JP2021144111A - 撮像光学系、及びそれを備えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型でありながら、高い分解能を有する撮像光学系を提供する。【解決手段】撮像光学系は、複数のレンズ群を有し、複数のレンズ群の各々は、レンズ成分を有し、レンズ成分は、複数の光学面を有し、レンズ成分では、２つの光学面が空気と接触し、且つ、少なくとも１つの光学面が曲面であり、複数のレンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を有し、遠点から近点への合焦時、第２レンズ群のみが像側に移動し、第１レンズ群は、物体側から順に、第１負レンズ成分と、第２負レンズ成分と、複数の正レンズ成分と、を有し、第２レンズ群は、負レンズ成分を有し、開口絞りは、第１レンズ群に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像光学系、及びそれを備えた撮像装置に関する。

医療用内視鏡では、病変部の精密診断が行われている。そのため、医療用内視鏡の対物光学系には、病変部を拡大観察できることが求められる。

拡大観察ができる対物光学系では、近くの物点に合焦することで、拡大観察を行うことができる。また、遠くの物点に合焦することで通常観察を行うことができる。

通常観察における倍率は、拡大観察における倍率よりも小さい。よって、通常観察では、例えば、病変部とその周辺部を含む広い範囲を観察することができる。拡大観察では、病変部を詳しく観察することができる。

特許文献１、特許文献２、特許文献３、及び特許文献４には、拡大観察ができる対物光学系が開示されている。

これらの対物光学系は、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を有する。合焦時、第２レンズ群が移動する。

特許第５１４８４０３号（第３実施例） 特許第５９８５１３３号（第１実施例） 特許第５５８０９５６号（第１実施例） 特許第４６５３８２３号（第４実施例）

医療用内視鏡では、挿入部が体内に挿入される。そのため、挿入部の直径は小さいことが好ましい。また、病変部の診断精度を高めるために、狭い範囲を高い分解能で観察できることが好ましい。そのため、対物光学系には、小型でありながら、高い分解能を有することが要求される。

光学系を小型にするためには、第１レンズ群における負の屈折力を大きくすれば良い。第１レンズ群における負の屈折力を大きくできないと、入射瞳が像側に位置する。入射瞳が像側に位置すると、第１レンズ群が大きくなる。そのため、光学系を小型にすることができない。

特許文献１に開示されている対物光学系、特許文献２に開示されている対物光学系、及び特許文献３に開示されている対物光学系では、第１レンズ群は、単レンズと接合レンズとを有する。

これらの対物光学系の第１レンズ群では、負の屈折力を有する単レンズ（以下、「負の単レンズ」という）が、最も物体側に配置されている。負の単レンズよりも像側に、正の屈折力を有する単レンズ（以下、「正の単レンズ」という）と、正の屈折力を有する接合レンズ（以下、「正の接合レンズ」という）が配置されている。

この場合、第１レンズ群における負の屈折力は、負の単レンズの屈折力だけで決まる。負の単レンズだけでは、収差の発生を抑制しつつ、第１レンズ群における負の屈折力を大きくすることができない。そのため、これらの対物光学系は、小型の光学系とは言い難い。

また、光学系を小型にするためには、開口絞りを物体側に配置すれば良い。開口絞りを物体側に配置できないと、第１レンズ群における光線の高さが高くなる。第１レンズ群における光線の高さが高くなると、第１レンズ群が大きくなる。そのため、光学系を小型にすることができない。

特許文献２に開示されている対物光学系と、特許文献４に開示されている対物光学系では、開口絞りが第２レンズ群に配置されている。開口絞りが第２レンズ群に配置されていると、第１レンズ群における光線の高さは低くならない。そのため、これらの対物光学系は、小型の光学系とは言い難い。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、小型でありながら、高い分解能を有する撮像光学系を提供することを目的とする。また、高精細な画像が取得できる撮像装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る撮像光学系は、
複数のレンズ群を有し、
複数のレンズ群の各々は、レンズ成分を有し、
レンズ成分は、複数の光学面を有し、
レンズ成分では、２つの光学面が空気と接触し、且つ、少なくとも１つの光学面が曲面であり、
複数のレンズ群は、物体側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、
負の屈折力を有する第２レンズ群と、
正の屈折力を有する第３レンズ群と、を有し、
遠点から近点への合焦時、第２レンズ群のみが像側に移動し、
第１レンズ群は、物体側から順に、第１負レンズ成分と、第２負レンズ成分と、複数の正レンズ成分と、を有し、
第２レンズ群は、負レンズ成分を有し、
開口絞りは、第１レンズ群に配置されていることを特徴とする。

また、本発明の撮像装置は、
光学系と、
撮像面を持ち、且つ光学系により撮像面上に形成された像を電気信号に変換する撮像素子と、を有し、
光学系が上述の撮像光学系であることを特徴とする。

本発明によれば、小型でありながら、高い分解能を有する撮像光学系を提供することができる。また、高精細な画像が取得できる撮像装置を提供することができる。

実施例１の撮像光学系のレンズ断面図である。 実施例２の撮像光学系のレンズ断面図である。 実施例３の撮像光学系のレンズ断面図である。 実施例４の撮像光学系のレンズ断面図である。 実施例５の撮像光学系のレンズ断面図である。 実施例１の撮像光学系の収差図である。 実施例２の撮像光学系の収差図である。 実施例３の撮像光学系の収差図である。 実施例４の撮像光学系の収差図である。 実施例５の撮像光学系の収差図である。 内視鏡システムの概略構成を示す図である。

実施例の説明に先立ち、本発明のある態様にかかる実施形態の作用効果を説明する。なお、本実施形態の作用効果を具体的に説明するに際しては、具体的な例を示して説明することになる。しかし、後述する実施例の場合と同様に、それらの例示される態様はあくまでも本発明に含まれる態様のうちの一部に過ぎず、その態様には数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は例示される態様に限定されるものではない。

本実施形態の撮像光学系では、光学系の近くに位置する物点（以下、「近点」という）と、近点よりも遠くに位置する物点（以下、「遠点」という）に合焦することができる。近点に合焦することで、拡大観察を行うことができる。また、遠点に合焦することで通常観察を行うことができる。

本実施形態の撮像光学系は、複数のレンズ群を有し、複数のレンズ群の各々は、レンズ成分を有し、レンズ成分は、複数の光学面を有し、レンズ成分では、２つの光学面が空気と接触し、且つ、少なくとも１つの光学面が曲面であり、複数のレンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を有し、遠点から近点への合焦時、第２レンズ群のみが像側に移動し、第１レンズ群は、物体側から順に、第１負レンズ成分と、第２負レンズ成分と、複数の正レンズ成分と、を有し、第２レンズ群は、負レンズ成分を有し、開口絞りは、第１レンズ群に配置されていることを特徴とする。

本実施形態の撮像光学系は、複数のレンズ群を有する。複数のレンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を有する。

