JP2021193406A - 光学系およびそれを有する撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】光学性能が高く、なおかつフォーカシングに伴う収差変動が少ない光学系を提供することである。【解決手段】光学系Ｌ０は物体側から像側へ順に、第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１、負の屈折力の第１フォーカス群ＬＦ１、負の屈折力の第２フォーカス群ＬＦ２を有する。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第１フォーカス群ＬＦ１と第２フォーカス群ＬＦ２の光軸上の間隔が変化するように、第１フォーカス群ＬＦ１と第２フォーカス群ＬＦ２は移動する。第１フォーカス群ＬＦ１の焦点距離をｆＦ１、第２フォーカス群ＬＦ２の焦点距離をｆＦ２、前レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、光学系Ｌ０のバックフォーカスをｓｋとするとき、０．００＜｜ｆＦ１｜／｜ｆ１｜＜０．７７−０．７６＜ｓｋ／ｆＦ１＜０．０００．１０＜ｆＦ１／ｆＦ２＜１．９０なる条件式を満足する。【選択図】図１

Description

本発明は、光学系に関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ、車載用カメラ等の撮像装置に好適なものである。
固体撮像素子を用いたデジタルカメラ等の撮像装置に用いられる光学系において、高速かつ静粛なオートフォーカスを行うことが求められている。このためには、無限遠から至近へのフォーカシングに際して移動するフォーカス群を軽量に構成することが有効である。
加えて、フォーカシングに伴う収差変動が小さいことも求められる。
特許文献１には、負の屈折力を有する２つのレンズ群をフォーカス群として用いた光学系が開示されている。特許文献１に記載の技術によれば、迅速なフォーカシングが容易であって、さらに全物体距離にわたって高い光学性能が得られるとされている。
特開２０１５−１３８１２１号公報
しかしながら、より広いフォーカシング範囲で更なる高画質化（特に軸外収差の低減）を行うためには、特許文献１に記載された光学系では不十分となる場合があった。
そこで、本発明は光学性能が高く、なおかつフォーカシングに伴う収差変動が少ない光学系を提供することを目的とする。
本発明の光学系は、物体側から像側へ順に、前レンズ群、負の屈折力の第１フォーカス群、負の屈折力の第２フォーカス群を有する光学系であって、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、前記第１フォーカス群と前記第２フォーカス群の光軸上の間隔が変化するように前記第１フォーカス群と前記第２フォーカス群は移動し、前記第１フォーカス群の焦点距離をｆＦ１、前記第２フォーカス群の焦点距離をｆＦ２、前記前レンズ群の焦点距離をｆ１、前記光学系のバックフォーカスをｓｋとするとき、
０．００＜｜ｆＦ１｜／｜ｆ１｜＜０．７７
−０．７６＜ｓｋ／ｆＦ１＜０．００
０．１０＜ｆＦ１／ｆＦ２＜１．９０
なる条件式を満足することを特徴とする。
本発明によれば、光学性能が高く、なおかつフォーカシングに伴う収差変動が少ない光学系が実現できる。
実施例１の光学系の断面図である。 実施例１の光学系の収差図である。 実施例２の光学系の断面図である。 実施例２の光学系の収差図である。 実施例３の光学系の断面図である。 実施例３の光学系の収差図である。 実施例４の光学系の断面図である。 実施例４の光学系の収差図である。 実施例５の光学系の断面図である。 実施例５の光学系の収差図である。 実施例６の光学系の断面図である。 実施例６の光学系の収差図である。 実施例７の光学系の断面図である。 実施例７の光学系の収差図である。 実施例８の光学系の断面図である。 実施例８の光学系の収差図である。 撮像装置の概略図である。 レンズ装置の概略図である。
以下、本発明の光学系及びそれを有する撮像装置の実施例について、添付の図面に基づいて説明する。
図１、３、５、７、９、１１、１３、１５は、それぞれ実施例１乃至８の光学系Ｌ０の無限遠合焦時の断面図である。各実施例の光学系Ｌ０はデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ、車載用カメラ等の撮像装置に用いることができる。また、各実施例の光学系はプロジェクタ等の投射レンズとしても用いることができる。
各レンズ断面図において左方が物体側で、右方が像側である。各実施例の光学系Ｌ０を投射レンズとして用いる場合には左方がスクリーン側、右方が被投射画像側となる。
各実施例の光学系Ｌ０は複数のレンズ群を有して構成されている。本願明細書においてレンズ群とは、フォーカシングに際して一体的に移動または固定されるレンズのまとまりである。すなわち、各実施例の光学系Ｌ０では、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して隣り合うレンズ群同士の間隔が変化する。なお、レンズ群は１枚のレンズから構成されていても良いし、複数のレンズから成っていても良い。また、レンズ群は開口絞りを含んでいても良い。
各レンズ断面図において、Ｇｉは物体側から数えてｉ番目（ｉは自然数）のレンズを表している。接合レンズにおいては、接合レンズを構成する各単レンズのそれぞれを１枚のレンズとして数えている。
各レンズ断面図において、Ｌｊは物体側から数えてｊ番目（ｊは自然数）のレンズ群を表している。
各レンズ断面図に示した矢印は、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して移動するレンズ群（フォーカス群）の移動方向を表している。
各レンズ断面図において、ＳＰは開口絞りである。ＩＰは像面であり、各実施例の光学系Ｌ０をデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が配置される。各実施例の光学系Ｌ０を銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際には像面ＩＰにはフィルム面に相当する感光面が置かれる。
また、ＦＬは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。
実施例１、２、４、５の光学系Ｌ０は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５から構成されている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２および第４レンズ群Ｌ４は互いに異なる軌跡で物体側へ移動する。すなわち、第２レンズ群Ｌ２および第４レンズ群Ｌ４は第１フォーカス群ＬＦ１、第２フォーカス群ＬＦ２として機能する。
実施例３の光学系Ｌ０は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５から構成されている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２および第４レンズ群Ｌ４は互いに異なる軌跡で物体側へ移動する。すなわち、第２レンズ群Ｌ２および第４レンズ群Ｌ４は第１フォーカス群ＬＦ１、第２フォーカス群ＬＦ２として機能する。
実施例６の光学系Ｌ０は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、正の屈折力の第５レンズ群Ｌ５から構成されている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２および第４レンズ群Ｌ４は互いに異なる軌跡で物体側へ移動する。すなわち、第２レンズ群Ｌ２および第４レンズ群Ｌ４は第１フォーカス群ＬＦ１、第２フォーカス群ＬＦ２として機能する。
