JP2008145586A - 光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
広画角にもかかわらず画面全体にわたり諸収差を良好に補正した良い光学性能が容易に得られる光学系を得ること。
【解決手段】
物体側から像側へ順に、像側の面が凹形状の３つのレンズＧ１〜Ｇ３で構成されるレンズ部Ｌ１を含む負の屈折力の前群ＬＦと、正の屈折力の後群ＬＲとを有する光学系であって、レンズ部Ｌ１中の第２レンズＧ２は第１の非球面ａを有し、第１の非球面ａの像側で、且つ開口絞りＳＰより物体側に配置された第３のレンズＧ３は第２の非球面を有し、第１の非球面ａの開角をθとするとき、
１１９°＜θ＜１８０°
なる条件を満足すること。
【選択図】 図１

Description

本発明は光学系に関する。本発明の光学系は、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、或いは監視カメラ等の撮像装置に好適なものである。

近年、３５ｍｍフィルム用カメラ、ビデオカメラ、そしてデジタルカメラ等の撮像装置においては、より高画質の画像が得られることが要望されている。

特にデジタル一眼レフカメラでは、それに用いる撮像素子の高画素化により、撮像レンズに関して高解像度であることが求められるようになってきている。

一眼レフカメラ用の撮影レンズにおいて、撮影画角が１１０度程度と広画角で、しかもバックフォーカスが長い撮影レンズが知られている（特許文献１、２）。

特許文献１では、負の屈折力を有する前群と正の屈折力を有する後群により構成されるレトロフォーカス型の超広角レンズにおいて各群を適切に構成することで、画角約１１４°の超広画角の撮影を実現している。特許文献２では、負、正、負、正の屈折力のレンズ群より成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行う４群構成の広画角のズームレンズを開示している。特に、第１群中のメニスカス形状の負レンズに適切な形状の非球面を用いることにより、ズーム比２で包括画角約１１８°の超広画角のズームレンズを達成している。
特開２００５−３１６３９８号公報 特開平１０−３２５９２３号公報

特許文献１に開示されている超広角レンズでは、歪曲収差と像面湾曲は比較的良好に補正されているが、撮像面の大きさに対して光学系全体が大型化する傾向がある。

特許文献２に開示されている超広角ズームレンズでは、最も物体側のレンズの両面をレンズ中心からレンズ周辺にかけて屈折力が弱くなる形状の非球面として歪曲収差を良好に補正している。しかしながら、軸外光線高さが比較的高い位置に正レンズを用いているため歪曲収差特性が周辺画角で湾曲してしまう傾向があった。

本発明は、広画角にもかかわらず画面全体にわたり諸収差を良好に補正した光学系の提供を目的とする。

本発明の光学系は、
物体側から像側へ順に、像側の面が凹形状のレンズが３枚以上連続して配置されたレンズ部を含む負の屈折力の前群と、正の屈折力の後群とを有する光学系であって、該レンズ部を構成するレンズのうち少なくとも１つのレンズは、像側の面が非球面形状の第１の非球面を有し、前記光学系が有するレンズのうち、該第１の非球面の像側で、且つ開口絞りより物体側に配置されたレンズは、第２の非球面を有し、該第１の非球面の開角をθとするとき、
１１９°＜θ＜１８０°
なる条件を満足することを特徴としている。

「開角」の定義については、実施例にて詳述する。

本発明の光学系によれば、広画角にもかかわらず高い光学性能が容易に得られる。

以下、図面を用いて本発明の光学系の実施例について説明する。

図１は実施例１の光学系のレンズ断面図である。図２は実施例１の光学系の無限遠物体にフォーカスしているときの諸収差図である。

図３は実施例２の光学系のレンズ断面図である。図４は実施例２の光学系の無限遠物体にフォーカスしているときの諸収差図である。

図５は実施例３の光学系のレンズ断面図である。図６は実施例３の光学系の無限遠物体にフォーカスしているときの諸収差図である。

図７は、本発明の光学系を撮像装置としてのデジタル一眼レフカメラに適用したときの要部断面図である。

各レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右片が像側（後方）である。各実施例の光学系は撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。

