JP2020181071A - 光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

光学系及びそれを有する撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】迅速なフォーカシングが可能で、小型かつ高画質な大口径の光学系を提供する。【解決手段】複数のレンズ群を有し、複数のレンズ群が物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２、および、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３からなる光学系であって、フォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２が移動することにより隣り合うレンズ群の間隔が変化し、第２レンズ群Ｌ２は、最も物体側に接合レンズＬＡを有し、接合レンズＬＡは、正レンズＬＡＰと正レンズＬＡＰの像側に配置された負レンズＬＡＮとからなり、正レンズＬＡＰの物体側の面の曲率半径ｒ１ＬＡＰ、正レンズＬＡＰの像側の面の曲率半径ｒ２ＬＡＰ、負レンズＬＡＮの物体側の面の曲率半径ｒ１ＬＡＮ、および、負レンズＬＡＮの像側の面の曲率半径ｒ２ＬＡＮは、所定の条件式を満足する。【選択図】図１

Description

本発明は、光学系及びそれを有する撮像装置に関し、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ、銀塩カメラ等の撮像光学系として好適なものである。
従来、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系として、Ｆｎｏ（絞り値）が小さい大口径の撮像光学系が知られている。大口径の撮像光学系は、ポートレート撮影や屋内スポーツでの撮影で広く使用されている。このような撮像光学系には、レンズ全長が短く小型で、オートフォーカスに際して迅速にフォーカス（合焦）ができることが要望されている。迅速なフォーカシングを実現するためには、フォーカス群の軽量化が効果的である。また、画面全体で無限遠から近距離まで高解像度かつ色収差の少ない、高い光学性能を有するレンズが要望されている。
特許文献１には、無限遠から近距離までの収差変動が少なく、かつフォーカス群が比較的軽量なフォーカス方式として、物体側から像側へ順に、正の前群、正の中間群、および、負の後群からなる光学系が開示されている。この光学系は、フォーカシングに際して、中間群を物体側に繰り出すように構成されている。
特開２０１２−１８１５０８号公報
大口径の光学系は、レンズの径が大きいため、フォーカスレンズ群の重量が重く、駆動に必要な力を要する。このため、特許文献１に開示された構成では、迅速なフォーカシングが可能な光学系を得ることは難しい。特に、高画質化に伴ってレンズの枚数が増加すると、フォーカスレンズの軽量化を図ることは更に困難となる。
そこで本発明は、迅速なフォーカシングが可能で、小型かつ高画質な大口径の光学系及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。
本発明の一側面としての光学系は、複数のレンズ群を有し、該複数のレンズ群が物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２、および、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３からなる光学系であって、フォーカシングに際して、前記第２レンズ群が移動することにより隣り合うレンズ群の間隔が変化し、前記第２レンズ群は、最も物体側に接合レンズを有し、前記接合レンズは、正レンズと該正レンズの像側に配置された負レンズとからなり、前記正レンズＬＡＰの物体側の面の曲率半径をｒ１ＬＡＰ、前記正レンズＬＡＰの像側の面の曲率半径をｒ２ＬＡＰ、前記負レンズＬＡＮの物体側の面の曲率半径をｒ１ＬＡＮ、前記負レンズＬＡＮの像側の面の曲率半径をｒ２ＬＡＮとするとき、
−１０．０＜（ｒ２ＬＡＰ＋ｒ１ＬＡＰ ）／（ｒ２ＬＡＰ−ｒ１ＬＡＰ ）＜−０．５０
０．５０＜（ｒ２ＬＡＮ＋ｒ１ＬＡＮ ）／（ｒ２ＬＡＮ−ｒ１ＬＡＮ ）＜１０．０
なる条件式を満足する。
本発明の他の側面としての撮像装置は、前記光学系と、前記光学系により形成された像を受光する撮像素子とを有する。
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
本発明によれば、迅速なフォーカシングが可能で、小型かつ高画質な大口径の光学系及びそれを有する撮像装置を提供することができる。
