JP2016009006A

JP2016009006A - 撮像光学系，撮像光学装置及びデジタル機器

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Publication number: JP2016009006A
Application number: JP2014128110A
Authority: JP
Inventors: 山田　恵子; Keiko Yamada; 恵子山田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2014-06-23
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2016-01-18
Also published as: US9411139B2; US20150370044A1

Abstract

【課題】大口径であってフォーカス群が軽量化された小型で高性能なインナーフォーカス方式の撮像光学系，それを備えた撮像光学装置及びデジタル機器を提供する。
【解決手段】撮像光学系ＬＮは、物体側から順に、正負正の第１〜第３レンズ群Ｇｒ１〜３を有し、第２レンズ群Ｇｒ２全体を光軸ＡＸに沿って像側に移動させることにより、近接物体への合焦を行い、条件式：０．８＜１Ｇｒ＿Ｆｌ／ＦＬ＜１．２，０．６＜｜２Ｇｒ＿Ｆｌ／ＦＬ｜＜２．５，０．６＜３Ｇｒ＿Ｆｌ／ＦＬ＜１．８，０．８＜１Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ／１Ｇｒ＿Ｔｈｉ＜１．１，−０．６＜２Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ／２Ｇｒ＿Ｔｈｉ＜１．６（ＦＬ：全系の焦点距離、１Ｇｒ＿Ｆｌ〜３Ｇｒ＿Ｆｌ：第１〜第３レンズ群の焦点距離、１Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ：第１レンズ群の最物体側面から後側主点位置までの距離、１Ｇｒ＿Ｔｈｉ，２Ｇｒ＿Ｔｈｉ：第１，第２レンズ群の全長、２Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ：第２レンズ群の最物体側面から後側主点位置までの距離）を満足する。
【選択図】図１

Description

本発明は撮像光学系，撮像光学装置及びデジタル機器に関するものである。例えば、被写体の映像を撮像素子（例えば、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)型イメージセンサー，ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型イメージセンサー等の固体撮像素子）で取り込むレンズ交換式デジタルカメラに適したコンパクトで大口径・インナーフォーカス方式の標準レンズと、その標準レンズ及び撮像素子で取り込んだ被写体の映像を電気的な信号として出力する撮像光学装置と、その撮像光学装置を搭載したデジタルカメラ等の画像入力機能付きデジタル機器と、に関するものである。

近年、一眼レフカメラから跳ね上げミラーを取り除いたミラーレスレンズ交換式カメラのコンパクト性がユーザーに受け入れられて、その市場が拡大しつつある。そのようなミラーレスレンズ交換式カメラのなかには、従来の一眼レフカメラにおいて主流であった位相差ＡＦ(autofocus)を用いることができないものも存在する。そのようなカメラでは、フォーカス群（合焦群）を走査してコントラストが最大になる場所を探すことで合焦を行う、いわゆるコントラストＡＦを用いることになる。

そこで課題となるのが、フォーカス群の重量である。位相差ＡＦの場合、ＡＦセンサーからの情報を用い、合焦させるのに必要なフォーカス群の移動量を算出できるため、その量にしたがってフォーカス群を移動させることができる。一方、コントラストＡＦの場合、ＡＦセンサーから得られる情報はその瞬間のコントラスト値のみであり、フォーカス群を移動させて、その時々のコントラストの変化を読み取りながら、コントラストが最大となる場所を探すことで合焦動作を行うことになる。したがって、合焦までに移動するフォーカス群の移動量をコントラストＡＦと位相差ＡＦとで比較した場合、前者の場合が圧倒的に大きくなる。

以上の点から、コントラストＡＦに対応しようとする撮像光学系においては、フォーカス群の軽量化が大きなポイントとなる（例えば、特許文献１，２参照。）。

特開２０１３−３３２４号公報特開２０１２−２４２４７２号公報

上記特許文献１には、正の第１レンズ群と負の第２レンズ群と正の第３レンズ群とを有する構成において、合焦時に第２レンズ群を像側に繰り出す構成が提案されている。フォーカス群の軽量化を図るために第２レンズ群を１〜３枚程度のレンズで構成しているが、第２レンズ群の倍率が大きく、第２レンズ群で発生するコマ収差を補正するために第１レンズ群の全長が大きくなっている。その結果、レンズ全長のコンパクトさに欠けるという点で課題がある。

また特許文献２には、正の第１レンズ群と負の第２レンズ群と正の第３レンズ群とからなる構成において、合焦時に第２レンズ群を像側に繰り出す構成が提案されている。フォーカス群の軽量化を図るために第２レンズ群を１枚の負レンズで構成しているが、絞りが第１レンズ群内部に配置されているため、変倍時に軸外光束で発生するコマ収差変動が大きくなるという課題がある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、大口径であってフォーカス群が軽量化された小型で高性能なインナーフォーカス方式の撮像光学系，それを備えた撮像光学装置及びデジタル機器を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明の撮像光学系は、物体側から順に、正の第１レンズ群と、負の第２レンズ群と、正の第３レンズ群とを有し、前記第２レンズ群全体を光軸に沿って像側に移動させることにより、近接物体への合焦を行い、
以下の条件式（１）〜（５）を満足することを特徴とする。
０．８＜１Ｇｒ＿Ｆｌ／ＦＬ＜１．２ …（１）
０．６＜｜２Ｇｒ＿Ｆｌ／ＦＬ｜＜２．５ …（２）
０．６＜３Ｇｒ＿Ｆｌ／ＦＬ＜１．８ …（３）
０．８＜１Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ／１Ｇｒ＿Ｔｈｉ＜１．１ …（４）
−０．６＜２Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ／２Ｇｒ＿Ｔｈｉ＜１．６ …（５）
ただし、
ＦＬ：全系の焦点距離、
１Ｇｒ＿Ｆｌ：第１レンズ群の焦点距離、
２Ｇｒ＿Ｆｌ：第２レンズ群の焦点距離、
３Ｇｒ＿Ｆｌ：第３レンズ群の焦点距離、
１Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ：第１レンズ群の最物体側面から後側主点位置までの距離、
１Ｇｒ＿Ｔｈｉ：第１レンズ群の全長、
２Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ：第２レンズ群の最物体側面から後側主点位置までの距離、
２Ｇｒ＿Ｔｈｉ：第２レンズ群の全長、
である。

第２の発明の撮像光学系は、上記第１の発明において、以下の条件式（６）を満足することを特徴とする。
２．０＜β＿２Ｇｒ／β＿３Ｇｒ＜１２．０ …（６）
ただし、
β＿２Ｇｒ：物体距離無限時の第２レンズ群の横倍率、
β＿３Ｇｒ：物体距離無限時の第３レンズ群の横倍率、
である。

