JP7699490B2 - 光学系および撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光学系および撮像装置に関する。
ビデオカメラ、デジタルスチルカメラおよびミラーレス一眼カメラに用いられる光学系には、小型で高い光学性能を有することが要求される。このような光学系には、第１レンズ群、第２レンズ群および第３レンズ群の３つのレンズ群からなり、第２レンズ群がフォーカシングのために移動可能であり、かつ３つのレンズ群がいずれも正の屈折力を有する光学系が知られている（例えば、特許文献１～３参照）。
しかしながら、上述のような従来技術には、光学全長の短縮化と高い光学性能との両立の観点から検討の余地が残されている。たとえば、特許文献１、２に記載の技術は、大口径の光学系であるが、全系の焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距離および第１レンズ群の物体側面から第３レンズ群の最も像面側のレンズまでの焦点距離に対する第２レンズ群の焦点距離が十分に最適化されていない。そのため、光学全長を短縮しながら高性能化することが不十分である。また、特許文献３に記載の技術は、第１レンズ群の物体側面から第３レンズ群の最も像面側のレンズまでの焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距離が最適化されているが、第１レンズ群の物体側面から第３レンズ群の最も像面側のレンズまでの焦点距離に対する第２レンズ群の焦点距離が十分に最適化されていない。そのため、光学全長を短縮しながら高性能化することが不十分である。
本発明の課題は、光学全長が短く、かつ高性能な光学系および撮像装置を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群からなり、前記第２レンズ群は、隣り合うレンズ群間の間隔を変化させるように、光軸に沿って移動可能である光学系であって、第１レンズ群は、物体側から順に第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズを少なくとも有し、前記第１レンズおよび前記第２レンズは負の屈折力を有し、以下の式を満足する。
１．５＜ｆ１／ｆ＜７．０・・・・・（１）
１．５＜ｆ２／ｆ＜５．０・・・・・（２）
但し、
ｆ：無限遠合焦時の第１レンズ群の物体側面から第３レンズ群の最も像面側のレンズまででの焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
１．５＜ｆ１／ｆ＜７．０・・・・・（１）
１．５＜ｆ２／ｆ＜５．０・・・・・（２）
但し、
ｆ：無限遠合焦時の第１レンズ群の物体側面から第３レンズ群の最も像面側のレンズまででの焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る撮像装置は、上記の光学系と、前記光学系の像面側に設けられた、前記光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と、を備える。
本発明の一態様によれば、光学全長が短く、かつ高性能な光学系および撮像装置を提供することができる。
〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。本発明の実施形態は、フィルムカメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの撮像光学系として好適な光学系および当該光学系を備えた撮像装置に関する。以下に説明する当該光学系および撮像装置は、本発明に係る光学系および撮像装置の一態様であって、本発明に係る光学系および撮像装置は以下の態様に限定されない。本明細書において、「からなる」で表現される構成は、実質的にその構成しか含まないことを意味する。
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。本発明の実施形態は、フィルムカメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの撮像光学系として好適な光学系および当該光学系を備えた撮像装置に関する。以下に説明する当該光学系および撮像装置は、本発明に係る光学系および撮像装置の一態様であって、本発明に係る光学系および撮像装置は以下の態様に限定されない。本明細書において、「からなる」で表現される構成は、実質的にその構成しか含まないことを意味する。
１．光学系
１－１．光学的構成
本発明の一実施形態に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群からなる。各レンズ群が正の屈折力を有するため、光束を集光することが容易となる。よって、本実施形態では、大口径の光学系の設計が可能である。
１－１．光学的構成
本発明の一実施形態に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群からなる。各レンズ群が正の屈折力を有するため、光束を集光することが容易となる。よって、本実施形態では、大口径の光学系の設計が可能である。
本明細書中において、「レンズ群」は、１つ以上のレンズを含み、レンズ群に含むレンズ同士の間隔は、変化しない。
また、本明細書中において、レンズ群には、接合レンズが含まれていてもよい。レンズ群に接合レンズが含まれている場合のレンズ枚数は、それぞれ接合されているレンズを数える。接合レンズとしては、例えば、空気間隔を介することなく複数のレンズが一体化した接合レンズが挙げられる。この場合は、接合レンズを構成する複数のレンズだけ数える。接合レンズの別の例としては、非常に薄く、光学的に実質的に影響しない厚さの接着剤の層により接合されている複数のレンズが一体化した接合レンズが挙げられる。この場合は、接着剤の層はレンズとして数えない。
また、レンズ群には、１枚のレンズと樹脂とが一体化した複合レンズが含まれていてもよい。例えば、１枚のレンズと樹脂とが一体化した複合レンズは１枚のレンズと数えられる。
（１）第１レンズ群
第１レンズ群は、本実施形態の光学系を構成する３つのレンズ群のうち、最も物体側に位置するレンズ群である。第１レンズ群は、レンズ群全体で正の屈折力を有する。第１レンズ群は、物体側から順に第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズを少なくとも有し、第１レンズおよび第２レンズは負の屈折力を有する。このように、第１レンズ群における最も物体側のレンズから２枚目までのレンズが負の屈折力を有するレンズ（負レンズ）である。本実施形態では、このような構成により、径方向の小型化が達成可能であり、また広角化が実現可能である。
第１レンズ群は、本実施形態の光学系を構成する３つのレンズ群のうち、最も物体側に位置するレンズ群である。第１レンズ群は、レンズ群全体で正の屈折力を有する。第１レンズ群は、物体側から順に第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズを少なくとも有し、第１レンズおよび第２レンズは負の屈折力を有する。このように、第１レンズ群における最も物体側のレンズから２枚目までのレンズが負の屈折力を有するレンズ（負レンズ）である。本実施形態では、このような構成により、径方向の小型化が達成可能であり、また広角化が実現可能である。
さらに、第１レンズおよび第２レンズは、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとすることがより好ましい。この構成は、歪曲収差およびコマ収差を補正し、径方向の小型化を達成し、かつ広角化を実現する観点から好ましい。
また、第１レンズ群内に接合レンズを少なくとも１つ含むことが好ましい。この構成は、光学系全体で発生する軸上色収差および倍率色収差を良好に補正する観点から好ましい。また、当該構成は、レンズ間隔を少なくして光学系の光学全長をより短くする観点から好ましい。
（２）第２レンズ群
第２レンズ群は、本実施形態の光学系を構成する３つのレンズ群の中央に位置するレンズ群である。第２レンズ群は、レンズ群全体で正の屈折力を有する。第２レンズ群は、隣り合うレンズ群間の間隔を変化させるように、光軸に沿って移動可能であり、本実施形態の光学系において、後述するようにフォーカス群となる。
第２レンズ群は、本実施形態の光学系を構成する３つのレンズ群の中央に位置するレンズ群である。第２レンズ群は、レンズ群全体で正の屈折力を有する。第２レンズ群は、隣り合うレンズ群間の間隔を変化させるように、光軸に沿って移動可能であり、本実施形態の光学系において、後述するようにフォーカス群となる。
第２レンズ群は、３枚以下のレンズで構成されていることが好ましい。この構成は、第２レンズ群を移動させるためのアクチュエータなどの駆動装置の小型化を図り、以て本実施形態の光学系における鏡筒全体を含めた小型化を図る観点から好ましい。
また、第２レンズ群において、第２レンズ群の最も物体側のレンズは、物体側に対して凹面を有することが好ましい。この構成は、フォーカシング時に発生する像面変動を良好に補正する観点から好ましい。
（３）第３レンズ群
第３レンズ群は、本実施形態の光学系を構成する３つのレンズ群のうち、最も像面側に位置するレンズ群である。第３レンズ群は、レンズ群全体で正の屈折力を有する。
