JP7467134B2 - 光学系、およびそれを有する撮像装置、レンズ装置 - Google Patents

光学系、およびそれを有する撮像装置、レンズ装置 Download PDF

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Description

本発明は光学系およびそれを有する撮像装置に関し、特にデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、放送用カメラ、銀塩写真用カメラ等の撮像装置に用いるレンズとして好適なものである。
近年、固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、放送用カメラ、銀塩写真用カメラ等の撮像装置は高機能化されている。そして、それに用いる光学系としてフォーカス群全体の小型化が要求されている。さらに、無限遠から至近へのフォーカシング時に、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することができる光学系であることが要求されている。また、大判カメラのミラーレス化に伴い、バックフォーカスが短く、小型かつ大口径なレンズが求められている。これらの要求を満足する光学系として、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力のレンズ群と、正の屈折力のフォーカスレンズ群と、正の屈折力のフォーカスレンズ群とを有する光学系が知られている(特許文献1)。
特開2014―48488号公報
特許文献1の光学系では、いずれも最物体側に配置されている正の屈折力(焦点距離の逆数)のレンズ群の屈折力が弱すぎるため、バックフォーカスが長く、小型化が不十分である。また、フォーカス群全体の枚数が多く、フォーカス群の小型軽量化についても最適ではない。
そこで、本発明は、全長短縮かつ、フォーカス群全体の小型化をしつつ、無限遠から至近までの全物体距離における撮影時の色収差や像面湾曲などを良好に補正することができる光学系を提供することを目的としている。
本発明の光学系は、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群と、からなる光学系であって、無限遠から至近へのフォーカシングのためには、前記第1レンズ群は固定され、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群は、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が変化するよう移動し、前記第1レンズ群は、複数の負レンズを有し、無限遠合焦時の全系の焦点距離をf、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群の焦点距離をそれぞれf1、f2、f3とするとき、
0.01<f1/f<2.60
0.50<f2/f3<30.00
なる条件を満足する。
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
本発明によれば、全長短縮かつ、フォーカス群全体の小型化をしつつ、無限遠から至近までの全物体距離における撮影時の色収差や像面湾曲などを良好に補正することができる光学系が得られる。
実施例1の光学系の無限遠合焦時のレンズ断面図である。 実施例1の光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。 実施例1の光学系の至近のフォーカス状態での諸収差図である。 実施例2の光学系の無限遠合焦時のレンズ断面図である。 実施例2の光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。 実施例2の光学系の至近のフォーカス状態での諸収差図である。 実施例3の光学系の無限遠合焦時のレンズ断面図である。 実施例3の光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。 実施例3の光学系の至近のフォーカス状態での諸収差図である。 実施例4の光学系の無限遠合焦時のレンズ断面図である。 実施例4の光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。 実施例4の光学系の至近のフォーカス状態での諸収差図である。 実施例5の光学系の無限遠合焦時のレンズ断面図である。 実施例5の光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。 実施例5の光学系の至近のフォーカス状態での諸収差図である。 撮像装置の一例としての要部概略図である。 本実施形態におけるレンズ装置の外観斜視図である。
本発明は、全長短縮かつフォーカス群全体の小型化を達成しつつ、無限遠から至近までの全物体距離における撮影時の色収差や像面湾曲などを良好に補正することができる光学系を提供することを目的とする。
本発明の光学系は、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群L1と、正の屈折力の第2レンズ群L2と、正の屈折力の第3レンズ群L3とを有している。また、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L1は固定され、第2レンズ群L2と第3レンズ群L3はそれらの間隔が変化するように移動する構成である。上記構成をとることで、本発明の光学系は、無限遠から至近へのフォーカシングに際し全撮影範囲における球面収差や像面湾曲および倍率色収差を抑制することができる。
