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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】P2024103311
(43)【公開日】2024-08-01
(54)【発明の名称】光学系および撮像装置
(51)【国際特許分類】
   G02B 13/00 20060101AFI20240725BHJP
【FI】
G02B13/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023007579
(22)【出願日】2023-01-20
(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】松場 祐樹
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA01
2H087LA01
2H087MA01
2H087MA07
2H087MA08
2H087MA09
2H087NA14
2H087PA09
2H087PA10
2H087PA11
2H087PA12
2H087PA16
2H087PA20
2H087PB12
2H087PB13
2H087PB14
2H087PB16
2H087QA02
2H087QA06
2H087QA07
2H087QA14
2H087QA21
2H087QA25
2H087QA26
2H087QA32
2H087QA34
2H087QA41
2H087QA42
2H087QA45
2H087QA46
2H087RA32
2H087RA44
(57)【要約】
【課題】全体が小型でかつフォーカスレンズ群が小型軽量な光学系を提供する。
【解決手段】光学系L0は、正の第1レンズ群L1、正の第1フォーカスレンズ群Lf1および負の第2フォーカスレンズ群Lf2を含む。第1フォーカスレンズ群は、正レンズと負レンズをそれぞれ少なくとも1つ含む。無限遠から最至近距離へのフォーカシングのための第1フォーカスレンズ群の移動量をmLf1、第1フォーカスレンズ群の焦点距離をfLf1、無限遠から最至近距離へのフォーカシングのための第2フォーカスレンズ群Lf2の移動量をmLf2、第2フォーカスレンズ群の焦点距離をfLf2、無限遠物体に合焦した状態での光学系の焦点距離をf、無限遠合焦状態での光学系の全長をLinfとするとき、-9.0≦fLf1/mLf1≦-2.0、-4.6≦fLf2/mLf2≦-1.1および0.1≦Linf/f≦1.3なる条件を満足する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
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複数のレンズ群を有する光学系であって、
前記複数のレンズ群は、最も物体側に配置された正の屈折力の第1レンズ群と、第1レンズ群より像側に配置されてフォーカシングに際して移動する正の屈折力の第1フォーカスレンズ群と、前記第1フォーカスレンズ群より像側に配置されてフォーカシングに際して移動する負の屈折力の第2フォーカスレンズ群とを含み、
前記第1フォーカスレンズ群は、正レンズと負レンズをそれぞれ少なくとも1つ含み、
無限遠から最至近距離へのフォーカシングのための前記第1フォーカスレンズ群の移動量をmLf1、前記第1フォーカスレンズ群の焦点距離をfLf1、無限遠から最至近距離へのフォーカシングのための前記第2フォーカスレンズ群Lf2の移動量をmLf2、前記第2フォーカスレンズ群の焦点距離をfLf2、無限遠物体に合焦した状態での前記光学系の焦点距離をf、無限遠合焦状態での前記光学系の全長をLinfとするとき
-9.0≦fLf1/mLf1≦-2.0
-4.6≦fLf2/mLf2≦-1.1
0.1≦Linf/f≦1.3
なる条件を満足することを特徴とする光学系。
【請求項2】
-1.3≦mLf2/mLf1<0
なる条件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レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
0.1≦fLf1/f1≦2.0
なる条件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4】
前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
-2.00≦fLf2/f1≦-0.05
なる条件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5】
最至近距離物体に合焦した状態での前記光学系の像倍率をβとするとき、
β≦-0.5
なる条件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6】
前記第1フォーカスレンズ群は、3つ以上のレンズを含むことを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項7】
前記第2フォーカスレンズ群は、3つ以上のレンズを含むことを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項8】
無限遠物体に合焦した状態での前記第1レンズ群における最も像側の面から前記第2レンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離の空気換算値をL12、無限遠物体に合焦した状態での前記第2レンズ群における最も像側の面から前記第2レンズ群に対して像側において最も近いレンズ群における最も物体側の面までの光軸上の距離の空気換算値をL23とするとき、
3.0≦L12/L23≦20.0
なる条件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9】
前記第1フォーカスレンズ群のフォーカス敏感度をES1とするとき、
1.0≦ES1≦11.0
なる条件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10】
前記第2フォーカスレンズ群のフォーカス敏感度をES2とするとき、
-11.0≦ES2≦-1.0
なる条件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11】
-5.0≦fLf1/fLf2≦-0.4
なる条件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12】
-0.40≦mLf1/Linf≦-0.02
なる条件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13】
0.02≦mLf2/Linf≦0.40
なる条件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14】
前記光学系は、回折光学素子を含まないことを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項15】
前記複数のレンズ群のうち前記第1および第2フォーカスレンズ群以外のレンズ群は、フォーカシングに際して不動であることを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項16】
前記第2フォーカスレンズ群は、正レンズと負レンズをそれぞれ少なくとも1つ含むことを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項17】
請求項1から16のいずれか一項に記載の光学系と、
該光学系により形成された光学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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、マクロ撮像等に好適な光学系に関する。
【背景技術】
【0002】
近距離撮影に用いられるマクロレンズ(マイクロレンズ)等と称される光学系では、フォーカシング時の収差変動を抑制するため、フォーカシングに際しての2つ以上のレンズ群を移動させるフローティング方式が採用されることが多い。また、フォーカシング方式として、光学系の中間群を移動させてフォーカシングを行うインナーフォーカス方式がある。
【0003】
特許文献1には、物体側から像側に順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群と、負の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群とおよび負の屈折力の第4レンズ群により構成される光学系が開示されている。この光学系では、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第2レンズ群を像側に、第3レンズ群を物体側にそれぞれ移動させる。特許文献2には、最も物体側に配置される正又は負の屈折力の物体側レンズ群と、最も像側に配置される正の屈折力の像側レンズ群と、物体側レンズ群と像側レンズ群との間に配置されるフォーカス群とを備えた光学系が開示されている。この光学系は、フォーカス群として、光学絞りを挟んで物体側に配置された正の屈折力の第1フォーカスレンズ群と像側に配置された負の屈折力の第2フォーカスレンズ群とを有する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第1フォーカスレンズ群を物体側に移動させ、第2フォーカスレンズ群を像側へ移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2018-141888号公報
