JP2015215437A - 撮像光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

撮像光学系及びそれを有する撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 フォーカシングに際しての収差変動が少なく、かつフォーカシングレンズ群の小型化及びレンズ重量の軽量化を図ることが容易な撮像光学系を得ること。【解決手段】 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、第3レンズ群を有し、フォーカシングに際して第2レンズ群が移動する撮像光学系において、第1レンズ群は最も像側に単一レンズよりなる又は複数のレンズを接合した接合レンズよりなる正レンズ成分を有し、第2レンズ群は1つの負レンズからなり、全系の焦点距離f、第1レンズ群の焦点距離f1、正レンズ成分の焦点距離f1p、第2レンズ群の焦点距離f2n、正レンズ成分の物体側のレンズ面の曲率半径Rp1、正レンズ成分の物体側のレンズの材料の屈折率Np、第2レンズ群の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径Rn2、第2レンズ群の負レンズの材料の屈折率Nnを各々適切に設定すること。【選択図】 図1

Description

本発明は撮像光学系に関し、特にビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、TVカメラ、監視カメラ等の撮像装置に好適なものである。
長焦点距離の撮像光学系として、物体側から像側へ順に、正の屈折力の前方レンズ群と、負の屈折力の後方レンズ群が配置された撮像光学系(望遠レンズ)が知られている。ここで長焦点距離とは例えば有効撮像範囲の寸法に比べて焦点距離が長いことをいう。長焦点距離の撮像光学系は全体が大型となり、また高重量となりやすいため、光学系全体を移動させてフォーカシングを行うと、高速なフォーカシングが困難となる。従来、長焦点距離の撮像光学系において、光学系の一部の小型軽量なレンズ群を移動させてフォーカシングを行うものが提案されている(特許文献1,2)。
特許文献1は、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群、正の屈折力の第4レンズ群からなり、フォーカシングに際して第3レンズ群が光軸方向に移動する望遠レンズを開示している。特許文献2は、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群を有し、第2レンズ群が1枚の負レンズから構成され、フォーカシングに際して第2レンズ群が光軸方向に移動する望遠レンズを開示している。
特公昭60−32849号公報 特開2002−072082号公報
望遠タイプの撮像光学系では、全体が大型化及び高重量化するため、フォーカシングを高速に行うためには、前方レンズ群以外の小型で軽量のレンズ群を移動させてフォーカシングを行うインナーフォーカス方式を用いるのが有効である。インナーフォーカス方式を用いた望遠タイプの撮像光学系においては、フォーカスレンズ群及びフォーカスレンズ群よりも物体側のレンズのレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。例えば、フォーカシングに際しての収差変動を低減し、全物体距離において高い光学性能を得ることが重要になってくる。
これらのレンズ構成が不適切であると、フォーカスレンズ群が大型化及び高重量化し、またフォーカシングに際して収差変動が増大し、全物体距離にわたり高い光学性能を得ることが困難になる。
本発明は、フォーカシングに際しての収差変動が少なく、かつ小型で軽量なフォーカスレンズ群を備える撮像光学系及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。
本発明の撮像光学系は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、第3レンズ群を有し、
フォーカシングに際して前記第2レンズ群が移動する撮像光学系において、前記第1レンズ群は最も像側に単一レンズよりなる又は複数のレンズを接合した接合レンズよりなる正レンズ成分を有し、前記第2レンズ群は1つの負レンズからなり、
全系の焦点距離をf、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記正レンズ成分の焦点距離をf1p、前記第2レンズ群の焦点距離をf2n、前記正レンズ成分の物体側のレンズ面の曲率半径をRp1、前記正レンズ成分の物体側のレンズ(正レンズ成分が単一のレンズよりなるときは該レンズ)の材料の屈折率をNp、前記第2レンズ群の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径をRn2、前記第2レンズ群の負レンズの材料の屈折率をNnとするとき、
−0.20<f2n/f<−0.01
0.95<(Np*Rp1)/(Nn*Rn2)<3.00
0.40<f1p/f1<1.20
なる条件式を満たすことを特徴としている。
本発明によれば、フォーカシングに際しての収差変動が少なく、小型で軽量なフォーカスレンズ群を備える撮像光学系が得られる。
(A),(B) 本発明の実施例1の撮像光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図 (A),(B) 本発明の実施例2の撮像光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図 (A),(B) 本発明の実施例3の撮像光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図 (A),(B) 本発明の実施例4の撮像光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図 (A),(B) 本発明の実施例5の撮像光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図 本発明に係る回折光学素子の説明図 本発明に係る回折光学素子の説明図 本発明の撮像装置の説明図
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説明する。本発明の撮像光学系は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、第3レンズ群を有する。フォーカシングに際して第2レンズ群が移動する。第1レンズ群は最も像側に単一レンズよりなる又は複数のレンズを接合した接合レンズよりなる正レンズ成分を有する。
図1(A)は、本発明の実施例1の撮像光学系のレンズ断面図である。図1(B)は本発明の実施例1の撮像光学系の縦収差図である。実施例1はFナンバー4.12、撮像画角6.34度の撮像光学系である。図2(A)は、本発明の実施例2の撮像光学系のレンズ断面図である。図2(B)は本発明の実施例2の撮像光学系の縦収差図である。実施例2はFナンバー2.9、撮像画角6.32度の撮像光学系である。