無限遠合焦時の全系の焦点距離をf、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3の焦点距離をそれぞれf1、f2、f3とするとき、本発明の光学系は、以下の条件を満足する。
0.01<f1/f<2.60 ・・・・(1)
0.50<f2/f3<30.00 ・・・・(2)
条件式(1)は、第1レンズ群L1の焦点距離と無限遠合焦時の全系の焦点距離との比を適切に設定している条件式である。条件式(1)の上限値を超えると、第1レンズ群L1の焦点距離が大きくなりすぎてしまい、バックフォーカスが長くなり、全長の短縮が困難となる。また、条件式(1)の下限値を超えると、第1レンズ群L1の焦点距離が小さくなりすぎてしまい、特に大口径のレンズでは主に球面収差、軸上色収差などの補正が困難になる。
条件式(2)は、第2レンズ群L2の焦点距離と第3レンズ群L3の焦点距離との比を適切に設定している条件式である。条件式(2)の上限値を超えると、第2レンズ群L2の焦点距離が大きくなりすぎてしまい、フォーカス群である第2レンズ群L2が大きくなり、好ましくない。また、条件式(2)の下限値を超えると、第3レンズ群L3の焦点距離が大きくなりすぎてしまい、フォーカス群である第3レンズ群L3が大きくなり、好ましくない。
更に好ましくは、各条件式の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.01<f1/f<2.55 ・・・・(1a)
0.70<f2/f3<20.00 ・・・・(2a)
更に好ましくは、各条件式の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.01<f1/f<2.50 ・・・・(1b)
0.90<f2/f3<10.00 ・・・・(2b)
本発明は、以上のような構成および条件式を満足することにより、全長短縮かつフォーカス群全体の小型化をしつつ、無限遠から至近までの全物体距離における撮影時の色収差や像面湾曲などを良好に補正することができる光学系を提供することができる。
本発明の光学系において、更に好ましくは次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。
0.01<sk/f<1.00 ・・・・(3)
0.01<sk/f2<0.30 ・・・・(4)
0.01<TG2/f2<0.10 ・・・・(5)
0.10<TG2/TG3<3.00 ・・・・(6)
0.20<DG12/f1<1.00 ・・・・(7)
0.01<FL2/f2<0.20 ・・・・(8)
1.00<FL2/FL3<3.00 ・・・・(9)
0.05<f/X1<3.00 ・・・・(10)
但し、skは無限遠合焦時の全系のバックフォーカス、TG2、TG3はそれぞれ第2レンズ群L2、第3レンズ群L3の光軸方向の厚み、DG12は第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の間隔である。また、FL2、FL3はそれぞれ、無限遠合焦時から像面から500mmの物体に合焦するまでの第2レンズ群L2および第3レンズ群L3の移動量(繰り出し量。物体側へ繰り出した場合を正とする)、X1は無限遠合焦時における絞りから像面までの距離である。なお、レンズ群の光軸方向の厚みとは、そのレンズ群の最も物体側のレンズ面からそのレンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離を指す。
条件式(3)は、無限遠合焦時における全系の焦点距離とバックフォーカスとの比を適切に設定している条件式である。条件式(3)の上限値を超えると、全系の焦点距離と比べてバックフォーカスが長くなりすぎて、全長の短縮が困難になる。また、条件式(3)の下限値を超えると、全系の焦点距離と比べてバックが短くなりすぎて、センサへの入射角がきつくなるため、周辺部の色収差が悪化するため好ましくない。
条件式(4)は、無限遠合焦時における第2レンズ群L2の焦点距離とバックフォーカスとの比を適切に設定している条件式である。条件式(4)の上限値を超えると、第2レンズ群L2の焦点距離と比べてバックフォーカスが長くなりすぎて、全長の短縮が困難になる。また、条件式(4)の下限値を超えると、第2レンズ群L2の焦点距離が小さくなりすぎて、至近へのフォーカス時の移動量がバックフォーカスに比べて相対的に大きくなり、全長が長くなるため好ましくない。
条件式(5)は、第1のフォーカス群である第2レンズ群L2の厚みと焦点距離との比を適切に設定している条件式である。条件式(5)の上限値を超えると、第2レンズ群L2の厚みが厚くなりすぎて、フォーカスレンズ群の軽量化の妨げになるため好ましくない。また、条件式(5)の下限値を超えると、フォーカスレンズ群のパワーが緩くなりすぎて、フォーカス移動量が大きくなり、小型化の妨げになり好ましくない。
