JP6783549B2

JP6783549B2 - 光学系及びそれを有する撮像装置

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Publication number: JP6783549B2
Application number: JP2016100251A
Authority: JP
Inventors: 中野　正嗣; 正嗣中野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2020-11-11
Anticipated expiration: 2036-05-19
Also published as: US10620409B2; US20170336607A1; JP2017207646A

Description

本発明は光学系に関し、特に、監視カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、放送用カメラ等の撮像装置に用いる撮像光学系として好適なものである。

近年、監視カメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系は広画角であること、また昼夜の撮影において良好な光学性能が得られること等が要望されている。一般的に監視カメラは、昼間の撮影には可視光を使用し、夜間の撮影には近赤外光を使用している。近赤外光を使用すると、例えば視界の良くない濃霧時においては可視光よりも散乱の影響が少ない状態で撮影することができるという特徴がある。そのため、監視カメラに使用される撮像光学系には、可視域から近赤外域までの広い波長域で収差補正されていることが要望されている。

従来、可視域から近赤外域までの広い波長域で収差補正を行った監視カメラに好適な撮像光学系が知られている（特許文献１、２）。特許文献１は物体側から像側へ順に、負の屈折力の前群レンズ、開口絞り、正の屈折力の後群レンズより構成され、可視域から近赤光外域において収差補正を行った可視光近赤外光用単焦点レンズを開示している。特許文献２は正又は負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、正又は負の屈折力の第３群より構成され、可視域から近赤外域までの広波長域にわたり色収差を良好に補正した中望遠型の撮影レンズを開示している。

この他、可視域から近赤外域の広い波長域にわたり、諸収差を良好に補正した光学系として、顕微鏡対物レンズが知られている（特許文献３）。特許文献３では物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群と正の屈折力の第２レンズ群より構成され、第２レンズ群を構成するレンズの材料を適切に設定して広い波長域にわたり色収差を良好に補正した顕微鏡対物レンズを開示している。

特開２００４−３５４８２９号公報特開２０１１−１２８２７３号公報特開平０４−２６８１３号公報

監視カメラ用の撮像光学系において、夜間の撮影には多くの場合、近赤外光が利用される。しかしながら、新月近くの月明かりが非常に少ない場合や、月が雲に隠れている場合等、近赤外光において十分な光量を得られないことがある。一方で、太陽光によって大気中の水酸化イオンが励起された後、ナイトグローと呼ばれる光（ピーク波長１．６μｍ）が放出される。この光を利用すると、月明かりがない場合でも良好な撮影が容易となる。

監視カメラ用の撮像光学系において、広画角でしかも可視領域から近赤外領域に至る広い波長範囲にわたり良好なる光学性能を得るには、撮像光学系を構成するレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。例えば、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、正の屈折力の第２レンズ群を有する撮像光学系では、第２レンズ群を構成するレンズの材料を適切に設定することが広い波長域にわたり色収差を良好に補正するのに重要になってくる。

例えば特許文献１に開示されている可視光近赤外用単焦点レンズは、可視領域から波長約１μｍまでの色収差は補正されているものの、波長１．６μｍ程度の近赤外域まで収差補正が必ずしも十分ではない。特許文献２の中望遠型の撮影レンズは監視カメラ用の撮像光学系としては撮像画角が必ずしも十分でない。特許文献３の顕微鏡対物レンズは監視カメラ用の撮像光学系に適用したとき撮像画角が必ずしも十分でない。

