JP5858779B2 - 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配置された、正の屈折力の第11レンズと負の屈折力の第12レンズを接合した接合レンズLp1、メニスカス形状の正の屈折力の第13レンズからなり、前記第11レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれn11、νd11、前記第12レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれn12、νd12、前記接合レンズLp1の焦点距離をfp1、前記光学系の全系の焦点距離をf、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
0.075≦(n11−n12)
0.20<(νd11/νd12)<1.30
−10.0<fp1/f<−0.2
2.0<f1/f<25.0
なる条件式を満足することを特徴としている。
この他、本発明の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第2レンズ群から構成される光学系において、
前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第11レンズと負の屈折力の第12レンズを接合した接合レンズLp1、メニスカス形状の正の屈折力の第13レンズからなり、
前記第2レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第21レンズと正の屈折力の第22レンズを接合した接合レンズLp2、メニスカス形状の正の屈折力の第23レンズからなり、
前記第11レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれn11、νd11、前記第12レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれn12、νd12、前記接合レンズLp1の焦点距離をfp1、前記光学系の全系の焦点距離をfとするとき、
0.030<(n11−n12)
0.20<(νd11/νd12)<1.30
−10.0<fp1/f<−0.2
なる条件式を満足することを特徴としている。
0.030<(n11−n12) ・・・(1)
0.20<(νd11/νd12)<1.30 ・・・(2)
−10.0<fp1/f<−0.2 ・・・(3)
なる条件を満足している。この他、本発明の光学系は第1レンズ群L1の焦点距離をf1とするとき、0.075≦(n11−n12) ・・・(1x)
0.20<(νd11/νd12)<1.30 ・・・(2)
−10.0<fp1/f<−0.2 ・・・(3)
2.0<f1/f<25.0 ・・・(5)
なる条件を満足している。
るために必要な条件となっている。条件式(5)は、第1レンズ群L1の屈折力に関する。第1レンズ群L1の焦点距離を光学系OL全系の焦点距離で割って規格化して示している。各実施例の光学系OLのように標準画角から、やや広画角よりの光学系OLでは一定以上のバックフォーカスを確保す
ること及び光学系OLの小型化と高い光学性能をバランス良く図る必要がある。条件式(5)はこの事に関連している。
各実施例の光学系OLにおいて、第1レンズ群L1の屈折力は正である。この正の屈折力が強くなると、光学系OLの小型化は容易となるが、一定以上のバックフォーカスの確保と良好な光学性能を得るのが困難となる。また逆にこの正の屈折力を弱くすると、一定以上のバックフォーカスの確保は容易になるが、光学系OLの小型化と良好な光学性能を保つことが困難となる。このことから第1レンズ群L1の屈折力は条件式(5)の範囲内にある必要があるのが良い。
条件式(5)の下限を超えると、第1レンズ群L1の屈折力が強く(焦点距離が短く)なり、前述のように一定以上のバックフォーカスの確保と良好な光学性能を保つことが困難となる。また条件式(5)の上限を超えると、第1レンズ群L1の屈折力が弱く(焦点距離が長く)なり、前述のように光学系OLの小型化と良好な光学性能を保つことが困難となる。このように条件式(5)を満足すると、小型で高性能な光学系OLを実現しつつ一定以上のバックフォーカスも確保するのが容易となる。更に好ましくは条件式(1)〜(3)、(5)は以下の範囲とするのが良い。
0.40<(νd11/νd12)<1.30 ・・・(2a)
−8.0<fp1/f<−0.4 ・・・(3a)
2.0<f1/f<24.0 ・・・(5a)
更に好ましくは、条件式(1a)〜(3a)、(5a)は以下の範囲とするのが良い。
0.60<(νd11/νd12)<1.20 ・・・(2b)
−7.0<fp1/f<−0.6 ・・・(3b)
2.2<f1/f<23.0 ・・・(5b)
以上のように各実施例によれば第1レンズ群L1の接合レンズLp1に適切な負の屈折力を持たせ光学系OL全体の主点位置を像側へ移動させることで一定以上のバックフォーカスを確保しつつ光学系を小型に保っている。
0.50<Ltot/BF<0.72 ・・・(6)
−0.10<(n22−n21)<0.15 ・・・(7)
1.20<(νd22/νd21)<2.50 ・・・(8)
1.00<f2/f<1.40 ・・・(9)
−5.00<fp2/f<−0.20 ・・・(10)
次に各条件式の技術的意味について説明する。
条件式(7)、(8)は第2レンズ群L2内の接合レンズLp2を構成する正の第22レンズ及び負の第21レンズの材料の屈折率及びアッベ数に関する。条件式(7)、(8)にあるように接合レンズLp2を構成する正の第22レンズL22の材料の屈折率と負の第21レンズL22の材料の屈折率の差を所定の範囲内に抑え、かつアッベ数の比の値をある範囲内としている。これにより、基準波長における球面収差、像面湾曲、そして色収差はもとより、色毎の球面収差の補正を容易にしている。
