(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口絞りと光学部材を有する光学系であって、
無限遠と第１の有限距離との間の第１のフォーカス領域においては、前記光学部材は前記光学系の光路から退避し、前記第１の有限距離よりも近距離の第２の有限距離と、該第２の有限距離よりも近距離の第３の有限距離との間の第２のフォーカス領域においては、前記光学部材は前記光路における前記開口絞りより像側に挿入され、
前記光学部材の光軸上の厚みをｄＡ、前記光学部材の焦点距離をｆＡとしたとき、
｜ｄＡ／ｆＡ｜＜０．１０
なる条件式を満足し、
前記第２のフォーカス領域におけるフォーカシングに際して、前記光学部材は不動であり、
前記第２のフォーカス領域における前記光学系の全長をＬＴＫ、前記光学部材の最も物体側のレンズ面頂点から像面までの光軸上の距離をＫＡとしたとき、前記第２のフォーカス領域に、
０．０１＜ＫＡ／ＬＴＫ＜０．１９
なる条件式を満足するフォーカス状態が含まれることを特徴とする光学系。
【請求項２】
前記開口絞りよりも像側に配置された、フォーカシングに際して移動するフォーカス群を有することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
前記光学部材は、２枚以下のレンズにより構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
【請求項４】
前記光学系の撮影倍率をβＫとしたとき、前記第２のフォーカス領域に、
０．３０＜｜βＫ｜＜２．７０
なる条件式を満足するフォーカス状態が含まれる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。
【請求項５】
前記第２のフォーカス領域に、
０．００５＜ｄＡ／ＬＴＫ＜０．１００
なる条件式を満足するフォーカス状態が含まれる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。
【請求項６】
前記光学部材の最も物体側のレンズ面は凹形状であり、前記光学部材の最も物体側のレンズ面の曲率半径をｒＡとしたとき、前記第２のフォーカス領域に、
−１５．０＜ＬＴＫ／ｒＡ＜−０．１
なる条件式を満足するフォーカス状態が含まれ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。
【請求項７】
前記光学部材の横倍率をβＡとしたとき、前記第２のフォーカス領域に、
０．８５＜｜βＡ｜＜１．２５
なる条件式を満足するフォーカス状態が含まれる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。
【請求項８】
無限遠にフォーカスしているときの前記光学系の全長をＬＴとしたとき、前記第２のフォーカス領域に、
０．７５＜ＬＴ／ＬＴＫ＜１．２０
なる条件式を満足するフォーカス領域が含まれ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。
【請求項９】
請求項１乃至８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る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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマクロレンズをはじめとする光学系及びそれを有する撮像装置に関し、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、放送用カメラ等の撮像素子を用いた撮像装置、或いは銀塩写真フィルムを用いたカメラ等の撮像装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置を用いた撮影において、雪の結晶や昆虫の顔等の小さな被写体を大きく拡大して撮影するマクロ撮影のニーズが高まっている。このようなマクロ撮影を実現させるためには、撮影倍率の高い光学系が必要である。
【０００３】
撮影倍率を高めるための構成として、撮影レンズの像側に装着するリアコンバージョンレンズが知られている。特許文献１は、主レンズ系と像面の間に挿入されるリアコンバージョンレンズを開示している。リアコンバージョンレンズを挿入することにより、主レンズ系単体のときと比較して撮影倍率を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２０５６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、撮影倍率を高めると光学系の光学性能が低下しやすいため、光学系の撮影倍率を高めつつ良好な光学性能を維持することは困難である。特許文献１の撮影レンズにおいては、リアコンバージョンレンズの屈折力を高めると共に、リアコンバージョンレンズを構成するレンズ枚数を増やすことで、撮影倍率の増加と良好な光学性能の維持を図っている。
【０００６】
特許文献１の撮影光学系は、リアコンバージョンレンズを構成するレンズ枚数を増やしているため、リアコンバージョンレンズが厚くなり、撮影光学系が大型化しやすい。また、リアコンバージョンレンズの屈折力が強いため、像面湾曲等の収差が残存しやすい。
【０００７】
本発明は、撮影倍率が高く、高い光学性能を有する光学系及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光学系は、開口絞りと光学部材を有する光学系であって、無限遠と第１の有限距離との間の第１のフォーカス領域においては、前記光学部材は前記光学系の光路から退避し、前記第１の有限距離よりも近距離の第２の有限距離と、該第２の有限距離よりも近距離の第３の有限距離との間の第２のフォーカス領域においては、前記光学部材は前記光路における前記開口絞りより像側に挿入され、前記光学部材の光軸上の厚みをｄＡ、前記光学部材の焦点距離をｆＡとしたとき、
｜ｄＡ／ｆＡ｜＜０．１０
なる条件式を満足し、前記第２のフォーカス領域におけるフォーカシングに際して、前記光学部材は不動であり、前記第２のフォーカス領域における前記光学系の全長をＬＴＫ、前記光学部材の最も物体側のレンズ面頂点から像面までの光軸上の距離をＫＡとしたとき、前記第２のフォーカス領域に、
０．０１＜ＫＡ／ＬＴＫ＜０．１９
なる条件式を満足するフォーカス状態が含まれることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮影倍率が高く、高い光学性能を有する光学系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の光学系の無限遠物体にフォーカスしているときのレンズ断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例１の光学系の広角端、中間のズーム位置、望遠端それぞれにおける無限遠物体にフォーカスしているときの収差図である。
【図３】実施例１の光学系の第２のフォーカス領域におけるレンズ断面図である。
【図４】実施例１の光学系の望遠端における第２のフォーカス領域での収差図である。
【図５】実施例２の光学系の第２のフォーカス領域におけるレンズ断面図である。
【図６】実施例２の光学系の望遠端における第２のフォーカス領域での収差図である。
【図７】実施例３の光学系の第２のフォーカス領域におけるレンズ断面図である。
【図８】実施例３の光学系の望遠端における第２のフォーカス領域での収差図である。
【図９】実施例４の光学系の無限遠物体にフォーカスしているときのレンズ断面図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例４の光学系の広角端、中間のズーム位置、望遠端それぞれにおける無限遠物体にフォーカスしているときの収差図である。
