JP2016212346A - 光学系、この光学系を有する撮像装置、及び、光学系の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来のインナーフォーカス型レンズはさらなる収差補正による高性能化が望まれる。【解決手段】光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って移動する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群Ｇ３と、を有し、第１レンズ群Ｇ１は、少なくとも２枚の正レンズＬ１１、Ｌ１２を有し全体として正の屈折力を有する部分レンズ群Ｇ１ａと、負レンズＬ１ｂと、を有し、第２レンズ群Ｇ２は、正レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、正の屈折力を有する接合レンズＬ２ａと、を物体側から有し、第３レンズ群Ｇ３は、接合レンズＬ３ａを有し、条件式（１）を満足する。【選択図】図１
Description
本発明は、光学系、この光学系を有する撮像装置、及び、光学系の製造方法に関する。
従来、所謂インナーフォーカス型レンズは多数提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、従来のインナーフォーカス型レンズはさらなる収差補正による高性能化が望まれている。
第１の発明においては、
光軸に沿って物体側から順に、
正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群と、
正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って移動する第２レンズ群と、
正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群と、を有し、
前記第１レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズを有し全体として正の屈折力を有する部分レンズ群と、負レンズと、を有し、
前記第２レンズ群は、正レンズと、負レンズと、正の屈折力を有する接合レンズと、を物体側から有し、
前記第３レンズ群は、接合レンズを有し、
以下の条件式を満足する光学系とした。
−１．００＜（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＜０．００
但し、
ｒ２ｎａ：前記第２レンズ群中の前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
ｒ２ｎｂ：前記第２レンズ群中の前記負レンズの像側レンズ面の曲率半径
光軸に沿って物体側から順に、
正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群と、
正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って移動する第２レンズ群と、
正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群と、を有し、
前記第１レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズを有し全体として正の屈折力を有する部分レンズ群と、負レンズと、を有し、
前記第２レンズ群は、正レンズと、負レンズと、正の屈折力を有する接合レンズと、を物体側から有し、
前記第３レンズ群は、接合レンズを有し、
以下の条件式を満足する光学系とした。
−１．００＜（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＜０．００
但し、
ｒ２ｎａ：前記第２レンズ群中の前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
ｒ２ｎｂ：前記第２レンズ群中の前記負レンズの像側レンズ面の曲率半径
また、第２の発明においては、上述の光学系を有する撮像装置とした。
また、第３の発明においては、
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群と、正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って移動する第２レンズ群と、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群と、を有する光学系の製造方法であって、
前記第１レンズ群が、少なくとも２枚の正レンズを有し全体として正の屈折力を有する部分レンズ群と、負レンズと、を有するようにし、
前記第２レンズ群が、正レンズと、負レンズと、正の屈折力を有する接合レンズと、を物体側から有するようにし、
前記第３レンズ群が、接合レンズを有するようにし、
以下の条件式を満足するようにする光学系の製造方法とした。
−１．００＜（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＜０．００
但し、
ｒ２ｎａ：前記第２レンズ群中の前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
ｒ２ｎｂ：前記第２レンズ群中の前記負レンズの像側レンズ面の曲率半径
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群と、正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って移動する第２レンズ群と、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群と、を有する光学系の製造方法であって、
前記第１レンズ群が、少なくとも２枚の正レンズを有し全体として正の屈折力を有する部分レンズ群と、負レンズと、を有するようにし、
前記第２レンズ群が、正レンズと、負レンズと、正の屈折力を有する接合レンズと、を物体側から有するようにし、
前記第３レンズ群が、接合レンズを有するようにし、
以下の条件式を満足するようにする光学系の製造方法とした。
−１．００＜（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＜０．００
但し、
ｒ２ｎａ：前記第２レンズ群中の前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
ｒ２ｎｂ：前記第２レンズ群中の前記負レンズの像側レンズ面の曲率半径
以下、実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る光学系ＯＳは、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って移動する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群Ｇ３と、を有し、第１レンズ群Ｇ１は、少なくとも２枚の正レンズＬ１１、Ｌ１２を有し全体として正の屈折力を有する部分レンズ群Ｇ１ａと、負レンズＬ１ｂと、を有し、第２レンズ群Ｇ２は、正レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、正の屈折力を有する接合レンズＬ２ａと、を有し、第３レンズ群Ｇ３は、接合レンズＬ３ａを物体側から有する。接合レンズＬ２ａは少なくとも負レンズＬ２３と正レンズＬ２４との接合によりなる。
本実施形態に係る光学系ＯＳは、基本的に、前群、後群固定のインナーフォーカス型の光学系、その中でも特に大口径レンズにおいて欠点となる球面収差、コマ収差、サジタルコマ収差を、色収差、像面湾曲及び非点収差を悪化させること無く、改善したものである。以下、このような光学系ＯＳを構成するための条件について説明する。
本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（１）を満足することが望ましい。
−１．００＜（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＜０．００ （１）
但し、
ｒ２ｎａ：第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２の物体側レンズ面の曲率半径
ｒ２ｎｂ：第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２の像側レンズ面の曲率半径
−１．００＜（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＜０．００ （１）
但し、
ｒ２ｎａ：第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２の物体側レンズ面の曲率半径
ｒ２ｎｂ：第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２の像側レンズ面の曲率半径
条件式（１）は、第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２の形状因子（ｑファクター）の値を最適なものに設定する条件式である。本実施形態の要点は、インナーフォーカス方式の合焦レンズ群が、所謂テッサータイプの光学系で構成されていることである。テッサータイプは大口径に適用可能な最小構成枚数のレンズ群であり、オートフォーカスシステムの諸条件を満足する合焦レンズ群として最適な特徴を持っている。そのテッサータイプの合焦レンズ群の中で、中央の負レンズの最適な形状因子は良好な球面収差、非点収差、コマ収差を得るのに重要である。
