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WO2021166492A1 - 光学系、光学機器および光学系の製造方法 - Google Patents

光学系、光学機器および光学系の製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2021166492A1
WO2021166492A1 PCT/JP2021/000725 JP2021000725W WO2021166492A1 WO 2021166492 A1 WO2021166492 A1 WO 2021166492A1 JP 2021000725 W JP2021000725 W JP 2021000725W WO 2021166492 A1 WO2021166492 A1 WO 2021166492A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical system
lens
conditional expression
lens surface
satisfies
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/000725
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智希 伊藤
卓斗 竹本
Original Assignee
株式会社ニコン
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 株式会社ニコン filed Critical 株式会社ニコン
Priority to CN202180014323.4A priority Critical patent/CN115104055B/zh
Priority to US17/800,220 priority patent/US20230064040A1/en
Priority to JP2022501694A priority patent/JPWO2021166492A1/ja
Publication of WO2021166492A1 publication Critical patent/WO2021166492A1/ja
Priority to JP2024100815A priority patent/JP2024111260A/ja

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045Miniaturised 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/64Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having more than six components

Definitions

  • the present invention relates to an optical system, an optical device, and a method for manufacturing the optical system.
  • Patent Document 1 Conventionally, optical systems used for photographic cameras, electronic still cameras, video cameras, etc. have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the optical system of the present disclosure has a plurality of lenses, and the final lens closest to the image side of the plurality of lenses has a lens surface having a pole point, and is characterized by satisfying the following conditional expression. 0.20 ⁇ k / h ⁇ 0.50 However, k: Height of the pole point from the optical axis h: Effective radius of the lens surface having the pole point In the present disclosure, the pole point is on the lens surface other than the optical axis where the tangent plane of the lens surface intersects the optical axis perpendicularly. It means the point of.
  • the method for manufacturing an optical system of the present disclosure has a plurality of lenses, and the final lens closest to the image plane side of the plurality of lenses has a lens surface having a pole point, and satisfies the following conditional expression. 0.20 ⁇ k / h ⁇ 0.50 However, k: Height of the pole from the optical axis h: Effective radius of the lens surface having the pole
  • the optical system of the present embodiment has a plurality of lenses, and the final lens on the image side of the plurality of lenses has a lens surface having a pole.
  • the optical system of the present embodiment can satisfactorily correct astigmatism and distortion under such a configuration.
  • the optical system of the present embodiment satisfies the following conditional expression. (1) 0.20 ⁇ k / h ⁇ 0.50 However, k: Height of the pole from the optical axis h: Effective radius of the lens surface having the pole
  • the optical system of the present embodiment can satisfactorily correct astigmatism and distortion by satisfying the conditional expression (1).
  • k / h larger than 0.20 in the conditional expression (1), the effect of the present embodiment can be made more reliable.
  • the effect of the present embodiment can be made more reliable.
  • the upper limit values of the conditional expression (1) are set to 0.48, 0.45, 0.43, 0.40, 0.38, 0.36, and further 0. It is preferably .35.
  • the optical system of this embodiment preferably satisfies the following conditional expression. (2) -1.00 ⁇ f / fk ⁇ 1.00 However, fk: Focal length of the lens having the pole point f: Focal length of the entire optical system
  • the optical system of the present embodiment can suppress an increase in spherical aberration by satisfying the conditional expression (2).
  • the effect of the present embodiment can be made more reliable.
  • the lower limit values of the conditional expression (2) are set to ⁇ 0.95, ⁇ 0.90, ⁇ 0.85, ⁇ 0.80, ⁇ 0.75, ⁇ . It is preferably 0.70, -0.65, -0.50, -0.35, -0.20, -0.10, and further 0.10.
  • the effect of the present embodiment can be made more certain.
  • the upper limit values of the conditional expression (2) are set to 0.95, 0.90, 0.85, 0.80, 0.75, 0.70, 0. It is preferably 65, 0.60, 0.55, and more preferably 0.50.
  • the optical system of this embodiment preferably satisfies the following conditional expression. (3) 0.50 ⁇ f / TL ⁇ 0.80 However, f: Focal length of the entire optical system TL: Overall optical length of the entire optical system
  • the optical system can be miniaturized by making the ratio of the focal length of the entire optical system to the total optical length of the entire optical system larger than the lower limit in the conditional equation (3). can.
  • the lower limit values of the conditional expression (3) are set to 0.53, 0.55, 0.58, 0.60, 0.63, 0.65, 0. It is preferably 68, and more preferably 0.70.
  • the optical system of the present embodiment appropriately corrects curvature of field by making the ratio of the focal length of the entire optical system to the total optical length of the entire optical system smaller than the upper limit value. be able to.
  • the effect of this embodiment can be made more reliable.
  • the optical system of this embodiment preferably satisfies the following conditional expression. (4) 10.00 ⁇ f 2 / TL
  • f Focal length (mm) of the entire optical system
  • TL Overall optical length (mm) of the entire optical system
  • the optical system of the present embodiment can suppress eccentric coma aberration caused by a manufacturing error.
  • the effect of the present embodiment can be made more certain.
  • the lower limit of the conditional expression (4) is set to 11.50, 13.00, 13.00, 13.50, 14.00, 14.50, 15. It is preferably 00, 15.50, and more preferably 16.00.
  • the optical system of this embodiment preferably satisfies the following conditional expression.
  • (5-1) -3.00 ⁇ PPo / PCo ⁇ -0.01
  • PPo Refractive power at a position where the main ray of the maximum image height when the final lens has a pole on the object-side lens surface passes through the object-side lens surface
  • PCO When the final lens has a pole on the object-side lens surface Refractive power near the center of the lens surface on the object side
  • the optical system of the present embodiment can satisfactorily correct off-axis aberrations by satisfying the conditional expression (5-1).
  • the effect of the present embodiment can be made more reliable.
  • the lower limit values of the conditional expression (5-1) may be set to -2.80, -2.50, -2.40, and further -2.30. preferable.
  • the effect of this embodiment can be made more reliable. Further, in order to further ensure the effect of the present embodiment, it is preferable to set the upper limit values of the conditional expression (5-1) to ⁇ 0.05, ⁇ 0.10, and further ⁇ 0.15.
  • the optical system of this embodiment preferably satisfies the following conditional expression. (5-2) -3.00 ⁇ PPi / PCi ⁇ -0.01
  • PPi Refractive power at a position where the main ray of the maximum image height when the final lens has a pole point on the image side lens surface passes through the image side lens surface
  • PCi When the final lens has a pole point on the image side lens surface Refractive power near the center of the image side lens surface
  • the optical system of this embodiment can satisfactorily correct off-axis aberrations by satisfying the conditional expression (5-2).
  • the effect of the present embodiment can be made more reliable.
  • the lower limit values of the conditional expression (5-2) may be set to -2.80, -2.50, -2.40, and further -2.30. preferable.
  • conditional expression (5-2) by making PPi / PCi smaller than -0.01 in the conditional expression (5-2), the effect of this embodiment can be made more reliable. Further, in order to further ensure the effect of the present embodiment, it is preferable to set the upper limit values of the conditional expression (5-2) to ⁇ 0.05, ⁇ 0.10, and further ⁇ 0.15.
  • the optical system of this embodiment preferably satisfies the following conditional expression. (6-1) -0.20 ⁇ PPbo / PCbo ⁇ 2.00
  • PPbo In the object-side lens surface of the lens adjacent to the object side of the final lens, the refractive power at the position where the main ray of the maximum image height passes
  • PCbo In the object-side lens surface of the lens adjacent to the object side of the final lens , Refractive power near the center