実施例７の光学系Ｌ０は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４から構成されている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２および第４レンズ群Ｌ４は互いに異なる軌跡で物体側へ移動する。すなわち、第２レンズ群Ｌ２および第４レンズ群Ｌ４は第１フォーカス群ＬＦ１、第２フォーカス群ＬＦ２として機能する。
実施例８の光学系Ｌ０は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４、負の屈折力の第５レンズ群Ｌ５から構成されている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２および第４レンズ群Ｌ４は互いに異なる軌跡で像側へ移動する。すなわち、第２レンズ群Ｌ２および第４レンズ群Ｌ４は第１フォーカス群ＬＦ１、第２フォーカス群ＬＦ２として機能する。
なお、各実施例の光学系Ｌ０では第１フォーカス群ＬＦ１と第２フォーカス群ＬＦ２のみが移動する例について示したが、フォーカシング際してこれら以外のレンズ群をさらに移動させても良い。これによってフォーカシングに伴う収差変動をより低減することができる。
また、各実施例の光学系Ｌ０において、フォーカシングに伴う各フォーカス群の移動方向は、物体側から像側でも像側から物体側でもよい。これは、各フォーカス群のうちの１つが主のフォーカス群（主として物体距離の変動に伴う像面位置の変化を補正する効果を持つフォーカス群）となり、他のフォーカス群が主のフォーカス群によるフォーカシングに伴う収差変動を補正する構成であるからである。第１フォーカス群ＬＦ１と第２フォーカス群ＬＦ２のいずれを主のフォーカス群とするかで、他方のフォーカス群の移動方向は変化する。
実施例１〜７では第１フォーカス群ＬＦ１が主となるフォーカス群であり、第１フォーカス群ＬＦ１は無限遠から近距離へのフォーカシングに伴い像側から物体側へ移動する。第２フォーカス群ＬＦ２は無限遠から近距離へのフォーカシングに伴い像側から物体側へ移動する。実施例８では第２フォーカス群ＬＦ２が主となるフォーカス群であり、第２フォーカス群は無限遠から近距離へのフォーカシングに伴い物体側から像側へ移動する。第１フォーカス群ＬＦ１は無限遠から近距離へのフォーカシングに伴い物体側から像側へ移動する。
図２、４、６、８、１０、１２、１４、１６は、それぞれ実施例１乃至８の光学系Ｌ０の収差図である。各収差図において（ａ）は無限遠にフォーカシングした時の収差図、（ｂ）は至近距離にフォーカシングした時の収差図である。
球面収差図においてＦｎｏはＦナンバーであり、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に対する球面収差量を示している。収差図においてＳはサジタル像面における収差量、Ｍはメリディオナル像面における収差量を示している。歪曲収差図ではｄ線に対する歪曲収差量を示している。色収差図ではｇ線における倍率色収差量を示している。なお、ωは撮像半画角（°）である。
次に、各実施例の光学系Ｌ０の特徴について説明する。
各実施例の光学系Ｌ０は、最も物体側に配置された第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１と、前レンズ群の像側に配置され、フォーカシングに際して互いに異なる軌跡で移動する負の屈折力の２つのフォーカス群ＬＦ１，ＬＦ２を有する。フォーカシングに際して第１フォーカス群ＬＦ１と第２フォーカス群ＬＦ２の光軸上の間隔は変化する。
このように各実施例の光学系Ｌ０では、２つのフォーカス群の屈折力が共に負であるため、これらのフォーカス群を移動させた際に光学系Ｌ０内での収差の発生を抑制しやすくなる。その結果、第１フォーカス群ＬＦ１と第２フォーカス群ＬＦ２を共に少枚数で構成したとしてもフォーカシングに伴う軸外収差の変動も抑制し易くなる。
すなわち、各実施例の光学系Ｌ０をこのような群構成としたことで、無限遠から至近にわたる広範な撮影領域で高い光学性能を得つつ、フォーカシングに伴う収差変動も抑制できる。
また、各実施例の光学系は以下の条件式（１）から（３）を満足する。
０．００＜｜ｆＦ１｜／｜ｆ１｜＜０．７７ （１）
−０．７６＜ｓｋ／ｆＦ１＜０．００ （２）
０．１０＜ｆＦ１／ｆＦ２＜１．９０ （３）
ここで、ｆＦ１は第１フォーカス群ＬＦ１の焦点距離である。ｆＦ２は第２フォーカス群ＬＦ２の焦点距離である。ｆ１は第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１の焦点距離である。ｓｋは無限遠合焦時の光学系Ｌ０のバックフォーカスの空気換算長である。
条件式（１）は第１フォーカス群ＬＦ１の焦点距離の絶対値｜ｆＦ１｜と第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１の焦点距離の絶対値｜ｆ１｜の比を規定している。これは条件式を満足する範囲で｜ｆＦ１｜を小さく、｜ｆ１｜を大きくするとよいことを表している。なお、ｆ１の符号は、正でも負でも条件式（１）による効果を得ることができる。
｜ｆ１｜を大きくすることで、第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１がアフォーカルに近い系となり、第１フォーカス群ＬＦ１に入射する軸上光束を平行に近づけることができる。その結果フォーカシングに伴う球面収差、メリディオナルコマ収差等の収差変動を小さくできる。この結果、第１フォーカス群ＬＦ１を少枚数のレンズで構成しても所望の特性を得やすくなる。
また、第１フォーカス群ＬＦ１に入射する軸上光束が平行に近くなると、第１フォーカス群ＬＦ１の横倍率が小さい値（０に近い値）となる。これにより、第１フォーカス群ＬＦ１のフォーカス敏感度（フォーカス群の移動量に対する像面の移動量の比）を大きくすることができる。これにより、フォーカシングに伴う第１フォーカス群ＬＦ１の移動量を小さくすることができ、フォーカシングを高速に行うことができる。
また、｜ｆＦ１｜を小さくする（負の屈折力を大きくする）ことで、平行近くで入射した光束を大きく跳ね上げることができ、上述の第１フォーカス群ＬＦ１の横倍率を小さい（０に近い値）値とする効果をより高めることができる。
条件式（１）の下限値を下回って｜ｆＦ１｜が小さくなると、第１フォーカス群ＬＦ１の負の屈折力が大きくなりすぎ、フォーカシングに伴う像面湾曲、倍率色収差などの収差変動が大きくなり好ましくない。
条件式（１）の上限値を上回って｜ｆＦ１｜が大きくなると、第１フォーカス群ＬＦ１の負の屈折力が小さくなりすぎ、フォーカス敏感度が小さくなり、高速なフォーカシングが困難となるため好ましくない。
条件式（２）はレンズ最終面から像面までの空気換算のバックフォーカスｓｋと、第１フォーカス群ＬＦ１の焦点距離ｆＦ１の比を規定している。これは条件式を満足する範囲でｓｋを小さくするとよいことを表している。なお、レンズ最終面としては光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等の実質的に屈折力を有さない光学ブロックＦＬの光学面は考慮しない。
ｓｋを小さくすることで、軸上光線高さが小さくかつ軸外光線高さの大きい像面近くに、レンズを配置することができる。これにより、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差などの軸外収差を良好に補正することができる。
条件式（２）の下限値を下回ってｓｋの値が大きくなると、前述の軸外収差の補正効果が小さくなり好ましくない。
