JP2014145954A - 結像光学系 - Google Patents
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Abstract
【課題】対角線全画角が２０°から３０°程度の中望遠の画角領域に適し、大型の撮像素子に対応し、小型化と軽量化を達成し、良好なフォーカシング性能を有し、撮影領域全体で収差変動の少ない高性能な結像光学系を提供する。
【解決手段】物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とで構成され、前記第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ１枚と正の屈折力を有するレンズ１枚とからなり、前記第３レンズ群は少なくとも１枚ずつの正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとを有し、無限遠から近距離へのフォーカシングの際は、前記第２レンズ群Ｇ２が光軸に沿って物体側へ移動することを特徴とする結像光学系。
【選択図】図１
【解決手段】物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とで構成され、前記第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ１枚と正の屈折力を有するレンズ１枚とからなり、前記第３レンズ群は少なくとも１枚ずつの正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとを有し、無限遠から近距離へのフォーカシングの際は、前記第２レンズ群Ｇ２が光軸に沿って物体側へ移動することを特徴とする結像光学系。
【選択図】図１
Description
本発明はデジタルカメラ、ビデオカメラなどに用いられる撮影レンズに好適な結像光学系に関する。
近年、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置の普及に伴い、撮像素子の画素数の増加が急速に進んでおり、より高性能な結像光学系が求められている。加えて、高画質を得るために大型の撮像素子を採用するカメラが増加している。
大型の撮像素子は、同じ画素数ならば小型のものに比べて１画素あたりの面積が大きいため、ノイズの少ない良好な画像を得ることが出来る。しかし、撮像素子が大きくなると当然ながら結像光学系も大型化する傾向がある。
さらに近年は、デジタルスチルカメラの動画撮影機能の向上により、静粛且つ高速なフォーカス機構が求められている。フォーカス駆動を行うアクチュエータは、フォーカスレンズ群が大きく重い場合、アクチュエータの出力に余裕が無い状況で駆動せざるを得ず、騒音が大きくなる。そこで、大型のアクチュエータを用いれば、出力に余裕があるので、静粛且つ高速に駆動することができる。しかしながら、大型のアクチュエータを用いることは結像光学系の小型化・軽量化に対して逆行することとなる。そのため、フォーカスレンズ群の小径化・軽量化を図ることで、アクチュエータを大型化することなく静粛且つ高速なフォーカス駆動を実現することが求められている。
また、静粛且つ高速なフォーカス駆動を実現するためには、フォーカシングに伴うレンズの移動量も少なくする必要がある。
特許文献１及び特許文献２は、対角線全画角２０°から３０°程度の結像光学系で、フォーカスレンズ群の小型化・軽量化に適したレンズタイプとして、ガウスタイプの後群を動かすリアフォーカスまたはガウスタイプの後群でフォーカシングを行うレンズタイプに第３レンズ群を追加したインナーフォーカスの結像光学系を開示している。
特許文献１に記載された結像光学系は、ガウスタイプの後群をフォーカシングに用いている。ガウスタイプは、前群後群で対称的な形状にすることで収差を打ち消しあうことを特徴としている。しかし、特許文献１に記載された結像光学系は、後群のフォーカシングによりその対称性が崩れ、収差変動が大きくなっており、フォーカシングに伴う後群の移動量が大きいという課題を有している。
特許文献２に記載された結像光学系は、ガウスタイプの後群でフォーカシングを行うレンズタイプに負の屈折力を有する第３レンズ群を追加することにより、収差変動を抑えフォーカシングに必要な移動量を削減している。
しかし、特許文献１及び特許文献２に記載の結像光学系は、フォーカスレンズ群が３枚で構成されており、フォーカスレンズ群の重量が重くなってしまう。そのため、フォーカス駆動に伴う騒音が大きくなったり、フォーカス駆動の速度が低下したり、アクチュエータの大型化によってレンズ鏡筒の外径が拡大したりするという課題を有している。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、以下に示す手段により、上記課題を解決し、対角線全画角が２０°から３０°程度の中望遠の画角領域に適し、大型の撮像素子に対応し、小型化と軽量化を達成し、良好なフォーカシング性能を有し、撮影領域全体で収差変動の少ない高性能な結像光学系を提供することを目的とする。
前述の課題を解決するための手段である第１の発明は、物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とで構成され、前記第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ１枚と正の屈折力を有するレンズ１枚とからなり、前記第３レンズ群は少なくとも１枚ずつの正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとを有し、無限遠から近距離へのフォーカシングの際は、前記第２レンズ群Ｇ２が光軸に沿って物体側へ移動し、以下に示す条件式（１）乃至（２）を満足することを特徴とする結像光学系。
