(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022163979
(43)【公開日】2022-10-27
(54)【発明の名称】光学系およびそれを有する撮像装置
(51)【国際特許分類】
G02B 13/00 20060101AFI20221020BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20221020BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021069146
(22)【出願日】2021-04-15
(71)【出願人】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110412
【弁理士】
【氏名又は名称】藤元 亮輔
(74)【代理人】
【識別番号】100104628
【弁理士】
【氏名又は名称】水本 敦也
(74)【代理人】
【識別番号】100121614
【弁理士】
【氏名又は名称】平山 倫也
(72)【発明者】
【氏名】森 丈大
(72)【発明者】
【氏名】奥岡 真也
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA02
2H087KA03
2H087LA01
2H087MA04
2H087NA07
2H087PA05
2H087PA06
2H087PA18
2H087PB06
2H087PB07
2H087QA02
2H087QA07
2H087QA12
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA32
2H087QA34
2H087QA42
2H087QA46
2H087RA04
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA32
2H087RA42
2H087RA44
2H087UA01
(57)【要約】
【課題】各レンズの屈折率やパワー配置を適切に設定することで、高い光学性能を有し、小型で軽量な光学系を提供する。
【解決手段】光学系L0は、最も像側から順に連続して配置された、正の屈折力の第1レンズL1、負の屈折力の第2レンズL2、複数のレンズを有する光学系であって、前記光学系に含まれる全ての正レンズの材料のd線における平均屈折率をPNdave、前記第1レンズの物体側近軸曲率半径をR11、前記第1レンズの像側近軸曲率半径をR12、前記第2レンズの物体側近軸曲率半径をR21、前記第2レンズの像側近軸曲率半径をR22するとき、
1.70<PNdave<2.10
-100<(R11+R12)/(R12-R11)<0.60
2.90<(R21+R22)/(R22-R21)<100
なる条件式を満足する。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
最も像側から順に連続して配置された、正の屈折力の第1レンズと、負の屈折力の第2レンズと、複数のレンズを有する光学系であって、
前記光学系に含まれる全ての正レンズの材料のd線における平均屈折率をPNdave、前記第1レンズの物体側近軸曲率半径をR11、前記第1レンズの像側近軸曲率半径をR12、前記第2レンズの物体側近軸曲率半径をR21、前記第2レンズの像側近軸曲率半径をR22するとき、
1.70<PNdave<2.10
-100<(R11+R12)/(R12-R11)<0.60
2.90<(R21+R22)/(R22-R21)<100
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
【請求項2】
前記複数のレンズは、最も物体側に配置された正の屈折力のレンズを含むことを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項3】
前記正の屈折力のレンズの焦点距離をfp、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
0.55<fp/f<2.00
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の光学系。
【請求項4】
前記第1レンズの焦点距離をf1、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
0.80<f1/f<8.00
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の光学系。
【請求項5】
前記第1レンズの像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離の空気換算長をsk、前記光学系の焦点距離をfとするとき、
0.20<sk/f<0.50
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の光学系。
【請求項6】
バックフォーカスを空気換算長とした開口絞りから像面までの光軸上の距離をSPIP、バックフォーカスを空気換算長とした最も物体側に配置されたレンズの物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をTTLとするとき、
0.60<SPIP/TTL<0.95
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の光学系。
【請求項7】
最も物体側に配置されたレンズの像側に隣接して配置された開口絞りを更に有することを特徴とする請求項1から6の何れか一項に記載の光学系。
【請求項8】
バックフォーカスを空気換算長とした最も物体側に配置されたレンズの物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をTTL、前記光学系の焦点距離をf、撮像半画角(°)をωとするとき、
1.40<TTL/(f×tanω)<3.20
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から7の何れか一項に記載の光学系。
【請求項9】
前記第2レンズのd線における屈折率をNd2、前記第2レンズのd線におけるアッベ数をνd2とするとき、
Nd2<4.19450/νd2+1.52010
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載の光学系。
【請求項10】
前記光学系は、3枚以上の正の屈折力のレンズと、2枚以上の負の屈折力のレンズとを有し、
前記光学系に含まれるレンズの総数は、8枚以下であることを特徴とする請求項1から9の何れか一項に記載の光学系。
【請求項11】
前記複数のレンズは、開口絞りより像側に配置された樹脂材料からなる非球面レンズを含むことを特徴とする請求項1から10の何れか一項に記載の光学系。
【請求項12】