レンズ断面図において、ＬＦは負の屈折力の前群である。ＬＲは正の屈折力の後群である。無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、後群ＬＲを矢印の如く物体側へ移動させて行う。ＳＰは開口絞りである。開口絞りＳＰは、後群ＬＲ中に配置されており、フォーカスに際し後群ＬＲとともに移動する。

ＩＰは像面である。像面ＩＰには、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として各実施例の光学系を使用する際は、ＣＣＤセンサーやＣＭＯＳセンサー等の固定撮像素子（光電変換素子）の撮像面が配置される。銀塩フィルム用のカメラの撮影光学系として使用する際は、フィルム面等の感光面が配置される。

レンズ断面図では、光学系を構成する各レンズを、ｉを物体側から像側へのレンズの順番としてＧｉで表している。第ｉレンズＧｉにおいて、＊印面は、非球面形状であることを示している。

Ｌ１は、３枚以上連続して配置された、像側の面が凹形状のレンズのみによって構成されるレンズ部である。実施例１〜３では、第１レンズＧ１〜第３レンズＧ３の３枚のレンズによってレンズ部Ｌ１を構成しているが、３枚以上（例えば、４枚や５枚）で構成しても良い。

収差図において、ｄはｄ線、ｇはｇ線、ΔＭはメリディオナル像面、ΔＳはサジタル像面である。Ｓ．Ｃは正弦条件である。倍率色収差はｄ線を基準にｇ線によって表している。ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角である。

各実施例において、レンズ部Ｌ１の各レンズのうち少なくとも１つのレンズは、像側の面が非球面形状（第１の非球面ａ）の非球面レンズである。そして、各実施例の光学系は、更に第１の非球面ａより像側で、開口絞りＳＰより物体側に、非球面形状の面（第２の非球面ｂ）を備える非球面レンズを備える。このとき第１の非球面の開角をθとするとき、
１１９°＜θ＜１８０° ・・・・・・（１）
なる条件を満足している。ここで、「開角」とは、光軸を含む断面内において、第１の非球面の面頂点と、第１の非球面ａの有効径の２つの端点とを通る円弧が第１の非球面ａの近軸曲率中心に対して張る角を言う。

なお、各実施例において、第２の非球面ｂは、レンズ部Ｌ１中のレンズに設けられているが、上述の条件（第１の非球面ａより像側で、開口絞りＳＰより物体側）を満足する面であれば、レンズ部Ｌ１を構成するレンズ以外のレンズでも良い。

第１の非球面ａの非球面形状は、レンズ中心からレンズ周辺部にいくに従って負の屈折力が弱くなる形状である。

第２の非球面ｂの非球面形状は、レンズ中心からレンズ周辺部にいくに従って負の屈折力が強くなる形状である。

各実施例において、レンズ部Ｌ１は、像側の面が凹形状の負レンズを物体側から像側へ順に３枚連続して配置している。これによる効果について説明する。

光学系中の軸外光線高さの高い位置に、像側の面が凸形状のレンズを配置すると、凸形状の面により強い糸巻き型の歪曲が発生する。この過剰に発生した糸巻き型の歪曲を、開口絞りＳＰより物体側の凹面で補正しようとすると、歪曲の絶対値は小さくできたとしても画角によって変化してしまう。それゆえ、軸外光線の高い位置に連続して配置される３枚の負レンズの像側の面を凹形状にすることで、軸外光線の急激な曲がり（屈折）を抑え、歪曲を良好に補正している。なお、像側の面が凹形状の負レンズを４枚以上にすることで、軸外光線の急激な屈折がより抑制されるのは、明らかである。

