JP7242411B2 - 光学系及び撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光学系及び撮像装置に関する。
近接撮影を可能とするレンズとしてマクロレンズが知られている。マクロレンズでは、撮影倍率0.5倍以上となるような近距離物体の撮影においても高い光学性能が要求されるため、フォーカシングに際して複数のレンズ群を移動させるフローティング方式を採用することにより収差変動を低減させることが多い。
また、マクロレンズでは、深い被写界深度を確保するために開口絞りの開口径を小さくして撮影が行われることが多くなる。これに伴いシャッタースピードが遅くなるため、手振れなどの振動の影響を受けやすく、撮影画像の画質が低下しやすくなる。
そこで、特許文献1及び特許文献2は、フローティング方式を採用しつつ、像ぶれ補正のために一部のレンズ群を移動させる光学系を開示している。
特許文献1は、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、負の屈折力の第4レンズ群からなり、フォーカシングに際して第2レンズ群及び第3レンズ群が移動する光学系を開示している。当該光学系において、第1レンズ群は、像ぶれ補正に際して不動の正の屈折力の第1部分群と、像ぶれ補正に際して光軸直交方向に移動する正の屈折力の第2部分群からなる。
特許文献2は、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、負の屈折力の第4レンズ群、正の屈折力の第5レンズ群からなる光学系を開示している。当該光学系では、像ぶれ補正に際して第3レンズ群の一部が光軸直交方向に移動する。
特開2003-322797号公報 特開2015-215392号公報
一方、像ぶれ補正機能に際しての高い光学性能だけでなく、光学系や該光学系を含むレンズ鏡筒に対しては小型であることも求められる。
特許文献1の光学系では、第1レンズ群を同じ符号の屈折力を有する部分群に分割しているため、第2部分群の防振敏感度が低くなりやすい。よって、像ぶれ補正時に光軸直交方向への移動量が大きくなり、駆動機構が大型化し、レンズ鏡筒が大型になるおそれがある。
特許文献2の光学系では、像ぶれ補正に際して移動するレンズ群が光学系の中央付近に配置される。ところが、中央付近には開口絞りの駆動機構やフォーカスレンズ群の駆動機構が配置される。これらの駆動機構との干渉を避けつつ、像ぶれ補正のための駆動機構を配置すると、レンズ鏡筒が大型になるおそれがある。
そこで本発明は、レンズ鏡筒の小型化に有利であり、近接撮影であっても全フォーカス範囲で良好な像ぶれ補正が可能な、光学系及び撮像装置を提供することを目的とする。
本発明の一実施例に係る光学系は、最も物体側に配置され且つフォーカシングに際して
不動の正の屈折力の物体側レンズ群と、最も像側に配置された負の屈折力の像側レンズ群
と、前記物体側レンズ群と前記像側レンズ群との間に配置され且つフォーカシングに際し
て移動する、第1フォーカスレンズ群及び第2フォーカスレンズ群を有し、フォーカシン
グに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、前記物体側レンズ群は、
物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1部分群、正の屈折力の第2部分群、
正又は負の屈折力の第3部分群からなり、前記第2部分群は、1枚の正レンズと1枚の負レンズからなり、像ぶれ補正に際して、光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動し、前記第2部分群の横倍率をβis、無限遠合焦時において、前記第2部分群よりも像側に配置された全てのレンズの合成の横倍率をβrとするとき、
0.60<|(1-βis)βr|<2.00
なる条件式を満たすことを特徴とする。
本発明によれば、レンズ鏡筒の小型化に有利であり、近接撮影であっても全フォーカス範囲で良好な像ぶれ補正が可能な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の光学系の縦収差図である。 実施例1の光学系の横収差図である。 実施例2の光学系の断面図である。 実施例2の光学系の縦収差図である。 実施例2の光学系の横収差図である。 実施例3の光学系の断面図である。 実施例3の光学系の縦収差図である。 実施例3の光学系の横収差図である。 実施例4の光学系の断面図である。 実施例4の光学系の縦収差図である。 実施例4の光学系の横収差図である。 実施例5の光学系の断面図である。 実施例5の光学系の縦収差図である。 実施例5の光学系の横収差図である。 実施例6の光学系の断面図である。 実施例6の光学系の縦収差図である。 実施例6の光学系の横収差図である。 実施例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、4、7、10、13、16に示す光学系OL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。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。また、開口絞りSPは、開放Fナンバーの光束を決定(制限)する。無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、フォーカスレンズ群は、図中の実線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OL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)の撮像面に相当する。銀塩フィルム用カメラに各実施例の光学系OLを使用する場合は、像面IPはフィルム面に相当する。