前記光学系は、像側から物体側へ順に配置された、前記第1レンズ、前記第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、第5レンズ、開口絞り、第6レンズから成ることを特徴とする請求項1から11の何れか一項に記載の光学系。
【請求項13】
前記光学系は、像側から物体側へ順に配置された、前記第1レンズ、前記第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、第5レンズ、第6レンズ、開口絞り、第7レンズから成ることを特徴とする請求項1から11の何れか一項に記載の光学系。
【請求項14】
請求項1から13の何れか一項に記載の光学系と、該光学系によって形成される像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学系に関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等に好適なものである。
【背景技術】
【0002】
近年、撮像装置は小型化され、撮像装置に用いられる撮像素子は高画素化されている。撮像素子の小型化、高画素化にともない、撮像装置に用いられる光学系は、高い光学性能を有し、小型かつ軽量であることが求められている。特許文献1は、これらの要求を満足する光学系として、物体側から像側へ順に配置された、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、第5レンズ、及び第6レンズの6枚のレンズからなる光学系を開示している。第1レンズは、光軸近傍で物体側に凸面を向けた正の屈折力のレンズである。第2レンズは、光軸近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力のレンズである。第3レンズは、光軸近傍で物体側に凸面を向けたレンズである。第4レンズは、光軸近傍で像側に凸面を向けたレンズである。第5レンズは、光軸近傍で物体側に凸面を向けたレンズである。第6レンズは、光軸近傍で像側に凹面を向けたレンズである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
光学系を小型化するためには、テレフォト型のパワー配置を採用し、物体側の正の屈折力と像側の負の屈折力を強くすることが有効である。しかしながら、像側の負の屈折力を強くすると、歪曲が大きく発生するため、限られたレンズ枚数で歪曲と像面湾曲の補正を両立させることが困難となる。
【0005】
特許文献1に記載の光学系は、複数の非球面レンズを用いることで歪曲と像面湾曲の補正を行っているが、全系のペッツバール和が大きいため、センサーサイズの大きい撮像装置に適用しようとすると、像面湾曲の補正に課題があった。
【0006】
本発明は、各レンズの屈折率やパワー配置を適切に設定することで、高い光学性能を有し、小型で軽量な光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一側面としての光学系は、最も像側から順に連続して配置された、正の屈折力の第1レンズと、負の屈折力の第2レンズと、複数のレンズを有する光学系であって、前記光学系に含まれる全ての正レンズの材料のd線における平均屈折率をPNdave、前記第1レンズの物体側近軸曲率半径をR11、前記第1レンズの像側近軸曲率半径をR12、前記第2レンズの物体側近軸曲率半径をR21、前記第2レンズの像側近軸曲率半径をR22するとき、
1.70<PNdave<2.10
-100<(R11+R12)/(R12-R11)<0.60
2.90<(R21+R22)/(R22-R21)<100
なる条件式を満足することを特徴とする。
【0008】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、高い光学性能を有し、小型で軽量な光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の光学系及びそれを有する撮像装置の実施例について、添付の図面に基づいて説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【0012】
図1,
図3,
図5,
図7,
図9,
図11,
図13,
図15,
図17は、それぞれ実施例1乃至9の光学系L0の断面図である。各実施例の光学系L0は、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる光学系である。
【0013】
各レンズ断面図において、左方が物体側で、右方が像側である。各実施例の光学系L0は、複数のレンズを有して構成されている。各レンズ断面図において、「Li」(iは自然数)は、光学系L0を構成する各レンズを像側から物体側へ順に数えた際の「第iレンズ」を表している。L1は、光学系L0に含まれるレンズのうち最も像側に配置されたレンズを表している。L2は、光学系L0に含まれるレンズのうち像側から2番目に配置されたレンズを表している。
【0014】
また、SPは、開口絞りである。IPは像面であり、各実施例の光学系L0をデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮影光学系として使用する際にはCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)の撮像面が配置される。各実施例の光学系L0を銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際には像面IPにはフィルム面に相当する感光面が置かれる。
【0015】
また、光学系L0全系を光軸に沿って移動させることにより、無限遠物点から至近距離物点への合焦を行う。
【0016】
なお、各実施例の光学系L0においては、一または複数のレンズを像ぶれ補正に際して光軸に対して垂直な成分を含むように偏心させることにより、防振光学系としての機能を有するようにしても良い。また、最も像側に配置されたレンズと撮像面との間に、ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等の実質的に屈折力を持たない平行平板を配置しても良い。
【0017】
【0018】
球面収差図においてFnoはFナンバーであり、d線(波長587.56nm)、g線(波長435.84nm)に対する球面収差量を示している。非点収差図においてdSはサジタル像面における非点収差量、dMはメリディオナル像面における非点収差量を示している。歪曲収差図においてd線に対する歪曲収差量を示している。倍率色収差図ではg線における倍率色収差量を示している。ωは撮像半画角(°)である。
【0019】
次に、各実施例の光学系L0における特徴的な構成について述べる。
【0020】
各実施例の光学系L0は、最も像側から順に連続して配置された、正の屈折力の第1レンズL1と、負の屈折力の第2レンズL2と、複数のレンズを有する。
【0021】
さらに、各実施例の光学系L0は、光学系L0に含まれる全ての正レンズの材料のd線(波長587.56nm)における平均屈折率をPNdaveとするとき、以下の条件式(1)を満足する。
