JP2015052674A - クローズアップレンズ、撮像光学系及び携帯端末 - Google Patents

クローズアップレンズ、撮像光学系及び携帯端末 Download PDF

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【課題】クローズアップレンズと主レンズとを組み合わせた撮像光学系における有効Fナンバーが3.0より明るく、撮影倍率約0.2以上の像を得ることができるにもかかわらず撮像装置の厚み方向に対し十分に薄く、径寸法も小さいクローズアップレンズ、及びそれに用いる撮像光学系並びに撮像装置を提供する。
【解決手段】クローズアップレンズCLは物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群L1と、正の屈折力を有する第2レンズ群L2と、正の屈折力を有する第3レンズ群L3から構成され、第1レンズ群L1は1枚の負レンズからなり、以下の条件式を満たす。
−0.65<f1/f<−0.10 (1)
ただし、
f1:第1レンズ群L1の焦点距離
f:クローズアップレンズ全系の焦点距離
【選択図】図2

Description

本発明は、クローズアップレンズ、撮像光学系及び携帯端末に関し、特に携帯端末の撮像装置等に備えられた主レンズ前方に装着可能であって、主レンズと共に撮像光学系を構成し、近距離被写体を拡大撮像できるクローズアップレンズ、撮像光学系及び携帯端末に関する。
近年、スマートフォンをはじめとする携帯端末が発売され、急速に市場が拡大している。かかる携帯端末は、一般的に撮像装置を搭載し、これにより撮像した画像を転送したり、携帯端末上で画像処理を行うなど種々の用い方がなされている。しかるに、一般的な携帯端末は薄形であることから、それに内蔵される撮像装置はコンパクト化が厳しく要求される。従って、従来の携帯端末に搭載されている撮像装置には、通常は単焦点の撮影レンズが搭載され、被写体を大きく写したい場合は、撮像装置に影響を与えない程度の合焦範囲の中で接写を行っていた。しかしながら、ユーザーによっては、より高倍率に被写体を撮像したい等の要望がある。
このような要望に対し、カメラに設けられた撮影レンズの前方に位置させることで、近距離被写体を拡大撮影できるクローズアップレンズが、特許文献1、2に開示されているため、これを携帯端末の撮像装置に流用することも考えられる。尚、本明細書ではクローズアップレンズに対し、撮影レンズを主レンズとして説明する。
特開2000−147378号公報 特開2002−6213号公報
しかるに、上記特許文献1、2に開示されたクローズアップレンズは、いずれも比較的小型であり簡素な構成ではあるが、Fナンバーが3.2もしくは10と暗く、最近の携帯端末に備えられた撮像装置で用いられる、より明るい主レンズにそのまま適用しようとすると、光束がクローズアップレンズ内を通過する際、収差補正対象領域外も通過する恐れがあり、これにより像の画質を低下させてしまったり、光束がクローズアップレンズ内でケラレてしまい、十分な光量が得られなくなったりするという問題がある。
本発明は、かかる問題点に鑑み、クローズアップレンズと主レンズとを組み合わせた撮像光学系における有効Fナンバーが3.0より明るく、撮影倍率約0.2以上の像を得ることができるにもかかわらず撮像装置の厚み方向に対し十分に薄く、径寸法も小さいクローズアップレンズ、及びそれに用いる撮像光学系並びに撮像装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載のクローズアップレンズは、主レンズより物体側に装着して用いられるクローズアップレンズにおいて、
前記クローズアップレンズは物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第1レンズ群は1枚の負レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
−0.65<f1/f<−0.10 (1)
ただし、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離
f:クローズアップレンズ全系の焦点距離
クローズアップレンズは、近距離被写体の像を主レンズを通して結像させるために、全系で正の屈折力を持たせる事が望ましいが、各種収差を良好に補正するためには少なくとも正と負のレンズ群の組合せとすることが必要である。かかる場合、クローズアップレンズ全系で正の屈折力を持たせるためには、負のレンズ群の屈折力に対して、正のレンズ群の屈折力を比較的強くすることが必要になる。ところが、1つの正のレンズ群に強い正の屈折力を持たせると、ここで発生する収差が大きくなりすぎたり、誤差感度が増加し過ぎたりするため好ましくない。そこで、第2のレンズ群と第3のレンズ群として正のレンズ群を2つ設け、正の屈折力をそれぞれに分散して持たせることで、全系で十分な正の屈折力を得ながら収差発生が少なく、かつ生産性に優れたクローズアップレンズとする事が出来る。また、最も物体側の第1レンズ群に負の屈折力を持たせて入射瞳位置を物体側に寄せることにより、前玉径を小さくする事が出来る。
更に、第1レンズ群を1枚の負レンズとする事で、クローズアップレンズを小型化する事ができる。(1)式の値が下限を上回ることで、第1レンズ群の負の屈折力が強くなり過ぎないので、ここで発生する歪曲収差や非点収差等を有効に抑える事が可能であり、また偏芯等の製造誤差による収差変動を抑えることができる。一方、(1)式の値が上限を下回ることで、前玉径を小さく保つための適切な屈折力を得る事が出来、クローズアップレンズの小型化に寄与する。望ましくは、(1’)式を満たすことである。
−0.65<f1/f<−0.20 (1’)
より望ましくは、(1”)式を満たすことである。
−0.65<f1/f<−0.30 (1”)
請求項2に記載のクローズアップレンズは、主レンズより物体側に装着して用いられるクローズアップレンズにおいて、
前記クローズアップレンズは物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第1レンズ群は1枚の負レンズからなり、前記第3レンズ群は1枚の正レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
0.7<f2/f<4 (2)
ただし、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離
f:クローズアップレンズ全系の焦点距離
クローズアップレンズは、近距離被写体の像を主レンズを通して結像させるために、全系で正の屈折力を持たせる事が望ましいが、各種収差を良好に補正するためには少なくとも正と負のレンズ群の組合せとすることが必要である。かかる場合、クローズアップレンズ全系で正の屈折力を持たせるためには、負のレンズ群の屈折力に対して、正のレンズ群の屈折力を比較的強くすることが必要になる。ところが、1つの正のレンズ群に強い正の屈折力を持たせると、ここで発生する収差が大きくなりすぎたり、誤差感度が増加し過ぎたりするため好ましくない。そこで、第2のレンズ群と第3のレンズ群として正のレンズ群を2つ設け、正の屈折力をそれぞれに分散して持たせることで、全系で十分な正の屈折力を得ながら収差発生が少なく、かつ生産性に優れたクローズアップレンズとする事が出来る。また、最も物体側の第1レンズ群に負の屈折力を持たせて入射瞳位置を物体側に寄せることにより、前玉径を小さくする事が出来る。
更に、第1レンズ群と第3レンズ群をそれぞれ1枚のレンズから構成する事で、クローズアップレンズを小型化する事ができる。(2)式の値が下限を上回ることで、第2レンズ群の正の屈折力が強くなり過ぎないので、ここで発生する非点収差やコマ収差等を抑える事が可能であり、また偏芯等の製造誤差による収差変動を抑えることができる。一方、(2)式の値が上限を下回ることで、適度な屈折力を得る事が出来、クローズアップレンズの大型化を抑える事が可能である。望ましくは、(2’)式を満たすことである。
0.7<f2/f<3.5 (2’)
さらに望ましくは、(2”)式を満たすことである。
0.7<f2/f<3.2 (2”)
請求項3に記載のクローズアップレンズは、主レンズより物体側に装着して用いられるクローズアップレンズにおいて、
前記クローズアップレンズは物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第2レンズ群の最も物体側の面は凹面であり、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
