JP2013205535A - 光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 広画角、大口径比でありながら画面全域で高画質の画像を得るのが容易で、防振時においても光学性能を良好に維持することが容易な光学系を得ること。
【解決手段】 焦点距離がバックフォーカスより短い光学系において、光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動して結像位置を移動させる防振レンズ群が開口絞りの像側に隣り合う位置に配置されており、開口絞りの物体側に正レンズと負レンズが接合された接合レンズが配置されており、全系の焦点距離ｆ、防振レンズ群の焦点距離ｆｉｓ、接合レンズの焦点距離ｆｃ、開口絞りから防振レンズ群の物体側のレンズ面までの光軸上の距離Ｄｉｓ、無限遠物体に合焦しているときの最も物体側の第１レンズ面から最も像側の最終レンズ面までの光軸上の距離ＤＬを各々適切に設定したこと。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学系に関し、例えば銀塩フィルム用カメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラ、監視用カメラ、ＴＶカメラ等の撮像装置に用いられる撮影光学系に好適なものである。
近年、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置には、高画素の撮像素子が用いられている。このような高画素の撮像素子を備える撮像装置に用いられる撮影光学系には、諸収差が良好に補正され、画面全体にわたり高い光学性能を有することが要求されている。また、より高精細な画像を得るために、撮影時の手ぶれ等の振動の影響による画像の劣化を抑制する防振機構を有することが求められている。防振機構としては、光学系の一部のレンズ群を光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動させることによって手ぶれ等に起因する像位置の変動を補正する方式が知られている。
従来、焦点距離がバックフォーカスより短い、所謂レトロフォーカスタイプの広角レンズにおいて、防振機構を用いることが知られている（特許文献１）。特許文献１では、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズ群と、正の屈折力を有するレンズ群ＧＬで構成される広角レンズにおいて、レンズ群ＧＬを構成する最も像側の２枚の正レンズを光軸上の点を中心に回転移動させて防振を行うことが開示されている。
特開平８−２２０４２７号公報
レトロフォーカス型の撮影光学系では、開口絞りの前方に負の屈折力のレンズ群が配置され、開口絞りの後方に正の屈折力のレンズ群が配置されており、長いバックフォーカスを確保しつつ広画角の撮影を可能にしている。広画角の撮影光学系においても、撮影光学系が振動すると像ぶれが発生するため、良好なる画像を得るためには防振機能を用いるのが有効である。
光学系（撮影光学系）が振動したときの像ぶれを補正して、良好なる光学性能を得るためには、撮影光学系の適切なる位置に防振機構を配置することが重要になってくる。特許文献１では、最も像面側に近い位置に配置した２つのレンズを防振レンズ群としている。このため、防振レンズ群に入射する軸外光線の主光線の入射位置が高くなり、軸外光線において防振時に像面変動が生じ防振時の収差補正が困難になる傾向がある。また防振レンズ群に入射する軸外光線の入射高が高くなり、防振時にコマ収差の変動が大きくなり光学性能が低下する傾向がある。このため特許文献１の広角レンズは大口径比化を図るのが難しい。
光学系が振動したときの像ぶれを、光学性能を良好に維持しつつ、補正するには、防振レンズ群のレンズ構成や屈折力が重要であると共に、防振レンズ群を光路中の適切な位置に配置することが重要である。特に大口径比化及び広画角化を図りつつ、画面全体にわたり高い光学性能を得ることを目的とした広画角の撮影光学系では重要である。これらの要素が不適切であると防振時に偏心収差が多く発生し、光学性能が大きく低下してくる。
本発明は、広画角、大口径比でありながら画面全域で高画質の画像を得るのが容易で、防振時においても光学性能を良好に維持することが容易な光学系の提供を目的とする。
本発明の光学系は、焦点距離がバックフォーカスより短い光学系において、光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動して結像位置を移動させる防振レンズ群が開口絞りの像側に隣り合う位置に配置されており、前記開口絞りの物体側に正レンズと負レンズが接合された接合レンズが配置されており、全系の焦点距離をｆ、前記防振レンズ群の焦点距離をｆｉｓ、前記接合レンズの焦点距離をｆｃ、前記開口絞りから前記防振レンズ群の物体側のレンズ面までの光軸上の距離をＤｉｓ、無限遠物体に合焦しているときの最も物体側の第１レンズ面から最も像側の最終レンズ面までの光軸上の距離をＤＬとするとき、