第３の発明の撮像光学系は、上記第１又は第２の発明において、前記第１レンズ群が物体側から順に前群と後群とからなり、前記前群の最も像側のレンズが像側に凹面を向けており、前記後群の最も物体側のレンズが物体側に凹面を向けており、前記前群と前記後群との間の軸上空気間隔が前記第１レンズ群中の軸上空気間隔のうちで最も大きく、以下の条件式（７）及び（８）を満足することを特徴とする。
−０．２＜ＦＬ／１ａＧｒ＿Ｆｌ＜０．３ …（７）
０．６＜１ｂＧｒ＿Ｆｌ／ＦＬ＜１．０ …（８）
ただし、
１ａＧｒ＿Ｆｌ：前群の焦点距離、
１ｂＧｒ＿Ｆｌ：後群の焦点距離、
である。

第４の発明の撮像光学系は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記第１レンズ群内に非球面レンズを少なくとも１枚有し、前記非球面レンズは光軸から離れるにつれて曲率半径が小さくなる非球面形状を物体側面に有することを特徴とする。

第５の発明の撮像光学系は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記第３レンズ群が正パワーのレンズ及び負パワーのレンズを有することを特徴とする。

第６の発明の撮像光学系は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、撮像素子の撮像面上に被写体の光学像を形成するための撮像光学系であって、前記撮像面の画面サイズの対角線長の半分を像高の最大値とするとき、以下の条件式（９）を満足することを特徴とする。
４．０＜ＴＬ／（ＦＬ×ｔａｎω）＜６．５ …（９）
ただし、
ＴＬ：全系の全長（最物体側レンズ面の頂点から撮像面までの距離）、
ω：半画角の最大値、
である。

第７の発明の撮像光学系は、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする。
Ｗ＿２Ｇｒ＜２５ …（１０）
ただし、
Ｗ＿２Ｇｒ：第２レンズ群を構成するレンズ要素の合計重量（ｇ）、
である。

第８の発明の撮像光学系は、上記第１〜第７のいずれか１つの発明において、撮像素子の撮像面上に被写体の光学像を形成するための撮像光学系であって、前記撮像面の画面サイズの対角線長の半分を像高の最大値とするとき、以下の条件式（１１）を満足することを特徴とする。
４０＜２ω＜５０ …（１１）
ただし、
ω：半画角の最大値、
である。

第９の発明の撮像光学装置は、上記第１〜第８のいずれか１つの発明に係る撮像光学系と、撮像面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の撮像面上に被写体の光学像が形成されるように前記撮像光学系が設けられていることを特徴とする。

第１０の発明のデジタル機器は、上記第９の発明に係る撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とする。

本発明によれば、物体側から順に正負正の第１〜第３レンズ群を有し、無限遠から近距離への合焦時には第２レンズ群を像側に移動させるインナーフォーカス方式の撮像光学系において、フォーカス群の軽量化等に有効な条件が適切に設定された構成になっているため、大口径であってフォーカス群が軽量化されているにもかかわらず、小型で高性能な撮像光学系及び撮像光学装置を実現することができる。例えば、レンズ全長がコンパクト化され、かつ、フォーカス時の性能変動が抑制された大口径の標準レンズであって、フォーカス群の軽量化により効果的なコントラストＡＦへの対応が可能な撮像光学系を達成することができる。その高性能・高機能な撮像光学系又は撮像光学装置をデジタル機器（例えばデジタルカメラ）に用いることによって、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能をコンパクトに付加することが可能となる。

第１の実施の形態（実施例１）のレンズ構成図。第２の実施の形態（実施例２）のレンズ構成図。第３の実施の形態（実施例３）のレンズ構成図。第４の実施の形態（実施例４）のレンズ構成図。第５の実施の形態（実施例５）のレンズ構成図。実施例１の縦収差図。実施例２の縦収差図。実施例３の縦収差図。実施例４の縦収差図。実施例５の縦収差図。実施例１の第１フォーカスポジションでの横収差図。実施例１の第２フォーカスポジションでの横収差図。実施例２の第１フォーカスポジションでの横収差図。実施例２の第２フォーカスポジションでの横収差図。実施例３の第１フォーカスポジションでの横収差図。実施例３の第２フォーカスポジションでの横収差図。実施例４の第１フォーカスポジションでの横収差図。実施例４の第２フォーカスポジションでの横収差図。実施例５の第１フォーカスポジションでの横収差図。実施例５の第２フォーカスポジションでの横収差図。撮像光学装置を搭載したデジタル機器の概略構成例を示す模式図。

以下、本発明に係る撮像光学系，撮像光学装置及びデジタル機器を説明する。本発明に係る撮像光学系は、物体側から順に、正の第１レンズ群と、負の第２レンズ群と、正の第３レンズ群とを有する構成になっている。そして、前記第２レンズ群全体を光軸に沿って像側に移動させることにより、近接物体への合焦を行い、以下の条件式（１）〜（５）を満足することを特徴としている。
０．８＜１Ｇｒ＿Ｆｌ／ＦＬ＜１．２ …（１）
０．６＜｜２Ｇｒ＿Ｆｌ／ＦＬ｜＜２．５ …（２）
０．６＜３Ｇｒ＿Ｆｌ／ＦＬ＜１．８ …（３）
０．８＜１Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ／１Ｇｒ＿Ｔｈｉ＜１．１ …（４）
−０．６＜２Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ／２Ｇｒ＿Ｔｈｉ＜１．６ …（５）
ただし、
ＦＬ：全系の焦点距離、
１Ｇｒ＿Ｆｌ：第１レンズ群の焦点距離、
２Ｇｒ＿Ｆｌ：第２レンズ群の焦点距離、
３Ｇｒ＿Ｆｌ：第３レンズ群の焦点距離、
１Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ：第１レンズ群の最物体側面から後側主点位置までの距離、
１Ｇｒ＿Ｔｈｉ：第１レンズ群の全長、
２Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ：第２レンズ群の最物体側面から後側主点位置までの距離、
２Ｇｒ＿Ｔｈｉ：第２レンズ群の全長、
である。

撮像光学系全体を繰り出して合焦を行う全体繰り出し方式と比較すると、物体側から順に正負正のパワー配置とし（パワー：焦点距離の逆数で定義される量）、負のパワーを有する第２レンズ群をフォーカス群（合焦群）とするインナーフォーカス方式では、合焦時に移動するレンズ群の総重量を低減することが可能である。また、第１レンズ群で収束させた光束を第２レンズ群で一旦発散させた後に、第３レンズ群で再び収束させる構成をとることにより、フォーカス群である第２レンズ群での軸上光束及び軸外光束の入射高さを適切に設定することが可能となる。このため上記フォーカス方式を採用することは、大口径レンズにおいて特に課題となる、合焦に伴う球面収差変動及びコマ収差変動を抑制する点でも効果的である。

