JP2022016822A - Optical system and image capturing device having the same - Google Patents

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Abstract

To provide an optical system which is compact, suppresses aberration variation associated with focusing, and offers high optical performance over an entire object distance range from infinity to a short distance, and to provide an image capturing device having the same.SOLUTION: An optical system provided herein comprises a first lens group with positive refractive power disposed on the most object side, a final lens group with negative refractive power disposed on the most image side, and a plurality of lens groups disposed between the first lens group and the final lens group. When focusing, two or more lens groups of the plurality of lens groups move, changing distances between adjacent lens groups. The first lens group comprises a positive lens and a negative lens. An aperture stop is disposed between two adjacent lens groups of the plurality of lens groups. A focal length of the optical system when focused at infinity, a focal length of the final lens group, and a distance from a lens surface of the final lens group on the most object side to a lens surface thereof on the most image side along an optical axis are each set appropriately.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光学系に関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等に好適なものである。 The present invention relates to an optical system and is suitable for a digital video camera, a digital still camera, a broadcasting camera, a silver salt film camera, a surveillance camera and the like.

近距離物体の撮影を主たる目的としたマクロレンズは、撮影倍率が0倍となる無限遠物体から撮影倍率が等倍付近となる近距離物体まで撮影できるように構成されていることが望ましい。また、マクロレンズは、フォーカシングに際して、収差変動が少なく全物体距離にわたり高い光学性能を有すること、フォーカシングを高速に行うためにフォーカスレンズ群が小型軽量であること等を求められている。 It is desirable that the macro lens whose main purpose is to shoot a short-range object is configured to be able to shoot from an infinite object having a shooting magnification of 0 times to a short-range object having a shooting magnification near the same magnification. Further, the macro lens is required to have low aberration fluctuation and high optical performance over the entire object distance at the time of focusing, and the focus lens group is small and lightweight in order to perform focusing at high speed.

撮像光学系におけるフォーカシング方式として、フォーカシングに際して第1レンズ群を不動とし、中間の一部のレンズ群でフォーカシングを行うインナーフォーカス方式が知られている。インナーフォーカス方式は、第1レンズ群を移動させるフォーカシング方式に対して、フォーカスレンズ群の小型軽量化が容易であり、フォーカシングを高速に行うことができる。 As a focusing method in an imaging optical system, an inner focus method is known in which a first lens group is immovable during focusing and focusing is performed with a part of the intermediate lens groups. In the inner focus method, the focus lens group can be easily made smaller and lighter than the focusing method in which the first lens group is moved, and focusing can be performed at high speed.

一般的に撮像光学系では、撮影倍率が大きくなるにつれてフォーカシングに伴う諸収差の変動が大きくなり、光学性能が低下する。特許文献1及び特許文献2には、近距離物体へのフォーカシングに際して複数のレンズ群を独立に移動させ、収差の変動を補正する、所謂フローティング方式を採用している撮影レンズが開示されている。 Generally, in an imaging optical system, as the photographing magnification increases, the fluctuations of various aberrations associated with focusing increase, and the optical performance deteriorates. Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a photographing lens that employs a so-called floating method in which a plurality of lens groups are independently moved when focusing on a short-distance object to correct fluctuations in aberrations.

インナーフォーカス方式及びフローティング方式を用いると、フォーカシングを高速に行うこと、フォーカシングに伴う収差変動を低減し、無限遠から至近距離に至る全物体距離にわたり高い光学性能を得ることが容易になる。 When the inner focus method and the floating method are used, it becomes easy to perform focusing at high speed, reduce aberration fluctuations due to focusing, and obtain high optical performance over all object distances from infinity to close range.

特開2018-031831号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-031831 特開2009-288384号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-288384

インナーフォーカス方式及びフローティング方式を用いる場合、光学系を構成する各レンズ群の屈折力やレンズ構成を適切に設定することが重要である。各レンズ群の屈折力やレンズ構成が適切でないと全系の小型化を図りつつ、フォーカシングに伴う収差変動を抑制することが困難になる。 When the inner focus method and the floating method are used, it is important to appropriately set the refractive power and the lens configuration of each lens group constituting the optical system. If the refractive power and lens configuration of each lens group are not appropriate, it will be difficult to suppress aberration fluctuations associated with focusing while reducing the size of the entire system.

本発明は、小型で、フォーカシングに伴う収差変動を抑制し、無限遠から至近距離に至る全物体距離にわたり高い光学性能を得ることが可能な光学系及びそれを有する撮像装置の提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an optical system having a small size, suppressing aberration fluctuations associated with focusing, and capable of obtaining high optical performance over all object distances from infinity to close range, and an image pickup apparatus having the same. do.

本発明の一側面としての光学系は、最も物体側に配置された正の屈折力の第1レンズ群と、最も像側に配置された負の屈折力の最終レンズ群と、第1レンズ群と最終レンズ群との間に配置された複数のレンズ群とを有する光学系であって、フォーカシングに際して、複数のレンズ群のうち二つ以上のレンズ群が移動し、かつ隣り合うレンズ群の間隔が変化し、第1レンズ群は、正レンズと負レンズとを備え、複数のレンズ群のうち隣り合う二つのレンズ群の間に開口絞りが配置され、無限遠合焦時の光学系の焦点距離をf、最終レンズ群の焦点距離をfn、最終レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をDLnとするとき、
-4.0<f/fn<-1.5
0.25<DLn/f<0.39
なる条件式を満足することを特徴とする。
The optical system as one aspect of the present invention includes a first lens group having a positive refractive force arranged on the most object side, a final lens group having a negative refractive force arranged on the image side most, and a first lens group. An optical system having a plurality of lens groups arranged between a lens group and the final lens group, in which two or more lens groups among the plurality of lens groups move during focusing, and the distance between adjacent lens groups is large. The first lens group is provided with a positive lens and a negative lens, and an aperture aperture is arranged between two adjacent lens groups among a plurality of lens groups, and the focal point of the optical system during infinity focusing is provided. When the distance is f, the focal distance of the final lens group is fn, and the distance on the optical axis from the lens surface on the most object side to the lens surface on the image side in the final lens group is DLn.
-4.0 <f / fn <-1.5
0.25 <DLn / f <0.39
It is characterized by satisfying the conditional expression.

本発明によれば、小型で、フォーカシングに伴う収差変動を抑制し、無限遠から至近距離に至る全物体距離にわたり高い光学性能を得ることが可能な光学系及びそれを有する撮像装置の提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide an optical system having a small size, suppressing aberration fluctuations associated with focusing, and capable of obtaining high optical performance over all object distances from infinity to close range, and an image pickup apparatus having the same. can.

実施例1の光学系の無限遠合焦時の断面図である。It is sectional drawing at the time of infinity focusing of the optical system of Example 1. FIG. (A),(B)実施例1の光学系の無限遠合焦時及び最至近距離合焦時の収差図である。(A), (B) It is an aberration diagram at the time of infinity focusing and the closest-distance focusing of the optical system of Example 1. 実施例2の光学系の無限遠合焦時の断面図である。It is sectional drawing at the time of infinity focusing of the optical system of Example 2. FIG. (A),(B)実施例2の光学系の無限遠合焦時及び最至近距離合焦時の収差図である。(A), (B) It is an aberration diagram at the time of infinity focusing and the closest-distance focusing of the optical system of Example 2. 実施例3の光学系の無限遠合焦時の断面図である。It is sectional drawing at the time of infinity focusing of the optical system of Example 3. FIG. (A),(B)実施例3の光学系の無限遠合焦時及び最至近距離合焦時の収差図である。(A), (B) It is an aberration diagram at the time of infinity focusing and the closest-distance focusing of the optical system of Example 3. 実施例4の光学系の無限遠合焦時の断面図である。It is sectional drawing at the time of infinity focusing of the optical system of Example 4. FIG. (A),(B)実施例4の光学系の無限遠合焦時及び最至近距離合焦時の収差図である。(A), (B) It is an aberration diagram at the time of infinity focusing and the closest-distance focusing of the optical system of Example 4. 実施例5の光学系の無限遠合焦時の断面図である。It is sectional drawing at the time of infinity focusing of the optical system of Example 5. FIG. (A),(B)実施例5の光学系の無限遠合焦時及び最至近距離合焦時の収差図である。(A), (B) It is an aberration diagram at the time of infinity focusing and the closest-distance focusing of the optical system of Example 5. 撮像装置の概略図である。It is a schematic diagram of an image pickup apparatus.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same member is given the same reference number, and duplicate description is omitted.

