JP2018180132A - ソフトフォーカス機能を有する撮像光学系 - Google Patents

Abstract

【課題】小型軽量で、且つソフトフォーカスを行った場合に撮像素子位置に対してベストピント位置や画面周辺性能を変化させずに球面収差調整が行える、ソフトフォーカス機能を有する撮像光学系を提供すること。
【解決手段】物体側から像側へ順に、全体として負の屈折力を有する前群、開口絞り、全体として正の屈折力を有する後群から構成され、前記後群内に正の屈折力を有する光軸方向に移動する可動群ＵＡを有し、可動群ＵＡの横倍率を適切に設定したこと。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体の中心の描写性を変化させるために可動する調整レンズ群を備えたソフトフォーカス機能を有する撮像光学系に関する。テレビジョン放送用のテレビカメラや撮像用のビデオカメラ、デジタルカメラ、デジタルシネマ等に好適なレンズ及びそれを有する撮像装置に関する。

従来よりテレビジョン放送用のレンズ、デジタルカメラ、デジタルシネマ用のレンズとして所謂ソフトフォーカス機能を有するものが知られている。これは被写体像の画面中心部の性能を変化させ描写性を可変する機能である。

特許文献１には、収差可変機能を備えたアタッチメントレンズに関する構成が開示されている。前記、アタッチメントレンズはズームレンズもしくは単焦点レンズの像側に装着される。アタッチメントレンズは全体として２群構成となっており、第１群と第２群の間隔変化に対する球面収差敏感度を高く設定している。複数のレンズ群のうち少なくとも１つのレンズ群を球面収差調整群として光軸方向に移動させる構成としている。

特許文献２には、収差可変機能を備えたズームレンズに関する構成が開示されている。前記ズームレンズは、４群構成となっており、第４群内に球面収差調整のために光軸に沿って移動する可動群を設けている。

特開平０９−１８９８５８号公報 特開２０１４−２３５２０３号公報

一般的にテレビジョン放送用やデジタルシネマ用のレンズは中心性能（球面収差）の光学性能が高く、コントラストが高いため被写体の輪郭が明瞭である場合が多い。一方で、テレビジョン放送用やデジタルシネマ等の分野では主要被写体を際立たせるため、中心性能（球面収差）の描写性が美的観点における評価の対象となる場合がある。その際には、球面収差のみを変えることで、画面中心部において解像感は変えずにコントラストを可変させる方法が望まれている。この方法としてレンズ内の間隔を変化させて球面収差を可変させる、いわゆるソフトフォーカス機能を有する撮像光学系が知られている。

しかし、ソフトフォーカス機能を有する撮像光学系において、ソフトフォーカスを行った場合に撮像素子位置に対してベストピント位置が大きくずれてしまい、解像感までも変わってしまうという課題があった。

これらの対策として、ずれたベストピント位置を他のレンズ群を光軸方向に移動することで補正していた。しかし、撮影者にとって他のレンズ群を別途移動させる必要が生じるため作業が煩雑になる問題があった。また、ずれたベストピント位置を自動で補正するには、別途メカ構造や電気系統を必要とするためコストの点でも問題がある。

上記より、ソフトフォーカス機能を有する撮像光学系において、ソフトフォーカスを行った場合に撮像素子位置に対してベストピント位置がずれない撮像装置が望まれている。

特許文献１における球面収差調整装置では、ソフトフォーカスを行った際に撮像素子位置に対してベストピント位置がずれてしまう。ベストピント位置のずれを戻す必要が生じるため、対物レンズとアタッチメントレンズとを一体的に移動させるメカ構造が必要になりコストの観点から好ましくない。

特許文献２における球面収差調整装置では、ソフトフォーカスを行った際に撮像素子位置に対してベストピント位置は大きくずれない。しかし、球面収差調整のために光軸方向に移動する可動群に対して軸上光線が収斂で入ってくる構成（可動群の横倍率が正）であるため、絞り前が全体として負の屈折力を有する前群を配置する場合、可動群を絞りの直後に配置することが困難となる。したがって、可動群を絞りから離れた位置に配置する必要があるため、球面収差調整に際して像面湾曲など軸外収差も同時に変化してしまい、球面収差のみの制御が困難となるため好ましくない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものである。その目的はソフトフォーカス機能を有する撮像光学系において、小型軽量で、且つソフトフォーカスを行った場合に撮像素子位置に対してベストピント位置や画面周辺性能を変化させずに球面収差調整が行える撮像装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像光学系は、
物体側から像側へ順に、全体として負の屈折力を有する前群、開口絞り、全体として正の屈折力を有する後群から構成され、前記後群内に正の屈折力を有する光軸方向に移動する可動群ＵＡを有し、可動群ＵＡの横倍率をβａとするとき、
−１．２０＜βａ＜−０．８０・・・（１）
を満たすことを特徴としている。

