JP7433875B2 - 光学系および撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系に好適な光学系に関する。
上記のような光学系には、高画質化（高解像力化）と画像のぼけ味が良いこと、さらには色収差等の諸収差を良好に補正できることが要望される。特許文献１は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群とにより構成され、フォーカシングに際して第１レンズ群が移動する大口径比の光学系を開示している。また特許文献２は、物体側から像側へ順に配置された、正または負の屈折力の第１レンズ群と、正の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群とにより構成され、フォーカシングに際して第２レンズ群が移動する大口径比の光学系を開示している。
これらのような大口径比の光学系では、被写界深度が浅くなる。このため、軸上色収差、倍率色収差、球面収差、コマ収差および非点収差等の諸収差が画質に与える影響が大きくなる。
特開２０１９－７４６３１号公報 特開２０１９－１０１１８０号公報
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された光学系では、第２レンズ群に高屈折率の材料が使用されているため、倍率色収差の補正が困難である。
本発明は、大口径比でありながらも諸収差を良好に補正できるようにした光学系を提供する。
本発明の一側面としての光学系は、複数のレンズ群を有し、全系の焦点距離が固定の光学系である。複数のレンズ群は、最も物体側に配置された前レンズ群と、最も像側に配置された負の屈折力の後レンズ群と、前レンズ群と後レンズ群との間に配置され、１つ以上のレンズ群を含んで全体として正の屈折力の中間群とからなり、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群間の間隔が変化する。前レンズ群は、最も物体側に配置された負レンズを有し、後レンズ群は、２つ以上の正レンズと、負の屈折力の空気レンズを有する。光学系の全系の焦点距離をｆ、後レンズ群の焦点距離をｆｒ、後レンズ群において最もアッベ数が大きい正レンズのアッベ数および焦点距離をそれぞれνｄｐｌおよびｆｐｌ、後レンズ群において最も屈折率が大きい正レンズの屈折率をｎｄｐｈ、空気レンズの物体側の面の曲率半径をＲ１、像側の面の曲率半径をＲ２とするとき、
－０．４０≦ｆ／ｆｒ＜０．００
６５≦νｄｐｌ
０．００＜｜ｆｐｌ／ｆｒ｜≦０．６０
１．８５≦ｎｄｐｈ≦２．１０
－１０．０≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）＜０．０
なる条件を満足することを特徴とする。なお、上記光学系を有する撮像装置も、本発明の他の一側面を構成する。
本発明によれば、大口径比でありながらも諸収差を良好に補正できる光学系を実現することができる。
実施例１の光学系の断面図。 実施例１の光学系の無限遠合焦状態での縦収差図。 実施例１の光学系の至近距離合焦状態での縦収差図。 実施例２の光学系の断面図。 実施例２の光学系の無限遠合焦状態での縦収差図。 実施例２の光学系の至近距離合焦状態での縦収差図。実施例２の光学系の断面図である。 実施例３の光学系の断面図。 実施例３の光学系の無限遠合焦状態での縦収差図。 実施例３の光学系の至近距離合焦状態での縦収差図。 実施例４の光学系の断面図。 実施例４の光学系の無限遠合焦状態での縦収差図。 実施例４の光学系の至近距離合焦状態での縦収差図。 撮像装置の概略図。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１、図４、図７および図１０はそれぞれ、本発明の実施例１、実施例２、実施例３および実施例４の光学系の無限遠合焦状態での構成を示している。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、銀塩フィルムカメラおよび監視用カメラ等の撮像装置や交換レンズ等の光学機器に用いられる光学系である。
上記各図において左側が物体側、右側が像側である。各実施例の光学系は、複数のレンズ群を有する。レンズ群とは、フォーカシングに際して一体的に移動または静止する（不動の）１つ以上のレンズのまとまりである。すなわち、各実施例の光学系では、無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、互いに隣接するレンズ群間の間隔が変化する。レンズ群は、開口絞りを含んでいてもよい。
各実施例の光学系は、物体側から像側に順に配置された、正または負の屈折力の前レンズ群Ｌｆ、正の屈折力の中間群Ｌｍおよび負の屈折力の後レンズ群Ｌｒからなる。中間群Ｌｍは、前レンズ群Ｌｆと後レンズ群Ｌｒとの間に配置された全てのレンズ群からなる。中間群Ｌｍを構成するレンズ群が２つ以上である場合は、それらのレンズ群の無限遠合焦時の合成焦点距離が正であればよい。後述するように、各実施例の光学系において中間群はフォーカシングに際して移動するレンズ群を含む。
上記各図において、Ｌｉは光学系に含まれるレンズ群のうち物体側から数えてｉ番目（ｉは自然数）のレンズ群を表している。ＳＰは開口絞りである。ＩＰは像面であり、ここにはデジタルカメラにおけるＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面や銀塩フィルムカメラにおけるフィルム面（感光面）が配置される。
