JP7337626B2 - 光学系およびそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光学系に関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等に好適なものである。
近年、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラにおいてCCDやCMOSセンサ等の固体撮像素子の多画素化が進み、撮像素子を用いた撮像装置に用いる光学系は高い光学性能を有することが望まれている。
また、半画角45度を超える広画角な撮像光学系としてはレトロフォーカス型の撮像光学系が知られている(特許文献1)。
特開2018-116210号公報
一般にレトロフォーカス型の光学系は、構成するレンズ群が絞りに対し非対称な配置となるため、像面湾曲や歪曲収差、倍率色収差などの諸収差が多く発生し、これらの収差補正が難しくなる。特に広画角化を図る場合、物体側の負の屈折力を強くする必要があり、前述の収差が多く発生してくる。
このため、レトロフォーカス型の光学系において、歪曲収差や像面湾曲を良好に補正し、高い光学性能を得るには物体側の負の屈折力のレンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。
特許文献1では、各レンズの屈折力を弱めて倍率色収差や像面湾曲や歪曲収差などの諸収差を良好に補正しているが、光学系の小型化に関しては課題が残る。
本発明は、高い光学性能を有し、かつ小型な光学系を提供することを目的とする。
本発明の光学系は、物体側より像側へ順に配置された、第1レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第2レンズ群で構成される光学系であって、前記第1レンズ群は、少なくとも3枚の負レンズを有し、前記第1レンズ群において配置された負レンズのうち、物体側から数えて第1番目のレンズを負レンズG1N、第2番目のレンズを負レンズG2N、第3番目のレンズを負レンズG3Nとし、前記負レンズG1Nの像側のレンズ面は非球面であり、前記非球面の近軸の曲率半径をRb、前記非球面の近軸の曲率中心から光軸に対して半開角50度の方向における前記曲率中心と前記非球面との距離をRr、前記第1レンズ群の最も物体側の面頂点から前記開口絞りまでの距離をL1S、前記第2レンズ群の焦点距離をf2、前記光学系のバックフォーカスをSK、前記負レンズG1N、前記負レンズG2N、前記負レンズG3Nの材料のうち、アッベ数の最大値をνdM、アッベ数の最小値をνdLとするとき、
0.700<Rb/Rr<0.994
0.80<L1S/f2<1.20
0.45<SK/f2<0.65
81<νdM<100
15<νdL<28
なる条件式を満足することを特徴とする。
本発明の他の光学系は、物体側より像側へ順に配置された、第1レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第2レンズ群で構成される光学系であって、前記第1レンズ群は、物体側から像側へ配置された負レンズG1N、負レンズG2N、負レンズG3Nを含む少なくとも3枚の負レンズを有し、前記負レンズG1N、前記負レンズG2N、前記負レンズG3Nに含まれるレンズ面のうち少なくとも1面は非球面であり、前記非球面の近軸の曲率半径をRb、前記非球面の近軸の曲率中心から光軸に対して半開角50度の方向における前記曲率中心と前記非球面との距離をRr、前記第1レンズ群の最も物体側の面頂点から前記開口絞りまでの距離をL1S、前記第2レンズ群の焦点距離をf2、前記光学系のバックフォーカスをSKとするとき、
0.700<Rb/Rr<0.994
1.00<(L1S+SK)/f2<2.40
なる条件式を満足することを特徴とする。
本発明によれば、高い光学性能を有し、かつ小型な光学系を実現することができる。
実施例1の光学系の断面図である。 実施例1の光学系の収差図である。 実施例2の光学系の断面図である。 実施例2の光学系の収差図である。 実施例3の光学系の断面図である。 実施例3の光学系の収差図である。 非球面形状に対する条件式の算出方法の説明図である。 撮像装置の概略図である。
