JP5932444B2 - 光学系及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents

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本発明は光学系に関し、例えば銀塩フィルム用カメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置として、この他、望遠鏡、双眼鏡、プロジェクタ、複写機等の光学機器に好適な光学系に関するものである。
従来より全系が小型でFナンバーの明るく、バックフォーカスが長い撮像用の光学系に開口絞りに対して正の屈折力のレンズユニットを略対称型に配置した所謂ガウス型の光学系が知られている(特許文献1)。ガウス型の光学系は開口絞りに対して略対称にレンズユニットを配置することでコマ収差やディストーションや倍率色収差などの非対称性の収差を低減している。
またガウス型の光学系において開口絞りを含む前群と、開口絞りよりも像側に配置した正又は負の屈折力の後群の双方を互いに異なった移動軌跡で移動させてフォーカシングを行い、フォーカシングに伴う収差変動を軽減した光学系が知られている(特許文献2)。
特開2010−72359号公報 特開2009−251399号公報
近年、撮像用の光学系は全系の更なる小型化及び画面全体にわたり高い光学性能を有すること等が求められている。開口絞りに対し略対称型の光学系で全系の小型化を図りつつ、フォーカシングに際しての収差変動が少なく、かつ高い光学性能を得るには、開口絞りの前後のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。この他、高い光学性能を得るには、軸上色収差や倍率色収差等の色収差を良好に補正することが重要になってくる。
略対称型のガウス型の光学系は、大口径比化及び小型化が比較的容易でフォーカシングに際しての収差変動も少なく、しかも画面全体にわたり高い光学性能を得るのが容易である。ガウス型光学系においては開口絞りを含む各レンズユニットやフォーカシングレンズ群の構成、そして各レンズの材料等を適切に設定するのが重要になってくる。これらの要素が不適切であると小型化を図りつつフォーカシングに際しての色収差を含む諸収差の変動を軽減しつつ高い光学性能を得るのが困難になってくる。
本発明は、フォーカシングに際しての色収差を含む諸収差の変動が少なく無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般にわたり高い光学性能が得られる光学系及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
本発明の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングのために物体側へ移動する正の屈折力の第1レンズユニット、正又は負の屈折力の第2レンズユニットより構成され、前記第1レンズユニットは物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力のレンズユニット1a、開口絞り、正の屈折力のレンズユニット1bからなり、前記レンズユニット1aおよびレンズユニット1bの焦点距離を各々f1a、f1b、全系の焦点距離をf、無限遠物体にフォーカスしているときのFナンバーをFno、最も像側のレンズ面から像面までの距離をBf、無限遠物体にフォーカスしているときの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離をLT、前記第2レンズユニットの焦点距離をf2とするとき、
0.8<f1a/f<5.0
0.4<f1b/f<2.5
1.6<f1a/f1b<2.8
0.20<Bf/f<0.75
0.2<Fno×Bf/LT<1.9
7.0<|f2/f|
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、フォーカシングに際しての色収差を含む諸収差の変動が少なく無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般にわたり高い光学性能が得られる光学系が得られる。
