JP6584142B2 - 撮像光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

撮像光学系及びそれを有する撮像装置 Download PDF

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Description

本発明は、撮像光学系に関し、例えば銀塩フィルム用カメラ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視用カメラ、TVカメラ等の撮像装置に好適なものである。
近年、撮像装置に用いられる撮像光学系は高い光学性能を有し、かつ広範囲の撮影が容易なことから撮像画角が50度〜70度程度と広画角であることが要求されている。この他、比較的暗いところでも撮像ができ、また多様な撮影表現に対応するために大口径比(所謂「明るい」)であること等が要求されている。
従来、広画角、大口径比で、かつ高い光学性能を有するネガティブリード型の撮像光学系が知られている(特許文献1、2)。特許文献1、2では物体側より像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群、開口絞りを有する正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群が配置された、撮像光学系を開示している。
特許文献1、2では開口絞りに対し、対称型の屈折力配置により、第1レンズ群より発生する倍率色収差、像面湾曲、歪曲といった軸外収差を、第3レンズ群で補正している。これによって良好な光学性能を得ている。また特許文献1、2の撮像光学系では第2レンズ群によってフォーカシングを行っている。
特開2013−29658号公報 特開2013−7853号公報
前述した構成の3つのレンズ群よりなり、全系の屈折力が開口絞りに対して略対称型に配置された撮像光学系は軸外収差の補正が容易となる。一方、撮像光学系を通過した光線の撮像面への入射角が鋭角になると解像力が低下してくる。特に撮像光学系の広画角化を図ると、この傾向が強くなり、解像力が大きく低下してくる。撮像面への軸外光線の入射角を小さくするためには、例えば第3レンズ群を物体側より順に、負レンズ、正レンズの構成とすれば良い。
これによれば軸外光線の撮像面への入射角を低減することができる。また画面全体にわたり高い光学性能を得るには、第1レンズ群より発生する収差と第3レンズ群より発生する収差の打ち消し作用を良好に行う必要がある。このためには、例えば第1レンズ群と第3レンズ群の負の屈折力を適切に配置することが重要になってくる。
特許文献1の撮像光学系では、第3レンズ群に含まれる正レンズの正の屈折力が強く、撮像面への軸外光線の入射角を低減することができるが、第1レンズ群との収差の打消しをバランス良く行うことが難しい。また、第1レンズ群より発散した軸上光束が開口絞りを有する第2レンズ群に入射する構成となるため、撮像光学系を大口径化すると、球面収差、コマ収差などの諸収差が増大する傾向となる。特許文献2の撮像光学系は、レンズ全長が短いが、各レンズ群の屈折力が強いため、諸収差の発生が多く、画面全体にわたり高解像力を得るのが難しい。
本発明は、広画角、大口径比で、かつ高い光学性能が容易に得られる撮像光学系の提供を目的とする。
本発明の撮像光学系は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群より構成される撮像光学系であって、
前記第1レンズ群は、1枚又は2枚の負レンズより構成され、
前記第2レンズ群は、最も物体側に配置された正レンズを含む複数のレンズを有し、
前記第3レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された負レンズと正レンズより構成され、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第3レンズ群の焦点距離をf3、前記第3レンズ群に含まれる正レンズの焦点距離をfGr、前記撮像光学系のレンズ全長をL、前記撮像光学系の焦点距離をf、前記第3レンズ群に含まれる負レンズの物体側レンズ面から像面までの光軸上の距離をGfR1、前記第2レンズ群に含まれる最も像側のレンズの像側レンズ面から前記第3レンズ群に含まれる負レンズの物体側レンズ面までの光軸上の距離をL23、前記第1レンズ群に含まれる負レンズのうち少なくとも一つの材料のアッベ数及び部分分散比を各々νdi及びθgFiとするとき、
0.30<f1/f3<0.90
−2.20<fGr/f3<−1.00
2.00<L/f<7.00
0.30<GfR1/f<0.85
0.30<L23/f<0.60
0.5826<θgFi+0.001618×(νdi−36.23)<0.8000
なる条件式を満足することを特徴としている。
この他本発明の撮像光学系は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群より構成される撮像光学系であって、
前記第1レンズ群は、1枚又は2枚の負レンズより構成され、
前記第2レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズと正レンズが接合されて成る接合レンズ、正レンズ、負レンズと正レンズが接合されて成る接合レンズ、正レンズより構成され、
前記第3レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された負レンズと正レンズより構成され、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第3レンズ群の焦点距離をf3、前記第3レンズ群に含まれる正レンズの焦点距離をfGr、前記撮像光学系のレンズ全長をL、前記撮像光学系の焦点距離をf、前記第3レンズ群に含まれる負レンズの物体側レンズ面から像面までの光軸上の距離をGfR1とするとき、
0.30<f1/f3<0.90
−2.20<fGr/f3<−1.00
