JP6494192B2

JP6494192B2 - 光学系及び撮像装置

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Publication number: JP6494192B2
Application number: JP2014134562A
Authority: JP
Inventors: 圭介岡田; 真悟阿部
Original assignee: Tamron Co Ltd
Current assignee: Tamron Co Ltd
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Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2019-04-03
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Description

本件発明は、撮像光学系として好適な光学系及び撮像装置に関し、特に、撮像時の手振れ等の振動に起因する像ブレを低減するための防振機能を備えた光学系及び撮像装置に関する。

従来より、デジタルカメラやビデオカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が普及している。また、近年では、レンズ交換システムにおける光学系の小型化等に伴い、一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換式撮像装置の市場拡大が著しく、幅広いユーザ層がレンズ交換式撮像装置を利用するようになってきている。このようなユーザ層の拡大に伴い、レンズ交換システムにおいては、光学系の高性能化及び小型化は勿論のこと、より明るい大口径の光学系に対する要求がある。また、撮像時の手振れ等の振動に起因する像ブレの低減に対する要求も強い。さらに、これらと共にローコスト化も求められている。

このような状況下、例えば、特許文献１には、防振光学系を備えたレトロフォーカスタイプの広角レンズが開示されており、撮像時の手振れ等の振動に起因する像ブレを良好に補正するものとしている。

特許第５１９６２８１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の光学系は良好な光学性能を示しているものの、防振光学系は接合レンズにより構成されており、防振光学系のより一層の小型化及び軽量化が求められる。

そこで、本件発明の課題は、防振光学系の小型化及び軽量化を図ると共に、防振時の光学性能に優れた明るい大口径の光学系を提供することにある。

本発明者等は、鋭意研究を行った結果、以下の光学系を採用することで上記課題を達成するに到った。

本件発明に係る光学系は、物体側から順に、第一レンズ群Ｇｆ、光軸に対して垂直方向に移動して像位置を変化させる防振レンズ群Ｇｖｃ及び第三レンズ群Ｇｒから構成された光学系であって、当該防振レンズ群Ｇｖｃは、単レンズユニットから構成され、当該第三レンズ群Ｇｒは少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを有し、以下の条件式（１）〜条件式（４）を満足することを特徴とする。

０．９０＜｜ｆｖｃ｜／ｆ＜３．１０・・・（１）
３５＜ νｄｖｃ・・・（２）
０．７８＜｜ｆｒ｜／ｆ＜１．８０・・・（３）
−０．４＜Ｃｒ１ｖｃ／ｆｆ・・・（４）
ただし、上記各式において、
ｆｖｃは、当該防振レンズ群Ｇｖｃの焦点距離、
ｆは、当該光学系全系の焦点距離、
νｄｖｃは、当該防振レンズ群Ｇｖｃを構成する単レンズユニットのｄ線に対するアッベ数、
ｆｒは、当該第三レンズ群Ｇｒの焦点距離、
Ｃｒ１ｖｃは、当該防振レンズ群Ｇｖｃの最も物体側の面の曲率半径、
ｆｆは、当該第一レンズ群Ｇｆの焦点距離である。

本件発明に係る光学系において、全系のＦｎｏは、２．８よりも明るいことが好ましい。

本件発明に係る光学系において、前記第三レンズ群Ｇｒは、正の屈折力を有することが好ましい。

本件発明に係る光学系において、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。

０．２０＜｜（１ − βｖｃ） × βｒ｜＜０．８０・・・（５）
ただし、上記式（５）において、
βｖｃは、前記防振レンズ群Ｇｖｃの横倍率、
βｒは、前記第三レンズ群Ｇｒの横倍率である。

本件発明に係る光学系において、前記第一レンズ群Ｇｆは、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。

０．８０＜｜ｆｆ／ｆ｜・・・（６）

本件発明に係る撮像装置は、本件発明に係る光学系と、当該光学系の像側に設けられた、当該光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする。