この条件式（１）の上限を上回る場合、負レンズＬ２２の形状が物体側レンズ面と像側レンズ面の曲率半径の絶対値が等しい両凹形状を越えて、像面側の曲率よりも物体側の曲率の方が高くなる形状、即ち、像面側レンズ面の曲率半径の絶対値よりも物体側レンズ面の曲率半径の絶対値の方が小さい形状になる。また更に大きな正の数になると、物体側に凹面を向けた平凹形状、さらには像側に凸面を向けたメニスカス形状になる。この場合、球面収差、コマ収差が悪化するため好ましくない。なお、条件式（１）の上限値を−０．０５に設定すると、より上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（１）の上限値を−０．１０に設定すると、さらに上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（１）の上限値を−０．２０に設定することによって、本実施形態の効果を最大限に発揮できる。
また、条件式（１）の下限を下回る場合、負レンズＬ２２の形状が、像側に凹面を向けた平凹形状を越えて、物体側に凸面を向けたメニスカス形状になる。この場合、非点収差、像面湾曲、コマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式（１）の下限値を−０．９０に設定すると、より上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（１）の下限値を−０．８５に設定すると、さらに上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（１）の下限値を−０．８３に設定することによって本実施形態の効果を最大限に発揮できる。
以上の構成によれば、合焦レンズ群の構成枚数が少なく、高性能で諸収差の少ない光学系を実現することができる。
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．３５＜ｆ２／ｆ１＜１．００ （２）
但し、
ｆ２ :第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
０．３５＜ｆ２／ｆ１＜１．００ （２）
但し、
ｆ２ :第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離の最適値、言い換えれば第２レンズ群Ｇ２の屈折力の最適値を設定する条件である。
この条件式（２）の上限を上回る場合、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が弱まるため、光学系ＯＳは大型化し、合焦のための第２レンズ群Ｇ２の移動量が増大する。したがって、アクチュエータによるＡＦ駆動が困難になる。また、相対的に第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなることを意味し、収差補正上は球面収差、軸上色収差の補正が困難となり好ましくない。なお、条件式（２）の上限値を０．９０に設定すると、より上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（２）の上限値を０．８０に設定すると、さらに上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（２）の上限値を０．７０に設定することによって、本実施形態の効果を最大限に発揮できる。
また、条件式（２）の下限を下回る場合、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強まるため、特に球面収差、コマ収差の補正が困難となり好ましくない。なお、条件式（２）の下限値を０．３６に設定すると、より諸収差の補正に有利となる。また、条件式（２）の下限値を０．３７に設定すると、さらに諸収差の補正に有利となる。また、条件式（２）の下限値を０．３８に設定することによって、本実施形態の効果を最大限に発揮できる。
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（３）を満足することが望ましい。
０．００＜Ｘ２／ｆ２＜０．１０ （３）
但し、
Ｘ２：無限遠合焦状態から結像倍率β＝−１／３０倍に合焦するときの第２レンズ群Ｇ２の移動量
ｆ２ :第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
０．００＜Ｘ２／ｆ２＜０．１０ （３）
但し、
Ｘ２：無限遠合焦状態から結像倍率β＝−１／３０倍に合焦するときの第２レンズ群Ｇ２の移動量
ｆ２ :第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
条件式（３）は、合焦レンズ群である第２レンズ群Ｇ２の移動量と屈折力の関係を規定する条件式である。
条件式（３）の上限を上回る場合、合焦のための第２レンズ群Ｇ２の移動量が増し、アクチュエータによるＡＦ駆動が困難になる。また、合焦レンズ群である第２レンズ群Ｇ２の焦点距離が小さくなり、屈折力が強くなることを意味し、結果的に球面収差、コマ収差の補正が困難となる。なお、条件式（３）の上限値を０．０８に設定すると、より上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（３）の上限値を０．０７に設定すると、さらに上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（３）の上限値を０．０６に設定することによって、本実施形態の効果を最大限に発揮できる。
また、条件式（３）の下限を上回ると、球面収差の近距離変動等を、良好に補正できる。なお、条件式（３）の下限値を０．０２に設定すると、球面収差の近距離変動等の補正に有利となる。また、条件式（３）の下限値を０．０３に設定すると、さらに諸収差の補正に有利となる。また、条件式（３）の下限値を０．０４に設定することによって、本実施形態の効果を最大限に発揮できる。
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（４）を満足することが望ましい。
１．００＜ｆ３／ｆ０＜２０．００ （４）
但し、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
１．００＜ｆ３／ｆ０＜２０．００ （４）
但し、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
条件式（４）は、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離の最適値、言い換えれば第３レンズ群Ｇ３の屈折力の最適値を設定する条件である。
条件式（４）の上限を上回る場合、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群Ｇ３の屈折力が著しく弱くなることを意味する。その場合、収差補正効果も減少し、結果的にコマ収差等の軸外収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式（４）の上限値を１９．００に設定すると、より上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（４）の上限値を１８．００に設定すると、さらに上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（４）の上限値を１７．５０に設定することによって、本実施形態の効果を最大限に発揮できる。
また、条件式（４）の下限を下回る場合、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなり、バックフォーカスが短くなり、十分なバックフォーカスを確保できるように各群の屈折力を設定すると、結果的に球面収差、像面湾曲の補正が困難となり、近距離収差変動が大きくなるため好ましくない。なお、条件式（４）の下限値を１．３０に設定すると、上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（４）の下限値を１．５０に設定すると、上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（４）の下限値を２．００に設定することによって、本実施形態の効果を最大限に発揮できる。
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、第２レンズ群Ｇ２中の接合レンズＬ２ａが、負レンズＬ２３と正レンズＬ２４とを接合して成り、次の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．１０＜Ｎ２４−Ｎ２３＜０．５０ （５）
但し、
Ｎ２３：第２レンズ群Ｇ２中の接合レンズＬ２ａを構成する負レンズＬ２３のｄ線に対する屈折率
Ｎ２４：第２レンズ群Ｇ２中の接合レンズＬ２ａを構成する正レンズＬ２４のｄ線に対する屈折率
０．１０＜Ｎ２４−Ｎ２３＜０．５０ （５）
但し、
Ｎ２３：第２レンズ群Ｇ２中の接合レンズＬ２ａを構成する負レンズＬ２３のｄ線に対する屈折率
Ｎ２４：第２レンズ群Ｇ２中の接合レンズＬ２ａを構成する正レンズＬ２４のｄ線に対する屈折率
条件式（５）は第２レンズ群Ｇ２中の接合レンズＬ２ａを構成する正レンズＬ２４と負レンズＬ２３の屈折率の大小関係を設定した条件である。最適なペッツヴァールサムの設定と像面湾曲、非点収差の良好な補正のために有効な条件である。
この条件式（５）の上限を上回る場合、適合する硝材を選ぶと、高分散硝材を多用することになり、軸上色収差、倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式（５）の上限値を０．４５に設定すると、より上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（５）の上限値を０．４０に設定すると、さらに上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（５）の上限値を０．３０に設定することによって、本実施形態の効果を最大限に発揮できる。
