JP7163127B2 - 光学系及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学系及び撮像装置に関する。

撮影光学系として、高速なフォーカシングができ、全物体距離にわたり高い光学性能を有することが要望されている。

フォーカシングに際して収差変動が比較的少ないフォーカシングの一方式として、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るフローティング方式が知られている。

特許文献１は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、及び負の屈折力を有する第５レンズ群からなり、フォーカシングに際して第２レンズ群と第４レンズ群が移動する光学系を開示している。

特開２０１８－０３１８３１号公報

さらに、撮影光学系において高速なフォーカシングを実現するためには、フォーカシングに際して移動するフォーカスレンズ群が軽量であることが望まれる。

しかし、特許文献１の光学系では、第３レンズ群の像側から射出される光束の広がりが大きく、第４レンズ群の小型化が困難であり、フォーカシングの高速化が困難になるおそれがある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、高速なフォーカシングができ、全物体距離にわたり高い光学性能を有する光学系及び撮像装置を得ることを目的とする。

本発明の一実施例に係る光学系は、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、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、負の屈折力を有する第５レンズ群からなり、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、フォーカシングに際して、前記第２レンズ群及び前記第４レンズ群が移動し、前記第５レンズ群は負レンズと正レンズを有し、無限遠物体に合焦時の前記光学系の焦点距離をｆ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、最至近距離物体に合焦したときの前記光学系の像倍率をβとするとき、
１．５４＜ｆ／ｆ３＜５．００
０．７４＜ｆ４／ｆ３＜５．００
０．５≦（－β）
なる条件式を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、高速なフォーカシングができ、全物体距離にわたり高い光学性能を有する光学系及び撮像装置を得ることができる。

実施例１の光学系の断面図である。 実施例１の光学系の収差図である。 実施例２の光学系の断面図である。 実施例２の光学系の収差図である。 実施例３の光学系の断面図である。 実施例３の光学系の収差図である。 実施例４の光学系の断面図である。 実施例４の光学系の収差図である。 本発明の撮像装置の構成を示す図である。

以下、本発明の実施例に係る光学系及び撮像装置について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

［光学系の実施例］
各実施例の光学系は、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる撮影光学系である。

図１、３、５、７に示す光学系の断面図において、左方が物体側（前方）であり、右方が像側（後方）である。また各断面図において、ｉを物体側から像側へのレンズ群の順番とすると、Ｌｉは第ｉレンズ群を示す。また、開口絞りＳＰは、開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）の光束を決定（制限）する。無限遠物体から最至近距離物体へのフォーカシングに際して、フォーカスレンズ群は、図中の矢印に示すように移動する。

デジタルスチルカメラや放送用カメラなどに各実施例の光学系を使用する場合は、像面ＩＰは、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）に相当する。銀塩フィルムカメラに各実施例の光学系を使用する場合は、像面ＩＰはフィルム面に相当する。

図２、４、６、８は、各実施例の光学系の収差図である。球面収差図においてＦｎｏはＦナンバーである。球面収差図において実線はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、二点鎖線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図において破線Ｍはメリディオナル像面、実線Ｓはサジタル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差はｇ線について示している。ωは半画角（度）である。

本明細書において、「レンズ群」は、複数のレンズから構成されていてもよいし、１枚のレンズから構成されていてもよい。「バックフォーカス」は、光学系の最終面から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。「レンズ全長」は、光学系の最前面から最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えたものである。ある材料のアッベ数νｄは、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する材料の屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとするとき、νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）として表す。

本発明の実施例に係る光学系は、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する複数のレンズ群を有する。そして、当該複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、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、負の屈折力を有する第５レンズ群を有する。そして、フォーカシングに際して、前記第２レンズ群及び前記第４レンズ群が移動する。少なくとも２つのフォーカスレンズ群を有するフローティング方式を採用することにより、フォーカシングに伴う収差変動の変動量を低減させている。

フォーカシングに際して移動するレンズ群が重いと、フォーカシングを高速に行うことが困難になる。そこで、本発明の実施例に係る光学系は、少なくとも第４レンズ群を軽量化するために、第３レンズ群の屈折力を規定している。具体的には、光学系の屈折力に対する第３レンズ群の屈折力を比較的強めにすることによって、第３レンズ群の像側から射出され第４レンズ群に向かう光束の収斂作用を強めている。これにより、第４レンズ群に入射する光束の最大の高さを低くして、第４レンズ群の径を小さくすることにより、第４レンズ群の軽量化を図っている。また、フォーカシングに際しての収差変動を抑制するために第３レンズ群および第４レンズ群の屈折力の関係を適切にしている。

