JP2024013653A - 光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 像面湾曲や歪曲収差等の諸収差が良好に補正された小型な光学系を提供する。【解決手段】 物体側から像側へ順に配置された、物体側に凸面を向けた第１のメニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた第２のメニスカスレンズ、正の屈折力を有する２つのレンズ要素から構成されるＡ群、該Ａ群の像側に隣接して配置された負の屈折力を有するレンズ要素Ｂを有する光学系であって、前記レンズ要素Ｂの像側に配置された各レンズは、非球面形状のレンズ面を備えた非球面レンズであり、前記レンズ要素Ｂの最も像側の面と、前記レンズ要素Ｂの像側に隣接して配置された非球面レンズの物体側のレンズ面との光軸上の間隔ｄＢ、開口絞りから前記光学系の中で最も像側に配置されたレンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離ｄＬを適切に設定する。【選択図】 図１

Description

本発明は、光学系及びそれを有する撮像装置に関する。

近年、撮像半画角が８０度を超える魚眼レンズや広角レンズの小型化及び高性能化が求められている。特許文献１は、第１レンズ群、開口絞り、第２レンズ群から構成される高画角な光学系を開示している。特許文献１の光学系では、第１レンズ群に含まれる正レンズの非球面形状や第２レンズ群に含まれるレンズの非球面形状を適切に設定することで歪曲収差等の収差の補正を図っている。

米国特許第１１０９２７８７号明細書

魚眼レンズや広角レンズにおいて像面湾曲や歪曲収差等の諸収差を適切に補正するためには、各画角の光束が分離されたレンズ面の形状を適切な非球面形状とすることが効果的である。一方で光学系の小型化を図ると、開口絞りと非球面形状のレンズ面との間隔が短くなり、非球面形状のレンズ面において各画角の光束を十分に分離することが困難となり得る。結果として、像面湾曲や歪曲収差等の諸収差を良好に補正することが難しくなる。

特許文献１の光学系では、小型化のために開口絞りと第２レンズ群に含まれる各レンズとの間隔を短くしており、非球面形状のレンズ面において各画角の光束を十分に分離できていない。そのため、光学系の小型化と像面湾曲や歪曲収差等の諸収差の補正とを両立することが困難である。本発明の目的は、像面湾曲や歪曲収差等の諸収差が良好に補正された小型な光学系を提供することである。

上記課題を解決する本発明の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、物体側に凸面を向けた第１のメニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた第２のメニスカスレンズ、正の屈折力を有する２つのレンズ要素から構成されるＡ群、該Ａ群の像側に隣接して配置された負の屈折力を有するレンズ要素Ｂを有する光学系であって、前記レンズ要素Ｂの像側に配置された各レンズは、非球面形状のレンズ面を備えた非球面レンズであり、前記レンズ要素Ｂの最も像側の面と、前記レンズ要素Ｂの像側に隣接して配置された非球面レンズの物体側のレンズ面との光軸上の間隔をｄＢ、開口絞りから前記光学系の中で最も像側に配置されたレンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離をｄＬとしたとき、
０．１０＜ｄＢ／ｄＬ＜０．４０
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、像面湾曲や歪曲収差等の諸収差が良好に補正された小型な光学系が提供される。

実施例１の光学系の無限遠に合焦したときの断面図である。 実施例１の光学系の無限遠に合焦したときの縦収差図である。 実施例２の光学系の無限遠に合焦したときの断面図である。 実施例２の光学系の無限遠に合焦したときの縦収差図である。 実施例３の光学系の無限遠に合焦したときの断面図である。 実施例３の光学系の無限遠に合焦したときの縦収差図である。 本発明の撮像装置の要部概略図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１、３、５はそれぞれ、実施例１乃至３の光学系の無限遠に合焦したときにおけるレンズ断面図である。各実施例の光学系は、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、スマートフォン用カメラ等の撮像装置や交換レンズを含む光学機器に用いられる。また、各実施例の光学系は、ウェアラブルデバイスやドローン等の小型デバイスに用いられる。

各断面図において左方が物体側で、右方が像側である。各実施例の光学系をプロジェクター等の投写レンズとして用いてもよい。この場合、左方がスクリーン側、右方が被投写画像側である。Ｏは光学系の光軸を示している。ＩＰは像面であり、各実施例の光学系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、ＧＢ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、及び赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックを示している。

図２、４、６はそれぞれ、実施例１乃至３の光学系の縦収差図である。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。非点収差図においてＳはサジタル像面における非点収差量、Ｍはメリディオナル像面における非点収差量を示している。歪曲収差図においてｄ線に対する歪曲収差量を示している。色収差図ではｇ線における色収差量を示している。ωは撮像半画角（度）である。なお、歪曲収差に関して、等距離射影方式における歪曲収差を示している。

