JP7179477B2 - 光学系及び撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光学系及び撮像装置に関する。
標準画角の撮影光学系として、開口絞り物体側および像側のそれぞれに３枚のレンズを配置した所謂ガウスタイプの光学系が知られている。
特許文献１に記載の光学系は、当該ガウスタイプの光学系に対し、最も像面側から２番目に負レンズを追加した構成を有する。
特許文献１に記載の光学系をさらに小型化しつつ、諸収差を良好に補正するためには、開口絞りの物体側と像側のレンズの構成を適切にする必要がある。
本発明は上記課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及び撮像装置を提供することを目的とする。
複数のレンズ群と開口絞りを有する光学系であって、前記複数のレンズ群は、前記開口絞りの物体側に配置された正の屈折力の第１レンズ群と、前記開口絞りの像側に配置された正の屈折力の第２レンズ群からなり、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第１正レンズ、第２正レンズ、第１負レンズからなり、前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、少なくとも１枚のレンズ、第２負レンズ、第３正レンズからなり、前記第１正レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状であり、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第１正レンズの焦点距離をｆｐ１、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
０．５０＜ｆ１／ｆ２＜１．６５
０．７５＜ｆｐ１／ｆ＜１．２０
なる条件式を満たすことを特徴とする。
０．５０＜ｆ１／ｆ２＜１．６５
０．７５＜ｆｐ１／ｆ＜１．２０
なる条件式を満たすことを特徴とする。
本発明によれば、小型で高い光学性能を有する光学系及び撮像装置を提供することを目的とする。
以下、本発明の実施例に係る光学系及び撮像装置について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
［光学系の実施例］
各実施例の光学系は、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、銀塩フィルムカメラ、テレビカメラ等の撮像装置に用いられる撮影光学系である。図１、３、５、７、９、１１に示す光学系の断面図において、左方が物体側（前方）であり、右方が像側（後方）である。また各断面図において、ｉを物体側から像側へのレンズ群の順番とすると、Ｂｉは第ｉレンズ群を示す。また、開口絞りＳＰは、開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）の光束を決定（制限）する。ＧＢは光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルターなどに相当する光学ブロックである。
各実施例の光学系は、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、銀塩フィルムカメラ、テレビカメラ等の撮像装置に用いられる撮影光学系である。図１、３、５、７、９、１１に示す光学系の断面図において、左方が物体側（前方）であり、右方が像側（後方）である。また各断面図において、ｉを物体側から像側へのレンズ群の順番とすると、Ｂｉは第ｉレンズ群を示す。また、開口絞りＳＰは、開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）の光束を決定（制限）する。ＧＢは光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルターなどに相当する光学ブロックである。
デジタルビデオカメラやデジタルカメラなどに各実施例の光学系を使用する場合は、像面ＩＰは、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）に相当する。銀塩フィルムカメラに各実施例の光学系を使用する場合は、像面ＩＰはフィルム面に相当する。
図２、４、６、８、１０、１２は、各実施例の光学系の収差図である。球面収差図において実線はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、二点鎖線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図において破線ΔＭはメリディオナル像面、実線ΔＳはサジタル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差はｇ線について示している。ωは半画角（度）、ＦｎｏはＦナンバーである。
本明細書において、「バックフォーカス」は、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記したものとする。「レンズ全長」は、光学系の最前面から最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。
