JPWO2018207238A1 - レンズ系、撮像装置、移動体及びシステム - Google Patents

Abstract

レンズ系は、物体側より像側に順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群を備える。第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１サブレンズ群、絞り、正の屈折力を有する第２サブレンズ群を含む。第３レンズ群は、第３レンズ群中で最も広い空気間隔を挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前群と、像側に配置された負の屈折力を有する後群とを含む。無限遠から近距離へのフォーカシングにおいて、第１レンズ群及び第３レンズ群が固定され、第２レンズ群が物体側に移動する。第１レンズ群の焦点距離をｆ１、無限遠における全系の焦点距離をｆｉとすると、条件式 １ ＜ ｆ１／ｆｉ ＜ １６を満足する。

Description

本発明は、レンズ系、撮像装置、移動体及びシステムに関する。

負負正の構成を持つ３群構成の固定焦点レンズが知られている（例えば、特許文献１を参照のこと。）。３枚のレンズを有すフォーカスレンズ群を備えるインナーフォーカス式の撮像光学系が知られている（例えば、特許文献２を参照のこと。）。単レンズを備えるフォーカスレンズ群を備えるインナーフォーカスレンズ系が知られている（例えば、特許文献３を参照のこと。）。
特許文献１ 特開２０１２−１７３４３５号公報
特許文献２ 特開２０１４−０９５８４１号公報
特許文献３ 特開２０１４−１４２６０４号公報

解決しようとする課題

小型で広角であり、収差が良好に補正されたレンズ系が望まれている。

一般的開示

本発明の一態様に係るレンズ系は、物体側より像側に順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群を備える。第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１サブレンズ群、絞り、正の屈折力を有する第２サブレンズ群を含んでよい。第３レンズ群は、第３レンズ群中で最も広い空気間隔を挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前群と、像側に配置された負の屈折力を有する後群とを含んでよい。無限遠から近距離へのフォーカシングにおいて、第１レンズ群及び第３レンズ群が固定され、第２レンズ群が物体側に移動してよい。第１レンズ群の焦点距離をｆ_１、無限遠における全系の焦点距離をｆ_ｉとすると、条件式
１ ＜ ｆ_１／ｆ_ｉ ＜ １６
を満足してよい。

第２レンズ群の焦点距離をｆ_２、無限遠における全系の焦点距離をｆ_ｉとすると、第２レンズ群のパワーが、条件式
１ ＜ ｆ_２／ｆ_ｉ ＜ ４
を満足してよい。

第２レンズ群は、２枚以下のレンズで構成され、少なくとも１枚の非球面レンズを含んでよい。

第１サブレンズ群の焦点距離をｆ_１ｆとし、第１レンズ群の屈折力をｆ_１とすると、条件式
−２＜ ｆ_１ｆ／ｆ_１ ＜ ０
を満足してよい。

第１レンズ群の物体側に負の屈折力を有する単レンズが配置されてよい。負の屈折力を有する単レンズのｄ線に対するアッベ数をνｎとすると、条件式
νｎ ＞ ４６
を満足してよい。

第３レンズ群の後群の焦点距離をｆ_３ｒとし、第３レンズ群の焦点距離をｆ_３とすると、条件式
０ ＜ ｆ_３ｒ／ｆ_３ ＜ ０．６
を満足してよい。

第３レンズ群の前群と第３レンズ群の後群との軸上間隔をＤ_３ｆｒとし、レンズ系における物体側のレンズの頂点からレンズ系における像側のレンズの像側面までの軸上の距離をＬｄとすると、条件式
０．０６＜ Ｄ_３ｆｒ／Ｌｄ ＜０．３
を満足してよい。

レンズ系は、全長固定の単焦点レンズ系であってよい。

本発明の一態様に係る撮像装置は、上記のレンズ系と、撮像素子とを備える。

本発明の一態様に係る移動体は、上記のレンズ系を備えて移動する。

移動体は無人航空機であってよい。

本発明の一態様に係るシステムは、上記のレンズ系と、レンズ系を変位可能に支持する支持機構とを備える。

上記のレンズ系によれば、小型で広角であり、収差が良好に補正されたレンズ系を提供することができる。

上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となりうる。

無人航空機（ＵＡＶ）１００及びコントローラ５０を備える移動体システム１０の一例を概略的に示す。 ＵＡＶ１００の機能ブロックの一例を示す。 第１実施例におけるレンズ系３００のレンズ構成を、撮像素子２２１とともに示す。 レンズ系３００の球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 第２実施例におけるレンズ系４００のレンズ構成を、撮像素子２２１とともに示す。 レンズ系４００の球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 第３実施例におけるレンズ系５００のレンズ構成を、撮像素子２２１とともに示す。 レンズ系５００の球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 第４実施例におけるレンズ系６００のレンズ構成を、撮像素子２２１とともに示す。 レンズ系６００の球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 第５実施例におけるレンズ系７００のレンズ構成を、撮像素子２２１とともに示す。 レンズ系７００の球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。 スタビライザ３０００の一例を示す外観斜視図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施の形態は請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。以下の実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。

請求の範囲、明細書、図面、及び要約書には、著作権による保護の対象となる事項が含まれる。著作権者は、これらの書類の何人による複製に対しても、特許庁のファイルまたはレコードに表示される通りであれば異議を唱えない。ただし、それ以外の場合、一切の著作権を留保する。

図１は、無人航空機（ＵＡＶ）１００及びコントローラ５０を備える移動体システム１０の一例を概略的に示す。ＵＡＶ１００は、ＵＡＶ本体１０１、ジンバル１１０、複数の撮像装置２３０、及び撮像装置２２０を備える。撮像装置２２０は、レンズ装置１６０及び撮像部１４０を備える。ＵＡＶ１００は、撮像装置を備えて移動する移動体の一例である。移動体とは、ＵＡＶの他、空中を移動する他の航空機、地上を移動する車両、水上を移動する船舶等を含む概念である。

ＵＡＶ本体１０１は、複数の回転翼を備える。ＵＡＶ本体１０１は、複数の回転翼の回転を制御することでＵＡＶ１００を飛行させる。ＵＡＶ本体１０１は、例えば、４つの回転翼を用いてＵＡＶ１００を飛行させる。回転翼の数は、４つには限定されない。ＵＡＶ１００は、回転翼を有さない固定翼機でもよい。

撮像装置２３０は、所望の撮像範囲に含まれる被写体を撮像する撮像用のカメラである。複数の撮像装置２３０は、ＵＡＶ１００の飛行を制御するためにＵＡＶ１００の周囲を撮像するセンシング用のカメラである。撮像装置２３０は、ＵＡＶ本体１０１に固定されていてよい。

２つの撮像装置２３０が、ＵＡＶ１００の機首である正面に設けられてよい。さらに他の２つの撮像装置２３０が、ＵＡＶ１００の底面に設けられてよい。正面側の２つの撮像装置２３０はペアとなり、いわゆるステレオカメラとして機能してよい。底面側の２つの撮像装置２３０もペアとなり、ステレオカメラとして機能してよい。複数の撮像装置２３０により撮像された画像に基づいて、ＵＡＶ１００の周囲の３次元空間データが生成されてよい。複数の撮像装置２３０により撮像された被写体までの距離は、複数の撮像装置２３０によるステレオカメラにより特定され得る。