本件発明によれば、防振光学系の小型化及び軽量化を図ることができ、防振時においても優れた光学性能を有する明るい大口径の光学系を実現することができる。

本件発明の実施例１の光学系（固定焦点レンズ）のレンズ構成例を示す断面図である。実施例１の光学系の無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例１の光学系の（ａ）無限遠合焦時の基準状態における横収差図及び（ｂ）無限合焦時の０．３°角度ぶれ補正時の横収差図である。本件発明の実施例２の光学系（固定焦点レンズ）のレンズ構成例を示す断面図である。実施例２の光学系の無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例２の光学系の（ａ）無限遠合焦時の基準状態における横収差図及び（ｂ）無限合焦時の０．３°角度ぶれ補正時の横収差図である。本件発明の実施例３の光学系（固定焦点レンズ）のレンズ構成例を示す断面図である。実施例３の光学系の無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例３の光学系の（ａ）無限遠合焦時の基準状態における横収差図及び（ｂ）無限合焦時の０．３°角度ぶれ補正時の横収差図である。本件発明の実施例４の光学系（固定焦点レンズ）のレンズ構成例を示す断面図である。実施例４の光学系の無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例４の光学系の（ａ）無限遠合焦時の基準状態における横収差図及び（ｂ）無限合焦時の０．３°角度ぶれ補正時の横収差図である。本件発明の実施例５の光学系（固定焦点レンズ）のレンズ構成例を示す断面図である。実施例５の光学系の無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例５の光学系の（ａ）無限遠合焦時の基準状態における横収差図及び（ｂ）無限合焦時の０．３°角度ぶれ補正時の横収差図である。本件発明の実施例６の光学系（固定焦点レンズ）のレンズ構成例を示す断面図である。実施例６の光学系の無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。実施例６の光学系の（ａ）無限遠合焦時の基準状態における横収差図及び（ｂ）無限合焦時の０．３°角度ぶれ補正時の横収差図である。

以下、本件発明に係る光学系及び撮像装置の実施の形態を説明する。

１−１．光学系の構成
まず、本件発明に係る光学系の構成について説明する。本件発明に係る光学系は、物体側から順に配置された、第一レンズ群Ｇｆ、光軸に対して垂直方向に移動して像位置を変化させる防振レンズ群Ｇｖｃ及び第三レンズ群Ｇｒから構成されており、当該防振レンズ群Ｇｖｃは単レンズユニットから構成され、第三レンズ群Ｇｒは少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを有し、後述する条件式（１）〜条件式（４）を満足することを特徴とし、条件式（５）〜条件式（８）を満足することが好ましい。本件発明によれば、防振光学系の小型化及び軽量化を図ることができ、防振時においても優れた光学性能（結像性能）を有する明るい大口径の光学系（以下、「大口径レンズ」と称する。）を実現することができる。以下、当該光学系の構成及び条件式について、順に説明する。

（１）第１レンズ群Ｇｆ
当該光学系において少なくとも条件式（１）〜条件式（４）を満足するように第１レンズ群Ｇｆが構成されていれば、その屈折力は正であっても負であってもよく、具体的なレンズ構成についても特に限定されるものではない。

（２）防振レンズ群Ｇｖｃ
防振レンズ群Ｇｖｃは、単レンズユニットから構成されると共に、少なくとも条件式（１）〜条件式（４）を満足するように構成されていれば、当該防振レンズ群Ｇｖｃの屈折力及び具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。本件発明によれば、第１レンズ群Ｇｆと第３レンズ群Ｇｒとの間に当該防振レンズ群Ｇｖｃを配置すると共に、少なくとも条件式（１）〜条件式（４）を満足させることにより、当該防振レンズ群Ｇｖｃの小型化及び軽量化を図ると共に、防振時の光学性能に優れた明るい大口径レンズを提供することが可能になる。

ここで、単レンズユニットとは、１枚の単レンズで構成されるユニットをいい、正レンズ及び負レンズ等の複数のレンズをその光学面において互いに空気層を介在させずに接着又は密着させた接合レンズ、複数枚のレンズの光学面間に空気層を介在させた状態で一体化させたものは除かれる。

また、単レンズとは、光学面を物体側と像側とにそれぞれ１つ備えた１枚のレンズ（光学素子）を指し、その光学面に反射防止膜や保護膜等の各種コーティングが行われたものも当該単レンズに含まれる。単レンズの光学面の形状等は特に限定されるものではなく、球面レンズ及び非球面レンズのいずれであってもよく、それには球面レンズの表面に薄い樹脂層で非球面を形成したいわゆる複合非球面レンズも含まれ、その片面が平面であってもよい。また、当該単レンズの製造方法は、特に限定されるものではなく、研磨、モールド成型、或いは射出成型等により製造された各種レンズを含む。また、当該単レンズは硝材から成る硝子レンズ又は樹脂材から成る樹脂レンズ等のいずれでもよく、当該単レンズの材質は特に限定されるものではない。

