JP2021105634A - 結像光学系およびそれを有する撮像装置、撮像システム - Google Patents
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Abstract
【課題】レンズ枚数が少なく小型なフォーカシング機構を備えつつ、撮像素子に対応する像側テレセントリック性を有する結像光学系、およびそれを有する撮像装置、撮像システムを提供すること。【解決手段】結像光学系は、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、負の屈折力を有し、物体側の面が凹面である負レンズからなる第2レンズ群、正の屈折力の正レンズからなる第3レンズ群より構成される結像光学系であって、結像光学系は、5枚以下のレンズからなり、フォーカシングに際して第3レンズ群は光軸方向へ移動する。【選択図】図1
Description
本発明は、結像光学系に関し、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、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等に好適なものである。
近年、レンズ枚数が少なく小型で安価な構成で望遠撮影可能な撮像装置が求められている。撮像装置を小型化するためには、フォーカシング機構を小型に構成することが重要である。特許文献1には、5枚程度のレンズからなり、第2レンズ群を接合レンズとした4群構成の望遠光学系が開示されている。また、特許文献2には、5枚程度のレンズからなり、フォーカシング群に際して移動するレンズ群の重量を軽減した光学系が開示されている。
特許文献1の望遠光学系は、フォーカシングに際して全系が光軸方向へ移動するように構成されている。このようなレンズ全体繰り出し方式のフォーカシング方法を使用すると、フォーカス群を移動させるためのアクチュエーターが大型化してしまい、結果として撮像装置が大型化してしまう。
特許文献2の光学系では、最も像側に配置されたレンズ群をフォーカス群とする、いわゆるリアフォーカス方式のフォーカシング方法が使用されており、小型なフォーカシング機構を構成可能である。しかしながら、特許文献2の光学系の画角は広角および標準程度の画角であり、フォーカス群は負レンズ群で構成されている。ここで、小型な撮像装置に適した撮像素子に対応するために、光学系には輝度シェーディングや色シェーディングを回避するため、像側テレセントリック性が求められる。特許文献2の光学系では、最も像側に負レンズ群を配置しているため、像側テレセントリック性の確保が困難である。このとき、周辺画角の主光線は像面に対して斜入射となることで、画面周辺においてシェーディングが生じてしまう。
本発明は、レンズ枚数が少なく小型なフォーカシング機構を備えつつ、撮像素子に対応する像側テレセントリック性を有する結像光学系、およびそれを有する撮像装置、撮像システムを提供することを目的とする。
本発明の一側面としての結像光学系は、結像光学系は、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、負の屈折力を有し、物体側の面が凹面である負レンズからなる第2レンズ群、正の屈折力の正レンズからなる第3レンズ群より構成される結像光学系であって、結像光学系は、5枚以下のレンズからなり、フォーカシングに際して第3レンズ群は光軸方向へ移動することを特徴とする。
本発明は、レンズ枚数が少なく小型なフォーカシング機構を備えつつ、撮像素子に対応する像側テレセントリック性を有する結像光学系、およびそれを有する撮像装置、撮像システムを提供することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
図1、4、7、10は、それぞれ実施例1乃至4の結像光学系の無限遠合焦時における断面図である。各実施例の結像光学系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、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる光学系である。
各断面図において左方が物体側で、右方が像側である。各実施例の結像光学系は複数のレンズ群を有して構成されている。レンズ群は1枚のレンズから構成されていても良いし、複数のレンズから成っていても良い。また、レンズ群は開口絞りを含んでいても良い。
各断面図において、Liは結像光学系に含まれるレンズ群のうち物体側から数えてi番目(i=1,2,3)のレンズ群を表している。L2Aは第2レンズ群を構成する負の屈折力の負レンズ、L3Aは第3レンズ群を構成する正の屈折力の正レンズを表している。
また、SPは開口絞りである。GBは、光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルターなどに相当する光学ブロックである。IPは像面であり、CCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子(光電変換素子)の撮像面が配置される。
また、各実施例の結像光学系では、フォーカシングに際して、第3レンズ群L3を光軸方向へ移動させるように構成されている。各断面図に示した矢印は無限遠から至近距離へのフォーカシングに際しての第3レンズ群L3の移動方向を表している。
