JP2020173366A - Image capturing optical system, image capturing optical device, and digital equipment - Google Patents

Image capturing optical system, image capturing optical device, and digital equipment Download PDF

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JP2020173366A JP2019075801A JP2019075801A JP2020173366A JP 2020173366 A JP2020173366 A JP 2020173366A JP 2019075801 A JP2019075801 A JP 2019075801A JP 2019075801 A JP2019075801 A JP 2019075801A JP 2020173366 A JP2020173366 A JP 2020173366A
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亮介 今嶋
Ryosuke Imajima
亮介 今嶋
卓万 廣瀬
Takakazu Hirose
卓万 廣瀬
大輔 棚橋
Daisuke Tanahashi
大輔 棚橋
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Yasushi Yamamoto
康 山本
真美 村谷
Mami Muratani
真美 村谷
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Abstract

To provide an image capturing optical system which features both a bright F-number and a lighter focusing group, and yet is well corrected for aberrations from an infinity end to a proximity end and capable of providing uniform image quality over an entire image, and to provide an image capturing optical device and digital equipment having the same.SOLUTION: An image capturing optical system LN provided herein consists of first through fourth lens groups Gr1-Gr4 having positive, negative, positive and negative power, respectively, and is configured such that the second lens group Gr2 moves toward the image side and the third lens group Gr3 moves toward the object side when shifting focus from infinity to a nearby object. The second lens group Gr2 consists of a cemented lens of a positive lens L21 and a negative lens L22 in order from the object side, and the third lens group Gr3 consists of a positive lens L31. The second and third lens groups satisfy conditions expressed as: nd(2GrP)-nd(3GrP)>0.2 and νd(3GrP)-νd(2GrP)>40, where nd(2GrP) and nd(3GrP) respectively represent refractive indices of the positive lenses L21, L31 for the d-ray, and νd(2GrP) and νd(3GrP) respectively represents Abbe numbers of the positive lenses L21, L31 for the d-ray.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は撮像光学系,撮像光学装置及びデジタル機器に関するものであり、例えば、レンズ交換式デジタルカメラ用の大口径中望遠レンズとして最適な撮像光学系と、その撮像光学系で取り込んだ被写体の映像を撮像素子で電気的な信号として出力する撮像光学装置と、その撮像光学装置を搭載したデジタルカメラ等の画像入力機能付きデジタル機器と、に関するものである。 The present invention relates to an imaging optical system, an imaging optical device, and a digital device. For example, an imaging optical system optimal as a large-diameter medium telephoto lens for an interchangeable lens digital camera and an image of a subject captured by the imaging optical system. The present invention relates to an image pickup optical device that outputs an electric signal by an image pickup element, and a digital device having an image input function such as a digital camera equipped with the image pickup optical device.

近年、レンズ交換式カメラとしてデジタルカメラが一般的になっている。デジタルカメラでは、ユーザーがモニターで等倍の撮影画像を見ることが可能であるため、撮像光学系には結像性能の向上がより一層求められるようになってきている。また、一眼レフカメラから跳ね上げミラーを取り除いたミラーレスレンズ交換式カメラのなかには、従来の一眼レフカメラにおいて主流であった位相差AF(autofocus)を用いることができないものも存在する。そのようなカメラの多くには、フォーカス群を走査してコントラストが最大になる場所を探すことでフォーカシングを行う、いわゆるコントラストAFが用いられている。 In recent years, digital cameras have become common as interchangeable lens cameras. With digital cameras, users can view captured images at the same magnification on a monitor, so there is an increasing demand for improved imaging performance in imaging optical systems. In addition, some mirrorless interchangeable-lens cameras in which the flip-up mirror is removed from the single-lens reflex camera cannot use the phase difference AF (autofocus), which has been the mainstream in conventional single-lens reflex cameras. Many of such cameras use so-called contrast AF, which performs focusing by scanning the focus group to find a place where the contrast is maximized.

位相差AFの場合、AFセンサーからの情報を用いて、合焦させるのに必要なフォーカス群の移動量を算出できるため、その量にしたがってフォーカス群を移動させることができる。一方、コントラストAFの場合、AFセンサーから得られる情報はその瞬間のコントラスト値のみであり、フォーカス群を移動させて、その時々のコントラストの変化を読み取りながら、コントラストが最大となる場所を探すことでフォーカス動作を行うことになる。したがって、合焦に至るまでのフォーカス群の移動量は、コントラストAFと位相差AFとで比較した場合、前者の場合が圧倒的に大きくなる。 In the case of phase-difference AF, since the amount of movement of the focus group required for focusing can be calculated using the information from the AF sensor, the focus group can be moved according to that amount. On the other hand, in the case of contrast AF, the information obtained from the AF sensor is only the contrast value at that moment, and by moving the focus group and reading the change in contrast at that time, searching for the place where the contrast is maximized. The focus operation will be performed. Therefore, the amount of movement of the focus group until focusing is overwhelmingly larger in the former case when the contrast AF and the phase difference AF are compared.

例えば、特許文献1〜3で提案されているような大口径(F値:2以下)で中望遠(フルサイズで焦点距離:70〜135mm程度)の撮像光学系において、コントラストAFに対応しようとすれば、フォーカス群の大きな移動量をカバーするために、AFを高速化することが必要になる。しかし、アクチュエーターの速度アップは製品サイズの大型化を招き、フォーカス敏感度のアップはフォーカス精度の低下を招くため、いずれの場合もAFの高速化には限界がある。そこで、ポイントとなるのがフォーカス群の軽量化である。 For example, in an imaging optical system having a large diameter (F value: 2 or less) and a medium telephoto (full size, focal length: about 70 to 135 mm) as proposed in Patent Documents 1 to 3, it is attempted to support contrast AF. Then, it is necessary to increase the speed of AF in order to cover a large amount of movement of the focus group. However, increasing the speed of the actuator leads to an increase in product size, and increasing focus sensitivity causes a decrease in focus accuracy. Therefore, in either case, there is a limit to the speed of AF. Therefore, the point is to reduce the weight of the focus group.

フォーカス群の軽量化には、レンズ枚数の削減が有効である。しかし、フォーカス群のレンズ枚数を削減すると、フォーカス時の収差変動を十分に補正することが困難になる。特に色収差の変動は焦点距離に比例して大きくなるため、中望遠の撮像光学系で良好な結像性能を得ることは困難である。したがって、AFを高速化するためのフォーカス群の軽量化と、無限端から至近端に至るまでの結像性能の向上と、を両立させることが、撮像光学系には必要になる。 Reducing the number of lenses is effective for reducing the weight of the focus group. However, if the number of lenses in the focus group is reduced, it becomes difficult to sufficiently correct the aberration fluctuation at the time of focusing. In particular, since the fluctuation of chromatic aberration increases in proportion to the focal length, it is difficult to obtain good imaging performance with a medium telephoto imaging optical system. Therefore, it is necessary for the imaging optical system to achieve both a weight reduction of the focus group for speeding up AF and an improvement of imaging performance from the infinite end to the nearest end.

特開2017−173409号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-173409 特開2015−96915号公報JP-A-2015-96915 特開2014−142601号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-142601

特許文献1で提案されている撮像光学系では、フォーカス時の結像性能を確保するために、フォーカス群のレンズ枚数が多くなっている。したがって、フォーカス群は軽量化されておらず、AFを高速化することはできない。特許文献2で提案されている撮像光学系では、第2レンズ群を構成する負レンズ1枚でフォーカスする構成になっている。そのため、フォーカス時に発生する収差変動が大きくなっている。特許文献3には、第2レンズ群を構成する負レンズ1枚と、第3レンズ群を構成する正レンズ1枚と、でフォーカスする撮像光学系が提案されているが、第2,第3レンズ群のそれぞれでフォーカス時に発生する収差変動が大きくなってしまう。 In the imaging optical system proposed in Patent Document 1, the number of lenses in the focus group is large in order to secure the imaging performance at the time of focusing. Therefore, the focus group is not lightened, and AF cannot be speeded up. The imaging optical system proposed in Patent Document 2 has a configuration in which one negative lens constituting the second lens group is used for focusing. Therefore, the aberration fluctuation generated at the time of focusing is large. Patent Document 3 proposes an imaging optical system that focuses with one negative lens constituting the second lens group and one positive lens forming the third lens group, but the second and third lenses are proposed. Aberration fluctuations that occur during focusing become large in each of the lens groups.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、明るいF値とフォーカス群の軽量化とを両立しながら、無限端から至近端に至るまで収差が良好に補正され、画像全体で均一な画質を得ることが可能な撮像光学系,それを備えた撮像光学装置及びデジタル機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to satisfactorily correct aberrations from the infinite end to the nearest end while achieving both a bright F value and a weight reduction of the focus group. It is an object of the present invention to provide an imaging optical system capable of obtaining uniform image quality over the entire image, an imaging optical device provided with the imaging optical system, and a digital device.

上記目的を達成するために、第1の発明の撮像光学系は、物体側から順に、正パワーの第1レンズ群と、負パワーの第2レンズ群と、正パワーの第3レンズ群と、負パワーの第4レンズ群とからなり、
無限遠から至近物体へのフォーカシングにおいて、前記第2レンズ群が像側に移動し、前記第3レンズ群が物体側に移動し、
前記第2レンズ群が物体側から順に正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、前記第3レンズ群が正レンズからなり、
以下の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴とする。
nd(2GrP)−nd(3GrP)>0.2 …(1)
νd(3GrP)−νd(2GrP)>40 …(2)
ただし、
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
nd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
νd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
である。
In order to achieve the above object, the imaging optical system of the first invention comprises a positive power first lens group, a negative power second lens group, and a positive power third lens group in order from the object side. It consists of a 4th lens group with negative power.
In focusing from infinity to a close object, the second lens group moves to the image side, and the third lens group moves to the object side.
The second lens group is composed of a junction lens of a positive lens and a negative lens in order from the object side, and the third lens group is composed of a positive lens.
It is characterized by satisfying the following conditional equations (1) and (2).
nd (2GrP) -nd (3GrP)> 0.2 ... (1)
νd (3GrP) -νd (2GrP)> 40 ... (2)
However,
nd (2GrP): Refractive index with respect to the d-line of the positive lens in the second lens group,
nd (3GrP): Refractive index with respect to the d-line of the positive lens in the third lens group,
νd (2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group,
νd (3GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the third lens group,
Is.

第2の発明の撮像光学系は、上記第1の発明において、前記接合レンズが物体側に凹面を向けた接合面を持ち、以下の条件式(3)及び(4)を満足することを特徴とする。
0.11<nd(2GrP)−nd(2GrN)<0.35 …(3)
−20<νd(2GrP)−νd(2GrN)<−5 …(4)
ただし、
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
nd(2GrN):第2レンズ群における負レンズのd線に関する屈折率、
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
νd(2GrN):第2レンズ群における負レンズのd線に関するアッベ数、
である。
The imaging optical system of the second invention is characterized in that, in the first invention, the bonding lens has a bonding surface with a concave surface facing the object side, and satisfies the following conditional expressions (3) and (4). And.
0.11 <nd (2GrP) -nd (2GrN) <0.35 ... (3)
-20 <νd (2GrP) -νd (2GrN) <-5 ... (4)
However,
nd (2GrP): Refractive index with respect to the d-line of the positive lens in the second lens group,
nd (2GrN): Refractive index with respect to the d-line of the negative lens in the second lens group,
νd (2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group,
νd (2GrN): Abbe number for the d-line of the negative lens in the second lens group,
Is.

