JP2019204113A - 光学系及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型かつ周辺光量の低下を低減させた光学系及び撮像装置を提供する。【解決手段】光学系ＯＬは、物体側から像側へ順に配置された、正又は負の屈折力の前群Ｌｆ、開口絞りＳＰ、正又は負の屈折力の後群Ｌｒからなる光学系ＯＬにおいて、後群Ｌｒにおいて最も強い屈折力を有する負レンズＬｎと負レンズＬｎの像側に配置された正レンズＬｐの光軸上の距離と、正レンズＬｐの開角と、光学系ＯＬのバックフォーカスと、光学系ＯＬの焦点距離の関係を適切に定めたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、光学系及び撮像装置に関する。

近年、撮像装置に用いられる光学系として、小型かつ周辺光量の低下が少ない光学系が要求されている。

特許文献１には、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群を有する光学系が記載されている。像側に強い負の屈折力の第２レンズ群を配置することにより、射出瞳を像側に近づけて、小型な光学系を実現している。

特許文献２には、像面付近に複数枚の正レンズを配置することにより、像面に対して光線を略垂直に入射させたテレセントリック光学系を開示している。

特開昭６２−５６９１７号公報 特開２００７−１９２９７３号公報

特許文献１のように、像面付近に強い負の屈折力のレンズ群を配置すると、撮像素子に入射する軸外光束の最大入射角が大きくなって周辺光量が低下する（シェーディングが生じる）。

特許文献２に記載の光学系は、像面に対する光線の入射角が小さいので前述の周辺光量の低下の影響は少ない。一方で、像面に向けて光線を光軸に略平行に導く目的で像面付近に３枚以上の正レンズを隣接させて配置しているため、射出瞳の位置が像面から遠くなりすぎて光学系の全長が長くなりやすい。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、小型かつ周辺光量の低下を低減させた光学系及び撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施例に係る光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正又は負の屈折力の前群、開口絞り、正又は負の屈折力の後群からなる光学系において、前記後群は、前記後群において最も強い屈折力を有する負レンズＬｎと、前記負レンズＬｎの像側に配置された正レンズであって、物体側及び像側のレンズ面の半開角のうち大きい方をθｐとしたとき、
１８＜｜θｐ｜＜９０ （度）
なる条件式を満たす正レンズＬｐとを有し、前記光学系はズームレンズであって、広角端において前記正レンズＬｐを通過する軸外光束の入射高さは、前記光学系の望遠端において前記正レンズＬｐを通過する軸外光束の入射高さよりも高く、前記負レンズＬｎの像側のレンズ面と前記正レンズＬｐの物体側のレンズ面との光軸上の距離をΔｎｐ、前記負レンズＬｎの焦点距離をｆｎ、広角端における前記ズームレンズのバックフォーカスをｓｋ、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆとするとき、
０．２０＜｜Δｎｐ／ｆｎ｜＜０．９０
０．２５＜ｓｋ／ｆ＜１．００
なる条件式を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、小型かつ周辺光量の低下を低減させた光学系及び撮像装置を得ることができる。

参考例１の光学系の断面図である。 参考例１の光学系の収差図である。 参考例２の光学系の断面図である。 参考例２の光学系の収差図である。 参考例３の光学系の断面図である。 参考例３の光学系の収差図である。 参考例４の光学系の断面図である。 参考例４の光学系の収差図である。 参考例５の光学系の断面図である。 参考例５の光学系の収差図である。 実施例１の光学系の断面図である。 実施例１の光学系の収差図である。 撮像装置の構成を示す図である。 開角について説明する図である。

以下、本発明の実施例に係る光学系及び撮像装置について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

［光学系の実施例］
各実施例の光学系は、ビデオカメラ、デジタルカメラ、銀塩フィルムカメラ、テレビカメラ等の撮像装置に用いられる撮影光学系である。図１、３、５、７、９、１１に示す光学系の断面図において、左方が物体側（前方）であり、右方が像側（後方）である。また各断面図において、ｉを物体側から像側へのレンズ群の順番とすると、Ｌｉは第ｉレンズ群を示す。また、開口絞りＳＰは、開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）の光束を決定（制限）する。

無限遠物体から最至近距離物体へのフォーカシングに際して、フォーカスレンズ群は、図中の破線矢印に示すように移動する。図１１に示すズームレンズおいて、広角端から望遠端へのズーミングに際して、各レンズ群は、図中の実線矢印に示すように移動する。なお、本明細書において「レンズ群」とは、複数のレンズから構成されていてもよいし、１枚のレンズから構成されていてもよい。

ビデオカメラやデジタルカメラなどの撮像装置に各実施例の光学系を使用する場合は、像面ＩＰは、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）に相当する。銀塩フィルムカメラの撮像装置に各実施例の光学系を使用する場合は、像面ＩＰはフィルム面に相当する。

図２、４、６、８、１０、１２は、各実施例の光学系の収差図である。球面収差図において実線はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、二点鎖線はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、一点鎖線はＣ線（波長６５６．３ｎｍ）、破線はＦ線（波長４８６．１ｎｍ）である。非点収差図において破線ΔＭはメリディオナル像面、実線ΔＳはサジタル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差はｇ線、Ｆ線、Ｃ線によって表している。ωは半画角（度）、ＦｎｏはＦナンバーである。

以下の説明において、単焦点レンズとは、焦点距離が一定の光学系を意味する。また、ズームレンズとは、焦点距離が可変の光学系を意味する。また、ズームレンズにおいて、「広角端」とはズームレンズの焦点距離が最も短くなるズーム位置を意味し、と「望遠端」とはズームレンズの焦点距離が最も長くなるズーム位置を意味する。

本発明の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正又は負の屈折力を有する前群、開口絞り、正又は負の屈折力を有する後群からなる。前群及び後群はそれぞれレンズを含み、特に後群は、正レンズＬｐと、負レンズＬｎを含む。

負レンズＬｎは、後群に含まれる負レンズのうち、最も強い屈折力を有するレンズである。また、正レンズＬｐは、負レンズＬｎの像側に配置された正レンズであって、物体側及び像側のレンズ面の半開角のうち大きい方をθｐとしたとき、
１８＜｜θｐ｜＜９０ （度）・・・・・・・・・・（１）
なる条件式を満たすレンズである。

半開角θｐの定義を、図１４を用いて説明する。有効径Φのレンズの面頂点Ａを通り光軸と平行な直線と、有効径Φのレンズ面上の位置Ｂを通る接線の法線と、の交点を原点Ｏとしたとき、直線ＯＢの長さを曲率半径Ｒとして、
θｐ＝∠ＢＯＡ＝ｓｉｎ^−１｛（Φ／２）／Ｒ｝
により算出される。

ただし、本明細書において、レンズの有効径とは、レンズ面を通過する光線のうち最も光軸から離れた位置を通過する光線の光軸からの高さを半径とする円の直径とする。

このとき、各実施例にかかる光学系は、以下の条件式（２）、（３）を満たす。
０．２０＜｜Δｎｐ／ｆｎ｜＜１．２０・・・・・・（２）
０．２５＜ｓｋ／ｆ＜１．００・・・・・・・・・・（３）

負レンズＬｎの像側のレンズ面と正レンズＬｐの物体側のレンズ面との光軸上の距離をΔｎｐとする。なお、Δｎｐの符号は、負レンズＬｎが正レンズＬｐの物体側にある場合を正、負レンズＬｎが正レンズＬｐの像側にある場合を負とする。負レンズＬｎの焦点距離をｆｎとする。光学系の最も像側のレンズ面から像面ＩＰまでの光軸上の距離（以下、バックフォーカスという）をＳｋとする。ただし、光学系がズームレンズの場合は、広角端における当該ズームレンズのバックフォーカスをｓｋとする。光学系の全系の焦点距離をｆとする。ただし、光学系がズームレンズの場合は、広角端における当該ズームレンズの焦点距離をｆとする。

像面に対して最大入射角で入射する光線は、軸外光束を構成する光線である。したがって、周辺光量の低下を抑制する目的で像面に対する光線の最大入射角を低減するためには、主に軸外光束の入射角を低減させる必要がある。

そこで、各実施例において、負レンズＬｎ及び正レンズＬｐの、屈折力や配置が重要となる。開口絞りよりも像側に負の屈折力の強い負レンズＬｎを配置することにより、軸上光束と軸外光束とを光軸に垂直な方向（以下、径方向という）に分離させている。さらに、負レンズＬｎの像側に比較的正の屈折力の強い正レンズＬｐを配置することにより、負レンズＬｎによって分離された光束のうち、軸外光束を適度に屈折させることで、軸外光束の入射角を低減させている。

