(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】P2025130196
(43)【公開日】2025-09-08
(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 20060101AFI20250901BHJP
G02B 13/18 20060101ALN20250901BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】22
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024027205
(22)【出願日】2024-02-27
(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】井野 友裕
(72)【発明者】
【氏名】大出 隆史
(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)】
2H087KA02
2H087KA03
2H087LA01
2H087MA07
2H087MA09
2H087PA11
2H087PA16
2H087PA20
2H087PB14
2H087PB15
2H087QA02
2H087QA07
2H087QA12
2H087QA17
2H087QA19
2H087QA21
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA26
2H087QA37
2H087QA42
2H087QA45
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA32
2H087RA44
(57)【要約】
【課題】高速フォーカシングが可能で諸収差が良好に補正された小型の光学系を提供する。
【解決手段】光学系L0は、正の第1レンズ群L1、正の第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、正の第4レンズ群L4、および第5レンズ群L5により構成され、第2レンズ群と第3レンズ群との間または第3レンズ群と第4レンズ群との間に開口絞りSPを有する。フォーカシングに際して、第1、第3および第5レンズ群は移動せず、第2および第4レンズ群が移動する。第1レンズ群の焦点距離をf1、無限遠合焦状態での光学系の焦点距離をf、無限遠合焦状態での開口絞りより物体側のレンズ群の合成焦点距離をGFf、無限遠合焦状態での開口絞りより像側のレンズ群の合成焦点距離をGRfとするとき、0.2≦f1/f≦3.6、-0.05≦GFf/GRf≦10.00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】
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、正の屈折力の第2レンズ群、第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、および第5レンズ群により構成され、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、
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間または前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間に開口絞りを有し、
フォーカシングに際して、前記第1、第3および第5レンズ群は移動せず、前記第2および第4レンズ群が移動し、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、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、無限遠物体に合焦した状態での前記開口絞りより物体側のレンズ群の合成焦点距離をGFf、無限遠物体に合焦した状態での前記開口絞りより像側のレンズ群の合成焦点距離をGRfとするとき、
0.2≦f1/f≦3.6
-0.05≦GFf/GRf≦10.00
なる条件を満足することを特徴とする光学系。
【請求項2】
前記光学系の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離をSKとするとき、
0.1≦SK/f≦0.7
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レンズ群の最も物体側のレンズ面から該第1レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をT1とするとき、
0.2≦T1/f≦3.0
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2レンズ群の最も物体側のレンズ面から該第2レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をT2とするとき、
0.01≦T2/f≦0.30
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】
前記第3レンズ群の最も物体側のレンズ面から該第3レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をT3とするとき、
0.01≦T3/f≦0.50
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4レンズ群の最も物体側のレンズ面から該第4レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をT4とするとき、
0.1≦T4/f≦1.5
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7】
前記第5レンズ群の最も物体側のレンズ面から該第5レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をT5とするとき、
0.2≦T5/f≦0.9
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8】
前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、
0.5≦f2/f≦9.0
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4レンズ群の焦点距離をf4とするとき、
0.1≦f4/f≦4.0
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5レンズ群の焦点距離をf5とするとき、
0.2≦|f5/f|≦7.0
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】
前記第2レンズ群の焦点距離をf2、前記第4レンズ群の焦点距離をf4とするとき、
0.5≦f2/f4≦7.5
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12】
前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、
0.1≦f1/f2≦5.0
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13】
無限遠物体に合焦した状態での前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離をf12とするとき、
0.3≦f12/f≦5.0
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14】
0.1≦GFf/f≦5.0
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15】
前記第2レンズ群は、1つのレンズ要素により構成されてい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3レンズ群は、1つのレンズ要素により構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項17】