当該防振レンズ群Ｇｖｃは単レンズユニットから構成されていればよく、その屈折力は、正及び負のいずれであってもよい。しかしながら、当該防振レンズ群Ｇｖｃのより一層の軽量化を図るという観点から、当該防振レンズ群Ｇｖｃの屈折力は負であることが好ましい。明るい大口径レンズを実現するには、多くの光を取り入れるため外径の大きいレンズにより当該光学系を構成することが求められる。このため、当該防振レンズ群Ｇｖｃの屈折力を負とすることにより、当該防振レンズ群Ｇｖｃを構成するレンズの厚みを削減することが容易になり、当該防振レンズ群Ｇｖｃの軽量化を図ることができる。これに伴い、防振レンズ群Ｇｖｃを駆動するためのアクチュエータや駆動モータ等の負荷を小さくすることができ、これらの防振駆動機構の小型化を図ることができる。このため、当該光学系及び防振駆動機構等を収容する鏡筒の外径を小さくすることができる。

（３）第３レンズ群Ｇｒ
第３レンズ群Ｇｒは、上述のとおり、少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを備え、且つ、少なくとも条件式（１）〜条件式（４）を満足するように構成されていれば、当該第３レンズ群Ｇｒの屈折力及び具体的なレンズ構成は限定されるものではない。第３レンズ群Ｇｒに、少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを配置することにより、当該光学系内において発生した色収差を第３レンズ群Ｇｒで低減することができる。また、第３レンズ群Ｇｒの屈折力は正であっても負であってもよいが、大口径レンズの小型化を図るという観点から、第３レンズ群Ｇｒは正の屈折力を有することが好ましい。当該光学系における最終群である第３レンズ群Ｇｒの屈折力を正とすることにより、最終群に収束作用を持たせ、倍率を小さくすることができ、物体側群である第１レンズ群Ｇｆの径を小さくすることができる。

１−２．条件式
次に、各条件式について説明する。上述したとおり、当該光学系は、下記条件式（１）〜条件式（４）を満足することを特徴とする。以下、各条件式について順に説明する。

１−２−４．条件式（１）
条件式（１）は、防振レンズ群Ｇｖｃの焦点距離と当該光学系全体の焦点距離との比を規定した式である。本件発明では、手振れ等の振動が生じたとき、当該防振レンズ群Ｇｖｃを光軸に対して垂直方向に移動させる。すなわち、防振時は、当該防振レンズ群Ｇｖｃを偏芯させ、手振れ等の振動に起因して移動した像を元の結像位置に戻す。一般に、大口径レンズでは、共軸の収差の発生量も大きくなる傾向がある点に加えて、防振レンズ群Ｇｖｃを偏芯させた場合、その偏芯による収差の発生量が大きく、特に偏芯コマ収差及び偏芯像面湾曲の発生量が大きくなる傾向にある。本件発明では、当該条件式（１）を満足する光学系とすることにより、偏芯コマ収差及び偏芯像面湾曲の発生量を抑え、防振時においても優れた光学性能を有する明るい大口径レンズを実現することができる。また、当該条件式（１）を満足する光学系とすることにより、防振時における防振レンズ群Ｇｖｃの移動量を適正な範囲内とすることができ、その結果、防振レンズ群Ｇｖｃを駆動するためのアクチュエータなどの防振駆動機構が大きくなるのを抑制し、鏡筒の外径の小型化を図ることができる。以上より、当該大口径レンズの小型化当該光学系を少ないレンズ枚数で構成した場合にも、優れた光学性能を実現することができるため、当該大口径レンズの小型化を図ることができる。

条件式（１）の数値が下限値以下になると、防振レンズ群Ｇｖｃの焦点距離が小さくなりすぎ、防振時の防振レンズ群Ｇｖｃの偏芯に伴う偏芯コマ収差及び偏芯像面湾曲の変動が大きくなり、少ないレンズ枚数で防振時における良好な光学性能を確保することが困難となる。

条件式（１）の数値が上限値以上になると、防振レンズ群Ｇｖｃの焦点距離が大きくなりすぎ、防振時における防振レンズ群Ｇｖｃの垂直方向の移動量が適正な範囲を超えて大きくなり、防振駆動機構が大きくなり、鏡筒の外径も大きくなるため、当該大口径レンズの小型化を図る上で好ましくない。

