JP7399471B2 - 大口径光学系 - Google Patents

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Description

本発明は、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に用いられる大口径光学系に関するものである。
近年、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置が普及している。その中で、結像光学系と撮像素子の間にファインダー光学系へ光線を導くためのミラーを有するものが広く知られている。しかし近年、そのミラー部分を取り除き、結像光学系と撮像素子の間隔を短くした撮像装置がある。
一方で、撮像素子は大型のものを使用しつつ撮像装置は小型化させたものが普及している。小型化された撮像装置に対して、結像光学系も小型化が要求されている。
また、撮像素子の画素小型化に伴い、結像光学系に高い性能が要求されている。
また、撮影機会を逃さないための迅速なフォーカス駆動が要求されている。
これらの要求に対して、種々の技術が提案されている。
特開2016-136213号公報 特開2012-137563号公報
例えば、特許文献1では、諸収差が良好に補正された結像光学系が開示されている。しかし、これらの光学系では、バックフォーカスが大きく、光学全長が大きいという問題がある。
また、特許文献2では、1群内に絞りを含む小型の結像光学系が開示されている。しかし、これらの光学系では、像高が8.6程度であり、これを大型の撮像素子に適用した場合、光学系の大型化を招く。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、デジタルカメラやビデオ用のレンズに好適な、諸収差が良好に補正された小型の光学系を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明を実施の大口径光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群L1と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、正の屈折力を有する第3レンズ群L3からなり、第2レンズ群L2が光軸方向に移動することでフォーカシングを行い、第1レンズ群L1と開口絞りSと第3レンズ群L3は像面に対して不動であり、第1レンズ群L1に正レンズP1及び正レンズP2を含み、
以下の条件式を満足することを特徴とする。
(1) 0.4<f/f3<1.5
(2) 0.5<LT/f1<1.8
(3) νd1>58
(4) 0.008<ΔPgF1<0.060
(6) 1.80<Nd2<2.11
(7) 0.020<ΔPgF2<0.060
ここで、
f:全系の無限遠状態での焦点距離
f1:第1レンズ群L1の焦点距離
f3:第3レンズ群L3の焦点距離
LT:全系の光学全長
νd1:正レンズP1のアッベ数
ΔPgF1:正レンズP1の異常分散性
ΔPgF1=PgF1-0.64833+0.00180×νd1
PgF1:正レンズP1のg線、F線間における部分分散比
Nd2:正レンズP2のd線での屈折率
ΔPgF2:正レンズP2の異常分散性
ΔPgF2=PgF2-0.64833+0.00180×νd2
PgF2:正レンズP2のg線、F線間における部分分散比
νd2:正レンズP2のアッベ数
また、本発明を実施の大口径光学系は、好ましくは、以下の条件式をさらに満足することを特徴とする。
(5) 0.4<|f/f2|<1.5
ここで、
f2:第2レンズ群L2の焦点距離
また、本発明を実施の大口径光学系は、好ましくは、以下の条件をさらに満足することを特徴とする。
(8) 0.50<|β3^2*(1-β2^2)|<1.50
ここで、
β2:無限遠状態における第2レンズ群L2の横倍率
β3:無限遠状態における第3レンズ群L3の横倍率
また、本発明を実施の大口径光学系は、好ましくは、第1レンズ群L1の最も物体側のレンズが負レンズであることを特徴とする。
また、本発明を実施の大口径光学系は、好ましくは、第3レンズ群L3の最も像側或いはその物体側に隣接するレンズが負レンズであることを特徴とする。
また、本発明を実施の大口径光学系は、好ましくは、第2レンズ群L2が2枚以下のレンズで構成されることを特徴とする。
また、本発明を実施の大口径光学系は、好ましくは、以下の条件式をさらに満足することを特徴とする。
(9) 2.3<LT/Ymax<6.4
ここで、
LT:全系の光学全長
Ymax:最大像高
また、本発明を実施の大口径光学系は、好ましくは、以下の条件式をさらに満足することを特徴とする。
(10) 0.30<Ymax/P<0.70
ここで、
Ymax:最大像高
P:無限遠状態での射出瞳位置
本発明を実施の大口径光学系によれば、デジタルカメラやビデオ用のレンズに好適な、諸収差が良好に補正された小型の光学系を提供することが可能となる。
