JP5582913B2 - 防振機能を有する単焦点レンズ - Google Patents
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Description
本発明は、像振れを低減する防振機能を有する単焦点レンズに関し、特にデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置の撮影光学系として好適なものに関する。
撮像装置や交換レンズ等の光学機器には、撮影時の手振れ等の振動に起因する像振れを低減するために、撮影光学系を構成する一部のレンズ群を光軸に直交する方向成分を含む方向に移動させる防振機能を備えるものがある。
このような防振機能は、全系の焦点距離がバックフォーカスより短い、いわゆるレトロフォーカスタイプの単焦点広角レンズにも適用することが可能である。
特許文献１には、負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レンズ群で構成される広角レンズであって、第２レンズ群の２枚の正レンズを光軸上の点を中心に回転移動させて防振を行う広角レンズが開示されている。
特許文献１には、負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レンズ群で構成される広角レンズであって、第２レンズ群の２枚の正レンズを光軸上の点を中心に回転移動させて防振を行う広角レンズが開示されている。
しかしながら、特許文献１にて開示された広角レンズでは、最も像面に近い位置に防振レンズ群を配置しているため、軸外光線の主光線位置が高くなり、防振レンズ群の径も大きくなってしまう。また、防振時の収差補正も不十分である。
本発明は、防振レンズ群を小型化することができ、かつ収差も良好に補正できるようにした単焦点レンズを提供する。
本発明の一側面としての単焦点レンズは、全系の焦点距離がバックフォーカスよりも短い。該単焦点レンズは、開口絞りと、光軸に対して直交する方向成分を含む方向に移動して像振れを低減し、単レンズにより構成される防振レンズとを含む。そして、以下の条件を満足することを特徴とする。
０．１＜ｆ／｜ｆｉｓ｜＜０．５ （１）
−０．３５＜Ｄｉｓ／ＤＬ＜０．２５ （２）
０．２１４≦｜（１−βｉｓ）βｒ｜＜０．５ （３）
０．０２０≦｜Ｌｉｓ／ＤＬ｜＜０．１５ （４）
ただし、ｆは該単焦点レンズの全系の焦点距離であり、ｆｉｓは防振レンズの焦点距離であり、Ｄｉｓは開口絞りから、防振レンズのうち開口絞りに対して最も遠い面までの光軸上での距離であり、ＤＬは単焦点レンズのうち最も物体側の第１面から最も像側の最終面までの光軸上での距離であり、Ｌｉｓは防振レンズのうち最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離である。光軸上の距離の符号は、物体側から像側に向かう方向を正とする。また、βｉｓは防振レンズの横倍率であり、βｒは防振レンズよりも像側に位置するレンズ系の横倍率である。各横倍率は、単焦点レンズが無限遠距離にフォーカシングした状態での値である。
０．１＜ｆ／｜ｆｉｓ｜＜０．５ （１）
−０．３５＜Ｄｉｓ／ＤＬ＜０．２５ （２）
０．２１４≦｜（１−βｉｓ）βｒ｜＜０．５ （３）
０．０２０≦｜Ｌｉｓ／ＤＬ｜＜０．１５ （４）
ただし、ｆは該単焦点レンズの全系の焦点距離であり、ｆｉｓは防振レンズの焦点距離であり、Ｄｉｓは開口絞りから、防振レンズのうち開口絞りに対して最も遠い面までの光軸上での距離であり、ＤＬは単焦点レンズのうち最も物体側の第１面から最も像側の最終面までの光軸上での距離であり、Ｌｉｓは防振レンズのうち最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離である。光軸上の距離の符号は、物体側から像側に向かう方向を正とする。また、βｉｓは防振レンズの横倍率であり、βｒは防振レンズよりも像側に位置するレンズ系の横倍率である。各横倍率は、単焦点レンズが無限遠距離にフォーカシングした状態での値である。
なお、上記単焦点レンズを有する光学機器も本発明の他の一側面を構成する。
本発明によれば、単焦点レンズにおいて、防振レンズ群を小型化することができ、しかも防振時の収差補正を良好に行って光学性能の劣化を抑えることができる。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
まず、具体的な実施例の説明に先立って、各実施例に共通する事項について説明する。本発明の実施例の単焦点レンズは、最も物体側に負の屈折力のレンズ群を配置し、その像側に正の屈折力のレンズ群を配置した、いわゆるレトロフォーカスタイプのレンズである。
このようなレンズでは、像側主点を最も像側の最終面（最終レンズ面）よりも像側に位置させることが容易であり、最終面から像面までの距離であるバックフォーカスよりもレンズ全系の焦点距離が小さな広角レンズを実現することが可能である。このようなレンズは、特に、該レンズよりも像側にクイックリターンミラーを配置する一眼レフカメラ用のレンズ等、バックフォーカスを長く確保する必要がある場合に広角レンズを作り出すために有用である。
また、実施例のような広角レンズでは、開口絞り近傍のレンズ径がレンズ全系の中で小さくし易い。一般に、像面上の最大像高に到達する軸外光線の光軸からの高さは、開口絞りからの距離が離れるほど高くなるが、実施例に示すような広角レンズではその傾向がより顕著となるためである。
このような広角レンズにおいて軸外光線に充分な光量を確保しつつ光学性能を高くするには、なるべく開放Ｆナンバー光束を決める開口絞りで軸外光線を切らないようにすることが望ましい。このため、開口絞りは、レンズ全系の中で最も物体側の第１面（第１レンズ面）付近や最も像側の最終面付近に配置するのではなく、レンズ全系の中央付近に配置することが望ましい。これにより、軸外光線の主光線を開口絞り付近で光軸と交わらせることになり、その結果、開口絞り近傍に配置されるレンズ群の径を小さくすることができる。
実施例では、開口絞り近傍に配置されたレンズ群を、光軸に対して直交する方向成分を含む方向に変位させて像振れを低減（補正）する防振レンズ群とする。これにより、防振レンズ群の小型化を実現し、その保持機構や駆動機構を簡素化することを可能としている。さらに、防振レンズ群を開口絞り近傍に配置することで、防振レンズ群内を通る軸外光線の高さが低くなるため、防振時における像面（画面）の周辺部での収差変動を少なくすることが可能となる。
