JP7479827B2 - 撮像レンズ及び撮像装置 - Google Patents
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- Lenses (AREA)
Description
-0.19≦ f/f1 ≦ 0.31 ・・・(1)
1.5 ≦ f3/f ≦ 7.1 ・・・(2)
νd_3n ≦ 40.6 ・・・(3)
νd_3p ≧ 40.6 ・・・(4)
但し、
f :当該撮像レンズの焦点距離
f1:第1レンズ群の焦点距離
f3:第3レンズ群の焦点距離
νd_3n:第3レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズの中で、d線におけるアッベ数が最小となるレンズのアッベ数
νd_3p:前記第3レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズの中で、d線におけるアッベ数が最大となるレンズのアッベ数
1-1.光学構成
当該撮像レンズは、物体側から順に、正又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レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とから構成され、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシング時に、第2レンズ群が光軸方向に移動するものとする。ここで、当該撮像レンズにおいて、レンズ群とは、1枚以上のレンズから構成されるものとし、フォーカシング時において、隣合うレンズ群の間隔が変化するものとする。以下、各レンズ群の構成について説明する。
第1レンズ群は正又は負の屈折力を有し、少なくとも2枚以上のレンズから構成されるものとする。ここで、第1レンズ群中の軸上最大空気間隔よりも物体側に配置されるレンズからなる群を第1a部分群と称し、その像側に配置されるレンズからなる群を第1b部分群と称する。このとき、第1a部分群は負の屈折力を有し、第1b部分群は正の屈折力を有するものとする。
第2レンズ群は正の屈折力を有し、少なくとも1枚の正の屈折力を有するレンズから構成される。第2レンズ群に正の屈折力を配置することにより、第3レンズ群に配置する正の屈折力を強めすぎずに済む。そのため、第3レンズ群に含まれるレンズ各面における軸外の収差、特に非点収差、倍率色収差の発生量を小さくすることができる。その結果、フォーカシング時に第2レンズ群を移動させることによって群間隔が変化しても、非点収差、倍率色収差の変動を抑制することができる。
第3レンズ群は正の屈折力を有し、少なくとも1枚の正の屈折力を有するレンズから構成される。第3レンズ群に正の屈折力を配置することにより、第2レンズ群に配置する正の屈折力を強めすぎずに済む。そのため、第2レンズ群に含まれるレンズ各面における球面収差、軸上色収差の発生量を小さくすることができる。その結果、フォーカシング時に第2レンズ群を移動させることによって群間隔が変化しても、球面収差、軸上色収差の変動を抑制することができる。
当該撮像レンズでは第2レンズ群をフォーカス群として用い、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシング時に第2レンズ群を光軸方向に移動させる。このとき、第1レンズ群及び/又は第3レンズ群についても、第2レンズ群と異なる移動量で光軸方向に移動させて、いわゆるフローティング方式によりフォーカシングを行ってもよい。
当該撮像レンズにおいて、開口絞りの配置は特に限定されるものではない。但し、ここでいう開口絞りは、光学系の光束径を規定する開口絞り、すなわち光学系のFナンバーを規定する開口絞りをいう。一般に、光学系を構成するレンズを通過するときの軸外光線の光線高さが高いと、すなわち軸外光線がレンズを通過する位置の光軸からの距離が長いと、軸外の収差の発生量が大きくなりやすく、収差補正が困難になる。そのため、開口絞りを光学系の物体側や像側に配置しなければならない特別な事情がある場合を除いて、開口絞りは光学系の中央部付近に配置することが好ましい。当該撮像レンズにおいて第2レンズ群は光学系の中央部付近に配置されているため、第2レンズ群を通過する軸外光線の光線高さは低くなり、軸外光線は光軸に近い位置を通過する。そのため、第2レンズ群を構成するレンズの各面で生じる非点収差、倍率色収差のような軸外の収差の発生量を小さくすることができる。その結果、フォーカシングによって群間隔が変化しても非点収差、倍率色収差の変動を抑制できる。これらのことから、開口絞りは、第2レンズ群の物体側、第2レンズ群内、又は第2レンズ群の像側に配置されると、第2レンズ群を通過する軸外光線の光線高さをより低くし易く、フォーカシングによって群間隔が変化しても非点収差、倍率色収差の変動を抑制できるため好ましい。
当該ズームレンズでは、上述した構成を採用すると共に、次に説明する条件式を一つ以上満足することが好ましい。
-0.19 ≦ f/f1 ≦ 0.31 ・・・(1)
但し、
f :当該撮像レンズの焦点距離
f1:第1レンズ群の焦点距離
1.5 ≦ f3/f ≦7.1 ・・・(2)
νd_3n ≦ 40.6 ・・・(3)
但し、
νd_3n:第3レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズの中で、d線におけるアッベ数が最小となるレンズのアッベ数
νd_3p ≧ 40.6 ・・・(4)
但し、
νd_3p:第3レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズの中で、d線におけるアッベ数が最大となるレンズのアッベ数