実施例1の無限遠物体の合焦状態における光学系の断面図である。 実施例1の無限遠物体の合焦状態における収差図である。 実施例2の無限遠物体の合焦状態における光学系の断面図である。 実施例2の無限遠物体の合焦状態における収差図である。 実施例3の無限遠物体の合焦状態における光学系の断面図である。 実施例3の無限遠物体の合焦状態における収差図である。 実施例4の無限遠物体の合焦状態における光学系の断面図である。 実施例4の無限遠物体の合焦状態における収差図である。 実施例5の無限遠物体の合焦状態における光学系の断面図である。 実施例5の無限遠物体の合焦状態における収差図である。 本発明の撮像装置の要部概略図である。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。本発明の光学系は、物体側から像側へ順に、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングのために物体側へ移動する正の屈折力の第1レンズユニット、正又は負の屈折力の第2レンズユニットより構成されている。そして第1レンズユニットは物体側より像側へ順に、正の屈折力のレンズユニット1a、開口絞り、正の屈折力のレンズユニット1bからなっている。
図1は実施例1の光学系が無限遠物体に合焦した時のレンズ断面図である。図2(a)、(b)、(c)はそれぞれ実施例1の光学系が無限遠物体に合焦しているとき、結像倍率0.25倍、結像倍率0.50における収差図である。図3は実施例2の光学系が無限遠物体に合焦した時のレンズ断面図である。図4(a)、(b)、(c)はそれぞれ実施例2の光学系が無限遠物体に合焦しているとき、結像倍率0.25倍、結像倍率0.50における収差図である。
図5は実施例3の光学系が無限遠物体に合焦した時のレンズ断面図である。図6(a)、(b)、(c)はそれぞれ実施例3の光学系が無限遠物体に合焦しているとき、結像倍率0.25倍、結像倍率0.50における収差図である。図7は実施例4の光学系が無限遠物体に合焦した時のレンズ断面図である。図8(a)、(b)、(c)はそれぞれ実施例4の光学系が無限遠物体に合焦しているとき、結像倍率0.25倍、結像倍率0.50における収差図である。
図9は実施例5の光学系が無限遠物体に合焦した時のレンズ断面図である。図10(a)、(b)、(c)はそれぞれ実施例5の光学系が無限遠物体に合焦しているとき、結像倍率0.25倍、結像倍率0.50における収差図である。図11は本発明の撮像装置の要部概略図である。
各実施例の光学系は、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩フィルムカメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において左方が物体側(前方)、右方が像側(後方)である。なお、各実施例の光学系をプロジェクタ等の投射レンズとして用いるときは左方が投射面(スクリーン)側、右方が投射面に投射される原画側である。
レンズ断面図においてiは物体側からのレンズの順番を示し、Liは第iレンズユニットである。SPは開口絞りである。IPは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いたときは固体撮像素子の撮像面、銀塩フィルムカメラに用いたときはフィルム面に相当する感光面が配置される。
各実施例の光学系は、物体側から像側に順に、正の屈折力の第1レンズユニットL1、正又は負の屈折力の第2レンズユニットL2を有する。ここでレンズユニットとはフォーカシングにより一体となり光軸方向の間隔が変化するレンズ群を意味する。なお、光学防振のために光軸に対して直交する方向にシフトするレンズ群もレンズユニットと取り扱ってもよい。
第1レンズユニットL1は物体側より像側へ順に、正の屈折力のレンズユニットL1a、開口絞りSP、正の屈折力のレンズユニットL1bを有している。第1レンズユニットL1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て、矢印の如く物体側へ繰り出す。尚、フォーカシングに際して第1レンズユニットL1の部分レンズ群であるレンズユニット1a及びレンズユニット1bの間隔を変化させるようにフローティング構成としても良い。
