JP6991836B2 - 光学系及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学系及び撮像装置に関する。

Ｆナンバーが２．０以下かつ中望遠撮影用の大口径レンズに対して、迅速にフォーカス（合焦）可能で、かつフォーカシングに際して収差変動が少ないことが要望されている。

特許文献１は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群からなる光学系を開示している。当該光学系は、フォーカシングに際して比較的軽量な第２レンズ群が移動する、インナーフォーカスタイプの光学系である。

特開２０１６－９０７２５号公報

特許文献１に記載の光学系は、第１レンズ群の最も像側に開口絞りを有し、かつＦナンバーが２．９以上の光学系である。特許文献１に開示されたレンズ構成のまま、よりＦナンバーが小さく、バックフォーカスの短い光学系を構成しようとした場合、球面収差、歪曲収差、像面湾曲等の諸収差の増大や、フォーカシングに際しての収差変動の増大が生じやすくなる。

そこで本発明は、大口径でありながら、フォーカシングに伴う収差変動を低減させることが可能な光学系及び撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の光学系は、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、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群からなり、無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、前記第１レンズ群が不動であり、前記第２レンズ群が物体側へ移動し、隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、前記第２レンズ群は開口絞りを有し、前記第３レンズ群の光軸上での長さをＤ３、バックフォーカスをＢＦとするとき、
１．０＜Ｄ３／ＢＦ＜３．０
なる条件式を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、大口径でありながら、フォーカシングに伴う収差変動が少ない光学系を実現することが可能となる。

実施例１のズームレンズの断面図である。 実施例１のズームレンズの収差図である。 実施例２のズームレンズの断面図である。 実施例２のズームレンズの収差図である。 実施例３のズームレンズの断面図である。 実施例３のズームレンズの収差図である。 撮像装置の構成を示す図である。

以下、本発明の実施例に係る光学系及び撮像装置について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

［光学系の実施例］
各実施例の光学系は、ビデオカメラ、デジタルカメラ、銀塩フィルムカメラ、テレビカメラ等の撮像装置に用いられる撮影光学系である。図１、３、５に示す光学系の断面図において、左方が物体側（前方）であり、右方が像側（後方）である。また各断面図において、ｉを物体側から像側へのレンズ群の順番とすると、Ｌｉは第ｉレンズ群を示す。また、開口絞りＳＰは、開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）の光束を決定（制限）する。

ビデオカメラやデジタルカメラなどの撮像装置に各実施例の光学系を使用する場合は、像面ＩＰは、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）に相当する。銀塩フィルムカメラの撮像装置に各実施例の光学系を使用する場合は、像面ＩＰはフィルム面に相当する。

無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、フォーカスレンズ群である第２レンズ群は、図中の矢印に示すように物体側に移動する。

球面収差図において、実線はｄ線（波長５８７．６０ｎｍ）、点線はＦ線（波長４８６．１０ｎｍ）、破線はＣ線（波長６５６．３０ｎｍ）、二点鎖線はｇ線（波長４３５．８０ｎｍ）に対する球面収差を示している。非点収差図において実線Ｓはサジタル像面、破線Ｍはメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。色収差図はｇ線における色収差を示している。

本発明の実施例に係る光学系は、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、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群からなる。無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、第２レンズ群が移動することにより隣り合うレンズ群の間隔が変化する。

さらに、第２レンズ群は開口絞りを含む。フォーカシングに際して開口絞りも移動させることにより、フォーカシングに伴う収差変動を低減することができる。

さらに、実施例に係る光学系は以下の条件式を満たす。
１．０＜Ｄ３／ＢＦ＜３．０ ・・・（１）

なお、第３レンズ群の光軸上の長さをＤ３、光学系のバックフォーカスをＢＦとする。当該バックフォーカスは、光学系の最も像側のレンズ面から像面までの距離を、空気換算長により表したものである。

条件式（１）は、第３レンズ群の長さとバックフォーカスの比に関する。条件式（１）の下限値を下回って第３レンズ群の長さが短くなる、すなわち第３レンズ群を構成するレンズの枚数が比較的少なくなると、複数枚のレンズの組み合わせによるペッツバール和の低減が困難となる。これにより、像面湾曲等の収差補正がしづらくなるので好ましくない。

条件式（１）の上限値を上回って第３レンズ群の長さが長くなると、フォーカシングに際しての第２レンズ群の移動可能範囲が狭まってしまい、特に近距離への合焦が困難になるため好ましくない。

