JP7335596B2 - 撮像光学系 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラ等に使用する交換レンズの光学系に用いて好適な撮像光学系に関する。

一般に、デジタルカメラ等に使用する交換レンズは、ミラーレス化やマウントの大口径化により、バックフォーカスや後玉径の制約が少なくなり、レンズタイプのバリエーションが広がっているとともに、反面、画像素子の大型化や高性能化（高精細化）により、広角から中望遠域（撮影対角画角８５－１６゜）の明るい交換レンズでは、Ｆナンバー２．２以下が普通になり、より明るいレンズが求められている。また、デジタルカメラ本体の小型化により、交換レンズのコンパクト化、更には、消費者ニーズによる遠方から近方の撮影距離域全体における収差安定化も求められている。

このような要請から、開口絞りに対して光軸方向の物体側に前群（レンズ群）を配するとともに、像側に後群（レンズ群）を配することにより、軸外主光線の各レンズ面への入射角を小さくし、各レンズ面における非点収差やコマ収差の発生を抑制できるようにした対称配置タイプのレンズ構成を備える光学系も知られている。特に、この種の対称配置タイプの光学系では、レンズの屈折力配置が開口絞りを中心にして対称に近いほど、コマ収差，歪曲収差，倍率色収差等を、前群と後群間で打ち消し合うことができるため、光学系全体として良好な収差補正を実現できる。しかし、この種の対称配置タイプは、一般に、撮影倍率が高くなり、無限遠物体には対応していないとともに、結像サイズなどの仕様も大きく異なるため、用途としては、主に、複写用レンズや製版カメラ用レンズなどの特定分野に限られている。一方、この種の一般的な対称配置タイプのレンズ構成を変形させることにより、デジタルカメラ等のカメラ用レンズとして使用できるようにした撮像光学系も提案されている。

従来、このような撮像光学系、特に、Ｆナンバーが２．２以下となり、開口絞りの前後に３－５枚のレンズを配した対称配置タイプの撮影光学系は、特許文献１－５により知られている。特許文献１は、５枚レンズにより構成することにより、Ｆナンバーが１．９の準広角レンズとなるレンズシャッター式カメラ用レンズに適用したものであり、特許文献２は、撮影対角画角を６４゜とし、Ｆナンバーが１．４の準広角レンズとなるカメラ対物レンズに適用したものである。また、特許文献３－５は、遠点撮影を考慮したＦナンバーが２．８のカメラ用レンズとなる結像レンズに適用したものである。

特開昭６２－１８３４１９号公報 特開平５－８０２５２号公報 特開２０１３－２５０５３４号公報 特開２０１４－５９４６６号公報 特開２０１６－２１８４８６号公報

しかし、上述した特許文献１－５に開示された従来におけるレンズ（撮像光学系）は次のような問題点があった。

第一に、Ｆナンバーを２．２以下とし、開口絞りの前後に３－５枚のレンズを配する対称配置タイプの撮像光学系の場合、基本的に、撮影距離が遠距離側の光学性能は確保できるとしても、近距離側における十分な光学性能を確保しにくい傾向がある。このように、近距離側、具体的には、広角から中望遠域（撮影対角画角８５－１６゜）の範囲を十分な光学性能によりカバーする明るい交換レンズの実現は容易でなく、現在においても、このような交換レンズを希望する消費者ニーズに十分に応えていないのが実情である。

第二に、対称配置タイプの撮像光学系の場合、Ｆナンバーをより小さくしたり、撮影画角を変更する場合、基本的な傾向として、非点収差や色収差が増大する問題がある。したがって、撮影距離域全体における各種収差の変動を少なくし、その安定化を図るとともに、大型高精細撮像素子に対応し、かつ小型コンパクト化を図るデジタルカメラ等に使用する交換レンズを得る観点からも、その課題が十分に解決されているとは言えず、更なる改善の余地があった。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した撮像光学系の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、開口絞りＳＴＯに対して、物体ＯＢＪ側に前レンズ群１０１を配し、かつ像ＩＭＧ側に後レンズ群１０２を配するとともに、Ｆナンバーを２．２以下に設定したレンズ全系１００を備える撮像光学系Ｃにおいて、前レンズ群１０１と後レンズ群１０２のレンズ枚数をそれぞれ５枚以下に設定し、かつそれぞれのレンズ枚数の差を１枚以内に設定し、最終レンズＬＥから物体ＯＢＪ側へ順に、両面が光軸Ｄｃの同一方向に湾曲した非球面レンズによる最終レンズＬＥ，所定の空気空間Ｓ，両凹レンズＬｒａ，両凸レンズＬｒｂを配したレンズ群を有する後レンズ群１０２を含むとともに、開口絞りＳＴＯに対して、物体ＯＢＪ側と像ＩＭＧ側へそれぞれ順次配した、一番目のレンズ同士（ＬｆｂとＬｒｂ）…，二番目のレンズ同士（ＬｆａとＬｒａ）…及び三番目のレンズ同士（ＬＦとＬＥ）…における屈折力を同符号（正又は負）に設定し、像ＩＭＧ側へ配した三番目までのレンズ（Ｌｒｂ，Ｌｒａ，ＬＥ）…に両凹レンズ（Ｌｒａ）…を含み、かつ開口絞りＳＴＯに対向する前レンズ群１０１側の２番目までの空気接触レンズ面（ｉ＝５，３）…と後レンズ群１０２側の２番目までの空気接触レンズ面（ｉ＝７，９）…の湾曲方向を反対方向に設定するとともに、レンズ全系１００に、順次配した２枚以上の正レンズ（Ｌｍ，Ｌｍ）の両側に負レンズ（Ｌｓ，Ｌｓ）をそれぞれ配して構成した一つ又は二つ以上の部分対称レンズ群Ｇｃ…を含み、かつ開口絞りＳＴＯを、一つの部分対称レンズ群Ｇｃに対して、物体ＯＢＪ側に配することを特徴とする。

一方、本発明は、上述した課題を解決するため、開口絞りＳＴＯに対して、物体ＯＢＪ側に前レンズ群１０１を配し、かつ像ＩＭＧ側に後レンズ群１０２を配するとともに、Ｆナンバーを２．２以下に設定したレンズ全系１００を備える撮像光学系Ｃにおいて、前レンズ群１０１と後レンズ群１０２のレンズ枚数をそれぞれ５枚以下に設定し、かつそれぞれのレンズ枚数の差を１枚以内に設定し、最終レンズＬＥから物体ＯＢＪ側へ順に、両面が光軸Ｄｃの同一方向に湾曲した非球面レンズによる最終レンズＬＥ，所定の空気空間Ｓ，両凹レンズＬｒａ，両凸レンズＬｒｂを配したレンズ群を有する後レンズ群１０２を含むとともに、開口絞りＳＴＯに対して、物体ＯＢＪ側と像ＩＭＧ側へそれぞれ順次配した、一番目のレンズ同士（ＬｆｂとＬｒｂ）…，二番目のレンズ同士（ＬｆａとＬｒａ）…及び三番目のレンズ同士（ＬＦとＬＥ）…における屈折力を同符号（正又は負）に設定し、像ＩＭＧ側へ配した三番目までのレンズ（Ｌｒｂ，Ｌｒａ，ＬＥ）…に両凹レンズ（Ｌｒａ）…を含み、かつ開口絞りＳＴＯに対向する前レンズ群１０１側の２番目までの空気接触レンズ面（ｉ＝５，３）…と後レンズ群１０２側の２番目までの空気接触レンズ面（ｉ＝７，９）…の湾曲方向を反対方向に設定するとともに、前レンズ群１０１及び後レンズ群１０２のそれぞれに１枚の非球面レンズを含み、かつ各非球面レンズを同一形状に形成することにより、光軸Ｄｃ方向において対称に配することを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、部分対称レンズ群Ｇｃ…には、順次配した２枚の両凸レンズの両側にそれぞれ両凹レンズを配した計４枚のレンズにより構成する少なくとも一つの部分対称レンズ群Ｇｃを含ませることができる。なお、この部分対称レンズ群Ｇｃには、両凹レンズを用いた負レンズＬｓ…と両凸レンズを用いた正レンズＬｍ…を接合した二つの接合レンズＪａ，Ｊｂにより構成し、二つの接合レンズＪａ，Ｊｂの正レンズＬｍ，Ｌｍ同士を対向させて配した構成を含めることができる。なお、前レンズ群１０１には、両面が光軸Ｄｃの同一方向に湾曲した少なくとも１枚の非球面レンズを設けることができる。

また、本発明は、発明の好適な態様により、開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから物体ＯＢＪ側に三番目のレンズ（ＬＦ）…における物体ＯＢＪ側の面間の距離をＤＦ３，開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから像ＩＭＧ側に三番目のレンズ（ＬＥ）…における像ＩＭＧ側の面間の距離をＤＲ３，物体ＯＢＪまでの距離を無限遠としたとき、「０．５５＜ＤＦ３／ＤＲ３＜１．３５」の条件を満たすことが望ましい。さらに、開口絞りＳＴＯに対して、物体ＯＢＪ側と像ＩＭＧ側にそれぞれ一つ又は二つ以上の部分対称レンズ群Ｇｃ…を有する構成，又はレンズ全系１００に、一つの部分対称レンズ群Ｇｃを有し、かつ当該部分対称レンズ群Ｇｃの内部に開口絞りＳＴＯを有する構成であって、開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから最も物体ＯＢＪ側のレンズ（ＬＦ）…における物体ＯＢＪ側の面間の距離をＤＦ４，開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから最も像ＩＭＧ側のレンズ（ＬＥ）…における像ＩＭＧ側の面間の距離をＤＲ４，物体ＯＢＪまでの距離を無限遠としたとき、「０．４５＜ＤＦ４／ＤＲ４＜１．５５」の条件を満たすことが望ましい。或いは、レンズ全系１００に、一つの部分対称レンズ群Ｇｃを有する構成であって、前レンズ群１０１における最も開口絞りＳＴＯに近い正レンズＬｍの物体ＯＢＪ側の面とこの面から最も物体ＯＢＪ側のレンズＬＥにおける物体ＯＢＪ側の面間の距離をＤＦ４，後レンズ群１０２における最も開口絞りＳＴＯに近い正レンズＬｍの像ＩＭＧ側の面とこの面から最も像ＩＭＧ側のレンズＬＥにおける像ＩＭＧ側の面間の距離をＤＲ４，物体ＯＢＪまでの距離を無限遠としたとき、「０．４５＜ＤＦ４／ＤＲ４＜１．５５」の条件を満たすことが望ましい。

さらに、本発明は、発明の好適な態様により、前レンズ群１０１及び後レンズ群１０２におけるフォーカス調整時に変化する空気間隔の前後のレンズ群（指定レンズ群）Ｌｐ…は、最大三つの指定レンズ群Ｌｐ…を移動可能に構成することができ、この際、フォーカス調整時に変化する空気間隔は、開口絞りＳＴＯを含む空気間隔，順次配した２枚以上の正レンズＬｍ…の両側に負レンズＬｓ，Ｌｓをそれぞれ配して構成した部分対称レンズ群Ｇｃにおける２枚の正レンズＬｍ，Ｌｍ間の空気間隔の少なくとも一つを含ませることができる。さらに、前レンズ群１０１の焦点距離ＦＦＬと後レンズ群１０２の焦点距離ＲＦＬが共に正パワーのとき、フォーカス調整時には、レンズ全系を物体ＯＢＪ側に移動させて像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる構成を設けることができる。加えて、本発明は、発明の好適な態様により、レンズ全系１００は、全体を６枚のレンズにより構成し、開口絞りＳＴＯから物体ＯＢＪ側と像ＩＭＧ側へそれぞれ順次配したレンズの同一順位の面の湾曲方向を開口絞りＳＴＯに対して相互に反対になるように設定することができる。

このような構成を有する本発明に係る撮像光学系Ｃによれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 前レンズ群１０１と後レンズ群１０２のレンズ枚数をそれぞれ５枚以下に設定し、かつそれぞれのレンズ枚数の差を１枚以内に設定し、最終レンズＬＥから物体ＯＢＪ側へ順に、両面が光軸Ｄｃの同一方向に湾曲した非球面レンズによる最終レンズＬＥ，所定の空気空間Ｓ，両凹レンズＬｓ，両凸レンズＬｍを配したレンズ群を有する後レンズ群１０２を含むとともに、開口絞りＳＴＯに対して、物体ＯＢＪ側と像ＩＭＧ側へそれぞれ順次配した、一番目のレンズ同士，二番目のレンズ同士及び三番目のレンズ同士における屈折力を同符号（正又は負）に設定し、かつ像ＩＭＧ側へ配した三番目までのレンズに両凹レンズを含むとともに、開口絞りＳＴＯに対向する前レンズ群１０１側の２番目までの空気接触レンズ面と後レンズ群１０２側の２番目までの空気接触レンズ面の湾曲方向を反対方向に設定してなるため、軸上光線と軸外光線の分離度が増加し、残存収差に対する補正効果を高めることができる。この結果、フォーカシング撮影領域全体における各種収差の変動を少なくしてその安定性を高めることができるとともに、広角域から中望遠域の撮影レンズにおいて十分な光学性能をカバーする明るい交換レンズを得ることができる。これにより、大型高精細撮像素子に対応し、かつ小型コンパクト化を図るデジタルカメラ等に最適な交換レンズを提供することができる。

（２） レンズ全系１００に、順次配した２枚以上の正レンズ（Ｌｍ，Ｌｍ）の両側に負レンズ（Ｌｓ，Ｌｓ）をそれぞれ配して構成した一つ又は二つ以上の部分対称レンズ群Ｇｃ…を含ませたため、前レンズ群１０１と後レンズ群１０２の相互に異なる部分対称レンズ群Ｇｃ…を配することが可能になる。特に、後レンズ群１０２において、前レンズ群１０１の残存収差を補正可能になり、レンズ全系１００内における相互間の収差を良好にバランスさせることができる。

（３） 開口絞りＳＴＯは、一つの部分対称レンズ群Ｇｃを構成する２枚の両凸レンズ（Ｌｍ）と（Ｌｍ）間に配することに加え、一つの部分対称レンズ群Ｇｃに対して、物体ＯＢＪ側に配することができるため、レンズ全系１００全体の設計自由度を高めることができる。

（４） 前レンズ群１０１及び後レンズ群１０２のそれぞれに１枚の非球面レンズを含めるとともに、各非球面レンズを同一形状に形成し、かつ光軸Ｄｃ方向において対称に配したため、同一レンズを用意すれば足り、加工を要するレンズの種類を低減できる。

特に、成形製造する非球面レンズのコストダウンに寄与できる。しかも、各レンズを対称配置すれば、緒収差を抑えることができるとともに、対称なレンズ配置内において物体距離による空気間隔を変化させることにより、収差変動を低減することができる。

