(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-07
(45)【発行日】2023-06-15
(54)【発明の名称】結像光学系及び撮影装置
(51)【国際特許分類】
G02B 13/00 20060101AFI20230608BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20230608BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
(21)【出願番号】P 2019089985
(22)【出願日】2019-05-10
【審査請求日】2022-05-02
(73)【特許権者】
【識別番号】000133227
【氏名又は名称】株式会社タムロン
(74)【代理人】
【識別番号】240000327
【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100082821
【氏名又は名称】村社 厚夫
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【氏名又は名称】松下 満
(74)【代理人】
【識別番号】100098475
【氏名又は名称】倉澤 伊知郎
(74)【代理人】
【識別番号】100130937
【氏名又は名称】山本 泰史
(72)【発明者】
【氏名】林 俊秀
(72)【発明者】
【氏名】横田 耕一郎
(72)【発明者】
【氏名】野田 隆行
【審査官】瀬戸 息吹
(56)【参考文献】
【文献】特開2006-003569(JP,A)
【文献】特開2014-102358(JP,A)
【文献】特開2013-190742(JP,A)
【文献】特開2012-123340(JP,A)
【文献】特開2001-290076(JP,A)
【文献】特公昭32-010242(JP,B2)
【文献】特開平08-248310(JP,A)
【文献】特開2013-235239(JP,A)
【文献】特開2003-315677(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 9/00 - 17/08
G02B 21/02 - 21/04
G02B 25/00 - 25/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズG1と、正の屈折力を有する第2レンズG2と、正の屈折力を有する第3レンズG3と、負の屈折力を有する第4レンズG4と、第5レンズG5と、
正の屈折力を有する第6レンズG6と、
負の屈折力を有する第7レンズG7からなり、以下の条件式を満足することを特徴とする結像光学系。
0.50 ≦ f2/f ≦ 1.15 ・・・・・(1-1)
0.38 ≦ f3/f ≦ 1.10 ・・・・・(1-2)
0.015 ≦ thi_max/oal ≦ 0.210 ・・・・・(1-3)
0.20 ≦ R7/f ≦ 0.43 ・・・・(7)
但し、
f : 結像光学系の焦点距離
f2 : 第2レンズG2の焦点距離
f3 : 第3レンズG3の焦点距離
thi_max : レンズ間隔の最大値(BFは除く)
oal : 光学全長(第1レンズG1の物体側面から結像面までの距離)
R7 : 第7レンズG7の像側面の近軸曲率半径
【請求項2】
物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズG1と、正の屈折力を有する第2レンズG2と、正の屈折力を有する第3レンズG3と、負の屈折力を有する第4レンズG4と、第5レンズG5と、
正の屈折力を有する第6レンズG6と、
負の屈折力を有する第7レンズG7からなり、
前記第7レンズG7の像側面が像側を向いた凹面であり、かつ光軸上以外にも変曲点があり、以下の条件式を満足することを特徴とする結像光学系。
0.50 ≦ f2/f ≦ 1.15 ・・・・(1-1)
0.38 ≦ f3/f ≦ 1.10 ・・・・(1-2)
0.015 ≦ thi_max/oal ≦ 0.210 ・・・(1-3)
但し、
f : 結像光学系の焦点距離
f2 : 第2レンズG2の焦点距離
f3 : 第3レンズG3の焦点距離
thi_max : レンズ間隔の最大値(BFは除く)
oal : 光学全長(第1レンズG1の物体側面から結像面までの距離)
【請求項3】
物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズG1と、正の屈折力を有する第2レンズG2と、正の屈折力を有する第3レンズG3と、負の屈折力を有する第4レンズG4と、第5レンズG5と、
正の屈折力を有する第6レンズG6と、
負の屈折力を有する第7レンズG7からなり、以下の条件式を満足することを特徴とする結像光学系。
0.50 ≦ f2/f ≦ 1.15 ・・・・(1-1)
0.38 ≦ f3/f ≦ 1.10 ・・・・(1-2)
0.015 ≦ thi_max/oal ≦ 0.210 ・・・・(1-3)
3.76 ≦ f567/f ≦ 13.95 ・・・・(6)
但し、
f : 結像光学系の焦点距離
f2 : 第2レンズG2の焦点距離
f3 : 第3レンズG3の焦点距離
thi_max : レンズ間隔の最大値(BFは除く)
oal : 光学全長(第1レンズG1の物体側面から結像面までの距離)
f567 : 第5レンズG5、第6レンズG6及び第7レンズG7の合成焦点距離
【請求項4】
物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズG1と、正の屈折力を有する第2レンズG2と、正の屈折力を有する第3レンズG3と、負の屈折力を有する第4レンズG4と、第5レンズG5と、
正の屈折力を有する第6レンズG6と、
負の屈折力を有する第7レンズG7からなり、以下の条件式を満足することを特徴とする結像光学系。
0.50 ≦ f2/f ≦ 1.15 ・・・・(1-1)
0.38 ≦ f3/f ≦ 1.10 ・・・・(1-2)
0.015 ≦ thi_max/oal ≦ 0.210 ・・・・(1-3)
0.01 ≦ thiG1G2/oal ≦ 0.03 ・・・・(4)
0.88 ≦ allthi/f ≦ 1.66 ・・・・(5)
但し、
f : 結像光学系の焦点距離
f2 : 第2レンズG2の焦点距離
f3 : 第3レンズG3の焦点距離
thi_max : レンズ間隔の最大値(BFは除く)
oal : 光学全長(第1レンズG1の物体側面から結像面までの距離)
thiG1G2 : 第1レンズG1と第2レンズG2の光軸上の間隔
allthi : 第1レンズG1の物体側面から第7レンズG7の像側面までの距離
【請求項5】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1~
4のうちの一項に記載の結像光学系。
0.50 ≦ |f1|/f ≦ 1.71 ・・・・(2)
