JP2023140093A - Optical system, lens unit, and image capturing device - Google Patents

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慶 杉山
Kei Sugiyama
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Abstract

To provide an optical system which is suitable for producing a fisheye lens with an anti-shake function.SOLUTION: An optical system 101 is provided, comprising a front group 102, an aperture stop SP, and a rear group 103 having positive refractive power arranged in order from the object side to the image side. The rear group includes an anti-shake group with negative refractive power configured to move in a direction having a component perpendicular to an optical axis when anti-shake is enabled. A distance Dr1 from the aperture stop to a most object-side lens surface of the anti-shake group along the optical axis and a focal distance ftotal of the optical system satisfy a given condition expression.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光学系に関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置に好適なものである。 The present invention relates to an optical system and is suitable for imaging devices such as digital video cameras, digital still cameras, broadcast cameras, silver halide film cameras, and surveillance cameras.

近年、魚眼レンズは全方位画像やバーチャルリアリティ(VR)コンテンツの作成に用いられている。バーチャルリアリティ映像をヘッドマウンテッドディスプレイ等で表示する際は、画像を拡大して表示するため、鑑賞時に映像のブレが顕著となる。特に魚眼レンズにおいては、十分な防振角を実現しつつ、防振時の諸収差を良好に補正することが重要である。 In recent years, fisheye lenses have been used to create omnidirectional images and virtual reality (VR) content. When a virtual reality image is displayed on a head-mounted display or the like, the image is enlarged and displayed, so the blurring of the image becomes noticeable when viewing. Particularly in fisheye lenses, it is important to achieve a sufficient vibration isolation angle and to satisfactorily correct various aberrations during vibration isolation.

特許文献1には、2つの魚眼レンズを備えるレンズ装置を有するVR画像撮像装置が記載されている。特許文献1に記載の撮像装置では、反射部材を用いて光路を折り曲げることにより、1つの撮像素子上に2つの光学像を形成している。 Patent Document 1 describes a VR image capturing device having a lens device including two fisheye lenses. In the imaging device described in Patent Document 1, two optical images are formed on one image sensor by bending the optical path using a reflective member.

また、特許文献2には、正レンズを光軸と垂直方向に移動することで防振を行う機能を有する単一の魚眼レンズが記載されている。 Further, Patent Document 2 describes a single fisheye lens that has a function of performing image stabilization by moving a positive lens in a direction perpendicular to the optical axis.

特開2020-008629号公報Japanese Patent Application Publication No. 2020-008629 特開2018-185386号公報Japanese Patent Application Publication No. 2018-185386

しかしながら、特許文献1に記載の撮像装置は防振機能を有していない。また、特許文献2に記載の撮像装置は、防振角を大きくすると諸収差の変動が大きくなる。 However, the imaging device described in Patent Document 1 does not have an image stabilization function. Furthermore, in the imaging device described in Patent Document 2, as the vibration isolation angle increases, fluctuations in various aberrations increase.

本発明は、魚眼レンズにおいて防振機能を実現するために好適な光学系を提供する。 The present invention provides an optical system suitable for realizing an image stabilization function in a fisheye lens.

本発明の一側面としての光学系は、物体側から像側へ順に配置された、前群、開口絞り、正の屈折力の後群から成る光学系であって、前記後群は、防振に際して光軸に垂直な方向の成分を含む方向に移動する負の屈折力の防振群を含み、前記開口絞りから前記防振群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離をDr1、前記光学系の焦点距離をftotalとするとき、
1.2<Dr1/ftotal<20.0
なる条件式を満足することを特徴とする。
An optical system according to one aspect of the present invention includes a front group, an aperture stop, and a rear group with positive refractive power, which are arranged in order from the object side to the image side, and the rear group has an anti-vibration function. In this case, the distance on the optical axis from the aperture stop to the lens surface closest to the object side of the image stabilization group is defined as Dr1. , when the focal length of the optical system is ftotal,
1.2<Dr1/ftotal<20.0
It is characterized by satisfying the following conditional expression.

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。 Other objects and features of the invention are explained in the following embodiments.

本発明によれば、魚眼レンズにおいて防振機能を実現するために好適な光学系を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical system suitable for realizing an image stabilization function in a fisheye lens.

実施例1の光学系のレンズ断面図である。3 is a cross-sectional view of a lens in the optical system of Example 1. FIG. 実施例1の光学系の収差図である。3 is an aberration diagram of the optical system of Example 1. FIG. 実施例1の光学系の防振時と非防振時における横収差図である。FIG. 4 is a diagram of lateral aberration of the optical system of Example 1 when vibration isolating and when not vibration-proofing. 実施例2の光学系のレンズ断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a lens in the optical system of Example 2. 実施例2の光学系の収差図である。FIG. 7 is an aberration diagram of the optical system of Example 2. 実施例2の光学系の防振時と非防振時における横収差図である。FIG. 7 is a lateral aberration diagram of the optical system of Example 2 when image stabilization is performed and when image stabilization is not performed. 実施例3の光学系のレンズ断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a lens in the optical system of Example 3. 実施例3の光学系を2つ並列に配置したレンズ装置の要部断面図であり、反射部材により光路が折り曲げられた状態を示す。FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of a lens device in which two optical systems of Example 3 are arranged in parallel, showing a state in which an optical path is bent by a reflecting member. 2つの光学系における2つの防振群を一体に保持する機械構造を示す。A mechanical structure for holding together two vibration isolation groups in two optical systems is shown. 2つの光学系における2つの防振群を接続する構造を示す。This figure shows a structure that connects two vibration isolation groups in two optical systems. 実施例3の光学系の収差図である。FIG. 7 is an aberration diagram of the optical system of Example 3. 実施例3の光学系の防振時と非防振時における横収差図である。FIG. 7 is a lateral aberration diagram of the optical system of Example 3 when image stabilization is performed and when image stabilization is not performed. 実施例4の光学系のレンズ断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a lens in the optical system of Example 4. 実施例4の光学系の収差図である。FIG. 4 is an aberration diagram of the optical system of Example 4. 実施例4の光学系の防振時と非防振時における横収差図である。FIG. 7 is a diagram of lateral aberration of the optical system of Example 4 when vibration isolating and when vibration is not damped. 撮像装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an imaging device.

以下、各実施例に係る光学系(魚眼レンズ)ついて、添付の図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the optical system (fisheye lens) according to each embodiment will be explained based on the attached drawings.

図1、図4、図7、図13はそれぞれ、実施例1乃至4の光学系101の無限遠合焦時におけるレンズ断面図である。各実施例の光学系101はデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる光学系である。 1, 4, 7, and 13 are lens cross-sectional views of the optical system 101 of Examples 1 to 4 when focusing on infinity. The optical system 101 in each embodiment is an optical system used in an imaging device such as a digital video camera, a digital still camera, a broadcasting camera, a silver halide film camera, and a surveillance camera.

各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。各実施例の光学系101は、複数のレンズ群を有して構成されている。なお、レンズ群は1枚のレンズから構成されていても良いし、複数のレンズから成っていても良い。また、レンズ群は開口絞りを含んでいても良い。 In each lens cross-sectional view, the left side is the object side (front), and the right side is the image side (back). The optical system 101 of each embodiment is configured to include a plurality of lens groups. Note that the lens group may be composed of one lens or a plurality of lenses. Furthermore, the lens group may include an aperture stop.

各実施例の光学系101は、物体側から像側へ順に配置された、前群102、開口絞りSP、正の屈折力の後群103から成る。LISは、後群103に含まれるレンズ群のうち防振に際して光軸に垂直な方向の成分を含む方向に移動するレンズ群を表している。言い換えると、LISは結像位置を光軸に対して垂直方向に移動させるために光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動するレンズ群である。 The optical system 101 of each embodiment includes a front group 102, an aperture stop SP, and a rear group 103 with positive refractive power, which are arranged in order from the object side to the image side. LIS represents a lens group included in the rear group 103 that moves in a direction including a component perpendicular to the optical axis during image stabilization. In other words, the LIS is a lens group that moves in a direction having a component perpendicular to the optical axis in order to move the imaging position in the direction perpendicular to the optical axis.

また、SPは開口絞りである。IPは像面であり、各実施例の光学系101をデジタルスチルカメラやデジタルビデオ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センサ等の固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面が配置される。各実施例の光学系を銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際には像面IPにはフィルム面に相当する感光面が置かれる。 Further, SP is an aperture stop. IP is an image plane, and when the optical system 101 of each embodiment is used as a photographing optical system of a digital still camera or a digital video camera, the IP is an image plane of a solid-state image sensor (photoelectric conversion element) such as a CCD sensor or a CMOS sensor. is placed. When the optical system of each embodiment is used as a photographing optical system of a silver halide film camera, a photosensitive surface corresponding to the film surface is placed on the image plane IP.

また各レンズ断面図において、防振群LISの移動方向と移動量を表現するための座標軸を示している。物体側から像側に向かって光学系101の光軸と平行にx軸をとる。紙面内下方から上方にx軸に対して直交するy軸をとる。紙面垂直方向に、紙面奥から手前に向かってz軸をとる。各実施例において、防振群LISの移動方向は+y方向に取っている。回転対称性のある光学系では防振群LISをz方向に移動することもできるし、y方向とz方向同時に移動しても構わない。また、他の防振方法、すなわちジャイロ信号に応じてイメージセンサをシフトする防振や画像から領域を切り出すことで防振を行う方法と組み合わせることでさらに大きな防振角を確保しても良い。 Further, in each lens cross-sectional view, coordinate axes are shown for expressing the movement direction and movement amount of the image stabilization group LIS. The x-axis is taken parallel to the optical axis of the optical system 101 from the object side to the image side. The y-axis is taken perpendicular to the x-axis from the bottom to the top of the paper. The z-axis is taken perpendicular to the page from the back of the page to the front. In each embodiment, the moving direction of the vibration isolation group LIS is set in the +y direction. In an optical system with rotational symmetry, the vibration isolation group LIS can be moved in the z direction, or may be moved in the y and z directions simultaneously. Further, an even larger vibration isolation angle may be secured by combining with other vibration isolation methods, such as vibration isolation in which the image sensor is shifted in response to a gyro signal, or vibration isolation in which a region is cut out from an image.

図2、図5、図11、図14は、それぞれ実施例1乃至4の光学系101の無限遠合焦時の収差図である。 2, FIG. 5, FIG. 11, and FIG. 14 are aberration diagrams of the optical systems 101 of Examples 1 to 4 when focusing on infinity, respectively.