図１には、本発明の実施例１である広角レンズ（単焦点レンズ）の断面構成を示している。また、図２には、実施例１に対応する数値例１の広角レンズの縦収差図（ａ）と、基準状態および０．５°の防振をしたときの横収差図（ｂ）とを示している。縦収差図は、無限遠距離にフォーカシングした状態での縦収差を示しており、このことは他の数値例でも同じである。
図３には、本発明の実施例２である広角レンズの断面構成を示している。また、図４には、実施例２に対応する数値例２の広角レンズの縦収差図（ａ）と、基準状態および０．５°の防振をしたときの横収差図（ｂ）とを示している。
図５には、本発明の実施例３である広角レンズの断面構成を示している。また、図６には、実施例３に対応する数値例３の広角レンズの縦収差図（ａ）と、基準状態および０．５°の防振をしたときの横収差図（ｂ）とを示している。
図７には、本発明の実施例４である広角レンズの断面構成を示している。また、図８には、実施例４に対応する数値例４の広角レンズの縦収差図（ａ）と、基準状態および０．５°の防振をしたときの横収差図（ｂ）とを示している。
図９には、本発明の実施例５である広角レンズの断面構成を示している。また、図１０には、実施例５に対応する数値例５の広角レンズの縦収差図（ａ）と、基準状態および０．５°の防振をしたときの横収差図（ｂ）とを示している。
図１１には、本発明の参考例１である広角レンズの断面構成を示している。また、図１２には、参考例１に対応する参考数値例１の広角レンズの縦収差図（ａ）と、基準状態および０．５°の防振をしたときの横収差図（ｂ）とを示している。
図１３には、本発明の実施例６である広角レンズの断面構成を示している。また、図１４には、実施例６に対応する数値例６の広角レンズの縦収差図（ａ）と、基準状態および０．５°の防振をしたときの横収差図（ｂ）とを示している。
各実施例の広角レンズは、スチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置または一眼レフカメラ用の交換レンズといった光学機器に用いられる撮影光学系を構成する。各実施例のレンズ断面図において、左側が物体側（前側）であり、右側が像側（後側）である。
各実施例のレンズ断面図において、Ｇｉｓは防振レンズ群であり、ＳＰは開口絞り（以下、単に絞りという）である。ＩＰは像面であり、撮像装置に搭載されるＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）の撮像面やフィルムが配置される。
また、各縦収差図において、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲、倍率色収差を示す。球面収差と倍率色収差の図において、実線はｄ線（５８７．６ｎｍ）、破線はｇ線（４３５．８ｎｍ）を示す。また、非点収差の図において、実線はｄ線のサジタル方向ΔＳ、破線はｄ線のメリディオナル方向ΔＭを示す。また、歪曲の図は、ｄ線における歪曲を示す。横収差図において、実線はｄ線のメリディオナル方向ΔＭ、破線はｄ線のサジタル方向ΔＳを示す。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角、ｈｇｔは像高である。
各実施例では、防振レンズ群Ｇｉｓを光軸に対して直交する方向成分を含む方向に変位させることにより、手振れ等の振動に起因する像振れを補正する防振を行う。「光軸に対して直交する方向成分を含む方向」には、光軸に直交する方向だけでなく、光軸に直交する方向からずれた方向（例えば、光軸に直交する方向に対して傾いた方向や、光軸上の点を中心とした回転方向）をも含む。そして、各実施例は、以下の条件（１），（２）を満足する構成を有する。
０.１＜ｆ／｜ｆｉｓ｜＜０.５ …（１）
−０．３５＜Ｄｉｓ／ＤＬ＜０．２５ …（２）
ただし、ｆは広角レンズ全系の焦点距離であり、ｆｉｓは防振レンズ群Ｇｉｓの焦点距離である。また、Ｄｉｓは絞りＳＰから、防振レンズ群Ｇｉｓのうち絞りＳＰに対して最も遠い面（レンズ面）までの光軸上の距離である。さらに、ＤＬは広角レンズのうち最も物体側の第１面から最も像側の最終面までの光軸上の距離である。「光軸上の距離」の符号は、物体側から像側に向かう方向を正とし、その逆方向（像側から物体側に向かう方向）を負とする。
０.１＜ｆ／｜ｆｉｓ｜＜０.５ …（１）
−０．３５＜Ｄｉｓ／ＤＬ＜０．２５ …（２）
ただし、ｆは広角レンズ全系の焦点距離であり、ｆｉｓは防振レンズ群Ｇｉｓの焦点距離である。また、Ｄｉｓは絞りＳＰから、防振レンズ群Ｇｉｓのうち絞りＳＰに対して最も遠い面（レンズ面）までの光軸上の距離である。さらに、ＤＬは広角レンズのうち最も物体側の第１面から最も像側の最終面までの光軸上の距離である。「光軸上の距離」の符号は、物体側から像側に向かう方向を正とし、その逆方向（像側から物体側に向かう方向）を負とする。
条件（１）は、広角レンズ全系の焦点距離に対する防振レンズ群Ｇｉｓの屈折力を適切にするために満足すべき条件である。ｆ／｜ｆｉｓ｜の値が条件（１）の上限値を超えるように防振レンズ群Ｇｉｓの屈折力が強くなると、防振の際に偏心収差が多く発生し、光学性能が劣化する。また、防振レンズ群Ｇｉｓの変位量に対する像位置の変化量（以下、防振敏感度という）が大きくなるため、必要な防振効果を得るための防振レンズ群Ｇｉｓの変位量が小さくなり過ぎて、その変位量を電気的又は機械的に精度良く制御するのが困難になる。
また、ｆ／｜ｆｉｓ｜の値が条件（１）の下限値を下回るように防振レンズ群Ｇｉｓの屈折力が弱くなると、防振敏感度が低くなり過ぎ、防振のための防振レンズ群Ｇｉｓの変位量が大きくなり、その駆動機構の大型化を招くため、好ましくない。
なお、より好ましくは、条件（１）の数値範囲を以下のように設定するとよい。
０.１１＜ｆ／｜ｆｉｓ｜＜０.３１ …（１ａ）
条件（２）は、絞りＳＰから、防振レンズ群Ｇｉｓのうち絞りＳＰに対して最も遠い面までの光軸上の距離を適切にするために満足すべき条件である。Ｄｉｓ／ＤＬの値が条件（２）の上限値を超えるように防振レンズ群Ｇｉｓが絞りＳＰに対して像側に離れると、防振レンズ群Ｇｉｓが大型化するので、好ましくない。また、防振レンズ群Ｇｉｓを通る軸外光線の光軸からの高さが高くなり、防振時の軸外光線の収差補正が難しくなるため、好ましくない。
０.１１＜ｆ／｜ｆｉｓ｜＜０.３１ …（１ａ）
条件（２）は、絞りＳＰから、防振レンズ群Ｇｉｓのうち絞りＳＰに対して最も遠い面までの光軸上の距離を適切にするために満足すべき条件である。Ｄｉｓ／ＤＬの値が条件（２）の上限値を超えるように防振レンズ群Ｇｉｓが絞りＳＰに対して像側に離れると、防振レンズ群Ｇｉｓが大型化するので、好ましくない。また、防振レンズ群Ｇｉｓを通る軸外光線の光軸からの高さが高くなり、防振時の軸外光線の収差補正が難しくなるため、好ましくない。
