JP2021076740A - 大口径撮像光学系 - Google Patents

Abstract

【課題】 準広角域から中望遠域の撮影において十分な光学性能をカバーするとともに、大型高精細撮像素子に対応し、かつ小型コンパクト化を図る。【解決手段】 物体ＯＢＪ側より二枚の正レンズＬ４，Ｌ５と一枚の負レンズＬ６による三枚のレンズにより構成するとともに、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面を凹面に形成した第２レンズ群１０２と、二枚の負レンズＬ７…と二枚の正レンズＬ８…を含む五枚以下のレンズにより構成するとともに、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面を凹面に形成し、かつ正の屈折力を有する第３レンズ群１０３と、正の屈折力を有し、最も物体ＯＢＪ側から少なくとも１枚の正レンズＬ２…を有するとともに、最大レンズ枚数を第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３の合計枚数以下に設定し、かつ正レンズＬ２…と負レンズＬ１の枚数差を１枚以下に設定した第１レンズ群１０１とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、デジタルカメラに使用する交換レンズ等に用いて好適な大口径撮像光学系に関する。

近年、デジタルカメラ等に使用する撮像素子は、より大型化及びより高画素化が進み、それ結え、撮像光学系に対しては、諸収差を良好かつ十分に補正可能にする、より高い光学性能が要求されているとともに、被写体の前景や後景のボケ（焦点像前後のボケ）を大きくするため、Ｆナンバーが小さく、かつ短い撮影距離を可能にする撮像光学系も求められている。

従来、Ｆナンバーを１．０付近又はそれ以下にした明るいレンズ（撮像光学系）としては、いわゆるガウス型或いは変形ガウス型の撮像光学系が知られており、この種の撮像光学系は、特許文献１−３で開示されている。一般に、ガウス型の撮像光学系は、絞りを挟んで二つの負レンズを絞り側に強い屈折力の凹面を向けて配置するとともに、二つの負レンズの物体側と像面側のそれぞれに、少なくとも一つの正レンズを配置する構成を備えている。これにより、絞りを挟んで配置した二つの負レンズの絞り側に向けた負の屈折力の凹面により、主にバックフォーカス性能を確保するとともに、ペッツバール和を小さくすることにより、像面湾曲の平坦性を図りつつコマ収差等の補正も行っている。しかし、二つの凹面の屈折力を強くした場合、画面周辺にサジタルフレアが発生するとともに、特に、Ｆナンバーを小さくした場合には発生量がより増加するため、ガウス型の撮像光学系では、Ｆナンバーを小さくした際のサジタルフレア補正が課題となる。なお、特許文献２，３の撮像光学系は、特許文献１の撮像光学系に対し、非球面レンズによりサジタルコマを補正するとともに、ガウス型光学系の前後にレンズ群を追加して収差を補正している。特に、特許文献２の場合、フォーカシング時に、各レンズ群を移動させて収差を補正するため、十分な撮像倍率を確保できない難点がある。

一方、これらの課題解決を目的とした撮像光学系も特許文献４−７で提案されている。
特許文献４の「リア型ワイドコンバータレンズ」は、諸収差を良好に補正可能なリア型ワイドコンバータレンズの提供を目的としたものであり、具体的には、マスタレンズの像側に装着し、このマスタレンズを含めた光学系の焦点距離を縮小させるためのリア型ワイドコンバータレンズであって、全体として正の屈折力を有し、物体側から順に、第１の正レンズ成分と、負のレンズ成分と、第２の正レンズ成分とからなり、βをマスタレンズの焦点距離に対するマスタレンズとリア型ワイドコンバータレンズとの合成焦点距離の比、ｆｎを負のレンズ成分の焦点距離、ｆｃをリア型ワイドコンバータレンズの焦点距離としたとき、０．４＜β，０．１０＜（−ｆｎ）／ｆｃ＜０．９０の条件式を同時に満足するように構成したものであり、同文献４は、コンバージョンレンズを撮像光学系のリア側（像側）に付加するタイプとなる。

これに対して、特許文献５は、コンバージョンレンズを撮像光学系のフロント側（物体側）に付加するタイプとなる。特許文献５の「広角コンバージョンレンズ」は、広角端の画角が５５゜乃至６０゜程度の高性能レンズに適合した画質変化の少ない高性能な広角コンバージョンレンズの提供を目的としたものであり、具体的には、撮影レンズの物体側に装着してレンズ全系の焦点距離を短縮する略アフォーカル系の広角コンバージョンレンズにおいて、物体側より順に、曲率の強い凹面を像面側に向けた凹レンズの第１レンズと、曲率の強い凸面を像面側に向けた凸レンズの第２レンズと、両凹レンズの第３レンズと、両凸レンズの第４レンズとによって構成し、角倍率を約０．７倍程度とするとともに、ｈｉを第ｉ面の有効径の半径、ｒｉを第ｉ面の曲率半径、ｎｉを第ｉレンズのｄ線における屈折率、νｉを第ｉレンズのアッベ数とした場合、０．３＜｜ｈ２／ｒ２｜０．８５，０．１５＜｜ｈ２／ｒ４｜＜０．４５，０．１５＜｜ｈ５／ｒ５｜＜０．４５，１＜｜ｒ６／ｒ７｜＜１．３５，８＜（ν４−ν３）＜２５の各条件を満足するように構成したものである。

さらに、特許文献６は、コンバージョンレンズを撮像光学系のフロント側（物体側）に付加する点は特許文献５と同じになるが、特許文献５は、ワイドタイプとして構成されるのに対して、特許文献６は、テレタイプとして構成される点が異なる。特許文献６の「望遠コンバージョンレンズ」は、主レンズの色収差の補正のバランスを崩すことなく、二次スペクトルの増大も極力抑えて、球面収差、コマ収差、非点収差及び歪曲収差等の単色の収差も良好に補正された、画質劣化の少ない高性能の望遠コンバージョンレンズの提供を目的とするものであり、具体的には、物体側から順に、凸レンズから成る第１レンズＬ１と凹レンズから成る第２レンズＬ２との接合正レンズと、曲率の強い凸面を物体側に向けた凸レンズから成る第３レンズＬ３と、凸レンズから成る第４レンズＬ４と凹レンズから成る第５レンズＬ５との接合負レンズによって構成し、角倍率が１．３５乃至３倍程度で、νｉ，ｊを第ｉレンズから第ｊレンズまでの等価アッベ数とし、ΔＰｉを第ｉレンズの硝種における部分分散比の標準線からの偏差とすると、−０．０１＜１／ν１，３＜０．０１、−０．０１＜ｌ／ν４，５＜０．０１、０．００３＜（ΔＰＩ＋ΔＰ３）／２、ΔＰ２＜０．０１４の各条件を満足するように構成したものである。

他方、特許文献７は、ガウス型或いはゾナー型などの一般的なタイプの撮像光学系に対して、物体側に数枚のレンズを付加した構成を備えるタイプである。特許文献７の「大口径レンズ」は、諸収差、特に色収差を良好に補正し画面全域で良好な画質を得ることが可能で、かつオートフォーカス機構を省略することなく製品の小型化を達成した、サイズが交換レンズに適した大口径レンズの提供を目的としたものであり、具体的には、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２からなり、第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力のＬｐｌと、正の屈折力のＬｐ２と、負の屈折力のレンズを有し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｇ１を像面に対して固定とし、第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って像面側から物体側へ移動し、所定の条件を満足するように構成したものである。

特開昭４８−８８９３１号公報 特開平９−６１７０８号公報 特開昭６３−７０２１６号公報 特開２０１５−４１００３号公報 特開２０００−２４１７００号公報 特開２０００−３５６７４４号公報

特開２０１８−００５０９９号公報

しかし、上述した特許文献４−７に開示される従来のレンズ（撮像光学系）は次のような問題点があった。

即ち、特許文献４に開示されるようなリア型ワイドコンバータレンズは、追加するレンズ系をガウス型光学系のリア側（像側）に付加して大口径化を図るため、レンズ枚数が３−４枚の縮小型となる。この結果、焦点距離，Ｆナンバー，バックフォーカス，イメージサークル等も縮小されることになり、カメラよりも大きなイメージサークルを有するマスターレンズを使用するか、或いはマスターレンズ本来のイメージサークルより小さいカメラを使用する必要があるなど、撮像光学系が大型化しやすい。

一方、特許文献５及び６に開示されるようなフロント型コンバージョンレンズは、アフォーカル接合になるため、合体した全系の撮像光学系のＦナンバー，バックフォーカス，イメージサークルはそのままになるとともに、焦点距離（撮影画角）が変化する。したがって、準広角域を得る場合には、特許文献５のようなワイドコンバージョンレンズを標準域の撮像光学系に付加すればよく、他方、中望遠域を得る場合には、特許文献６のような望遠コンバージョンレンズを標準域の撮像光学系に付加すればよいため、準広角域から中望遠域の撮影領域をカバーすることができるも、反面、Ｆナンバー及び撮影倍率はマスターレンズに依存する。この結果、この場合もコンバージョンレンズを付加した後における撮像光学系の全長が長くなり大型化しやすい。

他方、特許文献７に開示されるような一般的なタイプの撮像光学系の物体側に、フロントコンバージョンレンズの部分的な光学系となる数枚のレンズを付加した構成では、ある程度の小型化は図れているものの、反面、十分なＦナンバー及び撮影倍率が得られていない。

このように、従来のガウス型或いは変形ガウス型などの従来タイプ、及びその前後に数枚のレンズを付加した撮像光学系においても、諸収差に対する良好かつ十分な補正を行うことが容易でないとともに、大口径化及び全体の小型化を図ることが容易でない。したがって、これらの課題を有効に解決するとともに、加えて、Ｆナンバーを１．０以下に小さくし、かつ撮影倍率が０．２以上となる光学性能を確保するには、更なる改善すべき課題が残されていた。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した大口径撮像光学系の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、開口絞りＳＴＯに対して物体ＯＢＪ側に配した第２レンズ群１０２，この第２レンズ群１０２に対して物体ＯＢＪ側に配した第１レンズ群１０１，及び開口絞りＳＴＯに対して像ＩＭＧ側に配した第３レンズ群１０３を備える大口径撮像光学系Ｃを構成するに際して、物体ＯＢＪ側より二枚の正レンズＬ４，Ｌ５と一枚の負レンズＬ６による三枚のレンズにより構成するとともに、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面を凹面に形成した第２レンズ群１０２と、二枚の負レンズＬ７…と二枚の正レンズＬ８…を含む五枚以下のレンズにより構成するとともに、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面を凹面に形成し、かつ正の屈折力を有する第３レンズ群１０３と、正の屈折力を有し、最も物体ＯＢＪ側から少なくとも１枚の正レンズＬ２…を有するとともに、最大レンズ枚数を第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３の合計枚数以下に設定し、かつ正レンズＬ２…と負レンズＬ１の枚数差を１枚以下に設定した第１レンズ群１０１と、を備え、無限遠から近距離への物点移動における合焦時に第２レンズ群１０２の前後の一方又は双方の空気間隔Ｓ１，Ｓ２を変化させるフォーカス調整機能部５１を設けるとともに、Ｆナンバーを０．９乃至１．０の範囲に設定し、かつ撮影倍率を０．２以上に設定することを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、第３レンズ群１０３には、少なくとも像ＩＭＧ側のレンズ面を、非球面形状又は球面形状に形成した最終レンズＬ１０又はＬ１１を含ませることができる。また、次の光学条件を満たすことが望ましい。即ち、全系の撮影距離が無限物点時において、全系の焦点距離をＡＦＬ，第１レンズ群１０１の焦点距離をＦＬ１，Ｃ１＝ＦＬ１／ＡＦＬ，としたとき、１．０＜Ｃ１＜４．５の光学条件を満たすこと。全系の撮影距離が無限物点時のときの第１レンズ群１０１と第２レンズ群１０２の空気間隔Ｓ１の長さをＤ１１，全系の撮影距離が撮影倍率０．２倍時のときの第１レンズ群１０１と第２レンズ群１０２の空気間隔Ｓ１の長さをＤ１２，全系の撮影距離が無限物点時のときの第１レンズ群１０１の最も像ＩＭＧ側のレンズ面からの第１レンズ群１０１の像点位置をＯＰ１，全系の撮影距離が撮影倍率０．２倍時のときの第１レンズ群１０１の最も像ＩＭＧ側のレンズ面からの第１レンズ群１０１の像点位置をＯＰ２，ΔＯＰ＝（Ｄ１２−Ｄ１１）−（ＯＰ２−ＯＰ１），Ｃ２＝ΔＯＰ／（Ｄ１１−ＯＰ１），としたとき、０．３＜Ｃ２＜２．５の光学条件を満たすこと。全系の撮影距離が無限物点時において、第１レンズ群１０１の光軸Ｄｃ上の長さをＴＬ１，第２レンズ群１０２から第３レンズ群１０３の光軸Ｄｃ上の長さをＴＬ２３，Ｃ３＝ＴＬ１／ＴＬ２３としたとき、０．０１＜Ｃ３＜１．０の光学条件を満たすこと。さらに、第１レンズ群１０１には、最も物体ＯＢＪ側のレンズ面が、物体ＯＢＪ側に凹面となる負レンズＬ１と、最も像ＩＭＧ側に配した正レンズＬ３を含ませることができる。また、第１レンズ群１０１には、二枚以上の負レンズＬ１，Ｌ１ａにより構成する第１負レンズ群Ｇｎと、二枚以上の正レンズＬ２，Ｌ３により構成する第１正レンズ群Ｇｐを含ませることができる。他方、フォーカス調整機能部５１は、無限遠から近距離への物点移動における合焦時において、第１レンズ群１０１を像ＩＭＧ面に対して固定し、第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３を移動させることができる。なお、大口径撮像光学系Ｃの全体を構成するに際しては、物体ＯＢＪ側から一枚の両凹レンズＬ１と二枚の正レンズＬ２，Ｌ３を含む三枚のレンズにより構成した第１レンズ群１０１と、二枚の正レンズＬ４，Ｌ５と像ＩＭＧ側が曲率の強い負レンズＬ６を有するとともに、像ＩＭＧ側の正レンズＬ５と負レンズＬ６を接合レンズＪｃにより構成した第２レンズ群１０２と、物体ＯＢＪ側に曲率の強い負レンズＬ７と正レンズＬ８を接合した接合レンズＪａ，負レンズＬ９と正レンズＬ１０を接合した接合レンズＪｂ，及び正レンズＬ１１の五枚のレンズにより構成した第３レンズ群１０３と、により構成することができる。さらに、全系の撮影距離が無限物点時であって、無限物体距離の撮影半画角ωが２０゜より小さく、かつ第３レンズ群１０３に平行光線の光束が入射したときの入射瞳径より、無限物体距離の全系における軸上入射瞳径が大きいときにおいて、第３レンズ群１０３の焦点距離をＦＬ３，全系のＦナンバーをＦＮＯ，全レンズにおける第１面から像ＩＭＧ面までの距離をＴＬ，ＤＳ＝ＦＬ３／ＦＮＯ，Ｄ０＝ＡＦＬ／ＦＮＯ，Ｃ４＝ＴＬ／Ｄ０，Ｃ５＝ＤＳ／Ｄ０，としたとき、１．３＜Ｃ４＜３．０，０．４＜Ｃ５＜１．０の光学条件を満たすように構成することが望ましい。なお、第１レンズ群１０１は、非球面形状を有する一枚の正レンズＬ２により構成することも可能である。

