JP2021105634A - 結像光学系およびそれを有する撮像装置、撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ枚数が少なく小型なフォーカシング機構を備えつつ、撮像素子に対応する像側テレセントリック性を有する結像光学系、およびそれを有する撮像装置、撮像システムを提供すること。【解決手段】結像光学系は、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、負の屈折力を有し、物体側の面が凹面である負レンズからなる第２レンズ群、正の屈折力の正レンズからなる第３レンズ群より構成される結像光学系であって、結像光学系は、５枚以下のレンズからなり、フォーカシングに際して第３レンズ群は光軸方向へ移動する。【選択図】図１

Description

本発明は、結像光学系に関し、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、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等に好適なものである。

近年、レンズ枚数が少なく小型で安価な構成で望遠撮影可能な撮像装置が求められている。撮像装置を小型化するためには、フォーカシング機構を小型に構成することが重要である。特許文献１には、５枚程度のレンズからなり、第２レンズ群を接合レンズとした４群構成の望遠光学系が開示されている。また、特許文献２には、５枚程度のレンズからなり、フォーカシング群に際して移動するレンズ群の重量を軽減した光学系が開示されている。

特開２００６−６４２８９号公報 特開２０１４−１３７５４０号公報

特許文献１の望遠光学系は、フォーカシングに際して全系が光軸方向へ移動するように構成されている。このようなレンズ全体繰り出し方式のフォーカシング方法を使用すると、フォーカス群を移動させるためのアクチュエーターが大型化してしまい、結果として撮像装置が大型化してしまう。

特許文献２の光学系では、最も像側に配置されたレンズ群をフォーカス群とする、いわゆるリアフォーカス方式のフォーカシング方法が使用されており、小型なフォーカシング機構を構成可能である。しかしながら、特許文献２の光学系の画角は広角および標準程度の画角であり、フォーカス群は負レンズ群で構成されている。ここで、小型な撮像装置に適した撮像素子に対応するために、光学系には輝度シェーディングや色シェーディングを回避するため、像側テレセントリック性が求められる。特許文献２の光学系では、最も像側に負レンズ群を配置しているため、像側テレセントリック性の確保が困難である。このとき、周辺画角の主光線は像面に対して斜入射となることで、画面周辺においてシェーディングが生じてしまう。

本発明は、レンズ枚数が少なく小型なフォーカシング機構を備えつつ、撮像素子に対応する像側テレセントリック性を有する結像光学系、およびそれを有する撮像装置、撮像システムを提供することを目的とする。

本発明の一側面としての結像光学系は、結像光学系は、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、負の屈折力を有し、物体側の面が凹面である負レンズからなる第２レンズ群、正の屈折力の正レンズからなる第３レンズ群より構成される結像光学系であって、結像光学系は、５枚以下のレンズからなり、フォーカシングに際して第３レンズ群は光軸方向へ移動することを特徴とする。

本発明は、レンズ枚数が少なく小型なフォーカシング機構を備えつつ、撮像素子に対応する像側テレセントリック性を有する結像光学系、およびそれを有する撮像装置、撮像システムを提供することができる。

実施例１の結像光学系の断面図である。 実施例１の結像光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例１の至近距離に合焦した時の縦収差図である。 実施例２の結像光学系の断面図である。 実施例２の結像光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例２の至近距離に合焦した時の縦収差図である。 実施例３の結像光学系の断面図である。 実施例３の結像光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例３の至近距離に合焦した時の縦収差図である。 実施例４の結像光学系の断面図である。 実施例４の結像光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例４の至近距離に合焦した時の縦収差図である。 撮像装置の概略図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１、４、７、１０は、それぞれ実施例１乃至４の結像光学系の無限遠合焦時における断面図である。各実施例の結像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、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる光学系である。

各断面図において左方が物体側で、右方が像側である。各実施例の結像光学系は複数のレンズ群を有して構成されている。レンズ群は１枚のレンズから構成されていても良いし、複数のレンズから成っていても良い。また、レンズ群は開口絞りを含んでいても良い。

各断面図において、Ｌｉは結像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＝１，２，３）のレンズ群を表している。Ｌ２Ａは第２レンズ群を構成する負の屈折力の負レンズ、Ｌ３Ａは第３レンズ群を構成する正の屈折力の正レンズを表している。

また、ＳＰは開口絞りである。ＧＢは、光学フィルター、フェースプレート、ローパスフィルター、赤外カットフィルターなどに相当する光学ブロックである。ＩＰは像面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）の撮像面が配置される。

