JP2013205535A - 光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

光学系及びそれを有する撮像装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2013205535A
JP2013205535A JP2012072806A JP2012072806A JP2013205535A JP 2013205535 A JP2013205535 A JP 2013205535A JP 2012072806 A JP2012072806 A JP 2012072806A JP 2012072806 A JP2012072806 A JP 2012072806A JP 2013205535 A JP2013205535 A JP 2013205535A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
lens group
vibration
optical system
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012072806A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5959894B2 (ja
JP2013205535A5 (ja
Inventor
Akira Mizuma
章 水間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2012072806A priority Critical patent/JP5959894B2/ja
Priority to US13/801,467 priority patent/US20130258476A1/en
Publication of JP2013205535A publication Critical patent/JP2013205535A/ja
Priority to US14/675,430 priority patent/US9625688B2/en
Publication of JP2013205535A5 publication Critical patent/JP2013205535A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5959894B2 publication Critical patent/JP5959894B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/142Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
    • G02B15/1421Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only the first group being positive
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/04Reversed telephoto objectives
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/142Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
    • G02B15/1425Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only the first group being negative
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/64Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having more than six components
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
    • H04N23/682Vibration or motion blur correction
    • H04N23/685Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation
    • H04N23/687Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation by shifting the lens or sensor position

Abstract

【課題】 広画角、大口径比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】 焦点距離がバックフォーカスより短い光学系において、光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動して結像位置を移動させる防振レンズ群が開口絞りの像側に隣り合う位置に配置されており、開口絞りの物体側に正レンズと負レンズが接合された接合レンズが配置されており、全系の焦点距離f、防振レンズ群の焦点距離fis、接合レンズの焦点距離fc、開口絞りから防振レンズ群の物体側のレンズ面までの光軸上の距離Dis、無限遠物体に合焦しているときの最も物体側の第1レンズ面から最も像側の最終レンズ面までの光軸上の距離DLを各々適切に設定したこと。