（５） 好適な態様により、部分対称レンズ群Ｇｃ…に、順次配した２枚の両凸レンズの両側にそれぞれ両凹レンズを配した計４枚のレンズにより構成する少なくとも一つの部分レンズ群Ｇｃを含ませれば、特に、対称性の高い部分対称レンズ群Ｇｃ…を構築できるため、部分対称レンズ群Ｇｃ…の内部又は部分対称レンズ群Ｇｃ…同士の収差打消し効果をより高めることができる。

（６） 好適な態様により、部分対称レンズ群Ｇｃに、両凹レンズを用いた負レンズＬｓ…と両凸レンズを用いた正レンズＬｍ…を接合した二つの接合レンズＪａ，Ｊｂにより構成し、二つの接合レンズＪａ，Ｊｂの正レンズＬｍ，Ｌｍ同士を対向させて配した構成を含めれば、アッベ数に差を設けることにより軸外色収差の補正を容易かつ有効に行うことができるとともに、屈折率に差を設けることにより球面収差の補正をより強化することができる。

また、接合レンズＪａとＪｂ間を調整空間として収差変動を少なくすることができる。しかも、後レンズ群１０２の開口絞りＳＴＯに近いレンズ面を開口絞りＳＴＯに対向させることができるため、対称配置タイプを用いたレンズ構成の有効性をより高めることができる。

（７） 好適な態様により、前レンズ群１０１に、両面が光軸Ｄｃの同一方向に湾曲した少なくとも１枚の非球面レンズを設ければ、前レンズ群１０１に、物体ＯＢＪ側に強い負の両凹レンズや非球面レンズを含めた構成にできるため、広角領域から標準領域の画角において、広い入射角の収差補正効果を高めることができる。

（８） 好適な態様により、開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから物体ＯＢＪ側に三番目のレンズ（ＬＦ）…における物体ＯＢＪ側の面間の距離をＤＦ３，開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから像ＩＭＧ側に三番目のレンズ（ＬＥ）…における像ＩＭＧ側の面間の距離をＤＲ３，物体ＯＢＪまでの距離を無限遠としたとき、「０．５５＜ＤＦ３／ＤＲ３＜１．３５」の条件を満たすように構成すれば、開口絞りＳＴＯに対して、前レンズ群１０１側のレンズ（ＬＦ）…と後レンズ群１０２側のレンズ（ＬＥ）…間の対称性を一定の水準内に確保できるため、収差発生をより抑制することができる。なお、開口絞りＳＴＯまでの距離が同じであれば、ＤＦ３／ＤＲ３の値は「１」になる。

（９） 好適な態様により、開口絞りＳＴＯに対して、物体ＯＢＪ側と像ＩＭＧ側にそれぞれ一つ又は二つ以上の部分対称レンズ群Ｇｃ…を有する構成，又はレンズ全系１００に、一つの部分対称レンズ群Ｇｃを有し、かつ当該部分対称レンズ群Ｇｃの内部に開口絞りＳＴＯを有する構成であって、開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから最も物体ＯＢＪ側のレンズ（ＬＦ）…における物体ＯＢＪ側の面間の距離をＤＦ４，開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから最も像ＩＭＧ側のレンズ（ＬＥ）…における像ＩＭＧ側の面間の距離をＤＲ４，物体ＯＢＪまでの距離を無限遠としたとき、「０．４５＜ＤＦ４／ＤＲ４＜１．５５」の条件を満たすように構成すれば、部分対称レンズ群Ｇｃ…に係わる対称性を一定の水準内に確保できるため、収差発生をより抑制することができる。なお、対称点位置から部分対称レンズ群Ｇｃ…までの距離が同じであれば、ＤＦ４／ＤＲ４の値は「１」になる。

（１０） 好適な態様により、レンズ全系１００に、一つの部分対称レンズ群Ｇｃを有する構成であって、前レンズ群１０１における最も開口絞りＳＴＯに近い正レンズＬｍの物体ＯＢＪ側の面とこの面から最も物体ＯＢＪ側のレンズＬＥにおける物体ＯＢＪ側の面間の距離をＤＦ４，後レンズ群１０２における最も開口絞りＳＴＯに近い正レンズＬｍの像ＩＭＧ側の面とこの面から最も像ＩＭＧ側のレンズＬＥにおける像ＩＭＧ側の面間の距離をＤＲ４，物体ＯＢＪまでの距離を無限遠としたとき、「０．４５＜ＤＦ４／ＤＲ４＜１．５５」の条件を満たすように構成すれば、部分対称レンズ群Ｇｃ…に係わる対称性を一定の水準内に確保できるため、収差発生をより抑制することができる。なお、対称点位置から部分対称レンズ群Ｇｃ…までの距離が同じであれば、ＤＦ４／ＤＲ４の値は「１」になる。

（１１） 好適な態様により、前レンズ群１０１及び後レンズ群１０２におけるフォーカス調整時に変化する空気間隔の前後のレンズ群（指定レンズ群）Ｌｐ…に対して、最大三つの指定レンズ群Ｌｐ…を移動可能に構成すれば、対称配置タイプのレンズ構成における、前レンズ群１０１と後レンズ群１０２により収差を打ち消すメリットを利用できるため、このメリットを利用した柔軟なフォーカス調整機構を構築することができる。

（１２） 好適な態様により、フォーカス調整時に変化する空気間隔に、開口絞りＳＴＯを含む空気間隔，順次配した２枚以上の正レンズＬｍ…の両側に負レンズＬｓ，Ｌｓをそれぞれ配して構成した部分対称レンズ群Ｇｃにおける２枚の正レンズＬｍ，Ｌｍ間の空気間隔の少なくとも一つを含ませれば、部分対称レンズ群Ｇｃ…を含む各種形態の撮像光学系Ｃに対する最適なフォーカス調整機構を構築することができる。

（１３） 好適な態様により、前レンズ群１０１の焦点距離ＦＦＬと後レンズ群１０２の焦点距離ＲＦＬが共に正パワーのとき、フォーカス調整時には、レンズ全系を物体ＯＢＪ側に移動させて像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる構成を設ければ、フォーカス調整機構の全体構造の単純化を図りつつ、物体ＯＢＪとの距離変化による収差変動を少なくすることができる。

（１４） 好適な態様により、レンズ全系１００を構成するに際し、全体を６枚のレンズにより構成し、開口絞りＳＴＯから物体ＯＢＪ側と像ＩＭＧ側へそれぞれ順次配したレンズの同一順位の面の湾曲方向を開口絞りＳＴＯに対して相互に反対になるように設定すれば、構築し得る最少のレンズ枚数により構成できるため、撮像光学系Ｃ全体の小型化及び低コスト化に寄与できる。

本発明の好適実施形態の実施例１に係る撮像光学系の構成図、 同実施例１に係る撮像光学系の無限遠時（Ｆ１ｓ）及び図１に示すフォーカス方式Ｆ１１－Ｆ１２の縦収差図、 図１に示すフォーカス方式Ｆ１３－Ｆ１５の縦収差図、 図１に示すフォーカス方式Ｆ１６の縦収差図、 同好適実施形態の実施例２に係る撮像光学系の構成図、 同実施例２に係る撮像光学系の無限遠時（Ｆ２ｓ）及び図５に示すフォーカス方式Ｆ２１－Ｆ２２の縦収差図、 図５に示すフォーカス方式Ｆ２３－Ｆ２４の縦収差図、 同好適実施形態の実施例３に係る撮像光学系の構成図、 同好適実施形態の実施例４に係る撮像光学系の構成図、 同好適実施形態の実施例５に係る撮像光学系の構成図、 同実施例５に係る撮像光学系の無限遠時（Ｆ３ｓ）の縦収差図、 図１０に示すフォーカス方式Ｆ３１－Ｆ３３の縦収差図、 図１０に示すフォーカス方式Ｆ３４－Ｆ３６の縦収差図、 同好適実施形態の実施例６に係る撮像光学系の構成図、 同実施例６に係る撮像光学系の無限遠時（Ｆ４ｓ）の縦収差図、 同実施例６に係る撮像光学系の図１５に示すフォーカス方式Ｆ４１－Ｆ４２の縦収差図、 同好適実施形態の実施例７に係る撮像光学系の構成図、 同実施例７に係る撮像光学系の無限遠時（Ｆ５ｓ）及び図１７に示すフォーカス方式Ｆ５１の縦収差図、 同好適実施形態の実施例８に係る撮像光学系の構成図、 同実施例８に係る撮像光学系の無限遠時（Ｆ６ｓ）及び図１９に示すフォーカス方式Ｆ６１の縦収差図、 同好適実施形態の実施例９に係る撮像光学系の構成図、 同実施例９に係る撮像光学系の無限遠時（Ｆ７ｓ）及び図２１に示すフォーカス方式Ｆ７１の縦収差図、 同好適実施形態の実施例１０に係る撮像光学系の構成図、 同実施例１０に係る撮像光学系の無限遠時（Ｆ８ｓ）及び図２３に示すフォーカス方式Ｆ８１の縦収差図、 同好適実施形態の実施例１１に係る撮像光学系の構成図、 同実施例１１に係る撮像光学系の無限遠時（Ｆ９ｓ）及び図２５に示すフォーカス方式Ｆ９１の縦収差図、 同好適実施形態の実施例１２に係る撮像光学系の構成図、 同実施例１２に係る撮像光学系の無限遠時（Ｆ１０ｓ）及び図２７に示すフォーカス方式Ｆ１０１の縦収差図、 同好適実施形態の実施例１３に係る撮像光学系の構成図、 同実施例１３に係る撮像光学系の無限遠時（Ｆ１１ｓ）及び図２９に示すフォーカス方式Ｆ１１１の縦収差図、 同好適実施形態の実施例１４に係る撮像光学系の構成図、 同実施例１４に係る撮像光学系の無限遠時（Ｆ１２ｓ）及び図３１に示すフォーカス方式Ｆ１２１の縦収差図、

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

最初に、本実施形態に係る撮像光学系Ｃの基本構成について、図１を参照して説明する。なお、図１は後述する実施例１に係る撮像光学系Ｃの構成を兼ねている。

本実施形態に係る撮像光学系Ｃは、デジタルカメラ用交換レンズに適用することを想定できる。図１中、ＯＢＪは物体（被写体）を示し、ＩＭＧは像（撮像素子）を示している。この場合、物体ＯＢＪ側が光軸Ｄｃ方向の前方となり、像ＩＭＧ側が光軸Ｄｃ方向の後方となる。

撮像光学系Ｃは、開口絞りＳＴＯに対して、物体ＯＢＪ側に前レンズ群１０１を配し、かつ像ＩＭＧ側に後レンズ群１０２を配するとともに、Ｆナンバーを２．２以下に設定したレンズ全系１００を備える。そして、前レンズ群１０１と後レンズ群１０２のレンズ枚数は、それぞれ５枚以下に設定するとともに、それぞれのレンズ枚数の差を１枚以内に設定する。本実施形態に係る撮像光学系Ｃでは、後述するよう、開口絞りＳＴＯに対して、物体ＯＢＪ側と像ＩＭＧ側へそれぞれ順次配した、一番目のレンズ同士（ＬｆｂとＬｒｂ）…，二番目のレンズ同士（ＬｆａとＬｒａ）…及び三番目のレンズ同士（ＬＦとＬＥ）…における屈折力を同符号（正又は負）に設定する構成を前提とするため、レンズ全系１００を構成するレンズ枚数の最大は１０枚になり、最少は６枚になる。

具体的には、前レンズ群１０１が５枚で後レンズ群１０２が５枚となる全１０枚の態様、前レンズ群１０１が５枚で後レンズ群１０２が４枚となる全９枚の態様、前レンズ群１０１が４枚で後レンズ群１０２が５枚となる全９枚の態様、前レンズ群１０１が４枚で後レンズ群１０２が４枚の全８枚の態様、前レンズ群１０１が３枚で後レンズ群１０２が４枚の全７枚の態様、前レンズ群１０１が４枚で後レンズ群１０２が３枚の全７枚の態様、図１に示す前レンズ群１０１が３枚で後レンズ群１０２のレンズ枚数は３枚の全６枚の態様，の七通りの態様が含まれ、それぞれのレンズ枚数の差は１枚以下となる。

また、最終レンズＬＥから物体ＯＢＪ側へ順に、両面が光軸Ｄｃの同一方向に湾曲した非球面レンズによる最終レンズＬＥ，所定の空気空間Ｓ，両凹レンズＬｒａ，両凸レンズＬｒｂを配したレンズ群を有する後レンズ群１０２を含めて構成するとともに、開口絞りＳＴＯに対して、物体ＯＢＪ側と像ＩＭＧ側へそれぞれ順次配した、一番目のレンズＬｆｂとＬｒｂ同士，二番目のレンズＬｆａとＬｒａ同士及び三番目のレンズ、即ち、最前レンズＬＦと最終レンズＬＥ同士における屈折力を同符号に設定する。例示の場合、一番目のレンズＬｆｂとＬｒｂ同士は正パワー，二番目のレンズＬｆａとＬｒａ同士は負パワー，三番目に位置する最前レンズＬＦと最終レンズＬＥ同士は負パワーの屈折力にそれぞれ設定される。さらに、開口絞りＳＴＯから像ＩＭＧ側へ配した三番目までのレンズＬｒｂ，Ｌｒａ，ＬＥに両凹レンズＬｒａが含まれるとともに、開口絞りＳＴＯに対向する前レンズ群１０１側の２番目までの空気接触レンズ面（ｉ＝５，３）と後レンズ群１０２側の２番目までの空気接触レンズ面（ｉ＝７，９）の湾曲方向を反対方向に設定する。

この場合、最終レンズＬＥは、光軸Ｄｃ上の光線と光軸Ｄｃ外の光線が分離して通過するため、非球面レンズを用いる。これにより、収差補正を有利にできるとともに、最終レンズＬＥの開口絞りＳＴＯ側には空気空間Ｓを設けることにより、光軸Ｄｃ上の光線と光軸Ｄｃ外の光線の分離度を高めている。なお、最終レンズＬＥに用いる非球面レンズは、両面に非球面形状を設けることが収差の補正効果を高める上で望ましいが、非球面形状は片面のみであってもよい。