また、各実施例の結像光学系では、フォーカシングに際して、第３レンズ群Ｌ３を光軸方向へ移動させるように構成されている。各断面図に示した矢印は無限遠から至近距離へのフォーカシングに際しての第３レンズ群Ｌ３の移動方向を表している。

図２、５、８、１１はそれぞれ、実施例１乃至４の結像光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。図３、６、９、１２はそれぞれ、実施例１乃至４における至近距離（像面から２０００ｍｍ）に合焦した時の縦収差図である。

球面収差図においてＦｎｏはＦナンバー（開口比）であり、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に対する球面収差量を示している。非点収差図においてΔＳはサジタル像面における非点収差量、ΔＭ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。歪曲収差図においてｄ線に対する歪曲収差量を示している。色収差図ではｇ線における色収差量を示している。ωは撮像半画角（°）である。

次に、各実施例の結像光学系における特徴的な構成について述べる。

各実施例の結像光学系は、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Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３より構成される。また、結像光学系は、５枚以下のレンズからなる。第２レンズ群Ｌ２は、負の屈折力を有し、物体側の面が凹面である負レンズＬ２Ａからなる。第３レンズ群Ｌ３は、正の屈折力の正レンズＬ３Ａからなる。

各実施例の結像光学系は、第１レンズ群Ｌ１が少なくとも１枚の正の屈折力の正レンズと少なくとも１枚の負の屈折力の負レンズを有するため、軸上色収差を補正可能である。また、負レンズＬ２Ａの物体側の面は凹面である。本発明の結像光学系は、絞りＳＰに対してコンセントリックな面を有することにより、像面湾曲への影響を最小限に球面収差を選択的に補正する機能を有し、良好な結像性能を得ることができる。

本発明の結像光学系では、フォーカシングに際して第３レンズ群Ｌ３が光軸方向へ移動する。フォーカシングに際して第１レンズ群Ｌ１および第２レンズ群Ｌ２は不動である。第３レンズ群Ｌ３をフォーカス群とすることで、フォーカス群を移動させるためのアクチュエーターを小型化できるため、小型なフォーカシング機構を実現可能である。また、フォーカス群を１枚の正レンズＬ３Ａとすることでフォーカス群を軽量化可能である。

また、最も像側に配置された第３レンズ群Ｌ３が正の屈折力を有することで、軸外主光線を光軸に対して略平行にし、射出瞳位置を物体側に移動させ高い像側テレセントリック性を実現している。

各実施例の結像光学系は上述した構成を有することで、レンズ枚数が少なく小型なフォーカシング機構を備えつつ、撮像素子に対応する像側テレセントリック性を有することができる。

各実施例の結像光学系は、以下の諸条件のうち１つ以上を満足することが好ましい。無限遠合焦時の正レンズＬ３Ａの像側の面から像面ＩＰまでの距離をＢｋ、結像光学系の全長をＬとする。結像光学系の焦点距離をｆとする。負レンズＬ２Ａの焦点距離、物体側の曲率半径、像側の曲率半径、アッベ数をそれぞれ、ｆ２，ｒ２ａ，ｒ２ｂ，ν２とする。正レンズＬ３Ａの焦点距離、物体側の曲率半径、像側の曲率半径、アッベ数をｆ３，ｒ３ａ，ｒ３ｂ，ν３とする。無限遠合焦時の負レンズＬ２Ａの像側の面から正レンズＬ３Ａの物体側の面までの距離をｄ２３とする。第３レンズ群Ｌ３の横倍率をβ３とする。

０．０５＜Ｂｋ／Ｌ＜０．３０ （１）
−１．００＜ｆ２／ｆ＜−０．１５ （２）
０．２５＜（ｒ２ａ＋ｒ２ｂ）／（ｒ２ｂ−ｒ２ａ）＜２．５０ （３）
０．２０＜ｆ３／ｆ＜０．８０ （４）
−０．１５＜（ｒ３ａ＋ｒ３ｂ）／（ｒ３ｂ−ｒ３ａ）＜１．００ （５）
１．００＜ν２／ν３＜２．００ （６）
０．０５＜ｄ２３／Ｌ＜０．４０ （７）
０．３０＜１−β３＾２＜０．９０ （８）
条件式（１）は、結像光学系の全長に対する像面からのフォーカス群の距離に関する。一般に、製造時の誤差の積み上げにより、設計値に対するバックフォーカスずれが生じる。特に望遠光学系ではバックフォーカスずれが大きくなるため、その補正が重要になる。バックフォーカスずれは可動群であるフォーカス群で補正することが考えられるが、条件式（１）の下限値を下回ると、調整の間隔を十分に確保できない。その結果、超無限方向のバックフォーカスずれの補正が困難になるため好ましくない。一方、条件式（１）の上限値を上回ると、正レンズＬ３Ａと像面ＩＰとの距離が遠くなりすぎる。このとき、像側テレセントリック性を維持しようとすると、軸外マージナル光線の光軸からの高さが大きくなりすぎる。その結果、正レンズＬ３Ａのレンズ径が大型化するため好ましくない。条件式（１）を満足することにより、結像光学系をより小型化可能である。

