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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-193406(P2021-193406A)
(43)【公開日】2021年12月23日
(54)【発明の名称】光学系およびそれを有する撮像装置
(51)【国際特許分類】
   G02B 13/00 20060101AFI20211126BHJP
   G02B 13/18 20060101ALN20211126BHJP
【FI】
   G02B13/00
   G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】OL
【全頁数】33
(21)【出願番号】特願2020-99057(P2020-99057)
(22)【出願日】2020年6月8日
(71)【出願人】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126240
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 琢磨
(74)【代理人】
【識別番号】100124442
【弁理士】
【氏名又は名称】黒岩 創吾
(72)【発明者】
【氏名】小宮山 貴洋
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA02
2H087KA03
2H087KA06
2H087KA07
2H087LA01
2H087MA07
2H087MA09
2H087PA11
2H087PA12
2H087PA13
2H087PA18
2H087PA19
2H087PB12
2H087PB13
2H087PB14
2H087PB15
2H087QA02
2H087QA06
2H087QA07
2H087QA12
2H087QA14
2H087QA17
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA26
2H087QA32
2H087QA34
2H087QA42
2H087QA46
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA32
2H087RA42
2H087RA43
(57)【要約】
【課題】光学性能が高く、なおかつフォーカシングに伴う収差変動が少ない光学系を提供することである。
【解決手段】光学系L0は物体側から像側へ順に、第1レンズ群(前レンズ群)L1、負の屈折力の第1フォーカス群LF1、負の屈折力の第2フォーカス群LF2を有する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第1フォーカス群LF1と第2フォーカス群LF2の光軸上の間隔が変化するように、第1フォーカス群LF1と第2フォーカス群LF2は移動する。第1フォーカス群LF1の焦点距離をfF1、第2フォーカス群LF2の焦点距離をfF2、前レンズ群L1の焦点距離をf1、光学系L0のバックフォーカスをskとするとき、
0.00<|fF1|/|f1|<0.77
−0.76<sk/fF1<0.00
0.10<fF1/fF2<1.90
なる条件式を満足する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から像側へ順に、前レンズ群、負の屈折力の第1フォーカス群、負の屈折力の第2フォーカス群を有する光学系であって、
無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、前記第1フォーカス群と前記第2フォーカス群の光軸上の間隔が変化するように前記第1フォーカス群と前記第2フォーカス群は移動し、
前記第1フォーカス群の焦点距離をfF1、前記第2フォーカス群の焦点距離をfF2、前記前レンズ群の焦点距離をf1、前記光学系のバックフォーカスをskとするとき、
0.00<|fF1|/|f1|<0.77
−0.76<sk/fF1<0.00
0.10<fF1/fF2<1.90
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
【請求項2】
前記光学系の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面の間に形成される空気間隔のうち、光軸上の間隔が最も大きい空気間隔をDair_max、前記光学系の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をLとするとき、
0.05<Dair_max/L<0.25
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。
【請求項3】
前記第1フォーカス群は、負レンズを有し、
前記負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をR1、前記負レンズの像側のレンズ面の曲率半径をR2とするとき、
−2.50<(R1+R2)/(R1−R2)<0.50
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4】
前記第1フォーカス群は負の屈折力の単レンズからな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。
【請求項5】
前記光学系は、前記第1フォーカス群と前記第2フォーカス群の間に配置された開口絞りを有し、
前記第1フォーカス群の最も像側のレンズ面から前記開口絞りまでの光軸上の間隔をDSP1、前記開口絞りから前記第2フォーカス群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の間隔をDSP2とするとき、
0.15<DSP1/DSP2<0.70
なる条件式を満足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。
【請求項6】
前記光学系の半画角をω、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
0.35<sk/(f×tanω)<0.90
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項7】
無限遠から至近までのフォーカシングに際しての前記第1フォーカス群の像面に対する光軸上の移動量をMLF1、無限遠から至近までのフォーカシングに際しての前記第2フォーカス群の像面に対する光軸上の移動量をMLF2とするとき、
0.20<|MLF1|/|MLF2|<7.00
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項8】
前記前レンズ群と前記第1フォーカス群の合成焦点距離をfF、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
−1.20<fF/f<−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7のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項9】
前記前レンズ群と前記第1フォーカス群の合成焦点距離をfF、前記前レンズ群の最も物体側のレンズ面と前記第1フォーカス群の最も像側のレンズ面の光軸上の間隔をDとするとき、
−1.30<fF/D<−0.20
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項10】
前記前レンズ群は正レンズを有し、
前記正レンズのアッベ数をνpとするとき、
15.00<νp<35.00
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。
【請求項11】
前記光学系は前記第1フォーカス群と前記第2フォーカス群の間に配置されたレンズ群である中間群を有し、前記中間群は正の屈折力を有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。
【請求項12】
前記中間群は開口絞りを有することを特徴とする請求項11に記載の光学系。
【請求項13】
前記中間群は正レンズと負レンズから成る接合レンズを有することを特徴とする請求項11または12に記載の光学系。
【請求項14】
前記中間群の焦点距離をf2、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
0.45<f2/f<1.60
なる条件式を満足することを特徴とする請求項11乃至13のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項15】
前記第1フォーカス群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をRLF1、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
−3.05<RLF1/f<−0.60
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至14のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項16】
前記前レンズ群は少なくとも2枚の負レンズを有することを特徴とする請求項1乃至15のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項17】
