JP2019148790A - 変倍光学系及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
第2の反射鏡の反射面の曲率半径をrM2とした場合、下記条件式(13)を満足することが好ましく、下記条件式(13−1)を満足することがより好ましい。
1<rM1/rM2<2.5 (13)
1.2<rM1/rM2<2.2 (13−1)
0.07<rM1/fC<0.5 (14)
0.1<rM1/fC<0.45 (14−1)
−0.45<βrT/MAG<−0.25 (15)
−0.4<βrT/MAG<−0.28 (15−1)
0.4<fFd/LA<1 (16)
0.5<fFd/LA<0.8 (16−1)
1.5<fG1/fG2<4 (17)
1.7<fG1/fG2<3.8 (17−1)
−0.04<θgFp−θgFn<0.1 (1)
−0.02<θgFp−θgFn<0.06 (1−1)
−0.015<θgFp−θgFn<0 (1−2)
10<νdp−νdn<40 (2)
14<νdp−νdn<35 (2−1)
−0.1<θCtp−θCtn<0.1 (3)
−0.07<θCtp−θCtn<0.05 (3−1)
−0.06<θCtp−θCtn<0.015 (3−2)
0.75<θCtn<0.9 (4)
0.77<θCtn<0.85 (4−1)
0.75<θCtp<0.9 (5)
0.78<θCtp<0.85 (5−1)
50<νdn<65 (6)
52<νdn<60 (6−1)
1.5<Ndn<1.75 (7)
1.55<Ndn<1.7 (7−1)
1.57<Ndn<1.65 (7−2)
0.53<θgFn<0.58 (8)
0.535<θgFn<0.565 (8−1)
0.5<θgFp<0.65 (9)
0.52<θgFp<0.6 (9−1)
70<νdp<100 (10)
72<νdp<90 (10−1)
1.43<Ndp<1.75 (11)
1.44<Ndp<1.55 (11−1)
0.2<fU2/fG1<0.45 (12)
0.22<fU2/fG1<0.4 (12−1)
1<rM1/rM2<2.5 (13)
1.2<rM1/rM2<2.2 (13−1)
1.6<rM1/rM2<2.1 (13−2)
0.07<rM1/fC<0.5 (14)
0.1<rM1/fC<0.45 (14−1)
0.2<rM1/fC<0.4 (14−2)
−0.45<βrT/MAG<−0.25 (15)
−0.4<βrT/MAG<−0.28 (15−1)
0.4<fFd/LA<1 (16)
0.5<fFd/LA<0.8 (16−1)
0.55<fFd/LA<0.75 (16−2)
1.5<fG1/fG2<4 (17)
1.7<fG1/fG2<3.8 (17−1)
[実施例1]
実施例1の変倍光学系の断面図と光路は図1に示されており、その構成及び図示方法は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例1の変倍光学系は、物体側から像側へ向かって順に、第1光学系U1と、第2光学系U2とからなる。第1光学系U1は、変倍時に像面Simに対して固定されている。第2光学系U2は、変倍時に移動する複数のレンズ群を含む。第1光学系U1は、リング形状の第1ミラーM1と、第2ミラーM2と、補正レンズ群Gcと、フィールドレンズ群Gfdとからなる。補正レンズ群Gcは、レンズLc1の1枚のレンズからなる。フィールドレンズ群Gfdは、物体側から順に、レンズLf1〜レンズLf2の2枚のレンズからなる。第1光学系U1が有する上記光学素子は全て共通の光軸Zを有する。無限遠物体に合焦した状態において、フィールドレンズ群Gfdの物体側近傍に中間像が形成される。第1ミラーM1は、光路上で最も物体側に位置するパワーを有する光学素子であり、絞り面としての機能も有する。物体からの光線は、第1ミラーM1、補正レンズ群Gc、第2ミラーM2、補正レンズ群Gc、フィールドレンズ群Gfdの順に通過した後、第2光学系U2へ入射する。