【特許文献2】特開2015-34899号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
フォーカシングに使用されるレンズ群の小型軽量化のためには、単にインナーフォーカス方式を採用するだけでなく、フォーカスレンズ群より物体側に配置されたレンズ群の構成やフォーカシングに使用されるレンズ群の構成も適切化することが重要となる。また、光学系の小型化やフォーカシングに際しての収差変動を軽減するためには、フォーカスレンズ群より物体側に配置されたレンズ群とフォーカスレンズ群の配置、屈折力および移動量を適切に設定することが重要となる。特許文献1、2の光学系では、これらのうちいずれかについて適切に設定されておらず、光学系の小型化やフォーカスレンズ群の小型軽量化が十分ではない。
【0006】
本発明は、全体が小型でかつフォーカスレンズ群が小型軽量であり、全物体距離にわたって高い光学性能を有する光学系およびこれを備えた撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一側面としての光学系は、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複数のレンズ群を有する。複数のレンズ群は、最も物体側に配置された正の屈折力の第1レンズ群と、第1レンズ群より像側に配置されてフォーカシングに際して移動する正の屈折力の第1フォーカスレンズ群と、第1フォーカスレンズ群より像側に配置されてフォーカシングに際して移動する負の屈折力の第2フォーカスレンズ群とを含む。第1フォーカスレンズ群は、正レンズと負レンズをそれぞれ少なくとも1つ含む。無限遠から最至近距離へのフォーカシングのための第1フォーカスレンズ群の移動量をmLf1、第1フォーカスレンズ群の焦点距離をfLf1とし、無限遠から最至近距離へのフォーカシングのための第2フォーカスレンズ群Lf2の移動量をmLf2、第2フォーカスレンズ群の焦点距離をfLf2、無限遠物体に合焦した状態での光学系の焦点距離をf、無限遠合焦状態での光学系の全長をLinfとするとき、
-9.0≦fLf1/mLf1≦-2.0
-4.6≦fLf2/mLf2≦-1.1
0.1≦Linf/f≦1.3
なる条件を満足することを特徴とする。なお、上記光学系を撮像光学系として用いる撮像装置も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、全体が小型でかつフォーカスレンズ群が小型軽量であり、全物体距離にわたって高い光学性能を有する光学系およびこれを備えた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】実施例1の光学系の断面図。
図2】実施例1の光学系の収差図。
図3】実施例2の光学系の断面図。
図4】実施例2の光学系の収差図。
図5】実施例3の光学系の断面図。
図6】実施例3の光学系の収差図。
図7】実施例4の光学系の断面図。
図8】実施例4の光学系の収差図。
図9】実施例5の光学系の断面図。
図10】実施例5の光学系の収差図。
図11】実施例6の光学系の断面図。
図12】実施例6の光学系の収差図。
図13】実施例7の光学系の断面図。
図14】実施例7の光学系の収差図。
図15】実施例8の光学系の断面図。
図16】実施例8の光学系の収差図。
図17】実施例9の光学系の断面図。
図18】実施例9の光学系の収差図。
図19】実施例10の光学系の断面図。
図20】実施例10の光学系の収差図。
図21】本発明の撮像装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【0011】
図1、3、5、7、9、11、13、15、17および19の(A)、(B)にはそれぞれ、実施例1~10の光学系L0の断面を示している。各図の(A)は無限遠物体に合焦した状態(以下、無限遠合焦状態という)での断面を、(B)は最至近距離物体に合焦した状態(以下、最至近合焦状態という)の断面を示している。各実施例の光学系各実施例の光学系は、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルムカメラおよび監視用カメラ等の撮像装置に撮像光学系として用いられる。
【0012】
各断面図において、左側が物体側(前方)であり、右側が像側(後方)である。iを物体側から像側へのレンズ群の順番とすると、Liは第iレンズ群を示す。レンズ群はフォーカシングに際して一体に移動または静止する1または複数のレンズのまとまりであり、各実施例では、フォーカシングに際して2つのレンズ群が光学系L0の光軸方向に互いに異なる移動軌跡を描くように移動する。
【0013】
開口絞りSPは、開放Fナンバー(Fno)の光束を決定(制限)する光学素子である。フォーカスレンズ群は、無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して図中の矢印で示すように移動する。像面IPには、CCDセンサまたはCMOSセンサ等の撮像素子(光電変換素子)の撮像面や、銀塩フィルムにおけるフィルム面(感光面)が配置される。
【0014】
各実施例の光学系L0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2つのレンズ群を有する。具体的には、各実施例の光学系L0は、最も物体側に配置された正の屈折力の第1レンズ群L1と、第1レンズ群L1より像側に配置されてフォーカシングに際して移動する正の屈折力の第1フォーカスレンズ群Lf1と、第1フォーカスレンズ群より像側に配置されてフォーカシングに際して移動する負の屈折力の第2フォーカスレンズ群Lf2とを含む。第1フォーカスレンズ群Lf1は、正レンズと負レンズそれぞれを少なくとも1つ含む。
【0015】
このように各実施例の光学系L0では、最も物体側に正の屈折力の第1レンズ群L1を配置し、その像側に正の屈折力の第1フォーカスレンズ群Lf1(第2レンズ群L2)を配置している。光学系L0に入射した光線を第1レンズ群L1で収斂させて第1フォーカスレンズ群Lf1を像側に配置することで、第1フォーカスレンズ群Lf1の小型軽量化を容易にしている。さらに、第1フォーカスレンズ群Lf1で光線を収斂させて第1フォーカスレンズ群Lf1より像側に負の屈折力の第2フォーカスレンズ群Lf2を配置することで、第2フォーカスレンズ群Lf2の小型軽量化も容易にしている。
【0016】
そして、物体側に正の第1レンズ群L1と負の第1フォーカスレンズ群Lf1を配置し、第2レンズ群L2より像側に負の屈折力の第2フォーカスレンズ群Lf2を配置することで、光学系L0をテレフォト型として光学系L0全系の小型化を容易にしている。
【0017】
さらに第1フォーカスレンズ群Lf1が少なくとも1つずつ正レンズと負レンズを有すことで、第1フォーカスレンズ群Lf1で発生する色収差を含めた諸収差の補正を容易にしている。
【0018】
また、各実施例の光学系L0において、無限遠から最至近距離へのフォーカシングのための第1フォーカスレンズ群Lf1の移動量をmLf1、第1フォーカスレンズ群Lf1の焦点距離をfLf1とする。無限遠から最至近距離へのフォーカシングのための第2フォーカスレンズ群Lf2の移動量をmLf2、第2フォーカスレンズ群Lf2の焦点距離をfLf2とする。無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して移動するフォーカスレンズ群の移動量の符号は、像側を正とし、物体側を負とする。また、無限遠合焦状態での光学系L0の焦点距離をf、無限遠合焦状態での光学系L0の全長(レンズ全長)をLinfとする。このとき、各実施例の光学系L0は、以下の式(1)、(2)および(3)で示す条件を満足する。
【0019】
-9.0≦fLf1/mLf1≦-2.0 (1)
-4.6≦fLf2/mLf2≦-1.1 (2)
0.1≦Linf/f≦1.3 (3)
条件式(1)、(2)および(3)は、光学系L0の全系が小型で、フォーカスレンズ群が小型軽量であり、フォーカシングに際しての収差変動を抑制することで全物体距離にわたって高い光学性能を実現するための条件である。
【0020】
条件式(1)と条件式(2)はそれぞれ、第1フォーカスレンズ群Lf1と第2フォーカスレンズ群Lf2の焦点距離fLf1、fLf2と移動量mLf1、mLf2との良好な関係を示す。各フォーカスレンズ群の屈折力と移動量を適切に設定することで、各フォーカスレンズ群の小型軽量化しつつ光学系L0の高い光学性能を実現することができる。
【0021】