条件式（１）〜（３）は、レンズ全長をコンパクト化するための各レンズ群のパワーを規定している。条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズ群のパワーが弱くなるため、合焦に必要な第２レンズ群の移動量が大きくなり、合焦に伴う球面収差変動が大きくなる。また、レンズ全長のコンパクト化の面でも不利になる。条件式（１）の下限を下回ると、第１レンズ群のパワーが強くなるため、必然的に第２レンズ群のパワーも強くなり、合焦時の周辺像高でのコマ収差及び非点収差の変動を補正することが困難となる。

条件式（２）の上限を上回ると、第２レンズ群のパワーが弱くなるため、合焦に必要な第２レンズ群の移動量が大きくなり、合焦に伴う球面収差変動が大きくなる。条件式（２）の下限を下回ると、第２レンズ群のパワーが強くなり、周辺光束が強い発散作用を受けるため、合焦時の周辺像高でのコマ収差及び非点収差の変動を補正することが困難となる。

条件式（３）の上限を上回ると、第３レンズ群のパワーが弱くなるため、大口径を達成するためには、第１レンズ群から光束をより収束させて射出させる必要が生じる。このため、第２レンズ群に入射する光束の入射高さが合焦に伴って大きく変化し、合焦による収差変動が大きくなる。また、第２レンズ群の光学有効径が大きくなるため、フォーカス群重量の軽量化という点でも不利になる。条件式（３）の下限を下回ると、第３レンズ群のパワーが強くなるため、周辺画角での非点収差を補正することが困難になる。また、無限距離合焦時の第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を確保する必要があるため、レンズ全長のコンパクト化の点でも不利になる。

条件式（４）は、第１レンズ群の後側主点位置を規定するものである。条件式（４）の下限を下回ると、第１レンズ群の後側主点位置から第２レンズ群までの距離が長くなって、第２レンズ群に入射する光束の入射高さが低くなるため、球面収差を十分に補正することができなくなる。条件式（４）の上限を上回ると、第１レンズ群の後側主点位置から第２レンズ群までの距離が短くなるため、周辺像高の光束が第２レンズ群で受ける発散作用が小さくなり、コマ収差の補正が困難になる。また、第２レンズ群の光学有効径が大きくなるため、フォーカス群の軽量化の点でも不利になる。

条件式（５）は、第２レンズ群の後側主点位置を規定するものである。条件式（５）の下限を下回ると、第２レンズ群の後側主点位置から第３レンズ群までの距離が長くなって、第３レンズ群への軸上光束の入射高さが小さくなるため、球面収差の補正が困難になる。条件式（５）の上限を上回ると、第２レンズ群の後側主点位置から第３レンズ群までの距離が短くなって、第３レンズ群上で軸上光束と軸外光束とが十分分離されなくなるため、像面湾曲の補正が困難になる。

上記特徴的構成によると、物体側から順に正負正の第１〜第３レンズ群を有し、無限遠から近距離への合焦時には第２レンズ群を像側に移動させるインナーフォーカス方式の撮像光学系において、フォーカス群の軽量化等に有効な条件が適切に設定された構成になっているため、大口径であってフォーカス群が軽量化されているにもかかわらず、小型で高性能な撮像光学系及び撮像光学装置を実現することができる。例えば、レンズ全長がコンパクト化され、かつ、フォーカス時の性能変動が抑制された大口径の標準レンズであって、フォーカス群の軽量化により効果的なコントラストＡＦへの対応が可能な撮像光学系を達成することができる。

上記高性能・高機能な撮像光学系又は撮像光学装置をデジタルカメラ等のデジタル機器に用いれば、デジタル機器に対して高性能の画像入力機能を軽量・コンパクトに付加することが可能となり、デジタル機器のコンパクト化，低コスト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。また、本発明に係る撮像光学系は、ミラーレスタイプのレンズ交換式デジタルカメラ用の交換レンズとして好適であるため、持ち運びに便利な軽量・小型の交換レンズを実現することができる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能，軽量・小型化等を達成するための条件等を以下に説明する。

絞りは、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に位置することが望ましい。絞りを第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置することにより、第２レンズ群への軸外光束の入射位置が高くなりすぎず、合焦に伴うコマ収差の変動を抑制することができる。

以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
２．０＜β＿２Ｇｒ／β＿３Ｇｒ＜１２．０ …（６）
ただし、
β＿２Ｇｒ：物体距離無限時の第２レンズ群の横倍率、
β＿３Ｇｒ：物体距離無限時の第３レンズ群の横倍率、
である。

条件式（６）は、無限遠合焦時の第２レンズ群と第３レンズ群との結像倍率比を規定するものである。条件式（６）の上限を上回ると、第２レンズ群の負のパワーが大きくなり、軸外光束が第２レンズ群で強く発散されるためにコマ収差を補正することが困難になる。条件式（６）の下限を下回ると、第２レンズ群の負のパワーが小さくなり、合焦時に必要な第２レンズ群の移動量が大きくなるため、合焦に伴う球面収差や色収差の変動の補正が困難になる。

前記第１レンズ群が物体側から順に前群と後群とからなり、前記前群の最も像側のレンズが像側に凹面を向けており、前記後群の最も物体側のレンズが物体側に凹面を向けており、前記前群と前記後群との間の軸上空気間隔が前記第１レンズ群中の軸上空気間隔のうちで最も大きく、以下の条件式（７）及び（８）を満足することが望ましい。
−０．２＜ＦＬ／１ａＧｒ＿Ｆｌ＜０．３ …（７）
０．６＜１ｂＧｒ＿Ｆｌ／ＦＬ＜１．０ …（８）
ただし、
１ａＧｒ＿Ｆｌ：前群の焦点距離、
１ｂＧｒ＿Ｆｌ：後群の焦点距離、
である。

第１レンズ群内の部分群である前群及び後群は、凹面を向かい合わせるように配置されることが望ましい。このような配置をとることにより、大口径でありながら、コマ収差が良好に補正された撮像光学系を実現することができる。また、前群及び後群の焦点距離を規定する条件式（７）及び（８）を満たすことにより、第２レンズ群の有効径を抑えながら、球面収差及びコマ収差を良好に補正することが可能になる。

条件式（７）の上限を上回ると、前群の正のパワーが強くなりすぎて、第１レンズ群内でのコマ収差が増大する。それと同時に、第１レンズ群の後側主点位置から第２レンズ群までの距離が長くなって、第２レンズ群に入射する軸上光束の入射高さが低くなるため、球面収差を補正することが困難になる。条件式（７）の下限を下回ると、前群の負のパワーが強くなりすぎて、第１レンズ群の後側主点位置から第２レンズ群までの距離が短くなるため、周辺像高の光束が第２レンズ群で受ける発散作用が小さくなり、コマ収差の補正が困難となる。また、第２レンズ群の有効径を大きくする必要が生じるため、フォーカス群の軽量化の点でも不利になる。