図1,3,5,7,9は、それぞれ実施例1乃至5の光学系の無限遠合焦時における断面図である。各実施例の光学系はデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる光学系である。なお、各実施例の光学系は、投写装置(プロジェクタ)用の投写光学系として用いることもできる。 FIGS. 1, 3, 5, 7, and 9 are cross-sectional views of the optical systems of Examples 1 to 5 at infinity in focus, respectively. The optical system of each embodiment is an optical system used for an image pickup device such as a digital video camera, a digital still camera, a broadcasting camera, a silver salt film camera, and a surveillance camera. The optical system of each embodiment can also be used as a projection optical system for a projection device (projector).

各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。各実施例の光学系は複数のレンズ群を有して構成されている。本願明細書においてレンズ群とは、フォーカシングに際して一体的に移動又は静止するレンズのまとまりである。すなわち、各実施例の光学系では、無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して隣接するレンズ群同士の間隔が変化する。各断面図に示される矢印は、無限遠から至近距離へのフォーカシングに際してのレンズ群の移動方向を示している。なお、レンズ群は1枚のレンズから構成されていてもよいし、複数のレンズから成っていてもよい。また、レンズ群は開口絞りを含んでいてもよい。 In each cross-sectional view, the left side is the object side (front) and the right side is the image side (rear). The optical system of each embodiment is configured to have a plurality of lens groups. In the present specification, a lens group is a group of lenses that move or stand still integrally during focusing. That is, in the optical system of each embodiment, the distance between adjacent lens groups changes when focusing from infinity to a close range. The arrows shown in each cross-sectional view indicate the direction of movement of the lens group during focusing from infinity to close range. The lens group may be composed of one lens or may be composed of a plurality of lenses. Further, the lens group may include an aperture diaphragm.

各実施例の光学系は、最も物体側に配置された正の屈折力の第1レンズ群L1と、最も像側に配置された負の屈折力の最終レンズ群Lnと、第1レンズ群L1と最終レンズ群Lnとの間に配置された複数のレンズ群とを有する。また、第1レンズ群L1は、少なくとも1枚以上の正レンズと少なくとも1枚以上の負レンズを有する。第1レンズ群L1は、球面収差と軸上色収差の補正を行うために、正レンズ3枚以上、負レンズ1枚以上で構成されることが好ましい。また、複数のレンズ群の間に開口絞りが配置されている。更に、各実施例の光学系では、無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、少なくとも第2レンズ群L2と最終レンズ群Lnよりも物体側に隣接して配置されたレンズ群Ln-1群とが移動して、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。 The optical system of each embodiment includes a first lens group L1 having a positive refractive power arranged on the most object side, a final lens group Ln having a negative refractive power arranged on the image side most, and a first lens group L1. It has a plurality of lens groups arranged between the lens group and the final lens group Ln. Further, the first lens group L1 has at least one positive lens and at least one negative lens. The first lens group L1 is preferably composed of three or more positive lenses and one or more negative lenses in order to correct spherical aberration and axial chromatic aberration. Further, an aperture diaphragm is arranged between the plurality of lens groups. Further, in the optical system of each embodiment, at least the second lens group L2 and the lens group Ln-1 group arranged adjacent to the object side of the final lens group Ln move when focusing from infinity to a close distance. Then, the distance between adjacent lens groups changes.

また、各実施例の光学系は、最至近の物点に合焦したときの像倍率をβとするとき、以下の条件式を満足する。 Further, the optical system of each embodiment satisfies the following conditional expression when the image magnification when focusing on the nearest object point is β.

β≦-0.5
上記条件式は最至近の物点に合焦したときの像倍率を規定しており、上記条件式を満足しない場合、マクロレンズとしての効果が発揮できなくなる。
β ≤ -0.5
The above conditional expression defines the image magnification when focusing on the nearest object point, and if the above conditional expression is not satisfied, the effect as a macro lens cannot be exhibited.

一般に撮影倍率が等倍程度の近距離撮影可能なマクロレンズにおいては、像倍率βの変化に伴い、FナンバーFnoは(1-β)・Fnoの式に従って変化する。本実施例の光学系では、フォーカシングに際して、開口絞りの径を変化させ、Fナンバーの変化に合わせて不要な光線をカットしている。 Generally, in a macro lens capable of short-distance shooting with a shooting magnification of about the same magnification, the F number Fno changes according to the equation (1-β) · Fno as the image magnification β changes. In the optical system of this embodiment, the diameter of the aperture stop is changed at the time of focusing, and unnecessary light rays are cut according to the change of the F number.

各断面図において、Liは光学系に含まれるレンズ群のうち物体側から数えてi番目(iは自然数)のレンズ群を表している。 In each cross-sectional view, Li represents the i-th lens group (i is a natural number) counted from the object side among the lens groups included in the optical system.

また、SPは、開放Fナンバー(Fno)の光束を決定(制限)する開口絞りである。IPは像面であり、各実施例の光学系をデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面が配置される。各実施例の光学系を銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際には像面IPにはフィルム面に相当する感光面が置かれる。 Further, the SP is an aperture diaphragm that determines (limits) the luminous flux of the open F number (Fno). The IP is an image plane, and when the optical system of each embodiment is used as a shooting optical system of a digital still camera or a digital video camera, the image pickup surface of a solid-state image pickup element (photoelectric conversion element) such as a CCD sensor or a CMOS sensor is used. Be placed. When the optical system of each embodiment is used as a photographing optical system of a silver halide film camera, a photosensitive surface corresponding to a film surface is placed on the image plane IP.

図2,4,6,8,10は、それぞれ実施例1乃至5の光学系の収差図である。各収差図において(A)は無限遠合焦時の収差図、(B)は最至近距離合焦時の収差図である。 FIGS. 2, 4, 6, 8 and 10 are aberration diagrams of the optical systems of Examples 1 to 5, respectively. In each aberration diagram, (A) is an aberration diagram at infinity focusing, and (B) is an aberration diagram at the closest range focusing.

球面収差図においてFnoはFナンバーであり、d線(波長587.6nm)、g線(波長435.8nm)に対する球面収差量を示している。非点収差図においてMはメリディオナル像面における非点収差量、Sはサジタル像面における非点収差量を示している。歪曲収差図においてd線に対する歪曲収差量を示している。色収差図ではg線における色収差量を示している。ωは撮像半画角(°)である。 In the spherical aberration diagram, Fno is an F number and indicates the amount of spherical aberration with respect to the d-line (wavelength 587.6 nm) and the g-line (wavelength 435.8 nm). In the astigmatism diagram, M indicates the amount of astigmatism in the meridional image plane, and S indicates the amount of astigmatism in the sagittal image plane. In the distortion diagram, the amount of distortion with respect to the d line is shown. The chromatic aberration diagram shows the amount of chromatic aberration in the g-line. ω is the imaged half angle of view (°).

次に、各実施例の光学系における特徴的な構成について述べる。 Next, a characteristic configuration in the optical system of each embodiment will be described.

各実施例の光学系は、無限遠合焦時の光学系の焦点距離をf、最終レンズ群Lnの焦点距離をfn、最終レンズ群Lnにおける最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をDLnとするとき、以下の条件式(1),(2)を満足する。 In the optical system of each embodiment, the focal length of the optical system at infinity focusing is f, the focal length of the final lens group Ln is fn, and the lens surface on the image side from the lens surface on the object side in the final lens group Ln. When the distance on the optical axis up to is DLn, the following conditional equations (1) and (2) are satisfied.