第3の発明の撮像光学系は、上記第1又は第2の発明において、以下の条件式(5)〜(7)を満足することを特徴とする。
0.8<FL1/FL<1.1 …(5)
−1.6<FL2/FL3<−0.9 …(6)
−3.6<FL4/FL<−1.8 …(7)
ただし、
FL1:第1レンズ群の焦点距離、
FL2:第2レンズ群の焦点距離、
FL3:第3レンズ群の焦点距離、
FL4:第4レンズ群の焦点距離、
FL:全系の焦点距離、
である。
The imaging optical system of the third invention is characterized in that, in the first or second invention, the following conditional equations (5) to (7) are satisfied.
0.8 <FL1 / FL <1.1 ... (5)
-1.6 <FL2 / FL3 <-0.9 ... (6)
-3.6 <FL4 / FL <-1.8 ... (7)
However,
FL1: Focal length of the first lens group,
FL2: Focal length of the second lens group,
FL3: Focal length of the 3rd lens group,
FL4: Focal length of the 4th lens group,
FL: Focal length of the whole system,
Is.

第4の発明の撮像光学系は、上記第1〜第3のいずれか1つの発明において、以下の条件式(8)を満足することを特徴とする。
−1.0<D2Gr/D3Gr<−0.45 …(8)
ただし、
D2Gr:無限遠から至近物体までのフォーカシングにおける第2レンズ群の移動量、
D3Gr:無限遠から至近物体までのフォーカシングにおける第3レンズ群の移動量、
であり、移動方向が像側のときの移動量を正とする。
The imaging optical system of the fourth invention is characterized in that in any one of the first to third inventions, the following conditional expression (8) is satisfied.
-1.0 <D2Gr / D3Gr <-0.45 ... (8)
However,
D2Gr: The amount of movement of the second lens group in focusing from infinity to a close object,
D3Gr: The amount of movement of the third lens group in focusing from infinity to a close object,
The amount of movement when the movement direction is the image side is positive.

第5の発明の撮像光学系は、上記第1〜第4のいずれか1つの発明において、前記第4レンズ群が、物体側から順に正レンズと負レンズからなる接合レンズを続けて2つ有し、前記2つの接合レンズのうち、物体側の接合レンズが負のパワーを有し、像側の接合レンズが正のパワーを有し、以下の条件式(9)を満足することを特徴とする。
−2.2<FL(4GrPN1)/FL(4GrPN2)<−1.4 …(9)
ただし、
FL(4GrPN1):第4レンズ群における物体側の接合レンズの焦点距離、
FL(4GrPN2):第4レンズ群における像側の接合レンズの焦点距離、
である。
In the imaging optical system of the fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the fourth lens group has two consecutive bonded lenses including a positive lens and a negative lens in order from the object side. Of the two junction lenses, the one on the object side has a negative power, the one on the image side has a positive power, and the following conditional expression (9) is satisfied. To do.
-2.2 <FL (4GrPN1) / FL (4GrPN2) <-1.4 ... (9)
However,
FL (4GrPN1): Focal length of the junction lens on the object side in the 4th lens group,
FL (4GrPN2): Focal length of the junction lens on the image side in the 4th lens group,
Is.

第6の発明の撮像光学系は、上記第1〜第5のいずれか1つの発明において、前記第4レンズ群において最も像側に位置するレンズが負パワーを有することを特徴とする。 The imaging optical system of the sixth invention is characterized in that, in any one of the first to fifth inventions, the lens located closest to the image side in the fourth lens group has a negative power.

第7の発明の撮像光学系は、上記第1〜第6のいずれか1つの発明において、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に、フォーカシングにおいて位置固定の絞りが配置されていることを特徴とする。 In the imaging optical system of the seventh invention, in any one of the first to sixth inventions, a fixed-position diaphragm is arranged between the second lens group and the third lens group in focusing. It is characterized by being.

第8の発明の撮像光学系は、上記第1〜第7のいずれか1つの発明において、前記第1レンズ群が物体側から順に少なくとも3枚の連続した正レンズを有し、そのうちの1枚以上の正レンズが以下の条件式(10)を満足することを特徴とする。
νd(1GrP)>60 …(10)
ただし、
νd(1GrP):第1レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
である。
In the imaging optical system of the eighth invention, in any one of the first to seventh inventions, the first lens group has at least three consecutive positive lenses in order from the object side, one of which. The positive lens is characterized in that it satisfies the following conditional expression (10).
νd (1GrP)> 60 ... (10)
However,
νd (1 GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the first lens group,
Is.

第9の発明の撮像光学装置は、上記第1〜第8のいずれか1つの発明に係る撮像光学系と、撮像面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の撮像面上に被写体の光学像が形成されるように前記撮像光学系が設けられていることを特徴とする。 The imaging optical device of the ninth invention includes an imaging optical system according to any one of the first to eighth aspects, an imaging element that converts an optical image formed on an imaging surface into an electrical signal, and an imaging element. The image pickup optical system is provided so that an optical image of a subject is formed on the image pickup surface of the image pickup device.

第10の発明のデジタル機器は、上記第9の発明に係る撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影,動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とする。 The digital device of the tenth invention is characterized in that at least one of a still image shooting and a moving image shooting of a subject is added by providing the imaging optical device according to the ninth invention.

本発明によれば、明るいF値とフォーカス群の軽量化とを両立しながら、無限端から至近端に至るまで収差が良好に補正され、画像全体で均一な画質を得ることが可能な撮像光学系及び撮像光学装置を実現することができる。その撮像光学系又は撮像光学装置をデジタル機器(例えばデジタルカメラ)に用いることによって、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となる。 According to the present invention, while achieving both a bright F value and a lighter focus group, aberrations are satisfactorily corrected from the infinite end to the nearest end, and uniform image quality can be obtained over the entire image. An optical system and an imaging optical device can be realized. By using the image pickup optical system or the image pickup optical device in a digital device (for example, a digital camera), it is possible to compactly add a high-performance image input function to the digital device.

第1の実施の形態(実施例1)のレンズ構成図。The lens block diagram of the 1st Embodiment (Example 1). 第2の実施の形態(実施例2)のレンズ構成図。The lens block diagram of the 2nd Embodiment (Example 2). 第3の実施の形態(実施例3)のレンズ構成図。The lens block diagram of the 3rd Embodiment (Example 3). 第4の実施の形態(実施例4)のレンズ構成図。The lens block diagram of the 4th Embodiment (Example 4). 実施例1の縦収差図。The longitudinal aberration diagram of Example 1. 実施例2の縦収差図。The longitudinal aberration diagram of Example 2. 実施例3の縦収差図。The longitudinal aberration diagram of Example 3. 実施例4の縦収差図。The longitudinal aberration diagram of Example 4. 実施例1の第1フォーカスポジションでの横収差図。FIG. 5 is a lateral aberration diagram at the first focus position of the first embodiment. 実施例1の第2フォーカスポジションでの横収差図。FIG. 6 is a lateral aberration diagram at the second focus position of the first embodiment. 実施例2の第1フォーカスポジションでの横収差図。FIG. 6 is a lateral aberration diagram at the first focus position of the second embodiment. 実施例2の第2フォーカスポジションでの横収差図。The lateral aberration diagram in the 2nd focus position of Example 2. FIG. 実施例3の第1フォーカスポジションでの横収差図。FIG. 6 is a lateral aberration diagram at the first focus position of the third embodiment. 実施例3の第2フォーカスポジションでの横収差図。FIG. 3 is a lateral aberration diagram at the second focus position of the third embodiment. 実施例4の第1フォーカスポジションでの横収差図。FIG. 5 is a lateral aberration diagram at the first focus position of the fourth embodiment. 実施例4の第2フォーカスポジションでの横収差図。FIG. 5 is a lateral aberration diagram at the second focus position of the fourth embodiment. 撮像光学装置を搭載したデジタル機器の概略構成例を示す模式図。The schematic diagram which shows the schematic configuration example of the digital device equipped with the imaging optical device.

以下、本発明の実施の形態に係る撮像光学系,撮像光学装置及びデジタル機器を説明する。本発明の実施の形態に係る撮像光学系は、物体側から順に、正パワーの第1レンズ群と、負パワーの第2レンズ群と、正パワーの第3レンズ群と、負パワーの第4レンズ群とからなり(パワー:焦点距離の逆数で定義される量)、無限遠から至近物体へのフォーカシングにおいて、前記第2レンズ群が像側に移動し、前記第3レンズ群が物体側に移動する構成になっている。 Hereinafter, the imaging optical system, the imaging optical device, and the digital device according to the embodiment of the present invention will be described. The imaging optical system according to the embodiment of the present invention has a positive power first lens group, a negative power second lens group, a positive power third lens group, and a negative power fourth lens group in order from the object side. It consists of a lens group (power: an amount defined by the reciprocal of the focal length), and in focusing from infinity to a close object, the second lens group moves to the image side and the third lens group moves to the object side. It is configured to do.

また、前記第2レンズ群が物体側から順に正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、前記第3レンズ群が正レンズからなり、以下の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴としている。
nd(2GrP)−nd(3GrP)>0.2 …(1)
νd(3GrP)−νd(2GrP)>40 …(2)
ただし、
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
nd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
νd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
である。
Further, the second lens group is composed of a junction lens of a positive lens and a negative lens in order from the object side, and the third lens group is composed of a positive lens, satisfying the following conditional equations (1) and (2). It is characterized by.
nd (2GrP) -nd (3GrP)> 0.2 ... (1)
νd (3GrP) -νd (2GrP)> 40 ... (2)
However,
nd (2GrP): Refractive index with respect to the d-line of the positive lens in the second lens group,
nd (3GrP): Refractive index with respect to the d-line of the positive lens in the third lens group,
νd (2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group,
νd (3GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the third lens group,
Is.

焦点距離の比較的長い中望遠レンズの全長・レンズ径を抑えることの可能なテレフォトタイプにおいて、その効果を得るためには、先行する正パワーのレンズ群で軸上光束径を集光させる必要がある。また、強い正のパワーで収束された光線を広げ、正パワーのレンズ群で発生した大きな正の歪曲収差を補正するために、正パワーのレンズ群に続いて負パワーのレンズ群を配置する必要がある。 In the telephoto type, which can suppress the total length and lens diameter of a medium telephoto lens with a relatively long focal length, it is necessary to condense the axial luminous flux diameter with the preceding positive power lens group in order to obtain the effect. There is. In addition, it is necessary to place a negative power lens group following the positive power lens group in order to spread the focused light rays with strong positive power and correct the large positive distortion generated in the positive power lens group. There is.