前記第1レンズ群は、2つの負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18】
物体側から像側へ順に配置された、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、負の屈折力の前記第3レンズ群、前記開口絞り、前記第4レンズ群および負の屈折力の前記第5レンズ群により構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項19】
物体側から像側へ順に配置された、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記開口絞り、正の屈折力の前記第3レンズ群、前記第4レンズ群および負の屈折力の前記第5レンズ群により構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項20】
物体側から像側へ順に配置された、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記開口絞り、負の屈折力の前記第3レンズ群、前記第4レンズ群および負の屈折力の前記第5レンズ群により構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項21】
物体側から像側へ順に配置された、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、負の屈折力の前記第3レンズ群、前記開口絞り、前記第4レンズ群および正の屈折力の前記第5レンズ群により構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項22】
請求項1から21のいずれか一項に記載の光学系と、
前記光学系を通して被写体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、撮像に好適な光学系に関する。
【背景技術】
【0002】
撮像には、広画角かつ大口径比でありながら小型で高い光学性能を有する光学系が求めらる。また、高速なフォーカシング(特にオートフォーカス)を行うことも求められている。特許文献1、2には、フォーカシングにおいて光学系の内部に配置されたフォーカスレンズ群を移動させるインナーフォーカス方式の光学系が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2019-197125号公報
【特許文献2】特開2023-120952号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、大口径比の光学系では、諸収差の補正が困難である。特に高速なフォーカシングを行うためにフォーカスレンズ群を軽量化すると、無限遠から至近へのフォーカシングにおいて収差変動の抑制が困難になる。
【0005】
本発明は、大口径比でありながらも軽量であり、かつ高速なフォーカシングが可能で諸収差が良好に補正された小型の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】
【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、正の屈折力の第2レンズ群、第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、および第5レンズ群により構成され、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る。第2レンズ群と第3レンズ群との間または第3レンズ群と第4レンズ群との間に開口絞りを有する。フォーカシングに際して、第1、第3および第5レンズ群は移動せず、第2および第4レンズ群が移動する。
【0007】
第1レンズ群の焦点距離をf1、無限遠物体に合焦した状態での光学系の焦点距離をf、無限遠物体に合焦した状態での開口絞りより物体側のレンズ群の合成焦点距離をGFf、無限遠物体に合焦した状態での開口絞りより像側のレンズ群の合成焦点距離をGRfとするとき、
0.2≦f1/f≦3.6
-0.05≦GFf/GRf≦10.00
なる条件を満足することを特徴とする。なお、上記光学系を備えた撮像装置も、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、大口径比でありながらも軽量であり、かつ高速なフォーカシングが可能で諸収差が良好に補正された小型の光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図2】実施例1の光学系の(A)無限遠合焦状態および(B)最至近合焦状態での縦収差図。
【
図4】実施例2の光学系の(A)無限遠合焦状態および(B)最至近合焦状態での縦収差図。
【
図6】実施例3の光学系の(A)無限遠合焦状態および(B)最至近合焦状態での縦収差図。
【
図8】実施例4の光学系の(A)無限遠合焦状態および(B)最至近合焦状態での縦収差図。
【
図10】実施例5の光学系の(A)無限遠合焦状態および(B)最至近合焦状態での縦収差図。
【
図12】実施例6の光学系の(A)無限遠合焦状態および(B)最至近合焦状態での縦収差図。
【
図14】実施例7の光学系の(A)無限遠合焦状態および(B)最至近合焦状態での縦収差図。
【
図15】実施例1~7の光学系を備えた撮像装置を示す図。
【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、
図3、
図5、
図7、
図9、
図11および
図13はそれぞれ、実施例1~7の光学系の無限遠物体に合焦した状態(以下、無限遠合焦状態という)での断面を示している。各図において、左側が物体側(前側)であり、右側が像側(後側)である。
【0012】
各実施例の光学系L0は、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および監視カメラ等の各種撮像装置の撮像光学系として用いられる。撮像光学系は、撮像装置に対して交換可能であってもよいし、撮像装置に一体に設けられてもよい。
【0013】
各実施例の光学系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、正または負の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4および正または負の屈折力の第5レンズ群L5により構成されている。レンズ群は、フォーカシングに際して一体で移動するまたは移動しない1または複数のレンズのまとまりである。すなわち、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群間の間隔が変化する。レンズ群は、開口絞りを含んでもよい。
【0014】
各図において、SPは開口絞り、IPは像面である。各実施例の光学系L0において、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3との間または第3レンズ群L3と第4レンズ群L4との間に開口絞りSPが配置されている。像面IPには、CCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子の撮像面(受光面)または銀塩フィルムのフィルム面(感光面)が配置される。
【0015】
各実施例の光学系L0では、フォーカシングに際して第1レンズ群L1、第3レンズ群L3および第5レンズ群L5は像面IPに対して移動せず、それぞれフォーカスレンズ群としての第2レンズ群L2と第4レンズ群L4が移動する。各図中の各レンズ群の下に示した矢印は、無限遠から至近へのフォーカシングに際しての各フォーカスレンズ群の移動方向を示している。
【0016】
広画角と大口径比を両立しつつ小型で高性能な光学系において、オートフォーカスの高速化を実現するためには、光学系を構成するレンズ群の配置とフォーカスレンズ群の構成および配置を適切にすることが重要である。各実施例の光学系L0では、これを構成する複数のレンズ群(L1~L5)のうち一部のフォーカスレンズ群を移動させることで、収差補正とフォーカスレンズ群の軽量化を実現している。また2つのフォーカスレンズ群にパワーを分散させることで、フォーカシング時の収差、特に非点収差、コマ収差および倍率色収差の変動を抑制することが容易となる。