【0022】
1.70<PNdave<2.10 ・・・(1)
条件式(1)は、光学系L0に含まれる正レンズの平均屈折率を規定している。条件式(1)の上限値を上回って屈折率が高いと、色の分散が大きくなり、軸上色収差の補正が困難となるため好ましくない。条件式(1)の下限値を下回って屈折率が低いと、光学系L0のペッツバール和が大きくなり、像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。
【0023】
さらに、各実施例の光学系L0は、第1レンズL1の物体側近軸曲率半径をR11、第1レンズL1の像側近軸曲率半径をR12するとき、以下の条件式(2)を満足する。
【0024】
-100<(R11+R12)/(R12-R11)<0.60 ・・・(2)
条件式(2)は、第1レンズL1の形状を規定している。条件式(2)の上限値を上回って第1レンズL1の物体側近軸曲率半径が小さくなると、第1レンズL1と第2レンズL2の周辺部における間隔が大きくなり、第1レンズL1の径が大きくなるため好ましくない。条件式(2)の下限値を下回って物体側近軸曲率半径と像側近軸曲率半径の差が小さくなると、糸巻型の歪曲が補正不足となるため好ましくない。
【0025】
さらに、各実施例の光学系L0は、第2レンズL2の物体側近軸曲率半径をR21、第2レンズL2の像側近軸曲率半径をR22するとき、以下の条件式(3)を満足する。
【0026】
2.90<(R21+R22)/(R22-R21)<100 ・・・(3)
条件式(3)は、第2レンズL2の形状を規定している。条件式(3)の上限値を上回って物体側近軸曲率半径と像側近軸曲率半径の差が小さくなると、像面湾曲の補正不足となるため好ましくない。条件式(3)の下限値を下回って像側近軸曲率半径が小さくなると、第2レンズL2と第1レンズL1の周辺部における間隔が大きくなり、第1レンズL1の径が大きくなるため好ましくない。
【0027】
なお、条件式(1)乃至(3)の数値範囲を以下の条件式(1a)乃至(3a)の数値範囲とすることが好ましい。
【0028】
1.705<PNdave<2.000 ・・・(1a)
-50.0<(R11+R12)/(R12-R11)<0.60 ・・・(2a)
2.90<(R21+R22)/(R22-R21)<50.0 ・・・(3a)
また、条件式(1)乃至(3)の数値範囲を以下の条件式(1b)乃至(3b)の数値範囲とすることがさらに好ましい。
【0029】
1.709<PNdave<2.000 ・・・(1b)
-10.0<(R11+R12)/(R12-R11)<0.6 ・・・(2b)
2.90<(R21+R22)/(R22-R21)<45.0 ・・・(3b)
次に、各実施例の光学系L0が満足することが好ましい条件および構成について述べる。各実施例の光学系L0は、以下の条件式(4)から(9)及び以下の構成のうち1つ以上を満足することが好ましい。
【0030】
各実施例の光学系L0は、テレフォト型のパワー配置にして光学全長を短縮するため、最も物体側に配置された正の屈折力のレンズLpを有していることが好ましい。
【0031】
各実施例の光学系L0は、最も物体側に配置されたレンズLpの焦点距離をfp、光学系L0の焦点距離をfとするとき、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
【0032】
0.55<fp/f<2.00 ・・・(4)
条件式(4)は、レンズLpの焦点距離と光学系L0の焦点距離との比を規定している。条件式(4)の上限値を上回ってレンズLpの屈折力が弱くなると、テレフォト型のパワー配置を維持することが困難となり、光学全長が大型化するため好ましくない。条件式(4)の下限値を下回ってレンズLpの屈折力が強くなると、糸巻型の歪曲が大きくなり、像面湾曲と歪曲の両立が困難となるため好ましくない。
【0033】
各実施例の光学系L0は、第1レンズL1の焦点距離をf1とするとき、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
【0034】
0.80<f1/f<8.00 ・・・(5)
条件式(5)は、第1レンズL1の焦点距離と光学系L0の焦点距離との比を規定している。条件式(5)の上限値を上回って第1レンズL1の屈折力が弱くなると、糸巻型の歪曲が補正不足となり、像面湾曲と歪曲の両立が困難となるため好ましくない。条件式(5)の下限値を下回って第1レンズL1の屈折力が強くなると、テレフォト型のパワー配置を維持することが困難となり、光学全長が大型化するため好ましくない。
【0035】
各実施例の光学系L0は、第1レンズL1の像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離(空気換算長)をskとするとき、以下の条件式(6)を満足することが好ましい。
【0036】
0.20<sk/f<0.50 ・・・(6)
条件式(6)は、バックフォーカスと光学系L0の焦点距離との比を規定している。条件式(6)の上限値を上回ってバックフォーカスが長いと、光学全長が大型化するため好ましくない。条件式(6)の下限値を下回ってバックフォーカスが短いと、レンズに付着した異物の影が、写真に映り込み易くなるため好ましくない。
【0037】
各実施例の光学系L0は、以下の条件式(7)を満足することが好ましい。バックフォーカスを空気換算長とした開口絞りSPから像面IP(近軸)までの光軸上の距離をSPIP、バックフォーカスを空気換算長とした最も物体側に配置されたレンズの物体側のレンズ面から像面IP(近軸)までの光軸上の距離をTTLとする。
【0038】
0.60<SPIP/TTL<0.95 ・・・(7)
条件式(7)は、絞りSPの位置と光学全長との比を規定している。条件式(7)の上限値を上回って開口絞りSPの位置が物体側にあると、口径食の偏りが発生し易くなり、ボケの形状が異形になるため好ましくない。条件式(7)の下限値を下回って開口絞りSPの位置が像側にあると、像面IPに入射する軸外光線の角度が大きくなり、撮像素子によるシェーディングが発生し易くなるため好ましくない。
【0039】
各実施例の光学系L0は、像面IPに入射する軸外光線の角度を小さくし、撮像素子によるシェーディングを低減するために開口絞りSPを最も物体側に配置されたレンズの像側に隣接して配置することが好ましい。
【0040】
各実施例の光学系L0は、撮像半画角(°)をωとするとき、以下の条件式(8)を満足することが好ましい。半画角は光学系L0のイメージサークルの端部に結像する光の半画角で定義しても良いし、光学系L0が装着される撮像装置のイメージセンサの最大像高に結像する光の半画角で定義しても良い。
【0041】
1.40<TTL/ftanω<3.20 ・・・(8)
条件式(8)は、光学系L0の光学全長を規定している。条件式(8)の上限値を上回ると、光学全長が大型化するため好ましくない。条件式(8)の下限値を下回って光学全長が短くなると、テレフォト型のパワー配置が強くなり、像面湾曲と歪曲の両立が困難となるため好ましくない。
