JP6569748B2 - 光学系、光学機器及び光学系の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、デジタルカメラ、フィルムカメラ、ビデオカメラ等の撮影光学系に最適な光学系に関する。
近年、コンパクトデジタルカメラのズームレンズでは、カメラ未使用時にレンズ鏡筒をカメラ内に格納する、いわゆる沈胴タイプのレンズ鏡筒がほとんどである。また、ズームレンズと同様に、カメラ未使用時にレンズ鏡筒がカメラ内に沈胴することが可能であり、広い画角を有し、無限遠物点に対して焦点距離が変化しない広角単焦点レンズが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
しかしながら、従来の単焦点の広角レンズは、十分な明るさを有しておらず、光学系全長も長い。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、小型で、高い光学性能を有する光学系、光学機器及び光学系の製造方法を提供することを目的とする。
このような目的を達成するため、第１の発明に係る光学系は、光軸に沿って最も物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、正の屈折力を有する第６レンズとを有する６枚または7枚構成の光学系であって、前記第１レンズは、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、次の条件式を満足する。
０．８８ ＜ Ｌ４Ｒ２／ｆ
−１．０００＜ (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ≦−０．８６０
但し、
Ｌ４Ｒ２：前記第４レンズの像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離、
Ｌ５Ｒ１：前記第５レンズの物体側面の曲率半径。
−１．０００＜ (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ≦−０．８６０
但し、
Ｌ４Ｒ２：前記第４レンズの像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離、
Ｌ５Ｒ１：前記第５レンズの物体側面の曲率半径。
第２の発明に係る光学系は、光軸に沿って最も物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、正の屈折力を有する第６レンズとを有する６枚または7枚構成の光学系であって、前記第１レンズは、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、前記第２レンズは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、前記第３レンズは、両凸形状の正レンズであり、次の条件式を満足する。
０．８８ ＜ Ｌ４Ｒ２／ｆ
−１．０００＜ (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ＜−０．５１０
但し、
Ｌ４Ｒ２：前記第４レンズの像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離、
Ｌ５Ｒ１：前記第５レンズの物体側面の曲率半径。
−１．０００＜ (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ＜−０．５１０
但し、
Ｌ４Ｒ２：前記第４レンズの像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離、
Ｌ５Ｒ１：前記第５レンズの物体側面の曲率半径。
第３の発明に係る光学系は、光軸に沿って最も物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、正の屈折力を有する第６レンズとを有する６枚または7枚構成の光学系であって、前記第１レンズは、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、前記第３レンズは、両凸形状の正レンズであり、前記第３レンズと前記第４レンズとが接合されており、次の条件式を満足する。
０．８８ ＜ Ｌ４Ｒ２／ｆ
−１．０００＜ (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ＜−０．５１０
但し、
Ｌ４Ｒ２：前記第４レンズの像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離、
Ｌ５Ｒ１：前記第５レンズの物体側面の曲率半径。
−１．０００＜ (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ＜−０．５１０
但し、
Ｌ４Ｒ２：前記第４レンズの像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離、
Ｌ５Ｒ１：前記第５レンズの物体側面の曲率半径。
本発明に係る光学機器は、上述の光学系のいずれかを搭載する。
本発明に係る光学系の製造方法は、光軸に沿って最も物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、正の屈折力を有する第６レンズとを有する６枚または7枚構成の光学系の製造方法であって、前記第１レンズは、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、以下の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを組み込む。
０．８８ ＜ Ｌ４Ｒ２／ｆ
−１．０００＜ (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ≦−０．８６０