1.40<(νd22/νd21)<2.10 ・・・(8a)
条件式(9)は第2レンズ群L2の屈折力に関する。第2レンズ群L2の焦点距離を光学系OLの全系の焦点距離で割って規格化して示している。第2レンズ群L2の屈折力が強く(焦点距離が短く)なると、非点収差や歪曲収差が悪化する。また後玉有効径が増大し所定の外径の鏡筒内に収めることが困難になる。逆に第2レンズ群L2の屈折力が弱く(焦点距離が長く)なると、射出瞳位置が像面に近くなり軸外光束の像面への入射角が大きくなってくるので良くない。
−4.60<fp2/f<−0.80 ・・・(10a)
各実施例において好ましくはメニスカス形状の正の第23レンズL23の少なくとも1つのレンズ面を非球面形状とするのが収差補正上好ましい。
[実施例1]
図1の実施例1の光学系OLについて説明する。以下、長さに関する値は後述する数値実施例をmm単位で表したときである。実施例1の光学系OLは焦点距離45.0mm、画角(撮影画角)2ωが51.4°(半画角ωが25.7°)である。図1(A)の光学系OLは物体側から像側へ順に、合成焦点距離が101.3mmの正の屈折力の第1レンズ群L1、開口絞りSP、合成焦点距離が54.4mmの正の屈折力の第2レンズ群L2よりなっている。
図2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は焦点距離39.0mm、画角2ωが58.0°(半画角ωが29.0°)である。図2(A)の光学系OLは物体側から像側へ順に、合成焦点距離が117.5mmの正の屈折力の第1レンズ群L1、開口絞りSP、合成焦点距離が45.5mmの正の屈折力の第2レンズ群L2よりなっている。そして第1レンズ群L1は物体側から像側へ順に正の第11レンズL11と負の第12レンズL12が接合され合成焦点距離が−76.5mmの負の接合レンズLp1、及びメニスカス形状の正の第13レンズL13からなっている。
図3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は焦点距離35.0mm、画角2ωが63.4°(半画角ωが31.7°)である。図3(A)の光学系OLは物体側から像側へ順に、合成焦点距離が130.3mmで正の屈折力の第1レンズ群L1、開口絞りSP、合成焦点距離が38.1mmで正の屈折力の第2レンズ群L2よりなっている。
図4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は焦点距離28.0mm、画角2ωが75.4°(半画角ωが37.7°)である。図4(A)の光学系OLは物体側から像側へ順に、合成焦点距離が626.2mmで正の屈折力の第1レンズ群L1、開口絞りSP、合成焦点距離が33.3mmで正の屈折力の第2レンズ群L2よりなっている。
定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
[数値実施例1]
単位 mm
面番号 R D Nd νd 光線有効径
1 20.432 3.44 1.83481 42.7 18.66
2 209.304 1.20 1.62004 36.3 17.29
3 12.815 0.44 14.90
4 14.204 2.39 1.83481 42.7 14.94
5 17.605 2.83 14.19
6(絞り) ∞ 3.35 12.95
7 -14.284 1.00 1.72825 28.5 14.02
8 456.136 2.28 1.83481 42.7 15.26
9 -29.737 0.32 15.72
10 -105.914 2.75 1.83481 42.7 16.01
11* -20.244 37.99 16.31
像面 ∞
非球面
データ
円錐定数 4次の係数 6次の係数 8次の係数 10次の係数 12次の係数
K B C D E F
第11面
0.0000E+00 1.1494E-05 -4.6190E-08 1.2748E-09 -2.1883E-11 1.4551E-13
各種データ
焦点距離 45.00
Fno 2.80
ω 25.68
像高 21.64
レンズ構成長 20.00
レンズ全長 57.99
BF 37.99
入射瞳位置 9.46
射出瞳位置 -9.78
前側主点位置 12.08
後側主点位置 -7.01
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 1 101.29 7.47 -15.36 -17.11
2 6 54.44 9.7 13.26 7.74
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 26.900
2 2 -22.070
3 4 66.750
4 7 -19.000
5 8 33.510
6 10 29.550
接合レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -300.000
2 7 -49.826
単位 mm
面番号 R D Nd νd 光線有効径
1 38.185 3.07 1.83481 42.7 18.64
2 -93.918 1.20 1.53172 48.8 17.40
3 13.191 2.20 13.62
4 15.211 2.01 1.69680 55.5 13.34
5 28.380 2.33 13.02
6(絞り) ∞ 5.12 12.84
7 -11.637 1.00 1.69895 30.1 12.47
