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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３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４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５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１１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５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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