1.0 ≦ f2/f23 ≦ 4.0 ・・・(5)
但し、
f2:第2レンズ群の焦点距離
f23:無限遠物体フォーカス時における第2レンズ群及び第3レンズ群の合成焦点距離
1.0 ≦ f2/f ≦ 7.0 ・・・(6)
0.30 ≦ f2/f3 ≦ 5.00・・・(7)
但し、
f2:第2レンズ群の焦点距離
f3:第3レンズ群の焦点距離
νd_1p ≦ 41.0 ・・・(8)
但し、
νd_1p:第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズの中で、d線におけるアッベ数が最小となるレンズのアッベ数
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係る撮像レンズと、当該撮像レンズによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする。なお、撮像素子は撮像レンズの像側に設けられることが好ましい。
図1は、本件発明に係る実施例1の撮像レンズの無限遠物体フォーカス時のレンズ断面図である。当該撮像レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、開口絞りSTOPと、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成される。第3レンズ群G3と像面IMGとの間には、カバーガラスCGが配置される。無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、第1レンズ群G1と、第3レンズ群G3とを光軸方向に固定し、第2レンズ群G2を光軸方向へ移動させることで行う。
第1レンズ群G1は、第1レンズ群中の軸上最大空気間隔の物体側に配置される負の屈折力を有する第1a部分群と、この軸上最大空気間隔の像側に配置される正の屈折力を有する第1b部分群とから構成される。
次に、当該レンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表1に当該レンズの面データを示す。表1において、「S」は物体側から数えたレンズ面の順番(面番号)、「R」はレンズ面の曲率半径、「D」は光軸上のレンズ肉厚又は空気間隔、「Nd」はd線(波長λ=587.6nm)における屈折率、「νd」はd線におけるアッベ数を示している。また、「S」の欄において面番号の前に付した「*」はそのレンズ面が非球面であることを示す。「D」の欄において、「D(0)」、「D(9)」等と示すのは、当該レンズ面の光軸上の間隔が物体距離又はフォーカシング時に変化する可変間隔であることを意味する。また、曲率半径の欄の「INF」は無限大を意味し、そのレンズ面が平面であることを意味する。また、曲率半径の符号は物体側に凸の場合を正(+)とする。なお、表1及び以下説明する各表中の長さの単位は全て「mm」であり、画角の単位は全て「°」である。
これらの表に関する事項は他の実施例で示す各表においても同様であるため、以下では説明を省略する。
(面データ)
S R D Nd νd
(物体面)0 INF D( 0)
1 69.454 1.400 1.51680 64.20
2 26.351 7.045
3 33.468 7.158 1.91082 35.25
4 180.646 1.200 1.53172 48.84
5 22.050 26.561
*6 -49.325 3.534 1.67270 32.17
7 63.647 8.000 1.75500 52.32
*8 -38.347 0.500
(絞り) 9 INF D( 9)
10 45.719 6.648 1.74100 52.61
11 -59.443 1.000 1.58144 40.89
12 62.040 D(12)
13 -167.065 1.000 1.69895 30.05
14 76.496 0.618
15 38.625 8.000 1.43700 95.10
16 -32.684 1.000 1.71736 29.50
17 -78.366 0.610
18 92.006 3.568 2.00069 25.46
19 -139.977 15.383
*20 -3264.992 1.200 1.76802 49.24
*21 73.497 13.287
22 INF 2.500 1.51680 64.20
23 INF 1.000
(像面) 24 INF
(諸元(無限遠物体フォーカス時))
焦点距離(mm) 33.95
FNo 1.44
画角(°) 64.6
像高(mm) 21.633
(非球面データ)
ε B C D E
第6面 1.0000 -1.53495E-06 8.81641E-09 1.02485E-11 3.53260E-14
第8面 1.0000 7.84590E-08 4.28233E-09 -5.36527E-13 1.49909E-14
第20面 1.0000 -2.04977E-05 -3.33032E-08 1.92984E-11 5.95243E-14
第21面 1.0000 7.72083E-08 -2.87297E-08 8.72965E-11 -4.35611E-14
(可変間隔)
無限遠物体 近距離物体フォーカス時
D( 0) INF 374.32
D( 9) 10.060 1.000
D(12) 4.409 13.469
(各レンズ群焦点距離)
群番号 始面-終面 焦点距離
G1 1-8 289.79
G2 10-12 99.55
G3 13-21 107.68
