JP5716995B2 - 光学系、及び、この光学系を有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学系、及び、この光学系を有する撮像装置に関する。

従来、所謂変形ガウス型レンズは多数提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２５１３９８号公報

しかしながら、従来のガウス型レンズはコマ収差の補正が不十分で、特にサジタルコマ収差の改善は困難であった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、小型で、構成枚数が少なく、高性能で、コマ収差、特にサジタルコマ収差、球面収差の少ない光学系、及び、この光学系を有する撮像装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る光学系は、光軸に沿って物体側から順に、前群と、開口絞りと、正の屈折力を有する後群と、の実質的に２個のレンズ群からなり、前群は、物体側から順に、第１正レンズ成分と、第２正レンズ成分と、負レンズ成分と、からなり、後群は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた物体側の負レンズと像側の正レンズとが接合された負レンズ成分と、物体側の正レンズと像側の負レンズとが接合された第１正レンズ成分と、第２正レンズ成分と、からなり、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．０００ ＜ ｎＲＰ−ｎＲＮ ＜ ０．３５０
−１．００ ＜ （ｒｐ２＋ｒｐ１）／（ｒｐ２−ｒｐ１） ＜ １．００
但し、
ｎＲＰ：後群中の負レンズ成分を構成する正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
ｎＲＮ：後群中の負レンズ成分を構成する負レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
ｒｐ１：後群中の第１正レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径
ｒｐ２：後群中の第１正レンズ成分の最も像側の面の曲率半径

また、このような光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
２．０ ＜ ｆＦ２／ｆ０ ＜ １０．０
但し、
ｆＦ２：前群中の第２正レンズ成分の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離

また、このような光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．００１ ＜ ｆＲ／ｆＦ ＜ １．５００
但し、
ｆＦ：無限遠合焦時の前群の焦点距離
ｆＲ：無限遠合焦時の後群の焦点距離

また、このような光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．２ ＜ ｆＲ２／ｆ０ ＜ ４．０
但し、
ｆＲ２：後群中の第１正レンズ成分の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離

また、このような光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
２．５ ＜ （−ｆＲ１）／ｆ０ ＜ ４０
但し、
ｆＲ１：後群中の負レンズ成分の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離

また、このような光学系において、前群は、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。

また、このような光学系において、後群は、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。

また、本発明に係る撮像装置は、上述の光学系のいずれかを有することを特徴とする。

本発明によれば、小型で、構成枚数が少なく、高性能な光学系、及び、この光学系を有する撮像装置を提供することができる。

第１実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。 第１実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。 第２実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。 第２実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。 光学系を搭載する一眼レフカメラの断面図を示す。 光学系の製造方法を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る光学系ＯＳは、光軸に沿って物体側から順に、前群ＧＦと、開口絞りＳと、正の屈折力を有する後群ＧＲと、を有して構成される。また、前群ＧＦは、物体側から順に、第１正レンズ成分ＬＦ１と、第２正レンズ成分ＬＦ２と、負レンズ成分ＬＦ３と、を有し、後群ＧＲは、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負レンズＬＲｎ１と正レンズＬＲｐ１とが接合された負レンズ成分ＬＲ１と、正レンズＬＲｐ２と負レンズＬＲｎ２とが接合された第１正レンズ成分ＬＲ２と、第２正レンズ成分ＬＲ３と、を有して構成されている。なお、以降の説明において、「レンズ成分」とは、１枚の単レンズ（レンズ要素）、若しくは、２枚以上の単レンズ（レンズ要素）を接合した接合レンズを指すものとする。

本光学系ＯＳは、基本的に正負負正に代表される、所謂ガウス型、クセノター型等の光学系の欠点であるコマ収差、特にサジタルコマ収差を、色収差、像面湾曲及び非点収差を悪化させること無く、改善したものである。以下に、このような光学系ＯＳを構成するための条件について説明する。

本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（１）を満足することが望ましい。

０．０００ ＜ ｎＲＰ−ｎＲＮ ＜ ０．３５０ （１）
但し、
ｎＲＰ：後群ＧＲ中の負レンズ成分ＬＲ１を構成する正レンズＬＲｐ１の媒質のｄ線に対する屈折率
ｎＲＮ：後群ＧＲ中の負レンズ成分ＬＲ１を構成する負レンズＬＲｎ１の媒質のｄ線に対する屈折率