条件式（２）の上限値を上回ってｓｋの値が小さくなると、軸外収差の補正効果は高まるが、像面近くに配置されるレンズの径が大きくなりすぎ好ましくない。
条件式（３）は第１フォーカス群ＬＦ１の焦点距離ｆＦ１と第２フォーカス群ＬＦ２の焦点距離のｆＦ２の比を規定している。これは、フォーカシングに伴う光学系Ｌ０の屈折力配置の対称性の崩れを抑制するためのものである。条件式（３）は、負の屈折力の第１フォーカス群ＬＦ１と負の屈折力の第２フォーカス群ＬＦ２の屈折力に過度な偏りがないことを意味している。
条件式（３）の下限値を下回ってｆＦ１の絶対値が大きくなる（ｆＦ１の値が小さくなる）と、第１フォーカス群ＬＦ１のフォーカス敏感度が小さくなり、フォーカシングに伴う移動量が大きくなりすぎるため好ましくない。もしくは、ｆＦ２の絶対値が小さくなる（ｆＦ２が大きくなる）と、第２フォーカス群ＬＦ２の負の屈折力が強くなりすぎ、フォーカシングに伴う像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差などの収差補正が過剰となり好ましくない。
条件式（３）の上限値を上回ってｆＦ１の絶対値が小さくなる（ｆＦ１の値が大きくなる）と、第１フォーカス群ＬＦ１のフォーカス敏感度が大きくなりすぎ、フォーカシングに伴うレンズの移動量をメカ的、電気的に制御することが困難になり好ましくない。また、フォーカシングに伴う収差変動が大きくなりすぎるため好ましくない。もしくは、ｆＦ２の絶対値が小さくなる（ｆＦ２が大きくなる）と、第２フォーカス群ＬＦ２の負の屈折力が強くなりすぎ、フォーカシングに伴う像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差などの収差補正が過剰となり好ましくない。
以上の構成により、光学性能が高く、なおかつフォーカシングに伴う収差変動が少ない光学系を実現することができる。
なお、条件式（１）、（２）、（３）の数値範囲は以下の条件式（１ａ）、（２ａ）、（３ａ）の範囲とすることがより好ましい。
０．０２＜｜ｆＦ１｜／｜ｆ１｜＜０．７２ （１ａ）
−０．７０＜ｓｋ／ｆＦ１＜−０．１０ （２ａ）
０．１５＜ｆＦ１／ｆＦ２＜１．７０ （３ａ）
さらに、条件式（１）、（２）、（３）の数値範囲は以下の条件式（１ｂ）、（２ｂ）、（３ｂ）の範囲とすることがさらに好ましい。
０．０４＜｜ｆＦ１｜／｜ｆ１｜＜０．７１ （１ｂ）
−０．６０＜ｓｋ／ｆＦ１＜−０．２０ （２ｂ）
０．２５＜ｆＦ１／ｆＦ２＜１．５５ （３ｂ）
次に、各実施例の光学系Ｌ０が満足することが好ましい条件について述べる。
各実施例の光学系は、以下の条件式（４）から（１３）のうち１つ以上を満足することが好ましい。これらの構成は本発明の効果を得るために必須ではないが、これらの構成を具備させることによってより優れた光学性能を発現させることができる。
０．０５＜Ｄａｉｒ＿ｍａｘ／Ｌ＜０．２５ （４）
−２．５０＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜０．５０ （５）
０．１５＜ＤＳＰ１／ＤＳＰ２＜０．７０ （６）
０．３５＜ｓｋ／（ｆ×ｔａｎω）＜０．９０ （７）
０．２０＜｜ＭＬＦ１｜／｜ＭＬＦ２｜＜７．００ （８）
−１．２０＜ｆＦ／ｆ＜−０．４０ （９）
−１．３０＜ｆＦ／Ｄ＜−０．２０ （１０）
１５．００＜νｐ＜３５．００ （１１）
０．４５＜ｆ２／ｆ＜１．６０ （１２）
−３．０５＜ＲＬＦ１／ｆ＜−０．６０ （１３）
ここで、Ｄａｉｒ＿ｍａｘは光学系Ｌ０の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面（光学フィルター等の光学ブロックの面は含まない）の間に形成される空気間隔のうち、光軸上の間隔が最も大きい空気間隔である。Ｌは光学系Ｌ０の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面（光学フィルター等の光学ブロックＦＬの面は含まない）までの光軸上の距離である。Ｒ１は第１フォーカス群ＬＦ１に含まれる負レンズＧＮの物体側のレンズ面の曲率半径である。Ｒ２は負レンズＧＮの像側のレンズ面の曲率半径である。ＤＳＰ１は第１フォーカス群ＬＦ１の最も像側のレンズ面から開口絞りＳＰまでの光軸上の間隔、ＤＳＰ２は開口絞りＳＰから第２フォーカス群ＬＦ２の最も物体側のレンズ面までの光軸上の間隔である。ωは光学系Ｌ０の無限遠合焦時の半画角である。ｆは光学系Ｌ０の焦点距離である。ＭＬＦ１は無限遠から至近までのフォーカシングに際しての第１フォーカス群ＬＦ１の像面に対する光軸上の移動量である。ＭＬＦ２は無限遠から至近までのフォーカシングに際しての第２フォーカス群ＬＦ２の像面に対する光軸上の移動量である。ｆＦは第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１と第１フォーカス群ＬＦ１の合成焦点距離である。Ｄは第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１の最も物体側のレンズ面と第１フォーカス群ＬＦ１の最も像側のレンズ面の光軸上の間隔である。νｐは第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１に含まれる正レンズのアッベ数である。なお、ある光学材料のアッベ数νｄは、フラウンホーファ線のｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）における光学材料の屈折率をＮｄ、ＮＦ、ＮＣ、Ｎｇとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
で与えられる。
また、ｆ２は第１フォーカス群ＬＦ１と第２フォーカス群ＬＦ２の間に配置されたレンズ群（中間群ＬＭ）の焦点距離である。ＲＬＦ１は第１フォーカス群ＬＦ１の最も物体側のレンズ面の曲率半径である。
条件式（４）は光学系の最大の空気間隔Ｄａｉｒ＿ｍａｘと光学全長Ｌの比を規定している。これは条件式を満足する範囲で、Ｄａｉｒ＿ｍａｘを小さくすることで、光学系の全長を小さくすることができる。なお、光学系Ｌ０がズームレンズである場合、広角端から望遠端に至るいずれかの焦点域のうちで最大となる空気間隔をＤａｉｒ＿ｍａｘとする。
なお、Ｄａｉｒ＿ｍａｘは実施例１においては、開口絞りＳＰを含む空気間隔、実施例２、６、７においてはＧ１とＧ２の間の空気間隔、実施例３、４、５においてはＧ２とＧ３の間の空気間隔、実施例８においてはＧ１１とＧ１２の間の空気間隔である。
条件式（４）の下限値を下回ってＤａｉｒ＿ｍａｘが小さくなると、開口絞りＳＰの配置が困難となったり、フォーカス群が移動するための間隔が十分に確保できなくなったりする。または、深い凹形状のレンズ（特に第１レンズ群Ｌ１中に配置される像側に凹面を向けた負のメニスカスレンズ）が配置されない結果、光学系Ｌ０を広角化する際に不利になり得る。
条件式（４）の上限値を上回ってＤａｉｒ＿ｍａｘが大きくなると、光学系が大型化してしまう。
条件式（５）は第１フォーカス群ＬＦ１の有する負レンズＧＮの形状を規定している。すなわち、第１フォーカス群ＬＦ１は条件式（５）を満足する負レンズＧＮを有することが好ましい。この条件式を満足する形状とすることで、第１フォーカス群ＬＦ１に入射する軸外光束の角度と第１フォーカス群ＬＦ１から出射する軸外光束の角度の差を小さくすることができる。これにより、フォーカシングに伴う像面湾曲、倍率色収差等の軸外収差の変動を小さくすることができる。
条件式（５）の下限値を下回って値が小さくなると、上述の軸外光線の角度の差が大きくなりすぎ、フォーカシングに伴う軸外収差の変動が大きくなってしまう。
条件式（５）の上限値を上回って値が大きくなると、第１フォーカス群ＬＦ１の負レンズの屈折力が大きくなりすぎ、フォーカシングに伴う球面収差の変動が大きくなってしまう。