以下、本発明の光学系及びそれを有する撮像装置の実施例について、添付の図面に基づいて説明する。
図1、3、5は本発明の実施例1乃至3の光学系の無限遠合焦時におけるレンズ断面図である。図2、4、6は実施例1乃至3の光学系の収差図である。各実施例の光学系はデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる光学系である。
各レンズ断面図において左方が物体側で、右方が像側である。各実施例の光学系は複数のレンズ群を有して構成されている。本願明細書においてレンズ群は1枚のレンズで構成されていても良いし、複数のレンズから成っていても良い。
各レンズ断面図において、SPはFナンバー(Fno)光束を決定(制限)する主絞り(開口絞り)である。IPは像面であり、各実施例の光学系をデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面が配置される。各実施例の光学系を銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際には像面IPにはフィルム面に相当する感光面が置かれる。
各実施例の光学系LOは、物体側から像側に配置された、第1レンズ群FL、開口絞りSP、正の屈折力の第2レンズ群RLから構成される。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第2レンズ群RLは図中矢印の方向に移動する。
各実施例の光学系LOはいずれも単焦点レンズであるが、本発明はこれに限定されない。すなわち、光学系LOはズームレンズであっても良い。光学系LOがズームレンズである場合、広角端において以下に述べる条件を満足すれ良い。
図2、4、6は、それぞれ実施例1乃至3の光学系の収差図である。球面収差図においてFnoはFナンバーであり、d線(波長587.6nm)、g線(波長435.8nm)に対する球面収差量を示している。非点収差図においてSはサジタル像面における非点収差量、Mはメリディオナル像面における非点収差量を示している。歪曲収差図ではd線に対する歪曲収差量を示している。色収差図ではg線における色収差量を示している。ωは撮像半画角(°)である。
次に、各実施例の光学系における特徴的な構成について述べる。
各実施例の光学系LOの第1レンズ群FLは、物体側から像側へ配置された負レンズG1N、負レンズG2N、負レンズG3Nを含む少なくとも3枚の負レンズを有する。負レンズG1Nは第1レンズ群FLに含まれる負レンズのうち最も物体側に配置された負レンズである。負レンズG2Nは第1レンズ群FLに含まれる負レンズのうち二番目に物体側に配置された負レンズである。負レンズG3Nは第1レンズ群FLに含まれる負レンズのうち三番目に物体側に配置された負レンズである。
広画角化を図ったときの諸収差の発生を軽減し良好なる光学性能を得るには、非球面レンズを用いて収差の発生を少なくすることが重要である。このとき、光学系中の非球面の位置や、非球面を適用するレンズ面形状や非球面量等を適切に設定することが必要となる。そこで、各実施例の光学系LOにおいて、負レンズG1N、負レンズG2N、負レンズG3Nに含まれるレンズ面のうち少なくとも1面を非球面(以下第1非球面と称す)とし、その形状を適切に設定している。加えて、光学系を小型にしつつ諸収差を良好に補正するため、第2レンズ群RLの構成を適切にしている。
具体的には、各実施例の光学系LOは以下の条件式を満足する。
0.700<Rb/Rr<0.994 (1)
0.80<L1S/f2<1.20 (2)
0.45<SK/f2<0.65 (3)
ここで、Rbは第1非球面の近軸の曲率半径、Rrは第1非球面の近軸の曲率中心から光軸に対して半開角50度の方向における曲率中心と第1非球面との距離である。L1Sは第1レンズ群FLの最も物体側のレンズ面の面頂点から開口絞りSPまでの距離、f2は第2レンズ群RLの焦点距離、SKは光学系LOのバックフォーカスである。
Rb、Rrについて図7を用いてさらに説明する。図7は第1非球面の断面を示す図である。近軸の曲率半径(Rb)とは、光学系LOの全系の焦点距離の10%の大きさ(例えば全系の焦点距離が30mmであれば3mm)を直径とし光軸を中心とする領域において、第1非球面を最小二乗法により円形状に近似した際の半径である。すなわち本願明細書における近軸の曲率半径は第1非球面の参照球面の曲率半径とは必ずしも一致しない。