合焦時、第２レンズ群のみが移動する。よって、合焦時、第１レンズ群と第３レンズ群は固定されている。

本実施形態の撮像光学系では、負の屈折力を有する第２レンズ群の両側に、正の屈折力を有するレンズ群が位置している。合焦時、正の屈折力を有するレンズ群は、固定されている。そのため、第２レンズ群を移動させることで、遠点への合焦と近点への合焦を行うことができる。

遠点から近点への合焦時、第２レンズ群を像側に移動させることで、第２レンズ群の横倍率を大きくすることができる。そのため、第２レンズ群を像側に移動させることで、合焦時の第２レンズ群の移動量を小さくすることができる。

上述のように、本実施形態の撮像光学系は、複数のレンズ群を有する。複数のレンズ群の各々は、レンズ成分を有する。レンズ成分は、複数の光学面を有する。レンズ成分では、２つの光学面が空気と接触し、且つ、少なくとも１つの光学面が曲面である。レンズ成分は、例えば、単レンズ、又は、接合レンズである。

第１レンズ群は、物体側から順に、第１負レンズ成分と、第２負レンズ成分と、複数の正レンズ成分と、を有する。第１負レンズ成分と第２負レンズ成分は、負の屈折力を有するレンズ成分である。正レンズ成分は、正の屈折力を有するレンズ成分である。

光学系の最も物体側に負レンズ成分を配置することで、入射瞳を物体側に位置させることができる。入射瞳が物体側に位置することで、負レンズ成分を小型化することができる。

本実施形態の撮像光学系では、第１レンズ群が最も物体側に位置している。更に、第１レンズ群では、第１負レンズ成分が最も物体側に位置している。よって、第１負レンズ成分の直径を小さくすることができる。また、第１レンズ群の直径を小さくすることができる。

第１負レンズ成分には、負の単レンズを用いることができる。負の単レンズを用いることで、第１レンズ群の厚さを減らすことができる。

第１負レンズ成分の像側には、第２負レンズ成分が配置されている。第２負レンズ成分は、第１負レンズ成分と隣接している。そのため、入射瞳を、更に物体側に位置させることができる。よって、第２負レンズ成分の直径を小さくすることができる。その結果、第１レンズ群の直径を、更に小さくすることができる。

また、第１負レンズ成分と第２負レンズ成分とで、第１レンズ群における負の屈折力を分担することができる。よって、諸収差の発生を抑制しつつ、第１レンズ群における負の屈折力を大きくすることができる。その結果、第１レンズ群の直径を、小さくすることができる。更に、光学系の画角を大きくすることができる。

第２負レンズ成分の像側には、複数の正レンズ成分が配置されている。複数の正レンズ成分を用いることで、複数の正レンズ成分で、第１レンズ群における正の屈折力を分担することができる。よって、球面収差の発生を抑制しつつ、第１レンズ群における正の屈折力を大きくすることができる。

球面収差の発生が抑えられることで、光学系の分解能を高めることができる。また、第１レンズ群における正の屈折力を大きくすることができるので、第１レンズ群から射出される光線の高さを低くすることができる。その結果、第１レンズ群よりも像側に位置するレンズの直径を、小さくすることができる。

第２レンズ群は、負レンズ成分を有する。負レンズ成分は、負の屈折力を有するレンズ成分である。

第２レンズ群は、負レンズ成分だけで形成するか、又は、負レンズ成分と別のレンズ成分とで形成することができる。また、第２レンズ群の負レンズ成分には、負の単レンズ、又は、負の屈折力を有する接合レンズ（以下、「負の接合レンズ」という）を用いることができる。

第２レンズ群が負レンズ成分だけで形成され、且つ、負レンズ成分が負の単レンズの場合、第２レンズ群は、１枚の負の単レンズだけで形成されることが好ましい。

第２レンズ群が負レンズ成分だけで形成され、且つ、負レンズ成分が負の接合レンズの場合、第２レンズ群は、１枚の負の接合レンズだけで形成される。この場合、負の接合レンズでは、負の単レンズと正の単レンズとが接合されていることが好ましい。

第２レンズ群が負レンズ成分と別のレンズ成分とで形成され、且つ、負レンズ成分が負の単レンズの場合、第２レンズ群は、１枚の負の単レンズと１枚の正の単レンズだけで形成されることが好ましい。この場合、負の単レンズと正の単レンズは、接合されていないことが好ましい。

第２レンズ群を、１枚の単レンズ、又は２枚の単レンズで形成することで、第２レンズ群を小型、軽量にすることができる。上述のように、第２レンズ群は、合焦時に移動する。第２レンズ群を小型、軽量にすることで、高速、且つ高精度で、合焦を行うことができる。

開口絞りは、第１レンズ群に配置されている。合焦時、第１レンズ群は固定されている。よって、合焦時、開口絞りも固定されている。

開口絞りを第１レンズ群に配置することで、第１レンズ群を通過する軸外光線の高を低くすることができる。よって、第１レンズ群の直径を小さくすることができる。

開口絞りは、第１レンズ群の像側に配置することができる。この場合、開口絞りは、第１レンズ群の最も像側に位置するレンズ面の近傍に配置すると良い。

本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
１７＜νｄ1Gobp＜４６ （１）
ここで、
νｄ1Gobpは、物体側正レンズのアッベ数、
物体側正レンズは、第１レンズ群の正の単レンズの中で、最も物体側に位置する正の単レンズ、
である。

以下の条件式（１）は、物体側正レンズのアッベ数に関する条件式である。物体側正レンズは、第１レンズ群の正の単レンズの中で、最も物体側に位置する正の単レンズである。

例えば、負の単レンズに接合された正の単レンズが、第１レンズ群の正レンズの中で、最も物体側に位置する場合、負の単レンズに接合された正の単レンズが、物体側正レンズに該当する。

条件式（１）を満足することで、軸上色収差と倍率色収差を小さくすることができる。軸上色収差と倍率色収差が小さいと、光学系の分解能は高くなる。条件式（１）を満足することで、光学系の分解能を高くすることができる。

条件式（１）の下限値を上回る場合、物体側正レンズで発生する軸上色収差を少なくすることができる。

条件式（１）の上限値を下回る場合、第１負レンズ成分で発生する倍率色収差を、物体側正レンズで補正することができる。

本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
０．０７＜ｄ1Gn12／ｄ1G＜０．３４ （２）
ここで、
ｄ1Gn12は、第１負レンズ成分と第２負レンズ成分との間の空気間隔、
ｄ1Gは、第１レンズ群の厚さ、
である。

第１レンズ群の厚さは、最も物体側に位置するレンズ面から最も像側に位置するレンズ面までの距離で表される。

条件式（２）の下限値を上回る場合、第１負レンズ成分と第２負レンズ成分との間を、十分に広げることができる。そのため、第１負レンズ成分を保持する構造と、第２負レンズ成分を保持する構造を、容易に設けることができる。