2.00<L/f<7.00
0.30<GfR1/f<0.85
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、広画角、大口径比で、かつ、高い光学性能が容易に得られる撮像光学系を実現することが出来る。
実施例1のレンズ断面図 実施例1の無限遠物体に合焦時の収差図 実施例2のレンズ断面図 実施例2の無限遠物体に合焦時の収差図 実施例3のレンズ断面図 実施例3の無限遠物体に合焦時の収差図 実施例4のレンズ断面図 実施例4の無限遠物体に合焦時の収差図 実施例5のレンズ断面図 実施例5の無限遠物体に合焦時の収差図 本発明の撮像装置の要部概略図
以下、本発明の撮像光学系および、それを有する撮像装置について説明する。本発明の撮像光学系は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群より構成され、第1レンズ群は、1枚の負レンズまたは2枚の負レンズより構成される。第2レンズ群は、最も物体側に正レンズを有し、複数のレンズを含み、第3レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと正レンズより構成される。
図1は実施例1のレンズ断面図である。図2は実施例1の無限遠物体にフォーカスしているときの収差図である。図3は実施例2のレンズ断面図である。図4は実施例2の無限遠物体にフォーカスしているときの収差図である。図5は実施例3のレンズ断面図である。図6は実施例3の無限遠物体にフォーカスしているときの収差図である。
図7は実施例4のレンズ断面図である。図8は実施例4の無限遠物体にフォーカスしているときの収差図である。図9は実施例5のレンズ断面図である。図10は実施例5の無限遠物体にフォーカスしているときの収差図である。図11は本発明の撮像光学系を有する撮像装置の要部概略図である。
各実施例の撮像光学系は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、銀塩フィルム用カメラ等の撮像装置に用いられる。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。尚、各実施例の撮像光学系をプロジェクターなどの投射レンズとして用いても良い。このときは左方がスクリーン側、右方が被投射画像側となる。
レンズ断面図において、LOは撮像光学系である。撮像光学系LOは物体側より像側へ順に負の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3よりなっている。SPは開口絞りであり、第2レンズ群L2を構成するレンズの間に配置されている。IPは像面であり、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮像光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサなどの固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面が位置し、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面が位置する。
第1レンズ群L1は1枚または2枚の負レンズを有する。第2レンズ群L2の物体側には正レンズ成分が配置されており、複数のレンズより構成される。ここで正レンズ成分とは単一レンズ又は複数のレンズを接合した接合レンズをいう。第2レンズ群L2は具体的には、物体側から像側へ順に正レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、正レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、正レンズより構成されている。
第3レンズ群L3は物体側から像側へ順に、負レンズ、正レンズより構成されている。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際しては、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の全体が物体側へ移動する。
GBはローパスフィルターやIRカットフィルター等を表し、必要に応じて撮像面の前に配置することが可能である。また、FGBは、最も物体側に配置されたガラスブロックであり、ガラスブロックFGB以降のレンズを保護するために配置している。ガラスブロックFGBは不用であれば省略しても良い。A1、A2は第1レンズ群L1を構成する負レンズであり、後述する条件式(8)を満足するものである。
縦収差図は、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲、倍率色収差を表している。球面収差と倍率色収差を示す図において、実線のdはd線(587.6nm)、二点破線のgはg線(435.8nm)を表している。また、非点収差を示す図において、実線のΔSはd線のサジタル方向、破線のΔMはd線のメリディオナル方向を表している。また、歪曲を示す図は、d線における歪曲を表している。FnoはFナンバー、ωは半画角(度)である。
本発明の撮像光学系LOは、負の屈折力の第1レンズ群L1と、負の屈折力の第3レンズ群L3を開口絞りSPを挟んで略対称に配置することにより、倍率色収差、像面湾曲、歪曲といった軸外収差を良好に補正している。一般に、広画角の撮像光学系で対称型の屈折力配置を行うと、負の屈折力の第3レンズ群により軸外光束が発散され、軸外光束の撮像面への入射角が鋭角となり、解像力が低下してくる。
そこで、本発明の撮像光学系LOでは、第3レンズ群L3を、物体側より像側へ順に、負レンズG3n、正レンズG3pより構成し、正レンズG3pの収斂作用により、軸外光線の撮像面への入射角が大きくならないようにしている。このとき、正レンズG3pの屈折力が適切でないと、第1レンズ群L1と第3レンズ群L3による収差の打消しが不十分となり、軸外収差が増加し、解像力が低下してくる。画面全体にわたり、高画質化を達成するためには、第1レンズ群L1と第3レンズ群L3の屈折力及び、第3レンズ群L3に含まれる正レンズG3pの屈折力を適切に配置することが必要になってくる。