  • the optical system of this embodiment can satisfactorily correct off-axis aberrations by satisfying the conditional expression (6-1).
  • the effect of the present embodiment can be made more reliable.
  • the lower limit values of the conditional expression (6-1) may be set to -0.15, -0.10, -0.05, and further -0.01. preferable.
  • the effect of this embodiment can be made more reliable. Further, in order to further ensure the effect of the present embodiment, it is preferable to set the upper limit value of the conditional expression (6-1) to 1.90, 1.80, and further 1.70.
  • the optical system of this embodiment preferably satisfies the following conditional expression. (6-2) -0.20 ⁇ PPbi / PCbi ⁇ 2.00
  • PPbi In the image side lens surface of the lens adjacent to the object side of the final lens, the refractive power at the position where the main ray of the maximum image height passes
  • PCbi In the image side lens surface of the lens adjacent to the object side of the final lens. , Refractive power near the center
  • the optical system of this embodiment can satisfactorily correct off-axis aberrations by satisfying the conditional expression (6-2).
  • the effect of this embodiment can be made more reliable.
  • the lower limit values of the conditional expression (6-2) may be set to -0.15, -0.10, -0.05, and further -0.01. preferable.
  • conditional expression (6-2) by making PPbi / PCbi smaller than 2.00 in the conditional expression (6-2), the effect of this embodiment can be made more reliable. Further, in order to further ensure the effect of the present embodiment, it is preferable to set the upper limit value of the conditional expression (6-2) to 1.90, 1.80, and further 1.70.
  • the optical system of this embodiment preferably satisfies the following conditional expression. (7) -1.00 ⁇ 1 / q ⁇ 1.00 However, q: Shape factor of a lens adjacent to the object side of the final lens and having a convex lens surface on the image side.
  • the optical system of this embodiment off-axis aberration can be satisfactorily corrected by satisfying the conditional expression (7).
  • the effect of the present embodiment can be made more reliable.
  • the lower limit values of the conditional expression (7) are set to ⁇ 0.90, ⁇ 0.80, ⁇ 0.70, ⁇ 0.65, ⁇ 0.60, ⁇ . It is preferably 0.55, -0.50, and more preferably -0.45.
  • the effect of this embodiment can be made more reliable.
  • the upper limit values of the conditional expression (7) are set to 0.90, 0.80, 0.70, 0.60, 0.50, 0.45, 0. It is preferably 40, 0.35, 0.30, 0.25, 0.25, and more preferably 0.15.
  • the curvature in the vicinity of the pole point is positive on the lens surface having the pole point of the final lens.
  • the optical system of this embodiment can satisfactorily correct off-axis aberrations under such a configuration.
  • the optical system of the present embodiment further has an aperture diaphragm and satisfies the following conditional expression. (8) 0.80 ⁇ SL / TL ⁇ 1.00
  • SL Length from aperture diaphragm to image plane in the optical system TL: Overall optical length of the entire optical system
  • the optical system of the present embodiment can effectively correct distortion and chromatic aberration by satisfying the conditional expression (8).
  • the effect of this embodiment can be made more reliable.
  • the effect of this embodiment can be made more reliable. Further, in order to further ensure the effect of the present embodiment, it is preferable to set the upper limit values of the conditional expression (8) to 0.98, 0.97, and further 0.96.
  • the optical system of this embodiment preferably satisfies the following conditional expression. (9) 6.00 ⁇ BF However, BF: Back focus of optical system (mm)
  • the optical system of the present embodiment can bring the exit pupil closer to the object side and the angle of incidence on the image plane closer to the normal direction. Moreover, the astigmatism difference can be effectively corrected.
  • the BF larger than 6.00 in the conditional expression (9)
  • the effect of the present embodiment can be made more reliable.
  • the lower limit values of the conditional expression (9) are set to 7.00, 7.50, 7.80, 8.00, 8.40, 8.80, and further 9. It is preferably set to .00.
  • the optical system of this embodiment preferably satisfies the following conditional expression. (10) 0.30 ⁇ BF / f ⁇ 0.70 However, BF: Back focus of the optical system f: Focal length of the entire optical system
  • the ratio of the back focus of the optical system to the focal length of the entire optical system is made larger than the lower limit value, so that the exit pupil is brought closer to the object side and the image is imaged.
  • the angle of incidence on the surface can be made closer to the normal direction, and the astigmatic difference can be effectively corrected.
  • the effect of the present embodiment can be made more reliable.
  • the ratio of the back focus of the optical system to the focal length of the entire optical system is made smaller than the upper limit value, so that the distortion due to the disturbance of the symmetry of the optical system is distorted. Can be suppressed from increasing. Further, by making the BF / f smaller than 0.70 in the conditional expression (10), the effect of the present embodiment can be made more reliable. Further, in order to further ensure the effect of the present embodiment, it is preferable to set the upper limit values of the conditional expression (10) to 0.68, 0.66, 0.65, and further 0.63.
  • the optical system of this embodiment preferably satisfies the following conditional expression. (11) 1.50 ⁇ TL / BF ⁇ 5.00 However, TL: Overall optical length of the entire optical system BF: Back focus of the optical system
  • the ratio of the total optical length of the entire optical system to the back focus of the optical system is made larger than the lower limit value, so that distortion due to the collapse of the symmetry of the optical system is caused. Can be suppressed from increasing. Further, by making the TL / BF larger than 1.50 in the conditional expression (11), the effect of the present embodiment can be made more reliable. Further, in order to further ensure the effect of the present embodiment, the lower limit of the conditional expression (11) is set to 1.60, 1.70, 1.80, 1.85, 1.90, 1.95, 2. It is preferably 00, 2.05, and further 2.10.
  • the ratio of the total optical length of the entire optical system to the back focus of the optical system is made smaller than the upper limit value, so that the exit pupil is brought closer to the object side and the image is imaged.
  • the angle of incidence on the surface can be made closer to the normal direction, and distortion and chromatic aberration can be effectively corrected.
  • the TL / BF smaller than 5.00 in the conditional expression (11)
  • the effect of the present embodiment can be made more reliable.
  • the upper limit values of the conditional expression (11) are set to 4.80, 4.50, 4.30, 4.00, 3.90, 3.80, 3. It is preferably 75, and more preferably 3.70.
  • the optical system of this embodiment preferably satisfies the following conditional expression. (12) 1.70 ⁇ nd However, nd: Maximum value of the refractive index of the lens of the optical system
  • the optical system of the present embodiment can satisfactorily correct on-axis and off-axis aberrations by satisfying the conditional expression (12).
  • nd larger than 1.70 in the conditional expression (12)
  • the effect of this embodiment can be made more reliable.
  • the lower limit value of the conditional expression (12) is 1.73, 1.75, 1.77, 1.80, and further 1.83.
  • the optical system of this embodiment preferably has at least one junction lens.
  • the optical system of the present embodiment can satisfactorily correct chromatic aberration and curvature of field under such a configuration.
  • the optical device of this embodiment has an optical system having the above-described configuration. As a result, it is possible to realize an optical device that is small in size and has good optical performance.
  • an optical system having a plurality of lenses and having a lens surface in which the final lens closest to the image plane side of the plurality of lenses has a pole point is described by the following conditional equation (1). Is configured to satisfy. (1) 0.20 ⁇ k / h ⁇ 0.50 However, k: Height of the pole from the optical axis h: Effective radius of the lens surface having the pole
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the optical system of the first embodiment.
