(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】2024-08-02
(45)【発行日】2024-08-13
(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 20060101AFI20240805BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20240805BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
(21)【出願番号】P 2022046855
(22)【出願日】2022-03-23
【審査請求日】2023-12-08
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【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
【氏名又は名称】藤元 亮輔
(74)【代理人】
【識別番号】100104628
【氏名又は名称】水本 敦也
(74)【代理人】
【識別番号】100121614
【氏名又は名称】平山 倫也
(72)【発明者】
【氏名】森 丈大
【審査官】殿岡 雅仁
(56)【参考文献】
【文献】特開2011-100094(JP,A)
【文献】特開平10-010425(JP,A)
【文献】特開2000-180719(JP,A)
【文献】特開平08-122634(JP,A)
【文献】特開平10-142496(JP,A)
【文献】特開2012-203119(JP,A)
【文献】国際公開第2021/166492(WO,A1)
【文献】特開2013-195637(JP,A)
【文献】特開2013-156459(JP,A)
【文献】特開2017-054078(JP,A)
【文献】特開2013-007853(JP,A)
【文献】特開2012-063676(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】
物体側から像側へ順に配置された、前群、開口絞り、全体として正の屈折力の後群からなる光学系であって、
前記後群は、
前記後群において最も像側に配置された正の屈折力の最終レンズ
と、該最終レンズの物体側に配置された第1の負レンズと、前記後群において最も物体側に配置された接合レンズと、を含み、
前記接合レンズは、第2の負レンズと正レンズとからなり、
前記光学系において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、イメージサークルの直径をΦi、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値をPNdave、前記最終レンズの像側のレンズ面における有効径をΦp、前記最終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、前記前群の焦点距離をfa、前記後群の焦点距離をfb
、前記正レンズのd線における屈折率をNdbp、前記第2の負レンズのd線における屈折率をNdbnとするとき、
0.5<TTL/Φi<1.4
1.713≦PNdave<1.792
2.0<Φp/sk<4.0
0.10<fb/|fa|≦0.607
1.60<Ndbp<2.00
0.0<Ndbp-Ndbn<0.4
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】
前記光学系の焦点距離をfとするとき、
0.1<f/|fa|<1.5
なる条件式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】
前記最終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、
0.6<fp/f<6.0
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】
前記光学系の焦点距離をfとするとき、
0.1<sk/f<0.7
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の光学系。
【請求項5】
前記開口絞りから像面までの光軸上の距離をSPIPとするとき、
0.6<SPIP/TTL<1.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の光学系。
【請求項6】
前記後群は、少なくとも4枚のレンズを含むことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の光学系。
【請求項7】
前記第1の負レンズの物体側のレンズ面の近軸曲率半径をR1、前記第1の負レンズの像側のレンズ面の近軸曲率半径をR2とするとき、
0.0<(R1+R2)/(R2-R1)<50.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1
乃至6の何れか一項に記載の光学系。
【請求項8】
前記第1の負レンズのd線における屈折率をNdn、前記第1の負レンズのd線におけるアッベ数をνdnとするとき、
1.500<Ndn<4.1945/νdn+1.520
なる条件式を満足することを特徴とする請求項
7に記載の光学系。
【請求項9】
前記前群
において配置された正レンズのd線における屈折率をNdapとするとき、
1.60<Ndap<2.00
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至
8の何れか一項に記載の光学系。
【請求項10】
前記前群において最も大きな有効径を有するレンズの該最も大きな有効径をΦaとするとき、
1.0<Φp/Φa<4.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至
9の何れか一項に記載の光学系。
【請求項11】
前記光学系は、5枚以上8枚以下のレンズから構成されることを特徴とする請求項1乃至1
0の何れか一項に記載の光学系。
【請求項12】
前記前群は、1枚の正レンズから構成されることを特徴とする請求項1乃至1
1の何れか一項に記載の光学系。
【請求項13】
前記前群は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズから構成されることを特徴とする請求項1乃至1
2の何れか一項に記載の光学系。
【請求項14】
前記第2の負レンズは、前記後群において最も物体側に配置さ
れ、両凹形状であることを特徴とする請求項1乃至1
3の何れか一項に記載の光学系。
【請求項15】
請求項1から1
4のいず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、撮像素子の小型化および高画素化にともない、撮像装置に用いられる光学系は、小型で高い光学性能を有していることが求められている。