−40<R2O/R1I<−3 (3)
ただし、
R2O:前記第2レンズ群における最も物体側の面の曲率半径
R1I:前記第1レンズ群における最も像側の面の曲率半径
クローズアップレンズは、近距離被写体の像を主レンズを通して結像させるために、全系で正の屈折力を持たせる事が望ましいが、各種収差を良好に補正するためには少なくとも正と負のレンズ群の組合せとすることが必要である。かかる場合、クローズアップレンズ全系で正の屈折力を持たせるためには、負のレンズ群の屈折力に対して、正のレンズ群の屈折力を比較的強くすることが必要になる。ところが、1つの正のレンズ群に強い正の屈折力を持たせると、ここで発生する収差が大きくなりすぎたり、誤差感度が増加し過ぎたりするため好ましくない。そこで、第2のレンズ群と第3のレンズ群として正のレンズ群を2つ設け、正の屈折力をそれぞれに分散して持たせることで、全系で十分な正の屈折力を得ながら収差発生が少なく、かつ生産性に優れたクローズアップレンズとする事が出来る。また、最も物体側の第1レンズ群に負の屈折力を持たせて入射瞳位置を物体側に寄せることにより、前玉径を小さくする事が出来る。
更に、第2レンズ群の最も物体側の面を凹面とすることにより、この面より像側のレンズの径を小さくする事ができ、クローズアップレンズの小型化に寄与する。(3)式の値が下限を上回ることで、第2レンズ群の最も物体側の面の曲率半径が大きくなり過ぎないため、クローズアップレンズが大型化してしまうのを阻む事が出来る。一方、(3)式の値が上限を下回る事で、曲率半径が小さくなり過ぎないため、この面で発生する諸収差を抑える事が可能であり、また偏芯等の製造誤差による収差変動を抑えることができる。望ましくは、(3’)式を満たすことである。
−35<R2O/R1I<−3.5 (3’)
より望ましくは、(3”)式を満たすことである。
−32<R2O/R1I<−4.4 (3”)
請求項4に記載のクローズアップレンズは、主レンズより物体側に装着して用いられるクローズアップレンズにおいて、
前記クローズアップレンズは物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第2レンズ群の最も物体側の面は凹面であり、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
−0.5<R2O/R2I<10 (4)
ただし、
R2O:前記第2レンズ群における最も物体側の面の曲率半径
R2I:前記第2レンズ群における最も像側の面の曲率半径
クローズアップレンズは、近距離被写体の像を主レンズを通して結像させるために、全系で正の屈折力を持たせる事が望ましいが、各種収差を良好に補正するためには少なくとも正と負のレンズ群の組合せとすることが必要である。かかる場合、クローズアップレンズ全系で正の屈折力を持たせるためには、負のレンズ群の屈折力に対して、正のレンズ群の屈折力を比較的強くすることが必要になる。ところが、1つの正のレンズ群に強い正の屈折力を持たせると、ここで発生する収差が大きくなりすぎたり、誤差感度が増加し過ぎたりするため好ましくない。そこで、第2のレンズ群と第3のレンズ群として正のレンズ群を2つ設け、正の屈折力をそれぞれに分散して持たせることで、全系で十分な正の屈折力を得ながら収差発生が少なく、かつ生産性に優れたクローズアップレンズとする事が出来る。また、最も物体側の第1レンズ群に負の屈折力を持たせて入射瞳位置を物体側に寄せることにより、前玉径を小さくする事が出来る。
更に、第2レンズ群の最も物体側の面を凹面とすることにより、この面より像側のレンズの径を小さくする事ができ、クローズアップレンズの小型化に寄与する。又、第2レンズ群の最も物体側の面が凹面のため、第2レンズ群の最も像側の面を緩い凹面か凸面とすると、物体側面で発生した収差を像側面で打ち消しやすいという利点もある。(4)式の値が下限を上回ることで、第2レンズ群の最も像側面を凹面とした場合、その曲率半径が小さくなり過ぎないため、物体側の面で発生した収差の補正不足を招かず、良好な光学性能を確保できる。一方(4)式の値が上限を下回る事で、第2レンズ群の最も像側面を凸面とした場合に、その曲率半径が小さくなり過ぎないため、物体側の面で発生した収差の補正過剰を招かず、良好な光学性能を確保できる。望ましくは、(4’)式を満たすことである。
−0.3<R2O/R2I<8 (4’)
より望ましくは、(4”)式を満たすことである。
−0.3<R2O/R2I<6.5 (4”)
請求項5に記載のクローズアップレンズは、主レンズより物体側に装着して用いられるクローズアップレンズにおいて、
前記クローズアップレンズは物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第1レンズ群は1枚の負レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
0.1<AD12/SD23<0.5 (5)
ただし、
AD12:前記第1レンズ群と前記第2レンズ群間の光軸上の空気間隔
SD23:前記第2レンズ群の物体側の面から前記第3レンズ群の像側の面までの光軸上の距離
クローズアップレンズは、近距離被写体の像を主レンズを通して結像させるために、全系で正の屈折力を持たせる事が望ましいが、各種収差を良好に補正するためには少なくとも正と負のレンズ群の組合せとすることが必要である。かかる場合、クローズアップレンズ全系で正の屈折力を持たせるためには、負のレンズ群の屈折力に対して、正のレンズ群の屈折力を比較的強くすることが必要になる。ところが、1つの正のレンズ群に強い正の屈折力を持たせると、ここで発生する収差が大きくなりすぎたり、誤差感度が増加し過ぎたりするため好ましくない。そこで、第2のレンズ群と第3のレンズ群として正のレンズ群を2つ設け、正の屈折力をそれぞれに分散して持たせることで、全系で十分な正の屈折力を得ながら収差発生が少なく、かつ生産性に優れたクローズアップレンズとする事が出来る。また、最も物体側の第1レンズ群に負の屈折力を持たせて入射瞳位置を物体側に寄せることにより、前玉径を小さくする事が出来る。
更に、(5)式の値が下限を上回ることで、第1レンズ群と第2レンズ群が接近し過ぎないので、互いのレンズの屈折力が強くなり過ぎず、ここで発生する非点収差やコマ収差を抑制することが可能となる。また、偏芯等の製造誤差による収差変動を抑えることができる。一方、(5)式の値が上限を下回ることで、第1レンズ群と第2レンズ群が離れ過ぎないため、全長を抑えることでクローズアップレンズが大きくなることを抑制できる。望ましくは、(5’)式を満たすことである。
0.15<AD12/SD23<0.5 (5’)
請求項6に記載のクローズアップレンズは、主レンズより物体側に装着して用いられるクローズアップレンズにおいて、
前記クローズアップレンズは物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第1レンズ群は1枚の負レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
n1 > 1.65 (6)
ただし、
n1:前記第1レンズ群を構成する負レンズのd線における屈折率
クローズアップレンズは、近距離被写体の像を主レンズを通して結像させるために、全系で正の屈折力を持たせる事が望ましいが、各種収差を良好に補正するためには少なくとも正と負のレンズ群の組合せとすることが必要である。かかる場合、クローズアップレンズ全系で正の屈折力を持たせるためには、負のレンズ群の屈折力に対して、正のレンズ群の屈折力を比較的強くすることが必要になる。ところが、1つの正のレンズ群に強い正の屈折力を持たせると、ここで発生する収差が大きくなりすぎたり、誤差感度が増加し過ぎたりするため好ましくない。そこで、第2のレンズ群と第3のレンズ群として正のレンズ群を2つ設け、正の屈折力をそれぞれに分散して持たせることで、全系で十分な正の屈折力を得ながら収差発生が少なく、かつ生産性に優れたクローズアップレンズとする事が出来る。また、最も物体側の第1レンズ群に負の屈折力を持たせて入射瞳位置を物体側に寄せることにより、前玉径を小さくする事が出来る。
更に、第1レンズ群を1枚の負レンズとする事で、クローズアップレンズを小型化する事ができる。(6)式の値が下限を上回ることで、第1レンズ群の1枚の負レンズの屈折率が低くなり過ぎないので、このレンズに同じ屈折力を持たせたときの曲率を比較的緩くする事が出来、このレンズで発生する歪曲収差や非点収差等を抑える事が出来る。望ましくは(6’)式を満たすことである。