  • the optical system of this embodiment is a positive meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side, an aperture aperture S, a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the object side, and a biconvex positive lens L3 in order from the object side.
  • An image sensor (not shown) composed of a CCD, CMOS, or the like is arranged on the image plane I.
  • Table 1 below lists the specifications of the optical system of this embodiment.
  • f is the focal length of the entire optical system at infinity focus
  • F.no is the F number at infinity focus
  • TL is the length of the entire optical system at infinity focus
  • BF Indicates back focus.
  • m is the order of the optical planes counted from the object side
  • r is the radius of curvature
  • d is the plane spacing
  • nd is the refractive index for the d line (wavelength 587.6 nm)
  • ⁇ d is the Abbe number for the d line. show.
  • the radius of curvature r ⁇ indicates a plane.
  • the optical surface marked with "*" indicates that it is an aspherical surface.
  • ASP indicates the optical surface corresponding to the aspherical data
  • K indicates the conical constant
  • A4 to A20 indicate the spherical constant.
  • the height in the direction perpendicular to the optical axis is y
  • the distance (sag amount) along the optical axis from the tangent plane of the aspherical surface of each aspherical surface to each aspherical surface at the height y is S (y).
  • the unit of the focal length f, the radius of curvature r and other lengths shown in Table 1 is "mm".
  • the optical system is not limited to this because the same optical performance can be obtained even if the optical system is proportionally expanded or contracted.
  • the lens surface on the object side and the lens surface on the image side in the positive meniscus lens L8, which is the final lens correspond to the lens surfaces having poles.
  • the positive meniscus lens L7 corresponds to a lens that is adjacent to the object side of the final lens and has a convex lens surface on the image side.
  • FIG. 2 is a diagram of various aberrations of the optical system of the first embodiment.
  • Y indicates the image height
  • d indicates the d line
  • g indicates the g line (wavelength 435.8 nm).
  • the solid line shows the sagittal image plane and the broken line shows the meridional image plane.
  • the optical system of this embodiment effectively suppresses aberration fluctuations during focusing and has high optical performance.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the optical system of the second embodiment.
  • the optical system of this embodiment is a positive meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side, an aperture diaphragm S, a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the object side, and a biconvex positive lens L3 in order from the object side.
  • An image sensor (not shown) composed of a CCD, CMOS, or the like is arranged on the image plane I.
  • the lens surface on the object side and the lens surface on the image side in the positive meniscus lens L7, which is the final lens correspond to the lens surfaces having poles.
  • the positive meniscus lens L6 corresponds to a lens that is adjacent to the object side of the final lens and has a convex lens surface on the image side.
  • FIG. 4 is a diagram of various aberrations of the optical system of the second embodiment.
  • the optical system of this embodiment effectively suppresses aberration fluctuations during focusing and has high optical performance.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical system of the third embodiment.
  • the optical system of this embodiment is, in order from the object side, a positive meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side, an aperture diaphragm S, a biconcave negative lens L2, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the image side. It has L3, a positive meniscus lens L4 having a convex surface facing the image side, and a negative meniscus lens L5 having a convex surface facing the image side.
  • An image sensor (not shown) composed of a CCD, CMOS, or the like is arranged on the image plane I.
  • the lens surface on the image side of the final lens corresponds to the lens surface having poles.
  • the positive meniscus lens L4 corresponds to a lens that is adjacent to the object side of the final lens and has a convex lens surface on the image side.
  • FIG. 6 is a diagram of various aberrations of the optical system of the third embodiment.
  • the optical system of this embodiment effectively suppresses aberration fluctuations during focusing and has high optical performance.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the optical system of the fourth embodiment.
  • the optical system of this embodiment is, in order from the object side, a positive meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side, an aperture diaphragm S, a biconcave negative lens L2, and a positive meniscus lens having a convex surface facing the image side. It has L3, a negative meniscus lens L4 having a convex surface facing the image side, and a positive meniscus lens L5 having a convex surface facing the image side.
  • An image sensor (not shown) composed of a CCD, CMOS, or the like is arranged on the image plane I.
  • the lens surface on the object side and the lens surface on the image side in the positive meniscus lens L5, which is the final lens correspond to the lens surfaces having poles.
  • the negative meniscus lens L4 corresponds to a lens that is adjacent to the object side of the final lens and has a convex lens surface on the image side.
  • Table 4 below lists the values of the specifications of the optical system of this embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram of various aberrations of the optical system of the fourth embodiment.
  • the optical system of this embodiment effectively suppresses aberration fluctuations during focusing and has high optical performance.
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Example 4 (1) 0.277 0.271 0.311 0.336 (2) 0.125 0.313 -0.632 0.445 (3) 0.722 0.759 0.748 0.757 (4) 16.313 18.453 19.519 19.745 (5-1) -1.124 -1.081 -0.354 -0.589 (5-2) -1.180 -2.129 -0.196 -1.225 (6-1) 0.622 1.647 0.751 0.006 (6-2) 1.000 1.000 0.846 0.300 (7) -0.425 -0.089 -0.032 0.114 (8) 0.921 0.947 0.861 0.861 (9) 9.186 9.155 9.499 15.829 (10) 0.406 0.377 0.364 0.606 (11) 3.408 3.495 3.674 2.180 (12) 1.883 1.903 1.851 1.851
  • the optical system of this embodiment has an F number of about f / 2.9.
  • an antireflection film having a high transmittance in a wide wavelength range may be applied to the lens surface of the lens constituting the optical system of each of the above embodiments.
  • flare and ghost can be reduced, and high-contrast optical performance can be achieved.
  • FIG. 9 is a schematic view of a camera provided with the optical system of the present embodiment.
  • the camera 1 is a so-called mirrorless camera with an interchangeable lens equipped with the optical system according to the first embodiment as the photographing lens 2.
  • the light from an object (subject) (not shown) is collected by the photographing lens 2 and reaches the image sensor 3.
  • the image sensor 3 converts the light from the subject into image data.
  • the image data is displayed on the electronic viewfinder 4.
  • the image data is stored in the memory (not shown). In this way, the photographer can shoot the subject with the camera 1.
  • the optical system of the first embodiment mounted on the camera 1 as the photographing lens 2 is a small optical system having good optical performance. Therefore, the camera 1 can effectively suppress the aberration fluctuation at the time of focusing and realize high optical performance. Even if a camera equipped with the optical systems of the second to fourth embodiments as the photographing lens 2 is configured, the same effect as that of the camera 1 can be obtained.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an outline of the manufacturing method of the optical system of the present embodiment.
  • the method for manufacturing the optical system of the present embodiment shown in FIG. 12 includes the following steps S1, S2, S3 and S4.
  • Step S1 Prepare multiple lenses.
  • Step S2 The final lens closest to the image plane side of the plurality of lenses has a lens surface having a pole.
  • Step S3 Make the optical system satisfy the following conditional expression (1).
  • k Height of the pole from the optical axis h: Effective radius of the lens surface having the pole

