JP2018109673A - 反射屈折光学系及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
低背係数=レンズ全長/有効結像円直径(最大像高の2倍)
ここで、レンズ全長とは、被写体側第1面から結像位置までの距離である。
低背係数 焦点距離
特許文献1の実施例 第1撮像レンズ 1.77 15.0
特許文献2の第1実施例 1.65 10.85
第2実施例 2.15 12.42
第3実施例 1.92 10.81
本発明は、従来技術の上記問題に鑑みてなされたものであって、所定の結像性能を有し、明るく、小さい低背係数を有する長焦点距離の反射屈折光学系を提供することを目的とする。
第1レンズと、前記第1レンズよりも結像側に空気間隔を設けて配置される第2レンズと、を含む反射屈折光学系であって、
前記第1レンズの被写体側面は、周辺領域が第1屈折面であり、中心領域に第2反射面が形成され、
前記第2レンズの結像側面は、中心領域が第2屈折面であり、周辺領域に第1反射面が形成され、
下記の条件式(1)を満足することを特徴とする反射屈折光学系。
Hm2/Hm1≦0.65・・・・・・・・・・・(1)
ただし、
Hm2:前記第2反射面の有効径
Hm1:前記第1反射面の有効径
である。
第2発明の撮像装置によれば、明るく、小さい低背係数を有する長焦点距離の反射屈折光学系を備えた結像性能に優れた小型で薄型の撮像装置を構成することができる。
第1発明の反射屈折光学系は、第1レンズと、前記第1レンズよりも結像側に空気間隔を設けて配置される第2レンズと、を含む反射屈折光学系であって、
前記第1レンズの被写体側面は、周辺領域が第1屈折面であり、中心領域に第2反射面が形成され、
前記第2レンズの結像側面は、中心領域が第2屈折面であり、周辺領域に第1反射面が形成され、
下記の条件式(1)を満足することを特徴とする反射屈折光学系。
Hm2/Hm1≦0.65・・・・・・・・・・・(1)
ただし、
Hm2:前記第2反射面の有効径
Hm1:前記第1反射面の有効径
である。
レンズ遮光率=(レンズ面の遮光部分の直径/レンズ面の有効最大外径)
と定義される。条件式(1)の範囲内であれば、レンズ遮光率を小さく維持し、レンズの明るさを明るくすることができる。また、この反射屈折光学系が、携帯電話等の非常に小さい、かつ薄い空間に組み込まれる場合、第1屈折面すなわち入射瞳がドーナツ状であるから、屈折面及び反射面による収差より、回折の方が解像性能に大きな影響を与える。従って、レンズ遮光率が条件式(1)を超えて大きくなると、すなわちドーナツの幅が小さくなると、回折の影響による像劣化が現れ、高い解像性能を得ることができない。
0.35≦Hm2/Hm1≦0.65・・・・・・・・・・・(1’)
また、単一曲率の第1レンズの結像側面を、第1屈折面の透過光、第1反射面の反射光及び第2反射面の反射光が透過するように構成することにより、それぞれのレンズ面の偏心による片ボケの発生等を抑えられ、好ましい。
0.5≦|d/Y|≦4.5・・・・・・・・(2)
ただし、
d:第1反射面と第2反射面の空気換算間隔
Y:最大像高
ここで、第1反射面と第2反射面の空気換算間隔とは、第1反射面と第2反射面の光軸上の距離を空気に換算した値である。
0.2≦(f12)/f≦0.6・・・・・・・・(3)
ただし、
f12:第1屈折面から第1反射面までの合成焦点距離
f :当該反射屈折光学系の焦点距離
Vp1>Vp2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4)
ただし、
Vp1:第1レンズのアッベ数
Vp2:第2レンズのアッベ数
第1レンズの屈折面は全て正の屈折力を持っており、正方向の色収差を発生する。また、第2レンズの周辺領域の屈折面は光線が2度通過することから、色収差を打ち消し合う。そのため、第2レンズの周辺領域の屈折面ではほとんど色収差が発生しない。一方、第2レンズの中心部分は負の屈折力を持っているため、負方向の色収差を発生する。
本発明の光学系は、全体で正の屈折力を有することから、第2レンズの中心部分は第1レンズの正の屈折力より弱い負の屈折力を有する。そのことから、それぞれの部分で発生した色収差を打ち消しあって補正するためには、第2レンズは第1レンズよりアッベ数が小さい材料を使うことが好ましい。
f/fr2≦1.5 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(5)
ただし、
f:当該反射屈折光学系の焦点距離
fr2:前記第2レンズの中心部分の焦点距離
−1.8≦f/fr2≦1.5 ・・・・・・・・・・・・・(5’)
を満足することが好ましい。
0.8≦D/f≦1.5 ・・・・・・・・・・・・・・(6)
ただし、
D:当該反射屈折光学系の光学全長
f:当該反射屈折光学系の焦点距離
1.6≦TL/Y≦3.0 ・・・・・・・・・・・・・(7)
ただし、
TL:当該反射屈折光学系のレンズ全長
Y :最大像高
このように構成される第2発明の撮像装置は、明るく、長焦点距離を有し、さらに、小さい低背係数を有する薄型の反射屈折光学系を備えた撮像装置を構成することができる。
z=ch2/[1+{1-(1+k)c2h2}1/2]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10・・・
