JP7080729B2 - レンズ系、レンズ装置、アダプタ装置、及び撮像装置 - Google Patents

レンズ系、レンズ装置、アダプタ装置、及び撮像装置 Download PDF

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Description

本発明は、球面収差を変更可能なレンズ系、レンズ装置、アダプタ装置、及び撮像装置に関する。
従来から所謂ソフトフォーカス効果を持ったレンズ装置が知られている。これは、シャープな描写が可能な通常撮影用のレンズ装置に対し、描写性やボケ味等を変化させるために被写体像の画面中心部の性能を変化させたレンズ装置である。
特許文献1には、ソフトフォーカス効果を持った単焦点レンズ装置が開示されている。ソフトフォーカス効果を実現するために、正のパワーを持つマスターレンズ群と、負のパワーを持つソフト効果レンズ群とで構成されている。上記ソフト効果レンズ群は、上記マスターレンズ群に対して少なくとも正のサブ群と負のサブ群とを光軸方向に独立に移動する構成としている。
特許文献2には、ズームレンズ装置もしくは単焦点レンズ装置の像側に装着されるアタッチメントレンズ装置に関する構成が開示されている。アタッチメントレンズ装置は、複数のレンズ群から構成されている。球面収差を変更するために、当該複数のレンズ群のうち少なくとも1つのレンズ群を光軸方向に移動する構成としている。
特許文献3には、生物観察用の顕微鏡対物レンズ装置であって、カバーガラス等の厚み等の変化で生じた結像性能の劣化を補正する構成が開示されている。当該対物レンズ装置において、正レンズと負レンズとを接合してなる接合レンズを含むレンズ群を光軸方向に移動することで球面収差を補正する構成としている。
特開2002-318346号公報 特開平9-189858号公報 特開平10-227977号公報
特許文献1に記載のレンズ装置では、ソフト効果を得るために、複数の群を独立に移動している。そのため、構造が大型化または複雑化する。
特許文献2に記載のアタッチメントレンズ装置では、他のレンズ装置へのアタッチメントレンズ装置の装着により、それらの合成焦点距離は、他のレンズ装置の合成焦点距離から変化してしまう。
特許文献3に記載の顕微鏡対物レンズ装置では、球面収差を補正するためのレンズ群が含まれているため、構造が大型化または複雑化する。
本発明は、例えば、球面収差の変更の点で有利なレンズ系を提供することを目的とする。
本発明のレンズ系は、撮像光学系の像側に配置される、負の屈折力を有するレンズ系であって、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、第2レンズ群と、第3レンズ群とからなり、前記第1レンズ群は、単レンズまたは接合レンズからなり、前記第2レンズ群は、球面収差を変更するために光軸方向に可動であり、前記撮像光学系に軸上光線が入射した場合の前記レンズ系の横倍率をBとし、前記第2レンズ群の横倍率をB2として、
0.90<B<1.10
0.95<B2<1.05
なる条件式を満たすことを特徴とする。
本発明によれば、例えば、球面収差の変更の点で有利なレンズ系を提供することができる。
数値実施例1の無限遠合焦時の断面図である。 数値実施例1の無限遠合焦時の縦収差図である。 数値実施例2の無限遠合焦時の断面図である。 数値実施例2の無限遠合焦時の縦収差図である。 数値実施例3の無限遠合焦時の断面図である。 数値実施例3の無限遠合焦時の縦収差図である。 数値実施例4の無限遠合焦時の断面図である。 数値実施例4の無限遠合焦時の縦収差図である。 数値実施例5の無限遠合焦時の断面図である。 数値実施例5の無限遠合焦時の縦収差図である。 数値実施例6の無限遠合焦時の断面図である。 数値実施例6の無限遠合焦時の縦収差図である。 数値実施例7の無限遠合焦時の断面図である。 数値実施例7の無限遠合焦時の縦収差図である。 数値実施例8の無限遠合焦時の断面図である。 数値実施例8の無限遠合焦時の縦収差図である。 数値実施例9の無限遠合焦時の断面図である。 数値実施例9の無限遠合焦時の縦収差図である。 数値実施例1乃至4及び6乃至9における撮像光学レンズのみからなるレンズの無限遠合焦時の縦収差図である。 数値実施例5における撮像光学レンズのみからなるレンズの無限遠合焦時の縦収差図である。 本発明の球面収差可変光学系を含む撮像装置の要部概略図である。 本発明の球面収差可変光学系のアダプタを含む撮像装置の要部概略図である。
次に本発明の各実施例の特徴について説明する。以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
本発明の球面収差可変光学系(レンズ系)は、撮像光学系(撮像レンズ)の像側に配置して使用され、光学系により形成される像に撮像光学系とは異なるシャープネスやボケを与える。球面収差可変光学系は、全体として負の屈折力となっている。これにより、撮像光学系と球面収差可変光学系を合わせた主点位置を物体側に近づけることで小型化が可能となる。本発明の球面収差可変光学系は、物体側から像側に順に配置された、正の屈折力の第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群から構成される。球面収差可変に際して、第2レンズ群のみを独立に光軸方向に可動とすることで、第1レンズ群と第2レンズ群の間隔、第2レンズ群と第3レンズ群の間隔が変化する。ここで屈折力は焦点距離の逆数として定義される。
本発明の球面収差可変光学系は以下の条件式(1)を満足する。
0.90<B<1.10 ・・・式(1)
ここで、Bは、撮像光学レンズに軸上光線が入射する際の球面収差可変光学系の横倍率である。これは、本発明の球面収差可変光学系を撮像光学系の像側に配置して使用するときに、撮像光学系の焦点距離と、該撮像光学系と球面収差可変光学系の合成焦点距離を略一致させるために規定している。
条件式(1)の上限の条件が満たされない、または下限の条件が満たされないと、撮像光学系の焦点距離と、該撮像光学系と球面収差可変光学系の合成焦点距離が大きく変化してしまう。更に好ましくは、条件式(1)を次の如く設定するのが良い。
0.95<B<1.05 ・・・式(1a)
また、本発明の球面収差可変光学系は以下の条件式(2)を満足する。
0.95<B2<1.05 ・・・式(2)
ここで、B2は、撮像光学レンズに軸上光線が入射する際の球面収差可変光学系の第2レンズ群の横倍率である。これは、本発明の球面収差可変光学系の第2レンズ群が独立して光軸方向に移動するときに、移動前のバックフォーカスと、移動後のバックフォーカスを変化させないために規定している。ここで、第2レンズ群の光軸方向への単位移動量当たりのバックフォーカス変化量をskとすると、skは概ね以下の式で表される。
sk≒1-B2 ・・・式(3)
条件式(2)の上限の条件が満たされない、または下限の条件が満たされないと、移動前の該撮像光学系と球面収差可変光学系からなるバックフォーカスと、移動後の該撮像光学系と球面収差可変光学系からなるバックフォーカスが大きく変化してしまう。更に好ましくは、条件式(2)を次の如く設定するのが良い。
0.98<B2<1.02 ・・・式(2a)
以上のようにレンズ構成を特定することによって、球面収差可変光学系を有する小型かつ簡素な構造のレンズが得られる。さらなる本発明の球面収差可変光学系の態様として、第2レンズ群と第3レンズ群の形状を規定している。球面収差可変光学系は負の屈折力であるため、撮像光学系の像側に配置した状態において正の球面収差が生じやすい。しかしながら、第2レンズ群の最も像側の面と第3レンズ群の最も物体側の面を物体側に向かって凹形状とすることで、効果的に負の球面収差についてもコントロールすることができる。つまり、第2レンズ群の最も像側の面の曲率半径と第3レンズ群の最も物体側の面の曲率半径が負の曲率半径となる。また、第2レンズ群と第3レンズ群の間隔変更で軸上光線の高さを変更することが可能となり、第2レンズ群と第3レンズ群の間隔が拡がると負の球面収差が発生し、第2レンズ群と第3レンズ群の間隔が狭まると正の球面収差が発生する。
さらなる本発明の球面収差可変光学系の態様として、球面収差可変光学系に含まれる負レンズの平均屈折率を規定している。球面収差可変光学系に含まれる負レンズの材料のd線の平均屈折率をndaveとする。以下の条件式(4)を満足するのが良い。
1.65<ndave ・・・式(4)
条件式(4)を満足すると、像面湾曲を良好に補正することが可能になる。これは、球面収差可変光学系を小型化するために負の屈折力を強くしたため、負レンズに高屈折率の材料を用いてペッツバール和を補正するのに効果的である。更に好ましくは、条件式(4)を次の如く設定するのが良い。
1.70<ndave<2.00 ・・・式(4a)
さらなる本発明の球面収差可変光学系の態様として、球面収差可変光学系の最も物体側のレンズのアッベ数を規定している。球面収差可変光学系の最も物体側のレンズの材料のd線のアッベ数をνd1とする。以下の条件式(5)を満足するのが良い。
15<νd1<40 ・・・式(5)
条件式(5)を満足すると、球面収差可変光学系で発生する軸上、倍率色収差を良好に補正することが可能になる。これは、球面収差可変光学系の最も物体側のレンズの屈折力は小さく、球面収差可変光学系の最も物体側から2番目のレンズは負の屈折力のため、屈折力で発生した色収差を効果的に補正することが可能となる。更に好ましくは、条件式(5)を次の如く設定するのが良い。
17<νd1<35 ・・・式(5a)
さらなる本発明の球面収差可変光学系の態様として、球面収差可変光学系の第1レンズ群と第3レンズ群の屈折力を規定している。球面収差可変光学系の第1レンズ群の焦点距離をf1、第3レンズ群の焦点距離をf3とする。以下の条件式(6)を満足するのが良い。
-5.0<f1/f3<-1.0 ・・・式(6)
条件式(6)を満足すると、球面収差可変光学系は球面収差以外の諸収差の変化を抑制することが可能になる。件式(6)の上限の条件が満たされないと全体として負の屈折力となる球面収差可変光学系を小型化することが困難となる。また、下限の条件が満たされないと、第2レンズ群の移動によって生じる軸外の収差を抑制することが困難となる。更に好ましくは、条件式(6)を次の如く設定するのが良い。