本発明の大口径光学系の実施例1に係るレンズ構成図である。 実施例1の光学系の無限遠における縦収差図である。 実施例1の光学系の最短撮影距離における縦収差図である。 実施例1の光学系の無限遠における横収差図である。 実施例1の光学系の最短撮影距離における横収差図である。 本発明の大口径光学系の実施例2に係るレンズ構成図である。 実施例2の光学系の無限遠における縦収差図である。 実施例2の光学系の最短撮影距離における縦収差図である。 実施例2の光学系の無限遠における横収差図である。 実施例2の光学系の最短撮影距離における横収差図である。 本発明の大口径光学系の実施例3に係るレンズ構成図である。 実施例3の光学系の無限遠における縦収差図である。 実施例3の光学系の最短撮影距離における縦収差図である。 実施例3の光学系の無限遠における横収差図である。 実施例3の光学系の最短撮影距離における横収差図である。 本発明の大口径光学系の実施例4に係るレンズ構成図である。 実施例4の光学系の無限遠における縦収差図である。 実施例4の光学系の最短撮影距離における縦収差図である。 実施例4の光学系の無限遠における横収差図である。 実施例4の光学系の最短撮影距離における横収差図である。 本発明の大口径光学系の実施例5に係るレンズ構成図である。 実施例5の光学系の無限遠における縦収差図である。 実施例5の光学系の最短撮影距離における縦収差図である。 実施例5の光学系の無限遠における横収差図である。 実施例5の光学系の最短撮影距離における横収差図である。 本発明の大口径光学系の実施例6に係るレンズ構成図である。 実施例6の光学系の無限遠における縦収差図である。 実施例6の光学系の最短撮影距離における縦収差図である。 実施例6の光学系の無限遠における横収差図である。 実施例6の光学系の最短撮影距離における横収差図である。
本発明の大口径光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群L1と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、正の屈折力を有する第3レンズ群L3からなり、第2レンズ群L2が光軸方向に移動することでフォーカシングを行い、第1レンズ群L1と開口絞りSと第3レンズ群L3は像面に対して不動であり、第1レンズ群L1に正レンズP1を含み、以下の条件式を満足することを特徴とする。
(1) 0.4<f/f3<1.5
(2) 0.5<LT/f1<1.8
(3) νd1>58
(4) 0.008<ΔPgF1<0.060
ここで、
f:全系の無限遠状態での焦点距離
f1:第1レンズ群L1の焦点距離
f3:第3レンズ群L3の焦点距離
LT:全系の光学全長
νd1:正レンズP1のアッベ数
ΔPgF1:正レンズP1の異常分散性
ΔPgF1=PgF1-0.64833+0.00180×νd1
PgF1:正レンズP1のg線、F線間における部分分散比
条件式(1)は、全系の焦点距離と第3レンズ群L3の焦点距離の比を規定することにより、コンパクト化と非点収差の補正を両立させている。
条件式(1)の上限を超え、第3レンズ群L3の屈折力が強くなると、非点収差を補正することが困難となる。
条件式(1)の下限を超え、第3レンズ群L3の屈折力が弱くなると、バックフォーカスの増加を招くため光学系のコンパクト化が困難となる。
本発明の効果をさらに確実にするためには、条件式(1)の上限を1.3、下限を0.6とすることが好ましい。
条件式(2)は、全系の光学全長と第1レンズ群L1の焦点距離の比を規定することにより、光学全長の増大、および収差の悪化を抑制している。光学全長とは、第1レンズ群L1の最も物体側のレンズの面頂から像面までの距離で定義される。
条件式(2)の上限を超え、全系の光学全長が長くなると、光学系を小型化することが困難となる。或いは、第1レンズ群L1の屈折力が強くなりすぎ、球面収差やコマ収差の発生を抑えることが困難となる。
条件式(2)の下限を超え、第1レンズ群L1の屈折力が弱くなると、像面湾曲や非点収差の発生を抑えることが困難となる。また、第1レンズ群L1から射出される光線の高さが大きくなる。これにより第2レンズ群L2への入射光線高が大きくなり第2レンズ群L2の重量が大きくなるため好ましくない。
本発明の効果をさらに確実にするためには、条件式(2)の上限を1.7、下限を1.0とすることが好ましい。
条件式(3)および(4)は、軸上色収差の補正に関するものである。第1レンズ群L1は全系の軸上色収差に大きく寄与する。第1レンズ群L1内の正レンズにアッベ数の大きな低分散の硝材を使用することで、効果的に1次スペクトルを補正することができる。また、異常分散性の大きな硝材を使用することで、第1レンズ群L1に含まれるレンズ枚数を大幅に増やすことなく2次スペクトルも良好に補正することができる。
条件式(3)の下限を超え、正レンズP1のアッベ数が小さくなると、1次の色消しが不足し、全系で発生する軸上色収差の補正が困難となる。
条件式(4)の上限を超え、正レンズP1の異常分散性が大きくなると、現存するレンズでは適切な硝材が存在しない。
条件式(4)の下限を超え、正レンズP1の異常分散性が小さくなると、2次スペクトルを効果的に補正することが困難となる。
本発明の効果をさらに確実にするためには、条件式(3)の下限を60とすることが好ましい。
本発明の効果をさらに確実にするためには、条件式(4)の上限を0.058、下限を0.017とすることが好ましい。
開口絞りSを第2レンズ群L2の先頭面よりも物体側に配置することで、入射瞳位置を物体側に配置でき前玉径の大型化を避けることができる。また開口絞りSを第1レンズ群L1の最も像側近傍に配置することで、開口絞りSの高さが抑えられ機構を小さくすることが可能となる。
第1レンズ群L1と第3レンズ群L3を像面に対し不動とすることで、機構の簡略化を図ることができ、小型化を図ることができる。また第3レンズ群L3が像面に対し不動であることで、防塵機構や防滴機構を複雑化することなく設けることが可能となる。また、開口絞りを第2レンズ群L2内に含めると、第2レンズ群L2の駆動部の重量が増加しフォーカス速度の低下を招くので好ましくない。
本発明の大口径光学系は、さらに以下の条件式を満足することを特徴とする。