条件式(6)は、第1のフォーカス群である第2レンズ群L2の厚みと第2のフォーカスレンズ群である第3レンズ群L3の厚みとの比を適切に設定している条件式である。条件式(6)の上限値を超えると、第2レンズ群L2の厚みが厚くなりすぎてします。そのため、第1のフォーカスレンズ群の重量が第2のフォーカスレンズ群の重量と比較して重くなりすぎて軽量化の妨げになるため好ましくない。また、条件式(6)の下限値を超えると、第3レンズ群L3の厚みが厚くなりすぎて、第2のフォーカスレンズ群の重量が第1のフォーカスレンズ群の重量と比較して重くなりすぎてしまう。このため、小型・軽量化の妨げになり好ましくない。
条件式(7)は、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2との間隔DG12と第1レンズ群L1の焦点距離との比を適切に設定している条件式である。条件式(7)の上限値を超えると、全長が長くなり小型化の妨げになり好ましくない。また、条件式(7)の下限値を超えると、第1レンズ群L1のパワーが緩くなりすぎて前玉径が大型化してしまうため好ましくない。また第1レンズ群L1と第2レンズ群L2との間隔DG12が狭くなりすぎて、至近へのフォーカスが困難になり好ましくない。
条件式(8)は、無限遠合焦時から像面から500mmの物体に合焦するまでの第2レンズ群L2の移動量FL2と第1のフォーカスレンズ群である第2レンズ群L2の焦点距離f2との比を適切に設定している条件式である。条件式(8)の上限値を超えると、第2レンズ群L2のパワーが強くなりすぎて、至近へのフォーカシング時の性能が悪化する。また、条件式(8)の下限値を超えると、第2レンズ群L2のパワーが緩くなりすぎてフォーカス移動量が大きくなってしまい、小型化の妨げになる。
条件式(9)は、無限遠合焦時から像面から500mmの物体に合焦するまでの第2レンズ群L2の移動量FL2と無限遠合焦時から像面から500mmの物体に合焦するまでの第3レンズ群L3の移動量FL3との比を適切に設定している条件式である。条件式(9)の上限値を超えると、第2レンズ群L2の移動量が大きくなりすぎて、第1のフォーカス群である第2レンズ群L2を動かすためのメカ機構が大型化してしまい好ましくない。また、動画撮影時の画角変化が大きくなってしまい好ましくない。条件式(9)の下限値を超えると、第3レンズ群L3の移動量が大きくなりすぎて、第2のフォーカス群である第3レンズ群L3を動かすためのメカ機構が大型化してしまい好ましくない。
条件式(10)は、無限遠合焦時における絞りから像面までの距離X1と全系の焦点距離fとの比を適切に設定している条件式である。条件式(10)の上限値を超えると、無限遠合焦時における絞りから像面までの距離と全系の焦点距離が小さ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く。その結果、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、条件式(10)の下限値を超えると、無限遠合焦時における絞りから像面までの距離と全系の焦点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。
上記の構成および条件式を満足することにより、全長短縮かつフォーカス群全体の小型化をしつつ、無限遠から至近までの全物体距離における撮影時の色収差や像面湾曲などを良好に補正することができる光学系が得られる。
更に好ましくは、各条件式(3)~(10)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.05<sk/f<0.90 ・・・・(3a)
0.01<sk/f2<0.25 ・・・・(4a)
0.01<TG2/f2<0.09 ・・・・(5a)
0.2<TG2/TG3<2.50 ・・・・(6a)
0.20<DG12/f1<0.80 ・・・・(7a)
0.01<FL2/f2<0.15 ・・・・(8a)
1.00<FL2/FL3<2.50 ・・・・(9a)
0.05<f/X1<2.00 ・・・・(10a)
更に好ましくは、各条件式(3a)~(10a)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.10<sk/f<0.80 ・・・・(3b)
0.05<sk/f2<0.20 ・・・・(4b)
0.010<TG2/f2<0.071 ・・・・(5b)
0.30<TG2/TG3<2.00 ・・・・(6b)
0.20<DG12/f1<0.70 ・・・・(7b)
0.01<FL2/f2<0.10 ・・・・(8b)
1.00<FL2/FL3<2.00 ・・・・(9b)
0.05<f/X1<1.00 ・・・(10b)
また、本発明の光学系は、諸収差のうち歪曲収差及び倍率色収差の補正を電気的な画像処理によって補正しても良い。そうすることで、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することができる。
また、本発明の光学系は、無限遠から至近へのフォーカシングに際して、第2レンズ群L2および第3レンズ群L3が物体側に移動することで、動画撮影時の画角変化の抑制を容易に行える。
(実施例1~5)
以下に、本発明の光学系の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施例1における光学系の無限遠合焦時のレンズ断面図である。図2、図3は、それぞれ光学系の無限遠、至近のフォーカス状態における収差図である。