第３レンズ群は、本実施形態の光学系を構成する３つのレンズ群のうち、最も像面側に位置するレンズ群である。第３レンズ群は、レンズ群全体で正の屈折力を有する。
第３レンズ群は、３枚以下のレンズで構成されていることが好ましい。この構成は、レンズ枚数を少なくして光学全長を短くする観点から好ましい。そして、この３枚以下のレンズは、少なくとも１枚の負レンズを含む一方で、非球面レンズを含まないことが好ましい。この構成は、色収差および像面性を良好に補正する観点から好ましい。
（４）他の構成
本発明の実施形態の光学系は、物体側から順に、第１レンズ群、第２レンズ群および第３レンズ群、の３つのレンズ群のみから構成される。第１レンズ群と第２レンズ群との間、第２レンズ群と第３レンズ群との間、および第３レンズ群よりも像面側、には他のレンズ群は含まれない。本発明の実施形態の光学系は、本実施形態の効果が得られる範囲において、上記のレンズ群以外の他の光学素子をさらに含んでもよい。
本発明の実施形態の光学系は、物体側から順に、第１レンズ群、第２レンズ群および第３レンズ群、の３つのレンズ群のみから構成される。第１レンズ群と第２レンズ群との間、第２レンズ群と第３レンズ群との間、および第３レンズ群よりも像面側、には他のレンズ群は含まれない。本発明の実施形態の光学系は、本実施形態の効果が得られる範囲において、上記のレンズ群以外の他の光学素子をさらに含んでもよい。
当該光学系は、絞りを有することが好ましい。但し、ここでいう絞りは、当該光学系の光束径を規定する絞り、すなわち当該光学系のＦナンバーを規定する絞りをいう。絞りは、第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置されることが好ましい。この構成は、絞りの物体側および像面側のレンズの有効径を小さくする観点から好ましい。また、当該構成は、絞りの物体側の正の屈折力を有するレンズ（正レンズ）の物体側、および、絞りの像面側の正レンズの像面側、の両面の有効径を絞りに対して比較的小さくする観点から好ましい。この構成は、隣接するレンズによる収差補正の働きを抑制する観点から好ましい。
１－２．合焦時の動作
本発明の実施形態において、第２レンズ群は、隣り合うレンズ群間の間隔を変化させるように、光軸に沿って移動可能である。第２レンズ群は、いわゆるフォーカス群として機能し、無限遠から有限距離物体へ合焦時に光軸方向に移動する。第２レンズ群をフォーカス群とする構成は、光学系を構成するレンズ群の一部のレンズ群のみ（一レンズ群のみ）の移動のみによってフォーカシングが実施されるため、光学系の鏡筒全体を含めた小型化が可能となる。
本発明の実施形態において、第２レンズ群は、隣り合うレンズ群間の間隔を変化させるように、光軸に沿って移動可能である。第２レンズ群は、いわゆるフォーカス群として機能し、無限遠から有限距離物体へ合焦時に光軸方向に移動する。第２レンズ群をフォーカス群とする構成は、光学系を構成するレンズ群の一部のレンズ群のみ（一レンズ群のみ）の移動のみによってフォーカシングが実施されるため、光学系の鏡筒全体を含めた小型化が可能となる。
１－３．光学系の条件を表す式
本実施形態に係る光学系は、前述した構成を採用すると共に、次に説明する式を少なくとも１つ以上満足することが好ましい。
１．５＜ｆ１／ｆ＜７．０・・・・・（１）
但し、
ｆ：無限遠合焦時の光学系の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
本実施形態に係る光学系は、前述した構成を採用すると共に、次に説明する式を少なくとも１つ以上満足することが好ましい。
１．５＜ｆ１／ｆ＜７．０・・・・・（１）
但し、
ｆ：無限遠合焦時の光学系の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
式（１）は、第１レンズ群の焦点距離と無限遠合焦時の光学系の焦点距離を規定している。式（１）を満たすことは、光学系の小型化と収差の良好な補正とを実現する観点から好ましい。ｆ１／ｆが式（１）の上限超では、第１レンズ群のパワーが弱くなり、光学系全体の大型化につながるため好ましくない。一方、ｆ１／ｆが式（１）の下限未満となると、第１レンズ群のパワーが強くなり、小型化するには有利になるが、１群内で発生するコマ収差等の発生量が大きくなり補正が困難となるため好ましくない。上記の観点から、ｆ１／ｆは、１．８０超であることがより好ましく、１．９５超であることがさらに好ましい。また、上記の観点から、ｆ１／ｆは、６．５０未満であることがより好ましく、６．１０未満であることがさらに好ましい。
本実施形態に係る光学系は、以下の条件を満足することが好ましい。
１．５＜ｆ２／ｆ＜５．０・・・・・（２）
但し、
ｆ：無限遠合焦時の光学系の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
１．５＜ｆ２／ｆ＜５．０・・・・・（２）
但し、
ｆ：無限遠合焦時の光学系の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
式（２）は、第２レンズ群の焦点距離と無限遠合焦時の光学系の焦点距離を規定している。式（２）を満たすことは、光学系の径方向における小型化と収差の良好な補正とを実現する観点から好ましい。ｆ２／ｆが式（２）の上限超では第２レンズ群のパワーが弱くなり、フォーカス群の移動量が大きくなり、フォーカス群を移動させるためのアクチュエータ等が大型化するため好ましくない。一方、ｆ２／ｆが式（２）の下限未満となると、第２レンズ群のパワーが強くなり、フォーカス群の小型化には有利になるが、フォーカシングに際して収差変動が大きくなり補正が困難となるため好ましくない。上記の観点から、ｆ２／ｆは、１．８０超であることがより好ましく、１．９５超であることがさらに好ましい。また、上記の観点から、ｆ２／ｆは、４．００未満であることがより好ましく、３．５０未満であることがさらに好ましい。
本実施形態に係る光学系は、以下の条件を満足することが好ましい。
０．５４＜ｆ１／ｆ２＜３．７４・・・・・（３）
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
０．５４＜ｆ１／ｆ２＜３．７４・・・・・（３）
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
式（３）は、第１レンズ群の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離を規定している。式（３）を満たすことは、光学系の小型化と収差の良好な補正とを実現する観点から好ましい。ｆ１／ｆ２が式（３）の上限以上になると、第１レンズ群のパワーが弱くなり、光学系全体の大型化につながる。ｆ１／ｆ２が式（３）の下限以下になると、第１レンズ群のパワーが強くなり、小型化するには有利になるが、第１レンズ群内で発生するコマ収差などの発生量が大きくなり補正が困難となる。ｆ１／ｆ２は、コマ収差などの収差を良好に補正する観点から、０．６２超であることがより好ましく、０．７０超であることがさらに好ましい。また、ｆ１／ｆ２は、光学系の小型化の観点から、３．４６未満であることがより好ましく、３．１７未満であることがさらに好ましい。
本実施形態に係る光学系は、以下の条件を満足することが好ましい。
０．７８＜ｆ３／ｆ１＜７．３３・・・・・（４）
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
０．７８＜ｆ３／ｆ１＜７．３３・・・・・（４）
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
式（４）は、第３レンズ群の焦点距離と第１レンズ群の焦点距離を規定している。式（４）を満たすことは、光学系の径方向における小型化と収差の良好な補正とを実現する観点から好ましい。ｆ３／ｆ１が式（４）の下限以下になると、第３レンズ群のパワーが強くなり第１レンズ群のパワーが弱くなる。このため、軸外光線の第３レンズ群への入射高が高くなり、第３レンズ群の径が大きくなる。ｆ３／ｆ１が式（４）の上限以上になると、第３レンズ群のパワーは弱くなり第１レンズ群のパワーが強くなる。このため、第３レンズ群の径小には有利になるが第１レンズ群内で発生するコマ収差などの発生量が大きくなり補正が困難となる。ｆ３／ｆ１は、上記の観点から、０．８９超であることがより好ましく、１．００超であることがさらに好ましい。また、ｆ３／ｆ１は、上記の観点から、６．７７未満であることがより好ましく、６．２０未満であることがさらに好ましい。
本実施形態に係る光学系は、以下の条件を満足することが好ましい。
０．１２＜β２＜０．５８・・・・・（５）
但し、
β２：第２レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
０．１２＜β２＜０．５８・・・・・（５）
但し、
β２：第２レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
式（５）は、第２レンズ群の横倍率を規定している。式（５）を満たすことは、光学系の小型化と収差の良好な補正とを実現する観点から好ましい。β２が式（５）の上限以上になると、第１レンズ群と第２レンズ群の合成の焦点距離が長くなり、パワーは弱くなるため、光学系全体の大型化につながる。β２が式（５）の下限以下になると、第１レンズ群と第２レンズ群の合成のパワーが強くなり、小型化するには有利になるが１群内で発生するコマ収差の補正やフォーカシングに際して収差変動が大きくなり補正が困難となる。β２は、上記の観点から、０．１３超であることがより好ましく、０．１５超であることがさらに好ましい。また、β２は、上記の観点から、０．５３未満であることがより好ましく、０．４９未満であることがさらに好ましい。
