JP2017026712A

JP2017026712A - 光学系および撮像装置

Info

Publication number: JP2017026712A
Application number: JP2015143134A
Authority: JP
Inventors: 薫江口; Kaoru Eguchi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2035-07-17
Also published as: JP6579843B2

Abstract

【課題】製造容易で小型および軽量な光学系を提供する。【解決手段】正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正又は負の屈折力を有する第３レンズ群を有し、フォーカシングに際して第２レンズ群が光軸方向に移動し、第１レンズ群は、第１部分レンズ群、第２部分レンズ群、第３部分レンズ群からなり、第１部分レンズ群は３つの正レンズ成分からなり、第２部分レンズ群は少なくとも１つの正レンズと１つの負レンズを有し、第３部分レンズ群は１つの正レンズ成分からなり、光学系の焦点距離、レンズ全長、Ｆナンバー、第１部分レンズ群の焦点距離、第３部分レンズ群の焦点距離に関する条件式を満足する光学系。【選択図】図１

Description

本発明は、固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラやビデオカメラ、銀塩フィルムを用いたカメラなどの撮像装置に用いられる光学系に関する。

望遠レンズに適した撮影光学系として、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正または負の屈折力の第３レンズ群を有する撮影光学系が知られている（特許文献１、特許文献２）。

特開２０１３−２５０８７号公報特開２０１３−９２５７５号公報

一般的に、望遠レンズでは、焦点距離が延びるにしたがって、レンズ全長が長くなる。また、Ｆナンバー（口径比）が小さい望遠レンズを得ようとすると、特に第１レンズ群のレンズ径が大きくなると同時に重くなる。

第１レンズ群の小型化を図るために単純にレンズの屈折力を強めると、製造誤差に対して収差の発生量が増大しやすくなる。すなわち、製造誤差に対する敏感度が高くなる。このとき、特に第１レンズ群に要求される面精度や組み込み精度が高くなって製造が困難となり、結果的に所望の光学性能を得るのが難しくなる。このため、製造誤差により生じる収差が小さい小型の望遠レンズを得ようとする場合、正の屈折力を有する第１レンズ群の構成を適切に設定することが重要である。

本発明の光学系は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正又は負の屈折力を有する第３レンズ群を有し、フォーカシングに際して前記第２レンズ群が光軸方向に移動し、第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第１部分レンズ群、第２部分レンズ群、第３部分レンズ群からなり、前記第１部分レンズ群は３つの正レンズ成分からなり、前記第２部分レンズ群は少なくとも１つの正レンズと１つの負レンズを有し、前記第３部分レンズ群は１つの正レンズ成分からなり、無限遠にフォーカスしているときの全系の焦点距離をｆ、前記第１部分レンズ群の焦点距離をｆ_１Ａ、前記第３部分レンズ群の焦点距離をｆ_１Ｃ、光学系の最も物体側の面から像面までの光軸上の長さをＬ、無限遠にフォーカスしているときの開放ＦナンバーをＦｎｏとするとき、
１．０＜ｆ^２／（ｆ_１Ａ×Ｌ×Ｆｎｏ）＜３．０
０．０８＜ｆ_１Ａ／ｆ_１Ｃ＜０．５０
なる条件式を満足することを特徴とする。

本発明の撮像装置は、上記の光学系と、該光学系により形成された像を撮像する撮像素子を有する。

本発明によれば、製造容易で小型でかつ軽量な光学系および撮像装置を提供することができる。

実施例１において無限遠にフォーカスしているときの光学系の断面図、収差図、合成横倍率、製造誤差による収差変化量を示す図実施例２において無限遠にフォーカスしているときの光学系の断面図、収差図、合成横倍率、製造誤差による収差変化量を示す図実施例３において無限遠にフォーカスしているときの光学系の断面図、収差図、合成横倍率、製造誤差による収差変化量を示す図実施例４において無限遠にフォーカスしているときの光学系の断面図、収差図、合成横倍率、製造誤差による収差変化量を示す図光学材料の部分分散比θｇＦとアッベ数νｄを示すグラフ本発明の実施例における撮像装置の概略図本発明の実施例における光学作用の説明図本発明の実施例の光学系の要部断面図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態の光学系（撮影光学系）は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２、および、正又は負の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３を有する。フォーカシングに際して、第２レンズ群は光軸方向に移動する。

図１乃至図４において、（Ａ）は無限遠にフォーカスしているときの光学系の断面図である。（Ｂ）は、無限遠にフォーカスしているときの光学系の縦収差図である。（Ｃ）は、無限遠にフォーカスしているときの光学系の第１レンズ群Ｌ１内の各レンズ成分よりも像側のレンズの合成横倍率である。

図１乃至図４において、（Ｄ）は、無限遠にフォーカスしているときに、光学系の各レンズ成分を光軸と垂直方向に５０μｍシフトした際のコマ収差と像面湾曲の変化量である。（Ｅ）は、無限遠にフォーカスしているときに、光学系の各レンズ成分を光軸からの垂線を基準として５分チルトした際のコマ収差と像面湾曲の変化量である。ただし回転中心は各レンズ成分の最も物体側の面頂点である。

図６は、本発明の実施例の光学系をカメラ本体（撮像装置本体）に装着して構成された一眼レフカメラシステム（撮像装置）の概略図である。図７は、本発明の実施例の光学系の光学作用の説明図である。

図１乃至図４の（Ａ）の断面図において、Ｌ０は撮影光学系（光学系）である。ＳＰは開口絞りである。撮影光学系Ｌ０は、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２、正又は負の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３を有する。第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、第１部分レンズ群Ｌ１Ａ、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂ、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃからなる。ＩＰは像面である。

本実施形態の光学系がビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系として用いられる場合、像面ＩＰは、この光学系により形成された像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。また、光学系が銀塩フィルム用カメラの撮像光学系として用いられる場合、像面ＩＰはフィルム面に相当する。

図１乃至図４の（Ｂ）の収差図において、ｄはｄ線、ｇはｇ線である。Ｍはメリディオナル像面、Ｓはサジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表されている。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。全ての収差図では、後述する各数値実施例をｍｍ単位で表した場合、球面収差０．２ｍｍ、非点収差０．２ｍｍ、歪曲２％、倍率色収差０．０２ｍｍのスケールで描かれている。

各実施例の撮影光学系Ｌ０は、以下の特徴を有する。

物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２、正または負の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３を有する。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１は不動であり、第２レンズ群Ｌ２は像側へ移動し、第３レンズ群Ｌ３は不動である。

第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、第１部分レンズ群Ｌ１Ａ、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂ、および、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃからなる。第１部分レンズ群Ｌ１Ａは３つの正レンズ成分からなる。第２部分レンズ群Ｌ１Ｂは少なくとも１つの正レンズと１つの負レンズを有する。第３部分レンズ群Ｌ１Ｃは、１つの正レンズ成分からなる。

以下の条件式（１）〜（２）を満足する。
１．０＜ｆ^２／（ｆ_１Ａ×Ｌ×Ｆｎｏ）＜３．０・・・（１）
０．０８＜ｆ_１Ａ／ｆ_１Ｃ＜０．５０・・・（２）

ここで、ｆは無限遠にフォーカスしているときの全系の焦点距離、ｆ_１Ａは第１部分レンズ群Ｌ１Ａの焦点距離、ｆ_１Ｃは第３部分レンズ群Ｌ１Ｃの焦点距離である。Ｌは光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の長さ（レンズ全長）である。ただし、最も像側のレンズと像面の間にガラスブロックＧが配置されている場合は、ガラスブロックＧについて空気換算長を用いる。また、無限遠物体にフォーカシングした場合の開放ＦナンバーをＦｎｏとする。

図７は、正の屈折力の第１レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群と負の屈折力の第３レンズにより構成された望遠レンズにおいて、軸上光束のうちレンズの最周辺を通る光線をＰ、軸外主光線をＱで表したものである。

光線Ｐのレンズへの入射高さは、光軸ＯＡと光線Ｑの交点より物体側で高く、像側で低くなっている。この場合、Ｆナンバーを小さくすると、開放Ｆナンバーは物体側近傍のレンズ径で決定され、望遠レンズの物体側のレンズの有効径が大きくなる。また、レンズの有効径の増大に伴って、レンズの重量が増大する。このため、大きな口径比を有する望遠レンズほど物体側のレンズの重量が増大する傾向がある。このように、大きな口径比を有する望遠レンズにおいては、全系の軽量化を図ることが重要である。

このような状況でレンズ系全体の重量を軽減するには、レンズ全長（第１レンズ面から像面までの光軸上の距離）を短縮したり、第１レンズ群を構成するレンズの枚数を少なくしたり、レンズ有効径を小さくすることが必要となる。

後述の各実施例では、レンズ系全体の重量を軽減するため、まずレンズ全長を短縮する。この方法として、正のパワーを有する第１レンズ群Ｌ１のパワーを強めることや、第１レンズ群Ｌ１自体のレンズ群の厚み（光軸方向の長さ）を薄くすることなどがある。

しかしながら、焦点距離に対してＦナンバーが比較的小さい望遠レンズは、Ｆナンバーが比較的大きい望遠レンズに比べて色収差が増大しやすい。そこで従来の望遠レンズでは、第１レンズ群Ｌ１の正レンズに低分散特性を有する材料を使用して色収差を低減させたり、発生した色収差を補正するために、負レンズの枚数を増やしたりしてきた。

しかし、第１レンズ群Ｌ１の正レンズに低分散特性を有する材料を使用しても色収差発生量は低減するものの、正レンズだけでは色収差を補正することはできない。

また、第１レンズ群Ｌ１の正レンズから発生した色収差を補正するために、負レンズを複数挿入しても、負レンズの屈折力を大きくしなければ色収差を補正できない。しかしながら、第１レンズ群Ｌ１の屈折力は正であるから、負レンズの屈折力を大きくすると、その分だけ正レンズの屈折力を大きくする必要がある。そうすると、正レンズの曲率半径が小さくなり、球面収差やコマ収差が増大してしまう。そのため、増大した球面収差やコマ収差を補正するために更なるレンズが必要となり、レンズを入れるためのスペースが必要となる。

このように、全長を短縮するために単純に第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力を強くするだけでは高画質の維持と全長短縮の両立は難しい。