本発明によれば、小型軽量で、且つソフトフォーカスを行った場合に撮像素子位置に対してベストピント位置や画面周辺性能を変化させずに球面収差調整が行える、ソフトフォーカス機能を有する撮像光学系を得られる。

本発明の数値実施例１のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、数値実施例１の物体距離無限遠での広角端におけるそれぞれ球面収差調整群の移動前、球面収差調整群の移動後における縦収差図である。但し、焦点距離の値は、後述する数値実施例をｍｍ単位で表したときの値である。これは以下の各数値実施例において、全て同じである。 本発明の数値実施例２のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、数値実施例２の物体距離無限遠での広角端におけるそれぞれ球面収差調整群の移動前、球面収差調整群の移動後における縦収差図である。 本発明の数値実施例３のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、数値実施例３の物体距離無限遠での広角端におけるそれぞれ球面収差調整群の移動前、球面収差調整群の移動後における縦収差図である。 数値実施例１のズームレンズの広角端における光路図である。 本発明の撮像装置の要部概略図である。

数値実施例１〜３の収差図において、球面収差はｅ線、ｇ線によって表されている。非点収差はｅ線のメリディオナル像面（ΔＭ）とｅ線のサジタル像面（ΔＳ）によって表されている。倍率色収差はｇ線によって表されている。

数値実施例１〜３の収差図において、球面収差は０．２ｍｍ、非点収差は０．２ｍｍ、歪曲は５％、倍率色収差は０．０５ｍｍのスケールで描かれている。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。尚、広角端と望遠端は変倍用の第２レンズ群Ｕ２が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。

次に各数値実施例の特徴について説明する。

本発明の撮像光学系は、物体側から像側へ順に、全体として負の屈折力を有する前群、開口絞り、全体として正の屈折力を有する後群から構成される。更に、前記後群内に正の屈折力を有する光軸方向に移動する可動群を有している。ここで屈折力は焦点距離の逆数として定義される。

図１は本発明の数値実施例１のズームレンズの広角端で無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。

ＵＦは全体として負の屈折力を有する前群である。ＵＦはＵ１、Ｕ２、Ｕ３で構成される。Ｕ１はズーミング中不動の正の屈折力の第１レンズ群である。第１レンズ群の一部は無限遠から有限距離へのフォーカス調整に際して物体側から像側へ移動する。Ｕ２は広角端（短焦点距離端）から望遠端（長焦点距離端）へのズーミングに際して像側へ移動する変倍用の負の屈折力の第２レンズ群（バリエーターレンズ群）である。Ｕ３は第２レンズ群Ｕ２に連動して移動し、変倍に伴う像面変動を補正する負の屈折力の第３レンズ群（コンペンセーターレンズ群）である。ＳＰは開口絞りである。ＵＲは全体として正の屈折力を有する後群である。ＵＲはＵＡ、ＵＢ、ＦＢを有する。ＵＡは正の屈折力を有し、ソフトフォーカスを行う際に球面収差調整のため光軸方向に移動する可動群である。ＵＢはアフォーカル間隔に挟まれ、像面湾曲調整のため光軸方向に移動する可動群である。ＵＢＦは平行光束が入射し、正の屈折力を有するバックフォーカス調整のため光軸方向に移動する可動群である。ＩＰは像面であり、撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当している。

数値実施例２においては、ＵＦ、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、ＵＲ、ＵＡ、ＵＢ、ＵＢＦの群構成は数値実施例１と全て同じである。

数値実施例３においては、Ｕ１、Ｕ２、ＵＡ、ＵＢＦの群構成は数値実施例１と全て同じである。Ｕ３はＵ２に連動して移動し、変倍に伴う像面変動を補正する正の屈折力の第３レンズ群である。

次に、数値実施例１の各群のレンズ構成について説明する。以下、各レンズは物体側から像側へ順に配置されているものとする。

Ｕ１は負レンズ２枚、正レンズ２枚、負レンズ、正レンズ、負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズ２枚で構成されている。Ｕ２は負レンズ、負レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズで構成されている。Ｕ３は負レンズと正レンズの接合レンズで構成されている。ＵＲはＵＡ、負レンズ、ＵＢ、ＵＢＦで構成されている。ＵＡは正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズ、正レンズ２枚で構成されている。ＵＢは負レンズと正レンズの接合レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。ＵＢＦは正レンズ、正レンズと負レンズの接合レンズで構成されている。