本実施形態に係る光学系は、以下の条件を満足することが好ましい。
Ｎｄ３＜１．７・・・・・（６）
但し、
Ｎｄ３：第３レンズのｄ線に対する屈折率
Ｎｄ３＜１．７・・・・・（６）
但し、
Ｎｄ３：第３レンズのｄ線に対する屈折率
式（６）は、第３レンズのｄ線における屈折率を規定している。式（６）を満たすことは、光学系の高性能化の観点から好ましい。Ｎｄ３が式（６）の上限以上になると、第３レンズのパワーが強くなり、像面湾曲などの収差補正に有利なレンズ形状を設計することが困難になるため、高性能化の観点から好ましくない。Ｎｄ３は、上記の観点から、１．６５未満であることがより好ましく、１．６０未満であることがさらに好ましい。Ｎｄ３は、上記の観点によれば下限値を特に規定する必要はないが、例えば上記の観点の効果が十分に発現される観点から、１．３０超であればよい。
本実施形態に係る光学系は、以下の条件を満足することが好ましい。
６０＜νｄ２ｍａｘ・・・・・（７）
但し、
νｄ２ｍａｘ：第２レンズ群のレンズにおけるｄ線に対するアッベ数の最大値
６０＜νｄ２ｍａｘ・・・・・（７）
但し、
νｄ２ｍａｘ：第２レンズ群のレンズにおけるｄ線に対するアッベ数の最大値
式（７）は、第２レンズ群のレンズにおけるｄ線に対するアッベ数を規定している。νｄ２ｍａｘは、第２レンズ群を構成する各レンズのｄ線に対するアッベ数のうち、最も高い値である。式（７）を満たすことは、収差の良好な補正の観点から好ましい。νｄ２ｍａｘが式（７）の下限以下になると、第２レンズ群内に低分散の材料を使用することが困難になるため、軸上色収差および倍率色収差などの補正が困難となる。νｄ２ｍａｘは、上記の観点から、７０超であることがより好ましく、８０超であることがさらに好ましい。νｄ２ｍａｘは、上記の観点によれば上限値を特に規定する必要はないが、例えば上記の観点の効果が十分に発現される観点から、１２０未満であればよい。
本実施形態に係る光学系は、以下の条件を満足することが好ましい。
νｄ１２３ｍｉｎ＜４５・・・・・（８）
但し、
νｄ１２３ｍｉｎ：第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズにおけるｄ線に対するアッベ数の最小値
νｄ１２３ｍｉｎ＜４５・・・・・（８）
但し、
νｄ１２３ｍｉｎ：第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズにおけるｄ線に対するアッベ数の最小値
式（８）は第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズの中で最も低いｄ線におけるアッベ数を規定している。式（８）を満たすことは、収差の良好な補正の観点から好ましい。νｄ１２３ｍｉｎが式（８）の上限以上になると、倍率色収差などの補正が困難となる。νｄ１２３ｍｉｎは、上記の観点から、４０未満であることがより好ましく、３６未満であることがさらに好ましい。νｄ１２３ｍｉｎは、上記の観点によれば下限値を特に規定する必要はないが、例えば上記の観点の効果が十分に発現される観点から、１０超であることが好ましい。
本実施形態に係る光学系は、以下の条件を満足することが好ましい。
６０＜νｄ３２１ｍａｘ・・・・・（９）
但し、
νｄ３２１ｍａｘ：第（ｍ－２）レンズ、第（ｍ－１）レンズおよび第ｍレンズにおけるｄ線に対するアッベ数の最大値
６０＜νｄ３２１ｍａｘ・・・・・（９）
但し、
νｄ３２１ｍａｘ：第（ｍ－２）レンズ、第（ｍ－１）レンズおよび第ｍレンズにおけるｄ線に対するアッベ数の最大値
式（９）は、第３レンズ群に含まれるレンズのうち、最も像面側から順に３枚のレンズの中で最も高いｄ線におけるアッベ数を規定している。νｄ３２１ｍａｘは、第３レンズ群に位置する最も像面側から３枚の各レンズのｄ線におけるアッベ数のうち最も高い値である。なお、ｍは、光学系のレンズの総数であり、好ましくは７以上の整数である。式（９）を満たすことは、収差の良好な補正の観点から好ましい。νｄ３２１ｍａｘが式（９）の下限以下になると、倍率色収差などの補正が困難となる。νｄ３２１ｍａｘは、上記の観点から、６５超であることがより好ましく、７０超であることがさらに好ましい。νｄ３２１ｍａｘは、上記の観点によれば上限値を特に規定する必要はないが、例えば上記の観点の効果が十分に発現される観点から、１２０未満であることが好ましい。
本実施形態に係る光学系は、以下の条件を満足することが好ましい。
０．５＜（１－β２２）×β３２＜１．５・・・・・（１０）
但し、
β２：第２レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
β３：第３レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
０．５＜（１－β２２）×β３２＜１．５・・・・・（１０）
但し、
β２：第２レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
β３：第３レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
式（１０）は、第２レンズ群の光軸方向の移動量に対する結像面の移動量の比を示している。式（１０）を満たすことは、光学系の小型化および収差の良好な補正の観点から好ましい。（１－β２２）×β３２が式（１０）の下限以下になると、第２レンズ群の移動量の増加により、光学全長が長くなる。（１－β２２）×β３２が式（１０）の上限以上になると、フォーカス群（第２レンズ群）の小型化には有利になるが、フォーカシングに際して収差変動が大きくなり補正が困難となる。光学全長をより短くする観点から、（１－β２２）×β３２は０．７超であることがより好ましく、０．９超であることがさらに好ましい。また、フォーカシングにおける収差変動を抑制する観点から、（１－β２２）×β３２は１．３未満であることがより好ましく、１．１未満であることがさらに好ましい。
２．撮像装置
次に、本発明の一実施形態に係る撮像装置について説明する。当該撮像装置は、上記実施形態に係る光学系と、当該光学系の像面側に設けられた、当該光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備える。本実施形態における光学系は、例えば単焦点レンズである。
次に、本発明の一実施形態に係る撮像装置について説明する。当該撮像装置は、上記実施形態に係る光学系と、当該光学系の像面側に設けられた、当該光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備える。本実施形態における光学系は、例えば単焦点レンズである。
ここで、撮像素子に限定はなく、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサおよびＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどの固体撮像素子、銀塩フィルム、赤外線カットフィルター（ＩＲＣＦ）なども用いることができる。本実施形態に係る撮像装置は、ＦＡ用カメラ、デジタルカメラ、およびビデオカメラなどの、上記の固体撮像素子を用いた撮像装置に好適である。また、当該撮像装置は、レンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよいし、一眼レフカメラ、ミラーレス一眼カメラなどのレンズ交換式の撮像装置であってもよい。
図１１は、本実施形態に係る撮像装置の構成の一例を模式的に示す図である。図１１に示されるように、ミラーレス一眼カメラ１は、本体２および本体２に着脱可能な鏡筒３を有している。ミラーレス一眼カメラ１は、撮像装置の一態様である。
鏡筒３は、光学系３０を有している。光学系３０は、第１レンズ群３１、第２レンズ群３２および第３レンズ群３３を備えている。第１レンズ群３１、第２レンズ群３２および第３レンズ群３３は、いずれも、正の屈折力を有するように構成されている。また、第１レンズ群３１は、物体側から順に第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズを少なくとも有している。さらに、光学系３０は、例えば前述した式（１）、（２）を満足するように構成されている。なお、第１レンズ群３１と第２レンズ群３２との間には、絞り３４が配置されている。
本体２は、撮像素子としてのカバーガラス２１およびＣＣＤセンサ２２を有している。ＣＣＤセンサ２２は、本体２中における、本体２に装着された鏡筒３内の光学系３０の光軸ＯＡが中心軸となる位置に配置されている。本体２は、カバーガラス２１に代えて、赤外線カットフィルターなどの実質的な屈折力を有さない光学素子を有していてもよい。
本発明の実施形態における光学系は、光学系のパワー配置および合焦に際する可動群を適切にすることで、全長が短く大口径な小型の、そして高性能の光学系として構成される。そして、本発明の実施形態のおける撮像装置は、このような光学系を備えることから、光軸方向の長さが小さく高性能な撮像が要求される撮像装置、例えば車載カメラ、ドローン搭載カメラなどのデジタル入出力機器に好適である。