-4.0<f/fn<-1.5 (1)
0.25<DLn/f<0.39 (2)
最終レンズ群Lnの負の屈折力が強くなるとバックフォーカスが短くなり、全系の小型化が容易になる。条件式(1)は、光学系の焦点距離と最終レンズ群Lnの焦点距離を規定している。条件式(1)の上限値を上回って最終レンズ群Lnの屈折力が弱くなると、バックフォーカスが長くなり、全系の小型化が困難となるため好ましくない。条件式(1)の下限値を下回って最終レンズ群Lnの屈折力が強くなると、バックフォーカスが短くなるため小型化には有利であるが、最終レンズ群Lnで発生する像面湾曲や歪曲収差等の諸収差の抑制が困難となるため好ましくない。
-4.0 <f / fn <-1.5 (1)
0.25 <DLn / f <0.39 (2)
When the negative refractive power of the final lens group Ln becomes stronger, the back focus becomes shorter, and the miniaturization of the entire system becomes easier. The conditional expression (1) defines the focal length of the optical system and the focal length of the final lens group Ln. If the upper limit of the conditional expression (1) is exceeded and the refractive power of the final lens group Ln is weakened, the back focus becomes long and it becomes difficult to miniaturize the entire system, which is not preferable. If the refractive power of the final lens group Ln becomes stronger below the lower limit of the conditional equation (1), the back focus becomes shorter, which is advantageous for miniaturization. It is not preferable because it becomes difficult to suppress various aberrations such as.

条件式(2)は、最終レンズ群Lnの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と光学系の焦点距離を規定している。ここで、最も物体側のレンズ面を有するレンズ、及び最も像側のレンズ面を有するレンズは、屈折力を有するレンズである。距離DLnを適切に設定することで、最終レンズ群Lnの物体側に負レンズを配置することができ、開口絞りSPよりも物体側で発生する歪曲収差を最終レンズ群Lnで補正することができる。また、最終レンズ群Lnの像側主点が物体側に移動し、テレフォトの効果を高めることで、全系を短縮することができる。条件式(2)の上限値を上回って距離DLnが長くなると、全系の小型化が困難となるため好ましくない。条件式(2)の下限値を下回って距離DLnが短くなると、最終レンズ群Lnに像面湾曲や歪曲収差を適切に補正するレンズを配置することができず、全系の像面湾曲や歪曲収差等の諸収差の抑制が困難となるため好ましくない。 Conditional expression (2) defines the distance on the optical axis from the lens surface on the most object side to the lens surface on the image side of the final lens group Ln and the focal length of the optical system. Here, the lens having the lens surface on the object side most and the lens having the lens surface on the image side most are lenses having a refractive power. By appropriately setting the distance DLn, a negative lens can be arranged on the object side of the final lens group Ln, and the distortion aberration generated on the object side of the aperture stop SP can be corrected by the final lens group Ln. .. Further, the principal point on the image side of the final lens group Ln moves to the object side, and the effect of telephoto is enhanced, so that the entire system can be shortened. If the distance DLn becomes longer than the upper limit of the conditional expression (2), it becomes difficult to reduce the size of the entire system, which is not preferable. If the distance DLn becomes shorter than the lower limit of the conditional equation (2), it is not possible to arrange a lens that appropriately corrects curvature of field and distortion in the final lens group Ln, and the curvature of field and distortion of the entire system cannot be arranged. It is not preferable because it becomes difficult to suppress various aberrations such as aberrations.

条件式(1),(2)を満足するように各要素を適切に設定することで、小型で、フォーカシングに伴う収差変動を抑制し、無限遠から至近距離に至る全物体距離にわたり高い光学性能を得ることが容易な光学系を得ることができる。 By appropriately setting each element so as to satisfy the conditional equations (1) and (2), it is compact, suppresses aberration fluctuations associated with focusing, and achieves high optical performance over all object distances from infinity to close range. An optical system that is easy to obtain can be obtained.

なお、条件式(1),(2)の数値範囲を以下の条件式(1a),(2a)の数値範囲とすることが好ましい。 It is preferable that the numerical range of the conditional expressions (1) and (2) is the numerical range of the following conditional expressions (1a) and (2a).

-4.0<f/fn<-1.6 (1a)
0.26<DLn/f<0.38 (2a)
また、条件式(1),(2)の数値範囲を以下の条件式(1b)の数値範囲とすることが更に好ましい。
-4.0 <f / fn <-1.6 (1a)
0.26 <DLn / f <0.38 (2a)
Further, it is more preferable that the numerical range of the conditional expression (1) and (2) is the numerical range of the following conditional expression (1b).

-2.5<f/fn<-1.6 (1b)
0.27<DLn/f<0.38 (2b)
各実施例の光学系は、第1レンズ群L1の焦点距離をf1とするとき、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
-2.5 <f / fn <-1.6 (1b)
0.27 <DLn / f <0.38 (2b)
It is preferable that the optical system of each embodiment satisfies the following conditional expression (3) when the focal length of the first lens group L1 is f1.

0.3<f1/f<10.0 (3)
条件式(3)は、第1レンズ群L1の焦点距離と光学系の焦点距離を規定している。条件式(3)の上限値を上回って第1レンズ群L1の屈折力が弱くなると、全系の小型化が困難となるため好ましくない。条件式(3)の下限値を下回って第1レンズ群L1の屈折力が強くなると、球面収差等の諸収差が発生し好ましくない。
0.3 <f1 / f <10.0 (3)
The conditional expression (3) defines the focal length of the first lens group L1 and the focal length of the optical system. If the refractive power of the first lens group L1 becomes weaker than the upper limit of the conditional expression (3), it becomes difficult to reduce the size of the entire system, which is not preferable. If the refractive power of the first lens group L1 becomes stronger below the lower limit of the conditional expression (3), various aberrations such as spherical aberration occur, which is not preferable.

各実施例の光学系は、無限遠合焦時のバックフォーカスをskとするとき、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。 It is preferable that the optical system of each embodiment satisfies the following conditional expression (4) when the back focus at infinity focusing is sk.

0.1<sk/f<0.4 (4)
条件式(4)は、バックフォーカスと光学系の焦点距離を規定している。条件式(4)の上限値を上回ってバックフォーカスが長くなると、全系の小型化が困難となるため好ましくない。条件式(4)の下限値を下回ってバックフォーカスが短くなると、光学系の最も像側のレンズの外径が大きくなるため好ましくない。
0.1 <sk / f <0.4 (4)
The conditional expression (4) defines the back focus and the focal length of the optical system. If the back focus becomes longer than the upper limit of the conditional expression (4), it becomes difficult to miniaturize the entire system, which is not preferable. If the back focus is shorter than the lower limit of the conditional expression (4), the outer diameter of the lens on the image side of the optical system becomes large, which is not preferable.

各実施例の光学系は、第1レンズ群L1における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をDL1とするとき、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。 The optical system of each embodiment satisfies the following conditional expression (5) when the distance on the optical axis from the lens surface on the most object side to the lens surface on the image side in the first lens group L1 is DL1. Is preferable.

0.05<DL1/f<0.70 (5)
条件式(5)は、第1レンズ群L1の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と光学系の焦点距離を規定している。条件式(5)の上限値を上回って距離DL1が長くなると、全系の小型化が困難となるため好ましくない。条件式(5)の下限値を下回って距離DL1が短くなると、第1レンズ群L1に収差を補正するレンズを配置することができず、球面収差等の諸収差が発生し好ましくない。
0.05 <DL1 / f <0.70 (5)
The conditional equation (5) defines the distance on the optical axis from the lens surface on the most object side to the lens surface on the image side of the first lens group L1 and the focal length of the optical system. If the distance DL1 becomes longer than the upper limit of the conditional expression (5), it becomes difficult to reduce the size of the entire system, which is not preferable. If the distance DL1 becomes shorter than the lower limit of the conditional equation (5), it is not possible to arrange a lens for correcting the aberration in the first lens group L1, and various aberrations such as spherical aberration occur, which is not preferable.

各実施例の光学系は、最終レンズ群Lnの物体側に隣接して配置され、フォーカシングに際して移動するレンズ群Ln-1の焦点距離をfrとするとき、以下の条件式(6)を満足することが好ましい。 The optical system of each embodiment is arranged adjacent to the object side of the final lens group Ln, and satisfies the following conditional expression (6) when the focal length of the lens group Ln-1 that moves during focusing is fr. Is preferable.