前記光学系の最も像側には正レンズが配置されていることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項18】
請求項1乃至17のいずれか1項に記載の光学系と、該光学系によって形成される像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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、車載用カメラ等の撮像装置に好適なものである。
【背景技術】
【0002】
固体撮像素子を用いたデジタルカメラ等の撮像装置に用いられる光学系において、高速かつ静粛なオートフォーカスを行うことが求められている。このためには、無限遠から至近へのフォーカシングに際して移動するフォーカス群を軽量に構成することが有効である。
【0003】
加えて、フォーカシングに伴う収差変動が小さいことも求められる。
【0004】
特許文献1には、負の屈折力を有する2つのレンズ群をフォーカス群として用いた光学系が開示されている。特許文献1に記載の技術によれば、迅速なフォーカシングが容易であって、さらに全物体距離にわたって高い光学性能が得られるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2015−138121号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、より広いフォーカシング範囲で更なる高画質化(特に軸外収差の低減)を行うためには、特許文献1に記載された光学系では不十分となる場合があった。
【0007】
そこで、本発明は光学性能が高く、なおかつフォーカシングに伴う収差変動が少ない光学系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】
【0008】
本発明の光学系は、物体側から像側へ順に、前レンズ群、負の屈折力の第1フォーカス群、負の屈折力の第2フォーカス群を有する光学系であって、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、前記第1フォーカス群と前記第2フォーカス群の光軸上の間隔が変化するように前記第1フォーカス群と前記第2フォーカス群は移動し、前記第1フォーカス群の焦点距離をfF1、前記第2フォーカス群の焦点距離をfF2、前記前レンズ群の焦点距離をf1、前記光学系のバックフォーカスをskとするとき、
0.00<|fF1|/|f1|<0.77
−0.76<sk/fF1<0.00
0.10<fF1/fF2<1.90
なる条件式を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、光学性能が高く、なおかつフォーカシングに伴う収差変動が少ない光学系が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】実施例1の光学系の断面図である。
図2】実施例1の光学系の収差図である。
図3】実施例2の光学系の断面図である。
図4】実施例2の光学系の収差図である。
図5】実施例3の光学系の断面図である。
図6】実施例3の光学系の収差図である。
図7】実施例4の光学系の断面図である。
図8】実施例4の光学系の収差図である。
図9】実施例5の光学系の断面図である。
図10】実施例5の光学系の収差図である。
図11】実施例6の光学系の断面図である。
図12】実施例6の光学系の収差図である。
図13】実施例7の光学系の断面図である。
図14】実施例7の光学系の収差図である。
図15】実施例8の光学系の断面図である。
図16】実施例8の光学系の収差図である。
図17】撮像装置の概略図である。
図18】レンズ装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
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。
【0012】
図1、3、5、7、9、11、13、15は、それぞれ実施例1乃至8の光学系L0の無限遠合焦時の断面図である。各実施例の光学系L0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、車載用カメラ等の撮像装置に用いることができる。また、各実施例の光学系はプロジェクタ等の投射レンズとしても用いることができる。
【0013】
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L0を投射レンズとして用いる場合には左方がスクリーン側、右方が被投射画像側となる。
【0014】
各実施例の光学系L0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固定されるレンズのまとまりである。すなわち、各実施例の光学系L0では、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して隣り合うレンズ群同士の間隔が変化する。なお、レンズ群は1枚のレンズから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。
【0015】
各レンズ断面図において、Giは物体側から数えてi番目(iは自然数)のレンズを表している。接合レンズにおいては、接合レンズを構成する各単レンズのそれぞれを1枚のレンズとして数えている。
【0016】
各レンズ断面図において、Ljは物体側から数えてj番目(jは自然数)のレンズ群を表している。
【0017】
各レンズ断面図に示した矢印は、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して移動するレンズ群(フォーカス群)の移動方向を表している。
【0018】
各レンズ断面図において、SPは開口絞りである。IPは像面であり、各実施例の光学系L0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L0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。
【0019】
また、FLは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。
【0020】
実施例1、2、4、5の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5から構成されている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第2レンズ群L2および第4レンズ群L4は互いに異なる軌跡で物体側へ移動する。すなわち、第2レンズ群L2および第4レンズ群L4は第1フォーカス群LF1、第2フォーカス群LF2として機能する。
【0021】
実施例3の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5から構成されている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第2レンズ群L2および第4レンズ群L4は互いに異なる軌跡で物体側へ移動する。すなわち、第2レンズ群L2および第4レンズ群L4は第1フォーカス群LF1、第2フォーカス群LF2として機能する。
【0022】
実施例6の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、正の屈折力の第5レンズ群L5から構成されている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第2レンズ群L2および第4レンズ群L4は互いに異なる軌跡で物体側へ移動する。すなわち、第2レンズ群L2および第4レンズ群L4は第1フォーカス群LF1、第2フォーカス群LF2として機能する。
【0023】
実施例7の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4から構成されている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第2レンズ群L2および第4レンズ群L4は互いに異なる軌跡で物体側へ移動する。すなわち、第2レンズ群L2および第4レンズ群L4は第1フォーカス群LF1、第2フォーカス群LF2として機能する。
【0024】
実施例8の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5から構成されている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第2レンズ群L2および第4レンズ群L4は互いに異なる軌跡で像側へ移動する。すなわち、第2レンズ群L2および第4レンズ群L4は第1フォーカス群LF1、第2フォーカス群LF2として機能する。
【0025】
なお、各実施例の光学系L0では第1フォーカス群LF1と第2フォーカス群LF2のみが移動する例について示したが、フォーカシング際してこれら以外のレンズ群をさらに移動させても良い。これによってフォーカシングに伴う収差変動をより低減することができる。
【0026】
また、各実施例の光学系L0において、フォーカシングに伴う各フォーカス群の移動方向は、物体側から像側でも像側から物体側でもよい。これは、各フォーカス群のうちの1つが主のフォーカス群(主として物体距離の変動に伴う像面位置の変化を補正する効果を持つフォーカス群)となり、他のフォーカス群が主のフォーカス群によるフォーカシングに伴う収差変動を補正する構成であるからである。第1フォーカス群LF1と第2フォーカス群LF2のいずれを主のフォーカス群とするかで、他方のフォーカス群の移動方向は変化する。