図2、5、8、11はそれぞれ、実施例1乃至4の結像光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。図3、6、9、12はそれぞれ、実施例1乃至4における至近距離(像面から2000mm)に合焦した時の縦収差図である。
球面収差図においてFnoはFナンバー(開口比)であり、d線(波長587.6nm)、g線(波長435.8nm)に対する球面収差量を示している。非点収差図においてΔSはサジタル像面における非点収差量、ΔMはメリディオナル像面における非点収差量を示している。歪曲収差図においてd線に対する歪曲収差量を示している。色収差図ではg線における色収差量を示している。ωは撮像半画角(°)である。
次に、各実施例の結像光学系における特徴的な構成について述べる。
各実施例の結像光学系は、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、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3より構成される。また、結像光学系は、5枚以下のレンズからなる。第2レンズ群L2は、負の屈折力を有し、物体側の面が凹面である負レンズL2Aからなる。第3レンズ群L3は、正の屈折力の正レンズL3Aからなる。
各実施例の結像光学系は、第1レンズ群L1が少なくとも1枚の正の屈折力の正レンズと少なくとも1枚の負の屈折力の負レンズを有するため、軸上色収差を補正可能である。また、負レンズL2Aの物体側の面は凹面である。本発明の結像光学系は、絞りSPに対してコンセントリックな面を有することにより、像面湾曲への影響を最小限に球面収差を選択的に補正する機能を有し、良好な結像性能を得ることができる。
本発明の結像光学系では、フォーカシングに際して第3レンズ群L3が光軸方向へ移動する。フォーカシングに際して第1レンズ群L1および第2レンズ群L2は不動である。第3レンズ群L3をフォーカス群とすることで、フォーカス群を移動させるためのアクチュエーターを小型化できるため、小型なフォーカシング機構を実現可能である。また、フォーカス群を1枚の正レンズL3Aとすることでフォーカス群を軽量化可能である。
また、最も像側に配置された第3レンズ群L3が正の屈折力を有することで、軸外主光線を光軸に対して略平行にし、射出瞳位置を物体側に移動させ高い像側テレセントリック性を実現している。
各実施例の結像光学系は上述した構成を有することで、レンズ枚数が少なく小型なフォーカシング機構を備えつつ、撮像素子に対応する像側テレセントリック性を有することができる。
各実施例の結像光学系は、以下の諸条件のうち1つ以上を満足することが好ましい。無限遠合焦時の正レンズL3Aの像側の面から像面IPまでの距離をBk、結像光学系の全長をLとする。結像光学系の焦点距離をfとする。負レンズL2Aの焦点距離、物体側の曲率半径、像側の曲率半径、アッベ数をそれぞれ、f2,r2a,r2b,ν2とする。正レンズL3Aの焦点距離、物体側の曲率半径、像側の曲率半径、アッベ数をf3,r3a,r3b,ν3とする。無限遠合焦時の負レンズL2Aの像側の面から正レンズL3Aの物体側の面までの距離をd23とする。第3レンズ群L3の横倍率をβ3とする。
0.05<Bk/L<0.30 (1)
−1.00<f2/f<−0.15 (2)
0.25<(r2a+r2b)/(r2b−r2a)<2.50 (3)
0.20<f3/f<0.80 (4)
−0.15<(r3a+r3b)/(r3b−r3a)<1.00 (5)
1.00<ν2/ν3<2.00 (6)
0.05<d23/L<0.40 (7)
0.30<1−β3^2<0.90 (8)
条件式(1)は、結像光学系の全長に対する像面からのフォーカス群の距離に関する。一般に、製造時の誤差の積み上げにより、設計値に対するバックフォーカスずれが生じる。特に望遠光学系ではバックフォーカスずれが大きくなるため、その補正が重要になる。バックフォーカスずれは可動群であるフォーカス群で補正することが考えられるが、条件式(1)の下限値を下回ると、調整の間隔を十分に確保できない。その結果、超無限方向のバックフォーカスずれの補正が困難になるため好ましくない。一方、条件式(1)の上限値を上回ると、正レンズL3Aと像面IPとの距離が遠くなりすぎる。このとき、像側テレセントリック性を維持しようとすると、軸外マージナル光線の光軸からの高さが大きくなりすぎる。その結果、正レンズL3Aのレンズ径が大型化するため好ましくない。条件式(1)を満足することにより、結像光学系をより小型化可能である。
−1.00<f2/f<−0.15 (2)
0.25<(r2a+r2b)/(r2b−r2a)<2.50 (3)
0.20<f3/f<0.80 (4)
−0.15<(r3a+r3b)/(r3b−r3a)<1.00 (5)
1.00<ν2/ν3<2.00 (6)
0.05<d23/L<0.40 (7)
0.30<1−β3^2<0.90 (8)
条件式(1)は、結像光学系の全長に対する像面からのフォーカス群の距離に関する。一般に、製造時の誤差の積み上げにより、設計値に対するバックフォーカスずれが生じる。特に望遠光学系ではバックフォーカスずれが大きくなるため、その補正が重要になる。バックフォーカスずれは可動群であるフォーカス群で補正することが考えられるが、条件式(1)の下限値を下回ると、調整の間隔を十分に確保できない。その結果、超無限方向のバックフォーカスずれの補正が困難になるため好ましくない。一方、条件式(1)の上限値を上回ると、正レンズL3Aと像面IPとの距離が遠くなりすぎる。このとき、像側テレセントリック性を維持しようとすると、軸外マージナル光線の光軸からの高さが大きくなりすぎる。その結果、正レンズL3Aのレンズ径が大型化するため好ましくない。条件式(1)を満足することにより、結像光学系をより小型化可能である。