特に、正レンズＬｐは、負レンズＬｎの像側であって、かつ、軸上光束と軸外光束が径方向に大きく分離した位置に配置されることが好ましい。そして、正レンズＬｐの半開角の絶対値を比較的大きくすることにより、正レンズＬｐを通過する軸外光束を強く屈折させることができる。

さらに、負レンズＬｎの配置によって、像面から射出瞳までの距離（以下、射出瞳距離という）の短縮効果を得て、小型な光学系を実現している。

次に、条件式（１）〜（３）のそれぞれについて説明する。

条件式（１）は、正レンズＬｐの半開角の絶対値に関する。一般的に、焦点距離が等しくかつ半開角が互いに異なる球面形状の正レンズ同士を比較した場合、曲率半径の小さいレンズ、すなわち半開角の絶対値が大きいレンズの方が、外周に近い部分を通過する光線を強く屈折させることができる。条件式（１）の下限値を下回ると、正レンズＬｐを通過する光線のうち、特に軸外光束を屈折させる力が弱くなる。これにより、周辺光量の低下を低減することが困難となるので好ましくない。条件式（１）の上限値を上回る正レンズＬｐを得ることは物理的に不可能である。

条件式（２）は、負レンズＬｎと正レンズＬｐの距離と負レンズＬｎの屈折力に関する。条件式（２）の下限値を下回ると、すなわち、Δｎｐに対して負レンズＬｎの屈折力が弱すぎると、射出瞳距離が長くなって、光学系の全長が長くなるので好ましくない。条件式（２）の上限値を上回ると、すなわちΔｎｐに対して負レンズＬｎの屈折力が強すぎると、軸上光束と軸外光束を径方向に分離させる力が強すぎ、像面に対する光線の最大入射角が大きくなって、周辺光量の低下を低減することが困難となるため好ましくない。

条件式（３）は、光学系の焦点距離とバックフォーカスの比に関し、特に、光学系の小型化に関与する。条件式（３）の下限値を下回って、焦点距離に対してバックフォーカスが短くなると、開口絞りより像側に有効径の大きなレンズ面を有するレンズを配置することになり、光学系が径方向に大型化するため好ましくない。条件式（３）の上限値を上回って、焦点距離に対してバックフォーカスを長くすると、光学系の全長が長くなるため好ましくない。

なお、好ましくは条件式（１）〜（３）の数値範囲を次のように設定するとよい。
１９＜｜θｐ｜＜５０ （度）・・・・・・・・・・（１ａ）
０．２２＜｜Δｎｐ／ｆｎ｜＜０．９０・・・・・・（２ａ）
０．２０＜ｓｋ／ｆ＜０．８０・・・・・・・・・・（３ａ）

さらに好ましくは、条件式（１）〜（３）の数値範囲を次のように設定するとよい。
１８＜｜θｐ｜＜４５ （度）・・・・・・・・・・（１ｂ）
０．２４＜｜Δｎｐ／ｆｎ｜＜０．８５・・・・・・（２ｂ）
０．２５＜ｓｋ／ｆ＜０．７０・・・・・・・・・・（３ｂ）

上記構成及び条件式を満たすことで、小型かつ周辺光量の低下を低減させた光学系を実現できる。また、例えば、当該光学系を備えた交換レンズが撮像装置に取り付けられた場合に、シェーディングの発生を抑制することができる。

さらに、実施例にかかる光学系は、以下の条件式（４）〜（１９）の少なくとも一つを満たすことが好ましい。
０．７０＜Φｐ／Φｒ≦１．００・・・・・・・・・・（４）
１．００＜ｆｐ／ｆｐｐ＜６．００・・・・・・・・・（５）
１．００＜Φｐ／Φｐｐ＜４．００・・・・・・・・・（６）
１．００＜Φｐ／Φａ＜４．００・・・・・・・・・・（７）
１．００＜（ｈ＾ｐ／ｈｐ）／（ｈ＾ａ／ｈａ）＜５．００・・・・・・（８）
０．２０＜Φｐ／Ｔｋ＜１．００・・・・・・・・・・（９）
１．００＜Ｔｋ／ｆ＜５．００・・・・・・・・・・（１０）
０．３０＜ｆｐ／ｆ＜５．００・・・・・・・・・・（１１）
−６．００＜ｆｐ／ｆｎ＜−０．７０・・・・・・・（１２）
０．５０＜Φｐ／Φｉ＜１．００・・・・・・・・・（１３）
２．００＜｜ｆｒ／ｆｎ｜＜１０．００・・・・・・（１４）
０．００＜｜Δｎｐ｜／Ｓｓｋ＜０．８０・・・・・（１５）
０．５０＜Ｌｎｓｋ／Ｓｓｋ＜１．００・・・・・・（１６）
０．００＜｜Δｐｐｐ｜／Ｓｓｋ＜１．００・・・・（１７）
−０．２０＜Δｐｐｎ／Ｓｓｋ＜０．２０・・・・・（１８）
０．２０＜｜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）｜＜１．００・・・・・・（１９）

ただし、各記号の定義を以下のとおりとする。

正レンズＬｐの像側のレンズ面における有効径をΦｐ、後群に配置されたレンズのうち最大の有効径を有するレンズの当該最大の有効径をΦｒとする。なお、正レンズＬｐの像側のレンズ面における有効径Φｐが、最大の有効径Φｒと等しい（Φｐ＝Φｒ）場合もありうる。正レンズＬｐの焦点距離をｆｐとする。

後群に配置された正レンズであって、正レンズＬｐの物体側に配置された正レンズのうち、最も強い屈折力を有する正レンズを正レンズＬｐｐとするとき、正レンズＬｐｐの焦点距離をｆｐｐ、正レンズＬｐｐの像側のレンズ面における有効径をΦｐｐとする。

正レンズＬｐの物体側に隣接して配置されたレンズをレンズＬａとするとき、レンズＬａの像側のレンズ面における有効径をΦａとする。ただし、「隣接して配置された」とは、空気層を隔てて配置されている場合も含むものとする。レンズＬａは、正レンズの場合も負レンズ場合もありうる。また、レンズＬａが、正レンズＬｐｐであったり、負レンズＬｎとなる場合もありうる。

正レンズＬｐの像側のレンズ面において、正レンズＬｐを通過する軸外光束の主光線の高さと正レンズＬｐを通過する軸上光束の周辺光線の高さを、それぞれｈ＾ｐ、ｈｐとする。レンズＬａの像側のレンズ面において、レンズＬａを通過する軸外光束の主光線の高さとレンズＬａを通過する軸上光束の周辺光線高さを、それぞれｈ＾ａ、ｈａとする。

光学系の射出瞳距離をＴｋ、光学系のイメージサークルの直径をΦｉ、後群の焦点距離をｆｒ、開口絞りから像面までの光軸上の距離をＳｓｋ、負レンズＬｎの像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＬｎｓｋとする。正レンズＬｐｐの像側のレンズ面から前記正レンズＬｐの物体側のレンズ面までの光軸上の距離をΔｐｐｐ、正レンズＬｐｐの像側のレンズ面から前記負レンズＬｎの物体側のレンズ面までの光軸上の距離をΔｐｐｎとする。

正レンズＬｐが単レンズの場合（正レンズＬｐが接合レンズの構成要素ではない場合）、正レンズＬｐの物体側及び像側のレンズ面の曲率半径をそれぞれＲ１、Ｒ２とする。正レンズＬｐが接合レンズの構成要素の場合、当該接合レンズの物体側及び像側のレンズ面の曲率半径をそれぞれＲ１、Ｒ２とする。

ただし、射出瞳距離Ｔｋ，イメージサークルΦｉ、焦点距離ｆｒ、距離Ｓｓｋ、距離Ｌｎｓｋ、Δｐｐｐ、Δｐｐｎについては、光学系がズームレンズの場合は、該ズームレンズの広角端における値とする。また、Δｐｐｐの符号は、正レンズＬｐｐが正レンズＬｐの物体側にある場合を正、正レンズＬｐｐが正レンズＬｐの像側にある場合を負とする。Δｐｐｎの符号は、正レンズＬｐｐが負レンズＬｎの物体側にある場合を正、正レンズＬｐｐが負レンズＬｎの像側にある場合を負とする。

