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公開番号2024171233
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-11
出願番号2023088198
出願日2023-05-29
発明の名称光学系および光学装置
出願人富士フイルム株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類G02B 13/00 20060101AFI20241204BHJP(光学)
要約【課題】高解像でありながら、小型に構成され、広い画角を有し、かつ、Fナンバーが小さい光学系、およびこの光学系を備えた光学装置を提供する。
【解決手段】1つのレンズ成分を1枚の単レンズもしくは1つの接合レンズとした場合に、複数のレンズ成分を含む光学系であって、光学系内には、開口径が可変であり光学系のFナンバーを決定する開口絞りと、合焦の際に移動する少なくとも1つの合焦群とが配置される。光学系は、予め定められた条件式を満足する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
1つのレンズ成分を1枚の単レンズもしくは1つの接合レンズとした場合に、複数のレンズ成分を含む光学系であって、
前記光学系内には、開口径が可変であり前記光学系のFナンバーを決定する開口絞りと、合焦の際に移動する少なくとも1つの合焦群とが配置され、
前記開口絞りより物体側に位置し負の屈折力を有し最も像側の面が凹形状であるレンズ成分を負凹レンズ成分とし、
前記光学系の前記負凹レンズ成分のうち、光軸を含む断面において前記負凹レンズ成分の最も像側の面の最大有効径の位置における該面の法線と光軸との角度の絶対値が最大となる前記負凹レンズ成分を第1負凹レンズ成分とし、
前記第1負凹レンズ成分の前記角度をα1とし、
α1の単位を度とし、α1の符号を負とし、
無限遠物体に合焦した状態における開放FナンバーをFNoとし、
無限遠物体に合焦した状態における前記光学系の空気換算距離でのバックフォーカスをBfとし、
無限遠物体に合焦した状態における前記光学系の焦点距離をfとし、
無限遠物体に合焦した状態における最大半画角をωmとし、
Y=f×tanωmとした場合、
-80<α1<-30 (1)
0.5<FNo<2.3 (2)
0.5<Bf/Y<1.7 (3)
で表される条件式(1)、(2)、および(3)を満足する光学系。
続きを表示(約 1,900 文字)【請求項2】
前記開口絞りより像側に位置し正の屈折力を有するレンズ成分のうち、最も物体側のレンズ成分をPレンズ成分とし、
無限遠物体に合焦した状態における前記開口絞りから前記Pレンズ成分の最も物体側の面までの光軸上の距離をdStPとし、
無限遠物体に合焦した状態における前記開口絞りから前記光学系の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、Bfとの和をdStIとした場合、
0<dStP/dStI<0.38 (4)
で表される条件式(4)を満足する請求項1に記載の光学系。
【請求項3】
前記光学系の前記レンズ成分それぞれについて最も物体側の面の最大有効径および最も像側の面の最大有効径のうち大きい方を広域有効径とし、
前記Pレンズ成分の最も物体側の面から前記光学系の最も像側のレンズ成分の最も物体側の面までに含まれるレンズ成分のうち、前記広域有効径が最小となるレンズ成分をEdレンズ成分とし、
前記Edレンズ成分の焦点距離をfEdとした場合、
-0.27<Y/fEd<0.1 (5)
で表される条件式(5)を満足する請求項2に記載の光学系。
【請求項4】
前記光学系の前記レンズ成分それぞれについて最も物体側の面の最大有効径および最も像側の面の最大有効径のうち大きい方を広域有効径とし、
前記Pレンズ成分の最も物体側の面から前記光学系の最も像側のレンズ成分の最も物体側の面までに含まれるレンズ成分のうち、前記広域有効径が最小となるレンズ成分をEdレンズ成分とし、
光軸を含む断面において、前記Edレンズ成分の最も物体側の面の最大有効径の位置における該面の法線が光軸となす角度と、前記Edレンズ成分の最も像側の面の最大有効径の位置における該面の法線が光軸となす角度とのうち、絶対値が大きい方の角度をα2とし、
α2の単位を度とし、
前記法線を求めた前記面が凹面の場合はα2の符号を負とし、前記法線を求めた前記面が凸面の場合はα2の符号を正とした場合、
-45<α2<0 (6)
で表される条件式(6)を満足する請求項2に記載の光学系。
【請求項5】
前記Pレンズ成分の焦点距離をfPとした場合、
0.1<Y/fP<0.9 (7)
で表される条件式(7)を満足する請求項2に記載の光学系。
【請求項6】
ωmの単位を度とした場合、
32<ωm<55 (8)
で表される条件式(8)を満足する請求項1に記載の光学系。
【請求項7】
無限遠物体に合焦した状態における前記光学系の最も物体側のレンズ面から近軸入射瞳位置までの光軸上の距離をDenpとした場合、
0.83<f/Denp<2.5 (9)
で表される条件式(9)を満足する請求項1に記載の光学系。
【請求項8】
無限遠物体に合焦した状態における近軸射出瞳位置から像面までの光軸上の距離をDexpとし、
前記像面と前記近軸射出瞳位置との間に屈折力を有しない光学部材が配置されている場合は、前記光学部材については空気換算距離を用いてDexpを計算する場合、
0.25<Dexp/Y<0.5 (10)
で表される条件式(10)を満足する請求項1に記載の光学系。
【請求項9】
最至近物体に合焦した状態における前記光学系の横倍率をBとした場合、
0.07<|B|<0.3 (11)
で表される条件式(11)を満足する請求項1に記載の光学系。
【請求項10】
前記光学系の前記合焦群それぞれについて、
無限遠物体から最至近物体に合焦する際の前記合焦群の移動量をMfとし、
無限遠物体に合焦した状態における前記合焦群の横倍率をβfとし、
無限遠物体に合焦した状態における前記合焦群より像側の全てのレンズの合成横倍率をβfRとし、
γ=(1-βf

