JP2020030383A

JP2020030383A - 結像光学系

Info

Publication number: JP2020030383A
Application number: JP2018157378A
Authority: JP
Inventors: 朝倉　健; Takeshi Asakura; 健朝倉
Original assignee: Sigma Corp
Current assignee: Sigma Corp
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2020-02-27
Anticipated expiration: 2038-08-24
Also published as: JP7094550B2

Abstract

【課題】画角が２０〜３０°と中望遠の画角を持ち、ＦＮＯが１．４程度の大口径のインナーフォーカス式の中望遠撮影レンズに適しており、フォーカス群を小型軽量化すると同時に光学系全体も小型軽量化することができ、かつ良好な結像性能を有する結像光学系を提供する。【解決手段】物体側から像側に向かって順に、正パワーの第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、負パワーの第２レンズ群Ｇ２、正パワーの第３レンズ群Ｇ３、から成り、フォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３は像面に対して固定であり、第２レンズ群Ｇ２のみが光軸方向に動き、第２レンズ群Ｇ２は1枚のレンズ素子から成り、第１レンズ群Ｇ１中及び第３レンズ群Ｇ３中の負パワーを有するレンズ素子は全て正パワーを有するレンズ素子と接合されており、第１レンズ群Ｇ１中及び第３レンズ群Ｇ３中のレンズ要素は全て正のパワーを有し、所定の条件式を満足する。【選択図】図１

Description

本発明はデジタルカメラ、ビデオカメラなどに用いられる撮影レンズに適した光学系に関し、特にインナーフォーカスの大口径の結像光学系に関するものである。

近年デジタルカメラやビデオカメラ等のミラーレス化が進んでいる。ミラーレスカメラではオートフォーカスの際にウォブリングというフォーカス群の往復微小駆動を行うものが多い。ウォブリングをできるだけ小さな駆動系で行うためにフォーカス群の小型軽量化が求められている。また、ミラーレスカメラはレフレックスカメラに比べ小型軽量なものが多いため、その撮影レンズにおいても小型化が望まれている。画角が３０°程度で口径比が１．２〜１．８程度の大口径の中望遠撮影レンズの結像光学系の例が特許文献に記載されている。

特開２０１２―２４２６９０号公報特開２０１５―１４６０１５号公報特開２０１５―１４１３８４号公報

中望遠程度の画角の撮影レンズにおいては、標準レンズに対し焦点距離が長くなるため光学全長が大きくなる傾向があり、一方いわゆる超望遠レンズに比べ広い画角を有し画角に関する収差の補正のため望遠比は大きくなる傾向にある。また、中望遠程度の画角の光学系においてはボケを用いた表現ができることを期待するユーザーが多く大口径の撮影レンズが望まれている。しかし、大口径化を行うと入射瞳が大きくなるため球面収差等を補正することが難しくなる。このため良好な性能を実現しつつ撮影レンズを小型化することが課題となっている。

特許文献１では画角が３０°程度でＦＮＯが１．８程度の大口径のインナーフォーカス式の中望遠レンズが提案されている。しかし、ＦＮＯが１．８程度のためボケ量が小さく、更なる大口径化が課題である。

特許文献２では画角が３０°程度でＦＮＯ１．２程度の大口径のインナーフォーカス式の中望遠レンズが提案されている。十分な大口径化がなされている一方、中望遠レンズを構成するレンズの枚数も多く、レンズ全長も長いため更なる小型化が課題である。

特許文献３では画角が３０°程度でＦＮＯ１．２程度の大口径のインナーフォーカス式の中望遠レンズが提案されている。しかし、フォーカス群が複数枚のレンズで構成されているため、フォーカス群の更なる軽量化が課題である。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、画角が２０〜３０°といわゆる中望遠の画角を持ち、ＦＮＯが１．４程度の大口径のインナーフォーカス式の中望遠撮影レンズに適しており、フォーカス群を小型軽量化すると同時に光学系全体も小型軽量化することができ、かつ良好な結像性能を有する結像光学系を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の結像光学系は、物体側から像側に向かって順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３、から成り、フォーカシングの際に、前記第１レンズ群Ｇ１と前記開口絞りＳと前記第３レンズ群Ｇ３は像面に対して固定であり、前記第２レンズ群Ｇ２のみが光軸方向に動き、前記第２レンズ群Ｇ２は1枚のレンズ素子から成り、前記第１レンズ群Ｇ１中及び前記第３レンズ群Ｇ３中の負のパワーを有するレンズ素子は全て正のパワーを有するレンズ素子と接合されており、前記第１レンズ群Ｇ１中及び前記第３レンズ群Ｇ３中のレンズ要素は全て正のパワーを有し、下記条件式を満足することを特徴とした。
（１）０．６５＜ｆＧ１／ｆ＜１．００
但し、
ｆＧ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ：無限遠状態における光学系の焦点距離
とする。

また、第２の発明は、第１の発明において更に、前記第３レンズ群Ｇ３が下記条件式を満たすことを特徴とする結像光学系である。
（２）０．６０＜ｆＧ３／ｆ＜１．００
但し、
ｆＧ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
とする。

また、第３の発明は、第１又は第２の発明において更に、前記第２レンズ群Ｇ２のレンズ素子が下記条件式を満足することを特徴とする結像光学系である。
（３）５０．００＜νｄ＿Ｇ２
但し、
νｄ＿Ｇ２：第２レンズ群Ｇ２のレンズ素子のｄ線に対するアッベ数
とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて更に、前記第１レンズ群Ｇ１中に下記条件式を満たすレンズ要素を２つ以上有することを特徴とする結像光学系である。
（４）１．２＜ｆＧ１ｎ／ｆＧ１＜４．０
但し、
ｆＧ１ｎ：第１レンズ群Ｇ１中の物体側からｎ番目のレンズ要素の焦点距離
とする。

また、第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれかにおいて更に、前記第３レンズ群Ｇ３は２つのレンズ要素、前側レンズ要素Ｇ３ａと後側レンズ要素Ｇ３ｂから構成され、前記前側レンズ要素Ｇ３ａが接合面を有し、下記条件式を満たすことを特徴とする結像光学系である。
（５）０．４０＜Ｇ３ａｒ／Ｇ３ａｆ＜０．９０
（６）−２．４＜Ｇ３ａｃｅｍｅｎｔ＜−０．９
但し、
Ｇ３ａｒ：前記第３レンズ群Ｇ３を構成するレンズ要素の内、前記前側レンズ要素Ｇ３ａの像側の空気界面の曲率半径
Ｇ３ａｆ：前記第３レンズ群Ｇ３を構成するレンズ要素の内、前記前側レンズ要素Ｇ３ａの物体側の空気界面の曲率半径
Ｇ３ａｃｅｍｅｎｔ：前記第３レンズ群Ｇ３を構成するレンズ要素の内、前記前側レンズ要素Ｇ３ａの像側から数えて最初の接合面の曲率半径を全系の焦点距離で正規化した逆数値
とする。