但し、
Ｌ４Ｒ２：前記第４レンズの像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離、
Ｌ５Ｒ１：前記第５レンズの物体側面の曲率半径。
−１．０００＜ (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ≦−０．８６０
但し、
Ｌ４Ｒ２：前記第４レンズの像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離、
Ｌ５Ｒ１：前記第５レンズの物体側面の曲率半径。
本発明によれば、小型で、高い光学性能を有する光学系、光学機器及び光学系の製造方法を提供することができる。
以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態に係る光学系ＷＬは、図１に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、負の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５と、正の屈折力を有する第６レンズＬ６とを有し、次の条件式（１）を満足する。
０．８８ ＜ Ｌ４Ｒ２／ｆ …（１）
但し、
Ｌ４Ｒ２：第４レンズＬ４の像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離。
但し、
Ｌ４Ｒ２：第４レンズＬ４の像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離。
一般に、写真レンズなど撮像光学系の設計において、光学系の大きさを保ちながら、広画角化と大口径化を行うことは困難である。大口径になるほど、球面収差の補正、コマ収差と非点収差補正の両立は困難となる。また、光学系を大きくせずに広角化を行うと、球面収差と非点収差、各種色収差の補正を行うことが困難となる。
本実施形態に係る光学系ＷＬは、上記のように構成することにより、レンズ総厚（レンズ最前面からレンズ最終面までの距離）を短くし、カメラ未使用時にレンズ鏡筒がカメラ内に沈胴することが可能であり、カメラ未使用時のレンズ鏡筒が薄いことでカメラの薄型化を達成し、小型でありながら、Ｆｎｏが２．８程度と明るく、画角が７５°程度と広い画角を確保し、かつ、少ないレンズ枚数で球面収差、コマ収差および色収差を良好に補正することができる。
また、負の屈折力を有する第１レンズＬ１の像側に、正の屈折力を有するレンズ群を配置して、レトロフォーカスタイプにすることにより、小型でありながら、コマ収差や像面湾曲をはじめとする諸収差を抑え、広画角化を達成することができる。
上記条件式（１）は、第４レンズＬ４の像側面の曲率半径と、第４レンズＬ４の焦点距離の比率を規定するものである。本実施形態の光学系ＷＬは、条件式（１）を満足することにより、球面収差およびコマ収差を小さくすることができる。条件式（１）の下限値を下回り、かつ、Ｌ４Ｒ２が正の値をとる場合は、第４レンズＬ４の物体側面の曲率半径が小さくなり過ぎる。その結果、内向性コマ収差および歪曲収差は効果的に補正できるが、球面収差が補正過剰になり、これを補正することが困難になる。また、条件式（１）の下限値を下回り、かつ、Ｌ４Ｒ２が負の値をとる場合は、第４レンズＬ４の物体側面は正の屈折力となるため、上側コマ収差および歪曲収差の発生が大きくなり、これを補正することが困難になる。
本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式（１）の下限値を０．９０とすることが好ましい。本実施形態の効果を最大限に発揮するために、条件式（１）の下限値を０．９９とすることがより好ましい。
本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式（１）の上限値を８．６０とすることが好ましい。
本実施形態に係る光学系ＷＬは、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
−１．４５０＜(Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２)＜−０．３１０ …（２）
但し、
Ｌ５Ｒ１：第５レンズＬ５の物体側面の曲率半径。
但し、
Ｌ５Ｒ１：第５レンズＬ５の物体側面の曲率半径。
条件式（２）は、第４レンズＬ４の像側面と、第５レンズＬ５の物体側面との間に形成される、空気レンズのシェイプファクターを規定したものである。本実施形態の光学系ＷＬは、条件式（２）を満足することにより、小型でありながら、コマ収差および歪曲収差を良好に補正し、平坦な像面を得ることができる。条件式（２）の下限値を下回り、かつ、Ｌ４Ｒ２が負の値をとる場合は、Ｌ４Ｒ２は正の屈折力となるため、上側コマ収差および歪曲収差の発生が大きくなり、これを補正することが困難になる。条件式（２）の下限値を下回り、かつ、Ｌ５Ｒ１が正の値をとる場合は、Ｌ５Ｒ１は正の屈折力となるため、歪曲収差の発生が大きくなり、これを補正することが困難になる。また、ペッツバール和が大きくなりすぎるため平坦な像面を得ることも困難になる。また、条件式（２）が上限値を上回る場合は、第４レンズＬ４の物体側面の曲率半径が小さくなり過ぎる。その結果、内向性コマ収差および歪曲収差は効果的に補正できるが、球面収差が補正過剰になり、これを補正することが困難になる。
本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式（２）の下限値を−１．２００とすることが好ましい。本実施形態の効果を最大限に発揮するために、条件式（２）の下限値を−１．０００とすることがより好ましい。
本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式（２）の上限値を−０．５１０とすることが好ましい。
