JP2013190742A - 光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 全系が小型で広画角でありながら画面全域で高画質の画像を得るのが容易で、防振時においても光学性能を良好に維持することが容易な光学系を得ること。
【解決手段】 物体側から像側へ順に、第１レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第２レンズ群からなり、第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１１レンズと正の屈折力の第１２レンズからなり、第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２１ｐレンズと負の屈折力の第２１ｎレンズを接合した接合レンズ、物体側に凹面を向けた負の屈折力の第２２レンズ、像側に凸面を向けた正の屈折力の第２３レンズを有し、第１１レンズの物体側のレンズ面頂点から開口絞りまでの距離Ｄ１、第１１レンズの物体側のレンズ面頂点から像面までの距離Ｄｔを各々適切に設定すること。
【選択図】 図１
【解決手段】 物体側から像側へ順に、第１レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第２レンズ群からなり、第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１１レンズと正の屈折力の第１２レンズからなり、第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２１ｐレンズと負の屈折力の第２１ｎレンズを接合した接合レンズ、物体側に凹面を向けた負の屈折力の第２２レンズ、像側に凸面を向けた正の屈折力の第２３レンズを有し、第１１レンズの物体側のレンズ面頂点から開口絞りまでの距離Ｄ１、第１１レンズの物体側のレンズ面頂点から像面までの距離Ｄｔを各々適切に設定すること。
【選択図】 図１
Description
本発明は、光学系に関し、例えば銀塩フィルム用カメラ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視用カメラ、ＴＶカメラ等の撮像装置に用いられる撮影光学系に好適なものである。
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の固体撮像素子を有する撮像装置に用いられ、撮影光学系は携帯性が良く、広範囲の撮影が容易なことから小型で広画角であること等が要求されている。更に、固体撮像素子に入射する光線の入射角度が大きいと画面周辺光量が低下しシェーディングや色ずれが発生するため、テレセントリック性が良いこと等が求められている。
従来より、これらの要求を満足する撮影光学系が種々と知られている（特許文献１、２）。特許文献１、２では開口絞りを撮影光学系の中央部よりも物体側に配置し、開口絞りより物体側のレンズ群のレンズ枚数を少なくすることで、全系の小型化と像側のテレセントリック性の良いＦナンバー２．８程度の撮影光学系を開示している。
開口絞りの前方にレンズ枚数が少なく、正の屈折力が弱いレンズ群が配置され、開口絞りの後方に正の屈折力が比較的強いレンズ群が配置されている撮影光学系はバックフォーカスを確保しつつ広画角化を図るのが容易である。しかしながら、開口絞りを境にして、物体側と像側のレンズ構成の非対称が大きいと球面収差や非対称性の収差（例えばコマ収差）が多く発生してくる。
特に撮影光学系のＦナンバーを小さくすると（明るさを明るくすると）、球面収差が多く発生し、良好なる光学性能を得るのが困難になる。全系が小型で明るく、しかも広画角で像側のテレセントリック性が良く、画面全体にわたり高い光学性能を得るには、撮影光学系中の開口絞りの位置や開口絞りの前後のレンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。これらの要求が適切でないと明るく高い光学性能の撮影光学系を得るのが困難になってくる。
本発明は、全系が小型で広画角でありながら画面全域で高画質の画像を得るのが容易で、防振時においても光学性能を良好に維持することが容易な光学系の提供を目的とする。
本発明の光学系は、物体側から像側へ順に、第１レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第２レンズ群からなり、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１１レンズと正の屈折力の第１２レンズからなり、前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２１ｐレンズと負の屈折力の第２１ｎレンズを接合した接合レンズ、物体側に凹面を向けた負の屈折力の第２２レンズ、像側に凸面を向けた正の屈折力の第２３レンズを有し、前記第１１レンズの物体側のレンズ面頂点から前記開口絞りまでの距離をＤ１、前記第１１レンズの物体側のレンズ面頂点から像面までの距離をＤｔとするとき、
０．１０＜Ｄ１／Ｄｔ＜０．２５
なる条件式を満足することを特徴としている。
０．１０＜Ｄ１／Ｄｔ＜０．２５
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、全系が小型で広画角でありながら画面全域で高画質の画像を得るのが容易で、防振時においても光学性能を良好に維持することが容易な光学系が得られる。