条件式（１）は、後群ＧＲ中の負レンズ成分ＬＲ１を構成する正レンズＬＲｐ１の媒質と負レンズＬＲｎ１の媒質のｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率の差を規定する条件である。この条件をはずれた場合、ペッツバール和に対する最適値の設定が損なわれ、結果的に像面湾曲が悪化する。

条件式（１）の上限値を上回る場合、屈折率差が著しく大きくなることを意味している。この場合でも、ペッツバール和が最適な値から悪化し、結果的に像面湾曲の補正が悪化し好ましくない。また、球面収差の補正能力も低下し、最適な色収差のための硝材選択もできなくなり好ましくない。なお、この条件式（１）の上限値を０．３００に設定すると、上述の諸収差の補正がより有利になる。また、この条件式（１）の上限値を０．２００に設定すると、本願の効果をより発揮できる。また、条件式（１）の上限値を０．１７０に抑えることによって、本願の効果を最大限に発揮できる。

また、条件式（１）の下限値を下回る場合、屈折率差が著しく小さくなり、正レンズＬＲｐ１の屈折率より負レンズＬＲｎ１の屈折率のほうが大きくなってしまう。この場合、正負の屈折率の高低が逆になり、ペッツバール和を小さく抑えることが困難になる。したがって、ペッツバール和が最適な値から大きく逸脱し、結果的に像面湾曲の補正、非点収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（１）の下限値を０．０２０に設定すると、像面湾曲及び非点収差等の諸収差の補正に有利となる。また、この条件式（１）の下限値を０．０３５に設定すると、本願の効果をより発揮できる。また、条件式（１）の下限値を０．０５に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。

また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（２）を満足することが望ましい。

−１．００ ＜ （ｒｐ２＋ｒｐ１）／（ｒｐ２−ｒｐ１） ＜ １．００ （２）
但し、
ｒｐ１：後群ＧＲ中の第１正レンズ成分ＬＲ２の最も物体側の面の曲率半径
ｒｐ２：後群ＧＲ中の第１正レンズ成分ＬＲ２の最も像側の面の曲率半径

条件式（２）は後群ＧＲ中の第１正レンズ成分ＬＲ２の全体での形状因子を規定する条件である。この条件は球面収差とコマ収差の補正に大きく関わっている。ここで、条件式（２）が±１以内に設定されているということは、当該第１正レンズ成分ＬＲ２の全体での形状因子が両凸形状を示していることになる。この形状を維持することにより、球面収差の良好な補正及びコマ収差の良好な補正が可能になる。

条件式（２）の上限値を上回る場合、第１正レンズ成分ＬＲ２は、物体側に凸面を向けた平凸形状を越え、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状になる。この形状では球面収差の補正が悪化し、非点収差の補正も悪化するので好ましくない。また、偏芯等の製造敏感度も増し好ましくない。なお、条件式（２）の上限値を０．７５に設定すると、上述の諸収差の補正がより有利になる。また、条件式（２）の上限値を０．７０に設定すると、本願の効果をより発揮できる。また、条件式（２）の上限値を０．６０に抑えることによって、本願の効果を最大限に発揮できる。

また、条件式（２）の下限値を下回る場合、第１正レンズ成分ＬＲ２は、像側に凸面を向けた平凸形状を越え、像側に凸面を向けた正メニスカス形状になる。この場合、球面収差、サジタルコマ収差、メリジオナルコマ収差の補正が悪化し好ましくない。また、偏芯等の製造敏感度も増し好ましくない。なお、条件式（２）の下限値を−０．７に設定すると、諸収差の補正に有利となる。また、条件式（２）の下限値を−０．４２に設定すると、本願の効果をより発揮できる。また、条件式（２）の下限値を−０．４０に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。

また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（３）を満足することが望ましい。

２．０ ＜ ｆＦ２／ｆ０ ＜ １０．０ （３）
但し、
ｆＦ２：前群ＧＦ中の第２正レンズ成分ＬＦ２の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離