実施例１における光学系の断面図である。 実施例１における光学系の縦収差図（無限遠）である。 実施例１における光学系の縦収差図（結像横倍率：−０．１５倍）である。 実施例２における光学系の断面図である。 実施例２における光学系の縦収差図（無限遠）である。 実施例２における光学系の縦収差図（結像横倍率：−０．１５倍）である。 実施例３における光学系の断面図である。 実施例３における光学系の縦収差図（無限遠）である。 実施例３における光学系の縦収差図（結像横倍率：−０．１５倍）である。 実施例４における光学系の断面図である。 実施例４における光学系の縦収差図（無限遠）である。 実施例４における光学系の縦収差図（結像横倍率：−０．１５倍）である。 実施例５における光学系の断面図である。 実施例５における光学系の縦収差図（無限遠）である。 実施例５における光学系の縦収差図（結像横倍率：−０．１５倍）である。 各実施例の光学系を備えた撮像装置の概略図である。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、図１乃至図１５を参照して、実施例１〜５のそれぞれの光学系１ａ〜１ｅについて説明する。図１は、実施例１における光学系１ａの断面図である。図２は、光学系１ａの縦収差図（無限遠）である。図３は、光学系１ａの縦収差図（結像横倍率：−０．１５倍）である。図４は、実施例２における光学系１ｂの断面図である。図５は、光学系１ｂの縦収差図（無限遠）である。図６は、光学系１ｂの縦収差図（結像横倍率：−０．１５倍）である。図７は、実施例３における光学系１ｃの断面図である。図８は、光学系１ｃの縦収差図（無限遠）である。図９は、光学系１ｃの縦収差図（結像横倍率：−０．１５倍）である。図１０は、実施例４における光学系１ｄの断面図である。図１１は、光学系１ｄの縦収差図（無限遠）である。図１２は、光学系１ｄの縦収差図（結像横倍率：−０．１５倍）である。図１３は、実施例５における光学系１ｅの断面図である。図１４は、光学系１ｅの縦収差図（無限遠）である。図１５は、光学系１ｅの縦収差図（結像横倍率：−０．１５倍）である。
各実施例の光学系１ａ〜１ｅは、ビデオカメラ、デジタルカメラ、または、銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。図１、図４、図７、図１０、および、図１３において、左側が物体側（前方）、右側が像側（後方）である。図１、図４、図７、図１０、および、図１３に示されるように、光学系１ａ〜１ｅは、それぞれ、複数のレンズ群を有する。複数のレンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２、および、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３からなる。フォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２が光軸ＯＡに沿って移動することにより隣り合うレンズ群の間隔が変化する。第２レンズ群Ｌ２の物体側に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１を配置することで、軸上光束を収斂させ、第１レンズ群Ｌ１よりも像側に配置されるレンズの直径を小さくすることが容易になる。これにより、フォーカスレンズ群である第２レンズ群Ｌ２の軽量化を図ることができる。
図１、図４、図７、図１０、および、図１３において、ＳＰは開口絞りであり、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間に配置されている。ＩＭＧは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮像光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子（光電変換素子）の撮像面、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する感光面がそれぞれ置かれる。図１、図４、図７、図１０、および、図１３中に示される矢印は、フォーカシングの際の各レンズ群の移動軌跡を示している。
図２、図３、図５、図６、図８、図９、図１１、図１２、図１４、および、図１５の収差図において、ｄ、ｇはそれぞれ、ｄ線、ｇ線を示す。ΔＭ、ΔＳはそれぞれ、メリディオナル像面、サジタル像面である。ＦｎｏはＦナンバー（Ｆ値）、Ｈｇｔは像高である。
迅速なフォーカシングが可能でかつ高画質な光学系を得るには、フォーカス方式、パワー配置、および、レンズ構成を適切に設定することが重要である。また、迅速なフォーカシングを実現するには、フォーカスレンズ群の軽量化が重要である。
フォーカスレンズ群の軽量化を図るには、第２レンズ群Ｌ２の構成を適切に設定することが重要である。各実施例の光学系１ａ〜１ｅにおいて、第２レンズ群Ｌ２は、最も物体側に接合レンズＬＡを有する。また、接合レンズＬＡは、物体側から像側へ順に、正レンズＬＡＰと負レンズＬＡＮとからなる接合レンズである。接合レンズＬＡを第２レンズ群Ｌ２のうち最も物体側に配置することで、光学系１ａ〜１ｅにおいて、レンズ径を小さく構成しやすい中間部分に配置することができる。このため、効果的に軸上色収差およびペッツバール和の補正を行うことが可能となる。