条件式（２）の上限値を下回る場合、第１負レンズ成分と第２負レンズ成分とを近づけることができる。この場合、入射瞳を、物体側に位置させることができる。そのため、第１負レンズ成分の直径を小さくすることができる。

本実施形態の撮像光学系では、第２負レンズ成分は、物体側から順に、負の単レンズと、正の単レンズと、を有することが好ましい。

例えば、第１負レンズ成分に負の単レンズを用い、第２レンズ群に負の接合レンズを用いる。そして、負の接合レンズでは、物体側に負の単レンズを配置し、像側に正の単レンズを配置する。このようにすると、第１負レンズ成分の負の単レンズと第２負レンズ成分の負の単レンズが、物体の近くに配置される。

２枚の負の単レンズを物体の近くに配置することで、非点収差の発生を抑えながら、入射瞳を物体側に位置させることができる。そのため、第１負レンズ成分の直径と第２負レンズ成分の直径を、小さくすることができる。

第２負レンズ成分では、負の単レンズの像側に、正の単レンズが配置される。この場合、正の単レンズよりも像側で、マージナル光線の高さを低くすることができる。そのため、第２負レンズ成分よりも像側に位置するレンズ成分の直径を、小さくすることができる。

本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
６４＜νｄ1Gimp＜９９ （３）
ここで、
νｄ1Gimpは、像側正レンズのアッベ数、
像側正レンズは、第１レンズ群の正の単レンズの中で、最も像側に位置する正の単レンズ、
である。

以下の条件式（３）は、像側正レンズのアッベ数に関する条件式である。像側正レンズは、第１レンズ群の正の単レンズの中で、最も像側に位置する正の単レンズである。

例えば、負の単レンズに接合された正の単レンズが、第１レンズ群の正レンズの中で、最も像側に位置する場合、負の単レンズに接合された正の単レンズが、像側正レンズに該当する。

条件式（３）の下限値を上回る場合、像側正レンズで発生する軸上色収差を、少なくすることができる。

条件式（３）の上限値を下回る場合、色補正を良好に補正できる材料を、像側正レンズに用いることができる。この場合、色収差を良好に補正できるので、光学系の分解能を高くすることができる。

本実施形態の撮像光学系では、複数の正レンズ成分の中の１つの正レンズ成分は、負の単レンズを１枚以上有することが好ましい。

正レンズ成分は、正の単レンズを有する。正の単レンズでは、球面収差と軸上色収差が発生する。正レンズ成分に負の単レンズを配置することで、正の単レンズで発生した球面収差と軸上色収差を、負の単レンズで補正することができる。その結果、正レンズ成分における球面収差の発生と軸上色収差の発生を、抑えることができる。

本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．１５＜ｆ1Gn1／ｆ1Gn2＜０．６ （４）
ここで、
ｆ1Gn1は、第１負レンズ成分の焦点距離、
ｆ1Gn2は、第２負レンズ成分の焦点距離、
である。

条件式（４）は、第１負レンズ成分の焦点距離と第２負レンズ成分の焦点距離との比に関する条件式である。

条件式（４）の下限値を上回る場合、第２負レンズ成分の焦点距離を短くすることができる。この場合、第２負レンズ成分の屈折力を大きくすることができるので、第１負レンズ成分の屈折力の増大を抑えることができる。そのため、第１負レンズ成分における非点収差の発生を、抑えることができる。

条件式（４）の上限値を下回る場合、第１負レンズ成分の焦点距離を短くすることができる。この場合、第１負レンズ成分の屈折力を大きくすることができる。よって、第１負レンズ成分の直径を小さくすることができる。

本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
−０．８０＜ｆ1Gn1／ｆ1G＜−０．５５ （５）
ここで、
ｆ1Gn1は、第１負レンズ成分の焦点距離、
ｆ1Gは、第１レンズ群の焦点距離、
である。

条件式（５）は、第１負レンズ成分の焦点距離と第１レンズ群の焦点距離との比に関する条件式である。

条件式（５）の下限値を上回る場合、第１負レンズ成分の焦点距離を短くすることができる。この場合、第１負レンズ成分の屈折力を大きくすることができる。よって、第１負レンズ成分の直径を小さくすることができる。

条件式（５）の上限値を下回る場合、第１負レンズ成分の焦点距離を長くすることができる。この場合、第１負レンズ成分の屈折力を小さくすることができる。そのため、第１負レンズ成分における非点収差の発生と倍率色収差の発生を、抑えることができる。

本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．５０＜ｆ1Gp1／ｆ1Gp2＜２．５０ （６）
ここで、
ｆ1Gp1は、物体側正レンズ成分の焦点距離、
ｆ1Gp2は、像側正レンズ成分の焦点距離、
物体側正レンズ成分、複数の正レンズ成分の中で、最も物体側に位置する正レンズ成分、
像側正レンズ成分は、複数の正レンズ成分の中で、最も像側に位置する正レンズ成分、
である。

条件式（６）は、物体側正レンズ成分の焦点距離と像側正レンズ成分の焦点距離との比に関する条件式である。物体側正レンズ成分は、複数の正レンズ成分のうち、最も物体側に位置する正レンズ成分である。像側正レンズ成分は、複数の正レンズ成分のうち、最も像側に位置する正レンズ成分である。

条件式（６）の下限値を上回る場合、像側正レンズ成分の焦点距離を短くすることができる。この場合、像側正レンズ成分の屈折力を大きくすることができるので、物体側正レンズ成分の屈折力の増大を抑えることができる。そのため、物体側正レンズ成分における球面収差の発生を、抑えることができる。

条件式（６）の上限値を下回る場合、物体側正レンズ成分の焦点距離を短くすることができる。この場合、物体側正レンズ成分の屈折力を大きくすることができるので、像側正レンズ成分に入射する光線の高さの増大を抑えることができる。そのため、像側正レンズ成分の直径を小さくすることができる。

本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（７）、（８）を満足することが好ましい。
−０．１２＜β1Gfar＜−０．０５０ （７）
−０．８０＜β1Gnear＜−０．４００ （８）
ここで、
β1Gfarは、遠点合焦時の第１レンズ群の横倍率、
β1Gnearは、近点合焦時の第１レンズ群の横倍率、
である。

条件式（７）と条件式（８）は、第１レンズ群の横倍率に関する条件式である。

条件式（７）の下限値と条件式（８）の下限値を上回る場合、第１レンズ群における収差の発生を、抑えることができる。

条件式（７）の上限値と条件式（８）の上限値を下回る場合、第１レンズ群を第２レンズに近づけることができる。そのため、第２レンズ群の横倍率を、容易に大きくすることができる。

本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
１＜ｆnear／ｆfar＜１．５ （９）
ここで、
ｆnearは、近点合焦時の撮像光学系の焦点距離、
ｆfarは、遠点合焦時の撮像光学系の焦点距離、
である。

