JP5750618B2 - 広角対物光学系 - Google Patents
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Description
また、このような対物光学系に対して、製造コストの低減も望まれており、携帯電話等においては、プラスチック光学材料を用いた射出成型技術を用いて、大量かつ短時間でレンズを製作することによりコストダウンを図っている。
さらに、固体撮像素子の高精細・高画素化に対応するために、対物光学系において発生する収差をより小さく抑える必要があり、広角化するために、周辺性能に強く影響する倍率の色収差を特に小さく抑える必要がある。
本発明の一態様は、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レンズ群とからなり、前記第1レンズ群が、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第1レンズ、物体側の面が凹面であり負の屈折力を有する第2レンズ、明るさ絞り、及び正の屈折力を有する第3レンズからなり、以下の条件式を満足する広角対物光学系である。
−0.5<f/f1<0.5・・・ (1)
0.3<f/f2<0.7・・・ (2)
0.8<D/f<1.2・・・ (3)
ただし、f1は第1レンズ群の焦点距離、f2は第2レンズ群の焦点距離、fは広角対物光学系全体の焦点距離、Dは第1レンズ群の最も像側の屈折力を持つ曲面から、第2レンズ群の最も物体側の屈折力を持つ曲面までの空気間隔である。
また、第1レンズ群が、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第1レンズ、物体側の面が凹面であり負の屈折力を有する第2レンズ、明るさ絞り、及び正の屈折力を有する第3レンズを備えることで、入射瞳位置を出来る限り物体側とすることができるので、対物光学系の先端部の外径を小径化することができる。
このように、本態様により、収差補正が良好であり高精細・高画素な固体撮像素子にも好適でありながら、先端部の外径が小さく、製造コストを低減することができる。
0.5<f/f13<0.9・・・ (4)
但し、f13は、前記第1レンズ群の正の屈折力有する第3レンズの焦点距離である。
−0.3<f/f12<0.0・・・ (5)
ただし、f12は第1レンズ群の負の屈折力の第2レンズの焦点距離である。
図1は、本実施形態に係る広角対物光学系の全体構成を示す断面図を示している。図1に示すように、広角対物光学系は、物体側から像側へ順に、第1レンズ群G1と正の屈折力を有する(以下、単に「正の」という)第2レンズ群G2とを備えている。
Dnp≒fg1p+fg1n・・・(A)
また、この際、全体の焦点距離fは以下の式(B)に近くなる。
f≒−fg1n/fg1p×f2・・・ (B)
ただし、f2は、第2レンズ群G2の焦点距離である。
なお、−fg1n/fg1pの値をアフォーカル倍率という。
0.3<f/f2<0.7・・・ (2)
ただし、f1は第1レンズ群G1の焦点距離、f2は第2レンズ群G2の焦点距離、fは広角対物光学系全体の焦点距離である。
0.8<D/f<1.2・・・ (3)
ただし、Dは、第1レンズ群G1の最も像側の屈折力を持つ曲面から、第2レンズ群G2の最も物体側の屈折力を持つ曲面までの空気間隔である。
0.5<f/f13<0.9・・・ (4)
但し、f13は、前記第1レンズ群の正の屈折力有する第3レンズの焦点距離である。
−0.3<f/f12<0.0・・・ (5)
ただし、f12は第1レンズ群の負の屈折力の第2レンズの焦点距離である。
z=(y2/r)/[1+{1−(1+K)(y/r)2}1/2]
+A2y2+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10
本発明の実施例1に係る広角対物光学系の構成を図5に示す。また、本実施例に係る広角対物光学系の収差曲線図を図6に示す。
本発明の実施例1に係る広角対物光学系のレンズデータを以下に示す。
面番号 r d Ne Vd
物体面 ∞ 7.34 1.
1 ∞ 0.2250 1.88815 40.76
2 0.5303 0.2400 1.
3 −3.2898 0.2250 1.64116 23.90
4 −22.5660 0.2217 1.
5(明るさ絞り)∞ 0.0375 1.
6 1.5164 0.1967 1.53296 55.69
7 −1.2232 0.9242 1.
8 1.3092 0.7052 1.53296 55.69
9* −1.2062 0.1500 1.
