WO2024142829A1 - 光学系、光学機器及び光学系の製造方法 - Google Patents

光学系、光学機器及び光学系の製造方法 Download PDF

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration

Definitions

  • the present invention relates to an optical system, an optical device, and a method for manufacturing an optical system.
  • Patent Document 1 In the past, compact optical systems with wide angles of view have been proposed (see, for example, Patent Document 1). However, Patent Document 1 had an issue in that there was a demand for a system that was both compact and lightweight while still providing good optical performance.
  • the optical system according to the first aspect of the present invention comprises, in order from the object side, a first negative meniscus lens having negative refractive power with a convex surface facing the object side, a second negative meniscus lens having negative refractive power with a convex surface facing the object side, a third biconcave negative lens having negative refractive power, and at least one lens, and satisfies the following condition: 90.0° ⁇ ⁇ 0.10 ⁇ R12/(-fL1) ⁇ 0.80 however, ⁇ : half angle of view of the optical system fL1: focal length of the first negative meniscus lens R12: radius of curvature of the lens surface of the first negative meniscus lens on the image side
  • the optical system according to the second aspect of the present invention comprises, in order from the object side, a first negative meniscus lens having negative refractive power with a convex surface facing the object side, a second negative meniscus lens having negative refractive power with a convex surface facing the object side, a third biconcave negative lens having negative refractive power, and at least one lens, and satisfies the following condition: 90.0° ⁇ ⁇ 1.80 ⁇ R12/D12 ⁇ 3.00 however, ⁇ : half angle of view of the optical system D12: on-axis air spacing between the first negative meniscus lens and the second negative meniscus lens R12: radius of curvature of the lens surface of the first negative meniscus lens on the image surface side
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a lens configuration of the optical system according to the first example when focusing on an object at infinity.
  • 5A to 5C are diagrams illustrating various aberrations when the optical system according to the first example is focused on an object at infinity.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a lens configuration of an optical system according to a second example when focusing on an object at infinity.
  • 13A to 13C are diagrams illustrating various aberrations when the optical system according to the second example is focused on an object at infinity.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a lens configuration of an optical system according to Example 3 when focusing on an object at infinity.
  • optical system OL Accordingly, it is desirable for the optical system OL according to the second embodiment to satisfy the following conditional expression (3).
  • conditional formula (3) In addition, if the upper limit of conditional formula (3) is exceeded, it is undesirable because the correction of the curvature of field and astigmatism becomes insufficient. In order to ensure the effect of conditional formula (3), it is more preferable to set the upper limit of conditional formula (3) to 2.80, 2.65, and even more preferable to set it to 2.50.
  • R12 radius of curvature of the lens surface of the first negative meniscus lens L1 on the image side
  • ⁇ 12 effective diameter of the lens surface of the first negative meniscus lens L1 on the image side
  • Conditional formula (4) specifies the ratio of the effective diameter of the lens surface on the image side of the first negative meniscus lens L1 to the radius of curvature of the lens surface on the image side of the first negative meniscus lens L1.
  • optical system OL Accordingly, it is desirable for the optical system OL according to this embodiment to satisfy the following conditional expression (5).
  • R22 radius of curvature of the lens surface on the image side of the second negative meniscus lens L2
  • ⁇ 22 effective diameter of the lens surface on the image side of the second negative meniscus lens L2
  • Conditional formula (5) specifies the ratio of the effective diameter of the lens surface on the image side of the second negative meniscus lens L2 to the radius of curvature of the lens surface on the image side of the second negative meniscus lens L2.
  • Conditional formula (6) specifies the ratio of the radius of curvature of the lens surface on the image side of the first negative meniscus lens L1 to the thickness on the optical axis of the first negative meniscus lens L1. By satisfying this conditional formula (6), it is possible to achieve both a small and lightweight optical system OL and good optical performance. If the lower limit of conditional formula (6) is exceeded, it is undesirable because it becomes difficult to correct the curvature of field and astigmatism. In order to ensure the effect of conditional formula (6), it is more preferable to set the lower limit of conditional formula (6) to 8.00, 8.50, or even 8.80.
  • conditional formula (6) In addition, if the upper limit of conditional formula (6) is exceeded, the entire optical system OL becomes large, and if the radius of curvature of the lens surface on the object side of the first negative meniscus lens L1 is reduced to alleviate this effect, it is undesirable because it becomes difficult to correct the astigmatism and curvature of field. In order to ensure the effect of conditional expression (6), it is more preferable to set the upper limit of conditional expression (6) to 10.50, 10.00, or even 9.50.
  • R11 radius of curvature of the object side lens surface of the first negative meniscus lens L1
  • R12 radius of curvature of the image side lens surface of the first negative meniscus lens L1
  • conditional formula (8) In addition, if the upper limit of conditional formula (8) is exceeded, it is not preferable because it is difficult to correct the spherical aberration. In order to ensure the effect of conditional formula (8), it is more preferable to set the upper limit of conditional formula (8) to 0.75, 0.70, or even 0.65.
  • Conditional expression (9) specifies the ratio of the radius of curvature of the lens surface on the image side of the second negative meniscus lens L2 to the thickness on the optical axis of the second negative meniscus lens L2. By satisfying this conditional expression (9), it is possible to achieve both a small and lightweight optical system OL and good optical performance. If the lower limit of conditional expression (9) is exceeded, it is undesirable because it becomes difficult to correct the curvature of field and astigmatism. In order to ensure the effect of conditional expression (9), it is more preferable to set the lower limit of conditional expression (9) to 7.00, 7.50, or even 8.00.
  • conditional expression (9) In addition, if the upper limit of conditional expression (9) is exceeded, the entire optical system OL becomes large, and if the radius of curvature of the lens surface on the object side of the second negative meniscus lens L2 is reduced to alleviate this effect, it is undesirable because it becomes difficult to correct the astigmatism and curvature of field. In order to ensure the effect of conditional expression (9), it is more preferable to set the upper limit value of conditional expression (9) to 11.50, 11.00, 10.50, or even 10.00.
  • Ymax maximum image height of the optical system OL TL: total optical length (air equivalent length) when the optical system OL is focused at infinity
  • optical system OL Accordingly, it is desirable for the optical system OL according to this embodiment to satisfy the following conditional expression (13).
  • nd1 refractive index of the medium of the first negative meniscus lens L1 with respect to the d-line
  • nd2 refractive index of the medium of the second negative meniscus lens L2 with respect to the d-line
  • Conditional formula (13) specifies the average value of the refractive index for the d-line of the medium of the first negative meniscus lens L1 and the second negative meniscus lens L2. By satisfying this conditional formula (13), it is possible to achieve both a small and lightweight optical system OL and good optical performance. If the lower limit of conditional formula (13) is exceeded, the refractive index for the d-line of the medium of the first negative meniscus lens L1 and the second negative meniscus lens L2 becomes low, which is undesirable because it becomes difficult to correct the curvature of field and astigmatism. In order to ensure the effect of conditional formula (13), it is more preferable to set the lower limit of conditional formula (13) to 1.78, and even more preferably 1.80.
  • conditional formula (13) In addition, if the upper limit of conditional formula (13) is exceeded, it is undesirable because an appropriate Petzval sum cannot be obtained and it becomes difficult to correct astigmatism. In order to ensure the effect of conditional expression (13), it is more preferable to set the upper limit of conditional expression (13) to 1.94, 1.92, or even 1.90.
  • optical system OL Accordingly, it is desirable for the optical system OL according to this embodiment to satisfy the following conditional expression (14).
  • ⁇ d1 Abbe number of the medium of the first negative meniscus lens L1 at the d line
  • ⁇ d2 Abbe number of the medium of the second negative meniscus lens L2 at the d line
  • Conditional formula (14) specifies the average value of the Abbe number for the d-line of the medium of the first negative meniscus lens L1 and the second negative meniscus lens L2. By satisfying this conditional formula (14), it is possible to achieve both a small size and a light weight of the optical system OL and good optical performance. If the lower limit of conditional formula (14) is exceeded, the chromatic aberration generated in the first negative meniscus lens L1 and the second negative meniscus lens L2 cannot be corrected by other lenses, which is undesirable. In order to ensure the effect of conditional formula (14), it is more preferable to set the lower limit of conditional formula (14) to 31.5, 32.5, 34.0, and further 34.5.
  • conditional formula (14) In addition, if the upper limit of conditional formula (14) is exceeded, the Abbe number of the medium of the first negative meniscus lens L1 and the second negative meniscus lens L2 becomes small, which is undesirable because it becomes difficult to correct the curvature of field and astigmatism. In order to ensure the effect of conditional expression (14), it is more preferable to set the upper limit of conditional expression (14) to 43.0, 41.5, 40.0, or even 38.0.
  • Conditional formula (16) specifies the ratio of the focal length of the entire system in an infinity focused state to the focal length of the second cemented lens CLb from the object side among the cemented lenses closer to the image plane than the aperture stop (aperture stop S). By satisfying this conditional formula (16), it is possible to achieve both a compact and lightweight optical system OL and good optical performance. If the lower limit of conditional formula (16) is exceeded, it is difficult to correct the chromatic aberration of magnification, which is undesirable. In order to ensure the effect of conditional formula (16), it is more preferable to set the lower limit of conditional formula (16) to -0.25, -0.20, -0.15, or -0.10.
  • each lens surface may be coated with an anti-reflection coating that has high transmittance over a wide wavelength range to reduce flare and ghosting and achieve high-contrast optical performance.