条件式（３）は前群ＧＦの第２正レンズ成分ＬＦ２の焦点距離を規定する条件である。本実施形態に係る光学系ＯＳの前群ＧＦは正正負の構成になっており、この中間部の第２正レンズ成分ＬＦ２の最適な屈折力を規定すものである。

条件式（３）の上限値を上回る場合、当該第２正レンズ成分ＬＦ２の屈折力が弱くなることを意味している。この場合、像面湾曲、非点収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（３）の上限値を９．０に設定すると、上述の諸収差の補正がより有利になる。また、条件式（３）の上限値を８．０に設定すると、本願の効果をより発揮できる。また、条件式（３）の上限値を７．０に抑えることによって、本願の効果を最大限に発揮できる。

また、条件式（３）の下限値を下回る場合、当該第２正レンズ成分ＬＦ２の屈折力が強くなることを意味している。その場合、結果的にコマ収差、球面収差、歪曲収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（３）の下限値を２．５に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（３）の下限値を３．０に設定すると、本願の効果をより発揮できる。また、条件式（３）の下限値を３．８に設定すると、本願の効果をさらに発揮できる。また、条件式（３）の下限値を４．０に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。

また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（４）を満足することが望ましい。

０．００１ ＜ ｆＲ／ｆＦ ＜ １．５００ （４）
但し、
ｆＦ：無限遠合焦時の前群ＧＦの焦点距離
ｆＲ：無限遠合焦時の後群ＧＲの焦点距離

条件式（４）は、本実施形態に係る光学系ＯＳを構成する前群ＧＦと後群ＧＲとの焦点距離比、言い換えると前群ＧＦと後群ＧＲとの屈折力の大小関係を規定する条件である。

条件式（４）の上限値を上回る場合、前群ＧＦに比較して後群ＧＲの焦点距離が大きくなる。言い換えれば、前群ＧＦに比較して後群ＧＲの屈折力が弱い状態、前群ＧＦに着目すれば、後群ＧＲに比較して前群ＧＦの屈折力が著しく強くなることを示す。この場合、像面湾曲、非点収差、コマ収差の補正のバランスが崩れ、好ましくない。なお、条件式（４）の上限値を１．０００に設定すると、諸収差の補正が有利になる。また、条件式（４）の上限値を０．５５０に設定すると本願の効果をより発揮できる。また、条件式（４）の上限値を０．３５０に抑えることによって、本願の効果を最大限に発揮できる。

条件式（４）の下限値を下回る場合、前群ＧＦに比較して後群ＧＲの焦点距離が小さくなる。言い換えれば、前群ＧＦに比較して後群ＧＲの屈折力が著しく強い状態、前群ＧＦに着目すれば、後群ＧＲに比較して前群ＧＦの屈折力が弱くなることを示す。この場合、特に球面収差、コマ収差が悪化するので好ましくない。なお、条件式（４）の下限値を０．０１０に設定すると、上述の諸収差の補正がより良好にできる。また、条件式（４）の下限値を０．０３０に設定すると本願の効果をより発揮できる。また、条件式（４）の下限値を０．０７０に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。

また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（５）を満足することが望ましい。

０．２ ＜ ｆＲ２／ｆ０ ＜ ４．０ （５）
但し、
ｆＲ２：後群ＧＲ中の第１正レンズ成分ＬＲ２の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離

条件式（５）は後群ＧＲ中の全体で両凸形状を有する第１正レンズ成分ＬＲ２の焦点距離の大小関係、言い換えれば屈折力を規定した条件である。本実施形態に係る光学系ＯＳの後群ＧＲは負正正の構成になっており、この中間部の両凸形状の第１正レンズ成分ＬＲ２の最適な屈折力を規定するものである。

条件式（５）の上限値を上回る場合、当該第１正レンズ成分ＬＲ２の焦点距離が著しく長くなり、正の屈折力が弱くなることを意味している。この場合、像面湾曲、非点収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（５）の上限値を３．０に設定すると、上述の諸収差の補正がより有利になる。また、条件式（５）の上限値を２．０に設定すると本願の効果をより発揮できる。また、条件式（５）の上限値を１．７に抑えることによって、本願の効果を最大限に発揮できる。