図3(A)は、本発明の実施例3の撮像光学系のレンズ断面図である。図3(B)は本発明の実施例3の撮像光学系の縦収差図である。実施例3はFナンバー4.12、撮像画角6.34度の撮像光学系である。図4(A)は、本発明の実施例4の撮像光学系のレンズ断面図である。図4(B)は本発明の実施例4の撮像光学系の縦収差図である。実施例4はFナンバー5.74、撮像画角2.68度の撮像光学系である。
図5(A)は、本発明の実施例5の撮像光学系のレンズ断面図である。図5(B)は本発明の実施例5の撮像光学系の縦収差図である。実施例5はFナンバー5.80、撮像画角3.16度の撮像光学系である。図6(A),(B)、図7(A),(B),(C)は各々本発明に係る回折光学素子の説明図である。図8は本発明の撮像光学系をカメラ本体に装着した一眼レフカメラシステム(撮像装置)の要部概略図である。
各レンズ断面図において、L0は撮像光学系である。SPは軸上光束の最大径を決定している開口絞りである。撮像光学系L0は正の屈折力の第1レンズ群L1、フォーカシングに際して移動する負の屈折力の第2レンズ群L2、第3レンズ群L3を有している。
実施例1,3,4,5は、瞳近軸光線が光軸と交わる位置よりも物体側に少なくとも1つの回折光学素子DOEを有している。ここで”瞳近軸光線”とは光学系全系の焦点距離を1に正規化し、光軸に対して−45°で入射する光線の内、光学系の入射瞳と光軸との交点を通過する近軸光線のことである。(光学系への入射角度は、光軸から測って時計回りを正、半時計回りを負とする。また、物体は光学系の左側にあるものとし、物体側から光学系に入射する光線は左から右へ進むものとする。)
L1Pは第1レンズ群L1の最も像側に配置された単一レンズよりなる又は複数のレンズを接合した接合レンズよりなる正レンズ成分である。Gは、光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。IPは像面であり、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系として使用する際には像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子(光電変換素子)の撮像面に相当し、銀塩フィルム用カメラの撮像光学系とし使用する際にはフィルム面に相当する。
球面収差図において、d-line、g-lineは順に、d線、g線である。非点収差図においてΔM、ΔSは各々メリディオナル像面、サジタル像面である。倍率色収差はg線によって表している。FnoはFナンバー、ωは半画角(度)である。すべての収差図においては、後述する各数値実施例をmm単位で表したとき球面収差は0.4mm、非点収差は0.4mm、歪曲は2%、倍率色収差は0.05mmのスケールで描かれている。各実施例の撮像光学系L0は望遠型より成り、その特徴とする構成は次のとおりである。
一般的に、望遠型の光学系(撮像光学系)は光軸と瞳近軸光線の交わる点より物体側における軸上光束の周辺光線の入射高の最大値の方が、像側における軸上光束の周辺光線の入射高よりも高い。望遠型の光学系はこのようにテレフォトタイプ(望遠型)のレンズ構成をとっている。また各実施例の撮像光学系ではフォーカスレンズ群の屈折力を強めることでフォーカシングに際しての移動量を低減している。
各実施例と同様の屈折力配置からなる従来の撮像光学系において、無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して第2レンズ群を像側に移動させると第2レンズ群に入射する軸上光束の周辺光線の入射高が低くなる。このため、主に第2レンズ群で生じる球面収差がフォーカシングに際して大きく変動する。この構成のまま第2レンズ群の屈折力を強めると球面収差の変動量が更に大きくなるため、高い光学性能を維持することが困難となる。
そこで、本発明の各実施例では第1レンズ群を構成する最も像側のレンズを単一レンズ又は接合レンズよりなる正レンズ成分としている。そして正レンズ成分のレンズ形状と屈折力及び第2レンズ群の負レンズのレンズ形状と屈折力等を適切に設定することで前記球面収差の変動を低減している。
以下に、このときの収差補正の原理を説明する。各実施例において、第2レンズ群には、周辺光線が収束する角度で入射する。このため、第2レンズ群は物体側に凸形状を持ったレンズ面を配置することが好ましい。そして、第2レンズ群が負レンズであることを考慮すると、第2レンズ群の像側のレンズ面を物体側に凸形状として負の屈折力を分担させるのが良い。
第2レンズ群の像側のレンズ面においては、フォーカシングに際して周辺光線の入射高が低くなることで球面収差の変動が生じる。このときの収差変動を補正するためには、第2レンズ群の像側のレンズ面とほぼ同形状の正の屈折力を持ったレンズ面において補正するのが有効である。
そこで、本発明者は撮像光学系が無限遠から近距離へフォーカシングするとき、第1レンズ群の像側では周辺光線の角度が無限遠時の角度と比較して浅くなることに着目した。この位置に物体側のレンズ面が凸形状のレンズ成分を配置すると、このレンズ面に対する入射角度が大きくなる。つまり、フォーカシングに際して球面収差が大きく変動することになる。このとき、各実施例では第1レンズ群の像側のレンズ成分の物体側のレンズ面と第2レンズ群の像側のレンズ面の曲率半径を適切に設定することで、2つの面で生じる収差変動を打ち消している。
さらに、第1レンズ群の像側の正レンズ成分においては、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して軸上光束の周辺光線の入射高が高くなる。このとき、第2レンズ群への入射角度が大きくなり、これによって第2レンズ群での光線の入射高の変化による収差変動を打ち消すようにしている。
上記のように、第1レンズ群の最も像側の正レンズ成分と第2レンズ群の負レンズの双方のレンズ形状及び屈折力を適切に設定することで、フォーカスレンズ群を軽量にしつつ、フォーカシングに際しての移動量が小さくなるようにしている。
各実施例において第2レンズ群L2は1つの負レンズからなる。全系の焦点距離をf、第1レンズ群L1の焦点距離をf1、正レンズ成分L1Pの焦点距離をf1p、第2レンズ群L2の焦点距離をf2nとする。正レンズ成分L1Pの物体側のレンズ面の曲率半径をRp1、正レンズ成分L1Pの物体側のレンズ(正レンズ成分が単一のレンズよりなるときは該レンズ)の材料の屈折率をNpとする。第2レンズ群L2の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径をRn2、第2レンズ群L2の負レンズの材料の屈折率をNnとする。
このとき、
−0.20<f2n/f<−0.01 ・・・(1)
0.95<(Np*Rp1)/(Nn*Rn2)<3.00 ・・・(2)
0.40<f1p/f1<1.20 ・・・(3)
なる条件式を満たす。
条件式(1)は、フォーカスレンズ群の移動量を小さく抑え全系の小型化を図るためのものである。条件式(1)の上限を超えて、第2レンズ群L2の負の屈折力が強くなると、フォーカシングに際して第2レンズ群L2の移動量は小さくなるが、フォーカシングに際して収差変動が増大してくる。条件式(1)の下限を超えて第2レンズ群L2の負の屈折力が弱くなると、フォーカシングに際して第2レンズ群L2の移動量が大きくなり、全系が大型化してくる。