(5) 0.4<|f/f2|<1.5
ここで、
f2:第2レンズ群L2の焦点距離
条件式(5)は、全系の焦点距離と第2レンズ群L2の焦点距離の比を規定することにより、フォーカシング量の適切な確保、およびフォーカシング時の諸収差の変動を抑制することが可能となる。
条件式(5)の上限を超え、第2レンズ群L2の屈折力が弱くなると、フォーカシングに必要な光軸上の距離が長くなるため、光学系の小型化が難しくなる。また、フォーカシングにかかる時間も長くなり、好ましくない。或いは最短撮影距離が大きくなりすぎて好ましくない。
条件式(5)の下限を超え、第2レンズ群L2の屈折力が強くなると、フォーカシング時の諸収差の変動を抑えることが困難となる。
本発明の効果をさらに確実にするためには、条件式(5)の上限を1.1、下限を0.6とすることが好ましい。
本発明の大口径光学系は、さらに第1レンズ群L1が正レンズP1とは異なる正レンズP2をさらに含み、以下の条件式を満足することを特徴とする。
(6) 1.80<Nd2<2.11
(7) 0.020<ΔPgF2<0.060
ここで、
Nd2:正レンズP2のd線での屈折率
ΔPgF2:正レンズP2の異常分散性
ΔPgF2=PgF2-0.64833+0.00180×νd2
PgF2:正レンズP2のg線、F線間における部分分散比
νd2:正レンズP2のアッベ数
第1レンズ群L1は全系の軸上色収差に大きく寄与する。軸上色収差の中でも2次スペクトルを効果的に補正するためには、正レンズに異常分散性の大きなレンズを使用することが好ましい。また、正レンズの屈折率が大きいほうが短い光軸距離で光線の高さを効果的に下げることができ、光学系の小型化を図ることができる。条件式(6)および条件式(7)を同時に満たす正レンズP2を少なくとも1枚使用することで、第1レンズ群L1に含まれるレンズ枚数を大幅に増やすことなく軸上色収差を効果的に補正し、かつ小型化することが可能となる。
条件式(6)の上限を超え、正レンズP2の屈折率が大きくなると、現存する硝材では正レンズP2に対する波長440nm以下の透過率が急激に低下し、可視光線の透過率を十分に確保することができなくなる。
条件式(6)の下限を超え、正レンズP2の屈折率が小さくなると、第1レンズ群L1の最も像面側のレンズから射出される光線が高くなり、絞り機構の大型化を招く。または、第1レンズ群L1に含まれる正レンズの枚数が多くなり、光学系の全長を小さくすることが困難となる。
条件式(7)の上限を超え、正レンズP2の異常分散性が大きくなると、d線に対するg線の球面収差がアンダーになり、2次スペクトルを含めた軸上色収差の抑制が困難になる。
条件式(7)の下限を超え、正レンズP2の異常分散性が小さくなると、d線に対するg線の球面収差が補正過剰になり、2次スペクトルを含めた軸上色収差の抑制が困難になる。
本発明の効果をさらに確実にするためには、条件式(6)の上限を2.01、下限を1.85とすることが好ましい。
本発明の効果をさらに確実にするためには、条件式(7)の上限を0.050、下限を0.025とすることが好ましい。
本発明の大口径光学系は、さらに以下の条件式を満足することを特徴とする。
(8) 0.50<|β3^2*(1-β2^2)|<1.50
ここで、
β2:無限遠状態における第2レンズ群L2の横倍率
β3:無限遠状態における第3レンズ群L3の横倍率
条件式(8)は第2レンズ群L2の像面敏感度を規定したものである。条件式(8)の上限を超えて像面敏感度の絶対値が大きくなると、第2レンズ群L2の移動量に対する像面変動量が大きくなるため、制御が困難となる。また第2レンズ群L2の偏芯敏感度を抑制することが困難となる。条件式(8)の下限を超えて像面敏感度の絶対値が小さくなると、第2レンズ群L2の移動量に対する像面変動量が小さくなるため、第2レンズ群L2の移動量が増加して小型化が困難となる。または最短撮影距離を小さくすることが困難となる。
本発明の効果をさらに確実にするためには、条件式(8)の上限を1.20、下限を0.65とすることが好ましい。
本発明の大口径光学系は、さらに第1レンズ群L1の最も物体側のレンズが負レンズであることを特徴とする。
第1レンズ群L1に含まれる正屈折力を持つレンズの作用で正の歪曲収差が発生する。一般に最も物体側に配置される第1レンズ群に関しては、含まれるレンズのうち物体側に近いレンズのほうが、軸外光線高が高いため歪曲収差への寄与は大きい。第1レンズ群L1の最も物体側に負レンズを配置することで負の歪曲収差を発生させ、全系の歪曲収差量を小さくすることが可能となる。
本発明の大口径光学系は、さらに第3レンズ群L3の最も像側或いはその物体側に隣接するレンズが負レンズであることを特徴とする。
本発明の大口径光学系は、バックフォーカスが短くかつ像高が大きい。第3レンズ群L3の最終レンズ、あるいは最終レンズから2番目の物体側のレンズを負レンズにすることで、最も像側のレンズ近傍を大型化することなく光線を到達させることが可能となる。
本発明の大口径光学系は、さらに第2レンズ群L2が2枚以下のレンズで構成されることを特徴とする。
第2レンズ群L2を2枚以下のレンズで構成することで軽量化を図ることができ、フォーカシング時の迅速な動作が可能になる。
本発明の大口径光学系は、さらに以下の条件式を満たすことを特徴とする。
(9) 2.3<LT/Ymax<6.4
ここで、
Ymax:最大像高
条件式(9)は、光学全長と最大像高の比を規定したものである。
条件式(9)の上限を超え、全系の光学全長が大きくなると、小型化が困難となる。
