JP7423058B2 - 結像光学系 - Google Patents

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Description

本発明は、デジタルカメラ、銀塩カメラ及びビデオカメラ等に最適であり、特に、画角が64°~78°程度で、小型で、バックフォーカスの短いミラーレスカメラに最適な結像光学系に関する。
以下の特許文献において従来の結像光学系が開示されている。
特許文献1では、画角が72°程度で、レンズ全系の全長が短く、バックフォーカスが短い結像光学系が開示されている。
また、特許文献2では、画角が67°~70°程度で、バックフォーカスが短い結像光学系が開示されている。
特許6220601号公報 特開2019-191229号公報
しかしながら、特許文献1で開示されている結像光学系では、像面湾曲等の諸収差の補正が不十分であるという課題がある。
また、特許文献2で開示されている結像光学系では、諸収差は良好に補正されているが、レンズ全系の全長が長いという課題がある。
そこで、本発明は、従来の結像光学系の課題を解決し、小型化と高性能化の両立を実現し、ミラーレスカメラに最適な結像光学系を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の結像光学系は、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と、からなり、至近へのフォーカシングに際して前記第2レンズ群L2が像側に移動すると共に前記第1レンズ群L1と開口絞りSと前記第3レンズ群L3は像面に対して固定であり、前記第1レンズ群L1は最も物体側に配置され物体側に凹面を向けた負レンズと少なくとも1つの接合レンズを有し、前記接合レンズは物体側から像側へ順に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとからなり、以下の条件式を満足し、前記第1レンズ群L1の最も物体側に配する正レンズ素子1pが以下の条件式(9)及び(10)を満足することを特徴する結像光学系である。
0.70 < Y/Bf (1)
-3.50 < φ/φ2 < -1.20 (2)
1.60 < φ/φ3 < 5.00 (3)
νd1p < 35.00 (9)
0.0040 < ΔPgF1p (10)
但し、
Yは最大像高、
Bfは前記第3レンズ群L3の最も像側の面の面頂から像面までの距離、
φは無限遠合焦時のレンズ全系の屈折力、
φ2は前記第2レンズ群L2の屈折力、
φ3は前記第3レンズ群L3の屈折力、
νd1pは前記正レンズ素子1pのアッベ数、
ΔPgF1pは前記正レンズ素子1pの異常分散性であり、以下の式で表される。
ΔPgF1p = PgF1p + 0.0018×νd1p ― 0.64833
但し、
PgF1pは前記正レンズ素子1pのg線とF線に関する部分分散比PgFである。
また、第2の発明は、第1の発明においてさらに、前記接合レンズが以下の条件式を満足することを特徴とする結像光学系である。
|φ1cm/νd1cm + φ1cp/νd1cp| < 0.0005 (4)
|(PgF1cm - PgF1cp)/(νd1cm - νd1cp)| < 0.0023 (5)
但し、
φ1cmは、前記接合レンズを構成する負レンズ素子の屈折力、
νd1cmは、前記接合レンズを構成する負レンズ素子のアッベ数、
φ1cpは、前記接合レンズを構成する正レンズ素子の屈折力、
νd1cpは、前記接合レンズを構成する正レンズ素子のアッベ数、
PgF1cmは、前記接合レンズを構成する負レンズ素子のg線とF線に関する部分分散比、
PgF1cpは、前記接合レンズを構成する正レンズ素子のg線とF線に関する部分分散比である。
また、第3の発明は、第1の発明又は第2の発明においてさらに、以下の条件式を満足することを特徴とする結像光学系である。
0.70 < Exp・φ (6)
但し、
Expは無限遠合焦時の射出瞳面から像面までの距離、
φは無限遠合焦時のレンズ全系の屈折力である。
また、第4の発明は、第1の発明乃至第3の発明のいずれかにおいてさらに、以下の条件式を満足することを特徴とする結像光学系である。
LT・φ < 2.90 (7)
但し、
LTは前記第1レンズ群L1の最も物体側の面の面頂から像面までの距離、
φは無限遠合焦時のレンズ全系の屈折力である。
また、第5の発明は、第1の発明乃至第4の発明のいずれかにおいてさらに、以下の条件式を満足することを特徴とする結像光学系である。
β23 < 1.50 (8)
但し、
β23は無限遠合焦時の前記第2レンズ群L2と前記第3レンズ群L3の合成横倍率である。
また、第の発明は、第1の発明乃至第5の発明のいずれかにおいてさらに、前記第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で構成されることを特徴とする結像光学系である。
本発明によれば、従来の課題であった小型化と高性能化の両立を実現し、ミラーレスカメラに最適な結像光学系を提供することができる。
