JP2020106780A - 光学系及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 全系の小型化を図りつつ、無限遠から近距離までの物体距離全般にわたり光学性能を良好に維持することが容易な光学系を得ること。【解決手段】 物体側から像側に順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、第４レンズ群からなり、フォーカシングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系において前記第１レンズ群は、最も物体側に正の屈折力のレンズを有し、フォーカシングに際して、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群が光軸方向に沿って異なる軌跡で移動し、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、０．６＜ｆ２／ｆ３＜３．０なる条件式を満足すること。【選択図】 図１
Description
本発明は、光学系に関し、例えば監視カメラ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ＴＶ（テレビジョン）放送用のテレビカメラ、デジタルシネマ等の撮像装置の撮像光学系として好適なものである。
従来より、撮像倍率が大きく、例えば撮像倍率の絶対値が０．３倍以上の近距離の撮影を主とした撮像光学系が知られている。一般に、撮像光学系においては撮像倍率が大きくなるにつれて、フォーカシングに伴う諸収差の変動が大きくなり、光学性能が低下してくる。そこで、近距離へのフォーカシングの際に複数のレンズ群を独立に移動させ諸収差の変動を補正する、所謂フローティング方式を採用した撮像光学系が種々と提案されている。
フローティング方式として、移動させる複数のレンズ群のうちの１つのレンズ群として最も物体側の第１レンズ群を物体側に繰り出すフローティング方式では、一般に第１レンズ群が大型で重量が大きいため、迅速なフォーカシングが困難となる。
そこで、フローティング方式として近距離へのフォーカシングの際に第１レンズ群を不動とし、他の複数のレンズ群を移動させてフォーカスを行うインナーフォーカス方式を用いた撮像光学系が提案されている（特許文献１乃至３）。
特許文献１の光学系は、物体側から像側へ順に第１レンズ群と正の屈折力を有する第２レンズ群からなる。そしてフォーカシングに際して第２レンズ群を構成する正の屈折力の第２レンズ群前群と正の屈折力の第２レンズ群後群を互いに独立に移動させるフローティング方式を開示している。
特許文献２のマクロレンズでは、４つのレンズ群からなり、フォーカシングに際して負の屈折力の第２レンズ群と正の屈折力の第３レンズ群を互いに独立に移動させるフローティング方式を開示している。
特許文献３の撮像レンズでは、５つのレンズ群からなり、フォーカシングに際して負の屈折力の第２レンズ群と正の屈折力の第４レンズ群を互いに独立に移動させるフローティング方式を開示している。
また特許文献２、３ではフローティング方式を用いるとともに、光学系の一部を光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動させることで、防振時における像ぶれの補正を行っている。
光学系の小型化を図りつつ無限遠から撮影倍率が０．３倍以上の近距離まで物体距離全域にわたり高い光学性能を得るためには、フォーカスタイプを適切に設定することが重要になる。また、光学系の一部を光軸と垂直方向に移動させることで、防振時における像ぶれの補正を行う像ぶれ補正機能を用いると、光学系が大型化しやすくなる。そのため、像ぶれ補正機能を有する光学系ではフォーカスレンズ群の屈折力やフォーカスレンズ群の光軸上の配置を適切に設定することが必要である。
本発明は、全系の小型化を図りつつ、無限遠から近距離までの物体距離全般にわたり光学性能を良好に維持することが容易な光学系の提供を目的とする。
本発明の光学系は、物体側から像側に順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、第４レンズ群からなり、フォーカシングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系において、前記第１レンズ群は、最も物体側に正レンズを有し、フォーカシングに際して、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群が移動し、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
０．６＜ｆ２／ｆ３＜３．０
なる条件式を満足することを特徴としている。
０．６＜ｆ２／ｆ３＜３．０
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、全体が小型で、無限遠から近距離までの物体距離全般にわたり、光学性能を良好に維持することが可能な光学系が得られる。
以下に、本発明の光学系及びそれを有する撮像装置について説明する。
本発明の光学系は物体側から像側に順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、第４レンズ群より構成されている。
フォーカシングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。フォーカシングに際して、第２レンズ群と第３レンズ群が光軸方向に沿って異なる軌跡で移動する。ここでレンズ群とは、フォーカシングに際して一体的に移動するレンズ要素および固定のレンズ要素であって、１枚以上のレンズを有していればよく、必ずしも複数枚のレンズを有していなくてもよい。
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例１の光学系において無限遠にフォーカスしているとき（合焦時）と結像倍率−０．０２倍のときと、結像倍率−０．５倍のときのレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例１の光学系において無限遠にフォーカスしているときと、結像倍率−０．０２倍のときと、結像倍率−０．５倍のときの収差図である。
図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例２の光学系において無限遠にフォーカスしているときと、結像倍率−０．０２倍のときと、結像倍率−０．５倍のときのレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例２の光学系において無限遠にフォーカスしているときと、結像倍率−０．０２倍のときと、結像倍率−０．５倍のときの収差図である。