このような構成を有する本発明に係る大口径撮像光学系Ｃによれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 物体ＯＢＪ側より二枚の正レンズＬ４，Ｌ５と一枚の負レンズＬ６による三枚のレンズにより構成するとともに、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面を凹面に形成した第２レンズ群１０２と、二枚の負レンズＬ７…と二枚の正レンズＬ８…を含む五枚以下のレンズにより構成するとともに、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面を凹面に形成し、かつ正の屈折力を有する第３レンズ群１０３と、正の屈折力を有し、最も物体ＯＢＪ側から少なくとも１枚の正レンズＬ２…を有するとともに、最大レンズ枚数を第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３の合計枚数以下に設定し、かつ正レンズＬ２…と負レンズＬ１の枚数差を１枚以下に設定した第１レンズ群１０１と、を備え、無限遠から近距離への物点移動における合焦時に第２レンズ群１０２の前後の一方又は双方の空気間隔Ｓ１…を変化させるフォーカス調整機能部５１を設けるとともに、Ｆナンバーを０．９乃至１．０の範囲に設定し、かつ撮影倍率を０．２以上に設定するように構成したため、ガウス型或いは変形ガウス型を用いた大口径撮像光学系Ｃを構成する場合であっても、Ｆナンバーを１．０以下に小さくし、かつ撮影倍率が０．２以上となる光学性能を確保しつつ、全長を短くして小型化を図ることができるとともに、諸収差を良好かつ十分に補正することができる。これにより、準広角域から中望遠域の撮影において十分な光学性能をカバーするとともに、大型高精細撮像素子に対応し、かつ小型コンパクト化を図るデジタルカメラ等に使用する最適な交換レンズ等に利用可能な大口径撮像光学系Ｃを構築することができる。

（２） 好適な態様により、第３レンズ群１０３に、少なくとも像ＩＭＧ側のレンズ面を、非球面形状又は球面形状に形成した最終レンズＬ１０又はＬ１１を含ませれば、一枚の正レンズの追加により、より容易に収差補正を行うことができる。特に、非球面形状にすることにより、交換レンズ等におけるマウント径による制約に対して容易に適合させることができるとともに、ガウス型の欠点であるサジタルコマの補正を負担させることができるため、他のレンズにおける収差補正の負担を軽減することができる。

（３） 好適な態様により、全系の撮影距離が無限物点時において、全系の焦点距離をＡＦＬ，第１レンズ群１０１の焦点距離をＦＬ１，Ｃ１＝ＦＬ１／ＡＦＬ，としたとき、１．０＜Ｃ１＜４．５の光学条件を満たすように構成すれば、Ｃ１値の大きさを適切範囲に確保できるため、特に、第２レンズ群１０２以降の光学系における収差補正不足及び一部のレンズ径が無用に大きくなる不具合を回避できるとともに、開口絞りＳＴＯの前後のレンズ面で発生するガウス型光学系特有のサジタルコマ補正が不足する不具合を回避できる。

（４） 好適な態様により、全系の撮影距離が無限物点時のときの第１レンズ群１０１と第２レンズ群１０２の空気間隔Ｓ１の長さをＤ１１，全系の撮影距離が撮影倍率０．２倍時のときの第１レンズ群１０１と第２レンズ群１０２の空気間隔Ｓ１の長さをＤ１２，全系の撮影距離が無限物点時のときの第１レンズ群１０１の最も像ＩＭＧ側のレンズ面からの第１レンズ群１０１の像点位置をＯＰ１，全系の撮影距離が撮影倍率０．２倍時のときの第１レンズ群１０１の最も像ＩＭＧ側のレンズ面からの第１レンズ群１０１の像点位置をＯＰ２，ΔＯＰ＝（Ｄ１２−Ｄ１１）−（ＯＰ２−ＯＰ１），Ｃ２＝ΔＯＰ／（Ｄ１１−ＯＰ１），としたとき、０．３＜Ｃ２＜２．５の光学条件を満たすように構成すれば、Ｃ２値の大きさを適切範囲に確保できるため、特に、結像位置の範囲を大きくしつつ収差変動を、より小さくすることができる。

（５） 好適な態様により、全系の撮影距離が無限物点時において、第１レンズ群１０１の光軸Ｄｃ上の長さをＴＬ１，第２レンズ群１０２から第３レンズ群１０３の光軸Ｄｃ上の長さをＴＬ２３，Ｃ３＝ＴＬ１／ＴＬ２３としたとき、０．０１＜Ｃ３＜１．０の光学条件を満たすように構成すれば、Ｃ３値の大きさを適切範囲に確保できるため、特に、第１レンズ群１０１を構成するレンズ中心の厚みや周辺の厚みを薄くすることができ、加工が困難になる弊害を回避することができるとともに、全系が長くなり重量バランスが悪化する不具合を回避することができる。

（６） 好適な態様により、第１レンズ群１０１に、最も物体ＯＢＪ側のレンズ面が、物体ＯＢＪ側に凹面となる負レンズＬ１と、最も像ＩＭＧ側に配した正レンズＬ３を含ませれば、第１レンズ群１０１を構成するに際し、最も物体ＯＢＪ側に配したレンズ面が物体ＯＢＪ側に凹面となる負レンズＬ１により、歪曲収差の補正を有利に行うことができるとともに、最も像ＩＭＧ側に配した正レンズＬ３により、発散する光束を収束させることができる。

（７） 好適な態様により、第１レンズ群１０１を構成するに際し、二枚以上の負レンズＬ１，Ｌ１ａにより構成する第１負レンズ群Ｇｎと、二枚以上の正レンズＬ２，Ｌ３により構成する第１正レンズ群Ｇｐを含めて構成すれば、第１負レンズ群Ｇｎの存在により、広角の撮像画角になるほど、軸上光束に対して軸外光束をより発散させることができるため、コマ収差，歪曲収差及び像面湾曲等の軸外の諸収差の補正を有利に行うことができるとともに、第１正レンズ群Ｇｐの存在により、発散した光束を収束させる際に、軸外光束の径を軸上光束の径にほぼ一致させることができる。

（８） 好適な態様により、フォーカス調整機能部５１を機能させるに際し、無限遠から近距離への物点移動における合焦時において、第１レンズ群１０１を像ＩＭＧ面に対して固定し、第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３を移動させるようにすれば、基本的に、全長の変化しないリアフォーカス方式とすることができるため、特に、広角レンズや望遠レンズを構築する際に、撮影画角域で大きく重い物体ＯＢＪ側の第１レンズ群１０１を移動させることがなく、鏡筒機構の構造簡略化を図ることができる。

（９） 好適な態様により、大口径撮像光学系Ｃの全体を構成するに際し、物体ＯＢＪ側から一枚の両凹レンズＬ１と二枚の正レンズＬ２，Ｌ３を含む三枚のレンズにより構成した第１レンズ群１０１と、二枚の正レンズＬ４，Ｌ５と像ＩＭＧ側が曲率の強い負レンズＬ６を有するとともに、像ＩＭＧ側の正レンズＬ５と負レンズＬ６を接合レンズＪｃにより構成した第２レンズ群１０２と、物体ＯＢＪ側に曲率の強い負レンズＬ７と正レンズＬ８を接合した接合レンズＪａ，負レンズＬ９と正レンズＬ１０を接合した接合レンズＪｂ，及び正レンズＬ１１の五枚のレンズにより構成した第３レンズ群１０３と、により構成すれば、特に、大口径撮像光学系Ｃを、球面レンズのみにより構成する場合において最適となる最少のレンズ枚数により構築することができる。

（１０） 好適な態様により、全系の撮影距離が無限物点時であって、無限物体距離の撮影半画角ωが２０゜より小さく、かつ第３レンズ群１０３に平行光線の光束が入射したときの入射瞳径より、無限物体距離の全系における軸上入射瞳径が大きいときにおいて、第３レンズ群１０３の焦点距離をＦＬ３，全系のＦナンバーをＦＮＯ，全レンズにおける第１面から像ＩＭＧ面までの距離をＴＬ，ＤＳ＝ＦＬ３／ＦＮＯ，Ｄ０＝ＡＦＬ／ＦＮＯ，Ｃ４＝ＴＬ／Ｄ０，Ｃ５＝ＤＳ／Ｄ０，としたとき、１．３＜Ｃ４＜３．０，０．４＜Ｃ５＜１．０の光学条件を満たすように構成すれば、Ｃ４，Ｃ５の各値の大きさを適切範囲に確保できるため、特に、レンズ系におけるパワーバランスを安定化させ、収差の発生を抑えることができるとともに、光学系の全長をより短くしてコンパクト性を高めることができる。

（１１） 好適な態様により、第１レンズ群１０１を、非球面形状を有する一枚の正レンズＬ２により構成すれば、非球面形状により球面収差をはじめとする諸収差補正を強化しつつ、大口径撮像光学系Ｃを構成するレンズ枚数を最少にすることができる。

本発明の好適実施形態の実施例１に係る大口径撮像光学系の構成図、 本発明の好適実施形態に係る各実施例の光学条件１−３の一覧表、 本発明の好適実施形態に係る各実施例の光学条件４−５の一覧表、 同実施例１に係る大口径撮像光学系の撮影倍率をパラメータとしたときの縦収差図、 同好適実施形態の実施例２に係る大口径撮像光学系の構成図、 同好適実施形態の実施例３に係る大口径撮像光学系の構成図、 同好適実施形態の実施例４に係る大口径撮像光学系の構成図、 同好適実施形態の実施例５に係る大口径撮像光学系の構成図、 同好適実施形態の実施例６に係る大口径撮像光学系の構成図、 同好適実施形態の実施例７に係る大口径撮像光学系の構成図、 同好適実施形態の実施例８に係る大口径撮像光学系の構成図、 同好適実施形態の実施例９に係る大口径撮像光学系の構成図、 同実施例２に係る大口径撮像光学系の撮影倍率をパラメータとしたときの縦収差図、 同実施例３に係る大口径撮像光学系の撮影倍率をパラメータとしたときの縦収差図、 同実施例４に係る大口径撮像光学系の撮影倍率をパラメータとしたときの縦収差図、 同実施例５に係る大口径撮像光学系の撮影倍率をパラメータとしたときの縦収差図、 同実施例６に係る大口径撮像光学系の撮影倍率をパラメータとしたときの縦収差図、 同実施例７に係る大口径撮像光学系の撮影倍率をパラメータとしたときの縦収差図、 同実施例８に係る大口径撮像光学系の撮影倍率をパラメータとしたときの縦収差図、 同実施例９に係る大口径撮像光学系の撮影倍率をパラメータとしたときの縦収差図、

