JP7379073B2 - 光学系およびそれを有する撮像装置、撮像システム - Google Patents

光学系およびそれを有する撮像装置、撮像システム Download PDF

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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、監視カメラ等に好適なものである。
近年、撮像装置に用いる光学系に対して、フォーカス群が小型であると共に、撮影倍率を増大しつつも最至近での撮影時の色収差や像面湾曲などを良好に補正可能であることが要求されている。これらの要求を満足する光学系として、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力のフォーカスレンズ群、負の屈折力のフォーカスレンズ群を有する光学系が知られている(特許文献1および特許文献2参照)。
国際公開第2018/135000号 国際公開第2019/098110号
特許文献1の光学系は、広画角で、高速なフォーカシングを容易に実行できる。しかしながら、最も像側に配置されている負の屈折力のレンズ群の屈折力が強すぎることから、射出瞳位置が像面に近づきすぎると、撮像素子に対応可能な範囲のテレセントリック性を確保することが困難となる。
特許文献2の光学系は、無限遠から至近までの広い範囲にわたり高い光学性能を有する。しかしながら、光学系を大口径化した際に正の屈折力のフォーカスレンズ群の重量が増大することから、高速なフォーカシングが困難となる。
本発明は、フォーカス群の小型化を達成しつつ、広い物体距離の範囲にわたって収差を良好に補正可能な光学系およびそれを有する撮像装置、撮像システムを提供することを目的とする。
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、前記第1レンズ群の像側に配置された正の屈折力の第1フォーカスレンズ群、前記第1フォーカスレンズ群の像側に配置された負の屈折力の第2フォーカスレンズ群を有し、フォーカシングに際して前記第1レンズ群は不動であり、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隔が変化するように前記第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が移動する光学系であって、前記第1レンズ群は、最も物体側に配置された負の単レンズと、複数の正レンズと、該複数の正レンズより像側に配置された開口絞りとを有し、前記第1フォーカスレンズ群の焦点距離をfp2、前記第2フォーカスレンズ群の焦点距離をfn1、前記第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面から前記第2フォーカスレンズ群の最も像側の面までの光軸上の距離をn1gtとするとき、
3.49<fp2/fn1<-0.1
-0.50<n1gt/fn1<-0.04
なる条件式を満足することを特徴とする。
また、本発明の他の側面としての光学系は、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、第1フォーカレンズ群、第2フォーカスレンズ群からなり、フォーカシングに際して前記第1レンズ群は不動であり、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隔が変化するように前記第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が移動する光学系であって、前記第1レンズ群は、最も物体側に配置された負の単レンズを有し、前記第1フォーカスレンズ群の焦点距離をfp2、前記第2フォーカスレンズ群の焦点距離をfn1、前記第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面から前記第2フォーカスレンズ群の最も像側の面までの光軸上の距離をn1gt、無限遠から最至近までのフォーカシングに際して前記第2フォーカスレンズ群の像面に対する移動量をMn2、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
-5.0<fp2/fn1<-0.1
-0.50<n1gt/fn1<-0.04
1<|f/Mn2|<15000
なる条件式を満足することを特徴とする。
また、本発明の他の側面としての光学系は、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、第1フォーカスレンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、第2フォーカスレンズ群、負の屈折力の第5レンズ群からなり、フォーカシングに際して前記第1レンズ群は不動であり、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隔が変化するように前記第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が移動する光学系であって、前記第1レンズ群は、最も物体側に配置された負の単レンズを有し、前記第1フォーカスレンズ群の焦点距離をfp2、前記第2フォーカスレンズ群の焦点距離をfn1、前記第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面から前記第2フォーカスレンズ群の最も像側の面までの光軸上の距離をn1gtとするとき、
-5.0<fp2/fn1<-0.1
-0.50<n1gt/fn1<-0.04
なる条件式を満足することを特徴とする。
本発明によれば、フォーカス群の小型化を達成しつつ、広い物体距離の範囲にわたって収差を良好に補正可能な光学系およびそれを有する撮像装置、撮像システムを提供することができる。
実施例1の光学系の無限遠合焦時における断面図である。 実施例1の光学系の無限遠合焦時の収差図である。 実施例1の光学系の至近距離に合焦した時の収差図である。 実施例2の光学系の無限遠合焦時における断面図である。 実施例2の光学系の無限遠合焦時の収差図である。 実施例2の光学系の至近距離に合焦した時の収差図である。 実施例3の光学系の無限遠合焦時における断面図である。 実施例3の光学系の無限遠合焦時の収差図である。 実施例3の光学系の至近距離に合焦した時の収差図である。 実施例4の光学系の無限遠合焦時における断面図である。 実施例4の光学系の無限遠合焦時の収差図である。 実施例4の光学系の至近距離に合焦した時の収差図である。 実施例5の光学系の無限遠合焦時における断面図である。 実施例5の光学系の無限遠合焦時の収差図である。 実施例5の光学系の至近距離に合焦した時の収差図である。 実施例6の光学系の無限遠合焦時における断面図である。 実施例6の光学系の無限遠合焦時の収差図である。 実施例6の光学系の至近距離に合焦した時の収差図である。 実施例7の光学系の無限遠合焦時における断面図である。 実施例7の光学系の無限遠合焦時の収差図である。 実施例7の光学系の至近距離に合焦した時の収差図である。 撮像装置の概略図である。
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。
図1、4、7、10、13、16、19はそれぞれ、実施例1乃至7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。
各レンズ断面図において左方が物体側で、右方が像側である。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また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。なお、レンズ群は1枚のレンズから構成されていても良いし、複数のレンズから成っていても良い。また、レンズ群は開口絞りを含んでいても良い。
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、第1レンズ群の像側に配置された正の屈折力の第1フォーカスレンズ群、および第1フォーカスレンズ群の像側に配置された負の屈折力の第2フォーカスレンズ群を有する。
各レンズ断面図において、Bi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。
また、SPは開口絞りである。GBは、光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルターなどに相当する光学ブロックである。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。
また、各実施例の光学系では、無限遠から至近へのフォーカシングに際して第1レンズ群は不動であり、第1フォーカスレンズ群と第2フォーカスレンズ群の間隔が変化するように第1フォーカスレンズ群および第2フォーカスレンズ群が移動する。各レンズ断面図に示した矢印は無限遠から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表している。第1フォーカスレンズ群と第2フォーカスレンズ群はフォーカシングに際して互いに異なる軌跡で移動する。
図2、5、8、11、14、17、20はそれぞれ、実施例1乃至7の無限遠合焦時の収差図である。図3、6、9、12、15、18、21はそれぞれ、実施例1乃至7の至近距離に合焦した時の収差図である。
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。
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。
各実施例の光学系は、第1フォーカスレンズ群の焦点距離をfp2、第2フォーカスレンズ群の焦点距離をfn1、第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離をn1gtとするとき、以下の条件式(1),(2)を満足する。