本発明は、上述した各実施形態に限定されず、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明の一実施例について以下に説明する。なお、以下の各表において、長さの単位は全て「ｍｍ」であり、画角の単位は全て「°」である。また、「Ｅ－ａ」は「×１０－ａ」を示す。また、実施例１では図および表における表示を説明するが、実施例１における図および表における表示は、他の実施例における図および表についても同様である。
以下に示す実施例１から実施例５の光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、絞りＳ、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、および、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３、から構成されている。また、無限遠から有限距離物体へ合焦時において、第１レンズ群Ｇ１及び第３レンズ群Ｇ３はそれぞれ像面ＩＭＧに対して固定されたまま移動せず、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って物体側に移動する。
［実施例１］
図１は、実施例１の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に示す図である。図１に示す「ＣＧ」はカバーガラスであり、「ＩＭＧ」は像面（結像面）である。図中の矢印は、フォーカシング時における第２レンズ群Ｇ２の移動の様子を示している。矢印は、第２レンズ群Ｇ２がフォーカシングのために、当該矢印における光軸方向の範囲をほぼ直線的に移動することを示している。
図１は、実施例１の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に示す図である。図１に示す「ＣＧ」はカバーガラスであり、「ＩＭＧ」は像面（結像面）である。図中の矢印は、フォーカシング時における第２レンズ群Ｇ２の移動の様子を示している。矢印は、第２レンズ群Ｇ２がフォーカシングのために、当該矢印における光軸方向の範囲をほぼ直線的に移動することを示している。
第１レンズ群は、物体側から順に、物体側に対して凸面を有する負のメニスカスレンズと、物体側に対して凸面を有する負のメニスカスレンズと、両凹レンズと、両凸レンズと、両凹レンズと両凸レンズとが接合された接合レンズと、物体側に対して凸面を有する正のメニスカスレンズから構成されている。
第２レンズ群は、物体側から順に、物体側に対して凹面を有する負のメニスカスレンズと、両凸レンズから構成されている。
第３レンズ群は、物体側から順に、両凹レンズと、両凸レンズと、両凸レンズから構成されている。
次に、光学系の光学特性について説明する。表１は、実施例１の光学系の面データである。
実施例において、「面Ｎｏ．」は、物体側から光学系のレンズ面を数えたときのレンズ面の順番、「Ｒ」はレンズ面の曲率半径、「Ｄ」はレンズ面の光軸上の間隔、「Ｎｄ」はｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）に対するレンズの屈折率、「ＡＢＶ」はレンズのｄ線に対するアッベ数を表す。「Ｄ（ｎ）」（ｎは整数）は、レンズ面の光軸上の間隔が合焦時に変化する可変間隔であることを意味する。また、面番号に付随する「ＳＴＯＰ」は、絞りであることを表し、「ＡＳＰＨ」は、レンズ面が非球面であることを表す。また、曲率半径の欄の「０．００００」は平面を表す。
［表１］
面No. R D Nd ABV
1ASPH 26.0430 1.4000 1.59201 67.02
2ASPH 9.8952 5.3267
3 22.5704 1.2000 1.48749 70.44
4 12.7286 9.0478
5ASPH -18.5000 1.1008 1.59270 35.45
6 130.2490 0.1500
7 44.9859 4.0760 1.87070 40.73
8 -68.9830 0.2105
9 -68.0398 0.8000 1.84278 24.68
10 22.7771 5.3948 1.86762 40.85
11 -29.8917 0.1500
12 37.2419 1.8271 1.92276 20.90
13 135.2267 10.2554
14STOP 0.0000 0.0000
15 0.0000 D(15)
16ASPH -17.1538 1.1000 1.76802 49.24
17ASPH -20.0000 0.4136
18 40.2480 5.3810 1.43700 95.10
19 -15.7851 D(19)
20 -30.5014 0.8000 1.75520 27.53
21 30.9331 1.4287
22 43.7865 4.4582 1.49700 81.61
23 -49.6670 0.1500
24 56.5324 5.4496 1.71117 55.67
25 -40.3279 13.1000
26 0.0000 2.0000 1.51680 64.20
27 0.0000 1.0000
面No. R D Nd ABV
1ASPH 26.0430 1.4000 1.59201 67.02
2ASPH 9.8952 5.3267
3 22.5704 1.2000 1.48749 70.44
4 12.7286 9.0478
5ASPH -18.5000 1.1008 1.59270 35.45
6 130.2490 0.1500
7 44.9859 4.0760 1.87070 40.73
8 -68.9830 0.2105
9 -68.0398 0.8000 1.84278 24.68
10 22.7771 5.3948 1.86762 40.85
11 -29.8917 0.1500
12 37.2419 1.8271 1.92276 20.90
13 135.2267 10.2554
14STOP 0.0000 0.0000
15 0.0000 D(15)
16ASPH -17.1538 1.1000 1.76802 49.24
17ASPH -20.0000 0.4136
18 40.2480 5.3810 1.43700 95.10
19 -15.7851 D(19)
20 -30.5014 0.8000 1.75520 27.53
21 30.9331 1.4287
22 43.7865 4.4582 1.49700 81.61
23 -49.6670 0.1500
24 56.5324 5.4496 1.71117 55.67
25 -40.3279 13.1000
26 0.0000 2.0000 1.51680 64.20
27 0.0000 1.0000
表２は、実施例１の光学系の諸元表を示す。当該諸元表では、各撮影距離におけるそれぞれの光学特性の数値を示している。当該諸元表中、「Ｆ」は、各撮影距離における光学系の焦点距離、「Ｆｎｏ」はＦナンバー、「Ｗ」は半画角をそれぞれ表す。なお、「Ｄ（０）」は、撮影距離を意味する。なお、撮影距離は物体から第１面までの距離を指す。
［表２］
F 13.1301 13.1331 13.1412
Fno 1.8023 1.8197 1.8812
W 48.5322 48.4523 48.1981
D(0) ∞ 380.8913 113.4998
D(15) 7.8693 7.4458 6.5654
D(19) 2.4107 2.8341 3.7146
F 13.1301 13.1331 13.1412
Fno 1.8023 1.8197 1.8812
W 48.5322 48.4523 48.1981
D(0) ∞ 380.8913 113.4998
D(15) 7.8693 7.4458 6.5654
D(19) 2.4107 2.8341 3.7146
表３は、実施例１の光学系における各非球面の非球面係数を表す表である。表中の「Ｋ、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２」は、各非球面の非球面形状を以下の式で定義したときの各係数である。以下の式において、「Ｚ」は光軸方向の基準面からの変位量、「ｒ」は近軸曲率半径、「ｈ」は光軸に垂直な方向の光軸からの高さ、「Ｋ」は円錐係数、「Ａｎ」はｎ次の非球面係数とする。
［表３］
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.00000E+00 -4.16892E-05 1.43140E-07 -3.97690E-10 4.09977E-13
2 -5.88114E-01 -1.90902E-05 -2.24085E-07 2.86434E-09 -1.18741E-11
5 -3.66353E-01 -9.82977E-06 3.44722E-09 -1.57233E-09 1.48100E-11
16 8.84990E-01 3.79704E-05 9.21787E-07 -6.13394E-09 4.78012E-12
17 5.50000E-01 7.13104E-05 9.53551E-07 -6.27805E-09 1.76430E-11
面No. A12
1 0.00000E+00
2 0.00000E+00
5 -8.80257E-14
16 0.00000E+00
17 0.00000E+00