０．００＜Ｄｉｓ／ＤＬ＜０．２５
０．３＜ｆｉｓ／ｆ＜３．５
０．３＜−ｆｃ／ｆｉｓ＜３．５
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、広画角、大口径比でありながら画面全域で高画質の画像を得るのが容易で、防振時においても光学性能を良好に維持することが容易な光学系が得られる。
実施例１のレンズ断面図 実施例１の縦収差図 （Ａ）、（Ｂ） 本発明の実施例１の基準状態と０．３°の防振補正をした時の横収差図 実施例２のレンズ断面図 実施例２の縦収差図 （Ａ）、（Ｂ） 本発明の実施例２の基準状態と０．３°の防振補正をした時の横収差図 実施例３のレンズ断面図 実施例３の縦収差図 （Ａ）、（Ｂ） 本発明の実施例３の基準状態と０．３°の防振補正をした時の横収差図 実施例４のレンズ断面図 実施例４の縦収差図 （Ａ）、（Ｂ） 本発明の実施例４の基準状態と０．３°の防振補正をした時の横収差図 本発明の撮像装置の要部概略図
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明の光学系は、焦点距離がバックフォーカスより短い。光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動して結像位置を移動させる防振レンズ群が開口絞りの像側に隣り合う位置に配置されている。開口絞りの物体側に正レンズと負レンズを接合した接合レンズが配置されている。
図１は本発明の実施例１のレンズ断面図、図２は実施例１の無限遠物体にフォーカスしているときの縦収差図である。図３（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例１における基準状態と０．３°の防振補正をしたときの横収差図である。図４は本発明の実施例２のレンズ断面図、図５は実施例２の無限遠物体にフォーカスしているときの縦収差図である。図６（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例２における基準状態と０．３°の防振補正をしたときの横収差図である。
図７は本発明の実施例３のレンズ断面図、図８は実施例３の無限遠物体にフォーカスしているときの縦収差図である。図９（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例３における基準状態と０．３°の防振補正をしたときの横収差図である。図１０は本発明の実施例４のレンズ断面図、図１１は実施例４の無限遠物体にフォーカスしているときの縦収差図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例４における基準状態と０．３°の防振補正をしたときの横収差図である。図１３は本発明の光学系を備える一眼レフカメラ(撮像装置)の要部概略図である。
各実施例の光学系は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルム用カメラ等の撮像装置（光学装置）に用いられる撮影光学系である。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。尚、各実施例の光学系をプロジェクターなどの投射レンズとして用いても良い。このときは左方がスクリーン、右方が被投射画像となる。
レンズ断面図において、ＬＡは光学系である。光学系ＬＡは開口絞りＳＰを挟んで物体側に前方レンズ群ＬＦと像側に正の屈折力の後方レンズ群ＬＲを有している。Ｌ１はフォーカスに際して不動の正又は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２はフォーカスに際して移動する正の屈折力の第２レンズ群である。
第２レンズ群Ｌ２は開口絞り（絞り）ＳＰの物体側と像側に各々レンズ群を有している。そして開口絞りＳＰの像側に隣り合う位置に、単一レンズ又は接合レンズよりなる防振レンズ群Ｇｉｓを有している。Ｌｃは防振レンズ群Ｇｉｓの物体側に配置されている負の屈折力の接合レンズである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチル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センサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。
それぞれの縦収差図は、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲、倍率色収差を表している。球面収差と倍率色収差を示す図において、実線はｄ線（５８７．６ｎｍ）、破線はｇ線（４３５．８ｎｍ）を表している。また、非点収差を示す図において、実線のＳはｄ線のサジタル方向、破線のＭはｄ線のメリディオナル方向を表している。また、歪曲を示す図は、ｄ線における歪曲を表している。横収差図において、実線はｄ線のメリディオナル方向、破線はｄ線のサジタル方向、２点鎖線はｇ線のメリディオナル方向を表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは撮影画角の半画角（度）、ｈｇｔは像高である。