但し、
f1 : 第1レンズG1の焦点距離
【請求項6】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1~
5のうちの一項に記載の結像光学系。
0.38 ≦ |f4|/f ≦ 1.32 ・・・・(3)
但し、
f4 : 第4レンズG4の焦点距離
【請求項7】
前記第1レンズG1が両凹レンズであることを特徴とする請求項1~
6のうちの一項に記載の結像光学系。
【請求項8】
前記第2レンズG2が両凸レンズであることを特徴とする請求項1~
7のうちの一項に記載の結像光学系。
【請求項9】
前記第5レンズG5の物体側面が物体側を向いた凹面であることを特徴とする請求項1~
8のうちの一項に記載の結像光学系。
【請求項10】
前記第6レンズG6の物体側面が物体側を向いた凹面であることを特徴とする請求項1~
9のうちの一項に記載の結像光学系。
【請求項11】
開口絞りが前記第2レンズG2と前記第3レンズG3の間に配置されたことを特徴とする請求項1~
10のうちの一項に記載の結像光学系。
【請求項12】
請求項1~
11のうちの一項に記載の結像光学系と、該結像光学系の結像位置に配置された撮像素子とを備えた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、結像光学系及び結像光学系を備える撮影装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、撮像装置の高精度画質化に合わせて、撮像素子の高密度化及び結像光学系の光学的高性能化の要望が強まっている。一方、結像光学系は、携帯電話や小型ドローンに組み込まれるようになり、高い光学性能を維持したまま光軸方向の短縮化すなわち物体側第1面から結像面までの距離を示す光学全長の短縮化を図り、かつ小径化を実現したものが強く求められている。
【0003】
従来の結像光学系としては、負正正負正正負の7枚の撮像レンズが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、従来の結像光学系として、負正正負負正負の7枚の撮影光学系が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
さらに、従来の光学性能に優れた小型の結像光学系のさらに他のものとして、正・正・負の3つのレンズ群構成であって、合焦時に、第1レンズ群11および第3レンズ群13を固定し、第2レンズ群12を移動させるマクロレンズが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2016-62021号公報
【文献】特開2017-116913号公報
【文献】特開2013-235239号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述した従来技術において、前記特許文献1、2に提案されたレンズ構成は、屈折力の配置が適切でなく、小型化又は高性能化が不十分である。
【0006】
前記特許文献3に提案されたマクロレンズにおいては、フォーカスレンズである第2レンズ群の屈折力が弱いため、合焦時の第2レンズ群の移動量が大きくなり、空気間隔の確保が必要になるため、光学全長が長いという問題を有している。
【0007】
本発明は、従来の結像光学系の上述した問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、優れた光学性能を有し、小型の結像光学系及びそれを備えた撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様に係る結像光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズG1と、正の屈折力を有する第2レンズG2と、正の屈折力を有する第3レンズG3と、負の屈折力を有する第4レンズG4と、第5レンズG5と、第6レンズG6と、第7レンズG7から構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする。
0.50 ≦ f2/f ≦ 1.15 ・・・(1-1)
0.38 ≦ f3/f ≦ 1.10 ・・・(1-2)
0.015 ≦ thi_max/oal ≦ 0.210 ・・・(1-3)
但し、
f : 結像光学系の焦点距離
f2 : 第2レンズG2の焦点距離
f3 : 第3レンズG3の焦点距離
thi_max : レンズ間隔の最大値(BFは除く)
oal : 光学全長(第1レンズG1の物体側面から結像面までの距離)
【0009】
本発明の一態様に係る撮影装置は、前記結像光学系と、該結像光学系の結像位置に配置された撮像素子とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
このような本発明によれば、優れた光学性能を有し、小型の結像光学系及びそれを備えた撮影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】本発明の結像光学系の第1実施例のレンズ構成図である
【
図2】本発明の結像光学系の第1実施例の収差図である。
【
図3】本発明の結像光学系の第2実施例のレンズ構成図である
【
図4】本発明の結像光学系の第2実施例の収差図である。
【
図5】本発明の結像光学系の第3実施例のレンズ構成図である
【
図6】本発明の結像光学系の第3実施例の収差図である。
【
図7】本発明の結像光学系の第4実施例のレンズ構成図である
【
図8】本発明の結像光学系の第4実施例の収差図である。
【
図9】本発明の結像光学系の第5実施例のレンズ構成図である
【
図10】本発明の結像光学系の第5実施例の収差図である。
【
図11】本発明の撮影装置の実施例の構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の一実施形態に係る結像光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズG1と、正の屈折力を有する第2レンズG2と、正の屈折力を有する第3レンズG3と、負の屈折力を有する第4レンズG4と、第5レンズG5と、第6レンズG6と、第7レンズG7から構成されることが好ましい。第7レンズG7と結像面IMGの間にカバーガラスCが配置されることもある。
【0013】
第1レンズG1を負の屈折力を有するようにすることによって、第1レンズG1の直径を縮小させ、小型化を図ることができる。
さらに、第2レンズG2及び第3レンズG3による正の屈折力を分割して配置することによってそれぞれに収差補正を分担させ、高性能化を図ることができる。
【0014】
さらに、正の屈折力の第3レンズG3の像側に負の屈折力の第4レンズG4を配置することによって、正の屈折力の第2レンズG2及び第3レンズG3によって発生した球面収差等を補正し、高性能化を図ることが可能となる。