球面収差図においてFnoはFナンバーであり、d線(波長587.6nm)、g線(波長435.8nm)に対する球面収差量を示している。非点収差図においてSはサジタル像面における非点収差量、Mはメリディオナル像面における非点収差量を示している。歪曲収差図においてd線に対する歪曲収差量を示しており、等距離射影に対する歪曲を示している。等距離射影は、結像に際してy=fθを満足するような射影方式である。ここで、yは像面IPにおける像高(高さ)、fは光学系101の焦点距離、θは画角(°)である。色収差図ではg線における色収差量を示している。ωは撮像半画角(°)である。 In the spherical aberration diagram, Fno is the F number and indicates the amount of spherical aberration for the d-line (wavelength 587.6 nm) and the g-line (wavelength 435.8 nm). In the astigmatism diagram, S indicates the amount of astigmatism on the sagittal image plane, and M indicates the amount of astigmatism on the meridional image surface. In the distortion aberration diagram, the amount of distortion for the d-line is shown, and the distortion for equidistant projection is shown. Equidistant projection is a projection method that satisfies y=fθ during image formation. Here, y is the image height (height) on the image plane IP, f is the focal length of the optical system 101, and θ is the angle of view (°). The chromatic aberration diagram shows the amount of chromatic aberration at the g-line. ω is the imaging half angle of view (°).

図3、図6、図12、図15は、それぞれ実施例1乃至4の光学系101の無限遠合焦時における横収差図であり、像面IP上の同一の点における防振時と非防振時での性能変化を示したものである。破線(S)はd線におけるサジタル像面、実線(M)はd線におけるメリディオナル像面の非点収差量を表している。 3, FIG. 6, FIG. 12, and FIG. 15 are lateral aberration diagrams of the optical systems 101 of Examples 1 to 4 when focusing at infinity, respectively, and show the lateral aberration diagrams at the same point on the image plane IP during image stabilization and non-vibration. This shows the change in performance during vibration isolation. The broken line (S) represents the sagittal image plane at the d-line, and the solid line (M) represents the astigmatism amount at the meridional image plane at the d-line.

次に、各実施例の光学系101における特徴的な構成について述べる。 Next, the characteristic configuration of the optical system 101 of each embodiment will be described.

各実施例の光学系101は、物体側から像側へ順に配置された、前群102、開口絞りSP、正の屈折力の後群103から成る。後群103は、負の屈折力の防振群LISを含む。防振群LISは、防振に際して光軸に垂直な方向の成分を含む方向に移動する、すなわち、結像位置を光軸に対して垂直方向に移動させるために光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動するレンズ群である。特許文献2において、防振のために移動する防振群は正の屈折力を有している。しかし、開口絞りよりも像側に正の屈折力の防振群を配置すると、防振時に軸外光束がけられるため、周辺光量が低下する。このため、十分な防振角を確保することが困難になる。あるいは、周辺光量低下を避けるために防振群の径が大きくなり、防振群が大型化する。このため、高速な防振が難しくなる。一方で、開口絞りよりも物体側に正の屈折力の防振群を配置した場合は、周辺光量の低下を避けることができる。しかし、この場合は防振時の像面湾曲の変動が大きくなってしまう。従って、魚眼レンズにおいては開口絞りよりも像側に負の屈折力の防振群を配置すべきである。 The optical system 101 of each embodiment includes a front group 102, an aperture stop SP, and a rear group 103 with positive refractive power, which are arranged in order from the object side to the image side. The rear group 103 includes an anti-vibration group LIS with negative refractive power. The image stabilization group LIS moves in a direction that includes a component perpendicular to the optical axis during image stabilization, that is, in order to move the imaging position in a direction perpendicular to the optical axis, the image stabilization group LIS moves in a direction that includes a component perpendicular to the optical axis. This is a lens group that moves in a direction that has a component. In Patent Document 2, the vibration isolation group that moves for vibration isolation has positive refractive power. However, if an image stabilizing group with a positive refractive power is placed closer to the image side than the aperture stop, off-axis light beams are eclipsed during image stabilization, resulting in a decrease in the amount of peripheral light. This makes it difficult to ensure a sufficient vibration isolation angle. Alternatively, the diameter of the vibration isolation group is increased in order to avoid a decrease in peripheral light intensity, resulting in an increase in the size of the vibration isolation group. This makes high-speed vibration isolation difficult. On the other hand, if an anti-vibration group with positive refractive power is placed closer to the object than the aperture stop, a decrease in the amount of peripheral light can be avoided. However, in this case, fluctuations in field curvature during image stabilization become large. Therefore, in a fisheye lens, an anti-vibration group with negative refractive power should be placed closer to the image side than the aperture stop.

さらに、各実施例の光学系101は、以下の条件式(1)を満足する。 Furthermore, the optical system 101 of each example satisfies the following conditional expression (1).

1.2<Dr1/ftotal<20.0 ・・・(1)
ここで、Dr1は開口絞りSPから防振群LISの最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離である。ftotalはd線における光学系101の焦点距離である。
1.2<Dr1/ftotal<20.0...(1)
Here, Dr1 is the distance on the optical axis from the aperture stop SP to the lens surface closest to the object side of the image stabilization group LIS. ftotal is the focal length of the optical system 101 at the d-line.

条件式(1)は、光学系101において防振群LISの位置を最適化するための条件である。条件式(1)の下限値を下回ると、防振群LISと開口絞りSPとの距離が近くなりすぎ、防振時に発生するコマ収差が大きくなってしまう。条件式(1)の上限値を上回ると、防振群LISが開口絞りSPから遠くなりすぎ、防振時に発生する像面湾曲や非点収差が大きくなってしまう。 Conditional expression (1) is a condition for optimizing the position of the vibration isolation group LIS in the optical system 101. If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the distance between the image stabilization group LIS and the aperture stop SP becomes too close, and coma aberration that occurs during image stabilization becomes large. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the image stabilization group LIS becomes too far from the aperture stop SP, and the curvature of field and astigmatism that occur during image stabilization become large.

さらに、条件式(1)の数値範囲を以下の条件式(1a)の範囲とすることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the numerical range of conditional expression (1) is the range of conditional expression (1a) below.

1.8<Dr1/ftotal<10.0 ・・・(1a)
また、条件式(1)の数値範囲は、以下の条件式(1b)の範囲とすることがさらに好ましい。
1.8<Dr1/ftotal<10.0...(1a)
Further, it is more preferable that the numerical range of conditional expression (1) is the range of conditional expression (1b) below.

2.0<Dr1/ftotal<5.0 ・・・(1b)
以上の構成により、魚眼レンズにおいて防振機能を実現するために好適な光学系を構成することができる。
2.0<Dr1/ftotal<5.0...(1b)
With the above configuration, it is possible to configure an optical system suitable for realizing an image stabilization function in a fisheye lens.

次に、各実施例の光学系101において満足することが好ましい構成について述べる。 Next, a configuration that is preferably satisfied in the optical system 101 of each embodiment will be described.

各実施例の光学系101において、前群102の中で最も物体側に配置されたレンズと、前群102の中で物体側から数えて2番目に配置されたレンズは、ともに負レンズであることが好ましい。さらに、該最も物体側に配置されたレンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであることが好ましい。魚眼レンズに求められる広い画角を確保するためには、負レンズの屈折力を強くすることが好ましい。このとき、歪曲収差や像面湾曲を良好に補正するため、2枚以上の負レンズを用いることが好ましい。 In the optical system 101 of each example, the lens placed closest to the object side in the front group 102 and the lens placed second from the object side in the front group 102 are both negative lenses. It is preferable. Further, the lens disposed closest to the object side is preferably a negative meniscus lens with a convex surface facing the object side. In order to ensure the wide angle of view required of a fisheye lens, it is preferable to increase the refractive power of the negative lens. At this time, it is preferable to use two or more negative lenses in order to satisfactorily correct distortion and field curvature.

各実施例の光学系101において、前群102は、負の屈折力を有することが好ましい。魚眼レンズでは、広い画角を得るために、近軸焦点距離が小さくなる。収差補正に必要なレンズを挿入するスペースを確保するために、物体側から順に負の屈折力の前群102、次いで正の屈折力の後群103を配置する、いわゆるレトロフォーカスの構成とすることが好ましい。 In the optical system 101 of each embodiment, the front group 102 preferably has negative refractive power. In a fisheye lens, the paraxial focal length is small in order to obtain a wide angle of view. In order to secure space for inserting lenses necessary for aberration correction, a so-called retrofocus configuration is adopted in which the front group 102 with negative refractive power and the rear group 103 with positive refractive power are arranged in order from the object side. is preferred.

各実施例の光学系101において、後群103は、開口絞りSPと防振時に移動する防振群LISとの間に配置された正の屈折力のレンズ群r1を含むことが好ましい。防振群LISは負の屈折力を有するため、後群103において軸外光束の高さが高くなりやすい。防振群LISを小型化するために、防振群LISよりも物体側に正の屈折力のレンズ群r1を配置することが好ましい。 In the optical system 101 of each embodiment, the rear group 103 preferably includes a lens group r1 with a positive refractive power disposed between the aperture stop SP and the image stabilization group LIS that moves during image stabilization. Since the vibration isolation group LIS has negative refractive power, the height of the off-axis light beam in the rear group 103 tends to become high. In order to downsize the image stabilization group LIS, it is preferable to arrange a lens group r1 having a positive refractive power closer to the object side than the image stabilization group LIS.

各実施例の光学系101において、後群103は、防振群LISと像面IPとの間に配置された正の屈折力のレンズ群r2を有することが好ましい。防振群LISの移動量あたりの防振角を大きくするため、防振群LISよりも像側にレンズを配置することが好ましい。また、防振群LISは負の屈折力を有しているから、レンズ群r2の屈折力を正にすることで防振時の像面湾曲の変化を少なくすることができ好ましい。 In the optical system 101 of each embodiment, the rear group 103 preferably has a lens group r2 with positive refractive power disposed between the image stabilization group LIS and the image plane IP. In order to increase the vibration isolation angle per amount of movement of the vibration isolation group LIS, it is preferable to arrange the lens closer to the image side than the vibration isolation group LIS. Furthermore, since the image stabilization group LIS has a negative refractive power, it is preferable to make the refractive power of the lens group r2 positive, since it is possible to reduce changes in the curvature of field during image stabilization.