各実施例の光学系は、複数のレンズ群と開口絞りを有し、当該複数のレンズ群は、開口絞りの物体側に配置された正の屈折力の第１レンズ群と、開口絞りの像側に配置された正の屈折力の第２レンズ群からなる。そして、第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第１正レンズ、第２正レンズ、第１負レンズからなり、第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、少なくとも１枚のレンズ、第２負レンズ、第３正レンズからなる。さらに、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、以下の条件式（１）を満たす。
０．５０＜ｆ１／ｆ２＜１．６５ ・・・・（１）
０．５０＜ｆ１／ｆ２＜１．６５ ・・・・（１）
条件式（１）を満たすように第２レンズ群の焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距離を短くし、第１レンズ群の屈折力を比較的強くすることによって、バックフォーカスを短くして、光学系の全長の短縮を図っている。
一方、第１レンズ群の屈折力を強くすることによってバックフォーカスが短くなると、像面に対する光線の最大入射角が大きくなり、周辺光量が低下する。また、像面湾曲も生じやすくなる。これらに鑑み、第２レンズ群の像面側に、第２負レンズと第３正レンズを配置している。
像面に対して最大入射角で入射する光線は、軸外光束を構成する光線である。第２負レンズによって軸外光束と軸上光束を光軸に直交する方向（以下、径方向という）に分離させ、第３正レンズを通過する軸外光束の主光線の高さを適度に高くしている。第３正レンズで軸上光束に比べて軸外光束を強く屈折させることによって、軸外光束の入射角を小さくすることができる。また、像面湾曲も補正することができる。
条件式（１）の下限値を下回って、第１レンズ群の焦点距離が短くなり、第１レンズ群の屈折力が強くなると、球面収差や像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。条件式（１）の上限値を上回って、第１レンズ群の焦点距離が長くなり、屈折力が弱くなると、光学系の全長が長くなるため好ましくない。
以上のレンズ構成及び条件式を満たすことにより、小型で高い光学性能を有する光学系を得ることができる。
なお、好ましくは条件式（１）の数値範囲を次のように設定するとよい。
０．７５＜ｆ１／ｆ２＜１．６０ ・・・（１ａ）
０．７５＜ｆ１／ｆ２＜１．６０ ・・・（１ａ）
さらに好ましくは、条件式（１）の数値範囲を次のように設定するとよい。
０．９０＜ｆ１／ｆ２＜１．５０ ・・・（１ｂ）
０．９０＜ｆ１／ｆ２＜１．５０ ・・・（１ｂ）
さらに、本発明の実施例に係る光学系は、条件式（２）～（１０）のうち１つ以上を満たすことが好ましい。
１．５０＜｜ｆｎ２｜／ｓｋ＜１０．００ ・・・（２）
０．７０＜｜ｆｎ２｜／ｆ＜３．３０ ・・・（３）
０．７５＜Ｌｓ／ｆ＜０．９５ ・・・（４）
０．７０＜Ｔｄ／ｆ＜１．００ ・・・（５）
０．７０＜｜ｆｎ２｜／ｆｐ３＜４．００ ・・・（６）
０．８０＜ｆ１／ｆ＜１．７０ ・・・（７）
０．７５＜ｆｐ１／ｆ＜１．２０ ・・・（８）
０．２５＜｜ｆｎ１｜／ｆ＜０．６ ・・・（９）
０．５０＜ｆｐ１／ｆｐ３＜１．２５ ・・・（１０）
１．５０＜｜ｆｎ２｜／ｓｋ＜１０．００ ・・・（２）
０．７０＜｜ｆｎ２｜／ｆ＜３．３０ ・・・（３）
０．７５＜Ｌｓ／ｆ＜０．９５ ・・・（４）
０．７０＜Ｔｄ／ｆ＜１．００ ・・・（５）
０．７０＜｜ｆｎ２｜／ｆｐ３＜４．００ ・・・（６）
０．８０＜ｆ１／ｆ＜１．７０ ・・・（７）
０．７５＜ｆｐ１／ｆ＜１．２０ ・・・（８）
０．２５＜｜ｆｎ１｜／ｆ＜０．６ ・・・（９）
０．５０＜ｆｐ１／ｆｐ３＜１．２５ ・・・（１０）
第１負レンズの焦点距離をｆｎ１、第２負レンズの焦点距離をｆｎ２とする。第１正レンズの焦点距離をｆｐ１、第３正レンズの焦点距離をｆｐ３とする。光学系の焦点距離をｆとする。
無限遠合焦時における光学系のバックフォーカスをｓｋとする。無限遠合焦時における、開口絞りから像面までの光軸上の距離をＬｓとする。なお、開口絞りから像面までの光軸上の距離Ｌｓは、開口絞りから第３正レンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離（図１等においてＳｄで表している）にバックフォーカスを加えた距離である。無限遠合焦時における第１正レンズの物体側のレンズ面から第３正レンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離をＴｄとする。
条件式（２）の下限値を下回って、バックフォーカスに対して第２負レンズの焦点距離の絶対値が小さくなると、第２負レンズの強い負の屈折力により軸外光束と軸上光束が径方向に大きく分離される。第３正レンズを通過する軸外光束の主光線の高さが高くなり、軸外光束に対する屈折作用が強くなりすぎて、像面湾曲の補正が過剰になってしまうため好ましくない。また、像面に対する光線の最大入射角が小さくなりすぎて、光学系の全長が長くなるため好ましくない。条件式（２）の上限値を上回って、第２負レンズの焦点距離の絶対値が大きくなると、第２負レンズによる軸外光束と軸上光束を分離する力が弱くなる。これにより、第３正レンズを通過する軸外光束の高さが低くなり、軸外光束に対する屈折作用が弱くなり、像面に対する光線の最大入射角が大きくなって、周辺光量の低下を低減することが困難となるため好ましくない。
条件式（３）の下限値を下回って、光学系の焦点距離に対して第２レンズ群の焦点距離の絶対値が小さくなり、負の屈折力が強くなると、像面湾曲の補正が困難になるため好ましくない。条件式（３）の上限値を上回って、第２レンズ群の焦点距離の絶対値が大きくなり、負の屈折力が弱くなると、第３正レンズよりも物体側において軸外光束と軸上光束を分離する力が弱くなる。これにより、第３正レンズを通過する軸外光束の高さが低くなり、軸外光束に対する屈折作用が弱くなり、像面に対する光線の最大入射角が大きくなって、周辺光量の低下を低減することが困難となるため好ましくない。