このとき、近軸の曲率半径に対応して近軸の曲率中心(図7の×印)が決まる。本願明細書における曲率中心は、近軸の曲率半径と同様にして、第1非球面の参照球面の中心とは必ずしも一致しない。この曲率中心を通り光軸に対して50度の角度を成す方向(図7の点線)における曲率中心から第1非球面までの距離がRrである。
条件式(1)乃至(3)の技術的意義について述べる。
各実施例の光学系では、負レンズG1N、負レンズG2N、負レンズG3Nの少なくとも1つが、光軸から離れるにつれて正の屈折力が強くなる形状の非球面(第1非球面)を有して構成されている。このように第1非球面を光軸から離れるにつれて正の屈折力が強くなる(負の屈折力が弱くなる)非球面形状とすることで、第1レンズ群FLで発生する収差、特に歪曲収差と下線のフレア成分を良好に補正することが可能となる。
さらに、第1非球面の形状を光軸から離れるにつれて正の屈折力が強くなる形状とすると、第1非球面を有する負レンズの厚みを光軸から離れた位置で薄くすることができる。加えて、近軸の曲率半径を小さくすることもでき、第1非球面を有する負レンズの薄型化が図れ、全系の小型化に繋がる。なお各実施例では第1非球面は負レンズG1Nの像側の面に設けられているが、上述した効果は負レンズG2Nや負レンズG3Nに第1非球面を設けたとしても得ることができる。
条件式(1)は第1非球面の形状を規定した式であり、全系の小型化と広画角化を図りつつ、像面湾曲および歪曲収差を良好に補正するためのものである。
条件式(1)の下限値を下回って第1非球面の近軸曲率半径が小さくなる、あるいは、第1非球面の非球面量が大きくなると、歪曲収差と像面湾曲の補正が両立し難くなるため好ましくない。また、条件式(1)の上限値を上回って第1非球面の近軸曲率半径が大きくなると、第1非球面を有する負レンズの屈折力が小さくなり、所望の画角を実現するに際して光軸近傍でレンズが厚くなってしまうため好ましくない。
条件式(2)は、レンズ全長の短縮と諸収差(特に歪曲収差や倍率色収差)の発生を抑えるためのものである。条件式(2)の下限値を下回って第2レンズ群RLの屈折力が小さくなると、収斂作用が弱くなり、レンズ全長の増大を招くため、好ましくない。条件式(2)の上限値を上回ってL1Sが長くなると、収差補正には有利だが、前玉径(最も物体側に配置されるレンズの径)の増大を招くため好ましくない。
条件式(3)は、適切なバックフォーカスを確保しつつ球面収差やコマ収差を良好に補正するためのものである。条件式(3)の下限値を下回ってバックフォーカスが短くなるとシャッター部材等の配置が難しくなる。条件式(3)の上限を上回る場合、バックフォーカスが長くなりすぎ歪曲収差や像面湾曲の補正が難しくなる。結果として、レンズ枚数の増加を招くため好ましくない。
条件式(1)乃至(3)の数値範囲は以下の条件式(1a)乃至(3a)の範囲とすることがより好ましい。
0.800<Rb/Rr<0.992 (1a)
0.87<L1S/f2<1.08 (2a)
0.49<SK/f2<0.62 (3a)
また、条件式(1)乃至(3)の数値範囲は以下の条件式(1b)乃至(3b)の範囲とすることがさらに好ましい。
0.840<Rb/Rr<0.991 (1b)
0.92<L1S/f2<1.03 (2b)
0.52<SK/f2<0.59 (3b)
なお、本願発明の効果を得るには上述した条件式(2)、(3)に代えて、以下の条件式(4)を満足するように構成しても良い。すなわち、本願発明の効果は条件式(1)、(4)を同時に満足することでも得ることができる。
1.00<(L1S+SK)/f2<2.40 (4)
条件式(4)はレンズ全長の短縮と諸収差(特に歪曲収差や倍率色収差)の発生を抑えるためのものである。光学系LOの小型化と広画角化を両立するためには、入射瞳位置を物体側に近づけるとよい。また、バックフォーカスを短縮して像面に近い位置にレンズを配置することにより、広画角化を図りつつ像面歪曲や歪曲収差といった諸収差を良好に補正しやすくなる。