fLf1/mLf1が条件式(1)の下限値を下回ると、第1フォーカスレンズ群Lf1の屈折力が弱くなり、フォーカシングにおける第1フォーカスレンズ群Lf1の移動量が増えてレンズ全長が大型化するため、好ましくない。また第1フォーカスレンズ群Lf1による光線の収斂作用が弱まるため、第2フォーカスレンズ群Lf2のレンズ径が増加し、第2フォーカスレンズ群Lf2が大型化するため、好ましくない。fLf1/mLf1が条件式(1)の上限値を上回ると、第1フォーカスレンズ群Lf1の屈折力が強くなり、フォーカシングに際しての収差変動が大きくなるため、好ましくない。
【0022】
fLf2/mLf2が条件式(2)の下限値を下回ると、第2フォーカスレンズ群Lf2の屈折力が弱くなり、フォーカシングにおける第2フォーカスレンズ群Lf2の移動量が増えてレンズ全長が大型化するため、好ましくない。fLf2/mLf2が条件式(2)の上限値を上回ると、第2フォーカスレンズ群Lf2の屈折力が強くなり、フォーカシングに際しての収差変動が大きくなるため、好ましくない。
【0023】
条件式(3)は、無限遠合焦状態での光学系L0の焦点距離fと光学全長Linfと良好な関係を示す。Linf/fが条件式(3)の下限値を下回ると、各レンズ群の屈折力が強くなりすぎて良好な光学性能を得ることが困難になるため、好ましくない。Linf/fが条件式(3)の上限値を上回ると、各レンズ群の屈折力が弱くなりすぎて、光学全長が長くなり、光学系の小型化が困難となるため、好ましくない。
【0024】
このように、上記構成と条件式(1)、(2)、(3)を同時に満足することにより、本実施例の光学系L0は、全体が小型でありながらも、フォーカスレンズ群が小型軽量であり、全物体距離にわたり高い光学性能を有する光学系L0となる。
【0025】
なお、条件式(1)~(3)の数値範囲を以下のように設定するとより好ましい。
【0026】
-8.5≦fLf1/mLf1≦-2.1 (1a)
-4.5≦fLf2/mLf2≦-1.2 (2a)
0.2≦Linf/f≦1.2 (3a)
また、条件式(1)~(3)の数値範囲を以下のように設定するとさらに好ましい。
【0027】
-8.2≦fLf1/mLf1≦-2.3 (1b)
-4.3≦fLf2/mLf2≦-1.3 (2b)
0.3≦Linf/f≦1.1 (3b)
さらに各実施例の光学系L0は、以下の式(4)~(13)の条件のうち少なくとも1つを満足することが好ましい。
【0028】
第1レンズ群Lの焦点距離をf1、最至近距合焦状態での光学系L0の像倍率をβ、無限遠合焦状態での第1レンズ群L1における最も像側の面から第2レンズ群L2における最も物体側の面までの光軸上での距離の空気換算値(空気間隔)をL12とする。また無限遠合焦状態での第2レンズ群L2における最も像側の面から第2レンズ群L2に像側にて最も近いレンズ群における最も物体側の面までの光軸上での空気間隔をL23とする。さらに無限遠合焦状態での第1フォーカスレンズ群Lf1のフォーカス敏感度をES1、無限遠合焦状態での第2フォーカスレンズ群Lf2のフォーカス敏感度をES2とする。フォーカス敏感度は、フォーカスレンズ群の横倍率をβf、該フォーカスレンズ群より像側に位置する全てのレンズの合成横倍率をβRとするとき、
ES=(1-βf)×βR
なる式で定義される。
【0029】
-1.3≦mLf2/mLf1<0 (4)
0.1≦fLf1/f1≦2.0 (5)
-2.00≦fLf2/f1≦-0.05 (6)
β≦-0.5 (7)
3.0≦L12/L23≦20.0 (8)
1.0≦ES1≦11.0 (9)
-11.0≦ES2≦-1.0 (10)
-5.0≦fLf1/fLf2≦-0.4 (11)
-0.40≦mLf1/Linf≦-0.02 (12)
0.02≦mLf2/Linf≦0.40 (13)
条件式(4)は、第1フォーカスレンズ群Lf1と第2フォーカスレンズ群Lf2のそれぞれの無限遠から最至近距離へのフォーカシングにおける移動量mLf1、mLf2の適切な関係を示す。mLf2/mLf1が条件式(4)の下限値を下回ると、第2フォーカスレンズ群Lf2の移動量が第1フォーカスレンズ群Lf1の移動量に比べて大きくなる。この場合、無限遠合焦状態で第1フォーカスレンズ群Lf1が第1レンズ群L1の近くに配置されていると、第1フォーカスレンズ群Lf1が大型化して光学系の小型化が困難になるため、好ましくない。また、無限遠合焦状態にて第1フォーカスレンズ群Lf1がその像側にて最も近いレンズ群の近くに配置されている場合は、第1フォーカスレンズ群Lf1による収斂作用が像側で発生するため、第2フォーカスレンズ群Lf2の小型化が困難になるため、好ましくない。
【0030】
第1フォーカスレンズ群Lf1が、第1レンズ群L1と第1フォーカスレンズ群Lf1に対して像側にて最も近くに配置されたレンズ群との間に配置される場合は、第1および第2フォーカスレンズ群Lf1、Lf2がともに大型化してズームレンズの小型化が困難になる。mLf2/mLf1が条件式(4)の上限値を上回ると、第2フォーカスレンズ群Lf2がフォーカシングに際して移動しなくなり、フォーカシングに際しての収差変動を抑制することが困難になるため、好ましくない。
【0031】
条件式(5)は、第1レンズ群L1の焦点距離f1と第1フォーカスレンズ群Lf1の焦点距離fLf1との適切な関係を示す。fLf1/f1が条件式(5)の上限値を上回ると、第1フォーカスレンズ群Lf1の屈折力が弱なりすぎて第1フォーカスレンズ群Lf1の移動量が長くなり、光学系の小型化が困難となるため、好ましくない。fLf1/f1が条件式(5)の下限値を下回ると、第1フォーカスレンズ群Lf1の屈折力が強くなりすぎて、無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際しての収差変動が大きくなり、補正が困難となるため、好ましくない。
【0032】
条件式(6)は、第1レンズ群L1の焦点距離f1と第2フォーカスレンズ群Lf2の焦点距離fLf2との適切な関係を示す。fLf2/f1が条件式(6)の下限値を下回ると、第2フォーカスレンズ群Lf2の屈折力が弱なりすぎて、第2フォーカスレンズ群Lf2の移動量が長くなり、光学系の小型化が困難となるため、好ましくない。fLf2/f1が条件式(6)の上限値を上回ると、第2フォーカスレンズ群Lf2の屈折力が強くなりすぎて、無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際しての収差変動が大きくなり、その補正が困難となるため、好ましくない。
【0033】
条件式(7)は、光学系L0の撮像倍率βに関する条件を示す。βが条件式(7)の上限値を上回ると、マクロレンズとしての撮像効果を十分に得ることが困難になるため、好ましくない。
【0034】
条件式(8)は、無限遠合焦状態において第1レンズ群L1から第2レンズ群L2までの空気間隔L12と第2レンズ群L2と該第2レンズ群に対して像側にて最も近いレンズ群までの空気間隔L23との適切な関係を示す。L12/L23が条件式(8)の上限値を上回ると、第2レンズ群L2が第1レンズ群L1から離れすぎて、光学系の全長が長くなり、その小型化が困難になるため、好ましくない。L12/L23が条件式(8)の下限値を下回ると、第1フォーカスレンズ群Lf1でもある第2レンズ群L2が第1レンズ群L1に近づきすぎることによる第2レンズ群L2の大型化を招き、これにより第1フォーカスレンズ群Lf1の小型化が困難になるため、好ましくない。
【0035】
条件式(9)は、第1フォーカスレンズ群Lf1の適切なフォーカス敏感度ES1を示す。ES1が条件式(9)の上限値を上回ると、高すぎるフォーカス敏感度によってフォーカシング時の第1フォーカスレンズ群Lf1の移動による収差変動が大きくなり、その補正が困難となるため、好ましくない。ES1が条件式(9)の下限値を下回ると、低すぎるフォーカス敏感度によってフォーカシング時の第1フォーカスレンズ群Lf1の移動量が長くなり、光学系の小型化が困難となるため、好ましくない。
【0036】
条件式(10)は、第2フォーカスレンズ群Lf2の適切なフォーカス敏感度ES2を示す。ES2が条件式(10)の上限値を上回ると、高すぎるフォーカス敏感度によってフォーカシング時の第2フォーカスレンズ群Lf2の移動による収差変動が大きくなり、その補正が困難となるため、好ましくない。ES2が条件式(10)の下限値を下回ると、低すぎるフォーカス敏感度によってフォーカシング時の第2フォーカスレンズ群Lf2の移動量が長くなり、光学系の小型化が困難となるため、好ましくない。
【0037】
条件式(11)は、第1フォーカスレンズ群Lf1と第2フォーカスレンズ群Lf2の焦点距離fLf1、fLf2の比に関する条件式である。fLf1/fLf2が条件式(11)の上限値を上回ると、第1フォーカスレンズ群Lf1の屈折力が強くなりすぎて無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際しての収差変動が大きくなるため、好ましくない。fLf1/fLf2が条件式(11)の上限値を上回ると、第1フォーカスレンズ群Lf1の屈折力が弱くなりすぎて第1フォーカスレンズ群Lf1の移動量が長くなり、光学系の小型化が困難となるため、好ましくない。
【0038】
