JP2009139543A - 光学系及びそれを有する光学機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光軸と瞳近軸光線の交わる点をPとするとき、点Pよりも拡大側で最も拡大側のレンズ面における近軸軸上光線の光軸からの高さの最大値が、点Pより縮小側で近軸軸上光線がレンズ面を通過する光軸からの高さの最大値よりも大きい光学系において、点Pより縮小側に、光入出射面が共に屈折面で固体材料から形成される少なくとも1つの負の屈折力の屈折光学素子Gnを含むレンズ群Lrを有し、該屈折光学素子Gnの材料のアッベ数、g線とF線に関する部分分散比νd(Gn)、θgF(Gn)、該屈折光学素子Gnと該レンズ群Lrの焦点距離FGn、Frを各々適切に設定したこと。
【選択図】 図1
Description
該屈折光学素子Gnの材料のアッベ数、g線とF線に関する部分分散比を各々νd(Gn)、θgF(Gn)、
該屈折光学素子Gnと該レンズ群Lrの焦点距離を各々FGn、Frとするとき
−2.100×10−3・νd(Gn)+0.693<θgF(Gn)
0.55<θgF(Gn)<0.90
0.02<|FGn/Fr|<10.00
なる条件を満足することを特徴としている。
−2.100×10−3・νd(Gn)+0.693<θgF(Gn)‥‥‥(1)
0.55<θgF(Gn)<0.90 ‥‥‥(2)
0.02<|FGn/Fr|<10.00 ‥‥‥(3)
なる条件を満足している。
θgd =(Ng−Nd)/(NF−NC)
θgF =(Ng−NF)/(NF−NC)
図2、図4、図6、図8に示す実施例1〜4の光学系OLは物体側より像側へ順にフォーカスの際に不動の正の屈折力の第1レンズ群L1、フォーカスのために光軸方向へ移動する負の屈折力の第2レンズ群L2を有している。そして開口絞りSP、フォーカスの際に不動の正の屈折力の第3レンズ群L3を有している。
−1.231×10−3・νd(Gn)+0.900…(1a)
更に望ましくは、以下に示す範囲とするのが良い。
−1.389×10−3・νd(Gn)+0.823 …(1b)
更に望ましくは、以下に示す範囲とするのが良い。
−1.682×10−3・νd(Gn)+0.756 …(1c)
条件式(2)の数値範囲は、条件式(1),(1a),(1b)又は(1c)を満足した上で、以下の範囲とすると更に良好な色収差補正効果が期待できる。
更に望ましくは、以下に示す範囲とするのが良い。
条件式(3)の数値範囲は、以下の範囲とすることで更に良好な色収差補正効果が期待できる。
更に望ましくは、以下に示す範囲とするのが良い。
以上のように、各実施例によれば全長を短縮し、全体を軽量にしつつ、フォーカシングの高速化を図りつつ、色収差を始めとする諸収差を良好に補正した高い性能の光学系が得られる。
νd(Gn)<60 ‥‥‥(4)
−2.407×10−3・νd(Gn)+1.420<θgd(Gn)‥‥‥(5)
1.255<θgd(Gn)<1.670 ‥‥‥(6)
0.8 < Vp / Vn < 1.8 ‥‥‥(7)
0.2<F1/F<0.7 ‥‥‥(8)
0.1<|F2/F|<0.5 ‥‥‥(9)
なる条件のうち1以上を満足するのが良い。
1.30<θgd(Gn)<1.60 ‥‥‥(6a)
1.00<Vp/Vn<1.50 ‥‥‥(7a)
0.30<F1/F<0.60 ‥‥‥(8a)
0.12<|F2/F|<0.40 ‥‥‥(9a)
次に各実施例のテレフォトタイプの光学系の特徴について説明する。
νG1i(λ)={NG1i(λ0)−1}/{NG1i(λ)−NG1i(λ0)}
νG2i(λ)={NG2j(λ0)−1}/{NG2j(λ)−NG2j(λ0)}
ここに、
φG1i: 前群G1を構成する、各薄肉単レンズの屈折力
φG2i: 後群G2を構成する、各薄肉単レンズの屈折力
νG1i: 前群G1を構成する、各薄肉単レンズの材料のアッべ数
νG2i: 後群G2を構成する、各薄肉単レンズの材料のアッべ数
hG1 : 前群G1へ入射する近軸軸上光線Qの高さ
hG2 : 後群G2へ入射する近軸軸上光線Qの高さ
HG1 : 前群G1へ入射する瞳近軸光線Rの高さ
HG2 : 後群G2へ入射する瞳近軸光線Rの高さ
NG1j: 前群G1を構成する、各薄肉単レンズの材料の屈折率
NG2i: 後群G2を構成する、各薄肉単レンズの材料の屈折率
λ: 任意波長
λ0: 設計波長
である。
TGn(λ)=hG1(λ0) HG1(λ0)φGn(λ0)/νGn(λ)…(b)
となる。但し、
νGn(λ)={NGn(λ0)−1}/{NGn(λ)−NGInλ0}} …(c)
である。
この中では、TiO2(nd=2.304,νd=13.8,θgF=0.87)微粒子を合成樹脂中に分散させた場合、条件式(1)、(2)を満足する光学材料となる。
N(λ)=[1+V{NTiO2(λ)−1}+(1−V){NP2(λ)−1}]1/2
…(d)
ここで、λは任意の波長、NTiOはTiO2の屈折率、NPはポリマーの屈折率、Vはポリマー体積に対するTiO2微粒子の総体積の分率である。
(数値実施例1)
R D Nd νd
1 ∞ 6.00 1.51633 64.1
2 ∞ 1.50
3 238.08021 18.94 1.43387 95.1
4 -526.27591 31.28
5 137.79350 16.20 1.43387 95.1
6 -18469.60605 1.63