-5.0<fp2/fn1<-0.1 (1)
-0.50<n1gt/fn1<-0.04 (2)
条件式(1)は、第1フォーカスレンズ群の焦点距離と第2フォーカスレンズ群の焦点距離の比を規定している。条件式(1)の上限値を上回ると、第1フォーカスレンズ群の焦点距離が小さくなりすぎてしまい、撮影範囲における球面収差および像面湾曲を抑制することが困難となる。また、第2フォーカスレンズ群の焦点距離が大きくなりすぎてしまい、光学系における射出瞳位置が像面に近づきすぎると、電子撮像素子(固体撮像素子)に対応可能な範囲のテレセントリック性を確保することが困難となる。一方、下限値を下回ると、第1フォーカスレンズ群の焦点距離が大きくなりすぎてしまい、撮影時の撮影距離を短縮しようとすると、フォーカシング時の適切な移動量が増大することとなり高速なフォーカシングが困難となる。
条件式(2)は、第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離と第2フォーカスレンズ群の焦点距離の比を規定している。条件式(2)の上限値を上回ると、第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離が小さくなりすぎてしまい、各レンズのコバ厚や中心肉厚の確保が困難となる。一方、下限値を下回ると、第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離が大きくなりすぎてしまい、フォーカス群の重量が増大する。そのため、高速なフォーカシングを実行するためにはレンズを駆動させる装置を高出力化使用する必要があり、光学系の小型化が困難となる。
なお、条件式(1)または(2)の数値範囲を以下の条件式(1a)または(2a)の範囲とすることが好ましい。
-4.25<fp2/fn1<-0.34 (1a)
-0.40<n1gt/fn1<-0.04 (2a)
また、条件式(1)または(2)の数値範囲を以下の条件式(1b)または(2b)の数値範囲とすることがさら好ましい。
-3.49<fp2/fn1<-0.58 (1b)
-0.29<n1gt/fn1<-0.04 (2b)
また、以下の条件式(1)’を満足する光学系も本発明の光学系の一側面を構成する。
-1.6<fp2/fn1<-0.8 (1)’
また、各実施例の光学系は、無限遠から最至近へのフォーカシングに際して前記第2フォーカスレンズ群の像面に対する移動量をMn2、光学系全系の焦点距離をfとするとき、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
1<|f/Mn2|<15000 (3)
条件式(3)は、光学系全系の焦点距離と第2フォーカスレンズ群の像面に対する移動量の比を規定している。条件式(3)の上限値を上回ると、無限遠から最至近へのフォーカシングに際して第2フォーカスレンズ群の像面に対する移動量が小さくなりすぎてしまい、光学系の倍率色収差、球面収差、コマ収差を抑制することが困難となる。一方、下限値を下回ると、無限遠から最至近へのフォーカシングに際して第2フォーカスレンズ群の像面に対する移動量が大きくなりすぎてしまい、撮影時の撮影距離を短縮しようとすると、フォーカシング時の適切な移動量を確保することが困難となる。
また、各実施例の光学系は、無限遠合焦時における第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面から像面までの合成焦点距離をfnrとするとき、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
-15.00<fnr/f<-0.20 (4)
条件式(4)は、無限遠合焦時における第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面から像面までの合成焦点距離と光学系全系の焦点距離の比を規定している。条件式(4)の上限値を上回ると、無限遠合焦時における第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面から像面までの合成焦点距離が小さくなりすぎてしまう。そのため、光学系における射出瞳位置が像面に近づきすぎると、電子撮像素子(固体撮像素子)に対応可能な範囲のテレセントリック性を確保することが困難となる。一方、下限値を下回ると、無限遠合焦時における第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面から像面までの合成焦点距離が大きくなりすぎてしまう。そのため、撮影時の撮影距離を短縮しようとすると、フォーカシング時の適切な移動量が増大することとなり高速なフォーカシングが困難となる。
また、各実施例の光学系は、無限遠合焦時における絞りから像面までの距離をX1とするとき、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
0.05<f/X1<3.00 (5)
条件式(5)は、光学系全系の焦点距離と無限遠合焦時における絞りから像面までの距離の比を規定している。条件式(5)の上限値を上回ると、無限遠合焦時における絞りから像面までの距離と光学系全系の焦点距離が小さくなりすぎてしまう。そのため、光学系における射出瞳位置が像面に近づきすぎると、電子撮像素子(固体撮像素子)に対応可能な範囲のテレセントリック性を確保することが困難となる。一方、下限値を下回ると、無限遠合焦時における絞りから像面までの距離と光学系全系の焦点距離が大きくなりすぎてしまう。そのため、光学系の全長を抑制することが困難となる。
また、各実施例の光学系は、第2フォーカスレンズ群に含まれる負レンズのうち最も負の屈折力の強い負レンズのシェイプファクタをSFnとするとき、以下の条件式(6)を満足することが望ましい。なお、シェイプファクタは、第2フォーカスレンズ群に含まれる負レンズのうち最も負の屈折力の強い負レンズの物体側の面の曲率半径をgn1nr1、像側の面の曲率半径をgn1nr2としたとき、
SFn1=(gn1nr1+gn1nr2)/(gn1nr1-gn1nr2)
なる式で定義される量である。
-10.00<SFn1<-0.05 (6)
条件式(6)は、第2フォーカスレンズ群のシェイプファクタを規定している。条件式(6)の上限値を上回ると、第2フォーカスレンズ群の像面側の曲率半径が小さくなりすぎてしまい、最終レンズ面の像側に光学フィルターを配置することが困難となる。一方、下限値を下回ると、第2フォーカスレンズ群の物体側の曲率半径が大きくなりすぎてしまい、光学系における射出瞳位置が像面に近づきすぎると、電子撮像素子(固体撮像素子)に対応可能な範囲のテレセントリック性を確保することが困難となる。
また、各実施例の光学系は、無限遠合焦時における第1レンズ群の最も像側の面から第1フォーカスレンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離をDpとするとき、以下の条件式(7)を満足することが望ましい。
0.05<Dp/f<2.00 (7)
条件式(7)は、無限遠合焦時における第1レンズ群の最も像側の面から第1フォーカスレンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離と光学系全系の焦点距離を規定している。条件式(7)の上限値を上回ると、無限遠合焦時における第1レンズ群の最も像側の面から第1フォーカスレンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離が大きくなりすぎてしまい、光学系の全長を抑制することが困難となる。一方、下限値を下回ると、無限遠合焦時における第1レンズ群の最も像側の面から第1フォーカスレンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離が小さくなりすぎてしまう。そのため、撮影時の撮影距離を短縮しようとすると、フォーカシング時の適切な移動量を確保することが困難となる。
また、各実施例の光学系は、無限遠合焦時における第2フォーカスレンズ群の横倍率をβfn1とするとき、以下の条件式(8)を満足することが望ましい。
0.20<βfn1<6.00 (8)
条件式(8)は、第2フォーカスレンズ群の横倍率を規定している。条件式(8)の上限値を上回ると、第2フォーカスレンズ群の横倍率が大きくなりすぎてしまい、動画撮影時の画格変化を抑制することが困難となる。一方、下限値を下回ると、撮影時の撮影距離を短縮しようとすると、フォーカシング時の適切な移動量が増大することとなり高速なフォーカシングが困難となる。
また、各実施例の光学系は、イメージサークルの半径をyとするとき、以下の条件式(9)を満足することが望ましい。
0.20<f/y<10.00 (9)
条件式(9)は、光学系全系の焦点距離とイメージサークルの半径の比を規定している。適切に設定している条件式である。また、条件式(9)の上限値を上回ると、所望の画角を得ることが困難となる。一方、条件式(9)の下限値を下回ると、光学系の焦点距離が短くなりすぎてしまい、倍率色収差、コマ収差、像面湾曲が増大し、これらの諸収差の補正が困難となる。
また、各実施例の光学系は、無限遠合焦時における第1フォーカスレンズ群の最も像側の面から第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離をDfpとするとき、以下の条件式(10)を満足することが望ましい。
0.01<Dfp/f<0.50 (10)