なお、条件式（１）の数値範囲を以下の条件式（１ａ）の範囲とすることが好ましい。

０．１０＜Ｂｋ／Ｌ＜０．２５ （１ａ）
また、条件式（１）の数値範囲を以下の条件式（１ｂ）の範囲とすることがさらに好ましい。

０．１２＜Ｂｋ／Ｌ＜０．２３ （１ｂ）
条件式（２）は、第２レンズ群Ｌ２の屈折力に関する。条件式（２）の下限値を下回ると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が弱くなりすぎる。そのため、球面収差が補正不足となってしまう。一方、条件式（２）の上限値を上回ると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強くなりすぎ、球面収差が補正過剰になってしまう。また、像側テレセントリック性を確保するためには、第３レンズ群Ｌ３の屈折力を必要以上に強める必要がある。このとき、結像光学系における像面湾曲のフォーカス変動の補正が困難になるため好ましくない。

なお、条件式（２）の数値範囲を以下の条件式（２ａ）の範囲とすることが好ましい。

−０．８０＜ｆ２／ｆ＜−０．２０ （２ａ）
また、条件式（２）の数値範囲を以下の条件式（２ｂ）の範囲とすることがさらに好ましい。

−０．６０＜ｆ２／ｆ＜−０．２５ （２ｂ）
条件式（３）は、負レンズＬ２Ａの形状に関する。条件式（３）の上下限値の何れを超えた場合も負レンズＬ２Ａの像側の面の曲率が大きくなりすぎる。そのため、結像光学系における球面収差の補正が困難になり、好ましくない。

なお、条件式（３）の数値範囲を以下の条件式（３ａ）の範囲とすることが好ましい。

０．５０＜（ｒ２ａ＋ｒ２ｂ）／（ｒ２ｂ−ｒ２ａ）＜２．２０ （３ａ）
また、条件式（３）の数値範囲を以下の条件式（３ｂ）の範囲とすることがさらに好ましい。

０．８０＜（ｒ２ａ＋ｒ２ｂ）／（ｒ２ｂ−ｒ２ａ）＜２．００ （３ｂ）
条件式（４）は、第３レンズ群Ｌ３の屈折力に関する。条件式（４）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が強くなりすぎる。そのため、フォーカシングに伴う収差変動が大きくなり、好ましくない。一方、条件式（４）の上限値を上回ると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が弱くなりすぎる。そのため、近距離物体への合焦時の移動量が増加し、好ましくない。

なお、条件式（４）の数値範囲を以下の条件式（４ａ）の範囲とすることが好ましい。

０．３０＜ｆ３／ｆ＜０．７０ （４ａ）
また、条件式（４）の数値範囲を以下の条件式（４ｂ）の範囲とすることがさらに好ましい。

０．３５＜ｆ３／ｆ＜０．６０ （４ｂ）
条件式（５）は、正レンズＬ３Ａの形状に関する。条件式（５）の下限値を下回ると、物体側の曲率半径ｒ３ａに対して像側の曲率半径ｒ３ｂが小さくなりすぎる。一方、条件式（５）の上限値を上回ると、物体側の曲率半径ｒ３ａに対して像側の曲率半径ｒ３ｂが大きくなりすぎる。条件式（５）の上下限値の何れを超えた場合もフォーカシングに伴う収差変動の補正が困難となるため好ましくない。