図4は、本発明の実施例2における光学系の無限遠合焦時のレンズ断面図である。図5、図6は、それぞれ光学系の無限遠、至近のフォーカス状態における収差図である。
図7は、本発明の実施例3における光学系の無限遠合焦時のレンズ断面図である。図8、図9は、それぞれ光学系の無限遠、至近のフォーカス状態における収差図である。
図10は、本発明の実施例4における光学系の無限遠合焦時のレンズ断面図である。図11、図12は、それぞれ光学系の無限遠、至近のフォーカス状態における収差図である。
図13は、本発明の実施例5における光学系の無限遠合焦時のレンズ断面図である。図14、図15は、それぞれ光学系の無限遠、至近のフォーカス状態における収差図である。
実施例1~5の光学系は撮像装置に用いられる撮影レンズ系であり、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。実施例1~5の各レンズ断面図において、L1は正の屈折力を有する第1レンズ群、L2は正の屈折力を有する第2レンズ群、L3は正の屈折力を有する第3レンズ群である。SPは開口絞りであり、IPは像面である。実施例4のレンズ断面図において、L4は負の屈折力を有する第4レンズ群である。実施例1~5では、フォーカシングに際し、矢印のように第2レンズ群L2を物体側に移動させ、第3レンズ群L3を物側に移動させることによって変倍を行う。
実施例1~5における各レンズ群内の構成について説明する。第1レンズ群L1は、負レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズまたは正レンズと負レンズの2枚のレンズからなる構成である。これにより、広角端の倍率色収差を抑制しつつ、第1レンズ群L1のパワーを小さくし、小型化に寄与している。第2レンズ群L2は、負レンズ、正レンズの2枚からなる構成である。これにより、大口径化した際のサジタルコマ収差を抑制しつつ、必要最低限のレンズ枚数として第1のフォーカスレンズ群である第2レンズ群L2の小型・軽量化に寄与している。第3レンズ群L3は、2枚または1枚からなる構成である。これにより、大口径化した際のサジタルコマ収差を抑制しつつ、必要最低限のレンズ枚数として第2のフォーカスレンズ群である第3レンズ群L3の小型・軽量化に寄与している。実施例4の第4レンズ群L4は、負レンズ1枚で構成され、全長の短縮に寄与している。なお、実施例1,2,3に示したレンズ構成においても、負の屈折力の第4レンズ群L4さらに付加しても良い。
なお、各収差図において、d、gはd線及びg線、ΔM、ΔSはメリジオナル像面、サジタル像面を表している。FはFナンバ-、ωは半画角(°)である。球面収差においてはd線(実線)およびg線(点線)を表示する。非点収差においてはd線におけるΔM、ΔSを表示し、歪曲収差においてはd線を表示する。倍率色収差においてはd線に対するg線の収差を表示し、倍率色収差においてはd線に対するg線の収差を表示する。
以下に、本発明の実施例1~5にそれぞれ対応する数値実施例1~5を示す。
各数値実施例の面データにおいて、物体側から面番号を順に示し、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。
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(°)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。「BF(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、ズームレンズの最前面(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、A12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+A12×h12
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
1 146.993 2.26 1.58267 46.4
2 26.699 11.90
3 54.581 11.21 2.00100 29.1
4 -95.421 1.84 1.54072 47.2
5 22.307 15.32
6 -29.242 2.00 1.60342 38.0
7 39.731 12.00 1.77250 49.6
8 -34.655 0.40
9* 55.986 7.42 1.76802 49.2
10 -63.673 2.00 1.85478 24.8
11 1660.234 (可変)
12(絞り) ∞ 10.02
13 -30.789 2.00 1.69895 30.1
14 -47.478 0.27
15 76.544 6.00 1.49700 81.5
16 -49.703 (可変)
17* -656.310 3.00 1.76802 49.2
18 -159.856 0.50
19 39.375 6.05 1.49700 81.5
20 81.209 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第9面
K=0.00000e+000 A4=-1.95201e-007 A6= 5.56469e-010 A8=-1.84169e-012