（１） −４．５＜ｆ２ａ／ｆ２ｂ＜−１．１
（２） ０．２８＜｜ｆ２／ｆ３｜＜０．７５
ｆ２ａ：前記第２レンズ群Ｇ２の物体側のレンズの焦点距離
ｆ２ｂ：前記第２レンズ群Ｇ２の像側のレンズの焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
（１） −４．５＜ｆ２ａ／ｆ２ｂ＜−１．１
（２） ０．２８＜｜ｆ２／ｆ３｜＜０．７５
ｆ２ａ：前記第２レンズ群Ｇ２の物体側のレンズの焦点距離
ｆ２ｂ：前記第２レンズ群Ｇ２の像側のレンズの焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
また、前述の課題を解決するための手段である第２の発明は、第１の発明である結像光学系であって、さらに次の条件式を満足することを特徴とする結像光学系である。
（３） ０．８５＜ｆ１／ｆ＜２．４０
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ：前記結像光学系全系の焦点距離
（３） ０．８５＜ｆ１／ｆ＜２．４０
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ：前記結像光学系全系の焦点距離
また、前述の課題を解決するための手段である第３の発明は、第１の発明または第２の発明である結像光学系であって、さらに次の条件式を満足することを特徴とする結像光学系である。
（４） ０．０４＜ｄ２ｎｐ／ｆ２＜０．１９
ｄ２ｎｐ：前記第２レンズ群Ｇ２の負の屈折力を有するレンズの像側の面と正の屈折力を有するレンズの物体側の面との間の軸上空気間隔
（４） ０．０４＜ｄ２ｎｐ／ｆ２＜０．１９
ｄ２ｎｐ：前記第２レンズ群Ｇ２の負の屈折力を有するレンズの像側の面と正の屈折力を有するレンズの物体側の面との間の軸上空気間隔
本発明によれば、対角線全画角が２０°から３０°程度の中望遠の画角領域に適し、大型の撮像素子に対応し、小型化と軽量化を達成し、良好なフォーカシング性能を有し、撮影領域全体で収差変動の少ない高性能な結像光学系を提供することができる。
本発明の結像光学系は、第１の発明として、図１、図６、図１１及び図１６に示す本発明の実施例１から実施例４の結像光学系のレンズ構成図からわかるように、物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とで構成され、前記第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ１枚と正の屈折力を有するレンズ１枚とからなり、前記第３レンズ群Ｇ３は少なくとも１枚ずつの正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとを有し、無限遠から近距離へのフォーカシングの際は、前記第２レンズ群Ｇ２が光軸に沿って物体側へ移動する構成となっている。
また、本発明の結像光学系における第２レンズ群Ｇ２は、レンズ径が小さい２枚のレンズから構成されている。フォーカシングの際に動くレンズ群は、小型且つ軽量であることが望ましい。本発明は、レンズ径が小さくレンズ枚数も少ない第２レンズ群Ｇ２をフォーカシングの際に動かすレンズ群とすることで、フォーカス駆動の高速化や静粛に寄与するとともにアクチュエータの大型化を行わずに済むためレンズ鏡筒の外径が拡大しない。
また、本発明の第２レンズ群Ｇ２の物体側のレンズである負の屈折力を有するメニスカスレンズは、絞りに対しコンセントリックなレンズ形状となっている。そのため、軸外主光線の入射角が小さく非点収差やコマ収差の発生を抑制できる。また、第２レンズ群Ｇ２が製造時に光軸に対して傾いた場合の性能低下が少ない。
さらに、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３には、フォーカシングに伴う第２レンズ群Ｇ２の移動量を抑制し、結像光学系の全長を抑制する効果があるため、結像光学系全体の小型化に寄与する。
また、本発明の結像光学系は、以下に示す条件式（１）乃至（２）を満足することを特徴とする。
（１） −４．５＜ｆ２ａ／ｆ２ｂ＜−１．１
（２） ０．２８＜｜ｆ２／ｆ３｜＜０．７５
ｆ２ａ：前記第２レンズ群Ｇ２の物体側のレンズの焦点距離
ｆ２ｂ：前記第２レンズ群Ｇ２の像側のレンズの焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
（１） −４．５＜ｆ２ａ／ｆ２ｂ＜−１．１
（２） ０．２８＜｜ｆ２／ｆ３｜＜０．７５
ｆ２ａ：前記第２レンズ群Ｇ２の物体側のレンズの焦点距離
ｆ２ｂ：前記第２レンズ群Ｇ２の像側のレンズの焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
条件式（１）は、製造誤差による性能劣化を抑え、フォーカシングにおける収差変動を抑制するための好ましい条件として、第２レンズ群Ｇ２の物体側のレンズの焦点距離ｆ２ａと第２レンズ群Ｇ２の像側のレンズの焦点距離ｆ２ｂの比に関して規定するものである。
条件式（１）の下限値を下回った場合、相対的に第２レンズ群Ｇ２の物体側のレンズの焦点距離ｆ２ａは長くなり、第２レンズ群Ｇ２単体での収差補正が困難となる。その結果、軸上色収差の変動が大きくなり、光学性能に好ましくない。
条件式（１）の上限値を上回った場合、相対的に物体側のレンズの焦点距離ｆ２ａは短くなる。その結果、偏芯時の収差変化の感度は大きくなり、製造誤差による性能の低下の抑制が困難となる。
尚、条件式（１）について、望ましくはその下限値を−４．０に、また、さらに上限値を−１．４とすることで、前述の効果をより確実にすることができる。
