JP7218127B2 - レンズ装置およびカメラシステム - Google Patents

レンズ装置およびカメラシステム Download PDF

Info

Publication number
JP7218127B2
JP7218127B2 JP2018163189A JP2018163189A JP7218127B2 JP 7218127 B2 JP7218127 B2 JP 7218127B2 JP 2018163189 A JP2018163189 A JP 2018163189A JP 2018163189 A JP2018163189 A JP 2018163189A JP 7218127 B2 JP7218127 B2 JP 7218127B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
lens
lens device
front group
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018163189A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020034851A (ja
Inventor
雄一 小坂
真介 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2018163189A priority Critical patent/JP7218127B2/ja
Priority to US16/549,972 priority patent/US11378787B2/en
Priority to CN201910798798.1A priority patent/CN110873939B/zh
Publication of JP2020034851A publication Critical patent/JP2020034851A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7218127B2 publication Critical patent/JP7218127B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/142—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
    • G02B15/1421—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only the first group being positive
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/22—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with movable lens means specially adapted for focusing at close distances
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/022—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses lens and mount having complementary engagement means, e.g. screw/thread

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

本発明は、レンズ装置およびカメラシステムに関する。
光学系の構成要素の一部を移動させるためのアクチュエータとして、ステッピングモータやボイスコイルモータ等の、コイルに通電することで駆動するモータが知られている。当該コイルへの通電量が大きかったり、ミラーレス式のカメラであることによりモータの配置位置が撮像素子に近かったりすると、コイルに通電することで生じる磁場の影響により、撮像素子において生成する画像信号にノイズが重畳されることが起こりうる。
特許文献１は、撮像素子から電荷を読み出すタイミングで、撮像素子の駆動デバイスの駆動周波数を変更することにより、画像信号に重畳されるノイズを低減することを開示している。
特開２０１２－０２８８４１号公報
しかし、交換式のレンズ装置を含む撮像システムにおいては、カメラ側に特許文献１のようなノイズ低減の対策がなされていない場合は、該レンズ装置から生じる磁場の影響を低減することができない。一方、レンズ装置の光学系の構成を考慮せずにモータを単に撮像素子から最も離れた位置に配置すると、光学系の構成によってはレンズ装置が大型化するおそれがある。
そこで本発明は、小型で、撮像素子で取得される画像信号に対するノイズを低減することができる、レンズ装置、カメラシステムを提供することを目的とする。
本発明の一側面のレンズ装置は、無限遠から至近距離物体へのフォーカシングに際して物体側に移動する正の屈折力の前群と、前記前群の像側に配置されフォーカシングに際して不動の後群と、からなる光学系と、前記前群を移動させるためのモータと、前記光学系の光軸直交方向に延伸したフランジ部を物体側に含み、前記後群の少なくとも一部を保持する保持部材と、を有し、前記モータは、コイルと該コイルを含む筐体と該筐体から前記光学系の光軸方向に延伸した軸部を有し、かつ、前記光軸方向において、前記筐体の像側の端面が前記フランジ部よりも物体側となる位置に配置され、前記光軸方向において、前記軸部の少なくとも一部が前記フランジ部よりも像側に配置されていることを特徴とする。
