JP7164184B2 - Imaging optical system, imaging optical device and digital equipment - Google Patents
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Description
本発明は撮像光学系,撮像光学装置及びデジタル機器に関するものであり、例えば、レンズ交換式デジタルカメラ用の大口径中望遠レンズとして最適な撮像光学系と、その撮像光学系で取り込んだ被写体の映像を撮像素子で電気的な信号として出力する撮像光学装置と、その撮像光学装置を搭載したデジタルカメラ等の画像入力機能付きデジタル機器と、に関するものである。 The present invention relates to an imaging optical system, an imaging optical device, and a digital device, and for example, an imaging optical system optimal as a large-aperture, medium-telephoto lens for a lens-interchangeable digital camera, and an image of a subject captured by the imaging optical system. The present invention relates to an imaging optical device for outputting .
近年、レンズ交換式カメラとしてデジタルカメラが一般的になっている。デジタルカメラでは、ユーザーがモニターで等倍の撮影画像を見ることが可能であるため、撮像光学系には結像性能の向上がより一層求められるようになってきている。また、一眼レフカメラから跳ね上げミラーを取り除いたミラーレスレンズ交換式カメラのなかには、従来の一眼レフカメラにおいて主流であった位相差AF(autofocus)を用いることができないものも存在する。そのようなカメラの多くには、フォーカス群を走査してコントラストが最大になる場所を探すことでフォーカシングを行う、いわゆるコントラストAFが用いられている。 In recent years, digital cameras have become popular as interchangeable lens cameras. Since a user of a digital camera can view a photographed image at the same magnification as a monitor, there is an increasing demand for improved imaging performance of the imaging optical system. Among mirrorless interchangeable lens cameras obtained by removing flip-up mirrors from single-lens reflex cameras, there are some that cannot use phase difference AF (autofocus), which has been the mainstream in conventional single-lens reflex cameras. Many of such cameras employ so-called contrast AF, in which focusing is performed by scanning a focus group and searching for a location where contrast is maximized.
位相差AFの場合、AFセンサーからの情報を用いて、合焦させるのに必要なフォーカス群の移動量を算出できるため、その量にしたがってフォーカス群を移動させることができる。一方、コントラストAFの場合、AFセンサーから得られる情報はその瞬間のコントラスト値のみであり、フォーカス群を移動させて、その時々のコントラストの変化を読み取りながら、コントラストが最大となる場所を探すことでフォーカス動作を行うことになる。したがって、合焦に至るまでのフォーカス群の移動量は、コントラストAFと位相差AFとで比較した場合、前者の場合が圧倒的に大きくなる。 In the case of phase-difference AF, information from the AF sensor can be used to calculate the amount of movement of the focus group necessary for focusing, so the focus group can be moved according to that amount. On the other hand, in the case of contrast AF, the information obtained from the AF sensor is only the contrast value at that moment. A focus operation is performed. Therefore, when contrast AF and phase difference AF are compared, the amount of movement of the focus group until focusing is overwhelmingly large in the former case.
例えば、特許文献1~3で提案されているような大口径(F値:2以下)で中望遠(フルサイズで焦点距離:70~135mm程度)の撮像光学系において、コントラストAFに対応しようとすれば、フォーカス群の大きな移動量をカバーするために、AFを高速化することが必要になる。しかし、アクチュエーターの速度アップは製品サイズの大型化を招き、フォーカス敏感度のアップはフォーカス精度の低下を招くため、いずれの場合もAFの高速化には限界がある。そこで、ポイントとなるのがフォーカス群の軽量化である。
For example, in a large aperture (F value: 2 or less) and medium telephoto (full size, focal length: about 70 to 135 mm) imaging optical system as proposed in
フォーカス群の軽量化には、レンズ枚数の削減が有効である。しかし、フォーカス群のレンズ枚数を削減すると、フォーカス時の収差変動を十分に補正することが困難になる。特に色収差の変動は焦点距離に比例して大きくなるため、中望遠の撮像光学系で良好な結像性能を得ることは困難である。したがって、AFを高速化するためのフォーカス群の軽量化と、無限端から至近端に至るまでの結像性能の向上と、を両立させることが、撮像光学系には必要になる。 Reducing the number of lenses is effective in reducing the weight of the focus group. However, if the number of lenses in the focus group is reduced, it becomes difficult to sufficiently correct aberration fluctuations during focusing. In particular, since the fluctuation of chromatic aberration increases in proportion to the focal length, it is difficult to obtain good imaging performance in a medium-telephoto imaging optical system. Therefore, it is necessary for the imaging optical system to achieve both reduction in the weight of the focus group for speeding up AF and improvement in imaging performance from the infinite end to the closest end.
特許文献1で提案されている撮像光学系では、フォーカス時の結像性能を確保するために、フォーカス群のレンズ枚数が多くなっている。したがって、フォーカス群は軽量化されておらず、AFを高速化することはできない。特許文献2で提案されている撮像光学系では、第2レンズ群を構成する負レンズ1枚でフォーカスする構成になっている。そのため、フォーカス時に発生する収差変動が大きくなっている。特許文献3には、第2レンズ群を構成する負レンズ1枚と、第3レンズ群を構成する正レンズ1枚と、でフォーカスする撮像光学系が提案されているが、第2,第3レンズ群のそれぞれでフォーカス時に発生する収差変動が大きくなってしまう。
In the imaging optical system proposed in
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、明るいF値とフォーカス群の軽量化とを両立しながら、無限端から至近端に至るまで収差が良好に補正され、画像全体で均一な画質を得ることが可能な撮像光学系,それを備えた撮像光学装置及びデジタル機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of this situation, and its object is to achieve both a bright F-number and a lightweight focus group, and to satisfactorily correct aberrations from the infinity end to the closest end. It is an object of the present invention to provide an imaging optical system capable of obtaining uniform image quality over the entire image, an imaging optical apparatus having the same, and a digital apparatus.
上記目的を達成するために、第1の発明の撮像光学系は、物体側から順に、正パワーの第1レンズ群と、負パワーの第2レンズ群と、正パワーの第3レンズ群と、負パワーの第4レンズ群とからなり、
無限遠から至近物体へのフォーカシングにおいて、前記第2レンズ群が像側に移動し、前記第3レンズ群が物体側に移動し、前記第1レンズ群及び前記第4レンズ群が、像面に対して位置固定であり、
前記第2レンズ群が物体側から順に正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、前記第3レンズ群が正レンズからなり、
以下の条件式(1),(2)及び(5)~(7)を満足することを特徴とする。
nd(2GrP)-nd(3GrP)>0.2 …(1)
νd(3GrP)-νd(2GrP)>40 …(2)
0.8<FL1/FL<1.1 …(5)
-1.6<FL2/FL3<-0.9 …(6)
-3.6<FL4/FL<-1.8 …(7)
ただし、
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
nd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
νd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
FL1:第1レンズ群の焦点距離、
FL2:第2レンズ群の焦点距離、
FL3:第3レンズ群の焦点距離、
FL4:第4レンズ群の焦点距離、
FL:全系の焦点距離、
である。
To achieve the above object, the imaging optical system of the first invention comprises, in order from the object side, a first lens group with positive power, a second lens group with negative power, a third lens group with positive power, and a negative power fourth lens group,
In focusing from infinity to a close object, the second lens group moves toward the image side, the third lens group moves toward the object side, and the first lens group and the fourth lens group move toward the image plane. is positionally fixed,
The second lens group consists of a cemented lens of a positive lens and a negative lens in order from the object side, the third lens group consists of a positive lens,
It is characterized by satisfying the following conditional expressions (1) , (2) and (5) to (7) .
nd(2GrP)−nd(3GrP)>0.2 (1)
νd(3GrP)−νd(2GrP)>40 (2)
0.8<FL1/FL<1.1 (5)
-1.6<FL2/FL3<-0.9 (6)
-3.6<FL4/FL<-1.8 (7)
however,
nd(2GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the second lens group;
nd(3GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the third lens group;
νd(2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group;
νd(3GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the third lens group;
FL1: focal length of the first lens group,
FL2: focal length of the second lens group,
FL3: focal length of the third lens group;
FL4: focal length of the fourth lens group,
FL: focal length of the whole system,
is.
第2の発明の撮像光学系は、物体側から順に、正パワーの第1レンズ群と、負パワーの第2レンズ群と、正パワーの第3レンズ群と、負パワーの第4レンズ群とからなり、
無限遠から至近物体へのフォーカシングにおいて、前記第2レンズ群が像側に移動し、前記第3レンズ群が物体側に移動し、前記第1レンズ群及び前記第4レンズ群が、像面に対して位置固定であり、
前記第2レンズ群が物体側から順に正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、前記第3レンズ群が正レンズからなり、
前記第4レンズ群が、物体側から順に正レンズと負レンズからなる接合レンズを続けて2つ有し、前記2つの接合レンズのうち、物体側の接合レンズが負のパワーを有し、像側の接合レンズが正のパワーを有し、
以下の条件式(1),(2)及び(9)を満足することを特徴とする。
nd(2GrP)-nd(3GrP)>0.2 …(1)
νd(3GrP)-νd(2GrP)>40 …(2)
-2.2<FL(4GrPN1)/FL(4GrPN2)<-1.4 …(9)
ただし、
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
nd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
νd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
FL(4GrPN1):第4レンズ群における物体側の接合レンズの焦点距離、
FL(4GrPN2):第4レンズ群における像側の接合レンズの焦点距離、
である。
The imaging optical system of the second invention comprises, in order from the object side, a first lens group with positive power, a second lens group with negative power, a third lens group with positive power, and a fourth lens group with negative power. consists of
In focusing from infinity to a close object, the second lens group moves toward the image side, the third lens group moves toward the object side, and the first lens group and the fourth lens group move toward the image plane. is positionally fixed,
The second lens group consists of a cemented lens of a positive lens and a negative lens in order from the object side, the third lens group consists of a positive lens,
The fourth lens group has two cemented lenses successively composed of a positive lens and a negative lens in order from the object side, and among the two cemented lenses, the cemented lens on the object side has negative power, and the image the cemented lens on the side has positive power,
It is characterized by satisfying the following conditional expressions (1), (2) and (9) .
nd(2GrP)−nd(3GrP)>0.2 (1)
νd(3GrP)−νd(2GrP)>40 (2)
-2.2<FL(4GrPN1)/FL(4GrPN2)<-1.4 (9)
however,
nd(2GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the second lens group;
nd(3GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the third lens group;
νd(2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group;
νd(3GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the third lens group;
FL (4GrPN1): the focal length of the cemented lens on the object side in the fourth lens group;
FL (4GrPN2): the focal length of the cemented lens on the image side in the fourth lens group;
is.