本発明は、可視域から近赤外域までの広い波長域の光に対して、良好な結像性能を備えた大口径比で広画角の光学系の提供を目的とする。

本発明の一側面としての光学系は、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、開口絞り、正の屈折力の第２レンズ群より構成される光学系であって、
材料の波長４００ｎｍにおける屈折率をＮｓ、前記材料の波長１０５０ｎｍにおける屈折率をＮｍ、前記材料の波長１７００ｎｍにおける屈折率をＮｌとし、前記材料の部分分散比θＩＲ及びアッベ数νＩＲを各々
θＩＲ＝（Ｎｓ−Ｎｍ）／（Ｎｓ−Ｎｌ）
νＩＲ＝（Ｎｍ−１）／（Ｎｓ−Ｎｌ）
とし、前記第２レンズ群に含まれる正レンズの材料の部分分散比θＩＲの平均値をθＩＲ_{（Ｇ２ｐ）ＡＶＥ}、前記第２レンズ群に含まれる負レンズの材料の部分分散比θＩＲの平均値をθＩＲ_{（Ｇ２ｎ）ＡＶＥ} 、前記第２レンズ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数νＩＲの平均値をνＩＲ _{（Ｇ２ｐ）ＡＶＥ} 、波長１０５０ｎｍにおける前記光学系のバックフォーカス及び焦点距離を各々ＢＦ及びＦとするとき、
−０．０１５＜θＩＲ_{（Ｇ２ｐ）ＡＶＥ}−θＩＲ_{（Ｇ２ｎ）ＡＶＥ}＜０．０１５
１８．０＜νＩＲ _{（Ｇ２ｐ）ＡＶＥ}
１．０＜ＢＦ／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、可視域から近赤外光全域にわたって諸収差を良好に補正した高い光学性能を有する大口径比で広画角の光学系が得られる。

実施例１の光学系のレンズ断面図（Ａ）、（Ｂ）実施例１の光学系の諸収差図実施例２の光学系のレンズ断面図（Ａ）、（Ｂ）実施例２の光学系の諸収差図実施例３の光学系のレンズ断面図（Ａ）、（Ｂ）実施例３の光学系の諸収差図本発明の撮像装置の要部概略図

以下、本発明の光学系の実施形態について説明する。本発明の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第２レンズ群より構成される。

図１は、本発明の実施例１の光学系の無限遠に合焦したときのレンズ断面図である。図２は、実施例１の光学系の無限遠に合焦したときの収差図である。収差補正された波長域は波長４００ｎｍ〜波長１７００ｎｍである。図３は、本発明の実施例２の光学系の無限遠に合焦したときのレンズ断面図である。図４は、実施例２の光学系の無限遠に合焦したときの収差図である。収差補正された波長域は波長４００ｎｍ〜波長１７００ｎｍである。

図５は、本発明の実施例３の光学系の無限遠に合焦したときのレンズ断面図である。図６は、実施例３の光学系の無限遠に合焦したときの収差図である。収差補正された波長域は波長４００ｎｍ〜波長１７００ｎｍである。図７は本発明の光学系を有する撮像装置の要部概略図である。

各レンズ断面図において、左方が被写体側（物体側）、右方が像側である。レンズ断面図においてＬ０は光学系、Ｇ１は負の屈折力の第１レンズ群、ＳＴＯＰは開口絞り、Ｇ２は正の屈折力の第２レンズ群である。ＣＧは光学フィルター等に相当する光学ブロックである。ＩＭＧは像面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）が配置される。

各収差図のうち球面収差図においては、波長１７００ｎｍ、波長１０５０ｎｍ、波長５８７ｎｍ（ｄ線）、波長４３５ｎｍ（ｇ線）に関する収差を示している。非点収差図においては、ｍは波長５８７ｎｍにおけるメリディオナル像面、Ｓは波長５８７ｎｍにおけるサジタル像面を表している。歪曲収差は波長５８７ｎｍに関する値である。以下、断りがない限り、レンズ構成は物体側から像側へ順に配置されている順に説明する。

本実施形態に係る光学系Ｌ０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Ｇ１、開口絞りＳＴＯＰ、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２より構成されている。フォーカシングは光学系Ｌ０の全体を移動させることによって行われる。各実施例において、光学系Ｌ０の波長１０５０ｎｍにおけるバックフォーカスと焦点距離を各々ＢＦ、Ｆとする。材料の波長４００ｎｍに対する屈折率をＮｓ、材料の波長１０５０ｎｍに対する屈折率をＮｍ、材料の波長１７００ｎｍに対する屈折率をＮｌとし、材料の部分分散比θＩＲを
θＩＲ＝（Ｎｓ−Ｎｍ）／（Ｎｓ−Ｎｌ）・・・（Ｘ１）
とする。