本発明の別の側面のレンズ装置は、無限遠から至近距離物体へのフォーカシングに際して物体側に移動する正の屈折力の前群と、前記前群の像側に配置されフォーカシングに際して不動の後群と、からなる光学系と、前記前群を移動させるためのモータと、前記前群の移動を案内する案内筒と、前記モータの駆動により該案内筒に対して回転することによって、前記前群を移動させるカム筒と、を有し、前記モータは前記カム筒の像側に隣接して配置され、無限遠に合焦している状態から前記光学系の横倍率が－０．５倍となる状態になるまでのフォーカシングに際しての前記前群の移動量をΔ、無限遠に合焦しているときの前記光学系のレンズ全長をＬとするとき、
０．２０＜Δ／Ｌ＜０．３０
なる条件式を満たすことを特徴とする。
本発明によれば、レンズ装置を小型に構成しつつ、撮像素子で取得される画像信号に対するノイズを低減することができる。
レンズ装置およびカメラの構成を示す図である。 ２Ａ鏡筒および２Ｂ鏡筒まわりの構成を示す図である。 ２Ａ鏡筒および２Ｂ鏡筒まわりの構成を示す図である。 その他のアクチュエータの構成を示す図である。 実施例１の光学系の断面図である。 実施例１の光学系の収差図である。 実施例２の光学系の断面図である。 実施例２の光学系の収差図である。 モータの構成を示す図である。
以下、本発明の実施形態にかかるレンズ装置およびカメラシステムについて、添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において同じ構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
［第１実施形態］
図１は、カメラ１００およびカメラ１００に対して着脱可能なレンズ装置２００の構成を示す図である。図１において、レンズ装置２００の光学系ＯＬの光軸方向をＺ軸方向とし、撮像素子（受光素子）１０４の外形に平行かつ互に直交する二方向のうち、横方向をＹ軸方向、縦方向をＸ軸方向としている。
カメラ１００において、ミラー１０１は光学系ＯＬからの光束の一部をペンタプリズム１０５に向けて反射し、残りの光束を透過させる。ペンタプリズム１０５は、入射した光を内面反射させて観察側に導く。ミラー１０２は、ミラー１０１を透過した光を、測距のためのＡＦ光学系（不図示）に導く。ミラー１０１、１０２を光路上から退避させた際に、撮像素子１０４はレンズ装置２００の光学系ＯＬよって形成された像を受光し、撮像画像を生成する。
次にレンズ装置２００の構成について説明する。光学系ＯＬは、無限遠から至近距離物体へのフォーカシングに際して物体側（被写体側）に移動する正の屈折力の前群Ｌｆと、前群Ｌｆの像側（カメラ側）に配置されフォーカシングに際して不動の後群Ｌｒとからなる。図１の上の図は無限遠に合焦しているときの光学系ＯＬの状態を示しており、図１の下の図は光学系ＯＬの横倍率が－０．５倍となるときの光学系ＯＬの状態を示している。図１において、前群Ｌｆの繰り出し量を符号Δで図示している。前群ＬｆはレンズＬ１～Ｌ９の９枚のレンズを有し、後群ＬｒはレンズＬ１０、Ｌ１１の２枚のレンズを有する。開口絞り２０５は、レンズＬ４と、像ぶれ補正の際に光軸ＯＡと直交する方向に移動するレンズＬ５との間に配置されている。
レンズ装置２００の鏡筒は、固定筒２１２と、外装筒２１３と、マウント２０９を有する。レンズ装置２００とカメラ１００との連結部であるマウント２０９は、外装筒２１３を介して固定筒２１２と接続されている。そして、マウント２０９は、固定筒２１２を介して、案内筒２０１、１Ａ鏡筒２０３、２Ｂ鏡筒２０８を間接的に保持している。
前群Ｌｆの保持機構について説明する。１Ａ鏡筒２０３は、レンズＬ１～Ｌ４を保持している。１Ｂ鏡筒２０４は、レンズＬ５と開口絞り２０５を保持している。１Ｃ鏡筒２０６は、レンズＬ６～Ｌ９を保持している。１Ｂ鏡筒２０４および１Ｃ鏡筒２０６は、１Ａ鏡筒２０３に固定されている。
モータ２２０は、案内筒２０１、ギアカム２１０を有するカム筒２０２、およびカムフォロワ２１１を介して１Ａ鏡筒２０３をＺ軸方向に移動させる。前述のように、１Ｂ鏡筒２０４および１Ｃ鏡筒２０６が１Ａ鏡筒２０３に固定されているため、１Ａ鏡筒２０３がＺ軸方向に移動すると１Ｂ鏡筒２０４および１Ｃ鏡筒２０６も１Ａ鏡筒２０３と一体的に移動する。すなわち、モータ２２０は、間接的ではあるが、前群ＬｆをＺ軸方向に沿って移動させる機能を有する。
案内筒２０１の外側にカム筒２０２が配置されており、１Ａ鏡筒２０３に固定されているカムフォロワ２１１は、Ｚ軸方向に沿って形成された案内筒２０１の直進案内溝（不図示）とカム筒２０２が備えるカム溝（不図示）に係合している。モータ２２０の駆動によりカム筒２０２が回転することによって、カムフォロワ２１１は案内筒２０１の直進案内溝に沿って移動し、カムフォロワ２１１の移動に伴い前群Ｌｆが移動する。
後群Ｌｒの保持機構について説明する。２Ａ鏡筒２０７はレンズＬ１０を保持し、２Ｂ鏡筒（保持部材）２０８は後群Ｌｒの一部であるレンズＬ１１を保持している。図２は、２Ａ鏡筒２０７および２Ｂ鏡筒２０８まわりの構成を示す図であり、図１とは異なる断面における断面図を示している。２Ａ鏡筒２０７は、光学系ＯＬの光軸直交方向（Ｚ軸と直交する方向、光学系ＯＬの径方向）に延伸したフランジ部２０７Ｆを物体側に含み、２Ｂ鏡筒２０８は光軸直交方向に延伸したフランジ部２０８Ｆを物体側に含む。フランジ部２０７Ｆがフランジ部２０８Ｆの物体側に当接するように、２Ａ鏡筒２０７は２Ｂ鏡筒２０８に固定されている。また、２Ｂ鏡筒２０８は、フランジ部２０８Ｆを介して案内筒２０１に固定されている。ここで、フランジ部２０７Ｆ、２０８Ｆは、本実施形態のように物体側端部に形成されていなくてもよく、少なくとも、２Ａ鏡筒２０７および２Ｂ鏡筒２０８のそれぞれのＺ軸方向における中間位置より物体側に形成されていればよい。