第3の発明の撮像光学系は、物体側から順に、正パワーの第1レンズ群と、負パワーの第2レンズ群と、正パワーの第3レンズ群と、負パワーの第4レンズ群とからなり、
無限遠から至近物体へのフォーカシングにおいて、前記第2レンズ群が像側に移動し、前記第3レンズ群が物体側に移動し、前記第1レンズ群及び前記第4レンズ群が、像面に対して位置固定であり、
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に、フォーカシングにおいて位置固定の絞りが配置されており、
前記第2レンズ群が物体側から順に正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、前記第3レンズ群が正レンズからなり、
以下の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴とする。
nd(2GrP)-nd(3GrP)>0.2 …(1)
νd(3GrP)-νd(2GrP)>40 …(2)
ただし、
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
nd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
νd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
である。
The imaging optical system of the third invention comprises, in order from the object side, a first lens group with positive power, a second lens group with negative power, a third lens group with positive power, and a fourth lens group with negative power. consists of
In focusing from infinity to a close object, the second lens group moves toward the image side, the third lens group moves toward the object side, and the first lens group and the fourth lens group move toward the image plane. is positionally fixed,
a position-fixed diaphragm for focusing is arranged between the second lens group and the third lens group;
The second lens group consists of a cemented lens of a positive lens and a negative lens in order from the object side, the third lens group consists of a positive lens,
It is characterized by satisfying the following conditional expressions (1) and (2) .
nd(2GrP)−nd(3GrP)>0.2 (1)
νd(3GrP)−νd(2GrP)>40 (2)
however,
nd(2GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the second lens group;
nd(3GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the third lens group;
νd(2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group;
νd(3GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the third lens group;
is.
第4の発明の撮像光学系は、上記第1~第3のいずれか1つの発明において、前記接合レンズが物体側に凹面を向けた接合面を持ち、以下の条件式(3)及び(4)を満足することを特徴とする。
0.11<nd(2GrP)-nd(2GrN)<0.35 …(3)
-20<νd(2GrP)-νd(2GrN)<-5 …(4)
ただし、
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
nd(2GrN):第2レンズ群における負レンズのd線に関する屈折率、
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
νd(2GrN):第2レンズ群における負レンズのd線に関するアッベ数、
である。
A fourth aspect of the present invention is an imaging optical system according to any one of the first to third aspects, wherein the cemented lens has a cemented surface with a concave surface facing the object side, and the following conditional expressions (3) and (4): ) is satisfied.
0.11<nd(2GrP)−nd(2GrN)<0.35 (3)
−20<νd(2GrP)−νd(2GrN)<−5 (4)
however,
nd(2GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the second lens group;
nd(2GrN): refractive index for the d-line of the negative lens in the second lens group;
νd(2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group;
νd(2GrN): Abbe number for the d-line of the negative lens in the second lens group,
is.
第5の発明の撮像光学系は、上記第1~第4のいずれか1つの発明において、以下の条件式(8)を満足することを特徴とする。
-1.0<D2Gr/D3Gr<-0.45 …(8)
ただし、
D2Gr:無限遠から至近物体までのフォーカシングにおける第2レンズ群の移動量、
D3Gr:無限遠から至近物体までのフォーカシングにおける第3レンズ群の移動量、
であり、移動方向が像側のときの移動量を正とする。
An imaging optical system according to a fifth aspect of the invention is characterized in that, in any one of the first to fourth aspects of the invention, the following conditional expression (8) is satisfied.
−1.0<D2Gr/D3Gr<−0.45 (8)
however,
D2Gr: movement amount of the second lens group in focusing from infinity to a close object;
D3Gr: movement amount of the third lens group in focusing from infinity to a close object;
, and the amount of movement when the direction of movement is on the image side is positive.
第6の発明の撮像光学系は、上記第1~第5のいずれか1つの発明において、前記第4レンズ群において最も像側に位置するレンズが負パワーを有することを特徴とする。 An imaging optical system according to a sixth aspect of the invention is characterized in that, in any one of the first to fifth aspects of the invention, a lens located closest to the image side in the fourth lens group has negative power.
第7の発明の撮像光学系は、上記第1~第6のいずれか1つの発明において、前記第1レンズ群が物体側から順に少なくとも3枚の連続した正レンズを有し、そのうちの1枚以上の正レンズが以下の条件式(10)を満足することを特徴とする。
νd(1GrP)>60 …(10)
ただし、
νd(1GrP):第1レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
である。
A seventh invention is an imaging optical system according to any one of the first to sixth inventions, wherein the first lens group has at least three continuous positive lenses in order from the object side, one of which The above positive lens is characterized by satisfying the following conditional expression (10).
νd(1GrP)>60 (10)
however,
νd(1GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the first lens group;
is.
第8の発明の撮像光学装置は、上記第1~第7のいずれか1つの発明に係る撮像光学系と、撮像面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の撮像面上に被写体の光学像が形成されるように前記撮像光学系が設けられていることを特徴とする。 An imaging optical device according to an eighth invention comprises an imaging optical system according to any one of the first to seventh inventions, an imaging device for converting an optical image formed on an imaging surface into an electrical signal, and wherein the imaging optical system is provided so as to form an optical image of a subject on the imaging surface of the imaging device.
第9の発明のデジタル機器は、上記第8の発明に係る撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影,動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とする。 A digital device according to a ninth aspect of the present invention is characterized in that at least one of still image shooting and moving image shooting of a subject is added by including the imaging optical device according to the eighth aspect.
本発明によれば、明るいF値とフォーカス群の軽量化とを両立しながら、無限端から至近端に至るまで収差が良好に補正され、画像全体で均一な画質を得ることが可能な撮像光学系及び撮像光学装置を実現することができる。その撮像光学系又は撮像光学装置をデジタル機器(例えばデジタルカメラ)に用いることによって、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to obtain a uniform image quality over the entire image by satisfactorily correcting aberrations from the infinity end to the close-up end while achieving both a bright F-number and a lightweight focus group. Optical systems and imaging optics can be implemented. By using the imaging optical system or imaging optical device in a digital device (for example, a digital camera), it becomes possible to compactly add a high-performance image input function to the digital device.
以下、本発明の実施の形態に係る撮像光学系,撮像光学装置及びデジタル機器を説明する。本発明の実施の形態に係る撮像光学系は、物体側から順に、正パワーの第1レンズ群と、負パワーの第2レンズ群と、正パワーの第3レンズ群と、負パワーの第4レンズ群とからなり(パワー:焦点距離の逆数で定義される量)、無限遠から至近物体へのフォーカシングにおいて、前記第2レンズ群が像側に移動し、前記第3レンズ群が物体側に移動する構成になっている。 An imaging optical system, an imaging optical device, and a digital device according to embodiments of the present invention will be described below. An imaging optical system according to an embodiment of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group with positive power, a second lens group with negative power, a third lens group with positive power, and a fourth lens group with negative power. lens group (power: amount defined by the reciprocal of the focal length), in focusing from infinity to a close object, the second lens group moves toward the image side, and the third lens group moves toward the object side. It is configured to
また、前記第2レンズ群が物体側から順に正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、前記第3レンズ群が正レンズからなり、以下の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴としている。
nd(2GrP)-nd(3GrP)>0.2 …(1)
νd(3GrP)-νd(2GrP)>40 …(2)
ただし、
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
nd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
νd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
である。
The second lens group is composed of a cemented lens of a positive lens and a negative lens in order from the object side, the third lens group is composed of a positive lens, and the following conditional expressions (1) and (2) are satisfied. is characterized by
nd(2GrP)−nd(3GrP)>0.2 (1)
νd(3GrP)−νd(2GrP)>40 (2)
however,
nd(2GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the second lens group;
nd(3GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the third lens group;
νd(2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group;
νd(3GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the third lens group;
is.
焦点距離の比較的長い中望遠レンズの全長・レンズ径を抑えることの可能なテレフォトタイプにおいて、その効果を得るためには、先行する正パワーのレンズ群で軸上光束径を集光させる必要がある。また、強い正のパワーで収束された光線を広げ、正パワーのレンズ群で発生した大きな正の歪曲収差を補正するために、正パワーのレンズ群に続いて負パワーのレンズ群を配置する必要がある。 In telephoto type lenses with relatively long focal lengths, which can reduce the overall length and lens diameter, it is necessary to condense the on-axis beam diameter with the preceding positive power lens group in order to achieve this effect. There is In addition, it is necessary to place a negative power lens group following the positive power lens group in order to expand the light rays converged with strong positive power and correct the large positive distortion generated by the positive power lens group. There is
上記のように作用する正負正負のパワー配置において、負パワーの第2レンズ群の像側への移動と正パワーの第3レンズ群の物体側への移動とによりフォーカシングを行うようにすると、フォーカス時に発生する球面収差,像面湾曲等の諸収差を、第2レンズ群と第3レンズ群とで打ち消し合うようにすることができる。また、フォーカスの作用を第2レンズ群と第3レンズ群とで分担することにより、各レンズ群を構成するレンズ枚数の増大を抑えながら、フォーカス時の収差変動を抑制することが可能になる。したがって、少ないレンズ枚数でフォーカス群を軽量化しつつ、無限遠から至近物体にいたるまで良好な光学性能を得ることが可能となる。特に大口径中望遠レンズにおいては、フォーカス群の軽量化の効果が顕著になるため、結像性能の向上との両立を図るうえで有利である。 In the positive/negative/positive/negative power arrangement that works as described above, if focusing is performed by moving the second lens group with negative power toward the image side and moving the third lens group with positive power toward the object side, focusing is performed. Occasionally occurring aberrations such as spherical aberration and curvature of field can be canceled out by the second lens group and the third lens group. Further, by sharing the focusing action between the second lens group and the third lens group, it is possible to suppress aberration fluctuations during focusing while suppressing an increase in the number of lenses constituting each lens group. Therefore, it is possible to reduce the weight of the focus group with a small number of lenses and obtain good optical performance from infinity to close objects. In particular, in a large-aperture medium-telephoto lens, the effect of reducing the weight of the focus group becomes remarkable, which is advantageous in achieving both improvement in imaging performance and improvement in imaging performance.
第2レンズ群を正負の接合レンズで構成することにより、球面収差等の諸収差を効果的に制御することが可能になり、さらに第3レンズ群を正レンズで構成することにより、フォーカス群の光軸方向と径方向のサイズを抑えることが可能になる。そして、フォーカス群の正レンズが条件式(1)及び(2)を満たすようにすると、第2レンズ群の正レンズにも高分散のガラスが配置されることになって、第3レンズ群との間で色収差を補正するのに有利な構成となる。したがって、フォーカス群の枚数削減に伴う性能低下を抑えて、良好な光学性能を得ることが可能になる。 By constructing the second lens group with a positive/negative cemented lens, it becomes possible to effectively control various aberrations such as spherical aberration. It is possible to suppress the size in the optical axis direction and the radial direction. If the positive lens in the focus group satisfies the conditional expressions (1) and (2), the positive lens in the second lens group is also made of high-dispersion glass. This is an advantageous configuration for correcting chromatic aberration between Therefore, it is possible to suppress deterioration in performance due to the reduction in the number of focus groups, and obtain good optical performance.