条件式(2)は、正レンズ成分L1Pのレンズ形状と第2レンズ群L2の負レンズのレンズ形状に関する。条件式(2)の上限を超えて、正レンズ成分L1Pの物体側のレンズ面の曲率半径が大きくなると、正レンズ成分より生ずる球面収差のフォーカシングにおける変動が第2レンズ群L2より生ずる球面収差の変動に対して小さくなるため良くない。条件式(2)の下限を超えて正レンズ成分L1Pの物体側のレンズ面の曲率半径が小さくなると、フォーカシングに際して正レンズ成分より生ずる球面収差の変動が第2レンズ群L2より生ずる球面収差での変動に対して大きくなるため良くない。
条件式(3)は、第1レンズ群L1の焦点距離と正レンズ成分の焦点距離に関する。条件式(3)の上限を超えて正レンズ成分の屈折力が弱くなると、それに応じて第2レンズ群L2の負の屈折力が弱くなり、フォーカシングに際して第2レンズ群L2の移動量が大きくなり良くない。条件式(3)の下限を超えて正レンズ成分L1Pの屈折力が強くなると、フォーカシングに際して、第1レンズ群L1より発生する収差変動が大きくなり、第2レンズ群L2より生ずる収差の変動量に対して過剰となるため良くない。更に好ましくは条件式(1)乃至(3)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−0.18<f2n/f<−0.06 ・・・(1a)
0.97<(Np*Rp1)/(Nn*Rn2)<2.00 ・・・(2a)
0.60<f1p/f1<1.10 ・・・(3a)
更に好ましくは条件式(1a)乃至(3a)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−0.15<f2n/f<−0.06 ・・・(1b)
1.00<(Np*Rp1)/(Nn*Rn2)<1.80 ・・・(2b)
0.60<f1p/f1<1.00 ・・・(3b)
各実施例では、以上の構成を取ることで全体として軽量で高い光学性能を有する撮像光学系が得られる。更に好ましくは次に述べる条件式のうち、1つ以上を満足するのが良く、これによれば更なる高い光学性能が得られる。無限遠にフォーカスしているときの正レンズ成分L1Pの物体側のレンズ面から第2レンズ群L2の像側のレンズ面までの距離をD1p2n、レンズ全長をLとする。
第1レンズ群L1の最も物体側のレンズの焦点距離をf11、第1レンズ群L1の最も物体側のレンズの材料のアッベ数をν11、第2レンズ群L2の負レンズの材料のアッベ数をν2nとする。第3レンズ群L3の横倍率をβRとする。無限遠にフォーカスしているときの光軸と瞳近軸光線が交わる点をPとする。
このとき、次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。
0.01<D1p2n/L<0.10 ・・・(4)
−0.45<(f2n*ν2n)/(f11*ν11)<−0.05 ・・・(5)
0.78<βR<3.00 ・・・(6)
−1.5<f2n/f1p<−0.2 ・・・(7)
条件式(4)は第1レンズ群L1を構成する正レンズ成分L1Pと第2レンズ群L2の位置関係を規定する。条件式(4)の上限を超えると、正レンズ成分L1Pと第2レンズ群L2の負レンズへの光線の入射高さが大きく異なってくる。そうすると、フォーカシングに際して、収差変動を低減することが困難になる。条件式(4)の下限を超えると各レンズを干渉しないように配置するのが困難になる。
各実施例では、フォーカスレンズ群を1つの負レンズで構成しているため、フォーカシングに際して色収差の変動が大きくなりやすい。条件式(5)はこのときの色収差をフォーカスレンズ群と第1レンズ群の最も物体側のレンズで補正するためのものである。条件式(5)の上限値と下限値のどちらを超えても色収差の補正が困難となる。
条件式(6)は第3レンズ群L3の横倍率に関する。条件式(6)の上限を超えるとフォーカシングに際しての敏感度は高まるが、第2レンズ群L2よりも像側のレンズ群の屈折力が強くなり、収差補正が困難になる。条件式(6)の下限を超えるとフォーカシングに際しての敏感度が低下し、フォーカシングに際しての移動量が増加し、レンズ全長が増大してくる。
条件式(7)は、第2レンズ群L2の焦点距離と正レンズ成分L1Pの焦点距離との比に関する。条件式(7)の上限を超えるとフォーカシングに際して正レンズ成分L1Pによる球面収差の変動が第2レンズ群L2で生じる球面収差の変動よりも小さくなり、収差補正が困難となる。条件式(7)の下限を超えると、フォーカシングに際して正レンズ成分L1Pによる球面収差の変動が第2レンズ群L2で生じる球面収差の変動よりも大きくなり、収差補正が困難となる。更に望ましくは条件式(4)乃至(7)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.02<D1p2n/L<0.08 ・・・(4a)
−0.40<(f2n*ν2n)/(f11*ν11)<−0.07 ・・・(5a)
0.79<βR<2.00 ・・・(6a)
−0.9<f2n/f1p<−0.3 ・・・(7a)
各実施例においては第1レンズ群L1又は第2レンズ群L2のうち少なくとも1つのレンズ群に1つ以上の非球面を設けるのが収差補正上好ましい。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。
[実施例1]
実施例1では、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3を有している。第1レンズ群L1は最も像側に正レンズ成分L1Pを有している。第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間に開口絞りSPを有している。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第2レンズ群L2は像側に移動する。例えば、第2レンズ群L2を像側に13.26mm移動させることで横倍率β=−0.515で撮影することができる。
小型で軽量な撮像光学系を実現するために、実施例1では第1レンズ群L1に色収差を効果的に補正することができる回折光学素子DOEを用いている。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、2つの正レンズを接合した接合レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズL1Pから構成されている。第2レンズ群L2は負レンズから構成されている。フォーカスレンズ群である第2レンズ群L2が1つの負レンズからなり、条件式(1)を満たす。これにより、軽量でしかも無限遠から近距離へのフォーカシングに際しての移動量が少ない撮像光学系を実現している。
さらに、正レンズ成分L1P、第2レンズ群L2が条件式(2)、(3)を満たすことでフォーカシングに際しての収差変動を抑制している。第3レンズ群L3は、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、負レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、正レンズから構成されている。これにより良好なる光学性能を得ている。
[実施例2]