なお、フランジ部２０７Ｆ、２０８Ｆは、周方向の位置に応じて、高さが異なるように形成されている。例えば、図３は、図２とは異なる断面図を示しており、図３に示す断面図におけるフランジ部２０７Ｆ、２０８Ｆの光軸直交方向の長さは、図２に示す断面図におけるフランジ部２０７Ｆ、２０８Ｆの光軸直交方向の長さよりも短く形成されている。
（モータの構成と配置について）
次に、本発明における、前述の光学系ＯＬに好適な、好ましいモータの配置２２０について説明する。
図３、図４、図９を用いてモータ２２０の構成と配置について説明する。本実施形態において、モータ２２０はステッピングモータである。モータ２２０は、磁石２２０ｂと、コイル２２０ａと、筐体２２０ｃと、軸部２２０ｄを有する。モータ２２０において、磁石２２０ｂの周方向に沿って配置された４つのコイル２２０ａ（うち２つのコイルは図示を省略している）に通電すると、コイル２２０ａに対して磁石２２０ｂが回転する。コイル２２０ａおよび磁石２２０ｂは、筐体２２０ｃに収納されている。なお、筐体２２０ｃの形状は、図４に示すように円筒状であってもその他の形状であってもよい。軸部２２０ｄは、筐体２２０ｃからＺ軸方向に延伸した部分であり磁石２２０ｂの回転に伴い回転駆動する。発生した回転力をピニオン（不図示）およびギアトレイン（不図示）を介してギアカム２１０に伝達し、ギアカム２１０を回転させることでカム筒２０２を回転させ、案内筒２０１に対してカム筒２０２を回転させることで前群ＬｆをＺ軸方向に沿って移動させる。なお、磁石２２０ｂが棒状の場合は、その一部が筐体２２０ｃより外側に突出していてもよい。
光学系ＯＬは、接写撮影用のレンズ装置に一般に用いられる光学系であり、レンズ径は大きく、フォーカシングに際して最物体側のレンズ群が比較的大きな移動量で繰り出すという特徴を有する。そのため、モータ２２０はレンズ装置２００が大型化しないような位置に配置することが好ましい。そこで、本実施形態において、モータ２２０は、筐体２２０ｃの像側の端面２２０Ｒが、フランジ部２０８Ｆのよりも物体側となる位置に配置されている。この位置に配置することで、レンズ装置２００を小型に構成しつつ、撮像素子で取得される画像信号に対するノイズを他の位置にモータ２２０を配置した場合に比べて低減することができる。
例えば、端面２２０Ｒが、フランジ部２０８Ｆのよりも像側となる位置にモータ２２０が配置されると、撮像素子１０４において磁場によるノイズの影響が大きくなるため好ましくない。また、フランジ部２０８Ｆよりも光軸直交方向に外側に配置すると、レンズ装置２００の径が大型化するため好ましくない。
さらに、本実施形態では、モータ２２０は、Ｚ軸方向において案内筒２０１およびカム筒２０２と重なる位置に配置されている。このように、モータ２２０は、Ｚ軸方向において（光軸方向視において）、案内筒２０１およびカム筒２０２の少なくとも一方と重なるように配置されていることが好ましい。すなわち、モータ２２０が案内筒２０１よりも外側に配置されていないことが好ましい。これにより、光学系ＯＬの光軸直行方向において案内筒２０１よりも外側にモータ２２０が配置された場合に比べ、レンズ装置２００の径の大型化を抑制することができる。
さらに、本実施形態では、モータ２２０は、カム筒２０２および案内筒２０１よりも像側の位置に配置されている。これにより、レンズ装置２００の径の大型化を避けることができる。仮に、モータ２２０を案内筒２０１やカム筒２０２よりも物体側に配置してしまうと、フォーカシングの際に前群Ｌｆと干渉する恐れがある。
さらに、本実施形態では、モータ２２０は、コイル２２０ａの中心軸がＸ軸方向またはＹ軸方向となるように配置されている。モータ２２０は、コイル２２０ａの中心軸がＺ軸方向と非平行となるように配置されていることが好ましい。これにより、コイル２２０ａに電流が流れたときに生じる磁場の主方向が、撮像素子１０４に向かう方向ではなくなり、磁場に起因して生じる、撮像素子１０４で取得される画像信号に対するノイズを低減することができる。
さらにモータ２２０において、図４に示すように、筐体２２０ｃの表面に、その面を通過する磁気を低減するシールド（磁気シールド部材）２２１を配置してもよい。少なくとも、筐体２２０ｃの物体側の面および像側の面の少なくとも一部が、シールド２２１により覆われていることが好ましい。これにより、モータ２２０に通電した時にモータ２２０から生じる磁場の大きさを減衰させたり磁場の向きを変えることができる。これにより、撮像素子１０４で取得される画像信号に対するノイズを低減することができる。
（光学系とモータの関係について）
次に、実施形態のレンズ装置２００において、好適な光学系ＯＬの構成および光学系ＯＬとモータ２２０の配置関係について説明する。
光学系ＯＬは前述したように、フォーカシングに際しての繰り出し量が比較的多いレンズであるため、モータ２２０をカム筒２０２よりも像側の不適切な位置に配置すると、撮像画像にノイズが重畳されやすくなる。一方、モータ２２０を極端に撮像素子１０４からＺ軸方向に遠ざけようとすると、レンズ装置２００の径が大型化したり、全長が長くなったりしてしまう。