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Abstract

小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させた光学系、光学機器及びこの光学系の製造方法を提供する。 カメラ1等の光学機器に搭載される光学系OLは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第一負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第二負メニスカスレンズL2と、負の屈折力を有する第三両凹負レンズL3と、少なくとも1枚のレンズ(例えば、両凸正レンズL4)とからなり、所定の条件式による条件を満足するように構成される。

Description

光学系、光学機器及び光学系の製造方法
 本発明は、光学系、光学機器及び光学系の製造方法に関する。
 従来、広画角で小型な光学系が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、特許文献1は、小型化・軽量化と良好な光学性能との両立が要望されているという課題があった。
特開2020-056995号公報
 本発明の第一の態様に係る光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第一負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第二負メニスカスレンズと、負の屈折力を有する第三両凹負レンズと、少なくとも1枚のレンズとからなり、次式の条件を満足する。
90.0° < ω
0.10 < R12/(-fL1) < 0.80
 但し、
 ω:前記光学系の半画角
 fL1:前記第一負メニスカスレンズの焦点距離
 R12:前記第一負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
 本発明の第二の態様に係る光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第一負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第二負メニスカスレンズと、負の屈折力を有する第三両凹負レンズと、少なくとも1枚のレンズとからなり、次式の条件を満足する。
90.0° < ω
1.80 < R12/D12 < 3.00
 但し、
 ω:前記光学系の半画角
 D12:前記第一負メニスカスレンズと前記第二負メニスカスレンズとの間の軸上空気間隔
 R12:前記第一負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
 本発明の第一の態様に係る光学系の製造方法は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第一負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第二負メニスカスレンズと、負の屈折力を有する第三両凹負レンズと、少なくとも1枚のレンズとからなる光学系の製造方法であって、次式の条件を満足するように配置する。
90.0° < ω
0.10 < R12/(-fL1) < 0.80
 但し、
 ω:前記光学系の半画角
 fL1:前記第一負メニスカスレンズの焦点距離
 R12:前記第一負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
 本発明の第二の態様に係る光学系の製造方法は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第一負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第二負メニスカスレンズと、負の屈折力を有する第三両凹負レンズと、少なくとも1枚のレンズとからなる光学系の製造方法であって、次式の条件を満足するように配置する。
90.0° < ω
1.80 < R12/D12 < 3.00
 但し、
 ω:前記光学系の半画角
 D12:前記第一負メニスカスレンズと前記第二負メニスカスレンズとの間の軸上空気間隔
 R12:前記第一負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ構成を示す断面図である。 第1実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の諸収差図である。 第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ構成を示す断面図である。 第2実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の諸収差図である。 第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ構成を示す断面図である。 第3実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の諸収差図である。 上記光学系を搭載するカメラの断面図である。 上記光学系の製造方法を説明するためのフローチャートである。
 以下、好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
 第1の実施形態に係る光学系OLは、図1に示すように、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第一負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第二負メニスカスレンズL2と、負の屈折力を有する第三両凹負レンズL3と、少なくとも1枚のレンズとを有して構成されている。このように構成することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。
 また、第1の実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(1)を満足することが望ましい。
90.0° < ω                     (1)
 但し、
 ω:光学系OLの半画角
 条件式(1)は、光学系OLの半画角を規定するものである。この条件式(1)を満足することにより魚眼レンズとして必要な画角を得ることができる。なお、条件式(1)の効果を確実なものとするために、条件式(1)の下限値を95.0°、更に100.0°とすることがより望ましい。また、この条件式(1)の効果を確実なものとするために、条件式(1)の上限値を120.0°(ω<120.0°)、更に110.0°とすることがより望ましい。
 また、第1の実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(2)を満足することが望ましい。
0.10 < R12/(-fL1) < 0.80      (2)
 但し、
 fL1:第一負メニスカスレンズL1の焦点距離
 R12:第一負メニスカスレンズL1の像面側のレンズ面の曲率半径
 条件式(2)は、第一負メニスカスレンズL1の焦点距離に対する第一負メニスカスレンズL1の像面側のレンズ面の曲率半径の比を規定するものである。この条件式(2)を満足することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。条件式(2)の下限値を下回ると、光学系OL全体が大型化してしまい、また、軸上色収差及び倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(2)の効果を確実なものとするために、条件式(2)の下限値を0.15、0.25、0.35、更に0.40とすることがより望ましい。また、条件式(2)の上限値を上回ると、球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(2)の効果を確実なものとするために、条件式(2)の上限値を0.75、0.65、0.55、更に0.50とすることがより望ましい。
(第2の実施形態)
 第2の実施形態に係る光学系OLは、図1に示すように、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第一負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第二負メニスカスレンズL2と、負の屈折力を有する第三両凹負レンズL3と、少なくとも1枚のレンズとを有して構成されている。このように構成することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。
 また、第2の実施形態に係る光学系OLは、上述した条件式(1)を満足することが望ましい。この条件式(1)を満足することによる効果等は、上述した通りである。
 また、第2の実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(3)を満足することが望ましい。
1.80 < R12/D12 < 3.00         (3)
 但し、
 D12:第一負メニスカスレンズL1と第二負メニスカスレンズL2との間の軸上空気間隔
 R12:第一負メニスカスレンズL1の像面側のレンズ面の曲率半径
 条件式(3)は、第一負メニスカスレンズL1と第二負メニスカスレンズL2との間の軸上空気間隔に対する第一負メニスカスレンズL1の像面側のレンズ面の曲率半径の比を規定するものである。条件式(3)を満足することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。条件式(3)の下限値を下回ると、像面湾曲及び非点収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(3)の効果を確実なものとするために、条件式(3)の下限値を1.90、更に2.00とすることがより望ましい。また、条件式(3)の上限値を上回ると、像面湾曲及び非点収差の補正が不足してしまうため好ましくない。なお、条件式(3)の効果を確実なものとするために、条件式(3)の上限値を2.80、2.65、更に2.50とすることがより望ましい。
(第1の実施形態及び第2の実施形態について)
 また、第1の実施形態及び第2の実施形態(以下「本実施形態」と呼ぶ)に係る光学系OLは、以下に示す条件式(4)を満足することが望ましい。
φ12/R12 < 1.90                (4)
 但し、
 R12:第一負メニスカスレンズL1の像面側のレンズ面の曲率半径
 φ12:第一負メニスカスレンズL1の像面側のレンズ面の有効径
 条件式(4)は、第一負メニスカスレンズL1の像面側のレンズ面の曲率半径に対する第一負メニスカスレンズL1の像面側のレンズ面の有効径の比を規定している。この条件式(4)を満足することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。条件式(4)の上限値を上回ると、小型化は容易になるが倍率色収差の補正が困難となり、またレンズの加工が困難となり、更に製造誤差による結像性能の低下が著しくなるため好ましくない。なお、条件式(4)の効果を確実なものとするために、条件式(4)の上限値を1.88、1.85、更に1.83とすることがより望ましい。また、この条件式(4)の効果を確実なものとするために、条件式(4)の下限値を1.60(1.60<φ12/R12)、更に1.70とすることがより望ましい。
 また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(5)を満足することが望ましい。
φ22/R22 < 1.90                (5)
 但し、
 R22:第二負メニスカスレンズL2の像面側のレンズ面の曲率半径
 φ22:第二負メニスカスレンズL2の像面側のレンズ面の有効径
 条件式(5)は、第二負メニスカスレンズL2の像面側のレンズ面の曲率半径に対する第二負メニスカスレンズL2の像面側のレンズ面の有効径の比を規定するものである。この条件式(5)を満足することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。条件式(5)の上限値を上回ると、小型化は容易になるが倍率色収差の補正が困難となり、またレンズの加工が困難となり、更に製造誤差による結像性能の低下が著しくなるため好ましくない。なお、条件式(5)の効果を確実なものとするために、条件式(5)の上限値を1.88、1.85、更に1.83とすることがより望ましい。また、この条件式(5)の効果を確実なものとするために、条件式(5)の下限値を1.60(1.60<φ22/R22)、更に1.70とすることがより望ましい。
