JP7489576B2 - 撮像光学系と、撮像光学系を用いる撮像装置およびカメラシステム - Google Patents

撮像光学系と、撮像光学系を用いる撮像装置およびカメラシステム Download PDF

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Description

本開示は、諸収差を良好に補正できる単焦点撮像光学系と、撮像光学系を用いる撮像装置およびカメラシステムに関する。
特許文献１から３は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群とから構成されてなり、第２レンズ群が物体側から像側に光軸に沿って移動することによって無限遠物体から至近距離物体への合焦を行う撮像レンズおよび撮像装置を開示している。
特開２０１６－１７３３９８号公報 特開２０１６－１７３３９７号公報 特開２０１８－０６００７９号公報
本開示は、諸収差を良好に補正できる撮像光学系と、撮像光学系を用いる撮像装置およびカメラシステムを提供することを目的とする。
本開示における撮像光学系は、最も物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、開口絞りと、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、からなる。第２レンズ群は、両凸形状を有し、正のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｐと、両凹形状を有し、負のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｎと、で構成される。無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第１レンズ群と第３レンズ群とが像面に対して固定され、第２レンズ群が物体側から像側に光軸に沿って移動する。
そして、下記の条件（１）、（２）および（３）を満足する。
１５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ ２７ ・・・（１）
７．５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｎ － ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ １６ ・・・（２）
１．７０ ＜ ｎｄ＿Ｇ２ｎ ＜ ２．１ ・・・（３）
ここで、
ｖｄ＿Ｇ２ｐ：レンズ素子Ｌ２ｐのｄ線に対するアッベ数、
ｖｄ＿Ｇ２ｎ：レンズ素子Ｌ２ｎのｄ線に対するアッベ数、
ｎｄ＿Ｇ２ｎ：レンズ素子Ｌ２ｎのｄ線に対する屈折率、
である。
また、本開示における撮像光学系は、最も物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、開口絞りと、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、からなる。第２レンズ群は、正のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｐと、負のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｎと、で構成される。第３レンズ群の最も像側のレンズ素子は、像側に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカスレンズである。無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第１レンズ群と第３レンズ群とが像面に対して固定され、第２レンズ群が物体側から像側に光軸に沿って移動する。
そして、下記の条件（１）、（２）、（３）および（７）を満足する。
１５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ ２７ ・・・（１）
７．５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｎ － ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ １６ ・・・（２）
１．７０ ＜ ｎｄ＿Ｇ２ｎ ＜ ２．１ ・・・（３）
－１．２ ＜ ｆ＿Ｇ３ｎ／ｆ ＜ －０．２ ・・・（７）
ここで、
ｖｄ＿Ｇ２ｐ：レンズ素子Ｌ２ｐのｄ線に対するアッベ数、
ｖｄ＿Ｇ２ｎ：レンズ素子Ｌ２ｎのｄ線に対するアッベ数、
ｎｄ＿Ｇ２ｎ：レンズ素子Ｌ２ｎのｄ線に対する屈折率、
ｆ＿Ｇ３ｎ：第３レンズ群における最も像側のレンズ素子の焦点距離、
ｆ ：無限遠物体に合焦した状態における撮像光学系全体の焦点距離、
である。
また、本開示における撮像光学系は、最も物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、開口絞りと、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、からなる。第２レンズ群は、物体側から順に、正のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｐと、負のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｎと、で構成される。無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第１レンズ群と第３レンズ群とが像面に対して固定され、第２レンズ群が物体側から像側に光軸に沿って移動する。
そして、下記の条件（１）、（２）および（３）を満足する。
１５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ ２７ ・・・（１）
７．５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｎ － ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ １６ ・・・（２）
１．８５ ＜ ｎｄ＿Ｇ２ｎ ＜ ２．１ ・・・（３）
ここで、
ｖｄ＿Ｇ２ｐ：レンズ素子Ｌ２ｐのｄ線に対するアッベ数、
ｖｄ＿Ｇ２ｎ：レンズ素子Ｌ２ｎのｄ線に対するアッベ数、
ｎｄ＿Ｇ２ｎ：レンズ素子Ｌ２ｎのｄ線に対する屈折率、
である。
また、本開示におけるカメラシステムは、前述の撮像光学系を含む交換レンズ装置と、交換レンズ装置とカメラマウント部を介して着脱自在に接続され、撮像光学系が形成する光学像を受光して電気的な画像信号に変換する撮像素子を含むカメラ本体と、を備える、カメラシステムであって、交換レンズ装置は、物体の光学的な像を前記撮像素子に形成する。
また、本開示における撮像装置は、物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行う撮像装置であって、物体の光学的な像を形成する前述の撮像光学系と、撮像光学系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子と、を備える。
本開示によれば、諸収差を良好に補正できる撮像光学系と、撮像光学系を用いる撮像装置およびカメラシステムを提供できる。
実施の形態１に係る撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施の形態１の数値実施例１に係る撮像光学系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施の形態２に係る撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施の形態２の数値実施例２に係る撮像光学系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施の形態３に係る撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施の形態３の数値実施例３に係る撮像光学系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施の形態４に係る撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施の形態４の数値実施例４に係る撮像光学系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施の形態５に係る撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図 実施の形態５の数値実施例５に係る撮像光学系の無限遠合焦状態の縦収差図 実施の形態１に係るデジタルカメラの概略構成図 実施の形態１に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムの概略構成図
以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既に良く知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらにより、請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
（実施の形態１から５）
図１、図３、図５、図７および図９は、各実施の形態１から実施の形態５に係る撮像光学系のレンズ配置図およびその動作を示している。