本発明の光学系は、物体側から像側へ順に、第１レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第２レンズ群からなっている。第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１１レンズと正の屈折力の第１２レンズからなっている。第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２１ｐレンズと負の屈折力の第２１ｎレンズを接合した接合レンズ、物体側に凹面を向けた負の屈折力の第２２レンズ、像側に凸面を向けた正の屈折力の第２３レンズを有している。
また好ましい形態として第２３レンズの像側に非球面形状のレンズ面を有する正の屈折力の第２４レンズを有するのが良い。若しくは第２３レンズに非球面を用いるときは、第２３レンズの像側に正の屈折力の第２４レンズを有するのが良い。
図１は、本発明の光学系の実施例１のレンズ断面図、図２（Ａ）、（Ｂ）は実施例１の光学系の無限遠物体に合焦時と撮影倍率−０．１倍に合焦したときの説明図である。図３は、本発明の光学系の実施例２のレンズ断面図、図４（Ａ）、（Ｂ）は実施例２の光学系の無限遠物体に合焦時と撮影倍率−０．１倍に合焦したときの説明図である。図５は、本発明の光学系の実施例３のレンズ断面図、図６（Ａ）、（Ｂ）は実施例３の光学系の無限遠物体に合焦時と撮影倍率−０．１倍に合焦したときの説明図である。
図７は、本発明の光学系の実施例４のレンズ断面図、図８（Ａ）、（Ｂ）は実施例４の光学系の無限遠物体に合焦時と撮影倍率−０．１倍に合焦したときの説明図である。図９は、本発明の光学系の実施例５のレンズ断面図、図１０（Ａ）、（Ｂ）は実施例５の光学系の無限遠物体に合焦時と撮影倍率−０．１倍に合焦したときの説明図である。図１１は本発明の光学系を備える一眼レフカメラ(撮像装置)の要部概略図である。
各実施例の光学系は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、銀塩フィルム用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。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。尚、各実施例の光学系をプロジェクターなどの投射レンズとして用いても良い。このときは左方がスクリーン側、右方が被投射画像側となる。
レンズ断面図において、ＬＡは光学系である。光学系ＬＡは開口絞りＳＰを挟んで物体側に第１レンズ群Ｌ１と像側に正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を有する構成よりなっている。ＳＰは開口絞りである。ＩＰは像面であり、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する。
それぞれの収差図は、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲、倍率色収差を表している。球面収差を示す図において、実線はｄ線（５８７．６ｎｍ）、二点鎖線はｇ線（４３５．８ｎｍ）、破線は正弦条件を表している。また、非点収差を示す図において、実線はｄ線のサジタル方向ΔＳ、破線はｄ線のメリディオナル方向ΔＭを表している。また、歪曲を示す図は、ｄ線における歪曲を表している。倍率色収差はｄ線に対するｇ線について表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは撮影画角の半画角（度）を示す。
次に本発明の光学系の特徴について説明する。画面周辺において、固体撮像素子に入射する光線の入射角度が大きいと画面周辺光量が低下しシェーディングや色ずれが発生しやすくなる。このため、デジタルカメラ用の光学系（撮影光学系）では像側のテレセントリック性に配慮した光学系が求められている。テレセントリック性を確保するということは光学的に射出瞳位置を像面から遠ざけることを意味する。射出瞳位置を像面から遠ざけるためには開口絞りの位置を像面から遠ざけることが有効である。
しかしながら開口絞りの位置を像面から遠ざけると必然的にレンズ全長が大きくなってしまう。従って光学系の小型化を図りつつ、テレセントリック性の確保を達成するためには開口絞りの位置及びレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。小型な光学系を得るためにはレンズの枚数を少なくすることが効果的であるが、レンズ枚数が少ないと、諸収差、特に球面収差、軸上色収差及びペッツバール和の補正が困難になる。
具体的には、光学系の屈折力は全体としてプラスなので、球面収差がオーバーに、ペッツバール和がプラスに、即ち像面湾曲がアンダーに発生する傾向がある。全系の小型化と大口径化を図るためには、光学系を構成する各レンズの配置やレンズ形状を適切に設定することが重要である。
本発明の光学系では開口絞りの位置及びレンズ配置を適切に設定することで、全系の小型化とテレセントリック性を図りつつ、Ｆ２．０程度まで大口径化しつつ十分な光学性能を得ている。
本発明の光学系は物体側から像側へ順に、第１レンズ群Ｌ１、開口絞りＳＰ、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２からなっている。第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１１レンズＬ１１と正の屈折力の第１２レンズＬ１２で構成されている。物体側に負の屈折力の第１１レンズＬ１１を配置することで軸外光線と光軸とのなす角を小さくして、前玉有効径を縮小している。第１レンズ群Ｌ１を２つのレンズで構成して、第１レンズ群Ｌ１の厚さが増大すること及び、前玉有効径が増大することを防止しつつ小型化を図っている。