また、各実施例では、レンズ部Ｌ１を構成するレンズの像側の面、すなわち、凹形状の面の１つを、後述する条件式（１）、（５）を満足する非球面形状（第１の非球面ａ）としている。第１の非球面ａの非球面形状は、主にレトロフォーカス型の広角レンズで発生しやすい樽型の歪曲収差を補正するためのものである。非球面形状はレンズ中心に比べてレンズ周辺部で負の屈折力が弱くなる形状とする。歪曲収差量は、３次収差領域では画角の３乗に比例するので、より画角独立性の高い補正が望ましい。補正の方法としては球面による補正でも良いが、この方法では前述のように歪曲の絶対値は小さくできたとしても画角によって変化してしまう。それ故、軸外光線高さの比較的高い位置において、非球面形状による補正が望ましい。各実施例では補正効果を最大限に発揮するために、ベース球面（参照球面）からの非球面形状の離れ量（非球面量）を大きくしている。非球面形状の球面からの離れ量を大きくするためには、非球面は物体側の面ではなく、像側の面に設ける方が有利である。これは、第１の非球面ａを物体側の面とした場合、レンズ周辺部の形状を加工することが困難になるからである。

また、各実施例では、第１の非球面ａよりも像側で、かつ開口絞りＳＰより物体側に第２の非球面ｂを設けている。第２の非球面ｂは、第１の非球面ａにより過剰にアンダー方向に倒れた像面湾曲を補正し、それに加えて過剰に糸巻き型になり過ぎた歪曲収差を補正している。非球面形状は、第１の非球面ａの非球面形状と逆向き、つまりレンズ中心に比べてレンズ周辺部で負の屈折力が強くなる形状である。像面湾曲は３次収差領域では瞳半径に比例し、画角の２乗に比例する。それ故、第２の非球面ｂの導入位置としては軸外光線高さと軸上光線高さが共にある程度高い位置が望ましい。この条件を満足しさえすれば、第２の非球面ｂを配置する位置は、レンズ部Ｌ１を構成するレンズの面に限定されないことが分かる。

そして、各実施例において、第１の非球面ａの開角θが前述した条件式（１）を満足するようにしている。

条件式（１）は、第１の非球面ａの開角θが大きいことを示している。開角θが大きいことにより、軸外光線の入射角、射出角の変化を抑えることができる。特に、レンズ全長の短いコンパクトな光学系で高画角を満足しようとしたときに、負レンズを大きな光線の曲がりが無いようにすることで樽型の歪曲収差の発生を限りなく抑えている。

条件式（１）の上限を超えるとレンズの製造が困難となる。又、下限を超えると光学系全体が大型化し、付加できる非球面量が減少するため歪曲と像面湾曲の充分な補正が困難になる。条件式（１）は、更に以下の数値範囲とすると同理由上より好ましい。

１２５°＜θ＜１６０° ・・・・・・（１ａ）
各実施例では、以上の如く構成することで、全体としてコンパクトで少ないレンズ枚数で歪曲収差と像面湾曲を共に良好に補正した、画角が１１０°を越える超広角の撮影レンズを得ている。

また、各実施例においてレンズ部Ｌ１は、像側が凹面でメニスカス形状の負レンズを少なくとも２枚有している。この構成により、バックフォーカスが長いレトロフォーカス型の構成をとりつつも、歪曲収差、像面湾曲、非点収差、コマ収差等の軸外収差を良好に補正することを容易にしている。

特に、各実施例において、前群ＬＦ中の物体側から数えて連続して３枚のレンズは、像側が凹面でメニスカス形状にしている。この構成により歪曲の画角による変化が少なくなるようにしている。逆に、像側の面が凸面であった場合、その凸面はレトロフォーカス型の広角レンズで発生しやすい樽型の歪曲を補正する役割を果たすが、一方で歪曲の画角による変化が大きくなる原因となる。そこで各実施例では歪曲の補正の役割を凹面と非球面に特化して担わせることで、歪曲収差の画角による変化を小さく抑えている。

各実施例において、開口絞りＳＰよりも物体側に配置される全てのレンズの合成屈折力と、開口絞りＳＰよりも像側に配置される全てのレンズの合成屈折力は、いずれも正である。これによって光学系全体の小型化を図りつつ、広画角化を図ったときの全面全体の諸収差の発生が少なくなるようにしている。

各実施例では、次の条件を満足している。こららの条件は、各条件に対応した効果を得ることができ、全ての条件を必ず満足せねばならないという性質のものではない。もちろん、より多くの条件を同時に満足することが好ましいことは、言うまでもない。