また、第６の発明は、第１乃至第５の発明のいずれかにおいて更に、前記第１レンズ群Ｇ１中に非球面を有することを特徴とする結像光学系である。

また、第７の発明は、第１乃至第６の発明のいずれかにおいて更に、前記第１レンズ群Ｇ１中の正のパワーを有するレンズ素子の異常分散性の平均値が下記条件式を満たすことを特徴とする結像光学系である。
（７）０．０１００＜ΔＰｇＦ＿Ａｖｇ
但し、
ΔＰｇＦ＿Ａｖｇ：第１レンズ群Ｇ１中の正のパワーを有するレンズ素子のｇ線とＦ線の異常分散性の平均値
であり、第１レンズ群Ｇ１中の正のパワーを有するレンズ素子のｇ線とＦ線の異常分散性は
ΔＰｇＦ＿ｎ＝ＰｇＦ＿ｎ−０．６４８３＋０．００１８×νｄ＿ｎ
ΔＰｇＦ＿ｎ：第１レンズ群Ｇ１の物体側からｎ番目の正のパワーを有するレンズ素子のｇ線とＦ線の異常分散性
ＰｇＦ＿ｎ：第１レンズ群Ｇ１の物体側からｎ番目の正のパワーを有するレンズ素子のｇ線とＦ線の部分分散比
νｄ＿ｎ：第１レンズ群Ｇ１の物体側からｎ番目の正のパワーを有するレンズ素子のｄ線のアッベ数
とする。

また、第８の発明は、第１乃至第７の発明のいずれかにおいて更に、前記第３レンズ群Ｇ３中に下記条件式を満たす像側に凹の面ＳＧ３を有することを特徴とする結像光学系である。
（８）−（１／Ｒ＿ＳＧ３）×（（１／ｎｄ’＿ＳＧ３）−（１／ｎｄ＿ＳＧ３））＜−０．０１５０
但し、
Ｒ＿ＳＧ３：面ＳＧ３の曲率半径
ｎｄ’＿ＳＧ３：面ＳＧ３の像側の屈折率
ｎｄ＿ＳＧ３：面ＳＧ３の物体側の屈折率
とする。

また、第９の発明は、第１乃至第８の発明のいずれかにおいて更に、下記条件式を満たすことを特徴とする結像光学系である。
（９）０．３００＜ＬＧ２Ｒ１／ｆＧ１Ｇ２＜０．４６０
但し、
ｆＧ１Ｇ２：第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離
ＬＧ２Ｒ１：第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系の像側主点位置から第２レンズ群Ｇ２の物体側面までの光軸上の距離
とする。

本発明によれば、画角が２０〜３０°といわゆる中望遠の画角を持ち、ＦＮＯが１．４程度の大口径のインナーフォーカス式の中望遠撮影レンズに適しており、フォーカス群を小型軽量化すると同時に光学系全体も小型軽量化することができ、かつ良好な結像性能を有する結像光学系を提供することができる。

本発明の結像光学系の実施例１に係るレンズ構成図である。実施例１の結像光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。実施例１の結像光学系の撮影距離５００ｍｍにおける縦収差図である。実施例１の結像光学系の無限遠合焦時の横収差図である。実施例１の結像光学系の撮影距離５００ｍｍにおける横収差図である。本発明の結像光学系の実施例２に係るレンズ構成図である。実施例２の結像光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。実施例２の結像光学系の撮影距離５００ｍｍにおける縦収差図である。実施例２の結像光学系の無限遠合焦時の横収差図である。実施例２の結像光学系の撮影距離５００ｍｍにおける横収差図である。本発明の結像光学系の実施例３に係るレンズ構成図である。実施例３の結像光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。実施例３の結像光学系の撮影距離５００ｍｍにおける縦収差図である。実施例３の結像光学系の無限遠合焦時の横収差図である。実施例３の結像光学系の撮影距離５００ｍｍにおける横収差図である。本発明の結像光学系の実施例４に係るレンズ構成図である。実施例４の結像光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。実施例４の結像光学系の撮影距離５００ｍｍにおける縦収差図である。実施例４の結像光学系の無限遠合焦時の横収差図である。実施例４の結像光学系の撮影距離５００ｍｍにおける横収差図である。本発明の結像光学系の実施例５に係るレンズ構成図である。実施例５の結像光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。実施例５の結像光学系の撮影距離５００ｍｍにおける縦収差図である。実施例５の結像光学系の無限遠合焦時の横収差図である。実施例５の結像光学系の撮影距離５００ｍｍにおける横収差図である。本発明の結像光学系の実施例６に係るレンズ構成図である。実施例６の結像光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。実施例６の結像光学系の撮影距離５００ｍｍにおける縦収差図である。実施例６の結像光学系の無限遠合焦時の横収差図である。実施例６の結像光学系の撮影距離５００ｍｍにおける横収差図である。本発明の結像光学系の実施例７に係るレンズ構成図である。実施例７の結像光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。実施例７の結像光学系の撮影距離５００ｍｍにおける縦収差図である。実施例７の結像光学系の無限遠合焦時の横収差図である。実施例７の結像光学系の撮影距離５００ｍｍにおける横収差図である。条件式（９）の参考図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。但し、本発明におけるレンズ素子とは単一の材質から成り、物体側と像側に1面ずつの界面を有するものとする。また本発明におけるレンズ要素とは物体側と像側に1面ずつ空気との界面を有するものとする。例えば凸レンズ素子と凹レンズ素子を接合した場合、この接合レンズは１レンズ要素となる。

本発明の結像光学系は物体側から像側に向かって順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３、から成り、フォーカシングの際に、前記第１レンズ群Ｇ１と前記開口絞りＳと前記第３レンズ群Ｇ３は像面に対して固定であり、前記第２レンズ群Ｇ２のみが光軸方向に動き、前記第２レンズ群Ｇ２は1枚のレンズ素子から成り、前記第１レンズ群Ｇ１中及び前記第３レンズ群Ｇ３中の負のパワーを有するレンズ素子は全て正のパワーを有するレンズ素子と接合されており、前記第１レンズ群Ｇ１中及び前記第３レンズ群Ｇ３中のレンズ要素は全て正のパワーを有する結像光学系である。

本発明の結像光学系は物体側から順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３から構成することで、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に強い望遠型のレンズ構成を形成し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の長さを短縮して光学系の小型化を図りつつ、第３レンズ群Ｇ３で収差補正を行うことが可能である。

開口絞りＳが第１レンズ群Ｇ１とフォーカス群である第２レンズ群Ｇ２の間にあることで近距離にフォーカシングする際に実効ＦＮＯが大きくなり、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２を通る中心画角の光束が太くなることを防ぐことができるので、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２を径方向に小型化することができる。また、各群中の空気間隔中に開口絞りＳが位置しないことで鏡室の分離を防ぎ構造を単純化することができる。また、開口絞りＳを第２レンズ群Ｇ２よりも物体側に置くことで開口絞りＳを第２レンズ群Ｇ２の像側に置いた時よりも射出瞳位置とイメージャとの距離が大きくなり、イメージャへの光線の入射角が小さくなるため、ウォブリングをした際の像倍率変化を小さくすることができる。

フォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１により軸上光束を収束させることで径方向に小型化された第２レンズ群Ｇ２のみが動くことで可動部を軽量化することができる。さらに第２レンズ群Ｇ２は１枚のレンズ素子から成ることで可動部を軽量化することができ、ウォブリングに対応するとともに第２レンズ群Ｇ２を駆動させるために必要なモーター等の駆動系を小型化することができる。

第１レンズ群Ｇ１中及び第３レンズ群Ｇ３中の負のパワーを有するレンズ素子を全て正のパワーを有するレンズ素子に接合することでスペーサーやレンズ保持のために必要な機構を減らすことができ、小型軽量化に有利になるとともに積み上げられる部品の製造誤差を小さくすることができる。