なお、図１に示すレンズ全系１００の場合は、順次配した２枚の正レンズＬｍ，Ｌｍの両側に負レンズＬｓ，Ｌｓをそれぞれ配した部分対称レンズ群Ｇｃが構成されるが、本実施形態に係る撮像光学系Ｃは、順次配した２枚以上の正レンズＬｍ，Ｌｍ…の両側に負レンズＬｓ，Ｌｓをそれぞれ配して構成した一つ又は二つ以上の部分対称レンズ群Ｇｃ…を含めることができる。これにより、前レンズ群１０１と後レンズ群１０２のそれぞれに異なる部分対称レンズ群Ｇｃ…を配することが可能になるため、特に、後レンズ群１０２において、前レンズ群１０１の残存収差を補正することができ、レンズ全系１００内における相互間の収差を良好にバランスさせることができる。

即ち、レンズ全系１００に、一つ又は二つ以上の部分対称レンズ群Ｇｃ…を含めれば、部分的に対称性を有するレンズ群を構築できるため、レンズ群内における収差の発生と補正をバランスさせた光束を容易に得ることができる。撮像光学系の場合、物体ＯＢＪ側の空間距離と像ＩＭＧ側の空間距離が対称にならないため、レンズ構成を完全対称にした場合には良好な収差補正を行うことができない。したがって、前レンズ群１０１では大きな物体ＯＢＪからの光線を収束させる収斂作用を高めている。また、部分対称レンズ群Ｇｃ…内においては、正レンズＬｍ…を連続使用して屈折力の差を少なくしている。これにより、光線が入出射するレンズ面に対する光線角度を緩やかにできるため、収差の発生及び誤差感度を有効に抑えることができる。特に、異常部分分散性を有する低屈折率レンズ等は、曲率が小さい場合、所定の屈折力が得られないため、正レンズＬｍ…の連続使用は有効である。即ち、前レンズ群１０１の正レンズＬｍ…に、高屈折率レンズを追加して屈折力を負担させることができるため、色収差の補正に効果的な異常部分分散性の低屈折率レンズを有効に利用できる（なお、図１の撮像光学系Ｃには使用していない）。

一方、前レンズ群１０１のコンパクト化を図るには、正レンズＬｍ…の両面が物体ＯＢＪ側に湾曲（膨出）するメニスカスレンズを用いることにより全長を短縮できる。これにより、屈折力を均等に近付け、光線の入出射角度を緩めることが可能になるため、収差の発生及び誤差感度を抑えることができる。また、部分対称レンズ群Ｇｃを後レンズ群１０２に使用し、特に、後述する二つの対称性を有する接合レンズにより構成すれば、アッベ数に差をつけることにより、光軸Ｄｃ外の色収差補正を有効に行うことができるとともに、屈折率に差をつけることにより、球面収差補正を有効に行うことができるため、前レンズ群１０１からの残存収差をバランス良く補正することができる。
さらに、部分対称レンズ群Ｇｃ…には、順次配した２枚の両凸レンズＬｆｂ，Ｌｒｂの両側にそれぞれ両凹レンズＬｆａ，Ｌｒａを配した計４枚のレンズにより構成する少なくとも一つの部分対称レンズ群Ｇｃを含ませることができる。これにより、特に、レンズ全系１００における対称性の高いレンズ群を構築できるため、部分対称レンズ群Ｇｃの内部又は部分対称レンズ群Ｇｃ…同士の収差打消し効果をより高めることができる。

なお、図１に示す撮像光学系Ｃの場合、開口紋りＳＴＯは、一つの部分対称レンズ群Ｇｃを構成する２枚の両凸レンズＬｆｂとＬｒｂ間に配した場合を示す。この開口紋りＳＴＯは後述する他の実施例で示すように、一つの部分対称レンズ群Ｇｃに対して、物体ＯＢＪ側に配してもよい。したがって、本実施形態に係る撮像光学系Ｃの場合、開口紋りＳＴＯは、一つの部分対称レンズ群Ｇｃを構成する２枚の両凸レンズ間に配してもよいし、一つの部分対称レンズ群Ｇｃに対して、物体ＯＢＪ側に配してもよいなど、レンズ全系１００全体の設計自由度を高めることができる。

また、図１示す撮像光学系Ｃは、部分対称レンズ群Ｇｃに、両凹レンズＬｆａを用いた負レンズＬｓと両凸レンズＬｆｂを用いた正レンズＬｍを接合した接合レンズＪｂと、両凹レンズＬｒａを用いた負レンズＬｓと両凸レンズＬｒｂを用いた正レンズＬｍを接合した接合レンズＪａの二つの接合レンズＪａ，Ｊｂを使用し、二つの接合レンズＪａ，Ｊｂの正レンズＬｍ，Ｌｍ同士を対向させている。この場合、接合レンズとして構成するか否かは任意であり、本発明の必須の構成要素となるものではない。しかし、このような接合レンズＪａ…を用いて構成すれば、アッベ数に差を設けることにより軸外色収差の補正を容易かつ有効に行うことができるとともに、屈折率に差を設けることにより球面収差の補正をより強化することができる。加えて、接合レンズＪａとＪｂ間を調整空間として収差変動を少なくすることができるとともに、後レンズ群１０２の開口絞りＳＴＯに近いレンズ面を当該開口絞りＳＴＯに対向させることができるため、対称配置タイプを用いたレンズ構成の有効性をより高めることができる。

ところで、通常、レンズを配置する場合、正レンズと負レンズを順次配置した方が収差を補正する上で有利になるが、正レンズ又は負レンズの一方の屈折力を大きくする場合、他方のレンズも大きしてバランスさせる必要がある。しかし、この場合、曲率も大きくなるため、容易に加工できないとともに、レンズ面に入出射する光線角度も大きくなるため、誤差変化も大きくなるなどの不都合を生じる。両凸レンズの場合、正パワーの大きい屈折力を得ることができるが、反面、レンズ面のカーブが強い場合、レンズ厚を大きくする必要があるため、エッジ厚を確保できない。特に、接合レンズとして屈折力のバランスを確保する場合や色収差補正に効果のある屈折率の小さい異常部分分散性レンズを使用する場合はその傾向が大きくなる。したがって、この場合には、２枚の連続使用により屈折力を分担させたり、一部に高屈折率レンズを使用して屈折力を負担させるなどにより、色収差補正を有効に行うことができる。

さらに、望遠領域の画角では、前レンズ群１０１に、物体ＯＢＪ側に湾曲（膨出）した正のメニスカスレンズを２枚以上使用するとともに、最も開口絞りＳＴＯ側に、像ＩＭＧ側に湾曲した負のメニスカスレンズを使用することが望ましい、この場合、色収差補正に有利となるように、硝材に異常部分分散性ガラスを使用することができるとともに、コンパクト化を図るため、全ての面形状を物体ＯＢＪ側に湾曲（膨出）させることもできる。また、物体ＯＢＪ側から一及び二番目の正レンズの後側に広い空気空間Ｓを空けることにより、レンズ全体の重量バランスが前側（ＯＢＪ側）に傾斜する不具合を回避することもできる。

一方、本実施形態に係る撮像光学系Ｃでは、各種フォーカス方式を利用可能である。図１の形態では、物体ＯＢＪの距離が無限遠から近距離に変化するときのフォーカス調整にはフォーカス方式〔Ｆ１１〕－〔Ｆ１６〕で示す６種類の方式が可能である。〔Ｆ１１〕は、「ＬＦ」を固定し、「Ｊｂ（Ｌｆａ，Ｌｆｂ）」，「Ｊａ（Ｌｒａ，Ｌｒｂ）＋ＬＥ」を、それぞれ一体とした二つの各レンズ群（指定レンズ群）Ｌｐ…を、物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、ＪｂとＬＦの空気間隔，開口絞りＳＴＯ含む空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔，をそれぞれ変化させる方式、〔Ｆ１２〕は、「Ｊａ＋ＬＥ」を固定し、「ＬＦ」，「Ｊｂ」を、それぞれ一体とした二つの各指定レンズ群Ｌｐ…を、物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、ＬＦとＪｂの空気間隔，開口絞りＳＴＯ含む空気間隔，をそれぞれ変化させる方式、〔Ｆ１３〕は、「ＬＦ＋Ｊｂ」，「Ｊａ」，「ＬＥ」を、それぞれ一体とした三つの各指定レンズ群Ｌｐ…を、物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、開口絞りＳＴＯ含む空気間隔，ＪａとＬＥの空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔，をそれぞれ変化させる方式、〔Ｆ１４〕は、「ＬＦ」，「Ｊｂ」，「Ｊａ＋ＬＥ」を、それぞれ一体とした三つの各指定レンズ群Ｌｐ…を、物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、ＬＦとＪｂの空気間隔，開口絞りＳＴＯ含む空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔，をそれぞれ変化させる方式、〔Ｆ１５〕は、「ＬＦ＋Ｊｂ」，「Ｊａ＋ＬＥ」を、それぞれ一体とした二つの各指定レンズ群Ｌｐ…を、物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、開口絞りＳＴＯ含む空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔，をそれぞれ変化させる方式、〔Ｆ１６〕は、レンズ全群「ＬＥ＋Ｊｂ＋Ｊａ＋ＬＥ」を一体として物体ＯＢＪ側に移動させ、像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式である。

フォーカス調整時に移動する指定レンズ群Ｌｐ…は、最大三つに分けられるため、変化する空気間隔は、最終レンズＬＥと像ＩＭＧ間の空気間隔（バックフォーカス）を含めて二つ乃至四つとなる。〔Ｆ１１〕は、二つの指定レンズ群Ｌｐ…を移動させるリアフォーカス方式である。このリアフォーカス方式は、最も物体ＯＢＪ側のレンズが像面に対して不動になるため、レンズ全長（先端のレンズ面（ｉ＝１）から像ＩＭＧ面間）は不変になる。〔Ｆ１２〕は、二つの指定レンズ群Ｌｐ…を移動させるフロントフォーカス方式である。このフロントフォーカス方式は、最終レンズＬＥが像ＩＭＧ面に対して不動になるため、一つ乃至三つのレンズ群が移動し、像ＩＭＧ空間を除いたレンズ内における一つ乃至三つの空気間隔が変化する。〔Ｆ１３〕は、三つの指定レンズ群Ｌｐ…を移動させるフォーカス方式であり、〔Ｆ１４〕は、三つの指定レンズ群Ｌｐ…を移動させるフォーカス方式である。一方、インナーフォーカス方式（実施例１０）は、リアフォーカス方式に対して、最終レンズＬＥが像ＩＭＧ面に対して不動になるため、フォーカス調整時に移動する指定レンズ群Ｌｐ…は、最大三つに分けられ、二つ乃至四つの空気間隔が変化し、全長は変化しない。多群フォーカス方式において、レンズ全長が変化する場合、開口絞りＳＴＯの空気間隔又は連続する両凸レンズＬｆｂ，Ｌｒｂ間の空気間隔の一つ以上が含まれるため、二つ乃至三つの指定レンズ群Ｌｐ…が移動し、像ＩＭＧ間の空間間隔を除いたレンズ内における一つ乃至二つの空気間隔が変化する。

また、様々なフォーカス方式において、レンズ全長，像ＩＭＧ空間，又は指定レンズ群Ｌｐ…間，の変化が少ない場合であって、特に、全ての指定レンズ群Ｌｐ…の移動距離が小さい場合は、レンズ全系１００を物体ＯＢＪ側に移動させる全体繰出し方式と同等となる。物体ＯＢＪまでの距離が無限遠から近距離に変化した場合、像ＩＭＧ位置が変化し、全体繰出し方式では、像ＩＭＧ位置の変化量として、レンズ全系１００全体を物体ＯＢＪ側に移動させてフォーカス調整を行うため、開口絞りＳＴＯに対して対称配置又は部分対称レンズ群Ｇｃ…を用いれば、物体ＯＢＪまでの距離の変化による収差変動が少なくなり、広角域付近が対象となる撮影レンズでは全体繰出し方式を適用できる場合もある。前玉が重くなる広角域や望遠域に近い撮影レンズ、特に、大口径レンズでは、レンズ全長が変化しないフォーカス方式が望ましい。この場合、焦点調整時の重量バランスが良好となり、指定レンズ群Ｌｐ…を移動させるパワーが少なくなるとともに、付加する支持機構も簡略化できる。本実施形態で示すフォーカス調整の間隔は収差補正を伴っているが、特定の調整間隔が変化しないようにしたり、全体繰出し方式にして、例えば、球面収差を残したソフトな像にすることもできる。

近距離に対して光学系全体を移動させ、像ＩＭＧ面において像面湾曲がマイナスに変化する状態を考えた場合、焦点面は、像ＩＭＧ面における画面中心から周辺にかけてレンズ側にカーブするため、画面中心に焦点を合わせた場合、周辺に行くに従ってボケる傾向がある。この現象を、物体ＯＢＪ側に置き換えた場合、画面中心の被写体に焦点を合わせることにより、周辺に行くに従って近方に焦点が合うカーブとなり、これより遠方は、よりボケた画像や映像となる。したがって、開口紋りＳＴＯを絞ることにより収差を少なくするとともに、被写体深度を広くして平面被写体を平面像面にする方法が一般的である。即ち、収差を少なくするようにレンズ群を移動させるフォーカス調整方式は、近距離平面（光軸に垂直な平面）の被写体をボケさせないように平面像面にする撮影方式となる。

一方、撮影技法として、画面の一部の被写体に焦点を合わせることにより、その前後の空間を、よりボカして撮影効果を得る“画づくり”のために、近距離において光学系全体を移動させる方式やレンズ群を移動させて収差を発生させる方式もある。本実施形態のように近距離の被写体において良好な撮像性能を得ることができる調整間隔がわかっている場合は、像面湾曲の度合をコントロールすることにも利用できる。

このように、フォーカス調整に関しては、前レンズ群１０１及び後レンズ群１０２におけるフォーカス調整時に変化する空気間隔の前後の指定レンズ群Ｌｐ…として、最大三つの指定レンズ群Ｌｐ…を移動可能に構成することができる。このように構成すれば、特に、対称配置タイプのレンズ構成における、前レンズ群１０１と後レンズ群１０２により収差を打ち消すメリットを利用できるため、このメリットを利用した柔軟なフォーカス調整機構を構築することができる。また、この際、フォーカス調整時に変化する空気間隔は、開口絞りＳＴＯを含む空気間隔，順次配した２枚以上の正レンズＬｍ…の両側に負レンズＬｓ，Ｌｓをそれぞれ配して構成した部分対称レンズ群Ｇｃにおける２枚の正レンズＬｍ，Ｌｍ間の空気間隔の少なくとも一つを含ませることができる。これにより、部分対称レンズ群Ｇｃ…を含む各種形態の撮像光学系Ｃに対する最適なフォーカス調整機構を構築することができる。さらに、前レンズ群１０１の焦点距離ＦＦＬと後レンズ群１０２の焦点距離ＲＦＬが共に正パワーのときのフォーカス調整時には、レンズ全系を物体ＯＢＪ側に移動させて像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させるように構成できる。これにより、フォーカス調整機構の全体構造の単純化を図りつつ、物体ＯＢＪとの距離変化による収差変動を少なくすることができる。