【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、ビデオカメラ、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、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置には、高画素の撮像素子が用いられている。このような高画素の撮像素子を備える撮像装置に用いられる撮影光学系には、諸収差が良好に補正され、画面全体にわたり高い光学性能を有することが要求されている。また、より高精細な画像を得るために、撮影時の手ぶれ等の振動の影響による画像の劣化を抑制する防振機構を有することが求められている。防振機構としては、光学系の一部のレンズ群を光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動させることによって手ぶれ等に起因する像位置の変動を補正する方式が知られている。
従来、焦点距離がバックフォーカスより短い、所謂レトロフォーカスタイプの広角レンズにおいて、防振機構を用いることが知られている(特許文献1)。特許文献1では、物体側から順に、負の屈折力を有するレンズ群と、正の屈折力を有するレンズ群GLで構成される広角レンズにおいて、レンズ群GLを構成する最も像側の2枚の正レンズを光軸上の点を中心に回転移動させて防振を行うことが開示されている。
特開平8−220427号公報
レトロフォーカス型の撮影光学系では、開口絞りの前方に負の屈折力のレンズ群が配置され、開口絞りの後方に正の屈折力のレンズ群が配置されており、長いバックフォーカスを確保しつつ広画角の撮影を可能にしている。広画角の撮影光学系においても、撮影光学系が振動すると像ぶれが発生するため、良好なる画像を得るためには防振機能を用いるのが有効である。
光学系(撮影光学系)が振動したときの像ぶれを補正して、良好なる光学性能を得るためには、撮影光学系の適切なる位置に防振機構を配置することが重要になってくる。特許文献1では、最も像面側に近い位置に配置した2つのレンズを防振レンズ群としている。このため、防振レンズ群に入射する軸外光線の主光線の入射位置が高くなり、軸外光線において防振時に像面変動が生じ防振時の収差補正が困難になる傾向がある。また防振レンズ群に入射する軸外光線の入射高が高くなり、防振時にコマ収差の変動が大きくなり光学性能が低下する傾向がある。このため特許文献1の広角レンズは大口径比化を図るのが難しい。
光学系が振動したときの像ぶれを、光学性能を良好に維持しつつ、補正するには、防振レンズ群のレンズ構成や屈折力が重要であると共に、防振レンズ群を光路中の適切な位置に配置することが重要である。特に大口径比化及び広画角化を図りつつ、画面全体にわたり高い光学性能を得ることを目的とした広画角の撮影光学系では重要である。これらの要素が不適切であると防振時に偏心収差が多く発生し、光学性能が大きく低下してくる。
本発明は、広画角、大口径比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、焦点距離がバックフォーカスより短い光学系において、光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動して結像位置を移動させる防振レンズ群が開口絞りの像側に隣り合う位置に配置されており、前記開口絞りの物体側に正レンズと負レンズが接合された接合レンズが配置されており、全系の焦点距離をf、前記防振レンズ群の焦点距離をfis、前記接合レンズの焦点距離をfc、前記開口絞りから前記防振レンズ群の物体側のレンズ面までの光軸上の距離をDis、無限遠物体に合焦しているときの最も物体側の第1レンズ面から最も像側の最終レンズ面までの光軸上の距離をDLとするとき、
0.00<Dis/DL<0.25
0.3<fis/f<3.5
0.3<−fc/fis<3.5
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、広画角、大口径比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。
実施例1のレンズ断面図 実施例1の縦収差図 (A)、(B) 本発明の実施例1の基準状態と0.3°の防振補正をした時の横収差図 実施例2のレンズ断面図 実施例2の縦収差図 (A)、(B) 本発明の実施例2の基準状態と0.3°の防振補正をした時の横収差図 実施例3のレンズ断面図 実施例3の縦収差図 (A)、(B) 本発明の実施例3の基準状態と0.3°の防振補正をした時の横収差図 実施例4のレンズ断面図 実施例4の縦収差図 (A)、(B) 本発明の実施例4の基準状態と0.3°の防振補正をした時の横収差図 本発明の撮像装置の要部概略図
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、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、焦点距離がバックフォーカスより短い。光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動して結像位置を移動させる防振レンズ群が開口絞りの像側に隣り合う位置に配置されている。開口絞りの物体側に正レンズと負レンズを接合した接合レンズが配置されている。
図1は本発明の実施例1のレンズ断面図、図2は実施例1の無限遠物体にフォーカスしているときの縦収差図である。図3(A)、(B)は本発明の実施例1における基準状態と0.3°の防振補正をしたときの横収差図である。図4は本発明の実施例2のレンズ断面図、図5は実施例2の無限遠物体にフォーカスしているときの縦収差図である。図6(A)、(B)は本発明の実施例2における基準状態と0.3°の防振補正をしたときの横収差図である。