条件式（２）は、レンズからの光線射出角と収差変動とを抑制するための好ましい条件として、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２と第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ３の比に関して規定するものである。
条件式（２）の下限値を下回った場合、相対的に第３レンズ群Ｇ３の屈折力は弱くなり、フォーカシングに伴う収差変動の抑制が困難となる。また、結像光学系の全長やフォーカシングに伴う第２レンズ群Ｇ２の移動量の抑制が困難となる。その結果、結像光学系の全長の小型化に好ましくない。
条件式（２）の上限値を上回った場合、相対的に第３レンズ群Ｇ３の屈折力は強くなり、光線射出角の抑制が困難となる。その結果、結像性能に好ましくない。
尚、条件式（２）について、望ましくはその下限値を０．３４に、また、さらに上限値を０．６５とすることで、前述の効果をより確実にすることができる。
さらに、以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
（３） ０．８５＜ｆ１／ｆ＜２．４０
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ：前記結像光学系全系の焦点距離
（３） ０．８５＜ｆ１／ｆ＜２．４０
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ：前記結像光学系全系の焦点距離
条件式（３）は、レンズからの光線射出角と結像光学系の全長の大型化とを抑制するための好ましい条件として、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１と結像光学系全系の焦点距離ｆの比に関して規定するものである。
条件式（３）の下限値を下回った場合、相対的に第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１が短くなり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の合成倍率は大きくなる。つまり、第２レンズ群Ｇ２の凸の屈折力が弱くなる。または、第３レンズ群Ｇ３の凹の屈折力が強くなる。その結果、光線射出角の抑制が困難となり、結像性能に好ましくない。
条件式（３）の上限値を上回った場合、相対的に第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が長くなり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成倍率は小さくなる。その結果、望遠比が大きくなるため結像光学系の全長が大きくなる。
尚、条件式（３）について、望ましくはその下限値を１．００に、また、さらに上限値を２．１０とすることで、前述の効果をより確実にすることができる。
さらに、以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の結像光学系。
（４） ０．０４＜ｄ２ｎｐ／ｆ２＜０．１９
ｄ２ｎｐ：前記第２レンズ群Ｇ２の負の屈折力を有するレンズの像側の面と正の屈折力を有するレンズの物体側の面との間の軸上空気間隔
（４） ０．０４＜ｄ２ｎｐ／ｆ２＜０．１９
ｄ２ｎｐ：前記第２レンズ群Ｇ２の負の屈折力を有するレンズの像側の面と正の屈折力を有するレンズの物体側の面との間の軸上空気間隔
条件式（４）は、製造誤差による性能劣化と結像光学系の全長の大型化とを抑制するための好ましい条件として、第２レンズ群Ｇ２の負の屈折力を有するレンズの像側の面と正の屈折力を有するレンズの物体側の面との間の軸上空気間隔ｄ２ｎｐと第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２の比に関して規定するものである。
条件式（４）の下限値を下回った場合、相対的に第２レンズ群Ｇ２の負の屈折力を有するレンズの像側の面と正の屈折力を有するレンズの物体側の面との間の軸上空気間隔ｄ２ｎｐが小さくなる。そのため、第２レンズ群Ｇ２の物体側の負の屈折力を有するレンズと像側の正の屈折力を有するレンズとの間のレトロフォーカスの作用は弱くなり、第２レンズ群Ｇ２の後側主点が物体側に移動する。その結果、無限遠合焦状態での第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間の空気間隔を十分に確保できない。無限遠合焦状態での第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の空気間隔を確保するには、第２レンズ群Ｇ２を構成する各レンズの屈折力を強くする必要がある。しかし、第２レンズ群Ｇ２を構成する各レンズの偏芯時の収差変化の感度は大きくなり、製造誤差による性能低下の抑制が困難となる。
条件式（４）の上限値を上回った場合、相対的に第２レンズ群Ｇ２の負の屈折力を有するレンズの像側の面と正の屈折力を有するレンズの物体側の面との間の軸上空気間隔ｄ２ｎｐが大きくなる。その結果、第２レンズ群Ｇ２の光軸方向の厚みが増えるため、結像光学系の全長の十分な小型化が困難となる。
尚、条件式（４）について、望ましくはその下限値を０．０５に、また、さらに上限値を０．１５とすることで、前述の効果をより確実にすることができる。
本発明の結像光学系では、以下の構成を伴うことがより効果的である。
フォーカシングに伴う収差変動を抑制するために、第２レンズ群Ｇ２の１つまたは複数の面を非球面とし、第２レンズ群Ｇ２での収差発生を抑制する構成とするとより望ましい。どの面を非球面としても補正効果を得られるが、第２レンズ群Ｇ２の物体側寄りの面ほどコマ収差の補正に効果を発揮し、第２レンズ群Ｇ２の像側寄りの面ほど非点収差や歪曲収差の補正に効果を発揮する傾向がある。第２レンズ群Ｇ２内の面は面精度によって球面収差やコマ収差が変化しやすいため、精度良く製造しやすい両凸形状の正の屈折力を有するレンズのいずれかの面を非球面とする構成とするとより望ましい。