また、条件式（５）の下限値を下回る場合、当該第１正レンズ成分ＬＲ２の焦点距離が著しく短くなり、正の屈折力が著しく強くなることを意味している。その場合、結果的に球面収差、サジタルコマ収差、メリジオナルコマ収差の補正が悪化し好ましくない。また偏芯に対する敏感度も増し好ましくない。なお、条件式（５）の下限値を０．５に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（５）の下限値を０．７に設定すると本願の効果をより発揮できる。また、条件式（５）の下限値を１．０に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。

また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（６）を満足することが望ましい。

２．５ ＜ （−ｆＲ１）／ｆ０ ＜ ４０ （６）
但し、
ｆＲ１：後群ＧＲ中の負レンズ成分ＬＲ１の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離

条件式（６）は、後群ＧＲ中の物体側に凹面を向けた負レンズＬＲｎ１と正レンズＬＲｐ１とが接合された負レンズ成分ＬＲ１の焦点距離を規定する条件である。本実施形態に係る光学系ＯＳの後群ＧＲは負正正の構成になっており、この物体側の負レンズ成分ＬＲ１の最適な屈折力を規定すものである。

条件式（６）の上限値を上回る場合、当該負レンズ成分ＬＲ１の焦点距離の絶対値が著しく大きくなり、負の屈折力が弱くなることを意味している。この場合、球面収差、コマ収差の補正能力が低下し好ましくない。なお、条件式（６）の上限値を３０に設定すると、上述の諸収差の補正がより有利になる。また、条件式（６）の上限値を２５に設定すると本願の効果をより発揮できる。また、条件式（６）の上限値を２０に抑えることによって、本願の効果を最大限に発揮できる。

また、条件式（６）の下限値を下回る場合、当該負レンズ成分ＬＲ１の焦点距離の絶対値が著しく小さくなり、負の屈折力が著しく強くなることを意味している。その場合、結果的に球面収差、サジタルコマ収差、メリジオナルコマ収差の補正が悪化し好ましくない。また偏芯に対する敏感度も増し好ましくない。なお、条件式（６）の下限値を３．０に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（６）の下限値を４．０に設定すると本願の効果をより発揮できる。また、条件式（６）の下限値を６．９に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。

また、前群ＧＦには少なくとも１面の非球面を有することが望ましく、大口径に対応した球面収差、コマ収差の補正に有利である。また、後群ＧＲには少なくとも１面の非球面を有することが望ましい。後群ＧＲも同様に大口径に対応した球面収差、コマ収差の補正に有利である。なお、開口絞りＳを挟んで前後に１面ずつの非球面を有することは、球面収差、サジタルコマ収差、メリジオナルコマ収差等の大口径に起因する収差を補正するのに有効である。

また、本実施形態に係る光学系ＯＳにおいて、前群ＧＦを構成する第１正レンズ成分ＬＦ１、第２正レンズ成分ＬＦ２及び負レンズ成分ＬＦ３、並びに、後群ＧＲを構成する第２正レンズ成分ＬＲ３は、図１に示すように単レンズで構成されているが、２以上の単レンズを接合した接合レンズで構成しても良い。

図５に、上述の光学系ＯＳを備える撮像装置として、一眼レフカメラ１（以後、単にカメラと記す）の略断面図を示す。このカメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２（光学系ＯＳ）で集光されて、クイックリタ−ンミラ−３を介して焦点板４に結像される。そして、焦点板４に結像された光は、ペンタプリズム５中で複数回反射されて接眼レンズ６へと導かれる。これにより、撮影者は、物体（被写体）像を、接眼レンズ６を介して正立像として観察することができる。

また、撮影者によって不図示のレリ−ズボタンが押されると、クイックリタ−ンミラ−３が光路外へ退避し、撮影レンズ２で集光された不図示の物体（被写体）の光は撮像素子７上に被写体像を形成する。これにより、物体（被写体）からの光は、当該撮像素子７により撮像され、物体（被写体）画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者は本カメラ１による物体（被写体）の撮影を行うことができる。なお、図５に記載のカメラ１は、撮影レンズ２を着脱可能に保持するものでも良く、撮影レンズ２と一体に成形されるものでも良い。また、カメラ１は、いわゆる一眼レフカメラでも良く、クイックリタ−ンミラ−等を有さないコンパクトカメラ若しくはミラ−レスの一眼レフカメラでも良い。