また、条件式（１）の数値範囲を次のように設定することが好ましい。
１．２＜Ｄ３／ＢＦ＜２．６ ・・・（１ａ）

さらに、条件式（１）の数値範囲を次のように設定することが好ましい。
１．４＜Ｄ３／ＢＦ＜２．２ ・・・（１ｂ）

このように光学系を構成することにより、大口径でありながら、フォーカシングに伴う収差変動を低減させた光学系を得ることができる。

さらに、光学系は、条件式（２）～（７）のうち少なくとも一つを満たすことが好ましい。
２．０＜ｆ１／ｆ＜１０．０ ・・・（２）
０．３＜ｆ２／ｆ＜１．２ ・・・（３）
－１０．０＜ｆ３／ｆ＜－０．１ ・・・（４）
２０＜νｄ２－νｄ１＜８０ ・・・（５）
０．５９＜θｇＦ＜０．６７ ・・・（６）
１．７０＜Ｎｄ１＜１．９０ ・・・（７）

ただし、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、光学系の全系の焦点距離をｆとする。第２レンズ群において開口絞りよりも物体側に配置される２つの正レンズのうち、物体側の正レンズ（以下、第１正レンズという）の材料のアッベ数をνｄ１、像側の正レンズ（以下、第２正レンズという）の材料のアッベ数をνｄ２とする。第１正レンズの材料の部分分散比をθｇとする。第１正レンズの材料のｄ線に対する屈折力をＮｄ１とする。

材料のアッベ数νｄ、部分分散比θｇＦは次式で表される。ただし、Ｎｇをｇ線（波長４３５．８０ｎｍ）に対する屈折率、Ｎｄをｄ線（波長５８７．６０ｎｍ）に対する屈折率、ＮＦをＦ線（波長４８６．１０ｎｍ）に対する屈折率、ＮＣをＣ線（波長６５６．３０ｎｍ）に対する屈折率、とする。
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
θｇＦ＝（Ｎｇ－ＮＦ）／（ＮＦ－ＮＣ）

以下、条件式（２）～（７）の技術的意義について説明する。

条件式（２）は、第１レンズ群の焦点距離と全系の焦点距離の比に関する。条件式（２）の下限値を下回って第１レンズ群の焦点距離が短くなる、すなわち第１レンズ群の屈折力を大きくすると、その分第２レンズ群の屈折力が小さくなる。よってフォーカス敏感度が小さくなり、フォーカシングに際しての第２レンズ群の移動量が大きくなり、光学系が大型化するので好ましくない。条件式（２）の上限値を上回って第１レンズ群の焦点距離が長くなると、第１レンズ群を通過した光線が発散しやすくなり、第２レンズ群が径方向に大型化しやすくなるので好ましくない。

条件式（３）は、第２レンズ群の焦点距離と全系の焦点距離の比に関する。条件式（３）の下限値を下回って第２レンズ群の焦点距離が短くなると、必要な周辺光量を確保したときの第２レンズ群への光線の入射角が大きくなるため、第２レンズ群の物体側に配置される第１レンズ群の径が大きくなる。これにより、光学系の大型化、高重量化が生じるため好ましくない。条件式（３）の上限値を上回って第２レンズ群の焦点距離が長くなる、すなわち第２レンズ群の屈折力が小さくなると、フォーカス敏感度が小さくなる。そのため、フォーカシングに際しての第２レンズ群の移動量が大きくなり、光学系が大型化するので好ましくない。

条件式（４）は、第３レンズ群の焦点距離と全系の焦点距離の比に関する。条件式（４）の下限値を下回って第３レンズ群の焦点距離が長くなる、すなわち第３レンズ群の屈折力が小さくなると、光学系のフォーカス敏感度が小さくなる。そのため、フォーカシングに際しての第２レンズ群の移動量が大きくなり、光学系が大型化するので好ましくない。条件式（４）の上限値を上回って第３レンズ群の焦点距離が短くなる、すなわち第３レンズ群の屈折力が大きくなると、第３レンズ群を構成するレンズの径が大きくなる。これにより第３レンズ群が高重量化してしまうので好ましくない。

条件式（５）は、第２レンズ群に含まれる正レンズの材料のアッベ数差に関する。第２正レンズの方が第１正レンズよりもアッベ数が大きいことを示している。条件式（５）の下限値を下回って、νｄ１とνｄ２の値が近くなると、軸上色収差の補正が困難になるので好ましくない。また、上限式（５）の上限値を上回ると材料の選択が困難になる。