さらにまた、第5レンズG5~第7レンズG7においては、主光線が光軸に対して高い位置で通過するため、像面湾曲や歪曲収差等の補正や主光線入射角度(CRA:Chief Ray Angle)の増大化の抑制を効率的に行うことができる。
【0015】
本発明の一実施形態に係る結像光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
0.50 ≦ f2/f ≦ 1.15 ・・・(1-1)
但し、
f : 結像光学系の焦点距離
f2 : 第2レンズG2の焦点距離
【0016】
条件式(1-1)は、結像光学系の焦点距離と第2レンズG2の焦点距離の比を規定する。条件式(1-1)を満たすことによって第2レンズG2の焦点距離を適切にすることができ、高性能を維持したまま光学全長の短縮化を実現できる。
条件式(1-1)の下限を下回った場合、第2レンズG2の屈折力が強すぎ、球面収差等の補正が難しくなり、光学性能の優れた結像光学系が設計しにくくなる。
条件式(1-1)の上限を上回った場合、第2レンズG2の屈折力が小さくなり、光学全長の短縮化がしにくくなる。
【0017】
条件式(1-1)の下限は、より好ましくは0.58であり、さらにより好ましくは0.65である。条件式(1-1)の上限は、より好ましくは1.06であり、さらにより好ましくは0.97である。
【0018】
本発明の一実施形態に係る結像光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
0.38 ≦ f3/f ≦ 1.10 ・・・(1-2)
但し、
f : 結像光学系の焦点距離
f3 : 第3レンズG3の焦点距離
【0019】
条件式(1-2)は、結像光学系の焦点距離と第3レンズG3の焦点距離の比を規定する。条件式(1-2)を満たすことによって、第3レンズG3の焦点距離を適切にすることができ、高性能を維持したまま光学全長の短縮化を実現できる。
条件式(1-2)の下限を下回った場合、第3レンズG3の屈折力が強すぎ、球面収差等の補正が難しくなり、高性能な結像光学系が設計しにくくなる。
条件式(1-2)の上限を上回った場合、第3レンズG3の屈折力が小さくなり、光学全長の短縮化がしにくくなる。
【0020】
条件式(1-2)の下限は、より好ましくは0.43であり、さらにより好ましくは0.49である。条件式(1-2)の上限は、より好ましくは1.01であり、さらにより好ましくは0.93である。
【0021】
本発明の一実施形態に係る結像光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
0.015 ≦ thi_max/oal ≦ 0.210 ・・・(1-3)
但し、
thi_max : レンズ間隔の最大値(BFは除く)
oal : 光学全長(第1レンズG1の物体側面から結像面までの距離)
【0022】
条件式(1-3)は、光学全長とBFを除くレンズ間隔の最大値の比を規定する。BFを除くレンズ間隔とは、第1レンズG1から第7レンズG7までのレンズ同士の間隔の中で最大のものを指す。
条件式(1-3)を満たすことによって、レンズ間隔の最大値が適正になり、光学全長の短縮化を容易に実現できる。
条件式(1-3)の下限を下回った場合、各レンズ間隔が短くなり、レンズ機構や合焦機構の配置が困難になる。
条件式(1-3)の上限を上回った場合、レンズ間隔が長くなり、光学全長が短い光学系が設計しにくくなる。
【0023】
レンズ機構や合焦機構を配置するための空間の大きさ等を考慮すると、条件式(1-3)の下限は、より好ましくは0.017であり、さらにより好ましくは0.019であり、条件式(1-3)の上限は、より好ましくは0.192であり、さらにより好ましくは0.176である。
【0024】
本発明の一実施形態によれば、本発明に係る結像光学系は、条件式(2)を満足することが好ましい。
0.50 ≦ |f1|/f ≦ 1.71 ・・・(2)
但し、
f1 : 第1レンズG1の焦点距離
【0025】
条件式(2)は、結像光学系の光学全長と第1レンズG1の焦点距離の比を規定する。 条件式(2)を満足することにより、高い光学性能をだしつつ、前玉径すなわち第1レンズG1の直径を小さくすることが可能となる。
請求式(2)の下限を下回った場合、第1レンズG1の屈折力が強くなり、像面湾曲等の収差補正が難しくなり、高性能な結像光学系を設計することが困難になる。
請求項(2)の上限を上回った場合、第1レンズG1の屈折力が小さくなり、第1レンズG1の直径が大きくなってしまう。
【0026】
条件式(2)の下限は、より好ましくは0.58であり、さらにより好ましくは0.65である。条件式(2)の上限は、より好ましくは1.58であり、さらにより好ましくは1.45である。
【0027】
本発明の一実施形態は、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
0.38 ≦ |f4|/f ≦ 1.32 ・・・(3)
但し、
f4 : 第4レンズG4の焦点距離
【0028】
条件式(3)は、結像光学系の焦点距離と第4レンズG4の焦点距離の絶対値の比を規定する。
条件式(3)を満足することにより、高い光学性能を維持しつつ、光学全長を小さくすることが可能とする。
条件式(3)の下限を下回った場合、第2レンズG2及び第3レンズG3の正の屈折力に対する負の屈折力が強すぎるため、球面収差の補正が難しくなり、高性能な結像光学系が設計しづらくなる。条件式(3)の上限を上回った場合、第2レンズG2及び第3レンズG3の正の屈折力に対する負の屈折力が小さくなるため、第2レンズG2及び第3レンズG3において発生した球面収差等を良好に補正しづらくなる。
【0029】
条件式(3)の下限は、より好ましくは0.44であり、さらにより好ましくは0.49である。条件式(3)の上限は、より好ましくは1.22であり、さらにより好ましくは1.12である。
【0030】
本発明の一実施形態によれば、本実施形態に係る結像光学系は、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
0.01 ≦ thiG1G2/oal ≦ 0.03 ・・・(4)
但し、
thiG1G2 : 第1レンズG1と第2レンズG2の間隔
【0031】
条件式(4)は、結像光学系の光学全長と第1レンズG1の第2レンズG2の間隔の比を規定する。
条件式(4)を満足することにより、光学全長の短縮化を容易に実現することができる。
条件式(4)の下限を下回った場合、第1レンズG1と第2レンズG2の間隔が短くなりすぎて、レンズ機構や合焦機構の配置が困難になる。条件式(4)の上限を上回った場合、前記間隔が長くなりすぎるため、光学全長が短い光学系を設計しにくくなる。
【0032】
条件式(4)の下限は、より好ましくは0.012であり、さらにより好ましくは0.013である。条件式(4)の上限は、より好ましくは0.026であり、さらにより好ましくは0.024である。