図7は本発明の実施例3のレンズ断面図、図8は実施例3の無限遠物体にフォーカスしているときの縦収差図である。図9(A)、(B)は本発明の実施例3における基準状態と0.3°の防振補正をしたときの横収差図である。図10は本発明の実施例4のレンズ断面図、図11は実施例4の無限遠物体にフォーカスしているときの縦収差図である。図12(A)、(B)は本発明の実施例4における基準状態と0.3°の防振補正をしたときの横収差図である。図13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、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、右方が被投射画像となる。
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を挟んで物体側に前方レンズ群LFと像側に正の屈折力の後方レンズ群LRを有している。L1はフォーカスに際して不動の正又は負の屈折力の第1レンズ群、L2はフォーカスに際して移動する正の屈折力の第2レンズ群である。
第2レンズ群L2は開口絞り(絞り)SPの物体側と像側に各々レンズ群を有している。そして開口絞りSPの像側に隣り合う位置に、単一レンズ又は接合レンズよりなる防振レンズ群Gisを有している。Lcは防振レンズ群Gisの物体側に配置されている負の屈折力の接合レンズである。IPは像面であり、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。
それぞれの縦収差図は、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。球面収差と倍率色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。また、非点収差を示す図において、実線のSはd線のサジタル方向、破線のMはd線のメリディオナル方向を表している。また、歪曲を示す図は、d線における歪曲を表している。横収差図において、実線はd線のメリディオナル方向、破線はd線のサジタル方向、2点鎖線はg線のメリディオナル方向を表している。FnoはFナンバー、ωは撮影画角の半画角(度)、hgtは像高である。
本発明の光学系の具体的な構成は、物体側より像側へ順に、正または負の屈折力の第1レンズ群L1と、正の屈折力を有する第2レンズ群L2を有し、第2レンズ群L2を光軸上に移動させてフォーカシングを行う撮像用の光学系である。前記第1レンズ群L1は物体側から像側へ順に物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、物体側の面が凸形状の正レンズよりなっている。第2レンズ群L2は物体側より像側へ順に、像側の面が凹でメニスカス形状の負の屈折力のレンズ(負レンズ)、正の屈折力のレンズ(正レンズ)、正レンズと負レンズを接合した負の屈折力の接合レンズ、開口絞りを有している。
更に開口絞りSPの像側に光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動させることで像振れを低減する正の屈折力の防振レンズ群Gis、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、正レンズを有している。
一般に撮像光学系において、最大画角の軸外光線の光軸からの高さは開口絞りSPからの光軸方向の距離が離れるにつれ高くなる。このため、開口絞りSPから離れた位置に配置するレンズは光線有効径が大きくなってしまう。そのため、この開口絞りSP近傍に防振レンズ群Gisを配置すれば、光線有効径は小さくなり防振のための移動を考慮してもレンズ径を小型に押さえることが容易となる。また、防振レンズ群Gisを通る光線の入射高も小さいため防振時の収差変動も小さくし易い。
このことから、各実施例の光学系では前述のように、防振レンズ群を開口絞りSPに近い位置に配置して、防振レンズ群の有効径の大型化を抑制している。この結果として、防振レンズの駆動機構の負荷を軽減し、レンズ全体としてもコンパクト化が容易になる。また同時に、全系の中でも開口絞りSPに近い位置のレンズ群を光軸に対し垂直方向の成分を持つ方向に移動する防振レンズ群としている。これにより防振レンズ群内を通る軸外光線の高さを低くし、防振時の軸外光線の収差変動が少ない光学系を実現している。
特に、大口径化すると光学系のレンズ径は大きくなり、防振レンズ群のレンズ径も大きくなる。それに伴い防振レンズ群の重量が重くなり、防振駆動機構はさらに大型化してくる。大口径化の際には、防振レンズ群は軽量にすることが好ましく、レンズ枚数は少ない方が望ましい。しかしながら、大口径化に伴い軸上光線の光束径が大きくなり、防振時のコマ収差の変動により光学性能が低下してくる。
以上の理由により撮像用の光学系では、少ないレンズ枚数で防振時にも十分な収差補正を行うことができるよう、少ないレンズ枚数で構成された防振レンズ群Gisで発生する収差を他のレンズ群で効率的に相殺することが肝要である。そのため、各実施例の光学系では、防振レンズ群Gisの物体側に補助レンズ群として正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズを接合した全体として負の屈折力の接合レンズLcを配置している。