本実施形態の撮像光学系では、近点合焦時の撮像光学系の焦点距離と、遠点合焦時の撮像光学系の焦点距離と、が異なる。よって、近点に合焦することで、拡大観察を行うことができる。また、遠点に合焦することで通常観察を行うことができる。

近点合焦時の倍率と遠点合焦時の倍率とは異なる。そのため、近点と遠点との間で合焦位置を変えると、倍率が変動する。倍率が変動すると、軸上色収差が変動する。

条件式（９）は、近点合焦時の撮像光学系の焦点距離と遠点合焦時の撮像光学系の焦点距離との比に関する条件式である。

条件式（９）の下限値を上回る場合、近点合焦時の撮像光学系の焦点距離を長くすることができる。この場合、拡大観察における拡大率を大きくすることができる。

条件式（９）の上限値を下回る場合、合焦位置を変化させたときの倍率の変動を、小さくすることができる。そのため、合焦位置を変化させたときの軸上色収差の変動を、抑えることができる。

本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。
１．５＜ｆ1G／ｆfar＜２．４ （１０）
ここで、
ｆ1Gは、第１レンズ群の焦点距離、
ｆfarは、遠点合焦時の撮像光学系の焦点距離、
である。

条件式（１０）は、第１レンズ群の焦点距離と遠点合焦時の撮像光学系の焦点距離との比に関する条件式である。

条件式（１０）の下限値を上回る場合、第１レンズ群の焦点距離を長くすることができる。この場合、第１レンズ群の屈折力を小さくすることができる。そのため、第１レンズ群における非点収差の発生と倍率色収差の発生を、抑えることができる。

条件式（１０）の上限値を下回る場合、第１レンズ群の焦点距離を短くすることができる。この場合、第２レンズ群へ入射するマージナル光線の高さの増大を、抑えることができる。そのため、第２レンズ群における球面収差の発生を、抑えることができる。

本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（１１）を満足することが好ましい。
−６．０＜ｆ2G／ｆfar＜−３ （１１）
ここで、
ｆ2Gは、第２レンズ群の焦点距離、
ｆfarは、遠点合焦時の撮像光学系の焦点距離、
である。

条件式（１１）は、第２レンズ群の焦点距離と遠点合焦時の撮像光学系の焦点距離との比に関する条件式である。

条件式（１１）の下限値を上回る場合、遠点合焦時の撮像光学系の焦点距離に対して、第２レンズ群の焦点距離を短くすることができる。この場合、第２レンズ群の屈折力を大きくすることができる。そのため、第１レンズ群で発生したコマ収差と球面収差を、第２レンズ群で補正することができる。

条件式（１１）の上限値を下回る場合、遠点合焦時の撮像光学系の焦点距離に対して、第２レンズ群の焦点距離を長くすることができる。この場合、第２レンズ群の屈折力を小さくすることができる。そのため、遠点合焦時に、第２レンズ群における非点収差の発生と倍率色収差の発生を、抑えることができる。

本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（１２）を満足することが好ましい。
２．５＜ｆ3G／ｆfar＜４ （１２）
ここで、
ｆ3Gは、第３レンズ群の焦点距離、
ｆfarは、遠点合焦時の撮像光学系の焦点距離、
である。

条件式（１２）は、第３レンズ群の焦点距離と遠点合焦時の撮像光学系の焦点距離との比に関する条件式である。

条件式（１２）の下限値を上回る場合、遠点合焦時の撮像光学系の焦点距離に対して、第３レンズ群の焦点距離を長くすることができる。この場合、第３レンズ群の屈折力を小さくすることができる。そのため、第３レンズ群における非点収差の発生を、抑えることができる。

条件式（１２）の上限値を下回る場合、遠点合焦時の撮像光学系の焦点距離に対して、第３レンズ群の焦点距離を短くすることができる。この場合、第３レンズ群の屈折力を大きくすることができる。そのため、第３レンズ群から像面までの距離を短くすることができる。

本実施形態の撮像光学系は、以下の条件式（１３）、（１４）を満足することが好ましい。
−０．３０＜（１−β2Gfar×β2Gfar）×β3Gfar×β3Gfar＜−０．１１ （１３）
−０．４０＜（１−β2Gnear×β2Gnear）×β3Gnear×β3Gnear＜−０．１８ （１４）
ここで、
β2Gfarは、遠点合焦時の第２レンズ群の横倍率、
β2Gnearは、近点合焦時の第２レンズ群の横倍率、
β3Gfarは、遠点合焦時の第３レンズ群の横倍率、
β3Gnearは、近点合焦時の第３レンズ群の横倍率、
である。

条件式（１３）と条件式（１４）は、フォーカス感度に関する条件式である。フォーカス感度は、フォーカスレンズ群の移動量に対する像面の移動量の大きさを表している。移動量は、光軸に沿う方向の距離で表される。

条件式（１３）の下限値と条件式（１４）の下限値を上回る場合、フォーカス感度が大きくなり過ぎない。そのため、第２レンズ群の移動における非点収差の発生を、抑えることができる。

条件式（１３）の上限値と条件式（１４）の上限値を下回る場合、フォーカス感度が小さくなり過ぎない。この場合、適切なフォーカス感度が得られるので、第２レンズ群の移動量の増大を抑えることができる。よって、第２レンズ群の移動時の非点収差の変動を、抑えることができる。

また、第２レンズ群の移動量の増大を抑えることができる。そのため、第２レンズ群の移動に必要な空間を少なくすることができる。その結果、光学系の全長を短くすることができる。

本実施形態の撮像装置は、光学系と、像面に配置された撮像素子と、を有し、撮像素子は撮像面を有し、且つ光学系によって撮像面上に形成された像を電気信号に変換し、光学系が本実施形態の撮像光学系であることを特徴とする。

高精細な画像が得られる撮像装置を提供することができる。

上述の構成は相互に複数を同時に満足することがより好ましい。また、一部の構成を同時に満足するようにしてもよい。例えば、上述の撮像光学系の何れかにて、上述の他の撮像光学系の何れかを用いるようにしてもよい。