条件式（４）は、正レンズＬｐが最大の有効径を有するレンズであるか、または正レンズＬｐが最大の有効径を有するレンズに比較的近い位置に配置されていることを表している。すなわち、最大の有効径を有するレンズが配置されることが多い像面付近に、正レンズＬｐも配置されることを示している。条件式（４）の下限値を下回って正レンズＬｐの有効径が小さくなると、射出瞳距離が長くなって、光学系の全長が長くなるので好ましくない。また、正レンズＬｐの有効径が条件式（４）上限値を上回ることは不可能である。

条件式（５）は、正レンズＬｐと正レンズＬｐｐの焦点距離の比に関する。条件式（５）の下限値を下回って正レンズＬｐの屈折力が強くなると、軸外光束に起因する収差の補正が困難になり、かつ、像面に対する光線の最大入射角が小さくなりすぎて光学系の全長が長くなるため好ましくない。条件式（５）の上限値を上回って正レンズＬｐの屈折力が弱くなると、軸外光束を屈折させる力が弱くなり、像面に対する光線の最大入射角が大きくなって周辺光量の低下を低減することが困難となるので好ましくない。

条件式（６）は、正レンズＬｐの有効径と正レンズＬｐｐの有効径の比に関する。条件式（６）の下限値を下回ると、正レンズＬｐが軸外光束を屈折させづらくなり、正レンズＬｐｐ及び正レンズＬｐを通過する際に軸外光束は緩やかに屈折する。これにより像面に対する最大入射角が大きくなって、周辺光量の低下を低減することが困難となるため好ましくない。条件式（６）の上限値を上回ると、絞りよりも像側において軸外光束の通過高さが大きく変化し、像面への光線の最大入射角が大きくなって、周辺光量の低下を低減することが困難となるため好ましくない。

条件式（７）は、正レンズＬｐの有効径と正レンズＬｐの物体側に隣接して配置されたレンズＬａの有効径の比に関する。条件式（７）の下限値を下回ると、レンズＬａよりも正レンズＬｐの有効径が小さくなる。このとき、正レンズＬｐにおいて、軸外光束に対する屈折作用を軸上光束に対する屈折作用よりも大きくすることが困難となるため好ましくない。そのため、正レンズＬｐが軸外光束を屈折させづらくなり、像面に対する最大入射角が大きくなるため好ましくない。条件式（７）の上限値を上回ると、絞りよりも像側において軸外光束の通過高さが大きく変化し、像面への光線の最大入射角が大きくなって、周辺光量の低下を低減することが困難となるため好ましくない。

条件式（８）は、正レンズＬｐを通過する軸外光束と軸上光束の高さの比と、レンズＬａを通過する軸外光束と軸上光束の高さの比に関する。つまり、正レンズＬｐとレンズＬａのそれぞれにおける光束の分離度合の比を示している。条件式（８）の下限値を下回って、正レンズＬｐにおける光束の分離度合が小さくなると、正レンズＬｐにおいて軸外光束を強く屈折させづらくなるため好ましくない。条件式（８）の上限値を上回って、正レンズＬｐにおける光束の分離度合が大きくなると、像面への入射角が大きくなる方向に軸外光束の通過高さが高くなる。これにより、像面への光線の最大入射角が大きくなり、周辺光量の低下を低減することが困難になるため好ましくない。

条件式（９）は、正レンズＬｐの有効径と光学系の射出瞳距離の比に関する。条件式（９）の下限値を下回って射出瞳距離に対する正レンズＬｐの有効径が小さくなると、正レンズＬｐに入射する軸外光束の入射高さが低くなり、その分だけ軸外光束に対する屈折作用が小さくなる。これにより、像面に対する光線の最大入射角が大きくなって周辺光量の低下を低減することが困難となるため好ましくない。条件式（９）の上限値を上回って射出瞳距離に対する正レンズＬｐの有効径が大きくなると、像側でテレセントリックな光学系に近づき、光学系の全長が長くなるため好ましくない。

条件式（１０）は、光学系の焦点距離と射出瞳距離の比に関する。条件式（１０）の下限値を下回って焦点距離が長くなると、軸外光束に対する屈折作用が小さくなり、像面に対する光線の最大入射角が大きくなり、周辺光量の低下を低減することが困難となるため好ましくない。条件式（１０）の上限値を上回って射出瞳距離が長くなると、光学系の全長が長くなるため好ましくない。

条件式（１１）は、正レンズＬｐの焦点距離と光学系の全系の焦点距離に関する。条件式（１１）の下限値を下回って正レンズＬｐの焦点距離が短い、すなわち正レンズＬｐの屈折力が強くなると、像面から射出瞳までの距離が長くなることで光学系の全長が長くなり、光学系が大型になるので好ましくない。さらに、正レンズＬｐの強い屈折作用により、諸収差が増大するため好ましくない。条件式（１１）の上限値を上回って正レンズＬｐの焦点距離が長い、すなわち正レンズＬｐの屈折力が弱いと、正レンズＬｐを通過する軸外光束に対する屈折作用が小さくなる。これにより、像面に対する光線の最大入射角が大きくなって周辺光量の低下を低減することが困難となるので好ましくない。

条件式（１２）は、正レンズＬｐと負レンズＬｎの焦点距離の比に関する。条件式（１２）の下限値を下回って正レンズＬｐの屈折力が弱くなると、像面への軸外光束の入射角が大きくなって周辺光量の低下を低減することが困難となるため好ましくない条件式（１２）の上限値を上回って正レンズＬｐの屈折力が強くなると、像面に対して入射角が小さくなりすぎて光学系の全長が長くなるので好ましくない。

条件式（１３）は、正レンズＬｐの有効径と光学系のイメージサークルの直径の比に関する。条件式（１３）の下限値を下回ってイメージサークルに対する正レンズＬｐの有効径が小さくなると、正レンズＬｐにおける、軸外光束に対する屈折作用が小さくなり、像面への入射角を小さくしづらくなるため好ましくない。条件式（１３）の上限値を上回ってイメージサークルの直径に対する正レンズＬｐの有効径が大きくなると、正レンズＬｐの径が大きくなり光学系が径方向に大きくなるため好ましくない。

条件式（１４）は、後群の合成焦点距離と負レンズＬｎの焦点距離の比に関する。条件式（１４）の下限値を下回ると、負レンズＬｎの屈折力が弱いことにより、射出瞳距離が長くなって、光学系の全長が長くなるため好ましくない。条件式（１４）の上限値を上回ると、負レンズＬｎの屈折力が強いことにより軸上光束と軸外光束を分離する力が過剰に大きくなり、正レンズＬｐを通過する軸外光束の通過高さが高くなることで像面に対する最大入射角が大きくなるため好ましくない。

条件式（１５）は、正レンズＬｐと負レンズＬｎの距離と、絞りから像面の距離の比に関する。条件式（１５）の下限値を下回る場合、正レンズＬｐと負レンズＬｎの距離が短すぎて、軸上光束と軸外光束を分離する力が弱くなる。これにより、正レンズＬｐを通過する軸外光束の通過高さが低くなりすぎて、像面に対する最大入射角を許容範囲内にしようとすると光学系の全長が長くなるため好ましくない。条件式（１５）の上限値を上回る場合、正レンズＬｐと負レンズＬｎの距離が長くなって軸上光束と軸外光束を分離する力が強くなる。これにより、像面に対する最大入射角が大きくなって、周辺光量の低下を低減することが困難となるため好ましくない。

条件式（１６）は、負レンズＬｎの配置に関する。条件式（１６）の下限値を下回って負レンズＬｎが比較的像側に配置されていると、射出瞳距離が長くなって全長が長くなるため好ましくない。条件式（１６）の上限値を上回って負レンズＬｎが比較的物体側に配置されていると、像面に対する最大入射角が大きくなるため好ましくない。

条件式（１７）は、正レンズＬｐｐと正レンズＬｐの距離に関する。条件式（１７）の下限値を下回ると、正レンズＬｐｐと正レンズＬｐの径の差を確保することが困難となる。これにより、軸外光束は像面に向かって緩やかに屈折し、像面に対する最大入射角を低減しづらくなるため好ましくない。物理的に、条件式（１７）の上限値を上回ることはない。条件式（１７）の値が１．００に近づくにつれて、正レンズＬｐの径が大きくなり、光学系が径方向に大型化するため好ましくない。

条件式（１８）は、正レンズＬｐｐと負レンズＬｎの距離に関する。なお、正レンズＬｐｐが負レンズＬｎよりも物体側に配置されることも、正レンズＬｐｐが負レンズＬｎよりも像側に配置されることもありうる。条件式（１８）の下限値を下回って、負レンズＬｎが正レンズＬｐｐよりも物体側に配置された場合、光学系の全長が長くなるため好ましくない。また、条件式（１８）の上限値を上回って、正レンズＬｐｐが負レンズＬｎよりも物体側に配置された場合、光学系の全長は短くなるが、像面に対する最大入射角が大きくなるため好ましくない。