上記特徴的構成によると、明るいF値とフォーカス群の軽量化とを両立しながら、無限端から至近端に至るまで収差が良好に補正され、画像全体で均一な画質を得ることが可能な撮像光学系及びそれを備えた撮像光学装置を実現することができる。その撮像光学系又は撮像光学装置をデジタル機器(例えばデジタルカメラ)に用いることによって、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能を軽量・コンパクトに付加することが可能となり、デジタル機器のコンパクト化,低コスト化,高性能化,高機能化等に寄与することができる。例えば、上記特徴的構成を有する撮像光学系は、デジタルカメラ用・ビデオカメラ用の大口径中望遠レンズとして好適であるため、持ち運びに便利な軽量・小型で高性能な交換レンズを実現することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能,軽量・小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。 According to the above-mentioned characteristic configuration, it is possible to achieve uniform image quality over the entire image, while achieving both a bright F-number and a lightweight focus group, and excellent correction of aberrations from the infinity end to the close-up end. An imaging optical system and an imaging optical device provided with the same can be realized. By using the imaging optical system or imaging optical device in a digital device (for example, a digital camera), it becomes possible to add a high-performance image input function to the digital device in a lightweight and compact manner. It can contribute to cost reduction, high performance, high functionality, and the like. For example, since the imaging optical system having the above-described characteristic configuration is suitable as a large-aperture, medium-telephoto lens for digital cameras and video cameras, it is possible to realize a lightweight, compact, high-performance interchangeable lens that is convenient to carry. can. Conditions for obtaining these effects in a well-balanced manner and achieving higher optical performance, lighter weight, smaller size, etc. will be described below.
前記接合レンズが物体側に凹面を向けた接合面を持ち、以下の条件式(3)及び(4)を満足することが望ましい。
0.11<nd(2GrP)-nd(2GrN)<0.35 …(3)
-20<νd(2GrP)-νd(2GrN)<-5 …(4)
ただし、
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
nd(2GrN):第2レンズ群における負レンズのd線に関する屈折率、
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
νd(2GrN):第2レンズ群における負レンズのd線に関するアッベ数、
である。
It is desirable that the cemented lens have a cemented surface with a concave surface facing the object side and satisfy the following conditional expressions (3) and (4).
0.11<nd(2GrP)−nd(2GrN)<0.35 (3)
−20<νd(2GrP)−νd(2GrN)<−5 (4)
however,
nd(2GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the second lens group;
nd(2GrN): refractive index for the d-line of the negative lens in the second lens group;
νd(2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group;
νd(2GrN): Abbe number for the d-line of the negative lens in the second lens group,
is.
第2レンズ群を構成する接合レンズが物体側に凹面を向けた接合面を持つことにより、他の収差への影響を抑えながらコマ収差をコントロールすることが可能になるため、残存コマ収差の調整が容易になる。条件式(3)を満足することにより、第2レンズ群で効果的にコマ収差の補正を行うことができる。また、条件式(4)を満足することにより、第2レンズ群に起因する軸上色収差の発生が抑えられるため、フォーカス領域全体にわたって色収差の発生を抑えることができる。 The cemented lens that makes up the second lens group has a cemented surface with a concave surface facing the object side, making it possible to control coma while suppressing the effects on other aberrations. becomes easier. By satisfying conditional expression (3), coma aberration can be effectively corrected in the second lens group. Further, by satisfying conditional expression (4), the occurrence of longitudinal chromatic aberration due to the second lens group is suppressed, so the occurrence of chromatic aberration can be suppressed over the entire focus area.
各レンズ群のパワー配置に関しては、以下の条件式(5)~(7)を満足することが望ましい。
0.8<FL1/FL<1.1 …(5)
-1.6<FL2/FL3<-0.9 …(6)
-3.6<FL4/FL<-1.8 …(7)
ただし、
FL1:第1レンズ群の焦点距離、
FL2:第2レンズ群の焦点距離、
FL3:第3レンズ群の焦点距離、
FL4:第4レンズ群の焦点距離、
FL:全系の焦点距離、
である。
Regarding the power arrangement of each lens group, it is desirable to satisfy the following conditional expressions (5) to (7).
0.8<FL1/FL<1.1 (5)
-1.6<FL2/FL3<-0.9 (6)
-3.6<FL4/FL<-1.8 (7)
however,
FL1: focal length of the first lens group,
FL2: focal length of the second lens group,
FL3: focal length of the third lens group;
FL4: focal length of the fourth lens group,
FL: focal length of the whole system,
is.
条件式(5)は、第1レンズ群のパワーを規定するものである。条件式(5)の下限を上回ることで、第1レンズ群の正のパワーが強くなりすぎないようにし、第1レンズ群の後側焦点位置を第2レンズ群に近づけることができる。このため、フォーカス時の第2レンズ群の駆動量を抑えることができ、フォーカスに伴う球面収差変動を抑えることができる。条件式(5)の上限を下回ることで、第1レンズ群の正のパワーが弱くなりすぎないようにし、全長の拡大を防ぐとともに、第1レンズ群に入射した光束を緩やかに屈折させて、コマ収差等の諸収差を抑えることができる。 Conditional expression (5) defines the power of the first lens group. By exceeding the lower limit of conditional expression (5), the positive power of the first lens group is prevented from becoming too strong, and the rear focal position of the first lens group can be brought closer to the second lens group. Therefore, it is possible to suppress the amount of driving of the second lens group during focusing, and to suppress variations in spherical aberration that accompany focusing. By falling below the upper limit of conditional expression (5), the positive power of the first lens group is prevented from becoming too weak, the overall length is prevented from increasing, and the light flux incident on the first lens group is gently refracted. Various aberrations such as coma can be suppressed.
条件式(6)は、第2レンズ群と第3レンズ群とのパワー比を規定するものである。条件式(6)の下限を上回ることで、第2レンズ群の移動量の増大を防ぎ、フォーカスに伴う像面湾曲変動を抑えることができる。条件式(6)の上限を下回ることで、第2レンズ群のフォーカス敏感度を抑えつつ、フォーカス時の収差変動を効果的に抑えることができる。 Conditional expression (6) defines the power ratio between the second lens group and the third lens group. By exceeding the lower limit of conditional expression (6), it is possible to prevent an increase in the amount of movement of the second lens group and suppress fluctuations in curvature of field that accompany focusing. By falling below the upper limit of conditional expression (6), aberration fluctuations during focusing can be effectively suppressed while suppressing the focus sensitivity of the second lens group.
条件式(7)は、第4レンズ群のパワーを規定するものである。条件式(7)の下限を上回ることで、第4レンズ群の負のパワーが弱くなりすぎないようにし、フォーカス群の光線通過径を抑えつつ、全長の拡大を防ぐことができる。条件式(7)の上限を下回ることで、第4レンズ群の負のパワーが強くなりすぎないようにし、第4レンズ群に入射した光束を緩やかに屈折させて、コマ収差等の諸収差を抑えることができる。 Conditional expression (7) defines the power of the fourth lens group. By exceeding the lower limit of conditional expression (7), it is possible to prevent the negative power of the fourth lens group from becoming too weak, suppressing the ray passage diameter of the focus group, and preventing an increase in the total length. By falling below the upper limit of conditional expression (7), the negative power of the fourth lens group is prevented from becoming too strong, and the light flux incident on the fourth lens group is gently refracted to reduce various aberrations such as coma. can be suppressed.
フォーカス群の移動量比に関しては、以下の条件式(8)を満足することが望ましい。
-1.0<D2Gr/D3Gr<-0.45 …(8)
ただし、
D2Gr:無限遠から至近物体までのフォーカシングにおける第2レンズ群の移動量、
D3Gr:無限遠から至近物体までのフォーカシングにおける第3レンズ群の移動量、
であり、移動方向が像側のときの移動量を正とする。
Regarding the moving amount ratio of the focus group, it is desirable to satisfy the following conditional expression (8).
−1.0<D2Gr/D3Gr<−0.45 (8)
however,
D2Gr: movement amount of the second lens group in focusing from infinity to a close object;
D3Gr: movement amount of the third lens group in focusing from infinity to a close object;
, and the amount of movement when the direction of movement is on the image side is positive.
条件式(8)は、第2レンズ群と第3レンズ群のフォーカス移動量の比を規定するものである。条件式(8)の下限を上回ることで、第3レンズ群の移動量に対して第2レンズ群の移動量が大きくなりすぎないように規制され、第2レンズ群と第3レンズ群の同時駆動による収差変動(例えば、像面湾曲,球面収差等の変動)の抑制効果が高くなる。条件式(8)の上限を下回ることで、第2レンズ群の敏感度の増大を防ぎ、フォーカス時の像面湾曲変動を抑えることができる。 Conditional expression (8) defines the ratio of the amount of focus movement between the second lens group and the third lens group. By exceeding the lower limit of conditional expression (8), the amount of movement of the second lens group is regulated so that it does not become too large with respect to the amount of movement of the third lens group. The effect of suppressing aberration fluctuations due to driving (for example, fluctuations in curvature of field, spherical aberration, etc.) is enhanced. By falling below the upper limit of conditional expression (8), it is possible to prevent an increase in the sensitivity of the second lens group and to suppress variations in curvature of field during focusing.
前記第4レンズ群が、物体側から順に正レンズと負レンズからなる接合レンズを続けて2つ有することが望ましい。第4レンズ群が物体側から順に正・負の接合レンズを続けて2つ有することにより、そのレンズ配置が正負正負の順になるため、色収差の発生を抑えつつ像面湾曲の補正も行うことが可能となる。そして、前記2つの接合レンズのうち、少なくとも一方の接合レンズが物体側に凹面を向けた接合面を持つことが望ましい。物体側に凹の接合面を持つことにより、他の収差への影響を抑えながら球面収差をコントロールすることが可能になって、残存球面収差の調整が容易になる。また、前記2つの接合レンズのうち、物体側の接合レンズが負のパワーを有し、像側の接合レンズが正のパワーを有することが、コマ収差等の発生を抑えるうえで更に望ましい。 It is desirable that the fourth lens group has two cemented lenses in succession each composed of a positive lens and a negative lens in order from the object side. Since the fourth lens group has two positive and negative cemented lenses in order from the object side, the lens arrangement is in the order of positive, negative, positive, negative, so it is possible to correct the curvature of field while suppressing the occurrence of chromatic aberration. It becomes possible. At least one cemented lens of the two cemented lenses preferably has a cemented surface with a concave surface facing the object side. By having a concave cemented surface on the object side, it becomes possible to control spherical aberration while suppressing the influence on other aberrations, facilitating adjustment of residual spherical aberration. Further, of the two cemented lenses, it is more desirable that the cemented lens on the object side has negative power and the cemented lens on the image side has positive power in order to suppress the occurrence of coma aberration and the like.