【0033】
本発明の一実施形態によれば、本実施形態に係る結像光学系は、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
0.88 ≦ allthi/f ≦ 2.15 ・・・(5)
但し、
allthi : 第1レンズG1の物体側面から第7レンズG7の像側面までの距離
【0034】
条件式(5)は、結像光学系の焦点距離と第1レンズG1の物体側面から第7レンズG7の像側面までの光軸上の距離の比を規定する。
条件式(5)を満足することにより、光学全長の短縮化を容易に実現することができる。
条件式(5)の下限を下回った場合、各レンズの間隔が短くなりすぎて、レンズ機構や合焦機構の配置が困難になる。条件式(5)の上限を上回った場合、各レンズの間隔が長くなりすぎるため、光学全長が短い結像光学系が設計しにくくなる。
【0035】
条件式(5)の下限は、より好ましくは1.00であり、さらにより好ましくは1.13である。条件式(5)の上限は、より好ましくは1.99であり、さらにより好ましくは1.82である。
【0036】
本発明の一実施形態によれば、本実施形態に係る結像光学系は、以下の条件式(6)を満足することが好ましい。
1.95 ≦ f567/f ≦ 13.95 ・・・(6)
但し、
f567 : 第5レンズG5、第6レンズG6及び第7レンズG7の合成焦点距離
【0037】
条件式(6)は、結像光学系の焦点距離と第5レンズG5、第6レンズG6及び第7レンズG7の合成焦点距離の比を規定する。条件式(6)を満足することにより、高い光学性能を維持しつつ、光学全長の短縮化を容易に実現することができる。
条件式(6)の下限を下回った場合、第5レンズG5、第6レンズG6及び第7レンズG7の正の合成屈折力が強くなりすぎるため、像面湾曲や非点収差の補正が難しくなり、高性能な結像光学系が設計しづらくなる。条件式(6)の上限を上回った場合、第5レンズG5、第6レンズG6及び第7レンズG7の正の合成屈折力が小さくなるため、光学全長を短くしづらくなる。
【0038】
条件式(6)の下限は、より好ましくは2.33であり、さらにより好ましくは2.51である。条件式(6)の上限は、より好ましくは12.87であり、さらにより好ましくは11.80である。
【0039】
本発明の一実施形態によれば、本実施形態に係る結像光学系は、以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
0.20 ≦ R7/f ≦ 0.43 ・・・(7)
但し、
R7 : 第7レンズG7の像側面の近軸曲率半径
【0040】
条件式(7)は、結像光学系の焦点距離と第7レンズG7の像側面の近軸曲率半径の比を規定する。条件式(7)を満足することにより、高い光学性能を維持しつつ、光学全長の短縮化を容易に実現することができる。
条件式(7)の下限を下回った場合、第7レンズG7の像側面の曲率が大きくなり負のパワーが強くなりすぎて、像面湾曲や非点収差の補正が難しくなり、高性能な結像光学系を設計しづらくなる。条件式(7)の上限を上回った場合、第7レンズG7の像側面の曲率が小さくなり負のパワーが弱くなりすぎて、像面湾曲や非点収差の補正が難しくなる。
条件式(7)の下限は、より好ましくは0.23であり、さらにより好ましくは0.26である。条件式(7)の上限は、より好ましくは0.40であり、さらにより好ましくは0.37である。
【0041】
本発明の一実施形態によれば、本実施形態に係る結像光学系は、第1レンズG1が両凹レンズであることが好ましい。
【0042】
第1レンズG1を両凹レンズとすることにより、第1レンズG1による収差の発生を少なく抑えつつ、第1レンズG1の屈折力を容易に強くし、第1レンズG1の直径を小さくすることができる。
【0043】
本発明の一実施形態によれば、本実施形態に係る結像光学系は、第2レンズG2が両凹レンズであることが好ましい。
【0044】
第2レンズG2を両凹レンズとすることにより、第2レンズG2の屈折力を強くすることが可能となり、光学全長の短縮化を効率的に実現できる。
【0045】
本発明の一実施形態によれば、本実施形態に係る結像光学系は、第5レンズG5の物体側面が物体側を向いた凹面であることが好ましい。
【0046】
第5レンズG5の物体側面が物体側を向いた凹面であることにより、非点収差を良好に補正することができる。
【0047】
本発明の一実施形態によれば、本実施形態に係る結像光学系は、第6レンズG6の物体側面が物体側を向いた凹面であることが好ましい。
【0048】
第6レンズG6の物体側面が物体側を向いた凹面であることにより、サジタル非点収差を良好に補正することができる。
【0049】
本発明の一実施形態によれば、本実施形態に係る結像光学系は、第7レンズG7が負の屈折力を有することが好ましい。
【0050】
第5レンズG5、第6レンズG6及び第7レンズG7において、第7レンズG7が負の屈折力を有することから、第5レンズG5及び第6レンズG6を正の屈折力を有するようにして、第5レンズG5、第6レンズG6及び第7レンズG7をテレフォト光学系とすることができ、光学全長の短縮化に有利となる。
【0051】
本発明の一実施形態によれば、本実施形態に係る結像光学系は、前記第7レンズG7の像側面が像側を向いた凹面であり、かつ光軸上以外にも変曲点があることが好ましい。
本実施形態に係る結像光学系は、前記第7レンズG7の像側面を像側を向いた凹面とし、かつ光軸上以外にも変曲点をもたせることにより、前記第7レンズG7の周辺部が正の屈折力を持ち、主光線入射角度(CRA)の増大化を抑制することができる。
【0052】
本発明の一実施形態によれば、本実施形態に係る結像光学系は、開口絞りが第2レンズG2と第3レンズG3の間に配置されることが好ましい。
【0053】
開口絞りを正の屈折力を有する第2レンズG2と正の屈折力を有する第3レンズG3の間に配置して、正の屈折力を有する第2レンズG2と、開口絞りと、正の屈折力を有する第3レンズG3によって対称性のあるレンズ構成を形成することによって、諸収差の補正を容易に行うことができる。
【0054】
本発明の一実施形態によれば、本実施形態に係る結像光学系は、開口絞りを第2レンズG2と第3レンズG3の間に配置し、かつ第2レンズG2の像側面を像側に向けて凸面とし、第3レンズG3の物体側面を物体側に向けて凸面とすることが好ましい。
【0055】
開口絞りを第2レンズG2と第3レンズG3の間に配置することに加えて、かつ第2レンズG2の像側面を像側に向けて凸面とし、第3レンズG3の物体側面を物体側に向けて凸面とすることにより、第2レンズG2と第3レンズG3の間隔の周辺部分を大きくすることができ、開口絞り機構を容易に配置することができる。
【0056】
本発明の一実施形態によれば、本実施形態に係る結像光学系は、第1レンズG1と第2レンズG2が空気間隔を介して配置されることが好ましい。