(但し、cは曲率(1/r)、hは光軸からの高さ、kは円錐係数、A4、A6、A8、A10・・・は各次数の非球面係数を示す)
第1実施例の反射屈折光学系の構成は、図1に示すように、第1レンズL1及び第2レンズL2を有する。
第1実施例の反射屈折光学系のレンズデータを、表1に示す。第1実施例の反射屈折光学系の非球面係数を、表2に示す。
第2実施例の反射屈折光学系の構成は、図3に示すように、第1レンズL1及び第2レンズL2を有する。
第2実施例の反射屈折光学系のレンズデータを、表3に示す。第2実施例の反射屈折光学系の非球面係数を、表4に示す。
第3実施例の反射屈折光学系の構成は、図5に示すように、第1レンズL1及び第2レンズL2を有する。
第3実施例の反射屈折光学系のレンズデータを、表5に示す。表5において、面番号8は、仮想面であり、ゴースト防止バッフルBの位置と外径を示す。第3実施例の反射屈折光学系の非球面係数を、表6に示す。
第4実施例の反射屈折光学系の構成は、図7に示すように、第1レンズL1、第2レンズL2及び第3レンズL3を有する。
第4実施例の反射屈折光学系のレンズデータを、表7に示す。第4実施例の反射屈折光学系の非球面係数を、表8に示す。
第5実施例の反射屈折光学系の構成は、図9に示すように、第1レンズL1、第2レンズL2及び第4レンズL4を有する。
第5実施例の反射屈折光学系のレンズデータを、表9に示す。第5実施例の反射屈折光学系の非球面係数を、表10に示す。
L2 第2レンズ
C ゴースト防止V溝
B ゴースト防止バッフル
R1〜R10 屈折面
M1 第1反射面
M2 第2反射面
H1 第1ハウジング
H2 第2ハウジング
100 第1反射屈折光学系
200 第2屈折光学系
Claims (12)
- 第1レンズと、前記第1レンズよりも結像側に空気間隔を設けて配置される第2レンズと、を含む反射屈折光学系であって、
前記第1レンズの被写体側面は、周辺領域が第1屈折面であり、中心領域に第2反射面が形成され、
前記第2レンズの結像側面は、中心領域が第2屈折面であり、周辺領域に第1反射面が形成され、
下記の条件式(1)を満足することを特徴とする反射屈折光学系。
Hm2/Hm1≦0.65・・・・・・・・・(1)
ただし、
Hm2:前記第2反射面の有効径
Hm1:前記第1反射面の有効径 - 前記第1レンズの結像側面は、連続曲面であることを特徴とする請求項1に記載の反射屈折光学系。
- 下記の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の反射屈折光学系。
0.5≦|d/Y|≦4.5・・・・・・・・(2)
ただし、
d:前記第1反射面と前記第2反射面の空気換算間隔
Y:最大像高 - 下記の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項1〜3のうちの一項に記載の反射屈折光学系。
0.2≦(f12)/f≦0.6・・・・・・(3)
ただし、
f12:前記第1屈折面から前記第1反射面までの合成焦点距離
f :当該反射屈折光学系の焦点距離 - 下記の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項1〜4のうちの一項に記載の反射屈折光学系。
Vp1>Vp2・・・・・・・・・・・・・・(4)
ただし、
Vp1:前記第1レンズのアッベ数
Vp2:前記第2レンズのアッベ数 - 下記の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項1〜5のうちの一項に記載の反射屈折光学系。
fr2/f≦1.0・・・・・・・・・・・・(5)
ただし、
fr2:前記第2レンズの中心部分の焦点距離
f:当該反射屈折光学系の焦点距離 - 下記の条件式(6)を満足することを特徴とする請求項1〜6のうちの一項に記載の反射屈折光学系。
0.8≦D/f≦1.5・・・・・・・・・・(6)
ただし、
D:当該反射屈折光学系の光学全長
f:当該反射屈折光学系の焦点距離 - 下記の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項1〜7のうちの一項に記載の反射屈折光学系。
1.6≦TL/h≦3.0・・・・・・・・・(7)
ただし、
TL:当該反射屈折光学系のレンズ全長
Y :最大像高 - 前記第1屈折面が、光軸に近い部分から周辺に向かって、被写体側から見て凸から凹に変化することを特徴とする請求項1〜8に記載の反射屈折光学系。
- 前記第1反射面と前記第2反射面は、裏面鏡であることを特徴とする請求項1〜8のうちの一項に記載の反射屈折光学系。
- 請求項1〜8に記載の反射屈折光学系と、該反射屈折光学系の結像位置に配置された撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
- 2つの光学系と、該2つの光学系の各々の結像位置に配置された撮像素子とを備えた撮像装置であって、前記2つの光学系の少なくとも何れかは請求項1〜8に記載の反射屈折光学系であることを特徴とする撮像装置。
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