Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP7171224B2 - 光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

光学系及びそれを有する撮像装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7171224B2
JP7171224B2 JP2018088066A JP2018088066A JP7171224B2 JP 7171224 B2 JP7171224 B2 JP 7171224B2 JP 2018088066 A JP2018088066 A JP 2018088066A JP 2018088066 A JP2018088066 A JP 2018088066A JP 7171224 B2 JP7171224 B2 JP 7171224B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens group
lens
optical system
focusing
infinity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018088066A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019194630A (ja
Inventor
裕一 行田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2018088066A priority Critical patent/JP7171224B2/ja
Priority to US16/393,826 priority patent/US11307394B2/en
Publication of JP2019194630A publication Critical patent/JP2019194630A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7171224B2 publication Critical patent/JP7171224B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/24—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for reproducing or copying at short object distances
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/163—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • G02B15/167—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/009—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras having zoom function
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/02—Telephoto objectives, i.e. systems of the type + - in which the distance from the front vertex to the image plane is less than the equivalent focal length

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

本発明は光学系及びそれを有する撮像装置に関し、たとえば、デジタルスチルカメラ・デジタルビデオカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ等の撮像光学系として好適なものである。
従来、撮像装置に用いられ、撮影倍率が等倍程度までの近距離物体の撮影を主とする撮像光学系にマクロレンズがある。マクロレンズでは、無限遠物体から撮影倍率１倍又は０．５倍程度の近距離物体まで良好に撮像できるように設計されている。マクロレンズにおいて、撮影倍率範囲を更に拡大していくとフォーカス（フォーカシング）に伴う諸収差の変動が顕著になる。
これに対して近距離物体へのフォーカスに際しての収差変動を軽減するためにフォーカスに際して複数のレンズ群を独立に移動させる、所謂フローティング方式を採用した撮像光学系が知られている（特許文献１、２）。
特許文献１の撮像光学系では物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正又は負の屈折力の第４レンズ群で構成している。そして無限遠から近距離へのフォーカスに際して、第２レンズ群を像側へ移動し、第３レンズ群を物体側へ移動している。
特許文献２の撮像光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群より構成している。そして無限遠から至近へのフォーカシングに際して第２レンズ群は物体側へ移動し、第３レンズ群は像側へ移動している。
特開２００５－０６２２１１号公報 特開２０１７－２２３７５４号公報
フォーカシングに際して収差変動を軽減するために２つのレンズ群を移動させるフローティング方式を用いると、無限遠から近距離への撮影の際の収差変動を軽減するのが容易となる。フローティング方式は、特に近撮像においては収差変動を軽減するのに大変有効である。しかしながら撮像光学系の小型化、軽量化を図りつつ、フローティング方式を用いてフォーカシングに際して収差変動を軽減し、無限遠から近接距離までの全物体距離において高い光学性能を得るには、撮像光学系の構成を適切に設定することが重要になってくる。
例えば移動させるレンズ群や移動させるレンズ群の移動量等を適切に設定することが重要になってくる。これらの構成が適切でないと、撮像光学系の小型化、軽量化を図りつつフォーカシングに伴う諸収差の変動を軽減するのが困難になり、全物体距離にわたり高い光学性能を得るのが大変難しくなってくる。
本発明は、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して収差変動を軽減し全物体距離にわたり高い光学性能が得られる小型化及び軽量化が容易な光学系の提供を目的とする。