0.3<fr/f<0.8 (6)
条件式(6)は、レンズ群Ln-1の焦点距離と光学系の焦点距離を規定している。条件式(6)の上限値を上回ってレンズ群Ln-1の屈折力が弱くなると、フォーカシングを行うためにレンズ群Ln-1の移動量を増加させる必要があり、全系の小型化が困難となるため好ましくない。条件式(6)の下限値を下回ってレンズ群Ln-1の屈折力が強くなると、レンズ群Ln-1で諸収差が発生し好ましくない。
0.3 <fr / f <0.8 (6)
The conditional expression (6) defines the focal length of the lens group Ln-1 and the focal length of the optical system. If the refractive power of the lens group Ln-1 becomes weaker than the upper limit of the conditional expression (6), it is necessary to increase the amount of movement of the lens group Ln-1 in order to perform focusing, and it is difficult to miniaturize the entire system. Therefore, it is not preferable. If the refractive power of the lens group Ln-1 becomes stronger below the lower limit of the conditional expression (6), various aberrations occur in the lens group Ln-1, which is not preferable.

各実施例の光学系では、最終レンズ群Lnの最も物体側のレンズは、負レンズ、又は互いに接合された正レンズ及び負レンズで構成される接合レンズで構成されていることが好ましい。このとき、最終レンズ群Lnの最も物体側のレンズの焦点距離(負レンズの焦点距離、又は接合レンズの合成焦点距離)をfLn1とするとき、以下の条件式(7)を満足することが好ましい。 In the optical system of each embodiment, it is preferable that the lens on the most object side of the final lens group Ln is composed of a negative lens or a bonded lens composed of a positive lens and a negative lens bonded to each other. At this time, when the focal length of the lens closest to the object side of the final lens group Ln (the focal length of the negative lens or the combined focal length of the junction lens) is fLn1, it is preferable to satisfy the following conditional expression (7). ..

-4.0<fLn1/f<-0.5 (7)
条件式(7)は、最終レンズ群Lnの最も物体側のレンズの焦点距離と光学系の焦点距離を規定している。条件式(7)の上限値を上回って最終レンズ群Lnの最も物体側のレンズの屈折力が強くなると、歪曲収差や像面湾曲を発生させてしまうため好ましくない。条件式(7)の下限値を下回って最終レンズ群Lnの最も物体側のレンズの屈折力が弱くなると、開口絞りSPよりも物体側で発生する歪曲収差を適切に補正することが困難となるため好ましくない。
-4.0 <fLn1 / f <-0.5 (7)
The conditional equation (7) defines the focal length of the lens on the most object side of the final lens group Ln and the focal length of the optical system. If the upper limit of the conditional equation (7) is exceeded and the refractive power of the lens on the most object side of the final lens group Ln becomes stronger, distortion aberration and curvature of field occur, which is not preferable. If the refractive power of the lens on the object side of the final lens group Ln becomes weaker than the lower limit of the conditional equation (7), it becomes difficult to appropriately correct the distortion generated on the object side rather than the aperture stop SP. Therefore, it is not preferable.

なお、条件式(3)乃至(7)の数値範囲を以下の条件式(3a)乃至(7a)の数値範囲とすることが好ましい。 It is preferable that the numerical range of the conditional expressions (3) to (7) is the numerical range of the following conditional expressions (3a) to (7a).

0.5<f1/f<7.0 (3a)
0.1<sk/f<0.3 (4a)
0.1<DL1/f<0.7 (5a)
0.4<fr/f<0.7 (6a)
-3<fLn1/f<-1 (7a)
また、条件式(3)乃至(7)の数値範囲を以下の条件式(3b)乃至(7b)の数値範囲とすることが更に好ましい。
0.5 <f1 / f <7.0 (3a)
0.1 <sk / f <0.3 (4a)
0.1 <DL1 / f <0.7 (5a)
0.4 <fr / f <0.7 (6a)
-3 <fLn1 / f <-1 (7a)
Further, it is more preferable that the numerical range of the conditional expressions (3) to (7) is set to the numerical range of the following conditional expressions (3b) to (7b).

0.5<f1/f<6.0 (3b)
0.1<sk/f<0.25 (4b)
0.15<DL1/f<0.45 (5b)
0.45<fr/f<0.65 (6b)
-3.0<fLn1/f<-1.5 (7b)
各実施例の光学系では、フォーカシングに際して第1レンズ群L1は不動である(固定されている)ことが好ましい。これにより、外部からの圧力に強い構成とすることができる。また、ワーキングディスタンスの短い近距離物体に対してもフォーカシングが容易となる。
0.5 <f1 / f <6.0 (3b)
0.1 <sk / f <0.25 (4b)
0.15 <DL1 / f <0.45 (5b)
0.45 <fr / f <0.65 (6b)
-3.0 <fLn1 / f <-1.5 (7b)
In the optical system of each embodiment, it is preferable that the first lens group L1 is immovable (fixed) during focusing. As a result, the configuration can be made strong against external pressure. It also facilitates focusing on short-range objects with a short working distance.

各実施例の光学系では、フォーカシングに際して移動するレンズ群は、3枚以下のレンズより構成することが好ましい。これにより、フォーカスレンズ群の軽量化が容易となり、高速なフォーカシングを実現することができる。 In the optical system of each embodiment, it is preferable that the lens group that moves during focusing is composed of three or less lenses. As a result, the weight of the focus lens group can be easily reduced, and high-speed focusing can be realized.

各実施例の光学系では、負の屈折力を有する最終レンズ群Lnは、少なくとも1枚以上の正レンズを有することが好ましい。これにより、最終レンズ群Ln群内で発生する色収差を抑制することができる。なお、最終レンズ群Lnは、倍率色収差、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正するために正レンズ1枚以上、負レンズ2枚以上で構成することが好ましい。 In the optical system of each embodiment, it is preferable that the final lens group Ln having a negative refractive power has at least one positive lens. This makes it possible to suppress chromatic aberration that occurs in the final lens group Ln group. The final lens group Ln is preferably composed of one or more positive lenses and two or more negative lenses in order to satisfactorily correct chromatic aberration of magnification, curvature of field, and distortion.

次に、各実施例の光学系について詳細に述べる。 Next, the optical system of each embodiment will be described in detail.

実施例1の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5からなる。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、第2レンズ群L2は像側へ、第4レンズ群L4は物体側へ移動する。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、第1レンズ群L1、第3レンズ群L3、第5レンズ群L5は固定されている。開口絞りは、第3レンズ群L3の物体側に配置されている。第1レンズ群L1は、正レンズ4枚、負レンズ2枚から構成されている。第2レンズ群L2は、正レンズ1枚、負レンズ2枚から構成されている。第3レンズ群L3は、正レンズ1枚から構成されている。第4レンズ群L4は、正レンズ2枚、負レンズ1枚から構成されている。第5レンズ群L5は、正レンズ2枚、負レンズ2枚から構成されている。第5レンズ群L5は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズと負レンズで構成される接合レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。 In the optical system of the first embodiment, the first lens group L1 having a positive refractive power, the second lens group L2 having a negative refractive power, and the third lens group having a positive refractive power are arranged in order from the object side to the image side. It is composed of L3, a fourth lens group L4 having a positive refractive power, and a fifth lens group L5 having a negative refractive power. When focusing from infinity to a close range, the second lens group L2 moves to the image side and the fourth lens group L4 moves to the object side. When focusing from infinity to a close range, the first lens group L1, the third lens group L3, and the fifth lens group L5 are fixed. The aperture diaphragm is arranged on the object side of the third lens group L3. The first lens group L1 is composed of four positive lenses and two negative lenses. The second lens group L2 is composed of one positive lens and two negative lenses. The third lens group L3 is composed of one positive lens. The fourth lens group L4 is composed of two positive lenses and one negative lens. The fifth lens group L5 is composed of two positive lenses and two negative lenses. The fifth lens group L5 is composed of a bonded lens composed of a positive lens and a negative lens, a negative lens, and a positive lens arranged in order from the object side to the image side.