第17面
K=0.00000e+000 A4=-8.55938e-006 A6=-3.88001e-009

各種データ
ズーム比 1.00

焦点距離 26.79
Fナンバー 1.44
半画角(°) 38.93
像高 21.64
レンズ全長 134.78
BF 13.00

d11 11.85
d16 15.72
d20 13.00

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 51.01
2 12 106.20
3 17 94.79


(数値実施例2)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 119.621 2.26 1.58267 46.4
2 25.462 8.91
3 47.110 11.19 2.00100 29.1
4 -104.870 1.84 1.54072 47.2
5 19.669 12.95
6 -29.712 2.00 1.60342 38.0
7 26.908 12.00 1.77250 49.6
8 -38.784 0.40
9* 43.881 7.08 1.76802 49.2
10* -93.453 0.40
11 175.819 2.00 1.85478 24.8
12 42.301 6.98
13(絞り) ∞ (可変)
14 -24.621 2.00 1.69895 30.1
15 -42.889 0.27
16 254.901 6.00 1.49700 81.5
17 -35.061 (可変)
18* -99.313 4.00 1.53110 55.9
19 -40.599 0.50
20 42.567 8.57 1.49700 81.5
21 303.803 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第9面
K=0.00000e+000 A4=4.42691e-007 A6=-7.15232e-009 A8=3.90599e-011

第10面
K=0.00000e+000 A4=4.53281e-006 A6=-8.69501e-009 A8= 5.39734e-011

第18面
K=0.00000e+000 A4=-6.49149e-006 A6=-1.15124e-009

各種データ
ズーム比 1.00

焦点距離 26.62
Fナンバー 1.44
半画角(°) 39.10
像高 21.64
レンズ全長 131.96
BF 20.00

d13 15.13
d17 7.48
d21 20.00

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 67.64
2 14 175.19
3 18 54.82


(数値実施例3)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 116.638 2.26 1.58267 46.4
2 27.122 9.30
3 52.499 11.03 2.00100 29.1
4 -99.507 1.84 1.54072 47.2
5 24.138 14.45
6 -32.665 2.00 1.60342 38.0
7 36.327 12.00 1.77250 49.6
8 -38.237 0.40
9* 49.984 8.91 1.76802 49.2
10* -74.122 0.40
11 -97.086 2.00 1.85478 24.8
12 102.731 9.99
13(絞り) ∞ (可変)
14 -29.000 2.00 1.69895 30.1
15 -85.904 0.27
16 427.013 6.00 1.80400 46.6
17 -43.849 (可変)
18* -120.876 3.00 1.76802 49.2
19 -86.309 0.50
20 48.129 9.02 1.49700 81.5
21 -376.318 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第9面
K=0.00000e+000 A4=6.46101e-007 A6=-1.56132e-009 A8=4.53013e-012