本実施形態に係る光学系ＷＬは、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
Ｌ３ｆ／ｆ ＜ ０．５６ …（３）
但し、
Ｌ３ｆ：第３レンズＬ３の焦点距離。
但し、
Ｌ３ｆ：第３レンズＬ３の焦点距離。
条件式（３）は、第３レンズＬ３の焦点距離を規定するものである。本実施形態の光学系ＷＬは、条件式（３）を満足することにより、小型でありながら、コマ収差および非点収差を良好に補正し、平坦な像面を得ることができる。条件式（３）の対応値が上限値を上回る場合は、第３レンズＬ３の正の屈折力が小さくなり過ぎる。これにより、レンズ系全体が大型化する。このとき、第２レンズＬ２の正の屈折力を大きくすることにより、小型化を達成することはできるが、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２で発生するコマ収差および非点収差が大きくなり過ぎて、レンズ全系での収差補正が困難になる。
本実施形態の効果をより確実なものとするために、条件式（３）の上限値を０．５３とすることが好ましい。本実施形態の効果を最大限に発揮するために、条件式（３）の上限値を０．４９とすることがより好ましい。
本実施形態に係る光学系ＷＬにおいて、第１レンズＬ１は、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであることが好ましい。この構成により、歪曲収差およびコマ収差を良好に補正することができる。
本実施形態に係る光学系ＷＬにおいて、最も像側に位置するレンズの像側面（図１では、第７レンズＬ７の像側面ｍ１３が該当）が非球面であることが好ましい。この構成により、軸外光線が光軸からの距離が遠い位置を通過する面が非球面となり、効果的な収差補正が可能となる。また、光軸から周辺にいくに従って屈折力が弱まるような非球面で構成
することにより、像面湾曲や非点収差を良好に補正し、レンズ全系の収差を良好に補正することができる。
することにより、像面湾曲や非点収差を良好に補正し、レンズ全系の収差を良好に補正することができる。
以上のような構成の本実施形態に係る光学系ＷＬによれば、カメラ未使用時にレンズ鏡筒がカメラ内に沈胴することが可能であり、小型で、広画角で、明るく、高い光学性能を有する光学系を実現することができる。また、沈胴収納状態でのレンズ鏡筒部分の厚み寸法を極力減らして、カメラの薄型化を達成することが可能となる。
図７及び図８に、上述の光学系ＷＬを備える光学機器として、デジタルスチルカメラＣＡＭ（光学機器）の構成を示す。このデジタルスチルカメラＣＡＭは、不図示の電源釦を押すと、撮影レンズ（光学系ＷＬ）の不図示のシャッタが開放されて、光学系ＷＬで被写体（物体）からの光が集光され、像面Ｉ（図１参照）に配置された撮像素子Ｃ（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）に結像される。撮像素子Ｃに結像された被写体像は、デジタルスチルカメラＣＡＭの背後に配置された液晶モニターＭに表示される。撮影者は、液晶モニターＭを見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズ釦Ｂ１を押し下げて被写体像を撮像素子Ｃで撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。
カメラＣＡＭには、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部ＥＦ、デジタルスチルカメラＣＡＭの種々の条件設定等に使用するファンクションボタンＢ２等が配置されている。ここでは、カメラＣＡＭと光学系ＷＬとが一体に成形されたコンパクトタイプのカメラを例示したが、光学機器としては、光学系ＷＬを有するレンズ鏡筒とカメラボディ本体とが着脱可能な一眼レフカメラでも良い。
上記構成のカメラＣＡＭによれば、撮影レンズとして上述の光学系ＷＬを搭載することにより、カメラ未使用時にレンズ鏡筒がカメラ内に沈胴することが可能であり、小型で、広画角で、明るく、高い光学性能を有するカメラを実現することができる。また、沈胴収納状態でのレンズ鏡筒部分の厚み寸法を極力減らして、カメラの薄型化を達成することができる。
続いて、図９を参照しながら、上述の光学系ＷＬの製造方法について説明する。まず、レンズ鏡筒内に、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、負の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５と、正の屈折力を有する第６レンズＬ６とが並ぶように、各レンズを組み込む（ステップＳＴ１０）。このとき、次の条件式（１）を満足するように、各レンズを組み込む（ステップＳＴ２０）。
０．８８ ＜ Ｌ４Ｒ２／ｆ …（１）
但し、
Ｌ４Ｒ２：第４レンズＬ４の像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離。
但し、
Ｌ４Ｒ２：第４レンズＬ４の像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離。
ここで、本実施形態におけるレンズ配置の一例を挙げると、図１に示す光学系ＷＬは、光軸に沿って物体側から、負の屈折力を有する第１レンズＬ１として物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、正の屈折力を有する第２レンズＬ２として物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと、正の屈折力を有する第３レンズＬ３として両凸形状の正レンズと、負の屈折力を有する第４レンズＬ４として両凹形状の負レンズと、負の屈折力を有する第５レンズＬ５として両凹形状の負レンズと、正の屈折力を有する第６レンズＬ６として両凸形状の正レンズと、第７レンズＬ７として両凸形状の正レンズとが、この順で並ぶように、各部材が鏡筒内に組み込まれている。なお、両凸形状の正レンズＬ３と両凹形状の負レンズＬ４とは貼り合わされて、接合レンズを構成している。また、両凹形状の負レ