条件式（１９）は、正レンズＬｐが単レンズの場合は正レンズＬｐの、正レンズＬｐが接合レンズの構成要素の場合は当該接合レンズのシェイプファクターに関する。正レンズＬｐは、軸外光束を大きく屈折させることができるようにするためにも、両面に凸形状を向けたレンズであることが好ましい。さらに、軸外光束を大きく屈折させつつ、収差の発生を抑制するために、一方のレンズ面の曲率半径を他方に比べて大きくすることが好ましい。これにより、収差の発生を抑制しつつ、軸外光束を主に屈折させるレンズの外形付近において、中心付近よりも屈折作用を大きくはたらかせることができる。

条件式（１９）はこの観点に鑑みて定められたものである。条件式（１９）の下限値を下回って像側のレンズ面の曲率半径と物体側のレンズ面の曲率半径が近くなると、１つのレンズ面あたりの屈折力が弱くなる。これにより、軸外光束に対する屈折作用が分散されてしまい、像面に対する光線の最大入射角を低減することが困難になり、周辺光量の低下を低減することが困難となるため好ましくない。条件式（１９）の上限値を上回る場合、すなわち正レンズＬｐがメニスカス形状である場合は、正レンズＬｐによる屈折力が小さくなるため好ましくない。

その他、光学系の好ましい実施例について説明する。レンズＬａは、像側に凹面を向けたレンズ面を有することが好ましい。これにより、軸上光束と軸外光束とを径方向に大きく分離させた状態で正レンズＬｐに光線を入射させることができる。よって、正レンズＬｐにおいて、軸上光束に比べ軸外光束を強く屈折させることができ、像面への光線の最大入射角を低減することができる。

また、正レンズＬｐ（又は正レンズＬｐを含む接合レンズ）の像側のレンズ面の曲率半径は、正レンズＬｐ（又は正レンズＬｐを含む接合レンズ）の物体側のレンズ面の曲率半径よりも小さい方が好ましい。正レンズＬｐ（又は正レンズＬｐを含む接合レンズ）に対する入射角を比較的小さくすることで、軸外光束により生じる収差を低減できる。

さらに、光学系がズームレンズの場合は、光学系の広角端において正レンズＬｐを通過する軸外光束の入射高さは、光学系の望遠端において正レンズＬｐを通過する軸外光束の入射高さよりも高い方が好ましい。これにより、像面に対する光線の最大入射角が大きくなりやすい広角端ほど、像面に対する光線の入射角を低減する効果が高まるため、全ズーム域で最大入射角の変動を低減することができる。

さらに、条件式（４）〜（１９）の数値範囲を次のように設定することが好ましい。
０．７７＜Φｐ／Φｒ≦１．００・・・・・・・・（４ａ）
１．１０＜ｆｐ／ｆｐｐ＜５．００・・・・・・・（５ａ）
１．２０＜Φｐ／Φｐｐ＜３．００・・・・・・・（６ａ）
１．２０＜Φｐ／Φａ＜３．００・・・・・・・・（７ａ）
１．２０＜（ｈ＾ｐ／ｈｐ）／（ｈ＾ａ／ｈａ）＜４．００・・・・・・（８ａ）
０．４０＜Φｐ／Ｔｋ＜０．９０・・・・・・・・（９ａ）
１．００＜Ｔｋ／ｆ＜４．００・・・・・・・・（１０ａ）
０．４０＜ｆｐ／ｆ＜４．００・・・・・・・・（１１ａ）
−５．００＜ｆｐ／ｆｎ＜−０．８０・・・・・（１２ａ）
０．５５＜Φｐ／Φｉ＜０．９０・・・・・・・（１３ａ）
２．１０＜｜ｆｒ／ｆｎ｜＜７．５０・・・・・（１４ａ）
０．０３＜｜Δｎｐ｜／Ｓｓｋ＜０．６０・・・（１５ａ）
０．５５＜Ｌｎｓｋ／Ｓｓｋ＜０．９０・・・・（１６ａ）
０．００＜｜Δｐｐｐ｜／Ｓｓｋ＜０．５０・・（１７ａ）
−０．１０＜Δｐｐｎ／Ｓｓｋ＜０．１５・・・（１８ａ）
０．３５＜｜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）｜＜１．００・・・・・（１９ａ）

さらに、条件式（４）〜（１９）の数値範囲を次のように設定するとより好ましい。
０．８４＜Φｐ／Φｒ≦１．００・・・・・・・・（４ｂ）
１．１５＜ｆｐ／ｆｐｐ＜４．７５・・・・・・・（５ｂ）
１．３０＜Φｐ／Φｐｐ＜２．５０・・・・・・・（６ｂ）
１．３０＜Φｐ／Φａ＜２．５０・・・・・・・・（７ｂ）
１．３０＜（ｈ＾ｐ／ｈｐ）／（ｈ＾ａ／ｈａ）＜３．５０・・・・・・（８ｂ）
０．５０＜Φｐ／Ｔｋ＜０．８０・・・・・・・・（９ｂ）
１．００＜Ｔｋ／ｆ＜３．５０・・・・・・・・（１０ｂ）
０．５０＜ｆｐ／ｆ＜３．００・・・・・・・・（１１ｂ）
−４．５０＜ｆｐ／ｆｎ＜−０．９０・・・・・（１２ｂ）
０．６０＜Φｐ／Φｉ＜０．８５・・・・・・・（１３ｂ）
２．２０＜｜ｆｒ／ｆｎ｜＜６．３０・・・・・（１４ｂ）
０．０５＜｜Δｎｐ｜／Ｓｓｋ＜０．４０・・・（１５ｂ）
０．６０＜Ｌｎｓｋ／Ｓｓｋ＜０．８０・・・・（１６ｂ）
０．００＜｜Δｐｐｐ｜／Ｓｓｋ＜０．３５・・（１７ｂ）
−０．０５＜Δｐｐｎ／Ｓｓｋ＜０．１２・・・（１８ｂ）
０．４５＜｜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）｜＜１．００・・・・・・（１９ｂ）

なお、本発明の光学系は、条件式（１）〜（３）の代わりに、下記の条件式を用いても表される。
１．４０＜Φｐ／Φｓｐ＜３．００・・・・・・・（２０）
０．２０＜｜Δｎｐ／ｆｎ｜＜１．２０・・・・・・（２）
０．２５＜ｓｋ／ｆ＜１．００・・・・・・・・・・（３）
０．００＜｜Δｐｐｐ｜／Ｓｓｋ＜１．００・・・（１７）

開口絞りの開口径をΦｓｐとし、その他の記号の意味は前述と同様である。

条件式（２０）を満たす正レンズは、前述の正レンズＬｐと同様の役割を有する。すなわち、負レンズＬｎによって、径方向に分離された軸上光束と軸外光束のうち、主に軸外光束を強く屈折させることで像面に対する最大入射角を低減させる。

開口絞りから離れれば離れるほど、開口絞りを通過した光の光束径は大きくなる。すなわち、条件式（２０）は、間接的に、正レンズが絞りからある程度離れた位置に配置されていることを意味している。

条件式（２０）の下限値を下回ると、すなわち正レンズが開口絞りに近い位置に配置されると、正レンズＬｐの径は小さくなり軸上と軸外光束に対する屈折作用の差が少なくなり、像面に対する光線の最大入射角を低減することが困難となるためなので好ましくない。条件式（２０）の上限値を上回ると、正レンズＬｐの径が大きくなり、正レンズＬｐにおける軸外光束の通過高さが高くなり、像面への光線の最大入射角が大きくなるため好ましくない。

なお、条件式（２０）は以下の条件式を満たすことがより好ましい。
１．４５＜Φｐ／Φｓｐ＜２．６０・・・・・・・（２０ａ）

さらに、条件式（２０）は以下の条件式を満たすことが好ましい。
１．５０＜Φｐ／Φｓｐ＜２．４０・・・・・・・（２０ｂ）

なお、（２）、（３）、（１７）の好ましい数値範囲は、前述のとおりである。

さらに、条件式（２）、（３）、（１７）、（２０）を満たす光学系は、前述のその他の条件式のうち、少なくとも１つを満たしていることが好ましい。

［参考例１］
図１は参考例１の光学系ＯＬの断面図であり、図２は無限遠に合焦しているときの光学系ＯＬの収差図である。参考例１の光学系ＯＬは、焦点距離３５．７ｍｍ、Ｆナンバー１．８５の単焦点レンズである。