本発明の光学系は、複数のレンズ群を有し、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、
前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、無限遠から至近へのフォーカシングに際して物体側へ移動する正の屈折力の第１フォーカスレンズ群、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負の屈折力の第２フォーカスレンズ群、正の屈折力の第４レンズ群からなり、
前記第１レンズ群と前記第４レンズ群は、フォーカシングに際して不動であり、
前記第１フォーカスレンズ群の焦点距離をｆＡ、無限遠から至近へのフォーカシングにおける前記第１フォーカスレンズ群の移動量をＤＡ、前記光学系の焦点距離をｆ、前記光学系のレンズ全長をＤ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
－５．００＜ＤＡ／ｆＡ＜－０．１８
Ｄ／ｆ＜１．００
０．７３５≦ｆ１／ｆ＜１．２０
なる条件式を満たすことを特徴としている。
本発明によれば、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して収差変動を軽減し全物体距離にわたり高い光学性能が得られる小型化及び軽量化が容易な光学系が得られる。
実施例１の光学系の無限遠に合焦時のレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例１の光学系の無限遠に合焦時と至近に合焦時における縦収差図 実施例２の光学系の無限遠に合焦時のレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例２の光学系の無限遠に合焦時と至近に合焦時における縦収差図 実施例３の光学系の無限遠に合焦時のレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例３の光学系の無限遠に合焦時と至近に合焦時における縦収差図 実施例４の光学系の無限遠に合焦時のレンズ断面図 （Ａ）、（Ｂ） 実施例４の光学系の無限遠に合焦時と至近に合焦時における縦収差図 本発明の撮像装置の要部概略図
以下に本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。本発明の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、複数のレンズ群を含む後群より構成されている。そして後群は最も物体側に無限遠から至近へのフォーカシングに際して物体側へ移動する正の屈折力のＡ群と、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負の屈折力のＢ群を有する。
図１は本発明の実施例１の光学系の無限遠に合焦時のレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ実施例１の無限遠に合焦時および至近に合焦時（横倍率β＝－０．７０）における縦収差図である。
図３は本発明の実施例２の光学系の無限遠に合焦時のレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ実施例２の無限遠に合焦時および至近に合焦時（横倍率β＝－０．５７）における縦収差図である。
図５は本発明の実施例３の光学系の無限遠に合焦時のレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ実施例３の無限遠に合焦時および至近に合焦時（横倍率β＝－０．５３）における縦収差図である。
図７は本発明の実施例４の光学系の無限遠に合焦時のレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ実施例４の無限遠に合焦時および至近に合焦時（横倍率β＝－１．００）における縦収差図である。
図９は本発明の撮像装置の要部概略図である。
各実施例の光学系は、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラなどの撮像装置に用いられる撮像光学系である。なお、各実施例の光学系は投射装置（プロジェクタ）用の投射光学系として用いることもできる。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。
レンズ断面図において、Ｌ０は光学系である。Ｂ１は正の屈折力の第１レンズ群である。ＬＲは複数のレンズ群を有する後群である。後群ＬＲは正の屈折力の第２レンズ群Ｂ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｂ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｂ４より構成されている。無限遠から至近へのフォーカシングに際し、第２レンズ群Ｂ２は物体側へ、第３レンズ群Ｂ３は像側へそれぞれ移動する。第２レンズ群Ｂ２がＡ群（第１のフォーカスレンズ群）、第３レンズ群Ｂ３がＢ群（第２のフォーカスレンズ群）に相当する。ここでレンズ群とは１枚のレンズまたは複数のレンズより構成されている場合を含む。
ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）の光束を決定（制限）する開口絞りである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチル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）の撮像面が置かれる。フォーカスに関する矢印は無限遠から至近へのフォーカシングに際してのレンズ群の移動方向を示している。
収差図においてＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）であり、光線追跡値による画角である。球面収差図において、実線のｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、二点鎖線のｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図において実線のＳはｄ線におけるサジタル像面、点線のＭはｄ線におけるメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差図において二点鎖線のｇはｇ線である。