第２レンズ群Ｇ２に含まれる正レンズの材料の部分分散比の平均値をθＩＲ（Ｇ２ｐ）_AVEとする。第２レンズ群Ｇ２に含まれる負レンズの材料の部分分散比の平均値をθＩＲ（Ｇ２ｎ）_AVEとする。このとき、
−０．０１５＜θＩＲ（Ｇ２ｐ）_AVE−θＩＲ（Ｇ２ｎ）_AVE＜０．０１５・・・（１）
１．０＜ＢＦ／Ｆ・・・（２）
なる条件式を満足する。

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、可視域から近赤外域の広い波長域に渡って軸上色収差及び倍率色収差を良好に補正するためのものである。

特に条件式（１）は、第２レンズ群Ｇ２に含まれる正レンズと負レンズで波長４００ｎｍと波長１７００ｎｍの軸上色収差と倍率色収差を補正しつつ、その際に発生する波長１０５０ｎｍにおける軸上色収差量と倍率色収差量を推定するため指標である。つまり、２次スペクトルを推定するための指標である。正レンズと負レンズの組合せでは、この指標が小さいほど２次スペクトル量は小さくなる。そのため、条件式（１）の範囲を満たすことで２次スペクトルを低減し、可視域から近赤外域の広い波長域に渡って色収差を良好に補正している。

条件式（１）において下限を下回ると、或いは上限を上回ると、第２レンズ群Ｇ２において軸上色収差と倍率色収差の２次スペクトルの発生が増大し、結像性能が低下してくるので良くない。条件式（２）は、波長１０５０ｎｍにおけるバックフォーカスＢＦと焦点距離Ｆとの比に関する。条件式（２）において下限を下回ると、バックフォーカスＢＦが短くなりすぎて、波長分岐用のプリズム等を挿入する場合、挿入する空間を確保することが困難となる。更に好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

−０．０１４＜θＩＲ（Ｇ２ｐ）_AVE−θＩＲ（Ｇ２ｎ）_AVE＜０．０１０・・・（１ａ）
１．０２＜ＢＦ／Ｆ・・・（２ａ）

本発明によれば、以上のように各要素を特定することにより、可視域から近赤外域（波長４００〜１７００ｎｍ）までの広い波長域の光に対して良好な結像性能を備え、また大口径比で広画角かつバックフォーカスの長い光学系を得ている。

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。
材料のアッベ数νＩＲを
νＩＲ＝（Ｎｍ−１）／（Ｎｓ−Ｎｌ）・・・（Ｘ２）
とする。第２レンズ群Ｇ２に含まれる正レンズの材料のアッベ数νＩＲの平均値をνＩＲ（Ｇ２ｐ）_ＡＶＥとする。第１レンズ群Ｇ１に含まれる正レンズの部分分散比θＩＲの平均値をθＩＲ（Ｇ１ｐ）_ＡＶＥとする。第１レンズ群に含まれる負レンズの部分分散比θＩＲの平均値をθＩＲ（Ｇ１ｎ）_ＡＶＥとする。

本実施例の光学系を、撮像素子を有する撮像装置に用いたときの撮像素子の有効撮像範囲の対角線の長さの半値（最大像高）をＨとする。このとき、次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
１８．０＜νＩＲ_{（Ｇ２ｐ）ＡＶＥ} ・・・（３）
−０．０１５＜θＩＲ_{（Ｇ１ｐ）ＡＶＥ}−θＩＲ_{（Ｇ１ｎ）ＡＶＥ}＜０．０１５・・・（４）
０．２＜Ｈ／Ｆ・・・（５）

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（３）は、第２レンズ群Ｇ２に含まれる全ての正レンズの材料のアッベ数の平均値に関し、諸収差を良好に補正するためのものである。条件式（３）において下限を下回ると、第２レンズ群Ｇ２に含まれる正レンズの屈折力及び負レンズの屈折力が増大するため、高次収差が多く発生する。また、第２レンズ群Ｇ２より軸上色収差と倍率色収差が多く発生し、これらの諸収差の補正が困難となる。