【0057】
第1レンズG1と第2レンズG2が空気間隔を介して配置されるとは、すなわち、第1レンズG1と第2レンズG2が接合されていないことが好ましい。空気間隔を介することによって、収差の補正面が増加し、高性能化を実現することが可能となる。
【0058】
本発明の一実施形態は、前記撮影レンズと、前記撮影レンズの像側に配置された撮像素子とを備えたことを特徴とする撮影装置であることが好ましい。ここで、前記撮像素子等に特に限定はなく、CCDセンサやCMOSセンサなどの固体撮像素子等も用いることができる。本件発明の一実施形態に係る撮像装置としては、デジタルカメラやビデオカメラ等のこれらの固体撮像素子を用いた撮像装置が例示される。また、当該撮像装置は、レンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよいし、一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換式の撮像装置であってもよいのは勿論である。
【0059】
本実施形態による撮像装置によれば、優れた光学性能を有し、小型の結像光学系を備えた撮像装置が構成される。
【0060】
<実施例>
次に、本発明の実施例を数値表及び図に基づいて説明する。
各実施例に関し、共通して、諸元表において、Fは全系の焦点距離(mm)、FnoはFナンバー、Wは半画角を示す。レンズ構成数値表において、No.は面番号、Rは曲率半径、Dは間隔又は厚さ、Ndはd線の屈折率、Vdはd線基準のアッベ数を示す。ASPHを付した面は非球面であり、STOPを付した面は開口絞りである。
【0061】
各実施例の非球面係数は、非球面形状を以下の式(1)で定義した時の値である。
式(1)
上記式において、「Z」は光軸方向の基準面からの変位量、「r」は面頂点での曲率半径、「h」は光軸に垂直な方向の光軸からの高さ、「k」はコーニック係数、「An」はn次の非球面係数とする。
【0062】
各実施例の収差図(
図2、
図4、
図6、
図8、
図10)において、図面に向かって左側から順に、球面収差図(mm)、非点収差図(mm)、歪曲収差図(%)である。
球面収差図において、縦軸はFナンバー、横軸にデフォーカスをとり、実線がd線(波長λ=587.6nm)、短破線がC線(波長λ=656.3nm)、長破線がF線(波長λ=486.1nm)を示す。
非点収差図において、縦軸は像高(mm)又は半画角(deg)、横軸にデフォーカスをとり、実線がd線に対するサジタル面(S)、破線がd線に対するメリジオナル断面(T)を示す。
歪曲収差図において、縦軸は像高(mm)又は半画角(deg)、横軸に%を取っている。
【0063】
(実施例1)
実施例1の結像光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズG1、正の屈折力を有する第2レンズG2、開口絞り、正の屈折力を有する第3レンズG3、負の屈折力を有する第4レンズG4、正の屈折力を有する第5レンズG5、正の屈折力を有する第6レンズG6、負の屈折力を有する第7レンズG7から構成される。
【0064】
(諸元表)
F 9.0610
Fno 1.8712
W 39.6731
【0065】
(レンズ構成数値表)
No. R D Nd Vd
1ASPH -60.0000 0.5000 1.68893 31.16
2ASPH 9.5334 0.2884
3ASPH 9.1155 2.0205 1.85135 40.10
4ASPH -24.4204 0.5020
5STOP 0.0000 0.7580
6ASPH 6.5271 1.2983 1.72903 54.04
7ASPH -35.3103 0.1000
8ASPH 11.4342 0.5500 1.82115 24.06
9ASPH 4.4563 1.3006
10ASPH -50.0000 0.9260 1.53113 55.75
11ASPH -25.9202 0.6975
12ASPH -3.0845 0.9833 1.53113 55.75
13ASPH -3.0000 0.1000
14ASPH 3.4192 1.3278 1.53113 55.75
15ASPH 2.8048 1.6763
16 0.0000 0.8000 1.51680 64.20
17 0.0000 1.0000
18 0.0000 0.0000
【0066】
(非球面係数)
No. K A4 A6 A8 A10
1 -10.00000E+00 -7.99317E-04 -1.64525E-04 2.21408E-05 -9.89043E-07
2 -6.45734E+00 2.30405E-03 -3.59904E-04 -1.17491E-05 4.75302E-06
3 1.24671E+00 6.85099E-04 -1.16966E-04 -3.48107E-05 4.91985E-06
4 2.46637E-01 -6.93388E-04 1.60708E-05 -5.27921E-06 4.52765E-07
6 2.66850E+00 -2.01746E-03 4.42165E-04 -2.02037E-04 3.95010E-05
7 10.00000E+00 2.75107E-03 2.85235E-04 -5.50655E-04 1.54971E-04
8 2.64773E+00 -1.58446E-03 1.05724E-03 -7.33691E-04 1.87585E-04
9 -8.33382E+00 6.65723E-03 -4.72599E-04 -1.15091E-04 4.97207E-05
10 7.44502E+00 -4.63682E-03 2.43882E-04 -6.73690E-05 1.02683E-05
11 9.78455E+00 1.02906E-03 -8.42629E-04 1.03912E-04 -1.17803E-05
12 -6.71069E+00 1.20711E-02 -3.91600E-03 6.88294E-04 -7.34313E-05
13 -5.31227E+00 -2.81463E-03 -4.89863E-04 1.39514E-04 -1.07071E-05
14 -7.99814E-01 -2.13101E-02 1.48907E-03 -7.64171E-05 2.53235E-06
15 -4.16315E+00 -6.87367E-03 4.38250E-04 -2.15969E-05 6.70098E-07
No. A12 A14
1 1.44187E-08 0.00000E+00
2 -2.00543E-07 0.00000E+00
3 -1.76397E-07 0.00000E+00
4 -1.23010E-08 0.00000E+00
6 -3.96615E-06 1.54075E-07