8 132.356 3.35 1.83481 42.7 13.78
9 -18.087 0.15 14.44
10* -39.511 3.08 1.58313 59.4 15.17
11 -15.371 39.00 16.50
像面 ∞
非球面
データ
円錐定数 4次の係数 6次の係数 8次の係数 10次の係数 12次の係数
K B C D E F
第10面
0.0000E+00 -3.4255E-05 4.6012E-08 -2.0635E-09 1.3485E-11 0.0000E+00
各種データ
焦点距離 39.00
Fno 2.80
ω 29.02
像高 21.64
レンズ構成長 23.50
レンズ全長 62.50
BF 39.00
入射瞳位置 9.01
射出瞳位置 -16.10
前側主点位置 20.40
後側主点位置 0.00
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 1 117.49 8.47 -1.81 -7.58
2 6 45.5 12.7 16.01 8.6
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 32.870
2 2 -21.670
3 4 44.280
4 7 -15.260
5 8 19.260
6 10 41.210
接合レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -76.465
2 7 -160.098
単位 mm
面番号 R D Nd νd 光線有効径
1 31.110 2.71 1.81600 46.6 20.00
2 64.750 1.20 1.48749 70.2 18.32
3* 8.834 1.58 13.99
4 10.683 5.01 1.51823 58.9 13.36
5 49.751 2.23 11.83
6(絞り) ∞ 4.32 11.58
7 -10.553 2.22 1.84666 23.8 11.31
8 -31.837 1.82 1.77250 49.6 12.90
9 -19.871 0.35 13.54
10 -127.701 3.57 1.77250 49.6 15.60
11* -14.960 38.01 16.82
像面 ∞
円錐定数 4次の係数 6次の係数 8次の係数 10次の係数 12次の係数
K B C D E F
第3面
0.0000E+00 -9.3583E-05 2.6056E-06 -1.2162E-07 1.9474E-09 -1.5434E-11
第11面
0.0000E+00 4.2878E-05 -7.3591E-07 2.1396E-08 -2.4980E-10 1.1415E-12
各種データ
焦点距離 35.00
Fno 2.80
ω 31.72
像高 21.64
レンズ構成長 25.00
レンズ全長 63.01
BF 38.01
入射瞳位置 10.29
射出瞳位置 -16.86
前側主点位置 22.96
後側主点位置 3.01
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 1 130.29 10.5 -1.42 -8.51
2 6 38.11 12.27 15.8 10.14
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 70.810
2 2 -21.130
3 4 25.150
4 7 -19.580
5 8 64.190
6 10 21.640
接合レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -32.559
2 7 -31.298
単位 mm
面番号 R D Nd νd 光線有効径
1 23.016 2.10 1.80400 46.6 20.00
2 31.381 1.20 1.72916 54.7 19.83
3* 8.695 5.15 14.40
4 12.971 2.69 1.57501 41.5 12.88
5 148.422 4.15 12.35
6(絞り) ∞ 5.11 12.12
7 -11.338 1.00 1.84666 23.8 11.92
8 -38.142 2.02 1.77250 49.6 13.02
9 -18.778 0.15 13.69
10 -236.118 3.42 1.69350 53.2 14.47
11* -13.763 38.00 15.62
像面 ∞
非球面
データ
円錐定数 4次の係数 6次の係数 8次の係数 10次の係数 12次の係数
K B C D E F
第3面
0.0000E+00 -5.0785E-05 -1.1153E-06 -1.4349E-08 5.4826E-10 -9.8501E-12
第11面
0.0000E+00 4.9467E-05 -8.6411E-08 1.3298E-08 -2.1686E-10 1.3404E-12
各種データ
焦点距離 28.00
Fno 2.80
ω 37.69
像高 21.64
レンズ構成長 27.00
レンズ全長 65.00
BF 38.00
入射瞳位置 11.02
射出瞳位置 -16.44
前側主点位置 24.62
後側主点位置 10.00
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 1 626.17 11.15 95.6 101.95
2 6 33.26 11.7 13.48 6.23
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 96.590
2 2 -16.870
