JP6862209B2 - 撮像光学系及びそれを有する撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明は撮像光学系に関し、例えばスチルカメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラそして監視用カメラ等の撮像装置に好適なものである。
従来、撮影倍率が大きな近距離の撮影が容易な撮像光学系が要望されている。一般に、多くの撮像光学系においては撮影倍率が大きくなるにつれて、フォーカシングに伴う諸収差、例えば色収差の変動が大きくなり、光学性能が低下してくる。従来フォーカシングの際に複数のレンズ群を独立に移動させ、フォーカシングに際しての諸収差の変動を補正する、所謂フローティング方式を採用した撮像光学系が知られている。フローティング方式を用いると、無限遠から近距離へのフォーカシングに際しての収差変動が少なく、近接撮影においても良好な光学性能が容易に得られる。
フローティング方式を用いた撮像光学系においてフォーカシングの際に最も物体側の第１レンズ群を移動させるフローティングを用いると、近距離にフォーカシングするときのレンズ群の移動量が多くなる。この結果、被写体との距離（ワーキングディスタンス）が短くなる傾向がある。そこで、従来、近距離へのフォーカシングの際に第１レンズ群を不動とし、他の複数のレンズ群を移動させる撮像光学系が知られている（特許文献１乃至３）。
多くの撮像光学系においては、無限遠から近距への撮影になると、諸収差のうち、特に色収差の変動が増大してくる。このため、フォーカシングに際して２つ以上のレンズ群を移動させるフローティング方式は無限遠から近距離への撮影の際の収差変動を軽減するのに大変有効である。
しかしながらフローティング方式を用いてフォーカシングに際して収差変動を軽減し、全物体距離において高い光学性能を得るには、移動させるレンズ群や撮像光学系のレンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。これらの構成が適切でないと、フォーカシングに伴う諸収差の変動が増大し、全物体距離にわたり高い光学性能を得るのが大変難しくなってくる。
特に無限遠から、近距離への撮影の際の色収差の変動を軽減するには、開口絞りよりも物体側及び像側のレンズ群のレンズ構成を適切に配置することが重要になってくる。
本発明は、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して収差変動、特に色収差の変動を軽減し、全物体距離にわたり高い光学性能が容易に得られる撮像光学系の提供を目的とする。
本発明の撮像光学系は、物体側から像側に順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、２つ以上のレンズ群を含む中間群、負の屈折力の後群より構成され、
前記中間群は開口絞りと、該開口絞りよりも物体側に配置された負の屈折力のレンズ群ＦＮ、該開口絞りよりも像側に配置された正の屈折力のレンズ群ＦＰを有し、
無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、前記後群は不動であり、前記レンズ群ＦＮは像側に移動し、前記レンズ群ＦＰは物体側に移動し、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する撮像光学系であって、
前記レンズ群ＦＰは負レンズＦＰｎを有し、前記負レンズＦＰｎの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄＦＰｎ、θｇＦＦＰｎとするとき、
νｄＦＰｎ＜２５．０
θｇＦＦＰｎ＜０．６１５
θｇＦＦＰｎ＞−０．００１６８２×νｄＦＰｎ＋０．６４３８
なる条件式を満足し、
前記レンズ群ＦＰは正レンズＦＰｐを有し、前記正レンズＦＰｐの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄＦＰｐ、θｇＦＦＰｐとするとき、
νｄＦＰｐ＞６５．０
θｇＦＦＰｐ＜０．５５
θｇＦＦＰｐ＞−０．００１６８２×νｄＦＰｐ＋０．６４３８
なる条件式を満足することを特徴としている。
また、本発明の他の撮像光学系は、物体側から像側に順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、２つ以上のレンズ群を含む中間群、負の屈折力の後群より構成され、
前記中間群は開口絞りと、該開口絞りよりも物体側に配置された負の屈折力のレンズ群ＦＮ、該開口絞りよりも像側に配置された正の屈折力のレンズ群ＦＰを有し、
無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、前記後群は不動であり、前記レンズ群ＦＮは像側に移動し、前記レンズ群ＦＰは物体側に移動し、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する撮像光学系であって、
前記レンズ群ＦＰは負レンズＦＰｎを有し、前記負レンズＦＰｎの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄＦＰｎ、θｇＦＦＰｎとし、前記レンズ群ＦＮの焦点距離をｆＦＮ、前記レンズ群ＦＰの焦点距離をｆＦＰするとき、
νｄＦＰｎ＜２５．０
θｇＦＦＰｎ＜０．６１５
θｇＦＦＰｎ＞−０．００１６８２×νｄＦＰｎ＋０．６４３８
−３．５＜ｆＦＮ／ｆＦＰ＜−１．５
なる条件式を満足することを特徴としている。
前記中間群は開口絞りと、該開口絞りよりも物体側に配置された負の屈折力のレンズ群ＦＮ、該開口絞りよりも像側に配置された正の屈折力のレンズ群ＦＰを有し、
無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、前記後群は不動であり、前記レンズ群ＦＮは像側に移動し、前記レンズ群ＦＰは物体側に移動し、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する撮像光学系であって、