そして第１１レンズの物体側のレンズ面頂点から開口絞りまでの距離をＤ１、第１１レンズの物体側のレンズ面頂点から像面までの距離をＤｔとする。但し距離Ｄ１、Ｄｔの符号は正とする。このとき、
０．１０＜Ｄ１／Ｄｔ＜０．２５ ・・・（１）
なる条件式を満足している。
０．１０＜Ｄ１／Ｄｔ＜０．２５ ・・・（１）
なる条件式を満足している。
開口絞りＳＰを撮影光学系の中心位置よりも物体側に配置することでテレセントリック性を確保しつつ、全系の小型化を図っている。条件式（１）は開口絞りＳＰを配置する光軸上の位置を規定している。条件式（１）の上限を超えると開口絞りＳＰが像面に近づくため射出瞳位置が像面に近づきテレセントリック性の確保が困難となる。また、条件式（１）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の厚みを厚くすると、入射瞳位置が光学系の第１レンズ面から離れるため、前玉有効径が増大して全系が大型化してくる。
一方、条件式（１）の下限を下回ると第１レンズ群Ｌ１の厚みが薄くなりすぎて、レンズ加工に必要なコバ厚や中心肉厚を十分確保することが困難となるため好ましくない。更に好ましくは条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．１５＜Ｄ１／Ｄｔ＜０．２２ ・・・（１ａ）
本発明の光学系を構成する第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成は物体側から像側へ順に、次のとおりである。正の屈折力の第２１ｐレンズＬ２１ｐと負の屈折力の第２１ｎレンズＬ２１ｎからなる接合レンズＬ２１、物体側に凹面を向けた負の屈折力の第２２レンズＬ２２、像側に凸面を向けた正の屈折力の第２３レンズＬ２３を有する。以下に各レンズ要素の効果について説明する。
本発明の光学系を構成する第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成は物体側から像側へ順に、次のとおりである。正の屈折力の第２１ｐレンズＬ２１ｐと負の屈折力の第２１ｎレンズＬ２１ｎからなる接合レンズＬ２１、物体側に凹面を向けた負の屈折力の第２２レンズＬ２２、像側に凸面を向けた正の屈折力の第２３レンズＬ２３を有する。以下に各レンズ要素の効果について説明する。
一般的に開口絞りＳＰ付近のレンズを通る光線の光線幅は軸上光線が大きく軸外光線光が小さい。接合レンズＬ２１を第２レンズ群Ｌ２で最も開口絞りＳＰに近い位置に配置することで、大口径化により問題となる軸上色収差の補正を容易にしている。物体側に凹面を向けた第２２レンズＬ２２は大口径化に伴い発生する球面収差とペッツバール和の補正を行っている。強い屈折力の凹面を物体側に向けることで軸外光線の入射角を出来るだけ大きくなりすぎないようにして、軸外収差の悪化を抑制している。
正の屈折力の第２３レンズＬ２３はテレセントリック性をより容易にしている。強い屈折力の凸面を像側に向けることで軸外光線の入射角を出来るだけ大きくなりすぎないようにして、軸外収差の悪化を抑制している。
以上のように各実施例によればＦ２．０程度まで大口径化しつつ十分な光学性能を有する小型でデジタルカメラ等に好適な広画角な光学系が得られる。
各実施例において、更に好ましくは次の諸条件のうち１以上を満足するのが良い。第２１ｐレンズＬ２１ｐの材料のアッベ数をνｄ２１ｐ、第２１ｎレンズＬ２１ｎの材料のアッベ数をνｄ２１ｎとする。
第２２レンズＬ２２の材料の屈折率をＮｄ２２とする。第２２レンズＬ２２の物体側のレンズ面の曲率半径をＲ２２１、全系の焦点距離をｆとする。第２２レンズＬ２２の物体側のレンズ面から開口絞りＳＰまでの距離をＤ２とする。但し距離Ｄ２の符号は正とする。第２３レンズＬ２３の焦点距離をｆ２３とする。第１１レンズＬ１１の焦点距離をｆ１１とする。このとき、以下の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
１．２０＜νｄ２１ｐ／νｄ２１ｎ＜１．７０ ・・・（２）
１．５０＜Ｎｄ２２＜１．７３ ・・・（３）
−０．５０＜Ｒ２２１／ｆ＜−０．３０ ・・・（４）
−１．００＜Ｒ２２１／Ｄ２＜−０．６０ ・・・（５）
１．２５＜ｆ／ｆ２３＜１．７０ ・・・（６）
−１．４０＜ｆ／ｆ１１＜−１．００ ・・・（７）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（２）は第２１ｐレンズＬ２１ｐの材料と、第２１ｎレンズＬ２１ｎの材料のアッベ数の比を規定している。
１．５０＜Ｎｄ２２＜１．７３ ・・・（３）
−０．５０＜Ｒ２２１／ｆ＜−０．３０ ・・・（４）
−１．００＜Ｒ２２１／Ｄ２＜−０．６０ ・・・（５）
１．２５＜ｆ／ｆ２３＜１．７０ ・・・（６）
−１．４０＜ｆ／ｆ１１＜−１．００ ・・・（７）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（２）は第２１ｐレンズＬ２１ｐの材料と、第２１ｎレンズＬ２１ｎの材料のアッベ数の比を規定している。
条件式（２）の下限を下回ると第２１ｎレンズＬ２１ｎによる軸上収差の補正が不足し短波長側の軸上色収差がマイナスの値となりすぎるため、好ましくない。軸上色収差を補正するため第２２レンズＬ２２の材料のアッベ数を小さくすると倍率色収差が過補正となり好ましくない。また、一般的にアッベ数の小さい材料を選択すると屈折率が大きくなるため、第２２レンズＬ２２の材料のアッベ数を小さくするとペッツバール和がプラスの方向に大きくなりすぎ像面特性が悪化するため好ましくない。