【0042】
各実施例の光学系L0は、第2レンズL2のd線における屈折率をNd2、アッベ数をνd2とするとき、以下の条件式(9)を満足することが好ましい。
【0043】
Nd2<4.19450/νd2+1.52010 ・・・(9)
条件式(9)は、レンズL2の屈折率を規定している。条件式(9)の上限値を上回って負レンズL2の屈折率が大きいと、光学系L0のペッツバール和が大きくなり、像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。
【0044】
なお、条件式(4)乃至(9)の数値範囲を以下の条件式(4a)乃至(9a)の数値範囲とすることが好ましい。
【0045】
0.55<fp/f<1.50 ・・・(4a)
0.80<f1/f<4.00 ・・・(5a)
0.23<sk/f<0.40 ・・・(6a)
0.70<SPIP/TTL<0.90 ・・・(7a)
1.9<TTL/(f×tanω)<3.1 ・・・(8a)
Nd2<4.19450/νd2+1.48010 ・・・(9a)
また、条件式(4)乃至(9)の数値範囲を以下の条件式(4b)乃至(9b)の数値範囲とすることがさら好ましい。
【0046】
0.79<fp/f<1.35 ・・・(4b)
0.85<f1/f<1.90 ・・・(5b)
0.25<sk/f<0.39 ・・・(6b)
0.80<SPIP/TTL<0.90 ・・・(7b)
1.9<TTL/(f×tanω)<2.5 ・・・(8b)
Nd2<4.19450/νd2+1.45710 ・・・(9b)
各実施例の光学系L0は、高い光学性能と小型化を両立するために、正の屈折力を有するレンズを3枚以上、負の屈折力を有するレンズを2枚以上有しており、光学系L0に含まれるレンズの総数は、8枚以下のレンズから構成されることが好ましい。
【0047】
各実施例の光学系L0は、像面湾曲の補正のために、開口絞りより像側に樹脂材料からなる非球面レンズを有することが好ましい。
【0048】
なお、カバーガラスやIRカットフィルタ等はレンズとみなさず、各実施例の光学系L0のレンズLpの物体側や、第1レンズL1と像面の間にカバーガラスやIRカットフィルタ等を配置してもよい。また、レンズの屈折力とは、光軸近傍(近軸)における屈折力を表すものとする。ここで、光軸近傍とは近軸領域のことであり、非球面レンズの場合、光軸近傍での凹面と凸面は近軸曲率半径の符号で定義する。また、屈折力の正負についても同様に、近軸曲率半径より算出されるものとする。
【0049】
次に、各実施例の光学系L0について詳細に述べる。
【0050】
実施例1の光学系L0は、像側から物体側へ順に配置された、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、開口絞りSP、第6レンズL6から成る。第1レンズL1は、正の屈折力を有する。第2レンズL2は、光軸近傍で負の屈折力を有する。第3レンズL3は、光軸近傍で負の屈折力を有する。第4レンズL4は、正の屈折力を有する。第5レンズL5は、負の屈折力を有する。第6レンズL6は、正の屈折力を有する。第6レンズL6がレンズLpである。第2レンズL2は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凸面を向けている。第3レンズL3は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凹面を向けている。
【0051】
実施例2の光学系L0は、像側から物体側へ順に配置された、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、開口絞りSP、第6レンズL6から成る。第1レンズL1は、正の屈折力を有する。第2レンズL2は、光軸近傍で負の屈折力を有する。第3レンズL3は、光軸近傍で負の屈折力を有する。第4レンズL4は、正の屈折力を有する。第5レンズL5は、負の屈折力を有する。第6レンズL6は、正の屈折力を有する。第6レンズL6がレンズLpである。第2レンズL2は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凸面を向けている。第3レンズL3は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凹面を向けている。
【0052】
実施例3の光学系L0は、像側から物体側へ順に配置された、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、開口絞りSP、第6レンズL6から成る。第1レンズL1は、正の屈折力を有する。第2レンズL2は、光軸近傍で負の屈折力を有する。第3レンズL3は、光軸近傍で負の屈折力を有する。第4レンズL4は、正の屈折力を有する。第5レンズL5は、負の屈折力を有する。第6レンズL6は、正の屈折力を有する。第6レンズL6がレンズLpである。第2レンズL2は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凸面を向けている。第3レンズL3は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凹面を向けている。
【0053】
実施例4の光学系L0は、像側から物体側へ順に配置された、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、開口絞りSP、第6レンズL6から成る。第1レンズL1は、正の屈折力を有する。第2レンズL2は、光軸近傍で負の屈折力を有する。第3レンズL3は、光軸近傍で負の屈折力を有する。第4レンズL4は、正の屈折力を有する。第5レンズL5は、負の屈折力を有する。第6レンズは、正の屈折力を有する。第6レンズL6がレンズLpである。第2レンズL2は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凸面を向けている。第3レンズL3は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凹面を向けている。
【0054】
実施例5の光学系L0は、像側から物体側へ順に配置された、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、開口絞りSP、第7レンズL7から成る。第1レンズL1は、正の屈折力を有する。第2レンズL2は、光軸近傍で負の屈折力を有する。第3レンズL3は、負の屈折力を有する。第4レンズL4は、光軸近傍で負の屈折力を有する。第5レンズL5は、正の屈折力を有する。第6レンズL6は、負の屈折力を有する。第7レンズは、正の屈折力を有する。第7レンズL7がレンズLpである。第2レンズL2は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凸面を向けている。第4レンズL4は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凸面を向けている。
