JP5578946B2 - 光学系及びそれを有する光学機器 - Google Patents
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Description
前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、正レンズ、負レンズより構成され、または、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズより構成され、または、正レンズ、正レンズ、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズより構成され、
前記第1レンズ群の最も像側の屈折面は凹形状であり、前記第2レンズ群の最も物体側の屈折面は凹形状であり、
前記第1レンズ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数のうち最大値と最小値を各々max(νdi)、min(νdi)、前記第1レンズ群の最も像側の屈折面の曲率半径をRp、前記第2レンズ群の最も物体側の屈折面の曲率半径をRn、全系の焦点距離をf、無限遠物体に合焦しているときの前記光学系の開放FナンバーをFnoとするとき、
2.2<max(νdi)/min(νdi)
min(νdi)<30.0
0.15<Rp/f<0.90
−15.00<Rn/f<−0.15
Fno<2.5
なる条件を満足することを特徴としている。
2.2<max(νdi)/min(νdi) ・・・・・(1)
min(νdi)<30.0 ・・・・・(2)
1.55<min(Ndi) ・・・・・(3)
0.5<fp/f<3.7 ・・・・・(4)
0.15<Rp/f<0.90 ・・・・・(5)
−15.00<Rn/f<−0.15 ・・・・・(6)
−0.900<fair/f<−0.175 ・・・・・(7)
Fno<2.5 ・・・・・(8)
3.60×10−4<Σ(ΔθgFi/νdi/fi)×fp・・・・・(9)
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
θgF=(Ng−NF)/(NF−NC) ・・・(b)
ΔθgF=θgF−(−1.665×10−7×νd3+5.213×10−5×νd2−5.656×10−3×νd+7.278×10−1) ・・・(c)
光学系中に配置されたレンズで発生する色収差の量はアッベ数νdに反比例し、屈折力1/f(=φ)に比例する。ただしこれはアッベ数νdで表されるF線〜C線までの色収差の量である。通常、撮影レンズではF線よりも短波長側のg線も合わせて考える必要がある。つまりg線〜C線の広い波長帯域に渡って色収差のバランスを取る必要がある。したがって、短波長側の色収差を良好に補正することができなければ、結局、光学系全系として発生する色収差の量は大きくなる。g線〜F線で発生する色収差の量はアッベ数νdに反比例し、部分分散比θgFと屈折力1/f(=φ)に比例する。そしてこの短波長側の色収差補正効果はアッベ数νdに反比例し、異常部分分散性ΔθgFと屈折力1/f(=φ)に比例し以下の式で表される。
ΔθgF/νd/f ・・・(d)
光学系中に配置されたレンズにおいて、上記の式(d)で表される数字の絶対値が大きければ、それだけ色収差補正効果が大きくなる。
6°<ω<25° ・・・(10)
なる条件を満足している。条件式(10)は光学系を光学機器に適用したときの半画角に関する条件式である。条件式(10)の範囲を満たすことで、色収差を始め、諸収差を良好に補正することが容易になる。
2.25<max(νdi)/min(νdi)<4.00 ・・・・・(1a)
min(νdi)<29.9 ・・・・・(2a)
1.552<min(Ndi) ・・・・・(3a)
0.6<fp/f<3.6 ・・・・・(4a)
0.16<Rp/f<0.80 ・・・・・(5a)
−14.00<Rn/f<−0.20 ・・・・・(6a)
−0.895<fair/f<−0.177 ・・・・・(7a)
1.15<Fno<2.30 ・・・・・(8a)
3.80×10−4<Σ(ΔθgFi/νdi/fi)×fp ・・・・・(9a)
6.2°<ω<24.0° ・・・・(10a)
次に各実施例の構成について説明する。
図1の実施例1の光学系OLについて説明する。実施例1の光学系OLは大口径比の中焦点距離レンズである。図1の光学系OLは物体側から像側へ順に、正の屈折力の前群、開口絞りSP、正の屈折力の後群LRより成っている。前群は正の屈折力の第1レンズ群L1より成っている。後群LRは正の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3から成っている。無限遠物体から近距離物体への合焦(フォーカス)は第1レンズ群L1、開口絞りSP、第2レンズ群L2を物体側に移動させて行う。なお、合焦に際して第3レンズ群L3は移動しない。
図3の実施例2の光学系OLについて説明する。実施例2の光学系OLは、大口径比の中焦点距離レンズである。図3の光学系OLは物体側から像側へ順に、正の屈折力の前群、開口絞りSP、正の屈折力の後群LRより成っている。前群は正の屈折力の第1レンズ群L1より成っている。後群LRは負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3から成っている。無限遠物体から近距離物体への合焦は第2レンズ群L2を像側に移動させて行う。第1レンズ群L1は物体側から像側へ順に、正レンズG1、正レンズG2、正レンズG3、負レンズG4からなっている。即ち、第1レンズ群L1は3枚の正レンズG1、G2、G3と1枚の負レンズG4からなっており、第1レンズ群L1の焦点距離は83.82である。さらに全系の焦点距離は85.00mmであり、開口比(Fno)は1.80、半画角ωは14.28°である。