横倍率の絶対値が０．５倍以上の光学系である場合、光学系はＯＬは条件式（１）を満たすことが好ましい。
０．２０＜Δ／Ｌ＜０．３０・・・（１）
ここで、無限遠に合焦している状態から光学系ＯＬの横倍率が－０．５倍となる状態になるまでのフォーカシングに際しての前群Ｌｆの移動量をΔ、無限遠に合焦しているときの光学系ＯＬのレンズ全長をＬとしている。
そしてカム筒２０２の像側にモータ２２０が隣接して配置されている。ここで、「隣接して配置されている」とは、カム筒２０２とモータ２２０が当接している場合に限らず、他の部材を介さずに、空気間隔を隔てて配置されている場合も含むものとする。
移動量Δは案内筒２０１およびカム筒２０２のＺ軸方向の長さに関係している。カム筒２０２の像側にモータ２２０が隣接して配置されるという条件の元で、移動量Δとレンズ全長Ｌを適切に定めることにより、モータ２２０の配置位置（像面からの距離）が適切に定まる。カム筒２０２の像側にモータ２２０が隣接して配置されることによりレンズ装置２００の径を小型に構成することができる。また、条件式（１）を満たすように、所定の移動量Δを確保することによって、高い光学性能を得つつ、撮像素子１０４で取得される画像信号に対するノイズを低減することができる。
条件式（１）の上限値を上回って前群Ｌｆの移動量が大きくなると、カム筒２０２および案内筒２０１がＺ軸方向に長くなる。これにより、無限遠に合焦したときにモータ２２０と撮像素子１０４の距離が近くなって、撮像素子１０４が生成する画像信号にノイズが重畳されやすくなるため好ましくない。さらに、レンズ装置２００の重量が大きくなったり前群Ｌｆを物体側に繰り出した際にレンズ装置２００の全長が長くなるため好ましくない。条件式（１）の下限値を下回った場合、前群Ｌｆおよび後群Ｌｒの屈折力が強くなり、収差が大きくなるため好ましくない。
さらに、光学系ＯＬは、以下の条件式（２）～（５）のうち少なくとも１つを満たすことが好ましい。少なくとも１つの条件式を満たすことにより、レンズ装置２００のさらなる小型化、光学系ＯＬの高光学性能化、撮像画像に対するノイズ低減、の少なくともいずれかの効果をより得ることができる。
０．１０＜ＬＲ／Ｌ＜０．５０・・・（２）
０．０５＜ｆ／｜ｆ２｜＜０．４０・・・（３）
０．８０＜ｆ１／ｆ＜１．２０・・・（４）
０．５０＜Ｌｆｈ／ＬＦ＜１．００・・・（５）
なお、前群Ｌｆの最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離をＬＦ（以下、前群Ｌｆの厚みという）、後群Ｌｒの最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離（以下、後群Ｌｒの厚みという）をＬＲとする。無限遠に合焦しているときの光学系ＯＬのレンズ全長をＬとする。無限遠に合焦しているときの光学系ＯＬの焦点距離をｆ、前群Ｌｆの焦点距離をｆ１、後群Ｌｒの焦点距離をｆ２とする。前群Ｌｆの最も物体側の面から前群Ｌｆの主平面までの距離をＬｆｈとする。
条件式（２）は、後群Ｌｒの厚みとレンズ全長の比の好ましい範囲に関する。条件式（２）の上限値を上回って後群Ｌｒの厚みが厚い場合、後群Ｌｒの屈折力が強くなり、それに伴い前群Ｌｆの屈折力も強くなる。これにより、収差およびフォーカシングに際しての収差変動が大きくなり好ましくない。条件式（２）の下限値を下回って後群Ｌｒの厚みが薄い場合、カム筒２０２が撮像素子１０４に近寄って配置され、さらにモータ２２０も撮像素子１０４に近い位置に配置されることになる。これにより、撮像素子１０４が生成する画像信号にノイズが重畳されやすくなるため好ましくない。
条件式（３）は、後群Ｌｒの焦点距離と光学系ＯＬの焦点距離の比の絶対値の好ましい範囲に関する。条件式（３）の上限値を上回って後群Ｌｒの焦点距離の絶対値が小さくなり、後群Ｌｒの屈折力が強くなると、球面収差等の諸収差が大きくなるため好ましくない。条件式（３）の下限値を下回って後群Ｌｒの焦点距離の絶対値が大きくなり、後群Ｌｒの屈折力が弱くなると、レンズ全長が長くなるため好ましくない。
条件式（４）は、前群Ｌｆの焦点距離と光学系ＯＬの焦点距離の比の好ましい範囲に関する。条件式（４）の上限値を上回って前群Ｌｆの焦点距離が長くなり、前群Ｌｆの屈折力が弱くなると、光学系ＯＬのレンズ全長が長くなるため好ましくない。条件式（４）の下限値を下回って前群Ｌｆの焦点距離が短くなり、前群Ｌｆの屈折力が強くなると、球面収差等の諸収差が大きくなるため好ましくない。
条件式（５）は、前群Ｌｆの主平面の位置の好ましい範囲に関する。条件式（５）の範囲を満たすことにより、光学系ＯＬの比較的物体側に配置されるレンズの有効径を小さくし、光学系を小型化することができる。条件式（５）の上限値を上回った場合、前群Ｌｆの主平面が前群Ｌｆより後ろになる。そのために前群Ｌｆを構成するレンズの屈折力が強くなり、収差が大きくなるため好ましくない。条件式（５）の下限値を上回った場合、レンズＬ１の有効径が大きくなる。これにより、光学系ＯＬの径が大型化するため好ましくない。
なお、条件式（２）～（５）の数値範囲は、条件式（２ａ）～（５ａ）を満たすことが好ましい。
０．１３＜ＬＲ／Ｌ＜０．４０・・・（２ａ）
０．１０＜ｆ／｜ｆ２｜＜０．３５・・・（３ａ）
０．９０＜ｆ１／ｆ＜１．１０・・・（４ａ）
０．６０＜Ｌｆｈ／ＬＦ＜０．９０・・・（５ａ）
なお、条件式（２）～（５）の数値範囲は、条件式（２ｂ）～（５ｂ）を満たすことがさらに好ましい。
０．１５＜ＬＲ／Ｌ＜０．３５・・・（２ｂ）
０．１５＜ｆ／｜ｆ２｜＜０．３０・・・（３ｂ）