実施例2ではレンズ群の数、各レンズ群の屈折力の符号、正レンズ成分L1P、開口絞りSPの位置、フォーカシング動作等は実施例1と同様である。フォーカシングに際して第2レンズ群L2を像側へ6.51mm移動させると横倍率β=−0.238で撮影することができる。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズから構成されている。第2レンズ群L2は1つの負レンズから構成されている。
フォーカスレンズ群が1つの負レンズからなり、条件式(1)を満たす。これにより、実施例1と同様の効果を得ている。さらに、正レンズL1P、第2レンズ群L2が条件式(2)、(3)を満たすことで実施例1と同様の効果を得ている。第3レンズ群L3は物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズから構成されている。
[実施例3]
実施例3では、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群L1、負の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3を有している。第1レンズ群L1は最も像側に正レンズ成分L1Pを有している。第2レンズ群L2は1つの負レンズで構成されている。第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間に開口絞りSPを有している。第3レンズ群L3は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第31レンズ群L31、負の屈折力の第32レンズ群L32、正の屈折力の第33レンズ群L33を有している。フォーカシング動作は実施例1と同じである。
本実施例では第2レンズ群L2を像側へ4.28mm移動させると横倍率β=−0.128で撮影することができる。第32レンズ群L32を防振に際して光軸に対して直交する方向の成分を持つように移動させて、撮像光学系が振動した時の撮影画像のブレを補正している。小型で軽量な撮像光学系を実現するために、実施例3では第1レンズ群L1に色収差を効果的に補正することができる回折光学素子DOEを配置している。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、2つの正レンズを接合した接合レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズL1Pから構成されている。
第2レンズ群L2は1つの負レンズから構成されている。フォーカスレンズ群(第2レンズ群L2)が1つの負レンズからなり、条件式(1)を満たす。これにより、実施例1と同様の効果を得ている。さらに、正レンズL1P、第2レンズ群L2が条件式(2)、(3)を満たすことで実施例1と同様の効果を得ている。第31レンズ群L31は、物体側から像側へ順に、1つの負レンズと1つの正レンズを接合した接合レンズから構成されている。第32レンズ群L32は、物体側から像側へ順に、1つの正レンズと1つの負レンズを接合した接合レンズと、負レンズから構成されている。
第33レンズ群L33は、物体側から像側へ順に、正レンズと負レンズを接合した接合レンズと1つの正レンズから構成されている。
[実施例4]
実施例4ではレンズ群の数、各レンズ群の符号、正レンズ成分L1Pの位置等は実施例3と同様である。第2レンズ群L2は1つの負レンズから構成されている。第1レンズ群L1に開口絞りSPを配置している。フォーカシング動作は実施例1と同様である。
本実施例では、第2レンズ群L2を像側へ27.02mm移動させると横倍率β=−0.623で撮影できる。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、正レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、開口絞りSP、正レンズと負レンズを接合した接合レンズから構成されている。
正レンズ成分L1Pは最も像側の正レンズと負レンズを接合した接合レンズからなる。正レンズ成分L1Pが接合レンズの場合、パラメータf1pは接合レンズ全体の焦点距離、条件式(2)におけるパラメータNpは正レンズ成分L1Pの物体側のレンズの材料の屈折率としている。第2レンズ群L2は1つの負レンズから構成されている。
フォーカスレンズ群である第2レンズ群L2が1つの負レンズからなり、条件式(1)を満たす。これにより、実施例1と同様の効果を得ている。さらに、正レンズ成分L1P、第2レンズ群L2が条件式(2)、(3)を満たすことでフォーカシングに際して実施例1と同様の効果を得ている。
第3レンズ群L3は、物体側から像側へ順に、以下のレンズで構成される。第3レンズ群L3は、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、正レンズと負レンズ2枚を接合した接合レンズ、正レンズと負レンズ2枚を接合した接合レンズから構成されている。
[実施例5]
実施例5ではレンズ群の数、各レンズ群の屈折力の符号、正レンズ成分L1P、開口絞りの位置等は実施例3と同様である。第2レンズ群L2は1つの負レンズで構成されている。フォーカシング動作は実施例1と同様である。本実施例では第2レンズ群L2を像側に69.61mm移動させると横倍率β=−1.01で撮影できる。小型で軽量な撮像光学系を実現するために、第1レンズ群L1に色収差を効果的に補正することが容易な回折光学素子DOEを配置している。
第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、正レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、正レンズから構成されている。第2レンズ群L2は1つの負レンズから構成されている。フォーカスレンズ群である第2レンズ群L2が1つの負レンズからなり、条件式(1)を満たす。これにより、実施例1と同様の効果を得ている。さらに、正レンズ成分L1P、第2レンズ群L2が条件式(2)、(3)を満たすことでフォーカシングに際して実施例1と同様の効果を得ている。
第3レンズ群L3は、物体側から像側へ順に、以下のレンズで構成される。第3レンズ群L3は、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、負レンズ、正レンズと負レンズを接合した接合レンズから構成されている。
次に、実施例1,3,4,5の撮像光学系で用いた回折光学素子DOEの構成について説明する。撮像光学系内に配置される回折光学素子DOEを構成する回折光学部は、光軸に対して回転対称な回折格子より成っている。
図6(A)は回折光学素子1の回折光学部の一部分の拡大断面図である。図6(A)は基板(透明基板)2上に1つの層よりなる回折格子(回折光学部)3を設けている。図6(B)は、この回折光学素子1の回折効率の特性を示す説明図である。図6(B)において横軸は波長を表し、縦軸は回折効率を表している。なお、回折効率は全透過光束に対する回折光の光量の割合であり、格子部3aの境界面での反射光などは説明が複雑になるのでここでは考慮していない。
回折格子3の光学材料は、紫外線硬化樹脂(屈折率n=1.513、アッベ数ν=51.0)を用いている。格子部3aの格子厚dを1.03μmと設定し、波長530nm、+1次の回折光の回折効率が最も高くなるようにしている。すなわち設計次数が+1次で、設計波長が波長530nmである。図6(B)中において+1次の回折光の回折効率は実線で示している。