図5の実施例3の光学系OLについて説明する。実施例3の光学系OLは、大口径比の中焦点距離レンズである。図5の光学系OLは物体側から像側へ順に、正の屈折力の前群、開口絞りSP、後群LRより成っている。前群は正の屈折力の第1レンズ群L1より成っている。後群LRは負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3から成っている。無限遠物体から近距離物体への合焦は第2レンズ群L2を像側に移動させて行う。第1レンズ群L1は物体側から像側へ順に、正レンズG1、正レンズG2、正レンズG3、負レンズG4からなっている。即ち、第1レンズ群L1は3枚の正レンズG1、G2、G3と1枚の負レンズG4からなっており、第1レンズ群L1の焦点距離は93.92である。さらに全系の焦点距離は100.00mmであり、開口比(Fno)は2.00、半画角ωは12.21°である。
図7の実施例4の光学系OLについて説明する。実施例4の光学系OLは大口径比の中焦点距離レンズである。図7の光学系OLは物体側から像側へ順に、正の屈折力の前群、開口絞りSP、正の屈折力の後群LRより成っている。前群は正の屈折力の第1レンズ群L1より成っている。後群LRは負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3から成っている。無限遠物体から近距離物体への合焦は第2レンズ群L2を像側に移動させて行う。第1レンズ群L1は物体側から像側へ順に、正レンズG1、正レンズG2、負レンズG3、正レンズG4、負レンズG5からなっている。即ち、第1レンズ群L1は3枚の正レンズG1、G2、G4と2枚の負レンズG3、G5からなっており、第1レンズ群L1の焦点距離は96.92である。さらに全系の焦点距離は133.30mmであり、開口比(Fno)は2.06、半画角ωは9.22°である。
図9の実施例5の光学系OLについて説明する。実施例5の光学系OLは大口径比の中焦点距離レンズである。図9の光学系は物体側から像側へ順に、正の屈折力の前群、開口絞りSP、正の屈折力の後群LRより成っている。前群は正の屈折力の第1レンズ群L1より成っている。後群LRは負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3から成っている。無限遠物体から近距離物体への合焦は第2レンズ群L2を像側に移動させて行う。第1レンズ群L1は物体側から像側へ順に、正レンズG1、正レンズG2、正レンズG3、負レンズG4、負レンズG5、正レンズG6からなっている。即ち、第1レンズ群L1は4枚の正レンズG1、G2、G3、G6と2枚の負レンズG4、G5からなっており、第1レンズ群L1の焦点距離は145.77である。さらに全系の焦点距離は196.00mmであり、開口比(Fno)は2.05、半画角ωは6.30°である。
図11の実施例6の光学系OLについて説明する。実施例6の光学系OLは大口径比の中焦点距離レンズである。図11の光学系は物体側から像側へ順に正の屈折力の前群、開口絞りSP、正の屈折力の後群LRより成っている。前群は、正の屈折力の第1レンズ群L1より成っている。後群LRは正の屈折力の第2レンズ群L2から成っている。無限遠物体から近距離物体への合焦は、第1レンズ群L1、開口絞りSP、第2レンズ群L2を物体側に移動させて行う。第1レンズ群L1は物体側から像側へ順に、正レンズG1、正レンズG2、正レンズG3、負レンズG4からなっている。即ち、第1レンズ群L1は3枚の正レンズG1、G2、G3と1枚の負レンズG4からなっており、第1レンズ群L1の焦点距離は181.39である。さらに全系の焦点距離は51.70mmであり、開口比(Fno)は1.41、半画角ωは22.71°である。
で表す。なお、各非球面係数における「E±XX」は「×10±XX」を意味している。群データでは設計上、開口絞りを1つの群(第2群)として表しているため、各実施例では前述した群よりも1つ多くなっている。さらに、前述の各条件式に相当する数値を表1に示す。
単位 mm
面番号 R D Nd νd θgF 光線有効径
1 96.365 3.50 1.84666 23.9 0.620 68.55
2 151.535 0.15 68.18
3 69.419 11.83 1.56907 71.3 0.545 66.99
4 351.642 0.15 64.45
5* 46.412 18.00 1.56907 71.3 0.545 57.87
6 194.777 0.50 48.18
7 260.486 6.15 1.78472 25.7 0.616 48.00
8 27.078 10.38 37.16
9(絞り) ∞ 8.55 36.50
10 -31.709 2.70 1.72047 34.7 0.583 35.84
11 68.553 10.47 1.83481 42.7 0.564 40.74
12 -47.485 0.15 41.65
13 257.579 4.90 1.88300 40.8 0.567 40.84
14 -100.054 1.00 40.53
15 571.442 1.80 1.65412 39.7 0.574 38.13
16 50.418 6.70 1.80400 46.6 0.557 38.01
17 2016.573 39.13 38.22
像面 ∞
非球面データ