具体的には、本発明の実施例に係る光学系を以下の条件式（１）、（２）を満たすように構成している。
１．５４＜ｆ／ｆ３＜５．００・・・・・（１）
０．７４＜ｆ４／ｆ３＜５．００・・・・（２）
ここで、無限遠物体に合焦時の光学系の焦点距離をｆ、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、第４レンズ群の焦点距離をｆ４とする。

条件式（１）は、第３レンズ群の焦点距離に関する条件式である。条件式（１）の下限値を下回って第３レンズ群の焦点距離が長くなり、第３レンズ群の屈折力が弱くなると、第３レンズ群による光束の収斂作用が弱くなる。よって、第４レンズ群に入射する光束の最大の高くなり、第４レンズ群の径が大きくなり、高速なフォーカシングが困難になるため好ましくない。条件式（１）の上限値を上回って第３レンズ群の焦点距離が短くなり、第３レンズ群の屈折力が強くなると、第３レンズ群で発生する球面収差の補正が困難になるため好ましくない。

条件式（２）は、第３レンズ群と第４レンズ群の焦点距離の比に関する条件式である。条件式（２）の下限値を下回るように、第３レンズ群の焦点距離が長くなり、第３レンズ群の屈折力が弱くなると、第３レンズ群による光束の収斂作用が弱くなる。よって、第４レンズ群に入射する光束の最大の高さが高くなり、第４レンズ群の径が大きくなり、高速なフォーカシングが困難になるため好ましくない。また、条件式（２）の下限値を下回るように、第４レンズ群の焦点距離が短くなり、第４レンズ群の屈折力が強くなると、フォーカシングに際しての収差変動の抑制が困難になるため好ましくない。条件式（２）の上限値を上回るように、第３レンズ群の焦点距離が短くなり、第３レンズ群の屈折力が強くなると、第３レンズ群で発生する球面収差の補正が困難なるため好ましくない。また、条件式（２）の上限値を上回るように、第４レンズ群の焦点距離が長くなり、第４レンズ群の屈折力が弱くなると、フォーカシングに際しての最大移動量が大きくなる。これにより、光学系のレンズ全長が長くなって、小型化が困難になるため好ましくない。

以上説明した構成及び条件式を満たすことにより、高速なフォーカシングができ、無限遠から最至近距離までの全物体距離にわたり高い光学性能を有する光学系を得ることができる。

なお、好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次のように設定するとよい。
１．５４５＜ｆ／ｆ３＜４．００・・・・・（１ａ）
０．７４５＜ｆ４／ｆ３＜４．５０・・・・（２ａ）
さらに好ましくは、条件式（１）、（２）の数値範囲を次のように設定するとよい。
１．５４９＜ｆ／ｆ３＜３．００・・・・・（１ｂ）
０．７４９＜ｆ４／ｆ３＜４．３０・・・・（２ｂ）

さらに、実施例に係る光学系は、以下の条件式（３）～（９）のうち１つ以上を満たすことが好ましい。これにより、光学系の小型化、フォーカシングの高速化、全物体距離にわたる高い光学性能を得ること、の少なくともいずれかの効果を得ることができたり、大きな撮影倍率での撮影（マクロ撮影）が容易となる。
２．５０＜ｆ／ｓｋ＜９．００・・・・・（３）
１．００＜ｆ／ｆ１＜４．００・・・・・（４）
１．５０＜ｆ／｜ｆ２｜＜５．００・・・（５）
０．１０＜ｆ／ｆ４＜５．５０・・・・・（６）
０．０５＜｜Ｄ２｜／ＤＬ＜０．３０・・（７）
０．０２＜｜Ｄ４｜／ＤＬ＜０．３０・・（８）
０．５≦（－β）・・・・・・・・・・・・（９）