また、アッベ数νｄ１の材料を用いた第１正レンズは、第２レンズ群の最も物体側に配置されることが好ましい。この位置に高分散材料のレンズを用いることで、第２レンズ群における２次の軸上色収差を低減できる。

条件式（６）は、第１正レンズの部分分散比に関する。条件式（６）の下限値を下回って、部分分散比が小さくなると、軸上色収差が大きくなるので好ましくない。また、上限式（６）の上限値を上回ると材料の選択が困難になる。

条件式（７）は、第１正レンズの屈折率に関する。条件式（７）の下限値を下回って屈折率が小さくなる、すなわちレンズ面の曲率が大きくなると、第１正レンズに対する光線の入射角度が大きくなることにより球面収差が大きくなるので好ましくない。条件式（７）上限値を上回って屈折率が大きくなると、光の透過率が低くなるので好ましくない。

また、条件式（１）～（６）の数値範囲を次のように設定することが好ましい。
２．０＜ｆ１／ｆ＜８．０ ・・・（２ａ）
０．４＜ｆ２／ｆ＜１．１ ・・・（３ａ）
－８．０＜ｆ３／ｆ＜－０．２ ・・・（４ａ）
３０＜νｄ２－νｄ１＜７０ ・・・（５ａ）
０．６０＜θｇＦ＜０．６６ ・・・（６ａ）
１．７３＜Ｎｄ１＜１．８７ ・・・（７ａ）

さらに、条件式（１）～（６）の数値範囲を次のように設定することが好ましい。
２．０＜ｆ１／ｆ＜７．０ ・・・（２ｂ）
０．５＜ｆ２／ｆ＜１．０ ・・・（３ｂ）
－６．０＜ｆ３／ｆ＜－０．２ ・・・（４ｂ）
４０＜νｄ２－νｄ１＜６０ ・・・（５ｂ）
０．６１＜θｇＦ＜０．６５ ・・・（６ｂ）
１．７５＜Ｎｄ１＜１．８５ ・・・（７ｂ）

第２レンズ群において、開口絞りは、開口絞りの物体側に配置された正レンズと、開口絞りの像側に配置された正レンズの間に配置されることが好ましい。開口絞りが第２レンズ群の最も物体側に配置されると、開口径が大きくなるとともに、開口絞りの像側に配置される各レンズの径が大きくなることで軸上色収差の補正が困難となるため好ましくない。さらに、開口絞りが第２レンズ群の最も像側に配置されると、開口絞りに向かう光のうち軸上光束の周辺光線が遮蔽されやすくなるため好ましくない。

第２レンズ群を、開口絞りの前後で略対称的な屈折力バランスになるように構成することにより、フォーカシングに伴う収差変動を低減しやすくできる。

さらに、第２レンズ群が、開口絞りの物体側に配置された正レンズと開口絞りの間に負レンズを有することが好ましい。負レンズを配置することにより、第１レンズにより収斂された光束を開口絞りに対して略垂直に入射するように整形することができ、開口絞りにおける軸上光束の周辺光線の遮蔽を抑制することができる。また、当該負レンズが非球面形状を有するメニスカスレンズであることにより、球面収差の補正や光学系の小型化に構成することができる。

さらに、第２レンズ群が、開口絞りに隣接して配置された、正レンズと負レンズを含む接合レンズを有することが好ましい。光束が絞られた位置接合レンズを配置することにより、軸上色収差を低減できる。ただし、本明細書における接合レンズとは、高分子材料等の接着剤を用いて複数のレンズが接合されたものだけを示すものではない。隣接し合うレンズ面の形状が互いに係合するような形状であり、かつこれらの間の空気間隔が無視できる程度に近接して配置されている複数のレンズも含む。

さらに、当該接合レンズの構成要素は、低屈折率かつ高分散の材料を用いた負レンズと、高屈折率かつ低分散の材料を用いた正レンズを含むことが好ましい。これにより、ペッツバール和を低減し、像面湾曲を低減することができる。

第３レンズ群は、ペッツバール和を補正しやすくするために、複数の正レンズと複数の負レンズとを含むことが好ましい。例えば、２枚の正レンズと２枚の負レンズから構成することにより、ペッツバール和を補正し、サジタルフレアを低減することができる。