n1 > 1.75 (6’)
さらに望ましくは、(6”)式を満たすことである。
n1 > 1.85 (6”)
請求項7に記載のクローズアップレンズは、主レンズより物体側に装着して用いられるクローズアップレンズにおいて、
前記クローズアップレンズは物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第3レンズ群は1枚の正レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
0.60<f3/f<0.95 (7)
ただし、
f3:前記第3レンズ群の焦点距離
f:クローズアップレンズ全系の焦点距離
クローズアップレンズは、近距離被写体の像を主レンズを通して結像させるために、全系で正の屈折力を持たせる事が望ましいが、各種収差を良好に補正するためには少なくとも正と負のレンズ群の組合せとすることが必要である。かかる場合、クローズアップレンズ全系で正の屈折力を持たせるためには、負のレンズ群の屈折力に対して、正のレンズ群の屈折力を比較的強くすることが必要になる。ところが、1つの正のレンズ群に強い正の屈折力を持たせると、ここで発生する収差が大きくなりすぎたり、誤差感度が増加し過ぎたりするため好ましくない。そこで、第2のレンズ群と第3のレンズ群として正のレンズ群を2つ設け、正の屈折力をそれぞれに分散して持たせることで、全系で十分な正の屈折力を得ながら収差発生が少なく、かつ生産性に優れたクローズアップレンズとする事が出来る。また、最も物体側の第1レンズ群に負の屈折力を持たせて入射瞳位置を物体側に寄せることにより、前玉径を小さくする事が出来る。
更に、第3レンズ群を1枚の正レンズとすることにより、クローズアップレンズの小型化に寄与する。(7)式の値が下限を上回ることで、第3レンズ群の屈折力が強くなり過ぎないため、ここで発生する球面収差やコマ収差等を抑える事が可能であり、また偏芯等の製造誤差による収差変動を抑えることができる。一方、(7)式の値が上限を下回ることで、適度な屈折力を得る事が出来、クローズアップレンズの大型化を抑える事が可能である。望ましくは、(7’)式を満たすことである。
0.60<f3/f<0.90 (7’)
請求項8に記載のクローズアップレンズは、請求項1、3、4、5、6のいずれかに記載の発明において、前記第3レンズ群は1枚の正レンズからなることを特徴とする。
第3レンズ群を1枚の正レンズとすることにより、クローズアップレンズの小型化・軽量化に寄与する。
請求項9に記載のクローズアップレンズは、請求項3、4、7のいずれかに記載の発明において、前記第1レンズ群は1枚の負レンズからなることを特徴とする。
第1レンズ群を1枚の負レンズとすることにより、クローズアップレンズの小型化・軽量化に寄与する。
請求項10に記載のクローズアップレンズは、請求項2、7、8のいずれかに記載の発明において、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
n3>1.65 (8)
ただし、
n3:前記第3レンズ群を構成する正レンズのd線における屈折率
(8)式の値が下限を上回る事で、第3レンズ群の正レンズの屈折率を比較的高い値で維持できるため、正のペッツバール和を小さくでき、結果アンダーな像面湾曲を抑える事が可能である。
請求項11に記載のクローズアップレンズは、請求項1、2、5、6、9のいずれかに記載の発明において、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
0.5<(R1O+R1I)/(R1O−R1I)<2.0 (9)
ただし、
R1O:前記第1レンズ群を構成する負レンズの物体側の面の曲率半径
R1I:前記第1レンズ群を構成する負レンズの像側の面の曲率半径
(9)式の値が下限を上回る事で、相対的に第1レンズ群の像側面の負の屈折力が強くなり過ぎないので、この面で発生する諸収差を小さく抑えられるとともに、この面が偏芯したときの性能劣化を抑制する事が可能である。一方、(9)式の値が上限を下回る事で、適度な負の屈折力が得られ、前玉小径化に寄与するとともに、後側主点位置が第2レンズ群側に寄るので、レンズ群の主点間隔を縮める事が出来、クローズアップレンズの光軸方向長さを短縮する事が出来る。
請求項12に記載のクローズアップレンズは、請求項2、7、8、10、11のいずれかに記載の発明において、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
−2.5<(R3O+R3I)/(R3O−R3I)<−0.5 (10)
ただし、
R3O:前記第3レンズ群を構成する正レンズの物体側の面の曲率半径
R3I:前記第3レンズ群を構成する正レンズの像側の面の曲率半径
(10)式の値が下限を上回る事で、第3レンズ群の物体側面の正の屈折力を適切に維持する事ができ、ここで発生する諸収差を抑えたり、光学全長を抑えたりすることが可能である。一方、(10)式の値が上限を下回る事で、前側主点位置が第2レンズ群側に寄るので、レンズ群の主点間隔を縮める事が出来、クローズアップレンズの光軸方向長さを短縮する事が出来る。
請求項13に記載のクローズアップレンズは、請求項1〜12のいずれかに記載の発明において、前記第2レンズ群は物体側から順に、1枚の負レンズと1枚の正レンズからなることを特徴とする。
第2レンズ群を1枚の正レンズで構成するよりも、1枚の負レンズと1枚の正レンズで構成した方が、負と正の屈折力の打ち消し合いの作用を用いることができるから、色収差や球面収差等を良好に補正する事が出来る。
請求項14に記載のクローズアップレンズは、請求項13に記載の発明において、前記第2レンズ群の1枚の負レンズと1枚の正レンズは、互いに接合されていることを特徴とする。
第2レンズ群を2枚の単レンズで構成するよりも、互いに接合した接合レンズを用いる方が、鏡筒に組み込むクローズアップレンズの要素数を減らすことができるので、生産性が向上する。
請求項15に記載のクローズアップレンズは、請求項14に記載の発明において、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
|n21−n22|>0.1 (11)
ただし
n21:前記第2レンズ群を構成する負レンズのd線における屈折率
n22:前記第2レンズ群を構成する正レンズのd線における屈折率
(11)式の値が下限を上回る事により、十分な屈折率差を得る事が出来、接合面での曲率半径を小さくしなくても十分な屈折力を得られるため、第2レンズ群内での収差補正が良好となる。
請求項16に記載の撮像光学系は、請求項1から15のいずれか一項に記載のクローズアップレンズと、前記主レンズとからなり、前記主レンズの物体側から2番目のレンズより物体側に開口絞りが設けられていることを特徴とする。
主レンズの開口絞りが、主レンズの最も物体側のレンズ近傍、すなわち主レンズの最も物体側のレンズの物体側又は像側に配置されていると好ましい。より好ましくは最も物体側のレンズの物体側に配置して前置絞りとすることにより、軸外光のクローズアップレンズでの光線通過高さを低く抑えることができるため、その前玉径等の光学寸法を小さく抑えることが可能となる。尚、主レンズの開口絞りは、主レンズの最も物体側のレンズの物体側面の光軸上の位置より像側であって、物体側面の最周辺部より物体側に配置されていても良い。
請求項17に記載の撮像光学系は、請求項16に記載の発明において、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
0.05<EDS/ED1<0.5 (12)
ただし
EDS:前記主レンズの開口絞りの有効径
ED1:クローズアップレンズにおける最も物体側の面の有効径
(12)式の値が下限を上回る事により、前玉径の小さいコンパクトなクローズアップレンズを得る事が出来る。一方、(12)式の値が上限を下回る事により、クローズアップレンズの前玉径を小さくし過ぎないため、良好な光学性能を得る事が可能である。望ましくは、(12’)式を満たすことである。
0.1<EDS/ED1<0.2 (12’)
請求項18に記載の携帯端末は、前記主レンズと撮像素子を本体内に内蔵し、請求項1から17のいずれか一項に記載のクローズアップレンズが装着可能となっていることを特徴とする。
これによりコンパクトな外観形状で、近距離被写体の拡大撮影が可能な携帯端末を提供することが可能となる。