例えば、特許文献１に記載のレンズ系では、条件式（７）の対応値が条件式（７）の下限を下回っている。つまり、特許文献１に記載のレンズ系は、後側主点位置が第２レンズ群に近い設定となっているため、先に説明したコマ収差性能上の問題があるだけでなく、第２レンズ群の有効径を大きくする必要があることからフォーカス群の重量増大を招くおそれもある。

条件式（８）の上限を上回ると、後群の正のパワーが弱くなりすぎて、第１レンズ群内でのコマ収差の補正が不十分となる。条件式（８）の下限を下回ると、後群の正のパワーが強くなり、強く収束した光束が第２レンズ群に入射するため、合焦に伴う球面収差の変動を補正することが困難となる。さらに、第１レンズ群から射出する軸外光束の主光線角度が大きくなるため、コマ収差が増大すると共に、第２レンズ群の有効径を大きくする必要があるためにフォーカス群の軽量化の点でも不利になる。

前記第１レンズ群内に非球面レンズを少なくとも１枚有し、前記非球面レンズは光軸から離れるにつれて曲率半径が小さくなる非球面形状を物体側面に有することが望ましい。光軸から離れるにつれて曲率半径が小さくなる（すなわち、面のパワーが弱くなる）非球面形状を有する非球面レンズを第１レンズ群内に配置することは、軸外光束で発生する非点収差の補正に効果的である。特に物体に対して凸面を向けた面を上記非球面形状とすることにより、より一層の効果が期待できる。

前記第３レンズ群が正パワーのレンズ及び負パワーのレンズを有することが望ましい。第３レンズ群内に正レンズ及び負レンズを有する構成とすることにより、軸外光束のコマ収差補正に有効な構成とすることができる。さらには、物体側から順に、正レンズ、負レンズの順に配置することにより、収差補正効果をより一層高めることができる。また、非球面形状を有する正レンズで第３レンズ群を構成することにより、非点収差をより一層効果的に補正することが可能となる。

撮像素子の撮像面上に被写体の光学像を形成するための撮像光学系であって、前記撮像面の画面サイズの対角線長の半分を像高の最大値とするとき、以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
４．０＜ＴＬ／（ＦＬ×ｔａｎω）＜６．５ …（９）
ただし、
ＴＬ：全系の全長（最物体側レンズ面の頂点から撮像面までの距離）、
ω：半画角の最大値、
である。

条件式（９）は、本発明に係る撮像光学系の画角に対するレンズ全長を規定するものであり、レンズ全長のコンパクト化とフォーカス群の軽量化とフォーカス時の性能変動の抑制とのバランスの観点から好ましい条件範囲を規定している。そして、この条件式（９）を満足する撮像光学系において、前記条件式（１）〜（５）を満たすことにより、レンズ全長のコンパクト化とフォーカス群の軽量化とフォーカス性能の向上との両立を効果的に達成することが可能となる。

以下の条件式（１０）を満足することが望ましい。
Ｗ＿２Ｇｒ＜２５ …（１０）
ただし、
Ｗ＿２Ｇｒ：第２レンズ群を構成するレンズ要素の合計重量（ｇ）、
である。

条件式（１０）は、第２レンズ群を構成するレンズ要素の合計重量を規定するものであり、フォーカス群の軽量化とフォーカス時の性能変動の抑制とのバランスの観点から好ましい条件範囲を規定している。条件式（１０）を満たせばフォーカス群の軽量化により高速な合焦を実現することが可能となるが、フォーカス群を軽量化するためにも、先に説明した条件式（２）等を満たすことは効果的な条件設定と言える。

撮像素子の撮像面上に被写体の光学像を形成するための撮像光学系であって、前記撮像面の画面サイズの対角線長の半分を像高の最大値とするとき、以下の条件式（１１）を満足することが望ましい。
４０＜２ω＜５０ …（１１）
ただし、
ω：半画角の最大値、
である。

条件式（１１）は、本発明に係る撮像光学系の画角を定義するものであり、フォーカス群の軽量化とフォーカス時の性能変動の抑制とのバランスの観点から好ましい条件範囲を規定している。条件式（１１）を満たすことにより、いわゆる標準レンズの画角を満足することができる。そして、この条件式（１１）の範囲の画角の撮像光学系において、前記条件式（１）〜（５）を満たすことにより、フォーカス群の軽量化とフォーカス性能の向上との両立を最も効果的に達成することが可能となる。

本発明に係る撮像光学系は、画像入力機能付きデジタル機器（例えば、デジタルカメラ）用の撮像レンズとしての使用に適しており、これを撮像素子等と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像光学装置を構成することができる。撮像光学装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成す光学装置であり、例えば、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像を形成する撮像光学系と、その撮像光学系により形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えることにより構成される。そして、撮像素子の受光面（すなわち撮像面）上に被写体の光学像が形成されるように、前述した特徴的構成を有する撮像光学系が配置されることにより、小型・低コストで高い性能を有する撮像光学装置やそれを備えたデジタル機器を実現することができる。

画像入力機能付きデジタル機器の例としては、デジタルカメラ，ビデオカメラ，監視カメラ，防犯カメラ，車載カメラ，テレビ電話用カメラ等のカメラが挙げられる。また、パーソナルコンピューター，携帯用デジタル機器（例えば、携帯電話，スマートフォン（高機能携帯電話），タブレット端末，モバイルコンピューター等），これらの周辺機器（スキャナー，プリンター，マウス等），その他のデジタル機器（ドライブレコーダー，防衛機器等）等に内蔵又は外付けによりカメラ機能が搭載されたものが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像光学装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像光学装置を搭載することによりカメラ機能を付加することが可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。

図２１に、画像入力機能付きデジタル機器の一例として、デジタル機器ＤＵの概略構成例を模式的断面で示す。図２１に示すデジタル機器ＤＵに搭載されている撮像光学装置ＬＵは、物体（すなわち被写体）側から順に、物体の光学像（像面）ＩＭを形成する撮像光学系ＬＮ（ＡＸ：光軸）と、撮像光学系ＬＮにより受光面（撮像面）ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲと、を備えており、必要に応じて平行平面板（例えば、撮像素子ＳＲのカバーガラス；必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター，赤外カットフィルター等の光学フィルター等に相当する。）も配置される。この撮像光学装置ＬＵで画像入力機能付きデジタル機器ＤＵを構成する場合、通常そのボディ内部に撮像光学装置ＬＵを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像光学装置ＬＵをデジタル機器ＤＵの本体に対して着脱可能又は回動可能に構成することが可能である。