条件式(10)は、無限遠合焦時における第1フォーカスレンズ群の最も像側の面から第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離と光学系全系の焦点距離の比を規定している。条件式(10)の上限値を上回ると、無限遠合焦時における第1フォーカスレンズ群の最も像側の面から第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離が大きくなりすぎてしまい、光学系の全長を抑制することが困難となる。一方、下限値を下回ると、無限遠合焦時における第1フォーカスレンズ群の最も像側の面から第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離が小さくなりすぎてしまう。そのため、撮影時の撮影距離を短縮しようとすると、フォーカシング時の適切な移動量を確保することが困難となる。
また、各実施例の光学系は、無限遠合焦時における第1フォーカスレンズ群の最も物体側の面から第2フォーカスレンズ群の最も像側の面までの合成焦点距離をfaとするとき、以下の条件式(11)を満足することが望ましい。
20<|fa/f|<1000 (11)
条件式(11)は、第1フォーカスレンズ群の最も物体側の面から第2フォーカスレンズ群の最も像側の面までの合成焦点距離と光学系全系の焦点距離の比を規定している。条件式(11)の上限値を上回ると、第1フォーカスレンズ群の最も物体側の面から第2フォーカスレンズ群の最も像側の面までの合成焦点距離が大きくなりすぎてしまう。そのため、撮影時の撮影距離を短縮しようとすると、フォーカシング時の適切な移動量が増大することとなり高速なフォーカシングが困難となる。一方、下限値を下回ると、第1フォーカスレンズ群の最も物体側の面から第2フォーカスレンズ群の最も像側の面までの合成焦点距離が小さくなりすぎてしまい、撮影範囲における球面収差および像面湾曲を抑制することが困難となる。
また、各実施例の光学系は、無限遠合焦時における第1レンズ群の最も像側の面から像面までの光軸上の距離をdiとするとき、以下の条件式(12)を満足することが望ましい。
0.20<di/f<10.00 (12)
条件式(12)は、第1レンズ群の最も像側の面から像面までの光軸上の距離と光学系全系の焦点距離の比を規定している。条件式(12)の上限値を上回ると、第1レンズ群の最も像側の面から像面までの光軸上の距離が大きくなりすぎてしまい、光学系の全長を抑制することが困難となる。一方、下限値を下回ると、光学系における射出瞳位置が像面に近づきすぎると、電子撮像素子(固体撮像素子)に対応可能な範囲のテレセントリック性を確保することが困難となる。
なお、条件式(3)乃至(12)の数値範囲を以下の条件式(3a)乃至(12a)の範囲とすることが好ましい。
1.95<|f/Mn2|<11200.00 (3a)
-11.72<fnr/f<-0.50 (4a)
0.16<f/X1<2.21 (5a)
-7.23<SFn1<-0.07 (6a)
0.15<Dp/f<0.49 (7a)
0.59<βfn1<4.00 (8a)
0.53<f/y<4.49 (9a)
0.03<Dfp/f<0.38 (10a)
0.78<|fa/f|<750.00 (11a)
0.54<di/f<7.28 (12a)
また、条件式(3)乃至(12)の数値範囲を以下の条件式(3b)または(2b)の数値範囲とすることがさら好ましい。
2.90<|f/Mn2|<7500.00 (3b)
-8.43<fnr/f<-0.79 (4b)
0.27<f/X1<1.41 (5b)
-4.46<SFn1<-0.08 (6b)
0.24<Dp/f<0.98 (7b)
0.86<βfn1<2.88 (8b)
0.93<f/y<4.42 (9b)
0.04<Dfp/f<0.26 (10b)
0.88<|fa/f|<300.00 (11b)
0.90<di/f<4.50 (12b)
また、各実施例の光学系は、諸収差のうち歪曲収差および倍率色収差を電気的な画像処理によって補正してもよい。これにより、レンズ径全体の小型化を達成しつつ、光学系における最至近での撮影時に、撮影倍率の増大しつつ色収差や像面湾曲などを良好に補正可能である。
次に、各実施例の光学系について詳細に述べる。
実施例1乃至3、6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B1、第1フォーカスレンズ群である正の屈折力の第2レンズ群B2、第2フォーカスレンズ群である負の屈折力の第3レンズ群B3からなる。無限遠から至近へのフォーカシングに際して第1レンズ群B1は不動であり、第2レンズ群B2および第3レンズ群B3はそれぞれ物体側および像側に移動する。
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B1、第1フォーカスレンズ群である正の屈折力の第2レンズ群B2、第2フォーカスレンズ群である負の屈折力の第3レンズ群B3、負の屈折力の第4レンズ群B4からなる。無限遠から至近へのフォーカシングに際して第1レンズ群B1および第4レンズ群B4は不動であり、第2レンズ群B2および第3レンズ群B3は物体側に移動する。
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B1、第1フォーカスレンズ群である正の屈折力の第2レンズ群B2、第2フォーカスレンズ群である負の屈折力の第3レンズ群B3、正の屈折力の第4レンズ群B4からなる。無限遠から至近へのフォーカシングに際して第1レンズ群B1および第4レンズ群B4は不動であり、第2レンズ群B2および第3レンズ群B3はそれぞれ物体側および像側に移動する。
実施例4および5のように、正又は負の屈折力の固定群を配置することで、動画撮影時の画角変化をより抑制することが可能となる。
実施例7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B1、第1フォーカスレンズ群である正の屈折力の第2レンズ群B2、正の屈折力の第3レンズ群B3、第2フォーカスレンズ群である負の屈折力の第4レンズ群B4、負の屈折力の第5レンズ群B5からなる。無限遠から至近へのフォーカシングに際して第1レンズ群B1、第3レンズ群B3および第5レンズ群B5は不動であり、第2レンズ群B2および第4レンズ群B4はそれぞれ物体側および像側に移動する。
以下に、実施例1乃至7にそれぞれ対応する数値実施例1乃至7を示す。
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)、g線(波長435.8nm)における屈折率をNd、NF、NC、Ngとするとき、
νd=(Nd-1)/(NF-NC)
で表される。
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)は全て各実施例の光学系が無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。「バックフォーカス」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。
また、光学面が非球面の場合は、面番号の右側に、*の符号を付している。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を各次数の非球面係数とするとき、
x=(h2/R)/[1+{1-(1+k)(h/R)21/2 +A4×h4+A6×h6
+A8×h8+A10×h10
で表している。なお、各非球面係数における「e±XX」は「×10±XX」を意味している。
[数値実施例1]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 209.285 1.80 1.61602 61.9
2 30.000 5.43
3 66.538 8.76 2.00100 29.1
4 -99.347 1.50 1.63624 26.7
5 103.440 5.00
6 -96.421 1.50 1.58457 31.1
7 91.325 5.00
8 72.037 5.00 1.77076 46.6
9 -415.399 5.00
10 -36.664 2.00 1.61272 29.5
11 52.878 8.70 1.72763 54.7
12 -48.216 5.00
13(絞り) ∞ 1.50
14* 29.908 8.16 1.73020 54.4
15 -535.120 0.10
16 49.840 4.70 1.95906 17.5
17 -211.981 1.50 1.86326 22.1
18* 30.000 (可変)
19 -23.761 1.50 1.72387 25.6
20 -196.275 0.10
21* 107.513 6.54 1.79872 42.7
22* -24.651 (可変)
23 -44.747 4.45 1.44023 89.7
24 -22.869 0.53
25* -32.794 1.50 2.00100 29.1
26 -200.000 (可変)
27 ∞ 1.60 1.51633 64.1
28 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第14面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.12947e-006 A 6=-8.16034e-010 A 8= 3.35328e-012 A10=-1.45070e-014
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.20960e-005 A 6= 1.61249e-008 A 8= 1.56392e-010
第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.86484e-006 A 6= 3.12263e-008
第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.48443e-005 A 6= 6.99081e-009 A 8= 9.72512e-011
第25面
K = 9.06819e-001 A 4=-6.61308e-006 A 6=-8.38243e-010 A 8=-7.61710e-011