また、条件式（５）の下限を下回る場合、最適なペッツヴァールサムの設定が困難となり、像面湾曲、非点収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式（５）の下限値を０．１５に設定すると、より諸収差の補正に有利となる。また、条件式（５）の下限値を０．１９に設定すると、さらに諸収差の補正に有利となる。また、条件式（５）の下限値を０．２１に設定することによって、本実施形態の効果を最大限に発揮できる。
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、第３レンズ群Ｇ３中の接合レンズＬ３ａが、最も物体側に配置された物体側正レンズＬ３１と、前記物体側正レンズの像側に接合された負レンズＬ３２と、を有し、次の条件式（６）を満足することが望ましい。
０．１０＜Ｎ３１−Ｎ３２＜０．５０ （６）
但し、
Ｎ３１：物体側正レンズＬ３１のｄ線に対する屈折率
Ｎ３２：物体側正レンズＬ３１の像側に接合された負レンズＬ３２のｄ線に対する屈折率
０．１０＜Ｎ３１−Ｎ３２＜０．５０ （６）
但し、
Ｎ３１：物体側正レンズＬ３１のｄ線に対する屈折率
Ｎ３２：物体側正レンズＬ３１の像側に接合された負レンズＬ３２のｄ線に対する屈折率
条件式（６）は第３レンズ群Ｇ３中の接合レンズＬ３ａを構成する物体側正レンズＬ３１と負レンズＬ３２の屈折率の大小関係を設定する条件である。最適なペッツヴァールサムの設定と良好な像面湾曲、非点収差の補正のために有効な条件である。
この条件式（６）の上限を上回る場合、適合する硝材を選ぶと、高分散硝材を多用することになり、軸上色収差、倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式（６）の上限値を０．４５に設定すると、より上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（６）の上限値を０．４０に設定すると、さらに上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（６）の上限値を０．３０に設定することによって、本実施形態の効果を最大限に発揮できる。
また、条件式（６）の下限を下回る場合、最適なペッツヴァールサムの設定が困難となり、像面湾曲、非点収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式（６）の下限値を０．１２に設定すると、より諸収差の補正に有利となる。また、条件式（６）の下限値を０．１３に設定すると、さらに諸収差の補正に有利となる。また、条件式（６）の下限値を０．１５に設定することによって、本実施形態の効果を最大限に発揮できる。
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（７）を満足することが望ましい。
５７．００＜νｄ１a （７）
但し、
νｄ１a：部分レンズ群Ｇ１ａ中の少なくとも２枚の正レンズ（Ｌ１１、Ｌ１２）のアッベ数の平均値
５７．００＜νｄ１a （７）
但し、
νｄ１a：部分レンズ群Ｇ１ａ中の少なくとも２枚の正レンズ（Ｌ１１、Ｌ１２）のアッベ数の平均値
条件式（７）は、複数枚の正レンズを有し正の屈折力を有する部分レンズ群Ｇ１ａ中に配置された全ての正レンズのアッベ数の平均値を設定する条件である。第１レンズ群Ｇ１中で物体側に位置し、正の屈折力を有する部分レンズ群Ｇ１ａは、軸上色収差、倍率色収差の良好な補正に大きく関与している。本実施形態の場合、異常部分分散ガラスや蛍石を使うことで、特に軸上色収差の補正を行っている。
この条件式（７）の条件を満たさない場合、いわゆる異常部分分散の特性を持った硝材を用いることが出来なくなるため、軸上色収差、倍率色収差の良好な補正、特に２次分散の良好な補正が困難となる。なお、条件式（７）の下限値を６０．００に設定すると、色収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（７）の下限値を６９．００に設定すると、軸上色収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（７）の下限値を７５．００に設定することによって、本実施形態の効果を最大限に発揮できる。
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、第１レンズ群Ｇ１よりも像側に、Ｆナンバーを決定する開口絞りＳを有することが望ましい。また、光学系ＯＳは、第２レンズ群Ｇ２中に、Ｆナンバーを決定する開口絞りＳを有することがより望ましい。また、光学系ＯＳは、第２レンズ群Ｇ２中の正レンズＬ２１と負レンズＬ２２の間、または、第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２と接合レンズＬ２ａの間にＦナンバーを決定する開口絞りを有することが更に望ましい。これにより、非点収差、歪曲収差の良好な補正が可能となる。
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、非球面を少なくとも１つ有することが望ましい。これにより、コマ収差、特にサジタルコマ収差、球面収差を良好に補正できる。
図９に、上述の光学系ＯＳを備える撮像装置として、一眼レフカメラ１（以後、単にカメラ１と記す）の略断面図を示す。このカメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２（光学系ＯＳ）で集光されて、クイックリターンミラー３を介して焦点板４に結像される。そして、焦点板４に結像された光は、ペンタプリズム５中で複数回反射されて接眼レンズ６へと導かれる。これにより、撮影者は、物体（被写体）像を、接眼レンズ６を介して正立像として観察することができる。
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、クイックリターンミラー３が光路外へ退避し、撮影レンズ２で集光された不図示の物体（被写体）の光は撮像素子７上に被写体像を形成する。これにより、物体（被写体）からの光は、撮像素子７により撮像され、物体（被写体）画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者は本カメラ１による物体（被写体）の撮影を行うことができる。なお、図９に記載のカメラ１は、撮影レンズ２を着脱可能に保持するものでも良く、撮影レンズ２と一体に成形されるものでも良い。また、カメラ１は、いわゆる一眼レフカメラでも良く、クイックリターンミラー等を有さないコンパクトカメラ若しくはミラーレスの一眼レフカメラでも良い。
ここで、本カメラ１の撮影レンズ２として上述した光学系ＯＳは、その特徴的なレンズ構成によって、合焦レンズ群の構成枚数が少なく、高性能で諸収差の少ない光学系を実現している。これにより、本カメラ１は、高速な合焦と高性能な撮影を実現する。
また、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
本実施形態では、３群構成の光学系ＯＳを示したが、以上の構成条件等は、４群、５群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成、若しくは各レンズ群の間にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。なお、レンズ群とは、空気間隔で分離された少なくとも１つのレンズを有する部分をいう。また、第２レンズ群は、正レンズと、負レンズと、正の屈折力を有する接合レンズの物体側、像側、各レンズの間に他のレンズ成分を有しても良い。
また、本願の光学系は、無限遠物体から近距離物体への合焦を行うために、レンズ群の一部、１つのレンズ群全体、或いは複数のレンズ群を合焦レンズ群として光軸方向へ移動させる構成としてもよい。特に、上述のように第２レンズ群を合焦レンズ群とすることが好ましい。また、斯かる合焦レンズ群は、オートフォーカスに適用することも可能であり、オートフォーカス用のモータ、例えば超音波モータ等による駆動にも適している。
また、本願の光学系において、いずれかのレンズ群、部分レンズ群又はその一部を防振レンズ群として光軸に対して垂直な方向の成分を含むように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動（揺動）させることにより、手ぶれ等によって生じる像ぶれを補正することもできる。特に、本願の光学系では、第２レンズ群または第２レンズ群の一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
また、本願の光学系を構成するレンズのレンズ面は、球面又は平面としてもよく、或いは非球面としてもよい。レンズ面が球面又は平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、レンズ加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防ぐことができるため好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないため好ましい。レンズ面が非球面の場合、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、又はガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでもよい。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）或いはプラスチックレンズとしてもよい。