 また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(6)を満足することが望ましい。
7.50 < R12/DL1 < 11.00        (6)
 但し、
 DL1:第一負メニスカスレンズL1の光軸上の厚さ
 R12:第一負メニスカスレンズL1の像面側のレンズ面の曲率半径
 条件式(6)は、第一負メニスカスレンズL1の光軸上の厚さに対する第一負メニスカスレンズL1の像面側のレンズ面の曲率半径の比を規定するものである。この条件式(6)を満足することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。条件式(6)の下限値を下回ると、像面湾曲及び非点収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(6)の効果を確実なものとするために、条件式(6)の下限値を8.00、8.50、更に8.80とすることがより望ましい。また、条件式(6)の上限値を上回ると、光学系OL全体が大型化してしまい、また、この影響を緩和するために第一負メニスカスレンズL1の物体側のレンズ面の曲率半径を小さくすると非点収差および像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(6)の効果を確実なものとするために、条件式(6)の上限値を10.50、10.00、更に9.50とすることがより望ましい。
 また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(7)を満足することが望ましい。
-3.50<(R12+R11)/(R12-R11)<-2.00 (7)
 但し、
 R11:第一負メニスカスレンズL1の物体側のレンズ面の曲率半径
 R12:第一負メニスカスレンズL1の像面側のレンズ面の曲率半径
 条件式(7)は、第一負メニスカスレンズL1のシェイプファクターを規定するものである。この条件式(7)を満足することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。条件式(7)の下限値を下回ると、球面収差、コマ収差及び像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(7)の効果を確実なものとするために、条件式(7)の下限値を-3.40、-3.25、更に-3.00とすることがより望ましい。また、条件式(7)の上限値を上回ると、魚眼レンズに必要な歪曲量を得ることが困難となるため好ましくない。なお、条件式(7)の効果を確実なものとするために、条件式(7)の上限値を-2.20、-2.35、更に-2.50とすることがより望ましい。
 また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(8)を満足することが望ましい。
0.20 < R22/(-fL2) < 0.80      (8)
 但し、
 fL2:第二負メニスカスレンズL2の焦点距離
 R22:第二負メニスカスレンズL2の像面側のレンズ面の曲率半径
 条件式(8)は、第二負メニスカスレンズL2の焦点距離に対する第二負メニスカスレンズL2の像面側のレンズ面の曲率半径の比を規定するものである。この条件式(8)を満足することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。条件式(8)の下限値を下回ると、光学系OL全体が大型化してしまい、また軸上色収差及び倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(8)の効果を確実なものとするために、条件式(8)の下限値を0.30、0.40、更に0.50とすることがより望ましい。また、条件式(8)の上限値を上回ると、球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(8)の効果を確実なものとするために、条件式(8)の上限値を0.75、0.70、更に0.65とすることがより望ましい。
 また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(9)を満足することが望ましい。
6.50 < R22/DL2 < 12.00        (9)
 但し、
 DL2:第二負メニスカスレンズL2の光軸上の厚さ
 R22:第二負メニスカスレンズL2の像面側のレンズ面の曲率半径
 条件式(9)は、第二負メニスカスレンズL2の光軸上の厚さに対する第二負メニスカスレンズL2の像面側のレンズ面の曲率半径の比を規定するものである。この条件式(9)を満足することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。条件式(9)の下限値を下回ると、像面湾曲及び非点収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(9)の効果を確実なものとするために、条件式(9)の下限値を7.00、7.50、更に8.00とすることがより望ましい。また、条件式(9)の上限値を上回ると、光学系OL全体が大型化してしまい、また、この影響を緩和するために第二負メニスカスレンズL2の物体側のレンズ面の曲率半径を小さくすると非点収差および像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(9)の効果を確実なものとするために、条件式(9)の上限値を11.50、11.00、10.50、更に10.00とすることがより望ましい。
 また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(10)を満足することが望ましい。
-2.50<(R22+R21)/(R22-R21)<-1.00 (10)
 但し、
 R21:第二負メニスカスレンズL2の物体側のレンズ面の曲率半径
 R22:第二負メニスカスレンズL2の像面側のレンズ面の曲率半径
 条件式(10)は、第二負メニスカスレンズL2のシェイプファクターを規定するものである。この条件式(10)を満足することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。条件式(10)の下限値を下回ると、球面収差、コマ収差及び像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(10)の効果を確実なものとするために、条件式(10)の下限値を-2.40、-2.25、-2.10、更に-2.00とすることがより望ましい。また、条件式(10)の上限値を上回ると、魚眼レンズに必要な歪曲量を得ることが困難となるため好ましくない。なお、条件式(10)の効果を確実なものとするために、条件式(10)の上限値を-1.10、-1.20、-1.30、更に-1.40とすることがより望ましい。
 また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(11)を満足することが望ましい。
0.80 < R22/D23 < 2.00         (11)
 但し、
 D23:第二負メニスカスレンズL2と第三両凹負レンズL3との間の軸上空気間隔
 R22:第二負メニスカスレンズL2の像面側のレンズ面の曲率半径
 条件式(11)は、第二負メニスカスレンズL2と第三両凹負レンズL3との間の軸上空気間隔に対する第二負メニスカスレンズL2の像面側のレンズ面の曲率半径の比を規定するものである。この条件式(11)を満足することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。条件式(11)の下限値を下回ると、像面湾曲及び非点収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(11)の効果を確実なものとするために、条件式(11)の下限値を0.90、0.95、1.00、更に1.05とすることがより望ましい。また、条件式(11)の上限値を上回ると、像面湾曲及び非点収差の補正が不足してしまうため好ましくない。なお、条件式(11)の効果を確実なものとするために、条件式(11)の上限値を1.80、1.65、1.50、更に1.40とすることがより望ましい。
 また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(12)を満足することが望ましい。
2.00 < TL/Ymax < 5.00         (12)
 但し、
 Ymax:光学系OLの最大像高
 TL:光学系OLの無限遠合焦状態における光学全長(空気換算長)
 条件式(12)は、光学系OLの最大像高に対する無限遠合焦状態における光学全長(空気換算長)の比を規定するものである。この条件式(12)を満足することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。条件式(12)の下限値を下回ると、球面収差やコマ収差等の諸収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(12)の効果を確実なものとするために、条件式(12)の下限値を2.25、2.50、2.75、更に3.00とすることがより望ましい。また、条件式(12)の上限値を上回ると、光学系OL全体が大型化してしまうため好ましくない。なお、条件式(12)の効果を確実なものとするために、条件式(12)の上限値を4.75、4.50、4.25、4.00、更に3.80とすることがより望ましい。
 また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(13)を満足することが望ましい。
1.75 < (nd1+nd2)/2 < 1.95     (13)
 但し、
 nd1:第一負メニスカスレンズL1の媒質のd線に対する屈折率
 nd2:第二負メニスカスレンズL2の媒質のd線に対する屈折率
 条件式(13)は、第一負メニスカスレンズL1及び第二負メニスカスレンズL2の媒質のd線に対する屈折率の平均値を規定するものである。この条件式(13)を満足することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。条件式(13)の下限値を下回ると、第一負メニスカスレンズL1及び第二負メニスカスレンズL2の媒質のd線に対する屈折率が低くなり、像面湾曲、非点収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(13)の効果を確実なものとするために、条件式(13)の下限値を1.78、更に1.80とすることがより望ましい。また、条件式(13)の上限値を上回ると、適切なペッツバール和が得られず非点収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(13)の効果を確実なものとするために、条件式(13)の上限値を1.94、1.92、更に1.90とすることがより望ましい。
 また、本実施形態に係る光学系OLは、以下に示す条件式(14)を満足することが望ましい。
30.0 < (νd1+νd2)/2 < 45.0     (14)
 但し、
 νd1:第一負メニスカスレンズL1の媒質のd線に対するアッベ数
 νd2:第二負メニスカスレンズL2の媒質のd線に対するアッベ数
 条件式(14)は、第一負メニスカスレンズL1及び第二負メニスカスレンズL2の媒質のd線に対するアッベ数の平均値を規定するものである。この条件式(14)を満足することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。条件式(14)の下限値を下回ると、第一負メニスカスレンズL1及び第二負メニスカスレンズL2で発生する色収差を他のレンズで補正できなくなってしまうため好ましくない。なお、条件式(14)の効果を確実なものとするために、条件式(14)の下限値を31.5、32.5、34.0、更に34.5とすることがより望ましい。また、条件式(14)の上限値を上回ると、第一負メニスカスレンズL1及び第二負メニスカスレンズL2の媒質のアッベ数が小さくなり、像面湾曲、非点収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(14)の効果を確実なものとするために、条件式(14)の上限値を43.0、41.5、40.0、更に38.0とすることがより望ましい。
 また、本実施形態に係る光学系OLは、絞り(開口絞りS)と、絞りの物体側又は像面側に隣接して配置された正レンズ(例えば、図1であれば、両凸正レンズL4及び両凸正レンズL5)と、を有することが望ましい。このように構成することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。
 また、本実施形態に係る光学系OLは、絞り(開口絞りS)を有し、以下に示す条件式(15)を満足することが望ましい。