各実施例の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、Ｉ群、Ａ群、負の屈折力を有するレンズ要素Ｂ、Ｊ群から構成される。Ｉ群は、物体側から像側へ順に配置された、物体側に凸面を向けた第１のメニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた第２のメニスカスレンズから構成される。Ａ群は、正の屈折力を有する２つのレンズ要素から構成され、Ａ群の像側に隣接して負の屈折力を有するレンズ要素Ｂが配置される。Ｊ群に含まれる各レンズは、非球面形状のレンズ面を備えた非球面レンズである。開口絞りＳＰは、Ａ群に含まれる正の屈折力を有する２つのレンズ要素の間、またはＩ群とＡ群との間に配置される。なお、本実施形態の各レンズの形状は近軸における曲率半径に基づいて定義している。また、レンズ要素は、単一レンズ又は複数のレンズを接合した接合レンズより構成されるレンズ系を意味している。近軸における屈折力がほぼゼロの回折光学素子を単一レンズに設けたレンズ系やフレネルレンズ等もレンズ要素に含まれる。

物体側に凸面を向けたメニスカスレンズを最も物体側から連続して２枚配置することで、光学系の高画角化を実現している。これらのメニスカスレンズを非球面レンズとすることで像面湾曲や歪曲収差等の諸収差の補正に寄与している。上記２枚のメニスカスレンズの像側に隣接して正の屈折力の２つのレンズ要素を配置することで、軸上光束を効果的に収斂させることが可能となり、光学系全系の全長の短縮に寄与している。

さらに、正の屈折力の２つのレンズ要素の像側に隣接して負の屈折力のレンズ要素Ｂを配置することで、各画角の光束を分離した状態で後続のレンズに光束を入射させることが可能となる。各画角の光束が分離された箇所に非球面レンズを配置することで、像面湾曲や歪曲収差等の諸収差を良好に補正することができる。

続いて、各実施例が満足する条件式について説明する。レンズ要素Ｂの最も像側の面と、レンズ要素Ｂの像側に隣接して配置された非球面レンズの物体側のレンズ面との光軸上の間隔をｄＢ、開口絞りＳＰから光学系の中で最も像側に配置されたレンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離をｄＬとする。このとき、
０．１０＜ｄＢ／ｄＬ＜０．４０・・・（１）
なる条件式を満足する。

条件式（１）は、レンズ要素Ｂの像側に隣接して配置された非球面レンズの位置に関する条件式である。条件式（１）の上限値を上回ると、レンズ要素Ｂの最も像側の面と、レンズ要素Ｂの像側に隣接して配置された非球面レンズの物体側のレンズ面との光軸上の間隔ｄＢが長くなり過ぎる。その結果、光学系全系の全長が長くなり、光学系の小型化を実現することが困難になるため、好ましくない。条件式（１）の下限値を下回ると、上記間隔ｄＢが短くなり過ぎる。その結果、レンズ要素Ｂの像側に隣接して配置された非球面レンズの物体側のレンズ面において各画角の光束を十分に分離させられなくなる。その結果、像面湾曲や歪曲収差等の諸収差を良好に補正することが困難になるため、好ましくない。

好ましくは条件式（１）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．１１＜ｄＢ／ｄＬ＜０．３０・・・（１ａ）

また、更に好ましくは条件式（１ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．１２＜ｄＢ／ｄＬ＜０．２０・・・（１ｂ）

各実施例において好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。ここで、Ａ群の焦点距離をｆＡ、光学系の全系の焦点距離をｆ、光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＴＬ、第２のメニスカスレンズの焦点距離をｆＧ２とする。また、第２のメニスカスレンズの材料のアッベ数をνｄＧ２、光学系の半画角をωとする。

半画角ωは、イメージサークルの最外周を最大像高とした際の半画角である。イメージサークルの最外周とは、各実施例の光学系を介して一様光源を像面に投影した際に、像面の中心位置に対して光量が１０％となる位置とする。

なお、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する材料の屈折率をそれぞれＮＦ、ＮＣ、Ｎｄとするとき、アッベ数νｄはνｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）と表される。
０．５０＜ｆＡ／ｆ＜１．００・・・（２）
２．０＜ＴＬ／ｆ＜５．５・・・（３）
５．０＜ｆＧ２／ｆ＜７０．０・・・（４）
５．０＜νｄＧ２＜３５．０・・・（５）
７０．０（°）＜ω＜１００．０（°）・・・（６）