7 -963.04958 5.90 1.72916 54.7
8 244.10184 46.34
9 78.71311 12.16 1.49700 81.5
10 201.58333 0.38
11 88.17068 5.50 1.73400 51.5
12 59.59035 102.64
13 258.37953 3.31 1.76182 26.5
14 -201.40525 2.00 1.88300 40.8
15 99.25718 53.67
16(絞り) ∞ 11.01
17 70.53447 1.80 1.80518 25.4
18 36.80733 5.04 1.51823 58.9
19 -162.67733 4.51
20 120.35557 2.58 1.78472 25.7
21 -129.55183 1.30 1.72916 54.7
22 50.65004 2.23
23 -105.41308 1.30 1.80400 46.6
24 102.01789 3.00
25 78.24830 4.32 1.51823 58.9
26 -45.46741 1.00 1.58144 40.8
27 -218.96863 17.30
28 182.54336 6.39 1.76182 26.5
29 -70.45924 0.10 NGn=1.63555 VGn=22.7
30 -186.32857 2.00 1.60311 60.6
31 -3634.71344 10.00
32 ∞ 2.20 1.51633 64.1
33 ∞
像面 ∞
各種パラメータ
焦点距離 780.00
Fナンバー 5.80
画角 3.18
像高 21.635
レンズ全長 484.47
BF 100.92
各群焦点距離
群 始面 焦点距離
1 1 322.16
2 13 -154.45
3 16 146.67
4 20 -43.75
5 25 76.49
各群焦点距離
群 始面 焦点距離
1 1 322.16
2 13 -154.45
3 16 1850.12
(数値実施例2)
R D Nd νd
1 ∞ 6.00 1.51633 64.1
2 ∞ 1.50
3 237.21251 19.21 1.43387 95.1
4 -498.14086 30.00
5 137.10524 16.31 1.43387 95.1
6 -9629.60466 1.68
7 -891.68458 5.90 1.72916 54.7
8 236.05771 47.03
9 78.66780 12.19 1.49700 81.5
10 202.26017 0.28
11 87.75966 5.50 1.73400 51.5
12 59.68341 103.02
13 250.26761 3.35 1.76182 26.5
14 -201.45971 2.00 1.88300 40.8
15 97.93061 53.68
16(絞り) ∞ 10.43
17 69.62879 1.80 1.80518 25.4
18 35.31274 5.23 1.51823 58.9
19 -169.95521 2.60
20 110.44535 2.63 1.78472 25.7
21 -126.27702 1.30 1.72916 54.7
22 49.77052 2.26
23 -104.91648 1.30 1.80400 46.6
24 107.80999 2.88
25 75.42582 3.14 1.51823 58.9
26 -122.66358 1.00 1.60342 38.0
27 -740.65578 15.50
28 174.90601 5.88 1.78472 25.7
29 -93.63960 0.10 NGn=1.63555 VGn=22.7
30 -719.95320 12.00
31 ∞ 2.20 1.51633 64.1
32 ∞
像面 ∞
各種パラメータ
焦点距離 780.00
Fナンバー 5.80
画角 3.18
像高 21.635
レンズ全長 485.15
BF 107.26
各群焦点距離
群 始面 焦点距離
1 1 322.36
2 13 -153.97
3 16 153.64
4 20 -45.32
5 25 77.05
各群焦点距離
群 始面 焦点距離
1 1 322.36
2 13 -153.97
3 16 1767.98
(数値実施例3)
R D Nd νd
1 ∞ 6.00 1.51633 64.1
2 ∞ 1.50
3 243.34679 18.76 1.43387 95.1
4 -521.90775 31.94
5 138.12638 16.36 1.43387 95.1
6 -14791.73587 1.61
7 -957.97578 5.90 1.72916 54.7
8 248.35920 46.34
9 78.58557 12.20 1.49700 81.5
10 200.59195 0.64
11 88.27562 5.50 1.73400 51.5
12 59.51346 103.09
13 250.07954 3.30 1.76182 26.5
14 -206.24598 2.00 1.88300 40.8
15 97.04491 51.64
16(絞り) ∞ 10.68
17 68.50991 1.80 1.80518 25.4
18 35.83004 4.47 1.51823 58.9
19 -162.50188 4.49
20 106.87404 2.53 1.78472 25.7