そこで本発明の撮像光学系では、第1レンズ群L1の焦点距離をf1、第3レンズ群L3の焦点距離をf3、第3レンズ群L3に含まれる正レンズG3pの焦点距離をfGr、レンズ全長をL、全系の焦点距離をfとする。このとき、
0.30<f1/f3<0.90 ・・・(1)
−2.20<fGr/f3<−1.00 ・・・(2)
2.00<L/f<7.00 ・・・(3)
なる条件式を満足するようにしている。
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式(1)は、負の屈折力の第1レンズ群L1と負の屈折力の第3レンズ群L3の屈折力の比に関し、主に高画質化を図るためのものである。条件式(1)の下限値を超えると、屈折力配置の対称性がくずれて軸外収差の補正が困難になる。また、第3レンズ群L3の負の屈折力が弱くなりすぎるため(負の屈折力の絶対値が小さくなりすぎるため)、バックフォーカスが長くなりレンズ全長が増大してくる。
ここでレンズ全長Lとは最も物体側の屈折力のあるレンズの物体側のレンズ面から最終レンズ面までの距離に空気換算でのバックフォーカスBFの値を加えたものである。
条件式(1)の上限値を超えて、第3レンズ群L3の負の屈折力が強くなりすぎると(負の屈折力の絶対値が大きくなりすぎると)、軸外光線の撮像面への入射角が鋭角となり、解像力が低下してくる。好ましくは、条件式(1)の数値範囲を以下のようにすると良い。
0.32<f1/f3<0.85 ・・・(1a)
条件式(2)は、第3レンズ群L3の焦点距離と第3レンズ群L3に含まれる正レンズG3pの焦点距離の比に関する。また条件式(2)は、軸外光線の撮像面への入射角を適切に設定し、主に高い光学性能を得るためのものである。条件式(2)の下限値を超えて、第3レンズ群L3に含まれる正レンズG3pの正の屈折力が弱くなると、軸外光線の撮像面への入射角が鋭角となり解像力が低下してくる。
条件式(2)の上限値を超えて第3レンズ群L3に含まれる正レンズG3pの正の屈折力が強くなると、第1レンズ群L1より軸外収差が多く発生し、この軸外収差を第3レンズ群L3で打ち消すことが困難となり光学性能が低下してくる。更に好ましくは条件式(2)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
−2.15<fGr/f3<−1.02 ・・・(2a)
条件式(3)は、レンズ全長に関する。条件式(3)の下限を超えてレンズ全長が短くなると、各レンズ群の屈折力が強くなりすぎてきて(屈折力の絶対値が大きくなりすぎてきて)、諸収差が増加し解像力が低下してくる。特に第2レンズ群L2の正の屈折力が強くなりすぎてきて、大口径比化を図ろうとすると、球面収差、コマ収差が増大してくる。条件式(3)の上限値を超えてレンズ全長が長くなりすぎると、レンズ系全体が大型化してくるので良くない。
好ましくは、条件式(3)の数値範囲を以下のようにすると良い。
2.10<L/f<6.50 ・・・(3a)
さらに好ましくは、条件式(3a)の数値範囲を以下のようにすると良い。
2.10<L/f<6.00 ・・・(3b)
以上の構成により、広画角、大口径比で、かつ高い光学性能を有する撮像光学系を得ることができる。各実施例において更に好ましくは次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。
第3レンズ群L3に含まれる負レンズG3nの物体側レンズ面から像面までの光軸上の距離をGfR1とする。但し、距離GfR1は最終レンズ面から像面までの間に屈折力のないガラスブロックが配置されているときはガラスブロックの厚さは空気換算した値である。第2レンズ群L2の焦点距離をf2とする。第3レンズ群L3に含まれる負レンズの焦点距離をfGfとする。
第2レンズ群L2の最も像側のレンズの像側レンズ面から第3レンズ群L3に含まれる負レンズの物体側レンズ面までの光軸上の距離をL23とする。第1レンズ群L1に含まれる負レンズの材料のアッベ数と部分分散比を各々νdi、θgFiとする。このとき、第1レンズ群L1に含まれる少なくとも1つの負レンズは次の条件式(8)を満足するのが良い。
この他は次の条件式(4)乃至(7)のうち1つ以上を満足するのが良い。
0.30<GfR1/f<0.85 ・・・(4)
0.55<f2/f<1.75 ・・・(5)
−2.20<fGf/f<−0.60 ・・・(6)
0.30<L23/f<0.60 ・・・(7)
0.5826<θgFi+0.001618×(νdi−36.23)<0.8000
・・・(8)
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式(4)は負レンズG3nの物体側のレンズ面から像面までの距離に関する。各実施例において第3レンズ群L3は、軸上光束の光軸からの入射高さと軸外光束の光軸からの入射高さの差が大きくなるレンズ群である。このことを利用して、軸外光束に対する収差補正を、軸上光束の収差の低下を低減しつつ行い、画面中心から画面周辺まで良好な光学性能を得ている。
条件式(4)の下限値を超えて第3レンズ群L3が撮像面に近づきすぎると、第3レンズ群L3は負の屈折力であるため、軸外光束の撮像面への入射角が鋭角となり解像力が低下してくる。条件式(4)の上限値を超えて第3レンズ群L3が物体側に位置するようになると、軸上光束と軸外光束の分離が不十分となり、画面全体で高画質化を行うことが困難となる。
好ましくは条件式(4)の数値範囲を以下のようにすると良い。
0.35<GfR1/f<0.80 ・・・(4a)
さらに好ましくは条件式(4a)の数値範囲を以下のようにすると良い。
0.40<GfR1/f<0.75 ・・・(4b)
条件式(5)は第2レンズ群L2の焦点距離と、全系の焦点距離の比に関する。条件式(5)は大口径比化を図りつつ、高画質化を達成するためのものである。条件式(5)の下限値を超えて第2レンズ群L2の正の屈折力が強くなりすぎると、球面収差、コマ収差が増加し、解像力が低下してくる。