撮像光学系ＬＮは、正負正の３群を物体側に含む３群以上で構成された標準レンズであり、第２レンズ群全体を光軸ＡＸに沿って像側に移動させることにより近距離物体へのフォーカシングを行い、撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上に光学像ＩＭを形成する構成になっている。撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ型イメージセンサー，ＣＭＯＳ型イメージセンサー等の固体撮像素子が用いられる。撮像光学系ＬＮは、撮像素子ＳＲの光電変換部である受光面ＳＳ上に被写体の光学像ＩＭが形成されるように設けられているので、撮像光学系ＬＮによって形成された光学像ＩＭは、撮像素子ＳＲによって電気的な信号に変換される。

デジタル機器ＤＵは、撮像光学装置ＬＵの他に、信号処理部１，制御部２，メモリー３，操作部４，表示部５等を備えている。撮像素子ＳＲで生成した信号は、信号処理部１で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリー３（半導体メモリー，光ディスク等）に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号等に変換されたりして他の機器に伝送される（例えば携帯電話の通信機能）。制御部２はマイクロコンピューターからなっており、撮影機能（静止画撮影機能，動画撮影機能等），画像再生機能等の機能の制御；フォーカシング，手ぶれ補正等のためのレンズ移動機構の制御等を集中的に行う。例えば、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方を行うように、制御部２により撮像光学装置ＬＵに対する制御が行われる。表示部５は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子ＳＲによって変換された画像信号あるいはメモリー３に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。操作部４は、操作ボタン（例えばレリーズボタン），操作ダイヤル（例えば撮影モードダイヤル）等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を制御部２に伝達する。

次に、撮像光学系ＬＮの第１〜第５の実施の形態を挙げて、その具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図１〜図５は、第１〜第５の実施の形態を構成する撮像光学系ＬＮにそれぞれ対応するレンズ構成図であり、第１フォーカスポジションＰＯＳ１（被写体無限遠状態）でのレンズ配置を光学断面で示している。フォーカシング時には、第２レンズ群Ｇｒ２が光軸ＡＸに沿って移動する。つまり、第２レンズ群Ｇｒ２はフォーカス群であり、矢印ｍＦで示すように、近距離物体へのフォーカシングにおいて像側へ移動する。

第１〜第５の実施の形態を構成する撮像光学系ＬＮは、第２レンズ群Ｇｒ２をフォーカス群とする正負正の３群構成の標準レンズである。第１レンズ群Ｇｒ１は、物体側から順に、前群Ｇｒ１ａと後群Ｇｒ１ｂからなっている。前群Ｇｒ１ａと後群Ｇｒ１ｂは凹面を向かい合わせるように配置されており、前群Ｇｒ１ａと後群Ｇｒ１ｂとの間の軸上空気間隔が第１レンズ群Ｇｒ１中の軸上空気間隔のうちで最も大きくなっている。第１レンズ群Ｇｒ１と第２レンズ群Ｇｒ２との間には、絞りＳＴが配置されている。第１，第２レンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ２間に絞りＳＴを配置することにより、各レンズ群で発生するコマ収差を良好に補正することができる。なお、撮像光学系ＬＮと像面ＩＭとの間には平行平面板ＰＴが配置されており、この平行平面板ＰＴは、撮像素子ＳＲのカバーガラスとモアレ防止用のローパスフィルターとのトータルの光学厚みに等価なガラス平板である。

第１の実施の形態の撮像光学系ＬＮ（図１）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１内の前群Ｇｒ１ａは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１及び物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた両面非球面の負メニスカスレンズＬ１３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１内の後群Ｇｒ１ｂは、両凹レンズＬ１４及び両凸レンズＬ１５からなる接合レンズと、両凸レンズＬ１６と、で構成されている。前群Ｇｒ１ａの最も像側のレンズＬ１３が像側に凹面を向けており、後群Ｇｒ１ｂの最も物体側のレンズＬ１４が物体側に凹面を向けている。第２レンズ群Ｇｒ２は、両凹レンズＬ２１と、両凸レンズＬ２２と、で構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、両面非球面の両凸レンズＬ３１と、両凹レンズＬ３２と、で構成されている。

第２の実施の形態の撮像光学系ＬＮ（図２）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１内の前群Ｇｒ１ａは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１及び物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた両面非球面の負メニスカスレンズＬ１３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１内の後群Ｇｒ１ｂは、両凹レンズＬ１４及び両凸レンズＬ１５からなる接合レンズと、両凸レンズＬ１６と、で構成されている。前群Ｇｒ１ａの最も像側のレンズＬ１３が像側に凹面を向けており、後群Ｇｒ１ｂの最も物体側のレンズＬ１４が物体側に凹面を向けている。第２レンズ群Ｇｒ２は、両凹レンズＬ２１と、両凸レンズＬ２２と、で構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、両面非球面の両凸レンズＬ３１と、両凹レンズＬ３２と、で構成されている。

第３の実施の形態の撮像光学系ＬＮ（図３）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１内の前群Ｇｒ１ａは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた両面非球面の負メニスカスレンズＬ１２と、で構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１内の後群Ｇｒ１ｂは、両凹レンズＬ１３及び両凸レンズＬ１４からなる接合レンズと、両凸レンズＬ１５と、で構成されている。前群Ｇｒ１ａの最も像側のレンズＬ１２が像側に凹面を向けており、後群Ｇｒ１ｂの最も物体側のレンズＬ１３が物体側に凹面を向けている。第２レンズ群Ｇｒ２は、両凸レンズＬ２１及び両凹レンズＬ２２からなる接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２３と、で構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、両面非球面の両凸レンズＬ３１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、で構成されている。

第４の実施の形態の撮像光学系ＬＮ（図４）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１内の前群Ｇｒ１ａは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１内の後群Ｇｒ１ｂは、両凹レンズＬ１４及び両凸レンズＬ１５からなる接合レンズと、両面非球面の両凸レンズＬ１６と、で構成されている。前群Ｇｒ１ａの最も像側のレンズＬ１３が像側に凹面を向けており、後群Ｇｒ１ｂの最も物体側のレンズＬ１４が物体側に凹面を向けている。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸面を向けた両面非球面の負メニスカスレンズＬ２１で構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１及び両凸レンズＬ３２からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３３と、で構成されている。