前群ＬＦ中の最も物体側の第１レンズＧ１の物体側と像側の面の曲率半径を各々Ｒ１１、Ｒ１２とし、前群ＬＦと後群ＬＲの焦点距離を各々ｆｆ，ｆｂ、全系の焦点距離をｆｗとする。このとき、
３．３０＜（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１−Ｒ１２）＜６．７０ ……（２）
１．６２＜｜ｆｆ／ｆｗ｜＜７．９８ ……（３）
２．０６＜ｆｂ／ｆｗ＜２．７０ ……（４）
なる条件を満足している。

但し、焦点距離ｆｗは、光学系がズームレンズのときは、広角端における焦点距離である。

条件式（２）は、第１レンズＧ１のレンズ形状を規定するものである。条件式（２）を満足することにより、光学系をコンパクトにしつつも軸外収差の発生を極力抑えることが容易となる。上限を超えるとレンズの加工が困難になってくる。

又、下限を超えると、軸外収差の発生が多くなってくる。

条件式（３）、（４）は前群ＬＦと後群ＬＲの適正なパワー配置を規定している。

負、正の屈折力の２群構成のレトロフォーカス型の広角レンズにおいて、条件式（３）の上限を超えるとバックフォーカスを長くするのが困難になる。下限を超えると像面湾曲や非点収差等の軸外収差の補正が充分にできなってくる。

（４）式の上限を超えると後群ＬＢのフォーカス時の移動量が大きくなるため、合焦可能な至近距離を近距離にできなくなる。下限を超えるとフォーカスに伴う収差変動を抑えることが困難になってくる。

尚、更に好ましくは条件式（２）〜（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

３．５＜（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１−Ｒ１２）＜６．０ （２ａ）
１．６２＜｜ｆｆ／ｆｗ｜＜３．５０ （３ａ）
２．１＜ｆｂ／ｆｗ＜２．６５ （４ａ）
更に条件式（４ａ）は、
２．１＜ｆｂ／ｆｗ＜２．５８ （４ｂ）
とするのが良い。

図８は本実施例の光学系で用いる非球面量の定義の説明図である。

図８においてＲ_ＡＳは凹面を参照球面Ｒｒとする非球面である。Ｒｏを参照球面Ｒｒの面頂点とする。非球面Ｒ_ＡＳの有効径を２Ｈｍａｘとする。光軸Ｌａからの高さＨｍａｘにおける参照球面の位置をＨａ、Ｈｂとする。このとき参照球面Ｒｒは、３点Ｒｏ、Ｈａ、Ｈｂを通過する円弧である。

そして非球面Ｒ_ＡＳの参照面Ｒｒからの非球面量Ｄ_ＡＳとは光軸Ｌａ方向に沿った参照面Ｒｒと非球面Ｒ_ＡＳとの差の最大値である。即ち光軸Ｌａからの任意の高さｈ（ｈ＜Ｈｍａｘ）における参照面Ｒと非球面Ｒ_ＡＳの光軸方向の位置座標をＲｈ、Ｒ_ＡＳｈとする。

このとき、非球面量Ｄ_ＡＳとは、任意の高さｈにおける
Ｄ_ＡＳ＝Ｒ_ＡＳｈ−Ｒｈ
のうち最大値をいう。

以下、これで定義される非球面量Ｄ_ＡＳを「有効径に基づく非球面量」という。

各実施例では、第ａ面の有効径に基づく非球面量をＤ_ＡＳ、光学系の焦点距離をｆｗとするとき、

０．０９＜Ｄ_ＡＳ／ｆｗ＜０．２２ ・・・・・・（５）
なる条件を満足している。

条件式（５）の上限を超えて、非球面量が多くなりすぎると、第ｂ面による逆補正効果が不足し、像面湾曲、歪曲の画角特性が悪化する。

又、下限を超えて非球面量が少なすぎると、歪曲の補正効果が弱まり、像面湾曲、歪曲の画角特性が悪化する。この残存する歪曲を、その他の球面で補正しようとすると、像面湾曲、歪曲の画角特性が悪化する。