次に、実施例に係る光学系の構成について具体的に説明する。

［実施例１］
実施例１は、焦点距離８３．５ｍｍかつＦナンバー１．２４の光学系ＯＬに関する。図１は実施例１の光学系ＯＬの、無限遠物体に合焦時の断面図であり、図２は、実施例１の光学系ＯＬの、無限遠物体に合焦時の収差図である。

実施例１の光学系ＯＬは、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２と、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３からなる。第３レンズ群Ｌ３を負の屈折力とすることで、全体としてテレフォトタイプの配置としており、全系の焦点距離が長くなっても良好な光学性能を得やすくしている。

第１レンズ群Ｌ１は、屈折力の弱いアフォーカル系として構成されている。また、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズ、負レンズを有することにより、第１レンズ群Ｌ１をテレフォトタイプの配置としている。前述と同様の効果を得るほか、Ｆナンバーが小さく焦点距離の比較的長い構成であっても、レンズ径を小さめに構成することができる。

無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２が物体側へ移動することにより、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。また、当該フォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３は不動である。第１レンズ群Ｌ１は、前玉径が大きくなりやすいため、本実施例のように、Ｆナンバーが２．０以下の中望遠用の光学系では、第１レンズ群Ｌ１は不動であることが好ましい。第１レンズ群Ｌ１をフォーカスレンズ群としてしまうと、合焦に時間がかかるため好ましくない。

第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側に順に配置された、正レンズＬｐ１、正レンズＬｐ２、負レンズＬｎ、開口絞りＳＰ、接合レンズＢ１、接合レンズＢ２からなる。接合レンズＢ１は負レンズと正レンズＬｐ３からなり、接合レンズＢ２は負レンズと正レンズからなる。第２レンズ群Ｌ２の一部をエルノスター型に構成することにより、Ｆナンバーの小さい中望遠用の光学系であっても良好な結像性能を得ることができる。

第２レンズ群の最も物体側の正レンズＬｐ１（第１正レンズ）の材料が前述の条件式（７）を満たす高屈折率材料であることにより、球面収差を発生しづらくしている。さらに、正レンズＬｐ１が条件式（５）を満たす高分散材料であることで２次の軸上色収差を低減している。さらに、開口絞りＳＰの像側に、接合レンズＢ１、Ｂ２を配置することにより、１次の軸上色収差を補正している。

Ｆナンバーが小さな光学系では、必要な屈折力を得るために各レンズが厚くなりやすく、レンズを薄くしてレンズ全長の短い光学系を構成しようとすると球面収差が増大しやすくなる。本実施例では第２レンズ群Ｌ２において、物体側に非球面形状のレンズ面を有するレンズＬｎを配置することにより、レンズ全長の短い光学系を構成しつつ球面収差の増大を抑えることができる。

さらに、開口絞りＳＰの像側に、開口絞りＳＰに隣接して２つの接合レンズＢ１、Ｂ２を配置している。接合レンズＢ１、Ｂ２は、それぞれ、負レンズと正レンズを含む。

これにより、フォーカシングに際して開口絞りＳＰを含む第２レンズ群Ｌ２が移動することにより、フォーカシングに伴う収差変動を低減し、全フォーカシング域において高い光学性能を得ることができる。

第３レンズ群Ｌ３を負の屈折力のレンズ群とすることにより、第３レンズ群Ｌ３を正の屈折力のレンズ群とする場合に比べて像面に対する光線の最大入射角が大きくなる。つまり、同じサイズの像を結像するにあたり、第３レンズ群Ｌ３を負の屈折力のレンズ群とする場合の方が、レンズの径を小型にすることができる。

さらに、第３レンズ群Ｌ３を負の屈折力のレンズ群とすることにより、第２レンズ群Ｌ２の屈折力を大きくすることができる。よって、第２レンズ群Ｌ２のフォーカシング時の移動量を低減できる。

第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズと負レンズからなる接合レンズ、正レンズ、負レンズＬｒを有する。このように、少なくとも、物体側から像側へ順に配置された、正レンズと負レンズを含むテレフォトタイプの光学系を構成することで、バックフォーカスの短い光学系を構成することができる。また、バックフォーカスを短くした分、第３レンズ群に配置するレンズの枚数を増やすことが可能となり、これにより、ペッツバール和を低減することができる。よって、径の大きくなりやすい第１レンズ群Ｌ１にレンズを増やすことなく、像面湾曲を低減することができる。