【図１１】実施例４の光学系の第２のフォーカス領域におけるレンズ断面図である。
【図１２】実施例４の光学系の望遠端における第２のフォーカス領域での収差図である。
【図１３】実施例５の光学系の無限遠物体にフォーカスしているときのレンズ断面図である。
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）実施例５の光学系の広角端、中間のズーム位置、望遠端それぞれにおける無限遠物体にフォーカスしているときの収差図である。
【図１５】実施例５の光学系の第２のフォーカス領域におけるレンズ断面図である。
【図１６】実施例５の光学系の望遠端における第２のフォーカス領域での収差図である。
【図１７】本発明の撮像装置の要部概略図である。
【図１８】光学部材Ａの駆動機構を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の光学系及びそれを有する撮像装置について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明の光学系は、開口絞りと、開口絞りより像側に配置され、光学系の光路に対して挿脱可能な光学部材Ａを有する。
【００１２】
無限遠と第１の有限距離との間の第１のフォーカス領域においては、光学部材Ａは光学系の光路から退避した状態となる。一方、第１の有限距離よりも近距離の第２の有限距離と、第２の有限距離よりも近距離の第３の有限距離との間の第２のフォーカス領域においては、光学部材Ａは光学系の光路に挿入された状態となる。第２のフォーカス領域では光学系の撮影倍率が高くなるため、光学部材Ａを光路中に挿入することにより収差補正を行う。図１８に示すように、光学部材Ａは、駆動機構Ｂによって駆動される。例えば、撮像装置に対して取り外し可能な交換レンズに本発明の光学系が適用される場合、駆動機構Ｂは交換レンズに含まれる。駆動機構Ｂはボイスコイルモータやステッピングモータ等のアクチュエータにより構成される。
【００１３】
図１は、実施例１の光学系の無限遠物体にフォーカスしているときのレンズ断面図である。図２は、実施例１の光学系の無限遠物体にフォーカスしているときの収差図である。実施例１は、ズーム比４．７１、Ｆナンバー１．８５〜５．８７程度の光学系である。
【００１４】
図３は、実施例１の光学系の第２のフォーカス領域におけるレンズ断面図である。望遠端において第３レンズ群よりも像側の位置に光学部材Ａが配置された状態を示している。図４は、実施例１の光学系の第２のフォーカス領域における収差図である。図４は、望遠端における第２のフォーカス領域の中の特定のフォーカス状態での収差図を示している。
【００１５】
実施例２の光学系は、実施例１の光学系と比較して光学部材Ａの構成が異なる。光学部材Ａ以外の構成は実施例１の光学系と同一である。図５は、実施例２の光学系の第２のフォーカス領域におけるレンズ断面図である。望遠端において第３レンズ群よりも像側の位置に光学部材Ａが配置された状態を示している。図６は、実施例２の光学系の第２のフォーカス領域における収差図である。図６は、望遠端における第２のフォーカス領域の中の特定のフォーカス状態での収差図を示している。
【００１６】
実施例３の光学系は、実施例１の光学系と比較して光学部材Ａの構成が異なる。光学部材Ａ以外の構成は実施例１の光学系と同一である。図７は、実施例３の光学系の第２のフォーカス領域におけるレンズ断面図である。望遠端において第３レンズ群よりも像側の位置に光学部材Ａが配置された状態を示している。図８は、実施例２の光学系の第２のフォーカス領域における収差図である。図８は、望遠端における第２のフォーカス領域の中の特定のフォーカス状態での収差図を示している。
【００１７】
図９は、実施例４の光学系の無限遠物体にフォーカスしているときのレンズ断面図である。図１０は、実施例４の光学系の無限遠物体にフォーカスしているときの収差図である。実施例４は、ズーム比２．８８、Ｆナンバー２．０６〜４．９０程度の光学系である。
【００１８】
図１１は、実施例４の光学系の第２のフォーカス領域におけるレンズ断面図である。望遠端において第３レンズ群よりも像側の位置に光学部材Ａが配置された状態を示している。図１２は、実施例４の光学系の第２のフォーカス領域における収差図である。図１２は、望遠端における第２のフォーカス領域の中の特定のフォーカス状態での収差図を示している。
【００１９】
図１３は、実施例５の光学系の無限遠物体にフォーカスしているときのレンズ断面図である。図１４は、実施例５の光学系の無限遠物体にフォーカスしているときの収差図である。実施例５は、ズーム比１１．４０、Ｆナンバー３．６７〜７．１９程度の光学系である。
【００２０】
図１５は、実施例５の光学系の第２のフォーカス領域におけるレンズ断面図である。望遠端において第４レンズ群よりも像側の位置に光学部材Ａが配置された状態を示している。図１６は、実施例５の光学系の第２のフォーカス領域における収差図である。図１６は、望遠端における第２のフォーカス領域の中の特定のフォーカス状態での収差図を示している。
【００２１】
図１７は、本発明の光学系を備えるデジタルスチルカメラ（撮像装置）の要部概略図である。各実施例の光学系はビデオカメラやデジタルスチルカメラ、銀塩フィルムカメラ、テレビカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。またレンズ断面図において、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。ＳＰは開口絞りであり、ＦＳはフレアカット絞りである。
【００２２】
Ｇ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等に相当する光学ブロックである。ＩＰは像面である。ビデオカメラや監視カメラの撮像光学系として本発明の光学系を使用する際には、像面ＩＰはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサといった固体撮像素子（光電変換素子）に相当する。銀塩フィルムカメラの撮像光学系として本発明の光学系を使用する際には、像面ＩＰはフィルム面に相当する。
【００２３】
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）に対する球面収差を示している。非点収差図においてＳはサジタル像面、Ｍはメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。色収差図ではｄ線及びｇ線における色収差を示している。ωは撮像半画角である。
【００２４】
本発明では、撮影倍率が高い第２のフォーカス領域において、光学部材Ａを光学系の光路中に挿入している。光学部材Ａを挿入することにより、像面湾曲等の諸収差を良好に補正することができるため、撮影倍率を高めつつ、光学性能の低下を抑制することができる。
【００２５】
ここで、光学部材Ａの光軸上の厚みをｄＡ、光学部材Ａの焦点距離をｆＡとしたとき、各実施例の光学系は、
｜ｄＡ／ｆＡ｜＜０．１０…（１）
なる条件式を満足している。
【００２６】
条件式（１）は、光学部材Ａの光軸上の厚みｄＡと光学部材Ａの焦点距離ｆＡの比を規定した条件式である。条件式（１）の上限値を超えると、光学部材Ａの屈折力が強くなり過ぎて、ペッツバール和が大きくなり、像面湾曲を十分に補正することが困難になるため好ましくない。また、条件式（１）の上限値を超えると、光学部材Ａの厚みｄＡが大きくなり過ぎて、光学系の大型化を招くため好ましくない。
【００２７】
各実施例では以上説明したように、条件式（１）を満足するように各要素を適切に設定している。これにより撮影倍率が高く、高い光学性能を有する光学系を得ることができる。