次に、本発明の結像光学系に係る実施例のレンズ構成について説明する。なお、以下の説明ではレンズ構成を物体側から像側の順番で記載する。
以下に、前述した本発明の結像光学系の各実施例の具体的な数値データを示す。
［面データ］において、面番号は物体側から数えたレンズ面または開口絞りの番号、ｒは各面の曲率半径、ｄは各面の間隔、ｎｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、ｖｄはｄ線に対するアッベ数を示している
面番号に付した＊（アスタリスク）は、そのレンズ面形状が非球面であることを示している。また、ＢＦはバックフォーカスを表している。
面番号に付した（絞り）は、その位置に開口絞りＳが位置していることを示している。平面または開口絞りＳに対する曲率半径には∞（無限大）を記入している。
［非球面データ］には、［面データ］において＊を付したレンズ面の非球面形状を与える各係数値を示している。非球面の形状は、光軸に直行する方向への光軸からの変位をｙ、非球面と光軸の交点から光軸方向への変位（サグ量）をｚ、基準球面の曲率半径をｒ、コーニック係数をＫ、４、６、８、１０次の非球面係数をそれぞれＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０と置くとき、非球面の座標が以下の式で表されるものとする。
[各種データ]は、撮影距離が無限遠（ＩＮＦ）と８００ｍｍにおける値を示している。
［可変間隔データ］は、撮影距離が無限遠（ＩＮＦ）と８００ｍｍにおける可変間隔及びＢＦ（バックフォーカス）の値を示している。
尚、以下のすべての諸元値において、記載している焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、レンズ面間隔ｄ、その他の長さの単位は特記のない限りミリメートル（ｍｍ）を使用するが、光学系では比例拡大と比例縮小とにおいても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。
さらに、図１、図６、図１１及び図１６に示すレンズ構成図において、最も像面側に配置された平行平面板Ｆはフィルタ、Ｉは像面、中心を通る一点鎖線は光軸である。フィルタＦは、前記第３レンズ群Ｇ３には含まれず、ＩＲカットフィルタやローパスフィルタ等の光学フィルタであり、本発明にかかる結像光学系が適用される撮像装置において、その特性は適宜選択される。
図１は、本発明の実施例１の結像光学系のレンズ構成図である。物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とからなり、第１レンズ群Ｇ１は全体で正の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズである第１レンズＬ１ａと、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第２レンズＬ１ｂと像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第３レンズＬ１ｃとを貼り合せた接合レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は全体で正の屈折力を有しており、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズである第４レンズＬ２ａと、両凸形状の正の屈折力を有し像側レンズ面が所定の非球面形状である第５レンズＬ２ｂとからなり、第３レンズ群Ｇ３は全体で負の屈折力を有しており、両凹形状の負の屈折力を有する第６レンズＬ３ａと、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第７レンズＬ３ｂと像側に凹面を向けた正の屈折力を有する第８レンズＬ３ｃとを貼り合せた接合レンズとからなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動する。
続いて、以下に実施例１に係る結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例１
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
物面 ∞ (d0)
1 31.1200 3.3500 1.80420 46.50
2 73.2700 4.9300
3 21.5000 4.4000 1.59282 68.62
4 -1000.0000 1.5500 1.60342 38.01
5 15.2500 4.5000
6(絞り) ∞ (d6)
7 -17.7200 1.0500 1.64769 33.84
8 -34.6700 2.7000
9 44.2580 4.0500 1.59201 67.02
10* -23.8500 (d10)
11 -1000.0000 0.7000 1.58144 40.89
12 20.3800 2.9000
13 61.6400 0.7000 1.69895 30.05
14 17.9800 4.8500 2.00100 29.13
15 100.0000 23.0700
16 ∞ 2.2000 1.51680 64.20
17 ∞ (BF)
[非球面データ]
10面
K 0.00000E+00
A4 1.66000E-05
A6 -1.39960E-08
A8 2.67930E-10
A10 -1.09700E-12
[各種データ]
INF 800mm
焦点距離 60.00 55.86
