JP2022020096A - 光学系及びそれを有するレンズ装置、撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】良好な光学性能を有し、製造が容易で小型な光学系を提供すること。【解決手段】光学系は、物体側から像側へ順に配置された、フォーカシングに際して移動するレンズ群からなる正の屈折力の前群、負の屈折力の負レンズ群からなり、無限遠から至近へのフォーカシングに際して前群と負レンズ群との間隔が広がるように前群のレンズ群が物体側へ移動し、前群は光学系に含まれる正レンズのうち最も物体側に配置された正レンズよりも物体側に配置されたレンズからなる負の屈折力の部分群を有し、無限遠合焦時の光学系の焦点距離、部分群の焦点距離、部分群の平均屈折率、無限遠合焦時における光学系の最も物体側に配置されたレンズの像側面から正レンズの物体側面までの光軸上の距離、無限遠合焦時における光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、無限遠合焦時の光学系のバックフォーカスを各々適切に設定すること。【選択図】図1
Description
本発明は、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、CCDやCMOSセンサ等の撮像素子の多画素化により、撮像素子が搭載された撮像装置に用いる光学系には高い光学性能を有することが望まれている。特許文献1には、諸収差のフォーカス変動を抑制するために、物体側に配置されたレンズ群を物体側へ移動させることで合焦を行うフロントフォーカス方式の光学系が開示されている。また、特許文献2には、像面湾曲や歪曲収差等の軸外収差を良好に補正するために、最も物体側に非球面を有する負の屈折力のメニスカスレンズが配置された光学系が開示されている。
しかしながら、特許文献1の光学系を広角化させる場合、画角が大きくなるに伴い軸外収差が増加する。増加した軸外収差を良好に補正するためには、フォーカス群である前群において径が大きいレンズを物体側に配置する必要があり、光学系の大型化に繋がる。更に、フォーカス群の質量も増加するためオートフォーカスを行う際に高出力のアクチュエータが必要となり、アクチュエータの大型化に繋がる可能性もある。
また、特許文献2の光学系では、広角化させる場合でも光学系の前群を大型化させずに諸収差を良好に補正できる。しかしながら、軸外光線の光軸からの高さが大きい位置に非球面レンズを配置する必要があるため、非球面レンズに大きい製造敏感度が加わり、光学系の製造が困難になる。
本発明は、良好な光学性能を有し、製造が容易で小型な光学系及びそれを有するレンズ装置、撮像装置を提供することを目的とする。
本発明の一側面としての光学系は、物体側から像側へ順に配置された、フォーカシングに際して移動する1つ以上のレンズ群からなる正の屈折力の前群、負の屈折力の負レンズ群からなり、無限遠から至近へのフォーカシングに際して前群と負レンズ群との間隔が広がるように前群に含まれるレンズ群が物体側へ移動する光学系であって、前群は、光学系に含まれる正レンズのうち最も物体側に配置された第1正レンズよりも物体側に配置されたレンズからなる負の屈折力の第1部分群を有し、無限遠合焦時の光学系の焦点距離をf、第1部分群の焦点距離をfFL1、第1部分群の平均屈折率をNave、無限遠合焦時における光学系の最も物体側に配置されたレンズの像側面から第1正レンズの物体側面までの光軸上の距離をx、無限遠合焦時における光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をTTL、無限遠合焦時の光学系のバックフォーカスをBFとするとき、
-4.00<fFL1/x<-0.95
1.40<Nave<1.65
0.25<BF/f<0.95
0.13<x/TTL<0.35
なる条件式を満足することを特徴とする。
-4.00<fFL1/x<-0.95
1.40<Nave<1.65
0.25<BF/f<0.95
0.13<x/TTL<0.35
なる条件式を満足することを特徴とする。
本発明によれば、良好な光学性能を有し、製造が容易で小型な光学系及びそれを有するレンズ装置、撮像装置を提供することができる。
以下、本発明の光学系及びそれを有する撮像装置の実施例について、添付の図面に基づいて説明する。
図1,3,5,7,9,11は、それぞれ実施例1乃至6の光学系L0の無限遠合焦時における断面図である。各実施例の光学系L0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。各実施例の光学系L0は、大口径広角レンズとして使用されることが好ましい。各実施例の光学系L0で発生する歪曲収差に起因する画像の歪みは画像処理によって補正することを前提としているため、各実施例の光学系L0は歪曲収差の発生を許容して設計されている。例えば、各実施例の光学系L0を有するレンズ装置が装着された撮像装置では、取得した画像はレンズ装置内の記憶部に記憶されている、光学系L0によって形成される像に関する歪曲収差量の情報を用いて撮像装置内の画像処理部により補正される。
各断面図において左方が物体側で、右方が像側である。各実施例の光学系L0は複数のレンズ群を有して構成されている。本願明細書においてレンズ群とは、フォーカシングに際して一体的に移動又は静止するレンズのまとまりである。すなわち、各実施例の光学系L0では、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して隣接するレンズ群同士の間隔が変化する。なお、レンズ群は1枚のレンズから構成されていてもよいし、複数のレンズから成っていてもよい。また、レンズ群は開口絞りを含んでいてもよい。
各実施例の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、フォーカシングに際して移動する1つ以上のレンズ群からなる正の屈折力の前群FLと、負の屈折力の後群(負レンズ群)RLからなる。実施例1、2,3,5,6の光学系は、前群FLとしての1つの正の屈折力のレンズ群(第1レンズ群)と後群RLとしての負の屈折力の第2レンズ群からなる。実施例4の光学系は、前群FLとしての負の屈折力の第1レンズ群及び正の屈折力の第2レンズ群と、後群RLとしての負の屈折力の第3レンズ群からなる。
各断面図において、FLiは前群FLに含まれるレンズ群のうち物体側から数えてi番目(iは自然数)のレンズ群を表している。
また、SPは開口絞りである。IPは像面であり、各実施例の光学系L0をデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮影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)の撮像面が配置される。各実施例の光学系L0を銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際には像面IPにはフィルム面に相当する感光面が置かれる。また、実施例1乃至4,6の光学系L0において、ISは補正レンズ群であり、光軸に対して垂直方向へ移動することで手振れ等による像ブレを補正することが可能である。
また、各実施例の光学系L0では、無限遠から至近へのフォーカシングに際して、前群FLと後群RLとの間隔を広げるように前群FLに含まれるレンズ群が物体側へ移動する。各断面図に示した矢印は無限遠から近距離へのフォーカシングに際してのレンズ群の移動方向を表している。