条件式（４）の下限値を下回って、開口絞りから像面までの距離が短くなると、像面に対する光線の最大入射角が大きくなって、周辺光量の低下を低減することが困難となるため好ましくない。条件式（４）の上限値を上回って、開口絞りから像面までの距離が長くなると、光学系の全長が長くなるため好ましくない。
条件式（５）の下限値を下回って、第１正レンズの物体側のレンズ面から第３正レンズの像側のレンズ面までの距離が短くなると、光学系を構成する各レンズの屈折力が強くなり、球面収差や軸上色収差が大きくなるので好ましくない。条件式（５）の上限値を上回って、第１正レンズの物体側のレンズ面から第３正レンズの像側のレンズ面までの距離が長くなると、光学系の全長が長くなり径も大きくなって、光学系が大型化するため好ましくない。
条件式（６）の下限値を下回って、第２負レンズの焦点距離の絶対値が小さくなり、第２負レンズの屈折力が強くなると、軸外光束と軸上光束を分離する力が強くなる。第３正レンズによって軸上光束に比べて軸外光束を大きく屈折させる作用が強くなり、像面湾曲の補正が過剰になってしまうため好ましくない。逆に、第３正レンズの焦点距離が長くなって、第３正レンズの屈折力が弱くなると、像面に対する光線の最大入射角が大きくなって、周辺光量の低下を低減することや、像面湾曲の補正が困難となるので好ましくない。
条件式（６）の上限値を上回って、第２負レンズの焦点距離の絶対値が大きくなり、第２負レンズの屈折力が弱くなると、軸外光束と軸上光束を分離する力が弱くなる。これにより、第３正レンズを通過する軸外光束の高さが低くなり、軸外光束に対する屈折作用が弱くなり、像面に対する光線の最大入射角が大きくなって、周辺光量の低下を低減することが困難となるため好ましくない。逆に、第３正レンズの焦点距離が短くなって、第３正レンズの屈折力が強くなると、像面湾曲の補正が過剰になってしまうため好ましくない。
条件式（７）の下限値を下回って、第１レンズ群の焦点距離が短くなり、第１レンズ群の屈折力が強くなると、球面収差や軸上色収差の補正が困難になるため好ましくない。条件式（７）の上限値を上回って、第１レンズ群の焦点距離が長くなり、第１レンズ群の屈折力が弱くなると、光学系の全長が長くなるので好ましくない。
条件式（８）の下限値を下回って、第１正レンズの焦点距離が短くなり、第１正レンズの屈折力が強くなると、球面収差や軸上色収差の補正が困難になるため好ましくない。条件式（８）の上限値を上回って、第１正レンズの焦点距離が長くなり、第１正レンズの屈折力が弱くなると、光学系の全長が長くなるので好ましくない。
条件式（９）の下限値を下回って、第１負レンズの焦点距離の絶対値が小さくなり、第１負レンズの屈折力が強くなると、球面収差の補正が困難になるため好ましくない。条件式（９）の上限値を上回って、第１負レンズの焦点距離の絶対値が大きくなり、第１負レンズの屈折力が弱いと、軸上色収差の補正が困難になるため好ましくない。
条件式（１０）の下限値を下回って、第１正レンズの焦点距離が短くなり、第１正レンズの屈折力が強くなると、像面湾曲の補正が過剰になるため好ましくない。条件式（１０）の上限値を上回って、第１正レンズの焦点距離が長くなり、第１正レンズの屈折力が弱くなると、光球面収差の補正が困難になるため好ましくない。
なお、好ましくは条件式（２）～（１０）の数値範囲を次のように設定するとよい。
１．８０＜｜ｆｎ２｜／ｓｋ＜９．００ ・・・（２ａ）
０．７５＜｜ｆｎ２｜／ｆ＜３．２０ ・・・（３ａ）
０．８０＜Ｌｓ／ｆ＜０．９３ ・・・（４ａ）
０．７３＜Ｔｄ／ｆ＜０．９０ ・・・（５ａ）
０．７５＜｜ｆｎ２｜／ｆｐ３＜３．７０ ・・・（６ａ）
１．００＜ｆ１／ｆ＜１．６０ ・・・（７ａ）
０．８０＜ｆｐ１／ｆ＜１．１０ ・・・（８ａ）
０．３０＜｜ｆｎ１｜／ｆ＜０．５５ ・・・（９ａ）
０．６０＜ｆｐ１／ｆｐ３＜１．２０ ・・・（１０ａ）
１．８０＜｜ｆｎ２｜／ｓｋ＜９．００ ・・・（２ａ）
０．７５＜｜ｆｎ２｜／ｆ＜３．２０ ・・・（３ａ）
０．８０＜Ｌｓ／ｆ＜０．９３ ・・・（４ａ）
０．７３＜Ｔｄ／ｆ＜０．９０ ・・・（５ａ）
０．７５＜｜ｆｎ２｜／ｆｐ３＜３．７０ ・・・（６ａ）
１．００＜ｆ１／ｆ＜１．６０ ・・・（７ａ）
０．８０＜ｆｐ１／ｆ＜１．１０ ・・・（８ａ）
０．３０＜｜ｆｎ１｜／ｆ＜０．５５ ・・・（９ａ）
０．６０＜ｆｐ１／ｆｐ３＜１．２０ ・・・（１０ａ）
さらに好ましくは、条件式（２）～（１０）の数値範囲を次のように設定するとよい。
２．００＜｜ｆｎ２｜／ｓｋ＜８．００ ・・・（２ｂ）
０．８０＜｜ｆｎ２｜／ｆ＜３．１０ ・・・（３ｂ）
０．８３＜Ｌｓ／ｆ＜０．９０ ・・・（４ｂ）
０．７６＜Ｔｄ／ｆ＜０．８８ ・・・（５ｂ）
０．８３＜｜ｆｎ２｜／ｆｐ３＜３．５０ ・・・（６ｂ）
１．２０＜ｆ１／ｆ＜１．５０ ・・・（７ｂ）
０．８３＜ｆｐ１／ｆ＜１．０５ ・・・（８ｂ）
０．３３＜｜ｆｎ１｜／ｆ＜０．５０ ・・・（９ｂ）
０．７３＜ｆｐ１／ｆｐ３＜１．１８ ・・・（１０ｂ）
２．００＜｜ｆｎ２｜／ｓｋ＜８．００ ・・・（２ｂ）
０．８０＜｜ｆｎ２｜／ｆ＜３．１０ ・・・（３ｂ）
０．８３＜Ｌｓ／ｆ＜０．９０ ・・・（４ｂ）
０．７６＜Ｔｄ／ｆ＜０．８８ ・・・（５ｂ）
０．８３＜｜ｆｎ２｜／ｆｐ３＜３．５０ ・・・（６ｂ）
１．２０＜ｆ１／ｆ＜１．５０ ・・・（７ｂ）
０．８３＜ｆｐ１／ｆ＜１．０５ ・・・（８ｂ）
０．３３＜｜ｆｎ１｜／ｆ＜０．５０ ・・・（９ｂ）
０．７３＜ｆｐ１／ｆｐ３＜１．１８ ・・・（１０ｂ）