Fナンバー 2.92 2.97
全画角2ω 26.38 25.93
像高Y 14.20 14.20
レンズ全長 74.02 74.02
[可変間隔データ]
INF 800mm
d0 ∞ 726.0057
d6 10.1300 6.6783
d10 1.9400 5.3917
BF 1.0000 1.0001
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 93.37
G2 7 42.29
G3 11 -106.72
数値実施例１
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
物面 ∞ (d0)
1 31.1200 3.3500 1.80420 46.50
2 73.2700 4.9300
3 21.5000 4.4000 1.59282 68.62
4 -1000.0000 1.5500 1.60342 38.01
5 15.2500 4.5000
6(絞り) ∞ (d6)
7 -17.7200 1.0500 1.64769 33.84
8 -34.6700 2.7000
9 44.2580 4.0500 1.59201 67.02
10* -23.8500 (d10)
11 -1000.0000 0.7000 1.58144 40.89
12 20.3800 2.9000
13 61.6400 0.7000 1.69895 30.05
14 17.9800 4.8500 2.00100 29.13
15 100.0000 23.0700
16 ∞ 2.2000 1.51680 64.20
17 ∞ (BF)
[非球面データ]
10面
K 0.00000E+00
A4 1.66000E-05
A6 -1.39960E-08
A8 2.67930E-10
A10 -1.09700E-12
[各種データ]
INF 800mm
焦点距離 60.00 55.86
Fナンバー 2.92 2.97
全画角2ω 26.38 25.93
像高Y 14.20 14.20
レンズ全長 74.02 74.02
[可変間隔データ]
INF 800mm
d0 ∞ 726.0057
d6 10.1300 6.6783
d10 1.9400 5.3917
BF 1.0000 1.0001
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 93.37
G2 7 42.29
G3 11 -106.72
図６は、本発明の実施例２の結像光学系のレンズ構成図である。物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とからなり、第１レンズ群Ｇ１は全体で正の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズである第１レンズＬ１ａと、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第２レンズＬ１ｂと像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第３レンズＬ１ｃとを貼り合せた接合レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は全体で正の屈折力を有しており、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズである第４レンズＬ２ａと、両凸形状の正の屈折力を有し像側レンズ面が所定の非球面形状である第５レンズＬ２ｂとからなり、第３レンズ群Ｇ３は全体で負の屈折力を有しており、両凹形状の負の屈折力を有する第６レンズＬ３ａと、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第７レンズＬ３ｂと像側に凹面を向けた正の屈折力を有する第８レンズＬ３ｃとを貼り合せた接合レンズとからなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動する。
続いて、以下に実施例２に係る結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例２
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
物面 ∞ (d0)
1 29.4300 3.6500 1.80420 46.50
2 83.1900 5.4000
3 21.1600 3.8500 1.49700 81.61
4 239.5100 0.7200 1.62004 36.30
5 16.8500 4.3400
6(絞り) ∞ (d6)
7 -17.0800 0.8300 1.72825 28.32
8 -54.1600 2.5900
9 61.6200 4.0000 1.77250 49.47
10* -22.0100 (d10)
11 -108.4900 0.8300 1.70154 41.15
12 22.6100 1.2000
13 35.5500 0.8500 1.74077 27.76
14 17.4000 4.7000 2.00100 29.13
15 100.0000 23.1001
16 ∞ 2.2000 1.51680 64.20
17 ∞ (BF)
[非球面データ]
10面
K -0.95210
A4 8.04370E-06
A6 -4.61910E-10
A8 0.00000E+00
A10 0.00000E+00
[各種データ]
INF 800mm
焦点距離 59.98 55.34
Fナンバー 2.92 2.92
全画角2ω 26.39 26.36
像高Y 14.20 14.20
レンズ全長 74.02 74.02
[可変間隔データ]