条件式（６）は開口絞りＳＰから第１フォーカス群ＬＦ１までの間隔ＤＳＰ１と、開口絞りＳＰから第２フォーカス群ＬＦ２までの間隔ＤＳＰ２の比を規定している。これは条件式を満足するように開口絞りＳＰの物体側と像側にそれぞれフォーカス群を配置することで、それぞれのフォーカス群を通過する軸外光線高さ（の絶対値）を同程度とし、光線の開口絞りＳＰに対する対称性を高めることができる。これにより、フォーカシングに伴う軸外収差の補正をより容易にできる。
条件式（６）の下限値を下回ってＤＳＰ１が小さくなるかＤＳＰ２が大きくなると、上述の対称性が低くなりすぎ、フォーカシングに伴う軸外収差補正効果が小さくなってしまう。また、ＤＳＰ２が大きくなると、第２フォーカス群ＬＦ２の口径が大きくなりすぎ、第２フォーカス群ＬＦ２の重量が大きくなってしまう。
条件式（６）の上限値を上回ってＤＳＰ１が大きくなるかＤＳＰ２が小さくなると、上述の対称性が低くなりすぎ、フォーカシングに伴う軸外収差補正効果が小さくなってしまう。また、ＤＳＰ１が大きくなると、第１フォーカス群ＬＦ１の口径が大きくなりすぎ、第１フォーカス群ＬＦ１の重量が大きくなってしまう。
条件式（７）は空気換算のバックフォーカスｓｋと像高の比を規定するものである。これは条件式を満足する範囲でｓｋを小さくすることで、軸上光線高さが小さくかつ軸外光線高さが大きい位置にレンズを配置することができるので、球面収差やメリディオナルコマ収差に影響を与えることなく像面湾曲を選択的に良好に補正できる。
条件式（７）の下限値を下回ってｓｋが小さくなると、像面に近いレンズの口径が大きくなりすぎる。また、像面に入射する軸外光束の角度が大きくなりすぎ、固体撮像素子に対応可能な範囲のテレセントリック性を確保することが困難となり得る。
条件式（７）の上限値を上回ってｓｋが大きくなると、像面湾曲の補正が不足し得る。
条件式（８）は無限遠から至近までのフォーカシングに伴う、第１フォーカス群ＬＦ１の像面に対する光軸上の移動量の絶対値｜ＭＬＦ１｜と第２フォーカス群ＬＦ２の像面に対する光軸上の移動量の絶対値｜ＭＬＦ２｜の比を規定している。なお、移動量ＭＬＦ１、ＭＬＦ２の符号は正でも負でもよい。
条件式（８）の下限値を下回って｜ＭＬＦ１｜が小さくなると、第１フォーカス群ＬＦ１の負の屈折力が大きくなりすぎ、フォーカシングに伴う球面収差変動が大きくなってしまう。または、下限値を下回って｜ＭＬＦ２｜が大きくなると、第２フォーカス群ＬＦ２の移動量が大きくなりすぎてしまう。
条件式（８）の上限値を上回って｜ＭＬＦ２｜が小さくなると、第２フォーカス群ＬＦ２の負の屈折力が大きくなりすぎ、フォーカシングに伴う軸外収差の補正が過剰となり得る。または、上限値を上回って｜ＭＬＦ１｜が大きくなると、第１フォーカス群ＬＦ１の移動量が大きくなりすぎてしまう。
条件式（９）は第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１と第１フォーカス群ＬＦ１の合成焦点距離ｆＦと全系の焦点距離ｆの比を規定している。
条件式（９）の下限値を下回ってｆＦが小さく（ｆＦの絶対値が大きく）なると、開口絞りＳＰより物体側の負の屈折力が小さくなりすぎる。この場合、いわゆるレトロフォーカスタイプのパワー配置をとることが困難となる。このとき、光学系を広角化しようとする際に収差を良好に補正するために必要な全長及びバックフォーカスの確保が困難となってしまう。
条件式（９）の上限値を上回ってｆＦが大きく（ｆＦの絶対値が小さく）なると、開口絞りＳＰより物体側の負の屈折力が大きくなりすぎ、全長が大型化しすぎる。また、第１フォーカス群ＬＦ１より像側に配置されるレンズ群の口径が大きくなりすぎてしまう。
条件式（１０）は第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１の最も物体側のレンズ面と第１フォーカス群ＬＦ１の最も像側のレンズ面の光軸上の間隔をＤと、第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１と第１フォーカス群ＬＦ１の合成焦点距離をｆＦとの比を規定している。これは条件式を満足する範囲で、Ｄを大きく、ｆＦを大きく（絶対値を小さく）するのが好ましいことを表している。こうすることで、広角で収差が良好な光学系を実現しつつ十分なバックフォーカスを確保できる。
条件式（１０）の下限値を下回ってｆＦが小さく（ｆＦの絶対値が大きく）なると、開口絞りＳＰより物体側の負の屈折力が小さくなりすぎ、いわゆるレトロフォーカスタイプのパワー配置をとることが困難となる。この場合、光学系を広角化しようとしたときに収差を良好に補正するために必要な全長及びバックフォーカスの確保が困難となってしまう。また、下限値を下回ってＤが小さくなると、像面湾曲、歪曲収差の補正が困難となる場合がある。
条件式（１０）の上限値を上回ってｆＦが大きく（ｆＦの絶対値が小さく）なると、開口絞りＳＰより物体側の負の屈折力が大きくなりすぎ、全長が大型化しすぎる。また、第１フォーカス群ＬＦ１より像側に配置されるレンズ群の口径が大きくなりすぎてしまう。
条件式（１１）は第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１の有する正レンズのアッベ数νｐを規定している。すなわち、第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１は条件式（１１）を満足する正レンズを有することが好ましい。
条件式（１１）の下限値を下回ってνｐが小さくなると、ｇ線の倍率色収差がオーバーになりやすくなる。条件式（１１）の上限値を上回ってνｐが大きくなると、ｇ線の倍率色収差がアンダーになりやすくなる。
条件式（１２）は中間群ＬＭの焦点距離ｆ２と全系の焦点距離ｆの比を規定している。すなわち光学系Ｌ０は、第１フォーカス群ＬＦ１と第２フォーカス群ＬＦ２の間にレンズ群（中間群ＬＭ）を有することが好ましく、その際条件式（１２）を満足することが好ましい。
条件式（１２）の下限値を下回ってｆ２が小さくなると、光学系Ｌ０を広角化しようとする際に有利であるが、球面収差、コマ収差等の補正が困難となる。条件式（１２）の上限値を上回ってｆ２が小さくなると光学系の広角化が困難となり好ましくない。
条件式（１３）は第１フォーカス群ＬＦ１の最も物体側のレンズ面の曲率半径ＲＬＦ１と全系の焦点距離ｆの比を規定している。
条件式（１３）の下限値を下回ってＲＬＦ１が小さくなる（絶対値が大きくなる）と、フォーカシングに伴う像面湾曲や歪曲収差の補正効果が小さくなってしまう。
条件式（１３）の上限値を上回ってＲＬＦ１が大きくなる（絶対値が小さくなる）と、フォーカシングに伴う像面湾曲や歪曲収差の補正効果が過剰になるとともに、球面収差の変動が大きくなってしまう。
なお、条件式（４）から（１３）の数値範囲を以下の条件式（４ａ）から（１３ａ）の範囲とすることがより好ましい。
０．０６＜Ｄａｉｒ＿ｍａｘ／Ｌ＜０．２０ （４ａ）
−２．３０＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜０．３０ （５ａ）
０．１８＜ＤＳＰ１／ＤＳＰ２＜０．６０ （６ａ）
０．４５＜ｓｋ／（ｆ×ｔａｎω）＜０．８５ （７ａ）
０．３０＜｜ＭＬＦ１｜／｜ＭＬＦ２｜＜６．８０ （８ａ）
−１．１０＜ｆＦ／ｆ＜−０．５０ （９ａ）
−１．２０＜ｆＦ／Ｄ＜−０．３０ （１０ａ）
１５．５０＜νｐ＜３３．００ （１１ａ）
０．５５＜ｆ２／ｆ＜１．５５ （１２ａ）
−２．８０＜ＲＬＦ１／ｆ＜−０．７５ （１３ａ）
さらに、条件式（４）から（１３）の数値範囲を以下の条件式（４ｂ）から（１３ｂ）の範囲とすることがさらに好ましい。
０．０８＜Ｄａｉｒ＿ｍａｘ／Ｌ＜０．１６ （４ｂ）
−２．００＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜０．１０ （５ｂ）