本発明の光学系Ｌ０は、後群ＬＲ内の第２レンズ群Ｂ２（Ａ群）（第１フォーカスレンズ群）と、第３レンズ群Ｂ３（Ｂ群）（第２フォーカスレンズ群）でフォーカシングを行う。無限遠から至近へのフォーカシングに際して第２レンズ群Ｂ２が物体側に移動し、第３レンズ群Ｂ３が像側へ移動する。無限遠から至近へのフォーカシングに際して第２レンズ群Ｂ２と第３レンズ群Ｂ３は、いずれも撮影倍率を拡大する方向に移動するため、この両者を移動させることで、至近に対する撮影倍率（の絶対値）を高めている。
一般的に、望遠型の光学系においては、物体側に近いレンズはレンズの有効径が大きく、重量も重い。こうした重いレンズ群をフォーカシングの際に移動させようとすると、これを保持するための保持機構や移動させるための駆動機構も大型化・重量化してしまう。このため、後群ＬＲ内にフォーカスレンズ群を配置する構成として、光学系の小型化・軽量化を図っている。
また、望遠型の光学系の後群ＬＲは、軸上光線の光軸からの通過位置および瞳近軸光線の通過位置がいずれも低い。このため、後群ＬＲ内のレンズ群をフォーカスレンズ群として用いることで、フォーカシングに際して球面収差、軸上色収差や倍率色収差等の諸収差の変動を抑えている。
各実施例では、後群ＬＲ内にフォーカスレンズ群を配置することで、無限遠の合焦時だけでなく至近の合焦時においても、高画質化を得ることを容易にしている。
各実施例において、第２レンズ群Ｂ２（Ａ群）の焦点距離をｆＡ、無限遠から至近へのフォーカシングにおける第２レンズ群Ｂ２（Ａ群）の移動量をＤＡ、光学系Ｌ０の焦点距離をｆ、光学系Ｌ０のレンズ全長をＤとする。このとき、
－５．００＜ＤＡ／ｆＡ＜－０．１８ ・・・（１）
Ｄ／ｆ＜１．００ ・・・（２）
なる条件式を満たす。
ここで、移動量ＤＡは符号を有する物理量である。無限遠から至近へのフォーカシングに際し、像側へ移動するときの符号を正とする。
また、レンズ全長Ｄは、光学系のレンズ最前面（第１レンズ面）からレンズ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。バックフォーカスＢＦはレンズ最終面から像面までの距離を空気換算長で表した長さである。
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は、フォーカシングに際しての第２レンズ群Ｂ２（Ａ群）の移動量と第２レンズ群Ｂ２の焦点距離との比に関する。条件式（１）の上限を超えて第２レンズ群Ｂ２の正の屈折力が小さくなると（正の屈折力が弱くなると）、フォーカシングに際して第２レンズ群Ｂ２の移動量が増え、レンズ全長が増大してしまう。また、条件式（１）の下限を超えて第２レンズ群Ｂ２の正の屈折力が大きくなると、レンズ全長の短縮は容易にはなるが、フォーカシングに際して球面収差および軸上色収差の変動が大きくなり、高い光学性能を保つことが困難になる。
条件式（２）は、光学系Ｌ０のレンズ全長と光学系Ｌ０の焦点距離の比に関する。条件式（２）の上限を超えてレンズ全長が長くなると、高画質化は容易になるが、光学系Ｌ０の小型化及び軽量化が困難になる。従って、条件式（１）、（２）を満たすことで、近接撮影が容易であり、高画質化を図りつつ、光学系Ｌ０の小型化及び軽量化が容易な光学系を得ることができる。
各実施例において、更に好ましくは次の条件式を１つ以上満足するのがよい。第３レンズ群（Ｂ群）の焦点距離をｆＢ、無限遠から至近へのフォーカシングにおける第３レンズ群（Ｂ群）の移動量をＤＢとする。第１レンズ群Ｂ１の焦点距離をｆ１とする。最至近の合焦時における光学系Ｌ０の結像倍率をβとする。このとき次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
－５．００＜ＤＢ／ｆＢ＜－０．０５ ・・・（３）
０．５０＜ｆ１／ｆ＜１．２０ ・・・（４）
｜β｜＞０．３ ・・・（５）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（３）は、フォーカシングに際しての第３レンズ群Ｂ３（Ｂ群）の移動量と第３レンズ群Ｂ３の焦点距離の比に関する。条件式（３）の上限を超えて第３レンズ群Ｂ３の負の屈折力が小さくなると（負の屈折力の絶対値が小さくなると）、第３レンズ群Ｂ３の移動量が増え、レンズ全長が増大してしまう。
また、条件式（３）の下限を超えて第３レンズ群Ｂ３の負の屈折力が大きくなると（負の屈折力の絶対値が大きくなると）、レンズ全長の短縮は容易にはなる。しかしながら、フォーカシングに際して球面収差および倍率色収差の変動が大きくなり、高い光学性能を保つことが困難になる。
条件式（４）は、第１レンズ群Ｂ１の焦点距離と光学系Ｌ０の焦点距離の比に関する。条件式（４）の上限を超えて第１レンズ群Ｂ１の正の屈折力が小さく（弱く）なると、各レンズの屈折力が弱くなり、各レンズ面より発生する諸収差が小さくなるため高画質化は容易になるが、光学系Ｌ０の小型化及び軽量化が困難になる。また、条件式（４）の下限を超えて第１レンズ群Ｂ１の正の屈折力が大きく（強く）なると、光学系Ｌ０の小型化及び軽量化は容易になるが、第１レンズ群Ｂ１内の各レンズ面より球面収差および軸上色収差が大きく発生するため、高画質化が困難になる。
条件式（５）は、最至近に合焦時の結像倍率を規定する。条件式（５）の下限値を下回ると、マクロレンズとしての効果が弱くなるため好ましくない。
以上の構成をとることにより、近接撮影が容易であり、高画質化と小型化・軽量化を図った光学系を得ることができる。更に好ましくは条件式（１）乃至（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
－２．５００＜ＤＡ／ｆＡ＜－０．１８５ ・・・（１ａ）
Ｄ／ｆ＜０．９７ ・・・（２ａ）
－２．５０＜ＤＢ／ｆＢ＜－０．１０ ・・・（３ａ）
０．５５＜ｆ１／ｆ＜１．１０ ・・・（４ａ）
｜β｜＞０．４ ・・・（５ａ）
更に好ましくは条件式（１ａ）乃至（５ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
－１．５０＜ＤＡ／ｆＡ＜－０．１９ ・・・（１ｂ）
Ｄ／ｆ＜０．９５ ・・・（２ｂ）
－１．５０＜ＤＢ／ｆＢ＜－０．１５ ・・・（３ｂ）
０．６０＜ｆ１／ｆ＜１．００ ・・・（４ｂ）
０．７３５≦ｆ１／ｆ＜１．２０ ・・・（４ｂ´）
｜β｜＞０．５ ・・・（５ｂ）
各実施例において好ましくは次の構成をとることが良い。各実施例の光学系Ｌ０においては、第１レンズ群Ｂ１は複数レンズを有し、最も物体側にあるレンズＧ１と、レンズＧ１の像側に隣接して配置された正レンズを有することが好ましい。レンズＧ１が正レンズであることで、レンズＧ２レンズに向かって光線を収斂させることができ、レンズＧ２の小型化及び軽量化が容易になる。