3 4 24.540
4 7 -19.390
5 8 45.800
6 10 20.940
接合レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -21.783
2 7 -37.814
L11 正レンズL11 L12 負レンズL12 L13 正レンズL13
OA 光軸 SP 開口絞り IP 像面 d d線
g g線 C C線 F F線 ΔM メリディオナル像面
ΔS サジタル像面
Claims (9)
- 物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第2レンズ群から構成される光学系において、
前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第11レンズと負の屈折力の第12レンズを接合した接合レンズLp1、メニスカス形状の正の屈折力の第13レンズからなり、前記第11レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれn11、νd11、前記第12レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれn12、νd12、前記接合レンズLp1の焦点距離をfp1、前記光学系の全系の焦点距離をf、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
0.075≦(n11−n12)
0.20<(νd11/νd12)<1.30
−10.0<fp1/f<−0.2
2.0<f1/f<25.0
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。 - 物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第2レンズ群から構成される光学系において、
前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第11レンズと負の屈折力の第12レンズを接合した接合レンズLp1、メニスカス形状の正の屈折力の第13レンズからなり、
前記第2レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第21レンズと正の屈折力の第22レンズを接合した接合レンズLp2、メニスカス形状の正の屈折力の第23レンズからなり、
前記第11レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれn11、νd11、前記第12レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれn12、νd12、前記接合レンズLp1の焦点距離をfp1、前記光学系の全系の焦点距離をfとするとき、
0.030<(n11−n12)
0.20<(νd11/νd12)<1.30
−10.0<fp1/f<−0.2
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。 - 前記第21レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれn21、νd21、前記第22レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれn22、νd22とするとき、
−0.10<(n22−n21)<0.15
1.20<(νd22/νd21)<2.50
なる条件式を満足することを特徴とする請求項2に記載の光学系。 - 前記接合レンズLp2の焦点距離をfp2とするとき、
−5.00<fp2/f<−0.20
なる条件式を満足することを特徴とする請求項2または3に記載の光学系。 - フォーカシングに際して前記光学系の全体が移動し、無限遠物体に合焦しているときの前記光学系のバックフォーカスをBFとするとき、
0.8<BF/f<1.5
なる条件式を満足することを特徴する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光学系。 - フォーカシングに際して前記光学系の全体が移動し、無限遠物体に合焦しているときの前記光学系のバックフォーカスをBF、前記光学系のレンズ構成長をLtotとするとき、0.50<Ltot/BF<0.72
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光学系。 - 前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、
1.00<f2/f<1.40
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至6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7のいずれか1項に記載の光学系。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の光学系と、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。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011288116A JP5858779B2 (ja) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | 光学系及びそれを有する光学機器 |
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