第１レンズ群Ｇ１中及び第３レンズ群Ｇ３中のレンズ要素が全て正のパワーを有することで、負のパワーをもつレンズ要素を有する場合と比べ正のパワーを有するレンズ要素1枚当たりの正のパワーの分担が小さくなるため群内のレンズ要素の収差を分担することができ、また偏芯敏感度を小さくしやすい。

本発明の光学系が満たすべき条件式（１）は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離と光学系の焦点距離の比の好ましい範囲を定めるものである。
（１）０．６５＜ｆＧ１／ｆ＜１．００
但し、
ｆＧ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ：無限遠状態における光学系の焦点距離
とする。

条件式（１）を満たすことにより第２レンズ群Ｇ２を径方向に小型化することができ、また第１レンズ群Ｇ１内で発生する球面収差が大きくなることを防ぐことができるため大口径化を実現することができる。

条件式（１）の下限を越えて第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が光学系の焦点距離に対して小さくなった場合、第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズ要素の屈折力を強くしなければならず、第１レンズ群Ｇ１で発生する球面収差が大きくなるため望ましくない。また、レンズ要素数を増やして球面収差の発生を緩和しようとすると、第１レンズ群Ｇ１の軸上厚が増加し第１レンズ群Ｇ１を小型化することができない。条件式（１）の上限を超えて第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が光学系の焦点距離に対して大きくなった場合、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３を径方向に小さくすることが難しくなるため望ましくない。

また、上述した条件式（１）について、その下限値を０．６８に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。また、上述した条件式（１）について、その上限値を０．９５に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。

本発明の光学系が満たすべき条件式（２）は第３レンズ群Ｇ３の焦点距離と光学系の焦点距離の比の好ましい範囲を定めるものである。
（２）０．６０＜ｆＧ３／ｆ＜１．００
但し、
ｆＧ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
とする。

条件式（２）を満たすことにより歪曲収差の増大を防ぐことができ、また第３レンズ群Ｇ３内で発生する球面収差や像面湾曲が大きくなることを防ぐことができるため結像性能が良好な光学系を実現できる。

条件式（２）の上限を超えて第３レンズ群Ｇ３の焦点距離が光学系の焦点距離に比べて大きくなる場合、第３レンズ群Ｇ３で発生する負の歪曲収差が小さくなり、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２で発生した正の歪曲収差を補正することが難しくなるため望ましくない。条件式（２）の下限を越えて第３レンズ群Ｇ３の焦点距離が光学系の焦点距離に比べて小さくなる場合、第３レンズ群Ｇ３内で発生する球面収差や像面湾曲を抑えづらくなるため望ましくない。

また、上述した条件式（２）について、その下限値を０．６５に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。また、上述した条件式（２）について、その上限値を０．９５に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。

フォーカス群である第２レンズ群Ｇ２を軽量化するために1枚のレンズ素子で構成する場合、フォーカシングの全域にわたって良好な結像性能を得るためには第２レンズ群Ｇ２で発生する色収差を小さくすることが課題となる。

条件式（３）は第２レンズ群Ｇ２のレンズ素子のアッベ数の適切な範囲を定めたものである。
（３）５０．００＜νｄ＿Ｇ２
但し、
νｄ＿Ｇ２：第２レンズ群Ｇ２のレンズ素子のｄ線に対するアッベ数
とする。

本発明における結像光学系は第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズ素子が条件式（３）を満たすことにより第２レンズ群Ｇ２で発生する倍率色収差を小さくすることができ、フォーカシング全域で良好な結像性能を得ることができる。

条件式（３）の下限を越えて第２レンズ群Ｇ２のレンズ素子のアッベ数が小さくなった場合、フォーカシングの際の倍率色収差の変動が大きくなり、フォーカシングの全域にわたって良好な結像性能を得ることが難しくなるため望ましくない。

また、上述した条件式（３）について、その下限値を５５．００に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。

大口径の中望遠レンズにおいては入射瞳径が大きいため第１レンズ群Ｇ１に入射する光束が太く、小口径の撮影用レンズに比べて第１レンズ群Ｇ１において球面収差やコマ収差が発生しやすい。球面収差やコマ収差が大きく発生するレンズ要素ではレンズ要素間の偏芯によって発生する偏芯コマ収差が大きくなる傾向が有る。そのため第１レンズ群Ｇ１のレンズ要素において球面収差やコマ収差の発生を抑えることが課題となる。一般に光線の界面への入射角が大きくなるほど単色収差は大きく発生する。そのため、球面収差やコマ収差の発生を抑えるには軸上マージナル光線を緩やかに曲げることが望ましい。撮影用レンズの各群において光線を緩やかに曲げるためにはレンズ要素数を増やし、各群で必要となる屈折力を分散させることで光線を緩やかに曲げることができる。

条件式（４）は第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズ要素の内、第１レンズ群Ｇ１の屈折力を主に担うレンズ要素の焦点距離について第１レンズ群Ｇ１の焦点距離と比べた場合の好ましい範囲を定めたものである。本発明の撮影用中望遠レンズは第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズ要素として下記条件式を満たすレンズ要素を２つ以上有することで、レンズ要素としての屈折力を第１レンズ群Ｇ１の屈折力に比べて小さくすることができるためレンズ要素で発生する球面収差やコマ収差を小さくすることができ、偏芯誤差敏感度を小さくすることができる。
（４）１．２＜ｆＧ１ｎ／ｆＧ１＜４．０
但し、
ｆＧ１ｎ：第１レンズ群Ｇ１中の物体側からｎ番目のレンズ要素の焦点距離
とする。

第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズ要素が1つの場合は第１レンズ群Ｇ１で発生する球面収差やコマ収差、軸上色収差を抑えることが難しく良好な結像性能を得ることができないため望ましくない。第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズ要素の内条件式（４）を満たす焦点距離を有するレンズ要素が１つ以下の場合において、条件式（４）を満たしていない第１レンズ群Ｇ１のレンズ要素の少なくとも1つが条件式（４）の下限を下回る焦点距離を有する場合、当該レンズ要素の屈折力が第１レンズ群Ｇ１の屈折力に近くなりレンズ要素としての屈折力が第１レンズ群Ｇ１の屈折力に対して大きくなるため、当該レンズ要素で発生する球面収差やコマ収差を抑えることが難しく、偏芯敏感度を小さくすることが難しいため望ましくない。第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズ要素の内条件式を満たす焦点距離を有するレンズ要素が１つ以下の場合において、条件式（４）を満たしていない第１レンズ群Ｇ１のレンズ要素の全てが条件式を上回る焦点距離を有する場合は、第１レンズ群Ｇ１の屈折力を保持するために第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズ要素の数を増やす必要があり、レンズ全長を短縮しづらくなるため望ましくない。

また、上述した条件式（４）について、その下限値を１．３に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。また、上述した条件式（４）について、その上限値を３．８に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。

本発明の第３レンズ群Ｇ３は、前側レンズ要素Ｇ３ａ、後側要素Ｇ３ｂで構成され、それらの焦点距離はともに正であるが、各々の収差分担は異なり、前側レンズ要素Ｇ３ａはアンダー、後側のレンズ要素Ｇ３ｂはオーバーな非点収差を発生させ、これにより第３レンズ群Ｇ３全体としての非点収差を小さく抑えている。また、異符号の非点収差を発生させることで、製造時に全系で発生する片ボケ等の性能低下現象を、第３レンズ群Ｇ３内の前側レンズ要素Ｇ３ａ、あるいは後側レンズ要素Ｇ３ｂを光軸に対し直交する方向に製造時にシフト調芯することで、片ボケ補正による性能良品率の向上を可能としている。