同様に、レンズＧ２が正レンズであることで、物体側から数えて３番目のレンズＧ３に向かって光線を収斂させることができ、レンズＧ３の小型化及び軽量化が容易になる。望遠型の光学系の多くにおいては、物体側に配置されたレンズの重量が光学系全体の重量の大部分を占める。このためレンズＧ２やレンズＧ３を小型化及び軽量化することで、光学系Ｌ０が小型化及び軽量化を図ることが容易となる。
また、フォーカシング用の第２レンズ群Ｂ２は、正レンズおよび負レンズを、夫々１枚以上有することが好ましい。正レンズと負レンズを少なくとも１枚以上を有することで、フォーカシングに際して色収差の変動を低減することができ、無限遠から至近までの物体距離全般にわたり高い高画質を維持することが容易になる。
同様に、フォーカシング用の第３レンズ群Ｂ３は、正レンズおよび負レンズを、夫々１枚以上有することが好ましい。正レンズと負レンズを少なくとも１枚以上を有することで、フォーカシングに際して色収差の変動を低減することができ、無限遠から至近までの物体距離全般にわたり高い高画質を維持することが容易になる。
また、各実施例の光学系においては、第１レンズ群Ｂ１と第２レンズ群Ｂ２の間に開口絞りＳＰを配置することが好ましい。なお、開口絞りＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）の光束を決定（制限）する部材であり、メカ的もしくは電気的な手法によって開口径を変化させることで光学系Ｌ０の内部を通過する光量を調整することができる。また、軸外光束が開口絞りＳＰの光軸中心を通過することで、開口絞りＳＰがいかなる径であっても、軸外光束が光学系Ｌ０の内部を通過することができる。
各実施例において、フォーカシングに際して第１レンズ群Ｂ１は不動である。各実施例において、後群ＬＲは物体側から像側へ順に配置された第２レンズ群Ｂ２（Ａ群）、第３レンズ群Ｂ３（Ｂ群）、フォーカシングに際して不動の正の屈折力の第４レンズ群Ｂ４より構成される。
実施例１、２、４において、第２レンズ群Ｂ２（Ａ群）は負レンズと正レンズを接合した接合レンズより構成される。実施例３において、第２レンズ群Ｂ２（Ａ群）は１枚の正レンズより構成される。実施例１、３、４において、第３レンズ群Ｂ３（Ｂ群）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とを接合した接合レンズ、負レンズより構成される。実施例２において、第３レンズ群Ｂ３（Ｂ群）は負レンズと正レンズを接合した接合レンズより構成される。
本発明の撮像装置について図９を用いて説明する。図９において、１０は実施例１乃至４のいずれか１つの光学系１を有する撮像光学系である。
光学系１は保持部材である鏡筒２に保持されている。２０はカメラ本体である。カメラ本体２０はクイックリターンミラー３、焦点板４、ペンタダハプリズム５、接眼レンズ６等によって構成されている。クイックリターンミラー３は、光学系１からの光束を上方に反射する。焦点板４は光学系１の像形成位置に配置されている。ペンタダハプリズム５は焦点板４に形成された逆像を正立像に変換する。観察者は、その正立像を、接眼レンズ６を介して観察する。７は光学系１で形成された像を受光する撮像素子である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更ができる。たとえば、本実施例は防振レンズ群を有していないが、たとえば後群ＬＲ内に防振レンズを有しても良い。また、球面レンズだけでなく、非球面レンズを有しても良い。さらには、屈折光学素子（いわゆるレンズ）だけでなく、回折光学素子を有した光学系であっても良い。
以下に、実施例１乃至４にそれぞれ対応する数値データ１乃至４を示す。各数値データにおいてｉは物体側から数えた面番号を示す。ｒｉは物体側より順に第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目と第ｉ＋１番目間のレンズ厚及び空気間隔、ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率とアッベ数である。間隔が可変のところは物体距離（撮像倍率）（横倍率）が変化したときの値である。
半画角は光線追跡値による撮像半画角を示す。ＢＦはバックフォーカスである。レンズ全長は無限遠物体にフォーカスしているときの第１レンズ面から像面までの距離である。又前述の各条件式と実施例１乃至４の関係をそれぞれ表１に示す。
［数値データ１］
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 295.870 15.32 1.53172 48.8 141.99
2 -820.777 80.00 141.37
3 162.650 18.67 1.43387 95.1 108.19
4 -267.983 0.30 106.30
5 -274.338 4.45 1.73800 32.3 105.86
6 265.772 15.34 101.44
7 101.909 14.70 1.43387 95.1 95.96
8 502.413 1.00 93.61
9 70.098 5.30 1.61340 44.3 85.40
10 64.206 47.22 80.68
11 117.719 7.15 1.89286 20.4 59.37
12 -1287.475 2.40 1.90366 31.3 57.71
13 66.627 7.54 53.18
14(絞り) ∞ (可変) 52.63
15 81.657 1.90 1.85478 24.8 48.73
16 64.825 7.48 1.72916 54.7 48.02
17 459.450 (可変) 47.27
18 99.099 4.26 1.74077 27.8 35.79
19 -252.439 1.62 1.83481 42.7 34.80
20 71.825 2.04 32.92
21 1875.835 1.57 1.72916 54.7 32.84
22 71.309 (可変) 31.98
23 503.096 2.00 1.80810 22.8 44.94
24 105.318 5.17 45.33
25 111.733 8.06 1.73800 32.3 48.37
26 -104.506 2.50 1.92286 18.9 48.67
27 -128.715 87.97 49.13
像面 ∞
各種データ
焦点距離 584.99
Fナンバー 4.12
半画角（度） 2.12
像高 21.64
レンズ全長 476.28
BF 87.97