光学系ＯＬは、物体側から像側に順に配置された、前群Ｌｆ、開口絞りＳＰ、後群Ｌｒからなる。また、光学系ＯＬは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２からなる。第１レンズ群Ｌ１は８枚のレンズと開口絞りＳＰからなり、開口絞りＳＰは第１レンズ群Ｌ１を構成する２つのレンズの間に配置されている。無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１が物体側に移動し、第２レンズ群Ｌ２は不動であり、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が変化する。

正レンズＬｐは、光学系ＯＬの物体側から数えて８番目のレンズであり、焦点距離は３１．５６ｍｍであり、半開角は３３．０２度であり、有効径は３１．１６ｍｍである。正レンズＬｐの像側のレンズ面の曲率半径は、正レンズＬｐの物体側のレンズ面の曲率半径よりも小さく構成されている。

負レンズＬｎは、光学系ＯＬの物体側から数えて７番目のレンズであり、正レンズＬｐの物体側に隣接して配置されたレンズＬａでもある。負レンズＬｎは像側に凹面を向けたレンズ面を有する。

レンズＬｐｐは負レンズＬｎの物体側に配置され、正レンズＬｐｐと負レンズＬｎとで接合レンズを構成している。後群Ｌｒに配置されたレンズのうち最大の有効径を有するレンズＬｍは、光学系ＯＬの最も像側に配置されている。

これらの構成により、図２の収差図に示すように各種収差を良好に補正しつつ、像面に対する光線の最大入射角を２６°に抑えることができ、小型かつ周辺光量の低下を低減させた光学系を得ることができる。

［参考例２］
図３は参考例２の光学系ＯＬの断面図であり、図４は無限遠に合焦しているときの光学系ＯＬの収差図である。参考例２の光学系ＯＬは、焦点距離２０．５ｍｍ、Ｆナンバー２．０６の単焦点レンズである。

光学系ＯＬは、物体側から像側に順に配置された、前群Ｌｆ、開口絞りＳＰ、後群Ｌｒからなる。前群Ｌｆは負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１であり、開口絞りＳＰ及び後群Ｌｒは正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２である。なお、無限遠から最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が物体側に移動し、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が変化する。

正レンズＬｐは、光学系ＯＬの最も像側に配置されたレンズであり、かつ後群Ｌｒに配置されたレンズのうち最大の有効径を有するレンズＬｍでもある。正レンズＬｐは、焦点距離が３７．３５ｍｍであり、半開角は４１．９９度であり、有効径は３６．４６ｍｍである。正レンズＬｐの像側のレンズ面の曲率半径は、正レンズＬｐの物体側のレンズ面の曲率半径よりも小さく構成されている。

負レンズＬｎは、光学系ＯＬの物体側から数えて９番目のレンズである。正レンズＬｐｐは、光学系ＯＬの物体側から数えて６番目のレンズであり、開口絞りＳＰの像側に隣接して配置されている。

正レンズＬｐの物体側に隣接して配置されたレンズＬａは、像側に凹面を向けたレンズ面を有する。

これらの構成により、図４の収差図に示すように各種収差を良好に補正しつつ、像面に対する光線の最大入射角を２１°に抑えることができ、小型かつ周辺光量の低下を低減させた光学系を得ることができる。

［参考例３］
図５は参考例３の光学系ＯＬの断面図であり、図６は無限遠に合焦しているときの光学系ＯＬの収差図である。参考例３の光学系ＯＬは、焦点距離３５．７ｍｍ、Ｆナンバー２．８８の単焦点レンズである。

光学系ＯＬは、物体側から像側に順に配置された、前群Ｌｆ、開口絞りＳＰ、後群Ｌｒからなる。また、光学系ＯＬは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３からなる。第１レンズ群Ｌ１は５枚のレンズと開口絞りＳＰからなり、開口絞りＳＰは第１レンズ群Ｌ１を構成する２つのレンズの間に配置されている。

無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２は物体側に移動し、第３レンズ群Ｌ３は不動である。当該フォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔、及び、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が変化する。

正レンズＬｐは、光学系ＯＬの物体側から数えて８番目のレンズである。正レンズＬｐは、焦点距離が２７．３３ｍｍであり、半開角は３１．８３度であり、有効径は２８．０９ｍｍである。正レンズＬｐの像側のレンズ面の曲率半径は、正レンズＬｐの物体側のレンズ面の曲率半径よりも小さく構成されている。

負レンズＬｎは、光学系ＯＬの物体側から数えて７番目のレンズであり、正レンズＬｐの物体側に隣接して配置されたレンズＬａでもある。負レンズＬｎは、像側に凹面を向けたレンズ面を有する。正レンズＬｐｐは負レンズＬｎの物体側に配置され、正レンズＬｐｐと負レンズＬｎとで接合レンズを構成している。後群Ｌｒに配置されたレンズのうち最大の有効径を有するレンズＬｍは、光学系ＯＬの最も像側に配置されている。

これらの構成により、図６の収差図に示すように各種収差を良好に補正しつつ、像面に対する光線の最大入射角を２７°に抑えることができ、小型かつ周辺光量の低下を低減させた光学系を得ることができる。

［参考例４］
図７は参考例４の光学系ＯＬの断面図であり、図８は無限遠に合焦しているときの光学系ＯＬの収差図である。参考例４の光学系ＯＬは、焦点距離４４．７ｍｍ、Ｆナンバー２．８５の単焦点レンズである。

光学系ＯＬは、物体側から像側に順に配置された、前群Ｌｆ、開口絞りＳＰ、後群Ｌｒからなる。また、光学系ＯＬは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２からなる。第１レンズ群Ｌ１は５枚のレンズと開口絞りＳＰからなり、開口絞りＳＰは第１レンズ群Ｌ１を構成する２つのレンズの間に配置されている。無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１は物体側に移動し、第２レンズ群Ｌ２は不動であり、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が変化する。

正レンズＬｐは、焦点距離が２３．５９ｍｍであり、半開角は３８．６５度であり、有効径は３３．５６ｍｍである。正レンズＬｐの像側のレンズ面の曲率半径は、正レンズＬｐの物体側のレンズ面の曲率半径よりも小さく構成されている。

負レンズＬｎは、光学系ＯＬの物体側から数えて３番目のレンズであって、開口絞りＳＰの像側に隣接して配置されたレンズである。正レンズＬｐｐは負レンズＬｎの像側に隣接して配置されている。後群Ｌｒに配置されたレンズのうち最大の有効径を有するレンズＬｍは、光学系ＯＬの最も像側に配置されている。

正レンズＬｐの物体側に隣接して配置されたレンズＬａは、像側に凹面を向けたレンズ面を有する。

これらの構成により、図８の収差図に示すように各種収差を良好に補正しつつ、像面に対する光線の最大入射角を２４°に抑えることができ、小型かつ周辺光量の低下を低減させた光学系を得ることができる。

［参考例５］
図９は参考例５の光学系ＯＬの断面図であり、図１０は無限遠に合焦しているときの光学系ＯＬの収差図である。参考例５の光学系ＯＬは、焦点距離３５．９ｍｍ、Ｆナンバー２．０６の単焦点レンズである。

光学系ＯＬは、物体側から像側に順に配置された、前群Ｌｆ、開口絞りＳＰ、後群Ｌｒからなる。無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、前群Ｌｆと開口絞りＳＰと後群Ｌｒとが同じ移動軌跡で、すなわち光学系ＯＬの全体が物体側に移動する。

正レンズＬｐは、光学系ＯＬの物体側から数えて６番目に配置されたレンズである。焦点距離は８３．２５ｍｍであり、半開角は２９．９４度であり、有効径は３２．４０ｍｍである。正レンズＬｐの像側のレンズ面の曲率半径は、正レンズＬｐの物体側のレンズ面の曲率半径よりも小さく構成されている。

負レンズＬｎは、光学系ＯＬの物体側から数えて４番目のレンズであって、開口絞りＳＰの像側に隣接して配置されたレンズである。正レンズＬｐｐは負レンズＬｎの像側に隣接して配置されており、正レンズＬｐｐと負レンズＬｎとで接合レンズを構成している。正レンズＬｐｐは、正レンズＬｐの物体側に隣接して配置されたレンズＬａでもある。後群Ｌｒに配置されたレンズのうち最大の有効径を有するレンズＬｍは、光学系ＯＬの最も像側に配置されている。

これらの構成により、図１０の収差図に示すように各種収差を良好に補正しつつ、像面に対する光線の最大入射角を２７°に抑えることができ、小型かつ周辺光量の低下を低減させた光学系を得ることができる。

