JP7401265B2 - 光学系および光学機器 - Google Patents

光学系および光学機器 Download PDF

Info

Publication number
JP7401265B2
JP7401265B2 JP2019202420A JP2019202420A JP7401265B2 JP 7401265 B2 JP7401265 B2 JP 7401265B2 JP 2019202420 A JP2019202420 A JP 2019202420A JP 2019202420 A JP2019202420 A JP 2019202420A JP 7401265 B2 JP7401265 B2 JP 7401265B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
group
optical
lens group
reflective surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019202420A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021076670A5 (ja
JP2021076670A (ja
Inventor
達朗 渡邉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2019202420A priority Critical patent/JP7401265B2/ja
Priority to US17/081,010 priority patent/US11822096B2/en
Publication of JP2021076670A publication Critical patent/JP2021076670A/ja
Publication of JP2021076670A5 publication Critical patent/JP2021076670A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7401265B2 publication Critical patent/JP7401265B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/02—Telephoto objectives, i.e. systems of the type + - in which the distance from the front vertex to the image plane is less than the equivalent focal length
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
    • G02B17/0808—Catadioptric systems using two curved mirrors on-axis systems with at least one of the mirrors having a central aperture
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/12—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

本発明は、カメラや交換レンズ等の撮像光学系に好適な光学系に関する。
焦点距離が長い望遠型の撮像光学系として、反射系と屈折系を有する反射屈折型の撮像光学系がある。また望遠型の撮像光学系は、手振れ等の振動に起因する像振れを低減（補正）するための防振（像振れ補正）機能を有することが多い。特許文献１および特許文献２には、防振のために移動群を移動させる防振機能を有する反射屈折型の撮像光学系が開示されている。
特開２０１４－７４７８３号公報 特開平０５－５３０５８号公報
一般に大きな像振れ補正量（角度）を得るためには、移動群の移動量を大きくしたり、防振群の単位移動量に対する像移動量の比率、すなわち補正敏感度を高くしたりする必要がある。ただし、移動群の移動量を大きくしたり補正敏感度を高めるために移動群の屈折力を強くしたりすると、偏心収差が増加して光学性能が低下する。また特許文献１，２に開示された撮像光学系では、移動群を軸上光束の光線高さが低く、かつ軸外主光線の光軸からの高さが高い位置に配置しているため、補正敏感度が小さく、しかも像振れ補正時に発生する偏心収差が大きい。
本発明は、小型でありながらも大きな像振れ補正量が得られ、像振れ補正時においても良好な光学性能が得られるようにした光学系を提供する。
本発明の一側面としての光学系は、物体側に向かって凹形状の第１反射面を有する第１光学素子と、像側に向かって凸形状の第２反射面を有する第２光学素子と、第１光学素子と第２光学素子の間に配置されたレンズ群Ａとを有する。物体からの光は、物体側から順に第１反射面、レンズ群Ａ、第２反射面、レンズ群Ａを介して像側へ向かう。第２反射面とレンズ群Ａの最も像側の面との間において配置された屈折力を有するレンズの総数は３枚以上であり、像振れ補正のために移動する移動群は、レンズ群Ａの少なくとも一部と第２光学素子、あるいはレンズ群Ａの少なくとも一部からなることを特徴とする。なお、上記光学系を有する光学機器も本発明の他の一側面を構成する。