-4.0<f1/f3<-1.5 ・・・式(6a)
さらなる本発明の球面収差可変光学系の態様として、球面収差可変光学系のレンズの枚数を規定している。球面収差可変光学系を小型かつ筒素な構造とすることが可能となる。このとき、次の構成のうち1つ以上を満足するのが良い。第1レンズ群を単レンズまたは接合レンズからなる正の屈折力で構成することを特徴としている。これは、球面収差を可変するために第2レンズ群の光軸方向の移動量を十分に確保するために効果的である。また、球面収差可変光学系は4つのレンズで構成することを特徴としている。これは、球面収差可変光学系を小型かつ簡素な構造とするために効果的である。更に、球面収差可変光学系の第2レンズ群は2つのレンズで構成する。なお、負レンズと正レンズで接合された接合レンズの場合、2つのレンズで構成とすることを特徴としている。これは、球面収差を可変するための第2レンズ群が小型な構造となるために効果的である。
以下、添付の図面を参照しながら実施例1乃至9を説明する。
本発明の第1の実施例に係る球面収差可変光学系について図1、2を参照しながら説明する。
図1は本発明の実施例1の球面収差可変光学レンズの無限遠物体に合焦しているときのレンズの断面図である。ここでは、撮像光学系の像側に本発明の球面収差可変光学系が着脱可能に構成されているレンズとして説明する。しかし、本発明はこれに限定されることはなく、撮像光学系の像側に本発明の球面収差可変光学系が一体的に構成されていても同様の効果を得ることができる。これは、以下の実施例2乃至9についても同様である。次に各レンズ群のレンズ構成について説明する。各レンズ群の構成は特に断りがない限り、物体側から像側へ順に配置されている。これは、以下の実施例2乃至9についても同様である。
Uは全体として正の屈折力を有する撮像光学系である。SPは開口絞りである。撮像光学系の像側に配置され全体として負の屈折力を有する球面収差可変光学系Lは3群で構成されている。
球面収差可変光学系Lの各レンズ群のレンズ構成について説明する。正の屈折力を有する第1レンズ群L1は、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズで構成されている。正の屈折力を有する第2レンズ群L2は、負レンズと正レンズが接合された接合レンズで構成されている。負の屈折力を有する第3レンズ群L3は、物体側の面が凹でメニスカス形状の負レンズで構成されている。第2レンズ群L2は独立して光軸方向に移動し、球面収差の状態を変更するレンズ群である。IPは象面である。本実施形態の光学系がビデオカメラやデジタルカメラの光学系として用いられる場合、象面IPは、この光学系により形成された像を受光するCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子(光電変換素子)の撮像面に相当する。また、光学系が銀塩フイルム用カメラの光学系として使用される場合、象面IPはフイルム面に相当する。
この撮像光学系Uは、単独でシャープな描写を可能とする通常の撮影レンズとして作用する。一方、撮像光学系Uの像側に球面収差可変光学系Lを配置することで、撮像光学系Uと同等の球面収差が発生した描写、負の球面収差を大きく発生した描写、正の球面収差を大きく発生した描写が得られる球面収差可変レンズとなる。球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2の最も像側の面を像側に凸形状とし、第3レンズ群L3の最も物体側の面を物体側に向かって凹形状として構成している。第2レンズ群L2の最も像側のレンズ面は収束面であるため負の球面収差を発生させる。一方、第3レンズ群L3の最も物体側のレンズ面は発散面であるため正の球面収差を発せさせる。これにより、第2レンズ群L2を独立して光軸方向に移動することで軸上光線の高さを変化させることが可能となる。第2レンズ群L2を物体側に移動させた場合、第2レンズ群L2の最も像側のレンズの物体側のレンズ面を通る軸上光線の高さは高くなるため、負の球面収差が発生する。負の球面収差を発生させた場合、合焦している被写体の後方にある物体のボケ状態を表す後ボケについて柔らかい描写が表現可能となる。一方、第2レンズ群L2の移動を像側に移動させた場合、第2レンズ群L2の最も像側のレンズの物体側のレンズ面を通る軸上光線の高さは低くなるため、正の球面収差が発生する。正の球面収差を発生させた場合、合焦している被写体の前方にある物体のボケ状態を表す前ボケについて柔らかい描写が表現可能となる。
この撮像光学系Uの構成は、実施例1乃至4及び6乃至9において、すべて同じである。実施例1の撮像光学系Uは、焦点距離34.20mm、半画角32.32度、Fナンバー1.45であり、実施例1乃至4及び6乃至9において、すべて同じである。実施例1の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離34.07mm、半画角32.42度、Fナンバー1.44である。実施例1の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離34.19mm、半画角32.33度、Fナンバー1.45である。実施例1の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離34.30mm、半画角32.25度、Fナンバー1.45である。
図2(a)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図2(b)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図2(c)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。なお、図19に示した実施例1における撮像光学系のみからなるレンズ装置の無限遠合焦時の縦収差図は実施例1乃至4及び6乃至9において同様である。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)、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△Sはd線のサジタル像面、破線の△Mはd線のメリディオナル像面である。また、歪曲を示す図は、d線における歪曲を表している。倍率色収差における二点鎖線はg線である。ωは半画角、FnoはFナンバーである。縦収差図は、球面収差0.2mm、非点収差は0.2mm、歪曲は5%、倍率色収差0.05mmのスケールで描かれている。本実施例の各条件式対応値は表1に示すように、本実施例は(1)、(2)、(4)~(6)式を満足しており、小型かつ筒素な構造の球面収差可変光学系が得られる。
図3は本発明の実施例2の球面収差可変光学レンズの無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。実施例2においては、撮像光学系Uの構成は実施例1と全て同じである。実施例2に係る球面収差可変光学系Lの各レンズ群のレンズ構成について説明する。正の屈折力を有する第1レンズ群L1は、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズで構成されている。正の屈折力を有する第2レンズ群L2は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズと正レンズで構成されている。負の屈折力を有する第3レンズ群L3は、物体側の面が凹でメニスカス形状の負レンズで構成されている。第2レンズ群L2は独立して光軸方向に移動し、球面収差の形状を変更するレンズ群である。
実施例2の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離34.10mm、半画角32.40度、Fナンバー1.45である。実施例2の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離34.19mm、半画角32.33度、Fナンバー1.45である。実施例2の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離34.28mm、半画角32.26度、Fナンバー1.45である。
図4(a)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図4(b)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図4(c)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。なお、図19に示した実施例2における撮像光学系Uのみからなるレンズ装置の無限遠合焦時の収差図は、実施例1乃至4及び6乃至9において、同様である。本実施例の各条件式対応値は表1に示すように、本実施例は(1)、(2)、(4)~(6)式を満足しており、小型かつ筒素な構造の球面収差可変光学系が得られる。
図5は本発明の実施例3の球面収差可変光学レンズの無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。実施例3においては、撮像光学系Uの構成は実施例1と全て同じである。実施例3に係る球面収差可変光学系Lの各レンズ群のレンズ構成について説明する。正の屈折力を有する第1レンズ群L1は、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズで構成されている。正の屈折力を有する第2レンズ群L2は、物体側の面が凹でメニスカス形状の負レンズで構成されている。負の屈折力を有する第3レンズ群L3は、負レンズと正レンズが接合された接合レンズで構成されている。第2レンズ群L2は独立して光軸方向に移動し、球面収差の形状を変更するレンズ群である。
実施例3の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離33.99mm、半画角32.47度、Fナンバー1.44である。実施例3の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離34.19mm、半画角32.32度、Fナンバー1.45である。実施例3の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離34.46mm、半画角32.12度、Fナンバー1.46である。