条件式（５）は第３レンズ群Ｇ３を構成するレンズ要素の内、前側レンズ要素Ｇ３ａの物体側の空気界面の曲率半径と像側の空気界面の曲率半径の比について好ましい範囲を定めたものである。これにより前側レンズ要素Ｇ３ａはアプラナティックな形状になり、本発明の目的の一つである大口径化を達成可能とする。このアプラナティックな形状により全系の球面収差を悪化させずに大口径化を達成できるが、副作用としてオーバーな非点収差が残存する。この残存する非点収差については、第３レンズ群Ｇ３を構成するレンズ要素の内、後側レンズ要素Ｇ３ｂにより相殺させるが、その残存量を制限させるためにも条件式（５）が必要となる。
（５）０．４０＜Ｇ３ａｒ／Ｇ３ａｆ＜０．９０
但し、
Ｇ３ａｒ：前記第３レンズ群Ｇ３を構成するレンズ要素の内、前記前側レンズ要素Ｇ３ａの像側の空気界面の曲率半径
Ｇ３ａｆ：前記第３レンズ群Ｇ３を構成するレンズ要素の内、前記前側レンズ要素Ｇ３ａの物体側の空気界面の曲率半径
とする。

条件式（５）の下限を超え、Ｇ３ａｒが相対的に小さくなる、あるいはＧ３ａｆが相対的に大きくなると、前側レンズ要素Ｇ３ａの焦点距離が大きくなり、オーバーな非点収差が発生する。また全系の焦点距離を保持するには、後側レンズ要素Ｇ３ｂの焦点距離を短くせざるを得ず、非点収差がさらにオーバーになる。周辺像高にかけては、特にメリディオナル像面がオーバーに振れるため、周辺像高のコントラスト低下、解像力低下が発生し好ましくない。条件式（５）の上限を超え、Ｇ３ａｒが相対的に大きくなる、あるいはＧ３ａｆが相対的に小さくなると、前側レンズ要素Ｇ３ａの焦点距離が小さくなり、アンダーな非点収差が発生する。また、全系の焦点距離を保持するには後側レンズ要素Ｇ３ｂの焦点距離を長くしなければならず、非点収差がさらにアンダーになるため好ましくない。特にメリディオナルの最周辺像面は、アンダーな像面ズレが顕著になる。

条件式（６）は前側レンズ要素Ｇ３ａの像側から数えて最初の接合面の曲率半径を全系の焦点距離で正規化した値の逆数について好ましい範囲を定めたものである。これにより第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系で残存するオーバーな球面収差を補正可能とする。本発明の光学系はＡＦ駆動群である第２レンズ群Ｇ２の軽量化のために第２レンズ群Ｇ２を単レンズ素子としている。また全系の光学系の全長を短縮するために第２レンズ群Ｇ２の屈折力を強め、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系を強い望遠型としているため、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系ではオーバーな球面収差が残存している。このオーバーな球面収差を補正するため、第３レンズ群Ｇ３内の前側レンズ要素Ｇ３ａ内に球面収差がアンダーになるような接合面を設けることで、全系として球面収差の補正を行った。
（６）−２．４＜Ｇ３ａｃｅｍｅｎｔ＜−０.９
但し、
Ｇ３ａｃｅｍｅｎｔ：前記前側レンズ要素Ｇ３ａの像側から数えて最初の接合面の曲率半径を全系の焦点距離で正規化した逆数値
とする。

条件式（６）の下限を超え、Ｇ３ａｃｅｍｅｎｔが小さくなると、アンダーな球面収差が大きくなり、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系で発生するオーバーな球面収差を過剰補正し、好ましくない。条件式（６）の上限を超え、Ｇ３ａｃｅｍｅｎｔが大きくなると、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系で発生するオーバーな球面収差を相殺するだけのアンダーな球面収差を発生できず、大口径化が困難になる。

また、上述した条件式（５）について、その下限値を０．４５に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。さらに、上述した条件式（５）について、その下限値を０．５０に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。また、上述した条件式（５）について、その上限値を０．８０に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。また、上述した条件式（６）について、その下限値を−２．０に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。また、上述した条件式（６）について、その上限値を−１．２に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。

本発明における結像光学系は第１レンズ群Ｇ１中に非球面を有することにより第１レンズ群Ｇ１内において発生する球面収差を補正し、結像性能の良好な光学系を実現することができる。

大口径の撮影レンズは焦点深度が浅いためイメージャ面における像の広がりは同量の軸上色収差及び残存する２次スペクトルを有する場合でも小口径の撮影レンズに対して大きくなる。そのため大口径の撮影レンズにおいて良好な結像性能を得るためには軸上色収差及び残存する２次スペクトルを十分に小さくすることが課題となる。

条件式（７）は第１レンズ群Ｇ１中の正のパワーを持つレンズ素子の異常分散性の平均値の好ましい範囲を定めたものである。本発明の結像光学系は第１レンズ群Ｇ１中の正のパワーを持つレンズ素子が条件式を満たすことで軸上色収差の２次スペクトルを小さくすることができ、良好な結像性能を得ることができる。
（７）０．０１００＜ΔＰｇＦ＿Ａｖｇ
但し、
ΔＰｇＦ＿Ａｖｇ：第１レンズ群Ｇ１中の正のパワーを有するレンズ素子の異常分散性の平均値
であり、第１レンズ群Ｇ１中の正のパワーを有するレンズ素子のｇ線とＦ線の異常分散性は
ΔＰｇＦ＿ｎ＝ＰｇＦ＿ｎ−０．６４８３＋０．００１８×νｄ＿ｎ
ΔＰｇＦ＿ｎ：第１レンズ群Ｇ１の物体側からｎ番目の正のパワーを有するレンズ素子のｇ線とＦ線の異常分散性
ＰｇＦ＿ｎ：第１レンズ群Ｇ１の物体側からｎ番目の正のパワーを有するレンズ素子のｇ線とＦ線の部分分散比
νｄ＿ｎ：第１レンズ群Ｇ１の物体側からｎ番目の正のパワーを有するえレンズ素子のｄ線のアッベ数
とする。

条件式（７）の下限を越えて第１レンズ群Ｇ１中の正のパワーを持つレンズ素子の異常分散性の平均値が小さくなる場合は軸上色収差の２次スペクトルを十分に補正することができず、良好な結像性能を得ることができないため望ましくない。

また、上述した条件式（７）について、その下限値を０．０１３０に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。

大口径の撮影レンズは焦点深度が浅いためイメージャ面における像の広がりは同量の像面湾曲が発生した場合でも小口径の撮影レンズに比べて大きくなる。そのため大口径の撮影レンズにおいて良好な結像性能を得るためには像面湾曲を十分に補正しておくことが課題となる。

本発明の撮影用中望遠レンズは第３レンズ群Ｇ３中に条件式（８）を満たし像側に凹の面ＳＧ３を有することで、ペッツバール和を小さくすることができるので像面湾曲を補正することができ、良好な結像性能を得ることができる。
（８）−（１／Ｒ＿ＳＧ３）×（（１／ｎｄ’＿ＳＧ３）−（１／ｎｄ＿ＳＧ３））＜−０．０１５０
但し、
Ｒ＿ＳＧ３：面ＳＧ３の曲率半径
ｎｄ’＿ＳＧ３：面ＳＧ３の像側の屈折率
ｎｄ＿ＳＧ３：面ＳＧ３の物体側の屈折率
とする。