)×βfR

とした場合、
前記光学系の前記合焦群のうち、|Mf×γ|が最大となる前記合焦群を最大合焦群とし、
前記最大合焦群の焦点距離をffmとした場合、
0.05<f/|ffm|<0.95 (12)
で表される条件式(12)を満足する請求項1に記載の光学系。
(【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】
本開示の技術は、光学系、および光学装置に関する。
続きを表示(約 1,800 文字)【背景技術】
【0002】
従来、デジタルカメラ等の光学装置に使用可能な光学系として、下記特許文献1および特許文献2に記載のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2022-117775号公報
特開2021-117436号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
高解像でありながら、小型に構成され、広い画角を有し、かつ、Fナンバーが小さい光学系が要望されている。これらの要求レベルは年々高まっている。
【0005】
本開示は、高解像でありながら、小型に構成され、広い画角を有し、かつ、Fナンバーが小さい光学系、およびこの光学系を備えた光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の第1の態様の光学系は、1つのレンズ成分を1枚の単レンズもしくは1つの接合レンズとした場合に、複数のレンズ成分を含む光学系であって、光学系内には、開口径が可変であり光学系のFナンバーを決定する開口絞りと、合焦の際に移動する少なくとも1つの合焦群とが配置され、
-80<α1<-30 (1)
0.5<FNo<2.3 (2)
0.5<Bf/Y<1.7 (3)
で表される条件式(1)、(2)、および(3)を満足する。上記態様の光学系では、以下のように定めている。開口絞りより物体側に位置し負の屈折力を有し最も像側の面が凹形状であるレンズ成分を負凹レンズ成分としている。光学系の負凹レンズ成分のうち、光軸を含む断面において負凹レンズ成分の最も像側の面の最大有効径の位置におけるその面の法線と光軸との角度の絶対値が最大となる負凹レンズ成分を第1負凹レンズ成分としている。第1負凹レンズ成分の角度をα1とし、α1の単位を度とし、α1の符号を負としている。無限遠物体に合焦した状態における開放FナンバーをFNoとしている。無限遠物体に合焦した状態における光学系の空気換算距離でのバックフォーカスをBfとしている。無限遠物体に合焦した状態における光学系の焦点距離をfとしている。無限遠物体に合焦した状態における最大半画角をωmとしている。Y=f×tanωmとしている。
【0007】
開口絞りより像側に位置し正の屈折力を有するレンズ成分のうち、最も物体側のレンズ成分をPレンズ成分とし、無限遠物体に合焦した状態における開口絞りからPレンズ成分の最も物体側の面までの光軸上の距離をdStPとし、無限遠物体に合焦した状態における開口絞りから光学系の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離と、Bfとの和をdStIとした場合、上記態様の光学系は、
0<dStP/dStI<0.38 (4)
で表される条件式(4)を満足することが好ましい。
【0008】
光学系のレンズ成分それぞれについて最も物体側の面の最大有効径および最も像側の面の最大有効径のうち大きい方を広域有効径とし、上記Pレンズ成分の最も物体側の面から光学系の最も像側のレンズ成分の最も物体側の面までに含まれるレンズ成分のうち、広域有効径が最小となるレンズ成分をEdレンズ成分とし、Edレンズ成分の焦点距離をfEdとした場合、上記態様の光学系は、
-0.27<Y/fEd<0.1 (5)
で表される条件式(5)を満足することが好ましい。
【0009】
光軸を含む断面において、上記Edレンズ成分の最も物体側の面の最大有効径の位置におけるその面の法線が光軸となす角度と、上記Edレンズ成分の最も像側の面の最大有効径の位置におけるその面の法線が光軸となす角度とのうち、絶対値が大きい方の角度をα2とした場合、上記態様の光学系は、
-45<α2<0 (6)
で表される条件式(6)を満足することが好ましい。なお、ここでは、α2の単位を度とし、法線を求めた面が凹面の場合はα2の符号を負とし、法線を求めた面が凸面の場合はα2の符号を正とする。
【0010】
上記Pレンズ成分の焦点距離をfPとした場合、上記態様の光学系は、
0.1<Y/fP<0.9 (7)
で表される条件式(7)を満足することが好ましい。
(【0011】以降は省略されています)

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