JP6622486B2 - 撮像光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents
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Description
前記撮像光学系は、前記第1レンズ群よりも像側に開口絞りを有し、
前記開口絞りよりも像側に、フォーカシング及び像ぶれ補正に際して不動である部分群を1つ以上有し、
前記部分群は、1枚以上の正レンズを含み、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第2レンズ群の焦点距離をf2、レンズ全長をL、無限遠物体にフォーカスしているときの全系の焦点距離をf、前記部分群に含まれる正レンズのうち、物体側から像側へ順に数えたときの第i番目の第i正レンズの焦点距離をfPi、前記第i正レンズを構成する材料のアッベ数と異常部分分散比を各々νdPi、ΔθgFPi、nを全ての前記部分群に含まれる正レンズの総数とするとき、
−2.5<f1/f2<−1.0
3.0<f2/(f1×L)<6.0
−2.5<f1/f2<−1.0 ・・・(1)
3.0<f2/(f1×L)<6.0 ・・・(2)
νd=(Nd−1)/(NF−NC)
θgF=(Ng−NF)/(NF−NC)
ΔθgF=θgF−(−1.61783×10-3×νd+0.64146)
θgF=−1.61783×10-3×νd+0.64146
として表される直線を「標準線」と定義する。
テレ比=(レンズ全長)÷(無限遠にフォーカス時の全系の焦点距離)
とする。
-2.0<f1/f2<-1.0 ・・・(1a)
また条件式(1a)は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
-1.6<f1/f2<-1.0 ・・・(1b)
また条件式(2a)は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
4.5<f2/(f1×L)<6.0 ・・・(2b)
-0.014×νdP+2.16<NdP<-0.014×νdP+2.52 ・・・(4)
1.45<NdP<1.76 ・・・(5)
-15.0<f2/(f1×f3)<-4.0 ・・・(6)
2.0<f2/(f12×L)<10.0 ・・・(7)
-0.014×νdP+2.18<NdP<-0.014×νdP+2.50 ・・・(4a)
条件式(4a)は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
-0.014×νdP+2.20<NdP<-0.014×νdP+2.48 ・・・(4b)
また条件式(5a)は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
1.48<NdP<1.75 ・・・(5b)
また条件式(6a)は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
-13.0<f2/(f1×f3)<-7.0 ・・・(6b)
また条件式(6b)は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
-12.0<f2/(f1×f3)<-7.5 ・・・(6c)
また条件式(7a)は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
2.3<f2/(f12×L)<4.5 ・・・(7b)
νd=(Nd−1)/(NF−NC)>0 ・・・(b)
一方、回折光学部のアッベ数νdはd線、C線、F線の各波長をλd、λC、λFとするとき、
νd=λd/(λF−λC) ・・・(c)
と表され、νd=−3.453となる。
θgF=(λg−λF)/(λF−λC) ・・・(d)
と表され、θgF=0.2956となる。
そして回折光学部の部分分散比差は、
ΔθgF=θgF−(−1.61783×10-3×νd+0.64146) ・・・(e)
の定義式より、ΔθgF=−0.35145となる。
これにより、回折光学部の特徴として、前式(a)の位相係数C2を変化させることにより、弱い近軸屈折力変化で大きな分散性が得られる。これは色収差以外の諸収差に大きな影響を与えることなく、色収差の補正を行うことを意味している。また位相係数C4以降の高次数の係数については、回折光学部の光線入射高の変化に対する屈折力変化は非球面と類似した効果を得ることができる。それと同時に、光線入射高の変化に応じて基準波長λ0に対し任意波長λの屈折力変化を与えることができる。このため、倍率色収差の補正に有効である。
図1(A)の実施例1の撮像光学系L0について説明する。第1レンズ群L1は1枚の両凸形状の正レンズ、2枚のメニスカス形状の正レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、メニスカス形状の正レンズより構成されている。接合レンズは回折光学素子DOEを構成している。回折光学素子DOEを構成する回折光学部Dは、接合レンズの接合面に配置されている。
図2(A)の実施例2の撮像光学系L0について説明する。第1レンズ群L1は1枚の両凸形状の正レンズ、3枚のメニスカス形状の正レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、メニスカス形状の正レンズより構成されている。
図3(A)の実施例3の撮像光学系L0について説明する。第1レンズ群L1は両凸形状の正レンズ、2枚のメニスカス形状の正レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、両凸形状の正レンズより構成されている。接合レンズは回折光学素子DOEを構成している。回折光学素子DOEを構成する回折光学部Dは、接合レンズの接合面に配置されている。
図4(A)の実施例4の撮像光学系L0について説明する。第1レンズ群L1は実施例1と同じである。第2レンズ群L2は実施例1と同じである。開口絞りSPの位置は実施例1と同じである。開口絞りSPの位置は実施例1と同じである。第3レンズ群L3において、第1部分群L31は、実施例1と同じである。第2部分群L32は実施例1と同じである。第3部分群L33は実施例1と同じである。