また、開口絞りＳは光学系ＯＳの中央近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用しても良い。
さらに、各レンズ面には、フレアやゴ−ストを軽減し高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施しても良い。
以下、本実施形態に係る光学系ＯＳの製造方法の概略を、図１０を参照して説明する。
この光学系ＯＳの製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って移動する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群Ｇ３と、を有する光学系の製造方法であって、以下のステップＳ１からＳ４を含む。
この光学系ＯＳの製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って移動する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群Ｇ３と、を有する光学系の製造方法であって、以下のステップＳ１からＳ４を含む。
第１レンズ群Ｇ１が、少なくとも２枚の正レンズＬ１１、Ｌ１２を有し全体として正の屈折力を有する部分レンズ群Ｇ１ａと、負レンズＬ１ｂと、を有するようにする（ステップＳ１）。
第２レンズ群Ｇ２が、正レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と、正の屈折力を有する接合レンズＬ２ａと、を物体側から有するようにする（ステップＳ２）。
第３レンズ群Ｇ３が、接合レンズＬ３ａを有するようにする（ステップＳ３）。
以下の条件式（１）を満足するようにする（ステップＳ４）。
−１．００＜（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＜０．００ （１）
但し、
ｒ２ｎａ：第２レンズ群中の負レンズＬ２２の物体側レンズ面の曲率半径
ｒ２ｎｂ：第２レンズ群中の負レンズＬ２２の像側レンズ面の曲率半径
−１．００＜（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＜０．００ （１）
但し、
ｒ２ｎａ：第２レンズ群中の負レンズＬ２２の物体側レンズ面の曲率半径
ｒ２ｎｂ：第２レンズ群中の負レンズＬ２２の像側レンズ面の曲率半径
以上の製造方法によれば、合焦レンズ群の構成枚数が少なく、高性能で諸収差の少ない光学系を製造することができる。
以下、光学系ＯＳの数値実施例を、図面に基づいて説明する。なお、図１、図３、図５、及び図７は、各実施例に係る光学系ＯＳ（ＯＳ１〜ＯＳ４）の構成を示している。
各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒとし、円錐定数をκとし、ｎ次の非球面係数をＡｎとしたとき、以下の式（ａ）で表される。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ２／ｒ）／[１＋[１−κ（ｙ２／ｒ２）]１／２]
＋Ａ４×ｙ４＋Ａ６×ｙ６＋Ａ８×ｙ８＋Ａ１０×ｙ１０ （ａ）
Ｘ（ｙ）＝（ｙ２／ｒ）／[１＋[１−κ（ｙ２／ｒ２）]１／２]
＋Ａ４×ｙ４＋Ａ６×ｙ６＋Ａ８×ｙ８＋Ａ１０×ｙ１０ （ａ）
なお、各実施例において、２次の非球面係数Ａ２は０である。また、各実施例の表中において、非球面には面番号の右側に「*」を付している。
［第１実施例］
図１は、第１実施例に係る光学系ＯＳ１の構成を示す図である。この光学系ＯＳ１は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って物体側へ移動する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群Ｇ３とからなる。
図１は、第１実施例に係る光学系ＯＳ１の構成を示す図である。この光学系ＯＳ１は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って物体側へ移動する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群Ｇ３とからなる。
第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有する部分レンズ群Ｇ１ａと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１ｂとからなる。部分レンズ群Ｇ１ａ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正メニスカスレンズＬ１２とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向け、物体側と像側の両レンズ面が非球面形状をした正メニスカスレンズＬ２１と、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３と両凸形状の正レンズＬ２４との接合によりなる接合正レンズＬ２ａとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３との３枚のレンズの接合によりなる接合正レンズからなる。
以下の表１に、本第１実施例に係る光学系ＯＳ１の諸元の値を掲げる。この表１の[全体諸元]において、「ｆ」は焦点距離、「ＦＮＯ」はＦナンバー、「ω」は半画角（単位は「°」）、「Ｙ」は像高、「ＴＬ」は光学系ＯＳ１の全長、「Ｂｆ」はバックフォーカスをそれぞれ表している。なお、全長ＴＬは、この光学系ＯＳ１の最も物体側のレンズ面（第１面）から像面までの光軸上の距離を示している。
また、[面データ]において、第１欄は、光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序（面番号）を、第２欄ｒは、各光学面の曲率半径を、第３欄ｄは、面間隔（第n面（nは整数）と第n+1面との間隔）を、第４欄νｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッべ数を、第５欄ｎｄは、ｄ線に対する屈折率を示している。なお、曲率半径ｒ＝∞はレンズ面においては平面を示し、開口絞りＳにおいては開口を示す。また、空気の屈折率ｎｄ＝1.00000は省略してある。また、最終面（第１８面）の面間隔は、像面Ｉまでの光軸上の距離である。面番号１〜１８は、図１に示す番号１〜１８に対応している。
[レンズ群焦点距離]には、各レンズ群のうち最も物体側の面の面番号（始面）および各レンズ群の焦点距離をそれぞれ示している。
[各間隔データ]において、「Ｆ」は全系の焦点距離を、「β」は物体と像間の結像倍率を、「Di」（但し、iは整数）は、第i面の可変の面間隔を示している。また、「無限遠」は無限遠合焦状態を、「中間」は中間距離合焦状態を、「近距離」は近距離合焦状態を示している。なお、「D0」は物体から第１面までの距離を示している。
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。
（表１）
［全体諸元］
ｆ ＝ 103.256
ＦＮＯ＝ 1.45
ω ＝ 11.68
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 130.513
Ｂｆ ＝ 39.073
［面データ］
面番号 r d νｄ ｎd
物面 ∞ ∞
1 51.1279 16.3006 66.99 1.593490
2 755.5654 0.1000
3 41.4637 8.1027 95.25 1.433852
4 84.3725 4.5000
5 791.5941 1.4692 38.03 1.603420
6 33.8617 可変
7* 35.5717 7.4058 66.99 1.593490
8* 48.2846 6.0000
9(絞り) 3.0000
10 -102.8594 1.5000 38.03 1.603420
11 42.6185 2.0000
12 102.8934 1.5000 40.98 1.581440
13 31.6297 8.0000 46.60 1.804000
14 -71.5505 可変
15 -35.9311 2.5000 52.34 1.755000
16 -32.3912 1.5000 38.03 1.603420
17 -214.6029 3.5000 35.73 1.902650
18 -47.9685 39.07303
像面 ∞
［レンズ群焦点距離］
群 始面 焦点距離
1 1 216.18736
2 7 105.33824
3 15 380.67323
［各間隔データ］
無限遠 中間 近距離
F,β 103.25555 -0.03333 -0.13063
D0 ∞ 3107.7663 819.4870
d6 21.06494 16.43139 4.14418
D14 2.99667 7.63022 19.91743
［全体諸元］
ｆ ＝ 103.256
ＦＮＯ＝ 1.45
ω ＝ 11.68
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 130.513
Ｂｆ ＝ 39.073
［面データ］
面番号 r d νｄ ｎd
物面 ∞ ∞
1 51.1279 16.3006 66.99 1.593490
2 755.5654 0.1000
3 41.4637 8.1027 95.25 1.433852
4 84.3725 4.5000
5 791.5941 1.4692 38.03 1.603420