ＵＡＶ１００が備える撮像装置２３０の数は４つには限定されない。ＵＡＶ１００は、少なくとも１つの撮像装置２３０を備えていればよい。ＵＡＶ１００は、ＵＡＶ１００の機首、機尾、側面、底面、及び天井面のそれぞれに少なくとも１つの撮像装置２３０を備えてもよい。撮像装置２３０は、単焦点レンズ又は魚眼レンズを有してもよい。ＵＡＶ１００に係る説明において、複数の撮像装置２３０を、単に撮像装置２３０と総称する場合がある。

コントローラ５０は、表示部５４と操作部５２を備える。操作部５２は、ＵＡＶ１００の姿勢を制御するための入力操作をユーザから受け付ける。コントローラ５０は、操作部５２が受け付けたユーザの操作に基づいて、ＵＡＶ１００を制御するための信号を送信する。例えば、操作部５２は、レンズ装置１６０のフォーカス位置を変更する操作を受け付ける。コントローラ５０は、フォーカス位置の変更を指示する信号をＵＡＶ１００に送信する。

コントローラ５０は、撮像装置２３０及び撮像装置２２０の少なくとも一方が撮像した画像を受信する。表示部５４は、コントローラ５０が受信した画像を表示する。表示部５４はタッチ式のパネルであってよい。コントローラ５０は、表示部５４を通じて、ユーザから入力操作を受け付けてよい。表示部５４は、撮像装置２２０に撮像させるべき被写体の位置をユーザが指定するユーザ操作等を受け付けてよい。

撮像部１４０は、レンズ装置１６０により結像された光学像の画像データを生成して記録する。レンズ装置１６０は、撮像部１４０と一体的に設けられてよい。レンズ装置１６０は、いわゆる交換レンズであってよい。レンズ装置１６０は、撮像部１４０に対して着脱可能に設けられてよい。

ジンバル１１０は、撮像装置２２０を可動に支持する支持機構を有する。撮像装置２２０は、ジンバル１１０を介してＵＡＶ本体１０１に取り付けられる。ジンバル１１０は、撮像装置２２０を、ピッチ軸を中心に回転可能に支持する。ジンバル１１０は、撮像装置２２０を、ロール軸を中心に回転可能に支持する。ジンバル１１０は、撮像装置２２０を、ヨー軸を中心に回転可能に支持する。ジンバル１１０は、ピッチ軸、ロール軸、及びヨー軸の少なくとも１つの軸を中心に、撮像装置２２０を回転可能に支持してよい。ジンバル１１０は、ピッチ軸、ロール軸、及びヨー軸のそれぞれを中心に、撮像装置２２０を回転可能に支持してよい。ジンバル１１０は、撮像部１４０を保持してもよい。ジンバル１１０は、レンズ装置１６０を保持してもよい。ジンバル１１０は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸の少なくとも１つを中心に撮像部１４０及びレンズ装置１６０を回転させることで、撮像装置２２０の撮像方向を変更してよい。

図２は、ＵＡＶ１００の機能ブロックの一例を示す。ＵＡＶ１００は、インタフェース１０２、制御部１０４、メモリ１０６、ジンバル１１０、撮像部１４０、及びレンズ装置１６０を備える。

インタフェース１０２は、コントローラ５０と通信する。インタフェース１０２は、コントローラ５０から各種の命令を受信する。制御部１０４は、コントローラ５０から受信した命令に従って、ＵＡＶ１００の飛行を制御する。制御部１０４は、ジンバル１１０、撮像部１４０、及びレンズ装置１６０を制御する。制御部１０４は、ＣＰＵ又はＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラなどにより構成されてよい。メモリ１０６は、制御部１０４がジンバル１１０、撮像部１４０、及びレンズ装置１６０を制御するのに必要なプログラムなどを格納する。

メモリ１０６は、コンピュータが可読な記録媒体でよい。メモリ１０６は、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。メモリ１０６は、ＵＡＶ１００の筐体に設けられてよい。ＵＡＶ１００の筐体から取り外し可能に設けられてよい。

ジンバル１１０は、制御部１１２、ドライバ１１４、ドライバ１１６、ドライバ１１８、駆動部１２４、駆動部１２６、駆動部１２８、及び支持機構１３０を有する。駆動部１２４、駆動部１２６及び駆動部１２８は、モータであってよい。

支持機構１３０は、撮像装置２２０を支持する。支持機構１３０は、撮像装置２２０の撮像方向を可動に支持する。支持機構１３０は、撮像部１４０及びレンズ装置１６０をヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸を中心に回転可能に支持する。支持機構１３０は、回転機構１３４、回転機構１３６、及び回転機構１３８を含む。回転機構１３４は、駆動部１２４を用いてヨー軸を中心に撮像部１４０及びレンズ装置１６０を回転させる。回転機構１３６は、駆動部１２６を用いてピッチ軸を中心に撮像部１４０及びレンズ装置１６０を回転させる。回転機構１３８は、駆動部１２８を用いてロール軸を中心に撮像部１４０及びレンズ装置１６０を回転させる。

制御部１１２は、制御部１０４からのジンバル１１０の動作命令に応じて、ドライバ１１４、ドライバ１１６、及びドライバ１１８に対して、それぞれの回転角度を示す動作命令を出力する。ドライバ１１４、ドライバ１１６、及びドライバ１１８は、回転角度を示す動作命令に従って駆動部１２４、駆動部１２６、及び駆動部１２８を駆動させる。回転機構１３４、回転機構１３６、及び回転機構１３８は、駆動部１２４、駆動部１２６、及び駆動部１２８によりそれぞれ駆動されて回転し、撮像部１４０及びレンズ装置１６０の姿勢を変更する。

撮像部１４０は、レンズ系３００を通過した光により撮像する。撮像部１４０は、制御部２２２、撮像素子２２１及びメモリ２２３を備える。制御部２２２は、ＣＰＵ又はＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラなどにより構成されてよい。制御部２２２は、制御部１０４からの撮像部１４０及びレンズ装置１６０に対する動作命令に応じて、撮像部１４０及びレンズ装置１６０を制御する。制御部２２２は、コントローラ５０から受信した信号に基づいて、レンズ装置１６０にフォーカス位置の移動を指示する制御命令をレンズ装置１６０に出力する。

メモリ２２３は、コンピュータが可読な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。メモリ２２３は、撮像部１４０の筐体の内部に設けられてよい。撮像部１４０の筐体から取り外し可能に設けられてよい。

撮像素子２２１は、撮像部１４０の筐体の内部に保持され、レンズ装置１６０を介して結像された光学像の画像データを生成して、制御部２２２に出力する。制御部２２２は、撮像素子２２１から出力された画像データをメモリ２２３に格納する。制御部２２２は、画像データを、制御部１０４を介してメモリ１０６に出力して格納してもよい。