図6(a)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図6(b)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図6(c)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。なお、図19に示した実施例3における撮像光学系Uのみからなるレンズ装置の無限遠合焦時の収差図は、実施例1乃至4及び6乃至9において、同様である。本実施例の各条件式対応値は表1に示すように、本実施例は(1)、(2)、(4)~(6)式を満足しており、小型かつ筒素な構造の球面収差可変光学系が得られる。
図7は本発明の実施例4の球面収差可変光学レンズの無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。実施例4においては、撮像光学系Uの構成は実施例1と全て同じである。実施例4に係る球面収差可変光学系Lの各レンズ群のレンズ構成について説明する。正の屈折力を有する第1レンズ群L1は、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズと物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズが接合された接合レンズで構成されている。正の屈折力を有する第2レンズ群L2は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズと正レンズが接合された接合レンズで構成されている。負の屈折力を有する第3レンズ群L3は、物体側の面が凹でメニスカス形状の負レンズで構成されている。第2レンズ群L2は独立して光軸方向に移動し、球面収差の形状を変更するレンズ群である。
実施例4の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離34.10mm、半画角32.39度、Fナンバー1.45である。実施例4の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離34.19mm、半画角32.33度、Fナンバー1.45である。実施例4の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離34.28mm、半画角32.26度、Fナンバー1.45である。
図8(a)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。球面図8(b)は、収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図8(c)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。なお、図19に示した実施例4における撮像光学系Uのみからなるレンズ装置の無限遠合焦時の収差図は、実施例1乃至4及び6乃至9において、同様である。本実施例の各条件式対応値は表1に示すように、本実施例は(1)、(2)、(4)~(6)式を満足しており、小型かつ筒素な構造の球面収差可変光学系が得られる。
図9は本発明の実施例5の球面収差可変光学レンズの無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。撮像光学系Uは全体として正の屈折力を有する。SPは開口絞りである。球面収差可変光学系Lの構成は実施例1と同じであり、正の屈折力を有する第1レンズ群L1は、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズで構成されている。正の屈折力を有する第2レンズ群L2は、負レンズと正レンズが接合された接合レンズで構成されている。負の屈折力を有する第3レンズ群L3は、物体側の面が凹でメニスカス形状の負レンズで構成されている。第2レンズ群L2は独立して光軸方向に移動し、球面収差の形状を変更するレンズ群である。IPは像面である。
実施例5の撮像光学系Uは、焦点距離24.55mm、半画角41.39度、Fナンバー1.45である。実施例5の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離24.46mm、半画角41.50度、Fナンバー1.44である。実施例5の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離24.54mm、半画角41.40度、Fナンバー1.45である。実施例5の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離24.62mm、半画角41.31度、Fナンバー1.45である。
図10(a)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図10(b)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図10(c)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図20に実施例5における撮像光学系Uのみからなるレンズ装置の無限遠合焦時の縦収差図を示す。本実施例の各条件式対応値は表1に示すように、本実施例は(1)、(2)、(4)~(6)式を満足しており、小型かつ筒素な構造の球面収差可変光学系が得られる。
図11は本発明の実施例6の球面収差可変光学レンズの無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。実施例6においては、撮像光学系Uの構成は実施例1と全て同じである。実施例6に係る球面収差可変光学系Lの各レンズ群のレンズ構成について説明する。正の屈折力を有する第1レンズ群L1は、正レンズで構成されている。正の屈折力を有する第2レンズ群L2は、負レンズと正レンズが接合された接合レンズで構成されている。負の屈折力を有する第3レンズ群L3は、物体側の面が凹でメニスカス形状の負レンズで構成されている。第2レンズ群L2は独立して光軸方向に移動し、球面収差の形状を変更するレンズ群である。
実施例6の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離35.82mm、半画角31.13度、Fナンバー1.52である。実施例6の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離35.91mm、半画角31.07度、Fナンバー1.52である。実施例6の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離36.00mm、半画角31.01度、Fナンバー1.53である。
図12(a)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図12(b)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図12(c)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。なお、図19に示した実施例6における撮像光学系Uのみからなるレンズ装置の無限遠合焦時の収差図は、実施例1乃至4及び6乃至9において、同様である。本実施例の各条件式対応値は表1に示すように、本実施例は(1)、(2)、(4)~(6)式を満足しており、小型かつ筒素な構造の球面収差可変光学系が得られる。
図13は本発明の実施例7の球面収差可変光学レンズの無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。実施例7においては、撮像光学系Uの構成は実施例1と全て同じである。実施例7に係る球面収差可変光学系Lの各レンズ群のレンズ構成について説明する。正の屈折力を有する第1レンズ群L1は、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズで構成されている。正の屈折力を有する第2レンズ群L2は、物体側の面が凸でメニスカス形状の負レンズと正レンズで構成されている。負の屈折力を有する第3レンズ群L3は、物体側の面が凹でメニスカス形状の負レンズで構成されている。第2レンズ群L2は独立して光軸方向に移動し、球面収差の形状を変更するレンズ群である。
実施例7の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離33.33mm、半画角32.99度、Fナンバー1.41である。実施例7の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離33.52mm、半画角32.84度、Fナンバー1.42である。実施例7の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離33.56mm、半画角32.81度、Fナンバー1.42である。
図14(a)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図14(b)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図14(c)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。なお、図19に示した実施例7における撮像光学系Uのみからなるレンズ装置の無限遠合焦時の収差図は、実施例1乃至4及び6乃至9において、同様である。本実施例の各条件式対応値は表1に示すように、本実施例は(1)、(2)、(4)~(6)式を満足しており、小型かつ筒素な構造の球面収差可変光学系が得られる。