第３レンズ群Ｇ３が条件式（８）を満たし像側に凹の面ＳＧ３を有さない場合はペッツバール和を小さくすることが難しく、像面湾曲を十分に補正できないため良好な結像性能を得ることができず望ましくない。または、像面湾曲を補正するためにペッツバール和を小さくしようとすると収束面の曲率半径を全体的に下げることになり、第３レンズ群Ｇ３の屈折力を確保するためにはレンズ素子を増やす必要があるため第３レンズ群Ｇ３を小型化することが難しく望ましくない。

また、上述した条件式（８）について、その上限値を−０．０１７０に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。

図３６は条件式（９）の参考図である。大口径の中望遠レンズは入射瞳径が大きいため軽量化が望まれるフォーカス群である第２レンズ群Ｇ２も径方向へ大きくなりやすい。そのため、Ｆ１．４程度の大口径中望遠レンズではフォーカス群である第２レンズ群Ｇ２の軽量化が課題となる。無限遠状態における入射瞳径に対する第２レンズ群Ｇ２への軸上マージナル光線の入射高さは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系の焦点距離に対して第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系の像側主点と第２レンズ群Ｇ２の物体側面との距離が大きくなるほど小さくなる。

本発明の光学系が満たすべき条件式（９）は第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系の像側主点と第２レンズ群Ｇ２の物体側面との光軸上の距離と第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系の焦点距離の比の好ましい範囲を定めるものである。条件式（９）を満たすことにより第２レンズ群Ｇ２へ入射する軸上マージナル光線の入射高さを適切にし、第２レンズ群Ｇ２を径方向に小型化することができ、また第３レンズ群Ｇ３も径方向に小型化し易くなる。径方向に小型化した第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の外側にフォーカシングのための機構等を配置することで製品の外周部を細くすることができ、小型軽量な撮影レンズを実現できる。
（９）０．３００＜ＬＧ２Ｒ１／ｆＧ１Ｇ２＜０．４６０
但し、
ｆＧ１Ｇ２：第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離
ＬＧ２Ｒ１：第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系の像側主点位置から第２レンズ群Ｇ２の物体側面までの光軸上の距離
とする。

条件式（９）の下限を越えて第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系の像側主点と第２レンズ群Ｇ２の物体側面との光軸上の距離と第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系の焦点距離の比が小さくなった場合、第２レンズ群Ｇ２に入射する軸上マージナル光線の高さが高くなるため第２レンズ群Ｇ２を径方向に小さくすることができないため望ましくない。条件式（９）の上限を超えて第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系の像側主点と第２レンズ群Ｇ２の物体側面との光軸上の距離と第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系の焦点距離の比が大きくなった場合、第２レンズ群Ｇ２に入射する軸上マージナル光線の入射高さが低くなるため第１レンズ群Ｇ１の最物体側面と第２レンズ群Ｇ２の物体側面までの間で軸上マージナル光線を低くしなければならないが、球面収差やコマ収差の発生を防ぐために軸上マージナル光線を緩やかに曲げようとすると第１レンズ群Ｇ１の最物体側面と第２レンズ群Ｇ２の物体側面までの光軸上の距離を大きくする必要があり、光学全長の小型化に不利になるため望ましくない。

また、上述した条件式（９）について、その下限値を０．３５０に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。また、上述した条件式（９）について、その上限値を０．４５０に限定することで上述の効果をより確実にできるため好ましい。

本発明の結像光学系では、以下の構成を伴うことがより効果的である。第３レンズ群Ｇ３内で発生する非点収差の補正を確実に行うために第３レンズ群Ｇ３内に非球面を有することが望ましい。

次に、本発明の結像光学系に係る実施例のレンズ構成について説明する。なお、以下の説明ではレンズ構成を物体側から像側の順番で記載する。

［面データ］において、面番号は物体側から数えたレンズ面又は開口絞りの番号、ｒは各面の曲率半径、ｄは各面の間隔、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線に対するアッベ数、ＰｇＦはｇ線（波長λ＝４３５．８４ｎｍ）とＦ線（波長λ＝４８６．１３ｎｍ）の部分分散比を示す。また、ＢＦはバックフォーカスを表し、空気の屈折率ｎ＝１．００００はその記載を省略する。

面番号を付した（絞り）には、平面または開口絞りに対する曲率半径∞（無限大）を記入している。

［非球面データ］には［面データ］において＊を付したレンズ面の非球面形状を与える各係数値を示している。非球面の形状は、光軸に直交する方向への変位をｙ、非球面と光軸の交点から光軸方向への変位（サグ量）をｚ、コーニック係数をＫ、４、６、８、１０、１２次の非球面係数をそれぞれＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２と置くとき、非球面の座標が以下の式で表わされるものとする。

［各種データ］には、各撮影距離における焦点距離等の値を示している。

［可変間隔データ］には、各撮影距離における可変間隔及びＢＦ（バックフォーカス）の値を示している。

［レンズ群データ］には、各レンズ群を構成する最も物体側の面番号及び群全体の合成焦点距離を示している。

なお、以下の全ての諸元の値において、記載している焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、レンズ面間隔ｄ、その他の長さの単位は特記のない限りミリメートル（ｍｍ）を使用するが、光学系では比例拡大と比例縮小とにおい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、各実施例に対応する収差図において、ｄ、ｇ、Ｃはそれぞれｄ線、ｇ線、Ｃ線を表しており、ΔＳ、ΔＭはそれぞれサジタル像面、メリジオナル像面を表している。さらに図１、６、１１、１６、２１、２６、３１に示すレンズ構成図において、Ｓは開口絞り、Ｉは像面、Ｆはカメラ内フィルター、中心を通る一点鎖線は光軸である。

図１は、本発明の実施例１の結像光学系のレンズ構成図である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズＬ１３と両凸形状の正レンズＬ１４とからなる接合レンズ要素により構成され、全体として正の屈折力を有している。また、両凸形状の正レンズＬ１２の物体側面と像側面の両面は所定の非球面形状となっている。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズＬ２１により構成され、全体として負の屈折力を有している。この第２レンズ群Ｇ２は無限遠方から至近へのフォーカシングに際し、光軸に沿って像側に向かって移動する。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズＬ３１と両凸形状の正レンズＬ３２と両凹形状の負レンズＬ３３からなる接合レンズ要素である前側レンズ要素Ｇ３ａと、両凹形状の負レンズＬ３４と両凸形状の正レンズＬ３５からなる接合レンズ要素である後側レンズ要素Ｇ３ｂにより構成され、全体として正の屈折力を有している。また、両凸形状の正レンズＬ３５の像側の面は所定の非球面形状となっている。

続いて、以下に実施例１に係る結像光学系の諸元値を示す。

数値実施例１
単位：ｍｍ
[面データ]
面番号 r d nd vd PgF
物面 ∞ (d0)
1 33.9542 3.3759 1.94595 17.98 0.6544
2 44.5748 4.1307
3* 38.9630 5.4692 1.55332 71.68 0.5402
4* -967.9319 0.3493
5 121.8447 0.8000 1.85478 24.80
6 20.1256 10.3690 1.72916 54.67 0.5452
7 -482.9027 1.7197
8(絞り) ∞ (d8)
9 836.6145 0.8000 1.56384 60.67
10 20.5218 (d10)
11 31.5674 0.8000 1.64769 33.84
12 23.7758 4.7179 1.90043 37.37
13 -39.7321 0.8000 1.59270 35.44
14 18.7021 4.0685
15 -182.9100 0.8000 1.51742 52.15
16 20.4182 5.0178 1.77250 49.50
17* -110.5563 14.5792
18 ∞ 2.0000 1.51680 64.20
19 ∞ (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
3面 4面 17面
K 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
A4 -2.34453E-06 3.09778E-06 7.09747E-06
A6 -5.31720E-09 -7.37705E-09 -1.64875E-08
A8 1.20622E-11 2.61383E-11 3.00160E-10
A10 -2.01173E-14 -5.23565E-14 -2.16479E-12
A12 1.16443E-17 4.15742E-17 6.45973E-15