本発明によれば、クローズアップレンズと主レンズとを組み合わせた撮像光学系における有効Fナンバーが3.0より明るく、撮影倍率約0.2以上の像を得ることができるにもかかわらず撮像装置の厚み方向に対し十分に薄く、径寸法も小さいクローズアップレンズ、及びそれに用いる撮像光学系並びに撮像装置を提供することができる。
本実施の形態にかかる撮像光学系を携帯端末に取り付けた状態を示す斜視図である。 実施例1の撮像光学系の断面図である。 実施例1の撮像光学系の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であって、最遠隔物点合焦時の状態を示す。 実施例1の撮像光学系の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であって、最近接物点合焦時の状態を示す。 主レンズの収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))である。 実施例2の撮像光学系の断面図である。 実施例2の撮像光学系の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であって、最遠隔物点合焦時の状態を示す。 実施例2の撮像光学系の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であって、最近接物点合焦時の状態を示す。 実施例3の撮像光学系の断面図である。 実施例3の撮像光学系の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であって、最遠隔物点合焦時の状態を示す。 実施例3の撮像光学系の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であって、最近接物点合焦時の状態を示す。 実施例4の撮像光学系の断面図である。 実施例4の撮像光学系の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であって、最遠隔物点合焦時の状態を示す。 実施例4の撮像光学系の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であって、最近接物点合焦時の状態を示す。 実施例5の撮像光学系の断面図である。 実施例5の撮像光学系の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であって、最遠隔物点合焦時の状態を示す。 実施例5の撮像光学系の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であって、最近接物点合焦時の状態を示す。 実施例6の撮像光学系の断面図である。 実施例6の撮像光学系の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であって、最遠隔物点合焦時の状態を示す。 実施例6の撮像光学系の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であって、最近接物点合焦時の状態を示す。 実施例7の撮像光学系の断面図である。 実施例7の撮像光学系の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であって、最遠隔物点合焦時の状態を示す。 実施例7の撮像光学系の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であって、最近接物点合焦時の状態を示す。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施の形態にかかる撮像光学系を携帯端末に取り付けた状態を示す斜視図である。例えば薄形のスマートフォンである携帯端末SFは、主レンズMLと不図示の撮像素子とを備えた撮像装置を内蔵している。主レンズMLは、その被写体側面を携帯端末SFの前方側(図1で手前側)に向けている。
クローズアップレンズCLは、携帯端末SFの矩形板状のボディ(本体)BDに取り付けた筒状の鏡筒HLD内に配置されている。尚、鏡筒HLDは、ボディBDと別ユニットとして形成され、ボディBDに装着されていても良いし、ボディBDの一部であっても良い。クローズアップレンズCLの光軸と、主レンズMLの光軸は一致している。クローズアップレンズCLと主レンズMLとで撮像光学系を構成する。
正の屈折力を持つクローズアップレンズCLに入射した発散光束は、略平行光束で出射され、主レンズMLに入射するようになっている。クローズアップレンズCL及び主レンズMLを通過した被写体光は、撮像素子に受光されて電気信号に変換される。尚、クローズアップレンズCLを取り外した状態で、主レンズMLのみでも被写体を撮像することができるが、クローズアップレンズCLを取り付けることで、接写撮影が可能な撮像光学系となる。
携帯端末SF背面のモニタ(不図示)は、撮像素子から出力された電気信号に基づいて画像表示を行い、電子ファインダとして機能し、撮像画像を、ほぼリアルタイムに表示する。更に、静止画撮影の場合は撮影を行ないたいタイミングで、ユーザーがレリーズ操作を行うことにより、静止画が撮影される。また、動画撮影の場合は撮影開始のタイミングで、ユーザーがレリーズ操作を行い、撮影終了のタイミングで、ユーザーがレリーズ操作を再度行うことにより、動画が撮影される。これにより画像データがメモリに記録される。クローズアップレンズCLを取り付けて行う接写撮影の際は、携帯端末SFを不図示の治具等で固定することが望ましい。
なお、上記実施の形態及び各実施例における記述は、本発明に係る好適な例であり、これに限定されるものではない。又、本撮像光学系はデジタルスチルカメラやビデオカメラにも搭載可能である。
(実施例)
次に、上述した実施の形態に好適な実施例について説明する。但し、以下に示す実施例により本発明が限定されるものではない。
f :全系の焦点距離(mm)
R :曲率半径(mm)
d :軸上面間隔(mm)
nd:レンズ材料のd線に対する屈折率
νd:レンズ材料のアッベ数
各実施例において、面番号の横に*が付与されてなる面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にX軸をとり、光軸と垂直方向の高さをhとして以下の「数1」で表す。
Figure 2015052674
ただし、
Ai:i次の非球面係数
R :基準曲率半径
K :円錐定数
実際のレンズ測定の場面においては、本願でいうレンズ面の曲率半径とは、レンズ中央近傍(具体的には、レンズ外径に対して10%以内の中央領域)での形状測定値を最小自乗法でフィッティングした際の近似曲率半径の事を指す。また、例えば2次の非球面係数を使用した場合には、非球面定義式の基準曲率半径に2次の非球面係数も勘案した曲率半径も含める。
(実施例1)
実施例1のレンズデータを表1に示す。なお、これ以降(表のレンズデータを含む)において、10のべき乗数(たとえば2.5×10-02)を、E(たとえば2.5E−02)を用いて表すものとする。図2は、実施例1の撮像光学系の断面図であるが、最遠隔物点合焦時の状態を示している。図中、CLはクローズアップレンズであり、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ(第1のレンズ群)L1と、正の屈折力を有する第2レンズ(第2のレンズ群)L2と、正の屈折力を有する第3レンズ(第3のレンズ群)L3から構成される。第1レンズL1は1枚の負レンズであり、第3レンズは1枚の正レンズである。第2レンズの最も物体側の面は凹面である。第2レンズL2は、物体側から順に負レンズL2aと正レンズL2bとを貼り合わせてなる接合レンズである。また、MLは主レンズ(焦点距離は4.33mm)であり、物体側から順に、第4レンズL4,第5レンズL5,第6レンズL6,第7レンズL7,第8レンズL8からなる。又、Sは、第4レンズL4の物体側面の光軸上の位置より像側であって、物体側面の最周辺部より物体側に設けられた開口絞り、IMは撮像装置の撮像面を示す。また、CGは主レンズMLのカバーガラスであり、Fは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板を示す。主レンズMLは、不図示のアクチュエータにより、図2に示す最遠隔物点合焦位置と、図示しない最近接物点合焦位置との間で光軸方向に一体的に移動するようになっている。クローズアップレンズCL(面番号1〜7)と主レンズML(面番号8〜23)とで、撮像光学系を構成する。
[表1]
(実施例1)