各種データ

焦点距離 35.00
Fナンバー 1.42
半画角(度) 31.72
像高 21.64
レンズ全長 112.71
BF 13.62

無限遠 至近
d18 11.84 8.37
d22 2.00 8.61
d26 11.56 8.42

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 33.71
2 19 60.41
3 23 -62.17

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 2 -57.067
2 4 40.889
3 5 -79.420
4 7 -79.998
5 9 80.007
6 11 -35.039
7 12 35.965
8 15 239.028
9 17 42.448
10 18 -30.356
11 20 -37.482
12 22 25.671
13 24 100.040
14 26 -39.364

接合レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 3 77.929
2 10 497.038
3 16 -136.642

[数値実施例2]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 393.973 1.80 1.76146 26.7
2 30.000 4.41
3 57.234 9.00 2.00070 26.5
4 -104.060 1.50 1.52585 72.5
5 103.589 5.00
6 -93.404 1.50 1.63578 26.8
7 95.714 5.00
8 59.637 5.00 1.71691 55.3
9 -1450.385 5.00
10 -36.652 2.00 1.61431 30.7
11 66.957 9.03 1.71319 55.5
12 -46.814 5.00
13(絞り) ∞ 1.50
14* 32.143 9.23 1.75174 49.8
15 -240.936 0.10
16 39.770 3.66 1.95906 17.5
17 76.257 1.50 1.86401 24.2
18* 30.000 (可変)
19 -27.809 1.50 1.86215 24.2
20 1178.548 0.10
21* 72.545 6.87 1.72916 54.7
22* -23.987 (可変)
23 -41.194 5.00 1.43855 92.4
24 -22.027 0.73
25* -29.463 1.50 2.00100 29.1
26 -195.679 (可変)
27 ∞ 1.60 1.51633 64.1
28 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第14面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.37890e-006 A 6=-9.06512e-010 A 8=-1.68467e-013 A10=-8.20139e-015
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.15855e-006 A 6= 1.25831e-008 A 8= 1.12976e-010
第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.22718e-006 A 6= 4.44789e-008
第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.39011e-005 A 6= 8.18237e-009 A 8= 1.22363e-010
第25面
K = 1.73774e+000 A 4=-8.53680e-007 A 6=-3.99618e-010 A 8=-1.10778e-012