レンズ装置１６０は、単焦点レンズである。レンズ装置１６０は全長固定レンズであってよい。レンズ装置１６０は、制御部１６２、メモリ１６３、駆動機構１６１、及びレンズ系３００を備える。レンズ系３００は、第１レンズ群３０１と、第２レンズ群３０２と、第３レンズ群３０３とを備える。本実施形態の説明において、レンズ系３００の光軸のことを、単に「光軸」と呼ぶ場合がある。また、「レンズ群」とは、１つ以上のレンズのまとまりのことをいう。単一のレンズから構成されるレンズのことも「レンズ群」と呼ぶ。

制御部１６２は、制御部２２２からの制御命令に従って、レンズ系３００が備えるフォーカスレンズを光軸に沿って変位させて焦点調節を行う。レンズ装置１６０のレンズ系３００により結像された像は、撮像部１４０により撮像される。レンズ系３００において、フォーカスレンズは第２レンズ群３０２である。

駆動機構１６１は、第２レンズ群３０２を変位させる。駆動機構１６１は、例えばアクチュエータと、第２レンズ群３０２を保持する保持部材とを備える。アクチュエータには、制御部１６２から駆動用のパルスが供給される。アクチュエータは、供給されたパルスに応じた駆動量だけ変位する。アクチュエータの変位に応じて保持部材が変位することにより、第２レンズ群３０２が変位する。これにより、焦点調節が行われる。撮像装置２２０において、拡大撮影はいわゆる電子ズームにより行われる。例えば、拡大撮影は、撮像素子２２１により撮像された画像の一部を切り出すことにより行われる。

レンズ装置１６０は、撮像部１４０と一体的に設けられてよい。レンズ装置１６０は、いわゆる交換レンズであってよい。レンズ装置１６０は、撮像部１４０に対して着脱可能に設けられてよい。

撮像装置２３０は、制御部２３２、制御部２３４、撮像素子２３１、メモリ２３３、及びレンズ２３５を備える。制御部２３２は、ＣＰＵ又はＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラなどにより構成されてよい。制御部２３２は、制御部１０４からの撮像素子２３１の動作命令に応じて、撮像素子２３１を制御する。

制御部２３４は、ＣＰＵ又はＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラなどにより構成されてよい。制御部２３４は、レンズ２３５に対する動作命令に応じて、レンズ２３５の焦点を制御してよい。制御部２３４は、レンズ２３５に対する動作命令に応じて、レンズ２３５が有する開口絞りを制御してよい。

メモリ２３３は、コンピュータが可読な記録媒体であってよい。メモリ２３３は、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。

撮像素子２３１は、レンズ２３５を介して結像された光学像の画像データを生成して、制御部２３２に出力する。制御部２３２は、撮像素子２３１から出力された画像データをメモリ２３３に格納する。

本実施形態では、ＵＡＶ１００が、制御部１０４、制御部１１２、制御部２２２、制御部２３２、制御部２３４、及び制御部１６２を備える例について説明する。しかし、制御部１０４、制御部１１２、制御部２２２、制御部２３２、制御部２３４、及び制御部１６２のうちの複数で実行される処理をいずれか１つの制御部が実行してよい。制御部１０４、制御部１１２、制御部２２２、制御部２３２、制御部２３４、及び制御部１６２で実行される処理を１つの制御部で実行してもよい。本実施形態では、ＵＡＶ１００が、メモリ１０６、メモリ２２３、及びメモリ２３３を備える例について説明する。メモリ１０６、メモリ２２３、及びメモリ２３３のうちの少なくとも１つに記憶される情報は、メモリ１０６、メモリ２２３、及びメモリ２３３のうちの他の１つ又は複数のメモリに記憶してよい。

図３は、第１実施例におけるレンズ系３００のレンズ構成を、撮像素子２２１とともに示す。レンズ系３００は、物体側より順に、第１レンズ群３０１、第２レンズ群３０２、及び、第３レンズ群３０３を備える。撮像素子２２１には、レンズ系３００を通過した光が入射する。

レンズ系３００は３群構成を有する。なお、各実施例の説明において、「Ｌｎ」はレンズを示す。ここで、Ｌに続くｎは、１以上の整数である。ｎは、物体側からｎ番目のレンズであることを示す。各実施例において、Ｌｎは、物体側からｎ番目のレンズであることを示すために割り当てた記号である。各実施例の説明において記号Ｌｎが割り当てられたレンズと、同じ記号Ｌｎが割り当てられた他の実施例におけるレンズとが同じレンズであることを意味するものではない。

レンズ系３００は、物体側より像側に順に、正の屈折力を有する第１レンズ群３０１、正の屈折力を有する第２レンズ群３０２、負の屈折力を有する第３レンズ群３０３を備える。第１レンズ群３０１は、物体側から順に、第１サブレンズ群３０１−１、絞りＳ、第２サブレンズ群３０１−２を含む。第１サブレンズ群３０１−１は、負の屈折力を有する。第２サブレンズ群３０１−２は、正の屈折力を有する。

第３レンズ群３０３は、第３レンズ群３０３中で最も広い空気間隔を挟んで、物体側に配置された前群３０３−１と、像側に配置された後群３０３−２とを含む。前群３０３−１は、正の屈折力を有する。後群３０３−２は、負の屈折力を有する。無限遠から近距離へのフォーカシングにおいて、第１レンズ群３０１及び第３レンズ群３０３が固定され、第２レンズ群３０２が物体側に移動する。

第１レンズ群３０１の焦点距離をｆ_１、無限遠における全系の焦点距離をｆ_ｉとすると、レンズ系３００は、条件式１を満足する。
１ ＜ ｆ_１／ｆ_ｉ ＜ １５ （条件式１）

第１レンズ群３０１の前群である第１サブレンズ群３０１−１は、負の屈折力を有して、光線を発散する。第１レンズ群３０１の第２サブレンズ群３０１−２は、正の屈折力を有して、光線を収束させる。そのため、収差をキャンセルする方向に作用する。したがって、軸上の球面収差や、軸外の像面湾曲の補正に有利である。

条件式１の上限以上になると、第１レンズ群３０１の屈折力が小さくなり過ぎ、第２レンズ群３０２の屈折力が大きくなり過ぎる。そのため、無限遠から近距離までの性能変動が大きくなる。条件式１の下限以下になると、第１レンズ群３０１の第１サブレンズ群３０１−１の屈折力が大きくなり過ぎ、各レンズに発生する収差が大きくなり、敏感度が大きくなる。

したがって、収差キャンセルの効果を維持するため、条件式１−２を満たすことがより好ましい。
１．５ ＜ ｆ_１／ｆ_ｉ ＜ １２ （条件式１−２）

レンズ系３００は、全長固定の単焦点レンズ系である。

第２レンズ群３０２の焦点距離をｆ_２、無限遠におけるレンズ系３００の全系の焦点距離をｆ_ｉとすると、第２レンズ群３０２のパワーが、条件式２を満足することが好ましい。
１ ＜ ｆ_２／ｆ_ｉ ＜ ４ （条件式２）