レンズ群間隔データ
横倍率 0.00 -0.70
d14 42.45 14.73
d17 2.00 97.75
d22 87.86 19.83

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 520.82
2 15 142.05
3 18 -71.72
4 23 158.77

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 410.96
2 3 236.39
3 5 -182.28
4 7 291.41
5 9 -1892.16
6 11 121.09
7 12 -70.04
8 15 -388.12
9 16 102.69
10 18 96.56
11 19 -66.83
12 21 -101.70
13 23 -165.21
14 25 74.35
15 26 -633.49
［数値データ２］
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 361.237 11.98 1.53172 48.8 118.70
2 -478.352 71.15 118.31
3 161.758 15.00 1.43387 95.1 92.60
4 -253.462 0.30 90.96
5 -241.916 3.70 1.73800 32.3 90.88
6 290.010 15.00 88.04
7 79.837 11.49 1.43387 95.1 83.19
8 252.638 1.00 81.63
9 65.134 4.90 1.73800 32.3 75.97
10 55.888 42.63 71.03
11 83.643 5.16 1.80810 22.8 55.33
12 151.357 2.50 1.74320 49.3 53.72
13 58.796 10.68 50.43
14(絞り) ∞ (可変) 48.90
15 65.625 1.80 1.85478 24.8 39.86
16 50.380 5.86 1.59522 67.7 38.97
17 3014.152 (可変) 38.45
18 284.209 2.00 1.88300 40.8 31.74
19 39.900 3.65 1.59270 35.3 30.09
20 88.228 (可変) 29.53
21 126.917 4.71 1.85478 24.8 31.11
22 -54.977 1.61 1.65160 58.5 31.02
23 40.679 5.12 30.08
24 -59.231 1.50 1.83400 37.2 30.17
25 139.826 2.99 31.92
26 94.214 6.17 1.61340 44.3 35.93
27 -73.087 16.19 36.80
28 104.598 10.98 1.67300 38.1 44.28
29 -42.140 1.80 1.80810 22.8 44.35
30 -154.278 86.24 45.13
像面 ∞
各種データ
焦点距離 489.05
Fナンバー 4.12
半画角（度） 2.53
像高 21.64
レンズ全長 411.08
BF 86.24