第5面 円錐定数(K)= 0.00000E+00
4次の係数(B)= -1.12513E-07
6次の係数(C)= -9.79428E-11
8次の係数(D)= 5.86614E-14
10次の係数(E)=-9.26299E-17
各種データ
焦点距離 85.00
Fno 1.24
像高 21.64
レンズ全長 126.06
BF 39.13
入射瞳位置 74.83
射出瞳位置 -40.01
前側主点位置 68.54
後側主点位置 -45.87
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 1 234.92 40.28 -133.07 -99.92
2 9 ∞ 0 0 0
3 10 74.61 18.21 17.92 10.97
4 15 268.69 8.5 0.36 -4.44
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 303.780
2 3 149.720
3 5 102.560
4 7 -38.960
5 10 -29.760
6 11 35.040
7 13 82.140
8 15 -84.650
9 16 64.220
単位 mm
面番号 R D Nd νd θgF 光線有効径
1 185.977 2.36 1.84666 23.9 0.620 51.30
2 1560.254 0.20 50.98
3 47.954 7.17 1.56907 71.3 0.545 46.45
4 1255.150 0.15 45.25
5 32.139 7.60 1.56907 71.3 0.545 39.75
6 226.918 0.15 38.14
7 369.606 1.88 1.71736 29.5 0.605 38.43
8 27.048 8.52 32.23
9(絞り) ∞ 3.82 30.38
10 -72.482 2.06 1.84666 23.9 0.620 29.02
11 -38.716 1.34 1.53172 48.8 0.563 28.94
12 37.918 16.56 26.93
13 -226.944 1.64 1.71736 29.5 0.605 28.71
14 34.288 11.20 1.80400 46.6 0.557 32.44
15 -820.164 0.49 35.91
16* 70.556 5.53 1.83481 42.7 0.564 38.96
17 -118.727 42.34 39.22
像面 ∞
非球面データ
第16面 円錐定数(K)= 0.00000E+00
4次の係数(B)= -8.12983E-07
6次の係数(C)= -1.01491E-09
8次の係数(D)= 2.41503E-12
10次の係数(E)=-2.18565E-15
各種データ
焦点距離 85.00
Fno 1.80
像高 21.64
レンズ全長 113.00
BF 42.34
入射瞳位置 34.52
射出瞳位置 -77.49
前側主点位置 59.23
後側主点位置 -42.66
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 83.82 19.5 -15.7 -22.88
2 9 ∞ 0 0 0
3 10 -56.54 3.4 1.06 -0.91
4 13 52.38 18.85 9.03 -1.58
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 249.190
2 3 87.430
3 5 64.880
4 7 -40.780
5 10 95.490
6 11 -35.810
7 13 -41.410
8 14 41.180
9 16 53.730
単位 mm
面番号 R D Nd νd θgF 光線有効径
1 138.034 3.52 1.84666 23.9 0.620 50.00
2 738.082 0.15 49.72
3 47.229 6.86 1.59282 68.6 0.545 48.12
4 227.689 0.15 47.24
5 35.260 7.38 1.59282 68.6 0.545 42.31
6 155.898 0.89 40.57
7 196.102 2.91 1.76182 26.5 0.614 39.58
8 26.967 8.51 32.67
9(絞り) ∞ 3.18 31.04
10 -127.145 2.49 1.84666 23.9 0.620 29.78
11 -59.326 2.00 1.51742 52.4 0.556 29.52
12 40.977 17.86 27.46
13 120.512 2.00 1.84666 23.9 0.620 25.90
14 32.454 5.89 1.80400 46.6 0.557 27.22
15 108.894 7.18 28.53
16 73.726 6.76 1.90366 31.3 0.595 36.38
17 -185.255 42.27 37.00
像面 ∞
各種データ
焦点距離 100.00
Fno 2.00
像高 21.64
レンズ全長 120.00
BF 42.27
入射瞳位置 38.62
射出瞳位置 -80.29
前側主点位置 57.03
後側主点位置 -57.73
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 93.92 21.86 -22.74 -28.6
2 9 ∞ 0 0 0
3 10 -72.37 4.49 1.89 -0.75
4 13 65.73 21.83 12.07 -3.51