撮像光学系の場合、物体ＯＢＪ（被写体）との距離を変化させて撮影を行うため、光学系の対称性を少し変形（空気間隔を変化）させながら撮像性能を確保する。したがって、本実施形態に係る撮像光学系Ｃでは、物体ＯＢＪとの距離の変化による収差変動を少なくするため、開口絞りＳＴＯ前後の空気間隔を変化、即ち、前レンズ群１０１と後レンズ群１０２の一方又は双方を移動させ、前レンズ群１０１の結像位置の無限遠からの移動量を少なくして像性能を確保している。本実施形態に係る撮像光学系Ｃでは、対称点位置の前後において収差を打ち消す効果があることを利用して、開口絞りＳＴＯの空間や２枚の両凸レンズの空間により区切られたレンズ群を主に移動させている。
さらに、本実施形態に係る撮像光学系Ｃでは、所定の光学条件を満たすように設定する。第一の光学条件は、開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから物体ＯＢＪ側に三番目のレンズＬＦにおける物体ＯＢＪ側の面間の距離をＤＦ３，開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから像ＩＭＧ側に三番目のレンズＬＥにおける像ＩＭＧ側の面間の距離をＤＲ３，物体ＯＢＪまでの距離を無限遠としたとき、
０．５５＜ＤＦ３／ＤＲ３＜１．３５ … （光学条件１）
を満たすことを条件に設定する。

この条件を満たすように設定すれば、開口絞りＳＴＯに対して、前レンズ群１０１側のレンズ（ＬＦ）…と後レンズ群１０２側のレンズ（ＬＥ）…間の対称性を一定の水準内に確保できるため、収差発生をより抑制することができる。この場合、ＤＦ３／ＤＲ３は、開口絞りＳＴＯから物体ＯＢＪ側と像ＩＭＧ側に、１番目から３番目同士の二つのレンズの屈折力の符号が同じ場合における開口絞りＳＴＯからの距離の対称性を示している。したがって、開口絞りＳＴＯまでの距離が同じであれば、ＤＦ３／ＤＲ３の値は「１」になる。「１」以下は、後レンズ群１０２側における３番目のレンズの像ＩＭＧ側の面までの距離が長いことを示すとともに、「１」以上は、前レンズ群１０１側における３番目のレンズの物体ＯＢＪ側の面までの距離が長いことを示している。

また、開口絞りＳＴＯに対して、物体ＯＢＪ側と像ＩＭＧ側にそれぞれ一つ又は二つ以上の部分対称レンズ群Ｇｃ…を有する構成，又はレンズ全系１００に、一つの部分対称レンズ群Ｇｃを有し、かつ当該部分対称レンズ群Ｇｃの内部に開口絞りＳＴＯを有する構成であって、開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから最も物体ＯＢＪ側のレンズ（ＬＦ）…における物体ＯＢＪ側の面間の距離をＤＦ４，開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから最も像ＩＭＧ側のレンズ（ＬＥ）…における像ＩＭＧ側の面間の距離をＤＲ４としたとき、或いは、レンズ全系１００に、一つの部分対称レンズ群Ｇｃを有する構成であって、前レンズ群１０１における最も開口絞りＳＴＯに近い正レンズＬｍの物体ＯＢＪ側の面とこの面から最も物体ＯＢＪ側のレンズＬＥにおける物体ＯＢＪ側の面間の距離をＤＦ４，後レンズ群１０２における最も開口絞りＳＴＯに近い正レンズＬｍの像ＩＭＧ側の面とこの面から最も像ＩＭＧ側のレンズＬＥにおける像ＩＭＧ側の面間の距離をＤＲ４，物体ＯＢＪまでの距離を無限遠としたとき、
０．４５＜ＤＦ４／ＤＲ４＜１．５５ … （光学条件２）
を満たすことを条件に設定する。

この条件を満たすように設定すれば、部分対称レンズ群Ｇｃ…に係わる対称性を一定の水準内に確保できるため、収差発生をより抑制することができる。この場合、ＤＦ４／ＤＲ４は、部分対称レンズ群Ｇｃ…における対称点位置からの対称性を示しており、対称点位置から部分対称レンズ群Ｇｃ…までの距離が同じであれば、ＤＦ４／ＤＲ４の値は「１」になる。「１」以下は、部分対称レンズ群Ｇｃにおける像ＩＭＧ側の面までの距離が長いことを示すとともに、「１」以上は、部分対称レンズ群Ｇｃにおける物体ＯＢＪ側の面までの距離が長いことを示している。

撮像光学系の場合、物体ＯＢＪ側の空間距離と像ＩＭＧ側の空間距離が対称にならないため、レンズ構成を完全対称にした場合には良好な収差補正を行うことができない。したがって、対称点位置（レンズ全系１００では開口紋りＳＴＯ）の前後において、レンズパワーや空気間隔を変えることにより対称性を崩している。この結果、上述した光学条件１及び２を満たさない場合、対称点位置の前後において部分的な収差の発生や補正のバランスが損なわれ、レンズ全系１００で収差が残存してしまう。通常、撮影レンズの場合、物体ＯＢＪ側の空間距離やその変化が大きいため、レンズ移動により対応させている。開口紋りＳＴＯ前後の空気間隔を変化させた場合、開口絞りＳＴＯを対称点位置として各光学条件１，２の数値は変化する。特に、全長不動の開口絞りＳＴＯの後におけるレンズ群Ｌｐを物体ＯＢＪ側へ移動させた場合、無限物体時に、開口絞りＳＴＯと移動するレンズ群Ｌｐの距離を移動量だけ長くする必要があるため、前述した各光学条件１，２の数値は小さくなる。

このように、本実施形態に係る撮像光学系Ｃは、基本構成として、 前レンズ群１０１と後レンズ群１０２のレンズ枚数をそれぞれ５枚以下に設定し、かつそれぞれのレンズ枚数の差を１枚以内に設定し、最終レンズＬＥから物体ＯＢＪ側へ順に、両面が光軸Ｄｃの同一方向に湾曲した非球面レンズによる最終レンズＬＥ，所定の空気空間Ｓ，両凹レンズＬｓ，両凸レンズＬｍを配したレンズ群を有する後レンズ群１０２を含むとともに、開口絞りＳＴＯに対して、物体ＯＢＪ側と像ＩＭＧ側へそれぞれ順次配した、一番目のレンズ同士，二番目のレンズ同士及び三番目のレンズ同士における屈折力を同符号（正又は負）に設定し、かつ像ＩＭＧ側へ配した三番目までのレンズに両凹レンズを含むとともに、開口絞りＳＴＯに対向する前レンズ群１０１側の２番目までの空気接触レンズ面と後レンズ群１０２側の２番目までの空気接触レンズ面の湾曲方向を反対方向に設定してなるため、軸上光線と軸外光線の分離度が増加し、残存収差に対する補正効果を高めることができる。この結果、撮影距離域全体における各種収差の変動を少なくしてその安定性を高めることができるとともに、広角域から中望遠域の撮影レンズにおいて、十分な光学性能をカバーする明るい交換レンズを得ることができる。これにより、大型高精細撮像素子に対応し、かつ小型コンパクト化を図るデジタルカメラ等に最適な交換レンズを提供することができる。

次に、本実施形態における各種実施例（実施例１－１４）について、図１－図３２を参照して説明する。

まず、実施例１に係る撮像光学系Ｃについて、図１，表１及び図２－図４を参照して説明する。

図１は、実施例１に係る撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例１に係る撮像光学系Ｃの構成は、上述した実施形態において説明したとおりとなるため、以下には、実施例となる具体的な構成について追加説明する。

実施例１は、基本構成として、前レンズ群１０１と後レンズ群１０２のレンズ枚数をそれぞれ３枚同士に設定し、最終レンズＬＥから物体ＯＢＪ側へ順に、両面が光軸Ｄｃの同一方向に湾曲した非球面レンズによる最終レンズＬＥ，所定の空気空間Ｓ，両凹レンズＬｒａ，両凸レンズＬｒｂを配したレンズ群を有する後レンズ群１０２を備えるとともに、開口絞りＳＴＯに対して、物体ＯＢＪ側と像ＩＭＧ側へそれぞれ順次配した、一番目の両凸レンズＬｆｂとＬｒｂ同士，二番目の両凹レンズＬｆａとＬｒａ同士及び三番目の最前レンズＬＦと最終レンズＬＥ同士における屈折力を同符号、即ち、正パワー同士，負パワー同士及び負パワー同士に設定し、かつ像ＩＭＧ側へ配した三番目までのレンズＬｒｂ，Ｌｒａ，ＬＥに両凹レンズＬｒａを含め、さらに、開口絞りＳＴＯに対向する前レンズ群１０１側の２番目までの空気接触レンズ面（ｉ＝５，３）と後レンズ群１０２側の２番目までの空気接触レンズ面（ｉ＝７，９）の湾曲（膨出）方向を反対方向に設定したものである。

したがって、実施例１は、全体を６枚のレンズによりレンズ全系１００を構成し、開口絞りＳＴＯから物体ＯＢＪ側と像ＩＭＧ側へそれぞれ順次配したレンズの同一順位の面の湾曲方向を開口絞りＳＴＯに対して相互に反対になるように設定した構成を備える。実施例１の構成は、構築し得る最少のレンズ枚数により構成できるため、撮像光学系Ｃ全体の小型化及び低コスト化に寄与できる。

また、実施例１は、前レンズ群１０１に、両面が光軸Ｄｃの同一方向（物体ＯＢＪ方向）に湾曲した１枚の非球面レンズによる最前レンズＬＦを設ける。このように、前レンズ群１０１に、少なくとも１枚の非球面レンズを設ければ、前レンズ群１０１に、物体ＯＢＪ側に強い負の両凹レンズや非球面レンズを含めた構成にできるため、準広角領域から標準領域の画角において、広い入射角の収差補正効果を高めることができる。

さらに、前レンズ群１０１及び後レンズ群１０２のそれぞれに１枚の非球面レンズ、即ち、非球面レンズによる最前レンズＬＦに加え、後レンズ群１０２に非球面レンズによる最終レンズＬＥを設ける。この場合、最前レンズＬＦ（非球面レンズ）と最終レンズＬＥ（非球面レンズ）は同一形状に形成し、かつ光軸Ｄｃ方向において反対向き（対称）に配する。このように、前レンズ群１０１及び後レンズ群１０２のそれぞれに１枚の非球面レンズを含めるとともに、各非球面レンズを同一形状に形成し、かつ光軸Ｄｃ方向において対称に配するようにすれば、同一レンズを用意すれば足りるため、加工を要するレンズの種類を低減でき、特に、成形製造する非球面レンズのコストダウンに寄与できる。しかも、各レンズを対称配置すれば、緒収差を抑えることができるとともに、対称なレンズ配置内において物体距離による空気間隔を変化させることにより、収差変動を低減することができる。実施例１は、各レンズのパワーが順番に（－）（－）（＋）（＋）（－）（－）の対称配置となる。

この場合、最終レンズＬＥに用いる非球面レンズは、両面が光軸Ｄｃの像ＩＭＧ方向に湾曲する。これにより、各画角における主光線がレンズ面の法線に近い角度で入出射するため、軸外収差の発生を少なくすることができる。また、この非球面レンズに対して開口絞りＳＴＯ側の両凹レンズＬｒａは、軸上光線から軸外光線を分離させるように、上方に徐々に跳ね上がるため、軸上収差から軸外に至る収差を補正するのに有利となる。この場合、最終レンズＬＥの開口絞りＳＴＯ側のレンズ面は物体ＯＢＪ側に凹形状となるため、空気空間Ｓには両凸形状の空気レンズが形成される。一方、フォーカス方式、即ち、物体ＯＢＪの距離が無限遠から近距離に変化する場合のフォーカス調整の方式は、図１に示すように、前述した６種類のフォーカス方式〔Ｆ１１〕－〔Ｆ１６〕を適用することができる。

表１に、実施例１の撮像光学系Ｃにおけるレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時〔Ｆ１ｓ〕の撮像光学系Ｃは、焦点距離：４０．００ｍｍ，Ｆナンバー：１．９７，半画角：２８．４゜である。また、前述したＤＦ３／ＤＲ３は、０．８１となり、光学条件１を満たすとともに、ＤＦ４／ＤＲ４は、０．８１となり、光学条件２を満たす。さらに、前レンズ群１０１の焦点距離は、５５．１２ｍｍ、後レンズ群１０２の焦点距離は、２５５．７３ｍｍである。

表１の「面データ」は、物体ＯＢＪ側から数えたレンズ面の面番号をｉで示し、この面番号ｉは、図１に示した符号（数字）に一致する。これに対応して、レンズ面の曲率半径Ｒ（ｉ）、軸上面間隔Ｄ（ｉ）、硝材の屈折率ｎｄ（ｉ）、硝材のアッベ数νｄ（ｉ）をそれぞれ示す。ｎｄ（ｉ）及びνｄ（ｉ）はｄ線（５８６．５６〔ｎｍ〕）に対する数値である。軸上面間隔Ｄ（ｉ）は相対向する面と面間のレンズ厚或いは空気空間を示す。なお、実施例１では無使用であるが、ｄＰｇＦ（ｉ）は、異常部分分散性の大きな硝材の場合の異常部分分散値を示す。また、ＦＬ（ｉ）は、空気中に置いた単体レンズ（接合レンズは複数として扱う）の焦点距離を示す。曲率半径Ｒ（ｉ），面間隔Ｄ（ｉ），焦点距離ＦＬ（ｉ）の単位は〔ｍｍ〕である。面番号のＯＢＪは物体、ＳＴＯは開口絞り、ＩＭＧは像の位置を示す。曲率半径Ｒ（ｉ）のＩｎｆｉｎｉｔｙは平面であり、面番号ｉの後にＡが付いた面は面形状が非球面であることを示す。屈折率ｎｄ（ｉ）とアッベ数νｄ（ｉ）の空欄は空気であることを示す。

また、表１の「非球面係数」は、面の中心を原点とし、光軸Ｄｃ方向をＺとした直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、ＡＳＰを非球面の面番号としたとき、Ｚは数１により表される。数１において、Ｒは中心曲率半径、Ｋは円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０は、それぞれ４次，６次，８次，１０次の非球面係数、Ｈは光軸上の原点からの距離である。なお、表２において、「Ｅ」は「×１０」を意味する。