図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例３の光学系において無限遠にフォーカスしているときと、結像倍率−０．０２倍のときと、結像倍率−０．５倍のときのレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例３の光学系において無限遠にフォーカスしているときと、結像倍率−０．０２倍のときと、結像倍率−０．５倍のときの収差図である。
図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例４の光学系において無限遠にフォーカスしているときと、結像倍率−０．０２倍のときと、結像倍率−０．５倍のときのレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例４の光学系において無限遠にフォーカスしているときと、結像倍率−０．０２倍のときと、結像倍率−０．５倍のときの収差図である。
図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例５の光学系において無限遠にフォーカスしているときと、結像倍率−０．０２倍のときと、結像倍率−１．０倍のときのレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例５の光学系において無限遠にフォーカスしているときと、結像倍率−０．０２倍のときと、結像倍率−１．０倍のときの収差図である。
図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例６の光学系において無限遠にフォーカスしているときと、結像倍率−０．０２倍のときと、結像倍率−０．５倍のときのレンズ断面図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例６の光学系において無限遠にフォーカスしているときと、結像倍率−０．０２倍のときと、結像倍率−０．５倍のときの収差図である。図１３は、本発明の光学系を備えるカメラ（撮像装置）の要部概略図である。
各実施例の光学系はビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、監視カメラ、ＴＶカメラなどの撮像装置に用いられる撮像光学系である。尚、各実施例の光学系は投射装置（プロジェクタ）用の投射光学系として用いることもできる。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。また、レンズ断面図においてＯＬはズームレンズである。レンズ断面図において、ｉを物体側からのレンズ群の順番とすると、Ｌｉは第ｉレンズ群を示す。
ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）の光束を決定（制限）する開口絞りである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮像光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。矢印は無限遠から近距離へのフォーカシングにおけるレンズ群の移動方向を示す。
収差図においてＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）であり、光線追跡値による撮像画角である。球面収差図において、実線のｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、２点鎖線のｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図において実線のΔＳはｄ線におけるサジタル像面、点線のΔＭはｄ線におけるメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差図において２点鎖線はｇ線である。
各実施例の光学系ＯＬは物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４より構成されている。各実施例の光学系ＯＬにおいて、第１レンズ群Ｌ１は最も物体側に、正レンズを有している。各実施例の光学系ＯＬは大口径で望遠型であり、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に、正レンズを配置して、光学系ＯＬの小型化を図っている。
無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３は、物体側へ異なる軌跡で移動する。これにより、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第４レンズ群Ｌ４に入射する光線の入射高さを低く抑えて、第４レンズ群Ｌ４の小型化を図っている。また、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３を一体で繰り出すフォーカス方式と比べて、第４レンズ群Ｌ４に入射する光線の入射角度を小さくすることが容易となり、これによりフォーカシングに際して諸収差の変動、特に軸外コマ収差の変動を効率よく補正している。
第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３とする。このとき、
０．６＜ｆ２／ｆ３＜３．０・・・（１）
なる条件式を満足している。
０．６＜ｆ２／ｆ３＜３．０・・・（１）
なる条件式を満足している。
次に前述の条件式（１）の技術的意味について説明する。条件式（１）は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離に対する、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を規定している。条件式（１）の上限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力が弱くなり、フォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２の移動量が増大する。また、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が強くなり、無限遠から近距離へフォーカシングに際して像面湾曲が増大し、その補正が難しくなる。
条件式（１）の下限を超えると、第３レンズ群Ｌ３の正の屈折力が弱くなり、フォーカシングに際して、第３レンズ群Ｌ３の移動量が増大する。また、第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力が強くなり、無限遠から近距離へフォーカシングする際に球面収差が増大し、その補正が難しくなる。
以上のように各レンズ群の構成を適切にし、条件式（１）を満たすことにより、全体が小型でありながらフォーカシングに際しての収差変動が少なく、全物体距離にわたって高い光学性能を有する光学系を得ている。
更に好ましくは条件式（１）は、次の数値範囲を満足するのが良い。
０．６４＜ｆ２／ｆ３＜２．００・・・（１ａ）
０．６４＜ｆ２／ｆ３＜２．００・・・（１ａ）