０．２１＜ＤＳＰ１／ＤＳＰ２＜０．５０ （６ｂ）
０．５０＜ｓｋ／（ｆ×ｔａｎω）＜０．８０ （７ｂ）
０．４０＜｜ＭＬＦ１｜／｜ＭＬＦ２｜＜６．７０ （８ｂ）
−１．００＜ｆＦ／ｆ＜−０．６０ （９ｂ）
−１．１０＜ｆＦ／Ｄ＜−０．３５ （１０ｂ）
１６．００＜νｐ＜３０．００ （１１ｂ）
０．６０＜ｆ２／ｆ＜１．４５ （１２ｂ）
−２．６０＜ＲＬＦ１／ｆ＜−０．９０ （１３ｂ）
次に、各実施例の光学系Ｌ０における好ましい構成について述べる。これらの構成は本発明の効果を得るために必須ではないが、これらの構成を具備させることによってより優れた光学性能を発現させることができる。
第１フォーカス群ＬＦ１は、１枚の負の屈折力の単レンズから構成されることが好ましい。上述の条件式（１）、（２）、（３）を満足することにより、光学系Ｌ０は第１フォーカス群ＬＦ１を小枚数で構成したとしてもフォーカシングに伴う像面湾曲や球面収差等の収差変動を十分に抑制できる。このため、第１フォーカス群ＬＦ１を１枚の負レンズで構成することで、更に高速なフォーカシングが可能となる。
なお、フォーカシングに伴う収差変動をよりよく補正するために、負の単レンズの少なくとも１面を非球面形状とするとさらに良い。
また、第１フォーカス群ＬＦ１と第２フォーカス群ＬＦ２の間に中間群ＬＭを設けることが好ましい。このとき、中間群ＬＭを正の屈折力とすることで、中間群の物体側と像側にそれぞれ負の屈折力のフォーカス群を配置することで、無限遠合焦時の軸外収差を良好に補正しながら、フォーカシングに伴う特に軸外収差の変動も良好に抑制することができる。
また、中間群ＬＭに開口絞りＳＰを有する構成とするとよい。これにより、光学系Ｌ０のおよそ中間の位置に開口絞りＳＰを配置することになる。ゆえに、開口絞りＳＰより物体側、像側にそれぞれ配置されるレンズ群の口径に極端な差が生じにくくなり、光学系全体として小型化できる。また、負の屈折力の第１フォーカス群ＬＦ１と負の屈折力の第２フォーカス群ＬＦ２の中間に開口絞りＳＰを配置することにもなり、開口絞りＳＰに関して屈折力の対称性を増すことができる。結果として、フォーカシングに伴う軸外収差の変動を抑制することがさらに容易となる。
また、光学系Ｌ０に含まれる一部のレンズ群の少なくとも一部を光軸に垂直な方向に移動することにより像ぶれ補正を行ってもよい。
また、光学系Ｌ０を広画角に構成する際には、第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１に少なくとも２枚の負レンズを設けることが好ましい。光学系Ｌ０の広角化するに際して適切なバックフォーカスを確保するためには開口絞りＳＰよりも物体側に強い負の屈折力の部分を設ける必要があるが、このような構成とすることで、強い負の屈折力を２枚の負レンズで分担することが可能となる。これにより、歪曲収差や倍率色収差、像面湾曲の補正を容易にできる。なお、第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１に設けられる少なくとも２枚の負レンズの少なくとも１面を非球面形状とすることで、上述した収差補正効果をさらに高めることができる。実施例１から８の光学系Ｌ０では第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１に２枚の負レンズを設ける構成を示しているが、負レンズの枚数は３枚以上でも良い。
また、第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１の最も物体側には正レンズを設けることが好ましい。これにより歪曲収差を良好に補正できる。実施例１，４，５，８の光学系では第１レンズ群（前レンズ群）Ｌ１の最も物体側に正レンズを配置する構成を採っている。
また、中間群ＬＭを設ける場合において、中間群ＬＭは正レンズと負レンズからなる接合レンズを少なくとも１枚有することが好ましい。これにより、軸上色収差、コマ収差、像面湾曲を良好に補正できる。
また、第２フォーカス群ＬＦ２は複数のレンズからなる構成としても良い。これにより、フォーカシングに伴う倍率色収差と像面湾曲を良好に補正することができる。実施例４、６、７の光学系において第２フォーカス群ＬＦ２が複数のレンズを含む構成を採っている。
また、光学系Ｌ０の最も像側には正レンズを配置することが好ましい。これにより、固体撮像素子に対応可能な範囲のテレセントリック性を確保することが容易となる。
また、各実施例の光学系Ｌ０において、歪曲収差及び倍率色収差をある程度残存させても構わない。これらの収差は電気的な画像処理によって補正できるため、これらの収差を敢えて残存させることで光学系Ｌ０を小型化したり、他の収差を良好に補正したりできる。
次に、実施例１から８のそれぞれに対応する数値実施例１から８を示す。各数値実施例において、面番号は物体側から数えた際の光学面の順序を示す。ｒｎは物体側から数えて第ｎ番目（ｎは自然数）の光学面（第ｎ面）の曲率半径、ｄｎは第ｎ面と第ｎ＋１面との間の間隔である。ｎｄｍ、νｄｍは、それぞれ第ｍ番目の光学部材の屈折率、アッベ数である。
バックフォーカス（ＢＦ）は最終レンズ面から像面までの空気換算の距離である。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面まで（光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックＦＬは含まない）の距離にバックフォーカスを加えた値である。
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、
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２｝１／２＋Ａ４×ｈ４＋Ａ６×ｈ６＋Ａ８×ｈ８＋Ａ１０×ｈ１０＋Ａ１２×ｈ１２
で表している。なお、各非球面係数における「ｅ±ＸＸ」は「×１０±ＸＸ」を意味している。
［数値実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 87.534 3.63 2.00100 29.1
2 174.045 0.25
3 85.847 2.30 1.88300 40.8
4 17.994 8.44
5* 79.201 2.00 1.58313 59.4
6* 18.631 6.73
7 38.819 4.59 1.96300 24.1
8 -399.688 (可変)
9 -29.653 1.15 1.59270 35.3
10 104.068 (可変)
11 54.406 3.50 2.00100 29.1
12 -72.063 4.70
13(絞り) ∞ 5.34
14 56.675 6.43 1.49700 81.5
15 -17.700 0.80 2.00272 19.3
16 191.339 0.30
17 28.557 1.00 1.96300 24.1
18 17.548 7.23 1.71300 53.9
19 -60.601 2.89
20 37.284 4.55 1.98612 16.5
21 -98.995 (可変)
22 -72.090 1.30 1.69895 30.1
23 79.649 (可変)
24* -77.183 1.70 1.88202 37.2
25* 86.812 0.15
26 36.340 7.00 1.49700 81.5
27 -138.658 12.23
28 ∞ 1.00 1.51633 64.1
29 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.85327e-006 A 6=-8.52073e-008 A 8= 2.83672e-010 A10=-4.82069e-013