さらに、図6(B)では設計次数近傍の回折次数(+1次±1次である0次と+2次)の回折効率も併記している。図から分かるように、設計次数での回折効率は設計波長近傍で最も高くなり、それ以外の波長では徐々に低くなる。この設計次数での回折効率の低下分が他の次数の回折光(不要光)となり、フレアの要因となる。また、回折光学素子を光学系中の複数箇所に使用した場合には、設計波長以外の波長での回折効率の低下は透過率の低下にもつながることになる。
次に、異なる材料よりなる複数の回折格子を積層した積層型の回折光学素子について説明する。図7(A)は積層型の回折光学素子1の一部拡大断面図であり、図7(B)は図7(A)に示す回折光学素子1の+1次の回折光の回折効率の波長依存性を表す図である。図7(A)の回折光学素子1では、基板102上に紫外線硬化樹脂(屈折率n=1.499、アッベ数ν=54)からなる第1の回折格子104を形成している。
更にその上に第2の回折格子105(屈折率n=1.598、アッベ数ν=28)を形成している。この材料の組み合わせにおいて、第1の回折格子104の格子部104aの格子厚dはd=13.8μm、第2の回折格子105の格子部105aの格子厚dはd=10.5μmとしている。
図7(B)からも分かるように、積層構造の回折格子104、105を備えた回折光学素子1にすることで、設計次数の回折光において使用波長全域(ここでは可視域)で95%以上という高い回折効率を得ている。なお、積層構造の回折光学素子1としては、図7(C)のように材料の組み合わせによっては2つの層104と105の格子厚を等しくしても良い。この場合は空気層を隔てて2つの回折格子の層を配置しても良い。
回折光学部は光学面の上に施されているが、そのベースは球面又は平面又は非球面でも良い。また、回折光学部は、それらの光学面にプラスチックなどの膜を回折光学部(回折面)として添付する方法である所謂レプリカ非球面で作成しても良い。回折格子の形状は、その2i次項の位相係数をC2iとした時、光軸からの距離Hにおける位相φ(H)は次式で表される。ただしmは回折次数、λは基準波長である。
一般に、レンズ、プリズム等の屈折光学材料のアッベ数(分散値)νは、d、C、F線の各波長における屈折力をN、N、Nとした時、次式で表される。
ν=(N−1)/(N−N)>0 ・・・(b)
一方、回折光学部のアッベ数νはd、C、F線の各波長をλ、λ、λとした時
ν=λ/(λ−λ) ・・・(c)
と表され、ν=−3.45となる。
これにより、任意波長における分散性は、屈折光学素子と逆作用を有する。また、回折光学部の基準波長における近軸的な一時回折光(m = 1)の屈折力φは、回折光学部の位相を表す前式(a)から2次項の係数をCとしたとき、φ= −2・Cと表される。さらに、任意波長をλ、基準波長をλとしたとき、任意波長の基準波長に対する屈折力変化は、次式となる。
φ’=(λ/λ)×(−2・C) ・・・(d)
これにより、回折光学部の特徴として、前式(a)の位相係数Cを変化させることにより、弱い近軸屈折力変化で大きな分散性が得られる。
これは色収差以外の諸収差に大きな影響を与えることなく、色収差の補正を行うことを意味している。また位相係数C以降の高次数の係数については、回折光学部の光線入射高の変化に対する屈折力変化は非球面と類似した効果を得ることができる。
それと同時に、光線入射高の変化に応じて基準波長に対し任意波長の屈折力変化を与えることができる。このため、倍率色収差の補正に有効である。さらに本発明の撮影光学系の第1レンズ群L1のように、軸上光線がレンズ面を通過する際、光軸からの高さが高い位置を通過する面に回折光学素子を配置すれば、軸上色収差の補正にも有効である。
以下に本発明の実施例1〜6に対応する数値実施例1〜6を示す。各数値実施例において、iは物体側からの面の順序を示し、rは物体側より第i番目の面の曲率半径、dは物体側より第i番目と第i+1番目の間隔、ndとνdは第i番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。無限遠に焦点を合わせたときの全系の焦点距離、Fナンバー、半画角(度)、像高、レンズ全長、バックフォーカスを示す。
バックフォーカスBFは最終レンズ面から像面までの空気換算距離である。レンズ全長は第1レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスを加えた値である。回折光学素子(回折面)は前述(a)式の位相関数の位相係数を与えることで表している。非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH軸、光の進行方向を正、Rを近軸曲率半径、kを離心率、A4、A6、A8、A10、A12を各々非球面係数としたとき、
なる式で表している。例えば「e−z」の表示は「10-Z」を意味している。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 有効径
1* 107.277 6.25 1.80518 25.4 95.06
2(回折) 157.428 10.96 1.48749 70.2 93.83
3 -5976.740 20.90 92.52
4 86.883 8.58 1.48749 70.2 76.03
5 306.554 8.14 74.59
6 124.320 3.60 1.80000 29.8 65.13
7 39.958 1.30 56.80
8 40.368 11.85 1.48749 70.2 56.95
9 165.845 31.00 55.99
10* 48.292 7.03 1.48749 70.2 42.48
11 -358.557 0.50 41.56
12 -663.031 1.80 1.67003 47.2 33.00
13* 28.124 19.26 29.39
14(絞り) ∞ 6.00 25.56
15 181.888 1.30 1.80809 22.8 24.66
16 33.941 4.75 1.61293 37.0 24.78
17 -56.988 1.50 24.92
18 69.360 4.76 1.71736 29.5 24.71
19 -35.209 1.30 1.74400 44.8 24.45
20 36.854 2.74 23.55
21 -86.327 1.30 1.81600 46.6 23.55
22 83.517 2.00 24.27
23 246.089 5.97 1.66680 33.0 25.33
24 -21.346 1.40 1.81600 46.6 25.82
25 -78.069 12.37 27.89
26 -581.142 7.20 1.51742 52.4 35.16
27* -47.527 2.38 36.49
28 ∞ 2.20 1.51633 64.1 45.00
29 ∞ 45.00
像面 ∞
非球面データ(回折面データ)
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.11998e-008 A 6=-3.22409e-012
A 8=-4.42037e-016 A10= 6.43827e-021 A12=-8.14832e-024