各実施例においてレンズユニットL1a及びレンズユニットL1bの焦点距離を各々f1a、f1b、全系の焦点距離をfとする。このとき、以下の条件式を満足する。
0.8<f1a/f<5.0 ・・・(1)
0.4<f1b/f<2.5 ・・・(2)
1.6<f1a/f1b<2.8 ・・・(3)
条件式(1)乃至(3)は光学系の基本構成に関し、光学系の小型化を図るためのものである。条件式(1)及び(2)の下限を下回ると開口絞りSPに対して略対称のレンズ構成でなくなり、コマ収差やディストーションなどの諸収差が多く発生し、これらの補正が困難となる。条件式(1)及び(2)の上限を上回ると光学系の小型化が困難となる。
条件式(3)の下限を下回ると光学系の対称性により補正しているコマ収差やディストーションが多く発生し、これらの補正が困難となる。条件式(3)の上限を上回るとレンズ全長(第1レンズ面から像面までの距離)が比較的長くなり光学系の小型化が困難となる。好ましくは条件式(1)及び(2)を以下の数値範囲の如く設定するのが良い。
1.2<f1a/f<4.0 ・・・(1a)
0.5<f1b/f<2.2 ・・・(2a)
さらに望ましくは条件式(1a)、(2a)を以下の数値範囲とするのがよい。
1.4<f1a/f<3.5 ・・・(1b)
0.6<f1b/f<1.8 ・・・(2b)
さらに望ましくは条件式(1b)、(2b)を以下の数値範囲とするのがよい。
1.6<f1a/f<3.0 ・・・(1c)
0.7<f1b/f<1.5 ・・・(2c)
好ましくは条件式(3)を以下の数値範囲とすることが望ましい。
1.6<f1a/f1b<2.75 ・・・(3a)
さらに望ましくは条件式(3a)を以下の数値範囲とするのがよい。
1.6<f1a/f1b<2.7 ・・・(3b)
さらに望ましくは条件式(3b)を以下の数値範囲とするのがよい。
1.9<f1a/f1b<2.6 ・・・(3c)
レンズユニットL1aは像側のレンズ面が凹形状の負レンズLn1aを有し、レンズユニットL1bは物体側のレンズ面が凹形状の負レンズLn1bを有している。各実施例において負レンズLn1aの像側のレンズ面の曲率半径をRn1a、負レンズLn1bの物体側のレンズ面の曲率半径をRn1bとする時、以下の条件式(4)及び(5)を満足するのが好ましい。
0.05<|Rn1a/f|<0.80 ・・・(4)
0.05<|Rn1b/f|<0.80 ・・・(5)
各実施例の光学系は開口絞りSPに対して略対称なレンズ構成をとっており、開口絞りSPに対して凹形状を向けた負レンズLn1a、Ln1bにより主にコマ収差を補正している。条件式(4)及び条件式(5)が上限を上回ると、コマ収差が補正不足となる。また下限を下回ると球面収差を含む諸収差が補正過剰となり、特に球面収差等を低減することが困難となる。
好ましくは条件式(4)及び(5)を以下の数値範囲の如く設定するのが望ましい。
0.10<|Rn1a/f|<0.75 ・・・(4a)
0.10<|Rn1b/f|<0.75 ・・・(5a)
さらに望ましくは条件式(4a)、(5a)を以下の数値範囲とするのがよい。
0.15<|Rn1a/f|<0.70 ・・・(4b)
0.15<|Rn1b/f|<0.70 ・・・(5b)
各実施例において、最も像側のレンズ面から像面までの距離(レンズバック)をBfとするとき、以下の条件式を満足することが望ましい。
0.20<Bf/f<0.75 ・・・(6)
条件式(6)は光学系の小型化を図りつつ高い光学性能を実現するためのものである。条件式(6)の下限を下回ると全系の焦点距離fに対してレンズバックBfが相対的に短くなり、略対称なレンズ構成により補正しているディストーションなどの諸収差の補正が困難となる。条件式(6)の上限を上回ると全系の焦点距離fに対してレンズバックBfが相対的に長くなり、略対称なレンズ構成により補正しているディストーションなどの諸収差の補正が困難となる。好ましくは条件式(6)を以下の数値範囲とすることが望ましい。
0.30<Bf/f<0.70 ・・・(6a)
さらに望ましくは条件式(6)を以下の数値範囲とするのがよい。
0.38<Bf/f<0.64 ・・・(6b)
無限遠物体に合焦しているときの光学系のFナンバーをFno、光学系の最も物体側のレンズ面(第1レンズ面)から最も像側のレンズ面までの距離(レンズ構成長)をLTとするとき、以下の条件式を満足することが望ましい。