条件式(12)は、第1フォーカスレンズ群Lf1の無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際しての移動量mLf1と無限遠合焦状態での光学系L0の全長Linfとの適切な関係を示す。mLf1/ Linfが条件式(12)の上限値を上回ると、第1フォーカスレンズ群Lf1の移動量mLf1が短すぎる。このため、マクロレンズとしての撮像効果を十分に得るためには、第1フォーカスレンズ群Lf1の屈折力を強くしなければならず、この結果、無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際しての収差変動が大きくなるため、好ましくない。mLf1/ Linfが条件式(12)の上限値を上回ると、第1フォーカスレンズ群Lf1の移動量mLf1が長すぎて、光学系の小型化が困難となるため、好ましくない。
【0039】
条件式(13)は、第2フォーカスレンズ群Lf2の無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際しての移動量mLf2と無限遠合焦状態での光学系L0の全長Linfとの適切な関係を示す。mLf2/ Linfが条件式(13)の上限値を上回ると、第2フォーカスレンズ群Lf2の移動量mLf2が短すぎる。このため、マクロレンズとしての撮像効果を十分に得るためには、第2フォーカスレンズ群Lf2の屈折力を強くしなければならず、この結果、無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際しての収差変動が大きくなるため、好ましくない。mLf2/ Linfが条件式(13)の上限値を上回ると、第2フォーカスレンズ群Lf2の移動量mLf2が長すぎて、光学系の小型化が困難となるため、好ましくない。
【0040】
なお、条件式(4)~(13)の数値範囲を以下のようにするとより好ましい。
【0041】
-1.2≦mLf2/mLf1≦-0.1 (4a)
0.15≦fLf1/f1≦1.80 (5a)
-1.50≦fLf2/f1≦-0.07 (6a)
β≦-0.7 (7a)
4.0≦L12/L23≦19.0 (8a)
1.2≦ES1≦9.0 (9a)
-10.0≦ES2≦-1.5 (10a)
-4.0≦fLf1/fLf2≦-0.5 (11a)
-0.30≦mLf1/Linf≦-0.05 (12a)
0.04≦mLf2/Linf≦0.30 (13a)
さらに好ましくは、条件式(4)~(13)の数値範囲を次のように設定するとよい。
【0042】
-1.1≦mLf2/mLf1≦-0.3 (4b)
0.2≦fLf1/f1≦1.7 (5b)
-1.00≦fLf2/f1≦-0.09 (6b)
β≦-0.9 (7b)
5.0≦L12/L23≦18.0 (8b)
1.5≦ES1≦8.0 (9b)
-9.5≦ES2≦-2.0 (10b)
-3.5≦fLf1/fLf2≦-0.6 (11b)
-0.20≦mLf1/Linf≦-0.07 (12b)
0.05≦mLf2/Linf≦0.20 (13b)
さらに各実施例の光学系L0は、以下の構成のうち少なくとも1つを有することが好ましい。
【0043】
まず、第1フォーカスレンズ群Lf1は、3つ以上のレンズを有することが好ましい。これにより、無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際しての収差変動を抑制でき、全物体距離にわたって高い光学性能を有することが可能となる。フォーカシングを高速に行うためにはフォーカスレンズ群のレンズ数を減らして軽量化を図ることが望ましい。しかし、各実施例の光学系L0ではもともと第1フォーカスレンズ群Lf1のレンズ径が小さく軽量化されているため、第1フォーカスレンズ群Lf1が3つ以上のレンズを有していてもフォーカシングを高速に行うことが可能である。また、第2フォーカスレンズ群Lf2も同様の理由から3つ以上のレンズを有することが好ましい。
【0044】
また、光学系L0は回折光学素子を含まないことが好ましい。これにより、ゴーストやフレア等による画質劣化を抑制することができる。
【0045】
また、光学系L0に含まれる複数のレンズ群のうち第1および第2フォーカスレンズ群Lf1、Lf2はフォーカシングに際して移動し、第1および第2フォーカスレンズ群Lf1、Lf2以外のレンズ群はフォーカシングに際して不動であることが好ましい。各実施例では、第1および第2フォーカスレンズ群Lf1、Lf2は第1レンズ群L1よりも像側に配置されており、光学系L0の全長がフォーカスに際して不変である。このため、ワーキングディスタンスの短い近距離物体に対してのフォーカシングが可能であり、近距離撮影が可能となる。またフォーカシングに際して移動する群が第1および第2フォーカスレンズ群Lf1、Lf2のほかに存在すると、それを移動させるためのレンズ群間隔を確保する必要があり、光学系の全長の短縮が困難になるため、好ましくない。
【0046】
また、第2フォーカスレンズ群Lf2は、正レンズと負レンズのそれぞれを少なくとも1つ有することが好ましい。これにより、第2フォーカスレンズ群Lf2で発生する色収差を含めた諸収差を良好に補正することができる。
【0047】
各実施例の光学系L0の具体的構成について説明する。
【0048】
図1(A)、(B)に示す実施例1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、正の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3および正の屈折力の第4レンズ群L4からなる4つのレンズ群を有する。本実施例の光学系L0において、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、第1フォーカスレンズ群Lf1としての第2レンズ群L2が物体側へ移動し、第2フォーカスレンズ群Lf2としての第3レンズ群L3が像側へ移動する。その他のレンズ群はフォーカシングに際して不動である。第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間に開口絞りSPが配置されており、開口絞りSPはフォーカシングに際して不動である。
【0049】
図3(A)、(B)に示す実施例2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、正の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4および正の屈折力の第5レンズ群L5からなる5つのレンズ群を有する。本実施例の光学系L0において、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、第1フォーカスレンズ群Lf1としての第2レンズ群L2が物体側へ移動し、第2フォーカスレンズ群Lf2としての第4レンズ群L4が像側へ移動する。その他のレンズ群はフォーカシングに際して不動である。第2レンズ群L2と第4レンズ群L4の間に第3レンズ群L3とともに開口絞りSPが配置されている。開口絞りSPは第3レンズ群L3とともにフォーカシングに際して不動である。
【0050】
図5(A)、(B)に示す実施例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、正の屈折力の第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および正の屈折力の第5レンズ群L5からなる5つのレンズ群を有する。本実施例の光学系L0において、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、第1フォーカスレンズ群Lf1としての第2レンズ群L2が物体側へ移動し、第2フォーカスレンズ群Lf2としての第4レンズ群L4が像側へ移動する。その他のレンズ群はフォーカシングに際して不動である。第2レンズ群L2と第4レンズ群L4の間に第3レンズ群L3とともに開口絞りSPが配置されている。開口絞りSPは第3レンズ群L3とともにフォーカシングに際して不動である。
【0051】
図7(A)、(B)に示す実施例4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、正の屈折力の第2レンズ群L2および負の屈折力の第3レンズ群L3からなる3つのレンズ群を有する。本実施例の光学系L0において、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、第1フォーカスレンズ群Lf1としての第2レンズ群L2が物体側へ移動し、第2フォーカスレンズ群Lf2としての第3レンズ群L3が像側へ移動する。その他のレンズ群はフォーカシングに際して不動である。第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間に開口絞りSPが配置されており、開口絞りSPはフォーカシングに際して不動である。
【0052】
図9(A)、(B)に示す実施例5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、正の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3および負の屈折力の第4レンズ群L4からなる4つのレンズ群を有する。本実施例の光学系L0において、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、第1フォーカスレンズ群Lf1としての第2レンズ群L2が物体側へ移動し、第2フォーカスレンズ群Lf2としての第4レンズ群L4が像側へ移動する。その他のレンズ群はフォーカシングに際して不動である。第2レンズ群L2と第4レンズ群L4の間に第3レンズ群L3とともに開口絞りSPが配置されている。開口絞りSPは第3レンズ群L3とともにフォーカシングに際して不動である。