INF 800mm
d0 ∞ 726.0071
d6 12.3900 8.8300
d10 2.3700 5.9300
BF 0.9999 0.9998
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 86.63
G2 7 40.88
G3 11 -95.01
数値実施例２
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
物面 ∞ (d0)
1 29.4300 3.6500 1.80420 46.50
2 83.1900 5.4000
3 21.1600 3.8500 1.49700 81.61
4 239.5100 0.7200 1.62004 36.30
5 16.8500 4.3400
6(絞り) ∞ (d6)
7 -17.0800 0.8300 1.72825 28.32
8 -54.1600 2.5900
9 61.6200 4.0000 1.77250 49.47
10* -22.0100 (d10)
11 -108.4900 0.8300 1.70154 41.15
12 22.6100 1.2000
13 35.5500 0.8500 1.74077 27.76
14 17.4000 4.7000 2.00100 29.13
15 100.0000 23.1001
16 ∞ 2.2000 1.51680 64.20
17 ∞ (BF)
[非球面データ]
10面
K -0.95210
A4 8.04370E-06
A6 -4.61910E-10
A8 0.00000E+00
A10 0.00000E+00
[各種データ]
INF 800mm
焦点距離 59.98 55.34
Fナンバー 2.92 2.92
全画角2ω 26.39 26.36
像高Y 14.20 14.20
レンズ全長 74.02 74.02
[可変間隔データ]
INF 800mm
d0 ∞ 726.0071
d6 12.3900 8.8300
d10 2.3700 5.9300
BF 0.9999 0.9998
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 86.63
G2 7 40.88
G3 11 -95.01
図１１は、本発明の実施例３の結像光学系のレンズ構成図である。物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とからなり、第１レンズ群Ｇ１は全体で正の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズである第１レンズＬ１ａと、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第２レンズＬ１ｂと像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第３レンズＬ１ｃとを貼り合せた接合レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は全体で正の屈折力を有しており、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズである第４レンズＬ２ａと、両凸形状の正の屈折力を有し像側レンズ面が所定の非球面形状である第５レンズＬ２ｂとからなり、第３レンズ群Ｇ３は全体で負の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズである第６レンズＬ３ａと、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第７レンズＬ３ｂと像側に凹面を向けた正の屈折力を有する第８レンズＬ３ｃとを貼り合せた接合レンズとからなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動する。
続いて、以下に実施例３に係る結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例３
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
物面 ∞ (d0)
1 29.5100 3.3800 1.91082 35.25
2 78.0600 5.0900
3 21.8300 3.8800 1.59282 68.62
4 389.1600 1.1000 1.72825 28.32
5 15.3300 4.4100
6(絞り) ∞ (d6)
7 -17.0100 0.9500 1.48749 70.44
8 -26.9500 4.8000
9 37.6100 4.0800 1.59201 67.02
10* -29.0000 (d10)
11 183.7500 0.7000 1.62004 36.30
12 19.4000 3.6600
13 87.4100 0.7000 1.67270 32.17
14 18.4100 4.2600 2.00100 29.13
15 101.8400 23.1138
16 ∞ 2.2000 1.51680 64.20
17 ∞ (BF)
[非球面データ]
10面
K 0.00000E+00
A4 1.32810E-05
A6 -6.67070E-08
A8 9.22030E-10
A10 -4.27850E-12
[各種データ]
INF 800mm
焦点距離 59.97 56.02
Fナンバー 2.91 2.95
全画角2ω 26.39 25.99
像高Y 14.20 14.20
レンズ全長 73.78 73.78
[可変間隔データ]
INF 800mm
d0 ∞ 726.2285
d6 9.2600 6.4062