０．９５＜ｆ１／ｆ＜１．０５・・・（４ｂ）
０．７０＜Ｌｆｈ／ＬＦ＜０．８５・・・（５ｂ）
光学系ＯＬの好ましい実施例について、図５～８を用いて説明する。図５は実施例１の光学系ＯＬの断面図であり、図６は実施例１の光学系ＯＬの収差図である。また、図６は実施例２の光学系ＯＬの断面図であり、図８は収差図は実施例２の光学系ＯＬの収差図である。図５、７において、像面ＩＭＧは、カメラ１００の撮像素子１０４の配置位置に相当する。図６および図８に示す収差図は、左から右に順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、色収差図を示している。球面収差の実線はフラウンホーファー線のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）で、２点鎖線はｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）を示す。非点収差図における破線ΔＳはサジタル光線、実線ΔＭはメリジオナル光線を示し、歪曲収差図における実線はｄ線を示し、色収差図における２点鎖線はｇ線を示している。図６（ａ）、図８（ａ）は、光学系ＯＬが無限遠にフォーカスしているときの収差図であり、図６（ｂ）、図８（ｂ）は光学系ＯＬの横倍率が－０．５倍となるときの収差図である。
実施例１、２の光学系ＯＬは、共に、無限遠から至近距離物体へのフォーカシングに際して物体側に移動する正の屈折力の前群Ｌｆと、前群Ｌｆの像側に配置されたフォーカシングに際して不動の後群Ｌｒとからなる。
なお、少なくともこれらの構成を有する光学系であれば、前述の理由により、本発明のレンズ装置２００の光学系ＯＬとして好適である。したがって、前群Ｌｆおよび後群Ｌｒのそれぞれを構成するレンズの枚数や、開口絞り２０５の配置、光学系ＯＬを構成するレンズの形状は、図１に示す光学系ＯＬや実施例１、２に記載の光学系ＯＬに限られない。また、Ｆナンバーの値も実施例１、２に限られない。後群Ｌｒの屈折力は、実施例１、２のように負である場合に限らず、正であってもよい。
実施例１の光学系ＯＬと実施例２の光学系ＯＬとは、前群Ｌｆの枚数や開口絞り２０５の位置、光学系ＯＬを構成するレンズの屈折率や形状などが異なる。具体的には、実施例１の光学系ＯＬは、後述の［数値実施例１］に示す光学系であり、実施例２の光学系ＯＬは後述の［数値実施例２］に示す光学系である。
［数値実施例１］、［数値実施例２］において、面番号は、物体側からの光学面の順序を示す。ｒは光学面の曲率半径（ｍｍ）、ｄは隣り合う光学面の間隔（ｍｍ）、ｎｄはｄ線における光学部材の材料の屈折率、νｄはｄ線を基準とした光学部材の材料のアッベ数を示す。フラウンホーファー線のｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する材料の屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとするとき、アッベ数νｄを、
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
として表す。ＢＦはバックフォーカスを示す。「バックフォーカス」は、光学系ＯＬの最終面（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、光学系ＯＬ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。
非球面は各数値実施例中の面番号の右側に＊印を付している。非球面形状は光軸方向をＸ軸、光軸と垂直方向をＨ軸、光の進行方向を正、Ｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２をそれぞれ非球面係数とするとき、
Figure 0007218127000001
で表している。非球面係数の「ｅ±ｘ」は１０±ｘを意味する。
さらに、数値実施例１、２のそれぞれにおける、条件式（１）～（５）に対応する値を［表１］に示す。
[数値実施例１]
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -101.398 1.20 1.80810 22.8 28.00
2 27.457 1.96 25.61
3 43.072 4.35 2.00100 29.1 25.62
4 -76.107 4.94 25.21
5 -43.452 1.34 1.51742 52.4 21.52
6 20.892 6.97 1.83400 37.2 22.63
7 -57.860 2.00 22.44
8(絞り) ∞ 9.00 20.92
9* -46.158 2.00 1.58313 59.4 16.99
10 -22.244 0.49 17.10
11 -25.258 4.23 1.83400 37.2 17.55
12 -10.915 1.00 1.80518 25.4 18.21
13 219.604 5.99 22.59
14 394.851 3.23 1.58913 61.1 32.92
15 -59.412 0.50 33.35
16 -138.542 5.23 1.80100 35.0 35.15
17 -32.649 (可変) 35.80
18 191.652 3.64 1.69680 55.5 37.00
19 -77.278 8.75 37.02
20 -34.676 1.00 1.58144 40.8 35.08
21 99.122 11.65 36.86
像面 ∞