本発明における光学系Ｌ０では、第１レンズ群Ｇ１は、正レンズと負レンズが隣接配置した部分系Ｌ１を有している。このとき条件式（４）は第１レンズ群Ｇ１に含まれる正レンズの材料と負レンズの材料の部分分散比に関する。条件式（４）において下限を下回ると、或いは上限を上回ると、第１レンズ群Ｇ１より軸上色収差と倍率色収差の２次スペクトルが多く発生し、光学性能が低下してくる。以上の構成をとることにより、本発明によれば、可視域から近赤外域の広い波長域に亘って諸収差を良好に補正した光学系が得られる。

条件式（５）は本発明の光学系を有する撮像装置に適用したときの撮像素子の有効画面の半分と焦点距離との比に関する。条件式（５）において下限を下回ると、撮像素子の撮像面の大きさが小さくなりすぎて、監視目的の監視カメラの場合では、観察エリア（撮像画角）が狭くなってくるので良くない。更に好ましくは条件式（３）乃至（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

２０．０＜νＩＲ（Ｇ２ｐ）_AVE ・・・（３ａ）
−０．０１３＜θＩＲ（Ｇ１ｐ）_AVE−θＩＲ（Ｇ１ｎ）_AVE＜０．０１３・・・（４ａ）０．３＜Ｈ／Ｆ・・・（５ａ）

各実施例において第２レンズ群Ｇ２は物体側から像側へ順に配置された正レンズと負レンズを隣接した接合レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズを含むことが良い。この他、負レンズと正レンズと負レンズを接合した接合レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズを含むことが良い。また第１レンズ群Ｇ１は物体側から像側へ順に正レンズと負レンズを接合した接合レンズを含むことが良い。

次に各実施例の光学系のレンズ構成について説明する。
［実施例１］
実施例１の光学系Ｌ０について説明する。実施例１の光学系Ｌ０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Ｇ１、所定の口径を決める開口絞りＳＴＯＰ、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２より構成される。第２レンズ群Ｇ２と像面ＩＭＧの間には光学ブロックＣＧが配置される。この光学ブロックＣＧに関しては、必要のない場合は省略できる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に正の屈折力のレンズＬ１１、負の屈折力のレンズＬ１２と、負の屈折力のレンズＬ１３、正の屈折力のレンズＬ１４の４枚のレンズで構成されている。負レンズＬ１１と正レンズＬ１２は接合されて接合レンズＧ１ａを構成している。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に次のレンズよりなっている。正の屈折力のレンズＬ２１、負の屈折力のレンズＬ２２、正の屈折力のレンズＬ２３、負の屈折力のレンズＬ２４、負の屈折力のレンズＬ２５、正の屈折力のレンズＬ２６、負の屈折力のレンズＬ２７、正の屈折力のレンズＬ２８の８枚のレンズで構成される。

正レンズＬ２３と負レンズＬ２４は接合され、接合レンズＧ２ａを構成し、負レンズＬ２５と正レンズＬ２６は接合され接合レンズＧ２ｂを構成し、負レンズＬ２７と正レンズＬ２８は接合されて接合レンズＧ２ｃを構成している。

［実施例２］
実施例２の光学系Ｌ０について説明する。実施例２の光学系Ｌ０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Ｇ１、所定の口径を決める開口絞りＳＴＯＰ、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２より構成される。第２レンズ群Ｇ２と像面ＩＭＧの間には波長分岐用の光学プリズムＰｒｉｓｍが配置され、波長選択が行われている。波長分岐された一方の光は、像面ＩＭＧ１上に結像し、他方は像面ＩＭＧ２上で像を形成する。

光学プリズムＰｒｉｓｍと像面ＩＭＧ１との間には光学ブロックＣＧ１が配置され、光学プリズムＰｒｉｓｍと像面ＩＭＧ２の間には光学ブロックＣＧ２が配置される。この光学ブロックＣＧ１及び光学ブロックＣＧ２に関しては、必要のない場合は省略できる。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、正の屈折力のレンズＬ１１、負の屈折力のレンズＬ１２、負の屈折力のＬ１３、正の屈折力のレンズＬ１４、負の屈折力のレンズＬ１５の５枚のレンズで構成されている。負レンズＬ１１と正レンズＬ１２は接合されて接合レンズＧ１ａを構成している。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に、次のレンズよりなっている。負の屈折力のレンズＬ２１、正の屈折力のレンズＬ２２、負の屈折力のレンズＬ２３、正の屈折力のレンズＬ２４、負の屈折力のレンズＬ２５、負の屈折力のレンズＬ２６、正の屈折力のレンズＬ２７の７枚のレンズで構成されている。負レンズＬ２３と正レンズＬ２４と負レンズＬ２５は接合された接合レンズＧ２ａを構成し、負レンズＬ２６と正レンズＬ２７は接合された接合レンズＧ２ｂを構成している。