本発明によれば、小型でありながらも大きな像振れ補正量が得られ、像振れ補正時においても良好な光学性能が得られるようにした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。 実施例１の光学系の縦収差図（無限遠）。 実施例１の光学系の横収差図（無限遠）。 実施例１の光学系の横収差図（無限遠、０．３度防振時）。 実施例２の光学系の断面図。 実施例２の光学系の縦収差図（無限遠）。 実施例２の光学系の横収差図（無限遠）。 実施例２の光学系の横収差図（無限遠、０．３度防振時）。 実施例３の光学系の断面図。 実施例３の光学系の縦収差図（無限遠）。 実施例３の光学系の横収差図（無限遠）。 実施例３の光学系の横収差図（無限遠、０．３度防振時）。 実施例４の光学系の断面図。 実施例４の光学系の縦収差図（無限遠）。 実施例４の光学系の横収差図（無限遠）。 実施例４の光学系の横収差図（無限遠、０．３度防振時）。 実施例５の光学系の断面図。 実施例５の光学系の縦収差図（無限遠）。 実施例５の光学系の横収差図（無限遠）。 実施例５の光学系の横収差図（無限遠、０．３度防振時）。 実施例６の光学系の断面図。 実施例６の光学系の縦収差図（無限遠）。 実施例６の光学系の横収差図（無限遠）。 実施例６の光学系の横収差図（無限遠、０．３度防振時）。 実施例７の光学系の断面図。 実施例７の光学系の縦収差図（無限遠）。 実施例７の光学系の横収差図（無限遠）。 実施例７の光学系の横収差図（無限遠、０．３度防振時）。 実施例８の撮像装置の概略図。 面頂点位置の算出方法を説明する図。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１、図５、図９、図１３、図１７、図２１および図２５はそれぞれ、本発明の実施例１～７の反射屈折光学系（以下、単に光学系という）Ｌ０の無限遠合焦状態における断面図である。図２、図６、図１０、図１４、図１８、図２２および図２６はそれぞれ、実施例１～７の光学系Ｌ０の縦収差図である。図３、図７、図１１、図１５、図１９、図２３および図２７はそれぞれ、実施例１～７の光学系Ｌ０の横収差図である。図４、図８、図１２、図１６、図２０、図２４および図２８はそれぞれ、実施例１～７の光学系Ｌ０の像振れ補正（防振）時の横収差図である。各実施例の光学系Ｌ０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、銀塩フィルムカメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系として好適なものである。
各実施例の光学系Ｌ０の断面図において、左側が物体側、右側が像側である。各実施例の光学系Ｌ０は、複数のレンズ群により構成されており、該複数のレンズ群は防振に際して不動の少なくとも１つのレンズ群と、防振のために移動する少なくとも１つのレンズ群とを含む。レンズ群は、開口絞りを含んでいてもよい。
各実施例の光学系Ｌ０は、物体側に凹面を向けた第１反射面Ｒ１を有する第１光学素子Ｍ１と、像側に凸面を向けた第２反射面Ｒ２を有する第２光学素子Ｍ２とを有し、物体からの光を第１反射面Ｒ１、第２反射面Ｒ２の順で反射させた後に結像させる。ＩＰは像面である。各実施例の光学系Ｌ０を撮像装置の撮像光学系として用いる際には、像面ＩＰには、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）の撮像面や銀塩フィルム面が配置される。
縦収差図のうち球面収差図において、ＦｎｏはＦナンバーを示し、実線はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する球面収差を、二点鎖線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に対する球面収差をそれぞれ示している。非点収差図において、実線ΔＳはサジタル像面の像面湾曲量を、破線ΔＭはメリディオナル像面の像面湾曲量を示している。歪曲収差はｄ線に対するものを示している。色収差図はｇ線における倍率色収差を示している。ωは近軸計算による半画角（°）である。
横収差図には、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）とｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に対するメリディオナル面の横収差量を示している。Ｓはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するサジタル面の横収差量を示している。ｈｇｔは像高（ｍｍ）を示す。
次に、各実施例の光学系Ｌ０に共通する構成について説明する。前述したように各実施例の光学系Ｌ０は、物体からの光を物体側に凹面を向けた第１反射面Ｒ１（第１光学素子Ｍ１）、像側に凸面を向けた第２反射面Ｒ２（第２光学素子Ｍ２）の順で反射させた後に結像させる。