図15は本発明の実施例8の球面収差可変光学レンズの無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。実施例8においては、撮像光学系Uの構成は実施例1と全て同じである。実施例8に係る球面収差可変光学系Lの各レンズ群のレンズ構成について説明する。正の屈折力を有する第1レンズ群L1は、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズで構成されている。正の屈折力を有する第2レンズ群L2は、負レンズと正レンズが接合された接合レンズで構成されている。負の屈折力を有する第3レンズ群L3は、物体側の面が凹でメニスカス形状の負レンズで構成されている。第2レンズ群L2は独立して光軸方向に移動し、球面収差の形状を変更するレンズ群である。
実施例8の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離33.99mm、半画角32.48度、Fナンバー1.44である。実施例8の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離33.98mm、半画角32.49度、Fナンバー1.44である。実施例8の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離33.95mm、半画角32.50度、Fナンバー1.44である。
図16(a)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図16(b)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図16(c)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。なお、図19に示した実施例8における撮像光学系Uのみからなるレンズ装置の無限遠合焦時の収差図は、実施例1乃至4及び6乃至9において、同様である。本実施例の各条件式対応値は表1に示すように、本実施例は(1)、(2)、(4)~(6)式を満足しており、小型かつ筒素な構造の球面収差可変光学系が得られる。
図17は本発明の実施例9の球面収差可変光学レンズの無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。実施例9においては、撮像光学系Uの構成は実施例1と全て同じである。実施例9に係る球面収差可変光学系Lの各レンズ群のレンズ構成について説明する。正の屈折力を有する第1レンズ群L1は、物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズで構成されている。正の屈折力を有する第2レンズ群L2は、負レンズと正レンズが接合された接合レンズで構成されている。負の屈折力を有する第3レンズ群L3は、物体側の面が凹でメニスカス形状の負レンズで構成されている。第2レンズ群L2は独立して光軸方向に移動し、球面収差の形状を変更するレンズ群である。
実施例9の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離32.31mm、半画角33.81度、Fナンバー1.37である。実施例9の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離32.49mm、半画角33.66度、Fナンバー1.38である。実施例9の球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の球面収差可変光学レンズは、焦点距離32.67mm、半画角33.52度、Fナンバー1.38である。
図18(a)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で球面収差を発生させない場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図18(b)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で負の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。図18(c)は、球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2を光軸方向への移動で正の球面収差を発生させた場合の無限遠合焦時の縦収差図を示す。なお、図19に示した実施例9における撮像光学系Uのみからなるレンズ装置の無限遠合焦時の収差図は、実施例1乃至4及び6乃至9において、同様である。本実施例の各条件式対応値は表1に示すように、本実施例は(1)、(2)、(4)~(6)式を満足しており、小型かつ筒素な構造の球面収差可変光学系が得られる。
以下、本実施例に対応する数値実施例を示す。球面収差可変光学系Lの第2レンズ群L2の移動によって、負の球面収差を発生させた状態をunder、正の球面収差を発生させた状態をover、撮像光学系Uと同等の球面収差を発生させた状態をnormalと表記する。実施例中の非球面形状は次の式で表される。また、表1に本実施例の各条件式対応値を示す。
Figure 0007080729000001
ここでA3乃至A12は非球面係数であり、非球面形状は光軸からの高さHの位置における面頂点を基準とした光軸方向の変位xで表される。但し、Rは近軸曲率半径、Kは円錐定数である。
図21は撮像光学系の像側に各実施例の球面収差可変光学系が一体的に構成された撮像装置(撮像部)(テレビカメラシステム)の概略図である。図21において101は実施例1~9のいずれかの球面収差可変光学系を含むレンズ装置である。102はカメラ装置である。レンズ装置101はカメラ装置102に対して着脱可能となっている。103はカメラ装置102にレンズ装置101を装着することで構成される撮像装置である。レンズ装置101は撮像光学系U、球面収差可変光学系Lを有している。撮像光学系Uは合焦用レンズ群が含まれている。SPは開口絞りである。110は撮像光学系U中の合焦用レンズ群を光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。113、114は駆動機構110及び開口絞りSPを電動駆動するモータ(駆動手段)である。111、112は、撮像光学系Uの光軸上の位置や、開口絞りSPの絞り径を検出するためのエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。カメラ装置102において、116はカメラ装置102内の光学フィルタや色分解光学系に相当するガラスブロック、117はレンズ装置101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。また、115、118はカメラ装置102及びレンズ装置101の各種の駆動を制御するCPUである。
図22は撮像光学系の像側に各実施例の球面収差可変光学系が着脱可能な球面収差可変アダプタ装置として構成された撮像装置(テレビカメラシステム)の概略図である。図22において201は実施例1~9のいずれかのレンズ装置である。204は実施例1~9のいずれかの球面収差可変光学系であるアダプタ装置である。202はカメラ装置である。アダプタ装置204は、その像側及び物体側に構成される装着部材によって、レンズ装置201とカメラ装置202に対して着脱可能となっている。203はカメラ装置202にアダプタ装置204とレンズ装置201を装着することで構成される撮像装置である。レンズ装置201は撮像光学系U、アダプタ装置204は球面収差可変光学系Lを有している。撮像光学系Uは合焦用レンズ群が含まれている。SPは開口絞りである。210は撮像光学系U中の合焦用レンズ群を光軸方向に駆動するヘリコイドやカム等の駆動機構である。213、214は駆動機構210及び開口絞りSPを電動駆動するモータ(駆動手段)である。211、212は、撮像光学系Uの光軸上の位置や、開口絞りSPの絞り径を検出するためのエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。カメラ装置202において、216はカメラ装置202内の光学フィルタや色分解光学系に相当するガラスブロック、217はレンズ装置201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。また、215、218はカメラ装置202及びレンズ装置201の各種の駆動を制御するCPUである。
(数値実施例1)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 320.116 2.80 1.51633 64.1 51.99
2 41.977 5.78 45.00
3 174.176 2.30 1.51823 58.9 44.56
4 39.095 14.53 41.15
5 83.274 4.44 1.77250 49.6 39.37
6 -395.333 6.26 38.88
7 57.067 5.14 1.77250 49.6 35.63
8 -200.681 8.71 35.34
9 607.365 6.47 1.77250 49.6 30.62
10 -28.883 1.50 1.65412 39.7 30.02
11 57.419 4.23 26.96
12(絞り) ∞ 7.82 25.98
13 -19.812 1.60 1.80518 25.4 24.65
14 162.417 4.90 1.83481 42.7 27.82
15* -75.797 0.20 29.43
16 -470.465 6.60 1.77250 49.6 30.27
17 -32.806 0.20 32.76
18 -154.187 6.32 1.77250 49.6 35.98
19 -34.950 3.33 37.18
20 90.313 2.54 1.84666 23.8 40.90
21 114.916 (可変) 40.55
22 -2328.457 1.50 1.77250 49.6 40.49
23 74.461 7.03 1.48749 70.2 40.48
24 -94.128 (可変) 40.69
25 -111.186 1.50 1.88300 40.8 40.36
26 -438.335 (可変) 40.76
像面 ∞