数値実施例２の各群のレンズ構成は数値実施例１と全て同じである。

次に、数値実施例３の各群のレンズ構成について説明する。Ｕ１は負レンズ２枚、正レンズ２枚、負レンズと正レンズの接合レンズ、正レンズで構成されている。Ｕ２は負レンズ２枚、正レンズ、負レンズで構成されている。Ｕ３は正レンズ１枚、正レンズと負レンズの接合レンズで構成されている。ＵＲは正レンズ、負レンズ、ＵＡ、正レンズと負レンズの接合レンズ、ＵＢＦで構成されている。ＵＡは正レンズで構成されている。ＵＢＦは正レンズ、負レンズ、正レンズで構成されている。

ソフトフォーカスに際して、球面収差調整群ＵＡを光軸方向に移動させた際、球面収差のみでなく、バックフォーカスが大きく変化してしまうと撮像素子位置に対してベストピント位置が大きくずれてしまう。

第１群から第ｋ群で構成されるレンズ系中で、第ｉ群が正規の位置から光軸方向に微少単位移動したときのバックフォーカス変化量Δｓｋは、第ｉ群の横倍率をβ_ｉ、第ｉ群以降の横倍率をβ_{ｉ＋１〜ｋ}とするとき、以下の式で定義される。

式（１）より、β_ｉ＝±１の場合は、第ｉ群を光軸方向に移動させてもバックフォーカスは変化しない。したがって、ソフトフォーカスに際して、可動群ＵＡを光軸方向に移動させた際のバックフォーカス変化を抑制し、撮像素子位置に対するベストピント位置のずれを小さくするには、可動群ＵＡの横倍率βａ≒１、又はβａ≒−１とすれば良い。

図７は数値実施例１のズームレンズの広角端における光路図である。可動群を絞りから離れた位置に配置してしまうと、球面収差調整に際して像面湾曲など軸外収差も同時に変化してしまい、球面収差のみの制御が困難となるため好ましくない。

図７のように絞り前が全体として負の屈折力を有する前群を配置する場合、正の屈折力を有する可動群ＵＡを絞りの直後に配置しようとすると、可動群ＵＡに対して軸上光線は発散で入射する。更に、後群ＵＲの小型化を図るには、可動群ＵＡから収斂で射出させるため、βａ≒−１とすれば良い。

条件式（１）により可動群ＵＡの横倍率βａを規定している。条件式（１）の上限値を上回ると、又は下限値を下回るとソフトフォーカスに際して、可動群ＵＡを光軸方向に移動させた際のバックフォーカス変化を抑制し、撮像素子位置に対するベストピント位置のずれを小さくすることが困難となる。更に好ましくは、条件式（１）を次の如く設定するのが良い。

−１．１２＜βａ＜−０．８８・・・（１ａ）
以上の構成を満たすことにより、本発明の各数値実施例の撮像光学系は、小型軽量で、且つソフトフォーカスを行った場合に撮像素子位置に対してベストピント位置や画面周辺性能を変化させずに球面収差調整が行えることが可能となる。

本発明の更なる実施態様として、条件式（２）により可動群ＵＡの焦点距離ｆａ、後群ＵＲの焦点距離ｆｒの比を規定している。これにより可動群ＵＡを移動させた際の球面収差敏感度を規定している。

０．４０＜｜ｆａ／ｆｒ｜＜１．３０・・・（２）
条件式（２）の上限値を上回ると、後群ＵＲの屈折力に対して可動群ＵＡの屈折力が小さくなり過ぎ、可動群ＵＡを移動させた際の球面収差変化が十分でない。従って、ソフトフォーカス効果を十分に発揮するためには、可動群ＵＡの移動量が大きくなりなり過ぎるため、レンズ径の小型軽量化が困難になるとともに、像面湾曲などの軸外収差の変化も大きくなり過ぎてしまう。

条件式（２）の下限値を下回ると、後群ＵＲの屈折力に対して可動群ＵＡの屈折力が大きくなり過ぎ、可動群ＵＡを移動させた際の球面収差敏感度が高くなり過ぎる。その結果、所望の球面収差調整に際して、可動群ＵＡの移動制御が困難となってしまう。更に好ましくは、条件式（２）を次の如く設定するのが良い。