前記レンズ群ＦＰは負レンズＦＰｎを有し、前記負レンズＦＰｎの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄＦＰｎ、θｇＦＦＰｎとするとき、
νｄＦＰｎ＜２５．０
θｇＦＦＰｎ＜０．６１５
θｇＦＦＰｎ＞−０．００１６８２×νｄＦＰｎ＋０．６４３８
なる条件式を満足し、
前記レンズ群ＦＰは正レンズＦＰｐを有し、前記正レンズＦＰｐの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄＦＰｐ、θｇＦＦＰｐとするとき、
νｄＦＰｐ＞６５．０
θｇＦＦＰｐ＜０．５５
θｇＦＦＰｐ＞−０．００１６８２×νｄＦＰｐ＋０．６４３８
なる条件式を満足することを特徴としている。
また、本発明の他の撮像光学系は、物体側から像側に順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、２つ以上のレンズ群を含む中間群、負の屈折力の後群より構成され、
前記中間群は開口絞りと、該開口絞りよりも物体側に配置された負の屈折力のレンズ群ＦＮ、該開口絞りよりも像側に配置された正の屈折力のレンズ群ＦＰを有し、
無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、前記後群は不動であり、前記レンズ群ＦＮは像側に移動し、前記レンズ群ＦＰは物体側に移動し、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する撮像光学系であって、
前記レンズ群ＦＰは負レンズＦＰｎを有し、前記負レンズＦＰｎの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄＦＰｎ、θｇＦＦＰｎとし、前記レンズ群ＦＮの焦点距離をｆＦＮ、前記レンズ群ＦＰの焦点距離をｆＦＰするとき、
νｄＦＰｎ＜２５．０
θｇＦＦＰｎ＜０．６１５
θｇＦＦＰｎ＞−０．００１６８２×νｄＦＰｎ＋０．６４３８
−３．５＜ｆＦＮ／ｆＦＰ＜−１．５
なる条件式を満足することを特徴としている。
本発明によれば、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して収差変動、特に色収差の変動を軽減し、全物体距離にわたり高い光学性能が容易に得られる撮像光学系が得られる。
以下に本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明の撮像光学系は、デジタルカメラ、ＴＶカメラ等の撮像装置に好適なものである。
本発明の撮像光学系は、物体側から像側に順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、２つ以上のレンズ群を含む中間群、負の屈折力の後群より構成されている。中間群は開口絞りと、開口絞りよりも物体側に配置された負の屈折力のレンズ群ＦＮ、開口絞りよりも像側に配置された正の屈折力のレンズ群ＦＰを有している。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、第１レンズ群は不動であり、後群は不動であり、レンズ群ＦＮは像側に移動し、レンズ群ＦＰは物体側に移動し、そしてフォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。
図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例１の撮像光学系の無限遠と至近（撮像倍率０．５倍）にフォーカスしているときのレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例１の撮像光学系の無限遠にフォーカスを合わせたときと、至近（撮影倍率０．５倍）にフォーカスを合わせたときの諸収差図である。実施例１はＦナンバー４．０５、撮像画角２８．３８度の撮像光学系である。
図３（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例２の撮像光学系の無限遠と至近（撮像倍率０．５倍）にフォーカスしているときのレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例２の撮像光学系の無限遠にフォーカスを合わせたときと、至近（撮影倍率０．５倍）にフォーカスを合わせたときの諸収差図である。実施例２はＦナンバー４．０５、撮像画角２８．３８度の撮像光学系である。
図５（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例３の撮像光学系の無限遠と至近（撮像倍率０．５倍）にフォーカスしているときのレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例３の撮像光学系の無限遠にフォーカスを合わせたときと、至近（撮影倍率０．５倍）にフォーカスを合わせたときの諸収差図である。実施例３はＦナンバー４．０５、撮像画角２８．３８度の撮像光学系である。
図７は光学部材のアッベ数と部分分散比との関係を示す説明図である。図８は本発明の撮像装置の要部概略図である。
レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。また、レンズ断面図において、ｉを物体側からのレンズ群の順番とすると、Ｌｉは第ｉレンズ群を示す。レンズ断面図において、ＬＡは撮像光学系である。Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は負の屈折力の第４レンズ群である。ＭＬは２つ以上のレンズ群を含む中間群である。ＲＦは負の屈折力の後群である。
ＳＰは開放Ｆナンバーの光束を決定（制限）する開口絞りである。中間群ＭＬは開口絞りＳＰと開口絞りＳＰよりも物体側に負の屈折力のレンズ群ＦＮ（第２レンズ群Ｌ２）と開口絞りＳＰよりも像側に正の屈折力のレンズ群ＦＰ（第３レンズ群Ｌ３）を有している。後群ＥＦは第４レンズ群Ｌ４に相当している。