これにより、少ないレンズ枚数であっても十分な収差補正ができるようにしている。また、防振レンズ群Gisを1つのレンズ(防振レンズ)で構成したことで、大口径比化を図った時にも、防振レンズ群Gisの重量が過度に重くならず、防振駆動機構にも大きな負担を掛けずに構成することを容易にしている。またこのように防振レンズ群Gisと隣接する補助レンズ群Lcに互いに異なる符号の屈折力を持たせることで、防振レンズ群Gisに適切な防振敏感度を持たせることを容易にしている。
各実施例では、防振レンズ群Gisを光軸に対して直交する方向成分を含む方向に変移させることにより、手振れ等の振動に起因する像振れを補正する防振を行う。ここで「光軸に対して直交する方向成分を含む方向」には、光軸に直交する方向だけでなく、光軸に直交する方向からずれた方向(例えば、光軸に直交する方向に対して傾いた方向や、光軸上の点を中心とした回転方向)をも含む。
各実施例において全系の焦点距離をf、防振レンズ群Gisの焦点距離をfis、接合レンズLcの焦点距離をfcとする。開口絞りSPから防振レンズ群Gisの開口絞りSP側のレンズ面までの光軸上の距離をDis、無限遠物体に合焦しているときの物体側の第1レンズ面から最終レンズ面までの光軸上の距離をDLとする。このとき、
0.00<Dis/DL<0.25 ・・・(1)
0.3<fis/f<3.5 ・・・(2)
0.3<−fc/fis<3.5 ・・・(3)
なる条件式を満足している。
ここで「光軸上の距離」の符号は、物体側から像側に向かう方向を正とし、その逆方向(像側から物体側に向かう方向)を負とする。
次に前述した各条件式の技術的意味について説明する。条件式(1)は、開口絞りSPから、防振レンズ群Gisのうち開口絞りSPに対して最も近いレンズ面までの光軸上の距離を適切にするための条件である。
条件式(1)の上限値を超えて防振レンズ群Gisが開口絞りSPに対して像側に離れすぎると、防振レンズ群Gisの有効径が大型化するので、好ましくない。また、防振レンズ群Gisを通る軸外光線の光軸からの入射高さが高くなり、防振時の軸外光線の収差補正が難しくなってくる。条件式(1)の下限値に近づいて防振レンズ群Gisが開口絞りSPに近づいてくると開口絞りSPと防振レンズ群Gisが干渉しやすくなるので良くない。なお、より好ましくは、条件式(1)の数値範囲を以下のように設定するとよい。
0.00<Dis/DL<0.07 ・・・(1a)
条件式(2)は、全系の焦点距離に対する防振レンズ群Lisの焦点距離の比を適切にし、防振レンズ群Gisを光軸と垂直方向に変移させた時の収差変動の敏感度と像位置の変移の敏感度をバランス良く維持するための条件式である。条件式(2)の上限を超えて防振レンズ群Gisの屈折力が弱くなると、防振時に光軸と垂直方向の成分を持つ方向に移動させる量が大きくなって駆動機構が大型化してくる。
条件式(2)の下限を超えて防振レンズ群Gisの屈折力が強くなると、防振の際に偏心収差が多く発生し、防振時の光学性能が悪化して望ましくない。また、防振レンズ群Gisの変位量に対する像位置の変化量(以下、防振敏感度という)が大きくなるため、必要な防振効果を得るための防振レンズ群Gisの変位量が小さくなり過ぎて、その変位量を電気的又は機械的に精度良く制御するのが困難になる。また、更に好ましくは条件式(2)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.5<fis/f<3.0 ・・・(2a)
条件式(3)は、防振レンズ群Gisとその物体側にある正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズを接合した接合レンズ(補助レンズ)Lcの屈折力バランスを適切に設定するためのものである。特に防振レンズ群Gisを光軸と垂直方向に変移させた時の収差補正分担と像位置補正の敏感度のバランスを適切に維持するための条件式である。各実施例では防振レンズ群Gisの物体側に接合レンズLcを配置することで、屈折力バランスを適切にする際に発生する軸上色収差を抑えている。
条件式(3)の上限を超えて防振レンズ群Gisの屈折力が強くなると、防振の際に偏心収差が多く発生し、光学性能が劣化してくる。また、条件式(3)の下限を超えて防振レンズ群Gisの屈折力が弱くなると、防振敏感度が低くなり過ぎ、防振時に光軸と垂直成分を持つ方向に駆動させる量が大きくなって駆動機構の大型化を招き好ましくない。更に好ましくは条件式(3)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.5<−fc/fis<3.0 ・・・(3a)
各実施例では、以上の条件を満足することで、高い光学性能を有しながらも、防振レンズ群Gisの小型化を容易にし、かつ防振時にも良好な画像を得ることができる広画角レンズを得ている。また各実施例においては、最も像面側に非球面を有する正の屈折力のレンズを配置することが好ましい。最も像側に非球面形状を有した正の屈折力のレンズを配置することで、サジタル像面の倒れを少なくすることができ、画面周辺まで良好な光学性能を得ることが容易になる。
各実施例において、防振時の光学性能を良好に維持しつつ、高い光学性能を得るには、以下の条件式のうち1以上を満足することが望ましい。防振レンズ群Gisの横倍率をβis、防振レンズ群Gisの像側に配置されているレンズ群の横倍率をβrとする。防振レンズ群Gisは単一レンズより構成され、該単一レンズの材料のd線に対するアッベ数をνdisとする。このとき、次の条件式のうち1以上を満足するのが良い。
0.1<|(1−βis)βr|<1.3 ・・・(4)
35<νdis ・・・(5)