上記のように作用する正負正負のパワー配置において、負パワーの第2レンズ群の像側への移動と正パワーの第3レンズ群の物体側への移動とによりフォーカシングを行うようにすると、フォーカス時に発生する球面収差,像面湾曲等の諸収差を、第2レンズ群と第3レンズ群とで打ち消し合うようにすることができる。また、フォーカスの作用を第2レンズ群と第3レンズ群とで分担することにより、各レンズ群を構成するレンズ枚数の増大を抑えながら、フォーカス時の収差変動を抑制することが可能になる。したがって、少ないレンズ枚数でフォーカス群を軽量化しつつ、無限遠から至近物体にいたるまで良好な光学性能を得ることが可能となる。特に大口径中望遠レンズにおいては、フォーカス群の軽量化の効果が顕著になるため、結像性能の向上との両立を図るうえで有利である。 In the positive, negative, positive, and negative power arrangements that act as described above, focusing is performed by moving the negative power to the image side of the second lens group and moving the positive power to the object side of the third lens group. Various aberrations such as spherical aberration and curvature of field that sometimes occur can be canceled by the second lens group and the third lens group. Further, by sharing the focusing action between the second lens group and the third lens group, it is possible to suppress the aberration fluctuation at the time of focusing while suppressing the increase in the number of lenses constituting each lens group. Therefore, it is possible to obtain good optical performance from infinity to a close object while reducing the weight of the focus group with a small number of lenses. In particular, in a large-diameter medium-telephoto lens, the effect of reducing the weight of the focus group becomes remarkable, which is advantageous in achieving both improvement in imaging performance.

第2レンズ群を正負の接合レンズで構成することにより、球面収差等の諸収差を効果的に制御することが可能になり、さらに第3レンズ群を正レンズで構成することにより、フォーカス群の光軸方向と径方向のサイズを抑えることが可能になる。そして、フォーカス群の正レンズが条件式(1)及び(2)を満たすようにすると、第2レンズ群の正レンズにも高分散のガラスが配置されることになって、第3レンズ群との間で色収差を補正するのに有利な構成となる。したがって、フォーカス群の枚数削減に伴う性能低下を抑えて、良好な光学性能を得ることが可能になる。 By configuring the second lens group with positive and negative junction lenses, it is possible to effectively control various aberrations such as spherical aberration, and by configuring the third lens group with positive lenses, the focus group It is possible to reduce the size in the optical axis direction and the radial direction. Then, when the positive lens of the focus group satisfies the conditional equations (1) and (2), the highly dispersed glass is also arranged in the positive lens of the second lens group, and the third lens group and It is an advantageous configuration for correcting chromatic aberration between the lenses. Therefore, it is possible to obtain good optical performance by suppressing a decrease in performance due to a reduction in the number of focus groups.

上記特徴的構成によると、明るいF値とフォーカス群の軽量化とを両立しながら、無限端から至近端に至るまで収差が良好に補正され、画像全体で均一な画質を得ることが可能な撮像光学系及びそれを備えた撮像光学装置を実現することができる。その撮像光学系又は撮像光学装置をデジタル機器(例えばデジタルカメラ)に用いることによって、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能を軽量・コンパクトに付加することが可能となり、デジタル機器のコンパクト化,低コスト化,高性能化,高機能化等に寄与することができる。例えば、上記特徴的構成を有する撮像光学系は、デジタルカメラ用・ビデオカメラ用の大口径中望遠レンズとして好適であるため、持ち運びに便利な軽量・小型で高性能な交換レンズを実現することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能,軽量・小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。 According to the above characteristic configuration, it is possible to obtain a uniform image quality over the entire image by satisfactorily correcting aberrations from the infinite end to the nearest end while achieving both a bright F value and a weight reduction of the focus group. An imaging optical system and an imaging optical device including the imaging optical system can be realized. By using the imaging optical system or imaging optical device in a digital device (for example, a digital camera), it is possible to add a high-performance image input function to the digital device in a lightweight and compact manner, and the digital device can be made compact. It can contribute to cost reduction, high performance, and high functionality. For example, since the imaging optical system having the above characteristic configuration is suitable as a large-diameter medium-telephoto lens for digital cameras and video cameras, it is possible to realize a lightweight, compact, and high-performance interchangeable lens that is convenient to carry. it can. The conditions for achieving such effects in a well-balanced manner, as well as achieving higher optical performance, lighter weight, smaller size, etc. will be described below.

前記接合レンズが物体側に凹面を向けた接合面を持ち、以下の条件式(3)及び(4)を満足することが望ましい。
0.11<nd(2GrP)−nd(2GrN)<0.35 …(3)
−20<νd(2GrP)−νd(2GrN)<−5 …(4)
ただし、
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
nd(2GrN):第2レンズ群における負レンズのd線に関する屈折率、
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
νd(2GrN):第2レンズ群における負レンズのd線に関するアッベ数、
である。
It is desirable that the bonding lens has a bonding surface with a concave surface facing the object side and satisfies the following conditional equations (3) and (4).
0.11 <nd (2GrP) -nd (2GrN) <0.35 ... (3)
-20 <νd (2GrP) -νd (2GrN) <-5 ... (4)
However,
nd (2GrP): Refractive index with respect to the d-line of the positive lens in the second lens group,
nd (2GrN): Refractive index with respect to the d-line of the negative lens in the second lens group,
νd (2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group,
νd (2GrN): Abbe number for the d-line of the negative lens in the second lens group,
Is.

第2レンズ群を構成する接合レンズが物体側に凹面を向けた接合面を持つことにより、他の収差への影響を抑えながらコマ収差をコントロールすることが可能になるため、残存コマ収差の調整が容易になる。条件式(3)を満足することにより、第2レンズ群で効果的にコマ収差の補正を行うことができる。また、条件式(4)を満足することにより、第2レンズ群に起因する軸上色収差の発生が抑えられるため、フォーカス領域全体にわたって色収差の発生を抑えることができる。 Since the junction lens constituting the second lens group has a junction surface with a concave surface facing the object side, it is possible to control coma while suppressing the influence on other aberrations, so that the residual coma aberration can be adjusted. Becomes easier. By satisfying the conditional expression (3), the coma aberration can be effectively corrected by the second lens group. Further, by satisfying the conditional expression (4), the occurrence of axial chromatic aberration caused by the second lens group can be suppressed, so that the occurrence of chromatic aberration can be suppressed over the entire focus region.

各レンズ群のパワー配置に関しては、以下の条件式(5)〜(7)を満足することが望ましい。
0.8<FL1/FL<1.1 …(5)
−1.6<FL2/FL3<−0.9 …(6)
−3.6<FL4/FL<−1.8 …(7)
ただし、
FL1:第1レンズ群の焦点距離、
FL2:第2レンズ群の焦点距離、
FL3:第3レンズ群の焦点距離、
FL4:第4レンズ群の焦点距離、
FL:全系の焦点距離、
である。
Regarding the power arrangement of each lens group, it is desirable to satisfy the following conditional equations (5) to (7).
0.8 <FL1 / FL <1.1 ... (5)
-1.6 <FL2 / FL3 <-0.9 ... (6)
-3.6 <FL4 / FL <-1.8 ... (7)
However,
FL1: Focal length of the first lens group,
FL2: Focal length of the second lens group,
FL3: Focal length of the 3rd lens group,
FL4: Focal length of the 4th lens group,
FL: Focal length of the whole system,
Is.

条件式(5)は、第1レンズ群のパワーを規定するものである。条件式(5)の下限を上回ることで、第1レンズ群の正のパワーが強くなりすぎないようにし、第1レンズ群の後側焦点位置を第2レンズ群に近づけることができる。このため、フォーカス時の第2レンズ群の駆動量を抑えることができ、フォーカスに伴う球面収差変動を抑えることができる。条件式(5)の上限を下回ることで、第1レンズ群の正のパワーが弱くなりすぎないようにし、全長の拡大を防ぐとともに、第1レンズ群に入射した光束を緩やかに屈折させて、コマ収差等の諸収差を抑えることができる。 The conditional expression (5) defines the power of the first lens group. By exceeding the lower limit of the conditional expression (5), the positive power of the first lens group can be prevented from becoming too strong, and the rear focal position of the first lens group can be brought closer to the second lens group. Therefore, the driving amount of the second lens group at the time of focusing can be suppressed, and the fluctuation of spherical aberration due to focusing can be suppressed. By falling below the upper limit of the conditional equation (5), the positive power of the first lens group is prevented from becoming too weak, the overall length is prevented from expanding, and the light flux incident on the first lens group is gently refracted. Various aberrations such as coma can be suppressed.

条件式(6)は、第2レンズ群と第3レンズ群とのパワー比を規定するものである。条件式(6)の下限を上回ることで、第2レンズ群の移動量の増大を防ぎ、フォーカスに伴う像面湾曲変動を抑えることができる。条件式(6)の上限を下回ることで、第2レンズ群のフォーカス敏感度を抑えつつ、フォーカス時の収差変動を効果的に抑えることができる。 The conditional expression (6) defines the power ratio between the second lens group and the third lens group. By exceeding the lower limit of the conditional expression (6), it is possible to prevent an increase in the amount of movement of the second lens group and suppress fluctuations in curvature of field due to focusing. By falling below the upper limit of the conditional expression (6), it is possible to effectively suppress the aberration fluctuation at the time of focusing while suppressing the focus sensitivity of the second lens group.

条件式(7)は、第4レンズ群のパワーを規定するものである。条件式(7)の下限を上回ることで、第4レンズ群の負のパワーが弱くなりすぎないようにし、フォーカス群の光線通過径を抑えつつ、全長の拡大を防ぐことができる。条件式(7)の上限を下回ることで、第4レンズ群の負のパワーが強くなりすぎないようにし、第4レンズ群に入射した光束を緩やかに屈折させて、コマ収差等の諸収差を抑えることができる。 The conditional expression (7) defines the power of the fourth lens group. By exceeding the lower limit of the conditional expression (7), the negative power of the fourth lens group can be prevented from becoming too weak, the light ray passing diameter of the focus group can be suppressed, and the expansion of the total length can be prevented. By falling below the upper limit of the conditional equation (7), the negative power of the 4th lens group is prevented from becoming too strong, and the luminous flux incident on the 4th lens group is gently refracted to reduce various aberrations such as coma. It can be suppressed.

フォーカス群の移動量比に関しては、以下の条件式(8)を満足することが望ましい。
−1.0<D2Gr/D3Gr<−0.45 …(8)
ただし、
D2Gr:無限遠から至近物体までのフォーカシングにおける第2レンズ群の移動量、
D3Gr:無限遠から至近物体までのフォーカシングにおける第3レンズ群の移動量、
であり、移動方向が像側のときの移動量を正とする。
Regarding the movement amount ratio of the focus group, it is desirable that the following conditional expression (8) is satisfied.
-1.0 <D2Gr / D3Gr <-0.45 ... (8)
However,
D2Gr: The amount of movement of the second lens group in focusing from infinity to a close object,
D3Gr: The amount of movement of the third lens group in focusing from infinity to a close object,
The amount of movement when the movement direction is the image side is positive.

条件式(8)は、第2レンズ群と第3レンズ群のフォーカス移動量の比を規定するものである。条件式(8)の下限を上回ることで、第3レンズ群の移動量に対して第2レンズ群の移動量が大きくなりすぎないように規制され、第2レンズ群と第3レンズ群の同時駆動による収差変動(例えば、像面湾曲,球面収差等の変動)の抑制効果が高くなる。条件式(8)の上限を下回ることで、第2レンズ群の敏感度の増大を防ぎ、フォーカス時の像面湾曲変動を抑えることができる。 The conditional expression (8) defines the ratio of the amount of focus movement between the second lens group and the third lens group. By exceeding the lower limit of the conditional expression (8), the movement amount of the second lens group is regulated so as not to be too large with respect to the movement amount of the third lens group, and the second lens group and the third lens group are simultaneously used. The effect of suppressing aberration fluctuations due to driving (for example, fluctuations in curvature of field, spherical aberration, etc.) is enhanced. By falling below the upper limit of the conditional expression (8), it is possible to prevent an increase in the sensitivity of the second lens group and suppress fluctuations in curvature of field during focusing.