図2、5、8、11、14、17は、各実施例の光学系OLの縦収差図である。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における収差量、実線Sはサジタル像面における収差量である。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。
図3、6、9、12、15、18は、各実施例の光学系OLの横収差図である。実線はd線(波長587.6nm)、二点鎖線はg線(波長435.8nm)、一点鎖線はF線(486.1nm)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OLの最終面(最も像側の面)から像面IPまでの光軸上の距離を空気換算長により表記した長さである。「レンズ全長」は、光学系OLの最前面(最も物体側の面)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。
レンズ鏡筒の小型化に有利であり、近接撮影であっても全フォーカス範囲で良好な像ぶれ補正が可能な光学系を得るためには、像ぶれ補正に際して光軸に対して直交方向の成分を含む方向に移動するレンズ要素の配置や屈折力の符号が重要となる。
そこで、本発明の光学系OL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光学系であって、最も物体側に配置された正の屈折力の物体側レンズ群Lpと、最も像側に配置された負の屈折力の像側レンズ群Lnを有する。さらに、物体側レンズ群Lpと像側レンズ群Lnとの間に配置され且つフォーカシングに際して移動する第1フォーカスレンズ群LF1および第2フォーカスレンズ群LF2とを有する。
物体側レンズ群Lpはフォーカシングに際して不動である。
物体側レンズ群Lpは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1部分群L1aと、正の屈折力の第2部分群L1bと、正又は負の屈折力の第3部分群L1cからなる。そして、第2部分群L1bが像ぶれ補正に際して、光軸に対して垂直方向の成分を方向に移動する。
物体側レンズ群Lpの一部で像ぶれ補正を行う構成により、第2部分群L1bを移動させるための駆動機構を、開口絞りSPの駆動機構や第1フォーカスレンズ群LF1および第2フォーカスレンズ群LF2の駆動機構等から離れて配置することができる。これにより、光学系OLを含むレンズ鏡筒を小型化しやすくなる。
物体側レンズ群Lpがフォーカシングに際して不動であることにより、フォーカス位置に応じた像ぶれ補正に伴う収差変動のばらつきを低減することができる。
物体側レンズ群Lpにおいて、第1部分群L1aと第2部分群L1bの屈折力の符号を異ならせている。これにより、同符号の部分群のみで構成した場合に比べて、第2部分群L1bの防振敏感度(単位移動量当たりの像ぶれ補正量(像点の移動量))が小さくなりすぎるのを防ぐことができる。所望の防振敏感度を確保することができることによって、第2部分群L1bの最大移動量を小さくすることが可能となり、第2部分群L1bの駆動機構を小型に構成することができる。よって、光学系OLを含むレンズ鏡筒を小型化しやすくなる。
物体側レンズ群Lpにおいて、正の屈折力の第2部分群L1bの物体側に負の屈折力の第1部分群L1aを配置することによって、第2部分群L1bに入射する光線を略アフォーカルにしやすくなる。これにより、像ぶれ補正に際しての第2部分群L1bに入射する光線の入射角変動を低減することができ、特にコマ収差の変動を低減することができる。
さらに、第2部分群L1bの像側に第3部分群L1cを配置することによって、第2部分群L1bの防振敏感度を適切に設定したり、第1部分群L1aや第2部分群L1bにより生じる収差が補正しやすくなる。
第1フォーカスレンズ群LF1および第2フォーカスレンズ群LF2を光軸方向に沿って移動させるフローティング方式を採用していることにより、フォーカシングに際しての収差変動を低減することができる。
さらに、最も像側に負の屈折力の像側レンズ群Lnが配置されることにより、光学系OLをテレフォトタイプの屈折力配置としている。これにより、光学系OLの全長を小型化することができる。
以上のように光学系OLを構成することにより、レンズ鏡筒の小型化に有利となる。また、近接撮影であっても全フォーカス範囲で良好な像ぶれ補正が可能となる。
さらに、光学系OLは、条件式(1)~(8)のうち1つ以上を満たすことが好ましい。条件式(1)~(8)の1つ以上を満たすことにより、前述の効果をさらに得ることが可能となる。
0.50<|(1-βis)βr|<2.00 ・・・(1)
0.60<Dis/DL<1.00 ・・・(2)
-5.00<FL1a/FL1b<-1.00 ・・・(3)
-2.00<fn/f<0.00 ・・・(4)
0.20<fm/f<0.60 ・・・(5)
0.30<fp/f<0.80 ・・・(6)
0.30<ff1/ff2<1.00 ・・・(7)
β≦-0.50 ・・・(8)