非球面データ
第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.86457e-005 A 6=-8.07285e-008 A 8=-1.41532e-010 A10=-1.98576e-012

各種データ
焦点距離 36.00
Fナンバー 1.85
半画角（度） 31.00
像高 21.64
レンズ全長 79.97
BF 11.65

無限遠 -0.5倍
d17 0.50 19.14353

入射瞳位置 14.04
射出瞳位置 -41.18
前側主点位置 25.51
後側主点位置 -24.35

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 37.13 54.43 36.51 -10.06
2 18 -135.27 13.39 30.80 15.75

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -26.63
2 3 27.99
3 5 -27.07
4 6 19.18
5 9 71.43
6 11 20.32
7 12 -12.89
8 14 87.89
9 16 52.18
10 18 79.48
11 20 -44.06
［数値実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 -96.518 4.00 1.85896 22.7 22.66
2* 115.425 0.26 23.26
3 104.134 3.35 1.48749 70.2 23.31
4 20.842 7.10 1.80610 40.9 25.30
5 -51.757 1.91 25.24
6(絞り) ∞ 9.47 23.41
7 -31.785 2.96 1.53775 74.7 19.19
8 -13.580 2.96 1.69895 30.1 19.14
9 139.915 2.00 19.87
10 -135.726 1.79 1.88300 40.8 22.07
11 -37.333 0.36 22.51
12 -399.907 2.33 1.88300 40.8 24.65
13 -39.544 (可変) 24.94
14 -659.641 3.12 2.00330 28.3 26.45
15 -89.073 12.05 27.03
16* -35.181 3.00 1.71736 29.5 29.16
17 -579.717 13.97 31.91
像面 ∞

非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.11348e-005 A 6=-6.54297e-009 A 8= 1.45473e-010 A10=-3.78548e-013 A12= 6.79599e-016

第16面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.25646e-006 A 6= 7.76315e-008 A 8=-4.15916e-010 A10= 1.07574e-012 A12=-1.00091e-015

各種データ
広角
焦点距離 41.92
Fナンバー 1.85
半画角（度） 27.30
像高 21.64
レンズ全長 71.50
BF 13.97

無限遠 -0.5倍
d13 0.87 21.87

入射瞳位置 9.94
射出瞳位置 -30.05
前側主点位置 11.94
後側主点位置 -27.95

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 41.96 38.48 24.57 -8.19
2 14 -139.74 18.17 33.03 14.10