第2光学系U2は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1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、正の屈折力を有する第4レンズ群G4とからなる。変倍時に、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とが互いに異なる軌跡で光軸方向に移動し、第4レンズ群G4は像面Simに対して固定されている。第1レンズ群G1はレンズL11〜レンズL13の3枚のレンズからなる。第2レンズ群G2はレンズL21の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3はレンズL31〜レンズL34の4枚のレンズからなる。第4レンズ群G4はレンズL41の1枚のレンズからなる。第3レンズ群G3は、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズを有する。以上が実施例1の変倍光学系の概要である。
Zd=C×h2/{1+(1−(1+K)×C2×h2)1/2}+ΣAm×hm
ただし、
Zd:非球面深さ(高さhの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
下ろした垂線の長さ)
h:高さ(光軸からのレンズ面までの距離)
C:近軸曲率半径の逆数
K、Am:非球面係数
であり、非球面式のΣはmに関する総和を意味する。
実施例2の変倍光学系の断面図と光路を図2に示す。実施例2の変倍光学系は実施例1の変倍光学系の概要と同様の構成を有する。実施例2の変倍光学系の基本レンズデータを表4に、諸元と可変面間隔を表5に、各収差図を図12に示す。
実施例3の変倍光学系の断面図と光路を図3に示す。実施例3の変倍光学系は、補正レンズ群GcがレンズLc1〜レンズLc2の2枚のレンズからなる点、及び第3レンズ群G3がレンズL31〜レンズL33の3枚のレンズからなる点が実施例1と異なり、その他の点は実施例1の変倍光学系の概要と同様の構成を有する。実施例3の変倍光学系の基本レンズデータを表6に、諸元と可変面間隔を表7に、各収差図を図13に示す。
実施例4の変倍光学系の断面図と光路を図4に示す。実施例4の変倍光学系は、補正レンズ群GcがレンズLc1〜レンズLc2の2枚のレンズからなる点が実施例1と異なり、その他の点は実施例1の変倍光学系の概要と同様の構成を有する。実施例4の変倍光学系の基本レンズデータを表8に、諸元と可変面間隔を表9に、各収差図を図14に示す。
実施例5の変倍光学系の断面図と光路を図5に示す。実施例5の変倍光学系は、補正レンズ群GcがレンズLc1〜レンズLc2の2枚のレンズからなる点が実施例1と異なり、その他の点は実施例1の変倍光学系の概要と同様の構成を有する。実施例5の変倍光学系の基本レンズデータを表10に、諸元と可変面間隔を表11に、各収差図を図15に示す。
実施例6の変倍光学系の断面図と光路を図6に示す。実施例6の変倍光学系は、補正レンズ群GcがレンズLc1〜レンズLc2の2枚のレンズからなる点が実施例1と異なり、その他の点は実施例1の変倍光学系の概要と同様の構成を有する。実施例6の変倍光学系の基本レンズデータを表12に、諸元と可変面間隔を表13に、各収差図を図16に示す。
実施例7の変倍光学系の断面図と光路を図7に示す。実施例7の変倍光学系は、補正レンズ群GcがレンズLc1〜レンズLc2の2枚のレンズからなる点、及び第2光学系U2の構成が実施例1と異なり、第1光学系U1は補正レンズ群Gc以外は実施例1の変倍光学系の概要と同様の構成を有する。実施例7の第2光学系U2は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とからなる。変倍時に、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2とが互いに異なる軌跡で光軸方向に移動し、第3レンズ群G3は像面Simに対して固定されている。第1レンズ群G1はレンズL11〜レンズL13の3枚のレンズからなる。第2レンズ群G2はレンズL21〜レンズL25の5枚のレンズからなる。第3レンズ群G3はレンズL31の1枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズを有する。以上が実施例7の変倍光学系の概要である。