非球面データ
第15面
K = 4.82454e+000 A 4= 1.27386e-005 A 6= 2.46580e-009 A 8=-1.63965e-011 A10= 1.16481e-014

normal under over
焦点距離 34.19 34.07 34.30
Fナンバー 1.45 1.44 1.45
半画角 32.33 32.42 32.25
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 132.38 132.37 132.37
BF 13.32 13.31 13.31

d21 8.92 5.82 11.74
d24 4.44 7.54 1.62
d26 13.32 13.31 13.31

入射瞳位置 35.84 35.84 35.84
射出瞳位置 -57.98 -57.66 -58.27
前側主点位置 53.63 53.55 53.70
後側主点位置 -20.87 -20.76 -20.99

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
U 1 34.20 89.80 56.64 5.15
L1 20 475.72 2.54 -4.82 -6.13
L2 22 891.37 8.53 22.91 17.78
L3 25 -169.08 1.50 -0.27 -1.07
(数値実施例2)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 320.116 2.80 1.51633 64.1 51.99
2 41.977 5.78 45.00
3 174.176 2.30 1.51823 58.9 44.56
4 39.095 14.53 41.15
5 83.274 4.44 1.77250 49.6 39.37
6 -395.333 6.26 38.88
7 57.067 5.14 1.77250 49.6 35.63
8 -200.681 8.71 35.34
9 607.365 6.47 1.77250 49.6 30.62
10 -28.883 1.50 1.65412 39.7 30.02
11 57.419 4.23 26.96
12(絞り) ∞ 7.82 25.98
13 -19.812 1.60 1.80518 25.4 24.65
14 162.417 4.90 1.83481 42.7 27.82
15* -75.797 0.20 29.43
16 -470.465 6.60 1.77250 49.6 30.27
17 -32.806 0.20 32.76
18 -154.187 6.32 1.77250 49.6 35.98
19 -34.950 4.33 37.18
20 98.176 2.63 1.84666 23.8 40.95
21 135.987 (可変) 40.64
22 761.043 2.00 1.75500 52.3 40.58
23 120.959 2.12 40.43
24 362.842 4.65 1.49700 81.5 40.62
25 -101.142 (可変) 40.79
26 -110.857 2.00 1.90366 31.3 40.37
27 -390.928 (可変) 40.81
像面 ∞