条件式（１ａ）を満たすことにより、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ２の屈折力の分担がより適正となり、フォーカシングに際して、球面収差と像面湾曲をより効果的に補正することが容易となる。更に好ましくは条件式（１ａ）は、次の数値範囲を満足するのが良い。
０．６５＜ｆ２／ｆ３＜１．５０・・・（１ｂ）
０．６５＜ｆ２／ｆ３＜１．５０・・・（１ｂ）
各実施例において更に好ましくは、第４レンズ群Ｌ４は少なくとも１つのレンズ要素Ａを有し、レンズ要素Ａを光軸と略垂直方向の成分を持つ方向へ移動させることで振動時の像ぶれの補正を行うことが良い。レンズ要素Ａを正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より像側に配置することにより、レンズ要素Ａの有効径が小さくなるようにしている。
ここで、レンズ要素とは、単レンズや、複数のレンズが接合された接合レンズなど、一体的に形成されたレンズをいう。
各実施例において更に好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのがよい。
光学系ＯＬの焦点距離をｆ、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。レンズ要素Ａの焦点距離をｆＡとする。レンズ全長（第１レンズ面から像面までの長さ）をＴＬとする。但し、距離ＴＬは最終レンズ面から像面までの間にフェースプレート、光学フィルター等の平行平板よりなる光学材料が配置されているときは光学材料の厚さは空気換算した値を用いる。無限遠にフォーカスしているときのバックフォーカスをＢＦとする。
ここで、バックフォーカスは、最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離を空気換算長により表したものである。最至近にフォーカスしているときの像倍率をβとする。第４レンズ群Ｌ４の焦点距離をｆ４とする。レンズ要素Ａの最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上における距離をＤＡとする。但し、距離ＤＡは最終レンズ面から像面までの間にフェースプレート、光学フィルター等の平行平板よりなる光学材料が配置されているときは光学材料の厚さは空気換算した値を用いる。
このとき次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
０．０３＜ｆ／ｆ１＜１．００ ・・・（２）
０．３５＜ｆ／ｆ２＜１．２０ ・・・（３）
０．５＜｜ｆ／ｆＡ｜＜３．０ ・・・（４）
１．０＜ＴＬ／ｆ＜３．０ ・・・（５）
０．０５＜ＢＦ／ｆ＜０．５０ ・・・（６）
｜β｜＞０．４ ・・・（７）
−１．５＜ｆ／ｆ４＜−０．１ ・・・（８）
０．３＜ＤＡ／ｆ＜１．２ ・・・（９）
０．０３＜ｆ／ｆ１＜１．００ ・・・（２）
０．３５＜ｆ／ｆ２＜１．２０ ・・・（３）
０．５＜｜ｆ／ｆＡ｜＜３．０ ・・・（４）
１．０＜ＴＬ／ｆ＜３．０ ・・・（５）
０．０５＜ＢＦ／ｆ＜０．５０ ・・・（６）
｜β｜＞０．４ ・・・（７）
−１．５＜ｆ／ｆ４＜−０．１ ・・・（８）
０．３＜ＤＡ／ｆ＜１．２ ・・・（９）
次に前述の条件式の技術的意味について説明する。
条件式（２）は、光学系ＯＬの焦点距離ｆに対する、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１を規定している。条件式（２）の上限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が強くなりすぎるため、全系の小型化には有利となるが、諸収差、特に球面収差と軸上色収差、倍率色収差の補正が困難となる。条件式（２）の下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が弱くなりすぎるため、第１レンズ群Ｌ１が大型化し、光学系が高重量化するため良くない。
条件式（３）は、光学系ＯＬの焦点距離ｆに対する、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２を規定している。条件式（３）の上限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力が強くなりすぎるため、フォーカシングに際しての収差変動が大きくなり、特に球面収差の変動の補正が困難となる。条件式（３）の下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力が弱くなりすぎるため、フォーカシングに際しての移動量が増大し、光学系ＯＬが大型化するので良くない。
条件式（４）は、光学系ＯＬの焦点距離ｆに対する、レンズ要素Ａの焦点距離ｆＡを規定している。条件式（４）の上限を超えると、レンズ要素Ａの屈折力の絶対値が強くなりすぎる（大きくなりすぎる）ため、像ぶれ補正の際の収差、特に偏心コマ収差とメリジオナル像面の片ボケが増大し、これらを補正することが困難となる。条件式（４）の下限を超えると、レンズ要素Ａの屈折力の絶対値が弱くなりすぎる（小さくなりすぎる）ため、像振れ補正のための移動量が大きくなり、防振機構が大きくなる。そのため光学系ＯＬが大型化するため良くない。
条件式（５）は、レンズ全長ＴＬに対する、光学系ＯＬの焦点距離ｆを規定している。条件式（５）の上限を超えると、レンズ全長が増大し、光学系ＯＬが大型化するので良くない。条件式（５）の下限を超えると、光学系ＯＬの小型化には有利となるが、諸収差、特に球面収差と軸上色収差、倍率色収差の補正が困難となる。
条件式（６）は、無限遠にフォーカス時のバックフォーカスＢＦを光学系ＯＬ焦点距離ｆで規定している。条件式（６）の上限を超えると、最も像側に配置されたレンズの有効径が大きくなり、光学系ＯＬの小型化が困難となる。条件式（６）の下限を超えるとバックフォーカスが長くなり、その分、レンズ全長が拡大するため好ましくない。
条件式（７）は、最至近にフォーカスしたときの像倍率（横倍率）を規定したものである。条件式（７）を外れると電子ズーム等による拡大により補うことも考えられるが、高精度な収差補正が要求されるため好ましくない。
条件式（８）は、光学系ＯＬの焦点距離ｆに対する、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離ｆ４を規定している。条件式（８）の下限を超えると、第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力が強く（負の屈折力の絶対値が大きく）なりすぎる。このため、フォーカシングに際しての収差変動が大きくなり、特に近距離へのフォーカス時に像面湾曲がアンダーに増加するためこのレンズ群の補正が困難となる。条件式（８）の上限を超えると、第４レンズ群Ｌ４の負の屈折力が弱く（負の屈折力の絶対値が小さく）なりすぎるため、バックフォーカスを十分に短縮することができず、光学系ＯＬが大型化するので良くない。