レンズ群間隔データ
横倍率 0.00 -0.57
d14 42.04 2.00
d17 2.00 60.97
d20 20.93 2.00

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 1 381.35 195.49 -154.98 -225.10
2 15 129.05 7.66 -0.76 -5.39
3 18 -91.71 5.65 2.79 -0.57
4 21 396.78 51.08 123.03 120.47

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 389.00
2 3 230.10
3 5 -178.19
4 7 263.72
5 9 -688.31
6 11 223.75
7 12 -130.87
8 15 -268.31
9 16 86.02
10 18 -52.77
11 19 119.54
12 21 45.42
13 22 -35.64
14 24 -49.72
15 26 68.05
16 28 46.02
17 29 -72.26
［数値データ３］
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 228.353 17.18 1.53172 48.8 135.37
2 -690.036 75.00 134.59
3 132.954 18.75 1.43387 95.1 96.00
4 -198.648 0.41 93.75
5 -194.953 4.30 1.73800 32.3 93.35
6 159.944 0.40 87.88
7 76.884 14.26 1.43387 95.1 86.57
8 395.372 18.31 84.94
9 54.395 5.42 1.92286 18.9 67.16
10 72.984 3.00 1.85478 24.8 65.50
11 42.257 13.64 58.25
12(絞り) ∞ (可変) 57.31
13 69.803 4.76 1.59522 67.7 34.15
14 629.692 (可変) 33.33
15 84.829 3.80 1.84666 23.8 29.23
16 -99.602 1.71 1.83400 37.2 28.37
17 39.209 3.21 25.59
18 -125.839 1.63 1.88300 40.8 25.39
19 85.402 (可変) 24.92
20 196.775 5.98 1.61340 44.3 57.61
21 -232.744 0.20 58.13
22 108.072 12.43 1.61340 44.3 59.71
23 -78.068 2.20 1.80810 22.8 59.56
24 -157.126 59.99 59.72
像面 ∞
各種データ
焦点距離 392.56
Fナンバー 2.90
半画角（度） 3.15
像高 21.64
レンズ全長 371.16
BF 59.99

レンズ群間隔データ
横倍率 0.00 -0.53
d12 49.72 4.00
d14 2.00 56.87
d19 52.89 43.75

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 1 288.57 170.66 -81.13 -167.76
2 13 131.48 4.76 -0.37 -3.34
3 15 -35.58 10.35 6.56 -0.68
4 20 73.24 20.80 5.00 -8.13

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 324.79
2 3 186.77
3 5 -118.44
4 7 217.04
5 9 203.03
6 10 -122.95
7 13 131.48
8 15 54.63
9 16 -33.55
10 18 -57.41
11 20 174.75
12 22 75.82
13 23 -194.42
［数値データ４］
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 580.000 6.00 1.51633 64.1 134.21
2 1000.000 1.00 133.87
3 239.250 15.38 1.43387 95.1 133.45
4 -1020.527 50.00 132.67
5 158.349 14.99 1.43387 95.1 110.21
6 -1414.545 0.86 108.29
7 -802.141 4.45 1.80400 46.6 108.24
8 348.886 1.00 104.89
9 89.605 14.20 1.49700 81.5 100.58
10 232.381 1.00 97.97
11 110.039 5.00 1.65100 56.2 93.22
12 68.461 111.60 85.24
13(絞り) ∞ 0.00 44.88
14 75.237 3.71 1.68893 31.1 43.54
15 118.008 2.00 1.88300 40.8 42.35
16 55.673 (可変) 40.48
17 58.154 1.90 1.90366 31.3 27.01
18 53.343 5.46 1.49700 81.5 26.66
19 -291.570 (可変) 26.36
20 57.951 2.75 1.80810 22.8 22.52
21 180.260 1.62 1.77250 49.6 21.64
22 33.084 1.94 20.33
23 -1220.867 1.57 1.74100 52.6 20.24
24 70.625 (可変) 20.03
25 56.298 3.30 1.60562 43.7 37.31
26 61.864 53.61 37.06
27 181.266 10.28 1.65412 39.7 50.41
28 -60.671 2.00 1.80810 22.8 50.53
29 -118.632 48.66 51.07
像面 ∞
各種データ
焦点距離 778.44
Fナンバー 5.80
半画角（度） 1.59
像高 21.64
レンズ全長 489.01
BF 48.66