第３レンズ群の最も像側に配置された負レンズＬｒは、物体側及び像側に非球面形状のレンズ面を有する。Ｆナンバーの小さい中望遠レンズでは、最も像側の位置を多くの中心光束が通過するため、この位置に負レンズＬｒを配置することにより、像面湾曲や歪曲収差を低減している。また、負レンズＬｒの物体側及び像側のレンズ面を、近軸で凹形状とすることで、ペッツバール和を低減して像面湾曲を低減している。

［実施例２］
実施例２は、焦点距離９８．０ｍｍかつＦナンバー１．４３の光学系ＯＬに関する。図３は実施例２の光学系ＯＬの、無限遠物体に合焦時の断面図であり、図４は、実施例２の光学系ＯＬの、無限遠物体に合焦時の収差図である。

実施例２の光学系ＯＬの構成は、使用している硝材が異なる以外は実施例１の光学系ＯＬの構成と同様なので、詳細な説明は省略する。

［実施例３］
実施例３は、焦点距離１３３．０ｍｍかつＦナンバー１．８０の光学系ＯＬに関する。図５は実施例３の光学系ＯＬの、無限遠物体に合焦時の断面図であり、図６は、実施例３の光学系ＯＬの、無限遠物体に合焦時の収差図である。

実施例３の光学系ＯＬは、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２と、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３からなる。無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して第２レンズ群Ｌ２が物体側へ移動することにより、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。また、当該フォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３は不動である。第２レンズ群Ｌ２は、開口絞りＳＰを含む。

実施例３の第１レンズ群Ｌ１の構成は、使用している硝材が異なる以外は実施例１の第１レンズ群Ｌ１と同様なので、第１レンズ群Ｌ１の詳細な説明は省略する。

実施例３の第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズＬｐ１、正レンズＬｐ２、負レンズＬｎ、接合レンズＢ１、開口絞りＳＰ、正レンズＬｐ３からなる。つまり、接合レンズＢ１が開口絞りＳＰの物体側に配置されていること、接合レンズＢ２を有しないこと、使用している硝材が異なる以外は、実施例１の第２レンズ群Ｌ２と同様である。よって、第２レンズ群Ｌ２の詳細な説明は省略する。

実施例３の第３レンズ群Ｌ３は、最も物体側に、像側に凹形状を向けたメニスカスレンズを有すること、使用している硝材が異なる以外は、実施例１の第３レンズ群Ｌ３の構成と同様なので、第３レンズ群Ｌ３のさらなる詳細な説明は省略する。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明の光学系はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。例えば、あるレンズ群の全部又は一部を防振レンズ群とし、防振目的で光軸に垂直な方向成分を有する方向に移動させてもよい。接合レンズＢ１、Ｂ２において、正レンズと負レンズの配置は逆であってもよい。

［数値実施例］
以下に、実施例１～３のそれぞれに対応する数値実施例１～３を示す。数値実施例１～３に関して、条件式（１）～（７）に対応する数値を表１に示す。また、数値実施例１～３において、Ｌは物体側からのレンズ群の順序を示す。面番号は物体側からの光学面の順序を示す。Ｒは光学面の曲率半径、ｄは光学面の間隔、ｎｄとνｄはそれぞれｄ線に対する光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。アッベ数νｄの定義は前述のとおりである。ＢＦはバックフォーカスを示す。

非球面は各数値実施例中の面番号の右側に＊印を付している。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄをそれぞれ非球面係数としたとき、