【0003】
特許文献1には、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、第5レンズ、第6レンズから成る光学系が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載の光学系は、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、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。しかしながら、特許文献1に記載の光学系では、全系のペッツバール和が大きく軸外光束の入射角も大きいため、撮像素子の大きい撮像装置に適用しようとすると、像面湾曲の補正や周辺光量の低下が課題となる。
【0006】
小型で高い光学性能を有する光学系を実現するためには、最も像側に正の屈折力を有する大口径レンズを配置し、各レンズの屈折率やパワー配置を適切に設定することが重要である。
【0007】
本発明は、小型で高い光学性能を有する光学系およびそれを有する撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
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、前群、開口絞り、全体として正の屈折力の後群からなる光学系であって、前記後群は、前記後群において最も像側に配置された正の屈折力の最終レンズと、該最終レンズの物体側に配置された第1の負レンズと、前記後群において最も物体側に配置された接合レンズと、を含み、前記接合レンズは、第2の負レンズと正レンズとからなり、前記光学系において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、イメージサークルの直径をΦi、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値をPNdave、前記最終レンズの像側のレンズ面における有効径をΦp、前記最終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、前記前群の焦点距離をfa、前記後群の焦点距離をfb、前記正レンズのd線における屈折率をNdbp、前記第2の負レンズのd線における屈折率をNdbnとするとき、
0.5<TTL/Φi<1.4
1.713≦PNdave<1.792
2.0<Φp/sk<4.0
0.10<fb/|fa|≦0.607
1.60<Ndbp<2.00
0.0<Ndbp-Ndbn<0.4
なる条件式を満足することを特徴とする。
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、小型で高い光学性能を有する光学系およびそれを有する撮像装置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。
【0012】
図1、
図3、
図5、
図7,
図9、
図11、
図13は、それぞれ、実施例1乃至7の光学系L0の無限遠合焦時における断面図である。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。
【0014】
各レンズ断面図において、Laは前群、Lbは後群、Lpは後群Lbに含まれるレンズのうち最も像側に配置された正の屈折力のレンズ(最終レンズ)を表している。
【0015】
また、SPは開口絞りである。IPは像面(近軸)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。なお、本願明細書において「前群La」及び「後群Lb」は、複数のレンズから構成されていても良いし、1枚のレンズから構成されていても良い。
【0016】
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
各実施例の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、前群La、開口絞りSP、全体として正の屈折力の後群Lbからなる光学系である。後群Lbは、最も像側に配置された正の屈折力の最終レンズLpを含む。
【0020】
一般的に、像面IPの近くにレンズが配置されると、そのレンズに入射する軸外光束の高さが高くなるため、軸外光束を屈折させる力が強くなる。各実施例の光学系L0では、後群Lbに正の屈折力を持たせ、さらに後群Lbの最も像側に正の屈折力を持つ大口径レンズである最終レンズLpを配置することで、軸外光束を適度に屈折させ、糸巻型の歪曲の補正と軸外光束の像面入射角を抑制している。
【0021】
さらに、各実施例の光学系L0は、以下の条件式(1)を満足する。
【0022】
0.5<TTL/Φi<1.4 ・・・(1)
ここで、TTLは、光学系L0において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までの光軸上の距離(レンズ全長)である。すなわち、光学系L0の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ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。Φiは、イメージサークルの直径である。
【0023】
条件式(1)は、レンズ全長とイメージサークルの直径の比を規定している。条件式(1)の上限値を上回ると、レンズ全長が長くなってしまう。条件式(1)の下限値を下回ってイメージサークルの直径が大きくなると、像面湾曲の補正と歪曲の補正を両立することが困難となる。
【0024】
本願明細書において、イメージサークルとは、無限遠合焦時に像面IPに到達する光束のうち最も光軸から離れた位置に到達する光束の光軸からの高さを半径とする円である。イメージサークルの直径は光学系L0の像高の2倍に相当する。なお、軸上光束に対する軸外光束の像面照度の割合が2割より小さくなる場合、その軸外光束は像面IPに到達していないものとみなして良い。また、光学系L0の焦点距離をf、半画角(°)をωとするとき、イメージサークルの直径Φiを、Φi=2×f×tanωで表しても良い。
【0025】
光学系L0がズームレンズの場合は、TTLは広角端における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までの距離であり、Φiは広角端におけるイメージサークルの直径である。
【0026】
さらに、各実施例の光学系L0は、以下の条件式(2)を満足する。
【0027】
1.64<PNdave<2.00 ・・・(2)
ここで、PNdaveは光学系L0に含まれる全ての正レンズのd線(波長587.56nm)における屈折率の平均値(平均屈折率)である。