本発明の光学系の具体的な構成は、物体側より像側へ順に、正または負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２を有し、第２レンズ群Ｌ２を光軸上に移動させてフォーカシングを行う撮像用の光学系である。前記第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、物体側の面が凸形状の正レンズよりなっている。第２レンズ群Ｌ２は物体側より像側へ順に、像側の面が凹でメニスカス形状の負の屈折力のレンズ（負レンズ）、正の屈折力のレンズ（正レンズ）、正レンズと負レンズを接合した負の屈折力の接合レンズ、開口絞りを有している。
更に開口絞りＳＰの像側に光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動させることで像振れを低減する正の屈折力の防振レンズ群Ｇｉｓ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、正レンズを有している。
一般に撮像光学系において、最大画角の軸外光線の光軸からの高さは開口絞りＳＰからの光軸方向の距離が離れるにつれ高くなる。このため、開口絞りＳＰから離れた位置に配置するレンズは光線有効径が大きくなってしまう。そのため、この開口絞りＳＰ近傍に防振レンズ群Ｇｉｓを配置すれば、光線有効径は小さくなり防振のための移動を考慮してもレンズ径を小型に押さえることが容易となる。また、防振レンズ群Ｇｉｓを通る光線の入射高も小さいため防振時の収差変動も小さくし易い。
このことから、各実施例の光学系では前述のように、防振レンズ群を開口絞りＳＰに近い位置に配置して、防振レンズ群の有効径の大型化を抑制している。この結果として、防振レンズの駆動機構の負荷を軽減し、レンズ全体としてもコンパクト化が容易になる。また同時に、全系の中でも開口絞りＳＰに近い位置のレンズ群を光軸に対し垂直方向の成分を持つ方向に移動する防振レンズ群としている。これにより防振レンズ群内を通る軸外光線の高さを低くし、防振時の軸外光線の収差変動が少ない光学系を実現している。
特に、大口径化すると光学系のレンズ径は大きくなり、防振レンズ群のレンズ径も大きくなる。それに伴い防振レンズ群の重量が重くなり、防振駆動機構はさらに大型化してくる。大口径化の際には、防振レンズ群は軽量にすることが好ましく、レンズ枚数は少ない方が望ましい。しかしながら、大口径化に伴い軸上光線の光束径が大きくなり、防振時のコマ収差の変動により光学性能が低下してくる。
以上の理由により撮像用の光学系では、少ないレンズ枚数で防振時にも十分な収差補正を行うことができるよう、少ないレンズ枚数で構成された防振レンズ群Ｇｉｓで発生する収差を他のレンズ群で効率的に相殺することが肝要である。そのため、各実施例の光学系では、防振レンズ群Ｇｉｓの物体側に補助レンズ群として正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズを接合した全体として負の屈折力の接合レンズＬｃを配置している。
これにより、少ないレンズ枚数であっても十分な収差補正ができるようにしている。また、防振レンズ群Ｇｉｓを１つのレンズ（防振レンズ）で構成したことで、大口径比化を図った時にも、防振レンズ群Ｇｉｓの重量が過度に重くならず、防振駆動機構にも大きな負担を掛けずに構成することを容易にしている。またこのように防振レンズ群Ｇｉｓと隣接する補助レンズ群Ｌｃに互いに異なる符号の屈折力を持たせることで、防振レンズ群Ｇｉｓに適切な防振敏感度を持たせることを容易にしている。
各実施例では、防振レンズ群Ｇｉｓを光軸に対して直交する方向成分を含む方向に変移させることにより、手振れ等の振動に起因する像振れを補正する防振を行う。ここで「光軸に対して直交する方向成分を含む方向」には、光軸に直交する方向だけでなく、光軸に直交する方向からずれた方向（例えば、光軸に直交する方向に対して傾いた方向や、光軸上の点を中心とした回転方向）をも含む。
各実施例において全系の焦点距離をｆ、防振レンズ群Ｇｉｓの焦点距離をｆｉｓ、接合レンズＬｃの焦点距離をｆｃとする。開口絞りＳＰから防振レンズ群Ｇｉｓの開口絞りＳＰ側のレンズ面までの光軸上の距離をＤｉｓ、無限遠物体に合焦しているときの物体側の第１レンズ面から最終レンズ面までの光軸上の距離をＤＬとする。このとき、
０．００＜Ｄｉｓ／ＤＬ＜０．２５ ・・・（１）
０．３＜ｆｉｓ／ｆ＜３．５ ・・・（２）
０．３＜−ｆｃ／ｆｉｓ＜３．５ ・・・（３）
なる条件式を満足している。
ここで「光軸上の距離」の符号は、物体側から像側に向かう方向を正とし、その逆方向（像側から物体側に向かう方向）を負とする。
次に前述した各条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は、開口絞りＳＰから、防振レンズ群Ｇｉｓのうち開口絞りＳＰに対して最も近いレンズ面までの光軸上の距離を適切にするための条件である。