条件式(4)は防振レンズ群Gisの光軸に対し垂直方向への成分の移動量とこれに伴い発生する結像面上の像点移動量の比に関し、この値が大きいほど少ない移動量で大きな像点移動が容易になる。以下、条件式(4)の値を防振敏感度と称する。
条件式(4)の上限を超えて防振敏感度が高すぎると一定の防振効果を得るための防振レンズ群Gisの変位量(移動量)が小さくなり過ぎて、その移動量を電気的又は機械的に精度良く駆動させるのが困難になってくる。また、条件式(4)の下限値を超えて防振敏感度が低すぎる場合、防振時に光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動させる量が大きくなって駆動機構が大型化してくるので好ましくない。更に好ましくは条件(4)の数値範囲を以下のように設定するのがよい。
0.2<|(1−βis)βr|<1.0 ・・・(4a)
条件式(5)は防振レンズ群Gisを構成する防振レンズの材料のd線に対するアッベ数に関し、防振時に発生する収差のうち特に軸上色収差や倍率色収差などの色収差を良好に補正するための条件式である。
防振レンズ群Gisは小型軽量化のため可能な限り少ないレンズ枚数で構成することが望ましい。最も好ましくは1つの正レンズ、又は1つの負レンズで構成することである。即ち、単レンズで構成することである。条件式(5)の下限を超えて防振レンズGisを構成する材料のアッベ数が小さいと、防振時に発生する軸上色収差や倍率色収差などの色収差が大きくなり、これらの補正が困難となる。また、更に好ましくは条件式(5)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
40<νdis ・・・(5a)
以上のように各実施例によれば、防振時に諸収差の発生が少なく、良好なる光学性能を有した焦点距離がバックフォーカスより短い所謂レトロフォーカスタイプの光学系が得られる。また同時に、防振レンズ群を駆動する機構に過大な負荷が生じない簡易なレンズ構成で小型の光学系が容易に得られる。
次に、本発明の光学系を用いた一眼レフカメラシステム(撮像装置)の実施例を、図13を用いて説明する。図13において、10は一眼レフカメラ本体、11は本発明による光学系を搭載した交換レンズである。12は交換レンズ11を通して得られる被写体像を記録するフィルムや撮像素子などの記録手段である。13は交換レンズ11からの被写体像を観察するファインダー光学系、14は交換レンズ11で形成された被写体像を記録手段12とファインダー光学系13に切り替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。
ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー14を介してピント板15に結像した被写体像をペンタプリズム16で正立像としたのち、接眼光学系17で拡大して観察する。撮影時にはクイックリターンミラー14が矢印方向に回動して被写体像は記録手段12に結像して記録される。18はサブミラー、19は焦点検出装置である。このように本発明の光学系を一眼レフカメラ等の交換レンズ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有した撮像装置が実現できる。尚、本発明の光学系は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も同様に適用できる。
以下に、実施例1〜4に各々対応する数値実施例1〜4を示す。各数値実施例において、iは物体側からの面の順番を示し、riは第i番目(第i面)の曲率半径である。diは第i面と第i+1面との間の間隔である。ndi、νdiはそれぞれd線を基準とした屈折率、アッベ数を示す。BFはバックフォーカスである。*はその面が非球面であることを示す。(非球面データ)には、非球面を次式で表した場合の非球面係数を示す。
x=(h2/R)/[1+{1−(1+k)(h/R)21/2 +A4・h4+A6・h6+A8・h8+A10・h10+A12・h12
但し、
x:光軸方向の基準面からの変位量である。
h:光軸に対して垂直な方向の高さである。
R:ベースとなる2次曲面の半径である。
A4、A6、A8、A10、A12はそれぞれ4次、6次、8次、10次、12次の非球面係数である。なお、「e−Z」の表示は「10−Z」を意味する。又前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表1に示す。
(数値実施例1)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 107.841 2.00 1.48749 70.2
2 36.325 3.37
3 60.900 4.53 1.77250 49.6
4 253.393 9.91
5 478.362 1.50 1.58144 40.8
6 19.063 9.05
7 32.422 4.55 1.88300 40.8
8 -98.623 3.98
9 -54.460 3.64 1.88300 40.8
10 -20.463 1.00 1.61293 37.0
11 63.422 3.24
12(絞り) ∞ 2.68
13 69.180 2.29 1.69680 55.5
14 -128.073 5.46
15 -15.746 0.95 1.73800 32.3
16 -131.434 4.37 1.59522 67.7
17 -18.862 0.20
18* -91.820 3.48 1.58313 59.4
19 -23.365