第1レンズ群G1は、第1レンズ群中の軸上最大空気間隔の物体側に配置される負の屈折力を有する第1a部分群と、この軸上最大空気間隔の像側に配置される正の屈折力を有する第1b部分群とから構成される。
次に、当該撮像レンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表6は当該撮像レンズの面データであり、表7は当該撮像レンズの緒元表である。また、表8は各非球面の非球面係数であり、表9は可変間隔データであり、表10は各レンズ群の焦点距離である。また、表21に条件式(1)~条件式(8)の値を示し、表22に各条件式に関連する値を示す。さらに、図5及び図6に無限遠物体フォーカス時及び近距離物体フォーカス時の縦収差図をそれぞれ示す。
(面データ)
S R D Nd νd
(物体面)0 INF D( 0)
1 162.498 1.400 1.80420 46.50
2 31.641 6.763
3 35.875 8.627 1.95375 32.32
4 -406.511 1.200 1.51680 64.20
5 32.271 22.068
*6 -26.887 1.648 1.67270 32.17
7 94.185 7.287 1.77250 49.63
*8 -31.767 0.500
(絞り)9 INF D( 9)
10 44.856 7.756 1.72916 54.67
11 -46.983 1.000 1.62588 35.74
12 139.314 D(12)
13 -145.280 1.000 1.85025 30.05
14 64.013 3.208
15 30.734 9.716 1.49700 81.61
16 -34.381 1.000 1.78472 25.72
17 -87.452 2.991
18 50.692 3.673 2.00272 19.32
19 520.577 16.138
*20 -45.595 1.200 1.83441 37.29
*21 -205.313 12.413
22 INF 2.500 1.51680 64.20
23 INF 1.000
(像面) 24 INF
(諸元(無限遠物体フォーカス時))
焦点距離(mm) 34.35
FNo 1.45
画角(°) 64.7
像高(mm) 21.633
(非球面データ)
ε B C D E
第6面 1.0000 -3.71138E-06 1.59420E-08 -1.68377E-11 8.39848E-14
第8面 1.0000 7.30301E-09 8.77642E-09 -2.92300E-12 1.71154E-14
第20面 1.0000 -1.91008E-05 -5.95372E-08 -2.74035E-11 5.93907E-14
第21面 1.0000 9.50326E-06 -4.34592E-08 5.01252E-11 4.85499E-15
(可変間隔)
無限遠物体 近距離物体フォーカス時
D( 0) INF 374.315
D( 9) 9.018 0.995
D(12) 3.578 11.600
(各レンズ群焦点距離)
群番号 始面-終面 焦点距離
G1 1-8 -686.91
G2 10-12 70.53
G3 13-21 134.09
第1レンズ群G1は、第1レンズ群中の軸上最大空気間隔の物体側に配置される負の屈折力を有する第1a部分群と、この軸上最大空気間隔の像側に配置される正の屈折力を有する第1b部分群とから構成される。
次に、当該撮像レンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表11は当該撮像レンズの面データであり、表12は当該撮像レンズの緒元表である。また、表13は各非球面の非球面係数であり、表14は可変間隔データであり、表15は各レンズ群の焦点距離である。また、表21に条件式(1)~条件式(8)の値を示し、表22に各条件式に関連する値を示す。さらに、図8及び図9に無限遠物体フォーカス時及び近距離物体フォーカス時の縦収差図をそれぞれ示す。
(面データ)
S R D Nd νd
(物体面)0 INF D( 0)
1 66.787 1.400 1.51680 64.20
2 25.315 5.476
3 32.051 8.767 2.00100 29.13
4 175.214 1.200 1.64769 33.84
5 21.014 23.114
*6 -57.918 3.593 1.68893 31.16
7 66.374 9.704 1.77250 49.63
*8 -35.204 0.500
(絞り) 9 INF D( 9)
10 44.358 6.108 1.72916 54.67
11 -70.452 1.000 1.58144 40.89
12 47.865 D(12)
13 -2115.444 1.000 1.80518 25.46
14 59.021 1.663
15 33.228 8.467 1.55032 75.50
16 -33.606 1.000 1.69895 30.05
17 -247.282 1.243
18 97.231 4.886 2.00272 19.32
19 -147.118 13.242
*20 -138.416 1.200 1.83441 37.29
*21 233.607 12.070
22 INF 2.500 1.51680 64.20
23 INF 1.000
(像面)24 INF
(諸元(無限遠物体フォーカス時))
焦点距離(mm) 33.95
FNo 1.45
画角(°) 64.5
像高(mm) 21.633
(非球面データ)
ε B C D E