0.2<Fno×Bf/LT<1.9 ・・・(7)
明るい光学系においては収差補正の制約が比較的多く、特に球面収差や色収差などの諸収差を良好に低減することが困難となる。条件式(7)は全系の小型化を図りつつ、高い光学性能の光学系を実現するためのものである。条件式(7)の下限を下回るとレンズ構成長LTに対してレンズバックBfが相対的に短くなり、略対称なレンズ構成により補正しているディストーションなどの諸収差の補正が困難となる。条件式(7)の上限を上回るとレンズ構成長LTに対してレンズバックBfが相対的に長くなり、略対称なレンズ構成により補正しているディストーションなどの諸収差の補正が困難となる。
好ましくは条件式(7)を以下の数値範囲とすることが望ましい。
0.30<Fno×Bf/LT<1.75 ・・・(7a)
さらに望ましくは条件式(7a)を以下の数値範囲とするのがよい。
0.40<Fno×Bf/LT<1.60 ・・・(7b)
第1レンズユニットL1よりも像側に配置された正又は負の屈折力の第2レンズユニットL2の焦点距離をf2とするとき、以下の条件式を満足することが望ましい。
7.0<|f2/f| ・・・(8)
第1レンズユニットL1よりも像側に第2レンズユニットL2を配置することでフォーカシングに際しての球面収差等の諸収差の変動を低減している。条件式(8)の下限を下回るとレンズ構成の対称性が崩れてしまい、第1レンズユニットL1において球面収差やコマ収差などの諸収差を補正することが困難となる。第2レンズユニットL2はパワーが小さい又は殆どない光学素子より構成して収差補正用として用いても良い
ナンバーが比較的明るい(Fナンバーが小さい)光学系において、合焦していない被写体での色フレアを抑制するためには特に軸上色収差を良好に低減する必要がある。また、色収差は2次スペクトルを考慮して可視域全域で良好に低減することが好ましい。
このとき、第1レンズユニットL1は1以上の正の屈折力の光学素子を有し、1以上の正の屈折力の光学素子のうちの1つの光学素子Lpの焦点距離をfpとする。光学素子Lpの材料のg線とF線に関する異常部分分散性をΔθgFpとする。このとき、以下の条件式を満足することが望ましい。
0.1<f/fp<3.0 ・・・(9)
0.0<ΔθgFp<0.3 ・・・(10)
いま、波長λの光線に関する屈折率をnλとし、フラウンフォーファー線であるg線(435.8nm)、F線(486.1nm)、d線(587.6nm)およびC線(656.3nm)に関する屈折率をそれぞれng、nF、nd、nCとする。d線に関する材料のアッベ数νd、g線とF線に関する材料の部分分散比θgFはそれぞれ以下で表される。
νd=(nd−1)/(nF−nC)
θgF=(ng−nF)/(nF−nC)
また、異常部分分散性ΔθgFはg線とF線の異常分散性を表しており、g線とF線に関する部分分散比θgF及びd線に関するアッベ数νdを用いて以下の式で表す。
ΔθgF=θgF−(−1.665×10−7νd+5.213×10−5νd
−5.656×10−3νd+0.7278)
条件式(9)の下限を下回ると光学素子Lpによる色収差補正効果が少なくなり、色収差の2次スペクトルの補正が不十分となる。条件式(9)の上限を上回ると色収差が補正過剰となり、像面湾曲等の諸収差が大きくなってしまい好ましくない。
条件式(10)の下限を下回ると色収差の2次スペクトルが残存してしまうため好ましくない。条件式(10)の上限を上回ると色収差の2次スペクトルが補正過剰となり高性能な光学系を得ることが困難となる。好ましくは条件式(9)及び(10)は色収差の2次スペクトルを低減することの観点から、以下の数値範囲とすることが望ましい。
0.2<f/fp<2.4 ・・・(9a)
0.002<ΔθgFp<0.200 ・・・(10a)
さらに望ましくは条件式(9a)、(10a)を以下の数値範囲とするのがよい。
0.3<f/fp<2.0 ・・・(9b)
0.004<ΔθgFp<0.100 ・・・(10b)
さらに望ましくは条件式(9)及び(10)を以下の数値範囲とするとよい。
0.4<f/fp<1.6 ・・・(9c)
0.008<ΔθgFp<0.05 ・・・(10c)