実施例2の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4からなる。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、第2レンズ群L2は像側へ、第3レンズ群L3は物体側へ移動する。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、第1レンズ群L1、第4レンズ群L4は固定されている。開口絞りSPは、第3レンズ群L3の物体側に配置され、フォーカシングに際して固定されている。第1レンズ群L1は、正レンズ4枚、負レンズ3枚から構成されている。第2レンズ群L2は、正レンズ1枚、負レンズ2枚から構成されている。第3レンズ群L3は、正レンズ2枚、負レンズ1枚から構成されている。第4レンズ群L4は、正レンズ2枚、負レンズ3枚から構成されている。第4レンズ群L4は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズと負レンズで構成される接合レンズ、負レンズと正レンズで構成される接合レンズ、負レンズで構成されている。 In the optical system of the second embodiment, the first lens group L1 having a positive refractive power, the second lens group L2 having a negative refractive power, and the third lens group having a positive refractive power are arranged in order from the object side to the image side. It consists of L3 and a fourth lens group L4 having a negative refractive power. When focusing from infinity to a close range, the second lens group L2 moves to the image side and the third lens group L3 moves to the object side. When focusing from infinity to a close range, the first lens group L1 and the fourth lens group L4 are fixed. The aperture stop SP is arranged on the object side of the third lens group L3 and is fixed at the time of focusing. The first lens group L1 is composed of four positive lenses and three negative lenses. The second lens group L2 is composed of one positive lens and two negative lenses. The third lens group L3 is composed of two positive lenses and one negative lens. The fourth lens group L4 is composed of two positive lenses and three negative lenses. The fourth lens group L4 is composed of a bonded lens composed of a positive lens and a negative lens, a bonded lens composed of a negative lens and a positive lens, and a negative lens arranged in order from the object side to the image side.

実施例3の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5からなる。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、第2レンズ群L2は物体側へ、第4レンズ群L4は物体側へ移動する。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、第1レンズ群L1、第3レンズ群L3、第5レンズ群L5は固定されている。開口絞りSPは、第3レンズ群の像側に配置されている。第1レンズ群L1は、正レンズ2枚、負レンズ2枚から構成されている。第2レンズ群L2は、正レンズ2枚、負レンズ1枚から構成されている。第3レンズ群L3は、負レンズ1枚から構成されている。第4レンズ群L4は、正レンズ2枚、負レンズ1枚から構成されている。第5レンズ群L5は、正レンズ1枚、負レンズ2枚から構成されている。第5レンズ群L5は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、負レンズと正レンズで構成される接合レンズで構成されている。 In the optical system of the third embodiment, the first lens group L1 having a positive refractive power, the second lens group L2 having a positive refractive power, and the third lens group having a negative refractive power are arranged in order from the object side to the image side. It is composed of L3, a fourth lens group L4 having a positive refractive power, and a fifth lens group L5 having a negative refractive power. When focusing from infinity to a close range, the second lens group L2 moves to the object side, and the fourth lens group L4 moves to the object side. When focusing from infinity to a close range, the first lens group L1, the third lens group L3, and the fifth lens group L5 are fixed. The aperture stop SP is arranged on the image side of the third lens group. The first lens group L1 is composed of two positive lenses and two negative lenses. The second lens group L2 is composed of two positive lenses and one negative lens. The third lens group L3 is composed of one negative lens. The fourth lens group L4 is composed of two positive lenses and one negative lens. The fifth lens group L5 is composed of one positive lens and two negative lenses. The fifth lens group L5 is composed of a negative lens, a junction lens composed of a negative lens and a positive lens, which are arranged in order from the object side to the image side.

実施例4の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、正の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5からなる。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、第2レンズ群L2は像側へ、第4レンズ群L4は物体側へ移動する。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、第1レンズ群L1、第3レンズ群L3、第5レンズ群L5は固定されている。開口絞りSPは、第3レンズ群L3の物体側に配置されている。第1レンズ群L1は、正レンズ4枚、負レンズ2枚から構成されている。第2レンズ群L2は、正レンズ1枚、負レンズ2枚から構成されている。第3レンズ群L3は、正レンズ1枚から構成されている。第4レンズ群L4は、正レンズ2枚、負レンズ1枚から構成されている。第5レンズ群L5は、正レンズ2枚、負レンズ2枚から構成されている。第5レンズ群L5は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズと負レンズで構成される接合レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。 In the optical system of the fourth embodiment, the first lens group L1 having a positive refractive power, the second lens group L2 having a negative refractive power, and the third lens group having a positive refractive power are arranged in order from the object side to the image side. It is composed of L3, a fourth lens group L4 having a positive refractive power, and a fifth lens group L5 having a negative refractive power. When focusing from infinity to a close range, the second lens group L2 moves to the image side and the fourth lens group L4 moves to the object side. When focusing from infinity to a close range, the first lens group L1, the third lens group L3, and the fifth lens group L5 are fixed. The aperture stop SP is arranged on the object side of the third lens group L3. The first lens group L1 is composed of four positive lenses and two negative lenses. The second lens group L2 is composed of one positive lens and two negative lenses. The third lens group L3 is composed of one positive lens. The fourth lens group L4 is composed of two positive lenses and one negative lens. The fifth lens group L5 is composed of two positive lenses and two negative lenses. The fifth lens group L5 is composed of a bonded lens composed of a positive lens and a negative lens, a negative lens, and a positive lens arranged in order from the object side to the image side.

実施例5の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3、負の屈折力の第4レンズ群L4からなる。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、第2レンズ群L2は像側へ、第3レンズ群L3は物体側へ移動する。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、第1レンズ群L1、第4レンズ群L4は固定されている。開口絞りSPは、第3レンズ群L3の物体側に配置され、フォーカシングに際して固定されている。第1レンズ群L1は、正レンズ4枚、負レンズ3枚から構成されている。第2レンズ群L2は、正レンズ1枚、負レンズ2枚から構成されている。第3レンズ群L3は、正レンズ2枚、負レンズ1枚から構成されている。第4レンズ群L5は、正レンズ2枚、負レンズ3枚から構成されている。第4レンズ群L5は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズと負レンズで構成される接合レンズ、負レンズと正レンズで構成される接合レンズ、負レンズで構成されている。 The optical system of Example 5 has a positive refractive power first lens group L1, a negative refractive power second lens group L2, and a positive refractive power third lens group arranged in order from the object side to the image side. It consists of L3 and a fourth lens group L4 having a negative refractive power. When focusing from infinity to a close range, the second lens group L2 moves to the image side and the third lens group L3 moves to the object side. When focusing from infinity to a close range, the first lens group L1 and the fourth lens group L4 are fixed. The aperture stop SP is arranged on the object side of the third lens group L3 and is fixed at the time of focusing. The first lens group L1 is composed of four positive lenses and three negative lenses. The second lens group L2 is composed of one positive lens and two negative lenses. The third lens group L3 is composed of two positive lenses and one negative lens. The fourth lens group L5 is composed of two positive lenses and three negative lenses. The fourth lens group L5 is composed of a bonded lens composed of a positive lens and a negative lens, a bonded lens composed of a negative lens and a positive lens, and a negative lens arranged in order from the object side to the image side.

以下に、実施例1乃至5にそれぞれ対応する数値実施例1乃至5を示す。 Hereinafter, numerical examples 1 to 5 corresponding to Examples 1 to 5 are shown.

各数値実施例の面データにおいて、rは各光学面の曲率半径、d(mm)は第m面と第(m+1)面との間の軸上間隔(光軸上の距離)を表わしている。ただし、mは光入射側から数えた面の番号である。また、ndは各光学部材のd線に対する屈折率、νdは光学部材のアッベ数を表わしている。なお、ある材料のアッベ数νdは、フラウンホーファ線のd線(587.6nm)、F線(486.1nm)、C線(656.3nm)における屈折率をNd、NF、NCとするとき、
νd=(Nd-1)/(NF-NC)
で表される。
In the plane data of each numerical example, r represents the radius of curvature of each optical plane, and d (mm) represents the axial distance (distance on the optical axis) between the mth plane and the (m + 1) th plane. .. However, m is the number of the surface counted from the light incident side. Further, nd represents the refractive index of each optical member with respect to the d line, and νd represents the Abbe number of the optical member. The Abbe number νd of a certain material is calculated when the refractive indexes of the Fraunhofer line d line (587.6 nm), F line (486.1 nm), and C line (656.3 nm) are Nd, NF, and NC.
νd = (Nd-1) / (NF-NC)
It is represented by.