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Lenses (AREA)

Abstract

光学系を、複数のレンズを有し、複数のレンズのうち最も像側にある最終レンズが極点を有するレンズ面を有し、以下の条件式を満足するよう構成する。0.20<k/h<0.50。但し、kは、極点の光軸からの高さである。また、hは、極点を有するレンズ面の有効半径である。光学系は、カメラ1等の光学機器に用いることができる。

Description

光学系、光学機器および光学系の製造方法
 本発明は、光学系、光学機器および光学系の製造方法に関する。
 従来、写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に使用される光学系が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特開2019-003059号公報
 本開示の光学系は、複数のレンズを有し、複数のレンズのうち最も像側にある最終レンズが極点を有するレンズ面を有し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
 0.20 < k/h < 0.50
但し、
 k :極点の光軸からの高さ
 h :極点を有するレンズ面の有効半径
 なお、本開示において、極点とは、レンズ面の接平面が光軸と垂直に交わる光軸上以外におけるレンズ面上の点のことをいう。
 本開示の光学系の製造方法は、複数のレンズを有し、複数のレンズのうち最も像面側にある最終レンズが極点を有するレンズ面を有し、以下の条件式を満足する。
 0.20 < k/h < 0.50
但し、
 k :極点の光軸からの高さ
 h :極点を有するレンズ面の有効半径
第1実施例の光学系の断面図である。 第1実施例の光学系の諸収差図である。 第2実施例の光学系の断面図である。 第2実施例の光学系の諸収差図である。 第3実施例の光学系の断面図である。 第3実施例の光学系の諸収差図である。 第4実施例の光学系の断面図である。 第4実施例の光学系の諸収差図である。 本実施形態の光学系を備えたカメラの模式図である。 本実施形態の光学系の製造方法の概略を示すフローチャートである。
 以下、本願の実施形態の光学系、光学機器および光学系の製造方法について説明する。
 本実施形態の光学系は、複数のレンズを有し、複数のレンズのうち最も像側にある最終レンズが極点を有するレンズ面を有する。
 本実施形態の光学系は、このような構成のもと、非点収差および歪曲収差を良好に補正することができる。
 また、本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足する。
 (1) 0.20< k/h < 0.50
但し、
 k :極点の光軸からの高さ
 h :極点を有するレンズ面の有効半径
 本実施形態の光学系は、条件式(1)を満足することにより、非点収差および歪曲収差を良好に補正することができる。条件式(1)においてk/hを0.20よりも大きくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(1)の下限値を0.21、0.23、さらに0.24にすることが好ましい。
 また、条件式(1)においてk/hを0.50よりも小さくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(1)の上限値を0.48、0.45、0.43、0.40、0.38、0.36、さらに0.35にすることが好ましい。
 以上の構成により、小型で良好な光学性能を有する光学系を実現することができる。
 本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
 (2) -1.00 < f/fk < 1.00
但し、
 fk:前記極点を有するレンズの焦点距離
 f :光学系全系の焦点距離
 本実施形態の光学系は、条件式(2)を満足することにより、球面収差の増大を抑制することができる。条件式(2)においてf/fkを-1.00よりも大きくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(2)の下限値を-0.95、-0.90、-0.85、-0.80、-0.75、-0.70、-0.65、-0.50、-0.35、-0.20、-0.10、さらに0.10にすることが好ましい。
 また、条件式(2)においてf/fkを1.00よりも小さくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(2)の上限値を0.95、0.90、0.85、0.80、0.75、0.70、0.65、0.60、0.55、さらに0.50にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
 (3) 0.50 < f/TL < 0.80
但し、
 f :光学系全系の焦点距離
 TL:光学系全系の光学全長
 本実施形態の光学系は、条件式(3)において、光学系全系の焦点距離と光学系全系の光学全長との比を下限値より大きくすることにより、光学系を小型化することができる。条件式(3)においてf/TLを0.50よりも大きくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(3)の下限値を0.53、0.55、0.58、0.60、0.63、0.65、0.68、さらに0.70にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、条件式(3)において、光学系全系の焦点距離と光学系全系の光学全長との比を上限値より小さくすることにより、像面湾曲を適切に補正することができる。条件式(3)においてf/TLを0.80よりも小さくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(3)の上限値を0.79、0.78、さらに0.77にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
 (4) 10.00 < f2/TL
但し、
 f :光学系全系の焦点距離(mm)
 TL:光学系全系の光学全長(mm)
 本実施形態の光学系は、条件式(4)を満足することにより、製造誤差により生じる偏心コマ収差を抑制することができる。条件式(4)においてf2/TLを10.00よりも大きくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(4)の下限値を11.50、12.00、13.00、13.50、14.00、14.50、15.00、15.50、さらに16.00にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
 (5-1) -3.00 < PPo/PCo < -0.01
 但し、
 PPo:前記最終レンズが物体側レンズ面に極点を有する際の最大像高の主光線が物体側レンズ面を通過する位置における屈折力
 PCo:前記最終レンズが物体側レンズ面に極点を有する際の物体側レンズ面の中心近傍の屈折力
 本実施形態の光学系は、条件式(5-1)を満足することにより、軸外収差を良好に補正することができる。条件式(5-1)においてPPo/PCoを-3.00よりも大きくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(5-1)の下限値を-2.80、-2.50、-2.40、さらに-2.30にすることが好ましい。
 また、条件式(5-1)においてPPo/PCoを-0.01よりも小さくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(5-1)の上限値を-0.05、-0.10、さらに-0.15にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
 (5-2) -3.00 < PPi/PCi < -0.01
 但し、
 PPi:前記最終レンズが像側レンズ面に極点を有する際の最大像高の主光線が像側レンズ面を通過する位置における屈折力
 PCi:前記最終レンズが像側レンズ面に極点を有する際の像側レンズ面の中心近傍の屈折力
 本実施形態の光学系は、条件式(5-2)を満足することにより、軸外収差を良好に補正することができる。条件式(5-2)においてPPi/PCiを-3.00よりも大きくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(5-2)の下限値を-2.80、-2.50、-2.40、さらに-2.30にすることが好ましい。
 また、条件式(5-2)においてPPi/PCiを-0.01よりも小さくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(5-2)の上限値を-0.05、-0.10、さらに-0.15にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
 (6-1) -0.20 < PPbo/PCbo < 2.00
 但し、
 PPbo:前記最終レンズの物体側に隣接するレンズの物体側レンズ面において、最大像高の主光線が通過する位置における屈折力
 PCbo:前記最終レンズの物体側に隣接するレンズの物体側レンズ面において、中心近傍の屈折力
 本実施形態の光学系は、条件式(6-1)を満足することにより、軸外収差を良好に補正することができる。条件式(6-1)においてPPbo/PCboを-0.20よりも大きくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(6-1)の下限値を-0.15、-0.10、-0.05、さらに-0.01にすることが好ましい。
 また、条件式(6-1)においてPPbo/PCboを2.00よりも小さくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(6-1)の上限値を1.90、1.80、さらに1.70にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
 (6-2) -0.20 < PPbi/PCbi < 2.00
 但し、
 PPbi:前記最終レンズの物体側に隣接するレンズの像側レンズ面において、最大像高の主光線が通過する位置における屈折力
 PCbi:前記最終レンズの物体側に隣接するレンズの像側レンズ面において、中心近傍の屈折力
 本実施形態の光学系は、条件式(6-2)を満足することにより、軸外収差を良好に補正することができる。条件式(6-2)においてPPbi/PCbiを-0.20よりも大きくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(6-2)の下限値を-0.15、-0.10、-0.05、さらに-0.01にすることが好ましい。