Ｄｉｓ／ＤＬの値が条件（２）の下限値を下回るように防振レンズ群Ｇｉｓが絞りＳＰから物体側に離れると、やはり防振レンズ群Ｇｉｓが大型化し、好ましくない。また、防振レンズ群Ｇｉｓを通る軸外光線の光軸からの高さが高くなり、防振時の軸外光線の収差補正が難しくなるため、好ましくない。
なお、より好ましくは、条件（２）の数値範囲を以下のように設定するとよい。
−０．２８＜Ｄｉｓ／ＤＬ＜０．０７ …（２ａ）
以上の条件を満足することで、高い光学性能を有しながらも、防振レンズ群Ｇｉｓの小型化を容易にし、かつ防振時にも良好な画像を得ることができる広角レンズが得られる。
−０．２８＜Ｄｉｓ／ＤＬ＜０．０７ …（２ａ）
以上の条件を満足することで、高い光学性能を有しながらも、防振レンズ群Ｇｉｓの小型化を容易にし、かつ防振時にも良好な画像を得ることができる広角レンズが得られる。
また、各実施例においては、防振時の光学性能をより高めるために、以下の条件（３）を満足することがより好ましい。
０．１＜｜（１−βｉｓ）βｒ｜＜０．６５ …（３）
ただし、βｉｓは防振レンズ群Ｇｉｓの横倍率であり、βｒは防振レンズ群Ｇｉｓよりも像側に位置するレンズ系の横倍率である。ここでの各横倍率は、広角レンズ全系が無限遠距離（無限遠物体）にフォーカシングした状態での値である。
０．１＜｜（１−βｉｓ）βｒ｜＜０．６５ …（３）
ただし、βｉｓは防振レンズ群Ｇｉｓの横倍率であり、βｒは防振レンズ群Ｇｉｓよりも像側に位置するレンズ系の横倍率である。ここでの各横倍率は、広角レンズ全系が無限遠距離（無限遠物体）にフォーカシングした状態での値である。
条件（３）は、防振レンズ群Ｇｉｓの変位量と、防振レンズ群Ｇｉｓの変位に伴って発生する像面上での像点位置の変化量との比を適切に設定するために満足すべき条件である。この比の値が大きいほど、防振レンズ群Ｇｉｓの少ない変位量で必要な像点位置の変化量が得られる。そして、｜（１−βｉｓ）βｒ｜の値が、前述した防振敏感度に相当する。
｜（１−βｉｓ）βｒ｜の値が条件（３）の上限値を超えると、必要な防振効果を得るための防振レンズ群Ｇｉｓの変位量が小さくなり過ぎ、その変位を電気的又は機械的に精度良く制御することが困難になる。また、｜（１−βｉｓ）βｒ｜の値が条件（３）の下限値を下回ると、防振時における防振レンズ群Ｇｉｓの変位量が大きくなり、その駆動機構の大型化を招くので、好ましくない。
なお、より好ましくは、条件（３）の数値範囲を以下のように設定するとよい。
０．１１＜｜（１−βｉｓ）βｒ｜＜０．５ …（３ａ）
また、各実施例において、防振レンズ群Ｇｉｓをより小型化するためには、以下の条件（４）を満足することがより好ましい。
０．０１＜｜Ｌｉｓ／ＤＬ｜＜０．１５ …（４）
ただし、Ｌｉｓは防振レンズ群Ｇｉｓの光軸上の長さ（防振レンズ群Ｇｉｓの最も物体側の面から最も像側の面までの距離）である。
なお、より好ましくは、条件（３）の数値範囲を以下のように設定するとよい。
０．１１＜｜（１−βｉｓ）βｒ｜＜０．５ …（３ａ）
また、各実施例において、防振レンズ群Ｇｉｓをより小型化するためには、以下の条件（４）を満足することがより好ましい。
０．０１＜｜Ｌｉｓ／ＤＬ｜＜０．１５ …（４）
ただし、Ｌｉｓは防振レンズ群Ｇｉｓの光軸上の長さ（防振レンズ群Ｇｉｓの最も物体側の面から最も像側の面までの距離）である。
条件（４）は、防振レンズ群Ｇｉｓの光軸上の長さＬｉｓと、広角レンズの第１面から最終面までの光軸上の距離ＤＬとの比を適切に設定するために満足すべき条件である。
｜Ｌｉｓ／ＤＬ｜の値が条件（４）の上限値を超えるように防振レンズ群Ｇｉｓの光軸上の長さが長過ぎると、防振のための機構が大型化するため、好ましくない。｜Ｌｉｓ／ＤＬ｜の値が条件（４）の下限値を下回るように防振レンズ群Ｇｉｓの光軸上の長さが短過ぎると、防振レンズ群Ｇｉｓの製作が困難な形状になってしまうため、好ましくない。
｜Ｌｉｓ／ＤＬ｜の値が条件（４）の上限値を超えるように防振レンズ群Ｇｉｓの光軸上の長さが長過ぎると、防振のための機構が大型化するため、好ましくない。｜Ｌｉｓ／ＤＬ｜の値が条件（４）の下限値を下回るように防振レンズ群Ｇｉｓの光軸上の長さが短過ぎると、防振レンズ群Ｇｉｓの製作が困難な形状になってしまうため、好ましくない。
なお、より好ましくは、条件（４）の数値範囲を以下のように設定するとよい。
０．０１５＜｜Ｌｉｓ／ＤＬ｜＜０．１ …（４ａ）
各実施例において、光学性能を良好に維持しつつ、小型化するには、以下の条件（５）を満足することが、より好ましい。
１.０＜ＴＬ／ｆ＜４.０ …（５）
ただし、ＴＬは広角レンズの第１面から像面までの光軸上の距離（いわゆるレンズ全長）である。
各実施例において、光学性能を良好に維持しつつ、小型化するには、以下の条件（５）を満足することが、より好ましい。
１.０＜ＴＬ／ｆ＜４.０ …（５）
ただし、ＴＬは広角レンズの第１面から像面までの光軸上の距離（いわゆるレンズ全長）である。
条件（５）は、レンズ全系の焦点距離ｆに対する好適なレンズ全長の割合を設定するために満足すべき条件であり、広角レンズのテレ比（望遠比）に対応している。ＴＬ／ｆの値が条件（５）の上限値を超えると、広角レンズの小型化の達成ができない。逆に、ＴＬ／ｆの値が条件（５）の下限値を下回ると、充分なバックフォーカスを確保しつつ良好な光学性能を達成するのが困難となり、好ましくない。
なお、より好ましくは、条件（５）の数値範囲を以下のように設定するとよい。
１.５＜ＴＬ／ｆ＜３．８ …（５ａ）
また、各実施例では、防振レンズ群Ｇｉｓおよびその駆動機構の小型化や高い制御性を実現するために防振レンズ群Ｇｉｓを単レンズで構成している。ただし、防振レンズ群を複数枚のレンズにより構成してもよい。
また、各実施例では、防振レンズ群Ｇｉｓおよびその駆動機構の小型化や高い制御性を実現するために防振レンズ群Ｇｉｓを単レンズで構成している。ただし、防振レンズ群を複数枚のレンズにより構成してもよい。
また、防振レンズ群Ｇｉｓを単レンズで構成する場合は、該単レンズを以下の条件を満足するアッベ数νｄを有するガラス材料で形成することが好ましい。
３５＜νｄ …（６）