非球面データ
第15面
K = 4.82454e+000 A 4= 1.27386e-005 A 6= 2.46580e-009 A 8=-1.63965e-011 A10= 1.16481e-014

normal under over
焦点距離 34.19 34.10 34.28
Fナンバー 1.45 1.45 1.45
半画角 32.33 32.40 32.26
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 132.33 132.32 132.32
BF 14.88 14.87 14.87

d21 5.47 3.26 7.92
d25 4.45 6.66 2.00
d27 14.88 14.87 14.87

入射瞳位置 35.84 35.84 35.84
射出瞳位置 -58.91 -58.67 -59.19
前側主点位置 54.19 54.13 54.25
後側主点位置 -19.31 -19.23 -19.41

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
U 1 34.20 89.80 56.64 5.15
L1 20 404.14 2.63 -3.58 -4.96
L2 22 860.17 8.77 24.74 18.90
L3 26 -171.81 2.00 -0.42 -1.47
(数値実施例3)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 320.116 2.80 1.51633 64.1 51.99
2 41.977 5.78 45.00
3 174.176 2.30 1.51823 58.9 44.56
4 39.095 14.53 41.15
5 83.274 4.44 1.77250 49.6 39.37
6 -395.333 6.26 38.88
7 57.067 5.14 1.77250 49.6 35.63
8 -200.681 8.71 35.34
9 607.365 6.47 1.77250 49.6 30.62
10 -28.883 1.50 1.65412 39.7 30.02
11 57.419 4.23 26.96
12(絞り) ∞ 7.82 25.98
13 -19.812 1.60 1.80518 25.4 24.65
14 162.417 4.90 1.83481 42.7 27.82
15* -75.797 0.20 29.43
16 -470.465 6.60 1.77250 49.6 30.27
17 -32.806 0.20 32.76
18 -154.187 6.32 1.77250 49.6 35.98
19 -34.950 4.00 37.18
20 104.090 2.73 1.85478 24.8 41.07
21 158.581 (可変) 40.79
22 -106.217 2.44 1.90366 31.3 40.62
23 -88.417 (可変) 40.94
24 -127.815 2.00 1.89190 37.1 39.94
25 51.540 7.45 1.65160 58.5 40.56
26 -163.279 (可変) 41.01
像面 ∞

非球面データ
第15面
K = 4.82454e+000 A 4= 1.27386e-005 A 6= 2.46580e-009 A 8=-1.63965e-011 A10= 1.16481e-014

normal under over
焦点距離 34.19 33.99 34.46
Fナンバー 1.45 1.44 1.46
半画角 32.32 32.47 32.12
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 133.52 133.35 133.72
BF 10.32 10.15 10.52

d21 9.57 6.93 13.28
d23 5.21 7.85 1.50
d26 10.32 10.15 10.52

入射瞳位置 35.84 35.84 35.84
射出瞳位置 -61.30 -60.96 -61.80
前側主点位置 53.71 53.58 53.88
後側主点位置 -23.87 -23.85 -23.95

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
U 1 34.20 89.80 56.64 5.15
L1 20 346.40 2.73 -2.75 -4.19
L2 22 548.18 2.44 7.18 5.98
L3 24 -134.32 9.45 -2.33 -8.06
(数値実施例4)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 320.116 2.80 1.51633 64.1 51.99
2 41.977 5.78 45.00
3 174.176 2.30 1.51823 58.9 44.56
4 39.095 14.53 41.15
5 83.274 4.44 1.77250 49.6 39.37
6 -395.333 6.26 38.88
7 57.067 5.14 1.77250 49.6 35.63
8 -200.681 8.71 35.34
9 607.365 6.47 1.77250 49.6 30.62
10 -28.883 1.50 1.65412 39.7 30.02
11 57.419 4.23 26.96
12(絞り) ∞ 7.82 25.98
13 -19.812 1.60 1.80518 25.4 24.65
14 162.417 4.90 1.83481 42.7 27.82
15* -75.797 0.20 29.43
16 -470.465 6.60 1.77250 49.6 30.27
17 -32.806 0.20 32.76
18 -154.187 6.32 1.77250 49.6 35.98
19 -34.950 4.33 37.18
20 103.163 3.10 1.84666 23.8 40.93
21 217.442 2.00 1.62041 60.3 40.64
22 119.842 (可変) 40.25
23 2574.050 2.00 1.88300 40.8 40.22
24 88.560 6.33 1.49700 81.5 40.15
25 -101.599 (可変) 40.35
26 -115.563 2.00 1.90366 31.3 40.05
27 -642.033 (可変) 40.53
像面 ∞

非球面データ
第15面
K = 4.82454e+000 A 4= 1.27386e-005 A 6= 2.46580e-009 A 8=-1.63965e-011 A10= 1.16481e-014

normal under over
焦点距離 34.19 34.10 34.28
Fナンバー 1.45 1.45 1.45
半画角 32.33 32.39 32.26
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 133.46 133.45 133.45
BF 12.95 12.94 12.94

d22 6.11 3.62 8.95
d25 4.84 7.33 2.00
d27 12.95 12.94 12.94

入射瞳位置 35.84 35.84 35.84
射出瞳位置 -55.63 -55.43 -55.87
前側主点位置 52.98 52.93 53.04
後側主点位置 -21.24 -21.16 -21.34

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
U 1 34.20 89.80 56.64 5.15
L1 20 471.43 5.10 -7.94 -10.67
L2 23 1042.71 8.33 22.26 17.32
L3 26 -156.24 2.00 -0.23 -1.28
(数値実施例5)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 61.880 2.99 1.83481 42.7 54.06
2 27.026 8.34 43.43
3 71.747 3.00 1.58313 59.4 43.00
4* 25.706 6.93 38.65
5 92.706 4.95 1.88300 40.8 38.41
6 -127.713 0.70 37.98
7 -97.467 2.50 1.49700 81.5 37.74
8 39.023 5.83 1.83481 42.7 34.40
9 -1070.546 3.79 33.55
10 46.333 5.98 1.83481 42.7 27.33
11 -47.248 1.90 1.54814 45.8 25.68
12 21.482 5.07 23.10
13 -53.687 1.40 1.65412 39.7 23.14
14 197.561 0.15 23.87
15 29.239 6.73 1.43387 95.1 25.16
16 -44.333 2.59 25.21
17(絞り) ∞ 7.21 24.21
18 -17.904 3.78 1.60311 60.6 23.57
19 -15.383 2.15 1.80518 25.4 24.58
20 -48.206 0.25 28.73
21 97.922 8.54 1.61800 63.3 31.70
22 -29.308 0.25 33.26
23* -162.434 5.28 1.80400 46.6 34.68
24 -36.488 2.77 36.15
25 90.313 2.54 1.84666 23.8 40.90
26 114.916 (可変) 40.55
27 -2328.457 1.50 1.77250 49.6 40.49
28 74.461 7.03 1.48749 70.2 40.48
29 -94.128 (可変) 40.69
30 -111.186 1.50 1.88300 40.8 40.36
31 -438.335 (可変) 40.76
像面 ∞