 また、条件式(6-2)においてPPbi/PCbiを2.00よりも小さくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(6-2)の上限値を1.90、1.80、さらに1.70にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
 (7) -1.00 < 1/q < 1.00
 但し、
 q :前記最終レンズの物体側に隣接し、像側に凸のレンズ面を有するレンズのシェープファクター
 本実施形態の光学系では、条件式(7)を満足することにより、軸外収差を良好に補正することができる。条件式(7)において1/qを-1.00よりも大きくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(7)の下限値を-0.90、-0.80、-0.70、-0.65、-0.60、-0.55、-0.50、さらに-0.45にすることが好ましい。
 条件式(7)において1/qを1.00よりも小さくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(7)の上限値を0.90、0.80、0.70、0.60、0.50、0.45、0.40、0.35、0.30、0.25、0.20、さらに0.15にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、最終レンズが有する極点を有するレンズ面において、極点近傍の曲率が正であることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、このような構成のもと、軸外収差を良好に補正することができる。
 本実施形態の光学系は、開口絞りをさらに有し、以下の条件式を満足することが好ましい。
 (8) 0.80 < SL/TL < 1.00
 但し、
 SL:光学系における開口絞りから像面までの長さ
 TL:光学系全系の光学全長
 本実施形態の光学系は、条件式(8)を満足することにより、歪曲収差および色収差を効果的に補正することができる。条件式(8)においてSL/TLを0.80よりも大きくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(8)の下限値を0.82、0.84、さらに0.85にすることが好ましい。
 条件式(8)においてSL/TLを1.00よりも小さくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(8)の上限値を0.98、0.97、さらに0.96にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
 (9) 6.00 < BF
 但し、
 BF:光学系のバックフォーカス(mm)
 本実施形態の光学系は、条件式(9)を満足することにより、射出瞳を物体側に近づけて、像面への入射角を法線方向に近づけることができる。また、非点隔差を効果的に補正することができる。条件式(9)においてBFを6.00よりも大きくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(9)の下限値を7.00、7.50、7.80、8.00、8.40、8.80、さらに9.00にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
 (10) 0.30 < BF/f < 0.70
 但し、
 BF:光学系のバックフォーカス
 f :光学系全系の焦点距離
 本実施形態の光学系は、条件式(10)において、光学系のバックフォーカスと光学系全系の焦点距離との比を下限値より大きくすることにより、射出瞳を物体側に近づけて、像面への入射角を法線方向に近づけることができ、非点隔差を効果的に補正することができる。また、条件式(10)においてBF/fを0.30よりも大きくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(10)の下限値を0.32、0.34、さらに0.35にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、条件式(10)において、光学系のバックフォーカスと光学系全系の焦点距離との比を上限値より小さくすることにより、光学系の対称性の乱れによる歪曲収差の増大を抑制することができる。また、条件式(10)においてBF/fを0.70よりも小さくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(10)の上限値を0.68、0.66、0.65、さらに0.63にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
 (11) 1.50 < TL/BF < 5.00
 但し、
 TL:光学系全系の光学全長
 BF:光学系のバックフォーカス
 本実施形態の光学系は、条件式(11)において、光学系全系の光学全長と光学系のバックフォーカスとの比を下限値より大きくすることにより、光学系の対称性の崩れによる歪曲収差の増大を抑制することができる。また、条件式(11)においてTL/BFを1.50よりも大きくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(11)の下限値を1.60、1.70、1.80、1.85、1.90、1.95、2.00、2.05、さらに2.10にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、条件式(11)において、光学系全系の光学全長と光学系のバックフォーカスとの比を上限値より小さくすることにより、射出瞳を物体側に近づけて、像面への入射角を法線方向に近づけることができ、さらに、歪曲収差と色収差とを効果的に補正することができる。また、条件式(11)においてTL/BFを5.00よりも小さくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(11)の上限値を4.80、4.50、4.30、4.00、3.90、3.80、3.75、さらに3.70にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
 (12) 1.70 < nd
 但し、
 nd:光学系が有するレンズの屈折率の最大値
 本実施形態の光学系は、条件式(12)を満足することにより、軸上および軸外の各収差を良好に補正することができる。条件式(12)においてndを1.70よりも大きくすることで、本実施形態の効果をより確実なものとすることができる。また、本実施形態の効果をより確実にするために、条件式(12)の下限値を1.73、1.75、1.77、1.80、さらに1.83にすることが好ましい。
 本実施形態の光学系は、少なくとも1つの接合レンズを有することが好ましい。
 本実施形態の光学系は、このような構成のもと、色収差および像面湾曲を良好に補正することができる。
 本実施形態の光学機器は、上述した構成の光学系を有している。これにより、小型で良好な光学性能を有する光学機器を実現することができる。
 本実施形態の光学系の製造方法は、複数のレンズを有し、複数のレンズのうち最も像面側にある最終レンズが極点を有するレンズ面を有する光学系を、以下の条件式(1)を満足するように構成する。
 (1) 0.20 < k/h < 0.50
但し、
 k :極点の光軸からの高さ
 h :極点を有するレンズ面の有効半径
 このような光学系の製造方法により、小型で良好な光学性能を有する光学系を製造することができる。
 (数値実施例)
 以下、本願の実施例を図面に基づいて説明する。
 (第1実施例)
 図1は、第1実施例の光学系の断面図である。
 本実施例の光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、開口絞りSと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と両凸形状の正レンズL3との接合正レンズと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL4と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL6と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL8とを有している。
 像面I上には、CCDまたはCMOS等から構成された撮像素子(不図示)が配置されている。
 以下の表1に、本実施例の光学系の諸元の値を掲げる。表1において、fは無限遠合焦時における光学系全系の焦点距離、F.noは無限遠合焦時におけるFナンバー、TLは無限遠合焦時における光学系全系の長さ、BFはバックフォーカスを示す。
 [レンズ諸元]において、mは物体側から数えた光学面の順番、rは曲率半径、dは面間隔、ndはd線(波長587.6nm)に対する屈折率、νdはd線に対するアッベ数を示す。また、[レンズ諸元]において、曲率半径r=∞は平面を示している。また、[レンズ諸元]において、「*」の付された光学面は非球面であることを示している。
 [非球面データ]において、ASPは非球面データに対応する光学面、Kは円錐定数、A4~A20は球面定数を示す。
 非球面は、光軸に垂直な方向の高さをyとし、高さyにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離(サグ量)をS(y)とし、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をrとし、円錐定数をKとし、n次の非球面係数をAnとしたとき、以下の式(a)で表される。なお、各実施例において、2次の非球面係数A2は0である。また、「E-n」は「×10-n」を示す。
(a) S(y) = (y2/r) / { 1 + (1-K×y2/r2)1/2 }
        + A4×y4 + A6×y6 + A8×y8 + A10×y10 + A12×y12 + A14×y14
        + A16×y16 + A18×y18 + A20×y20
 ここで、表1に記載される焦点距離f、曲率半径rおよびその他の長さの単位は「mm」である。しかし、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
 なお、以上に述べた表1の符号は、後述する他の実施例の表においても同様に使用する。
 本実施例では、最終レンズである正メニスカスレンズL8における物体側のレンズ面および像側のレンズ面が、極点を有するレンズ面に該当する。また、正メニスカスレンズL7が、最終レンズの物体側に隣接し、像側に凸のレンズ面を有するレンズに該当する。
 (表1)
[全体諸元]
f    22.600
F.no   2.900
TL   31.310
BF    9.186

