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技術 光学系およびそれを有する撮像装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 森健太朗
出願日 2018年2月28日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-035315
公開日 2019年9月12日 (7ヶ月経過) 公開番号 2019-152682
状態 未査定
技術分野 レンズ系 スタジオ装置
主要キーワード フラウンホーファー線 引用文 IRカットフィルター 監視用カメラ 放送用カメラ 軸上マージナル光線 最終レンズ面 部分分散性
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年9月12日)のものです。
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図面 (14)

課題

小型であって高画質光学系を提供することである。

解決手段

光学系L0は正の屈折力の第1レンズ群L1、第2レンズ群L2からなる。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、正レンズL11、正レンズL12、正レンズL13、像側に凹面を向けたメニスカス形状負レンズL14、絞りSP、少なくとも1枚のレンズを有する。第2レンズ群L2は正レンズと負レンズを有する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際し、第1レンズ群L1が物体側に移動することで第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の光軸上の距離は変化する。光学系L0は所定の条件式満足する。

概要

背景

開口絞りに対して略対称レンズを配置したガウスタイプの光学系では、コマ収差ディストーション倍率色収差等の光学系の非対称性に起因して発生する収差を低減させられることが知られている。

特許文献1には、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群から成るガウスタイプの大口径中望遠の光学系が開示されている。

概要

小型であって高画質な光学系を提供することである。 光学系L0は正の屈折力の第1レンズ群L1、第2レンズ群L2からなる。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、正レンズL11、正レンズL12、正レンズL13、像側に凹面を向けたメニスカス形状負レンズL14、絞りSP、少なくとも1枚のレンズを有する。第2レンズ群L2は正レンズと負レンズを有する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際し、第1レンズ群L1が物体側に移動することで第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の光軸上の距離は変化する。光学系L0は所定の条件式満足する。

目的

効果

実績

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請求項1

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2レンズ群からなる光学系であって、前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズL11、正レンズL12、正レンズL13、像側に凹面を向けたメニスカス形状負レンズL14、絞り、少なくとも1枚のレンズを有し、前記第2レンズ群は正レンズと負レンズを有し、無限遠から近距離へのフォーカシングに際し、前記第1レンズ群が物体側に移動することで前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の光軸上の距離は変化し、前記第2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D2、前記光学系のバックフォーカスをBFとしたとき、1.1<D2/BF<2.5なる条件式満足することを特徴とする光学系。

請求項2

前記正レンズL11の焦点距離をF11、前記光学系の焦点距離をFとしたとき、2.8<F11/F<5.1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。

請求項3

前記正レンズL12の焦点距離をF12、前記光学系の焦点距離をFとしたとき、1.3<F12/F<2.9なる条件式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。

請求項4

前記正レンズL13の焦点距離をF13、前記光学系の焦点距離をFとしたとき、0.8<F13/F<1.7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のいずれか一項に記載の光学系。

請求項5

前記負レンズL14の焦点距離をF14、前記光学系の焦点距離をFとしたとき、0.50<|F14|/F<0.90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のいずれか一項に記載の光学系。

請求項6

前記第2レンズ群に含まれる正レンズのうち最も屈折率の大きな正レンズの屈折率をNpとしたとき、1.75<Np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のいずれか一項に記載の光学系。

請求項7

前記第2レンズ群に含まれる正レンズのうち最も屈折力の大きな正レンズの焦点距離をF2pmとしたとき、0.32<F2pm/F<0.51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のいずれか一項に記載の光学系。

請求項8

前記第2レンズ群に含まれる負レンズのうち最も屈折率の小さな負レンズの屈折率をNnとしたとき、Nn<1.65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のいずれか一項に記載の光学系。

請求項9

前記第2レンズ群に含まれる負レンズのうち負の屈折力が最も大きな負レンズの焦点距離をF2nmとしたとき、0.45<|F2nm|/F<0.80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のいずれか一項に記載の光学系。

請求項10

前記第1レンズ群は、前記絞りよりも物体側のレンズ面に非球面を有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の光学系。

請求項11

前記第1レンズ群は、前記絞りの像側に隣接して、物体側に凹面を向けた負レンズL15を有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の光学系。

請求項12

前記第1レンズ群は、前記負レンズL15の像側に接合され像側に凸面を向けた正レンズL16を有し、前記負レンズL15と前記正レンズL16を含む第1の接合レンズは全体として正の屈折力を有することを特徴とする請求項11に記載の光学系。

請求項13

前記第1レンズ群は、前記接合レンズの像側に、負レンズと正レンズを接合した第2の接合レンズを有することを特徴とする請求項12に記載の光学系。

請求項14

1.5<D2/BF<2.4なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の光学系。

請求項15

請求項1乃至14のいずれか一項に記載された光学系と、前記光学系によって形成された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

技術分野

背景技術

0002

開口絞りに対して略対称レンズを配置したガウスタイプの光学系では、コマ収差ディストーション倍率色収差等の光学系の非対称性に起因して発生する収差を低減させられることが知られている。

