JP6979566B2 - 単焦点撮像光学系、撮像装置、カメラシステム - Google Patents
単焦点撮像光学系、撮像装置、カメラシステム Download PDFInfo
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Description
0.5 < TG/TL < 0.7 ・・・(2)
ここで、
TL:光学全長 (最物体側レンズ面から像面までの距離)、
TG:光学系厚み(最物体側レンズ面から最像面側レンズ面までの距離)、
である。
1.5 < TL/FL < 2.5 ・・・(3)
ここで、
TL:光学全長 (最物体側レンズ面から像面までの距離)、
FL:無限遠時の焦点距離、
である。
図1、図3、図5は、各々実施の形態1〜3に係る単焦点撮像光学系のレンズ配置図であり、いずれも無限遠合焦状態にある単焦点撮像光学系を表している。
図1は、実施の形態1に係る単焦点撮像光学系を表している。
図3は、実施の形態2に係る単焦点撮像光学系を表している。
図5は、実施の形態3に係る単焦点撮像光学系を表している。
以下、例えば実施の形態1から3に係る単焦点撮像光学系が満足することが可能な条件を説明する。なお、実施の形態1から3に係る単焦点撮像光学系に対して、複数の可能な条件が規定されるが、これら複数の条件すべてを満足する単焦点撮像光学系の構成が最も効果的である。しかしながら、個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏する単焦点撮像光学系を得ることも可能である。
0.5 < TG/TL < 0.7 ・・・(2)
1.5 < TL/FL < 2.5 ・・・(3)
ここで、
TL:光学全長 (最物体側レンズ面〜像面までの距離)、
TG:光学系厚み(最物体側レンズ面から最像面側レンズ面までの距離)、
Y’:撮像面最大像高、
FL:無限遠時の焦点距離、
である。
TL/Y’ < 2.8 ・・・(1b)
0.53 < TG/TL ・・・(2a)
TG/TL < 0.67 ・・・(2b)
1.7 < TL/FL ・・・(3a)
TL/FL < 2.3 ・・・(3b)
より好ましくは、以下の条件(1c)、(1d)、(2c)、(2d)、(3c)、(3d)のいずれか1つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
TL/Y’ < 2.75 ・・・(1d)
0.55 < TG/TL ・・・(2c)
TG/TL < 0.65 ・・・(2d)
1.9 < TL/FL ・・・(3c)
TL/FL < 2.2 ・・・(3d)
また、例えば、単焦点撮像光学系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1Aレンズ群G1Aと、開口絞りAと、正のパワーを有する第1Bレンズ群G1Bレンズ群からなることが望ましい。
ここで、
β2G:第2レンズ群G2の横倍率、
β3G:第3レンズ群G3の横倍率、
である。
(1−β2G2)β3G2 < 1.4 ・・・(4b)
より好ましくは、以下の条件(4c)または(4d)のいずれか一方を満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
(1−β2G2)β3G2 ≦ 1.3 ・・・(4d)
また、例えば、単焦点撮像光学系において、第2レンズ群G2は正のパワーを有する単レンズ素子からなり、以下の条件(5)を満足することが望ましい。
ここで、
Nd2G:第2レンズ群G2のd線に対する屈折率、
である。
Nd2G < 1.80 ・・・(5b)
より好ましくは、以下の条件(5c)または(5d)のいずれか一方を満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
Nd2G < 1.78 ・・・(5d)
(実施の形態1を適用した撮像装置の概略構成)
図7は、本実施の形態1に係る単焦点撮像光学系を適用した撮像装置の概略構成を示す。なお、本実施の形態2及び3に係る単焦点撮像光学系を撮像装置に適用することも可能である。
図8は、本実施の形態1に係る単焦点撮像光学系を適用したカメラシステムの概略構成を示す。なお、本実施の形態2及び3に係る単焦点撮像光学系をカメラシステムに適用することも可能である。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1から3を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
これにより、諸収差の良好なカメラを実現することができる。
以下、実施の形態1〜3に係る単焦点撮像光学系を具体的に実施した数値実施例を説明する。なお、各数値実施例において、表中の長さの単位はすべて「mm」であり、画角の単位はすべて「°」である。また、各数値実施例において、rは曲率半径、dは面間隔、ndはd線に対する屈折率、νd(vdとも記す)はd線に対するアッベ数である。また、各数値実施例において、*印を付した面は非球面であり、非球面形状は次式で定義している。