本発明の実施例1に係る無限遠合焦時のレンズ構成図である。 本発明の実施例1に係る無限遠合焦時の縦収差図である。 本発明の実施例1に係る撮影距離1430mmでの縦収差図である。 本発明の実施例1に係る無限遠合焦時の横収差図である。 本発明の実施例1に係る撮影距離1430mmでの横収差図である。 本発明の実施例2に係る無限遠合焦時のレンズ構成図である。 本発明の実施例2に係る無限遠合焦時の縦収差図である。 本発明の実施例2に係る撮影距離1517mmでの縦収差図である。 本発明の実施例2に係る無限遠合焦時の横収差図である。 本発明の実施例2に係る撮影距離1517mmでの横収差図である。 本発明の実施例3に係る無限遠合焦時のレンズ構成図である。 本発明の実施例3に係る無限遠合焦時の縦収差図である。 本発明の実施例3に係る撮影距離2089mmでの縦収差図である。 本発明の実施例3に係る無限遠合焦時の横収差図である。 本発明の実施例3に係る撮影距離2089mmでの横収差図である。 本発明の実施例4に係る無限遠合焦時のレンズ構成図である。 本発明の実施例4に係る無限遠合焦時の縦収差図である。 本発明の実施例4に係る撮影距離1189mmでの縦収差図である。 本発明の実施例4に係る無限遠合焦時の横収差図である。 本発明の実施例4に係る撮影距離1189mmでの横収差図である。 本発明の実施例5に係る無限遠合焦時のレンズ構成図である。 本発明の実施例5に係る無限遠合焦時の縦収差図である。 本発明の実施例5に係る撮影距離1019mmでの縦収差図である。 本発明の実施例5に係る無限遠合焦時の横収差図である。 本発明の実施例5に係る撮影距離1019mmでの横収差図である。
以下に、本発明に係る光学系の実施例について詳細に説明する。なお、以下の実施例の説明は本発明の光学系の一例を説明したものであり、本発明はその要旨を逸脱しない範囲において本実施例に限定されるものではない。
本発明の実施例の結像光学系は、図1、図6、図11、図16、図21に示すレンズ構成図からわかるように、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と、からなり、至近へのフォーカシング際して前記第2レンズ群L2が像側に移動すると共に前記第1レンズ群L1と開口絞りSと前記第3レンズ群L3は像面に対して固定であり、前記第1レンズ群L1は最も物体側に配置され物体側に凹面を向けた負レンズと少なくとも1つの接合レンズを有し、前記接合レンズは物体側から像側へ順に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとからなることを特徴とする。
0.70 < Y/Bf (1)
-3.50 < φ/φ2 < -1.20 (2)
1.60 < φ/φ3 < 5.00 (3)
但し、
Yは最大像高、
Bfは前記第3レンズ群L3の最も像側の面の面頂から像面までの距離、
φは無限遠合焦時のレンズ全系の屈折力、
φ2は前記第2レンズ群L2の屈折力、
φ3は前記第3レンズ群L3の屈折力である。
前記第1レンズ群L1の最も物体側に物体側に凹面を向けた負レンズを配することで、主に像面湾曲補正で有利となる。
条件式(1)は、小型化のため、レンズ全系のバックフォーカスを規定したものである。
条件式(1)の下限値を超え、レンズ全系のバックフォーカスが長くなると、レンズ全系の全長が長くなるため、小型化に不利となる。
なお、上述した条件式(1)について、下限値を0.75に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。
条件式(2)は、小型化と高性能化を両立するため、前記第2レンズ群L2の屈折力を規定したものである。
条件式(2)の上限値を超え、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第2レンズ群L2の移動量が小さくなるため小型化には有利になるが、フォーカシング時の像面湾曲等の収差変動が大きくなるだけでなく、製造誤差敏感度が大きくなるため、高性能化に不利となる。
条件式(2)の下限値を超え、第2レンズ群L2の屈折力が弱くなると、フォーカシング時の収差変動が小さくなると共に製造誤差敏感度が緩和されるため高性能化には有利となるが、フォーカシング時の第2レンズ群L2の移動量が大きくなり、レンズ全系の全長が長くなるため、小型化には不利となる。
なお、上述した条件式(2)について、下限値を-3.00に、上限値を-1.60に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。
条件式(3)は高性能化と小型化を両立するため、前記第3レンズ群L3の屈折力を規定したものである。
条件式(3)の上限値を超え、第3レンズ群L3の屈折力が弱くなると、バックフォーカスが長くなりレンズ全系の全長が長くなるため、小型化に不利となる。
条件式(3)の下限値を超え、第3レンズ群L3の屈折力が強くなると、バックフォーカスが短くなるため小型化には有利となるが、第3レンズ群L3で発生する像面湾曲やコマ収差が悪化し、これをレンズ全系で良好に補正することが困難となる。
なお、上述した条件式(3)について、下限値を1.80に、上限有値を4.50に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。
さらに、前記接合レンズが以下の条件式を満足することを特徴とする。
|φ1cm/νd1cm + φ1cp/νd1cp| < 0.0005 (4)
|(PgF1cm - PgF1cp)/(νd1cm - νd1cp)| < 0.0023 (5)
但し、
φ1cmは、前記接合レンズを構成する負レンズ素子の屈折力、
νd1cmは、前記接合レンズを構成する負レンズ素子のアッベ数、
φ1cpは、前記接合レンズを構成する正レンズ素子の屈折力、
νd1cpは、前記接合レンズを構成する正レンズ素子のアッベ数、
PgF1cmは、前記接合レンズを構成する負レンズ素子のg線とF線に関する部分分散比、
PgF1cpは、前記接合レンズを構成する正レンズ素子のg線とF線に関する部分分散比である。
条件式(4)は、高性能化のため、第1レンズ群L1に含まれる接合レンズの1次の色消し条件の和を規定したものである。