なお、条件式(1)の数値範囲を以下の条件式(1a)の範囲とすることが好ましい。
0.10<Bk/L<0.25 (1a)
また、条件式(1)の数値範囲を以下の条件式(1b)の範囲とすることがさらに好ましい。
また、条件式(1)の数値範囲を以下の条件式(1b)の範囲とすることがさらに好ましい。
0.12<Bk/L<0.23 (1b)
条件式(2)は、第2レンズ群L2の屈折力に関する。条件式(2)の下限値を下回ると、第2レンズ群L2の屈折力が弱くなりすぎる。そのため、球面収差が補正不足となってしまう。一方、条件式(2)の上限値を上回ると、第2レンズ群L2の屈折力が強くなりすぎ、球面収差が補正過剰になってしまう。また、像側テレセントリック性を確保するためには、第3レンズ群L3の屈折力を必要以上に強める必要がある。このとき、結像光学系における像面湾曲のフォーカス変動の補正が困難になるため好ましくない。
条件式(2)は、第2レンズ群L2の屈折力に関する。条件式(2)の下限値を下回ると、第2レンズ群L2の屈折力が弱くなりすぎる。そのため、球面収差が補正不足となってしまう。一方、条件式(2)の上限値を上回ると、第2レンズ群L2の屈折力が強くなりすぎ、球面収差が補正過剰になってしまう。また、像側テレセントリック性を確保するためには、第3レンズ群L3の屈折力を必要以上に強める必要がある。このとき、結像光学系における像面湾曲のフォーカス変動の補正が困難になるため好ましくない。
なお、条件式(2)の数値範囲を以下の条件式(2a)の範囲とすることが好ましい。
−0.80<f2/f<−0.20 (2a)
また、条件式(2)の数値範囲を以下の条件式(2b)の範囲とすることがさらに好ましい。
また、条件式(2)の数値範囲を以下の条件式(2b)の範囲とすることがさらに好ましい。
−0.60<f2/f<−0.25 (2b)
条件式(3)は、負レンズL2Aの形状に関する。条件式(3)の上下限値の何れを超えた場合も負レンズL2Aの像側の面の曲率が大きくなりすぎる。そのため、結像光学系における球面収差の補正が困難になり、好ましくない。
条件式(3)は、負レンズL2Aの形状に関する。条件式(3)の上下限値の何れを超えた場合も負レンズL2Aの像側の面の曲率が大きくなりすぎる。そのため、結像光学系における球面収差の補正が困難になり、好ましくない。
なお、条件式(3)の数値範囲を以下の条件式(3a)の範囲とすることが好ましい。
0.50<(r2a+r2b)/(r2b−r2a)<2.20 (3a)
また、条件式(3)の数値範囲を以下の条件式(3b)の範囲とすることがさらに好ましい。
また、条件式(3)の数値範囲を以下の条件式(3b)の範囲とすることがさらに好ましい。
0.80<(r2a+r2b)/(r2b−r2a)<2.00 (3b)
条件式(4)は、第3レンズ群L3の屈折力に関する。条件式(4)の下限値を下回ると、第3レンズ群L3の屈折力が強くなりすぎる。そのため、フォーカシングに伴う収差変動が大きくなり、好ましくない。一方、条件式(4)の上限値を上回ると、第3レンズ群L3の屈折力が弱くなりすぎる。そのため、近距離物体への合焦時の移動量が増加し、好ましくない。
条件式(4)は、第3レンズ群L3の屈折力に関する。条件式(4)の下限値を下回ると、第3レンズ群L3の屈折力が強くなりすぎる。そのため、フォーカシングに伴う収差変動が大きくなり、好ましくない。一方、条件式(4)の上限値を上回ると、第3レンズ群L3の屈折力が弱くなりすぎる。そのため、近距離物体への合焦時の移動量が増加し、好ましくない。
なお、条件式(4)の数値範囲を以下の条件式(4a)の範囲とすることが好ましい。
0.30<f3/f<0.70 (4a)
また、条件式(4)の数値範囲を以下の条件式(4b)の範囲とすることがさらに好ましい。
また、条件式(4)の数値範囲を以下の条件式(4b)の範囲とすることがさらに好ましい。
0.35<f3/f<0.60 (4b)
条件式(5)は、正レンズL3Aの形状に関する。条件式(5)の下限値を下回ると、物体側の曲率半径r3aに対して像側の曲率半径r3bが小さくなりすぎる。一方、条件式(5)の上限値を上回ると、物体側の曲率半径r3aに対して像側の曲率半径r3bが大きくなりすぎる。条件式(5)の上下限値の何れを超えた場合もフォーカシングに伴う収差変動の補正が困難となるため好ましくない。
条件式(5)は、正レンズL3Aの形状に関する。条件式(5)の下限値を下回ると、物体側の曲率半径r3aに対して像側の曲率半径r3bが小さくなりすぎる。一方、条件式(5)の上限値を上回ると、物体側の曲率半径r3aに対して像側の曲率半径r3bが大きくなりすぎる。条件式(5)の上下限値の何れを超えた場合もフォーカシングに伴う収差変動の補正が困難となるため好ましくない。
なお、条件式(5)の数値範囲を以下の条件式(5a)の範囲とすることが好ましい。
−0.05<(r3a+r3b)/(r3b−r3a)<0.90 (5a)
また、条件式(5)の数値範囲を以下の条件式(5b)の範囲とすることがさらに好ましい。
また、条件式(5)の数値範囲を以下の条件式(5b)の範囲とすることがさらに好ましい。
0.05<(r3a+r3b)/(r3b−r3a)<0.80 (5b)