特に大口径比化すると光学性能が大きく低下してくる。条件式(5)の上限値を超えて第2レンズ群L2の正の屈折力が弱くなると、撮像光学系が大型化してくる。好ましくは条件式(5)の数値範囲を以下のようにすると良い。
0.60<f2/f<1.75 ・・・(5a)
さらに好ましくは、条件式(5a)の数値範囲を以下のようにすると良い。
0.65<f2/f<1.70 ・・・(5b)
条件式(6)は第3レンズ群L3の負レンズG3nの焦点距離に関する。条件式(6)の下限値を超えて負レンズG3nの負の屈折力が弱くなりすぎると、第1レンズ群L1より軸外収差が多く発生し、これを第3レンズ群L3で補正するのが困難となる。条件式(6)の上限値を超えて負レンズG3nの負の屈折力が強くなりすぎると、第1レンズ群L1より発生する軸外収差を第3レンズ群L3で補正するとき、補正過剰となり、光学性能が低下してくる。
好ましくは、条件式(6)の数値範囲を以下のようにすると良い。
−2.10<fGf/f<−0.65 ・・・(6a)
さらに好ましくは、条件式(6a)の数値範囲を以下のようにすると良い。
−2.05<fGf/f<−0.70 ・・・(6b)
条件式(7)は第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔に関する。前述したように、第3レンズ群L3では、軸上光束の入射高さと軸外光束の入射高さを分離した位置に配置することで、軸上光束の収差の低下を低減しつつ、軸外光束の収差補正を行っている。これにより画面全体で良好な光学性能を得ている。
条件式(7)の下限値を超えて第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔が狭くなりすぎると、軸上光束の入射高さと軸外光束の入射高さの分離が不十分となり、画面全体で良好な性能を得ることが困難となる。条件式(7)の上限値を超えて第2レンズ群L2と第3レンズ群L3の間隔が広くなりすぎると、レンズ系全体が大型化してくる。
条件式(8)は、第1レンズ群L1を構成する負レンズのうち少なくとも1つの負レンズの材料に関する。条件式(8)は、主に倍率色収差を良好に補正するためのものである。条件式(8)を満足する材料は、異常分散性を有するものである。条件式(8)の範囲外となる材料は、二次スペクトルの低減のために必要な異常分散性が低いものであるため良くない。異常分散性が低い場合、倍率色収差の2次スペクトルが増大し、これを補正することが困難となる。
実施例1、3乃至5では第1レンズ群L1を構成する負レンズが2つある。実施例1、3乃至5ではA1と負レンズA2の2つの負レンズが条件式(8)を満足しているが、少なくとも1つの負レンズが条件式(8)を満足すればよい。
次に、各実施例における各レンズ群のレンズ構成に関して説明する。以下、各レンズ群を構成するレンズは、物体側から像側へ順に配置されているものとする。各実施例では物体側から像側へ順に、負の屈折力の第1レンズ群L1、正の屈折力の第2レンズ群L2、負の屈折力の第3レンズ群L3より構成されている。開口絞りSPは、第2レンズ群L2のレンズ群中に配置している。最も物体側に屈折力を有するレンズを保護するためにガラスブロックFGBを配置している。ガラスブロックFGBは必要でなければ用いなくても良い。
[実施例1]
実施例1について説明する。実施例1の撮像光学系は焦点距離が33.35mm、Fナンバーが2.30である。第1レンズ群L1は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズA1、両凹形状の負レンズA2により構成している。第1レンズ群L1の負レンズA1と、負レンズA2の材料に異常部分分散ガラスを使用することにより、倍率色収差を良好に補正している。
第2レンズ群L2は両凸形状の正レンズ(正レンズ成分)、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズ、開口絞りSP、両凸形状の正レンズ、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズを有する。更に両凸形状の正レンズを有する。
第3レンズ群L3は、像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズG3n、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズG3pにより構成している。負レンズG3nの像側のレンズ面は非球面形状である。前述したように、第3レンズ群L3は、軸上光束の入射高と軸外光束の入射高を分離した位置に配置しており、この非球面により、像面湾曲や歪曲といった軸外収差を良好に補正している。
[実施例2]
実施例2の撮像光学系は焦点距離が40.0mm、Fナンバーが2.30である。実施例2において、第1レンズ群L1は、両凹形状の負レンズA1により構成している。第1レンズ群L1の負レンズA1の材料に異常部分分散ガラスを使用することにより、倍率色収差を良好に補正している。
第2レンズ群L2は両凸形状の正レンズ(正レンズ成分)、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズ、開口絞りSP、両凸形状の正レンズ、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズを有する。更に物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズを有する。第3レンズ群L3のレンズ構成は、実施例1と同じである。広画角化、大口径比かつ高画質な撮像光学系を得るための手法は、実施例1と同様である。
[実施例3]