面番号(非球面) R(mm) d(mm) nd νd 有効径(mm)
物体 d1
1 206.323 0.70 1.65844 50.9 14.11
2 7.304 3.75 11.11
3 -76.590 0.94 1.67270 32.2 10.87
4 7.198 4.35 1.83400 37.3 10.56
5 -52.299 0.20 10.10
6 8.677 2.17 1.49700 81.6 8.96
7 202.800 3.08 8.16
8 ∞ 0.79 1.51633 64.1 4.11
9 ∞ d2 3.50
10 ∞ 0.05 1.89
11(絞り) ∞ -0.24 1.80
12* 1.676 0.63 1.54470 56.2 2.13
13* -13.857 0.05 2.11
14* 4.012 0.28 1.63469 23.9 2.10
15* 1.559 0.57 1.99
16* -36.876 0.31 1.63469 23.9 2.18
17* -35.075 0.42 2.49
18* -6.434 0.86 1.54470 56.2 3.79
19* -0.965 0.23 4.13
20* -2.637 0.45 1.53048 55.7 4.62
21* 1.582 d3 5.14
22 ∞ 0.30 1.51633 64.1 5.69
23 ∞ 0.40 5.81


主レンズの非球面係数
第12面 第13面 第14面 第15面 第16面
K -0.025 -29.823 -30.000 -6.295 30.000
A4 5.4737E-03 2.9864E-02 -4.4484E-02 4.7985E-02 -1.2218E-01
A6 1.8802E-03 3.6878E-02 1.4564E-01 5.1872E-02 -2.6536E-02
A8 -3.1928E-03 -4.3208E-02 -1.2728E-01 -1.8852E-02 6.2354E-02
A10 1.7037E-02 -2.3999E-02 -3.2604E-02 -6.3501E-03 2.0372E-02
A12 -2.1868E-02 2.7062E-02 7.7790E-02 -4.1075E-03 -1.8554E-02
A14 8.4210E-03 0.0000E+00 -1.8876E-02 2.2070E-02 -6.3386E-04

第17面 第18面 第19面 第20面 第21面
K 30.000 7.826 -4.059 -30.000 -12.523
A4 -1.0027E-01 -3.7724E-04 -4.3185E-02 -1.4223E-02 -3.6784E-02
A6 3.0627E-03 2.0421E-02 5.1578E-02 -1.5539E-03 7.2592E-03
A8 1.9106E-02 -1.1047E-03 -1.1842E-02 2.1085E-03 -1.4441E-03
A10 1.6054E-02 -1.6207E-03 6.5318E-04 -1.9864E-04 1.4444E-04
A12 -2.2771E-03 2.6445E-04 1.9046E-05 -2.5376E-05 -5.0337E-06
A14 -2.7944E-03 0.0000E+00 0.0000E+00 2.8800E-06 3.2341E-08

最遠隔合焦時 最近接合焦時
横倍率 0.186 0.256
d1 10.3 6.1
d2 1.231 1.031
d3 0.644 0.844
全系焦点距離(mm) 2.858 2.8418
F ナンバー 2.41 2.56
半画角(度) 44.7 43.7
像高(mm) 3.022 3.022
レンズ全長(mm) 22.08 22.08
バックフォーカス(mm) 1.26 1.45

ただし、レンズ全長は第1レンズ被写体側面から主レンズ近軸像点までの距離とする。上表のように、主レンズを光軸方向に移動させることにより、物体距離変化時の合焦が可能である(以下同じ)。
図3は、実施例1の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であり、最遠隔物点合焦時の状態を示し、図4は、実施例1の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であり、最近接物点合焦時の状態を示すが、これら収差図はクローズアップレンズと主レンズを組み合わせた状態のものである。図5は、主レンズのみの収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))である。球面収差図において、点線はg線、実線はd線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線Sはサジタル面、点線Mはメリディオナル面をそれぞれ表す(以下同じ)。
(実施例2)
実施例2のレンズデータを表2に示す。図6は、実施例2の撮像光学系の断面図であるが、最遠隔物点合焦時の状態を示している。図中、CLはクローズアップレンズであり、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ(第1のレンズ群)L1と、正の屈折力を有する第2レンズ(第2のレンズ群)L2と、正の屈折力を有する第3レンズ(第3のレンズ群)L3から構成される。第1レンズL1は1枚の負レンズであり、第3レンズは1枚の正レンズである。1枚の正レンズである第2レンズの最も物体側の面は凹面である。また、MLは主レンズ(焦点距離は4.33mm)であり、物体側から順に、第4レンズL4,第5レンズL5,第6レンズL6,第7レンズL7,第8レンズL8からなる。又、Sは、第4レンズL4の物体側面の光軸上の位置より像側であって、物体側面の最周辺部より物体側に設けられた開口絞り、IMは撮像装置の撮像面を示す。また、CGは主レンズMLのカバーガラスであり、Fは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板を示す。主レンズMLは、不図示のアクチュエータにより、図6に示す最遠隔物点合焦位置と、図示しない最近接物点合焦位置との間で光軸方向に一体的に移動するようになっている。クローズアップレンズCL(面番号1〜6)と主レンズML(面番号7〜22)とで、撮像光学系を構成する。尚、実施例2で用いる主レンズMLは、実施例1で用いたものと同じであるため、非球面係数は省略する(但し、主レンズの最も物体側の面は第11面とし、以降昇順に繰り上がる)。
[表2]
(実施例2)

面番号(非球面) R(mm) d(mm) nd νd 有効径(mm)
物体 d1
1 -317.502 0.70 1.95375 32.3 14.42
2 14.015 2.23 12.80
3 -174.959 7.70 1.91082 35.2 12.58
4 -27.421 2.57 11.34
5 6.893 3.16 1.49700 81.6 7.86
6 17.010 1.54 5.78
7 ∞ 0.79 1.51633 64.1 4.09
8 ∞ d2 3.48
9 ∞ 0.05 1.87
10(絞り) ∞ -0.24 1.79
11* 1.676 0.63 1.54470 56.2 2.06
12* -13.857 0.05 2.05
13* 4.012 0.28 1.63469 23.9 2.04
14* 1.559 0.57 1.97
15* -36.876 0.31 1.63469 23.9 2.17
16* -35.075 0.42 2.48
17* -6.434 0.86 1.54470 56.2 3.73
18* -0.965 0.23 4.08
19* -2.637 0.45 1.53048 55.7 4.59
20* 1.582 d3 5.11
21 ∞ 0.30 1.51633 64.1 5.66
22 ∞ 0.40 5.79