また光学系Ｌ０は、第２反射面Ｒ２で反射されて像面に向かう光が通過する位置であって第１光学素子Ｍ１よりも第２光学素子側（物体側：第１光学素子と第２光学素子との間）に配置されたレンズ群Ｂ１を有する。さらに防振のために移動する、具体的には光軸に直交する方向に平行移動したり光軸上の１点を中心として円弧状に回動したり光軸に対して回動したり（傾いたり）する移動群としての防振群ＢＩＳは、第２光学素子Ｍ２とレンズ群Ｂ１のうち少なくとも一方を含んでいる。
このような光学系Ｌ０において、該光学系Ｌ０の全系が小型でありながらも大きな像振れ補正量（以下、防振角という）得られ、しかも防振に際しても良好な光学性能を維持するには、防振群を含む光学系全体の構成を適切に設定する必要がある。防振角を大きくするためには、光学系Ｌ０内で軸上光束の光線高さが高い位置に防振群を配置するのが効果的である。また防振に際して良好な光学性能を維持するためには、光学系Ｌ０内で軸外主光線の光軸からの高さが低い位置に防振群を配置するのが好ましい。特に、防振に際しての偏心コマ収差や偏心非点収差の発生量を小さくするのに効果的である。
第１光学素子Ｍ１よりも像側に防振群を配置すると、軸上光束の光線高さが低く、軸外主光線の光軸からの高さが高い位置に防振群を配置することになるため、十分に大きな防振敏感度を得ることが困難であり、防振時に発生する偏心収差も大きくなる。したがって、大きな防振角を得るため又は防振時に発生する偏心収差を小さくするために必要なレンズ枚数が多くなり、防振群を駆動する機構が大型化し、この結果、撮像光学系が大型化するため好ましくない。
各実施例の光学系Ｌ０の防振群ＢＩＳは、前述したように第２反射面Ｒ２を有する第２光学素子Ｍ２とレンズ群Ｂ１のうち少なくとも一方を含んでいる。特に、一般に反射面では色収差が発生しないため、第２光学素子Ｍ２が防振群ＢＩＳに含まれる場合は防振時に発生する偏心色収差を少なくすることができる。なお、防振群ＢＩＳが第２光学素子Ｍ２を含む場合とレンズ群Ｂ１を含む場合のいずれの場合においても、同様な効果を得ることができる。また光学系Ｌ０がレンズ群Ｂ１を有することで、第１光学素子Ｍ１と第２光学素子のそれぞれで発生する諸収差を補正しつつ、全系を小型化することができる。
全系を小型にするには、第１反射面Ｒ１と第２反射面Ｒ２のパワーを強めることが効果的である。この際、第１反射面Ｒ１のパワーに対して第２反射面Ｒ２のパワーの絶対値が大きくなると、全系のペッツバール和がプラス側に大きくなり、像面湾曲がプラス側に大きくなり易い。このため、防振群ＢＩＳおよび固定レンズ群Ｂｆｉｘのうち少なくとも一方に負レンズを含ませている。これにより、第１反射面Ｒ１と第２反射面Ｒ２のペッツバール和を負レンズで補正することができ、像面湾曲を小さくすることが容易となる。
防振群ＢＩＳは正レンズを含む。これにより防振群ＢＩＳの色消しが容易となり、防振時に発生する偏心色収差を小さくすることが容易となる。なお、防振群ＢＩＳと固定レンズ群Ｂｆｉｘを合わせて３枚のレンズにより構成するとよい。これにより、防振時の偏心収差、特に偏心像面湾曲や偏心コマ収差の発生を抑制することが容易となる。
防振群ＢＩＳは、第１反射面Ｒ１から第２反射面Ｒ２に向かう光線と第２反射面Ｒ２から像側に向かう光線が防振群ＢＩＳを通過するように配置している。これにより、防振敏感度を大きくすることが容易となり、大きな防振角を得ることが可能となる。
固定レンズ群Ｂｆｉｘは、第１反射面Ｒ１から前記第２反射面Ｒ２に向かう光線と第２反射面Ｒ２から像側に向かう光線が固定レンズ群Ｂｆｉｘを通過するように配置されている。これにより、固定レンズ群Ｂｆｉｘによる防振群ＢＩＳに入射する光線と防振群ＢＩＳから出射する光線の収差補正が可能となる。特に、防振に際して偏心収差の発生を抑制するためには、防振群ＢＩＳとこれよりも物体側に配置されたレンズ群の構成が重要になるため、固定レンズ群Ｂｆｉｘによって防振時の偏心像面湾曲を補正する効果を大きくすることができる。
防振群ＢＩＳと固定レンズ群Ｂｆｉｘを構成するすべての光学素子およびレンズの有効径が、第１反射面Ｒ１の有効径よりも小さい。これにより、防振群ＢＩＳと固定レンズ群Ｂｆｉｘの小型化が容易となり、全系の小型化に効果的である。
次に、各実施例のより具体的な構成について説明する。実施例１（図１）および実施例２（図５）の光学系Ｌ０は、第１光学素子Ｍ１、第２光学素子Ｍ２およびレンズ群Ｂ１を有する。防振群ＢＩＳは、第２光学素子Ｍ２からなり、防振のために光軸に直交する方向に移動する。レンズ群Ｂ１は、防振に際して不動の固定レンズ群Ｂｆｉｘとして構成されている。
固定レンズ群Ｂｆｉｘは、正レンズと負レンズを含む。これにより、固定レンズ群Ｂｆｉｘで発生する軸上色収差を小さくすることができ、良好な光学性能を得ることが容易になる。
さらに実施例１および実施例２の光学系Ｌ０は、固定レンズ群Ｂｆｉｘ（Ｂ１）よりも像側にレンズ群Ｂ２とレンズ群Ｂ３を有する。レンズ群Ｂ３を光軸方向に移動させることにより無限遠と近距離との間でのフォーカシングが可能である。これによりフォーカシングの際に移動するレンズ群Ｂ３の径を小さくすることが容易となり、この結果、全系の小型化が容易となる。
実施例１において、第２光学素子Ｍ２はレンズの片面に反射面を形成した負レンズと、正レンズとが接合された接合レンズからなり、特に軸上色収差と防振時の偏心色収差の補正を容易にしている。実施例２において、第２光学素子Ｍ２は非球面の表面反射鏡である。