0003

特許文献1には、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力の第1レンズ群と、正の屈折力の第2レンズ群から成るガウスタイプの大口径中望遠の光学系が開示されている。

先行技術

0004

特開2014−81429号公報

発明が解決しようとする課題

0005

引用文献1に開示された光学系に関しては、さらなる高画質化が求められる。

0006

大口径中望遠の光学系では、特に軸上色収差を良好に補正することが重要である。軸上色収差を良好に補正するためには、正レンズ蛍石などの異常部分分散性を有する低分散な光学材料を用いれば良いが、このような特徴を持つ光学材料は一般に屈折率が低いため、球面収差像面湾曲などの諸収差の補正不足を招き得る。

0007

これを補正するためには、正レンズを複数に分割することで各正レンズの屈折力を弱めることが有効であるが、この場合レンズ枚数が増加して光学系が大型化してしまう。

0008

ゆえに、光学系の小型化と高画質化をバランス良く達成できる構成を見出す必要がある。

0009

本発明の目的は、小型であって高画質な光学系を提供することである。

課題を解決するための手段

0010

本発明の光学系は、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2レンズ群からなる光学系であって、前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズL11、正レンズL12、正レンズL13、像側に凹面を向けたメニスカス形状負レンズL14、絞り、少なくとも1枚のレンズを有し、前記第2レンズ群は正レンズと負レンズを有し、無限遠から近距離へのフォーカシングに際し、前記第1レンズ群が物体側に移動することで前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の光軸上の距離は変化し、前記第2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D2、前記光学系のバックフォーカスをBFとしたとき、
1.1<D2/BF<2.5
なる条件式満足することを特徴とする。

発明の効果

0011

本発明によれば、小型であって高画質な光学系を実現することができる。

図面の簡単な説明

0012

実施例1の光学系の断面図である。
実施例1の光学系の収差図である。
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の光学系の収差図である。
撮像装置の概略図である。

実施例

0013

以下、本発明の光学系およびそれを有する撮像装置の実施例について説明する。各実施例の光学系はデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルムカメラ監視カメラなどの撮像装置に用いられる撮像光学系である。

0014

図1,3,5,7,9,11は、それぞれ無限遠に合焦している場合の実施例1から6の光学系L0の断面図である。各断面図に示したSPは絞りである。IPは像面であり、各実施例の光学系L0をビデオカメラデジタルカメラの撮像光学系として用いる際には、CCDセンサCMOSセンサ等の撮像素子が像面IPに配置される。各実施例の光学系L0を銀塩フィルムカメラの撮像光学系として用いる際には、フィルムが像面IPに配置される。

0015

レンズ断面図において、左側が物体側で、右側が像側である。また、各レンズ断面図に示す矢印は、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示している。

0016

図2,4,6,8,10,12は、それぞれ実施例1から6の光学系L0の無限遠合焦時の収差図である。各収差図においてFnoはFナンバー、ωは半画角(°)である。球面収差図において、d−line(実線)はd線(波長587.6nm)、g−line(1点鎖線)はg線(波長435.8nm)である。非点収差図においてΔS(実線)はd線におけるサジタル像面、ΔM(破線)はd線におけるメリディナル像面である。歪曲収差はd線について示している。倍率色収差図はg線について示している。

0017

各実施例の光学系L0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、正または負の屈折力の第2レンズ群L2からなる。

0018

各実施例の光学系L0において、第1レンズ群L1は物体側から像側へ順に、正レンズL11、正レンズL12、正レンズL13、像面側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL14、絞りSP、少なくとも1枚のレンズを有する。

0019

各実施例の光学系L0において、第2レンズ群L2は少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズを有する。

0020

また、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、第1レンズ群L1は物体側に移動する。なお、第2レンズ群L2はフォーカシングに際して不動である。すなわち、フォーカシングに際して第1レンズ群L1と第2レンズ群L2の光軸上の間隔は変化する。

0021

各実施例の光学系における第1レンズ群L1の構成について述べる。大口径中望遠の光学系を小型化するためには、Fナンバーを決定する光束(Fナンバー光束)を第1レンズ群L1において効果的に収斂させる必要がある。このため、第1レンズ群L1の絞りSPよりも物体側に正レンズを3枚配置している。

0022

正レンズの枚数が2枚以下である場合、各正レンズの屈折力が強くなってしまう結果、球面収差や色収差等の諸収差を良好に補正することが困難となる。

0023

さらに、より高画質化するためには、収斂光に負レンズによる屈折効果を作用させて諸収差を効果的に補正する必要がある。そのため、像面側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL14を絞りSPより物体側であって3枚の正レンズより像側に配置している。

0024

このように像面側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL14を配置することで、正レンズにより発生した諸収差を効果的に補正している。さらに、絞りSPの像側に少なくとも1枚のレンズを配置することでFナンバー光束をより効果的に収斂させている。