各種データ
焦点距離 35.00
Fナンバー 1.42
半画角(度) 31.72
像高 21.64
レンズ全長 113.32
BF 12.86

無限遠 至近
d18 12.53 8.57
d22 2.00 9.66
d26 10.80 7.10

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 29.49
2 19 80.51
3 23 -50.97

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 2 -42.737
2 4 37.958
3 5 -98.476
4 7 -74.125
5 9 80.011
6 11 -38.277
7 12 39.951
8 15 38.281
9 17 82.612
10 18 -58.114
11 20 -31.494
12 22 25.487
13 24 100.000
14 26 -34.807

接合レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 3 58.411
2 10 657.095
3 16 -247.088

[数値実施例3]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 127.381 1.80 1.59655 63.7
2 27.966 5.93
3 71.846 8.57 2.00090 28.4
4 -99.476 1.50 1.62153 27.8
5 100.600 5.00
6 -80.000 1.50 1.59042 30.5
7 116.123 5.00
8 98.356 5.00 1.77416 46.0
9 -163.549 5.00
10 -38.279 2.00 1.61159 28.8
11 50.205 8.66 1.72950 54.6
12 -48.242 5.00
13(絞り) ∞ 1.50
14* 31.021 7.98 1.72916 54.7
15 -433.173 0.10
16 50.169 4.54 1.95906 17.5
17 -287.517 1.50 1.86334 23.8
18* 29.408 (可変)
19 -23.235 1.50 1.70634 23.1
20 -218.967 0.10
21* 117.247 6.46 1.82583 39.7
22* -24.940 (可変)
23 -45.009 4.90 1.44171 87.9
24 -23.041 0.33
25* -35.162 1.50 2.00100 29.1
26 -200.000 (可変)
27 ∞ 1.60 1.51633 64.2
28 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第14面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.20851e-006 A 6= 4.36996e-011 A 8= 1.89636e-012 A10=-1.14969e-014
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.04852e-005 A 6= 1.54221e-008 A 8= 1.42616e-010
第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.13712e-006 A 6= 2.68864e-008
第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.33639e-005 A 6= 3.62501e-009 A 8= 9.04413e-011
第25面
K = 9.06819e-001 A 4=-7.09774e-006 A 6=-4.38224e-009 A 8=-6.51962e-011

各種データ

焦点距離 34.99
Fナンバー 1.42
半画角(度) 31.73
像高 21.64
レンズ全長 113.68
BF 14.51

無限遠 至近
d18 11.80 8.45
d22 2.00 8.69
d26 12.45 9.11

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 34.54
2 19 60.34
3 23 -70.92

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -60.476
2 3 42.748
3 4 -80.245
4 6 -80.000
5 8 80.003
6 10 -35.211
7 11 35.024
8 14 39.991
9 16 44.834
10 17 -30.834
11 19 -36.917
12 21 25.425
13 23 100.035
14 25 -42.815

接合レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 3 84.689
2 10 348.706
3 16 -122.508

[数値実施例4]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 96.481 1.80 1.56104 67.5
2 27.165 7.96
3 85.118 6.37 1.98382 23.2
4 -79.575 1.50 1.70805 23.1
5 200.000 5.00
6 -53.905 1.50 1.75783 21.3
7 4005.431 5.00
8 -346.838 5.00 1.81350 41.0
9 -55.152 7.79
10 -35.679 2.00 1.60804 34.7
11 57.096 8.94 1.72164 55.0
12 -48.302 5.00
13(絞り) ∞ 1.50
14* 38.259 7.90 1.72916 54.7
15 -297.694 0.10
16 41.058 2.51 1.95906 17.5
17 46.349 1.50 1.95097 23.6
18* 36.525 (可変)
19 -24.299 1.92 1.79648 23.4
20 -334.890 0.10
21* 96.418 7.00 1.89042 34.5
22* -25.452 (可変)
23 -46.469 6.00 1.48874 79.6
24 -27.438 0.10
25* -62.014 1.50 2.00090 28.6
26 168.826 (可変)
27 -69.131 2.00 1.99637 28.1
28 -99.997 9.00
29 ∞ 1.60 1.51633 64.1
30 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第14面
K = 6.97036e-002 A 4= 2.89112e-006 A 6= 1.10152e-009 A 8= 4.71797e-012 A10=-8.51459e-015
第18面
K =-2.19174e-001 A 4= 4.88411e-006 A 6= 8.32575e-009 A 8= 3.36589e-011 A10= 6.01223e-014
第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.89034e-006 A 6= 2.32513e-008 A 8=-3.72112e-011 A10= 3.61493e-014
第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.13629e-005 A 6= 2.14897e-009 A 8= 2.60152e-011
第25面
K = 9.06819e-001 A 4=-1.12883e-005 A 6=-1.68567e-008 A 8=-5.89874e-011

各種データ

焦点距離 34.99
Fナンバー 1.42
半画角(度) 31.73
像高 21.64
レンズ全長 121.14
BF 11.05

無限遠 至近
d18 13.68 9.16
d22 2.00 6.51
d26 4.41 4.42

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 32.90
2 19 54.73
3 23 -66.78
4 27 -232.29

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 2 -68.030
2 4 42.621
3 5 -80.220
4 7 -70.176
5 9 80.000
6 11 -35.820
7 12 37.596
8 15 46.960
9 17 304.301
10 18 -195.781
11 20 -32.985
12 22 23.244
13 24 124.229
14 26 -45.167
15 28 -232.288

接合レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 3 86.710
2 10 708.537
3 16 -623.925