実施例３（図９）および実施例４（図１３）の光学系Ｌ０は、第１光学素子Ｍ１、第２光学素子Ｍ２およびレンズ群Ｂ１を有する。防振群ＢＩＳは、レンズ群Ｂ１からなり、防振のために光軸に直交する方向に移動する。また防振群ＢＩＳ（Ｂ１）と第１光学素子Ｍ１との間にはレンズ群Ｂ２が配置されている。レンズ群Ｂ２は、防振に際して不動の固定レンズ群Ｂｆｉｘとして構成されている。
さらに実施例３および実施例４の光学系Ｌ０は、レンズ群Ｂ２よりも像側にレンズ群Ｂ３とレンズ群Ｂ４を有する。レンズ群Ｂ４を光軸方向に移動させることにより無限遠と近距離との間でのフォーカシングが可能である。これによりフォーカシングの際に移動するレンズ群Ｂ４の径を小さくすることが容易となり、この結果、全系の小型化が容易となる。
実施例５（図１７）および実施例６（図２１）の光学系Ｌ０は第１光学素子Ｍ１、第２光学素子Ｍ２およびレンズ群Ｂ１を有する。防振群ＢＩＳは、第２光学素子Ｍ２とレンズ群Ｂ１からなり、防振のために光軸に直交する方向に移動する。また防振群ＢＩＳ（Ｍ２，Ｂ１）と第１光学素子Ｍ１との間にはレンズ群Ｂ２が配置されている。レンズ群Ｂ２は、防振に際して不動の固定レンズ群Ｂｆｉｘとして構成されている。
さらに実施例５および実施例６の光学系Ｌ０は、実施例３，４と同様にレンズ群Ｂ２よりも像側にレンズ群Ｂ３とレンズ群Ｂ４を有する。レンズ群Ｂ４を光軸方向に移動させることにより無限遠と近距離との間でのフォーカシングが可能である。これによりフォーカシングの際に移動するレンズ群Ｂ４の径を小さくすることが容易となり、この結果、全系の小型化が容易となる。
実施例７（図２５）の光学系Ｌ０は第１光学素子Ｍ１、第２光学素子Ｍ２およびレンズ群Ｂ１を有する。防振群ＢＩＳは、第２光学素子Ｍ２からなり、防振のために光軸上の一点を中心として微小な角度にて回動する。このときの回動中心は、第２反射面Ｒ２の面頂点から像側に向かって５００ｍｍ離れた光軸上の位置にある。レンズ群Ｂ１は、防振に際して不動の固定レンズ群Ｂｆｉｘとして構成されている。
さらに実施例７の光学系Ｌ０は、固定レンズ群Ｂｆｉｘ（Ｂ１）よりも像側にレンズ群Ｂ２、レンズ群Ｂ３およびレンズ群Ｂ４を有する。レンズ群Ｂ３を光軸方向に移動させることにより無限遠と近距離との間でのフォーカシングが可能である。これによりフォーカシングの際に移動するレンズ群Ｂ３の径を小さくすることができ、この結果、全系の小型化が容易となる。
次に、各実施例の光学系Ｌ０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Ｌ０は、以下の式（１）から（５）の条件のうち少なくとも１を満足することが好ましい。
０．１０≦ＤＩＳ／ＤＲ１≦１．００ （１）
０．０１０≦｜ｆＩＳ／ｆ｜≦２．０００ （２）
０．０５≦ｆＲ１／ｆ≦０．８０ （３）
０．０２０≦｜ｆＲ２／ｆ｜≦０．５００ （４）
０．１０≦Ｌ／ｆ≦０．６５ （５）
式（１）において、ＤＩＳは第１反射面Ｒ１の面頂点から防振群ＢＩＳのうち最も物体側の光学素子の面頂点までの光軸上での距離を示し、ＤＲ１は第１反射面Ｒ１の面頂点から光学系Ｌ０のうち最も物体側の光学素子の面頂点までの光軸上での距離を示す。式（２）において、ｆＩＳは防振群ＢＩＳの焦点距離を示し、ｆは全系の焦点距離を示す。
式（３）において、ｆＲ１は第１反射面Ｒ１の焦点距離を示す。式（４）において、ｆＲ２は２反射面Ｒ２の焦点距離を示す。さらに式（５）において、Ｌは光学系Ｌ０のうち最も物体側の光学素子の面頂点から像面ＩＰまでの光軸上での距離を示す。光学素子が穴を有する等、光軸上に面頂点が存在しない場合は、参照球面が光軸と交わる位置を面頂点とする。
図３０は、光軸上に面頂点が存在しない場合の面頂点の位置の算出方法を示す。参照球面とは、球心が光軸上に位置し、最大有効径位置ｙｍａｘに対応する球面位置Ｐｍａｘと最小有効径位置ｙｍｉｎに対応する球面位置Ｐｍｉｎとを結んでできる球面である。図に示すように、参照球面が光軸と交わる位置が面頂点である。
式（１）の条件は、記第１反射面Ｒ１の面頂点から防振群ＢＩＳのうち最も物体側の光学素子の面頂点までの光軸上での距離ＤＩＳと第１反射面Ｒ１の面頂点から光学系Ｌ０のうち最も物体側の光学素子の面頂点までの光軸上での距離ＤＲ１との比に関する条件である。ＤＩＳ／ＤＲ１が式（１）の下限を下回ると、軸外主光線の光軸からの高さが高い位置に防振群ＢＩＳを配置することになり、防振時の偏心収差、特に偏心非点収差の補正が困難となり、好ましくない。
式（２）の条件は、防振群ＢＩＳの焦点距離ｆＩＳと全系の焦点距離ｆとの比に関する条件であり、全系を小型としつつ防振に際して良好な光学性能を維持するための条件である。｜ｆＩＳ／ｆ｜が式（２）上限を上回ると、防振敏感度が小さくなりすぎて防振時の防振群ＢＩＳの移動量が大きくなり、防振群ＢＩＳを駆動する機構が大型化して全系を小型にするのが困難となるため、好ましくない。｜ｆＩＳ／ｆ｜が式（２）の下限を下回るように防振群ＢＩＳのパワーが大きくなると、偏心像面湾曲の補正が困難となるため、好ましくない。
式（３）の条件は、第１反射面Ｒ１の焦点距離ｆＲ１と全系の焦点距離ｆとの比に関する条件であり、全系を小型としつつ良好な光学性能を達成するための条件である。ｆＲ１／ｆが式（３）の上限を上回ると、光学系Ｌ０の全長が大きくなるため、好ましくない。ｆＲ１／ｆが式（３）の下限を下回ると、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。