条件式(4)の上限値を超え、第1レンズ群L1に含まれる接合レンズの1次の色消し条件の和が大きくなると、1次の色消しが不十分となるため、軸上色収差が悪化し、これをレンズ全系で補正することが困難となる。
なお、条件式(4)の上限値を0.00045に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。
条件式(5)は、高性能化のため、第1レンズ群L1に含まれる接合レンズを構成する負レンズと正レンズのアッベ数及び部分分散比を規定したものである。
条件式(5)の上限値を超え、第1レンズ群L1に含まれる接合レンズを構成する負レンズと正レンズの部分分散比の差が大きくなる、若しくは、アッベ数の差が小さくなると、軸上色収差の2次スペクトルの補正が不十分となり、これをレンズ全系で補正することが困難となる。
なお、条件式(5)の上限値を0.0020に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。
さらに、以下の条件式を満足することを特徴とする
0.70 < Exp・φ (6)
但し、
Expは無限遠合焦時の射出瞳面から像面までの距離、
φは無限遠合焦時のレンズ全系の屈折力である。
条件式(6)は、高性能化のため、カメライメージャーへの周辺像高の主光線入射角を規制するため、レンズ全系の無限遠合焦時の射出瞳位置を規定したものである。
条件式(6)の下限値を超え、射出瞳位置が像面に近づくと、カメライメージャーへの周辺像高の主光線入射角がきつくなり、画像周辺での減光や色付きの原因となる。
なお、条件式(6)の下限値を0.85に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。
さらに、以下の条件式を満足することを特徴とする
LT・φ < 2.90 (7)
但し、
LTは前記第1レンズ群L1の最も物体側の面の面頂から像面までの距離、
φは無限遠合焦時のレンズ全系の屈折力である。
条件式(7)は、小型化のため、レンズ全系の全長を規定したものである。
条件式(7)の上限値を超え、レンズ全系の全長が長くなると、小型化に不利となる。
なお、条件式(7)の上限値を2.80に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。
さらに、以下の条件式を満足することを特徴とする。
β23 < 1.50 (8)
但し、
β23は無限遠合焦時の前記第2レンズ群L2と前記第3レンズ群L3の合成横倍率である。
条件式(8)は、高性能化のため、無限遠合焦時の前記第2レンズ群L2と前記第3レンズ群L3の合成横倍率を規定したものである。
条件式(8)の上限値を超え、無限遠合焦時の前記第2レンズ群L2と前記第3レンズ群L3の合成横倍率が大きくなると、第1レンズ群L1で発生する収差が拡大され、これをレンズ全系で補正することが困難となるため、高性能化に不利となる。
なお、条件式(8)の上限値を1.35に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。
さらに、前記第1レンズ群L1の最も物体側に配する正レンズ素子1pが以下の条件式を満足することを特徴とする。
νd1p < 35.00 (9)
0.0040 < ΔPgF1p (10)
但し、
νd1pは前記正レンズ素子1pのアッベ数、
ΔPgF1pは前記正レンズ素子1pの異常分散性であり、以下の式で表される。
ΔPgF1p = PgF1p + 0.0018×νd1p ― 0.64833
但し、
PgF1pは前記正レンズ素子1pのg線とF線に関する部分分散比PgFである。
条件式(9)及び(10)は、高性能化のため、第1レンズ群L1の最も物体側に配する正レンズ素子1pのアッベ数及び異常分散性を規定したものである。
条件式(9)の上限値を超えると共に条件式(10)の下限値を超え、アッベ数が大きくなると共に異常部分分散性が小さくなると、倍率色収差の2次スペクトルの補正が不十分となり、これをレンズ全系で補正することが困難となるため高性能化に不利となる。
なお、条件式(9)の上限値を30.00、条件式(10)の下限値を0.005、に規定することで、前述の効果をより確実にすることができる。
さらに、前記第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で構成されることを特徴とする。
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することで、軸上光束のマージナル光線の第2レンズ群L2の物体側の面への入射角が小さくなるため第2レンズ群L2で発生する球面収差を抑えることができ、高性能化に有利となる。
さらに、前記第2レンズ群L2は単レンズで構成されることが好ましい。これにより、重量が軽減されるため、フォーカシング速度や停止位置精度の向上が見込まれる。
以下、本発明に係る結像光学系の実施例1から実施例5のレンズ構成について説明し、数値データを示す。なお、以下の説明ではレンズ構成を物体側から像面側の順番で記載する。
[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λ=587.56nm)に対する屈折率、νdはd線に対するアッベ数、PgFは部分分散比、ΔPgFは異常部分分散性を示す。また、BFはバックフォーカスを表す。