図２－図４に、実施例１の撮像光学系Ｃにおけるフォーカス方式〔Ｆ１１〕－〔Ｆ１６〕に対応する縦収差図を示す。なお、図２中の〔Ｆ１ｓ〕は、無限遠時における縦収差図を示す。各縦収差図は、左側から、球面収差（６５６．２７ｎｍ，５８６．５６ｎｍ，４３５．８３ｎｍ）、非点収差（５８６．５６ｎｍ）、歪曲収差（５８６．５６ｎｍ）を示す。各スケールは、±０．５０ｍｍ，±０．５０ｍｍ，±３．０％である。

実施例１は、ほぼ対称となるレンズ構成に対して、対称中心となる開口絞りＳＴＯの空気空間Ｓを変化させる空気間隔の一つとするとともに、他の空気間隔を開口絞りＳＴＯに対して対称となる前レンズ群１０１における最前レンズＬＦと両凹レンズＬｆａ間の空気間隔、又は後レンズ群１０２における両凹レンズＬｒａと最終レンズＬＥ間の空気間隔を変化する調整間隔としたことにより、いずれのフォーカス方式〔Ｆ１ｓ〕及び〔Ｆ１１〕－〔Ｆ１６〕であっても良好な収差、即ち、撮像性能が得られることを確認できる。

次に、実施例２に係る撮像光学系Ｃについて、図５，表２及び図６－図７を参照して説明する。

図５は、実施例２に係る撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例２の撮像光学系Ｃは、図５に示すように、対称性を有する二つのレンズ群（部分対称レンズ群）Ｇｃ…を開口絞りＳＴＯの前後にそれぞれ配した構成を備える。即ち、実施例２に係る撮像光学系Ｃは、開口絞りＳＴＯの前後に、４枚のレンズにより構成した前レンズ群１０１と５枚のレンズにより構成した後レンズ群１０２を配したものであり、前レンズ群１０１に、物体ＯＢＪ側から、両凹レンズを用いた最前レンズＬＦ，両面が物体ＯＢＪ側に湾曲（膨出）した非球面の正メニスカスレンズＬｆａ，両凸レンズＬｆｂ，両面が物体ＯＢＪ側に湾曲した負メニスカスレンズＬｆｃを配した部分対称レンズ群Ｇｃを備える。したがって、レンズＬＦ（Ｌｓ），Ｌｆａ（Ｌｍ），Ｌｆｂ（Ｌｍ），Ｌｆｃ（Ｌｓ）のパワーは、（－）（＋）（＋）（－）となる。

また、後レンズ群１０２には、物体ＯＢＪ側から、両凹レンズＬｒｄ，両凸レンズＬｒｃ，両凸レンズＬｒｂ，両凹レンズＬｒａを配した部分対称レンズ群Ｇｃが含まれる。この場合、両凹レンズＬｒｄと両凸レンズＬｒｃは接合レンズＪｂとして構成するとともに、両凸レンズＬｒｂと両凹レンズＬｒａは接合レンズＪａとして構成し、さらに、接合レンズＪａに対して像ＩＭＧ側に最終レンズＬＥを配した。この最終レンズＬＥには、物体ＯＢＪ側に湾曲した非球面の負メニスカスレンズを用いる。したがって、レンズＬｒｄ（Ｌｓ），Ｌｒｃ（Ｌｍ），Ｌｒｂ（Ｌｍ），Ｌｒａ（Ｌｓ）のパワーは、（－）（＋）（＋）（－）となる。なお、実施例１の最終レンズＬＥは、両面が光軸Ｄｃの像ＩＭＧ側に湾曲する非球面レンズを用いた場合を示したが、実施例２の最終レンズＬＥには、両面が光軸Ｄｃの物体ＯＢＪ側に湾曲する非球面レンズを用いている。この場合、非球面の位置の法線に対して、軸上光線と軸外光線が均等に近い角度により入出射し、軸上収差から軸外収差を同じように補正可能になる。この結果、後レンズ群１０２の像ＩＭＧ側のレンズにより軸外収差を補正可能になるため、正レンズと負レンズの特性の異なるレンズ構成により収差補正を行なうことができる。

一方、フォーカス方式、即ち、物体ＯＢＪの距離が無限遠から近距離に変化する場合のフォーカス調整の方式は、図５に示すように、４種類のフォーカス方式〔Ｆ２１〕－〔Ｆ２４〕を適用した。〔Ｆ２１〕は、「前レンズ群１０１」，「Ｊｂ」，「Ｊａ＋ＬＥ」をそれぞれ一体とした三つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、開口絞りＳＴＯ含む空気間隔，接合レンズＪａとＪｂ間の空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式、〔Ｆ２２〕は、「前レンズ群１０１」，「後レンズ群１０２」をそれぞれ一体とした二つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、開口絞りＳＴＯ含む空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式、〔Ｆ２３〕は、「前レンズ群１０１＋Ｊｂ」，「Ｊａ＋ＪＥ」をそれぞれ一体とした二つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、接合レンズＪａとＪｂ間の空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式、〔Ｆ２４〕は、レンズ全系１００を一体とした指定レンズ群Ｌｐを物体ＯＢＪ側に移動させ、像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式である。

表２に、実施例２のレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時Ｆ２ｓの撮像光学系Ｃは、焦点距離：３６．０１ｍｍ，Ｆナンバー：１．２３，半画角：３１．４゜である。また、前述したＤＦ３／ＤＲ３は、０．９４となり、光学条件１を満たすとともに、ＤＦ４／ＤＲ４は、１．０３となり、光学条件２を満たす。さらに、前レンズ群１０１の焦点距離は、１１１．３６ｍｍ、後レンズ群１０２の焦点距離は、４０．５８ｍｍである。

図６及び図７に、実施例２の撮像光学系Ｃにおけるフォーカス方式〔Ｆ２１〕－〔Ｆ２４〕に対応する縦収差図を示す。なお、図６の〔Ｆ２ｓ〕は、無限遠時における縦収差図を示す。各縦収差図は、図２の場合と同じであり、左側から、球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。図６及び図７に示すように、Ｆナンバーを１．２７に大口径化した実施例２の場合であっても良好な撮像性能を確保することができる。

次に、実施例３に係る撮像光学系Ｃについて、図８及び表３を参照して説明する。

図８は、実施例３に係る撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例３は、基本的なレンズ構成は実施例２と同じである。ただし、実施例２は、図５に示すように、最前レンズＬＦ（Ｌｓ）と二番目のレンズである正メニスカスレンズＬｆａ（Ｌｍ）間に所定の間隔を有する空気空間Ｓを設けているが、実施例３では、図８に示すように、最前レンズＬＦ（Ｌｓ）と二番目の正メニスカスレンズＬｆａ（Ｌｍ）間の空気空間Ｓは、最小（接触しない間隔）の状態に設定した点と、実施例２は、準広角であるのに対して、実施例３は、標準域の焦点距離及び撮影画角を有する点が異なる。

表３に、実施例３のレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時Ｆ２ｓの撮像光学系Ｃは、焦点距離：４８．００ｍｍ，Ｆナンバー：１．２６，半画角：２４．４゜である。また、前述したＤＦ３／ＤＲ３は、１．１０となり、光学条件１を満たすとともに、ＤＦ４／ＤＲ４は、１．１２となり、光学条件２を満たす。さらに、前レンズ群１０１の焦点距離は、１２６．００ｍｍ、後レンズ群１０２の焦点距離は、５３．１５ｍｍである。

近距離物体に対するフォーカス調整のタイプは実施例２と同じになる４タイプである。実施例３も実施例２と同様、Ｆナンバーが１．２６となる大口径化した実施例となるが、実施例２と同様の撮像性能を得ることができる。

次に、実施例４に係る撮像光学系Ｃについて、図９及び表４を参照して説明する。

図９は、実施例４に係る撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例４の撮像光学系Ｃは、図９に示すように、二つの部分対称レンズ群Ｇｃ…を開口絞りＳＴＯの前後にそれぞれ配した構成を備える。即ち、実施例４に係る撮像光学系Ｃは、実施例２（及び実施例３）と同様、開口絞りＳＴＯの前後に、４枚のレンズにより構成した前レンズ群１０１と５枚のレンズにより構成した後レンズ群１０２を配したものである。ただし、実施例４の前レンズ群１０１は、物体ＯＢＪ側から、両凹レンズを用いた最前レンズＬＦ，両凸レンズＬｆａ，両面が物体ＯＢＪ側に湾曲した正メニスカスレンズＬｆｂ，両面が物体ＯＢＪ側に湾曲した負メニスカスレンズＬｆｃを配した部分対称レンズ群Ｇｃを備え、特に、この負メニスカスレンズＬｆｃを非球面レンズにより構成した点が実施例２とは異なる。レンズＬＦ（Ｌｓ），Ｌｆａ（Ｌｍ），Ｌｆｂ（Ｌｍ），Ｌｆｃ（Ｌｓ）のパワーは、（－）（＋）（＋）（－）となる。

また、後レンズ群１０２には、物体ＯＢＪ側から、両凹レンズＬｒｄ，両凸レンズＬｒｃ，両凸レンズＬｒｂ，両凹レンズＬｒａを配した部分対称レンズ群Ｇｃが含まれる。この場合、両凹レンズＬｒｄと両凸レンズＬｒｃは接合レンズＪｂとして構成するとともに、両凸レンズＬｒｂと両凹レンズＬｒａは接合レンズＪａとして構成し、さらに、この接合レンズＪａに対して像ＩＭＧ側に最終レンズＬＥを配した。レンズＬｒｄ（Ｌｓ），Ｌｒｃ（Ｌｍ），Ｌｒｂ（Ｌｍ），Ｌｒａ（Ｌｓ）のパワーは、（－）（＋）（＋）（－）となる。実施例４における後レンズ群１０２の最終レンズＬＥには、実施例１と同じタイプとなる両面が光軸Ｄｃの像ＩＭＧ側に湾曲する非球面の負メニスカスレンズを用いており、この点も、最終レンズＬＥに両面が光軸Ｄｃの物体ＯＢＪ側に湾曲する非球面レンズを用いた実施例２とは異なる。

表４に、実施例４のレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時Ｆ２ｓの撮像光学系Ｃは、焦点距離：５１．１４ｍｍ，Ｆナンバー：１．２６，半画角：２２．９゜である。また、前述したＤＦ３／ＤＲ３は、１．０６となり、光学条件１を満たすとともに、ＤＦ４／ＤＲ４は、１．０９となり、光学条件２を満たす。さらに、前レンズ群１０１の焦点距離は、１２８．４５ｍｍ、後レンズ群１０２の焦点距離は、６５．６５ｍｍである。

近距離物体に対するフォーカス調整のタイプは実施例２と同じになる４タイプである。実施例４も実施例２と同様、Ｆナンバーが１．２６となる大口径化した実施例となるが、レンズ構成の一部を変更した場合であっても実施例２と同様の撮像性能を得ることができる。

次に、実施例５に係る撮像光学系Ｃについて、図１０，表５及び図１１－図１３を参照して説明する。

図１０は、実施例５に係る撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例５の撮像光学系Ｃは、図１０に示すように、二つの部分対称レンズ群Ｇｃ，Ｇｃを開口絞りＳＴＯの前後にそれぞれ配した構成を備える。即ち、実施例５に係る撮像光学系Ｃは、開口絞りＳＴＯの前後に、５枚のレンズにより構成した前レンズ群１０１と５枚のレンズにより構成した後レンズ群１０２を配したものであり、前レンズ群１０１には、物体ＯＢＪ側から、両凹レンズを用いた最前レンズＬＦ，両面が物体ＯＢＪ側に湾曲した非球面の正メニスカスレンズＬｆａ，両凸レンズＬｆｂ，両凸レンズＬｆｃ，両面が物体ＯＢＪ側に湾曲した負メニスカスレンズＬｆｄを配した部分対称レンズ群Ｇｃを備える。したがって、レンズＬＦ（Ｌｓ），Ｌｆａ（Ｌｍ），Ｌｆｂ（Ｌｍ），Ｌｆｃ（Ｌｍ），Ｌｆｄ（Ｌｓ）のパワーは、（－）（＋）（＋）（＋）（－）となる。

また、後レンズ群１０２の基本的なレンズ構成は実施例４と同じになり、レンズＬｒｄ（Ｌｓ），Ｌｒｃ（Ｌｍ），Ｌｒｂ（Ｌｍ），Ｌｒａ（Ｌｓ）のパワーは、（－）（＋）（＋）（－）となるとともに、両凹レンズＬｒａと最終レンズＬＥ間には実施例４の場合よりも広い空気空間Ｓ（空気間隔）を設けている。このため、図１０（実施例５）に示す後レンズ群１０２における図９（実施例４）と同一部分には同一符号を付した。

一方、フォーカス方式、即ち、物体ＯＢＪの距離が無限遠から近距離に変化する場合のフォーカス調整の方式は、図１０に示すように、６種類のフォーカス方式〔Ｆ３１〕－〔Ｆ３６〕を適用した。〔Ｆ３１〕は、「ＬＦ＋Ｌｆａ＋Ｌｆｂ」，「Ｌｆｃ＋Ｌｆｄ＋後レンズ群１０２」をそれぞれ一体とした二つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、両凸レンズＬｆｂと両凸レンズＬｆｃ間の空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式、〔Ｆ３２〕は、「前レンズ群１０１＋Ｊｂ」，「Ｌａ＋ＬＥ」をそれぞれ一体とした二つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、両凸レンズＬｒｃと両凸レンズＬｒｂ間の空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式、〔Ｆ３３〕は、「ＬＦ＋Ｌｆａ」，「Ｌｆｂ＋Ｌｆｃ＋Ｌｆｄ」，「後レンズ群１０２」をそれぞれ一体とした三つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、正メニスカスレンズＬｆａと両凸レンズＬｆｂ間の空気間隔，開口絞りＳＴＯ含む空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式、〔Ｆ３４〕は、「ＬＦ＋Ｌｆａ＋Ｌｆｂ」，「Ｌｆｃ＋Ｌｆｄ」，「後レンズ群１０２」をそれぞれ一体とした三つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、両凸レンズＬｆｂと両凸レンズＬｆｃ間の空気間隔，開口絞りＳＴＯ含む空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式、〔Ｆ３５〕は、「ＬＦ＋Ｌｆａ＋Ｌｆｂ＋Ｌｆｃ」，「Ｌｆｄ＋Ｊｂ」，「Ｊａ＋ＬＥ」をそれぞれ一体とした三つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、両凸レンズＬｆｃと負メニスカスレンズＬｆｄ間の空気間隔，両凸レンズＬｒｃと両凸レンズＬｒｂ間の空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式、〔Ｆ３６〕は、「前レンズ群１０１」，「Ｊｂ」，「Ｊａ＋ＬＥ」をそれぞれ一体とした三つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、開口絞りＳＴＯ含む空気間隔，両凸レンズＬｒｃと両凸レンズＬｒｂ間の空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式である。