各実施例の光学系101において、防振群LISは、アッベ数10以上30以下の正レンズを含むことが好ましい。防振時の倍率色収差変化を小さくするためには、防振群LISの中で色収差が良好に補正されていることが好ましい。一方で、防振時の収差変動を低減しつつ防振群LISを少ないレンズ枚数で構成して小型軽量化するために、負レンズの屈折力を高めることが好ましい。このとき、負レンズに高屈折材料を用いることが好ましく、この場合、負レンズは比較的高分散となる。したがって、防振群LISは、色収差の補正のためにさらに高分散な材料から構成される正レンズを含むことが好ましい。 In the optical system 101 of each embodiment, the vibration isolation group LIS preferably includes a positive lens having an Abbe number of 10 or more and 30 or less. In order to reduce the change in lateral chromatic aberration during image stabilization, it is preferable that chromatic aberration be well corrected in the image stabilization group LIS. On the other hand, it is preferable to increase the refractive power of the negative lens in order to reduce aberration fluctuations during image stabilization and to configure the image stabilization group LIS with a small number of lenses to make it smaller and lighter. At this time, it is preferable to use a high refractive material for the negative lens, and in this case, the negative lens has relatively high dispersion. Therefore, it is preferable that the image stabilization group LIS further includes a positive lens made of a highly dispersive material in order to correct chromatic aberration.

次に、各実施例の光学系101が満足することが好ましい条件について述べる。各実施例の光学系101は、以下の条件式(2)~(10)のうち少なくとも一つ以上を満足することが好ましい。 Next, conditions that are preferably satisfied by the optical system 101 of each example will be described. It is preferable that the optical system 101 of each embodiment satisfies at least one of the following conditional expressions (2) to (10).

5.0<Dtotal/ftotal<30.0 ・・・(2)
0.60<Dr1/fr1<3.00 ・・・(3)
1.50<fr1/ftotal<5.00 ・・・(4)
-10.00<fLIS/ftotal<-3.00 ・・・(5)
2.0<fr2/ftotal<20.0 ・・・(6)
0.10<fr1/fr2<1.00 ・・・(7)
1.30<βIS<6.00 ・・・(8)
0.10<βr2<1.00 ・・・(9)
160°<FOV<220° ・・・(10)
ここで、Dtotalは光学系101における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。fr1は開口絞りSPから防振群LISまでの間に配置されたレンズのd線における合成焦点距離である。fLISは防振群LISのd線における焦点距離である。fr2は防振群LISから像面までの間に配置されたレンズのd線における合成焦点距離である。βISは防振群LISの横倍率である。βr2は防振群LISから像面までの間に配置されたレンズの合成横倍率である。FOVは光学系101の全画角(°)である。
5.0<Dtotal/fttotal<30.0...(2)
0.60<Dr1/fr1<3.00...(3)
1.50<fr1/ftotal<5.00 (4)
-10.00<fLIS/ftotal<-3.00...(5)
2.0<fr2/ftotal<20.0...(6)
0.10<fr1/fr2<1.00 (7)
1.30<βIS<6.00...(8)
0.10<βr2<1.00 (9)
160°<FOV<220°...(10)
Here, Dtotal is the distance on the optical axis from the lens surface closest to the object side to the lens surface closest to the image side in the optical system 101. fr1 is the composite focal length at the d-line of the lens arranged between the aperture stop SP and the image stabilization group LIS. fLIS is the focal length of the vibration isolation group LIS at the d-line. fr2 is the composite focal length at the d-line of the lens placed between the image stabilization group LIS and the image plane. βIS is the lateral magnification of the vibration isolation group LIS. βr2 is the composite lateral magnification of the lens arranged between the image stabilization group LIS and the image plane. FOV is the total angle of view (°) of the optical system 101.

条件式(2)は、光学系101のレンズ全長と光学系101の焦点距離の比を規定するものである。条件式(2)の下限値を下回ると、光学系101のレンズ全長が短くなりすぎ、防振群LISを挿入することが困難になり好ましくない。条件式(2)の上限値を上回ると、光学系101が大型化するため好ましくない。 Conditional expression (2) defines the ratio between the total lens length of the optical system 101 and the focal length of the optical system 101. If the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the total lens length of the optical system 101 becomes too short, making it difficult to insert the image stabilization group LIS, which is not preferable. Exceeding the upper limit of conditional expression (2) is not preferable because the optical system 101 becomes larger.

条件式(2)の数値範囲は、以下の条件式(2a)の範囲とすることがより好ましく、以下の条件式(2b)の範囲とすることがさらに好ましい。 The numerical range of conditional expression (2) is more preferably within the range of conditional expression (2a) below, and even more preferably within the range of conditional expression (2b) below.

6.0<Dtotal/ftotal<25.0 ・・・(2a)
8.0<Dtotal/ftotal<20.0 ・・・(2b)
条件式(3)は、開口絞りSPから防振群LISまでの光軸上の距離と開口絞りSPから防振群LISまでの間に配置されたレンズの合成焦点距離との比を規定するものである。VR画像に必要な立体画像を撮影するためには、光学系101と同一の光学系を2つ並列に配置することが好ましい。条件式(3)の下限値を下回ると、軸外光束に対する収斂作用が不足し、防振群LISが大型化するため好ましくない。また、条件式(3)の上限値を上回ると、開口絞りSPと防振群LISの距離が離れすぎ、防振時の像面湾曲変動が大きくなるため好ましくない。
6.0<Dtotal/fttotal<25.0...(2a)
8.0<Dtotal/fttotal<20.0...(2b)
Conditional expression (3) defines the ratio between the distance on the optical axis from the aperture stop SP to the image stabilization group LIS and the composite focal length of the lens placed between the aperture stop SP and the image stabilization group LIS. It is. In order to capture a stereoscopic image necessary for a VR image, it is preferable to arrange two optical systems identical to the optical system 101 in parallel. If the lower limit of conditional expression (3) is not reached, the convergence effect on the off-axis light beam will be insufficient, and the image stabilization group LIS will become large, which is not preferable. Moreover, if the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the distance between the aperture stop SP and the image stabilization group LIS becomes too large, which is not preferable because the fluctuation of the curvature of field during image stabilization becomes large.

条件式(3)の数値範囲は、以下の条件式(3a)の範囲とすることがより好ましく、以下の条件式(3b)の範囲とすることがさらに好ましい。 The numerical range of conditional expression (3) is more preferably within the range of conditional expression (3a) below, and even more preferably within the range of conditional expression (3b) below.

0.70<Dr1/fr1<2.50 ・・・(3a)
0.75<Dr1/fr1<2.00 ・・・(3b)
条件式(4)は、開口絞りSPから防振群LISまでの間に配置されたレンズの合成焦点距離と光学系101の焦点距離との比を規定するものである。条件式(4)の下限値を下回ると、開口絞りSPと防振群LISの間に配置されたレンズ群の正の屈折力が強くなりすぎ、球面収差やコマ収差が大きくなり好ましくない。また、条件式(4)の上限値を上回ると、軸外光束に対する収斂作用が弱くなりすぎ、防振群LISが大型化するため好ましくない。
0.70<Dr1/fr1<2.50...(3a)
0.75<Dr1/fr1<2.00...(3b)
Conditional expression (4) defines the ratio between the composite focal length of the lenses arranged between the aperture stop SP and the image stabilization group LIS and the focal length of the optical system 101. If the lower limit of conditional expression (4) is exceeded, the positive refractive power of the lens group disposed between the aperture stop SP and the image stabilization group LIS becomes too strong, and spherical aberration and coma aberration become large, which is not preferable. Moreover, if the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, the convergence effect on the off-axis light beam becomes too weak and the vibration isolation group LIS becomes large, which is not preferable.

条件式(4)の数値範囲は、以下の条件式(4a)の範囲とすることがより好ましく、以下の条件式(4b)の範囲とすることがさらに好ましい。 The numerical range of conditional expression (4) is more preferably within the range of conditional expression (4a) below, and even more preferably within the range of conditional expression (4b) below.

2.00<fr1/ftotal<4.50 ・・・(4a)
2.50<fr1/ftotal<4.00 ・・・(4b)
条件式(5)は、防振群LISの焦点距離と光学系101の焦点距離との比を規定するものである。条件式(5)の下限値を下回ると、防振群LISの屈折力が強くなりすぎ、防振時の倍率色収差や像面湾曲の変動が大きくなるため好ましくない。また、条件式(5)の上限値を上回ると、防振群LISの屈折力が弱くなりすぎ、十分な防振角を確保することが困難になり好ましくない。
2.00<fr1/ftotal<4.50...(4a)
2.50<fr1/ftotal<4.00...(4b)
Conditional expression (5) defines the ratio between the focal length of the image stabilization group LIS and the focal length of the optical system 101. If the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the refractive power of the image stabilization group LIS becomes too strong, which is not preferable because the fluctuations in lateral chromatic aberration and curvature of field during image stabilization become large. Moreover, if the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, the refractive power of the vibration isolation group LIS becomes too weak, making it difficult to secure a sufficient vibration isolation angle, which is not preferable.

条件式(5)の数値範囲は、以下の条件式(5a)の範囲とすることがより好ましく、以下の条件式(5b)の範囲とすることがさらに好ましい。 The numerical range of conditional expression (5) is more preferably within the range of conditional expression (5a) below, and even more preferably within the range of conditional expression (5b) below.

-8.00<fLIS/ftotal<-3.50 ・・・(5a)
-7.00<fLIS/ftotal<-4.00 ・・・(5b)
条件式(6)は、防振群LISから像面IPまでの間に配置されたレンズの合成焦点距離と光学系101の焦点距離との比を規定するものである。条件式(6)の下限値を下回ると、防振群LISより像側に配置されたレンズ群の屈折力が強くなりすぎ、必要なバックフォーカスを確保することが困難になり好ましくない。また、条件式(6)の上限値を上回ると、防振群LISより像側に配置されたレンズ群の屈折力が弱くなりすぎ、十分な防振角を確保することが難しくなるため好ましくない。
-8.00<fLIS/ftotal<-3.50...(5a)
-7.00<fLIS/ftotal<-4.00...(5b)
Conditional expression (6) defines the ratio of the combined focal length of the lenses arranged between the image stabilizing group LIS and the image plane IP and the focal length of the optical system 101. If the lower limit of conditional expression (6) is not reached, the refractive power of the lens group disposed closer to the image side than the image stabilization group LIS will become too strong, making it difficult to secure the necessary back focus, which is not preferable. Furthermore, if the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, the refractive power of the lens group placed on the image side of the image stabilization group LIS becomes too weak, making it difficult to secure a sufficient image stabilization angle, which is not preferable. .