条件式（２）は、Ａ群の焦点距離ｆＡと、光学系の全系の焦点距離ｆとの比に関する条件式である。条件式（２）の上限値を上回ると、Ａ群の焦点距離ｆＡが長くなり過ぎてＡ群の屈折力が弱くなる。結果として光学系の全長を十分に短縮することが困難となるため、好ましくない。条件式（２）の下限値を上回ると、Ａ群の焦点距離ｆＡが短くなり過ぎてＡ群の屈折力が強くなる。結果として球面収差やコマ収差等を良好に補正することが困難となるため、好ましくない。

条件式（３）は、光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離ＴＬと、光学系の全系の焦点距離ｆとの比に関する条件式である。条件式（３）の上限値を上回ると、光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離ＴＬが長くなり過ぎて、光学系の全長を十分に短縮することが困難となるため、好ましくない。条件式（３）の下限値を上回ると、光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離ＴＬが短くなり過ぎる。その結果、各レンズ面の屈折力を強める必要が生じ、結果として球面収差、コマ収差、像面湾曲等を良好に補正することが困難となるため、好ましくない。

条件式（４）は、第２のメニスカスレンズの焦点距離ｆＧ２と、光学系の全系の焦点距離ｆとの比に関する条件式である。条件式（４）の上限値を上回ると、第２のメニスカスレンズの焦点距離ｆＧ２が長くなり過ぎて第２のメニスカスレンズの屈折力が弱くなる。結果として光学系の全長を十分に短縮することが困難となるため、好ましくない。条件式（４）の下限値を上回ると、第２のメニスカスレンズの焦点距離ｆＧ２が短くなり過ぎて第２のメニスカスレンズの屈折力が強くなる。結果として球面収差、コマ収差、像面湾曲等を良好に補正することが困難となるため、好ましくない。

条件式（５）は、第２のメニスカスレンズの材料のアッベ数νｄＧ２を規定した条件式である。条件式（５）の上限値を上回ると、アッベ数νｄＧ２が大きくなり、第２のメニスカスレンズにおける色収差の補正量が小さくなり過ぎる。結果として、光学系全体の軸上色収差や倍率色収差を良好に補正することが困難になるため、好ましくない。条件式（５）の下限値を下回ると、アッベ数νｄＧ２が小さくなり、第２のメニスカスレンズにおける色収差の補正量が過剰となる。結果として、光学系全体の軸上色収差や倍率色収差を良好に補正することが困難になるため、好ましくない。

条件式（６）は、光学系の半画角ωを規定した条件式である。条件式（６）の上限値を上回って半画角ωが大きくなると、光学系に含まれるレンズの曲率を大きくする必要が生じて、結果として像面湾曲や歪曲収差等の諸収差を良好に補正することが困難になるため好ましくない。条件式（６）の下限値を下回って半画角ωが小さくなると、光学系を十分に広角化することが困難になるため、好ましくない。

好ましくは条件式（２）乃至（６）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．５５＜ｆＡ／ｆ＜０．９０・・・（２ａ）
２．１＜ＴＬ／ｆ＜５．０・・・（３ａ）
１０．０＜ｆＧ２／ｆ＜６０．０・・・（４ａ）
１０．０＜νｄＧ２＜３０．０・・・（５ａ）
７４．０（°）＜ω＜９５．０（°）・・・（６ａ）

更に好ましくは条件式（２ａ）乃至（６ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．６０＜ｆＡ／ｆ＜０．８０・・・（２ｂ）
２．２＜ＴＬ／ｆ＜４．５・・・（３ｂ）
１３．０＜ｆＧ２／ｆ＜５０．０・・・（４ｂ）
１５．０＜νｄＧ２＜２２．０・・・（５ｂ）
７８．０（°）＜ω＜９２．０（°）・・・（６ｂ）

次に、各実施例の光学系の仕様及び構成を説明する。実施例１は、焦点距離２．４９ｍｍ、Ｆナンバー２．８０、半画角９０．０度の光学系である。Ｉ群は、物体側より像側へ順に配置された、物体側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカスレンズより構成されている。Ａ群は、物体側より像側へ順に配置された、両凸形状の正レンズ、像側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカスレンズより構成されている。Ａ群を構成する両凸形状の正レンズと像側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカスレンズとの間には開口絞りＳＰが配置されている。Ａ群を構成する２つの正レンズの間に開口絞りＳＰを配置することで、開口絞りＳＰの前後の光学系の対称性を高めることができ、光学系の軸外収差の補正や周辺光量の確保の点で有利である。