0025

次に、各実施例の光学系における第2レンズ群L2の構成について述べる。各実施例の光学系L0において第2レンズ群L2には、第1レンズ群L1で補正し切れなかった諸収差を補正する役割がある。第2レンズ群を像面IPに近接した位置に配置することで、像面湾曲等の諸収差を効果的に補正することができる。このため、各実施例において第2レンズ群L2は後述する条件式を満足するように構成されている。また、色収差を含めた諸収差を良好に補正するために、第2レンズ群L2は正レンズと負レンズを少なくとも1枚ずつ含むように構成されている。

0026

次に、各実施例の光学系L0におけるフォーカシングに伴うレンズ群の移動について述べる。前述のように、各実施例の光学系L0では、無限遠から近距離への合焦に際し、第1レンズ群L1を物体側に移動させ、第2レンズ群を不動としている。これによって、フォーカス機構簡易に成り光学系L0を備えるレンズ装置を小型に構成することができる。

0027

各実施例の光学系L0は、以下の条件式を満足する。
1.1<D2/BF<2.5 (1)

0028

ここで、D2は第2レンズ群L2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である。BFは光学系L0のバックフォーカスである。

0029

条件式(1)は光学系L0の小型化と高画質化を両立させるためのものである。D2/BFの値が条件式(1)の上限値を上回る程にD2が大きくなると、光学系L0の全長が長くなりすぎ、光学系L0を小型に構成することが困難となる。D2/BFの値が条件式(1)の下限値を下回る程にD2が小さくなると、諸収差を良好に補正するために必要なレンズを第2レンズ群L2内に適切に配置することが困難となり、光学系L0を高画質化することが困難となる。

0030

条件式(1)の数値範囲は、以下の条件式(1a)のように設定することが好ましい。
1.3<D2/BF<2.4 (1a)

0031

条件式(1)の数値範囲は、以下の条件式(1b)のように設定することがより好ましい。
1.6<D2/BF<2.3 (1b)

0032

各実施例では以上の構成により、小型かつ高画質の撮像光学系を実現している。

0033

次に、各実施例の光学系L0におけるより好ましい構成について述べる。各実施例の光学系L0は、以下の条件式(2)乃至(9)のうち1つ以上を満足することが好ましい。
2.8<F11/F<5.1 (2)
1.3<F12/F<2.9 (3)
0.8<F13/F<1.7 (4)
0.50<|F14|/F<0.90 (5)
1.75<Np (6)
0.32<F2pm/F<0.51 (7)
Nn<1.65 (8)
0.45<|F2nm|/F<0.80 (9)

0034

ここで、F11は正レンズL11の焦点距離である。F12は正レンズL12の焦点距離である。F13は正レンズL13の焦点距離である。F14は負レンズL14の焦点距離である。Fは光学系L0全系の焦点距離である。Npは第2レンズ群L2に含まれる正レンズのうち最も屈折率の大きな正レンズのd線に対する屈折率である。F2pmは第2レンズ群L2に含まれる正レンズのうち最も屈折力の大きな正レンズの焦点距離である。Nnは第2レンズ群L2に含まれる負レンズのうち最も屈折率の小さな負レンズのd線に対する屈折率である。F2nmは第2レンズ群L2に含まれる負レンズのうち負の屈折力が最も大きな負レンズ(第2レンズ群L2に含まれる負レンズのうち焦点距離の絶対値が最も小さな負レンズ)の焦点距離である。

0035

なお、F2pmおよびF2nmについては、光学系L0に含まれる各レンズを単レンズとしてみたときの値を用いるものとする。

0036

条件式(2)は正レンズL11の焦点距離に関する。F11/Fの値が条件式(2)の上限値を超える程に正レンズL11の焦点距離が長くなると、第1レンズ群L1において軸上光束を十分に収斂できず、光学系を十分に小型に構成することが困難となる。F11/Fの値が条件式(2)の下限値を下回るほどに正レンズL11の焦点距離が短くなると、正レンズL11において球面収差や色収差等の諸収差が多く発生し、光学系L0を十分に高画質化することが困難となる。

0037

条件式(3)は正レンズL12の焦点距離に関する。F12/Fの値が条件式(3)の上限値を超える程に正レンズL12の焦点距離が長くなると、第1レンズ群L1において軸上光束を十分に収斂できず、光学系を十分に小型に構成することが困難となる。F12/Fの値が条件式(3)の下限値を下回るほどに正レンズL12の焦点距離が短くなると、正レンズL12において球面収差や色収差等の諸収差が多く発生し、光学系L0を十分に高画質化することが困難となる。

0038

条件式(4)は正レンズL13の焦点距離に関する。F13/Fの値が条件式(4)の上限値を超える程に正レンズL13の焦点距離が長くなると、第1レンズ群L1において軸上光束を十分に収斂できず、光学系を十分に小型に構成することが困難となる。F13/Fの値が条件式(4)の下限値を下回るほどに正レンズL13の焦点距離が短くなると、正レンズL13において球面収差や色収差等の諸収差が多く発生し、光学系L0を十分に高画質化することが困難となる。