図１、図４および図７に示す実施例１～３の光学系において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は負の屈折力の第３レンズ群である。第１レンズ群Ｌ１は前レンズ群Ｌｆに、第２レンズ群Ｌ２は中間群Ｌｍに、第３レンズ群Ｌ３は後レンズ群Ｌｒに相当する。また図１０に示す実施例４の光学系において、Ｌ１は負の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第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。第１レンズ群Ｌ１は前レンズ群Ｌｆに、第２および第３レンズ群Ｌ２，Ｌ３は中間群Ｌｍに、第４レンズ群Ｌ４は後レンズ群Ｌｒに相当する。
実施例１および実施例３の光学系では、無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、図中に矢印で示すように第２レンズ群Ｌ２が物体側に移動し、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３は不動である。実施例２の光学系では、無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、図中に矢印で示すように第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３が互いに異なる軌跡を描くように物体側に移動し、第１レンズ群Ｌ１は不動である。実施例４の光学系では、無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、図中な矢印で示すように第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３が互いに異なる軌跡を描くように物体側に移動し、第１レンズ群Ｌ１と第１レンズ群Ｌ４は不動である。
図２、図５、図８および図１１はそれぞれ、実施例１、実施例２、実施例３および実施例４の光学系の無限遠合焦状態での収差図である。図３、図６、図９および図１２はそれぞれ、施例１、実施例２、実施例３および実施例４の光学系の至近距離（０．２８ｍ）に合焦した状態での収差図である。球面収差図は、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）とｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に対する球面収差量を示している。ＦｎｏはＦナンバーである。非点収差図において、ｄＳはサジタル像面における非点収差量を、ｄＭ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。歪曲収差図は、ｄ線に対する歪曲収差量を示している。色収差図は、ｇ線における色収差量を示している。ωは半画角（°）である。
次に、各実施例の光学系の特徴的な構成について説明する。各実施例の光学系において、負の屈折力の後レンズ群Ｌｒが２つ以上の正レンズを有することを特徴とする。２つ以上の正レンズを有し、各正レンズの屈折力および硝材を適切に設定することで、倍率色収差およびペッツバール和を良好に補正する。
また各実施例の光学系全系の焦点距離をｆ、後レンズ群Ｌｒの焦点距離をｆｒ、後レンズ群Ｌｒにおいて最もアッベ数が大きい正レンズＧｐｌのアッベ数をνｄｐｌ、該正レンズＧｐｌの焦点距離をｆｐｌとする。このとき、各実施例の光学系は、以下の式（１）～（３）で示す条件を満足する。
－０．４０≦ｆ／ｆｒ＜０．００ （１）
６５≦νｄｐｌ （２）
０．００＜｜ｆｐｌ／ｆｒ｜≦０．６０ （３）
式（１）は、後レンズ群Ｌｒの焦点距離ｆｒに関する条件を示している。この条件を満足することにより、フォーカシング時のコマ収差の変動を抑制することが可能となる。また後レンズ群Ｌｒに負の屈折力を与えることで、光学系を絞りに対して対称に近い構成とすることが可能となり、コマ収差や倍率色収差の補正が容易となる。さらにメインフォーカス群となる中間群Ｌｍの屈折力を強くすることが可能となり、中間群Ｌｍのフォーカシング時の移動量を少なくすることができ、フォーカシング時のコマ収差の変動を抑制することができる。
ｆ／ｆｒが式（１）の下限を下回るように後レンズ群Ｌｒの屈折力が強くなりすぎると、中間群Ｌｍの屈折力が強くなりすぎて球面収差の補正が困難となる。また、入射瞳位置が像側に移動して、像面ＩＰへの入射光束のテレセントリック性を確保することが困難となるため、好ましくない。ｆ／ｆｒが式（１）の上限を上回るように後レンズ群Ｌｒの屈折力が弱くなりすぎると、中間群Ｌｍの屈折力が弱くなりすぎて中間群Ｌｍのフォーカシング時の移動量が多くなる。この結果、光学系の全長の短縮が困難となり、好ましくない。
式（２）は、後レンズ群Ｌｒにおいて最もアッベ数が大きい正レンズＧｐｌのアッベ数に関する条件を示している。また式（３）は、上記正レンズＧｐｌの屈折力に関する条件である。これらの条件を満足することにより、軸上色収差や倍率色収差を良好に補正することが可能となる。｜ｆｐｌ／ｆｒ｜が式（３）の下限を下回るように正レンズＧｐｌの屈折力が強くなりすぎると、後レンズ群Ｌｒ内の色収差の補正が困難となり、フォーカシング時の倍率色収差の変動が大きくなるため、好ましくない。｜ｆｐｌ／ｆｒ｜が式（３）の上限を上回るように正レンズＧｐｌの屈折力が弱くなりすぎると、倍率色収差を良好に補正することが困難となるため、好ましくない。