さらに、Ａ群の像側に隣接して、負の屈折力のレンズ要素Ｂとしての両凹形状の負レンズが配置されている。レンズ要素Ｂの像側に配置されたＪ群は、物体側より像側へ順に配置された、両凸形状の正レンズ、像側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカスレンズより構成されている。Ｊ群を構成する２枚のレンズは、両面が非球面形状の非球面レンズである。これにより、像面湾曲や歪曲収差等の緒収差を良好に補正している。実施例１の光学系は、７枚の非球面レンズから構成されており、最も物体側のレンズ面以外は全て非球面形状のレンズ面である。

実施例２は、焦点距離２．９２ｍｍ、Ｆナンバー２．０８、半画角８０．４度の光学系である。Ｉ群は、物体側より像側へ順に配置された、物体側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカスレンズより構成されている。Ａ群は、物体側より像側へ順に配置された、両凸形状の正レンズ、両凸形状の正レンズより構成されている。Ｉ群とＡ群との間には開口絞りＳＰが配置されている。

さらに、Ａ群の像側に隣接して、負の屈折力のレンズ要素Ｂとして像側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカスレンズが配置されている。レンズ要素Ｂの像側に配置されたＪ群は、物体側より像側へ順に配置された、物体側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカスレンズより構成されている。Ｊ群を構成する２枚のレンズは、両面が非球面形状の非球面レンズである。これにより、像面湾曲や歪曲収差等の緒収差を良好に補正している。実施例２の光学系は、７枚の非球面レンズから構成されており、全てのレンズ面は非球面形状である。

実施例３は、焦点距離２．６２ｍｍ、Ｆナンバー２．８０、半画角８５．０度の光学系である。各レンズの形状や配置に関しては実施例１と同様である。

以下に、実施例１乃至３にそれぞれ対応する数値実施例１乃至３を示す。

各数値実施例の面データにおいて、ｒは各光学面の曲率半径、ｄ（ｍｍ）は第ｍ面と第（ｍ＋１）面との間の軸上間隔（光軸上の距離）を表わしている。ただし、ｍは光入射側から数えた面の番号である。また、ｎｄは各光学部材のｄ線に対する屈折率、νｄは光学部材のアッベ数を表わしている。

なお、各数値実施例において、ｄ、焦点距離（ｍｍ）、Ｆナンバー、半画角（度）は全て各実施例の光学系が無限遠物体に合焦しているときの値である。「バックフォーカス」は、レンズ最終面（最も像側のレンズ面）から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。「レンズ全長」は、光学系の最前面（最も物体側のレンズ面）から最終面（光学ブロックＧＢは含まない）までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。

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、Ａ１４、Ａ１６を各次数の非球面係数とするとき、
Ｘ＝（ｈ^２／Ｒ）／［１＋｛１－（１＋Ｋ）（ｈ／Ｒ）^２｝^１／２＋Ａ４×ｈ^４＋Ａ６×ｈ^６
＋Ａ８×ｈ^８＋Ａ１０×ｈ^１０＋Ａ１２×ｈ^１２＋Ａ１４×ｈ^１４＋Ａ１６×ｈ^１６
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。

［実施例１］
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 16.518 0.55 1.53504 55.7 7.73
2* 1.708 1.29 3.36
3* 3.268 0.64 1.68040 18.1 2.90
4* 3.210 0.53 2.14
5* 2.009 0.58 1.54450 56.0 1.78
6* -5.213 0.05 1.46
7(絞り) ∞ 0.24 1.36
8* -12.630 0.50 1.54450 56.0 1.29
9* -1.581 0.04 1.61
10* -5.212 0.40 1.63277 23.3 1.71
11* 4.406 0.46 2.51
12* 4.272 0.85 1.53504 55.7 5.30
13* -8.825 0.78 5.86
14* -1.553 0.40 1.53504 55.7 5.94
15* -22.540 0.04 6.65
16(GB) ∞ 0.20 1.51633 64.1 8.00
17 ∞ 0.40 8.00
像面 ∞