6 33.8617 可変
7* 35.5717 7.4058 66.99 1.593490
8* 48.2846 6.0000
9(絞り) 3.0000
10 -102.8594 1.5000 38.03 1.603420
11 42.6185 2.0000
12 102.8934 1.5000 40.98 1.581440
13 31.6297 8.0000 46.60 1.804000
14 -71.5505 可変
15 -35.9311 2.5000 52.34 1.755000
16 -32.3912 1.5000 38.03 1.603420
17 -214.6029 3.5000 35.73 1.902650
18 -47.9685 39.07303
像面 ∞
［レンズ群焦点距離］
群 始面 焦点距離
1 1 216.18736
2 7 105.33824
3 15 380.67323
［各間隔データ］
無限遠 中間 近距離
F,β 103.25555 -0.03333 -0.13063
D0 ∞ 3107.7663 819.4870
d6 21.06494 16.43139 4.14418
D14 2.99667 7.63022 19.91743
この第１実施例に係る光学系ＯＳ１において、第７面と第８面のレンズ面は非球面形状に形成されている。次の表２に、非球面データ、すなわち円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。なお、以降の実施例において、「Ｅ−ｎ」は「×１０-n」を示す。
（表２）
[非球面データ]
K A4 A 6 A 8 A10
第７面 1.0000 2.14745E-06 4.07060E-09 -2.12514E-12 -7.96097E-16
第８面 1.0000 5.98947E-06 6.10636E-09 2.89314E-12 -1.24745E-14
[非球面データ]
K A4 A 6 A 8 A10
第７面 1.0000 2.14745E-06 4.07060E-09 -2.12514E-12 -7.96097E-16
第８面 1.0000 5.98947E-06 6.10636E-09 2.89314E-12 -1.24745E-14
次の表３に、この第１実施例に係る光学系ＯＳ１に対する各条件式対応値を示す。
ただし、「ｒ２ｎａ」は第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２の物体側レンズ面の曲率半径を示す。また、「ｒ２ｎｂ」は第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２の像側レンズ面の曲率半径を示す。「ｆ２」は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離を示す。「ｆ１」は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離を示す。「Ｘ２」は無限遠合焦状態から結像倍率β＝−１／３０倍に合焦するときの第２レンズ群Ｇ２の移動量を示す。「ｆ３」は第３レンズ群Ｇ３の焦点距離を示す。「ｆ０」無限遠合焦時の全系の焦点距離を示す。「Ｎ２３」は第２レンズ群Ｇ２中の接合レンズＬ２ａを構成する負レンズＬ２３のｄ線に対する屈折率を示す。「Ｎ２４」は第２レンズ群Ｇ２中の接合レンズＬ２ａを構成する正レンズＬ２４のｄ線に対する屈折率を示す。「Ｎ３１」は物体側正レンズＬ３１のｄ線に対する屈折率を示す。「Ｎ３２」は物体側正レンズＬ３１の像側に接合された負レンズＬ３２のｄ線に対する屈折率を示す。「νｄ１ａ」は部分レンズ群Ｇ１ａ中の少なくとも２枚の正レンズ（Ｌ１１、Ｌ１２）のアッベ数の平均値を示す。
ただし、「ｒ２ｎａ」は第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２の物体側レンズ面の曲率半径を示す。また、「ｒ２ｎｂ」は第２レンズ群Ｇ２中の負レンズＬ２２の像側レンズ面の曲率半径を示す。「ｆ２」は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離を示す。「ｆ１」は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離を示す。「Ｘ２」は無限遠合焦状態から結像倍率β＝−１／３０倍に合焦するときの第２レンズ群Ｇ２の移動量を示す。「ｆ３」は第３レンズ群Ｇ３の焦点距離を示す。「ｆ０」無限遠合焦時の全系の焦点距離を示す。「Ｎ２３」は第２レンズ群Ｇ２中の接合レンズＬ２ａを構成する負レンズＬ２３のｄ線に対する屈折率を示す。「Ｎ２４」は第２レンズ群Ｇ２中の接合レンズＬ２ａを構成する正レンズＬ２４のｄ線に対する屈折率を示す。「Ｎ３１」は物体側正レンズＬ３１のｄ線に対する屈折率を示す。「Ｎ３２」は物体側正レンズＬ３１の像側に接合された負レンズＬ３２のｄ線に対する屈折率を示す。「νｄ１ａ」は部分レンズ群Ｇ１ａ中の少なくとも２枚の正レンズ（Ｌ１１、Ｌ１２）のアッベ数の平均値を示す。
（表３）
（１）（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＝−０．４１４
（２）ｆ２／ｆ１＝０．４８７
（３）Ｘ２／ｆ２＝０．０４４０
（４）ｆ３／ｆ０＝３．６９
（５）Ｎ２４−Ｎ２３＝０．２２３
（６）Ｎ３１−Ｎ３２＝０．１５２
（７）νｄ１a＝８１．１
（１）（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＝−０．４１４
（２）ｆ２／ｆ１＝０．４８７
（３）Ｘ２／ｆ２＝０．０４４０
（４）ｆ３／ｆ０＝３．６９
（５）Ｎ２４−Ｎ２３＝０．２２３
（６）Ｎ３１−Ｎ３２＝０．１５２
（７）νｄ１a＝８１．１
このように、第１実施例に係る光学系ＯＳ１は、上記条件式（１）〜（７）を全て満足している。
図２に、この第１実施例に係る光学系ＯＳ１の無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。各収差図において、「ＦＮＯ」はＦナンバーを、「Ｙ」は像高を、「ω」は半画角［単位：「°」］を、それぞれ示している。また、各収差図において、「ｄ」はｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）、及び、「ｇ」はｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）に対する収差を表している。また、非点収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリジオナル像面を示している。また、コマ収差図は、各半画角ωにおいて、実線はｄ線及びｇ線に対するメリジオナルコマ収差を表し、原点より左側の破線はｄ線に対してメリジオナル方向に発生するサジタルコマ収差、原点より右側の破線はｄ線に対してサジタル方向に発生するサジタルコマ収差を表している。なお、この収差図の説明は以降の実施例においても同様である。この図２に示す各収差図から明らかなように、この第１実施例に係る光学系ＯＳ１では、球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、非点収差、メリジオナルコマ収差を含め諸収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることが分かる。
［第２実施例］
図３は、第２実施例に係る光学系ＯＳ２の構成を示す図である。この光学系ＯＳ２は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って物体側へ移動する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群Ｇ３とからなる。
図３は、第２実施例に係る光学系ＯＳ２の構成を示す図である。この光学系ＯＳ２は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って物体側へ移動する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群Ｇ３とからなる。
第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有する部分レンズ群Ｇ１ａと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１ｂとからなる。部分レンズ群Ｇ１ａ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正メニスカスレンズＬ１２とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向け、物体側と像側の両レンズ面が非球面形状をした正メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、開口絞りＳと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３と両凸形状の正レンズＬ２４との接合によりなる接合正レンズＬ２ａとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３との３枚のレンズの接合によりなる接合正レンズＬ３ａからなる。
以下の表４に、本第２実施例に係る光学系ＯＳ２の諸元の値を掲げる。なお、[面データ]に示す面番号１〜１８は、図３に示す番号１〜１８に対応している。
（表４）
［全体諸元］
ｆ ＝ 103.026
ＦＮＯ＝ 1.45
ω ＝ 11.76
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 131.154
Ｂｆ ＝ 39.078
［面データ］