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

最初に、本実施形態に係る大口径撮像光学系Ｃの基本的な構成（必須構成）について、図１を参照して説明する。なお、図１は、後述する実施例１に係る大口径撮像光学系Ｃの構成を兼ねている。本実施形態に係る大口径撮像光学系Ｃは、デジタルカメラ用交換レンズに適用することを想定できる。図１中、ＯＢＪは物体（被写体）を示し、ＩＭＧは像（撮像素子）を示している。したがって、物体ＯＢＪ側が光軸Ｄｃ方向の前方となり、像ＩＭＧ側が光軸Ｄｃ方向の後方となる。なお、符号３１は、撮像素子の前面に配したフェイスプレート，赤外線カットフィルタ，ローパスフィルタ等の平行平面板の総厚を、光学的に等価な厚さとして与えたガラス平面板フェイスプレートとして示す。このガラス平面板フェイスプレートは本実施形態に係る大口径撮像光学系Ｃの構成に影響を与えるものではない。

この大口径撮像光学系Ｃは、図１に示すように、大別して、開口絞りＳＴＯに対して物体ＯＢＪ側に配した第２レンズ群１０２，この第２レンズ群１０２に対して物体ＯＢＪ側に配した第１レンズ群１０１，及び開口絞りＳＴＯに対して像ＩＭＧ側に配した第３レンズ群１０３を備え、基本的には、第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３により、変形ガウス型光学系を構成するとともに、この構成に対して物体ＯＢＪ側の第１レンズ群１０１を付加することにより全体の光学系、即ち、大口径撮像光学系Ｃを構成する。

第２レンズ群１０２は、物体ＯＢＪ側より二枚の正レンズＬ４，Ｌ５と、一枚の負レンズＬ６による三枚のレンズにより構成するとともに、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面（ｉ＝１２）は凹面に形成する。

第３レンズ群１０３は、二枚の負レンズＬ７，Ｌ１０と二枚の正レンズＬ８，Ｌ９を含む五枚以下のレンズにより構成するとともに、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面（ｉ＝１３）は凹面に形成する。なお、図１は、最終レンズＬ１１を付加した５枚のレンズにより構成した場合を例示する。第３レンズ群１０３を構成するレンズ枚数は多くなるほど収差補正を行いやすい。したがって、３−４枚のレンズ構成とした縮小型リアコンバージョンレンズを付加すれば構成可能となるが、ガウス型光学系における開口絞りＳＴＯに対して像ＩＭＧ側は３枚のレンズが必要であり、更に３−４枚のレンズを付加した場合には、全長の長い光学系になるため、ガウス型光学系を構成する像ＩＭＧ側のレンズ群を、（負）−（正）―（正）のパワーとなる三枚のレンズを二つに分解又は追加することにより最大のレンズ枚数を５枚以下にした。第３レンズ群１０３は開口絞りＳＴＯ側に負レンズＬ７と正レンズＬ８の接合レンズＪａを用いる場合が多く、第２レンズ群１０２と組合わせてガウス型光学系を構成する。

第１レンズ群１０１は、正の屈折力を有し、最も物体ＯＢＪ側から少なくとも１枚の正レンズＬ２，Ｌ３を有するとともに、最大レンズ枚数を上述した第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３の合計枚数以下に設定し、かつ正レンズＬ２，Ｌ３と負レンズＬ１の枚数差を１枚以下に設定する。図１は、三枚のレンズにより構成した例を示す。したがって、第１レンズ群１０１のレンズ枚数３枚は、上述した第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３におけるレンズの合計枚数（＝８枚）以下になるため、第１レンズ群１０１の枚数条件を満たすとともに、正レンズＬ２，Ｌ３が２枚、負レンズＬ１が１枚となり、その枚数差は１枚になるため、第１レンズ群１０１の枚数差条件を満たす。第１レンズ群１０１により、広角から中望遠における撮影域の光学系をカバーすることができる。

一方、無限遠から近距離への物点移動における合焦時に第２レンズ群１０２の前後の一方又は双方の空気間隔Ｓ１，Ｓ２を変化させるフォーカス調整機能部５１を設ける。図１に示すフォーカス調整機能部５１は、第１レンズ群１０１をＦｍ方向に移動可能に構成するとともに、第２レンズ群１０２及び第３レンズ群１０３を一体としてＦｍ方向に移動可能に構成する場合を示している。さらに、Ｆナンバーは０．９乃至１．０の範囲に設定するとともに、撮影倍率は０．２以上に設定する。

フォーカス調整機能部５１を構成する場合、合焦時に可変する空気間隔Ｓ１，Ｓ２は、開口絞りＳＴＯの空間（Ｓ２）又は第１レンズ群１０１と第２レンズ群１０２の空気間隔Ｓ１の一方又は双方であり、最大三つのレンズ群１０１，１０２，１０３を合焦時に移動させることができる。全長を不動にする場合、最大二つのレンズ群が移動するフォーカス方式、即ち、第１レンズ群１０１を固定とし、第２レンズ群１０２及び第３レンズ群１０３を移動させる。また、広角タイプ及び望遠タイプの第１レンズ群１０１におけるレンズ間隔は比較的長い個所があるため、一定の長さに収まるレンズ構成は、第２レンズ群１０２以降を構成するレンズ枚数より少なくする。大口径により第１レンズ群１０１の枚数が多く（重く）なった場合であっても第１レンズ群１０１を合焦時の固定群に設定することにより鏡筒機構に無用なストレスが付加される不具合を回避できる。フォーカス調整機能部５１は、組立に有利になるように、全長が変化する光学系では二つの各レンズ群１０１と１０２（及び１０３）が移動し、全長を不動にする光学系では一つのレンズ群１０２（及び１０３）が移動するタイプを採用できる。

このように、本実施形態に係る大口径撮像光学系Ｃは、基本構成として、物体ＯＢＪ側より二枚の正レンズＬ４，Ｌ５と一枚の負レンズＬ６による三枚のレンズにより構成するとともに、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面（ｉ＝１２）を凹面に形成した第２レンズ群１０２と、二枚の負レンズＬ７，Ｌ１０と二枚の正レンズＬ８，Ｌ９を含む五枚以下のレンズにより構成するとともに、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面（ｉ＝１３）を凹面に形成した第３レンズ群１０３と、正の屈折力を有し、最も物体ＯＢＪ側から少なくとも１枚の正レンズＬ２，Ｌ３を有するとともに、最大レンズ枚数を第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３の合計枚数以下に設定し、かつ正レンズＬ２，Ｌ３と負レンズＬ１の枚数差を１枚以下に設定した第１レンズ群１０１と、を備え、無限遠から近距離への物点移動における合焦時に第２レンズ群１０２の前後の一方又は双方の空気間隔Ｓ１…を変化させるフォーカス調整機能部５１を設けるとともに、Ｆナンバーを０．９乃至１．０の範囲に設定し、かつ撮影倍率を０．２以上に設定してなるため、ガウス型或いは変形ガウス型を用いた大口径撮像光学系Ｃを構成する場合であっても、Ｆナンバーを１．０以下に小さくし、かつ撮影倍率が０．２以上となる光学性能を確保しつつ、全長を短くして小型化を図ることができるとともに、諸収差を良好かつ十分に補正することができる。これにより、準広角域から中望遠域の撮影において十分な光学性能をカバーするとともに、大型高精細撮像素子に対応し、かつ小型コンパクト化を図るデジタルカメラ等に使用する最適な交換レンズ等に利用可能な大口径撮像光学系Ｃを構築することができる。

さらに、本実施形態に係る大口径撮像光学系Ｃは、次の光学条件１−３を満たすように考慮することが望ましい。

第一に、全系の撮影距離が無限物点時において、全系の焦点距離をＡＦＬ，第１レンズ群１０１の焦点距離をＦＬ１，Ｃ１＝ＦＬ１／ＡＦＬ，としたとき、
１．０＜Ｃ１＜４．５ … （光学条件１）
の光学条件を満たすように設定する。このように設定すれば、Ｃ１（＝ＦＬ１／ＡＦＬ）値の大きさを適切範囲に確保できるため、特に、第２レンズ群１０２以降の光学系における収差補正不足及び一部のレンズ径が無用に大きくなる不具合を回避できるとともに、開口絞りＳＴＯの前後のレンズ面で発生するガウス型光学系特有のサジタルコマ補正が不足する不具合を回避できる。

即ち、第１レンズ群１０１は、正の屈折力により大きな径の軸上光束を集光状態にして以降の光学系に入射させる機能を備えている。全系の軸上入射光束径に対する第１レンズ群１０１のＦナンバーは、ほぼ同じ値となり、収差補正（特に球面収差）の目安となる。この値が大きい場合、以降の光学系でＦナンバーを小さくさせるには、軸上光束径を大きくする必要がある。特に、第３レンズ群１０３の最も物体ＯＢＪ側のレンズ面の曲率を強くした場合、ガウス型光学系特有のサジタルコマが発生する。このため、第３レンズ群１０３の物体ＯＢＪ側の負レンズを両凹レンズを採用したり厚いレンズを採用し、最も物体ＯＢＪ側のレンズ面の曲率を緩めながら、軸上光束径を大きくしたり非球面レンズにより収差バランスを改善させている。

第１レンズ群１０１の物体ＯＢＪ側に負の屈折力を持たせた広角タイプの撮影レンズは軸外光束が軸上光束の外側から入射し、第１レンズ群１０１の像ＩＭＧ側以降において軸外光束と軸上光束を合わせるため、光学条件１を満たす範囲ではＦナンバーを小さくすることができる。この値が小さい場合、全系のレンズ全長を短くできるが、第１レンズ群１０１のＦナンバーも小さいため、収差の発生が多くなる。これを補正するため、特に第２レンズ群１０２内で正パワーを強くしたり空気レンズを用いている。また、光学条件１を満たす望遠側の撮影レンズの場合、第１レンズ群１０１の物体ＯＢＪ側に正パワーを配置させ、望遠比を小さくするのに有利となる。

したがって、光学条件１のＣ１値の大きさが１．０以下の場合、第１レンズ群１０１のＦナンバーが小さくなるため、それに伴う収差発生が過剰であれば、第２レンズ群１０２以降の光学系で収差補正不足になるとともに、一部のレンズ径が大きくなり光学系の全体が太くなる。即ち、第１レンズ群１０１のパワーが強過ぎるため、正レンズの曲面がきつくなり、レンズ群内の収差の発生が増加する。これに対して、光学条件１のＣ１値の大きさが４．５以上の場合、開口絞りＳＴＯ前後のレンズ面で発生するガウス型光学系特有のサジタルコマ補正が不足になる。しかも、第２レンズ群１０２をフォーカシング移動させた場合、これらの悪化が顕著となるため、撮影倍率を低下させてしまう。また、第２レンズ群１０２に入射する光束が十分に収斂されないため、第２レンズ群１０２が大型化しやすい。

第二に、全系の撮影距離が無限物点時のときの第１レンズ群１０１と第２レンズ群１０２の空気間隔Ｓ１の長さをＤ１１，全系の撮影距離が撮影倍率０．２倍時のときの第１レンズ群１０１と第２レンズ群１０２の空気間隔Ｓ１の長さをＤ１２，全系の撮影距離が無限物点時のときの第１レンズ群１０１の最も像ＩＭＧ側のレンズ面（ｉ＝６…）からの第１レンズ群１０１の像点位置をＯＰ１，全系の撮影距離が撮影倍率０．２倍時のときの第１レンズ群１０１の最も像ＩＭＧ側のレンズ面（ｉ＝６…）からの第１レンズ群１０１の像点位置をＯＰ２，ΔＯＰ＝（Ｄ１２−Ｄ１１）−（ＯＰ２−ＯＰ１），Ｃ２＝ΔＯＰ／（Ｄ１１−ＯＰ１），としたとき、
０．３＜Ｃ２＜２．５ … （光学条件２）
の光学条件を満たすように設定する。このように設定すれば、Ｃ２（＝ΔＯＰ／（Ｄ１１−ＯＰ１））値の大きさを適切範囲に確保できるため、特に、結像位置の範囲を大きくしつつ収差変動を、より小さくすることができる。ＯＰ１及びＯＰ２は、第１レンズ群１０１の焦点距離に比例し、Ｃ２の大きさもそれに伴った値をとる。したがって、Ｃ２の大きさはＣ１の影響と同様となる。