実施例3の撮像光学系は焦点距離が32.13mm、Fナンバーが2.30である。第1レンズ群L1のレンズ構成は実施例1と同じである。第2レンズ群L2は両凸形状の正レンズ(正レンズ成分)、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズを有する。更に開口絞りSP、両凸形状の正レンズ、両凹形状の負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズを接合した接合レンズ、両凸形状の正レンズを有する。第3レンズ群L3のレンズ構成は実施例1と同じである。広画角化、大口径比かつ高画質な撮像光学系を得るための手法は、実施例1と同様である。
[実施例4]
実施例4の撮像光学系は焦点距離が25.2mm、Fナンバーが2.30である。第1レンズ群L1のレンズ構成は実施例1と同じである。第2レンズ群L2は両凸形状の正レンズ(正レンズ成分)、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズを有する。更に開口絞りSP、両凸形状の正レンズ、両凹形状の負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズを接合した接合レンズ、両凸形状の正レンズを有する。第3レンズ群L3のレンズ構成は実施例1と同じである。広画角化、大口径比かつ高画質な撮像光学系を得るための手法は、実施例1と同様である。
[実施例5]
実施例5の撮像光学系は焦点距離が33.3mm、Fナンバーが2.30である。第1レンズ群L1は、両凹形状の負レンズA1、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズA2により構成している。第1レンズ群L1の負レンズA1、負レンズA2の材料に異常部分分散ガラスを使用することにより、倍率色収差を良好に補正している。第2レンズ群L2のレンズ構成は実施例1と同じである。第3レンズ群L3のレンズ構成は実施例1と同じである。広画角化、大口径比かつ高画質な撮像光学系を得るための手法は、実施例1と同様である。
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。
次に本発明の撮像装置の一例としてデジタルスチルカメラを用いたときの実施例を図11を用いて説明する。
図11において20はカメラ本体、21は本発明に係る撮像光学系である。22はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系21によって形成された被写体像を受光する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。
23は撮像素子22によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリである。24は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、固体撮像素子22上に形成された被写体像を観察するためのファインダーである。このように本発明によれば、小型で高い光学性能を有する撮像装置が得られる。
以下、実施例1乃至5の具体的な数値データを示す。各実施例において、iは物体側から数えた順序を示し、riは第i番目の光学面(第i面)の曲率半径、diは第i面と第(i+1)面との間の軸上間隔を示す。又、ndi、νdi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、アッベ数である。非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH軸、光の進行方向を正としRを近軸曲率半径、Kを円錐定数、A4、A6、A8、A10、A12を各々非球面係数としたとき、
なる式で表している。*は非球面形状を有する面を意味している。「e−x」は10−xを意味している。BFは空気換算でのバックフォーカスである。レンズ全長は第1レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスを加えた値である。また、前述の各条件式と数値データとの関係を表1に示す。
[実施例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 2.00 1.51633 64.1 49.08
2 ∞ 2.00 47.71
3 74.105 2.50 1.43875 94.9 42.02
4 23.902 8.81 35.19
5 -257.986 2.50 1.49700 81.5 34.92
6 46.595 14.20 33.09
7 36.182 7.07 1.85478 24.8 31.95
8 -358.222 14.27 30.49
9 -39.018 1.50 1.85478 24.8 19.14
10 22.835 7.08 1.59522 67.7 19.70
11 -49.957 1.31 20.82
12(絞り) ∞ 0.49 21.37
13 27.871 7.64 1.59522 67.7 21.99
14 -45.955 7.26 21.24
15 -26.107 2.00 1.65412 39.7 16.89
16 21.324 6.29 1.59522 67.7 19.51
17 -132.424 3.64 21.34
18 35.305 6.75 1.80809 22.8 26.35
19 -127.887 12.45 26.36
20 -23.734 2.50 1.83400 37.2 24.79
21* -318.910 0.68 27.58
22 37.766 4.46 1.90366 31.3 31.71
23 63.653 7.99 31.68
24 ∞ 1.00 1.51000 63.0 34.49
25 ∞ 1.50 34.80
像面 ∞
非球面データ
第21面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.76765e-005 A 6=-1.57841e-008
A 8=-2.15323e-011 A10=-1.31600e-013 A12= 1.65866e-016

