特許ウォッチ

公開番号2023039482
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-22
出願番号2021146600
出願日2021-09-09
発明の名称光学系及び撮像装置
出願人株式会社タムロン
代理人個人,個人
主分類G02B 13/00 20060101AFI20230314BHJP(光学)
要約【課題】小型の撮像システムに好適な小型軽量、高性能、且つ、開放Fnoが2.0より明るい光学系及び撮像装置を提供する。
【解決手段】光学系は、物体側から順に合焦時に光軸方向に固定の物体側レンズ群GFと、合焦時に光軸方向に移動する1又は複数の合焦群(GN、GP)のみから構成される中央群GMと、合焦時に光軸方向に固定の像側レンズ群GRとから構成され、合焦群の少なくとも1つが像側に移動することで無限遠物体から有限距離物体への合焦を行い、像側レンズ群GRは負の屈折力の空気レンズを有し、軸上光束の径を決定するための開口絞りSが空気レンズより物体側に配置され、所定の条件式を満足する。また、当該光学系と、撮像素子とを備えた撮像装置とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
物体側から順に、合焦時に光軸方向に固定の物体側レンズ群と、合焦時に光軸方向に移動する１又は複数の合焦群のみから構成される中央群と、合焦時に光軸方向に固定の像側レンズ群とから構成され、無限遠物体から有限距離物体への合焦時に、前記合焦群のうち少なくとも１つが像側に移動し、前記像側レンズ群は負の屈折力の空気レンズを有し、軸上光束の径を決定するための開口絞りが前記空気レンズより物体側に配置され、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
０．２３＜（ＦＢ×ｔａｎθｍ）／（ｆ×ｔａｎω）＜０．５０・・・（１）
０．０３＜（Ｃｒｆ＋Ｃｒｒ）／（Ｃｒｆ－Ｃｒｒ）＜４．５０・・・（２）
０．５０＜Ｄｒ／（ｆ×ｔａｎω）＜１．８０・・・（３）
但し、
ＦＢ：当該光学系の最も像側の面から像面までの空気換算長
θｍ：当該光学系の無限遠合焦時の開放Ｆｎｏにおける軸上マージナル光線の像面への入射角度
ｆ：当該光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ω ：当該光学系の無限遠合焦時の最大画角
Ｃｒｆ：前記空気レンズの物体側面の曲率半径
Ｃｒｒ：前記空気レンズの像側面の曲率半径
Ｄｒ：前記空気レンズの像側面から像面までの距離
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記空気レンズの物体側面を構成するレンズが負の屈折力を有することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
前記開口絞りが以下の条件式を満足する位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学系。
０．９２＜ｆ／Ｆｎｏ／Ｄｓ＜２．５０・・・（４）
但し、
Ｆｎｏ：当該光学系の無限遠合焦時の開放Ｆｎｏ
Ｄｓ：当該光学系の無限遠合焦時の開放Ｆｎｏにおける前記開口絞りの直径
【請求項４】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学系。
０．００＜ｆ／ｆｓ＜１．２０・・・（５）
但し、
ｆｓ：前記開口絞りより物体側に配置されるレンズの無限遠合焦時における合成焦点距離
【請求項５】
前記合焦群のうち少なくとも１つが以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光学系。
１．２０＜ βＮ＜４．００・・・（６）
但し、
βＮ：前記合焦群の無限遠合焦時の横倍率
【請求項６】
前記合焦群のうち少なくとも１つが以下の条件式を満足する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光学系。
－３．００＜ｆＮ／ｆ＜－０．３０・・・（７）
但し、
ｆＮ：前記合焦群の焦点距離
【請求項７】
前記合焦群の少なくとも１つにおいて、最も像側の面が像側に凹の形状を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項８】
前記中央群は、無限遠物体から有限距離物体への合焦時に像側に移動する前記合焦群の他に以下の条件式を満足する正の屈折力を有する合焦群を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光学系。
０．４０＜ｆＰ／ｆ＜１０．００・・・（８）
但し、
ｆＰ：前記正の屈折力を有する合焦群の焦点距離
【請求項９】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の光学系。
－１．００＜ｆ／ｆｒ＜３．００・・・（９）
但し、
ｆｒ：前記像側レンズ群の焦点距離
【請求項１０】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光学系。
０．５０＜ｆｆ／ｆ＜３．５０・・・（１０）
但し、
ｆｆ：前記物体側レンズ群の焦点距離
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本件発明は、光学系及び撮像装置に関し、特に、固体撮像素子等を用いた小型の撮像装置に好適な光学系及び撮像装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の固体撮像素子を用いた撮影装置が普及している。これらの撮像装置に用いられる固体撮像素子の高画素化に伴い、光学系には小型軽量を維持しつつ、高い解像性能が求められるようになってきている。
【０００３】
また、固体撮像素子の大型化に伴い、大きなボケが求められるようになってきている。そのため、光学系には被写界深度の浅い、開放Ｆｎｏが２．０より明るい大口径レンズが求められている。
【０００４】
高い解像性能を有する大口径レンズとして、例えば、第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とで構成され、Ｆｎｏが１．８より明るい光学系が提案されている（「特許文献１」参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１６－１６１６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示の撮像装置は高い光学性能を実現しているものの、特許文献１に開示の光学系では、フランジバックが長く、合焦群の重量も重いため、鏡筒全体を小型化する点で好ましくない。
【０００７】
本件発明の課題は、小型の撮像システムに好適な小型軽量、高性能、且つ、開放Ｆｎｏ２．０より明るい大口径の光学系及び撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る光学系は、物体側から順に合焦時に光軸方向に固定の物体側レンズ群と、合焦時に光軸方向に移動する１又は複数の合焦群のみから構成される中央群と、合焦時に光軸方向に固定の像側レンズ群とから構成され、無限遠物体から有限距離物体への合焦時に、前記合焦群のうち少なくとも１つが像側に移動し、前記像側レンズ群は負の屈折力の空気レンズを有し、軸上光束の径を決定するための開口絞りが前記空気レンズより物体側に配置され、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．２３＜（ＦＢ×ｔａｎθｍ）/（ｆ×ｔａｎω）＜０．５０・・・（１）
０．０３＜（Ｃｒｆ＋Ｃｒｒ）/（Ｃｒｆ－Ｃｒｒ）＜４．５０・・・（２）
０．５０＜Ｄｒ/（ｆ×ｔａｎω）＜１．８０・・・（３）
但し、
ＦＢ：前記光学系の最も像側の面から像面までの空気換算長
θｍ：無限遠合焦時の最小Ｆｎｏにおける軸上マージナル光線の像面への入射角度
ｆ：前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離
ω：前記光学系の無限遠合焦時の最大画角
Ｃｒｆ：前記空気レンズの物体側面の曲率半径
Ｃｒｒ：前記空気レンズの像側面の曲率半径
Ｄｒ：前記空気レンズの像側面から像面までの距離
【０００９】
また、上記課題を解決するため、本件発明に係る撮像装置は、上記記載の光学系と、当該光学系が形成する光学像を受光して電気的画像信号に変換する撮像素子とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小型の撮像システムに好適な小型軽量、高性能、且つ、開放Ｆｎｏが２．０より明るい大口径の光学系及び撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許