また色収差補正の観点から前記第1レンズユニットL1は1以上の正の屈折力の光学素子を有する。1以上の正の屈折力の光学素子のうちの1つの光学素子LpHの焦点距離をfpH、光学素子LpHの材料のd線に関するアッベ数をνdpHとする。光学素子LpHの材料のg線とF線に関する異常部分分散性をΔθgFpHとする時、以下の条件を満足することが望ましい。
0.005<f/fpH<1.600 ・・・(11)
0.0272<ΔθgFpH<0.5000 ・・・(12)
3<νdpH<60 ・・・(13)
条件式(11)の下限を下回ると光学素子LpHによる色収差の補正効果が少なくなり、色収差の2次スペクトルの補正が不十分となる。条件式(11)の上限を上回ると色収差が補正過剰となり、像面湾曲等の諸収差が大きくなってしまい好ましくない。条件式(12)の下限を下回ると色収差の2次スペクトルが残存してしまうため好ましくない。条件式(12)の上限を上回ると色収差の2次スペクトルが補正過剰となり高性能な光学系を得ることが困難となる。
光学素子LpHを比較的高分散の材料で構成する場合、相対的に小さい屈折力の変化で色収差を大きく変化させることができる。これによれば球面収差やコマ収差などの諸収差への影響を相対的に小さくして色収差をコントロールすることが容易となるため好ましい。条件式(13)の下限を下回る場合には相対的に屈折力の変化に対する色収差の変化量が大きくなりすぎてしまいレンズ形状の敏感度が過度に高くなるため好ましくない。また色収差の1次スペクトルを補正することが困難となるため好ましくない。
条件式(13)の上限を上回る場合には相対的に大きな屈折力で色収差をコントロールすることになり、諸収差と色収差をバランス良く補正することが困難となる。好ましくは条件式(11)、(12)、(13)は色収差の2次スペクトル低減の観点から、以下の数値範囲とすることが望ましい。
0.01<f/fpH<1.25 ・・・(11a)
0.03<ΔθgFpH<0.45 ・・・(12a)
5<νdpH<50 ・・・(13a)
さらに望ましくは条件式(11a)、(12a)、(13a)を以下の数値範囲とするのがよい。
0.02<f/fpH<1.10 ・・・(11b)
0.04<ΔθgFpH<0.40 ・・・(12b)
10<νdpH<45 ・・・(13b)
さらに望ましくは条件式(11b)、(12b)、(13b)を以下の数値範囲とするのがよい。
0.03<f/fpH<1.00 ・・・(11c)
0.05<ΔθgFpH<0.30 ・・・(12c)
14<νdpH<40 ・・・(13c)
[実施例1]
図1に示す実施例1(数値実施例1)の光学系は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズユニットL1と、負の屈折力の第2レンズユニットL2から構成されている。第1レンズユニットL1は物体側より像側へ順に、正の屈折力のレンズユニットL1a、開口絞りSP、正の屈折力のレンズユニットL1bから構成されている。無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、第1レンズユニットL1は矢印の如く物体側へ移動する。
このとき、レンズユニットL1aとレンズユニットL1bの双方の間隔が変化するように移動するフローティング構成とすることでフォーカシングに際しての諸収差の変動を低減している。これにより結像倍率0.5倍の近距離撮影が容易な光学系を実現している。
本実施例では開口絞りSPよりも物体側に条件式(9),(10)を満足する光学素子Lpを配置している。これによれば色収差を始めとする諸収差を良好に低減することが容易となる。また、開口絞りSPよりも像側に条件式(11)乃至(13)を満足する光学素子LpHを配置している。これによれば特に色収差を良好に低減することが容易となる。
光学素子LpHを構成する材料としては、樹脂や固体材料に無機酸化物の微粒子を混合した材料などがある。無機酸化物微粒子の混合体の場合には、例えばTiO2微粒子、ITO(Indium−Tin−Oxide)微粒子を固体材料中に適切な体積比で分散させれば良い。
散乱を考慮するとこれらの微粒子の粒径は2nmから50nmが好ましく、凝集を抑えるために分散剤等を添加してもよい。微粒子を分散させた混合体において、波長λでの屈折率n(λ)はMaxwell−Garnet理論に基づく関係式から導き出すことができる。