ンズＬ５と両凸形状の正レンズＬ６とは、接合レンズを構成している。また、光学系ＷＬは、条件式（１）を満足している（対応値0.993）。
ンズＬ５と両凸形状の正レンズＬ６とは、接合レンズを構成している。また、光学系ＷＬは、条件式（１）を満足している（対応値0.993）。
以上のような本実施形態に係る光学系ＷＬの製造方法によれば、カメラ未使用時にレンズ鏡筒がカメラ内に沈胴することが可能であり、小型で、広画角で、明るく、高い光学性能を有する光学系を得ることができる。また、沈胴収納状態でのレンズ鏡筒部分の厚み寸法を極力減らして、カメラの薄型化に貢献できる光学系を得ることができる。
以下、本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。
なお、第１実施例に係る図１に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、実施例ごとに独立して用いている。ゆえに、他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していても、それらは他の実施例とは必ずしも共通の構成ではない。
また、各実施例では収差特性の算出対象として、Ｃ線（波長656.2730nm）、ｄ線（波長587.5620nm）、Ｆ線（波長486.1330nm）、ｇ線（波長435.8350nm）を選んでいる。
以下に、表１〜表３を示すが、これらは第１実施例〜第３実施例における各諸元の表である。
表中の［レンズ諸元］において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序、Ｒは各光学面の曲率半径、Ｄは各光学面から次の光学面（又は像面）までの光軸上の距離である面間隔、ｎｄは光学部材の材質のｄ線に対する屈折率、νｄは光学部材の材質のｄ線を基準とするアッベ数をそれぞれ示す。物面は物体面、（可変）は可変の面間隔、曲率半径Ｒ＝∞は平面又は開口、(絞りＳ)は開口絞りＳ、像面は像面Ｉ、をそれぞれ示す。空気の屈折率「1.00000」は省略する。光学面が非球面である場合には、面番
号に＊印を付し、曲率半径Ｒの欄には近軸曲率半径を示す。
号に＊印を付し、曲率半径Ｒの欄には近軸曲率半径を示す。
表中の［非球面データ］には、［レンズ諸元］に示した非球面について、その形状を次式（ａ）で示す。Ｘ（ｙ）は非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離を、ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）を、κは円錐定数を、Ａｉは第ｉ次の非球面係数を示す。「Ｅ-n」は、「×１０-n」を示す。例えば、1.234E-05＝1.234×10-5である。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ2／ｒ）／｛１＋（１−κ×ｙ2／ｒ2）1/2｝
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 …（ａ）
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 …（ａ）
表中の［各種データ］において、ｆはレンズ全系の焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（最大入射角、単位：°）、Ｙは像高、ＢＦはバックフォーカス（光軸上でのレンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算長により表したもの）、ＴＬはレンズ全長（光軸上でのレンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたもの）を示す。
表中の［条件式］には、上記の条件式（１）〜（３）に対応する値を示す。
以下、全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径Ｒ、面間隔Ｄ、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位
は「ｍｍ」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
は「ｍｍ」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
ここまでの表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での説明を省略する。
（第１実施例）
第１実施例について、図１、図２及び表１を用いて説明する。第１実施例に係る光学系ＷＬ（ＷＬ１）は、広角単焦点レンズであり、図１に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第２レンズＬ２と、両凸形状の正レンズである第３レンズＬ３と両凹形状の負レンズである第４レンズＬ４との接合レンズと、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズである第５レンズＬ５と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第６レンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第７レンズＬ７と、フィルタ群ＦＬとから構成されている。なお、第７レンズＬ７の像側面には、非球面が形成されている。また、フィルタ群ＦＬは、像面Ｉに配設される固体撮像素子（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタや赤外カットフィルタ等により構成されている。