d10 1.2000 4.0538
BF 1.0000 1.0000
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 109.20
G2 7 35.70
G3 11 -89.60
数値実施例３
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
物面 ∞ (d0)
1 29.5100 3.3800 1.91082 35.25
2 78.0600 5.0900
3 21.8300 3.8800 1.59282 68.62
4 389.1600 1.1000 1.72825 28.32
5 15.3300 4.4100
6(絞り) ∞ (d6)
7 -17.0100 0.9500 1.48749 70.44
8 -26.9500 4.8000
9 37.6100 4.0800 1.59201 67.02
10* -29.0000 (d10)
11 183.7500 0.7000 1.62004 36.30
12 19.4000 3.6600
13 87.4100 0.7000 1.67270 32.17
14 18.4100 4.2600 2.00100 29.13
15 101.8400 23.1138
16 ∞ 2.2000 1.51680 64.20
17 ∞ (BF)
[非球面データ]
10面
K 0.00000E+00
A4 1.32810E-05
A6 -6.67070E-08
A8 9.22030E-10
A10 -4.27850E-12
[各種データ]
INF 800mm
焦点距離 59.97 56.02
Fナンバー 2.91 2.95
全画角2ω 26.39 25.99
像高Y 14.20 14.20
レンズ全長 73.78 73.78
[可変間隔データ]
INF 800mm
d0 ∞ 726.2285
d6 9.2600 6.4062
d10 1.2000 4.0538
BF 1.0000 1.0000
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 109.20
G2 7 35.70
G3 11 -89.60
図１６は、本発明の実施例４の結像光学系のレンズ構成図である。物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳと第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とからなり、第１レンズ群Ｇ１は全体で正の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカスレンズである第１レンズＬ１ａと、物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第２レンズＬ１ｂと像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第３レンズＬ１ｃとを貼り合せた接合レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は全体で正の屈折力を有しており、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズである第４レンズＬ２ａと、両凸形状の正の屈折力を有し像側レンズ面が所定の非球面形状である第５レンズＬ２ｂとからなり、第３レンズ群Ｇ３は全体で負の屈折力を有しており、両凹形状の負の屈折力を有する第６レンズＬ３ａと、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第７レンズＬ３ｂと像側に凹面を向けた正の屈折力を有する第８レンズＬ３ｃとを貼り合せた接合レンズとからなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動する。
続いて、以下に実施例４に係る結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例４
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
物面 ∞ (d0)
1 28.5800 3.2600 1.77250 49.62
2 70.8600 2.5400
3 23.7600 3.7000 1.59282 68.62
4 161.9600 0.7300 1.60342 38.01
5 18.9000 4.6500
6(絞り) ∞ (d6)
7 -19.8200 0.8000 1.76182 26.61
8 -57.8600 2.8400
9 75.9000 4.2300 1.77250 49.47
10* -24.0500 (d10)
11 -52.2200 0.7500 1.60342 38.01
12 25.3600 1.9900
13 36.9500 0.9000 1.84666 23.78
14 18.1600 4.7500 2.00069 25.46
15 100.2200 22.7818
16 ∞ 2.2000 1.51680 64.20
17 ∞ (BF)
[非球面データ]
10面
K 0.00000E+00
A4 1.70530E-05
A6 -2.92780E-08
A8 4.63590E-10
A10 -1.94690E-12
[各種データ]
INF 800mm
焦点距離 60.05 55.10
Fナンバー 2.90 2.89
全画角2ω 26.36 26.49
像高Y 14.20 14.20
レンズ全長 71.83 71.83
[可変間隔データ]
INF 800mm
d0 ∞ 728.1740
d6 12.2000 8.6363
d10 2.5100 6.0737