ＩＰは像面である。像面ＩＰは、撮像光学系ＬＡをデジタルカメラやＴＶカメラ等の撮像装置用として使用する際には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。銀塩フィルムカメラ等の撮像装置用として使用する際には、フィルム面に相当する。矢印は無限遠から近距離へのフォーカシング（合焦）に際して、各レンズ群の移動軌跡を示している。
収差図においてＦｎｏはＦナンバーである。球面収差図において、実線のｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、２点鎖線のｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図で実線のΔＳはｄ線におけるサジタル像面、点線のΔＭはｄ線におけるメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差図において２点鎖線のｇはｇ線である。
本発明の撮像光学系ＬＡは、マクロ撮影に好適なものである。本発明の撮像光学系ＬＡは、物体側から像側に順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、２つ以上のレンズ群を含む中間群ＭＬ、負の屈折力の後群ＲＦより構成されている。
中間群ＭＬは開口絞りＳＰと、開口絞りＳＰよりも物体側に負の屈折力のレンズ群ＦＮ、開口絞りＳＰよりも像側に正の屈折力のレンズ群ＦＰを有している。無限遠から至近へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１は不動、後群ＲＦは不動、レンズ群ＦＮは像面側に移動し、レンズ群ＦＰは物体側に移動する。そしてフォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。
本発明の撮像光学系ＬＡは、フォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１を不動とし、撮像光学系ＬＡと被写体との距離（ワーキングディスタンス）が十分長く確保し易くしている。
一般に撮影倍率が大きくなるにつれて、フォーカシングに伴う諸収差の変動、特に像面湾曲の変動と色収差の変動が大きくなり、光学性能が低下してくる。このため本発明の撮像光学系ＬＡでは、無限遠から至近へのフォーカシングに際して、開口絞りＳＰより物体側の負の屈折力のレンズ群ＦＮが像側に移動し、開口絞りＳＰより像側の正の屈折力のレンズ群ＦＰが物体側に移動するようにしている。これにより近距離の撮影の際に生じる像面湾曲の変動を小さくしている。また、フォーカシングの際に移動するレンズ群に適切な硝材を用いて色収差の変動を軽減している。
具体的には開口絞りＳＰより像側のフォーカシングに際して移動する正の屈折力のレンズ群ＦＰに含まれる負レンズＦＰｎに、以下の条件式（１）乃至（３）を満足する材料を用いている。これによって、無限遠から至近にわたりフォーカシングに際しての色収差の変動を低減している。
即ち、負レンズＦＰｎの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄＦＰｎ、θｇＦＦＰｎとする。このとき、
νｄＦＰｎ＜２５．０ ・・・（１）
θｇＦＦＰｎ＜０．６１５ ・・・（２）
θｇＦＦＰｎ＞−０．００１６８２×νｄＦＰｎ＋０．６４３８ ・・・（３）
なる条件式を満足している。
νｄＦＰｎ＜２５．０ ・・・（１）
θｇＦＦＰｎ＜０．６１５ ・・・（２）
θｇＦＦＰｎ＞−０．００１６８２×νｄＦＰｎ＋０．６４３８ ・・・（３）
なる条件式を満足している。
条件式（１）、（２）、（３）は、開口絞りＳＰよりも像側に配置されたフォーカシングの際に移動する正の屈折力のレンズ群ＦＰに含まれる負レンズＦＰｎの材料の、アッベ数と部分分散比に関する。
ここでｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）に対する材料の屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとする。このとき、材料のアッベ数νｄと部分分散比θｇＦは以下の式で定義される。
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ） ・・・（ａ）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ） ・・・（ｂ）
図７は材料のアッベ数νｄと部分分散比θｇＦの関係を示した説明図である。図７においては、例として株式会社オハラ社製の製品名：ＰＢＭ２（νｄ＝３６．２６、θｇＦ＝０．５８２８）と製品名：ＮＳＬ７（νｄ＝６０．４９、θｇＦ＝０．５４３６）の材料を示す。
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ） ・・・（ｂ）
図７は材料のアッベ数νｄと部分分散比θｇＦの関係を示した説明図である。図７においては、例として株式会社オハラ社製の製品名：ＰＢＭ２（νｄ＝３６．２６、θｇＦ＝０．５８２８）と製品名：ＮＳＬ７（νｄ＝６０．４９、θｇＦ＝０．５４３６）の材料を示す。
いま、これらの材料の２点を結んだ線を基準線とする。低分散材料に関しては、基準線より上側に位置するものを使用するのが二次スペクトルの補正に対し効果的であり基準線から離れるほど補正効果が高まる。
このようにフォーカシングの際に移動するレンズ群ＦＰ内の負レンズＦＰｎに、アッベ数と部分分散比の適切な値となる材料を用いて、フォーカシングに際しての色収差の変動を低減して、至近において高い光学性能を得ている。特に倍率色収差に関しては、像高が増すにつれてのｇ線の曲がりを抑えている。
条件式（１）、（２）、（３）を満足する材料は、高分散でありながら低異常分散を有している。これにより、色収差の補正を効果的に行っている。条件式（１）の上限を超えると、色消し（色収差の補正）が不十分となり、軸上色収差の補正が困難となる。条件式（２）の上限を超えると、負レンズＦＰｎの材料の異常分散性が大きくなり、倍率色収差を良好に補正することが困難となる。条件式（３）を満足しないと負レンズＦＰｎの材料の異常分散性が小さくなりすぎて倍率色収差を良好に補正するのが困難になる。