0039

条件式(5)は負レンズL14の焦点距離に関する。|F14|/Fの値が条件式(5)の上限値を超える程に負レンズL14の焦点距離の絶対値が大きくなると、球面収差や色収差等の諸収差を十分に補正することが難しくなり、光学系L0を十分に高画質化することが困難となる。|F14|/Fの値が条件式(5)の下限値を下回るほどに負レンズL14の焦点距離の絶対値が小さくなると、軸上光束の発散作用が大きくなりすぎ絞り径の大型化を招き、結果として光学系L0を十分に小型に構成することが困難となる。

0040

条件式(6)は第2レンズ群L2に含まれる正レンズの屈折率に関する。前述のとおり、第2レンズ群L2には第1レンズ群L1において補正し切れなかった諸収差を補正する役割がある。第1レンズ群L1では各レンズ面を軸上マージナル光線が通過する高さが高いため、球面収差や軸上色収差が特に大きく発生する。そのため、第1レンズ群L1ではこれらの収差を重点的に補正するのが好ましい。一方、第1レンズ群L1で重点的に球面収差および軸上色収差を補正しようとすると、像面湾曲を十分に補正しきれない場合がある。そのため、第2レンズ群L2で像面湾曲を効果的に補正できるように第2レンズ群L2を構成とすることが望ましい。Npの値が条件式(6)の下現値を下回る場合、第2レンズ群L2において像面湾曲を十分に補正することが困難となり、光学系L0を十分に高画質化することが困難となる。

0041

なお、Npの値が大きくなるほど、使用できる硝材選択範囲が狭くなる。このため、後述する条件式(6a),(6b)のようにNpの値に上限値を設けることがより好ましい。

0042

条件式(7)は第2レンズ群L2に含まれる正レンズの焦点距離に関する。F2pmが条件式(7)の上限値を超えると、第2レンズ群L2において軸上光束を十分に収斂できず光学系が大型化する。F2pmが条件式(7)の下限値を下回ると、第2レンズ群L2において像面湾曲やコマ収差等を十分に補正することが困難となり、光学系L0を十分に高画質化することが困難となる。

0043

条件式(8)は第2レンズ群に含まれる負レンズの屈折率に関する。Nnが条件式(8)の上限値を超えると、第2レンズ群L2で像面湾曲等の諸収差を十分に補正することができなくなる結果、光学系L0を十分に高画質化することが困難となる。

0044

なお、Nnの値が小さくなるほど、使用できる硝材の選択範囲が狭くなる。このため、条件式(8a),(8b)のようにNnの値に下限値を設けることがより好ましい。

0045

条件式(9)は第2レンズ群L2に含まれる負レンズの焦点距離に関する。条件式(9)の上限値を超えるほどにF2nmの絶対値が大きくなると、第2レンズ群L2においてコマ収差や像面湾曲などの諸収差を十分に補正できず光学系L0を十分に高画質化することが困難となる。条件式(9)の下限値を超える程にF2nmの絶対値が小さくなると、第2レンズ群L2において軸上光束を十分に収斂することが困難となり、光学系L0を十分に小型化することが困難となる。

0046

条件式(2)乃至(9)の数値範囲は、それぞれ以下の条件式(2a)乃至(9a)のように設定することがより好ましい。
2.9<F11/F<5.0 (2a)
1.4<F12/F<2.8 (3a)
0.9<F13/F<1.6 (4a)
0.53<|F14|/F<0.86 (5a)
1.78<Np<2.10 (6a)
0.34<F2pm/F<0.49 (7a)
1.40<Nn<1.62 (8a)
0.48<|F2nm|/F<0.78 (9a)

0047

また、条件式(2)乃至(9)の数値範囲は、それぞれ以下の条件式(2b)乃至(9b)のように設定することがさらに好ましい。
3.1<F11/F<4.8 (2b)
1.5<F12/F<2.7 (3b)
1.0<F13/F<1.5 (4b)
0.55<|F14|/F<0.84 (5b)
1.80<Np<2.00 (6b)
0.36<F2pm/F<0.47 (7b)
1.45<Nn<1.60 (8b)
0.51<|F2nm|/F<0.76 (9b)

0048

また、各実施例において第1レンズ群L1において絞りSPより物体側に配置されたレンズの少なくとも1つのレンズ面を非球面とすることが好ましい。絞りSPより物体側のレンズを非球面とすることで球面収差を効果的に補正でき、光学系L0の高画質化が容易となる。

0049

また各実施例において、物体側に凹面を向けた負レンズL15を絞りSPの像側に隣接して配置することが好ましい。これにより、コマ収差等の諸収差を効果的に補正することできる。

0050

また、光学系L0を更に高画質化するには、負レンズL15の像側に、像側に凸面を向けた正レンズL16を接合することが好ましい。このとき、負レンズL15と正レンズL16を含む接合レンズは全体として正の屈折力を有することが好ましい。絞りSPの像側に配置されるレンズをこのように構成することで、コマ収差や像面湾曲等の諸収差をより効果的に補正でき、光学系L0をより高画質化することができる。