第6面 1.0000 -5.05081E-06 9.78772E-09 -2.43856E-11 1.14480E-13
第8面 1.0000 -1.47916E-06 3.41633E-09 -8.05462E-12 2.19731E-14
第20面 1.0000 -2.73120E-05 1.74995E-08 -1.10914E-10 1.09765E-13
第21面 1.0000 -7.46047E-06 2.82513E-08 -6.57758E-11 1.11922E-13
(可変間隔)
無限遠物体 近距離物体フォーカス時
D( 0) INF 374.319
D( 9) 12.352 1.000
D(12) 4.197 15.549
(各レンズ群焦点距離)
群番号 始面-終面 群焦点距離
G1 1-8 144.97
G2 10-12 140.60
G3 13-21 88.13
第1レンズ群G1は、第1レンズ群中の軸上最大空気間隔の物体側に配置される負の屈折力を有する第1a部分群と、この軸上最大空気間隔の像側に配置される正の屈折力を有する第1b部分群とから構成される。
次に、当該撮像レンズの具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表16は当該撮像レンズの面データであり、表17は当該撮像レンズの緒元表である。また、表18は各非球面の非球面係数であり、表19は可変間隔データであり、表20は各レンズ群の焦点距離である。また、表21に各条件式(1)~条件式(8)の値を示し、表22に各条件式に関連する値を示す。さらに、図11及び図12に無限遠物体フォーカス時及び近距離物体フォーカス時の縦収差図をそれぞれ示す。
(面データ)
S R D Nd νd
(物体面)0 INF D( 0)
1 60.824 1.400 1.67790 55.52
2 27.760 5.445
3 31.120 7.596 2.00100 29.13
4 119.888 1.200 1.60342 38.01
5 21.248 30.392
*6 -50.566 2.548 1.74077 27.76
7 96.952 7.503 1.72916 54.67
*8 -34.407 0.500
(絞り) 9 INF D( 9)
10 42.551 7.612 1.75500 52.32
11 -54.017 1.000 1.58144 40.89
12 68.648 D(12)
13 -285.304 1.000 1.72047 34.71
14 51.241 1.930
15 32.337 9.374 1.49700 81.61
16 -31.716 1.000 1.72047 34.71
17 -76.984 0.766
18 98.477 2.811 2.00272 19.32
19 -306.497 15.515
*20 -66.898 1.200 1.83441 37.29
*21 -48879.372 12.026
22 INF 2.500 1.51680 64.20
23 INF 1.000
(像面) 24 INF
(諸元(無限遠物体フォーカス時))
焦点距離(mm) 33.95
FNo 1.45
画角(°) 64.4
像高(mm) 21.633
(非球面データ)
ε B C D E
第6面 1.0000 -3.69960E-06 6.41422E-09 5.20799E-12 5.32354E-14
第8面 1.0000 -1.02059E-06 4.41889E-09 -4.86022E-12 3.28407E-14
第20面 1.0000 -1.85441E-05 -2.39394E-08 -8.05181E-11 1.84823E-13
第21面 1.0000 3.38338E-06 -1.95706E-08 2.39140E-11 6.42105E-14
(可変間隔)
無限遠物体 近距離物体フォーカス時
D( 0) INF 374.317
D( 9) 7.362 0.999
D(12) 4.002 10.365
(各レンズ群焦点距離)
群番号 始面-終面 群焦点距離
G1 1-8 520.38
G2 10-12 76.91
G3 13-21 168.05
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
(1)f/f1 0.117 -0.050 0.234 0.065
(2)f3/f 3.172 3.904 2.596 4.950
(3)νd_3n 29.50 25.72 25.46 34.71
(4)νd_3p 95.10 81.61 75.50 81.61
(5)f2/f23 1.887 1.520 2.458 1.493
(6)f2/f 2.932 2.053 4.141 2.265
(7)f2/f3 0.924 0.526 1.595 0.458
(8)νd_1p 35.25 32.32 29.13 29.13
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
f1 289.79 -686.91 144.97 520.38
f2 99.55 70.53 140.60 76.91
f3 107.68 134.09 88.13 168.05
f23 52.76 46.41 57.20 51.50
G1a・・・第1a部分群
G1b・・・第1b部分群
G2・・・レンズ群G2
G3・・・レンズ群G3
G3a・・・第3a部分群
G3b・・・第3b部分群
STOP・・・開口絞り
Claims (9)