さらに、実施例に係る光学系は、第１負レンズの像側のレンズ面が凹面であり、開口絞りの像側に隣接して配置されたレンズの物体側のレンズ面が凹面であることが好ましい。開口絞りの両側のレンズ面を対称的な凹面とすることにより、球面収差と像面湾曲を良好に補正できる。
第２レンズ群は、物体側から像側に順に配置された、２枚のレンズと、第２負レンズ、第３正レンズからなることが好ましい。特に２枚のレンズのうちの少なくとも１枚を負レンズとして、第２レンズ群に２枚以上の負レンズを配置することが好ましい。これによって、第２レンズ群内の負レンズが第２負レンズの１枚のみである場合に比べて、第１レンズ群で生じる球面収差及び軸上色収差を補正しやすくなる。また、開口絞りの物体側に隣接して配置されるレンズが負レンズであることが好ましい。開口絞りに対して第１負レンズと対称的に配置されることで、球面収差及び軸上色収差を補正しやすくなる。
さらに、実施例に係る光学系を構成する全てのレンズは、両面が球面形状であることが好ましい。非球面レンズを用いないことで、安価な光学系を得ることができる。
次に実施例１～６の光学系について説明する。図１は実施例１の光学系ＯＰの、無限遠に合焦時の断面図であり、図２は無限遠に合焦時の光学系ＯＰの収差図である。図３は実施例２の光学系ＯＰの、無限遠に合焦時の断面図であり、図４は無限遠に合焦時の光学系ＯＰの収差図である。図５は実施例３の光学系ＯＰの、無限遠に合焦時の断面図であり、図６は無限遠に合焦時の光学系ＯＰの収差図である。図７は実施例４の光学系ＯＰの、無限遠に合焦時の断面図であり、図８は無限遠に合焦時の光学系ＯＰの収差図である。図９は実施例５の光学系ＯＰの、無限遠に合焦時の断面図であり、図１０は無限遠に合焦時の光学系ＯＰの収差図である。図１１は実施例６の光学系ＯＰの、無限遠に合焦時の断面図であり、図１２は無限遠に合焦時の光学系ＯＰの収差図である。
実施例１～６の光学系ＯＰは、Ｆナンバーが１．８５、半画角が約２４度、焦点距離が約４８．７の単焦点レンズ（焦点距離が一定のレンズ）である。実施例１～５の光学系ＯＰは、物体側から像側へ順に配置された、第１レンズ群Ｂ１、開口絞りＳＰ、第２レンズ群Ｂ２を有する。第１レンズ群Ｂ１は、物体側から像側へ順に配置された、第１正レンズＬｐ１、第２正レンズＬｐ２、第１負レンズＬｎ１からなる。第２レンズ群Ｂ２は、物体側から像側へ順に配置された、レンズＬ４、レンズＬ５、第２負レンズＬｎ２、第３正レンズＬｐ３からなる。実施例１、３～５において、レンズＬ４は負レンズであり、レンズＬ５は正レンズである。実施例２において、レンズＬ４は正レンズであり、レンズＬ５は負レンズである。実施例１～５の光学系ＯＰのそれぞれで、各レンズの材料、レンズ同士の間隔、および光学系ＯＰのバックフォーカス等が異なる。
また、実施例６の光学系ＯＰは、物体側から像側へ順に配置された、第１レンズ群Ｂ１、開口絞りＳＰ、第２レンズ群Ｂ２を有する。第１レンズ群Ｂ１は、物体側から像側へ順に配置された、第１正レンズＬｐ１、第２正レンズＬｐ２、第１負レンズＬｎ１からなる。第２レンズ群Ｂ２は、物体側から像側へ順に配置された、レンズＬ４、第２負レンズＬｎ２、第３正レンズＬｐ３からなる。レンズＬ４は正レンズである。
実施例１～６の光学系ＯＰにおいて、第１負レンズＬｎ１の像側のレンズ面は凹面であり、レンズＬ４の物体側のレンズ面は凹面である。実施例１～６の光学系ＯＰは、無限遠から最至近距離物体への合焦に際して、光学系ＯＰ全体が物体側に移動する。
各実施例に係る光学系ＯＰが前述の各条件式を満たすことにより、小型で高い光学性能を有する光学系を得ることができる。
［数値実施例］
以下に、実施例１～６のそれぞれに対応する数値実施例１～６を示す。また、数値実施例１～６において、面番号は、物体側からの光学面の順序を示す。ｒは光学面の曲率半径（ｍｍ）、ｄは隣り合う光学面の間隔（ｍｍ）、ｎｄはｄ線における光学部材の材料の屈折率、νｄは光学部材の材料のアッベ数を示す。フラウンホーファー線のｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する材料の屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとするとき、アッベ数νｄを、
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
として表す。ＢＦはバックフォーカスを示す。
以下に、実施例１～６のそれぞれに対応する数値実施例１～６を示す。また、数値実施例１～６において、面番号は、物体側からの光学面の順序を示す。ｒは光学面の曲率半径（ｍｍ）、ｄは隣り合う光学面の間隔（ｍｍ）、ｎｄはｄ線における光学部材の材料の屈折率、νｄは光学部材の材料のアッベ数を示す。フラウンホーファー線のｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する材料の屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとするとき、アッベ数νｄを、
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
として表す。ＢＦはバックフォーカスを示す。
数値実施例１～６のそれぞれにおける、条件式（１）～（１０）で用いられるパラメータの値を［表１］に示す。また、条件式（１）～（１０）に対応する値を［表２］に示す。
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 27.297 4.89 1.89190 37.1
2 75.013 0.20