このように、式（１）～（３）の条件を満足することで、広角かつ大口径比でありながらも、倍率色収差等の諸収差を良好に補正できる小型の光学系を実現することができる。
式（１）～（３）の数値範囲を、以下の式（１ａ）～（３ａ）に示す範囲とすることがより好ましい。
０．３５≦ｆ／ｆｒ≦０．０５ （１ａ）
７４≦νｄｐｌ （２ａ）
０．１０≦｜ｆｐｌ／ｆｒ｜≦０．５５ （３ａ）
また式（１）～（３）の数値範囲を、以下の式（１ｂ）～（３ｂ）に示す範囲とすることがさらに好ましい。
０．３０≦ｆ／ｆｒ≦０．１０ （１ｂ）
８０≦νｄｐｌ （２ｂ）
０．２０≦｜ｆｐｌ／ｆｒ｜≦０．５０ （３ｂ）
次に、各実施例の光学系が満足することが好ましい構成について説明する。第１に、前レンズ群Ｌｆは、その最も物体側に負レンズを有することが好ましい。最も物体側のレンズを負レンズとすることで、像面湾曲やサジタルコマフレアの補正が容易となる。また最も物体側のレンズの径を小さくすることができるため、光学系の小径化や軽量化が容易となる。
第２に、後レンズ群Ｌｒは、４つ以上のレンズを有することが好ましい。後レンズ群Ｌｒが４つ以上のレンズを有することで、メインフォーカス群である中間群Ｌｍのレンズ数を削減することができ、オートフォーカス時の迅速なフォーカシングが可能となる。また、軸外光線高さが高い箇所にレンズを多数配置することで、像面湾曲や歪曲収差の補正が容易となる。
第３に、前レンズ群Ｌｆは、４つ以上のレンズを有することが好ましい。前レンズ群Ｌｆが４つ以上のレンズを有することで、メインフォーカス群である中間群Ｌｍのレンズ数を削減することができ、オートフォーカス時の迅速なフォーカシングが可能となる。また、軸外光線高さが高い箇所にレンズを多数配置することで、像面湾曲や歪曲収差の補正が容易となる。
次に、各実施例の光学系が満足することが好ましい条件について説明する。以下の説明において、後レンズ群Ｌｒにおいて最も屈折率が大きい正レンズＧｐｈの屈折率をｎｄｐｈとする。中間群Ｌｍの焦点距離をｆｍとする。中間群Ｌｍが複数のレンズ群を含む場合には、ｆｍの値は無限遠合焦時の中間群Ｌｍを構成する全てのレンズ群の合成焦点距離である。前レンズ群Ｌｆの焦点距離をｆｆとする。無限遠物体に合焦した状態での光学系のバックフォーカスをｓｋとする。後レンズ群Ｌｒにおいて最もアッベ数が小さい負レンズＧｎｌのアッベ数をνｄｎｌとする。後レンズ群Ｌｒは負の屈折力の空気レンズを有し、該空気レンズの物体側の面の曲率半径をＲ１、像側の面の曲率半径をＲ２とする。このとき各実施例の光学系は、以下の式（４）～（９）の条件のうち少なくとも１つを満足することが好ましい。
１．８５≦ｎｄｐｌ≦２．１０ （４）
１．０≦ｆｍ／ｆ≦２．０ （５）
０．００＜｜ｆ／ｆｆ｜≦０．４０ （６）
０．００＜｜ｓｋ／ｆｒ｜≦０．２０ （７）
２５≦νｄｎｌ≦５０ （８）
－１０．０≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）＜０．０ （９）
式（４）は、後レンズ群Ｌｒにおいて最も屈折率が大きい正レンズＧｐｈの屈折率に関する条件を示している。この条件を満足することで像面湾曲の補正が容易となる。ｎｄｐｌが式（４）の下限を下回るように低くなりすぎると、ペッツバール和を小さくすることが困難となり、像面湾曲がアンダーとなり易くなるため、好ましくない。ｎｄｐｌが式（４）の上限を上回るように高くなりすぎると、後レンズ群Ｌｒ内の色収差補正のために後レンズ群Ｌｒ内の負レンズが高分散となり易く、二次分散が大きい硝材となる。この結果、倍率色収差の補正が困難となるため、好ましくない。
式（５）は、中間群Ｌｍの合成焦点距離に関する条件を示している。この条件を満足することで、フォーカシング時の収差変動を抑制することが可能となる。ｆｍ／ｆが式（５）の下限を下回るように中間群Ｌｍの屈折力が強くなりすぎると、球面収差の補正が困難となり、好ましくない。ｆｍ／ｆが式（５）の上限を上回るように中間群Ｌｍの屈折力が弱くなりすぎると、中間群Ｌｍのフォーカシング時の移動量が多くなり、光学系の全長の短縮が困難となるため、好ましくない。
式（６）は、前レンズ群Ｌｆの屈折力に関する条件である。この条件を満足することで、フォーカス群に入射する軸上光線をアフォーカルに近づけることができ、フォーカシング時の収差変動を抑制することが可能となる。｜ｆ／ｆｆ｜が式（６）の上限を上回るように前レンズ群Ｌｆの屈折力が負側に強くなりすぎると、中間群Ｌｍのレンズ径が大きくなりすぎてメインフォーカスレンズ群が重くなる。この結果、迅速なオートフォーカスが困難となるため、好ましくない。また軸上色収差や球面収差の補正が困難となるため、好ましくない。｜ｆ／ｆｆ｜が式（６）の上限を上回るように前レンズ群Ｌｆの屈折力が正側に強くなりすぎると、中間群Ｌｍの屈折力が弱くなってフォーカシング時の移動量が大きくなり、光学系の全長の短縮が困難となるため、好ましくない。また軸上色収差や球面収差の補正が困難となるため、好ましくない。