【0017】
各実施例の光学系L0では、無限遠から至近へのフォーカシングに際して、第2レンズ群L2と第4レンズ群L4はそれぞれ物体側へ移動する。
【0018】
ここで各実施例の光学系L0の構成を具体的に説明する。実施例1、2、3および5の光学系L0は、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、開口絞りSP、正の屈折力の第4レンズ群L4および負の屈折力の第5レンズ群L5により構成されている。
【0019】
実施例4の光学系L0は、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、開口絞りSP、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4および負の屈折力の第5レンズ群L5により構成されている。
【0020】
実施例6の光学系L0は、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、開口絞りSP、負の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4および負の屈折力の第5レンズ群L5により構成されている。
【0021】
実施例7の光学系L0は、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、開口絞りSP、正の屈折力の第4レンズ群L4および正の屈折力の第5レンズ群L5により構成されている。
【0022】
各実施例では、光学系L0全体の中心付近に開口絞りSPを配置することで、光学系L0における開口絞りSPの前後の対称性を向上させ、コマ収差と歪曲収差の補正を容易としている。
【0023】
以上の構成を有する各実施例の光学系L0は、以下の式(1)、(2)の条件を満足する。
【0024】
0.2≦f1/f≦3.6 (1)
-0.05≦GFf/GRf≦10.00 (2)
式(1)、(2)において、fは無限遠合焦状態での光学系L0全体の焦点距離であり、f1は第1レンズ群L1の焦点距離である。GFfは無限遠合焦状態での光学系L0のうち開口絞りSPより像側のレンズ群の合成焦点距離である。GRfは無限遠合焦状態での光学系L0のうち開口絞りSPより物体側のレンズ群の合成焦点距離である。開口絞りSPより像側のレンズ群は、実施例1、2、3、5および7では第4および第5レンズ群L4、L5であり、実施例4および6では第3から第5レンズ群L3~L5である。また開口絞りSPより物体側のレンズ群は、実施例1、2、3、5および7では第1から第3レンズ群L1~L3であり、実施例4および6では第1および第2レンズ群L1、L2である。
【0025】
式(1)の条件は、第1レンズ群L1の焦点距離と光学系L0全体の焦点距離との適切な関係を示している。f1/fが式(1)の下限を下回ると、第1レンズ群L1の焦点距離が短くなりすぎて、すなわち第1レンズ群L1の屈折力が強くなりすぎて、非点収差や球面収差の補正が困難となるため、好ましくない。f1/fが式(1)の上限を上回ると、第1レンズ群L1の焦点距離が長くなりすぎて、すなわち第1レンズ群L1の屈折力が弱くなりすぎて、光学系L0に入射する光束を十分に収斂させることができずに第2レンズ群2および開口絞りSPに入射する光束径が大きくなりすぎる。この結果、第2レンズ群L2が大径化してその重量が大きくなり、オートフォーカス時に第2レンズ群L2の高速駆動が困難となるため、好ましくない。また開口絞りSPが大径化することで、光学系L0全体が大径化し、この結果、光学系L0全体の重量が大きくなるため、好ましくない。
【0026】
式(2)の条件は、開口絞りSPより像側のレンズ群の合成焦点距離と開口絞りSPより物体側のレンズ群の合成焦点距離との適切な関係を示している。GFf/GRfが式(2)の下限を下回ると、開口絞りSPより物体側のレンズ群で発生する非点収差、歪曲収差および倍率色収差を開口絞りSPより像側のレンズ群で補正することが困難となるため、好ましくない。GFf/GRfが式(2)の上限を上回ると、開口絞りSPより像側のレンズ群の合成焦点距離が長くなりすぎて、すなわち開口絞りSPより像側のレンズ群の正の屈折力が弱くなりすぎて、開口絞りSPに入射する光束径が大きくなりすぎる。この結果、開口絞りSPが大径化し、光学系L0全体が大径化するため、好ましくない。
【0027】
なお、式(1)、(2)の数値範囲を以下のようにすると、より好ましい。
【0028】
0.5≦f1/f≦3.5 (1a)
-0.05≦GFf/GRf≦5.00 (2a)
また、式(1)、(2)の数値範囲を以下のようにすると、さらに好ましい。
【0029】
0.8≦f1/f≦2.0 (1b)
-0.05≦GFf/GRf≦3.00 (2b)
以上の構成および条件を満足することで、広画角かつ大口径比でありながらも高速なフォーカシングが可能で諸収差が良好に補正された小型の光学系L0を実現することができる。
【0030】
次に、各実施例の光学系L0が満足することが好ましい構成について説明する。
【0031】
各実施例の光学系L0において、第1レンズ群L1は、2つの負レンズを含むことが好ましい。2つの負レンズを含むことで、第1レンズ群L1内で発生する球面収差を良好に補正することが可能となる。
【0032】
また各実施例の光学系L0において、第2レンズ群L2は、1つの正のレンズ要素、具体的には正の単レンズまたは複数のレンズが貼り合わされた全体として正の1つの接合レンズにより構成されることが好ましい。フォーカシングに際して移動する第2レンズ群L2を1つのレンズ要素で構成することにより、オートフォーカスの高速化が容易となる。
【0033】
また各実施例の光学系L0において、第3レンズ群L3は、1つのレンズ要素、具体的には単レンズまたは複数のレンズが貼り合わされた1つの接合レンズにより構成されることが好ましい。第3レンズ群L3を1つのレンズ要素で構成することで、第3レンズ群L3を軽量化することができ、また第4レンズ群のフォーカシングに際しての移動量を確保することで撮像可能な至近距離の短縮が可能となる。
【0034】
また各実施例の光学系L0において、第4レンズ群L4は、2つの正レンズと1つの負レンズを含むことが好ましい。この構成により、フォーカシング時の収差変動、特に軸上色収差と球面収差の変動を抑制することが容易となる。なお、接合レンズについては、貼り合わされたレンズの数で数える(例えば2つのレンズが貼り合わされた場合は2つとする)ものとする。
【0035】
また各実施例の光学系L0において、第4レンズ群L4は、物体側から像側へ順に配置された、接合レンズ、両凸形状の正レンズおよび正レンズにより構成されることが好ましい。比較的レンズ径を抑え易い物体側に接合レンズを配置することで、フォーカスレンズ群としての第4レンズ群L4の重量増加を抑えつつ、軸上色収差の補正を容易とすることができる。
【0036】
また各実施例の光学系L0において、第4レンズ群L4に2つの正レンズを配置し、このうち物体側の正レンズを両凸レンズにすることが好ましい。この構成により、正のパワーを分散させて収差補正を容易にしつつ、オートフォーカスにおけるフォーカスレンズ群としての第4レンズ群L4の移動量を抑制することで、オートフォーカスの高速化が容易となる。また第4レンズ群L4を構成するレンズの数が多すぎると、フォーカスレンズ群としての軽量化が困難となるため、上記の構成が好ましい。
【0037】
また各実施例の光学系L0において、フォーカシングに際して移動しない第3レンズ群L3を配置することで、フォーカスレンズ群の重量増加を抑えつつ、軸上色収差と球面収差の補正が容易となる。
【0038】
各実施例の光学系L0において、第5レンズ群L5は、1つの正レンズと2つの負レンズを含むことが好ましい。第5レンズ群L5は、光学系L0において最も像面IPに近いレンズ群であるため、その構成を適切化することはペッツバール和の補正に効果的である。このため、第5レンズ群L5が1つの正レンズと2つの負レンズを含むことで、像面湾曲の補正が容易となる。
【0039】
実施例1、2、5および6の光学系L0において、第1レンズ群L1は、非球面を有することが好ましい。軸外光線が高い位置となる第1レンズ群L1に非球面を与えることで、像面湾曲、非点収差および歪曲収差を良好に補正することが可能となる。
【0040】