7 -1.81159E-05 7.87855E-07
8 -2.11882E-05 9.02252E-07
9 -6.43085E-06 2.96217E-07
10 -5.49548E-07 0.00000E+00
11 5.22413E-07 0.00000E+00
12 4.04322E-06 -8.93947E-08
13 3.70487E-07 -5.34213E-09
14 -4.61996E-08 3.47059E-10
15 -1.23416E-08 1.00555E-10
【0067】
(実施例2)
実施例2の結像光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズG1、正の屈折力を有する第2レンズG2、開口絞り、正の屈折力を有する第3レンズG3、負の屈折力を有する第4レンズG4、負の屈折力を有する第5レンズG5、正の屈折力を有する第6レンズG6、負の屈折力を有する第7レンズG7から構成される。
【0068】
(諸元表)
F 9.0610
Fno 1.8704
W 39.6506
【0069】
(レンズ構成数値表)
No. R D Nd Vd
1ASPH -40.1819 0.5000 1.68893 31.16
2ASPH 7.2193 0.2367
3ASPH 6.8498 2.1742 1.85135 40.10
4ASPH -25.0773 0.5810
5STOP 0.0000 0.6256
6ASPH 6.8263 1.2634 1.72903 54.04
7ASPH -18.3990 0.1000
8ASPH 12.1327 0.5500 1.82115 24.06
9ASPH 4.2494 1.5249
10ASPH -36.2718 0.6607 1.53113 55.75
11ASPH -60.8868 0.5631
12ASPH -3.6412 1.0438 1.53113 55.75
13ASPH -3.1500 0.1000
14ASPH 3.8187 1.4240 1.53113 55.75
15ASPH 2.9855 1.6139
16 0.0000 0.8000 1.51680 64.20
17 0.0000 1.0000
18 0.0000 0.0000
【0070】
(非球面係数)
No. K A4 A6 A8 A10
1 2.68675E+00 -7.76507E-04 -1.46573E-04 2.15527E-05 -1.05632E-06
2 -2.20548E+00 2.35372E-03 -4.09810E-04 -1.12883E-05 5.14120E-06
3 1.11990E+00 6.28509E-04 -1.67345E-04 -3.39721E-05 4.77441E-06
4 -3.16516E+00 -4.94297E-04 3.33112E-05 -7.44673E-06 2.75362E-07
6 2.64670E+00 -1.92780E-03 5.12004E-04 -2.01356E-04 3.91704E-05
7 -10.00000E+00 3.64355E-03 3.51315E-04 -5.43364E-04 1.53363E-04
8 2.95293E+00 -1.95060E-03 1.29070E-03 -7.47190E-04 1.86071E-04
9 -8.09818E+00 6.45059E-03 -4.49379E-04 -1.15076E-04 4.97437E-05
10 -2.72292E+00 -6.30905E-03 5.50127E-04 -8.59729E-05 9.25927E-06
11 1.00000E+01 2.34499E-04 -8.34958E-04 1.08086E-04 -1.15399E-05
12 -9.53048E+00 1.27899E-02 -4.12667E-03 7.00186E-04 -7.29830E-05
13 -6.17079E+00 -3.50658E-03 -4.59206E-04 1.38656E-04 -1.06953E-05
14 -7.93820E-01 -2.03360E-02 1.58474E-03 -8.48609E-05 2.77212E-06
15 -5.17389E+00 -6.24216E-03 4.18415E-04 -2.12968E-05 6.70547E-07
No. A12 A14
1 1.69975E-08 0.00000E+00
2 -2.23878E-07 0.00000E+00
3 -1.70850E-07 0.00000E+00
4 5.99775E-09 0.00000E+00
6 -3.90806E-06 1.53741E-07
7 -1.83854E-05 8.18499E-07
8 -2.13316E-05 9.18566E-07
9 -6.59439E-06 3.03777E-07
10 -4.24248E-07 0.00000E+00
11 4.93624E-07 0.00000E+00
12 4.01014E-06 -8.80937E-08
13 3.76197E-07 -5.56950E-09
14 -4.84986E-08 3.47059E-10
15 -1.24187E-08 1.01244E-10
【0071】
(実施例3)
実施例3の結像光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズG1、正の屈折力を有する第2レンズG2、開口絞り、正の屈折力を有する第3レンズG3、負の屈折力を有する第4レンズG4、正の屈折力を有する第5レンズG5、正の屈折力を有する第6レンズG6、負の屈折力を有する第7レンズG7から構成される。
【0072】
(諸元表)
F 9.0610
Fno 1.8779
W 39.1173
【0073】
(レンズ構成数値表)
No. R D Nd Vd
1ASPH -59.4690 0.5000 1.68893 31.16
2ASPH 7.4597 0.2234
3ASPH 7.0278 1.9687 1.85135 40.10
4ASPH -49.0829 0.6418
5STOP 0.0000 0.7512
6ASPH 5.9492 1.6876 1.72903 54.04
7ASPH -7.8432 0.1000
8ASPH -238.5598 0.5500 1.90366 31.31
9ASPH 4.5531 1.1311
10ASPH -48.6547 0.8006 1.53113 55.75
11ASPH -14.2426 0.5786
12ASPH -3.0002 0.8951 1.53113 55.75
13ASPH -3.0000 0.1000
14ASPH 3.5917 1.4141 1.53113 55.75
15ASPH 2.9272 1.9911
16 0.0000 0.8000 1.51680 64.20