各実施例において好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
νｄＦＰｎ＜２４．９ ・・・（１ａ）
θｇＦＦＰｎ＜０．６１３ ・・・（２ａ）
各実施例によれば、以上のように材料を選択することによって、軸上色収差、倍率色収差を良好に補正した近距離の撮影に好適な撮像光学系を得ている。
νｄＦＰｎ＜２４．９ ・・・（１ａ）
θｇＦＦＰｎ＜０．６１３ ・・・（２ａ）
各実施例によれば、以上のように材料を選択することによって、軸上色収差、倍率色収差を良好に補正した近距離の撮影に好適な撮像光学系を得ている。
本発明において、更に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。レンズ群ＦＰは正レンズＦＰｐを有し、正レンズＦＰｐの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄＦＰｐ、θｇＦＦＰｐとする。レンズ群ＦＮの焦点距離をｆＦＮ、レンズ群ＦＰの焦点距離をｆＦＰとする。レンズ群ＦＮは正レンズＦＮｐを有し、正レンズＦＮｐの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄＦＮｐ、θｇＦＦＮｐとする。
第１レンズ群Ｌ１は正レンズＬ１ｐを有し、正レンズＬ１ｐの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄＬ１ｐ、θｇＦＬ１ｐとする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、全系の焦点距離をｆとする。バックフォーカスをｓｋとする。このとき次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
νｄＦＰｐ＞６５．０ ・・・（４）
θｇＦＦＰｐ＜０．５５ ・・・（５）
θｇＦＦＰｐ＞−０．００１６８２×νｄＦＰｐ＋０．６４３８ ・・・（６）
−３．５＜ｆＦＮ／ｆＦＰ＜−１．５ ・・・（７）
νｄＦＮｐ＜３０．０ ・・・（８）
θｇＦＦＮｐ＞０．５９ ・・・（９）
θｇＦＦＮｐ＞−０．００１６８２×νｄＦＮｐ＋０．６４３８ ・・・（１０）
νｄＬ１ｐ＞６５．０ ・・・（１１）
θｇＦＬ１ｐ＜０．５５ ・・・（１２）
θｇＦＬ１ｐ＞−０．００１６８２×νｄＬ１ｐ＋０．６４３８ ・・・（１３）
ｆ１／ｆ＜２．０ ・・・（１４）
ｓｋ／ｆ＞０．４ ・・・（１５）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
νｄＦＰｐ＞６５．０ ・・・（４）
θｇＦＦＰｐ＜０．５５ ・・・（５）
θｇＦＦＰｐ＞−０．００１６８２×νｄＦＰｐ＋０．６４３８ ・・・（６）
−３．５＜ｆＦＮ／ｆＦＰ＜−１．５ ・・・（７）
νｄＦＮｐ＜３０．０ ・・・（８）
θｇＦＦＮｐ＞０．５９ ・・・（９）
θｇＦＦＮｐ＞−０．００１６８２×νｄＦＮｐ＋０．６４３８ ・・・（１０）
νｄＬ１ｐ＞６５．０ ・・・（１１）
θｇＦＬ１ｐ＜０．５５ ・・・（１２）
θｇＦＬ１ｐ＞−０．００１６８２×νｄＬ１ｐ＋０．６４３８ ・・・（１３）
ｆ１／ｆ＜２．０ ・・・（１４）
ｓｋ／ｆ＞０．４ ・・・（１５）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
条件式（４）、（５）、（６）は、フォーカシングの際に移動する正の屈折力のレンズ群ＦＰ内に含まれる正レンズＦＰｐの材料のアッベ数と部分分散比に関する。条件式（４）、（５）、（６）を満足する材料は、低分散でありながら、異常分散性を有している。これにより、色収差の補正に効果的に行っている。
条件式（４）の下限を超えると、色消しが不十分となり、色収差の補正が困難となる。条件式（５）の下限を超えると、正レンズＦＰｐの材料の異常分散性が小さくなり、倍率色収差を良好に補正することが困難となる。条件式（６）を満足しないと正レンズの材料の異常分散性が小さくなりすぎて倍率色収差を良好に補正するのが困難になる。
条件式（７）は、至近において像面湾曲をより適切に補正するためのものである。条件式（７）の下限を超えて開口絞りＳＰより像側にある正の屈折力のレンズ群ＦＰの屈折力が強くなると、像面湾曲が過補正となり好ましくない。条件式（７）の上限を超えてレンズ群ＦＰの屈折力が弱くなると、像面湾曲が補正不足となり好ましくない。
条件式（８）、（９）、（１０）は、開口絞りＳＰよりも物体側に配置されたフォーカシングの際に移動する負の屈折力のレンズ群ＦＮに含まれる正レンズＦＮｐの材料のアッベ数と部分分散比に関する。条件式（８）、（９）、（１０）を満足する材料は、異常分散性を有している。これによって、色収差の補正を効果的に行っている。条件式（８）の上限を超えると、色消しが不十分となり、色収差の補正が困難となる。
条件式（９）の下限を超えると、正レンズＦＮｐの材料の異常分散性が小さくなり、倍率色収差を良好に補正することが困難となる。条件式（１０）を満足しないと正レンズＬ１ｐの材料の異常分散性が小さくなりすぎて倍率色収差を良好に補正するのが困難になる。
条件式（１１）、（１２）、（１３）は、第１レンズ群Ｌ１に含まれる正レンズＬ１ｐの材料のアッベ数と部分分散比に関する。条件式（１１）、（１２）、（１３）を満足する材料は、低分散でありながら、異常分散性を有している。これによって、色収差の補正を効果的に行っている。条件式（１１）の下限を超えると、色消しが不十分となり、軸上色収差の補正が困難となる。
条件式（１２）の下限を超えると、正レンズＬ１ｐの材料の異常分散性が小さくなり、倍率色収差を良好に補正することが困難となる。条件式（１３）を満足しないと正レンズの材料の異常部分分散性が小さくなりすぎて倍率色収差の補正が困難になる。