前記第4レンズ群が、物体側から順に正レンズと負レンズからなる接合レンズを続けて2つ有し、前記2つの接合レンズのうち、物体側の接合レンズが負のパワーを有し、像側の接合レンズが正のパワーを有し、以下の条件式(9)を満足することが望ましい。
-2.2<FL(4GrPN1)/FL(4GrPN2)<-1.4 …(9)
ただし、
FL(4GrPN1):第4レンズ群における物体側の接合レンズの焦点距離、
FL(4GrPN2):第4レンズ群における像側の接合レンズの焦点距離、
である。
The fourth lens group has two cemented lenses successively composed of a positive lens and a negative lens in order from the object side, and among the two cemented lenses, the cemented lens on the object side has negative power, and the image It is desirable that the cemented lens on the side has positive power and satisfies the following conditional expression (9).
-2.2<FL(4GrPN1)/FL(4GrPN2)<-1.4 (9)
however,
FL (4GrPN1): the focal length of the cemented lens on the object side in the fourth lens group;
FL (4GrPN2): the focal length of the cemented lens on the image side in the fourth lens group;
is.
条件式(9)は、第4レンズ群における物体側の接合レンズと像側の接合レンズとのパワー比を規定するものである。条件式(9)の上限を下回ることで、物体側の接合レンズの負のパワーが強くなりすぎないようにし、2つの接合レンズの間で光線を緩やかに屈折させて、コマ収差等の発生を抑えることができる。条件式(9)の下限を上回ることで、像側の接合レンズの正のパワーが強くなりすぎないようにし、像側の接合レンズとそれに続くレンズとの間で光線を緩やかに屈折させて、コマ収差等の発生を抑えることができる。 Conditional expression (9) defines the power ratio between the object-side cemented lens and the image-side cemented lens in the fourth lens group. By falling below the upper limit of conditional expression (9), the negative power of the cemented lens on the object side is prevented from becoming too strong, and light rays are gently refracted between the two cemented lenses to prevent coma and other aberrations from occurring. can be suppressed. By exceeding the lower limit of conditional expression (9), the positive power of the cemented lens on the image side is prevented from becoming too strong, and light rays are gently refracted between the cemented lens on the image side and subsequent lenses, Occurrence of coma and the like can be suppressed.
前記第4レンズ群において最も像側に位置するレンズが負パワーを有することが望ましい。最終レンズが負のパワーを持つことにより、第4レンズ群内では光束径を細くし、撮像面に対しては光線を大きく跳ね上げて入射させることができるため、第4レンズ群内の有効径を効果的に抑えることができる。 It is desirable that the lens closest to the image side in the fourth lens group has negative power. Since the final lens has a negative power, the diameter of the light beam can be narrowed in the fourth lens group, and the light beam can be greatly bounced and incident on the imaging surface, so the effective diameter in the fourth lens group can be effectively suppressed.
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に、フォーカシングにおいて位置固定の絞りが配置されていることが望ましい。第2レンズ群と第3レンズ群との間に絞りを配置すると、第2レンズ群と第3レンズ群の有効径の増大が抑えられるため、第2レンズ群と第3レンズ群の軽量化が可能となって、フォーカススピードの増加につながる。また、絞りを挟んで正負逆のパワーを持つレンズ群が向かい合って配置されることにより、コマ収差の低減にも有利な構成となる。 It is preferable that a position-fixed stop in focusing is arranged between the second lens group and the third lens group. Placing an aperture between the second and third lens groups suppresses an increase in the effective diameters of the second and third lens groups, thereby reducing the weight of the second and third lens groups. It becomes possible, leading to an increase in focus speed. In addition, by arranging lens groups having positive and negative power opposite to each other with the diaphragm interposed therebetween, the structure is advantageous in reducing coma aberration.
前記第1レンズ群が物体側から順に少なくとも3枚の連続した正レンズを有し、そのうちの1枚以上の正レンズが以下の条件式(10)を満足することが望ましい。
νd(1GrP)>60 …(10)
ただし、
νd(1GrP):第1レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
である。
Preferably, the first lens group has at least three consecutive positive lenses in order from the object side, and one or more positive lenses among them satisfy the following conditional expression (10).
νd(1GrP)>60 (10)
however,
νd(1GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the first lens group;
is.
第1レンズ群において物体側から少なくとも3枚の正レンズを連続して配置し、そのうちの1枚以上が条件式(10)を満足する構成にすれば、望遠レンズで問題となりやすい色収差を効果的に補正しつつ、第1レンズ群に入射した光束を緩やかに屈折して、コマ収差等の発生を低減することができる。条件式(10)を満足する正レンズを物体側から2枚目以降に配置すれば、色収差補正効果の高いレンズの傷付き防止も可能となる。条件式(10)を満たした正レンズを物体側から3枚目に配置し、その正レンズの像側に負レンズを接合すれば、その接合面で収差の発生を効果的に抑えることが可能になる。 If at least three positive lenses are arranged in succession from the object side in the first lens group, and at least one of them satisfies conditional expression (10), chromatic aberration, which tends to be a problem in telephoto lenses, can be effectively eliminated. It is possible to moderately refract the light flux incident on the first lens group while correcting for coma and the like, thereby reducing the occurrence of coma and the like. If a positive lens that satisfies the conditional expression (10) is arranged at the second and subsequent lenses from the object side, it is possible to prevent scratches on lenses that are highly effective in correcting chromatic aberration. If a positive lens that satisfies conditional expression (10) is placed on the third lens from the object side, and a negative lens is cemented to the image side of the positive lens, it is possible to effectively suppress the generation of aberration at the cemented surface. become.
以上説明した撮像光学系は、画像入力機能付きデジタル機器(例えば、レンズ交換式デジタルカメラ)用の撮像光学系としての使用に適しており、これを撮像素子等と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像光学装置を構成することができる。撮像光学装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成す光学装置であり、例えば、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像を形成する撮像光学系と、その撮像光学系により形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子(イメージセンサー)と、を備えることにより構成される。そして、撮像素子の受光面(すなわち撮像面)上に被写体の光学像が形成されるように、前述した特徴的構成を有する撮像光学系が配置されることにより、小型・低コストで高い性能を有する撮像光学装置やそれを備えたデジタル機器を実現することができる。 The imaging optical system described above is suitable for use as an imaging optical system for a digital device with an image input function (for example, a digital camera with interchangeable lenses). It is possible to configure an imaging optical device that optically captures and outputs as an electrical signal. An imaging optical device is an optical device that forms the main component of a camera used for capturing still images or moving images of a subject. and an imaging device (image sensor) for converting an optical image formed by the imaging optical system into an electrical signal. By arranging the imaging optical system having the characteristic configuration described above so that an optical image of the subject is formed on the light receiving surface (i.e., the imaging surface) of the imaging element, high performance can be achieved at a small size and low cost. It is possible to realize an image pickup optical device having such a device and a digital device having the same.
画像入力機能付きデジタル機器の例としては、デジタルカメラ,ビデオカメラ,監視カメラ,防犯カメラ,車載カメラ,テレビ電話用カメラ等のカメラが挙げられる。また、パーソナルコンピューター,携帯用デジタル機器(例えば、携帯電話,スマートフォン(高機能携帯電話),タブレット端末,モバイルコンピューター等),これらの周辺機器(スキャナー,プリンター,マウス等),その他のデジタル機器(ドライブレコーダー,防衛機器等)等に内蔵又は外付けによりカメラ機能が搭載されたものが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像光学装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像光学装置を搭載することによりカメラ機能を付加することが可能である。例えば、カメラ付き携帯電話やスマートフォン等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。 Examples of digital equipment with an image input function include cameras such as digital cameras, video cameras, surveillance cameras, security cameras, in-vehicle cameras, and videophone cameras. In addition, personal computers, portable digital devices (e.g., mobile phones, smart phones (high-performance mobile phones), tablet terminals, mobile computers, etc.), these peripheral devices (scanners, printers, mice, etc.), other digital devices (drives recorders, defense equipment, etc.), etc., which have a built-in or external camera function. As can be seen from these examples, it is possible not only to configure a camera by using the imaging optical device, but also to add a camera function by mounting the imaging optical device on various devices. For example, it is possible to configure a digital device with an image input function such as a mobile phone with a camera or a smart phone.
図17に、画像入力機能付きデジタル機器の一例として、デジタル機器DUの概略構成例を模式的断面で示す。図17に示すデジタル機器DUに搭載されている撮像光学装置LUは、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像(像面)IMを形成する撮像光学系LN(AX:光軸)と、撮像光学系LNにより受光面(撮像面)SS上に形成された光学像IMを電気的な信号に変換する撮像素子SRと、を備えており、必要に応じて平行平面板(例えば、撮像素子SRのカバーガラス;必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター,赤外カットフィルター等の光学フィルター等に相当する。)も配置される。 FIG. 17 shows a schematic cross section of a schematic configuration example of a digital device DU as an example of a digital device with an image input function. The imaging optical device LU installed in the digital equipment DU shown in FIG. , and an imaging element SR for converting an optical image IM formed on a light receiving surface (imaging surface) SS by the imaging optical system LN into an electrical signal. A cover glass of the element SR; which corresponds to an optical filter such as an optical low-pass filter, an infrared cut filter, etc., which is arranged as necessary) is also arranged.
この撮像光学装置LUで画像入力機能付きデジタル機器DUを構成する場合、通常そのボディ内部に撮像光学装置LUを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像光学装置LUをデジタル機器DUの本体に対して回動可能に構成してもよく、ユニット化した撮像光学装置LUをイメージセンサー付き交換レンズとして、デジタル機器DU(つまり、レンズ交換式カメラ)の本体に対して着脱可能に構成してもよい。 When a digital device DU with an image input function is configured with this imaging optical device LU, the imaging optical device LU is usually arranged inside the body, but when realizing the camera function, a form is adopted according to necessity. It is possible to For example, the unitized imaging optical device LU may be configured to be rotatable with respect to the main body of the digital device DU, and the unitized imaging optical device LU may be used as an interchangeable lens with an image sensor for the digital device DU (that is, a lens It may be configured to be detachable from the main body of an interchangeable camera.