10 −1.1260 0.2272 1.64116 23.90
11 2.0776 0.0375 1.
12 1.7475 0.8718 1.53296 55.69
13* −2.5172 0.9259 1.
14 ∞ 0.5506 1.51825 64.14
15 ∞ 0.0918 1.
像面 ∞
第9面
r=−1.2062
K=−0.3682
A2=0.0000E+00
A4=2.5578E−01
A6=1.8699E−01
A8=−4.0304E−01
第13面
r=−2.5172
K=−0.7009
A2=0.0000E+00
A4=−5.6576E−02
A6=3.1115E−02
A8=3.5770E−02
A10=−7.2866E−05
焦点距離 1.0
像高 1.01
Fno. 7.03
有効Fno. 7.15
物点距離 7.34
半画角 68.5°
歪曲収差 −59.6%
本発明の実施例2に係る広角対物光学系の構成を図7に示す。また、本実施例に係る広角対物光学系の収差曲線図を図8に示す。
本発明の実施例2に係る広角対物光学系のレンズデータを以下に示す。
面番号 r d Ne Vd
物体面 ∞ 7.57 1.
1 ∞ 0.2222 1.80811 46.57
2 0.4927 0.2475 1.
3 −3.4692 0.2168 1.53296 55.69
4 −7.8905 0.2535 1.
5(明るさ絞り)∞ 0.0387 1.
6 1.5923 0.4206 1.53296 55.69
7 −1.2446 0.8759 1.
8 1.3493 0.8307 1.53296 55.69
9* −1.3500 0.1547 1.
10 −1.1851 0.2089 1.64116 23.90
11* 2.1985 0.0387 1.
12 1.9569 1.3150 1.53296 55.69
13* −2.4476 0.4477 1.
14 ∞ 0.5415 1.51825 64.14
15 ∞ 0.0947 1.
像面 ∞
第9面
r=−1.3500
K=−0.3596
A2=0.0000E+00
A4=2.0711E−01
A6=1.8713E−01
A8=−2.5548E−01
第11面
r=2.1985
K=−0.0656
A2=0.0000E+00
A4=8.8749E−03
A6=1.8169E−03
A8=4.5301E−04
第13面
r=−2.4476
K=−0.6886
A2=0.0000E+00
A4=−7.6842E−02
A6=6.5255E−03
A8=1.2701E−02
A10=2.1695E−03
焦点距離 1.0
像高 1.04
Fno. 7.03
有効Fno. 7.12
物点距離 7.57
半画角 80.4°
歪曲収差 −81.8%
本発明の実施例3に係る広角対物光学系の構成を図9に示す。また、本実施例に係る広角対物光学系の収差曲線図を図10に示す。
本発明の実施例3に係る広角対物光学系のレンズデータを以下に示す。
面番号 r d Ne Vd
物体面 ∞ 7.71 1.
1 ∞ 0.2363 1.88815 40.76
2 0.5431 0.2520 1.
3 −3.1744 0.2207 1.53296 55.69
4 −10.0626 0.2574 1.
5(明るさ絞り)∞ 0.0394 1.
6 1.6617 0.4112 1.53296 55.69
7 −1.2271 0.8888 1.
8 1.3585 0.9015 1.53296 55.69
9* −1.3881 0.1575 1.
10 −1.2238 0.2126 1.64116 23.90
11* 2.2871 0.0394 1.
12 2.0062 1.3388 1.53296 55.69
13* −2.5256 0.4396 1.
14 ∞ 0.5513 1.51825 64.14
15 ∞ 0.0964 1.
像面 ∞
第9面
r=−1.3881
K=−0.3653
A2=0.0000E+00
A4=2.1119E−01
A6=1.7193E−01
A8=−2.1072E−01
第11面
r=2.2871
K=−0.0522
A2=0.0000E+00
A4=2.1972E−03
A6=1.5395E−03
A8=−2.4528E−03
第13面
r=−2.5256
K=−0.6925
A2=0.0000E+00
A4=−6.7290E−02
A6=8.1438E−03
A8=1.6600E−02
A10=−7.1607E−04
焦点距離 1.0
像高 1.06
Fno. 6.86
有効Fno. 6.94
物点距離 7.71
半画角 82.0°
歪曲収差 −84.6%
本発明の実施例4に係る広角対物光学系の構成を図11に示す。また、本実施例に係る広角対物光学系の収差曲線図を図12に示す。
本発明の実施例4に係る広角対物光学系のレンズデータを以下に示す。
面番号 r d Ne Vd
物体面 ∞ 7.26 1.