条件式については、それぞれの条件式を個別に満足させるようにしても良い。このようにすると、それぞれの効果を得やすくなるので好ましい。

各条件式について、以下のように下限値、または上限値を変更しても良い、このようにすることで、各条件式の効果を一層確実にできるので好ましい。

条件式（１）については、以下の通りである。
下限値を、２０、又は２３にすることが好ましい。
上限値を、４１、又は３７にすることが好ましい。
条件式（２）については、以下の通りである。
下限値を、０．１０、又は０．１２にすることが好ましい。
上限値を、０．３１、又は０．２５にすることが好ましい。
条件式（３）については、以下の通りである。
下限値を、７０、又は８０にすることが好ましい。
上限値を、９７、又は９５にすることが好ましい。
条件式（４）については、以下の通りである。
下限値を、０．２、又は０．２３にすることが好ましい。
上限値を、０．５、又は０．４５にすることが好ましい。
条件式（５）については、以下の通りである。
下限値を、−０．７５、又は−０．７１にすることが好ましい。
上限値を、−０．５８、又は−０．６１にすることが好ましい。
条件式（６）については、以下の通りである。
下限値を、０．５５、又は０．６にすることが好ましい。
上限値を、２．２０、又は１．９５にすることが好ましい。
条件式（７）については、以下の通りである。
下限値を、−０．１１、又は−０．１０にすることが好ましい。
上限値を、−０．０５５、又は−０．０６０にすることが好ましい。
条件式（８）については、以下の通りである。
下限値を、−０．７６、又は−０．７３にすることが好ましい。
上限値を、−０．４５、又は−０．５３にすることが好ましい。
条件式（９）については、以下の通りである。
下限値を、１．１、又は１．１８にすることが好ましい。
上限値を、１．４、又は１．３５にすることが好ましい。
条件式（１０）については、以下の通りである。
下限値を、１．６、又は１．７にすることが好ましい。
上限値を、２．２、又は１．９にすることが好ましい。
条件式（１１）については、以下の通りである。
下限値を、−５．５、又は−４．６にすることが好ましい。
上限値を、−３．５、又は−３．７にすることが好ましい。
条件式（１２）については、以下の通りである。
下限値を、２．７、又は２．９にすることが好ましい。
上限値を、３．６、又は３．４にすることが好ましい。
条件式（１３）については、以下の通りである。
下限値を、−０．２７、又は−０．２５にすることが好ましい。
上限値を、−０．１３、又は−０．１５にすることが好ましい。
条件式（１４）については、以下の通りである。
下限値を、−０．３８、又は−０．３６にすることが好ましい。
上限値を、−０．２１、又は−０．２８にすることが好ましい。

以下に、撮像光学系の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１〜図５の各実施例のレンズ断面図について説明する。（ａ）は、遠点合焦時のレンズ断面図を示している。（ｂ）は、近点合焦時のレンズ断面図を示している。

図６〜図１０の各実施例の収差図について説明する。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、遠点合焦時の収差図を示している。（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は、近点合焦時の収差図を示している。

（ａ）、（ｅ）は、球面収差（ＳＡ）を示している。（ｂ）、（ｆ）は、非点収差（ＡＳ）を示している。（ｃ）、（ｇ）は、歪曲収差（ＤＴ）を示している。（ｄ）、（ｈ）は、倍率色収差（ＣＣ）を示している。

第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群はＧ３、開口絞りはＳ、像面（撮像面）はＩで示してある。また、第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉとの間に、カバーガラスＣが配置されている。

図１に示す実施例１の撮像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有する。第３レンズ群Ｇ３の像側に、カバーガラスＣが配置されている。

第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、両凹負レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凸正レンズＬ４と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と、を有する。

両凹負レンズＬ２と両凸正レンズＬ３とが接合されている。両凸正レンズＬ４と負メニスカスレンズＬ５とが接合されている。両凸正レンズＬ６と負メニスカスレンズＬ７とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ８と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９と、を有する。両凹負レンズＬ８と正メニスカスレンズＬ９とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ１０と、両凸正レンズＬ１１と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、を有する。両凸正レンズＬ１１と負メニスカスレンズＬ１２とが接合されている。

遠点から近点への合焦時、第２レンズ群Ｇ２が像側に移動する。第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は、固定されている。

開口絞りＳは、第１レンズ群Ｇ１に配置されている。より詳しくは、開口絞りＳは、負メニスカスレンズＬ７の像側に配置されている。合焦時、開口絞りＳは、固定されている。

非球面は、平凹負レンズＬ１の像側面と、両凸正レンズＬ６の物体側面と、の合計２面に設けられている。

図２に示す実施例２の撮像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有する。第３レンズ群Ｇ３の像側に、カバーガラスＣが配置されている。

第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、両凹負レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凸正レンズＬ４と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、を有する。

両凹負レンズＬ２と両凸正レンズＬ３とが接合されている。両凸正レンズＬ４と負メニスカスレンズＬ５とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、を有する。両凹負レンズＬ７と正メニスカスレンズＬ８とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ９と、両凸正レンズＬ１０と、平凹負レンズＬ１１と、を有する。両凸正レンズＬ１０と平凹負レンズＬ１１とが接合されている。

遠点から近点への合焦時、第２レンズ群Ｇ２が像側に移動する。第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は、固定されている。

開口絞りＳは、第１レンズ群Ｇ１に配置されている。より詳しくは、開口絞りＳは、両凸正レンズＬ６の像側に配置されている。合焦時、開口絞りＳは、固定されている。

非球面は、平凹負レンズＬ１の像側面と、両凸正レンズＬ６の物体側面と、の合計２面に設けられている。

図３に示す実施例３の撮像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有する。第３レンズ群Ｇ３の像側に、カバーガラスＣが配置されている。

第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、両凹負レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凸正レンズＬ４と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、を有する。

両凹負レンズＬ２と両凸正レンズＬ３とが接合されている。両凸正レンズＬ４と負メニスカスレンズＬ５とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、を有する。負メニスカスレンズＬ７と正メニスカスレンズＬ８とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ９と、両凸正レンズＬ１０と、両凹負レンズＬ１１と、を有する。両凸正レンズＬ１０と両凹負レンズＬ１１とが接合されている。

遠点から近点への合焦時、第２レンズ群Ｇ２が像側に移動する。第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は、固定されている。

開口絞りＳは、第１レンズ群Ｇ１に配置されている。より詳しくは、開口絞りＳは、両凸正レンズＬ６の像側に配置されている。合焦時、開口絞りＳは、固定されている。

非球面は、平凹負レンズＬ１の像側面と、両凸正レンズＬ６の物体側面と、の合計２面に設けられている。

図４に示す実施例４の撮像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有する。第３レンズ群Ｇ３の像側に、カバーガラスＣが配置されている。

第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、両凹負レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凸正レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、を有する。

両凹負レンズＬ２と両凸正レンズＬ３とが接合されている。両凸正レンズＬ４と両凹負レンズＬ５とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、を有する。負メニスカスレンズＬ７と正メニスカスレンズＬ８とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ９と、両凸正レンズＬ１０と、両凹負レンズＬ１１と、平凸正レンズＬ１２と、を有する。両凸正レンズＬ１０と両凹負レンズＬ１１とが接合されている。平凸正レンズＬ１２とカバーガラスＣとが接合されている。

遠点から近点への合焦時、第２レンズ群Ｇ２が像側に移動する。第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は、固定されている。