条件式（２）の上限を超えると第２１ｎレンズＬ２１ｎによる軸上収差の補正が過剰となり短波長側の軸上色収差がプラスの値になりすぎるため好ましくない。
条件式（３）は第２２レンズＬ２２の材料の屈折率を規定している。第２２レンズＬ２２は球面収差の補正のため曲率の絶対値が小さな面を有しているため、強い屈折力を有している。従って、第２２レンズＬ２２に屈折率の小さな材料を選択することでペッツバール和の補正を容易にしている。一般的に屈折率の低い材料はアッベ数が大きな値をとる傾向があるため、第２２レンズＬ２２の材料の屈折率を下げると軸上色収差が補正不足になってくる。
そこで各実施例においては接合レンズＬ２１で軸上色収差を補正することで、球面収差、ペッツバール和、軸上色収差をバランス良く補正している。
条件式（３）の上限を超えて屈折率が大きくなるとペッツバール和の値がプラスの方向に大きくなりすぎ、像面湾曲がアンダーとなり、好ましくない。また条件式（３）の下限を下回り屈折率が小さくなると、ペッツバール和の値がマイナス方向に大きくなりすぎ、像面湾曲がオーバーとなり好ましくない。
条件式（４）は第２２レンズＬ２２の物体側のレンズ面の曲率半径と全系の焦点距離との関係を規定している。条件式（４）の下限を下回り曲率半径Ｒ２２１の値が小さくなると、曲率半径の絶対値が大きくなり球面収差が補正不足となり好ましくない。条件式（４）の上限を超えて曲率半径Ｒ２２１の値が大きくなると、曲率半径の絶対値が小さくなり、球面収差が過補正となるため好ましくない。
条件式（５）は第２２レンズＬ２２の物体側のレンズ面の曲率半径と開口絞りＳＰとの関係を規定している。第２２レンズＬ２２の物体側のレンズ面で発生する軸外収差を抑制するためには、開口絞りＳＰと第２２レンズＬ２２の物体側のレンズ面をコンセントリックな配置とすることが好ましい。
即ち、第２２レンズＬ２２の物体側のレンズ面の曲率半径の中心と開口絞りＳＰの位置を近づけることで、第２２レンズＬ２２の物体側のレンズ面に入射する軸外光と第２２レンズＬ２２の物体側のレンズ面の法線との角度を小さくすることができる。これによれば、第２２レンズＬ２２の物体側のレンズ面で発生する軸外収差を抑制することができる。
条件式（５）の上限を上回り開口絞りＳＰが第２２レンズＬ２２の物体側のレンズ面から遠ざかると第２２レンズＬ２２の物体側のレンズ面に入射する軸外光と第２２レンズＬ２２の物体側のレンズ面の法線とのなす角度が大きくなる。この結果、諸収差、特に歪曲収差・コマ収差の補正が困難となるため好ましくない。条件式（５）の下限を下回り開口絞りＳＰが第２２レンズＬ２２の物体側のレンズ面に近づくと、軸外収差の補正には有利であるが、第２２レンズＬ２２の物体側のレンズ面を通過する軸上光線の入射高が高くなり、球面収差が過補正となるため好ましくない。
条件式（６）は第２３レンズＬ２３の屈折力を規定している。条件式（６）の上限を超えて第２３レンズＬ２３の屈折力が大きくなると、テレセントリック性は良好となるが、諸収差、特に樽型の歪曲収差が増大してくる。条件式（６）の下限を下回り第２３レンズＬ２３の屈折力が大きくなると、テレセントリック性が低下してくるので、好ましくない。
一般的に広画角レンズにおいては軸外収差の補正が重要となる。物体側に負レンズを配置して軸外光線と光軸とのなす角を小さくすることで軸外収差の補正が容易となることが知られている。しかしながら、負レンズを配置することで軸上光線は発散され大きくなるため、軸上収差の、特に球面収差の補正には不利になってしまう。
そこで各実施例においては最も物体側に負レンズを配置し、その屈折力を適切に設定することで、広画角化と大口径化を図っている。
条件式（７）は第１１レンズＬ１１の焦点距離と全系の焦点距離の比を規定している。条件式（７）の上限を上回り第１１レンズＬ１１の負の屈折力が弱くなると、軸外収差、特に非点収差の補正が困難となり、好ましくない。下限を超えて第１１レンズＬ１１の負の屈折力が強くなると、軸上収差、特に球面収差の補正が困難となり好ましくない。さらに好ましくは条件式（２）乃至（７）の数値範囲を以下のように設定するのが良い。
１．３５＜νｄ２１ｐ／νｄ２１ｎ＜１．６１ ・・・（２ａ）
１．５６＜Ｎｄ２２＜１．７０ ・・・（３ａ）
−０．４２＜Ｒ２２１／ｆ＜−０．３７ ・・・（４ａ）
−０．９１＜Ｒ２２１／Ｄ２＜−０．７１ ・・・（５ａ）
１．３０＜ｆ／ｆ２３＜１．６０ ・・・（６ａ）
−１．３７＜ｆ／ｆ１１＜−１．１０ ・・・（７ａ）
各実施例の具体的なレンズ構成は次のとおりである。物体側から像側へ順に、第１レンズ群Ｌ１は両レンズ面が凹形状の第１１レンズＬ１１と両レンズ面が凸形状の第１２レンズＬ１２よりなっている。
１．５６＜Ｎｄ２２＜１．７０ ・・・（３ａ）
−０．４２＜Ｒ２２１／ｆ＜−０．３７ ・・・（４ａ）
−０．９１＜Ｒ２２１／Ｄ２＜−０．７１ ・・・（５ａ）
１．３０＜ｆ／ｆ２３＜１．６０ ・・・（６ａ）
−１．３７＜ｆ／ｆ１１＜−１．１０ ・・・（７ａ）
各実施例の具体的なレンズ構成は次のとおりである。物体側から像側へ順に、第１レンズ群Ｌ１は両レンズ面が凹形状の第１１レンズＬ１１と両レンズ面が凸形状の第１２レンズＬ１２よりなっている。
第２レンズ群Ｌ２は両レンズ面が凸形状の第２１ｐレンズＬ２１ｐと両レンズ面が凹形状の第２１ｎレンズＬ２１ｎを接合した接合レンズ、物体側が凹形状の負の屈折力の第２２レンズＬ２２よりなっている。更に両レンズ面が凸形状の第２３レンズＬ２３、像側のレンズ面が凸形状の正の屈折力の第２４レンズＬ２４よりなっている。
各実施例においては、第２３レンズＬ２３の像側に、レンズ中心からレンズ周辺にかけて正の屈折力が弱くなる非球面形状の第２４レンズＬ２４を有するのが良い。