- 物体側から順に、正又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レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とから構成され、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシング時に、第2レンズ群が光軸方向に移動し、
前記第1レンズ群は、前記第1レンズ群中の軸上最大空気間隔の物体側に配置される負の屈折力を有する第1a部分群と、前記軸上最大空気間隔の像側に配置される正の屈折力を有する第1b部分群とから構成され、
前記第3レンズ群は、少なくとも1枚の正の屈折力を有するレンズと、少なくとも1枚の負の屈折力を有するレンズとを有し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシング時に、前記第1レンズ群及び前記第3レンズ群は像面に対して固定され、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
-0.06≦ f/f1 ≦ 0.31 ・・・(1)
1.5 ≦ f3/f ≦ 7.1 ・・・(2)
19.0 ≦ νd_3n ≦ 40.6 ・・・(3)
νd_3p ≧ 40.6 ・・・(4)
但し、
f :当該撮像レンズの焦点距離
f1:第1レンズ群の焦点距離
f3:第3レンズ群の焦点距離
νd_3n:第3レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズの中で、d線におけるアッベ数が最小となるレンズのアッベ数
νd_3p:前記第3レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズの中で、d線におけるアッベ数が最大となるレンズのアッベ数 - 物体側から順に、正又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レンズ群と、正の屈折力を有する第3レンズ群とから構成され、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシング時に、第2レンズ群が光軸方向に移動し、
前記第1レンズ群は、前記第1レンズ群中の軸上最大空気間隔の物体側に配置される負の屈折力を有する第1a部分群と、前記軸上最大空気間隔の像側に配置される正の屈折力を有する第1b部分群とから構成され、
前記第3レンズ群は、少なくとも1枚の正の屈折力を有するレンズと、少なくとも1枚の負の屈折力を有するレンズとを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
-0.06≦ f/f1 ≦ 0.31 ・・・(1)
1.8 ≦ f3/f ≦ 7.1 ・・・(2)
νd_3n ≦ 40.6 ・・・(3)
νd_3p ≧ 40.6 ・・・(4)
1.0 ≦ f2/f ≦ 6.3 ・・・(6)
但し、
f :当該撮像レンズの焦点距離
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
f3:第3レンズ群の焦点距離
νd_3n:第3レンズ群に含まれる負の屈折力を有するレンズの中で、d線におけるアッベ数が最小となるレンズのアッベ数
νd_3p:前記第3レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズの中で、d線におけるアッベ数が最大となるレンズのアッベ数 - 無限遠物体から近距離物体へのフォーカシング時に、前記第1レンズ群及び前記第3レンズ群は像面に対して固定される請求項2に記載の撮像レンズ。
- 以下の条件式を満足する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
1.0 ≦ f2/f23 ≦ 4.0 ・・・(5)
但し、
f2:第2レンズ群の焦点距離
f23:無限遠物体フォーカス時における第2レンズ群及び第3レンズ群の合成焦点距離 - 以下の条件式を満足する請求項1に記載の撮像レンズ。
1.0 ≦ f2/f ≦ 7.0 ・・・(6)
但し、
f2:第2レンズ群の焦点距離 - 以下の条件式を満足する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
0.30 ≦ f2/f3 ≦ 5.00・・・(7)
但し、
f2:第2レンズ群の焦点距離 - 前記第1レンズ群は、少なくとも1枚の正の屈折力を有するレンズを有し、
以下の条件式を満足する請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
νd_1p ≦ 41.0 ・・・(8)
但し、
νd_1p:前記第1レンズ群に含まれる正の屈折力を有するレンズの中で、d線におけるアッベ数が最小となるレンズのアッベ数 - 前記第3レンズ群は、当該第3レンズ群中の軸上最大空気間隔の物体側に配置される正の屈折力を有する第3a部分群と、当該軸上最大空気間隔の像側に配置される負の屈折力を有する第3b部分群とから構成される請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の撮像レンズ。
- 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の撮像レンズと、当該撮像レンズによって形成された光学像を電気的信号に変換にする撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
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