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公開番号2025124133
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-26
出願番号2024019976
出願日2024-02-14
発明の名称光学系および撮像装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 13/02 20060101AFI20250819BHJP(光学)
要約【課題】小型軽量で長焦点距離の光学系で高速フォーカシングと収差補正を可能とする。
【解決手段】光学系は、正の屈折力の前レンズ群、中間群および後レンズ群により構成される。前レンズ群は、光学系において最大の空気間隔を含む。フォーカシングのためには前レンズ群と後レンズ群は移動しない。中間群は、フォーカシングのために互いに独立して移動する2つ以上のフォーカスレンズ群を含む。各フォーカスレンズ群のフォーカス敏感度Bを、B=(1-βf²)βr²とし、2つ以上のフォーカスレンズ群のそれぞれのフォーカス敏感度Bの絶対値のうち最も小さい値をBab_min、光学系の開放FナンバーをFnoとするとき、0.10≦Bab_min/Fno≦0.95なる条件を満足する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の前レンズ群、中間群および後レンズ群により構成され、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、前記前レンズ群は、前記光学系において最大の空気間隔を含み、
フォーカシングのためには前記前レンズ群と前記後レンズ群は移動せず、
前記中間群は、フォーカシングのために互いに独立して移動する２つ以上のフォーカスレンズ群を含み、
各フォーカスレンズ群のフォーカス敏感度Ｂを、該フォーカスレンズ群の横倍率をβｆ、該フォーカスレンズ群より像側に配置された全てのレンズの合成横倍率をβｒとして、
Ｂ＝（１－βｆ
２
）βｒ
２
とし、前記２つ以上のフォーカスレンズ群のそれぞれのフォーカス敏感度Ｂの絶対値のうち最も小さい値をＢａｂ＿ｍｉｎ、前記光学系の開放ＦナンバーをＦｎｏとするとき、
０．１０≦Ｂａｂ＿ｍｉｎ／Ｆｎｏ≦０．９５
なる条件を満足することを特徴とする光学系。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の長さをＯＴＬ、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
０．４５≦ＯＴＬ／ｆ≦１．２０
なる条件を満足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２つ以上のフォーカスレンズ群のそれぞれの焦点距離の絶対値のうち最も小さい値をｆａｂ＿ｍｉｎとするとき、
０．０６≦ｆａｂ＿ｍｉｎ／ｆ≦０．６０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項４】
前記２つ以上のフォーカスレンズ群のそれぞれの焦点距離の絶対値のうち最も大きい値をｆａｂ＿ｍａｘとするとき、
０．１０≦ｆａｂ＿ｍａｘ／ｆ≦２．００
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項５】
前記最大の空気間隔の光軸上の長さをＤｍａｘとするとき、
０．１５≦Ｄｍａｘ／ＯＴＬ≦０．６０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項６】
前記前レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
０．２≦ｆ１／ｆ≦０．８
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項７】
前記光学系は、Ｆナンバーを決定する開口絞りを含み、
前記２つ以上のフォーカスレンズ群のうち２つのフォーカスレンズ群が前記開口絞りよりも像側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項８】
前記光学系は、Ｆナンバーを決定する開口絞りを含み、
前記開口絞りから、前記２つ以上のフォーカスレンズ群のうち前記開口絞りから最も離れたフォーカスレンズ群の開口絞り側のレンズ面までの光軸上の距離をＤｆ＿ｍａｘとするとき、
０．０１≦|Ｄｆ＿ｍａｘ|／ＯＴＬ≦０．１５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項９】
前記光学系の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算長さをＢＦ、最大像高をＩＨとするとき、
１．３≦ＢＦ／ＩＨ≦５．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項１０】