実施例8の変倍光学系の断面図と光路を図8に示す。実施例8の変倍光学系は実施例7の変倍光学系の概要と同様の構成を有する。実施例8の変倍光学系の基本レンズデータを表16に、諸元と可変面間隔を表17に、各収差図を図18に示す。
実施例9の変倍光学系の断面図と光路を図9に示す。実施例9の変倍光学系は、変倍時に、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とが互いに異なる軌跡で光軸方向に移動する点が実施例7と異なり、その他の点は実施例7の変倍光学系の概要と同様の構成を有する。実施例9の変倍光学系の基本レンズデータを表18に、諸元と可変面間隔を表19に、各収差図を図19に示す。
実施例9の変倍光学系の断面図と光路を図10に示す。実施例10の変倍光学系は、第2光学系U2の構成が実施例7と異なり、第1光学系U1は実施例7の変倍光学系の概要と同様の構成を有する。実施例10の第2光学系U2は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とからなり、変倍時に、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2とが互いに異なる軌跡で光軸方向に移動する。第1レンズ群G1はレンズL11〜レンズL13の3枚のレンズからなる。第2レンズ群G2はレンズL21〜レンズL27の7枚のレンズからなる。第2レンズ群G2は、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズを2組有する。実施例10の変倍光学系の基本レンズデータを表20に、諸元と可変面間隔を表21に、非球面係数を表22に、各収差図を図20に示す。
4 フィルタ
5 撮像素子
6 信号処理部
7 変倍制御部
10 撮像装置
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
Gc 補正レンズ群
Gfd フィールドレンズ群
L11〜L13、L21〜L27、L31〜L34、L41、Lc1、Lc2、Lf1、Lf2 レンズ
M1 第1ミラー
M2 第2ミラー
P 中間像の位置
Sim 像面
trG1 第1レンズ群の移動軌跡
trG2 第2レンズ群の移動軌跡
trG3 第3レンズ群の移動軌跡
trG4 第4レンズ群の移動軌跡
U1 第1光学系
U2 第2光学系
Z 光軸
Claims (20)
- 物体側から順に、各反射面が対向配置された2枚の反射鏡を含み変倍時に像面に対して固定された第1光学系と、変倍時に移動する複数のレンズ群を含む第2光学系とからなり、
前記2枚の反射鏡は、
光路上で最も物体側に位置するパワーを有する光学素子であり、かつ物体側に凹面を向けた反射面を有し物体からの光線を物体側へ反射する第1の反射鏡と、
像側に凸面を向けた反射面を有し前記第1の反射鏡からの反射光を像側へ反射する第2の反射鏡とからなり、
前記第2光学系は、最も物体側から順に連続して、
広角端から望遠端への変倍時に常に物体側へ移動し正の屈折力を有する第1レンズ群と、
変倍時に前記第1レンズ群とは異なる軌跡で光軸方向に移動する正の屈折力を有する第2レンズ群とを含み、
前記第2の反射鏡と前記第1レンズ群との間に中間像が形成され、前記中間像は前記第2光学系を介して再結像される変倍光学系。 - 前記第1光学系は、2枚以下のレンズからなり前記中間像に最近接したレンズ成分である正の屈折力を有するフィールドレンズ群を含む請求項1に記載の変倍光学系。
- 前記第1光学系は、
前記第1の反射鏡から前記第2の反射鏡への光路中及び前記第2の反射鏡から前記中間像の位置への光路中に配置され、かつ、前記第1の反射鏡及び前記第2の反射鏡と共通の光軸を有する2枚以下のレンズからなる補正レンズ群を含む請求項1または2に記載の変倍光学系。 - 前記第1の反射鏡の反射面、及び前記第2の反射鏡の反射面は球面形状である請求項1から3のいずれか1項に記載の変倍光学系。