本実施例の光学系L0は、フロントフォーカスタイプの光学系であり、無限遠から至近までにおける幅広い物体距離を合焦できると共に、小型化可能である。また、フォーカシング時の繰り出し量を小さくすることが可能であると共に、フォーカシング時の球面収差や像面湾曲等の諸収差の変動を良好に抑制することができる。なお、実施例4の光学系L0のように、前群FLに含まれる負の屈折力の第1部分群FL1(第1レンズ群)と正の屈折力の第2部分群FL2(第2レンズ群)を異なる軌跡で物体側へ繰り出してもよい。このような構成により、第1部分群FL1の繰り出し量を低減することができ、至近撮影時のワーキングディスタンスを確保することができる。なお、本願明細書には前群FLが1つ又は2つのレンズ群から構成されている例のみを開示しているが、前群FLが3つ以上のレンズ群から構成されていたとしても、後に詳述する本願発明の効果を得ることができる。
また、実施例6の光学系L0のように、フォーカシング時の像面湾曲変動を抑制するために後群RLを物体側へ繰り出してもよい。ただし、このような構成ではフォーカシング時の前群FLの繰り出し量が増加してしまうため、実施例1乃至5の光学系L0のように後群RLは合焦時に固定されていることも好ましい。
図2,4,6,8,10,12は、それぞれ実施例1乃至6の光学系L0の収差図である。各収差図において(A)は無限遠合焦時の収差図、(B)は至近距離に合焦した時の収差図である。
球面収差図においてFnoはFナンバーであり、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Mはメリディオナル像面における非点収差量、Sはサジタ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(度)である。
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(度)である。
次に、各実施例の光学系L0における特徴的な構成について述べる。
前群FLは、光学系L0に含まれる正レンズのうち最も物体側に配置された第1正レンズよりも物体側に配置されたレンズからなる負の屈折力の第1部分群FL1を有する。このような構成により、光学系L0を広角化させることができると共に、像面湾曲を良好に補正することができる。なお、第1部分群FL1の最も物体側に配置されたレンズは、像面側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであることが収差補正の観点から好ましい。また、第1部分群FL1に含まれるレンズの枚数は、2枚以下であることが好ましい。第1部分群FL1に含まれるレンズの枚数が3枚以上になると、フォーカス群である前群FLが大型化するため、好ましくない。
各実施例の光学系L0は、以下の条件式(1)乃至(4)を満足する。ここで、fは、無限遠合焦時の光学系L0の焦点距離である。fFL1は、第1部分群FL1の焦点距離である。Naveは、第1部分群FL1の平均屈折率である。xは、無限遠合焦時の光軸上における光学系L0の最も物体側に配置されたレンズの像側面から第1正レンズの物体側面までの距離である。TTLは、無限遠合焦時の光軸上における光学系L0の最も物体側のレンズ面から光学系L0の像面IPまでの距離(光学全長)である。BFは、無限遠合焦時の光学系L0のバックフォーカスである。
-4.00<fFL1/x<-0.95 (1)
1.40<Nave<1.65 (2)
0.25<BF/f<0.95 (3)
0.13<x/TTL<0.35 (4)
条件式(1)は、焦点距離fFL1と、距離xを規定している。条件式(1)を満足することで、光学系L0の広角化に際して、短い光路長で、かつ球面収差を抑制可能な範囲で第1正レンズに入射する光線の光線束を大きくすることができる。条件式(1)の上限値を上回って第1部分群FL1の負の屈折力が大きくなると、球面収差を良好に補正できなくなる、又は光路長が伸びて光学系L0が大型化するため、好ましくない。条件式(1)の下限値を下回って第1部分群FL1の負の屈折力が小さくなると、第1部分群FL1に入射した光線の光線束を第1正レンズに入射するまでに充分に大きくすることができない(例えば、軸上光束の光軸からの高さを充分に大きくできない)。このため、後続するレンズ群による良好な収差補正を行えなくなり好ましくない。
1.40<Nave<1.65 (2)
0.25<BF/f<0.95 (3)
0.13<x/TTL<0.35 (4)
条件式(1)は、焦点距離fFL1と、距離xを規定している。条件式(1)を満足することで、光学系L0の広角化に際して、短い光路長で、かつ球面収差を抑制可能な範囲で第1正レンズに入射する光線の光線束を大きくすることができる。条件式(1)の上限値を上回って第1部分群FL1の負の屈折力が大きくなると、球面収差を良好に補正できなくなる、又は光路長が伸びて光学系L0が大型化するため、好ましくない。条件式(1)の下限値を下回って第1部分群FL1の負の屈折力が小さくなると、第1部分群FL1に入射した光線の光線束を第1正レンズに入射するまでに充分に大きくすることができない(例えば、軸上光束の光軸からの高さを充分に大きくできない)。このため、後続するレンズ群による良好な収差補正を行えなくなり好ましくない。
条件式(2)は、第1部分群FL1の平均屈折率Naveを規定している。条件式(2)を満足することで、光学系L0の広角化に際して、球面収差を抑制可能な範囲で像面湾曲を良好に補正することができる。条件式(2)の上限値を上回って平均屈折率Naveが大きくなると、光学系L0のペッツバール和が大きくなり像面湾曲を良好に補正できないため、好ましくない。条件式(2)の下限値を下回って平均屈折率Naveが小さくなると、第1部分群FL1が有する負のメニスカスレンズの曲率が大きくなり球面収差を良好に補正できないため、好ましくない。
条件式(3)は、バックフォーカスBFと焦点距離fを規定している。条件式(3)を満足することで、光学系L0を小型化することができる。条件式(3)の上限値を上回ってバックフォーカスBFが長くなると、光学系L0の全長が長くなるため、好ましくない。条件式(3)の下限値を下回ってバックフォーカスBFが短くなると、像側主点と最終面との間隔が広がることにより最終レンズに要求される有効径が大きくなり光学系L0が大型化するため、好ましくない。
条件式(4)は、距離xと光学全長TTLを規定している。条件式(4)を満足することで、光学系L0の広角化に際して、短い光路長で、かつ球面収差を抑制可能な範囲で第1正レンズに入射する光線の光線束を大きくすることができる。条件式(4)の上限値を上回って距離xが長くなると、球面収差等を補正するためのレンズ群を第1正レンズに後続して配置するスペースがなくなるため、好ましくない。条件式(4)の下限値を下回って距離xが短くなると、光学系L0の広角化に際して、第1正レンズに入射する光線の光線束を充分に大きくすることができず、後続するレンズ群による良好な収差補正を行えなくなるため、好ましくない。
なお、条件式(1)乃至(4)の数値範囲を以下の条件式(1a)乃至(4a)の数値範囲とすることが好ましい。
-3.50<fFL1/x<-0.98 (1a)
1.42<Nave<1.60 (2a)
0.3<BF/f<0.8 (3a)
0.15<x/TTL<0.32 (4a)
また、条件式(1)乃至(4)の数値範囲を以下の条件式(1b)乃至(4b)の数値範囲とすることが更に好ましい。
1.42<Nave<1.60 (2a)
0.3<BF/f<0.8 (3a)
0.15<x/TTL<0.32 (4a)
また、条件式(1)乃至(4)の数値範囲を以下の条件式(1b)乃至(4b)の数値範囲とすることが更に好ましい。
-3<fFL1/x<-1 (1b)
1.45<Nave<1.55 (2b)
0.35<BF/f<0.70 (3b)
0.16<x/TTL<0.30 (4b)