条件式（９）は、レンズ要素Ａの最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上における距離と光学系ＯＬの焦点距離を規定している。条件式（９）の上限を超えて物体側にレンズ要素Ａが位置すると軸上光線の入射高（の絶対値）が高くなり、レンズ要素Ａのレンズ有効径が大きくなり好ましくない。条件式（９）の下限を超えて像面側にレンズ要素Ａが位置すると、軸外光線の入射高（の絶対値）が高くなり、レンズ要素Ａのレンズ有効径が大きくなり好ましくない。
以上のように本発明によれば、全体が小型で、フォーカシング時の光学性能を良好に維持することが容易な光学系が得られる。
好ましくは条件式（２）乃至（９）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．０４＜ｆ／ｆ１＜０．６０ ・・・（２ａ）
０．４＜ｆ／ｆ２＜１．１ ・・・（３ａ）
０．６＜｜ｆ／ｆＡ｜＜２．５ ・・・（４ａ）
１．１＜ＴＬ／ｆ＜２．５ ・・・（５ａ）
０．１＜ＢＦ／ｆ＜０．４ ・・・（６ａ）
｜β｜＞０．４５ ・・・（７ａ）
−１．４０＜ｆ／ｆ４＜−０．１５ ・・・（８ａ）
０．４＜ＤＡ／ｆ＜１．０ ・・・（９ａ）
０．０４＜ｆ／ｆ１＜０．６０ ・・・（２ａ）
０．４＜ｆ／ｆ２＜１．１ ・・・（３ａ）
０．６＜｜ｆ／ｆＡ｜＜２．５ ・・・（４ａ）
１．１＜ＴＬ／ｆ＜２．５ ・・・（５ａ）
０．１＜ＢＦ／ｆ＜０．４ ・・・（６ａ）
｜β｜＞０．４５ ・・・（７ａ）
−１．４０＜ｆ／ｆ４＜−０．１５ ・・・（８ａ）
０．４＜ＤＡ／ｆ＜１．０ ・・・（９ａ）
更に好ましくは条件式（２ａ）乃至（９ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．０４５＜ｆ／ｆ１＜０．５００ ・・・（２ｂ）
０．４５＜ｆ／ｆ２＜１．０５ ・・・（３ｂ）
０．７＜｜ｆ／ｆＡ｜＜２．２ ・・・（４ｂ）
１．１＜ＴＬ／ｆ＜２．２ ・・・（５ｂ）
０．１３＜ＢＦ／ｆ＜０．３０ ・・・（６ｂ）
｜β｜＞０．４８ ・・・（７ｂ）
−１．３＜ｆ／ｆ４＜−０．２ ・・・（８ｂ）
０．５＜ＤＡ／ｆ＜０．９ ・・・（９ｂ）
０．０４５＜ｆ／ｆ１＜０．５００ ・・・（２ｂ）
０．４５＜ｆ／ｆ２＜１．０５ ・・・（３ｂ）
０．７＜｜ｆ／ｆＡ｜＜２．２ ・・・（４ｂ）
１．１＜ＴＬ／ｆ＜２．２ ・・・（５ｂ）
０．１３＜ＢＦ／ｆ＜０．３０ ・・・（６ｂ）
｜β｜＞０．４８ ・・・（７ｂ）
−１．３＜ｆ／ｆ４＜−０．２ ・・・（８ｂ）
０．５＜ＤＡ／ｆ＜０．９ ・・・（９ｂ）
各実施例において好ましくは次の構成をとることが良い。
第１レンズ群Ｌ１は、負レンズを少なくとも１つ含むことが良い。第４レンズ群Ｌ４は正レンズと負レンズを少なくとも１つずつ有することが好ましい。これにより、近距離へフォーカシングする際の像面湾曲を良好に補正するのが容易となる。
第２レンズ群Ｌ２は、正レンズと負レンズを少なくとも１つずつ有することが好ましい。これによれば、近距離での撮影倍率を０．３倍以上まで高くすると同時に、近距離へのフォーカシングに伴う収差変動を良好に補正することが容易となる。
フォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１を不動とすることが好ましい。これによれば、フォーカシングの際にレンズ全長が不動となり鏡筒が強固となり好ましい。また、第４レンズ群Ｌ４をフォーカシングに際して不動とするのが良い。これによれば、フォーカシングの際にレンズ全長が不動となり鏡筒が強固となり好ましい。第２レンズ群Ｌ２の、最も物体側のレンズは正レンズであることが良い。
次に、各実施例の光学系を撮像光学系として用いたデジタルカメラ（撮像装置）の実施例を図１３を用いて説明する。図１３において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至６で説明したいずれかの光学系によって構成された撮像光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮像光学系１１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
以下に、実施例１乃至６にそれぞれ対応する数値データ１乃至６を示す。各数値データにおいてｉは物体側から数えた面番号を示す。ｒｉは物体側より順に第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目と第ｉ＋１番目間のレンズ厚及び空気間隔、ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率とアッベ数である。間隔が可変のところは物体距離（撮像倍率）（横倍率）が変化したときの値である。
半画角は光線追跡値による撮像半画角を示す。ＢＦはバックフォーカスである。レンズ全長は無限遠物体にフォーカスしているときの第１レンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離に、バックフォーカスを加えた距離である。
また、前述の各条件式に関するパラメータ及び各条件式に対応する各数値データとの関係を表１に示す。
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 275.368 4.06 1.83481 42.7
2 -362.602 0.20
3 71.766 3.65 1.72916 54.7
4 129.657 2.44
5 4206.298 2.08 1.54072 47.2
6 59.340 (可変)
7 51.268 4.42 1.77250 49.6
8 297.238 1.50
9 -243.952 1.67 1.51742 52.4
10 166.311 3.50
11(絞り) ∞ (可変)
12 76.330 2.00 1.80610 33.3
13 27.822 7.86 1.59522 67.7
14 -140.271 (可変)
15 -92.593 1.28 1.70154 41.2
16 62.458 3.50
17 79.932 8.17 1.72916 54.7
18 -29.659 1.44 1.83481 42.7
19 -143.110 2.00
20 -1140.542 1.33 1.65412 39.7
21 52.726 5.41
22 127.667 2.00 1.58144 40.8
23 40.701 10.00 1.91082 35.3
24 -64.895 19.02
25 -33.786 2.50 1.69895 30.1
26 -132.240 (固定)
像面 ∞
無限遠
焦点距離 82.80
Fナンバー 1.85
画角 14.64
像高 21.64
レンズ全長 148.42
BF 15.80
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
d 6 37.26 35.82 2.11
d11 2.50 2.66 7.23
d14 2.82 4.10 33.24
d26 15.80 15.80 15.80