［実施例３］
実施例３の光学系Ｌ０について説明する。実施例３の光学系Ｌ０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Ｇ１、所定の口径を決める開口絞りＳＴＯＰ、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２より構成される。第２レンズ群Ｇ２と像面ＩＭＧの間には光学ブロックＣＧが配置される。この光学ブロックＣＧに関しては、必要のない場合は省略できる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ順に、正の屈折力のレンズＬ１１、負の屈折力のレンズＬ１２、負の屈折力のレンズＬ１３、正の屈折力のレンズＬ１４、負の屈折力のレンズＬ１５の５枚のレンズで構成されている。正レンズＬ１１と負レンズＬ１２は接合されて、接合レンズＧ１ａを構成している。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ順に次のレンズよりなっている。負の屈折力のレンズＬ２１、正の屈折力のレンズＬ２２、負の屈折力のレンズＬ２３、正の屈折力のレンズＬ２４、負の屈折力のレンズＬ２５、正の屈折力のレンズＬ２６の６枚のレンズで構成されている。負レンズＬ２１と正レンズＬ２２は接合されて接合レンズＧ２ａを構成し、負レンズＬ２３と正レンズＬ２４と負レンズＬ２３は接合されて接合レンズＧ２ｂを構成している。

次に本発明の光学系を用いた監視カメラ（撮像装置）の実施例を、図７を用いて説明する。図７において、３０は監視カメラ本体、３１は実施例１乃至３で説明したいずれかの光学系によって構成された撮像光学系である。３２はカメラ本体に内蔵され、光学系３１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）である。３３は撮像素子３２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。３４は撮影した撮像素子３２によって光電変換された被写体像を転送するためのネットワークケーブルである。

以下に、実施例１乃至３にそれぞれ対応する数値データを示す。各数値データにおいて、ｉは物体側からの面の順番を示し、ｒｉは第ｉ番目（第ｉ面）の面の曲率半径（単位：ｍｍ）、ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の間隔（単位：ｍｍ）である。ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準とした第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。各数値データにおける像高は、最大像高（単位：ｍｍ）であり、撮像素子の有効撮像範囲の対角線の長さの半値に対応する。

ｄ線基準のアッベ数νｄは、波長４８６ｎｍでの材料の屈折率をＮＦ、波長５８７．６ｎｍでの材料の屈折率をＮｄ、波長６５６ｎｍでの材料の屈折率をＮｃとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−Ｎｃ）
である。

部分分散比θＩＲは前述した式（Ｘ１）で定義されるものである。アッベ数νＩＲは前述した式（Ｘ２）で定義されるものである。数値データ１、３における最も像側の２つの面、数値データ２における像側の４つの面は光学ブロック（ガラス部材）に相当する平面である。ガラス部材の波長１０５０ｎｍに対する屈折率は１．５０６３８である。焦点距離とバックフォーカスＢＦは波長１０５０ｎｍにおける値である。また、前述の各条件式と実施例における諸数値との関係を表１に示す。