【0055】
実施例6の光学系L0は、像側から物体側へ順に配置された、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、開口絞りSP、第7レンズL7から成る。第1レンズL1は、正の屈折力を有する。第2レンズL2は、光軸近傍で負の屈折力を有する。第3レンズL3は、負の屈折力を有する。第4レンズL4は、光軸近傍で正の屈折力を有する。第5レンズL5は、正の屈折力を有する。第6レンズL6は、負の屈折力を有する。第7レンズL7は、正の屈折力を有する。第7レンズL7がレンズLpである。第2レンズL2は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凸面を向けている。第4レンズL4は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凸面を向けている。
【0056】
実施例7の光学系L0は、像側から物体側へ順に配置された、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、開口絞りSP、第7レンズL7から成る。第1レンズL1は、正の屈折力を有する。第2レンズL2は、光軸近傍で負の屈折力を有する。第3レンズL3は、負の屈折力を有する。第4レンズL4は、光軸近傍で負の屈折力を有する。第5レンズL5は、正の屈折力を有する。第6レンズL6は、負の屈折力を有する。第7レンズL7は、正の屈折力を有する。第7レンズL7がレンズLpである。第2レンズL2は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凸面を向けている。第4レンズL4は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凹面を向けている。
【0057】
実施例8の光学系L0は、像側から物体側へ順に配置された、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、開口絞りSP、第7レンズL7から成る。第1レンズL1は、正の屈折力を有する。第2レンズL2は、光軸近傍で負の屈折力を有する。第3レンズL3は、負の屈折力を有する。第4レンズL4は、光軸近傍で正の屈折力を有する。第5レンズL5は、正の屈折力を有する。第6レンズL6は、負の屈折力を有する。第7レンズL7は、正の屈折力を有する。第7レンズL7がレンズLpである。第2レンズL2は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凸面を向けている。第4レンズL4は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凸面を向けている。
【0058】
実施例9の光学系L0は、像側から物体側へ順に配置された、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、開口絞りSP、第7レンズL7から成る。第1レンズL1は、正の屈折力を有する。第2レンズL2は、光軸近傍で負の屈折力を有する。第3レンズL3は、負の屈折力を有する。第4レンズL4は、光軸近傍で正の屈折力を有する。第5レンズL5は、正の屈折力を有する。第6レンズL6は、負の屈折力を有する。第7レンズL7は、正の屈折力を有する。第7レンズL7がレンズLpである。第2レンズL2は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凸面を向けている。第4レンズL4は、両面に非球面が形成され、物体側の面が光軸近傍で物体側に凹面を向けており、像側の面は光軸近傍で像側に凸面を向けている。
【0059】
以下に、実施例1乃至9にそれぞれ対応する数値実施例1乃至9を示す。
【0060】
各数値実施例の面データにおいて、rは各光学面の曲率半径、d(mm)は第m面と第(m+1)面との間の軸上間隔(光軸上の距離)を表わしている。ただし、mは光入射側から数えた面の番号である。また、ndは各光学部材のd線に対する屈折率、νdは光学部材のアッベ数を表わしている。なお、ある材料のアッベ数νdは、フラウンホーファ線のd線(587.56nm)、F線(486.13nm)、C線(656.27nm)における屈折率をNd,NF,NCとするとき、
νd=(Nd-1)/(NF-NC)
で表される。
【0061】
なお、各数値実施例において、d、焦点距離(mm)、Fナンバー、半画角(°)は全て各実施例の光学系L0が無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。「バックフォーカス」は、レンズ最終面(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L0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。
【0062】
また、光学面が非球面の場合は、面番号の右側に、*の符号を付している。非球面形状は、Xを光軸方向の面頂点からの変位量、hを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Rを近軸曲率半径、kを円錐定数、A4、A6、A8、A10、A12、A14を各次数の非球面係数とするとき、
x=(h2/R)/[1+{1-(1+k)(h/R)2}1/2]+A4×h4+A6×h6+A8×h8+A10×h10+A12×h12+A14×h14
で表している。なお、各非球面係数における「e±XX」は「×10±XX」を意味している。
【0063】
[数値実施例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 12.364 3.19 1.61800 63.4
2 24.210 2.94
3(絞り) ∞ 2.27
4 -50.169 0.69 1.60342 38.0
5 10.139 4.02 1.85150 40.8
6 -33.783 0.40
7* -34.470 1.33 1.63560 23.9
8* 70.659 5.80
9* -6.950 3.08 1.67070 19.3
10* -11.164 0.20
11 478.184 6.09 1.90366 31.3
12 -37.541 11.50
像面 ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.02966e-004 A 6= 1.45749e-005 A 8=-1.39350e-006
A10= 6.80905e-008 A12=-1.49610e-009 A14= 1.14433e-011
第8面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.02186e-006 A 6= 6.43923e-006 A 8=-3.91077e-007