図１、図３、図５、図７および図９の（ａ）は、いずれも無限遠合焦状態にあるレンズ配置図を示す。各図の（ａ）において、最も右側に記載された直線は、像面Ｓ（後述する、撮像素子が配置される物体側の面に相当）の位置を表す。そのため、これらの図面の左側は、物体側に相当する。さらに、像面Ｓと対向する最後段のレンズ群と、像面Ｓとの間には、例えばローパスフィルター又はやカバーガラスなどの平行平板ガラスＰが配置される。なお、各図の（ａ）において、縦横比は一致している。
また、各図の（ａ）に示す、特定のレンズ素子の面に付されたアスタリスク＊は、その面が非球面であることを示している。
また、各図の（ｂ）では、（ａ）に示す各レンズ群の位置に対応して各レンズ群に、Ｇ１からＧ３の符号を記している。各レンズ群（Ｇ１からＧ３）の符号に付された記号（＋）および記号（－）は、各レンズ群のパワーの符号に対応する。つまり、記号（＋）は正のパワー、記号（－）は負のパワーを示す。なお、特定のレンズ群の符号の下部に、無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングに伴う移動方向を表す矢印を付している。
（実施の形態１）
以下に、実施の形態１に係る撮像光学系について、図１を用いて、説明する。
図１は実施の形態１に係る撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図およびその動作を示している。
図１に示すように、本実施の形態の撮像光学系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＡと、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、平行平板ガラスＰなどで構成される。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ素子Ｌ１と、正のパワーを有する第２レンズ素子Ｌ２と、負のパワーを有する第３レンズ素子Ｌ３と、正のパワーを有する第４レンズ素子Ｌ４と、で構成される。
第２レンズ素子Ｌ２と第３レンズ素子Ｌ３は、例えば紫外線硬化型樹脂などの接着材などで接着され、接合レンズを構成する。
第１レンズ素子Ｌ１はレンズ素子Ｌ１ｐ１の例示である。第２レンズ素子Ｌ２はレンズ素子Ｌ１ｐ２の例示である。第３レンズ素子Ｌ３はレンズ素子Ｌ１ｎ１の例示である。第４レンズ素子Ｌ４はレンズ素子Ｌ１ｐ３の例示である。
第２レンズ群Ｇ２は、正のパワーを有する第５レンズ素子Ｌ５と、負のパワーを有する第６レンズ素子Ｌ６と、で構成される。
第５レンズ素子Ｌ５と第６レンズ素子Ｌ６は、例えば紫外線硬化型樹脂などの接着材などで接着され、接合レンズを構成する。
第５レンズ素子Ｌ５はレンズ素子Ｌ２ｐの例示である。第６レンズ素子Ｌ６はレンズ素子Ｌ２ｎの例示である。
第３レンズ群Ｇ３は、正のパワーを有する第７レンズ素子Ｌ７と、負のパワーを有する第８レンズ素子Ｌ８と、負のパワーを有する第９レンズ素子Ｌ９と、で構成される。
第７レンズ素子Ｌ７と第８レンズ素子Ｌ８は、例えば紫外線硬化型樹脂などの接着材などで接着され、接合レンズを構成する。
以下に、本実施の形態の撮像光学系の各レンズ群を構成する各レンズ素子について、説明する。
まず、第１レンズ群Ｇ１内における各レンズ素子について、説明する。
第１レンズ素子Ｌ１は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第２レンズ素子Ｌ２は、両凸レンズである。第３レンズ素子Ｌ３は、両凹レンズである。第４レンズ素子Ｌ４は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。
つぎに、第２レンズ群Ｇ２内におけるレンズ素子について、説明する。
第５レンズ素子Ｌ５は、両凸レンズである。第６レンズ素子Ｌ６は、両凹レンズである。
つぎに、第３レンズ群Ｇ３内におけるレンズ素子について、説明する。
第７レンズ素子Ｌ７は、両凸レンズである。第８レンズ素子Ｌ８は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。第９レンズ素子Ｌ９は、像側に凸面を有するメニスカスレンズであり、その両面は非球面である。
そして、本実施の形態の撮像光学系において、無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１は移動せず、開口絞りＡは移動せず、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って像側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は移動しない。
すなわち、各レンズ群の間隔を変化させてフォーカシングを行う。
（実施の形態２）
以下に、実施の形態２に係る撮像光学系について、図３を用いて、説明する。
図３は実施の形態２に係る撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図およびその動作を示している。
図３に示すように、本実施の形態の撮像光学系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＡと、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、平行平板ガラスＰなどで構成される。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ素子Ｌ１と、正のパワーを有する第２レンズ素子Ｌ２と、負のパワーを有する第３レンズ素子Ｌ３と、正のパワーを有する第４レンズ素子Ｌ４と、で構成される。
第２レンズ素子Ｌ２と第３レンズ素子Ｌ３は、例えば紫外線硬化型樹脂などの接着材などで接着され、接合レンズを構成する。
第１レンズ素子Ｌ１はレンズ素子Ｌ１ｐ１の例示である。第２レンズ素子Ｌ２はレンズ素子Ｌ１ｐ２の例示である。第３レンズ素子Ｌ３はレンズ素子Ｌ１ｎ１の例示である。第４レンズ素子Ｌ４はレンズ素子Ｌ１ｐ３の例示である。
第２レンズ群Ｇ２は、正のパワーを有する第５レンズ素子Ｌ５と、負のパワーを有する第６レンズ素子Ｌ６と、で構成される。
第５レンズ素子Ｌ５と第６レンズ素子Ｌ６は、例えば紫外線硬化型樹脂などの接着材などで接着され、接合レンズを構成する。
第５レンズ素子Ｌ５はレンズ素子Ｌ２ｐの例示である。第６レンズ素子Ｌ６はレンズ素子Ｌ２ｎの例示である。
第３レンズ群Ｇ３は、正のパワーを有する第７レンズ素子Ｌ７と、負のパワーを有する第８レンズ素子Ｌ８と、負のパワーを有する第９レンズ素子Ｌ９と、で構成される。
第７レンズ素子Ｌ７と第８レンズ素子Ｌ８は、例えば紫外線硬化型樹脂などの接着材などで接着され、接合レンズを構成する。
以下に、本実施の形態の撮像光学系の各レンズ群を構成する各レンズ素子について、説明する。
まず、第１レンズ群Ｇ１内における各レンズ素子について、説明する。
第１レンズ素子Ｌ１は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第２レンズ素子Ｌ２は、両凸レンズである。第３レンズ素子Ｌ３は、両凹レンズである。第４レンズ素子Ｌ４は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。
つぎに、第２レンズ群Ｇ２内におけるレンズ素子について、説明する。
第５レンズ素子Ｌ５は、両凸レンズである。第６レンズ素子Ｌ６は、両凹レンズである。
つぎに、第３レンズ群Ｇ３内におけるレンズ素子について、説明する。
第７レンズ素子Ｌ７は、両凸レンズである。第８レンズ素子Ｌ８は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。第９レンズ素子Ｌ９は、像側に凸面を有するメニスカスレンズであり、その両面は非球面である。
そして、本実施の形態の撮像光学系において、無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１は移動せず、開口絞りＡは移動せず、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って像側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は移動しない。
すなわち、各レンズ群の間隔を変化させてフォーカシングを行う。
（実施の形態３）
以下に、実施の形態３に係る撮像光学系について、図５を用いて、説明する。
図５は実施の形態３に係る撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図およびその動作を示している。
図５に示すように、本実施の形態の撮像光学系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＡと、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、平行平板ガラスＰなどで構成される。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ素子Ｌ１と、正のパワーを有する第２レンズ素子Ｌ２と、負のパワーを有する第３レンズ素子Ｌ３と、正のパワーを有する第４レンズ素子Ｌ４と、で構成される。
第２レンズ素子Ｌ２と第３レンズ素子Ｌ３は、例えば紫外線硬化型樹脂などの接着材などで接着され、接合レンズを構成する。
第１レンズ素子Ｌ１はレンズ素子Ｌ１ｐ１の例示である。第２レンズ素子Ｌ２はレンズ素子Ｌ１ｐ２の例示である。第３レンズ素子Ｌ３はレンズ素子Ｌ１ｎ１の例示である。第４レンズ素子Ｌ４はレンズ素子Ｌ１ｐ３の例示である。
第２レンズ群Ｇ２は、正のパワーを有する第５レンズ素子Ｌ５と、負のパワーを有する第６レンズ素子Ｌ６と、で構成される。
第５レンズ素子Ｌ５と第６レンズ素子Ｌ６は、例えば紫外線硬化型樹脂などの接着材などで接着され、接合レンズを構成する。
第５レンズ素子Ｌ５はレンズ素子Ｌ２ｐの例示である。第６レンズ素子Ｌ６はレンズ素子Ｌ２ｎの例示である。