面番号 r d νｄ ｎd
物面 ∞ ∞
1 50.8264 18.0000 66.99 1.593490
2 574.4441 0.1000
3 41.5651 9.5000 95.25 1.433852
4 90.7854 4.5000
5 989.3195 2.0000 38.03 1.603420
6 31.8136 可変
7* 34.1685 6.3000 66.99 1.593490
8* 65.5156 4.6142
9 -113.4743 1.5000 38.03 1.603420
10 42.6185 5.0000
11(絞り) 1.5000
12 175.0933 1.5000 40.98 1.581440
13 41.8243 6.0000 46.60 1.804000
14 -68.3276 可変
15 -32.0146 2.5000 52.34 1.755000
16 -26.3138 1.5000 38.03 1.603420
17 -109.0768 3.5000 35.73 1.902650
18 -42.6458 39.07848
像面 ∞
［レンズ群焦点距離］
群 始面 焦点距離
1 1 219.63262
2 7 91.42405
3 15 397.58314
［各間隔データ］
無限遠 中間 近距離
F,β 103.02606 -0.03333 -0.12814
D0 ∞ 3084.1355 818.8457
d6 21.06494 16.67023 5.33006
d14 2.99667 7.39138 18.73154
［全体諸元］
ｆ ＝ 103.026
ＦＮＯ＝ 1.45
ω ＝ 11.76
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 131.154
Ｂｆ ＝ 39.078
［面データ］
面番号 r d νｄ ｎd
物面 ∞ ∞
1 50.8264 18.0000 66.99 1.593490
2 574.4441 0.1000
3 41.5651 9.5000 95.25 1.433852
4 90.7854 4.5000
5 989.3195 2.0000 38.03 1.603420
6 31.8136 可変
7* 34.1685 6.3000 66.99 1.593490
8* 65.5156 4.6142
9 -113.4743 1.5000 38.03 1.603420
10 42.6185 5.0000
11(絞り) 1.5000
12 175.0933 1.5000 40.98 1.581440
13 41.8243 6.0000 46.60 1.804000
14 -68.3276 可変
15 -32.0146 2.5000 52.34 1.755000
16 -26.3138 1.5000 38.03 1.603420
17 -109.0768 3.5000 35.73 1.902650
18 -42.6458 39.07848
像面 ∞
［レンズ群焦点距離］
群 始面 焦点距離
1 1 219.63262
2 7 91.42405
3 15 397.58314
［各間隔データ］
無限遠 中間 近距離
F,β 103.02606 -0.03333 -0.12814
D0 ∞ 3084.1355 818.8457
d6 21.06494 16.67023 5.33006
d14 2.99667 7.39138 18.73154
この第２実施例に係る光学系ＯＳ２において、第７面および第８面のレンズ面は非球面形状に形成されている。次の表５に、非球面データ、すなわち円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。
（表５）
K A 4 A 6 A 8 A10
第７面 1.0000 2.44656E-06 4.38628E-09 4.85921E-12 0.00000
第８面 1.0000 5.98947E-06 7.23342E-09 0.00000 0.00000
K A 4 A 6 A 8 A10
第７面 1.0000 2.44656E-06 4.38628E-09 4.85921E-12 0.00000
第８面 1.0000 5.98947E-06 7.23342E-09 0.00000 0.00000
次の表６に、この第２実施例に係る光学系ＯＳ２に対する各条件式対応値を示す。
（表６）
（１）（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＝−０．４５４
（２）ｆ２／ｆ１＝０．４１６
（３）Ｘ２／ｆ２＝０．０４８１
（４）ｆ３／ｆ０＝３．８６
（５）Ｎ２４−Ｎ２３＝０．２２３
（６）Ｎ３１−Ｎ３２＝０．１５２
（７）νｄ１a＝８１．１
（１）（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＝−０．４５４
（２）ｆ２／ｆ１＝０．４１６
（３）Ｘ２／ｆ２＝０．０４８１
（４）ｆ３／ｆ０＝３．８６
（５）Ｎ２４−Ｎ２３＝０．２２３
（６）Ｎ３１−Ｎ３２＝０．１５２
（７）νｄ１a＝８１．１
このように、第２実施例に係る光学系ＯＳ２は、上記条件式（１）〜（７）を全て満足している。
図４に、この第２実施例に係る光学系ＯＳ２の無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。この図４に示す各収差図から明らかなように、この第２実施例に係る光学系ＯＳ２では、球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、非点収差、メリジオナルコマ収差を含め諸収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることが分かる。
［第３実施例］
図５は、第３実施例に係る光学系ＯＳ３の構成を示す図である。この光学系ＯＳ３は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って物体側へ移動する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群Ｇ３とからなる。
図５は、第３実施例に係る光学系ＯＳ３の構成を示す図である。この光学系ＯＳ３は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って物体側へ移動する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群Ｇ３とからなる。
第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有する部分レンズ群Ｇ１ａと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１ｂとからなる。部分レンズ群Ｇ１ａ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正メニスカスレンズＬ１２とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向け、物体側と像側の両レンズ面が非球面形状をした正メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズＬ２３と両凸形状の正レンズＬ２４との接合によりなる接合正レンズＬ２ａとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、両凹形状の負レンズＬ３２と、両凸形状の正レンズＬ３３との３枚のレンズの接合によりなる接合正レンズＬ３ａからなる。
以下の表７に、本第３実施例に係る光学系ＯＳ３の諸元の値を掲げる。なお、[面データ]に示す面番号１〜１８は、図５に示す番号１〜１８に対応している。
（表７）
［全体諸元］
ｆ ＝ 102.950
ＦＮＯ＝ 1.45
ω ＝ 11.76
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 129.128
Ｂｆ ＝ 39.107
［面データ］
面番号 r d νｄ ｎd
物面 ∞ ∞
1 51.4246 15.0000 66.99 1.593490
2 475.3841 0.1000
3 40.6677 7.3441 95.25 1.433852
4 71.7978 5.7000
5 429.5958 2.0000 40.98 1.581440
6 32.9292 可変
7* 38.0361 8.5000 66.99 1.593490
8* 426.5656 2.8267
9 -387.2993 1.5000 38.03 1.603420
10 36.3815 7.0000
11(絞り) 2.5000
12 -172.8451 1.5000 40.98 1.581440
13 40.0035 8.0000 46.60 1.804000
14 -70.0997 可変
15 -80.4245 2.5000 31.31 1.903660
16 -57.3390 1.6000 38.03 1.603420
17 117.5351 3.0000 35.73 1.902650
18 -238.3742 39.10698
像面 ∞
［レンズ群焦点距離］
群 始面 焦点距離
1 1 245.07287
2 7 93.80859
3 15 1783.64648
［各間隔データ］
無限遠 中間 近距離
F,β 102.94993 -0.03333 -0.12987
D0 ∞ 3099.4053 820.8718
d6 19.50557 15.46676 4.62396
d14 1.44483 5.48363 16.32644
BF 39.10698 39.10698 39.10698
［全体諸元］
ｆ ＝ 102.950
ＦＮＯ＝ 1.45
ω ＝ 11.76