ここで、本カメラ１に撮影レンズ２として上述した光学系ＯＳを搭載することにより、その特徴的なレンズ構成によって、球面収差、サジタルコマフレアー、像面湾曲、コマ収差の少ない大口径レンズを実現している。これにより本カメラ１は、球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、メリジオナルコマ収差の少なく、大口径を有し、広角撮影可能な撮像装置を実現することができる。

また、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である

本実施形態では、２群構成の光学系ＯＳを示したが、以上の構成条件等は、３群、４群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、上述のように開口絞りＳで分離された、少なくとも１枚のレンズを有する部分、または、変倍時若しくは合焦時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも１枚のレンズを有する部分を示す。

また、本実施形態では全体（全群）繰り出しによって無限遠物体から近距離物体に対して合焦するが、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。すなわち、前群ＧＦを用いる方式や後群ＧＲを用いたリヤフォーカスでも良い。この場合、前記合焦レンズ群はオートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モーター等を用いた）モーター駆動にも適している。

また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動（揺動）させて、手ぶれによって生じる像ぶれを補正する防振レンズ群としても良い。特に、後群ＧＲの少なくとも一枚を防振レンズ群とするのが好ましい。

また、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を妨げるので好ましい。また、光軸方向に像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモ−ルド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としても良く、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしても良い。

また、開口絞りＳは光学系ＯＳの中央近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用しても良い。

さらに、各レンズ面には、フレアやゴ−ストを軽減し高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施しても良い。

以下、本実施形態に係る光学系ＯＳの製造方法の概略を、図６を参照して説明する。この光学系ＯＳの製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、前群ＧＦ、開口絞りＳ、及び、正の屈折力を有する後群ＧＲを配置する。具体的に、本実施形態では、例えば、前群ＧＦとして、物体側から順に、両凸レンズ形状の非球面正レンズ（第１正レンズ成分）ＬＦ１、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ（第２正レンズ成分）ＬＦ２、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ（負レンズ成分）ＬＦ３を配置し（ステップＳ１００）、開口絞りＳを配置し（ステップＳ２００）、後群ＧＲとして、物体側から順に、両凹レンズＬＲｎ１と両凸レンズＬＲｐ１とが接合された負レンズ成分ＬＲ１、両凸レンズＬＲｐ２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬＲｎ２とが接合された第１正レンズ成分ＬＲ２、及び、両凸レンズ形状の非球面正レンズ（第２正レンズ成分）ＬＲ３を配置する（ステップＳ３００）。このとき、後群ＧＲを構成する負レンズ成分ＬＲ１及び第１正レンズ成分ＬＲ２は、上述の条件式（１）及び条件式（２）を満足する。

以上説明したように、本実施形態に係る光学系ＯＳによれば、カメラ等の撮像装置、印刷用レンズ、複写用レンズに好適な、小型で高性能なレンズ、およびそれを用いた撮像装置を提供することができる。

以下、光学系ＯＳの実施例を、図面に基づいて説明する。なお、図１及び図３は、各実施例に係る光学系ＯＳ（ＯＳ１，ＯＳ２）の構成を示している。

各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒとし、円錐定数をκとし、ｎ次の非球面係数をＡｎとしたとき、以下の式（ａ）で表される。なお、以降の実施例において、「Ｅ−ｎ」は「×１０^-n」を示す。

Ｓ（ｙ）＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｙ²／ｒ²）｝^1/2］
＋Ａ4×ｙ⁴＋Ａ6×ｙ⁶＋Ａ8×ｙ⁸ （ａ）