また、非球面レンズを用いてレンズ枚数を増やすことなく各レンズ面で収差を補正したとしても、各レンズ面や鏡筒への組み込み時の製造誤差に起因する収差の発生量（敏感度）が大きい場合、製造が困難になる。

この場合、製造に際して結像性能がばらつき、所望の結像性能を得ることが困難となる。通常のフルハイビジョン（画素数１９２０×１０８０、画素サイズ数μｍ）相当の画質であれば、多少の製造誤差による収差のばらつきも許容される。

しかし、画素数の増加と画素サイズの縮小による高画質化を考慮すると、一定の製造誤差に対する敏感度を小さくして製造時の結像性能のばらつきを従来以上に低減させることが必要である。しかし、敏感度を低く維持するためにレンズ枚数を増やすと、全長短縮と軽量化の両立も難しくなる。

次に、焦点距離に対してＦナンバー（開放Ｆナンバー）が比較的小さい望遠レンズ（例えばｆ／Ｆｎｏ＞７０）において、レンズ全長を短縮する手法について考える。

第１レンズ群Ｌ１の屈折力を単に強くするだけでレンズ全長を短縮しようとすると、正レンズの肉厚（中心厚）が増大する。このため、第１レンズ群Ｌ１の重量が増大し、Ｆナンバーが小さい望遠レンズではレンズ全長の短縮に見合った軽量化の効果が得られない。またレンズ枚数が多いため、レンズ全長を短縮するための空気間隔が少なく、ある程度以上になると十分なレンズ全長の短縮効果が得られない。

各実施例では、第１レンズ群Ｌ１の屈折力を強めることでレンズ全長を短縮したことに加えて、次のような構成を採用している。

第１レンズ群Ｌ１を、物体側から像側へ順に、第１部分レンズ群Ｌ１Ａ、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂ、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃの３つの部分レンズ群に分けている。

第１部分レンズ群Ｌ１Ａは第１レンズ群が有する正の屈折力のほとんどに寄与しており、３つの正レンズ成分で構成されている。第２部分レンズ群Ｌ１Ｂは、少なくとも１つの正レンズと１つの負レンズを有しており、第１レンズ群Ｌ１の色収差を補正している。第３部分レンズ群Ｌ１Ｃは第１部分レンズ群Ｌ１Ａと第２部分レンズ群Ｌ１Ｂでは補正しきれなかった球面収差やコマ収差などを補正している。

ここで、レンズ成分とは、１つのレンズ、および、複数のレンズを接合して構成された１つの接合レンズの両方を含む意味である。１つの接合レンズにおける接合枚数は限定されない。また、第１部分レンズ群Ｌ１Ａから第３部分レンズ群Ｌ１Ｃまでの各レンズについて、レンズの表面に樹脂材料を形成して収差補正を行ってもよい。

次に、本実施形態の光学系において、収差補正と製造誤差に対する敏感度の低減を両立させたメカニズムについて説明する。

第１部分レンズ群Ｌ１Ａは、最も物体側に位置するレンズ群であるため、軸上光束の周辺光線の光軸からの高さが高く、軸外主光線もレンズの周辺部分を通過する。このため、３次収差係数で言うところのＩ、ＩＩ、ＩＩＩ（球面収差、コマ収差、像面湾曲）が多く発生する。なお、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩの収差係数の定義については、例えば「共立出版株式会社光学技術シリーズ１レンズ設計法松居吉哉著」に説明されている。

このため、第１部分レンズ群Ｌ１Ａ分を１つのレンズ成分で構成してしまうと、敏感度が非常に大きくなってしまう。もしくは、屈折力が集中して非常に強い屈折力となるため、レンズが厚くなり軽量化の達成が困難となる。

そこで、第１部分レンズ群Ｌ１Ａを３つの正レンズ成分（レンズ成分Ｌ１Ａ１、レンズ成分Ｌ１Ａ２、レンズ成分Ｌ１Ａ３）で構成することにより、敏感度をそれぞれの正レンズ成分に分散させることができる。３つの正レンズ成分で屈折力を分担することで、レンズ厚みの増大も防ぐことができ、結果的に１つのレンズ成分で構成するよりも軽量化が容易となる。

好ましくは、前記３つの正レンズ成分のうち、２つ（レンズ成分Ｌ１Ａ１、レンズ成分Ｌ１Ａ２）は最も物体側に連続して配置する。そして残り１つ（レンズ成分Ｌ１Ａ３）は、前記レンズ成分Ｌ１Ａ２に対してある程度空気間隔を隔てて配置すると良い。これにより、３つ目の正レンズ成分（レンズ成分Ｌ１Ａ３）の有効径を小さくでき、屈折力をつけたとしても重量の増加を抑えられるため好ましい。

第２部分レンズ群Ｌ１Ｂにおいても、軸上光束の周辺光線の光軸からの高さが高く、軸外主光線もレンズの周辺部分を通過する。このため、正の屈折力を有する第１部分レンズ群Ｌ１Ａで発生した球面収差を始めとする諸収差を、負レンズが含まれる第２部分レンズ群Ｌ１Ｂで補正している。また、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂの負レンズにより、第１レンズ群Ｌ１全体で発生する色収差も補正される。

更に好ましくは、前記第１部分レンズ群Ｌ１Ａの最も像側に配置した正レンズ成分（レンズ成分Ｌ１Ａ３）と、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂの最も物体側のレンズ成分は、図８に示すように同一の鏡筒を用いて保持されるのが好ましい。図８は保持手段としての鏡筒Ｈ１と鏡筒Ｈ２が、例えばねじ込みによって鏡筒同士が固定され、鏡筒Ｈ１と鏡筒Ｈ２に各レンズが挟まれることで固定されている。図８の例は後述する実施例１に示すような第２部分レンズ群Ｌ１Ｂの各レンズが接合された例である。

このように保持することが好ましい理由を説明する。前述のようにレンズ成分Ｌ１Ａ３をレンズ成分Ｌ１Ａ２とは空気間隔を隔てて像側に配置したことで第２部分レンズ群Ｌ１Ｂの最も物体側のレンズの近くに配置される。このため、レンズ成分Ｌ１Ａ３を独立して保持するよりは第２部分レンズ群Ｌ１Ｂの最も物体側のレンズと同一の鏡筒で保持した方が、鏡筒に製造誤差が生じた場合に同一方向に偏心するため偏心収差の発生が抑えられる。

なお、図８の例ではレンズ成分Ｌ１Ａ３と第２部分レンズＬ１Ｂの負レンズのみを鏡筒Ｈ１、Ｈ２で固定（保持）したが、これに限らず、鏡筒Ｈ１を延伸して第２部分レンズ群Ｌ１Ｂの正レンズまで一緒に固定しても良い。

第３部分レンズ群Ｌ１Ｃは、第１レンズ群Ｌ１の中で最も像側に位置するレンズ群であるが、第２レンズ群Ｌ２以降のレンズ群に比べて、軸上光束の周辺光線の光軸からの高さが高いため、球面収差やコマ収差を補正可能である。そこで、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃでは、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂまでで補正しきれなかった球面収差やコマ収差を補正している。

このように第１レンズ群Ｌ１を３つの部分レンズ群で構成し、各部分レンズ群ごとに屈折力、色収差補正、色収差以外の諸収差補正の各機能を分担させて、敏感度を増大させずに、第１レンズ群Ｌ１全体の屈折力を強くできる。

焦点距離が長くＦナンバー（開放Ｆナンバー）が小さい望遠レンズの場合、レンズ系全体が大型となり、Ｆナンバーの大きい望遠レンズに比べて高重量となる。このため、望遠レンズ全体を移動させてフォーカシングを行うのが機構的に困難となる。

そこで、各実施例の光学系は、第１レンズ群Ｌ１よりも像側に位置する小型軽量なレンズ群である第２レンズ群Ｌ２を光軸上移動させることによってフォーカシングを行っている。これにより、光学系全体や第１レンズ群Ｌ１全体を移動させてフォーカスする場合に比べて格段に小さい駆動装置でフォーカスすることができる。

各実施例の光学系は第２レンズ群Ｌ２より像側に第３レンズ群Ｌ３を配置している。第２レンズ群Ｌ２よりも像側に第３レンズ群Ｌ３を配置することで、軸上光束の周辺光線の光軸からの高さが低く、軸外主光線が高い位置を通過する位置にレンズ面を配置することができる。これにより、像面湾曲や倍率色収差の補正が容易となる。

また、好ましくは開口絞りＳＰを第１レンズ群Ｌ１よりも像側に配置すると良い。これにより、第１レンズ群Ｌ１のレンズ有効径を大きくすることなく画面周辺の光束を十分に取り込むことができる。

次に、前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は、第１部分レンズ群Ｌ１Ａの焦点距離とレンズ全長に関する。条件式（１）の上限値を超えると、Ｆナンバーとレンズ全長に比べて第１部分レンズ群Ｌ１Ａの焦点距離が短くなりすぎる。このとき、第１レンズ群Ｌ１で発生する球面収差やコマ収差を第１レンズ群Ｌ１内で補正することが難しくなり、レンズ全系で球面収差とコマ収差が補正不足となるため好ましくない。

一方、条件式（１）の下限値を超えると、Ｆナンバーとレンズ全長に比べて第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱くなる。このとき、レンズ全長の短縮ができなくなるため好ましくない。

条件式（１）は、好ましくは次のように設定される。
１．２５＜ｆ^２／（ｆ_１Ａ×Ｌ×Ｆｎｏ）＜２．５０・・・（１ａ）
また条件式（１ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
１．５０＜ｆ^２／（ｆ_１Ａ×Ｌ×Ｆｎｏ）＜２．００・・・（１ｂ）

条件式（２）は、第１部分レンズ群Ｌ１Ａと第３部分レンズ群Ｌ１Ｃの焦点距離の比に関する。前述したように、レンズ全長の短縮と敏感度の低減を両立するためには各部分レンズ群ごとに屈折力、色収差補正、諸収差補正の各機能を分担させることが重要である。

条件式（２）の上限値を超えると、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃの焦点距離が短くなりすぎる。そうすると、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃの屈折力が大きくなりすぎて、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃの敏感度が増大してしまうため好ましくない。条件式（２）の下限値を超えると、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃの焦点距離が長くなりすぎて、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が不足し、全長短縮効果が弱くなってしまうため好ましくない。