第１実施例について、図１、図２及び表１を用いて説明する。第１実施例に係る光学系ＷＬ（ＷＬ１）は、広角単焦点レンズであり、図１に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第２レンズＬ２と、両凸形状の正レンズである第３レンズＬ３と両凹形状の負レンズである第４レンズＬ４との接合レンズと、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズである第５レンズＬ５と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第６レンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第７レンズＬ７と、フィルタ群ＦＬとから構成されている。なお、第７レンズＬ７の像側面には、非球面が形成されている。また、フィルタ群ＦＬは、像面Ｉに配設される固体撮像素子（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタや赤外カットフィルタ等により構成されている。
下記の表１に、第１実施例における各諸元の値を示す。表１における面番号１〜１８が、図１に示すｍ１〜ｍ１８の各光学面に対応している。第１実施例では、第１４面が非球面である。
（表１）
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 8.9738 0.0649 1.51823 58.82
2 0.4819 0.2865
3 0.7445 0.1189 1.72916 54.61
4 1.6219 0.0676
5 1.0084 0.1568 1.81600 46.59
6 -0.7623 0.0757 1.60342 38.03
7 8.5872 0.0703
8(絞りＳ) ∞ 0.1270
9 -0.6482 0.0432 1.80809 22.74
10 -11.2813 0.0108
11 -3.7444 0.1135 1.81600 46.59
12 -0.7338 0.0054
13 -1.6423 0.0757 1.80139 45.46
*14(非球面) -1.0658 0.9636
15 ∞ 0.0508 1.51680 64.20
16 ∞ 0.0703
17 ∞ 0.0378 1.51680 64.20
18 ∞ 0.1080
像面 ∞
［非球面データ］
第１４面
κ=1.0000，A4＝7.2951E-01，A6＝3.2482E+00，A8＝0.0000E+00，A10＝3.1024E+01
［各種データ］
ｆ 1.00
Ｆｎｏ 2.87
ω 39.01
Ｙ 0.790
ＢＦ 0.980
ＴＬ 2.196
［条件式］
条件式（１） Ｌ４Ｒ２／ｆ ＝8.587
条件式（２） (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ＝-0.860
条件式（３） Ｌ３ｆ／ｆ ＝0.554
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 8.9738 0.0649 1.51823 58.82
2 0.4819 0.2865
3 0.7445 0.1189 1.72916 54.61
4 1.6219 0.0676
5 1.0084 0.1568 1.81600 46.59
6 -0.7623 0.0757 1.60342 38.03
7 8.5872 0.0703
8(絞りＳ) ∞ 0.1270
9 -0.6482 0.0432 1.80809 22.74
10 -11.2813 0.0108
11 -3.7444 0.1135 1.81600 46.59
12 -0.7338 0.0054
13 -1.6423 0.0757 1.80139 45.46
*14(非球面) -1.0658 0.9636
15 ∞ 0.0508 1.51680 64.20
16 ∞ 0.0703
17 ∞ 0.0378 1.51680 64.20
18 ∞ 0.1080
像面 ∞
［非球面データ］
第１４面
κ=1.0000，A4＝7.2951E-01，A6＝3.2482E+00，A8＝0.0000E+00，A10＝3.1024E+01
［各種データ］
ｆ 1.00
Ｆｎｏ 2.87
ω 39.01
Ｙ 0.790
ＢＦ 0.980
ＴＬ 2.196
［条件式］
条件式（１） Ｌ４Ｒ２／ｆ ＝8.587
条件式（２） (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ＝-0.860
条件式（３） Ｌ３ｆ／ｆ ＝0.554
表１から、第１実施例に係る光学系ＷＬ１は、条件式（１）〜（３）を満たすことが分かる。
図２は、第１実施例に係る光学系ＷＬ１の無限遠撮影時における諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図）である。
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ａは各像高に対する半画角（単位：°）を示す。ｄはｄ線、ｇはｇ線、ＣはＣ線、ＦはＦ線における収差をそれぞれ示す。また、記載のないものは、ｄ線における収差を示す。非点収差図において、実線はサジタル像面を、破線はメリディオナル像面を示す。なお、後述する各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。
図２に示す各収差図から明らかなように、第１実施例に係る光学系ＷＬ１は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
（第２実施例）