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.00000E+00 -4.16892E-05 1.43140E-07 -3.97690E-10 4.09977E-13
2 -5.88114E-01 -1.90902E-05 -2.24085E-07 2.86434E-09 -1.18741E-11
5 -3.66353E-01 -9.82977E-06 3.44722E-09 -1.57233E-09 1.48100E-11
16 8.84990E-01 3.79704E-05 9.21787E-07 -6.13394E-09 4.78012E-12
17 5.50000E-01 7.13104E-05 9.53551E-07 -6.27805E-09 1.76430E-11
面No. A12
1 0.00000E+00
2 0.00000E+00
5 -8.80257E-14
16 0.00000E+00
17 0.00000E+00
また、図２は、実施例１の光学系の無限遠合焦時における縦収差を示す図である。図２は、図面に向かって左側から順に、それぞれ球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）および歪曲収差（％）を示している。
球面収差を表す図では、縦軸を開放Ｆ値との割合とし、横軸をデフォーカスとしている。球面収差を表す図では、実線がｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）、破線がＦ線（波長λ＝４８６．１３ｎｍ）、点線がＣ線（波長λ＝６５６．２８ｎｍ）における縦収差を示している。
非点収差を表す図では、縦軸を半画角（°）とし、横軸をデフォーカスとしている。非点収差を表す図では、実線がｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）に対するサジタル像面（Ｓ）、四点鎖線がｄ線に対するメリジオナル像面（Ｔ）を示す。
歪曲収差を表す図では、縦軸を半画角（°）とし、横軸を歪曲（％）としている。
［実施例２］
実施例２の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に図３に示し、実施例２の光学系の無限遠合焦時における縦収差を図４に示す。また、実施例２の光学系の面データを表４に示し、実施例２の光学系の諸元表を表５に示し、実施例２の光学系における各非球面の非球面係数を表６に示す。
実施例２の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に図３に示し、実施例２の光学系の無限遠合焦時における縦収差を図４に示す。また、実施例２の光学系の面データを表４に示し、実施例２の光学系の諸元表を表５に示し、実施例２の光学系における各非球面の非球面係数を表６に示す。
［表４］
面No. R D Nd ABV
1ASPH 39.9427 1.4000 1.49700 81.61
2ASPH 9.4265 3.5775
3 15.9638 1.2000 1.72916 54.67
4 12.1785 9.2777
5ASPH -19.4383 0.9000 1.59270 35.45
6 71.4435 0.1500
7 40.9154 2.3521 1.87070 40.73
8 140.7261 0.1500
9 137.8193 0.8000 1.83848 24.02
10 22.5023 5.4755 1.87071 40.73
11 -27.9632 0.1500
12 38.8117 2.0050 1.92177 22.80
13 84.5581 10.0187
14STOP 0.0000 0.0000
15 0.0000 D(15)
16ASPH -19.6307 1.1000 1.76802 49.24
17ASPH -20.0000 0.1612
18 48.9442 7.5498 1.43700 95.10
19 -15.5927 D(19)
20 -42.4005 0.8000 1.75520 27.53
21 29.8838 1.5408
22 41.3057 4.3006 1.49700 81.61
23 -87.0548 0.1500
24 51.5872 5.9567 1.68806 57.08
25 -41.5968 13.2537
26 0.0000 2.0000 1.51680 64.20
27 0.0000 1.0000
面No. R D Nd ABV
1ASPH 39.9427 1.4000 1.49700 81.61
2ASPH 9.4265 3.5775
3 15.9638 1.2000 1.72916 54.67
4 12.1785 9.2777
5ASPH -19.4383 0.9000 1.59270 35.45
6 71.4435 0.1500
7 40.9154 2.3521 1.87070 40.73
8 140.7261 0.1500
9 137.8193 0.8000 1.83848 24.02
10 22.5023 5.4755 1.87071 40.73
11 -27.9632 0.1500
12 38.8117 2.0050 1.92177 22.80
13 84.5581 10.0187
14STOP 0.0000 0.0000
15 0.0000 D(15)
16ASPH -19.6307 1.1000 1.76802 49.24
17ASPH -20.0000 0.1612
18 48.9442 7.5498 1.43700 95.10
19 -15.5927 D(19)
20 -42.4005 0.8000 1.75520 27.53
21 29.8838 1.5408
22 41.3057 4.3006 1.49700 81.61
23 -87.0548 0.1500
24 51.5872 5.9567 1.68806 57.08
25 -41.5968 13.2537
26 0.0000 2.0000 1.51680 64.20
27 0.0000 1.0000
［表５］
F 13.1309 13.1614 13.2276
Fno 1.8017 1.8128 1.8390
W 48.5308 48.4333 48.1354
D( 0) ∞ 382.1085 113.4998
D(15) 8.8183 8.3915 7.4867
D(19) 2.4124 2.8390 3.7440
F 13.1309 13.1614 13.2276
Fno 1.8017 1.8128 1.8390
W 48.5308 48.4333 48.1354
D( 0) ∞ 382.1085 113.4998
D(15) 8.8183 8.3915 7.4867
D(19) 2.4124 2.8390 3.7440
［表６］
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.00000E+00 -2.63074E-05 9.71165E-08 -2.59247E-10 2.65454E-13
2 -5.78918E-01 -1.02442E-05 -3.81024E-07 3.85330E-09 -1.82641E-11
5 -3.66780E-01 -1.00568E-05 -3.73377E-09 -1.08659E-09 9.56013E-12
16 7.60554E-01 -4.68705E-06 8.38846E-07 -2.69831E-09 -2.07884E-11
17 5.50000E-01 4.34719E-05 9.06822E-07 -1.65054E-09 -1.19366E-11
面No. A12
1 0.00000E+00
2 0.00000E+00
5 -5.32552E-14
16 0.00000E+00
17 0.00000E+00
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.00000E+00 -2.63074E-05 9.71165E-08 -2.59247E-10 2.65454E-13
2 -5.78918E-01 -1.02442E-05 -3.81024E-07 3.85330E-09 -1.82641E-11
5 -3.66780E-01 -1.00568E-05 -3.73377E-09 -1.08659E-09 9.56013E-12
16 7.60554E-01 -4.68705E-06 8.38846E-07 -2.69831E-09 -2.07884E-11
17 5.50000E-01 4.34719E-05 9.06822E-07 -1.65054E-09 -1.19366E-11
面No. A12
1 0.00000E+00
2 0.00000E+00
5 -5.32552E-14
16 0.00000E+00
17 0.00000E+00
［実施例３］
実施例３の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に図５に示し、実施例３の光学系の無限遠合焦時における縦収差を図６に示す。また、実施例３の光学系の面データを表７に示し、実施例３の光学系の諸元表を表８に示し、実施例３の光学系における各非球面の非球面係数を表９に示す。