［実施例１］
図１１は実施例１の光学系ＯＬの広角端における断面図である。図１２（Ａ）は無限遠に合焦している時の広角端における光学系ＯＬの収差図であり、図１２（Ｂ）は無限遠に合焦している時の望遠端における光学系ＯＬの収差図である。実施例１の光学系ＯＬは、焦点距離１６．５ｍｍ〜３３．８ｍｍ、ズーム比２．１、Ｆナンバー４．１のズームレンズである。

光学系ＯＬは、物体側から像側に順に配置された、前群Ｌｆ、開口絞りＳＰ、後群Ｌｒからなる。また、光学系ＯＬは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４からなる。広角端から望遠端へのズーミングに際して、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。当該ズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１は像側へ移動したあと物体側へ移動し、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、及び第４レンズ群Ｌ４は物体側へ移動する。当該ズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔は狭まり、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔は広がり、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔は狭まる。無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、第３レンズ群Ｌ３が像側へ移動する。

正レンズＬｐは、光学系ＯＬの物体側から数えて１３番目のレンズである。焦点距離が４９．１８ｍｍであり、半開角は２０．５４度であり、有効径は３４．５１ｍｍである。正レンズＬｐの像側のレンズ面の曲率半径は、正レンズＬｐの物体側のレンズ面の曲率半径よりも小さく構成されている。

負レンズＬｎは、光学系ＯＬの物体側から数えて１１番目のレンズである。レンズＬｐｐは負レンズＬｎの物体側に隣接して配置され、正レンズＬｐｐの物体側に配置されたレンズと正レンズＬｐｐと負レンズＬｎとにより接合レンズを構成している。

正レンズＬｐの物体側に隣接して配置されたレンズＬａは、像側に凹面を向けたレンズ面を有する。後群Ｌｒに配置されたレンズのうち最大の有効径を有するレンズＬｍは、光学系ＯＬの最も像側に配置されている。

本実施例のように、光学系ＯＬがズームレンズの場合は、広角端において正レンズＬｐを通過する軸外光束の入射高さは、望遠端において正レンズＬｐを通過する軸外光束の入射高さよりも高くなるように構成されている。これにより、像面に対する光線の最大入射角が大きくなりやすい広角端ほど、像面に対する光線の入射角を低減する効果が高めることができ、全ズーム域で最大入射角の変動を低減することができる。

これらの構成により、図１２の収差図に示すように各種収差を良好に補正しつつ、像面に対する光線の最大入射角を２３°に抑えることができ、小型かつ周辺光量の低下を低減させた光学系を得ることができる。

なお、本実施例は、正レンズＬｐが接合レンズの構成要素である場合であるが、ズームレンズにおいて正レンズＬｐを単レンズにより構成してもよい。

以上、本発明の光学系の好ましい実施例について説明したが、本発明の光学系はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、光学系のあるレンズ群の全部又は一部を防振レンズ群とし、防振目的で径方向成分を有する方向に移動させてもよい。

［数値実施例］
以下に、参考例１〜５、実施例１のそれぞれに対応する数値参考例１〜５、実施例１を示す。また、参考例１〜５、実施例１において、面番号は、物体側からの光学面の順序を示す。Ｒは光学面の曲率半径（ｍｍ）、ｄは隣り合う光学面の間隔（ｍｍ）、ｎｄとνｄはそれぞれｄ線を基準とした光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。フラウンホーファー線のｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する材料の屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとするとき、アッベ数νｄを、
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
として表す。ＢＦはバックフォーカスを示す。

レンズ全長は、最も物体側の光学面から像面までの距離である。

非球面は各数値実施例および数値参考例中の面番号の右側に＊印を付している。非球面形状は光軸方向をＸ軸、光軸と垂直方向をＨ軸、光の進行方向を正、Ｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆをそれぞれ非球面係数とするとき、

で表している。非球面係数の「Ｅ−ｘ」は１０^−ｘを意味する。

数値参考例１〜５、数値実施例１のそれぞれにおける、条件式（１）〜（２０）で用いられる各パラメータを［表１］に示す。数値参考例１〜５、数値実施例１における、条件式（１）〜（２０）に対応する値を［表２］に示す。

［数値参考例１］
単位 mm
面データ
面番号 R d Nd νd 有効径
1 -837.414 1.40 1.80810 22.8 29.97
2 35.178 4.68 27.43
3 75.060 3.35 2.00100 29.1 26.23
4 -88.847 3.50 25.76
5 -55.800 1.20 1.58032 41.2 21.49
6 17.607 5.86 1.91082 35.3 22.21
7 -5487.199 4.56 21.86
8(絞り) ∞ 2.79 20.24
9 84.383 1.80 1.72916 54.7 19.06
10 -278.246 3.64 18.72
11* -34.597 6.50 1.76802 49.2 17.26
12 -12.673 1.10 1.74077 27.8 17.45
13 121.499 4.90 21.02
14 200.119 7.18 1.80400 46.6 29.78
15 -28.591 (可変) 31.16
16 -90.842 2.70 1.81325 45.8 33.00
17 -46.016 10.20 33.31
18 -26.079 1.65 1.59270 35.3 32.44
19 -79.756 (可変) 35.06
像面 ∞

非球面データ
第11面
K=0.0000E+00 B=-3.1662E-05 C=-9.2057E-08
D=8.4502E-11 E=-1.7333E-12 F=0.0000E+00

各種データ
焦点距離 35.70
Fno 1.85
半画角（度） 31.22
像高 21.64
レンズ全長 81.87
BF 13.49
入射瞳位置 16.36
射出瞳位置 -41.76
前側主点位置 28.99
後側主点位置 -22.21

d15 1.36
d19 13.49

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 35.61 52.48 35.32 -6.26
2 16 -197.90 14.55 27.50 12.99

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -41.750
2 3 41.070
3 5 -22.930
4 6 19.280
5 9 88.980
6 11 23.070
7 12 -15.440
8 14 31.560
9 16 111.650
10 18 -66.130

［数値参考例２］
単位 mm
面データ
面番号 R d Nd νd 有効径
1 34.417 2.20 1.72916 54.7 37.25
2 16.502 0.20 28.58
3* 16.948 1.80 1.58313 59.4 28.32
4* 13.106 11.56 25.27
5 -31.273 1.30 1.48749 70.2 24.72
6 22.562 2.80 23.15
7 30.719 8.49 1.88300 40.8 23.65
8 -23.294 0.90 1.85478 24.8 22.85
9 -53.295 (可変) 22.09
10(絞り) ∞ 0.96 18.83
11* 20.088 8.58 1.58313 59.4 18.92
12 -14.953 1.00 1.83481 42.7 17.70
13 -28.429 0.15 17.57
14 59.345 4.96 1.59522 67.7 17.78
15 -16.759 1.00 1.61293 37.0 17.68
16 22.212 3.77 17.48
17 -24.187 1.30 1.85135 40.1 17.63
18* -47.158 5.03 19.37
19 102.175 11.18 1.59522 67.7 34.21
20 -27.253 (可変) 36.46
像面 ∞

非球面データ
第3面
K=0.0000E+00 B=1.7106E-05 C=-9.2057E-08
D=8.4502E-11 E=-1.7333E-12 F=0.0000E+00
第4面
K=-1.1029E+00 B=6.6803E-05 C=1.5440E-07
D=-2.6047E-10 E=2.7484E-12 F=0.0000E+00
第11面
K=0.0000E+00 B=-1.6574E-06 C=8.4594E-09
D=-8.7895E-11 E=2.4378E-12 F=0.0000E+00
第18面
K=0.0000E+00 B=6.7655E-05 C=1.6693E-07
D=1.7835E-09 E=-8.5459E-12 F=0.0000E+00

各種データ
焦点距離 20.50
Fno 2.06
半画角（度） 46.54
像高 21.64
レンズ全長 90.13
BF 13.50
入射瞳位置 18.26
射出瞳位置 -56.98
前側主点位置 32.79
後側主点位置 -7.00

d9 9.45
d20 13.50

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 -205.97 29.25 -74.38 -158.89
2 10 35.39 37.93 16.68 -25.42

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -45.850
2 3 -119.850
3 5 -26.670
4 7 16.200
5 8 -49.090
6 11 16.160
7 12 -39.110
8 14 22.500
9 15 -15.430
10 17 -59.880
11 19 37.350