[レンズ諸元]
 m    r    d    nd    νd
* 1)  11.1905 1.3161 1.883000  40.66
* 2)  17.5187 1.1619
 3)    ∞  0.9096 (開口絞り)
 4) 1010.8659 1.0000 1.805180  25.45
 5)  11.8488 1.7300 1.834810  42.73
 6)  -27.8058 3.3919
* 7)  -8.9877 1.0000 1.544502  55.99
* 8)  -10.5658 1.0926
 9)  -7.1127 1.0000 1.647690  33.72
 10)  -30.1949 0.2890
*11)  -39.1623 0.3000 1.560930  36.64
 12)  -32.4038 4.8182 1.883000  40.66
 13)  -13.0880 0.2000
*14)  12.0877 3.3730 1.544502  55.99
*15)  12.4265  BF

[非球面データ]
ASP:1面
 K: 0.438
 A4 : -1.246E-01 A6 : -1.401E-02 A8 : -1.001E-03 A10: 2.591E-06
 A12: -2.364E-06
ASP:2面
 K: 3.000
 A4 : -1.662E-01 A6 : -1.305E-02 A8 : -3.423E-04 A10: 7.998E-05
 A12: -9.802E-06
ASP:7面
 K: 2.711
 A4 : 2.337E-02 A6 : 1.095E-01 A8 : 2.495E-03 A10: 1.882E-03
 A12: -2.538E-04
ASP:8面
 K: 2.334
 A4 : -2.028E-01 A6 : 1.984E-01 A8 : -4.583E-03 A10: 1.053E-04
 A12: -1.972E-03
ASP:11面
 K: 2.640
 A4 : -4.360E-01 A6 : 2.668E-02 A8 : 1.415E-02 A10: -1.590E-03
 A12: -4.297E-04
ASP:14面
 K: -1.000
 A4 : -7.888E+00 A6 : 1.278E+00 A8 : -3.068E-01 A10: 5.052E-02
 A12: -3.292E-03
ASP:15面
 K: -1.000
 A4 : -1.017E+01 A6 : 9.349E-01 A8 : -3.407E-01 A10: 3.462E-02
 A12: -1.329E-02
 図2は第1実施例の光学系の諸収差図である。
 収差図において、Yは像高を示し、dはd線、gはg線(波長435.8nm)をそれぞれ示す。非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。後述する他の実施例の諸収差図においても、本実施例の諸収差図と同様の符号を使用する。
 各収差図より、本実施例の光学系は、合焦時の収差変動を有効に抑制し、高い光学性能を有していることがわかる。
 (第2実施例)
 図3は、第2実施例の光学系の断面図である。
 本実施例の光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、開口絞りSと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と両凸形状の正レンズL3との接合正レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL6と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7とを有している。
 像面I上には、CCDまたはCMOS等から構成された撮像素子(不図示)が配置されている。
 本実施例では、最終レンズである正メニスカスレンズL7における物体側のレンズ面および像側のレンズ面が、極点を有するレンズ面に該当する。また、正メニスカスレンズL6が、最終レンズの物体側に隣接し、像側に凸のレンズ面を有するレンズに該当する。
 以下の表2に、本実施例の光学系の諸元の値を掲げる。
 (表2)
[全体諸元]
f    24.300
F.no   2.900
TL   32.000
BF    9.155

[レンズ諸元]
 m    r    d    nd    νd
* 1)  13.5119 1.0958 1.883000  40.66
* 2)  15.2607 0.6592
 3)    ∞  0.6807 (開口絞り)
 4)  81.0326 1.0000 1.805180  25.45
 5)  12.4847 2.0628 1.883000  40.66
 6)  -24.7146 0.2089
* 7)  -19.9050 1.3001 1.531131  55.75
* 8)  -17.0294 6.6125
 9)  -5.7673 1.0000 1.805180  25.45
 10)  -12.6568 0.2821
*11)  -12.6687 4.0784 1.902650  35.72
 12)  -10.5913 0.2000
*13)  18.8107 3.1764 1.834810  42.73
*14)  24.4618  BF

[非球面データ]
ASP:1面
 K: 1.000
 A4 : -1.791E-01 A6 : -5.890E-03 A8 : 8.428E-04 A10: -3.346E-06
ASP:2面
 K: 1.000
 A4 : -1.080E-01 A6 : 1.229E-03 A8 : 1.297E-03 A10: -7.201E-05
ASP:7面
 K:  1.000
 A4 : 2.480E-01 A6 : 1.113E-02 A8 : 9.384E-04 A10: 1.182E-06
ASP:8面
 K:  1.000
 A4 : 1.190E-01 A6 : 5.031E-03 A8 : 1.343E-03 A10: 1.521E-04
ASP:11面
 K: 1.000
 A4 : 3.505E-02 A6 : -1.555E-01 A8 : 1.151E-02 A10: -6.365E-03
 A12: 4.387E-04
ASP:13面
 K:  1.000
 A4 : -8.483E+00 A6 : 9.171E-01 A8 : -2.954E-01 A10: 4.923E-02
 A12: -8.286E-03
ASP:14面
 K:  1.000
 A4 : -8.311E+00 A6 : 8.403E-01 A8 : -2.125E-01 A10: 3.306E-02
 A12: -2.169E-03
 図4は第2実施例の光学系の諸収差図である。
 各収差図より、本実施例の光学系は、合焦時の収差変動を有効に抑制し、高い光学性能を有していることがわかる。
 (第3実施例)
 図5は、第3実施例の光学系の断面図である。
 本実施例の光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、開口絞りSと、両凹形状の負レンズL2と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5とを有している。
 像面I上には、CCDまたはCMOS等から構成された撮像素子(不図示)が配置されている。
 本実施例では、最終レンズである負メニスカスレンズL6における像側のレンズ面が、極点を有するレンズ面に該当する。また、正メニスカスレンズL4が、最終レンズの物体側に隣接し、像側に凸のレンズ面を有するレンズに該当する。
 以下の表3に、本実施例の光学系の諸元の値を掲げる。
 (表3)
[全体諸元]
f    26.100
F.no   2.800
TL   34.900
BF    9.499