【0053】
図11(A)、(B)に示す実施例6の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3および負の屈折力の第4レンズ群L4からなる4つのレンズ群を有する。本実施例の光学系L0において、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、第1フォーカスレンズ群Lf1としての第2レンズ群L2が物体側へ移動し、第2フォーカスレンズ群Lf2としての第4レンズ群L4が像側へ移動する。その他のレンズ群はフォーカシングに際して不動である。L2と第4レンズ群L4の間に第3レンズ群L3とともに開口絞りSPが配置されている。開口絞りSPは第3レンズ群L3とともにフォーカシングに際して不動である。
【0054】
図13(A)、(B)に示す実施例7の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3および正の屈折力の第4レンズ群L4からなる4つのレンズ群を有する。本実施例の光学系L0において、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、第1フォーカスレンズ群Lf1としての第2レンズ群L2が物体側へ移動し、第2フォーカスレンズ群Lf2としての第3レンズ群L3が像側へ移動する。その他のレンズ群はフォーカシングに際して不動である。第1レンズ群L1とともに開口絞りSPが配置されており、開口絞りSPはフォーカシングに際して第1レンズ群L1とともに不動である。
【0055】
図15(A)、(B)に示す実施例8の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第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および負の屈折力の第5レンズ群L5からなる5つのレンズ群を有する。本実施例の光学系L0において、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、第1フォーカスレンズ群Lf1としての第2レンズ群L2が物体側へ移動し、第2フォーカスレンズ群Lf2としての第4レンズ群L4が像側へ移動する。その他のレンズ群はフォーカシングに際して不動である。第2レンズ群L2と第4レンズ群L4の間に第3レンズ群L3とともに開口絞りSPが配置されている。開口絞りSPは第3レンズ群L3とともにフォーカシングに際して不動である。
【0056】
図17(A)、(B)に示す実施例9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、正の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3および負の屈折力の第4レンズ群L4からなる4つのレンズ群を有する。本実施例の光学系L0において、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、第1フォーカスレンズ群Lf1としての第2レンズ群L2が物体側へ移動し、第2フォーカスレンズ群Lf2としての第3レンズ群L3が像側へ移動する。その他のレンズ群はフォーカシングに際して不動である。第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間に開口絞りSPが配置されており、開口絞りSPはフォーカシングに際して不動である。
【0057】
図19(A)、(B)に示す実施例10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、正の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4および負の屈折力の第5レンズ群L5からなる5つのレンズ群を有する。本実施例の光学系L0において、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、第1フォーカスレンズ群Lf1としての第2レンズ群L2が物体側へ移動し、第2フォーカスレンズ群Lf2としての第4レンズ群L4が像側へ移動する。その他のレンズ群はフォーカシングに際して不動である。第2レンズ群L2と第4レンズ群L4の間に第3レンズ群L3とともに開口絞りSPが配置されている。開口絞りSPは第3レンズ群L3とともにフォーカシングに際して不動である。
【0058】
なお、第1および第2フォーカスレンズ群の焦点距離の符号やフォーカシングに際しての移動方向は実施例1~10と異なってもよく、第1および第2フォーカスレンズ群の屈折力の強さや他のレンズ群との屈折力の関係に応じて適宜変更可能である。また、フォーカシングに際して開口絞りが移動してもよい。また、いずれかのレンズ群の全部または一部を光軸に直交する方向(又は光軸に直交する方向成分を含む方向)に移動させて、像振れを補正してもよい。
【0059】
以下に実施例1~10のそれぞれに対応する数値実施例1~10を示す。各数値実施例において、面番号iは物体側から数えたときの面の順番を示す。rは物体側からi番目の面の曲率半径(mm)、dはi番目と(i+1)番目の面間のレンズ厚または空気間隔(mm)、ndは第i面と第(i+1)面間の光学材料のd線における屈折率である。νdは第i面と第(i+1)面間の光学材料のd線を基準としたアッベ数である。
【0060】
アッベ数νdは、g線(波長435.8nm)、F線(波長486.1nm)、d線(波長587.6nm)およびC線(波長656.3nm)に対する材料の屈折率をそれぞれNg、NF、Nd、NCとするとき、νd=(Nd-1)/(NF-NC)として表す。
【0061】
BFはバックフォーカス(mm)を表す。バックフォーカス(BF)は、光学系L0の最も像側の面である最終面から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。レンズ全長は、光学系L0の最の物体側の面である最前面から最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。
【0062】
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
で表される。なお、非球面係数における「e±XX」は「×10±XX」を意味している。
【0063】
数値実施例1~10における条件式(1)~(13)に関する数値を表1および表2にまとめて示す。数値実施例1~10の光学系は、条件式(1)~(3)の全てを満足する。これにより、各数値実施例の光学系は、全系が小型で、フォーカスレンズ群が小型軽量であり、全物体距離にわたり高い光学性能を有する。さらに数値実施例1~10の光学系L0は、条件式(4)~(13)の全ても満足する。
【0064】
図2、4、6、8、10、12、14、16、18および20の(A)、(B)はそれぞれ、数値実施例1~10の光学系L0の縦収差(球面収差、非点収差、歪曲および色収差)を示している。各図の(A)は無限遠合焦状態での縦収差を示し、(B)は最至近距離合焦状態での縦収差を示している。
【0065】
球面収差図において、FnoはFナンバーを示し、実線はd線(波長587.6nm)に対する球面収差を、二点鎖線はg線(波長435.8nm)に対する球面収差をそれぞれ示している。非点収差図において、実線Sはサジタル像面を、破線Mはメリディオナル像面を示している。歪曲収差はd線に対するものを示している。色収差図はg線における倍率色収差を示している。ωは半画角(°)である。
(数値実施例1)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 103.853 5.72 1.48749 70.2
2 -456.400 0.19
3 71.127 6.10 1.49700 81.5
4 3057.748 0.19
5 51.007 5.24 1.49700 81.5
6 141.163 1.53
7 970.371 2.00 1.67311 51.2
8 39.948 (可変)
9 35.130 5.08 1.49700 81.5
10 2449.426 1.75
11 77.961 1.71 1.70213 56.9
12 21.044 5.38 1.49700 81.5
13 276.735 (可変)
14(絞り) ∞ (可変)
15 467.885 1.58 1.90048 37.4
16 31.054 5.92
17 -731.029 1.39 1.72900 54.7
18 25.012 3.22 1.81889 24.8
19 162.220 (可変)
20 -204.797 1.78 1.80801 22.8
21 34.528 7.47 1.87142 35.0
22 -49.365 26.05
23 -43.040 1.99 1.81595 46.6
24 -1220.080 0.20
25 57.894 5.12 1.63599 35.3
26 -1728.773 26.35
像面 ∞