本実施形態に係る大口径撮像光学系Ｃは、マクロレンズではないが、近距離撮影が可能なことに特長を有するため、光学条件２の設定は重要である。特に、通常の大口径タイプの撮影レンズは、至近距離０．１倍程度であり、物体距離が遠いため、撮像倍率が０．２倍は本発明を特徴付ける重要な条件となる。第２レンズ群１０２以降の光学系における物点に関する光学条件２の中で、ΔＯＰは全系の撮影距離が無限遠と撮像倍率が０．２倍時の第２レンズ群１０２以降の物点の変化量となり、（Ｄ１１−ＯＰ１）は全系の撮影距離が無限遠の第２レンズ群１０２以降の、第２レンズ群１０２の最も物体ＯＢＪ側のレンズ面からの物点距離である。第１レンズ群１０１の焦点距離は、正であり全系の焦点距離より長くなり、像ＩＭＧの位置は第２レンズ群１０２以降に位置する。第２レンズ群１０２以降の光学系は、第１レンズ群１０１の像点が物点となる。

したがって、光学条件２における像範囲は、撮影レンズの場合、無限物点から撮像倍率０．２倍の撮影距離範囲が圧縮された範囲となり、像側のレンズに近づくにつれて１点になれば理想的であるが、諸条件の制約により一定の範囲となる。この一定の物点距離範囲は、焦点距離にとって遠い場合、結像位置範囲は小さくなり、近い場合、結像位置範囲は大きくなり収差変動も大きくなる。

第三に、全系の撮影距離が無限物点時において、第１レンズ群１０１の光軸Ｄｃ上の長さをＴＬ１，第２レンズ群１０２から第３レンズ群１０３の光軸Ｄｃ上の長さをＴＬ２３，Ｃ３＝ＴＬ１／ＴＬ２３としたとき、
０．０１＜Ｃ３＜１．０ … （光学条件３）
の光学条件を満たすように設定する。このように設定すれば、Ｃ３（＝ＴＬ１／ＴＬ２３）値の大きさを適切範囲に確保できるため、特に、第１レンズ群１０１を構成するレンズ中心の厚みや周辺の厚みを薄くすることができる。この結果、加工が困難になる弊害を回避することができるとともに、全系が長くなり重量バランスが悪化する不具合を回避することができる。

本実施形態に係る大口径撮像光学系Ｃの場合、第２レンズ群１０２のレンズ枚数は３枚、第３レンズ群１０３のレンズ枚数は最小４枚から最大５枚、第１レンズ群１０１のレンズ枚数は最小１枚から最大８枚になる。したがって、大口径撮像光学系Ｃを最もコンパクト化するには、第１レンズ群１０１を１枚、第２レンズ群１０２を３枚、第３レンズ群１０３を４枚の合計８枚で構成し、合焦時の可変間隔を無限物点から近距離に変化させる際に、拡大方向へレンズ群を移動させればよい。

光学条件３において、Ｃ３値が０．０１の場合、第１レンズ群１０１に一枚程度のレンズが入る大きさとなる。Ｃ３値の大きさが０．０１を下回る場合、第１レンズ群１０１は正レンズが１枚の構成となり、レンズの中心厚や周辺厚が薄過ぎて加工が困難になる。これに対して、Ｃ３値の大きさが１．０以上の場合、多くのレンズや空間により自由に構成できるが、全径の長さが大きくなり重量バランスが悪化してしまう。なお、Ｃ３値の大きさが１．０以上とは、第１レンズ群１０１のレンズ枚数が、第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３の合計枚数以上になることを意味する。望遠レンズの場合、このような構成になることは多いが、Ｆナンバーが１．０以下の光学系では長さ及び直径の双方共に大きくなりすぎてしまう。

次に、本実施形態における各種実施例（実施例１−９）について、図１−図２０を参照して説明する。

まず、実施例１に係る大口径撮像光学系Ｃについて、図１−図４及び表１−表２を参照して説明する。

図１は、実施例１に係る大口径撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例１は、上述した実施形態における説明のとおり、開口絞りＳＴＯに対して物体ＯＢＪ側に配した第２レンズ群１０２，この第２レンズ群１０２に対して物体ＯＢＪ側に配した第１レンズ群１０１，及び開口絞りＳＴＯに対して像ＩＭＧ側に配した第３レンズ群１０３からなる基本構成を備える。

第１レンズ群１０１は、正の屈折力を有し、最も物体ＯＢＪ側から、両凹レンズを用いた負レンズＬ１，物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝３）を凸面に形成した正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ２，物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝５）を凸面に形成した正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ３の計３枚のレンズにより構成する。したがって、正レンズＬ２，Ｌ３に対する負レンズＬ１の枚数差は１枚（１枚以下）となる。

このように、第１レンズ群１０１を構成するに際し、最も物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝１）が、物体ＯＢＪ側に凹面となる負レンズＬ１と、最も像ＩＭＧ側に配した正レンズＬ３を含ませて構成すれば、第１レンズ群１０１を構成するに際し、最も物体ＯＢＪ側に配したレンズ面が物体ＯＢＪ側に凹面となる負レンズＬ１により、歪曲収差の補正を有利に行うことができるとともに、最も像ＩＭＧ側に配した正レンズＬ３により、発散する光束を収束させることができる。

第２レンズ群１０２は、物体ＯＢＪ側から、物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝７）を凸面に形成した正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ４，物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝９）を凸面に形成した正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ５，開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面（ｉ＝１２）を曲率の強い凹面に形成した負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ６の計３枚のレンズにより構成する。

第３レンズ群１０３は、物体ＯＢＪ側から、両凹面を有する負レンズＬ７と両凸面を有する正レンズＬ８を接合した接合レンズＪａ，両凸面を有する正レンズＬ９と両凹面を有する負レンズＬ１０を接合した接合レンズＪｂ，像ＩＭＧ側のレンズ面（ｉ＝２２）を凹面に形成した正メニスカスレンズ（最終レンズ）Ｌ１１の計５枚（５枚以下）のレンズにより構成する。この場合、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面（ｉ＝１３）は曲率の強い凹面になる。なお、実施例１の最終レンズＬ１１は球面形状であるが、少なくとも像ＩＭＧ側のレンズ面（ｉ＝２２）を非球面形状に形成した最終レンズＬ１１とすれば、より容易に収差補正を行うことができる。

また、フォーカス調整機能部５１は、無限遠から近距離への物点移動における合焦時には、第２レンズ群１０２の前方の空気間隔Ｓ１を変化させる。この場合、第１レンズ群１０１をＦｍ方向へ移動させるとともに、第２レンズ群１０２及び第３レンズ群１０３を一体としてＦｍ方向へ移動させる合焦方式となる。即ち、実施例１のフォーカス調整機能部５１は、合焦時に、第２レンズ群１０２と第１レンズ群１０１間の空気間隔Ｓ１が変化する点が特徴となる。

表１に、実施例１の大口径撮像光学系Ｃにおけるレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時の大口径撮像光学系Ｃは、焦点距離：５８．５０ｍｍ，Ｆナンバー：０．９３，半画角：１０．７５゜である。また、撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２０」）としたデータ（フォーカス可変間隔）を示す。なお、光学的な横倍率では、物体高に対して像高は倒置するので負の値となるが、この撮影倍率は、像高／（−物体高）として表した。

表１の「面データ」は、物体ＯＢＪ側から数えたレンズ面の面番号をｉで示し、この面番号ｉは、図１に示した符号（数字）に一致する。これに対応して、レンズ面の曲率半径Ｒ（ｉ）、軸上面間隔Ｄ（ｉ）、硝材の屈折率ｎｄ（ｉ）、硝材のアッベ数νｄ（ｉ）をそれぞれ示す。ｎｄ（ｉ）及びνｄ（ｉ）はｄ線（５８６．５６〔ｎｍ〕）に対する数値である。軸上面間隔Ｄ（ｉ）は相対向する面と面間のレンズ厚或いは空気空間を示す。また、ＦＬ（ｉ）は、空気中に置いた単体レンズ（接合レンズは複数として扱う）の焦点距離を示す。曲率半径Ｒ（ｉ），面間隔Ｄ（ｉ），焦点距離ＦＬ（ｉ）の単位は〔ｍｍ〕である。面番号のＯＢＪは物体、ＳＴＯは開口絞り、ＩＭＧは像の位置を示す。曲率半径Ｒ（ｉ）のＩｎｆｉｎｉｔｙは平面であり、面番号ｉの後にＡが付いた面は面形状が非球面であることを示す。屈折率ｎｄ（ｉ）とアッベ数νｄ（ｉ）の空欄は空気であることを示す。

表１及び図２に示すように、前述した光学条件１におけるＡＦＬは５８．５０ｍｍ，ＦＬ１は１０２．５０ｍｍとなる。したがって、ＦＬ１／ＡＦＬ、即ち、Ｃ１は「１．７５」となるため、１．０＜Ｃ１＜４．５の光学条件１を満たす。また、光学条件２におけるＤ１１は４．６０ｍｍ，Ｄ１２は０．２０ｍｍ，ＯＰ１は９５．６５ｍｍ，ＯＰ２は１５５．５４ｍｍとなる。したがって、ΔＯＰは−６４．２９となり、Ｃ２、即ち、ΔＯＰ／（Ｄ１１−ＯＰ１）は「０．７１」となるため、０．３＜Ｃ２＜２．５の光学条件２を満たす。さらに、光学条件３におけるＴＬ１は１８．５５ｍｍ，ＴＬ２３は５３．９５ｍｍとなる。したがって、ＴＬ１／ＴＬ２３、即ち、Ｃ３は「０．３４」となるため、０．０１＜Ｃ３＜１．０の光学条件３を満たす。

一方、図４には、実施例１の大口径撮像光学系Ｃにおける撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２０」）とした縦収差図を示す。各縦収差図は、左側から、球面収差（６５６．２７ｎｍ，５８６．５６ｎｍ，４３５．８３ｎｍ）、非点収差（５８６．５６ｎｍ）、歪曲収差（５８６．５６ｎｍ）を示す。各スケールは、±０．５０ｍｍ，±０．５０ｍｍ，±３．０％である。図４に示すように、撮影倍率が「０．００」，「０．１０」，「０．２０」のいずれの場合であっても良好な収差、即ち、撮像性能が得られることを確認できる。したがって、実施例１の大口径撮像光学系Ｃは、Ｆナンバーが０．９乃至１．０の範囲に設定され、かつ撮影倍率は０．２以上に設定可能となる。

さらに、実施例１は、全系の撮影距離が無限物点時であって、無限物体距離の撮影半画角ωが２０゜より小さく、かつ第３レンズ群１０３に平行光線の光束が入射したときの入射瞳径より、無限物体距離の全系における軸上入射瞳径が大きいときにおいて、第３レンズ群１０３の焦点距離をＦＬ３，全系のＦナンバーをＦＮＯ，全レンズにおける第１面（ｉ＝１）から像ＩＭＧ面までの距離をＴＬ，ＤＳ＝ＦＬ３／ＦＮＯ，Ｄ０＝ＡＦＬ／ＦＮＯ，Ｃ４＝ＴＬ／Ｄ０，Ｃ５＝ＤＳ／Ｄ０，としたとき、
１．３＜Ｃ４＜３．０ … （光学条件４）
０．４＜Ｃ５＜１．０ … （光学条件５）
の光学条件を満たすように設定される。このように設定すれば、Ｃ４，Ｃ５の各値の大きさを適切範囲に確保できるため、特に、レンズ系におけるパワーバランスを安定化させ、収差の発生を抑えることができるとともに、光学系の全長をより短くしてコンパクト性を高めることができる。