条件式(6)は、負レンズL2Aと正レンズL3Aのレンズ硝材の分散に関する。条件式(6)の下限値を下回ると、軸上色収差の補正が困難になってしまうため好ましくない。一方、条件式(6)の上限値を上回ると、正レンズL3Aのアッベ数ν3が小さくなりすぎる。その結果、フォーカシングに伴う色収差の変動が大きくなるため好ましくない。
条件式(6)は、負レンズL2Aと正レンズL3Aのレンズ硝材の分散に関する。条件式(6)の下限値を下回ると、軸上色収差の補正が困難になってしまうため好ましくない。一方、条件式(6)の上限値を上回ると、正レンズL3Aのアッベ数ν3が小さくなりすぎる。その結果、フォーカシングに伴う色収差の変動が大きくなるため好ましくない。
なお、条件式(6)の数値範囲を以下の条件式(6a)の範囲とすることが好ましい。
1.10<ν2/ν3<1.80 (6a)
また、条件式(6)の数値範囲を以下の条件式(6b)の範囲とすることがさらに好ましい。
また、条件式(6)の数値範囲を以下の条件式(6b)の範囲とすることがさらに好ましい。
1.20<ν2/ν3<1.70 (6b)
条件式(7)は、結像光学系の全長に対する負レンズL2Aの像側の面から正レンズL3Aの物体側の面までの距離に関する。条件式(7)の下限値を下回ると、フォーカシングに伴うレンズ群移動のための間隔が十分に確保できないため好ましくない。一方、条件式(7)の上限値を上回ると、結像光学系の小型化が困難になってしまう。
条件式(7)は、結像光学系の全長に対する負レンズL2Aの像側の面から正レンズL3Aの物体側の面までの距離に関する。条件式(7)の下限値を下回ると、フォーカシングに伴うレンズ群移動のための間隔が十分に確保できないため好ましくない。一方、条件式(7)の上限値を上回ると、結像光学系の小型化が困難になってしまう。
なお、条件式(7)の数値範囲を以下の条件式(7a)の範囲とすることが好ましい。
0.08<d23/L<0.35 (7a)
また、条件式(7)の数値範囲を以下の条件式(7b)の範囲とすることがさらに好ましい。
また、条件式(7)の数値範囲を以下の条件式(7b)の範囲とすることがさらに好ましい。
0.10<d23/L<0.30 (7b)
条件式(8)は、第3レンズ群L3のフォーカス敏感度に関する。条件式(8)の下限値を下回ると、近距離物体への合焦時の移動量が増加するため好ましくない。一方、条件式(8)の上限値を上回ると、フォーカス敏感度が大きくなりすぎる。その結果、フォーカス群の移動量に対して合焦する物体距離の変動が大きくなりすぎ、フォーカシングが困難になるため好ましくない。
条件式(8)は、第3レンズ群L3のフォーカス敏感度に関する。条件式(8)の下限値を下回ると、近距離物体への合焦時の移動量が増加するため好ましくない。一方、条件式(8)の上限値を上回ると、フォーカス敏感度が大きくなりすぎる。その結果、フォーカス群の移動量に対して合焦する物体距離の変動が大きくなりすぎ、フォーカシングが困難になるため好ましくない。
なお、条件式(8)の数値範囲を以下の条件式(8a)の範囲とすることが好ましい。
0.40<1−β3^2<0.80 (8a)
また、条件式(8)の数値範囲を以下の条件式(8b)の範囲とすることがさらに好ましい。
また、条件式(8)の数値範囲を以下の条件式(8b)の範囲とすることがさらに好ましい。
0.50<1−β3^2<0.75 (8b)
以下、各実施例の結像光学系のレンズ構成について説明する。各実施例の結像光学系は、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、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3より構成される。第2レンズ群L2は、負の屈折力を有し、物体側の面が凹面である負レンズL2Aからなる。第3レンズ群L3は、正の屈折力の正レンズL3Aからなる。また、結像光学系は、4枚以上かつ5枚以下のレンズからなる。
以下、各実施例の結像光学系のレンズ構成について説明する。各実施例の結像光学系は、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、負の屈折力の第2レンズ群L2、正の屈折力の第3レンズ群L3より構成される。第2レンズ群L2は、負の屈折力を有し、物体側の面が凹面である負レンズL2Aからなる。第3レンズ群L3は、正の屈折力の正レンズL3Aからなる。また、結像光学系は、4枚以上かつ5枚以下のレンズからなる。
実施例1の結像光学系では、第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の正レンズ、正の屈折力の正レンズと負の屈折力の負レンズとを接合した接合レンズより構成される。接合レンズを用いることで製造時の偏芯誤差を抑えることができる。
実施例2の結像光学系では、第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の正レンズ、正の屈折力の正レンズ、負の屈折力の負レンズより構成される。実施例2の結像光学系は、接合レンズを分離することで、実施例1と比較して収差補正の自由度を確保し球面収差を容易に補正することができる。
実施例3の結像光学系では、第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の正レンズ、負の屈折力の負レンズより構成される。実施例3の結像光学系は、実施例1と比較して比較的広角な光学系であるため、色収差の補正が容易であり、第1レンズ群L1のレンズ枚数を2枚にすることができる。