実施例３の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に図５に示し、実施例３の光学系の無限遠合焦時における縦収差を図６に示す。また、実施例３の光学系の面データを表７に示し、実施例３の光学系の諸元表を表８に示し、実施例３の光学系における各非球面の非球面係数を表９に示す。
［表７］
面No. R D Nd ABV
1ASPH 22.9749 1.4000 1.69350 53.20
2ASPH 9.9172 6.5857
3 31.0739 1.2000 1.48749 70.44
4 16.6992 10.0647
5ASPH -19.2217 0.9943 1.59270 35.45
6 226.0923 0.1500
7 47.3976 4.2405 1.87070 40.73
8 -34.8080 2.6428
9 -28.0991 0.8000 1.83718 25.66
10 25.1482 4.7066 1.86014 41.17
11 -28.3465 0.1500
12 33.8447 2.2028 1.92286 20.88
13 217.1861 6.6952
14STOP 0.0000 0.0000
15 0.0000 D(15)
16ASPH -19.2437 1.1000 1.76802 49.24
17ASPH -25.7394 0.1500
18 49.9875 5.2352 1.43700 95.10
19 -15.1080 D(19)
20 -23.3483 0.8000 1.75655 27.59
21 38.0483 0.9943
22 45.5796 5.8828 1.49700 81.61
23 -22.4177 0.1500
24 44.6153 3.8619 1.57683 67.21
25 -149.4437 13.1000
26 0.0000 2.0000 1.51680 64.20
27 0.0000 1.0000
面No. R D Nd ABV
1ASPH 22.9749 1.4000 1.69350 53.20
2ASPH 9.9172 6.5857
3 31.0739 1.2000 1.48749 70.44
4 16.6992 10.0647
5ASPH -19.2217 0.9943 1.59270 35.45
6 226.0923 0.1500
7 47.3976 4.2405 1.87070 40.73
8 -34.8080 2.6428
9 -28.0991 0.8000 1.83718 25.66
10 25.1482 4.7066 1.86014 41.17
11 -28.3465 0.1500
12 33.8447 2.2028 1.92286 20.88
13 217.1861 6.6952
14STOP 0.0000 0.0000
15 0.0000 D(15)
16ASPH -19.2437 1.1000 1.76802 49.24
17ASPH -25.7394 0.1500
18 49.9875 5.2352 1.43700 95.10
19 -15.1080 D(19)
20 -23.3483 0.8000 1.75655 27.59
21 38.0483 0.9943
22 45.5796 5.8828 1.49700 81.61
23 -22.4177 0.1500
24 44.6153 3.8619 1.57683 67.21
25 -149.4437 13.1000
26 0.0000 2.0000 1.51680 64.20
27 0.0000 1.0000
［表８］
F 13.1290 13.0909 13.0150
Fno 1.8022 1.8083 1.8469
W 48.5355 48.5173 48.4082
D( 0) ∞ 380.2174 113.4996
D(15) 7.9822 7.5614 6.6977
D(19) 2.4112 2.8319 3.6958
F 13.1290 13.0909 13.0150
Fno 1.8022 1.8083 1.8469
W 48.5355 48.5173 48.4082
D( 0) ∞ 380.2174 113.4996
D(15) 7.9822 7.5614 6.6977
D(19) 2.4112 2.8319 3.6958
［表９］
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.00000E+00 -4.79612E-05 1.67934E-07 -5.27689E-10 5.80644E-13
2 -7.16272E-01 -1.77836E-06 -1.36013E-07 3.43195E-09 -1.36534E-11
5 -3.05266E-01 -1.13786E-05 1.07416E-08 -2.51781E-09 2.41116E-11
16 1.00000E+00 2.78886E-05 4.56250E-07 -7.05197E-09 1.83092E-11
17 5.50000E-01 6.51795E-05 5.26657E-07 -6.57651E-09 2.56628E-11
面No. A12
1 0.00000E+00
2 0.00000E+00
5 -1.40214E-13
16 0.00000E+00
17 0.00000E+00
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.00000E+00 -4.79612E-05 1.67934E-07 -5.27689E-10 5.80644E-13
2 -7.16272E-01 -1.77836E-06 -1.36013E-07 3.43195E-09 -1.36534E-11
5 -3.05266E-01 -1.13786E-05 1.07416E-08 -2.51781E-09 2.41116E-11
16 1.00000E+00 2.78886E-05 4.56250E-07 -7.05197E-09 1.83092E-11
17 5.50000E-01 6.51795E-05 5.26657E-07 -6.57651E-09 2.56628E-11
面No. A12
1 0.00000E+00
2 0.00000E+00
5 -1.40214E-13
16 0.00000E+00
17 0.00000E+00
［実施例４］
実施例４の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に図７に示し、実施例４の光学系の無限遠合焦時における縦収差を図８に示す。また、実施例４の光学系の面データを表１０に示し、実施例４の光学系の諸元表を表１１に示し、実施例４の光学系における各非球面の非球面係数を表１２に示す。
実施例４の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に図７に示し、実施例４の光学系の無限遠合焦時における縦収差を図８に示す。また、実施例４の光学系の面データを表１０に示し、実施例４の光学系の諸元表を表１１に示し、実施例４の光学系における各非球面の非球面係数を表１２に示す。
［表１０］
面No. R D Nd ABV
1ASPH 24.4437 1.4000 1.59201 67.02
2ASPH 9.2285 6.3698
3 21.9555 1.2000 1.48749 70.44
4 13.7405 9.4893
5ASPH -17.7551 0.9264 1.59270 35.45
6 137.5973 0.1500
7 45.1277 1.8729 1.87070 40.73
8 74.9548 0.1500
9 69.0416 0.8000 1.85817 25.35
10 18.6049 5.2498 1.84834 41.68
11 -33.8920 3.5478
12 49.5046 2.3872 1.90366 31.31
13 -111.2074 7.2102
14STOP 0.0000 0.0000
15 0.0000 D(15)
16ASPH -22.4464 1.1000 1.76802 49.24
17ASPH -34.8800 0.2040
18 67.9726 3.0543 1.49700 81.61
19 -32.5687 0.1500
20 -145.9427 3.2076 1.43700 95.10
21 -20.0615 D(21)
22 -30.1711 0.8000 1.76156 27.83
23 32.8685 1.0836
24 39.7302 5.0153 1.49700 81.61
25 -35.6853 0.1500
26 45.5078 4.7492 1.57672 67.23
27 -61.0327 13.1000
28 0.0000 2.0000 1.51680 64.20
29 0.0000 1.0000
面No. R D Nd ABV
1ASPH 24.4437 1.4000 1.59201 67.02
2ASPH 9.2285 6.3698
3 21.9555 1.2000 1.48749 70.44
4 13.7405 9.4893
5ASPH -17.7551 0.9264 1.59270 35.45
6 137.5973 0.1500
7 45.1277 1.8729 1.87070 40.73
8 74.9548 0.1500
9 69.0416 0.8000 1.85817 25.35