【0027】
実施例1〜7では第1フォーカス群LF1が主となるフォーカス群であり、第1フォーカス群LF1は無限遠から近距離へのフォーカシングに伴い像側から物体側へ移動する。第2フォーカス群LF2は無限遠から近距離へのフォーカシングに伴い像側から物体側へ移動する。実施例8では第2フォーカス群LF2が主となるフォーカス群であり、第2フォーカス群は無限遠から近距離へのフォーカシングに伴い物体側から像側へ移動する。第1フォーカス群LF1は無限遠から近距離へのフォーカシングに伴い物体側から像側へ移動する。
【0028】
図2、4、6、8、10、12、14、16は、それぞれ実施例1乃至8の光学系L0の収差図である。各収差図において(a)は無限遠にフォーカシングした時の収差図、(b)は至近距離にフォーカシングした時の収差図である。
【0029】
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。収差図においてSはサジタル像面における収差量、Mはメリディオナル像面における収差量を示している。歪曲収差図ではd線に対する歪曲収差量を示している。色収差図ではg線における倍率色収差量を示している。なお、ωは撮像半画角(°)である。
【0030】
次に、各実施例の光学系L0の特徴について説明する。
【0031】
各実施例の光学系L0は、最も物体側に配置された第1レンズ群(前レンズ群)L1と、前レンズ群の像側に配置され、フォーカシングに際して互いに異なる軌跡で移動する負の屈折力の2つのフォーカス群LF1,LF2を有する。フォーカシングに際して第1フォーカス群LF1と第2フォーカス群LF2の光軸上の間隔は変化する。
【0032】
このように各実施例の光学系L0では、2つのフォーカス群の屈折力が共に負であるため、これらのフォーカス群を移動させた際に光学系L0内での収差の発生を抑制しやすくなる。その結果、第1フォーカス群LF1と第2フォーカス群LF2を共に少枚数で構成したとしてもフォーカシングに伴う軸外収差の変動も抑制し易くなる。
【0033】
すなわち、各実施例の光学系L0をこのような群構成としたことで、無限遠から至近にわたる広範な撮影領域で高い光学性能を得つつ、フォーカシングに伴う収差変動も抑制できる。
【0034】
また、各実施例の光学系は以下の条件式(1)から(3)を満足する。
【0035】
0.00<|fF1|/|f1|<0.77 (1)
−0.76<sk/fF1<0.00 (2)
0.10<fF1/fF2<1.90 (3)
ここで、fF1は第1フォーカス群LF1の焦点距離である。fF2は第2フォーカス群LF2の焦点距離である。f1は第1レンズ群(前レンズ群)L1の焦点距離である。skは無限遠合焦時の光学系L0のバックフォーカスの空気換算長である。
【0036】
条件式(1)は第1フォーカス群LF1の焦点距離の絶対値|fF1|と第1レンズ群(前レンズ群)L1の焦点距離の絶対値|f1|の比を規定している。これは条件式を満足する範囲で|fF1|を小さく、|f1|を大きくするとよいことを表している。なお、f1の符号は、正でも負でも条件式(1)による効果を得ることができる。
【0037】
|f1|を大きくすることで、第1レンズ群(前レンズ群)L1がアフォーカルに近い系となり、第1フォーカス群LF1に入射する軸上光束を平行に近づけることができる。その結果フォーカシングに伴う球面収差、メリディオナルコマ収差等の収差変動を小さくできる。この結果、第1フォーカス群LF1を少枚数のレンズで構成しても所望の特性を得やすくなる。
【0038】
また、第1フォーカス群LF1に入射する軸上光束が平行に近くなると、第1フォーカス群LF1の横倍率が小さい値(0に近い値)となる。これにより、第1フォーカス群LF1のフォーカス敏感度(フォーカス群の移動量に対する像面の移動量の比)を大きくすることができる。これにより、フォーカシングに伴う第1フォーカス群LF1の移動量を小さくすることができ、フォーカシングを高速に行うことができる。
【0039】
また、|fF1|を小さくする(負の屈折力を大きくする)ことで、平行近くで入射した光束を大きく跳ね上げることができ、上述の第1フォーカス群LF1の横倍率を小さい(0に近い値)値とする効果をより高めることができる。
【0040】
条件式(1)の下限値を下回って|fF1|が小さくなると、第1フォーカス群LF1の負の屈折力が大きくなりすぎ、フォーカシングに伴う像面湾曲、倍率色収差などの収差変動が大きくなり好ましくない。
【0041】
条件式(1)の上限値を上回って|fF1|が大きくなると、第1フォーカス群LF1の負の屈折力が小さくなりすぎ、フォーカス敏感度が小さくなり、高速なフォーカシングが困難となるため好ましくない。
【0042】
条件式(2)はレンズ最終面から像面までの空気換算のバックフォーカスskと、第1フォーカス群LF1の焦点距離fF1の比を規定している。これは条件式を満足する範囲でskを小さくするとよいことを表している。なお、レンズ最終面としては光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等の実質的に屈折力を有さない光学ブロックFLの光学面は考慮しない。
【0043】
skを小さくすることで、軸上光線高さが小さくかつ軸外光線高さの大きい像面近くに、レンズを配置することができる。これにより、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差などの軸外収差を良好に補正することができる。
【0044】
条件式(2)の下限値を下回ってskの値が大きくなると、前述の軸外収差の補正効果が小さくなり好ましくない。
【0045】
条件式(2)の上限値を上回ってskの値が小さくなると、軸外収差の補正効果は高まるが、像面近くに配置されるレンズの径が大きくなりすぎ好ましくない。
【0046】
条件式(3)は第1フォーカス群LF1の焦点距離fF1と第2フォーカス群LF2の焦点距離のfF2の比を規定している。これは、フォーカシングに伴う光学系L0の屈折力配置の対称性の崩れを抑制するためのものである。条件式(3)は、負の屈折力の第1フォーカス群LF1と負の屈折力の第2フォーカス群LF2の屈折力に過度な偏りがないことを意味している。
【0047】
条件式(3)の下限値を下回ってfF1の絶対値が大きくなる(fF1の値が小さくなる)と、第1フォーカス群LF1のフォーカス敏感度が小さくなり、フォーカシングに伴う移動量が大きくなりすぎるため好ましくない。もしくは、fF2の絶対値が小さくなる(fF2が大きくなる)と、第2フォーカス群LF2の負の屈折力が強くなりすぎ、フォーカシングに伴う像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差などの収差補正が過剰となり好ましくない。
【0048】
条件式(3)の上限値を上回ってfF1の絶対値が小さくなる(fF1の値が大きくなる)と、第1フォーカス群LF1のフォーカス敏感度が大きくなりすぎ、フォーカシングに伴うレンズの移動量をメカ的、電気的に制御することが困難になり好ましくない。また、フォーカシングに伴う収差変動が大きくなりすぎるため好ましくない。もしくは、fF2の絶対値が小さくなる(fF2が大きくなる)と、第2フォーカス群LF2の負の屈折力が強くなりすぎ、フォーカシングに伴う像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差などの収差補正が過剰となり好ましくない。
【0049】
以上の構成により、光学性能が高く、なおかつフォーカシングに伴う収差変動が少ない光学系を実現することができる。
【0050】
なお、条件式(1)、(2)、(3)の数値範囲は以下の条件式(1a)、(2a)、(3a)の範囲とすることがより好ましい。
【0051】
0.02<|fF1|/|f1|<0.72 (1a)
−0.70<sk/fF1<−0.10 (2a)
0.15<fF1/fF2<1.70 (3a)
さらに、条件式(1)、(2)、(3)の数値範囲は以下の条件式(1b)、(2b)、(3b)の範囲とすることがさらに好ましい。
【0052】
0.04<|fF1|/|f1|<0.71 (1b)
−0.60<sk/fF1<−0.20 (2b)
0.25<fF1/fF2<1.55 (3b)
次に、各実施例の光学系L0が満足することが好ましい条件について述べる。
【0053】
各実施例の光学系は、以下の条件式(4)から(13)のうち1つ以上を満足することが好ましい。これらの構成は本発明の効果を得るために必須ではないが、これらの構成を具備させることによってより優れた光学性能を発現させることができる。
【0054】
0.05<Dair_max/L<0.25 (4)
−2.50<(R1+R2)/(R1−R2)<0.50 (5)
0.15<DSP1/DSP2<0.70 (6)
0.35<sk/(f×tanω)<0.90 (7)
0.20<|MLF1|/|MLF2|<7.00 (8)
−1.20<fF/f<−0.40 (9)
−1.30<fF/D<−0.20 (10)
15.00<νp<35.00 (11)
0.45<f2/f<1.60 (12)
−3.05<RLF1/f<−0.60 (13)