-0.80 < f/fa < 0.10           (15)
 但し、
 fa:絞り(開口絞りS)より像面側の接合レンズのうち、最も物体側に配置された接合レンズCLaの焦点距離
 f:光学系OLの無限遠合焦状態における全系の焦点距離
 条件式(15)は、絞り(開口絞りS)より像面側の接合レンズのうち、最も物体側に配置された接合レンズCLaの焦点距離に対する無限遠合焦状態における全系の焦点距離の比を規定するものである。この条件式(15)を満足することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。条件式(15)の下限値を下回ると軸上色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、この条件式(15)の効果を確実なものとするために、条件式(15)の下限値を-0.75、-0.70、-0.65、更に-0.60とすることがより望ましい。また、条件式(15)の上限値を上回ると、球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(15)の効果を確実なものとするために、条件式(15)の上限値を0.05、0.01、-0.01、-0.05、-0.10、-0.15、-0.20、-0.25、更に-0.28とすることがより望ましい。
 また、本実施形態に係る光学系OLは、絞り(開口絞りS)を有し、以下に示す条件式(16)を満足することが望ましい。
-0.30 < f/fb < 0.30           (16)
 但し、
 fb:絞り(開口絞りS)より像面側の接合レンズのうち、物体側から2番目の接合レンズCLbの焦点距離
 f:光学系OLの無限遠合焦状態における全系の焦点距離
 条件式(16)は、絞り(開口絞りS)より像面側の接合レンズのうち、物体側から2番目の接合レンズCLbの焦点距離に対する無限遠合焦状態における全系の焦点距離の比を規定するものである。この条件式(16)を満足することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。条件式(16)の下限値を下回ると倍率色収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、この条件式(16)の効果を確実なものとするために、条件式(16)の下限値を-0.25、-0.20、-0.15、更に-0.10とすることがより望ましい。また、条件式(16)の上限値を上回ると、コマ収差及び像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。なお、条件式(16)の効果を確実なものとするために、条件式(16)の上限値を0.25、0.20、0.15、更に0.10とすることがより望ましい。
 また、本実施形態に係る光学系OLにおいて、最も像面側に配置されたレンズLnは、少なくとも一つのレンズ面が曲率反転のある非球面であることが望ましい。また、最も像面側に配置されたレンズLnの物体側に隣接して配置されたレンズLn-1は、少なくとも一つのレンズ面が曲率反転のある非球面であることが望ましい。このように構成することにより、光学系OLの小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させることができる。
 なお、以上で説明した条件及び構成は、それぞれが上述した効果を発揮するものであり、全ての条件及び構成を満たすものに限定されることはなく、いずれかの条件又は構成、或いは、いずれかの条件又は構成の組み合わせを満たすものでも、上述した効果を得ることが可能である。
 次に、本実施形態に係る光学系OLを備えた光学機器であるカメラを図7に基づいて説明する。このカメラ1は、撮影レンズ2として本実施形態に係る光学系OLを備えたレンズ交換式の所謂ミラーレスカメラである。本カメラ1において、不図示の物体(被写体)からの光は、撮影レンズ2で集光されて、不図示のOLPF(Optical low pass filter:光学ローパスフィルター)を介して撮像部3の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部3に設けられた光電変換素子(撮像素子)により被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ1に設けられたEVF(Electronic view finder:電子ビューファインダー)4に表示される。これにより撮影者は、EVF4を介して被写体を観察することができる。
 また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、撮像部3により光電変換された画像が不図示のメモリに記憶される。このようにして、撮影者は本カメラ1による被写体の撮影を行うことができる。なお、本実施形態では、ミラーレスカメラの例を説明したが、カメラ本体にクイックリターンミラーを有しファインダー光学系により被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに本実施形態に係る光学系OLを搭載した場合でも、上記カメラ1と同様の効果を奏することができる。
 なお、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
 本実施形態では、9個又は10個のレンズ成分で構成される光学系OLを示したが、以上の構成条件等は、8個以下、又は11個以上のレンズ成分の構成にも適用可能である。なお、レンズ成分とは、単レンズ又は複数のレンズが接合された接合レンズをいう。
 また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦群としても良い。この場合、合焦群はオートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の(超音波モータ等の)モータ駆動にも適している。
 また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に直交方向の変位成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動(揺動)させて、手振れによって生じる像ブレを補正する防振群としてもよい。
 また、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)或いはプラスチックレンズとしてもよい。
 開口絞りSは、光学系OLの光軸方向の中央付近に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用してもよい。
 さらに、各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。
 以下、本実施形態に係る光学系OLの製造方法の概略を、図8を参照して説明する。まず、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第一負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第二負メニスカスレンズL2と、負の屈折力を有する第三両凹負レンズL3と、少なくとも1枚のレンズとを準備する(ステップS100)。そして、各レンズを、所定の条件(例えば、第1の実施形態であれば上述した条件式(1)及び(2)、第2の実施形態であれば条件式(1)及び(3)等)を満足するように配置する(ステップS200)。
 以上より、小型化・軽量化と良好な光学性能とを両立させた光学系、光学機器及びこの光学系の製造方法を提供することができる。
 以下、各実施例を図面に基づいて説明する。なお、図1、図3及び図5は、各実施例に係る光学系OL(OL1~OL3)の構成を示す断面図である。また、これらの断面図の下部には、無限遠物体(∞)から近距離物体に合焦する際の合焦群の光軸に沿った移動方向が矢印で示されている。
 各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをyとし、高さyにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離(サグ量)をS(y)とし、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をrとし、円錐定数をKとし、n次の非球面係数をAnとしたとき、以下の式(a)で表される。なお、以降の実施例において、「e-n」は「×10-n」を示す。
S(y)=(y2/r)/{1+(1-K×y2/r2)1/2}
     +A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10+A12×y12 (a)
 なお、各実施例において、2次の非球面係数A2は0である。また、各実施例の表中において、非球面には面番号の右側に*印を付している。
[第1実施例]
 図1は、第1実施例に係る光学系OL1の構成を示している。この光学系OL1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ(第一負メニスカスレンズ)L1、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ(第二負メニスカスレンズ)L2、物体側のレンズ面及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された両凹形状の負レンズ(第三両凹負レンズ)L3、両凸形状の正レンズL4、物体側のレンズ面及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された両凸形状の正レンズL5、両凸形状の正レンズL6と両凹形状の負レンズL7とを接合した接合負レンズCLa、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズL8と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL9とを接合した接合負レンズCLb、物体側のレンズ面及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL10(Ln-1)、及び、物体側のレンズ面及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された両凸形状の正レンズL11(Ln)で構成されている。なお、正レンズL10(Ln-1)の物体側のレンズ面及び像面側のレンズ面、並びに、正レンズL11(Ln)の物体側のレンズ面及び像面側のレンズ面は曲率反転のある非球面である。
 また、開口絞りSは、正レンズL4と正レンズL5との間に配置されている。また、最も像面側の正レンズL11(Ln)と像面Iとの間に光学フィルターFLが配置されている。
 また、この光学系OL1は、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、全体が物体側へ移動する。
 以下の表1に、光学系OL1の諸元の値を掲げる。この表1において、全体諸元に示すfは全系の焦点距離、FNoはFナンバー、ωは半画角[°]、Ymaxは最大像高、TLは光学全長、及び、Bfはバックフォーカスであって、無限遠合焦時の値を表している。ここで、バックフォーカスBfは、最も像面側のレンズ面(第22面)から像面Iまでの光軸上の距離の空気換算長を示している。また、光学全長TLは、最も物体側のレンズ面(第1面)から最も像面側のレンズ面(第22面)までの光軸上の距離に、バックフォーカスの空気換算長を加えた長さを示している。また、レンズデータにおける第1欄mは、光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序(面番号)を、第2欄rは、各レンズ面の曲率半径を、第3欄dは、各光学面から次の光学面までの光軸上の距離(面間隔)を、第4欄nd及び第5欄νdは、d線(λ=587.6nm)に対する屈折率及びアッベ数を、第6欄ipは変曲点の位置を示している。なお、変曲点の位置は、曲率反転のある非球面に対して、その曲率が反転する位置を光軸に垂直な方向の高さとして示す。また、曲率半径∞は平面を示し、空気の屈折率1.000000は省略してある。
 ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離f、曲率半径r、面間隔d、その他長さの単位は一般に「mm」が使われるが、光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。
(表1)第1実施例
[全体諸元]
f       = 10.184
FNo     =  4.08
ω       = 108.1
Ymax    = 21.630
TL(空気換算長) = 75.604
Bf(空気換算長) = 10.185