条件式（２）は、好ましくは次のように設定される。
０．０９＜ｆ_１Ａ／ｆ_１Ｃ＜０．４０・・・（２ａ）
また条件式（２ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
０．１１＜ｆ_１Ａ／ｆ_１Ｃ＜０．３８・・・（２ｂ）

本実施形態の光学系は以上のように構成されるが、更に好ましくは、次に述べる条件のうち少なくとも１つを満足するように構成される。これによれば、高い結像性能を維持しつつ、更なるレンズ全長の短縮効果と敏感度低減効果を容易に得ることができる。

第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ_１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ_２、第１部分レンズ群Ｌ１Ａの焦点距離をｆ_１Ａ、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂの焦点距離をｆ_１Ｂ、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃの焦点距離をｆ_１Ｃとする。全系の屈折力をφとする。

第２部分レンズ群Ｌ１Ｂに含まれる各光学素子の総数をｎｕｍ１Ｂとする。第２部分レンズ群Ｌ１Ｂに含まれる各光学素子の部分分散比差をΔθ_ｇＦｉ、ｄ線を基準としたアッベ数をν_１Ｂｉ、屈折力をφ_１Ｂｉとする。ここでｉは前記第２部分レンズ群Ｌ１Ｂに含まれる各光学素子の物体側から順につけた番号である。ここで「光学素子」とは光学的なパワー（屈折力）を有する素子を含む。例えば、レンズ、回折光学部、樹脂材料からなる光学素子Ａなどである。

またν_１Ｂｉ、Δθ_ｇＦｉとは第２部分レンズ群Ｌ１Ｂに含まれる各光学素子を構成する材料のｄ線における屈折率をＮ_ｄｉ、ｇ線における屈折率をＮ_ｇｉ、Ｃ線における屈折率をＮ_Ｃｉ、Ｆ線における屈折率をＮ_Ｆｉとすると次に示す式で定義するものである。
ν_１Ｂｉ＝（Ｎ_ｄｉ−１）／（Ｎ_Ｆｉ−Ｎ_Ｃｉ）
θ_ｇＦｉ＝（Ｎ_ｇｉ−Ｎ_Ｆｉ）／（Ｎ_Ｆｉ−Ｎ_Ｃｉ）
Δθ_ｇＦｉ＝θ_ｇＦｉ−（−１．６１７８３×１０^−３×ν_１Ｂｉ＋０．６４１４６）

また、第１部分レンズ群Ｌ１Ａの物体側から３番目に配置された正レンズ成分Ｌ１Ａ３の最も像側の面の曲率半径をＲＡ_２、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂの最も物体側に配置されたレンズの最も物体側の面の曲率半径をＲＢ_１とする。

第１部分レンズ群Ｌ１Ａの最も物体側に配置された正レンズ成分Ｌ１Ａ１の最も物体側の面の曲率半径をＲ_１、正レンズ成分Ｌ１Ａ１の最も像側の面の曲率半径をＲ_２とする。

第１部分レンズ群Ｌ１Ａの物体側から２番目に配置された正レンズ成分Ｌ１Ａ２の最も像側の面から、第１部分レンズ群Ｌ１Ａの物体側から３番目に配置された正レンズ成分Ｌ１Ａ３の最も物体側の面までの光軸上の距離をｄ_２３とする。光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の長さをＬとする。

無限遠にフォーカスしているときの全系の焦点距離をｆ、無限遠にフォーカスしているときの全系の屈折力をφとする。無限遠にフォーカスしているときの第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離をｆ_１２とする。

第２部分レンズ群Ｌ１Ｂが回折光学部Ｄを備える場合において、回折光学部Ｄの回折成分のみによる焦点距離をｆ_ＤＯＥとする。

第１レンズ群Ｌ１内に含まれるレンズ成分の総数をｎｕｍＬ１とする。ｊは第１レンズ群Ｌ１に含まれるレンズ成分を物体側から順に数えた番号（ｊ番目）である。β_ｊはｊ番目よりも像側のレンズ成分から最も像側に位置するレンズ成分までの合成横倍率とする（ただし無限遠にフォーカスしているときの横倍率）。例えばβ_２は、物体側から２番目のレンズ成分（第１レンズ群Ｌ１の物体側から２番目のレンズ成分）よりも像側の全てのレンズ成分の合成横倍率である。

このとき、以下の条件式（３）〜（１２）のいずれかを満足することが好ましい。

−２．０＜ｆ_１Ｂ／ｆ_１＜−０．５・・・（３）

０．４＜ｆ_１Ａ／ｆ_１＜１．０・・・（５）
１．５＜ｆ_１Ｃ／ｆ_１＜２０．０・・・（６）
０．３＜ｆ_１２／ｆ＜１．０・・・（７）
−４．０＜ｆ_１／ｆ_２＜−０．５・・・（８）
０．０３＜ｄ_２３／Ｌ＜０．１５・・・（９）
１０＜ｆ_ＤＯＥ／ｆ＜１００・・・（１０）
０．０＜（ＲＢ_１−ＲＡ_２）／│ＲＢ_１＋ＲＡ_２│＜０．６・・・（１１）

０．５＜│（Ｒ_２−Ｒ_１）／（Ｒ_１＋Ｒ_２）│＜２．０・・・（１３）

条件式（３）は、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂの焦点距離に関する。条件式（３）の上限値を超えると、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂの負の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎてしまう。そうすると、正の屈折力を担う第１部分レンズ群Ｌ１Ａの屈折力を更に大きくしなければならず、特に球面収差の発生量が多くなるため、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃ以降で補正することが難しくなってしまう。

一方、下限値を超えると、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂの負の焦点距離の絶対値が大きくなりすぎてしまう。そうすると色収差補正効果も低減してしまうため好ましくない。

条件式（３）は、好ましくは次のように設定される。
−１．８＜ｆ_１Ｂ／ｆ_１＜−０．６・・・（３ａ）
また条件式（３ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
−１．６＜ｆ_１Ｂ／ｆ_１＜−０．７・・・（３ｂ）

条件式（４）は、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂの色収差補正力に関する。条件式（４）の下限値を超えると、色収差補正力が弱くなりすぎてしまい軸上色収差が残存してしまう。一方、上限値を超えると、色収差補正力が強くなりすぎてしまい、軸上色収差（特にｇ線とＦ線間の軸上色収差）が過補正になってしまう。

条件式（４）は、好ましくは次のように設定される。

また条件式（４ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。

条件式（５）は、第１部分レンズ群Ｌ１Ａの焦点距離に関する。条件式（５）の上限値を超えると、第１部分レンズ群Ｌ１Ａの焦点距離が長くなりすぎてしまい、全長短縮効果が得られなくなるため好ましくない。

一方、下限値を超えると、第１部分レンズ群Ｌ１Ａの焦点距離が短くなりすぎてしまい、球面収差やコマ収差の発生量が増大するため好ましくない。

条件式（５）は、好ましくは次のように設定される。
０．５０＜ｆ_１Ａ／ｆ_１＜０．９５・・・（５ａ）
また条件式（５ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
０．６０＜ｆ_１Ａ／ｆ_１＜０．９０・・・（５ｂ）

条件式（６）は、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃの焦点距離に関する。条件式（６）の下限値を超えると、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃの焦点距離が短くなりすぎてしまい、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃの敏感度が増大するため好ましくない。条件式（６）の上限値を超えると、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃの焦点距離が長くなりすぎてしまい、第１レンズ群内の正の屈折力が不足し、全長短縮効果が弱くなってしまうため好ましくない。

条件式（６）は、好ましくは次のように設定される。
２．０＜ｆ_１Ｃ／ｆ_１＜１５．０・・・（６ａ）
また条件式（６ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
２．２＜ｆ_１Ｃ／ｆ_１＜１０．０・・・（６ｂ）

条件式（７）は、無限遠にフォーカスしているときの第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離に関する。

条件式（７）の上限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離が長くなりすぎてしまい、全長の短縮が困難となるため、好ましくない。一方、条件式（７）の下限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離が短くなりすぎてしまい、球面収差やコマ収差を像側のレンズ群で補正することが困難となるため、好ましくない。

条件式（７）は、好ましくは次のように設定される。
０．４＜ｆ_１２／ｆ＜０．９・・・（７ａ）
また条件式（７ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
０．６＜ｆ_１２／ｆ＜０．８・・・（７ｂ）

条件式（８）は、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との焦点距離の比に関する。条件式（８）の上限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなりすぎてしまい、第１レンズ群Ｌ１で発生する球面収差の補正が困難になる。また、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が長くなりすぎてしまい、フォーカシングの際の第２レンズ群Ｌ２の移動量が増大してレンズ全体が大型化してしまい好ましくない。一方、下限値を超えると、全長短縮が困難になるため好ましくない。

条件式（８）は、好ましくは次のように設定される。
−３．０＜ｆ_１／ｆ_２＜−０．８０・・・（８ａ）
また条件式（８ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
−２．５＜ｆ_１／ｆ_２＜−１．２５・・・（８ｂ）

条件式（９）は、第１部分レンズ群Ｌ１Ａのレンズ成分Ｌ１Ａ２とレンズ成分Ｌ１Ａ３との空気間隔に関する。レンズ成分Ｌ１Ａ２とレンズ成分Ｌ１Ａ３との空気間隔をこの条件式の範囲内に設定すると、レンズ成分Ｌ１Ａ３のレンズ径を小さくできるため、軽量化に好ましい。

条件式（９）の上限値を超えると、レンズ全長に対してレンズ成分Ｌ１Ａ２とレンズ成分Ｌ１Ａ３との空気間隔が広くなりすぎる。このとき、第１レンズ群Ｌ１が大型化してしまい、レンズ全体の小型化および軽量化が困難となるため、好ましくない。

一方、条件式（９）の下限値を超えると、レンズ全長に対してレンズ成分Ｌ１Ａ２とレンズ成分Ｌ１Ａ３との空気間隔が狭くなりすぎる。このとき、レンズ成分Ｌ１Ａ２を射出した光線が十分に収束されないままレンズ成分Ｌ１Ａ３に入射し、レンズ成分Ｌ１Ａ３のレンズ径を小さくすることによる軽量化が困難になるため、好ましくない。

条件式（９）は、好ましくは次のように設定される。
０．０５＜ｄ_２３／Ｌ＜０．１３・・・（９ａ）
また条件式（９ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
０．０７＜ｄ_２３／Ｌ＜０．１０・・・（９ｂ）