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 579.99
2 7 130.45
3 12 138.91
4 15 -317.72
レンズ要素Ａ
始面 終面 焦点距離
17 19 88.74
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 275.368 4.06 1.83481 42.7
2 -362.602 0.20
3 71.766 3.65 1.72916 54.7
4 129.657 2.44
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11(絞り) ∞ (可変)
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14 -140.271 (可変)
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16 62.458 3.50
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像面 ∞
無限遠
焦点距離 82.80
Fナンバー 1.85
画角 14.64
像高 21.64
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BF 15.80
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
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レンズ群データ
群 始面 焦点距離
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2 7 130.45
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4 15 -317.72
レンズ要素Ａ
始面 終面 焦点距離
17 19 88.74
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
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13 -65.899 (可変)
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18 41.777 2.11
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25 -32.921 1.82 1.84666 23.8
26 -78.676 (固定)
像面 ∞
結像倍率 無限遠
焦点距離 98.00
Fナンバー 2.06
画角 12.45
像高 21.64
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レンズ群データ
群 始面 焦点距離
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2 7 122.90
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4 14 -80.62
レンズ要素Ａ
始面 終面 焦点距離
16 18 -63.54
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
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10 -205.287 (可変)
11(絞り) ∞ 4.85
12 -234.752 2.22 1.90043 37.4
13 -65.899 (可変)
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25 -32.921 1.82 1.84666 23.8
26 -78.676 (固定)
像面 ∞
結像倍率 無限遠
焦点距離 98.00
Fナンバー 2.06
画角 12.45
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BF 15.37
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d26 15.37 15.37 15.37
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 241.32
2 7 122.90
3 11 101.12
4 14 -80.62
レンズ要素Ａ
始面 終面 焦点距離
16 18 -63.54
［数値実施例３］
単位 mm
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9(絞り) ∞ (可変)
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像面 ∞
結像倍率 無限遠
焦点距離 82.80
Fナンバー 2.85
画角 14.64
像高 21.64
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BF 23.86
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d23 23.86 23.86 23.86
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
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2 5 102.22
3 10 90.92
4 13 -164.93
レンズ要素Ａ
始面 終面 焦点距離
15 17 91.70
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 41.458 4.04 2.00100 29.1
2 155.861 0.21
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4 30.096 (可変)
5 41.512 2.60 1.91082 35.3
6 117.377 1.50
7 -137.111 1.67 1.68893 31.1
8 -4781.317 2.50
9(絞り) ∞ (可変)
10 57.198 1.50 1.72825 28.5
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14 35.745 3.50
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17 -84.296 2.00
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20 109.181 6.29 1.91082 35.3
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22 -38.049 2.00 1.53172 48.8