条件式２は、フォーカシング群である第２レンズ群３０２とレンズ系３００の全系のパワー関係を規定する。条件式２の上限以上になると、フォーカシングレンズ群の屈折力が小さくなり過ぎる。無限から至近までのフォーカシングレンズ群の移動距離が長くなる。ひいては、レンズ系３００の全長が長くなる。条件式２の下限以下になると、フォーカシングレンズ群の屈折力が大きくなり過ぎ、レンズ系３００のピント敏感度が高くなる。そのため、フォーカシングレンズ群の駆動制御の精度に対する要求が高くなる。したがって、コストが増大する。また第２レンズ群３０２の屈折力が大きくなり、無限遠における像面湾曲も正側にオーバーし、無限遠から近距離まで変化した場合における像面湾曲と球面収差の変動が大きくなる。

さらに良好な収差補正を行うためには、条件式２−２を満足することがより好ましい。
１．５ ＜ ｆ_２／ｆ_ｉ ＜ ３ （条件式２−２）

第２レンズ群３０２は、１枚のレンズで構成される。第２レンズ群３０２は、１枚の非球面レンズで構成される。他の実施形態において、第２レンズ群３０２は、２枚のレンズで構成されてよい。第２レンズ群３０２は、１枚の非球面レンズを含んでよい。このように、第２レンズ群３０２は、２枚以下のレンズで構成され、第２レンズ群３０２は、１枚の非球面レンズを含んでよい。

レンズ系３００では、第２レンズ群３０２を光軸に沿う方向に移動させることにより、フォーカシングを行う。光線はレンズ系３００の光軸付近を通るので、有効径を小さくすることができる。そのため、フォーカス群の重量を低減することができる。これにより、フォーカスレンズ群である第２レンズ群３０２をより少数のレンズで構成することができる。例えば、単体のレンズで構成することができる。これにより、フォーカスレンズ群を軽量化することができる。したがって、オートフォーカス機構の負荷を低減することができる。また、消費電力を低減することができる。また、鏡筒外径を小さくすることができる。

また、第２レンズ群３０２に非球面レンズを使用することで、球面収差及び像面湾曲を効果的に補正することができる。そのため、全長を短くしつつ、無限遠から近距離まで高い結像性能を得ることができる。第２レンズ群３０２は、非球面レンズ、単一の研磨レンズ、複合非球面レンズ、接合レンズ、空気間隔を挟む２枚の単レンズであってよい。

第１サブレンズ群３０１−１の焦点距離をｆ_１ｆとし、第１レンズ群３０１の屈折力をｆ_１とすると、条件式３を満足する。
−２＜ ｆ_１ｆ／ｆ_１ ＜ ０ （条件式３）

条件式３は、第１レンズ群３０１において前群である第１サブレンズ群３０１−１と、後群である第２サブレンズ群３０１−２とのパワーバランスを規定する。レンズ系３００は、絞りＳより物体側の前群が負の屈折力を有し、絞りＳより像側の最終レンズＬ８までの後群が正の屈折力を有する。この構成は概してレトローフォーカス構成となり、射出瞳は像側により近づくことになる。そのため、レンズ系３００の全長を抑えることができる。ここで、条件式３の上限以上になると、第１サブレンズ群３０１−１の屈折力が大きくなり過ぎる。これに伴い、第２サブレンズ群３０１−２群の屈折力も大きくなる。これにより、各群の位置精度に対する敏感度が強くなり、組立や製造が容易でなくなる。条件式３の下限以下になると、第１サブレンズ群３０１−１の屈折力が小さくなり過ぎる。そのため、第１サブレンズ群３０１−１と第２サブレンズ群３０１−２のバランスが崩れる。これにより、下光線の収差が増加する。

条件式３−２を満足することがより好ましい。
−１ ＜ ｆ_１ｆ／ｆ_１ ＜ −０．１ （条件式３−２）

レンズ系３００において、第１レンズ群３０１の物体側には、負の屈折力を有する単レンズＬ１が配置される。負の屈折力を有する単レンズＬ１のｄ線に対するアッベ数をνｎとすると、条件式４を満足することが望ましい。
νｎ ＞ ４５ （条件式４）
第１レンズ群３０１の物体側の負レンズに低分散硝材を使用することにより、色収差を効果的に補正することができる。

条件式４−２を満足することがより好ましい。
５５ ＜ νｎ （条件式４−２）
強い負の屈折力を有する負レンズに、例えばアッベ数５０以上で屈折率が１．７以下となる屈折率が低めの硝材を使用することで、ペッツバール和を低減させることができる。

第３レンズ群３０３の後群３０３−２の焦点距離をｆ_３ｒとし、第３レンズ群３０３の焦点距離をｆ_３とすると、条件式５を満足することが好ましい。
０ ＜ ｆ_３ｒ／ｆ_３ ＜ ０．５ （条件式５）

条件式５は第３レンズ群３０３内のパワー配置を規定する。条件式５の上限以上になると、第３レンズ群３０３の後群３０３−２の屈折力が大きくなり過ぎる。そのため、周辺光線の射出角度が大きくなり、撮像素子２２１への入射角度制約を満足することが容易でなくなる。条件式５の下限以下になると、第３レンズ群３０３の後群３０３−２の屈折力が小さくなり過ぎ、周辺性能と中心性能のバランスが崩れる。

第３レンズ群３０３の前群３０３−１と第３レンズ群３０３の後群３０３−２との軸上間隔をＤ_３ｆｒとし、レンズ系３００における物体側のレンズの頂点からレンズ系３００における像側のレンズＬ８の像側面までの軸上の距離をＬｄとすると、条件式６を満足することが好ましい。
０．０５ ＜ Ｄ_３ｆｒ／Ｌｄ ＜ ０．３ （条件式６）

第３レンズ群３０３の前群３０３−１と後群３０３−２に条件式６を満足する空気間隔を持たせることで、空気レンズがあるようになり、屈折率の差を利用して、像面湾曲の補正をすることができる。条件式６の上限以上になるほど、前群３０３−１と後群３０３−２との空気間隔が大きくなる。これにより、バックフォーカスを保持しながら全長を短縮することが容易でなくなる。条件式６の下限以下になるほど、前群３０３−１と後群３０３−２との空気間隔が小さくなる。これにより、像面湾曲補正の効果が小さくなる。

以上に説明したように、レンズ系３００によれば、大口径で小型のレンズ系を提供することができる。これにより、軽量で広角の単焦点レンズを提供することができる。特に、第１レンズ群３０１に、負の屈折力を有する第１サブレンズ群３０１−１、絞りＳ、正の第２サブレンズ群３０１−２を配置することで、絞りＳの前後に負正の屈折力を適切に分散させることができる。これにより、諸収差の補正が容易になる。さらに、上記各条件式を満足することにより、より小型で、高い結像性能を持つインナーフォーカス式の固定焦点レンズを実現することができる。