第３レンズ群Ｇ３は、正のパワーを有する第７レンズ素子Ｌ７と、負のパワーを有する第８レンズ素子Ｌ８と、負のパワーを有する第９レンズ素子Ｌ９と、で構成される。
第７レンズ素子Ｌ７と第８レンズ素子Ｌ８は、例えば紫外線硬化型樹脂などの接着材などで接着され、接合レンズを構成する。
以下に、本実施の形態の撮像光学系の各レンズ群を構成する各レンズ素子について、説明する。
まず、第１レンズ群Ｇ１内における各レンズ素子について、説明する。
第１レンズ素子Ｌ１は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第２レンズ素子Ｌ２は、両凸レンズである。第３レンズ素子Ｌ３は、両凹レンズである。第４レンズ素子Ｌ４は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。
つぎに、第２レンズ群Ｇ２内におけるレンズ素子について、説明する。
第５レンズ素子Ｌ５は、両凸レンズである。第６レンズ素子Ｌ６は、両凹レンズである。
つぎに、第３レンズ群Ｇ３内におけるレンズ素子について、説明する。
第７レンズ素子Ｌ７は、両凸レンズである。第８レンズ素子Ｌ８は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。第９レンズ素子Ｌ９は、像側に凸面を有するメニスカスレンズであり、その両面は非球面である。
そして、本実施の形態の撮像光学系において、無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１は移動せず、開口絞りＡは移動せず、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って像側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は移動しない。
すなわち、各レンズ群の間隔を変化させてフォーカシングを行う。
（実施の形態４）
以下に、実施の形態４に係る撮像光学系について、図７を用いて、説明する。
図７は実施の形態４に係る撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図およびその動作を示している。
図７に示すように、本実施の形態の撮像光学系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＡと、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、平行平板ガラスＰなどで構成される。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ素子Ｌ１と、正のパワーを有する第２レンズ素子Ｌ２と、負のパワーを有する第３レンズ素子Ｌ３と、正のパワーを有する第４レンズ素子Ｌ４と、で構成される。
第２レンズ素子Ｌ２と第３レンズ素子Ｌ３は、例えば紫外線硬化型樹脂などの接着材などで接着され、接合レンズを構成する。
第１レンズ素子Ｌ１はレンズ素子Ｌ１ｐ１の例示である。第２レンズ素子Ｌ２はレンズ素子Ｌ１ｐ２の例示である。第３レンズ素子Ｌ３はレンズ素子Ｌ１ｎ１の例示である。第４レンズ素子Ｌ４はレンズ素子Ｌ１ｐ３の例示である。
第２レンズ群Ｇ２は、正のパワーを有する第５レンズ素子Ｌ５と、負のパワーを有する第６レンズ素子Ｌ６と、で構成される。
第５レンズ素子Ｌ５と第６レンズ素子Ｌ６は、例えば紫外線硬化型樹脂などの接着材などで接着され、接合レンズを構成する。
第５レンズ素子Ｌ５はレンズ素子Ｌ２ｐの例示である。第６レンズ素子Ｌ６はレンズ素子Ｌ２ｎの例示である。
第３レンズ群Ｇ３は、正のパワーを有する第７レンズ素子Ｌ７と、負のパワーを有する第８レンズ素子Ｌ８と、負のパワーを有する第９レンズ素子Ｌ９と、で構成される。
第７レンズ素子Ｌ７と第８レンズ素子Ｌ８は、例えば紫外線硬化型樹脂などの接着材などで接着され、接合レンズを構成する。
以下に、本実施の形態の撮像光学系の各レンズ群を構成する各レンズ素子について、説明する。
まず、第１レンズ群Ｇ１内における各レンズ素子について、説明する。
第１レンズ素子Ｌ１は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第２レンズ素子Ｌ２は、両凸レンズである。第３レンズ素子Ｌ３は、両凹レンズである。第４レンズ素子Ｌ４は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。
つぎに、第２レンズ群Ｇ２内におけるレンズ素子について、説明する。
第５レンズ素子Ｌ５は、両凸レンズである。第６レンズ素子Ｌ６は、両凹レンズである。
つぎに、第３レンズ群Ｇ３内におけるレンズ素子について、説明する。
第７レンズ素子Ｌ７は、両凸レンズである。第８レンズ素子Ｌ８は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。第９レンズ素子Ｌ９は、像側に凸面を有するメニスカスレンズであり、その両面は非球面である。
そして、本実施の形態の撮像光学系において、無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１は移動せず、開口絞りＡは移動せず、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って像側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は移動しない。
すなわち、各レンズ群の間隔を変化させてフォーカシングを行う。
（実施の形態５）
以下に、実施の形態５に係る撮像光学系について、図９を用いて、説明する。
図９は実施の形態５に係る撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図およびその動作を示している。
図９に示すように、本実施の形態の撮像光学系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＡと、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、平行平板ガラスＰなどで構成される。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ素子Ｌ１と、正のパワーを有する第２レンズ素子Ｌ２と、負のパワーを有する第３レンズ素子Ｌ３と、正のパワーを有する第４レンズ素子Ｌ４と、で構成される。
第２レンズ素子Ｌ２と第３レンズ素子Ｌ３は、例えば紫外線硬化型樹脂などの接着材などで接着され、接合レンズを構成する。
第１レンズ素子Ｌ１はレンズ素子Ｌ１ｐ１の例示である。第２レンズ素子Ｌ２はレンズ素子Ｌ１ｐ２の例示である。第３レンズ素子Ｌ３はレンズ素子Ｌ１ｎ１の例示である。第４レンズ素子Ｌ４はレンズ素子Ｌ１ｐ３の例示である。
第２レンズ群Ｇ２は、正のパワーを有する第５レンズ素子Ｌ５と、負のパワーを有する第６レンズ素子Ｌ６と、で構成される。
第５レンズ素子Ｌ５と第６レンズ素子Ｌ６は、例えば紫外線硬化型樹脂などの接着材などで接着され、接合レンズを構成する。
第５レンズ素子Ｌ５はレンズ素子Ｌ２ｐの例示である。第６レンズ素子Ｌ６はレンズ素子Ｌ２ｎの例示である。
第３レンズ群Ｇ３は、正のパワーを有する第７レンズ素子Ｌ７と、負のパワーを有する第８レンズ素子Ｌ８と、正のパワーを有する第９レンズ素子Ｌ９と、負のパワーを有する第１０レンズ素子Ｌ１０と、負のパワーを有する第１１レンズ素子Ｌ１１と、で構成される。
第７レンズ素子Ｌ７と第８レンズ素子Ｌ８は、例えば紫外線硬化型樹脂などの接着材などで接着され、接合レンズを構成する。
以下に、本実施の形態の撮像光学系の各レンズ群を構成する各レンズ素子について、説明する。
まず、第１レンズ群Ｇ１内における各レンズ素子について、説明する。
第１レンズ素子Ｌ１は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第２レンズ素子Ｌ２は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第３レンズ素子Ｌ３は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第４レンズ素子Ｌ４は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。
つぎに、第２レンズ群Ｇ２内におけるレンズ素子について、説明する。
第５レンズ素子Ｌ５は、両凸レンズである。第６レンズ素子Ｌ６は、両凹レンズである。
つぎに、第３レンズ群Ｇ３内におけるレンズ素子について、説明する。
第７レンズ素子Ｌ７は、両凸レンズである。第８レンズ素子Ｌ８は、両凹レンズである。第９レンズ素子Ｌ９は、両凸レンズである。第１０レンズ素子Ｌ１０は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。第１１レンズ素子Ｌ１１は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。
そして、本実施の形態の撮像光学系において、無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１は移動せず、開口絞りＡは移動せず、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って像側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は移動しない。
すなわち、各レンズ群の間隔を変化させてフォーカシングを行う。
（条件及び効果等）
以下、実施の形態１から実施の形態５に係る撮像光学系の構成を満足することが可能な条件について、説明する。