表５に、実施例５のレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時Ｆ３ｓの撮像光学系Ｃは、焦点距離：４９．２８ｍｍ，Ｆナンバー：１．９３，半画角：２３．７゜である。また、前述したＤＦ３／ＤＲ３は、１．０５となり、光学条件１を満たすとともに、ＤＦ４／ＤＲ４は、１．２４となり、光学条件２を満たす。

図１１－図１３に、実施例５の撮像光学系Ｃにおけるフォーカス方式〔Ｆ３１〕－〔Ｆ３６〕に対応する縦収差図を示す。なお、図１１の〔Ｆ３ｓ〕は、無限遠時における縦収差図を示す。各縦収差図は、図２の場合と同じであり、左側から、球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。図１１－図１３に示すように、いずれのフォーカス方式〔Ｆ３１〕－〔Ｆ３６〕であっても良好な撮像性能を確保することができる。

次に、実施例６に係る撮像光学系Ｃについて、図１４，表６及び図１５－図１６を参照して説明する。

図１４は、実施例６に係る撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例６の撮像光学系Ｃは、図１４に示すように、二つの部分対称レンズ群Ｇｃ，Ｇｃを開口絞りＳＴＯの前後にそれぞれ配した構成を備える。即ち、実施例６に係る撮像光学系Ｃは、開口絞りＳＴＯの前後に、５枚のレンズにより構成した前レンズ群１０１と５枚のレンズにより構成した後レンズ群１０２を配したものであり、基本的なレンズ構成は実施例５と同じである。異なる点は、前レンズ群１０１における物体ＯＢＪ側から４番目の正レンズＬｍにおいて、実施例５は、両凸レンズＬｆｃを用いたのに対して、実施例６は、両面が物体ＯＢＪ側に湾曲した正メニスカスレンズＬｆｃを用いた点にある。このため、図１４（実施例６）に示すレンズ全系１００における図１０（実施例５）と同一部分には同一符号を付した。

一方、物体ＯＢＪの距離が無限遠から近距離に変化する場合のフォーカス調整の方式は、図１４に示すように、２種類のフォーカス方式〔Ｆ４１〕－〔Ｆ４２〕を適用した。〔Ｆ４１〕は、「Ｊａ＋ＬＥ」を固定、即ち、像ＩＭＧ側の空気間隔を固定し、「ＬＦ＋Ｌｆａ＋Ｌｆｂ」，「Ｌｆｃ＋Ｌｆｄ＋Ｊｂ」をそれぞれ一体とした二つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、両凸レンズＬｆｂと正メニスカスレンズＬｆｃ間の空気間隔，両凸レンズＬｒｃと両凸レンズＬｒｂ間の空気間隔を変化させる方式、〔Ｆ４２〕は、〔Ｆ４１〕と同様に「Ｊａ＋ＬＥ」を固定し、残りのレンズ群、即ち、「前レンズ群１０１＋Ｊｂ」を一体とした一つの指定レンズ群Ｌｐを物体ＯＢＪ側に移動させ、両凸レンズＬｒｃと両凸レンズＬｒｂ間の空気間隔を変化させる方式であり、いずれもフロントフォーカス方式となる。

表６に、実施例６のレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時Ｆ４ｓの撮像光学系Ｃは、焦点距離：４８．７３ｍｍ，Ｆナンバー：１．９２，半画角：２３．９゜である。また、前述したＤＦ３／ＤＲ３は、０．８８となり、光学条件１を満たすとともに、ＤＦ４／ＤＲ４は、１．１４なり、光学条件２を満たす。

図１５－図１６に、実施例６の撮像光学系Ｃにおけるフォーカス方式〔Ｆ４１〕－〔Ｆ４２〕に対応する縦収差図を示す。なお、図１５の〔Ｆ４ｓ〕は、無限遠時における縦収差図を示す。各縦収差図は、図２の場合と同じであり、左側から、球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。図１６に示すように、いずれのフォーカス方式〔Ｆ４１〕－〔Ｆ４２〕であっても良好な撮像性能を確保することができる。

次に、実施例７に係る撮像光学系Ｃについて、図１７，表７及び図１８を参照して説明する。

図１７は、実施例７に係る撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例７の撮像光学系Ｃは、図１７に示すように、二つの部分対称レンズ群Ｇｃ，Ｇｃを開口絞りＳＴＯの前後にそれぞれ配した構成を備える。即ち、実施例７に係る撮像光学系Ｃは、開口絞りＳＴＯの前後に、４枚のレンズにより構成した前レンズ群１０１と５枚のレンズにより構成した後レンズ群１０２を配したものである。前レンズ群１０１は、物体ＯＢＪ側から、両凹レンズを用いた最前レンズＬＦ，両面が物体ＯＢＪ側に湾曲した正メニスカスレンズＬｆａ，両面が物体ＯＢＪ側に湾曲した正メニスカスレンズＬｆｂ，物体ＯＢＪ側に湾曲した負メニスカスレンズＬｆｃを配した部分対称レンズ群Ｇｃを備える。したがって、レンズＬＦ（Ｌｓ），Ｌｆａ（Ｌｍ），Ｌｆｂ（Ｌｍ），Ｌｆｃ（Ｌｓ）のパワーは、（－）（＋）（＋）（－）となる。

また、後レンズ群１０２の基本的なレンズ構成は、実施例６と同じである。異なる点は、最終レンズＬＥにおいて、実施例６の最終レンズＬＥは、両面が光軸Ｄｃの像ＩＭＧ側に湾曲する非球面レンズを用いた場合を示したが、実施例７の最終レンズＬＥには、両面が光軸Ｄｃの物体ＯＢＪ側に湾曲する非球面レンズを用いていた点にある。このため、図１７（実施例７）に示す後レンズ群１０２における図１４（実施例６）と同一部分には同一符号を付した。

一方、物体ＯＢＪの距離が無限遠から近距離に変化する場合のフォーカス調整の方式は、図１７に示すように、フォーカス方式〔Ｆ５１〕を適用した。〔Ｆ５１〕は、「ＬＦ＋Ｌｆａ＋Ｌｆｂ」を固定、即ち、「ＬＦ＋Ｌｆａ＋Ｌｆｂ」を像ＩＭＧ面に対して固定し、「Ｌｆｃ＋Ｊｂ」，「Ｊａ＋ＬＥ」をそれぞれ一体とした二つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させるリアフォーカス方式としたものである。

表７に、実施例７のレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時Ｆ５ｓの撮像光学系Ｃは、焦点距離：４９．８０ｍｍ，Ｆナンバー：１．９５，半画角：２３．５゜である。また、前述したＤＦ３／ＤＲ３は、１．１１となり、光学条件１を満たすとともに、ＤＦ４／ＤＲ４は、１．１８となり、光学条件２を満たす。

図１８に、実施例７の撮像光学系Ｃにおけるフォーカス方式〔Ｆ５１〕に対応する縦収差図を示す。なお、図１８の〔Ｆ５ｓ〕は、無限遠時における縦収差図を示す。各縦収差図は、図２の場合と同じであり、左側から、球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。図１８に示すように、「Ｌｆｃ＋Ｊｂ」と「Ｊａ＋ＬＥ」の指定レンズ群Ｌｐ，Ｌｐを移動させるフォーカス方式〔Ｆ５１〕であっても良好な撮像性能を確保することができる。

次に、実施例８に係る撮像光学系Ｃについて、図１９，表８及び図２０を参照して説明する。

図１９は、実施例８に係る撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例８の撮像光学系Ｃは、図１９に示すように、開口絞りＳＴＯの前後に、４枚のレンズにより構成した前レンズ群１０１と５枚のレンズにより構成した後レンズ群１０２を配したものであり、後レンズ群１０２には部分対称レンズ群Ｇｃが含まれる。前レンズ群１０１は、物体ＯＢＪ側から、両面が物体ＯＢＪ側に湾曲した正メニスカスレンズＬＦ，両面が物体ＯＢＪ側に湾曲した正メニスカスレンズＬｆａ，両面が物体ＯＢＪ側に湾曲した正メニスカスレンズＬｆｂ，両面が物体ＯＢＪ側に湾曲した非球面レンズを用いた負メニスカスレンズＬｆｃを備える。レンズＬＦ，Ｌｆａ，Ｌｆｂ，Ｌｆｃのパワーは、（＋）（＋）（＋）（－）となる。

また、後レンズ群１０２の基本的なレンズ構成は、実施例７と同じである。最終レンズＬＥは非球面レンズである。後レンズ群１０２に備える部分対照レンズ群Ｇｃ内のレンズＬｒｄ（Ｌｓ），Ｌｒｃ（Ｌｍ），Ｌｒｂ（Ｌｍ），Ｌｒａ（Ｌｓ）のパワーは、（－）（＋）（＋）（－）となる。なお、図１９（実施例８）に示す後レンズ群１０２における図１７（実施例７）と同一部分には同一符号を付した。

一方、物体ＯＢＪの距離が無限遠から近距離に変化する場合のフォーカス調整の方式は、図１９に示すように、フォーカス方式〔Ｆ６１〕を適用した。〔Ｆ６１〕は、「前レンズ群１０１＋Ｊｂ」，「Ｊａ＋ＬＥ」をそれぞれ一体とした二つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、両凸レンズＬｒｃと両凸レンズＬｒｂ間の空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式である。

表８に、実施例８のレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時Ｆ６ｓの撮像光学系Ｃは、焦点距離：５０．３７ｍｍ，Ｆナンバー：１．２３，半画角：２３．３゜である。また、前述したＤＦ３／ＤＲ３は、０．８５となり、光学条件１を満たすとともに、ＤＦ４／ＤＲ４は、０．９６となり、光学条件２を満たす。

図２０に、実施例８の撮像光学系Ｃにおけるフォーカス方式〔Ｆ６１〕に対応する縦収差図を示す。なお、図２０の〔Ｆ６ｓ〕は、無限遠時における縦収差図を示す。各縦収差図は、図２の場合と同じであり、左側から、球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。図２０に示すように、実施例８の撮像光学系Ｃであっても良好な撮像性能を確保することができる。

次に、実施例９に係る撮像光学系Ｃについて、図２１，表９及び図２２を参照して説明する。

図２１は、実施例９に係る撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例９の撮像光学系Ｃは、中望遠の撮影レンズに適用したものであり、図２１に示すように、開口絞りＳＴＯの前後に、４枚のレンズにより構成した前レンズ群１０１と５枚のレンズにより構成した後レンズ群１０２を配したものであり、後レンズ群１０２に部分対称レンズ群Ｇｃが含まれる。前レンズ群１０１の基本的なレンズ構成は、実施例８（図１９）と同じである。特に、前レンズ群１０１における物体ＯＢＪ側から最前レンズＬＦ，正メニスカスレンズＬｆａ，正メニスカスレンズＬｆｂは、いずれも正レンズであり、二枚の正メニスカスレンズＬｆａ，Ｌｆｂの硝材は、異常部分分散値ｄＰｇＦの絶対値は、０．０３６９であり、正メニスカスレンズＬｆａの焦点距離ＦＬｆａと正メニスカスレンズＬｆｂの焦点距離ＦＬｆｂの比となるＦＬｆａ／ＦＬｆｂは「１．００」となる。

また、後レンズ群１０２の基本的なレンズ構成も、実施例８（図１９）と同じである。ただし、後レンズ群１０２における最終レンズＬＥにおいて、実施例８は、両面が光軸Ｄｃの物体ＯＢＪ側に湾曲した負メニスカスレンズを用いた場合を示したが、実施例９は、両面が光軸Ｄｃの像ＩＭＧ側に湾曲した負メニスカスレンズを用いている。このため、図２１（実施例９）に示す前レンズ群１０１及び後レンズ群１０２における図１９（実施例８）と同一部分には同一符号を付した。

さらに、実施例９は、後述するように、半画角が１７～８度及びＦナンバーが２．２以下であり、物体ＯＢＪ側から一番目の正レンズＬｍとこの正レンズＬｍに続く二番目の正レンズＬｍ間の間隔をＤＴ１２，ＦＬをレンズ全系１００の焦点臣離，ＦＮＯをレンズ全系１００のＦナンバー，（ＦＬ／ＦＮＯ）を軸上入射光束径，物体ＯＢＪまでの距離を無限遠としたとき、
０．２＜ＤＴ１２／（ＦＬ／ＦＮＯ）＜０．７ … （光学条件３）

を満たすように構成した。このように構成すれば、物体ＯＢＪ側から二番目の正レンズＬｍ以降のレンズ径を最小化できる利点がある。実施例９のＤＴ１２／（ＦＬ／ＦＮＯ）は、０．２４となり、光学条件３を満たしている。

一方、物体ＯＢＪの距離が無限遠から近距離に変化する場合のフォーカス調整の方式は、図２１に示すように、フォーカス方式〔Ｆ７１〕を適用した。〔Ｆ７１〕は、「前レンズ群１０１」，「後レンズ群１０２」をそれぞれ一体とした二つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、開口絞りＳＴＯ含む空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式である。

表９に、実施例９のレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時Ｆ７ｓの撮像光学系Ｃは、焦点距離：７３．００ｍｍ，Ｆナンバー：１．７３，半画角：１６．５゜である。また、前述したＤＦ３／ＤＲ３は、０．８１となり、光学条件１を満たすとともに、ＤＦ４／ＤＲ４は、０．９８となり、光学条件２を満たす。

図２２に、実施例９の撮像光学系Ｃにおけるフォーカス方式〔Ｆ７１〕に対応する縦収差図を示す。なお、図２２の〔Ｆ７ｓ〕は、無限遠時における縦収差図を示す。各縦収差図は、図２の場合と同じであり、左側から、球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。図２２に示すように、実施例９の撮像光学系Ｃであっても良好な撮像性能を確保することができる。

次に、実施例１０に係る撮像光学系Ｃについて、図２３，表１０及び図２４を参照して説明する。

図２３は、実施例１０に係る撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例１０の撮像光学系Ｃは、撮影画角をより狭くした中望遠の撮影レンズであり、図２３に示すように、開口絞りＳＴＯの前後に、４枚のレンズにより構成した前レンズ群１０１と５枚のレンズにより構成した後レンズ群１０２を配したものであり、後レンズ群１０２には部分対称レンズ群Ｇｃが含まれる。前レンズ群１０１の基本的なレンズ構成は、実施例９（図２１）と同じであり、レンズＬＦ，Ｌｆａ，Ｌｆｂ，Ｌｆｃのパワーは、（＋）（＋）（＋）（－）となる。