17 0.0000 1.0000
18 0.0000 0.0000
【0074】
(非球面係数)
No. K A4 A6 A8 A10
1 -7.55222E+00 -9.95733E-04 -1.36161E-04 2.26931E-05 -1.05733E-06
2 -2.34711E+00 2.24577E-03 -3.95337E-04 -7.73337E-06 5.03807E-06
3 9.81655E-01 7.15970E-04 -1.73406E-04 -3.36506E-05 5.23485E-06
4 7.94258E+00 -1.38987E-03 8.35520E-05 -6.18286E-06 -1.61903E-07
6 2.44162E+00 -4.11251E-03 3.51737E-04 -1.92185E-04 3.97746E-05
7 -3.40169E+00 3.39462E-03 2.51556E-04 -5.24920E-04 1.53984E-04
8 8.75000E+00 -2.81663E-03 1.62747E-03 -7.50284E-04 1.86999E-04
9 -10.00000E+00 5.21312E-03 -2.47202E-04 -1.40128E-04 4.94685E-05
10 -5.09606E+00 -9.29964E-04 4.22347E-04 -1.20751E-04 1.31242E-05
11 -9.33118E+00 4.83079E-03 -8.48776E-04 1.00381E-04 -1.28027E-05
12 -6.61377E+00 1.53724E-02 -4.16877E-03 7.17196E-04 -7.41197E-05
13 -6.10315E+00 -1.85333E-03 -4.95684E-04 1.35619E-04 -1.04970E-05
14 -7.78480E-01 -1.96398E-02 1.36925E-03 -7.18452E-05 2.44975E-06
15 -4.30916E+00 -6.01441E-03 3.67203E-04 -1.86480E-05 5.96277E-07
No. A12 A14
1 1.57326E-08 0.00000E+00
2 -1.73536E-07 0.00000E+00
3 -1.72457E-07 0.00000E+00
4 2.80262E-08 0.00000E+00
6 -4.04801E-06 1.40261E-07
7 -1.81859E-05 7.62593E-07
8 -2.16815E-05 9.21901E-07
9 -6.24843E-06 2.73515E-07
10 -4.87380E-07 0.00000E+00
11 6.04684E-07 0.00000E+00
12 3.84436E-06 -7.55993E-08
13 3.76798E-07 -5.72301E-09
14 -4.56426E-08 3.47059E-10
15 -1.13788E-08 9.65195E-11
【0075】
(実施例4)
実施例4の結像光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズG1、正の屈折力を有する第2レンズG2、開口絞り、正の屈折力を有する第3レンズG3、負の屈折力を有する第4レンズG4、負の屈折力を有する第5レンズG5、正の屈折力を有する第6レンズG6、負の屈折力を有する第7レンズG7から構成される。
【0076】
(諸元表)
F 9.5610
Fno 2.3806
W 37.4922
【0077】
(レンズ構成数値表)
No. R D Nd Vd
1ASPH -60.0000 0.5000 1.68893 31.16
2ASPH 7.2023 0.2317
3ASPH 8.3326 1.9078 1.85135 40.10
4ASPH -20.3540 1.3873
5STOP 0.0000 1.1660
6ASPH 6.4426 1.3382 1.72903 54.04
7ASPH -29.2730 0.1000
8ASPH 10.2118 0.5500 1.82115 24.06
9ASPH 4.3356 1.6291
10ASPH -57.1382 0.6306 1.53113 55.75
11ASPH -207.9615 0.5667
12ASPH -3.6960 1.0582 1.53113 55.75
13ASPH -3.0531 0.1000
14ASPH 3.8273 1.3541 1.53113 55.75
15ASPH 2.7878 1.9445
16 0.0000 0.8000 1.51680 64.20
17 0.0000 1.0000
18 0.0000 0.0000
【0078】
(非球面係数)
No. K A4 A6 A8 A10
1 9.73690E+00 -9.45222E-04 -1.55718E-04 2.16836E-05 -1.04078E-06
2 -3.29834E+00 2.18628E-03 -4.13831E-04 -1.23730E-05 5.10339E-06
3 1.14499E+00 5.07626E-04 -1.64869E-04 -3.32972E-05 4.82535E-06
4 8.02504E+00 -6.33167E-04 2.14547E-05 -6.39055E-06 3.91920E-07
6 2.88755E+00 -1.77368E-03 4.32365E-04 -1.97534E-04 3.94006E-05
7 -4.54961E+00 4.08626E-03 3.52363E-04 -5.44045E-04 1.52778E-04
8 3.93818E+00 -1.75318E-03 1.27623E-03 -7.52071E-04 1.86048E-04
9 -8.06453E+00 6.40343E-03 -4.53365E-04 -1.14187E-04 4.98632E-05
10 -4.34282E+00 -5.43007E-03 4.68809E-04 -8.73972E-05 9.41359E-06
11 1.00000E+01 1.25577E-03 -8.63304E-04 1.05841E-04 -1.16307E-05
12 -9.60937E+00 1.42523E-02 -4.12863E-03 6.98513E-04 -7.33823E-05
13 -6.58858E+00 -2.77642E-03 -4.71779E-04 1.37331E-04 -1.07481E-05
14 -8.04578E-01 -2.01308E-02 1.46731E-03 -7.66514E-05 2.55485E-06