即ち、標準レンズより狭い撮影画角の撮影レンズは、ほぼ全系の物体側のレンズ径が最大となる。特に、Ｆナンバーが１．０より小さい撮影レンズは、その大きさが顕著となり、レトロフォーカスタイプ（逆望遠タイプ）のようにラッパ状になる。前述した実施形態に記載したように、必須構成によるレンズ枚数により、収差補正を良好に行うとともに、光学系のコンパクト化を図るには、光学条件５を満足させる。これにより、Ｆナンバーが１．０より小さい平行光線の光束が撮影レンズに入射し（Ｄ０）、第１レンズ群１０１から第２レンズ群１０２により開口絞りＳＴＯ付近で光学条件５の範囲に収束し（ＤＳ）、レンズ全長（ＴＬ）は光学条件４の範囲となる。したがって、Ｃ４値の大きさが１．０以下，又はＣ５値の大きさが０．５以下の場合、レンズ系のパワーバランスが崩れて収差の発生が多くなるとともに、Ｃ４値の大きさが３．０以上，又はＣ５値の大きさが１．０以上の場合、レンズ全長が長くなる。

全系におけるＦナンバーは、第３レンズ群１０３の通過後、像ＩＭＧ面に入射する光軸Ｄｃからの軸上光束の最大角度で決まり、この場合、Ｄ０は全系の入射瞳径、ＤＳはほぼ開口絞りＳＴＯの径となる（第２レンズ群１０２までの像点が無限遠ではないので実際とは異なる）。したがって、無限物体距離の撮影半画角ωが２０゜より小さい場合、即ち、標準撮影画角より望遠側においては、Ｄ０＞ＤＳとなり第１レンズ群１０１の最大レンズ径に影響する。特に、Ｆナンバーが１．０以下になった場合、第１レンズ群１０１の最大レンズ径は大口径になる。このため、Ｃ４値が１．３以下の場合、レンズ全長が短かくなり過ぎることになり、Ｆナンバーが１．０以下の大口径撮像光学系の像性能を保つ（収差補正する）ための必要なレンズ枚数により構成することができなくなる。一方、Ｃ４値が３．０以上の場合、不必要に大型化を招いてしまう。

Ｃ５値は、開口絞りＳＴＯの大きさを適切な値にするため、０．４以下の場合、入射光束を第２レンズ群１０２までに収斂させる必要から第２レンズ群１０２の正レンズパワーを強くすることになる。したがって、レンズ面の曲率がきつくなり、加工性が悪くなるとともに、その面に生じる収差発生に対する補正が困難になる。また、Ｃ５値が、１．０以上の場合には、第３レンズ群１０３が大型化し、特にカメラとの接続マウントのある交換レンズの場合、後玉の小型化が困難になる。 実施例１の場合、図３に示すように、ＡＦＬは５８．５０ｍｍ、ωは１０．７５゜、ＦＮＯは０．９３、ＦＬ３は３８．００ｍｍ、ＴＬは９５．０７ｍｍ、ＤＳは４０．８６、Ｄ０は６２．９０となる。したがって、Ｃ４値は１．５１となり、１．３＜Ｃ４＜３．０の光学条件４を満たすとともに、Ｃ５値は０．６５となり、０．４＜Ｃ５＜１．０の光学条件５を満たす。

次に、実施例２に係る大口径撮像光学系Ｃについて、図５，図２−図３，図１３及び表２を参照して説明する。

図５は、実施例２に係る大口径撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例２も、基本構成として、開口絞りＳＴＯに対して物体ＯＢＪ側に配した第２レンズ群１０２，この第２レンズ群１０２に対して物体ＯＢＪ側に配した第１レンズ群１０１，及び開口絞りＳＴＯに対して像ＩＭＧ側に配した第３レンズ群１０３を備える。実施例２の、実施例１に対する主たる相違点は、フォーカス調整機能部５１を変更した点にある。

第１レンズ群１０１は、正の屈折力を有し、最も物体ＯＢＪ側から、両凹レンズを用いた負レンズＬ１，両凸レンズを用いた正レンズＬ２，物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝５）を凸面に形成した正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ３の計３枚のレンズにより構成する。したがって、正レンズＬ２，Ｌ３に対する負レンズＬ１の枚数差は１枚（１枚以下）となり、その基本構成は、実施例１と同じになる。

第２レンズ群１０２は、物体ＯＢＪ側から、物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝７）を凸面に形成した正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ４，物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝９）を凸面に形成した正レンズＬ５，開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面（ｉ＝１２）を曲率の強い凹面に形成した負レンズＬ６の計３枚のレンズにより構成する。この場合、基本構成は、実施例１と同じになるが、正レンズＬ５と負レンズＬ６は接合レンズＪｃにより構成する点が異なる。

第３レンズ群１０３は、物体ＯＢＪ側から、物体ＯＢＪに凹面を有する負レンズＬ７と像ＩＭＧ側に凸面を有する正レンズＬ８を接合した接合レンズＪａ，両凹面を有する負レンズＬ１０と両凸面を有する正レンズＬ９を接合した接合レンズＪｂ，像ＩＭＧ側のレンズ面（ｉ＝２２）を凹面に形成した正メニスカスレンズ（最終レンズ）Ｌ１１の計５枚（５枚以下）のレンズにより構成する。この場合、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面（ｉ＝１３）は曲率の強い凹面となる。また、最終レンズＬ１１は、実施例１と同様、正の屈折力を有し、かつ球面形状に形成したレンズ面を有している。

したがって、実施例２におけるレンズ系の全体構成には、物体ＯＢＪ側から一枚の両凹レンズＬ１と二枚の正レンズＬ２，Ｌ３を含む三枚のレンズにより構成した第１レンズ群１０１と、二枚の正レンズＬ４，Ｌ５と像ＩＭＧ側が曲率の強い負レンズＬ６を有するとともに、像ＩＭＧ側の正レンズＬ５と負レンズＬ６を接合レンズＪｃにより構成した第２レンズ群１０２と、物体ＯＢＪ側に曲率の強い負レンズＬ７と正レンズＬ８を接合した接合レンズＪａ，負レンズＬ９と正レンズＬ１０を接合した接合レンズＪｂ，及び正レンズＬ１１の五枚のレンズにより構成した第３レンズ群１０３が含まれる。このようなレンズ系により構成すれば、特に、大口径撮像光学系Ｃを、球面レンズのみにより構成する場合において最適となる最少のレンズ枚数により構築することができる。

そして、フォーカス調整機能部５１は、無限遠から近距離への物点移動における合焦時に、第１レンズ群１０１と第２レンズ群１０２を一体としてＦｍ方向へ移動させるとともに、第３レンズ群１０３を単独によりＦｍ方向へ移動させる合焦方式となる。したがって、実施例２は、合焦時に、特に、第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３間の空気間隔Ｓ２を変化させる点が特徴となる。その他、実施例２の構成において、実施例１と同一部分及び同一機能部分には、同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

表２に、実施例２の大口径撮像光学系Ｃにおけるレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時の大口径撮像光学系Ｃは、焦点距離：５８．１５ｍｍ，Ｆナンバー：０．９３，半画角：１０．７９゜である。また、撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２０」）としたデータ（フォーカス可変間隔）を示す。

表２及び図２に示すように、前述した光学条件１におけるＡＦＬは５８．１５ｍｍ，ＦＬ１は９３．１９ｍｍとなる。したがって、ＦＬ１／ＡＦＬ、即ち、Ｃ１は「１．６０」となるため、１．０＜Ｃ１＜４．５の光学条件１を満たす。また、光学条件２におけるＤ１１は１．３０ｍｍ，Ｄ１２は１．３０ｍｍ，ＯＰ１は８８．５０ｍｍ，ＯＰ２は１２９．２９ｍｍとなる。したがって、ΔＯＰは−４０．７９となり、Ｃ２は「０．４７」となるため、０．３＜Ｃ２＜２．５の光学条件２を満たす。さらに、光学条件３におけるＴＬ１は１７．５６ｍｍ，ＴＬ２３は６０．５０ｍｍとなる。したがって、ＴＬ１／ＴＬ２３、即ち、Ｃ３は「０．２９」となるため、０．０１＜Ｃ３＜１．０の光学条件３を満たす。さらに、実施例２は、ＡＦＬが５８．１５ｍｍ、ωは１０．７９゜、ＦＮＯは０．９３、ＦＬ３は３４．８１ｍｍ、ＴＬは９７．５７ｍｍ、ＤＳは３７．４３、Ｄ０は６２．５３となる。したがって、Ｃ４は１．５６となり、１．３＜Ｃ４＜３．０の光学条件４を満たすとともに、Ｃ５は０．６０となり、０．４＜Ｃ５＜１．０の光学条件５を満たす。

一方、図１３には、実施例２の大口径撮像光学系Ｃにおける撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２０」）とした縦収差図を示す。図１３に示すように、撮影倍率が「０．００」，「０．１０」，「０．２０」のいずれの場合であっても良好な収差、即ち、撮像性能が得られることを確認できる。したがって、実施例２の大口径撮像光学系Ｃも、Ｆナンバーが０．９乃至１．０の範囲に設定され、かつ撮影倍率は０．２以上に設定可能となる。

次に、実施例３に係る大口径撮像光学系Ｃについて、図６，図２−図３，図１４及び表３を参照して説明する。

図６は、実施例３に係る大口径撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例３も、基本構成として、開口絞りＳＴＯに対して物体ＯＢＪ側に配した第２レンズ群１０２，この第２レンズ群１０２に対して物体ＯＢＪ側に配した第１レンズ群１０１，及び開口絞りＳＴＯに対して像ＩＭＧ側に配した第３レンズ群１０３を備える。実施例３の、実施例１に対する主たる相違点は、フォーカス調整機能部５１を変更、特に、リアフォーカス方式にした点にある。

第１レンズ群１０１は、正の屈折力を有し、最も物体ＯＢＪ側から、両凹レンズを用いた負レンズＬ１，物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝３）を凸面に形成した正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ２，物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝５）を凸面に形成した正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ３の計３枚のレンズにより構成する。したがって、正レンズＬ２，Ｌ３に対する負レンズＬ１の枚数差は１枚（１枚以下）となり、その基本構成は、実施例１と同じになる。

第２レンズ群１０２は、物体ＯＢＪ側から、物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝７）を凸面に形成した正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ４，物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝９）を凸面に形成した正レンズＬ５，開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面（ｉ＝１２）を曲率の強い凹面に形成した負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ６の計３枚のレンズにより構成する。この場合、基本構成は、実施例１と同じになる。

第３レンズ群１０３は、物体ＯＢＪ側から、物体ＯＢＪに凹面を有する負レンズＬ７と像ＩＭＧ側に凸面を有する正レンズＬ８を接合した接合レンズＪａ，両凸面を有する正レンズＬ９と物体ＯＢＪ側のレンズ面を凹面に形成した負レンズＬ１０を接合した接合レンズＪｂ，物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝２１）を凸面に形成した正レンズ（最終レンズ）Ｌ１１の計５枚（５枚以下）のレンズにより構成する。この場合、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面（ｉ＝１３）は曲率の強い凹面となる。

また、フォーカス調整機能部５１は、無限遠から近距離への物点移動における合焦時に、第１レンズ群１０１を像ＩＭＧ面に対して固定し、第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３を一体としてＦｍ方向へ移動させる合焦方式となる。したがって、実施例３は、基本的に、全長の変化しないリアフォーカス方式となり、合焦時に、第２レンズ群１０２の前方、即ち、物体ＯＢＪ側の空気間隔Ｓ１を変化させることができる。このように機能するフォーカス調整機能部５１を設ければ、基本的に、全長の変化しないリアフォーカス方式とすることができるため、特に、広角レンズや望遠レンズを構築する際に、撮影画角域で大きく重い物体ＯＢＪ側の第１レンズ群１０１を移動させることがなく、鏡筒機構の構造簡略化を図ることができる。その他、実施例３の構成において、実施例１（及び実施例２）と同一部分及び同一機能部分には、同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

表３に、実施例３の大口径撮像光学系Ｃにおけるレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時の大口径撮像光学系Ｃは、焦点距離：５８．５０ｍｍ，Ｆナンバー：０．９５，半画角：１０．６９゜である。また、撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２０」）としたデータ（フォーカス可変間隔）を示す。

表３及び図２に示すように、前述した光学条件１におけるＡＦＬは５８．５０ｍｍ，ＦＬ１は１３７．１５ｍｍとなる。したがって、ＦＬ１／ＡＦＬ、即ち、Ｃ１は「２．３４」となるため、１．０＜Ｃ１＜４．５の光学条件１を満たす。また、光学条件２におけるＤ１１は１６．３０ｍｍ，Ｄ１２は３．６０ｍｍ，ＯＰ１は１３２．１３ｍｍ，ＯＰ２は２７６．７０ｍｍとなる。したがって、ΔＯＰは−１５７．２７となり、Ｃ２は「１．３６」となるため、０．３＜Ｃ２＜２．５の光学条件２を満たす。さらに、光学条件３におけるＴＬ１は１６．１４ｍｍ，ＴＬ２３は５３．３７ｍｍとなる。したがって、Ｃ３は「０．３０」となるため、０．０１＜Ｃ３＜１．０の光学条件３を満たす。加えて、実施例３は、ＡＦＬが５８．５０ｍｍ、ωは１０．６９゜、ＦＮＯは０．９５、ＦＬ３は３８．９２ｍｍ、ＴＬは１０３．６０ｍｍ、ＤＳは４０．９７、Ｄ０は６１．５８となる。したがって、Ｃ４は１．６８となり、１．３＜Ｃ４＜３．０の光学条件４を満たすとともに、Ｃ５は０．６７となり、０．４＜Ｃ５＜１．０の光学条件５を満たす。