第2面(回折面)
C 2=-3.43182e-005 C 4=-2.34117e-009 C 6= 1.31025e-012
C 8=-2.69466e-016

第10面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.55751e-007 A 6=-1.39261e-011
A 8=-1.12577e-012 A10= 3.52174e-015 A12=-4.26686e-018

第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.33867e-006 A 6=-4.06012e-009
A 8= 8.49807e-012 A10=-4.46644e-014 A12= 5.68679e-017

第27面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.90916e-006 A 6=-6.70285e-010
A 8=-5.80310e-013 A10=-2.07153e-016

各種データ
焦点距離 390.97
Fナンバー 4.12
半画角(度) 3.17
像高 21.64
レンズ全長 255.66
BF 71.87


入射瞳位置 506.18
射出瞳位置 -66.54
前側主点位置-238.62
後側主点位置-322.92

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 92.06 109.83 84.50 -61.19
2 12 -40.22 1.80 1.03 -0.04
3 15 791.24 57.18 181.66 169.26

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 385.98
2 2 308.18
3 4 245.57
4 6 -75.03
5 8 106.16
6 10 87.80
7 12 -40.22
8 15 -51.84
9 16 35.41
10 18 33.19
11 19 -24.02
12 21 -51.84
13 23 29.72
14 24 -36.41
15 26 99.58
(数値実施例2)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 140.330 16.67 1.80518 25.4 136.53
2 439.574 43.52 134.57
3 108.805 20.72 1.43875 94.9 100.84
4 -339.556 1.76 97.17
5 -227.440 5.00 1.80000 29.8 97.16
6 63.688 0.20 85.58
7 64.175 22.27 1.43875 94.9 85.63
8 -546.029 9.73 85.14
9* 65.294 17.81 1.69700 48.5 79.57
10 -278.587 5.00 77.86
11 876.873 3.50 1.80100 35.0 63.46
12* 40.633 63.72 53.42
13(絞り) ∞ 3.00 41.59
14 -1132.853 3.00 1.56384 60.7 40.97
15 183.943 6.50 1.53172 48.8 40.42
16 -66.714 2.00 40.14
17 116.897 7.00 1.75520 27.5 38.00
18 -129.973 3.00 1.60311 60.6 36.85
19 38.162 8.00 34.06
20 -91.104 2.50 1.59282 68.6 34.29
21 73.546 2.50 35.76
22 94.548 5.00 1.62588 35.7 37.35
23 -247.277 0.10 37.98
24 50.398 8.99 1.48749 70.2 39.58
25 -81.147 3.00 1.74400 44.8 39.41
26 1135.005 5.00 39.49
27 ∞ 2.20 1.51633 64.1 39.74
28 ∞ 39.82
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.84454e-009 A 6= 3.44098e-013
A 8= 1.57423e-016 A10=-2.63461e-020 A12= 3.75126e-024

第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.09177e-007 A 6=-8.75430e-011
A 8=-4.21189e-015 A10= 2.04294e-018 A12=-4.41075e-022

第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.97373e-007 A 6=-2.56237e-010
A 8=-1.35023e-013 A10= 1.27211e-016 A12=-1.79381e-019

各種データ
焦点距離 392.00
Fナンバー 2.90
半画角(度) 3.16
像高 21.64
レンズ全長 337.95
BF 73.47

入射瞳位置 758.00
射出瞳位置 -47.64
前側主点位置-190.16
後側主点位置-324.98

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 100.12 137.67 108.56 -50.70
2 11 -53.29 3.50 2.04 0.09
3 14 585.06 61.79 -1.06 -48.70