数値実施例1の単焦点撮像光学系は、図1に示した実施の形態1に対応する。数値実施例1の単焦点撮像光学系の面データを表1に、非球面データを表2に、無限遠合焦状態での各種データを表3A〜表3Bに示す。
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1 12.82170 1.24620 2.00100 29.1
2 19.48950 0.20000
3* 14.16440 0.60000 1.58699 59.5
4 7.30140 3.06590
5(絞り) ∞ 1.74410
6* -46.73260 1.78530 1.77200 50.0
7 -5.24090 0.01000 1.56732 42.8
8 -5.24090 0.60000 1.75211 25.0
9 -9.29880 0.51810
10 -6.11690 0.75000 1.69895 30.0
11 29.04080 0.01000 1.56732 42.8
12 29.04080 2.21160 2.00100 29.1
13 -14.01940 2.15010
14* -12.62510 2.42650 1.77200 50.0
15* -8.02200 1.30110
16 -46.30850 0.70000 1.80809 22.8
17 ∞ BF
像面 ∞
(表2:非球面データ)
第3面
K= 0.00000E+00, A4=-6.99573E-05, A6= 5.01968E-07, A8=-1.32014E-07
A10= 2.84445E-09, A12= 0.00000E+00, A14= 0.00000E+00
第6面
K= 0.00000E+00, A4= 1.72235E-04, A6=-4.97053E-06, A8= 5.70084E-06
A10=-2.30020E-06, A12= 4.66915E-07, A14=-3.59489E-08
第14面
K= 0.00000E+00, A4=-1.15700E-04, A6=-6.73709E-07, A8= 5.53616E-08
A10=-3.20100E-10, A12= 0.00000E+00, A14= 0.00000E+00
第15面
K=-6.08700E-01, A4=-2.73845E-05, A6=-8.65500E-07, A8= 2.45811E-08
A10=-2.76025E-11, A12= 7.17156E-12, A14=-5.48961E-14
(無限遠合焦状態での各種データ)
(表3A:各種データ)
焦点距離 18.0157
Fナンバー 4.10720
画角 38.5407
像高 13.2000
レンズ全長 34.5079
BF 15.18901
入射瞳位置 4.8707
射出瞳位置 -18.0488
前側主点位置 13.1215
後側主点位置 16.4922
(表3B:単レンズデータ)
レンズ 始面 焦点距離
1 1 34.2382
2 3 -26.5301
3 6 7.5056
4 8 -17.0502
5 10 -7.1660
6 12 9.6946
7 14 23.1775
8 16 -57.3062
(数値実施例2)
数値実施例2の単焦点撮像光学系は、図4に示した実施の形態2に対応する。数値実施例2の単焦点撮像光学系の面データを表4に、非球面データを表5に、無限遠合焦状態での各種データを表6A〜表6Bに示す。
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1 12.32460 1.56120 2.00100 29.1
2 18.80530 0.20000
3 11.37350 0.60000 1.51823 59.0
4 6.29020 3.66170
5(絞り) ∞ 2.19210
6* -30.50330 1.91020 1.77250 49.5
7 -5.36360 0.01000 1.56732 42.8
8 -5.36360 0.60000 1.75211 25.0
9 -14.78670 1.02930
10 -7.21210 0.75000 1.69895 30.0
11 142.57870 0.01000 1.56732 42.8
12 142.57870 2.79300 2.00100 29.1
13 -12.55910 2.21150
14* -56.19540 3.37110 1.77250 49.5
15* -12.65650 1.30000
16 -58.97190 0.70000 1.80809 22.8
17 ∞ BF
像面 ∞
(表5:非球面データ)
第6面