条件式(4)の下限値を下回って第2レンズ群RLの屈折力が小さくなると、第2レンズ群RLによる収斂作用が弱くなる結果レンズ全長の増大を招き好ましくない。さらに、バックフォーカスが長くなりすぎ、広画角化を図る際には絞りに対して非対称な屈折力の配置を採らざるを得ず、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差の増加を招いてしまう。条件式(4)の上限値を上回って第2レンズ群RLの屈折力が大きくなると、第2レンズ群RLの各レンズの曲率半径が小さくなりすぎ、少ないレンズ枚数で球面収差やコマ収差を良好に補正することが難しくなる。
なお、条件式(1)、(4)を同時に満足する構成により本願発明の効果を得る場合にも、条件式(1)の数値範囲は条件式(1a)のものとすることがより好ましく、条件式(1b)のものとすることがさらに好ましい。また、条件式(4)の数値範囲は以下の条件式(4a)の範囲とすることがより好ましい。
1.60<(L1S+SK)/f2<2.35 (4a)
また、条件式(4)の数値範囲は、以下の条件式(4b)の範囲とすることがさらに好ましい。
1.80<(L1S+SK)/f2<2.31 (4b)
次に各実施例の光学系LOが満足することが好ましい条件について述べる。各実施例の光学系は、以下の条件式(5)から(12)のうち1つ以上を満足することが好ましい。
0.32<f/f2<0.67 (5)
0.90<SK/f<1.58 (6)
-5.50<f1/f2<-2.10 (7)
0.62<L1S/LSL<1.00 (8)
0.10<fG1N/f1<0.70 (9)
0.25<fG2N/f1<0.85 (10)
70<νdM<100 (11)
15<νdL<28 (12)
ここで、fは光学系LOの全系の焦点距離(光学系LOがズームレンズの場合は広角端の焦点距離)である。f1は第1レンズ群FLの焦点距離をf1、LSLは開口絞りSPから光学系LOの最も像側のレンズ面までの光軸上の距離である。fG1N、fG2Nはそれぞれ負レンズG1N、負レンズG2Nの焦点距離である。νdM、νdLはそれぞれ、負レンズG1N、負レンズG2N、負レンズG3Nのアッベ数のうちで最大値および最小値である。
条件式(5)は全系の小型化を図りつつ、球面収差やコマ収差の発生を抑えるためのものである。条件式(5)の下限値を下回る場合、光学系LOの全系の焦点距離に対して第2レンズ群RLの屈折力分担が小さくなりすぎる。結果として、光学系LOの広角化と小型化を高度に両立することが難しくなる。条件式(5)の上限値を超える場合に広角化を図ろうとすると、第2レンズ群RLの焦点距離が小さすぎ、球面収差の抑制が難しくなる。すなわち広角化と高性能化を高度に両立することが困難となる。
条件式(6)は所謂レトロ比を定義したものである。条件式(6)の下限値を下回る場合、バックフォーカスが短くなり、シャッター部材等の配置が難しくなる。条件式(6)の上限値を超えた場合、バックフォーカスが長くなりすぎる結果、歪曲収差や像面湾曲を十分に補正することが難しくなる。
条件式(7)は、負の屈折力の第1レンズ群FLの焦点距離と正の屈折力の第2レンズ群RLの焦点距離を規定するものである。条件式(7)の下限値を下回る場合、第2レンズ群FLの収斂作用が大きくなりすぎ、倍率色収差と軸上色収差の二次スペクトルの抑制を両立することが難しくなる。条件式(7)の上限値を超えた場合、第1レンズ群FLによるマージナル光線の発散作用が大きくなり、第2レンズ群FLでの球面収差やコマ収差の十分な補正が難しくなる。
条件式(8)は、開口絞りSPの位置として適切な範囲を規定した式である。
条件式(8)の下限値を下回ると、開口絞りSPと最も像側のレンズとの距離が長くなり、像面湾曲を十分に抑制することが難しくなるため、好ましくない。条件式(8)の上限値を超えると、最も物体側のレンズと開口絞りSPとの距離が長くなり、前玉径の増大を招き、さらに球面収差やコマ収差の良好な補正が難しくなるため好ましくない。
条件式(9)は、全系の小型化と広角化を図るためのものである。
条件式(9)の下限値を下回る場合、像面湾曲や歪曲収差の十分な補正が難しくなる結果レンズ枚数の増加を招き、レンズ全長の増大を招く。条件式(9)の上限値を超えた場合、倍率色収差の補正には有利だが前玉径の大型化を招く。