[レンズ諸元]
 m    r    d    nd    νd
* 1)   7.9735 2.5958 1.496530  81.60
* 2)  17.5572 2.2466
 3)    ∞  2.5273 (開口絞り)
* 4)  -11.8762 1.3628 1.803010  25.53
* 5)  48.4378 0.1000
* 6)  -29.3534 2.7294 1.851080  40.12
* 7)  -7.5502 2.6921
* 8)  -7.1988 2.9336 1.592550  67.86
* 9)  -6.7582 6.5655
*10)  -6.5626 1.6369 1.582860  59.50
*11)  -9.8500  BF

[非球面データ]
ASP:1面
 K: 1.000
 A4 : -1.383E-04 A6 : 2.107E-06 A8 : 1.472E-07 A10: -1.845E-09
 A12: 8.254E-11
ASP:2面
 K: 1.000
 A4 : 8.473E-05 A6 : 4.994E-06 A8 : -1.191E-07 A10: -2.781E-10
ASP:4面
 K: 1.000
 A4 : -2.480E-03 A6 : 5.503E-05 A8 : -1.226E-06 A10: 5.471E-09
ASP:5面
 K: 1.000
 A4 : -1.973E-03 A6 : 5.858E-05 A8 : -1.384E-06 A10: 1.763E-08
 A12: 1.283E-11
ASP:6面
 K: 1.000
 A4 : -1.603E-04 A6 : 1.041E-05 A8 : -1.983E-07 A10: 1.624E-09
 A12: 8.810E-13
ASP:7面
 K: 1.000
 A4 : 2.708E-04 A6 : 1.439E-05 A8 : 7.428E-08 A10: -1.097E-08
 A12: 4.105E-10 A14: -7.576E-12 A16: 5.999E-14
ASP:8面
 K: 0.000
 A4 : 5.331E-05 A6 : 2.864E-07 A8 : -1.000E-07 A10: -5.044E-09
 A12: 3.184E-10 A14: -1.019E-11 A16: 1.966E-13 A18: -2.082E-15
 A20: 9.465E-18
ASP:9面
 K: 0.000
 A4 : -1.601E-04 A6 : 2.442E-05 A8 : -3.742E-06 A10: 2.828E-07
 A12: -1.245E-08 A14: 3.290E-10 A16: -5.158E-12 A18: 4.424E-14
 A20: -1.602E-16
ASP:10面
 K: 0.000
 A4 : 8.400E-04 A6 : -5.506E-06 A8 : 2.174E-08 A10: -4.520E-11
 A12: 3.538E-14 A14: 6.348E-18 A16: 1.588E-21 A18: 1.170E-24
ASP:11面
 K: 0.000
 A4 : 5.483E-04 A6 : -3.557E-06 A8 : 1.308E-08 A10: -2.421E-11
 A12: 1.619E-14 A14: 2.182E-18 A16: 7.104E-22
 図6は第3実施例の光学系の諸収差図である。
 各収差図より、本実施例の光学系は、合焦時の収差変動を有効に抑制し、高い光学性能を有していることがわかる。
 (第4実施例)
 図7は、第4実施例の光学系の断面図である。
 本実施例の光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL1と、開口絞りSと、両凹形状の負レンズL2と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL4と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL5とを有している。
 像面I上には、CCDまたはCMOS等から構成された撮像素子(不図示)が配置されている。
 本実施例では、最終レンズである正メニスカスレンズL5における物体側のレンズ面および像側のレンズ面が、極点を有するレンズ面に該当する。また、負メニスカスレンズL4が、最終レンズの物体側に隣接し、像側に凸のレンズ面を有するレンズに該当する。
 以下の表4に、本実施例の光学系の諸元の値を掲げる。
 (表4)
[全体諸元]
f    26.100
F.no   2.800
TL   34.500
BF   15.829

[レンズ諸元]
 m    r    d    nd    νd
* 1)   7.8688 2.5958 1.496530  81.60
* 2)  17.0109 2.2011
 3)    ∞  2.3071 (開口絞り)
* 4)  -14.0121 1.2000 1.803010  25.53
* 5)  590.3798 0.1000
* 6)  -56.6588 2.3010 1.851080  40.12
* 7)  -12.3357 2.9368
* 8)  -4.2235 1.9321 1.592550  67.86
* 9)  -5.3135 0.2970
*10)   9.5557 2.8000 1.582860  59.50
*11)  11.8342  BF

[非球面データ]
ASP:1面
 K: 1.000
 A4 : 1.224E-04 A6 : 1.992E-06 A8 : 1.261E-07 A10: -1.674E-09
 A12: 7.302E-11
ASP:2面
 K: 1.000
 A4 : 8.139E-05 A6 : 3.685E-06 A8 : -9.945E-08 A10: -2.387E-10
ASP:4面
 K: 1.000
 A4 : -1.485E-03 A6 : 1.795E-05 A8 : 6.598E-07 A10: -3.919E-08
ASP:5面
 K: 1.000
 A4 : -1.125E-03 A6 : 1.613E-05 A8 : 2.975E-07 A10: -5.584E-09
 A12: -3.355E-12
ASP:6面
 K: 1.000
 A4 : -1.057E-04 A6 : 8.550E-06 A8 : -2.901E-07 A10: 2.575E-09
ASP:7面
 K:  1.000
 A4 : -2.212E-04 A6 : 2.897E-05 A8 : -7.025E-07 A10: 5.398E-09
ASP:8面
 K: 0.000
 A4 : 5.098E-04 A6 : -5.568E-06 A8 : -2.911E-08 A10: 2.709E-09
ASP:9面
 K: 0.000
 A4 : 7.123E-05 A6 : -4.068E-06 A8 : 4.738E-08 A10: -3.221E-10
ASP:10面
 K: 0.000
 A4 : -6.898E-04 A6 : 6.309E-06 A8 : -3.665E-08 A10: 1.124E-10
 A12: -1.354E-13 A14: -1.179E-17 A16: -5.204E-22 A18: 5.042E-24
ASP:11面
 K: 0.000
 A4 : -5.221E-04 A6 : 3.795E-06 A8 : -1.797E-08 A10: 4.229E-11
 A12: -3.753E-14 A14: 4.499E-18 A16: 1.131E-21
 図8は第4実施例の光学系の諸収差図である。
 各収差図より、本実施例の光学系は、合焦時の収差変動を有効に抑制し、高い光学性能を有していることがわかる。
 上記各実施例によれば、合焦時の収差変動を有効に抑制し、高い光学性能を有する光学系を実現することができる。
 以下に、条件式一覧および各実施例の条件式対応値を示す。
[条件式一覧]
(1)   k / h
(2)   f / fk
(3)   f / TL
(4)   f2 / TL
(5-1) PPo / PCo   (5-2) PPi / PCi
(6-1) PPbo / PCbo  (6-2) PPbi / PCbi
(7)   1 / q
(8)   SL / TL
(9)   BF
(10)   BF / f
(11)   TL / BF
(12)   nd
[条件式対応値]
      実施例1  実施例2  実施例3  実施例4
(1)    0.277    0.271    0.311    0.336
(2)    0.125    0.313   -0.632    0.445
(3)    0.722    0.759    0.748    0.757
(4)   16.313   18.453   19.519   19.745
(5-1) -1.124   -1.081   -0.354   -0.589
(5-2) -1.180   -2.129   -0.196   -1.225
(6-1)  0.622    1.647    0.751    0.006
(6-2)  1.000    1.000    0.846    0.300
(7)   -0.425   -0.089   -0.032    0.114
(8)    0.921    0.947    0.861    0.861
(9)    9.186    9.155    9.499   15.829
(10)    0.406    0.377    0.364    0.606
(11)    3.408    3.495    3.674    2.180
(12)    1.883    1.903    1.851    1.851
 上記各実施例は、本発明の一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されない。以下の内容は、本願の実施形態の光学系の光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。
 なお、本実施形態の光学系は、Fナンバーがf/2.9程度である。
 また、上記各実施例の光学系を構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、コントラストの高い光学性能を達成することができる。
 次に、本実施形態の光学系を備えたカメラを、図9に基づいて説明する。
 図9は、本実施形態の光学系を備えたカメラの模式図である。
 カメラ1は、撮影レンズ2として上記第1実施例に係る光学系を備えたレンズ交換式のいわゆるミラーレスカメラである。
 カメラ1において、不図示の物体(被写体)からの光は、撮影レンズ2で集光され、撮像素子3に到達する。撮像素子3は、被写体からの光を画像データに変換する。画像データは、電子ビューファインダ4に表示される。これにより、アイポイントEPに眼を位置させた撮影者は、被写体を観察することができる。
 また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、画像データは不図示のメモリに記憶される。このようにして、撮影者はカメラ1による被写体の撮影を行うことができる。
 ここで、カメラ1に撮影レンズ2として搭載した上記第1実施例の光学系は、小型で良好な光学性能を有する光学系である。したがって、カメラ1は合焦時の収差変動を有効に抑制し、高い光学性能を実現することができる。なお、上記第2~第4実施例の光学系を撮影レンズ2として搭載したカメラを構成しても、カメラ1と同様の効果を奏することができる。
 最後に、本実施形態の光学系の製造方法の概略を、図10に基づいて説明する。
 図10は、本実施形態の光学系の製造方法の概略を示すフローチャートである。
 図12に示す本実施形態の光学系の製造方法は、以下のステップS1、S2、S3およびS4を含む。
 ステップS1:複数のレンズを準備する。
 ステップS2:複数のレンズのうち最も像面側にある最終レンズに極点を有するレンズ面を有するようにする。
 ステップS3:光学系が、以下の条件式(1)を満足するようにする。
(1) 0.200 < k/h < 0.500
但し、
 k :極点の光軸からの高さ
 h :極点を有するレンズ面の有効半径
 かかる本実施形態の光学系の製造方法によれば、小型で良好な光学性能を有する光学系を製造することができる。
 当業者は、本発明の精神および範囲から外れることなく、種々の変更、置換および修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。
 L1-L8  レンズ
 S  開口絞り
 I  像面