第10面
K=0.00000e+000 A4=1.93058e-006 A6=-2.70735e-009 A8=7.75395e-012

第18面
K=0.00000e+000 A4=-3.87737e-006 A6=-1.96727e-009

各種データ
ズーム比 1.00

焦点距離 33.73
Fナンバー 1.44
半画角(°) 32.68
像高 21.64
レンズ全長 143.92
BF 20.00

d13 18.16
d17 10.39
d21 20.00

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 68.33
2 14 167.14
3 18 69.96


(数値実施例4)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 60.679 2.26 1.69895 30.1
2 29.765 6.74
3 53.110 7.39 2.00100 29.1
4 -237.078 1.84 1.51633 64.1
5 21.849 19.33
6 -35.613 2.00 1.64769 33.8
7 33.010 12.00 1.77250 49.6
8 -55.208 0.40
9* 49.095 9.44 1.76802 49.2
10* -80.124 0.40
11 56.508 1.26 1.76182 26.5
12 37.517 7.68
13(絞り) ∞ (可変)
14 -27.708 1.38 1.85478 24.8
15 -86.615 0.27
16 87.508 6.00 1.77250 49.6
17 -43.137 (可変)
18* -421.067 4.00 1.76802 49.2
19 -60.846 (可変)
20 -46.936 1.64 1.51633 64.1
21 -76.686 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第9面
K=0.00000e+000 A4=-1.94572e-006 A6=-1.87272e-009 A8=2.79637e-013

第10面
K=0.00000e+000 A4=4.97742e-008 A6=-1.52803e-009 A8=2.61249e-012

第18面
K=0.00000e+000 A4=-8.41605e-006 A6=-3.79274e-009

各種データ
ズーム比 1.00

焦点距離 33.87
Fナンバー 1.44
半画角(°) 32.57
像高 21.64
レンズ全長 131.26
BF 16.49

d13 18.47
d17 5.04
d19 7.23
d21 16.49

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 53.36
2 14 134.26
3 18 92.16
4 20 -238.81


(数値実施例5)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 118.771 2.26 1.70154 41.2
2 28.953 11.38
3 70.479 9.79 2.00100 29.1
4 -77.769 1.84 1.54072 47.2
5 28.154 17.02
6 -34.552 2.00 1.60342 38.0
7 46.372 14.34 1.77250 49.6
8 -38.790 0.40
9* 31.270 7.77 1.76802 49.2
10* -306.540 0.40
11 205.045 2.00 1.85478 24.8
12 37.510 (可変)
13(絞り) ∞ 10.03
14 -26.478 2.00 1.69895 30.1
15 -45.919 0.27
16 112.739 6.00 1.49700 81.5
17 -37.281 (可変)
18* -155.139 3.00 1.53110 55.9
19 -44.298 0.50
20 48.577 3.96 1.49700 81.5
21 67.258 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第9面
K=0.00000e+000 A4=-4.79445e-007 A6=-2.54333e-010 A8=3.69344e-013

第10面
K=0.00000e+000 A4=3.41648e-006 A6=-2.47237e-009 A8=2.27433e-012

第18面
K=0.00000e+000 A4=-1.18783e-005 A6=-3.76022e-009

各種データ
ズーム比 1.00

焦点距離 26.70
Fナンバー 1.44
半画角(°) 39.02
像高 21.64
レンズ全長 133.24
BF 20.00

d12 12.74
d17 5.54
d21 20.00

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 50.52
2 13 125.52
3 18 84.29