第２実施例について、図３、図４及び表２を用いて説明する。第２実施例に係る光学系ＷＬ（ＷＬ２）は、広角単焦点レンズであり、図３に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第２レンズＬ２と、開口絞りＳと、両凸形状の正レンズである第３レンズＬ３と両凹形状の負レンズである第４レンズＬ４との接合レンズと、両凹形状の負レンズである第５レンズＬ５と両凸形状の正レンズである第６レンズＬ６との接合レンズと、両凸形状の正レンズである第７レンズＬ７と、フィルタ群ＦＬとから構成されている。なお、第７レンズＬ７の像側面には、非球面が形成されている。また、フィルタ群ＦＬは、像面Ｉに配設される固体撮像素子（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタや赤外カットフィルタ等により構成されている。
第２実施例について、図３、図４及び表２を用いて説明する。第２実施例に係る光学系ＷＬ（ＷＬ２）は、広角単焦点レンズであり、図３に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第２レンズＬ２と、開口絞りＳと、両凸形状の正レンズである第３レンズＬ３と両凹形状の負レンズである第４レンズＬ４との接合レンズと、両凹形状の負レンズである第５レンズＬ５と両凸形状の正レンズである第６レンズＬ６との接合レンズと、両凸形状の正レンズである第７レンズＬ７と、フィルタ群ＦＬとから構成されている。なお、第７レンズＬ７の像側面には、非球面が形成されている。また、フィルタ群ＦＬは、像面Ｉに配設される固体撮像素子（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタや赤外カットフィルタ等により構成されている。
下記の表２に、第２実施例における各諸元の値を示す。表２における面番号１〜１７が、図３に示すｍ１〜ｍ１７の各光学面に対応している。第２実施例では、第１３面が非球面である。
（表２）
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 1.9223 0.0632 1.57957 53.74
2 0.5749 0.3992
3 0.5513 0.1062 1.77250 49.62
4 1.0806 0.1583
5(絞りＳ) ∞ 0.0928
6 0.7481 0.1367 1.88300 40.66
7 -0.7562 0.0316 1.69895 30.13
8 0.9931 0.0974
9 -0.5135 0.0368 1.69895 30.13
10 3.0398 0.0635 1.75500 52.33
11 -7.5617 0.0105
12 3.3409 0.1196 1.79050 45.01
*13(非球面) -0.8993 0.6750
14 ∞ 0.0963 1.51680 64.20
15 ∞ 0.0774
16 ∞ 0.0368 1.51680 64.20
17 ∞ 0.0380
像面 ∞
［非球面データ］
第１３面
κ=1.0000，A4＝1.3016E+00，A6＝3.4411E+00，A8＝2.7592E+00，A10＝-4.1017E+01
［各種データ］
ｆ 1.00
Ｆｎｏ 2.88
ω 38.87
Ｙ 0.790
ＢＦ 0.853
ＴＬ 2.169
［条件式］
条件式（１） Ｌ４Ｒ２／ｆ ＝0.993
条件式（２） (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ＝-0.318
条件式（３） Ｌ３ｆ／ｆ ＝0.445
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 1.9223 0.0632 1.57957 53.74
2 0.5749 0.3992
3 0.5513 0.1062 1.77250 49.62
4 1.0806 0.1583
5(絞りＳ) ∞ 0.0928
6 0.7481 0.1367 1.88300 40.66
7 -0.7562 0.0316 1.69895 30.13
8 0.9931 0.0974
9 -0.5135 0.0368 1.69895 30.13
10 3.0398 0.0635 1.75500 52.33
11 -7.5617 0.0105
12 3.3409 0.1196 1.79050 45.01
*13(非球面) -0.8993 0.6750
14 ∞ 0.0963 1.51680 64.20
15 ∞ 0.0774
16 ∞ 0.0368 1.51680 64.20
17 ∞ 0.0380
像面 ∞
［非球面データ］
第１３面
κ=1.0000，A4＝1.3016E+00，A6＝3.4411E+00，A8＝2.7592E+00，A10＝-4.1017E+01
［各種データ］
ｆ 1.00
Ｆｎｏ 2.88
ω 38.87
Ｙ 0.790
ＢＦ 0.853
ＴＬ 2.169
［条件式］
条件式（１） Ｌ４Ｒ２／ｆ ＝0.993
条件式（２） (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ＝-0.318
条件式（３） Ｌ３ｆ／ｆ ＝0.445
表２から、第２実施例に係る光学系ＷＬ２は、条件式（１）〜（３）を満たすことが分かる。
図４は、第２実施例に係る光学系ＷＬ２の無限遠撮影時における諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図）である。図４に示す各収差図から明らかなように、第２実施例に係る光学系ＷＬ２は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
（第３実施例）