[レンズデータ]
m    r    d    nd    νd   ip
物面   ∞
 1   38.8086  2.0000  1.846660  23.80
 2   18.1489  7.5089
 3   34.8073  1.2000  1.804000  46.60
 4   10.7528  7.9956
 5*  -24.4955  3.4882  1.516800  64.13
 6*   17.7105  1.3476
 7   26.8728  6.2548  1.846660  23.80
 8   -41.7098  6.2175
 9    ∞    0.1000                開口絞りS
10*   16.1802  2.2961  1.516800  64.13
11*  -15.4891  1.4138
12   39.9385  3.8403  1.516800  64.13
13   -11.1383  1.0000  1.846660  23.80
14   63.9809  3.3773
15   -72.2609  5.2297  1.516800  64.13
16   -8.3676  1.0000  1.804000  46.60
17   -22.2128  0.1010
18*   28.8319  3.0944  1.536497  55.98   5.0
19*   35.9760  3.3991              4.7
20*   36.7332  4.5549  1.536497  55.98   14.3
21*  -925.9246  8.6297             14.4
22    ∞    1.6000  1.516800  64.13
23    ∞    0.5000
像面   ∞
 この光学系OL1において、第5面、第6面、第10面、第11面、第18面、第19面、第20面及び第21面は非球面形状に形成されている。次の表2に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4~A12の値を示す。
(表2)
[非球面データ]
m  K   A4     A6     A8     A10    A12
 5  0.382  1.953e-05  1.097e-07  1.814e-10 -4.272e-12  0.000e-00
 6  1.963  6.745e-05  6.621e-07 -4.961e-09  5.269e-11  0.000e-00
10  0.000  1.872e-05  1.106e-07 -6.243e-09  3.857e-10  0.000e-00
11  0.000  5.263e-05 -2.331e-07  2.395e-08 -2.410e-10  0.000e-00
18 -0.695 -1.261e-04  4.100e-07 -7.949e-09  4.776e-11  0.000e-00
19  1.410 -1.184e-04  2.742e-07 -4.418e-09  3.123e-11  0.000e-00
20  0.000  3.542e-05 -4.594e-07  1.939e-09 -3.017e-12  0.000e-00
21  0.000  9.243e-05 -4.616e-07  1.417e-09 -2.044e-12  0.000e-00
 この光学系OL1の無限遠合焦時における球面収差図、非点収差図及びコマ収差図を図2に示す。各収差図において、FNoはFナンバー、Aは半画角をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するFナンバーの値を示し、非点収差図では半画角の最大値を示し、コマ収差図では各半画角の値を示す。dはd線(λ=587.6nm)、gはg線(λ=435.8nm)をそれぞれ示す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。また、以降に示す各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。これらの各収差図より、この光学系OL1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わかる。
[第2実施例]
 図3は、第2実施例に係る光学系OL2の構成を示している。この光学系OL2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ(第一負メニスカスレンズ)L1、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ(第二負メニスカスレンズ)L2、像面側のレンズ面に非球面が形成された両凹形状の負レンズ(第三両凹負レンズ)L3、両凸形状の正レンズL4、物体側のレンズ面及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された両凸形状の正レンズL5、両凸形状の正レンズL6と両凹形状の負レンズL7とを接合した接合負レンズCLa、両凸形状の正レンズL8と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL9とを接合した接合正レンズCLb、物体側のレンズ面及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された両凸形状の正レンズL10(Ln-1)、及び、物体側のレンズ面及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL11(Ln)で構成されている。なお、負レンズL3は、ガラス製レンズ本体の像面側のレンズ面に樹脂層が設けられて非球面が形成されている複合型のレンズである。また、正レンズL10(Ln-1)の像面側のレンズ面、並びに、正レンズL11(Ln)の物体側のレンズ面及び像面側のレンズ面は曲率反転のある非球面である。
 また、開口絞りSは、正レンズL4と正レンズL5との間に配置されている。また、最も像面側の正レンズL11(Ln)と像面Iとの間に光学フィルターFLが配置されている。
 また、この光学系OL1は、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、負レンズL2、負レンズL3及び正レンズL4が物体側へ移動する。
 以下の表3に、光学系OL2の諸元の値を掲げる。
(表3)第2実施例
[全体諸元]
f       = 10.800
FNo     =  4.31
ω       = 108.2
Ymax    = 21.630
TL(空気換算長) = 75.681
Bf(空気換算長) = 13.589