上述した構成を有することで、良好な光学性能を有し、製造が容易で小型な光学系L0を実現することができる。
1.45<Nave<1.55 (2b)
0.35<BF/f<0.70 (3b)
0.16<x/TTL<0.30 (4b)
上述した構成を有することで、良好な光学性能を有し、製造が容易で小型な光学系L0を実現することができる。
各実施例の光学系L0は、開口絞りSPの物体側に配置された第1接合レンズに含まれる正レンズの最大屈折率をNdp、第1接合レンズに含まれる負レンズの最小屈折率をNdnとするとき、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
0.07<Ndp-Ndn<0.25 (5)
条件式(5)は、最大屈折率Ndpと最小屈折率Ndnを規定している。条件式(5)を満足することで、光学系L0の像面湾曲を補正するに際して、軸上色収差を抑制可能な範囲でペッツバール和を低減することができる。条件式(5)の上限値を上回ると、一般的なレンズ硝材を選択する上で第1接合レンズは色消しを充分に行えなくなるため、好ましくない。条件式(5)の下限値を下回ると、一般的なレンズ硝材を選択する上でペッツバール和を充分に低減できなくなるため、好ましくない。
条件式(5)は、最大屈折率Ndpと最小屈折率Ndnを規定している。条件式(5)を満足することで、光学系L0の像面湾曲を補正するに際して、軸上色収差を抑制可能な範囲でペッツバール和を低減することができる。条件式(5)の上限値を上回ると、一般的なレンズ硝材を選択する上で第1接合レンズは色消しを充分に行えなくなるため、好ましくない。条件式(5)の下限値を下回ると、一般的なレンズ硝材を選択する上でペッツバール和を充分に低減できなくなるため、好ましくない。
各実施例の光学系L0は、開口絞りSPの像側に配置された第2接合レンズに含まれる正レンズの最大アッベ数をνdp、第2接合レンズに含まれる負レンズの最小アッベ数をνdnとするとき、以下の条件式(6)を満足することが好ましい。
25<νdp-νdn<70 (6)
条件式(6)は、最大アッベ数νdp、最小アッベ数νdnを規定している。条件式(6)を満足することで、光学系L0の色収差を低減するに際して、像面湾曲を抑制可能な範囲で色消しを行うことができる。条件式(6)の上限値を上回ると、一般的なレンズ硝材を選択する上でペッツバール和が増加し像面湾曲を抑制しきれなくなるため、好ましくない。条件式(6)の下限値を下回ると、色収差を充分に補正できなくなるため、好ましくない。
条件式(6)は、最大アッベ数νdp、最小アッベ数νdnを規定している。条件式(6)を満足することで、光学系L0の色収差を低減するに際して、像面湾曲を抑制可能な範囲で色消しを行うことができる。条件式(6)の上限値を上回ると、一般的なレンズ硝材を選択する上でペッツバール和が増加し像面湾曲を抑制しきれなくなるため、好ましくない。条件式(6)の下限値を下回ると、色収差を充分に補正できなくなるため、好ましくない。
各実施例の光学系L0は、光学系L0の最も像側に配置されたレンズの最大有効径をφr、光学系L0に含まれるレンズにおける最大有効径をφmaxとするとき、以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
0.63<φr/φmax≦1.00 (7)
条件式(7)は、最大有効径φr,φmaxを規定している。条件式(7)を満足することで、光学系L0の前玉径の大型化を抑制することができる。条件式(7)の下限値を下回ると、光学系L0の前玉径が大型化しすぎて光学系L0の大型化に繋がるため、好ましくない。
条件式(7)は、最大有効径φr,φmaxを規定している。条件式(7)を満足することで、光学系L0の前玉径の大型化を抑制することができる。条件式(7)の下限値を下回ると、光学系L0の前玉径が大型化しすぎて光学系L0の大型化に繋がるため、好ましくない。
各実施例の光学系L0は、光学系L0の最も物体側に配置されたレンズの最大有効径φfとするとき、以下の条件式(8)を満足することが好ましい。
0.7<φf/φr<1.3 (8)
条件式(8)は、最大有効径φf,φrを規定している。条件式(8)を満足することで、光学系L0のコマ収差や像面湾曲等の軸外収差を良好に補正するに際して、光学系L0のレンズ形状を対称形に近づけることができる。条件式(8)の上限値を上回る、又は下限値を下回ると、レンズ形状の対称形が崩れてコマ収差や像面湾曲等の軸外収差を良好に補正できなくなるため、好ましくない。
条件式(8)は、最大有効径φf,φrを規定している。条件式(8)を満足することで、光学系L0のコマ収差や像面湾曲等の軸外収差を良好に補正するに際して、光学系L0のレンズ形状を対称形に近づけることができる。条件式(8)の上限値を上回る、又は下限値を下回ると、レンズ形状の対称形が崩れてコマ収差や像面湾曲等の軸外収差を良好に補正できなくなるため、好ましくない。
各実施例の光学系L0は、以下の条件式(9)を満足することが好ましい。
0.06<BF/TTL<0.35 (9)
条件式(9)は、バックフォーカスBFと光学全長TTLを規定している。条件式(9)を満足することで、光学系L0の全長を短縮することができる。条件式(9)の上限値を上回ってバックフォーカスBFが長くなると、光学系L0の全長が長くなるため、好ましくない。条件式(9)の下限値を下回ると、光学系L0と撮像素子等が配置された撮像面との間隔が狭くなり、カラーフィルター等の配置スペースが不十分になるため、好ましくない。
条件式(9)は、バックフォーカスBFと光学全長TTLを規定している。条件式(9)を満足することで、光学系L0の全長を短縮することができる。条件式(9)の上限値を上回ってバックフォーカスBFが長くなると、光学系L0の全長が長くなるため、好ましくない。条件式(9)の下限値を下回ると、光学系L0と撮像素子等が配置された撮像面との間隔が狭くなり、カラーフィルター等の配置スペースが不十分になるため、好ましくない。
各実施例の光学系L0は、以下の条件式(10)を満足することが好ましい。
-2.0<fFL1/f<-0.1 (10)
条件式(10)は、焦点距離fFL1,fを規定している。条件式(10)を満足することで、光学系L0の広角化に際して、短い光路長で、かつ球面収差を抑制可能な範囲で第1正レンズに入射する光線の光線束を大きくすることができる。条件式(10)の上限値を上回って第1部分群FL1の負の屈折力が大きくなると、球面収差を良好に補正できなくなるため、好ましくない。条件式(10)の下限値を下回って第1部分群FL1の負の屈折力が小さくなると、第1正レンズに入射する光線の光線束を大きくするために必要な光路長が伸び、光学系L0が大型化するため、好ましくない。
条件式(10)は、焦点距離fFL1,fを規定している。条件式(10)を満足することで、光学系L0の広角化に際して、短い光路長で、かつ球面収差を抑制可能な範囲で第1正レンズに入射する光線の光線束を大きくすることができる。条件式(10)の上限値を上回って第1部分群FL1の負の屈折力が大きくなると、球面収差を良好に補正できなくなるため、好ましくない。条件式(10)の下限値を下回って第1部分群FL1の負の屈折力が小さくなると、第1正レンズに入射する光線の光線束を大きくするために必要な光路長が伸び、光学系L0が大型化するため、好ましくない。
各実施例の光学系L0は、後群RLの焦点距離をfRLするとき、以下の条件式(11)を満足することが好ましい。
-22<fRL/f<-5 (11)