図３に示す第１実施例のレンズ系３００において、第１レンズ群３０１は、物体側から順に、両凹球面レンズＬ１、負のメニスカスレンズＬ２、絞りＳ、非球面レンズＬ３、非球面レンズＬ４、接合レンズＬ５／Ｌ６、負レンズＬ７、両凸レンズＬ８を備える。

両凹球面レンズＬ１は、負の屈折力を有する。メニスカスレンズＬ２は、物体側に凹面を持つ。非球面レンズＬ３は、正の屈折力を有し、物体側に凸面を持つ。非球面レンズＬ４は、正の屈折力を有し、物体側に凸面を持つ。接合レンズＬ５／Ｌ６は、正の屈折力を有する両凸レンズと負の屈折力を有する両凹レンズの接合レンズである。接合レンズＬ５／Ｌ６は、正の屈折率を有する。負レンズＬ７は、物体側に凹面を持つ。両凸レンズＬ８は、正の屈折力を有する。

レンズ系３００において、フォーカスレンズ群は、単レンズである非球面レンズＬ４から構成される。無限遠から近距離へのフォーカシングの際に、非球面レンズＬ４を物体側に移動する。他のレンズ群は、フォーカシングの際に固定される。図３において、矢印の方向は、無限遠から近距離へのフォーカシングを行う際の非球面レンズＬ４の移動方向を模式的に示す。図３には示されていないが、最終レンズＬ８と撮像素子２２１との間に、物体側から順に保護用のカーバーガラス、ＩＲフィルタ等を配置してよい。

次に、レンズ系の各実施例におけるレンズデータ等を説明する。ここで、レンズ系の各実施例の説明で用いられる記号等の意味を説明する。レンズ系が有する複数の面は、ｉを自然数として、面番号ｉで識別される。物体側からみてレンズの最初の面を第１面とし、以降、光線が面を通過する順に面番号をカウントアップする。面番号における「ＳＴＯ」は開口絞りＳの開口面を表す。「Ｄｉ」は、第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の光軸上の間隔を示す。

「ｆ」は焦点距離を示す。「Ｆｎｏ」はＦナンバーを示す。「Ｒ」は曲率半径を示す。曲率半径において、「ＩＮＦ」は平面であることを示す。「ｎ」は屈折率を示す。「ｖ」は、アッベ数を示す。屈折率ｎ及びアッベ数ｖは、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）における値である。

表１は、レンズ系３００が有するレンズのレンズデータを示す。なお、表１において、Ｄｉ、ｎ及びｖは面番号ｉに対応づけて示されている。表１において、面間隔Ｄ７、Ｄ９は、後で示されるように、フォーカシング対象の距離によって変化する。

表１において、面番号に＊が付されている面は、非球面形状を有する面である。表２は、非球面形状を有する面の面番号と、非球面パラメータとを示す。表２において、「κ」は、円錐定数（コーニック定数）を示す。「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」は、それぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。また、ｉを整数とすると、非球面係数において、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現を示す。すなわち、「Ｅ−ｉ」は、「１０^−ｉ」を表す。例えば、「−６．６９１５７８Ｅ−０４」は、「−６．６９１５７８×１０^−４」を表す。

「ｘ」をレンズ面の頂点からの光軸方向における距離とし、「ｙ」を光軸に垂直な方向における高さとし、「ｃ」をレンズの頂点における近軸曲率とした場合、非球面形状は次の式によって定義される。
ｘ＝ｃｙ^２／（１＋（１−（１＋κ）ｃ^２ｙ^２）^１／２）＋Ａｙ^４＋Ｂｙ^６＋Ｃｙ⁸＋Ｄｙ¹⁰＋Ｅｙ¹²
なお、「ｘ」はサグ量とも呼ばれる。「ｙ」は像高とも呼ばれる。近軸曲率は、曲率半径の逆数である。

表３は、無限遠及び近距離（０．５ｍ）における、レンズ系３００の焦点距離、Ｆナンバー、及び半画角、並びに、面間隔Ｄ７及びＤ９を示す。また、表３は、バックフォーカス（ＢＦ）の値も示される。

図４は、レンズ系３００の球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。球面収差において、実線はｄ線（５８７．５６ｎｍ）、短破線はｇ線（４３５．８４ｎｍ）、長破線はｃ線（６５６．３ｎｍ）の値を示す。非点収差において、実線はｄ線のサジタル像面、破線はｄ線のメリディオナル像面の値を示す。歪曲収差においてｄ線の値を示す。各収差図から、第１実施例におけるレンズ系３００は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

図５は、第２実施例におけるレンズ系４００のレンズ構成を、撮像素子２２１とともに示す。レンズ系４００は、物体側より順に、第１レンズ群４０１、第２レンズ群４０２、第３レンズ群４０３を備える。第１レンズ群４０１、第２レンズ群４０２、及び第３レンズ群４０３は、それぞれ、レンズ系３００における第１レンズ群３０１、第２レンズ群３０２、及び第３レンズ群３０３に対応する。

第１レンズ群４０１は、第１サブレンズ群４０１−１及び第２サブレンズ群４０１−２を備える。第１サブレンズ群４０１−１は、レンズ系３００における第１サブレンズ群３０１−１に対応する。第２サブレンズ群４０１−２は、レンズ系３００における第２サブレンズ群３０１−２に対応する。

第３レンズ群４０３は、前群４０３−１と、後群４０３−２とを備える。前群４０３−１は、レンズ系３００における前群３０３−１に対応する。後群４０３−２は、レンズ系３００における後群３０３−２に対応する。

第２実施例のレンズ系４００において、第１レンズ群４０１は、物体側から順に、両凹球面レンズＬ１、負のメニスカスレンズＬ２、絞りＳ、非球面レンズＬ３、非球面レンズＬ４、接合レンズＬ５／Ｌ６、負レンズＬ７、両凸レンズＬ８を備える。

両凹球面レンズＬ１は、負の屈折力を有する。負のメニスカスレンズＬ２は、物体側に凹面を持つ。非球面レンズＬ３は、物体側に凸面を持ち、正の屈折力を有する。非球面レンズＬ４は、物体側に凸面を持ち、正の屈折力を有する。接合レンズＬ５／Ｌ６は、正の屈折力を有する両凸レンズと負の屈折力を有する両凹レンズとの接合レンズである。接合レンズＬ５／Ｌ６は、正の屈折率を有する。負レンズＬ７は、物体側に凹面を持つ。両凸レンズＬ８は、正の屈折力を有する。

レンズ系４００において、フォーカスレンズ群は、単レンズである非球面レンズＬ４から構成される。無限遠から近距離へのフォーカシングの際に、非球面レンズＬ４を物体側に移動する。フォーカシングの際に、他のレンズ群は固定される。図５において、矢印の方向は無限遠から近距離へのフォーカシングの際の非球面レンズＬ４の移動方向を模式的に示す。

