF 21.99
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
d12 1.50 2.82 34.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 81.16
2 13 -253.85
［数値実施例５］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 160.786 3.28 1.61800 63.4
2 -246.681 0.44
3 47.383 2.54 1.61800 63.4
4 73.887 10.79
5 35.467 3.79 1.59282 68.6
6 124.087 2.75
7 -111.848 1.13 1.64769 33.8
8 34.390 4.52
9(絞り) ∞ 2.29
10 178.572 1.14 1.84666 23.8
11 36.744 4.69 1.91082 35.3
12 -68.645 (可変)
13 -79.997 1.04 1.72047 34.7
14 49.549 0.50
15 74.169 1.92 1.83481 42.7
16 -1706.731 2.17
17 -160.149 1.99 1.95906 17.5
18 -51.113 1.24
19 -56.641 0.94 1.73800 32.3
20 56.641 5.67
21 50.199 9.35 1.83481 42.7
22 -55.426 10.90
23 -32.731 1.60 1.84666 23.8
24 -91.287 17.89
像面 ∞
焦点距離 70.50
Fナンバー 2.06
半画角（°） 17.06
像高 21.64
レンズ全長 94.86
BF 17.89
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
d12 2.29 3.26 26.52
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 58.45
2 13 -205.60
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 160.786 3.28 1.61800 63.4
2 -246.681 0.44
3 47.383 2.54 1.61800 63.4
4 73.887 10.79
5 35.467 3.79 1.59282 68.6
6 124.087 2.75
7 -111.848 1.13 1.64769 33.8
8 34.390 4.52
9(絞り) ∞ 2.29
10 178.572 1.14 1.84666 23.8
11 36.744 4.69 1.91082 35.3
12 -68.645 (可変)
13 -79.997 1.04 1.72047 34.7
14 49.549 0.50
15 74.169 1.92 1.83481 42.7
16 -1706.731 2.17
17 -160.149 1.99 1.95906 17.5
18 -51.113 1.24
19 -56.641 0.94 1.73800 32.3
20 56.641 5.67
21 50.199 9.35 1.83481 42.7
22 -55.426 10.90
23 -32.731 1.60 1.84666 23.8
24 -91.287 17.89
像面 ∞
焦点距離 70.50
Fナンバー 2.06
半画角（°） 17.06
像高 21.64
レンズ全長 94.86
BF 17.89
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
d12 2.29 3.26 26.52
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 58.45
2 13 -205.60
［数値実施例６］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 98.638 4.14 1.60311 60.6
2 -462.266 0.50
3 47.270 3.88 1.61800 63.4
4 101.424 9.55
5 36.617 4.86 1.49700 81.5
6 118.189 1.26
7 -787.694 1.40 1.67270 32.1
8 31.304 (可変)
9(絞り) ∞ 1.50
10 155.305 1.40 1.84666 23.8
11 56.680 3.55 1.90043 37.4
12 -103.731 (可変)
13 -115.478 1.20 1.72047 34.7
14 44.956 0.62
15 69.158 1.82 1.83481 42.7
16 544.011 2.29
17 -273.933 3.19 1.92286 20.9
18 -32.238 1.10 1.80000 29.8
19 53.012 8.34
20 52.542 10.22 1.76200 40.1
21 -56.576 12.39
22 -35.085 1.80 1.84666 23.8
23 -85.147 16.76
像面 ∞
焦点距離 85.00
Fナンバー 2.06
半画角（°） 14.28
像高 21.64
レンズ全長 100.82
BF 16.76
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -1.0倍
d 8 6.77 6.77 13.11
d12 2.29 3.18 47.29
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 134.28
2 9 66.95
3 13 -134.95
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 98.638 4.14 1.60311 60.6
2 -462.266 0.50
3 47.270 3.88 1.61800 63.4
4 101.424 9.55
5 36.617 4.86 1.49700 81.5
6 118.189 1.26
7 -787.694 1.40 1.67270 32.1
8 31.304 (可変)
9(絞り) ∞ 1.50
10 155.305 1.40 1.84666 23.8
11 56.680 3.55 1.90043 37.4
12 -103.731 (可変)
13 -115.478 1.20 1.72047 34.7
14 44.956 0.62
15 69.158 1.82 1.83481 42.7
16 544.011 2.29
17 -273.933 3.19 1.92286 20.9
18 -32.238 1.10 1.80000 29.8
19 53.012 8.34
20 52.542 10.22 1.76200 40.1
21 -56.576 12.39
22 -35.085 1.80 1.84666 23.8
23 -85.147 16.76
像面 ∞
焦点距離 85.00
Fナンバー 2.06
半画角（°） 14.28
像高 21.64
レンズ全長 100.82
BF 16.76
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -1.0倍