f= 585.04mm Fno= 4.12 2ω= 4.24
面番号 r d nd νd 有効径 θgF ΔθgF
1(非球面)296.316 17.00 1.48749 70.2 142.00
2 -703.060 0.35 141.23
3 100.243 24.00 1.43387 95.1 132.10
4 357.151 33.70 128.58
5 105.918 14.30 1.43387 95.1 94.79
6 538.600 5.00 90.26
7(非球面)401.672 4.60 1.78800 47.4 83.40
8(回折) 50.466 12.00 1.48749 70.2 70.61
9 81.341 7.20 67.82
10 77.901 11.62 1.43875 94.9 65.10
11 963.831 11.63 62.36
12 1088.734 3.00 1.51633 64.1 53.38
13 63.064 41.00 49.40
14(絞り) ∞ 10.50 36.80 開口絞りSP
15 62.968 2.00 1.91082 35.3 34.82 0.58243 -0.00201
16 29.083 9.10 1.48749 70.2 33.15 0.53026 0.00244
17 -161.066 2.15 32.92
18(非球面) 84.047 7.00 1.65412 39.7 31.89 0.57403 -0.00322
19 -55.433 2.00 1.83481 42.7 30.87 0.56500 -0.00735
20 129.764 4.85 29.73
21 98.870 5.00 1.84666 23.9 28.80
22 -55.750 2.00 1.88300 40.8 28.30
23 41.653 3.58 26.96
24 -251.141 2.50 1.88300 40.8 27.14
25 84.643 3.82 27.75
26(非球面) 49.384 11.50 1.61340 44.3 30.84 0.56277 -0.00709
27 -26.123 2.00 1.59522 67.7 31.34 0.54380 0.01189
28 146.229 4.30 32.26
29 68.542 10.70 1.61340 44.3 34.03 0.56277 -0.00709
30 -33.756 0.10 1.63555 22.7 34.01 0.68947 0.08477
31 -49.914 2.50 1.59522 67.7 34.03 0.54380 0.01189
32 487.552 2.50 34.00
33 ∞ 2.00 1.51633 64.1 34.32
34 ∞ 60.51 34.51
像面 ∞
面番号 16,18,26,29 正レンズ
面番号 15,19,27,30,31 負レンズ
ΔθgF=θgF−(−1.61783×10-3×νd+0.64146)
なる式で定義されるものである。
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.63748e-008 A 6=-2.17840e-013
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.59564e-008 A 6=-1.27898e-012
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.95580e-006 A 6= 1.61847e-009
A 8= 3.41190e-012
第26面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.34099e-006 A 6=-2.87323e-010
第8面(回折面)
C2=-3.71782e-005 C4= 6.35608e-011 C6=-1.95114e-012
C8= 6.06149e-016
Fナンバー 4.12
半画角(度) 2.12
像高 21.64
レンズ全長 335.33
BF 64.33
入射瞳位置 780.12
射出瞳位置 -70.16
前側主点位置-1254.23
後側主点位置 -524.53
レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 189.58 129.77 -15.95 -108.30
2 12 -129.78 3.00 2.10 0.12
3 14 -219.00 90.10 29.00 -44.55
31 14 576.70 32.75 -21.63 -44.01
32 21 -37.09 13.08 7.55 -1.30
33 26 61.35 31.10 3.89 -17.57
G 33 ∞ 2.00 0.66 -0.66
レンズ 始面 焦点距離
1 1 430.01
2 3 312.36
3 5 300.88
4 7 -73.67(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
5 8 241.91(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
6 10 192.40
7 12 -129.78
8 15 -61.05
9 16 51.34
10 18 52.10
11 19 -46.30
12 21 42.74
13 22 -26.74
14 24 -71.45
15 26 29.57
16 27 -37.07
17 29 38.40
18 30 -164.47
19 31 -75.94
G 33 0.00
f= 586.48mm Fno= 4.13 2ω= 4.22
面番号 r d nd νd 有効径 θgF ΔθgF
1(非球面) 590.400 13.65 1.49700 81.5 142.00
2 -540.113 0.35 141.65
3 90.753 18.21 1.43875 94.9 133.59
4 140.939 16.47 130.03
5 140.724 13.04 1.43875 94.9 121.12
6 507.046 5.00 119.06
7 128.623 14.37 1.43875 94.9 106.49
8 7925.270 5.00 103.65