０．６０＜｜ｆａ／ｆｒ｜＜１．１０・・・（２ａ）
本発明の更なる実施態様として、条件式（３）により、可動群ＵＡより像側の群の横倍率βａｒを規定している。これにより可動群ＵＡを移動させた際の球面収差敏感度を規定している。尚、可動群より像側にレンズ群が存在しない場合にはβａｒは1とする。

０．２０＜｜βａｒ｜＜１．８０・・・（３）
条件式（３）の上限値を上回ると、可動群ＵＡの移動により発生する球面収差が拡大され過ぎるため、可動群ＵＡを移動させた際の球面収差敏感度が高くなり過ぎる。その結果、所望の球面収差調整に際して、可動群ＵＡの移動制御が困難となってしまう。

条件式（３）の下限値を下回ると、可動群ＵＡの移動により発生する球面収差が縮小され過ぎるため、可動群ＵＡを移動させた際の球面収差変化が十分でない。ソフトフォーカス効果を十分に発揮するためには、可動群ＵＡの移動量が大きくなりなり過ぎるため、レンズ径の小型軽量化が困難になるとともに、像面湾曲などの軸外収差の変化も大きくなり過ぎてしまう。更に好ましくは、条件式（３）を次の如く設定するのが良い。

０．４０＜｜βａｒ｜＜１．４０・・・（３ａ）
本発明の更なる実施態様として、条件式（４）により、開口絞りから可動群ＵＡ内の最も像側面までの光軸上の長さＬＩａ、開口絞りから後群ＵＲ内の最も像側面までの光軸上の長さＬＩｒの比を規定している。これにより後群ＵＲ内における可動群ＵＡを配置する位置を規定している。

０．１０＜ ＬＩａ／ＬＩｒ＜０．６０・・・（４）
条件式（４）の上限値を上回ると、可動群ＵＡを通る軸外光線の光軸からの高さが高くなるため、球面収差調整に際して像面湾曲など軸外収差も同時に変化してしまい、球面収差のみの制御が困難となる。

条件式（４）の下限値を下回ると、可動群ＵＡの配置位置が開口絞りに対して近くなり過ぎるため、球面収差調整のための可動群ＵＡの移動量を確保することが困難となる。更に好ましくは、条件式（４）を次の如く設定するのが良い。

０．２０＜ＬＩａ／ＬＩｒ＜０．５０・・・（４ａ）
本発明の更なる実施態様として、後群ＵＲは、アフォーカル間隔に挟まれ、光軸方向に移動することでバックフォーカス及び球面収差を変化させずに像面湾曲を調整できる可動群ＵＢを有していることを規定している。

図７に示す通り、可動群ＵＢを通る軸上光線は平行で入射し、平行で射出する所謂合アフォーカス間隔に挟まれている。一方で、可動群ＵＢを通る軸外光線は斜めに入射し、斜めに射出する。これにより可動群ＵＢを光軸方向に移動させると、球面収差やバックフォーカスは変化しないが、像面湾曲が変化するため周辺性能のみを変化させることが可能となる。可動群ＵＡ、可動群ＵＢを光軸方向にそれぞれ独立に移動させることで、球面収差調整と像面湾曲調整を独立して行うことが可能となる。

本発明の更なる実施態様として、後群ＵＲ内の一部が光軸方向に移動することでバックフォーカスを調整できることを規定している。図７に示す通り、例えば軸上光線が略平行で入射し、結像する可動群ＵＢＦなどを移動することでバックフォーカス調整が可能となる。これにより可動群ＵＡや可動群ＵＢの移動に際して、撮像素子位置に対してベストピント位置が多少ずれた場合にもベストピント位置の微調整が可能となる。

本発明の更なる実施態様として、前群ＵＦは物体側から像側へ順に、ズーミング中に不動の正の屈折力の第１群Ｕ１、ズーミング中に移動する負の屈折力の第２群Ｕ２、ズーミング中に移動する負の屈折力の第３群Ｕ３を少なくとも有することを規定している。

本発明の更なる実施態様として、前群ＵＦは物体側から像側へ順に、ズーミング中に不動の正の屈折力の第１群Ｕ１、ズーミング中に移動する負の屈折力の第２群Ｕ２、ズーミング中に移動する正の屈折力の第３群Ｕ３を少なくとも有することを規定している。