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 129.128
Ｂｆ ＝ 39.107
［面データ］
面番号 r d νｄ ｎd
物面 ∞ ∞
1 51.4246 15.0000 66.99 1.593490
2 475.3841 0.1000
3 40.6677 7.3441 95.25 1.433852
4 71.7978 5.7000
5 429.5958 2.0000 40.98 1.581440
6 32.9292 可変
7* 38.0361 8.5000 66.99 1.593490
8* 426.5656 2.8267
9 -387.2993 1.5000 38.03 1.603420
10 36.3815 7.0000
11(絞り) 2.5000
12 -172.8451 1.5000 40.98 1.581440
13 40.0035 8.0000 46.60 1.804000
14 -70.0997 可変
15 -80.4245 2.5000 31.31 1.903660
16 -57.3390 1.6000 38.03 1.603420
17 117.5351 3.0000 35.73 1.902650
18 -238.3742 39.10698
像面 ∞
［レンズ群焦点距離］
群 始面 焦点距離
1 1 245.07287
2 7 93.80859
3 15 1783.64648
［各間隔データ］
無限遠 中間 近距離
F,β 102.94993 -0.03333 -0.12987
D0 ∞ 3099.4053 820.8718
d6 19.50557 15.46676 4.62396
d14 1.44483 5.48363 16.32644
BF 39.10698 39.10698 39.10698
この第３実施例に係る光学系ＯＳ３において、第７面および第８面のレンズ面は非球面形状に形成されている。次の表８に、非球面データ、すなわち円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。
（表８）
K A 4 A 6 A 8 A10
第７面 1.0000 1.53599E-07 5.63564E-10 0.00000 0.00000
第８面 1.0000 2.89610E-06 1.42416E-10 0.00000 0.00000
K A 4 A 6 A 8 A10
第７面 1.0000 1.53599E-07 5.63564E-10 0.00000 0.00000
第８面 1.0000 2.89610E-06 1.42416E-10 0.00000 0.00000
次の表９に、この第３実施例に係る光学系ＯＳ３に対する各条件式対応値を示す。
（表９）
（１）（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＝−０．８２８
（２）ｆ２／ｆ１＝０．３８３
（３）Ｘ２／ｆ２＝０．０４３１
（４）ｆ３／ｆ０＝１７．３３
（５）Ｎ２４−Ｎ２３＝０．２２３
（６）Ｎ３１−Ｎ３２＝０．３００
（７）νｄ１a＝８１．１
（１）（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＝−０．８２８
（２）ｆ２／ｆ１＝０．３８３
（３）Ｘ２／ｆ２＝０．０４３１
（４）ｆ３／ｆ０＝１７．３３
（５）Ｎ２４−Ｎ２３＝０．２２３
（６）Ｎ３１−Ｎ３２＝０．３００
（７）νｄ１a＝８１．１
このように、第３実施例に係る光学系ＯＳ３は、上記条件式（１）〜（７）を全て満足している。
図６に、この第３実施例に係る光学系ＯＳ３の無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。この図６に示す各収差図から明らかなように、この第３実施例に係る光学系ＯＳ３では、球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、非点収差、メリジオナルコマ収差を含め諸収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることが分かる。
［第４実施例］
図７は、第４実施例に係る光学系ＯＳ４の構成を示す図である。この光学系ＯＳ４は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って物体側へ移動する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群Ｇ３とからなる。
図７は、第４実施例に係る光学系ＯＳ４の構成を示す図である。この光学系ＯＳ４は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って物体側へ移動する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群Ｇ３とからなる。
第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有する部分レンズ群Ｇ１ａと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１ｂとからなる。部分レンズ群Ｇ１ａ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正メニスカスレンズＬ１２とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向け、物体側と像側の両レンズ面が非球面形状をした正メニスカスレンズＬ２１と、開口絞りＳと、両凹形状の負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３と両凸形状の正レンズＬ２４との接合によりなる接合正レンズＬ２ａとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、負の屈折力を有する接合レンズＬ３ａと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３とからなる。接合レンズＬ３ａは、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２との接合によりなる。
以下の表１０に、本第４実施例に係る光学系ＯＳ４の諸元の値を掲げる。なお、この表１０に示す面番号１〜１９は、図７に示す番号１〜１９に対応している。
（表１０）
［全体諸元］
ｆ ＝ 103.323
ＦＮＯ＝ 1.45
ω ＝ 11.67
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 130.794
Ｂｆ ＝ 38.989
［面データ］
面番号 r d νｄ ｎd
物面 ∞ ∞
1 51.1843 17.0852 66.99 1.593490
2 726.6420 0.1000
3 42.0230 8.3896 95.25 1.433852
4 88.5300 4.5000
5 988.8842 0.4859 38.03 1.603420
6 34.5201 可変
7* 34.5273 6.8835 66.99 1.593490
8* 45.6828 6.0000
9(絞り) 3.0000
10 -118.3704 1.5000 38.03 1.603420
11 42.6185 2.3000
12 110.4518 1.5000 40.98 1.581440
13 32.2380 8.0000 46.60 1.804000
14 -75.9672 可変
15 -34.8997 2.0000 52.34 1.755000
16 -30.5647 1.5000 38.03 1.603420
17 -136.3982 1.0000
18 -190.8904 3.5000 35.73 1.902650
19 -48.5142 38.98862
像面 ∞
［レンズ群焦点距離］
群 始面 焦点距離
1 1 211.75620
2 7 111.18807
3 15 309.68514
［各間隔データ］
無限遠 中間 近距離
F,β 103.32338 -0.03333 -0.13107
D0 ∞ 3111.0468 819.2056
d6 21.06494 16.13836 3.10018
d14 2.99667 7.92324 20.96143
［全体諸元］
ｆ ＝ 103.323
ＦＮＯ＝ 1.45
ω ＝ 11.67
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 130.794
Ｂｆ ＝ 38.989
［面データ］
面番号 r d νｄ ｎd
物面 ∞ ∞
1 51.1843 17.0852 66.99 1.593490
2 726.6420 0.1000
3 42.0230 8.3896 95.25 1.433852
4 88.5300 4.5000
5 988.8842 0.4859 38.03 1.603420
6 34.5201 可変
7* 34.5273 6.8835 66.99 1.593490
8* 45.6828 6.0000
9(絞り) 3.0000
10 -118.3704 1.5000 38.03 1.603420
11 42.6185 2.3000
12 110.4518 1.5000 40.98 1.581440
13 32.2380 8.0000 46.60 1.804000
14 -75.9672 可変
15 -34.8997 2.0000 52.34 1.755000
16 -30.5647 1.5000 38.03 1.603420
17 -136.3982 1.0000
18 -190.8904 3.5000 35.73 1.902650
19 -48.5142 38.98862
像面 ∞
［レンズ群焦点距離］
