特開 2022-22595 光学系及びそれを有する撮像装置

(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】P2022022595

(43)【公開日】2022-02-07

(54)【発明の名称】光学系及びそれを有する撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/02 20060101AFI20220131BHJP

   G02B 13/18 20060101ALN20220131BHJP

【ＦＩ】

G02B13/02

G02B13/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020111638

(22)【出願日】2020-06-29

(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】100110412

【弁理士】

【氏名又は名称】藤元 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100104628

【弁理士】

【氏名又は名称】水本 敦也

(74)【代理人】

【識別番号】100121614

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 倫也

(72)【発明者】

【氏名】大出 隆史

【テーマコード（参考）】

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H087KA02

2H087KA03

2H087LA02

2H087MA07

2H087MA09

2H087PA09

2H087PA10

2H087PA11

2H087PA16

2H087PA19

2H087PA20

2H087PB12

2H087PB13

2H087PB15

2H087QA02

2H087QA06

2H087QA12

2H087QA21

2H087QA22

2H087QA25

2H087QA26

2H087QA39

2H087QA41

2H087QA45

2H087QA46

2H087RA04

2H087RA05

2H087RA12

2H087RA13

2H087RA32

2H087RA44

(57)【要約】

【課題】フォーカス群枚数を抑制しつつ、小型で至近領域を拡大可能な光学系及びそれを有する撮像装置を提供すること。
【解決手段】光学系は、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、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、負の屈折力の第５レンズ群からなり、フォーカシングに際して、第２レンズ群及び第４レンズ群が移動し、かつ隣り合うレンズ群の間隔が変化し、第２レンズ群は、正の屈折力の第１レンズ及び負の屈折力の第２レンズからなる。
【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配置された、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、負の屈折力の第５レンズ群からなり、
フォーカシングに際して、前記第２レンズ群及び前記第４レンズ群が移動し、かつ隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記第２レンズ群は、正の屈折力の第１レンズ及び負の屈折力の第２レンズからなることを特徴とする光学系。

【請求項2】

前記光学系の焦点距離をｆ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆＢ２、前記第４レンズ群の焦点距離をｆＢ４とするとき、
０．１０＜｜ｆＢ２／ｆ｜＜０．６０
０．１０＜ｆＢ４／ｆ＜０．７５
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２レンズ群の焦点距離をｆＢ２、前記第４レンズ群の焦点距離をｆＢ４とするとき、
０．３０＜｜ｆＢ２／ｆＢ４｜＜５．００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学系。

【請求項4】

前記第４レンズ群の焦点距離をｆＢ４、前記第５レンズ群の焦点距離をｆＢ５とするとき、
０．３０＜｜ｆＢ４／ｆＢ５｜＜２．００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学系。

【請求項5】

前記光学系の焦点距離をｆ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆＢ１とするとき、
０．２０＜ｆＢ１／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４の何れか一項に記載の光学系。

【請求項6】

前記光学系の焦点距離をｆ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆＢ３とするとき、
０．３５＜ｆＢ３／ｆ＜１５．００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の光学系。

【請求項7】

無限遠合焦時における最も像側に配置されたレンズの像側の面から像面までの距離をＳｋｄ、無限遠合焦時における最も物体側に配置されたレンズの物体側の面から像面までの距離をＬとするとき、
０．０４＜Ｓｋｄ／Ｌ＜０．５０
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の何れか一項に記載の光学系。

【請求項8】

前記第１レンズの焦点距離をｆＢ２ｐ、前記第２レンズの焦点距離をｆＢ２ｎとするとき、
２．００＜｜ｆＢ２ｐ／ｆＢ２ｎ｜＜５０．０
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の何れか一項に記載の光学系。

【請求項9】

前記第４レンズ群に含まれる凸レンズのうち、ｄ線を基準としたアッベ数が最も小さいレンズのアッベ数をνｄＢ４ｐとするとき、
νｄＢ４ｐ＜５０．０
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の何れか一項に記載の光学系。

【請求項10】

前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に配置された絞りを更に有することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の光学系。

【請求項11】

最至近合焦時の結像倍率をβとするとき、
｜β｜≧０．５
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の何れか一項に記載の光学系。