10 18.6049 5.2498 1.84834 41.68
11 -33.8920 3.5478
12 49.5046 2.3872 1.90366 31.31
13 -111.2074 7.2102
14STOP 0.0000 0.0000
15 0.0000 D(15)
16ASPH -22.4464 1.1000 1.76802 49.24
17ASPH -34.8800 0.2040
18 67.9726 3.0543 1.49700 81.61
19 -32.5687 0.1500
20 -145.9427 3.2076 1.43700 95.10
21 -20.0615 D(21)
22 -30.1711 0.8000 1.76156 27.83
23 32.8685 1.0836
24 39.7302 5.0153 1.49700 81.61
25 -35.6853 0.1500
26 45.5078 4.7492 1.57672 67.23
27 -61.0327 13.1000
28 0.0000 2.0000 1.51680 64.20
29 0.0000 1.0000
［表１１］
F 13.1293 13.1031 13.0508
Fno 1.8022 1.8097 1.8640
W 48.5340 48.4860 48.3097
D( 0) ∞ 380.6584 113.4996
D(15) 7.7212 7.2994 6.4280
D(21) 2.4115 2.8331 3.7048
F 13.1293 13.1031 13.0508
Fno 1.8022 1.8097 1.8640
W 48.5340 48.4860 48.3097
D( 0) ∞ 380.6584 113.4996
D(15) 7.7212 7.2994 6.4280
D(21) 2.4115 2.8331 3.7048
［表１２］
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.00000E+00 -4.77052E-05 1.58917E-07 -4.78476E-10 5.55169E-13
2 -7.68123E-01 9.36725E-06 -2.25269E-07 4.24080E-09 -1.73590E-11
5 -2.84422E-01 -1.20803E-05 1.02844E-08 -2.71235E-09 2.54790E-11
16 1.00000E+00 1.97265E-05 2.21741E-07 -6.15642E-09 3.45123E-11
17 5.50000E-01 4.72518E-05 2.47566E-07 -5.50574E-09 3.20273E-11
面No. A12
1 0.00000E+00
2 0.00000E+00
5 -1.63714E-13
16 0.00000E+00
17 0.00000E+00
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.00000E+00 -4.77052E-05 1.58917E-07 -4.78476E-10 5.55169E-13
2 -7.68123E-01 9.36725E-06 -2.25269E-07 4.24080E-09 -1.73590E-11
5 -2.84422E-01 -1.20803E-05 1.02844E-08 -2.71235E-09 2.54790E-11
16 1.00000E+00 1.97265E-05 2.21741E-07 -6.15642E-09 3.45123E-11
17 5.50000E-01 4.72518E-05 2.47566E-07 -5.50574E-09 3.20273E-11
面No. A12
1 0.00000E+00
2 0.00000E+00
5 -1.63714E-13
16 0.00000E+00
17 0.00000E+00
［実施例５］
実施例５の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に図９に示し、実施例５の光学系の無限遠合焦時における縦収差を図１０に示す。また、実施例５の光学系の面データを表１３に示し、実施例５の光学系の諸元表を表１４に示し、実施例５の光学系における各非球面の非球面係数を表１５に示す。
実施例５の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に図９に示し、実施例５の光学系の無限遠合焦時における縦収差を図１０に示す。また、実施例５の光学系の面データを表１３に示し、実施例５の光学系の諸元表を表１４に示し、実施例５の光学系における各非球面の非球面係数を表１５に示す。
［表１３］
面No. R D Nd ABV
1ASPH 24.3621 1.4000 1.61881 63.85
2ASPH 9.8111 4.9374
3 20.7881 1.2000 1.58956 62.51
4 12.7309 9.1316
5ASPH -18.2738 1.1000 1.59270 35.45
6 107.9650 0.1500
7 47.6804 3.5160 1.87070 40.73
8 -77.1129 0.1500
9 -87.2396 0.8000 1.82874 24.39
10 22.6800 5.6150 1.87067 40.73
11 -29.7317 0.1500
12 38.4598 1.8210 1.92285 20.90
13 141.0519 10.7142
14STOP 0.0000 0.0000
15 0.0000 D(15)
16ASPH -17.4108 1.1000 1.76802 49.24
17ASPH -20.0000 0.3438
18 39.7191 5.3491 1.43700 95.10
19 -16.1216 D(19)
20 -33.0558 0.8000 1.75520 27.53
21 30.0340 1.4954
22 43.5601 4.3775 1.49700 81.61
23 -52.5415 0.1500
24 48.3176 5.7833 1.65656 59.31
25 -40.2833 13.1000
26 0.0000 2.0000 1.51680 64.20
27 0.0000 1.0000
面No. R D Nd ABV
1ASPH 24.3621 1.4000 1.61881 63.85
2ASPH 9.8111 4.9374
3 20.7881 1.2000 1.58956 62.51
4 12.7309 9.1316
5ASPH -18.2738 1.1000 1.59270 35.45
6 107.9650 0.1500
7 47.6804 3.5160 1.87070 40.73
8 -77.1129 0.1500
9 -87.2396 0.8000 1.82874 24.39
10 22.6800 5.6150 1.87067 40.73
11 -29.7317 0.1500
12 38.4598 1.8210 1.92285 20.90
13 141.0519 10.7142
14STOP 0.0000 0.0000
15 0.0000 D(15)
16ASPH -17.4108 1.1000 1.76802 49.24
17ASPH -20.0000 0.3438
18 39.7191 5.3491 1.43700 95.10
19 -16.1216 D(19)
20 -33.0558 0.8000 1.75520 27.53
21 30.0340 1.4954
22 43.5601 4.3775 1.49700 81.61
23 -52.5415 0.1500
24 48.3176 5.7833 1.65656 59.31
25 -40.2833 13.1000
26 0.0000 2.0000 1.51680 64.20
27 0.0000 1.0000
［表１４］
F 13.1302 13.1368 13.1524
Fno 1.8023 1.8204 1.8826
W 48.5321 48.4357 48.1458
D( 0) ∞ 381.1838 113.4998
D(15) 7.9047 7.4808 6.5959
D(19) 2.4111 2.8349 3.7199
F 13.1302 13.1368 13.1524
Fno 1.8023 1.8204 1.8826
W 48.5321 48.4357 48.1458
D( 0) ∞ 381.1838 113.4998
D(15) 7.9047 7.4808 6.5959
D(19) 2.4111 2.8349 3.7199
［表１５］
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.00000E+00 -4.38587E-05 1.34673E-07 -3.76469E-10 3.65763E-13
2 -5.57678E-01 -2.37021E-05 -2.57490E-07 2.83090E-09 -1.33215E-11
5 -3.97521E-01 -9.00257E-06 -3.49117E-09 -1.34181E-09 1.21248E-11
16 9.46745E-01 2.20281E-05 8.30470E-07 -2.19335E-09 -1.71584E-11