条件（６）は、防振レンズ群Ｇｉｓ用の単レンズを形成するガラス材料のｄ線におけるアッベ数を適切に設定するものである。アッベ数νｄが条件（６）の下限値を下回ると、ガラス材料の分散が大きくなるため、防振時の色収差の変動が大きくなり、好ましくない。防振時の色収差の変動を小さくするためには、レンズ全系での色収差が良好に補正されていることに加えて、防振レンズ群内でも色収差が良好に補正されていることが望ましい。特に防振レンズ群を単レンズで構成する場合は、該単レンズを構成するガラス材料の分散が小さい方が色収差の発生が小さくなるため、条件（６）を満足することが望ましい。
３５＜νｄ …（６）
条件（６）は、防振レンズ群Ｇｉｓ用の単レンズを形成するガラス材料のｄ線におけるアッベ数を適切に設定するものである。アッベ数νｄが条件（６）の下限値を下回ると、ガラス材料の分散が大きくなるため、防振時の色収差の変動が大きくなり、好ましくない。防振時の色収差の変動を小さくするためには、レンズ全系での色収差が良好に補正されていることに加えて、防振レンズ群内でも色収差が良好に補正されていることが望ましい。特に防振レンズ群を単レンズで構成する場合は、該単レンズを構成するガラス材料の分散が小さい方が色収差の発生が小さくなるため、条件（６）を満足することが望ましい。
なお、より好ましくは、条件（６）の数値範囲を以下のように設定するとよい。
４５＜νｄ …（６ａ）
また、防振レンズ群を複数枚のレンズで構成する場合も、色収差補正の観点から、防振レンズ群Ｇｉｓと同符号の屈折力を有するレンズのうち少なくとも１枚のレンズは、条件（６）（または（６ａ））を満足するガラス材料で形成することが望ましい。
４５＜νｄ …（６ａ）
また、防振レンズ群を複数枚のレンズで構成する場合も、色収差補正の観点から、防振レンズ群Ｇｉｓと同符号の屈折力を有するレンズのうち少なくとも１枚のレンズは、条件（６）（または（６ａ））を満足するガラス材料で形成することが望ましい。
次に、実施例７として、実施例１〜６の広角レンズを交換レンズ（光学機器）として用いた一眼レフカメラシステムを、図１５を用いて説明する。なお、ここでは交換レンズについて説明するが、実施例１〜６の広角レンズをレンズ一体型のスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置（光学機器）に用いてもよい。
図１５において、１０は一眼レフカメラ本体であり、１１は実施例１〜７の広角レンズを搭載した交換レンズである。１２は交換レンズ１１により形成された被写体像（光学像）を光電変換する撮像素子（光電変換素子）である。１３は交換レンズ１１により形成された被写体像をユーザに観察させるファインダー光学系である。１４は交換レンズ１１からの光束を、撮像素子１２とファインダー光学系１３とに選択的に導くクイックリターンミラーである。ファインダー光学系１３を用いて被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー１４を介してピント板１５に結像した被写体像を、ペンタプリズム１６で正立像とした後、接眼光学系１７で拡大して観察する。また、撮影時にはクイックリターンミラー１４が矢印で示すように光路外に回動することで、被写体像が撮像素子１２上に結像する。１８はクイックリターンミラー１４を透過した光を焦点検出ユニット１９に導くサブミラーである。
このように実施例１〜６の広角レンズを交換レンズ等の光学機器に適用することにより、良好な広角画像を取得可能な光学機器を実現できる。
次に、実施例１〜６について詳しく説明する。また、各実施例に対応する数値例も示す。数値例において、面番号は物体側からの面の順番を示し、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはアッベ数、ＢＦはバックフォーカス値を示す。
また、各数値例において、非球面形状は、次式によって定義される。
ただし、Ｘはレンズ面のうち光軸からｈだけ離れた位置での光軸方向への変位量を示す。
また、ｒは近軸曲率半径を示す。Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅはそれぞれ、４次，６次，８次，１０次の非球面係数である。「ｅ±ｎ」の表示は「×１０±ｎ」を意味する。非球面については、面データにおいて面番号の右側に「＊」を付して示している。
さらに、表１には、実施例１〜６（数値例１〜６）における条件（１）〜（６）の値をまとめて示している。
[実施例１]
[実施例１]
図１に示す実施例１の広角レンズは、９枚のレンズにより構成されており、絞りＳＰよりも物体側に防振レンズ群（単レンズ）Ｇｉｓが配置されている。本実施例の広角レンズでは、無限遠から至近へのフォーカシングを、レンズ全系を物体側に移動させることで行う。
本実施例に対応する数値例１を以下に示す。図２から明らかなように、本実施例（数値例）では、防振時も含めて諸収差が良好に補正されている。
（数値例１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 73.071 2.86 1.48749 70.2 39.27
2 158.100 0.20 37.74
3 43.719 1.50 1.62041 60.3 33.30
4 21.265 4.81 28.28
5 94.052 1.50 1.51633 64.1 27.73
6 18.646 13.04 23.71
7 26.888 5.05 1.83400 37.2 18.50
8 -27.438 1.60 1.72151 29.2 17.28
9 155.342 3.59 15.03
10 371.856 2.01 1.72916 54.7 14.08
11 -174.698 1.80 13.91
12(絞り) ∞ 6.00 13.48
13 -15.255 2.25 1.75520 27.5 12.45
14 -154.557 3.42 1.65160 58.5 14.89
15 -19.143 0.20 16.58
16* -144.933 3.21 1.58313 59.4 18.22
17 -22.756 38.04 19.30
像面 ∞
非球面データ
第16面
B =-2.36449e-005 C =-4.91702e-009 D =-1.28509e-010 E = 0.00000e+000
各種データ
焦点距離 28.50
Gis焦点距離 163.26
Fナンバー 2.86
画角 37.20
像高 21.64
レンズ全長 91.07
BF 38.04
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 73.071 2.86 1.48749 70.2 39.27
2 158.100 0.20 37.74