[レンズデータ]
m    r    d    nd    νd   ip
物面   ∞
 1   38.4930  2.0000  1.846660  23.80
 2   18.1994  7.7453
 3   31.3266  1.2000  1.804000  46.60
 4   10.1212  7.4845
 5   -28.2828  1.8745  1.516800  64.13
 6   13.5367  0.3000  1.517417  52.43 
 7*   16.0189  1.1415
 8   23.1082  4.1597  1.846660  23.80
 9  -1133.8574  6.4898
10    ∞    0.1000                開口絞りS
11*   13.8921  5.2227  1.516800  64.13
12*  -17.8409  2.4747
13   15.8353  5.4988  1.516800  64.13
14   -9.4885  1.0000  1.850260  32.35
15   23.3720  0.9227
16   53.5359  5.6247  1.516800  64.13
17   -10.7038  1.0000  1.850260  32.35
18   -37.2536  1.5633
19*   28.3105  4.1472  1.536497  55.98
20*  -73.6320  0.5924             11.4
21*   38.4645  1.5494  1.536497  55.98   15.3
22*   37.9324  12.0345             13.1
23    ∞    1.6000  1.516800  64.13
24    ∞    0.5000
像面   ∞
 この光学系OL2において、第7面、第11面、第12面、第19面、第20面、第21面及び第22面は非球面形状に形成されている。次の表4に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4~A12の値を示す。
(表4)
[非球面データ]
m  K   A4     A6     A8     A10    A12
 7  0.000  5.864e-05  4.236e-07  1.341e-09  4.009e-11  0.000e-00
11  0.000 -2.348e-06  4.229e-07 -1.794e-08  4.158e-10  0.000e-00
12  0.000  4.274e-05  5.241e-07 -1.154e-08  2.520e-10  0.000e-00
19  0.000 -4.102e-05 -5.807e-08  6.132e-10 -1.064e-12  0.000e-00
20  0.000 -3.901e-05  3.288e-07  2.259e-10 -1.272e-12  0.000e-00
21  0.000  6.497e-06 -1.613e-07  9.567e-10 -1.754e-12  0.000e-00
22  0.000  8.431e-05 -7.162e-07  2.374e-09 -3.132e-12  0.000e-00
 この光学系OL2の無限遠合焦時における球面収差図、非点収差図及びコマ収差図を図4に示す。これらの各収差図より、この光学系OL2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わかる。
[第3実施例]
 図5は、第3実施例に係る光学系OL3の構成を示している。この光学系OL3は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ(第一負メニスカスレンズ)L1、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ(第二負メニスカスレンズ)L2、両凹形状の負レンズ(第三両凹負レンズ)L3、両凸形状の正レンズL4、物体側のレンズ面及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズL5、両凸形状の正レンズL6、両凸形状の正レンズL7と両凹形状の負レンズL8とを接合した接合負レンズCLa、両凸形状の正レンズL9と物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズL10とを接合した接合負レンズCLb、物体側のレンズ面及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された両凸形状の正レンズL11(Ln-1)、及び、物体側のレンズ面及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された両凸形状の正レンズL12(Ln)で構成されている。なお、正レンズL11(Ln-1)の物体側のレンズ面、並びに、正レンズL12(Ln)の物体側のレンズ面及び像面側のレンズ面は曲率反転のある非球面である。
 また、開口絞りSは、正レンズL5と正レンズL6との間に配置されている。また、最も像面側の正レンズL12(Ln)と像面Iとの間に光学フィルターFLが配置されている。
 また、この光学系OL3は、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、負レンズL3及び正レンズL4が像面側へ移動する。
 以下の表5に、光学系OL3の諸元の値を掲げる。
(表5)第3実施例
[全体諸元]
f       = 10.320
FNo     =  4.10
ω       = 108.2
Ymax    = 21.630
TL(空気換算長) = 80.453
Bf(空気換算長) =  9.555