1 ∞ 0.2214 1.88815 40.76
2 0.5302 0.2362 1.
3 −3.4490 0.2214 1.64116 23.90
4 −13.2109 0.2315 1.
5(明るさ絞り)∞ 0.0369 1.
6 1.3615 0.2145 1.53296 55.69
7 −1.2179 0.9486 1.
8 1.2790 0.6072 1.53296 55.69
9* −1.3060 0.1476 1.
10 −1.4980 0.2527 1.85504 23.78
11 2.8365 0.0369 1.
12 1.9192 0.8580 1.53296 55.69
13* −2.3746 0.8169 1.
14 ∞ 0.5419 1.51825 64.14
15 ∞ 0.0903 1.
像面 ∞
第9面
r=−1.3060
K=−0.3864
A2=0.0000E+00
A4=3.1029E−01
A6=2.1928E−01
A8=−3.2078E−01
第13面
r=−2.3746
K=−0.6988
A2=0.0000E+00
A4=−6.1785E−02
A6=3.8835E−03
A8=3.8809E−02
A10=−1.3094E−03
焦点距離 1.0
像高 0.993
Fno. 7.12
有効Fno. 7.20
物点距離 7.26
半画角 69.0°
歪曲収差 −61.4%
本発明の実施例5に係る広角対物光学系の構成を図13に示す。また、本実施例に係る広角対物光学系の収差曲線図を図14に示す。
本発明の実施例5に係る広角対物光学系のレンズデータを以下に示す。
面番号 r d Ne Vd
物体面 ∞ 8.18 1.
1 ∞ 0.2505 1.88815 40.76
2 0.6109 0.2672 1.
3 −4.3397 0.2340 1.53296 55.69
4 −241.7170 0.3217 1.
5(明るさ絞り)∞ 0.0418 1.
6 2.3344 0.3621 1.53296 55.69
7 −1.3748 0.8690 1.
8 1.4063 0.9028 1.53296 55.69
9* −1.4833 0.1670 1.
10 −1.2593 0.2255 1.64116 23.90
11* 2.3544 0.1086 1.
12 4.1849 0.8351 1.53296 55.69
13 −3.3589 0.0418 1.
14 3.3680 1.0022 1.53296 55.69
15* −4.1540 0.5489 1.
16 ∞ 0.5846 1.51825 64.14
17 ∞ 0.1022 1.
像面 ∞
第9面
r=−1.4833
K=−0.3350
A2=0.0000E+00
A4=1.4162E−01
A6=9.2723E−02
A8=−1.6871E−01
第11面
r=2.3544
K= −0.1943
A2=0.0000E+00
A4=6.2544E−03
A6=2.7560E−03
A8=4.5632E−03
第15面
r=−4.1540
K=−0.6724
A2=0.0000E+00
A4=−3.1750E−03
A6=−1.3999E−03
A8=1.1768E−03
A10=9.6393E−04
焦点距離 1.0
像高 1.12
Fno. 6.51
有効Fno. 6.50
物点距離 8.18
半画角 82.0°
歪曲収差 −83.4%
本発明の実施例6に係る広角対物光学系の構成を図15に示す。また、本実施例に係る広角対物光学系の収差曲線図を図16に示す。
本発明の実施例6に係る広角対物光学系のレンズデータを以下に示す。
面番号 r d Ne Vd
物体面 ∞ 8.04 1.
1 ∞ 0.2359 1.80811 46.57
2 0.5554 0.2628 1.
3 −4.7506 0.2301 1.53296 55.69
4 −14.7055 0.3138 1.
5(明るさ絞り)∞ 0.0411 1.
6 2.3493 0.3634 1.53296 55.69
7 −1.3844 0.8988 1.