d 8 6.77 6.77 13.11
d12 2.29 3.18 47.29
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 134.28
2 9 66.95
3 13 -134.95
各数値実施例における種々の値を、以下の表１にまとめて示す。
［撮像装置］
次に、本発明の光学系を撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例について、図１３を用いて説明する。図１３において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至６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光学像を受光して光電変換する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。カメラ本体１０はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。
次に、本発明の光学系を撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例について、図１３を用いて説明する。図１３において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至６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光学像を受光して光電変換する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。カメラ本体１０はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。
このように本発明の光学系をデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型でありながら高い光学性能を有する撮像装置を得ることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
Ｌ１ 前群
Ｌ２ 後群
ＯＬ 光学系
Ｌ２ 後群
ＯＬ 光学系
Claims (15)
- フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、
前記光学系は、物体側から像側へ順に配置された、フォーカシングに際して移動する一つ以上のレンズ群からなり正の屈折力を有する前群と、フォーカシングに際して不動のレンズ群から成り負の屈折力を有する後群と、から構成され、
前記後群は、像側に向かって凸面を向けた負メニスカスレンズを含む複数の負レンズと１枚の正レンズを有し、
無限遠合焦時の前記前群の焦点距離をｆ１、前記後群の焦点距離をｆ２、前記後群に含まれる負レンズのうちで最も像側に配置される負レンズＧｎの像側の面から像面までの光軸上の距離をＤｎ、無限遠合焦時における前記光学系の最も物体側の面から像面までの光軸上の距離をＤＬ、無限遠合焦時の前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
０．０１＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．７０
０．００＜Ｄｎ／ＤＬ＜０．２３
０．９５＜ＤＬ／ｆ＜１．５０
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。 - 請求項１に記載の光学系において、
０．００＜｜ｆ／ｆ２｜＜１．００
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。 - 最至近距離に合焦した際の前記光学系の像倍率をβとするとき、
｜β｜＞０．３０
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。 - 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学系において、
０．３０＜ｆ１／ｆ＜１．００
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。 - 前記前群は開口絞りを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学系。
- 無限遠合焦時の前記開口絞りから像面までの光軸上の距離をＤａとするとき、
０．３０＜Ｄａ／ＤＬ＜０．９０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項５に記載の光学系。 - 前記前群は、前記前群において前記開口絞りより物体側に配置されたすべてのレンズから成る第１部分光学系と、前記前群において前記開口絞りより像側に配置されたすべてのレンズから成る第２部分光学系と、を有し、
前記第１部分光学系の焦点距離をｆ１ｂ、前記第２部分光学系の焦点距離をｆ１ｂとするとき、
０．０５＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜８．００
なる条件式を満足する請求項５または６に記載の光学系。 - 前記第２部分光学系は、１枚の正レンズと１枚の負レンズを有することを特徴とする請求項７に記載の光学系。
- 前記後群は、前記負レンズＧｎの物体側の隣に配置された正レンズＧｐを有し、
前記正レンズＧｐの焦点距離をｆ２ｐとするとき、
０．００＜ｆ２ｐ／ｆ＜０．８０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光学系。 - 前記光学系の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をｓｋｄとするとき、
０．０１＜ｓｋｄ／ＤＬ＜０．４０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光学系。 - 前記負レンズＧｎの焦点距離をｆｎとするとき、
０．０５＜｜ｆｎ／ｆ｜＜１．２０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光学系。 - 前記後群は、前記後群の最も物体側に配置された、負の屈折力の単レンズまたは負の屈折力の接合レンズを有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光学系。
- 前記前群は、フォーカシングに際して一体的に移動する１つのレンズ群で構成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の光学系。
- 前記前群は、前記前群の最も物体側に配置された正レンズを有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の光学系。
- 請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の光学系と、前記光学系によって形成される光学像を光電変換する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
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