各種データ
焦点距離 179.96
Fナンバー 3.60
半画角(°) 6.86
像高 21.64
レンズ全長 171.15
BF 26.35

無限 β= -0.5 β= -1.0
d 8 37.65 24.55 12.65
d13 2.18 15.28 27.18
d14 2.00 7.46 12.42
d19 13.38 7.92 2.96
d26 26.35 26.35 26.35

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 180.00
2 9 83.71
3 15 -33.21
4 20 86.85

(数値実施例2)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 222.658 6.30 1.49700 81.5
2 -494.438 0.17
3 53.047 15.74 1.49700 81.5
4 9121.476 0.15
5 52.348 7.36 1.49700 81.5
6 131.269 2.54
7 885.578 1.99 1.74361 53.2
8 37.565 (可変)
9 40.482 5.14 1.49700 81.5
10 249.307 1.25
11 61.037 1.36 1.79405 48.5
12 26.831 5.97 1.49700 81.5
13 557.545 (可変)
14(絞り) ∞ 2.55
15 -129.555 1.49 1.89134 38.2
16 72.509 5.24
17 287.496 1.49 1.86638 40.6
18 50.993 4.12 1.72302 28.9
19 -59.919 (可変)
20 106.834 1.97 1.90102 37.1
21 34.346 1.43
22 422.815 3.33 1.54326 47.4
23 -37.574 1.97 1.49693 81.6
24 111.518 (可変)
25 116.865 6.99 1.55114 61.7
26 -24.507 1.99 1.49668 81.8
27 47.849 14.22
28 45.576 5.32 1.50854 62.0
29 221.691 38.69
像面 ∞

各種データ
焦点距離 299.99
Fナンバー 4.12
半画角(°) 4.12
像高 21.64
レンズ全長 210.00
BF 38.69

無限 β= -0.5 β= -1.0
d 8 44.13 31.50 19.13
d13 2.06 14.69 27.06
d19 1.94 12.59 23.02
d24 23.09 12.45 2.02

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 213.87
2 9 86.16
3 14 -200.00
4 20 -50.65
5 25 169.86

(数値実施例3)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 181.828 5.03 1.48749 70.2
2 -177.860 0.12
3 85.643 4.82 1.49700 81.5
4 1413.420 0.06
5 52.350 4.76 1.49700 81.5
6 141.607 1.79
7 -806.365 1.92 1.51066 59.2
8 40.726 (可変)
9 35.929 7.65 1.49700 81.5
10 387.700 1.17
11 48.655 1.44 1.83520 44.2
12 22.918 5.18 1.49700 81.5
13 325.145 (可変)
14(絞り) ∞ 1.88
15 -787.682 1.39 1.90050 37.4
16 27.490 2.51
17 33.775 3.75 1.88269 38.9
18 -91.776 (可変)
19 224.449 1.83 1.90053 37.4
20 29.334 1.99
21 -54.477 2.15 1.83981 43.7
22 31.983 3.59 1.92291 18.9
23 151.600 (可変)
24 61.324 9.11 1.51190 57.7
25 -43.776 2.00
26 83.105 9.31 1.59429 39.9
27 -33.824 1.97 1.85052 24.1
28 -2435.819 10.39
29 -48.963 2.00 1.53958 75.0
30 40.733 7.15 1.63665 35.3
31 -332.575 32.67
像面 ∞

各種データ
焦点距離 188.87
Fナンバー 4.00
半画角(°) 6.53
像高 21.64
レンズ全長 188.87
BF 32.67

無限 β= -1.0 β= -2.0
d 8 32.92 16.97 2.92
d13 1.95 17.90 31.95
d18 1.70 9.77 16.89
d23 24.69 16.61 9.50

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 176.71
2 9 72.00
3 14 200.00
4 19 -21.26
5 24 59.77

(数値実施例4)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 130.111 5.54 1.48749 70.2
2 -257.756 0.20
3 74.462 5.09 1.49700 81.5
4 372.402 0.20
5 48.074 8.37 1.49700 81.5
6 -221.763 1.93 1.72625 55.1
7 41.718 (可変)
8 31.181 7.02 1.49700 81.5
9 1172.756 0.50
10 134.695 1.37 1.67595 59.8
11 18.591 5.60 1.49700 81.5
12 -328.109 (可変)
13(絞り) ∞ (可変)
14 48.312 1.54 1.91682 31.5
15 19.728 2.24
16 135.772 5.49 1.74971 32.6
17 -18.129 2.00 1.49486 82.3
18 32.935 4.82
19 -16.743 1.74 1.90139 37.3
20 -32.961 -0.02
21 73.936 4.96 1.63534 63.3
22 -36.183 (可変)
像面 ∞