条件式(10)は、全系の小型化と広角化を図りつつ、像面湾曲や非点収差を良好に補正するためのものである。条件式(10)の下限値を下回る場合、負レンズG2Nの屈折力が強くなりすぎ、小型化には有利だが像面湾曲や非点収差の良好な補正が難しくなる。条件式(10)の上限値を超えた場合、負レンズG2Nの屈折力が弱くなりすぎ前玉径の増加を招く。
条件式(11)は、レンズ全長を小型化しつつ軸上色収差、倍率色収差を抑制するためのものである。条件式(11)の下限値を下回る場合、色収差が大きくなり光学系全体として良好な収差補正を行うことが困難となる。条件式(11)の上限値を超えた場合、軸上色収差、倍率色収差の抑制には有利だが、光学材料として、所望の屈折力を確保することが難しくなる。
条件式(12)は、倍率色収差の二次スペクトルを抑制するためのものである。
条件式(12)の下限値を下回る場合、軸上色収差や倍率色収差の二次スペクトルの補正には有利だが、一次の色消しを十分に行うことができず、光学系全体の大型化を招く。
条件式(12)の上限値を超えた場合、倍率色収差の抑制には有利だが、二次分散で所望の特性を得ることが難しくなる。
なお、条件式(5)乃至(12)の数値範囲は、以下の条件式(5a)乃至(12a)の範囲とすることがより好ましい。
0.37<f/f2<0.62 (5a)
0.94<SK/f<1.41 (6a)
-5.30<f1/f2<-2.21 (7a)
0.65<L1S/LSL<0.97 (8a)
0.13<fG1N/f1<0.69 (9a)
0.27<fG2N/f1<0.79 (10a)
74<νdM<98 (11a)
17<νdL<26 (12a)
また、条件式(5)乃至(12)の数値範囲は、以下の条件式(5b)乃至(12b)の範囲とすることがさらに好ましい。
0.38<f/f2<0.60 (5b)
0.97<SK/f<1.37 (6b)
-5.15<f1/f2<-2.36 (7b)
0.67<L1S/LSL<0.94 (8b)
0.14<fG1N/f1<0.67 (9b)
0.28<fG2N/f1<0.77 (10b)
81<νdM<96 (11b)
20<νdL<24 (12b)
次に、各実施例の光学系LOについて詳細に述べる。
各実施例の光学系LOでは、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第2レンズ群RLが物体側へ移動する。
また、第1レンズ群FLのうち、最も広い空気間隔よりも物体側の全レンズを第1部分光学系FLA、該空気間隔よりも像側であって第1レンズ群FLに含まれる全レンズを第2部分光学系FLBとする。このとき、第1部分光学系FLAは2枚の負レンズ(負レンズG1N、負レンズG2N)から構成されている。これにより広画角化と高性能化を高度に両立している。さらに、第2部分光学系FLBの最も物体側のレンズの物体側のレンズ面は物体側に凹形状となっている。この凹面により画面周辺のフレア成分を抑制している。
実施例1では光学系LOの全系の焦点距離が12.35mmのため、Rbの算出は光軸を通るφ1.235mmの範囲を用いた。実施例2ではRbはφ1.442mmの範囲、実施例3ではφ1.948mmの範囲を用いてRbを算出した。
さらに各実施例のように、開口絞りSPに隣接するレンズを接合レンズとすることで、ペッツバール和を良好に補正し、像面湾曲を抑制できる。
また、各実施例の光学系のように第1非球面を負レンズG1Nの像側の面に配置することが好ましい。第1非球面レンズは周辺領域で正の屈折力が強くなる非球面形状であるため、これにより、歪曲収差を十分に補正した上で、像面湾曲を効果的に補正することができる。さらに周辺での光軸方向の厚みを抑制することができ、前玉径を抑制することができる。また、負レンズG1Nは光学系LOにおいて最も物体側に配置されていることが好ましい。最も物体側のレンズは広角レンズにおいて軸外光線の入射高が最も高くなるため、画面周辺部の像面湾曲や軸外のコマ収差の補正効果が大きくなる。したがって、これにより広画角化を図った際に諸収差を良好に抑えつつ、小型化を図ることができる。