【0028】
条件式(2)は、光学系L0に含まれる全ての正レンズの平均屈折率を規定している。条件式(2)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。条件式(2)の下限値を下回って屈折率が低いと、光学系L0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。
【0029】
さらに、各実施例の光学系L0は、以下の条件式(3)を満足する。
【0030】
2.0<Φp/sk<4.0 ・・・(3)
ここで、Φpは最終レンズLpの像側のレンズ面における有効径である。skは最終レンズLpの像側のレンズ面から像面IPまでの光軸上の距離の空気換算長(バックフォーカス)である。
【0031】
条件式(3)は、最終レンズLpの像側のレンズ面における有効径とバックフォーカスの比を規定している。条件式(3)の上限値を上回るほど最終レンズLpの有効径が大きいと、光学系L0が径方向に大型化してしまう。条件式(3)の下限値を下回るほど最終レンズLpの有効径が小さいと、最終レンズLpに入射する軸外光束の入射高さが低くなり、軸外光束に対する屈折作用が小さくなる。このため、糸巻型の歪曲の補正と像面入射角の抑制が困難となる。
【0032】
本願明細書において、レンズの有効径とは、レンズ面を通過する光線のうち最も光軸から離れた位置を通過する光線の光軸からの高さを半径とする円の直径である。また、有効径はレンズ面において押さえ環やカシメ爪等のメカ部材に内接する円で規定される径や、メカ部材が配置されていない場合は、研磨や成型によって一般的に形成される面の最外周部をつないだ円で規定される径としても良い。なお、光学系L0がズームレンズの場合は、skは広角端における当該ズームレンズのバックフォーカスであり、Φpは広角端における最終レンズLpの像側のレンズ面における有効径である。
【0033】
また、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。
【0034】
0.9<TTL/Φi<1.38 ・・・(1a)
1.64<PNdave<1.85 ・・・(2a)
2.2<Φp/sk<3.5 ・・・(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。
【0035】
0.95<TTL/Φi<1.37 ・・・(1b)
1.641<PNdave<1.792 ・・・(2b)
2.4<Φp/sk<3.2 ・・・(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、以下に述べる条件式(4)から(14)および構成のうち1つ以上を満足することが好ましい。
【0036】
各実施例の光学系L0は、前群Laの焦点距離をfa、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。
【0037】
0.1<f/|fa|<1.5 ・・・(4)
条件式(4)は、前群Laの焦点距離と光学系L0の焦点距離の比を規定している。条件式(4)の上限値を上回って前群La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。条件式(4)の下限値を下回って前群Laの屈折力が弱くなると、像側でテレセントリックな光学系に近づき、射出瞳の位置が像面IPから遠くなり、レンズ全長が長くなるため好ましくない。なお、光学系L0がズームレンズの場合は、fは広角端における当該ズームレンズの焦点距離である。
【0038】
各実施例の光学系L0は、最終レンズLpの焦点距離をfpとするとき、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
【0039】
0.6<fp/f<6.0 ・・・(5)
条件式(5)は、最終レンズLpの焦点距離と光学系L0の焦点距離の比を規定している。条件式(5)の上限値を上回って最終レンズLpの屈折力が弱くなると、糸巻型の歪曲の補正と像面入射角の抑制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最終レンズLpの屈折力が強くなると、像側でテレセントリックな光学系に近づき、レンズ全長が長くなるため好ましくない。
【0040】
各実施例の光学系L0は、以下の条件式(6)を満足することが好ましい。
【0041】
0.1<sk/f<0.7 ・・・(6)
条件式(6)は、バックフォーカスと光学系L0の焦点距離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、レンズ全長が長くな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、像側に配置された最終レンズLpの有効径が大きくなり、光学系L0が径方向に大型化するため好ましくない。
【0042】
各実施例の光学系L0は、開口絞りSPから像面IPまでの光軸上の距離をSPIPとするとき、以下の条件式(7)を満足することが好ましい。
【0043】
0.6<SPIP/TTL<1.0 ・・・(7)
条件式(7)は、開口絞りSPの位置と光学系L0のレンズ全長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、射出瞳が像面IPに近づき、軸外光束の像面入射角度抑制が困難となるため好ましくない。なお、光学系L0がズームレンズの場合は、SPIPは広角端における当該ズームレンズの開口絞りSPから像面IPまでの距離である。
【0044】
各実施例の光学系L0において、後群Lbは少なくとも4枚のレンズを含むことが好ましい。これにより、軸上色収差の補正と倍率色収差の補正を行っている。
【0045】
各実施例の光学系L0において、倍率色収差と像面湾曲の補正のため、後群Lbは、最終レンズLpの物体側に配置された負レンズLn(第1の負レンズ)を含むことが好ましい。
【0046】
各実施例の光学系L0は、負レンズLnの物体側のレンズ面の近軸曲率半径をR1、負レンズLnの像側のレンズ面の近軸曲率半径をR2とするとき、以下の条件式(8)を満足することが好ましい。
【0047】
0.0<(R1+R2)/(R2-R1)<50.0 ・・・(8)
条件式(8)は、負レンズLnの形状を規定している。条件式(8)の上限値を上回ってR1とR2の値が近づくと、負レンズLnの屈折力が弱くなり、倍率色収差の補正不足となるため好ましくない。条件式(8)の下限値を下回ると、負レンズLnの像側のレンズ面の曲率半径が小さくなり、像面湾曲の補正と歪曲の補正の両立が困難となるため好ましくない。
【0048】
各実施例の光学系L0は、負レンズLnのd線における屈折率をNdn、負レンズLnのd線におけるアッベ数をνdnとするとき、以下の条件式(9)を満足することが好ましい。