ここで、Dair_maxは光学系L0の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面(光学フィルター等の光学ブロックの面は含まない)の間に形成される空気間隔のうち、光軸上の間隔が最も大きい空気間隔である。Lは光学系L0の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面(光学フィルター等の光学ブロックFLの面は含まない)までの光軸上の距離である。R1は第1フォーカス群LF1に含まれる負レンズGNの物体側のレンズ面の曲率半径である。R2は負レンズGNの像側のレンズ面の曲率半径である。DSP1は第1フォーカス群LF1の最も像側のレンズ面から開口絞りSPまでの光軸上の間隔、DSP2は開口絞りSPから第2フォーカス群LF2の最も物体側のレンズ面までの光軸上の間隔である。ωは光学系L0の無限遠合焦時の半画角である。fは光学系L0の焦点距離である。MLF1は無限遠から至近までのフォーカシングに際しての第1フォーカス群LF1の像面に対する光軸上の移動量である。MLF2は無限遠から至近までのフォーカシングに際しての第2フォーカス群LF2の像面に対する光軸上の移動量である。fFは第1レンズ群(前レンズ群)L1と第1フォーカス群LF1の合成焦点距離である。Dは第1レンズ群(前レンズ群)L1の最も物体側のレンズ面と第1フォーカス群LF1の最も像側のレンズ面の光軸上の間隔である。νpは第1レンズ群(前レンズ群)L1に含まれる正レンズのアッベ数である。なお、ある光学材料のアッベ数νdは、フラウンホーファ線のd線(587.6nm)、F線(486.1nm)、C線(656.3nm)、g線(波長435.8nm)における光学材料の屈折率をNd、NF、NC、Ngとするとき、
νd=(Nd−1)/(NF−NC)
で与えられる。
【0055】
また、f2は第1フォーカス群LF1と第2フォーカス群LF2の間に配置されたレンズ群(中間群LM)の焦点距離である。RLF1は第1フォーカス群LF1の最も物体側のレンズ面の曲率半径である。
【0056】
条件式(4)は光学系の最大の空気間隔Dair_maxと光学全長Lの比を規定している。これは条件式を満足する範囲で、Dair_maxを小さくすることで、光学系の全長を小さくすることができる。なお、光学系L0がズームレンズである場合、広角端から望遠端に至るいずれかの焦点域のうちで最大となる空気間隔をDair_maxとする。
【0057】
なお、Dair_maxは実施例1においては、開口絞りSPを含む空気間隔、実施例2、6、7においてはG1とG2の間の空気間隔、実施例3、4、5においてはG2とG3の間の空気間隔、実施例8においてはG11とG12の間の空気間隔である。
【0058】
条件式(4)の下限値を下回ってDair_maxが小さくなると、開口絞りSPの配置が困難となったり、フォーカス群が移動するための間隔が十分に確保できなくなったりする。または、深い凹形状のレンズ(特に第1レンズ群L1中に配置される像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズ)が配置されない結果、光学系L0を広角化する際に不利になり得る。
【0059】
条件式(4)の上限値を上回ってDair_maxが大きくなると、光学系が大型化してしまう。
【0060】
条件式(5)は第1フォーカス群LF1の有する負レンズGNの形状を規定している。すなわち、第1フォーカス群LF1は条件式(5)を満足する負レンズGNを有することが好ましい。この条件式を満足する形状とすることで、第1フォーカス群LF1に入射する軸外光束の角度と第1フォーカス群LF1から出射する軸外光束の角度の差を小さくすることができる。これにより、フォーカシングに伴う像面湾曲、倍率色収差等の軸外収差の変動を小さくすることができる。
【0061】
条件式(5)の下限値を下回って値が小さくなると、上述の軸外光線の角度の差が大きくなりすぎ、フォーカシングに伴う軸外収差の変動が大きくなってしまう。
【0062】
条件式(5)の上限値を上回って値が大きくなると、第1フォーカス群LF1の負レンズの屈折力が大きくなりすぎ、フォーカシングに伴う球面収差の変動が大きくなってしまう。
【0063】
条件式(6)は開口絞りSPから第1フォーカス群LF1までの間隔DSP1と、開口絞りSPから第2フォーカス群LF2までの間隔DSP2の比を規定している。これは条件式を満足するように開口絞りSPの物体側と像側にそれぞれフォーカス群を配置することで、それぞれのフォーカス群を通過する軸外光線高さ(の絶対値)を同程度とし、光線の開口絞りSPに対する対称性を高めることができる。これにより、フォーカシングに伴う軸外収差の補正をより容易にできる。
【0064】
条件式(6)の下限値を下回ってDSP1が小さくなるかDSP2が大きくなると、上述の対称性が低くなりすぎ、フォーカシングに伴う軸外収差補正効果が小さくなってしまう。また、DSP2が大きくなると、第2フォーカス群LF2の口径が大きくなりすぎ、第2フォーカス群LF2の重量が大きくなってしまう。
【0065】
条件式(6)の上限値を上回ってDSP1が大きくなるかDSP2が小さくなると、上述の対称性が低くなりすぎ、フォーカシングに伴う軸外収差補正効果が小さくなってしまう。また、DSP1が大きくなると、第1フォーカス群LF1の口径が大きくなりすぎ、第1フォーカス群LF1の重量が大きくなってしまう。
【0066】
条件式(7)は空気換算のバックフォーカスskと像高の比を規定するものである。これは条件式を満足する範囲でskを小さくすることで、軸上光線高さが小さくかつ軸外光線高さが大きい位置にレンズを配置することができるので、球面収差やメリディオナルコマ収差に影響を与えることなく像面湾曲を選択的に良好に補正できる。
【0067】
条件式(7)の下限値を下回ってskが小さくなると、像面に近いレンズの口径が大きくなりすぎる。また、像面に入射する軸外光束の角度が大きくなりすぎ、固体撮像素子に対応可能な範囲のテレセントリック性を確保することが困難となり得る。
【0068】
条件式(7)の上限値を上回ってskが大きくなると、像面湾曲の補正が不足し得る。
【0069】
条件式(8)は無限遠から至近までのフォーカシングに伴う、第1フォーカス群LF1の像面に対する光軸上の移動量の絶対値|MLF1|と第2フォーカス群LF2の像面に対する光軸上の移動量の絶対値|MLF2|の比を規定している。なお、移動量MLF1、MLF2の符号は正でも負でもよい。
【0070】
条件式(8)の下限値を下回って|MLF1|が小さくなると、第1フォーカス群LF1の負の屈折力が大きくなりすぎ、フォーカシングに伴う球面収差変動が大きくなってしまう。または、下限値を下回って|MLF2|が大きくなると、第2フォーカス群LF2の移動量が大きくなりすぎてしまう。
【0071】
条件式(8)の上限値を上回って|MLF2|が小さくなると、第2フォーカス群LF2の負の屈折力が大きくなりすぎ、フォーカシングに伴う軸外収差の補正が過剰となり得る。または、上限値を上回って|MLF1|が大きくなると、第1フォーカス群LF1の移動量が大きくなりすぎてしまう。
【0072】
条件式(9)は第1レンズ群(前レンズ群)L1と第1フォーカス群LF1の合成焦点距離fFと全系の焦点距離fの比を規定している。
【0073】
条件式(9)の下限値を下回ってfFが小さく(fFの絶対値が大きく)なると、開口絞りSPより物体側の負の屈折力が小さくなりすぎる。この場合、いわゆるレトロフォーカスタイプのパワー配置をとることが困難となる。このとき、光学系を広角化しようとする際に収差を良好に補正するために必要な全長及びバックフォーカスの確保が困難となってしまう。
【0074】
条件式(9)の上限値を上回ってfFが大きく(fFの絶対値が小さく)なると、開口絞りSPより物体側の負の屈折力が大きくなりすぎ、全長が大型化しすぎる。また、第1フォーカス群LF1より像側に配置されるレンズ群の口径が大きくなりすぎてしまう。
【0075】
条件式(10)は第1レンズ群(前レンズ群)L1の最も物体側のレンズ面と第1フォーカス群LF1の最も像側のレンズ面の光軸上の間隔をDと、第1レンズ群(前レンズ群)L1と第1フォーカス群LF1の合成焦点距離をfFとの比を規定している。これは条件式を満足する範囲で、Dを大きく、fFを大きく(絶対値を小さく)するのが好ましいことを表している。こうすることで、広角で収差が良好な光学系を実現しつつ十分なバックフォーカスを確保できる。
【0076】
条件式(10)の下限値を下回ってfFが小さく(fFの絶対値が大きく)なると、開口絞りSPより物体側の負の屈折力が小さくなりすぎ、いわゆるレトロフォーカスタイプのパワー配置をとることが困難となる。この場合、光学系を広角化しようとしたときに収差を良好に補正するために必要な全長及びバックフォーカスの確保が困難となってしまう。また、下限値を下回ってDが小さくなると、像面湾曲、歪曲収差の補正が困難となる場合がある。
【0077】
条件式(10)の上限値を上回ってfFが大きく(fFの絶対値が小さく)なると、開口絞りSPより物体側の負の屈折力が大きくなりすぎ、全長が大型化しすぎる。また、第1フォーカス群LF1より像側に配置されるレンズ群の口径が大きくなりすぎてしまう。
【0078】
条件式(11)は第1レンズ群(前レンズ群)L1の有する正レンズのアッベ数νpを規定している。すなわち、第1レンズ群(前レンズ群)L1は条件式(11)を満足する正レンズを有することが好ましい。
【0079】
条件式(11)の下限値を下回ってνpが小さくなると、g線の倍率色収差がオーバーになりやすくなる。条件式(11)の上限値を上回ってνpが大きくなると、g線の倍率色収差がアンダーになりやすくなる。
【0080】
条件式(12)は中間群LMの焦点距離f2と全系の焦点距離fの比を規定している。すなわち光学系L0は、第1フォーカス群LF1と第2フォーカス群LF2の間にレンズ群(中間群LM)を有することが好ましく、その際条件式(12)を満足することが好ましい。