第５の実施の形態の撮像光学系ＬＮ（図５）において、各レンズ群は物体側から順に以下のように構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１内の前群Ｇｒ１ａは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた両面非球面の負メニスカスレンズＬ１３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇｒ１内の後群Ｇｒ１ｂは、両凹レンズＬ１４及び両凸レンズＬ１５からなる接合レンズと、両凸レンズＬ１６と、で構成されている。前群Ｇｒ１ａの最も像側のレンズＬ１３が像側に凹面を向けており、後群Ｇｒ１ｂの最も物体側のレンズＬ１４が物体側に凹面を向けている。第２レンズ群Ｇｒ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１で構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１及び両凸レンズＬ３２からなる接合レンズと、物体側に凹面を向けた両面非球面の負メニスカスレンズＬ３３と、で構成されている。

第１レンズ群Ｇｒ１における負メニスカスレンズＬ１３（図１，図２，図５），Ｌ１２（図３），Ｌ１６（図４）の物体側面は、光軸ＡＸから離れるにつれて曲率半径が小さくなる非球面形状を有している。光軸ＡＸから離れるにつれて曲率半径が小さくなる非球面を第１レンズ群Ｇｒ１内に配置することは、軸外光束で発生する非点収差の補正に効果的であり、特に物体側に凸面を向けた面を上記非球面形状とすることにより、より一層の効果が期待できる。

第１，第２の実施の形態（図１，図２）では、第２レンズ群Ｇｒ２が負レンズＬ２１と正レンズＬ２２を有しており、第３の実施の形態（図３）では、第２レンズ群Ｇｒ２が負レンズＬ２２，Ｌ２３と正レンズＬ２１を有している。第２レンズ群Ｇｒ２が負レンズと正レンズを有することにより、好ましくは第２レンズ群Ｇｒ２が物体側から負レンズ、正レンズの順に配置されることにより、合焦に伴って変化する像面湾曲や色収差を良好に補正することが可能となる。

第１〜第３の実施の形態（図１〜図３）では、第３レンズ群Ｇｒ３が正レンズと負レンズの順に構成されており、第４，第５の実施の形態（図４，図５）では、第３レンズ群Ｇｒ３が正パワーの接合レンズと負レンズの順に構成されている。第３レンズ群Ｇｒ３において正負の順にレンズを配置することにより、第１，第２レンズ群Ｇｒ１，Ｇｒ２で発生するコマ収差を補正できると同時に、レンズ全長の短縮にも有利な構成となる。さらに、第３レンズ群Ｇｒ３の焦点距離を第１レンズ群Ｇｒ１の焦点距離よりも長くすることにより、合焦に必要な第２レンズ群Ｇｒ２の移動量を低減することができ、合焦に伴う収差変動の抑制及びレンズ全長の短縮に効果的な構成とすることができる。

第１〜第３の実施の形態（図１〜図３）では、第３レンズ群Ｇｒ３が非球面形状を有する正の両凸レンズＬ３１を含む構成となっている。このため、非点収差をより一層効果的に補正することが可能である。

以下、本発明を実施した撮像光学系の構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜５（ＥＸ１〜５）は、前述した第１〜第５の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第５の実施の形態を表すレンズ構成図（図１〜図５）は、対応する実施例１〜５の光学構成をそれぞれ示している。

各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号ｉ（ＯＢ：物面，ＳＴ：絞り面，ＩＭ：像面），曲率半径ｒ（ｍｍ），軸上面間隔ｄ（ｍｍ），ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に関する屈折率ｎｄ，ｄ線に関するアッベ数ｖｄ，及び有効半径Ｒ（ｍｍ）を示す。面番号ｉに＊が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いた以下の式（ＡＳ）で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してＥ−ｎ＝×１０^-nである。
ｚ＝（ｃ・ｈ²）／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）・ｃ²・ｈ²｝］＋Σ（Ａｊ・ｈ^j） …（ＡＳ）
ただし、
ｈ：ｚ軸（光軸ＡＸ）に対して垂直な方向の高さ（ｈ²＝ｘ²＋ｙ²）、
ｚ：高さｈの位置での光軸ＡＸ方向のサグ量（面頂点基準）、
ｃ：面頂点での曲率（曲率半径ｒの逆数）、
Ｋ：円錐定数、
Ａｊ：ｊ次の非球面係数、
である。

各種データとして、全系の焦点距離ＦＬ（ｍｍ），Ｆナンバー（ＦＮＯ），全画角２ω（°），レンズ全長ＴＬ（レンズ最前面から像面ＩＭまでの距離，ｍｍ）を示す。さらに、フォーカシングにより変化する可変パラメーターとして、絞り径（有効半径Ｒ）と可変軸上面間隔ｄｉ（ｉ：面番号）を、第１，第２フォーカスポジションＰＯＳ１，ＰＯＳ２のそれぞれについて示す。また、表１に各実施例の条件式対応値及びその関連データを示す。

図６〜図１０は、実施例１〜実施例５（ＥＸ１〜ＥＸ５）にそれぞれ対応する縦収差図であり、（Ａ）〜（Ｃ）は第１フォーカスポジションＰＯＳ１、（Ｄ）〜（Ｆ）は第２フォーカスポジションＰＯＳ２における諸収差をそれぞれ示している。また、図６〜図１０中、（Ａ）と（Ｄ）は球面収差図、（Ｂ）と（Ｅ）は非点収差図、（Ｃ）と（Ｆ）は歪曲収差図である。球面収差図は、実線で示すｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する球面収差量、一点鎖線で示すＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）に対する球面収差量、破線で示すｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）に対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値（すなわち相対瞳高さ）を表している。非点収差図において、破線Ｔはｄ線に対するタンジェンシャル像面、実線Ｓはｄ線に対するサジタル像面を、近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量（単位：ｍｍ）で表しており、縦軸は像高（ＩＭＧＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。歪曲収差図において、横軸はｄ線に対する歪曲（単位：％）を表しており、縦軸は像高（ＩＭＧＨＴ，単位：ｍｍ）を表している。なお、像高ＩＭＧＨＴの最大値は、像面ＩＭにおける最大像高Ｙ’（撮像素子ＳＲの受光面ＳＳの対角長の半分）に相当する。

図１１，図１２；図１３，図１４；図１５，図１６；図１７，図１８；図１９，図２０は、実施例１〜実施例５（ＥＸ１〜ＥＸ５）にそれぞれ対応する横収差図であり、第１，第２フォーカスポジションＰＯＳ１，ＰＯＳ２における横収差（ｍｍ）を示している。図１１〜図２０のそれぞれにおいて、（Ａ）〜（Ｅ）はタンジェンシャル光束での横収差を示しており、（Ｆ）〜（Ｊ）はサジタル光束での横収差を示している。また、ＲＥＬＡＴＩＶＥＦＩＥＬＤＨＥＩＧＨＴで表されている像高比（半画角ω°）での横収差を、実線で示すｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、一点鎖線で示すＣ線（波長６５６．２８ｎｍ）、破線で示すｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）について示している。なお像高比は、像高を最大像高Ｙ’で規格化した相対的な像高である。