表１は数値実施例1〜３における各条件式対応値を示す。尚、ここでｆｆｗとは広角端における前群ＵＦの焦点距離とする。数値実施例１〜３は条件式（１）〜（４）を満足している。これにより本発明の撮像光学系は小型軽量で、且つソフトフォーカスを行った場合に撮像素子位置に対してベストピント位置や画面周辺性能を変化させずに球面収差調整が行うことが可能となる。

図８を用いて、各数値実施例を撮影光学系として用いた撮像装置（テレビカメラシステム）の概要を説明する。図８は本発明の撮像装置の要部概略図である。図８において１０１は数値実施例１〜３のいずれか１つのズームレンズである。１２３はカメラである。ズームレンズ１０１はカメラ１２３に対して着脱可能になっている。１２４はカメラ１２３にズームレンズ１０１を装着することにより構成される撮像装置である。

ズームレンズ１０１は第１レンズ群Ｕ１、変倍群ＬＺ、リレー群ＬＲを有している。変倍群ＬＺは焦点調節用レンズ群が含まれている。変倍部ＬＺは変倍の為に光軸上を移動する群と、変倍に伴う像面変動を補正する為に光軸上を移動する群が含まれている。変倍群ＬＺとリレー群ＬＲの間に開口絞りＳＰを有している。

１１５は変倍群ＬＺを光軸方向に駆動するヘリコイドやカムやアクチュエーター等の駆動機構である。１１６、１１７は駆動機構１１５及び開口絞りＳＰを電動駆動するモータ（駆動手段）である。１１８、１１９は変倍部ＬＺの光軸上の位置や、開口絞りＳＰの絞り径を検出する為のエンコーダやポテンショメータ、あるいはフォトセンサ等の検出器である。カメラ１２３において、１０９はカメラ１２３内の光学フィルタや色分解プリズムに相当するガラスブロック、１１０はズームレンズ１０１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）である。また、１１１、１２０はカメラ１２３及びズームレンズ本体１０１の各種の駆動を制御するＣＰＵである。

このように本発明の撮像光学系をテレビカメラに適用することにより、高い光学性能を有する撮像装置を実現している。

以下の各数値実施例において、ｒは物体側より各面の曲率半径、ｄは各面の間隔、ｎｄとνｄは各光学部材の屈折率とアッベ数である。

非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐常数、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５、Ａ１６を各々非球面係数としたとし次式で表す。

で表される。又、例えば「ｅ−Ｚ」は「×１０^−Ｚ」を意味する。＊印は非球面であることを示している。

＜数値実施例１＞
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1* 329.458 4.00 1.77250 49.6 107.50
2 43.810 29.19 78.68
3 -208.853 3.20 1.77250 49.6 78.33
4 101.030 3.54 77.91
5 106.765 11.45 1.80809 22.8 80.33
6 4092.086 7.87 80.20
7 226.464 10.64 1.51633 64.1 79.66
8* -160.227 1.41 79.04
9 678.153 3.00 1.80518 25.4 77.24
10 125.022 3.22 76.45
11 112.012 14.01 1.48749 70.2 78.25
12 -195.916 11.48 78.31
13 2253.200 3.00 1.72047 34.7 78.40
14 98.945 14.03 1.49700 81.5 78.56
15 -233.338 0.20 78.94
16 563.545 11.38 1.60311 60.6 79.22
17* -110.630 0.20 79.16
18 660.645 9.62 1.43387 95.1 75.25
19 -119.575 (可変) 74.30
20 78.175 1.60 1.90366 31.3 41.61
21 33.265 8.41 37.20
22 -67.990 1.50 1.61800 63.3 37.11
23 53.427 2.94 35.89
24 90.036 6.90 1.73800 32.3 36.17
25 -62.143 1.50 1.72916 54.7 35.97
26 185.277 0.20 35.55
27 59.228 3.55 1.71736 29.5 35.54
28 188.673 (可変) 35.11
29 -54.377 1.50 1.75500 52.3 31.65
30 72.533 3.86 1.84666 23.8 33.57
31 4728.820 (可変) 34.12
32(絞り) ∞ 3.00 35.23
33 6789.500 3.48 1.77250 49.6 36.89
34 -119.717 0.20 37.49
35 135.343 8.98 1.51633 64.1 38.36
36 -38.860 1.40 1.84666 23.8 38.58
37 -181.038 8.24 40.05
38 57.183 8.05 1.77250 49.6 44.41
39 -373.934 1.33 43.84
40 33.762 9.98 1.48749 70.2 40.00
41 42.682 7.50 34.63
42 76.388 1.60 2.00069 25.5 30.89
43 30.959 4.50 28.91
44 40.975 1.50 2.00069 25.5 28.65
45 19.020 7.82 1.92286 18.9 27.34
46 -3337.262 6.60 27.10
47 -36.607 1.20 2.00330 28.3 26.06
48 59.728 0.56 27.42
49 48.486 6.49 1.49700 81.5 28.88
50 -73.847 4.00 30.15
51 183.116 5.37 1.72916 54.7 33.25
52 -60.392 0.20 33.68
53 63.467 8.32 1.49700 81.5 33.29
54 -35.056 1.20 1.84666 23.8 32.82
55 -196.175 45.29 32.92
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 2.77448e+001 A 4= 7.07945e-007 A 6=-1.51592e-010 A 8= 3.08626e-014 A10=-4.14364e-018 A12=-2.43544e-022