各種データ
焦点距離 178.66
Fナンバー 3.60
半画角(°) 6.90
像高 21.64
レンズ全長 160.47
BF 51.89

d 7 47.19 33.73 20.64
d12 1.35 14.80 27.89
d13 1.43 9.29 16.94
d22 51.89 44.03 36.38

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 171.96
2 8 78.26
3 14 -62.04

(数値実施例5)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 124.404 5.92 1.48749 70.2
2 -694.317 0.19
3 76.817 5.97 1.49700 81.5
4 328.721 0.20
5 53.149 8.62 1.49700 81.5
6 -4265.789 4.63 1.72702 54.9
7 41.687 (可変)
8 39.022 5.05 1.49700 81.5
9 1487.831 0.20
10 68.695 1.64 1.74451 53.1
11 24.469 5.15 1.49700 81.5
12 139.661 (可変)
13(絞り) ∞ 2.56
14 -107.731 1.99 1.90038 37.4
15 67.757 1.55
16 537.403 3.48 1.75621 27.3
17 -50.250 (可変)
18 258.247 2.56 1.49683 81.7
19 26.273 2.35
20 -1162.107 1.96 1.76807 28.5
21 21.121 5.04 1.89627 28.8
22 174.485 17.95
23 55.368 5.16 1.51291 56.9
24 179.185 (可変)
像面 ∞

焦点距離 235.51
Fナンバー 4.12
半画角(°) 5.25
像高 21.64
レンズ全長 202.50
BF 66.52

無限 β= -0.5 β= -1.0
d 7 49.45 34.26 19.45
d12 2.40 17.59 32.40
d17 1.93 17.12 31.93
d24 66.52 51.33 36.52

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 216.71
2 8 98.37
3 13 -250.00
4 18 -126.00

(数値実施例6)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 309.062 4.53 1.48749 70.2
2 -242.020 0.20
3 130.395 4.19 1.49700 81.5
4 886.588 0.20
5 83.398 7.32 1.49700 81.5
6 -200.694 1.99 1.71325 56.1
7 121.382 (可変)
8 48.830 3.56 1.49700 81.5
9 103.381 2.00
10 57.878 1.99 1.81037 41.0
11 30.401 4.42 1.49700 81.5
12 86.186 (可変)
13(絞り) ∞ 2.08
14 62.565 1.97 1.67844 31.6
15 40.871 1.15
16 88.001 3.01 1.89788 37.6
17 -318.613 (可変)
18 -286.936 1.89 1.72953 54.7
19 30.890 2.15
20 -282.425 1.96 1.55490 45.5
21 27.002 3.64 1.81043 35.9
22 79.695 24.16
23 96.189 5.26 1.60610 66.5
24 -111.515 (可変)
像面 ∞

各種データ
焦点距離 188.57
Fナンバー 3.60
半画角(°) 6.55
像高 21.64
レンズ全長 188.57
BF 65.11

無限 β= -0.5 β= -1.0
d 7 40.37 25.18 8.16
d12 3.46 18.65 35.67
d17 1.94 17.65 35.25
d24 65.11 49.40 31.81

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 157.03
2 8 251.25
3 13 135.62
4 18 -133.23

(数値実施例7)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 86.798 6.05 1.48749 70.2
2 -751.760 0.17
3 67.776 5.79 1.49700 81.5
4 500.983 0.18
5 48.266 4.97 1.49700 81.5
6 107.659 1.88
7 625.205 2.22 1.54041 47.9
8 34.720 8.54
9(絞り) ∞ (可変)
10 28.077 5.47 1.49700 81.5
11 339.735 0.15
12 58.206 1.93 1.81535 46.7
13 18.074 5.44 1.51609 53.6
14 122.945 (可変)
15 69.278 1.96 1.91654 31.6
16 26.640 1.55
17 177.906 1.97 1.87623 39.6
18 22.015 3.06 1.92297 18.9
19 52.470 (可変)
20 -39.164 1.91 1.88231 20.1
21 47.352 7.52 1.89848 29.1
22 -58.310 0.19
23 198.706 5.27 1.84666 23.8
24 -71.030 58.06
像面 ∞

各種データ
焦点距離 179.95
Fナンバー 3.60
半画角(°) 6.86
像高 21.64
レンズ全長 172.14
BF 58.06

無限 β= -0.5 β= -1.0
d 9 24.68 13.56 2.98
d14 2.85 21.22 38.70
d19 20.33 13.07 6.17

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 153.69
2 10 91.68
3 15 -31.18
4 20 77.32

(数値実施例8)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 134.797 5.17 1.48749 70.2
2 -337.949 0.18
3 77.260 4.98 1.49700 81.5
4 361.554 0.18
5 51.415 7.52 1.49700 81.5
6 -567.486 1.96 1.71749 55.6
7 41.894 (可変)
8 39.291 5.49 1.49700 81.5
9 118.125 2.00
10 53.971 2.00 1.82093 46.0
11 26.076 5.05 1.49700 81.5
12 -903.438 (可変)
13(絞り) ∞ 1.96
14 1935.800 1.98 1.89028 38.2
15 38.526 2.00
16 66.296 3.34 1.90768 34.5
17 -82.714 (可変)
18 -135.715 1.97 1.81613 46.6
19 40.705 2.00
20 -58.065 1.82 1.82072 24.7
21 21.201 7.21 1.84669 23.8
22 -43.494 (可変)
23 53.206 8.46 1.64471 38.6
24 -33.471 1.98 1.49695 81.6
25 86.480 4.17
26 -46.315 1.99 1.84692 23.8
27 58.583 0.12
28 39.938 7.02 1.51740 52.4
29 -212.363 18.75
像面 ∞

各種データ
焦点距離 177.74
Fナンバー 3.60
半画角(°) 6.94
像高 21.64
レンズ全長 177.74
BF 18.75

無限 β= -0.5 β= -1.0
d 7 52.29 37.77 22.29
d12 1.94 16.45 31.94
d17 1.91 11.75 22.24
d22 22.31 12.47 1.98

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 212.15
2 8 83.06
3 13 303.77
4 18 -65.05
5 23 -250.00

(数値実施例9)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 223.454 3.87 1.48749 70.2
2 -59.485 0.20
3 58.044 5.46 1.49700 81.5
4 -39.625 1.96 1.81885 46.5
5 820.705 (可変)
6 30.324 4.85 1.49700 81.5
7 -193.916 0.20
8 -169.476 3.12 1.61227 66.0
9 15.471 5.14 1.49700 81.5
10 -57.632 (可変)
11(絞り) ∞ (可変)
12 -150.379 1.20 1.89897 29.1
13 20.739 2.50
14 -39.042 2.36 1.50341 69.3
15 28.246 3.69 1.80793 22.8
16 -38.175 (可変)
17 57.686 1.60 1.92303 18.9
18 27.084 7.01 1.63547 47.8
19 -25.301 6.67
20 -29.447 1.99 1.78122 49.6
21 -211.222 2.99
22 -21.120 1.90 1.87519 39.8
23 -1367.895 -0.14
24 40.650 7.03 1.49613 82.0
25 -92.921 17.52
像面 ∞