表４は、レンズ系４００が有するレンズのレンズデータを示す。表４において、Ｄｉ、ｎ及びｖは面番号ｉに対応づけて示されている。面間隔Ｄ７、Ｄ９は、後で示されるように、フォーカシング対象の距離によって変化する。

表４において、面番号に＊が付されている面は、非球面形状を有する面である。表５は、非球面形状を有する面の面番号と、非球面パラメータとを示す。表５において、「κ」は、円錐定数（コーニック定数）を示す。「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」は、それぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。また、ｉを整数とすると、非球面係数において、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現を示す。すなわち、「Ｅ−ｉ」は、「１０^−ｉ」を表す。例えば、「−９．１８２１９２Ｅ−０５」は、「−９．１８２１９２×１０^−５」を表す。

表６は、レンズ系４００の焦点距離、Ｆナンバー、及び半画角、並びに、面間隔Ｄ７、Ｄ９及びバックフォーカス（ＢＦ）の値を示す。

図６は、レンズ系４００の球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。球面収差において、実線はｄ線（５８７．５６ｎｍ）、短破線はｇ線（４３５．８４ｎｍ）、長破線はｃ線（６５６．３ｎｍ）の値を示す。非点収差において、実線はｄ線のサジタル像面、破線はｄ線のメリディオナル像面の値を示す。歪曲収差においてｄ線の値を示す。各収差図から、レンズ系４００は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

図７は、第３実施例におけるレンズ系５００のレンズ構成を、撮像素子２２１とともに示す。レンズ系５００は、物体側より順に、第１レンズ群５０１、第２レンズ群５０２、第３レンズ群５０３を備える。第１レンズ群５０１、第２レンズ群５０２、及び第３レンズ群５０３は、それぞれ、レンズ系３００における第１レンズ群３０１、第２レンズ群３０２、及び第３レンズ群３０３に対応する。

第１レンズ群５０１は、第１サブレンズ群５０１−１及び第２サブレンズ群５０１−２を備える。第１サブレンズ群５０１−１は、レンズ系３００における第１サブレンズ群３０１−１に対応する。第２サブレンズ群５０１−２は、レンズ系３００における第２サブレンズ群３０１−２に対応する。

第３レンズ群５０３は、前群５０３−１と、後群５０３−２とを備える。前群５０３−１は、レンズ系３００における前群３０３−１に対応する。後群５０３−２は、レンズ系３００における後群３０３−２に対応する。

第３実施例のレンズ系５００において、第１レンズ群５０１は、物体側から順に、両凹球面レンズＬ１、負のメニスカスレンズＬ２、絞りＳ、非球面レンズＬ３、非球面レンズＬ４、接合レンズＬ５／Ｌ６、負レンズＬ７、両凸レンズＬ８を備える。

両凹球面レンズＬ１は、負の屈折力を有する。負のメニスカスレンズＬ２は、物体側に凹面を持つ。非球面レンズＬ３は、像側に凸面を持ち、正の屈折力を有する。非球面レンズＬ４は、物体側に凸面を持ち、正の屈折力を有する。接合レンズＬ５／Ｌ６は、正の屈折力を有する両凸レンズと負の屈折力を有する両凹レンズとの接合レンズである。接合レンズＬ５／Ｌ６は、正の屈折率を有する。負レンズＬ７は、物体側に凹面を持つ。両凸レンズＬ８は、正の屈折力を有する。

レンズ系５００において、フォーカスレンズ群は、単レンズである非球面レンズＬ４から構成される。無限遠から近距離へのフォーカシングの際に、非球面レンズＬ４を物体側に移動する。フォーカシングの際に、他のレンズ群は固定される。図７において、矢印の方向は無限遠から近距離へのフォーカシングの際の非球面レンズＬ４の移動方向を模式的に示す。

表７は、レンズ系５００が有するレンズのレンズデータを示す。表７において、Ｄｉ、ｎ及びｖは面番号ｉに対応づけて示されている。面間隔Ｄ７、Ｄ９は、後で示されるように、フォーカシング対象の距離によって変化する。

表７において、面番号に＊が付されている面は、非球面形状を有する面である。表８は、非球面形状を有する面の面番号と、非球面パラメータとを示す。表８において、「κ」は、円錐定数（コーニック定数）を示す。「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」は、それぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。また、ｉを整数とすると、非球面係数において、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現を示す。すなわち、「Ｅ−ｉ」は、「１０^−ｉ」を表す。例えば、「−５．９５５９３６Ｅ−０４」は、「−５．９５５９３６×１０^−４」を表す。

表９は、レンズ系５００の焦点距離、Ｆナンバー、及び半画角、並びに、面間隔Ｄ７、Ｄ９及びバックフォーカス（ＢＦ）の値を示す。

図８は、レンズ系５００の球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。球面収差において、実線はｄ線（５８７．５６ｎｍ）、短破線はｇ線（４３５．８４ｎｍ）、長破線はｃ線（６５６．３ｎｍ）の値を示す。非点収差において、実線はｄ線のサジタル像面、破線はｄ線のメリディオナル像面の値を示す。歪曲収差においてｄ線の値を示す。各収差図から、レンズ系５００は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

図９は、第４実施例におけるレンズ系６００のレンズ構成を、撮像素子２２１とともに示す。レンズ系６００は、物体側より順に、第１レンズ群６０１、第２レンズ群６０２、第３レンズ群６０３を備える。第１レンズ群６０１、第２レンズ群６０２、及び第３レンズ群６０３は、それぞれ、レンズ系３００における第１レンズ群３０１、第２レンズ群３０２、及び第３レンズ群３０３に対応する。

第１レンズ群６０１は、第１サブレンズ群６０１−１及び第２サブレンズ群６０１−２を備える。第１サブレンズ群６０１−１は、レンズ系３００における第１サブレンズ群３０１−１に対応する。第２サブレンズ群６０１−２は、レンズ系３００における第２サブレンズ群３０１−２に対応する。

第３レンズ群６０３は、前群６０３−１と、後群６０３−２とを備える。前群６０３−１は、レンズ系３００における前群３０３−１に対応する。後群６０３−２は、レンズ系３００における後群３０３−２に対応する。

第４実施例のレンズ系６００において、第１レンズ群６０１は、物体側から順に、メニスカス非球面レンズＬ１、負のメニスカスレンズＬ２、絞りＳ、非球面レンズＬ３、非球面レンズＬ４、接合レンズＬ５／Ｌ６、非球面レンズＬ７、球面レンズＬ８を備える。

メニスカス非球面レンズＬ１は、負の屈折力を有する。負のメニスカスレンズＬ２は、物体側に凹面を持つ。非球面レンズＬ３は、物体側に凸面を持ち、正の屈折力を有する。非球面レンズＬ４は、物体側に凸面を持ち、正の屈折力を有する。接合レンズＬ５／Ｌ６は、正の屈折力を有する両凸レンズと負の屈折力を有するメニスカスレンズとの接合レンズである。接合レンズＬ５／Ｌ６は、正の屈折率を有する。非球面レンズＬ７は、物体側に凹面を持ち、負の屈折力を有する。球面レンズＬ８は、物体側に凸面を持ち、正の屈折力を有する。