3 43.719 1.50 1.62041 60.3 33.30
4 21.265 4.81 28.28
5 94.052 1.50 1.51633 64.1 27.73
6 18.646 13.04 23.71
7 26.888 5.05 1.83400 37.2 18.50
8 -27.438 1.60 1.72151 29.2 17.28
9 155.342 3.59 15.03
10 371.856 2.01 1.72916 54.7 14.08
11 -174.698 1.80 13.91
12(絞り) ∞ 6.00 13.48
13 -15.255 2.25 1.75520 27.5 12.45
14 -154.557 3.42 1.65160 58.5 14.89
15 -19.143 0.20 16.58
16* -144.933 3.21 1.58313 59.4 18.22
17 -22.756 38.04 19.30
像面 ∞
非球面データ
第16面
B =-2.36449e-005 C =-4.91702e-009 D =-1.28509e-010 E = 0.00000e+000
各種データ
焦点距離 28.50
Gis焦点距離 163.26
Fナンバー 2.86
画角 37.20
像高 21.64
レンズ全長 91.07
BF 38.04
図３に示す実施例２の広角レンズは、８枚のレンズにより構成されており、絞りＳＰよりも物体側に防振レンズ群（単レンズ）Ｇｉｓが配置されている。本実施例の広角レンズでは、無限遠から至近へのフォーカシングを、レンズ全系を物体側に移動させることで行う。
本実施例に対応する数値例２を以下に示す。図４から明らかなように、本実施例（数値例）では、防振時も含めて諸収差が良好に補正されている。
（数値例２）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 76.313 3.60 1.51633 64.1 42.28
2 285.101 0.10 40.72
3 38.374 1.50 1.65160 58.5 33.88
4 19.300 6.42 28.16
5 261.911 1.50 1.58913 61.1 27.31
6 23.197 10.93 23.91
7 26.693 3.58 1.83481 42.7 19.01
8 -1395.633 7.14 17.87
9 9611.001 1.79 1.72916 54.7 13.58
10 -124.326 1.19 13.46
11(絞り) ∞ 4.00 13.18
12 -16.832 3.00 1.80518 25.4 12.61
13 600.919 1.11 13.65
14 172.114 3.72 1.75500 52.3 16.23
15 -21.371 0.68 17.61
16* -156.061 2.75 1.58313 59.4 19.28
17 -30.556 39.66 20.21
像面 ∞
非球面データ
第16面
B =-2.13949e-005 C =-1.04037e-008 D =-9.66743e-011 E = 0.00000e+000
各種データ
焦点距離 28.49
Gis焦点距離 168.34
Fナンバー 2.86
画角 37.22
像高 21.64
レンズ全長 92.68
BF 39.66
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 76.313 3.60 1.51633 64.1 42.28
2 285.101 0.10 40.72
3 38.374 1.50 1.65160 58.5 33.88
4 19.300 6.42 28.16
5 261.911 1.50 1.58913 61.1 27.31
6 23.197 10.93 23.91
7 26.693 3.58 1.83481 42.7 19.01
8 -1395.633 7.14 17.87
9 9611.001 1.79 1.72916 54.7 13.58
10 -124.326 1.19 13.46
11(絞り) ∞ 4.00 13.18
12 -16.832 3.00 1.80518 25.4 12.61
13 600.919 1.11 13.65
14 172.114 3.72 1.75500 52.3 16.23
15 -21.371 0.68 17.61
16* -156.061 2.75 1.58313 59.4 19.28
17 -30.556 39.66 20.21
像面 ∞
非球面データ
第16面
B =-2.13949e-005 C =-1.04037e-008 D =-9.66743e-011 E = 0.00000e+000
各種データ
焦点距離 28.49
Gis焦点距離 168.34
Fナンバー 2.86
画角 37.22
像高 21.64
レンズ全長 92.68
BF 39.66
図５に示す実施例３の広角レンズは、９枚のレンズにより構成されており、絞りＳＰよりも像側に防振レンズ群（単レンズ）Ｇｉｓが配置されている。本実施例の広角レンズでは、無限遠から至近へのフォーカシングを、レンズ全系を物体側に移動させることで行う。
本実施例に対応する数値例３を以下に示す。図６から明らかなように、本実施例（数値例）では、防振時も含めて諸収差が良好に補正されている。
（数値例３）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 83.802 2.94 1.51633 64.1 39.17
2 245.595 0.10 37.66
3 42.041 1.50 1.69680 55.5 32.50
4 20.238 3.95 27.43
5 46.879 1.50 1.51633 64.1 26.79
6 15.577 12.41 22.61
7 28.853 3.27 1.80400 46.6 18.31
8 2185.202 7.67 17.31
9 -144.971 2.30 1.72916 54.7 14.61
10 -30.589 1.00 14.64
11(絞り) ∞ 1.60 13.98
12 517.258 1.74 1.64000 60.1 13.41
13 83.976 3.13 12.98
14 -15.944 1.63 1.76182 26.5 12.56
15 168.593 0.25 14.24
16 100.956 4.39 1.77250 49.6 15.11
17 -23.537 0.80 17.19