第8面
K = 5.77686e+000 A 4= 1.04722e-006 A 6=-2.16014e-011 A 8=-8.18282e-015
A10= 3.49847e-018 A12=-1.11763e-021

第17面
K = 1.83997e+000 A 4= 2.31231e-007 A 6= 7.57152e-011 A 8= 2.92135e-015 A10=-1.81794e-018 A12= 1.66263e-021

各種データ
ズーム比 4.00
広角 中間 望遠
焦点距離 15.00 30.00 60.00
Fナンバー 2.37 2.37 2.37
半画角 43.23 25.17 13.22
像高 14.10 14.10 14.10
レンズ全長 382.76 382.76 382.76
BF 45.29 45.29 45.29

d19 0.96 33.26 55.12
d28 50.77 18.22 5.39
d31 10.82 11.07 2.04

入射瞳位置 50.67 65.50 84.44
射出瞳位置 -150.79 -150.79 -150.79
前側主点位置 64.52 90.91 126.08
後側主点位置 30.29 15.29 -14.71

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 49.30 141.45 70.01 63.23
2 20 -45.00 26.59 1.37 -19.68
3 29 -78.20 5.36 -0.05 -2.98
4 32 53.63 101.51 31.19 -76.25

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -65.50
2 3 -87.33
3 5 134.10
4 7 182.78
5 9 -189.08
6 11 147.91
7 13 -142.75
8 14 141.38
9 16 153.71
10 18 233.65
11 20 -64.70
12 22 -48.00
13 24 50.43
14 25 -63.38
15 27 118.03
16 29 -40.77
17 30 86.12
18 33 151.59
19 35 59.30
20 36 -58.13
21 38 64.42
22 40 241.47
23 42 -52.47
24 44 -36.40
25 45 20.27
26 47 -22.29
27 49 59.77
28 51 62.60
29 53 46.61
30 54 -50.09

＜数値実施例２＞
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1* 329.458 4.00 1.77250 49.6 107.50
2 43.810 29.19 78.68
3 -208.853 3.20 1.77250 49.6 78.33
4 101.030 3.54 77.91
5 106.765 11.45 1.80809 22.8 80.33
6 4092.086 7.87 80.20
7 226.464 10.64 1.51633 64.1 79.66
8* -160.227 1.41 79.04
9 678.153 3.00 1.80518 25.4 77.24
10 125.022 3.22 76.45
11 112.012 14.01 1.48749 70.2 78.25
12 -195.916 11.48 78.31
13 2253.200 3.00 1.72047 34.7 78.40
14 98.945 14.03 1.49700 81.5 78.56
15 -233.338 0.20 78.94
16 563.545 11.38 1.60311 60.6 79.22
17* -110.630 0.20 79.16
18 660.645 9.62 1.43387 95.1 75.25
19 -119.575 (可変) 74.30
20 78.175 1.60 1.90366 31.3 41.61
21 33.265 8.41 37.20
22 -67.990 1.50 1.61800 63.3 37.11
23 53.427 2.94 35.89
24 90.036 6.90 1.73800 32.3 36.17
25 -62.143 1.50 1.72916 54.7 35.97
26 185.277 0.20 35.55
27 59.228 3.55 1.71736 29.5 35.54
28 188.673 (可変) 35.11
29 -54.377 1.50 1.75500 52.3 31.65
30 72.533 3.86 1.84666 23.8 33.57
31 4728.820 (可変) 34.12
32(絞り) ∞ 3.00 35.23
33 6789.500 3.67 1.77250 49.6 36.90
34 -105.513 0.20 37.49
35 147.661 8.70 1.51633 64.1 38.28
36 -39.714 1.40 1.84666 23.8 38.46
37 -126.365 0.19 39.69
38 46.671 6.86 1.77250 49.6 41.01
39 -1753.261 3.20 40.40
40 38.209 7.90 1.48749 70.2 35.86
41 44.198 7.50 31.24
42 375.575 1.60 2.00069 25.5 27.70
43 38.984 4.50 26.31
44 50.132 1.50 2.00069 25.5 26.08
45 20.952 8.05 1.92286 18.9 25.22
46 -96.291 2.76 25.19
47 -42.417 1.20 2.00330 28.3 24.71
48 45.581 1.84 25.55
49 45.188 6.51 1.49700 81.5 28.21
50 -107.562 4.39 29.57
51 944.965 4.76 1.72916 54.7 32.29
52 -62.185 0.20 32.93
53 46.567 8.96 1.49700 81.5 33.24
54 -37.221 1.20 1.84666 23.8 32.80
55 -196.175 45.37 32.90
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 2.77448e+001 A 4= 7.07945e-007 A 6=-1.51592e-010 A 8= 3.08626e-014 A10=-4.14364e-018 A12=-2.43544e-022