レンズ系６００において、フォーカスレンズ群は、単レンズである非球面レンズＬ４から構成される。無限遠から近距離へのフォーカシングの際に、非球面レンズＬ４を物体側に移動する。フォーカシングの際に、他のレンズ群は固定される。図９において、矢印の方向は無限遠から近距離へのフォーカシングの際の非球面レンズＬ４の移動方向を模式的に示す。

表１０は、レンズ系６００が有するレンズのレンズデータを示す。表１０において、Ｄｉ、ｎ及びｖは面番号ｉに対応づけて示されている。面間隔Ｄ７、Ｄ９は、後で示されるように、フォーカシング対象の距離によって変化する。

表１０において、面番号に＊が付されている面は、非球面形状を有する面である。表１１は、非球面形状を有する面の面番号と、非球面パラメータとを示す。表１１において、「κ」は、円錐定数（コーニック定数）を示す。「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」は、それぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。また、ｉを整数とすると、非球面係数において、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現を示す。すなわち、「Ｅ−ｉ」は、「１０^−ｉ」を表す。例えば、「４．５５９６０１Ｅ−０３」は、「４．５５９６０１×１０^−３」を表す。

表１２は、レンズ系６００の焦点距離、Ｆナンバー、及び半画角、並びに、面間隔Ｄ７、Ｄ９及びバックフォーカス（ＢＦ）の値を示す。

図１０は、レンズ系６００の球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。球面収差において、実線はｄ線（５８７．５６ｎｍ）、短破線はｇ線（４３５．８４ｎｍ）、長破線はｃ線（６５６．３ｎｍ）の値を示す。非点収差において、実線はｄ線のサジタル像面、破線はｄ線のメリディオナル像面の値を示す。歪曲収差においてｄ線の値を示す。各収差図から、レンズ系６００は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

図１１は、第５実施例におけるレンズ系７００のレンズ構成を、撮像素子２２１とともに示す。レンズ系７００は、物体側より順に、第１レンズ群７０１、第２レンズ群７０２、第３レンズ群７０３を備える。第１レンズ群７０１、第２レンズ群７０２、及び第３レンズ群７０３は、それぞれ、レンズ系３００における第１レンズ群３０１、第２レンズ群３０２、及び第３レンズ群３０３に対応する。

第１レンズ群７０１は、第１サブレンズ群７０１−１及び第２サブレンズ群７０１−２を備える。第１サブレンズ群７０１−１は、レンズ系３００における第１サブレンズ群３０１−１に対応する。第２サブレンズ群７０１−２は、レンズ系３００における第２サブレンズ群３０１−２に対応する。

第３レンズ群７０３は、前群７０３−１と、後群７０３−２とを備える。前群７０３−１は、レンズ系３００における前群３０３−１に対応する。後群７０３−２は、レンズ系３００における後群３０３−２に対応する。

第５実施例のレンズ系７００において、第１レンズ群７０１は、物体側から順に、メニスカス非球面レンズＬ１、負のメニスカス非球面レンズＬ２、絞りＳ、レンズＬ３、非球面レンズＬ４、接合レンズＬ５／Ｌ６、非球面レンズＬ７、非球面レンズＬ８を備える。

メニスカス非球面レンズＬ１は、物体側に凸面を持ち、負の屈折力を有する。負のメニスカス非球面レンズＬ２は、物体側に凹面を持つ。非球面レンズＬ３は、物体側に凸面を持ち、正の屈折力を有する。非球面レンズＬ４は、物体側に凸面を持ち、正の屈折力を有する。接合レンズＬ５／Ｌ６は、負の屈折力を有する両凹レンズと正の屈折力を有する両凸レンズとの接合レンズである。接合レンズＬ５／Ｌ６は、正の屈折率を有する。非球面レンズＬ７は、物体側に凹面を持ち、負の屈折力を有する。非球面レンズＬ８は、物体側に凸面を持ち、正の屈折力を有する。

レンズ系５００において、フォーカスレンズ群は、単レンズである非球面レンズＬ４から構成される。無限遠から近距離へのフォーカシングの際に、非球面レンズＬ４を物体側に移動する。フォーカシングの際に、他のレンズ群は固定される。図１１において、矢印の方向は無限遠から近距離へのフォーカシングの際の非球面レンズＬ４の移動方向を模式的に示す。

表１３は、レンズ系７００が有するレンズのレンズデータを示す。表１３において、Ｄｉ、ｎ及びｖは面番号ｉに対応づけて示されている。

表１３において、面番号に＊が付されている面は、非球面形状を有する面である。表１４は、非球面形状を有する面の面番号と、非球面パラメータとを示す。表１４において、「κ」は、円錐定数（コーニック定数）を示す。「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」は、それぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。また、ｉを整数とすると、非球面係数において、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現を示す。すなわち、「Ｅ−ｉ」は、「１０^−ｉ」を表す。例えば、「５．３８０８２４Ｅ−０４」は、「５．３８０８２４×１０^−４」を表す。

表１５は、レンズ系７００の焦点距離、Ｆナンバー、及び半画角、並びに、面間隔Ｄ７、Ｄ９及びバックフォーカス（ＢＦ）の値を示す。

図１２は、レンズ系７００の球面収差、非点収差、及び歪曲収差を示す。球面収差において、実線はｄ線（５８７．５６ｎｍ）、短破線はｇ線（４３５．８４ｎｍ）、長破線はｃ線（６５６．３ｎｍ）の値を示す。非点収差において、実線はｄ線のサジタル像面、破線はｄ線のメリディオナル像面の値を示す。歪曲収差においてｄ線の値を示す。各収差図から、レンズ系７００は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

表１６は、第１実施例から第５実施例における各条件式に係る数値を示す。

以上に説明したレンズ系によれば、大口径で小型の広角レンズを提供することができる。また、フォーカスレンズの駆動負荷が小さいインナフォーカシング式のレンズ系を提供することができる。

図１３は、スタビライザ３０００の一例を示す外観斜視図である。スタビライザ３０００は、移動体の他の一例である。例えば、スタビライザ３０００が備えるカメラユニット３０１３が、撮像装置２２０と同様の構成の撮像装置を備えてよい。カメラユニット３０１３が、レンズ装置１６０と同様の構成のレンズ装置を備えてよい。

スタビライザ３０００は、カメラユニット３０１３、ジンバル３０２０、及び持ち手部３００３を備える。ジンバル３０２０は、カメラユニット３０１３を回転可能に支持する。ジンバル３０２０は、パン軸３００９、ロール軸３０１０、及びチルト軸３０１１を有する。ジンバル３０２０は、パン軸３００９、ロール軸３０１０、及びチルト軸３０１１を中心に、カメラユニット３０１３を回転可能に支持する。ジンバル３０２０は、支持機構の一例である。