非球面データ
第2面
K = 2.49324e-02 A 4= 5.12098e-04 A 6= 2.92036e-04 A 8= 7.49998e-04

第3面
K = 3.29902e+00 A 4= 2.73775e-02 A 6= 5.17711e-03 A 8= 1.36676e-03

第4面
K = 7.38603e+00 A 4= 7.25329e-02 A 6= 1.04584e-02 A 8= 1.81091e-02

第5面
K =-1.28307e-01 A 4= 2.20358e-02 A 6= 7.40155e-04 A 8=-4.06109e-02

第6面
K = 1.51271e+00 A 4=-2.55416e-02 A 6=-3.17946e-02 A 8= 4.71462e-03

第8面
K = 6.24411e+01 A 4=-2.36172e-03 A 6=-5.15184e-02

第9面
K = 9.25963e-01 A 4= 1.44439e-01 A 6=-2.46036e-01 A 8= 1.34628e-01

第10面
K = 2.72676e+01 A 4=-5.56691e-02 A 6=-1.06849e-01 A 8=-1.02783e-02

第11面
K =-9.23750e+01 A 4=-3.61608e-02 A 6= 2.64295e-03 A 8= 2.42555e-03

第12面
K =-3.91600e+01 A 4=-7.86181e-03 A 6= 2.89901e-03 A 8=-2.40888e-04

第13面
K = 3.49187e+00 A 4=-3.43225e-03 A 6= 3.40743e-03 A 8=-2.52366e-04

第14面
K =-9.87255e-01 A 4= 3.86995e-02 A 6=-7.92113e-04 A 8=-6.03662e-05

第15面
K = 4.27288e+01 A 4=-2.85577e-03 A 6= 5.01753e-05 A 8= 1.25099e-05

各種データ
焦点距離 2.49
Fナンバー 2.80
半画角（度） 90.0
像高 3.89
レンズ全長(第1面から像面まで) 7.95
BF 0.40

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
I 1 -3.55 2.48 0.63 -1.22
A 5 1.76 1.37 0.61 -0.55
J 12 -14.08 2.03 5.30 2.63

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -3.61
2 3 76.00
3 5 2.74
4 8 3.27
5 10 -3.71
6 12 5.51
7 14 -3.14

［実施例２］
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1* 30.930 0.38 1.53110 55.9 5.09
2* 2.095 0.74 2.81
3* 3.095 0.38 1.67070 19.3 2.22
4* 3.233 0.36 1.77
5(絞り) ∞ -0.10 1.85
6* 7.164 0.74 1.53110 55.9 1.80
7* -3.127 0.18 2.02
8* 4.270 0.72 1.53110 55.9 1.98
9* -2.140 0.13 1.99
10* -3.700 0.26 1.67070 19.3 2.21
11* -33.110 0.63 2.62
12* 3.083 0.35 1.67070 19.3 3.51
13* 2.943 0.45 4.26
14* 5.254 0.69 1.53110 55.9 4.48
15* 2.180 0.34 6.00
16 ∞ 0.30 1.51633 64.1 7.60
17 ∞ 0.46 7.60
像面 ∞

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+00 A 4= 2.03989e-02 A 6=-1.86165e-03 A 8= 1.30289e-04 A10=-2.55235e-05 A12= 3.97989e-06

第2面
K = 5.00344e-01 A 4= 1.95565e-02 A 6= 3.52215e-03 A 8= 5.20517e-03 A10=-9.31576e-04 A12=-3.88826e-04

第3面
K =-4.46995e+00 A 4=-3.39645e-02 A 6=-2.26540e-02 A 8=-1.70494e-02 A10= 3.56542e-03 A12= 4.49823e-03

第4面
K =-1.57515e+01 A 4= 4.85766e-02 A 6=-6.41355e-02 A 8= 1.22791e-02 A10=-2.79556e-02 A12= 3.01813e-02

第6面
K = 0.00000e+00 A 4=-3.20471e-02 A 6=-4.83197e-03 A 8=-1.06404e-01 A10= 6.45567e-02 A12=-1.98049e-02

第7面
K = 0.00000e+00 A 4=-1.35891e-01 A 6= 7.39799e-02 A 8=-8.76715e-02 A10= 5.37823e-02 A12=-1.61832e-02

第8面
K = 0.00000e+00 A 4=-8.82524e-02 A 6= 5.26775e-02 A 8=-3.68105e-02 A10= 2.37789e-02 A12= 1.71570e-03 A14=-4.43611e-03

第9面
K = 3.82474e-01 A 4= 6.57191e-02 A 6=-1.60237e-01 A 8= 1.31794e-01 A10=-3.55294e-02 A12=-3.79063e-03 A14= 1.93425e-03

第10面
K =-2.29866e+01 A 4= 1.00307e-02 A 6=-1.04590e-01 A 8= 7.58332e-02 A10= 1.61778e-03 A12=-1.61799e-02 A14= 1.49365e-03

第11面
K =-1.02229e+02 A 4= 5.99729e-04 A 6=-4.08160e-03 A 8= 5.53590e-03 A10= 2.94292e-03 A12=-2.27047e-03 A14= 1.57863e-04