条件式(6)の数値範囲は、以下の条件式(6a)の範囲とすることがより好ましく、以下の条件式(6b)の範囲とすることがさらに好ましい。 The numerical range of conditional expression (6) is more preferably within the range of conditional expression (6a) below, and even more preferably within the range of conditional expression (6b) below.

3.0<fr2/ftotal<18.0 ・・・(6a)
4.0<fr2/ftotal<16.0 ・・・(6b)
条件式(7)は、開口絞りSPから防振群LISまでの間に配置されたレンズの合成焦点距離と、防振群LISから像面IPまでの間に配置されたレンズの合成焦点距離の比を規定するものである。条件式(7)の下限値を下回ると、開口絞りSPと防振群LISとの間に配置されたレンズ群の屈折力が強くなりすぎ、球面収差やコマ収差が大きくなり好ましくない。また、条件式(7)の上限値を上回ると、開口絞りSPと防振群LISとの間に配置されたレンズ群の屈折力が弱くなりすぎ、防振群LISが大型化するため好ましくない。
3.0<fr2/ftotal<18.0...(6a)
4.0<fr2/ftotal<16.0...(6b)
Conditional expression (7) is the combined focal length of the lens placed between the aperture stop SP and the image stabilization group LIS, and the combined focal length of the lens placed between the image stabilization group LIS and the image plane IP. It defines the ratio. If the lower limit of conditional expression (7) is not reached, the refractive power of the lens group disposed between the aperture stop SP and the vibration isolation group LIS becomes too strong, which is not preferable because spherical aberration and coma aberration become large. Moreover, if the upper limit of conditional expression (7) is exceeded, the refractive power of the lens group arranged between the aperture diaphragm SP and the image stabilization group LIS becomes too weak, and the image stabilization group LIS becomes large, which is not preferable. .

条件式(7)の数値範囲は、以下の条件式(7a)の範囲とすることがより好ましく、以下の条件式(7b)の範囲とすることがさらに好ましい。 The numerical range of conditional expression (7) is more preferably within the range of conditional expression (7a) below, and even more preferably within the range of conditional expression (7b) below.

0.15<fr1/fr2<0.90 ・・・(7a)
0.20<fr1/fr2<0.80 ・・・(7b)
条件式(8)は、防振群LISの横倍率を規定するものである。条件式(8)の下限値を下回ると、防振群LISを移動した際の像の相対的な移動量が少なくなり、防振効果が小さくなるため好ましくない。また、条件式(8)の上限値を上回ると、防振群LISの移動量に対する像の相対的な移動量が大きくなりすぎ、防振群LISの精密な制御が困難になるため好ましくない。
0.15<fr1/fr2<0.90...(7a)
0.20<fr1/fr2<0.80...(7b)
Conditional expression (8) defines the lateral magnification of the vibration isolation group LIS. If the lower limit of conditional expression (8) is not reached, the relative movement amount of the image when moving the image stabilization group LIS becomes small, which is not preferable because the image stabilization effect becomes small. Moreover, if the upper limit of conditional expression (8) is exceeded, the amount of movement of the image relative to the amount of movement of the image stabilization group LIS becomes too large, making it difficult to precisely control the image stabilization group LIS, which is not preferable.

条件式(8)の数値範囲は、以下の条件式(8a)の範囲とすることがより好ましく、以下の条件式(8b)の範囲とすることがさらに好ましい。 The numerical range of conditional expression (8) is more preferably within the range of conditional expression (8a) below, and even more preferably within the range of conditional expression (8b) below.

1.40<βIS<4.50 ・・・(8a)
1.50<βIS<4.00 ・・・(8b)
条件式(9)は、光学系101における防振群LISから像面IPまでの間に配置されたレンズの合成横倍率を規定するものである。条件式(9)の下限値を下回ると、防振群LISを移動した際の像の相対的な移動量が少なくなり、防振効果が小さくなるため好ましくない。また、条件式(9)の上限値を上回ると、防振群LISの移動量に対する像の相対的な移動量が大きくなりすぎ、防振群LISの精密な制御が困難になるため好ましくない。
1.40<βIS<4.50...(8a)
1.50<βIS<4.00...(8b)
Conditional expression (9) defines the combined lateral magnification of the lenses arranged between the image stabilization group LIS and the image plane IP in the optical system 101. If the lower limit of conditional expression (9) is not reached, the relative movement amount of the image when moving the image stabilization group LIS becomes small, which is not preferable because the image stabilization effect becomes small. Moreover, if the upper limit of conditional expression (9) is exceeded, the amount of movement of the image relative to the amount of movement of the image stabilization group LIS becomes too large, making it difficult to precisely control the image stabilization group LIS, which is not preferable.

条件式(9)の数値範囲は、以下の条件式(9a)の範囲とすることがより好ましく、以下の条件式(9b)の範囲とすることがさらに好ましい。 The numerical range of conditional expression (9) is more preferably within the range of conditional expression (9a) below, and even more preferably within the range of conditional expression (9b) below.

0.20<βr2<0.90 ・・・(9a)
0.30<βr2<0.80 ・・・(9b)
条件式(10)は、光学系101の全画角(°)を規定するものである。条件式(10)の下限値を下回ると、画角が小さくなりすぎ、VR視聴において重要な没入感を確保することができず好ましくない。また、条件式(10)の上限値を上回ると、画角が大きくなりすぎ、単位画角あたりの相対的な解像度が不足するため鑑賞時の画質が低下し、好ましくない。
0.20<βr2<0.90...(9a)
0.30<βr2<0.80 (9b)
Conditional expression (10) defines the total angle of view (°) of the optical system 101. If the lower limit of conditional expression (10) is not reached, the angle of view becomes too small, making it impossible to ensure a sense of immersion, which is important in VR viewing, which is not preferable. Moreover, if the upper limit of conditional expression (10) is exceeded, the angle of view becomes too large and the relative resolution per unit angle of view is insufficient, resulting in a decrease in image quality during viewing, which is not preferable.

条件式(10)の数値範囲は、以下の条件式(10a)の範囲とすることがより好ましく、以下の条件式(10b)の範囲とすることがさらに好ましい。 The numerical range of conditional expression (10) is more preferably within the range of conditional expression (10a) below, and even more preferably within the range of conditional expression (10b) below.

170°<FOV<205° ・・・(10a)
175°<FOV<200° ・・・(10b)
次に、各実施例の光学系101について詳細に述べる。
170°<FOV<205°...(10a)
175°<FOV<200°...(10b)
Next, the optical system 101 of each embodiment will be described in detail.

図1は、実施例1における光学系101のレンズ断面図である。実施例1の光学系101は、物体側から像側へ順に配置された、前群102、開口絞りSP、後群103から成る。後群103は、物体側から像側へ順に配置された、レンズ群r1、防振群LIS、レンズ群r2から成る。図2は、実施例1の光学系101の無限遠合焦時の収差図である。図3は、実施例1の光学系101の無限遠合焦時における横収差図である。防振群LISの移動量は0.40mmであり、このときの防振角、すなわち高さ0の像点に到達する光束主光線の物体側における角度変化は2.7°である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a lens of an optical system 101 in Example 1. The optical system 101 of the first embodiment includes a front group 102, an aperture stop SP, and a rear group 103, which are arranged in order from the object side to the image side. The rear group 103 includes a lens group r1, an image stabilization group LIS, and a lens group r2, which are arranged in order from the object side to the image side. FIG. 2 is an aberration diagram of the optical system 101 of Example 1 when focusing on infinity. FIG. 3 is a lateral aberration diagram of the optical system 101 of Example 1 when focusing on infinity. The amount of movement of the anti-vibration group LIS is 0.40 mm, and the anti-vibration angle at this time, that is, the angular change on the object side of the principal ray of the luminous flux reaching the image point at height 0 is 2.7°.

以下、実施例1と異なる他の実施例について説明する。他の実施例については、実施例1と異なる箇所についてのみ説明する。 Other examples different from Example 1 will be described below. Regarding the other embodiments, only the points different from the first embodiment will be described.

図4は、実施例2における光学系101のレンズ断面図である。実施例2の光学系101は、物体側から像側へ順に配置された、前群102、開口絞りSP、後群103から成る。後群103は、物体側から像側へ順に配置された、レンズ群r1、防振群LIS、レンズ群r2から成る。図5は、実施例2の光学系101の無限遠合焦時の収差図である。図6は、実施例2の光学系101の無限遠合焦時における横収差図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the lens of the optical system 101 in Example 2. The optical system 101 of the second embodiment includes a front group 102, an aperture stop SP, and a rear group 103, which are arranged in order from the object side to the image side. The rear group 103 includes a lens group r1, an image stabilization group LIS, and a lens group r2, which are arranged in order from the object side to the image side. FIG. 5 is an aberration diagram of the optical system 101 of Example 2 when focusing on infinity. FIG. 6 is a lateral aberration diagram of the optical system 101 of Example 2 when focusing on infinity.

実施例2は、防振角が実施例1よりも大きくなっている点が異なっている。防振群LISの移動量は1.0mmであり、このときの防振角は9.0°である。 The second embodiment differs from the first embodiment in that the vibration isolation angle is larger. The amount of movement of the vibration isolation group LIS is 1.0 mm, and the vibration isolation angle at this time is 9.0°.

図7は、実施例3の光学系101のレンズ断面図である。実施例3の光学系101には、光路を折り曲げるための第1反射部材201、第2反射部材202が配置されている点が実施例1の光学系101と異なっている。図7において、折り曲げられた光路は展開して示されている。反射面の位置は、それぞれの反射部材201、202のちょうど中間に位置する。実施例3においては、光路の折り曲げにプリズムを用いているが、ミラーを用いて光路を折り曲げても良い。 FIG. 7 is a cross-sectional view of the lens of the optical system 101 of Example 3. The optical system 101 of the third embodiment differs from the optical system 101 of the first embodiment in that a first reflecting member 201 and a second reflecting member 202 for bending the optical path are arranged. In FIG. 7, the folded optical path is shown unfolded. The position of the reflective surface is located exactly between the respective reflective members 201 and 202. In the third embodiment, a prism is used to bend the optical path, but a mirror may be used to bend the optical path.

実施例3の光学系101は、物体側から像側へ順に配置された、前群102、開口絞りSP、後群103から成る。前群102の最も像側に第1反射部材201が配置されている。後群103は、物体側から像側へ順に配置された、レンズ群r1、防振群LIS、レンズ群r2から成る。レンズ群r1には第2反射部材202が配置されている。 The optical system 101 of the third embodiment includes a front group 102, an aperture stop SP, and a rear group 103, which are arranged in order from the object side to the image side. A first reflecting member 201 is arranged closest to the image side of the front group 102. The rear group 103 includes a lens group r1, an image stabilization group LIS, and a lens group r2, which are arranged in order from the object side to the image side. A second reflective member 202 is arranged in the lens group r1.