A10= 1.43765e-008 A12=-2.09793e-010 A14= 8.50376e-013
第9面
K =-4.41191e+000 A 4=-1.47362e-003 A 6= 4.29446e-005 A 8=-1.68194e-006
A10= 4.49993e-008 A12=-7.25078e-010 A14= 4.77511e-012
第10面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.83309e-005 A 6= 9.25372e-008 A 8=-7.24772e-010
A10= 1.08868e-010 A12=-1.57886e-012 A14= 9.00701e-015
焦点距離 33.13
Fナンバー 2.91
半画角(°) 33.15
像高 21.64
レンズ全長 41.51
BF 11.50
[数値実施例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 13.651 2.98 1.61800 63.4
2 26.798 2.88
3(絞り) ∞ 2.70
4 -29.679 0.70 1.60342 38.0
5 11.727 4.28 1.85150 40.8
6 -23.783 0.40
7* -31.235 3.85 1.63560 23.9
8* 326.362 6.92
9* -8.020 3.77 1.67070 19.3
10* -12.457 0.20
11 73.939 4.84 1.90366 31.3
12 -254.677 10.00
像面 ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.34864e-004 A 6= 4.33017e-006 A 8=-2.94984e-007
A10= 1.08664e-008 A12=-1.73525e-010 A14= 8.43785e-013
第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.66667e-005 A 6= 1.20119e-006 A 8=-1.06066e-009
A10=-5.01855e-010 A12= 1.73403e-011 A14=-1.38734e-013
第9面
K =-4.34585e+000 A 4=-1.00898e-003 A 6= 2.14842e-005 A 8=-5.92000e-007
A10= 1.13215e-008 A12=-1.30734e-010 A14= 6.25651e-013
第10面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.96956e-005 A 6= 7.34785e-007 A 8=-1.11185e-008
A10= 1.57907e-010 A12=-1.19765e-012 A14= 3.83183e-015
焦点距離 34.60
Fナンバー 2.91
半画角(°) 32.02
像高 21.64
レンズ全長 43.50
BF 10.00
[数値実施例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 13.201 3.04 1.61800 63.4
2 26.031 2.89
3(絞り) ∞ 2.44
4 -33.911 0.74 1.60342 38.0
5 9.811 4.21 1.85150 40.8
6 -33.263 0.40
7* -90.919 3.00 1.63560 23.9
8* 60.811 5.38
9* -8.390 4.00 1.67070 19.3
10* -17.176 0.20
11 -211.111 6.30 1.90366 31.3
12 -29.226 10.89
像面 ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.60984e-004 A 6= 7.75621e-006 A 8=-6.51995e-007
A10= 2.77714e-008 A12=-5.32718e-010 A14= 3.58464e-012
第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.81171e-005 A 6= 1.56038e-006 A 8=-2.02001e-008
A10=-6.01290e-010 A12= 4.31469e-011 A14=-4.65533e-013
第9面
K =-7.11991e+000 A 4=-1.50408e-003 A 6= 4.55541e-005 A 8=-1.63651e-006
A10= 3.84552e-008 A12=-5.40978e-010 A14= 3.19370e-012
第10面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.39631e-006 A 6=-1.49270e-007 A 8= 4.42673e-009
A10=-5.89346e-011 A12= 4.11714e-013 A14=-1.05328e-015
焦点距離 34.39
Fナンバー 2.91
半画角(°) 32.17
像高 21.64
レンズ全長 43.50
BF 10.89
[数値実施例4]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 12.361 3.46 1.43875 94.7
2 28.265 2.82
3(絞り) ∞ 2.59
4 -25.271 0.71 1.60342 38.0
5 9.882 4.60 1.89190 37.1
6 -21.765 0.40
7* -41.047 2.81 1.63560 23.9
8* 37.020 7.59
9* -7.504 2.10 1.67070 19.3
10* -11.582 0.20
11 335.485 7.11 1.80000 29.8
12 -38.684 10.10
像面 ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.16322e-004 A 6= 2.09879e-006 A 8= 5.06534e-008
A10=-6.29589e-009 A12= 2.24698e-010 A14=-2.68222e-012
第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.09731e-004 A 6= 1.97459e-006 A 8= 4.26758e-008
A10=-2.19133e-009 A12= 4.51796e-011 A14=-2.96237e-013
第9面
K =-5.19215e+000 A 4=-1.35545e-003 A 6= 3.94317e-005 A 8=-1.22569e-006