【請求項12】

前記光学系の焦点距離をｆ、無限遠合焦時における最も物体側に配置されたレンズの物体側の面から像面までの距離をＬとするとき、
０．５０＜ｆ／Ｌ＜１．１０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の光学系。

【請求項13】

請求項１乃至１２の何れか一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と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、監視用カメラ等に好適なものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１や特許文献２には、フローティング合焦方式群を用いて、小型で至近領域における倍率拡大を行う中望遠領域のレンズが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第０５２６８６１９号公報

【特許文献2】特許第０６２１０２０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

至近倍率を拡大させる場合にフローティング合焦方式を用いると、各群のレンズ枚数が多くなり、フォーカス群の高速駆動が困難である。特許文献１や特許文献２のレンズにおいて、高速駆動を実現するためにフォーカス群のレンズ枚数を削減した場合、各群の構成が適切ではないため、十分な諸収差性能を得ることができない。

【0005】

本発明は、フォーカス群枚数を抑制しつつ、小型で至近領域を拡大可能な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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一側面としての光学系は、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、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、負の屈折力の第５レンズ群からなり、フォーカシングに際して、第２レンズ群及び第４レンズ群が移動し、かつ隣り合うレンズ群の間隔が変化し、第２レンズ群は、正の屈折力の第１レンズ及び負の屈折力の第２レンズからなることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、フォーカス群枚数を抑制しつつ、小型で至近領域を拡大可能な光学系及びそれを有する撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１の光学系の無限遠合焦時の断面図である。

【図2】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）実施例１の光学系の無限遠合焦時、最至近合焦時の物体面に対する像面の結像倍率が－０．０２である場合、及び最至近合焦時の物体面に対する像面の結像倍率が－０．５である場合の収差図である。

【図3】実施例２の光学系の無限遠合焦の断面図である。

【図4】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）実施例２の光学系の無限遠合焦時、最至近合焦時の物体面に対する像面の結像倍率が－０．０２である場合、及び最至近合焦時の物体面に対する像面の結像倍率が－０．５である場合の収差図である。

【図5】実施例３の光学系の無限遠合焦の断面図である。

【図6】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）実施例３の光学系の無限遠合焦時、最至近合焦時の物体面に対する像面の結像倍率が－０．０２である場合、及び最至近合焦時の物体面に対する像面の結像倍率が－０．５である場合の収差図である。

【図7】実施例４の光学系の無限遠合焦の断面図である。

【図8】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）実施例４の光学系の無限遠合焦時、最至近合焦時の物体面に対する像面の結像倍率が－０．０２である場合、最至近合焦時の物体面に対する像面の結像倍率が－０．５、及び最至近合焦時の物体面に対する像面の結像倍率が－１．０である場合の収差図である。

【図9】撮像装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

【0010】

図１，３，５，７はそれぞれ、実施例１乃至４の光学系の無限遠合焦時の断面図である。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。

【0011】

各断面図において左方が物体側（拡大共役面側）で、右方が像側（縮小共役面側）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又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、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。

【0012】

各実施例の光学系は、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Ｂ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｂ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｂ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｂ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｂ５からなる。第１レンズ群Ｂ１は強い正のパワーを有し、第２乃至第５レンズ群Ｂ２～Ｂ５は全体で負のパワーを有する。これにより中望遠領域の全系圧縮に有利なテレフォトタイプが構成される。各断面図に示した矢印は無限遠物体から最至近距離物体へのフォーカシングに際してのレンズ群の移動方向を表している。

【0013】

ＳＰは、開口絞りであり、開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）の光束を決定する。ＩＰは像面（縮小共役面）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。

【0014】

図２（Ａ），４（Ａ）,６（Ａ），８（Ａ）はそれぞれ、実施例１乃至４の光学系の無限遠合焦時の収差図である。図２（Ｂ），４（Ｂ）,６（Ｂ），８（Ｂ）はそれぞれ、実施例１乃至４の光学系の最至近合焦時の物体面に対する像面の結像倍率が－０．０２である場合の収差図である。図２（Ｃ），４（Ｃ）,６（Ｃ），８（Ｃ）はそれぞれ、実施例１乃至４の光学系の最至近合焦時の物体面に対する像面の結像倍率が－０．５である場合の収差図である。図８（Ｄ）は、実施例４の光学系の最至近合焦時の物体面に対する像面の結像倍率が－１．０である場合の収差図である。