条件式（１０）は、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂ内に回折光学素子を使用した際の回折光学部Ｄのみによる焦点距離に関する。条件式（１０）の上限値または下限値を超えると第１レンズ群Ｌ１内での軸上色収差と倍率色収差の補正バランスが取りづらくなる。このため、軸上色収差か倍率色収差の一方が補正不足になり、他方が補正過剰になる。このとき、高い光学性能を維持できなくなるため好ましくない。

条件式（１０）は、好ましくは次のように設定される。
１３＜ｆ_ＤＯＥ／ｆ＜７０・・・（１０ａ）
また条件式（１０ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
１７＜ｆ_ＤＯＥ／ｆ＜５０・・・（１０ｂ）

条件式（１１）は、第１部分レンズ群Ｌ１Ａ内のレンズ成分Ｌ１Ａ３の像側の面形状と、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂ内の最も物体側のレンズの物体側の面形状に関する。条件式（１１）を満足すると、レンズ成分Ｌ１Ａ３と第２部分レンズ群Ｌ１Ｂ内の最も物体側のレンズとが同一の鏡筒で保持できるため好ましい。

条件式（１１）の下限値を超えると、レンズの周辺部においてレンズ成分Ｌ１Ａ３の像側の面と第２部分レンズ群Ｌ１Ｂ内の最も物体側のレンズの物体側の面が接することができなくなり、同一の鏡筒で保持することが難しくなってしまうため好ましくない。

一方、上限値を超えると、レンズ成分Ｌ１Ａ３の像側の面と第２部分レンズ群Ｌ１Ｂ内の最も物体側のレンズの物体側の面の曲率半径の差が大きくなりすぎてしまう。そうすると、球面収差やコマ収差が多く発生し、第１レンズ群Ｌ１内で補正することが難しくなってしまうため好ましくない。

条件式（１１）は、好ましくは次のように設定される。
０．０１＜（ＲＢ_１−ＲＡ_２）／│ＲＢ_１＋ＲＡ_２│＜０．５・・・（１１ａ）
また条件式（１１ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
０．０２＜（ＲＢ_１−ＲＡ_２）／│ＲＢ_１＋ＲＡ_２│＜０．４・・・（１１ｂ）

条件式（１２）は、第１レンズ群Ｌ１内の各々のレンズ成分よりも像側にあるレンズ成分全ての合成横倍率に関する。ｊは物体側から順に数えたレンズ成分番号（ｊ番目）である。例えばβ_２は、物体側から２番目のレンズ成分（第１部分レンズ群Ｌ１Ａの物体側から２番目の正レンズ成分）よりも像側の全てのレンズ成分の合成横倍率である。ｎｕｍＬ１は、第１レンズ群Ｌ１のレンズ成分数の総数である。

計算例について、数値実施例１を参照して説明する。第１レンズ群Ｌ１は物体側から順に３枚の正レンズと１組の接合レンズと１枚の正レンズで構成されている。

このため、β_１は物体側から２番目の正レンズの物体側の面から最も像側のレンズ成分の像側の面（第３面から第３１面）までの合成横倍率である。β_２は物体側から３番目の正レンズの物体側の面から最も像側のレンズ成分の像側の面（第５面から第３１面）までの合成横倍率である。

β_３は第２部分レンズ群Ｌ１Ｂの最も物体側の面から最も像側のレンズの像側の面（第７面から第３１面）までの合成横倍率である。β_４は第３部分レンズ群Ｌ１Ｃの最も物体側の面から最も像側のレンズの像側の面（第１０面から第３１面）までの合成横倍率である。よって条件式（１２）を数値実施例１に当てはめると、│β_１×β_２×β_３×β_４│×Ｌ／ｆとなる。

条件式（１２）の上限を超えると、第１レンズ群Ｌ１内の特にレンズ径の大きい群である第１部分レンズ群Ｌ１Ａや第２部分レンズ群Ｌ１Ｂの各レンズ成分に対してかかる像側のレンズ成分全体の合成横倍率が大きくなりすぎる。

合成横倍率が大きい場合、そのレンズの製造誤差による収差変化量が後ろのレンズの合成横倍率によって拡大される。このとき、僅かな製造誤差であっても後ろのレンズによる合成横倍率で拡大されるため、結果的に得られる像が設計値の結像性能から大きく変化する。このような状況では、レンズ製造に要求される精度や組み込みに要求される精度が高くなり、好ましくない。

一方、条件式（１２）の下限を超えると、合成横倍率が小さくなりすぎる。このとき、そのレンズの持つ収差補正能力も小さくなり、他のレンズの収差補正分担負荷が大きくなるため、好ましくない。

条件式（１２）は、好ましくは次のように設定される。

また条件式（１２ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。

条件式（１３）は第１部分レンズ群Ｌ１Ａ内の最も物体側のレンズ成分Ｌ１Ａ１の最も物体側の空気に接している面の形状と、最も像側の空気に接している面の形状に関する。

レンズ成分Ｌ１Ａ１の最も物体側と最も像側の面形状をこの条件式の範囲内に設定すると、軸外光束がレンズ面に垂直に近い角度で入射し、コマ収差等の非対称収差が発生しにくくなるため好ましい。条件式（１３）の上限値もしくは下限値を超えると、レンズ成分Ｌ１Ａ１で発生する非対称収差が増大してしまい、レンズ成分Ｌ１Ａ１での敏感度が増加するため好ましくない。

条件式（１３）は、好ましくは次のように設定される。
０．７＜│（Ｒ_２−Ｒ_１）／（Ｒ_１＋Ｒ_２）│＜１．７・・・（１３ａ）
また条件式（１３ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
０．８＜│（Ｒ_２−Ｒ_１）／（Ｒ_１＋Ｒ_２）│＜１．４・・・（１３ｂ）

また、更に好ましくは、第１部分レンズ群Ｌ１Ａは、３つの正の単レンズで構成されることが好ましい。負レンズを使用した接合レンズにしないことで、効率的に正のパワーを引き出して部品点数を少なくし、軽量化を行うことができる。

また、更に好ましくは、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃは、１つの正の単レンズで構成し、非球面を少なくとも１面有することが好ましい。こうすることで最小限のレンズ枚数で効率よく残存している収差を低減することが可能となる。

更に、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂには少なくとも１つ回折光学部Ｄを有する回折光学素子ＤＯＥが設けられていることが好ましい。回折光学素子ＤＯＥを設けることで、レンズ枚数を増やすことなく色収差を補正することが容易となり、比重が比較的重い蛍石などの異常分散ガラスを使用しなくても色収差が補正可能となる。このとき、更なる軽量化が達成できるため好ましい。

また、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂは、１つの接合レンズで構成されていることが好ましい。第２部分レンズ群Ｌ１Ｂを１つの接合レンズで構成することで、正レンズと負レンズとの間の空気との界面を無くし、進む光線に対してレンズ間の屈折率差を小さくすることができる。また第１部分レンズ群Ｌ１Ａ内のレンズ成分Ｌ１Ａ３と第２部分レンズ群Ｌ１Ｂが図８に示したように一体で同じ鏡筒に保持できるようになるため、それぞれがバラバラの単レンズのみで構成するよりも組み立て難易度を低減させることができる。

また、後述する実施例１、３、４において、回折光学部Ｄが光学面の上に施されているが、回折光学部Ｄが形成される光学面の形状は、球面、平面、または、非球面のいずれでもよい。また回折光学部Ｄは、それらの光学面にプラスチックなどの膜を回折光学部（回折面）として付加する方法である所謂レプリカで作成してもよい。回折格子の形状について、その２ｉ次項の位相係数をＣ_２ｉとしたとき、光軸ＯＡからの距離Ｈにおける位相φ（Ｈ）は以下の式（ａ）で表される。ただし、ｍは回折次数、λ_０は基準波長である。

一般に、レンズ、プリズム等の屈折光学材料のｄ線基準のアッベ数（分散値）ν_ｄは、ｄ、Ｃ、Ｆ線の各波長におけるパワーをＮ_ｄ、Ｎ_Ｃ、Ｎ_Ｆとしたとき、次式で表される。
ν_ｄ＝（Ｎ_ｄ−１）／（Ｎ_Ｆ−Ｎ_Ｃ）＞０・・・（ｂ）

一方、回折光学部のアッベ数ν_ｄはｄ、Ｃ、Ｆ線の各波長をλ_ｄ、λ_Ｃ、λ_Ｆとしたとき、
ν_ｄ＝λ_ｄ／（λ_Ｆ−λ_Ｃ）・・・（ｃ）
と表され、ν_ｄ＝−３．４５３となる。

また部分分散比θ_ｇＦは
θ_ｇＦ＝（λ_ｇ−λ_Ｆ）／（λ_Ｆ−λ_Ｃ）・・・（ｄ）
と表され、θ_ｇＦ＝０．２９５６となる。

そして部分分散比差は、
Δθ_ｇＦ＝θ_ｇＦ−（−１．６１７８３×１０^−３×ν_ｄ＋０．６４１４６）
・・・（ｅ）
の定義式より、Δθ_ｇＦ＝−０．３５１４５となる。

これにより、任意波長における分散性は、屈折光学素子と逆作用を有する。また、回折光学部の基準波長における近軸的な一時回折光（ｍ＝１）のパワーφ_Ｄは、回折光学部の位相を表す前式（ａ）から２次項の係数をＣ_２としたとき、
φ_Ｄ＝−２・Ｃ_２
と表される。これより回折光学素子ＤＯＥの回折成分のみによる焦点距離ｆ_ＤＯＥは

となる。さらに、任意波長をλ、基準波長をλ_０としたとき、任意波長の基準波長に対するパワー変化は、次式となる。
φ_Ｄ’＝（λ／λ_０）×（−２・Ｃ_２）・・・（ｇ）

これにより、回折光学部Ｄの特徴として、前式（ａ）の位相係数Ｃ_２を変化させることにより、弱い近軸パワー変化で大きな分散性が得られる。これは色収差以外の諸収差に大きな影響を与えることなく、色収差の補正を行うことを意味している。

また位相係数Ｃ_４以降の高次数の係数については、回折光学部Ｄの光線入射高の変化に対するパワー変化が非球面と類似した効果を得ることができる。それと同時に、光線入射高の変化に応じて基準波長に対し任意波長のパワー変化を与えることができる。このため、倍率色収差の補正に有効である。さらに、軸上光束の周辺部が光軸から高い位置を通過する面に回折光学素子を配置すれば、軸上色収差の補正にも有効である。