条件式(9)の下限を超え、全系の光学全長が小さくなると、軸上光束と軸外光束を同時に良好に収差補正することが困難となる。また、絞りやフォーカスのアクチュエータを配置するスペースがなくなり、全長もしくは径方向に機構が大きくなるため好ましくない。
本発明の効果をさらに確実にするためには、条件式(9)の上限を4.6、下限を3.5とすることが好ましい。
本発明の大口径光学系は、さらに以下の条件式を満足することを特徴とする。
(10) 0.30<Ymax/P<0.70
ここで、
P:無限遠状態での射出瞳位置
条件式(10)は、最大像高と射出瞳位置の比を規定したものである。
条件式(10)の上限を超え、射出瞳位置が小さくなると、撮像素子に入射する光線角度が大きくなり、撮像素子の量子効率が著しく低下するため好ましくない。
条件式(10)の下限を超え、射出瞳位置が大きくなると、バックフォーカスが大きくなり光学系を小型化することが困難となる。
本発明の効果をさらに確実にするためには、条件式(10)の上限を0.55、下限を0.36とすることが好ましい。
次に、本発明の大口径光学系に係る実施例のレンズ構成について説明する。なお、以下の説明ではレンズ構成を物体側から像側の順番で記載する。
図1は、本発明の実施例1の光学系のレンズ構成図である。実施例1は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群L1と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、正の屈折力を有する第3レンズ群L3からなる。また、フォーカシングの際に、第2レンズ群L2が光軸方向に移動し、第1レンズ群L1と開口絞りSと第3レンズ群L3は像面に対し不動である。
第1レンズ群L1は、物体側から順に、両凹レンズ、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなる。
第2レンズ群L2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。
第3レンズ群L3は、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、両凹レンズからなる。
図6は、本発明の実施例2の光学系のレンズ構成図である。実施例2は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群L1と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、正の屈折力を有する第3レンズ群L3からなる。また、フォーカシングの際に、第2レンズ群L2が光軸方向に移動し、第1レンズ群L1と開口絞りSと第3レンズ群L3は像面に対し不動である。
第1レンズ群L1は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズ、両凸レンズ、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズからなる。
第2レンズ群L2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。
第3レンズ群L3は、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズ、両凸レンズ、両凹レンズからなる。
図11は、本発明の実施例3の光学系のレンズ構成図である。実施例3は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群L1と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、正の屈折力を有する第3レンズ群L3からなる。また、フォーカシングの際に、第2レンズ群L2が光軸方向に移動し、第1レンズ群L1と開口絞りSと第3レンズ群L3は像面に対し不動である。
第1レンズ群L1は、物体側から順に、両凹レンズ、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなる。
第2レンズ群L2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。
第3レンズ群L3は、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズ、両凸レンズ、両凹レンズからなる。
図16は、本発明の実施例4の光学系のレンズ構成図である。実施例4は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群L1と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、正の屈折力を有する第3レンズ群L3からなる。また、フォーカシングの際に、第2レンズ群L2が光軸方向に移動し、第1レンズ群L1と開口絞りSと第3レンズ群L3は像面に対し不動である。
第1レンズ群L1は、物体側から順に、両凹レンズ、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなる。
第2レンズ群L2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの接合レンズからなる。
第3レンズ群L3は、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、両凹レンズからなる。