また各実施例の光学系LOのように、開口絞りに対し、物体側のレンズは像側に凸形状、像側のレンズは物体側に対し凸形状であることが望ましい。絞りに対し、強い凹形状を向けたレンズ面を配置した場合、大口径化に伴う諸収差の抑制には有利だが、サジタルフレア(軸外サジタルコマ成分)の抑制に課題残る。そのため、本実施例のように物体側のレンズは像側に凸形状、像側のレンズは物体側に対し凸形状とすることで球面収差やコマ収差を良好に補正しつつ、サジタルフレアを抑制することができる。
さらに各実施例1乃至3のように、開口絞りに隣接するレンズを接合レンズとすることで、球面収差やコマ収差の補正とペッツバール和の補正が両立しやすい。
以下に、実施例1乃至3にそれぞれ対応する数値実施例1から3を示す。
各数値実施例の面データにおいて、rは各光学面の曲率半径、d(mm)は第m面と第(m+1)面との間の軸上間隔(光軸上の距離)を表わしている。ただし、mは光入射側から数えた面の番号である。また、ndは各光学部材のd線に対する屈折率、νdは光学部材のアッベ数を表わしている。なお、ある材料のアッベ数νdは、フラウンホーファ線のd線(587.6nm)、F線(486.1nm)、C線(656.3nm)、g線(波長435.8nm)における屈折率をNd、NF、NC、Ngとするとき、
νd=(Nd-1)/(NF-NC)
で表される。
なお、各数値実施例において、d、焦点距離(mm)、Fナンバー、半画角(°)は全て各実施例の光学系が無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。バックフォーカスSKは最終レンズ面から像面までの空気換算距離である。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、光学面が非球面の場合は、面番号の右側に、*の符号を付している。非球面形状は、xを光軸方向の面頂点からの変位量、hを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Rを近軸曲率半径、kを円錐定数、A4、A6、A8、A10、A12を各次数の非球面係数とするとき、
x=(h/R)/[1+{1-(1+k)(h/R)1/2+A4×h+A6×h+A8×h+A10×h10+A12×h12
で表している。なお、各非球面係数における「e±XX」は「×10±XX」を意味している。
[数値実施例1]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 160.174 2.50 1.58313 59.4 35.21
2* 12.313 3.75 23.39
3 19.395 1.50 1.49700 81.5 22.08
4 10.121 11.53 17.14
5 -10.896 1.45 1.64000 60.1 9.89
6 -9.218 1.00 1.80518 25.4 9.67
7 -17.732 0.20 9.80
8 167.148 4.43 1.76182 26.5 10.35
9 -9.610 1.00 1.92286 20.9 11.08
10 -16.471 2.45 11.70
11(絞り) ∞ 2.61 11.78
12 20.673 3.35 1.71736 29.5 11.85
13 -23.924 1.20 1.83400 37.2 11.43
14 10.052 6.57 1.56384 60.7 12.16
15 -44.138 0.15 14.73
16 57.338 2.02 1.69350 50.8 15.86
17 -811.759 0.15 16.35
18 30.251 7.15 1.43875 94.7 17.19
19 -14.611 0.20 17.76
20 -26.208 1.00 1.91082 35.3 17.01
21 20.621 7.62 1.49700 81.5 17.52
22 -14.416 0.15 18.53
23* -29.485 1.70 1.80625 40.9 18.41
24* -144.804 16.54 21.01
像面 ∞
非球面データ
第1面
K =-1.70102e+001 A 4= 6.59643e-005 A 6=-2.74745e-007 A 8= 6.80017e-010 A10=-9.63328e-013 A12= 5.97567e-016