ただし、第2部分群L1bの横倍率をβis、無限遠合焦時において、第2部分群L1bよりも像側に配置された全てのレンズの合成の横倍率をβrとする。第2部分群L1bの像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をDis、物体側レンズ群Lpの物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をDLとする。第1部分群L1aの焦点距離をFL1a、第2部分群L1bの焦点距離をFL1bとする。物体側レンズ群Lpの焦点距離をfp、像側レンズ群Lnの焦点距離をfn、光学系OLの焦点距離をfとする。
第1フォーカスレンズ群LF1と第2フォーカスレンズ群LF2の間に配置された、正の屈折力の中間レンズ群の焦点距離をfmとする。第1フォーカスレンズ群LF1の焦点距離をff1、第2フォーカスレンズ群LF2の焦点距離をff2とする。ただし、第2フォーカスレンズ群LF2が第1フォーカスレンズ群LF1の像側に配置され、第1フォーカスレンズ群LF1および第2フォーカスレンズ群LF2の屈折力の符号は同じとする。最至近距離合焦時の光学系OLの横倍率をβとする。
条件式(1)は、防振敏感度を規定したものである。条件式(1)の下限値を下回ると、一定の像ぶれ補正量を得るための第2部分群L1bの移動量が大きくなり、第2部分群L1bの駆動機構の大型になる。これにより、光学系OLを含むレンズ鏡筒の小型化が困難になるため好ましくない。条件式(1)の上限値を上回ると、一定の像ぶれ補正量を得るための第2部分群L1bの移動量が小さくなりすぎて、その移動を電気的または機械的に精度良く行うことが困難となる。これにより、良好に像ぶれ補正を行うことが困難となるため好ましくない。
条件式(2)は、第2部分群L1bの好ましい配置を規定したものである。条件式(2)の下限値を下回って第2部分群L1bが像面IPに近い側に配置されると、第2部分群L1bの駆動機構が、開口絞りSP、第1フォーカスレンズ群LF1、第2フォーカスレンズ群LF2等の駆動機構に近い側に配置されることとなる。そうすると、光学系OLを含むレンズ鏡筒の小型化が困難になるため好ましくない。また、像面IPに近い位置に配置されすぎると、第2部分群L1bの駆動機構から生じる磁気が、像面IPに配置された撮像素子などに影響して撮像画像が劣化しやすくなるため好ましくない。条件式(2)の上限値を上回る位置に第2部分群L1bを配置することは物理的に困難である。
条件式(3)は、第1部分群L1aの焦点距離と第2部分群L1bの焦点距離の関係を規定したものである。条件式(3)の下限値を下回った場合も、条件式(3)の上限値を上回った場合も、第2部分群L1bの移動による像ぶれ補正に際して、第2部分群L1bに入射する光線の入射角変動が大きくなりやすくなる。これにより、特にコマ収差の変動が大きくなって、像ぶれ補正において高い光学性能を得ることが困難になるため好ましくない。
条件式(4)は、像側レンズ群Lnの焦点距離と光学系OLの焦点距離との関係を規定したものである。条件式(4)の下限値を下回って像側レンズ群Lnの焦点距離の絶対値が大きくなり、像側レンズ群Lnの屈折力が弱くなると、テレフォトタイプの屈折力配置になりづらくなる。これにより、レンズ全長が長くなり光学系OL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像側レンズ群Lnの焦点距離の絶対値が小さくなり、像側レンズ群Lnの屈折力が強くなる。像面IPに近い側では軸上光束と軸外光束とが光軸に対して直交方向に分散しているため、像側レンズ群Lnは軸外光束のみを大きく屈折させてしまう。これにより、特に像面湾曲の補正が困難になるため好ましくない。
条件式(5)は、中間レンズ群の焦点距離と光学系OLの焦点距離との関係を規定したものである。条件式(5)の下限値を下回って中間レンズ群の焦点距離が短くなり、中間レンズ群の屈折力が強くなると、球面収差やコマ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)の上限値を上回って中間レンズ群の焦点距離が長くなり、中間レンズ群の屈折力が弱くなると、レンズ全長が長くなり、光学系OLが大型化するため好ましくない。
条件式(6)は、物体側レンズ群Lpの焦点距離と光学系OLの焦点距離との関係を規定したものである。条件式(6)の下限値を下回って物体側レンズ群Lpの焦点距離が短くなり、物体側レンズ群Lpの屈折力が強くなると、球面収差やコマ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(6)の上限値を上回って物体側レンズ群Lpの焦点距離が長くなり、物体側レンズ群Lpの屈折力が弱くなると、テレフォトタイプの屈折力配置になりづらくなる、これにより、レンズ全長が長くなり、光学系OLが大型化するため好ましくない。
条件式(7)は、第1フォーカスレンズ群LF1の焦点距離と第2フォーカスレンズ群の屈折力が同符号であり、第2フォーカスレンズ群LF2が第1フォーカスレンズ群LF1の像側に配置されている場合のそれぞれの焦点距離を規定したものである。物体側に配置された第1フォーカスレンズ群LF1の屈折力の方が強いことにより、光学系OLのレンズ全長を短くすることができる。