【0081】
条件式(12)の下限値を下回ってf2が小さくなると、光学系L0を広角化しようとする際に有利であるが、球面収差、コマ収差等の補正が困難となる。条件式(12)の上限値を上回ってf2が小さくなると光学系の広角化が困難となり好ましくない。
【0082】
条件式(13)は第1フォーカス群LF1の最も物体側のレンズ面の曲率半径RLF1と全系の焦点距離fの比を規定している。
【0083】
条件式(13)の下限値を下回ってRLF1が小さくなる(絶対値が大きくなる)と、フォーカシングに伴う像面湾曲や歪曲収差の補正効果が小さくなってしまう。
【0084】
条件式(13)の上限値を上回ってRLF1が大きくなる(絶対値が小さくなる)と、フォーカシングに伴う像面湾曲や歪曲収差の補正効果が過剰になるとともに、球面収差の変動が大きくなってしまう。
【0085】
なお、条件式(4)から(13)の数値範囲を以下の条件式(4a)から(13a)の範囲とすることがより好ましい。
【0086】
0.06<Dair_max/L<0.20 (4a)
−2.30<(R1+R2)/(R1−R2)<0.30 (5a)
0.18<DSP1/DSP2<0.60 (6a)
0.45<sk/(f×tanω)<0.85 (7a)
0.30<|MLF1|/|MLF2|<6.80 (8a)
−1.10<fF/f<−0.50 (9a)
−1.20<fF/D<−0.30 (10a)
15.50<νp<33.00 (11a)
0.55<f2/f<1.55 (12a)
−2.80<RLF1/f<−0.75 (13a)
さらに、条件式(4)から(13)の数値範囲を以下の条件式(4b)から(13b)の範囲とすることがさらに好ましい。
【0087】
0.08<Dair_max/L<0.16 (4b)
−2.00<(R1+R2)/(R1−R2)<0.10 (5b)
0.21<DSP1/DSP2<0.50 (6b)
0.50<sk/(f×tanω)<0.80 (7b)
0.40<|MLF1|/|MLF2|<6.70 (8b)
−1.00<fF/f<−0.60 (9b)
−1.10<fF/D<−0.35 (10b)
16.00<νp<30.00 (11b)
0.60<f2/f<1.45 (12b)
−2.60<RLF1/f<−0.90 (13b)
次に、各実施例の光学系L0における好ましい構成について述べる。これらの構成は本発明の効果を得るために必須ではないが、これらの構成を具備させることによってより優れた光学性能を発現させることができる。
【0088】
第1フォーカス群LF1は、1枚の負の屈折力の単レンズから構成されることが好ましい。上述の条件式(1)、(2)、(3)を満足することにより、光学系L0は第1フォーカス群LF1を小枚数で構成したとしてもフォーカシングに伴う像面湾曲や球面収差等の収差変動を十分に抑制できる。このため、第1フォーカス群LF1を1枚の負レンズで構成することで、更に高速なフォーカシングが可能となる。
【0089】
なお、フォーカシングに伴う収差変動をよりよく補正するために、負の単レンズの少なくとも1面を非球面形状とするとさらに良い。
【0090】
また、第1フォーカス群LF1と第2フォーカス群LF2の間に中間群LMを設けることが好ましい。このとき、中間群LMを正の屈折力とすることで、中間群の物体側と像側にそれぞれ負の屈折力のフォーカス群を配置することで、無限遠合焦時の軸外収差を良好に補正しながら、フォーカシングに伴う特に軸外収差の変動も良好に抑制することができる。
【0091】
また、中間群LMに開口絞りSPを有する構成とするとよい。これにより、光学系L0のおよそ中間の位置に開口絞りSPを配置することになる。ゆえに、開口絞りSPより物体側、像側にそれぞれ配置されるレンズ群の口径に極端な差が生じにくくなり、光学系全体として小型化できる。また、負の屈折力の第1フォーカス群LF1と負の屈折力の第2フォーカス群LF2の中間に開口絞りSPを配置することにもなり、開口絞りSPに関して屈折力の対称性を増すことができる。結果として、フォーカシングに伴う軸外収差の変動を抑制することがさらに容易となる。
【0092】
また、光学系L0に含まれる一部のレンズ群の少なくとも一部を光軸に垂直な方向に移動することにより像ぶれ補正を行ってもよい。
【0093】
また、光学系L0を広画角に構成する際には、第1レンズ群(前レンズ群)L1に少なくとも2枚の負レンズを設けることが好ましい。光学系L0の広角化するに際して適切なバックフォーカスを確保するためには開口絞りSPよりも物体側に強い負の屈折力の部分を設ける必要があるが、このような構成とすることで、強い負の屈折力を2枚の負レンズで分担することが可能となる。これにより、歪曲収差や倍率色収差、像面湾曲の補正を容易にできる。なお、第1レンズ群(前レンズ群)L1に設けられる少なくとも2枚の負レンズの少なくとも1面を非球面形状とすることで、上述した収差補正効果をさらに高めることができる。実施例1から8の光学系L0では第1レンズ群(前レンズ群)L1に2枚の負レンズを設ける構成を示しているが、負レンズの枚数は3枚以上でも良い。
【0094】
また、第1レンズ群(前レンズ群)L1の最も物体側には正レンズを設けることが好ましい。これにより歪曲収差を良好に補正できる。実施例1,4,5,8の光学系では第1レンズ群(前レンズ群)L1の最も物体側に正レンズを配置する構成を採っている。
【0095】
また、中間群LMを設ける場合において、中間群LMは正レンズと負レンズからなる接合レンズを少なくとも1枚有することが好ましい。これにより、軸上色収差、コマ収差、像面湾曲を良好に補正できる。
【0096】
また、第2フォーカス群LF2は複数のレンズからなる構成としても良い。これにより、フォーカシングに伴う倍率色収差と像面湾曲を良好に補正することができる。実施例4、6、7の光学系において第2フォーカス群LF2が複数のレンズを含む構成を採っている。
【0097】
また、光学系L0の最も像側には正レンズを配置することが好ましい。これにより、固体撮像素子に対応可能な範囲のテレセントリック性を確保することが容易となる。
【0098】
また、各実施例の光学系L0において、歪曲収差及び倍率色収差をある程度残存させても構わない。これらの収差は電気的な画像処理によって補正できるため、これらの収差を敢えて残存させることで光学系L0を小型化したり、他の収差を良好に補正したりできる。
【0099】
次に、実施例1から8のそれぞれに対応する数値実施例1から8を示す。各数値実施例において、面番号は物体側から数えた際の光学面の順序を示す。rnは物体側から数えて第n番目(nは自然数)の光学面(第n面)の曲率半径、dnは第n面と第n+1面との間の間隔である。ndm、νdmは、それぞれ第m番目の光学部材の屈折率、アッベ数である。
【0100】
バックフォーカス(BF)は最終レンズ面から像面までの空気換算の距離である。レンズ全長は第1レンズ面から最終レンズ面まで(光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックFLは含まない)の距離にバックフォーカスを加えた値である。
【0101】
また、光学面が非球面の場合は、面番号の右側に、*の符号を付している。非球面形状は、xを光軸方向の面頂点からの変位量、hを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Rを近軸曲率半径、kを円錐定数、A4、A6、A8、A10、A12を各次数の非球面係数とするとき、
x=(h/R)/[1+{1−(1+k)(h/R)1/2+A4×h+A6×h+A8×h+A10×h10+A12×h12
で表している。なお、各非球面係数における「e±XX」は「×10±XX」を意味している。
【0102】
[数値実施例1]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 87.534 3.63 2.00100 29.1
2 174.045 0.25
3 85.847 2.30 1.88300 40.8
4 17.994 8.44
5* 79.201 2.00 1.58313 59.4
6* 18.631 6.73
7 38.819 4.59 1.96300 24.1
8 -399.688 (可変)
9 -29.653 1.15 1.59270 35.3
10 104.068 (可変)
11 54.406 3.50 2.00100 29.1
12 -72.063 4.70
13(絞り) ∞ 5.34
14 56.675 6.43 1.49700 81.5
15 -17.700 0.80 2.00272 19.3
16 191.339 0.30
17 28.557 1.00 1.96300 24.1
18 17.548 7.23 1.71300 53.9
19 -60.601 2.89
20 37.284 4.55 1.98612 16.5
21 -98.995 (可変)
22 -72.090 1.30 1.69895 30.1
23 79.649 (可変)
24* -77.183 1.70 1.88202 37.2
25* 86.812 0.15
26 36.340 7.00 1.49700 81.5
27 -138.658 12.23
28 ∞ 1.00 1.51633 64.1
29 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.85327e-006 A 6=-8.52073e-008 A 8= 2.83672e-010 A10=-4.82069e-013