なお、各数値実施例において、d、焦点距離(mm)、Fナンバー、半画角(度)は全て各実施例のズームレンズが無限遠物体に焦点を合わせたときの値である。バックフォーカス(BF)は、レンズ最終面(最も像側のレンズ面)から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。レンズ全長は、光学系の最前面(最も物体側のレンズ面)から最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。レンズ群は、複数のレンズから構成される場合に限らず、1枚のレンズから構成される場合も含むものとする。
[数値実施例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 100.149 4.53 1.91082 35.3
2 2717.161 1.20 1.51742 52.4
3 48.094 1.33
4 58.321 6.88 1.49700 81.5
5 -212.257 0.20
6 59.864 7.93 1.48749 70.2
7 -105.222 1.20 2.00069 25.5
8 234.328 0.10
9 45.522 5.49 1.43875 94.7
10 -1226.915 (可変)
11 339.704 1.20 1.90043 37.4
12 34.885 6.21
13 -101.344 1.20 1.63854 55.4
14 39.882 5.23 1.80810 22.8
15 55298.638 (可変)
16(絞り) ∞ 1.81
17 -441.376 2.35 1.85026 32.3
18 -107.245 (可変)
19 80.024 6.05 1.53775 74.7
20 -76.880 2.55
21 77.853 6.46 1.48749 70.2
22 -75.036 1.20 1.80810 22.8
23 -507.871 (可変)
24 87.712 5.00 1.81600 46.6
25 -92.326 1.64 1.59551 39.2
26 36.178 16.83
27 -31.517 1.20 1.60562 43.7
28 224.270 0.20
29 78.551 4.48 1.80810 22.8
30 248.887 19.70
像面 ∞

各種データ
焦点距離 97.00
Fナンバー 2.06
半画角(度) 12.57
像高 21.64
レンズ全長 159.46
BF 19.70

無限 β=-0.5 β=-1
d10 1.00 10.16 20.01
d15 20.01 10.85 1.00
d18 25.29 12.39 1.00
d23 1.00 13.90 25.29

群データ
群 始面 焦点距離
1 1 57.78
2 11 -39.40
3 16 166.08
4 19 58.47
5 24 -51.03

[数値実施例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 161.201 6.81 1.83481 42.7
2 -257.251 0.50
3 502.939 1.20 1.53172 48.8
4 50.880 3.67
5 86.687 12.95 1.49700 81.5
6 -60.456 1.20 2.00069 25.5
7 -175.328 0.50
8 66.924 4.48 1.95375 32.3
9 201.535 0.51
10 146.829 8.54 1.43875 94.7
11 -61.361 1.20 2.00100 29.1
12 -90.596 (可変)
13 -207.386 1.20 1.71999 50.2
14 55.344 4.99
15 -264.833 5.75 1.80810 22.8
16 -46.058 1.20 1.51823 58.9
17 103.630 (可変)
18(絞り) ∞ (可変)
19 105.316 6.56 1.48749 70.2
20 -66.734 0.20
21 58.800 8.41 1.49700 81.5
22 -55.861 1.20 1.92286 20.9
23 -114.268 (可変)
24 243.612 7.00 1.92286 20.9
25 -40.152 1.20 1.77830 23.9
26 58.082 6.88
27 -43.633 1.20 1.60342 38.0
28 97.094 4.50 2.00069 25.5
29 -84.914 12.91
30 -41.792 1.00 1.92286 20.9
31 -139.036 18.47
像面 ∞

各種データ
焦点距離 98.28
Fナンバー 1.85
半画角(度) 12.42
像高 21.64
レンズ全長 178.46
BF 18.47

無限 β=-0.5 β=-1
d12 1.00 13.07 26.30
d17 28.27 16.19 2.96
d18 23.68 11.65 1.00
d23 1.27 13.30 23.95

群データ
群 始面 焦点距離
1 1 64.24
2 13 -54.38
3 18 ∞
4 19 49.10
5 24 -49.67

[数値実施例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 200.798 4.44 1.80810 22.8
2 -372.139 1.27
3 -308.134 2.52 1.43875 94.7
4 -146.396 0.50
5 90.861 3.35 1.43875 94.7
6 241.515 4.32
7 -149.718 2.00 1.85025 30.1
8 196.254 (可変)
9 104.866 3.28 1.43875 94.7
10 -422.438 0.50
11 58.985 1.20 2.00100 29.1
12 34.412 6.21
13 41.847 5.10 1.80400 46.6
14 458.665 (可変)
15 333.538 1.20 1.60311 60.6
16 53.803 7.66
17(絞り) ∞ (可変)
18 88.192 6.20 1.49700 81.5
19 -52.406 0.20
20 82.727 7.02 1.43875 94.7
21 -42.763 1.20 1.83481 42.7
22 -118.655 (可変)
23 43.954 3.00 1.48749 70.2
24 27.176 19.80
25 -44.250 1.20 1.60300 65.4
26 36.357 4.00 2.00069 25.5
27 93.590 18.01
像面 ∞

各種データ
焦点距離 102.96
Fナンバー 2.24
半画角(度) 11.87
像高 21.64
レンズ全長 169.46
BF 18.01

無限 β=-0.5 β=-1
d 8 29.83 14.06 1.00
d14 1.00 16.76 29.83
d17 33.44 17.79 1.00
d22 1.00 16.65 33.44

群データ
群 始面 焦点距離
1 1 576.63
2 9 87.72
3 15 -106.54
4 18 55.38
5 23 -46.66

[数値実施例4]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 83.248 4.73 1.91082 35.3
2 492.399 1.20 1.51742 52.4
3 47.058 1.91
4 64.056 6.47 1.49700 81.5
5 -212.299 0.20
6 64.160 7.96 1.48749 70.2
7 -102.816 1.20 2.00069 25.5
8 255.604 0.10
9 44.523 5.94 1.43875 94.7
10 -642.125 (可変)
11 401.391 1.20 1.90043 37.4
12 34.964 6.35
13 -103.061 1.20 1.63854 55.4
14 40.026 5.26 1.80810 22.8
15 2806.636 (可変)
16(絞り) ∞ 1.23
17 -441.376 2.36 1.85026 32.3
18 -107.245 (可変)
19 84.011 5.96 1.53775 74.7
20 -74.142 0.20
21 86.162 5.75 1.48749 70.2
22 -76.541 1.20 1.80810 22.8
23 -513.770 (可変)
24 102.336 4.70 1.83481 42.7
25 -94.297 1.20 1.59551 39.2
26 40.649 19.49
27 -32.541 1.20 1.57099 50.8
28 67.225 0.20
29 64.939 3.26 1.91082 35.3
30 1267.084 22.23
像面 ∞

各種データ
焦点距離 99.97
Fナンバー 2.06
半画角(度) 12.21
像高 21.64
レンズ全長 159.46
BF 22.23

無限 β=-0.5 β=-1
d10 1.00 9.49 18.99
d15 19.04 10.55 1.06
d18 25.72 12.13 1.00
d23 1.00 14.59 25.72

群データ
群 始面 焦点距離
1 1 56.81
2 11 -38.48
3 16 166.08
4 19 60.21
5 24 -59.89

[数値実施例5]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 -546.380 4.79 1.83481 42.7
2 -151.283 0.50
3 78.305 1.20 1.53172 48.8
4 49.243 4.15
5 89.879 12.67 1.49700 81.5
6 -61.387 1.20 2.00069 25.5
7 -268.540 0.50
8 75.625 5.65 1.95375 32.3
9 37012.069 0.68
10 868.861 7.02 1.43875 94.7
11 -60.673 1.20 2.00100 29.1
12 -88.513 (可変)
13 -229.681 1.20 1.71999 50.2
14 58.821 4.75
15 -356.372 5.82 1.80810 22.8
16 -48.988 1.20 1.51823 58.9
17 96.291 (可変)
18(絞り) ∞ (可変)
19 99.170 6.61 1.48749 70.2
20 -68.112 0.20
21 65.752 8.31 1.49700 81.5
22 -52.341 1.20 1.92286 20.9
23 -106.424 (可変)
24 391.290 7.00 1.92286 20.9
25 -39.032 1.82 1.77830 23.9
26 69.473 6.66
27 -43.405 1.20 1.60342 38.0
28 103.733 4.59 2.00069 25.5
29 -81.184 14.13
30 -45.532 1.00 1.92286 20.9
31 -300.686 17.33
像面 ∞

各種データ
焦点距離 97.00
Fナンバー 1.85
半画角(度) 12.57
像高 21.64
レンズ全長 178.46
BF 17.33

無限 β=-0.5 β=-1
d12 1.00 13.40 27.70
d17 29.90 17.50 3.19
d18 23.98 11.53 1.00
d23 1.00 13.45 23.98