軸上色収差およびペッツバール和を良好に補正するには、接合面の曲率半径の絶対値が小さい接合レンズを配置することが好ましい。一方、接合面の曲率半径の絶対値が小さいレンズを配置すると、軸外光束の入射角度が大きくなるため、倍率色収差の補正が困難となる。正レンズＬＡＰは、像側に凸面を向けたメニスカスレンズである。負レンズＬＡＮは、物体側に凹面を向けたメニスカスレンズまたは両凹レンズである。これにより、各面への軸外光束の入射角度を小とすることができ、軸上色収差およびペッツバール和の補正と倍率色収差の補正とを両立することが容易となる。
各実施例の光学系１ａ〜１ｅは、以下の条件式（１）、（２）を満足する。
−１０．０＜（ｒ２ＬＡＰ＋ｒ１ＬＡＰ ）／（ｒ２ＬＡＰ−ｒ１ＬＡＰ ）＜−１．００
… （１）
０．５０＜（ｒ２ＬＡＮ＋ｒ１ＬＡＮ ）／（ｒ２ＬＡＮ−ｒ１ＬＡＮ ）＜１０．０
… （２）
条件式（１）、（２）において、ｒ１ＬＡＰは正レンズＬＡＰの物体側の面の曲率半径、ｒ２ＬＡＰは正レンズＬＡＰの像側の面の曲率半径、ｒ１ＬＡＮは負レンズＬＡＮの物体側の面の曲率半径、ｒ２ＬＡＮは負レンズＬＡＮの像側の面の曲率半径である。
条件式（１）は、正レンズＬＡＰの形状を規定している。条件式（１）の下限を下回り、正レンズＬＡＰの像側の曲率半径の絶対値が小さくなると、軸上光の入射角度が大きくなり、球面収差の補正が困難となり好ましくない。一方、条件式（１）の上限を超えて正レンズＬＡＰの像側の曲率半径の絶対値が大きくなると、軸外光の入射角度が大きくなり、倍率色収差の補正が困難となり好ましくない。
条件式（２）は、負レンズＬＡＮの形状を規定している。条件式（２）の下限を下回り、負レンズＬＡＮの物体側の曲率半径の絶対値が大きくなると、軸外光の負レンズＬＡＮへの入射角度が大きくなり、倍率色収差の補正が困難となり好ましくない。一方、条件式（２）の上限を超えて正レンズＬＡＰの像側の曲率半径の絶対値が大きくなると、軸上光の入射角度が大きくなり、球面収差の補正が困難となり好ましくない。
好ましくは、各実施例の光学系は、以下の条件式（３）〜（９）の少なくとも一つを満足する。
０．８１＜｜Ｄ１２／ｒ２ＬＡＰ｜＜２．００ … （３）
０．００２＜（ｎＬＡＮ−ｎＬＡＰ）／（ｎＬＡＮ＋ｎＬＡＰ）＜０．０７５
… （４）
１．００＜ｆ１／ｆ＜５．００ … （５）
０．１０＜ｆ２／ｆ＜１．２０ … （６）
０．５０＜｜ｆ３｜／ｆ＜１０．００ … （７）
０．５０＜Ｄ１２／ｓｋ＜２．５０ … （８）
１．００＜ｔｄ／ｆ＜６．００ … （９）
条件式（３）〜（９）において、Ｄ１２は、第１レンズ群Ｌ１の最も像側の面から第２レンズ群Ｌ２の最も物体側の面までの光軸上における距離である。ｎＬＡＰは、正レンズＬＡＰのｄ線における屈折率である。ｎＬＡＮは、負レンズＬＡＮのｄ線における屈折率である。ｆは、光学系（全系）の無限遠合焦時における焦点距離である。ｆ１は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離である。ｆ２は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離である。ｆ３は、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離である。ｓｋは、空気換算でのバックフォーカス（最も像側のレンズ面から像面ＩＭＧまでの距離）である。ｔｄは、光学系のレンズ全長である。ここで、「レンズ全長」は、光学系の最前面（最も物体側のレンズ面）から最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さ、すなわち光学系の最も物体側の面から像面ＩＭＧまでの光軸上における距離である。
条件式（３）は、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔と正レンズＬＡＰの像側の面、すなわち接合レンズＬＡの接合面の曲率半径との関係を規定している。条件式（３）の上限を超えて接合レンズＬＡの接合面の曲率半径の絶対値が小さくなると、球面収差の補正が困難となり、好ましくない。一方、条件式（３）の下限を下回り、ＬＡの接合面の曲率半径の絶対値が大きくなると、軸上色収差とペッツバール和の補正が困難となり、好ましくない。
条件式（４）は、負レンズＬＡＮと正レンズＬＡＰの屈折率の関係を規定している。負レンズＬＡＮの屈折率を正レンズＬＡＰよりも大きくし、接合面を負の屈折力を有する面とすることで、特に高次の球面収差の補正が容易となる。条件式（４）の上限を超えて負レンズＬＡＮの屈折率が大きくなると、ペッツバール和の補正が不足し、像面湾曲が大きくなるため好ましくない。一方、条件式（４）の下限を下回り屈折率差が小さくなると、高次の球面収差の補正が不足し、好ましくない。