[数値実施例5]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 56.772 1.80 1.71041 55.6
2 23.445 7.97
3 80.052 7.00 1.97812 20.7
4 -91.817 1.50 1.46389 85.9
5 83.691 5.00
6 -51.011 1.50 1.94940 17.6
7 397.798 5.00
8 186.914 5.00 1.60775 62.6
9 -41.420 5.00
10 -30.248 2.00 1.69693 25.9
11 41.069 9.55 1.69288 56.6
12 -42.903 6.66
13(絞り) ∞ 1.50
14* 43.640 8.25 1.88228 35.0
15 -122.545 0.10
16 45.533 3.69 1.95906 17.5
17 100.008 1.50 1.65793 25.4
18* 43.930 (可変)
19 -32.245 1.50 1.92906 25.1
20 78.496 0.10
21* 46.560 6.72 1.72593 54.8
22* -23.958 (可変)
23 -39.656 5.00 1.43819 93.0
24 -22.433 0.43
25* -45.673 1.50 2.00060 25.4
26 91.627 (可変)
27 753.042 2.59 1.96208 30.7
28 -302.228 8.00
29 ∞ 1.60 1.51633 64.1
30 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第14面
K = 9.28391e-002 A 4= 8.27582e-007 A 6= 7.09585e-010 A 8=-2.64801e-012 A10=-1.16284e-015
第18面
K = 2.37691e-001 A 4= 2.73588e-006 A 6= 1.43754e-008 A 8= 2.84857e-011 A10= 6.70147e-014
第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.28021e-005 A 6= 6.10660e-008
第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.28337e-005 A 6=-3.06971e-010 A 8= 1.53618e-010
第25面
K = 7.52713e+000 A 4=-1.00934e-005 A 6=-1.25447e-008 A 8=-3.40004e-011 A10=-1.53878e-013

各種データ

焦点距離 29.26
Fナンバー 1.42
半画角(度) 36.48
像高 21.64
レンズ全長 118.08
BF 10.05

無限遠 至近
d18 11.09 7.79
d22 2.00 7.55
d26 4.07 1.82

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 22.01
2 19 109.51
3 23 -40.27
4 27 224.44

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -57.509
2 3 44.622
3 4 -94.127
4 6 -47.545
5 8 56.256
6 10 -24.709
7 11 31.763
8 14 37.343
9 16 84.362
10 17 -120.351
11 19 -24.442
12 21 22.700
13 23 108.297
14 25 -30.296
15 27 224.440

接合レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 3 80.818
2 10 -225.020
3 16 247.842

[数値実施例6]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 59.989 1.80 1.95906 17.5
2 30.006 7.40
3 73.542 9.00 1.97859 20.6
4 -290.519 1.50 1.47106 83.9
5 24.194 14.19
6 -80.000 1.50 1.67128 57.8
7 -266.628 5.00
8 64.626 5.00 1.58055 31.5
9 -313.228 5.00
10 -49.719 2.00 1.67038 26.9
11 44.135 11.45 1.56508 67.1
12 -47.302 5.00
13(絞り) ∞ 1.50
14* 38.787 12.51 1.72714 54.8
15 -74.529 0.10
16 52.873 5.98 1.95906 17.5
17 -278.535 1.50 1.69634 24.6
18* 30.000 (可変)
19 -37.873 1.50 1.86551 23.6
20 71.699 0.10
21* 50.125 6.63 1.64778 59.4
22* -27.059 (可変)
23 -65.534 4.90 1.46434 85.8
24 -26.751 0.10
25* -42.638 1.50 1.98653 22.1
26 -169.152 (可変)
27 ∞ 1.60 1.51633 64.2
28 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.51782e-006 A 6=-2.48754e-009 A 8=-2.86357e-012 A10= 2.08832e-015
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.93613e-006 A 6= 1.36289e-008 A 8= 3.73232e-011
第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.58830e-006 A 6= 1.57407e-008
第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.01595e-006 A 6=-8.05336e-009 A 8= 5.03912e-011
第25面
K = 9.06819e-001 A 4=-4.80133e-006 A 6=-6.31428e-009 A 8=-2.28939e-011

各種データ

焦点距離 28.00
Fナンバー 1.42
半画角(度) 37.69
像高 21.64
レンズ全長 140.62
BF 21.99

無限遠 至近
d18 11.47 8.15
d22 2.00 12.58
d26 19.93 12.67

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 23.65
2 19 215.63
3 23 -143.77

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -64.494
2 3 60.713
3 4 -47.340
4 6 -170.813
5 8 92.730
6 10 -34.581
7 11 42.317
8 14 36.794
9 16 46.748
10 17 -38.816
11 19 -28.452
12 21 28.076
13 23 93.596
14 25 -58.129

接合レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 3 -328.178
2 10 -420.485
3 16 -399.256

[数値実施例7]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 67.449 1.80 1.68358 57.1
2 28.221 8.33
3 96.540 8.89 1.99684 24.5
4 -102.080 1.50 1.67605 57.5
5 99.143 5.00
6 -90.277 1.50 1.95906 17.5
7 514.789 5.00
8 22960.745 5.00 1.79759 42.8
9 -63.988 5.00
10 -32.071 2.00 1.70638 29.4
11 157.991 9.75 1.59616 63.7
12 -33.862 25.84
13(絞り) ∞ 1.00
14* 41.562 11.81 1.72916 54.7
15 -95.765 0.10
16 40.619 5.10 1.95906 17.5
17 114.670 1.50 1.99879 25.9
18* 30.000 (可変)
19 -25.852 2.84 1.79684 20.3
20 -91.273 0.10
21* 173.979 7.00 1.72916 54.7
22* -25.987 (可変)
23 -178.318 2.50 1.69931 56.2
24 -59.740 (可変)
25 -58.367 3.31 1.43905 91.6
26 -32.197 0.05
27* -82.503 1.50 2.00080 26.7
28 100.837 (可変)
29 106.587 1.50 1.92446 32.5
30 50.959 14.11
31 ∞ 1.60 1.51633 64.1
32 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.03552e-007 A 6=-1.30963e-009 A 8=-1.62727e-012 A10= 6.39993e-016

第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.58432e-006 A 6= 4.49747e-009 A 8= 1.82768e-011

第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.74935e-006 A 6= 1.01690e-008

第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.11204e-005 A 6=-5.64019e-009 A 8= 4.10298e-011