また各実施例の光学系L0において、第2レンズ群L2と第4レンズ群L4は、フォーカシングに際して互いに異なる移動量で移動することが好ましい。これにより、最至近物体に合焦した状態(以下、最至近合焦状態という)での収差補正が容易となる。
【0041】
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説明する。各実施例の光学系L0は、以下の式(3)~(15)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。
【0042】
0.1≦SK/f≦0.7 (3)
0.2≦T1/f≦3.0 (4)
0.01≦T2/f≦0.30 (5)
0.01≦T3/f≦0.50 (6)
0.1≦T4/f≦1.5 (7)
0.2≦T5/f≦0.9 (8)
0.5≦f2/f≦9.0 (9)
0.1≦f4/f≦4.0 (10)
0.2≦|f5/f|≦7.0 (11)
0.5≦f2/f4≦7.5 (12)
0.1≦f1/f2≦5.0 (13)
0.1≦f12/f≦5.0 (14)
0.1≦GFf/f≦5.0 (15)
式(3)~(15)において、SKは光学系L0を構成するパワーを有するレンズのうち最も像側のレンズの像側のレンズ面から像面(近軸像面)までの光軸上の空気換算距離であり、バックフォーカスともいう。T1は第1レンズ群L1の最も物体側のレンズ面から該第1レンズ群L1の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。T2は第2レンズ群L2の最も物体側のレンズ面から該第2レンズ群L2の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。T4は第1レンズ群L4の最も物体側のレンズ面から該第4レンズ群L4の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。T5は第5レンズ群L5の最も物体側のレンズ面から該第5レンズ群L5の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。
【0043】
f2は第2レンズ群L2の焦点距離、f3は第3レンズ群L3の焦点距離、f4は第4レンズ群L4の焦点距離、f5は第5レンズ群L5の焦点距離である。f12は無限遠合焦状態での第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の合成焦点距離である。
【0044】
式(3)の条件は、光学系L0のバックフォーカスと焦点距離との適切な関係を示している。SK/fが式(3)の上限を上回るようにバックフォーカスが長いと、光学系L0が大型化するため、好ましくない。SK/fが式(3)の下限を下回るようにバックフォーカスが短いと、像面IP付近における撮像素子やローパスフィルタ等の光学ブロックを配置することが困難となるため、好ましくない。
【0045】
式(4)の条件は、第1レンズ群L1の光軸方向での厚みと光学系L0の焦点距離との適切な関係を示している。T1/fが式(4)の上限を上回るように第1レンズ群L1の厚みが大きくなると、光学系L0が大型化するため、好ましくない。T1/fが式(4)の下限を下回るように第1レンズ群L1の厚みが小さくなると、第1レンズ群L1で発生する収差、特に歪曲収差の補正が困難となるため、好ましくない。
【0046】
式(5)の条件は、第2レンズ群L2の光軸方向での厚みと光学系L0の焦点距離との適切な関係を示している。T2/fが式(5)の上限を上回るように第2レンズ群L2の厚みが大きくなると、光学系L0が大型化するため、好ましくない。T2/fが式(5)の下限を下回るように第2レンズ群L2の厚みが小さくなると、第2レンズ群L2で発生する収差、特に歪曲収差の補正が困難となるため、好ましくない。
【0047】
式(6)の条件は、第3レンズ群L3の光軸方向での厚みと光学系L0の焦点距離との適切な関係を示している。T3/fが式(6)の上限を上回るように第2レンズ群L2の厚みが大きくなると、光学系L0が大型化するため、好ましくない。T3/fが式(6)の下限を下回るように第2レンズ群L2の厚みが小さくなると、第2レンズ群L2で発生する収差、特に歪曲収差の補正が困難となるため、好ましくない。
【0048】
式(7)の条件は、第4レンズ群L4の光軸方向での厚みと光学系L0の焦点距離との適切な関係を示している。T4/fが式(7)の上限を上回るように第4レンズ群L4の厚みが大きいと、第4レンズ群L4の重量が増加してオートフォーカスの高速化が困難となるため、好ましくない。T4/fが式(7)の下限を下回るように第4レンズ群L4の厚みが小さいと、第4レンズ群L4で発生する収差、特に球面収差と非点収差の補正が困難となるため、好ましくない。
【0049】
式(8)は、第5レンズ群L5の光軸方向での厚みと光学系L0の焦点距離との適切な関係を示している。T5/fが式(8)の上限を上回るように第5レンズ群L5の厚みが大きいと、光学系L0が大型化するため、好ましくない。T5/fが式(8)の下限を下回るように第5レンズ群L5の厚みが小さいと、像面湾曲および歪曲収差の補正が困難となるため、好ましくない。
【0050】
式(9)は、第2レンズ群L2の焦点距離と光学系L0の焦点距離との適切な関係を示している。f2/fが式(9)の上限を上回るように第2レンズ群L2の焦点距離が短いと、第2レンズ群L2の重量が増加してオートフォーカスの高速化が困難となるため、好ましくない。f2/fが式(9)の下限を下回るように第2レンズ群L2の焦点距離が長いと、フォーカシング時の収差、特に非点収差の変動の補正が困難となるため、好ましくない。
【0051】
式(10)は、第4レンズ群L4の焦点距離と光学系L0の焦点距離との適切な関係を示している。f4/fが式(10)の上限を上回るように第4レンズ群L4の焦点距離が短いと、フォーカシングにおいて共に移動する第2レンズ群L2の重量が増加してオートフォーカスの高速化が困難となるため、好ましくない。f4/fが式(10)の下限を下回るように第4レンズ群L4の焦点距離が長いと、フォーカシング時の収差、特に球面収差と軸上色収差の変動の補正が困難となるため、好ましくない。
【0052】
式(11)は、第5レンズ群L5の焦点距離と光学系L0の焦点距離との適切な関係を示している。f5/fが式(11)の上限を上回るように第5レンズ群L5の焦点距離が短いと、ペッツバール和の補正が困難となり、像面湾曲の抑制が困難となるため、好ましくない。f5/fが式(11)の下限を下回るように第5レンズ群L5の焦点距離が長いと、バックフォーカスの確保が困難となるため、好ましくない。
【0053】
式(12)は、第2レンズ群L2と第4レンズ群L4の焦点距離の適切な関係を示している。f2/f4が式(12)の上限を上回るように第2レンズ群L2の焦点距離が短くなる、すなわち第2レンズ群L2の屈折力が強くなると、第2レンズ群L2で発生する像面湾曲が多くなり、補正が困難になるため、好ましくない。f2/f4が式(12)の下限を下回るように第4レンズ群L4の焦点距離が短くなる、すなわち第4レンズ群L4の屈折力が強くなると、第4レンズ群L4内で発生する球面収差や非点収差を補正することが困難になるため、好ましくない。
【0054】
式(13)は、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の焦点距離の適切な関係を示している。f1/f2が式(13)の上限を上回るように第2レンズ群L2の焦点距離が短くなる、すなわち第2レンズ群L2の屈折力が強くなると、第2レンズ群L2で発生する像面湾曲が多くなり、補正が困難になるため、好ましくない。f1/f2が式(13)の下限を下回るように第1レンズ群L1の焦点距離が短くなる、すなわち第1レンズ群L1の屈折力が強くなると、第1レンズ群L1内で発生する球面収差や非点収差を補正することが困難になるため、好ましくない。
【0055】