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 249.81
2 3 190.49
3 5 -61.72
4 7 132.36
5 9 77.54
6 11 -53.29
7 14 -280.43
8 15 92.91
9 17 82.50
10 18 -48.59
11 20 -68.26
12 22 109.90
13 24 65.23
14 25 -101.68
(数値実施例3)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 119.339 5.31 1.80518 25.4 94.91
2(回折) 162.991 10.89 1.48749 70.2 93.96
3 -1392.929 20.90 92.96
4 97.245 8.58 1.48749 70.2 77.87
5 284.085 18.61 76.00
6 116.254 3.60 1.80000 29.8 59.89
7 39.446 0.26 53.22
8 39.221 10.39 1.48749 70.2 53.28
9 158.134 26.28 52.29
10 52.415 6.27 1.48749 70.2 37.60
11 49547.598 0.40 35.90
12 647.115 1.80 1.80610 40.9 34.00
13 43.111 19.41 31.57
14(絞り) ∞ 6.00 26.05
15 -258.133 1.30 1.80809 22.8 25.21
16 51.719 4.75 1.67270 32.1 25.22
17 -59.662 1.50 25.32
18 88.604 4.99 1.69895 30.1 24.75
19 -36.344 1.30 1.69700 48.5 24.45
20 37.815 3.55 23.66
21 -83.738 1.30 1.81600 46.6 23.82
22 80.707 2.00 24.58
23 78.465 5.96 1.64769 33.8 26.21
24 -28.106 1.40 1.72000 46.0 26.64
25 -158.444 20.07 27.97
26 87.846 5.00 1.56732 42.8 37.63
27 -289.926 2.38 37.87
28 ∞ 2.20 1.51633 64.1 42.00
29 ∞ 42.00
像面 ∞
非球面データ(回折面データ)
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.80951e-008 A 6=-1.18577e-012
A 8=-8.08761e-016 A10= 1.91514e-019 A12=-2.92401e-023

第2面(回折面)
C 2=-3.19332e-005 C 4=-2.03939e-009 C 6= 8.81770e-013
C 8=-1.59618e-016

各種データ
焦点距離 391.00
Fナンバー 4.12
半画角(度) 3.17
像高 21.64
レンズ全長 255.66
BF 63.84

入射瞳位置 484.34
射出瞳位置 -74.28
前側主点位置-263.06
後側主点位置-330.99

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 103.82 111.09 72.58 -66.98
2 12 -57.38 1.80 1.07 0.07
3 15 -796.43 63.69 -172.08 -293.79

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 508.22
2 2 294.39
3 4 298.81
4 6 -76.22
5 8 104.02
6 10 107.63
7 12 -57.38
8 15 -53.22
9 16 41.90
10 18 37.49
11 19 -26.40
12 21 -50.19
13 23 32.67
14 24 -47.67
15 26 119.41
(数値実施例4)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 276.151 11.19 1.48749 70.2 102.00
2 -242.175 59.46 101.86
3 103.005 4.00 1.83481 42.7 78.19
4(回折) 77.627 13.69 1.48749 70.2 74.95
5 -361.178 5.05 74.04
6 212.065 4.32 1.72916 54.7 66.54
7 80.709 13.43 61.97
8 140.578 7.96 1.43387 95.1 57.84
9 -139.014 0.61 57.03
10 3006.450 7.60 1.74000 28.3 53.92
11 -84.763 2.50 1.85026 32.3 52.36
12 261.618 35.20 49.30
13(絞り) ∞ 3.00 37.37
14 62.321 5.39 1.51633 64.1 35.54
15 -171.244 1.60 1.80809 22.8 34.74
16 -627.905 1.87 34.03
17 229.325 1.50 1.88300 40.8 22.78
18 31.725 31.98 21.35
19 -84.008 2.60 1.48749 70.2 18.40
20 -38.547 4.76 18.56
21 71.926 2.86 1.84666 23.8 17.74
22 -44.518 1.62 1.88300 40.8 17.48
23 33.907 2.03 16.87
24 -272.593 1.57 1.88300 40.8 16.98
25 44.113 4.00 17.23
26* 26.895 3.63 1.67270 32.1 20.22
27 92.346 2.89 20.10
28 35.614 7.32 1.65412 39.7 20.31
29 -14.417 1.50 1.78590 44.2 19.94
30 23.290 1.25 19.66
31 28.350 9.77 1.65412 39.7 20.43
32 -16.387 0.10 1.62898 19.4 20.87
33 -21.231 1.60 1.88300 40.8 20.96
34 136.897 0.27 22.02
35 54.439 10.00 1.65412 39.7 22.61
36 -19.277 0.10 1.62898 19.4 23.40
37 -23.179 1.60 1.59282 68.6 23.52
38 -178.044 3.00 24.05
39 ∞ 2.20 1.51633 64.1 24.42
40 ∞ 24.58
像面 ∞
非球面データ(回折面データ)
第1面
K =-1.72095e+001 A 4=-3.69584e-008 A 6=-1.23138e-011
A 8= 1.13489e-015 A10= 1.14731e-020 A12=-3.60063e-023
A14= 4.49296e-027

第4面(回折面)
C 2=-3.49322e-005 C 4= 3.25385e-010 C 6= 4.31064e-013
C 8=-1.90266e-015 C10= 1.90433e-018 C12=-1.54080e-022
C14=-6.59843e-025 C16= 2.88661e-029 C18= 3.43385e-031
C20=-1.25542e-034

第26面
K = 4.19298e-001 A 4= 1.90136e-006 A 6= 2.50949e-008 A 8=-3.02694e-011 A10= 1.13260e-012 A12=-4.44664e-017

各種データ
焦点距離 585.00
Fナンバー 5.74
半画角(度) 1.34
像高 13.66
レンズ全長 299.25
BF 29.45

入射瞳位置 465.73
射出瞳位置 -79.24
前側主点位置-2232.36
後側主点位置-560.00

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 130.74 174.99 149.14 -100.04
2 11 -41.85 1.50 0.93 0.13
3 14 -142.48 64.66 4.88 -45.03