条件式（５）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１と光学系（全系）の焦点距離ｆとの関係を規定している。条件式（５）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が大きくなると、第２レンズ群Ｌ２のレンズ径が大きくなり、フォーカスレンズ群の軽量化が困難となり、好ましくない。一方、条件式（５）の下限を下回り、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が小さくなると、軸上光の第２レンズ群Ｌ２への入射角が大きくなり、フォーカス時の球面収差の変動が大きくなるため好ましくない。
条件式（６）は、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２と光学系（全系）の焦点距離ｆとの関係を規定している。条件式（６）の上限を超えて第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２が大きくなると、フォーカス移動量が大きくなり、迅速なフォーカシングを行うことが難しくなるため好ましくない。一方、条件式（６）の下限を下回り、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２が小さくなると、フォーカス時の収差変動、特に非点収差の変動が大きくなり好ましくない。
条件式（７）は、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３と光学系（全系）の焦点距離ｆ３との関係を規定している。条件式（７）の上限を超えて第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３が大きくなると、ペッツバール和の補正が不足し、像面湾曲が大きくなるため好ましくない。一方、条件式（７）の下限を下回り、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３が小さくなると、歪曲収差が大きくなり好ましくない。
条件式（８）は、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔と、バックフォーカスとの比を規定している。条件式（８）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が大きくなるか、またはバックフォーカスが小さくなると、第２レンズ群Ｌ２が像面ＩＭＧに近くなり、レンズ径が大型化する。このため、フォーカスレンズ群の軽量化が困難となるため、好ましくない。一方、条件式（８）の下限を下回りバックフォーカスが大きくなると、レンズが大型化し、好ましくない。また、条件式（８）の下限を下回り第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔が小さくなると、フォーカスに必要なスペースを確保することが難しくなり、近距離までフォーカスを合わせることが困難となるため好ましくない。
条件式（９）は、光学系の最も物体側の面から像面ＩＭＧまでの光軸上の距離ｔｄ（すなわちレンズ全長）と焦点距離ｆとの関係を規定している。条件式（９）の上限を超えてレンズ全長が長くなると、前玉径が大型化し、好ましくない。一方、条件式（９）の下限を下回りレンズ全長が短くなると、諸収差の補正、特に球面収差およびコマ収差の補正が困難となり好ましくない。
より好ましくは、各実施例の光学系は、以下の条件式（１Ａ）〜（９Ａ）の少なくとも一つを満足する。
−５．６６＜（ｒ２ＬＡＰ＋ｒ１ＬＡＰ ）／（ｒ２ＬＡＰ−ｒ１ＬＡＰ ）＜−３．００
… （１Ａ）
０．８０＜（ｒ２ＬＡＮ＋ｒ１ＬＡＮ ）／（ｒ２ＬＡＮ−ｒ１ＬＡＮ ）＜２．２０
… （２Ａ）
０．８６＜｜Ｄ１２／ｒ２ＬＡＰ｜＜１．６７ … （３Ａ）
０．００９＜（ｎＬＡＮ−ｎＬＡＰ）／（ｎＬＡＮ＋ｎＬＡＰ）＜０．０６５
… （４Ａ）
１．２８＜ｆ１／ｆ＜３．６６ … （５Ａ）
０．２０＜ｆ２／ｆ＜０．８０ … （６Ａ）
１．１０＜｜ｆ３｜／ｆ＜６．４３ … （７Ａ）
１．１０＜Ｄ１２／ｓｋ＜１．５９ … （８Ａ）
１．５０＜ｔｄ／ｆ＜４．２５ … （９Ａ）
更に好ましくは、各実施例の光学系は、以下の条件式（１Ｂ）〜（９Ｂ）の少なくとも一つを満足する。
−５．４０＜（ｒ２ＬＡＰ＋ｒ１ＬＡＰ ）／（ｒ２ＬＡＰ−ｒ１ＬＡＰ ）＜−３．２０
… （１Ｂ）
０．８６＜（ｒ２ＬＡＮ＋ｒ１ＬＡＮ ）／（ｒ２ＬＡＮ−ｒ１ＬＡＮ ）＜２．１０
… （２Ｂ）
０．９６＜｜Ｄ１２／ｒ２ＬＡＰ｜＜１．５７ … （３Ｂ）
０．０１３＜（ｎＬＡＮ−ｎＬＡＰ）／（ｎＬＡＮ＋ｎＬＡＰ）＜０．０６０ … （４Ｂ）
１．５９＜ｆ１／ｆ＜３．３６ … （５Ｂ）
０．２８＜ｆ２／ｆ＜０．７２ … （６Ｂ）
１．７９＜｜ｆ３｜／ｆ＜５．７５ … （７Ｂ）