ここで、無限遠物体に合焦時の光学系のバックフォーカスをｓｋ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とする。無限遠物体に合焦時の光学系のレンズ全長をＤＬとする。無限遠物体から最至近距離物体へのフォーカシングに際しての第２レンズ群の移動量をＤ２、無限遠物体から最至近距離物体へのフォーカシングに際しての第４レンズ群の移動量をＤ４とする。ここで、移動量Ｄ２、移動量Ｄ４の符号は、無限遠物体に合焦時の位置よりも最至近距離物体に合焦時の位置のほうが物体側の場合を正、像側の場合を負とする。さらに、最至近距離物体に合焦したときの光学系の像倍率をβとする。

条件式（３）は、光学系のバックフォーカスに関する条件式である。条件式（３）の下限値を下回って光学系のバックフォーカスが長くなると、光学系のレンズ全長が長くなり、光学系が大型化するため好ましくない。条件式（３）の上限値を上回って光学系のバックフォーカスが短くなると、光学系の最も像側に配置されるレンズの外径が大きくなり、光学系が大型化するため好ましくない。

条件式（４）は、光学系の焦点距離と第１レンズ群の焦点距離の比に関する条件式である。条件式（４）の下限値を下回って第１レンズ群の焦点距離が長くなり、第１レンズ群の屈折力が弱くなると、光学系のレンズ全長が長くなり、光学系が大型化するため好ましくない条件式（４）の上限値を上回って第１レンズ群の焦点距離が短くなり、第１レンズ群の屈折力が強くなると、第１レンズ群から生じる球面収差等の諸収差の補正が困難になるため好ましくない。

条件式（５）は、光学系の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離の比に関する条件式である。条件式（５）の下限値を下回って第２レンズ群の焦点距離が長くなり、第２レンズ群の屈折力が弱くなると、フォーカシングに際しての最大移動量が大きくなる。これにより、光学系のレンズ全長が長くなって、小型化が困難になるため好ましくない。条件式（５）の上限値を上回って第２レンズ群の焦点距離が短くなり、第２レンズ群の屈折力が強くなると、フォーカシングに際して収差変動の抑制が困難になるため好ましくない。

条件式（６）は、光学系の焦点距離と第４レンズ群の焦点距離の比に関する条件式である。条件式（６）の下限値を下回って第４レンズ群の焦点距離が長くなり、第４レンズ群の屈折力が弱くなると、フォーカシングに際しての最大移動量が大きくなる。これにより、光学系のレンズ全長が長くなって、小型化が困難になるため好ましくない。条件式（６）の上限値を上回って第４レンズ群の焦点距離が短くなり、第４レンズ群の屈折力が強くなると、フォーカシングに際しての収差変動の抑制が困難になるため好ましくない。

条件式（７）は、無限遠物体から最至近距離物体へのフォーカシングに際しての、第２レンズ群の移動量に関する条件式である。条件式（７）の下限値を下回って第２レンズ群の最大移動量が小さくなると、所定の撮影倍率を確保するために第２レンズ群の屈折力が強くなり、フォーカシングの際の収差変動の抑制が困難となるため好ましくない。条件式（７）の上限値を上回って第２レンズ群の最大移動量が大きくなると、光学系のレンズ全長が長くなって、小型化が困難になるため好ましくない。

条件式（８）は、無限遠物体から最至近距離物体へのフォーカシングに際しての、第４レンズ群の移動量に関する条件式である。条件式（８）の下限値を下回って第４レンズ群の最大移動量が小さくなると、所定の撮影倍率を確保するために第２レンズ群の屈折力が強くなり、フォーカシングの際の収差変動の抑制が困難となるため好ましくない。条件式（８）の上限値を上回って第４レンズ群の最大移動量が大きくなると、光学系のレンズ全長が長くなって、小型化が困難になるため好ましくない。

条件式（９）は、光学系の撮影倍率に関する条件式である。この条件式の下限値を下回るとマクロレンズとしての撮影効果を得ることが困難になるため好ましくない。

なお、好ましくは条件式（３）～（９）の数値範囲を次のように設定するとよい。
２．８０＜ｆ／ｓｋ＜８．５０・・・・・・（３ａ）
１．３０＜ｆ／ｆ１＜３．５０・・・・・・（４ａ）
２．００＜ｆ／｜ｆ２｜＜４．００・・・・（５ａ）
０．２０＜ｆ／ｆ４＜４．５０・・・・・・（６ａ）
０．０８＜｜Ｄ２｜／ＤＬ＜０．２５・・・（７ａ）
０．０３＜｜Ｄ４｜／ＤＬ＜０．２５・・・（８ａ）
０．６≦（－β）・・・・・・・・・・・・（９ａ）