図8は、実施例3の光学系101を2つ(第1の光学系101A、第2の光学系101B)並列に配置したレンズ装置100の要部断面図であり、反射部材201,202により光路が折り曲げられた状態を示している。なお図8および以下の説明において、添え字Aは第1の光学系101Aの構成であることを示す。添え字Bは第2の光学系101Bの構成であることを示す。立体感のあるVR画像を撮影するためには、2つの光学系101A、101Bの入射側の光軸間の距離(基線長)をヒトの目同等程度(60~65mm程度)とすることが好ましい。実施例3の光学系101を1センサ面に対して2つ並列に配置することにより、特許文献1に記載されているような1センサ上に2視点の魚眼画像を結像する構成において光学的に防振を行うことができる。 FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of a lens device 100 in which two optical systems 101 (a first optical system 101A and a second optical system 101B) of Example 3 are arranged in parallel. This shows a state in which the optical path is bent. Note that in FIG. 8 and the following description, the subscript A indicates the configuration of the first optical system 101A. The subscript B indicates the configuration of the second optical system 101B. In order to capture a VR image with a three-dimensional effect, it is preferable that the distance (baseline length) between the optical axes on the incident side of the two optical systems 101A and 101B be about the same as that of the human eye (about 60 to 65 mm). . By arranging two optical systems 101 of Embodiment 3 in parallel for one sensor surface, optical It is possible to perform vibration isolation.

図9は、2つの光学系101A、101Bにおける2つの防振群301、302(第1の防振群、第2の防振群)を一体に保持する機械構造を示す。レンズ鏡筒300の中に、2つの光学系101A、101Bにそれぞれ対応する2つの防振群301、302が配置されている。実施例3のように光路を折り曲げる光学系101において、光学防振を容易に実現するためには、像面IPと、像面IPから最も近い反射面との間に防振群LISを配置することが好ましい。さらに、並列に配置された2つの光学系101A、101Bにおける2つの防振群301、302が一体となって移動するような機械的構造を有していることが好ましい。図9において、2つの防振群301、302は保持機構310によって保持されており、レンズ鏡筒300に対して相対的に保持機構310が防振に際してYZ面内を移動することで、2つの防振群301、302が一体となって移動する。 FIG. 9 shows a mechanical structure that integrally holds two vibration isolation groups 301 and 302 (first vibration isolation group and second vibration isolation group) in two optical systems 101A and 101B. In the lens barrel 300, two vibration isolation groups 301 and 302 are arranged, corresponding to the two optical systems 101A and 101B, respectively. In the optical system 101 that bends the optical path as in the third embodiment, in order to easily realize optical image stabilization, the image stabilization group LIS is arranged between the image plane IP and the reflective surface closest to the image plane IP. It is preferable. Furthermore, it is preferable that the two optical systems 101A and 101B arranged in parallel have a mechanical structure in which the two vibration isolation groups 301 and 302 move together. In FIG. 9, two vibration isolation groups 301 and 302 are held by a holding mechanism 310, and when the holding mechanism 310 moves within the YZ plane relative to the lens barrel 300 during vibration isolation, the two vibration isolation groups 301 and 302 are The vibration isolation groups 301 and 302 move together.

図10は、2つの防振群301、302を一体に移動させるための構造の変形例である。図10は、2つの光学系101A、101Bにおける防振群301、302を接続する構造と、それにより同時に駆動される防振群301、302を示す。図10も図9と同様に、2つの防振群301、302を同時に駆動するための構造である。 FIG. 10 shows a modification of the structure for moving the two vibration isolation groups 301 and 302 together. FIG. 10 shows a structure that connects the vibration isolation groups 301 and 302 in the two optical systems 101A and 101B, and the vibration isolation groups 301 and 302 that are simultaneously driven by the structure. Similarly to FIG. 9, FIG. 10 also shows a structure for driving two vibration isolation groups 301 and 302 simultaneously.

図11は、実施例3の光学系101の無限遠合焦時の収差図である。図12は、実施例3の光学系101の無限遠合焦時における横収差図である。防振群LISの移動量は0.4mmであり、このときの防振角は2.3°である。 FIG. 11 is an aberration diagram of the optical system 101 of Example 3 when focusing on infinity. FIG. 12 is a lateral aberration diagram of the optical system 101 of Example 3 when focusing on infinity. The amount of movement of the vibration isolation group LIS is 0.4 mm, and the vibration isolation angle at this time is 2.3°.

図13は、実施例4の光学系101のレンズ断面図である。実施例4の光学系101は、実施例3の光学系101と同様に、光路を折り曲げるための第1反射部材201、第2反射部材202を有する。折り曲げられた光路は展開して示されている。また、反射面の位置は、それぞれの反射部材201、202のちょうど中間に位置する。 FIG. 13 is a cross-sectional view of the lens of the optical system 101 of Example 4. The optical system 101 of the fourth embodiment, like the optical system 101 of the third embodiment, includes a first reflecting member 201 and a second reflecting member 202 for bending the optical path. The folded optical path is shown expanded. Further, the position of the reflective surface is located exactly between the respective reflective members 201 and 202.

実施例4の光学系101は、物体側から像側へ順に配置された、前群102、開口絞りSP、後群103から成る。前群102の最も像側に第1反射部材201が配置されている。後群103は、物体側から像側へ順に配置された、レンズ群r1、防振群LIS、レンズ群r2から成る。レンズ群r1には第2反射部材202が配置されている。 The optical system 101 of the fourth embodiment includes a front group 102, an aperture stop SP, and a rear group 103, which are arranged in order from the object side to the image side. A first reflecting member 201 is arranged closest to the image side of the front group 102. The rear group 103 includes a lens group r1, an image stabilization group LIS, and a lens group r2, which are arranged in order from the object side to the image side. A second reflective member 202 is arranged in the lens group r1.

図14は、実施例4の光学系101の無限遠合焦時の収差図である。図15は、実施例4の光学系101の無限遠合焦時における横収差図である。防振群LISの移動量は0.4mmであり、このときの防振角は2.6°である。 FIG. 14 is an aberration diagram of the optical system 101 of Example 4 when focusing on infinity. FIG. 15 is a lateral aberration diagram of the optical system 101 of Example 4 when focusing on infinity. The amount of movement of the vibration isolation group LIS is 0.4 mm, and the vibration isolation angle at this time is 2.6°.

実施例3及び4のような光路を折り曲げる反射部材を有する光学系101を2つ並列に配置したレンズ装置100は、次の条件式(11)を満足する。 A lens device 100 in which two optical systems 101 each having a reflecting member that bends an optical path as in Examples 3 and 4 are arranged in parallel satisfies the following conditional expression (11).

0.05<Dout/Din<0.50 ・・・(11)
ここで、Dinは並列に配置された2つの光学系101A、101Bにおいて最も物体側に配置されたレンズの面頂点同士の間隔である。Doutは並列に配置された2つの光学系101A、101Bにおいて最も像側に配置されたレンズの面頂点同士の間隔である。Doutの値は、2つのイメージサークルが外接するようにとる。したがって、実施例3及び4において、Dout=17.1mmである。このとき、後述の数値実施例からDinの値も定まり、Din=58.6mmとなる。ただし、実施例3及び4において光路を折り曲げる角度はともに90°である。
0.05<Dout/Din<0.50 (11)
Here, Din is the distance between the surface vertices of the lens located closest to the object in the two optical systems 101A and 101B arranged in parallel. Dout is the distance between the surface vertices of the lenses arranged closest to the image side in the two optical systems 101A and 101B arranged in parallel. The value of Dout is taken so that the two image circles are circumscribed. Therefore, in Examples 3 and 4, Dout=17.1 mm. At this time, the value of Din is also determined from numerical examples described later, and Din=58.6 mm. However, in Examples 3 and 4, the angle at which the optical path is bent is 90°.

条件式(11)は、2つの光学系101A、101Bが並列に配置されたレンズ装置100の基線長を規定するものである。条件式(11)の下限値を下回ると、並列に配置された2つの光学系101A、101Bにおいて、第1の光学系101Aの後群103Aと第2の光学系101Bの後群103Bの間隔が小さくなりすぎ、防振を行うことが困難になり好ましくない。また、条件式(11)の上限値を上回ると、基線長が不足し、VR画像の鑑賞において十分な立体感を得ることができないため好ましくない。 Conditional expression (11) defines the baseline length of the lens device 100 in which the two optical systems 101A and 101B are arranged in parallel. When the lower limit of conditional expression (11) is below, in the two optical systems 101A and 101B arranged in parallel, the distance between the rear group 103A of the first optical system 101A and the rear group 103B of the second optical system 101B becomes If it becomes too small, it becomes difficult to perform vibration isolation, which is undesirable. Furthermore, if the upper limit of conditional expression (11) is exceeded, the base line length will be insufficient, making it impossible to obtain a sufficient three-dimensional effect when viewing VR images, which is not preferable.

条件式(11)の数値範囲は、以下の条件式(11a)の範囲とすることがより好ましく、以下の条件式(11b)の範囲とすることがさらに好ましい。 The numerical range of conditional expression (11) is more preferably within the range of conditional expression (11a) below, and even more preferably within the range of conditional expression (11b) below.

0.10<Dout/Din<0.45 ・・・(11a)
0.20<Dout/Din<0.40 ・・・(11b)
以下に、実施例1~4にそれぞれ対応する数値実施例1~4を示す。
0.10<Dout/Din<0.45...(11a)
0.20<Dout/Din<0.40...(11b)
Numerical Examples 1 to 4 corresponding to Examples 1 to 4 are shown below.

各数値実施例の面データにおいて、rは各光学面の曲率半径、d(mm)は第m面と第(m+1)面との間の軸上間隔(光軸上の距離)を表わしている。ただし、mは光入射側から数えた面の番号である。また、ndは各光学部材のd線に対する屈折率、νdは光学部材のアッベ数を表わしている。なお、ある材料のアッベ数νdは、フラウンホーファ線のd線(587.6nm)、F線(486.1nm)、C線(656.3nm)における屈折率をNd、NF、NCとするとき、νd=(Nd-1)/(NF-NC)で表される。 In the surface data of each numerical example, r represents the radius of curvature of each optical surface, and d (mm) represents the axial distance (distance on the optical axis) between the m-th surface and the (m+1)-th surface. . However, m is the number of the surface counted from the light incident side. Further, nd represents the refractive index of each optical member with respect to the d-line, and νd represents the Abbe number of the optical member. The Abbe number νd of a certain material is νd when the refractive index at the Fraunhofer line d line (587.6 nm), F line (486.1 nm), and C line (656.3 nm) is Nd, NF, and NC. It is expressed as =(Nd-1)/(NF-NC).