これによれば、開口絞りＳＰの位置を前側に配置したために発生する非対称性の収差、特に歪曲収差とコマ収差を補正することが容易となる。また、無限遠物体から近距離物体に合焦（フォーカシング）する際、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の空気間隔が小さくなるようにするのが良い。具体的には双方のレンズ群の間隔を小さくしながら双方を物体側へ移動させるのが良い。
本発明の光学系は、近距離物体への合焦のためにレンズ全体、または一部のレンズ群を光軸方向に移動させる手段を有している。また、無限遠物体から近距離物体に合焦した時、第１レンズ群Ｌ１と、第２レンズ群Ｌ２の空気間隔が小さくなるようにすると、近距離物体への合焦に伴う収差変動、特に像面湾曲の変動を抑制することが容易となる。各実施例において合焦の際に開口絞りＳＰは第１レンズ群Ｌ１と一体で移動させている。合焦の際に開口絞りＳＰを第２レンズ群Ｌ２と一体で移動させてもよい。また合焦の際に開口絞りＳＰを各レンズ群Ｌ１と独立に移動させてもよい。
図１１は各実施例の光学系を用いたデジタルスチルカメラの要部概略図である。図１１において、２０はカメラ本体、２１は各実施例で説明した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２０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。
各実施例の光学系はクイックリターンミラーのある一眼レフカメラやクイックリターンミラーのないミラーレスの一眼レフカメラに適用できる。
次に、本発明の実施例１乃至５に対応する数値実施例１乃至５について説明する。これらの数値実施例において、面番号ｉは物体側からの順番を示し、ｒｉは物体側から順に第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側から順に第ｉ番目と第ｉ＋１番目との間のレンズ厚又は空気間隔である。ｎｄｉとνｄｉはそれぞれ物体側から順に第ｉ番目の光学部材の材料のｄ線における屈折率とアッベ数である。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直な方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、Ｋ、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を各々非球面係数としたとき、
［数値実施例１］
面データ
面番号 r d nd νd
1 -30.023 0.70 1.51742 52.4
2 12.543 0.93
3 14.331 3.26 1.83481 42.7
4 -61.934 1.94
5(絞り) ∞ (可変)
6 19.402 3.98 1.88300 40.8
7 -10.941 0.80 1.78472 25.7
8 19.741 3.26
9 -8.483 0.80 1.62588 35.7
10 -247.157 0.25
11 59.414 5.60 1.88300 40.8
12 -15.716 0.15
13* -65.386 2.32 1.58313 59.4
14* -26.414 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.06417e-004 A 6=-2.68284e-007 A 8=-5.69512e-009 A10= 5.83577e-014 A12=-4.69051e-014
第14面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.63637e-006 A 6=-1.81488e-007 A 8=-8.38345e-010 A10=-2.73326e-012 A12= 3.03992e-014
焦点距離 21.78
Fナンバー 2.05
半画角 32.09（度）
像高 13.66
無限遠 −０．１倍
d 5 3.14 2.25
d14 14.20 16.47
面データ
面番号 r d nd νd
1 -30.023 0.70 1.51742 52.4
2 12.543 0.93
3 14.331 3.26 1.83481 42.7
4 -61.934 1.94
5(絞り) ∞ (可変)
6 19.402 3.98 1.88300 40.8
7 -10.941 0.80 1.78472 25.7
8 19.741 3.26
9 -8.483 0.80 1.62588 35.7
10 -247.157 0.25
11 59.414 5.60 1.88300 40.8
12 -15.716 0.15
13* -65.386 2.32 1.58313 59.4
14* -26.414 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.06417e-004 A 6=-2.68284e-007 A 8=-5.69512e-009 A10= 5.83577e-014 A12=-4.69051e-014
第14面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.63637e-006 A 6=-1.81488e-007 A 8=-8.38345e-010 A10=-2.73326e-012 A12= 3.03992e-014
焦点距離 21.78
Fナンバー 2.05
半画角 32.09（度）
像高 13.66
無限遠 −０．１倍