第３実施例について、図５、図６及び表３を用いて説明する。第３実施例に係る光学系ＷＬ（ＷＬ３）は、広角単焦点レンズであり、図５に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第２レンズＬ２と、両凸形状の正レンズである第３レンズＬ３と両凹形状の負レンズである第４レンズＬ４との接合レンズと、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズである第５レンズＬ５と両凸形状の正レンズである第６レンズＬ６との接合レンズと、フィルタ群ＦＬとから構成されている。なお、正レンズである
第６レンズＬ６の像側面には、非球面が形成されている。また、フィルタ群ＦＬは、像面Ｉに配設される固体撮像素子（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタや赤外カットフィルタ等により構成されている。
第３実施例について、図５、図６及び表３を用いて説明する。第３実施例に係る光学系ＷＬ（ＷＬ３）は、広角単焦点レンズであり、図５に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズである第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである第２レンズＬ２と、両凸形状の正レンズである第３レンズＬ３と両凹形状の負レンズである第４レンズＬ４との接合レンズと、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズである第５レンズＬ５と両凸形状の正レンズである第６レンズＬ６との接合レンズと、フィルタ群ＦＬとから構成されている。なお、正レンズである
第６レンズＬ６の像側面には、非球面が形成されている。また、フィルタ群ＦＬは、像面Ｉに配設される固体撮像素子（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタや赤外カットフィルタ等により構成されている。
下記の表３に、第３実施例における各諸元の値を示す。表３における面番号１〜１５が、図５に示すｍ１〜ｍ１５の各光学面に対応している。第３実施例では、第１１面が非球面である。
（表３）
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 6.8460 0.0630 1.60311 60.69
2 0.4999 0.2280
3 0.6265 0.1025 1.64000 60.19
4 0.9751 0.1318
5 0.6503 0.2300 1.81600 46.59
6 -0.8635 0.1207 1.69895 30.13
7 107.1331 0.0786
8(絞りＳ) ∞ 0.0788
9 -0.5702 0.0309 1.72825 28.38
10 0.9539 0.1952 1.85135 40.10
*11(非球面) -0.8707 0.8336
12 ∞ 0.0493 1.51680 64.20
13 ∞ 0.0682
14 ∞ 0.0367 1.51680 64.20
15 ∞ 0.0262
像面 ∞
［非球面データ］
第１１面
κ=1.0000，A4＝1.3316E+00，A6＝4.5790E+00，A8＝1.8336E+01，A10＝-7.1378E+01
［各種データ］
ｆ 1.00
Ｆｎｏ 2.90
ω 38.66
Ｙ 0.790
ＢＦ 0.896
ＴＬ 2.155
［条件式］
条件式（１） Ｌ４Ｒ２／ｆ ＝107.133
条件式（２） (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ＝-0.989
条件式（３） Ｌ３ｆ／ｆ ＝0.488
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 6.8460 0.0630 1.60311 60.69
2 0.4999 0.2280
3 0.6265 0.1025 1.64000 60.19
4 0.9751 0.1318
5 0.6503 0.2300 1.81600 46.59
6 -0.8635 0.1207 1.69895 30.13
7 107.1331 0.0786
8(絞りＳ) ∞ 0.0788
9 -0.5702 0.0309 1.72825 28.38
10 0.9539 0.1952 1.85135 40.10
*11(非球面) -0.8707 0.8336
12 ∞ 0.0493 1.51680 64.20
13 ∞ 0.0682
14 ∞ 0.0367 1.51680 64.20
15 ∞ 0.0262
像面 ∞
［非球面データ］
第１１面
κ=1.0000，A4＝1.3316E+00，A6＝4.5790E+00，A8＝1.8336E+01，A10＝-7.1378E+01
［各種データ］
ｆ 1.00
Ｆｎｏ 2.90
ω 38.66
Ｙ 0.790
ＢＦ 0.896
ＴＬ 2.155
［条件式］
条件式（１） Ｌ４Ｒ２／ｆ ＝107.133
条件式（２） (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ＝-0.989
条件式（３） Ｌ３ｆ／ｆ ＝0.488
表３から、第３実施例に係る光学系ＷＬ３は、条件式（１）〜（３）を満たすことが分かる。
図６は、第３実施例に係る光学系ＷＬ３の無限遠撮影時における諸収差図（球面収差図
、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図）である。図６に示す各収差図から明らかなように、第３実施例に係る光学系ＷＬ３は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図）である。図６に示す各収差図から明らかなように、第３実施例に係る光学系ＷＬ３は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