なお、各数値実施例において、d、焦点距離(mm)、Fナンバー、半画角(°)は全て各実施例の光学系101が無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。「バックフォーカスBF」は、レンズ最終面(最も像側のレンズ面)から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。「レンズ全長」は、光学系の最前面(最も物体側のレンズ面)から最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。「レンズ群」は、複数のレンズから構成される場合に限らず、1枚のレンズから構成される場合も含むものとする。 In each numerical example, d, focal length (mm), F number, and half angle of view (°) are all values when the optical system 101 of each example focuses on an object at infinity. "Back focus BF" is the distance on the optical axis from the final lens surface (the lens surface closest to the image side) to the paraxial image surface expressed in air equivalent length. The "total lens length" is the length obtained by adding the back focus to the distance on the optical axis from the frontmost surface (lens surface closest to the object) of the optical system to the final surface. A "lens group" is not limited to a case where it is composed of a plurality of lenses, but also includes a case where it is composed of a single lens.

数値実施例1~4は、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、光学系101の全体を繰り出す方式としている。しかしながら、駆動部の軽量化のため、光学系101の一部のレンズを駆動することで、フォーカシングを行うことも可能である。 Numerical Examples 1 to 4 employ a method in which the entire optical system 101 is extended when focusing from an object at infinity to an object at a short distance. However, in order to reduce the weight of the driving unit, it is also possible to perform focusing by driving some of the lenses of the optical system 101.

また、光学面が非球面の場合は、面番号の右側に、*の符号を付している。非球面形状は、Xを光軸方向の面頂点からの変位量、hを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Rを近軸曲率半径、kを円錐定数、A4、A6、A8、A10を各次数の非球面係数とするとき、
x=(h/R)/[1+{1-(1+k)(h/R)1/2]+A4×h+A6×h+A8×h+A10×h10
で表される。なお、各非球面係数における「e±XX」は「×10±XX」を意味している。
Furthermore, if the optical surface is an aspherical surface, an * symbol is attached to the right side of the surface number. The aspherical shape is expressed as follows: When A8 and A10 are the aspheric coefficients of each order,
x=(h 2 /R)/[1+{1-(1+k)(h/R) 2 } 1/2 ]+A4×h 4 +A6×h 6 +A8×h 8 +A10×h 10
It is expressed as Note that "e±XX" in each aspheric coefficient means "x10±XX".


[数値実施例1]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 37.494 2.30 1.76385 48.5 44.43
2 12.703 8.77 24.61
3* 31.891 1.50 1.76385 48.5 21.91
4* 9.084 6.68 15.72
5 -19.195 1.00 1.72916 54.7 14.88
6 43.904 1.89 14.68
7 -450.634 2.80 1.95375 32.3 14.84
8 -18.856 1.39 14.96
9 37.473 5.88 1.54814 45.8 12.34
10 -9.679 1.00 1.52841 76.5 9.93
11 97.644 5.86 8.37
12(絞り) ∞ 2.89 6.26
13 -61.647 1.00 1.90525 35.0 6.52
14 12.714 3.01 1.59522 67.7 6.67
15 -15.555 0.50 8.33
16 -93.283 2.01 1.52841 76.5 9.28
17 -31.794 0.50 10.39
18 15.330 3.65 1.49700 81.6 12.25
19 -29.583 0.30 12.57
20 -278.618 1.20 1.85025 30.1 12.63
21 9.962 3.34 1.92286 20.9 12.84
22 23.300 0.62 12.82
23 20.056 1.00 2.00100 29.1 13.29
24 9.544 7.64 1.59282 68.6 13.05
25 -19.983 12.83 14.52
像面 ∞

非球面データ
第3面
K =-3.17249e+00 A 4=-7.28609e-06 A 6=-5.21032e-08 A 8= 3.07460e-10

第4面
K =-1.75208e-01 A 4= 7.81192e-06 A 6=-1.85735e-07 A 8= 8.11459e-10

各種データ

焦点距離 4.98
Fナンバー 2.91
半画角(°) 59.77
像高 8.55
レンズ全長 79.56
BF 12.83

入射瞳位置 12.84
射出瞳位置 -48.37
前側主点位置 17.42
後側主点位置 7.85

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 -18.71 33.20 -0.69 -43.04
r1 12 15.35 13.57 8.82 -0.62
LIS 20 -28.46 4.54 2.55 0.15
r2 23 27.80 8.64 3.86 -1.79

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -26.20
2 3 -17.12
3 5 -18.20
4 7 20.57
5 9 14.68
6 10 -16.61
7 13 -11.57
8 14 12.24
9 16 90.26
10 18 20.88
11 20 -11.29
12 21 16.83
13 23 -19.10
14 24 12.06

[数値実施例2]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 39.936 2.30 1.76385 48.5 45.31
2 12.593 9.10 24.43
3* 22.861 1.50 1.76385 48.5 21.95
4* 7.691 6.36 16.03
5 -26.679 1.00 1.72916 54.7 15.36
6 32.457 1.80 15.03
7 124.017 3.03 1.95375 32.3 15.22
8 -20.200 0.50 15.25
9 144.914 4.83 1.54814 45.8 13.37
10 -9.348 1.00 1.52841 76.5 11.97
11 -76.899 7.69 10.38
12(絞り) ∞ 1.69 6.45
13 -41.827 1.00 1.90525 35.0 6.55
14 11.024 3.00 1.59522 67.7 6.73
15 -14.048 0.50 7.25
16 -71.503 1.95 1.52841 76.5 7.86
17 -28.389 0.50 8.94
18 18.162 3.19 1.49700 81.6 10.24
19 -19.558 0.30 10.74
20 -97.640 1.20 1.85025 30.1 10.88
21 8.688 3.18 1.92286 20.9 11.35
22 20.145 2.17 11.47
23 18.761 1.00 2.00100 29.1 13.40
24 10.372 7.56 1.59282 68.6 13.28
25 -19.396 13.50 14.75
像面 ∞

非球面データ
第3面
K =-1.71470e+01 A 4=-7.58301e-05 A 6= 5.33793e-07 A 8=-1.28688e-09

第4面
K =-6.90385e-01 A 4=-1.80584e-04 A 6= 1.47952e-06 A 8=-2.13461e-10

各種データ

焦点距離 5.23
Fナンバー 2.91
半画角(°) 58.56
像高 8.55
レンズ全長 79.85
BF 13.50

入射瞳位置 12.70
射出瞳位置 -50.81
前側主点位置 17.50
後側主点位置 8.27

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 -30.21 31.42 -8.98 -69.10
r1 12 15.10 11.83 8.04 0.48
LIS 20 -21.55 4.38 2.15 -0.13
r2 23 23.47 8.56 3.37 -2.30

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -24.99
2 3 -15.85
3 5 -19.94
4 7 18.40
5 9 16.20
6 10 -20.24
7 13 -9.55
8 14 10.86
9 16 87.73
10 18 19.50
11 20 -9.33
12 21 14.61
13 23 -24.64
14 24 12.59

[数値実施例3]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 42.226 1.90 1.76385 48.5 39.47
2 11.338 6.68 21.91
3 21.623 1.05 1.76385 48.5 20.34
4 10.485 7.15 16.50
5 -15.116 0.85 1.85150 40.8 15.57
6 89.063 1.76 16.07
7 -250.197 3.90 1.91650 31.6 16.63
8 -16.982 7.10 17.08
9 ∞ 13.40 1.51633 64.1 11.06
10 ∞ 2.28 10.00
11(絞り) ∞ 1.47 8.17
12 40.529 0.50 1.94864 33.4 8.42
13 12.686 2.95 1.59303 44.1 8.39
14 -21.153 0.15 8.62
15 ∞ 13.40 1.51633 64.1 10.00
16 ∞ 1.00 12.40
17 18.761 3.31 1.43875 94.7 13.82
18 -25.862 0.50 13.97
19 163.171 1.00 1.91449 32.0 13.91
20 15.040 1.68 1.92286 20.9 13.76
21 26.978 1.00 13.70
22 20.059 1.87 1.52841 76.5 14.24
23 55.536 0.30 14.21
24 20.247 0.75 2.00100 29.1 14.32
25 9.413 6.75 1.49700 81.6 13.56
26 -42.378 12.83 14.37
像面 ∞

各種データ

焦点距離 5.36
Fナンバー 2.91
半画角(°) 57.91
像高 8.55
レンズ全長 95.54
BF 12.83

入射瞳位置 11.55
射出瞳位置 -49.78
前側主点位置 16.45
後側主点位置 7.47

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 -12.89 43.80 1.59 -41.47
r1 11 18.89 22.78 11.79 -6.22
LIS 19 -36.02 2.68 1.71 0.30
r2 22 40.44 9.66 1.62 -5.13

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -20.85
2 3 -27.78
3 5 -15.12
4 7 19.72
5 9 0.00
6 12 -19.64
7 13 13.82
8 15 0.00
9 17 25.36
10 19 -18.17
11 20 34.50
12 22 58.36
13 24 -18.21
14 25 16.20

[数値実施例4]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 42.952 1.90 1.76385 48.5 39.49
2 11.377 5.85 21.91
3 17.504 1.05 2.00100 29.1 20.34
4 10.673 7.50 16.99
5 -16.842 0.85 1.85150 40.8 15.64
6 45.129 2.93 15.85
7 275.574 3.90 1.91650 31.6 16.87
8 -18.746 7.10 17.19
9 ∞ 13.40 1.51633 64.1 11.18
10 ∞ 2.31 12.40
11(絞り) ∞ 1.44 8.11
12 32.818 0.50 1.89163 39.6 8.32
13 11.946 2.95 1.52376 49.1 8.27
14 -20.382 0.15 8.47
15 ∞ 13.40 1.51633 64.1 12.40
16 ∞ 0.50 12.40
17 109.582 1.47 1.43875 94.7 12.83
18 -80.994 0.50 13.21
19 18.137 4.24 1.49700 81.6 14.29
20 -27.158 0.15 14.31
21 963.905 1.00 1.85025 30.1 14.02
22 14.625 1.65 1.92286 20.9 13.63
23 21.956 0.30 13.44
24 18.756 0.75 2.00100 29.1 13.57
25 9.344 6.73 1.49700 81.6 13.02
26 -29.601 12.83 14.03
像面 ∞