上記効果を得る上で、当該光学系において防振レンズ群Ｇｖｃは下記条件式（１）’を満足することがより好ましく、下記条件式（１）’’を満足することがさらに好ましく、下記条件式（１）’’’を満足することがより一層好ましい。

０．９３＜｜ｆｖｃ｜／ｆ＜３．００・・・（１）’
０．９８＜｜ｆｖｃ｜／ｆ＜２．９０・・・（１）’’
０．９８＜｜ｆｖｃ｜／ｆ＜２．５３・・・（１）’’’

１−２−２．条件式（２）
条件式（２）は、防振レンズ群Ｇｖｃを構成する単レンズユニットのｄ線のアッベ数を規定した式である。条件式（２）を満足させることにより、防振時に防振レンズ群Ｇｖｃを移動させたときの色ズレを小さくすることができ、防振時においても優れた光学性能を実現することができる。

上記効果を得る上で、当該光学系において防振レンズ群Ｇｖｃを構成する単レンズユニットのｄ線のアッベ数は下記条件式（２）’を満足することが好ましく、下記条件式（２）’’を満足することがさらに好ましく、下記条件式（２）’’’を満足することがより一層好ましい。

４０＜ νｄｖｃ・・・（２）’
４５＜ νｄｖｃ・・・（２）’’
５４＜ νｄｖｃ・・・（２）’’’

１−２−３．条件式（３）
条件式（３）は、第三レンズ群Ｇｒの焦点距離と、当該光学系全体の焦点距離との比を規定した式である。条件式（３）を満足させることにより、少ないレンズ枚数で優れた光学性能を確保することができ、当該大口径レンズの小型化を図ることができ、コストの増加を抑制することができる。

条件式（３）の数値が下限値以下となると、第三レンズ群Ｇｒの焦点距離が小さくなりすぎるため、第三レンズ群Ｇｒで発生する球面収差及び像面湾曲が大きくなる。これらの収差を補正し、優れた光学性能を確保するには、レンズ枚数を増加させる必要がある。その結果、当該大口径レンズの大型化やコスト増を招くことになり、好ましくない。

また、条件式（３）の数値が上限値以上になると、第三レンズ群Ｇｒの焦点距離が大きくなりすぎるため、光学性能の優れた大口径レンズを実現する上で、第一レンズ群Ｇｆや防振レンズ群Ｇｖｃに割り当てるべき収差補正量が大きくなり、防振時における光学性能の悪化を招くとともに、当該光学系を大口径レンズとすることが困難になる。

上記効果を得る上で、当該光学系は下記条件式（３）’を満足することが好ましく、下記条件式（３）’’を満足することがより好ましく、下記条件式（３）’’’を満足することがさらに好ましい。

０．８０＜｜ｆｒ｜／ｆ＜１．７８・・・（３）’
０．８３＜｜ｆｒ｜／ｆ＜１．７５・・・（３）’’
０．９４＜｜ｆｒ｜／ｆ＜１．７５・・・（３）’’’

１−２−４．条件式（４）
条件式（４）は、防振レンズ群Ｇｖｃの物体側の面（光学面）の曲率半径と、第一レンズ群Ｇｆの焦点距離との比を規定した式である。条件式（４）を満足するように、当該光学系を構成することにより、第１レンズ群Ｇｆ側から防振レンズ群Ｇｖｃの物体側の面に対して軸上光束が入射するときの角度が０°又は０°に近くなる。このように、防振レンズ群Ｇｖｃの物体側の面に入射する軸上光束の角度を小さくすることにより、物体側の面にほぼ垂直で入射し、発生する偏芯コマ収差を小さくすることができ、防振時の光学性能の劣化を抑制することができる。

上記効果を得る上で、当該光学系は下記条件式（４）’を満足することが好ましく、下記条件式（４）’’を満足することがより好ましい。

−０．１＜Ｃｒ１ｖｃ／ｆｆ・・・（４）’
０．０＜Ｃｒ１ｖｃ／ｆｆ・・・（４）’’

１−２−５．条件式（５）
本件発明において、上記条件式（１）〜条件式（４）に加えて、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。

０．２０＜｜（１−βｖｃ）×βｒ｜＜０．８０・・・（５）
ただし、上記式（５）において、
βｖｃは、前記防振レンズ群Ｇｖｃの横倍率、
βｒは前記第三レンズ群Ｇｒの横倍率である。