第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.49473e-005 A 6=-1.68237e-007 A 8= 3.81613e-010 A10=-1.10838e-012

第24面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.59053e-005 A 6=-5.93749e-008 A 8=-4.47509e-010

第25面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.28334e-005 A 6= 3.65924e-008 A 8=-1.48455e-010

焦点距離 18.54
Fナンバー 1.85
半画角(°) 49.41
像高 21.64
レンズ全長 107.66
BF 14.09

無限遠 至近
d 8 6.69 4.59
d10 1.80 3.90
d21 5.32 4.85
d23 3.80 4.26

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -62.77
2 9 -38.81
3 11 24.03
4 22 -53.95
5 24 -245.93
【0103】
[数値実施例2]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 40.302 2.30 1.72916 54.7
2 18.837 9.46
3* 192.069 2.00 1.58313 59.4
4* 21.648 5.37
5 32.260 4.74 2.00330 28.3
6 181.053 (可変)
7 -27.832 1.15 1.57501 41.5
8 81.052 (可変)
9 49.059 4.46 1.95375 32.3
10 -59.546 4.95
11(絞り) ∞ 1.30
12 44.003 6.61 1.49700 81.5
13 -21.435 1.20 2.00272 19.3
14 -625.448 6.95
15 26.657 5.64 1.55032 75.5
16 -84.498 3.44
17 33.612 3.19 1.95906 17.5
18 86.792 (可変)
19 -239.189 1.30 1.59551 39.2
20 43.753 (可変)
21* -148.322 1.70 1.88202 37.2
22* 151.190 0.20
23 31.790 4.33 1.49700 81.5
24 68.006 14.04
25 ∞ 1.00 1.51633 64.1
26 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.07061e-006 A 6=-3.89090e-008 A 8= 1.23138e-010 A10=-1.78838e-013

第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.21348e-005 A 6=-8.46786e-008 A 8= 1.65727e-010 A10=-4.40418e-013

第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.91373e-005 A 6= 3.85534e-007 A 8=-1.00779e-009

第22面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.18193e-005 A 6= 4.65235e-007 A 8=-8.75909e-010