【００２８】
なお、各実施例において、好ましくは、条件式（１）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
｜ｄＡ／ｆＡ｜＜０．０９…（１ａ）
また、さらに好ましくは、条件式（１）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
｜ｄＡ／ｆＡ｜＜０．０８…（１ｂ）
【００２９】
本発明の光学系では、開口絞りＳＰよりも像側にフォーカス群が配置されている。開口絞りＳＰよりも像側の位置では光線の高さが比較的低くなるため、フォーカス群の小型化を実現しやすい。
【００３０】
また、光学部材Ａは、２枚以下のレンズから構成される。光学部材Ａの構成するレンズをできる限り少なくすることで、光学系の小型化や軽量化を実現しやすくなる。
【００３１】
さらに、各実施例において、次の条件式のうち１つ以上を満足することがより好ましい。
０．３０＜｜βＫ｜＜２．７０…（２）
０．０１＜ＫＡ／ＬＴＫ＜０．１９…（３）
０．００５＜ｄＡ／ＬＴＫ＜０．１００…（４）
−１５．０＜ＬＴＫ／ｒＡ＜−０．１…（５）
０．８５＜｜βＡ｜＜１．２５…（６）
０．７５＜ＬＴ／ＬＴＫ＜１．２０…（７）
【００３２】
ここで、第２のフォーカス領域における光学系の撮影倍率をβＫ、第２のフォーカス領域における光学系の全長をＬＴＫ、光学部材Ａの最も物体側のレンズ面頂点から像面までの光軸上の距離をＫＡ、光学部材Ａの最も物体側のレンズ面の曲率半径をｒＡとする。また、光学部材Ａの横倍率をβＡ、無限遠にフォーカスしているときの光学系の全長をＬＴとする。ここで、光学系の全長は、光学系の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ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。
【００３３】
条件式（２）は、第２のフォーカス領域における光学系の撮影倍率βＫを規定した条件式である。第２のフォーカス領域では光学部材Ａが光路中に挿入され、光学系の撮影倍率が高くなる。第２のフォーカス領域に、条件式（２）を満足するフォーカス状態が含まれることが好ましい。
【００３４】
条件式（２）の下限値を超えて、撮影倍率βＫが低くなると、小さな被写体を十分に拡大して撮影することが困難になるため好ましくない。条件式（２）の上限値を超えて、撮影倍率βＫが高くなると、像面湾曲等の収差を良好に補正することが困難になるため好ましくない。
【００３５】
条件式（３）は、第２のフォーカス領域における光学系の全長ＬＴＫと、第２のフォーカス領域における光学部材Ａの最も物体側のレンズ面頂点から像面までの光軸上の距離ＫＡの比を規定した条件式である。ここで、第２のフォーカス領域におけるフォーカシングに際して光学部材Ａは不動であり、距離ＫＡは不変であるものとする。第２のフォーカス領域に、条件式（３）を満足するフォーカス状態が含まれることが好ましい。
【００３６】
条件式（３）の下限値を超えて、第２のフォーカス領域における光学部材Ａの最も物体側のレンズ面頂点から像面までの光軸上の距離ＫＡが短くなると、十分なバックフォーカスを確保することが困難になるため好ましくない。条件式（３）の上限値を超えて、第２のフォーカス領域における光学部材Ａの最も物体側のレンズ面頂点から像面までの光軸上の距離ＫＡが長くなると、像面湾曲や非点収差を十分に補正することが困難になるため好ましくない。
【００３７】
条件式（４）は、第２のフォーカス領域における光学系の全長ＬＴＫと、光学部材Ａの光軸上の厚みｄＡの比を規定した条件式である。第２のフォーカス領域に、条件式（４）を満足するフォーカス状態が含まれることが好ましい。条件式（４）の下限値を超えて、光学部材Ａの厚みｄＡが小さくなると、光学部材Ａによる像面湾曲等の収差補正効果が小さくなり、光学系全体として像面湾曲等の収差を良好に補正することが困難になるため好ましくない。条件式（４）の上限値を超えて、光学部材Ａの厚みｄＡが大きくなると、光学部材Ａが大型化して、光学系全体としての大型化を招くため好ましくない。
【００３８】
条件式（５）は、光学部材Ａの最も物体側のレンズ面の形状を規定した条件式である。光学部材Ａの最も物体側のレンズ面は凹形状である。これにより、非点収差を良好に補正することができる。条件式（５）は、第２のフォーカス領域における光学系の全長ＬＴＫと、光学部材Ａの最も物体側のレンズ面の曲率半径ｒＡの比を規定した条件式である。第２のフォーカス領域に、条件式（５）を満足するフォーカス状態が含まれることが好ましい。
【００３９】
条件式（５）の下限値を超えて、光学部材Ａの最も物体側のレンズ面の曲率半径ｒＡが短くなると、光学部材Ａの最も物体側のレンズ面の屈折力が強くなり過ぎる。その結果、非点収差を過剰に補正してしまうため好ましくない。条件式（５）の上限値を超えて、光学部材Ａの最も物体側のレンズ面の曲率半径ｒＡが長くなると、光学部材Ａの最も物体側のレンズ面の屈折力が弱くなり過ぎる。その結果、非点収差を十分に補正することが困難になるため好ましくない。
【００４０】
条件式（６）は、光学部材Ａの横倍率βＡを規定した条件式である。第２のフォーカス領域に、条件式（６）を満足するフォーカス状態が含まれることが好ましい。条件式（６）の下限値を超えて、光学部材Ａの横倍率βＡが低くなると、光学系全体としての撮影倍率が低くなり、小さな被写体を十分に拡大して撮影することが困難になるため好ましくない。条件式（６）の上限値を超えて、光学部材Ａの横倍率βＡが高くなると、像面湾曲等の収差を良好に補正することが困難になるため好ましくない。
【００４１】
条件式（７）は、無限遠にフォーカスしているときの光学系の全長ＬＴと、第２のフォーカス領域における光学系の全長ＬＴＫの比を規定した条件式である。第２のフォーカス領域に、条件式（７）を満足するフォーカス状態が含まれることが好ましい。条件式（７）の下限値を超えて、第２のフォーカス領域における光学系の全長ＬＴＫが長くなると、光学系の大型化を招くため好ましくない。条件式（７）の上限値を超えて、第２のフォーカス領域における光学系の全長ＬＴＫが短くなると、第２のフォーカス領域におけるフォーカシングを実行するための空間が狭くなり、フォーカス動作を行うことが困難になるため好ましくない。
【００４２】
なお、好ましくは、条件式（２）乃至（７）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
０．３５＜｜βＫ｜＜２．６０…（２ａ）
０．０２＜ＫＡ／ＬＴＫ＜０．１７…（３ａ）
０．００７＜ｄＡ／ＬＴＫ＜０．０９０…（４ａ）
−１４．０＜ＬＴＫ／ｒＡ＜−０．２…（５ａ）
０．８７＜｜βＡ｜＜１．２２…（６ａ）
０．７７＜ＬＴ／ＬＴＫ＜１．１５…（７ａ）
【００４３】
さらに好ましくは、条件式（２）乃至（７）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
０．３９＜｜βＫ｜＜２．５０…（２ｂ）
０．０３＜ＫＡ／ＬＴＫ＜０．１５…（３ｂ）
０．０１０＜ｄＡ／ＬＴＫ＜０．０８０…（４ｂ）
−１３．０＜ＬＴＫ／ｒＡ＜−０．３…（５ｂ）
０．９０＜｜βＡ｜＜１．２０…（６ｂ）
０．８０＜ＬＴ／ＬＴＫ＜１．１０…（７ｂ）
【００４４】
続いて、各実施例におけるレンズ構成について説明する。実施例１の光学系は、第１のフォーカス領域においては、物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成される。第２のフォーカス領域においては、第３レンズ群の像側に、負の屈折力の光学部材Ａが配置される。光学部材Ａは、物体側より像側へ順に、物体側に凹面を向けた負レンズ、正レンズから構成される。図３で示したフォーカス状態における光学系の撮影倍率は−１．０倍である。