撮像光学系LNは、正負正負の4群で構成された単焦点レンズであり、第1レンズ群及び第4レンズ群の位置を固定した状態(つまり、像面IMに対して位置固定した状態)で負パワーの第2レンズ群と正パワーの第3レンズ群を光軸AXに沿って移動させることによりフォーカシングを行い、撮像素子SRの受光面SS上に光学像IMを形成する構成になっている。撮像素子SRとしては、例えば複数の画素を有するCCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサー,CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型イメージセンサー等の固体撮像素子が用いられる。撮像光学系LNは、撮像素子SRの光電変換部である受光面SS上に被写体の光学像IMが形成されるように設けられているので、撮像光学系LNによって形成された光学像IMは、撮像素子SRによって電気的な信号に変換される。 The imaging optical system LN is a single focus lens composed of four groups of positive, negative, positive, and negative, and the positions of the first lens group and the fourth lens group are fixed (that is, the positions are fixed with respect to the image plane IM). Focusing is performed by moving the second lens group with negative power and the third lens group with positive power along the optical axis AX to form an optical image IM on the light receiving surface SS of the image sensor SR. there is As the imaging element SR, a solid-state imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor having a plurality of pixels or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) type image sensor is used. The imaging optical system LN is provided so as to form an optical image IM of the subject on the light receiving surface SS, which is the photoelectric conversion portion of the imaging element SR. Therefore, the optical image IM formed by the imaging optical system LN is It is converted into an electrical signal by the image sensor SR.
デジタル機器DUは、撮像光学装置LUの他に、信号処理部1,制御部2,メモリー3,操作部4,表示部5等を備えている。撮像素子SRで生成した信号は、信号処理部1で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリー3(半導体メモリー,光ディスク等)に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号等に変換されたりして他の機器に伝送される(例えば携帯電話の通信機能)。制御部2はマイクロコンピューターからなっており、撮影機能(静止画撮影機能,動画撮影機能等),画像再生機能等の機能の制御;フォーカシング,手ぶれ補正等のためのレンズ移動機構の制御等を集中的に行う。例えば、被写体の静止画撮影,動画撮影のうちの少なくとも一方を行うように、制御部2により撮像光学装置LUに対する制御が行われる。表示部5は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子SRによって変換された画像信号あるいはメモリー3に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。操作部4は、操作ボタン(例えばレリーズボタン),操作ダイヤル(例えば撮影モードダイヤル)等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を制御部2に伝達する。
The digital device DU includes a
次に、撮像光学系LNの第1~第4の実施の形態を挙げて、その具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図1~図4は、第1~第4の実施の形態を構成する撮像光学系LNにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、無限遠物体距離状態におけるレンズ配置を光学断面で示している。なお、撮像光学系LNと像面IMとの間には平行平面板PTが配置されており、この平行平面板PTは、撮像素子SRのカバーガラスとモアレ防止用のローパスフィルターとのトータルの光学厚みに等価なガラス平板である。 Next, first to fourth embodiments of the imaging optical system LN will be given, and their specific optical configurations will be described in more detail. 1 to 4 are lens configuration diagrams corresponding to the imaging optical systems LN constituting the first to fourth embodiments, respectively, and show optical cross sections of the lens arrangement in an infinite object distance state. A plane-parallel plate PT is arranged between the imaging optical system LN and the image plane IM. It is a glass flat plate equivalent to the thickness.
第1~第4の実施の形態は、物体側から順に、正パワーの第1レンズ群Gr1と、負パワーの第2レンズ群Gr2と、正パワーの第3レンズ群Gr3と、負パワーの第4レンズ群Gr4と、からなる正負正負の4群構成になっており、コンパクトで大口径・中望遠の単焦点交換レンズとして好適な構成になっている。図1~図4において、レンズL1#(#=1,2,3,4)は第1レンズ群Gr1において物体側から#番目のレンズであり、レンズL2#(#=1,2)は第2レンズ群Gr2において物体側から#番目のレンズであり、レンズL31は第3レンズ群Gr3を構成する1枚のレンズであり、レンズL4#(#=1,2,…,5)は第4レンズ群Gr4において物体側から#番目のレンズである。 In the first to fourth embodiments, in order from the object side, a first lens group Gr1 with positive power, a second lens group Gr2 with negative power, a third lens group Gr3 with positive power, and a third lens group Gr3 with negative power. It has a positive/negative/positive/negative four-group configuration consisting of four lens groups Gr4, which is suitable as a compact, large-aperture, medium-telephoto, single-focus interchangeable lens. 1 to 4, lens L1# (#=1, 2, 3, 4) is the #-th lens from the object side in first lens group Gr1, and lens L2# (#=1, 2) is the #-th lens. In the second lens group Gr2, it is the #-th lens from the object side, the lens L31 is one lens constituting the third lens group Gr3, and the lens L4# (#=1, 2, . . . , 5) is the fourth lens. It is the #-th lens from the object side in the lens group Gr4.
第1~第4の実施の形態では、第1フォーカスポジションPOS1(無限端:無限遠物体距離状態)から第2フォーカスポジションPOS2(至近端:至近物体距離状態)へのフォーカシングにおいて、第1レンズ群Gr1及び第4レンズ群Gr4が像面IMに対して位置固定であり、フォーカス群である第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3が光軸AXに沿って移動する。つまり、無限遠から至近物体へのフォーカシングにおいて、第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3との間隔が狭まるように、第2レンズ群Gr2は像側に移動し、第3レンズ群Gr3は物体側に移動する。 In the first to fourth embodiments, in focusing from the first focus position POS1 (infinity end: infinite object distance state) to the second focus position POS2 (closest end: close object distance state), the first lens The positions of the group Gr1 and the fourth lens group Gr4 are fixed with respect to the image plane IM, and the second lens group Gr2 and the third lens group Gr3, which are focus groups, move along the optical axis AX. That is, in focusing from infinity to a close object, the second lens group Gr2 moves toward the image side and the third lens group Gr3 moves toward the object side so that the distance between the second lens group Gr2 and the third lens group Gr3 narrows. move to
矢印m1,m2,ms,m3,m4は、第1レンズ群Gr1,第2レンズ群Gr2,絞り(開口絞り)ST,第3レンズ群Gr3,第4レンズ群Gr4のフォーカス移動の軌跡をそれぞれ示している。ただし、第1レンズ群Gr1及び第4レンズ群Gr4と、第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3との間に配置されている絞りSTと、撮像光学系LNの像面IM側に配置されている平行平面板PTは、フォーカス位置固定である。 Arrows m1, m2, ms, m3, and m4 indicate loci of focus movements of the first lens group Gr1, the second lens group Gr2, the diaphragm (aperture stop) ST, the third lens group Gr3, and the fourth lens group Gr4, respectively. ing. However, the first lens group Gr1 and the fourth lens group Gr4, the diaphragm ST arranged between the second lens group Gr2 and the third lens group Gr3, and the aperture ST arranged on the image plane IM side of the imaging optical system LN. The plane-parallel plate PT provided has a fixed focus position.
第1~第4の実施の形態では、上記のように、無限端から至近端へのフォーカシングにおいて、第2レンズ群Gr2が像側へ移動するのに対し、第3レンズ群Gr3は物体側へ移動する。このように第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3のフォーカス移動方向を逆にして、第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3との間隔が狭まるようにすると、フォーカス時の球面収差,像面湾曲等の諸収差の変動を、第2レンズ群Gr2と第3レンズ群Gr3とで有利に打ち消し合うようにすることができる。したがって、フォーカス時の収差劣化をより効果的に補正することができ、至近端POS2での画質をより一層改善することが可能となる。 In the first to fourth embodiments, as described above, in focusing from the infinite end to the closest end, the second lens group Gr2 moves toward the image side, while the third lens group Gr3 moves toward the object side. Move to In this way, by reversing the focus movement directions of the second lens group Gr2 and the third lens group Gr3 to narrow the distance between the second lens group Gr2 and the third lens group Gr3, spherical aberration and image Fluctuations in various aberrations such as surface curvature can be advantageously canceled out by the second lens group Gr2 and the third lens group Gr3. Therefore, it is possible to more effectively correct aberration deterioration during focusing, and to further improve the image quality at the closest end POS2.
第1の実施の形態の撮像光学系LN(図1)は、正負正負の4群構成になっており、各レンズ群は以下のように構成されている。第1レンズ群Gr1は、物体側から順に、物体側に凸の正メニスカスレンズL11と、物体側に凸の正メニスカスレンズL12と、両凸の正レンズL13及び両凹の負レンズL14からなる接合レンズと、で構成されている。第2レンズ群Gr2は、物体側から順に、両凸の正レンズL21及び両凹の負レンズL22からなる接合レンズで構成されている。第3レンズ群Gr3は、両凸の正レンズL31(両面が非球面)で構成されている。第4レンズ群Gr4は、物体側から順に、両凸の正レンズL41及び両凹の負レンズL42からなる接合レンズと、両凸の正レンズL43及び平凹の負レンズL44からなる接合レンズと、両凹の負レンズL45と、で構成されている。 The imaging optical system LN (FIG. 1) of the first embodiment has a positive/negative/positive/negative four-group configuration, and each lens group is configured as follows. The first lens group Gr1 is cemented with, in order from the object side, a positive meniscus lens L11 convex to the object side, a positive meniscus lens L12 convex to the object side, a biconvex positive lens L13, and a biconcave negative lens L14. It consists of a lens and The second lens group Gr2 is composed of a cemented lens composed of a biconvex positive lens L21 and a biconcave negative lens L22 in order from the object side. The third lens group Gr3 is composed of a biconvex positive lens L31 (having aspherical surfaces on both sides). The fourth lens group Gr4 includes, in order from the object side, a cemented lens composed of a biconvex positive lens L41 and a biconcave negative lens L42, a cemented lens composed of a biconvex positive lens L43 and a plano-concave negative lens L44, and a biconcave negative lens L45.
第2の実施の形態の撮像光学系LN(図2)は、正負正負の4群構成になっており、各レンズ群は以下のように構成されている。第1レンズ群Gr1は、物体側から順に、両凸の正レンズL11と、物体側に凸の正メニスカスレンズL12と、両凸の正レンズL13及び両凹の負レンズL14からなる接合レンズと、で構成されている。第2レンズ群Gr2は、物体側から順に、両凸の正レンズL21及び両凹の負レンズL22からなる接合レンズで構成されている。第3レンズ群Gr3は、両凸の正レンズL31で構成されている。第4レンズ群Gr4は、物体側から順に、像側に凸の正メニスカスレンズL41及び両凹の負レンズL42からなる接合レンズと、両凸の正レンズL43及び物体側に凹の負メニスカスレンズL44からなる接合レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズL45と、で構成されている。 The imaging optical system LN (FIG. 2) of the second embodiment has a positive/negative/positive/negative four-group configuration, and each lens group is configured as follows. The first lens group Gr1 includes, in order from the object side, a biconvex positive lens L11, a positive meniscus lens L12 convex to the object side, a cemented lens composed of a biconvex positive lens L13 and a biconcave negative lens L14, consists of The second lens group Gr2 is composed of a cemented lens composed of a biconvex positive lens L21 and a biconcave negative lens L22 in order from the object side. The third lens group Gr3 is composed of a biconvex positive lens L31. The fourth lens group Gr4 includes, in order from the object side, a cemented lens composed of a positive meniscus lens L41 convex to the image side and a negative biconcave lens L42, a positive biconvex lens L43 and a negative meniscus lens L44 concave to the object side. and a negative meniscus lens L45 concave on the object side.