面番号を付した(絞り)には、平面または開口絞りに対する曲率半径∞(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、光軸に直交する方向への変位を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、コーニック係数をK、4、6、8、10、12、14次の非球面係数をそれぞれA4、A6、A8、A10、A12、A14と置くとき、非球面の座標が以下の式で表わされるものとする。
z=(y2/r)/[1+{1-(1+K)(y/r)2}1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12+A14y14
[各種データ]には、各焦点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、各焦点距離状態における可変間隔及びBF(バックフォーカス)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と屈折力を示している。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メートル(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、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、ΔS、ΔM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。
さらに図1、6、11、16、21に示すレンズ構成図において、Sは開口絞り、Iは像面、LPFはローパスフィルター、中心を通る一点鎖線は光軸である。
以下に、各実施例に係る結像光学系の諸元値を示す。[面データ]において、第1列は物体側から数えたレンズ面の順番、第2列のrはレンズ面の曲率半径、第3列dはレンズ面間隔、第4列ndはd線(波長λ=587.56nm)での屈折率、第5列νdはd線でのアッベ数、第6列ΔPgFはg線(波長λ=435.84nm)とF線(波長λ=486.13nm)に関する異常部分分散性を表す。またr=∞は平面を表し、(BF)はバックフォーカス、(絞り)は絞り面を示し、空気の屈折率n=1.0000はその記載を省略する。
図1は実施例1に係る結像光学系の無限遠合焦時のレンズ構成図である。実施例1の結像光学系は、物体側から像側へ順に、フォーカシングに際して像面に対して固定で正の屈折力を有する第1レンズ群L1と、フォーカシングに際して像面に対して固定な開口絞りSと、フォーカシングに際して像側に移動し負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、フォーカシングに際して像面に対して固定で正の屈折力を有する第3レンズ群L3とから構成される。
第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、両凹レンズと、両凸レンズと、両凹レンズと、R1、R2両面が非球面の両凸レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと両凸レンズの接合レンズとから構成される。
第2レンズ群L2は、R1面が非球面で物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズで構成される。
第3レンズ群L3は、物体側から像側へ順に、R1、R2両面が非球面の両凸レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと、物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズとから構成される。
続いて、以下に実施例1に係る結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例1
単位:mm
[面データ]
面番号 r d nd vd PgF ΔPgF
物面 ∞ (d0)
1 -93.0551 1.2000 1.51823 58.96
2 23.8342 4.6276
3 86.2773 3.4379 2.00069 25.46 0.0111
4 -91.8587 4.2550
5 -23.9918 0.9000 1.59270 35.45
6 61.3805 2.2800
7* 38.2608 6.1892 1.77250 49.50
8* -29.5257 0.1500
9 97.0556 0.8000 1.67270 32.17 0.5963
10 16.7552 7.2942 1.59282 68.62 0.5440
11 -73.2576 1.0000
12(絞り) ∞ (d12)
13* 36.9838 0.8000 1.69350 53.20
14 21.5563 (d14)
15* 195.9268 4.6059 1.77250 49.50
16* -25.9951 0.1500
17 54.1435 0.9000 1.59270 35.45
18 25.7045 5.6590
19 -28.2657 0.9000 1.67270 32.17
20 -50.9392 (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
7面 8面 13面
K 0.00000 0.00000 0.00000
A4 -8.25240E-06 7.29127E-06 -1.61897E-06
A6 -1.17690E-08 -2.10703E-08 -8.44664E-09
A8 1.05940E-10 1.13840E-10 -1.14148E-10
A10 -2.89400E-13 -2.58340E-13 0.00000E+00