１．１６＜Ｄ１２／ｓｋ＜１．５３ … （８Ｂ）
１．８３＜ｔｄ／ｆ＜３．９０ … （９Ｂ）
高画質でフォーカスレンズ群が軽量な光学系を得るには、各レンズ群の構成を適切に設定することが重要である。第１レンズ群Ｌ１は、軸上光の光線高さが高い。このため、球面収差や軸上色収差を良好に補正するには、第１レンズ群Ｌ１の構成を適切に設定することが重要である。好ましくは、第１レンズ群Ｌ１は、３枚の正レンズを有する。これによりペッツバール和の補正と球面収差の補正が容易となる。また好ましくは、第１レンズ群Ｌ１は、少なくとも２枚の両凸レンズを有する。これにより、レンズ全長の短縮とペッツバール和の補正の両立が可能となる。また好ましくは、第１レンズ群Ｌ１は、３枚の負レンズを有する。これにより、軸上色収差の補正とペッツバール和の補正との両立が可能となる。また好ましくは、第１レンズ群Ｌ１は、少なくとも１枚の負メニスカスレンズを有する。像側に凹面を向けた負メニスカスレンズを配置することで、歪曲収差の補正が容易となる。また、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズを配置してもよい。これにより、球面収差の補正が容易となる。また好ましくは、第１レンズ群Ｌ１は、非球面レンズを有する。これにより、球面収差の補正とレンズ全長の短縮との両立が容易となる。
第２レンズ群Ｌ２は、フォーカシングの際に移動するフォーカスレンズ群であるため、フォーカシングの際の収差変動を抑制するには、第２レンズ群Ｌ２の構成を適切に設定することが重要である。好ましくは、第２レンズ群Ｌ２は、３枚の正レンズおよび１枚の負レンズを有する。第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力を３つの正レンズで分担することで、フォーカシングの際の収差変動、特に球面収差の変動を適切に補正することができる。また、負レンズを配置することで、フォーカシングの際の収差変動、特に軸上色収差の変動を適切に補正することができる。また好ましくは、第２レンズ群Ｌ２は、非球面レンズを有する。これにより、諸収差の補正、特にコマ収差の補正が容易となる。
第３レンズ群Ｌ３は、像面ＩＭＧに近いため、軸外収差、特に歪曲収差と倍率色収差を良好に補正するには、第３レンズ群Ｌ３の構成を適切に設定することが重要である。好ましくは、第３レンズ群Ｌ３は、２枚の負レンズと１枚の正レンズを有する。第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力を２枚の負レンズで分担することで、歪曲収差を適切に補正することが容易となる。また、正レンズを配置することで、倍率色収差の補正が容易となる。
好ましくは、開口絞りＳＰは第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間に配置されている。これにより、開口絞りＳＰに対して対称なパワー配置となり、諸収差、特に歪曲収差と倍率色収差の補正が容易となる。また、フォーカシングの際に像面ＩＭＧに対して固定することで、フォーカス機構を簡略化することができる。
以下、実施例１〜５にそれぞれ対応する数値実施例１〜５を示す。各数値実施例の面データにおいて、ｒは各光学面の曲率半径、ｄ（ｍｍ）は第ｍ面と第（ｍ＋１）面との間の軸上間隔（光軸上の距離）を表している。ただし、ｍは光入射側から数えた面の番号である。また、ｎｄは各光学部材のｄ線に対する屈折率、νｄは光学部材のｄ線を基準としたアッベ数を表している。なお、ある材料のアッベ数νｄは、フラウンホーファ線のｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）における屈折率をＮｄ、ＮＦ、ＮＣとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
で表される。
なお、各数値実施例において、ｄ、焦点距離ｆ（ｍｍ）、ＦナンバーＦｎｏ、半画角（度）は全て各実施例の光学系が無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。「バックフォーカス」は、レンズ最終面（最も像側のレンズ面）から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。「レンズ群」は、複数のレンズから構成される場合に限らず、１枚のレンズから構成される場合も含むものとする。
また、光学面が非球面の場合は、面番号の右側に、＊の符号を付している。非球面形状は、Ｘを光軸方向の面頂点からの変位量、ｈを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を各次数の非球面係数とするとき、以下の式で表される。
なお、各非球面係数における「ｅ±ＸＸ」は「×１０±ＸＸ」を意味している。前述の条件式（１）〜（９）と数値実施例１〜５における諸数値との関係を表１に示す。