- 前記第1光学系は、
2枚以下のレンズからなり前記中間像に最近接したレンズ成分である正の屈折力を有するフィールドレンズ群と、
前記第1の反射鏡から前記第2の反射鏡への光路中及び前記第2の反射鏡から前記中間像の位置への光路中に配置され、かつ、前記第1の反射鏡及び前記第2の反射鏡と共通の光軸を有する2枚以下のレンズからなる補正レンズ群とを含み、
前記第1光学系に含まれるパワーを有する光学素子は、前記第1の反射鏡、前記第2の反射鏡、前記フィールドレンズ群、及び前記補正レンズ群のみである請求項1から4のいずれか1項に記載の変倍光学系。 - 前記第1レンズ群の最も像側のレンズ及び前記第2レンズ群の最も物体側のレンズは、いずれも正の屈折力を有し、互いに凸面を対向させている請求項1から5のいずれか1項に記載の変倍光学系。
- 前記第1レンズ群の最も物体側のレンズは、負の屈折力を有し、物体側に凹面を向けている請求項1から6のいずれか1項に記載の変倍光学系。
- 前記第2光学系は、前記第2レンズ群より像側に少なくとも1つのレンズ群を含み、
前記第2光学系の最も像側のレンズ群は正の屈折力を有する請求項1から7のいずれか1項に記載の変倍光学系。 - 前記第2光学系の最も像側のレンズ群は1枚の単レンズである請求項8に記載の変倍光学系。
- 前記第1の反射鏡の反射面の曲率半径をrM1、
前記第2の反射鏡の反射面の曲率半径をrM2とした場合、
1<rM1/rM2<2.5 (13)
で表される条件式(13)を満足する請求項1から9のいずれか1項に記載の変倍光学系。 - 前記第1光学系は、
前記第1の反射鏡から前記第2の反射鏡への光路中及び前記第2の反射鏡から前記中間像の位置への光路中に配置され、かつ、前記第1の反射鏡及び前記第2の反射鏡と共通の光軸を有する2枚以下のレンズからなる補正レンズ群を含み、
前記第1の反射鏡の反射面の曲率半径をrM1、
前記補正レンズ群の焦点距離をfCとした場合、
0.07<rM1/fC<0.5 (14)
で表される条件式(14)を満足する請求項1から10のいずれか1項に記載の変倍光学系。 - 無限遠物体合焦時の望遠端における前記第2光学系の横倍率をβrT、
前記変倍光学系の変倍比をMAGとした場合、
−0.45<βrT/MAG<−0.25 (15)
で表される条件式(15)を満足する請求項1から11のいずれか1項に記載の変倍光学系。 - 前記第1光学系は、2枚以下のレンズからなり前記中間像に最近接したレンズ成分である正の屈折力を有するフィールドレンズ群を含み、
前記フィールドレンズ群の焦点距離をfFd、
無限遠物体に合焦時の前記中間像から広角端における前記第2レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離をLAとした場合、
0.4<fFd/LA<1 (16)
で表される条件式(16)を満足する請求項1から12のいずれか1項に記載の変倍光学系。 - 前記第1レンズ群の焦点距離をfG1、
前記第2レンズ群の焦点距離をfG2とした場合、
1.5<fG1/fG2<4 (17)
で表される条件式(17)を満足する請求項1から13のいずれか1項に記載の変倍光学系。 - 1.2<rM1/rM2<2.2 (13−1)
で表される条件式(13−1)を満足する請求項10に記載の変倍光学系。 - 0.1<rM1/fC<0.45 (14−1)
で表される条件式(14−1)を満足する請求項11に記載の変倍光学系。 - −0.4<βrT/MAG<−0.28 (15−1)
で表される条件式(15−1)を満足する請求項12に記載の変倍光学系。 - 0.5<fFd/LA<0.8 (16−1)
で表される条件式(16−1)を満足する請求項13に記載の変倍光学系。 - 1.7<fG1/fG2<3.8 (17−1)
で表される条件式(17−1)を満足する請求項14に記載の変倍光学系。 - 請求項1から19のいずれか1項に記載の変倍光学系を備えた撮像装置。
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