23 -132.536 (固定)
像面 ∞
結像倍率 無限遠
焦点距離 82.80
Fナンバー 2.85
画角 14.64
像高 21.64
レンズ全長 119.61
BF 23.86
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
d 4 19.43 18.61 2.52
d 9 2.50 2.68 2.50
d12 2.50 3.14 19.41
d23 23.86 23.86 23.86
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 627.71
2 5 102.22
3 10 90.92
4 13 -164.93
レンズ要素Ａ
始面 終面 焦点距離
15 17 91.70
［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
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11(絞り) ∞ (可変)
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14 -105.892 (可変)
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26 -200.806 (固定)
像面 ∞
結像倍率 無限遠
焦点距離 68.00
Fナンバー 1.85
画角 17.65
像高 21.64
レンズ全長 134.72
BF 10.59
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
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レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 1240.36
2 7 130.64
3 12 89.66
4 15 -148.67
レンズ要素Ａ
始面 終面 焦点距離
17 19 94.59
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 275.593 4.01 1.83481 42.7
2 -387.462 0.20
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4 115.269 2.88
5 -2011.023 1.52 1.54072 47.2
6 56.279 (可変)
7 49.223 3.54 1.77250 49.6
8 243.583 1.96
9 -112.679 1.21 1.51742 52.4
10 766.869 4.77
11(絞り) ∞ (可変)
12 56.267 1.46 1.80610 33.3
13 24.287 7.26 1.59522 67.7
14 -105.892 (可変)
15 -94.277 0.93 1.70154 41.2
16 44.012 3.50
17 67.716 8.13 1.72916 54.7
18 -28.280 1.05 1.83481 42.7
19 -235.483 2.00
20 549.448 0.97 1.65412 39.7
21 72.520 1.90
22 128.177 2.00 1.58144 40.8
23 37.113 10.00 1.91082 35.3
24 -64.638 19.20
25 -30.107 2.64 1.69895 30.1
26 -200.806 (固定)
像面 ∞
結像倍率 無限遠
焦点距離 68.00
Fナンバー 1.85
画角 17.65
像高 21.64
レンズ全長 134.72
BF 10.59
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
d 6 34.39 33.02 3.01
d11 2.50 2.81 6.74
d14 2.50 3.56 29.64
d26 10.59 10.59 10.59
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 1240.36
2 7 130.64
3 12 89.66
4 15 -148.67
レンズ要素Ａ
始面 終面 焦点距離
17 19 94.59
［数値実施例５］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 135.625 4.57 1.83481 42.7
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4 131.292 1.89
5 1081.369 2.08 1.54072 47.2
6 36.764 (可変)
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10 -95.295 (可変)
11(絞り) ∞ 2.50
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13 23.354 5.57 1.49700 81.5
14 -180.333 (可変)
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16 33.718 3.50
17 66.714 5.29 1.72916 54.7
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19 -211.955 2.00
20 1255.171 1.33 1.65412 39.7
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25 -49.263 3.00 1.69895 30.1
26 -4285.183 (固定)
像面 ∞
結像倍率 無限遠
焦点距離 82.80
Fナンバー 2.50
画角 14.64
像高 21.64
レンズ全長 148.36
BF 13.96
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -1.0倍
d 6 43.52 42.49 4.51
d10 1.50 1.90 2.50
d14 2.50 3.13 40.51
d26 13.96 13.96 13.96
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 1095.72
2 7 81.46
3 11 122.95
4 15 -99.99
レンズ要素Ａ
始面 終面 焦点距離
17 19 87.30
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 135.625 4.57 1.83481 42.7
2 -1088.626 0.20
3 60.448 4.33 1.72916 54.7