d 5 3.14 2.25
d14 14.20 16.47
［数値実施例２］
面データ
面番号 r d nd νd
1 -28.881 0.70 1.51823 58.9
2 12.313 0.78
3 13.825 3.25 1.83481 42.7
4 -58.088 1.65
5(絞り) ∞ (可変)
6 20.594 4.41 1.88300 40.8
7 -9.942 0.80 1.80518 25.4
8 20.069 2.96
9 -8.784 0.80 1.66998 39.3
10 701.578 0.15
11* 61.475 4.24 1.85400 40.4
12* -15.596 0.67
13 -35.845 3.22 1.69680 55.5
14 -17.448 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.61389e-006 A 6= 4.95728e-007 A 8= 1.60799e-009
第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.80314e-005 A 6= 5.29549e-007 A 8= 8.10108e-009
焦点距離 22.50
Fナンバー 2.05
半画角 31.26（度）
像高 13.66
無限遠 −０．１倍
d 5 1.60 1.07
d14 15.72 18.05
面データ
面番号 r d nd νd
1 -28.881 0.70 1.51823 58.9
2 12.313 0.78
3 13.825 3.25 1.83481 42.7
4 -58.088 1.65
5(絞り) ∞ (可変)
6 20.594 4.41 1.88300 40.8
7 -9.942 0.80 1.80518 25.4
8 20.069 2.96
9 -8.784 0.80 1.66998 39.3
10 701.578 0.15
11* 61.475 4.24 1.85400 40.4
12* -15.596 0.67
13 -35.845 3.22 1.69680 55.5
14 -17.448 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.61389e-006 A 6= 4.95728e-007 A 8= 1.60799e-009
第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.80314e-005 A 6= 5.29549e-007 A 8= 8.10108e-009
焦点距離 22.50
Fナンバー 2.05
半画角 31.26（度）
像高 13.66
無限遠 −０．１倍
d 5 1.60 1.07
d14 15.72 18.05
［数値実施例３］
面データ
面番号 r d nd νd
1 -33.227 0.70 1.51742 52.4
2 12.076 1.46
3 14.691 3.95 1.83481 42.7
4 -62.386 2.95
5(絞り) ∞ (可変)
6 20.852 4.88 1.88300 40.8
7 -8.162 0.80 1.78470 26.3
8 21.452 3.02
9 -7.600 0.80 1.60342 38.0
10 -129.698 0.25
11 54.254 5.34 1.88300 40.8
12 -16.889 0.57
13* -125.979 2.46 1.58313 59.4
14* -22.664 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.95334e-005 A 6=-3.30014e-007 A 8=-6.38181e-009 A10=-7.20222e-014 A12=-1.49295e-013
第14面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.67959e-005 A 6=-3.01129e-007 A 8=-1.33569e-009 A10=-9.23216e-012 A12= 3.68884e-014
焦点距離 20.00
Fナンバー 2.30
半画角 34.33（度）
像高 13.66
無限遠 −０．１倍
d 5 1.79 0.97
d14 12.49 14.56
面データ
面番号 r d nd νd
1 -33.227 0.70 1.51742 52.4
2 12.076 1.46
3 14.691 3.95 1.83481 42.7
4 -62.386 2.95
5(絞り) ∞ (可変)
6 20.852 4.88 1.88300 40.8
7 -8.162 0.80 1.78470 26.3
8 21.452 3.02
9 -7.600 0.80 1.60342 38.0
10 -129.698 0.25
11 54.254 5.34 1.88300 40.8
12 -16.889 0.57
13* -125.979 2.46 1.58313 59.4
14* -22.664 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.95334e-005 A 6=-3.30014e-007 A 8=-6.38181e-009 A10=-7.20222e-014 A12=-1.49295e-013
第14面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.67959e-005 A 6=-3.01129e-007 A 8=-1.33569e-009 A10=-9.23216e-012 A12= 3.68884e-014