焦点距離 23.83
Fナンバー 1.85
半画角(°) 42.24
像高 21.64
レンズ全長 104.66
BF 15.90

無限遠 至近
d 6 8.36 5.49
d 8 1.80 4.67
d18 3.67 2.50
d20 4.63 5.80

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -89.02
2 7 -35.89
3 9 24.90
4 19 -62.00
5 21 -299.54
【0104】
[数値実施例3]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 43.294 2.00 1.98612 16.5
2 20.659 8.62
3* 124.059 2.30 1.58313 59.4
4* 34.294 9.42
5 37.686 4.60 2.00272 19.3
6 3213.278 (可変)
7 -35.250 1.10 1.65412 39.7
8 41.565 (可変)
9 38.751 5.12 1.95375 32.3
10 -54.359 1.00
11(絞り) ∞ 1.50
12 40.904 6.76 1.61800 63.3
13 -20.902 1.00 1.80810 22.8
14 120.048 2.87
15 -27.052 0.85 1.53172 48.8
16 15.508 6.84 1.49700 81.5
17 -71.726 0.50
18 28.109 6.51 1.72916 54.7
19 -53.978 (可変)
20 -98.870 1.20 1.75211 25.0
21 221.536 (可変)
22* -149.243 1.70 1.88202 37.2
23* 84.715 0.20
24 34.379 5.14 1.49700 81.5
25 147.518 13.05
26 ∞ 1.00 1.51633 64.1
27 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.25856e-006 A 6=-1.67012e-008

第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.02450e-005 A 6=-3.07790e-008 A 8=-2.75699e-011 A10= 5.89530e-014

第22面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.09480e-004 A 6= 4.43415e-007 A 8=-9.60874e-010

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.38050e-005 A 6= 5.14863e-007 A 8=-9.66883e-010

焦点距離 24.65
Fナンバー 1.85
半画角(°) 41.27
像高 21.64
レンズ全長 102.66
BF 14.91

無限遠 至近
d 6 7.95 4.31
d 8 1.80 5.44
d19 5.32 1.50
d21 3.45 7.26

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 390.03
2 7 -29.00
3 9 22.57
4 20 -90.75
5 22 -191.75
【0105】
[数値実施例4]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 71.082 3.67 1.96300 24.1
2 114.339 0.25
3 78.465 2.20 1.91082 35.3
4 20.152 11.46
5* -667.984 2.00 1.49710 81.6
6* 22.069 4.48
7 41.136 5.68 1.96300 24.1
8 -369.876 (可変)
9 -27.196 1.15 1.90366 31.3
10 -96.314 (可変)
11 89.370 5.12 2.00069 25.5
12 -60.812 6.29
13(絞り) ∞ 0.81
14 66.463 8.86 1.49700 81.5
15 -25.422 1.10 1.86966 20.0
16 86.939 0.30
17 32.356 1.30 2.00272 19.3
18 20.596 9.45 1.76802 49.2
19* -195.625 5.46
20 41.001 6.36 1.98612 16.5
21 -249.338 (可変)
22 57.264 5.49 1.49700 81.5
23 -84.644 0.20
24 -115.460 1.30 1.74000 28.3
25 38.290 (可変)
26* -57.420 1.50 1.95150 29.8
27* 160.409 0.30
28 71.732 5.79 1.81600 46.6
29 -80.375 11.30
30 ∞ 1.00 1.51633 64.1
31 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.32632e-007 A 6=-9.91938e-009 A 8= 4.49119e-011 A10=-7.81269e-014

第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.47848e-005 A 6=-3.94834e-008 A 8= 7.90588e-011 A10=-2.92105e-013

第19面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.76814e-006 A 6=-1.07177e-009 A 8=-2.42865e-012 A10=-4.34540e-015

第26面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.12808e-005 A 6=-3.54254e-008 A 8=-2.51064e-010

第27面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.47568e-006

焦点距離 20.48
Fナンバー 1.44
半画角(°) 46.56
像高 21.64
レンズ全長 124.66
BF 13.16

無限遠 至近
d 8 9.33 6.78
d10 1.60 4.15
d21 2.92 1.99
d25 7.14 8.07

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -61.87
2 9 -42.27
3 11 27.12
4 22 -96.53
5 26 -3644.28
【0106】
[数値実施例5]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 60.455 3.12 2.00069 25.5
2 83.364 0.20
3 52.627 2.30 1.88300 40.8
4 18.520 9.82
5* 380.179 2.00 1.58313 59.4
6* 19.986 4.17
7 31.813 5.06 2.00069 25.5
8 352.505 (可変)
9 -26.377 1.15 1.59270 35.3
10 114.847 (可変)
11 52.014 4.14 1.95375 32.3
12 -54.889 5.59
13(絞り) ∞ 1.00
14 40.351 6.53 1.49700 81.5
15 -20.264 1.20 2.00272 19.3
16 -293.490 6.78
17 26.201 5.79 1.55032 75.5
18 -68.817 2.81
19 33.568 3.23 1.98612 16.5
20 97.502 (可変)
21 -1614.174 1.30 1.64769 33.8
22 38.517 (可変)
23* -92.931 1.70 1.88202 37.2
24* 124.280 0.15
25 33.861 5.36 1.49700 81.5
26 178.767 13.02
27 ∞ 1.00 1.51633 64.1
28 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.97503e-006 A 6=-8.53634e-009 A 8= 2.86069e-011 A10=-4.04056e-014

第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.33351e-005 A 6=-6.00018e-008 A 8= 7.47792e-011 A10=-3.86825e-013

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.94876e-005 A 6= 3.16064e-007 A 8=-1.13913e-009

第24面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.48190e-005 A 6= 4.08970e-007 A 8=-8.98660e-010

焦点距離 21.36
Fナンバー 1.85
半画角(°) 45.37
像高 21.64
レンズ全長 105.66
BF 14.88

無限遠 至近
d 8 7.81 5.47
d10 1.80 4.15
d20 2.90 2.09
d22 4.86 5.67

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -62.24
2 9 -36.08
3 11 24.13
4 21 -58.06
5 23 -215.61
【0107】
[数値実施例6]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 45.625 2.30 1.88300 40.8
2 19.973 9.65
3* 97.209 2.00 1.58313 59.4
4* 21.326 7.63
5 36.738 5.31 2.00069 25.5
6 480.286 (可変)
7 -30.454 1.15 1.59270 35.3
8 69.634 (可変)
9 47.020 4.26 2.00100 29.1
10 -71.406 2.84
11(絞り) ∞ 2.28
12 37.424 6.70 1.49700 81.5
13 -22.021 1.20 2.00272 19.3
14 233.420 4.87
15 26.449 5.54 1.49700 81.5
16 -61.434 3.13
17 33.156 3.83 1.95906 17.5
18 352.565 (可変)
19 -62.492 1.10 1.86966 20.0
20 74.819 2.81
21* -64.366 1.60 1.88202 37.2
22* -348.609 (可変)
23 57.982 3.37 1.88300 40.8
24 209.001 12.02
25 ∞ 1.00 1.51633 64.1
26 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.39713e-006 A 6=-6.18930e-008 A 8= 1.64082e-010 A10=-2.13584e-013