式（４）の条件は、第２反射面Ｒ２の焦点距離ｆＲ２と全系の焦点距離ｆとの比に関する条件であり、全系を小型としつつ良好な光学性能を達成するための条件である。｜ｆＲ２／ｆ｜が式（４）の上限を上回ると、光学系の全長が大きくなるため、好ましくない。｜ｆＲ２／ｆ｜式が（４）の下限を下回ると、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。
式（５）の条件は、全系の焦点距離ｆと光学系Ｌ０の全長Ｌとの関係に関する条件である。Ｌ／ｆが式（５）の上限を超えるように全長Ｌが大きくなると、光学系Ｌ０が大型化するため、好ましくない。Ｌ／ｆが式（５）の下限を下回るように全長Ｌが小さくなると、諸収差、特に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。
なお、式（１）～（５）の数値範囲を、以下の式（１ａ）～（５ａ）の数値範囲とすることがより好ましい。
０．５０≦ＤＩＳ／ＤＲ１≦１．００ （１ａ）
０．０１５≦｜ｆＩＳ／ｆ｜≦１．５００ （２ａ）
０．１０≦ｆＲ１／ｆ≦０．６０ （３ａ）
０．０２５≦｜ｆＲ２／ｆ｜≦０．３５０ （４ａ）
０．１５≦Ｌ／ｆ≦０．５５ （５ａ）
また、式（１）～（５）の数値範囲を、以下の式（１ｂ）～（５ｂ）の数値範囲とすることがさらに好ましい。
０．８０≦ＤＩＳ／ＤＲ１≦１．００ （１ｂ）
０．０２０≦｜ｆＩＳ／ｆ｜≦１．３５０ （２ｂ）
０．１２≦ｆＲ１／ｆ≦０．５０ （３ｂ）
０．０３０≦｜ｆＲ２／ｆ｜≦０．２６０ （４ｂ）
０．１６≦Ｌ／ｆ≦０．５３ （５ｂ）
以下に実施例１～７のそれぞれ対応する数値例１～７を示す。各数値例の面データにおいて、面番号ｉは光の入射側から数えたときのｉ番目の面を示す。ｒはｉ番目の面の曲率半径（ｍｍ）、ｄはｉ番目と（ｉ＋１）番目の面間のレンズ厚または空気間隔（ｍｍ）、ｎｄはそれぞれｉ番目の光学部材の材料のｄ線における屈折率である。νｄはｉ番目の光学部材の材料のｄ線を基準としたアッベ数である。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）における屈折率をＮｄ、ＮＦ、ＮＣとするとき、νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）で表される。
上記ｄと、焦点距離（ｍｍ）、Ｆナンバーおよび半画角（°）は全て各実施例の光学系Ｌ０が無限遠物体に焦点を合わせたときの値である。ＢＦはバックフォーカス（mm）を表す。バックフォーカスは、光学系Ｌ０の最終面（最も像側のレンズ面）から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。レンズ全長は、光学系Ｌ０の最前面（最も物体側のレンズ面）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。
面番号に付された「＊」は、その面が非球面形状を有する面であることを意味する。非球面形状は、ｘを光軸方向での面頂点からの変位量、ｈを光軸に直交する方向での光軸からの高さ、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０およびＡ１２を各次数の非球面係数とするとき、以下の式で表される。
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋｛１－（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２｝１／２
＋Ａ４×ｈ４＋Ａ６×ｈ６＋Ａ８×ｈ８＋Ａ１０×ｈ１０＋Ａ１２×ｈ１２
で表している。各非球面係数における「ｅ±ＸＸ」は「×１０±ＸＸ」を意味する。
［数値例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 744.050 8.18 1.59349 67.0
2 -1562.989 122.82
3 -267.474 8.00 1.53172 48.8
4 -388.775 -8.00 1.53172 48.8
5 -267.474 -102.11
6 -99.128 -2.01 1.57099 50.8
7 -40.561 -7.20 1.49700 81.5
8 307.751 -2.03
9 310.884 -3.28 1.71736 29.5
10 115.046 -3.00 1.61800 63.3
11 -141.074 3.00 1.61800 63.3
12 115.046 3.28 1.71736 29.5
13 310.884 2.03
14 307.751 7.20 1.49700 81.5
15 -40.561 2.01 1.57099 50.8
16 -99.128 69.20
17 66.219 3.17 1.77250 49.6
18 273.150 28.62
19 -80.169 1.99 1.61293 37.0
20 38.795 0.65
21 43.490 4.67 1.51742 52.4
22 -54.675 9.29
23 -721.497 2.00 1.49700 81.5
24 18.951 3.94 1.83481 42.7
25 23.823 123.44
像面 ∞