[各種データ]
INF 撮影距離500mm
焦点距離 53.95 52.16
Fナンバー 1.46 1.62
全画角2ω 28.62 25.05
像高Y 14.20 14.20
レンズ全長 74.93 74.93

[可変間隔データ]
INF 撮影距離500mm
d0 ∞ 425.0723
d8 2.7902 8.3091
d10 11.3404 5.8216
BF 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 43.50
G2 9 -37.32
G3 11 42.42
G3a 11 102.19
G3b 15 60.65

図６は、本発明の実施例２の結像光学系のレンズ構成図である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズＬ１３と両凸形状の正レンズＬ１４とからなる接合レンズ要素により構成され、全体として正の屈折力を有している。また、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズＬ１２の物体側面と像側面の両面は所定の非球面形状となっている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズＬ３１と両凹形状の負レンズＬ３２からなる接合レンズ要素である前側レンズ要素Ｇ３ａと、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズＬ３３と両凸形状の正レンズＬ３４からなる接合レンズ要素である後側レンズ要素Ｇ３ｂにより構成され、全体として正の屈折力を有している。また、両凸形状の正レンズＬ３４の像側の面は所定の非球面形状となっている。

続いて、以下に実施例２に係る結像光学系の諸元値を示す。

数値実施例２
単位：ｍｍ
[面データ]
面番号 r d nd vd PgF
物面 ∞ (d0)
1 31.7461 3.0409 1.94595 17.98 0.6544
2 36.4041 9.2788
3* 29.8814 5.7403 1.55332 71.68 0.5402
4* 296.9065 0.1500
5 99.7368 0.8000 1.85478 24.80
6 21.7335 8.1252 1.72916 54.67 0.5452
7 -176.0596 1.6175
8(絞り) ∞ (d8)
9 292.3920 0.8000 1.56384 60.67
10 18.4511 (d10)
11 35.6035 4.5089 1.90043 37.37
12 -30.0393 0.8000 1.59270 35.44
13 20.1730 2.3248
14 489.6780 1.7414 1.58144 40.89
15 25.0294 3.8095 1.88202 37.22
16* -1141.3008 15.0066
17 ∞ 2.0000 1.51680 64.20
18 ∞ (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
3面 4面 16面
K 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
A4 -2.62337E-06 5.78550E-06 2.64412E-06
A6 -2.39470E-09 -2.40920E-09 0.00000E+00
A8 -1.71717E-12 4.00301E-12 0.00000E+00
A10 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
A12 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00

[各種データ]
INF 撮影距離500mm
焦点距離 55.60 52.50
Fナンバー 1.46 1.59
全画角2ω 27.60 24.67
像高Y 14.20 14.20
レンズ全長 77.22 77.22

[可変間隔データ]
INF 撮影距離500mm
d0 ∞ 422.7752
d8 2.8323 7.3082
d10 13.6485 9.1726
BF 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 39.12
G2 9 -34.97
G3 11 49.28
G3a 11 127.92
G3b 14 71.78

図１１は、本発明の実施例３の結像光学系のレンズ構成図である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸の凸メニスカスレンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズＬ１３と両凸形状の正レンズＬ１４とからなる接合レンズ要素により構成され、全体として正の屈折力を有している。また、両凸形状の正レンズＬ１２の物体側面と像側面の両面は所定の非球面形状となっている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズＬ３１と両凹形状の負レンズＬ３２からなる接合レンズ要素である前側レンズ要素Ｇ３ａと、両凹形状の負レンズＬ３３と両凸形状の正レンズＬ３４からなる接合レンズ要素である後側レンズ要素Ｇ３ｂにより構成され、全体として正の屈折力を有している。また、両凸形状の正レンズＬ３４の像側の面は所定の非球面形状となっている。

続いて、以下に実施例３に係る結像光学系の諸元値を示す。

数値実施例３
単位：ｍｍ
[面データ]
面番号 r d nd vd PgF
物面 ∞ (d0)
1 30.5001 3.4252 1.94595 17.98 0.6544
2 39.3278 4.3498
3* 47.3199 4.6621 1.55332 71.68 0.5402
4* -438.6045 0.1866
5 128.0112 0.8000 1.85478 24.80
6 19.2529 8.4833 1.72916 54.67 0.5452
7 -1028.0399 2.2577
8(絞り) ∞ (d8)
9 543.3057 0.8000 1.49700 81.61
10 23.1240 (d10)
11 23.9620 4.6985 1.88300 40.80
12 -41.1807 1.4407 1.59270 35.44
13 17.4302 3.2892
14 -50.6597 0.8000 1.56732 42.84
15 27.8744 6.3475 1.85135 40.10
16* -79.6899 14.5768
17 ∞ 2.0000 1.51680 64.20
18 ∞ (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
3面 4面 16面
K 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
A4 -5.10823E-06 7.46453E-09 1.65086E-05
A6 -2.58579E-09 -1.72093E-09 -1.17051E-08
A8 -6.32835E-12 -1.24073E-12 6.54809E-10
A10 6.08874E-15 -9.07755E-16 -4.09925E-12
A12 7.00989E-18 9.47739E-18 1.62642E-14

[各種データ]
INF 撮影距離500mm
焦点距離 53.66 51.93
Fナンバー 1.45 1.61
全画角2ω 28.13 24.65
像高Y 14.20 14.20
レンズ全長 75.43 75.43

[可変間隔データ]
INF 撮影距離500mm
d0 ∞ 424.5741
d8 2.6167 9.8699
d10 13.6918 6.4386
BF 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 48.29
G2 9 -48.62
G3 11 47.27
G3a 11 72.97
G3b 14 101.75

図１６は、本発明の実施例４の結像光学系のレンズ構成図である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズＬ１３と物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズＬ１４とからなる接合レンズ要素により構成され、全体として正の屈折力を有している。また、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズＬ１２の物体側面と像側面の両面は所定の非球面形状となっている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズＬ３１と、両凹形状の負レンズＬ３２からなる接合レンズ要素である前側レンズ要素Ｇ３ａと、両凹形状の負レンズＬ３３と両凸形状の正レンズＬ３４からなる接合レンズ要素である後側レンズ要素Ｇ３ｂにより構成され、全体として正の屈折力を有している。また、両凸形状の正レンズＬ３４の像側の面は所定の非球面形状となっている。