18* -72.175 2.84 1.58313 59.4 18.60
19 -23.348 37.90 19.65
像面 ∞
非球面データ
第18面
B =-2.48914e-005 C =-2.41786e-009 D =-2.62960e-010 E = 0.00000e+000
各種データ
焦点距離 28.27
Gis焦点距離 -156.89
Fナンバー 2.86
画角 37.43
像高 21.64
レンズ全長 90.92
BF 37.90
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 83.802 2.94 1.51633 64.1 39.17
2 245.595 0.10 37.66
3 42.041 1.50 1.69680 55.5 32.50
4 20.238 3.95 27.43
5 46.879 1.50 1.51633 64.1 26.79
6 15.577 12.41 22.61
7 28.853 3.27 1.80400 46.6 18.31
8 2185.202 7.67 17.31
9 -144.971 2.30 1.72916 54.7 14.61
10 -30.589 1.00 14.64
11(絞り) ∞ 1.60 13.98
12 517.258 1.74 1.64000 60.1 13.41
13 83.976 3.13 12.98
14 -15.944 1.63 1.76182 26.5 12.56
15 168.593 0.25 14.24
16 100.956 4.39 1.77250 49.6 15.11
17 -23.537 0.80 17.19
18* -72.175 2.84 1.58313 59.4 18.60
19 -23.348 37.90 19.65
像面 ∞
非球面データ
第18面
B =-2.48914e-005 C =-2.41786e-009 D =-2.62960e-010 E = 0.00000e+000
各種データ
焦点距離 28.27
Gis焦点距離 -156.89
Fナンバー 2.86
画角 37.43
像高 21.64
レンズ全長 90.92
BF 37.90
図７に示す実施例４の広角レンズは、９枚のレンズにより構成されており、絞りＳＰよりも物体側に防振レンズ群（単レンズ）Ｇｉｓが配置されている。本実施例の広角レンズでは、無限遠から至近へのフォーカシングを、レンズ全系を物体側に移動させることで行う。
本実施例に対応する数値例４を以下に示す。図８から明らかなように、本実施例（数値例）では、防振時も含めて諸収差が良好に補正されている。
（数値例４）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 55.759 3.38 1.51633 64.1 40.31
2 114.479 0.20 38.73
3 43.822 1.50 1.62041 60.3 34.55
4 21.579 4.50 29.20
5 63.834 1.50 1.48749 70.2 28.64
6 17.764 14.96 24.16
7 26.654 4.18 1.83400 37.2 16.96
8 -36.597 2.04 1.67270 32.1 15.71
9 46.052 2.43 14.08
10 196.376 2.15 1.72916 54.7 14.00
11 -106.712 1.80 13.91
12(絞り) ∞ 6.66 13.54
13 -13.039 1.00 1.75520 27.5 12.60
14 -50.924 3.24 1.65160 58.5 14.48
15 -15.351 0.20 16.09
16* -102.727 3.31 1.58313 59.4 18.02
17 -21.387 38.58 19.19
像面 ∞
非球面データ
第16面
B =-2.36497e-005 C =-9.49950e-009 D =-9.09637e-011 E = 0.00000e+000
各種データ
焦点距離 28.59
Gis焦点距離 95.11
Fナンバー 2.86
画角 37.12
像高 21.64
レンズ全長 91.62
BF 38.58
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 55.759 3.38 1.51633 64.1 40.31
2 114.479 0.20 38.73
3 43.822 1.50 1.62041 60.3 34.55
4 21.579 4.50 29.20
5 63.834 1.50 1.48749 70.2 28.64
6 17.764 14.96 24.16
7 26.654 4.18 1.83400 37.2 16.96
8 -36.597 2.04 1.67270 32.1 15.71
9 46.052 2.43 14.08
10 196.376 2.15 1.72916 54.7 14.00
11 -106.712 1.80 13.91
12(絞り) ∞ 6.66 13.54
13 -13.039 1.00 1.75520 27.5 12.60
14 -50.924 3.24 1.65160 58.5 14.48
15 -15.351 0.20 16.09
16* -102.727 3.31 1.58313 59.4 18.02
17 -21.387 38.58 19.19
像面 ∞
非球面データ
第16面
B =-2.36497e-005 C =-9.49950e-009 D =-9.09637e-011 E = 0.00000e+000
各種データ
焦点距離 28.59
Gis焦点距離 95.11
Fナンバー 2.86
画角 37.12
像高 21.64
レンズ全長 91.62
BF 38.58
図９に示す実施例５の広角レンズは、９枚のレンズにより構成されており、絞りＳＰよりも物体側に防振レンズ群（単レンズ）Ｇｉｓが配置されている。本実施例の広角レンズでは、無限遠から至近へのフォーカシングを、防振レンズ群Ｇｉｓを含む７枚のレンズと絞りＳＰとにより構成されるレンズ群Ｌ２を物体側に移動させることで行う。
本実施例に対応する数値例５を以下に示す。図１０から明らかなように、本実施例（数値例）では、防振時も含めて諸収差が良好に補正されている。
（数値例５）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 123.571 2.61 1.48749 70.2 43.66