式（７）は、後レンズ群Ｌｒの焦点距離と無限遠物体に合焦した状態での光学系のバックフォーカスｓｋとの比に関する条件を示している。この条件を満足することで、フォーカシング時のコマ収差の変動を抑制することが可能となる。また後レンズ群Ｌｒに負の屈折力を与えることで、光学系を絞りに対して対称に近い構成とすることが可能となり、コマ収差や倍率色収差の補正が容易となる。またメインフォーカス群となる中間群Ｌｍの屈折力を強くすることが可能となり、中間群Ｌｍのフォーカシング時の移動量を低減することができる。この結果、フォーカシング時のコマ収差の変動を抑制することが可能となる。
｜ｓｋ／ｆｒ｜が式（７）の下限を下回るように後レンズ群Ｌｒの屈折力が弱くなりすぎると、最も像側のレンズの径を小さくすることが困難となる。また光学系の屈折力配置の対称性が崩れて像面湾曲の補正が困難となるため、好ましくない。｜ｓｋ／ｆｒ｜が式（７）の上限を上回るように後レンズ群Ｌｒの屈折力が強くなりすぎると、入射瞳位置が像側に移動し、像面ＩＰへの入射光束のテレセントリック性を確保することが困難となるため、好ましくない。
式（８）は、後レンズ群Ｌｒにおいて最もアッベ数が小さい負レンズＧｎｌのアッベ数に関する条件を示している。この条件を満足することで倍率色収差の補正が容易となる。νｄｎｌが式（８）の下限を下回るように小さくなりすぎると、二次分散の大きい硝材となり、倍率色収差の補正が困難となるため、好ましくない。νｄｎｌが式（８）の上限を上回るように大きくなりすぎると、倍率色収差補正のために二次分散の小さい硝材を選択する場合に比較的高屈折率の硝材を選択することになる。この結果、ペッツバール和を小さくすることが困難となり、像面湾曲がアンダーとなり易くなるため、好ましくない。
式（９）は、後レンズ群Ｌｒにおける負の屈折力の空気レンズのシェイプファクタに関する条件である。この条件を満足することで、像面湾曲とサジタルフレアを良好に補正することが可能となる。（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）が式（９）の下限を下回るように空気レンズの屈折力が弱くなりすぎると、ペッツバール和を小さくすることが困難となり、像面湾曲がアンダーとなり易くなるため、好ましくない。（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）が式（９）の上限を上回るように空気レンズの屈折力が強くなりすぎると、サジタルフレアの補正が困難となるため、好ましくない。
式（４）～（９）の数値範囲を、以下の式（４ａ）～（９ａ）に示す範囲とすることがより好ましい。
１．８８≦ｎｄｐｌ≦２．０８ （４ａ）
１．１≦ｆｍ／ｆ≦１．９ （５ａ）
０．０１≦｜ｆ／ｆｆ｜≦０．３５ （６ａ）
０．０２≦｜ｓｋ／ｆｒ｜≦０．１７ （７ａ）
２８≦νｄｎｌ≦４７ （８ａ）
－９．０≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦－０．５ （９ａ）
また式（４）～（９）の数値範囲を、以下の式（４ｂ）～（９ｂ）に示す範囲とすることがさらに好ましい。
１．９０≦ｎｄｐｌ≦２．０６ （４ｂ）
１．２≦ｆｍ／ｆ≦１．８ （５ｂ）
０．０２≦｜ｆ／ｆｆ｜≦０．３０ （６ｂ）
０．０４≦｜ｓｋ／ｆｒ｜≦０．１４ （７ｂ）
３０≦νｄｎｌ≦４５ （８ｂ）
－８．０≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）≦－１．０ （９ｂ）
次に、各実施例の光学系をより具体的に説明する。
図１に示す実施例１の光学系は、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Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２および負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３からなる。開口絞りＳＰは、第２レンズ群Ｌ２中に配置されている。無限遠物体から最至近距離物体へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２が物体側に移動する。
本実施例の光学系は、広角かつ大口径比でありながらも、小型で、図２および図３の収差図に示すように全物体距離において諸収差を良好に補正することが可能な光学系である。
図４に示す実施例２の光学系は、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Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２および負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３からなる。開口絞りＳＰは、第２レンズ群Ｌ２中に配置されている。無限遠物体から最至近距離物体へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２が物体側に移動し、第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２との間隔が大きくなるように物体側に移動する。
本実施例の光学系は、広角かつ大口径比でありながらも、小型で、図５および図６の収差図に示すように全物体距離において諸収差を良好に補正することが可能な光学系である。