以下の表1に各実施例における条件式(1)から(10)に対応した数値を示す。
次に、各実施例に示したような光学系を用いた撮像装置、レンズ装置の実施形態について、図16、図17を用いて説明する。
図16は、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)の要部概略図である。図16において、10はカメラ本体、11は本発明の光学系によって構成された撮像光学系、12はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系11によって形成された被写体像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)を示す。また、13は撮像素子12が受光した被写体像を記録する記録手段、14は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのファインダ-である。表示素子は液晶パネル等によって構成され、撮像素子12上に形成された披写体像が表示される。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。
図17は、交換レンズなどのレンズ装置20の外観概略図である。レンズ装置20は撮像光学系11を備えている。レンズ装置20はフォーカス操作手段21及びモードを変化させるための操作手段22を有してもよい。また、ユーザがフォーカス操作手段21を操作することにより、機械的または電気的に撮像光学系11のレンズ群の配置が変化し、焦点位置を変化させてもよい。また、ユーザがモードを変化させるための操作手段22を操作することにより、機械的または電気的に撮像光学系11のレンズ群の配置が変化し、収差を変化させてもよい。
このように本発明の光学系を、撮像装置、レンズ装置に適用することにより、全長短縮かつ、フォーカス群全体の小型化をしつつ、無限遠から至近までの全物体距離における撮影時の色収差や像面湾曲などを良好に補正することができる撮像装置、レンズ装置を得ることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
L1:第1レンズ群
L2:第2レンズ群
L3:第3レンズ群

Claims (21)