（数値実施例１）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* 71.852 5.48 2.00100 29.1
2 -202.067 1.22
3 -89.666 1.20 1.62004 36.3
4 54.866 0.15
5 38.256 6.62 1.76385 48.5
6 -160.413 0.15
7 182.744 1.00 1.66565 35.6
8 30.235 4.19
9 -410.421 1.00 1.72825 28.5
10 33.431 4.68 1.76385 48.5
11 798.612 2.11
12(絞り) ∞ (可変)
13 -33.445 4.44 1.43875 94.7
14 -17.786 1.00 1.61340 44.3
15 -53.187 0.19
16 51.699 8.29 1.83481 42.7
17 -36.557 1.00 1.66565 35.6
18 52.710 2.48
19* 163.415 6.27 1.80400 46.6
20* -46.554 (可変)
21 95.245 8.36 1.90043 37.4
22 -40.101 1.00 1.62004 36.3
23 62.492 7.74
24 -33.197 1.00 1.62004 36.3
25 -118.174 11.49
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.98602e-007 A 6=-5.53347e-010 A 8= 7.96944e-013 A10=-1.23679e-015

第19面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.93724e-006 A 6=-8.96103e-009 A 8= 2.91724e-012 A10=-3.62538e-014

第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 8.43521e-007 A 6=-6.99026e-009 A 8= 3.02543e-012 A10=-2.99643e-014

焦点距離 51.50
Fナンバー 1.45
半画角（度） 22.79
像高 21.64
レンズ全長 95.19
BF 11.49

d12 12.88
d20 1.25

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 128.82
2 13 48.98
3 21 -190.11

（数値実施例２）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 87.803 1.60 1.51633 64.1
2 43.152 2.54
3* 72.157 6.43 2.00100 29.1
4 -126.764 1.14
5 -76.609 1.20 1.69895 30.1
6 81.813 0.15
7 37.369 7.10 1.72916 54.7
8 -125.742 0.19
9 93.872 1.20 1.66565 35.6
10 26.683 5.20
11 -101.032 1.00 1.69895 30.1
12 238.841 1.47
13 103.862 2.56 1.59522 67.7
14 -218.290 1.56
15(絞り) ∞ (可変)
16 -24.117 4.59 1.49700 81.5
17 -16.550 1.00 1.61340 44.3
18 229.062 0.18
19* 142.851 6.38 1.80400 46.5
20* -38.835 0.22
21 118.844 9.93 1.49700 81.5
22 -32.680 (可変)
23 131.089 11.18 1.90043 37.4
24 -30.799 1.40 1.69895 30.1
25 110.828 9.27
26 -27.069 1.40 1.51742 52.4
27 -116.915 11.39
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.06225e-006 A 6=-1.00633e-009 A 8= 1.52206e-012 A10=-2.70999e-015

第19面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.30462e-006 A 6=-1.47387e-009 A 8= 1.15791e-011 A10=-5.87714e-014

第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.36890e-006 A 6=-1.69809e-009 A 8= 3.33519e-011 A10=-8.16780e-014