さらに好ましくは、条件式（３）～（９）の数値範囲を次のように設定するとよい。
３．００＜ｆ／ｓｋ＜８．００・・・・・・（３ｂ）
１．４０＜ｆ／ｆ１＜３．００・・・・・・（４ｂ）
２．２０＜ｆ／｜ｆ２｜＜３．７０・・・・（５ｂ）
０．３０＜ｆ／ｆ４＜３．５０・・・・・・（６ｂ）
０．１０＜｜Ｄ２｜／ＤＬ＜０．２０・・・（７ｂ）
０．０４＜｜Ｄ４｜／ＤＬ＜０．２０・・・（８ｂ）
０．７≦（－β）・・・・・・・・・・・・（９ｂ）

さらに、第２レンズ群及び第４レンズ群のうち少なくとも一方は、３枚以下のレンズからなることが好ましい。特に、第４レンズ群は、２枚以下のレンズからなることが好ましい。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が可能となる。

光学系は、第２レンズ群及び第３レンズ群の間、または第３レンズ群に開口絞りを有することが好ましい。これにより開口絞りの径を小型に構成することができる。

そして、当該開口絞りの開口径が、フォーカシングに際して可変であることが好ましい。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、撮影倍率βの変化に伴い、ＦナンバーＦｎｏが、Ｃ＝（１－β）・Ｆｎｏの式（Ｃは定数）に従って変化する。そこで、Ｆｎｏの変化に合わせて開口絞りの開口径を変化させることで、不要な光線をカットすることができる。

第５レンズ群は負レンズと正レンズを有することが好ましい。これにより、第５レンズ群で発生する色収差を補正することができる。

第１レンズ群は、フォーカシングに際して不動である（固定されている）ことが好ましい。他のレンズ群に比べて重量が大きくなりやすい第１レンズ群がフォーカシングに際して不動であることにより、高速にフォーカシングを行うことができる。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のフォーカシングができるようになり、近距離撮影が可能となる。さらに、レンズ鏡筒を外部からの圧力に強い構成とすることができる。

以下、本発明の実施例に係る光学系について説明する。

（実施例１～４）
図１（Ａ）は実施例１の光学系ＯＬの無限遠物体に合焦時の断面図であり、図１（Ｂ）は実施例１の光学系ＯＬの最至近距離物体に合焦時の断面図である。図２（Ａ）は実施例１の光学系ＯＬの無限遠物体に合焦時の収差図であり、図２（Ｂ）は実施例１の光学系ＯＬの最至近距離物体に合焦時の収差図である。

図３（Ａ）は実施例２の光学系ＯＬの無限遠物体に合焦時の断面図であり、図３（Ｂ）は実施例２の光学系ＯＬの最至近距離物体に合焦時の断面図である。図４（Ａ）は実施例２の光学系ＯＬの無限遠物体に合焦時の収差図であり、図４（Ｂ）は実施例２の光学系ＯＬの最至近距離物体に合焦時の収差図である。

図５（Ａ）は実施例３の光学系ＯＬの無限遠物体に合焦時の断面図であり、図５（Ｂ）は実施例３の光学系ＯＬの最至近距離物体に合焦時の断面図である。図６（Ａ）は実施例３の光学系ＯＬの無限遠物体に合焦時の収差図であり、図６（Ｂ）は実施例３の光学系ＯＬの最至近距離物体に合焦時の収差図である。

図７（Ａ）は実施例４の光学系ＯＬの無限遠物体に合焦時の断面図であり、図７（Ｂ）は実施例４の光学系ＯＬの最至近距離物体に合焦時の断面図である。図８（Ａ）は実施例４の光学系ＯＬの無限遠物体に合焦時の収差図であり、図８（Ｂ）は実施例４の光学系ＯＬの最至近距離物体に合焦時の収差図である。