条件式（１）の上限値を超えて防振レンズ群Ｇｉｓが開口絞りＳＰに対して像側に離れすぎると、防振レンズ群Ｇｉｓの有効径が大型化するので、好ましくない。また、防振レンズ群Ｇｉｓを通る軸外光線の光軸からの入射高さが高くなり、防振時の軸外光線の収差補正が難しくなってくる。条件式（１）の下限値に近づいて防振レンズ群Ｇｉｓが開口絞りＳＰに近づいてくると開口絞りＳＰと防振レンズ群Ｇｉｓが干渉しやすくなるので良くない。なお、より好ましくは、条件式（１）の数値範囲を以下のように設定するとよい。
０．００＜Ｄｉｓ／ＤＬ＜０．０７ ・・・（１ａ）
条件式（２）は、全系の焦点距離に対する防振レンズ群Ｌｉｓの焦点距離の比を適切にし、防振レンズ群Ｇｉｓを光軸と垂直方向に変移させた時の収差変動の敏感度と像位置の変移の敏感度をバランス良く維持するための条件式である。条件式（２）の上限を超えて防振レンズ群Ｇｉｓの屈折力が弱くなると、防振時に光軸と垂直方向の成分を持つ方向に移動させる量が大きくなって駆動機構が大型化してくる。
条件式（２）の下限を超えて防振レンズ群Ｇｉｓの屈折力が強くなると、防振の際に偏心収差が多く発生し、防振時の光学性能が悪化して望ましくない。また、防振レンズ群Ｇｉｓの変位量に対する像位置の変化量（以下、防振敏感度という）が大きくなるため、必要な防振効果を得るための防振レンズ群Ｇｉｓの変位量が小さくなり過ぎて、その変位量を電気的又は機械的に精度良く制御するのが困難になる。また、更に好ましくは条件式（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．５＜ｆｉｓ／ｆ＜３．０ ・・・（２ａ）
条件式（３）は、防振レンズ群Ｇｉｓとその物体側にある正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズを接合した接合レンズ（補助レンズ）Ｌｃの屈折力バランスを適切に設定するためのものである。特に防振レンズ群Ｇｉｓを光軸と垂直方向に変移させた時の収差補正分担と像位置補正の敏感度のバランスを適切に維持するための条件式である。各実施例では防振レンズ群Ｇｉｓの物体側に接合レンズＬｃを配置することで、屈折力バランスを適切にする際に発生する軸上色収差を抑えている。
条件式（３）の上限を超えて防振レンズ群Ｇｉｓの屈折力が強くなると、防振の際に偏心収差が多く発生し、光学性能が劣化してくる。また、条件式（３）の下限を超えて防振レンズ群Ｇｉｓの屈折力が弱くなると、防振敏感度が低くなり過ぎ、防振時に光軸と垂直成分を持つ方向に駆動させる量が大きくなって駆動機構の大型化を招き好ましくない。更に好ましくは条件式（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．５＜−ｆｃ／ｆｉｓ＜３．０ ・・・（３ａ）
各実施例では、以上の条件を満足することで、高い光学性能を有しながらも、防振レンズ群Ｇｉｓの小型化を容易にし、かつ防振時にも良好な画像を得ることができる広画角レンズを得ている。また各実施例においては、最も像面側に非球面を有する正の屈折力のレンズを配置することが好ましい。最も像側に非球面形状を有した正の屈折力のレンズを配置することで、サジタル像面の倒れを少なくすることができ、画面周辺まで良好な光学性能を得ることが容易になる。
各実施例において、防振時の光学性能を良好に維持しつつ、高い光学性能を得るには、以下の条件式のうち１以上を満足することが望ましい。防振レンズ群Ｇｉｓの横倍率をβｉｓ、防振レンズ群Ｇｉｓの像側に配置されているレンズ群の横倍率をβｒとする。防振レンズ群Ｇｉｓは単一レンズより構成され、該単一レンズの材料のｄ線に対するアッベ数をνｄｉｓとする。このとき、次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
０．１＜｜（１−βｉｓ）βｒ｜＜１．３ ・・・（４）
３５＜νｄｉｓ ・・・（５）
条件式（４）は防振レンズ群Ｇｉｓの光軸に対し垂直方向への成分の移動量とこれに伴い発生する結像面上の像点移動量の比に関し、この値が大きいほど少ない移動量で大きな像点移動が容易になる。以下、条件式（４）の値を防振敏感度と称する。
条件式（４）の上限を超えて防振敏感度が高すぎると一定の防振効果を得るための防振レンズ群Ｇｉｓの変位量（移動量）が小さくなり過ぎて、その移動量を電気的又は機械的に精度良く駆動させるのが困難になってくる。また、条件式（４）の下限値を超えて防振敏感度が低すぎる場合、防振時に光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させる量が大きくなって駆動機構が大型化してくるので好ましくない。更に好ましくは条件（４）の数値範囲を以下のように設定するのがよい。
０．２＜｜（１−βｉｓ）βｒ｜＜１.０ ・・・（４ａ）
条件式（５）は防振レンズ群Ｇｉｓを構成する防振レンズの材料のｄ線に対するアッベ数に関し、防振時に発生する収差のうち特に軸上色収差や倍率色収差などの色収差を良好に補正するための条件式である。