実施例１
単位：mm
面データ
i r d nd vd R
OB ∞ variable
1 67.206 1.00 1.51680 64.20 15.480
2 19.951 6.92 1.88100 40.14 13.816
3 524.854 1.24 13.500
*4 64.086 0.90 1.80860 40.42 11.000
*5 18.021 7.39 10.000
6 -19.918 0.90 1.74077 27.76 10.136
7 24.649 7.81 1.83481 42.72 12.312
8 -25.959 0.20 12.633
9 42.120 4.32 1.72916 54.68 12.791
10 -96.650 0.50 12.619
11(ST) ∞ variable 12.203
12 -81.281 0.90 1.61293 36.96 11.780
13 27.326 3.07 11.283
14 290.281 2.69 1.84666 23.78 11.373
15 -70.508 variable 11.433
*16 35.875 6.03 1.74320 49.30 11.200
*17 -31.635 3.20 11.344
18 -136.084 0.90 1.84666 23.88 10.800
19 35.443 15.89 10.647
20 ∞ 1.50 1.51680 64.20 16.000
21 ∞ 0.80 16.000
IM ∞

非球面データ
i 4 5 16 17
K 0 0 0 0
A4 -5.021E-06 1.432E-05 -2.145E-06 1.364E-05
A6 -5.308E-08 -3.053E-09 -5.956E-09 -1.582E-08
A8 1.363E-10 3.580E-10 5.079E-11 6.274E-11
A10 -4.192E-13 -3.205E-13 0.000E+00 0.000E+00
A12 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00

各種データ
FL 34.4
FNO 1.44
2ω 44.9
TL 78.0
可変パラメーター
物体距離絞り径 d11 d15
∞ (POS1) 12.203 2.25 9.59
245mm(POS2) 12.203 10.34 1.50

実施例２
単位：mm
面データ
i r d nd vd R
OB ∞ variable
1 53.035 1.00 1.51680 64.20 14.517
2 18.037 7.03 1.91082 35.25 12.898
3 289.461 0.40 13.500
*4 49.969 0.90 1.80860 40.42 10.600
*5 15.572 7.51 10.000
6 -21.693 0.90 1.76182 26.61 9.773
7 20.865 7.44 1.80420 46.50 11.719
8 -28.950 0.20 12.033
9 39.069 4.96 1.72916 54.67 12.548
10 -56.417 0.51 12.422
11(ST) ∞ variable 11.783
12 -81.647 0.90 1.58144 40.89 11.289
13 22.943 3.34 10.650
14 366.772 2.50 1.84666 23.78 10.708
15 -72.811 variable 10.742
*16 37.714 5.44 1.74320 49.30 11.000
*17 -28.132 2.64 11.151
18 -83.441 0.90 1.71736 29.50 10.800
19 33.234 16.00 10.646
20 ∞ 1.50 1.52249 59.48 16.000
21 ∞ 0.81 16.000
IM ∞

非球面データ
i 4 5 16 17
K 0 0 0 0
A4 -1.107E-05 9.680E-06 -2.298E-06 1.545E-05
A6 -2.926E-08 1.808E-08 -1.424E-09 -1.461E-08
A8 5.105E-12 3.056E-10 2.159E-11 4.199E-11
A10 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
A12 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00

各種データ
FL 34.4
FNO 1.44
2ω 44.9
TL 75.0
可変パラメーター
物体距離絞り径 d11 d15
∞ (POS1) 11.783 2.25 7.88
245mm(POS2) 8.211 8.63 1.50

実施例３
単位：mm
面データ
i r d nd vd R
OB ∞ variable
1 37.720 4.47 2.00069 25.46 16.926
2 119.240 4.42 16.211
*3 23.929 0.90 1.80860 40.41 10.800
*4 14.463 8.14 9.910
5 -21.578 0.90 1.78472 25.72 9.972
6 20.811 8.82 1.88100 40.14 11.650
7 -29.126 0.20 12.138
8 38.714 3.99 1.88100 40.14 11.923
9 -112.643 0.50 11.667
10(ST) ∞ variable 11.166
11 45.871 2.50 1.88300 40.81 10.125
12 -86.285 0.90 1.69895 30.05 9.910
13 15.460 6.42 8.620
14 -17.044 0.90 1.51823 58.96 8.577
15 -29.870 variable 8.900
*16 61.910 6.32 1.85400 40.39 11.500
*17 -21.612 1.36 11.843
18 -24.627 0.90 1.61293 36.96 11.733
19 -79.985 13.30 12.185
20 ∞ 1.50 1.52249 59.48 16.000
21 ∞ 0.84 16.000
IM ∞

非球面データ
i 3 4 16 17
K 0 0 0 0
A4 -1.107E-05 9.680E-06 -2.298E-06 1.545E-05
A6 -2.926E-08 1.808E-08 -1.424E-09 -1.461E-08
A8 5.105E-12 3.056E-10 2.159E-11 4.199E-11
A10 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
A12 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00

各種データ
FL 34.4
FNO 1.44
2ω 44.9
TL 75.0
可変パラメーター
物体距離絞り径 d10 d15
∞ (POS1) 11.166 2.25 5.51
228mm(POS2) 11.166 8.63 1.50

実施例４
単位：mm
面データ
i r d nd vd R
OB ∞ variable
1 30.000 1.00 1.67270 32.17 17.512
2 19.474 3.94 15.736
3 21.515 5.59 1.92286 20.88 15.457
4 45.016 0.10 14.699
5 22.053 1.22 1.84666 23.78 13.292
6 14.782 12.77 11.600
7 -28.352 0.90 1.72825 28.32 11.400
8 23.192 0.01 1.51400 42.84 12.895
9 23.192 7.96 1.72916 54.67 12.901
10 -35.235 3.94 13.254
*11 51.590 5.78 1.74320 49.29 14.292
*12 -42.476 0.80 14.303
13(ST) ∞ variable 13.051
*14 46.705 1.00 1.58313 59.38 11.745
*15 19.564 variable 10.879
16 284.383 0.90 1.67270 32.17 10.000
17 22.552 5.93 1.88300 40.80 10.736
18 -58.149 0.10 10.995
19 29.602 4.41 1.72825 28.32 11.180
20 19.224 17.33 10.444
21 ∞ 1.50 1.52249 59.48 16.000
22 ∞ 0.80 16.000
IM ∞

非球面データ
i 11 12 14 15
K 0 0 0 0
A4 -9.504E-06 -3.877E-06 -5.134E-07 3.621E-06
A6 -8.664E-09 -5.691E-09 -3.927E-08 -4.895E-08
A8 5.115E-12 -1.066E-11 4.501E-11 -5.911E-11
A10 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
A12 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00