【0049】
1.500<Ndn<4.1945/νdn+1.520 ・・・(9)
条件式(9)は、負レンズLn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Lnの屈折率が高いと、光学系L0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。条件式(9)の下限値を下回って負レンズLnの屈折率が低いと、分散の大きな材料を選択することができなくなり、倍率色収差の補正不足となるため好ましくない。
【0050】
各実施例の光学系L0は、後群Lbの焦点距離をfbとするとき、以下の条件式(10)を満足することが好ましい。
【0051】
0.10<fb/|fa|<10.00 ・・・(10)
条件式(10)は、前群Laの焦点距離と後群Lbの焦点距離の比を規定している。条件式(10)の上限値を上回って後群Lbの正の屈折力が弱くなると、糸巻型の歪曲の補正と像面入射角の抑制が困難となるため好ましくない。条件式(10)の下限値を下回って後群Lbの屈折力が強くなると、像側でテレセントリックな光学系に近づき、レンズ全長が長くなるため好ましくない。
【0052】
各実施例の光学系L0において、前群Laは正レンズLap(第1の正レンズ)を含み、正レンズLapのd線における屈折率をNdapとするとき、以下の条件式(11)を満足することが好ましい。
【0053】
1.60<Ndap<2.00 ・・・(11)
条件式(11)は、正レンズLapの屈折率を規定している。条件式(11)の上限値を上回って正レンズLapの屈折率が高いと、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(11)の下限値を下回って正レンズLapの屈折率が低いと、光学系L0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。
【0054】
各実施例の光学系L0において、後群Lbは正レンズLbp(第2の正レンズ)を含み、正レンズLbpのd線における屈折率をNdbpとするとき、以下の条件式(12)を満足することが好ましい。
【0055】
1.60<Ndbp<2.00 ・・・(12)
条件式(12)は、正レンズLbpの屈折率を規定している。条件式(12)の上限値を上回って正レンズLbpの屈折率が高いと、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(12)の下限値を下回って正レンズLbpの屈折率が低いと、光学系L0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。
【0056】
各実施例の光学系L0において、後群Lbは負レンズLbn(第2の負レンズ)を含み、負レンズLbnのd線における屈折率をNdbnとするとき、以下の条件式(13)を満足することが好ましい。
【0057】
0.00<Ndbp-Ndbn<0.40 ・・・(13)
条件式(13)は、正レンズLbpと負レンズLbnの屈折率差を規定している。条件式(13)の上限値を上回って屈折率差の大きい材料を選択すると、色消しが困難となり、軸上色収差の補正が不足するため好ましくない。条件式(13)の下限値を下回って屈折率差の小さい材料を選択すると、光学系L0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。
【0058】
各実施例の光学系L0は、前群Laにおいて最も大きな有効径を有するレンズの該最も大きな有効径をΦaとするとき、以下の条件式(14)を満足することが好ましい。
【0059】
1.0<Φp/Φa<4.0 ・・・(14)
条件式(14)は、前群Laの有効径と最も像側に配置された最終レンズLpの有効径の比率を規定している。条件式(14)の上限を上回って最終レンズLpの有効径が大きいと、光学系L0が径方向に大型化するため好ましくない。条件式(14)の下限値を下回って最終レンズLpの有効径が小さいと、糸巻型の歪曲の補正と像面入射角の抑制が困難となるため好ましくない。
【0060】
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、5枚以上8枚以下のレンズから構成されることが好ましい。
【0061】
なお、条件式(4)乃至(14)の数値範囲は、以下の条件式(4a)乃至(14a)の範囲とすることがより好ましい。
【0062】
0.15<f/|fa|<1.40 ・・・(4a)
0.7<fp/f<5.0 ・・・(5a)
0.2<sk/f<0.6 ・・・(6a)
0.70<SPIP/TTL<0.95 ・・・(7a)
0.5<(R1+R2)/(R2-R1)<25.0 ・・・(8a)
1.510<Ndn<4.1945/νdn+1.500 ・・・(9a)
0.15<fb/|fa|<8.50 ・・・(10a)
1.61<Ndap<1.95 ・・・(11a)
1.70<Ndbp<1.95 ・・・(12a)
0.00<Ndbp-Ndbn<0.30 ・・・(13a)
1.2<Φp/Φa<3.0 ・・・(14a)
また、条件式(4)乃至(14)の数値範囲は、以下の条件式(4b)乃至(9b)の範囲とすることがさら好ましい。
【0063】
0.19<f/|fa|<1.30 ・・・(4b)
0.9<fp/f<4.2 ・・・(5b)
0.3<sk/f<0.5 ・・・(6b)
0.76<SPIP/TTL<0.91 ・・・(7b)
1.0<(R1+R2)/(R2-R1)<13.0 ・・・(8b)
1.520<Ndn<4.1945/νdn+1.470 ・・・(9b)
0.19<fb/|fa|<7.50 ・・・(10b)
1.615<Ndap<1.920 ・・・(11b)
1.75<Ndbp<1.91 ・・・(12b)
0.015<Ndbp-Ndbn<0.262 ・・・(13b)
1.5<Φp/Φa<2.7 ・・・(14b)
なお、各実施例の光学系L0において、最終レンズLpと像面IPの間にカバーガラスやIRカットフィルタ等の光学部材を配置してもよい。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。
【0064】
次に、各実施例の光学系L0について詳細に述べる。
【0065】
実施例1の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、前群La、開口絞りSP、全体として正の屈折力の後群Lbからなる。前群Laは1枚の正レンズから構成される。後群Lbは、物体側から像側へ順に配置された、正レンズと負レンズの接合レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズから構成される。
【0066】