防振レンズ群Ｇｉｓは小型軽量化のため可能な限り少ないレンズ枚数で構成することが望ましい。最も好ましくは１つの正レンズ、又は１つの負レンズで構成することである。即ち、単レンズで構成することである。条件式（５）の下限を超えて防振レンズＧｉｓを構成する材料のアッベ数が小さいと、防振時に発生する軸上色収差や倍率色収差などの色収差が大きくなり、これらの補正が困難となる。また、更に好ましくは条件式（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
４０＜νｄｉｓ ・・・（５ａ）
以上のように各実施例によれば、防振時に諸収差の発生が少なく、良好なる光学性能を有した焦点距離がバックフォーカスより短い所謂レトロフォーカスタイプの光学系が得られる。また同時に、防振レンズ群を駆動する機構に過大な負荷が生じない簡易なレンズ構成で小型の光学系が容易に得られる。
次に、本発明の光学系を用いた一眼レフカメラシステム（撮像装置）の実施例を、図１３を用いて説明する。図１３において、１０は一眼レフカメラ本体、１１は本発明による光学系を搭載した交換レンズである。１２は交換レンズ１１を通して得られる被写体像を記録するフィルムや撮像素子などの記録手段である。１３は交換レンズ１１からの被写体像を観察するファインダー光学系、１４は交換レンズ１１で形成された被写体像を記録手段１２とファインダー光学系１３に切り替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。
ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー１４を介してピント板１５に結像した被写体像をペンタプリズム１６で正立像としたのち、接眼光学系１７で拡大して観察する。撮影時にはクイックリターンミラー１４が矢印方向に回動して被写体像は記録手段１２に結像して記録される。１８はサブミラー、１９は焦点検出装置である。このように本発明の光学系を一眼レフカメラ等の交換レンズ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有した撮像装置が実現できる。尚、本発明の光学系はクイックリターンミラーのないミラーレスの一眼レフカメラにも同様に適用できる。
以下に、実施例１〜４に各々対応する数値実施例１〜４を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順番を示し、ｒｉは第ｉ番目（第ｉ面）の曲率半径である。ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔である。ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線を基準とした屈折率、アッベ数を示す。ＢＦはバックフォーカスである。＊はその面が非球面であることを示す。（非球面データ）には、非球面を次式で表した場合の非球面係数を示す。
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）2｝1/2 ＋Ａ４・ｈ4＋Ａ６・ｈ6＋Ａ８・ｈ8＋Ａ１０・ｈ10＋Ａ１２・ｈ12
但し、
ｘ：光軸方向の基準面からの変位量である。
ｈ：光軸に対して垂直な方向の高さである。
Ｒ：ベースとなる２次曲面の半径である。
Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。なお、「ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。又前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。
（数値実施例１）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 107.841 2.00 1.48749 70.2
2 36.325 3.37
3 60.900 4.53 1.77250 49.6
4 253.393 9.91
5 478.362 1.50 1.58144 40.8
6 19.063 9.05
7 32.422 4.55 1.88300 40.8
8 -98.623 3.98
9 -54.460 3.64 1.88300 40.8
10 -20.463 1.00 1.61293 37.0
11 63.422 3.24
12(絞り) ∞ 2.68
13 69.180 2.29 1.69680 55.5
14 -128.073 5.46
15 -15.746 0.95 1.73800 32.3
16 -131.434 4.37 1.59522 67.7
17 -18.862 0.20
18* -91.820 3.48 1.58313 59.4
19 -23.365

非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.49529e-005 A 6= 4.91763e-009 A 8=-4.11063e-011

焦点距離 34.49
Fナンバー 2.05
半画角（度） 32.10