非球面データ
第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.57660e-006 A 6=-9.40593e-009 A 8= 5.84881e-012 A10=-3.17028e-014

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.09975e-005 A 6=-1.48146e-009 A 8=-9.36205e-012 A10=-5.31145e-015

normal under over
焦点距離 24.54 24.46 24.62
Fナンバー 1.45 1.44 1.45
半画角 41.40 41.50 41.31
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 132.33 132.32 132.32
BF 13.33 13.32 13.31

d26 8.92 5.82 11.74
d29 4.44 7.54 1.62
d31 13.33 13.32 13.31

入射瞳位置 29.97 29.97 29.97
射出瞳位置 -63.02 -62.70 -63.33
前側主点位置 46.63 46.56 46.68
後側主点位置 -11.22 -11.14 -11.31

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
U 1 24.55 90.31 48.18 14.25
L1 25 475.72 2.54 -4.82 -6.13
L2 27 891.37 8.53 22.91 17.78
L3 30 -169.08 1.50 -0.27 -1.07
(数値実施例6)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 320.116 2.80 1.51633 64.1 51.99
2 41.977 5.78 45.00
3 174.176 2.30 1.51823 58.9 44.56
4 39.095 14.53 41.15
5 83.274 4.44 1.77250 49.6 39.37
6 -395.333 6.26 38.88
7 57.067 5.14 1.77250 49.6 35.63
8 -200.681 8.71 35.34
9 607.365 6.47 1.77250 49.6 30.62
10 -28.883 1.50 1.65412 39.7 30.02
11 57.419 4.23 26.96
12(絞り) ∞ 7.82 25.98
13 -19.812 1.60 1.80518 25.4 24.65
14 162.417 4.90 1.83481 42.7 27.82
15* -75.797 0.20 29.43
16 -470.465 6.60 1.77250 49.6 30.27
17 -32.806 0.20 32.76
18 -154.187 6.32 1.77250 49.6 35.98
19 -34.950 3.36 37.18
20 1920.251 2.49 1.91650 31.6 39.74
21 -505.053 (可変) 39.76
22 -260.947 1.50 1.75500 52.3 39.66
23 121.089 4.95 1.56732 42.8 39.79
24 -111.258 (可変) 39.91
25 -102.687 1.50 1.88300 40.8 39.30
26 -469.153 (可変) 39.71
像面 ∞

非球面データ
第15面
K = 4.82454e+000 A 4= 1.27386e-005 A 6= 2.46580e-009 A 8=-1.63965e-011 A10= 1.16481e-014

normal under over
焦点距離 35.91 35.82 36.00
Fナンバー 1.52 1.52 1.53
半画角 31.07 31.13 31.01
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 133.70 133.68 133.69
BF 19.05 19.03 19.04

d21 5.48 2.36 8.96
d24 5.57 8.69 2.09
d26 19.05 19.03 19.04

入射瞳位置 35.84 35.84 35.84
射出瞳位置 -53.38 -53.19 -53.61
前側主点位置 53.94 53.89 54.00
後側主点位置 -16.86 -16.79 -16.96

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
U 1 34.20 89.80 56.64 5.15
L1 20 436.53 2.49 1.03 -0.27
L2 22 1358.06 6.45 26.02 22.43
L3 25 -149.17 1.50 -0.22 -1.02
(数値実施例7)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 320.116 2.80 1.51633 64.1 51.99
2 41.977 5.78 45.00
3 174.176 2.30 1.51823 58.9 44.56
4 39.095 14.53 41.15
5 83.274 4.44 1.77250 49.6 39.37
6 -395.333 6.26 38.88
7 57.067 5.14 1.77250 49.6 35.63
8 -200.681 8.71 35.34
9 607.365 6.47 1.77250 49.6 30.62
10 -28.883 1.50 1.65412 39.7 30.02
11 57.419 4.23 26.96
12(絞り) ∞ 7.82 25.98
13 -19.812 1.60 1.80518 25.4 24.65
14 162.417 4.90 1.83481 42.7 27.82
15* -75.797 0.20 29.43
16 -470.465 6.60 1.77250 49.6 30.27
17 -32.806 0.20 32.76
18 -154.187 6.32 1.77250 49.6 35.98
19 -34.950 4.31 37.18
20 63.557 2.58 1.95906 17.5 41.51
21 73.649 (可変) 40.93
22 183.292 2.00 2.00330 28.3 40.89
23 90.289 3.30 40.50
24 215.838 5.00 1.48749 70.2 40.94
25 -105.290 (可変) 41.11
26 -103.281 2.00 2.00330 28.3 40.71
27 -247.791 (可変) 41.23
像面 ∞

非球面データ
第15面
K = 4.82454e+000 A 4= 1.27386e-005 A 6= 2.46580e-009 A 8=-1.63965e-011 A10= 1.16481e-014

normal under over
焦点距離 33.52 33.33 33.56
Fナンバー 1.42 1.41 1.42
半画角 32.84 32.99 32.81
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 131.90 131.81 131.80
BF 12.01 11.32 11.31

d21 6.10 4.59 9.49
d25 4.80 6.90 2.00
d27 12.01 11.32 11.31

入射瞳位置 35.84 35.84 35.84
射出瞳位置 -61.01 -61.07 -61.76
前側主点位置 53.97 53.82 53.98
後側主点位置 -21.51 -22.01 -22.25