2 328.993 0.20 42.18
3 41.247 1.50 1.62041 60.3 35.62
4 21.552 12.06 30.26
5 128.134 1.50 1.51633 64.1 22.77
6 17.488 8.48 19.59
7 24.155 4.37 1.83400 37.2 16.29
8 -29.326 1.60 1.72825 28.5 15.11
9 219.691 2.11 14.23
10 4173.160 1.80 1.72916 54.7 13.98
11 -135.601 2.00 13.86
12(絞り) ∞ 6.00 13.41
13 -15.119 1.78 1.75520 27.5 12.45
14 -204.534 3.76 1.65160 58.5 14.48
15 -17.650 0.20 16.35
16* -120.626 3.00 1.58313 59.4 17.95
17 -23.486 37.90 19.02
像面 ∞
非球面データ
第16面
B =-2.57033e-005 C =-2.05401e-009 D =-5.98214e-010 E = 2.17418e-012
各種データ
焦点距離 28.12
Gis焦点距離 180.15
Fナンバー 2.87
画角 37.58
像高 21.64
レンズ全長 90.86
BF 37.90
[参考例１]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 123.571 2.61 1.48749 70.2 43.66
2 328.993 0.20 42.18
3 41.247 1.50 1.62041 60.3 35.62
4 21.552 12.06 30.26
5 128.134 1.50 1.51633 64.1 22.77
6 17.488 8.48 19.59
7 24.155 4.37 1.83400 37.2 16.29
8 -29.326 1.60 1.72825 28.5 15.11
9 219.691 2.11 14.23
10 4173.160 1.80 1.72916 54.7 13.98
11 -135.601 2.00 13.86
12(絞り) ∞ 6.00 13.41
13 -15.119 1.78 1.75520 27.5 12.45
14 -204.534 3.76 1.65160 58.5 14.48
15 -17.650 0.20 16.35
16* -120.626 3.00 1.58313 59.4 17.95
17 -23.486 37.90 19.02
像面 ∞
非球面データ
第16面
B =-2.57033e-005 C =-2.05401e-009 D =-5.98214e-010 E = 2.17418e-012
各種データ
焦点距離 28.12
Gis焦点距離 180.15
Fナンバー 2.87
画角 37.58
像高 21.64
レンズ全長 90.86
BF 37.90
[参考例１]
図１１に示す参考例１の広角レンズは、１０枚のレンズにより構成されており、絞りＳＰよりも物体側に防振レンズ群（単レンズ）Ｇｉｓが配置されている。絞りＳＰと防振レンズ群との間には、１枚のレンズが配置されている。
本参考例の広角レンズでは、無限遠から至近へのフォーカシングを、レンズ全系を物体側に移動させることで行う。
本参考例に対応する参考数値例１を以下に示す。図１２から明らかなように、本参考例（参考数値例）では、防振時も含めて諸収差が良好に補正されている。
（参考数値例１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 63.729 3.73 1.51633 64.1 42.02
2 154.249 0.10 40.04
3 67.160 2.03 1.74400 44.8 36.77
4 22.414 3.97 29.70
5 52.136 3.57 1.65160 58.5 29.22
6 -452.984 0.20 28.07
7 31.951 1.59 1.60738 56.8 22.98
8 11.308 7.54 17.67
9* -33.378 2.50 1.58313 59.4 15.50
10 -46.627 1.42 15.50
11 30.194 7.69 1.84666 23.9 12.93
12 85.014 2.99 13.04
13(絞り) ∞ 1.00 13.48
14 522.202 2.89 1.77250 49.6 13.65
15 -23.193 3.64 13.79
16 -15.762 1.80 1.80518 25.4 12.59
17 133.163 0.45 13.99
18 859.482 3.20 1.72916 54.7 14.62
19 -19.477 0.15 15.95
20* -34.964 2.54 1.58313 59.4 16.63
21 -17.848 37.90 17.70
像面 ∞
非球面データ
第9面
B = 7.32644e-007 C =-6.31619e-008 D = 4.06310e-010 E =-1.89510e-012
第20面
B =-2.72628e-005 C = 7.14587e-008 D =-1.82055e-009 E = 1.03238e-011
各種データ
焦点距離 24.50
Gis焦点距離 -216.50
Fナンバー 2.86
画角 41.45
像高 21.64
レンズ全長 90.90
BF 37.90
[実施例６]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 63.729 3.73 1.51633 64.1 42.02
2 154.249 0.10 40.04
3 67.160 2.03 1.74400 44.8 36.77
4 22.414 3.97 29.70
5 52.136 3.57 1.65160 58.5 29.22
6 -452.984 0.20 28.07
7 31.951 1.59 1.60738 56.8 22.98
8 11.308 7.54 17.67
9* -33.378 2.50 1.58313 59.4 15.50
10 -46.627 1.42 15.50
11 30.194 7.69 1.84666 23.9 12.93
12 85.014 2.99 13.04
13(絞り) ∞ 1.00 13.48
14 522.202 2.89 1.77250 49.6 13.65