カメラユニット３０１３は、撮像装置の一例である。カメラユニット３０１３は、メモリを挿入するためのスロット３０１４を有する。ジンバル３０２０は、ホルダ３００７を介して持ち手部３００３に固定される。

持ち手部３００３は、ジンバル３０２０、カメラユニット３０１３を操作するための各種ボタンを有する。持ち手部３００３は、シャッターボタン３００４、録画ボタン３００５、及び操作ボタン３００６を含む。シャッターボタン３００４が押下されることで、カメラユニット３０１３により静止画を記録することができる。録画ボタン３００６が押下されることで、カメラユニット３０１３により動画を記録することができる。

デバイスホルダ３００１が持ち手部３００３に固定されている。デバイスホルダ３００１は、スマートフォンなどのモバイルデバイス３００２を保持する。モバイルデバイス３００２は、ＷｉＦｉなどの無線ネットワークを介してスタビライザ３０００と通信可能に接続される。これにより、カメラユニット３０１３により撮像された画像をモバイルデバイス３００２の画面に表示させることができる。

スタビライザ３０００においても、カメラユニット３０１３がレンズ装置１６０が備えるレンズ系と同様の構成のレンズ系を備えることで、広角であり、解像力が高い画像を得ることができる。また、カメラユニット３０１３を小型化することができる。

以上、移動体の一例としてＵＡＶ１００及びスタビライザ３０００を取り上げて説明した。撮像装置２２０と同様の構成を有する撮像装置は、ＵＡＶ１００及びスタビライザ３０００以外の移動体に取り付けられてよい。

以上において、移動体に取り付けられる撮像装置について説明した。しかし、撮像装置２２０と同様の構成を有する撮像装置は、移動体に取り付けられる撮像装置に限られない。撮像装置２２０と同様の構成は、いわゆるコンパクトデジタルカメラ等のレンズ非交換式のカメラに適用できる。レンズ装置１６０と同様の構成は、一眼レフレックスカメラ等のレンズ交換式カメラの交換レンズに適用できる。レンズ装置１６０と同様の構成は、ビデオカメラ等に適用できる。レンズ装置１６０と同様の構成は、撮像用の様々なレンズ装置の構成に適用できる。

請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現可能である。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ 移動体システム
５０ コントローラ
５２ 操作部
５４ 表示部
１００ ＵＡＶ
１０１ ＵＡＶ本体
１０２ インタフェース
１０４ 制御部
１０６ メモリ
１１０ ジンバル
１１２ 制御部
１１４、１１６、１１８ ドライバ
１２４、１２６，１２８ 駆動部
１３０ 支持機構
１３４、１３６、１３８ 回転機構
１４０ 撮像部
１６０ レンズ装置
１６１ 駆動機構
１６２ 制御部
１６３ メモリ
２２０、２３０ 撮像装置
２２１ 撮像素子
２２２ 制御部
２２３ メモリ
２３１ 撮像素子
２３２ 制御部
２３３ メモリ
２３４ 制御部
２３５ レンズ
３００、４００、５００、６００、７００ レンズ系
３０１、４０１、５０１、６０１、７０１ 第１レンズ群
３０２、４０２、５０２、６０２、７０２ 第２レンズ群
３０３、４０３、５０３、６０３、７０３ 第３レンズ群
３０１−１、４０１−１、５０１−１、６０１−１、７０１−１ 第１サブレンズ群
３０１−２、４０１−２、５０１−２、６０１−２、７０１−２ 第２サブレンズ群
３０３−１、４０３−１、５０３−１、６０３−１、７０３−１ 前群
３０３−２、４０３−２、５０３−２、６０３−２、７０３−２ 後群
３０００ スタビライザ
３００１ デバイスホルダ
３００２ モバイルデバイス
３００３ 持ち手部
３００４ シャッターボタン
３００５ 録画ボタン
３００６ 操作ボタン
３００７ ホルダ
３００９ パン軸
３０１０ ロール軸
３０１１ チルト軸
３０１３ カメラユニット
３０１４ スロット
３０２０ ジンバル

Claims (12)

1. 物体側より像側に順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、負の屈折力を有する第３レンズ群を備え、
   前記第１レンズ群は、
   物体側から順に、負の屈折力を有する第１サブレンズ群、絞り、正の屈折力を有する第２サブレンズ群
   を含み、
   前記第３レンズ群は、前記第３レンズ群中で最も広い空気間隔を挟んで、物体側に配置された正の屈折力を有する前群と、像側に配置された負の屈折力を有する後群とを含み、
   無限遠から近距離へのフォーカシングにおいて、前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群が固定され、前記第２レンズ群が物体側に移動し、
   前記第１レンズ群の焦点距離をｆ_１、無限遠における全系の焦点距離をｆ_ｉとすると、条件式
   １ ＜ ｆ_１／ｆ_ｉ ＜ １６
   を満足するレンズ系。
2. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ_２、無限遠における全系の焦点距離をｆ_ｉとすると、前記第２レンズ群のパワーが、条件式
   １ ＜ ｆ_２／ｆ_ｉ ＜ ４
   を満足する請求項１に記載のレンズ系。
3. 前記第２レンズ群は、２枚以下のレンズで構成され、少なくとも１枚の非球面レンズを含む
   請求項１又は２に記載のレンズ系。
4. 前記第１サブレンズ群の焦点距離をｆ_１ｆとし、前記第１レンズ群の屈折力をｆ_１とすると、条件式
   −２＜ ｆ_１ｆ／ｆ_１ ＜ ０
   を満足する請求項１又は２に記載のレンズ系。
5. 前記第１レンズ群の物体側に負の屈折力を有する単レンズが配置され、
   前記負の屈折力を有する単レンズのｄ線に対するアッベ数をνｎとすると、条件式
   νｎ ＞ ４６
   を満足する請求項１又は２に記載のレンズ系。
6. 前記第３レンズ群の前記後群の焦点距離をｆ_３ｒとし、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ_３とすると、条件式
   ０ ＜ ｆ_３ｒ／ｆ_３ ＜ ０．６
   を満足する請求項１又は２に記載のレンズ系。
7. 前記第３レンズ群の前記前群と前記第３レンズ群の前記後群との軸上間隔をＤ_３ｆｒとし、前記レンズ系における物体側のレンズの頂点から前記レンズ系における像側のレンズの像側面までの軸上の距離をＬｄとすると、条件式
   ０．０６＜ Ｄ_３ｆｒ／Ｌｄ ＜０．３
   を満足する請求項１又は２に記載のレンズ系。
8. 前記レンズ系は、全長固定の単焦点レンズ系である
   請求項１又は２に記載のレンズ系。
9. 請求項１又は２に記載のレンズ系と、
   撮像素子と
   を備える撮像装置。
10. 請求項１又は２に記載のレンズ系を備えて移動する移動体。
11. 前記移動体は無人航空機である
    請求項１０に記載の移動体。
12. 請求項１又は２に記載のレンズ系と、
    前記レンズ系を変位可能に支持する支持機構と
    を備えるシステム。

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