9(非球面)7665.050 4.60 1.72916 54.7 96.25
10 50.682 17.60 1.43875 94.9 78.81
11 169.750 7.24 77.28
12 71.493 10.27 1.43875 94.9 71.44
13 132.816 11.63 68.10
14 2810.602 3.00 1.49700 81.5 62.55
15 94.919 50.65 58.89
16(絞り) ∞ 10.50 40.10 開口絞りSP
17 75.300 2.00 1.88300 40.8 37.17 0.56694 -0.00857
18 39.936 10.98 1.51823 58.9 35.77 0.54608 -0.00001
19 -140.628 2.15 34.57
20(非球面) 116.258 7.57 1.65412 39.7 32.47 0.57403 -0.00322
21 -45.607 2.00 1.88300 40.8 30.94 0.56694 -0.00857
22 98.306 5.16 29.34
23 75.373 5.06 1.84666 23.9 27.99
24 -54.470 2.00 1.88300 40.8 27.37
25 36.149 3.91 25.59
26 -138.090 2.50 1.88300 40.8 25.70
27 108.246 3.54 26.27
28(非球面) 43.972 9.51 1.61340 44.3 29.02 0.56277 -0.00709
29 -36.501 2.00 1.59522 67.7 29.45 0.54380 0.01189
30 69.973 6.32 30.10
31 58.673 10.57 1.61340 44.3 33.17 0.56277 -0.00709
32 -35.764 0.10 1.92286 18.9 33.30 0.64947 0.03858
33 -52.939 2.50 1.59522 67.7 33.58 0.54380 0.01189
34 -168.200 2.50 34.00
35 ∞ 2.00 1.51633 64.1 34.48
36 ∞ 59.28 34.67
像面 ∞
面番号 18,20,28,31 正レンズ
面番号 17,21,29,32,33 負レンズ
ΔθgF=θgF−(−1.61783×10-3×νd+0.64146)
なる式で定義されるものである。
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.49144e-009 A 6=-1.55397e-013
第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.65911e-008 A 6=-1.65327e-012
第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.99203e-006 A 6= 8.49947e-010
A 8= 2.10290e-012
第28面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.90452e-006 A 6= 4.02307e-010
Fナンバー 4.13
半画角(度) 2.11
像高 21.64
レンズ全長 342.54
BF 63.10
入射瞳位置 706.35
射出瞳位置 -77.45
前側主点位置-1222.76
後側主点位置 -527.19
レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 200.05 125.81 -19.58 -102.85
2 14 -197.73 3.00 2.07 0.07
3 16 -163.87 92.85 26.83 -54.39
31 16 -1104.51 35.20 159.59 117.49
32 23 -36.11 13.47 8.12 -1.21
33 28 60.82 30.99 6.93 -16.30
G 35 ∞ 2.00 0.66 -0.66
レンズ 始面 焦点距離
1 1 569.83
2 3 523.01
3 5 439.18
4 7 297.83
5 9 -69.99
6 10 157.58
7 12 335.77
8 14 -197.73
9 17 -98.93
10 18 61.29
11 20 51.02
12 21 -35.05
13 23 38.03
14 24 -24.36
15 26 -68.40
16 28 34.04
17 29 -40.02
18 31 37.83
19 32 -119.78
20 33 -130.85
G 35 0.00
f= 585.00mm Fno= 4.12 2ω= 4.24
面番号 r d nd νd 有効径 θgF ΔθgF
1(非球面)292.756 17.00 1.48749 70.2 142.00
2 -1000.000 0.35 141.09
3 104.991 24.00 1.43387 95.1 133.27
4 437.232 33.70 129.96
5 112.064 14.30 1.43387 95.1 96.78
6 633.926 5.00 92.43
7(非球面)803.667 4.60 1.78800 47.4 86.89
8(回折) 59.375 12.00 1.48749 70.2 75.34
9 105.424 7.20 72.79
10 131.211 11.62 1.43875 94.9 70.54
11 -326.431 5.63 68.29
12(絞り) ∞ 6.00 62.44 開口絞りSP
13 464.523 3.00 1.51633 64.1 57.03
14 62.415 61.33 52.69
15 141.781 2.00 1.80610 33.3 32.47 0.58811 0.00047
16 26.582 9.10 1.61340 44.3 30.68 0.56277 -0.00709
17 472.868 2.15 29.89
18(非球面) 64.830 7.00 1.74950 35.3 28.98 0.58180 -0.00249