BF 1.0000 0.9999
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 72.06
G2 7 45.30
G3 11 -80.08
数値実施例４
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
物面 ∞ (d0)
1 28.5800 3.2600 1.77250 49.62
2 70.8600 2.5400
3 23.7600 3.7000 1.59282 68.62
4 161.9600 0.7300 1.60342 38.01
5 18.9000 4.6500
6(絞り) ∞ (d6)
7 -19.8200 0.8000 1.76182 26.61
8 -57.8600 2.8400
9 75.9000 4.2300 1.77250 49.47
10* -24.0500 (d10)
11 -52.2200 0.7500 1.60342 38.01
12 25.3600 1.9900
13 36.9500 0.9000 1.84666 23.78
14 18.1600 4.7500 2.00069 25.46
15 100.2200 22.7818
16 ∞ 2.2000 1.51680 64.20
17 ∞ (BF)
[非球面データ]
10面
K 0.00000E+00
A4 1.70530E-05
A6 -2.92780E-08
A8 4.63590E-10
A10 -1.94690E-12
[各種データ]
INF 800mm
焦点距離 60.05 55.10
Fナンバー 2.90 2.89
全画角2ω 26.36 26.49
像高Y 14.20 14.20
レンズ全長 71.83 71.83
[可変間隔データ]
INF 800mm
d0 ∞ 728.1740
d6 12.2000 8.6363
d10 2.5100 6.0737
BF 1.0000 0.9999
[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 72.06
G2 7 45.30
G3 11 -80.08
また、これらの各実施例における条件式の対応値の一覧を示す。
［条件式対応値］
条件式／実施例 1 2 3 4
(1) -4.5 ＜ f2a／f2b ＜ -1.1 -2.14 -1.61 -3.45 -1.66
(2) 0.28 ＜ |ｆ2／ｆ3| ＜ 0.75 0.40 0.43 0.40 0.57
(3) 0.85 ＜ ｆ1／ｆ ＜ 2.40 1.56 1.44 1.82 1.20
(4) 0.04 ＜ ｄ2np／ｆ2 ＜ 0.19 0.06 0.06 0.13 0.06
条件式／実施例 1 2 3 4
(1) -4.5 ＜ f2a／f2b ＜ -1.1 -2.14 -1.61 -3.45 -1.66
(2) 0.28 ＜ |ｆ2／ｆ3| ＜ 0.75 0.40 0.43 0.40 0.57
(3) 0.85 ＜ ｆ1／ｆ ＜ 2.40 1.56 1.44 1.82 1.20
(4) 0.04 ＜ ｄ2np／ｆ2 ＜ 0.19 0.06 0.06 0.13 0.06
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１ａ 第１レンズ
Ｌ１ｂ 第２レンズ
Ｌ１ｃ 第３レンズ
Ｌ２ａ 第４レンズ
Ｌ２ｂ 第５レンズ
Ｌ３ａ 第６レンズ
Ｌ３ｂ 第７レンズ
Ｌ３ｃ 第８レンズ
Ｓ 開口絞り
Ｆ フィルタ
Ｉ 像面
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１ａ 第１レンズ
Ｌ１ｂ 第２レンズ
Ｌ１ｃ 第３レンズ
Ｌ２ａ 第４レンズ
Ｌ２ｂ 第５レンズ
Ｌ３ａ 第６レンズ
Ｌ３ｂ 第７レンズ
Ｌ３ｃ 第８レンズ
Ｓ 開口絞り
Ｆ フィルタ
Ｉ 像面
Claims (3)
- 物体側より順に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とで構成され、
前記第２レンズ群Ｇ２は物体側より順に、物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ１枚と正の屈折力を有するレンズ１枚とからなり、
前記第３レンズ群は少なくとも１枚ずつの正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとを有し、
無限遠から近距離へのフォーカシングの際は、前記第２レンズ群Ｇ２が光軸に沿って物体側へ移動し、
以下に示す条件式（１）乃至（２）を満足することを特徴とする結像光学系。
（１） −４．５＜ｆ２ａ／ｆ２ｂ＜−１．１
（２） ０．２８＜｜ｆ２／ｆ３｜＜０．７５
ただし、
ｆ２ａ：前記第２レンズ群Ｇ２の物体側のレンズの焦点距離
ｆ２ｂ：前記第２レンズ群Ｇ２の像側のレンズの焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群Ｇ３の焦点距離 - 以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
（３） ０．８５＜ｆ１／ｆ＜２．４０
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ：前記結像光学系全系の焦点距離 - 以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の結像光学系。
（４） ０．０４＜ｄ２ｎｐ／ｆ２＜０．１９
ｄ２ｎｐ：前記第２レンズ群Ｇ２の負の屈折力を有するレンズの像側の面と正の屈折力を有するレンズの物体側の面との間の軸上空気間隔
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