各種データ
FL 34.4
FNO 1.44
2ω 44.8
TL 90.0
可変パラメーター
物体距離絞り径 d13 d15
∞ (POS1) 13.051 2.26 11.78
228mm(POS2) 13.051 8.44 5.60

実施例５
単位：mm
面データ
i r d nd vd R
OB ∞ variable
1 81.048 1.00 1.67270 32.17 16.334
2 23.068 6.48 14.800
3 26.807 6.93 1.90200 25.10 14.681
4 -287.270 2.48 14.000
*5 37.063 1.00 1.80860 40.42 12.511
*6 21.783 6.70 11.816
7 -38.746 0.90 1.80518 25.46 11.833
8 19.300 9.00 1.72916 54.67 12.988
9 -38.716 0.20 13.325
10 41.882 5.94 1.72916 54.67 13.809
11 -45.882 0.50 13.671
12(ST) ∞ variable 12.507
13 118.583 0.90 1.56384 60.83 11.253
14 17.072 variable 10.106
15 544.243 0.80 1.64769 33.84 10.000
16 15.606 7.56 1.88300 40.80 10.480
17 -44.593 5.23 10.500
*18 -13.460 1.20 1.58313 59.38 10.381
*19 -21.466 13.30 10.792
20 ∞ 1.50 1.52249 59.48 16.000
21 ∞ 0.80 16.000
IM ∞

非球面データ
i 5 6 18 19
K 0 0 0 0
A4 -3.936E-06 1.236E-05 3.534E-04 3.070E-04
A6 -1.521E-07 -1.346E-07 -2.871E-06 -2.670E-06
A8 3.247E-10 2.680E-10 1.786E-08 1.532E-08
A10 -2.328E-13 -3.050E-13 -4.286E-11 -3.756E-11
A12 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00

各種データ
FL 34.4
FNO 1.44
2ω 44.8
TL 84.0
可変パラメーター
物体距離絞り径 d12 d14
∞ (POS1) 12.507 2.25 9.34
228mm(POS2) 12.507 5.85 5.74

ＤＵデジタル機器
ＬＵ撮像光学装置
ＬＮ撮像光学系
Ｇｒ１第１レンズ群
Ｇｒ１ａ前群
Ｇｒ１ｂ後群
Ｇｒ２第２レンズ群
Ｇｒ３第３レンズ群
ＳＴ絞り面（絞り）
ＳＲ撮像素子
ＳＳ受光面（撮像面）
ＩＭ像面（光学像）
ＡＸ光軸
１信号処理部
２制御部
３メモリー
４操作部
５表示部

Claims

物体側から順に、正の第１レンズ群と、負の第２レンズ群と、正の第３レンズ群とを有し、前記第２レンズ群全体を光軸に沿って像側に移動させることにより、近接物体への合焦を行い、
以下の条件式（１）〜（５）を満足することを特徴とする撮像光学系；
０．８＜１Ｇｒ＿Ｆｌ／ＦＬ＜１．２ …（１）
０．６＜｜２Ｇｒ＿Ｆｌ／ＦＬ｜＜２．５ …（２）
０．６＜３Ｇｒ＿Ｆｌ／ＦＬ＜１．８ …（３）
０．８＜１Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ／１Ｇｒ＿Ｔｈｉ＜１．１ …（４）
−０．６＜２Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ／２Ｇｒ＿Ｔｈｉ＜１．６ …（５）
ただし、
ＦＬ：全系の焦点距離、
１Ｇｒ＿Ｆｌ：第１レンズ群の焦点距離、
２Ｇｒ＿Ｆｌ：第２レンズ群の焦点距離、
３Ｇｒ＿Ｆｌ：第３レンズ群の焦点距離、
１Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ：第１レンズ群の最物体側面から後側主点位置までの距離、
１Ｇｒ＿Ｔｈｉ：第１レンズ群の全長、
２Ｇｒ＿Ｒ＿ｎｏｐ：第２レンズ群の最物体側面から後側主点位置までの距離、
２Ｇｒ＿Ｔｈｉ：第２レンズ群の全長、
である。
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像光学系；
２．０＜β＿２Ｇｒ／β＿３Ｇｒ＜１２．０ …（６）
ただし、
β＿２Ｇｒ：物体距離無限時の第２レンズ群の横倍率、
β＿３Ｇｒ：物体距離無限時の第３レンズ群の横倍率、
である。
前記第１レンズ群が物体側から順に前群と後群とからなり、前記前群の最も像側のレンズが像側に凹面を向けており、前記後群の最も物体側のレンズが物体側に凹面を向けており、前記前群と前記後群との間の軸上空気間隔が前記第１レンズ群中の軸上空気間隔のうちで最も大きく、以下の条件式（７）及び（８）を満足することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像光学系；
−０．２＜ＦＬ／１ａＧｒ＿Ｆｌ＜０．３ …（７）
０．６＜１ｂＧｒ＿Ｆｌ／ＦＬ＜１．０ …（８）
ただし、
１ａＧｒ＿Ｆｌ：前群の焦点距離、
１ｂＧｒ＿Ｆｌ：後群の焦点距離、
である。
前記第１レンズ群内に非球面レンズを少なくとも１枚有し、前記非球面レンズは光軸から離れるにつれて曲率半径が小さくなる非球面形状を物体側面に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像光学系。
前記第３レンズ群が正パワーのレンズ及び負パワーのレンズを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像光学系。
撮像素子の撮像面上に被写体の光学像を形成するための撮像光学系であって、前記撮像面の画面サイズの対角線長の半分を像高の最大値とするとき、以下の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像光学系；
４．０＜ＴＬ／（ＦＬ×ｔａｎω）＜６．５ …（９）
ただし、
ＴＬ：全系の全長（最物体側レンズ面の頂点から撮像面までの距離）、
ω：半画角の最大値、
である。
以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像光学系；
Ｗ＿２Ｇｒ＜２５ …（１０）
ただし、
Ｗ＿２Ｇｒ：第２レンズ群を構成するレンズ要素の合計重量（ｇ）、
である。
撮像素子の撮像面上に被写体の光学像を形成するための撮像光学系であって、前記撮像面の画面サイズの対角線長の半分を像高の最大値とするとき、以下の条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像光学系；
４０＜２ω＜５０ …（１１）
ただし、
ω：半画角の最大値、
である。
請求項１〜８のいずれか１項に記載の撮像光学系と、撮像面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の撮像面上に被写体の光学像が形成されるように前記撮像光学系が設けられていることを特徴とする撮像光学装置。
請求項９記載の撮像光学装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とするデジタル機器。