15面 16面
K 0.00000 0.00000
A4 -1.11285E-05 2.29662E-06
A6 2.55185E-08 1.21727E-08
A8 -7.75238E-11 -7.94042E-11
A10 0.00000E+00 0.00000E+00

[各種データ]
INF
焦点距離 33.81
Fナンバー 2.07
全画角2ω 66.94
像高Y 21.63
レンズ全長 79.15

[可変間隔データ]
INF 撮影距離1430mm
d0 ∞ 1350.97
d12 3.0000 4.0978
d14 13.1013 12.0035
BF 17.8978 17.8978

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離 屈折力
L1 1 31.69 0.0316
L2 13 -76.13 -0.0131
L3 15 76.10 0.0131
1cm 9 -30.23 -0.0331
1cp 10 23.72 0.0422
図6は実施例2に係る結像光学系の無限遠合焦時のレンズ構成図である。実施例2の結像光学系は、物体側から像側へ順に、フォーカシングに際して像面に対して固定で正の屈折力を有する第1レンズ群L1と、フォーカシングに際して像面に対して固定な開口絞りSと、フォーカシングに際して像側に移動し負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、フォーカシングに際して像面に対して固定で正の屈折力を有する第3レンズ群L3とから構成される。
第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、両凹レンズと、両凸レンズと、両凹レンズと、R1、R2両面が非球面の両凸レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと両凸レンズの接合レンズとから構成される。
第2レンズ群L2は、R1、R2両面が非球面で物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズで構成される。
第3レンズ群L3は、物体側から像側へ順に、R1、R2両面が非球面の両凸レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと、物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズとから構成される。
続いて、以下に実施例2に係る結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例2
単位:mm
[面データ]
面番号 r d nd vd PgF ΔPgF
物面 ∞ (d0)
1 -72.9927 1.2000 1.51823 58.96
2 23.8699 4.0649
3 74.9311 3.3807 2.05090 26.94 0.0053
4 -120.0494 4.3439
5 -23.7446 0.9000 1.59270 35.45
6 88.8090 1.9983
7* 46.6364 6.1652 1.77250 49.50
8* -31.2948 0.1500
9 46.0353 0.8000 1.77047 29.74 0.5951
10 17.8591 7.4893 1.59282 68.62 0.5440
11 -75.4931 1.0000
12(絞り) ∞ (d12)
13* 39.3919 0.8000 1.69350 53.20
14* 22.3946 (d14)
15* 189.9582 4.3976 1.77250 49.50
16* -27.4939 0.1500
17 71.2299 0.9000 1.59270 35.45
18 25.5964 6.2888
19 -21.2285 0.9000 1.60342 38.01
20 -30.5871 (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
7面 8面 13面
K 0.00000 0.00000 0.00000
A4 -6.95250E-06 2.90950E-06 2.84270E-05
A6 -4.10290E-09 -6.07080E-09 -1.44570E-07
A8 1.17900E-10 9.19730E-11 -9.08680E-11
A10 -3.69840E-13 -2.76620E-13 0.00000E+00
A12 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
A14 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00

14面 15面 16面
K 0.00000 0.00000 0.00000
A4 3.48940E-05 -7.91560E-06 1.14300E-06
A6 -1.15340E-07 1.45400E-08 1.85070E-10
A8 -1.09740E-09 -2.33200E-11 -1.55070E-11
A10 2.18750E-11 0.00000E+00 0.00000E+00
A12 -2.25530E-13 0.00000E+00 0.00000E+00
A14 8.20780E-16 0.00000E+00 0.00000E+00

[各種データ]
INF
焦点距離 35.99
Fナンバー 2.07
全画角2ω 63.53
像高Y 21.63
レンズ全長 79.15

[可変間隔データ]
INF 撮影距離1517mm
d0 ∞ 1438.33
d12 3.0000 4.0246
d14 13.3214 12.2968
BF 17.8981 17.8981