但し、波長λの関数であるεavは混合体の比誘電率、εpは分散する微粒子等の比誘電率であり、εmは微粒子等を分散させる母材の比誘電率であり、ηは母材の体積に対する微粒子等の総体積の分率である。各波長における混合体の比誘電率から屈折率は以下の式を用いて計算することができる。

なお、条件式(1)乃至(13)を満足すれば製法および材料は上述したものに限定されない。
本実施例の光学素子LpHには、UV硬化性の(メタ)アクリルモノマー1にTiO2微粒子を体積比25%で分散させた混合体を用いている。表1に各実施例に用いた材料及び光学素子LpHの光学特性を示す。
[実施例2]
図3に示す実施例2(数値実施例2)の光学系のレンズ構成は図1の実施例1と略同じである。本実施例において開口絞りSPよりも像側に配置した条件式(11)乃至(13)を満足する光学素子LpHにはUV硬化性の(メタ)アクリルモノマー2を用いている。これによれば特に色収差を良好に低減することが容易となる。
[実施例3]
図5に示す実施例3(数値実施例3)の光学系は物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズユニットL1と、正の屈折力の第2レンズユニットL2から構成されている。。フォーカスの構成については図1の実施例1と略同じである。
本実施例は実施例1に比べて、開口絞りSPよりも像側にのみ条件式(11)乃至(13)を満足する光学素子LpHを配置している点が異なっている。光学素子LpHにはUV硬化樹脂1にTiO2微粒子を体積比8%で分散させた混合体を用いている。これによれば特に色収差を良好に低減することが容易となる。
[実施例4]
図7に示す実施例4(数値実施例4)の光学系のレンズ構成は図5の実施例3と略同じである。
本実施例は実施例1に比べて開口絞りSPよりも像側にのみ条件式(9)、(10)を満足する光学素子Lpを配置している点が異なっている。この他、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスのために、第1レンズユニットL1は物体側へと移動するが、このときレンズユニットL1aとレンズユニットL1bは一体となって移動する。これにより結像倍率0.5倍の近距離撮影が可能な光学系を実現している点が異なっている。
本実施例では開口絞りSPよりも像側に配置した条件式(9)、(10)を満足する光学素子Lpによってフォーカシングに際しての色収差をはじめとする諸収差の変動を良好に低減することを容易にしている。
[実施例5]
図9に示す実施例5(数値実施例5)の光学系のレンズ構成は、図7の実施例3と略同じである。
本実施例は実施例1に比べて条件式(9)、(10)を満足する光学素子Lpや条件式(11)乃至(13)を満足する光学素子LpHを用いている点が異なっている。この他、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスのために、第1レンズユニットL1は物体側へと移動するが、このとき、レンズユニットL1aとレンズユニットL1bは一体となって移動する。これにより結像倍率0.5倍の近距離撮影が可能な光学系を実現している点が異なっている。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
次に本発明の光学系を撮影光学系として用いたスチルカメラの実施形態について図11を用いて説明する。図11において、10はスチルカメラ本体、11は本発明の光学系によって構成された撮影光学系、12は撮影光学系11によって形成される像を受光する撮像素子(固体撮像素子)ある。
この様に本発明の光学系をスチルカメラ等の撮像装置に適用する事により、高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。なお、固体撮像素子にCCD等の電子撮像素子を用いれば、電子的に歪曲収差や色収差等の諸収差の補正をする事ができ、出力画像を高画質化する事が容易になる。また本発明の光学系はクイックリターンミラーのないノンフレックスの一眼カメラにも適用することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
次に本発明の実施例1乃至5に対応する数値実施例1乃至5を示す。各数値実施例において、iは物体側からの光学面の順序を示す。riは物体側より順に第i番目の光学面(第i面)の曲率半径である。diは第i面と第i+1面との間の間隔である。niとνiはそれぞれd線に対する第i番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。
また、非球面形状は、Xを光軸方向の面頂点からの変位量とし、hを光軸に直交する方向の光軸からの高さとし、rを近軸曲率半径とし、kを円錐定数とし、B,C,D,E,…を各次数の非球面係数とするとき以下のように表す。