開口絞りＳは、第１レンズ群Ｇ１に配置されている。より詳しくは、開口絞りＳは、両凸正レンズＬ６の像側に配置されている。合焦時、開口絞りＳは、固定されている。

非球面は、平凹負レンズＬ１の像側面と、両凸正レンズＬ６の物体側面と、両凸正レンズＬ９の物体側面と、の合計３面に設けられている。

図５に示す実施例５の撮像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、を有する。第３レンズ群Ｇ３の像側に、カバーガラスＣが配置されている。

第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、両凹負レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凸正レンズＬ４と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、を有する。

両凹負レンズＬ２と両凸正レンズＬ３とが接合されている。両凸正レンズＬ４と負メニスカスレンズＬ５とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、を有する。負メニスカスレンズＬ７と正メニスカスレンズＬ８とが接合されている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ９と、両凸正レンズＬ１０と、両凹負レンズＬ１１と、を有する。両凸正レンズＬ１０と両凹負レンズＬ１１とが接合されている。

遠点から近点への合焦時、第２レンズ群Ｇ２が像側に移動する。第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は、固定されている。

開口絞りＳは、第１レンズ群Ｇ１に配置されている。より詳しくは、開口絞りＳは、両凸正レンズＬ６の像側に配置されている。合焦時、開口絞りＳは、固定されている。

非球面は、平凹負レンズＬ１の像側面と、両凸正レンズＬ６の物体側面と、両凸正レンズＬ９の物体側面と、の合計３面に設けられている。

以下に、上記各実施例の数値データを示す。面データにおいて、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数、＊印は非球面である。絞りは開口絞りである。

各種データにおいて、ＯＢＪは物体距離、ｆは全系の焦点距離、ＦＮＯ．はＦナンバー、ωは半画角、ＩＨは像高、ＬＴＬは光学系の全長である。バックフォーカスは、最も像側のレンズ面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。全長は、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。

各群焦点距離において、ｆ１、ｆ２…は各レンズ群の焦点距離である。

非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとり、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２…としたとき、次の式で表される。
ｚ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｙ／ｒ）²｝^1/2］
＋Ａ４ｙ⁴＋Ａ６ｙ⁶＋Ａ８ｙ⁸＋Ａ１０ｙ¹⁰＋Ａ１２ｙ¹²＋…
また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０^-n」を示している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。

数値実施例１
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.2353 1.88300 40.76
2* 0.8522 0.6299
3 -2.354 0.2451 1.88300 40.76
4 1.235 0.9314 1.72825 28.46
5 -3.828 0.1471
6 2.284 1.0474 1.48749 70.23
7 -1.701 0.2842 1.83400 37.16
8 -2.416 0.0980
9* 6.3927 0.7665 1.43875 94.66
10 -0.959 0.2549 1.88300 40.76
11 -1.527 0.0098
12(絞り) ∞ 可変
13 -38.435 0.2451 1.88300 40.76
14 1.783 0.4020 1.92286 18.90
15 2.810 可変
16 5.539 0.8529 1.49700 81.54
17 -2.895 0.0980
18 2.216 1.5196 1.49700 81.54
19 -2.535 0.4412 1.84666 23.78
20 -42.372 0.8180
21 ∞ 1.4700 1.51633 64.14
22 ∞ 0.0000
像面 ∞

非球面データ
第２面
k=-4.8465
A4=8.16140e-01,A6=-1.22255e+00,A8=1.73222e+00,
A10=-1.05987e+00,A12=-5.40354e-08
第９面
k=0.0000
A4=-4.73440e-03,A6=5.54469e-02

各種データ
遠点 近点
ＯＢＪ 18.400 1.995
ｆ 0.7892 1.0542
ＦＮＯ． 3.602 4.812
２ω 143.76 86.57
ＩＨ 0.800 0.800
ＬＴＬ 12.307 12.307

d12 0.3039 1.4136
d15 1.5063 0.3966

各群焦点距離
f1=1.4181 f2=-3.0299 f3=2.4747

数値実施例２
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.2451 1.88300 40.76
2* 0.8440 0.6160
3 -3.353 0.2647 1.88300 40.76
4 1.347 0.7196 1.62004 36.26
5 -5.635 0.0980
6 1.816 0.8529 1.51742 52.43
7 -1.500 0.5757 1.88300 40.76
8 -5.587 0.0980
9* 4.7293 0.8151 1.43875 94.66
10 -1.369 0.0098
11(絞り) ∞ 可変
12 -10.235 0.3922 1.72916 54.68
13 1.577 0.4020 1.76182 26.52
14 2.733 可変
15 6.706 0.8333 1.49700 81.54
16 -2.857 0.0980
17 2.134 1.4706 1.49700 81.54
18 -3.147 0.2941 1.92286 18.90
19 ∞ 1.1176
20 ∞ 1.4700 1.51633 64.14
21 ∞ 0.0000
像面 ∞

非球面データ
第２面
k=-3.6364
A4=5.87345e-01,A6=-5.94734e-01,A8=6.58226e-01,
A10=-3.21280e-01,A12=7.69676e-14
第９面
k=35.0000
A4=-1.47266e-01,A6=-8.89928e-02

各種データ
遠点 近点
ＯＢＪ 20.000 2.020
ｆ 0.7893 1.0548
ＦＮＯ． 3.692 4.932
２ω 143.78 86.54
ＩＨ 0.800 0.800
ＬＴＬ 12.198 12.198

d11 0.3333 1.4134
d14 1.4918 0.4118

各群焦点距離
f1=1.3659 f2=-2.9705 f3=2.5437

数値実施例３
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.2451 1.88300 40.76
2* 0.9248 0.5543
3 -3.184 0.2451 1.88300 40.76
4 1.197 0.8095 1.58144 40.75
5 -5.764 0.0980
6 1.783 0.8166 1.53172 48.84
7 -1.370 0.4889 1.88300 40.76
8 -5.361 0.0980
9* 3.7016 0.5947 1.43875 94.66
10 -1.462 0.0098
11(絞り) ∞ 可変
12 13.227 0.2451 1.72916 54.68
13 1.496 0.3922 1.76182 26.52
14 2.154 可変
15 7.492 0.8275 1.49700 81.54
16 -2.659 0.0980
17 1.805 1.0974 1.49700 81.54
18 -4.462 0.2451 1.92286 18.90
19 8.365 0.8627
20 ∞ 1.4700 1.51633 64.14
21 ∞ 0.0000
像面 ∞

非球面データ
第２面
k=-0.8704
A4=5.29507e-02,A6=1.39204e-01,A8=-1.67054e-01,
A10=1.73956e-01,A12=1.12187e-17
第９面
k=-2.8749
A4=-8.99972e-02,A6=-2.15320e-02