A10= 2.46402e-008 A12=-2.90244e-010 A14= 1.42214e-012
第10面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.26493e-005 A 6= 6.49815e-007 A 8=-1.78983e-008
A10= 3.22776e-010 A12=-2.73407e-012 A14= 1.10539e-014
焦点距離 35.00
Fナンバー 2.91
半画角(°) 31.72
像高 21.64
レンズ全長 44.50
BF 10.10
[数値実施例5]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 12.361 3.01 1.69680 55.5
2 29.386 2.75
3(絞り) ∞ 2.80
4 -36.916 1.10 1.69895 30.1
5 13.095 3.81 1.83481 42.7
6 -25.327 0.43
7* -44.694 1.18 1.53110 55.9
8* -515.202 3.67
9 -7.827 2.36 1.92286 20.9
10 -13.255 1.14
11* -11.047 1.50 1.53110 55.9
12* -14.897 0.40
13 361.960 6.85 2.00100 29.1
14 -36.352 11.50
像面 ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.89614e-004 A 6= 4.14518e-006 A 8=-1.47444e-008
A10=-2.48975e-009 A12= 9.04155e-011 A14=-6.59935e-013
第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.54696e-004 A 6= 3.57521e-006 A 8=-5.74335e-008
A10=-7.97906e-010 A12= 2.90616e-011 A14=-8.70907e-014
第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.93948e-005 A 6= 1.56916e-006 A 8=-6.45991e-008
A10= 8.11199e-010 A12=-6.87945e-012 A14= 3.43386e-014
第12面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.24290e-004 A 6= 1.34138e-006 A 8=-3.73663e-008
A10= 3.75035e-010 A12=-1.67485e-012 A14= 2.94387e-015
焦点距離 35.49
Fナンバー 2.80
半画角(°) 31.36
像高 21.64
レンズ全長 42.50
BF 11.50
[数値実施例6]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 12.175 2.99 1.69680 55.5
2 32.507 3.78
3(絞り) ∞ 2.49
4 -103.585 1.10 1.69895 30.1
5 9.895 2.58 1.83481 42.7
6 -73.085 0.40
7* -60.538 1.10 1.53110 55.9
8* -202.964 1.77
9 -10.427 4.51 1.92286 20.9
10 -17.032 1.74
11* -13.129 1.50 1.53110 55.9
12* -26.262 0.40
13 58.652 7.61 2.00100 29.1
14 -202.025 9.00
像面 ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.27512e-005 A 6= 4.52994e-006 A 8= 1.98759e-007
A10=-1.52654e-008 A12= 6.70645e-010 A14=-9.38008e-012
第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.84659e-005 A 6= 4.96683e-006 A 8= 1.40348e-007
A10=-6.35911e-009 A12= 2.67567e-010 A14=-2.00325e-012
第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.97904e-004 A 6= 9.86601e-007 A 8= 3.57478e-008
A10=-1.42763e-009 A12= 1.32323e-011 A14= 5.54661e-014
第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.28690e-004 A 6= 3.26388e-006 A 8=-1.52971e-008
A10=-6.47841e-011 A12= 2.19990e-012 A14=-1.23384e-014
焦点距離 34.88
Fナンバー 2.80
半画角(°) 21.39
像高 13.66
レンズ全長 40.98
BF 9.00
[数値実施例7]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 12.516 2.45 2.00100 29.1
2 29.514 2.57
3(絞り) ∞ 2.21
4 56.644 1.10 1.96300 24.1
5 5.927 4.00 1.72916 54.7
6 -62.601 0.40
7* -43.848 1.10 1.53110 55.9
8* 64.119 3.18
9 -7.672 4.45 1.94594 18.0
10 -10.932 0.40
11* -26.173 1.50 1.53110 55.9
12* -52.347 0.40
13 61.126 4.12 2.00069 25.5
14 -61.126 13.10
像面 ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 6.20693e-005 A 6= 8.19347e-006 A 8=-6.06272e-007
A10= 4.15714e-008 A12=-1.38766e-009 A14= 1.89686e-011
第8面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.04001e-005 A 6= 5.79722e-006 A 8=-3.32536e-007
A10= 1.87865e-008 A12=-4.96337e-010 A14= 4.81005e-012