なお、条件式（５）の数値範囲を以下の条件式（５ａ）の範囲とすることが好ましい。

−０．０５＜（ｒ３ａ＋ｒ３ｂ）／（ｒ３ｂ−ｒ３ａ）＜０．９０ （５ａ）
また、条件式（５）の数値範囲を以下の条件式（５ｂ）の範囲とすることがさらに好ましい。

０．０５＜（ｒ３ａ＋ｒ３ｂ）／（ｒ３ｂ−ｒ３ａ）＜０．８０ （５ｂ）
条件式（６）は、負レンズＬ２Ａと正レンズＬ３Ａのレンズ硝材の分散に関する。条件式（６）の下限値を下回ると、軸上色収差の補正が困難になってしまうため好ましくない。一方、条件式（６）の上限値を上回ると、正レンズＬ３Ａのアッベ数ν３が小さくなりすぎる。その結果、フォーカシングに伴う色収差の変動が大きくなるため好ましくない。

なお、条件式（６）の数値範囲を以下の条件式（６ａ）の範囲とすることが好ましい。

１．１０＜ν２／ν３＜１．８０ （６ａ）
また、条件式（６）の数値範囲を以下の条件式（６ｂ）の範囲とすることがさらに好ましい。

１．２０＜ν２／ν３＜１．７０ （６ｂ）
条件式（７）は、結像光学系の全長に対する負レンズＬ２Ａの像側の面から正レンズＬ３Ａの物体側の面までの距離に関する。条件式（７）の下限値を下回ると、フォーカシングに伴うレンズ群移動のための間隔が十分に確保できないため好ましくない。一方、条件式（７）の上限値を上回ると、結像光学系の小型化が困難になってしまう。

なお、条件式（７）の数値範囲を以下の条件式（７ａ）の範囲とすることが好ましい。

０．０８＜ｄ２３／Ｌ＜０．３５ （７ａ）
また、条件式（７）の数値範囲を以下の条件式（７ｂ）の範囲とすることがさらに好ましい。

０．１０＜ｄ２３／Ｌ＜０．３０ （７ｂ）
条件式（８）は、第３レンズ群Ｌ３のフォーカス敏感度に関する。条件式（８）の下限値を下回ると、近距離物体への合焦時の移動量が増加するため好ましくない。一方、条件式（８）の上限値を上回ると、フォーカス敏感度が大きくなりすぎる。その結果、フォーカス群の移動量に対して合焦する物体距離の変動が大きくなりすぎ、フォーカシングが困難になるため好ましくない。

なお、条件式（８）の数値範囲を以下の条件式（８ａ）の範囲とすることが好ましい。

０．４０＜１−β３＾２＜０．８０ （８ａ）
また、条件式（８）の数値範囲を以下の条件式（８ｂ）の範囲とすることがさらに好ましい。

０．５０＜１−β３＾２＜０．７５ （８ｂ）
以下、各実施例の結像光学系のレンズ構成について説明する。各実施例の結像光学系は、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Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３より構成される。第２レンズ群Ｌ２は、負の屈折力を有し、物体側の面が凹面である負レンズＬ２Ａからなる。第３レンズ群Ｌ３は、正の屈折力の正レンズＬ３Ａからなる。また、結像光学系は、４枚以上かつ５枚以下のレンズからなる。

実施例１の結像光学系では、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の正レンズ、正の屈折力の正レンズと負の屈折力の負レンズとを接合した接合レンズより構成される。接合レンズを用いることで製造時の偏芯誤差を抑えることができる。

実施例２の結像光学系では、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の正レンズ、正の屈折力の正レンズ、負の屈折力の負レンズより構成される。実施例２の結像光学系は、接合レンズを分離することで、実施例１と比較して収差補正の自由度を確保し球面収差を容易に補正することができる。

実施例３の結像光学系では、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の正レンズ、負の屈折力の負レンズより構成される。実施例３の結像光学系は、実施例１と比較して比較的広角な光学系であるため、色収差の補正が容易であり、第１レンズ群Ｌ１のレンズ枚数を２枚にすることができる。

実施例４の結像光学系では、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の正レンズ、負の屈折力の負レンズと正の屈折力の正レンズとを接合した接合レンズより構成される。実施例４の結像光学系は実施例１と比較して比較的望遠な光学系であるため、歪曲収差の補正が困難になる。負レンズの形状を絞りＳＰに対してコンセントリックな形状にすることで歪曲収差の補正を有利にすることができる。

以下に、実施例１乃至４にそれぞれ対応する数値実施例１乃至４を示す。また、各数値実施例における種々の値を表１にまとめて示す。

各数値実施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、ある材料のアッベ数νｄは、フラウンホーファ線のｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）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。