また、第１レンズ群Ｌ１もしくは第３レンズ群Ｌ３内の第３部分レンズ群Ｌ３３には色収差補正を目的とした樹脂材料からなる光学素子Ａを少なくとも１つ有することが好ましい。実施例１、２、４において、前記第１レンズ群Ｌ１もしくは前記第３部分レンズ群Ｌ３３に表２に示すような樹脂材料からなる光学素子Ａを配置している。

図５は、光学ガラスの部分分散比θｇＦとアッベ数νｄを示すグラフ（以下「θｇＦ−νｄ図」と呼ぶ）である。縦軸は部分分散比θｇＦであり、横軸はアッベ数である。一般的な光学ガラスは、ほぼ直線に沿って分布することが知られている。また、一般的な光学ガラスは、部分分散比が大きくなると、アッベ数は小さくなり、分散が大きくなる傾向がある。

これに対して、様々な樹脂の中でも一部の紫外線硬化樹脂やＮ−ポリビニルカルバゾールは、θｇＦ−νｄ図において通常の光学ガラスとは異なる領域に存在する。紫外線硬化樹脂（Ｎｄ＝１．６３５，νｄ＝２２．７，θｇＦ＝０．６９）、Ｎ−ポリビニルカルバゾール（Ｎｄ＝１．６９６，νｄ＝１７．７，θｇＦ＝０．６９）は、同じアッベ数を有する光学ガラスに比べて、部分分散比が大きい。これらは下記条件式（１４）乃至条件式（１５）を満足する材料である。前記樹脂材料からなる光学素子Ａのｄ線を基準としたアッベ数をν_ｄＡ、部分分散比をθ_ｇＦＡ、とするとき、
０．０２７２＜Ａ_θ１＜０．３０００・・・（１４）
５＜ν_ｄＡ＜４５・・・（１５）
なる条件を満足することが好ましい。

ただし、Ａ_θ１は以下で定義されるものである。
Ａ_θ１＝θ_ｇＦＡ−θ_{ｇＦＢａｓｅ}
θ_{ｇＦＢａｓｅ}＝−１×１０^−９×ν_ｄＡ ^４＋５×１０^−８×ν_ｄＡ ^３＋７．５×１０^−５×ν_ｄＡ ^２−７×１０^−３×ν_ｄＡ＋０．７２１

ここで、θ_ｇＦＡおよびν_ｄＡは、前記光学素子Ａを構成する材料のｄ線における屈折率をＮ_ｄＡ、ｇ線における屈折率をＮ_ｇＡ、Ｃ線における屈折率をＮ_ＣＡ、Ｆ線における屈折率をＮ_ＦＡとすると次に示す式で定義される。
ν_ｄＡ＝（Ｎ_ｄＡ−１）／（Ｎ_ＦＡ−Ｎ_ＣＡ）
θ_ｇＦＡ＝（Ｎ_ｇＡ−Ｎ_ＦＡ）／（Ｎ_ＦＡ−Ｎ_ＣＡ）

条件式（１４）を満足する光学素子Ａを光学系内に使用することで、色収差（特にｇ線とＦ線間の色収差）を補正することが可能になり、全長短縮時の結像性能を向上させることができる。軸上光束の周辺部が光軸から高い位置を通過する位置に前記光学素子Ａを配置すれば軸上色収差の補正に効果があり、軸外主光線がレンズ周辺部を通るような位置に配置すれば倍率色収差補正に効果がある。尚、条件式（１４）を満足する材料であれば、これらに限定するものではない。

また、他にも一般の硝材とは異なる特性を持つ材料として、下記の無機酸化物ナノ微粒子（無機微粒子）を合成樹脂（透明媒体）中に分散させた混合体がある。無機酸化物の例としては、ＴｉＯ_２（Ｎｄ＝２．３０４，νｄ＝１３．８），Ｎｂ_２Ｏ_５（Ｎｄ＝２．３６７，νｄ＝１４．０），ＩＴＯ（Ｎｄ＝１．８５７１，νｄ＝５．６８），Ｃｒ_２Ｏ_３（Ｎｄ＝２．２１７８，νｄ＝１３．４），ＢａＴｉＯ_３（Ｎｄ＝２．４３６２，νｄ＝１１．３）等がある。

これらの無機酸化物の中では、ＴｉＯ_２（Ｎｄ＝２．３０４，νｄ＝１３．８，θｇＦ＝０．８７）微粒子を合成樹脂中に適切なる体積比で分散させた場合、上記条件式（１４）を満足する材料が得られる。

ＴｉＯ_２は様々な用途で使われる材料であり、光学分野では反射防止膜などの光学薄膜を構成する蒸着用材料として用いられている。他にも光触媒、白色顔料などとして、またＴｉＯ_２微粒子は化粧品材料として用いられている。

各実施例において合成樹脂に分散させるＴｉＯ_２微粒子の平均径は、散乱などの影響を考えると２ｎｍ〜５０ｎｍ程度がよく、凝集を抑えるために分散剤などを添加しても良い。

またＴｉＯ_２を分散させる合成樹脂材料としては、ポリマーが良く、成形型等を用いて光重合成形または熱重合成形することにより高い量産性を得ることができる。

そして、合成樹脂の光学定数の特性としても、部分分散比が比較的大きい合成樹脂、あるいはアッベ数が比較的小さい合成樹脂か、両者を満たす合成樹脂が良い。例えば、Ｎ−ポリビニルカルバゾール、スチレン、ポリメタクリル酸メチル（アクリル）などが適用できる。

後述する実施例ではＴｉＯ_２微粒子を分散させる合成樹脂として紫外線硬化性の（メタ）アクリルモノマー１（Ｎｄ＝１．５２４，νｄ＝５１．５，θｇＦ＝０．５６）を用いている。しかし、これに限定するものではない。

ナノ微粒子を分散させた混合体の分散特性Ｎ（λ）は、良く知られたＤｒｕｄｅの式から導きだされた次式によって簡単に計算することができる。即ち、波長λにおける屈折率Ｎ（λ）は、
Ｎ（λ）＝［１＋Ｖ｛Ｎ_Ｍ ^２（λ）−１｝＋（１−Ｖ）｛Ｎ_Ｐ ^２（λ）−１｝］^１／２・・・（ｉ）
である。

ここで、λは任意の波長、Ｎ_ＭはＴｉＯ_２の屈折率、Ｎ_Ｐは合成樹脂の屈折率、Ｖは合成樹脂体積に対するＴｉＯ_２微粒子の総体積の分率である。

条件式（１４）は前記光学素子Ａを構成する材料の部分分散比差に関する。

条件式（１４）の上限値を超えると、前記光学素子Ａにおいてアッベ数に対して部分分散比差が大きくなりすぎる。そうなると、ｇ線とＦ線間の色収差が補正されるのは良いが、Ｃ線とＦ線間の色収差が悪化する。このため、他のレンズでＣ線とＦ線間の色収差補正を強める必要が出てしまい、色収差以外の収差補正バランスが難しくなるため好ましくない。

一方、条件式（１４）の下限値を超えると、前記光学素子Ａにおいてアッベ数に対して部分分散比差が小さくなりすぎる。そうなるとｇ線とＦ線間の色収差が補正できなくなるため好ましくない。

条件式（１４）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
０．０５５０＜Ａ_θ１＜０．２７００・・・（１４ａ）

条件式（１５）は前記光学素子Ａを構成する材料のアッベ数に関する。

条件式（１５）の上限値を超えると、前記光学素子Ａを構成する材料のアッベ数が大きくなり低分散となる。そうするとｇ線とＦ線間の色収差を補正しようとすると大きなパワーが必要となる。パワーを大きくすることで、色収差以外のコマ収差や非点収差が多く発生し、収差の補正が困難になるため好ましくない。

一方、条件式（１５）の下限値を超えると、前記光学素子Ａを構成する材料のアッベ数が小さくなり高分散となる。そうすると特にｇ線とＦ線間の色収差は弱いパワーで補正しやすくなるが、同時に色収差補正の敏感度が増加することになるため製造難易度が上がり好ましくない。

条件式（１５）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
７＜ν_ｄＡ＜４２・・・（１５ａ）
条件式（１５ａ）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
１３＜ν_ｄＡ＜３５・・・（１５ｂ）

以上の通り、本実施形態の光学系（望遠レンズ）によれば、製造容易で小型および軽量な光学系および撮像装置を提供することができる。

次に、実施例１〜４の光学系の構成について詳述する。各実施例において、第１レンズ群Ｌ１の第３部分レンズ群Ｌ１Ｃの少なくとも１つのレンズ面は非球面形状である。第２レンズ群Ｌ２よりも像側に開口絞りＳＰが配置されている。

第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に配置された、第１部分レンズ群Ｌ３１、第２部分レンズ群Ｌ３２、第３部分レンズ群Ｌ３３から構成される。第２部分レンズ群Ｌ３２は、像ぶれ補正に際して光軸ＯＡに直交する方向を含む方向に移動する。無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、第２レンズ群Ｌ２を像面側へ光軸上を移動させることで行われる。

まず、図１（Ａ）を参照して、本発明の実施例１における撮影光学系Ｌ０（光学系）について説明する。

第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、第１部分レンズ群Ｌ１Ａ、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂ、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃを有する。

第１部分レンズ群Ｌ１Ａにおける３つの正レンズ成分は、いずれも正のパワーを有する単レンズからなり、物体側から像側へ順に配置された、１つの両凸レンズ、２つの物体側に凸形状のメニスカスレンズにより構成されている。

第２部分レンズ群Ｌ１Ｂは、１つの接合レンズからなり、この接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、負のパワーを有する物体側に凸形状のメニスカスレンズと、正のパワーを有する物体側に凸形状のメニスカスレンズとの接合により構成されている。また、この接合レンズは回折光学素子ＤＯＥを構成している。回折光学素子ＤＯＥを構成する回折光学部Ｄは、接合レンズの接合面に配置されている。

第３部分レンズ群Ｌ１Ｃは、正のパワーを有する物体側に凸形状のメニスカスレンズで構成されている。第３部分レンズ群Ｌ１Ｃのメニスカスレンズの物体側のレンズ面は非球面形状を有する。

第２レンズ群Ｌ２は、正のパワーを有する両凸レンズと負のパワーを有する両凹レンズの接合により構成されている。また、開口絞りＳＰは、開口径可変の開口絞りとして、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間に配置されている。