3 16.729 5.94 1.71999 50.2
4 57.052 1.20 1.85478 24.8
5 11.628 5.54
6(絞り) ∞ 3.22
7 -40.625 1.00 1.72047 34.7
8 32.477 3.83 1.85150 40.8
9 -27.798 0.81
10 -19.520 1.23 1.48749 70.2
11 -107.611 7.33
12 99.876 6.74 1.69680 55.5
13 -44.707 15.14
14 ∞ 1.40 1.55900 60.0
15 ∞ 0.60
像面 ∞
焦点距離 48.70
Ｆナンバー 1.85
半画角（度） 23.95
像高 21.64
レンズ全長 58.55
BF 16.63
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 27.297 4.89 1.89190 37.1
2 75.013 0.20
3 16.729 5.94 1.71999 50.2
4 57.052 1.20 1.85478 24.8
5 11.628 5.54
6(絞り) ∞ 3.22
7 -40.625 1.00 1.72047 34.7
8 32.477 3.83 1.85150 40.8
9 -27.798 0.81
10 -19.520 1.23 1.48749 70.2
11 -107.611 7.33
12 99.876 6.74 1.69680 55.5
13 -44.707 15.14
14 ∞ 1.40 1.55900 60.0
15 ∞ 0.60
像面 ∞
焦点距離 48.70
Ｆナンバー 1.85
半画角（度） 23.95
像高 21.64
レンズ全長 58.55
BF 16.63
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 27.493 4.38 1.95375 32.3
2 75.195 0.20
3 16.091 5.99 1.65160 58.5
4 60.195 1.00 1.80518 25.4
5 11.199 4.97
6(絞り) ∞ 1.77
7 -54.721 1.99 1.88300 40.8
8 -24.700 1.00 1.89286 20.4
9 -40.223 2.62
10 -21.337 3.50 1.48749 70.2
11 -65.931 4.65
12 205.798 5.55 1.85060 41.6
13 -38.304 19.45
14 ∞ 1.40 1.55900 60.0
15 ∞ 0.59
像面 ∞
焦点距離 48.70
Ｆナンバー 1.85
半画角（度） 23.95
像高 21.64
レンズ全長 58.55
BF 20.94
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 27.493 4.38 1.95375 32.3
2 75.195 0.20
3 16.091 5.99 1.65160 58.5
4 60.195 1.00 1.80518 25.4
5 11.199 4.97
6(絞り) ∞ 1.77
7 -54.721 1.99 1.88300 40.8
8 -24.700 1.00 1.89286 20.4
9 -40.223 2.62
10 -21.337 3.50 1.48749 70.2
11 -65.931 4.65
12 205.798 5.55 1.85060 41.6
13 -38.304 19.45
14 ∞ 1.40 1.55900 60.0
15 ∞ 0.59
像面 ∞
焦点距離 48.70
Ｆナンバー 1.85
半画角（度） 23.95
像高 21.64
レンズ全長 58.55
BF 20.94
［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 26.309 4.39 1.89190 37.1
2 82.686 0.20
3 18.140 5.17 1.63854 55.4
4 65.265 1.00 1.85478 24.8
5 14.120 5.21
6(絞り) ∞ 5.14
7 -17.080 1.00 1.67270 32.1
8 60.676 4.66 1.89190 37.1
9 -21.096 6.43
10 -14.841 1.20 1.51823 58.9
11 -28.232 0.15
12 109.535 6.28 1.63854 55.4
13 -43.748 16.25
14 ∞ 1.40 1.55900 60.0
15 ∞ 0.59
像面 ∞
焦点距離 48.74
Ｆナンバー 1.85
半画角（度） 23.94
像高 21.64
レンズ全長 58.55
BF 17.74
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 26.309 4.39 1.89190 37.1
2 82.686 0.20
3 18.140 5.17 1.63854 55.4
4 65.265 1.00 1.85478 24.8
5 14.120 5.21
6(絞り) ∞ 5.14
7 -17.080 1.00 1.67270 32.1
8 60.676 4.66 1.89190 37.1
9 -21.096 6.43
10 -14.841 1.20 1.51823 58.9
11 -28.232 0.15
12 109.535 6.28 1.63854 55.4
13 -43.748 16.25
14 ∞ 1.40 1.55900 60.0
15 ∞ 0.59
像面 ∞
焦点距離 48.74
Ｆナンバー 1.85
半画角（度） 23.94