4 131.292 1.89
5 1081.369 2.08 1.54072 47.2
6 36.764 (可変)
7 40.238 3.05 1.69680 55.5
8 127.826 2.06
9 -99.107 1.67 1.72916 54.7
10 -95.295 (可変)
11(絞り) ∞ 2.50
12 47.256 2.00 1.73800 32.3
13 23.354 5.57 1.49700 81.5
14 -180.333 (可変)
15 -240.468 1.28 1.80400 46.6
16 33.718 3.50
17 66.714 5.29 1.72916 54.7
18 -31.340 1.44 1.83481 42.7
19 -211.955 2.00
20 1255.171 1.33 1.65412 39.7
21 53.416 5.81
22 155.048 2.83 1.58144 40.8
23 40.781 8.71 1.91082 35.3
24 -66.059 21.78
25 -49.263 3.00 1.69895 30.1
26 -4285.183 (固定)
像面 ∞
結像倍率 無限遠
焦点距離 82.80
Fナンバー 2.50
画角 14.64
像高 21.64
レンズ全長 148.36
BF 13.96
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -1.0倍
d 6 43.52 42.49 4.51
d10 1.50 1.90 2.50
d14 2.50 3.13 40.51
d26 13.96 13.96 13.96
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 1095.72
2 7 81.46
3 11 122.95
4 15 -99.99
レンズ要素Ａ
始面 終面 焦点距離
17 19 87.30
［数値実施例６］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 79.449 5.75 1.77250 49.6
2 235.135 3.51
3 62.588 8.37 1.49700 81.5
4 4522.944 3.41 1.53172 48.8
5 42.021 (可変)
6 59.342 3.87 1.72916 54.7
7 176.400 1.62
8 -347.953 2.73 1.51742 52.4
9 260.285 (可変)
10(絞り) ∞ 2.50
11 99.757 1.80 1.54072 47.2
12 24.439 7.66 1.49700 81.5
13 -175.104 (可変)
14 586.869 1.70 1.67003 47.2
15 32.419 3.50
16 52.045 6.37 1.60311 60.6
17 -35.388 1.50 1.76200 40.1
18 -89.112 2.38
19 -62.065 1.70 1.72000 43.7
20 75.291 6.30
21 -1044.358 3.00 1.64769 33.8
22 50.330 10.00 1.91082 35.3
23 -48.295 13.50
24 -53.694 3.00 1.51742 52.4
25 -169.788 (固定)
像面 ∞
結像倍率 無限遠
焦点距離 135.00
Fナンバー 2.50
画角 9.10
像高 21.64
レンズ全長 179.59
BF 34.00
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
d 5 38.89 37.33 4.66
d 9 10.04 10.13 11.19
d13 2.50 3.97 35.57
d25 34.00 34.00 34.00
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 287.12
2 6 201.65
3 10 156.00
4 14 -613.08
レンズ要素Ａ
始面 終面 焦点距離
16 18 64.90
単位 mm
面データ
面番号 r d nd vd
1 79.449 5.75 1.77250 49.6
2 235.135 3.51
3 62.588 8.37 1.49700 81.5
4 4522.944 3.41 1.53172 48.8
5 42.021 (可変)
6 59.342 3.87 1.72916 54.7
7 176.400 1.62
8 -347.953 2.73 1.51742 52.4
9 260.285 (可変)
10(絞り) ∞ 2.50
11 99.757 1.80 1.54072 47.2
12 24.439 7.66 1.49700 81.5
13 -175.104 (可変)
14 586.869 1.70 1.67003 47.2
15 32.419 3.50
16 52.045 6.37 1.60311 60.6
17 -35.388 1.50 1.76200 40.1
18 -89.112 2.38
19 -62.065 1.70 1.72000 43.7
20 75.291 6.30
21 -1044.358 3.00 1.64769 33.8
22 50.330 10.00 1.91082 35.3
23 -48.295 13.50
24 -53.694 3.00 1.51742 52.4
25 -169.788 (固定)
像面 ∞
結像倍率 無限遠
焦点距離 135.00
Fナンバー 2.50
画角 9.10
像高 21.64
レンズ全長 179.59
BF 34.00
結像倍率 無限遠 -0.02倍 -0.5倍
d 5 38.89 37.33 4.66
d 9 10.04 10.13 11.19
d13 2.50 3.97 35.57
d25 34.00 34.00 34.00
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 287.12
2 6 201.65
3 10 156.00
4 14 -613.08
レンズ要素Ａ
始面 終面 焦点距離
16 18 64.90
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ４ 第４レンズ群
Claims (17)
- 物体側から像側に順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、第４レンズ群からなり、フォーカシングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系において、
前記第１レンズ群は、最も物体側に正レンズを有し、
フォーカシングに際して、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群が移動し、
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
０．６＜ｆ２／ｆ３＜３．０