条件式（５）は、防振レンズ群Ｇｖｃの垂直方向の移動量と、像面上での像点移動量との比、すなわちブレ補正係数を規定した式である。本件発明では、当該条件式（５）を満足する光学系とすることにより、ブレ補正係数を適正な範囲とすることができ、偏芯コマ収差及び偏芯像面湾曲の発生量を抑え、防振時においても優れた光学性能を有する明るい大口径レンズを実現することができる。その結果、当該光学系を少ないレンズ枚数で構成した場合にも、優れた光学性能を実現することができるため、当該大口径レンズのより一層の小型化を図ることができる。

条件式（５）の数値が下限値以下となると、すなわち、ブレ補正係数が小さくなると、防振時における防振レンズ群Ｇｖｃの垂直方向の移動量が大きくなり、防振レンズ群Ｇｖｃを駆動するためのアクチュエータなどの防振駆動機構が大きくなる。その結果、条件式（１）において述べた場合と同様に、これらを収容する鏡筒の外径が大きくなり、当該大口径レンズの小型化を図る上で好ましくない。

また、条件式（５）の数値が上限値以上になると、すなわち、ブレ補正係数が大きくなると、防振時における偏芯コマ収差及び偏芯像面湾曲の変動が大きくなり、これらの補正が困難となる。このため、防振時における光学性能が低下する場合があり好ましくない。また、ブレ補正係数が大きくなると、防振時における防振レンズ群Ｇｖｃの移動量が小さくなり、防振レンズ群Ｇｖｃの精密な駆動制御が要求されるようになる。このため、電気的機械的精度の負荷が高くなり好ましくない。

上記効果を得る上で、当該光学系は下記条件式（５）’を満足することが好ましく、下記条件式（５）’’を満足することがより好ましい。

０．２８＜｜（１−βｖｃ）×βｒ｜＜０．６５・・・（５）’
０．３５＜｜（１−βｖｃ）×βｒ｜＜０．６０・・・（５）’’

１−２−５．条件式（６）
本件発明に係る光学系において、上記条件式（１）〜条件式（４）に加えて、以下の条件式（６）を満足することも好ましい。

０．８０＜｜ｆｆ／ｆ｜・・・（６）

条件式（６）は、第一レンズ群Ｇｆの焦点距離と当該光学系全体の焦点距離との比を規定した式である。条件式（６）を満足することにより、第一レンズ群Ｇｆの屈折力が強くなりすぎることを抑制し、当該光学系を少ないレンズ枚数で構成することができ、当該光学系の小型化を図ると共に、高い光学性能を有する光学系を得ることができる。

上記効果を得る上で、当該光学系において、第１レンズ群Ｇｆは、下記条件式（６）’を満足することがより好ましく、下記条件式（６）’’を満足することがさらに好ましい。

０．８７＜｜ｆｆ／ｆ｜・・・（６）’
０．９２＜｜ｆｆ／ｆ｜・・・（６）’’

１−２−７．条件式（７）
本件発明に係る光学系において、第三レンズ群Ｇｒに含まれる少なくとも一枚の負レンズが、以下の条件式（７）を満足することが、色収差の補正に効果的であり、条件式（７）’を満足することがより好ましく、条件式（７）’’を満足することがさらに好ましく、条件式（７）’’’を満足することがより一層好ましく、条件式（７）’’’’を満足することが最も好ましい。

７１＞ νｄｎ・・・（７）
６４＞ νｄｎ・・・（７）’
５７＞ νｄｎ・・・（７）’’
５１＞ νｄｎ・・・（７）’’’
４１＞ νｄｎ・・・（７）’’’’

１−２−８．条件式（８）
本件発明に係る光学系において、第三レンズ群Ｇｒに含まれる少なくとも一枚の負レンズが、以下の条件式（８）を満足することが、像面性の補正に効果的であり、条件式（８）’を満足することがより好ましく、条件式（８）’’を満足することがさらに好ましい。

１．４８＜Ｎｄｎ・・・（８）
１．５１＜Ｎｄｎ・・・（８）’
１．６１＜Ｎｄｎ・・・（８）’’