条件式(7)の下限値を下回って第1フォーカスレンズ群LF1の焦点距離が第2フォーカスレンズ群LF2の焦点距離に比べて短くなると、第1フォーカスレンズ群LF1の屈折力が第2フォーカスレンズ群の屈折力に比べて強くなる。そうすると、特に近距離で、球面収差やコマ収差等の補正が困難になるため好ましくない。条件式(7)の上限値を上回って第1フォーカスレンズ群LF1の焦点距離が第2フォーカスレンズ群LF2の焦点距離に比べて長くなると、第1フォーカスレンズ群LF1の屈折力に比べて第2フォーカスレンズ群LF2の屈折力のほうが強くなる。この場合も、特に近距離で、球面収差やコマ収差等の補正が困難になるため好ましくない。また第1フォーカスレンズ群LF1と第2フォーカスレンズ群LF2の間に中間レンズ群が配置されている場合は、当該中間レンズ群の屈折力も強くなるためその傾向も強くなってしまう。
条件式(8)は、光学系OLの好ましい横倍率(撮影倍率)を規定したものである。
条件式(8)の上限値を上回る(横倍率の絶対値が小さくなる)と、近接撮影が困難になるため好ましくない。
好ましくは、条件式(1)~(8)の数値範囲を次のように設定するとよい。
0.60<|(1-βis)βr|<1.50 ・・・(1a)
0.70<Dis/DL<0.95 ・・・(2a)
-3.50<FL1a/FL1b<-1.30 ・・・(3a)
-1.70<fn/f<-0.20 ・・・(4a)
0.28<fm/f<0.55 ・・・(5a)
0.40<fp/f<0.70 ・・・(6a)
0.35<ff1/ff2<0.85 ・・・(7a)
β≦-0.60 ・・・(8a)
さらに好ましくは、条件式(1)~(8)の数値範囲を次のように設定するとよい。
0.70<|(1-βis)βr|<1.40 ・・・(1b)
0.80<Dis/DL<0.90 ・・・(2b)
-3.00<FL1a/FL1b<-1.50 ・・・(3b)
-1.50<fn/f<-0.30 ・・・(4b)
0.30<fm/f<0.50 ・・・(5b)
0.45<fp/f<0.60 ・・・(6b)
0.40<ff1/ff2<0.80 ・・・(7b)
β≦-0.70 ・・・(8b)
さらに、第3部分群L1cは、正の屈折力であることが好ましい。第1部分群L1aの負の屈折力によって第2部分群L1bの防振敏感度を確保しつつも、第3部分群L1cの正の屈折力で当該防振敏感度を調節することが容易となる。
さらに、第2部分群L1bは、1枚の正レンズと1枚の負レンズからなることが好ましい。これにより、像ぶれ補正に際しての軸上色収差の変動を低減することができる。
光学系OLにおいて、第1フォーカスレンズ群LF1および第2フォーカスレンズ群LF2が負の屈折力を有し、第1フォーカスレンズ群LF1と第2フォーカスレンズ群LF2との間に配置された中間レンズ群L3を有することが好ましい。このような屈折力配置とすることによって、レンズ全長が短く且つバックフォーカスの短い光学系を得ることが容易となる。
以下、具体的な実施例に係る光学系OLについて説明する。
(実施例1~5)
図1は実施例1の光学系OLの無限遠合焦時の断面図である。図2(a)は実施例1の光学系OLの無限遠合焦時の縦収差図であり、図2(b)は実施例1の光学系OLの最至近距離に合焦時の縦収差図である。図3(a)は実施例1の光学系OLの非像ぶれ補正時の横収差図であり、図3(b)は実施例1の光学系OLの補正角0.5°の像ぶれ補正時の横収差図である。
図4は実施例2の光学系OLの無限遠合焦時の断面図である。図5(a)は実施例2の光学系OLの無限遠合焦時の縦収差図であり、図5(b)は実施例2の光学系OLの最至近距離に合焦時の縦収差図である。図6(a)は実施例2の光学系OLの非像ぶれ補正時の横収差図であり、図6(b)は実施例2の光学系OLの補正角0.5°の像ぶれ補正時の横収差図である。
図7は実施例3の光学系OLの無限遠合焦時の断面図である。図8(a)は実施例3光学系OLの無限遠合焦時の縦収差図であり、図8(b)は実施例3の光学系OLの最至近距離に合焦時の縦収差図である。図9(a)は実施例3の光学系OLの非像ぶれ補正時の横収差図であり、図9(b)は実施例3の光学系OLの補正角0.5°の像ぶれ補正時の横収差図である。
図10は実施例4の光学系OLの無限遠合焦時の断面図である。図11(a)は実施例4の光学系OLの無限遠合焦時の縦収差図であり、図11(b)は実施例4の光学系OLの最至近距離に合焦時の縦収差図である。図12(a)は実施例4の光学系OLの非像ぶれ補正時の横収差図であり、図12(b)は実施例4の光学系OLの補正角0.5°の像ぶれ補正時の横収差図である。
図13は実施例5の光学系OLの無限遠合焦時の断面図である。図14(a)は実施例5の光学系OLの無限遠合焦時の縦収差図であり、図14(b)は実施例5の光学系OLの最至近距離に合焦時の縦収差図である。図15(a)は実施例5の光学系OLの非像ぶれ補正時の横収差図であり、図15(b)は実施例5の光学系OLの補正角0.5°の像ぶれ補正時の横収差図である。
実施例1~5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。そこで、実施例1~5の光学系OLに共通する構成について説明する。光学系OLは横倍率(撮影倍率)が-1.0倍の光学系である。
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、負の屈折力の第4レンズ群L4、負の屈折力の第5レンズ群L5からなる。
ここで、第1レンズ群L1が物体側レンズ群Lpに相当し、第3レンズ群L3が前述の中間レンズ群に相当し、第5レンズ群L5が像側レンズ群Lnに相当する。また、第2レンズ群L2が第1フォーカスレンズ群LF1に相当し、第4レンズ群L4が第2フォーカスレンズ群LF2に相当する。無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、第1フォーカスレンズ群LF1(第2レンズ群L2)及び第2フォーカスレンズ群LF2(第4レンズ群L4)は像側に移動する。