つまり、各実施の形態に係る撮像光学系に対しては、複数の可能な条件が規定される。この場合、複数の条件すべてを満足する撮像光学系の構成が最も効果的である。
しかしながら、以下で述べる個別の条件を満足することにより、それぞれに対応する効果を奏する撮像光学系を得ることも可能である。
例えば、実施の形態１から実施の形態５に係る撮像光学系は、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＡと、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、を備える。第２レンズ群Ｇ２は、正のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｐと、負のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｎと、を有する。無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群とが像面に対して固定され、前記第２レンズ群が物体側から像側に光軸に沿って移動する。そして、以下の条件（１）、（２）および（３）を満足することが望ましい。
１５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ ２７ ・・・（１）
７．５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｎ － ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ １６ ・・・（２）
１．７０ ＜ ｎｄ＿Ｇ２ｎ ＜ ２．１ ・・・（３）
ここで、
ｖｄ＿Ｇ２ｐ：レンズ素子Ｌ２ｐのｄ線に対するアッベ数、
ｖｄ＿Ｇ２ｎ：レンズ素子Ｌ２ｎのｄ線に対するアッベ数、
ｎｄ＿Ｇ２ｎ：レンズ素子Ｌ２ｎのｄ線に対する屈折率、
である。
条件（１）は、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２に含まれる正レンズ素子のアッベ数の好ましい範囲を規定する条件である。ｖｄ＿Ｇ２ｐが条件（１）の下限（１５）以下になると、軸上色収差と倍率色収差をバランス良く補正することが困難となる。逆にｖｄ＿Ｇ２ｐが条件（１）の上限（２７）以上になると、合焦による色収差の変動を好適に抑制することが困難となる。
好ましくは、以下の条件（１ａ）、（１ｂ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
１７．５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｐ ・・・（１ａ）
ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ ２５．５ ・・・（１ｂ）
より好ましくは、以下の条件（１ｃ）、（１ｄ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
１８ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｐ ・・・（１ｃ）
ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ ２４ ・・・（１ｄ）
条件（２）は、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２に含まれる正レンズのアッベ数に対する負レンズのアッベ数の好ましい範囲を規定する条件である。（ｖｄ＿Ｇ２ｎ－ｖｄ＿Ｇ２ｐ）が条件（２）の下限（７．５）以下になると、軸上色収差と倍率色収差をバランス良く補正することが困難となる。逆に（ｖｄ＿Ｇ２ｎ－ｖｄ＿Ｇ２ｐ）が条件（１）の上限（１６）以上になると、合焦による色収差の変動を好適に抑制することが困難となる。
好ましくは、以下の条件（２ａ）、（２ｂ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
８．５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｎ － ｖｄ＿Ｇ２ｐ ・・・（２ａ）
ｖｄ＿Ｇ２ｎ － ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ １５．２ ・・・（２ｂ）
より好ましくは、以下の条件（２ｃ）、（２ｄ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
９．０ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｎ － ｖｄ＿Ｇ２ｐ ・・・（２ｃ）
ｖｄ＿Ｇ２ｎ － ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ １４．５ ・・・（２ｄ）
条件（３）は、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２に含まれる負レンズ素子の材料の好ましい範囲を規定する条件である。ｎｄ＿Ｇ２ｎが条件（３）の下限（１．７０）以下になると、パワーを確保するためには負レンズ素子の曲率半径の絶対値を小さくする必要があり、諸収差の補正が困難となる。逆にｎｄ＿Ｇ２ｎが条件（３）の上限（２．１）以上になると、非点収差と像面湾曲をバランス良く補正することが困難となる。
好ましくは、以下の条件（３ａ）、（３ｂ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
１．８０ ＜ ｎｄ＿Ｇ２ｎ ・・・（３ａ）
ｎｄ＿Ｇ２ｎ ＜ ２．０５ ・・・（３ｂ）
より好ましくは、以下の条件（３ｃ）、（３ｄ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
１．８５ ＜ ｎｄ＿Ｇ２ｎ ・・・（３ｃ）
ｎｄ＿Ｇ２ｎ ＜ ２．０１ ・・・（３ｄ）
また、前述の条件（１）、（２）および（３）を同時に満足する事により、諸収差を良好に補正する事ができるために、径方向の小型化、および撮像光学系の全長の小型化に有利な撮像光学系を提供できる。
また、撮像光学系は、例えば、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有するレンズ素子Ｌ１ｐ１と、正のパワーを有するレンズ素子Ｌ１ｐ２と、負のパワーを有するレンズ素子Ｌ１ｎ１と、正のパワーを有するレンズ素子Ｌ１ｐ３と、を備えるのが望ましい。
これにより、光束収束効果を高めながら、球面収差とコマ収差と色収差を良好に補正
することができる。そのため、第１レンズ群Ｇ１の各レンズ素子を小径化する事ができる。
また、撮像光学系は、例えば、第２レンズ群Ｇ２の正のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｐは、両凸レンズであり、第２レンズ群Ｇ２の負のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｎは、両凹レンズであるのが望ましい。
これにより、合焦による色収差の変動を好適に抑制しつつ、第２レンズ群Ｇ２を小型軽量化することができる。
また、例えば、撮像光学系は、以下の条件（４）を満足することが望ましい。
６５ ＜ ｖｄ＿Ｇ１ｐ＿ｍａｘ ＜ １００ ・・・（４）
ここで、
ｖｄ＿Ｇ１ｐ＿ｍａｘ：第１レンズ群Ｇ１を構成する正のパワーを有するレンズ素子のアッベ数の最大値、
である。
条件（４）は、第１レンズ群Ｇ１を構成する正のパワーを有するレンズ素子のアッベ数の最大値を規定する条件である。ｖｄ＿Ｇ１ｐ＿ｍａｘが条件（４）の下限（６５）以下になると、色収差を良好に補正することが困難となる。逆にｖｄ＿Ｇ１ｐ＿ｍａｘが条件（４）の上限（１００）以上になると、必要な屈折率を確保して球面収差等の諸収差を良好に補正することが困難になる。
好ましくは、以下の条件（４ａ）、（４ｂ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
７０ ＜ ｖｄ＿Ｇ１ｐ＿ｍａｘ ・・・（４ａ）
ｖｄ＿Ｇ１ｐ＿ｍａｘ ＜ ９０ ・・・（４ｂ）
より好ましくは、以下の条件（４ｃ）、（４ｄ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
７５ ＜ ｖｄ＿Ｇ１ｐ＿ｍａｘ ・・・（４ｃ）
ｖｄ＿Ｇ１ｐ＿ｍａｘ ＜ ８５ ・・・（４ｄ）
また、例えば、撮像光学系は、以下の条件（５）を満足することが望ましい。
－０．０７ ＜ （Ｐｇ＿Ｆ ＋ ０．００１８０２×ｖｄ＿Ｇ１ｎ － ０．６４８３２） ＜ ０．０１５ ・・・（５）
ここで、
Ｐｇ＿Ｆ ：第１レンズ群Ｇ１を構成する負のパワーを有するレンズ素子のｇ線とＦ線間の部分分散比、
ｖｄ＿Ｇ１ｎ：第１レンズ群Ｇ１を構成する負のパワーを有するレンズ素子のアッベ数、
である。
条件（５）は、第１レンズ群Ｇ１を構成する負レンズ素子の材料の好ましい範囲を規定する。
（Ｐｇ＿Ｆ ＋ ０．００１８０２×ｖｄ＿Ｇ１ｎ － ０．６４８３２）が条件（５）の下限（－０．０７）以下になると、軸上色収差が大きく発生してしまう。
逆に（Ｐｇ＿Ｆ ＋ ０．００１８０２×ｖｄ＿Ｇ１ｎ － ０．６４８３２）が条件（５）の上限（０．０１５）以上になると、良好な色収差の補正が困難となる。
好ましくは、以下の条件（５ａ）、（５ｂ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
－０．０３ ＜ Ｐｇ＿Ｆ ＋ ０．００１８０２×ｖｄ＿Ｇ１ｎ － ０．６４８３２ ・・・（５ａ）
Ｐｇ＿Ｆ ＋ ０．００１８０２×ｖｄ＿Ｇ１ｎ － ０．６４８３２ ＜ ０．０１０ ・・・（５ｂ）
より好ましくは、以下の条件（５ｃ）、（５ｄ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