焦点距離 20.00
Fナンバー 2.30
半画角 34.33（度）
像高 13.66
無限遠 −０．１倍
d 5 1.79 0.97
d14 12.49 14.56
［数値実施例４］
面データ
面番号 r d nd νd
1 -36.727 0.70 1.51742 52.4
2 13.436 0.75
3 15.011 3.47 1.83481 42.7
4 -94.930 2.78
5(絞り) ∞ (可変)
6 19.386 4.76 1.88300 40.8
7 -11.085 0.80 1.80518 25.4
8 21.320 3.52
9 -9.401 0.80 1.57501 41.5
10 101.860 0.25
11 45.880 5.45 1.88300 40.8
12 -17.606 1.53
13* 452.112 3.57 1.58313 59.4
14* -60.013 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.12157e-004 A 6=-8.38411e-007 A 8=-2.87693e-009 A10=-5.11562e-011 A12= 2.74733e-013
第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.69977e-005 A 6=-6.43681e-007 A 8=-2.41312e-009 A10= 2.73124e-011 A12=-4.11866e-014
焦点距離 24.00
Fナンバー 2.00
半画角 29.65（度）
像高 13.66
無限遠 −０．１倍
d 5 2.82 1.85
d14 12.49 14.97
面データ
面番号 r d nd νd
1 -36.727 0.70 1.51742 52.4
2 13.436 0.75
3 15.011 3.47 1.83481 42.7
4 -94.930 2.78
5(絞り) ∞ (可変)
6 19.386 4.76 1.88300 40.8
7 -11.085 0.80 1.80518 25.4
8 21.320 3.52
9 -9.401 0.80 1.57501 41.5
10 101.860 0.25
11 45.880 5.45 1.88300 40.8
12 -17.606 1.53
13* 452.112 3.57 1.58313 59.4
14* -60.013 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.12157e-004 A 6=-8.38411e-007 A 8=-2.87693e-009 A10=-5.11562e-011 A12= 2.74733e-013
第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.69977e-005 A 6=-6.43681e-007 A 8=-2.41312e-009 A10= 2.73124e-011 A12=-4.11866e-014
焦点距離 24.00
Fナンバー 2.00
半画角 29.65（度）
像高 13.66
無限遠 −０．１倍
d 5 2.82 1.85
d14 12.49 14.97
［数値実施例５］
面データ
面番号 r d nd νd
1 -32.349 0.70 1.54072 47.2
2 12.824 0.74
3 14.509 3.23 1.83481 42.7
4 -61.041 2.34
5(絞り) ∞ (可変)
6 19.039 4.51 1.88300 40.8
7 -9.150 0.80 1.80000 29.8
8 21.457 2.81
9 -8.943 0.80 1.69895 30.1
10 392.242 0.25
11 64.175 5.64 1.88300 40.8
12 -15.386 0.15
13* 522.487 2.31 1.67790 54.9
14* -42.132 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.04522e-005 A 6=-9.02142e-007 A 8=-6.96193e-009 A10=-2.09444e-012 A12=-1.97549e-013
第14面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.59992e-005 A 6=-8.76082e-007 A 8=-2.47619e-009 A10=-7.12892e-012 A12= 1.25532e-013
焦点距離 21.74
Fナンバー 2.05
半画角 32.14（度）
像高 13.66
無限遠 −０．１倍
d 5 2.73 1.85
d14 14.44 16.68
面データ
面番号 r d nd νd
1 -32.349 0.70 1.54072 47.2
2 12.824 0.74
3 14.509 3.23 1.83481 42.7
4 -61.041 2.34
5(絞り) ∞ (可変)
6 19.039 4.51 1.88300 40.8
7 -9.150 0.80 1.80000 29.8
8 21.457 2.81
9 -8.943 0.80 1.69895 30.1
10 392.242 0.25
11 64.175 5.64 1.88300 40.8
12 -15.386 0.15
13* 522.487 2.31 1.67790 54.9
14* -42.132 (可変)