なお、各数値における「E±XX」は「×10±XX」を意味する。BFは最終面から像面までの距離(バックフォーカス)である。×0.25、×0.5は撮像倍率が0.25倍、0.5倍を表す。レンズ全長は無限遠物体にフォーカスしているときの第1レンズ面から像面までの距離である。
数値実施例1
面番号 r d nd νd
1 49.847 3.19 1.71300 53.9
2 1199.862 0.15
3(Lp) 19.591 3.99 1.59522 67.7
4 47.727 0.25
5(Ln1a) 51.490 1.20 1.53172 48.8
6 15.076 5.42
7(絞り) ∞ (可変)
8(Ln1b) -19.299 1.59 1.72047 34.7
9 27.824 6.28 1.80400 46.6
10 -23.689 2.53
11 -17.693 1.66 1.69895 30.1
12(LpH) 100.797 0.87 1.69934 26.4
13 -337.317 3.30 1.83481 42.7
14 -27.763 0.15
15* 177.831 2.90 1.80400 46.6
16 -44.661 (可変)
17 38.954 4.98 1.58313 59.4
18 -55.255 2.20
19 -41.604 1.17 1.56732 42.8
20 37.112 17.32
像面 ∞

非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 B=-4.29965e-006 C= 4.42378e-008 D=-5.23926e-010
E= 3.14780e-012 F=-7.51205e-015

各種データ
焦点距離 36.00
Fナンバー 1.45
半画角(度) 20.78
像高 13.66
レンズ全長 67.20
BF 17.32

無限遠 x0.25 x0.5
d 7 4.85 7.35 5.91
d16 1.19 12.00 23.36

レンズユニットデータ
群 始面 焦点距離
1a 1 81.41
1b 8 38.05
2 17 -1256.38
数値実施例2
面番号 r d nd νd
1 39.433 2.83 1.72916 54.7
2 281.196 0.15
3(Lp) 18.518 4.27 1.49700 81.5
4 42.242 0.17
5(Ln1a) 42.828 1.18 1.51742 52.4
6 14.224 5.52
7(絞り) ∞ (可変)
8(Ln1b) -18.831 1.08 1.72047 34.7
9 21.511 6.53 1.80400 46.6
10 -23.161 2.06
11 -17.544 1.28 1.69895 30.1
12(LpH) 46.103 1.27 1.63429 23.3
13 -3465.813 3.56 1.83481 42.7
14 -26.089 0.15
15* 131.720 2.63 1.80400 46.6
16 -55.435 (可変)
17 35.765 4.64 1.58313 59.4
18 -56.187 2.11
19 -42.552 1.15 1.56732 42.8
20 34.975 17.38
像面 ∞

非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 B=-3.48818e-006 C= 4.64092e-008 D=-5.55436e-010
E= 3.41931e-012 F=-8.48042e-015

各種データ
焦点距離 36.00
Fナンバー 1.45
半画角(度) 20.78
像高 13.66
レンズ全長 63.38
BF 17.38

無限遠 x0.25 x0.5
d 7 4.60 7.33 5.90
d16 0.80 11.86 23.62

レンズユニットデータ
群 始面 焦点距離
1a 1 78.74
1b 8 38.87
2 17 -6597.19
数値実施例3
面番号 r d nd νd
1 91.893 3.92 1.71300 53.9
2 -331.055 0.21
3 27.286 6.66 1.77250 49.6
4 68.390 1.06
5(Ln1a) 128.043 2.14 1.60342 38.0
6 18.740 6.88
7(絞り) ∞ (可変)
8(Ln1b) -26.954 1.87 1.63980 34.5
9 -362.180 4.49 1.80400 46.6
10 -29.588 3.50
11 -21.118 2.05 1.69895 30.1
12(LpH) 72.620 3.14 1.57934 38.1
13 -64.625 2.65 1.83481 42.7
14 -38.440 0.18
15* 1012.543 5.02 1.80400 46.6
16 -36.330 (可変)
17 61.822 4.56 1.58313 59.4
18 -72.521 2.20
19 -61.806 1.69 1.56732 42.8
20 83.541 27.55
像面 ∞

非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 B=-8.61550e-007 C= 4.57440e-009 D=-3.32546e-011
E= 1.42177e-013 F=-2.38757e-016

各種データ
焦点距離 51.00
Fナンバー 1.45
半画角(度) 14.99
像高 13.66
レンズ全長 87.56
BF 27.55

無限遠 x0.25 x0.5
d 7 5.28 4.76 4.91
d16 2.50 19.78 36.97

レンズユニットデータ
群 始面 焦点距離
1a 1 137.21
1b 8 53.66
2 17 418.59
数値実施例4
面番号 r d nd νd
1 34.866 3.50 1.77250 49.6
2 480.762 0.15
3 20.295 3.58 1.83481 42.7
4 37.308 0.92
5(Ln1a) 74.198 1.65 1.68893 31.1
6 13.790 5.97
7(絞り) ∞ 4.54
8(Ln1b) -13.103 1.56 1.72825 28.5
9(Lp) -90.888 4.29 1.59282 68.6
10 -17.956 0.15
11 -195.138 2.88 1.88300 40.8
12 -26.616 0.15
13 40.874 1.41 1.80400 46.6
14 53.620 (可変)
15 77.083 2.97 1.58913 61.1
16 -43.430 1.69
17 -35.296 1.06 1.53172 48.8
18 117.415 18.30
像面 ∞