第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.49473e-005 A 6=-1.68237e-007 A 8= 3.81613e-010 A10=-1.10838e-012

第24面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.59053e-005 A 6=-5.93749e-008 A 8=-4.47509e-010

第25面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.28334e-005 A 6= 3.65924e-008 A 8=-1.48455e-010

焦点距離 18.54
Fナンバー 1.85
半画角（°） 49.41
像高 21.64
レンズ全長 107.66
BF 14.09

無限遠 至近
d 8 6.69 4.59
d10 1.80 3.90
d21 5.32 4.85
d23 3.80 4.26

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -62.77
2 9 -38.81
3 11 24.03
4 22 -53.95
5 24 -245.93
［数値実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 40.302 2.30 1.72916 54.7
2 18.837 9.46
3* 192.069 2.00 1.58313 59.4
4* 21.648 5.37
5 32.260 4.74 2.00330 28.3
6 181.053 (可変)
7 -27.832 1.15 1.57501 41.5
8 81.052 (可変)
9 49.059 4.46 1.95375 32.3
10 -59.546 4.95
11(絞り) ∞ 1.30
12 44.003 6.61 1.49700 81.5
13 -21.435 1.20 2.00272 19.3
14 -625.448 6.95
15 26.657 5.64 1.55032 75.5
16 -84.498 3.44
17 33.612 3.19 1.95906 17.5
18 86.792 (可変)
19 -239.189 1.30 1.59551 39.2
20 43.753 (可変)
21* -148.322 1.70 1.88202 37.2
22* 151.190 0.20
23 31.790 4.33 1.49700 81.5
24 68.006 14.04
25 ∞ 1.00 1.51633 64.1
26 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.07061e-006 A 6=-3.89090e-008 A 8= 1.23138e-010 A10=-1.78838e-013

第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.21348e-005 A 6=-8.46786e-008 A 8= 1.65727e-010 A10=-4.40418e-013

第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.91373e-005 A 6= 3.85534e-007 A 8=-1.00779e-009

第22面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.18193e-005 A 6= 4.65235e-007 A 8=-8.75909e-010

焦点距離 23.83
Fナンバー 1.85
半画角（°） 42.24
像高 21.64
レンズ全長 104.66
BF 15.90

無限遠 至近
d 6 8.36 5.49
d 8 1.80 4.67
d18 3.67 2.50
d20 4.63 5.80

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -89.02
2 7 -35.89
3 9 24.90
4 19 -62.00
5 21 -299.54
［数値実施例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 43.294 2.00 1.98612 16.5
2 20.659 8.62
3* 124.059 2.30 1.58313 59.4
4* 34.294 9.42
5 37.686 4.60 2.00272 19.3
6 3213.278 (可変)
7 -35.250 1.10 1.65412 39.7
8 41.565 (可変)
9 38.751 5.12 1.95375 32.3
10 -54.359 1.00
11(絞り) ∞ 1.50
12 40.904 6.76 1.61800 63.3
13 -20.902 1.00 1.80810 22.8
14 120.048 2.87
15 -27.052 0.85 1.53172 48.8
16 15.508 6.84 1.49700 81.5
17 -71.726 0.50
18 28.109 6.51 1.72916 54.7
19 -53.978 (可変)
20 -98.870 1.20 1.75211 25.0
21 221.536 (可変)
22* -149.243 1.70 1.88202 37.2
23* 84.715 0.20
24 34.379 5.14 1.49700 81.5
25 147.518 13.05
26 ∞ 1.00 1.51633 64.1
27 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.25856e-006 A 6=-1.67012e-008

第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.02450e-005 A 6=-3.07790e-008 A 8=-2.75699e-011 A10= 5.89530e-014

第22面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.09480e-004 A 6= 4.43415e-007 A 8=-9.60874e-010

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.38050e-005 A 6= 5.14863e-007 A 8=-9.66883e-010

焦点距離 24.65
Fナンバー 1.85
半画角（°） 41.27
像高 21.64
レンズ全長 102.66
BF 14.91

無限遠 至近
d 6 7.95 4.31
d 8 1.80 5.44
d19 5.32 1.50
d21 3.45 7.26

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 390.03
2 7 -29.00
3 9 22.57
4 20 -90.75
5 22 -191.75
［数値実施例４］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 71.082 3.67 1.96300 24.1
2 114.339 0.25
3 78.465 2.20 1.91082 35.3
4 20.152 11.46
5* -667.984 2.00 1.49710 81.6
6* 22.069 4.48
7 41.136 5.68 1.96300 24.1
8 -369.876 (可変)
9 -27.196 1.15 1.90366 31.3
10 -96.314 (可変)
11 89.370 5.12 2.00069 25.5
12 -60.812 6.29
13(絞り) ∞ 0.81
14 66.463 8.86 1.49700 81.5
15 -25.422 1.10 1.86966 20.0
16 86.939 0.30
17 32.356 1.30 2.00272 19.3
18 20.596 9.45 1.76802 49.2
19* -195.625 5.46
20 41.001 6.36 1.98612 16.5
21 -249.338 (可変)
22 57.264 5.49 1.49700 81.5
23 -84.644 0.20
24 -115.460 1.30 1.74000 28.3
25 38.290 (可変)
26* -57.420 1.50 1.95150 29.8
27* 160.409 0.30
28 71.732 5.79 1.81600 46.6
29 -80.375 11.30
30 ∞ 1.00 1.51633 64.1
31 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.32632e-007 A 6=-9.91938e-009 A 8= 4.49119e-011 A10=-7.81269e-014