【0015】

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Ｍはメリディオナル像面における非点収差量、Ｓはサジタル像面における非点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線における色収差量を示している。ωは、近軸計算による撮像半画角（°）である。

【0016】

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。

【0017】

各実施例の光学系では、第２レンズ群Ｂ２、及び第４レンズ群Ｂ４で合焦が行われる。すなわち、フォーカシングに際して、第２レンズ群Ｂ２、及び第４レンズ群Ｂ４は移動する。

【0018】

以下、第２レンズ群Ｂ２、及び第４レンズ群Ｂ４で合焦を行う理由について説明する。第１レンズ群Ｂ１は、光束を圧縮するためにレンズが大径であること、特に明るいＦｎｏに対して有効径が増加しやすいことから各レンズが重量化しやすく、高速駆動させることに不利である。そのため、フォーカス群は第２レンズ群Ｂ２以降の群から選択することが好ましい。

【0019】

後群である第２乃至第５レンズ群Ｂ２～Ｂ５は、前述したように、全体で負のパワーを有する。ここで、後群を負のパワーを有する第２レンズ群Ｂ２群と全体で正のパワーを有する第３レンズ群Ｂ３以降の群に分割し、第２レンズ群Ｂ２をフォーカス群とする。全体で負のパワーを有する後群を負正配置に分割することで、パワーの強い群に分割可能となり、至近領域の倍率拡大と全系の短縮化を行いやすくなる。後群を物体側から順に負負配置に分割すると、各群のパワーが弱くなってしまい至近領域の倍率を稼げない、又はフォーカス群の移動量が増加することで全系が長くなってしまう。また、後群を物体側から順に正負配置に分割すると、歪曲収差補正の観点から不利である。第１レンズ群Ｂ１は軸外主光線を強く跳ね上げてしまい歪曲収差を発生させやすいが、絞りＳＰを挟んで像側に正群を配置し軸外主光線を跳ね下げることで、第１レンズ群Ｂ１で発生した歪曲収差を打ち消すことができる。しかしながら、後群を正負配置に分割すると、像側に強い負群が配置されるため、第１レンズ群Ｂ１で発生した歪曲収差を打ち消すことが難しい。同様に、後群を負負配置に分割すると、歪曲収差を打ち消す正群を配置することができない。本実施例の光学系では、後群を負のパワーを有する第２レンズ群Ｂ２と全体で正のパワーを有する第３レンズ群Ｂ３以降の群に分割し、パワーの強い第２レンズ群Ｂ２で合焦することで歪曲収差を含む諸収差を抑えつつ全系を短縮することが可能となる。

【0020】

第２レンズ群Ｂ２は、正の屈折力の第１レンズＢ２１、及び負の屈折力の第２レンズＢ２２からなる。すなわち、第２レンズ群Ｂ２は、正のパワーを有する第１レンズＢ２１と負のパワーを有する第２レンズＢ２２の計２枚構成である。この構成は、諸収差の性能を維持しつつ、光学系の小型化、及びフォーカス群の高速駆動を同時に満たす最適な構成である。フォーカス群の枚数が１枚である構成は、高速駆動には適しているが色収差の変動が大きく至近領域で十分な収差性能を得ることが難しい。フォーカス群のパワーを弱くすることにより至近領域で収差性能を向上させることができるが、フォーカス群の移動量が増加することで全系が長くなってしまう。一方、フォーカス群の枚数が３枚以上である構成は、収差性能を向上させることができるが、群全体が重くなる。各実施例の光学系では、第２レンズ群Ｂ２は正のパワーを有する第１レンズＢ２１と負のパワーを有する第２レンズＢ２２の計２枚の色消し構成を有することで至近領域における収差性能の向上と群の軽量化を同時に達成可能である。

【0021】

しかしながら、第２レンズ群Ｂ２のみでは至近領域における高倍率化を行うにはパワー不足であるため、合焦機能を有するフローティング群を設けて合焦機能の補助を行う必要がある。また、第２レンズ群Ｂ２における合焦では、軸外主光線の高さ変化が至近領域で発生しｇ線の倍率色収差がオーバー方向に変化しやすい。フローティング群は、これらを考慮して選択を行う必要がある。