第1レンズ群L1は、負の屈折力の第1部分群L1a、正の屈折力の第2部分群L1b、正の屈折力の第3部分群L1cからなり、像ぶれ補正に際して第2部分群L1bが光軸に対して直交方向の成分を含む方向に移動する。また、第1部分群L1a及び第3部分群L1cは、像ぶれ補正に際して不動である。
第2部分群L1bは、1枚の正レンズと1枚の負レンズからなる。具体的には、実施例1、3、5において、第2部分群L1bは、正レンズと該正レンズの像側に配置された負レンズからなる。実施例2、4において、第2部分群L1bは、負レンズと該負レンズの像側に配置された正レンズからなる。
実施例1~5に係る光学系OLは、前述の条件式を満たしている。これにより、光学系OLを含むレンズ鏡筒の小型化しやすくなり、近接撮影であっても全フォーカス範囲で良好な像ぶれ補正が可能となる。
(実施例6)
図16は実施例6の光学系OLの無限遠合焦時の断面図である。図17(a)は実施例6の光学系OLの無限遠合焦時の縦収差図であり、図17(b)は実施例6の光学系OLの最至近距離に合焦時の縦収差図である。図18(a)は実施例6の光学系OLの非像ぶれ補正時の横収差図であり、図18(b)は実施例6の光学系OLの補正角0.5°の像ぶれ補正時の横収差図である。
光学系OLは横倍率(撮影倍率)が-1.0倍の光学系である。
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、負の屈折力の第4レンズ群L4からなる。
ここで、第1レンズ群L1が物体側レンズ群Lpに相当し、第4レンズ群L4が像側レンズ群Lnに相当する。また、第2レンズ群L2が第1フォーカスレンズ群LF1に相当し、第3レンズ群L3が第2フォーカスレンズ群LF2に相当する。無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、第1フォーカスレンズ群LF1(第2レンズ群L2)は像側へ移動し、第2フォーカスレンズ群LF2(第3レンズ群L3)は物体側に移動する。
第1レンズ群L1は、負の屈折力の第1部分群L1a、正の屈折力の第2部分群L1b、正の屈折力の第3部分群L1cからなり、像ぶれ補正に際して第2部分群L1bが光軸に対して直交方向の成分を含む方向に移動する。また、第1部分群L1a及び第3部分群L1cは、像ぶれ補正に際して不動である。
第2部分群L1bは、1枚の正レンズと1枚の負レンズからなる。具体的には、負レンズと該負レンズの像側に配置された正レンズからなる。
実施例6に係る光学系OLは、前述の条件式を満たしている。これにより、光学系OLを含むレンズ鏡筒の小型化しやすくなり、近接撮影であっても全フォーカス範囲で良好な像ぶれ補正が可能となる。
(数値実施例)
以下に、実施例1~6のそれぞれに対応する数値実施例1~6を示す。また、数値実施例1~6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νdは、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NF、Nd、NCとするとき、νd=(Nd-1)/(NF-NC)として表す。BFはバックフォーカスを示す。
数値実施例6において、非球面は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、Xを光軸方向の面頂点からの変位量、Hを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Rを近軸曲率半径、Kを円錐定数、A4、A6、A8、A10、A12を各次数の非球面係数とするとき、
Figure 0007242411000001
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1~6のそれぞれにおける、条件式(1)~(8)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 νd
1 266.663 3.37 1.92286 18.9
2 -232.817 0.29
3 53.243 3.94 1.53775 74.7
4 244.493 2.26
5 -206.031 1.49 1.80810 22.8
6 38.707 3.57
7 113.993 4.63 1.69680 56.5
8 -50.440 1.49 1.89286 20.4
9 -79.587 1.44
10 35.848 3.44 1.72916 54.7
11 237.265 (可変)
12 -468.325 1.18 1.91082 35.3
13 42.384 2.30
14 -133.981 1.00 1.88300 40.8
15 32.005 3.56 1.92286 18.9
16 1478.063 (可変)
17(絞り) ∞ 1.50
18 153.365 3.63 1.78800 47.4
19 -50.098 0.20
20 60.117 5.67 1.67000 57.3
21 -23.966 1.21 1.80518 25.4
22 -68.247 (可変)
23 -52.772 4.32 2.00069 25.5
24 -23.931 1.10 1.70000 48.1
25 61.920 (可変)
26 -20.736 1.50 1.96300 24.1
27 1853.066 0.61
28 147.374 7.32 1.78800 47.4
29 -32.824 (可変)
像面 ∞