第12面
K =-1.69119e+01 A 4=-3.69323e-02 A 6=-1.60739e-02 A 8= 8.99164e-03 A10=-1.09580e-03 A12=-1.26164e-03 A14= 4.49408e-04 A16=-4.19978e-05

第13面
K = 0.00000e+00 A 4=-8.22999e-02 A 6= 6.51710e-03 A 8= 1.98014e-03 A10=-1.05939e-03 A12= 9.80712e-05 A14= 1.36393e-05 A16=-1.84797e-06

第14面
K = 0.00000e+00 A 4=-8.57773e-02 A 6=-6.39027e-05 A 8= 9.10104e-04 A10= 5.28011e-04 A12=-9.67712e-05 A14= 4.14720e-06 A16=-1.51644e-07

第15面
K =-1.47427e+00 A 4=-7.16652e-02 A 6= 1.23626e-02 A 8=-9.87870e-04 A10=-6.48667e-05 A12= 1.97181e-05 A14=-1.46575e-06 A16= 3.00858e-08

各種データ
焦点距離 2.92
Fナンバー 2.08
半画角（度） 80.4
像高 3.89
レンズ全長(第1面から像面まで) 7.02
BF 0.46

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
I 1 -4.47 1.50 0.42 -0.74
A 5 1.85 1.55 0.68 -0.45
J 12 -7.98 1.49 2.02 0.71

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -4.25
2 3 51.26
3 6 4.20
4 8 2.79
5 10 -6.23
6 12 9072.60
7 14 -7.60

［実施例３］
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 16.518 0.55 1.53504 55.7 6.55
2* 2.110 1.16 3.56
3* 2.551 0.50 1.68040 18.1 2.32
4* 2.428 0.27 1.62
5* 3.184 0.42 1.54450 56.0 1.50
6* -6.416 0.04 1.25
7(絞り) ∞ 0.18 1.25
8* -31.228 0.60 1.54450 56.0 1.26
9* -1.368 0.06 1.66
10* -6.840 0.40 1.63277 23.3 1.84
11* 4.127 0.45 2.68
12* 2.813 0.84 1.53504 55.7 5.39
13* -8.493 0.73 5.85
14* -1.269 0.40 1.53504 55.7 5.91
15* -33.390 0.04 6.77
16 ∞ 0.20 1.51633 64.1 8.00
17 ∞ 0.40 8.00
像面 ∞

非球面データ
第2面
K =-1.05177e+00 A 4= 1.19898e-02 A 6= 4.84015e-03 A 8= 1.08577e-04

第3面
K = 1.77002e+00 A 4= 5.13707e-02 A 6= 2.24804e-02 A 8= 5.31517e-03

第4面
K = 5.38866e-01 A 4= 1.93869e-01 A 6= 7.22742e-02 A 8= 1.73814e-01

第5面
K = 1.58004e+00 A 4=-4.03779e-03 A 6= 7.85326e-03 A 8=-2.31547e-01

第6面
K = 4.43780e+01 A 4=-5.71484e-02 A 6=-9.97223e-02 A 8= 3.10552e-02

第8面
K = 6.24411e+01 A 4=-2.35911e-02 A 6=-8.22838e-02

第9面
K = 9.25963e-01 A 4= 8.68533e-02 A 6=-2.10750e-01 A 8= 1.73548e-01

第10面
K = 5.00242e+01 A 4=-7.65560e-02 A 6=-6.26874e-02 A 8=-3.71986e-04

第11面
K =-9.50000e+01 A 4=-3.43188e-02 A 6= 9.64011e-03 A 8=-8.18201e-04

第12面
K =-1.74189e+01 A 4=-1.53139e-02 A 6= 2.62773e-03 A 8=-1.38653e-04

第13面
K = 6.04670e+00 A 4=-2.94286e-03 A 6= 3.51215e-03 A 8=-2.56365e-04

第14面
K =-1.06515e+00 A 4= 5.11257e-02 A 6=-1.13218e-03 A 8=-1.30157e-04

第15面
K = 9.31820e+01 A 4= 1.36200e-03 A 6=-5.11827e-04 A 8= 2.81197e-05

各種データ
焦点距離 2.62
Fナンバー 2.80
半画角（度） 85.0
像高 3.89
レンズ全長(第1面から像面まで) 7.23
BF 0.40

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
I 1 -4.43 2.21 0.74 -0.92
A 5 1.79 1.24 0.64 -0.35
J 12 -23.03 1.97 10.75 6.21