［数値データ１］
面番号 r d nd νd νIR θIR
1 44.740 8.30 1.77250 49.60 13.12 0.7963
2 -98.367 2.50 1.57135 52.95 14.23 0.8060
3 16.083 8.58
4 -29.751 1.50 1.65844 50.88 13.79 0.8115
5 33.051 3.77
6 -151.536 8.08 1.80100 34.97 9.61 0.8379
7 -32.662 19.85
8(絞り)∞ 0.50
9 46.877 9.70 1.49700 81.55 21.45 0.7835
10 -46.877 8.86
11 277.614 2.00 1.61340 44.27 11.68 0.8007
12 32.139 3.73
13 60.316 13.78 1.43875 94.95 24.78 0.7771
14 -18.709 2.00 1.61340 44.27 11.68 0.8007
15 -52.098 0.15
16 52.392 2.00 1.61340 44.27 11.68 0.8007
17 28.844 10.55 1.59522 67.74 18.36 0.8042
18 -62.106 0.15
19 37.790 2.00 1.51633 64.14 15.81 0.7493
20 17.487 11.00 1.43875 94.95 24.78 0.7771
21 119.675 19.02
22 ∞ 0.50 1.51633 64.14 15.81 0.7493
23 ∞ 1.43
23（像面）∞

焦点距離 18.52
Fno 1.20
像高 8.2
BF 20.78

［数値データ２］
面番号 r d nd νd νIR θIR
1 24.860 10.00 1.74100 52.64 13.66 0.7828
2 -51.070 1.00 1.64850 53.02 14.18 0.8030
3 13.249 3.26
4 -117.854 1.00 1.64850 53.02 14.18 0.8030
5 16.150 1.92
6 139.885 5.00 1.79952 42.23 11.55 0.8235
7 -26.679 2.64
8 -14.086 7.00 1.75700 47.82 12.62 0.7971
9 -17.407 6.00
10(絞り)∞ 0.97
11 42.208 3.00 1.51633 64.14 15.81 0.7493
12 22.786 7.96
13 49.524 10.00 1.49700 81.55 21.45 0.7835
14 -23.795 0.15
15 93.809 1.00 1.61340 44.27 11.68 0.8007
16 22.796 10.00 1.49700 81.55 21.45 0.7835
17 -19.427 1.00 1.61340 44.27 11.68 0.8007
18 -58.668 0.15
19 30.859 1.00 1.64000 60.08 14.81 0.7505
20 16.853 9.45 1.49700 81.55 21.45 0.7835
21 -330.628 0.50
22 ∞ 24.00 1.51633 64.14 15.81 0.7493
23 ∞ 1.00
24 ∞ 1.00 1.51633 64.14 15.81 0.7493
25 ∞ 1.00
26（像高）∞

焦点距離 18.53
Fno 1.40
像高 8.0
BF 19.10

［数値データ３］
面番号 r d nd νd νIR θIR
1 22.959 7.07 1.72916 54.68 14.07 0.7769
2 -55.794 1.00 1.61405 54.99 14.61 0.7974
3 12.536 5.22
4 -32.779 1.00 1.61405 54.99 14.61 0.7974
5 17.401 3.35
6 353.694 3.00 1.80610 40.93 11.22 0.8268
7 -27.690 12.23
8 -17.606 9.34 1.76200 40.10 11.10 0.8362
9 -20.534 1.00
10(絞り)∞ 0.15
11 23.361 2.00 1.75700 47.82 12.62 0.7971
12 16.668 10.00 1.49700 8.15 21.45 0.7835
13 -36.133 0.15
14 205.961 1.00 1.75700 47.82 12.62 0.7971
15 15.640 10.00 1.49700 81.55 21.45 0.7835
16 -15.695 1.00 1.75700 47.82 12.62 0.7971
17 -51.136 0.50
18 32.351 7.50 1.49700 81.55 21.45 0.7835
19 -53.781 20.00
20 ∞ 2.00 1.51633 64.14 15.81 0.7493
21 ∞ 2.48
22（像高）∞