－０．０１ ＜ Ｐｇ＿Ｆ ＋ ０．００１８０２×ｖｄ＿Ｇ１ｎ － ０．６４８３２ ・・・（５ｃ）
Ｐｇ＿Ｆ ＋ ０．００１８０２×ｖｄ＿Ｇ１ｎ － ０．６４８３２ ＜ ０．００８ ・・・（５ｄ）
また、例えば、撮像光学系は、以下の条件（６）を満足することが望ましい。
０．９ ＜ ＴＬ／ｆ ＜ １．４ ・・・（６）
ここで、
ＴＬ：撮像光学系の光学全長であって、最も物体側のレンズ素子の物体側の面から像面までの光軸上距離、
ｆ ：無限遠物体に合焦した状態における撮像光学系全体の焦点距離、
条件（６）は、無限遠物体に合焦した状態における撮像光学系の焦点距離に対する光学全長の好ましい範囲を規定する。（ＴＬ／ｆ）が条件（６）の下限（０．９）以下になると、諸収差を良好に補正することが困難となる。逆に（ＴＬ／ｆ）が条件（６）の上限（１．４）以上になると、撮像光学系の光学全長が大きくなる。
好ましくは、以下の条件（６ａ）、（６ｂ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
１．０ ＜ ＴＬ／ｆ ・・・（６ａ）
ＴＬ／ｆ ＜ １．３３ ・・・（６ｂ）
より好ましくは、以下の条件（６ｃ）、（６ｄ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
１．１ ＜ ＴＬ／ｆ ・・・（６ｃ）
ＴＬ／ｆ ＜ １．２５ ・・・（６ｄ）
また、例えば、撮像光学系は、第３レンズ群Ｇ３の最も像側のレンズ素子は、像側に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカスレンズであり、以下の条件（７）を満足することが望ましい。
－１．２ ＜ ｆ＿Ｇ３ｎ ／ｆ ＜ －０．２ ・・・（７）
ここで、
ｆ＿Ｇ３ｎ：第３レンズ群Ｇ３における最も像側のレンズ素子の焦点距離、
ｆ ：無限遠物体に合焦した状態における撮像光学系全体の焦点距離、
である。
条件（７）は、無限遠物体に合焦した状態における撮像光学系全系の焦点距離に対する、第３レンズ群Ｇ３における最も像側のレンズ素子の焦点距離の好ましい範囲を規定する。（ｆ＿Ｇ３ｎ／ｆ）が条件（７）の下限（－１．２）以下になると、小型化と諸収差の補正の両立が困難となる。逆に（ｆ＿Ｇ３ｎ／ｆ）が条件（７）の上限（－０．２）以上になると、像面湾曲や非点収差を良好に補正する事が困難となる。
好ましくは、以下の条件（７ａ）、（７ｂ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
－１．１ ＜ ｆ＿Ｇ３ｎ／ｆ ・・・（７ａ）
ｆ＿Ｇ３ｎ／ｆ ＜ －０．３ ・・・（７ｂ）
より好ましくは、以下の条件（７ｃ）、（７ｄ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
－１．０ ＜ ｆ＿Ｇ３ｎ／ｆ ・・・（７ａ）
ｆ＿Ｇ３ｎ／ｆ ＜ －０．４ ・・・（７ｂ）
また、例えば、撮像光学系は、以下の条件（８）を満足することが望ましい。
０．３ ＜ （Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１－Ｒ２２） ＜ １．０ ・・・（８）
ここで、
Ｒ２１：第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ素子の物体側の面の曲率半径、
Ｒ２２：第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ素子の像側の面の曲率半径、
である。
条件（８）は、第２レンズ群Ｇ２を構成する最も物体側のレンズ素子の好ましい形状因子を規定した式で条件である。（（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１－Ｒ２２））が条件（８）の下限（０．３）以下になると、諸収差の補正が困難となる。逆に（（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１－Ｒ２２））が条件（８）の上限（１．０）以上になると、第２レンズ群の最も物体側のレンズ面は、物体側に凹面を向けた形状となり、像面湾曲の補正が困難となる。
好ましくは、以下の条件（８ａ）、（８ｂ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
０．４ ＜ （Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１－Ｒ２２） ・・・（８ａ）
（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１－Ｒ２２） ＜ ０．９５ ・・・（８ｂ）
より好ましくは、以下の条件（８ｃ）、（８ｄ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
０．５ ＜ （Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１－Ｒ２２） ・・・（８ｃ）
（Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１－Ｒ２２） ＜ ０．９ ・・・（８ｄ）
また、例えば、撮像光学系は、以下の条件（９）を満足することが望ましい。
０．４ ＜ ＢＦ／ＩＨ＿ｍａｘ ＜ １．８ ・・・（９）
ここで、
ＢＦ：最も像側のレンズ素子の像側の面から像面までの空気換算長距離、
ＩＨ＿ｍａｘ：最大像高、
である。
条件（９）は、最大像高に対するバックフォーカスの好ましい範囲を規定する条件である。（ＢＦ／ＩＨ＿ｍａｘ）が条件（９）の下限（０．４）以下になると、最も像側のレンズ外径が大きくなり、大型化してしまう。逆に（ＢＦ／ＩＨ＿ｍａｘ）が条件（９）の上限（１．８）以上になると、バックフォーカスが長くなり、小型化が困難となる。
好ましくは、以下の条件（９ａ）、（９ｂ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
０．５ ＜ ＢＦ／ＩＨ＿ｍａｘ ・・・（９ａ）
ＢＦ／ＩＨ＿ｍａｘ ＜ １．４ ・・・（９ｂ）
より好ましくは、以下の条件（９ｃ）、（９ｄ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
０．５５ ＜ ＢＦ／ＩＨ＿ｍａｘ ・・・（９ｃ）
ＢＦ／ＩＨ＿ｍａｘ ＜ １．０ ・・・（９ｄ）
（実施の形態１を適用した撮像装置の概略構成）
図１１は、実施の形態１に係る撮像光学系を適用した撮像装置の概略構成を示す。なお、本実施の形態２から５に係る撮像光学系を撮像装置に適用することも可能である。
撮像装置１００は、筐体１０４と、撮像素子１０２と、実施の形態１に係る撮像光学系１０１と、で構成されている。撮像装置１００の具体例はデジタルカメラである。
鏡筒３０２は、撮像光学系１０１の各レンズ群と、開口絞りＡを保持する。
撮像素子１０２は、本実施の形態１に係る撮像光学系における像面Ｓの位置に配置されている。
撮像光学系１０１には、第２レンズ群Ｇ２がフォーカシングの際に移動するように、筐体１０４に含まれるアクチュエータ及びやレンズ枠が取り付け又は結合構成されている。
これにより、諸収差を良好に補正できる撮像装置を実現することができる。
なお、以上説明した実施の形態１に係る撮像光学系をデジタルカメラに適用した例を示したが、監視カメラ、スマートフォン等に適用することもできる。
（実施の形態１を適用したカメラシステムの概略構成）
図１２は、実施の形態１に係る撮像光学系を適用したカメラシステムの概略構成を示す。なお、本実施の形態２から５に係る撮像光学系をカメラシステムに適用することも可能である。
カメラシステム２００は、カメラ本体２０１と、カメラ本体２０１に着脱自在に接続される交換レンズ装置３００とを備える。
カメラ本体２０１は、交換レンズ装置３００の撮像光学系によって形成される光学像を受光して、電気的な画像信号に変換する撮像素子２０２と、撮像素子２０２によって変換された画像信号を表示するモニタ２０３と、画像信号を記憶するメモリ（図示せず）と、カメラマウント部２０４と、ファインダ２０５と、を含む。
交換レンズ装置３００の撮像光学系は、実施の形態１に係る撮像光学系である。
鏡筒３０２は、撮像光学系３０１の各レンズ群と、開口絞りＡを保持し、カメラ本体２０１のカメラマウント部２０４に接続されるレンズマウント部３０４とを含む。
カメラマウント部２０４及びレンズマウント部３０４は、物理的な接続のみならず、カメラ本体２０１内のコントローラ（図示せず）と交換レンズ装置３００内のコントローラ（図示せず）とを電気的に接続し、相互の信号のやり取りを可能とするインターフェースとしても機能する。
撮像光学系３０１は、鏡筒３０２が保持する各レンズ群と、カメラ本体２０１と、から構成される撮像光学系３０１には、第２レンズ群Ｇ２がフォーカシングの際に移動するように、交換レンズ装置３００内のコントローラによって制御されるアクチュエータやレンズ枠が構成されている。
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１から５を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
実施の形態１から５に係る撮像光学系を構成している各レンズ群は、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レンズ素子（すなわち、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ素子）のみで構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、回折により入射光線を偏向させる回折型レンズ素子、回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ素子、入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ素子等で、各レンズ群を構成してもよい。特に、屈折・回折ハイブリッド型レンズ素子において、屈折率の異なる媒質の界面に回折構造を形成すると、回折効率の波長依存性が改善されるので、好ましい。これにより、諸収差の良好なカメラを実現することができる。