第3の実施の形態の撮像光学系LN(図3)は、正負正負の4群構成になっており、各レンズ群は以下のように構成されている。第1レンズ群Gr1は、物体側から順に、両凸の正レンズL11と、物体側に凸の正メニスカスレンズL12と、両凸の正レンズL13及び両凹の負レンズL14からなる接合レンズと、で構成されている。第2レンズ群Gr2は、物体側から順に、両凸の正レンズL21及び両凹の負レンズL22からなる接合レンズで構成されている。第3レンズ群Gr3は、両凸の正レンズL31で構成されている。第4レンズ群Gr4は、物体側から順に、平凸の正レンズL41及び平凹の負レンズL42からなる接合レンズと、両凸の正レンズL43及び両凹の負レンズL44からなる接合レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズL45と、で構成されている。 The imaging optical system LN (FIG. 3) of the third embodiment has a positive/negative/positive/negative four-group configuration, and each lens group is configured as follows. The first lens group Gr1 includes, in order from the object side, a biconvex positive lens L11, a positive meniscus lens L12 convex to the object side, a cemented lens composed of a biconvex positive lens L13 and a biconcave negative lens L14, consists of The second lens group Gr2 is composed of a cemented lens composed of a biconvex positive lens L21 and a biconcave negative lens L22 in order from the object side. The third lens group Gr3 is composed of a biconvex positive lens L31. The fourth lens group Gr4 includes, in order from the object side, a cemented lens composed of a plano-convex positive lens L41 and a plano-concave negative lens L42, a cemented lens composed of a bi-convex positive lens L43 and a bi-concave negative lens L44, and a negative meniscus lens L45 concave on the object side.
第4の実施の形態の撮像光学系LN(図4)は、正負正負の4群構成になっており、各レンズ群は以下のように構成されている。第1レンズ群Gr1は、物体側から順に、両凸の正レンズL11と、物体側に凸の正メニスカスレンズL12と、両凸の正レンズL13及び両凹の負レンズL14からなる接合レンズと、で構成されている。第2レンズ群Gr2は、物体側から順に、両凸の正レンズL21及び両凹の負レンズL22からなる接合レンズで構成されている。第3レンズ群Gr3は、両凸の正レンズL31で構成されている。第4レンズ群Gr4は、物体側から順に、両凸の正レンズL41及び両凹の負レンズL42からなる接合レンズと、両凸の正レンズL43及び両凹の負レンズL44からなる接合レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズL45と、で構成されている。 The imaging optical system LN (FIG. 4) of the fourth embodiment has a positive/negative/positive/negative four-group configuration, and each lens group is configured as follows. The first lens group Gr1 includes, in order from the object side, a biconvex positive lens L11, a positive meniscus lens L12 convex to the object side, a cemented lens composed of a biconvex positive lens L13 and a biconcave negative lens L14, consists of The second lens group Gr2 is composed of a cemented lens composed of a biconvex positive lens L21 and a biconcave negative lens L22 in order from the object side. The third lens group Gr3 is composed of a biconvex positive lens L31. The fourth lens group Gr4 includes, in order from the object side, a cemented lens composed of a biconvex positive lens L41 and a biconcave negative lens L42, a cemented lens composed of a biconvex positive lens L43 and a biconcave negative lens L44, and a negative meniscus lens L45 concave on the object side.
以下、本発明を実施した撮像光学系の構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例1~4(EX1~4)は、前述した第1~第4の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第1~第4の実施の形態を表すレンズ構成図(図1~図4)は、対応する実施例1~4の光学構成をそれぞれ示している。 Hereinafter, the configuration of the imaging optical system embodying the present invention will be described more specifically with reference to the construction data and the like of Examples. Examples 1 to 4 (EX1 to 4) given here are numerical examples respectively corresponding to the above-described first to fourth embodiments, and are lens configuration diagrams representing the first to fourth embodiments. (FIGS. 1-4) show the optical configurations of the corresponding Examples 1-4, respectively.
各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号i(OB:物面,ST:絞り,IM:像面),近軸における曲率半径ri(mm),軸上面間隔(芯厚)di(mm),d線(波長:587.56nm)に関する屈折率nd,及びd線に関するアッベ数νdを示す。 In the construction data of each embodiment, as surface data, from the left column, surface number i (OB: object surface, ST: stop, IM: image surface), paraxial curvature radius ri (mm), axial surface distance (Core thickness) di (mm), refractive index nd for d-line (wavelength: 587.56 nm), and Abbe number νd for d-line are shown.
面番号iに*が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系(x,y,z)を用いた以下の式(AS)で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は0であり、すべてのデータに関してE-n=×10-nである。
z=(c・h2)/[1+√{1-(1+K)・c2・h2}]+Σ(Aj・hj) …(AS)
ただし、
h:z軸(光軸AX)に対して垂直な方向の高さ(h2=x2+y2)、
z:高さhの位置での光軸AX方向のサグ量(面頂点基準)、
c:面頂点での曲率(曲率半径riの逆数)、
K:円錐定数、
Aj:j次の非球面係数、
である。
A surface with an asterisk (*) attached to the surface number i is an aspherical surface, and its surface shape is defined by the following equation (AS) using a local orthogonal coordinate system (x, y, z) with the vertex of the surface as the origin. be. Aspheric coefficients and the like are shown as aspheric data. In the aspheric surface data of each example, the coefficients of terms not shown are 0, and En=×10 −n for all data.
z=(c·h 2 )/[1+√{1−(1+K)·c 2 ·h 2 }]+Σ(Aj·h j ) (AS)
however,
h: height in the direction perpendicular to the z-axis (optical axis AX) (h 2 =x 2 +y 2 );
z: amount of sag in the direction of the optical axis AX at the position of height h (based on surface vertex);
c: curvature at surface vertex (reciprocal of curvature radius ri),
K: conic constant,
Aj: j-th order aspheric coefficient,
is.
各種データとして、全系の焦点距離FL(mm),Fナンバー(FNO),全画角2ω(°),レンズ全長TL(撮像光学系LNの最も物体側の面から像面IMまでの距離(空気換算なし),mm),バックフォーカスbf(平行平面板PTの像側面から像面IMまでの距離,mm)を示す。さらに、フォーカシングにより変化する可変パラメーターとして可変軸上面間隔diを、第1フォーカスポジションPOS1(無限遠物体距離状態),第2フォーカスポジションPOS2(至近物体距離状態)のそれぞれについて示す。ここで、物体距離は物面OBから像面IMまでの距離であり、各実施例での至近物体距離は0.8m(POS2)である。また、第1フォーカスポジションPOS1から第2フォーカスポジションPOS2へフォーカス移動する際の第2レンズ群Gr2の移動量D2Grと第3レンズ群Gr3の移動量D3Grを示し、表1に各実施例の条件式対応値を示し、表2に条件式の関連データを示す。 Various data include the focal length FL (mm) of the entire system, F number (FNO), total angle of view 2ω (°), total lens length TL (the distance from the surface closest to the object side of the imaging optical system LN to the image plane IM ( (without air conversion), mm), and back focus bf (distance from the image side surface of the plane-parallel plate PT to the image plane IM, mm). Furthermore, the variable axis distance di as a variable parameter that changes with focusing is shown for each of the first focus position POS1 (infinity object distance state) and the second focus position POS2 (close object distance state). Here, the object distance is the distance from the object plane OB to the image plane IM, and the closest object distance in each example is 0.8 m (POS2). Table 1 shows the movement amount D2Gr of the second lens group Gr2 and the movement amount D3Gr of the third lens group Gr3 when the focus is moved from the first focus position POS1 to the second focus position POS2. Corresponding values are shown, and Table 2 shows relevant data for the conditional expressions.
図5~図8は、実施例1~実施例4(EX1~EX4)にそれぞれ対応する縦収差図であり、(A)~(C)は第1フォーカスポジションPOS1、(D)~(F)は第2フォーカスポジションPOS2における諸収差をそれぞれ示している。また、図5~図8中、(A)と(D)は球面収差図、(B)と(E)は非点収差図、(C)と(F)は歪曲収差図である。 5 to 8 are longitudinal aberration diagrams corresponding to Examples 1 to 4 (EX1 to EX4), respectively, where (A) to (C) are the first focus position POS1, (D) to (F) indicate various aberrations at the second focus position POS2. 5 to 8, (A) and (D) are spherical aberration diagrams, (B) and (E) are astigmatism diagrams, and (C) and (F) are distortion diagrams.
球面収差図は、一点鎖線で示すC線(波長656.28nm)に対する球面収差量、実線で示すd線(波長587.56nm)に対する球面収差量、破線で示すg線(波長435.84nm)に対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸AX方向のズレ量(mm)で表しており、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値(すなわち相対瞳高さ)を表している。非点収差図において、破線Tはd線に対するタンジェンシャル像面、実線Sはd線に対するサジタル像面を、それぞれ近軸像面からの光軸AX方向のズレ量(mm)で表しており、縦軸は像高(IMG HT,mm)を表している。歪曲収差図において、横軸はd線に対する歪曲(%)を表しており、縦軸は像高(IMG HT,mm)を表している。なお、像高IMG HTの最大値は、像面IMにおける最大像高に相当する。 The spherical aberration diagram shows the amount of spherical aberration for the C-line (wavelength 656.28 nm) indicated by the dashed line, the amount of spherical aberration for the d-line (wavelength 587.56 nm) indicated by the solid line, and the amount of spherical aberration for the g-line (wavelength 435.84 nm) indicated by the dashed line. The amount of spherical aberration is represented by the amount of deviation (mm) in the direction of the optical axis AX from the paraxial image plane. height). In the astigmatism diagrams, the dashed line T represents the tangential image plane for the d-line, and the solid line S represents the sagittal image plane for the d-line in terms of the amount of deviation (mm) in the direction of the optical axis AX from the paraxial image plane. The vertical axis represents the image height (IMG HT, mm). In the distortion diagrams, the horizontal axis represents distortion (%) with respect to the d-line, and the vertical axis represents image height (IMG HT, mm). Note that the maximum value of the image height IMG HT corresponds to the maximum image height on the image plane IM.