図７に示す実施例３の光学系は、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Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２および負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３からなる。開口絞りＳＰは、第１レンズ群Ｌ１の像側に配置されている。無限遠物体から最至近距離物体へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２が物体側に移動する。
本実施例の光学系は、広角かつ大口径比でありながらも、小型で、図８および図９の収差図に示すように全物体距離において諸収差を良好に補正することが可能な光学系である。
図１０に示す実施例４の光学系は、物体側から像側に順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３および負の屈折力の第４レンズ群Ｌ４からなる。開口絞りＳＰは、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間に配置されている。無限遠物体から最至近距離物体へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２が物体側に移動し、第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２との間隔が小さくなるように物体側に移動する。
本実施例の光学系は、広角かつ大口径比でありながらも、小型で、図１１および図１２の収差図に示すように全物体距離において諸収差を良好に補正することが可能な光学系である。
以下、実施例１～４のそれぞれ対応する数値例１～４を示す。各数値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、光学部材のアッベ数νｄは、フラウンホーファ線のｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）における屈折率をＮｄ、ＮＦ、ＮＣとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
で表される。
各数値例において、軸上間隔ｄ（ｍｍ）、焦点距離（ｍｍ）、Ｆナンバーおよび半画角（°）は全て、光学系が無限遠物体に合焦した状態での値である。バックフォーカスＢＦは、最終レンズ面から像面までの距離である。光学系の全長を示すレンズ全長は、第１レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスを加えた値である。
また、光学面が非球面である場合は、その面番号の右側に＊を付している。非球面形状は、Ｘを光軸方向の面頂点からの変位量、ｈを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を各次数の非球面係数とするとき、
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋｛１－（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）2｝1/2 ＋Ａ４×ｈ4＋Ａ６×ｈ6
＋Ａ８×ｈ8＋Ａ１０×ｈ10＋Ａ１２×ｈ12
で表される。各非球面係数における「ｅ±ＸＸ」は、「×１０±ＸＸ」を意味する。
また、各実施例（数値例）における式（１）～（９）の条件の値を、表１にまとめて示す。
［数値例１］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 125.457 3.00 1.58313 59.4 55.24
2* 26.747 19.23 44.84
3 -46.592 1.90 1.66565 35.6 44.18
4 110.744 8.76 2.05090 26.9 46.93
5 -64.565 3.12 47.18
6 -41.338 2.00 1.85478 24.8 47.03
7 -82.810 0.20 48.98
8 144.476 12.92 1.76385 48.5 49.70
9 -40.675 2.00 1.85478 24.8 49.50
10 -64.396 8.73 49.50
11 58.201 5.82 1.95375 32.3 46.25
12 685.542 0.15 45.54
13 39.004 9.23 1.43875 94.7 40.23
14 -124.064 1.70 1.73800 32.3 37.93
15 27.192 7.61 31.68
16(絞り) ∞ 7.49 30.86
17 -34.760 5.52 1.43875 94.7 29.51
18 -19.548 1.40 1.72047 34.7 29.66
19 -114.254 0.20 32.51
20 77.625 8.92 1.43875 94.7 34.11
21 -34.513 0.20 35.15
22* 170.198 6.40 1.85135 40.1 38.68
23 -58.632 1.20 39.56
24 66.386 4.84 1.95375 32.3 39.99
25 -497.270 1.70 1.61340 44.3 39.62
26 31.640 3.76 36.79
27 71.096 8.30 1.43875 94.7 36.88
28 -45.403 1.60 1.72047 34.7 36.95
29 2329.439 17.05 37.92
像面 ∞