最遠隔合焦時 最近接合焦時
横倍率 0.185 0.250
d1 10.4 6.2
d2 1.231 1.031
d3 0.644 0.844
全系焦点距離(mm) 2.949 2.932
F ナンバー 2.41 2.56
半画角(度) 43.0 42.1
像高(mm) 3.022 3.022
レンズ全長(mm) 24.78 24.77
バックフォーカス(mm) 1.24 1.43
図7は、実施例2の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であり、最遠隔物点合焦時の状態を示し、図8は、実施例2の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であり、最近接物点合焦時の状態を示すが、これら収差図はクローズアップレンズと主レンズを組み合わせた状態のものである。
(実施例3)
実施例3のレンズデータを表3に示す。図9は、実施例3の撮像光学系の断面図であるが、最遠隔物点合焦時の状態を示している。図中、CLはクローズアップレンズであり、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ(第1のレンズ群)L1と、正の屈折力を有する第2レンズ(第2のレンズ群)L2と、正の屈折力を有する第3レンズ(第3のレンズ群)L3から構成される。第1レンズL1は1枚の負レンズであり、第3レンズは1枚の正レンズである。第2レンズの最も物体側の面は凹面である。第2レンズL2は、物体側から順に負レンズL2aと正レンズL2bとを貼り合わせてなる接合レンズである。また、MLは主レンズ(焦点距離は4.33mm)であり、物体側から順に、第4レンズL4,第5レンズL5,第6レンズL6,第7レンズL7,第8レンズL8からなる。又、Sは、第4レンズL4の物体側面の光軸上の位置より像側であって、物体側面の最周辺部より物体側に設けられた開口絞り、IMは撮像装置の撮像面を示す。また、CGは主レンズMLのカバーガラスであり、Fは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板を示す。主レンズMLは、不図示のアクチュエータにより、図9に示す最遠隔物点合焦位置と、図示しない最近接物点合焦位置との間で光軸方向に一体的に移動するようになっている。クローズアップレンズCL(面番号1〜7)と主レンズML(面番号8〜23)とで、撮像光学系を構成する。尚、実施例3で用いる主レンズMLは、実施例1で用いたものと同じであるため、非球面係数は省略する。
[表3]
実施例3

面番号(非球面) R(mm) d(mm) nd νd 有効径(mm)
物体 d1
1 45.927 1.50 2.00060 25.4 11.19
2 6.271 2.60 8.63
3 -200.000 0.70 1.67270 32.2 8.59
4 6.266 3.32 2.00100 29.1 8.58
5 -101.354 0.20 8.13
6 9.188 2.84 1.65844 50.9 7.39
7 62.563 1.32 5.75
8 ∞ 0.79 1.51633 64.1 4.09
9 ∞ d2 3.48
10 ∞ 0.05 1.86
11(絞り) ∞ -0.24 1.81
12* 1.676 0.63 1.54470 56.2 2.10
13* -13.857 0.05 2.08
14* 4.012 0.28 1.63469 23.9 2.08
15* 1.559 0.57 1.98
16* -36.876 0.31 1.63469 23.9 2.18
17* -35.075 0.42 2.49
18* -6.434 0.86 1.54470 56.2 3.76
19* -0.965 0.23 4.11
20* -2.637 0.45 1.53048 55.7 4.61
21* 1.582 d3 5.13
22 ∞ 0.30 1.51633 64.1 5.69
23 ∞ 0.40 5.81


最遠隔合焦時 最近接合焦時
横倍率 0.186 0.258
d1 11.8 7.6
d2 1.231 1.031
d3 0.644 0.844
全系焦点距離(mm) 2.841 2.825
F ナンバー 2.41 2.56
半画角(度) 44.0 43.1
像高(mm) 3.022 3.022
レンズ全長(mm) 19.36 19.37
バックフォーカス(mm) 1.26 1.46
図10は、実施例3の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であり、最遠隔物点合焦時の状態を示し、図11は、実施例3の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であり、最近接物点合焦時の状態を示すが、これら収差図はクローズアップレンズと主レンズを組み合わせた状態のものである。
(実施例4)
実施例4のレンズデータを表4に示す。図12は、実施例4の撮像光学系の断面図であるが、最遠隔物点合焦時の状態を示している。図中、CLはクローズアップレンズであり、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ(第1のレンズ群)L1と、正の屈折力を有する第2レンズ(第2のレンズ群)L2と、正の屈折力を有する第3レンズ(第3のレンズ群)L3から構成される。第1レンズL1は1枚の負レンズであり、第3レンズは1枚の正レンズである。1枚の正レンズである第2レンズの最も物体側の面は凹面である。また、MLは主レンズ(焦点距離は4.33mm)であり、物体側から順に、第4レンズL4,第5レンズL5,第6レンズL6,第7レンズL7,第8レンズL8からなる。又、Sは、第4レンズL4の物体側面の光軸上の位置より像側であって、物体側面の最周辺部より物体側に設けられた開口絞り、IMは撮像装置の撮像面を示す。また、CGは主レンズMLのカバーガラスであり、Fは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板を示す。主レンズMLは、不図示のアクチュエータにより、図12に示す最遠隔物点合焦位置と、図示しない最近接物点合焦位置との間で光軸方向に一体的に移動するようになっている。クローズアップレンズCL(面番号1〜6)と主レンズML(面番号7〜22)とで、撮像光学系を構成する。尚、実施例4で用いる主レンズMLは、実施例1で用いたものと同じであるため、非球面係数は省略する(但し、主レンズの最も物体側の面は第11面とし、以降昇順に繰り上がる)。
[表4]
実施例4

面番号(非球面) R(mm) d(mm) nd νd 有効径(mm)
物体 d1
1 -139.562 0.70 1.90366 31.3 10.92
2 8.445 2.30 9.34
3 -56.143 5.31 1.83481 42.7 9.19
4 -17.830 0.20 8.98
5 6.522 3.34 1.65844 50.9 7.86
6 18.059 1.53 5.87
7 ∞ 0.79 1.51633 64.1 4.18
8 ∞ d2 3.58
9 ∞ 0.05 1.97
10(絞り) ∞ -0.24 1.81
11* 1.676 0.63 1.54470 56.2 2.11
12* -13.857 0.05 2.09
13* 4.012 0.28 1.63469 23.9 2.09
14* 1.559 0.57 1.99
15* -36.876 0.31 1.63469 23.9 2.18
16* -35.075 0.42 2.49
17* -6.434 0.86 1.54470 56.2 3.77
18* -0.965 0.23 4.12
19* -2.637 0.45 1.53048 55.7 4.61
20* 1.582 d3 5.13
21 ∞ 0.30 1.51633 64.1 5.68
22 ∞ 0.40 5.80


最遠隔合焦時 最近接合焦時
横倍率 0.265 0.340
d1 6.9 4.7
d2 1.231 1.031
d3 0.644 0.844
全系焦点距離(mm) 2.754 2.733
F ナンバー 2.41 2.56
半画角(度) 44.7 43.6
像高(mm) 3.022 3.022
レンズ全長(mm) 20.27 20.27
バックフォーカス(mm) 1.26 1.47
図13は、実施例4の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であり、最遠隔物点合焦時の状態を示し、図14は、実施例4の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であり、最近接物点合焦時の状態を示すが、これら収差図はクローズアップレンズと主レンズを組み合わせた状態のものである。
(実施例5)
実施例5のレンズデータを表5に示す。図15は、実施例5の撮像光学系の断面図であるが、最遠隔物点合焦時の状態を示している。図中、CLはクローズアップレンズであり、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ(第1のレンズ群)L1と、正の屈折力を有する第2レンズ(第2のレンズ群)L2と、正の屈折力を有する第3レンズ(第3のレンズ群)L3から構成される。第1レンズL1は1枚の負レンズであり、第3レンズは1枚の正レンズである。第2レンズの最も物体側の面は凹面である。第2レンズL2は、物体側から順に負レンズL2aと正レンズL2bとを貼り合わせてなる接合レンズである。また、MLは主レンズ(焦点距離は4.33mm)であり、物体側から順に、第4レンズL4,第5レンズL5,第6レンズL6,第7レンズL7,第8レンズL8からなる。又、Sは、第4レンズL4の物体側面の光軸上の位置より像側であって、物体側面の最周辺部より物体側に設けられた開口絞り、IMは撮像装置の撮像面を示す。また、CGは主レンズMLのカバーガラスであり、Fは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板を示す。主レンズMLは、不図示のアクチュエータにより、図15に示す最遠隔物点合焦位置と、図示しない最近接物点合焦位置との間で光軸方向に一体的に移動するようになっている。クローズアップレンズCL(面番号1〜7)と主レンズML(面番号8〜23)とで、撮像光学系を構成する。尚、実施例5で用いる主レンズMLは、実施例1で用いたものと同じであるため、非球面係数は省略する。
[表5]
実施例5