実施例１～４の光学系ＯＬは、主な構成は共通しており、使用しているレンズの材料の種類、レンズ面の形状などが異なる。共通する構成について説明する。

実施例１～４の光学系ＯＬ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。そして、実施例１～４の光学系ＯＬにおいて、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２が像側へ移動し、第４レンズ群Ｌ４が物体側へ移動する。その他のレンズ群はフォーカシングに際して不動である。このとき、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４について、前述の条件式（１）、（２）を同時に満たす。

また、実施例１～４の光学系において、第４レンズ群Ｌ４は、正レンズと負レンズとの２枚のレンズからなる。これにより、フォーカシングに伴う色収差の変動の変動量を低減することができる。

［数値実施例］
以下に、実施例１～４のそれぞれに対応する数値実施例１～４を示す。また、数値実施例１～４において、面番号は、物体側からの光学面の順序を示す。ｒは光学面の曲率半径（ｍｍ）、ｄは隣り合う光学面の間隔（ｍｍ）、ｎｄはｄ線における光学部材の材料の屈折率、νｄはｄ線を基準とした光学部材の材料のアッベ数を示す。アッベ数の定義は前述のとおりである。ＢＦはバックフォーカスを示す。

非球面は各数値実施例中の面番号の右側に＊印を付している。非球面形状は光軸方向をＸ軸、光軸と垂直方向をＨ軸、光の進行方向を正、Ｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２をそれぞれ非球面係数とするとき、

で表している。非球面係数の「ｅ－ｘ」は１０^－ｘを意味する。

数値実施例１～４のそれぞれにおける、条件式（１）～（９）に対応する値を表１に示す。

（数値実施例１）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd
1 33.942 6.92 1.49700 81.5
2 436.947 0.12
3 65.294 1.60 1.89286 20.4
4 37.377 0.14
5* 35.679 5.70 1.58313 59.4
6* -220.264 (可変)
7 73.559 1.10 1.59349 67.0
8 26.950 4.20
9 -86.908 1.10 1.80400 46.5
10 33.422 2.57 1.95906 17.5
11 70.271 (可変)
12(絞り) ∞ 1.03
13 60.792 6.67 1.49700 81.5
14 -27.310 0.99 1.67300 38.3
15 -65.219 2.14
16 -88.779 2.15 1.88100 40.1
17 -52.824 (可変)
18 46.556 1.00 1.95375 32.3
19 22.998 5.80 1.75500 52.3
20 -336.342 (可変)
21 1033.026 1.00 1.48749 70.2
22 33.675 12.14
23 -30.124 1.45 1.49700 81.5
24 53.591 0.14
25 39.693 5.57 1.51742 52.4
26 -952.390 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.49717e-006 A 6=-3.58259e-009 A 8= 9.47256e-013 A10=-3.03188e-015

第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.03399e-006 A 6=-4.06178e-009 A 8= 9.02518e-012 A10=-9.90183e-015

各種データ
焦点距離 97.62
Fナンバー 2.92
半画角（度） 12.50
像高 21.64
レンズ全長 123.21
BF 18.86

無限 β＝-0.5 β＝-1.0
d 6 1.69 8.71 17.03
d11 18.27 11.22 3.02
d17 19.86 9.55 1.48
d20 1.00 11.28 19.40
d26 18.86 -11.03 -22.39

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 46.16
2 7 -29.84
3 12 55.02
4 18 71.09
5 21 -35.74

（数値実施例２）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd
1 117.395 5.78 1.49700 81.5
2 -103.721 1.97
3 -92.099 1.60 1.89286 20.4
4 -1153.760 1.21
5* 43.603 7.32 1.58313 59.4
6* -78.537 (可変)
7 200.874 1.10 1.59349 67.0
8 29.851 4.79
9 -46.468 1.10 1.80400 46.5
10 205.653 2.33 1.95906 17.5
11 -127.961 (可変)
12(絞り) ∞ 2.13
13 59.725 6.92 1.49700 81.5
14 -28.309 1.00 1.67300 38.3
15 -70.336 2.27
16 -93.862 3.72 1.88100 40.1
17 -54.317 (可変)
18 63.000 1.00 1.95375 32.3
19 25.659 5.69 1.75500 52.3
20 2374.764 (可変)
21 -320.702 1.40 1.48749 70.2
22 118.605 10.38
23 -29.689 1.45 1.49700 81.5
24 137.700 0.13
25 34.418 3.26 1.51742 52.4
26 43.429 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.24812e-007 A 6=-1.72888e-009 A 8= 4.54076e-012 A10=-3.95282e-015