【0022】

前述したように、第１レンズ群Ｂ１は重量面で不利であるので第３レンズ群Ｂ３以降の群からフローティング群を選択することが好ましい。第３レンズ群Ｂ３以降の群全体でフローティングを行う場合、フローティング群が重くなるので更に群を分割する必要がある。第３レンズ群Ｂ３以降の群は、正のパワーを有し、結像機能と球面収差補正機能を備える第３レンズ群Ｂ３と、全体で正のパワーを有しフィールドレンズとして機能する第４レンズ群Ｂ４以降の群（最終群）に分割することができる。第４レンズ群Ｂ４以降の群は球面収差補正機能に対して非点収差や歪曲収差の補正効果が大きい。第３レンズ群Ｂ３は軸外主光線の高さが低く、軸上マージナル光線が高い位置に配置され、第４レンズ群Ｂ４は軸外主光線の高さが高く、軸上マージナル光線が低い位置に配置されることにより、各群で良好に収差補正が行われる。第３レンズ群Ｂ３でフローティングを行う場合、合焦機能を有するが、第２レンズ群Ｂ２の倍率色収差変動を補正する効果が少なくなる。また、第４レンズ群Ｂ４以降の群全体でフローティングを行う場合、最至近位置においてオーバー方向へ変動するｇ線の倍率色収差変動を、軸外主光線の高さが高い位置に配置された正群を物体側に移動させ空気間隔を広げることでアンダー方向へ補正可能である。しかしながら、第４レンズ群Ｂ４以降の群は、フィールドレンズとして機能し、パワーが弱いため、合焦機能が十分ではなく移動量を確保するために全系を長くする必要がある。

【0023】

第４レンズ群Ｂ４以降の最終群は、正のパワーを有する第４レンズ群Ｂ４と負のパワーを有する第５レンズ群Ｂ５に分割する。第４レンズ群Ｂ４群をフローティングさせることで全系を短縮し、最至近領域における合焦の実行とフォーカス群で発生する倍率色収差変動の抑制を実現することができる。最終群を正負配置に分割して負群をフローティングさせようとすると像側に移動させる必要があることから、像面と最終群との間に空間を設ける必要が生じ、全系短縮と収差補正の観点から好ましくない。また、最終群を負正配置に分割して負群を移動させる場合、負群と正群との間に空間を設ける必要が生じ、全系短縮と収差補正の観点から好ましくない。

【0024】

各実施例の光学系は、光学系の焦点距離をｆ、第２レンズ群Ｂ２の焦点距離をｆＢ２、第４レンズ群Ｂ４の点距離をｆＢ４するとき、以下の条件式（１），（２）を満足することが好ましい。

【0025】

０．１０＜｜ｆＢ２／ｆ｜＜０．６０ （１）
０．１０＜ｆＢ４／ｆ＜０．７５ （２）
条件式（１），（２）はそれぞれ、光学系に対するフォーカス群である第２レンズ群Ｂ２とフローティング群である第４レンズ群Ｂ４のパワー比を規定している。条件式（１），（２）を満足することで、小型化を行いつつ諸収差を適切に抑制することができる。条件式（１），（２）の上限値を上回って第２レンズ群Ｂ２及び第４レンズ群Ｂ４のパワーが弱くなると、合焦時の移動量が増加し、結果として、全系が長くなってしまう。第２レンズ群Ｂ２は軸上マージナル光線が軸外主光線より高い位置に配置されることから主に球面収差を補正する機能を有しており、条件式（１）の下限値を下回って第２レンズ群Ｂ２のパワーが強くなると、合焦時の球面収差変動が大きくなりすぎてしまう。第４レンズ群Ｂ４は歪曲収差補正機能を有しており、条件式（２）の下限値を下回って第４レンズ群Ｂ４のパワーが強くなると、合焦時の歪曲収差変動が大きくなりすぎてしまう。

