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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
２
）×βｆＲ
２
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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