条件式（１４）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離と全系の焦点距離の比に関する。条件式（１４）は、全系の小型化及び軽量化を図りつつ、良好な光学性能を得るためのものである。条件式（１４）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が弱くなると、全系が大型化してくるので良くない。
条件式（１５）は、バックフォーカスと全系の焦点距離の比に関する。条件式（１５）は、全系の小型化及び軽量化を図りつつ、良好な光学性能を得るためのものである。また条件式（１５）の下限を超えてバックフォーカスが短くなりすぎると、各レンズ群の屈折力が強くなり、高い光学性能を維持するのが困難になる。
各実施例において更に好ましくは条件式（４）、（５）、（７）、（８）、（９）、（１１）、（１２）、（１４）、（１５）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
νｄＦＰｐ＞６６．５ ・・・（４ａ）
θｇＦＦＰｐ＜０．５４５ ・・・（５ａ）
−３．００＜ｆＦＮ／ｆＦＰ＜−１．５２ ・・・（７ａ）
νｄＦＮｐ＜２９．５ ・・・（８ａ）
θｇＦＦＮｐ＞０．５９５ ・・・（９ａ）
νｄＬ１ｐ＞６７．０ ・・・（１１ａ）
θｇＦＬ１ｐ＜０．５４７ ・・・（１２ａ）
ｆ１／ｆ＜１．５ ・・・（１４ａ）
ｓｋ／ｆ＞０．５ ・・・（１５ａ）
各実施例において好ましくは次の構成をとるのが良い。また各実施例において、フォーカシングの際に移動するレンズ群ＦＰは物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力のレンズ（正レンズ）、正の屈折力のレンズ（正レンズ）、負の屈折力のレンズ（負レンズ）より構成されることが好ましい。上述のようにすることで、フォーカシングの際の球面収差の変動を低減することが容易となり、画面周辺まで良好な光学性能を得ることができる。
νｄＦＰｐ＞６６．５ ・・・（４ａ）
θｇＦＦＰｐ＜０．５４５ ・・・（５ａ）
−３．００＜ｆＦＮ／ｆＦＰ＜−１．５２ ・・・（７ａ）
νｄＦＮｐ＜２９．５ ・・・（８ａ）
θｇＦＦＮｐ＞０．５９５ ・・・（９ａ）
νｄＬ１ｐ＞６７．０ ・・・（１１ａ）
θｇＦＬ１ｐ＜０．５４７ ・・・（１２ａ）
ｆ１／ｆ＜１．５ ・・・（１４ａ）
ｓｋ／ｆ＞０．５ ・・・（１５ａ）
各実施例において好ましくは次の構成をとるのが良い。また各実施例において、フォーカシングの際に移動するレンズ群ＦＰは物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力のレンズ（正レンズ）、正の屈折力のレンズ（正レンズ）、負の屈折力のレンズ（負レンズ）より構成されることが好ましい。上述のようにすることで、フォーカシングの際の球面収差の変動を低減することが容易となり、画面周辺まで良好な光学性能を得ることができる。
また各実施例において、フォーカシングの際に開口絞りＳＰは不動であることが好ましい。開口絞りＳＰを不動にすることで、第１レンズ群Ｌ１の光線の入射高さを低くすることができ、全系の小型・軽量化が容易になる。
各実施例において、高い光学性能を得るには、フォーカシングの際に開口絞りＳＰの開口径が可変であることが好ましい。開口絞りＳＰの開口径を可変にすることで、至近におけるコマフレアの低減が容易となる。フォーカシングに際して移動するレンズ群はレンズ群ＦＮとレンズ群ＦＰであることが良い。特に、各実施例において、フォーカシングの際に移動するレンズ群は２つであることが好ましい。これによれば移動するレンズ群の屈折力が強くなるのを軽減しつつ、製造誤差に対する敏感度が高くなるのを防止するのが容易となる。
各実施例の撮像光学系ＬＡは、物体側から像側へ順に配置された、次のレンズ群より構成されている。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から構成されている。
各レンズ群は以下、物体側から像側へ順に次のレンズより構成されている。第１レンズ群Ｌ１は両凸形状の正レンズＧ１、両凸形状の正レンズＧ２（Ｌ１Ｐ）、両凹形状の負レンズＧ３から構成されている。
第２レンズ群Ｌ２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＧ４、両凹形状の負レンズＧ５、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ６（ＦＮｐ）から構成されている。
第３レンズ群Ｌ３は、両凸形状の正レンズＧ７、両凸形状の正レンズＧ８（ＦＰｐ）、像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＧ９（ＦＰｎ）から構成されている。実施例１、３では正レンズＧ８が正レンズＦＰｐに相当し、実施例２では正レンズＧ７が正レンズＦＰｐに相当する。
第４レンズ群Ｌ４は、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＧ１０、両凹形状の負レンズＧ１１から構成されている。無限遠から至近へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１と第４レンズ群Ｌ４は不動、第２レンズ群Ｌ２は像側へ移動し、第３レンズ群Ｌ３は物体側へ移動する。第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が狭まるように移動する。
尚、後述する数値データに示すように本発明に係る撮像光学系ＬＡは焦点距離１３５ｍｍ、撮影画角２８度であるので有効画面は対角線長で６０ｍｍに達し、ライカ版サイズより大きな有効画面を得ている。又面積の大きな撮像素子を用いて高解像力の画像か得られる一方、ライカ版カメラでアオリ撮影等も容易である。
次に、本発明の撮像光学系を用いた一眼レフカメラシステム（撮像装置）の実施例を、図８を用いて説明する。
図８において、１０は一眼レフカメラ本体、１１は本発明による撮像光学系を搭載した交換レンズである。１２は交換レンズ１１を通して得られる被写体像を受光するフィルムや撮像素子などの記録手段である。１３は交換レンズ１１からの被写体像を観察するファインダー光学系、１４は交換レンズ１１で形成された被写体像を記録手段１２とファインダー光学系１３に切り替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。
ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー１４を介してピント板１５に結像した被写体像をペンタプリズム１６で正立像としたのち、接眼光学系１７で拡大して観察する。撮影時にはクイックリターンミラー１４が矢印方向に回動して被写体像は記録手段１２に結像して記録される。１８はサブミラー、１９は焦点検出装置である。
このように本発明の撮像光学系を一眼レフカメラ等の交換レンズ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有した撮像装置を得ている。また、本発明の撮像光学系はクイックリターンミラー１４等を有さないミラ−レスの一眼レフカメラでも良いし、レンズ交換式ではない構成のものでも適用できる。
次に本発明の撮像光学系の実施例１乃至３に対応する数値データ１乃至３を示す。数値データにおいて、ｉは物体側から数えた面番号を示す。ｒｉは物体側より順に、第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ番目のレンズ厚又は空気間隔、ｎｄｉとνｄｉは第ｉ番目のレンズの材質のｄ線の屈折率とアッベ数である。間隔が可変のところは物体距離（撮像倍率）が変化したときの値である。
又前述の各条件式と実施例１乃至３の関係をそれぞれ表１に示す。表１において「ＯＫ」とは条件式を満足することを示す。（絞り）は光束を制限する部材を意味している。焦点距離とＦナンバーを示す。半画角は光線追跡値による画角を示す。ＢＦはバックフォーカスである。レンズ全長は無限遠物体にフォーカスしているときの第１レンズ面から像面までの距離である。
（数値データ１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 82.416 8.48 1.65844 50.9
2 -318.233 0.20
3 51.284 10.91 1.49700 81.5
4 -107.029 2.40 1.91082 35.3
5 111.402 (可変)
6 129.518 1.80 1.83481 42.7
7 33.612 5.21
8 -202.934 1.60 1.65412 39.7
9 32.129 5.35 2.00100 29.1
10 274.715 (可変)
11(絞り) ∞ (可変)
12 115.670 4.69 1.69680 55.5
13 -67.540 0.20
14 66.218 6.45 1.49700 81.5
15 -43.353 1.60 1.85478 24.8
16 -99.522 (可変)
17 -65.005 4.12 1.95375 32.3
18 -34.479 1.95 1.65160 58.5
19 56.191
像面 ∞
各種データ
焦点距離 133.00
Fナンバー 4.05
半画角（度） 14.19
像高 33.63
レンズ全長 183.76
BF 78.33
無限 至近
d 5 4.04 19.81
d10 22.15 6.37
d11 19.94 11.39
d16 4.35 12.89
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 104.40
2 6 -71.94
3 11 ∞
4 12 42.19
5 17 -56.59
（数値データ２）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 102.034 8.33 1.59522 67.7
2 -201.968 0.20
3 49.734 11.28 1.59522 67.7
4 -84.997 2.40 1.88300 40.8
5 105.270 (可変)
6 162.022 1.80 1.83481 42.7
7 33.040 5.37
8 -91.966 1.60 1.68893 31.1
9 34.392 5.53 2.00069 25.5
10 -314.937 (可変)
11(絞り) ∞ (可変)
12 192.903 4.67 1.59522 67.7
13 -61.303 0.20
14 70.275 7.18 1.77250 49.6
15 -41.988 1.71 1.85478 24.8
16 -541.177 (可変)
17 -138.637 5.23 1.92119 24.0
18 -32.269 1.60 1.88100 40.1
19 68.318
像面 ∞
各種データ
焦点距離 133.00
Fナンバー 4.05
半画角（度） 14.19
像高 33.63
レンズ全長 182.15
BF 74.66
無限 至近
d 5 4.33 16.86
d10 19.91 7.37
d11 21.57 13.20
d16 4.58 12.96
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 92.99
2 6 -70.11
3 11 ∞
4 12 43.10
5 17 -53.87
（数値データ３）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 96.442 8.21 1.63854 55.4
2 -224.162 0.20
3 52.355 11.24 1.49700 81.5
4 -88.851 2.40 1.83400 37.2
5 134.493 (可変)
6 223.406 1.80 1.83400 37.2
7 35.743 5.13
8 -127.855 1.60 1.62588 35.7
9 36.635 5.25 2.00069 25.5
10 2428.708 (可変)
11(絞り) ∞ (可変)
12 121.669 4.73 1.72916 54.7
13 -64.364 0.20
14 96.103 5.77 1.49700 81.5
15 -44.265 1.60 1.85478 24.8