条件式(11)は、焦点距離fRL,fを規定している。条件式(11)を満足することで、フォーカシング時にフォーカス群である前群FLの繰り出し量を低減するに際して、コマ収差のフォーカス変動を抑制することができる。条件式(11)の上限値を上回って後群RLが有する正レンズの屈折力が小さくなると、フォーカシング時のコマ収差のフォーカス変動を良好に抑制できなくなるため、好ましくない。条件式(11)の下限値を下回って後群RLの負の屈折力が小さくなると、フォーカシング時の前群FLの繰り出し量が大きくなるため、好ましくない。
条件式(11)は、焦点距離fRL,fを規定している。条件式(11)を満足することで、フォーカシング時にフォーカス群である前群FLの繰り出し量を低減するに際して、コマ収差のフォーカス変動を抑制することができる。条件式(11)の上限値を上回って後群RLが有する正レンズの屈折力が小さくなると、フォーカシング時のコマ収差のフォーカス変動を良好に抑制できなくなるため、好ましくない。条件式(11)の下限値を下回って後群RLの負の屈折力が小さくなると、フォーカシング時の前群FLの繰り出し量が大きくなるため、好ましくない。
各実施例の光学系L0は、無限遠合焦時に光学系L0が有する3次の歪曲収差係数をVとするとき、以下の条件式(12)を満足することが好ましい。
0.2<V<0.6 (12)
条件式(12)は、歪曲収差係数Vを規定している。条件式(12)を満足することで、光学系L0の小型化に際して、第1部分群FLの負の屈折力を大きくすることで入射瞳位置を物体側へ移動させて前玉径を小型化させつつ歪曲収差を除く諸収差を良好に補正することができる。ここで、歪曲収差係数Vは、3次収差論で説明される一般式であり、以下の式で表される。
条件式(12)は、歪曲収差係数Vを規定している。条件式(12)を満足することで、光学系L0の小型化に際して、第1部分群FLの負の屈折力を大きくすることで入射瞳位置を物体側へ移動させて前玉径を小型化させつつ歪曲収差を除く諸収差を良好に補正することができる。ここで、歪曲収差係数Vは、3次収差論で説明される一般式であり、以下の式で表される。
V=ΣVν(νは自然数)
ここで、添え字のνは各実施例の光学系L0が有する全てのレンズの面番号を説明するものであり、Vνは近軸光線追跡により求められる物体側からν番目のレンズ面の歪曲収差係数を示している。各レンズ面の歪曲収差係数Vνは、以下の式で表される。
ここで、添え字のνは各実施例の光学系L0が有する全てのレンズの面番号を説明するものであり、Vνは近軸光線追跡により求められる物体側からν番目のレンズ面の歪曲収差係数を示している。各レンズ面の歪曲収差係数Vνは、以下の式で表される。
は、軸外物点から出た光線がν番目のレンズ面から射出する際の光線と光軸との換算傾角である。rνは、ν番目のレンズ面の曲率半径である。Nνは、ν番目のレンズ面の物体側の空間の屈折率である。Nν’は、ν番目のレンズ面の像側の空間の屈折率である。
ここで、本発明における歪曲収差係数Vは、空気中における無限遠合焦時の値を用いる。そのため、歪曲収差係数Vを求める光線追跡の初期条件として、軸上物点から出て1番目のレンズ面に入射する光線のh1は1、α1は0である。また、軸外物点から出て1番目のレンズ面に入射する光線の
は-1である。また、空気の屈折率Nは1である。また、ν番目のレンズ面のパワーφνは(Nν’-Nν)/rν、ν番目のレンズ面から(ν+1)番目までのレンズ面までの換算間隔eν’はdν’/Nν’(dν’はν番目のレンズ面から(ν+1)番目までのレンズ面までの光軸上における面間隔)と表す。軸上物点からの光線追跡は、以下の3式を用いて行われる。
条件式(12)の上限値を上回って歪曲収差係数Vが大きくなると、光学系L0により像面湾曲等の諸収差を良好に補正できなくなるため、好ましくない。条件式(12)の下限値を下回って歪曲収差係数Vが小さくなると、第1部分群FLの負の屈折力を充分に大きくできずに前玉が大型化し、光学系L0が大型化するため、好ましくない。
各実施例の光学系L0は、無限遠合焦時の最大撮影半画角ωにおける歪曲収差量をdist(ω)とするとき、以下の条件式(13)を満足することが好ましい。
-20<dist(ω)<-5 (13)
条件式(13)は、歪曲収差量dist(ω)を規定している。条件式(13)を満足することで、光学系L0の小型化に際して、第1部分群FLの負の屈折力を大きくすることで入射瞳位置を物体側へ移動させて前玉径を小型化させつつ歪曲収差を除く諸収差を良好に補正することができる。ここで、歪曲収差量dist(ω)は、y=f×tanωの射影方式における理想像高y0と実像高y’の関係式(y’-y0)/y0×100[%]を用いて算出される。理想像高y0は光学系L0の仕様(焦点距離fと最大撮影半画角ω)で与えられ、実像高y’は無限遠から最大撮影半画角ωで光学系L0に入射する主光線の像面IPにおける光軸からの光線高さで与えられる。条件式(13)の上限値を上回って歪曲収差量dist(ω)が大きくなると、光学系L0により像面湾曲等の諸収差を良好に補正できなくなるため、好ましくない。条件式(13)の下限値を下回って歪曲収差量dist(ω)が小さくなると、第1部分群FLの負の屈折力を充分に大きくできないため前玉が大型化し、光学系L0が大型化するため、好ましくない。
条件式(13)は、歪曲収差量dist(ω)を規定している。条件式(13)を満足することで、光学系L0の小型化に際して、第1部分群FLの負の屈折力を大きくすることで入射瞳位置を物体側へ移動させて前玉径を小型化させつつ歪曲収差を除く諸収差を良好に補正することができる。ここで、歪曲収差量dist(ω)は、y=f×tanωの射影方式における理想像高y0と実像高y’の関係式(y’-y0)/y0×100[%]を用いて算出される。理想像高y0は光学系L0の仕様(焦点距離fと最大撮影半画角ω)で与えられ、実像高y’は無限遠から最大撮影半画角ωで光学系L0に入射する主光線の像面IPにおける光軸からの光線高さで与えられる。条件式(13)の上限値を上回って歪曲収差量dist(ω)が大きくなると、光学系L0により像面湾曲等の諸収差を良好に補正できなくなるため、好ましくない。条件式(13)の下限値を下回って歪曲収差量dist(ω)が小さくなると、第1部分群FLの負の屈折力を充分に大きくできないため前玉が大型化し、光学系L0が大型化するため、好ましくない。
なお、条件式(5)乃至(13)の数値範囲を以下の条件式(5a)乃至(13a)の数値範囲とすることが好ましい。
0.08<Ndp-Ndn<0.22 (5a)
30<νdp-νdn<65 (6a)
0.73<φr/φmax≦1.00 (7a)
0.85<φf/φr<1.29 (8a)
0.08<BF/TTL<0.25 (9a)
-1.8<fFL1/f<-0.5 (10a)
-22<fRL/f<-6 (11a)
0.23<V<0.55 (12a)
-18.0<dist(ω)<-5.5 (13a)
また、条件式(5)乃至(13)の数値範囲を以下の条件式(5b)乃至(13b)の数値範囲とすることが更に好ましい。
30<νdp-νdn<65 (6a)
0.73<φr/φmax≦1.00 (7a)
0.85<φf/φr<1.29 (8a)
0.08<BF/TTL<0.25 (9a)
-1.8<fFL1/f<-0.5 (10a)
-22<fRL/f<-6 (11a)
0.23<V<0.55 (12a)
-18.0<dist(ω)<-5.5 (13a)
また、条件式(5)乃至(13)の数値範囲を以下の条件式(5b)乃至(13b)の数値範囲とすることが更に好ましい。
0.09<Ndp-Ndn<0.20 (5b)
32<νdp-νdn<60 (6b)
0.78<φr/φmax≦1.00 (7b)
0.90<φf/φr<1.28 (8b)
0.09<BF/TTL<0.20 (9b)
-1.5<fFL1/f<-0.8 (10b)
-20<fRL/f<-7 (11b)
0.26<V<0.50 (12b)
-16<dist(ω)<-6 (13b)