前記第4レンズ群が、物体側から順に正レンズと負レンズからなる接合レンズを続けて2つ有することが望ましい。第4レンズ群が物体側から順に正・負の接合レンズを続けて2つ有することにより、そのレンズ配置が正負正負の順になるため、色収差の発生を抑えつつ像面湾曲の補正も行うことが可能となる。そして、前記2つの接合レンズのうち、少なくとも一方の接合レンズが物体側に凹面を向けた接合面を持つことが望ましい。物体側に凹の接合面を持つことにより、他の収差への影響を抑えながら球面収差をコントロールすることが可能になって、残存球面収差の調整が容易になる。また、前記2つの接合レンズのうち、物体側の接合レンズが負のパワーを有し、像側の接合レンズが正のパワーを有することが、コマ収差等の発生を抑えるうえで更に望ましい。 It is desirable that the fourth lens group has two consecutive bonded lenses including a positive lens and a negative lens in order from the object side. Since the fourth lens group has two positive and negative bonded lenses in order from the object side, the lens arrangement is in the order of positive and negative positive and negative, so it is possible to correct curvature of field while suppressing the occurrence of chromatic aberration. It will be possible. Then, it is desirable that at least one of the two bonding lenses has a bonding surface with a concave surface facing the object side. By having a concave joint surface on the object side, it becomes possible to control spherical aberration while suppressing the influence on other aberrations, and it becomes easy to adjust the residual spherical aberration. Further, of the two bonded lenses, it is more desirable that the bonded lens on the object side has a negative power and the bonded lens on the image side has a positive power in order to suppress the occurrence of coma aberration and the like.

前記第4レンズ群が、物体側から順に正レンズと負レンズからなる接合レンズを続けて2つ有し、前記2つの接合レンズのうち、物体側の接合レンズが負のパワーを有し、像側の接合レンズが正のパワーを有し、以下の条件式(9)を満足することが望ましい。
−2.2<FL(4GrPN1)/FL(4GrPN2)<−1.4 …(9)
ただし、
FL(4GrPN1):第4レンズ群における物体側の接合レンズの焦点距離、
FL(4GrPN2):第4レンズ群における像側の接合レンズの焦点距離、
である。
The fourth lens group has two bonded lenses consisting of a positive lens and a negative lens in order from the object side, and of the two bonded lenses, the bonded lens on the object side has a negative power and is an image. It is desirable that the bonded lens on the side has a positive power and satisfies the following conditional equation (9).
-2.2 <FL (4GrPN1) / FL (4GrPN2) <-1.4 ... (9)
However,
FL (4GrPN1): Focal length of the junction lens on the object side in the 4th lens group,
FL (4GrPN2): Focal length of the junction lens on the image side in the 4th lens group,
Is.

条件式(9)は、第4レンズ群における物体側の接合レンズと像側の接合レンズとのパワー比を規定するものである。条件式(9)の上限を下回ることで、物体側の接合レンズの負のパワーが強くなりすぎないようにし、2つの接合レンズの間で光線を緩やかに屈折させて、コマ収差等の発生を抑えることができる。条件式(9)の下限を上回ることで、像側の接合レンズの正のパワーが強くなりすぎないようにし、像側の接合レンズとそれに続くレンズとの間で光線を緩やかに屈折させて、コマ収差等の発生を抑えることができる。 The conditional expression (9) defines the power ratio between the junction lens on the object side and the junction lens on the image side in the fourth lens group. By falling below the upper limit of the conditional expression (9), the negative power of the junction lens on the object side does not become too strong, and the light beam is gently refracted between the two junction lenses to cause coma aberration and the like. It can be suppressed. By exceeding the lower limit of conditional expression (9), the positive power of the image-side junction lens is prevented from becoming too strong, and the light beam is gently refracted between the image-side junction lens and the subsequent lens. It is possible to suppress the occurrence of coma aberration and the like.

前記第4レンズ群において最も像側に位置するレンズが負パワーを有することが望ましい。最終レンズが負のパワーを持つことにより、第4レンズ群内では光束径を細くし、撮像面に対しては光線を大きく跳ね上げて入射させることができるため、第4レンズ群内の有効径を効果的に抑えることができる。 It is desirable that the lens located closest to the image side in the fourth lens group has a negative power. Since the final lens has a negative power, the luminous flux diameter can be reduced in the fourth lens group, and the light beam can be greatly bounced up and incident on the imaging surface, so that the effective diameter in the fourth lens group can be reduced. Can be effectively suppressed.

前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に、フォーカシングにおいて位置固定の絞りが配置されていることが望ましい。第2レンズ群と第3レンズ群との間に絞りを配置すると、第2レンズ群と第3レンズ群の有効径の増大が抑えられるため、第2レンズ群と第3レンズ群の軽量化が可能となって、フォーカススピードの増加につながる。また、絞りを挟んで正負逆のパワーを持つレンズ群が向かい合って配置されることにより、コマ収差の低減にも有利な構成となる。 It is desirable that a fixed-position diaphragm is arranged between the second lens group and the third lens group in focusing. By arranging the diaphragm between the second lens group and the third lens group, the increase in the effective diameter of the second lens group and the third lens group is suppressed, so that the weight of the second lens group and the third lens group can be reduced. It becomes possible and leads to an increase in focus speed. Further, by arranging the lens groups having positive and negative powers facing each other with the diaphragm in between, the configuration is advantageous for reducing coma aberration.

前記第1レンズ群が物体側から順に少なくとも3枚の連続した正レンズを有し、そのうちの1枚以上の正レンズが以下の条件式(10)を満足することが望ましい。
νd(1GrP)>60 …(10)
ただし、
νd(1GrP):第1レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
である。
It is desirable that the first lens group has at least three consecutive positive lenses in order from the object side, and one or more of the positive lenses satisfies the following conditional expression (10).
νd (1GrP)> 60 ... (10)
However,
νd (1 GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the first lens group,
Is.

第1レンズ群において物体側から少なくとも3枚の正レンズを連続して配置し、そのうちの1枚以上が条件式(10)を満足する構成にすれば、望遠レンズで問題となりやすい色収差を効果的に補正しつつ、第1レンズ群に入射した光束を緩やかに屈折して、コマ収差等の発生を低減することができる。条件式(10)を満足する正レンズを物体側から2枚目以降に配置すれば、色収差補正効果の高いレンズの傷付き防止も可能となる。条件式(10)を満たした正レンズを物体側から3枚目に配置し、その正レンズの像側に負レンズを接合すれば、その接合面で収差の発生を効果的に抑えることが可能になる。 If at least three positive lenses are arranged in succession from the object side in the first lens group, and one or more of them satisfies the condition equation (10), chromatic aberration, which tends to be a problem with a telephoto lens, is effective. It is possible to reduce the occurrence of coma aberration and the like by gently refracting the light beam incident on the first lens group while correcting the above. If a positive lens satisfying the conditional expression (10) is arranged on the second and subsequent lenses from the object side, it is possible to prevent scratches on the lens having a high chromatic aberration correction effect. If a positive lens satisfying the conditional expression (10) is placed on the third lens from the object side and a negative lens is joined to the image side of the positive lens, it is possible to effectively suppress the occurrence of aberration on the joint surface. become.

以上説明した撮像光学系は、画像入力機能付きデジタル機器(例えば、レンズ交換式デジタルカメラ)用の撮像光学系としての使用に適しており、これを撮像素子等と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像光学装置を構成することができる。撮像光学装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成す光学装置であり、例えば、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像を形成する撮像光学系と、その撮像光学系により形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子(イメージセンサー)と、を備えることにより構成される。そして、撮像素子の受光面(すなわち撮像面)上に被写体の光学像が形成されるように、前述した特徴的構成を有する撮像光学系が配置されることにより、小型・低コストで高い性能を有する撮像光学装置やそれを備えたデジタル機器を実現することができる。 The image pickup optical system described above is suitable for use as an image pickup optical system for a digital device with an image input function (for example, an interchangeable lens digital camera), and by combining this with an image sensor or the like, an image of a subject can be obtained. An image pickup optical device that is optically captured and output as an electrical signal can be configured. The imaging optical device is an optical device that forms a main component of a camera used for still image shooting or moving image shooting of a subject. For example, an imaging optical system that forms an optical image of an object in order from the object (that is, the subject) side. The image sensor is provided with an image sensor that converts an optical image formed by the image pickup optical system into an electric signal. Then, by arranging the imaging optical system having the above-mentioned characteristic configuration so that the optical image of the subject is formed on the light receiving surface (that is, the imaging surface) of the image pickup element, high performance can be achieved at low cost and small size. It is possible to realize an image pickup optical device having the image sensor and a digital device equipped with the image sensor.

画像入力機能付きデジタル機器の例としては、デジタルカメラ,ビデオカメラ,監視カメラ,防犯カメラ,車載カメラ,テレビ電話用カメラ等のカメラが挙げられる。また、パーソナルコンピューター,携帯用デジタル機器(例えば、携帯電話,スマートフォン(高機能携帯電話),タブレット端末,モバイルコンピューター等),これらの周辺機器(スキャナー,プリンター,マウス等),その他のデジタル機器(ドライブレコーダー,防衛機器等)等に内蔵又は外付けによりカメラ機能が搭載されたものが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像光学装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像光学装置を搭載することによりカメラ機能を付加することが可能である。例えば、カメラ付き携帯電話やスマートフォン等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。 Examples of digital devices with an image input function include cameras such as digital cameras, video cameras, surveillance cameras, security cameras, in-vehicle cameras, and videophone cameras. In addition, personal computers, portable digital devices (for example, mobile phones, smartphones (high-performance mobile phones), tablet terminals, mobile computers, etc.), these peripheral devices (scanners, printers, mice, etc.), and other digital devices (drives). Recorders, defense devices, etc.) with built-in or external camera functions. As can be seen from these examples, not only can a camera be configured by using an imaging optical device, but also a camera function can be added by mounting an imaging optical device on various devices. For example, it is possible to configure a digital device with an image input function such as a mobile phone with a camera or a smartphone.

図17に、画像入力機能付きデジタル機器の一例として、デジタル機器DUの概略構成例を模式的断面で示す。図17に示すデジタル機器DUに搭載されている撮像光学装置LUは、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像(像面)IMを形成する撮像光学系LN(AX:光軸)と、撮像光学系LNにより受光面(撮像面)SS上に形成された光学像IMを電気的な信号に変換する撮像素子SRと、を備えており、必要に応じて平行平面板(例えば、撮像素子SRのカバーガラス;必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター,赤外カットフィルター等の光学フィルター等に相当する。)も配置される。 FIG. 17 shows a schematic configuration example of a digital device DU as an example of a digital device with an image input function in a schematic cross section. The imaging optical device LU mounted on the digital device DU shown in FIG. 17 includes an imaging optical system LN (AX: optical axis) that forms an optical image (image plane) IM of the object in order from the object (that is, the subject) side. It is provided with an imaging element SR that converts an optical image IM formed on a light receiving surface (imaging surface) SS by the imaging optical system LN into an electrical signal, and if necessary, a parallel flat plate (for example, imaging). The cover glass of the element SR; which corresponds to an optical low-pass filter, an optical filter such as an infrared cut filter, etc., which are arranged as needed) is also arranged.