第8面
K = 5.77686e+000 A 4= 1.04722e-006 A 6=-2.16014e-011 A 8=-8.18282e-015
A10= 3.49847e-018 A12=-1.11763e-021

第17面
K = 1.83997e+000 A 4= 2.31231e-007 A 6= 7.57152e-011 A 8= 2.92135e-015 A10=-1.81794e-018 A12= 1.66263e-021

各種データ
ズーム比 4.00
広角 中間 望遠
焦点距離 15.00 30.00 60.00
Fナンバー 2.37 2.37 2.37
半画角 43.23 25.17 13.22
像高 14.10 14.10 14.10
レンズ全長 371.42 371.42 371.42
BF 45.37 45.37 45.37

d19 0.96 33.26 55.12
d28 50.77 18.22 5.39
d31 10.82 11.07 2.04

入射瞳位置 50.67 65.50 84.44
射出瞳位置 -143.16 -143.16 -143.16
前側主点位置 64.48 90.72 125.35
後側主点位置 30.37 15.37 -14.63

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 49.30 141.45 70.01 63.23
2 20 -45.00 26.59 1.37 -19.68
3 29 -78.20 5.36 -0.05 -2.98
4 32 52.89 90.09 29.87 -74.51

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -65.50
2 3 -87.33
3 5 134.10
4 7 182.78
5 9 -189.08
6 11 147.91
7 13 -142.75
8 14 141.38
9 16 153.71
10 18 233.65
11 20 -64.70
12 22 -48.00
13 24 50.43
14 25 -63.38
15 27 118.03
16 29 -40.77
17 30 86.12
18 33 133.88
19 35 61.36
20 36 -68.24
21 38 58.67
22 40 402.11
23 42 -43.17
24 44 -36.58
25 45 19.05
26 47 -21.57
27 49 64.76
28 51 79.83
29 53 43.03
30 54 -53.91

＜数値実施例３＞
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1 2819.577 2.50 1.69680 55.5 62.11
2 59.290 11.15 57.10
3 -124.326 2.20 1.69680 55.5 57.03
4 -464.058 7.00 57.54
5 95.930 5.13 1.80809 22.8 62.38
6 159.264 2.50 62.31
7 233.766 9.16 1.48749 70.2 62.76
8 -125.630 16.63 63.07
9 110.071 2.85 1.80518 25.4 60.57
10 55.085 13.46 1.49700 81.5 58.42
11 -166.548 0.19 58.10
12 73.755 7.78 1.59522 67.7 55.10
13 678.668 (可変) 53.53
14 33.624 1.43 1.77250 49.6 28.76
15 21.878 5.52 26.20
16 -96.001 1.33 1.58913 61.1 26.17
17 63.190 0.15 26.30
18 31.036 4.44 1.84666 23.8 26.89
19 76.531 3.25 26.20
20 -47.968 1.24 1.58913 61.1 26.14
21 84.187 (可変) 26.47
22 147.293 4.77 1.58913 61.1 26.84
23 -43.788 0.80 27.10
24 -38.708 2.35 1.49700 81.5 27.01
25 -34.285 1.33 1.83400 37.2 27.27
26 -50.187 (可変) 27.85
27(絞り) ∞ 1.00 27.88
28 133.573 2.41 1.53775 74.7 27.89
29 303.661 3.17 27.75
30 -52.858 2.00 1.88300 40.8 27.70
31 -111.963 5.00 28.35
32 34.735 4.68 1.53775 74.7 30.17
33 147.976 6.40 29.76
34 36.081 3.06 2.10205 16.8 28.05
35 32.409 1.50 1.72825 28.5 26.88
36 27.180 7.16 26.37
37 224.093 4.27 1.59240 68.3 27.98
38 -55.985 10.00 28.36
39 -24.494 1.50 1.90366 31.3 28.31
40 -30.331 0.20 29.66
41 70.951 3.44 1.58913 61.1 30.99
42 441.746 56.84 30.94
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.86
広角 中間 望遠
焦点距離 35.00 60.01 100.01
Fナンバー 2.80 2.80 2.80
半画角 23.95 14.53 8.84
像高 15.55 15.55 15.55
レンズ全長 269.06 269.06 269.06
BF 56.84 56.84 56.84