15 -23.193 3.64 13.79
16 -15.762 1.80 1.80518 25.4 12.59
17 133.163 0.45 13.99
18 859.482 3.20 1.72916 54.7 14.62
19 -19.477 0.15 15.95
20* -34.964 2.54 1.58313 59.4 16.63
21 -17.848 37.90 17.70
像面 ∞
非球面データ
第9面
B = 7.32644e-007 C =-6.31619e-008 D = 4.06310e-010 E =-1.89510e-012
第20面
B =-2.72628e-005 C = 7.14587e-008 D =-1.82055e-009 E = 1.03238e-011
各種データ
焦点距離 24.50
Gis焦点距離 -216.50
Fナンバー 2.86
画角 41.45
像高 21.64
レンズ全長 90.90
BF 37.90
[実施例６]
図１３に示す実施例６の広角レンズは、７枚のレンズにより構成されており、絞りＳＰよりも像側に防振レンズ群（単レンズ）Ｇｉｓが配置されている。本実施例の広角レンズでは、無限遠から至近へのフォーカシングを、レンズ全系を物体側に移動させることで行う。
本実施例に対応する数値例６を以下に示す。図１４から明らかなように、本実施例（数値例）では、防振時も含めて諸収差が良好に補正されている。
（数値例６）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 87.691 1.50 1.51633 64.1 30.46
2 18.940 13.83 25.76
3 ∞ 5.38 22.47
4 31.052 12.52 1.77250 49.6 26.26
5 -25.943 1.49 1.63980 34.5 25.20
6 -122.370 1.99 24.04
7(絞り) ∞ 2.61 22.47
8 226.185 1.15 1.77250 49.6 20.73
9 79.775 6.46 20.15
10 -16.669 1.47 1.69895 30.1 18.76
11 74.368 4.97 1.80400 46.6 20.27
12 -21.842 0.20 20.88
13* -112.086 2.70 1.58313 59.4 22.07
14 -42.096 37.76 23.10
像面 ∞
非球面データ
第13面
B =-1.61591e-005 C =-1.80077e-008 D =-7.62243e-011 E = 0.00000e+000
各種データ
焦点距離 35.48
Gis焦点距離 -160.08
Fナンバー 2.05
画角 31.37
像高 21.64
レンズ全長 94.03
BF 37.76
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 87.691 1.50 1.51633 64.1 30.46
2 18.940 13.83 25.76
3 ∞ 5.38 22.47
4 31.052 12.52 1.77250 49.6 26.26
5 -25.943 1.49 1.63980 34.5 25.20
6 -122.370 1.99 24.04
7(絞り) ∞ 2.61 22.47
8 226.185 1.15 1.77250 49.6 20.73
9 79.775 6.46 20.15
10 -16.669 1.47 1.69895 30.1 18.76
11 74.368 4.97 1.80400 46.6 20.27
12 -21.842 0.20 20.88
13* -112.086 2.70 1.58313 59.4 22.07
14 -42.096 37.76 23.10
像面 ∞
非球面データ
第13面
B =-1.61591e-005 C =-1.80077e-008 D =-7.62243e-011 E = 0.00000e+000
各種データ
焦点距離 35.48
Gis焦点距離 -160.08
Fナンバー 2.05
画角 31.37
像高 21.64
レンズ全長 94.03
BF 37.76
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
防振レンズ群を含む小型で光学性能が高い単焦点レンズを提供できる。
Ｇｉｓ 防振レンズ群
ＳＰ 絞り
ＩＰ 像面
ＳＰ 絞り
ＩＰ 像面
Claims (4)
- 全系の焦点距離がバックフォーカスよりも短い単焦点レンズであって、
開口絞りと、
光軸に対して直交する方向成分を含む方向に移動して像振れを低減し、単レンズにより構成される防振レンズとを含み、
以下の条件を満足することを特徴とする単焦点レンズ。
０．１＜ｆ／｜ｆｉｓ｜＜０．５ （１）
−０．３５＜Ｄｉｓ／ＤＬ＜０．２５ （２）
０．２１４≦｜（１−βｉｓ）βｒ｜＜０．５ （３）
０．０２０≦｜Ｌｉｓ／ＤＬ｜＜０．１５ （４）
ただし、ｆは該単焦点レンズの全系の焦点距離であり、ｆｉｓは前記防振レンズの焦点距離であり、Ｄｉｓは前記開口絞りから、前記防振レンズのうち前記開口絞りに対して最も遠い面までの光軸上での距離であり、ＤＬは前記単焦点レンズのうち最も物体側の第１面から最も像側の最終面までの光軸上での距離であり、Ｌｉｓは前記防振レンズのうち最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離であり、前記光軸上の距離の符号は、物体側から像側に向かう方向を正とする。また、βｉｓは前記防振レンズの横倍率であり、βｒは前記防振レンズよりも像側に位置するレンズ系の横倍率であり、前記各横倍率は、前記単焦点レンズが無限遠距離にフォーカシングした状態での値である。 - 以下の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点レンズ。
１．０＜ＴＬ／ｆ＜４．０
ただし、ＴＬは前記第１面から像面までの光軸上の距離である。 - 以下の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の単焦点レンズ。
３５＜νｄ
ただし、νｄは、前記防振レンズの材料のアッベ数である。 - 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の単焦点レンズを有することを特徴とする光学機器。
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