【００４５】
広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が狭くなり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が広くなるように、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３が移動する。開口絞りＳＰはズーミングに際して各レンズ群とは異なる軌跡で移動し、フレアカット絞りＦＳはズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と一体的に移動している。第１のフォーカス領域においては、無限遠から近距離物体へのフォーカシングに際して第３レンズ群Ｌ３が物体側に移動する。一方、第２のフォーカス領域においては、フォーカシングに際して第２レンズ群Ｌ２が像側に移動し、第３レンズ群Ｌ３が物体側に移動する。フォーカシングに際して複数のレンズ群を移動させることで、撮影倍率を高めながら、良好な光学性能を維持することができる。
【００４６】
実施例２の光学系は、実施例１の光学系と比較して光学部材Ａの構成が異なる。光学部材Ａ以外の構成は実施例１の光学系と同一である。光学部材Ａは、物体側に凹面を向けた負レンズから構成される。第２のフォーカス領域においては、フォーカシングに際して第３レンズ群Ｌ３が物体側に移動する。図５で示したフォーカス状態における光学系の撮影倍率は−０．５倍である。
【００４７】
実施例３の光学系は、実施例１の光学系と比較して光学部材Ａの構成が異なる。光学部材Ａ以外の構成は実施例１の光学系と同一である。光学部材Ａは、物体側より像側へ順に、物体側に凹面を向けた負レンズ、正レンズから構成される。第２のフォーカス領域においては、フォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１が物体側に移動し、第２レンズ群Ｌ２が物体側に移動し、第３レンズ群Ｌ３が物体側に移動する。図７で示したフォーカス状態における光学系の撮影倍率は−２．１倍である。フォーカシングに際して複数のレンズ群を移動させることで、撮影倍率を高めながら、良好な光学性能を維持することができる。
【００４８】
実施例４の光学系は、第１のフォーカス領域においては、物体側より像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成される。第２のフォーカス領域においては、第３レンズ群の像側に、正の屈折力の光学部材Ａが配置される。光学部材Ａは、物体側より像側へ順に、物体側に凹面を向けた正レンズ、負レンズから構成される。図１１で示したフォーカス状態における光学系の撮影倍率は−０．７倍である。
【００４９】
広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が狭くなり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が広くなるように、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３が移動する。開口絞りＳＰはズーミングに際して各レンズ群とは異なる軌跡で移動し、フレアカット絞りＦＳはズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と一体的に移動している。第１のフォーカス領域においては、無限遠から近距離物体へのフォーカシングに際して第３レンズ群Ｌ３が物体側に移動する。一方、第２のフォーカス領域においては、フォーカシングに際して第２レンズ群Ｌ２が像側に移動し、第３レンズ群Ｌ３が物体側に移動する。フォーカシングに際して複数のレンズ群を移動させることで、撮影倍率を高めながら、良好な光学性能を維持することができる。
【００５０】
実施例５の光学系は、第１のフォーカス領域においては、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、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レンズ群から構成される。第２のフォーカス領域においては、第４レンズ群の像側に、負の屈折力の光学部材Ａが配置される。光学部材Ａは、物体側に凹面を向けた負レンズと正レンズが接合された接合レンズから構成される。図１５で示したフォーカス状態における光学系の撮影倍率は−０．４倍である。
【００５１】
広角端に比べて望遠端において、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が広くなり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が狭くなり、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔が広くなるように、ズーミングに際して各レンズ群が移動する。開口絞りＳＰはズーミングに際して各レンズ群とは異なる軌跡で移動する。第１のフォーカス領域においては、無限遠から近距離物体へのフォーカシングに際して第４レンズ群Ｌ４が物体側に移動する。一方、第２のフォーカス領域においては、フォーカシングに際して第３レンズ群Ｌ３が像側に移動し、第４レンズ群Ｌ４が物体側に移動する。フォーカシングに際して複数のレンズ群を移動させることで、撮影倍率を高めながら、良好な光学性能を維持することができる。
【００５２】
次に、本発明の実施例１乃至５にそれぞれ対応する数値実施例１乃至５のレンズデータを示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの光学面の順序を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉとνｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。
【００５３】
またＫを離心率、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ２／ｒ）／［１＋［１−（１＋Ｋ）（ｈ／ｒ）２］１／２］＋Ａ４ｈ４＋Ａ６ｈ６＋Ａ８ｈ８＋Ａ１０ｈ１０＋Ａ１２ｈ１２
で表示される。但しｒは近軸曲率半径である。また「ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。
【００５４】
各実施例において、バックフォーカス（ＢＦ）は、レンズ系の最も像側の面から像面までの距離を、空気換算長により表したものである。また、各数値実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。
【００５５】
［数値実施例１］
（１）無限遠物体にフォーカスした状態
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1*      -126.177    0.85   1.85104    40.3
2*         7.048    2.93
3         13.616    1.60   1.95906    17.5
4         26.806  (可変)
5(絞り)    ∞     (可変)
6*         6.790    2.67   1.76753    49.3
7*        18.546    0.21
8          6.754    1.65   1.48749    70.2
9         13.961    0.51   1.85478    24.8
10          4.278    0.91