上記の各実施例によれば、カメラ未使用時にレンズ鏡筒がカメラ内に沈胴することが可能であり、小型でありながら、Ｆｎｏが２．８程度と明るく、画角が７５°程度と広く、かつ、少ないレンズ枚数で、球面収差をはじめとする諸収差を良好に補正した光学系を実現することができた。
ここまで本発明を分かりやすくするために、上記のように実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
ＷＬ（ＷＬ１〜ＷＬ３） 光学系
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｌ６ 第６レンズ
Ｓ 開口絞り
ＦＬ フィルタ群
Ｉ 像面
ＣＡＭ デジタルスチルカメラ（光学機器）
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｌ６ 第６レンズ
Ｓ 開口絞り
ＦＬ フィルタ群
Ｉ 像面
ＣＡＭ デジタルスチルカメラ（光学機器）
Claims (10)
- 光軸に沿って最も物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、正の屈折力を有する第６レンズとを有する６枚または7枚構成の光学系であって、
前記第１レンズは、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
０．８８ ＜ Ｌ４Ｒ２／ｆ
−１．０００＜ (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ≦−０．８６０
但し、
Ｌ４Ｒ２：前記第４レンズの像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離、
Ｌ５Ｒ１：前記第５レンズの物体側面の曲率半径。 - 光軸に沿って最も物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、正の屈折力を有する第６レンズとを有する６枚または7枚構成の光学系であって、
前記第１レンズは、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、
前記第２レンズは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであり、
前記第３レンズは、両凸形状の正レンズであり、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
０．８８ ＜ Ｌ４Ｒ２／ｆ
−１．０００＜ (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ＜−０．５１０
但し、
Ｌ４Ｒ２：前記第４レンズの像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離、
Ｌ５Ｒ１：前記第５レンズの物体側面の曲率半径。 - 光軸に沿って最も物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、正の屈折力を有する第６レンズとを有する６枚または7枚構成の光学系であって、
前記第１レンズは、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、
前記第３レンズは、両凸形状の正レンズであり、
前記第３レンズと前記第４レンズとが接合されており、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
０．８８ ＜ Ｌ４Ｒ２／ｆ
−１．０００＜ (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ＜−０．５１０
但し、
Ｌ４Ｒ２：前記第４レンズの像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離、
Ｌ５Ｒ１：前記第５レンズの物体側面の曲率半径。 - 前記第２レンズは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズであることを特徴とする請求項１又は３に記載の光学系。
- 前記第３レンズは、両凸形状の正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。
- 前記第３レンズと前記第４レンズとが接合されることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学系。
Ｌ３ｆ／ｆ ＜ ０．５６
但し、
Ｌ３ｆ：前記第３レンズの焦点距離。 - 最も像側に位置するレンズの像側面は、非球面であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学系。
- 請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学系を搭載することを特徴とする光学機器。
- 光軸に沿って最も物体側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、正の屈折力を有する第６レンズとを有する６枚または7枚構成の光学系の製造方法であって、前記第１レンズは、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、以下の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを組み込むことを特徴とする光学系の製造方法。
０．８８ ＜ Ｌ４Ｒ２／ｆ
−１．０００＜ (Ｌ５Ｒ１＋Ｌ４Ｒ２)／(Ｌ５Ｒ１−Ｌ４Ｒ２) ≦−０．８６０
但し、
Ｌ４Ｒ２：前記第４レンズの像側面の曲率半径、
ｆ：レンズ全系の焦点距離、
Ｌ５Ｒ１：前記第５レンズの物体側面の曲率半径。
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