19 -80.105 2.00 1.91082 35.3 27.51 0.58243 -0.00201
20 203.085 4.85 27.12
21 70.969 5.00 1.84666 23.9 26.67
22 -73.253 2.00 1.88300 40.8 26.12
23 40.368 3.58 25.05
24 -372.434 2.50 1.88300 40.8 25.31
25 62.834 3.82 25.84
26(非球面) 42.207 11.50 1.65412 39.7 29.21 0.57403 -0.00322
27 -26.269 2.00 1.69350 50.8 29.61 0.55458 -0.00469
28 117.457 4.30 30.52
29 64.168 10.70 1.61340 44.3 32.67 0.56277 -0.00709
30 -30.251 0.10 1.80809 22.8 32.80 0.63070 0.02607
31 -49.638 2.50 1.59522 67.7 33.15 0.54380 0.01189
32 -6759.918 2.50 33.65
33 ∞ 2.00 1.51633 64.1 34.03
34 ∞ 60.50 34.23
像面 ∞
面番号 16,18,26,29 正レンズ
面番号 15,19,27,30,31 負レンズ
ΔθgF=θgF−(−1.61783×10-3×νd+0.64146)
なる式で定義されるものである。
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.34793e-008 A 6=-2.97171e-013
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.27562e-008 A 6= 2.33317e-012
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.61319e-006 A 6= 9.05984e-010
A 8= 2.71458e-012
第26面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.12073e-006 A 6= 8.29672e-010
第8面(回折面)
C2=-4.94736e-005 C4= 9.80877e-009 C6=-1.63242e-012
C8= 7.20466e-016
Fナンバー 4.12
半画角(度) 2.12
像高 21.64
レンズ全長 345.15
BF 64.32
入射瞳位置 253.38
射出瞳位置 -96.01
前側主点位置-1348.24
後側主点位置 -524.50
レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 189.41 135.40 -2.52 -108.84
2 13 -140.00 3.00 2.29 0.31
3 15 -189.04 79.60 25.86 -32.91
31 15 392.44 22.25 0.18 -13.44
32 21 -38.58 13.08 8.88 -0.19
33 26 64.54 31.10 1.57 -19.41
G 33 ∞ 2.00 0.66 -0.66
レンズ 始面 焦点距離
1 1 466.55
2 3 311.64
3 5 311.17
4 7 -81.58(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
5 8 256.90(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
6 10 214.98
7 13 -140.00
8 15 -40.90
9 16 45.56
10 18 48.82
11 19 -62.86
12 21 43.26
13 22 -29.23
14 24 -60.72
15 26 26.51
16 27 -30.78
17 29 35.03
18 30 -96.07
19 31 -84.02
G 33 0.00
f=595.94 mm Fno= 4.20 2ω=4.16
面番号 r d nd νd 有効径 θgF ΔθgF
1(非球面)275.346 14.48 1.48749 70.2 142.00
2 -938.384 0.35 141.54
3 96.394 23.98 1.43387 95.1 132.31
4 307.334 33.44 128.98
5 96.017 14.97 1.43387 95.1 94.73
6 494.132 3.38 90.39
7(非球面)334.434 4.60 1.78800 47.4 84.95
8(回折) 47.419 11.30 1.48749 70.2 70.59
9 90.160 7.00 69.16
10 82.205 9.16 1.43875 94.9 65.88
11 473.616 11.51 63.91
12 499.184 3.00 1.51633 64.1 54.85
13 63.013 41.00 50.66
14(絞り) ∞ 10.50 36.54 開口絞りSP
15 89.303 2.00 1.83400 37.2 33.37 0.57754 -0.00379
16 23.677 6.62 1.61340 44.3 31.35 0.56277 -0.00709
17 84.021 1.00 31.07
18(非球面) 56.174 9.63 1.61340 44.3 31.09 0.56277 -0.00709
19 -40.724 2.00 1.83400 37.2 29.95 0.57754 -0.00379
20 -318.194 6.22 29.50
21 124.179 4.45 1.84666 23.9 28.01
22 -54.401 2.00 1.88300 40.8 27.63
23 42.976 2.99 26.53
24 -326.606 2.50 1.88300 40.8 26.67
25 102.397 3.82 27.25
26(非球面) 49.210 20.91 1.61340 44.3 30.13 0.56277 -0.00709
27 -31.252 2.00 1.59522 67.7 31.66 0.54380 0.01189