各種データ

焦点距離 5.35
Fナンバー 2.91
半画角(°) 57.97
像高 8.55
レンズ全長 95.35
BF 12.83

入射瞳位置 11.44
射出瞳位置 -46.60
前側主点位置 16.31
後側主点位置 7.48

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 -15.03 44.47 -0.15 -48.38
r1 11 16.36 25.15 13.89 -6.45
LIS 21 -27.81 2.65 1.56 0.15
r2 24 59.08 7.48 3.73 -1.32

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -20.80
2 3 -29.60
3 5 -14.31
4 7 19.27
5 9 0.00
6 12 -21.31
7 13 14.85
8 15 0.00
9 17 106.40
10 19 22.58
11 21 -17.47
12 22 42.83
13 24 -19.38
14 25 15.16

各数値実施例における種々の値を、以下の表1にまとめて示す。

[Numerical Example 1]
Unit: mm

Surface data Surface number rd nd νd Effective diameter
1 37.494 2.30 1.76385 48.5 44.43
2 12.703 8.77 24.61
3* 31.891 1.50 1.76385 48.5 21.91
4* 9.084 6.68 15.72
5 -19.195 1.00 1.72916 54.7 14.88
6 43.904 1.89 14.68
7 -450.634 2.80 1.95375 32.3 14.84
8 -18.856 1.39 14.96
9 37.473 5.88 1.54814 45.8 12.34
10 -9.679 1.00 1.52841 76.5 9.93
11 97.644 5.86 8.37
12(Aperture) ∞ 2.89 6.26
13 -61.647 1.00 1.90525 35.0 6.52
14 12.714 3.01 1.59522 67.7 6.67
15 -15.555 0.50 8.33
16 -93.283 2.01 1.52841 76.5 9.28
17 -31.794 0.50 10.39
18 15.330 3.65 1.49700 81.6 12.25
19 -29.583 0.30 12.57
20 -278.618 1.20 1.85025 30.1 12.63
21 9.962 3.34 1.92286 20.9 12.84
22 23.300 0.62 12.82
23 20.056 1.00 2.00100 29.1 13.29
24 9.544 7.64 1.59282 68.6 13.05
25 -19.983 12.83 14.52
Image plane ∞

Aspheric data 3rd surface
K =-3.17249e+00 A 4=-7.28609e-06 A 6=-5.21032e-08 A 8= 3.07460e-10

Side 4
K =-1.75208e-01 A 4= 7.81192e-06 A 6=-1.85735e-07 A 8= 8.11459e-10

Various data

Focal length 4.98
F number 2.91
Half angle of view (°) 59.77
Image height 8.55
Lens total length 79.56
BF 12.83

Entrance pupil position 12.84
Exit pupil position -48.37
Front principal point position 17.42
Back principal point position 7.85

Lens group data group Starting surface Focal length Lens length Front principal point position Rear principal point position
1 1 -18.71 33.20 -0.69 -43.04
r1 12 15.35 13.57 8.82 -0.62
LIS 20 -28.46 4.54 2.55 0.15
r2 23 27.80 8.64 3.86 -1.79

Single lens data lens starting surface focal length
1 1 -26.20
2 3 -17.12
3 5 -18.20
4 7 20.57
5 9 14.68
6 10 -16.61
7 13 -11.57
8 14 12.24
9 16 90.26
10 18 20.88
11 20 -11.29
12 21 16.83
13 23 -19.10
14 24 12.06

[Numerical Example 2]
Unit: mm

Surface data Surface number rd nd νd Effective diameter
1 39.936 2.30 1.76385 48.5 45.31
2 12.593 9.10 24.43
3* 22.861 1.50 1.76385 48.5 21.95
4* 7.691 6.36 16.03
5 -26.679 1.00 1.72916 54.7 15.36
6 32.457 1.80 15.03
7 124.017 3.03 1.95375 32.3 15.22
8 -20.200 0.50 15.25
9 144.914 4.83 1.54814 45.8 13.37
10 -9.348 1.00 1.52841 76.5 11.97
11 -76.899 7.69 10.38
12(Aperture) ∞ 1.69 6.45
13 -41.827 1.00 1.90525 35.0 6.55
14 11.024 3.00 1.59522 67.7 6.73
15 -14.048 0.50 7.25
16 -71.503 1.95 1.52841 76.5 7.86
17 -28.389 0.50 8.94
18 18.162 3.19 1.49700 81.6 10.24
19 -19.558 0.30 10.74
20 -97.640 1.20 1.85025 30.1 10.88
21 8.688 3.18 1.92286 20.9 11.35
22 20.145 2.17 11.47
23 18.761 1.00 2.00100 29.1 13.40
24 10.372 7.56 1.59282 68.6 13.28
25 -19.396 13.50 14.75
Image plane ∞

Aspheric data 3rd surface
K =-1.71470e+01 A 4=-7.58301e-05 A 6= 5.33793e-07 A 8=-1.28688e-09

Side 4
K =-6.90385e-01 A 4=-1.80584e-04 A 6= 1.47952e-06 A 8=-2.13461e-10

Various data

Focal length 5.23
F number 2.91
Half angle of view (°) 58.56
Image height 8.55
Lens total length 79.85
BF 13.50

Entrance pupil position 12.70
Exit pupil position -50.81
Front principal point position 17.50
Back principal point position 8.27

Lens group data group Starting surface Focal length Lens length Front principal point position Rear principal point position
1 1 -30.21 31.42 -8.98 -69.10
r1 12 15.10 11.83 8.04 0.48
LIS 20 -21.55 4.38 2.15 -0.13
r2 23 23.47 8.56 3.37 -2.30

Single lens data lens starting surface focal length
1 1 -24.99
2 3 -15.85
3 5 -19.94
4 7 18.40
5 9 16.20
6 10 -20.24
7 13 -9.55
8 14 10.86
9 16 87.73
10 18 19.50
11 20 -9.33
12 21 14.61
13 23 -24.64
14 24 12.59

[Numerical Example 3]
Unit: mm

Surface data Surface number rd nd νd Effective diameter
1 42.226 1.90 1.76385 48.5 39.47
2 11.338 6.68 21.91
3 21.623 1.05 1.76385 48.5 20.34
4 10.485 7.15 16.50
5 -15.116 0.85 1.85150 40.8 15.57
6 89.063 1.76 16.07
7 -250.197 3.90 1.91650 31.6 16.63
8 -16.982 7.10 17.08
9 ∞ 13.40 1.51633 64.1 11.06
10 ∞ 2.28 10.00
11(Aperture) ∞ 1.47 8.17
12 40.529 0.50 1.94864 33.4 8.42
13 12.686 2.95 1.59303 44.1 8.39
14 -21.153 0.15 8.62
15 ∞ 13.40 1.51633 64.1 10.00
16 ∞ 1.00 12.40
17 18.761 3.31 1.43875 94.7 13.82
18 -25.862 0.50 13.97
19 163.171 1.00 1.91449 32.0 13.91
20 15.040 1.68 1.92286 20.9 13.76
21 26.978 1.00 13.70
22 20.059 1.87 1.52841 76.5 14.24
23 55.536 0.30 14.21
24 20.247 0.75 2.00100 29.1 14.32
25 9.413 6.75 1.49700 81.6 13.56
26 -42.378 12.83 14.37
Image plane ∞

Various data

Focal length 5.36
F number 2.91
Half angle of view (°) 57.91
Image height 8.55
Lens total length 95.54
BF 12.83

Entrance pupil position 11.55
Exit pupil position -49.78
Front principal point position 16.45
Back principal point position 7.47

Lens group data group Starting surface Focal length Lens length Front principal point position Rear principal point position
1 1 -12.89 43.80 1.59 -41.47
r1 11 18.89 22.78 11.79 -6.22
LIS 19 -36.02 2.68 1.71 0.30
r2 22 40.44 9.66 1.62 -5.13

Single lens data lens starting surface focal length
1 1 -20.85
2 3 -27.78
3 5 -15.12
4 7 19.72
5 9 0.00
6 12 -19.64
7 13 13.82
8 15 0.00
9 17 25.36
10 19 -18.17
11 20 34.50
12 22 58.36
13 24 -18.21
14 25 16.20

[Numerical Example 4]
Unit: mm

Surface data Surface number rd nd νd Effective diameter
1 42.952 1.90 1.76385 48.5 39.49
2 11.377 5.85 21.91
3 17.504 1.05 2.00100 29.1 20.34
4 10.673 7.50 16.99
5 -16.842 0.85 1.85150 40.8 15.64
6 45.129 2.93 15.85
7 275.574 3.90 1.91650 31.6 16.87
8 -18.746 7.10 17.19
9 ∞ 13.40 1.51633 64.1 11.18
10 ∞ 2.31 12.40
11(Aperture) ∞ 1.44 8.11
12 32.818 0.50 1.89163 39.6 8.32
13 11.946 2.95 1.52376 49.1 8.27
14 -20.382 0.15 8.47
15 ∞ 13.40 1.51633 64.1 12.40
16 ∞ 0.50 12.40
17 109.582 1.47 1.43875 94.7 12.83
18 -80.994 0.50 13.21
19 18.137 4.24 1.49700 81.6 14.29
20 -27.158 0.15 14.31
21 963.905 1.00 1.85025 30.1 14.02
22 14.625 1.65 1.92286 20.9 13.63
23 21.956 0.30 13.44
24 18.756 0.75 2.00100 29.1 13.57
25 9.344 6.73 1.49700 81.6 13.02
26 -29.601 12.83 14.03
Image plane ∞

Various data

Focal length 5.35
F number 2.91
Half angle of view (°) 57.97
Image height 8.55
Lens total length 95.35
BF 12.83

Entrance pupil position 11.44
Exit pupil position -46.60
Front principal point position 16.31
Back principal point position 7.48

Lens group data group Starting surface Focal length Lens length Front principal point position Rear principal point position
1 1 -15.03 44.47 -0.15 -48.38
r1 11 16.36 25.15 13.89 -6.45
LIS 21 -27.81 2.65 1.56 0.15
r2 24 59.08 7.48 3.73 -1.32

Single lens data lens starting surface focal length
1 1 -20.80
2 3 -29.60
3 5 -14.31
4 7 19.27
5 9 0.00
6 12 -21.31
7 13 14.85
8 15 0.00
9 17 106.40
10 19 22.58
11 21 -17.47
12 22 42.83
13 24 -19.38
14 25 15.16

Various values in each numerical example are summarized in Table 1 below.