他方、図１４には、実施例３の大口径撮像光学系Ｃにおける撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２０」）とした縦収差図を示す。図１４に示すように、撮影倍率が「０．００」，「０．１０」，「０．２０」のいずれの場合であっても良好な収差、即ち、撮像性能が得られることを確認できる。したがって、実施例３の大口径撮像光学系Ｃも、Ｆナンバーが０．９乃至１．０の範囲に設定され、かつ撮影倍率は０．２以上に設定可能となる。

次に、実施例４に係る大口径撮像光学系Ｃについて、図７，図２−図３，図１５及び表４を参照して説明する。

図７は、実施例４に係る大口径撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例４も、基本構成として、開口絞りＳＴＯに対して物体ＯＢＪ側に配した第２レンズ群１０２，この第２レンズ群１０２に対して物体ＯＢＪ側に配した第１レンズ群１０１，及び開口絞りＳＴＯに対して像ＩＭＧ側に配した第３レンズ群１０３を備える。実施例４の、実施例１に対して異なる点は、第１レンズ群１０１のレンズ枚数を２枚とした点、第３レンズ群１０３のレンズ枚数を４枚とした点、最終レンズＬ１０の像ＩＭＧ側のレンズ面を非球面形状にした点にあり、これにより、実施例１に対して、より広角可能にすることができる。

第１レンズ群１０１は、正の屈折力を有し、最も物体ＯＢＪ側から、物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝１）を凸面に形成した負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ１，物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝３）を凸面に形成した正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ２の計２枚のレンズにより構成する。したがって、正レンズＬ２に対する負レンズＬ１の枚数差は０（１枚以下）となる。

第２レンズ群１０２は、物体ＯＢＪ側から、物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝５）を凸面に形成した正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ４，物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝７）を凸面に形成した正メニスカスレンズＬ５，開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面（ｉ＝１０）を曲率の強い凹面に形成した負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ６の計３枚のレンズにより構成する。したがって、基本構成は、実施例１と同じになる。

第３レンズ群１０３は、物体ＯＢＪ側から、両凹レンズを用いた負レンズＬ７と両凸レンズを用いた正レンズＬ８を接合した接合レンズＪａ，両凸レンズを用いた正レンズＬ９と像ＩＭＧ側に凸面を有する負メニスカスレンズ（負レンズ：最終レンズ）Ｌ１０を接合した接合レンズＪｂの計４枚（５枚以下）のレンズにより構成する。この場合、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面（ｉ＝１１）は曲率の強い凹面となる。

また、最終レンズＬ１０の像ＩＭＧ側のレンズ面（ｉ＝１８）は非球面形状となる。このように、第３レンズ群１０３に、少なくとも像ＩＭＧ側のレンズ面を、非球面形状に形成した最終レンズＬ１０を含ませれば、より容易に収差補正を行うことができる。しかも、非球面形状にすることにより、交換レンズ等におけるマウント径による制約に対して容易に適合させることができるとともに、ガウス型の欠点であるサジタルコマの補正を負担させることができるため、他のレンズにおける収差補正の負担を軽減することができる。

一方、フォーカス調整機能部５１は、実施例１と同様に機能させることができる。その他、実施例４の構成において、実施例１と同一部分及び同一機能部分には、同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

表４に、実施例４の大口径撮像光学系Ｃにおけるレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時の大口径撮像光学系Ｃは、焦点距離：４２．００ｍｍ，Ｆナンバー：０．９７，半画角：１４．８４゜である。また、撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２０」，「０．２５」）としたデータ（フォーカス可変間隔）を示す。

表４の「非球面係数」は、面の中心を原点とし、光軸Ｄｃ方向をＺとした直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、ＡＳＰを非球面の面番号としたとき、Ｚは数１により表される。数１において、Ｒは中心曲率半径、Ｋは円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０は、それぞれ４次，６次，８次，１０次の非球面係数、Ｈは光軸上の原点からの距離である。なお、表４において、「Ｅ」は「×１０」を意味する。

また、表４及び図２に示すように、前述した光学条件１におけるＡＦＬは４２．００ｍｍ，ＦＬ１は１１７．８０ｍｍとなる。したがって、ＦＬ１／ＡＦＬ、即ち、Ｃ１は「２．８０」となるため、１．０＜Ｃ１＜４．５の光学条件１を満たす。また、光学条件２におけるＤ１１は６．２３ｍｍ，Ｄ１２は０．５８ｍｍ，ＯＰ１は１２６．４９ｍｍ，ＯＰ２は２７５．３４ｍｍとなる。したがって、ΔＯＰは−１５４．５０となり、Ｃ２は「１．２８」となるため、０．３＜Ｃ２＜２．５の光学条件２を満たす。さらに、光学条件３におけるＴＬ１は２６．２５ｍｍ，ＴＬ２３は４６．８０ｍｍとなる。したがって、Ｃ３は「０．５６」となるため、０．０１＜Ｃ３＜１．０の光学条件３を満たす。加えて、実施例４は、ＡＦＬが４２．００ｍｍ、ωは１４．８４゜、ＦＮＯは０．９７、ＦＬ３は３１．４１ｍｍ、ＴＬは９８．５７ｍｍ、ＤＳは３２．３８、Ｄ０は４３．３０となる。したがって、Ｃ４は２．２８となり、１．３＜Ｃ４＜３．０の光学条件４を満たすとともに、Ｃ５は０．７５となり、０．４＜Ｃ５＜１．０の光学条件５を満たす。

他方、図１５には、実施例４の大口径撮像光学系Ｃにおける撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２５」）とした縦収差図を示す。図１５に示すように、撮影倍率が「０．００」，「０．１０」，「０．２５」のいずれの場合であっても良好な収差、即ち、撮像性能が得られることを確認できる。したがって、実施例４の大口径撮像光学系Ｃも、Ｆナンバーが０．９乃至１．０の範囲に設定され、かつ撮影倍率は０．２以上に設定可能となる。

次に、実施例５に係る大口径撮像光学系Ｃについて、図８，図２−図３，図１６及び表５を参照して説明する。

図８は、実施例５に係る大口径撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例５も、基本構成として、開口絞りＳＴＯに対して物体ＯＢＪ側に配した第２レンズ群１０２，この第２レンズ群１０２に対して物体ＯＢＪ側に配した第１レンズ群１０１，及び開口絞りＳＴＯに対して像ＩＭＧ側に配した第３レンズ群１０３を備える。

また、実施例５の具体的構成は実施例４と同じである。実施例５の、実施例４に対して異なる点は、フォーカス調整機能部５１を、実施例３と同様のリアフォーカス方式により機能させる点、第３レンズ群１０３に、実施例２と同様の、接合レンズＪｂの像ＩＭＧ側に最終レンズＬ１１を追加した点である。

即ち、実施例５のフォーカス調整機能部５１は、無限遠から近距離への物点移動におけ
る合焦時に、第１レンズ群１０１を像ＩＭＧ面に対して固定し、第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３を一体としてＦｍ方向へ移動させる合焦方式となる。したがって、実施例５は、基本的に、全長の変化しないリアフォーカス方式となり、合焦時に、第２レンズ群１０２の前方、即ち、物体ＯＢＪ側の空気間隔Ｓ１を変化させることができる。

一方、第３レンズ群１０３の最終レンズＬ１１は、実施例２と同様、接合レンズＪｂの像ＩＭＧ側に追加した。即ち、像ＩＭＧ側のレンズ面を凹面に形成した正メニスカスレンズを接合レンズＪｂの像ＩＭＧ側に追加した。したがって、この最終レンズＬ１１におけるレンズ面の形状は球面形状である。その他、実施例５の構成において、実施例４（及び実施例１，２）と同一部分及び同一機能部分には、同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

表５に、実施例５の大口径撮像光学系Ｃにおけるレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時の大口径撮像光学系Ｃは、焦点距離：４２．００ｍｍ，Ｆナンバー：０．９６，半画角：１４．８７゜である。また、撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２０」）としたデータ（フォーカス可変間隔）を示す。

表５及び図２に示すように、前述した光学条件１におけるＡＦＬは４２．００ｍｍ，ＦＬ１は１２４．７０ｍｍとなる。したがって、ＦＬ１／ＡＦＬ、即ち、Ｃ１は「２．９７」となるため、１．０＜Ｃ１＜４．５の光学条件１を満たす。また、光学条件２におけるＤ１１は１０．２５ｍｍ，Ｄ１２は１．４５ｍｍ，ＯＰ１は１３８．２１ｍｍ，ＯＰ２は３２２．７６ｍｍとなる。したがって、ΔＯＰは−１９３．３６となり、Ｃ２は「１．５１」となるため、０．３＜Ｃ２＜２．５の光学条件２を満たす。さらに、光学条件３におけるＴＬ１は２７．８９ｍｍ，ＴＬ２３は５２．４６ｍｍとなる。したがって、Ｃ３は「０．５６」となるため、０．０１＜Ｃ３＜１．０の光学条件３を満たす。加えて、実施例５は、ＡＦＬが４２．００ｍｍ、ωは１４．８７゜、ＦＮＯは０．９６、ＦＬ３は３１．７２ｍｍ、ＴＬは１０８．３７ｍｍ、ＤＳは３３．０４、Ｄ０は４３．７５となる。したがって、Ｃ４は２．４８となり、１．３＜Ｃ４＜３．０の光学条件４を満たすとともに、Ｃ５は０．７６となり、０．４＜Ｃ５＜１．０の光学条件５を満たす。

他方、図１６には、実施例５の大口径撮像光学系Ｃにおける撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２０」）とした縦収差図を示す。図１６に示すように、撮影倍率が「０．００」，「０．１０」，「０．２０」のいずれの場合であっても良好な収差、即ち、撮像性能が得られることを確認できる。したがって、実施例５の大口径撮像光学系Ｃも、Ｆナンバーが０．９乃至１．０の範囲に設定され、かつ撮影倍率は０．２以上に設定可能となる。

次に、実施例６に係る大口径撮像光学系Ｃについて、図９，図２−図３，図１７及び表６を参照して説明する。

図９は、実施例６に係る大口径撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例６も、基本構成として、開口絞りＳＴＯに対して物体ＯＢＪ側に配した第２レンズ群１０２，この第２レンズ群１０２に対して物体ＯＢＪ側に配した第１レンズ群１０１，及び開口絞りＳＴＯに対して像ＩＭＧ側に配した第３レンズ群１０３を備える。

また、実施例６の具体的な構成は実施例５と同じである。実施例６の、実施例５に対して異なる点は、フォーカス調整機能部５１を実施例５と同様のリアフォーカス方式により機能させるも、無限遠から近距離への物点移動における合焦時に、第１レンズ群１０１を像ＩＭＧ面に対して固定し、第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３をそれぞれ独立してＦｍ方向へ移動させる合焦方式となる。したがって、実施例６は、基本的に、全長の変化しないリアフォーカス方式になるとともに、合焦時には、第２レンズ群１０２の前後の空気間隔Ｓ１，Ｓ２をそれぞれ変化させることができる。その他、実施例６の構成において、実施例５と同一部分及び同一機能部分には、同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

表６に、実施例６の大口径撮像光学系Ｃにおけるレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時の大口径撮像光学系Ｃは、焦点距離：４２．００ｍｍ，Ｆナンバー：０．９３，半画角：１４．７３゜である。また、撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「．２０」，「０．２４」）としたデータ（フォーカス可変間隔）を示す。