8 1.3918 0.8675 1.53296 55.69
9* −1.4475 0.1642 1.
10 −1.2200 0.2217 1.64116 23.90
11* 2.2838 0.1067 1.
12 3.9162 0.8211 1.53296 55.69
13* −3.2321 0.0411 1.
14 3.3038 0.9853 1.53296 55.69
15* −4.0534 0.5094 1.
16 ∞ 0.5748 1.51825 64.14
17 ∞ 0.1005 1.
像面 ∞
第9面
r=−1.4475
K=−0.3267
A2=0.0000E+00
A4=1.3199E−01
A6=1.2211E−01
A8=−2.0728E−01
第11面
r=2.2838
K=−0.1994
A2=0.0000E+00
A4=5.7995E−04
A6=−1.1190E−04
A8=9.0082E−03
第13面
r=−3.2321
K=0.0000
A2=0.0000E+00
A4=1.0619E−03
A6=−8.9082E−04
A8=2.4576E−05
A10=9.9123E−04
第15面
r=−4.0534
K=−0.6719
A2=0.0000E+00
A4=−7.4185E−03
A6=−7.6408E−04
A8=1.8193E−03
A10=4.1008E−04
焦点距離 1.0
像高 1.11
Fno. 7.09
有効Fno. 7.06
物点距離 8.04
半画角 80.1°
歪曲収差 −79.7%
本発明の実施例7に係る広角対物光学系の構成を図17に示す。また、本実施例に係る広角対物光学系の収差曲線図を図18に示す。
本発明の実施例7に係る広角対物光学系のレンズデータを以下に示す。
面番号 r d Ne Vd
物体面 ∞ 7.44 1.
1 ∞ 0.2184 1.80811 46.57
2 0.4889 0.2433 1.
3 −4.4397 0.2130 1.53296 55.69
4 −4.7905 0.2596 1.
5(明るさ絞り)∞ 0.0380 1.
6 1.9357 0.4322 1.53296 55.69
7 −1.1697 0.8118 1.
8 1.3220 0.8349 1.53296 55.69
9* −1.3119 0.1520 1.
10 −1.1751 0.2053 1.64116 23.90
11 1.8701 1.2924 1.53296 55.69
12* −2.3764 0.4228 1.
13 ∞ 0.5322 1.51825 64.14
14 ∞ 0.0930 1.
像面 ∞
第9面
r=−1.3119
K=−0.3507
A2=0.0000E+00
A4=2.2698E−01
A6=1.7326E−01
A8=−2.8028E−01
第12面
r=−2.3764
K=−0.6737
A2=0.0000E+00
A4=−8.7267E−02
A6=1.1711E−02
A8=3.3688E−02
A10=−1.3511E−02
焦点距離 1.0
像高 1.02
Fno. 6.91
有効Fno. 7.20
物点距離 7.44
半画角 70.3°
歪曲収差 −62.7%
参考例としての実施例8に係る広角対物光学系の構成を図19に示す。また、本実施例に係る広角対物光学系の収差曲線図を図20に示す。
実施例8に係る広角対物光学系のレンズデータを以下に示す。
面番号 r d Ne Vd
物体面 ∞ 6.71 1.
1 ∞ 0.2058 1.53296 55.69
2 ∞ 0.0420 1.
3 10.6871 0.2058 1.53296 55.69
4* 0.4072 0.2404 1.
5 −2.8467 0.2058 1.53296 55.69
6 −8.2032 0.1935 1.
7(明るさ絞り)∞ 0.0343 1.
8 1.4544 0.2047 1.53296 55.69
9 −1.5617 0.6498 1.
10 1.2805 0.7545 1.53296 55.69
11* −0.9639 0.1372 1.
12 −1.1255 0.2744 1.64116 23.90
13 1.8786 0.0343 1.
14 1.6322 1.0289 1.53296 55.69
15* −1.9349 0.3990 1.
16 ∞ 0.5036 1.51825 64.14
17 ∞ 0.0839 1.