第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.47848e-005 A 6=-3.94834e-008 A 8= 7.90588e-011 A10=-2.92105e-013

第19面
K = 0.00000e+000 A 4= 7.76814e-006 A 6=-1.07177e-009 A 8=-2.42865e-012 A10=-4.34540e-015

第26面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.12808e-005 A 6=-3.54254e-008 A 8=-2.51064e-010

第27面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.47568e-006

焦点距離 20.48
Fナンバー 1.44
半画角（°） 46.56
像高 21.64
レンズ全長 124.66
BF 13.16

無限遠 至近
d 8 9.33 6.78
d10 1.60 4.15
d21 2.92 1.99
d25 7.14 8.07

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -61.87
2 9 -42.27
3 11 27.12
4 22 -96.53
5 26 -3644.28
［数値実施例５］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 60.455 3.12 2.00069 25.5
2 83.364 0.20
3 52.627 2.30 1.88300 40.8
4 18.520 9.82
5* 380.179 2.00 1.58313 59.4
6* 19.986 4.17
7 31.813 5.06 2.00069 25.5
8 352.505 (可変)
9 -26.377 1.15 1.59270 35.3
10 114.847 (可変)
11 52.014 4.14 1.95375 32.3
12 -54.889 5.59
13(絞り) ∞ 1.00
14 40.351 6.53 1.49700 81.5
15 -20.264 1.20 2.00272 19.3
16 -293.490 6.78
17 26.201 5.79 1.55032 75.5
18 -68.817 2.81
19 33.568 3.23 1.98612 16.5
20 97.502 (可変)
21 -1614.174 1.30 1.64769 33.8
22 38.517 (可変)
23* -92.931 1.70 1.88202 37.2
24* 124.280 0.15
25 33.861 5.36 1.49700 81.5
26 178.767 13.02
27 ∞ 1.00 1.51633 64.1
28 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.97503e-006 A 6=-8.53634e-009 A 8= 2.86069e-011 A10=-4.04056e-014

第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.33351e-005 A 6=-6.00018e-008 A 8= 7.47792e-011 A10=-3.86825e-013

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.94876e-005 A 6= 3.16064e-007 A 8=-1.13913e-009

第24面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.48190e-005 A 6= 4.08970e-007 A 8=-8.98660e-010

焦点距離 21.36
Fナンバー 1.85
半画角（°） 45.37
像高 21.64
レンズ全長 105.66
BF 14.88

無限遠 至近
d 8 7.81 5.47
d10 1.80 4.15
d20 2.90 2.09
d22 4.86 5.67

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -62.24
2 9 -36.08
3 11 24.13
4 21 -58.06
5 23 -215.61
［数値実施例６］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 45.625 2.30 1.88300 40.8
2 19.973 9.65
3* 97.209 2.00 1.58313 59.4
4* 21.326 7.63
5 36.738 5.31 2.00069 25.5
6 480.286 (可変)
7 -30.454 1.15 1.59270 35.3
8 69.634 (可変)
9 47.020 4.26 2.00100 29.1
10 -71.406 2.84
11(絞り) ∞ 2.28
12 37.424 6.70 1.49700 81.5
13 -22.021 1.20 2.00272 19.3
14 233.420 4.87
15 26.449 5.54 1.49700 81.5
16 -61.434 3.13
17 33.156 3.83 1.95906 17.5
18 352.565 (可変)
19 -62.492 1.10 1.86966 20.0
20 74.819 2.81
21* -64.366 1.60 1.88202 37.2
22* -348.609 (可変)
23 57.982 3.37 1.88300 40.8
24 209.001 12.02
25 ∞ 1.00 1.51633 64.1
26 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.39713e-006 A 6=-6.18930e-008 A 8= 1.64082e-010 A10=-2.13584e-013

第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.35737e-005 A 6=-1.22108e-007 A 8= 2.45038e-010 A10=-4.58318e-013

第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.81608e-005 A 6=-1.52507e-007 A 8=-1.75893e-010

第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.57569e-005 A 6=-6.07934e-008

焦点距離 21.36
Fナンバー 1.85
半画角（°） 45.37
像高 21.64
レンズ全長 104.66
BF 13.88

無限遠 至近
d 6 9.06 6.79
d 8 1.80 4.06
d18 4.89 4.55
d22 3.47 3.81

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -103.32
2 7 -35.60
3 9 22.92
4 19 -26.58
5 23 89.94
［数値実施例７］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 54.177 2.30 1.81600 46.6
2 20.044 9.30
3* 87.014 2.00 1.58313 59.4
4* 21.341 7.51
5 34.914 5.76 2.00330 28.3
6 471.293 (可変)
7 -35.278 1.15 1.59270 35.3
8 51.765 (可変)
9 43.869 4.14 2.00100 29.1
10 -88.899 3.11
11(絞り) ∞ 3.20
12 36.625 7.77 1.49700 81.5
13 -20.631 1.20 2.00272 19.3
14 178.185 2.95
15 28.865 5.10 1.55032 75.5
16 -55.410 3.50
17 36.000 3.79 1.95906 17.5
18 1773.017 (可変)
19 -59.537 1.10 1.72825 28.5
20 63.303 2.93
21* -91.851 1.60 1.88202 37.2
22* -31321.373 2.97
23 57.189 3.44 1.88300 40.8
24 218.987 (可変)
25 ∞ 1.00 1.51633 64.1
26 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.14973e-006 A 6=-5.89074e-008 A 8= 1.49456e-010 A10=-1.92361e-013

第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.05846e-005 A 6=-1.12184e-007 A 8= 2.13747e-010 A10=-4.23379e-013

第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.12505e-005 A 6=-1.05043e-007 A 8=-3.70540e-010

第22面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.03266e-005 A 6=-2.97689e-008

焦点距離 21.36
Fナンバー 1.85
半画角（°） 45.37
像高 21.64
レンズ全長 104.66
BF 13.82

無限遠 至近
d 6 9.20 6.82
d 8 1.80 4.18
d18 5.03 4.56
d24 11.96 12.43

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -132.01
2 7 -35.22
3 9 23.17
4 19 -48.84
［数値実施例８］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 105.741 3.21 1.87070 40.7
2 -2050.338 0.20
3 106.436 1.90 1.48749 70.2
4 13.763 5.41
5* 138.744 1.50 1.85135 40.1
6* 53.747 0.30
7 21.941 2.13 1.98612 16.5
8 29.241 (可変)
9 -64.761 1.10 1.86966 20.0
10 66.229 (可変)
11 127.401 5.20 1.69680 55.5
12 -29.344 2.70
13(絞り) ∞ 4.74
14 97.587 6.16 1.49700 81.5
15 -30.921 1.56
16 15981.928 6.96 1.49700 81.5
17 -18.814 1.20 1.75520 27.5
18 -44.372 0.30
19 116.623 3.87 2.00100 29.1
20 -53.598 (可変)
21 -112.174 1.20 1.51742 52.4
22 36.419 (可変)
23* -54.964 1.70 1.87790 37.6
24* 48.827 0.20
25 41.022 7.69 1.49700 81.5
26 -65.868 10.30
27 ∞ 1.00 1.51633 64.1
28 ∞ 1.20
像面 ∞