第３レンズ群Ｌ３において、第１部分レンズ群Ｌ３１は、１つの接合レンズからなる。物体側から像側へ順に配置された、負のパワーを有する物体側に凸形状のメニスカスレンズと両凸レンズと負のパワーを有する像側に凸形状のメニスカスレンズの接合により構成されている。また、第１部分レンズ群Ｌ３１の最も物体側のレンズの物体側のレンズ面は非球面形状を有する。

第２部分レンズ群Ｌ３２は、両凸レンズと両凹レンズとを接合して構成された１つの接合レンズと、１つの両凹レンズで構成されている。

第３部分レンズ群Ｌ３３は、２つの接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、両凸レンズと両凹レンズにより構成されている。また、像側の接合レンズは、両凸レンズと、２つの負のパワーを有する像側に凸形状のメニスカスレンズにより構成されている。第３部分レンズ群Ｌ３３内の像側の接合レンズを構成する３つのレンズのうち、中間に配置された負のパワーを有するメニスカスレンズは、光学素子Ａからなっている。第３部分レンズ群Ｌ３３内の最も物体側のレンズの物体側のレンズ面は非球面形状を有する。

図２（Ａ）を参照して、本発明の実施例２における撮影光学系Ｌ０（光学系）について説明する。

第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、第１部分レンズ群Ｌ１Ａ、第２部分レンズ群Ｌ１Ｂ、および、第３部分レンズ群Ｌ１Ｃを有する。

第１部分レンズ群Ｌ１Ａにおける３つの正レンズ成分は、いずれも正のパワーを有する単レンズからなり、物体側から像側へ順に配置された、１つの両凸レンズ、２つの物体側に凸形状のメニスカスレンズで構成されている。

第２部分レンズ群Ｌ１Ｂは、１つの接合レンズからなる。この接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、負のパワーを有する物体側に凸形状のメニスカスレンズと、２つの正のパワーを有する物体側に凸形状のメニスカスレンズにより構成されている。また、この接合レンズを構成する３つのレンズのうち、中間に配置された正のパワーを有する物体側に凸形状のメニスカスレンズは光学素子Ａからなっている。

第３部分レンズ群Ｌ１Ｃは、正のパワーを有する物体側に凸形状のメニスカスレンズ１つで構成されている。第３部分レンズ群Ｌ１Ｃのメニスカスレンズの物体側のレンズ面は非球面形状を有する。

第２レンズ群Ｌ２は、両凸レンズと両凹レンズの接合により構成されている。また、開口絞りＳＰは、開口径可変の開口絞りとして、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間に配置されている。

第３部分レンズ群Ｌ３３は、２つの接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、物体側から順に配置された、両凸レンズと両凹レンズの接合により構成されている。像側の接合レンズは、物体側から順に配置された、両凸レンズと負のパワーを有する像側に凸形状のメニスカスレンズと両凹レンズにより構成されている。

第３部分レンズ群Ｌ３３内の像側の接合レンズにおける負のパワーを有する像側に凸形状のメニスカスレンズは、光学素子Ａからなっている。第３部分レンズ群Ｌ３３内の最も物体側のレンズの物体側のレンズ面は非球面形状を有する。

図３（Ａ）を参照して、本発明の実施例３における撮影光学系Ｌ０（光学系）について説明する。

第１部分レンズ群Ｌ１Ａにおける３つの正レンズ成分は、いずれも正のパワーを有する単レンズからなり、物体側に凸形状のメニスカスレンズである。

第２部分レンズ群Ｌ１Ｂは、１つの接合レンズからなり、この接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、負のパワーを有する物体側に凸形状のメニスカスレンズと、正のパワーを有する物体側に凸形状のメニスカスレンズにより構成されている。また、この接合レンズは回折光学素子ＤＯＥを構成している。回折光学素子ＤＯＥを構成する回折光学部Ｄは、接合レンズの接合面に配置されている。

第３部分レンズ群Ｌ１Ｃは、物体側に凸形状のメニスカスレンズで構成されている。第３部分レンズ群Ｌ１Ｃのメニスカスレンズの物体側のレンズ面は非球面形状を有する。

第３レンズ群Ｌ３において、第１部分レンズ群Ｌ３１は、１つの接合レンズからなる。物体側から像側へ順に配置された、負のパワーを有する物体側に凸形状のメニスカスレンズと両凸レンズと負のパワーを有する像側に凸形状のメニスカスレンズにより構成されている。また、第１部分レンズ群Ｌ３１の最も物体側のレンズの物体側のレンズ面は非球面形状を有する。

第２部分レンズ群Ｌ３２は、両凸レンズと両凹レンズとを接合して構成された接合レンズと、負のパワーを有する像側に凸形状のメニスカスレンズで構成されている。

第３部分レンズ群Ｌ３３は、２つの接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、正のパワーを有する像側に凸形状のメニスカスレンズと負のパワーを有する像側に凸形状のメニスカスレンズにより構成されている。また、像側の接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、両凸レンズと負のパワーを有する像側に凸形状のメニスカスレンズにより構成されている。第３部分レンズ群Ｌ３３内の最も物体側のレンズの物体側のレンズ面は非球面形状を有する。

図４（Ａ）を参照して、本発明の実施例４における撮影光学系Ｌ０（光学系）について説明する。

第１部分レンズ群Ｌ１Ａにおける３つの正レンズ成分は、いずれも正のパワーを有するレンズ成分からなる。物体側から像側へ順に配置された、正のパワーを有する物体側に凸形状のメニスカスレンズと両凸レンズを接合した接合レンズと、２つの物体側に凸形状のメニスカスレンズで構成されている。

第３レンズ群Ｌ３において、第１部分レンズ群Ｌ３１は、１つの接合レンズからなる。前記接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、負のパワーを有する物体側に凸形状のメニスカスレンズと両凸レンズと負のパワーを有する像側に凸形状のメニスカスレンズにより構成されている。また、第１部分レンズ群Ｌ３１の最も物体側のレンズの物体側のレンズ面は非球面形状を有する。

第２部分レンズ群Ｌ３２は、両凸レンズと両凹レンズとを接合して構成された接合レンズと、両凹レンズで構成されている。

第３部分レンズ群Ｌ３３は、２つの接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、両凸レンズと両凹レンズにより構成されている。像側の接合レンズは、物体側から順に配置された、両凸レンズと２つの負のパワーを有する像側に凸形状のメニスカスレンズにより構成されている。

第３部分レンズ群Ｌ３３内の像側の接合レンズを構成する３つのレンズのうち、中間に配置された負のパワーを有するメニスカスレンズは、光学素子Ａからなっている。第３部分レンズ群Ｌ３３内の最も物体側のレンズの物体側のレンズ面は非球面形状を有する。

以下に、実施例１〜４に対応する数値実施例１〜４を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒ_ｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄ_ｉは物体側より第ｉ番目と第ｉ＋１番目の間隔、ｎｄ_ｉとνｄ_ｉはそれぞれ、第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。ｆ、Ｆｎｏ、２ωはそれぞれ、無限遠物体に焦点を合わせたときの全系の焦点距離、Ｆナンバー、画角（度）を表している。

各数値実施例において、最も像側の２つの面はフィルター等のガラスブロックＧである。ＢＦは最終レンズ面（ガラスブロックＧはレンズとみなさない）から像面までの空気換算値でのバックフォーカスである。

回折光学部Ｄ（回折面）は、式（ａ）の位相関数の位相係数を与えることで表される。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、Ｒを近軸曲率半径、ｋを離心率、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を各々非球面係数としたとき、以下の式（ｈ）で表される。

以下の各数値実施例において、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０^−Ｚ」を意味する。また、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。

（数値実施例１）
f= 585.01mm Fno= 4.12 ２ω=4.24
面データ
面番号 r d nd vd 有効径 θgF ΔθgF
1 236.836 14.66 1.48749 70.2 142.00 0.530259 0.002439
2 -12278.983 1.50 141.28
3 101.862 26.00 1.43387 95.1 133.06 0.537281 0.049750
4 474.371 30.44 129.11
5 125.148 12.60 1.43875 94.9 97.01 0.534632 0.046811
6 626.048 0.20 93.01
7 699.200 4.60 1.88300 40.8 92.99 0.566944 -0.008570
8(回折) 87.268 13.00 1.48749 70.2 83.65 0.530259 0.002439
9 317.318 16.20 80.79
10(非球面)111.291 6.20 1.51633 64.1 66.95 0.534161 -0.003530
11 142.419 18.00 63.56
12 470.559 4.50 1.84666 23.9 51.61
13 -437.937 2.60 1.78590 44.2 50.20
14 76.259 38.69 46.82
15(絞り) ∞ 10.50 34.28 開口絞りSP
16(非球面) 76.958 1.80 1.88300 40.8 29.97
17 41.233 11.20 1.48749 70.2 28.86
18 -49.294 1.80 1.88300 40.8 26.88
19 -97.255 7.30 26.59
20 86.385 3.35 1.84666 23.9 22.45
21 -86.385 1.80 1.83481 42.7 22.09
22 39.179 2.42 21.65
23 -115.841 1.80 1.69680 55.5 21.76
24 66.503 4.39 22.57
25(非球面) 51.640 11.95 1.61340 44.3 26.19
26 -33.673 1.80 1.59522 67.7 27.71
27 256.410 3.00 28.74
28 68.145 11.95 1.61340 44.3 30.44
29 -35.681 0.10 1.69934 26.4 30.85 0.758113 0.159346
30 -51.438 3.50 1.88300 40.8 30.97
31 -228.092 5.00 31.80
32 ∞ 2.00 1.51633 64.1 32.74
33 ∞ 61.14 32.96
像面 ∞
Δθ_gF＝θ_gF−（−1.61783×10^-3×ν_ｄ＋0.64146）
なる式で定義されるものである。
非球面データ
第10面
K = 0.00000e+000 A4=-2.65959e-007 A6=-4.93899e-011 A8=-5.35993e-015
第16面
K = 0.00000e+000 A4= 6.74344e-007 A6= 2.84537e-010 A8= 1.09269e-014
第25面
K = 0.00000e+000 A4=-8.55719e-007 A6=-1.37747e-010
第8面(回折面)
C2=-3.10268e-005 C4=-1.49191e-009 C6= 4.77924e-013 C8=-1.41082e-016
各種データ
焦点距離 585.01
Fナンバー 4.12
半画角 2.12
像高 21.64
レンズ全長 335.32
BF 67.46
入射瞳位置 848.92
射出瞳位置 -69.61
前側主点位置 -1183.48
後側主点位置 -523.86
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 1 189.12 125.40 -12.72 -103.50
1A 1 133.86 85.20 24.30 -49.87
1B 7 -209.74 17.60 5.92 -5.21
1C 10 923.53 6.20 -13.69 -17.52
2 12 -120.57 7.10 4.80 0.87
3 15 -243.94 78.66 14.13 -49.93
31 15 326.16 25.30 13.51 -6.64
32 20 -36.44 9.37 5.82 -0.60
33 25 60.80 32.30 3.47 -17.83
G 32 ∞ 2.00 0.66 -0.66
単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 476.82
2 3 292.79
3 5 353.79
4 7 -113.33(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
5 8 242.43(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
6 10 923.53
7 12 268.52
8 13 -82.46
9 16 -103.03
10 17 48.00
11 18 -115.23
12 20 51.47
13 21 -32.08
14 23 -60.39
15 25 35.10
16 26 -49.89
17 28 39.93
18 29 -166.99
19 30 -75.92
G 32 0.00
無限遠物体にフォーカスしているときの第１レンズ群内の各レンズ成分より像側レンズ成分の合成横倍率β_ｊ
β_１＝1.226901（面番号３〜３１までの横倍率）
β_２＝3.198467（面番号５〜３１までの横倍率）
β_３＝4.370126（面番号７〜３１までの横倍率）
β_４＝2.747765（面番号１０〜３１までの横倍率）
β_５＝3.093243（面番号１２〜３１までの横倍率）
第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離
f₁₂= 394.94