各種データ
焦点距離 80.45
Fナンバー 2.90
半画角(度) 15.05
像高 21.64
レンズ全長 123.69
BF 13.72

無限遠 最至近(β= -1.0)
d11 2.43 19.81
d16 19.41 2.03
d22 1.62 21.04
d25 25.48 6.06
d29 13.72 13.72

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 46.23
2 12 -33.58
3 17 27.12
4 23 -56.52
5 26 -85.63
[数値実施例2]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 1141.331 3.12 2.00069 25.5
2 -170.373 0.30
3 62.816 3.89 1.56907 71.3
4 682.652 2.19
5 -144.504 1.49 1.75211 25.1
6 40.711 2.85
7 70.627 1.49 1.96300 24.1
8 46.406 5.02 1.61800 63.4
9 -88.877 1.47
10 35.072 3.39 1.72916 54.7
11 201.856 (可変)
12 -280.066 1.18 1.88300 40.8
13 45.199 1.79
14 -583.132 1.00 1.86300 41.5
15 24.759 3.51 1.92286 18.9
16 94.998 (可変)
17(絞り) ∞ 1.49
18 129.932 3.72 1.77250 49.6
19 -51.020 0.20
20 57.349 5.89 1.64000 60.1
21 -23.551 1.20 1.80518 25.4
22 -58.093 (可変)
23 -48.448 3.50 2.00330 28.3
24 -23.612 1.10 1.67790 50.7
25 65.890 (可変)
26 -21.027 1.50 1.96300 24.1
27 23285.436 0.65
28 167.356 7.07 1.83481 42.7
29 -34.489 (可変)
像面 ∞

各種データ
焦点距離 80.01
Fナンバー 2.90
半画角(度) 15.13
像高 21.64
レンズ全長 123.65
BF 13.72

無限遠 最至近(β= -1.0)
d11 2.56 19.48
d16 19.56 2.64
d22 1.56 22.20
d25 27.26 6.62
d29 13.72 13.72

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 46.22
2 12 -30.90
3 17 26.61
4 23 -58.37
5 26 -91.14
[数値実施例3]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 111.015 3.47 1.91082 35.3
2 -609.898 0.30
3 75.405 3.19 1.49700 81.5
4 1647.947 1.60
5 -214.471 1.49 2.00330 28.3
6 41.903 3.07
7 118.024 4.99 1.86300 41.5
8 -36.087 1.48 1.92286 18.9
9 -74.642 1.42
10 34.162 3.38 1.72916 54.7
11 144.463 (可変)
12 -234.314 1.18 2.00100 29.1
13 41.516 2.84
14 -67.027 1.00 1.88300 40.8
15 30.423 4.58 1.92286 18.9
16 -103.779 (可変)
17(絞り) ∞ 1.49
18 220.443 3.71 1.75500 52.3
19 -49.530 0.20
20 60.975 6.73 1.67000 57.3
21 -21.397 1.20 1.75211 25.1
22 -61.158 (可変)
23 -52.086 4.12 2.00069 25.5
24 -22.361 1.10 1.74100 52.6
25 72.458 (可変)
26 -18.785 1.50 1.92286 18.9
27 -268.678 0.79
28 192.811 7.45 1.77250 49.6
29 -32.183 (可変)
像面 ∞

各種データ
焦点距離 79.99
Fナンバー 2.90
半画角(度) 15.13
像高 21.64
レンズ全長 123.88
BF 13.72

無限遠 最至近(β= -1.0)
d11 2.79 17.19
d16 16.39 1.98
d22 1.79 22.34
d25 26.93 6.39
d29 13.72 13.72

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 44.28
2 12 -32.73
3 17 27.34
4 23 -56.13
5 26 -88.42
[数値実施例4]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 -530.713 3.23 1.95375 32.3
2 -109.904 0.27
3 55.150 4.13 1.72916 54.7
4 569.534 2.24
5 -133.308 1.48 1.84666 23.8
6 44.470 2.40
7 65.506 1.48 1.96300 24.1
8 46.224 4.67 1.49700 81.5
9 -98.795 1.46
10 39.019 3.16 1.86300 41.5
11 283.687 (可変)
12 -272.434 1.17 1.91082 35.3
13 37.118 2.38
14 -126.260 1.00 1.88300 40.8
15 28.414 3.74 1.92286 18.9
16 -10767.930 (可変)
17(絞り) ∞ 1.48
18 90.766 4.12 1.72916 54.7
19 -49.592 0.20
20 52.638 6.20 1.61800 63.4
21 -22.652 1.73 1.74077 27.8
22 -66.439 (可変)
23 -51.024 4.39 2.00330 28.3
24 -22.059 1.10 1.72600 53.6
25 61.612 (可変)
26 -19.244 1.50 1.92286 18.9
27 -115.942 1.85
28 431.043 6.44 1.83481 42.7
29 -36.890 (可変)
像面 ∞