0051

なお、負レンズL15と正レンズL16を含む接合レンズにおいて、負レンズL15と正レンズL16の間に別の光学部材が接合されていても良い。例えば、負レンズL15と正レンズL16は、樹脂材料を主成分とした光学素子を負レンズL15と正レンズL16の間に挟んで接合されていても良い。

0052

各実施例の光学系において、歪曲収差は各種公知の手法を適用して電子的に補正しても良い。

0053

各実施例は、像面IPと第2レンズ群L2の間にローパスフィルターIRカットフィルターなどの光学部材を配置しても良い。

0054

次に、各実施例におけるレンズ構成に関して説明する。

0055

[実施例1]
実施例1の光学系L0は焦点距離85.00mm、Fナンバー1.24である。

0056

第1レンズ群L1の絞りSPよりも物体側は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL11、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL13、負レンズL14で構成されている。負レンズL14の物体側の面は非球面である。

0057

また、第1レンズ群L1の絞りSPよりも像側は、2つの接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、両凹形状の負レンズL15、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の光学素子、両凸形状の正レンズL16を接合した接合レンズである。像側の接合レンズは、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズである。

0058

第2レンズ群L2は、物体側から像側へ順に配置された、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズを接合した接合レンズ、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズにより構成されている。

0059

[実施例2]
実施例2の光学系L0は焦点距離83.00mm、Fナンバー1.24である。

0060

第1レンズ群L1の絞りSPよりも物体側は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL11、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL13、負レンズL14で構成されている。負レンズL14の物体側の面は非球面である。

0061

また、第1レンズ群L1の絞りSPよりも像側は、2つの接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、両凹形状の負レンズL15、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の光学素子、両凸形状の正レンズL16を接合した接合レンズである。像側の接合レンズは、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズである。

0062

第2レンズ群L2は、物体側から像側へ順に配置された、両凸形状の正レンズと像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを接合した接合レンズ、両凹形状の負レンズ、像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズにより構成されている。

0063

[実施例3]
実施例3の光学系L0は焦点距離87.00mm、Fナンバー1.24である。

0064

第1レンズ群L1の絞りSPよりも物体側は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL11、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL13、負レンズL14で構成されている。正レンズL11の物体側の面は非球面である。

0065

また、第1レンズ群L1の絞りSPよりも像側は、2つの接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、両凹形状の負レンズL15、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の光学素子、両凸形状の正レンズL16を接合した接合レンズである。像側の接合レンズは、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズである。

0066

第2レンズ群L2は、物体側から像側へ順に配置された、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズを接合した接合レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズにより構成されている。

0067

[実施例4]
実施例4の光学系L0は焦点距離85.00mm、Fナンバー1.24である。

0068

第1レンズ群L1の絞りSPよりも物体側は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL11、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL13、負レンズL14で構成されている。負レンズL14の物体側の面は非球面である。

0069

また、第1レンズ群L1の絞りSPよりも像側は、2つの接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、両凹形状の負レンズL15、両凸形状の正レンズL16を接合した接合レンズである。像側の接合レンズは、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズである。

0070

第2レンズ群L2は、物体側から像側へ順に配置された、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズを接合した接合レンズ、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズにより構成されている。

0071

[実施例5]
実施例5の光学系L0は焦点距離95.00mm、Fナンバー1.26である。

0072

第1レンズ群L1の絞りSPよりも物体側は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL11、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL13、負レンズL14で構成されている。負レンズL14の物体側の面は非球面である。

0073

また、第1レンズ群L1の絞りSPよりも像側は、2つの接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、両凹形状の負レンズL15、両凸形状の正レンズL16を接合した接合レンズである。像側の接合レンズは、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズである。

0074

第2レンズ群L2は、物体側から像側へ順に配置された、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズを接合した接合レンズ、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズにより構成されている。

0075

[実施例6]
実施例6の光学系L0は焦点距離75.00mm、Fナンバー1.24である。

0076

第1レンズ群L1の絞りSPよりも物体側は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL11、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL12、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL13、負レンズL14で構成されている。負レンズL14の物体側の面は非球面である。

0077

また、第1レンズ群L1の絞りSPよりも像側は、2つの接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、両凹形状の負レンズL15、両凸形状の正レンズL16を接合した接合レンズである。像側の接合レンズは、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズである。

0078

第2レンズ群L2は、物体側から像側へ順に配置された、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズを接合した接合レンズ、像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズを接合した接合レンズで構成されている。

0079

次に、上述した実施例1から実施例6の光学系L0に対応する数値実施例1から数値実施例6を示す。

0080

各数値実施例の面データにおいて、rは各レンズ面の曲率半径、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。なおアッベ数νdとは、フラウンホーファー線のg線、F線、d線、C線に対する屈折率をそれぞれng、nF、nd、nCとするとき以下の式(A)で定義される値である。
νd=(nd−1)/(nF−nC) (A)