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -60.67
2 3 -54.17
3 4 19.27
4 7 41.72
5 8 -17.57
6 10 57.83
7 12 49.55
8 14 102.36
9 16 -52.33
Figure 0007218127000002
［カメラシステムの実施形態］
本発明のカメラシステムは、交換式のレンズ装置２００とレンズ装置２００が着脱可能なカメラ１００とを有する構成であったり、レンズ装置２００とカメラ１００が一体的に構成されたカメラからなる構成であったりする。なお、カメラ１００は、ミラー１０１、１０２を有する一眼レフカメラだけでなく、これらを有しないミラーレスカメラであってもよい。レンズ装置２００とカメラ１００が一体的に構成されている場合は、カメラ１００の構成は図１に示す構成とほぼ同様であり、ミラー１０１、１０２、マウント２０９が無かったり、レンズ装置２００がカメラ１００に固定されている点が異なる。
［その他の実施形態］
フランジ部２０７Ｆ、２０８Ｆは周方向の位置に応じて、高さが均一に形成されていてもよい。あるいは、周方向の各位置の半分以上の部分において光軸直交方向に延伸した部分を有するのであれば、その他の位置に光軸直交方向に延伸した部分が形成されていなくてもよい。
また、上記実施形態では、モータ２２０がステッピングモータである場合について説明したが、モータ２２０はコイルに通電することで駆動するアクチュエータであれば他の種類のモータであっても良い。例えばＤＣモータであってもよい。モータ２２０がリードスクリュータイプのモータであって、１Ａ鏡筒２０３を移動させる構成であっても構わない。また、モータ２２０におけるコイルの配置は前述の実施形態に限られず、モータ２２０や光学系ＯＬに応じて適宜変更可能である。
２Ｂ鏡筒２０８は後群Ｌｒの少なくとも一部を保持していればよい。例えば２Ｂ鏡筒２０８が、２Ａ鏡筒２０７の機能も兼用しており、レンズＬ１０およびレンズＬ１１を保持していてもよい。
前述の各数値実施例にかかる光学系ＯＬでは、横倍率の絶対値の最大値が０．５倍となる光学系を例示したが、本発明の光学系ＯＬの特性はこれに限られない。横倍率の絶対値の最大値が０．５倍を下回ってもよいが、良好な接写撮影を要する場合は０．５倍以上であることが好ましい。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
ＯＬ 光学系
Ｌｆ 前群
Ｌｒ 後群
２０１ 案内筒
２０２ カム筒
２０８ ２Ｂ鏡筒（保持部材）
２０８Ｆ フランジ部
２２０ モータ
２２０ａ コイル
２２０ｃ 筐体
２２０ｄ 軸部
２２０Ｒ 端面

Claims (9)

  1. 無限遠から至近距離物体へのフォーカシングに際して物体側に移動する正の屈折力の前群と、前記前群の像側に配置されフォーカシングに際して不動の後群と、からなる光学系と、
    前記前群を移動させるためのモータと、
    前記光学系の光軸直交方向に延伸したフランジ部を物体側に含み、前記後群の少なくとも一部を保持する保持部材と、を有し、
    前記モータは、コイルと該コイルを含む筐体と該筐体から前記光学系の光軸方向に延伸した軸部を有し、かつ、前記光軸方向において、前記筐体の像側の端面が前記フランジ部よりも物体側となる位置に配置され、
    前記光軸方向において、前記軸部の少なくとも一部が前記フランジ部よりも像側に配置されていることを特徴とするレンズ装置。
  2. 無限遠に合焦している状態から前記光学系の横倍率が－０．５倍となる状態になるまでのフォーカシングに際しての前記前群の移動量をΔ、無限遠に合焦しているときの前記光学系の全長をＬとするとき、
    ０．２０＜Δ／Ｌ＜０．３０
    なる条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
  3. 前記後群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離をＬＲ、無限遠に合焦しているときの前記光学系のレンズ全長をＬとするとき、
    ０．１０＜ＬＲ／Ｌ＜０．５０
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。
  4. 無限遠に合焦しているときの前記光学系の焦点距離をｆ、前記後群の焦点距離をｆ２とするとき、
    ０．０５＜ｆ／｜ｆ２｜＜０．４０
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ装置。
  5. 前記前群の焦点距離をｆ１、無限遠に合焦しているときの前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
    ０．８０＜ｆ１／ｆ＜１．２０
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ装置。
  6. 前記前群の最も物体側の面から前記前群の主平面までの距離をＬｆｈ、前記前群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上の距離をＬＦとするとき、
    ０．５０＜Ｌｆｈ／ＬＦ＜１．００
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
  7. 前記筐体の物体側の面および像側の面の少なくとも一部が磁気シールド部材で覆われていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ装置。
  8. 前記モータは、前記コイルの中心軸が前記光軸に対して非平行となるように配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレンズ装置。
  9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレンズ装置と、
    前記光学系によって形成された像を受光する受光素子とを有することを特徴とするカメラシステム。
JP2018163189A 2018-08-31 2018-08-31 レンズ装置およびカメラシステム Active JP7218127B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018163189A JP7218127B2 (ja) 2018-08-31 2018-08-31 レンズ装置およびカメラシステム
US16/549,972 US11378787B2 (en) 2018-08-31 2019-08-23 Lens apparatus and camera system
CN201910798798.1A CN110873939B (zh) 2018-08-31 2019-08-27 透镜装置和相机***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018163189A JP7218127B2 (ja) 2018-08-31 2018-08-31 レンズ装置およびカメラシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020034851A JP2020034851A (ja) 2020-03-05
JP7218127B2 true JP7218127B2 (ja) 2023-02-06

Family

ID=69641133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018163189A Active JP7218127B2 (ja) 2018-08-31 2018-08-31 レンズ装置およびカメラシステム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11378787B2 (ja)
JP (1) JP7218127B2 (ja)
CN (1) CN110873939B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7234859B2 (ja) * 2019-08-22 2023-03-08 株式会社ニコン 光学系および光学機器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000028896A (ja) 1998-07-15 2000-01-28 Asahi Optical Co Ltd ズーム光学系及びそのフォーカス制御方式
JP2007199128A (ja) 2006-01-23 2007-08-09 Fu Tech Kk ズームレンズ鏡筒ユニット、撮像装置、カメラ、携帯型情報端末装置および携帯電話機
JP2013218015A (ja) 2012-04-05 2013-10-24 Canon Inc 光学系及びそれを用いた撮像装置
JP2015025827A (ja) 2011-11-17 2015-02-05 パナソニック株式会社 レンズ鏡筒