非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.49529e-005 A 6= 4.91763e-009 A 8=-4.11063e-011

焦点距離 34.49
Fナンバー 2.05
半画角(度) 32.10
像高 21.64
レンズ全長 104.50
BF 38.30
(数値実施例2)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 132.460 2.00 1.62299 58.2
2 34.266 4.76
3 93.710 4.21 1.77250 49.6
4 -524.055 9.95
5 68.381 1.50 1.60562 43.7
6 22.966 7.04
7 27.744 6.32 1.83481 42.7
8 -106.109 2.76
9 -52.472 3.53 1.83400 37.2
10 -23.397 1.10 1.59551 39.2
11 36.125 3.72
12(絞り) ∞ 2.35
13 72.096 2.30 1.72916 54.7
14 -124.797 5.65
15 -14.420 1.00 1.78472 25.7
16 -102.223 3.96 1.83481 42.7
17 -20.023 0.20
18* -58.818 4.29 1.58313 59.4
19 -20.458

非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.82729e-005 A 6= 3.11467e-008 A 8=-5.17296e-010
A10= 2.93372e-012 A12=-5.92984e-015

焦点距離 34.49
Fナンバー 2.02
半画角(度) 32.10
像高 21.64
レンズ全長 104.24
BF 37.58
(数値実施例3)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 71.195 2.00 1.48749 70.2
2 36.050 3.76
3 63.886 4.12 1.77250 49.6
4 221.701 11.17
5 -214.904 1.50 1.58144 40.8
6 19.706 8.54
7 37.566 4.39 1.88300 40.8
8 -77.437 4.20
9 -49.840 3.75 1.88300 40.8
10 -19.588 1.00 1.60342 38.0
11 202.255 2.40
12(絞り) ∞ 2.64
13 98.946 1.79 1.72916 54.7
14 -203.419 5.7
15 -15.432 0.95 1.68893 31.1
16 -78.954 4.52 1.49700 81.5
17 -17.330 0.20
18* -104.072 3.57 1.58313 59.4
19 -23.339

非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.57839e-005 A 6= 8.94837e-009 A 8=-5.94828e-011

焦点距離 34.5
Fナンバー 2.05
半画角(度) 32.09
像高 21.64
レンズ全長 104.5
BF 38.3
(数値実施例4)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 156.683 2.00 1.48749 70.2
2 39.154 3.56
3 75.419 4.65 1.77250 49.6
4 -24596.307 10.41
5 -220.720 1.50 1.58144 40.8
6 19.974 7.76
7 32.644 4.39 1.88300 40.8
8 -112.408 4.77
9 -61.668 3.78 1.88300 40.8
10 -20.465 1.00 1.62004 36.3
11 114.664 2.62
12(絞り) ∞ 2.52
13 74.645 2.15 1.72916 54.7
14 -129.232 5.32
15 -16.296 0.95 1.73800 32.3
16 -293.682 5.27 1.59522 67.7
17 -20.362 0.20
18* -67.364 3.35 1.58313 59.4
19 -22.066

非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.61559e-005 A 6= 3.74810e-009 A 8=-5.07547e-011


焦点距離 34.47
Fナンバー 2.05
半画角(度) 32.11
像高 21.64
レンズ全長 104.5
BF 38.3
LA 光学系 LF 前方レンズ群 LR 後方レンズ群
L1 第1レンズ群 L2 第2レンズ群 Gis 防振レンズ群
Lc 補助レンズ群 SP 開口絞り