Claims (18)

  1.  複数のレンズを有し、
     前記複数のレンズのうち最も像側にある最終レンズが極点を有するレンズ面を有し、
     以下の条件式を満足する光学系。
     0.20 < k/h < 0.50
    但し、
     k :前記極点の光軸からの高さ
     h :前記極点を有するレンズ面の有効半径
  2.  以下の条件式を満足する請求項1に記載の光学系。
     -1.00 < f/fk < 1.00
    但し、
     fk:前記極点を有するレンズの焦点距離
     f :光学系全系の焦点距離
  3.  以下の条件式を満足する請求項1または2に記載の光学系。
     0.50 < f/TL < 0.80
    但し、
     f :光学系全系の焦点距離
     TL:光学系全系の光学全長
  4.  以下の条件式を満足する請求項1-3のいずれか一項に記載の光学系。
     10.00 < f2/TL
    但し、
     f :光学系全系の焦点距離(mm)
     TL:光学系全系の光学全長(mm)
  5.  以下の条件式を満足する請求項1-4のいずれか一項に記載の光学系。
     -3.00 < PPo/PCo < -0.01
    但し、
     PPo:前記最終レンズが物体側レンズ面に極点を有する際の最大像高の主光線が物体側レンズ面を通過する位置における屈折力
     PCo:前記最終レンズが物体側レンズ面に極点を有する際の物体側レンズ面の中心近傍の屈折力
  6.  以下の条件式を満足する請求項1-5のいずれか一項に記載の光学系。
     -3.00 < PPi/PCi < -0.01
    但し、
     PPi:前記最終レンズが像側レンズ面に極点を有する際の最大像高の主光線が像側レンズ面を通過する位置における屈折力
     PCi:前記最終レンズが像側レンズ面に極点を有する際の像側レンズ面の中心近傍の屈折力
  7.  以下の条件式を満足する請求項1-6のいずれか一項に記載の光学系。
     -0.20 < PPbo/PCbo < 2.00
    但し、
     PPbo:前記最終レンズの物体側に隣接するレンズの物体側レンズ面において、最大像高の主光線が通過する位置における屈折力
     PCbo:前記最終レンズの物体側に隣接するレンズの物体側レンズ面において、中心近傍の屈折力
  8.  以下の条件式を満足する請求項1-7のいずれか一項に記載の光学系。
     -0.20 < PPbi/PCbi < 2.00
    但し、
     PPbi:前記最終レンズの物体側に隣接するレンズの像側レンズ面において、最大像高の主光線が通過する位置における屈折力
     PCbi:前記最終レンズの物体側に隣接するレンズの像側レンズ面において、中心近傍の屈折力
  9.  以下の条件式を満足する請求項1-8のいずれか一項に記載の光学系。
     -1.00 < 1/q < 1.00
    但し、
     q  :前記最終レンズの物体側に隣接し、像側に凸のレンズ面を有するレンズのシェープファクター
  10.  前記最終レンズが有する極点を有するレンズ面において、前記極点近傍の曲率が正である、請求項1-9のいずれか一項に記載の光学系。
  11.  開口絞りをさらに有し、以下の条件式を満足する請求項1-10のいずれか一項に記載の光学系。
     0.80 < SL/TL < 1.00
    但し、
     SL :光学系における開口絞りから像面までの長さ
     TL:光学系全系の光学全長
  12.  以下の条件式を満足する請求項1-11のいずれか一項に記載の光学系。
     6.00 < BF
    但し、
     BF:最終レンズ面から像面までの距離(mm)
  13.  以下の条件式を満足する請求項1-12のいずれか一項に記載の光学系。
     0.30 < BF/f < 0.70
    但し、
     BF:光学系のバックフォーカス
     f :光学系全系の焦点距離
  14.  以下の条件式を満足する請求項1-13のいずれか一項に記載の光学系。
     1.50 < TL/BF < 5.00
    但し、
     TL:光学系全系の光学全長
     BF:光学系のバックフォーカス
  15.  以下の条件式を満足する請求項1-14のいずれか一項に記載の光学系。
     1.70 < nd
    但し、
     nd:光学系が有するレンズの屈折率の最大値
  16.  少なくとも1つの接合レンズを有する請求項1-15のいずれか一項に記載の光学系。
  17.  請求項1-16の何れか一項に記載の光学系が搭載された光学機器。
  18.  複数のレンズを有し、
     前記複数のレンズのうち最も像面側にある最終レンズが極点を有するレンズ面を有し、
     以下の条件式を満足する光学系の製造方法。
     0.20 < k/h < 0.50
    但し、
     k :極点の光軸からの高さ
     h :極点を有するレンズ面の有効半径
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