K= 0.00000E+00, A4= 5.34374E-05, A6=-9.46644E-06, A8= 3.37504E-06
A10=-5.37095E-07, A12= 4.39385E-08, A14=-1.44592E-09
第14面
K= 0.00000E+00, A4= 1.96784E-06, A6=-3.08457E-07, A8= 1.45813E-08
A10=-1.91592E-10, A12= 0.00000E+00, A14= 0.00000E+00
第15面
K=-9.98321E-01, A4= 2.46609E-05, A6=-5.39172E-07, A8= 2.00280E-08
A10=-2.81286E-10, A12= 2.19599E-12, A14=-1.52395E-14
(無限遠合焦状態での各種データ)
(表6A:各種データ)
焦点距離 18.0140
Fナンバー 2.88966
画角 38.5846
像高 13.2000
レンズ全長 38.0027
BF 15.10256
入射瞳位置 6.0333
射出瞳位置 -28.5180
前側主点位置 16.6081
後側主点位置 19.9886
(表6B:単レンズデータ)
レンズ 始面 焦点距離
1 1 31.8845
2 3 -28.2976
3 6 8.1544
4 8 -11.5050
5 10 -9.8015
6 12 11.6356
7 14 20.4562
8 16 -72.9770
(数値実施例3)
数値実施例3の単焦点撮像光学系は、図7に示した実施の形態3に対応する。数値実施例3の単焦点撮像光学系の面データを表7に、非球面データを表8に、無限遠合焦状態での各種データを表9A〜表9Bに示す。
面番号 r d nd vd
物面 ∞
1 11.50480 1.65870 2.00100 29.1
2 16.06050 0.40000
3* 9.11350 0.60000 1.69384 53.1
4* 5.71770 3.85300
5(絞り) ∞ 2.20750
6 -58.80920 2.52780 1.83481 42.7
7 -5.47060 0.00500 1.56732 42.8
8 -5.47060 0.45000 1.84666 23.8
9 -20.14240 1.16300
10 -8.31450 0.50000 1.69895 30.0
11 69.18830 0.00500 1.56732 42.8
12 69.18830 3.40760 2.00100 29.1
13 -10.78810 2.61300
14* -33.95210 2.35910 1.77200 50.0
15* -14.07390 1.30000
16 -18.99640 0.65000 1.80809 22.8
17 -33.40560 BF
像面 ∞
(表8:非球面データ)
第3面
K= 0.00000E+00, A4=-1.61457E-04, A6= 7.00707E-06, A8=-1.73998E-07
A10= 1.71888E-09, A12= 0.00000E+00, A14= 0.00000E+00
第4面
K=-5.31488E-01, A4= 1.83770E-04, A6= 9.56358E-06, A8= 2.36100E-07
A10= 4.57222E-09, A12= 0.00000E+00, A14= 0.00000E+00
第14面
K= 0.00000E+00, A4=-3.34972E-05, A6=-1.35259E-06, A8= 4.18710E-08
A10=-6.42356E-10, A12= 0.00000E+00, A14= 0.00000E+00
第15面
K=-2.04613E+00, A4=-5.18764E-05, A6=-2.72762E-07, A8=-7.09851E-09
A10= 6.26453E-10, A12=-1.31377E-11, A14= 5.97116E-14
(無限遠合焦状態での各種データ)
(表9A:各種データ)
焦点距離 18.4556
Fナンバー 2.90444
画角 37.9021
像高 13.2000
レンズ全長 38.9660
BF 15.26634
入射瞳位置 6.5973
射出瞳位置 -25.4382
前側主点位置 16.6850
後側主点位置 20.5104
(表9B:単レンズデータ)
レンズ 始面 焦点距離
1 1 34.2752
2 3 -23.8414
3 6 7.0727
4 8 -8.9971
5 10 -10.5914
6 12 9.5266
7 14 29.6070
8 16 -55.6207
(条件の対応値)
以下、条件(1)〜条件(5)の対応値を表1に示す。
G1A 第1Aレンズ群
G1B 第1Bレンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