なお、各数値実施例において、軸上間隔ｄ、焦点距離（ｍｍ）、Ｆナンバー、半画角（度）は全て各実施例の結像光学系が無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。ＢＫ（バックフォーカス）は、レンズ最終面（最も像側のレンズ面）から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。「レンズ全長」は、結像光学系の最前面（最も物体側のレンズ面）から最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。
［数値実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 7.939 1.49 1.58913 61.1
2 196.316 0.18
3 6.289 1.64 1.48749 70.2
4 -381.679 0.46 1.90525 35.0
5 8.050 3.19
6(絞り) ∞ 4.82
7 -3.531 0.46 1.51633 64.1
8 391.895 （可変)
9 11.436 1.66 1.70154 41.2
10 -17.755 （可変)
11 ∞ 0.92 1.51633 64.1
12 ∞ 0.74
像面 ∞

焦点距離 25.98
Ｆナンバー 4.00
半画角（度） 6.59
像高 3.00
レンズ全長 20.78
ＢＫ 3.19

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 16.64
2 7 -6.78
3 9 10.15

フォーカス
無限遠 2000mm
d8 3.36 2.84
d10 1.84 2.36

［数値実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 8.928 1.97 1.83481 42.7
2 51.503 0.14
3 6.780 1.60 1.53775 74.7
4 16.163 0.46
5 46.287 0.46 1.80518 25.4
6 5.412 4.08
7(絞り) ∞ 4.82
8 -4.716 0.46 1.48749 70.2
9 -15.099 （可変)
10 17.259 2.07 1.86300 41.5
11 -19.355 （可変)
12 ∞ 0.92 1.51633 64.1
13 ∞ 1.62
像面 ∞

焦点距離 25.98
Ｆナンバー 2.80
半画角（度） 6.59
像高 3.00
レンズ全長 23.93
ＢＫ 4.07

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 24.14
2 8 -14.27
3 10 10.86

フォーカス
無限遠 2000mm
d9 3.49 3.02
d11 1.84 2.32

［数値実施例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 4.835 1.41 1.86300 41.5
2 -21.401 0.20
3 -14.436 0.46 1.84666 23.8
4 8.515 0.36
5(絞り) ∞ 4.82
6 -2.552 0.46 1.56732 42.8
7 -8.151 （可変)
8 12.183 1.53 1.86300 41.5
9 -15.239 （可変)
10 ∞ 0.92 1.51633 64.1
11 ∞ 0.74
像面 ∞

焦点距離 14.72
Ｆナンバー 4.00
半画角（度） 11.52
像高 3.00
レンズ全長 14.41
ＢＫ 3.19

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 11.43
2 6 -6.75
3 8 8.05

フォーカス
無限遠 2000mm
d7 1.66 1.51
d9 1.84 1.99

［数値実施例４］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1 14.742 1.00 1.49700 81.5
2 46.865 0.28
3 9.695 0.46 1.84666 23.8
4 6.839 1.38 1.78800 47.4
5 12.873 7.48
6(絞り) ∞ 4.82
7 -5.416 0.46 1.48749 70.2
8 106.273 （可変)
9 11.225 1.38 1.71300 53.9
10 -92.287 （可変)
11 ∞ 0.92 1.51633 64.1
12 ∞ 1.38
像面 ∞

焦点距離 34.51
Ｆナンバー 4.00
半画角（度） 4.97
像高 3.00
レンズ全長 28.99
ＢＫ 3.82

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 21.28
2 7 -10.56
3 9 14.11

フォーカス
無限遠 2000mm
d8 7.60 6.62
d10 1.84 2.83

［撮像装置］
本発明の結像光学系を撮影光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例について、図１３を用いて説明する。図１３において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至４で説明したいずれかの結像光学系によって構成された撮影光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系１１によって形成された光学像を受光して光電変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）である。カメラ本体１０はクイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。

このように本発明の結像光学系をデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、レンズが小型である撮像装置を得ることができる。
［撮像システム］
なお、各実施例の結像光学系と、結像光学系を制御する制御部とを含めた撮像システム（監視カメラシステム）を構成してもよい。この場合、制御部は、フォーカシングに際して第３レンズ群Ｌ３が上述したように移動するよう結像光学系を制御することができる。このとき、制御部が結像光学系と一体的に構成されている必要はなく、制御部を結像光学系とは別体として構成してもよい。例えば、結像光学系の各レンズを駆動する駆動部に対して遠方に配置された制御部（制御装置）が、結像光学系を制御するための制御信号（命令）を送る送信部を備える構成を採用してもよい。このような制御部によれば、結像光学系を遠隔操作することができる。