11*         6.751    1.77   1.69350    53.2
12         33.956    1.46
13          ∞     (可変)
14         22.424    1.93   1.48749    70.2
15        -38.354  (可変)
16          ∞       1.30   1.51633    64.1
17          ∞       0.87
像面        ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.02625e-004  A 6= 7.87010e-006  A 8=-1.26746e-007  A10= 7.76461e-010
第2面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.77965e-004  A 6= 1.90614e-006  A 8= 5.66789e-008  A10=-4.59701e-009
第6面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.98216e-004  A 6=-4.10038e-006  A 8=-5.92404e-008
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.58162e-004  A 6= 7.11715e-006  A 8=-3.73866e-009
第11面
K = 0.00000e+000  A 4=-5.15595e-004  A 6= 4.42038e-006  A 8= 1.67647e-006
各種データ
ズーム比      4.71
広角     中間     望遠
焦点距離       5.36    15.23    25.24
Fナンバー      1.85     4.26     5.87
半画角        35.78    16.98    10.44
像高           3.86     4.65     4.65
レンズ全長    44.28    41.62    50.50
BF             4.79     4.63     4.47
d 4           18.30     1.94     1.51
d 5            1.00     2.63    -0.10
d13            3.71    15.93    28.15
d15            3.06     2.90     2.74
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1     -12.35
2    6      12.23
3   14      29.33
・フォーカス群      第３レンズ群
【００５６】
（２）望遠端における第２のフォーカス領域の中の特定のフォーカス状態
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1*      -126.177    0.85   1.85104    40.3
2*         7.048    2.93
3         13.616    1.60   1.95906    17.5
4         26.806    3.89
5(絞り)    ∞      -0.10
6*         6.790    2.67   1.76753    49.3
7*        18.546    0.21
8          6.754    1.65   1.48749    70.2
9         13.961    0.51   1.85478    24.8
10          4.278    0.91
11*         6.751    1.77   1.69350    53.2
12         33.956    1.46
13          ∞       6.92
14         22.424    1.93   1.48749    70.2
15        -38.354   18.89
16         -7.379    0.60   1.77250    49.6
17        -11.219    0.10
18        -38.690    1.00   1.84666    23.8
19        -17.777    1.00
20          ∞       1.30   1.51633    64.1
21          ∞       0.87
像面        ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.02625e-004  A 6= 7.87010e-006  A 8=-1.26746e-007  A10= 7.76461e-010
第2面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.77965e-004  A 6= 1.90614e-006  A 8= 5.66789e-008  A10=-4.59701e-009
第6面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.98216e-004  A 6=-4.10038e-006  A 8=-5.92404e-008
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.58162e-004  A 6= 7.11715e-006  A 8=-3.73866e-009
第11面
K = 0.00000e+000  A 4=-5.15595e-004  A 6= 4.42038e-006  A 8= 1.67647e-006
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1     -12.35
2    6      12.23
3   14      29.33
4   16    -192.12
・フォーカス群      第２レンズ群、第３レンズ群
・撮影倍率          −１．０倍
【００５７】
［数値実施例２］
（１）無限遠物体にフォーカスした状態
数値実施例１と同一である。
【００５８】
（２）望遠端における第２のフォーカス領域の中の特定のフォーカス状態
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1*      -126.177    0.85   1.85104    40.3
2*         7.048    2.93
3         13.616    1.60   1.95906    17.5
4         26.806    1.51
5(絞り)    ∞      -0.10
6*         6.790    2.67   1.76753    49.3
7*        18.546    0.21
8          6.754    1.65   1.48749    70.2
9         13.961    0.51   1.85478    24.8
10          4.278    0.91
11*         6.751    1.77   1.69350    53.2
12         33.956    1.46
13          ∞      12.01
14         22.424    1.93   1.48749    70.2