なお、各実施例において、２次の非球面係数Ａ2は０である。また、各実施例の表中において、非球面には面番号の右側に＊を付している。

［第１実施例］
図１は、第１実施例に係る光学系ＯＳ１の構成を示す図である。この光学系ＯＳ１は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群ＧＦと、開口絞りＳと、正の屈折力を有する後群ＧＲと、を有して構成されている。前群ＧＦは、物体側から順に、両凸レンズ形状の非球面正レンズからなる第１正レンズ成分ＬＦ１、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２正レンズ成分ＬＦ２、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズ成分ＬＦ３から構成されている。また、後群ＧＲは、物体側から順に、両凹レンズ（物体側に凹面を向けた負レンズ）ＬＲｎ１と両凸レンズ（正レンズ）ＬＲｐ１とが接合された負レンズ成分ＬＲ１、両凸レンズ（正レンズ）ＬＲｐ２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（負レンズ）ＬＲｎ２とが接合された第１正レンズ成分ＬＲ２、及び、両凸レンズ形状の非球面正レンズからなる第２正レンズ成分ＬＲ３から構成されている。

以下の表１に、本第１実施例に係る光学系ＯＳ１の諸元の値を掲げる。この表１の全体諸元において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角（単位：度）、Ｙは像高、ＴＬは光学系ＯＳ１の全長、及び、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ表している。なお、全長ＴＬは、この光学系ＯＳ１の最も物体側のレンズ面（第１面）から像面までの光軸上の距離を示し、バックフォーカスＢｆは、この光学系ＯＳ１の最も像側のレンズ面（第１５面）から像面までの光軸上の距離を表している。また、レンズデータにおいて、第１欄ｍは、光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序（面番号）を、第２欄ｒは、各光学面の曲率半径を、第３欄ｄは、各光学面から次の光学面までの光軸上の距離（面間隔）を、第４欄νｄ及び第５欄ｎｄは、それぞれｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッべ数及び屈折率を示している。なお、この表１に示す面番号１〜１５は、図１に示す番号１〜１５に対応している。また、曲率半径0.0000はレンズ面においては平面を示し、開口絞りＳにおいては開口を示す。また、空気の屈折率1.00000は省略してある。また、レンズ群焦点距離は、各レンズ群が開始する面番号（始面）および各レンズ群の焦点距離をそれぞれ示している。

ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。

（表１）
［全体諸元］
ｆ ＝ 58.0216
ＦＮＯ＝ Ｆ1.210
ω ＝ 20.83°
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 97.9986
Ｂｆ ＝ 37.9986

［レンズデータ］
ｍ r d νｄ ｎd
1* 68.8166 7.0000 49.53 1.744430
2 -294.0348 0.1000
3 38.2098 10.0000 46.63 1.816000
4 39.7292 4.2000
5 285.9607 1.5000 31.06 1.688930
6 28.2115 7.0000
7 0.0000 7.0000 開口絞りＳ
8 -28.6407 1.7000 29.52 1.717360
9 58.9495 9.5000 46.63 1.816000
10 -42.9396 0.1000
11 141.1289 6.5000 49.61 1.772500
12 -52.9259 1.3000 52.32 1.517420
13 -380.3063 0.1000
14* 201.4725 4.0000 49.61 1.772500
15 -104.4312 Bf

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
前群 1 339.4386
後群 8 41.6343

この第１実施例に係る光学系ＯＳ１において、第１面及び第１４面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表２に、非球面データ、すなわち円錐定数κ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ8の値を示す。

（表２）
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8
第 1面 0.6729 -5.61406E-07 -9.97203E-11 -2.12831E-13
第14面 10.6153 -9.55365E-07 -2.33540E-11 0.00000E+00

次の表３に、この第１実施例に係る光学系ＯＳ１に対する各条件式対応値を示す。なおこの表３において、ｎＲＰは後群ＧＲ中の負レンズ成分ＬＲ１を構成する正レンズＬＲｐ１の媒質のｄ線に対する屈折率、ｎＲＮは後群ＧＲ中の負レンズ成分ＬＲ１を構成する負レンズＬＲｎ１の媒質のｄ線に対する屈折率、ｒｐ１は後群ＧＲ中の第１正レンズ成分ＬＲ２の最も物体側の面の曲率半径、ｒｐ２は後群ＧＲ中の第１正レンズ成分ＬＲ２の最も像側の面の曲率半径、ｆ０は全系の焦点距離、ｆＦ２は前群ＧＦ中の第２正レンズ成分ＬＦ２の焦点距離、ｆＦは無限遠合焦時の前群ＧＦの焦点距離、ｆＲは無限遠合焦時の後群ＧＲの焦点距離、ｆＲ１は後群ＧＲ中の負レンズ成分ＬＲ１の焦点距離、ｆＲ２は後群ＧＲ中の第１正レンズ成分ＬＦ２の焦点距離をそれぞれ表している。これらの符号の説明は以降の実施例においても同様である。