16 -118.952 (可変)
17 -64.977 3.70 2.00100 29.1
18 -39.374 1.60 1.65160 58.5
19 76.518
像面 ∞
各種データ
焦点距離 133.02
Fナンバー 4.05
半画角（度） 14.19
像高 33.63
レンズ全長 182.61
BF 77.40
無限 至近
d 5 4.23 18.57
d10 21.86 7.52
d11 20.00 10.47
d16 5.67 15.20
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 96.08
2 6 -71.99
3 11 ∞
4 12 46.93
5 17 -66.27
（数値データ１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 82.416 8.48 1.65844 50.9
2 -318.233 0.20
3 51.284 10.91 1.49700 81.5
4 -107.029 2.40 1.91082 35.3
5 111.402 (可変)
6 129.518 1.80 1.83481 42.7
7 33.612 5.21
8 -202.934 1.60 1.65412 39.7
9 32.129 5.35 2.00100 29.1
10 274.715 (可変)
11(絞り) ∞ (可変)
12 115.670 4.69 1.69680 55.5
13 -67.540 0.20
14 66.218 6.45 1.49700 81.5
15 -43.353 1.60 1.85478 24.8
16 -99.522 (可変)
17 -65.005 4.12 1.95375 32.3
18 -34.479 1.95 1.65160 58.5
19 56.191
像面 ∞
各種データ
焦点距離 133.00
Fナンバー 4.05
半画角（度） 14.19
像高 33.63
レンズ全長 183.76
BF 78.33
無限 至近
d 5 4.04 19.81
d10 22.15 6.37
d11 19.94 11.39
d16 4.35 12.89
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 104.40
2 6 -71.94
3 11 ∞
4 12 42.19
5 17 -56.59
（数値データ２）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 102.034 8.33 1.59522 67.7
2 -201.968 0.20
3 49.734 11.28 1.59522 67.7
4 -84.997 2.40 1.88300 40.8
5 105.270 (可変)
6 162.022 1.80 1.83481 42.7
7 33.040 5.37
8 -91.966 1.60 1.68893 31.1
9 34.392 5.53 2.00069 25.5
10 -314.937 (可変)
11(絞り) ∞ (可変)
12 192.903 4.67 1.59522 67.7
13 -61.303 0.20
14 70.275 7.18 1.77250 49.6
15 -41.988 1.71 1.85478 24.8
16 -541.177 (可変)
17 -138.637 5.23 1.92119 24.0
18 -32.269 1.60 1.88100 40.1
19 68.318
像面 ∞
各種データ
焦点距離 133.00
Fナンバー 4.05
半画角（度） 14.19
像高 33.63
レンズ全長 182.15
BF 74.66
無限 至近
d 5 4.33 16.86
d10 19.91 7.37
d11 21.57 13.20
d16 4.58 12.96
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 92.99
2 6 -70.11
3 11 ∞
4 12 43.10
5 17 -53.87
（数値データ３）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd
1 96.442 8.21 1.63854 55.4
2 -224.162 0.20
3 52.355 11.24 1.49700 81.5
4 -88.851 2.40 1.83400 37.2
5 134.493 (可変)
6 223.406 1.80 1.83400 37.2
7 35.743 5.13
8 -127.855 1.60 1.62588 35.7
9 36.635 5.25 2.00069 25.5
10 2428.708 (可変)
11(絞り) ∞ (可変)
12 121.669 4.73 1.72916 54.7
13 -64.364 0.20
14 96.103 5.77 1.49700 81.5
15 -44.265 1.60 1.85478 24.8
16 -118.952 (可変)
17 -64.977 3.70 2.00100 29.1
18 -39.374 1.60 1.65160 58.5
19 76.518
像面 ∞
各種データ
焦点距離 133.02
Fナンバー 4.05
半画角（度） 14.19
像高 33.63
レンズ全長 182.61
BF 77.40
無限 至近
d 5 4.23 18.57
d10 21.86 7.52
d11 20.00 10.47
d16 5.67 15.20
レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 96.08
2 6 -71.99
3 11 ∞
4 12 46.93
5 17 -66.27
ＬＡ 撮像光学系 Ｌ１ 第１レンズ群 Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群 Ｌ４ 第４レンズ群 ＭＬ 中間群
ＲＦ 後群 ＳＰ 開口絞り ＦＮ レンズ群 ＦＰ レンズ群