15        -38.354   17.28
16         -7.405    0.60   1.76182    26.5
17         -8.710    1.00
18          ∞       1.30   1.51633    64.1
19          ∞       0.87
像面        ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.02625e-004  A 6= 7.87010e-006  A 8=-1.26746e-007  A10= 7.76461e-010
第2面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.77965e-004  A 6= 1.90614e-006  A 8= 5.66789e-008  A10=-4.59701e-009
第6面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.98216e-004  A 6=-4.10038e-006  A 8=-5.92404e-008
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.58162e-004  A 6= 7.11715e-006  A 8=-3.73866e-009
第11面
K = 0.00000e+000  A 4=-5.15595e-004  A 6= 4.42038e-006  A 8= 1.67647e-006
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1     -12.35
2    6      12.23
3   14      29.33
4   16     -80.97
・フォーカス群      第３レンズ群
・撮影倍率          −０．５倍
【００５９】
［数値実施例３］
（１）無限遠物体にフォーカスした状態
数値実施例１と同一である。
【００６０】
（２）望遠端における第２のフォーカス領域の中の特定のフォーカス状態
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1*      -126.177    0.85   1.85104    40.3
2*         7.048    2.93
3         13.616    1.60   1.95906    17.5
4         26.806    1.21
5(絞り)    ∞      -0.10
6*         6.790    2.67   1.76753    49.3
7*        18.546    0.21
8          6.754    1.65   1.48749    70.2
9         13.961    0.51   1.85478    24.8
10          4.278    0.91
11*         6.751    1.77   1.69350    53.2
12         33.956    1.46
13          ∞       0.15
14         22.424    1.93   1.48749    70.2
15        -38.354   34.23
16         -6.592    0.60   1.48749    70.2
17        -17.264    0.50
18        -10.299    1.00   1.95906    17.5
19         -9.796    3.51
20          ∞       1.30   1.51633    64.1
21          ∞       0.87
像面        ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.02625e-004  A 6= 7.87010e-006  A 8=-1.26746e-007  A10= 7.76461e-010
第2面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.77965e-004  A 6= 1.90614e-006  A 8= 5.66789e-008  A10=-4.59701e-009
第6面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.98216e-004  A 6=-4.10038e-006  A 8=-5.92404e-008
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.58162e-004  A 6= 7.11715e-006  A 8=-3.73866e-009
第11面
K = 0.00000e+000  A 4=-5.15595e-004  A 6= 4.42038e-006  A 8= 1.67647e-006
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1     -12.35
2    6      12.23
3   14      29.33
4   16     -30.57
・フォーカス群      第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群
・撮影倍率          −２．１倍
【００６１】
［数値実施例４］
（１）無限遠物体にフォーカスした状態
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1*      -101.530    1.00   1.85135    40.1
2*        11.563    2.59
3         17.158    1.68   2.00272    19.3
4         34.327  (可変)
5(絞り)    ∞     (可変)
6*        11.513    2.45   1.88202    37.2
7*      -158.863    0.20
8         12.241    2.10   1.88300    40.8
9        -46.577    0.50   1.85478    24.8
10          6.040    2.24
11        -17.396    0.50   1.80610    33.3
12         15.807    2.21   1.85135    40.1
13*       -13.421    0.37
14          ∞     (可変) 
15         44.289    3.17   1.59201    67.0
16*       -33.829  (可変)
17          ∞       1.09   1.51633    64.1
18          ∞       1.61
像面        ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.65961e-005  A 6= 8.04510e-007  A 8=-5.60379e-009  A10=-1.81010e-011  A12= 2.63709e-013
第2面
K = 1.32245e-001  A 4=-9.53359e-005  A 6=-4.31947e-007  A 8= 2.83384e-008  A10=-6.45846e-010  A12= 3.74432e-012