21 -168.06254 1.30 1.72916 54.7
22 48.53412 2.34
23 -98.23787 1.30 1.80400 46.6
24 111.45880 3.13
25 78.88390 4.40 1.51823 58.9
26 -43.86003 1.00 1.57501 41.5
27 -193.51173 18.51
28 223.27355 5.75 1.72151 29.2
29 -66.05508 0.10 NGn=1.55324 NGn=39.8
30 1632.25260 2.00 1.56384 60.7
31 5957.42397 39.02
32 ∞ 2.20 1.51633 64.1
33 ∞
像面 ∞
各種パラメータ
焦点距離 780.00
Fナンバー 5.80
画角 3.18
像高 21.635
レンズ全長 483.63
BF 71.84
各群焦点距離
群 始面 焦点距離
1 1 322.81
2 13 -152.42
3 16 143.81
4 20 -44.26
5 25 78.03
各群焦点距離
群 始面 焦点距離
1 1 322.81
2 13 -152.42
3 16 1766.15
(数値実施例4)
R D Nd νd
1 ∞ 6.00 1.51633 64.1
2 ∞ 1.50
3 248.99767 18.69 1.43387 95.1
4 -501.08310 32.11
5 140.36576 16.20 1.43387 95.1
6 -5818.51622 1.57
7 -892.72624 5.90 1.72916 54.7
8 254.61688 48.94
9 78.56861 12.01 1.49700 81.5
10 197.09971 0.53
11 88.10284 5.50 1.73400 51.5
12 59.90065 101.46
13 235.24205 3.25 1.76182 26.5
14 -214.42384 2.00 1.88300 40.8
15 95.72225 52.87
16(絞り) ∞ 11.79
17 66.15341 1.80 1.80518 25.4
18 33.21558 4.68 1.51823 58.9
19 -158.82635 2.77
20 93.65889 2.45 1.78472 25.7
21 -268.57721 1.30 1.72916 54.7
22 45.54849 2.48
23 -91.65730 1.30 1.80400 46.6
24 122.90763 2.98
25 78.85424 3.80 1.48749 70.2
26 -62.50992 1.00 1.62588 35.7
27 -255.98616 13.51
28 204.56517 6.50 1.74077 27.8
29 -59.45162 0.10 NGn=1.55324 NGn=39.8
30* -887.47572 12.00
31 ∞ 2.20 1.51633 64.1
32 ∞
各種パラメータ
焦点距離 780.00
Fナンバー 5.80
画角 3.18
像高 21.635
レンズ全長 485.38
BF 106.20
第30面 k= 0.000000E+00 b=-2.186288E-09 c=-7.104773E-12
d=-3.588118E-13 e= 6.479557E-16
各群焦点距離
群 始面 焦点距離
1 1 321.47
2 13 -154.64
3 16 146.54
4 20 -44.40
5 25 77.57
各群焦点距離
群 始面 焦点距離
1 1 321.47
2 13 -154.64
3 16 2050.46
(数値実施例5)
R D Nd νd
1 ∞ 6.00 1.51633 64.1
2 ∞ 1.50
3 236.92597 19.50 1.43387 95.1
4 -469.15176 36.59
5 134.37383 15.67 1.43387 95.1
6 5816.64898 2.17
7 -817.64426 5.90 1.72916 54.7
8 253.37464 47.29
9 79.58893 12.15 1.49700 81.5
10 224.55858 1.23
11 94.47835 5.50 1.73400 51.5
12 60.32167 98.06
13 482.85167 3.03 1.76182 26.5
14 -153.68009 2.00 1.88300 40.8
15 114.10052 50.39
16(絞り) ∞ 15.92
17 63.09136 3.55 1.51633 64.1
18 -174.78037 2.15
19 207.07427 2.66 1.58267 46.4
20 -88.48685 1.30 1.74400 44.8
21 47.49499 51.32
22 312.85056 7.58 1.74077 27.8
23 -40.24751 0.10 NGn=1.63555 VGn=22.7
24 -57.16762 2.00 1.76200 40.1
25 -1193.63059 10.00
26 ∞ 2.20 1.51633 64.1
27 ∞
像面 ∞
各種パラメータ
焦点距離 780.00
Fナンバー 5.80
画角 3.18
像高 21.635
レンズ全長 480.76
BF 100.92