レンズ群間隔データ
横倍率 0.00 -0.53
d16 69.27 8.17
d19 1.00 106.56
d24 54.46 10.00

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 1 578.77 231.19 -634.43 -399.89
2 17 103.50 7.36 0.04 -4.64
3 20 -50.47 7.88 5.91 0.41
4 25 121.12 69.19 55.25 -14.04

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 2661.61
2 3 448.36
3 5 329.17
4 7 -301.89
5 9 284.06
6 11 -292.18
7 14 291.01
8 15 -121.18
9 17 -878.15
10 18 91.21
11 20 104.64
12 21 -52.71
13 23 -90.05
14 25 844.41
15 27 70.68
16 28 -156.07
Figure 0007171224000001
Ｂ１ 第１レンズ群 Ｂ２ 第２レンズ群（Ａ群） Ｂ３ 第３レンズ群（Ｂ群）
Ｂ４ 第４レンズ群 Ｌ０ 光学系 ＬＲ 後群

Claims (12)

  1. 複数のレンズ群を有し、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、
    前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、無限遠から至近へのフォーカシングに際して物体側へ移動する正の屈折力の第１フォーカスレンズ群、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負の屈折力の第２フォーカスレンズ群、正の屈折力の第４レンズ群からなり、
    前記第１レンズ群と前記第４レンズ群は、フォーカシングに際して不動であり、
    前記第１フォーカスレンズ群の焦点距離をｆＡ、無限遠から至近へのフォーカシングにおける前記第１フォーカスレンズ群の移動量をＤＡ、前記光学系の焦点距離をｆ、前記光学系のレンズ全長をＤ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
    －５．００＜ＤＡ／ｆＡ＜－０．１８
    Ｄ／ｆ＜１．００
    ０．７３５≦ｆ１／ｆ＜１．２０
    なる条件式を満たすことを特徴とする光学系。
  2. 複数のレンズ群を有し、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、
    前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、無限遠から至近へのフォーカシングに際して物体側へ移動する正の屈折力の第１フォーカスレンズ群、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負の屈折力の第２フォーカスレンズ群、正の屈折力の第４レンズ群からなり、
    前記第１レンズ群と前記第４レンズ群は、フォーカシングに際して不動であり、
    前記第２フォーカスレンズ群は、１枚以上の正レンズと、１枚以上の負レンズとを有し、
    前記第１フォーカスレンズ群の焦点距離をｆＡ、無限遠から至近へのフォーカシングにおける前記第１フォーカスレンズ群の移動量をＤＡ、前記光学系の焦点距離をｆ、前記光学系のレンズ全長をＤとするとき、
    －５．００＜ＤＡ／ｆＡ＜－０．１８
    Ｄ／ｆ＜１．００
    なる条件式を満たすことを特徴とする光学系。
  3. 前記第１フォーカスレンズ群は１枚の正レンズより構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
  4. 前記第２フォーカスレンズ群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とを接合した接合レンズ、負レンズより構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学系。
  5. 前記第２フォーカスレンズ群は、負レンズと正レンズを接合した接合レンズより構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学系。
  6. 複数のレンズ群を有し、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、
    前記複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、無限遠から至近へのフォーカシングに際して物体側へ移動する正の屈折力の第１フォーカスレンズ群、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負の屈折力の第２フォーカスレンズ群、正の屈折力の第４レンズ群からなり、
    前記第１レンズ群と前記第４レンズ群は、フォーカシングに際して不動であり、
    前記第１フォーカスレンズ群は、１枚以上の正レンズと、１枚以上の負レンズとを有し、
    前記第１フォーカスレンズ群の焦点距離をｆＡ、無限遠から至近へのフォーカシングにおける前記第１フォーカスレンズ群の移動量をＤＡ、前記光学系の焦点距離をｆ、前記光学系のレンズ全長をＤとするとき、
    －５．００＜ＤＡ／ｆＡ＜－０．１８
    Ｄ／ｆ＜１．００
    なる条件式を満たすことを特徴とする光学系。
  7. 前記第１フォーカスレンズ群は負レンズと正レンズを接合した接合レンズより構成されることを特徴とする請求項６に記載の光学系。
  8. 前記第２フォーカスレンズ群の焦点距離をｆＢ、無限遠から至近へのフォーカシングにおける前記第２フォーカスレンズ群の移動量をＤＢとするとき、
    －５．００＜ＤＢ／ｆＢ＜－０．０５
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学系。
  9. 前記第１レンズ群は、前記第１レンズ群の最も物体側に配置された正レンズと、前記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正レンズを含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学系。
  10. 至近の合焦時における前記光学系の結像倍率をβとするとき、
    ｜β｜＞０．３
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学系。
  11. 前記第１レンズ群は、前記第１レンズ群の最も像側に配置された開口絞りを有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光学系。
  12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光学系と、前記光学系によって形成された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。
JP2018088066A 2018-05-01 2018-05-01 光学系及びそれを有する撮像装置 Active JP7171224B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018088066A JP7171224B2 (ja) 2018-05-01 2018-05-01 光学系及びそれを有する撮像装置
US16/393,826 US11307394B2 (en) 2018-05-01 2019-04-24 Optical system and image pickup apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018088066A JP7171224B2 (ja) 2018-05-01 2018-05-01 光学系及びそれを有する撮像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019194630A JP2019194630A (ja) 2019-11-07
JP7171224B2 true JP7171224B2 (ja) 2022-11-15