[レンズデータ]
m    r    d    nd    νd   ip
物面   ∞
 1   38.1536  2.0000  2.000690  25.46
 2   18.7162  8.8900
 3   64.8953  1.2000  1.772500  49.62
 4   11.6510  10.7371
 5   -22.3206  1.1044  1.772500  49.62
 6   81.7597  0.1000
 7   56.6242  7.6127  1.850260  32.35
 8   -25.9653  3.6583
 9*   12.0383  1.9489  1.647690  33.72
10*   14.5775  4.1023
11    ∞    1.3075                開口絞りS
12   20.1343  3.3377  1.563840  60.71
13   -14.2563  0.1559
14   21.0384  4.5506  1.487490  70.32
15   -10.4332  1.0000  1.850260  32.35
16   16.6449  1.0524
17   47.3014  4.7935  1.487490  70.32
18   -9.9926  1.0000  1.850260  32.35
19   -39.8171  3.8396
20*   46.6429  4.3398  1.536497  55.98   10.2
21*  -89.6813  2.4988
22*   87.3093  1.6690  1.536497  55.98   7.1
23*  -330.4666  8.0000              8.7
24    ∞    1.6000  1.516800  64.13
25    ∞    0.5000
像面   ∞
 この光学系OL3において、第9面、第10面、第20面、第21面、第22面及び第23面は非球面形状に形成されている。次の表6に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4~A12の値を示す。
(表6)
[非球面データ]
m  K   A4     A6     A8     A10    A12
 9  0.000 -9.573e-06  1.487e-07 -3.046e-08 -3.922e-10  1.654e-22
10  0.000  8.932e-05  2.650e-06 -9.717e-08  5.604e-10 -7.248e-23
20  0.000 -3.454e-06  2.602e-07 -2.664e-09  7.746e-12 -1.048e-14
21  0.000 -2.187e-05  1.976e-07  1.281e-09 -1.957e-11  5.433e-14
22  0.000  1.165e-04 -1.656e-06  7.400e-09 -1.612e-11  1.530e-14
23  0.000  2.077e-04 -2.071e-06  9.243e-09 -2.025e-11  1.649e-14
 この光学系OL3の無限遠合焦時における球面収差図、非点収差図及びコマ収差図を図6に示す。これらの各収差図より、この光学系OL3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わかる。
[条件式対応値]
 第1実施例~第3実施例における条件式(1)~(16)の対応値を以下の表7に示す。
(表7)
(1)ω
(2)R12/(-fL1)
(3)R12/D12
(4)φ12/R12
(5)φ22/R22
(6)R12/DL1
(7)(R12+R11)/(R12-R11)
(8)R22/(-fL2)
(9)R22/DL2
(10)(R22+R21)/(R22-R21)
(11)R22/D23
(12)TL/Ymax
(13)(nd1+nd2)/2
(14)(νd1+νd2)/2
(15)f/fa
(16)f/fb

     第1実施例 第2実施例 第3実施例
fL1   -42.137   -42.702   -38.704
fL2   -19.793   -19.078   -18.565
φ12   32.666   32.759   33.696
φ22   19.353   18.262   20.987
fa    -34.945   -32.903   -17.591
fb   -228.098   533.836  -258.987