また、各実施例の光学系L0では、前群FLは、第1正レンズよりも像側に配置された開口絞りSPを有することが好ましい。また、前群FLにおいて、最大の空気間隔で第1部分群FL1と隔てられて配置された物体側に凸面を向けた第1正レンズ、第1接合レンズ、及び第2接合レンズは、マージナル光線高さが大きくなる開口絞りSP近傍に集約されていることが好ましい。これにより、大口径化に際して増大する球面収差や軸上色収差等の諸収差を良好に補正することができる。更に、前群FLは、像面湾曲を良好に補正するために、第1部分群FL1の像側に、中心から周辺部へ向かうにしたがって負の屈折力が強くなる形状の面を有する少なくとも一つの非球面レンズを含むことが好ましい。上述した構成により、小型で無限遠合焦時の良好な光学性能を有する光学系L0を実現することができる。
32<νdp-νdn<60 (6b)
0.78<φr/φmax≦1.00 (7b)
0.90<φf/φr<1.28 (8b)
0.09<BF/TTL<0.20 (9b)
-1.5<fFL1/f<-0.8 (10b)
-20<fRL/f<-7 (11b)
0.26<V<0.50 (12b)
-16<dist(ω)<-6 (13b)
また、各実施例の光学系L0では、前群FLは、第1正レンズよりも像側に配置された開口絞りSPを有することが好ましい。また、前群FLにおいて、最大の空気間隔で第1部分群FL1と隔てられて配置された物体側に凸面を向けた第1正レンズ、第1接合レンズ、及び第2接合レンズは、マージナル光線高さが大きくなる開口絞りSP近傍に集約されていることが好ましい。これにより、大口径化に際して増大する球面収差や軸上色収差等の諸収差を良好に補正することができる。更に、前群FLは、像面湾曲を良好に補正するために、第1部分群FL1の像側に、中心から周辺部へ向かうにしたがって負の屈折力が強くなる形状の面を有する少なくとも一つの非球面レンズを含むことが好ましい。上述した構成により、小型で無限遠合焦時の良好な光学性能を有する光学系L0を実現することができる。
また、各実施例の光学系L0では、後群RLは物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズを有することが好ましい。正レンズを物体側に配置することで、フォーカシング時のコマ収差変動を良好に抑制することができる。
また、光学系L0では、歪曲収差の発生を許容しているため、軸外光線の光軸からの高さが大きい位置に配置された第1部分群FL1に非球面レンズを配置する必要はない。非球面レンズを含まないことで製造敏感度を低減することができる。
また、実施例1乃至4、6実施例の光学系L0のように、前群FLは開口絞りSPに隣接して配置された補正レンズ群ISを有してもよい。補正レンズ群ISは光学系L0の光軸に対して垂直方向へ移動することで手振れの際に生じる像ブレを補正することができる。補正レンズ群ISは、1枚のレンズで構成されていることが好ましい。補正レンズ群ISが2枚以上のレンズで構成されている場合、レンズの重量が大きくなり、手振れ補正を行うために高出力のアクチュエータが必要となり、光学系L0の大型化に繋がる懸念があるため、好ましくない。
以下に、実施例1乃至6にそれぞれ対応する数値実施例1乃至6を示す。
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は光入射面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、d、焦点距離(mm)、Fナンバー、半画角(度)は全て各実施例の光学系L0が無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。「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。「光学全長」は、各実施例の光学系L0の最前面(最も物体側のレンズ面)からレンズ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。「レンズ群」は、複数のレンズから構成される場合に限らず、1枚のレンズから構成される場合も含むものとする。
また、光学面が非球面の場合は、面番号の右側に*の符号を付している。非球面形状は、Xを光軸方向の面頂点からの変位量、hを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Rを近軸曲率半径、kを円錐定数、A4,A6,A8,A10,A12を各次数の非球面係数とするとき、
X=(h2/R)/[1+{1-(1+k)(h/R)2}1/2]+A4×h4+
A6×h6+A8×h8+A10×h10+A12×h12
で表している。なお、各非球面係数における「e±XX」は「×10±XX」を意味している。
X=(h2/R)/[1+{1-(1+k)(h/R)2}1/2]+A4×h4+
A6×h6+A8×h8+A10×h10+A12×h12
で表している。なお、各非球面係数における「e±XX」は「×10±XX」を意味している。
[数値実施例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 166.725 1.50 1.51633 64.1 31.47
2 17.847 13.73 25.56
3 30.903 3.94 1.90043 37.4 22.17
4 -170.378 3.36 21.98
5 -200.954 4.00 1.91082 35.3 20.73
6 -21.588 1.00 1.72825 28.5 20.50
7 90.491 2.02 19.36
8(絞り) ∞ 3.27 18.88
9 70.847 1.74 1.80400 46.5 17.66
10 -300.114 3.64 17.35
11 -18.714 1.00 1.85478 24.8 16.23
12 38.885 5.54 1.49700 81.5 16.83
13* -28.697 0.15 20.57
14 248.946 4.85 1.95375 32.3 24.38
15 -29.607 (可変) 25.47
16 -66.159 2.20 1.72916 54.7 29.66
17 -40.851 10.00 30.07
18 -23.830 1.50 1.51742 52.4 31.01
19 -45.530 13.20 33.52
像面 ∞
非球面データ
第13面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.51499e-005 A 6=-1.89505e-008 A 8= 4.59451e-010 A10=-1.29807e-012 A12=-2.87757e-015
各種データ
焦点距離 28.60
Fナンバー 1.85
半画角(度) 37.1
像高 20.15
光学全長 81.00
BF 13.20
無限遠 至近
d15 4.37 19.01
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
FL 1 28.89
RL 16 -394.81
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -38.84
2 3 29.32
3 5 26.27
4 6 -23.84
5 9 71.44
6 11 -14.66
7 12 34.15
8 14 27.98
9 16 141.29
10 18 -98.96
[数値実施例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 50.658 1.57 1.48749 70.2 39.00