更に好ましくは、条件式（５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

０．０９＜Ｄ_ＡＳ／ｆｗ＜０．２０ ・・・・・・（５ａ）
次に各実施例のレンズ構成について説明する。

図１に示す実施例１、図３に示す実施例２では、いずれも第１レンズＧ１から第５レンズＧ５までで負の屈折力を有する前群ＬＦを構成している。第６レンズＧ６から第１１レンズＧ１１までで正の屈折力を有する後群ＬＲを構成している。無限遠物体から至近物体への合焦は後群ＬＢ全体を物体側へ移動することで行っている。

レンズ部Ｌ１は、像側が凹面で負の屈折力のレンズ（負レンズ）を３枚（Ｇ１〜Ｇ３）連続で配置して構成している。レンズ部Ｌ１中の第２レンズＧ２はメニスカス形状であり、像側の凹面をレンズ中心からレンズ周辺部にいくに従って負の屈折力が弱くなる第１の非球面ａとしている。

レンズ部Ｌ１中の第３レンズＧ３の像側の凹面を、レンズ中心からレンズ周辺部にいくに従って負の屈折力が強くなる第２の非球面ｂとしている。

図５に示す実施例３では、第１レンズＧ１から第５レンズＧ５までで負の屈折力を有する前群ＬＦを構成している。第６レンズＧ６から第１１レンズＧ１１までで正の屈折力を有する後群ＬＢを構成している。無限遠物体から至近物体への合焦は後群ＬＢ全体を物体側へ移動することで行っている。

レンズ部Ｌ１は、像側が凹面で負の屈折力のレンズ（負レンズ）を３枚（Ｇ１〜Ｇ３）連続配置して、構成している。レンズ部Ｌ１中の第２レンズＧ２はメニスカス形状であり、像側の凹面をレンズ中心からレンズ周辺部にいくに従って負の屈折力が弱くなる第１の非球面ａとしている。

そして、レンズ部Ｌ１中の第３レンズＧ３の像側の凹面を、レンズ中心からレンズ周辺部にいくに従って負の屈折力が強くなる第２の非球面ｂとしている。

実施例３においては、第１レンズＧ１の物体側と像の面は、いずれも非球面形状である。又、第５レンズＧ１の像側の面と第１０レンズＧ１０の像側の面も非球面形状である。

各実施例の光学系を、撮像素子を有する撮像装置に適用するときは、次の条件を満足するように構成するのが良い。

撮像素子の有効撮像面の対角線表をＩＭＧ、最も物体側のレンズ面から撮像面までの距離をＬ、バックフォーカスをＳｋ’とする。このとき、
２．７５＜Ｌ／ＩＭＧ＜３．２５ ・・・・・・（６）
０．９０＜Ｓｋ’／ＩＭＧ＜１．２５ ・・・・・・（７）
なる条件を満足することである。

これらの条件式（６）、（７）は、第１の非球面ａと第２の非球面ｂの非球面形状による歪曲の補正効果を最大限に発揮するためのものである。これらを満足することで歪曲の曲がりが少なく、大きな撮像面であるにも関わらず、レンズ全長が短く、バックフォーカスの長い、一眼レフカメラ等の撮像装置に好適な光学系を得ることができる。

条件式（６）の上限を超えると光学系の小型化が難しくなる。又、下限を変えると各レンズ群の屈折力が強くなりすぎて軸上、軸外ともに充分な収差補正が困難になる。また、条件式（７）の上限を超えると光学系の小型化が難しくなる。又、下限を超えると一眼レフカメラへ装着するための充分な長さのバックフォーカスを得るのが難しくなる。

更に好ましくは、条件式（６）、（７）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

２．９０＜Ｌ／ＩＭＧ＜３．１５ （６ａ）
０．９０＜Ｓｋ’／ＩＭＧ＜１．１０ （７ａ）
図９は、本実施例の光学系を撮像装置に用いたときの光学系中の非球面量の定義の説明図である。図９においてＳＰは開口絞りである。ＩＤは撮像素子である。Ｒ_ＡＳは凹面を参照球面Ｒｒｒとする非球面である。ＬＰは、撮像素子ＩＤの有効径で定まる光軸からの最大高さＨ_ＩＤに入射する無限遠物体からの光束の開口絞りＳＰの中心を通過する主光線（最軸外主光線）である。Ｒｏは参照球面Ｒｒｒの面頂点である。Ｒｘａは主光線ＬＰと非球面Ｒ_ＡＳとの交点である。Ｒｘｂは光軸Ｌａに対する交点Ｒｘａの対称な点である。Ｈｒは交点Ｒｘａの光軸Ｌａからの高さである。