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 266.56
2 3 -418.25
3 4 131.22
4 6 -181.21
5 8 162.50
6 10 111.52
7 11 -75.05
8 14 89.19
9 15 -291.83
10 17 -41.85
11 19 143.43
12 21 32.85
13 22 -21.59
14 24 -42.90
15 26 55.18
16 28 16.65
17 29 -11.14
18 31 17.38
19 32 -115.10
20 33 -20.72
21 35 23.00
22 36 -183.87
23 37 -45.12
(数値実施例5)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 199.616 19.60 1.48749 70.2 135.55
2 -452.880 106.24 134.85
3* 252.383 5.50 1.88300 40.8 92.24
4(回折) 90.525 19.00 1.43875 94.9 88.39
5 -967.462 19.21 87.96
6 118.556 13.57 1.43387 95.1 84.20
7 -340.467 2.50 83.15
8 1328.808 2.00 1.67790 55.3 58.97
9 81.652 78.41 55.97
10(絞り) ∞ 10.00 35.91
11 984.974 1.88 1.84666 23.8 33.14
12 64.185 5.99 1.59551 39.2 32.51
13 -99.500 2.35 32.24
14 151.726 3.87 1.80809 22.8 30.57
15 -110.857 1.94 1.83481 42.7 29.95
16 58.859 4.35 28.58
17 -177.828 1.90 1.74100 52.6 28.35
18 175.061 2.00 28.35
19 62.333 3.45 1.59551 39.2 28.73
20 266.131 23.48 28.82
21 136.312 9.01 1.59551 39.2 32.83
22 -39.954 2.00 1.43875 94.9 32.89
23 -325.950 4.11 32.45
24 -49.601 2.00 1.43875 94.9 32.14
25 57.639 1.18 32.81
26 62.312 10.31 1.61340 44.3 33.25
27 -48.144 2.00 1.80809 22.8 33.43
28 -217.931 6.42 33.90
29 ∞ 2.20 1.51633 64.1 34.42
30 ∞ 34.53
像面 ∞
非球面データ(回折面データ)
第1面
K =-7.60799e-001 A 4=-2.30505e-008 A 6=-7.33266e-013
A 8= 3.25253e-017 A10=-4.87973e-021 A12= 3.45749e-025

第3面
K = 1.60889e-001 A 4=-2.43831e-010 A 6= 4.49994e-012
A 8=-5.05852e-016 A10= 1.89012e-019 A12=-2.29760e-023

第4面(回折面)
C 2=-2.83130e-005 C 4=-9.45367e-010 C 6= 6.42059e-013
C 8=-2.26983e-016 C10= 1.90009e-019 C12=-3.25415e-023

各種データ
焦点距離 786.20
Fナンバー 5.80
半画角(度) 1.58
像高 21.64
レンズ全長 485.25
BF 127.41

入射瞳位置 1097.22
射出瞳位置 -85.77
前側主点位置-1127.06
後側主点位置-666.65

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 186.96 183.12 127.65 -104.31
2 8 -128.42 2.00 1.27 0.08
3 11 -331.77 100.42 -1.14 -86.92

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 287.03
2 3 -163.94
3 4 187.71
4 6 204.51
5 8 -128.42
6 11 -81.17
7 12 66.43
8 14 79.79
9 15 -45.82
10 17 -118.78
11 19 135.83
12 21 52.89
13 22 -104.01
14 24 -60.42
15 26 45.91
16 27 -76.87
次に本発明の撮像光学系を撮像装置(カメラシステム)に適用した実施例を説明する。図8は一眼レフカメラの要部概略図である。
図8において、10は実施例1乃至5のいずれか1つの撮像光学系1を有する撮像レンズである。撮影光学系1は保持部材である鏡筒2に保持されている。20はカメラ本体である。カメラ本体は撮像レンズ10からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー3、撮像レンズ10の像形成位置に配置された焦点板4、焦点板4に形成された逆像を正立像に変換するペンタダハプリズム5を有している。更に、その正立像を観察するための接眼レンズ6等によって構成されている。
7は感光面であり、CCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子(光電変換素子)や銀塩フィルムが配置される。撮影時にはクイックリターンミラー3が光路から退避して、感光面7上に撮影レンズ10によって像が形成される。このように実施例1〜5の撮像光学系を写真用カメラや、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、軽量で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。尚、本発明の撮影光学系はクイックリターンミラーのない撮像装置にも適用することができる。
L1 第1レンズ群 L2 第2レンズ群 L3 第3レンズ群
L1P 正レンズ成分

Claims (7)

  1. 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第2レンズ群、第3レンズ群を有し、フォーカシングに際して前記第2レンズ群が移動する撮像光学系において、
    前記第1レンズ群は最も像側に単一レンズよりなる又は複数のレンズを接合した接合レンズよりなる正レンズ成分を有し、前記第2レンズ群は1つの負レンズからなり、
    全系の焦点距離をf、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記正レンズ成分の焦点距離をf1p、前記第2レンズ群の焦点距離をf2n、前記正レンズ成分の物体側のレンズ面の曲率半径をRp1、前記正レンズ成分の物体側のレンズ(正レンズ成分が単一のレンズよりなるときは該レンズ)の材料の屈折率をNp、前記第2レンズ群の負レンズの像側のレンズ面の曲率半径をRn2、前記第2レンズ群の負レンズの材料の屈折率をNnとするとき、
    −0.20<f2n/f<−0.01
    0.95<(Np*Rp1)/(Nn*Rn2)<3.00
    0.40<f1p/f1<1.20
    なる条件式を満たすことを特徴とする撮像光学系。
  2. 無限遠にフォーカスしているときの前記正レンズ成分の物体側のレンズ面から前記第2レンズ群の像側のレンズ面までの距離をD1p2n、レンズ全長をLとするとき、
    0.01<D1p2n/L<0.10
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の撮像光学系。
  3. 前記第1レンズ群の最も物体側のレンズの焦点距離をf11、前記第1レンズ群の最も物体側のレンズの材料のアッベ数をν11、前記第2レンズ群の負レンズの材料のアッベ数をν2nとするとき、
    −0.45<(f2n*ν2n)/(f11*ν11)<−0.05
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像光学系。
  4. 前記第3レンズ群の横倍率をβRとするとき、
    0.78<βR<3.00
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像光学系。
  5. −1.5<f2n/f1p<−0.2
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像光学系
  6. 瞳近軸光線が光軸と交わる位置よりも物体側に少なくとも1つの回折光学素子を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像光学系。
  7. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の撮像光学系と、該撮像光学系によって形成される像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
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