Claims (7)

  1. 焦点距離がバックフォーカスより短い光学系において、光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動して結像位置を移動させる防振レンズ群が開口絞りの像側に隣り合う位置に配置されており、前記開口絞りの物体側に正レンズと負レンズが接合された接合レンズが配置されており、全系の焦点距離をf、前記防振レンズ群の焦点距離をfis、前記接合レンズの焦点距離をfc、前記開口絞りから前記防振レンズ群の物体側のレンズ面までの光軸上の距離をDis、無限遠物体に合焦しているときの最も物体側の第1レンズ面から最も像側の最終レンズ面までの光軸上の距離をDLとするとき、
    0.00<Dis/DL<0.25
    0.3<fis/f<3.5
    0.3<−fc/fis<3.5
    なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
  2. 前記防振レンズ群の横倍率をβis、前記防振レンズ群の像側に配置されているレンズ群の横倍率をβrとするとき、
    0.1<|(1−βis)βr|<1.3
    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。
  3. 前記防振レンズ群は単一レンズより構成され、該単一レンズの材料のd線に対するアッベ数をνdisとするとき、
    35<νdis
    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。
  4. 前記光学系は、物体側から像側へ順に、正又は負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群を有し、フォーカシングに際して前記第2レンズ群が移動し、前記接合レンズ、前記開口絞り、前記防振レンズ群は前記第2レンズ群に含まれてい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。
  5. 前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズ、正レンズよりなり、前記第2レンズ群は、物体側から像側へ順に、像側の面が凹でメニスカス形状の負レンズ、正レンズ、正レンズと負レンズが接合された接合レンズ、開口絞り、光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動して結像位置を移動させる防振レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、正レンズよりなることを特徴とする請求項4に記載の光学系。
  6. 最も像側のレンズは非球面を有する正の屈折力のレンズであ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。
  7. 請求項1乃至6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。
JP2012072806A 2012-03-28 2012-03-28 光学系及びそれを有する撮像装置 Expired - Fee Related JP5959894B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012072806A JP5959894B2 (ja) 2012-03-28 2012-03-28 光学系及びそれを有する撮像装置
US13/801,467 US20130258476A1 (en) 2012-03-28 2013-03-13 Optical system and imaging apparatus including the same
US14/675,430 US9625688B2 (en) 2012-03-28 2015-03-31 Optical system and imaging apparatus including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012072806A JP5959894B2 (ja) 2012-03-28 2012-03-28 光学系及びそれを有する撮像装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2013205535A true JP2013205535A (ja) 2013-10-07
JP2013205535A5 JP2013205535A5 (ja) 2015-05-14
JP5959894B2 JP5959894B2 (ja) 2016-08-02

Family

ID=49234683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012072806A Expired - Fee Related JP5959894B2 (ja) 2012-03-28 2012-03-28 光学系及びそれを有する撮像装置

Country Status (2)