(1)   108.1    108.2    108.2
(2)    0.431    0.426    0.484
(3)    2.417    2.350    2.105
(4)    1.800    1.800    1.800
(5)    1.800    1.804    1.801
(6)    9.074    9.100    9.358
(7)   -2.757   -2.794   -2.926
(8)    0.543    0.531    0.628
(9)    8.961    8.434    9.709
(10)  -1.894   -1.955   -1.438
(11)   1.345    1.352    1.085
(12)   3.495    3.499    3.720
(13)   1.825    1.825    1.887
(14)  35.200   35.200   37.540
(15)  -0.291   -0.328   -0.587
(16)  -0.045    0.020   -0.040
1 カメラ(光学機器)  OL(OL1~OL3) 光学系
L1 第一負メニスカスレンズ  L2 第二負メニスカスレンズ
L3 第三両凹負レンズ  S 開口絞り(絞り)

Claims (19)

  1.  物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第一負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第二負メニスカスレンズと、負の屈折力を有する第三両凹負レンズと、少なくとも1枚のレンズとからなり、
     次式の条件を満足する光学系。
    90.0° < ω
    0.10 < R12/(-fL1) < 0.80
     但し、
     ω:前記光学系の半画角
     fL1:前記第一負メニスカスレンズの焦点距離
     R12:前記第一負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
  2.  物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第一負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第二負メニスカスレンズと、負の屈折力を有する第三両凹負レンズと、少なくとも1枚のレンズとからなり、
     次式の条件を満足する光学系。
    90.0° < ω
    1.80 < R12/D12 < 3.00
     但し、
     ω:前記光学系の半画角
     D12:前記第一負メニスカスレンズと前記第二負メニスカスレンズとの間の軸上空気間隔
     R12:前記第一負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
  3.  次式の条件を満足する請求項1または2に記載の光学系。
    φ12/R12 < 1.90
     但し、
     R12:前記第一負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
     φ12:前記第一負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の有効径
  4.  次式の条件を満足する請求項1~3のいずれか一項に記載の光学系。
    φ22/R22 < 1.90
     但し、
     R22:前記第二負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
     φ22:前記第二負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の有効径
  5.  次式の条件を満足する請求項1~4のいずれか一項に記載の光学系。
    7.50 < R12/DL1 < 11.00
     但し、
     DL1:前記第一負メニスカスレンズの光軸上の厚さ
     R12:前記第一負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
  6.  次式の条件を満足する請求項1~5のいずれか一項に記載の光学系。
    -3.50 < (R12+R11)/(R12-R11) < -2.00
     但し、
     R11:前記第一負メニスカスレンズの物体側のレンズ面の曲率半径
     R12:前記第一負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
  7.  次式の条件を満足する請求項1~6のいずれか一項に記載の光学系。
    0.20 < R22/(-fL2) < 0.80
     但し、
     fL2:前記第二負メニスカスレンズの焦点距離
     R22:前記第二負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
  8.  次式の条件を満足する請求項1~7のいずれか一項に記載の光学系。
    6.50 < R22/DL2 < 12.00
     但し、
     DL2:前記第二負メニスカスレンズの光軸上の厚さ
     R22:前記第二負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
  9.  次式の条件を満足する請求項1~8のいずれか一項に記載の光学系。
    -2.50 < (R22+R21)/(R22-R21) < -1.00
     但し、
     R21:前記第二負メニスカスレンズの物体側のレンズ面の曲率半径
     R22:前記第二負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
  10.  次式の条件を満足する請求項1~9のいずれか一項に記載の光学系。
    0.80 < R22/D23 < 2.00
     但し、
     D23:前記第二負メニスカスレンズと前記第三両凹負レンズとの間の軸上空気間隔
     R22:前記第二負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
  11.  次式の条件を満足する請求項1~10のいずれか一項に記載の光学系。
    2.00 < TL/Ymax < 5.00
     但し、
     Ymax:前記光学系の最大像高
     TL:前記光学系の無限遠合焦状態における光学全長
  12.  次式の条件を満足する請求項1~11のいずれか一項に記載の光学系。
    1.75 < (nd1+nd2)/2 < 1.95
     但し、
     nd1:前記第一負メニスカスレンズの媒質のd線に対する屈折率
     nd2:前記第二負メニスカスレンズの媒質のd線に対する屈折率
  13.  次式の条件を満足する請求項1~12のいずれか一項に記載の光学系。
    30.0 < (νd1+νd2)/2 < 45.0
     但し、
     νd1:前記第一負メニスカスレンズの媒質のd線に対するアッベ数
     νd2:前記第二負メニスカスレンズの媒質のd線に対するアッベ数
  14.  絞りと、前記絞りの物体側又は像面側に隣接して配置された正レンズと、を有する請求項1~13のいずれか一項に記載の光学系。
  15.  絞りを有し、
     次式の条件を満足する請求項1~14のいずれか一項に記載の光学系。
    -0.80 < f/fa < 0.10
     但し、
     fa:前記絞りより像面側の接合レンズのうち、最も物体側に配置された接合レンズの焦点距離
     f:前記光学系の無限遠合焦状態における全系の焦点距離
  16.  絞りを有し、
     次式の条件を満足する請求項1~15のいずれか一項に記載の光学系。
    -0.30 < f/fb < 0.30
     但し、
     fb:前記絞りより像面側の接合レンズのうち、物体側から2番目の接合レンズの焦点距離
     f:前記光学系の無限遠合焦状態における全系の焦点距離
  17.  請求項1~16のいずれか一項に記載の光学系を備える光学機器。
  18.  物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第一負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第二負メニスカスレンズと、負の屈折力を有する第三両凹負レンズと、少なくとも1枚のレンズとからなる光学系の製造方法であって、
     次式の条件を満足するように配置する光学系の製造方法。
    90.0° < ω
    0.10 < R12/(-fL1) < 0.80
     但し、
     ω:前記光学系の半画角
     fL1:前記第一負メニスカスレンズの焦点距離
     R12:前記第一負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
  19.  物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第一負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第二負メニスカスレンズと、負の屈折力を有する第三両凹負レンズと、少なくとも1枚のレンズとからなる光学系の製造方法であって、
     次式の条件を満足するように配置する光学系の製造方法。
    90.0° < ω
    1.80 < R12/D12 < 3.00
     但し、
     ω:前記光学系の半画角
     D12:前記第一負メニスカスレンズと前記第二負メニスカスレンズとの間の軸上空気間隔
     R12:前記第一負メニスカスレンズの像面側のレンズ面の曲率半径
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