式(14)は、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の合成焦点距離と光学系L0の焦点距離との適切な関係を示している。f12/fが式(14)の上限を上回るように第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の合成焦点距離が短くなる、すなわち屈折力が強くなると、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2で発生する球面収差の補正が困難になるため、好ましくない。f12/fが式(14)の下限を下回るように第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の合成焦点距離が長くなる、すなわち屈折力が弱くなると、開口絞りSPに入射する光束径が大きくなり、この結果、光学系L0が大径化するため、好ましくない。
【0056】
式(15)は、光学系L0の開口絞りより像側のレンズ群の合成焦点距離と光学系L0の焦点距離との適切な関係を示している。GFf/fが式(15)の上限を上回るように開口絞りSPより像側のレンズ群の合成焦点距離が短くなる、すなわち屈折力が強くなると、開口絞りSPより像側のレンズ群で発生する球面収差の補正が困難になるため、好ましくない。GFf/fが式(14)の下限を下回るように開口絞りSPより像側のレンズ群の合成焦点距離が長くなる、すなわち屈折力が弱くなると、開口絞りSPに入射する光束径が大きくなり、この結果、光学系L0が大径化するため、好ましくない。
【0057】
なお、式(3)~(15)の数値範囲を以下のようにすると、より好ましい。
【0058】
0.20≦SK/f≦0.67 (3a)
0.4≦T1/f≦2.0 (4a)
0.03≦T2/f≦0.20 (5a)
0.02≦T3/f≦0.40 (6a)
0.3≦T4/f≦1.0 (7a)
0.23≦T5/f≦0.70 (8a)
1.0≦f2/f≦5.0 (9a)
0.3≦f4/f≦3.0 (10a)
1.0≦|f5/f|≦5.0 (11a)
1.0≦f2/f4≦5.0 (12a)
0.2≦f1/f2≦3.0 (13a)
0.5≦f12/f≦3.0 (14a)
0.3≦GFf/f≦3.0 (15a)
また、式(1)~(15)の数値範囲を以下のようにすると、さらに好ましい。
【0059】
0.25≦SK/f≦0.64 (3b)
0.55≦T1/f≦1.50 (4b)
0.05≦T2/f≦0.14 (5b)
0.02≦T3/f≦0.30 (6b)
0.40≦T4/f≦0.95 (7b)
0.25≦T5/f≦0.50 (8b)
1.9≦f2/f≦3.0 (9b)
0.6≦f4/f≦1.6 (10b)
1.5≦|f5/f|≦3.2 (11b)
1.4≦f2/f4≦4.0 (12b)
0.3≦f1/f2≦1.2 (13b)
0.65≦f12/f≦1.00 (14b)
0.7≦GFf/f≦2.2 (15b)
以下、実施例1~7のそれぞれに対応する数値例1~7を示す。各数値例の面データにおいて、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)番目の面間の光軸上のレンズ厚または空気間隔(mm)を示す。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、νdは第i面と第(i+1)面間の光学材料のd線を基準とするアッベ数である。
【0060】
d線を基準とするアッベ数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。
【0061】
面データにおける間隔dと、各種データにおける焦点距離、Fナンバーおよび半画角(°)は全て光学系が無限遠合焦状態にあるときの値である。SKは前述したバックフォーカス(mm)を表す。レンズ全長は、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にバックフォーカスを加えた長さである。
【0062】
面データにおいて、面番号に付された「*」は、その面が非球面形状を有する面であることを意味する。非球面形状は、xを光軸方向での面頂点からの変位量、hを光軸に直交する方向における光軸からの高さ、光の進行方向を正とし、Rを近軸曲率半径、Kを円錐定数、A4,A6,A8,A10,A12を非球面係数とするとき、以下の式で表される。円錐定数と非球面係数の「e±Z」は×10±Zを意味する。
【0063】
x=(h2/R)/[1+√{1-(1+k)(h/R)2}]+A4×h4+A6×h6
+A8×h8+A10×h10+A12×h12
レンズ群の間隔dとして、無限遠合焦状態と最至近合焦状態のものを示している。最至近合焦状態での物体距離は括弧書きで示している。物体距離は、像面から物体までの距離である。
【0064】
また、数値例1~7における前述した式(1)~(15)の条件に対応する値を表1にまとめて示す。各数値例は、式(1)~(15)の条件を全て満足している。
【0065】
図2、
図4、
図6、
図8、
図10、
図12および
図14はそれぞれ、数値例1~7の光学系の(A)無限遠合焦点状態と(B)最至近合焦状態での縦収差(球面収差、非点収差、歪曲および色収差)を示している。
【0066】
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はサジタル像面での非点収差を、破線Mはメリディオナル像面での非点収差を示している。歪曲収差図は、d線における歪曲収差を示している。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。
[数値例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 57.769 3.57 1.92286 20.9
2 99.001 2.01
3* 174.690 0.11 1.53352 52.8
4 207.351 1.35 1.65412 39.7
5 39.088 9.65
6 -41.799 1.35 1.77047 29.7
7 41.799 10.34 1.76385 48.5
8 -56.227 0.15
9 55.362 7.44 1.91082 35.2
10 -126.226 (可変)
11 41.162 3.03 1.90043 37.4
12 62.716 (可変)
13 ∞ 1.20 1.77047 29.7
14 38.312 4.28
15(絞り) ∞ (可変)
16 -22.567 3.89 1.59522 67.7
17 -17.388 1.20 1.73037 32.2
18 -66.069 0.16
19 65.372 8.43 1.49700 81.7
20 -31.807 0.37
21* 195.760 6.10 1.80400 46.5
22* -52.537 (可変)
23 ∞ 5.16 2.00100 29.1
24 -46.593 1.20 1.58144 40.8
25 46.593 9.09
26 -31.535 1.00 1.72825 28.5
27 -45.428 14.66
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+00 A 4=-3.43375e-07 A 6=-2.73639e-09 A 8= 6.57484e-12
A10=-1.50535e-14 A12= 9.83500e-18
第21面
K = 0.00000e+00 A 4=-3.27084e-06 A 6= 6.22450e-10 A 8= 1.62557e-11
A10=-9.43111e-14 A12= 1.12652e-16
第22面
K = 0.00000e+00 A 4= 6.07848e-06 A 6=-7.76772e-09 A 8= 6.38476e-11
A10=-1.90658e-13 A12= 1.91577e-16
各種データ
ズーム比 1.00
焦点距離 48.50
Fナンバー 1.46
半画角(°) 24.04
像高 21.64
レンズ全長 117.49
SK 14.66
無限遠 最至近(-400mm)
d10 3.76 1.46
d12 3.66 5.96
d15 11.67 7.27
d22 2.68 7.08
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 53.02
2 11 124.70
3 13 -49.73
4 16 38.05
5 23 -96.43
[数値例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 61.356 4.23 2.00069 25.5
2 155.534 4.23