各種データ
焦点距離 110.03
Fナンバー 4.12
半画角(°) 11.12
像高 21.64
レンズ全長 110.03
BF 17.52

無限 β= -0.5 β= -1.0
d 5 13.87 8.50 3.08
d10 1.01 6.38 11.80
d11 1.53 6.90 12.32
d16 12.51 7.14 1.72

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 96.01
2 6 61.63
3 12 -44.24
4 17 -250.00

(数値実施例10)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 131.284 5.51 1.48749 70.2
2 -324.477 0.20
3 75.369 5.44 1.49700 81.5
4 423.238 0.18
5 50.302 7.96 1.49700 81.5
6 -571.642 1.99 1.74588 52.9
7 41.065 (可変)
8 38.934 5.78 1.49700 81.5
9 146.863 1.72
10 51.720 1.99 1.79615 48.3
11 24.717 7.45 1.49700 81.5
12 -409.306 (可変)
13(絞り) ∞ 2.04
14 -632.886 2.00 1.81594 46.6
15 37.094 4.53
16 443.544 2.92 1.83567 29.5
17 -55.026 (可変)
18 -92.649 1.96 1.86488 40.8
19 47.666 1.71
20 -83.006 2.14 1.49691 81.6
21 28.008 6.32 1.62247 37.6
22 -43.367 (可変)
23 53.528 7.45 1.91136 30.9
24 -45.099 2.03 1.84666 23.8
25 104.069 3.40
26 -59.721 1.97 1.91162 33.2
27 54.873 0.07
28 37.236 7.03 1.51111 58.4
29 -479.424 18.66
像面 ∞

各種データ
焦点距離 184.23
Fナンバー 3.60
半画角(°) 6.70
像高 21.64
レンズ全長 175.02
BF 18.66

無限 β= -0.5 β= -1.0
d 7 45.60 32.91 20.25
d12 1.94 14.63 27.29
d17 1.91 12.52 23.10
d22 23.12 12.51 1.92

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 210.43
2 8 71.59
3 13 -256.17
4 18 -86.68
5 23 -250.00
【0066】
【表1】
【0067】
【表2】
【0068】
[撮像装置]
図21は、撮像装置10を示している。撮像装置10は、カメラ本体13と、実施例1~10のいずれかの光学系L0としての撮像光学系を含むレンズ装置11と、撮像光学系によって形成される光学像を光電変換(撮像)する撮像素子12とを備える。撮像素子12としては、CCDセンサやCMOSセンサ等の光電変換素子を用いることができる。レンズ装置11とカメラ本体13は一体に構成されていてもよいし、着脱可能に構成されていてもよい。実施例1~10のいずれかの光学系L0を用いることで、レンズ装置11または撮像装置10を小型化することができ、全物体距離にわたり高画質の撮像画像を得ることができる。
【0069】
以上の実施の形態は、以下の構成を含む。
【0070】
(構成1)
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複数のレンズ群を有する光学系であって、
前記複数のレンズ群は、最も物体側に配置された正の屈折力の第1レンズ群と、前記第1レンズ群より像側に配置されてフォーカシングに際して移動する正の屈折力の第1フォーカスレンズ群と、前記第1フォーカスレンズ群より像側に配置され、フォーカシングに際して移動する負の屈折力の第2フォーカスレンズ群とを含み、
前記第1フォーカスレンズ群は、正レンズと負レンズをそれぞれ少なくとも1つ含み、
無限遠から最至近距離へのフォーカシングのための前記第1フォーカスレンズ群の移動量をmLf1、前記第1フォーカスレンズ群の焦点距離をfLf1、無限遠から最至近距離へのフォーカシングのための前記第2フォーカスレンズ群Lf2の移動量をmLf2、前記第2フォーカスレンズ群の焦点距離をfLf2、無限遠物体に合焦した状態での前記光学系の焦点距離をf、無限遠合焦状態での前記光学系の全長をLinfとするとき
-9.0≦fLf1/mLf1≦-2.0
-4.6≦fLf2/mLf2≦-1.1
0.1≦Linf/f≦1.3
なる条件を満足することを特徴とする光学系。
(構成2)
-1.3≦mLf2/mLf1<0
なる条件を満足することを特徴とする構成1に記載の光学系。
(構成3)
前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
0.1≦fLf1/f1≦2.0
なる条件を満足することを特徴とする構成1または2に記載の光学系。
(構成4)
前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
-2.00≦fLf2/f1≦-0.05
なる条件を満足することを特徴とする構成1から3のいずれか1つに記載の光学系。
(構成5)
最至近距離物体に合焦した状態での前記光学系の像倍率をβとするとき、
β≦-0.5
なる条件を満足することを特徴とする構成1から4のいずれか1つに記載の光学系。
(構成6)
前記第1フォーカスレンズ群は、3つ以上のレンズを含むことを特徴とする構成1から5のいずれか1つに記載の光学系。
(構成7)
前記第2フォーカスレンズ群は、3つ以上のレンズを含むことを特徴とする構成1から6のいずれか1つに記載の光学系。
(構成8)
無限遠物体に合焦した状態での前記第1レンズ群における最も像側の面から前記第2レンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離の空気換算値をL12、無限遠物体に合焦した状態での前記第2レンズ群における最も像側の面から前記第2レンズ群に対して像側において最も近いレンズ群における最も物体側の面までの光軸上の距離の空気換算値をL23とするとき、
3.0≦L12/L23≦20.0
なる条件を満足することを特徴とする構成1から7のいずれか1つに記載の光学系。
(構成9)
前記第1フォーカスレンズ群のフォーカス敏感度をES1とするとき、
1.0≦ES1≦11.0
なる条件を満足することを特徴とする構成1から8のいずれか1つに記載の光学系。
(構成10)
前記第2フォーカスレンズ群のフォーカス敏感度をES2とするとき、
-11.0≦ES2≦-1.0
なる条件を満足することを特徴とする構成1から9のいずれか1つに記載の光学系。
(構成11)
-5.0≦fLf1/fLf2≦-0.4
なる条件を満足することを特徴とする構成1から10のいずれか1つに記載の光学系。
(構成12)
-0.40≦mLf1/Linf≦-0.02
なる条件を満足することを特徴とする構成1から12のいずれか1つに記載の光学系。
(構成13)
0.02≦mLf2/Linf≦0.40
なる条件を満足することを特徴とする構成1から13のいずれか1つに記載の光学系。
(構成14)
前記光学系は、回折光学素子を含まないことを特徴とする構成1から13のいずれか1つに記載の光学系。
(構成15)
前記複数のレンズ群のうち前記第1および第2フォーカスレンズ群以外のレンズ群は、フォーカシングに際して不動であることを特徴とする構成1から14のいずれか1つに記載の光学系。
(構成16)
前記第2フォーカスレンズ群は、正レンズと負レンズをそれぞれ少なくとも1つ含むことを特徴とする構成1から15のいずれか1つに記載の光学系。
(構成17)
構成1から16のいずれか一項に記載の光学系と、
該光学系により形成された光学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。
【0071】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【0072】
L0 光学系
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
L5 第5レンズ群
Lf1 第1フォーカスレンズ群
Lf2 第2フォーカスレンズ群
SP 開口絞り
IP 像面
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21