各種データ
遠点 近点
ＯＢＪ 19.300 1.962
ｆ 0.8278 0.9994
ＦＮＯ． 3.731 4.502
２ω 144.07 94.32
ＩＨ 0.800 0.800
ＬＴＬ 10.968 10.968

d11 0.3333 1.3489
d14 1.4371 0.4216

各群焦点距離
f1=1.5275 f2=-3.7298 f3=2.5362

数値実施例４
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.2454 1.88300 40.76
2* 0.9395 1.0000
3 -4.524 0.2400 1.88300 40.76
4 1.707 1.1045 1.54814 45.79
5 -6.574 0.0900
6 1.404 0.8411 1.51633 64.14
7 -1.558 0.2500 1.72916 54.68
8 13.965 0.1000
9* 4.1650 0.4040 1.49700 81.54
10 -1.927 0.0100
11(絞り) ∞ 可変
12 10.543 0.2400 1.72916 54.68
13 1.493 0.3400 1.76182 26.52
14 2.359 可変
15* 5.6691 0.8440 1.49700 81.54
16 -3.094 0.1600
17 1.807 1.0442 1.49700 81.54
18 -4.347 0.2400 1.92286 18.90
19 5.431 0.8496
20 4.509 0.5000 1.51633 64.14
21 ∞ 1.0000 1.51633 64.14
22 ∞ 0.0000
像面 ∞

非球面データ
第２面
k=-0.8440
A4=7.83987e-02,A6=3.35426e-02,A8=1.46736e-02,
A10=8.99301e-03,A12=-6.27290e-16
第９面
k=-3.6883
A4=-9.56270e-02,A6=-6.64041e-03
第１５面
k=17.1911
A4=-9.30440e-03,A6=-7.06860e-03

各種データ
遠点 近点
ＯＢＪ 17.178 1.914
ｆ 0.8200 1.0047
ＦＮＯ． 3.773 4.617
２ω 144.00 96.87
ＩＨ 0.800 0.800
ＬＴＬ 11.441 11.441

d11 0.3428 1.5184
d14 1.5956 0.4200

各群焦点距離
f1=1.6962 f2=-4.4770 f3=2.6802

数値実施例５
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.2454 1.88300 40.76
2* 1.1071 1.4000
3 -4.204 0.2418 1.88300 40.76
4 1.661 0.7988 1.54814 45.79
5 -9.263 0.0900
6 1.486 0.8954 1.51633 64.14
7 -1.375 0.3048 1.72916 54.68
8 -9.950 0.1000
9* 6.0276 0.5182 1.51633 64.14
10 -2.254 0.0100
11(絞り) ∞ 可変
12 13.232 0.2400 1.72916 54.68
13 1.716 0.3217 1.76182 26.52
14 2.520 可変
15* 6.0509 0.8609 1.49700 81.54
16 -2.864 0.1087
17 1.751 1.0430 1.49700 81.54
18 -4.537 0.2407 1.92286 18.90
19 5.794 0.8720
20 ∞ 1.5000 1.51633 64.14
21 ∞ 0.0000
像面 ∞

非球面データ
第２面
k=-0.4157
A4=1.26815e-03,A6=1.81637e-02,A8=-1.11325e-02,
A10=7.33606e-03,A12=-6.41676e-16
第９面
k=-4.0249
A4=-6.86368e-02,A6=-2.94860e-03
第１５面
k=15.7528
A4=-1.05324e-02,A6=-2.86066e-03

各種データ
遠点 近点
ＯＢＪ 19.000 2.000
ｆ 0.8306 1.0257
ＦＮＯ． 3.650 4.503
２ω 144.00 92.36
ＩＨ 0.800 0.800
ＬＴＬ 11.812 11.812

d11 0.3000 1.6113
d14 1.7205 0.4092

各群焦点距離
f1=1.7990 f2=-4.5056 f3=2.6663

次に、各実施例における条件式の値を以下に掲げる。横倍率は、各種データに記載された物体距離の値に基づいて算出されている。
実施例１ 実施例２ 実施例３
(1)νd1Gobp 28.46 36.26 40.75
(2)d1Gn12/d1G 0.1358 0.1438 0.1403
(3)νd1Gimp 94.66 94.66 94.66
(4)f1Gn1/f1Gn2 0.24616 0.31441 0.42526
(5)f1Gn1/f1G -0.6806 -0.6998 -0.6857
(6)f1Gp1/f1Gp2 0.6298 1.8953 1.8571
(7)β1Gfar -0.07530 -0.06678 -0.07756
(8)β1Gnear -0.58417 -0.55220 -0.64828
(9)fnear/ffar 1.33579 1.33646 1.20728
(10)f1G/ffar 1.79696 1.73058 1.84527
(11)f2G/ffar -3.83939 -3.76375 -4.50557
(12)f3G/ffar 3.13581 3.22288 3.06367
(13)(1-β2Gfar×β2Gfar)
×β3Gfar×β3Gfar -0.16929 -0.16724 -0.23907
(14)(1-β2Gnear×β2Gnear)
×β3Gnear×β3Gnear -0.33089 -0.35190 -0.30352

実施例４ 実施例５
(1)νd1Gobp 45.79 45.79
(2)d1Gn12/d1G 0.2339 0.3047
(3)νd1Gimp 81.54 64.14
(4)f1Gn1/f1Gn2 0.30557 0.43075
(5)f1Gn1/f1G -0.6272 -0.6970
(6)f1Gp1/f1Gp2 1.6818 1.1010
(7)β1Gfar -0.09634 -0.09213
(8)β1Gnear -0.72409 -0.71187
(9)fnear/ffar 1.22527 1.23498
(10)f1G/ffar 2.06868 2.16596
(11)f2G/ffar -5.46002 -5.42463
(12)f3G/ffar 3.26866 3.21019
(13)(1-β2Gfar×β2Gfar)
×β3Gfar×β3Gfar -0.20000 -0.17000
(14)(1-β2Gnear×β2Gnear)
×β3Gnear×β3Gnear -0.23875 -0.22155

本実施形態の撮像装置の例を、内視鏡システムを用いて説明する。図１１は、内視鏡システムの概略構成を示す図である。内視鏡システムでは、電子内視鏡を有する。電子内視鏡は、本実施形態の撮像装置である。

内視鏡システム３００は、電子内視鏡を用いた観察システムである。内視鏡システム３００は、電子内視鏡３１０と画像処理装置３２０とから構成されている。電子内視鏡３１０は、スコープ部３１０ａと接続コード部３１０ｂとを備えている。また、画像処理装置３２０には、表示ユニット３３０が接続されている。

スコープ部３１０ａは、操作部３４０と挿入部３４１に大別される。挿入部３４１は、細長で患者の体腔内へ挿入可能になっている。また、挿入部３４１は、可撓性を有する部材で構成されている。観察者は、操作部３４０に設けられているアングルノブ等により、諸操作を行うことができる。

また、操作部３４０からは、接続コード部３１０ｂが延設されている。接続コード部３１０ｂは、ユニバーサルコード３５０を備えている。ユニバーサルコード３５０は、コネクタ３６０を介して画像処理装置３２０に接続されている。