15 -5.43241E+00 -5.52665E-03 3.18309E-04 -1.44919E-05 4.07176E-07
No. A12 A14
1 1.65008E-08 0.00000E+00
2 -2.11929E-07 0.00000E+00
3 -1.68172E-07 0.00000E+00
4 -7.06244E-09 0.00000E+00
6 -4.02991E-06 1.39933E-07
7 -1.84601E-05 8.05772E-07
8 -2.13152E-05 9.13349E-07
9 -6.60763E-06 3.07005E-07
10 -4.44478E-07 0.00000E+00
11 4.76811E-07 0.00000E+00
12 3.98771E-06 -8.56704E-08
13 3.74615E-07 -5.30932E-09
14 -4.65621E-08 3.47059E-10
15 -6.76425E-09 4.87156E-11
【0079】
(実施例5)
実施例5の結像光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズG1、正の屈折力を有する第2レンズG2、開口絞り、正の屈折力を有する第3レンズG3、負の屈折力を有する第4レンズG4、負の屈折力を有する第5レンズG5、正の屈折力を有する第6レンズG6、負の屈折力を有する第7レンズG7から構成される。
【0080】
(諸元表)
F 4.5279
Fno 1.8953
W 43.0000
【0081】
(レンズ構成数値表)
No. R D Nd Vd
1 0.0000 0.0000
2ASPH -3.5490 0.7273 1.53113 55.75
3ASPH 3.6218 0.2000
4ASPH 2.3342 1.6013 1.53113 55.75
5ASPH -4.7294 0.0712
6STOP 0.0000 0.1288
7ASPH 3.5208 1.6169 1.53113 55.75
8ASPH -4.4063 0.1000
9ASPH -7.7044 0.4317 1.65096 21.51
10ASPH 4.4573 0.2000
11 22.6884 0.3035 1.53113 55.75
12 25.9476 0.2000
13ASPH -32.3231 1.2855 1.65096 21.51
14ASPH -2.5725 0.1202
15ASPH 4.1734 0.5175 1.65096 21.51
16ASPH 1.5065 0.8531
17 0.0000 0.4000 1.51680 64.20
18 0.0000 0.5660
19 0.0000 0.0000
【0082】
(非球面係数)
No. K A4 A6 A8 A10
2 -2.66071E-01 3.48007E-02 -8.38690E-03 1.50845E-03 -1.53475E-04
3 -1.01817E+00 -5.34179E-03 1.85838E-02 -9.39753E-03 2.44157E-03
4 -2.64697E+00 -2.82684E-02 1.74984E-02 -7.66512E-03 1.65418E-03
5 -1.19299E+01 -1.74543E-03 -6.50626E-03 1.95580E-03 -2.96300E-04
7 1.70443E-01 2.71100E-02 -1.01686E-02 3.28378E-03 8.45885E-04
8 2.49301E-01 4.13725E-02 -7.35554E-02 7.64984E-02 -4.28154E-02
9 2.04746E+01 2.20051E-02 -8.18930E-02 9.48505E-02 -5.48791E-02
10 -7.14756E+00 9.38008E-03 -2.96526E-02 3.73411E-02 -2.11181E-02
13 2.83457E+02 1.69911E-02 -2.66225E-02 1.45464E-02 -6.72806E-03
14 -10.00000E+00 5.43304E-03 -2.86994E-02 1.78620E-02 -6.17396E-03
15 -3.10456E-01 -9.94554E-02 1.43312E-02 4.13219E-04 -2.65807E-04
16 -6.26085E+00 -4.28858E-02 8.69099E-03 -9.39670E-04 4.80754E-05
No. A12 A14
2 6.41741E-06 0.00000E+00
3 -2.17583E-04 0.00000E+00
4 -1.23781E-04 0.00000E+00
5 1.71864E-05 0.00000E+00
7 -6.80036E-04 1.22376E-04
8 1.23029E-02 -1.44590E-03
9 1.55955E-02 -1.82366E-03
10 6.23318E-03 -7.59993E-04
13 1.82078E-03 -2.00646E-04
14 1.14628E-03 -8.60263E-05
15 2.86489E-05 -1.66970E-06
16 3.01068E-07 -1.02613E-07
【0083】
撮影装置100の実施例は、
図11に示すように、撮影レンズ110が、撮影装置ハウジング102にレンズマウント104によって装着されたレンズ鏡筒106によって支持されている。被写体像が撮影レンズ110によって結像面IMGに結像され、被写体像はデイスプレー112に表示される。
【0084】
(条件式に係る数値)
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 実施例5
(1-1) f2/f 0.89 0.72 0.81 0.75 0.71
(1-2) f3/f 0.85 0.77 0.54 0.77 0.88
(1-3) thi_max/oal 0.09 0.10 0.09 0.16 0.02
(2) |f1|/f 1.31 0.98 1.06 0.97 0.72
(3) |f4|/f 1.02 0.91 0.55 1.00 0.94
(4) thiG1G2/oal 0.0194 0.0160 0.0151 0.0145 0.0215
(5) allthi/f 1.25 1.25 1.25 1.31 1.66
(6) f567/f 3.76 4.82 2.79 5.94 10.73
(7) R7/f 0.31 0.33 0.32 0.29 0.33
【符号の説明】
【0085】
G1 第1レンズ
G2 第2レンズ
G3 第3レンズ
G4 第4レンズ
G5 第5レンズ
G6 第6レンズ
G7 第7レンズ
100 撮影装置
102 撮影装置ハウジング
104 レンズマウント
106 レンズ鏡筒
110 撮影レンズ