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離 屈折力
L1 1 31.17 0.0321
L2 13 -76.31 -0.0131
L3 15 95.57 0.0105
1cm 9 -38.35 -0.0261
1cp 10 25.11 0.0398
図11は実施例3に係る結像光学系の無限遠合焦時のレンズ構成図である。実施例3の結像光学系は、物体側から像側へ順に、フォーカシングに際して像面に対して固定で正の屈折力を有する第1レンズ群L1と、フォーカシングに際して像面に対して固定な開口絞りSと、フォーカシングに際して像側に移動し負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、フォーカシングに際して像面に対して固定で正の屈折力を有する第3レンズ群L3とから構成される。
第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、両凹レンズと、両凸レンズと、両凹レンズと、R1、R2両面が非球面の両凸レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの接合レンズとから構成される。
第2レンズ群L2は、R1、R2両面が非球面で物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズで構成される。
第3レンズ群L3は、物体側から像側へ順に、R1、R2両面が非球面の両凸レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと、物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズとから構成される。
続いて、以下に実施例3に係る結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例3
単位:mm
[面データ]
面番号 r d nd vd PgF ΔPgF
物面 ∞ (d0)
1 -72.9927 1.2000 1.59270 35.45
2 48.6391 1.9205
3 72.3426 3.4258 1.92286 20.88 0.0283
4 -176.5175 4.7893
5 -26.2559 0.9000 1.67270 32.17
6 117.3025 0.2188
7* 50.8764 7.9998 1.77250 49.50
8* -29.5432 0.1500
9 36.6043 0.8000 1.59270 35.45 0.5927
10 16.6985 8.5188 1.49700 81.61 0.5389
11 299.1932 1.7575
12(絞り) ∞ (d12)
13* 40.2318 0.8000 1.49710 81.56
14* 23.0252 (d14)
15* 146.3090 4.9377 1.77250 49.50
16* -31.8830 0.1500
17 100.8372 0.9000 1.62004 36.26
18 31.5235 8.3350
19 -26.2521 0.9000 1.54072 47.20
20 -81.4785 (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
7面 8面 13面
K 0.00000 0.00000 0.00000
A4 -5.74280E-06 4.08260E-06 -3.70100E-06
A6 -1.02500E-10 -1.52210E-09 -1.55820E-08
A8 6.78370E-12 8.60190E-12 -2.66440E-11
A10 -1.28090E-14 -7.69670E-15 0.00000E+00
A12 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
A14 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00

14面 15面 16面
K 0.00000 0.00000 0.00000
A4 -2.30360E-06 -5.03510E-06 1.76160E-06
A6 -3.08470E-08 1.74390E-09 8.51970E-10
A8 3.56350E-10 -5.55130E-12 -3.84200E-11
A10 -3.62740E-12 1.42680E-13 2.22250E-13
A12 1.37380E-14 0.00000E+00 0.00000E+00
A14 -2.09000E-17 0.00000E+00 0.00000E+00

[各種データ]
INF
焦点距離 50.00
Fナンバー 2.08
全画角2ω 46.01
像高Y 21.63
レンズ全長 84.36

[可変間隔データ]
INF 撮影距離2089mm
d0 ∞ 2004.90
d12 3.0000 4.6958
d14 15.7621 14.0663
BF 17.8985 17.8985

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離 屈折力
L1 1 43.86 0.0228
L2 13 -110.00 -0.0091
L3 15 210.52 0.0048
1cm 9 -52.59 -0.0190
1cp 10 35.23 0.0284
図16は実施例4に係る結像光学系の無限遠合焦時のレンズ構成図である。実施例4の結像光学系は、物体側から像側へ順に、フォーカシングに際して像面に対して固定で正の屈折力を有する第1レンズ群L1と、フォーカシングに際して像面に対して固定な開口絞りSと、フォーカシングに際して像側に移動し負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、フォーカシングに際して像面に対して固定で正の屈折力を有する第3レンズ群L3とから構成される。
第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、両凹レンズと、両凸レンズと、物体側に凹面を向けた凹メニスカスレンズと、R1、R2両面が非球面の両凸レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと両凸レンズの接合レンズとから構成される。
第2レンズ群L2は、R1、R2両面が非球面で物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズで構成される。
第3レンズ群L3は、物体側から像側へ順に、R1、R2両面が非球面の両凸レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズとから構成される。
続いて、以下に実施例4に係る結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例4
単位:mm
[面データ]
面番号 r d nd vd PgF ΔPgF
物面 ∞ (d0)
1 -500.0000 1.2000 1.49700 81.61
2 16.2863 5.0059
3 89.0261 2.2388 1.92286 20.88 0.0283
4 -1000.0000 6.8304
5 -16.9618 0.8000 1.59270 35.45
6 -1189.8488 0.2056
7* 50.2015 5.6857 1.77250 49.50
8* -22.1758 0.1500
9 66.0840 0.8000 1.69895 30.05 0.6029
10 19.5251 7.1306 1.59282 68.62 0.5440
11 -37.5502 1.0000
12(絞り) ∞ (d12)
13* 59.7647 0.8000 1.61881 63.85
14* 26.6626 (d14)
15* 77.8351 4.5593 1.77250 49.50
16* -30.6363 0.1500
17 334.8876 0.8000 1.59270 35.45
18 23.0874 (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
7面 8面 13面
K 0.00000 0.00000 0.00000
A4 -1.46840E-05 1.20500E-05 8.82220E-05
A6 -1.32480E-08 -1.89790E-08 -6.08790E-07
A8 3.04210E-10 1.48730E-10 1.97650E-09
A10 -8.65260E-13 -1.21980E-13 0.00000E+00