0081

各数値実施例の面データにおいて、非球面形状のレンズ面については面番号の後に*(アスタリスク)の符号を付加している。また、非球面データには各非球面の非球面係数を示している。非球面係数における「e±Z」は「×10±Z」を意味している。レンズ面の非球面形状は、光軸方向における面頂点からの変位量をX、光軸方向に垂直な方向における光軸からの高さをH、近軸曲率半径をR、円錐定数をK、非球面係数をA4,A6,A8,A10、A12とするとき、以下の式(13)により表される。

0082

0083

なお、各数値実施例において、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に焦点を合わせた時の値である。バックフォーカスBFは最終レンズ面(第2レンズ群L2において最も像側のレンズ面)から像面IPまでの距離である。レンズ全長は第1レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスを加えた値である。

0084

[数値実施例1]
単位 mm

面データ
面番号r d nd νd有効径
1 70.530 6.03 1.69680 55.5 68.60
2 99.208 0.30 67.28
3 46.657 12.20 1.49700 81.5 65.31
4 140.163 0.30 63.43
5 39.897 12.87 1.49700 81.5 56.03
6 141.407 0.50 51.49
7* 75.227 2.50 1.72047 34.7 48.48
8 26.935 12.63 39.52
9(絞り) ∞ 9.33 37.00
10 -49.201 1.60 1.66565 35.6 32.91
11 43.010 1.00 1.60401 24.2 32.48
12 56.494 8.29 1.83481 42.7 32.47
13 -49.013 2.53 32.15
14 -35.535 1.60 1.59270 35.3 30.53
15 100.447 5.64 1.90043 37.4 31.17
16 -69.073 (可変) 32.35
17 165.335 12.17 1.80400 46.5 34.34
18 -33.480 2.50 1.67270 32.1 35.30
19 254.467 5.57 35.88
20 -46.175 2.00 1.48749 70.2 36.16
21 110.287 4.95 1.90043 37.4 39.27
22 -167.036 13.31 39.75
23(像面) ∞

非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.58048e-006 A 6= 6.11191e-011 A 8= 2.02073e-013

各種データ
焦点距離85.00
Fナンバー1.24
半画角(°) 14.28
像高21.64
レンズ全長119.32
BF 13.31

物体距離無限遠0.85m
d16 1.50 16.70

入射瞳位置72.51
射出瞳位置-55.40
前側主点位置 52.36
後側主点位置-71.69

レンズ群データ
群 始面 焦点距離レンズ構成長前側主点位置 後側主点位置
1 1 98.80 77.32 25.26 -61.01
2 17 205.33 27.19 2.96 -15.36

単レンズデータ
レンズ始面 焦点距離
1 1 322.35
2 3 134.88
3 5 107.31
4 7 -59.53
5 10 -34.24
6 11 290.24
7 12 32.60
8 14 -44.09
9 15 46.18
10 17 35.60
11 18 -43.83
12 20 -66.49
13 21 74.40

0085

[数値実施例2]
単位 mm

面データ
面番号r d nd νd有効径
1 86.121 5.53 1.69680 55.5 69.23
2 121.753 0.30 67.25
3 49.386 12.60 1.49700 81.5 64.42
4 109.809 0.30 61.17
5 39.228 13.13 1.49700 81.5 55.93
6 219.136 0.50 52.72
7* 71.446 2.50 1.72047 34.7 48.63
8 26.788 16.94 40.04
9(絞り) ∞ 9.33 36.50
10 -66.103 1.60 1.66565 35.6 33.30
11 41.594 1.00 1.60401 24.2 32.98
12 53.417 10.30 1.83481 42.7 32.98
13 -52.889 1.22 32.50
14 -39.176 1.60 1.59270 35.3 32.26
15 77.248 9.71 1.90043 37.4 31.60
16 -66.143 (可変) 33.97
17 128.257 9.81 1.80400 46.5 35.50
18 -33.289 2.00 1.67270 32.1 35.65
19 -162.603 0.36 35.32
20 -484.864 2.00 1.48749 70.2 35.08
21 130.368 5.08 34.61
22 -45.257 3.00 1.90043 37.4 34.57
23 -166.614 13.50 36.45
24(像面) ∞

非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.91492e-006 A 6=-2.80846e-010 A 8= 1.97914e-013

各種データ
焦点距離83.00
Fナンバー1.24
半画角(°) 14.61
像高21.64
レンズ全長123.80
BF 13.50

物体距離無限遠0.85m
d16 1.50 12.92

入射瞳位置81.76
射出瞳位置-38.20
前側主点位置 31.50
後側主点位置-69.50

レンズ群データ
群 始面 焦点距離レンズ構成長前側主点位置 後側主点位置
1 1 88.54 86.55 60.07 -53.93
2 17 -319.15 22.25 54.41 33.47