像高 21.64
レンズ全長 58.55
BF 17.74
［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 27.227 4.95 1.89190 37.1
2 77.440 0.20
3 16.602 5.81 1.71999 50.2
4 61.835 1.20 1.85478 24.8
5 11.628 5.54
6(絞り) ∞ 7.25
7 -16.179 1.00 1.72047 34.7
8 -34.425 2.89 1.85150 40.8
9 -18.805 1.00
10 -17.488 1.23 1.48749 70.2
11 -23.537 0.98
12 101.584 6.35 1.69680 55.5
13 -42.236 18.65
14 ∞ 1.40 1.55900 60.0
15 ∞ 0.60
像面 ∞
焦点距離 48.70
Fナンバー 1.85
画角 23.95
像高 21.64
レンズ全長 58.55
BF 20.15
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 27.227 4.95 1.89190 37.1
2 77.440 0.20
3 16.602 5.81 1.71999 50.2
4 61.835 1.20 1.85478 24.8
5 11.628 5.54
6(絞り) ∞ 7.25
7 -16.179 1.00 1.72047 34.7
8 -34.425 2.89 1.85150 40.8
9 -18.805 1.00
10 -17.488 1.23 1.48749 70.2
11 -23.537 0.98
12 101.584 6.35 1.69680 55.5
13 -42.236 18.65
14 ∞ 1.40 1.55900 60.0
15 ∞ 0.60
像面 ∞
焦点距離 48.70
Fナンバー 1.85
画角 23.95
像高 21.64
レンズ全長 58.55
BF 20.15
［数値実施例５］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 25.922 5.25 1.71300 53.9
2 100.067 0.20
3 16.060 4.22 1.80610 40.9
4 27.655 0.44
5 31.067 1.20 1.85478 24.8
6 11.906 5.84
7(絞り) ∞ 4.45
8 -20.163 1.00 1.59270 35.3
9 58.203 4.31 1.83400 37.2
10 -21.052 2.05
11 -17.022 1.23 1.69895 30.1
12 -28.469 6.95
13 158.522 4.93 1.71999 50.2
14 -58.485 15.00
15 ∞ 1.40 1.55900 60.0
16 ∞ 0.59
像面 ∞
焦点距離 48.70
Ｆナンバー 1.85
半画角（度） 23.95
像高 21.64
レンズ全長 58.55
BF 16.48
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 25.922 5.25 1.71300 53.9
2 100.067 0.20
3 16.060 4.22 1.80610 40.9
4 27.655 0.44
5 31.067 1.20 1.85478 24.8
6 11.906 5.84
7(絞り) ∞ 4.45
8 -20.163 1.00 1.59270 35.3
9 58.203 4.31 1.83400 37.2
10 -21.052 2.05
11 -17.022 1.23 1.69895 30.1
12 -28.469 6.95
13 158.522 4.93 1.71999 50.2
14 -58.485 15.00
15 ∞ 1.40 1.55900 60.0
16 ∞ 0.59
像面 ∞
焦点距離 48.70
Ｆナンバー 1.85
半画角（度） 23.95
像高 21.64
レンズ全長 58.55
BF 16.48
［数値実施例６］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 25.396 5.80 1.65160 58.5
2 108.471 0.20
3 16.442 4.40 1.90043 37.4
4 31.474 0.38
5 34.907 1.20 1.85478 24.8
6 11.628 5.78
7(絞り) ∞ 6.01
8 -16.511 2.72 1.95375 32.3
9 -13.235 0.43
10 -12.498 1.23 1.74077 27.6
11 -22.656 5.00
12 98.455 6.02 1.73350 51.8
13 -48.653 17.89
14 ∞ 1.40 1.55900 60.0
15 ∞ 0.60
像面 ∞
焦点距離 48.70
Ｆナンバー 1.85
半画角（度） 23.95
像高 21.64
レンズ全長 58.55
BF 19.38
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 25.396 5.80 1.65160 58.5
2 108.471 0.20
3 16.442 4.40 1.90043 37.4
4 31.474 0.38
5 34.907 1.20 1.85478 24.8
6 11.628 5.78
7(絞り) ∞ 6.01
8 -16.511 2.72 1.95375 32.3
9 -13.235 0.43