［数値参考例３］
単位 mm
面データ
面番号 R d Nd νd 有効径
1 -38.673 0.90 1.72825 28.5 17.68
2 27.661 0.26 16.44
3 30.504 3.12 1.91082 35.3 16.41
4 -54.805 1.02 15.87
5 -111.495 0.80 1.51742 52.4 14.27
6 17.350 0.14 13.03
7 16.698 2.75 1.88100 40.1 13.13
8 124.168 2.73 12.88
9(絞り) ∞ 2.80 12.34
10 38.650 1.41 1.76385 48.5 11.67
11 516.587 (可変) 11.42
12* -23.400 3.71 1.76802 49.2 14.93
13 -10.852 0.90 1.78472 25.7 16.15
14 234.754 3.28 20.09
15 1103.025 5.73 1.95375 32.3 26.79
16 -26.627 (可変) 28.09
17 -60.697 2.16 1.88300 40.8 29.58
18 -38.698 6.59 30.00
19 -24.580 1.60 1.59551 39.2 30.44
20 -62.769 (可変) 33.27
像面 ∞

非球面データ
第12面
K=0.0000E+00 B=-4.4141E-05 C=-2.9439E-08
D=-2.0859E-09 E=5.6739E-12 F=0.0000E+00

各種データ
焦点距離 35.70
Fno 2.88
半画角（度） 31.22
像高 21.64
レンズ全長 60.00
BF 13.15
入射瞳位置 7.95
射出瞳位置 -35.67
前側主点位置 17.54
後側主点位置 -22.55

d11 5.96
d16 1.00
d20 13.15

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 31.46 15.92 8.84 -2.82
2 12 97.71 13.63 30.42 31.28
3 17 -186.70 10.35 13.87 4.79

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -22.020
2 3 21.900
3 5 -28.950
4 7 21.640
5 10 54.620
6 12 23.350
7 13 -13.200
8 15 27.330
9 17 115.600
10 19 -68.920

［数値参考例４］
単位 mm
面データ
面番号 R d Nd νd 有効径
1 25.629 1.20 1.77799 26.0 17.84
2 16.647 0.36 17.36
3 17.958 2.96 1.88300 40.8 17.48
4 45.739 2.70 17.12
5(絞り) ∞ 10.00 14.24
6 -27.137 1.20 1.77090 26.2 15.92
7 62.111 0.15 16.52
8* 44.640 5.82 1.88300 40.8 16.69
9 -25.683 1.72 18.68
10 -40.206 2.38 1.84666 23.9 23.91
11 -29.638 (可変) 4.70
12 -20.376 1.20 1.64706 33.0 26.47
13 76.356 0.16 32.30
14 77.987 9.12 1.88300 40.8 32.69
15 -26.863 0.15 33.56
16 -28.818 1.20 1.59517 38.5 33.36
17 -493.584 (可変) 35.55
像面 ∞

非球面データ
第8面
K=0.0000E+00 B=-2.0857E-05 C=5.9814E-08
D=-2.2894E-10 E=4.7502E-13 F=0.0000E+00

各種データ
焦点距離 44.70
Fno 2.85
半画角（度） 25.83
像高 21.64
レンズ全長 62.63
BF 13.13
入射瞳位置 6.02
射出瞳位置 -37.96
前側主点位置 11.62
後側主点位置 -31.56

d11 9.18
d17 13.13

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 33.12 28.50 19.35 -10.14
2 12 -76.69 11.82 -6.06 -13.67

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -64.840
2 3 31.890
3 6 -24.360
4 8 19.210
5 10 120.730
6 12 -24.740
7 14 23.590
8 16 -51.470

［数値参考例５］
単位 mm
面データ
面番号 R d Nd νd 有効径
1 16.662 5.02 2.00100 29.1 20.33
2 212.406 0.90 1.89286 20.4 17.92
3 15.827 1.67 14.31
4* 61.177 1.90 1.85135 40.1 14.27
5* 1125.069 0.67 14.07
6(絞り) ∞ 8.33 13.66
7 -13.016 0.90 1.72825 28.5 14.85
8 -242.788 6.46 1.85135 40.1 19.47
9* -14.291 0.15 23.23
10 344.603 6.81 1.83481 42.7 30.90
11* -86.277 1.00 32.40
12 -38.941 1.63 1.64769 33.8 32.60
13 -152.656 (可変) 34.37
像面 ∞

非球面データ
第4面
K=0.0000E+00 B=-7.6176E-05 C=-5.2215E-08
D=-4.1896E-09 E=4.7502E-13 F=0.0000E+00
第5面
K=0.0000E+00 B=-7.5876E-05 C=-5.2454E-08
D=-4.2425E-09 E=5.0437E-12 F=0.0000E+00
第9面
K=0.0000E+00 B=8.3111E-05 C=1.1290E-07
D=-6.7559E-11 E=5.8465E-12 F=0.0000E+00
第11面
K=0.0000E+00 B=-6.8949E-05 C=1.9512E-07
D=-4.6150E-10 E=4.9411E-13 F=0.0000E+00

各種データ
焦点距離 35.91
Fno 2.06
半画角（度） 31.07
像高 21.64
レンズ全長 50.50
BF 15.05
入射瞳位置 9.00
射出瞳位置 -27.75
前側主点位置 14.78
後側主点位置 -20.86

d13 15.05

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 35.91 35.45 14.78 -20.86

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 17.830
2 2 -19.190
3 4 75.930
4 7 -18.920
5 8 17.610
6 10 83.250
7 12 -81.170

［数値参考例６］
単位 mm
面データ
面番号 R d Nd νd 有効径
1* 104.054 2.50 1.76802 49.2 45.91
2* 13.602 12.00 31.66
3* 64.613 1.80 1.83220 40.1 30.21
4* 35.368 2.86 28.79
5 -127.884 1.00 1.59522 67.7 28.70
6 57.293 0.20 28.74
7 37.990 5.72 1.80610 33.3 29.17
8 -124.870 (可変) 28.79
9 -78.343 2.41 1.78442 48.1 17.62
10 -45.720 1.71 18.20
11 21.878 4.06 1.77888 48.8 19.17
12 197.854 2.82 18.53
13(絞り) ∞ 2.67 17.27
14 -48.298 0.74 1.91138 35.2 16.31
15 26.393 0.15 16.10
16 14.877 5.52 1.49700 81.5 16.78
17 -42.678 0.15 16.42
18 21.573 1.00 1.85150 40.8 15.31
19 11.767 8.22 1.56560 49.5 14.13
20 -10.812 1.00 1.83220 40.1 12.59
21* -48.387 (可変) 13.67
22 322.013 1.12 1.83707 41.7 14.93
23* 28.916 (可変) 15.63
24 47.935 7.55 1.59270 35.3 33.64
25 -70.015 1.10 1.83481 42.7 34.51
26 -321.558 (可変) 35.58
像面 ∞

非球面データ
第1面
K=0.0000E+00 B=1.1865E-05 C=-2.3678E-08
D=1.1358E-11 E=1.1654E-14 F=-1.9116E-18
第2面
K=-1.0908E+00 B=2.6285E-05 C=8.5778E-08
D=-3.5421E-10 E=7.8718E-13 F=-5.5703E-15
第3面
K=0.0000E+00 B=-1.2210E-04 C=5.2126E-07
D=-1.4530E-09 E=1.7965E-12 F=0.0000E+00
第4面
K=9.1838E-01 B=-1.1915E-04 C=6.0146E-07
D=-1.9362E-09 E=3.6929E-12 F=0.0000E+00
第21面
K=0.0000E+00 B=4.0811E-05 C=2.9340E-07
D=8.9338E-10 E=3.0453E-11 F=0.0000E+00
第23面
K=0.0000E+00 B=6.1229E-06 C=-7.6025E-08
D=-7.2438E-10 E=1.9471E-12 F=0.0000E+00

各種データ
広角端 中間 望遠端
焦点距離 16.48 24.02 33.75
Fno 4.12 4.12 4.12
半画角（度） 52.70 42.01 32.66
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 117.64 109.16 110.13
BF 11.50 19.17 29.63
入射瞳位置 16.79 15.20 13.87
射出瞳位置 -34.73 -33.12 -32.06
前側主点位置 27.40 28.19 29.16
後側主点位置 -4.98 -4.85 -4.12

d8 27.41 11.26 1.77
d21 1.42 3.20 4.34
d23 11.02 9.24 8.10
d26 11.50 19.17 29.63

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 -24.46 26.08 -0.74 -25.04
2 9 25.51 30.45 4.59 -17.68
3 22 -38.02 1.12 0.67 0.06
4 24 86.66 8.65 -0.22 -5.55