焦点距離 1199.87
Ｆナンバー 10.58
半画角 1.03
像高 21.64
レンズ全長 275.87
BF 123.44

［数値例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 1158.063 9.46 1.59349 67.0
2 -534.116 158.42
3 -205.124 8.00 1.56883 56.4
4 -521.889 -8.00 1.56883 56.4
5 -205.124 -157.43
6 -231.786 -2.00 1.58913 61.1
7 -71.698 -7.82 1.43875 94.9
8 159.314 -2.00
9* -218.206 2.00
10 159.314 7.82 1.43875 94.9
11 -71.698 2.00 1.58913 61.1
12 -231.786 106.10
13 130.804 3.36 1.84666 23.8
14 -402.813 16.72
15 36.110 2.92 1.78800 47.4
16 53.660 1.36
17 127.086 2.00 1.89286 20.4
18 40.503 34.50
19 161.926 2.00 1.77250 49.6
20 27.958 0.48
21 28.025 3.46 1.89286 20.4
22 34.877 35.68
23 -28.228 2.36 1.48749 70.2
24 -27.619 79.08
像面 ∞

非球面データ
第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.63419e-008 A 6=-2.22352e-012 A 8= 4.72444e-015 A10=-5.24970e-018

焦点距離 1199.87
Ｆナンバー 10.50
半画角 1.03
像高 21.64
レンズ全長 300.46
BF 79.08

［数値例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 1661.829 9.68 1.59349 67.0
2 -632.177 119.71
3 -359.061 8.00 1.48749 70.2
4 -506.742 -8.00 1.48749 70.2
5 -359.061 -100.93
6 18089.270 -2.50 1.69680 55.5
7 -155.119 -2.50
8 -151.810 -2.00 1.85478 24.8
9 -88.163 -6.97 1.64769 33.8
10 -487.003 -2.01
11 -431.966 2.01
12 -487.003 6.97 1.64769 33.8
13 -88.163 2.00 1.85478 24.8
14 -151.810 2.50
15 -155.119 2.50 1.69680 55.5
16 18089.270 78.25
17 258.031 7.06 1.53172 48.8
18 -106.340 0.50
19 264.165 5.63 1.48749 70.2
20 -120.167 0.76
21 -107.260 1.50 1.88300 40.8
22 -477.622 42.47
23 153.934 2.00 1.88300 40.8
24 49.691 0.84
25 49.708 2.32 1.89286 20.4
26 70.070 160.57
像面 ∞

焦点距離 799.26
Ｆナンバー 5.11
半画角 1.55
像高 21.64
レンズ全長 330.36
BF 160.57

［数値例４］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 656.300 8.76 1.59349 67.0
2 -404.026 82.54
3 -223.183 4.99 1.64000 60.1
4 -364.494 -4.99 1.64000 60.1
5 -223.183 -61.46
6 -1876.978 -2.50 1.72916 54.7
7 -172.836 -3.49
8 -110.579 -2.00 1.81554 44.4
9 -52.040 -6.82 1.73400 51.5
10 -182.032 -2.01
11 -348.931 2.01
12 -182.032 6.82 1.73400 51.5
13 -52.040 2.00 1.81554 44.4
14 -110.579 3.49
15 -172.836 2.50 1.72916 54.7
16 -1876.978 46.37
17 3772.504 4.27 1.59551 39.2
18 -90.440 0.91
19 138.928 4.76 1.48749 70.2
20 -91.345 1.49 1.88300 40.8
21 -434.655 28.25
22 98.030 1.97 1.74100 52.6
23 44.759 27.36
24 43.597 2.35 1.84666 23.8
25 50.649 59.29
像面 ∞

焦点距離 399.12
Ｆナンバー 3.57
半画角 3.10
像高 21.64
レンズ全長 206.85
BF 59.29

［数値例５］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 2532.342 9.23 1.59349 67.0
2 -660.884 197.34
3 -264.454 8.00 1.48749 70.2
4 -515.954 -8.00 1.48749 70.2
5 -264.454 -180.76
6 -123.912 -1.50 1.75500 52.3
7 -52.414 -5.25 1.53775 74.7
8 199.646 -3.01
9 505.646 -3.99 1.64000 60.1
10 -230.333 -0.83
11 -147.941 0.83
12 -230.333 3.99 1.64000 60.1
13 505.646 3.01
14 199.646 5.25 1.53775 74.7
15 -52.414 1.50 1.75500 52.3
16 -123.912 127.74
17 136.997 2.93 1.80400 46.5
18 -370.993 1.98
19 25.077 5.60 1.57099 50.8
20 -4527.654 5.49
21 -207.871 1.97 1.83400 37.2
22 23.690 52.01
23 383.168 2.00 1.72916 54.7
24 34.110 6.08
25 37.379 2.99 1.84666 23.8
26 51.979 96.81
像面 ∞

焦点距離 1999.72
Ｆナンバー 15.00
半画角 0.62
像高 21.64
レンズ全長 331.40
BF 96.81

［数値例６］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 1019.893 7.53 1.59349 67.0
2 -1634.192 133.19
3 -266.692 7.99 1.53172 48.8
4 -406.304 -7.99 1.53172 48.8
5 -266.692 -119.08
6 -166.396 -3.36 1.49700 81.5
7 1568.440 -2.00
8 390.633 -2.96 1.71736 29.5
9 193.063 -0.34
10 221.403 -1.99 1.61800 63.3
11 -672.461 -0.50
12 -180.207 0.50
13 -672.461 1.99 1.61800 63.3
14 221.403 0.34
15 193.063 2.96 1.71736 29.5
16 390.633 2.00
17 1568.440 3.36 1.49700 81.5
18 -166.396 86.34
19 68.618 3.68 1.77250 49.6
20 -386.871 1.30
21 -67.288 3.02 1.61293 37.0
22 52.292 18.16
23 -246.311 4.93 1.51742 52.4
24 -41.607 9.29
25 344.375 1.97 1.49700 81.5
26 21.902 2.94 1.83481 42.7
27 27.881 124.47
像面 ∞

焦点距離 1199.56
Ｆナンバー 10.58
半画角 1.03
像高 21.64
レンズ全長 277.75
BF 124.47

［数値例７］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 685.590 15.00 1.51633 64.1
2 -799.385 198.74
3 -258.037 15.00 1.51633 64.1
4 -704.972 -15.00 1.51633 64.1
5 -258.037 -172.60
6 -290.303 -7.01 1.59522 67.7
7 226.643 -0.48
8 -203.474 -8.84 1.49700 81.5
9 167.299 -3.41 1.77250 49.6
10 2705.808 -7.91
11* -1316.722 -2.00 1.65160 58.5
12 -42.928 -9.00 1.51633 64.1
13 -282.078 9.00 1.51633 64.1
14 -42.928 2.00 1.65160 58.5
15* -1316.722 7.91
16 2705.808 3.41 1.77250 49.6
17 167.299 8.84 1.49700 81.5
18 -203.474 0.48
19 226.643 7.01 1.59522 67.7
20 -290.303 147.36
21 158.051 4.50 1.95375 32.3
22 -233.577 9.51
23 -110.677 2.50 1.74951 35.3
24 73.671 6.73 1.53775 74.7
25 -98.478 6.60
26 -211.170 3.43 1.88300 40.8
27 -80.478 1.98 1.49700 81.5
28 45.879 32.10
29 187.144 3.41 1.81600 46.6
30 -184.870 10.00
31 -121.719 1.99 1.48749 70.2
32 64.133 80.25
像面 ∞