3* 836.451 0.14 1.53352 52.8
4 9065.248 1.30 1.72047 34.7
5 37.963 9.31
6 -41.519 1.30 1.77047 29.7
7 40.508 10.06 1.77250 49.6
8 -55.412 0.15
9 56.306 6.62 1.95375 32.3
10 -136.914 (可変)
11 43.381 2.94 1.91082 35.2
12 66.751 (可変)
13 730.270 1.23 1.73037 32.2
14 38.613 4.26
15(絞り) ∞ (可変)
16 -23.950 3.09 1.59522 67.7
17 -18.367 1.10 1.77047 29.7
18 -89.141 0.15
19 61.370 9.03 1.49700 81.5
20 -32.482 0.69
21* 123.050 6.50 1.80400 46.5
22* -55.009 (可変)
23 397.215 4.95 2.00100 29.1
24 -55.804 1.30 1.58144 40.8
25 42.967 9.38
26 -32.640 1.82 1.62004 36.3
27 -48.951 13.26
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+00 A 4=-4.27090e-07 A 6=-1.54574e-09 A 8= 3.73197e-12
A10=-1.06510e-14 A12= 8.55869e-18
第21面
K = 0.00000e+00 A 4=-3.25844e-06 A 6= 1.10049e-08 A 8=-3.65477e-11
A10= 1.02156e-13 A12=-9.95585e-17
第22面
K = 0.00000e+00 A 4= 5.69279e-06 A 6= 6.86476e-09 A 8=-1.01569e-11
A10= 5.22676e-14 A12=-5.29539e-17
各種データ
ズーム比 1.00
焦点距離 48.50
Fナンバー 1.46
半画角(°) 24.04
像高 21.64
レンズ全長 118.50
SK 13.26
無限遠 最至近(-400mm)
d10 3.84 1.49
d12 3.38 5.73
d15 11.92 7.15
d22 2.30 7.08
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 55.54
2 11 128.35
3 13 -55.86
4 16 39.26
5 23 -105.72
[数値例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 248.031 1.70 1.61340 44.3
2 93.679 6.90
3 -49.375 1.60 1.72047 34.7
4 141.483 2.25
5 -277.870 8.71 1.91082 35.2
6 -30.812 1.70 1.85478 24.8
7 -66.429 0.15
8 51.154 7.16 1.95375 32.3
9 -350.929 (可変)
10 47.073 3.09 1.95375 32.3
11 71.654 (可変)
12 75.892 5.87 1.59522 67.7
13 -69.471 1.40 1.73037 32.2
14 33.957 5.53
15(絞り) ∞ (可変)
16 -26.609 3.54 1.59522 67.7
17 -17.412 2.11 1.77047 29.7
18 -373.631 0.15
19 72.847 7.87 1.49700 81.5
20 -30.089 0.15
21* 89.058 7.44 1.80400 46.5
22* -57.335 (可変)
23 -310.178 5.66 2.00100 29.1
24 -46.674 2.00 1.51633 64.1
25 49.131 9.03
26 -30.875 2.00 1.80810 22.8
27 -39.182 13.15
像面 ∞
非球面データ
第21面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.97897e-06 A 6=-5.12245e-09 A 8= 2.75799e-11
A10=-1.25498e-13 A12= 1.30359e-16
第22面
K = 0.00000e+00 A 4= 4.90808e-06 A 6=-8.97778e-09 A 8= 4.67899e-11
A10=-1.52794e-13 A12= 1.43738e-16
各種データ
ズーム比 1.00
焦点距離 48.50
Fナンバー 1.46
半画角(°) 24.04
像高 21.64
レンズ全長 117.40
SK 13.15
無限遠 最至近(-400mm)
d 9 4.25 1.26
D11 1.25 4.25
D15 10.71 5.84
D22 2.03 6.90
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 59.05
2 10 135.54
3 12 -67.42
4 16 40.94
5 23 -120.87
[数値例4]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 164.876 1.50 1.48749 70.2
2 20.639 14.62
3 -28.988 1.20 1.51633 64.1
4 56.721 1.71
5 67.034 12.02 1.76385 48.5
6 -22.034 1.30 1.85478 24.8
7 -60.124 0.20
8 255.835 3.91 2.00069 25.5
9 -65.496 (可変)
10 55.934 2.55 1.48749 70.2
11 118.796 (可変)
12(絞り) ∞ 2.50
13 245.321 5.61 1.80400 46.5
14 -26.450 1.10 1.65412 39.7
15 93.220 (可変)
16 -32.006 4.68 1.43875 94.7
17 -15.087 1.00 1.77047 29.7
18 -395.455 0.20
19 54.595 8.22 1.49700 81.5
20 -29.862 0.20
21* 85.004 7.97 1.80400 46.5
22* -35.187 (可変)
23 243.427 3.53 1.92286 20.9
24 -89.105 1.30 1.72047 34.7
25 45.357 4.55
26 -95.961 1.30 1.61340 44.3
27 -500.012 15.75
像面 ∞
非球面データ
第21面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.03176e-05 A 6=-8.97599e-12 A 8= 4.79996e-12
A10= 8.77999e-15 A12= 2.29248e-16
第22面
K = 0.00000e+00 A 4= 5.65602e-06 A 6=-6.48337e-09 A 8= 4.74058e-11
A10=-1.47303e-13 A12= 5.00730e-16
各種データ
ズーム比 1.00
焦点距離 24.73
Fナンバー 1.46
半画角(°) 36.99
像高 18.62
レンズ全長 118.38
SK 15.75
無限遠 最至近(-240mm)
d 9 6.52 1.50
d11 4.58 9.60
d15 8.03 5.45
d22 2.34 4.93
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 85.00
2 10 213.99
3 13 504.48
4 16 29.70
5 23 -66.79
[数値例5]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 43.783 1.60 1.58313 59.4
2* 23.417 16.54
3 -28.984 1.33 1.54814 45.8