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 200.000
2 3 99.120
3 5 75.150
4 7 -41.350
5 10 129.190
6 11 -46.530
7 13 -53.010
8 14 55.590
9 16 59.090
単位 mm
面番号 R D Nd νd θgF 光線有効径
1 69.402 10.56 1.59282 68.6 0.545 65.55
2 -1157.708 0.15 64.65
3 69.524 5.89 1.84666 23.9 0.620 59.14
4 181.327 1.78 57.86
5 558.435 3.50 1.80000 29.8 0.602 57.62
6 32.649 13.67 1.55332 71.7 0.540 48.43
7 310.611 0.15 46.60
8 25.606 3.50 1.51633 64.1 0.535 40.39
9 23.843 11.87 37.27
10(絞り) ∞ 3.26 35.25
11 -387.775 7.83 1.84666 23.9 0.620 33.22
12 -37.589 2.00 1.79952 42.2 0.567 31.73
13 45.068 21.84 28.91
14 -55.751 2.00 1.75520 27.5 0.610 27.33
15 73.482 9.26 1.80400 46.6 0.557 30.77
16 -55.518 1.57 33.82
17 83.836 8.21 1.88300 40.8 0.567 37.55
18 -1879.098 51.86 38.00
像面 ∞
各種データ
焦点距離 133.30
Fno 2.06
像高 21.64
レンズ全長 158.90
BF 51.86
入射瞳位置 70.91
射出瞳位置 -104.51
前側主点位置 90.57
後側主点位置 -81.44
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 96.42 39.2 -14.26 -33.35
2 10 ∞ 0 0 0
3 11 -53.08 9.83 4.75 -0.55
4 14 68.43 21.04 12.18 1.06
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 110.800
2 3 130.040
3 5 -43.470
4 6 64.800
5 8 -2069.500
6 11 48.660
7 12 -25.360
8 14 -41.700
9 15 40.630
単位 mm
面番号 R D Nd νd θgF 光線有効径
1 244.543 5.32 1.80809 22.8 0.631 95.61
2 687.255 11.15 95.21
3 94.528 13.49 1.55332 71.7 0.540 90.81
4 549.175 1.57 88.94
5 69.360 16.60 1.55332 71.7 0.540 80.00
6 -1621.211 0.24 76.73
7 -1485.693 4.10 1.65412 39.7 0.574 76.36
8 54.425 4.00 63.48
9 77.744 3.50 1.80610 33.3 0.588 63.21
10 42.647 13.11 1.59282 68.6 0.545 57.64
11 143.687 7.66 55.05
12(絞り) ∞ 6.71 51.67
13 -549.022 4.48 1.84666 23.9 0.620 47.48
14 -213.667 2.40 1.51742 52.4 0.556 46.33
15 54.543 27.69 42.86
16 191.780 2.00 1.84666 23.9 0.620 37.48
17 34.120 9.91 1.83481 42.7 0.564 36.17
18 -317.293 2.50 35.30
19 -1019.681 8.60 1.84666 23.9 0.620 35.14
20 -35.399 2.03 1.80610 33.3 0.588 35.28
21 62.163 8.36 35.41
22 72.771 11.17 1.83400 37.2 0.578 40.08
23 -39.474 2.30 1.80400 46.6 0.557 40.12
24 -638.374 2.41 40.08
25 ∞ 2.20 1.51633 64.1 0.535 39.92
26 ∞ 50.00 50.00
像面 ∞
各種データ
焦点距離 196.00
Fno 2.05
像高 21.64
レンズ全長 223.50
BF 50.00
入射瞳位置 107.85
射出瞳位置 -127.17
前側主点位置 87.02
後側主点位置 -146.00
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 1 145.77 73.08 -23.61 -61.46
2 12 ∞ 0 0 0
3 13 -105.07 6.88 3.6 -0.39
4 16 127.27 51.47 22.38 -14.18
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 467.270
2 3 204.200
3 5 120.630
4 7 -80.180
5 9 -122.650
6 10 97.590
7 13 410.640