非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.02757e-008 A 6=-1.43279e-011 A 8=-4.84117e-016 A10=-2.17281e-018

第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.02757e-008 A 6=-1.43279e-011 A 8=-4.84117e-016 A10=-2.17281e-018

焦点距離 1199.64
Ｆナンバー 7.64
半画角 1.03
像高 21.64
レンズ全長 351.51
BF 80.25

各数値例における式（１）～（５）の値を、以下の表１にまとめて示す。
図２９は、上記各実施例の光学系Ｌ０を撮像光学系として用いた実施例８の光学機器としての撮像装置（デジタルスチルカメラ）１０の構成を示している。カメラ１０は、実施例１～７のいずれかの光学系Ｌ０によって構成された撮像光学系１１を有する。またカメラ１０は、撮像光学系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センサ等の撮像素子（受光素子）１２を有する。カメラ１０は、クイックターンミラーを有する一眼レフカメラでもよい、クイックターンミラーを有さないミラーレスカメラでもよい。
実施例１～７の光学系Ｌ０をカメラ１０の撮像光学系１１として用いることにより、小型軽量でありながらも良好な光学性能を有するカメラを実現することができる。なお、カメラ１０がレンズ交換タイプである場合には、撮像光学系１１を交換レンズ（光学機器）に用いてもよい。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
Ｌ０ 光学系
Ｍ１ 第１光学素子
Ｍ２ 第２光学素子
Ｂ１ 第１レンズ群

Claims (12)

  1. 物体側に向かって凹形状の第１反射面を有する第１光学素子と、
    像側に向かって凸形状の第２反射面を有する第２光学素子と、
    前記第１光学素子と前記第２光学素子の間に配置されたレンズ群Ａとを有し、
    物体からの光は、物体側から順に前記第１反射面、前記レンズ群Ａ、前記第２反射面、前記レンズ群Ａを介して像側へ向かい、
    前記第２反射面と前記レンズ群Ａの最も像側の面との間において配置された屈折力を有するレンズの総数は３枚以上であり、
    像振れ補正のために移動する移動群は、前記レンズ群Ａの少なくとも一部と前記第２光学素子、あるいは前記レンズ群Ａの少なくとも一部からなることを特徴とする光学系。
  2. 前記第１反射面から前記移動群のうち最も物体側の光学面までの光軸上での距離をＤＩＳ、前記第１反射面から前記光学系のうち最も物体側の光学面までの光軸上での距離をＤＲ１とするとき、
    ０．１０≦ＤＩＳ／ＤＲ１≦１．００
    なる条件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. 前記移動群の焦点距離をｆＩＳ、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
    ０．０１０≦｜ｆＩＳ／ｆ｜≦２．０００
    なる条件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反射面の焦点距離をｆＲ１、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
    ０．０５≦ｆＲ１／ｆ≦０．８０
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学系。
  5. 前記第２反射面の焦点距離をｆＲ２、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
    ０．０２０≦｜ｆＲ２／ｆ｜≦０．５００
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光学系。
  6. 前記光学系のうち最も物体側の光学面から像面までの光軸上での距離をＬ、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
    ０．１０≦Ｌ／ｆ≦０．６５
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光学系。
  7. 物体側に向かって凹形状の第１反射面を有する第１光学素子と、
    像側に向かって凸形状の第２反射面を有する第２光学素子と、
    前記第１光学素子と前記第２光学素子の間に配置されたレンズ群とを有し、
    物体からの光は、物体側から順に前記第１反射面、前記レンズ群、前記第２反射面、前記レンズ群を介して像側へ向かい、
    像振れ補正のために移動する移動群は前記第２光学素子からなり、
    前記レンズ群は像振れ補正に際して不動の固定レンズ群であり、
    前記固定レンズ群は正レンズと負レンズを有し、
    前記固定レンズ群において前記第２反射面に最も近いレンズ面は、前記第２反射面に向かって凸形状であり、
    前記固定レンズ群において前記第１反射面に最も近いレンズ面は、前記第１反射面に向かって凸形状であることを特徴とする光学系。
  8. 前記移動群は負レンズを含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の光学系。
  9. 前記レンズ群Ａは、前記第１反射面から前記第２反射面へ順に配置された、第１部分群と第２部分群とからなり、
    前記移動群は前記第２部分群からなり、
    前記第１部分群は、像振れ補正に際して不動の固定レンズ群であり、
    前記移動群は正レンズを含み、前記固定レンズ群は負レンズを含むことを特徴とする請求項１から６および８のいずれか一項に記載の光学系。
  10. 前記レンズ群Ａは、前記第１反射面から前記第２反射面へ順に配置された、第１部分群と第２部分群とからなり、
    前記移動群は前記第２光学素子と前記第２部分群とからなり、
    前記第１部分群は、像振れ補正に際して不動の固定レンズ群であり、
    前記移動群および前記固定レンズ群のうち少なくとも一方は正レンズを含むことを特徴とする請求項１から６および８のいずれか一項に記載の光学系。
  11. 前記移動群と前記固定レンズ群を構成するすべての光学素子およびレンズの有効径が、
    前記第１反射面の有効径よりも小さいことを特徴とする請求項７、９および１０のいずれか一項に記載の光学系。
  12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の光学系と、該光学系からの光を受光する受光素子とを有することを特徴とする光学機器。
JP2019202420A 2019-11-07 2019-11-07 光学系および光学機器 Active JP7401265B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019202420A JP7401265B2 (ja) 2019-11-07 2019-11-07 光学系および光学機器
US17/081,010 US11822096B2 (en) 2019-11-07 2020-10-27 Optical system and optical apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019202420A JP7401265B2 (ja) 2019-11-07 2019-11-07 光学系および光学機器