実施の形態１から５では、撮像光学系の一例として、単焦点レンズ系を説明した。撮像光学系は、光学像を受光して電気的な画像信号に変換する撮像素子に撮像光学系が形成する光学像を結像できるものであればよい。したがって、撮像光学系は、単焦点光学系に限定されない。撮像光学系を構成するレンズ素子、または複数のレンズ素子からなるレンズ群の全て、または一部を広角端から望遠端へのズーミング時に移動させても良い。
（数値実施例）
以下、実施の形態１から５に係る撮像光学系を具体的に実施した数値実施例を説明する。なお、各数値実施例において、表中の長さの単位はすべて「ｍｍ」であり、画角の単位はすべて「°」である。また、各数値実施例において、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄ（ｖｄとも記す）はｄ線に対するアッベ数、Ｐｇ，Ｆ（Ｐｇ＿Ｆとも記す）はｇ線とＦ線間の部分分散比である。また、各数値実施例において、＊印を付した面は非球面であり、非球面形状は次式で定義している。
Figure 0007489576000001
ここで、
Ｚ：光軸からの高さがｈの非球面上の点から、非球面頂点の接平面までの距離、
ｈ：光軸からの高さ、
ｒ：頂点曲率半径、
κ：円錐定数、
Ａｎ：ｎ次の非球面係数
である。
図２、図４、図６、図８および図１０は、各々実施例１から５に係る撮像光学系の無限遠合焦状態の縦収差図を示している。
各縦収差図は、左側から順に、球面収差（ＳＡ（ｍｍ））、非点収差（ＡＳＴ（ｍｍ））、歪曲収差（ＤＩＳ（％））を示す。球面収差図において、縦軸はＦナンバー（図中、Ｆで示す）を表し、実線はｄ線（ｄ－ｌｉｎｅ）、短破線はＦ線（Ｆ－ｌｉｎｅ）、長破線はＣ線（Ｃ－ｌｉｎｅ）の特性である。非点収差図において、縦軸は像高（図中、Ｈで示す）を表し、実線はサジタル平面（図中、ｓで示す）、破線はメリディオナル平面（図中、ｍで示す）の特性である。歪曲収差図において、縦軸は像高（図中、Ｈで示す）を表す。
（数値実施例１）
数値実施例１の撮像光学系は、図１に示した実施の形態１に対応する。数値実施例１の撮像光学系の面データを表１Ａに、非球面データを表１Ｂに、無限遠合焦状態、中間合焦状態、および近接物体合焦状態での各種データを表１Ｃに、単レンズデータを表１Ｄに示す。
（表１Ａ：面データ）
面番号 r d nd vd Pg,F
物面 ∞
1 37.42050 5.28920 1.72916 54.7
2 286.32700 0.16000
3 28.68780 4.74170 1.49700 81.6
4 -587.59680 0.01000 1.56732 42.8
5 -587.59680 1.12000 1.77047 29.7 0.5951
6 22.96610 3.33700
7 31.92530 2.65700 1.77047 29.7
8 97.66870 5.66800
9(絞り) ∞ 1.99840
10 154.17860 3.18920 1.85896 22.7
11 -24.27010 0.01000 1.56732 42.8
12 -24.27010 0.64000 1.91082 35.2
13 29.62700 12.10320
14 44.49080 6.83830 1.69680 55.5
15 -23.39400 0.01000 1.56732 42.8
16 -23.39400 7.80450 1.84666 23.8
17 -33.88880 12.31030
18* -16.51790 2.40000 1.68863 31.2
19* -51.60120 10.67900
20 ∞ 1.44000 1.51680 64.2
21 ∞ 0.80000
22 ∞ BF
像面 ∞
（表１Ｂ：非球面データ）
第18面
K=-5.67670E-02, A4=-3.73353E-06, A6= 4.97385E-07, A8=-3.47042E-09
A10= 8.05580E-12, A12= 6.51315E-14, A14=-4.34322E-16, A16= 7.82725E-19
第19面
K= 0.00000E+00, A4=-2.66877E-05, A6= 3.78516E-07, A8=-2.94650E-09
A10= 1.24284E-11, A12=-2.45662E-14, A14= 9.31552E-18, A16= 2.28212E-20
（表１Ｃ：無限遠合焦状態での各種データ）
焦点距離 71.2800
Ｆナンバー 2.56051
画角 17.1033
像高 21.6330
レンズ全長 83.2058
ＢＦ 0.00000
入射瞳位置 16.1485
射出瞳位置 -43.8448
前側主点位置 -28.3515
後側主点位置 11.9646
（表１Ｄ：単レンズデータ）
レンズ 始面 焦点距離
1 1 58.5111
2 3 55.1762
3 5 -28.6638
4 7 60.4938
5 10 24.6157
6 12 -14.5649
7 14 22.9530
8 16 -135.3814
9 18 -36.2924
（数値実施例２）
数値実施例２の撮像光学系は、図３に示した実施の形態２に対応する。数値実施例２の撮像光学系の面データを表２Ａに、非球面データを表２Ｂに、無限遠合焦状態での各種データを表２Ｃに、単レンズデータを表２Ｄに示す。
（表２Ａ：面データ）
面番号 r d nd vd Pg,F
物面 ∞
1 42.23710 4.30390 1.72916 54.7
2 474.45880 0.16000
3 26.07590 4.91840 1.49700 81.6
4 -2188.66280 0.01000 1.56732 42.8
5 -2188.66280 1.12000 1.77047 29.7 0.5951
6 23.22640 3.89480
7 32.51890 2.50530 1.69895 30.0
8 128.07330 5.33140
9(絞り) ∞ 2.04190
10 107.59030 3.12440 1.84666 23.8
11 -23.47020 0.01000 1.56732 42.8
12 -23.47020 0.64000 1.91082 35.2
13 29.17060 12.15890
14 54.53740 6.53630 1.69680 55.5
15 -22.14550 0.01000 1.56732 42.8
16 -22.14550 6.55050 1.84666 23.8
17 -30.98800 11.73010
18* -18.66420 2.40000 1.68827 31.1
19* -103.35270 10.32000
20 ∞ 1.44000 1.51680 64.2
21 ∞ 0.80000
22 ∞ BF
像面 ∞
（表２Ｂ：非球面データ）
第18面
K=-5.87143E+00, A4=-1.97508E-04, A6= 1.53437E-06, A8=-8.45962E-09
A10= 2.00562E-11, A12= 5.56278E-14, A14=-4.52222E-16, A16= 7.81495E-19
第19面
K= 0.00000E+00, A4=-9.89345E-05, A6= 8.64386E-07, A8=-5.07647E-09
A10= 1.79761E-11, A12=-3.21101E-14, A14= 1.27561E-17, A16= 2.40865E-20
（表２Ｃ：無限遠合焦状態での各種データ）
焦点距離 69.9300
Ｆナンバー 2.56040
画角 17.2879
像高 21.6330
レンズ全長 80.0059
ＢＦ 0.00000
入射瞳位置 16.1848
射出瞳位置 -40.7998
前側主点位置 -33.6397
後側主点位置 10.1114
（表２Ｄ：単レンズデータ）
レンズ 始面 焦点距離
1 1 63.3204
2 3 51.8874
3 5 -29.8226
4 7 61.6933
5 10 23.0081
6 12 -14.1970
7 14 23.4232
8 16 -138.8079
9 18 -33.4807
（数値実施例３）
数値実施例３の撮像光学系は、図５に示した実施の形態３に対応する。数値実施例３の撮像光学系の面データを表３Ａに、非球面データを表３Ｂに、無限遠合焦状態での各種データを表３Ｃに、単レンズデータを表３Ｄに示す。
（表３Ａ：面データ）
面番号 r d nd vd Pg,F
物面 ∞
1 38.20590 4.39290 1.72916 54.7
2 334.77020 0.16000
3 26.49990 4.73530 1.49700 81.6
4 -690.01370 0.01000 1.56732 42.8
5 -690.01370 1.12000 1.77047 29.7 0.5951
6 22.71450 3.19810
7 31.97170 2.48020 1.69895 30.0
8 113.32290 5.40510
9(絞り) ∞ 1.98390
10 103.69050 2.89380 1.92286 18.9
11 -26.94750 0.01000 1.56732 42.8
12 -26.94750 0.64000 2.00100 29.1
13 30.13990 12.14410