実施例4の結像光学系では、第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の正レンズ、負の屈折力の負レンズと正の屈折力の正レンズとを接合した接合レンズより構成される。実施例4の結像光学系は実施例1と比較して比較的望遠な光学系であるため、歪曲収差の補正が困難になる。負レンズの形状を絞りSPに対してコンセントリックな形状にすることで歪曲収差の補正を有利にすることができる。
以下に、実施例1乃至4にそれぞれ対応する数値実施例1乃至4を示す。また、各数値実施例における種々の値を表1にまとめて示す。
各数値実施例の面データにおいて、rは各光学面の曲率半径、d(mm)は第m面と第(m+1)面との間の軸上間隔(光軸上の距離)を表している。ただし、mは光入射側から数えた面の番号である。また、ndは各光学部材のd線に対する屈折率、νdは光学部材のアッベ数を表わしている。なお、ある材料のアッベ数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。
νd=(Nd−1)/(NF−NC)
で表される。
なお、各数値実施例において、軸上間隔d、焦点距離(mm)、Fナンバー、半画角(度)は全て各実施例の結像光学系が無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。BK(バックフォーカス)は、レンズ最終面(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、結像光学系の最前面(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。
[数値実施例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 7.939 1.49 1.58913 61.1
2 196.316 0.18
3 6.289 1.64 1.48749 70.2
4 -381.679 0.46 1.90525 35.0
5 8.050 3.19
6(絞り) ∞ 4.82
7 -3.531 0.46 1.51633 64.1
8 391.895 (可変)
9 11.436 1.66 1.70154 41.2
10 -17.755 (可変)
11 ∞ 0.92 1.51633 64.1
12 ∞ 0.74
像面 ∞
焦点距離 25.98
Fナンバー 4.00
半画角(度) 6.59
像高 3.00
レンズ全長 20.78
BK 3.19
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 16.64
2 7 -6.78
3 9 10.15
フォーカス
無限遠 2000mm
d8 3.36 2.84
d10 1.84 2.36
[数値実施例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 8.928 1.97 1.83481 42.7
2 51.503 0.14
3 6.780 1.60 1.53775 74.7
4 16.163 0.46
5 46.287 0.46 1.80518 25.4
6 5.412 4.08
7(絞り) ∞ 4.82
8 -4.716 0.46 1.48749 70.2
9 -15.099 (可変)
10 17.259 2.07 1.86300 41.5
11 -19.355 (可変)
12 ∞ 0.92 1.51633 64.1
13 ∞ 1.62
像面 ∞
焦点距離 25.98
Fナンバー 2.80
半画角(度) 6.59
像高 3.00
レンズ全長 23.93
BK 4.07
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 24.14
2 8 -14.27
3 10 10.86
フォーカス
無限遠 2000mm
d9 3.49 3.02
d11 1.84 2.32
[数値実施例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 4.835 1.41 1.86300 41.5
2 -21.401 0.20
3 -14.436 0.46 1.84666 23.8
4 8.515 0.36
5(絞り) ∞ 4.82
6 -2.552 0.46 1.56732 42.8
7 -8.151 (可変)
8 12.183 1.53 1.86300 41.5
9 -15.239 (可変)
10 ∞ 0.92 1.51633 64.1
11 ∞ 0.74
像面 ∞
焦点距離 14.72
Fナンバー 4.00
半画角(度) 11.52
像高 3.00
レンズ全長 14.41
BK 3.19
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 11.43
2 6 -6.75
3 8 8.05
フォーカス
無限遠 2000mm
d7 1.66 1.51
d9 1.84 1.99
[数値実施例4]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 14.742 1.00 1.49700 81.5
2 46.865 0.28
3 9.695 0.46 1.84666 23.8
4 6.839 1.38 1.78800 47.4
5 12.873 7.48
6(絞り) ∞ 4.82
7 -5.416 0.46 1.48749 70.2
8 106.273 (可変)
9 11.225 1.38 1.71300 53.9