焦点距離 48.47
Fナンバー 1.45
半画角（度） 24.05
像高 21.64
レンズ全長 108.84
BF 11.39

d15 13.02
d22 5.53

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 161.15
2 16 45.92
3 23 -173.65

（数値実施例３）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 -43.062 1.40 1.51742 52.4
2 140.901 0.79
3 1095.628 7.07 1.80400 46.5
4 -22.856 1.40 1.80610 33.3
5 -86.499 0.15
6 56.127 4.12 2.00100 29.1
7 -154.674 0.15
8 30.264 5.64 1.49700 81.5
9 -134.322 1.20 1.80610 33.3
10 27.379 4.47
11(絞り) ∞ (可変)
12 -25.726 4.13 1.53775 74.7
13 -16.107 1.00 1.58144 40.8
14 -939.774 0.19
15* 94.103 5.64 1.80400 46.5
16* -47.404 2.99
17 -155.612 7.09 1.49700 81.5
18 -28.031 (可変)
19 139.996 7.64 1.83481 42.7
20 -37.804 1.40 1.51742 52.4
21 49.931 8.68
22 -26.373 1.40 1.85478 24.8
23 -52.495 11.48
像面 ∞

非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.06072e-006 A 6= 8.78919e-009 A 8=-9.37531e-012 A10=-4.28705e-014

第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.84757e-006 A 6= 1.00124e-008 A 8= 2.52238e-011 A10=-1.03065e-013

焦点距離 48.49
Fナンバー 1.85
半画角（度） 24.04
像高 21.64
レンズ全長 91.98
BF 11.48

d11 12.07
d18 1.90

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 93.89
2 12 47.66
3 19 -95.84

（数値実施例４）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 83.845 1.60 1.51633 64.1
2 40.231 10.21
3 -39.960 1.40 1.85478 24.8
4 134.859 7.36 1.90043 37.4
5 -50.254 0.13
6 61.001 5.39 2.05090 26.9
7 -522.772 0.14
8 30.176 9.14 1.49700 81.5
9 -268.608 1.40 1.65412 39.7
10 23.469 7.10
11(絞り) ∞ (可変)
12 -29.446 4.98 1.49700 81.5
13 -17.515 1.00 1.62004 36.3
14 2313.154 0.29
15* 83.134 6.86 1.85400 40.4
16* -49.433 0.34
17 -171.026 5.90 1.49700 81.5
18 -34.452 (可変)
19 -602.391 11.94 1.59522 67.7
20 -24.073 1.40 1.60342 38.0
21 -54.787 9.04
22 -31.495 1.40 1.51742 52.4
23 -236.395 13.23
像面 ∞

非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.65247e-006 A 6= 2.56006e-009 A 8=-2.53295e-012 A10= 6.02587e-015

第16面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.95316e-006 A 6= 2.77461e-009 A 8=-1.56218e-012 A10= 9.60949e-015

焦点距離 48.49
Fナンバー 1.45
半画角（度） 24.04
像高 21.64
レンズ全長 116.56
BF 13.23

d11 13.04
d18 3.28

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 120.01
2 12 53.18
3 19 -301.57

（数値実施例５）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 126.704 1.70 1.48749 70.2
2 27.528 12.70
3 -74.506 2.35 1.90366 31.3
4 -66.709 10.49
5 -39.060 1.40 1.69895 30.1
6 32.163 12.34 1.69680 55.5
7 -53.800 0.14
8 52.777 6.50 2.00069 25.5
9 -289.716 6.34
10 50.896 1.60 1.63980 34.5
11 19.407 8.02 1.49700 81.5
12 55.437 3.91
13(絞り) ∞ (可変)
14 -25.607 5.02 1.53775 74.7
15 -15.308 1.00 1.66565 35.6
16 -164.509 0.20
17* 136.000 5.69 1.80400 46.5
18* -40.871 0.25
19 -340.430 7.58 1.59282 68.6
20 -28.398 (可変)
21 277.120 4.90 2.00100 29.1
22 -53.782 1.20 1.66565 35.6
23 56.773 5.38
24 -50.613 6.32 1.49700 81.5
25 -23.414 1.40 1.85478 24.8
26 -65.884 12.05
像面 ∞

非球面データ
第17面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.82238e-006 A 6= 2.05609e-008 A 8=-4.33181e-012 A10= 9.45378e-014

第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.04553e-005 A 6= 2.00801e-008 A 8=-5.62650e-012 A10= 1.48711e-013