で表している。非球面係数の「Ｅ－ｘ」は１０^－ｘを意味する。

面間隔における一行目の値は、像面からの距離を示す。

（数値実施例１）
単位 ｍｍ
L 面番号 有効径 R d glass nd vd
OBJ ∞
1 1 68.27 64.3369 6.0000 SLAL14 1.69680 55.53
2 66.68 90.3812 0.5000
3 65.49 61.8849 12.0000 SFPL51 1.49700 81.54
4 64.00 -4074.4598 2.8000 SNBH5 1.65412 39.68
5 58.38 59.9904 13.6339
2 6 56.02 45.7287 6.5000 FD225 1.80809 22.76
7 54.27 71.0617 0.5000
8 51.18 40.0000 10.5000 SFPM2 1.59522 67.73
9 48.78 261.1006 3.4789
10* 41.01 70.6757 2.3000 SNBH56 1.85478 24.80
11 34.49 24.9321 8.9265
12(絞り) 34.00 ∞ 3.3442
13 33.48 -121.4681 1.6000 SNBH8 1.72047 34.71
14 33.46 83.5418 9.0000 SLAH55V 1.83481 42.72
15 33.48 -57.7130 1.7327
16 33.24 -39.0562 1.5000 SNBH5 1.65412 39.68
17 34.61 36.5575 12.0000 SLAH96 1.76385 48.49
18 35.36 -43.2713 2.0000
3 19 37.27 92.2689 8.0000 TAFD35 1.91082 35.25
20 36.98 -93.2521 1.7000 SNBH5 1.65412 39.68
21 35.87 39.5146 2.7488
22 36.10 80.2868 4.2000 SLAH89 1.85150 40.78
23 36.16 -1651.2743 3.0812
24* 36.18 -84.1072 2.3000 LBAL42 1.58313 59.38
25* 37.32 150.0000 15.0000
像面 ∞

非球面係数
第10面
K = 0
A = -4.43746E-06
B = -1.16566E-09
C = 1.78173E-12
D = -2.76788E-16
第24面
K = 0
A = -2.49992E-05
B = 1.07439E-07
C = -2.13888E-10
D = 1.7391E-13
第25面
K = 0
A = -3.01305E-05
B = 1.06681E-07
C = -1.93587E-10
D =1.59762E-13

面間隔
∞ 4114.7 714.7
第5面 13.634 11.712 2.5
第18面 2 3.921 13.134

各種データ
焦点距離f 83.5
Ｆナンバー 1.24
半画角（度） 14.5
像高 21.6
ＢＦ 15.0
レンズ全長 135.3

レンズ群データ
群 焦点距離 厚さ
1 554.9 21.3
2 79.4 61.4
3 -409.6 22.0

単レンズデータ
レンズ 開始面 焦点距離
1 1 292.7
2 3 122.8
3 5 -90.4
4 7 142.4
5 9 78.0
6 11 -46.1
7 14 -68.5
8 16 42.1
9 18 -28.6
10 20 27.7
11 22 52.0
12 24 -42.2
13 26 90.0
14 28 -92.1

面間隔
∞ 4114.7 714.7
第5面 13.634 11.712 2.5
第18面 2 3.921 13.134

各種データ
焦点距離f 83.5
Ｆナンバー 1.24
半画角（度） 14.5
像高 21.6
ＢＦ 15.0
レンズ全長 135.3

（数値実施例２）
単位 ｍｍ
L 面番号 有効径 R d glass nd vd
OBJ ∞
1 1 69.09 66.3021 6.5000 SFSL5 1.48749 70.24
2 67.89 99.9439 0.5000
3 67.05 67.3160 12.0000 SFPL51 1.49700 81.54
4 65.73 -965.7718 2.0000 SNBH5 1.65412 39.68
5 61.71 81.3783 16.3325
2 6 57.47 51.1548 6.5000 FD225 1.80809 22.76
7 55.70 87.3305 0.5000
8 52.65 46.6589 9.0000 SFPM2 1.59522 67.73
9 50.39 209.6407 6.2976
10* 40.58 93.9451 2.5000 SNBH56 1.85478 24.80
11 35.09 29.5483 8.7725
12(絞り) 34.00 ∞ 3.5698
13 32.91 -237.9163 1.6000 SNBH8 1.72047 34.71
14 31.89 27.1003 12.0000 SLAL14 1.69680 55.53
15 31.57 -58.2201 1.1678
16 31.39 -44.9376 1.5000 SNBH8 1.72047 34.71
17 33.32 44.8018 10.0000 TAFD25 1.90366 31.31
18 34.31 -57.5232 2.0000
3 19 35.17 157.4547 11.0000 TAFD25 1.90366 31.31
20 35.17 -95.2114 1.7000 SFTM16 1.59270 35.31
21 34.69 47.2608 2.7694
22 34.87 148.4074 4.0000 TAFD25 1.90366 31.31
23 35.12 556.6911 3.2850
24* 35.22 -200.7702 3.0000 LBAL42 1.58313 59.38
25* 36.93 173.3405 16.5000
像面 ∞