また、結像光学系を遠隔操作するためのコントローラーやボタンなどの操作部を制御部に設けることで、ユーザーの操作部への入力に応じて結像光学系を制御する構成を採ってもよい。

また、撮像システムは、結像光学系の合焦位置に関する情報（フォーカス群の移動状態）を表示する液晶パネルなどの表示部を有していてもよい。結像光学系の合焦位置に関する情報とは、例えば被写体距離である。この場合、表示部に示される結像光学系の合焦位置に関する情報を見ながら、操作部を介してユーザーが結像光学系を遠隔操作することができる。このとき、例えばタッチパネルなどを採用することで表示部と操作部とを一体化してもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。

Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｌ２Ａ 負レンズ
Ｌ３Ａ 正レンズ

Claims (18)

1. 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、負の屈折力を有し、物体側の面が凹面である負レンズからなる第２レンズ群、正の屈折力の正レンズからなる第３レンズ群より構成される結像光学系であって、
   前記結像光学系は、５枚以下のレンズからなり、
   フォーカシングに際して前記第３レンズ群は光軸方向へ移動することを特徴とする結像光学系。
2. 無限遠合焦時の前記正レンズの像側の面から像面までの距離をＢｋ、前記結像光学系の全長をＬとするとき、
   ０．０５＜Ｂｋ／Ｌ＜０．３０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
3. 前記結像光学系の焦点距離をｆ、前記負レンズの焦点距離をｆ２とするとき、
   −１．００＜ｆ２／ｆ＜−０．１５
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の結像光学系。
4. 前記負レンズの物体側の曲率半径をｒ２ａ、前記負レンズの像側の曲率半径をｒ２ｂとするとき
   ０．２５＜（ｒ２ａ＋ｒ２ｂ）／（ｒ２ｂ−ｒ２ａ）＜２．５０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の結像光学系。
5. 前記結像光学系の焦点距離をｆ、前記正レンズの焦点距離をｆ３とするとき、
   ０．２０＜ｆ３／ｆ＜０．８０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１及至４の何れか一項に記載の結像光学系。
6. 前記正レンズの物体側の曲率半径をｒ３ａ、前記正レンズの像側の曲率半径をｒ３ｂとするとき、
   −０．１５＜（ｒ３ａ＋ｒ３ｂ）／（ｒ３ｂ−ｒ３ａ）＜１．００
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１及至５の何れか一項に記載の結像光学系。
7. 前記負レンズのアッベ数をν２、前記正レンズのアッベ数をν３とするとき、
   １．００＜ν２／ν３＜２．００
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の結像光学系。
8. 無限遠合焦時の前記負レンズの像側の面から前記正レンズの物体側の面までの距離をｄ２３、前記結像光学系の全長をＬとするとき、
   ０．０５＜ｄ２３／Ｌ＜０．４０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１及至７の何れか一項に記載の結像光学系。
9. 無限遠合焦時の前記正レンズの横倍率をβ３とするとき、
   ０．３０＜１−β３＾２＜０．９０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１及至８の何れか一項に記載の結像光学系。
10. 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の正レンズ、正の屈折力の正レンズ、負の屈折力の負レンズからなることを特徴とする請求項１及至９の何れか１項に記載の結像光学系。
11. 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の正レンズ、負の屈折力の負レンズからなることを特徴とする請求項１及至９の何れか一項に記載の結像光学系。
12. 前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の正レンズ、負の屈折力の負レンズ、正の屈折力の正レンズからなることを特徴とする請求項１及至９の何れか一項に記載の結像光学系。
13. 前記結像光学系は、４枚以上のレンズからなることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の結像光学系。
14. 請求項１及至１３の何れか一項に記載の結像光学系と、
    該結像光学系によって形成される像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
15. 請求項１乃至１４の何れか一項に記載の結像光学系と、前記結像光学系を制御する制御部を有することを特徴とする撮像システム。
16. 前記制御部は、前記結像光学系とは別体として構成されており、前記結像光学系を制御するための制御信号を送信する送信部を有することを特徴とする請求項１５に記載の撮像システム。
17. 前記制御部は、前記結像光学系とは別体として構成されており、前記結像光学系を操作するための操作部を有することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の撮像システム。
18. 前記結像光学系の合焦位置に関する情報を表示する表示部を有することを特徴とする請求項１５乃至１７の何れか一項に記載の撮像システム。
    

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