表６及び図２に示すように、前述した光学条件１におけるＡＦＬは４２．００ｍｍ，ＦＬ１は１４８．０４ｍｍとなる。したがって、ＦＬ１／ＡＦＬ、即ち、Ｃ１は「３．５２」となるため、１．０＜Ｃ１＜４．５の光学条件１を満たす。また、光学条件２におけるＤ１１は１２．３４ｍｍ，Ｄ１２は１．６０ｍｍ，ＯＰ１は１６４．９６ｍｍ，ＯＰ２は４７５．９５ｍｍとなる。したがって、ΔＯＰは−３２１．７２となり、Ｃ２は「２．１１」となるため、０．３＜Ｃ２＜２．５の光学条件２を満たす。さらに、光学条件３におけるＴＬ１は２９．１３ｍｍ，ＴＬ２３は４９．３３ｍｍとなる。したがって、Ｃ３は「０．
５９」となるため、０．０１＜Ｃ３＜１．０の光学条件３を満たす。加えて、実施例６は、ＡＦＬが４２．００ｍｍ、ωは１４．７３゜、ＦＮＯは０．９３、ＦＬ３は３３．４２ｍｍ、ＴＬは１０８．５７ｍｍ、ＤＳは３５．９４、Ｄ０は４５．１６となる。したがって、Ｃ４は２．４０となり、１．３＜Ｃ４＜３．０の光学条件４を満たすとともに、Ｃ５は０．８０となり、０．４＜Ｃ５＜１．０の光学条件５を満たす。

他方、図１７には、実施例６の大口径撮像光学系Ｃにおける撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２４」）とした縦収差図を示す。図１７に示すように、撮影倍率が「０．００」，「０．１０」，「０．２４」のいずれの場合であっても良好な収差、即ち、撮像性能が得られることを確認できる。したがって、実施例６の大口径撮像光学系Ｃも、Ｆナンバーが０．９乃至１．０の範囲に設定され、かつ撮影倍率は０．２以上に設定可能となる。

次に、実施例７に係る大口径撮像光学系Ｃについて、図１０，図２−図３，図１８及び表７を参照して説明する。

図１０は、実施例７に係る大口径撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例７も、基本構成として、開口絞りＳＴＯに対して物体ＯＢＪ側に配した第２レンズ群１０２，この第２レンズ群１０２に対して物体ＯＢＪ側に配した第１レンズ群１０１，及び開口絞りＳＴＯに対して像ＩＭＧ側に配した第３レンズ群１０３を備える。

実施例７の、実施例１に対して異なる点は、第１レンズ群１０１のレンズ枚数を４枚とした点、第３レンズ群１０３のレンズ枚数を４枚とした点、最終レンズＬ１０の像ＩＭＧ側のレンズ面を非球面形状にした点、フォーカス調整機能部５１をリアフォーカス方式により機能させる点にある。これにより、実施例７は、実施例１−６に対して更に広角化が可能になる。

第１レンズ群１０１は、最も物体ＯＢＪ側から、物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝１）を凸面に形成した負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ１，両凹レンズを用いた負レンズＬ１ａ，両凸レンズを用いた正レンズＬ２，物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝７）を凸面に形成した正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ３の計４枚のレンズにより構成する。したがって、正レンズＬ２，Ｌ３に対する負レンズＬ１，Ｌ１ａの枚数差は０（１枚以下）になるとともに、第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３を構成するレンズの合計枚数は７枚であり、第１レンズ群１０１におけるレンズ枚数（４枚）は、第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３を構成するレンズの合計枚数以下となる。

また、実施例７の第１レンズ群１０１には、二枚以上の負レンズＬ１，Ｌ１ａにより構成する第１負レンズ群Ｇｎと、二枚以上の正レンズＬ２，Ｌ３により構成する第１正レンズ群Ｇｐが含まれる。このように、第１レンズ群１０１を構成するに際し、二枚以上の負レンズＬ１，Ｌ１ａにより構成する第１負レンズ群Ｇｎと、二枚以上の正レンズＬ２，Ｌ３により構成する第１正レンズ群Ｇｐを含めて構成すれば、第１負レンズ群Ｇｎの存在により、広角の撮像画角になるほど、軸上光束に対して軸外光束をより発散させることができるため、コマ収差，歪曲収差及び像面湾曲等の軸外の諸収差の補正を有利に行うことができるとともに、第１正レンズ群Ｇｐの存在により、発散した光束を収束させる際に、軸外光束の径を軸上光束の径にほぼ一致させることができる。

第２レンズ群１０２は、物体ＯＢＪ側から、両凸レンズを用いた正レンズＬ４，物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝１１）を凸面に形成した正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ５，像ＩＭＧ側のレンズ面を凹面に形成した負レンズＬ６の計３枚のレンズにより構成する。したがって、第２レンズ群１０２の基本構成は、実施例６と同じになる

第３レンズ群１０３は、物体ＯＢＪ側から、両凹レンズを用いた負レンズＬ７と両凸レンズを用いた正レンズＬ８を接合した接合レンズＪａ，両凸レンズを用いた正レンズＬ９と像ＩＭＧ側に凸面を有する負メニスカスレンズ（負レンズ：最終レンズ）Ｌ１０を接合した接合レンズＪｂの計４枚（５枚以下）のレンズにより構成する。この場合、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面（ｉ＝１５）は曲率の強い凹面となる。また、最終レンズＬ１０の像ＩＭＧ側のレンズ面（ｉ＝２２）は非球面形状となる。

一方、実施例７のフォーカス調整機能部５１は、実施例５と同様に機能させることができる。即ち、無限遠から近距離への物点移動における合焦時に、４枚のレンズにより構成した第１レンズ群１０１を像ＩＭＧ面に対して固定し、第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３を一体としてＦｍ方向へ移動させる合焦方式となる。したがって、実施例７は、基本的に、全長の変化しないリアフォーカス方式となり、合焦時に、第２レンズ群１０２の前方、即ち、物体ＯＢＪ側の空気間隔Ｓ１を変化させることができる。その他、実施例７の構成において、実施例１と同一部分及び同一機能部分には、同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

表７に、実施例７の大口径撮像光学系Ｃにおけるレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時の大口径撮像光学系Ｃは、焦点距離：２６．８７ｍｍ，Ｆナンバー：０．９８，半画角：２２．６８゜である。また、撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２０」，「０．２５」）としたデータ（フォーカス可変隔）を示す。

表７及び図２に示すように、前述した光学条件１におけるＡＦＬは２６．８７ｍｍ，ＦＬ１は９５．８９ｍｍとなる。したがって、ＦＬ１／ＡＦＬ、即ち、Ｃ１は「３．５７」となるため、１．０＜Ｃ１＜４．５の光学条件１を満たす。また、光学条件２におけるＤ１１は９．２３ｍｍ，Ｄ１２は３．６７ｍｍ，ＯＰ１は１３７．５６ｍｍ，ＯＰ２は２８８．４２ｍｍとなる。したがって、ΔＯＰは−１５６．４３となり、Ｃ２は「１．２２」となるため、０．３＜Ｃ２＜２．５の光学条件２を満たす。さらに、光学条件３におけるＴＬ１は３４．７５ｍｍ，ＴＬ２３は４５．６１ｍｍとなる。したがって、Ｃ３は「０．７６」となるため、０．０１＜Ｃ３＜１．０の光学条件３を満たす。なお、実施例７の場合、撮影画角が２０゜以上のため、光学条件４，５に係わるＣ４，Ｃ５に関係するデータは未収得である。

一方、図１８には、実施例７の大口径撮像光学系Ｃにおける撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２５」）とした縦収差図を示す。図１８に示すように、撮影倍率が「０．００」，「０．１０」，「０．２５」のいずれの場合であっても良好な収差、即ち、撮像性能が得られることを確認できる。したがって、実施例７の大口径撮像光学系Ｃも、Ｆナンバーが０．９乃至１．０の範囲に設定され、かつ撮影倍率は０．２以上に設定可能となる。

次に、実施例８に係る大口径撮像光学系Ｃについて、図１１，図２−図３，図１９及び表８を参照して説明する。

図１１は、実施例８に係る大口径撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例８も、基本構成として、開口絞りＳＴＯに対して物体ＯＢＪ側に配した第２レンズ群１０２，この第２レンズ群１０２に対して物体ＯＢＪ側に配した第１レンズ群１０１，及び開口絞りＳＴＯに対して像ＩＭＧ側に配した第３レンズ群１０３を備える。

実施例８の、実施例７に対する主たる相違点は、第２レンズ群１０２を構成する正レンズＬ５と負レンズＬ６を接合レンズＪｃにより構成した点、第３レンズ群１０３にレンズ面の双方を非球面形状に形成した最終レンズＬ１１を追加した点にある。これにより、実施例８は、実施例１−７に対して、更に広角化を可能にすることができる。

第１レンズ群１０１は、最も物体ＯＢＪ側から、物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝１）を凸面に形成した負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ１，物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝３）を凸面に形成した負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ１ａ，物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝５）を凹面に形成した正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ２，両凸レンズを用いた正レンズＬ３の計４枚のレンズにより構成する。したがって、実施例７と同様、正レンズＬ２，Ｌ３に対する負レンズＬ１，Ｌ１ａの枚数差は０（１枚以下）になるとともに、第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３を構成するレンズの合計枚数は８枚であり、第１レンズ群１０１におけるレンズ枚数（４枚）は、第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３を構成するレンズの合計枚数以下となる。したがって、実施例８の第１レンズ群１０１には、二枚以上の負レンズＬ１，Ｌ１ａにより構成する第１負レンズ群Ｇｎと、二枚以上の正レンズＬ２，Ｌ３により構成する第１正レンズ群Ｇｐが含まれる。

第２レンズ群１０２は、物体ＯＢＪ側から、両凸レンズを用いた正レンズＬ４，両凸レンズを用いた正レンズＬ５，両凹レンズを用いた負レンズＬ６の計３枚のレンズにより構成し、正レンズＬ５と負レンズＬ６は接合レンズＪｃにより構成する。

第３レンズ群１０３は、物体ＯＢＪ側から、両凹レンズを用いた負レンズＬ７と両凸レンズを用いた正レンズＬ８を接合した接合レンズＪａ，物体ＯＢＪ側のレンズ面を凸面に形成した負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ９と両凸レンズを用いた正レンズＬ１０を接合した接合レンズＪｂを有するとともに、更に、接合レンズＪｂの像ＩＭＧ側には、像ＩＭＧ側のレンズ面を凸面に形成した正レンズ（最終レンズ）Ｌ１１を有する。この場合、開口絞りＳＴＯに対向するレンズ面（ｉ＝１５）は曲率の強い凹面となる。また、最終レンズＬ１１の双方のレンズ面（ｉ＝２３，２４）は非球面形状に形成する。一方、実施例８のフォーカス調整機能部５１は、実施例７と同様に機能させることができる。その他、実施例８の構成において、実施例７（及び実施例１）と同一部分及び同一機能部分には、同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

表８に実施例８の大口径撮像光学系Ｃにおけるレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時の大口径撮像光学系Ｃは、焦点距離：１６．５２ｍｍ，Ｆナンバー：０．９５，半画角：３４．４３゜である。また、撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２０」，「０．２５」）としたデータ（フォーカス可変隔）を示す。

表８及び図２に示すように、前述した光学条件１におけるＡＦＬは１６．５２ｍｍ，ＦＬ１は５０．７４ｍｍとなる。したがって、ＦＬ１／ＡＦＬ、即ち、Ｃ１は「３．０７」となるため、１．０＜Ｃ１＜４．５の光学条件１を満たす。また、光学条件２におけるＤ１１は５．８５ｍｍ，Ｄ１２は２．３３ｍｍ，ＯＰ１は８９．４１ｍｍ，ＯＰ２は１４４．７８ｍｍとなる。したがって、ΔＯＰは−５８．８９となり、Ｃ２は「０．７０」となるため、０．３＜Ｃ２＜２．５の光学条件２を満たす。さらに、光学条件３におけるＴＬ１は４０．２７ｍｍ，ＴＬ２３は４３．６６ｍｍとなる。したがって、Ｃ３は「０．９２」となるため、０．０１＜Ｃ３＜１．０の光学条件３を満たす。なお、実施例８の場合、撮影画角が２０゜以上のため、光学条件４，５に係わるＣ４，Ｃ５に関係するデータは未収得である。

一方、図１９には、実施例８の大口径撮像光学系Ｃにおける撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２５」）とした縦収差図を示す。図１９に示すように、撮影倍率が「０．００」，「０．１０」，「０．２５」のいずれの場合であっても良好な収差、即ち、撮像性能が得られることを確認できる。したがって、実施例７の大口径撮像光学系Ｃも、Ｆナンバーが０．９乃至１．０の範囲に設定され、かつ撮影倍率は０．２以上に設定可能となる。

次に、実施例９に係る大口径撮像光学系Ｃについて、図１２，図２−図３，図２０及び表９を参照して説明する。

図１２は、実施例９に係る大口径撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例９も、基本構成として、開口絞りＳＴＯに対して物体ＯＢＪ側に配した第２レンズ群１０２，この第２レンズ群１０２に対して物体ＯＢＪ側に配した第１レンズ群１０１，及び開口絞りＳＴＯに対して像ＩＭＧ側に配した第３レンズ群１０３を備える。