第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.35737e-005 A 6=-1.22108e-007 A 8= 2.45038e-010 A10=-4.58318e-013

第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.81608e-005 A 6=-1.52507e-007 A 8=-1.75893e-010

第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.57569e-005 A 6=-6.07934e-008

焦点距離 21.36
Fナンバー 1.85
半画角(°) 45.37
像高 21.64
レンズ全長 104.66
BF 13.88

無限遠 至近
d 6 9.06 6.79
d 8 1.80 4.06
d18 4.89 4.55
d22 3.47 3.81

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -103.32
2 7 -35.60
3 9 22.92
4 19 -26.58
5 23 89.94
【0108】
[数値実施例7]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 54.177 2.30 1.81600 46.6
2 20.044 9.30
3* 87.014 2.00 1.58313 59.4
4* 21.341 7.51
5 34.914 5.76 2.00330 28.3
6 471.293 (可変)
7 -35.278 1.15 1.59270 35.3
8 51.765 (可変)
9 43.869 4.14 2.00100 29.1
10 -88.899 3.11
11(絞り) ∞ 3.20
12 36.625 7.77 1.49700 81.5
13 -20.631 1.20 2.00272 19.3
14 178.185 2.95
15 28.865 5.10 1.55032 75.5
16 -55.410 3.50
17 36.000 3.79 1.95906 17.5
18 1773.017 (可変)
19 -59.537 1.10 1.72825 28.5
20 63.303 2.93
21* -91.851 1.60 1.88202 37.2
22* -31321.373 2.97
23 57.189 3.44 1.88300 40.8
24 218.987 (可変)
25 ∞ 1.00 1.51633 64.1
26 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.14973e-006 A 6=-5.89074e-008 A 8= 1.49456e-010 A10=-1.92361e-013

第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.05846e-005 A 6=-1.12184e-007 A 8= 2.13747e-010 A10=-4.23379e-013

第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.12505e-005 A 6=-1.05043e-007 A 8=-3.70540e-010

第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.03266e-005 A 6=-2.97689e-008

焦点距離 21.36
Fナンバー 1.85
半画角(°) 45.37
像高 21.64
レンズ全長 104.66
BF 13.82

無限遠 至近
d 6 9.20 6.82
d 8 1.80 4.18
d18 5.03 4.56
d24 11.96 12.43

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -132.01
2 7 -35.22
3 9 23.17
4 19 -48.84
【0109】
[数値実施例8]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 105.741 3.21 1.87070 40.7
2 -2050.338 0.20
3 106.436 1.90 1.48749 70.2
4 13.763 5.41
5* 138.744 1.50 1.85135 40.1
6* 53.747 0.30
7 21.941 2.13 1.98612 16.5
8 29.241 (可変)
9 -64.761 1.10 1.86966 20.0
10 66.229 (可変)
11 127.401 5.20 1.69680 55.5
12 -29.344 2.70
13(絞り) ∞ 4.74
14 97.587 6.16 1.49700 81.5
15 -30.921 1.56
16 15981.928 6.96 1.49700 81.5
17 -18.814 1.20 1.75520 27.5
18 -44.372 0.30
19 116.623 3.87 2.00100 29.1
20 -53.598 (可変)
21 -112.174 1.20 1.51742 52.4
22 36.419 (可変)
23* -54.964 1.70 1.87790 37.6
24* 48.827 0.20
25 41.022 7.69 1.49700 81.5
26 -65.868 10.30
27 ∞ 1.00 1.51633 64.1
28 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.32588e-004 A 6=-8.01346e-007 A 8= 1.48857e-009 A10=-4.19042e-012

第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.56276e-004 A 6=-7.24432e-007 A 8= 6.99433e-010 A10=-2.51975e-012

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.38553e-005 A 6=-3.97379e-008 A 8=-1.60202e-010

第24面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.44593e-006 A 6=-2.70904e-008 A 8= 1.97181e-011

焦点距離 28.08
Fナンバー 1.85
半画角(°) 37.61
像高 21.64
レンズ全長 92.66
BF 12.16

無限遠 至近
d 8 4.38 6.69
d10 4.31 2.00
d20 1.50 6.55
d22 11.07 6.02

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -53.29
2 9 -37.50
3 11 19.62
4 21 -52.99
5 23 -75.27

以下の表に各実施例における種々の値を示す。
【0110】
【表1】
【0111】
[撮像装置]
次に本発明の撮像装置の実施例について述べる。図17は、本実施例の撮像装置(デジタルスチルカメラ)10の概略図である。撮像装置10は、カメラ本体13と、上述した実施例1乃至8のいずれかと同様である光学系11と、光学系11によって形成される像を光電変換する受光素子(撮像素子)12を備える。
【0112】
本実施例の撮像装置10は、光学性能が高く、なおかつフォーカシングに伴う収差変動が少ない光学系11によって形成された高品位な画像を得ることができる。
【0113】
なお、受光素子12としては、CCDやCMOSセンサ等の撮像素子を用いることができる。このとき、受光素子12により取得された画像の歪曲収差や色収差等の諸収差を電気的に補正することにより、出力画像を高画質化することもできる。
【0114】
なお、上述した各実施例の光学系L0は、図17に示したデジタルスチルカメラに限らず、銀塩フィルム用カメラやビデオカメラ、望遠鏡等の種々の光学機器に適用することができる。また、カメラとしてはレンズ一体型でも良いしレンズ交換型でも良い。
【0115】
[レンズ装置]
図18は本発明のレンズ装置の外観概略図である。図18のレンズ装置は不図示のカメラ本体に着脱可能に装着される、いわゆる交換レンズである。
【0116】
レンズ装置20は上述した実施例1乃至8のいずれかと同様である撮影光学系21を備えている。レンズ装置20はフォーカス操作手段22及び撮影モードを変化させるための操作手段23を有している。
【0117】
ユーザがフォーカス操作手段22を操作することにより、機械的または電気的に撮影光学系21の第1フォーカス群LF1、第2フォーカス群LF2の配置が変化し、焦点位置を変化させる。
【0118】
また、ユーザが操作手段23を操作することにより、フォーカシング以外の目的で撮影光学系21のレンズ群の配置を変化させるようにしても良い。例えば、操作手段23の操作に伴い撮影光学系21のレンズ群の配置を機械的または電気的に変化させ、撮影光学系21の収差を変化させてもよい。この際、ピント位置は実質的に変化しないことが好ましい。
【0119】
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。
【符号の説明】
【0120】
L0 光学系
L1 第1レンズ群(前レンズ群)
LF1 第1フォーカス群
LF2 第2フォーカス群

図1
図2
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図17
図18