第6面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.14474e-004  A 6=-6.39836e-007  A 8=-4.86347e-009  A10=-3.57225e-011
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-5.86274e-006  A 6= 2.50952e-007  A 8=-3.51576e-009
第13面
K = 0.00000e+000  A 4=-7.75182e-005  A 6= 1.40589e-007  A 8=-1.78341e-007
第16面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.07327e-005  A 6=-1.89462e-007  A 8= 8.61167e-010
各種データ
ズーム比      2.88
広角     中間     望遠
焦点距離      10.40    15.85    30.00
Fナンバー      2.06     3.75     4.90
半画角        32.34    26.49    14.75
像高           6.59     7.90     7.90
レンズ全長    51.68    49.51    55.25
BF             7.45     6.18     5.03
d 4           17.46     6.72     1.44
d 5            0.00     2.63    -0.18
d14            7.77    14.97    29.95
d16            5.12     3.85     2.70
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1     -21.26
2    6      17.13
3   15      32.89
・フォーカス群      第３レンズ群
【００６２】
（２）望遠端における第２のフォーカス領域の中の特定のフォーカス状態
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1*      -101.530    1.00   1.85135    40.1
2*        11.563    2.59
3         17.158    1.68   2.00272    19.3
4         34.327    5.44
5(絞り)    ∞      -0.18
6*        11.513    2.45   1.88202    37.2
7*      -158.863    0.20
8         12.241    2.10   1.88300    40.8
9        -46.577    0.50   1.85478    24.8
10          6.040    2.24
11        -17.396    0.50   1.80610    33.3
12         15.807    2.21   1.85135    40.1
13*       -13.421    0.37
14          ∞       5.68
15         44.289    3.17   1.59201    67.0
16*       -33.829   17.47
17*      -100.000    2.30   1.85135    40.1
18        -16.402    0.40
19        -26.776    1.20   1.69895    30.1
20         83.575    1.60
21          ∞       1.09   1.51633    64.1
22          ∞       1.61
像面        ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4=-4.65961e-005  A 6= 8.04510e-007  A 8=-5.60379e-009  A10=-1.81010e-011  A12= 2.63709e-013
第2面
K = 1.32245e-001  A 4=-9.53359e-005  A 6=-4.31947e-007  A 8= 2.83384e-008  A10=-6.45846e-010  A12= 3.74432e-012
第6面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.14474e-004  A 6=-6.39836e-007  A 8=-4.86347e-009  A10=-3.57225e-011
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-5.86274e-006  A 6= 2.50952e-007  A 8=-3.51576e-009
第13面
K = 0.00000e+000  A 4=-7.75182e-005  A 6= 1.40589e-007  A 8=-1.78341e-007
第16面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.07327e-005  A 6=-1.89462e-007  A 8= 8.61167e-010
第17面
K = 0.00000e+000  A 4=-7.99946e-005  A 6=-3.84014e-007
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1     -21.26
2    6      17.13
3   15      32.89
4   17     101.80
・フォーカス群      第２レンズ群、第３レンズ群
・撮影倍率          −０．７倍
【００６３】
［数値実施例５］
（１）無限遠物体にフォーカスした状態
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         17.262    0.65   1.84666    23.8
2         13.278    3.76   1.59201    67.0
3*      -154.322  (可変)
4*      -121.831    0.50   1.88202    37.2
5*         5.695    2.47
6        -31.357    0.30   1.77250    49.6
7         19.113    0.05
8          9.552    1.31   1.95906    17.5
9         29.113  (可変)
10(絞り)    ∞      -0.20
11*         4.835    1.45   1.59201    67.0
12*       -13.140    0.10
13          3.868    1.24   1.58144    40.8
14         53.705    0.30   2.00100    29.1
15          3.101  (可変)
16         10.660    1.72   1.60311    60.6
17         92.498  (可変)
18          ∞       0.80   1.51633    64.1