（数値実施例２）
f= 585.00mm Fno= 4.12 ２ω=4.24
面データ
面番号 r d nd vd 有効径 θgF ΔθgF
1 230.884 15.84 1.43387 95.1 142.00 0.537281 0.049750
2 -2039.032 1.50 141.34
3 102.196 26.48 1.43387 95.1 132.88 0.537281 0.049750
4 564.319 28.08 128.99
5 131.698 12.60 1.43387 95.1 98.01 0.537281 0.049750
6 400.509 1.17 92.87
7 723.934 4.60 1.88300 40.8 92.91 0.566944 -0.008570
8 85.748 1.44 1.63555 22.7 83.75 0.689465 0.084768
9 92.981 13.38 1.43387 95.1 83.51 0.537281 0.049750
10 336.063 16.87 80.38
11(非球面)103.275 6.20 1.43387 95.1 67.30 0.537281 0.049750
12 134.171 30.08 64.17
13 545.548 4.25 1.84666 23.9 45.47
14 -308.059 2.60 1.78590 44.2 44.26
15 76.875 31.42 41.60
16(絞り) ∞ 10.50 32.45 開口絞りSP
17(非球面)162.951 1.80 1.88300 40.8 28.88
18 65.070 11.99 1.48749 70.2 28.17
19 -38.705 1.80 1.88300 40.8 26.43
20 -69.450 7.24 26.39
21 84.246 5.02 1.84666 23.9 23.22
22 -115.951 1.80 1.83481 42.7 22.92
23 40.135 2.37 22.58
24 -168.821 1.80 1.69680 55.5 22.71
25 88.593 3.33 23.48
26(非球面) 66.437 15.60 1.61340 44.3 26.02
27 -27.155 1.80 1.59522 67.7 28.50
28 528.006 2.07 29.90
29 55.361 9.43 1.61340 44.3 31.60
30 -60.771 0.10 1.63555 22.7 31.66 0.689465 0.084768
31 -198.414 3.50 1.88300 40.8 31.70
32 297.337 5.00 31.88
33 ∞ 2.20 1.51633 64.1 32.65
34 ∞ 61.14 32.90
像面 ∞
Δθ_gF＝θ_gF−（−1.61783×10^-3×ν_ｄ＋0.64146）
なる式で定義されるものである。
非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A4=-2.80822e-007 A6=-5.69658e-011 A8=-5.14718e-015
第17面
K = 0.00000e+000 A4= 7.74984e-007 A6= 4.48745e-011 A8= 5.78682e-013
第26面
K = 0.00000e+000 A4=-1.14034e-006 A6=-2.88890e-010
各種データ
焦点距離 585.00
Fナンバー 4.12
半画角 2.12
像高 21.64
レンズ全長 344.25
BF 67.59
入射瞳位置 943.16
射出瞳位置 -69.23
前側主点位置 -1096.89
後側主点位置 -523.86
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 1 210.63 128.15 -26.48 -114.05
1A 1 138.84 84.49 21.03 -50.63
1B 7 -193.86 19.41 5.97 -6.62
1C 11 974.52 6.20 -13.63 -17.70
2 13 -118.88 6.85 4.51 0.73
3 16 -387.24 80.16 2.94 -59.86
31 16 500.16 26.09 25.59 5.13
32 21 -45.83 10.99 7.37 -0.04
33 26 65.99 32.51 3.28 -17.21
G 33 ∞ 2.20 0.73 -0.73
単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 479.03
2 3 282.73
3 5 445.93
4 7 -110.53
5 8 1610.25
6 9 291.43
7 11 974.52
8 13 233.07
9 14 -78.05
10 17 -123.75
11 18 51.74
12 19 -101.81
13 21 58.30
14 22 -35.53
15 24 -83.15
16 26 33.55
17 27 -43.34
18 29 48.73
19 30 -137.88
20 31 -134.33
G 33 0.00
無限遠物体にフォーカスしているときの第１レンズ群内の各レンズ成分より像側レンズ成分の合成横倍率β_ｊ
β_１＝1.221217（面番号３〜３２までの横倍率）
β_２＝3.258226（面番号５〜３２までの横倍率）
β_３＝4.213642（面番号７〜３２までの横倍率）
β_４＝2.451643（面番号１１〜３２までの横倍率）
β_５＝2.777349（面番号１３〜３２までの横倍率）
第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離
f₁₂= 440.14

（数値実施例３）
f= 585.01mm Fno= 4.12 ２ω=4.24
面データ
面番号 r d nd vd 有効径 θgF ΔθgF
1 221.142 14.66 1.48749 70.2 142.00 0.530259 0.002439
2 4136.409 1.50 141.22
3 104.133 26.00 1.43387 95.1 133.41 0.537281 0.049750
4 540.497 27.89 129.52
5 97.024 12.60 1.43875 94.9 96.54 0.534632 0.046811
6 194.800 2.75 91.51
7 385.528 4.60 1.88300 40.8 91.49 0.566944 -0.008570
8(回折) 78.182 13.00 1.48749 70.2 81.91 0.530259 0.002439
9 315.165 24.00 79.59
10(非球面) 117.529 6.20 1.51633 64.1 60.37 0.534161 -0.003530
11 277.942 18.37 57.71
12 532.804 4.50 1.84666 23.9 41.99
13 -209.364 2.60 1.78590 44.2 40.43
14 52.713 29.34 36.80
15(絞り) ∞ 10.50 27.37 開口絞りSP
16(非球面) 281.928 1.80 1.88300 40.8 23.47
17 37.923 11.20 1.48749 70.2 22.69
18 -22.774 1.80 1.88300 40.8 21.78
19 -36.312 7.30 22.12
20 155.219 3.35 1.84666 23.9 22.48
21 -155.219 1.80 1.83481 42.7 22.52
22 45.942 2.64 22.58
23 -76.887 1.80 1.69680 55.5 22.77
24 -837.274 5.02 23.81
25(非球面)-156.261 11.95 1.61340 44.3 26.95
26 -24.519 1.80 1.59522 67.7 30.41
27 -120.953 3.44 33.19
28 77.196 11.95 1.61340 44.3 37.21
29 -65.052 3.50 1.88300 40.8 38.22
30 -101.576 5.00 39.18
31 ∞ 2.00 1.51633 64.1 39.59
32 ∞ 61.14 39.67
像面 ∞
Δθ_gF＝θ_gF−（−1.61783×10^-3×ν_ｄ＋0.64146）
なる式で定義されるものである。
非球面データ
第10面
K = 0.00000e+000 A4=-3.34941e-007 A6=-6.23188e-011 A8= 2.32007e-015
第16面
K = 0.00000e+000 A4= 8.37829e-007 A6= 2.27069e-009 A8= 8.99985e-013
第25面
K = 0.00000e+000 A4= 8.24036e-007 A6=-2.61440e-010
第8面(回折面)
C2=-3.55234e-005 C4=-1.85318e-009 C6=-1.94339e-013 C8= 1.31890e-016
各種データ
焦点距離 585.01
Fナンバー 4.12
半画角 2.12
像高 21.64
レンズ全長 335.32
BF 67.46
入射瞳位置 1053.97
射出瞳位置 -128.35
前側主点位置 -167.04
後側主点位置 -523.86
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 1 167.10 133.20 15.52 -100.14
1A 1 138.04 82.65 18.74 -50.34
1B 7 -235.64 17.60 6.99 -4.18
1C 10 389.27 6.20 -2.96 -6.99
2 12 -77.33 7.10 4.43 0.51
3 15 943.72 79.85 389.33 540.71
31 15 1568.15 25.30 130.41 119.37
32 20 -48.27 9.59 4.61 -1.94
33 25 69.93 32.64 16.71 -4.19
G 31 ∞ 2.00 0.66 -0.66
単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 478.67
2 3 292.02
3 5 423.92
4 7 -111.85(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
5 8 209.52(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
6 10 389.27
7 12 178.02
8 13 -53.35
9 16 -49.80
10 17 31.07
11 18 -73.78
12 20 92.12
13 21 -42.29
14 23 -121.62
15 25 45.83
16 26 -52.03
17 28 59.45
18 29 -214.53
G 31 0.00
無限遠物体にフォーカスしているときの第１レンズ群内の各レンズ成分より像側レンズ成分の合成横倍率β_ｊ
β_１＝1.222153（面番号３〜３０までの横倍率）
β_２＝3.193442（面番号５〜３０までの横倍率）
β_３＝4.238055（面番号７〜３０までの横倍率）
β_４＝2.835783（面番号１０〜３０までの横倍率）
β_５＝3.500896（面番号１２〜３０までの横倍率）
第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離
f₁₂= 389.62