【0026】

各実施例の光学系は、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。

【0027】

０．３０＜｜ｆＢ２／ｆＢ４｜＜５．００ （３）
条件式（３）は、第４レンズ群Ｂ４に対する第２レンズ群Ｂ２のパワー比を規定している。条件式（３）を満足することで合焦時の収差変動を抑制することができる。光学系が条件式（３）を満足しない場合、前述した合焦時の倍率色収差変動の抑制が困難となり、好ましくない。

【0028】

各実施例の光学系は、第５レンズ群Ｂ５の焦点距離をｆＢ５とするとき、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。

【0029】

０．３０＜｜ｆＢ４／ｆＢ５｜＜２．００ （４）
条件式（４）は、第５レンズ群Ｂ５に対する第４レンズ群Ｂ４のパワー比を規定している。第４及び第５レンズ群Ｂ４，Ｂ５は、軸外主光線と軸上マージナル光線が分離した位置に配置されており、主に軸外で発生する収差を補正する機能を有する。光学系が条件式（４）を満足しない場合、歪曲収差及び非点収差の補正バランスが崩れ、光学系の性能劣化を引き起こしてしまう。

【0030】

各実施例の光学系は、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離をｆＢ１とするとき、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。

【0031】

０．２０＜ｆＢ１／ｆ＜０．８０ （５）
条件式（５）は、光学系に対する第１レンズ群Ｂ１のパワー比を規定している。第１レンズ群Ｂ１は全系を短縮化する機能を有する。条件式（５）の上限値を上回って第１レンズ群Ｂ１のパワーが弱くなると、全系の短縮化の効果が弱くなり光学系の小型化が困難になる。条件式（５）の下限値を下回って第１レンズ群Ｂ１のパワーが強くなると、第１レンズ群Ｂ１で発生する球面収差がアンダー方向へ強く発生したり、歪曲収差がオーバー方向へ強く発生したり、色収差を補正することが困難になったりする。これらを抑制するためには、第１レンズ群Ｂ１のレンズ枚数を多くする必要があり、好ましくない。

【0032】

各実施例の光学系は、第３レンズ群Ｂの焦点距離をｆＢ３とするとき、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。

【0033】

０．３５＜ｆＢ３／ｆ＜１５．００ （６）
条件式（６）は、光学系に対する第３レンズ群Ｂ３のパワー比を規定している。第３レンズ群Ｂ３は、第２レンズ群Ｂ２で広げた光束を収束させる機能と球面収差などの収差を補正する機能を有する。条件式（６）の上限値を上回って第３レンズ群Ｂ３のパワーが弱くなると、第２レンズ群Ｂ２で広げた光束を収束させることができず、全系が長くなってしまう。条件式（６）の下限値を下回って第３レンズ群Ｂ３のパワーが強くなると、球面収差が過補正になってしまう。過補正の球面収差を元に戻すためには追加でレンズが必要となり、全系が長くなったり、光学系が重くなったりする。

【0034】

各実施例の光学系は、無限遠合焦時において、最も像側に配置されたレンズの像側の面から像面までの距離をＳｋｄ、最も物体側に配置されたレンズの物体側の面から像面までの距離をＬとするとき、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。

【0035】

０．０４＜Ｓｋｄ／Ｌ＜０．５０ （７）
条件式（７）は、光学系に対するバックフォーカスの比を規定している。第４及び第５レンズ群Ｂ４，Ｂ５が軸外で発生する収差補正機能を有するために、光束が収束する像面近傍にレンズ群を配置することが好ましい。光学系が条件式（７）を満足することで、第４及び第５レンズ群Ｂ４，Ｂ５を軸上マージナル光線と軸外主光線が十分離れた位置に配置して軸外収差補正に用いることが可能となる。光学系が条件式（７）を満足しない場合、第４及び第５レンズ群Ｂ４，Ｂ５は光束が広い位置に配され、球面収差などの諸収差が悪化してしまう。

【0036】

各実施例の光学系は、第２レンズ群Ｂ２を構成する正の屈折力の第１レンズＢ２１の焦点距離をｆＢ２ｐ、第２レンズ群Ｂ２を構成する負の屈折力の第２レンズＢ２２の焦点距離をｆＢ２ｎとするとき、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。