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2021076670A JP2021076670A (ja) 2021-05-20
JP2021076670A5 JP2021076670A5 (ja) 2022-11-11
JP7401265B2 true JP7401265B2 (ja) 2023-12-19

Family

ID=75846718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019202420A Active JP7401265B2 (ja) 2019-11-07 2019-11-07 光学系および光学機器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11822096B2 (ja)
JP (1) JP7401265B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114114624B (zh) * 2021-12-01 2023-10-27 浙江舜宇光学有限公司 光学镜片组
CN114488486B (zh) * 2022-02-14 2023-10-27 浙江舜宇光学有限公司 光学成像系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160306149A1 (en) 2015-02-02 2016-10-20 Visionmap Ltd. Cassegrain telescope with angled reflector
WO2018066313A1 (ja) 2016-10-03 2018-04-12 株式会社ニコン 反射屈折光学系および光学装置
JP2018072457A (ja) 2016-10-26 2018-05-10 株式会社タムロン 光学系及び撮像装置
JP2018091956A (ja) 2016-12-01 2018-06-14 キヤノン電子株式会社 カタディオプトリック光学系
JP2019148791A (ja) 2018-02-27 2019-09-05 富士フイルム株式会社 変倍光学系及び撮像装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0553058A (ja) 1991-02-25 1993-03-05 Nikon Corp 防振機能を有するレフレツクスレンズ系
US5331467A (en) * 1991-02-25 1994-07-19 Nikon Corporation Reflex lens system having the antivibration function
JPH11212132A (ja) 1998-01-22 1999-08-06 Minolta Co Ltd 手ぶれ補正機能付き撮影レンズ
JP5915489B2 (ja) 2012-10-04 2016-05-11 ソニー株式会社 反射屈折型レンズ系および撮像装置
US10948701B2 (en) * 2018-02-27 2021-03-16 Fujifilm Corporation Variable magnification optical system and imaging apparatus
US11221470B2 (en) * 2018-02-27 2022-01-11 Fujifilm Corporation Variable magnification optical system and imaging apparatus
WO2021085142A1 (ja) * 2019-10-29 2021-05-06 富士フイルム株式会社 変倍光学系および撮像装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160306149A1 (en) 2015-02-02 2016-10-20 Visionmap Ltd. Cassegrain telescope with angled reflector
WO2018066313A1 (ja) 2016-10-03 2018-04-12 株式会社ニコン 反射屈折光学系および光学装置
JP2018072457A (ja) 2016-10-26 2018-05-10 株式会社タムロン 光学系及び撮像装置
JP2018091956A (ja) 2016-12-01 2018-06-14 キヤノン電子株式会社 カタディオプトリック光学系
JP2019148791A (ja) 2018-02-27 2019-09-05 富士フイルム株式会社 変倍光学系及び撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20210141240A1 (en) 2021-05-13
US11822096B2 (en) 2023-11-21
JP2021076670A (ja) 2021-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10073252B2 (en) Optical system and image pickup apparatus including the same
US7948691B2 (en) Optical system and optical device including the same
JP5698342B2 (ja) 変倍光学系および撮像装置
US11016274B2 (en) Fixed focal length lens and image pickup apparatus
US8314995B2 (en) Variable power optical system and imaging apparatus
JP5582706B2 (ja) 光学系及びそれを有する撮像装置
JP5259198B2 (ja) 広角光学系及びそれを用いた撮像装置
JP2020071438A (ja) 光学系およびそれを有する撮像装置
JP4593971B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JPH08313804A (ja) 広角レンズ
JP7401265B2 (ja) 光学系および光学機器
US8351128B2 (en) Zoom lens and image pickup apparatus using the same
JP2006337793A (ja) ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP4624744B2 (ja) 広角ズームレンズ
JP7109686B2 (ja) 変倍光学系および撮像装置
JP3184581B2 (ja) ズームレンズ
JP2006139187A (ja) ズームレンズ
JPH09184981A (ja) ズームレンズ
JP4677719B2 (ja) ズームレンズ
JPWO2007010822A1 (ja) ズームレンズ系及びそれを備えた撮像光学機器
JP4742293B2 (ja) ズームレンズ
JP4608917B2 (ja) ズームレンズ
JP2001133684A (ja) 撮影レンズ
JP7146708B2 (ja) 撮像レンズおよび撮像装置
JP7277290B2 (ja) ズームレンズおよび撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221102

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221102

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230801

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230928

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231207

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7401265

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151