実施例2の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、前群La、開口絞りSP、全体として正の屈折力の後群Lbからなる。前群Laは、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、負レンズから構成される。後群Lb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、負レンズ、負レンズ、正レンズから構成される。
【0067】
実施例3の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、前群La、開口絞りSP、全体として正の屈折力の後群Lbからなる。前群Laは1枚の正レンズから構成される。後群Lb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、負レンズ、負レンズ、正レンズから構成される。
【0068】
実施例4の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、前群La、開口絞りSP、全体として正の屈折力の後群Lbからなる。前群Laは1枚の正レンズから構成される。後群Lb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、負レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズから構成される。
【0069】
実施例5の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、前群La、開口絞りSP、全体として正の屈折力の後群Lbからなる。前群Laは、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、正レンズから構成される。後群Lbは、物体側から像側へ順に配置された、正レンズと負レンズの接合レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズから構成される。
【0070】
実施例6の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、前群La、開口絞りSP、全体として正の屈折力の後群Lbからなる。前群La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から構成される。後群Lbは、物体側から像側へ順に配置された、正レンズと負レンズの接合レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズから構成される。
【0071】
実施例7の光学系L0は、物体側から像側へ順に配置された、前群La、開口絞りSP、全体として正の屈折力の後群Lbからなる。前群Laは、物体側から像側へ順に配置された、負レンズ、正レンズから構成される。後群Lbは、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズから構成される。
【0072】
以下に、実施例1~7にそれぞれ対応する数値実施例1~7を示す。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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、A3からA15を各次数の非球面係数とするとき、
【0076】
【0077】
なる式で表している。なお、各非球面係数にける「e±XX」は「×10±XX」を意味している。
【0078】
[数値実施例1]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 6.260 0.86 1.72916 54.7 4.80
2 10.445 0.67 4.58
3(絞り) ∞ 0.90 4.47
4 6.769 1.21 1.90043 37.4 4.14
5 -17.277 0.50 1.74077 27.8 3.80
6 5.222 1.38 3.35
7* -17.501 0.71 1.63560 23.9 4.36
8* -102.984 1.65 5.27
9* -6.645 1.30 1.63560 23.9 7.43
10* -6.698 0.36 8.53
11* 5.559 1.95 1.53500 56.0 12.13
12* 7.159 (可変) 12.62
像面 ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.07563e-02 A 6=-1.05029e-02 A 8=-6.35129e-04
A 3= 4.83637e-03 A 5= 1.12736e-02 A 7= 4.29894e-03
第8面
K = 0.00000e+00 A 4= 7.30840e-03 A 6=-4.56636e-04 A 8=-9.60399e-05
A 3=-2.56213e-03 A 5=-4.86845e-03 A 7= 7.05515e-04
第9面
K = 1.46022e+00 A 4= 3.50415e-02 A 6= 2.52119e-04 A 8=-1.67257e-04
A10= 2.35759e-06
A 3=-1.55185e-02 A 5=-1.27191e-02 A 7= 8.24290e-04
第10面
K =-1.25577e+00 A 4= 1.62098e-02 A 6= 1.87296e-03 A 8= 5.42303e-06
A10=-2.12988e-08
A 3=-3.98973e-03 A 5=-8.68766e-03 A 7=-1.76229e-04
第11面
K =-1.44696e+01 A 4= 7.50341e-03 A 6= 1.22100e-03 A 8=-8.39694e-05
A10=-4.58570e-07
A 3= 3.44333e-03 A 5=-6.75667e-03 A 7= 1.70998e-04 A 9= 1.04779e-05
第12面
K =-1.20114e+01 A 4=-8.25372e-03 A 6=-4.77190e-03 A 8=-2.89053e-04
A10=-1.08364e-06
A 3= 2.30350e-03 A 5= 7.76429e-03 A 7= 1.58451e-03 A 9= 2.76387e-05
各種データ
焦点距離 13.82
Fナンバー 2.88
半画角(°) 29.72
像高 7.89
レンズ全長 16.32
BF 4.83
d12 4.83
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 19.72