１−３．明るさ
本件発明は、当該光学系全系のＦｎｏは２．８よりも明るい大口径レンズに適用することが好ましい。上述してきたように、防振レンズ群Ｇｖｃを第１レンズ群Ｇｆと第３レンズ群Ｇｒとの間に配置し、第３レンズ群に少なくとも１枚の負レンズを配置し、少なくとも条件式（１）〜条件式（４）を満足させることにより、防振時における防振レンズ群Ｇｖｃの移動量、ブレ補正係数、各レンズ群の屈折力、近軸倍率等を適性なものとすることができ、防振時においても優れた光学性能を有する大口径レンズとすることができる。

本件発明の効果をより確実にする上で、本件発明は光学系全景のＦｎｏが２．４より明るい光学系に適用することがより好ましく、Ｆｎｏが２．０より明るい光学系に適用することがさらに好ましく、Ｆｎｏが１．８より明るい光学系に適用することがより一層好ましい。本発明によれば、このようにＦｎｏが２．８より明るい大口径レンズにおいて、防振レンズ群Ｇｖｃ及び防振駆動機構を含む防振機構の小型化及び軽量化を実現することができ、少ないレンズ枚数で防振時の光学性能に優れた明るい大口径レンズが得られる。

２．撮像装置
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係る光学系と、当該光学系の像側に設けられた、当該光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする。ここで、撮像素子等に特に限定はなく、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子等も用いることができ、本件発明に係る撮像装置は、デジタルカメラやビデオカメラ等のこれらの固体撮像素子を用いた撮像装置に好適である。また、当該撮像装置は、レンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよいし、一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換式の撮像装置であってもよいのは勿論である。

次に、実施例および比較例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下に挙げる各実施例の光学系は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルムカメラ等の撮像装置（光学装置）に用いられる撮影光学系である。また、レンズ断面図（図１、図４、図７、図１０、図１３及び図１６）において、図面に向かって左方が物体側、右方が像側である。

（１）光学系の構成
図１は、本件発明に係る実施例１の光学系である固定焦点レンズの構成を示すレンズ断面図である。当該固定焦点レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第一レンズ群Ｇｆと、負の屈折力を有する防振レンズ群Ｇｖｃと、正の屈折力を有する第三レンズ群Ｇｒとを備え、これらのレンズ群により構成されている。防振レンズ群は、光軸に対して垂直方向に移動して像位置を変化させるもので、当該防振レンズ群Ｇｖｃにより、撮像時の手振れ等の振動に起因する像ブレを低減することができる。図１において、第１レンズ群Ｇｆ内にに示す「Ｓ」は開口絞りである。また、第３レンズ群Ｇｒの像側に示す「Ｉ」は像面であり、具体的には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子の撮像面、或いは、銀塩フィルムのフィルム面等を示す。なお、各レンズ群の具体的なレンズ構成は図１に示すとおりである。なお、これらの符号は実施例２〜実施例６で示す図４、図７、図１０、図１３及び図１６においても同様のものを示すため、以下では説明を省略する。

（２）数値実施例
次に、当該固定焦点レンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表１に当該固定焦点レンズのレンズデータを示す。表１において、面番号Ｎｏ．は物体側から数えたレンズ面の順番、Ｒはレンズ面の曲率半径、Ｄはレンズ面の光軸上の間隔、Ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、開口絞り（絞りＳ）は、面番号にＳＴＯＰを付して示している。さらに、レンズ面が非球面である場合には、面番号にＡＳＰＨを示し、曲率半径Ｒの欄には近軸曲率半径を示している。なお、これらは実施例２〜実施例６で示す表２、表３、表５、表７及び表９においても同様であるため、以下では説明を省略する。

図２に、当該固定焦点レンズの無限遠合焦時の縦収差図を示す。それぞれの縦収差図は、図面に向かって左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差を表している。球面収差を示す図において、実線はd線（587.6nm）、破線はg線（435.8nm）を表している。非点収差を示す図において、実線はd線のサジタル方向X、破線はd線のメリディオナル方向Yを表している。なお、これらの収差を表示する順序、並び、各図において実線、波線等が示すものは実施例２〜実施例６で示す図５、図８、図１１、図１４及び図１７においても同様であるため、以下では説明を省略する。

図３は、（ａ）無限遠合焦時、基準状態の横収差図、及び（ｂ）無限遠合焦時、０．３°角度ぶれ補正時の横収差図である。中央に軸上の横収差図、上下に７割像高の横収差図を示す。d線（587.6nm）、破線はg線（435.8nm）を表している。なお、これらの収差を表示する順序、各図において実線、波線等が示すものは実施例２〜実施例６で示す図６、図９、図１２、図１５及び図１８においても同様であるため、以下では説明を省略する。