像高 21.64
レンズ全長 104.50
BF 38.30
（数値実施例２）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 132.460 2.00 1.62299 58.2
2 34.266 4.76
3 93.710 4.21 1.77250 49.6
4 -524.055 9.95
5 68.381 1.50 1.60562 43.7
6 22.966 7.04
7 27.744 6.32 1.83481 42.7
8 -106.109 2.76
9 -52.472 3.53 1.83400 37.2
10 -23.397 1.10 1.59551 39.2
11 36.125 3.72
12(絞り) ∞ 2.35
13 72.096 2.30 1.72916 54.7
14 -124.797 5.65
15 -14.420 1.00 1.78472 25.7
16 -102.223 3.96 1.83481 42.7
17 -20.023 0.20
18* -58.818 4.29 1.58313 59.4
19 -20.458

非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.82729e-005 A 6= 3.11467e-008 A 8=-5.17296e-010
A10= 2.93372e-012 A12=-5.92984e-015

焦点距離 34.49
Fナンバー 2.02
半画角（度） 32.10
像高 21.64
レンズ全長 104.24
BF 37.58
（数値実施例３）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 71.195 2.00 1.48749 70.2
2 36.050 3.76
3 63.886 4.12 1.77250 49.6
4 221.701 11.17
5 -214.904 1.50 1.58144 40.8
6 19.706 8.54
7 37.566 4.39 1.88300 40.8
8 -77.437 4.20
9 -49.840 3.75 1.88300 40.8
10 -19.588 1.00 1.60342 38.0
11 202.255 2.40
12(絞り) ∞ 2.64
13 98.946 1.79 1.72916 54.7
14 -203.419 5.7
15 -15.432 0.95 1.68893 31.1
16 -78.954 4.52 1.49700 81.5
17 -17.330 0.20
18* -104.072 3.57 1.58313 59.4
19 -23.339

非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.57839e-005 A 6= 8.94837e-009 A 8=-5.94828e-011

焦点距離 34.5
Fナンバー 2.05
半画角（度） 32.09
像高 21.64
レンズ全長 104.5
BF 38.3
（数値実施例４）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 156.683 2.00 1.48749 70.2
2 39.154 3.56
3 75.419 4.65 1.77250 49.6
4 -24596.307 10.41
5 -220.720 1.50 1.58144 40.8
6 19.974 7.76
7 32.644 4.39 1.88300 40.8
8 -112.408 4.77
9 -61.668 3.78 1.88300 40.8
10 -20.465 1.00 1.62004 36.3
11 114.664 2.62
12(絞り) ∞ 2.52
13 74.645 2.15 1.72916 54.7
14 -129.232 5.32
15 -16.296 0.95 1.73800 32.3
16 -293.682 5.27 1.59522 67.7
17 -20.362 0.20
18* -67.364 3.35 1.58313 59.4
19 -22.066

非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.61559e-005 A 6= 3.74810e-009 A 8=-5.07547e-011


焦点距離 34.47
Fナンバー 2.05
半画角（度） 32.11
像高 21.64
レンズ全長 104.5
BF 38.3
ＬＡ 光学系 ＬＦ 前方レンズ群 ＬＲ 後方レンズ群
Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 Ｇｉｓ 防振レンズ群
Ｌｃ 補助レンズ群 ＳＰ 開口絞り

Claims (7)