（表３）
（１）ｎＲＰ−ｎＲＮ＝0.09864
（２）（ｒｐ２＋ｒｐ１）／（ｒｐ２−ｒｐ１）＝0.4587
（３）ｆＦ２／ｆ０＝5.3326
（４）ｆＲ／ｆＦ＝0.1227
（５）ｆＲ２／ｆ０＝1.4964
（６）（−ｆＲ１）／ｆ０＝11.2062

このように、第１実施例に係る光学系ＯＳ１は、上記条件式（１）〜（６）を全て満足している。

図２に、この第１実施例に係る光学系ＯＳ１の無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高を、ωは半画角［単位：度］を、それぞれ示している。また、各収差図において、ｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）、及び、ｇはｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）に対する収差を表している。また、非点収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリジオナル像面を示している。また、コマ収差図は、各半画角ωにおいて、実線はｄ線及びｇ線に対するメリジオナルコマ収差を表し、原点より左側の破線はｄ線に対してメリジオナル方向に発生するサジタルコマ収差、原点より右側の破線はｄ線に対してサジタル方向に発生するサジタルコマ収差を表している。なお、この収差図の説明は以降の実施例においても同様である。この図２に示す各収差図から明らかなように、この第１実施例に係る光学系ＯＳ１では、球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、非点収差、メリジオナルコマ収差を含め諸収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることが分かる。

［第２実施例］
図３は、第２実施例に係る光学系ＯＳ２の構成を示す図である。この光学系ＯＳ２は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群ＧＦと、開口絞りＳと、正の屈折力を有する後群ＧＲと、を有して構成されている。前群ＧＦは、物体側から順に、両凸レンズ形状の非球面正レンズからなる第１正レンズ成分ＬＦ１、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２正レンズ成分ＬＦ２、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる負レンズ成分ＬＦ３から構成されている。また、後群ＧＲは、物体側から順に、両凹レンズ（物体側に凹面を向けた負レンズ）ＬＲｎ１と両凸レンズ（正レンズ）ＬＲｐ１とが接合された負レンズ成分ＬＲ１、両凸レンズ（正レンズ）ＬＲｐ２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（負レンズ）ＬＲｎ２とが接合された第１正レンズ成分ＬＲ２、及び、両凸レンズ形状の非球面正レンズからなる第２正レンズ成分ＬＲ３から構成されている。

以下の表４に、本第２実施例に係る光学系ＯＳ２の諸元の値を掲げる。なお、この表４に示す面番号１〜１５は、図３に示す番号１〜１５に対応している。

（表４）
［全体諸元］
ｆ ＝ 58.0216
ＦＮＯ＝ Ｆ1.217
ω ＝ 20.83°
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 97.9972
Ｂｆ ＝ 37.9972

［レンズデータ］
ｍ r d νｄ ｎd
1* 68.6463 7.0000 49.53 1.744430
2 -284.0624 0.1000
3 38.3363 10.0000 46.63 1.816000
4 40.0410 4.2000
5 513.0081 1.5000 31.06 1.688930
6 28.3928 7.0000
7 0.0000 7.0000 開口絞りＳ
8 -30.5598 1.7000 28.46 1.728250
9 51.9885 9.5000 40.77 1.883000
10 -50.3917 0.1000
11 157.5857 6.5000 49.61 1.772500
12 -59.9955 1.3000 52.32 1.517420
13 -137.9000 0.1000
14* 266.2953 4.0000 49.61 1.772500
15 -107.7468 Bf

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
前群 1 400.8473
後群 8 41.2837

この第２実施例に係る光学系ＯＳ２において、第１面及び第１４面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表５に、非球面データ、すなわち円錐定数κ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ8の値を示す。

（表５）
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8
第 1面 0.6729 -5.61406E-07 -9.97203E-11 -2.12831E-13
第14面 6.1738 -1.03841E-06 -3.16075E-10 0.00000E+00