第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.01320e-004 A 6=-1.39174e-007 A 8= 3.50464e-008
A10=-1.06628e-009 A12= 1.12362e-011 A14=-3.69959e-014
第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.47472e-004 A 6= 7.98220e-007 A 8= 4.54547e-009
A10=-2.59575e-010 A12= 2.66091e-012 A14=-9.42725e-015
焦点距離 34.76
Fナンバー 2.80
半画角(°) 21.45
像高 13.66
レンズ全長 40.98
BF 13.10
[数値実施例8]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 13.766 2.79 1.69680 55.5
2 34.764 2.64
3(絞り) ∞ 3.78
4 -32.448 1.10 1.69895 30.1
5 10.903 5.49 1.83481 42.7
6 -21.399 0.72
7* -27.309 1.10 1.53110 55.9
8* -148.417 3.87
9 -8.780 1.70 1.73800 32.3
10 -23.659 1.10
11* -76.516 2.01 1.53110 55.9
12* -80.440 0.40
13 359.385 7.79 2.00100 29.1
14 -38.414 10.00
像面 ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.60903e-004 A 6= 9.60410e-006 A 8=-1.15871e-007
A10= 2.61583e-010 A12= 2.85854e-011 A14=-2.47992e-013
第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.11260e-004 A 6= 9.86206e-006 A 8=-1.58943e-007
A10= 1.94628e-009 A12=-1.12356e-011 A14= 7.12536e-014
第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.04540e-004 A 6=-1.85115e-006 A 8= 2.32791e-008
A10=-2.00953e-010 A12= 5.29048e-013 A14= 1.26639e-015
第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.81722e-005 A 6=-1.26945e-006 A 8= 1.37153e-008
A10=-9.20735e-011 A12= 3.55152e-013 A14=-5.45787e-016
焦点距離 37.37
Fナンバー 2.80
半画角(°) 30.07
像高 21.64
レンズ全長 44.50
BF 10.00
[数値実施例9]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 16.840 3.53 1.69680 55.5
2 44.066 2.91
3(絞り) ∞ 5.61
4 -37.515 1.17 1.69895 30.1
5 15.004 8.83 1.83481 42.7
6 -22.795 1.05
7* -39.594 1.22 1.53110 55.9
8* 118.252 3.23
9 -10.937 1.10 1.92286 20.9
10 -16.525 0.84
11* -50.759 2.84 1.53110 55.9
12* -99.100 0.40
13 -39.836 5.96 1.95278 18.6
14 -26.557 14.80
像面 ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.04132e-004 A 6= 8.13921e-006 A 8=-8.37679e-008
A10= 2.77490e-010 A12= 7.03383e-012 A14=-5.45325e-014
第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.72264e-004 A 6= 7.83183e-006 A 8=-9.25804e-008
A10= 5.36563e-010 A12= 1.76231e-012 A14=-1.86736e-014
第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.88796e-004 A 6=-2.28010e-006 A 8= 3.22885e-008
A10=-3.71707e-010 A12= 2.29235e-012 A14=-4.11221e-015
第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.75801e-005 A 6=-8.46350e-007 A 8= 1.18038e-008
A10=-7.36711e-011 A12= 2.66163e-013 A14=-4.09408e-016
焦点距離 46.55
Fナンバー 2.80
半画角(°) 24.93
像高 21.64
レンズ全長 53.50
BF 14.80
各数値実施例における種々の値を、以下の表1にまとめて示す。
【0064】
【0065】
[撮像装置]
次に、各実施例の光学系L0を撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ(撮像装置)10の実施例について、
図19を用いて説明する。
図19において、13はカメラ本体、11は実施例1乃至9で説明したいずれかの光学系L0によって構成された撮影光学系である。12はカメラ本体13に内蔵され、撮影光学系11によって形成された光学像を受光して光電変換するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子(光電変換素子)である。カメラ本体13はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。
【0066】
このように各実施例の光学系L0をデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、レンズが小型である撮像装置を得ることができる。
【0067】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【0068】
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