8 14 -83.720
9 16 -49.310
10 17 37.380
11 19 43.140
12 20 -27.720
13 22 32.140
14 23 -52.420
15 25 0.000
単位 mm
面番号 R D Nd νd θgF 光線有効径
1 79.128 2.61 1.80000 29.8 0.602 38.73
2 140.443 0.15 37.71
3 50.901 5.25 1.59282 68.6 0.545 36.06
4 672.458 0.15 35.24
5 27.169 5.11 1.59282 68.6 0.545 32.24
6 39.794 2.05 29.84
7 107.583 1.80 1.58144 40.8 0.577 29.68
8 19.565 6.99 25.88
9(絞り) ∞ 8.70 25.76
10 -19.019 3.48 1.84666 23.8 0.620 25.79
11 -160.342 5.98 1.77250 49.6 0.552 31.80
12 -29.577 0.15 33.15
13 -198.696 4.98 1.88300 40.8 0.567 35.07
14 -37.980 0.15 35.49
15 101.178 3.38 1.77250 49.6 0.552 34.02
16 -439.751 39.00 34.26
像面 ∞
各種データ
焦点距離 51.70
Fno 1.41
像高 21.64
レンズ全長 89.92
BF 39.00
入射瞳位置 28.46
射出瞳位置 -47.37
前側主点位置 49.22
後側主点位置 -12.70
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 1 181.39 17.11 -49.73 -47.64
2 9 ∞ 0 0 0
3 10 41.02 18.12 15.16 9.67
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 222.340
2 3 92.600
3 5 125.560
4 7 -41.440
5 10 -25.780
6 11 46.030
7 13 52.410
8 15 106.770
L2 第2レンズ群 L3 第3レンズ群 SP 開口絞り
Claims (7)
- 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、開口絞り、後群から構成され、前記後群は合焦の際に移動する第2レンズ群を有する光学系において、
前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、正レンズ、正レンズ、負レンズより構成され、または、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズより構成され、または、正レンズ、正レンズ、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズより構成され、
前記第1レンズ群の最も像側の屈折面は凹形状であり、前記第2レンズ群の最も物体側の屈折面は凹形状であり、
前記第1レンズ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数のうち最大値と最小値を各々max(νdi)、min(νdi)、前記第1レンズ群の最も像側の屈折面の曲率半径をRp、前記第2レンズ群の最も物体側の屈折面の曲率半径をRn、全系の焦点距離をf、無限遠物体に合焦しているときの前記光学系の開放FナンバーをFnoとするとき、
2.2<max(νdi)/min(νdi)
min(νdi)<30.0
0.15<Rp/f<0.90
−15.00<Rn/f<−0.15
Fno<2.5
なる条件を満足することを特徴とする光学系。 - 前記開口絞りを挟んで向かい合う2つの屈折面により形成される空気レンズの焦点距離をfairとするとき、
−0.900<fair/f<−0.175
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。 - 前記第1レンズ群に含まれる正レンズの数をn、前記第1レンズ群に含まれる正レンズを物体側から数えた順番をi、前記第1レンズ群に含まれるi番目の正レンズの材料のアッベ数をνdi、前記第1レンズ群に含まれるi番目の正レンズの材料の異常部分分散性をΔθgFi、前記第1レンズ群に含まれるi番目の正レンズの焦点距離をfiとするとき、
3.60×10−4<Σ(ΔθgFi/νdi/fi)×fp
なる条件を満足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。 - 前記後群は、前記第2レンズ群の像側に第3レンズ群を有し、該第3レンズ群は合焦に際して移動しないことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光学系。
- 光電変換素子に像を形成することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光学系。
- 請求項1乃至5のいずれか1項の光学系と、該光学系によって形成される像を受光する光電変換素子とを備えることを特徴とする光学機器。
- 前記光学系の半画角をωとするとき、
6<ω<25
なる条件を満足することを特徴とする請求項6に記載の光学機器。
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