非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.00450e-006 A 6=-1.32033e-009 A 8=-8.45871e-012 A10= 1.57614e-014 A12=-2.16397e-017

第22面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.34292e-006 A 6= 5.62945e-010 A 8=-2.80610e-012 A10= 2.56213e-015 A12=-2.64844e-018

各種データ
焦点距離 34.00
Ｆナンバー 1.24
半画角 32.47
像高 21.64
レンズ全長 154.96
BF 17.05

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 209.90
2 11 55.88
3 24 -278.05


［数値例２］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 305.560 2.60 1.58313 59.4 48.78
2* 26.693 7.22 40.53
3 111.981 2.78 2.00100 29.1 40.42
4 1598.387 6.26 40.10
5 -41.621 1.70 1.54072 47.2 39.39
6 309.463 0.77 39.62
7 56.088 10.76 1.76385 48.5 40.08
8 -43.941 1.70 1.85478 24.8 39.47
9 -76.336 7.05 38.71
10 53.699 2.92 1.76385 48.5 32.16
11 184.069 0.15 31.81
12 27.287 3.94 1.91082 35.3 30.14
13 56.989 1.40 1.73800 32.3 29.08
14 19.071 9.30 25.38
15(絞り) ∞ 4.96 24.13
16 -25.785 6.78 1.49700 81.5 23.53
17 -15.125 1.20 1.72047 34.7 24.11
18 -56.302 0.20 26.55
19 67.909 10.53 1.43875 94.7 32.89
20 -28.975 0.20 34.85
21* 299.811 5.45 1.85135 40.1 37.38
22 -55.256 1.20 38.18
23 48.414 6.49 1.95375 32.3 38.48
24 -211.500 1.70 1.73800 32.3 37.83
25 25.843 6.03 33.67
26 191.537 8.12 1.49700 81.5 33.91
27 -35.708 1.60 1.61340 44.3 34.57
28 341.250 12.96 36.45
像面 ∞