次の表６に、この第２実施例に係る光学系ＯＳ２に対する各条件式対応値を示す。

（表６）
（１）ｎＲＰ−ｎＲＮ＝0.15475
（２）（ｒｐ２＋ｒｐ１）／（ｒｐ２−ｒｐ１）＝-0.06662
（３）ｆＦ２／ｆ０＝5.2311
（４）ｆＲ／ｆＦ＝0.1030
（５）ｆＲ２／ｆ０＝1.3536
（６）（−ｆＲ１）／ｆ０＝17.0128

このように、第２実施例に係る光学系ＯＳ２は、上記条件式（１）〜（６）を全て満足している。

図４に、この第２実施例に係る光学系ＯＳ２の無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。この図４に示す各収差図から明らかなように、この第２実施例に係る光学系ＯＳ２では、球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、非点収差、メリジオナルコマ収差を含め諸収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることが分かる。

以上の各実施例によれば、２ω＝４１．６°程度の包括角を有し、さらに大口径Ｆ１．２の口径を有し、高性能で球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、メリジオナルコマ収差が良好に補正された光学系ＯＳが実現できる。

なお、以上の各実施例に示す光学系ＯＳ１，ＯＳ２を、上述したカメラ１に搭載することにより、上述した効果を奏することは言うまでもない。また、上記各実施例は本発明の一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。

ＯＳ（ＯＳ１，ＯＳ２） 光学系 ＧＦ 前群
ＬＦ１ 第１正レンズ成分 ＬＦ２ 第２正レンズ成分 ＬＦ３ 負レンズ成分
Ｓ 開口絞り ＧＲ 後群
ＬＲ１ 負レンズ成分 ＬＲｎ１ 負レンズ ＬＲｐ１ 正レンズ
ＬＲ２ 第１正レンズ成分 ＬＲｐ２ 正レンズ ＬＲｎ２ 負レンズ
ＬＲ３ 第２正レンズ成分 １ 一眼レフカメラ（撮像装置）

Claims (8)

1. 光軸に沿って物体側から順に、
   前群と、
   開口絞りと、
   正の屈折力を有する後群と、の実質的に２個のレンズ群からなり、
   前記前群は、物体側から順に、
   第１正レンズ成分と、
   第２正レンズ成分と、
   負レンズ成分と、からなり、
   前記後群は、物体側から順に、
   物体側に凹面を向けた物体側の負レンズと像側の正レンズとが接合された負レンズ成分と、
   物体側の正レンズと像側の負レンズとが接合された第１正レンズ成分と、
   第２正レンズ成分と、からなり、
   以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
   ０．０００ ＜ ｎＲＰ−ｎＲＮ ＜ ０．３５０
   −１．００ ＜ （ｒｐ２＋ｒｐ１）／（ｒｐ２−ｒｐ１） ＜ １．００
   但し、
   ｎＲＰ：前記後群中の前記負レンズ成分を構成する前記正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
   ｎＲＮ：前記後群中の前記負レンズ成分を構成する前記負レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
   ｒｐ１：前記後群中の前記第１正レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径
   ｒｐ２：前記後群中の前記第１正レンズ成分の最も像側の面の曲率半径
2. 以下の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。
   ２．０ ＜ ｆＦ２／ｆ０ ＜ １０．０
   但し、
   ｆＦ２：前記前群中の前記第２正レンズ成分の焦点距離
   ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
3. 以下の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。
   ０．００１ ＜ ｆＲ／ｆＦ ＜ １．５００
   但し、
   ｆＦ：無限遠合焦時の前記前群の焦点距離
   ｆＲ：無限遠合焦時の前記後群の焦点距離
4. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学系。
   ０．２ ＜ ｆＲ２／ｆ０ ＜ ４．０
   但し、
   ｆＲ２：前記後群中の前記第１正レンズ成分の焦点距離
   ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
5. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学系。
   ２．５ ＜ （−ｆＲ１）／ｆ０ ＜ ４０．０
   但し、
   ｆＲ１：前記後群中の前記負レンズ成分の焦点距離
   ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
6. 前記前群は、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学系。
7. 前記後群は、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学系。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学系を有することを特徴とする撮像装置。

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