続いて、以下に実施例４に係る結像光学系の諸元値を示す。

数値実施例４
単位：ｍｍ
[面データ]
面番号 r d nd vd PgF
物面 ∞ (d0)
1 39.1045 4.1510 1.94595 17.98 0.6544
2 52.8935 7.9728
3* 37.1352 5.9807 1.55332 71.68 0.5402
4* 455.9748 0.3997
5 100.9342 0.8000 1.85478 24.80
6 19.1534 8.6384 1.72916 54.67 0.5452
7 508.7468 6.1662
8(絞り) ∞ (d8)
9 392.6307 0.8000 1.58313 59.38
10 22.8677 (d10)
11 25.5022 4.9008 1.87070 40.73
12 -32.5774 0.8000 1.62004 36.30
13 19.3851 3.1330
14 -58.5786 0.8000 1.54814 45.82
15 24.1531 4.2049 1.88202 37.22
16* -95.4165 14.6354
17 ∞ 2.0000 1.51680 64.20
18 ∞ (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
3面 4面 16面
K 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
A4 -1.76683E-06 1.56895E-06 1.40862E-05
A6 4.27821E-10 1.08233E-09 3.90724E-09
A8 -9.50302E-12 -1.53454E-11 2.05205E-10
A10 2.18147E-14 5.14904E-14 -2.96973E-13
A12 -1.27338E-17 -5.28304E-17 1.97130E-15

[各種データ]
INF 撮影距離500mm
焦点距離 57.61 55.94
Fナンバー 1.44 1.66
全画角2ω 26.61 22.36
像高Y 14.20 14.20
レンズ全長 81.17 81.17

[可変間隔データ]
INF 撮影距離500mm
d0 ∞ 418.8291
d8 0.3013 7.8795
d10 14.4868 6.9086
BF 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 49.65
G2 9 -41.67
G3 11 41.77
G3a 11 78.90
G3b 14 72.84

図２１は、本発明の実施例５の結像光学系のレンズ構成図である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズＬ１３と両凸形状の正レンズＬ１４とからなる接合レンズ要素により構成され、全体として正の屈折力を有している。また、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズＬ１２の物体側面と像側面の両面は所定の非球面形状となっている。

続いて、以下に実施例５に係る結像光学系の諸元値を示す。

数値実施例５
単位：ｍｍ
[面データ]
面番号 r d nd vd PgF
物面
1 31.4768 3.0034 1.98612 16.48 0.6656
2 36.3209 6.2352
3* 35.6121 5.1927 1.49710 81.56 0.5383
4* 258.0773 0.1501
5 77.8695 0.8000 1.85478 24.80
6 20.5208 9.2848 1.72916 54.67 0.5452
7 -252.5848 1.7715
8(絞り) ∞ (d8)
9 616.0076 0.8000 1.51823 58.96
10 20.9158 (d10)
11 27.0072 4.8499 1.90043 37.37
12 -41.0464 0.8000 1.59270 35.44
13 17.9406 3.3199
14 -49.8639 0.8000 1.51742 52.15
15 25.6210 8.2703 1.77250 49.50
16* -66.6951 15.1506
17 ∞ 2.0000 1.51680 64.20
18 ∞ (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
3面 4面 16面
K 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
A4 -2.89101E-06 3.11510E-06 1.07309E-05
A6 -6.48243E-09 -7.79983E-09 -2.16783E-08
A8 1.20264E-11 3.27149E-11 5.64320E-10
A10 -1.68759E-14 -7.56883E-14 -4.27409E-12
A12 -2.28961E-17 4.42086E-17 1.38220E-14

[各種データ]
INF 撮影距離500mm
焦点距離 56.76 54.28
Fナンバー 1.46 1.61
全画角2ω 26.90 23.87
像高Y 14.20 14.20
レンズ全長 79.61 79.61

[可変間隔データ]
INF 撮影距離500mm
d0 ∞ 420.3948
d8 2.6512 8.3761
d10 13.5257 7.8008
BF 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 43.57
G2 9 -41.80
G3 11 50.87
G3a 11 93.98
G3b 14 88.50

図２６は、本発明の実施例６の結像光学系のレンズ構成図である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズＬ１３と両凸形状の正レンズＬ１４とからなる接合レンズ要素により構成され、全体として正の屈折力を有している。また、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズＬ１２の物体側面と像側面の両面は所定の非球面形状となっている。

続いて、以下に実施例６に係る結像光学系の諸元値を示す。

数値実施例６
単位：ｍｍ
[面データ]
面番号 r d nd vd PgF
物面 ∞ (d0)
1 32.0168 2.8947 1.98612 16.48 0.6656
2 36.0145 7.1106
3* 34.6460 5.4124 1.49710 81.56 0.5383
4* 202.1427 0.1533
5 74.0623 0.8037 1.85478 24.80
6 21.4917 9.6636 1.72916 54.67 0.5452
7 -208.0971 1.6215
8(絞り) ∞ (d8)
9 752.3346 0.8000 1.51680 64.20
10 20.5005 (d10)
11 32.8089 0.8000 1.64769 33.84
12 26.8042 5.1066 1.90043 37.37
13 -36.0319 0.8000 1.59270 35.44
14 20.4813 2.5761
15 -124.2339 7.1161 1.51742 52.15
16 28.6442 3.9021 1.77250 49.50
17* -169.7310 14.7676
18 ∞ 2.0000 1.51680 64.20
19 ∞ (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
3面 4面 17面
K 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
A4 -2.59735E-06 3.43490E-06 7.64254E-06
A6 -6.18156E-09 -6.92521E-09 -1.90602E-08
A8 1.32611E-11 3.22294E-11 3.74129E-10
A10 -1.89574E-14 -7.56086E-14 -2.58522E-12
A12 -2.69040E-17 3.89828E-17 7.28668E-15

[各種データ]
INF 撮影距離500mm
焦点距離 58.91 55.74
Fナンバー 1.46 1.61
全画角2ω 26.15 23.24
像高Y 14.20 14.20
レンズ全長 82.61 82.61

[可変間隔データ]
INF 撮影距離500mm
d0 ∞ 417.3943
d8 2.7389 8.3003
d10 13.3384 7.7771
BF 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 43.00
G2 9 -40.79
G3 11 54.25
G3a 11 90.85
G3b 15 105.21

図３１は、本発明の実施例７の結像光学系のレンズ構成図である。第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズＬ１３と両凸形状の正レンズＬ１４とからなる接合レンズ要素により構成され、全体として正の屈折力を有している。また、両凸形状の正レンズＬ１２の物体側面と像側面の両面は所定の非球面形状となっている。

続いて、以下に実施例７に係る結像光学系の諸元値を示す。

数値実施例７
単位：ｍｍ
[面データ]
面番号 r d nd vd PgF
物面 ∞ (d0)
1 35.2328 3.9226 1.92286 20.88 0.6388
2 48.1184 4.1002
3* 41.2817 5.5059 1.55332 71.68 0.5402
4* -619.9853 0.5405
5 144.0641 0.8000 1.85478 24.80
6 22.1541 10.0348 1.72916 54.67 0.5452
7 -298.7277 1.9192
8(絞り) ∞ (d8)
9 745.2086 0.8000 1.56384 60.67
10 20.4697 (d10)
11 34.2102 0.8000 1.64769 33.84
12 21.8906 4.8419 1.90043 37.37
13 -39.1927 0.8000 1.59270 35.44
14 19.2520 3.5315
15 -209.7439 0.9869 1.51742 52.15
16 22.3314 4.6070 1.77250 49.50
17* -104.1056 14.5573
18 ∞ 2.0000 1.51680 64.20
19 ∞ (BF)
像面 ∞
[非球面データ]
3面 4面 17面
K 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00
A4 -2.48765E-06 3.12633E-06 7.21813E-06
A6 -5.54294E-09 -7.71263E-09 -2.72744E-08
A8 1.15354E-11 2.50878E-11 4.10054E-10
A10 -2.24793E-14 -5.05037E-14 -2.49707E-12
A12 1.84505E-17 4.29791E-17 6.34453E-15