面番号(非球面) R(mm) d(mm) nd νd 有効径(mm)
物体 d1
1 -1314.141 0.70 1.92286 20.9 10.44
2 6.915 2.56 8.87
3 -65.953 0.60 1.67270 32.2 8.99
4 8.029 3.13 1.90366 31.3 9.31
5 -36.918 0.20 9.24
6 8.850 2.61 1.83481 42.7 8.70
7 171.669 2.61 7.68
8 ∞ 0.79 1.51633 64.1 4.15
9 ∞ d2 3.51
10 ∞ 0.05 1.81
11(絞り) ∞ -0.24 1.81
12* 1.676 0.63 1.54470 56.2 1.88
13* -13.857 0.05 1.90
14* 4.012 0.28 1.63469 23.9 1.91
15* 1.559 0.57 1.90
16* -36.876 0.31 1.63469 23.9 2.14
17* -35.075 0.42 2.44
18* -6.434 0.86 1.54470 56.2 3.67
19* -0.965 0.23 4.03
20* -2.637 0.45 1.53048 55.7 4.56
21* 1.582 d3 5.11
22 ∞ 0.30 1.51633 64.1 5.71
23 ∞ 0.40 5.83


最遠隔合焦時 最近接合焦時
横倍率 0.325 0.396
d1 5.2 3.7
d2 1.24 1.048
d3 0.644 0.835
全系焦点距離(mm) 2.767 2.742
F ナンバー 2.41 2.55
半画角(度) 40.8 40.0
像高(mm) 3.022 3.022
レンズ全長(mm) 19.32 19.32
バックフォーカス(mm) 1.26 1.46
図16は、実施例5の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であり、最遠隔物点合焦時の状態を示し、図17は、実施例5の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であり、最近接物点合焦時の状態を示すが、これら収差図はクローズアップレンズと主レンズを組み合わせた状態のものである。
(実施例6)
実施例6のレンズデータを表6に示す。図18は、実施例6の撮像光学系の断面図であるが、最遠隔物点合焦時の状態を示している。図中、CLはクローズアップレンズであり、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ(第1のレンズ群)L1と、正の屈折力を有する第2レンズ(第2のレンズ群)L2と、正の屈折力を有する第3レンズ(第3のレンズ群)L3から構成される。第1レンズL1は1枚の負レンズであり、第3レンズは1枚の正レンズである。第2レンズの最も物体側の面は凹面である。第2レンズL2は、物体側から順に負レンズL2aと正レンズL2bとを貼り合わせてなる接合レンズである。また、MLは主レンズ(焦点距離は4.33mm)であり、物体側から順に、第4レンズL4,第5レンズL5,第6レンズL6,第7レンズL7,第8レンズL8からなる。又、Sは、第4レンズL4の物体側面の光軸上の位置より像側であって、物体側面の最周辺部より物体側に設けられた開口絞り、IMは撮像装置の撮像面を示す。また、CGは主レンズMLのカバーガラスであり、Fは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板を示す。主レンズMLは、不図示のアクチュエータにより、図18に示す最遠隔物点合焦位置と、図示しない最近接物点合焦位置との間で光軸方向に一体的に移動するようになっている。クローズアップレンズCL(面番号1〜7)と主レンズML(面番号8〜23)とで、撮像光学系を構成する。尚、実施例6で用いる主レンズMLは、実施例1で用いたものと同じであるため、非球面係数は省略する。
[表6]
実施例6

面番号(非球面) R(mm) d(mm) nd νd 有効径(mm)
物体 d1
1 328.998 0.70 1.90366 31.3 10.94
2 7.302 2.79 9.26
3 -33.149 0.60 1.72825 28.3 9.26
4 7.723 3.60 1.83400 37.3 9.56
5 -22.868 0.20 9.58
6 8.663 5.45 1.83481 42.7 8.92
7 57.166 1.33 5.87
8 ∞ 0.79 1.51633 64.1 4.15
9 ∞ d2 3.51
10 ∞ 0.05 1.81
11(絞り) ∞ -0.24 1.80
12* 1.676 0.63 1.54470 56.2 1.87
13* -13.857 0.05 1.90
14* 4.012 0.28 1.63469 23.9 1.91
15* 1.559 0.57 1.90
16* -36.876 0.31 1.63469 23.9 2.14
17* -35.075 0.42 2.45
18* -6.434 0.86 1.54470 56.2 3.68
19* -0.965 0.23 4.04
20* -2.637 0.45 1.53048 55.7 4.56
21* 1.582 d3 5.11
22 ∞ 0.30 1.51633 64.1 5.70
23 ∞ 0.40 5.82


最遠隔合焦時 最近接合焦時
横倍率 0.303 0.373
d1 5.4 3.7
d2 1.24 1.048
d3 0.644 0.835
全系焦点距離(mm) 2.759 2.736
F ナンバー 2.41 2.55
半画角(度) 41.7 40.9
像高(mm) 3.022 3.022
レンズ全長(mm) 21.56 21.56
バックフォーカス(mm) 1.26 1.46
図19は、実施例6の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であり、最遠隔物点合焦時の状態を示し、図20は、実施例6の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であり、最近接物点合焦時の状態を示すが、これら収差図はクローズアップレンズと主レンズを組み合わせた状態のものである。
(実施例7)
実施例7のレンズデータを表7に示す。図21は、実施例7の撮像光学系の断面図であるが、最遠隔物点合焦時の状態を示している。図中、CLはクローズアップレンズであり、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ(第1のレンズ群)L1と、正の屈折力を有する第2レンズ(第2のレンズ群)L2と、正の屈折力を有する第3レンズ(第3のレンズ群)L3から構成される。第1レンズL1は1枚の負レンズであり、第3レンズは1枚の正レンズである。第2レンズの最も物体側の面は凹面である。第2レンズL2は、物体側から順に負レンズL2aと正レンズL2bとを貼り合わせてなる接合レンズである。また、MLは主レンズ(焦点距離は4.33mm)であり、物体側から順に、第4レンズL4,第5レンズL5,第6レンズL6,第7レンズL7,第8レンズL8からなる。又、Sは、第4レンズL4の物体側面の光軸上の位置より像側であって、物体側面の最周辺部より物体側に設けられた開口絞り、IMは撮像装置の撮像面を示す。また、CGは主レンズMLのカバーガラスであり、Fは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板を示す。主レンズMLは、不図示のアクチュエータにより、図21に示す最遠隔物点合焦位置と、図示しない最近接物点合焦位置との間で光軸方向に一体的に移動するようになっている。クローズアップレンズCL(面番号1〜7)と主レンズML(面番号8〜23)とで、撮像光学系を構成する。尚、実施例7で用いる主レンズMLは、実施例1で用いたものと同じであるため、非球面係数は省略する。
[表7]
実施例7