10 -92.287 (可変)
11 ∞ 0.92 1.51633 64.1
12 ∞ 1.38
像面 ∞
焦点距離 34.51
Fナンバー 4.00
半画角(度) 4.97
像高 3.00
レンズ全長 28.99
BK 3.82
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 21.28
2 7 -10.56
3 9 14.11
フォーカス
無限遠 2000mm
d8 7.60 6.62
d10 1.84 2.83
[数値実施例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 7.939 1.49 1.58913 61.1
2 196.316 0.18
3 6.289 1.64 1.48749 70.2
4 -381.679 0.46 1.90525 35.0
5 8.050 3.19
6(絞り) ∞ 4.82
7 -3.531 0.46 1.51633 64.1
8 391.895 (可変)
9 11.436 1.66 1.70154 41.2
10 -17.755 (可変)
11 ∞ 0.92 1.51633 64.1
12 ∞ 0.74
像面 ∞
焦点距離 25.98
Fナンバー 4.00
半画角(度) 6.59
像高 3.00
レンズ全長 20.78
BK 3.19
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 16.64
2 7 -6.78
3 9 10.15
フォーカス
無限遠 2000mm
d8 3.36 2.84
d10 1.84 2.36
[数値実施例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 8.928 1.97 1.83481 42.7
2 51.503 0.14
3 6.780 1.60 1.53775 74.7
4 16.163 0.46
5 46.287 0.46 1.80518 25.4
6 5.412 4.08
7(絞り) ∞ 4.82
8 -4.716 0.46 1.48749 70.2
9 -15.099 (可変)
10 17.259 2.07 1.86300 41.5
11 -19.355 (可変)
12 ∞ 0.92 1.51633 64.1
13 ∞ 1.62
像面 ∞
焦点距離 25.98
Fナンバー 2.80
半画角(度) 6.59
像高 3.00
レンズ全長 23.93
BK 4.07
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 24.14
2 8 -14.27
3 10 10.86
フォーカス
無限遠 2000mm
d9 3.49 3.02
d11 1.84 2.32
[数値実施例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 4.835 1.41 1.86300 41.5
2 -21.401 0.20
3 -14.436 0.46 1.84666 23.8
4 8.515 0.36
5(絞り) ∞ 4.82
6 -2.552 0.46 1.56732 42.8
7 -8.151 (可変)
8 12.183 1.53 1.86300 41.5
9 -15.239 (可変)
10 ∞ 0.92 1.51633 64.1
11 ∞ 0.74
像面 ∞
焦点距離 14.72
Fナンバー 4.00
半画角(度) 11.52
像高 3.00
レンズ全長 14.41
BK 3.19
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 11.43
2 6 -6.75
3 8 8.05
フォーカス
無限遠 2000mm
d7 1.66 1.51
d9 1.84 1.99
[数値実施例4]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 14.742 1.00 1.49700 81.5
2 46.865 0.28
3 9.695 0.46 1.84666 23.8
4 6.839 1.38 1.78800 47.4
5 12.873 7.48
6(絞り) ∞ 4.82
7 -5.416 0.46 1.48749 70.2
8 106.273 (可変)
9 11.225 1.38 1.71300 53.9
10 -92.287 (可変)
11 ∞ 0.92 1.51633 64.1
12 ∞ 1.38
像面 ∞
焦点距離 34.51
Fナンバー 4.00
半画角(度) 4.97
像高 3.00
レンズ全長 28.99
BK 3.82
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 21.28
2 7 -10.56
3 9 14.11
フォーカス
無限遠 2000mm
d8 7.60 6.62
d10 1.84 2.83
[撮像装置]
本発明の結像光学系を撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラ(撮像装置)の実施例について、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4で説明したいずれかの結像光学系によって構成された撮影光学系である。12はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系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(光電変換素子)である。カメラ本体10はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。