群 始面 焦点距離
1 1 211.75620
2 7 111.18807
3 15 309.68514
［各間隔データ］
無限遠 中間 近距離
F,β 103.32338 -0.03333 -0.13107
D0 ∞ 3111.0468 819.2056
d6 21.06494 16.13836 3.10018
d14 2.99667 7.92324 20.96143
この第４実施例に係る光学系ＯＳ４において、第7面および第８面のレンズ面は非球面形状に形成されている。次の表１１に、非球面データ、すなわち円錐定数κ及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。
（表１１）
K A 4 A 6 A 8 A10
第７面 1.0000 2.22055E-06 4.81838E-09 -1.13690E-12 -1.12000E-15
第８面 1.0000 5.98947E-06 7.00736E-09 6.63981E-12 -1.81185E-14
K A 4 A 6 A 8 A10
第７面 1.0000 2.22055E-06 4.81838E-09 -1.13690E-12 -1.12000E-15
第８面 1.0000 5.98947E-06 7.00736E-09 6.63981E-12 -1.81185E-14
次の表１２に、この第４実施例に係る光学系ＯＳ４に対する各条件式対応値を示す。
（表１２）
（１）（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＝−０．４７１
（２）ｆ２／ｆ１＝０．５２５
（３）Ｘ２／ｆ２＝０．０４４３
（４）ｆ３／ｆ０＝２．９９７
（５）Ｎ２４−Ｎ２３＝０．２２３
（６）Ｎ３１−Ｎ３２＝０．１５２
（７）νｄ１a＝８１．１
（１）（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＝−０．４７１
（２）ｆ２／ｆ１＝０．５２５
（３）Ｘ２／ｆ２＝０．０４４３
（４）ｆ３／ｆ０＝２．９９７
（５）Ｎ２４−Ｎ２３＝０．２２３
（６）Ｎ３１−Ｎ３２＝０．１５２
（７）νｄ１a＝８１．１
このように、第４実施例に係る光学系ＯＳ４は、上記条件式（１）〜（７）を全て満足している。
図８に、この第４実施例に係る光学系ＯＳ４の無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。この図８に示す各収差図から明らかなように、この第４実施例に係る光学系ＯＳ４では、球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、非点収差、メリジオナルコマ収差を含め諸収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることが分かる。
以上の各実施例によれば、２ω＝２３°程度の包括角を有し、さらにＦ１．４という大口径を有し、高性能で球面収差、非点収差、像面湾曲、コマ収差が良好に補正された光学系ＯＳが実現できる。
なお、以上の各実施例に示す光学系ＯＳ１〜ＯＳ４を、上述したカメラ１に搭載することにより、上述した効果を奏することは言うまでもない。また、上記各実施例は本発明の一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
ＯＳ（ＯＳ１〜ＯＳ４） 光学系
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ１a 第１レンズ群中の正の屈折力を有する部分レンズ群
Ｌ２a 第２レンズ群中の接合正レンズ
Ｌ１１ 部分レンズ群Ｇ１a中の第１正レンズ
Ｌ１２ 部分レンズ群Ｇ１a中の第２正レンズ
Ｌ１ｂ 第１レンズ群中の負レンズ
Ｌ２１ 第２レンズ群中の正メニスカスレンズ
Ｌ２２ 第２レンズ群中の負レンズ
Ｌ２３ 第２レンズ群中の正接合レンズＬ２ａ中の負レンズ
Ｌ２４ 第２レンズ群中の正接合レンズＬ２ａ中の正レンズ
Ｌ３１ 第３レンズ群中の正レンズ
Ｌ３２ 第３レンズ群中の負レンズ
Ｌ３３ 第３レンズ群中の正レンズ
Ｓ 開口絞り
１ 一眼レフカメラ（撮像装置）
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ１a 第１レンズ群中の正の屈折力を有する部分レンズ群
Ｌ２a 第２レンズ群中の接合正レンズ
Ｌ１１ 部分レンズ群Ｇ１a中の第１正レンズ
Ｌ１２ 部分レンズ群Ｇ１a中の第２正レンズ
Ｌ１ｂ 第１レンズ群中の負レンズ
Ｌ２１ 第２レンズ群中の正メニスカスレンズ
Ｌ２２ 第２レンズ群中の負レンズ
Ｌ２３ 第２レンズ群中の正接合レンズＬ２ａ中の負レンズ
Ｌ２４ 第２レンズ群中の正接合レンズＬ２ａ中の正レンズ
Ｌ３１ 第３レンズ群中の正レンズ
Ｌ３２ 第３レンズ群中の負レンズ
Ｌ３３ 第３レンズ群中の正レンズ
Ｓ 開口絞り
１ 一眼レフカメラ（撮像装置）
Claims (13)
- 光軸に沿って物体側から順に、
正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群と、
正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って移動する第２レンズ群と、
正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群と、を有し、
前記第１レンズ群は、少なくとも２枚の正レンズを有し全体として正の屈折力を有する部分レンズ群と、負レンズと、を有し、
前記第２レンズ群は、正レンズと、負レンズと、正の屈折力を有する接合レンズと、を物体側から有し、
前記第３レンズ群は、接合レンズを有し、
以下の条件式を満足する光学系。
−１．００＜（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＜０．００
但し、
ｒ２ｎａ：前記第２レンズ群中の前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
ｒ２ｎｂ：前記第２レンズ群中の前記負レンズの像側レンズ面の曲率半径 - 以下の条件式を満足する請求項１に記載の光学系。
０．３５＜ｆ２／ｆ１＜１．００
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離 - 以下の条件式を満足する請求項１または２に記載の光学系。
０．００＜Ｘ２／ｆ２＜０．１０
但し、
Ｘ２：無限遠合焦状態から結像倍率β＝−１／３０倍に合焦するときの前記第２レンズ群の移動量
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離 - 以下の条件式を満足する請求項１から３のいずれか一項に記載の光学系。
１．００＜ｆ３／ｆ０＜２０．００
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離 - 前記第２レンズ群中の前記接合レンズは、負レンズと正レンズとを接合して成り、
以下の条件式を満足する請求項１から４のいずれか一項に記載の光学系。
０．１０＜Ｎ２４−Ｎ２３＜０．５０
但し、
Ｎ２３：前記第２レンズ群中の前記接合レンズを構成する前記負レンズのｄ線に対する屈折率
Ｎ２４：前記第２レンズ群中の前記接合レンズを構成する前記正レンズのｄ線に対する屈折率 - 前記第３レンズ群中の前記接合レンズは、最も物体側に配置された物体側正レンズと、前記物体側正レンズの像側に接合された負レンズと、を有し、
以下の条件式を満足する請求項１から５のいずれか一項に記載の光学系。
０．１０＜Ｎ３１−Ｎ３２＜０．５０
但し、
Ｎ３１：前記物体側正レンズのｄ線に対する屈折率
Ｎ３２：前記物体側正レンズの像側に接合された前記負レンズのｄ線に対する屈折率 - 以下の条件式を満足する請求項１から６のいずれか一項に記載の光学系。
５７．００＜νｄ１a
但し、
νｄ１a：前記部分レンズ群中の前記少なくとも２枚の正レンズのアッベ数の平均値 - 前記第１レンズ群よりも像側に、Ｆナンバーを決定する開口絞りを有する請求項１から７のいずれか一項に記載の光学系。
- 前記第２レンズ群中に、Ｆナンバーを決定する開口絞りを有する請求項１から７のいずれか一項に記載の光学系。
- 前記第２レンズ群中の前記正レンズと前記負レンズの間、または、前記第２レンズ群中の前記負レンズと前記接合レンズの間にＦナンバーを決定する開口絞りを有する請求項１から７のいずれか一項に記載の光学系。
- 非球面を少なくとも１つ有する請求項１から１０のいずれか一項に記載の光学系。
- 請求項１から１１のいずれか一項に記載の光学系を有する撮像装置。
- 光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第１レンズ群と、正の屈折力を有し、合焦のために光軸に沿って移動する第２レンズ群と、正の屈折力を有し、合焦に際し、像面に対して光軸方向に固定された第３レンズ群と、を有する光学系の製造方法であって、
前記第１レンズ群が、少なくとも２枚の正レンズを有し全体として正の屈折力を有する部分レンズ群と、負レンズと、を有するようにし、
前記第２レンズ群が、正レンズと、負レンズと、正の屈折力を有する接合レンズと、を物体側から有するようにし、
前記第３レンズ群が、接合レンズを有するようにし、
以下の条件式を満足するようにする光学系の製造方法。
−１．００＜（ｒ２ｎｂ＋ｒ２ｎａ）／（ｒ２ｎｂ−ｒ２ｎａ）＜０．００
但し、
ｒ２ｎａ：前記第２レンズ群中の前記負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
ｒ２ｎｂ：前記第２レンズ群中の前記負レンズの像側レンズ面の曲率半径
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