4 277.240 0.50
5 88.645 14.24 1.72916 54.7
6 -19.731 1.35 1.85478 24.8
7 -57.127 8.76
8 201.679 5.77 2.00100 29.1
9 -66.138 (可変)
10 40.947 4.17 2.00100 29.1
11 101.679 (可変)
12 57.991 1.20 1.72047 34.7
13 34.883 4.90
14(絞り) ∞ (可変)
15 -34.531 3.36 1.59522 67.7
16 -20.039 4.08 1.85478 24.8
17 ∞ 0.74
18 171.981 9.31 1.59522 67.7
19 -29.525 0.20
20* 74.578 5.30 1.80400 46.5
21* -99.853 (可変)
22 425.998 2.27 1.92286 20.9
23 -166.628 1.10 1.85478 24.8
24 85.417 4.77
25 -55.961 1.10 1.92286 20.9
26 -157.301 12.58
像面 ∞
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.77732e-07 A 6= 1.20912e-09 A 8= 9.37569e-12
A10=-3.59485e-14
第20面
K = 0.00000e+00 A 4=-4.40418e-06 A 6= 9.56337e-09 A 8= 3.90336e-12
A10=-5.63870e-14
第21面
K = 0.00000e+00 A 4= 2.05459e-06 A 6= 1.29956e-08 A 8= 1.86436e-12
A10=-4.98030e-14
各種データ
ズーム比 1.00
焦点距離 33.95
Fナンバー 1.46
半画角(°) 32.51
像高 21.64
レンズ全長 120.42
SK 12.58
無限遠 最至近(-280mm)
d 9 3.89 1.51
d11 1.25 3.63
d14 9.10 5.07
d21 1.00 5.03
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 53.39
2 10 66.21
3 12 -124.21
4 15 43.59
5 22 -54.75
[数値例6]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 47.083 3.56 1.58313 59.4
2* 23.045 15.68
3 -29.822 1.30 1.54814 45.8
4 226.204 0.50
5 95.025 12.77 1.72916 54.7
6 -19.972 1.37 1.85478 24.8
7 -56.259 7.76
8 242.497 5.57 2.00100 29.1
9 -62.507 (可変)
10 42.047 4.03 2.00100 29.1
11 100.490 (可変)
12(絞り) ∞ 1.00
13 63.310 1.20 1.72047 34.7
14 34.670 (可変)
15 -36.545 4.66 1.59522 67.7
16 -19.259 2.60 1.85478 24.8
17 -790.838 0.38
18 132.302 8.74 1.59522 67.7
19 -30.308 0.77
20* 93.567 5.00 1.80400 46.5
21* -94.997 (可変)
22 225.255 4.62 1.92286 20.9
23 -61.380 1.10 1.85478 24.8
24 99.679 4.76
25 -52.341 1.10 1.92286 20.9
26 -151.590 12.00
像面 ∞
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+00 A 4= 6.10647e-07 A 6= 3.41983e-09 A 8=-2.22684e-12
A10= 1.16645e-14
第20面
K = 0.00000e+00 A 4=-4.62032e-06 A 6= 9.91179e-09 A 8= 1.34288e-12
A10=-1.34773e-14
第21面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.21538e-06 A 6= 1.12263e-08 A 8= 7.22485e-12
A10=-1.40251e-14
各種データ
ズーム比 1.00
焦点距離 34.00
Fナンバー 1.46
半画角(°) 32.47
像高 21.64
レンズ全長 120.33
SK 12.00
無限遠 最至近(-280mm)
d 9 3.46 1.45
d11 2.53 4.54
d14 12.87 7.59
d21 1.00 6.27
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 57.81
2 10 69.82
3 13 -108.28
4 15 48.13
5 22 -67.70
[数値例7]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 -3772.354 1.70 1.61340 44.3
2 89.552 5.10
3 -150.035 1.60 1.72047 34.7
4 99.100 4.35
5 -171.769 5.82 1.90043 37.4
6 -46.321 1.70 1.85478 24.8
7 -82.039 0.15
8 49.323 6.73 1.95375 32.3
9 9674.983 (可変)
10 40.209 3.76 1.87070 40.7
11 66.253 (可変)
12 47.413 7.03 1.53775 74.7
13 -75.535 1.40 1.73037 32.2
14 28.494 6.06
15(絞り) ∞ (可変)
16 -28.889 1.91 1.59522 67.7
17 -22.457 1.00 1.77047 29.7
18 481.120 0.15
19 236.240 4.49 1.59522 67.7
20 -34.012 2.54
21* 194.734 6.00 1.80400 46.5
22* -62.341 (可変)
23 75.902 11.02 2.00100 29.1
24 -39.425 2.00 1.69895 30.1
25 47.404 8.39
26 -41.904 1.92 1.92286 20.9
27 -43.198 12.50
像面 ∞
非球面データ
第21面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.27641e-06 A 6= 1.71078e-08 A 8=-5.41955e-11
A10= 1.42428e-13 A12=-5.81246e-17
第22面
K = 0.00000e+00 A 4= 2.77125e-06 A 6= 5.91417e-09 A 8= 1.65337e-11
A10=-5.38391e-14 A12= 1.64656e-16
各種データ
ズーム比 1.00
焦点距離 49.35
Fナンバー 1.46
半画角(°) 23.67
像高 21.64
レンズ全長 118.24
BF 12.50
d 9 5.79
d11 1.25
d15 11.88
d22 2.00
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 81.60
2 10 110.08
3 12 -65.81
4 16 85.99
5 23 150.11
【0067】
【0068】
[撮像装置]
図13は、実施例1~7の光学系L0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)を示している。
【0069】
10はカメラ本体、11は実施例1~7のいずれかの光学系L0により構成された撮像光学系である。12はカメラ本体10に内蔵され、撮像光学系11によって形成された光学像を撮像(光電変換)する、すなわち撮像光学系11を通して被写体を撮像する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。