図9,図11,図13及び図15は、第1フォーカスポジションPOS1での実施例1~実施例4(EX1~EX4)にそれぞれ対応する横収差図であり、図10,図12,図14及び図16は、第2フォーカスポジションPOS2での実施例1~実施例4(EX1~EX4)にそれぞれ対応する横収差図である。図9~図16のそれぞれにおいて、左側の列はタンジェンシャル光束での横収差(mm)を示しており、右側の列はサジタル光束での横収差(mm)を示している。また、RELATIVE FIELD HEIGHTで表されている像高比(半画角ω°)での横収差を、一点鎖線で示すC線(波長656.28nm)、実線で示すd線(波長587.56nm)、破線で示すg線(波長435.84nm)について示している。なお像高比は、像高IMG HTを最大像高で規格化した相対的な像高である。 9, 11, 13 and 15 are lateral aberration diagrams corresponding to Examples 1 to 4 (EX1 to EX4) at the first focus position POS1, and FIGS. 16A and 16B are lateral aberration diagrams respectively corresponding to Examples 1 to 4 (EX1 to EX4) at the second focus position POS2. In each of FIGS. 9 to 16, the left column shows the lateral aberration (mm) for the tangential luminous flux, and the right column shows the lateral aberration (mm) for the sagittal luminous flux. In addition, the lateral aberration at the image height ratio (half angle of view ω°) represented by RELATIVE FIELD HEIGHT is shown by the dash-dotted line for the C line (wavelength 656.28 nm) and by the solid line for the d line (wavelength 587.56 nm). , g-line (wavelength 435.84 nm) indicated by a dashed line. Note that the image height ratio is a relative image height obtained by normalizing the image height IMG HT by the maximum image height.
実施例1
単位:mm
面データ
i ri di nd νd
0(OB) ∞
1 57.5871 6.919 1.72916 54.67
2 231.4781 0.571
3 53.3950 4.363 1.49700 81.61
4 122.2631 0.250
5 41.6878 6.971 1.59282 68.62
6 -369.3860 1.881 1.90366 31.32
7 47.1750 d7
8 74.7861 3.900 1.92286 20.88
9 -110.6105 1.200 1.80610 33.27
10 29.0325 d10
11(ST) ∞ d11
12* 42.7555 3.935 1.59349 67.00
13* -180.3484 d13
14 1166.0621 3.475 1.95375 32.32
15 -73.0638 1.500 1.71736 29.50
16 43.0227 8.400
17 70.3789 11.000 1.84850 43.79
18 -30.1875 1.792 1.57135 52.95
19 ∞ 5.548
20 -42.5025 2.500 1.62004 36.30
21 532.2146 10.808
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23 ∞ bf
24(IM) ∞
Example 1
Unit: mm
Plane data
i ri di nd vd
0 (OB) ∞
1 57.5871 6.919 1.72916 54.67
2 231.4781 0.571
3 53.3950 4.363 1.49700 81.61
4 122.2631 0.250
5 41.6878 6.971 1.59282 68.62
6 -369.3860 1.881 1.90366 31.32
7 47.1750 d7
8 74.7861 3.900 1.92286 20.88
9 -110.6105 1.200 1.80610 33.27
10 29.0325 d10
11(ST) ∞ d11
12* 42.7555 3.935 1.59349 67.00
13* -180.3484 d13
14 1166.0621 3.475 1.95375 32.32
15 -73.0638 1.500 1.71736 29.50
16 43.0227 8.400
17 70.3789 11.000 1.84850 43.79
18 -30.1875 1.792 1.57135 52.95
19 ∞ 5.548
20 -42.5025 2.500 1.62004 36.30
21 532.2146 10.808
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23∞bf
24 (IM) ∞
非球面データ
i 12 13
K 0 0
A4 -2.58331E-06 -8.91351E-07
A6 -2.74665E-09 -1.91080E-09
A8 -1.09073E-11 -8.22787E-12
A10 0.00000E+00 0.00000E+00
A12 0.00000E+00 0.00000E+00
aspherical data
i12 13
K00
A4 -2.58331E-06 -8.91351E-07
A6 -2.74665E-09 -1.91080E-09
A8 -1.09073E-11 -8.22787E-12
A10 0.00000E+00 0.00000E+00
A12 0.00000E+00 0.00000E+00
各種データ
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.53
TL 107.55
bf 2
可変パラメーター
物体距離 d7 d10 d11 d13
∞(POS1) 5.224 14.272 7.442 2.000
0.8m(POS2) 9.898 9.604 1.900 7.540
群移動量(POS1→POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr/D3Gr
4.673 -5.542 -0.84
Various data
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.53
TL 107.55
Variable parameter Object distance d7 d10 d11 d13
∞(POS1) 5.224 14.272 7.442 2.000
0.8m (POS2) 9.898 9.604 1.900 7.540
Group movement amount (POS1→POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr/D3Gr
4.673 -5.542 -0.84
実施例2
単位:mm
面データ
i ri di nd νd
0(OB) ∞
1 80.1734 6.282 1.71700 47.98
2 -4807.6515 1.586
3 41.9543 5.640 1.43700 95.10
4 117.0287 0.871
5 58.1172 6.203 1.49700 81.61
6 -241.7619 1.400 1.85026 32.35
7 65.5586 d7
8 138.8823 3.750 1.80809 22.76
9 -114.7710 1.200 1.62004 36.30
10 29.5637 d10
11(ST) ∞ d11
12 41.8535 3.850 1.59349 67.00
13 -418.9839 d13
14 -361.4882 4.412 1.83481 42.72
15 -43.7311 1.200 1.67300 38.15
16 44.7491 4.944
17 56.2446 10.536 1.84850 42.72
18 -42.4152 1.403 1.56732 42.84
19 -224.6045 8.016
20 -36.2911 2.284 1.60342 80.11
21 -619.9962 11.575
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23 ∞ bf
24(IM) ∞
Example 2
Unit: mm
Plane data
i ri di nd vd
0 (OB) ∞
1 80.1734 6.282 1.71700 47.98
2 -4807.6515 1.586
3 41.9543 5.640 1.43700 95.10
4 117.0287 0.871
5 58.1172 6.203 1.49700 81.61
6 -241.7619 1.400 1.85026 32.35
7 65.5586 d7
8 138.8823 3.750 1.80809 22.76
9 -114.7710 1.200 1.62004 36.30
10 29.5637 d10
11(ST) ∞ d11
12 41.8535 3.850 1.59349 67.00
13 -418.9839 d13
14 -361.4882 4.412 1.83481 42.72
15 -43.7311 1.200 1.67300 38.15
16 44.7491 4.944
17 56.2446 10.536 1.84850 42.72
18 -42.4152 1.403 1.56732 42.84
19 -224.6045 8.016
20 -36.2911 2.284 1.60342 80.11
21 -619.9962 11.575
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23∞bf
24 (IM) ∞
各種データ
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.24
TL 111.94
bf 0.92
可変パラメーター
物体距離 d7 d10 d11 d13
∞(POS1) 7.492 12.773 11.211 2.749
0.8m(POS2) 10.879 9.386 3.334 10.626
群移動量(POS1→POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr/D3Gr
3.387 -7.877 -0.43
Various data
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.24
TL 111.94
bf 0.92
Variable parameter Object distance d7 d10 d11 d13
∞(POS1) 7.492 12.773 11.211 2.749
0.8m (POS2) 10.879 9.386 3.334 10.626
Group movement amount (POS1→POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr/D3Gr
3.387 -7.877 -0.43
実施例3
単位:mm
面データ
i ri di nd νd
0(OB) ∞
1 120.8140 4.940 1.77250 49.62
2 -1000.0000 0.250
3 42.0610 6.120 1.55032 75.50
4 127.2310 0.500
5 62.7420 6.560 1.49700 81.61
6 -165.7530 1.400 1.85025 30.05
7 82.2620 d7
8 438.0320 3.210 1.92286 20.88
9 -84.2650 1.130 1.60342 38.01
10 30.0600 d10
11(ST) ∞ d11
12 54.7570 4.100 1.59349 67.00
13 -152.9580 d13
14 ∞ 6.500 1.91082 35.25
15 -43.6900 2.020 1.67270 32.17
16 64.8690 4.900
17 70.5370 8.200 1.84850 43.79
18 -411.6880 4.500 1.60342 38.01
19 130.5830 8.121
20 -35.4045 1.400 1.64769 33.72
21 -69.4719 11.000
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23 ∞ bf
24(IM) ∞
Example 3
Unit: mm
Plane data
i ri di nd vd
0 (OB) ∞
1 120.8140 4.940 1.77250 49.62
2 -1000.0000 0.250
3 42.0610 6.120 1.55032 75.50
4 127.2310 0.500
5 62.7420 6.560 1.49700 81.61
6 -165.7530 1.400 1.85025 30.05
7 82.2620 d7
8 438.0320 3.210 1.92286 20.88
9 -84.2650 1.130 1.60342 38.01
10 30.0600 d10
11(ST) ∞ d11
12 54.7570 4.100 1.59349 67.00
13-152.9580 d13
14 ∞ 6.500 1.91082 35.25
15 -43.6900 2.020 1.67270 32.17
16 64.8690 4.900
17 70.5370 8.200 1.84850 43.79
18 -411.6880 4.500 1.60342 38.01
19 130.5830 8.121
20 -35.4045 1.400 1.64769 33.72
21 -69.4719 11.000
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23∞bf
24 (IM) ∞
各種データ
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.26
TL 111.35
bf 0.92
可変パラメーター
物体距離 d7 d10 d11 d13
∞(POS1) 6.182 13.284 11.915 2.059
0.8m(POS2) 10.020 9.445 5.153 8.821
群移動量(POS1→POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr/D3Gr
3.838 -6.762 -0.57
Various data
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.26
TL 111.35
bf 0.92
Variable parameter Object distance d7 d10 d11 d13
∞(POS1) 6.182 13.284 11.915 2.059
0.8m (POS2) 10.020 9.445 5.153 8.821
Group movement amount (POS1→POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr/D3Gr
3.838 -6.762 -0.57
実施例4
単位:mm
面データ
i ri di nd νd
0(OB) ∞
1 114.0645 4.566 1.69680 55.46
2 -1003.2810 0.173
3 45.6817 4.904 1.49700 81.61
4 114.9128 0.538
5 50.9360 6.999 1.49700 81.61
6 -188.1267 1.493 1.90366 31.32
7 74.6061 d7
8 87.4333 4.870 1.92286 20.88
9 -95.8114 1.214 1.67270 32.17
10 29.0783 d10
11(ST) ∞ d11
12 46.3133 4.541 1.55032 75.50
13 -201.8349 d13
14 630.0245 5.920 1.90366 31.32
15 -37.5067 1.206 1.72825 28.32
16 55.9782 4.459
17 63.6775 6.985 1.84850 42.72
18 -51.1824 1.457 1.62004 36.30
19 147.6730 7.598
20 -33.0806 1.416 1.51633 64.14
21 -255.0489 10.058
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23 ∞ bf
24(IM) ∞
Example 4
Unit: mm
Plane data
i ri di nd vd
0 (OB) ∞
1 114.0645 4.566 1.69680 55.46
2 -1003.2810 0.173
3 45.6817 4.904 1.49700 81.61
4 114.9128 0.538
5 50.9360 6.999 1.49700 81.61
6 -188.1267 1.493 1.90366 31.32
7 74.6061 d7
8 87.4333 4.870 1.92286 20.88
9 -95.8114 1.214 1.67270 32.17
10 29.0783 d10
11(ST) ∞ d11
12 46.3133 4.541 1.55032 75.50
13-201.8349 d13
14 630.0245 5.920 1.90366 31.32
15 -37.5067 1.206 1.72825 28.32
16 55.9782 4.459
17 63.6775 6.985 1.84850 42.72
18 -51.1824 1.457 1.62004 36.30
19 147.6730 7.598
20 -33.0806 1.416 1.51633 64.14
21 -255.0489 10.058
22 ∞ 1.600 1.51680 64.20
23∞bf
24 (IM) ∞
各種データ
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.59
TL 111.96
bf 0.92
可変パラメーター
物体距離 d7 d10 d11 d13
∞(POS1) 6.939 10.871 20.176 1.988
0.8m(POS2) 11.581 6.228 12.123 10.040
群移動量(POS1→POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr/D3Gr
4.643 -8.053 -0.58
Various data
FL 83.00