面番号(非球面) R(mm) d(mm) nd νd 有効径(mm)
物体 d1
1 24.083 0.70 1.90366 31.3 10.92
2 5.802 3.04 8.76
3 -126.290 0.71 1.75520 27.5 8.58
4 5.596 3.77 1.90366 31.3 8.39
5 488.838 0.20 7.96
6 9.087 3.77 1.78590 43.9 7.53
7 -88.613 1.24 5.72
8 ∞ 0.79 1.51633 64.1 4.03
9 ∞ d2 3.42
10 ∞ 0.05 1.81
11(絞り) ∞ -0.24 1.80
12* 1.676 0.63 1.54470 56.2 1.87
13* -13.857 0.05 1.90
14* 4.012 0.28 1.63469 23.9 1.92
15* 1.559 0.57 1.90
16* -36.876 0.31 1.63469 23.9 2.14
17* -35.075 0.42 2.45
18* -6.434 0.86 1.54470 56.2 3.70
19* -0.965 0.23 4.06
20* -2.637 0.45 1.53048 55.7 4.57
21* 1.582 d3 5.11
22 ∞ 0.30 1.51633 64.1 5.68
23 ∞ 0.40 5.81


最遠隔合焦時 最近接合焦時
横倍率 0.266 0.343
d1 6.2 4.0
d2 1.227 1.027
d3 0.647 0.847
全系焦点距離(mm) 2.642 2.623
F ナンバー 2.42 2.56
半画角(度) 43.5 42.8
像高(mm) 3.022 3.022
レンズ全長(mm) 20.31 20.32
バックフォーカス(mm) 1.26 1.47
図22は、実施例7の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であり、最遠隔物点合焦時の状態を示し、図23は、実施例7の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))であり、最近接物点合焦時の状態を示すが、これら収差図はクローズアップレンズと主レンズを組み合わせた状態のものである。
各条件式に対応する各実施例の値を表8に示す。
Figure 2015052674
本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。例えば、実質的にパワーを持たないダミーレンズを更に付与した場合でも本発明の適用範囲内である。
BD ボディ
HLD 鏡筒
CL クローズアップレンズ
ML 主レンズ
SF 携帯端末
L1〜L8 レンズ

Claims (18)

  1. 主レンズより物体側に装着して用いられるクローズアップレンズにおいて、
    前記クローズアップレンズは物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第1レンズ群は1枚の負レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とするクローズアップレンズ。
    −0.65<f1/f<−0.10 (1)
    ただし、
    f1:前記第1レンズ群の焦点距離
    f:クローズアップレンズ全系の焦点距離
  2. 主レンズより物体側に装着して用いられるクローズアップレンズにおいて、
    前記クローズアップレンズは物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第1レンズ群は1枚の負レンズからなり、前記第3レンズ群は1枚の正レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とするクローズアップレンズ。
    0.7<f2/f<4 (2)
    ただし、
    f2:前記第2レンズ群の焦点距離
    f:クローズアップレンズ全系の焦点距離
  3. 主レンズより物体側に装着して用いられるクローズアップレンズにおいて、
    前記クローズアップレンズは物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第2レンズ群の最も物体側の面は凹面であり、以下の条件式を満たすことを特徴とするクローズアップレンズ。
    −40<R2O/R1I<−3 (3)
    ただし、
    R2O:前記第2レンズ群における最も物体側の面の曲率半径
    R1I:前記第1レンズ群における最も像側の面の曲率半径
  4. 主レンズより物体側に装着して用いられるクローズアップレンズにおいて、
    前記クローズアップレンズは物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第2レンズ群の最も物体側の面は凹面であり、以下の条件式を満たすことを特徴とするクローズアップレンズ。
    −0.5<R2O/R2I<10 (4)
    ただし、
    R2O:前記第2レンズ群における最も物体側の面の曲率半径
    R2I:前記第2レンズ群における最も像側の面の曲率半径
  5. 主レンズより物体側に装着して用いられるクローズアップレンズにおいて、
    前記クローズアップレンズは物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第1レンズ群は1枚の負レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とするクローズアップレンズ。
    0.1<AD12/SD23<0.5 (5)
    ただし、
    AD12:前記第1レンズ群と前記第2レンズ群間の光軸上の空気間隔
    SD23:前記第2レンズ群の物体側の面から前記第3レンズ群の像側の面までの光軸上の距離
  6. 主レンズより物体側に装着して用いられるクローズアップレンズにおいて、
    前記クローズアップレンズは物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第1レンズ群は1枚の負レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とするクローズアップレンズ。
    n1 > 1.65 (6)
    ただし、
    n1:前記第1レンズ群を構成する負レンズのd線における屈折率
  7. 主レンズより物体側に装着して用いられるクローズアップレンズにおいて、
    前記クローズアップレンズは物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群から構成され、前記第3レンズ群は1枚の正レンズからなり、以下の条件式を満たすことを特徴とするクローズアップレンズ。
    0.60<f3/f<0.95 (7)
    ただし、
    f3:前記第3レンズ群の焦点距離
    f:クローズアップレンズ全系の焦点距離
  8. 前記第3レンズ群は1枚の正レンズからなることを特徴とする、請求項1、3、4、5、6のいずれかに記載のクローズアップレンズ。
  9. 前記第1レンズ群は1枚の負レンズからなることを特徴とする、請求項3、4、7のいずれかに記載のクローズアップレンズ。
  10. 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項2、7、8のいずれかに記載のクローズアップレンズ。
    n3>1.65 (8)
    ただし、
    n3:前記第3レンズ群を構成する正レンズのd線における屈折率
  11. 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1、2、5、6、9のいずれかに記載のクローズアップレンズ。
    0.5<(R1O+R1I)/(R1O−R1I)<2.0 (9)
    ただし、
    R1O:前記第1レンズ群を構成する負レンズの物体側の面の曲率半径
    R1I:前記第1レンズ群を構成する負レンズの像側の面の曲率半径
  12. 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項2、7、8、10、11のいずれかに記載のクローズアップレンズ。
    −2.5<(R3O+R3I)/(R3O−R3I)<−0.5 (10)
    ただし、
    R3O:前記第3レンズ群を構成する正レンズの物体側の面の曲率半径
    R3I:前記第3レンズ群を構成する正レンズの像側の面の曲率半径
  13. 前記第2レンズ群は物体側から順に、1枚の負レンズと1枚の正レンズからなることを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載のクローズアップレンズ。
  14. 前記第2レンズ群の1枚の負レンズと1枚の正レンズは、互いに接合されていることを特徴とする請求項13に記載のクローズアップレンズ。
  15. 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項14に記載のクローズアップレンズ。
    |n21−n22|>0.1 (11)
    ただし
    n21:前記第2レンズ群を構成する負レンズのd線における屈折率
    n22:前記第2レンズ群を構成する正レンズのd線における屈折率
  16. 請求項1から15のいずれか一項に記載のクローズアップレンズと、前記主レンズとからなり、前記主レンズの物体側から2番目のレンズより物体側に開口絞りが設けられていることを特徴とする撮像光学系。
  17. 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項16に記載の撮像光学系。
    0.05<EDS/ED1<0.5 (12)
    ただし
    EDS:前記主レンズの開口絞りの有効径
    ED1:クローズアップレンズにおける最も物体側の面の有効径
  18. 前記主レンズと撮像素子を本体内に内蔵し、請求項1から17のいずれか一項に記載のクローズアップレンズが装着可能となっていることを特徴とする携帯端末。
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