当該固定焦点レンズの焦点距離（ｆ）、大口径比（Ｆｎｏ）、画角（ω）はそれぞれ以下のとおりである。また、各条件式（１）〜条件式（８）の数値を表１１に示す。

ｆ＝８７．５１８７Ｆｎｏ＝１．４５７８ ω＝１３．８５８５°

（１）光学系の構成
図４は、本件発明に係る実施例２の光学系である固定焦点レンズの構成を示すレンズ断面図である。当該固定焦点レンズは、物体側から順に正の屈折力を有する第一レンズ群Ｇｆと、負の屈折力を有する防振レンズ群Ｇｖｃと、正の屈折力を有する第三レンズ群Ｇｒとを備え、これらのレンズ群により構成されている。防振レンズ群Ｇｖｃの機能は実施例１と同様である。また、具体的なレンズ構成は図４に示すとおりである。

（２）数値実施例
次に、当該固定焦点レンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表２に当該固定焦点レンズのレンズデータを示す。図５は無限遠合焦時の縦収差図であり、図６は、（ａ）無限遠合焦時、基準状態の横収差図、及び（ｂ）無限遠合焦時、０．３°角度ぶれ補正時の横収差図である。

また、当該固定焦点レンズの焦点距離（ｆ）、大口径比（Ｆｎｏ）、画角（ω）はそれぞれ以下のとおりである。また、各条件式（１）〜条件式（８）の数値を表１１に示す。

ｆ＝８７．０８５９Ｆｎｏ＝１．４７４３ ω＝１４．０４１９°

（１）光学系の構成
図７は、本件発明に係る実施例３の光学系である固定焦点レンズの構成を示すレンズ断面図である。当該固定焦点レンズは、物体側から順に正の屈折力を有する第一レンズ群Ｇｆと、負の屈折力を有する防振レンズ群Ｇｖｃと、正の屈折力を有する第三レンズ群Ｇｒとを備え、これらのレンズ群により構成されている。防振レンズ群Ｇｖｃの機能は実施例１と同様である。また、具体的なレンズ構成は図７に示すとおりである。

（２）数値実施例
次に、当該固定焦点レンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表３に当該固定焦点レンズのレンズデータを示す。また、図８は無限遠合焦時の縦収差図であり、図９は、（ａ）無限遠合焦時、基準状態の横収差図、及び（ｂ）無限遠合焦時、０．３°角度ぶれ補正時の横収差図である。

ｆ＝８２．８７００Ｆｎｏ＝１．４６１７ ω＝１４．５８３４°

上記表３に示した非球面について、その形状を次式で表した場合の非球面係数及び円錐定数を表４に示す。なお、後述する表６、表８及び表１０に示す非球面係数及び円錐定数も同様に下記定義に基づくものとする。

ここで、非球面は次式で定義されるものとする。
z=ch2/[1+{1-(1+k)c2h2}1/2]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10・・・
（但し、cは曲率(1/r)、hは光軸からの高さ、kは円錐係数、A4、A6、A8、A10・・・は各次数の非球面係数）

（１）光学系の構成
図１０は、本件発明に係る実施例４の光学系である固定焦点レンズの構成を示すレンズ断面図である。当該固定焦点レンズは、物体側から順に負の屈折力を有する第一レンズ群Ｇｆと、負の屈折力を有する防振レンズ群Ｇｖｃと、正の屈折力を有する第三レンズ群Ｇｒとを備え、これらのレンズ群により構成されている。防振レンズ群Ｇｖｃの機能は実施例１と同様である。また、具体的なレンズ構成は図１０に示すとおりである。

（２）数値実施例
次に、当該固定焦点レンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表５に当該固定焦点レンズのレンズデータを示す。また、図１１は無限遠合焦時の縦収差図であり、図１２は、（ａ）無限遠合焦時、基準状態の横収差図、及び（ｂ）無限遠合焦時、０．３°角度ぶれ補正時の横収差図である。