この撮像光学装置LUで画像入力機能付きデジタル機器DUを構成する場合、通常そのボディ内部に撮像光学装置LUを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像光学装置LUをデジタル機器DUの本体に対して回動可能に構成してもよく、ユニット化した撮像光学装置LUをイメージセンサー付き交換レンズとして、デジタル機器DU(つまり、レンズ交換式カメラ)の本体に対して着脱可能に構成してもよい。 When a digital device DU with an image input function is configured by this image pickup optical device LU, the image pickup optical device LU is usually arranged inside the body, but when the camera function is realized, a form as required is adopted. It is possible to do. For example, the unitized imaging optical device LU may be configured to be rotatable with respect to the main body of the digital device DU, and the unitized imaging optical device LU may be used as an interchangeable lens with an image sensor as the digital device DU (that is, a lens). It may be configured to be removable from the main body of the interchangeable camera).

撮像光学系LNは、正負正負の4群で構成された単焦点レンズであり、第1レンズ群及び第4レンズ群の位置を固定した状態(つまり、像面IMに対して位置固定した状態)で負パワーの第2レンズ群と正パワーの第3レンズ群を光軸AXに沿って移動させることによりフォーカシングを行い、撮像素子SRの受光面SS上に光学像IMを形成する構成になっている。撮像素子SRとしては、例えば複数の画素を有するCCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサー,CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型イメージセンサー等の固体撮像素子が用いられる。撮像光学系LNは、撮像素子SRの光電変換部である受光面SS上に被写体の光学像IMが形成されるように設けられているので、撮像光学系LNによって形成された光学像IMは、撮像素子SRによって電気的な信号に変換される。 The imaging optical system LN is a single focus lens composed of four groups of positive, negative, positive and negative, and the positions of the first lens group and the fourth lens group are fixed (that is, the position is fixed with respect to the image plane IM). Focusing is performed by moving the negative power second lens group and the positive power third lens group along the optical axis AX, and an optical image IM is formed on the light receiving surface SS of the image pickup element SR. There is. As the image sensor SR, for example, a solid-state image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) type image sensor having a plurality of pixels is used. Since the image pickup optical system LN is provided so that the optical image IM of the subject is formed on the light receiving surface SS which is the photoelectric conversion unit of the image pickup element SR, the optical image IM formed by the image pickup optical system LN is It is converted into an electrical signal by the image sensor SR.

デジタル機器DUは、撮像光学装置LUの他に、信号処理部1,制御部2,メモリー3,操作部4,表示部5等を備えている。撮像素子SRで生成した信号は、信号処理部1で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリー3(半導体メモリー,光ディスク等)に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号等に変換されたりして他の機器に伝送される(例えば携帯電話の通信機能)。制御部2はマイクロコンピューターからなっており、撮影機能(静止画撮影機能,動画撮影機能等),画像再生機能等の機能の制御;フォーカシング,手ぶれ補正等のためのレンズ移動機構の制御等を集中的に行う。例えば、被写体の静止画撮影,動画撮影のうちの少なくとも一方を行うように、制御部2により撮像光学装置LUに対する制御が行われる。表示部5は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子SRによって変換された画像信号あるいはメモリー3に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。操作部4は、操作ボタン(例えばレリーズボタン),操作ダイヤル(例えば撮影モードダイヤル)等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を制御部2に伝達する。 In addition to the image pickup optical device LU, the digital device DU includes a signal processing unit 1, a control unit 2, a memory 3, an operation unit 4, a display unit 5, and the like. The signal generated by the image pickup element SR is subjected to predetermined digital image processing, image compression processing, etc. as necessary by the signal processing unit 1, and is recorded in the memory 3 (semiconductor memory, optical disk, etc.) as a digital video signal. In some cases, it is transmitted to other devices via a cable or converted into an infrared signal (for example, the communication function of a mobile phone). The control unit 2 is composed of a microcomputer, and controls functions such as shooting functions (still image shooting function, moving image shooting function, etc.), image reproduction function, etc .; centralizes control of lens movement mechanism for focusing, camera shake correction, etc. Do it. For example, the control unit 2 controls the imaging optical device LU so as to perform at least one of still image shooting and moving image shooting of the subject. The display unit 5 is a portion including a display such as a liquid crystal monitor, and displays an image using an image signal converted by the image sensor SR or image information recorded in the memory 3. The operation unit 4 is a part including operation members such as an operation button (for example, a release button) and an operation dial (for example, a shooting mode dial), and transmits information input by the operator to the control unit 2.

次に、撮像光学系LNの第1〜第4の実施の形態を挙げて、その具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図1〜図4は、第1〜第4の実施の形態を構成する撮像光学系LNにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、無限遠物体距離状態におけるレンズ配置を光学断面で示している。なお、撮像光学系LNと像面IMとの間には平行平面板PTが配置されており、この平行平面板PTは、撮像素子SRのカバーガラスとモアレ防止用のローパスフィルターとのトータルの光学厚みに等価なガラス平板である。 Next, the first to fourth embodiments of the imaging optical system LN will be given, and the specific optical configuration thereof will be described in more detail. 1 to 4 are lens configuration diagrams corresponding to the imaging optical systems LN constituting the first to fourth embodiments, and show the lens arrangement in the infinity object distance state in an optical cross section. A parallel flat plate PT is arranged between the image sensor LN and the image plane IM, and this parallel flat plate PT is the total optics of the cover glass of the image sensor SR and the low-pass filter for preventing moire. It is a glass flat plate equivalent to the thickness.

第1〜第4の実施の形態は、物体側から順に、正パワーの第1レンズ群Gr1と、負パワーの第2レンズ群Gr2と、正パワーの第3レンズ群Gr3と、負パワーの第4レンズ群Gr4と、からなる正負正負の4群構成になっており、コンパクトで大口径・中望遠の単焦点交換レンズとして好適な構成になっている。図1〜図4において、レンズL1#(#=1,2,3,4)は第1レンズ群Gr1において物体側から#番目のレンズであり、レンズL2#(#=1,2)は第2レンズ群Gr2において物体側から#番目のレンズであり、レンズL31は第3レンズ群Gr3を構成する1枚のレンズであり、レンズL4#(#=1,2,…,5)は第4レンズ群Gr4において物体側から#番目のレンズである。 In the first to fourth embodiments, in order from the object side, a positive power first lens group Gr1, a negative power second lens group Gr2, a positive power third lens group Gr3, and a negative power first lens group Gr1. It has a positive / negative positive / negative 4-group configuration consisting of a 4-lens group Gr4, and is suitable as a compact, large-diameter, medium-telephoto single focus interchangeable lens. In FIGS. 1 to 4, the lens L1 # (# = 1, 2, 3, 4) is the # th lens from the object side in the first lens group Gr1, and the lens L2 # (# = 1, 2) is the first lens. In the two lens group Gr2, it is the # th lens from the object side, the lens L31 is one lens constituting the third lens group Gr3, and the lens L4 # (# = 1, 2, ..., 5) is the fourth lens. This is the # th lens from the object side in the lens group Gr4.

第1〜第4の実施の形態では、第1フォーカスポジションPOS1(無限端:無限遠物体距離状態)から第2フォーカスポジションPOS2(至近端:至近物体距離状態)へのフォーカシングにおいて、第1レンズ群Gr1及び第4レンズ群Gr4が像面IMに対して位置固定であり、フォーカス群である第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3が光軸AXに沿って移動する。つまり、無限遠から至近物体へのフォーカシングにおいて、第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3との間隔が狭まるように、第2レンズ群Gr2は像側に移動し、第3レンズ群Gr3は物体側に移動する。 In the first to fourth embodiments, the first lens is used for focusing from the first focus position POS1 (infinite end: infinite object distance state) to the second focus position POS2 (closest end: close object distance state). The group Gr1 and the fourth lens group Gr4 are fixed in position with respect to the image plane IM, and the second lens group Gr2 and the third lens group Gr3, which are the focus groups, move along the optical axis AX. That is, in focusing from infinity to a close object, the second lens group Gr2 moves to the image side and the third lens group Gr3 moves to the object side so that the distance between the second lens group Gr2 and the third lens group Gr3 is narrowed. Move to.

矢印m1,m2,ms,m3,m4は、第1レンズ群Gr1,第2レンズ群Gr2,絞り(開口絞り)ST,第3レンズ群Gr3,第4レンズ群Gr4のフォーカス移動の軌跡をそれぞれ示している。ただし、第1レンズ群Gr1及び第4レンズ群Gr4と、第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3との間に配置されている絞りSTと、撮像光学系LNの像面IM側に配置されている平行平面板PTは、フォーカス位置固定である。 The arrows m1, m2, ms, m3, and m4 indicate the locus of focus movement of the first lens group Gr1, the second lens group Gr2, the aperture (aperture aperture) ST, the third lens group Gr3, and the fourth lens group Gr4, respectively. ing. However, the aperture ST arranged between the first lens group Gr1 and the fourth lens group Gr4, the second lens group Gr2 and the third lens group Gr3, and the image plane IM side of the imaging optical system LN are arranged. The parallel flat plate PT is fixed at the focus position.

第1〜第4の実施の形態では、上記のように、無限端から至近端へのフォーカシングにおいて、第2レンズ群Gr2が像側へ移動するのに対し、第3レンズ群Gr3は物体側へ移動する。このように第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3のフォーカス移動方向を逆にして、第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3との間隔が狭まるようにすると、フォーカス時の球面収差,像面湾曲等の諸収差の変動を、第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3とで有利に打ち消し合うようにすることができる。したがって、フォーカス時の収差劣化をより効果的に補正することができ、至近端POS2での画質をより一層改善することが可能となる。 In the first to fourth embodiments, as described above, in focusing from the infinite end to the nearest end, the second lens group Gr2 moves to the image side, whereas the third lens group Gr3 moves to the object side. Move to. When the focus movement directions of the second lens group Gr2 and the third lens group Gr3 are reversed in this way so that the distance between the second lens group Gr2 and the third lens group Gr3 is narrowed, the spherical aberration and the image at the time of focusing are reduced. Fluctuations in various aberrations such as curvature of field can be advantageously canceled by the second lens group Gr2 and the third lens group Gr3. Therefore, the aberration deterioration at the time of focusing can be corrected more effectively, and the image quality at the nearest end POS2 can be further improved.

第1の実施の形態の撮像光学系LN(図1)は、正負正負の4群構成になっており、各レンズ群は以下のように構成されている。第1レンズ群Gr1は、物体側から順に、物体側に凸の正メニスカスレンズL11と、物体側に凸の正メニスカスレンズL12と、両凸の正レンズL13及び両凹の負レンズL14からなる接合レンズと、で構成されている。第2レンズ群Gr2は、物体側から順に、両凸の正レンズL21及び両凹の負レンズL22からなる接合レンズで構成されている。第3レンズ群Gr3は、両凸の正レンズL31(両面が非球面)で構成されている。第4レンズ群Gr4は、物体側から順に、両凸の正レンズL41及び両凹の負レンズL42からなる接合レンズと、両凸の正レンズL43及び平凹の負レンズL44からなる接合レンズと、両凹の負レンズL45と、で構成されている。 The imaging optical system LN (FIG. 1) of the first embodiment has a positive / negative positive / negative four-group configuration, and each lens group has the following configuration. The first lens group Gr1 is a junction composed of a positive meniscus lens L11 convex to the object side, a positive meniscus lens L12 convex to the object side, a biconvex positive lens L13, and a biconcave negative lens L14 in order from the object side. It consists of a lens. The second lens group Gr2 is composed of a junction lens composed of a biconvex positive lens L21 and a biconcave negative lens L22 in order from the object side. The third lens group Gr3 is composed of a biconvex positive lens L31 (both sides are aspherical). The fourth lens group Gr4 includes a junction lens composed of a biconvex positive lens L41 and a biconcave negative lens L42, a junction lens consisting of a biconvex positive lens L43 and a plano-concave negative lens L44, in order from the object side. It is composed of a negative lens L45 with both concaves.