図21は、本発明の実施例5の光学系のレンズ構成図である。実施例5は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群L1と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、正の屈折力を有する第3レンズ群L3からなる。また、フォーカシングの際に、第2レンズ群L2が光軸方向に移動し、第1レンズ群L1と開口絞りSと第3レンズ群L3は像面に対し不動である。
第1レンズ群L1は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズ、両凸レンズ、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズからなる。
第2レンズ群L2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。
第3レンズ群L3は、両凸レンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる。
図26は、本発明の実施例6の光学系のレンズ構成図である。実施例6は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群L1と、開口絞りSと、負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、正の屈折力を有する第3レンズ群L3からなる。また、フォーカシングの際に、第2レンズ群L2が光軸方向に移動し、第1レンズ群L1と開口絞りSと第3レンズ群L3は像面に対し不動である。
第1レンズ群L1は、物体側から順に、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。
第2レンズ群L2は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる。
第3レンズ群L3は、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズ、両凸レンズ、両凹レンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。
以下に、前述した本発明の結像光学系の各実施例の具体的な数値データを示す。
[面データ]において、面番号は物体側から数えたレンズ面又は開口絞りの番号、rは各面の曲率半径、dは各面の間隔、ndはd線(波長587.56nm)に対する屈折率、vdはd線に対するアッベ数、ΔPgFは異常分散性を示している。
面番号に付した*(アスタリスク)は、そのレンズ面形状が非球面であることを示している。また、BFはバックフォーカスを表している。
面番号に付した(絞り)は、その位置に開口絞りが位置していることを示している。平面又は開口絞りに対する曲率半径には∞(無限大)を記入している。
[非球面データ]には、[面データ]において*を付したレンズ面の非球面形状を与える各係数値を示している。非球面の形状は、非球面の形状は、光軸に直行する方向への光軸からの変位をy、非球面と光軸の交点から光軸方向への変位(サグ量)をz、基準球面の曲率半径をr、コーニック係数をK、4、6、8、10次の非球面係数をそれぞれA4、A6、A8、A10と置くとき、非球面の座標が以下の式で表されるものとする。
Figure 0007399471000001
[各種データ]には、各撮影距離状態における焦点距離等の値を示している。
[可変間隔データ]には、各撮影距離状態における可変間隔及びBFの値を示している。
[レンズ群データ]には、各レンズ群を構成する最も物体側の面番号及び群全体の合成焦点距離を示している。
なお、以下の全ての諸元の値において、記載している焦点距離f、曲率半径r、レンズ面間隔d、その他の長さの単位は特記のない限りミリ(mm)を使用するが、光学系では比例拡大と比例縮小とにおいても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。
また、これらの各実施例における条件式の対応値の一覧を示す。
また、各実施例に対応する収差図において、d、g、Cはそれぞれd線、g線、C線を表しており、△S、△Mはそれぞれサジタル像面、メリジオナル像面を表している。
数値実施例1
単位:mm
[面データ]
面番号 r d nd vd ΔPgF
物面 ∞ (d0)
1 -73.9758 0.9000 1.54072 47.20
2 152.2022 0.1500
3* 43.1763 10.0580 1.59201 67.02 0.0081
4 -33.3502 2.6611 1.62004 36.30
5 -114.8260 0.9000
6 47.7725 3.3730 1.94595 17.98 0.0385
7 157.6383 0.5994
8 58.6358 0.9000 1.76182 26.61
9 19.4844 6.1174 1.55032 75.50 0.0274
10 71.1199 3.1130
11(絞り) ∞ (d11)
12 225.0789 0.9000 1.48749 70.44
13 27.6601 (d13)
14 49.7304 8.6574 1.90043 37.37
15 -26.7508 0.9000 1.73037 32.23
16 55.7880 4.1773
17* 56.9624 5.3448 1.80610 40.73
18* -64.0587 0.5500
19 -223.2111 0.9000 1.69895 30.05
20 54.2812 4.0773
21 -57.5123 0.9000 1.62004 36.30
22 340.1572 (BF)
像面