ＦＰｎ 負レンズ ＦＰｐ 正レンズ ＦＮｐ 正レンズ
Ｌ３ 第３レンズ群 Ｌ４ 第４レンズ群 ＭＬ 中間群
ＲＦ 後群 ＳＰ 開口絞り ＦＮ レンズ群 ＦＰ レンズ群
ＦＰｎ 負レンズ ＦＰｐ 正レンズ ＦＮｐ 正レンズ
Claims (11)
- 物体側から像側に順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、２つ以上のレンズ群を含む中間群、負の屈折力の後群より構成され、
前記中間群は開口絞りと、該開口絞りよりも物体側に配置された負の屈折力のレンズ群ＦＮ、該開口絞りよりも像側に配置された正の屈折力のレンズ群ＦＰを有し、
無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、前記後群は不動であり、前記レンズ群ＦＮは像側に移動し、前記レンズ群ＦＰは物体側に移動し、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する撮像光学系であって、
前記レンズ群ＦＰは負レンズＦＰｎを有し、前記負レンズＦＰｎの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄＦＰｎ、θｇＦＦＰｎとするとき、
νｄＦＰｎ＜２５．０
θｇＦＦＰｎ＜０．６１５
θｇＦＦＰｎ＞−０．００１６８２×νｄＦＰｎ＋０．６４３８
なる条件式を満足し、
前記レンズ群ＦＰは正レンズＦＰｐを有し、前記正レンズＦＰｐの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄＦＰｐ、θｇＦＦＰｐとするとき、
νｄＦＰｐ＞６５．０
θｇＦＦＰｐ＜０．５５
θｇＦＦＰｐ＞−０．００１６８２×νｄＦＰｐ＋０．６４３８
なる条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。 - 前記レンズ群ＦＮの焦点距離をｆＦＮ、前記レンズ群ＦＰの焦点距離をｆＦＰとするとき、
−３．５＜ｆＦＮ／ｆＦＰ＜−１．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。 - 物体側から像側に順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、２つ以上のレンズ群を含む中間群、負の屈折力の後群より構成され、
前記中間群は開口絞りと、該開口絞りよりも物体側に配置された負の屈折力のレンズ群ＦＮ、該開口絞りよりも像側に配置された正の屈折力のレンズ群ＦＰを有し、
無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、前記第１レンズ群は不動であり、前記後群は不動であり、前記レンズ群ＦＮは像側に移動し、前記レンズ群ＦＰは物体側に移動し、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する撮像光学系であって、
前記レンズ群ＦＰは負レンズＦＰｎを有し、前記負レンズＦＰｎの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄＦＰｎ、θｇＦＦＰｎとし、前記レンズ群ＦＮの焦点距離をｆＦＮ、前記レンズ群ＦＰの焦点距離をｆＦＰするとき、
νｄＦＰｎ＜２５．０
θｇＦＦＰｎ＜０．６１５
θｇＦＦＰｎ＞−０．００１６８２×νｄＦＰｎ＋０．６４３８
−３．５＜ｆＦＮ／ｆＦＰ＜−１．５
なる条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。 - 前記レンズ群ＦＰは、物体側から像側へ順に配置された正レンズ、正レンズ、負レンズより構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像光学系。
- 前記レンズ群ＦＮは正レンズＦＮｐを有し、前記正レンズＦＮｐの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄＦＮｐ、θｇＦＦＮｐとするとき、
νｄＦＮｐ＜３０．０
θｇＦＦＮｐ＞０．５９
θｇＦＦＮｐ＞−０．００１６８２×νｄＦＮｐ＋０．６４３８
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１項に記載の撮像光学系。 - 前記開口絞りはフォーカシングに際して不動であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像光学系。
- 前記第１レンズ群は正レンズＬ１ｐを有し、前記正レンズＬ１ｐの材料のアッベ数と部分分散比を各々νｄＬ１ｐ、θｇＦＬ１ｐとするとき、
νｄＬ１ｐ＞６５．０
θｇＦＬ１ｐ＜０．５５
θｇＦＬ１ｐ＞−０．００１６８２×νｄＬ１ｐ＋０．６４３８
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１項に記載の撮像光学系。 - 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、全系の焦点距離をｆとするとき、
ｆ１／ｆ＜２．０
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１項に記載の撮像光学系。 - バックフォーカスをｓｋ、全系の焦点距離をｆとするとき、
ｓｋ／ｆ＞０．４
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１項に記載の撮像光学系。 - 前記開口絞りの開口径はフォーカシングに際して可変であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像光学系。
- 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮像光学系と該撮像光学系によって形成される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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