19          ∞       0.99
像面        ∞
非球面データ
第3面
K =-2.06794e+002  A 4= 6.57153e-006  A 6=-6.93126e-009  A 8= 2.42994e-011
第4面
K =-3.19343e+003  A 4=-3.86449e-005  A 6= 3.74941e-007  A 8=-2.06972e-009
第5面
K =-2.98780e-002  A 4= 2.58045e-004  A 6= 1.93724e-006  A 8= 1.60099e-007
第11面
K =-3.89688e-001  A 4=-4.72376e-004  A 6=-2.12855e-006
第12面
K =-6.13957e+000  A 4= 7.76455e-005
各種データ
ズーム比     11.40
広角     中間     望遠
焦点距離       4.62    24.52    52.64
Fナンバー      3.67     5.41     7.19
半画角        34.22     8.98     4.21
像高           3.14     3.88     3.88
レンズ全長    38.46    44.54    51.71
BF             4.14     9.17     4.73
d 3            0.34    11.69    15.20
d 9           15.38     2.97     0.56
d15            4.94     7.06    17.58
d17            2.63     7.66     3.22
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      29.68
2    4      -6.26
3   10       9.45
4   16      19.82
・フォーカス群      第４レンズ群
【００６４】
（２）望遠端における第２のフォーカス領域の中の特定のフォーカス状態
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         17.262    0.65   1.84666    23.8
2         13.278    3.76   1.59201    67.0
3*      -154.322   15.20
4*      -121.831    0.50   1.88202    37.2
5*         5.695    2.47
6        -31.357    0.30   1.77250    49.6
7         19.113    0.05
8          9.552    1.31   1.95906    17.5
9         29.113    3.56
10(絞り)    ∞      -0.20
11*         4.835    1.45   1.59201    67.0
12*       -13.140    0.10
13          3.868    1.24   1.58144    40.8
14         53.705    0.30   2.00100    29.1
15          3.101    1.44
16         10.660    1.72   1.60311    60.6
17         92.498   13.13
18         -5.625    0.50   1.60311    60.6
19        -17.001    1.23   1.69895    30.1
20         -7.134    1.50
21          ∞       0.80   1.51633    64.1
22          ∞       0.99
像面        ∞
非球面データ
第3面
K =-2.06794e+002  A 4= 6.57153e-006  A 6=-6.93126e-009  A 8= 2.42994e-011
第4面
K =-3.19343e+003  A 4=-3.86449e-005  A 6= 3.74941e-007  A 8=-2.06972e-009
第5面
K =-2.98780e-002  A 4= 2.58045e-004  A 6= 1.93724e-006  A 8= 1.60099e-007
第11面
K =-3.89688e-001  A 4=-4.72376e-004  A 6=-2.12855e-006
第12面
K =-6.13957e+000  A 4= 7.76455e-005
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      29.68
2    4      -6.26
3   10       9.45
4   16      19.82
5   18    -267.09
・フォーカス群      第３レンズ群、第４レンズ群
・撮影倍率          −０．４倍
【００６５】
【表１】
0006643049.tif 000002
【００６６】
次に、本発明の光学系を用いたデジタルカメラ（撮像装置）の実施例について、図１７を用いて説明する。図１７において、２０はデジタルカメラ本体、２１は実施例１乃至５の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。２２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系２１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）である。２３は撮像素子２２が受光した被写体像を記録するための記録手段である。２４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ーである。
【００６７】
このように本発明の光学系をデジタルカメラ等の撮像装置に適用することにより、撮影倍率が高く、高い光学性能を有する撮像装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００６８】
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
Ａ  光学部材
ＳＰ  開口絞り
ＦＳ  フレアカット絞り
Ｇ  ガラスブロック
ＩＰ  像面
【図１】
0006643049.tif 000003
【図２】
0006643049.tif 000004
【図３】
0006643049.tif 000005
【図４】
0006643049.tif 000006
【図５】
0006643049.tif 000007
【図６】
0006643049.tif 000008
【図７】
0006643049.tif 000009
【図８】
0006643049.tif 000010
【図９】
0006643049.tif 000011
【図１０】
0006643049.tif 000012
【図１１】
0006643049.tif 000013
【図１２】
0006643049.tif 000014
【図１３】
0006643049.tif 000015
【図１４】
0006643049.tif 000016
【図１５】
0006643049.tif 000017
【図１６】
0006643049.tif 000018
【図１７】
0006643049.tif 000019
【図１８】
0006643049.tif 000020