【0037】

２．００＜｜ｆＢ２ｐ／ｆＢ２ｎ｜＜５０．０ （８）
条件式（８）は、第２レンズＢ２２に対する第１レンズＢ２１のパワー比を規定している。第２レンズ群Ｂ２は負のパワーを有し、高分散の第１レンズＢ２１と第２レンズＢ２２を組み合わせて構成されることで、色収差の発生を小さくすると共に、合焦時の色収差変動も抑制することが可能である。光学系が条件式（８）を満足しない場合、青色帯域の補正が過補正又は補正不足となり、至近領域における軸上色収差変動、倍率色収差変動、及びｄ線に対するｇ線の球面収差変化が大きくなってしまう。

【0038】

各実施例の光学系は、第４レンズ群Ｂ４に含まれる凸レンズのうち、ｄ線を基準としたアッベ数が最も小さいレンズのアッベ数をνｄＢ４ｐとするとき、以下の条件式（９）を満足することが好ましい。

【0039】

νｄＢ４ｐ＜５０．０ （９）
条件式（９）は、第４レンズ群Ｂ４の分散を規定している。光学系が条件式（９）を満足しない場合、第４レンズ群Ｂ４による第２レンズ群Ｂ２で発生する倍率色収差を補正する効果が小さくなってしまう。

【0040】

なお、条件式（１）乃至（９）の数値範囲を以下の条件式（１ａ）乃至（９ａ）の数値範囲とすることが好ましい。

【0041】

０．１５＜｜ｆＢ２／ｆ｜＜０．５０ （１ａ）
０．１５＜ｆＢ４／ｆ＜０．６５ （２ａ）
０．５０＜｜ｆＢ２／ｆＢ４｜＜２．５０ （３ａ）
０．４５＜｜ｆＢ４／ｆＢ５｜＜１．５０ （４ａ）
０．３０＜ｆＢ１／ｆ＜０．７０ （５ａ）
０．５０＜ｆＢ３／ｆ＜１０．００ （６ａ）
０．０８＜Ｓｋｄ／Ｌ＜０．３５ （７ａ）
２．５０＜｜ｆＢ２ｐ／ｆＢ２ｎ｜＜２４．００ （８ａ）
νｄＢ４ｐ＜４０．０ （９ａ）
また、条件式（１）乃至（９）の数値範囲を以下の条件式（１ｂ）乃至（９ｂ）の数値範囲とすることが更に好ましい。

【0042】

０．２２＜｜ｆＢ２／ｆ｜＜０．４３ （１ｂ）
０．２１＜ｆＢ４／ｆ＜０．５８ （２ｂ）
０．６７＜｜ｆＢ２／ｆＢ４｜＜１．１６ （３ｂ）
０．６５＜｜ｆＢ４／ｆＢ５｜＜１．１６ （４ｂ）
０．３７＜ｆＢ１／ｆ＜ ０．６１ （５ｂ）
０．６９＜ｆＢ３／ｆ＜ ４．４７ （６ｂ）
０．１１＜Ｓｋｄ／Ｌ＜ ０．２２ （７ｂ）
３．０６＜｜ｆＢ２ｐ／ｆＢ２ｎ｜＜１２．５８ （８ｂ）
νｄＢ４ｐ＜３０．０ （９ｂ）
また、各実施例の光学系では、絞りＳＰは第１レンズ群Ｂ１と第２レンズ群Ｂ２との間に配置されることが好ましい。絞りより後群にフォーカス群を配置することでフォーカス群を小径化しやすくなる。

【0043】

また、各実施例の光学系では、最至近合焦時の結像倍率をβとするとき、以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。

【0044】

｜β｜≧０．５ （１０）
なお、結像倍率βが－１．０以下である場合に各実施例の光学系による像が拡大するものとする。

【0045】

また、各実施例の光学系は、以下の条件式（１１）を満足することが好ましい。

【0046】

０．５０＜ｆ／Ｌ＜１．１０ （１１）
条件式（１１）は、距離Ｌに対する光学系の焦点距離ｆの比を規定している。条件式（１１）の上限値を上回って焦点距離ｆが長くなると、各レンズ群のパワーが強くなることに伴い、第２レンズ群Ｂ２のパワーも強くなり、合焦時の球面収差や色収差の変動を抑制しにくくなる。条件式（１１）の下限値を下回って焦点距離ｆが短くなると、全長が長くなり、光学系の小型化が困難になる。