（数値実施例４）
f= 489.98mm Fno= 4.12 ２ω=5.06
面データ
面番号 r d nd vd 有効径 θgF ΔθgF
1 236.836 12.00 1.48749 70.2 118.94 0.530259 0.002439
2 1000.000 8.00 1.43387 95.1 117.90 0.537281 0.049750
3 -12278.983 1.50 116.85
4 92.821 23.00 1.43387 95.1 111.77 0.537281 0.049750
5 372.246 28.20 106.88
6 88.935 12.60 1.43875 94.9 81.46 0.534632 0.046811
7 440.570 0.10 77.78
8 461.752 4.60 1.88300 40.8 77.76 0.566944 -0.008570
9(回折) 78.323 9.00 1.48749 70.2 70.34 0.530259 0.002439
10 299.920 16.00 68.83
11(非球面)102.391 6.20 1.51633 64.1 55.61 0.534161 -0.003530
12 159.052 18.00 52.45
13 377.525 4.50 1.84666 23.9 38.81
14 -221.671 2.60 1.78590 44.2 37.27
15 49.472 10.61 34.04
16(絞り) ∞ 8.50 31.54 開口絞りSP
17(非球面) 93.005 1.80 1.88300 40.8 28.35
18 41.212 10.69 1.49700 81.5 27.36
19 -49.654 1.80 1.91082 35.3 25.76
20 -98.545 7.30 25.58
21 100.531 3.35 1.84666 23.9 22.28
22 -100.531 1.80 1.83481 42.7 22.04
23 42.416 2.11 21.87
24 -208.214 1.80 1.69680 55.5 22.01
25 95.691 4.00 22.75
26(非球面) 64.152 11.95 1.61340 44.3 25.75
27 -21.826 1.80 1.59522 67.7 27.09
28 256.410 2.50 28.53
29 56.147 11.95 1.61340 44.3 30.24
30 -38.084 0.10 1.69934 26.4 30.43 0.758113 0.159346
31 -52.974 3.50 1.88300 40.8 30.51
32 -538.336 5.00 31.18
33 ∞ 2.00 1.51633 64.1 32.11
34 ∞ 61.14 32.35
像面 ∞
Δθ_gF＝θ_gF−（−1.61783×10^-3×ν_ｄ＋0.64146）
なる式で定義されるものである。
非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000 A4=-4.07023e-007 A6=-8.56458e-011 A8=-2.20870e-015
第17面
K = 0.00000e+000 A4= 1.09836e-006 A6= 2.40181e-010 A8=-4.26026e-013
第26面
K = 0.00000e+000 A4=-6.77077e-007 A6= 1.55724e-010
第9面(回折面)
C2=-3.10268e-005 C4=-1.49191e-009 C6= 4.77924e-013 C8=-1.41082e-016
各種データ
焦点距離 489.98
Fナンバー 4.12
半画角 2.53
像高 21.64
レンズ全長 299.32
BF 67.46
入射瞳位置 515.94
射出瞳位置 -65.65
前側主点位置 -887.70
後側主点位置 -428.84
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 1 150.26 121.20 13.13 -84.30
1A 1 118.69 85.30 30.30 -44.20
1B 8 -212.77 13.60 5.56 -2.94
1C 11 536.67 6.20 -7.12 -11.07
2 13 -75.61 7.10 4.62 0.69
3 16 -318.97 74.95 1.87 -57.47
31 16 846.20 22.79 15.13 -2.56
32 21 -46.72 9.06 5.44 -0.64
33 26 67.35 31.80 2.56 -17.69
G 33 ∞ 2.00 0.66 -0.66
単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 633.33
2 2 2131.66
3 4 278.08
4 6 251.22
5 8 -107.42(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
6 9 214.60(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
7 11 536.67
8 13 165.53
9 14 -51.25
10 17 -85.20
11 18 47.15
12 19 -111.84
13 21 59.83
14 22 -35.53
15 24 -93.86
16 26 28.03
17 27 -33.71
18 29 38.87
19 30 -194.29
20 31 -66.77
G 33 0.00
無限遠物体にフォーカスしているときの第１レンズ群内の各レンズ成分より像側レンズ成分の合成横倍率β_ｊ
β_１＝0.999550（面番号４〜３２までの横倍率）
β_２＝2.725891（面番号６〜３２までの横倍率）
β_３＝4.128353（面番号８〜３２までの横倍率）
β_４＝2.792771（面番号１１〜３２までの横倍率）
β_５＝3.260819（面番号１３〜３２までの横倍率）
第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離
f₁₂= 352.09

（表１中の「−−」は、その数値実施例には該当しない条件式であることを示す。）

次に、図６を参照して、本実施形態の光学系を適用した撮像装置（カメラシステム）について説明する。図６は、一眼レフカメラの概略構成図である。

図６において、１０は実施例１〜４のいずれか１つの撮影光学系１（光学系）を備えた撮像レンズである。撮影光学系１は、保持部材である鏡筒２に保持されている。２０はカメラ本体である。カメラ本体２０は、撮像レンズ１０からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー３、撮像レンズ１０の像形成位置に配置された焦点板４、および、焦点板４に形成された逆像を正立像に変換するペンタダハプリズム５を有する。またカメラ本体２０は、その正立像を観察するための接眼レンズ６等を備えている。

７は感光面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）や銀塩フィルムが感光面７に配置される。撮影時にはクイックリターンミラー３が光路から退避し、感光面７上に撮影レンズ１０によって像が形成される。なお、本実施形態の撮影光学系１はクイックリターンミラー３のない撮像装置にも適用可能である。

このように、実施例１〜４の撮影光学系１を写真用カメラや、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、製造容易な軽量で高い光学性能を有する撮像装置を実現できる。したがって上記各実施例によれば、製造容易で小型および軽量な撮影光学系および撮像装置を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Ｌ０撮影光学系（光学系）
Ｌ１第１レンズ群
Ｌ２第２レンズ群
Ｌ３第３レンズ群
Ｌ１Ａ第１部分レンズ群
Ｌ１Ｂ第２部分レンズ群
Ｌ１Ｃ第３部分レンズ群

Claims

物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正又は負の屈折力を有する第３レンズ群を有し、
フォーカシングに際して前記第２レンズ群が光軸方向に移動し、
第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、第１部分レンズ群、第２部分レンズ群、第３部分レンズ群からなり、前記第１部分レンズ群は３つの正レンズ成分からなり、前記第２部分レンズ群は少なくとも１つの正レンズと１つの負レンズを有し、前記第３部分レンズ群は１つの正レンズ成分からなり、
無限遠にフォーカスしているときの全系の焦点距離をｆ、前記第１部分レンズ群の焦点距離をｆ_１Ａ、前記第３部分レンズ群の焦点距離をｆ_１Ｃ、光学系の最も物体側の面から像面までの光軸上の長さをＬ、無限遠にフォーカスしているときの開放ＦナンバーをＦｎｏとするとき、
１．０＜ｆ^２／（ｆ_１Ａ×Ｌ×Ｆｎｏ）＜３．０
０．０８＜ｆ_１Ａ／ｆ_１Ｃ＜０．５０
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
前記第２部分レンズ群の焦点距離をｆ_１Ｂ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ_１、無限遠にフォーカスしているときの全系のパワーをφ、第２部分レンズ群に含まれる各光学素子の総数をｎｕｍ１Ｂ、前記第２部分レンズ群に含まれる各光学素子の物体側から順に数えた番号をｉ、第２部分レンズ群に含まれる各光学素子の部分分散比差をΔθ_ｇＦｉ、ｄ線を基準としたアッベ数をν_１Ｂｉ、パワーをφ_１Ｂｉとするとき、
−２．０＜ｆ_１Ｂ／ｆ_１＜−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。
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ_１、前記第１部分レンズ群の焦点距離をｆ_１Ａ、前記第３部分レンズ群の焦点距離をｆ_１Ｃとするとき、
０．４＜ｆ_１Ａ／ｆ_１＜１．０
１．５＜ｆ_１Ｃ／ｆ_１＜２０．０
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。
前記第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ_１、前記第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ_２、無限遠にフォーカスしているときの前記第１レンズ群Ｌ１と前記第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離をｆ_１２とするとき、
０．３＜ｆ_１２／ｆ＜１．０
−４．０＜ｆ_１／ｆ_２＜−０．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学系。
前記第１部分レンズ群の物体側から２番目に配置された正レンズ成分の最も像側の面と、前記第１部分レンズ群の物体側から３番目に配置された正レンズ成分の最も物体側の面の光軸上の距離をｄ_２３、光学系の最も物体側の面から像面までの光軸上の長さをＬとするとき、
０．０３＜ｄ_２３／Ｌ＜０．１５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学系。
前記第２部分レンズ群は１つの接合レンズからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学系。
前記第２部分レンズ群を構成する接合レンズは回折光学部を有することを特徴とする請求項６に記載の光学系。
前記回折光学部の回折成分のみによる焦点距離をｆ_ＤＯＥ、無限遠にフォーカスしているときの全系の焦点距離をｆとするとき、
１０＜ｆ_ＤＯＥ／ｆ＜１００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項７に記載の光学系。
前記第１部分レンズ群は、正のパワーを有する３つの単レンズからなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学系。
前記第１部分レンズ群の物体側から３番目に配置された正レンズ成分の最も像側の面の曲率半径をＲＡ_２、前記第２部分レンズ群の最も物体側に配置されたレンズの最も物体側の面の曲率半径をＲＢ_１とするとき、
０．０＜（ＲＢ_１−ＲＡ_２）／│ＲＢ_１＋ＲＡ_２│＜０．６
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学系。
無限遠にフォーカスしているときの全系の焦点距離をｆ、光学系の最も物体側の面から像面までの光軸上の長さをＬ、前記第１レンズ群のレンズ成分の総数をｎｕｍＬ１、無限遠にフォーカスしているときの前記第１レンズ群のレンズ成分のうち物体側から順にｊ番目のレンズ成分よりも像側の全てのレンズ成分の合成横倍率をβ_ｊとするとき、

なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光学系。
前記第１部分レンズ群の最も物体側に配置された正レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径をＲ_１、該正レンズ成分の最も像側の面の曲率半径をＲ_２とするとき、
０．５＜│（Ｒ_２−Ｒ_１）／（Ｒ_１＋Ｒ_２）│＜２．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光学系。
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学系と、
前記光学系により形成された像を撮像する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。