非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.32588e-004 A 6=-8.01346e-007 A 8= 1.48857e-009 A10=-4.19042e-012

第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.56276e-004 A 6=-7.24432e-007 A 8= 6.99433e-010 A10=-2.51975e-012

第23面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.38553e-005 A 6=-3.97379e-008 A 8=-1.60202e-010

第24面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.44593e-006 A 6=-2.70904e-008 A 8= 1.97181e-011

焦点距離 28.08
Fナンバー 1.85
半画角（°） 37.61
像高 21.64
レンズ全長 92.66
BF 12.16

無限遠 至近
d 8 4.38 6.69
d10 4.31 2.00
d20 1.50 6.55
d22 11.07 6.02

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -53.29
2 9 -37.50
3 11 19.62
4 21 -52.99
5 23 -75.27

以下の表に各実施例における種々の値を示す。
Figure 2021193406
［撮像装置］
次に本発明の撮像装置の実施例について述べる。図１７は、本実施例の撮像装置（デジタルスチルカメラ）１０の概略図である。撮像装置１０は、カメラ本体１３と、上述した実施例１乃至８のいずれかと同様である光学系１１と、光学系１１によって形成される像を光電変換する受光素子（撮像素子）１２を備える。
本実施例の撮像装置１０は、光学性能が高く、なおかつフォーカシングに伴う収差変動が少ない光学系１１によって形成された高品位な画像を得ることができる。
なお、受光素子１２としては、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いることができる。このとき、受光素子１２により取得された画像の歪曲収差や色収差等の諸収差を電気的に補正することにより、出力画像を高画質化することもできる。
なお、上述した各実施例の光学系Ｌ０は、図１７に示したデジタルスチルカメラに限らず、銀塩フィルム用カメラやビデオカメラ、望遠鏡等の種々の光学機器に適用することができる。また、カメラとしてはレンズ一体型でも良いしレンズ交換型でも良い。
［レンズ装置］
図１８は本発明のレンズ装置の外観概略図である。図１８のレンズ装置は不図示のカメラ本体に着脱可能に装着される、いわゆる交換レンズである。
レンズ装置２０は上述した実施例１乃至８のいずれかと同様である撮影光学系２１を備えている。レンズ装置２０はフォーカス操作手段２２及び撮影モードを変化させるための操作手段２３を有している。
ユーザがフォーカス操作手段２２を操作することにより、機械的または電気的に撮影光学系２１の第１フォーカス群ＬＦ１、第２フォーカス群ＬＦ２の配置が変化し、焦点位置を変化させる。
また、ユーザが操作手段２３を操作することにより、フォーカシング以外の目的で撮影光学系２１のレンズ群の配置を変化させるようにしても良い。例えば、操作手段２３の操作に伴い撮影光学系２１のレンズ群の配置を機械的または電気的に変化させ、撮影光学系２１の収差を変化させてもよい。この際、ピント位置は実質的に変化しないことが好ましい。
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
Ｌ０ 光学系
Ｌ１ 第１レンズ群（前レンズ群）
ＬＦ１ 第１フォーカス群
ＬＦ２ 第２フォーカス群

Claims (18)

  1. 物体側から像側へ順に、前レンズ群、負の屈折力の第１フォーカス群、負の屈折力の第２フォーカス群を有する光学系であって、
    無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、前記第１フォーカス群と前記第２フォーカス群の光軸上の間隔が変化するように前記第１フォーカス群と前記第２フォーカス群は移動し、
    前記第１フォーカス群の焦点距離をｆＦ１、前記第２フォーカス群の焦点距離をｆＦ２、前記前レンズ群の焦点距離をｆ１、前記光学系のバックフォーカスをｓｋとするとき、
    ０．００＜｜ｆＦ１｜／｜ｆ１｜＜０．７７
    −０．７６＜ｓｋ／ｆＦ１＜０．００
    ０．１０＜ｆＦ１／ｆＦ２＜１．９０
    なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
  2. 前記光学系の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面の間に形成される空気間隔のうち、光軸上の間隔が最も大きい空気間隔をＤａｉｒ＿ｍａｘ、前記光学系の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＬとするとき、
    ０．０５＜Ｄａｉｒ＿ｍａｘ／Ｌ＜０．２５
    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. 前記第１フォーカス群は、負レンズを有し、
    前記負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１、前記負レンズの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２とするとき、
    −２．５０＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜０．５０
    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. 前記第１フォーカス群は負の屈折力の単レンズからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学系。
  5. 前記光学系は、前記第１フォーカス群と前記第２フォーカス群の間に配置された開口絞りを有し、
    前記第１フォーカス群の最も像側のレンズ面から前記開口絞りまでの光軸上の間隔をＤＳＰ１、前記開口絞りから前記第２フォーカス群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の間隔をＤＳＰ２とするとき、
    ０．１５＜ＤＳＰ１／ＤＳＰ２＜０．７０
    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. 前記光学系の半画角をω、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
    ０．３５＜ｓｋ／（ｆ×ｔａｎω）＜０．９０
    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. 無限遠から至近までのフォーカシングに際しての前記第１フォーカス群の像面に対する光軸上の移動量をＭＬＦ１、無限遠から至近までのフォーカシングに際しての前記第２フォーカス群の像面に対する光軸上の移動量をＭＬＦ２とするとき、
    ０．２０＜｜ＭＬＦ１｜／｜ＭＬＦ２｜＜７．００
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学系。
  8. 前記前レンズ群と前記第１フォーカス群の合成焦点距離をｆＦ、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
    −１．２０＜ｆＦ／ｆ＜−０．４０
    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. 前記前レンズ群と前記第１フォーカス群の合成焦点距離をｆＦ、前記前レンズ群の最も物体側のレンズ面と前記第１フォーカス群の最も像側のレンズ面の光軸上の間隔をＤとするとき、
    −１．３０＜ｆＦ／Ｄ＜−０．２０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光学系。
  10. 前記前レンズ群は正レンズを有し、
    前記正レンズのアッベ数をνｐとするとき、
    １５．００＜νｐ＜３５．００
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光学系。
  11. 前記光学系は前記第１フォーカス群と前記第２フォーカス群の間に配置されたレンズ群である中間群を有し、前記中間群は正の屈折力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. 前記中間群は開口絞りを有することを特徴とする請求項１１に記載の光学系。
  13. 前記中間群は正レンズと負レンズから成る接合レンズを有することを特徴とする請求項１１または１２に記載の光学系。
  14. 前記中間群の焦点距離をｆ２、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
    ０．４５＜ｆ２／ｆ＜１．６０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の光学系。
  15. 前記第１フォーカス群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をＲＬＦ１、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
    −３．０５＜ＲＬＦ１／ｆ＜−０．６０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の光学系。
  16. 前記前レンズ群は少なくとも２枚の負レンズを有することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の光学系。
  17. 前記光学系の最も像側には正レンズが配置されていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の光学系。
  18. 請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の光学系と、該光学系によって形成される像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。

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