第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.02468e-006 A 6=-3.26962e-009 A 8= 8.69235e-012 A10=-1.01900e-014

各種データ
焦点距離 87.04
Fナンバー 2.92
半画角（度） 13.96
像高 21.64
レンズ全長 135.86
BF 19.58

無限 β＝-0.5 β＝-1.0
d 6 2.00 13.45 26.25
d11 25.71 14.36 1.37
d17 20.72 8.92 1.46
d20 1.29 13.16 20.57
d26 19.58 -9.52 -20.82

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 50.09
2 7 -38.22
3 12 56.10
4 18 139.95
5 21 -41.36

（数値実施例３）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd
1 46.076 14.64 1.49700 81.5
2 275.497 0.50
3 112.562 3.00 1.89286 20.4
4 62.235 0.50
5* 54.291 10.28 1.55332 71.7
6* -181.120 (可変)
7 195.305 2.00 1.75500 52.3
8 40.291 7.36
9 3412.759 2.00 1.80400 46.5
10 63.537 4.71 1.95906 17.5
11 173.073 (可変)
12(絞り) ∞ 3.10
13 400.594 7.01 1.49700 81.5
14 -64.659 1.50 1.67300 38.3
15 -183.442 1.50
16 -842.232 4.20 1.88100 40.1
17 -76.860 (可変)
18 36.677 1.00 1.64769 33.8
19 17.751 6.40 1.61800 63.4
20 -892.236 (可変)
21 -239.527 0.95 1.75500 52.3
22 25.449 14.41
23 -44.290 1.45 1.49700 81.5
24 109.908 18.00
25 138.171 10.11 1.51742 52.4
26 -41.931 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.51622e-006 A 6=-7.84046e-010 A 8=-3.22998e-013 A10=-5.77677e-017

第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.11652e-006 A 6=-7.53903e-010 A 8= 2.42198e-013 A10=-1.26465e-016

各種データ
焦点距離 189.96
Fナンバー 2.92
半画角（度） 6.50
像高 21.64
レンズ全長 185.34
BF 23.95

無限 β＝-0.5 β＝-1.0
d 6 1.62 10.33 22.76
d11 24.59 15.90 3.44
d17 19.56 13.98 10.03
d20 0.99 6.57 10.52
d26 23.95 -54.72 -109.00

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 66.66
2 7 -55.06
3 12 80.05
4 18 60.07
5 21 -85.80

（数値実施例４）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd
1 87.754 6.92 1.59522 67.7
2 -99.064 1.46
3 -76.436 1.60 1.92286 18.9
4 -175.353 0.06
5* 40.076 7.25 1.49710 81.6
6* -85.570 (可変)
7 651.405 1.10 1.83481 42.7
8 24.861 5.48
9 -27.257 1.10 1.49700 81.5
10 65.369 2.33 1.95906 17.5
11 -417.967 (可変)
12(絞り) ∞ 1.45
13 84.277 6.17 1.49700 81.5
14 -26.947 1.00 1.67300 38.3
15 -61.126 2.27
16 43.227 4.41 1.43875 94.7
17 -93.141 (可変)
18 124.291 1.00 2.00100 29.1
19 20.077 6.75 1.90525 35.0
20 -345.328 (可変)
21 33.753 1.40 1.95906 17.5
22 29.757 7.29
23 -20.422 1.45 1.49700 81.5
24 -73.173 0.13
25 32.504 2.81 1.51742 52.4
26 38.902 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.05632e-007 A 6=-1.70239e-009 A 8= 3.06124e-012 A10=-6.56247e-016

第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.24018e-006 A 6=-3.30343e-009 A 8= 5.96456e-012 A10=-5.78044e-015

各種データ
焦点距離 65.13
Fナンバー 2.92
半画角（度） 18.38
像高 21.64
レンズ全長 135.78
BF 21.40

無限 β＝-0.5 β＝-1.0
d 6 1.66 13.26 23.71
d11 23.91 12.40 1.83
d17 24.38 8.01 1.40
d20 0.99 17.41 23.95
d26 21.40 -8.48 -23.42