各群焦点距離
群 始面 焦点距離
1 1 327.89
2 13 -144.51
3 16 863.19
Gp 前群
Gn 後群
Q 近軸軸上光線
R 瞳近軸光線
GN 屈折光学素子
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
L5 第5レンズ群
SP 開口絞り
IP 像面
d d線
g g線
S.C 正弦条件
ΔM メリディオナル像面
ΔS サジタル像面
Claims (12)
- 光軸と瞳近軸光線の交わる点をPとするとき、点Pよりも拡大側で最も拡大側のレンズ面における近軸軸上光線の光軸からの高さの最大値が、点Pより縮小側で近軸軸上光線がレンズ面を通過する光軸からの高さの最大値よりも大きい光学系において、点Pより縮小側に、光入出射面が共に屈折面で固体材料から形成される少なくとも1つの負の屈折力の屈折光学素子Gnを含むレンズ群Lrを有し、
該屈折光学素子Gnの材料のアッベ数、g線とF線に関する部分分散比を各々νd(Gn)、θgF(Gn)、
該屈折光学素子Gnと該レンズ群Lrの焦点距離を各々FGn、Frとするとき
−2.100×10−3・νd(Gn)+0.693<θgF(Gn)
0.55<θgF(Gn)<0.90
0.02<|FGn/Fr|<10.00
なる条件を満足することを特徴とする光学系。 - 物体側より像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群を有す光学系において、該光学系は開口絞りを有し、開口絞りよりも縮小側に、光入出射面が共に屈折面で固体材料から形成される少なくとも1つの負の屈折力の屈折光学素子Gnを含むレンズ群Lrを有し、
該屈折光学素子Gnの材料のアッベ数、g線とF線に関する部分分散比を各々νd(Gn)、θgF(Gn)、
該屈折光学素子Gnと該レンズ群Lrの焦点距離を各々FGn、Frとするとき
−2.100×10−3・νd(Gn)+0.693<θgF(Gn)
0.55<θgF(Gn)<0.90
0.02<|FGn/Fr|<10.00
なる条件を満足することを特徴とする光学系。 - 前記アッベ数νd(Gn)は
νd(Gn)<60
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。 - 前記屈折光学素子Gnのg線とd線に関する部分分散比をθgd(Gn)とするとき、
−2.407×10−3・νd(Gn)+1.420<θgd(Gn)
1.255<θgd(Gn)<1.670
なる条件を満足することを特徴とする請求項1、2又は3に記載の光学系。 - 前記屈折光学素子Gnの光入射面のうち、少なくとも一方の面は非球面形状であ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。
- 前記屈折光学素子Gnの光入射面のうち、少なくとも一方の面は空気に接してい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。
- 前記光学系は、物体側より像側へ順にフォーカスの際に不動の正の屈折力の第1レンズ群、フォーカスのために光軸方向へ移動する負の屈折力の第2レンズ群を有す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。
- 前記レンズ群Lrにおける、正の屈折力を有するレンズの材料の平均アッベ数をVp、負の屈折力を有するレンズの材料の平均アッベ数をVnとするとき、
0.8 < Vp / Vn < 1.8
なる条件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1項に記載の光学系。 - 前記光学系は、物体側より像側へ順にフォーカスの際に不動の正の屈折力の第1レンズ群、フォーカスのために光軸方向へ移動する負の屈折力の第2レンズ群を有し、該第1レンズ群の焦点距離をF1、該第2レンズ群の焦点距離をF2、全系の焦点距離をFとするとき、
0.2<F1/F<0.7
0.1<|F2/F|<0.5
なる条件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1項に記載の光学系。 - 前記光学系は、物体側より像側へ順にフォーカスの際に不動の正の屈折力の第1レンズ群、フォーカスのために光軸方向へ移動する負の屈折力の第2レンズ群、開口絞り、フォーカスの際に不動の正の屈折力の第3レンズ群、光軸に対し垂直方向の成分を持つように移動して像を変位させる負の屈折力の第4レンズ群、フォーカスの際に不動の正の屈折力の第5レンズ群を有し、前記屈折光学素子Gnは該第5レンズ群に含まれることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光学系。
- 前記光学系は、物体側より像側へ順にフォーカスの際に不動の正の屈折力の第1レンズ群、フォーカスのために光軸方向へ移動する負の屈折力の第2レンズ群、開口絞り、フォーカスの際に不動の正の屈折力の第3レンズ群を有し、前記屈折光学素子Gnは該第3レンズ群に含まれることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光学系。
- 請求項1から11のいずれか1項の光学系を備えていることを特徴とする光学機器。
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