L1 第1レンズ素子
L2 第2レンズ素子
L3 第3レンズ素子
L4 第4レンズ素子
L5 第5レンズ素子
L6 第6レンズ素子
L7 第7レンズ素子
L8 第8レンズ素子
A 開口絞り
S 像面
100 撮像装置
101 単焦点撮像光学系
102 撮像素子
104 筐体
200 カメラシステム
201 カメラ本体
202 撮像素子
203 モニタ
204 カメラマウント部
205 ファインダ
300 交換レンズ装置
302 鏡筒
304 レンズマウント部
Claims (10)
- 物体側から像側へと順に、
正のパワーを有する第1レンズ群と、
正のパワーを有する第2レンズ群と、
負のパワーを有する第3レンズ群と、
からなり、
前記第1レンズ群は、物体側から像側へと順に、
負のパワーを有する第1Aレンズ群と、
開口絞りAと、
正のパワーを有する第1Bレンズ群と、
からなり、
前記第1Aレンズ群は、物体側から像側へと順に、
正のパワーを有する第1レンズ素子と、
負のパワーを有する第2レンズ素子と、
からなり、
前記第2レンズ群は、正のパワーを有する単レンズ素子からなり、
フォーカシングに際して、前記第2レンズ群が光軸に沿って移動し、前記第1レンズ群と前記第3レンズ群は移動しない、
単焦点撮像光学系。 - 下記の条件(1)、(2)、(3)を満足し、
2.3 < TL/Y’ < 3.0 ・・・(1)
0.5 < TG/TL < 0.7 ・・・(2)
1.5 < TL/FL < 2.5 ・・・(3)
ここで、
TL:光学全長 (最物体側レンズ面から像面までの距離)、
TG:光学系厚み(最物体側レンズ面から最像面側レンズ面までの距離)、
Y’:撮像面最大像高、
FL:無限遠時の焦点距離、
である、
請求項1に記載の単焦点撮像光学系。 - 物体側から像側へと順に、
正のパワーを有する第1レンズ群と、
正のパワーを有する第2レンズ群と、
負のパワーを有する第3レンズ群と、
からなり、
前記第2レンズ群は、正のパワーを有する単レンズ素子からなり、
フォーカシングに際して、前記第2レンズ群が光軸に沿って移動し、前記第1レンズ群と前記第3レンズ群は移動せず、
下記の条件(2)を満足し、
0.5 < TG/TL < 0.7 ・・・(2)
ここで、
TL:光学全長 (最物体側レンズ面から像面までの距離)、
TG:光学系厚み(最物体側レンズ面から最像面側レンズ面までの距離)、
である、
単焦点撮像光学系。 - 物体側から像側へと順に、
正のパワーを有する第1レンズ群と、
正のパワーを有する第2レンズ群と、
負のパワーを有する第3レンズ群と、
からなり、
前記第2レンズ群は、正のパワーを有する単レンズ素子からなり、
フォーカシングに際して、前記第2レンズ群が光軸に沿って移動し、前記第1レンズ群と前記第3レンズ群は移動せず、
下記の条件(3)を満足し、
1.5 < TL/FL < 2.5 ・・・(3)
ここで、
TL:光学全長 (最物体側レンズ面から像面までの距離)、
FL:無限遠時の焦点距離、
である、
単焦点撮像光学系。 - 前記第1レンズ群は、物体側から像側へと順に、
負のパワーを有する第1Aレンズ群と、
開口絞りAと、
正のパワーを有する第1Bレンズ群と、
からなる、
請求項3または4に記載の単焦点撮像光学系。 - 前記第1Aレンズ群は、物体側から像側へと順に、
正のパワーを有する第1レンズ素子と、
負のパワーを有する第2レンズ素子と、
からなる、
請求項5に記載の単焦点撮像光学系。 - 下記の条件(4)を満足し、
1.0 < (1−β2G2)β3G2 < 1.5 ・・・(4)
ここで、
β2G:前記第2レンズ群の横倍率、
β3G:前記第3レンズ群の横倍率、
である、
請求項1から6のいずれかに記載の単焦点撮像光学系。 - 下記の条件(5)を満足し、
1.70 < Nd2G < 1.85 ・・・(5)
ここで、
Nd2G:前記第2レンズ群のd線に対する屈折率、
である、
請求項1から7のいずれかに記載の単焦点撮像光学系。 - 請求項1から8のいずれかに記載の単焦点撮像光学系を含む交換レンズ装置と、
前記交換レンズ装置とカメラマウント部を介して着脱自在に接続され、前記撮像光学系が形成する光学像を受光して電気的な画像信号に変換する撮像素子を含むカメラ本体と、を備える、カメラシステムであって、
前記交換レンズ装置は、物体の光学的な像を前記撮像素子に形成する、
カメラシステム。 - 物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行う撮像装置であって、
物体の光学的な像を形成する請求項1から8のいずれかに記載の単焦点撮像光学系と、
前記単焦点撮像光学系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子と、
を備える
撮像装置。
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