焦点距離 18.74
Fno 1.40
像高 7.5
BF 23.84

Ｌ０光学系Ｇ１第１レンズ群Ｇ２第２レンズ群
ＳＴＯＰ開口絞りＬ１部分系Ｌ２部分系

Claims

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、開口絞り、正の屈折力の第２レンズ群より構成される光学系であって、
材料の波長４００ｎｍにおける屈折率をＮｓ、前記材料の波長１０５０ｎｍにおける屈折率をＮｍ、前記材料の波長１７００ｎｍにおける屈折率をＮｌとし、前記材料の部分分散比θＩＲ及びアッベ数νＩＲを各々
θＩＲ＝（Ｎｓ−Ｎｍ）／（Ｎｓ−Ｎｌ）
νＩＲ＝（Ｎｍ−１）／（Ｎｓ−Ｎｌ）
とし、前記第２レンズ群に含まれる正レンズの材料の部分分散比θＩＲの平均値をθＩＲ_{（Ｇ２ｐ）ＡＶＥ}、前記第２レンズ群に含まれる負レンズの材料の部分分散比θＩＲの平均値をθＩＲ_{（Ｇ２ｎ）ＡＶＥ} 、前記第２レンズ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数νＩＲの平均値をνＩＲ _{（Ｇ２ｐ）ＡＶＥ} 、波長１０５０ｎｍにおける前記光学系のバックフォーカス及び焦点距離を各々ＢＦ及びＦとするとき、
−０．０１５＜θＩＲ_{（Ｇ２ｐ）ＡＶＥ}−θＩＲ_{（Ｇ２ｎ）ＡＶＥ}＜０．０１５
１８．０＜νＩＲ _{（Ｇ２ｐ）ＡＶＥ}
１．０＜ＢＦ／Ｆ
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
前記第１レンズ群に含まれる正レンズの材料の部分分散比θＩＲの平均値をθＩＲ_{（Ｇ１ｐ）ＡＶＥ}、前記第１レンズ群に含まれる負レンズの材料の部分分散比θＩＲの平均値をθＩＲ_{（Ｇ１ｎ）ＡＶＥ}とするとき、
−０．０１５＜θＩＲ_{（Ｇ１ｐ）ＡＶＥ}−θＩＲ_{（Ｇ１ｎ）ＡＶＥ}＜０．０１５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
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、開口絞り、正の屈折力の第２レンズ群より構成される光学系であって、
材料の波長４００ｎｍにおける屈折率をＮｓ、前記材料の波長１０５０ｎｍにおける屈折率をＮｍ、前記材料の波長１７００ｎｍにおける屈折率をＮｌとし、前記材料の部分分散比θＩＲを
θＩＲ＝（Ｎｓ−Ｎｍ）／（Ｎｓ−Ｎｌ）
とし、前記第１レンズ群に含まれる正レンズの材料の部分分散比θＩＲの平均値をθＩＲ _{（Ｇ１ｐ）ＡＶＥ} 、前記第１レンズ群に含まれる負レンズの材料の部分分散比θＩＲの平均値をθＩＲ _{（Ｇ１ｎ）ＡＶＥ} 、前記第２レンズ群に含まれる正レンズの材料の部分分散比θＩＲの平均値をθＩＲ _{（Ｇ２ｐ）ＡＶＥ} 、前記第２レンズ群に含まれる負レンズの材料の部分分散比θＩＲの平均値をθＩＲ _{（Ｇ２ｎ）ＡＶＥ} 、波長１０５０ｎｍにおける前記光学系のバックフォーカス及び焦点距離を各々ＢＦ及びＦとするとき、
−０．０１５＜θＩＲ _{（Ｇ１ｐ）ＡＶＥ} −θＩＲ _{（Ｇ１ｎ）ＡＶＥ} ＜０．０１５
−０．０１５＜θＩＲ _{（Ｇ２ｐ）ＡＶＥ} −θＩＲ _{（Ｇ２ｎ）ＡＶＥ} ＜０．０１５
１．０＜ＢＦ／Ｆ
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
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と負レンズが接合されて成る接合レンズと、物体側から像側へ順に配置された負レンズと正レンズが接合されて成る接合レンズとを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学系。
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レンズと正レンズと負レンズが接合されて成る接合レンズと、物体側から像側へ順に配置された負レンズと正レンズが接合されて成る接合レンズとを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学系。
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レンズと負レンズが接合されて成る接合レンズを含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の光学系。
単焦点レンズであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学系。
請求項１乃至７の何れか一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撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
前記撮像素子の有効撮像範囲の対角線の長さの半値をＨとするとき、
０．２＜Ｈ／Ｆ
なる条件式を満足することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
前記光学系と像面との間に配置されるプリズムを有することを特徴とする請求項８又は９に記載の撮像装置。