群データ
群 始面 焦点距離
1 1 65.04
2 13 -57.87
3 18 ∞
4 19 50.79
5 24 -47.90
各数値実施例における種々の値を、以下の表1にまとめて示す。
In each numerical example, d, focal length (mm), F number, and half angle of view (degrees) are all values when the zoom lens of each example focuses on an infinite object. The back focus (BF) is the distance on the optical axis from the final surface of the lens (the lens surface on the most image side) to the paraxial image plane in terms of air conversion length. The total length of the lens is the length obtained by adding the back focus to the distance on the optical axis from the frontmost surface (the lens surface on the most object side) of the optical system to the final surface. The lens group is not limited to the case where it is composed of a plurality of lenses, but also includes the case where it is composed of one lens.
[Numerical Example 1]
Unit mm
Surface data Surface number rd nd νd
1 100.149 4.53 1.91082 35.3
2 2717.161 1.20 1.51742 52.4
3 48.094 1.33
4 58.321 6.88 1.49700 81.5
5 -212.257 0.20
6 59.864 7.93 1.48749 70.2
7 -105.222 1.20 2.00069 25.5
8 234.328 0.10
9 45.522 5.49 1.43875 94.7
10 -1226.915 (variable)
11 339.704 1.20 1.90043 37.4
12 34.885 6.21
13 -101.344 1.20 1.63854 55.4
14 39.882 5.23 1.80810 22.8
15 55298.638 (variable)
16 (Aperture) ∞ 1.81
17 -441.376 2.35 1.85026 32.3
18 -107.245 (variable)
19 80.024 6.05 1.53775 74.7
20 -76.880 2.55
21 77.853 6.46 1.48749 70.2
22 -75.036 1.20 1.80810 22.8
23 -507.871 (variable)
24 87.712 5.00 1.81600 46.6
25 -92.326 1.64 1.59551 39.2
26 36.178 16.83
27 -31.517 1.20 1.60562 43.7
28 224.270 0.20
29 78.551 4.48 1.80810 22.8
30 248.887 19.70
Image plane ∞

Various data focal length 97.00
F number 2.06
Half angle of view (degrees) 12.57
Image height 21.64
Lens total length 159.46
BF 19.70

Infinite β = -0.5 β = -1
d10 1.00 10.16 20.01
d15 20.01 10.85 1.00
d18 25.29 12.39 1.00
d23 1.00 13.90 25.29

Group data group Start surface focal length
1 1 57.78
2 11 -39.40
3 16 166.08
4 19 58.47
5 24 -51.03

[Numerical Example 2]
Unit mm
Surface data Surface number rd nd νd
1 161.201 6.81 1.83481 42.7
2 -257.251 0.50
3 502.939 1.20 1.53172 48.8
4 50.880 3.67
5 86.687 12.95 1.49700 81.5
6 -60.456 1.20 2.00069 25.5
7 -175.328 0.50
8 66.924 4.48 1.95375 32.3
9 201.535 0.51
10 146.829 8.54 1.43875 94.7
11 -61.361 1.20 2.00100 29.1
12 -90.596 (variable)
13 -207.386 1.20 1.71999 50.2
14 55.344 4.99
15 -264.833 5.75 1.80810 22.8
16 -46.058 1.20 1.51823 58.9
17 103.630 (variable)
18 (Aperture) ∞ (Variable)
19 105.316 6.56 1.48749 70.2
20 -66.734 0.20
21 58.800 8.41 1.49700 81.5
22 -55.861 1.20 1.92286 20.9
23 -114.268 (variable)
24 243.612 7.00 1.92286 20.9
25 -40.152 1.20 1.77830 23.9
26 58.082 6.88
27 -43.633 1.20 1.60342 38.0
28 97.094 4.50 2.00069 25.5
29 -84.914 12.91
30 -41.792 1.00 1.92286 20.9
31 -139.036 18.47
Image plane ∞

Various data focal length 98.28
F number 1.85
Half angle of view (degrees) 12.42
Image height 21.64
Lens total length 178.46
BF 18.47

Infinite β = -0.5 β = -1
d12 1.00 13.07 26.30
d17 28.27 16.19 2.96
d18 23.68 11.65 1.00
d23 1.27 13.30 23.95

Group data group Start surface focal length
1 1 64.24
2 13 -54.38
3 18 ∞
4 19 49.10
5 24 -49.67

[Numerical Example 3]
Unit mm
Surface data Surface number rd nd νd
1 200.798 4.44 1.80810 22.8
2 -372.139 1.27
3 -308.134 2.52 1.43875 94.7
4-146.396 0.50
5 90.861 3.35 1.43875 94.7
6 241.515 4.32
7 -149.718 2.00 1.85025 30.1
8 196.254 (variable)
9 104.866 3.28 1.43875 94.7
10 -422.438 0.50
11 58.985 1.20 2.00100 29.1
12 34.412 6.21
13 41.847 5.10 1.80400 46.6
14 458.665 (variable)
15 333.538 1.20 1.60311 60.6
16 53.803 7.66
17 (Aperture) ∞ (Variable)
18 88.192 6.20 1.49700 81.5
19 -52.406 0.20
20 82.727 7.02 1.43875 94.7
21 -42.763 1.20 1.83481 42.7
22 -118.655 (variable)
23 43.954 3.00 1.48749 70.2
24 27.176 19.80
25 -44.250 1.20 1.60300 65.4
26 36.357 4.00 2.00069 25.5
27 93.590 18.01
Image plane ∞

Various data focal length 102.96
F number 2.24
Half angle of view (degrees) 11.87
Image height 21.64
Lens total length 169.46
BF 18.01

Infinite β = -0.5 β = -1
d 8 29.83 14.06 1.00
d14 1.00 16.76 29.83
d17 33.44 17.79 1.00
d22 1.00 16.65 33.44

Group data group Start surface focal length
1 1 576.63
2 9 87.72
3 15 -106.54
4 18 55.38
5 23 -46.66

[Numerical Example 4]
Unit mm
Surface data Surface number rd nd νd
1 83.248 4.73 1.91082 35.3
2 492.399 1.20 1.51742 52.4
3 47.058 1.91
4 64.056 6.47 1.49700 81.5
5 -212.299 0.20
6 64.160 7.96 1.48749 70.2
7 -102.816 1.20 2.00069 25.5
8 255.604 0.10
9 44.523 5.94 1.43875 94.7
10 -642.125 (variable)
11 401.391 1.20 1.90043 37.4
12 34.964 6.35
13 -103.061 1.20 1.63854 55.4
14 40.026 5.26 1.80810 22.8
15 2806.636 (variable)
16 (Aperture) ∞ 1.23
17 -441.376 2.36 1.85026 32.3
18 -107.245 (variable)
19 84.011 5.96 1.53775 74.7
20 -74.142 0.20
21 86.162 5.75 1.48749 70.2
22 -76.541 1.20 1.80810 22.8
23 -513.770 (variable)
24 102.336 4.70 1.83481 42.7
25 -94.297 1.20 1.59551 39.2
26 40.649 19.49
27 -32.541 1.20 1.57099 50.8
28 67.225 0.20
29 64.939 3.26 1.91082 35.3
30 1267.084 22.23
Image plane ∞

Various data focal length 99.97
F number 2.06
Half angle of view (degrees) 12.21
Image height 21.64
Lens total length 159.46
BF 22.23

Infinite β = -0.5 β = -1
d10 1.00 9.49 18.99
d15 19.04 10.55 1.06
d18 25.72 12.13 1.00
d23 1.00 14.59 25.72

Group data group Start surface focal length
1 1 56.81
2 11 -38.48
3 16 166.08
4 19 60.21
5 24 -59.89

[Numerical Example 5]
Unit mm
Surface data Surface number rd nd νd
1 -546.380 4.79 1.83481 42.7
2-151.283 0.50
3 78.305 1.20 1.53172 48.8
4 49.243 4.15
5 89.879 12.67 1.49700 81.5
6 -61.387 1.20 2.00069 25.5
7 -268.540 0.50
8 75.625 5.65 1.95375 32.3
9 37012.069 0.68
10 868.861 7.02 1.43875 94.7
11 -60.673 1.20 2.00100 29.1
12 -88.513 (variable)
13 -229.681 1.20 1.71999 50.2
14 58.821 4.75
15 -356.372 5.82 1.80810 22.8
16 -48.988 1.20 1.51823 58.9
17 96.291 (variable)
18 (Aperture) ∞ (Variable)
19 99.170 6.61 1.48749 70.2
20 -68.112 0.20
21 65.752 8.31 1.49700 81.5
22 -52.341 1.20 1.92286 20.9
23 -106.424 (variable)
24 391.290 7.00 1.92286 20.9
25 -39.032 1.82 1.77830 23.9
26 69.473 6.66
27 -43.405 1.20 1.60342 38.0
28 103.733 4.59 2.00069 25.5
29 -81.184 14.13
30 -45.532 1.00 1.92286 20.9
31 -300.686 17.33
Image plane ∞

Various data focal length 97.00
F number 1.85
Half angle of view (degrees) 12.57
Image height 21.64
Lens total length 178.46
BF 17.33

Infinite β = -0.5 β = -1
d12 1.00 13.40 27.70
d17 29.90 17.50 3.19
d18 23.98 11.53 1.00
d23 1.00 13.45 23.98

Group data group Start surface focal length
1 1 65.04
2 13 -57.87
3 18 ∞
4 19 50.79
5 24 -47.90
The various values in each numerical example are summarized in Table 1 below.