[各種データ]
INF 撮影距離500mm
焦点距離 53.70 51.79
Fナンバー 1.46 1.62
全画角2ω 28.54 24.99
像高Y 14.20 14.20
レンズ全長 74.78 74.78

[可変間隔データ]
INF 撮影距離500mm
d0 ∞ 425.2180
d8 2.7965 8.3276
d10 11.2376 5.7064
BF 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 43.45
G2 9 -37.34
G3 11 42.31
G3a 11 99.96
G3b 15 61.60

次の［条件式対応値］には、各条件式に対応する各実施例の対応値の一覧を示す。

［条件式対応値］
条件式１条件式２条件式３条件式４（１）条件式４（２）条件式５
実施例ｆG１/ｆｆG３/ｆ νd_G2 ｆG1n/ｆG1 ｆG1n/ｆG1 G3ar/G3af
1 0.81 0.79 60.67 1.6 3.0 0.59
2 0.70 0.89 60.67 1.5 3.7 0.57
3 0.90 0.88 81.61 1.6 2.5 0.73
4 0.86 0.73 59.38 1.5 2.8 0.76
5 0.77 0.90 58.96 1.9 3.0 0.66
6 0.73 0.92 64.20 1.9 2.6 0.62
7 0.81 0.79 60.67 1.6 2.9 0.56

条件式６条件式７条件式８条件式９
実施例 G3acement ΔPgF_Avg -(1/R_SG3)*((1/nd'_SG3)-(1/nd_SG3) LG2R1/fG1G2
1 -1.4 0.0182 -0.0199 0.413
2 -1.9 0.0182 -0.0184 0.415
3 -1.3 0.0182 -0.0214 0.367
4 -1.8 0.0182 -0.0197 0.448
5 -1.4 0.0264 -0.0207 0.378
6 -1.6 0.0264 -0.0182 0.379
7 -1.4 0.0148 -0.0193 0.419

各実施例の諸収差図から明らかなとおり、本発明によれば、画角が２０〜３０°といわゆる中望遠の画角を持ち、ＦＮＯが１．４程度の大口径のインナーフォーカス式の中望遠撮影レンズに適しており、フォーカス群を小型軽量化すると同時に光学系全体も小型軽量化することができ、かつ良好な結像性能を有する結像光学系を提供することができる。

Ｇ１第１レンズ群
Ｇ２第２レンズ群
Ｇ３第３レンズ群
Ｇ３ａ第３レンズ群の前側レンズ要素
Ｇ３ｂ第３レンズ群の後側レンズ要素
Ｓ開口絞り
Ｆカメラ内フィルター
Ｉ像面

Claims

物体側から像側に向かって順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３、から成り、
フォーカシングの際に、前記第１レンズ群Ｇ１と前記開口絞りＳと前記第３レンズ群Ｇ３は像面に対して固定であり、前記第２レンズ群Ｇ２のみが光軸方向に動き、
前記第２レンズ群Ｇ２は1枚のレンズ素子から成り、
前記第１レンズ群Ｇ１中及び前記第３レンズ群Ｇ３中の負のパワーを有するレンズ素子は全て正のパワーを有するレンズ素子と接合されており、
前記第１レンズ群Ｇ１中及び前記第３レンズ群Ｇ３中のレンズ要素は全て正のパワーを有し、下記条件式を満足することを特徴とする結像光学系。
（１）０．６５＜ｆＧ１／ｆ＜１．００
但し、
ｆＧ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ：無限遠状態における光学系の焦点距離
とする。
前記第３レンズ群Ｇ３が下記条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
（２）０．６０＜ｆＧ３／ｆ＜１．００
但し、
ｆＧ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
とする。
前記第２レンズ群Ｇ２のレンズ素子が下記条件式を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の結像光学系。
（３）５０．００＜νｄ＿Ｇ２
但し、
νｄ＿Ｇ２：第２レンズ群Ｇ２のレンズ素子のｄ線に対するアッベ数
とする。
前記第１レンズ群Ｇ１中に下記条件式を満たすレンズ要素を２つ以上有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の結像光学系。
（４）１．２＜ｆＧ１ｎ／ｆＧ１＜４．０
但し、
ｆＧ１ｎ：第１レンズ群Ｇ１中の物体側からｎ番目のレンズ要素の焦点距離
とする。
前記第３レンズ群Ｇ３は２つのレンズ要素、前側レンズ要素Ｇ３ａと後側レンズ要素Ｇ３ｂから構成され、前記前側レンズ要素Ｇ３ａが接合面を有し、下記条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の結像光学系。
（５）０．４０＜Ｇ３ａｒ／Ｇ３ａｆ＜０．９０
（６）−２．４＜Ｇ３ａｃｅｍｅｎｔ＜−０．９
但し、
Ｇ３ａｒ：前記第３レンズ群Ｇ３を構成するレンズ要素の内、前記前側レンズ要素Ｇ３ａの像側の空気界面の曲率半径
Ｇ３ａｆ：前記第３レンズ群Ｇ３を構成するレンズ要素の内、前記前側レンズ要素Ｇ３ａの物体側の空気界面の曲率半径
Ｇ３ａｃｅｍｅｎｔ：前記第３レンズ群Ｇ３を構成するレンズ要素の内、前記前側レンズ要素Ｇ３ａの像側から数えて最初の接合面の曲率半径を全系の焦点距離で正規化した逆数値
とする。
前記第１レンズ群Ｇ１中に非球面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の結像光学系。
前記第１レンズ群Ｇ１中の正のパワーを有するレンズ素子の異常分散性の平均値が下記条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の結像光学系。
（７）０．０１００＜ΔＰｇＦ＿Ａｖｇ
但し、
ΔＰｇＦ＿Ａｖｇ：第１レンズ群Ｇ１中の正のパワーを有するレンズ素子のｇ線とＦ線の異常分散性の平均値
であり、第１レンズ群Ｇ１中の正のパワーを有するレンズ素子のｇ線とＦ線の異常分散性は
ΔＰｇＦ＿ｎ＝ＰｇＦ＿ｎ−０．６４８３＋０．００１８×νｄ＿ｎ
ΔＰｇＦ＿ｎ：第１レンズ群Ｇ１の物体側からｎ番目の正のパワーを有するレンズ素子のｇ線とＦ線の異常分散性
ＰｇＦ＿ｎ：第１レンズ群Ｇ１の物体側からｎ番目の正のパワーを有するレンズ素子のｇ線とＦ線の部分分散比
νｄ＿ｎ：第１レンズ群Ｇ１の物体側からｎ番目の正のパワーを有するレンズ素子のｄ線のアッベ数
とする。
前記第３レンズ群Ｇ３中に下記条件式を満たす像側に凹の面ＳＧ３を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の結像光学系。
（８）−（１／Ｒ＿ＳＧ３）×（（１／ｎｄ’＿ＳＧ３）−（１／ｎｄ＿ＳＧ３））＜−０．０１５０
但し、
Ｒ＿ＳＧ３：面ＳＧ３の曲率半径
ｎｄ’＿ＳＧ３：面ＳＧ３の像側の屈折率
ｎｄ＿ＳＧ３：面ＳＧ３の物体側の屈折率
とする。
下記条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の結像光学系。
（９）０．３００＜ＬＧ２Ｒ１／ｆＧ１Ｇ２＜０．４６０
但し、
ｆＧ１Ｇ２：第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成焦点距離
ＬＧ２Ｒ１：第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系の像側主点位置から第２レンズ群Ｇ２の物体側面までの光軸上の距離
とする。