単レンズデータ
レンズ始面 焦点距離
1 1 397.02
2 3 168.89
3 5 93.87
4 7 -60.91
5 10 -38.13
6 11 301.53
7 12 33.30
8 14 -43.63
9 15 40.88
10 17 33.79
11 18 -62.61
12 20 -210.54
13 22 -69.82

0086

[数値実施例3]
単位 mm

面データ
面番号r d nd νd有効径
1* 123.907 5.80 1.69680 55.5 70.22
2 282.514 0.50 69.56
3 46.588 13.03 1.49700 81.5 67.20
4 142.770 0.50 65.36
5 42.000 14.00 1.49700 81.5 58.02
6 592.891 0.50 54.48
7 201.583 2.50 1.66565 35.6 51.23
8 28.485 13.54 40.51
9(絞り) ∞ 9.33 37.00
10 -44.951 1.60 1.66565 35.6 32.69
11 38.698 1.00 1.60401 24.2 32.24
12 50.034 8.54 1.95375 32.3 32.24
13 -55.045 1.79 31.75
14 -42.891 1.60 1.63980 34.5 30.38
15 35.224 8.16 1.80400 46.6 31.66
16* -112.457 (可変) 32.94
17 111.302 9.19 1.81600 46.6 34.98
18 -44.595 2.00 1.67270 32.1 35.50
19 117.419 4.92 35.96
20 -80.743 2.00 1.58313 59.4 36.44
21 79.203 0.85 38.88
22 63.004 6.44 1.88300 40.8 40.77
23 -391.644 13.50 41.10
24(像面) ∞

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.09691e-007 A 6=-4.75026e-011 A 8= 1.80169e-014 A10=-1.39805e-017

第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.05426e-006 A 6=-3.50634e-009 A 8= 2.50733e-011 A10=-7.38892e-014 A12= 8.38707e-017

各種データ
焦点距離87.00
Fナンバー1.24
半画角(°) 13.96
像高21.64
レンズ全長122.80
BF 13.50

物体距離無限遠0.85m
d16 1.50 19.16

入射瞳位置79.55
射出瞳位置-57.56
前側主点位置 60.04
後側主点位置-73.50

レンズ群データ
群 始面 焦点距離レンズ構成長前側主点位置 後側主点位置
1 1 104.82 82.40 17.27 -67.06
2 17 150.54 25.40 5.44 -12.09

単レンズデータ
レンズ始面 焦点距離
1 1 312.05
2 3 133.15
3 5 90.19
4 7 -50.12
5 10 -31.00
6 11 273.69
7 12 28.62
8 14 -29.99
9 15 34.20
10 17 40.08
11 18 -47.81
12 20 -68.25
13 22 61.87

0087

[数値実施例4]
単位 mm

面データ
面番号r d nd νd有効径
1 88.805 6.04 1.69680 55.5 68.60
2 150.000 0.30 67.59
3 48.997 10.59 1.49700 81.5 65.35
4 112.314 0.30 63.46
5 44.793 14.92 1.49700 81.5 58.42
6 178.340 0.50 52.12
7* 78.439 4.67 1.72047 34.7 48.93
8 27.087 12.25 38.93
9(絞り) ∞ 9.33 37.00
10 -64.767 1.60 1.66565 35.6 33.56
11 90.627 8.98 1.83481 42.7 33.25
12 -61.973 2.16 32.79
13 -34.695 1.60 1.59270 35.3 32.58
14 103.606 6.42 1.90043 37.4 32.76
15 -52.401 (可変) 32.68
16 143.075 13.75 1.80400 46.5 34.94
17 -36.574 2.50 1.67270 32.1 35.80
18 213.011 7.26 36.02
19 -46.532 2.00 1.48749 70.2 36.47
20 934.103 3.70 1.90043 37.4 38.73
21 -129.514 13.00 39.31
22(像面) ∞

非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.32313e-006 A 6=-3.85588e-011 A 8= 1.21051e-013

各種データ
焦点距離85.00
Fナンバー1.24
半画角(°) 14.28
像高21.64
レンズ全長123.80
BF 13.00

物体距離無限遠0.85m
d15 1.93 16.72

入射瞳位置74.69
射出瞳位置-54.92
前側主点位置 53.31
後側主点位置-72.00

レンズ群データ
群 始面 焦点距離レンズ構成長前側主点位置 後側主点位置
1 1 98.17 79.66 38.30 -57.54
2 16 296.17 29.21 -7.18 -26.72

単レンズデータ
レンズ始面 焦点距離
1 1 300.24
2 3 165.68
3 5 116.05
4 7 -59.70
5 10 -56.51
6 11 45.30
7 13 -43.66
8 14 39.42
9 16 37.51
10 17 -46.22
11 19 -90.86
12 20 126.53