非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.71577e-006 A 6=-2.69024e-009 A 8=-2.38740e-012 A10=-1.21757e-016 A12=-1.60572e-019

第21面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.07205e-006 A 6= 1.22182e-011 A 8=-5.33869e-012 A10= 6.11074e-015 A12=-1.22548e-017

各種データ
焦点距離 34.00
Ｆナンバー 1.45
半画角 32.47
像高 21.64
レンズ全長 125.96
BF 12.96

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 814.22
2 10 42.60
3 23 -126.84


［数値例３］
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 89.640 3.00 1.58313 59.4 51.79
2* 22.589 10.50 39.89
3 154.709 1.80 1.43875 94.7 39.58
4 51.963 2.45 38.09
5 137.008 4.99 2.05090 26.9 38.06
6 -80.946 1.90 1.60342 38.0 37.73
7 78.372 7.71 35.01
8 -31.876 2.00 1.84666 23.8 34.77
9 -53.441 0.20 36.23
10 206.499 11.57 1.80400 46.5 36.56
11 -25.972 2.00 1.67270 32.1 37.61
12 -68.758 3.54 39.52
13 84.804 4.83 2.05090 26.9 39.95
14 -182.815 0.15 39.65
15 58.378 7.41 1.43875 94.7 36.56
16 -63.460 1.70 1.73800 32.3 35.13
17 40.508 7.38 31.75
18(絞り) ∞ 9.21 31.00
19 -43.165 6.62 1.43875 94.7 29.83
20 -19.537 1.40 1.73800 32.3 30.05
21 -69.041 0.20 32.97
22 55.118 10.36 1.43875 94.7 35.84
23 -38.085 0.20 37.28
24* 305.015 5.39 1.85135 40.1 39.02
25 -60.849 1.20 39.70
26 79.861 6.81 2.05090 26.9 39.52
27 -73.677 1.70 1.73800 32.3 39.06
28 33.208 2.95 35.02
29 68.856 12.74 1.43875 94.7 35.05
30 -24.165 1.60 1.83400 37.2 34.84
31 -107.315 13.45 37.55
像面 ∞

非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.51278e-006 A 6=-4.93581e-009 A 8=-9.79334e-012 A10= 2.74976e-014 A12=-7.88423e-017

第24面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.43925e-006 A 6=-2.67844e-010 A 8= 1.15219e-012 A10=-1.07823e-014 A12= 1.07650e-017

各種データ
焦点距離 27.15
Ｆナンバー 1.24
半画角 38.55
像高 21.64
レンズ全長 146.96
BF 13.45

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 114.19
2 19 40.15
3 26 -182.13

［数値例４］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 65.059 3.00 1.58313 59.4 54.97
2* 26.502 5.44 44.28
3 47.172 1.80 1.65844 50.9 44.00
4 25.291 5.99 38.53
5 56.673 5.29 2.05090 26.9 38.36
6 -365.182 1.70 1.49700 81.5 37.55
7 28.121 9.81 31.64
8 -31.467 1.60 1.67270 32.1 31.14
9 -66.341 0.20 31.67
10 3316.110 1.70 1.71736 29.5 31.46
11 33.562 10.28 1.83481 42.7 35.05
12 -63.767 6.46 36.15
13 83.416 7.50 1.83481 42.7 39.04
14 -79.688 0.15 38.80
15 60.729 4.83 1.59522 67.7 35.56
16 -209.237 1.50 1.73800 32.3 34.66
17 39.046 5.25 31.62
18(絞り) ∞ 8.71 31.02
19 -34.967 6.32 1.43875 94.7 29.30
20 -18.606 1.40 1.73800 32.3 29.47
21 -55.555 0.20 32.32
22 48.077 11.14 1.43875 94.7 36.68
23 -39.194 0.20 37.95
24* 152.779 5.38 1.85135 40.1 39.20
25 -68.287 1.18 39.70
26 69.690 5.19 1.92286 20.9 39.01
27 -193.154 1.70 1.73800 32.3 38.54
28 26.395 2.09 34.95
29 34.751 12.93 1.43875 94.7 35.13
30 -39.169 1.60 1.83400 37.2 35.44
31 -655.657 13.45 36.96
像面 ∞