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
U 1 34.20 89.80 56.64 5.15
L1 20 429.84 2.58 -7.37 -8.54
L2 22 688.93 10.30 23.68 16.55
L3 26 -177.74 2.00 -0.72 -1.72
(数値実施例8)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 320.116 2.80 1.51633 64.1 51.99
2 41.977 5.78 45.00
3 174.176 2.30 1.51823 58.9 44.56
4 39.095 14.53 41.15
5 83.274 4.44 1.77250 49.6 39.37
6 -395.333 6.26 38.88
7 57.067 5.14 1.77250 49.6 35.63
8 -200.681 8.71 35.34
9 607.365 6.47 1.77250 49.6 30.62
10 -28.883 1.50 1.65412 39.7 30.02
11 57.419 4.23 26.96
12(絞り) ∞ 7.82 25.98
13 -19.812 1.60 1.80518 25.4 24.65
14 162.417 4.90 1.83481 42.7 27.82
15* -75.797 0.20 29.43
16 -470.465 6.60 1.77250 49.6 30.27
17 -32.806 0.20 32.76
18 -154.187 6.32 1.77250 49.6 35.98
19 -34.950 3.32 37.18
20 80.780 2.59 1.84666 23.8 41.09
21 101.174 (可変) 40.69
22 -2297.183 1.50 1.71300 53.9 40.51
23 55.982 7.13 1.48749 70.2 40.48
24 -112.968 (可変) 40.64
25 -147.109 1.50 1.90366 31.3 40.61
26 -610.052 (可変) 40.93
像面 ∞

非球面データ
第15面
K = 4.82454e+000 A 4= 1.27386e-005 A 6= 2.46580e-009 A 8=-1.63965e-011 A10= 1.16481e-014

normal under over
焦点距離 33.98 33.99 33.95
Fナンバー 1.44 1.44 1.44
半画角 32.49 32.48 32.50
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 132.28 132.43 132.07
BF 12.72 12.87 12.51

d21 7.55 4.16 12.16
d24 6.17 9.56 1.56
d26 12.72 12.87 12.51

入射瞳位置 35.84 35.84 35.84
射出瞳位置 -59.47 -59.38 -59.60
前側主点位置 53.82 53.84 53.80
後側主点位置 -21.26 -21.12 -21.45

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
U 1 34.20 89.80 56.64 5.15
L1 20 447.28 2.59 -5.25 -6.58
L2 22 15008.87 8.63 315.32 316.28
L3 25 -214.85 1.50 -0.25 -1.04
(数値実施例9)
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 320.116 2.80 1.51633 64.1 51.99
2 41.977 5.78 45.00
3 174.176 2.30 1.51823 58.9 44.56
4 39.095 14.53 41.15
5 83.274 4.44 1.77250 49.6 39.37
6 -395.333 6.26 38.88
7 57.067 5.14 1.77250 49.6 35.63
8 -200.681 8.71 35.34
9 607.365 6.47 1.77250 49.6 30.62
10 -28.883 1.50 1.65412 39.7 30.02
11 57.419 4.23 26.96
12(絞り) ∞ 7.82 25.98
13 -19.812 1.60 1.80518 25.4 24.65
14 162.417 4.90 1.83481 42.7 27.82
15* -75.797 0.20 29.43
16 -470.465 6.60 1.77250 49.6 30.27
17 -32.806 0.20 32.76
18 -154.187 6.32 1.77250 49.6 35.98
19 -34.950 3.30 37.18
20 47.718 3.77 1.84666 23.8 42.37
21 50.234 (可変) 41.13
22 213.116 1.50 1.75500 52.3 41.19
23 42.705 9.86 1.49700 81.5 40.81
24 -106.144 (可変) 41.11
25 -93.006 1.50 1.65160 58.5 40.92
26 -311.395 (可変) 41.40
像面 ∞

非球面データ
第15面
K = 4.82454e+000 A 4= 1.27386e-005 A 6= 2.46580e-009 A 8=-1.63965e-011 A10= 1.16481e-014

normal under over
焦点距離 32.49 32.31 32.67
Fナンバー 1.38 1.37 1.38
半画角 33.66 33.81 33.52
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 131.98 131.86 132.07
BF 10.02 9.90 10.11

d21 7.71 5.41 9.96
d24 4.52 6.82 2.27
d26 10.02 9.90 10.11

入射瞳位置 35.84 35.84 35.84
射出瞳位置 -62.77 -62.28 -63.27
前側主点位置 53.83 53.68 53.96
後側主点位置 -22.47 -22.41 -22.56

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
U 1 34.20 89.80 56.64 5.15
L1 20 667.02 3.77 -22.95 -24.16
L2 22 441.68 11.36 13.18 5.88
L3 25 -204.07 1.50 -0.39 -1.30
Figure 0007080729000002
L :球面収差可変光学系
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群

Claims (12)

  1. 撮像光学系の像側に配置される、負の屈折力を有するレンズ系であって、
    物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群と、第2レンズ群と、第3レンズ群とからなり、
    前記第1レンズ群は、単レンズまたは接合レンズからなり、
    前記第2レンズ群は、球面収差を変更するために光軸方向に可動であり、
    前記撮像光学系に軸上光線が入射した場合の前記レンズ系の横倍率をBとし、前記第2レンズ群の横倍率をB2として、
    0.90<B<1.10
    0.95<B2<1.05
    なる条件式を満たすことを特徴とするレンズ系。
  2. 前記第2レンズ群の最も像側の面は、像側に凸であり、前記第3レンズ群の最も物体側の面は、物体側に凹であることを特徴とする請求項1に記載のレンズ系。
  3. 前記レンズ系に含まれている負のレンズの平均屈折率をndaveとして、
    1.65<ndave
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載のレンズ系。
  4. 前記第1レンズ群の最も物体側のレンズのd線のアッベ数をνd1として、
    15<νd1<40
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載のレンズ系。
  5. 前記第1レンズ群の焦点距離をf1とし、前記第3レンズ群の焦点距離をf3として、
    -5.0<f1/f3<-1.5
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載のレンズ系。
  6. 前記第3レンズ群は、単レンズまたは接合レンズからなることを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載のレンズ系。
  7. 4つのレンズからなることを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載のレンズ系。
  8. 前記第2レンズ群は、2つのレンズからなることを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載のレンズ系。
  9. 撮像光学系と、
    前記撮像光学系の像側に配置された請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載のレンズ系と、
    を含むことを特徴とするレンズ装置。
  10. 請求項9に記載のレンズ装置と、
    前記レンズ装置の像面に配された撮像素子と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
  11. 請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載のレンズ系と、
    前記レンズ系の物体側に撮像レンズを装着するための装着部材と、
    を有することを特徴とするアダプタ装置。
  12. 前記レンズ系の像側に撮像部を装着するための装着部材を有することを特徴とする請求項11に記載のアダプタ装置。
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