[撮像装置]
次に、本発明の光学系101を撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ(撮像装置)の実施例について、図16を用いて説明する。図16は、本実施例の撮像装置400の側面の概略図である。撮像装置400は、1つの撮像素子410を有するカメラ本体420と、上述した実施例1から4のいずれかと同様である光学系101を有するレンズ装置100を備える。レンズ装置100とカメラ本体420は一体に構成されていてもよいし、着脱可能に構成されていてもよい。カメラ本体420はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。撮像素子410は、光学系101によって形成された光学像を受光して光電変換するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。なお、図16には1つの光学系しか図示していないが、実施例3及び4のような光路を折り曲げる構成の光学系101を奥行方向に2つ並列に配置してもよい。
[Imaging device]
Next, an embodiment of a digital still camera (imaging device) using the optical system 101 of the present invention as an imaging optical system will be described using FIG. 16. FIG. 16 is a schematic side view of the imaging device 400 of this embodiment. The imaging device 400 includes a camera body 420 having one imaging element 410, and a lens device 100 having an optical system 101 similar to any of Examples 1 to 4 described above. The lens device 100 and the camera body 420 may be configured integrally or may be configured to be detachable. The camera body 420 may be a so-called single-lens reflex camera with a quick turn mirror, or a so-called mirrorless camera without a quick turn mirror. The image sensor 410 is a solid-state image sensor (photoelectric conversion element) such as a CCD sensor or a CMOS sensor that receives an optical image formed by the optical system 101 and converts it photoelectrically. Although only one optical system is shown in FIG. 16, two optical systems 101 configured to bend the optical path as in Examples 3 and 4 may be arranged in parallel in the depth direction.

本実施例では、上述した実施例1から4のいずれかと同様である光学系101を備えるレンズ装置100を有することによって、防振機能を備えた撮像装置400を提供することが可能となっている。 In this embodiment, by having a lens device 100 equipped with an optical system 101 that is similar to any of the above-described embodiments 1 to 4, it is possible to provide an imaging device 400 with an image stabilization function. .

なお、上述したレンズ装置100は、図16に示したデジタルスチルカメラに限らず、放送用のカメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の種々の撮像装置に適用することができる。 Note that the lens device 100 described above can be applied not only to the digital still camera shown in FIG. 16 but also to various imaging devices such as a broadcasting camera, a silver halide film camera, and a surveillance camera.

以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。 Although preferred embodiments and examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments and examples, and various combinations, modifications, and changes can be made within the scope of the gist.

光学系 101
前群 102
後群 103
開口絞り SP
防振群 LIS
Optical system 101
Front group 102
Rear group 103
Aperture diaphragm SP
Anti-vibration group LIS

Claims (23)

物体側から像側へ順に配置された、前群、開口絞り、正の屈折力の後群から成る光学系であって、
前記後群は、防振に際して光軸に垂直な方向の成分を含む方向に移動する負の屈折力の防振群を含み、
前記開口絞りから前記防振群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離をDr1、前記光学系の焦点距離をftotalとするとき、
1.2<Dr1/ftotal<20.0
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
An optical system consisting of a front group, an aperture stop, and a rear group with positive refractive power arranged in order from the object side to the image side,
The rear group includes a vibration isolation group with negative refractive power that moves in a direction including a component perpendicular to the optical axis during vibration isolation,
When the distance on the optical axis from the aperture stop to the lens surface closest to the object side of the image stabilization group is Dr1, and the focal length of the optical system is ftotal,
1.2<Dr1/ftotal<20.0
An optical system characterized by satisfying the following conditional expression.
前記前群の中で最も物体側に配置されたレンズと、前記前群の中で物体側から数えて2番目に配置されたレンズは、負レンズであり、
前記最も物体側に配置されたレンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであることを特徴とする請求項1に記載の光学系。
The lens arranged closest to the object side in the front group and the second lens arranged from the object side in the front group are negative lenses,
2. The optical system according to claim 1, wherein the lens disposed closest to the object side is a negative meniscus lens with a convex surface facing the object side.
前記前群は、負の屈折力を有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。 The optical system according to claim 1 or 2, wherein the front group has negative refractive power. 前記後群は、前記開口絞りと前記防振群との間に配置された正の屈折力のレンズ群を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の光学系。 4. The optical system according to claim 1, wherein the rear group includes a lens group having a positive refractive power disposed between the aperture stop and the vibration isolation group. 前記後群は、前記防振群と像面との間に配置された正の屈折力のレンズ群を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の光学系。 The optical system according to any one of claims 1 to 4, wherein the rear group includes a lens group with a positive refractive power disposed between the image stabilization group and an image plane. 前記光学系における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をDtotalとするとき、
5.0<Dtotal/ftotal<30.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の光学系。
When the distance on the optical axis from the lens surface closest to the object side to the lens surface closest to the image side in the optical system is Dtotal,
5.0<Dtotal/fttotal<30.0
6. The optical system according to claim 1, wherein the optical system satisfies the following conditional expression.
前記開口絞りから前記防振群までの間に配置されたレンズの合成焦点距離をfr1とするとき、
0.60<Dr1/fr1<3.00
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の光学系。
When the composite focal length of the lens arranged between the aperture stop and the image stabilization group is fr1,
0.60<Dr1/fr1<3.00
7. The optical system according to claim 1, wherein the optical system satisfies the following conditional expression.
前記開口絞りから前記防振群までの間に配置されたレンズの合成焦点距離をfr1とするとき、
1.50<fr1/ftotal<5.00
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の光学系。
When the composite focal length of the lens arranged between the aperture stop and the image stabilization group is fr1,
1.50<fr1/ftotal<5.00
8. The optical system according to claim 1, wherein the optical system satisfies the following conditional expression.
前記防振群の焦点距離をfLISとするとき、
-10.00<fLIS/ftotal<-3.00
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の光学系。
When the focal length of the vibration isolation group is fLIS,
-10.00<fLIS/fttotal<-3.00
9. The optical system according to claim 1, wherein the optical system satisfies the following conditional expression.
前記防振群から像面までの間に配置されたレンズの合成焦点距離をfr2とするとき、
2.0<fr2/ftotal<20.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の光学系。
When the composite focal length of the lens arranged between the image stabilizing group and the image plane is fr2,
2.0<fr2/ftotal<20.0
10. The optical system according to claim 1, wherein the optical system satisfies the following conditional expression.
前記開口絞りから前記防振群までの間に配置されたレンズの合成焦点距離をfr1、前記防振群から像面までの間に配置されたレンズの合成焦点距離をfr2としたとき
0.10<fr1/fr2<1.00
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の光学系。
When the composite focal length of the lens arranged between the aperture stop and the image stabilization group is fr1, and the composite focal length of the lens arranged between the image stabilization group and the image plane is fr2, 0.10 <fr1/fr2<1.00
11. The optical system according to claim 1, wherein the optical system satisfies the following conditional expression.
前記防振群は、アッベ数10以上30以下の正レンズを含むことを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の光学系。 12. The optical system according to claim 1, wherein the image stabilization group includes a positive lens having an Abbe number of 10 or more and 30 or less. 前記防振群の横倍率をβISとするとき、
1.30<βIS<6.00
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の光学系。
When the lateral magnification of the vibration isolation group is βIS,
1.30<βIS<6.00
13. The optical system according to claim 1, wherein the optical system satisfies the following conditional expression.
前記防振群から像面までの間に配置されたレンズの合成横倍率をβr2とするとき、
0.10<βr2<1.00
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の光学系。
When the composite lateral magnification of the lens arranged between the image stabilization group and the image plane is βr2,
0.10<βr2<1.00
14. The optical system according to claim 1, wherein the optical system satisfies the following conditional expression.
前記光学系の全画角をFOVとするとき、
160°<FOV<220°
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から14のいずれか一項に記載の光学系。
When the entire angle of view of the optical system is FOV,
160°<FOV<220°
15. The optical system according to claim 1, wherein the optical system satisfies the following conditional expression.
前記前群には、光路を折り曲げるための第1反射部材が配置されていることを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載の光学系。 16. The optical system according to claim 1, wherein a first reflecting member for bending an optical path is arranged in the front group. 前記後群には、光路を折り曲げるための第2反射部材が配置されていることを特徴とする請求項1から16のいずれか一項に記載の光学系。 17. The optical system according to claim 1, wherein a second reflecting member for bending an optical path is disposed in the rear group. 請求項1から17のいずれか一項に記載の光学系としての第1の光学系と、請求項1から17のいずれか一項に記載の光学系としての第2の光学系との2つの光学系を有することを特徴とするレンズ装置。 Two optical systems: a first optical system as an optical system according to any one of claims 1 to 17, and a second optical system as an optical system according to any one of claims 1 to 17. A lens device characterized by having an optical system. 前記2つの光学系は、並列に配置されていることを特徴とする請求項18に記載のレンズ装置。 19. The lens device according to claim 18, wherein the two optical systems are arranged in parallel. 前記2つの光学系において最も物体側に配置されたレンズの面頂点同士の間隔をDin、前記2つの光学系において最も像側に配置されたレンズの面頂点同士の間隔をDoutとするとき、
0.05<Dout/Din<0.50
なる条件式を満足することを特徴とする請求項18または19に記載のレンズ装置。
When the distance between the surface vertices of the lens placed closest to the object side in the two optical systems is Din, and the distance between the surface vertices of the lens placed closest to the image side in the two optical systems is Dout,
0.05<Dout/Din<0.50
20. The lens device according to claim 18, wherein the lens device satisfies the following conditional expression.
前記第1の光学系における前記防振群である第1の防振群と、第2の光学系における前記防振群である第2の防振群は、同一の保持機構により保持されていることを特徴とする請求項18から20のいずれか一項に記載のレンズ装置。 The first vibration isolation group, which is the vibration isolation group in the first optical system, and the second vibration isolation group, which is the vibration isolation group in the second optical system, are held by the same holding mechanism. 21. A lens device according to any one of claims 18 to 20. 請求項18から21のいずれか一項に記載のレンズ装置と、
前記2つの光学系によって形成される光学像を撮像する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
A lens device according to any one of claims 18 to 21;
An imaging device comprising: an imaging element that captures an optical image formed by the two optical systems.
前記2つの光学系による前記光学像は、1つの前記撮像素子によって撮像されることを特徴とする請求項22に記載の撮像装置。 23. The imaging device according to claim 22, wherein the optical images obtained by the two optical systems are captured by one image sensor.
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