14 45.72510 6.87850 1.69680 55.5
15 -23.33750 0.01000 1.56732 42.8
16 -23.33750 7.20000 1.84666 23.8
17 -32.95680 11.78380
18* -21.47790 2.40000 1.68827 31.1
19* -715.75540 10.32000
20 ∞ 1.44000 1.51680 64.2
21 ∞ 0.80000
22 ∞ BF
像面 ∞
（表３Ｂ：非球面データ）
第18面
K=-3.50816E+00, A4=-1.45951E-04, A6= 9.36288E-07, A8=-3.66008E-09
A10=-1.34960E-12, A12= 8.76338E-14, A14=-3.65363E-16, A16= 5.07907E-19
第19面
K= 0.00000E+00, A4=-1.05479E-04, A6= 8.16041E-07, A8=-4.31915E-09
A10= 1.44292E-11, A12=-2.68281E-14, A14= 2.01686E-17, A16= 2.38959E-21
（表３Ｃ：無限遠合焦状態での各種データ）
焦点距離 69.9207
Ｆナンバー 2.56034
画角 17.3358
像高 21.6330
レンズ全長 80.0057
ＢＦ 0.00000
入射瞳位置 15.0981
射出瞳位置 -39.8876
前側主点位置 -37.4504
後側主点位置 10.1169
（表３Ｄ：単レンズデータ）
レンズ 始面 焦点距離
1 1 58.7802
2 3 51.4609
3 5 -28.5223
4 7 62.9303
5 10 23.4258
6 12 -14.1337
7 14 23.1203
8 16 -143.7784
9 18 -32.2164
（数値実施例４）
数値実施例４の撮像光学系は、図７に示した実施の形態４に対応する。数値実施例４の撮像光学系の面データを表４Ａに、非球面データを表４Ｂに、無限遠合焦状態での各種データを表４Ｃに、単レンズデータを表４Ｄに示す。
（表４Ａ：面データ）
面番号 r d nd vd Pg,F
物面 ∞
1 38.33900 4.44760 1.72916 54.7
2 368.82030 0.16000
3 26.71280 4.75640 1.49700 81.6
4 -550.98940 0.01000 1.56732 42.8
5 -550.98940 1.12000 1.77047 29.7 0.5951
6 22.98590 3.15940
7 31.85230 2.47110 1.69895 30.0
8 110.51870 5.40140
9(絞り) ∞ 2.01670
10 117.65100 2.76600 1.86966 20.0
11 -27.98380 0.01000 1.56732 42.8
12 -27.98380 0.64000 1.95375 32.3
13 29.53370 12.06010
14 44.82630 6.66520 1.69680 55.5
15 -23.62100 0.01000 1.56732 42.8
16 -23.62100 7.20000 1.84666 23.8
17 -33.61740 12.13190
18* -21.18130 2.40000 1.68948 31.0
19* -307.10570 10.32000
20 ∞ 1.44000 1.51680 64.2
21 ∞ 0.80000
22 ∞ BF
像面 ∞
（表４Ｂ：非球面データ）
第18面
K=-3.27072E+00, A4=-1.36741E-04, A6= 8.63965E-07, A8=-3.35249E-09
A10= 4.72899E-13, A12= 6.12652E-14, A14=-2.61412E-16, A16= 3.69233E-19
第19面
K= 0.00000E+00, A4=-9.92689E-05, A6= 7.51138E-07, A8=-3.77746E-09
A10= 1.17716E-11, A12=-1.90564E-14, A14= 6.88438E-18, A16= 1.31778E-20
（表４Ｃ：無限遠合焦状態での各種データ）
焦点距離 70.0530
Ｆナンバー 2.56072
画角 17.3029
像高 21.6330
レンズ全長 79.9858
ＢＦ 0.00000
入射瞳位置 15.1118
射出瞳位置 -40.2574
前側主点位置 -36.6749
後側主点位置 9.9531
（表４Ｄ：単レンズデータ）
レンズ 始面 焦点距離
1 1 58.3483
2 3 51.4036
3 5 -28.6146
4 7 63.2069
5 10 26.2265
6 12 -14.9844
7 14 23.1254
8 16 -140.0812
9 18 -33.1099
（数値実施例５）
数値実施例５の撮像光学系は、図９に示した実施の形態５に対応する。数値実施例５の撮像光学系の面データを表５Ａに、非球面データを表５Ｂに、無限遠合焦状態での各種データを表５Ｃに、単レンズデータを表５Ｄに示す。
（表５Ａ：面データ）
面番号 r d nd vd Pg,F
物面 ∞
1 32.03760 3.89960 1.91082 35.2
2 97.54060 0.16000
3 27.22900 4.06800 1.49700 81.6
4 206.42800 0.01000 1.56732 42.8
5 206.42800 1.04000 1.85451 25.2 0.6103
6 21.41650 3.40760
7 36.23980 2.10670 1.91082 35.2
8 108.50720 5.67400
9(絞り) ∞ 1.90740
10 474.89680 2.39880 1.94595 18.0
11 -30.86250 0.01000 1.56732 42.8
12 -30.86250 0.64000 1.95375 32.3
13 31.03510 12.37930
14 31.88710 4.94880 1.62041 60.3
15 -72.01340 0.01000 1.56732 42.8
16 -72.01340 0.96000 1.84666 23.8
17 65.06370 3.80650
18 51.75600 7.90140 1.83481 42.7
19 -51.61050 7.60760
20 -33.68370 1.20040 1.48749 70.4
21 -80.93720 4.96240
22 -22.53840 1.73010 1.60311 60.7
23 -53.35570 10.93700
24 ∞ 1.44000 1.51680 64.2
25 ∞ 0.80000
26 ∞ BF
像面 ∞
（表５Ｂ：非球面データ）
本数値実施例には非球面は存在せず。
（表５Ｃ：無限遠合焦状態での各種データ）
各種データ
焦点距離 69.9294
Ｆナンバー 2.56145
画角 17.4660
像高 21.6330
レンズ全長 84.0057
ＢＦ 0.00000
入射瞳位置 13.6437
射出瞳位置 -52.3590
前側主点位置 -9.7689
後側主点位置 14.1066
（表５Ｄ：単レンズデータ）
レンズ 始面 焦点距離
1 1 50.9328
2 3 62.6397
3 5 -28.0369
4 7 58.9216
5 10 30.7060
6 12 -16.1432
7 14 36.2849
8 16 -40.2424
9 18 32.0704
10 20 -119.3437
11 22 -66.0972
（条件の対応値）
以下、条件（１）～条件（９）の対応値を表１に示す。
Figure 0007489576000002
本開示に係る撮像光学系は、デジタルスチルカメラ、交換レンズ式デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話機器のカメラ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）のカメラ、スマートフォンのカメラ、監視システムにおける監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、車載カメラ、産業用カメラ等に適用可能である。特にデジタルスチルカメラシステム、デジタルビデオカメラシステムといった高画質が要求される撮影光学系に好適である。
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１ 第１レンズ素子
Ｌ２ 第２レンズ素子
Ｌ３ 第３レンズ素子
Ｌ４ 第４レンズ素子
Ｌ５ 第５レンズ素子
Ｌ６ 第６レンズ素子
Ｌ７ 第７レンズ素子
Ｌ８ 第８レンズ素子
Ｌ９ 第９レンズ素子
Ｌ１０ 第１０レンズ素子
Ｌ１１ 第１１レンズ素子
Ｐ 平行平板ガラス
Ａ 開口絞り
Ｓ 像面
１００ 撮像装置
１０１ 撮像光学系
１０２ 撮像素子
１０４ 筐体
２００ カメラシステム
２０１ カメラ本体
２０２ 撮像素子
２０３ モニタ
２０４ カメラマウント部
２０５ ファインダ
３００ 交換レンズ装置
３０１ 撮像光学系
３０２ 鏡筒
３０４ レンズマウント部

Claims (13)

  1. 最も物体側から像側へと順に、
    正のパワーを有する第１レンズ群と、
    開口絞りと、
    負のパワーを有する第２レンズ群と、
    正のパワーを有する第３レンズ群と、
    からなり、
    前記第２レンズ群は、
    両凸形状を有し、正のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｐと、