実施例９は、前述した光学条件４，５のいわば限界例となる。また、例示した実施例１−９中、レンズ枚数を最も少なくし、最もコンパクトに構成した大口径撮像光学系Ｃとなる。したがって、実施例９の、実施例１に対する主たる相違点は、第１レンズ群１０１を１枚の正レンズＬ２により構成した点、第３レンズ群１０３を４枚のレンズにより構成した点にある。

第１レンズ群１０１は、物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝１）を凸面に形成した一枚の正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ２により構成した。この場合、正レンズＬ２のレンズ面の双方を非球面形状にする。このように、第１レンズ群１０１を、非球面形状を有する一枚の正レンズＬ２により構成すれば、非球面形状により球面収差をはじめとする諸収差補正を強化しつつ、大口径撮像光学系Ｃを構成するレンズ枚数を最少にすることができる。また、第１レンズ群１０１における正レンズＬ２は１枚，負レンズの枚数は０枚になるため、その枚数差（１枚）は１枚以下になる。

第２レンズ群１０２は、物体ＯＢＪ側から、物体ＯＢＪ側のレンズ面（ｉ＝３）を凸面に形成した正レンズＬ４，両凸レンズを用いた正レンズＬ５，両凹レンズを用いた負レンズＬ６の計３枚のレンズにより構成し、正レンズＬ５と負レンズＬ６は接合レンズＪｃにより構成する。

第３レンズ群１０３は、物体ＯＢＪ側から、両凹レンズを用いた負レンズＬ７と両凸レンズを用いた正レンズＬ８を接合した接合レンズＪａ，物体ＯＢＪ側のレンズ面を凸面に形成した負メニスカスレンズ（負レンズ）Ｌ９と像ＩＭＧ側のレンズ面を凹面に形成した正メニスカスレンズ（正レンズ）Ｌ１０を接合した接合レンズＪｂを有する。また、最終レンズＬ１０となる正レンズＬ１０の像ＩＭＧ側のレンズ面（ｉ＝１６）は非球面形状にする。一方、実施例９のフォーカス調整機能部５１は、実施例２と同様に機能させることができる。その他、実施例９の構成において、実施例１と同一部分及び同一機能部分には、同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

表９に、実施例９の大口径撮像光学系Ｃにおけるレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時の大口径撮像光学系Ｃは、焦点距離：４２．０２ｍｍ，Ｆナンバー：０．９８，半画角：１４．９８゜である。また、撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２０」，「０．２５」）としたデータ（フォーカス可変隔）を示す。

表９及び図２に示すように、前述した光学条件１におけるＡＦＬは４２．０２ｍｍ，ＦＬ１は１５０．００ｍｍとなる。したがって、ＦＬ１／ＡＦＬ、即ち、Ｃ１は「３．５７」となるため、１．０＜Ｃ１＜４．５の光学条件１を満たす。また、光学条件２におけるＤ１１は２．００ｍｍ，Ｄ１２は２．００ｍｍ，ＯＰ１は１４４．２２ｍｍ，ＯＰ２は４３６．４１ｍｍとなる。したがって、ΔＯＰは−２９２．１９となり、Ｃ２は「２．０５」となるため、０．３＜Ｃ２＜２．５の光学条件２を満たす。さらに、光学条件３におけるＴＬ１は４．１８ｍｍ，ＴＬ２３は４９．６８ｍｍとなる。したがって、Ｃ３は「０．０８」となるため、０．０１＜Ｃ３＜１．０の光学条件３を満たす。加えて、実施例９は、ＡＦＬが４２．０２ｍｍ、ωは１４．９８゜、ＦＮＯは０．９８、ＦＬ３は４０．８５ｍｍ、ＴＬは７３．６５ｍｍ、ＤＳは４１．７２、Ｄ０は４２．９２となる。したがって、Ｃ４は１．７２となり、１．３＜Ｃ４＜３．０の光学条件４を満たすとともに、Ｃ５は０．９７となり、０．４＜Ｃ５＜１．０の光学条件５を満たす。

一方、図２０には、実施例９の大口径撮像光学系Ｃにおける撮影倍率をパラメータ（「０．００」，「０．１０」，「０．２５」）とした縦収差図を示す。図２０に示すように、撮影倍率が「０．００」，「０．１０」，「０．２５」のいずれの場合であっても良好な収差、即ち、撮像性能が得られることを確認できる。したがって、実施例７の大口径撮像光学系Ｃも、Ｆナンバーが０．９乃至１．０の範囲に設定され、かつ撮影倍率は０．２以上に設定可能となる。

以上、実施例１−９を含む好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、光学条件１−５は、全てを満たすことが望ましいが、光学条件１−５の一又は二以上のみを満たす場合やいずれも満たさない場合を排除するものではない。第１レンズ群１０１に、最も物体ＯＢＪ側のレンズ面が、物体ＯＢＪ側に凹面となる負レンズＬ１と、最も像ＩＭＧ側に配した正レンズＬ３を含ませる構成、第１レンズ群１０１に、二枚以上の負レンズＬ１，Ｌ１ａを用いる第１負レンズ群Ｇｎと、二枚以上の正レンズＬ２，Ｌ３を用いる第１正レンズ群Ｇｐを含ませる構成、は、任意に実施可能であり、必須の構成要素になるものではない。フォーカス調整機能部５１の構成は、第１レンズ群１０１を像ＩＭＧ面に対して固定し、第２レンズ群１０２と第３レンズ群１０３を移動させるなど、例示した各種方式をはじめ、例示以外の他のフォーカス方式により実施する場合を排除するものではない。

本発明に係る大口径撮像光学系は、デジタルカメラやビデオカメラ等の各種光学機器における専用レンズ或いは交換レンズ等に利用できる。

Ｃ：大口径撮像光学系，５１：フォーカス調整機能部，１０１：第１レンズ群，１０２：第２レンズ群，１０３：第３レンズ群，ＳＴＯ：開口絞り，ＯＢＪ：物体，ＩＭＧ：像，Ｌ１：負レンズ，Ｌ１ａ：負レンズ，Ｌ２…：正レンズ，Ｌ３：正レンズ，Ｌ４：正レンズ，Ｌ５：正レンズ，Ｌ６：負レンズ，Ｌ７…：負レンズ，Ｌ８…：正レンズ，Ｌ１０又はＬ１１：最終レンズ，Ｓ１：空気間隔，Ｓ２：空気間隔，Ｊａ：接合レンズ，Ｊｂ：接合レンズ，Ｊｃ：接合レンズ，ＡＦＬ：全系の焦点距離，ＦＬ１：第１レンズ群の焦点距離，Ｄ１１：第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔の長さ，Ｄ１２：第１レンズ群と第２レンズ群の空気間隔の長さ，ＯＰ１：第１レンズ群の最も像側のレンズ面からの第１レンズ群の像点位置，ＯＰ２：第１レンズ群の最も像側のレンズ面からの第１レンズ群の像点位置，ＴＬ１：第１レンズ群の光軸上の長さ，ＴＬ２３：第２レンズ群から第３レンズ群の光軸上の長さ，ＴＬ：全レンズにおける第１面から像面までの距離，Ｇｎ：第１負レンズ群，Ｇｐ：第１正レンズ群，ω：撮影半画角，ＦＬ３：第３レンズ群の焦点距離，ＦＮＯ：全系のＦナンバー

Claims (11)

1. 開口絞りに対して物体側に配した第２レンズ群，この第２レンズ群に対して物体側に配した第１レンズ群，及び前記開口絞りに対して像側に配した第３レンズ群を備える大口径撮像光学系であって、物体側より二枚の正レンズと一枚の負レンズによる三枚のレンズにより構成するとともに、前記開口絞りに対向するレンズ面を凹面に形成した前記第２レンズ群と、二枚の負レンズと二枚の正レンズを含む五枚以下のレンズにより構成するとともに、前記開口絞りに対向するレンズ面を凹面に形成し、かつ正の屈折力を有する前記第３レンズ群と、正の屈折力を有し、最も物体側から少なくとも１枚の正レンズを有するとともに、最大レンズ枚数を前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の合計枚数以下に設定し、かつ正レンズと負レンズの枚数差を１枚以下に設定した前記第１レンズ群と、を備え、無限遠から近距離への物点移動における合焦時に前記第２レンズ群の前後の一方又は双方の空気間隔を変化させるフォーカス調整機能部を設けるとともに、Ｆナンバを０．９乃至１．０の範囲に設定し、かつ撮影倍率を０．２以上に設定することを特徴とする大口径撮像光学系。
2. 前記第３レンズ群には、少なくとも像側のレンズ面を、非球面形状又は球面形状に形成した最終レンズを含むことを特徴とする請求項１記載の大口径撮像光学系。
3. 全系の撮影距離が無限物点時において、全系の焦点距離をＡＦＬ，前記第１レンズ群の焦点距離をＦＬ１，Ｃ１＝ＦＬ１／ＡＦＬ，としたとき、
   １．０＜Ｃ１＜４．５
   の光学条件を満たすことを特徴とする請求項１記載の大口径撮像光学系。
4. 全系の撮影距離が無限物点時のときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔をＤ１１，全系の撮影距離が撮影倍率０．２倍時のときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の空気間隔をＤ１２，全系の撮影距離が無限物点時のときの前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面からの前記第１レンズ群の像点位置をＯＰ１，全系の撮影距離が撮影倍率０．２倍時のときの前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面からの前記第１レンズ群の像点位置をＯＰ２，ΔＯＰ＝（Ｄ１２−Ｄ１１）−（ＯＰ２−ＯＰ１），Ｃ２＝ΔＯＰ／（Ｄ１１−ＯＰ１），としたとき、
   ０．３＜Ｃ２＜２．５
   の光学条件を満たすことを特徴とする請求項１又は３記載の大口径撮像光学系。
5. 全系の撮影距離が無限物点時において、前記第１レンズ群の光軸上の長さをＴＬ１，前記第２レンズ群から前記第３レンズ群の光軸上の長さをＴＬ２３，Ｃ３＝ＴＬ１／ＴＬ２３，としたとき、
   ０．０１＜Ｃ３＜１．０
   の光学条件を満たすことを特徴とする請求項１，３又は４記載の大口径撮像光学系。
6. 前記第１レンズ群は、最も物体側のレンズ面が、物体側に凹面となる負レンズと、最も像側に配した正レンズを含むことを特徴とする請求項１記載の大口径撮像光学系。
7. 前記第１レンズ群は、二枚以上の負レンズにより構成する第１負レンズ群と、二枚以上の正レンズにより構成する第１正レンズ群を含むことを特徴とする請求項１又は６記載の大口径撮像光学系。
8. 前記フォーカス調整機能部は、無限遠から近距離への物点移動における合焦時において、前記第１レンズ群が像面に対して固定し、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が移動することを特徴とする請求項１記載の大口径撮像光学系。
9. 物体側から一枚の両凹レンズと二枚の正レンズを含む三枚のレンズにより構成した前記第１レンズ群と、二枚の正レンズと像側が曲率の強い負レンズを有するとともに、像側の正レンズと負レンズを接合レンズにより構成した前記第２レンズ群と、物体側に曲率の強い負レンズと正レンズを接合した接合レンズ，正レンズと負レンズを接合した接合レンズ，及び正レンズの五枚のレンズにより構成した前記第３レンズ群とを備えることを特徴とする請求項１記載の大口径撮像光学系。
10. 全系の撮影距離が無限物点時であって、無限物体距離の撮影半画角ωが２０゜より小さく、かつ前記第３レンズ群に平行光線の光束が入射したときの入射瞳径ＤＳより、無限物体距離の全系における光軸Ｄｃ上の入射瞳径Ｄ０が大きいときにおいて、前記第３レンズ群の焦点距離をＦＬ３，全系のＦナンバをＦＮＯ，全レンズにおける第１面から像面までの距離をＴＬ，ＤＳ＝ＦＬ３／ＦＮＯ，Ｄ０＝ＡＦＬ／ＦＮＯ，Ｃ４＝ＴＬ／Ｄ０，Ｃ５＝ＤＳ／Ｄ０，としたとき、
    １．３＜Ｃ４＜３．０
    ０．４＜Ｃ５＜１．０
    の光学条件を満たすことを特徴とする請求項１記載の大口径撮像光学系。
11. 前記第１レンズ群は、非球面形状を有する一枚の正レンズにより構成することを特徴とする請求項１記載の大口径撮像光学系。

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