2 4 5.53
3 5 -5.36
4 7 -33.28
5 9 154.89
6 11 32.60
[数値実施例2]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 8.535 1.78 1.72916 54.7 8.35
2 54.576 1.59 7.97
3 1116.973 0.50 1.76182 26.5 6.96
4 15.804 1.18 6.63
5(絞り) ∞ 1.00 6.34
6 -16.891 0.50 1.63980 34.5 6.09
7 5.764 2.04 1.90043 37.4 5.98
8 -19.006 0.33 6.27
9* 9.018 0.55 1.61550 25.8 6.74
10* 6.674 2.94 7.04
11* -4.712 1.80 1.67070 19.3 7.95
12* -6.144 0.16 9.79
13* 8.031 1.93 1.53110 56.0 12.23
14* 10.796 (可変) 13.08
像面 ∞
非球面データ
第9面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.84389e-03 A 6=-1.16302e-04 A 8= 4.41572e-06
A10= 1.25231e-07 A12=-7.95831e-09
第10面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.02522e-03 A 6=-1.31968e-04 A 8= 8.52375e-06
A10=-9.50218e-08 A12=-2.02084e-09
第11面
K = 0.00000e+00 A 4= 5.16315e-03 A 6=-3.54315e-04 A 8= 2.68121e-05
A10=-1.19044e-06 A12= 2.36728e-08
第12面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.70854e-03 A 6=-8.20838e-05 A 8= 4.87853e-06
A10=-1.77527e-07 A12= 2.49283e-09
第13面
K =-9.97557e+00 A 4=-1.35719e-03 A 6= 1.42774e-05 A 8= 8.19110e-07
A10=-4.84714e-08 A12= 9.59127e-10 A14=-6.48919e-12
第14面
K =-2.08501e+01 A 4=-9.41503e-04 A 6=-1.72682e-05 A 8= 1.41035e-06
A10=-4.48295e-08 A12= 6.50318e-10 A14=-3.78611e-12
各種データ
焦点距離 17.20
Fナンバー 2.06
半画角(°) 24.65
像高 7.89
レンズ全長 21.52
BF 5.22
d14 5.22
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 13.65
2 3 -21.05
3 6 -6.66
4 7 5.11
5 9 -45.81
6 11 -60.86
7 13 47.55
[数値実施例3]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 4.707 1.13 1.61800 63.4 5.68
2 9.145 1.07 4.97
3(絞り) ∞ 0.88 3.73
4 -13.939 0.40 1.60342 38.0 3.47
5 4.094 1.49 1.85150 40.8 3.37
6 -10.702 0.16 3.89
7* -20.317 0.92 1.63560 23.9 4.05
8* 16.176 2.24 4.80
9* -2.684 1.11 1.67070 19.3 5.38
10* -4.213 0.07 7.49
11 144.002 2.21 1.90366 31.3 11.56
12 -15.708 (可変) 12.19
像面 ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+00 A 4=-4.18307e-03 A 6= 1.49689e-03 A 8=-8.47348e-04
A10= 2.67501e-04 A12=-3.97751e-05 A14= 2.16051e-06
第8面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.16772e-03 A 6= 5.73321e-04 A 8=-1.35772e-04
A10= 2.41817e-05 A12=-1.37987e-06 A14=-9.50059e-09
第9面
K =-4.70448e+00 A 4=-2.76003e-02 A 6= 5.61591e-03 A 8=-1.38408e-03
A10= 2.30576e-04 A12=-2.32076e-05 A14= 9.79590e-07
第10面
K = 0.00000e+00 A 4= 1.27980e-03 A 6= 5.55638e-05 A 8=-5.37022e-06
A10= 9.26509e-07 A12=-6.95746e-08 A14= 2.53834e-09
各種データ
焦点距離 12.64
Fナンバー 2.91
半画角(°) 31.97
像高 7.89
レンズ全長 15.87
BF 4.19
d12 4.19
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 14.30
2 4 -5.20
3 5 3.65
4 7 -14.03
5 9 -15.58
6 11 15.78
[数値実施例4]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 4.508 1.10 1.69680 55.5 5.41
2 10.717 1.00 4.80
3(絞り) ∞ 1.02 3.90
4 -13.463 0.40 1.69895 30.1 3.43
5 4.776 1.39 1.83481 42.7 3.91
6 -9.237 0.16 4.36
7* -16.299 0.43 1.53110 55.9 4.46
8* -187.887 1.34 4.77
9 -2.854 0.86 1.92286 20.9 4.91
10 -4.834 0.42 6.52
11* -4.029 0.55 1.53110 55.9 6.64
12* -5.433 0.15 8.35
13 132.002 2.50 2.00100 29.1 12.25
14 -13.257 (可変) 12.81