第2の実施の形態の撮像光学系LN(図2)は、正負正負の4群構成になっており、各レンズ群は以下のように構成されている。第1レンズ群Gr1は、物体側から順に、両凸の正レンズL11と、物体側に凸の正メニスカスレンズL12と、両凸の正レンズL13及び両凹の負レンズL14からなる接合レンズと、で構成されている。第2レンズ群Gr2は、物体側から順に、両凸の正レンズL21及び両凹の負レンズL22からなる接合レンズで構成されている。第3レンズ群Gr3は、両凸の正レンズL31で構成されている。第4レンズ群Gr4は、物体側から順に、像側に凸の正メニスカスレンズL41及び両凹の負レンズL42からなる接合レンズと、両凸の正レンズL43及び物体側に凹の負メニスカスレンズL44からなる接合レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズL45と、で構成されている。 The imaging optical system LN (FIG. 2) of the second embodiment has a positive / negative positive / negative four-group configuration, and each lens group has the following configuration. The first lens group Gr1 includes a biconvex positive lens L11, a biconvex positive meniscus lens L12, a biconvex positive lens L13, and a biconcave negative lens L14 in order from the object side. It is composed of. The second lens group Gr2 is composed of a junction lens composed of a biconvex positive lens L21 and a biconcave negative lens L22 in order from the object side. The third lens group Gr3 is composed of a biconvex positive lens L31. The fourth lens group Gr4 is a junction lens composed of a positive meniscus lens L41 convex to the image side and a negative lens L42 biconcave in order from the object side, a biconvex positive lens L43 and a negative meniscus lens L44 concave to the object side. It is composed of a bonded lens made of a lens and a negative meniscus lens L45 having a concave shape on the object side.

第3の実施の形態の撮像光学系LN(図3)は、正負正負の4群構成になっており、各レンズ群は以下のように構成されている。第1レンズ群Gr1は、物体側から順に、両凸の正レンズL11と、物体側に凸の正メニスカスレンズL12と、両凸の正レンズL13及び両凹の負レンズL14からなる接合レンズと、で構成されている。第2レンズ群Gr2は、物体側から順に、両凸の正レンズL21及び両凹の負レンズL22からなる接合レンズで構成されている。第3レンズ群Gr3は、両凸の正レンズL31で構成されている。第4レンズ群Gr4は、物体側から順に、平凸の正レンズL41及び平凹の負レンズL42からなる接合レンズと、両凸の正レンズL43及び両凹の負レンズL44からなる接合レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズL45と、で構成されている。 The imaging optical system LN (FIG. 3) of the third embodiment has a positive / negative positive / negative four-group configuration, and each lens group has the following configuration. The first lens group Gr1 includes a biconvex positive lens L11, a biconvex positive meniscus lens L12, a biconvex positive lens L13, and a biconcave negative lens L14 in order from the object side. It is composed of. The second lens group Gr2 is composed of a junction lens composed of a biconvex positive lens L21 and a biconcave negative lens L22 in order from the object side. The third lens group Gr3 is composed of a biconvex positive lens L31. The fourth lens group Gr4 includes a junction lens composed of a plano-convex positive lens L41 and a plano-concave negative lens L42, a junction lens consisting of a biconvex positive lens L43 and a biconcave negative lens L44, in order from the object side. It is composed of a negative meniscus lens L45 that is concave on the object side.

第4の実施の形態の撮像光学系LN(図4)は、正負正負の4群構成になっており、各レンズ群は以下のように構成されている。第1レンズ群Gr1は、物体側から順に、両凸の正レンズL11と、物体側に凸の正メニスカスレンズL12と、両凸の正レンズL13及び両凹の負レンズL14からなる接合レンズと、で構成されている。第2レンズ群Gr2は、物体側から順に、両凸の正レンズL21及び両凹の負レンズL22からなる接合レンズで構成されている。第3レンズ群Gr3は、両凸の正レンズL31で構成されている。第4レンズ群Gr4は、物体側から順に、両凸の正レンズL41及び両凹の負レンズL42からなる接合レンズと、両凸の正レンズL43及び両凹の負レンズL44からなる接合レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズL45と、で構成されている。 The imaging optical system LN (FIG. 4) of the fourth embodiment has a positive / negative positive / negative four-group configuration, and each lens group has the following configuration. The first lens group Gr1 includes a biconvex positive lens L11, a biconvex positive meniscus lens L12, a biconvex positive lens L13, and a biconcave negative lens L14 in order from the object side. It is composed of. The second lens group Gr2 is composed of a junction lens composed of a biconvex positive lens L21 and a biconcave negative lens L22 in order from the object side. The third lens group Gr3 is composed of a biconvex positive lens L31. The fourth lens group Gr4 includes a junction lens consisting of a biconvex positive lens L41 and a biconcave negative lens L42, a junction lens consisting of a biconvex positive lens L43 and a biconcave negative lens L44, in order from the object side. It is composed of a negative meniscus lens L45 that is concave on the object side.

以下、本発明を実施した撮像光学系の構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例1〜4(EX1〜4)は、前述した第1〜第4の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第1〜第4の実施の形態を表すレンズ構成図(図1〜図4)は、対応する実施例1〜4の光学構成をそれぞれ示している。 Hereinafter, the configuration and the like of the imaging optical system in which the present invention has been carried out will be described in more detail with reference to construction data and the like of Examples. Examples 1 to 4 (EX1 to 4) given here are numerical examples corresponding to the above-described first to fourth embodiments, respectively, and are lens configuration diagrams representing the first to fourth embodiments. (FIGS. 1 to 4) show the corresponding optical configurations of Examples 1 to 4, respectively.

各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号i(OB:物面,ST:絞り,IM:像面),近軸における曲率半径ri(mm),軸上面間隔(芯厚)di(mm),d線(波長:587.56nm)に関する屈折率nd,及びd線に関するアッベ数νdを示す。 In the construction data of each embodiment, as the surface data, the surface number i (OB: object surface, ST: aperture, IM: image plane), the radius of curvature ri (mm) on the paraxial axis, and the axial top surface spacing are in order from the left column. (Core thickness) di (mm), the refractive index nd for the d-line (wavelength: 587.56 nm), and the Abbe number νd for the d-line are shown.

面番号iに*が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系(x,y,z)を用いた以下の式(AS)で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は0であり、すべてのデータに関してE−n=×10-nである。
z=(c・h2)/[1+√{1−(1+K)・c2・h2}]+Σ(Aj・hj) …(AS)
ただし、
h:z軸(光軸AX)に対して垂直な方向の高さ(h2=x2+y2)、
z:高さhの位置での光軸AX方向のサグ量(面頂点基準)、
c:面頂点での曲率(曲率半径riの逆数)、
K:円錐定数、
Aj:j次の非球面係数、
である。
The surface with * attached to the surface number i is an aspherical surface, and the surface shape is defined by the following equation (AS) using a local Cartesian coordinate system (x, y, z) with the surface vertex as the origin. To. The aspherical coefficient and the like are shown as the aspherical data. In the aspherical data of each embodiment, the coefficient of the term not shown is 0, and En = × 10 -n for all the data.
z = (c ・ h 2 ) / [1 + √ {1- (1 + K) ・ c 2・ h 2 }] + Σ (Aj ・ h j )… (AS)
However,
h: Height in the direction perpendicular to the z-axis (optical axis AX) (h 2 = x 2 + y 2 ),
z: Sag amount in the optical axis AX direction at the position of height h (based on the surface apex),
c: Curvature at the face vertex (reciprocal of radius of curvature ri),
K: Conical constant,
Aj: j-th order aspherical coefficient,
Is.

各種データとして、全系の焦点距離FL(mm),Fナンバー(FNO),全画角2ω(°),レンズ全長TL(撮像光学系LNの最も物体側の面から像面IMまでの距離(空気換算なし),mm),バックフォーカスbf(平行平面板PTの像側面から像面IMまでの距離,mm)を示す。さらに、フォーカシングにより変化する可変パラメーターとして可変軸上面間隔diを、第1フォーカスポジションPOS1(無限遠物体距離状態),第2フォーカスポジションPOS2(至近物体距離状態)のそれぞれについて示す。ここで、物体距離は物面OBから像面IMまでの距離であり、各実施例での至近物体距離は0.8m(POS2)である。また、第1フォーカスポジションPOS1から第2フォーカスポジションPOS2へフォーカス移動する際の第2レンズ群Gr2の移動量D2Grと第3レンズ群Gr3の移動量D3Grを示し、表1に各実施例の条件式対応値を示し、表2に条件式の関連データを示す。 As various data, the focal length FL (mm), F number (FNO), total angle of view 2ω (°), and total lens length TL (distance from the most object-side surface of the imaging optical system LN to the image plane IM) (No air conversion), mm), back focus bf (distance from the image side surface of the parallel flat plate PT to the image plane IM, mm) are shown. Further, as a variable parameter that changes by focusing, the variable axis upper surface distance di is shown for each of the first focus position POS1 (infinity object distance state) and the second focus position POS2 (closest object distance state). Here, the object distance is the distance from the object surface OB to the image surface IM, and the closest object distance in each embodiment is 0.8 m (POS2). Further, the movement amount D2Gr of the second lens group Gr2 and the movement amount D3Gr of the third lens group Gr3 when the focus is moved from the first focus position POS1 to the second focus position POS2 are shown, and Table 1 shows the conditional expressions of each embodiment. The corresponding values are shown, and Table 2 shows the related data of the conditional expression.

図5〜図8は、実施例1〜実施例4(EX1〜EX4)にそれぞれ対応する縦収差図であり、(A)〜(C)は第1フォーカスポジションPOS1、(D)〜(F)は第2フォーカスポジションPOS2における諸収差をそれぞれ示している。また、図5〜図8中、(A)と(D)は球面収差図、(B)と(E)は非点収差図、(C)と(F)は歪曲収差図である。 5 to 8 are longitudinal aberration diagrams corresponding to Examples 1 to 4 (EX1 to EX4), respectively, and (A) to (C) are first focus positions POS1, (D) to (F). Indicates various aberrations at the second focus position POS2, respectively. Further, in FIGS. 5 to 8, (A) and (D) are spherical aberration diagrams, (B) and (E) are astigmatism diagrams, and (C) and (F) are distortion aberration diagrams.