2 17.433 7.73 29.64
3 82.620 1.50 1.48749 70.2 28.85
4 22.068 13.94 25.42
5 28.055 5.75 1.90043 37.4 19.63
6 -26.190 1.00 1.80000 29.8 19.37
7 -678.364 6.06 18.87
8(絞り) ∞ 2.86 16.75
9 74.460 1.40 1.77250 49.6 15.62
10 -3498.619 2.98 15.34
11 -20.479 1.00 1.85478 24.8 14.46
12 30.759 3.15 1.49700 81.5 14.74
13 -76.152 0.29 17.08
14 107.343 4.13 1.58313 59.4 19.96
15* -42.035 0.15 22.35
16 108.394 4.96 1.85150 40.8 25.38
17 -35.438 (可変) 26.28
18 -72.427 1.84 1.83481 42.7 27.19
19 -45.108 10.50 27.56
20 -23.819 1.57 1.51742 52.4 28.87
21 -53.298 11.00 31.31
像面 ∞
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.14904e-005 A 6=-6.26885e-009 A 8= 3.11936e-010 A10=-1.96590e-012 A12= 3.25155e-015
各種データ
焦点距離 20.60
Fナンバー 1.85
半画角(度) 46.4
像高 18.71
光学全長 84.87
BF 11.00
無限遠 至近
d17 1.50 11.92
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
FL 1 20.75
RL 18 -255.10
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -55.38
2 3 -62.27
3 5 15.84
4 6 -34.08
5 9 94.40
6 11 -14.25
7 12 44.52
8 14 52.33
9 16 31.87
10 18 139.00
11 20 -84.77
[数値実施例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 352.223 1.57 1.51633 64.1 33.00
2 16.734 15.32 25.69
3 32.834 3.88 1.91082 35.3 20.54
4 -101.361 2.45 20.39
5 -173.026 3.85 1.90043 37.4 19.43
6 -20.106 1.00 1.72825 28.5 19.21
7 92.116 2.92 18.19
8(絞り) ∞ 3.40 17.43
9 70.143 1.65 1.67790 55.3 16.24
10 -252.397 3.51 15.95
11 -15.958 1.00 1.85478 24.8 15.03
12 71.900 3.99 1.49700 81.5 19.50
13 -28.609 0.15 18.99
14 162.276 5.15 1.91082 35.3 22.80
15 -27.659 0.15 24.07
16 -83.020 2.50 1.53110 55.9 24.80
17* -48.642 (可変) 25.55
18 -79.703 2.09 1.72916 54.7 28.60
19 -45.710 10.30 29.00
20 -24.031 2.55 1.51742 52.4 30.41
21 -44.953 11.00 33.46
像面 ∞
非球面データ
第17面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.70126e-005 A 6=-2.50325e-009 A 8= 1.03885e-010 A10=-5.41918e-013 A12= 1.15952e-015
各種データ
焦点距離 24.72
Fナンバー 1.85
半画角(度) 41.2
像高 19.34
光学全長 81.00
BF 11.00
無限遠 至近
d17 2.56 15.56
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
FL 1 25.09
RL 18 -459.74
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -34.08
2 3 27.61
3 5 24.97
4 6 -22.58
5 9 81.14
6 11 -15.20
7 12 41.73
8 14 26.28
9 16 215.73
10 18 143.27
11 20 -104.12
[数値実施例4]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 67.195 1.57 1.48749 70.2 39.00
2 18.918 7.01 30.04
3 105.995 1.50 1.48749 70.2 29.39
4 25.853 (可変) 26.24
5 29.535 4.41 1.90043 37.4 18.94
6 -40.982 1.00 1.80000 29.8 18.75
7 -398.457 6.44 18.47
8(絞り) ∞ 2.93 16.53
9 96.281 1.33 1.77250 49.6 15.57
10 -501.436 2.99 15.35
11 -19.791 1.00 1.85478 24.8 14.60
12 31.208 4.04 1.49700 81.5 15.05
13 -38.215 0.15 17.83
14* 99.997 3.68 1.58313 59.4 20.79
15* -55.869 0.45 23.06
16 418.363 5.30 1.85150 40.8 25.67
17 -28.156 (可変) 26.72
18 -110.776 1.87 1.83481 42.7 27.94
19 -57.108 10.50 28.22
20 -23.854 1.57 1.51742 52.4 28.97
21 -72.046 11.52 31.58
像面 ∞
非球面データ
第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.52854e-005 A 6=-2.71853e-008 A 8=-4.82286e-010
第15面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.02317e-005 A 6=-5.45429e-008 A 8=-1.79351e-010 A10=-8.19774e-013 A12=-9.61042e-016
各種データ
焦点距離 20.50
Fナンバー 1.85
半画角(度) 46.5
像高 18.60
光学全長 84.95
BF 11.52
無限遠 至近
d4 14.19 13.54
d17 1.50 12.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
FL1 1 -28.94
FL2 5 28.89
RL 18 -160.42
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -54.59
2 3 -70.57
3 5 19.64
4 6 -57.17
5 9 104.66