FNO 1.85
2ω 29.59
TL 111.96
bf 0.92
Variable parameter Object distance d7 d10 d11 d13
∞(POS1) 6.939 10.871 20.176 1.988
0.8m (POS2) 11.581 6.228 12.123 10.040
Group movement amount (POS1→POS2)
D2Gr D3Gr D2Gr/D3Gr
4.643 -8.053 -0.58
DU デジタル機器
LU 撮像光学装置
LN 撮像光学系
Gr1 第1レンズ群
Gr2 第2レンズ群
Gr3 第3レンズ群
Gr4 第4レンズ群
L1# 第1レンズ群において物体側から#番目のレンズ(#=1,2,3,4)
L2# 第2レンズ群において物体側から#番目のレンズ(#=1,2)
L31 第3レンズ群を構成するレンズ
L4# 第4レンズ群において物体側から#番目のレンズ(#=1,2,…,5)
ST 絞り
SR 撮像素子
SS 受光面(撮像面)
IM 像面(光学像)
AX 光軸
1 信号処理部
2 制御部
3 メモリー
4 操作部
5 表示部
DU digital device LU imaging optical device LN imaging optical system Gr1 1st lens group Gr2 2nd lens group Gr3 3rd lens group Gr4 4th lens group L1# In the 1st lens group, #th lens from the object side (#=1, 2,3,4)
L2# #th lens from the object side in the second lens group (#=1, 2)
L31 Lens constituting the third lens group L4# #th lens from the object side in the fourth lens group (#=1, 2, . . . , 5)
ST Aperture SR Image sensor SS Light receiving surface (imaging surface)
IM image plane (optical image)
AX
Claims (9)
無限遠から至近物体へのフォーカシングにおいて、前記第2レンズ群が像側に移動し、前記第3レンズ群が物体側に移動し、前記第1レンズ群及び前記第4レンズ群が、像面に対して位置固定であり、
前記第2レンズ群が物体側から順に正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、前記第3レンズ群が正レンズからなり、
以下の条件式(1),(2)及び(5)~(7)を満足することを特徴とする撮像光学系;
nd(2GrP)-nd(3GrP)>0.2 …(1)
νd(3GrP)-νd(2GrP)>40 …(2)
0.8<FL1/FL<1.1 …(5)
-1.6<FL2/FL3<-0.9 …(6)
-3.6<FL4/FL<-1.8 …(7)
ただし、
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
nd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
νd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
FL1:第1レンズ群の焦点距離、
FL2:第2レンズ群の焦点距離、
FL3:第3レンズ群の焦点距離、
FL4:第4レンズ群の焦点距離、
FL:全系の焦点距離、
である。 Consists of, in order from the object side, a first lens group with positive power, a second lens group with negative power, a third lens group with positive power, and a fourth lens group with negative power,
In focusing from infinity to a close object, the second lens group moves toward the image side, the third lens group moves toward the object side, and the first lens group and the fourth lens group move toward the image plane. is positionally fixed,
The second lens group consists of a cemented lens of a positive lens and a negative lens in order from the object side, the third lens group consists of a positive lens,
An imaging optical system characterized by satisfying the following conditional expressions (1) , (2) and (5) to (7) ;
nd(2GrP)−nd(3GrP)>0.2 (1)
νd(3GrP)−νd(2GrP)>40 (2)
0.8<FL1/FL<1.1 (5)
-1.6<FL2/FL3<-0.9 (6)
-3.6<FL4/FL<-1.8 (7)
however,
nd(2GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the second lens group;
nd(3GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the third lens group;
νd(2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group;
νd(3GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the third lens group;
FL1: focal length of the first lens group,
FL2: focal length of the second lens group,
FL3: focal length of the third lens group;
FL4: focal length of the fourth lens group,
FL: focal length of the whole system,
is.
無限遠から至近物体へのフォーカシングにおいて、前記第2レンズ群が像側に移動し、前記第3レンズ群が物体側に移動し、前記第1レンズ群及び前記第4レンズ群が、像面に対して位置固定であり、 In focusing from infinity to a close object, the second lens group moves toward the image side, the third lens group moves toward the object side, and the first lens group and the fourth lens group move toward the image plane. is positionally fixed,
前記第2レンズ群が物体側から順に正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、前記第3レンズ群が正レンズからなり、 The second lens group consists of a cemented lens of a positive lens and a negative lens in order from the object side, the third lens group consists of a positive lens,
前記第4レンズ群が、物体側から順に正レンズと負レンズからなる接合レンズを続けて2つ有し、前記2つの接合レンズのうち、物体側の接合レンズが負のパワーを有し、像側の接合レンズが正のパワーを有し、 The fourth lens group has two cemented lenses successively composed of a positive lens and a negative lens in order from the object side, and among the two cemented lenses, the cemented lens on the object side has negative power, and the image the cemented lens on the side has positive power,
以下の条件式(1),(2)及び(9)を満足することを特徴とする撮像光学系; An imaging optical system characterized by satisfying the following conditional expressions (1), (2) and (9);
nd(2GrP)-nd(3GrP)>0.2 …(1)nd(2GrP)−nd(3GrP)>0.2 (1)
νd(3GrP)-νd(2GrP)>40 …(2)νd(3GrP)−νd(2GrP)>40 (2)
-2.2<FL(4GrPN1)/FL(4GrPN2)<-1.4 …(9)-2.2<FL(4GrPN1)/FL(4GrPN2)<-1.4 (9)
ただし、 however,
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、nd(2GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the second lens group;
nd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、nd(3GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the third lens group;
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、νd(2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group;
νd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、νd(3GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the third lens group;
FL(4GrPN1):第4レンズ群における物体側の接合レンズの焦点距離、FL (4GrPN1): the focal length of the cemented lens on the object side in the fourth lens group;
FL(4GrPN2):第4レンズ群における像側の接合レンズの焦点距離、FL (4GrPN2): the focal length of the cemented lens on the image side in the fourth lens group;
である。is.
無限遠から至近物体へのフォーカシングにおいて、前記第2レンズ群が像側に移動し、前記第3レンズ群が物体側に移動し、前記第1レンズ群及び前記第4レンズ群が、像面に対して位置固定であり、 In focusing from infinity to a close object, the second lens group moves toward the image side, the third lens group moves toward the object side, and the first lens group and the fourth lens group move toward the image plane. is positionally fixed,
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間に、フォーカシングにおいて位置固定の絞りが配置されており、 a position-fixed diaphragm for focusing is arranged between the second lens group and the third lens group;
前記第2レンズ群が物体側から順に正レンズと負レンズとの接合レンズからなり、前記第3レンズ群が正レンズからなり、 The second lens group consists of a cemented lens of a positive lens and a negative lens in order from the object side, the third lens group consists of a positive lens,
以下の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴とする撮像光学系; An imaging optical system characterized by satisfying the following conditional expressions (1) and (2);
nd(2GrP)-nd(3GrP)>0.2 …(1)nd(2GrP)−nd(3GrP)>0.2 (1)
νd(3GrP)-νd(2GrP)>40 …(2)νd(3GrP)−νd(2GrP)>40 (2)
ただし、 however,
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、nd(2GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the second lens group;
nd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、nd(3GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the third lens group;
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、νd(2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group;
νd(3GrP):第3レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、νd(3GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the third lens group;
である。is.
0.11<nd(2GrP)-nd(2GrN)<0.35 …(3)
-20<νd(2GrP)-νd(2GrN)<-5 …(4)
ただし、
nd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関する屈折率、
nd(2GrN):第2レンズ群における負レンズのd線に関する屈折率、
νd(2GrP):第2レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
νd(2GrN):第2レンズ群における負レンズのd線に関するアッベ数、
である。 The imaging optical system according to any one of claims 1 to 3, wherein the cemented lens has a cemented surface with a concave surface facing the object side, and satisfies the following conditional expressions (3) and (4): system;
0.11<nd(2GrP)−nd(2GrN)<0.35 (3)
−20<νd(2GrP)−νd(2GrN)<−5 (4)
however,
nd(2GrP): refractive index for the d-line of the positive lens in the second lens group;
nd(2GrN): refractive index for the d-line of the negative lens in the second lens group;
νd(2GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the second lens group;
νd(2GrN): Abbe number for the d-line of the negative lens in the second lens group,
is.
-1.0<D2Gr/D3Gr<-0.45 …(8)
ただし、
D2Gr:無限遠から至近物体までのフォーカシングにおける第2レンズ群の移動量、
D3Gr:無限遠から至近物体までのフォーカシングにおける第3レンズ群の移動量、
であり、移動方向が像側のときの移動量を正とする。 The imaging optical system according to any one of claims 1 to 4 , wherein the following conditional expression (8) is satisfied;
−1.0<D2Gr/D3Gr<−0.45 (8)
however,
D2Gr: movement amount of the second lens group in focusing from infinity to a close object;
D3Gr: movement amount of the third lens group in focusing from infinity to a close object;
, and the amount of movement when the direction of movement is on the image side is positive.
νd(1GrP)>60 …(10)
ただし、
νd(1GrP):第1レンズ群における正レンズのd線に関するアッベ数、
である。 Claims 1 to 1, wherein the first lens group has at least three consecutive positive lenses in order from the object side, and at least one of the positive lenses satisfies the following conditional expression (10): 7. The imaging optical system according to any one of 6 ;
νd(1GrP)>60 (10)
however,
νd(1GrP): Abbe number for the d-line of the positive lens in the first lens group;
is.
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