Family

ID=68384808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018088066A Active JP7171224B2 (ja) 2018-05-01 2018-05-01 光学系及びそれを有する撮像装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11307394B2 (ja)
JP (1) JP7171224B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021006002A1 (ja) * 2019-07-09 2021-01-14 株式会社ニコン 光学系、光学装置および光学系の製造方法
JP7507668B2 (ja) 2020-11-25 2024-06-28 富士フイルム株式会社 撮像レンズおよび撮像装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013152279A (ja) 2012-01-24 2013-08-08 Olympus Imaging Corp 撮影レンズ系及びそれを備えた撮像装置
JP2015215438A (ja) 2014-05-09 2015-12-03 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2017223754A (ja) 2016-06-14 2017-12-21 キヤノン株式会社 撮影レンズ

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4467920B2 (ja) 2003-08-08 2010-05-26 キヤノン株式会社 撮影レンズ及びそれを有する撮像装置
JP6296804B2 (ja) * 2014-01-22 2018-03-20 キヤノン株式会社 光学系及びそれを有する撮像装置
JP6562612B2 (ja) * 2014-10-03 2019-08-21 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6401137B2 (ja) * 2015-09-28 2018-10-03 富士フイルム株式会社 撮像レンズおよび撮像装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013152279A (ja) 2012-01-24 2013-08-08 Olympus Imaging Corp 撮影レンズ系及びそれを備えた撮像装置
JP2015215438A (ja) 2014-05-09 2015-12-03 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2017223754A (ja) 2016-06-14 2017-12-21 キヤノン株式会社 撮影レンズ

Also Published As

Publication number Publication date
US20190339497A1 (en) 2019-11-07
US11307394B2 (en) 2022-04-19
JP2019194630A (ja) 2019-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9291804B2 (en) Zoom lens and image pickup apparatus having the same
JP6173279B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6685944B2 (ja) ズームレンズおよび撮像装置
US20150146085A1 (en) Optical system and image pickup apparatus including the same
US20140055659A1 (en) Zoom lens and image pickup apparatus
JP6882087B2 (ja) レンズ装置及び撮像装置
JP2015197593A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6904853B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2015028530A5 (ja)
JP6253379B2 (ja) 光学系及びそれを有する撮像装置
JP5344589B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2004093593A (ja) ズームレンズ
JP7171224B2 (ja) 光学系及びそれを有する撮像装置
JP7000138B2 (ja) 光学系及びそれを有する撮像装置
JP2020030249A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6657008B2 (ja) 変倍光学系及び撮像装置
JP5157503B2 (ja) ズームレンズ、これを搭載する光学機器および変倍方法
JP6544975B2 (ja) ズームレンズおよび撮像装置
JP6517563B2 (ja) インナーフォーカス式レンズ
JP6446820B2 (ja) 変倍光学系及び光学機器
JP7166980B2 (ja) 光学系およびそれを有する撮像装置
JP7195955B2 (ja) 光学系及び撮像装置
JP2002365547A (ja) ズームレンズ及びそれを有する光学機器
JP6265022B2 (ja) 変倍光学系、光学機器及び変倍光学系の製造方法
JP6451074B2 (ja) 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20191203

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210420

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220419

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220524

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220617

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220726

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220916

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221004

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221102

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7171224

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151