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -4.58
2 3 113.49
3 5 3.97
4 8 2.61
5 10 -4.01
6 12 4.05
7 14 -2.48

各実施例における前述の各条件式の数値を以下に示す。

次に、各実施例の光学系を撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例について、図７を用いて説明する。図７において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至３で説明したいずれかの光学系によって構成された撮影光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系１１によって形成された光学像を受光して光電変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。カメラ本体１０はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでもよいし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでもよい。

このように各実施例の光学系をデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、像面湾曲や歪曲収差等の諸収差が良好に補正された小型な撮像装置を得ることができる。

各実施例の開示は、以下の構成を含む。

（構成１）
物体側から像側へ順に配置された、物体側に凸面を向けた第１のメニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた第２のメニスカスレンズ、正の屈折力を有する２つのレンズ要素から構成されるＡ群、該Ａ群の像側に隣接して配置された負の屈折力を有するレンズ要素Ｂを有する光学系であって、
前記レンズ要素Ｂの像側に配置された各レンズは、非球面形状のレンズ面を備えた非球面レンズであり、
前記レンズ要素Ｂの最も像側の面と、前記レンズ要素Ｂの像側に隣接して配置された非球面レンズの物体側のレンズ面との光軸上の間隔をｄＢ、開口絞りから前記光学系の中で最も像側に配置されたレンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離をｄＬとしたとき、
０．１０＜ｄＢ／ｄＬ＜０．４０
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。

（構成２）
前記Ａ群の焦点距離をｆＡ、前記光学系の全系の焦点距離をｆとしたとき、
０．５０＜ｆＡ／ｆ＜１．００
なる条件式を満足することを特徴とする構成１に記載の光学系。

（構成３）
前記光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＴＬ、前記光学系の全系の焦点距離をｆとしたとき、
２．０＜ＴＬ／ｆ＜５．５
なる条件式を満足することを特徴とする構成１または２に記載の光学系。

（構成４）
前記第２のメニスカスレンズの焦点距離をｆＧ２、前記光学系の全系の焦点距離をｆとしたとき、
５．０＜ｆＧ２／ｆ＜７０．０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至３のいずれかに記載の光学系。

（構成５）
前記第２のメニスカスレンズは、非球面形状のレンズ面を備えた非球面レンズであることを特徴とする構成１乃至４のいずれかに記載の光学系。

（構成６）
前記第２のメニスカスレンズの材料のアッベ数をνｄＧ２としたとき、
５．０＜νｄＧ２＜３５．０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載の光学系。

（構成７）
前記Ａ群に含まれる２つのレンズ要素の間に配置された開口絞りをさらに有することを特徴とする構成１乃至６のいずれかに記載の光学系。

（構成８）
前記第２のメニスカスレンズと前記Ａ群との間に配置された開口絞りをさらに有することを特徴とする構成１乃至６のいずれかに記載の光学系。

（構成９）
前記第１のメニスカスレンズは、物体側に凸面を向けた負レンズであり、前記第２のメニスカスレンズは、物体側に凸面を向けた正レンズであることを特徴とする構成１乃至８のいずれかに記載の光学系。

（構成１０）
前記レンズ要素Ｂは、両凹形状の負レンズであることを特徴とする構成１乃至９のいずれか１項に記載の光学系。

（構成１１）
前記レンズ要素Ｂは、像側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカスレンズであることを特徴とする構成１乃至９のいずれかに記載の光学系。

（構成１２）
前記レンズ要素Ｂの像側には、物体側から像側へ順に、物体側及び像側のレンズ面が非球面形状の正レンズ、物体側及び像側のレンズ面が非球面形状の負レンズが配置されていることを特徴とする構成１乃至１１のいずれかに記載の光学系。

（構成１３）
前記光学系の半画角をωとしたとき、
７０．０（°）＜ω＜１００．０（°）
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至１２のいずれかに記載の光学系。

（構成１４）
前記光学系は非球面形状を備えた非球面レンズを７枚以上有することを特徴とする構成１乃至１３のいずれかに記載の光学系。

（構成１５）
構成１乃至１４のいずれかに記載の光学系と、
該光学系によって形成された像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Ａ Ａ群
Ｂ レンズ要素Ｂ

Claims (22)