焦点距離 33.99
Fナンバー 1.45
半画角（度） 32.48
像高 21.64
レンズ全長 131.16
BF 12.05

d13 10.21
d20 2.47

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 55.10
2 14 39.31
3 21 -73.33
次に、図１６を参照して、各実施例の光学系を撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置１０）の実施例について説明する。図１６は、各実施例の光学系を備えた撮像装置１０の概略図である。
図１６において、１３はカメラ本体、１１は実施例１乃至５で説明したいずれかの光学系によって構成された撮影光学系である。１２はカメラ本体１３に内蔵され、撮影光学系１１によって形成された光学像を受光して光電変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）である。カメラ本体１３はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。
このように各実施例の光学系をデジタルスチルカメラ等の撮像装置１０に適用することにより、迅速なフォーカシングが可能で、小型かつ高画質な撮像装置を得ることができる。なお、各実施例の光学系は、ビデオカメラ等の他の撮像装置にも適用可能である。
各実施例によれば、迅速なフォーカシングが可能で、小型かつ高画質な大口径の光学系及びそれを有する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変形及び変更が可能である。
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
ＬＡ 接合レンズ
ＬＡＰ 正レンズ
ＬＡＮ 負レンズ

Claims (13)

  1. 複数のレンズ群を有し、該複数のレンズ群が物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、および、負の屈折力を有する第３レンズ群からなる光学系であって、
    フォーカシングに際して、前記第２レンズ群が移動することにより隣り合うレンズ群の間隔が変化し、
    前記第２レンズ群は、最も物体側に接合レンズを有し、
    前記接合レンズは、正レンズと該正レンズの像側に配置された負レンズとからなり、
    前記正レンズの物体側の面の曲率半径をｒ１ＬＡＰ、前記正レンズの像側の面の曲率半径をｒ２ＬＡＰ、前記負レンズの物体側の面の曲率半径をｒ１ＬＡＮ、前記負レンズの像側の面の曲率半径をｒ２ＬＡＮとするとき、
    −１０．０＜（ｒ２ＬＡＰ＋ｒ１ＬＡＰ ）／（ｒ２ＬＡＰ−ｒ１ＬＡＰ ）＜−１．００
    ０．５０＜（ｒ２ＬＡＮ＋ｒ１ＬＡＮ ）／（ｒ２ＬＡＮ−ｒ１ＬＡＮ ）＜１０．０
    なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
  2. 前記第１レンズ群の最も像側の面から前記第２レンズ群の最も物体側の面までの光軸上における距離をＤ１２とするとき、
    ０．８１＜｜Ｄ１２／ｒ２ＬＡＰ｜＜２．００
    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。
  3. 前記正レンズのｄ線における屈折率をｎＬＡＰ、前記負レンズのｄ線における屈折率をｎＬＡＮとするとき、
    ０．００２＜（ｎＬＡＮ−ｎＬＡＰ）／（ｎＬＡＮ＋ｎＬＡＰ）＜０．０７５
    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。
  4. 前記光学系の無限遠合焦時における焦点距離をｆ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
    １．００＜ｆ１／ｆ＜５．００
    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のいずれか一項に記載の光学系。
  5. 前記光学系の無限遠合焦時における焦点距離をｆ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
    ０．１０＜ｆ２／ｆ＜１．２０
    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のいずれか一項に記載の光学系。
  6. 前記光学系の無限遠合焦時における焦点距離をｆ、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
    ０．５０＜｜ｆ３｜／ｆ＜１０．００
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学系。
  7. 前記第１レンズ群の最も像側の面から前記第２レンズ群の最も物体側の面までの光軸上における距離をＤ１２、バックフォーカスをｓｋとするとき、
    ０．５０＜Ｄ１２／ｓｋ＜２．５０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学系。
  8. 前記光学系の無限遠合焦時における焦点距離をｆ、前記光学系のレンズ全長をｔｄとするとき、
    １．００＜ｔｄ／ｆ＜６．００
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学系。
  9. 前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に開口絞りを有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光学系。
  10. 前記第１レンズ群は、３枚の正レンズを有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光学系。
  11. 前記第１レンズ群は、３枚の負レンズを有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光学系。
  12. 前記第２レンズ群は、３枚の正レンズを有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光学系。
  13. 請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の光学系と、
    前記光学系により形成された像を受光する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
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