非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.05881e-006 A 6=-5.00184e-009 A 8=-2.62387e-012 A10= 8.51559e-015 A12=-2.42125e-017

第24面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.24099e-006 A 6=-7.48924e-010 A 8=-2.25523e-012 A10=-3.99031e-015 A12= 1.50873e-018

各種データ

焦点距離 24.74
Ｆナンバー 1.24
半画角 41.17
像高 21.64
レンズ全長 143.97
BF 13.45

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -98.85
2 13 40.10
3 26 -115.11
図１３は、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）を示している。該カメラは、カメラ本体１０と、実施例１～４のうちいずれかの光学系によって構成された撮影光学系１１とを有する。カメラ本体１０には、撮影光学系１１によって形成された光学像を撮像するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）１２が内蔵されている。
カメラ本体１０は、クイックリターンミラーを有する一眼レフカメラでもよいし、クイックリターンミラーを有さないミラーレスカメラでもよい。
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の撮像光学系として用いることにより、レンズ部（撮像光学系）が小型で光学性能が高い撮像装置を実現することができる。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
Ｌｆ 前レンズ群
Ｌｍ 中間群
Ｌｒ 後レンズ群
Ｇｐｌ 正レンズ

Claims (14)

  1. 複数のレンズ群を有し、全系の焦点距離が固定の光学系であって、
    前記複数のレンズ群は、
    最も物体側に配置された前レンズ群と、
    最も像側に配置された負の屈折力の後レンズ群と、
    前記前レンズ群と前記後レンズ群との間に配置され、１つ以上のレンズ群を含んで全体として正の屈折力の中間群とからなり、
    フォーカシングに際して隣り合うレンズ群間の間隔が変化し、
    前記前レンズ群は、最も物体側に配置された負レンズを有し、
    前記後レンズ群は、２つ以上の正レンズと、負の屈折力の空気レンズを有しており、
    前記光学系の全系の焦点距離をｆ、前記後レンズ群の焦点距離をｆｒ、前記後レンズ群において最もアッベ数が大きい正レンズのアッベ数および焦点距離をそれぞれνｄｐｌおよびｆｐｌ、前記後レンズ群において最も屈折率が大きい正レンズの屈折率をｎｄｐｈ、前記空気レンズの物体側の面の曲率半径をＲ１、像側の面の曲率半径をＲ２とするとき、
    －０．４０≦ｆ／ｆｒ＜０．００
    ６５≦νｄｐｌ
    ０．００＜｜ｆｐｌ／ｆｒ｜≦０．６０
    １．８５≦ｎｄｐｈ≦２．１０
    －１０．０≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１－Ｒ２）＜０．０
    なる条件を満足することを特徴とする光学系。
  2. 前記中間群の焦点距離をｆｍとするとき、
    １．０≦ｆｍ／ｆ≦２．０
    なる条件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. 前記前レンズ群の焦点距離をｆｆとするとき
    ０．００＜｜ｆ／ｆｆ｜≦０．４０
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
  4. 前記光学系が無限遠物体に合焦した状態での該光学系のバックフォーカスをｓｋとするとき
    ０．００＜｜ｓｋ／ｆｒ｜≦０．２０
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学系。
  5. 前記後レンズ群において最もアッベ数が小さい負レンズのアッベ数をνｄｎｌとするとき
    ２５≦νｄｎｌ≦５０
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光学系。
  6. 前記後レンズ群は、４つ以上のレンズを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光学系。
  7. 前記前レンズ群は、４つ以上のレンズを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の光学系。
  8. 前記前レンズ群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から７のいずれか一項に記載の光学系。
  9. 前記後レンズ群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から８のいずれか一項に記載の光学系。
  10. 前記前レンズ群および前記後レンズ群はフォーカシングに際して不動であり、
    前記中間群は、フォーカシングに際して移動するレンズ群を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光学系。
  11. 前記フォーカシングに際して移動するレンズ群は無限遠から近距離へのフォーカシングに際して物体側へ移動することを特徴とする請求項１０に記載の光学系。
  12. 前記中間群は、フォーカシングに際して移動する１つのレンズ群からなることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の光学系。
  13. 前記中間群は、フォーカシングに際して互いに異なる軌跡で移動する２つのレンズ群からなることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の光学系。
  14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の光学系と、
    該光学系によって形成された光学像を撮像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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