各種データ
焦点距離 33.35
Fナンバー 2.30
半画角(度) 28.04
像高 17.76
レンズ全長 123.56
BF 10.15

入射瞳位置 35.88
射出瞳位置 -38.80
前側主点位置 41.64
後側主点位置 -31.85

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 0.00
2 3 -81.65
3 5 -79.19
4 7 38.77
5 9 -16.67
6 10 27.32
7 13 30.32
8 15 -17.65
9 16 31.34
10 18 34.88
11 20 -30.87
12 22 95.00
13 24 0.00
[実施例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 2.00 1.51633 64.1 31.04
2 ∞ 4.00 29.86
3 -56.350 2.50 1.59522 67.7 27.70
4 28.800 5.26 25.33
5 30.255 6.72 1.85478 24.8 25.55
6 -89.027 5.30 24.34
7 -40.225 1.50 1.85478 24.8 20.03
8 22.434 7.35 1.59522 67.7 20.45
9 -52.004 1.30 21.47
10(絞り) ∞ 1.11 21.92
11 25.152 8.15 1.59522 67.7 22.61
12 -42.481 4.35 21.56
13 -25.730 2.00 1.61340 44.3 18.26
14 19.639 6.34 1.59522 67.7 20.05
15 -184.458 0.15 21.21
16 40.933 4.55 1.84666 23.9 22.20
17 367.010 15.35 22.19
18 -16.588 2.50 1.65412 39.7 22.64
19* -135.429 0.15 27.26
20 49.956 5.23 1.90366 31.3 30.80
21 506.948 7.72 31.38
22 ∞ 1.00 1.51000 63.0 34.60
23 ∞ 1.50 34.88
像面 ∞
非球面データ
第19面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.75209e-005 A 6=-3.68607e-008
A 8=-2.01974e-011 A10= 5.43609e-014 A12=-1.30678e-016