【0047】

以下に、実施例１乃至４にそれぞれ対応する数値実施例１乃至４を示す。

【0048】

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、ある材料のアッベ数νｄは、フラウンホーファ線のｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）における屈折率をＮｄ，ＮＦ，ＮＣとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
で表される。

【0049】

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（°）は全て各実施例のズームレンズが無限遠物体に焦点を合わせたときの値である。

【0050】

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＝（ｈ²／Ｒ）／［１＋｛１－（１＋Ｋ）（ｈ／Ｒ）²｝^1/2 ＋Ａ４×ｈ⁴＋Ａ６×ｈ⁶
＋Ａ８×ｈ⁸＋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。

【0051】

［数値実施例１］

焦点距離[mm] 133.0
Fno 2.05
半画角[°] 9.24
像高[mm] 21.64
至近β -0.50

面番号 r d nd νd
1 * 70.825 7.829 1.85150 40.8
2 189.665 6.245
3 43.294 11.039 1.43875 94.7
4 231.878 1.180
5 61.973 2.310 1.59551 39.2
6 29.352 3.718
7 39.720 11.632 1.43875 94.7
8 -65.053 2.049 1.85478 24.8
9 -268.752 1.020
10 絞り ∞ 0.287
11 945.496 2.089 1.98612 16.5
12 -145.142 1.367 1.74951 35.3
13 34.221 27.157
14 236.967 1.370 1.84666 23.8
15 74.501 3.276
16 -58.549 1.000 1.53172 48.8
17 50.970 5.178 1.83481 42.7
18 -55.728 17.331
19 54.799 4.568 1.85478 24.8
20 408.078 2.698
21 -342.793 1.776 1.80810 22.8
22 115.626 30.057
像面 ∞

非球面データ
第1面
K 0.4598308
A4 -2.61975E-07
A6 -4.63323E-11
A8 -1.10224E-14
A10 0
A12 0

各群データ
群番号 開始面番号 終了面番号 焦点距離[mm]
Ｂ1 1 10 72.334
Ｂ2 11 13 -52.190
Ｂ3 14 18 198.126
Ｂ4 19 20 73.614
Ｂ5 21 22 -106.810

群間隔ｄ
面番号 β＝-0.02 β＝-0.5
10 1.002 23.241
13 26.442 4.203
18 16.864 8.283
20 3.164 11.745


［数値実施例２］
焦点距離[mm] 133.0
Fno 2.05
半画角[°] 9.24
像高[mm] 21.64
至近β -0.50

面番号 r d nd νd
1 * 65.170 8.171 1.85150 40.8
2 164.181 0.999
3 48.502 11.494 1.43875 94.7
4 420.501 0.999
5 74.079 2.499 1.59551 39.2
6 31.924 4.441
7 47.216 11.487 1.43875 94.7
8 -69.280 2.299 1.85478 24.8
9 -287.314 1.498
10 絞り ∞ 0.997
11 2127.863 2.964 1.98612 16.5
12 -125.624 1.998 1.74951 35.3
13 36.230 31.454
14 -505.198 1.500 1.84666 23.8
15 119.476 2.001
16 72.747 5.050 1.85150 40.8
17 -81.035 0.999
18 140.753 2.000 1.51633 64.1
19 48.328 15.579
20 44.756 5.658 1.85478 24.8
21 219.919 2.698
22 -195.666 1.797 1.808 22.8
23 75.471 26.418
像面 ∞

非球面データ
第1面
K -0.5390371
A2 0
A4 7.29174E-08
A6 -5.07955E-12
A8 1.24472E-14
A10 0
A12 0

各群データ
群番号 開始面番号 終了面番号 焦点距離[mm]
Ｂ1 1 10 77.561
Ｂ2 11 13 -54.729
Ｂ3 14 19 142.354
Ｂ4 20 21 64.774
Ｂ5 22 23 -67.199

群間隔ｄ
面番号 β＝-0.02 β＝-0.5
10 1.768 26.983
13 30.683 5.468
19 15.107 8.521
21 3.170 9.756