ユニバーサルコード３５０は、各種の信号等の送受信に用いられる。各種の信号としては、電源電圧信号及びＣＣＤ駆動信号等がある。これらの信号は、電源装置やビデオプロセッサからスコープ部３１０ａに送信される。また、各種の信号として映像信号がある。この信号は、スコープ部３１０ａからビデオプロセッサに送信される。

なお、画像処理装置３２０内のビデオプロセッサには、図示しない記憶装置、ビデオプリンタ等の周辺機器が接続可能である。ビデオプロセッサは、スコープ部３１０ａからの映像信号に対して信号処理を施す。映像信号に基づいて、表示ユニット３３０の表示画面上に内視鏡画像が表示される。

挿入部３４１の先端部３４２には、光学系が配置されている。光学系に、本実施形態の撮像光学系が用いられている。

以上のように、本発明は、小型でありながら、高い分解能を有する撮像光学系に適している。また、高精細な画像が取得できる撮像装置に適している。

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｃ カバーガラス
Ｌ１−Ｌ１２ レンズ
Ｓ 開口絞り
３００ 内視鏡システム
３１０ 電子内視鏡
３２０ 画像処理装置
３１０ａ スコープ部
３１０ｂ 接続コード部
３３０ 表示ユニット
３４０ 操作部
３４１ 挿入部
３４２ 先端部
３５０ ユニバーサルコード
３６０ コネクタ
３２０ 画像処理装置

Claims (16)

1. 複数のレンズ群を有し、
   前記複数のレンズ群の各々は、レンズ成分を有し、
   前記レンズ成分は、複数の光学面を有し、
   前記レンズ成分では、２つの前記光学面が空気と接触し、且つ、少なくとも１つの前記光学面が曲面であり、
   前記複数のレンズ群は、物体側から順に、
   正の屈折力を有する第１レンズ群と、
   負の屈折力を有する第２レンズ群と、
   正の屈折力を有する第３レンズ群と、を有し、
   遠点から近点への合焦時、前記第２レンズ群のみが像側に移動し、
   前記第１レンズ群は、物体側から順に、第１負レンズ成分と、第２負レンズ成分と、複数の正レンズ成分と、を有し、
   前記第２レンズ群は、負レンズ成分を有し、
   開口絞りは、前記第１レンズ群に配置されていることを特徴とする撮像光学系。
2. 以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
   １７＜νｄ1Gobp＜４６ （１）
   ここで、
   νｄ1Gobpは、物体側正レンズのアッベ数、
   前記物体側正レンズは、前記第１レンズ群の正の単レンズの中で、最も物体側に位置する正の単レンズ、
   である。
3. 以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
   ０．０７＜ｄ1Gn12／ｄ1G＜０．３４ （２）
   ここで、
   ｄ1Gn12は、前記第１負レンズ成分と前記第２負レンズ成分との間の空気間隔、
   ｄ1Gは、前記第１レンズ群の厚さ、
   である。
4. 前記第２負レンズ成分は、物体側から順に、負の単レンズと、正の単レンズと、を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
5. 以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
   ６４＜νｄ1Gimp＜９９ （３）
   ここで、
   νｄ1Gimpは、像側正レンズのアッベ数、
   前記像側正レンズは、前記第１レンズ群の正の単レンズの中で、最も像側に位置する正の単レンズ、
   である。
6. 前記複数の正レンズ成分の中の１つの正レンズ成分は、負の単レンズを１枚以上有することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
7. 以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
   ０．１５＜ｆ1Gn1／ｆ1Gn2＜０．６ （４）
   ここで、
   ｆ1Gn1は、第１負レンズ成分の焦点距離、
   ｆ1Gn2は、第２負レンズ成分の焦点距離、
   である。
8. 以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
   −０．８０＜ｆ1Gn1／ｆ1G＜−０．５５ （５）
   ここで、
   ｆ1Gn1は、前記第１負レンズ成分の焦点距離、
   ｆ1Gは、前記第１レンズ群の焦点距離、
   である。
9. 以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
   ０．５０＜ｆ1Gp1／ｆ1Gp2＜２．５０ （６）
   ここで、
   ｆ1Gp1は、物体側正レンズ成分の焦点距離、
   ｆ1Gp2は、像側正レンズ成分の焦点距離、
   前記物体側正レンズ成分、前記複数の正レンズ成分の中で、最も物体側に位置する正レンズ成分、
   前記像側正レンズ成分は、前記複数の正レンズ成分の中で、最も像側に位置する正レンズ成分、
   である。
10. 以下の条件式（７）、（８）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
    −０．１２＜β1Gfar＜−０．０５０ （７）
    −０．８０＜β1Gnear＜−０．４００ （８）
    ここで、
    β1Gfarは、遠点合焦時の前記第１レンズ群の横倍率、
    β1Gnearは、近点合焦時の前記第１レンズ群の横倍率、
    である。
11. 以下の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
    １＜ｆnear／ｆfar＜１．５ （９）
    ここで、
    ｆnearは、近点合焦時の前記撮像光学系の焦点距離、
    ｆfarは、遠点合焦時の前記撮像光学系の焦点距離、
    である。
12. 以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
    １．５＜ｆ1G／ｆfar＜２．４ （１０）
    ここで、
    ｆ1Gは、前記第１レンズ群の焦点距離、
    ｆfarは、遠点合焦時の前記撮像光学系の焦点距離、
    である。
13. 以下の条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
    −６．０＜ｆ2G／ｆfar＜−３ （１１）
    ここで、
    ｆ2Gは、前記第２レンズ群の焦点距離、
    ｆfarは、遠点合焦時の前記撮像光学系の焦点距離、
    である。
14. 以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
    ２．５＜ｆ3G／ｆfar＜４ （１２）
    ここで、
    ｆ3Gは、前記第３レンズ群の焦点距離、
    ｆfarは、遠点合焦時の前記撮像光学系の焦点距離、
    である。
15. 以下の条件式（１３）、（１４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
    −０．３０＜（１−β2Gfar×β2Gfar）×β3Gfar×β3Gfar＜−０．１１ （１３）
    −０．４０＜（１−β2Gnear×β2Gnear）×β3Gnear×β3Gnear＜−０．１８ （１４）
    ここで、
    β2Gfarは、遠点合焦時の前記第２レンズ群の横倍率、
    β2Gnearは、近点合焦時の前記第２レンズ群の横倍率、
    β3Gfarは、遠点合焦時の前記第３レンズ群の横倍率、
    β3Gnearは、近点合焦時の前記第３レンズ群の横倍率、
    である。
16. 光学系と、
    撮像面を持ち、且つ光学系により撮像面上に形成された像を電気信号に変換する撮像素子と、を有し、
    前記光学系が請求項１に記載の撮像光学系であることを特徴とする撮像装置。

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