各種データ
焦点距離 40.00
Fナンバー 2.30
半画角(度) 23.94
像高 17.76
レンズ全長 89.70
BF 9.88

入射瞳位置 22.82
射出瞳位置 -36.98
前側主点位置 21.23
後側主点位置 -38.50

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 0.00
2 3 -31.67
3 5 27.12
4 7 -16.66
5 8 27.34
6 11 27.79
7 13 -17.86
8 14 30.17
9 16 54.07
10 18 -29.14
11 20 60.99
12 22 0.00
[実施例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 2.00 1.51633 64.1 46.70
2 ∞ 2.00 45.28
3 57.936 2.50 1.43875 94.9 38.96
4 20.805 12.44 32.10
5 -99.353 2.50 1.49700 81.5 29.99
6 32.600 8.21 28.22
7 31.904 7.36 1.85478 24.8 28.92
8 -266.663 12.81 27.46
9 -37.469 1.50 1.85478 24.8 19.87
10 21.828 8.21 1.59522 67.7 20.76
11 -37.801 0.71 22.28
12(絞り) ∞ 0.48 22.90
13 29.318 8.75 1.59522 67.7 23.66
14 -50.014 8.10 22.82
15 -28.994 2.00 1.65412 39.7 18.10
16 19.124 6.59 1.59522 67.7 20.78
17 818.847 0.19 22.54
18 38.982 5.76 1.80809 22.8 24.26
19 -97.219 15.39 24.60
20 -27.518 2.50 1.83400 37.2 24.48
21* -134.901 0.15 26.75
22 42.081 4.46 1.90366 31.3 29.70
23 88.385 11.39 29.90
24 ∞ 1.00 1.51000 63.0 34.52
25 ∞ 1.50 34.82
像面 ∞
非球面データ
第21面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.63931e-005 A 6=-2.13156e-009
A 8= 9.75212e-011 A10=-5.27212e-013 A12= 7.10561e-016

各種データ
焦点距離 32.13
Fナンバー 2.30
半画角(度) 28.93
像高 17.76
レンズ全長 124.16
BF 13.55

入射瞳位置 32.99
射出瞳位置 -46.99
前側主点位置 43.83
後側主点位置 -30.63


単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 0.00
2 3 -75.54
3 5 -49.08
4 7 33.72
5 9 -15.95
6 10 24.51
7 13 32.39
8 15 -17.33
9 16 32.80
10 18 35.10
11 20 -41.89
12 22 85.00
13 24 0.00
[実施例4]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 2.00 1.51633 64.1 56.78
2 ∞ 2.00 55.02
3 59.284 2.50 1.59522 67.7 45.04
4 24.020 9.43 36.78
5 -439.473 2.50 1.49700 81.5 36.42
6 30.963 24.57 33.01
7 48.918 6.86 1.85478 24.8 31.43
8 -167.692 17.66 30.18
9 -58.295 1.50 1.85478 24.8 20.18
10 26.123 7.14 1.59522 67.7 20.57
11 -42.770 1.10 21.47
12(絞り) ∞ 0.47 21.69
13 23.514 7.61 1.49700 81.5 21.97
14 -65.975 8.05 20.81
15 -30.108 2.00 1.65412 39.7 15.99
16 18.566 5.89 1.49700 81.5 18.30
17 453.844 0.15 20.55
18 33.973 5.62 1.80809 22.8 22.58
19 -107.417 14.20 23.05
20 -24.817 2.50 1.83400 37.2 24.23
21* -62.995 0.68 26.83
22 35.061 4.01 1.90366 31.3 31.92
23 47.048 8.05 31.66
24 ∞ 1.00 1.51000 63.0 34.41
25 ∞ 1.50 34.74
像面 ∞
非球面データ
第21面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.75477e-005 A 6= 1.13382e-008
A 8=-5.29848e-011 A10=-1.45868e-013 A12= 2.76845e-016