第2面
K =-4.02034e-001 A 4= 2.55727e-005 A 6= 4.21826e-007 A 8=-3.74213e-009 A10=-1.42096e-011 A12= 5.42009e-014

第23面
K =-1.64175e-002 A 4=-1.35194e-004 A 6=-5.37724e-007 A 8= 1.29614e-008 A10=-1.99767e-010 A12= 9.07686e-013

第24面
K =-2.91625e+003 A 4=-1.02443e-004 A 6= 1.47875e-006 A 8=-1.22809e-008 A10= 5.77510e-011 A12=-8.83148e-014

各種データ
焦点距離 12.35
Fナンバー 2.88
半画角(°) 60.28
像高 21.64
レンズ全長 80.22
SK 16.54

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
1 1 -158.02 27.37 -87.57 -264.72
2 11 31.35 33.87 7.27 -17.25
[数値実施例2]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 82.756 2.92 1.59201 67.0 35.72
2* 12.372 4.57 23.68
3 21.515 1.18 1.43700 95.1 22.27
4 11.286 12.00 18.11
5 -12.270 1.70 1.80518 25.4 10.42
6 -21.078 0.23 10.56
7 141.180 4.06 1.76182 26.5 11.14
8 -10.760 1.17 1.86966 20.0 11.77
9 -19.730 2.30 12.41
10(絞り) ∞ 3.06 12.62
11 24.295 2.98 1.71736 29.5 12.87
12 -65.853 1.40 1.83400 37.2 12.99
13 11.575 8.03 1.56384 60.7 14.04
14 -108.349 0.18 17.52
15 130.627 2.79 1.69350 50.8 18.37
16 -59.828 0.18 19.16
17 39.992 8.19 1.43875 94.7 20.47
18 -16.891 0.23 21.14
19 -27.964 1.15 1.91082 35.3 20.25
20 39.183 6.83 1.49700 81.5 20.94
21 -18.801 0.18 21.66
22* -34.154 2.00 1.80625 40.9 21.55
23* -96.071 2.38 23.84
24 -28.506 4.59 1.49700 81.5 24.14
25 -21.803 17.29 26.79
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-2.88105e+000 A 4= 4.13105e-005 A 6=-1.31037e-007 A 8= 2.78457e-010 A10=-3.61787e-013 A12= 2.38355e-016

第2面
K =-4.87711e-001 A 4= 2.35558e-005 A 6= 1.88364e-007 A 8=-6.66822e-010 A10=-8.27640e-012 A12= 6.41862e-015

第22面
K =-5.35923e+000 A 4=-8.06317e-005 A 6=-1.66406e-007 A 8= 3.00434e-009 A10=-3.24408e-011 A12= 1.13006e-013

第23面
K =-5.27820e+002 A 4=-5.82046e-005 A 6= 6.81299e-007 A 8=-4.15659e-009 A10= 1.42969e-011 A12=-1.59805e-014

各種データ
焦点距離 14.42
Fナンバー 2.88
半画角(°) 56.32
像高 21.64
レンズ全長 91.61
BF 17.29

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
1 1 -75.85 27.84 -32.11 -108.47
2 10 32.48 44.18 16.67 -21.36
[数値実施例3]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 25.342 3.00 1.58313 59.4 33.51
2* 14.122 3.46 26.63
3 29.292 1.80 1.49700 81.5 26.35
4 11.856 12.83 20.00
5 -12.937 3.22 1.85025 30.1 15.10
6 -15.249 0.24 15.95
7 -200.509 3.72 1.80100 35.0 14.39
8 -15.617 1.20 1.84666 23.8 13.66
9 -36.408 4.63 13.33
10(絞り) ∞ 3.14 13.80
11 20.251 1.44 1.83400 37.2 16.44
12 11.001 8.05 1.63930 44.9 16.50
13 40.694 1.18 18.24
14 155.426 3.99 1.69350 50.8 18.63
15 -27.801 0.18 19.53
16 81.976 8.47 1.43875 94.7 20.22
17 -15.645 0.24 20.66
18 -17.819 1.20 1.91082 35.3 19.75
19 -250.091 7.18 1.49700 81.5 20.90
20 -17.166 0.18 22.07
21* -22.669 2.04 1.80625 40.9 21.84
22* -56.175 19.35 24.19
像面 ∞

非球面データ
第1面
K =-8.90390e+000 A 4= 5.91999e-005 A 6=-1.70738e-007 A 8= 1.68461e-010 A10= 1.21343e-014 A12=-7.49910e-017

第2面
K =-2.93186e-001 A 4=-1.59637e-005 A 6= 2.62791e-007 A 8=-3.57001e-009 A10= 9.14497e-012 A12=-1.27953e-014