[非球面データ]
3面 17面 18面
K 0.00000 0.00000 0.00000
A4 -3.08013E-06 -1.63981E-06 6.10558E-06
A6 -6.06027E-10 2.03135E-09 -3.86746E-09
A8 3.90717E-13 -4.94594E-12 2.12418E-11
A10 0.00000E+00 0.00000E+00 -3.84670E-14


[各種データ]
INF 最短撮影距離
焦点距離 63.10 57.83
Fナンバー 2.07 2.32
全画角2ω 37.04 31.49
像高Y 21.63 21.63
レンズ全長 89.00 89.00


[可変間隔データ]
INF 最短撮影距離
d0 ∞ 460.9959
d11 2.0000 11.7694
d13 12.4912 2.7218
BF 19.3302 19.3302


[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
L1 1 58.65
L2 12 -64.79
L3 14 72.77

数値実施例2
単位:mm
[面データ]
面番号 r d nd vd ΔPgF
物面 ∞ (d0)
1 -49.4637 0.9000 1.60342 38.01
2 -103.0689 0.1500
3* 53.6772 8.9663 1.55332 71.68 0.0209
4 -33.1842 0.9000 1.54072 47.20
5 -122.2744 0.9000
6 74.7733 3.3381 1.92286 20.88 0.0281
7 -442.6204 0.1500
8 46.2773 4.6390 1.69680 55.46
9 -98.6502 0.9000 1.78472 25.72
10 33.1669 4.3424
11(絞り) ∞ (d11)
12 354.9989 0.9000 1.48749 70.44
13 28.4940 (d13)
14 50.1013 8.1862 1.87070 40.73
15 -35.7343 0.9000 1.73037 32.23
16 101.5268 1.9378
17* 90.4988 5.7948 1.80610 40.73
18* -44.2436 1.8378
19 -51.6551 0.9000 1.64769 33.84
20 39.6353 (BF)
像面


[非球面データ]
3面 17面 18面
K 0.00000 0.00000 0.00000
A4 -3.04300E-06 -2.59814E-06 4.35579E-06
A6 -1.48282E-10 -1.43534E-09 -7.42560E-09
A8 1.77602E-13 0.00000E+00 2.03218E-11
A10 0.00000E+00 0.00000E+00 -2.33006E-14


[各種データ]
INF 最短撮影距離
焦点距離 63.10 59.88
Fナンバー 2.06 2.33
全画角2ω 36.99 31.29
像高Y 21.63 21.63
レンズ全長 89.00 89.00


[可変間隔データ]
INF 最短撮影距離
d0 ∞ 460.9864
d11 2.0000 12.0881
d13 18.5761 8.4880
BF 22.7814 22.7814


[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
L1 1 59.50
L2 12 -63.61
L3 14 63.01

数値実施例3
単位:mm
[面データ]
面番号 r d nd vd ΔPgF
物面 ∞ (d0)
1 -72.1866 0.9000 1.54814 45.82
2 35.9542 0.1500
3* 33.7424 9.5646 1.69350 53.20
4 -29.5094 0.9000 1.64769 33.84
5 136.9450 0.9000
6 55.4443 3.0409 1.86966 20.02 0.0310
7 5000.0000 0.1500
8 49.2323 0.9000 1.68960 31.14
9 18.7002 5.8246 1.59282 68.62 0.0192
10 1000.0000 1.8699
11(絞り) ∞ (d11)
12* 94.4926 0.9000 1.55332 71.68
13* 29.9428 (d13)
14 59.8799 7.3823 1.95375 32.32
15 -26.5826 0.9000 1.72825 28.32
16 56.7268 2.5899
17* 61.5748 5.6735 1.80610 40.73
18* -45.6936 2.4899
19 -33.5776 0.9000 1.74077 27.76
20 62.7297 (BF)
像面


[非球面データ]
3面 12面 13面 17面 18面
K 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000
A4 -3.60876E-06 -6.22004E-06 -3.86954E-06 -1.03263E-06 3.86061E-06
A6 -1.24807E-09 5.12846E-08 4.15070E-08 -1.11496E-08 -2.11611E-08
A8 -1.57863E-12 -8.07977E-11 0.00000E+00 5.95190E-11 9.79839E-11
A10 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 -5.68541E-14


[各種データ]
INF 最短撮影距離
焦点距離 51.35 47.43
Fナンバー 2.07 2.33
全画角2ω 45.55 38.15
像高Y 21.63 21.63
レンズ全長 83.20 83.20


[可変間隔データ]
INF 最短撮影距離
d0 ∞ 316.8055
d11 1.8000 14.8198
d13 15.6233 2.6035
BF 20.7411 20.7411


[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
L1 1 52.95
L2 12 -79.61
L3 14 72.72