10 -12.498 1.23 1.74077 27.6
11 -22.656 5.00
12 98.455 6.02 1.73350 51.8
13 -48.653 17.89
14 ∞ 1.40 1.55900 60.0
15 ∞ 0.60
像面 ∞
焦点距離 48.70
Ｆナンバー 1.85
半画角（度） 23.95
像高 21.64
レンズ全長 58.55
BF 19.38
［撮像装置の実施例］
次に、本発明の光学系を撮影光学系として用いた撮像装置の実施例について図１３を用いて説明する。撮像装置１０は、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、放送用カメラ等の撮像素子を用いた撮像装置、または銀塩写真フィルムを用いたカメラ等の撮像装置である。
次に、本発明の光学系を撮影光学系として用いた撮像装置の実施例について図１３を用いて説明する。撮像装置１０は、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、放送用カメラ等の撮像素子を用いた撮像装置、または銀塩写真フィルムを用いたカメラ等の撮像装置である。
図１３において、撮像装置１０は、実施例１～６で説明した光学系のいずれかである撮影光学系１１と、撮像装置１０に内蔵され且つ撮影光学系１１によって形成された被写体像を受光する撮像素子（光電変換素子）１２とを有する。撮像素子１２は、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等である。
このように本発明の光学系を各種撮像装置の撮影光学系として適用することができる。これにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を得ることができる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明の光学系及び撮像装置はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、光学系の一部のレンズを光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動させることによって、像ぶれ補正を行ってもよい。
Ｂ１ 第１レンズ群
Ｂ２ 第２レンズ群
Ｌｐ１ 第１正レンズ
Ｌｐ２ 第２正レンズ
Ｌｐ３ 第３正レンズ
Ｌｎ１ 第１負レンズ
Ｌｎ２ 第２負レンズ
ＯＰ 光学系
Ｂ２ 第２レンズ群
Ｌｐ１ 第１正レンズ
Ｌｐ２ 第２正レンズ
Ｌｐ３ 第３正レンズ
Ｌｎ１ 第１負レンズ
Ｌｎ２ 第２負レンズ
ＯＰ 光学系
Claims (13)
- 複数のレンズ群と開口絞りを有する光学系であって、
前記複数のレンズ群は、前記開口絞りの物体側に配置された正の屈折力の第１レンズ群と、前記開口絞りの像側に配置された正の屈折力の第２レンズ群からなり、
前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第１正レンズ、第２正レンズ、第１負レンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、少なくとも１枚のレンズ、像側に凸面を向けた第２負レンズ、第３正レンズからなり、
前記第１正レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状であり、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第１正レンズの焦点距離をｆｐ１、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
０．５０＜ｆ１／ｆ２＜１．６５
０．７５＜ｆｐ１／ｆ＜１．２０
なる条件式を満たすことを特徴とする光学系。 - 複数のレンズ群と開口絞りを有する光学系であって、
前記複数のレンズ群は、前記開口絞りの物体側に配置された正の屈折力の第１レンズ群と、前記開口絞りの像側に配置された正の屈折力の第２レンズ群からなり、
前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第１正レンズ、第２正レンズ、第１負レンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、少なくとも１枚のレンズ、像側に凸面を向けた第２負レンズ、第３正レンズからなり、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第１正レンズの焦点距離をｆｐ１、前記光学系の焦点距離をｆ、無限遠合焦時における、前記第１正レンズの物体側のレンズ面から前記第３正レンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離をＴｄとするとき、
０．５０＜ｆ１／ｆ２＜１．６５
０．７５＜ｆｐ１／ｆ＜１．２０
０．７０＜Ｔｄ／ｆ＜１．００
なる条件式を満たすことを特徴とする光学系。 - 複数のレンズ群と開口絞りを有する光学系であって、
前記複数のレンズ群は、前記開口絞りの物体側に配置された正の屈折力の第１レンズ群と、前記開口絞りの像側に配置された正の屈折力の第２レンズ群からなり、
前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第１正レンズ、第２正レンズ、第１負レンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、少なくとも１枚のレンズ、像側に凸面を向けた第２負レンズ、第３正レンズからなり、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第１正レンズの焦点距離をｆｐ１、前記光学系の焦点距離をｆ、前記第１負レンズの焦点距離をｆｎ１とするとき、