ここで参照球面Ｒｒｒは、３点Ｒｏ、Ｒｘａ、Ｒｘｂを通過する円弧である。

そして、非球面Ｒ_ＡＳの参照面Ｒｒｒからの非球面量Ｄ_ＡＳＳとは、光軸Ｌａ方向に沿った、参照面Ｒｒｒと非球面Ｒ_ＡＳとの差の最大値である。

即ち、光軸Ｌａからの任意の高さｈ（ｈ＜Ｈｒ）における参照面Ｒｒｒと非球面Ｒ_ＡＳＳの光軸方向の位置座標をＲｈｘ、Ｒ_ＡＳｈｘとする。

このとき、非球面量Ｄ_ＡＳＳとは、任意の高さｈにおける
Ｄ_ＡＳＳ＝Ｒ_ＡＳｈｘ−Ｒｈｘ
のうち最大値をいう。

以下、ここで定義される非球面量Ｄ_ＡＳＳを「最軸外主光線に基づく非球面量」という。

各実施例では、第ａ面の最軸外主光線に基づく非球面量をＤ_ＡＳＳ、光学系の焦点距離をｆｗとするとき、
０．０７＜Ｄ_ＡＳＳ／ｆｗ＜０．２ ・・・・・・（８）
なる条件を満足している。

ここで、条件式（８）の上限を超えて非球面量が多くなると、第ｂ面による逆補正効果が不足し、像面湾曲、歪曲の画角特性が悪化する。

又、条件式（８）の下限を超えて非球面量が少なくなると、歪曲の補正効果が弱まり、像面湾曲、歪曲の画角特性が悪化する。この残存する歪曲を、その他の球面で補正しようとすると、像面湾曲、歪曲の画角特性が悪化する。
更に好ましくは、条件式（８）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

０．０８＜Ｄ_ＡＳＳ／ｆｗ＜０．１８ ・・・・・・（８ａ）
各実施例では、以上のように各群を構成することにより一眼レフカメラ用の交換レンズに好適な、包括画角が１１０°を超える超広画角の撮影が可能な撮影レンズを得ている。

以下に、実施例１〜３に各々対応する数値実施例１〜３を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順番とすると、Ｒｉは各面の曲率半径である。Ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の間隔である。Ｎｉ、νｉはそれぞれｄ線を基準とした屈折率、アッベ数である。非球面形状は光軸からの高さＹの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてＸとするとき、

で表される。但し、Ｒは近軸曲率半径、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈはそれぞれ非球面係数である。又、非球面係数における「ｅ−Ｘ」は「×１０^−Ｘ」を意味している。ｆは焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を表す。＊印は非球面であることを示す。又前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。

次に、本発明の光学系を用いた一眼レフカメラシステムの実施形態を、図７を用いて説明する。図７において、１０は一眼レフカメラ本体、１１は本発明による光学系を搭載した交換レンズである。１２は交換レンズ１１を通して得られる被写体像を記録するフィルムや撮像素子などの記録手段である。１３は交換レンズ１１からの被写体像を観察するファインダー光学系である。１４は交換レンズ１１からの被写体像を記録手段１２とファインダー光学系１３に切り替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー１４を介してピント板１５に結像した被写体像をペンタプリズム１６で正立像としたのち、接眼光学系１７で拡大して観察する。撮影時にはクイックリターンミラー１４が矢印方向に回動して被写体像は記録手段１２に結像して記録される。１８はサブミラー、１９は焦点検出装置である。このように本発明の光学系を一眼レフカメラ交換レンズ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有した撮像装置が実現できる。

尚、本発明はクイックリターンミラーのない一眼レフカメラにも同様に適用することができる。

実施例１のレンズ断面図 実施例１の収差図 実施例２のレンズ断面図 実施例２の収差図 実施例３のレンズ断面図 実施例３の収差図 撮像装置の要部概略図 非球面の非球面量の説明図 非球面の非球面量の説明図