28 144.278 4.30 32.34
29 68.657 9.44 1.61340 44.3 33.95 0.56277 -0.00709
30 -41.983 0.10 1.63555 22.7 33.87 0.68947 0.08477
31 -67.510 2.50 1.59522 67.7 33.86 0.54380 0.01189
32 297.661 2.50 34.00
33 ∞ 2.00 1.51633 64.1 34.29
34 ∞ 61.62 34.48
像面 ∞
面番号 16,18,26,29 正レンズ
面番号 15,19,27,30,31 負レンズ
ΔθgF=θgF−(−1.61783×10-3×νd+0.64146)
なる式で定義されるものである。
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.31092e-008 A 6=-3.24074e-013
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.77158e-008 A 6= 1.17006e-013
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.81334e-006 A 6= 2.28035e-009 A 8= 5.10215e-012
第26面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.61368e-006 A 6=-4.18266e-010
第8面(回折面)
C2=-3.78026e-005 C4= 1.11813e-009 C6=-3.96337e-012 C8= 1.83305e-015
Fナンバー 4.20
半画角(度) 2.08
像高 21.64
レンズ全長 336.61
BF 65.44
入射瞳位置 743.52
射出瞳位置 -76.85
前側主点位置-1225.16
後側主点位置 -534.31
レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 184.78 122.67 -17.83 -103.37
2 12 -140.00 3.00 2.27 0.29
3 14 -185.77 97.49 15.77 -62.31
31 14 946.73 31.75 0.37 -23.15
32 21 -39.00 11.94 6.29 -1.59
33 26 65.48 39.25 4.40 -22.44
G 33 ∞ 2.00 0.66 -0.66
レンズ 始面 焦点距離
1 1 438.40
2 3 312.94
3 5 271.59
4 7 -70.62(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
5 8 188.83(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
6 10 225.10
7 12 -140.00
8 15 -39.18
9 16 51.59
10 18 40.00
11 19 -56.18
12 21 45.20
13 22 -26.93
14 24 -88.05
15 26 34.58
16 27 -42.97
17 29 43.90
18 30 -174.97
19 31 -92.22
G 33 0.00
L3 第3レンズ群 L31 第1部分群 L32 第2部分群 L3 第3部分群
St 部分群 DOE 回折光学素子 D 回折光学部
Claims (6)
- 物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、フォーカシングに際して光軸方向に移動する負の屈折力の第2レンズ群、負の屈折力の第3レンズ群から成る撮像光学系において、
前記撮像光学系は、前記第1レンズ群よりも像側に開口絞りを有し、
前記開口絞りよりも像側に、フォーカシング及び像ぶれ補正に際して不動である部分群を1つ以上有し、
前記部分群は、1枚以上の正レンズを含み、
前記第1レンズ群の焦点距離をf1、前記第2レンズ群の焦点距離をf2、レンズ全長をL、無限遠物体にフォーカスしているときの全系の焦点距離をf、前記部分群に含まれる正レンズのうち、物体側から像側へ順に数えたときの第i番目の第i正レンズの焦点距離をfPi、前記第i正レンズを構成する材料のアッベ数と異常部分分散比を各々νdPi、ΔθgFPi、nを全ての前記部分群に含まれる正レンズの総数とするとき、
−2.5<f1/f2<−1.0
3.0<f2/(f1×L)<6.0
- 前記第3レンズ群の焦点距離をf3とするとき、
−15.0<f2/(f1×f3)<−4.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1の撮像光学系。 - 無限遠物体にフォーカスしているときの前記第1レンズ群と前記第2レンズ群の合成焦点距離をf12とするとき、
2.0<f2/(f12×L)<10.0
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の撮像光学系。 - 前記部分群は、1枚以上の負レンズを有し、前記部分群に含まれる負レンズのうち、物体側から像側へ順に数えたときの第j番目の第j負レンズの焦点距離をfNj、前記第j負レンズを構成する材料のアッベ数と異常部分分散比をνdNj、ΔθgFNj、mを全ての前記部分群に含まれる負レンズの総数とするとき、
- 前記第3レンズ群は、物体側から像側へ順に、第1部分群、第2部分群、第3部分群を有し、前記第1部分群と前記第3部分群はフォーカシング及び像ぶれ補正に際して不動であり、前記第2部分群は像ぶれ補正に際して光軸に対し垂直方向の成分を持つ方向に移動することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項の撮像光学系。
- 請求項1乃至5のいずれか1項の撮像光学系と、前記撮像光学系によって形成された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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