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58188614U (ja) * 1982-06-07 1983-12-15 旭光学工業株式会社 レンズ繰り出し機構
JPS60188917A (ja) * 1984-03-07 1985-09-26 Asahi Optical Co Ltd 近距離撮影用レンズ系
JP2540502B2 (ja) * 1985-05-25 1996-10-02 株式会社ニコン 光学系保護部材を備えたカメラ
US7035535B2 (en) * 2002-08-27 2006-04-25 Pentax Corporation Optical element retracting mechanism for a retractable photographing lens
JP4493046B2 (ja) * 2005-07-15 2010-06-30 パナソニック株式会社 レンズ鏡筒及びそのレンズ鏡筒を備えた撮像装置
JP2009210910A (ja) 2008-03-05 2009-09-17 Sony Corp 撮像レンズ及び撮像装置
JP4829380B2 (ja) * 2008-09-11 2011-12-07 パナソニック株式会社 撮像装置
JP5321323B2 (ja) * 2009-07-30 2013-10-23 株式会社Ｊｖｃケンウッド 直動装置及びレンズ駆動装置
US9007703B2 (en) 2010-01-20 2015-04-14 Nikon Corporation Imaging lens, optical apparatus equipped therewith, and method for manufacturing imaging lens
JP5609358B2 (ja) 2010-07-20 2014-10-22 ソニー株式会社 撮像装置、制御装置及び撮像装置の制御方法
JP5882625B2 (ja) 2010-08-18 2016-03-09 キヤノン株式会社 レンズ鏡筒及び撮像装置
JP5796973B2 (ja) * 2011-03-10 2015-10-21 オリンパス株式会社 レンズ系またはそれを備えた撮像装置
TWI578016B (zh) 2011-10-24 2017-04-11 數位光學Ｍｅｍｓ有限公司 具有微機電系統影像聚焦致動器之光學系統
JP2013195900A (ja) 2012-03-22 2013-09-30 Ricoh Co Ltd レンズ鏡胴
JP6012765B2 (ja) 2012-12-27 2016-10-25 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2015040942A (ja) * 2013-08-21 2015-03-02 オリンパス株式会社 レンズ鏡筒、撮影装置、およびレンズ鏡筒の部品
KR102494346B1 (ko) * 2015-04-10 2023-02-01 삼성전기주식회사 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈
JP6239040B1 (ja) 2016-06-01 2017-11-29 キヤノン株式会社 レンズ装置及びそれを有する撮像装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000028896A (ja) 1998-07-15 2000-01-28 Asahi Optical Co Ltd ズーム光学系及びそのフォーカス制御方式
JP2007199128A (ja) 2006-01-23 2007-08-09 Fu Tech Kk ズームレンズ鏡筒ユニット、撮像装置、カメラ、携帯型情報端末装置および携帯電話機
JP2015025827A (ja) 2011-11-17 2015-02-05 パナソニック株式会社 レンズ鏡筒
JP2013218015A (ja) 2012-04-05 2013-10-24 Canon Inc 光学系及びそれを用いた撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110873939A (zh) 2020-03-10
JP2020034851A (ja) 2020-03-05
CN110873939B (zh) 2023-03-31
US11378787B2 (en) 2022-07-05
US20200073094A1 (en) 2020-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5506577B2 (ja) 光学系および光学機器
JP6566716B2 (ja) 光学系、撮像装置およびレンズ装置
JP5581730B2 (ja) 変倍光学系、光学装置
CN108535850B (zh) 变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取装置
JP5634220B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5321608B2 (ja) 変倍光学系、光学装置
JP5344279B2 (ja) ズームレンズ、これを有する光学機器及び変倍方法
JP5777655B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP7046535B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2015064492A (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP2010032700A (ja) ズームレンズ、これを有する光学機器及び変倍方法
JP2017122871A (ja) 光学系及びそれを有する撮像装置
JP5426353B2 (ja) 防振機能を有するズームレンズ
JP7491416B2 (ja) 変倍光学系および光学機器
JP2015118141A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6460711B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2011017848A (ja) ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP7422452B2 (ja) レンズ装置およびカメラシステム
US11513313B2 (en) Lens apparatus and camera system
JP7218127B2 (ja) レンズ装置およびカメラシステム
JP2014134702A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2017215409A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5911287B2 (ja) 有限系ズームレンズ及びこれを備える光学機器
KR20210096007A (ko) 광학계, 촬상 장치 및 렌즈 장치
JP2022073433A (ja) 結像光学系

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210818

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220620

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220802

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220928

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221227

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230125

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7218127

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151