また、後レンズ群１０２は、物体ＯＢＪ側から、両凹レンズＬｒｄ，両凸レンズＬｒｃ，両凸レンズＬｒｂ，両凹レンズＬｒａ，最終レンズＬＥを備える。この場合、実施例１０は、両凸レンズＬｒｂと両凹レンズＬｒａをそれぞれ単レンズにより構成した点が、接合レンズにより構成した実施例９とは異なるとともに、最終レンズＬＥに、両面が光軸Ｄｃの物体ＯＢＪ側に湾曲した非球面の正メニスカスレンズを用いた点が、像ＩＭＧ側に湾曲した負メニスカスレンズを用いた実施例９とは異なる。部分対称レンズ群Ｇｃを構成するレンズＬｒｄ（Ｌｓ），Ｌｒｃ（Ｌｍ），Ｌｒｂ（Ｌｍ），Ｌｒａ（Ｌｓ）のパワーは、（－）（＋）（＋）（－）となる。

両凹レンズＬｆｃは物体ＯＢＪ側に大きい曲率により湾曲したレンズ面を有するとともに、両凹レンズＬｒｄは像ＩＭＧ側に大きい曲率により湾曲したレンズ面を有し、これらの各レンズ面は開口絞りＳＴＯを介して対面する。なお、図２３（実施例１０）に示す前レンズ群１０１及び後レンズ群１０２における図２１（実施例９）と同一部分には同一符号を付した。

さらに、実施例１０は、後述するように、半画角が１７～８度及びＦナンバーが２．２以下であり、物体ＯＢＪ側から一番目の正レンズＬｍとこの正レンズＬｍに続く二番目の正レンズＬｍ間の間隔をＤＴ１２，ＦＬをレンズ全系１００の焦点臣離，ＦＮＯをレンズ全系１００のＦナンバー，（ＦＬ／ＦＮＯ）を光軸Ｄｃ上の入射光束径としたとき、「０．２＜ＤＴ１２／（ＦＬ／ＦＮＯ）＜０．７」の条件を満たしている。

一方、物体ＯＢＪの距離が無限遠から近距離に変化する場合のフォーカス調整の方式は、図２３に示すように、フォーカス方式〔Ｆ８１〕を適用した。〔Ｆ８１〕は、「前レンズ群１０１」と「Ｌｒａ＋ＬＥ」を固定し、「Ｊｂ＋Ｌｒｂ」を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させることにより、開口絞りＳＴＯを含む空気間隔と、凸レンズＬｒｂと両凹レンズＬｒａ間の空気間隔を変化させる方式である。したがって、この場合、像ＩＭＧ側の空気間隔と全長が変化しないインナーフォーカス方式となる。

表１０に、実施例１０におけるレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時Ｆ８ｓの撮像光学系Ｃは、焦点距離：１３４．００ｍｍ，Ｆナンバー：２．０３，半画角：９．１７゜である。また、前述したＤＦ３／ＤＲ３は、０．６６となり、光学条件１を満たし、ＤＦ４／ＤＲ４は、０．６０となり、光学条件２を満たすとともに、ＤＴ１２／（ＦＬ／ＦＮＯ）は、０．３１となり、光学条件３を満たす。

図２４に、実施例１０の撮像光学系Ｃにおけるフォーカス方式〔Ｆ８１〕に対応する縦収差図を示す。なお、図２４の〔Ｆ８ｓ〕は、無限遠時における縦収差図を示す。各縦収差図は、図２の場合と同じであり、左側から、球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。図２４に示すように、実施例１０の撮像光学系Ｃであっても良好な撮像性能を確保することができる。

次に、実施例１１に係る撮像光学系Ｃについて、図２５，表１１及び図２６を参照して説明する。

図２５は、実施例１１に係る撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例１１の撮像光学系Ｃは、実施例１０に対して、より大口径化した中望遠の撮影レンズであり、図２５に示すように、開口絞りＳＴＯの前後に、４枚のレンズにより構成した前レンズ群１０１と５枚のレンズにより構成した後レンズ群１０２を配したものであり、後レンズ群１０２に一つの部分対称レンズ群Ｇｃが含まれる。前レンズ群１０１は、前レンズ群１０１の基本的なレンズ構成は、実施例９（図２１）と同じである。また、後レンズ群１０２の基本的なレンズ構成は、実施例８（図１９）と同じである。このため、図２５（実施例１１）に係る前レンズ群１０１において、実施例９（図２１）と同一部分には同一符号を付すとともに、図２５（実施例１１）に係る後レンズ群１０２において、実施例８（図１９）と同一部分には同一符号を付した。

さらに、実施例１１は、後述するように、半画角が１７～８度及びＦナンバーが２．２以下であり、物体ＯＢＪ側から一番目の正レンズＬｍとこの正レンズＬｍに続く二番目の正レンズＬｍ間の間隔をＤＴ１２，ＦＬをレンズ全系１００の焦点臣離，ＦＮＯをレンズ全系１００のＦナンバー，（ＦＬ／ＦＮＯ）を光軸Ｄｃ上の入射光束径としたとき、「０．２＜ＤＴ１２／（ＦＬ／ＦＮＯ）＜０．７」の条件を満たしている。

一方、物体ＯＢＪの距離が無限遠から近距離に変化する場合のフォーカス調整の方式は、図２５に示すように、フォーカス方式〔Ｆ９１〕を適用した。〔Ｆ９１〕は、「ＬＦ」を固定し、「前レンズ群１０１」，「後レンズ群１０２」をそれぞれ一体とした二つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、開口絞りＳＴＯ含む空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式である。

表１１に、実施例１１におけるレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時Ｆ９ｓの撮像光学系Ｃは、焦点距離：１３４．００ｍｍ，Ｆナンバー：１．２０，半画角：９．１７゜である。また、前述したＤＦ３／ＤＲ３は、１．２８となり、光学条件１を満たし、ＤＦ４／ＤＲ４は、１．４６となり、光学条件２を満たすとともに、ＤＴ１２／（ＦＬ／ＦＮＯ）は、０．６４となり、光学条件３を満たす。

図２６に、実施例１１の撮像光学系Ｃにおけるフォーカス方式〔Ｆ９１〕に対応する縦収差図を示す。なお、図２６の〔Ｆ９ｓ〕は、無限遠時における縦収差図を示す。各縦収差図は、図２の場合と同じであり、左側から、球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。図２６に示すように、実施例１１のレンズ構成及びフォーカス方式〔Ｆ９１〕の場合であっても良好な撮像性能を確保することができる。

次に、実施例１２に係る撮像光学系Ｃについて、図２７，表１２及び図２８を参照して説明する。

図２７は、実施例１２に係る撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例１２の撮像光学系Ｃは、図２７に示すように、開口絞りＳＴＯの前後に、４枚のレンズにより構成した前レンズ群１０１と５枚のレンズにより構成した後レンズ群１０２を配したものであり、開口絞りＳＴＯの両側に接合レンズＪｃとＪｂを配した部分対称レンズ群Ｇｃが含まれる。

前レンズ群１０１は、物体ＯＢＪ側から、両面が光軸Ｄｃの物体ＯＢＪ側に湾曲した負メニスカスレンズを用いた最前レンズＬＦ，両面が光軸Ｄｃの物体ＯＢＪ側に湾曲した非球面の正メニスカスレンズＬｆａ，両凹レンズＬｆｂ，両凸レンズＬｆｃを備え、両凹レンズＬｆｂと両凸レンズＬｆｃは接合レンズＪｃとして構成する。物体ＯＢＪ側から、レンズＬＦ，Ｌｆａ（Ｌｍ），Ｌｆｂ（Ｌｍ），Ｌｆｃ（Ｌｓ）のパワーは、（－）（＋）（－）（＋）となる。実施例１２は、前レンズ群１０１の一番目に負レンズＬＦを配したとき、当該負レンズＬＦにおける物体ＯＢＪ側の面，と前レンズ群１０１の二番目の負レンズＬｓ、即ち、両凹レンズＬｆｂに対して所定の空気間隔を介した物体ＯＢＪ側に配した正レンズＬｍの像ＩＭＧ側の面間の焦点距離は負に設定する。

また、後レンズ群１０２は、物体ＯＢＪ側から、両凸レンズＬｒｄ，両凹レンズＬｒｃ，両凸レンズＬｒｂ，両凹レンズＬｒａ，最終レンズＬＥを備え、両凸レンズＬｒｄと両凹レンズＬｒｃは接合レンズＪｂとして構成するとともに、両凸レンズＬｒｂと両凹レンズＬｒａは接合レンズＪａとして構成する。物体ＯＢＪ側から、レンズＬｒｄ（Ｌｍ），Ｌｒｃ（Ｌｓ），Ｌｒｂ（Ｌｍ），Ｌｒａ（Ｌｓ），ＬＥのパワーは、（＋）（－）（＋）（－）（－）となる。したがって、両凸レンズＬｆｃの凸面と両凸レンズＬｒｄの凸面は、開口絞りＳＴＯを介して対面する。最終レンズＬＥは、両面が像ＩＭＧ側に湾曲した非球面レンズである。

一方、物体ＯＢＪの距離が無限遠から近距離に変化する場合のフォーカス調整の方式は、図２７に示すように、フォーカス方式〔Ｆ１０１〕を適用した。〔Ｆ１０１〕は、「前レンズ群１０１」，「後レンズ群１０２」をそれぞれ一体とした二つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、開口絞りＳＴＯ含む空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式である。

表１２に、実施例１２におけるレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時Ｆ１０ｓの撮像光学系Ｃは、焦点距離：２５．８０ｍｍ，Ｆナンバー：１．８６，半画角：３９．９゜である。また、前述したＤＦ３／ＤＲ３は、１．０５となり、光学条件１を満たし、ＤＦ４／ＤＲ４は、０．９５となり、光学条件２を満たす。

図２８に、実施例１２の撮像光学系Ｃにおけるフォーカス方式〔Ｆ１０１〕に対応する縦収差図を示す。なお、図２８の〔Ｆ１０ｓ〕は、無限遠時における縦収差図を示す。各縦収差図は、図２の場合と同じであり、左側から、球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。実施例１２は、半画角が３２度以上及びＦナンバーが２．２以下である。この条件を前提に、前レンズ群１０１の一番目に負レンズＬＦを配したとき、当該負レンズＬＦにおける物体ＯＢＪ側の面，と前レンズ群１０１の二番目の負レンズＬｓとなる両凹レンズＬｆｂに対して所定の空気間隔を介した物体ＯＢＪ側に配した正メニスカスレンズＬｆａ（正レンズＬｍ）の像ＩＭＧ側の面間の焦点距離を負に設定すれば、特に、前レンズ群１０１の物体ＯＢＪ側の面が全て凸面となる正レンズＬｍ…に入出射する光線角度を緩やかにできるため、収差発生を抑えることにより収差補正を有利に行うことができるとともに、撮像光学系Ｃの全長を短くすることにより小型コンパクト化にも寄与できる。実施例１２は、広角レンズであり、最前レンズＬＦと正メニスカスレンズＬｆａの焦点距離は、－６９．８３ｍｍとなる。図２８に示すように、実施例１２の撮像光学系Ｃ、即ち、焦点距離の短い広角化した撮影レンズであっても良好な撮像性能を確保することができる。

次に、実施例１３に係る撮像光学系Ｃについて、図２９，表１３及び図３０を参照して説明する。

図２９は、実施例１３に係る撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例１３の撮像光学系Ｃは、図２９に示すように、開口絞りＳＴＯの前後に、４枚のレンズにより構成した前レンズ群１０１と５枚のレンズにより構成した後レンズ群１０２を配したものであり、開口絞りＳＴＯの両側に対称に配したレンズにより構成される部分対称レンズ群Ｇｃが含まれる。

実施例１３の基本的なレンズ構成は、実施例１２と同じになる。前レンズ群１０１は、物体ＯＢＪ側から、両凹レンズを用いた最前レンズＬＦ，両凸レンズＬｆａ，非球面の両凹レンズＬｆｂ，両凸レンズＬｆｃを備え、それぞれ単レンズにより構成する。したがって、実施例１２と同様、レンズＬＦ，Ｌｆａ，Ｌｆｂ，Ｌｆｃのパワーは、（－）（＋）（－）（＋）となる。

また、後レンズ群１０２は、物体ＯＢＪ側から、両凸レンズＬｒｄ，非球面の両凹レンズＬｒｃ，両凸レンズＬｒｂ，両凹レンズＬｒａ，最終レンズＬＥを備え、それぞれ単レンズにより構成する。したがって、実施例１２と同様、レンズＬｒｄ，Ｌｒｃ，Ｌｒｂ，Ｌｒａ，ＬＥのパワーは、（＋）（－）（＋）（－）（－）となる。

前レンズ群１０１における非球面の両凹レンズＬｆｂと後レンズ群１０２における非球面の両凹レンズＬｒｃは、同一形状であり、開口絞りＳＴＯに対してそれぞれ反対向き（対称）に配している。さらに、４枚の両凸レンズＬｆａ，Ｌｆｃ，Ｌｒｄ，Ｌｒｂも同一形状のレンズを使用し、前レンズ群１０１の両凸レンズＬｆａとＬｆｃは相互に反対向きに配するとともに、後レンズ群１０２の両凸レンズＬｒｄとＬｒｂも相互に反対向きに配し、前レンズ群１０１の両凸レンズＬｆａ，Ｌｆｃと後レンズ群１０２の両凸レンズＬｒｄ，Ｌｒｂは、開口絞りＳＴＯに対してそれぞれ反対向き（対称）に配している。

一方、物体ＯＢＪの距離が無限遠から近距離に変化する場合のフォーカス調整の方式は、図２９に示すように、フォーカス方式〔Ｆ１１１〕を適用した。〔Ｆ１１１〕は、「前レンズ群１０１」，「後レンズ群１０２」をそれぞれ一体とした二つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させ、開口絞りＳＴＯ含む空気間隔，像ＩＭＧ側の空気間隔を変化させる方式である。

表１３に、実施例１３におけるレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時Ｆ１１ｓの撮像光学系Ｃは、焦点距離：４９．２３ｍｍ，Ｆナンバー：１．８１，半画角：２３．７゜である。また、前述したＤＦ３／ＤＲ３は、１．１０となり、光学条件１を満たし、ＤＦ４／ＤＲ４は、１．０７となり、光学条件２を満たす。

図３０に、実施例１３の撮像光学系Ｃにおけるフォーカス方式〔Ｆ１１１〕に対応する縦収差図を示す。なお、図３０の〔Ｆ１１ｓ〕は、無限遠時における縦収差図を示す。各縦収差図は、図２の場合と同じであり、左側から、球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。図３０に示すように、実施例１３の撮像光学系Ｃであっても良好な撮像性能を確保することができる。