0088

[数値実施例5]
単位 mm

面データ
面番号r d nd νd有効径
1 89.548 8.89 1.69680 55.5 76.67
2 150.000 0.30 74.78
3 56.578 14.91 1.49700 81.5 72.31
4 243.034 0.30 69.28
5 49.543 13.26 1.49700 81.5 61.42
6 153.368 0.50 55.63
7* 113.690 10.00 1.72047 34.7 54.13
8 28.623 11.65 38.96
9(絞り) ∞ 9.33 36.76
10 -66.946 3.00 1.66565 35.6 32.74
11 82.011 10.14 1.83481 42.7 32.03
12 -67.090 1.88 31.14
13 -36.739 2.00 1.59270 35.3 30.92
14 91.601 7.47 1.90043 37.4 32.80
15 -60.606 (可変) 34.54
16 129.962 10.12 1.80400 46.5 36.78
17 -34.529 2.50 1.67270 32.1 37.11
18 249.829 5.85 37.17
19 -40.287 4.00 1.48749 70.2 37.23
20 591.791 7.21 1.90043 37.4 40.85
21 -78.638 13.00 42.04
22(像面) ∞

非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.69904e-007 A 6= 1.03850e-010 A 8= 1.67742e-014

各種データ
焦点距離95.00
Fナンバー1.26
半画角(°) 12.83
像高21.64
レンズ全長137.80
BF 13.00

物体距離無限遠0.85m
d15 1.50 22.92

入射瞳位置96.46
射出瞳位置-82.91
前側主点位置 97.36
後側主点位置-82.00

レンズ群データ
群 始面 焦点距離レンズ構成長前側主点位置 後側主点位置
1 1 114.37 93.62 34.22 -74.13
2 16 131.69 29.68 11.89 -9.30

単レンズデータ
レンズ始面 焦点距離
1 1 300.73
2 3 144.54
3 5 141.26
4 7 -55.85
5 10 -54.93
6 11 45.62
7 13 -43.99
8 14 41.47
9 16 34.89
10 17 -44.94
11 19 -77.21
12 20 77.48

0089

[数値実施例6]
単位 mm

面データ
面番号r d nd νd有効径
1 88.579 5.34 1.69680 55.5 60.53
2 150.000 0.30 59.65
3 48.429 7.61 1.49700 81.5 58.13
4 89.659 0.30 56.61
5 44.116 13.84 1.49700 81.5 53.78
6 228.633 2.69 48.57
7* 76.551 2.50 1.72047 34.7 43.40
8 27.773 11.17 37.26
9(絞り) ∞ 9.33 36.00
10 -71.359 1.60 1.66565 35.6 33.70
11 73.422 7.70 1.83481 42.7 33.76
12 -57.245 1.84 33.65
13 -36.432 1.60 1.59270 35.3 33.46
14 88.515 6.90 1.90043 37.4 33.73
15 -52.307 (可変) 33.64
16 138.539 13.58 1.80400 46.5 34.11
17 -31.345 2.50 1.67270 32.1 34.73
18 200.147 7.46 34.64
19 -37.384 2.00 1.48749 70.2 34.88
20 -264.397 3.00 1.90043 37.4 37.15
21 -120.389 13.00 37.89
22(像面) ∞

非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.22400e-006 A 6=-1.46774e-010 A 8= 5.18253e-014

各種データ
焦点距離75.00
Fナンバー1.24
半画角(°) 16.09
像高21.64
レンズ全長115.75
BF 13.00

物体距離無限遠0.85m
d15 1.50 11.51

入射瞳位置61.56
射出瞳位置-46.07
前側主点位置 41.33
後側主点位置-62.00

レンズ群データ
群 始面 焦点距離レンズ構成長前側主点位置 後側主点位置
1 1 83.00 72.71 46.80 -43.66
2 16 2466.71 28.53 -225.16 -224.66

単レンズデータ
レンズ始面 焦点距離
1 1 299.76
2 3 199.67
3 5 107.31
4 7 -61.82
5 10 -54.13
6 11 39.59
7 13 -43.34
8 14 37.38
9 16 32.97
10 17 -40.11
11 19 -89.57
12 20 243.07

0090

各数値実施例における種々の数値を表1にまとめて示す。

0091

0092

[撮像装置]
図13は、本発明の一実施形態としての撮像装置(デジタルスチルカメラ)100の概略図である。本実施形態の撮像装置100は、カメラ本体70と、上述した実施例1から6のいずれかの光学系と同様である光学系71と、光学系71によって形成される像を光電変換する撮像素子72を備える。受光素子72としては、CCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子を用いることができる。

0093

本実施形態の撮像装置100は、実施例1から6のいずれかの光学系と同様である光学系71を有するため、小型でありながら高画質な画像を得ることができる。

0094

なお、上述した各実施例の光学系は、図13に示したデジタルスチルカメラに限らず、銀塩フィルム用カメラやビデオカメラ、望遠鏡等の種々の光学機器に適用することができる。

0095

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。

0096

L0光学系
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
L11正レンズL11
L12 正レンズL12
L13 正レンズL13
L14負レンズL14
SP 絞り

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