6 11 -14.04
7 12 35.25
8 14 62.01
9 16 31.15
10 18 139.00
11 20 -69.70
[数値実施例5]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 264.891 1.57 1.51742 52.4 32.60
2 15.736 14.57 25.06
3 29.703 3.45 1.90366 31.3 20.67
4 -1467.268 0.16 20.50
5 51.003 5.35 1.80400 46.5 20.23
6 -22.603 1.05 1.64769 33.8 19.59
7 43.603 4.03 17.74
8(絞り) ∞ 2.26 16.32
9 -281.459 1.68 1.72916 54.7 15.33
10 -41.378 1.14 15.08
11 -17.748 1.00 1.85478 24.8 14.94
12 27.023 3.30 1.49700 81.5 15.26
13 -78.691 0.15 15.71
14 63.292 4.74 1.91082 35.3 18.21
15 -25.839 0.15 19.59
16 -44.636 2.10 1.53110 55.9 20.04
17* -44.385 (可変) 21.14
18 -91.245 1.94 1.67790 55.3 25.80
19 -46.955 10.30 26.25
20 -23.866 1.57 1.51742 52.4 28.94
21 -45.889 10.50 31.60
像面 ∞
非球面データ
第17面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.83931e-005 A 6=-5.17075e-008 A 8= 1.49551e-009 A10=-1.23012e-011 A12= 3.69169e-014
各種データ
焦点距離 24.60
Fナンバー 1.85
半画角(度) 41.3
像高 19.32
光学全長 73.00
BF 10.50
無限遠 至近
d17 2.00 14.96
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
FL 1 25.25
RL 18 -409.03
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -32.40
2 3 32.25
3 5 20.13
4 6 -22.84
5 9 66.33
6 11 -12.40
7 12 40.90
8 14 20.67
9 16 3810.00
10 18 140.21
11 20 -98.50
[数値実施例6]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 83.021 1.50 1.51633 64.1 33.00
2 18.741 3.88 26.63
3 43.536 1.50 1.48749 70.2 26.33
4 22.900 10.50 24.12
5 26.464 5.00 1.90043 37.4 20.26
6 -129.459 2.04 19.88
7 -120.297 4.88 1.83481 42.7 19.02
8 -23.035 1.01 1.72825 28.5 18.51
9 201.055 1.70 17.82
10(絞り) ∞ 4.54 17.34
11 59.005 1.51 1.80400 46.5 15.74
12 1194.251 3.16 15.44
13 -19.019 1.05 1.85478 24.8 14.53
14 38.000 6.43 1.58313 59.4 21.00
15* -27.217 0.15 21.84
16 80.132 5.24 1.91082 35.3 27.50
17 -43.861 (可変) 28.33
18 -117.059 2.41 1.77250 49.6 29.26
19 -49.631 10.50 29.57
20 -23.346 1.50 1.51742 52.4 29.83
21 -53.345 (可変) 32.24
像面 ∞
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.37287e-005 A 6= 7.17992e-009 A 8= 3.79205e-010 A10=-1.27723e-012 A12=-3.75238e-016
各種データ
焦点距離 24.72
Fナンバー 1.85
半画角(度) 41.2
像高 19.54
光学全長 81.00
BF 11.01
無限遠 至近
d17 1.50 14.93
d21 11.01 15.41
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
FL 1 26.07
RL 18 -460.55
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -47.25
2 3 -101.52
3 5 24.78
4 7 33.37
5 8 -28.32
6 11 77.16
7 13 -14.70
8 14 28.22
9 16 31.76
10 18 109.83
11 20 -81.63
各数値実施例における種々の値を、以下の表1にまとめて示す。
[撮像装置]
次に、本発明の光学系を撮像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6で説明した何れかの光学系L0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センサ等の固体撮像素子(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よいし、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よい。
次に、本発明の光学系を撮像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6で説明した何れかの光学系L0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センサ等の固体撮像素子(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よいし、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よい。
このように、本発明の光学系L0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、各実施例の光学系L0と、光学系L0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、像ブレ補正に際して各レンズ群が上述したように移動するよう光学系L0を制御することができる。このとき、制御部が光学系L0と一体的に構成されている必要はなく、制御部を光学系L0とは別体として構成してもよい。例えば、光学系L0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、光学系L0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、光学系L0を遠隔操作することができる。
[撮像システム]