像面 ∞
非球面データ
第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.04522e-005 A 6=-9.02142e-007 A 8=-6.96193e-009 A10=-2.09444e-012 A12=-1.97549e-013
第14面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.59992e-005 A 6=-8.76082e-007 A 8=-2.47619e-009 A10=-7.12892e-012 A12= 1.25532e-013
焦点距離 21.74
Fナンバー 2.05
半画角 32.14（度）
像高 13.66
無限遠 −０．１倍
d 5 2.73 1.85
d14 14.44 16.68
ＬＡ 光学系 Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群 ＳＰ 開口絞り
Ｌ１１ 第１１レンズ Ｌ１２ 第１２レンズ Ｌ２１ 接合レンズ
Ｌ２１ｐ 第２１ｐレンズ Ｌ２１ｎ 第２１ｎレンズ Ｌ２２ 第２２レンズ
Ｌ２３ 第２３レンズ Ｌ２４ 第２４レンズ
Ｌ１１ 第１１レンズ Ｌ１２ 第１２レンズ Ｌ２１ 接合レンズ
Ｌ２１ｐ 第２１ｐレンズ Ｌ２１ｎ 第２１ｎレンズ Ｌ２２ 第２２レンズ
Ｌ２３ 第２３レンズ Ｌ２４ 第２４レンズ
Claims (11)
- 物体側から像側へ順に、第１レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第２レンズ群からなり、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１１レンズと正の屈折力の第１２レンズからなり、前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第２１ｐレンズと負の屈折力の第２１ｎレンズを接合した接合レンズ、物体側に凹面を向けた負の屈折力の第２２レンズ、像側に凸面を向けた正の屈折力の第２３レンズを有し、前記第１１レンズの物体側のレンズ面頂点から前記開口絞りまでの距離をＤ１、前記第１１レンズの物体側のレンズ面頂点から像面までの距離をＤｔとするとき、
０．１０＜Ｄ１／Ｄｔ＜０．２５
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。 - 前記第２１ｐレンズの材料のアッベ数をνｄ２１ｐ、前記第２１ｎレンズの材料のアッベ数をνｄ２１ｎとするとき、
１．２０＜νｄ２１ｐ／νｄ２１ｎ＜１．７０
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。 - 前記第２２レンズの材料の屈折率をＮｄ２２とするとき、
１．５０＜Ｎｄ２２＜１．７３
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学系。 - 前記第２２レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ２２１、全系の焦点距離をｆとするとき、
−０．５０＜Ｒ２２１／ｆ＜−０．３０
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１項に記載の光学系。 - 前記第２３レンズの像側に、レンズ中心からレンズ周辺にかけて正の屈折力が弱くなる非球面形状のレンズ面を含む第２４レンズを有す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。
- 前記第２２レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ２２１、前記第２２レンズの物体側のレンズ面から前記開口絞りまでの距離をＤ２とするとき、
−１．００＜Ｒ２２１／Ｄ２＜−０．６０
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１項に記載の光学系。 - 前記第２３レンズの焦点距離をｆ２３、全系の焦点距離をｆとするとき、
１．２５＜ｆ／ｆ２３＜１．７０
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１項に記載の光学系。 - 無限遠物体から近距離物体に合焦する際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔が小さくな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。
- 前記第１１レンズの焦点距離をｆ１１、全系の焦点距離をｆとするとき、
−１．４０＜ｆ／ｆ１１＜−１．００
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１項に記載の光学系。 - 物体側から像側へ順に、前記第１レンズ群は両レンズ面が凹形状の第１１レンズと両レンズ面が凸形状の第１２レンズよりなり、前記第２レンズ群は両レンズ面が凸形状の第２１ｐレンズと両レンズ面が凹形状の第２１ｎレンズを接合した接合レンズ、物体側が凹形状の負の屈折力の第２２レンズ、両レンズ面が凸形状の第２３レンズ、像側のレンズ面が凸形状の正の屈折力の第２４レンズよりな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乃至１０のいずれか１項に記載の光学系を有することを特徴とする撮像装置。
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