各種データ
焦点距離 80.11
Fナンバー 2.90
半画角(度) 15.11
像高 21.64
レンズ全長 124.17
BF 13.72

無限遠 最至近(β= -1.0)
d11 2.42 19.65
d16 19.21 1.98
d22 1.64 17.66
d25 25.35 9.33
d29 13.72 13.72

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 45.44
2 12 -29.60
3 17 26.01
4 23 -52.93
5 26 -106.06
[数値実施例5]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 209.874 3.25 1.92286 18.9
2 -357.592 0.29
3 47.008 5.46 1.49700 81.5
4 -255.654 1.18
5 -173.423 1.50 1.92119 24.0
6 39.603 3.43
7 116.803 4.72 1.72916 54.7
8 -44.409 1.50 1.84666 23.8
9 -81.354 1.48
10 32.918 3.46 1.72916 54.7
11 182.053 (可変)
12 -187.910 1.20 1.91082 35.3
13 35.806 2.59
14 -120.182 1.00 1.88300 40.8
15 24.607 4.07 1.92286 18.9
16 901.770 (可変)
17(絞り) ∞ 1.49
18 251.384 3.73 1.72916 54.7
19 -47.190 0.20
20 50.559 6.65 1.72916 54.7
21 -23.359 1.20 1.85478 24.8
22 -60.433 (可変)
23 -53.874 4.29 2.00069 25.5
24 -25.384 1.10 1.67003 47.2
25 62.162 (可変)
26 -20.633 1.50 2.00069 25.5
27 -618.172 0.82
28 90.575 7.23 1.61800 63.3
29 -35.673 (可変)
像面 ∞

各種データ
焦点距離 80.00
Fナンバー 2.90
半画角(度) 15.13
像高 21.64
レンズ全長 123.60
BF 13.72

無限遠 最至近(β= -1.0)
d11 2.73 17.58
d16 16.92 2.06
d22 1.50 20.70
d25 25.42 6.22
d29 13.72 13.72

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 43.07
2 12 -26.50
3 17 25.09
4 23 -61.45
5 26 -56.12
[数値実施例6]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 431.764 4.15 1.92286 18.9
2 -145.639 0.30
3 68.676 3.95 1.72916 54.7
4 379.941 2.57
5 -157.036 1.38 1.92286 20.9
6 50.756 2.95
7 96.198 1.48 1.92286 18.9
8 55.437 5.02 1.72916 54.7
9 -114.300 1.32
10 35.984 3.56 1.88300 40.8
11 153.148 (可変)
12 1148.973 1.14 2.00100 29.1
13 33.252 2.03
14 -488.085 1.35 1.91082 35.3
15 22.472 4.10 1.92286 18.9
16 -5725.230 12.55
17(絞り) ∞ (可変)
18 70.133 2.78 1.56873 63.1
19 -126.945 0.50
20 62.985 5.52 1.48749 70.2
21 -19.354 1.50 1.89286 20.4
22 -28.793 (可変)
23 -37.862 3.35 1.96300 24.1
24 -20.215 1.20 1.48749 70.2
25 405.417 12.67
26* -16.038 2.00 1.80000 29.8
27 142.954 0.20
28 58.703 8.01 1.60311 60.6
29 -39.176 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第26面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.25195e-006 A 6= 2.08996e-008 A 8= 1.63810e-010

焦点距離 80.01
Fナンバー 2.90
半画角(度) 15.13
像高 21.64
レンズ全長 124.16
BF 13.73

無限遠 最至近(β= -1.0)
d11 2.36 12.95
d17 15.83 1.49
d22 6.67 21.01
d29 13.73 13.73

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 41.72
2 12 -32.86
3 18 34.27
4 23 -34.88
Figure 0007242411000002
[撮像装置の実施例]
次に、撮像装置の実施例について図19を用いて説明する。図19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6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撮像素子12を備える。撮像素子12としては、CCDセンサやCMOSセンサ等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よいし、着脱可能に構成されていてもよい。
本実施例の撮像装置10では、レンズ鏡筒を小型に構成しやすくなり撮像装置10の小型化に有利となる。また、近接撮影であっても全フォーカス範囲で良好な像ぶれ補正が可能となる。
なお、本実施例の撮像装置10は、図19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1フォーカスレンズ群LF1及び第2フォーカスレンズ群LF2の屈折力の符号は、前述の実施例に限られない。ともに正であってもよいし、第1フォーカスレンズ群LF1が正で、第2フォーカスレンズ群LF2が負であってもよい。
例えば、第3部分群L1cの屈折力の符号も、第1レンズ群L1で生じる収差補正に有利であれば負であってもよい。
Lp 物体側レンズ群
Ln 像側レンズ群
LF1 第1フォーカスレンズ群
LF2 第2フォーカスレンズ群
L1a 第1部分群
L1b 第2部分群
L1c 第3部分群
OL 光学系