第21面
K =-8.14803e+000 A 4=-1.38033e-004 A 6= 6.19691e-007 A 8=-2.86432e-009 A10=-2.05613e-012 A12= 3.57786e-014

第22面
K =-9.60118e+001 A 4=-6.64025e-005 A 6= 8.32589e-007 A 8=-4.89855e-009 A10= 1.68427e-011 A12=-2.17370e-014

各種データ
焦点距離 19.48
Fナンバー 2.88
半画角(°) 48.02
像高 21.65
レンズ全長 90.74
BF 19.35

ズームレンズ群データ
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
1 1 -93.31 29.47 -29.05 -88.54
2 10 33.23 37.29 5.92 -20.82
各数値実施例における種々の値を、以下の表1にまとめて示す。
Figure 0007337626000001
[撮像装置]
次に、本発明の光学系を撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ(撮像装置)10の実施例について、図8を用いて説明する。図8において、13はカメラ本体、11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影光学系である。12はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系11によって形成された光学像を受光して光電変換する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。カメラ本体13はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。
このように本発明の光学系をデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型でありながら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形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
FL 第1レンズ群
RL 第2レンズ群
SP 開口絞り
G1N 負レンズG1N
G2N 負レンズG2N
G3N 負レンズG3N
LO 光学系

Claims (11)

  1. 物体側より像側へ順に配置された、第1レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第2レンズ群で構成される光学系であって、
    前記第1レンズ群は、少なくとも3枚の負レンズを有し、
    前記第1レンズ群において配置された負レンズのうち、物体側から数えて第1番目のレンズを負レンズG1N、第2番目のレンズを負レンズG2N、第3番目のレンズを負レンズG3Nとし
    前記負レンズG1Nの像側のレンズ面は非球面であり、
    前記非球面の近軸の曲率半径をRb、前記非球面の近軸の曲率中心から光軸に対して半開角50度の方向における前記曲率中心と前記非球面との距離をRr、前記第1レンズ群の最も物体側の面頂点から前記開口絞りまでの距離をL1S、前記第2レンズ群の焦点距離をf2、前記光学系のバックフォーカスをSK、前記負レンズG1N、前記負レンズG2N、前記負レンズG3Nの材料のうち、アッベ数の最大値をνdM、アッベ数の最小値をνdLとするとき、
    0.700<Rb/Rr<0.994
    0.80<L1S/f2<1.20
    0.45<SK/f2<0.65
    81<νdM<100
    15<νdL<28
    なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
  2. 前記光学系の焦点距離をfとするとき、
    0.32<f/f2<0.67
    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。
  3. 前記光学系の焦点距離をfとするとき、
    0.90<SK/f<1.58
    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に記載の光学系。
  4. 前記第1レンズ群は負の屈折力を有し、前記第1レンズ群の焦点距離をf1とするとき、
    -5.50<f1/f2<-2.10
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の光学系。
  5. 記開口絞りから前記光学系の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をLSLとするとき、
    0.62<L1S/LSL<1.00
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の光学系。
  6. 前記第1レンズ群は負の屈折力を有し、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記負レンズG1Nの焦点距離をfG1Nとするとき、
    0.10<fG1N/f1<0.70
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の光学系。
  7. 前記第1レンズ群は負の屈折力を有し、前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記負レンズG2Nの焦点距離をfG2Nとするとき、
    0.25<fG2N/f1<0.85
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の光学系。
  8. 前記第1レンズ群における最大の空気間隔よりも物体側に配置された前記第1レンズ群の全レンズを第1部分光学系、前記最大の空気間隔よりも像側に配置された前記第1レンズ群の全レンズを第2部分光学系とするとき、
    前記第1部分光学系は前記負レンズG1Nおよび前記負レンズG2Nで構成されていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の光学系。
  9. 前記第2部分光学系の最も物体側のレンズ面は物体側に凹形状となっていることを特徴とする請求項に記載の光学系。
  10. 前記負レンズG1Nは前記第1レンズ群の最も物体側に配置されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の光学系。
  11. 請求項1乃至1のいずれか一項に記載の光学系と、前記光学系によって形成される光学像を光電変換する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
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