14面 15面 16面
K 0.00000 0.00000 0.00000
A4 9.79210E-05 -3.10730E-06 1.29770E-05
A6 -5.54490E-07 7.43350E-08 3.00660E-08
A8 2.06030E-09 -1.63970E-10 -1.13870E-10
A10 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00

[各種データ]
INF
焦点距離 28.00
Fナンバー 2.05
全画角2ω 78.03
像高Y 21.63
レンズ全長 74.15

[可変間隔データ]
INF 撮影距離1189mm
d0 ∞ 1114.77
d12 3.0000 3.9356
d14 9.3471 8.4115
BF 24.4448 24.4448

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離 屈折力
L1 1 25.60 0.0391
L2 13 -78.52 -0.0127
L3 15 84.78 0.0118
1cm 9 -39.93 -0.0250
1cp 10 22.73 0.0440
図21は実施例5に係る結像光学系の無限遠合焦時のレンズ構成図である。実施例5の結像光学系は、物体側から像側へ順に、フォーカシングに際して像面に対して固定で正の屈折力を有する第1レンズ群L1と、フォーカシングに際して像面に対して固定な開口絞りSと、フォーカシングに際して像側に移動し負の屈折力を有する第2レンズ群L2と、フォーカシングに際して像面に対して固定で正の屈折力を有する第3レンズ群L3とから構成される。
第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に、両凹レンズと、両凸レンズと、両凹レンズと、R1、R2両面が非球面の両凸レンズと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと両凸レンズの接合レンズとから構成される。
第2レンズ群L2は、R1面が非球面で物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズで構成される。
第3レンズ群L3は、物体側から像側へ順に、R1、R2両面が非球面の両凸レンズと、両凹レンズとから構成される。
続いて、以下に実施例5に係る結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例5
単位:mm
[面データ]
面番号 r d nd vd PgF ΔPgF
物面 ∞ (d0)
1 -304.0670 1.0000 1.51680 64.20
2 15.4326 5.2566
3 1000.0000 2.4472 1.92286 20.88 0.0283
4 -46.5942 3.8633
5 -14.4417 0.8000 1.59270 35.45
6 124.2469 0.4132
7* 37.3081 5.9374 1.77250 49.50
8* -19.2824 0.1500
9 38.4104 0.8000 1.77830 23.91 0.6248
10 16.9871 6.5824 1.59282 68.62 0.5440
11 -40.2199 1.0000
12(絞り) ∞ (d12)
13* 31.7575 0.8000 1.61881 63.85
14 13.6901 (d14)
15* 145.1041 4.7218 1.77250 49.50
16* -16.1163 0.1500
17 -23.3479 0.8000 1.59270 35.45
18 84.8634 (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
7面 8面 13面
K 0.00000 0.00000 0.00000
A4 -2.28070E-05 1.54020E-05 -2.23630E-06
A6 -2.92400E-08 -4.29110E-08 -1.80770E-08
A8 7.13500E-10 4.02260E-10 -1.25580E-09
A10 -2.40930E-12 -3.69220E-13 0.00000E+00

15面 16面
K 0.00000 0.00000
A4 4.22730E-06 3.62540E-05
A6 2.96920E-08 1.11180E-08
A8 -5.77840E-10 -6.48570E-10
A10 0.00000E+00 0.00000E+00

[各種データ]
INF
焦点距離 24.00
Fナンバー 1.86
全画角2ω 63.73
像高Y 14.20
レンズ全長 64.15

[可変間隔データ]
INF 撮影距離1020mm
d0 ∞ 955.55
d12 3.0000 3.5198
d14 8.5280 8.0082
BF 17.8982 17.8982