数値実施例4
単位:mm
[面データ]
面番号 r d nd vd ΔPgF
物面 ∞ (d0)
1 -68.7642 0.9000 1.54072 47.20
2 114.9118 2.3475
3* 38.9407 8.2444 1.59201 67.02 0.0081
4 -38.4824 0.9000 1.67270 32.17
5 -96.4398 0.9000
6 51.8039 2.4779 1.94595 17.98 0.0385
7 112.4630 0.1500
8 42.8161 0.9000 1.77047 29.74
9 19.1614 4.7694 1.55032 75.50 0.0274
10 56.0397 3.4040
11(絞り) ∞ (d11)
12 722.3276 0.9000 1.48749 70.44
13 22.4926 1.7756 1.51742 52.15
14 29.1238 (d14)
15 44.0178 8.0450 1.90043 37.37
16 -28.0950 0.9000 1.73037 32.23
17 58.3009 2.9283
18* 57.3602 5.1489 1.80610 40.73
19* -61.9648 0.9413
20 -209.2383 0.9000 1.72825 28.32
21 216.3610 2.8283
22 -55.2870 0.9000 1.76182 26.61
23 80.5038 (BF)
像面


[非球面データ]
3面 18面 19面
K 0.00000 0.00000 0.00000
A4 -3.41031E-06 -1.66671E-06 5.44412E-06
A6 -9.60894E-10 4.99169E-09 -1.00039E-09
A8 7.65434E-14 -8.99657E-12 2.53568E-11
A10 0.00000E+00 0.00000E+00 -4.76862E-14


[各種データ]
INF 最短撮影距離
焦点距離 58.00 55.13
Fナンバー 2.07 2.34
全画角2ω 41.26 34.50
像高Y 21.63 21.63
レンズ全長 87.13 87.13


[可変間隔データ]
INF 最短撮影距離
d0 ∞ 462.8580
d11 2.0000 12.0404
d14 12.9310 2.8905
BF 21.9349 21.9349


[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
L1 1 61.58
L2 12 -63.64
L3 15 58.32

数値実施例5
単位:mm
[面データ]
面番号 r d nd vd ΔPgF
物面 ∞ (d0)
1 -38.3582 0.9000 1.60342 38.01
2 -60.3267 0.1500
3* 54.2022 12.3957 1.59201 67.02 0.0081
4 -31.5860 3.0000 1.56732 42.84
5 -110.4315 0.9000
6 136.3345 3.0241 1.92286 20.88 0.0281
7 -129.8955 0.1500
8 60.9304 4.6554 1.59282 68.62 0.0192
9 -60.2062 0.9000 1.76182 26.61
10 46.0935 3.9348
11(絞り) ∞ (d11)
12 113.4065 0.9000 1.48749 70.44
13 25.7147 (d13)
14 42.7922 3.7639 1.87070 40.73
15 -141.5291 0.5242
16 -103.7294 0.9000 1.73037 32.23
17 64.5177 5.3360
18* 186.2474 6.4764 1.80610 40.73
19* -33.5832 0.5500
20 -229.7255 0.9000 1.51680 64.20
21 44.8907 5.2360
22 -32.9321 0.9000 1.80518 25.46
23 -105.2613 (BF)
像面


[非球面データ]
3面 18面 19面
K 0.00000 0.00000 0.00000
A4 -3.06435E-06 -2.82910E-06 5.55079E-06
A6 -3.66524E-10 -3.10632E-09 -7.82941E-09
A8 5.86572E-14 0.00000E+00 1.55186E-11
A10 0.00000E+00 0.00000E+00 -2.15919E-14


[各種データ]
INF 最短撮影距離
焦点距離 67.90 60.14
Fナンバー 2.25 2.50
全画角2ω 34.57 29.56
像高Y 21.63 21.63
レンズ全長 89.00 89.00


[可変間隔データ]
INF 最短撮影距離
d0 ∞ 460.9900
d11 2.0000 12.0875
d13 12.8134 2.7259
BF 18.6900 18.6900


[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
L1 1 57.76
L2 12 -68.45
L3 14 96.93

数値実施例6
単位:mm
[面データ]
面番号 r d nd vd ΔPgF
物面 ∞ (d0)
1 -61.4940 0.9000 1.68960 31.14
2 36.5881 7.9701 1.72916 54.67
3 -73.8413 3.4316
4 40.1396 2.5582 1.98613 16.48 0.0468
5 73.5519 0.1500
6 21.9195 0.9000 1.85451 25.15
7 15.7730 5.2122 1.43700 95.10 0.0564
8 49.4763 3.0778
9(絞り) ∞ (d9)
10* 455.7291 0.9000 1.55332 71.68
11* 30.5134 (d11)
12 46.9343 7.4255 1.95375 32.32
13 -27.7141 0.9000 1.77047 29.74
14 74.6552 2.9612
15* 116.9632 4.9558 1.80610 40.73
16* -36.3176 2.8612
17 -32.5548 0.9000 1.80809 22.76
18 35.6189 2.8958 2.00100 29.13
19 78.7158 (BF)
像面 ∞