Claims (15)

  1. 最も物体側に配置され且つフォーカシングに際して不動の正の屈折力の物体側レンズ群と、最も像側に配置された負の屈折力の像側レンズ群と、前記物体側レンズ群と前記像側レンズ群との間に配置され且つフォーカシングに際して移動する、第1フォーカスレンズ群及び第2フォーカスレンズ群を有し、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、
    前記物体側レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1部分群、正の屈折力の第2部分群、正又は負の屈折力の第3部分群からなり、
    前記第2部分群は、1枚の正レンズと1枚の負レンズからなり、像ぶれ補正に際して、光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動し、
    前記第2部分群の横倍率をβis、無限遠合焦時において、前記第2部分群よりも像側に配置された全てのレンズの合成の横倍率をβrとするとき、
    0.60<|(1-βis)βr|<2.00
    なる条件式を満たすことを特徴とする光学系。
  2. 前記第3部分群は、正の屈折力を有することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
  3. 前記第2部分群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をDis、前記物体側レンズ群の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をDLとするとき、
    0.60<Dis/DL<1.00
    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1部分群の焦点距離をFL1a、前記第2部分群の焦点距離をFL1bとするとき、
    -5.00<FL1a/FL1b<-1.00
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の光学系。
  5. 前記像側レンズ群の焦点距離をfn、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
    -2.00<fn/f<0.00
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の光学系。
  6. 前記第1フォーカスレンズ群と前記第2フォーカスレンズ群の間に配置された、正の屈折力の中間レンズ群を有し、
    前記中間レンズ群の焦点距離をfm、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
    0.20<fm/f<0.60
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の光学系。
  7. 最も物体側に配置され且つフォーカシングに際して不動の正の屈折力の物体側レンズ群と、最も像側に配置された負の屈折力の像側レンズ群と、前記物体側レンズ群と前記像側レンズ群との間に配置され且つフォーカシングに際して移動する、第1フォーカスレンズ群及び第2フォーカスレンズ群を有し、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、
    該光学系は、前記第1フォーカスレンズ群と前記第2フォーカスレンズ群の間に配置された、正の屈折力の中間レンズ群をさらに有し、
    前記物体側レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1部分群、正の屈折力の第2部分群、正又は負の屈折力の第3部分群からなり、
    前記第2部分群は、像ぶれ補正に際して、光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動し、
    前記中間レンズ群の焦点距離をfm、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
    0.20<fm/f<0.60
    なる条件式を満たすことを特徴とする光学系。
  8. 前記物体側レンズ群の焦点距離をfp、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
    0.30<fp/f<0.80
    なる条件式を満たす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2フォーカスレンズ群は前記第1フォーカスレンズ群の像側に配置され、前記第1フォーカスレンズ群および前記第2フォーカスレンズ群の屈折力の符号が同じであり、
    前記第1フォーカスレンズ群の焦点距離をff1、前記第2フォーカスレンズ群の焦点距離をff2とするとき、
    0.30<ff1/ff2<1.00
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の光学系。
  10. 最も物体側に配置され且つフォーカシングに際して不動の正の屈折力の物体側レンズ群と、最も像側に配置された負の屈折力の像側レンズ群と、前記物体側レンズ群と前記像側レンズ群との間に配置され且つフォーカシングに際して移動する、第1フォーカスレンズ群及び該第1フォーカスレンズ群の像側に配置された第2フォーカスレンズ群を有し、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、
    前記物体側レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1部分群、正の屈折力の第2部分群、正又は負の屈折力の第3部分群からなり、
    前記第2部分群は、像ぶれ補正に際して、光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動し、
    前記第1フォーカスレンズ群の焦点距離をff1、前記第2フォーカスレンズ群の焦点距離をff2とするとき、
    0.30<ff1/ff2<1.00
    なる条件式を満たすことを特徴とする光学系。
  11. 前記第1フォーカスレンズ群は負の屈折力を有し、前記第2フォーカスレンズ群は負の屈折力を有することを特徴とする請求項10に記載の光学系。
  12. 最至近距離合焦時の前記光学系の横倍率をβとするとき、
    β≦-0.50
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至1のいずれか1項に記載の光学系。
  13. 物体側から像側へ順に配置された、前記物体側レンズ群としての第1レンズ群、前記第1フォーカスレンズ群としての負の屈折力の第2レンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、前記第2フォーカスレンズ群としての負の屈折力の第4レンズ群、前記像側レンズ群としての第5レンズ群からな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. 物体側から像側へ順に配置された、前記物体側レンズ群としての第1レンズ群、前記第1フォーカスレンズ群としての負の屈折力の第2レンズ群、前記第2フォーカスレンズ群としての正の屈折力の第3レンズ群、前記像側レンズ群としての第4レンズ群からなることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の光学系。
  15. 請求項1乃至14のいずれか1項に記載の光学系と、
    該光学系により形成された像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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