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公開番号2025092763
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2025062302,2020200887
出願日2025-04-04,2020-12-03
発明の名称光学系及びそれを有する撮像装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G02B 13/00 20060101AFI20250612BHJP(光学)
要約【課題】広角レンズにおいて、小型軽量で高い光学性能を有する光学系を提供することを目的とする。
【解決手段】物体側から像側へ順に配列された、正の屈折力の前群、正の屈折力のレンズを有する後群を有し、合焦のために、前記前群と前記後群の間隔が変化し、最も像側の正の屈折力を有するレンズの物体側面の曲率半径と、像側面の曲率半径を適切に設定する。
【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列された、正の屈折力の前群、後群からなり、
前記前群において最も物体側に配置されたレンズは負の屈折力を有し、
合焦のために、前記前群は光軸方向に移動し、前記後群は不動であり、
前記後群において最も像側に配置された最終レンズは正の屈折力を有し、前記最終レンズの物体側面の曲率半径をＧＬＲ１、像側面の曲率半径をＧＬＲ２、
前記前群の最も物体側のレンズと最も物体側から２枚目のレンズの間隔をＬ１２、前記前群の最も物体側から２枚目のレンズと最も物体側から３枚目のレンズの間隔をＬ２３としたとき、
０．１＜（ＧＬＲ１＋ＧＬＲ２）／（ＧＬＲ１－ＧＬＲ２）＜１０．０
０．１＜Ｌ１２／Ｌ２３＜５．０
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記最終レンズの像側のレンズ面から像面の距離（空気換算でのバックフォーカス）をｓｋ、無限遠合焦時における最も物体側のレンズの物体側の面から前記最終レンズの像側の面までの光軸上の距離をＬＤとしたとき、
０．１＜ｓｋ／ＬＤ＜０．５
なる条件式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】
前記前群内に絞りを有し、
前記前群内の前記絞りより物体側に配置された第１サブレンズ群の焦点距離をｆ１１、前記前群内の絞りより像側に配置された第２サブレンズ群の焦点距離をｆ１２としたとき、
－５．０＜ｆ１１／ｆ１２＜５．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
【請求項４】
無限遠合焦時における前記前群と前記後群の光軸上の間隔をＬＢ、無限遠合焦時における最も物体側のレンズの物体側の面から前記最終レンズの像側の面までの光軸上の距離をＬＤとしたとき、
０．０５＜ＬＢ／ＬＤ＜０．６０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の光学系。
【請求項５】
無限遠合焦時における前記前群のフォーカス敏感度をＥＳｉｎｆとしたとき、
０．２＜ＥＳｉｎｆ＜２．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の光学系。
【請求項６】
前記前群内に絞りを有し、
無限遠合焦時において、最も物体側のレンズの物体側の面から前記絞りまでの光軸上の距離をＰＤ、最も物体側のレンズの物体側の面から前記最終レンズの像側の面までの光軸上の距離をＬＤとしたとき、
ＰＤ／ＬＤ＜０．４５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の光学系。
【請求項７】
前記前群内に絞りを有し、
前記前群内の前記絞りより物体側に配置された第１サブレンズ群の焦点距離をｆ１１、
全系の焦点距離をｆ
としたとき、
－３．０＜ｆ１１／ｆ＜１２．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の光学系。
【請求項８】
前記前群内に絞りを有し、
前記前群内の前記絞りより物体側に配置された第１サブレンズ群は３枚のレンズを含むことを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の光学系。
【請求項９】
前記第１サブレンズ群は正の屈折力を有するレンズを含むことを特徴とする請求項８に記載の光学系。
【請求項１０】
最も物体側から２枚目のレンズの像側の面の曲率半径をＧ２Ｒ２、最も物体側から３枚目のレンズの物体側の面の曲率半径をＧ３Ｒ１としたとき、
－８．０＜（Ｇ２Ｒ２＋Ｇ３Ｒ１）／（Ｇ２Ｒ２－Ｇ３Ｒ１）＜－０．１
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１から
９
までのいずれか一項に記載の光学系。
（【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】
本発明は光学系及びそれを有する撮像装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
撮影画角が広い撮影光学系として、物体側に負の屈折力を有する光学系を配置し、像側に正の屈折力を有する光学系を配置した、いわゆるレトロフォーカスタイプの撮影光学系が知られており、例えば単焦点の広角レンズに用いられている。
【０００３】
さらに、デジタルカメラ、ビデオカメラにおいてＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子の高画素化が進み、撮影レンズには色収差を含めて高い光学性能が要求されると共に、小型化が進んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－００９６４４号公報
特開２０１４－０５５９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、撮像装置に用いる広角レンズ系において、レンズ全体が小型でありながら、高い光学性能を有するレンズが求められている。
一般的に広角レンズにおいて、最も像側に負の屈折力を有するレンズを置くことで、レンズ全長の小型化を図っている。しかしながら、射出瞳が短くなり、軸外光線が撮像素子に入射する角度が大きくなるため、撮像素子の斜入射光特性の影響を受け、シェーディング等が発生する。また、広角レンズは軸外光線が高くなるため、フォーカシング時における像面湾曲や歪曲収差の変動が大きくなる。これらの課題を解決するために、後群を構成するレンズ形状とフォーカス群を適正化することが必要となる。
【０００６】
特許文献１では、物体側から順に、正の屈折力を有する前群、１枚の正の屈折力を有するレンズで構成される後群からなり、フォーカシング時において、前群が光軸方向に移動するレンズを開示している。最も像側のレンズは像側より物体側の曲率半径が小さく、また全系に対して正の屈折力が強いため、主に軸外光線によって発生する像面湾曲の悪化を招き、好ましくない。
【０００７】
特許文献２では、物体側から順に配列された、正の屈折力を有する前群、１枚の負の屈折力を有するレンズで構成される後群からなり、フォーカシング時において、前群が光軸方向に移動するレンズを開示している。広角レンズにおいて、最も像側に負の屈折力を有するレンズを置くことで、レンズ全長の小型化が可能となる。しかしながら、射出瞳が短くなることで軸外光線が撮像素子に入射する角度が大きくなり、撮像素子の斜入射光特性の影響を受け、シェーディング等が発生するため、好ましくない。
【０００８】
本発明は、広角レンズにおいて、小型軽量でフォーカシングによる収差変動を抑えた高い光学性能を有す光学系及びそれを有する撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の光学系は、物体側から像側へ順に配列された、正の屈折力の前群、後群からなり、前記前群において最も物体側に配置されたレンズは負の屈折力を有し、合焦のために、前記前群は光軸方向に移動し、前記後群は不動であり、前記後群において最も像側に配置された最終レンズは正の屈折力を有し、前記最終レンズの物体側面の曲率半径をＧＬＲ１、像側面の曲率半径をＧＬＲ２、前記後群の焦点距離をｆ２、全系の焦点距離をｆとしたとき、
０．１＜（ＧＬＲ１＋ＧＬＲ２）／（ＧＬＲ１－ＧＬＲ２）＜１０．０
３．４＜ｆ２／ｆ＜６．２
なる条件式を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、広角レンズにおいて、小型軽量でフォーカシングによる収差変動を抑えた高い光学性能を有する光学系及びそれを有する撮像装置の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）

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