各種データ
焦点距離 36.04
Fナンバー 1.45
半画角(度) 20.76
像高 13.66
レンズ全長 56.58
BF 18.30

無限遠 x0.25 x0.5
d14 1.80 12.89 23.99

レンズユニットデータ
群 始面 焦点距離
1a 1 90.96
1b 8 36.97
2 15 413.62
数値実施例5
面番号 r d nd νd
1 32.132 3.31 1.71300 53.9
2 88.899 0.39
3 21.232 4.09 1.83481 42.7
4 56.633 0.94
5(Ln1a) 63.897 1.10 1.68893 31.1
6 13.652 6.29
7(絞り) ∞ 9.50
8(Ln1b) -13.887 1.10 1.66680 33.0
9 -384.217 4.54 1.77250 49.6
10 -17.584 0.30
11 211.417 2.22 1.80400 46.6
12 -69.002 (可変)
13 55.063 1.20 1.51633 64.1
14 27.452 2.00
15 44.658 2.57 1.53996 59.5
16 201.391 26.50
像面 ∞

各種データ
焦点距離 50.00
Fナンバー 1.80
半画角(度) 15.28
像高 13.66
レンズ全長 68.51
BF 26.50

無限遠 x0.25 x0.5
d12 2.45 14.95 27.45

レンズユニットデータ
群 始面 焦点距離
1a 1 105.27
1b 1 49.50
2 13 4224.35
L1 第1レンズユニット L1a レンズユニットL1a
L1b レンズユニットL1b L2 第2レンズユニット
SP 開口絞り

Claims (6)

  1. 物体側から像側へ順に配置された、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングのために物体側へ移動する正の屈折力の第1レンズユニット、正又は負の屈折力の第2レンズユニットより構成され、前記第1レンズユニットは物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力のレンズユニット1a、開口絞り、正の屈折力のレンズユニット1bからなり、前記レンズユニット1aおよびレンズユニット1bの焦点距離を各々f1a、f1b、全系の焦点距離をf、無限遠物体にフォーカスしているときのFナンバーをFno、最も像側のレンズ面から像面までの距離をBf、無限遠物体にフォーカスしているときの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離をLT、前記第2レンズユニットの焦点距離をf2とするとき、
    0.8<f1a/f<5.0
    0.4<f1b/f<2.5
    1.6<f1a/f1b<2.8
    0.20<Bf/f<0.75
    0.2<Fno×Bf/LT<1.9
    7.0<|f2/f|
    なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
  2. 前記レンズユニット1aは像側のレンズ面が凹形状の負レンズLn1aを有し、前記レンズユニット1bは物体側のレンズ面が凹形状の負レンズLn1bを有し、前記負レンズLn1aの像側のレンズ面の曲率半径をRn1a、前記負レンズLn1bの物体側のレンズ面の曲率半径をRn1bとするとき、
    0.05<|Rn1a/f|<0.80
    0.05<|Rn1b/f|<0.80
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1の光学系。
  3. 前記第1レンズユニットは1以上の正の屈折力の光学素子を有し、前記1以上の正の屈折力の光学素子のうちの1つの光学素子Lpの焦点距離をfp、前記光学素子Lpの材料のg線とF線に関する異常部分分散性をΔθgFpとするとき、
    0.1<f/fp<3.0
    0.0<ΔθgFp<0.5
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1または2の光学系。
  4. 前記第1レンズユニットは1以上の正の屈折力の光学素子を有し、前記1以上の正の屈折力の光学素子のうちの1つの光学素子LpHの焦点距離をfpH、前記光学素子LpHの材料のd線に関するアッベ数をνdpH、前記光学素子LpHの材料のg線とF線に関する異常部分分散性をΔθgFpHとするとき、
    0.005<f/fpH<1.600
    0.0272<ΔθgFpH<0.5000
    3<νdpH<60
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項の光学系。
  5. フォーカシングに際して前記レンズユニット1aと前記レンズユニット1bは双方の間隔が変化するように移動することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項の光学系。
  6. 請求項1乃至のいずれか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撮像する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
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