1. 物体側から像側へ順に配置された、物体側に凸面を向けた第１のメニスカスレンズ、物体側に凸面を向けた第２のメニスカスレンズ、正の屈折力を有する２つのレンズ要素から構成されるＡ群、該Ａ群の像側に隣接して配置された負の屈折力を有するレンズ要素Ｂを有する光学系であって、
   前記レンズ要素Ｂの像側に配置された各レンズは、非球面形状のレンズ面を備えた非球面レンズであり、
   前記レンズ要素Ｂの最も像側の面と、前記レンズ要素Ｂの像側に隣接して配置された非球面レンズの物体側のレンズ面との光軸上の間隔をｄＢ、開口絞りから前記光学系の中で最も像側に配置されたレンズの像側のレンズ面までの光軸上の距離をｄＬとしたとき、
   ０．１０＜ｄＢ／ｄＬ＜０．４０
   なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
2. 前記Ａ群の焦点距離をｆＡ、前記光学系の全系の焦点距離をｆとしたとき、
   ０．５０＜ｆＡ／ｆ＜１．００
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
3. 前記光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＴＬ、前記光学系の全系の焦点距離をｆとしたとき、
   ２．０＜ＴＬ／ｆ＜５．５
   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。
4. 前記第２のメニスカスレンズの焦点距離をｆＧ２、前記光学系の全系の焦点距離をｆとしたとき、
   ５．０＜ｆＧ２／ｆ＜７０．０
   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。
5. 前記第２のメニスカスレンズは、非球面形状のレンズ面を備えた非球面レンズであることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
6. 前記第２のメニスカスレンズの材料のアッベ数をνｄＧ２としたとき、
   ５．０＜νｄＧ２＜３５．０
   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。
7. 前記Ａ群に含まれる２つのレンズ要素の間に配置された開口絞りをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
8. 前記第２のメニスカスレンズと前記Ａ群との間に配置された開口絞りをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
9. 前記第１のメニスカスレンズは、物体側に凸面を向けた負レンズであり、前記第２のメニスカスレンズは、物体側に凸面を向けた正レンズであることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
10. 前記レンズ要素Ｂは、両凹形状の負レンズであることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
11. 前記レンズ要素Ｂは、像側に凸面を向けた負の屈折力のメニスカスレンズであることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
12. 前記レンズ要素Ｂの像側には、物体側から像側へ順に、物体側及び像側のレンズ面が非球面形状の正レンズ、物体側及び像側のレンズ面が非球面形状の負レンズが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
13. 前記光学系の半画角をωとしたとき、
    ７０．０（°）＜ω＜１００．０（°）
    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。
14. 前記光学系は非球面形状を備えた非球面レンズを７枚以上有することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
15. 前記Ａ群の焦点距離をｆＡ、前記光学系の全系の焦点距離をｆとしたとき、
    ０．５０＜ｆＡ／ｆ＜１．００
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項３乃至１４のいずれか１項に記載の光学系。
16. 前記光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＴＬ、前記光学系の全系の焦点距離をｆとしたとき、
    ２．０＜ＴＬ／ｆ＜５．５
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項４乃至１４のいずれか１項に記載の光学系。
17. 前記第２のメニスカスレンズの焦点距離をｆＧ２、前記光学系の全系の焦点距離をｆとしたとき、
    ５．０＜ｆＧ２／ｆ＜７０．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項５乃至１４のいずれか１項に記載の光学系。
18. 前記Ａ群の焦点距離をｆＡ、前記光学系の全系の焦点距離をｆ、前記光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＴＬとしたとき、
    ０．５０＜ｆＡ／ｆ＜１．００
    ２．０＜ＴＬ／ｆ＜５．５
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項４乃至１４のいずれか１項に記載の光学系。
19. 前記Ａ群の焦点距離をｆＡ、前記光学系の全系の焦点距離をｆ、前記第２のメニスカスレンズの焦点距離をｆＧ２としたとき、
    ０．５０＜ｆＡ／ｆ＜１．００
    ５．０＜ｆＧ２／ｆ＜７０．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項５乃至１４のいずれか１項に記載の光学系。
20. 前記光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＴＬ、前記光学系の全系の焦点距離をｆ、前記第２のメニスカスレンズの焦点距離をｆＧ２としたとき、
    ２．０＜ＴＬ／ｆ＜５．５
    ５．０＜ｆＧ２／ｆ＜７０．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項５乃至１４のいずれか１項に記載の光学系。
21. 前記Ａ群の焦点距離をｆＡ、前記光学系の全系の焦点距離をｆ、前記光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＴＬ、前記第２のメニスカスレンズの焦点距離をｆＧ２としたとき、
    ０．５０＜ｆＡ／ｆ＜１．００
    ２．０＜ＴＬ／ｆ＜５．５
    ５．０＜ｆＧ２／ｆ＜７０．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項５乃至１４のいずれか１項に記載の光学系。
22. 請求項１乃至２１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た像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。

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