０．５０＜ｆ１／ｆ２＜１．６５
０．７５＜ｆｐ１／ｆ＜１．２０
０．２５＜｜ｆｎ１｜／ｆ＜０．６
なる条件式を満たすことを特徴とする光学系。 - 複数のレンズ群と開口絞りを有する光学系であって、
前記複数のレンズ群は、前記開口絞りの物体側に配置された正の屈折力の第１レンズ群と、前記開口絞りの像側に配置された正の屈折力の第２レンズ群からなり、
前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第１正レンズ、第２正レンズ、第１負レンズからなり、
前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、少なくとも１枚のレンズ、像側に凸面を向けた第２負レンズ、第３正レンズからなり、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第１正レンズの焦点距離をｆｐ１、前記光学系の焦点距離をｆ、前記第３正レンズの焦点距離をｆｐ３とするとき、
０．５０＜ｆ１／ｆ２＜１．６５
０．７５＜ｆｐ１／ｆ＜１．２０
０．５０＜ｆｐ１／ｆｐ３＜１．２５
なる条件式を満たすことを特徴とする光学系。 - 前記第２負レンズの焦点距離をｆｎ２、前記光学系のバックフォーカスをｓｋとするとき、
１．５０＜｜ｆｎ２｜／ｓｋ＜１０．００
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学系。 - 前記第２負レンズの焦点距離をｆｎ２とするとき、
０．７０＜｜ｆｎ２｜／ｆ＜３．３０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学系。 - 無限遠合焦時における、前記開口絞りから像面までの光軸上の距離をＬｓとするとき、
０．７５＜Ｌｓ／ｆ＜０．９５
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学系。 - 前記第２負レンズの焦点距離をｆｎ２、前記第３正レンズの焦点距離をｆｐ３とするとき、
０．７０＜｜ｆｎ２｜／ｆｐ３＜４．００
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学系。 - ０．８０＜ｆ１／ｆ＜１．７０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学系。 - 前記第１負レンズの像側のレンズ面は凹面であり、前記開口絞りの像側に隣接して配置されたレンズの物体側のレンズ面は凹面であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学系。
- 前記少なくとも１枚のレンズは、負レンズを含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光学系。
- 無限遠から最至近距離物体への合焦に際して、前記光学系が物体側に移動することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光学系。
- 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学系と、該光学系により形成された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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018073492A JP7179477B2 (ja) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | 光学系及び撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018073492A JP7179477B2 (ja) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | 光学系及び撮像装置 |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018073492A Active JP7179477B2 (ja) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | 光学系及び撮像装置 |
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-
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|---|---|---|---|---|
| JP2000089108A (ja) | 1998-07-16 | 2000-03-31 | Nikon Corp | 読取用レンズ |
| JP2000338396A (ja) | 1999-05-25 | 2000-12-08 | Asahi Optical Co Ltd | リアフォーカス式中望遠レンズ |
| US20040264008A1 (en) | 2003-06-24 | 2004-12-30 | Kiichiro Nishina | Document reading lens, document reading lens unit, document reader, and image forming apparatus |
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