17 5.50000E-01 5.49863E-05 8.58563E-07 -2.92236E-09 -1.47224E-12
面No. A12
1 0.00000E+00
2 0.00000E+00
5 -6.84220E-14
16 0.00000E+00
17 0.00000E+00
面No. K A4 A6 A8 A10
1 0.00000E+00 -4.38587E-05 1.34673E-07 -3.76469E-10 3.65763E-13
2 -5.57678E-01 -2.37021E-05 -2.57490E-07 2.83090E-09 -1.33215E-11
5 -3.97521E-01 -9.00257E-06 -3.49117E-09 -1.34181E-09 1.21248E-11
16 9.46745E-01 2.20281E-05 8.30470E-07 -2.19335E-09 -1.71584E-11
17 5.50000E-01 5.49863E-05 8.58563E-07 -2.92236E-09 -1.47224E-12
面No. A12
1 0.00000E+00
2 0.00000E+00
5 -6.84220E-14
16 0.00000E+00
17 0.00000E+00
なお、実施例１～５における前述の各式による算出値および当該式に用いた数値を表１６および表１７に示す。
［表１６］
実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５
f 13.13 13.13 13.13 13.13 13.13
f1 40.39 78.78 26.26 31.72 43.49
f2 29.60 27.26 34.06 32.83 29.51
f3 87.06 86.34 144.76 134.34 87.59
β2 0.31 0.16 0.45 0.38 0.29
β3 1.05 1.01 1.12 1.08 1.04
実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５
f 13.13 13.13 13.13 13.13 13.13
f1 40.39 78.78 26.26 31.72 43.49
f2 29.60 27.26 34.06 32.83 29.51
f3 87.06 86.34 144.76 134.34 87.59
β2 0.31 0.16 0.45 0.38 0.29
β3 1.05 1.01 1.12 1.08 1.04
［表１７］
実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５
(1) f1/f 3.08 6.00 2.00 2.42 3.31
(2) f2/f 2.25 2.08 2.59 2.50 2.25
(3) f1/f2 1.36 2.89 0.77 0.97 1.47
(4) f3/f1 2.16 1.10 5.51 4.24 2.01
(5) β2 0.31 0.16 0.45 0.38 0.29
(6) Nd3 1.59 1.59 1.59 1.59 1.59
(7) νd2max 95.1 95.1 95.1 95.1 95.1
(8) νd123min 35.4 35.4 35.4 35.4 35.4
(9) νd321max 81.6 81.6 81.6 81.6 81.6
(10) (1-β22)×β32 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５
(1) f1/f 3.08 6.00 2.00 2.42 3.31
(2) f2/f 2.25 2.08 2.59 2.50 2.25
(3) f1/f2 1.36 2.89 0.77 0.97 1.47
(4) f3/f1 2.16 1.10 5.51 4.24 2.01
(5) β2 0.31 0.16 0.45 0.38 0.29
(6) Nd3 1.59 1.59 1.59 1.59 1.59
(7) νd2max 95.1 95.1 95.1 95.1 95.1
(8) νd123min 35.4 35.4 35.4 35.4 35.4
(9) νd321max 81.6 81.6 81.6 81.6 81.6
(10) (1-β22)×β32 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
１ ミラーレス一眼カメラ（撮像装置）
２ 本体
３ 鏡筒
２１、ＣＧ カバーガラス
２２ ＣＣＤセンサ（撮像素子）
３０ 光学系
３１、Ｇ１ 第１レンズ群
３２、Ｇ２ 第２レンズ群
３３、Ｇ３ 第３レンズ群
３４、Ｓ 絞り
ＩＭＧ 像面
ＯＡ 光軸
２ 本体
３ 鏡筒
２１、ＣＧ カバーガラス
２２ ＣＣＤセンサ（撮像素子）
３０ 光学系
３１、Ｇ１ 第１レンズ群
３２、Ｇ２ 第２レンズ群
３３、Ｇ３ 第３レンズ群
３４、Ｓ 絞り
ＩＭＧ 像面
ＯＡ 光軸
Claims (14)
- 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群からなり、前記第２レンズ群は、合焦時に隣り合うレンズ群間の間隔を変化させるように、光軸に沿って移動可能である光学系であって、
前記第１レンズ群は、物体側から順に第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズを少なくとも有し、前記第１レンズおよび前記第２レンズは負の屈折力を有し、
前記第３レンズ群は、前記光学系のレンズの総数をｍとしたときに、第（ｍ－２）レンズ、第（ｍ－１）レンズおよび第ｍレンズを少なくとも有し、
以下の式を満足する、光学系。
１．５＜ｆ１／ｆ＜７．０・・・・・（１）
１．５＜ｆ２／ｆ＜５．０・・・・・（２）
６０＜νｄ３２１ｍａｘ・・・・・・（９）
但し、
ｆ：無限遠合焦時の当該光学系の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
νｄ３２１ｍａｘ：前記第（ｍ－２）レンズ、前記第（ｍ－１）レンズおよび前記第ｍレンズにおけるｄ線に対するアッベ数の最大値 - 以下の式を満足する、請求項１に記載の光学系。
０．５４＜ｆ１／ｆ２＜３．７４・・・・・（３） - 以下の式を満足する、請求項１または２に記載の光学系。
０．７８＜ｆ３／ｆ１＜７．３３・・・・・（４）
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離 - 以下の式を満足する、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学系。
０．１２＜β２＜０．５８・・・・・（５）
但し、
β２：前記第２レンズ群の無限遠合焦時における横倍率 - 以下の式を満足する、請求項１～４のいずれか一項に記載の光学系。
Ｎｄ３＜１．７・・・・・（６）
但し、
Ｎｄ３：前記第３レンズのｄ線に対する屈折率 - 以下の式を満足する、請求項１～５のいずれか一項に記載の光学系。
６０＜νｄ２ｍａｘ・・・・・（７）
但し、
νｄ２ｍａｘ：前記第２レンズ群のレンズにおけるｄ線に対するアッベ数の最大値 - 以下の式を満足する、請求項１～６のいずれか一項に記載の光学系。
νｄ１２３ｍｉｎ＜４５・・・・・（８）
但し、
νｄ１２３ｍｉｎ：前記第１レンズ、前記第２レンズおよび前記第３レンズにおけるｄ線に対するアッベ数の最小値 - 以下の式を満足する、請求項１～７のいずれか一項に記載の光学系。
０．５＜（１－β２２）×β３２＜１．５・・・・・（１０）
但し、
β３：前記第３レンズ群の無限遠合焦時における横倍率 - 前記第１レンズおよび第２レンズは、いずれも、物体側に対して凸面を有する負のメニスカスレンズである、請求項１～８のいずれか一項に記載の光学系。
- 前記第２レンズ群は、３枚以下のレンズで構成されている、請求項１～９のいずれか一項に記載の光学系。
- 第１レンズ群は、少なくとも１枚の接合レンズを有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の光学系。
- 前記第２レンズ群の最も物体側のレンズは、物体側に対して凹面を有する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の光学系。
- 前記第３レンズ群は、３枚以下のレンズで構成されており、少なくとも１枚の負レンズを含み、かつ非球面レンズを含まない、請求項１～１２のいずれか一項に記載の光学系。
- 請求項１～１３のいずれか一項に記載の光学系と、
前記光学系の像面側に設けられた、前記光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と、
を備える撮像装置。
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-
2021
- 2021-07-28 JP JP2021123542A patent/JP7699490B2/ja active Active
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2022
- 2022-05-10 CN CN202210500558.0A patent/CN115685493A/zh active Pending
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