    両凹形状を有し、負のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｎと、
    で構成され、
    無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群とが像面に対して固定され、前記第２レンズ群が物体側から像側に光軸に沿って移動し、
    下記の条件（１）、（２）および（３）を満足し、
    １５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ ２７ ・・・（１）
    ７．５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｎ － ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ １６ ・・・（２）
    １．７０ ＜ ｎｄ＿Ｇ２ｎ ＜ ２．１ ・・・（３）
    ここで、
    ｖｄ＿Ｇ２ｐ：前記レンズ素子Ｌ２ｐのｄ線に対するアッベ数、
    ｖｄ＿Ｇ２ｎ：前記レンズ素子Ｌ２ｎのｄ線に対するアッベ数、
    ｎｄ＿Ｇ２ｎ：前記レンズ素子Ｌ２ｎのｄ線に対する屈折率、
    である、
    撮像光学系。
  2. 最も物体側から像側へと順に、
    正のパワーを有する第１レンズ群と、
    開口絞りと、
    負のパワーを有する第２レンズ群と、
    正のパワーを有する第３レンズ群と
    からなり、
    前記第２レンズ群は、
    正のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｐと、
    負のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｎと、
    で構成され、
    前記第３レンズ群の最も像側のレンズ素子は、像側に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカスレンズであり、
    無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群とが像面に対して固定され、前記第２レンズ群が物体側から像側に光軸に沿って移動し、
    下記の条件（１）、（２）、（３）および（７）を満足し、
    １５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ ２７ ・・・（１）
    ７．５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｎ － ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ １６ ・・・（２）
    １．７０ ＜ ｎｄ＿Ｇ２ｎ ＜ ２．１ ・・・（３）
    －１．２ ＜ ｆ＿Ｇ３ｎ／ｆ ＜ －０．２ ・・・（７）
    ここで、
    ｖｄ＿Ｇ２ｐ：前記レンズ素子Ｌ２ｐのｄ線に対するアッベ数、
    ｖｄ＿Ｇ２ｎ：前記レンズ素子Ｌ２ｎのｄ線に対するアッベ数、
    ｎｄ＿Ｇ２ｎ：前記レンズ素子Ｌ２ｎのｄ線に対する屈折率、
    ｆ＿Ｇ３ｎ：前記第３レンズ群における最も像側のレンズ素子の焦点距離、
    ｆ ：無限遠物体に合焦した状態における撮像光学系全体の焦点距離、
    である、
    撮像光学系。
  3. 最も物体側から像側へと順に、
    正のパワーを有する第１レンズ群と、
    開口絞りと、
    負のパワーを有する第２レンズ群と、
    正のパワーを有する第３レンズ群と
    からなり、
    前記第２レンズ群は、物体側から順に、
    正のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｐと、
    負のパワーを有するレンズ素子Ｌ２ｎと、
    で構成され、
    無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群とが像面に対して固定され、前記第２レンズ群が物体側から像側に光軸に沿って移動し、
    下記の条件（１）、（２）および（３）を満足し、
    １５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ ２７ ・・・（１）
    ７．５ ＜ ｖｄ＿Ｇ２ｎ － ｖｄ＿Ｇ２ｐ ＜ １６ ・・・（２）
    １．８５ ＜ ｎｄ＿Ｇ２ｎ ＜ ２．１ ・・・（３）
    ここで、
    ｖｄ＿Ｇ２ｐ：前記レンズ素子Ｌ２ｐのｄ線に対するアッベ数、
    ｖｄ＿Ｇ２ｎ：前記レンズ素子Ｌ２ｎのｄ線に対するアッベ数、
    ｎｄ＿Ｇ２ｎ：前記レンズ素子Ｌ２ｎのｄ線に対する屈折率、
    である、
    撮像光学系。
  4. 前記第１レンズ群は、物体側から像側へと順に、
    正のパワーを有するレンズ素子Ｌ１ｐ１と、
    正のパワーを有するレンズ素子Ｌ１ｐ２と、
    負のパワーを有するレンズ素子Ｌ１ｎ１と、
    正のパワーを有するレンズ素子Ｌ１ｐ３と、
    を備える、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像光学系。
  5. 前記レンズ素子Ｌ２ｐは、両凸レンズであり、
    前記レンズ素子Ｌ２ｎは、両凹レンズである、
    請求項２から４のいずれか１項に記載の撮像光学系。
  6. 下記の条件（４）を満足し、
    ６５ ＜ ｖｄ＿Ｇ１ｐ＿ｍａｘ ＜ １００ ・・・（４）
    ここで、
    ｖｄ＿Ｇ１ｐ＿ｍａｘ：前記第１レンズ群を構成する正のパワーを有するレンズ素子のアッベ数の最大値、
    である、
    請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像光学系。
  7. 下記の条件（５）を満足し、
    －０．０７ ＜ （Ｐｇ＿Ｆ ＋ ０．００１８０２×ｖｄ＿Ｇ１ｎ － ０．６４８３２） ＜ ０．０１５ ・・・（５）
    ここで、
    Ｐｇ＿Ｆ ：前記第１レンズ群を構成する負のパワーを有するレンズ素子のｇ線とＦ線間の部分分散比
    ｖｄ＿Ｇ１ｎ：前記第１レンズ群を構成する負のパワーを有するレンズ素子のアッベ数、
    である、
    請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像光学系。
  8. 下記の条件（６）を満足し、
    ０．９ ＜ ＴＬ／ｆ ＜ １．４ ・・・（６）
    ここで、
    ＴＬ：光学全長であって、最も物体側のレンズ素子の物体側の面から像面までの光軸上距離、
    ｆ ：無限遠物体に合焦した状態における撮像光学系全体の焦点距離、
    である、
    請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像光学系。
  9. 前記第３レンズ群の最も像側のレンズ素子は、像側に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカスレンズであり、
    下記の条件（７）を満足し、
    －１．２ ＜ ｆ＿Ｇ３ｎ／ｆ ＜ －０．２ ・・・（７）
    ここで、
    ｆ＿Ｇ３ｎ：前記第３レンズ群における最も像側のレンズ素子の焦点距離、
    ｆ ：無限遠物体に合焦した状態における撮像光学系全体の焦点距離、
    である、
    請求項１、請求項３、または請求項２を引用しない請求項４から８のいずれか１項に記載の撮像光学系。
  10. 下記の条件（８）を満足し、
    ０．３ ＜ （Ｒ２１＋Ｒ２２）／（Ｒ２１－Ｒ２２） ＜ １．０ ・・・（８）
    ここで、
    Ｒ２１：前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ素子の物体側の面の曲率半径、
    Ｒ２２：前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ素子の像側の面の曲率半径、
    である、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像光学系。
  11. 下記の条件（９）を満足し、
    ０．４ ＜ ＢＦ／ＩＨ＿ｍａｘ ＜ １．８ ・・・（９）
    ここで、
    ＢＦ：最も像側のレンズ素子の像側の面から像面までの空気換算長距離、
    ＩＨ＿ｍａｘ：最大像高、
    である、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の撮像光学系。
  12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の撮像光学系を含む交換レンズ装置と、
    前記交換レンズ装置とカメラマウント部を介して着脱自在に接続され、前記撮像光学系が形成する光学像を受光して電気的な画像信号に変換する撮像素子を含むカメラ本体と、を備える、カメラシステムであって、
    前記交換レンズ装置は、物体の光学的な像を前記撮像素子に形成する、
    カメラシステム。
  13. 物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行う撮像装置であって、
    物体の光学的な像を形成する請求項１から１１のいずれか１項に記載の撮像光学系と、
    前記撮像光学系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子と、
    を備える、
    撮像装置。
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