  1. 焦点距離がバックフォーカスより短い光学系において、光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動して結像位置を移動させる防振レンズ群が開口絞りの像側に隣り合う位置に配置されており、前記開口絞りの物体側に正レンズと負レンズが接合された接合レンズが配置されており、全系の焦点距離をｆ、前記防振レンズ群の焦点距離をｆｉｓ、前記接合レンズの焦点距離をｆｃ、前記開口絞りから前記防振レンズ群の物体側のレンズ面までの光軸上の距離をＤｉｓ、無限遠物体に合焦しているときの最も物体側の第１レンズ面から最も像側の最終レンズ面までの光軸上の距離をＤＬとするとき、
    ０．００＜Ｄｉｓ／ＤＬ＜０．２５
    ０．３＜ｆｉｓ／ｆ＜３．５
    ０．３＜−ｆｃ／ｆｉｓ＜３．５
    なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
  2. 前記防振レンズ群の横倍率をβｉｓ、前記防振レンズ群の像側に配置されているレンズ群の横倍率をβｒとするとき、
    ０．１＜｜（１−βｉｓ）βｒ｜＜１．３
    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。
  3. 前記防振レンズ群は単一レンズより構成され、該単一レンズの材料のｄ線に対するアッベ数をνｄｉｓとするとき、
    ３５＜νｄｉｓ
    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。
  4. 前記光学系は、物体側から像側へ順に、正又は負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群を有し、フォーカシングに際して前記第２レンズ群が移動し、前記接合レンズ、前記開口絞り、前記防振レンズ群は前記第２レンズ群に含まれてい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。
  5. 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、正レンズよりなり、前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、像側の面が凹でメニスカス形状の負レンズ、正レンズ、正レンズと負レンズが接合された接合レンズ、開口絞り、光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動して結像位置を移動させる防振レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、正レンズよりなることを特徴とする請求項４に記載の光学系。
  6. 最も像側のレンズは非球面を有する正の屈折力のレンズであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学系。
  7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学系を有することを特徴とする撮像装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017058478A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 株式会社リコー 結像レンズ系および撮像装置および携帯情報端末装置
JP7495119B2 (ja) 2020-10-28 2024-06-04 株式会社シグマ 単焦点レンズ

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5582913B2 (ja) * 2010-08-06 2014-09-03 キヤノン株式会社 防振機能を有する単焦点レンズ
JP2016012082A (ja) * 2014-06-30 2016-01-21 株式会社タムロン 光学系及び撮像装置
JP6494192B2 (ja) * 2014-06-30 2019-04-03 株式会社タムロン 光学系及び撮像装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09113800A (ja) * 1995-10-13 1997-05-02 Nikon Corp レトロフォーカス型レンズ
JP2000258686A (ja) * 1999-03-08 2000-09-22 Nikon Corp 高解像の撮影レンズ系
JP2004226740A (ja) * 2003-01-23 2004-08-12 Nikon Corp 広角レンズ
JP2009008845A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Konica Minolta Opto Inc ズームレンズ及び撮像装置
JP2010145759A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Nikon Corp ズームレンズ、このズームレンズを備えた光学機器、及び、ズームレンズの製造方法