第27面
K = 9.06819e-001 A 4=-9.33448e-006 A 6=-1.57371e-008 A 8=-1.04393e-011

各種データ

焦点距離 34.98
Fナンバー 1.42
半画角(度) 31.73
像高 21.64
レンズ全長 154.45
BF 16.17

無限遠 至近
d18 15.86 11.28
d22 1.00 5.58
d24 1.00 2.20
d28 2.50 1.30
d32 1.00 -2.67

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 33.34
2 19 70.51
3 23 127.36
4 25 -62.02
5 29 -107.01

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -72.33092
2 3 50.91110
3 4 -74.17223
4 6 -79.98914
5 8 80.01209
6 10 -37.57691
7 11 47.68007
8 14 41.24486
9 16 63.44492
10 17 -41.04210
11 19 -46.15019
12 21 31.47251
13 23 127.36142
14 25 157.47837
15 27 -45.15576
16 29 -107.00614

接合レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 3 144.93664
2 10 -447.53501
3 16 -148.98411

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。
[撮像装置]
次に、本発明の光学系を撮影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22を用いて説明する。図22において、10はカメラ本体、11は実施例1乃至7で説明したいず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良いし、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良い。
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。
[撮像システム]
なお、各実施例の光学系と、光学系を制御する制御部とを含めた撮像システム(監視カメラシステム)を構成してもよい。この場合、制御部は、ズーミングやフォーカシング、像ブレ補正に際して各レンズ群が上述したように移動するよう光学系を制御することができる。このとき、制御部が光学系と一体的に構成されている必要はなく、制御部を光学系とは別体として構成してもよい。例えば、光学系の各レンズを駆動する駆動部に対して遠方に配置された制御部(制御装置)が、光学系を制御するための制御信号(命令)を送る送信部を備える構成を採用してもよい。このような制御部によれば、光学系を遠隔操作することができる。
また、光学系を遠隔操作するためのコントローラーやボタンなどの操作部を制御部に設けることで、ユーザーの操作部への入力に応じて光学系を制御する構成を採ってもよい。例えば、操作部として拡大ボタン及び縮小ボタンを設け、ユーザーが拡大ボタンを押したら光学系の倍率が大きくなり、ユーザーが縮小ボタンを押したら光学系の倍率が小さくなるように、制御部から光学系の駆動部に信号が送られるように構成すればよい。
また、撮像システムは、光学系の合焦位置に関する情報(フォーカスレンズの移動状態)を表示する液晶パネルなどの表示部を有していてもよい。光学系の合焦位置に関する情報とは、例えば被写体距離である。この場合、表示部に示される光学系の合焦位置に関する情報を見ながら、操作部を介してユーザーが光学系を遠隔操作することができる。このとき、例えばタッチパネルなどを採用することで表示部と操作部とを一体化してもよい。
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。
B1 第1群
B2 第2群
B3 第3群
B4 第4群
B5 第5群

Claims (23)

  1. 最も物体側に配置された正の屈折力の第1レンズ群、前記第1レンズ群の像側に配置された正の屈折力の第1フォーカスレンズ群、前記第1フォーカスレンズ群の像側に配置された負の屈折力の第2フォーカスレンズ群を有し、フォーカシングに際して前記第1レンズ群は不動であり、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隔が変化するように前記第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が移動する光学系であって、
    前記第1レンズ群は、最も物体側に配置された負の単レンズと、複数の正レンズと、該複数の正レンズより像側に配置された開口絞りとを有し、
    前記第1フォーカスレンズ群の焦点距離をfp2、前記第2フォーカスレンズ群の焦点距離をfn1、前記第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面から前記第2フォーカスレンズ群の最も像側の面までの光軸上の距離をn1gtとするとき、
    3.49<fp2/fn1<-0.1
    -0.50<n1gt/fn1<-0.04
    なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
  2. 無限遠から最至近までのフォーカシングに際して前記第2フォーカスレンズ群の像面に対する移動量をMn2、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
    1<|f/Mn2|<15000
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
  3. 無限遠合焦時における前記第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面から像面までの合成焦点距離をfnr、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
    -15.00<fnr/f<-0.20
    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。
  4. 限遠合焦時における前記開口絞りから像面までの距離をX1、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
    0.05<f/X1<3.00
    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。
  5. 前記第2フォーカスレンズ群に含まれる負レンズは1枚であり、該負レンズのシェイプファクタをSFnとするとき、
    -10.00<SFn1<-0.05
    なる条件式を満足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。
  6. 無限遠合焦時における前記第1レンズ群の最も像側の面から前記第1フォーカスレンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離をDp、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
    0.05<Dp/f<2.00
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の光学系。
  7. 無限遠合焦時における前記第2フォーカスレンズ群の横倍率をβfn1とするとき、
    0.20<βfn1<6.00
    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。
  8. イメージサークルの半径をy、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
    0.20<f/y<10.00
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の光学系。
  9. 無限遠合焦時における前記第1フォーカスレンズ群の最も像側の面から前記第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面までの光軸上の距離をDfp、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
    0.01<Dfp/f<0.50
    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。
  10. 無限遠合焦時における前記第1フォーカスレンズ群の最も物体側の面から前記第2フォーカスレンズ群の最も像側の面までの合成焦点距離をfa、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
    0.20<|fa/f|<1000
    なる下記条件式を満足す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。
  11. 無限遠合焦時における前記第1レンズ群の最も像側の面から像面までの光軸上の距離をdi、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
    0.20<di/f<10.00
    なる条件式を満足す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。
  12. 物体側から像側へ順に配置された、前記第1レンズ群、第2レンズ群としての前記第1フォーカスレンズ群、第3レンズ群としての前記第2フォーカスレンズ群からなることを特徴とする請求項1乃至1の何れか一項に記載の光学系。
  13. 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、第1フォーカスレンズ群、第2フォーカスレンズ群からなり、フォーカシングに際して前記第1レンズ群は不動であり、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隔が変化するように前記第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が移動する光学系であって、
    前記第1レンズ群は、最も物体側に配置された負の単レンズを有し、
    前記第1フォーカスレンズ群の焦点距離をfp2、前記第2フォーカスレンズ群の焦点距離をfn1、前記第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面から前記第2フォーカスレンズ群の最も像側の面までの光軸上の距離をn1gt、無限遠から最至近までのフォーカシングに際して前記第2フォーカスレンズ群の像面に対する移動量をMn2、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
    -5.0<fp2/fn1<-0.1
    -0.50<n1gt/fn1<-0.04
    1<|f/Mn2|<15000
    なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
  14. 物体側から像側へ順に配置された、前記第1レンズ群、第2レンズ群としての前記第1フォーカスレンズ群、第3レンズ群としての前記第2フォーカスレンズ群、正又は負の屈折力の第4レンズ群からなり、フォーカシングに際して前記第4レンズ群は不動であることを特徴とする請求項1乃至1の何れか一項に記載の光学系。
  15. 物体側から像側へ順に配置された、前記第1レンズ群、第2レンズ群としての前記第1フォーカスレンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、第4レンズ群としての前記第2フォーカスレンズ群、負の屈折力の第5レンズ群からなり、フォーカシングに際して前記第3および第5レンズ群は不動であることを特徴とする請求項1乃至1の何れか一項に記載の光学系。
  16. 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、第1フォーカスレンズ群、正の屈折力の第3レンズ群、第2フォーカスレンズ群、負の屈折力の第5レンズ群からなり、フォーカシングに際して前記第1レンズ群は不動であり、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隔が変化するように前記第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が移動する光学系であって、
    前記第1レンズ群は、最も物体側に配置された負の単レンズを有し、
    前記第1フォーカスレンズ群の焦点距離をfp2、前記第2フォーカスレンズ群の焦点距離をfn1、前記第2フォーカスレンズ群の最も物体側の面から前記第2フォーカスレンズ群の最も像側の面までの光軸上の距離をn1gtとするとき、
    -5.0<fp2/fn1<-0.1
    -0.50<n1gt/fn1<-0.04
    なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
  17. 前記第2フォーカスレンズ群は、前記第2フォーカスレンズ群において最も物体側に配置された正レンズと、該正レンズの像側に隣り合って配置された負レンズと、を有することを特徴とする請求項1乃至1の何れか一項に記載の光学系。
  18. 前記第1フォーカスレンズ群は、前記第1フォーカスレンズ群において最も物体側に配置され、物体側に向かって形状の負レンズを有することを特徴とする請求項1乃至1の何れか一項に記載の光学系。
  19. 請求項1乃至1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とを有することを特徴とする撮像装置。
  20. 請求項1乃至1の何れか一項に記載の光学系と、前記光学系を制御する制御部を有することを特徴とする撮像システム。
  21. 前記制御部は、前記光学系とは別体として構成されており、前記光学系を制御するための制御信号を送信する送信部を有することを特徴とする請求項20に記載の撮像システム。
  22. 前記制御部は、前記光学系とは別体として構成されており、前記光学系を操作するための操作部を有することを特徴とする請求項20又は2に記載の撮像システム。
  23. 前記光学系の合焦位置に関する情報を表示する表示部を有することを特徴とする請求項20乃至2の何れか一項に記載の撮像システム。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7218202B2 (ja) 2019-02-14 2023-02-06 キヤノン株式会社 観察光学系およびそれを備えた画像表示装置
JP7394446B2 (ja) * 2019-11-12 2023-12-08 横浜リーディングデザイン合資会社 投影レンズ
JP7401316B2 (ja) 2020-01-20 2023-12-19 キヤノン株式会社 光学系およびそれを有する撮像装置、撮像システム