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -20.620
2 3 -96.600
3 5 -66.340
4 7 36.710
5 9 135.570
6 11 31.270
7 14 -18.640
8 16 22.930
9 18 -31.900
10 19 11.470
11 20 -16.940
12 22 -38.020
13 24 49.180
14 25 -107.430

［撮像装置の実施例］
本発明の撮像装置の実施例について述べる。図１３は、本実施例の撮像装置（デジタルスチルカメラ）１０の概略図である。撮像装置１０は、カメラ本体１３と、上述した実施例１と同様である光学系ＯＬを含むレンズ装置１１と、光学系ＯＬによって形成される像を光電変換する受光素子（撮像素子）１２を備える。受光素子１２としては、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いることができる。

レンズ装置１１とカメラ本体１３は一体に構成されていても良いし、着脱可能に構成されていても良い。

本実施例の撮像装置１０は、光学系ＯＬを有することで、周辺光量の低下を低減することができる。

なお、上述した各実施例のレンズ装置は、図１３に示したデジタルスチルカメラに限らず、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の種々の撮像装置に適用することができる。

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

Ｌｆ 前群
Ｌｒ 後群
Ｌｐ 正レンズ
Ｌｎ 負レンズ
ＳＰ 開口絞り
ＯＬ 光学系

Claims (24)

1. 物体側から像側へ順に配置された、正又は負の屈折力の前群、開口絞り、正又は負の屈折力の後群からなる光学系において、
   前記後群は、
   前記後群において最も強い屈折力を有する負レンズＬｎと、
   前記負レンズＬｎの像側に配置された正レンズであって、物体側及び像側のレンズ面の半開角のうち大きい方をθｐとしたとき、
   １８＜｜θｐ｜＜９０ （度）
   なる条件式を満たす正レンズＬｐとを有し、
   前記光学系はズームレンズであって、広角端において前記正レンズＬｐを通過する軸外光束の入射高さは、前記光学系の望遠端において前記正レンズＬｐを通過する軸外光束の入射高さよりも高く、
   前記負レンズＬｎの像側のレンズ面と前記正レンズＬｐの物体側のレンズ面との光軸上の距離をΔｎｐ、前記負レンズＬｎの焦点距離をｆｎ、広角端における前記ズームレンズのバックフォーカスをｓｋ、広角端における前記ズームレンズの焦点距離をｆとするとき、
   ０．２０＜｜Δｎｐ／ｆｎ｜＜０．９０
   ０．２５＜ｓｋ／ｆ＜１．００
   なる条件式を満たすことを特徴とする光学系。
2. 前記正レンズＬｐの像側のレンズ面における有効径をΦｐ、前記後群に配置されたレンズのうち最大の有効径を有するレンズの当該最大の有効径をΦｒとするとき、
   ０．７０＜Φｐ／Φｒ≦１．００
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
3. 前記後群は、前記正レンズＬｐの物体側に配置された正レンズのうち最も強い屈折力を有する正レンズＬｐｐを有し、
   該正レンズＬｐｐの焦点距離をｆｐｐ、前記正レンズＬｐの焦点距離をｆｐとするとき、
   １．００＜ｆｐ／ｆｐｐ＜６．００
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学系。
4. 前記後群は、前記正レンズＬｐの物体側に配置された正レンズのうち最も強い屈折力を有する正レンズＬｐｐを有し、
   該正レンズＬｐｐの像側のレンズ面における有効径をΦｐｐ、前記正レンズＬｐの像側のレンズ面における有効径をΦｐとするとき、
   １．００＜Φｐ／Φｐｐ＜４．００
   なる条件式を満たす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。
5. 前記正レンズＬｐの像側のレンズ面における有効径をΦｐ、前記正レンズＬｐの物体側に隣接して配置されたレンズＬａの像側のレンズ面における有効径をΦａとするとき、
   １．００＜Φｐ／Φａ＜４．００
   なる条件式を満たす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。
6. 前記レンズＬａは、像側に凹面を向けたレンズ面を有することを特徴とする請求項５に記載の光学系。
7. 前記正レンズＬｐの像側のレンズ面において、前記正レンズＬｐを通過する軸外光束の主光線の高さと前記正レンズＬｐを通過する軸上光束の周辺光線の高さを、それぞれｈ＾ｐ、ｈｐとし、前記レンズＬａの像側のレンズ面において、前記レンズＬａを通過する軸外光束の主光線の高さと前記レンズＬａを通過する軸上光束の周辺光線の高さを、それぞれｈ＾ａ、ｈａとするとき、
   １．００＜（ｈ＾ｐ／ｈｐ）／（ｈ＾ａ／ｈａ）＜５．００
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項６に記載の光学系。
8. 前記レンズＬａは、前記負レンズＬｎまたは前記負レンズＬｎよりも像側に配置されたレンズであることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の光学系。
9. 前記正レンズＬｐの像側のレンズ面における有効径をΦｐとし、広角端における、前記ズームレンズの射出瞳と像面の光軸上の距離をＴｋとするとき、
   ０．２０＜Φｐ／Ｔｋ＜１．００
   なる条件式を満たす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。
10. 広角端における、前記ズームレンズの射出瞳と像面の光軸上の距離をＴｋとするとき、
    １．００＜Ｔｋ／ｆ＜５．００
    なる条件式を満たす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。
11. 前記正レンズＬｐの焦点距離をｆｐとするとき、
    ０．３０＜ｆｐ／ｆ＜５．００
    なる条件式を満たす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。
12. 前記正レンズＬｐの焦点距離をｆｐとするとき、
    −６．００＜ｆｐ／ｆｎ＜−０．７０
    なる条件式を満たす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。
13. 前記正レンズＬｐの像側のレンズ面における有効径をΦｐ、広角端における前記ズームレンズのイメージサークルの直径をΦｉとするとき、
    ０．５０＜Φｐ／Φｉ＜１．００
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学系。
14. 広角端における前記後群の焦点距離をｆｒとするとき、
    ２．００＜｜ｆｒ／ｆｎ｜＜１０．００
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光学系。
15. 広角端における、前記開口絞りから像面までの光軸上の距離をＳｓｋとするとき、
    ０．００＜｜Δｎｐ｜／Ｓｓｋ＜０．８０
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の光学系。
16. 広角端における前記負レンズＬｎの像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＬｎｓｋ、広角端における前記開口絞りから像面までの光軸上の距離をＳｓｋとするとき、
    ０．５０＜Ｌｎｓｋ／Ｓｓｋ＜１．００
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の光学系。
17. 前記後群は、前記正レンズＬｐの物体側に配置された正レンズのうち最も強い屈折力を有する正レンズＬｐｐを有し、
    広角端における、前記正レンズＬｐｐの像側のレンズ面から前記正レンズＬｐの物体側のレンズ面までの光軸上の距離をΔｐｐｐ、広角端における前記開口絞りから像面までの光軸上の距離をＳｓｋとするとき、
    ０．００＜｜Δｐｐｐ｜／Ｓｓｋ＜１．００
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の光学系。
18. 前記後群は、前記正レンズＬｐの物体側に配置された正レンズのうち最も強い屈折力を有する正レンズＬｐｐを有し、
    広角端における前記正レンズＬｐｐの像側のレンズ面から前記負レンズＬｎの物体側のレンズ面までの光軸上の距離をΔｐｐｎ、広角端における前記開口絞りから像面までの光軸上の距離をＳｓｋとするとき、
    −０．２０＜Δｐｐｎ／Ｓｓｋ＜０．２０
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の光学系。
19. 前記正レンズＬｐは単レンズであり、前記正レンズＬｐの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１、前記正レンズＬｐの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２とするとき、
    ０．２０＜｜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）｜＜１．００
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の光学系。
20. 前記正レンズＬｐの像側のレンズ面の曲率半径は、前記正レンズＬｐの物体側のレンズ面の曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項１９に記載の光学系。
21. 前記正レンズＬｐは接合レンズの構成要素であって、前記接合レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１、前記接合レンズの像側の曲率半径をＲ２とするとき、
    ０．２０＜｜（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）｜＜１．００
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の光学系。
22. 前記接合レンズの像側のレンズ面の曲率半径は、前記接合レンズの物体側のレンズ面の曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項２１に記載の光学系。
23. 前記光学系に含まれる複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、負の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群からなり、前記第２レンズ群は複数のレンズから構成され、前記開口絞りは前記第２レンズ群を構成する２つのレンズの間に配置され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
    無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、前記第３レンズ群が像側へ移動することを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の光学系。
24. 請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の光学系と、該光学系によって形成される像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。

Images