各種データ
焦点距離 25.20
Fナンバー 2.30
半画角(度) 35.18
像高 17.76
レンズ全長 134.66
BF 10.21

入射瞳位置 33.34
射出瞳位置 -41.51
前側主点位置 43.77
後側主点位置 -23.70

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 0.00
2 3 -69.68
3 5 -58.10
4 7 44.96
5 9 -20.93
6 10 28.34
7 13 35.89
8 15 -17.28
9 16 38.78
10 18 32.52
11 20 -50.61
12 22 131.42
13 24 0.00
[実施例5]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 ∞ 2.00 1.51633 64.1 38.58
2 ∞ 2.00 37.20
3 -756.254 2.50 1.43875 94.9 35.16
4 23.669 5.18 29.56
5 241.465 2.50 1.49700 81.5 29.39
6 30.573 7.47 27.83
7 27.483 7.80 1.85478 24.8 28.34
8 -257.430 8.51 26.58
9 -37.126 1.50 1.85478 24.8 18.81
10 18.430 7.50 1.59522 67.7 19.36
11 -48.707 0.10 20.61
12(絞り) ∞ 0.10 20.95
13 25.327 7.70 1.59522 67.7 21.67
14 -44.495 7.24 20.95
15 -23.719 2.00 1.65412 39.7 16.63
16 19.603 6.90 1.59522 67.7 18.93
17 -119.930 0.15 21.14
18 36.095 5.70 1.80809 22.8 23.16
19 -117.895 14.52 23.43
20 -20.283 2.50 1.83481 42.7 23.28
21* -79.446 0.30 26.62
22 39.556 5.35 1.88300 40.8 31.29
23 87.585 7.98 31.51
24 ∞ 1.00 1.51000 63.0 34.53
25 ∞ 1.50 34.83
像面 ∞
非球面データ
第21面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.13570e-005 A 6=-2.67694e-008
A 8= 2.07658e-010 A10=-1.60296e-012 A12= 3.19219e-015

焦点距離 33.30
Fナンバー 2.30
半画角(度) 28.07
像高 17.76
レンズ全長 105.67
BF 10.14

入射瞳位置 26.28
射出瞳位置 -39.79
前側主点位置 32.72
後側主点位置 -31.80

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 0.00
2 3 -52.26
3 5 -70.71
4 7 29.42
5 9 -14.23
6 10 23.44
7 13 28.28
8 15 -16.11
9 16 28.84
10 18 34.77
11 20 -33.27
12 22 77.64
13 24 0.00
L1 第1レンズ群 L2 第2レンズ群 L3 第3レンズ群

Claims (7)

  1. 物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群より構成される撮像光学系であって、
    前記第1レンズ群は、1枚又は2枚の負レンズより構成され、
    前記第2レンズ群は、最も物体側に配置された正レンズを含む複数のレンズを有し、
    前記第3レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された負レンズと正レンズより構成され、
    前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第3レンズ群の焦点距離をf3、前記第3レンズ群に含まれる正レンズの焦点距離をfGr、前記撮像光学系のレンズ全長をL、前記撮像光学系の焦点距離をf、前記第3レンズ群に含まれる負レンズの物体側レンズ面から像面までの光軸上の距離をGfR1、前記第2レンズ群に含まれる最も像側のレンズの像側レンズ面から前記第3レンズ群に含まれる負レンズの物体側レンズ面までの光軸上の距離をL23、前記第1レンズ群に含まれる負レンズのうち少なくとも一つの材料のアッベ数及び部分分散比を各々νdi及びθgFiとするとき、
    0.30<f1/f3<0.90
    −2.20<fGr/f3<−1.00
    2.00<L/f<7.00
    0.30<GfR1/f<0.85
    0.30<L23/f<0.60
    0.5826<θgFi+0.001618×(νdi−36.23)<0.8000
    なる条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
  2. 前記第2レンズ群の焦点距離をf2とするとき、
    0.55<f2/f<1.75
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像光学系。
  3. 前記第3レンズ群に含まれる負レンズの焦点距離をfGfとするとき、
    −2.20<fGf/f<−0.60
    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に記載の撮像光学系。
  4. 前記第2レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズと正レンズが接合されて成る接合レンズ、正レンズ、負レンズと正レンズが接合されて成る接合レンズ、正レンズより構成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像光学系。
  5. 物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第1レンズ群、正の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群より構成される撮像光学系であって、
    前記第1レンズ群は、1枚又は2枚の負レンズより構成され、
    前記第2レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズと正レンズが接合されて成る接合レンズ、正レンズ、負レンズと正レンズが接合されて成る接合レンズ、正レンズより構成され、
    前記第3レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された負レンズと正レンズより構成され、
    前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第3レンズ群の焦点距離をf3、前記第3レンズ群に含まれる正レンズの焦点距離をfGr、前記撮像光学系のレンズ全長をL、前記撮像光学系の焦点距離をf、前記第3レンズ群に含まれる負レンズの物体側レンズ面から像面までの光軸上の距離をGfR1とするとき、
    0.30<f1/f3<0.90
    −2.20<fGr/f3<−1.00
    2.00<L/f<7.00
    0.30<GfR1/f<0.85
    なる条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
  6. 焦点距離が不変であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像光学系。
  7. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の撮像光学系と、該撮像光学系によって形成された像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
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