球面収差図は、一点鎖線で示すC線(波長656.28nm)に対する球面収差量、実線で示すd線(波長587.56nm)に対する球面収差量、破線で示すg線(波長435.84nm)に対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸AX方向のズレ量(mm)で表しており、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値(すなわち相対瞳高さ)を表している。非点収差図において、破線Tはd線に対するタンジェンシャル像面、実線Sはd線に対するサジタル像面を、それぞれ近軸像面からの光軸AX方向のズレ量(mm)で表しており、縦軸は像高(IMG HT,mm)を表している。歪曲収差図において、横軸はd線に対する歪曲(%)を表しており、縦軸は像高(IMG HT,mm)を表している。なお、像高IMG HTの最大値は、像面IMにおける最大像高に相当する。 The spherical aberration diagram shows the amount of spherical aberration for the C line (wavelength 656.28 nm) shown by the single point chain line, the amount of spherical aberration for the d line (wavelength 587.56 nm) shown by the solid line, and the g line (wavelength 435.84 nm) shown by the broken line. The amount of spherical aberration is represented by the amount of deviation (mm) in the optical axis AX direction from the paraxial image plane, and the vertical axis is the value obtained by standardizing the incident height to the pupil by its maximum height (that is, relative pupil). Height). In the astigmatism diagram, the broken line T represents the tangential image plane with respect to the d line, and the solid line S represents the sagittal image plane with respect to the d line by the amount of deviation (mm) in the optical axis AX direction from the paraxial image plane. The vertical axis represents the image height (IMG HT, mm). In the distortion diagram, the horizontal axis represents the distortion (%) with respect to the d line, and the vertical axis represents the image height (IMG HT, mm). The maximum value of the image height IMG HT corresponds to the maximum image height on the image plane IM.

図9,図11,図13及び図15は、第1フォーカスポジションPOS1での実施例1〜実施例4(EX1〜EX4)にそれぞれ対応する横収差図であり、図10,図12,図14及び図16は、第2フォーカスポジションPOS2での実施例1〜実施例4(EX1〜EX4)にそれぞれ対応する横収差図である。図9〜図16のそれぞれにおいて、左側の列はタンジェンシャル光束での横収差(mm)を示しており、右側の列はサジタル光束での横収差(mm)を示している。また、RELATIVE FIELD HEIGHTで表されている像高比(半画角ω°)での横収差を、一点鎖線で示すC線(波長656.28nm)、実線で示すd線(波長587.56nm)、破線で示すg線(波長435.84nm)について示している。なお像高比は、像高IMG HTを最大像高で規格化した相対的な像高である。 9, FIG. 11, FIG. 13 and FIG. 15 are lateral aberration diagrams corresponding to Examples 1 to 4 (EX1 to EX4) at the first focus position POS 1, respectively, and are FIGS. 10, 12, and 14 respectively. And FIG. 16 is a transverse aberration diagram corresponding to Examples 1 to 4 (EX1 to EX4) at the second focus position POS2, respectively. In each of FIGS. 9 to 16, the left column shows the lateral aberration (mm) in the tangential luminous flux, and the right column shows the lateral aberration (mm) in the sagittal luminous flux. In addition, the lateral aberration at the image height ratio (half angle of view ω °) represented by RELATIVE FIELD HEIGHT is shown by the alternate long and short dash line C line (wavelength 656.28 nm) and the solid line d line (wavelength 587.56 nm). , The g-line (wavelength 435.84 nm) shown by the broken line is shown. The image height ratio is a relative image height obtained by standardizing the image height IMG HT with the maximum image height.

実施例1
単位:mm
面データ
i ri di nd νd
0(OB) ∞
1 57.5871 6.919 1.72916 54.67
2 231.4781 0.571
3 53.3950 4.363 1.49700 81.61
4 122.2631 0.250
5 41.6878 6.971 1.59282 68.62
6 -369.3860 1.881 1.90366 31.32
7 47.1750 d7
8 74.7861 3.900 1.92286 20.88
9 -110.6105 1.200 1.80610 33.27
10 29.0325 d10
11(ST) ∞ d11
12* 42.7555 3.935 1.59349 67.00
13* -180.3484 d13
14 1166.0621 3.475 1.95375 32.32
15 -73.0638 1.500 1.71736 29.50
16 43.0227 8.400
17 70.3789 11.000 1.84850 43.79
18 -30.1875 1.792 1.57135 52.95
19 ∞ 5.548
20 -42.5025 2.500 1.62004 36.30
21 532.2146 10.808
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23 ∞ bf
24(IM) ∞
Example 1
Unit: mm
Surface data
i ri di nd ν d
0 (OB) ∞
1 57.5871 6.919 1.72916 54.67
2 231.4781 0.571
3 53.3950 4.363 1.49700 81.61
4 122.2631 0.250
5 41.6878 6.971 1.59282 68.62
6 -369.3860 1.881 1.90366 31.32
7 47.1750 d7
8 74.7861 3.900 1.92286 20.88
9 -110.6105 1.200 1.80610 33.27
10 29.0325 d10
11 (ST) ∞ d11
12 * 42.7555 3.935 1.59349 67.00
13 * -180.3484 d13
14 1166.0621 3.475 1.95375 32.32
15 -73.0638 1.500 1.71736 29.50
16 43.0227 8.400
17 70.3789 11.000 1.84850 43.79
18 -30.1875 1.792 1.57135 52.95
19 ∞ 5.548
20 -42.5025 2.500 1.62004 36.30
21 532.2146 10.808
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23 ∞ bf
24 (IM) ∞

非球面データ
i 12 13
K 0 0
A4 -2.58331E-06 -8.91351E-07
A6 -2.74665E-09 -1.91080E-09
A8 -1.09073E-11 -8.22787E-12
A10 0.00000E+00 0.00000E+00
A12 0.00000E+00 0.00000E+00
Aspherical data
i 12 13
K 0 0
A4 -2.58331E-06 -8.91351E-07
A6 -2.74665E-09 -1.91080E-09
A8 -1.09073E-11 -8.22787E-12
A10 0.00000E + 00 0.00000E + 00
A12 0.00000E + 00 0.00000E + 00

各種データ
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.53
TL 107.55
bf 2
可変パラメーター
物体距離 d7 d10 d11 d13
∞(POS1) 5.224 14.272 7.442 2.000
0.8m(POS2) 9.898 9.604 1.900 7.540
群移動量(POS1→POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr/D3Gr
4.673 -5.542 -0.84
Various data
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.53
TL 107.55
bf 2
Variable parameters Object distance d7 d10 d11 d13
∞ (POS1) 5.224 14.272 7.442 2.000
0.8m (POS2) 9.898 9.604 1.900 7.540
Group movement amount (POS1 → POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr / D3Gr
4.673 -5.542 -0.84

実施例2
単位:mm
面データ
i ri di nd νd
0(OB) ∞
1 80.1734 6.282 1.71700 47.98
2 -4807.6515 1.586
3 41.9543 5.640 1.43700 95.10
4 117.0287 0.871
5 58.1172 6.203 1.49700 81.61
6 -241.7619 1.400 1.85026 32.35
7 65.5586 d7
8 138.8823 3.750 1.80809 22.76
9 -114.7710 1.200 1.62004 36.30
10 29.5637 d10
11(ST) ∞ d11
12 41.8535 3.850 1.59349 67.00
13 -418.9839 d13
14 -361.4882 4.412 1.83481 42.72
15 -43.7311 1.200 1.67300 38.15
16 44.7491 4.944
17 56.2446 10.536 1.84850 42.72
18 -42.4152 1.403 1.56732 42.84
19 -224.6045 8.016
20 -36.2911 2.284 1.60342 80.11
21 -619.9962 11.575
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23 ∞ bf
24(IM) ∞
Example 2
Unit: mm
Surface data
i ri di nd ν d
0 (OB) ∞
1 80.1734 6.282 1.71700 47.98
2 -4807.6515 1.586
3 41.9543 5.640 1.43700 95.10
4 117.0287 0.871
5 58.1172 6.203 1.49700 81.61
6 -241.7619 1.400 1.85026 32.35
7 65.5586 d7
8 138.8823 3.750 1.80809 22.76
9 -114.7710 1.200 1.62004 36.30
10 29.5637 d10
11 (ST) ∞ d11
12 41.8535 3.850 1.59349 67.00
13 -418.9839 d13
14 -361.4882 4.412 1.83481 42.72
15 -43.7311 1.200 1.67300 38.15
16 44.7491 4.944
17 56.2446 10.536 1.84850 42.72
18 -42.4152 1.403 1.56732 42.84
19 -224.6045 8.016
20 -36.2911 2.284 1.60342 80.11
21 -619.9962 11.575
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23 ∞ bf
24 (IM) ∞

各種データ
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.24
TL 111.94
bf 0.92
可変パラメーター
物体距離 d7 d10 d11 d13
∞(POS1) 7.492 12.773 11.211 2.749
0.8m(POS2) 10.879 9.386 3.334 10.626
群移動量(POS1→POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr/D3Gr
3.387 -7.877 -0.43
Various data
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.24
TL 111.94
bf 0.92
Variable parameters Object distance d7 d10 d11 d13
∞ (POS1) 7.492 12.773 11.211 2.749
0.8m (POS2) 10.879 9.386 3.334 10.626
Group movement amount (POS1 → POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr / D3Gr
3.387 -7.877 -0.43

実施例3
単位:mm
面データ
i ri di nd νd
0(OB) ∞
1 120.8140 4.940 1.77250 49.62
2 -1000.0000 0.250
3 42.0610 6.120 1.55032 75.50
4 127.2310 0.500
5 62.7420 6.560 1.49700 81.61
6 -165.7530 1.400 1.85025 30.05
7 82.2620 d7
8 438.0320 3.210 1.92286 20.88
9 -84.2650 1.130 1.60342 38.01
10 30.0600 d10
11(ST) ∞ d11
12 54.7570 4.100 1.59349 67.00
13 -152.9580 d13
14 ∞ 6.500 1.91082 35.25
15 -43.6900 2.020 1.67270 32.17
16 64.8690 4.900
17 70.5370 8.200 1.84850 43.79
18 -411.6880 4.500 1.60342 38.01
19 130.5830 8.121
20 -35.4045 1.400 1.64769 33.72
21 -69.4719 11.000
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23 ∞ bf
24(IM) ∞
Example 3
Unit: mm
Surface data
i ri di nd ν d
0 (OB) ∞
1 120.8140 4.940 1.77250 49.62
2-1000.0000 0.250
3 42.0610 6.120 1.55032 75.50
4 127.2310 0.500
5 62.7420 6.560 1.49700 81.61
6 -165.7530 1.400 1.85025 30.05
7 82.2620 d7
8 438.0320 3.210 1.92286 20.88
9 -84.2650 1.130 1.60342 38.01
10 30.0600 d10
11 (ST) ∞ d11
12 54.7570 4.100 1.59349 67.00
13 -152.9580 d13
14 ∞ 6.500 1.91082 35.25
15 -43.6900 2.020 1.67270 32.17
16 64.8690 4.900
17 70.5370 8.200 1.84850 43.79
18 -411.6880 4.500 1.60342 38.01
19 130.5830 8.121
20 -35.4045 1.400 1.64769 33.72
21 -69.4719 11.000
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23 ∞ bf
24 (IM) ∞

各種データ
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.26
TL 111.35
bf 0.92
可変パラメーター
物体距離 d7 d10 d11 d13
∞(POS1) 6.182 13.284 11.915 2.059
0.8m(POS2) 10.020 9.445 5.153 8.821
群移動量(POS1→POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr/D3Gr
3.838 -6.762 -0.57
Various data
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.26
TL 111.35
bf 0.92
Variable parameters Object distance d7 d10 d11 d13
∞ (POS1) 6.182 13.284 11.915 2.059
0.8m (POS2) 10.020 9.445 5.153 8.821
Group movement amount (POS1 → POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr / D3Gr
3.838 -6.762 -0.57