［数値実施例３］
焦点距離[mm] 200.0
Fno 2.40
半画角[°] 6.18
像高[mm] 21.64
至近β -0.50

面番号 r d nd νd
1 124.549 7.915 1.85150 40.8
2 425.197 5.136
3 -369.035 2.000 1.69680 55.5
4 763.984 0.999
5 64.196 15.782 1.43875 94.7
6 1119.316 16.731
7 61.844 1.999 1.85150 40.8
8 36.451 15.000 1.43875 94.7
9 233.012 4.578
10 76.850 8.342 1.43875 94.7
11 -70.196 2.033 1.85150 40.8
12 -3096.156 1.736
13 絞り ∞ 0.983
14 254.625 0.993 1.85150 40.8
15 36.533 1.993 1.98612 16.5
16 37.882 37.864
17 -307.507 7.038 1.49700 81.5
18 -57.888 8.038
19 * 88.699 7.533 1.58313 59.4
20 * -118.588 5.868
21 -46.500 2.000 1.49700 81.5
22 54.721 3.797 1.83400 37.2
23 86.729 6.242
24 81.497 6.403 1.80810 22.8
25 -72.277 2.698
26 -48.274 1.800 1.84666 23.8
27 164.310 24.811
像面 ∞

非球面データ
第19面 第20面
K 0 0
A4 1.01738E-06 -2.22977E-06
A6 1.52751E-09 3.90647E-10
A8 0 -7.75288E-13
A10 0 0
A12 0 0

各群データ
群番号 開始面番号 終了面番号 焦点距離[mm]
Ｂ1 1 13 103.664
Ｂ2 14 16 -53.251
Ｂ3 17 23 145.329
Ｂ4 24 25 48.301
Ｂ5 26 27 -43.899

群間隔ｄ
面番号 β＝-0.02 β＝-0.5
13 2.086 32.785
16 36.761 6.062
23 6.131 1.018
25 2.808 7.921

［数値実施例４］
焦点距離[mm] 199.9
Fno 2.80
半画角[°] 6.18
像高[mm] 21.64
至近β -1.00

面番号 r d nd νd
1 127.968 6.193 1.88300 40.8
2 338.977 0.840
3 52.076 10.004 1.43875 94.7
4 135.993 17.330
5 64.582 1.648 1.85150 40.8
6 33.212 12.362 1.43875 94.7
7 -615.565 0.992
8 53.153 7.765 1.43875 94.7
9 -101.690 1.000 1.80400 46.6
10 349.342 1.472
11 絞り ∞ 0.876
12 1511.984 1.000 1.88300 40.8
13 33.019 1.632 1.98612 16.5
14 38.179 43.606
15 * 164.068 5.554 1.58313 59.4
16 * -62.487 1.195
17 -60.863 20.185 1.85478 24.8
18 -58.436 12.128
19 -30.725 1.000 1.48749 70.2
20 -580.445 5.004
21 55.033 7.884 1.78880 28.4
22 -84.687 2.698
23 -64.153 1.000 1.84666 23.8
24 116.353 26.849
像面 ∞

非球面データ
第15面 第16面
K 0 0
A4 5.1457E-06 2.04467E-06
A6 4.27661E-09 2.87418E-09
A8 -9.7987E-12 -1.02096E-11
A10 0 0
A12 0 0

各群データ
群番号 開始面番号 終了面番号 焦点距離[mm]
Ｂ1 1 11 77.945
Ｂ2 12 14 -45.381
Ｂ3 15 20 848.203
Ｂ4 21 22 43.367
Ｂ5 23 24 -48.719

群間隔d
面番号 β＝-0.02 β＝-0.5 β＝-1.0
11 1.527 18.306 41.150
14 42.956 26.176 3.333
20 4.994 3.179 0.709
22 2.707 4.522 6.993

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。

【0052】

【表1】

【0053】

［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乃至４で説明した何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。

【0054】

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、レンズが小型である撮像装置を得ることができる。

【0055】

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】

【0056】

Ｂ１ 第１レンズ群
Ｂ２ 第２レンズ群
Ｂ２１ 第１レンズ
Ｂ２２ 第２レンズ
Ｂ３ 第３レンズ群
Ｂ４ 第４レンズ群
Ｂ５ 第５レンズ群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】