  1. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群と、からなる光学系であって、
    無限遠から至近へのフォーカシングのためには、前記第1レンズ群は固定され、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群は、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が変化するよう移動し、
    前記第1レンズ群は、複数の負レンズを有し、
    無限遠合焦時の全系の焦点距離をf、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群の焦点距離をそれぞれf1、f2、f3とするとき、
    0.01<f1/f<2.60
    0.50<f2/f3<30.00
    なる条件を満足することを特徴とする光学系。
  2. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群と、を有する光学系であって、
    無限遠から至近へのフォーカシングのためには、前記第1レンズ群は固定され、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群は、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が変化するように移動し、
    前記第1レンズ群は、複数の負レンズを有し、
    前記第3レンズ群は、2枚または1枚のレンズからなり、
    無限遠合焦時の全系の焦点距離をf、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群の焦点距離をそれぞれf1、f2、f3とするとき、
    0.01<f1/f≦2.026
    0.50<f2/f3<30.00
    なる条件を満足することを特徴とする光学系。
  3. skを無限遠合焦時の全系のバックフォーカスとするとき、
    0.01<sk/f<1.00
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の光学系。
  4. skを無限遠合焦時の全系のバックフォーカスとするとき、
    0.01<sk/f2<0.30
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の光学系。
  5. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群と、を有する光学系であって、
    無限遠から至近へのフォーカシングのためには、前記第1レンズ群は固定され、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群は、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が変化するように移動し、
    前記第1レンズ群は、複数の負レンズを有し
    無限遠合焦時の全系の焦点距離をf、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群の焦点距離をそれぞれf1、f2、f3、skを無限遠合焦時の全系のバックフォーカスとするとき、
    0.01<f1/f≦2.026
    0.50<f2/f3<30.00
    0.01<sk/f2<0.30
    なる条件を満足することを特徴とする光学系。
  6. 前記第2レンズ群の光軸方向の厚みをTG2とするとき、
    0.01<TG2/f2<0.10
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の光学系。
  7. 前記第2レンズ群の光軸方向の厚みをTG2、前記第3レンズ群の光軸方向の厚みをTG3とするとき、
    0.10<TG2/TG3<3.00
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の光学系。
  8. 前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔をDG12とするとき、
    0.20<DG12/f1<1.00
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の光学系。
  9. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群と、からなる光学系であって、
    無限遠から至近へのフォーカシングのためには、前記第1レンズ群は固定され、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群は、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が変化するよう移動し、
    前記第1レンズ群は、複数の負レンズを有し、
    無限遠合焦時の全系の焦点距離をf、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群の焦点距離をそれぞれf1、f2、f3、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔をDG12とするとき、
    0.01<f1/f<2.60
    0.50<f2/f3<30.00
    0.20<DG12/f1<1.00
    なる条件を満足することを特徴とする光学系。
  10. 無限遠合焦時から像面から500mmの物体に合焦するまでの前記第2レンズ群の移動量をFL2とするとき、
    0.01<FL2/f2<0.20
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の光学系。
  11. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群と、からなる光学系であって、
    無限遠から至近へのフォーカシングのためには、前記第1レンズ群は固定され、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群は、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が変化するよう移動し、
    前記第1レンズ群は、複数の負レンズを有し、
    無限遠合焦時の全系の焦点距離をf、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群の焦点距離をそれぞれf1、f2、f3、無限遠合焦時から像面から500mmの物体に合焦するまでの前記第2レンズ群の移動量をFL2とするとき、
    0.01<f1/f<2.60
    0.50<f2/f3<30.00
    0.01<FL2/f2<0.20
    なる条件を満足することを特徴とする光学系。
  12. 無限遠合焦時から像面から500mmの物体に合焦するまでの前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の移動量をそれぞれFL2、FL3とするとき、
    1.00<FL2/FL3<3.00
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の光学系。
  13. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群と、からなる光学系であって、
    無限遠から至近へのフォーカシングのためには、前記第1レンズ群は固定され、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群は、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が変化するよう移動し、
    前記第1レンズ群は、複数の負レンズを有し、
    無限遠合焦時の全系の焦点距離をf、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群の焦点距離をそれぞれf1、f2、f3、無限遠合焦時から像面から500mmの物体に合焦するまでの前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の移動量をそれぞれFL2、FL3とするとき、
    0.01<f1/f<2.60
    0.50<f2/f3<30.00
    1.00<FL2/FL3<3.00
    なる条件を満足することを特徴とする光学系。
  14. 前記光学系は絞りを有し、
    無限遠合焦時における前記絞りから像面までの距離をX1とするとき、
    0.05<f/X1<3.00
    なる条件を満足することを特徴とする請求項1から1のいずれか一項に記載の光学系。
  15. 前記第1レンズ群は、前記物体側より前記像側へ順に配置された、
    負レンズと、
    正レンズと負レンズの接合レンズと、
    負レンズと正レンズの接合レンズと、
    正レンズと負レンズの接合レンズまたは正レンズと負レンズの2枚のレンズと、からなることを特徴とする請求項1から1のいずれか一項に記載の光学系。
  16. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群と、からなる光学系であって、
    無限遠から至近へのフォーカシングのためには、前記第1レンズ群は固定され、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群は、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が変化するよう移動し、
    前記第1レンズ群は、前記物体側より前記像側へ順に配置された、
    負レンズと、
    正レンズと負レンズの接合レンズと、
    負レンズと正レンズの接合レンズと、
    正レンズと負レンズの接合レンズまたは正レンズと負レンズの2枚のレンズと、からなり、
    前記第1レンズ群は、複数の負レンズを有し、
    無限遠合焦時の全系の焦点距離をf、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群の焦点距離をそれぞれf1、f2、f3、
    0.01<f1/f<2.60
    0.50<f2/f3<30.00
    なる条件を満足することを特徴とする光学系。
  17. 前記第2レンズ群は、前記物体側より前記像側へ順に配置された、負レンズと正レンズの2枚のレンズからなることを特徴とする請求項1から1のいずれか一項に記載の光学系。
  18. 前記第3レンズ群より前記像側に配置された1枚の負レンズからなる第4レンズ群を更に有することを特徴とする請求項2に記載の光学系。
  19. 物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群と、を有する光学系であって、
    前記第3レンズ群より前記像側に配置された1枚の負レンズからなる第4レンズ群を更に有し、
    無限遠から至近へのフォーカシングのためには、前記第1レンズ群は固定され、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群は、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間隔が変化するように移動し、
    前記第1レンズ群は、複数の負レンズを有し、
    無限遠合焦時の全系の焦点距離をf、前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群の焦点距離をそれぞれf1、f2、f3とするとき、
    0.01<f1/f≦2.026
    0.50<f2/f3<30.00
    なる条件を満足することを特徴とする光学系。
  20. 請求項1から1のいず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。
  21. 請求項1から20のいずれか一項に記載の光学系を有することを特徴とするレンズ装置。
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