Figure 2022016822000002
Figure 2022016822000002

[撮像装置]
次に、本発明の光学系を撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ(撮像装置)の実施例について、図11を用いて説明する。図11において、10はカメラ本体、11は実施例1乃至5で説明した何れかの光学系によって構成された撮影光学系である。12はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系11によって形成された光学像を受光して光電変換するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。カメラ本体10は、クイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでもよいし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでもよい。
[Image pickup device]
Next, an example of a digital still camera (imaging apparatus) using the optical system of the present invention as an imaging optical system will be described with reference to FIG. In FIG. 11, 10 is a camera body, and 11 is a photographing optical system configured by any of the optical systems described in Examples 1 to 5. Reference numeral 12 denotes a solid-state image pickup element (photoelectric conversion element) such as a CCD sensor or a CMOS sensor, which is built in the camera body and receives an optical image formed by the photographing optical system 11 and performs photoelectric conversion. The camera body 10 may be a so-called single-lens reflex camera having a quick turn mirror, or a so-called mirrorless camera having no quick turn mirror.

このように本発明の光学系をデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、レンズが小型である撮像装置を得ることができる。 By applying the optical system of the present invention to an image pickup device such as a digital still camera in this way, it is possible to obtain an image pickup device having a small lens.

以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。 Although the preferred embodiments and examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments and examples, and various combinations, modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.

L1 第1レンズ群
Ln 最終レンズ群
SP 開口絞り
L1 1st lens group Ln Final lens group SP Aperture aperture

Claims (16)

最も物体側に配置された正の屈折力の第1レンズ群と、最も像側に配置された負の屈折力の最終レンズ群と、前記第1レンズ群と前記最終レンズ群との間に配置された複数のレンズ群とを有する光学系であって、
フォーカシングに際して、前記複数のレンズ群のうち二つ以上のレンズ群が移動し、かつ隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
前記第1レンズ群は、正レンズと負レンズとを備え、
前記複数のレンズ群のうち隣り合う二つのレンズ群の間に開口絞りが配置され、
無限遠合焦時の前記光学系の焦点距離をf、前記最終レンズ群の焦点距離をfn、前記最終レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をDLnとするとき、
-4.0<f/fn<-1.5
0.25<DLn/f<0.39
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
A first lens group having a positive refractive power arranged on the most object side, a final lens group having a negative refractive power arranged on the image side most, and an arrangement between the first lens group and the final lens group. An optical system having a plurality of lens groups.
During focusing, two or more lens groups out of the plurality of lens groups move, and the distance between adjacent lens groups changes.
The first lens group includes a positive lens and a negative lens.
An aperture diaphragm is arranged between two adjacent lens groups among the plurality of lens groups.
The focal length of the optical system at infinity is f, the focal length of the final lens group is fn, and the distance on the optical axis from the lens surface on the object side to the lens surface on the image side in the final lens group. When is DLn,
-4.0 <f / fn <-1.5
0.25 <DLn / f <0.39
An optical system characterized by satisfying the conditional expression.
前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
0.3<f1/f<10.0
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。
When the focal length of the first lens group is f1,
0.3 <f1 / f <10.0
The optical system according to claim 1, wherein the optical system satisfies the conditional expression.
無限遠合焦時のバックフォーカスをskとするとき、
0.1<sk/f<0.4
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学系。
When the back focus at infinity is sk,
0.1 <sk / f <0.4
The optical system according to claim 1 or 2, wherein the optical system satisfies the conditional expression.
前記第1レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をDL1とするとき、
0.05<DL1/f<0.70
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の光学系。
When the distance on the optical axis from the lens surface on the most object side to the lens surface on the image side in the first lens group is DL1.
0.05 <DL1 / f <0.70
The optical system according to any one of claims 1 to 3, wherein the optical system satisfies the conditional expression.
前記最終レンズ群の物体側に隣接して配置されるレンズ群は、フォーカシングに際して移動することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の光学系。 The optical system according to any one of claims 1 to 4, wherein the lens group arranged adjacent to the object side of the final lens group moves during focusing. 前記最終レンズ群の物体側に隣接して配置される前記レンズ群の焦点距離をfrとするとき、
0.3<fr/f<0.8
なる条件式を満足することを特徴とする請求項5に記載の光学系。
When the focal length of the lens group arranged adjacent to the object side of the final lens group is fr.
0.3 <fr / f <0.8
The optical system according to claim 5, wherein the optical system satisfies the conditional expression.
前記最終レンズ群の最も物体側のレンズの焦点距離をfLn1とするとき、
-4.0<fLn1/f<-0.5
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の光学系。
When the focal length of the lens closest to the object in the final lens group is fLn1,
-4.0 <fLn1 / f <-0.5
The optical system according to any one of claims 1 to 6, wherein the optical system satisfies the conditional expression.
前記最終レンズ群の最も物体側のレンズは、互いに接合された正レンズ及び負レンズで構成される接合レンズであることを特徴とする請求項7に記載の光学系。 The optical system according to claim 7, wherein the lens on the most object side of the final lens group is a bonded lens composed of a positive lens and a negative lens bonded to each other. 最至近の物点に合焦したときの像倍率をβとするとき、
β≦-0.5
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の光学系。
When the image magnification when focusing on the nearest object is β,
β ≤ -0.5
The optical system according to any one of claims 1 to 8, wherein the optical system satisfies the conditional expression.
フォーカシングに際して前記第1レンズ群は不動であることを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載の光学系。 The optical system according to any one of claims 1 to 9, wherein the first lens group is immovable at the time of focusing. フォーカシングに際して前記最終レンズ群は不動であることを特徴とする請求項1乃至10の何れか一項に記載の光学系。 The optical system according to any one of claims 1 to 10, wherein the final lens group is immovable during focusing. 前記最終レンズ群は、正レンズと複数の負レンズとを備えることを特徴とする請求項1乃至11の何れか一項に記載の光学系。 The optical system according to any one of claims 1 to 11, wherein the final lens group includes a positive lens and a plurality of negative lenses. 前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群を含むことを特徴とする請求項1乃至12の何れか一項に記載の光学系。 The plurality of lens groups include a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens group having a positive refractive power arranged in order from the object side to the image side. The optical system according to any one of claims 1 to 12, wherein the optical system is characterized. 前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群を含み、前記第2レンズ群及び前記第3レンズ群の間に前記開口絞りが配置されることを特徴とする請求項1乃至12の何れか一項に記載の光学系。 The plurality of lens groups include a second lens group having a negative refractive power and a third lens group having a positive refractive power arranged in order from the object side to the image side, and the second lens group and the third lens group. The optical system according to any one of claims 1 to 12, wherein the aperture aperture is arranged between the groups. 前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群を含むことを特徴とする請求項1乃至12の何れか一項に記載の光学系。 The plurality of lens groups include a second lens group having a positive refractive power, a third lens group having a negative refractive power, and a fourth lens group having a positive refractive power arranged in order from the object side to the image side. The optical system according to any one of claims 1 to 12, wherein the optical system is characterized. 請求項1乃至15の何れか一項に記載の光学系と、
該光学系によって形成される像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
The optical system according to any one of claims 1 to 15.
An image pickup apparatus comprising an image pickup element that receives an image formed by the optical system.
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