像面 ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+00 A 4=-8.03294e-03 A 6= 6.42603e-04 A 8=-1.71864e-05
A10=-2.18210e-05 A12= 5.95829e-06 A14=-3.26994e-07
第8面
K = 0.00000e+00 A 4=-9.37478e-03 A 6= 5.54245e-04 A 8=-6.69460e-05
A10=-6.99311e-06 A12= 1.91513e-06 A14=-4.31530e-08
第11面
K = 0.00000e+00 A 4= 2.04929e-03 A 6= 2.43258e-04 A 8=-7.52984e-05
A10= 7.10962e-06 A12=-4.53349e-07 A14= 1.70146e-08
第12面
K = 0.00000e+00 A 4= 2.56257e-03 A 6= 2.07946e-04 A 8=-4.35551e-05
A10= 3.28693e-06 A12=-1.10371e-07 A14= 1.45867e-09
各種データ
焦点距離 12.94
Fナンバー 2.80
半画角(°) 31.36
像高 7.89
レンズ全長 15.50
BF 4.19
d14 4.19
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 10.41
2 4 -5.00
3 5 3.95
4 7 -33.63
5 9 -9.55
6 11 -33.93
7 13 12.14
[数値実施例5]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 -11.704 0.29 1.59270 35.3 5.34
2 4.905 0.08 4.65
3 5.130 1.22 1.91082 35.2 4.63
4 -29.778 0.32 4.26
5(絞り) ∞ 0.92 4.17
6 5.703 1.26 1.87070 40.7 3.92
7 -8.099 0.18 1.76182 26.5 3.61
8 5.381 0.68 3.38
9* -21.874 0.63 1.53500 56.0 3.81
10* -135.199 1.97 4.63
11* -5.817 1.59 1.53500 56.0 8.06
12* -5.050 0.18 8.94
13* 6.415 1.77 1.53500 56.0 11.65
14* 8.812 (可変) 12.22
像面 ∞
非球面データ
第9面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.23331e-02 A 6=-1.37107e-02 A 8=-4.99539e-04
A 3= 1.02926e-02 A 5= 2.10970e-02 A 7= 4.33469e-03
第10面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.34981e-02 A 6=-8.17785e-03 A 8=-2.49052e-04
A 3= 1.01369e-02 A 5= 1.34718e-02 A 7= 2.44157e-03
第11面
K =-3.44235e+01 A 4=-1.31612e-02 A 6=-6.61143e-03 A 8=-1.37858e-04
A10= 6.72689e-07
A 3= 3.65090e-04 A 5= 1.47395e-02 A 7= 1.44729e-03
第12面
K =-3.08794e+00 A 4=-4.69366e-02 A 6=-9.52789e-03 A 8=-1.71551e-04
A10= 7.65261e-07
A 3= 4.54234e-02 A 5= 2.71741e-02 A 7= 1.88545e-03
第13面
K =-4.72297e+01 A 4=-3.62984e-02 A 6=-3.40402e-03 A 8=-8.43606e-05
A10=-2.63594e-07
A 3= 5.57242e-02 A 5= 1.28857e-02 A 7= 6.48527e-04 A 9= 6.89276e-06
第14面
K =-1.98741e+01 A 4=-2.10859e-02 A 6=-5.43361e-03 A 8=-2.11629e-04
A10=-6.17168e-07
A 3= 1.69037e-02 A 5= 1.31038e-02 A 7= 1.38770e-03 A 9= 1.76760e-05
各種データ
焦点距離 10.39
Fナンバー 2.55
半画角(°) 37.20
像高 7.89
レンズ全長 15.65
BF 4.54
d14 4.54
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -5.79
2 3 4.89
3 6 4.01
4 7 -4.22
5 9 -48.87
6 11 41.54
7 13 35.08
[数値実施例6]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 -9.182 0.26 1.59270 35.3 5.05
2 7.573 1.16 1.91082 35.2 4.55
3 -15.973 0.36 4.19
4(絞り) ∞ 0.95 3.70
5 5.201 1.28 1.87070 40.7 3.52
6 -11.975 0.18 1.76182 26.5 3.23
7 4.561 0.76 3.42
8* -85.757 0.61 1.53500 56.0 3.99
9* -3646.869 1.98 4.79
10* -4.133 1.32 1.53500 56.0 8.03
11* -3.726 0.08 8.68
12* 6.434 1.79 1.53500 56.0 11.47
13* 8.046 (可変) 11.95
像面 ∞
非球面データ
第8面
K = 0.00000e+00 A 4=-2.15591e-02 A 6=-1.45344e-02 A 8=-6.45412e-04
A 3= 7.31285e-03 A 5= 2.05408e-02 A 7= 4.98873e-03
第9面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.38627e-02 A 6=-7.94143e-03 A 8=-2.15749e-04
A 3= 6.84598e-03 A 5= 1.26489e-02 A 7= 2.30518e-03
第10面
K =-1.83110e+01 A 4=-1.28739e-02 A 6=-6.60464e-03 A 8=-1.38472e-04