Country Link
US (2) US20130258476A1 (ja)
JP (1) JP5959894B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017058478A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 株式会社リコー 結像レンズ系および撮像装置および携帯情報端末装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5582913B2 (ja) * 2010-08-06 2014-09-03 キヤノン株式会社 防振機能を有する単焦点レンズ
JP6494192B2 (ja) * 2014-06-30 2019-04-03 株式会社タムロン 光学系及び撮像装置
JP2016012082A (ja) * 2014-06-30 2016-01-21 株式会社タムロン 光学系及び撮像装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09113800A (ja) * 1995-10-13 1997-05-02 Nikon Corp レトロフォーカス型レンズ
JP2000258686A (ja) * 1999-03-08 2000-09-22 Nikon Corp 高解像の撮影レンズ系
JP2004226740A (ja) * 2003-01-23 2004-08-12 Nikon Corp 広角レンズ
JP2009008845A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Konica Minolta Opto Inc ズームレンズ及び撮像装置
JP2010145759A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Nikon Corp ズームレンズ、このズームレンズを備えた光学機器、及び、ズームレンズの製造方法
JP2011059288A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 Nikon Corp 広角レンズ、この広角レンズを有する光学機器、及び、広角レンズの製造方法
JP2011197058A (ja) * 2010-03-17 2011-10-06 Panasonic Corp ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP2012008268A (ja) * 2010-06-23 2012-01-12 Nikon Corp ズームレンズ、撮像装置、ズームレンズの製造方法
JP2012047813A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Panasonic Corp ズームレンズ系、交換レンズ装置及びカメラシステム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0727975A (ja) * 1993-07-12 1995-01-31 Nikon Corp 防振機能を備えたリアコンバージョンレンズ
JP3528947B2 (ja) * 1995-06-08 2004-05-24 株式会社ニコン 近接撮影可能なズームレンズ
US6473231B2 (en) * 1997-03-18 2002-10-29 Canon Kabushiki Kaisha Variable magnification optical system having image stabilizing function
JP5399175B2 (ja) * 2009-09-09 2014-01-29 コニカミノルタ株式会社 広角レンズ,撮像光学装置及びデジタル機器
JP5484197B2 (ja) * 2010-05-26 2014-05-07 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
US8830592B2 (en) * 2010-06-23 2014-09-09 Nikon Corporation Zoom lens, imaging apparatus, and method for manufacturing zoom lens
JP5582913B2 (ja) * 2010-08-06 2014-09-03 キヤノン株式会社 防振機能を有する単焦点レンズ
JP6053441B2 (ja) * 2012-10-10 2016-12-27 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09113800A (ja) * 1995-10-13 1997-05-02 Nikon Corp レトロフォーカス型レンズ
JP2000258686A (ja) * 1999-03-08 2000-09-22 Nikon Corp 高解像の撮影レンズ系
JP2004226740A (ja) * 2003-01-23 2004-08-12 Nikon Corp 広角レンズ
JP2009008845A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Konica Minolta Opto Inc ズームレンズ及び撮像装置
JP2010145759A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Nikon Corp ズームレンズ、このズームレンズを備えた光学機器、及び、ズームレンズの製造方法
JP2011059288A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 Nikon Corp 広角レンズ、この広角レンズを有する光学機器、及び、広角レンズの製造方法
JP2011197058A (ja) * 2010-03-17 2011-10-06 Panasonic Corp ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP2012008268A (ja) * 2010-06-23 2012-01-12 Nikon Corp ズームレンズ、撮像装置、ズームレンズの製造方法
JP2012047813A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Panasonic Corp ズームレンズ系、交換レンズ装置及びカメラシステム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017058478A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 株式会社リコー 結像レンズ系および撮像装置および携帯情報端末装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP5959894B2 (ja) 2016-08-02
US20150205081A1 (en) 2015-07-23
US20130258476A1 (en) 2013-10-03
US9625688B2 (en) 2017-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5064837B2 (ja) 防振機能を有するズームレンズ
US9223119B2 (en) Zoom lens and image pickup apparatus having the same
JP4585776B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5582913B2 (ja) 防振機能を有する単焦点レンズ
US20140211029A1 (en) Zoom lens and image pickup apparatus including the same
JP6304967B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6667297B2 (ja) 光学系及びそれを有する撮像装置
US8896930B2 (en) Zoom lens and image pickup apparatus equipped with zoom lens
JP5448574B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2017207647A (ja) 光学系およびそれを有する撮像装置
JP2017161567A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5448351B2 (ja) ズームレンズおよびそれを有する撮像装置
US11036044B2 (en) Lens system, lens apparatus, adapter apparatus, and image pickup apparatus
JP4383078B2 (ja) 望遠レンズ及び望遠レンズ装置
US9625688B2 (en) Optical system and imaging apparatus including the same
JP2015072499A (ja) 高変倍率ズームレンズ
JP2016050949A (ja) ズームレンズおよび撮像装置
JP6526992B2 (ja) 撮影レンズおよび撮影装置
JP5907606B2 (ja) 光学系及びそれを有する撮像装置
JP5932268B2 (ja) 光学系及びそれを有する撮像装置
JP2013205535A5 (ja)
JP6164894B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2013142782A5 (ja)
JP2004094056A (ja) 大口径望遠ズームレンズ
JP6646251B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150326

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150326

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160303

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160524

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160622

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5959894

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D03

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees