(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】P2025118483
(43)【公開日】2025-08-13
(54)【発明の名称】光学系および撮像装置
(51)【国際特許分類】
G02B 13/00 20060101AFI20250805BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20250805BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024125583
(22)【出願日】2024-08-01
(31)【優先権主張番号】P 2024012423
(32)【優先日】2024-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA01
2H087LA01
2H087MA06
2H087MA07
2H087MA09
2H087NA15
2H087PA09
2H087PA10
2H087PA16
2H087PB13
2H087PB14
2H087QA02
2H087QA03
2H087QA06
2H087QA07
2H087QA12
2H087QA13
2H087QA19
2H087QA21
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA32
2H087QA37
2H087QA39
2H087QA41
2H087QA42
2H087QA45
2H087QA46
2H087RA04
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA32
2H087RA42
2H087RA43
2H087RA44
2H087UA06
(57)【要約】
【課題】大口径でありながら小型で高い光学性能を備え、高速でのフォーカシングを行うことが可能な光学系を提供する。
【解決手段】光学系は、物体側から像側へ順に配置された、少なくとも1つのレンズ群を含む正の屈折力の前群Lf、正の屈折力の中間レンズ群Lmおよび少なくとも1つのレンズ群を含む負の屈折力の後群Lrにより構成される。無限遠から至近へのフォーカシングに際して中間レンズ群が物体側へ移動する。前群は、少なくとも2つの正レンズLp1、Lp2と少なくとも1つの負レンズLnを含む。後群は、光軸から離れた位置に極点を持つ非球面を有する少なくとも1つの非球面レンズLa、Lbを含む。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から像側へ順に配置された、少なくとも1つのレンズ群を含む正の屈折力の前群、正の屈折力の中間レンズ群および少なくとも1つのレンズ群を含む負の屈折力の後群により構成され、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、
無限遠から至近へのフォーカシングに際して前記中間レンズ群が物体側へ移動し、
前記前群は、少なくとも2つの正レンズと少なくとも1つの負レンズを含み、
前記後群は、光軸から離れた位置に極点を持つ非球面を有する少なくとも1つの非球面レンズを含むことを特徴とする光学系。
【請求項2】
前記光学系の最も物体側のレンズ面から該光学系の最も像側のレンズ面までの光軸上の長さに前記最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算長を加えた長さをTTL、前記光学系の焦点距離をf、前記光学系の半画角をωとするとき、
3.0≦TTL/(f×tanω)≦10.0
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項3】
前記光学系に含まれる全ての正レンズのd線における屈折率の平均をPNdaveとするとき、
1.50≦PNdave≦2.00
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項4】
前記光学系の最も物体側のレンズ面から該光学系の最も像側のレンズ面までの光軸上の長さに前記最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算長を加えた長さをTTL、前記空気換算長をskとするとき、
0.01≦sk/TTL≦0.50
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項5】
前記前群の焦点距離をffとするとき、
2.0≦ff/sk≦10.0
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項6】
前記中間レンズ群の焦点距離をfm、前記後群の焦点距離をfrとするとき、
0.1≦-fm/fr≦1.0
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項7】
前記前群と前記中間レンズ群との光軸上の間隔をDfとするとき、
0.1≦Df/f≦1.0
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項8】
前記前群の焦点距離をff、前記後群の焦点距離をfrとするとき、
0.1≦-ff/fr≦2.0
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項9】
前記前群に含まれる全ての正レンズのうち最も大きいd線を基準とするアッベ数を持つ正レンズの前記アッベ数をνdp1とするとき、
55≦νdp1≦96
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項10】
前記前群に含まれる全ての正レンズのうち最も小さいd線を基準とするアッベ数を持つ正レンズの前記アッベ数をνdp2とするとき、
15≦νdp2≦40
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項11】
前記前群に含まれる全ての負レンズのうち最も物体側に配置された負レンズのd線を基準とするアッベ数をνdnとするとき、
15≦νdn≦40
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項12】
前記負レンズは、両凹形状を有することを特徴とする請求項11に記載の光学系。
【請求項13】
前記少なくとも1つの非球面レンズは、物体側および像側のレンズ面の近軸曲率半径をそれぞれRa1、をRa2とするとき、
0<Ra1/f
0<Ra2/f
なる条件を満足する非球面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14】
前記少なくとも1つの非球面レンズのd線における屈折率をNdaとするとき、
1.44≦Nda≦1.77
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
【請求項15】
前記少なくとも1つの非球面レンズは、物体側および像側のレンズ面の近軸曲率半径をそれぞれRb1、Rb2とするとき、
Rb1/f<0
Rb2/f<0
なる条件を満足する非球面レンズを含むことを特徴とする請求項13に記載の光学系。
【請求項16】
物体側から像側へ順に配置された、少なくとも1つのレンズ群を含む前群、中間レンズ群および少なくとも1つのレンズ群を含む後群により構成され、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、
無限遠から至近へのフォーカシングに際して前記中間レンズ群が移動し、
前記前群は、少なくとも2つの正レンズと少なくとも2つの負レンズを含み、
前記後群は、光軸から離れた位置に極点を持つ非球面を有する少なくとも1つの非球面レンズを含むことを特徴とする光学系。
【請求項17】
請求項1から16のいずれか一項に記載の光学系と、
該光学系を通して被写体を撮像する撮像素子と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、撮像に好適な光学系に関する。
【背景技術】
【0002】
大口径でありながら小型で高い光学性能を有し、フォーシングが可能な光学系として、特許文献1には、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力を有する前群、開口絞りおよび正の屈折力を有する後群により構成された光学系が開示されている。この光学系では、フォーカシングに際して前群が移動する。
【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】
大口径の光学系は、諸収差の補正が困難になる傾向がある。また、オートフォーカスによるフォーカシングの高速化を実現するためにフォーカスレンズ群を軽量化すると、フォーカシングに際しての収差変動の抑制が困難となる。特許文献1の光学系は、非球面レンズを複数使用することで諸収差の補正を行うが、サジタルコマフレアの補正は不十分である。さらに大口径かつレンズ数が多い前群をフォーカシングの際に移動させるため、オートフォーカスの高速化が困難である。
【0005】
本発明は、大口径でありながら小型で高い光学性能を備え、高速でのフォーカシングを行うことが可能な光学系およびこれを備えた撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一側面としての光学系は、物体側から像側へ順に配置された、少なくとも1つのレンズ群を含む正の屈折力の前群、正の屈折力の中間レンズ群および少なくとも1つのレンズ群を含む負の屈折力の後群により構成され、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系である。無限遠から至近へのフォーカシングに際して中間レンズ群が物体側へ移動する。前群は、少なくとも2つの正レンズと少なくとも1つの負レンズを含む。後群は、光軸から離れた位置に極点を持つ非球面を有する少なくとも1つの非球面レンズを含むことを特徴とする。
【0007】
また本発明の一側面としての光学系は、物体側から像側へ順に配置された、少なくとも1つのレンズ群を含む前群、中間レンズ群および少なくとも1つのレンズ群を含む後群により構成され、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系である。無限遠から至近へのフォーカシングに際して中間レンズ群が移動する。前群は、少なくとも2つの正レンズと少なくとも2つの負レンズを含む。後群は、光軸から離れた位置に極点を持つ非球面を有する少なくとも1つの非球面レンズを含むことを特徴とする。なお、上記光学系を備えた撮像装置も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、大口径でありながら小型で高い光学性能を備え、高速でのフォーカシングを行うことが可能な光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図2】実施例1の光学系の無限遠合焦状態での縦収差図と横収差図。
【
図4】実施例2の光学系の無限遠合焦状態での縦収差図と横収差図。
【
図6】実施例3の光学系の無限遠合焦状態での縦収差図と横収差図。
【
図8】実施例4の光学系の無限遠合焦状態での縦収差図と横収差図。
【
図10】実施例5の光学系の無限遠合焦状態での縦収差図と横収差図。
【
図12】実施例6の光学系の無限遠合焦状態での縦収差図と横収差図。
【
図14】実施例7の光学系の無限遠合焦状態での縦収差図と横収差図。
【
図16】実施例8の光学系の無限遠合焦状態での縦収差図と横収差図。
【
図18】実施例9の光学系の無限遠合焦状態での縦収差図と横収差図。
【
図20】実施例10の光学系の無限遠合焦状態での縦収差図と横収差図。
【
図21】実施例1~10の光学系を備えた撮像装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
【0011】
まず、実施例1~10の具体的な説明に先立って、各実施例に共通する事項について説明する。各実施例の光学系は、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および監視用カメラ等の各種撮像装置に用いられる。
【0012】
各実施例の光学系は、複数のレンズ群により構成されている。物体側から像側へ順に、Lfは少なくとも1つのレンズ群を含む前群、Lmは中間レンズ群、Lrは少なくとも1つのレンズ群を含む後群である。レンズ群は、フォーカシングに際して一体で移動または静止する1つ又は複数のレンズのまとまりである。すなわち、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。
【0013】
Lnは前群Lfに配置された負レンズ、Lp1とLp2はそれぞれ前群Lfに配置された正レンズである。SPは開口絞りである。IPは像面(近軸)である。像面IPには、CCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子の撮像面(受光面)や、銀塩フィルムのフィルム面(感光面)が配置される。
【0014】
なお、光学系の最も物体側のレンズ面と像面との間に、カバーガラスやIRカットフィルタ等の屈折力を持たないガラスブロックが配置されてもよい。
【0015】
各実施例の光学系において、前群Lfは正の屈折力を有し、中間レンズ群Lmは正の屈折力を有する。また後群Lrは負の屈折力を有する。このようにテレフォト型のパワー配置を採用することで、全長を小型化している。なお、レンズ群およびレンズの屈折力は、近軸における屈折力を表し、焦点距離の逆数に相当する。
【0016】
また各実施例の光学系において、無限遠から至近へのフォーカシングに際して中間レンズ群Lmが物体側へ移動する。これは、前群Lfで光束を収斂させることで中間レンズ群Lmに入射する光束の径を小さくして、中間レンズ群Lmを移動させるフォーカス機構を軽量化するためである。各図において、フォーカシングに際して移動するレンズ群の下には、無限遠から至近へのフォーカシングに際しての該レンズ群の移動方向を破線矢印で示している。
【0017】
さらに各実施例の光学系において、前群Lfは、少なくとも2つの正レンズLp1、Lp2と、少なくとも1つの負レンズLnとを有する。この構成により色収差を良好に補正する。なお、「レンズ」について、2つのレンズが接合されて接合レンズを構成する場合、レンズの数は2つとする。
【0018】
加えて、後群Lrは、光軸から離れた位置(以下、周辺部という)に極点を持つ非球面を有する少なくとも1つの非球面レンズLa(Lb)を含む。この非球面レンズは、中心光束と周辺光束に与える屈折力に差を与えることで、サジタルコマフレアを良好に補正する。
【0019】
なお、本件での極点とは、有効径内においてレンズ面の接平面が光軸と直交するレンズ面上の点として定義する。
【0020】
以上の構成を有する各実施例の光学系は、大口径でありながら小型で高い光学性能を備え、高速でのフォーカシング(オートフォーカス)を行うことが可能である。
【0021】
各実施例の光学系において、最も物体側のレンズ面(最前面)から最も像側のレンズ面(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光学全長(以下、レンズ全長という)をTTLとする。バックフォーカスは、最終面から像面IPまでの光軸上の空気換算長である。光学系全系の焦点距離をf、半画角(°)をωとする。このとき、各実施例の光学系は、以下の式(1)の条件を満足することが好ましい。
【0022】
3.0≦TTL/(f×tanω)≦10.0 (1)
式(1)の条件は、光学系のレンズ全長と像高との適切な関係を示している。TTL/(f×tanω)が式(1)の上限値を上回ると、レンズ全長が長くなりすぎるため、好ましくない。TTL/(f×tanω)が式(1)の下限値を下回るようにレンズ全長が短くなると、各レンズの屈折力が強くなりすぎて像面湾曲と歪曲の補正が困難となるため、好ましくない。
【0023】
各実施例の光学系は、該光学系に含まれる全ての正レンズの材料のd線(波長587.56nm)における屈折率の平均値をPNdaveとするとき、以下の式(2)の条件を満足することが好ましい。
【0024】
1.50≦PNdave≦2.00 (2)
式(2)の条件は、光学系に含まれる全ての正レンズの適切な平均屈折率を示している。PNdaveが式(2)の上限値を上回るように平均屈折率が高いと、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。PNdaveが式(2)の下限値を下回るように平均屈折率が低いと、全系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。
【0025】
各実施例の光学系は、バックフォーカスをskとするとき、以下の式(3)の条件を満足することが好ましい。
【0026】
0.01≦sk/TTL≦0.50 (3)
式(3)の条件は、バックフォーカスとレンズ全長との適切な関係を示している。sk/TTLが式(3)の上限値を上回ると、レンズ全長が長くなりすぎるため、好ましくない。sk/TTLが式(3)の下限値を下回るようにバックフォーカスが短いと、像側に配置されたレンズの有効径が大きくなり、光学系が径方向に大型化するため、好ましくない。
【0027】
各実施例の光学系は、前群Lfの焦点距離をffとするとき、以下の式(4)の条件を満足することが好ましい。
【0028】
2.0≦ff/sk≦10.0 (4)
式(4)の条件は、前群Lfの焦点距離とバックフォーカスとの適切な関係を示している。ff/skが式(4)の下限値を下回るように前群Lfの屈折力が強くなると、全系のペッツバール和が大きくなり、像面湾曲と色収差の補正が困難となるため、好ましくない。ff/skが式(4)の上限値を上回るように前群Lfの屈折力が弱くなると、テレフォト型のパワー配置から離れ、レンズ全長が長くなるため、好ましくない。
【0029】
各実施例の光学系は、中間レンズ群Lmの焦点距離をfm、後群Lrの焦点距離をfrとするとき、以下の式(5)の条件を満足することが好ましい。
【0030】
0.1≦-fm/fr≦1.0 (5)
式(5)の条件は、中間レンズ群Lmの焦点距離と後群Lrの焦点距離の適切な関係を示している。-fm/frが式(5)の下限値を下回るように後群Lrの屈折力が弱くなると、テレフォト型のパワー配置から離れ、レンズ全長が長くなるため、好ましくない。-fm/frが式(5)の上限値を上回るように後群Lrの屈折力が強くなると、軸外光線の像面入射角度が大きくなり、シェーディングと呼ばれる周辺減光が顕著になるため、好ましくない。
【0031】
各実施例の光学系は、前群Lfと中間レンズ群Lmとの光軸上の間隔をDfとするとき、以下の式(6)の条件を満足することが好ましい。
【0032】
0.1≦Df/f≦1.0 (6)
式(6)の条件は、前群Lfと中間レンズ群Lmとの間隔と全系の焦点距離との適切な関係を示している。Df/fが式(6)の下限値を下回るようにDfが小さいと、フォーカシングに際しての中間レンズ群Lmの移動量が小さくなりすぎて、近距離撮像が困難となるため、好ましくない。Df/fが式(6)の上限値を上回るようにDfが大きいと、レンズ全長が長くなるため、好ましくない。
【0033】
各実施例の光学系は、以下の式(7)の条件を満足することが好ましい。
【0034】
0.1≦-ff/fr≦2.0 (7)
式(7)の条件は、前群Lfの焦点距離と後群Lrの焦点距離とを適切な関係を示している。-ff/frが式(7)の下限値を下回るように後群Lrの屈折力が弱くなると、テレフォト型のパワー配置から離れ、レンズ全長が長くなるため、好ましくない。-ff/frが式(7)の上限値を上回るように後群Lrの屈折力が強くなると、軸外光線の像面入射角度が大きくなり、シェーディングが顕著になるため、好ましくない。
【0035】
各実施例の光学系は、前群Lfに含まれる全ての正レンズのうち最も大きいd線を基準とするアッベ数を持つ正レンズをLp1とし、該正レンズLp1のd線を基準とするアッベ数をνdp1とするとき、以下の式(8)の条件を満足することが好ましい。
【0036】
55≦νdp1≦97 (8)
式(8)の条件は、正レンズLp1のアッベ数の適切な範囲を示している。νdp1が式(8)の下限値を下回るように正レンズLp1のアッベ数が小さくなると、色の分散が大きくなり、色収差の補正が困難となるため、好ましくない。νdp1が式(8)の上限値を上回るように正レンズLp1のアッベ数が大きくなると、選択できる硝材の種類がなくなるため、好ましくない。
【0037】
各実施例の光学系は、前群Lmに含まれる全ての正レンズのうち最も小さいd線を基準とするアッベ数を持つ正レンズをLp2とし、該正レンズLp2のd線を基準とするアッベ数をνdp2とするとき、以下の式(9)の条件を満足することが好ましい。
【0038】
15≦νdp2≦40 (9)
式(9)は、正レンズLp2のアッベ数の適切な範囲を示している。νdp2が式(9)の下限値を下回るように正レンズLp2のアッベ数が小さくなると、選択できる硝材の種類がなくなるため、好ましくない。νdp2が式(9)の上限値を上回るように正レンズLp2のアッベ数が大きくなると、異常部分分散性が小さくなりすぎて、短波長側の色収差の補正が困難となるため、好ましくない。
【0039】
各実施例の光学系は、前群Lmに含まれる全ての負レンズのうち最も物体側に配置された負レンズをLnとし、該負レンズLnのd線を基準とするアッベ数をνdnとするとき、以下の式(10)の条件を満足することが望ましい。
【0040】
15≦νdn≦40 (10)
式(10)の条件は、負レンズLnのアッベ数の適切な範囲を示している。νdnが式(10)の下限値を下回るように負レンズLnのアッベ数が小さくなると、選択できる硝材の種類がなくなるため、好ましくない。νdnが式(10)の上限値を上回るように負レンズLnのアッベ数が大きくなると、色収差の補正が困難となるため、好ましくない。
【0041】
各実施例の光学系は、球面収差を良好に補正するために、前群Lfに含まれる負レンズLnの形状を両凹形状にすることが好ましい。
【0042】
各実施例の光学系において、像面湾曲と歪曲を良好に補正するために、非球面レンズLaの物体側のレンズ面の近軸曲率半径をRa1、像側の近軸曲率半径をRa2とするとき、以下の式(11)の条件を満足することが好ましい。
【0043】
0<Ra1/f
0<Ra2/f (11)
各実施例の光学系において、像面湾曲と色収差を良好に補正するために、非球面レンズLaのd線における屈折率をNdaとするとき、以下の式(12)の条件を満足することが好ましい。
【0044】
1.44≦Nda≦1.77 (12)
各実施例の光学系において、像面湾曲と歪曲を良好に補正するために、後群Lrに非球面レンズLbを設け、該非球面レンズLbの物体側のレンズ面の近軸曲率半径をRb1、像側近軸曲率半径をRb2とするとき、以下の式(13)の条件を満足することが好ましい。
【0045】
Rb1/f<0
Rb2/f<0 (13)
各実施例の光学系において、サジタルコマフレアを良好に低減するために、非球面レンズLbは周辺部に極点を持つことが好ましい。
【0046】
なお、式(1)~(13)の数値範囲を以下のようにすると、より好ましい。
【0047】
4.0≦TTL/(f×tanω)≦7.0 (1a)
1.60≦PNdave≦1.90 (2a)
0.05≦sk/TTL≦0.30 (3a)
3.0≦ff/sk≦8.0 (4a)
0.3≦-fm/fr≦0.7 (5a)
0.2≦Df/f≦0.5 (6a)
0.5≦-ff/fr≦1.5 (7a)
60≦νdp1≦96 (8a)
16≦νdp2≦30 (9a)
18≦νdn≦30 (10a)
0.5≦Ra1/f≦10.0
0.2≦Ra2/f≦10.0 (11a)
1.500≦Nda≦1.728 (12a)
-10.0≦Rb1/f≦-0.1
-10.0≦Rb2/f≦-0.1 (13a)
また、式(1)~(13)の数値範囲を以下のようにすると、さらに好ましい。
【0048】
5.0≦TTL/(f×tanω)≦6.0 (1b)
1.70≦PNdave≦1.85 (2b)
0.09≦sk/TTL≦0.15 (3b)
4.0≦ff/sk≦7.0 (4b)
0.40≦-fm/fr≦0.60 (5b)
0.3≦Df/f≦0.4 (6b)
0.7≦-ff/fr≦1.0 (7b)
65≦νdp1≦95 (8b)
17≦νdp2≦25 (9b)
20≦νdn≦28 (10b)
8≦Ra1/f≦2.0
0.4≦Ra2/f≦0.5 (11b)
1.55≦Nda≦1.70 (12b)
-1.0≦Rb1/f≦-0.2
-1.0≦Rb2/f≦-0.2 (13b)
以下、実施例1~10の光学系について具体的に説明する。
【0049】
実施例1の光学系において、前群Lmは、第1レンズ群L1により構成されている。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、両凹の負レンズLn、正レンズ、正レンズLP2、正レンズと負レンズの接合レンズおよび正レンズLP1と負レンズの接合レンズにより構成されている。第1レンズ群L1と中間レンズ群Lmとしての第2レンズ群L2との間には、開口絞りSPが配置されている。
【0050】
第2レンズ群L2は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと正レンズの接合レンズおよび正レンズと負レンズの接合レンズにより構成されている。後群Lrは、第3レンズ群L3により構成されている。第3レンズ群L3は、物体側から像側へ順に配置された、非球面レンズLb、非球面レンズLaおよび正レンズにより構成されている。
【0051】
実施例2、3、4、6の光学系において、前群Lmは、第1レンズ群L1により構成されている。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、両凹の負レンズLn、正レンズLP2、正レンズと負レンズの接合レンズおよび正レンズLP1と負レンズの接合レンズにより構成されている。第1レンズ群L1と中間レンズ群Lmとしての第2レンズ群L2との間には、開口絞りSPが配置されている。
【0052】
第2レンズ群L2は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと正レンズの接合レンズおよび正レンズと負レンズの接合レンズにより構成されている。後群Lrは、第3レンズ群L3により構成されている。第3レンズ群L3は、物体側から像側へ順に配置された、非球面レンズLb、非球面レンズLaおよび正レンズにより構成されている。
【0053】
実施例5の光学系において、前群Lmは、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2により構成されている。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、両凹の負レンズLn、正レンズLP2および正レンズと負レンズの接合レンズにより構成されている。第2レンズ群L2は、正レンズLP1と負レンズの接合レンズにより構成されている。第2レンズ群L2は、無限遠から至近へのフォーカシングに際して像側へ移動する。第2レンズ群L2と中間レンズ群Lmとしての第3レンズ群L3との間には、開口絞りSPが配置されている。
【0054】
実施例5の光学系において、前群Lmは、第1レンズ群L1と第2レンズ群L2により構成されている。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、両凹の負レンズLn、正レンズLP2および正レンズと負レンズの接合レンズにより構成されている。第2レンズ群L2は、正レンズLP1と負レンズの接合レンズにより構成されている。第2レンズ群L2と中間レンズ群Lmとしての第3レンズ群L3との間には、開口絞りSPが配置されている。
【0055】
第3レンズ群L3は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと正レンズの接合レンズおよび正レンズと負レンズの接合レンズにより構成されている。後群Lrは、第4レンズ群L4により構成されている。第4レンズ群L4は、物体側から像側へ順に配置された、非球面レンズLb、非球面レンズLaおよび正レンズにより構成されている。
【0056】
実施例7の光学系において、前群Lmは、第1レンズ群L1により構成されている。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、両凹の負レンズLn、正レンズLP2、正レンズと負レンズの接合レンズおよび正レンズLP1と負レンズの接合レンズにより構成されている。第1レンズ群L1と中間レンズ群Lmとしての第2レンズ群L2との間には、開口絞りSPが配置されている。
【0057】
第2レンズ群L2は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと正レンズの接合レンズおよび正レンズと負レンズの接合レンズにより構成されている。後群Lrは、第3レンズ群L3と第4レンズ群L4により構成されている。第3レンズ群L3は、物体側から像側へ順に配置された、非球面レンズLbおよび非球面レンズLaにより構成されている。第3レンズ群L3は、無限遠から至近へのフォーカシングに際して像側へ移動する。第4レンズ群L4は、正レンズにより構成されている。
【0058】
実施例8および9の光学系において、前群Lmは、第1レンズ群L1により構成されている。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、両凹の負レンズLn、正レンズ、正レンズLP2、正レンズと負レンズの接合レンズおよび正レンズLP1と負レンズの接合レンズにより構成されている。第1レンズ群L1と中間レンズ群Lmとしての第2レンズ群L2との間には、開口絞りSPが配置されている。
【0059】
第2レンズ群L2は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと正レンズの接合レンズおよび正レンズと負レンズの接合レンズにより構成されている。後群Lrは、第3レンズ群L3により構成されている。第3レンズ群L3は、物体側から像側へ順に配置された、非球面レンズLbおよび非球面レンズLaにより構成されている。
【0060】
実施例10の光学系において、前群Lmは、第1レンズ群L1により構成されている。第1レンズ群L1は、物体側から像側へ順に配置された、両凹の負レンズLn、正レンズ、正レンズLP2、正レンズと負レンズの接合レンズおよび正レンズLP1と負レンズの接合レンズにより構成されている。第1レンズ群L1と中間レンズ群Lmとしての第2レンズ群L2との間には、開口絞りSPが配置されている。
【0061】
第2レンズ群L2は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズと正レンズの接合レンズおよび正レンズと負レンズの接合レンズにより構成されている。後群Lrは、第3レンズ群L3により構成されている。第3レンズ群L3は、物体側から像側へ順に配置された、非球面レンズLb、非球面レンズLaおよび負レンズにより構成されている。
【0062】
なお、上記実施例1~10では前群と中間レンズ群が正の屈折力を有し、後群が負の屈折力を有する場合について説明したが、前群が負の屈折力を有してもよいし、中間レンズ群が負の屈折力を有してもよい。また後群が正の屈折力を有してもよい。すなわち、前群、中間群および後群の屈折力の正負の組み合わせは限定されない。また実施例1~10では無限遠から至近へのフォーカシングに際して中間レンズ群が物体側へ移動する場合について説明したが、像側へ移動してもよい。すなわち中間レンズ群の移動方向は限定されない。さらに、前群は、少なくとも2つの正レンズと少なくとも2つの負レンズを含んでもよい。これらの場合も、式(1)~(13)の条件のうち少なくとも1つを満足することが好ましい。
【0063】
以下、実施例1~10のそれぞれに対応する数値例1~10を示す。各数例の面データにおいて、面番号mは物体側から数えたときの面の順番を示す。rは第m面の曲率半径(mm)、d(mm)は第m面と第(m+1)面との間の光軸上の間隔を示す。ndは第m面と第(m+1)面との間の光学材料のd線(波長587.56nm)における屈折率、νdは該光学材料のd線を基準とするアッベ数を示す。d線を基準とするアッベ数νdは、フラウンホーファ線のd線(波長587.56nm)、F線(波長486.13nm)およびC線(波長656.27nm)における屈折率をそれぞれNd,NF,NCとするとき、
νd=(Nd-1)/(NF-NC)
で表される。有効径(mm)は、その光学面における結像に寄与する光線が通過する領域の直径を示す。
【0064】
各数値例において、焦点距離(mm)、Fナンバーおよび半画角(°)は、全て光学系が無限遠物体に合焦した状態での値である。BKとレンズ全長はそれぞれ、前述したバックフォーカスskと光学全長(レンズ全長)TTLに相当する。
【0065】
面番号に付された「*」は、その面が非球面形状を有する面であることを意味する。非球面形状は、Xを光軸方向での面頂点からの変位量、Hを光軸に直交する方向における光軸からの高さ、光の進行方向を正とし、Rを近軸曲率半径、Kを円錐定数、A3~A14を非球面係数とするとき、以下の式で表される。円錐定数と非球面係数の「e±x」は「×10±x」を意味する。
【0066】
【0067】
図2、
図4、
図6、
図8、
図10、
図12、
図14、
図16、
図18および
図20はそれぞれ、数値例1~10の光学系の無限遠に合焦した状態での縦収差(球面収差、非点収差、歪曲および色収差)と横収差を示している。球面収差図において、FnoはFナンバーを示し、実線はd線(波長587.6nm)に対する球面収差を、二点鎖線はg線(波長435.8nm)に対する球面収差をそれぞれ示している。非点収差図において、実線Sはサジタル像面での非点収差を、破線Mはメリディオナル像面での非点収差を示している。歪曲収差図はd線に対する歪曲収差を示している。色収差図はg線における倍率色収差を示している。ωは半画角(°)である。
【0068】
横収差図は、d線に対する横収差量を示しており、実線Mはメリディオナル断面、破線Sはサジタル断面での横収差量を示している。
[数値例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 -52.482 1.40 1.92286 20.9 38.96
2 108.023 4.86 41.65
3 181.785 7.77 1.95375 32.3 47.68
4 -69.829 0.14 48.50
5 72.841 6.56 1.95906 17.5 50.00
6 -743.568 0.20 49.53
7 134.931 11.26 1.71700 47.9 47.84
8 -43.452 1.31 1.78880 28.4 46.66
9 -117.176 0.10 44.15
10 226.380 5.10 1.43875 94.7 40.17
11 -77.993 1.33 1.85478 24.8 38.59
12 83.028 3.86 35.67
13(絞り) ∞ (可変) 34.56
14 -28.935 1.34 1.78880 28.4 29.20
15 27.835 10.19 2.00100 29.1 31.49
16 -60.921 0.20 32.76
17* 96.206 11.76 1.76385 48.5 34.02
18 -24.110 2.02 1.84666 23.8 34.98
19 -44.071 (可変) 36.85
20* -13.205 3.55 1.53500 56.0 36.20
21* -12.550 3.37 34.67
22* 56.432 4.06 1.63560 23.9 34.98
23* 21.754 4.20 37.83
24 -96.183 1.39 1.92286 20.9 38.00
25 -96.519 38.50
像面 ∞
非球面データ
第17面
K = 0.00000e+00 A 4= 5.37646e-05 A 6= 1.55863e-06 A 8= 6.05348e-09
A10= 1.82198e-12
A 3=-1.65820e-04 A 5=-1.24402e-05 A 7=-1.24659e-07 A 9=-1.62280e-10
第20面
K =-4.27441e+00 A 4= 1.78716e-05 A 6=-6.05510e-06 A 8=-2.51039e-08
A10=-6.98524e-12
A 3= 5.33362e-04 A 5= 3.06426e-05 A 7= 5.26407e-07 A 9= 6.44512e-10
第21面
K =-4.40654e+00 A 4= 6.44848e-04 A 6= 9.25388e-06 A 8= 2.81051e-08
A10= 9.86621e-12
A 3=-3.46691e-04 A 5=-9.85179e-05 A 7=-6.15848e-07 A 9=-7.80055e-10
第22面
K = 0.00000e+00 A 4= 5.80061e-04 A 6= 7.76706e-06 A 8=-6.95980e-08
A10=-1.91328e-10 A12=-1.81766e-14
A 3=-1.22295e-04 A 5=-1.17096e-04 A 7= 1.86177e-07 A 9= 5.23501e-09
A11= 3.30660e-12
第23面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.19737e-04 A 6=-1.00699e-05 A 8=-1.69644e-07
A10=-4.30350e-10 A12=-9.61000e-14
A 3= 7.95396e-04 A 5= 3.69643e-05 A 7= 1.67386e-06 A 9= 1.08448e-08
A11= 9.72341e-12
焦点距離 48.50
Fナンバー 1.25
半画角(°) 24.04
像高 21.64
レンズ全長 113.00
BF 11.92
物体距離/倍率 無限 0.154倍
d13 13.27 7.22
d19 1.84 7.88
入射瞳位置 25.90
射出瞳位置 -51.59
前側主点位置 37.37
後側主点位置 -36.58
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 76.33 43.88 13.83 -10.43
2 14 40.71 25.52 14.32 2.58
3 20 -85.30 16.57 4.32 -8.00
[数値例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 -57.005 1.44 1.80810 22.8 38.96
2 90.515 5.96 41.28
3 97.899 8.21 1.94594 18.0 49.02
4 -101.934 0.20 49.50
5 94.495 13.00 1.80400 46.5 49.39
6 -45.449 1.40 1.92286 20.9 48.73
7 -106.941 0.20 47.88
8 67.455 10.47 1.43875 94.7 42.80
9 -48.750 1.40 1.58144 40.8 40.94
10 73.537 4.19 36.35
11(絞り) ∞ (可変) 35.23
12 -32.143 1.39 1.74077 27.8 29.89
13 26.064 12.76 2.00100 29.1 31.39
14 -75.863 0.20 31.13
15* 89.351 11.05 1.69680 55.5 31.04
16 -22.410 2.79 1.69895 30.1 31.97
17 -51.399 (可変) 33.67
18* -13.515 3.76 1.53500 56.0 33.53
19* -13.485 2.83 32.58
20* 60.099 4.26 1.61550 25.8 33.16
21* 21.080 3.13 36.83
22 -240.533 2.28 2.00069 25.5 37.26
23 -119.912 37.80
像面 ∞
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.32972e-05 A 6= 1.11752e-06 A 8= 4.14369e-09
A10= 1.04564e-12
A 3=-1.00111e-04 A 5=-8.89535e-06 A 7=-8.84820e-08 A 9=-1.04206e-10
第18面
K =-5.88757e+00 A 4=-2.71472e-04 A 6=-1.48622e-05 A 8=-5.67023e-08
A10=-1.61539e-11
A 3= 7.95535e-04 A 5= 9.96883e-05 A 7= 1.20415e-06 A 9= 1.46692e-09
第19面
K =-3.35640e+00 A 4= 6.15817e-04 A 6= 1.66019e-06 A 8=-8.55019e-09
A10=-5.05019e-14
A 3=-1.43247e-04 A 5=-6.16012e-05 A 7= 1.05295e-07 A 9= 1.76563e-10
第20面
K = 0.00000e+00 A 4= 6.51831e-04 A 6= 1.02975e-05 A 8=-7.77252e-08
A10=-3.25677e-10 A12=-6.51157e-14
A 3=-4.72892e-04 A 5=-1.34367e-04 A 7= 3.46845e-08 A 9= 7.21992e-09
A11= 7.39708e-12
第21面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.90800e-04 A 6=-1.41705e-05 A 8=-2.40217e-07
A10=-6.85583e-10 A12=-1.74180e-13
A 3= 6.44304e-04 A 5= 5.83963e-05 A 7= 2.30041e-06 A 9= 1.62058e-08
A11= 1.65507e-11
焦点距離 48.50
Fナンバー 1.25
半画角(°) 24.04
像高 21.64
レンズ全長 117.51
BF 11.92
物体距離/倍率 無限 0.156倍
d11 12.75 6.75
d17 1.91 7.91
入射瞳位置 27.93
射出瞳位置 -54.47
前側主点位置 41.00
後側主点位置 -36.58
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 76.03 46.48 17.85 -8.91
2 12 41.75 28.19 14.63 0.71
3 18 -93.30 16.26 0.79 -10.96
[数値例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 -57.655 1.44 1.80810 22.8 38.96
2 90.921 6.16 41.23
3 100.032 7.98 1.94594 18.0 49.04
4 -104.726 0.20 49.50
5 96.854 12.67 1.80400 46.5 49.50
6 -46.640 1.40 1.92286 20.9 48.90
7 -105.961 0.20 48.14
8 65.321 10.84 1.43875 94.7 43.01
9 -47.982 1.40 1.58144 40.8 41.08
10 72.990 4.20 36.46
11(絞り) ∞ (可変) 35.37
12 -32.736 1.43 1.74077 27.8 29.98
13 26.135 12.01 2.00100 29.1 31.44
14 -78.540 0.50 31.18
15* 89.297 11.03 1.69680 55.5 31.05
16 -22.527 2.44 1.69895 30.1 31.99
17 -51.670 (可変) 33.63
18* -13.497 3.74 1.53500 56.0 33.52
19* -13.289 2.82 32.56
20* 62.834 4.43 1.61550 25.8 33.11
21* 21.077 3.19 36.86
22 -245.008 2.29 2.00069 25.5 37.26
23 -117.939 (可変) 37.80
像面 ∞
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+00 A 4= 3.33689e-05 A 6= 1.12024e-06 A 8= 4.13811e-09
A10= 1.04675e-12
A 3=-9.89037e-05 A 5=-8.92891e-06 A 7=-8.85418e-08 A 9=-1.03939e-10
第18面
K =-5.59343e+00 A 4=-2.48212e-04 A 6=-1.44824e-05 A 8=-5.60354e-08
A10=-1.60139e-11
A 3= 7.60344e-04 A 5= 9.56402e-05 A 7= 1.18371e-06 A 9= 1.45357e-09
第19面
K =-3.18771e+00 A 4= 6.12209e-04 A 6= 1.74522e-06 A 8=-7.07541e-09
A10= 8.53125e-13
A 3=-1.41291e-04 A 5=-6.14094e-05 A 7= 8.77888e-08 A 9= 1.17866e-10
第20面
K = 0.00000e+00 A 4= 6.38602e-04 A 6= 9.77458e-06 A 8=-7.78300e-08
A10=-3.15421e-10 A12=-6.15155e-14
A 3=-4.51554e-04 A 5=-1.30558e-04 A 7= 6.85395e-08 A 9= 7.07611e-09
A11= 7.08707e-12
第21面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.90901e-04 A 6=-1.42728e-05 A 8=-2.38720e-07
A10=-6.76314e-10 A12=-1.71301e-13
A 3= 6.33038e-04 A 5= 5.91833e-05 A 7= 2.29968e-06 A 9= 1.60352e-08
A11= 1.62948e-11
焦点距離 48.50
Fナンバー 1.25
半画角(°) 24.04
像高 21.64
レンズ全長 117.18
BF 11.92
物体距離/倍率 無限 0.156倍
d11 12.99 6.69
d17 1.90 7.98
入射瞳位置 27.96
射出瞳位置 -54.62
前側主点位置 41.11
後側主点位置 -36.58
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 76.81 46.48 18.00 -8.82
2 12 42.39 27.41 14.35 0.58
3 18 -96.89 16.48 0.87 -11.04
[数値例4]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 -57.677 1.43 1.78472 25.7 39.40
2 84.118 6.81 41.25
3 95.377 8.63 1.92286 18.9 50.03
4 -101.009 0.20 50.50
5 97.881 12.70 1.72916 54.7 50.26
6 -48.085 1.38 1.92286 18.9 49.65
7 -91.921 0.20 49.21
8 78.154 11.23 1.43875 94.7 44.03
9 -43.858 1.41 1.56732 42.8 42.12
10 80.566 4.10 37.43
11(絞り) ∞ (可変) 36.39
12 -30.774 1.45 1.74077 27.8 31.49
13 27.703 12.38 2.00100 29.1 34.07
14 -75.431 0.20 33.99
15* 72.163 12.61 1.64000 60.1 32.32
16 -21.799 1.49 1.63980 34.5 33.34
17 -47.877 (可変) 34.89
18* -16.619 3.96 1.53500 56.0 34.57
19* -17.356 3.05 32.98
20* 43.533 5.14 1.63560 23.9 33.38
21* 21.080 4.00 36.60
22 -113.628 2.42 1.95906 17.5 36.82
23 -91.080 37.63
像面 ∞
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+00 A 4= 5.41546e-05 A 6= 1.45093e-06 A 8= 4.26187e-09
A10= 7.39216e-13
A 3=-1.76505e-04 A 5=-1.24650e-05 A 7=-1.03377e-07 A 9=-9.14957e-11
第18面
K =-8.40074e+00 A 4=-1.58789e-04 A 6=-7.00442e-06 A 8=-1.79131e-08
A10=-2.32428e-12
A 3= 7.86549e-04 A 5= 5.33971e-05 A 7= 4.78090e-07 A 9= 3.38563e-10
第19面
K =-5.78545e+00 A 4= 6.52084e-04 A 6= 1.00083e-05 A 8= 3.62759e-08
A10= 1.40337e-11
A 3=-3.20449e-04 A 5=-1.00889e-04 A 7=-7.25492e-07 A 9=-1.07937e-09
第20面
K = 0.00000e+00 A 4= 4.05205e-04 A 6= 6.56796e-06 A 8=-7.47369e-08
A10=-3.30628e-10 A12=-8.87165e-14
A 3=-2.22625e-04 A 5=-8.95434e-05 A 7= 1.59019e-07 A 9= 6.92079e-09
A11= 8.35416e-12
第21面
K = 0.00000e+00 A 4=-4.71817e-04 A 6=-1.58142e-05 A 8=-1.99245e-07
A10=-5.19029e-10 A12=-1.29054e-13
A 3= 1.07100e-03 A 5= 8.81324e-05 A 7= 2.12198e-06 A 9= 1.26705e-08
A11= 1.23288e-11
焦点距離 48.50
Fナンバー 1.25
半画角(°) 24.04
像高 21.64
レンズ全長 122.03
BF 11.99
物体距離/倍率 無限 0.156倍
d11 13.33 7.46
d17 1.91 7.77
入射瞳位置 28.24
射出瞳位置 -54.31
前側主点位置 41.26
後側主点位置 -36.51
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 81.69 48.09 20.54 -7.04
2 12 42.09 28.13 14.97 0.97
3 18 -87.55 18.59 3.74 -9.69
[数値例5]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 -57.108 1.44 1.78472 25.7 39.14
2 84.051 6.64 41.29
3 93.607 8.71 1.92286 18.9 50.03
4 -100.238 0.20 50.50
5 97.808 12.90 1.72916 54.7 50.19
6 -47.012 1.40 1.92286 18.9 49.56
7 -90.310 (可変) 49.10
8 93.968 10.78 1.43875 94.7 44.20
9 -43.311 1.43 1.56732 42.8 42.41
10 102.979 (可変) 38.05
11(絞り) ∞ (可変) 36.61
12 -30.758 1.45 1.74077 27.8 31.46
13 27.429 12.62 2.00100 29.1 33.93
14 -79.278 0.20 33.79
15* 71.392 12.51 1.64000 60.1 32.22
16 -21.821 1.65 1.63980 34.5 33.22
17 -46.886 (可変) 34.79
18* -15.051 3.91 1.53500 56.0 34.44
19* -15.900 3.00 32.81
20* 43.280 5.32 1.63560 23.9 33.30
21* 21.127 3.73 36.61
22 -131.817 2.30 1.95906 17.5 36.84
23 -106.190 37.58
像面 ∞
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+00 A 4= 5.74684e-05 A 6= 1.51200e-06 A 8= 4.35527e-09
A10= 7.22714e-13
A 3=-1.85812e-04 A 5=-1.30857e-05 A 7=-1.06798e-07 A 9=-9.20134e-11
第18面
K =-7.08229e+00 A 4=-1.68119e-04 A 6=-8.97552e-06 A 8=-2.78675e-08
A10=-5.45973e-12
A 3= 8.44342e-04 A 5= 6.28773e-05 A 7= 6.68687e-07 A 9= 6.12342e-10
第19面
K =-4.64706e+00 A 4= 7.60583e-04 A 6= 1.02069e-05 A 8= 3.24402e-08
A10= 1.24833e-11
A 3=-4.38725e-04 A 5=-1.12557e-04 A 7=-6.78666e-07 A 9=-9.55775e-10
第20面
K = 0.00000e+00 A 4= 5.18854e-04 A 6= 8.60317e-06 A 8=-7.51418e-08
A10=-3.34287e-10 A12=-8.49540e-14
A 3=-4.04452e-04 A 5=-1.11096e-04 A 7= 7.12499e-08 A 9= 7.09873e-09
A11= 8.23498e-12
第21面
K = 0.00000e+00 A 4=-4.61864e-04 A 6=-1.56818e-05 A 8=-1.99763e-07
A10=-5.20986e-10 A12=-1.28244e-13
A 3= 1.04929e-03 A 5= 8.66417e-05 A 7= 2.11760e-06 A 9= 1.27305e-08
A11= 1.23271e-11
焦点距離 48.50
Fナンバー 1.25
半画角(°) 24.04
像高 21.64
レンズ全長 122.18
BF 12.21
物体距離/倍率 無限 0.158倍
d 7 0.20 0.78
d10 4.29 3.71
d11 13.36 7.54
d17 1.91 7.74
入射瞳位置 28.09
射出瞳位置 -53.58
前側主点位置 40.84
後側主点位置 -36.28
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 64.06 31.30 24.03 9.68
2 8 -285.48 12.21 19.60 10.46
3 12 42.34 28.42 15.26 1.20
4 18 -84.85 18.26 3.75 -9.24
[数値例6]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 -58.898 1.43 1.77830 23.9 38.97
2 79.559 7.50 40.39
3 87.680 8.91 1.92286 18.9 50.10
4 -102.220 0.20 50.50
5 107.165 13.39 1.83481 42.7 49.86
6 -42.832 1.41 1.92286 20.9 49.12
7 -113.183 0.18 47.89
8 86.599 10.32 1.43875 94.7 43.18
9 -44.859 1.41 1.62004 36.3 41.26
10 89.938 3.85 37.13
11(絞り) ∞ (可変) 36.10
12 -30.631 1.44 1.74077 27.8 31.26
13 28.100 12.53 2.00100 29.1 33.80
14 -72.348 0.20 33.75
15* 73.399 12.66 1.61997 63.9 32.38
16 -21.651 1.49 1.63980 34.5 33.39
17 -45.432 (可変) 35.07
18* -22.765 4.76 1.58313 59.4 34.77
19* -23.663 2.23 32.99
20* 41.144 5.56 1.63560 23.9 33.26
21* 21.025 3.97 36.50
22 -106.173 2.31 2.00069 25.5 36.71
23 -89.769 37.52
像面 ∞
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+00 A 4= 4.78352e-05 A 6= 1.37566e-06 A 8= 4.44487e-09
A10= 9.60554e-13
A 3=-1.57093e-04 A 5=-1.14446e-05 A 7=-1.02173e-07 A 9=-1.03240e-10
第18面
K =-1.29274e+01 A 4=-1.45405e-04 A 6=-4.67476e-06 A 8=-9.99426e-09
A10=-9.34234e-13
A 3= 6.80273e-04 A 5= 4.00711e-05 A 7= 2.91510e-07 A 9= 1.68767e-10
第19面
K =-4.58640e+00 A 4= 5.12047e-04 A 6= 9.18831e-06 A 8= 3.85546e-08
A10= 1.55327e-11
A 3=-2.27546e-05 A 5=-8.37482e-05 A 7=-7.29744e-07 A 9=-1.17802e-09
第20面
K = 0.00000e+00 A 4= 2.13459e-04 A 6= 4.17605e-06 A 8=-6.33667e-08
A10=-2.82786e-10 A12=-7.61168e-14
A 3= 1.18437e-04 A 5=-5.72546e-05 A 7= 1.81175e-07 A 9= 5.85598e-09
A11= 7.19340e-12
第21面
K = 0.00000e+00 A 4=-5.43258e-04 A 6=-1.65813e-05 A 8=-1.96156e-07
A10=-5.22183e-10 A12=-1.34334e-13
A 3= 1.10691e-03 A 5= 1.00494e-04 A 7= 2.11678e-06 A 9= 1.25576e-08
A11= 1.26205e-11
焦点距離 47.62
Fナンバー 1.25
半画角(°) 24.44
像高 21.64
レンズ全長 122.90
BF 11.99
物体距離/倍率 無限 0.156倍
d11 13.27 7.38
d17 1.88 7.77
入射瞳位置 27.70
射出瞳位置 -54.18
前側主点位置 41.05
後側主点位置 -35.62
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 81.42 48.60 20.83 -6.33
2 12 42.48 28.32 15.20 1.08
3 18 -90.71 18.84 4.67 -8.56
[数値例7]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 -59.271 1.45 1.77830 23.9 39.18
2 78.481 7.52 40.37
3 88.031 8.90 1.92286 18.9 50.10
4 -101.866 0.20 50.50
5 106.241 13.37 1.83481 42.7 49.88
6 -42.958 1.40 1.92286 20.9 49.16
7 -113.119 0.18 47.93
8 83.478 10.39 1.43875 94.7 43.12
9 -45.067 1.41 1.62004 36.3 41.17
10 84.082 3.95 36.95
11(絞り) ∞ (可変) 35.94
12 -30.479 1.38 1.74077 27.8 31.30
13 28.090 12.57 2.00100 29.1 33.94
14 -72.239 0.20 33.91
15* 73.841 12.58 1.61997 63.9 32.26
16 -21.658 1.44 1.63980 34.5 33.29
17 -45.220 (可変) 34.98
18* -23.030 4.75 1.58313 59.4 34.73
19* -23.797 2.22 32.97
20* 39.989 5.42 1.63560 23.9 33.25
21* 21.003 (可変) 36.37
22 -116.422 2.24 2.00069 25.5 36.83
23 -99.610 37.59
像面 ∞
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+00 A 4= 4.76767e-05 A 6= 1.37160e-06 A 8= 4.43564e-09
A10= 9.58782e-13
A 3=-1.56923e-04 A 5=-1.14141e-05 A 7=-1.01904e-07 A 9=-1.03065e-10
第18面
K =-1.30224e+01 A 4=-1.40575e-04 A 6=-4.55413e-06 A 8=-9.60966e-09
A10=-8.15633e-13
A 3= 6.77762e-04 A 5= 3.90339e-05 A 7= 2.82929e-07 A 9= 1.58676e-10
第19面
K =-4.48730e+00 A 4= 5.12069e-04 A 6= 9.26009e-06 A 8= 3.91727e-08
A10= 1.58266e-11
A 3=-2.10974e-05 A 5=-8.39538e-05 A 7=-7.39122e-07 A 9=-1.19902e-09
第20面
K = 0.00000e+00 A 4= 2.09225e-04 A 6= 4.13181e-06 A 8=-6.34547e-08
A10=-2.82812e-10 A12=-7.56848e-14
A 3= 1.21537e-04 A 5=-5.66474e-05 A 7= 1.83081e-07 A 9= 5.86021e-09
A11= 7.18175e-12
第21面
K = 0.00000e+00 A 4=-5.40859e-04 A 6=-1.63457e-05 A 8=-1.93607e-07
A10=-5.17563e-10 A12=-1.33696e-13
A 3= 1.09739e-03 A 5= 9.94067e-05 A 7= 2.08612e-06 A 9= 1.24198e-08
A11= 1.25353e-11
焦点距離 47.60
Fナンバー 1.25
半画角(°) 24.44
像高 21.64
レンズ全長 122.88
BF 12.09
物体距離/倍率 無限 0.155倍
d11 13.05 7.36
d17 1.84 8.10
d21 4.31 3.74
入射瞳位置 27.88
射出瞳位置 -54.12
前側主点位置 41.26
後側主点位置 -35.50
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 82.25 48.78 20.64 -6.66
2 12 42.57 28.17 15.20 1.19
3 18 -79.60 12.40 6.69 -1.09
4 22 646.32 2.24 7.26 6.21
[数値例8]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 1000.000 1.57 2.00100 29.1 38.96
2 ∞ 7.26 38.93
3 -64.570 1.40 1.84666 23.8 38.76
4 82.506 7.08 40.59
5 132.751 6.79 1.91082 35.3 48.05
6 -110.730 0.11 48.65
7 78.960 6.02 1.94594 18.0 50.00
8 -1068.515 0.20 49.62
9 86.214 11.02 1.76385 48.5 47.73
10 -52.439 1.27 1.85478 24.8 46.57
11 -163.604 0.11 44.29
12 124.478 4.88 1.43875 94.7 40.24
13 -122.423 1.29 1.85478 24.8 38.66
14 64.286 4.39 35.50
15(絞り) ∞ (可変) 34.34
16 -27.994 1.29 1.78880 28.4 28.61
17 29.062 9.85 2.00100 29.1 31.19
18 -53.658 0.20 32.29
19* 94.813 11.85 1.76385 48.5 33.65
20 -23.639 1.45 1.85478 24.8 34.56
21 -45.440 (可変) 36.28
22* -14.039 3.99 1.58313 59.4 35.82
23* -12.405 2.92 34.63
24* 78.180 3.57 1.68948 31.0 34.95
25* 21.567 38.00
像面 ∞
非球面データ
第19面
K = 0.00000e+00 A 4= 6.32292e-05 A 6= 2.21434e-06 A 8= 9.48450e-09
A10= 3.09432e-12
A 3=-1.70963e-04 A 5=-1.62090e-05 A 7=-1.87106e-07 A 9=-2.64337e-10
第22面
K =-3.43065e+00 A 4= 1.04387e-05 A 6=-9.73401e-06 A 8=-4.53649e-08
A10=-1.34370e-11
A 3= 4.90633e-04 A 5= 4.68535e-05 A 7= 9.01074e-07 A 9= 1.21136e-09
第23面
K =-3.86397e+00 A 4= 8.03053e-04 A 6= 1.33760e-05 A 8= 4.37050e-08
A10= 1.68143e-11
A 3=-5.11667e-04 A 5=-1.34444e-04 A 7=-9.23043e-07 A 9=-1.26929e-09
第24面
K = 0.00000e+00 A 4= 7.88845e-04 A 6= 1.55975e-05 A 8=-1.88494e-08
A10=-1.08563e-10 A12= 1.94811e-15
A 3=-2.01869e-04 A 5=-1.72721e-04 A 7=-5.58477e-07 A 9= 2.77439e-09
A11= 1.49300e-12
第25面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.37204e-04 A 6=-1.29810e-05 A 8=-2.21118e-07
A10=-5.61060e-10 A12=-1.26354e-13
A 3= 8.53219e-04 A 5= 4.46557e-05 A 7= 2.18381e-06 A 9= 1.41173e-08
A11= 1.27265e-11
各種データ
焦点距離 48.50
Fナンバー 1.25
半画角(°) 24.04
像高 21.64
レンズ全長 120.00
BF 16.33
物体距離/倍率 無限 0.152倍
d15 13.30 7.38
d21 1.84 7.77
入射瞳位置 35.80
射出瞳位置 -42.97
前側主点位置 44.63
後側主点位置 -32.17
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 74.00 53.40 22.83 -11.03
2 16 39.93 24.64 13.63 2.24
3 22 -76.12 10.48 4.27 -2.45
[数値例9]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 296.014 1.65 2.00100 29.1 38.96
2 419.137 7.26 38.86
3 -64.808 1.46 1.84666 23.8 38.71
4 73.123 6.27 40.63
5 135.172 6.15 1.91082 35.3 47.36
6 -129.521 0.16 48.02
7 97.022 6.19 1.94594 18.0 50.00
8 -276.153 0.20 49.85
9 71.468 12.40 1.76385 48.5 47.95
10 -49.479 1.39 1.85478 24.8 46.75
11 -139.704 0.11 44.51
12 156.547 3.74 1.43875 94.7 40.52
13 -239.478 1.41 1.85478 24.8 39.06
14 62.600 (可変) 36.03
15(絞り) ∞ (可変) 34.82
16 -30.050 1.45 1.78880 28.4 28.83
17 27.513 9.61 2.00100 29.1 30.45
18 -69.975 0.20 31.92
19* 95.890 11.65 1.76385 48.5 33.19
20 -23.742 1.96 1.85478 24.8 34.25
21 -43.249 (可変) 36.18
22* -14.678 3.92 1.58313 59.4 35.73
23* -12.828 2.48 34.48
24* 74.622 4.66 1.68948 31.0 34.60
25* 21.555 38.00
像面 ∞
非球面データ
第19面
K = 0.00000e+00 A 4= 6.03791e-05 A 6= 2.21892e-06 A 8= 9.65989e-09
A10= 3.17596e-12
A 3=-1.55004e-04 A 5=-1.60217e-05 A 7=-1.89413e-07 A 9=-2.70138e-10
第22面
K =-3.47418e+00 A 4= 2.64139e-05 A 6=-9.66133e-06 A 8=-4.51978e-08
A10=-1.34194e-11
A 3= 4.15841e-04 A 5= 4.56382e-05 A 7= 8.97296e-07 A 9= 1.20748e-09
第23面
K =-4.22528e+00 A 4= 8.07011e-04 A 6= 1.37783e-05 A 8= 4.44833e-08
A10= 1.66680e-11
A 3=-5.47883e-04 A 5=-1.37042e-04 A 7=-9.49537e-07 A 9=-1.27441e-09
第24面
K = 0.00000e+00 A 4= 7.63375e-04 A 6= 1.45509e-05 A 8=-1.86686e-08
A10=-1.08001e-10 A12=-8.56394e-16
A 3=-4.19469e-04 A 5=-1.61944e-04 A 7=-5.17042e-07 A 9= 2.70292e-09
A11= 1.60470e-12
第25面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.55253e-04 A 6=-1.37547e-05 A 8=-2.19520e-07
A10=-5.61626e-10 A12=-1.27978e-13
A 3= 5.92881e-04 A 5= 5.44466e-05 A 7= 2.19254e-06 A 9= 1.40493e-08
A11= 1.28176e-11
焦点距離 48.50
Fナンバー 1.25
半画角(°) 24.04
像高 21.64
レンズ全長 120.00
BF 16.20
物体距離/倍率 無限 0.159倍
d14 4.54 7.09
d15 13.02 7.05
d21 1.94 7.90
入射瞳位置 35.11
射出瞳位置 -41.54
前側主点位置 42.87
後側主点位置 -32.30
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 71.61 48.37 23.57 -5.40
2 16 42.90 24.87 14.34 2.82
3 22 -80.40 11.06 5.49 -1.41
[数値例10]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 -60.699 1.36 1.84666 23.8 38.96
2 82.970 6.43 41.15
3 2917.279 3.64 1.95375 32.3 46.06
4 -141.895 0.15 46.94
5 78.186 8.96 1.84666 23.8 52.04
6 -130.498 0.20 52.12
7 66.351 14.13 1.71700 47.9 50.02
8 -48.476 1.29 1.78880 28.4 48.70
9 -140.821 0.24 46.25
10 201.502 8.16 1.59282 68.6 42.39
11 -45.384 1.33 1.72047 34.7 40.65
12 82.183 3.80 35.80
13(絞り) ∞ (可変) 34.49
14 -33.003 1.32 1.78880 28.4 28.47
15 27.217 8.49 2.00100 29.1 29.86
16 -101.028 0.20 30.93
17* 96.420 10.76 1.76385 48.5 32.05
18 -24.146 1.43 1.84666 23.8 33.30
19 -39.274 (可変) 34.94
20* -16.083 4.48 1.53500 56.0 34.70
21* -15.233 1.52 34.10
22* 52.399 5.41 1.63560 23.9 34.28
23* 21.359 2.78 37.93
24 -508.103 1.31 1.92286 20.9 38.37
25 1609.712 38.74
像面 ∞
非球面データ
第17面
K = 0.00000e+00 A 4= 7.62821e-05 A 6= 3.07168e-06 A 8= 1.45215e-08
A10= 5.06023e-12
A 3=-1.86315e-04 A 5=-2.10917e-05 A 7=-2.74094e-07 A 9=-4.18974e-10
第20面
K =-6.88013e+00 A 4=-1.89303e-04 A 6=-1.02530e-05 A 8=-4.46873e-08
A10=-1.37534e-11
A 3= 6.85791e-04 A 5= 6.61195e-05 A 7= 8.87808e-07 A 9= 1.21558e-09
第21面
K =-4.16417e+00 A 4= 1.08906e-03 A 6= 2.66900e-05 A 8= 9.56578e-08
A10= 3.41491e-11
A 3=-5.97375e-04 A 5=-2.26804e-04 A 7=-1.99988e-06 A 9=-2.69826e-09
第22面
K = 0.00000e+00 A 4= 7.37075e-04 A 6= 2.16848e-05 A 8= 2.96573e-08
A10=-5.96693e-11 A12= 1.67586e-14
A 3=-3.44779e-04 A 5=-1.89748e-04 A 7=-1.29702e-06 A 9= 8.64156e-10
A11= 4.85021e-13
第23面
K = 0.00000e+00 A 4=-5.61961e-04 A 6=-2.43268e-05 A 8=-3.21277e-07
A10=-8.07403e-10 A12=-1.87901e-13
A 3= 9.72704e-04 A 5= 1.25282e-04 A 7= 3.39021e-06 A 9= 2.01933e-08
A11= 1.85964e-11
焦点距離 48.50
Fナンバー 1.25
半画角(°) 24.04
像高 21.64
レンズ全長 113.00
BF 10.71
物体距離/倍率 無限 0.159倍
d13 13.13 6.36
d19 1.75 8.53
入射瞳位置 29.34
射出瞳位置 -39.71
前側主点位置 31.18
後側主点位置 -37.79
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 64.39 49.69 17.37 -10.09
2 14 44.02 22.21 13.41 2.90
3 20 -68.23 15.50 5.50 -4.86
表1に、数値例1~10における式(1)~(12)の値をまとめて示す。各数値例は、式(1)~(12)の条件を全て満足している。
【0069】
【0070】
[撮像装置]
図21は、実施例1~10の光学系を撮像光学系として用いた撮像装置としてのデジタルスチルカメラを示している。20はカメラ本体、21は実施例1~10のいずれかの光学系によって構成された撮像光学系である。22はカメラ本体20に内蔵され、撮像光学系21により形成された光学像(被写体像)を撮像するCCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子である。23は撮像素子22からの撮像信号を処理することで生成された画像データを記録する記録部であり、24は画像データを表示する背面ディスプレイである。
【0071】
各実施例の光学系を撮像光学系として用いることで、小型で高い光学性能を有するカメラを得ることができる。
【0072】
なお、カメラは、クイックターンミラーを有する一眼レフカメラであってもよいし、クイックターンミラーを有さないミラーレスカメラであってもよい。またレンズ一体型のカメラでもよい。
【0073】
以上の実施の形態は、以下の構成を含む。
【0074】
(構成1)
物体側から像側へ順に配置された、少なくとも1つのレンズ群を含む正の屈折力の前群、正の屈折力の中間レンズ群および少なくとも1つのレンズ群を含む負の屈折力の後群により構成され、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、
無限遠から至近へのフォーカシングに際して前記中間レンズ群が物体側へ移動し、
前記前群は、少なくとも2つの正レンズと少なくとも1つの負レンズを含み、
前記後群は、光軸から離れた位置に極点を持つ非球面を有する少なくとも1つの非球面レンズを含むことを特徴とする光学系。
(構成2)
前記光学系の最も物体側のレンズ面から該光学系の最も像側のレンズ面までの光軸上の長さに前記最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算長を加えた長さをTTL、前記光学系の焦点距離をf、前記光学系の半画角をωとするとき、
3.0≦TTL/(f×tanω)≦10.0
なる条件を満足することを特徴とする構成1に記載の光学系。
(構成3)
前記光学系に含まれる全ての正レンズのd線における屈折率の平均をPNdaveとするとき、
1.50≦PNdave≦2.00
なる条件を満足することを特徴とする構成1または2に記載の光学系。
(構成4)
前記光学系の最も物体側のレンズ面から該光学系の最も像側のレンズ面までの光軸上の長さに前記最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算長を加えた長さをTTL、前記空気換算長をskとするとき、
0.01≦sk/TTL≦0.50
なる条件を満足することを特徴とする構成1から3のいずれか1つに記載の光学系。
(構成5)
前記前群の焦点距離をffとするとき、
2.0≦ff/sk≦10.0
なる条件を満足することを特徴とする構成1から4のいずれか1つに記載の光学系。
(構成6)
前記中間レンズ群の焦点距離をfm、前記後群の焦点距離をfrとするとき、
0.1≦-fm/fr≦1.0
なる条件を満足することを特徴とする構成1から5のいずれか1つに記載の光学系。
(構成7)
前記前群と前記中間レンズ群との光軸上の間隔をDfとするとき、
0.1≦Df/f≦1.0
なる条件を満足することを特徴とする構成1から6のいずれか1つに記載の光学系。
(構成8)
前記前群の焦点距離をff、前記後群の焦点距離をfrとするとき、
0.1≦-ff/fr≦2.0
なる条件を満足することを特徴とする構成1から7のいずれか1つに記載の光学系。
(構成9)
前記前群に含まれる全ての正レンズのうち最も大きいd線を基準とするアッベ数を持つ正レンズの前記アッベ数をνdp1とするとき、
55≦νdp1≦96
なる条件を満足することを特徴とする構成1から8のいずれか1つに記載の光学系。
(構成10)
前記前群に含まれる全ての正レンズのうち最も小さいd線を基準とするアッベ数を持つ正レンズの前記アッベ数をνdp2とするとき、
15≦νdp2≦40
なる条件を満足することを特徴とする構成1から9のいずれか1つに記載の光学系。
(構成11)
前記前群に含まれる全ての負レンズのうち最も物体側に配置された負レンズのd線を基準とするアッベ数をνdnとするとき、
15≦νdn≦40
なる条件を満足することを特徴とする構成1から10のいずれか1つに記載の光学系。
(構成12)
前記負レンズは、両凹形状を有することを特徴とする構成11に記載の光学系。
(構成13)
前記少なくとも1つの非球面レンズは、物体側および像側のレンズ面の近軸曲率半径をそれぞれRa1、をRa2とするとき、
0<Ra1/f
0<Ra2/f
なる条件を満足する非球面レンズを含むことを特徴とする構成1から12のいずれか1つに記載の光学系。
(構成14)
前記少なくとも1つの非球面レンズのd線における屈折率をNdaとするとき、
1.44≦Nda≦1.77
なる条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の光学系。
(構成15)
前記少なくとも1つの非球面レンズは、物体側および像側のレンズ面の近軸曲率半径をそれぞれRb1、Rb2とするとき、
Rb1/f<0
Rb2/f<0
なる条件を満足する非球面レンズを含むことを特徴とする構成13に記載の光学系。
(構成16)
物体側から像側へ順に配置された、少なくとも1つのレンズ群を含む前群、中間レンズ群および少なくとも1つのレンズ群を含む後群により構成され、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、
無限遠から至近へのフォーカシングに際して前記中間レンズ群が移動し、
前記前群は、少なくとも2つの正レンズと少なくとも2つの負レンズを含み、
前記後群は、光軸から離れた位置に極点を持つ非球面を有する少なくとも1つの非球面レンズを含むことを特徴とする光学系。(構成17)
構成1から16のいずれか1つに記載の光学系と、
該光学系を通して被写体を撮像する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【0075】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【0076】
Lf 前群
Lm 中間レンズ群
Lr 後群
Lp1,Lp2 正レンズ
Ln 負レンズ
La,Lb 非球面レンズ