[非球面データ]
10面 11面 15面 16面
K 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
A4 -4.46377E-06 -1.03730E-06 -1.18187E-06 7.51784E-06
A6 -2.85098E-08 -3.89923E-08 9.98368E-09 -4.58975E-09
A8 1.91275E-11 0.00000E+00 9.01090E-12 9.73006E-11
A10 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 -1.67163E-13


[各種データ]
INF 最短撮影距離
焦点距離 51.25 49.23
Fナンバー 2.07 2.40
全画角2ω 45.83 37.41
像高Y 21.63 21.63
レンズ全長 83.20 83.20


[可変間隔データ]
INF 最短撮影距離
d0 ∞ 366.8000
d9 1.8000 12.2425
d11 12.6594 2.2169
BF 20.7411 20.7411


[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
L1 1 55.81
L2 10 -59.15
L3 12 51.60

条件式対応値
条件式(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
Ex1 0.87 1.52 75.50 0.027 0.97 1.95 0.038 1.01 4.11 0.46
Ex2 1.00 1.50 71.68 0.021 0.99 1.92 0.028 0.99 4.11 0.37
Ex3 0.71 1.57 68.62 0.019 0.65 1.87 0.031 0.76 3.85 0.45
Ex4 0.99 1.41 75.50 0.027 0.91 1.95 0.038 0.82 4.03 0.44
Ex5 0.70 1.54 68.62 0.019 0.99 1.92 0.028 1.14 4.11 0.44
Ex6 0.99 1.49 95.10 0.056 0.87 1.99 0.047 0.79 3.85 0.45
L1 第1レンズ群
S 開口絞り
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群
P1 正レンズ
P2 正レンズ

Claims (8)

  1. 物体側から順に、
    正の屈折力を有する第1レンズ群L1と、
    開口絞りSと、
    負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、
    正の屈折力を有する第3レンズ群L3からなり、
    前記第2レンズ群L2が光軸方向に移動することでフォーカシングを行い、
    前記第1レンズ群L1と前記開口絞りSと前記第3レンズ群L3は像面に対して不動であり、
    前記第1レンズ群L1に正レンズP1及び正レンズP2を含み、
    以下の条件式を満足することを特徴とする大口径光学系。
    (1) 0.4<f/f3<1.5
    (2) 0.5<LT/f1<1.8
    (3) νd1>58
    (4) 0.008<ΔPgF1<0.060
    (6) 1.80<Nd2<2.11
    (7) 0.020<ΔPgF2<0.060
    ここで、
    f:全系の無限遠状態での焦点距離
    f1:第1レンズ群L1の焦点距離
    f3:第3レンズ群L3の焦点距離
    LT:全系の光学全長
    νd1:正レンズP1のアッベ数
    ΔPgF1:正レンズP1の異常分散性
    ΔPgF1=PgF1-0.64833+0.00180×νd1
    PgF1:正レンズP1のg線、F線間における部分分散比
    Nd2:正レンズP2のd線での屈折率
    ΔPgF2:正レンズP2の異常分散性
    ΔPgF2=PgF2-0.64833+0.00180×νd2
    PgF2:正レンズP2のg線、F線間における部分分散比
    νd2:正レンズP2のアッベ数
  2. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の大口径光学系。
    (5) 0.4<|f/f2|<1.5
    ここで、
    f2:第2レンズ群L2の焦点距離
  3. 以下の条件を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の大口径光学系。
    (8) 0.50<|β3^2*(1-β2^2)|<1.50
    ここで、
    β2:無限遠状態における第2レンズ群L2の横倍率
    β3:無限遠状態における第3レンズ群L3の横倍率
  4. 前記第1レンズ群L1の最も物体側のレンズが負レンズであることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の大口径光学系。
  5. 前記第3レンズ群L3の最も像側或いはその物体側に隣接するレンズが負レンズであることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の大口径光学系。
  6. 前記第2レンズ群L2が2枚以下のレンズで構成されることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の大口径光学系。
  7. 以下の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1項に記載の大口径光学系。
    (9) 2.3<LT/Ymax<6.4
    ここで、
    LT:全系の光学全長
    Ymax:最大像高
  8. 以下の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1項に記載の大口径光学系。
    (10) 0.30<Ymax/P<0.70
    ここで、
    Ymax:最大像高
    P:無限遠状態での射出瞳位置
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