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 43.59
2 7 -23.69
3 12 41.43
4 18 169.96
5 21 -55.64

［撮像装置の実施例］
次に、撮像装置の実施例について図９を用いて説明する。図９は、撮像装置１０の構成を示す図である。撮像装置１０は、カメラ本体１３と、上述した実施例１乃至４のいずれかの光学系ＯＬを含むレンズ装置１１と、光学系ＯＬによって形成される像を光電変換する受光素子（撮像素子）１２を備える。受光素子１２としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いることができる。レンズ装置１１とカメラ本体１３は一体に構成されていても良いし、着脱可能に構成されていても良い。本実施例の撮像装置１０は、高速なフォーカシングができ、全物体距離にわたり高い光学性能を得ることができる。

なお、本発明の撮像装置１０は、図９に示したデジタルスチルカメラに限らず、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の種々の撮像装置に適用することができる。

以上、本発明の好ましい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。

例えば、第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４の、フォーカシングに際しての移動方向は各実施例に限られない。第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４の屈折力の強さや他のレンズ群との屈折力関係に応じて適宜変更可能である。

例えば、第２レンズ群Ｌ２及び第４レンズ群Ｌ４以外のレンズ群がフォーカシングに際して移動してもよい。第３レンズ群Ｌ３がフォーカシングに際して移動する場合、第３レンズ群Ｌ３が開口絞りを含んでいてもよいし、第２レンズ群Ｌ２及び第３レンズ群Ｌ３の間にフォーカシングに際して不動の開口絞りＳＰが配置されていてもよい。

前述の実施例は５つのレンズ群からなる光学系について説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られない。光学系が、第４レンズ群Ｌ４と第５レンズ群Ｌ５の間に配置された１以上のレンズ群を有していてもよい。

例えば、光学系において、一部のレンズを光軸に対して直交方向の成分を含む方向に移動することにより、像ブレ補正を行ってもよい。

Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
Ｌ５ 第５レンズ群
ＯＬ 光学系

Claims (15)

1. 物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、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、負の屈折力を有する第５レンズ群からなり、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、
   フォーカシングに際して、前記第２レンズ群及び前記第４レンズ群が移動し、
   前記第５レンズ群は負レンズと正レンズを有し、
   無限遠物体に合焦時の前記光学系の焦点距離をｆ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４、最至近距離物体に合焦したときの前記光学系の像倍率をβとするとき、
   １．５４＜ｆ／ｆ３＜５．００
   ０．７４＜ｆ４／ｆ３＜５．００
   ０．５≦（－β）
   なる条件式を満たすことを特徴とする光学系。
2. 無限遠物体に合焦時の前記光学系のバックフォーカスをｓｋするとき、
   ２．５０＜ｆ／ｓｋ＜９．００
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
3. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
   １．００＜ｆ／ｆ１＜４．００
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
4. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
   １．５０＜ｆ／｜ｆ２｜＜５．００
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学系。
5. ０．１０＜ｆ／ｆ４＜５．５０
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学系。
6. 無限遠物体に合焦時の前記光学系のレンズ全長をＤＬ、無限遠物体から最至近距離物体へのフォーカシングに際しての前記第２レンズ群の移動量をＤ２とするとき、
   ０．０５＜｜Ｄ２｜／ＤＬ＜０．３０
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学系。
7. 無限遠物体に合焦時の前記光学系のレンズ全長をＤＬ、無限遠物体から最至近距離物体へのフォーカシングに際しての前記第４レンズ群の移動量をＤ４とするとき、
   ０．０２＜｜Ｄ４｜／ＤＬ＜０．３０
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学系。
8. 前記第２レンズ群及び前記第４レンズ群のうち少なくとも一方は、３枚以下のレンズからなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学系。
9. 前記第４レンズ群は、２枚以下のレンズからなることを特徴とする請求項８に記載の光学系。
10. 前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群の間、または前記第３レンズ群に開口絞りを有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学系。
11. 前記光学系は開口絞りを有し、フォーカシングに際して前記開口絞りの開口径が可変であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光学系。
12. 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１１のいずれか１項に記載の光学系。
13. 前記第２レンズ群は、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して像側に移動することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学系。
14. 前記第４レンズ群は、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して物体側に移動することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光学系。
15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載の光学系と、
    該光学系によって形成された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。

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