符号の説明

ＬＦ 前群
ＬＲ 後群
Ｌ１ レンズ部
ＳＰ 開口絞り
ＩＰ 像面
ｄ ｄ線
ｇ ｇ線
Ｆｎｏ Ｆナンバー
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリディオナル像面
Ｓ．Ｃ 正弦条件

Claims (14)

1. 物体側から像側へ順に、像側の面が凹形状のレンズが３枚以上連続して配置されたレンズ部を含む負の屈折力の前群と、正の屈折力の後群とを有する光学系であって、該レンズ部を構成するレンズのうち少なくとも１つのレンズは、像側の面が非球面形状の第１の非球面を有し、前記光学系が有するレンズのうち、該第１の非球面の像側で、且つ開口絞りより物体側に配置されたレンズは、第２の非球面を有し、該第１の非球面の開角をθとするとき、
   １１９°＜θ＜１８０°
   なる条件を満足することを特徴とする光学系。
2. 前記第２の非球面は、前記レンズ部を構成するレンズが有することを特徴とする請求項１の光学系。
3. 前記第１の非球面は、レンズ中心からレンズ周辺部にいくに従って負の屈折力が弱くなる形状であることを特徴とする請求項１又は２の光学系。
4. 前記第２の非球面は、レンズ中心からレンズ周辺部にいくに従って負の屈折力が強くなる形状であることを特徴とする請求項１、２又は３の光学系。
5. 前記後群は、光軸上移動してフォーカスを行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項の光学系。
6. 前記レンズ部は、像側が凹面でメニスカス形状の２枚の負レンズを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項の光学系。
7. 前記前群中の物体側から数えて３番目までレンズは、像側が凹面でメニスカス形状の負レンズであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項の光学系。
8. 前記前群中の最も物体側のレンズの物体側と像側の面の曲率半径を各々Ｒ１１，Ｒ１２とするとき、
   ３．３０＜（Ｒ１１＋Ｒ１２）／（Ｒ１１−Ｒ１２）＜６．７０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項の光学系。
9. 前記前群と前記後群の焦点距離を各々ｆｆ、ｆｂ、全系の焦点距離をｆｗとするとき、
   １．６２＜｜ｆｆ／ｆｗ｜＜７．９８
   ２．０６＜ｆｂ／ｆｗ＜２．７
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項の光学系。
10. 前記光学系は、開口絞りより像側にレンズを有し、該開口絞りよりも物体側に配置される全てのレンズの合成屈折力と、該開口絞りよりも像側に配置される全てのレンズの合成屈折力は、いずれも正であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項の光学系。
11. 前記第１の非球面の面頂点と前記第１の非球面の有効端部で定義される参照球面からの前記第１の非球面の非球面量をＤ_ＡＳ、前記光学系の焦点距離をｆｗとするとき、
    ０．０９＜Ｄ_ＡＳ／ｆｗ＜０．２２
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項の光学系。
12. 請求項１から１１のいずれか１項の光学系と、該光学系によって形成された像を受光する撮像素子を有していることを特徴とする撮像装置。
13. 前記撮像素子の撮像面の対角線長をＩＭＧ、前記光学系の物体側から数えた第１レンズ面から前記撮像面までの距離をＬ、バックフォーカスをＳｋ’とするとき、
    ２．７５＜Ｌ／ＩＭＧ＜３．２５
    ０．９０＜Ｓｋ’／ＩＭＧ＜１．２５
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１１の撮像装置。
14. 前記第１の非球面に最軸外主光線が入射するときの入射点をＲ_ｘａ、入射点Ｒ_ｘａの光軸に対して対称の点をＲ_Ｘｂとし_、該第１の非球面の面頂点と点Ｒ_ｘａ、Ｒ_Ｘｂとで定義される参照球面からの非球面量をＤ_ＡＳＳ、前記光学系の焦点距離をｆｗとするとき、
    ０．０７＜Ｄ_ＡＳＳ／ｆｗ＜０．２
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１２又は１３の撮像装置。