実施例4
単位:mm
面データ
i ri di nd νd
0(OB) ∞
1 114.0645 4.566 1.69680 55.46
2 -1003.2810 0.173
3 45.6817 4.904 1.49700 81.61
4 114.9128 0.538
5 50.9360 6.999 1.49700 81.61
6 -188.1267 1.493 1.90366 31.32
7 74.6061 d7
8 87.4333 4.870 1.92286 20.88
9 -95.8114 1.214 1.67270 32.17
10 29.0783 d10
11(ST) ∞ d11
12 46.3133 4.541 1.55032 75.50
13 -201.8349 d13
14 630.0245 5.920 1.90366 31.32
15 -37.5067 1.206 1.72825 28.32
16 55.9782 4.459
17 63.6775 6.985 1.84850 42.72
18 -51.1824 1.457 1.62004 36.30
19 147.6730 7.598
20 -33.0806 1.416 1.51633 64.14
21 -255.0489 10.058
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23 ∞ bf
24(IM) ∞
Example 4
Unit: mm
Surface data
i ri di nd ν d
0 (OB) ∞
1 114.0645 4.566 1.69680 55.46
2 -1003.2810 0.173
3 45.6817 4.904 1.49700 81.61
4 114.9128 0.538
5 50.9360 6.999 1.49700 81.61
6 -188.1267 1.493 1.90366 31.32
7 74.6061 d7
8 87.4333 4.870 1.92286 20.88
9 -95.8114 1.214 1.67270 32.17
10 29.0783 d10
11 (ST) ∞ d11
12 46.3133 4.541 1.55032 75.50
13 -201.8349 d13
14 630.0245 5.920 1.90366 31.32
15 -37.5067 1.206 1.72825 28.32
16 55.9782 4.459
17 63.6775 6.985 1.84850 42.72
18 -51.1824 1.457 1.62004 36.30
19 147.6730 7.598
20 -33.0806 1.416 1.51633 64.14
21 -255.0489 10.058
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23 ∞ bf
24 (IM) ∞

各種データ
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.59
TL 111.96
bf 0.92
可変パラメーター
物体距離 d7 d10 d11 d13
∞(POS1) 6.939 10.871 20.176 1.988
0.8m(POS2) 11.581 6.228 12.123 10.040
群移動量(POS1→POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr/D3Gr
4.643 -8.053 -0.58
Various data
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.59
TL 111.96
bf 0.92
Variable parameters Object distance d7 d10 d11 d13
∞ (POS1) 6.939 10.871 20.176 1.988
0.8m (POS2) 11.581 6.228 12.123 10.040
Group movement amount (POS1 → POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr / D3Gr
4.643 -8.053 -0.58

DU デジタル機器
LU 撮像光学装置
LN 撮像光学系
Gr1 第1レンズ群
Gr2 第2レンズ群
Gr3 第3レンズ群
Gr4 第4レンズ群
L1# 第1レンズ群において物体側から#番目のレンズ(#=1,2,3,4)
L2# 第2レンズ群において物体側から#番目のレンズ(#=1,2)
L31 第3レンズ群を構成するレンズ
L4# 第4レンズ群において物体側から#番目のレンズ(#=1,2,…,5)
ST 絞り
SR 撮像素子
SS 受光面(撮像面)
IM 像面(光学像)
AX 光軸
1 信号処理部
2 制御部
3 メモリー
4 操作部
5 表示部
DU Digital Equipment LU Imaging Optical Device LN Imaging Optical System Gr1 1st Lens Group Gr2 2nd Lens Group Gr3 3rd Lens Group Gr4 4th Lens Group L1 # # 1 lens from the object side in the 1st lens group (# = 1, 2,3,4)
L2 # # 2nd lens from the object side in the 2nd lens group (# = 1, 2)
L31 Lenses constituting the 3rd lens group L4 # The #th lens from the object side in the 4th lens group (# = 1, 2, ..., 5)
ST aperture SR image sensor SS light receiving surface (imaging surface)
IM image plane (optical image)
AX Optical axis 1 Signal processing unit 2 Control unit 3 Memory 4 Operation unit 5 Display unit

Claims (10)

物体側から順に、正パワーの第1レンズ群と、負パワーの第2レンズ群と、正パワーの第3レンズ群と、負パワーの第4レンズ群とからなり、
無限遠から至近物体へのフォーカシングにおいて、前記第2レンズ群が像側に移動し、前記第3レンズ群が物体側に移動し、
前記第2レンズ群が物体側から順に正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、前記第3レンズ群が正レンズからなり、
以下の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴とする撮像光学系;
nd(2GrP)−nd(3GrP)>0.2 …(1)
νd(3GrP)−νd(2GrP)>40 …(2)
ただし、
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
nd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
νd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
である。
From the object side, it consists of a positive power first lens group, a negative power second lens group, a positive power third lens group, and a negative power fourth lens group.
In focusing from infinity to a close object, the second lens group moves to the image side, and the third lens group moves to the object side.
The second lens group is composed of a junction lens of a positive lens and a negative lens in order from the object side, and the third lens group is composed of a positive lens.
An imaging optical system characterized by satisfying the following conditional equations (1) and (2);
nd (2GrP) -nd (3GrP)> 0.2 ... (1)
νd (3GrP) -νd (2GrP)> 40 ... (2)
However,
nd (2GrP): Refractive index with respect to the d-line of the positive lens in the second lens group,
nd (3GrP): Refractive index with respect to the d-line of the positive lens in the third lens group,
νd (2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group,
νd (3GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the third lens group,
Is.
前記接合レンズが物体側に凹面を向けた接合面を持ち、以下の条件式(3)及び(4)を満足することを特徴とする請求項1記載の撮像光学系;
0.11<nd(2GrP)−nd(2GrN)<0.35 …(3)
−20<νd(2GrP)−νd(2GrN)<−5 …(4)
ただし、
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
nd(2GrN):第2レンズ群における負レンズのd線に関する屈折率、
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
νd(2GrN):第2レンズ群における負レンズのd線に関するアッベ数、
である。
The imaging optical system according to claim 1, wherein the junction lens has a junction surface with a concave surface facing the object side, and satisfies the following conditional equations (3) and (4);
0.11 <nd (2GrP) -nd (2GrN) <0.35 ... (3)
-20 <νd (2GrP) -νd (2GrN) <-5 ... (4)
However,
nd (2GrP): Refractive index with respect to the d-line of the positive lens in the second lens group,
nd (2GrN): Refractive index with respect to the d-line of the negative lens in the second lens group,
νd (2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group,
νd (2GrN): Abbe number for the d-line of the negative lens in the second lens group,
Is.
以下の条件式(5)〜(7)を満足することを特徴とする請求項1又は2記載の撮像光学系;
0.8<FL1/FL<1.1 …(5)
−1.6<FL2/FL3<−0.9 …(6)
−3.6<FL4/FL<−1.8 …(7)
ただし、
FL1:第1レンズ群の焦点距離、
FL2:第2レンズ群の焦点距離、
FL3:第3レンズ群の焦点距離、
FL4:第4レンズ群の焦点距離、
FL:全系の焦点距離、
である。
The imaging optical system according to claim 1 or 2, wherein the following conditional expressions (5) to (7) are satisfied;
0.8 <FL1 / FL <1.1 ... (5)
-1.6 <FL2 / FL3 <-0.9 ... (6)
-3.6 <FL4 / FL <-1.8 ... (7)
However,
FL1: Focal length of the first lens group,
FL2: Focal length of the second lens group,
FL3: Focal length of the 3rd lens group,
FL4: Focal length of the 4th lens group,
FL: Focal length of the whole system,
Is.
以下の条件式(8)を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像光学系;
−1.0<D2Gr/D3Gr<−0.45 …(8)
ただし、
D2Gr:無限遠から至近物体までのフォーカシングにおける第2レンズ群の移動量、
D3Gr:無限遠から至近物体までのフォーカシングにおける第3レンズ群の移動量、
であり、移動方向が像側のときの移動量を正とする。
The imaging optical system according to any one of claims 1 to 3, which satisfies the following conditional expression (8);
-1.0 <D2Gr / D3Gr <-0.45 ... (8)
However,
D2Gr: The amount of movement of the second lens group in focusing from infinity to a close object,
D3Gr: The amount of movement of the third lens group in focusing from infinity to a close object,
The amount of movement when the movement direction is the image side is positive.
前記第4レンズ群が、物体側から順に正レンズと負レンズからなる接合レンズを続けて2つ有し、前記2つの接合レンズのうち、物体側の接合レンズが負のパワーを有し、像側の接合レンズが正のパワーを有し、以下の条件式(9)を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の撮像光学系;
−2.2<FL(4GrPN1)/FL(4GrPN2)<−1.4 …(9)
ただし、
FL(4GrPN1):第4レンズ群における物体側の接合レンズの焦点距離、
FL(4GrPN2):第4レンズ群における像側の接合レンズの焦点距離、
である。
The fourth lens group has two continuous lenses composed of a positive lens and a negative lens in order from the object side, and of the two bonded lenses, the bonded lens on the object side has a negative power and an image. The imaging optical system according to any one of claims 1 to 4, wherein the bonded lens on the side has a positive power and satisfies the following conditional expression (9);
-2.2 <FL (4GrPN1) / FL (4GrPN2) <-1.4 ... (9)
However,
FL (4GrPN1): Focal length of the junction lens on the object side in the 4th lens group,
FL (4GrPN2): Focal length of the junction lens on the image side in the 4th lens group,
Is.
前記第4レンズ群において最も像側に位置するレンズが負パワーを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像光学系。 The imaging optical system according to any one of claims 1 to 5, wherein the lens located closest to the image side in the fourth lens group has a negative power. 前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に、フォーカシングにおいて位置固定の絞りが配置されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の撮像光学系。 The imaging optical system according to any one of claims 1 to 6, wherein a fixed-position diaphragm is arranged between the second lens group and the third lens group in focusing. 前記第1レンズ群が物体側から順に少なくとも3枚の連続した正レンズを有し、そのうちの1枚以上の正レンズが以下の条件式(10)を満足することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像光学系;
νd(1GrP)>60 …(10)
ただし、
νd(1GrP):第1レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
である。
Claims 1 to 1, wherein the first lens group has at least three consecutive positive lenses in order from the object side, and one or more of the positive lenses satisfies the following conditional expression (10). 7. The imaging optical system according to any one of 7.
νd (1GrP)> 60 ... (10)
However,
νd (1 GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the first lens group,
Is.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の撮像光学系と、撮像面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の撮像面上に被写体の光学像が形成されるように前記撮像光学系が設けられていることを特徴とする撮像光学装置。 The imaging optical system according to any one of claims 1 to 8 and an imaging element that converts an optical image formed on the imaging surface into an electrical signal are provided on the imaging surface of the imaging element. An image pickup optical device characterized in that the image pickup optical system is provided so as to form an optical image of a subject. 請求項9記載の撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影,動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とするデジタル機器。 A digital device comprising the imaging optical device according to claim 9, wherein at least one of the functions of still image shooting and moving image shooting of a subject is added.
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