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離 屈折力
L1 1 19.53 0.0512
L2 13 -39.56 -0.0253
L3 15 47.58 0.0210
1cm 9 -39.78 -0.0251
1cp 10 21.05 0.0475
以下に上記の各実施例に対応する条件式対応値を示す。
[条件式対応値]
条件式 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5
(1) Y/Bf 1.21 1.21 1.21 0.88 0.79
(2) φ/φ2 -2.25 -2.12 -2.20 -2.80 -1.65
(3) φ/φ3 2.25 2.66 4.21 3.03 1.98
(4) ※1 0.0004 0.0003 0.0002 0.0002 0.0004
(5) ※2 0.0014 0.0013 0.0012 0.0015 0.0018
(6) Exp・φ 1.34 1.27 0.89 1.50 1.59
(7) LT・φ 2.34 2.20 1.69 2.65 2.67
(8) β23 1.07 1.15 1.14 1.09 1.23
(9) νd1p 25.46 26.94 20.88 20.88 20.88
(10) ΔPgF1p 0.0111 0.0053 0.0283 0.0283 0.0283

※1 |φ1cm/νd1cm + φ1cp/νd1cp|
※2 |(PgF1cm - PgF1cp)/(νd1cm)|
各実施例の諸収差図から明らかなとおり、本発明によれば、小型化と高性能化を両立し、バックフォーカスの短いミラーレスカメラに最適な結像光学系を提供することができる。
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群
S 開放絞り
I 像面

Claims (6)

  1. 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と、
    からなり、
    至近へのフォーカシングに際して前記第2レンズ群L2が像側に移動すると共に前記第1レンズ群L1と開口絞りSと前記第3レンズ群L3は像面に対して固定であり、
    前記第1レンズ群L1は最も物体側に配置され物体側に凹面を向けた負レンズと少なくとも1つの接合レンズを有し、前記接合レンズは物体側から像側へ順に物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと正レンズとからなり、以下の条件式を満足し、前記第1レンズ群L1の最も物体側に配する正レンズ素子1pが以下の条件式(9)及び(10)を満足することを特徴とする結像光学系
    0.70 < Y/Bf (1)
    -3.50 < φ/φ2 < -1.20 (2)
    1.60 < φ/φ3 < 5.00 (3)
    νd1p < 35.00 (9)
    0.0040 < ΔPgF1p (10)
    但し、
    Yは最大像高、
    Bfは前記第3レンズ群L3の最も像側の面の面頂から像面までの距離、
    φは無限遠合焦時のレンズ全系の屈折力、
    φ2は前記第2レンズ群L2の屈折力、
    φ3は前記第3レンズ群L3の屈折力、
    νd1pは前記正レンズ素子1pのアッベ数、
    ΔPgF1pは前記正レンズ素子1pの異常分散性であり、以下の式で表される。
    ΔPgF1p = PgF1p + 0.0018×νd1p ― 0.64833
    但し、
    PgF1pは前記正レンズ素子1pのg線とF線に関する部分分散比PgFである。
  2. 前記接合レンズが以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の結像光学系
    |φ1cm/νd1cm + φ1cp/νd1cp| < 0.0005 (4)
    |(PgF1cm - PgF1cp)/(νd1cm - νd1cp)| < 0.0023 (5)
    但し、
    φ1cmは、前記接合レンズを構成する負レンズ素子の屈折力、
    νd1cmは、前記接合レンズを構成する負レンズ素子のアッベ数、
    φ1cpは、前記接合レンズを構成する正レンズ素子の屈折力、
    νd1cpは、前記接合レンズを構成する正レンズ素子のアッベ数、
    PgF1cmは、前記接合レンズを構成する負レンズ素子のg線とF線に関する部分分散比、
    PgF1cpは、前記接合レンズを構成する正レンズ素子のg線とF線に関する部分分散比である。
  3. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の結像光学系
    0.70 < Exp・φ (6)
    但し、
    Expは無限遠合焦時の射出瞳面から像面までの距離、
    φは無限遠合焦時のレンズ全系の屈折力である。
  4. 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3のいずれかに記載の結像光学系
    LT・φ < 2.90 (7)
    但し、
    LTは前記第1レンズ群L1の最も物体側の面の面頂から像面までの距離、
    φは無限遠合焦時のレンズ全系の屈折力である。
  5. 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4のいずれかに記載の結像光学系
    β23 < 1.50 (8)
    但し、
    β23は無限遠合焦時の前記第2レンズ群L2と前記第3レンズ群L3の合成横倍率である。
  6. 前記第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乃至のいずれかに記載の結像光学系
JP2020069658A 2020-04-08 2020-04-08 結像光学系 Active JP7423058B2 (ja)

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