前記２つ以上のフォーカスレンズ群のそれぞれのフォーカス敏感度の絶対値のうち最も大きい値をＢａｂ＿ｍａｘとするとき、
０．５≦Ｂａｂ＿ｍａｘ／Ｆｎｏ≦２．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項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】
本発明は、撮像に用いられる光学系に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
焦点距離が長い撮像光学系として、最も物体側に正の屈折力のレンズ群を配置し、それよりも像側に負の屈折力のレンズ群を配置した、いわゆるテレフォトタイプのものがあり、特許文献１には単焦点の超望遠レンズが開示されている。
【０００３】
一般にＦナンバーが一定である場合、光学系の焦点距離が長くなるほど、光学系の最大有効径が大きくなる。このとき無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、フォーカスレンズ群として、メカ的な可動制約と近距離撮像時の諸収差補正の観点から開口絞り付近のレンズ群を選択することが多い。特許文献１は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカシングに際して移動する正の屈折力の第２レンズ群および全体で負の屈折力の第３レンズ群により構成される超望遠レンズを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開ＷＯ２０２０／２１７７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の超望遠レンズのように全長を抑えるためにテレフォトタイプの屈折力配置を強めると、フォーカスレンズ群の光軸方向での位置に対する敏感度であるフォーカス敏感度が高くなる傾向にある。このため、フォーカスレンズ群の停止位置のばらつきによってピントずれが発生したり、再度のフォーカシングによる遅延が発生したりする。また、フォーカスレンズ群の屈折力が強いと、近距離撮像時の諸収差が増加する傾向がある。
【０００６】
本発明は、小型軽量で焦点距離が長く、高速かつ高精度のフォーカシングが可能で、諸収差が良好に補正された光学系を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の前レンズ群、中間群および後レンズ群により構成され、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。前レンズ群は、光学系において最大の空気間隔を含む。フォーカシングのためには前レンズ群と後レンズ群は移動しない。中間群は、フォーカシングのために互いに独立して移動する２つ以上のフォーカスレンズ群を含む。各フォーカスレンズ群のフォーカス敏感度Ｂを、該フォーカスレンズ群の横倍率をβｆ、該フォーカスレンズ群より像側に配置された全てのレンズの合成横倍率をβｒとして、
Ｂ＝（１－βｆ
２
）βｒ
２
とし、２つ以上のフォーカスレンズ群のそれぞれのフォーカス敏感度Ｂの絶対値のうち最も小さい値をＢａｂ＿ｍｉｎ、光学系の開放ＦナンバーをＦｎｏとするとき、
０．１０≦Ｂａｂ＿ｍｉｎ／Ｆｎｏ≦０．９５
なる条件を満足することを特徴とする。なお、上記光学系を備えた撮像装置も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、小型軽量で焦点距離が長く、高速かつ高精度のフォーカシングが可能で、諸収差が良好に補正された光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施例１の光学系の断面図。
実施例１の光学系の（Ａ）無限遠合焦状態および（Ｂ）至近合焦状態での収差図。
実施例２の光学系の断面図。
実施例２の光学系の（Ａ）無限遠合焦状態および（Ｂ）至近合焦状態での収差図。
実施例３の光学系の断面図。
実施例３の光学系の（Ａ）無限遠合焦状態および（Ｂ）至近合焦状態での収差図。
実施例４の光学系の断面図。
実施例４の光学系の（Ａ）無限遠合焦状態および（Ｂ）至近合焦状態での収差図。
実施例５の光学系の断面図。
実施例５の光学系の（Ａ）無限遠合焦状態および（Ｂ）至近合焦状態での収差図。
実施例６の光学系の断面図。
実施例６の光学系の（Ａ）無限遠合焦状態および（Ｂ）至近合焦状態での収差図。
実施例１～６の光学系を備えた撮像装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。まず実施例１～６の光学系を具体的に説明する前に、各実施例に共通する事項について説明する。各実施例の光学系は、ビデオカメラ、デジタルカメラ、銀塩フィルムカメラ、テレビカメラ、監視カメラおよび車載カメラ等の各種撮像装置に用いられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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