なお、各実施例の光学系L0と、光学系L0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、像ブレ補正に際して各レンズ群が上述したように移動するよう光学系L0を制御することができる。このとき、制御部が光学系L0と一体的に構成されている必要はなく、制御部を光学系L0とは別体として構成してもよい。例えば、光学系L0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、光学系L0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、光学系L0を遠隔操作することができる。
また、光学系L0を遠隔操作するためのコントローラーやボタン等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光学系L0を制御する構成を採ってもよい。例えば、操作部として無限遠ボタン及び至近ボタンを設けてもよい。この場合、ユーザーが無限遠ボタンを押したら光学系L0の合焦する物体距離が大きくなり、ユーザーが至近ボタンを押したら光学系L0の合焦する物体距離が小さくなるように、制御部から光学系L0の駆動部に信号が送られるように構成すればよい。
また、撮像システムは、光学系L0の物体距離に関する情報(移動状態)を表示する液晶パネル等の表示部を有していてもよい。光学系L0の物体距離に関する情報とは、例えば撮影倍率(ピント位置)や各レンズ群の移動量(移動状態)である。この場合、表示部に示される光学系L0の物体距離に関する情報を見ながら、操作部を介してユーザーが光学系L0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、本発明に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。
L0 光学系
FL 前群
FL1 第1部分群
RL 後群(負レンズ群)
IP 像面
FL 前群
FL1 第1部分群
RL 後群(負レンズ群)
IP 像面
Claims (20)
- 物体側から像側へ順に配置された、フォーカシングに際して移動する1つ以上のレンズ群からなる正の屈折力の前群、負の屈折力の負レンズ群からなり、無限遠から至近へのフォーカシングに際して前記前群と前記負レンズ群との間隔が広がるように前記前群に含まれるレンズ群が前記物体側へ移動する光学系であって、
前記前群は、前記光学系に含まれる正レンズのうち最も物体側に配置された第1正レンズよりも物体側に配置されたレンズからなる負の屈折力の第1部分群を有し、
無限遠合焦時の前記光学系の焦点距離をf、前記第1部分群の焦点距離をfFL1、前記第1部分群の平均屈折率をNave、無限遠合焦時における前記光学系の最も物体側に配置されたレンズの像側面から前記第1正レンズの物体側面までの光軸上の距離をx、無限遠合焦時における前記光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をTTL、無限遠合焦時の前記光学系のバックフォーカスをBFとするとき、
-4.00<fFL1/x<-0.95
1.40<Nave<1.65
0.25<BF/f<0.95
0.13<x/TTL<0.35
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。 - 前記前群は、前記第1正レンズよりも像側に配置された開口絞りを有することを請求項1に記載の光学系。
- 前記前群は、物体側から像側へ順に配置された、第1接合レンズ、開口絞り、第2接合レンズを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学系。
- 前記第1接合レンズに含まれる正レンズの最大屈折率をNdp、前記第1接合レンズに含まれる負レンズの最小屈折率をNdnとするとき、
0.07<Ndp-Ndn<0.25
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。 - 前記第2接合レンズに含まれる正レンズの最大アッベ数をνdp、前記第2接合レンズに含まれる負レンズの最小アッベ数をνdnとするとき、
25<νdp-νdn<70
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。 - 前記前群は、前記第1部分群の像側に少なくとも一つの非球面レンズを含むことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の光学系。
- 前記負レンズ群は、正レンズと負レンズとを有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光学系。
- 前記光学系の最も像側に配置されたレンズの最大有効径をφr、前記光学系に含まれるレンズにおける最大有効径をφmaxとするとき、
0.63<φr/φmax≦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の何れか一項に記載の光学系。 - 前記光学系の最も物体側に配置されたレンズの最大有効径をφf、前記光学系の最も像側に配置されたレンズの最大有効径をφrとするとき、
0.7<φf/φr<1.3
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の何れか一項に記載の光学系。 - 0.06<BF/TTL<0.35
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載の光学系。 - -2.0<fFL1/f<-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10の何れか一項に記載の光学系。 - 前記第1部分群に含まれるレンズの枚数は、2枚以下であることを特徴とする請求項1乃至11の何れか一項に記載の光学系。
- 前記第1部分群と前記第1正レンズとは、前記前群における最大の空気間隔で隔たれて配置されてい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光学系。
- 前記第1部分群の最も物体側に配置されたレンズは、像面側に凹面を向けた負のメニスカスレンズであることを特徴とする請求項1乃至13の何れか一項に記載の光学系。
- 前記第1正レンズは、物体側のレンズ面は凸面であることを特徴とする請求項1乃至14の何れか一項に記載の光学系。
- 前記負レンズ群の焦点距離をfRLとするとき、
-22<fRL/f<-5
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の何れか一項に記載の光学系。 - 無限遠合焦時に前記光学系が有する3次の歪曲収差係数をVとするとき、
0.2<V<0.6
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至16の何れか一項に記載の光学系。 - 無限遠合焦時の前記光学系の最大の撮影半画角をω、前記最大の撮影半画角における無限遠合焦時の前記光学系の歪曲収差量をdist(ω)するとき、
-20<dist(ω)<-5
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至17の何れか一項に記載の光学系。 - 請求項1乃至18の何れか一項に記載の光学系と、
前記光学系によって形成される像に関する歪曲収差量の情報を記憶する記憶部とを有することを特徴とするレンズ装置。 - 請求項1乃至18の何れか一項に記載の光学系と、
前記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。
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