像面 ∞
第4面
r=0.4072
K=−0.5908
A2=0.0000E+00
A4=1.4061E+00
A6=3.3904E−01
A8=−1.8113E+00
第11面
r=−0.9639
K=−0.3711
A2=0.0000E+00
A4=3.4673E−01
A6=7.5552E−01
A8=−1.2819E+00
第15面
r=−1.9349
K=−0.7593
A2=0.0000E+00
A4=1.7180E−03
A6=−1.8526E−01
A8=2.5126E−01
A10=−1.9675E−02
焦点距離 1.0
像高 0.923
Fno. 6.83
有効Fno. 6.93
物点距離 6.71
半画角 51.9°
歪曲収差 −27.0%
参考例としての実施例9に係る広角対物光学系の構成を図20に示す。また、本実施例に係る広角対物光学系の収差曲線図を図21に示す。
実施例9に係る広角対物光学系のレンズデータを以下に示す。
面番号 r d Ne Vd
物体面 ∞ 6.62 1.
1 ∞ 0.2029 1.53296 55.69
2 ∞ 0.0415 1.
3 11.9388 0.2029 1.53296 55.69
4* 0.3999 0.2384 1.
5 −2.7645 0.2029 1.53296 55.69
6 −8.2657 0.1932 1.
STO ∞ 0.0338 1.
8 1.3707 0.2038 1.53296 55.69
9 −1.5017 0.6234 1.
10 1.2580 0.7441 1.53296 55.69
11* −0.9491 0.1353 1.
12* −1.1132 0.2706 1.64116 23.90
13 1.5998 1.0147 1.53296 55.69
14* −1.8606 0.3854 1.
15 ∞ 0.4966 1.51825 64.14
16 ∞ 0.0828 1.
像面 ∞
第4面
r=0.3999
K=−0.6259
A2=0.0000E+00
A4=1.1956E+00
A6=1.4816E+00
A8=7.0716E+00
第11面
r=−0.9491
K=−0.3856
A2=0.0000E+00
A4=4.1595E−01
A6=7.1883E−01
A8=−1.2321E+00
第12面
r=−1.1132
K=0.0303
A2=0.0000E+00
A4=−3.6151E−05
A6=4.5121E−05
A8=−1.5651E−03
第14面
r=−1.8606
K=−0.7525
A2=0.0000E+00
A4=5.4669E−03
A6=−2.4071E−01
A8=2.0911E−01
A10=3.2784E−02
焦点距離 1.0
像高 0.910
Fno. 6.97
有効Fno. 7.11
物点距離 6.62
半画角 58.3°
歪曲収差 −24.3%
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
L5 第5レンズ
L6 第6レンズ
L7 第7レンズ
CL1 接合レンズ
S 明るさ絞り
F 平行平板
Claims (5)
- 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レンズ群とからなり、
前記第1レンズ群が、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する第1レンズ、物体側の面が凹面であり負の屈折力を有する第2レンズ、明るさ絞り、及び正の屈折力を有する第3レンズからなり、以下の条件式を満足する広角対物光学系。
−0.5<f/f1<0.5・・・ (1)
0.3<f/f2<0.7・・・ (2)
0.8<D/f<1.2・・・ (3)
ただし、f1は第1レンズ群の焦点距離、f2は第2レンズ群の焦点距離、fは広角対物光学系全体の焦点距離、Dは第1レンズ群の最も像側の屈折力を持つ曲面から、第2レンズ群の最も物体側の屈折力を持つ曲面までの空気間隔である。 - 前記第2レンズ群が、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第4レンズ、負の屈折力を有する第5レンズ及び正の屈折力を有する第6レンズを備えた請求項1記載の広角対物光学系。
- 前記第2レンズ群が、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第4レンズ、負の屈折力を有する第5レンズ、正の屈折力を有する第6レンズ、及び正の屈折力を有する第7レンズを備えた請求項1記載の広角対物光学系。
- 以下の条件式を満足する請求項1記載の広角対物光学系。
0.5<f/f13<0.9・・・ (4)
但し、f13は、前記第1レンズ群の正の屈折力有する第3レンズの焦点距離である。 - 以下の条件式を満足する請求項4記載の広角対物光学系。
−0.3<f/f12<0.0・・・ (5)
ただし、f12は第1レンズ群の負の屈折力の第2レンズの焦点距離である。
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