ｆ＝３５．３５２４Ｆｎｏ＝１．８３５４ ω＝３１．７４６０°

表５に示した非球面について、その非球面係数及び円錐定数を表６に示す。

（１）光学系の構成
図１３は、本件発明に係る実施例５の光学系である固定焦点レンズの構成を示すレンズ断面図である。当該固定焦点レンズは、物体側から順に負の屈折力を有する第一レンズ群Ｇｆと、負の屈折力を有する防振レンズ群Ｇｖｃと、正の屈折力を有する第三レンズ群Ｇｒとを備え、これらのレンズ群により構成されている。防振レンズ群Ｇｖｃの機能は実施例１と同様である。また、具体的なレンズ構成は図１３に示すとおりである。

（２）数値実施例
次に、当該固定焦点レンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表７に当該固定焦点レンズのレンズデータを示す。また、図１４は無限遠合焦時の縦収差図であり、図１５は、（ａ）無限遠合焦時、基準状態の横収差図、及び（ｂ）無限遠合焦時、０．３°角度ぶれ補正時の横収差図である。

ｆ＝３５．３４９８Ｆｎｏ＝１．８３５２ ω＝３１．９８６４°

表７に示した非球面について、その非球面係数及び円錐定数を表８に示す。

（１）光学系の構成
図１６は、本件発明に係る実施例６の光学系である固定焦点レンズの構成を示すレンズ断面図である。当該固定焦点レンズは、物体側から順に正の屈折力を有する第一レンズ群Ｇｆと、正の屈折力を有する防振レンズ群Ｇｖｃと、正の屈折力を有する第三レンズ群Ｇｒとを備え、これらのレンズ群により構成されている。防振レンズ群Ｇｖｃの機能は実施例１と同様である。また、具体的なレンズ構成は図１３に示すとおりである。

（２）数値実施例
次に、当該固定焦点レンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表９に当該固定焦点レンズのレンズデータを示す。また、図１７は無限遠合焦時の縦収差図であり、図１７は、（ａ）無限遠合焦時、基準状態の横収差図、及び（ｂ）無限遠合焦時、０．３°角度ぶれ補正時の横収差図である。

ｆ＝３５．８７５０Ｆｎｏ＝２．３７７９ ω＝３１．８７１１°

表９に示した非球面について、その非球面係数及び円錐定数を表１０に示す。

各数値実施例における条件式の数値を表１１に示す。

Ｇｆ・・・第１レンズ群
Ｇｒ・・・第３レンズ群
Ｇｖｃ・・・防振レンズ群
Ｓ・・・絞り
Ｉ・・・像面

Claims

物体側から順に、第一レンズ群Ｇｆ、光軸に対して垂直方向に移動して像位置を変化させる防振レンズ群Ｇｖｃ及び第三レンズ群Ｇｒから構成された光学系であって、
当該防振レンズ群Ｇｖｃは、単レンズユニットから構成され、
当該第三レンズ群Ｇｒは少なくとも１枚の負の屈折力を有するレンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
０．９０＜｜ｆｖｃ｜／ｆ＜３．１０・・・（１）
５４＜ νｄｖｃ・・・（２）’’’
０．９４＜｜ｆｒ｜／ｆ＜１．８０・・・（３）’’’’
−０．１＜Ｃｒ１ｖｃ／ｆｆ・・・（４）’
１．１１０ ≦ ｜ｆｆ／ｆ｜・・・（６）’’’
ただし、上記各式において、
ｆｖｃは、当該防振レンズ群Ｇｖｃの焦点距離、
ｆは、当該光学系全系の焦点距離、
νｄｖｃは、当該防振レンズ群Ｇｖｃを構成する単レンズユニットのｄ線に対するアッベ数、
ｆｒは、当該第三レンズ群Ｇｒの焦点距離、
Ｃｒ１ｖｃは、当該防振レンズ群Ｇｖｃの最も物体側の面の曲率半径、
ｆｆは、当該第一レンズ群Ｇｆの焦点距離である。
全系のＦｎｏは、２．８よりも明るい請求項１に記載の光学系。
前記第三レンズ群Ｇｒは、正の屈折力を有する請求項１又は請求項２に記載の光学系。
以下の条件式を満足する請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の光学系。
０．２０＜｜（１ − βｖｃ） × βｒ｜＜０．８０・・・（５）
ただし、上記式（５）において、
βｖｃは、前記防振レンズ群Ｇｖｃの横倍率、
βｒは前記第三レンズ群Ｇｒの横倍率である。
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の光学系と、当該光学系の像側に設けられた、当該光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。