JP2011059288A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 Nikon Corp 広角レンズ、この広角レンズを有する光学機器、及び、広角レンズの製造方法
JP2011197058A (ja) * 2010-03-17 2011-10-06 Panasonic Corp ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP2012008268A (ja) * 2010-06-23 2012-01-12 Nikon Corp ズームレンズ、撮像装置、ズームレンズの製造方法
JP2012047813A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Panasonic Corp ズームレンズ系、交換レンズ装置及びカメラシステム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0727975A (ja) * 1993-07-12 1995-01-31 Nikon Corp 防振機能を備えたリアコンバージョンレンズ
JP3528947B2 (ja) * 1995-06-08 2004-05-24 株式会社ニコン 近接撮影可能なズームレンズ
US6473231B2 (en) * 1997-03-18 2002-10-29 Canon Kabushiki Kaisha Variable magnification optical system having image stabilizing function
JP5399175B2 (ja) * 2009-09-09 2014-01-29 コニカミノルタ株式会社 広角レンズ，撮像光学装置及びデジタル機器
JP5484197B2 (ja) * 2010-05-26 2014-05-07 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
US8830592B2 (en) * 2010-06-23 2014-09-09 Nikon Corporation Zoom lens, imaging apparatus, and method for manufacturing zoom lens
JP5582913B2 (ja) * 2010-08-06 2014-09-03 キヤノン株式会社 防振機能を有する単焦点レンズ
JP6053441B2 (ja) * 2012-10-10 2016-12-27 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09113800A (ja) * 1995-10-13 1997-05-02 Nikon Corp レトロフォーカス型レンズ
JP2000258686A (ja) * 1999-03-08 2000-09-22 Nikon Corp 高解像の撮影レンズ系
JP2004226740A (ja) * 2003-01-23 2004-08-12 Nikon Corp 広角レンズ
JP2009008845A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Konica Minolta Opto Inc ズームレンズ及び撮像装置
JP2010145759A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Nikon Corp ズームレンズ、このズームレンズを備えた光学機器、及び、ズームレンズの製造方法
JP2011059288A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 Nikon Corp 広角レンズ、この広角レンズを有する光学機器、及び、広角レンズの製造方法
JP2011197058A (ja) * 2010-03-17 2011-10-06 Panasonic Corp ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP2012008268A (ja) * 2010-06-23 2012-01-12 Nikon Corp ズームレンズ、撮像装置、ズームレンズの製造方法
JP2012047813A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Panasonic Corp ズームレンズ系、交換レンズ装置及びカメラシステム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017058478A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 株式会社リコー 結像レンズ系および撮像装置および携帯情報端末装置
JP7495119B2 (ja) 2020-10-28 2024-06-04 株式会社シグマ 単焦点レンズ

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