本発明の結像光学系を撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラ(撮像装置)の実施例について、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4で説明したいずれかの結像光学系によって構成された撮影光学系である。12はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系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(光電変換素子)である。カメラ本体10はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。
このように本発明の結像光学系をデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、レンズが小型である撮像装置を得ることができる。
[撮像システム]
なお、各実施例の結像光学系と、結像光学系を制御する制御部とを含めた撮像システム(監視カメラシステム)を構成してもよい。この場合、制御部は、フォーカシングに際して第3レンズ群L3が上述したように移動するよう結像光学系を制御することができる。このとき、制御部が結像光学系と一体的に構成されている必要はなく、制御部を結像光学系とは別体として構成してもよい。例えば、結像光学系の各レンズを駆動する駆動部に対して遠方に配置された制御部(制御装置)が、結像光学系を制御するための制御信号(命令)を送る送信部を備える構成を採用してもよい。このような制御部によれば、結像光学系を遠隔操作することができる。
[撮像システム]
なお、各実施例の結像光学系と、結像光学系を制御する制御部とを含めた撮像システム(監視カメラシステム)を構成してもよい。この場合、制御部は、フォーカシングに際して第3レンズ群L3が上述したように移動するよう結像光学系を制御することができる。このとき、制御部が結像光学系と一体的に構成されている必要はなく、制御部を結像光学系とは別体として構成してもよい。例えば、結像光学系の各レンズを駆動する駆動部に対して遠方に配置された制御部(制御装置)が、結像光学系を制御するための制御信号(命令)を送る送信部を備える構成を採用してもよい。このような制御部によれば、結像光学系を遠隔操作することができる。
また、結像光学系を遠隔操作するためのコントローラーやボタンなどの操作部を制御部に設けることで、ユーザーの操作部への入力に応じて結像光学系を制御する構成を採ってもよい。
また、撮像システムは、結像光学系の合焦位置に関する情報(フォーカス群の移動状態)を表示する液晶パネルなどの表示部を有していてもよい。結像光学系の合焦位置に関する情報とは、例えば被写体距離である。この場合、表示部に示される結像光学系の合焦位置に関する情報を見ながら、操作部を介してユーザーが結像光学系を遠隔操作することができる。このとき、例えばタッチパネルなどを採用することで表示部と操作部とを一体化してもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
L1 第1レンズ群
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群
L2A 負レンズ
L3A 正レンズ
L2 第2レンズ群
L3 第3レンズ群
L2A 負レンズ
L3A 正レンズ
Claims (18)
- 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、負の屈折力を有し、物体側の面が凹面である負レンズからなる第2レンズ群、正の屈折力の正レンズからなる第3レンズ群より構成される結像光学系であって、
前記結像光学系は、5枚以下のレンズからなり、
フォーカシングに際して前記第3レンズ群は光軸方向へ移動することを特徴とする結像光学系。 - 無限遠合焦時の前記正レンズの像側の面から像面までの距離をBk、前記結像光学系の全長をLとするとき、
0.05<Bk/L<0.30
なる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。 - 前記結像光学系の焦点距離をf、前記負レンズの焦点距離をf2とするとき、
−1.00<f2/f<−0.15
なる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。 - 前記負レンズの物体側の曲率半径をr2a、前記負レンズの像側の曲率半径をr2bとするとき
0.25<(r2a+r2b)/(r2b−r2a)<2.50
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の結像光学系。 - 前記結像光学系の焦点距離をf、前記正レンズの焦点距離をf3とするとき、
0.20<f3/f<0.80
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1及至4の何れか一項に記載の結像光学系。 - 前記正レンズの物体側の曲率半径をr3a、前記正レンズの像側の曲率半径をr3bとするとき、
−0.15<(r3a+r3b)/(r3b−r3a)<1.00