A10= 5.89377e-07
A 3=-4.50600e-03 A 5= 1.51074e-02 A 7= 1.45049e-03
第11面
K =-4.49148e+00 A 4=-4.78510e-02 A 6=-9.42635e-03 A 8=-1.74438e-04
A10= 6.95369e-07
A 3= 3.87383e-02 A 5= 2.75181e-02 A 7= 1.89210e-03
第12面
K =-5.38183e+01 A 4=-3.59530e-02 A 6=-3.36121e-03 A 8=-8.55245e-05
A10=-2.45687e-07
A 3= 5.16366e-02 A 5= 1.29027e-02 A 7= 6.49569e-04 A 9= 6.80215e-06
第13面
K =-2.25124e+01 A 4=-2.20658e-02 A 6=-5.43967e-03 A 8=-2.11458e-04
A10=-6.20841e-07
A 3= 1.55469e-02 A 5= 1.34176e-02 A 7= 1.38383e-03 A 9= 1.77223e-05
各種データ
焦点距離 10.39
Fナンバー 2.86
半画角(°) 37.20
像高 7.89
レンズ全長 15.55
BF 4.83
d13 4.83
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -6.96
2 2 5.78
3 5 4.31
4 6 -4.31
5 8 -164.16
6 10 33.15
7 12 43.30
[数値実施例7]
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* -3586.364 0.50 1.58313 59.4 4.98
2* 3.305 0.40 4.07
3 6.805 1.15 1.72916 54.7 3.97
4 -20.438 0.41 3.51
5(絞り) ∞ 0.92 3.45
6 6.513 1.36 1.75500 52.3 4.01
7 -6.331 0.11 4.25
8 -8.195 1.51 1.65844 50.9 4.27
9 -3.404 0.50 1.73800 32.3 4.52
10 13.112 1.15 5.05
11* -10.477 0.56 1.53500 56.0 5.24
12* -12.314 0.82 6.05
13* -4.165 1.53 1.53500 56.0 7.58
14* -4.049 0.18 8.44
15* 4.151 1.87 1.53500 56.0 12.30
16* 4.590 (可変) 12.86
像面 ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.58804e-02 A 6= 2.24199e-03 A 8= 1.83096e-04
A 3=-3.16093e-03 A 5= 4.71244e-03 A 7=-1.32163e-03
第2面
K = 4.72161e-01 A 4=-1.76482e-02 A 6= 1.39866e-03 A 8=-9.37739e-05
A 3=-5.29217e-03 A 5= 3.59190e-03 A 7=-4.59994e-04
第11面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.05979e-02 A 6=-2.78920e-04 A 8= 1.32419e-04
A10=-5.02271e-06
第12面
K = 0.00000e+00 A 4=-5.08433e-03 A 6=-3.11798e-04 A 8= 1.12668e-04
A10=-4.13907e-06
第13面
K =-1.22936e+01 A 4= 9.88450e-03 A 6= 2.44515e-03 A 8= 8.11852e-05
A10=-7.20367e-07
A 3=-8.89814e-03 A 5=-5.23719e-03 A 7=-6.59829e-04
第14面
K =-1.34110e+00 A 4=-1.16917e-04 A 6=-1.54999e-03 A 8=-3.18547e-05
A10=-6.97583e-08
A 3=-3.16936e-03 A 5= 3.22415e-03 A 7= 3.73888e-04
第15面
K =-1.12242e+00 A 4=-2.35753e-02 A 6=-4.14295e-03 A 8=-1.53627e-04
A10=-4.33086e-07
A 3= 4.45348e-03 A 5= 1.17935e-02 A 7= 1.01655e-03 A 9= 1.26550e-05
第16面
K =-6.08828e-01 A 4=-1.82200e-02 A 6=-1.43596e-03 A 8=-3.10115e-05
A10=-5.37345e-08
A 3= 5.03772e-03 A 5= 6.01578e-03 A 7= 2.59656e-04 A 9= 2.01631e-06
各種データ
焦点距離 8.79
Fナンバー 2.88
半画角(°) 41.92
像高 7.89
レンズ全長 17.05
BF 4.07
d16 4.07
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -5.66
2 3 7.13
3 6 4.46
4 8 7.86
5 9 -3.62
6 11 -147.00
7 13 48.53
8 15 32.60
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。
【0079】
【0080】
[撮像装置]
次に、本発明の光学系L0を撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ10(撮像装置)の実施例について、
図15を用いて説明する。
図15において、13はカメラ本体、11は実施例1乃至7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。
【0081】
このように本発明の光学系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。
【0082】
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び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】
【0083】
L0 光学系
La 前群
SP 開口絞り
Lb 後群
Lp 最終レンズ