次に、実施例１４に係る撮像光学系Ｃについて、図３１，表１４及び図３２を参照して説明する。

図３１は、実施例１４に係る撮像光学系Ｃの構成を示す。実施例１４の撮像光学系Ｃは、図３１に示すように、開口絞りＳＴＯの前後に、４枚のレンズにより構成した前レンズ群１０１と５枚のレンズにより構成した後レンズ群１０２を配したものである。前レンズ群１０１は、物体ＯＢＪ側から、両面が光軸Ｄｃの物体ＯＢＪ側に湾曲した負メニスカスレンズを用いた最前レンズＬＦ，両面が光軸Ｄｃの物体ＯＢＪ側に湾曲した正メニスカスレンズＬｆａ，両面が光軸Ｄｃの物体ＯＢＪ側に湾曲した正メニスカスレンズＬｆｂ，両面が光軸Ｄｃの物体ＯＢＪ側に湾曲した負メニスカスレンズＬｆｃを備える。物体ＯＢＪ側から、レンズＬＦ，Ｌｆａ，Ｌｆｂ，Ｌｆｃのパワーは、（－）（＋）（＋）（－）となる。

また、後レンズ群１０２は、物体ＯＢＪ側から、両凹レンズＬｒｄ，両凸レンズＬｒｃ，両凸レンズＬｒｂ，両凹レンズＬｒａを配した部分対称レンズ群Ｇｃが含まれる。この場合、両凹レンズＬｒｄと両凸レンズＬｒｃは接合レンズＪｂとして構成するとともに、両凸レンズＬｒｂと両凹レンズＬｒａは接合レンズＪａとして構成し、さらに、接合レンズＪａに対して像ＩＭＧ側に最終レンズＬＥを配した。この最終レンズＬＥには、像ＩＭＧ側に湾曲した非球面の負メニスカスレンズを用いる。したがって、レンズＬｒｄ（Ｌｓ），Ｌｒｃ（Ｌｍ），Ｌｒｂ（Ｌｍ），Ｌｒａ（Ｌｓ），ＬＥのパワーは、（－）（＋）（＋）（－）（－）となる。この場合、前レンズ群１０１の負メニスカスレンズＬｆｃと後レンズ群１０２の最終レンズＬＥは、同一形状のレンズを使用し、開口絞りＳＴＯに対して相互に反対向き（対称）に配する。

一方、物体ＯＢＪの距離が無限遠から近距離に変化する場合のフォーカス調整の方式は、図３１に示すように、フォーカス方式〔Ｆ１２１〕を適用した。〔Ｆ１２１〕は、「（前レンズ群１０１）＋（Ｊａ＋ＬＥ）」，「Ｊｂ」をそれぞれ一体とした二つの各指定レンズ群Ｌｐ…を物体ＯＢＪ側に異なる量で移動させる方式である。この場合、「（前レンズ群１０１）＋（Ｊａ＋ＬＥ）」の移動量に対して「Ｊｂ」の移動量を少ない移動量に設定する。これにより、「Ｊｂ」の移動量は相対的に像ＩＭＧ側へ移動する。即ち、レンズ全体が移動しながら「Ｊｂ」のみが像ＩＭＧ側に移動するフローティング方式となる。特に、「Ｊｂ」の前後において開口絞りＳＴＯを含む空気間隔，両凸レンズＬｒｃと両凸レンズＬｒｂ間の空気間隔，変化させることができる。

実施例１４は、撮影倍率が０．２以上であることを条件に、フォーカス調整時に、三つの指定レンズ群Ｌｐ…が移動し、かつ前後両側に位置する二つの指定レンズ群ｌｐ，Ｌｐが一体に移動する構成となる。なお、撮影倍率は、（像ＩＭＧのサイズ）／（物体ＯＢＪのサイズ）である。実施例１４の構成によれば、見掛上、全体が移動しながら中間位置にある指定レンズ群Ｌｐのみを像ＩＭＧ側へ移動させ、この指定レンズ群Ｌｐの前後における空気間隔を変化させることができるため、部分対称レンズ群Ｇｃの利点を有効に利用することができる。

表１４に、実施例１４におけるレンズ全系のレンズデータを示す。無限物点時Ｆ１２ｓの撮像光学系Ｃは、焦点距離：４７．００ｍｍ，Ｆナンバー：１．７５，半画角：２４．７゜である。また、前述したＤＦ３／ＤＲ３は、０．６１となり、光学条件１を満たし、ＤＦ４／ＤＲ４は、０．５４となり、光学条件２を満たす。

図３２に、実施例１４の撮像光学系Ｃにおけるフォーカス方式〔Ｆ１２１〕に対応する縦収差図を示す。なお、図３２の〔Ｆ１２ｓ〕は、無限遠時における縦収差図を示す。各縦収差図は、図２の場合と同じであり、左側から、球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。図３０に示すように、フォーカス方式〔Ｆ１２１〕を適用した実施例１４の撮像光学系Ｃ、即ち、撮影倍率が０．６１のマクロレンズであっても良好な撮像性能を確保することができる。

以上、実施例１－１４を含む好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、部分対称レンズ群Ｇｃを構成するに際し、両凹レンズを用いた負レンズＬｓ…と両凸レンズを用いた正レンズＬｍ…を接合した二つの接合レンズＪａ，Ｊｂにより構成し、二つの接合レンズＪａ，Ｊｂの正レンズＬｍ，Ｌｍ同士を対向させて配した構成を含めることが望ましいが、必ずしも接合レンズＪａ，Ｊｂにより構成することを要しない。他方、開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから物体ＯＢＪ側に三番目のレンズ（ＬＦ）…における物体ＯＢＪ側の面間の距離をＤＦ３，開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから像ＩＭＧ側に三番目のレンズ（ＬＥ）…における像ＩＭＧ側の面間の距離をＤＲ３，物体ＯＢＪまでの距離を無限遠としたとき、「０．５５＜ＤＦ３／ＤＲ３＜１．３５」の条件を満たすことの設定要件、また、開口絞りＳＴＯに対して、物体ＯＢＪ側と像ＩＭＧ側にそれぞれ一つ又は二つ以上の部分対称レンズ群Ｇｃ…を有する構成，又はレンズ全系１００に、一つの部分対称レンズ群Ｇｃを有し、かつ当該部分対称レンズ群Ｇｃの内部に開口絞りＳＴＯを有する構成であって、開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから最も物体ＯＢＪ側のレンズ（ＬＦ）…における物体ＯＢＪ側の面間の距離をＤＦ４，開口絞りＳＴＯとこの開口絞りＳＴＯから最も像ＩＭＧ側のレンズ（ＬＥ）…における像ＩＭＧ側の面間の距離をＤＲ４としたとき、「０．４５＜ＤＦ４／ＤＲ４＜１．５５」の条件を満たすことの設定要件、或いは、レンズ全系１００に、一つの部分対称レンズ群Ｇｃを有する構成であって、前レンズ群１０１における最も開口絞りＳＴＯに近い正レンズＬｍの物体ＯＢＪ側の面とこの面から最も物体ＯＢＪ側のレンズＬＥにおける物体ＯＢＪ側の面間の距離をＤＦ４，後レンズ群１０２における最も開口絞りＳＴＯに近い正レンズＬｍの像ＩＭＧ側の面とこの面から最も像ＩＭＧ側のレンズＬＥにおける像ＩＭＧ側の面間の距離をＤＲ４としたとき、「０．４５＜ＤＦ４／ＤＲ４＜１．５５」の条件を満たすことの設定要件は、いずれか一つのみを満たす場合を排除しないとともに、いずれも満たさない場合を排除するものではない。

本発明に係る撮像光学系は、デジタルカメラやビデオカメラ等の各種光学機器における専用レンズ或いは交換レンズ等に利用できる。

Ｃ：撮像光学系，１００：レンズ全系，１０１：前レンズ群，１０２：後レンズ群，ＳＴＯ：開口絞り，ＯＢＪ：物体，ＩＭＧ：像，ＬＥ：最終レンズ，Ｌｒａ：両凹レンズ，Ｌｒｂ：両凸レンズ，（ＬｆｂとＬｒｂ）…：一番目のレンズ同士，（ＬｆａとＬｒａ）…：二番目のレンズ同士，（ＬＦとＬＥ）…：三番目のレンズ同士，（Ｌｒｂ，Ｌｒａ，ＬＥ）…：三番目までのレンズ，Ｌｍ：正レンズ，Ｌｓ：負レンズ，Ｄｃ：光軸，Ｓ：空気空間，Ｇｃ…：部分対称レンズ群，Ｊａ：接合レンズ，Ｊｂ：接合レンズ，Ｌｐ…：指定レンズ群

Claims (12)

1. 開口絞りに対して、物体側に前レンズ群を配し、かつ像側に後レンズ群を配するとともに、Ｆナンバーを２．２以下に設定したレンズ全系を備える撮像光学系において、前記前レンズ群と前記後レンズ群のレンズ枚数をそれぞれ５枚以下に設定し、かつそれぞれのレンズ枚数の差を１枚以内に設定し、最終レンズから物体側へ順に、両面が光軸の同一方向に湾曲した非球面レンズによる最終レンズ，所定の空気空間，両凹レンズ，両凸レンズを配したレンズ群を有する前記後レンズ群を含むとともに、前記開口絞りに対して、物体側と像側へそれぞれ順次配した、一番目のレンズ同士，二番目のレンズ同士及び三番目のレンズ同士における屈折力を同符号に設定し、像側へ配した三番目までのレンズに両凹レンズを含み、かつ前記開口絞りに対向する前記前レンズ群側の２番目までの空気接触レンズ面と前記後レンズ群側の２番目までの空気接触レンズ面の湾曲方向を反対方向に設定するとともに、前記レンズ全系に、順次配した２枚以上の正レンズの両側に負レンズをそれぞれ配して構成した一つ又は二つ以上の部分対称レンズ群を含み、かつ前記開口絞りを、一つの前記部分対称レンズ群に対して、物体側に配することを特徴とする撮像光学系。
2. 前記部分対称レンズ群は、順次配した２枚の両凸レンズの両側にそれぞれ両凹レンズを配した計４枚のレンズにより構成する少なくとも一つの部分対称レンズ群を含むことを特徴とする請求項１記載の撮像光学系。
3. 前記部分対称レンズ群は、両凹レンズを用いた負レンズと両凸レンズを用いた正レンズを接合した二つの接合レンズにより構成し、前記二つの接合レンズの正レンズ同士を対向させて配した構成を含むことを特徴とする請求項２記載の撮像光学系。
4. 前記前レンズ群は、両面が光軸の同一方向に湾曲した少なくとも１枚の非球面レンズを有することを特徴とする請求項１記載の撮像光学系。
5. 前記開口絞りとこの開口絞りから物体側に三番目のレンズにおける物体側の面間の距離をＤＦ３，前記開口絞りとこの開口絞りから像側に三番目のレンズにおける像側の面間の距離をＤＲ３，物体までの距離を無限遠としたとき、
   ０．５５＜ＤＦ３／ＤＲ３＜１．３５
   の条件を満たすことを特徴とする請求項１記載の撮像光学系。
6. 前記開口絞りに対して、物体側と像側にそれぞれ一つ又は二つ以上の前記部分対称レンズ群を有する構成，又は前記レンズ全系に、一つの前記部分対称レンズ群を有し、かつ当該部分対称レンズ群の内部に前記開口絞りを有する構成であって、前記開口絞りとこの開口絞りから最も物体側のレンズにおける物体側の面間の距離をＤＦ４，前記開口絞りとこの開口絞りから最も像側のレンズにおける像側の面間の距離をＤＲ４，物体までの距離を無限遠としたとき、
   ０．４５＜ＤＦ４／ＤＲ４＜１．５５
   の条件を満たすことを特徴とする請求項１記載の撮像光学系。
7. 前記レンズ全系に、一つの前記部分対称レンズ群を有する構成であって、前記前レンズ群における最も前記開口絞りに近い正レンズの物体側の面とこの面から最も物体側のレンズにおける物体側の面間の距離をＤＦ４，前記後レンズ群における最も前記開口絞りに近い正レンズの像側の面とこの面から最も像側のレンズにおける像側の面間の距離をＤＲ４，物体までの距離を無限遠としたとき、
   ０．４５＜ＤＦ４／ＤＲ４＜１．５５
   の条件を満たすことを特徴とする請求項１記載の撮像光学系。
8. 前記前レンズ群及び前記後レンズ群におけるフォーカス調整時に変化する空気間隔の前後のレンズ群（指定レンズ群）は、最大三つの指定レンズ群を移動可能に構成することを特徴とする請求項１記載の撮像光学系。
9. 前記フォーカス調整時に変化する空気間隔は、前記開口絞りを含む空気間隔，順次配した２枚以上の正レンズの両側に負レンズをそれぞれ配して構成した部分対称レンズ群における２枚の正レンズ間の空気間隔の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項８記載の撮像光学系。
10. 前記前レンズ群の焦点距離ＦＦＬと後レンズ群の焦点距離ＲＦＬが共に正パワーのとき、フォーカス調整時には、レンズ全系を物体側に移動させて像側の空気間隔を変化させる構成を備えることを特徴とする請求項８記載の撮像光学系。
11. 前記レンズ全系は、全体を６枚のレンズにより構成し、前記開口絞りから物体側と像側へそれぞれ順次配したレンズの同一順位の面の湾曲方向を前記開口絞りに対して相互に反対になるように設定してなることを特徴とする請求項１記載の撮像光学系。
12. 開口絞りに対して、物体側に前レンズ群を配し、かつ像側に後レンズ群を配するとともに、Ｆナンバーを２．２以下に設定したレンズ全系を備える撮像光学系において、前記前レンズ群と前記後レンズ群のレンズ枚数をそれぞれ５枚以下に設定し、かつそれぞれのレンズ枚数の差を１枚以内に設定し、最終レンズから物体側へ順に、両面が光軸の同一方向に湾曲した非球面レンズによる最終レンズ，所定の空気空間，両凹レンズ，両凸レンズを配したレンズ群を有する前記後レンズ群を含むとともに、前記開口絞りに対して、物体側と像側へそれぞれ順次配した、一番目のレンズ同士，二番目のレンズ同士及び三番目のレンズ同士における屈折力を同符号に設定し、像側へ配した三番目までのレンズに両凹レンズを含み、かつ前記開口絞りに対向する前記前レンズ群側の２番目までの空気接触レンズ面と前記後レンズ群側の２番目までの空気接触レンズ面の湾曲方向を反対方向に設定するとともに、前記前レンズ群及び前記後レンズ群のそれぞれに１枚の非球面レンズを含み、かつ各非球面レンズを同一形状に形成することにより、光軸方向において対称に配することを特徴とする撮像光学系。

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