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。 - 前記第４レンズ群は、正レンズと負レンズを少なくとも１つずつ含むことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
- 前記第４レンズ群は、像ぶれ補正に際して光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動するレンズ要素を有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。
- 前記レンズ要素の焦点距離をｆＡとするとき、
０．５＜｜ｆ／ｆＡ｜＜３．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項３に記載の光学系。 - 前記光学系の焦点距離をｆ、前記レンズ要素の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上における距離をＤＡとするとき、
０．３＜ＤＡ／ｆ＜１．２
なる条件式を満足することを特徴とする請求項３又は４に記載の光学系。 - 前記第１レンズ群は、負レンズを少なくとも１つ含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学系。
- 前記第２レンズ群は、正レンズと負レンズを少なくとも１つずつ含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学系。
- 前記光学系の焦点距離をｆ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
０．０３＜ｆ／ｆ１＜１．００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学系。 - 前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
０．３５＜ｆ／ｆ２＜１．２０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学系。 - 前記第１レンズ群は、フォーカシングに際して、不動であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学系。
- 前記第４レンズ群は、フォーカシングに際して、不動であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光学系。
- 前記光学系の焦点距離をｆ、レンズ全長をＴＬとするとき、
１．０＜ＴＬ／ｆ＜３．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光学系。 - 前記光学系の焦点距離をｆ、無限遠にフォーカスしているときのバックフォーカスをＢＦとするとき、
０．０５＜ＢＦ／ｆ＜０．５０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学系。 - 前記光学系の最至近にフォーカスしているときの像倍率をβとするとき、
｜β｜＞０．４
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１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正レンズであることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の光学系。
- 前記光学系の焦点距離をｆ、前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
−１．５＜ｆ／ｆ４＜−０．１
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の光学系。 - 請求項１乃至１６のいずれか１項の光学系と、該光学系によって形成される像を受光する撮像素子を備えることを特徴とする撮像装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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| JP2018243879 | 2018-12-27 |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019015843A Active JP7195955B2 (ja) | 2018-12-27 | 2019-01-31 | 光学系及び撮像装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP7195955B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023176512A1 (ja) * | 2022-03-17 | 2023-09-21 | 株式会社ニコン | 光学系、光学機器、および光学系の製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06308383A (ja) * | 1993-04-23 | 1994-11-04 | Nikon Corp | 水中カメラ用中望遠レンズ |
| JPH11281892A (ja) * | 1998-03-27 | 1999-10-15 | Canon Inc | フローティングを利用した撮影レンズ |
| JP2014055994A (ja) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Sony Corp | 結像レンズおよび撮像装置 |
| JP2016173529A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-09-29 | キヤノン株式会社 | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 |
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|---|---|---|---|---|
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-
2019
- 2019-01-31 JP JP2019015843A patent/JP7195955B2/ja active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| WO2023176512A1 (ja) * | 2022-03-17 | 2023-09-21 | 株式会社ニコン | 光学系、光学機器、および光学系の製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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