d13 2.00 26.99 41.07
d21 31.58 20.04 1.49
d26 15.70 2.24 6.71

入射瞳位置 65.27 97.36 125.33
射出瞳位置 -66.94 -66.94 -66.94
前側主点位置 90.37 128.28 144.54
後側主点位置 21.84 -3.17 -43.17

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 75.40 80.54 60.17 27.36
2 14 -31.25 17.35 9.36 -3.63
3 22 87.50 9.25 3.60 -2.63
4 27 76.73 55.80 28.80 -20.84

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -86.58
2 3 -243.33
3 5 285.09
4 7 168.47
5 9 -138.92
6 10 84.76
7 12 137.87
8 14 -85.20
9 16 -64.23
10 18 58.43
11 20 -51.49
12 22 57.61
13 24 511.62
14 25 -134.03
15 28 439.86
16 30 -114.56
17 32 82.94
18 34 -508.80
19 35 -261.15
20 37 75.78
21 39 -159.32
22 41 142.43

Ｕ１ 第１群、Ｕ２ 第２群、Ｕ３ 第３群、ＵＦ 前群、ＵＲ 後群、
ＵＡ 可動群ＵＡ、ＵＢ 可動群ＵＢ、ＵＢＦ 可動群ＵＢＦ、ＳＰ 開口絞り、
ＬＺ 変倍群、ＬＲ リレー群、ＩＰ 撮像面、１０１ ズームレンズ、
１０９ ガラスブロック、１１０ 撮像素子、１１１・１２０ ＣＰＵ、
１２３ カメラ、１２４ 撮像装置

Claims (9)

1. 物体側から像側へ順に、全体として負の屈折力を有する前群、開口絞り、全体として正の屈折力を有する後群から構成され、前記後群内に正の屈折力を有する光軸方向に移動する可動群ＵＡを有し、可動群ＵＡの横倍率をβａとするとき、
   −１．２０＜βａ＜−０．８０
   を満足することを特徴とする撮像光学系。
2. 前記可動群ＵＡの焦点距離をｆａ、前記後群の焦点距離をｆｒとするとき、
   ０．４０ ＜｜ｆａ／ｆｒ｜＜１．３０
   を満たすことを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
3. 前記可動群ＵＡより像側の群の横倍率をβａｒとするとき、
   ０．２０＜｜βａｒ｜＜１．８０
   を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像光学系。
4. 前記開口絞りから前記可動群ＵＡ内の最も像側面までの光軸上の長さをＬＩａ、前記開口絞りから前記後群内の最も像側面までの光軸上の長さをＬＩｒとするとき、
   ０．１０＜ＬＩａ／ＬＩｒ＜０．６０
   を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の撮像光学系。
5. 前記後群は、アフォーカル間隔に挟まれ、光軸方向に移動することでバックフォーカス及び球面収差を変化させずに像面湾曲を調整できる可動群ＵＢを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の撮像光学系。
6. 前記後群内の一部が光軸方向に移動することでバックフォーカスを調整できることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の撮像光学系。
7. 前記前群は物体側から像側へ順に、ズーミング中に不動の正の屈折力の第１群、ズーミング中に移動する負の屈折力の第２群、ズーミング中に移動する負の屈折力の第３群を少なくとも有することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の撮像光学系。
8. 前記前群は物体側から像側へ順に、ズーミング中に不動の正の屈折力の第１群、ズーミング中に移動する負の屈折力の第２群、ズーミング中に移動する正の屈折力の第３群を少なくとも有することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の撮像光学系。
9. 請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の撮像光学系と、該撮像光学系によって形成した像を受光する撮像素子と、を有していることを特徴とする撮像装置。