【0070】
カメラ本体10はクイックターンミラーを有する一眼レフカメラでもよいし、クイックターンミラーを有さないミラーレスカメラでもよい。
【0071】
実施例1~6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、広 画角かつ大口径比でありながら小型で高い光学性能を有し、高速なオートフォーカスを実 現する撮像装置を得ることができる。
【0072】
以上説明した実施の形態は、以下の構成を含む。
【0073】
(構成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、正の屈折力の第2レンズ群、第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群、および第5レンズ群により構成され、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、
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間または前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間に開口絞りを有し、
フォーカシングに際して、前記第1、第3および第5レンズ群は移動せず、前記第2および第4レンズ群が移動し、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、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、無限遠物体に合焦した状態での前記開口絞りより物体側のレンズ群の合成焦点距離をGFf、無限遠物体に合焦した状態での前記開口絞りより像側のレンズ群の合成焦点距離をGRfとするとき、
0.2≦f1/f≦3.6
-0.05≦GFf/GRf≦10.00
なる条件を満足することを特徴とする光学系。
(構成2)
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空気換算距離をSKとするとき、
0.1≦SK/f≦0.7
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レンズ群の最も物体側のレンズ面から該第1レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をT1とするとき、
0.2≦T1/f≦3.0
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2レンズ群の最も物体側のレンズ面から該第2レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をT2とするとき、
0.01≦T2/f≦0.30
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)
前記第3レンズ群の最も物体側のレンズ面から該第3レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をT3とするとき、
0.01≦T3/f≦0.50
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4レンズ群の最も物体側のレンズ面から該第4レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をT4とするとき、
0.1≦T4/f≦1.5
なる条件を満足する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5レンズ群の最も物体側のレンズ面から該第5レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をT5とするとき、
0.2≦T5/f≦0.9
なる条件を満足する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)
前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、
0.5≦f2/f≦9.0
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4レンズ群の焦点距離をf4とするとき、
0.1≦f4/f≦4.0
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5レンズ群の焦点距離をf5とするとき、
0.2≦|f5/f|≦7.0
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)
前記第2レンズ群の焦点距離をf2、前記第4レンズ群の焦点距離をf4とするとき、
0.5≦f2/f4≦7.5
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)
前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、
0.1≦f1/f2≦5.0
なる条件を満足することを特徴とする構成1から11のいずれか1つに記載の光学系。
(構成13)
無限遠物体に合焦した状態での前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離をf12とするとき、
0.3≦f12/f≦5.0
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14)
0.1≦GFf/f≦5.0
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15)
前記第2レンズ群は、1つのレンズ要素により構成されてい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3レンズ群は、1つのレンズ要素により構成されている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)
前記第1レンズ群は、2つの負レンズを含むことを特徴とする構成1から16のいずれか1つに記載の光学系。
(構成18)
物体側から像側へ順に配置された、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、負の屈折力の前記第3レンズ群、前記開口絞り、前記第4レンズ群および負の屈折力の前記第5レンズ群により構成されていることを特徴とする構成1から17のいずれか1つに記載の光学系。
(構成19)
物体側から像側へ順に配置された、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記開口絞り、正の屈折力の前記第3レンズ群、前記第4レンズ群および負の屈折力の前記第5レンズ群により構成されていることを特徴とする構成1から17のいずれか1つに記載の光学系。
(構成20)
物体側から像側へ順に配置された、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記開口絞り、負の屈折力の前記第3レンズ群、前記第4レンズ群および負の屈折力の前記第5レンズ群により構成されていることを特徴とする構成1から17のいずれか1つに記載の光学系。
(構成21)
物体側から像側へ順に配置された、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、負の屈折力の前記第3レンズ群、前記開口絞り、前記第4レンズ群および正の屈折力の前記第5レンズ群により構成されていることを特徴とする構成1から17のいずれか1つに記載の光学系。
(構成22)
構成1から21のいずれか一項に記載の光学系と、
前記光学系を通して被写体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。
【0074】
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】
【0075】
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
SP 開口絞り
IP 像面