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000292700A (ja) 1999-04-02 2000-10-20 Canon Inc 撮影レンズ及び撮影装置
JP2001305428A (ja) 2000-04-24 2001-10-31 Olympus Optical Co Ltd ズーム光学系
JP2007065278A5 (ja) 2005-08-31 2008-10-23
JP2010091669A (ja) 2008-10-06 2010-04-22 Canon Inc 撮像装置
JP2014149483A (ja) 2013-02-04 2014-08-21 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2018005165A (ja) 2016-07-08 2018-01-11 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
WO2018135000A1 (ja) 2017-01-23 2018-07-26 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッド レンズ系、撮像装置、移動体及びシステム
JP2019066653A (ja) 2017-09-29 2019-04-25 キヤノン株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
US20200278518A1 (en) 2017-11-15 2020-09-03 Nikon Corporation Imaging lens, imaging optical device, digital device, and method of manufacturing imaging lens

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2828263B2 (ja) * 1988-12-27 1998-11-25 旭光学工業株式会社 コンパクトカメラ用高変倍ズームレンズ
US5774275A (en) * 1994-08-30 1998-06-30 Canon Kabushiki Kaisha Variable magnification viewfinder
JP4533286B2 (ja) * 2005-08-31 2010-09-01 キヤノン株式会社 撮像装置および交換レンズシステム
JP2014021256A (ja) 2012-07-18 2014-02-03 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6004820B2 (ja) 2012-08-08 2016-10-12 キヤノン株式会社 ズ−ムレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6768375B2 (ja) 2016-06-30 2020-10-14 キヤノン株式会社 レンズ装置および撮像装置
WO2019220615A1 (ja) * 2018-05-18 2019-11-21 株式会社ニコン 光学系、光学機器、および光学系の製造方法
JP6921044B2 (ja) * 2018-08-29 2021-08-18 富士フイルム株式会社 撮像レンズ及び撮像装置
JP7026605B2 (ja) * 2018-11-27 2022-02-28 富士フイルム株式会社 撮像レンズ及び撮像装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000292700A (ja) 1999-04-02 2000-10-20 Canon Inc 撮影レンズ及び撮影装置
JP2001305428A (ja) 2000-04-24 2001-10-31 Olympus Optical Co Ltd ズーム光学系
JP2007065278A5 (ja) 2005-08-31 2008-10-23
JP2010091669A (ja) 2008-10-06 2010-04-22 Canon Inc 撮像装置
JP2014149483A (ja) 2013-02-04 2014-08-21 Canon Inc ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2018005165A (ja) 2016-07-08 2018-01-11 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
WO2018135000A1 (ja) 2017-01-23 2018-07-26 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッド レンズ系、撮像装置、移動体及びシステム
JP2019066653A (ja) 2017-09-29 2019-04-25 キヤノン株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
US20200278518A1 (en) 2017-11-15 2020-09-03 Nikon Corporation Imaging lens, imaging optical device, digital device, and method of manufacturing imaging lens

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