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1及至5の何れか一項に記載の結像光学系。 - 前記負レンズのアッベ数をν2、前記正レンズのアッベ数をν3とするとき、
1.00<ν2/ν3<2.00
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の結像光学系。 - 無限遠合焦時の前記負レンズの像側の面から前記正レンズの物体側の面までの距離をd23、前記結像光学系の全長をLとするとき、
0.05<d23/L<0.40
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1及至7の何れか一項に記載の結像光学系。 - 無限遠合焦時の前記正レンズの横倍率をβ3とするとき、
0.30<1−β3^2<0.90
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1及至8の何れか一項に記載の結像光学系。 - 前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の正レンズ、正の屈折力の正レンズ、負の屈折力の負レンズからなることを特徴とする請求項1及至9の何れか1項に記載の結像光学系。
- 前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の正レンズ、負の屈折力の負レンズからなることを特徴とする請求項1及至9の何れか一項に記載の結像光学系。
- 前記第1レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の正レンズ、負の屈折力の負レンズ、正の屈折力の正レンズからなることを特徴とする請求項1及至9の何れか一項に記載の結像光学系。
- 前記結像光学系は、4枚以上のレンズからなることを特徴とする請求項1乃至12の何れか一項に記載の結像光学系。
- 請求項1及至13の何れか一項に記載の結像光学系と、
該結像光学系によって形成される像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至14の何れか一項に記載の結像光学系と、前記結像光学系を制御する制御部を有することを特徴とする撮像システム。
- 前記制御部は、前記結像光学系とは別体として構成されており、前記結像光学系を制御するための制御信号を送信する送信部を有することを特徴とする請求項15に記載の撮像システム。
- 前記制御部は、前記結像光学系とは別体として構成されており、前記結像光学系を操作するための操作部を有することを特徴とする請求項15又は16に記載の撮像システム。
- 前記結像光学系の合焦位置に関する情報を表示する表示部を有することを特徴とする請求項15乃至17の何れか一項に記載の撮像システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019235715A JP2021105634A (ja) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 結像光学系およびそれを有する撮像装置、撮像システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019235715A JP2021105634A (ja) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 結像光学系およびそれを有する撮像装置、撮像システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021105634A true JP2021105634A (ja) | 2021-07-26 |
Family
ID=76918752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019235715A Pending JP2021105634A (ja) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 結像光学系およびそれを有する撮像装置、撮像システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021105634A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113933978A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-01-14 | 广东奥普特科技股份有限公司 | 一种远心镜头 |
-
2019
- 2019-12-26 JP JP2019235715A patent/JP2021105634A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113933978A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-01-14 | 广东奥普特科技股份有限公司 | 一种远心镜头 |
WO2023077780A1 (zh) * | 2021-11-03 | 2023-05-11 | 广东奥普特科技股份有限公司 | 一种远心镜头 |
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