非球面係数
第10面
K = 0
A = -3.08858E-06
B = -1.29602E-10
C = 1.09293E-12
D = -4.63802E-16
第24面
K = 0
A = -3.24165E-05
B = 6.8951E-08
C = -1.05855E-10
D = 1.0693E-13
第25面
K = 0
A = -3.49161E-05
B = 7.183E-08
C = -1.04741E-10
D = 9.73374E-14

面間隔
∞ 4855 681.3
第5面 16.332 14.388 2.5
第18面 2 3.945 15.832

レンズ群データ
群 焦点距離 厚さ
1 388.0 21.0
2 92.6 63.4
3 -208.8 25.8

単レンズデータ
レンズ 開始面 焦点距離
1 1 383.1
2 3 128.0
3 5 -114.4
4 7 139.3
5 9 97.7
6 11 -51.1
7 14 -33.4
8 16 28.0
9 18 -30.7
10 20 29.1
11 22 66.6
12 24 -52.8
13 26 232.3
14 28 -168.4

各種データ
焦点距離f 98.0
Ｆナンバー 1.43
半画角（度） 12.4
像高 21.6
ＢＦ 16.5
レンズ全長 145.0

（数値実施例３）
単位 ｍｍ
L 面番号 有効径 R d glass nd vd
OBJ ∞
1 1 74.00 73.9810 10.9282 PCD51 1.59349 67.00
2 73.15 669.4545 0.5000
3 70.49 131.9313 10.5000 SFPL51 1.49700 81.54
4 69.00 -187.2448 2.0000 SNBH5 1.65412 39.68
5 63.27 80.0000 15.7431
2 6 59.28 60.4603 9.0000 FD225 1.80809 22.76
7 57.95 630.3370 0.5000
8 48.33 38.6376 11.0000 SFPL51 1.49700 81.54
9 45.60 -634.9310 2.3000 TAFD25 1.90366 31.31
10 37.75 33.5191 3.7731
11 37.46 70.1798 10.5000 SFPL51 1.49700 81.54
12 35.36 -39.1273 1.6000 TAFD25 1.90366 31.31
13 33.95 82.8597 3.7567
14(絞り) 34.00 ∞ 4.5459
15* 34.75 74.9104 9.0000 LLAH85V 1.85400 40.38
16 34.53 -59.2091 2.0000
3 17 27.82 70.3482 1.5000 STIM25 1.67270 32.10
18 26.62 25.7210 3.9752
19 27.24 68.8793 9.8777 STIM25 1.67270 32.10
20 28.07 -34.1634 2.0000 SFPM2 1.59522 67.73
21 29.05 72.6475 7.6863
22 31.90 -181.7573 3.3948 STIM5 1.60342 38.03
23 32.68 -64.7333 2.9133
24* 32.83 -63.0461 3.0000 LBAL42 1.58313 59.38
25* 36.00 500.0000 18.0000
像面 ∞

非球面係数
第15面
K = 0
A = -1.6809E-06
B = 3.8083E-10
C = -1.08687E-13
D = 0
第24面
K = 0
A = -4.57461E-05
B = 1.10493E-07
C = -2.22651E-10
D = 0
第25面
K = 0
A = -5.02873E-05
B = 1.05257E-07
C = -2.2049E-10
D = 1.03734E-13

面間隔
∞ 6600 543.9
第5面 15.74 14.63 2.5
第16面 2 3.11 15.24

レンズ群データ
群 焦点距離 厚さ
1 331.0 23.9282
2 78.3 56.0
3 -55.0 34.3

単レンズデータ
レンズ 開始面 焦点距離
1 1 139.1
2 3 157.5
3 5 -85.4
4 7 82.1
5 9 73.7
6 11 -35.2
7 13 52.2
8 15 -29.2
9 18 40.0
10 20 -61.2
11 22 35.3
12 24 -38.8
13 26 164.4
14 28 -95.7

各種データ
焦点距離f 133.0
Ｆナンバー 1.80
半画角（度） 9.2
像高 21.6
ＢＦ 18.0
レンズ全長 150.0

［撮像装置の実施例］
次に、本発明の光学系を撮像光学系として用いた撮像装置の実施例について図７を用いて説明する。撮像装置１００は、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、放送用カメラ等の撮像素子を用いた撮像装置、または銀塩写真フィルムを用いたカメラ等の撮像装置である。

図７において、カメラ本体２０は、実施例１～３で説明したいずれかの光学系である撮影光学系２１と、カメラ本体２０に内蔵され且つ撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光する固体撮像素子（光電変換素子）２２とを有する。撮像素子２２は、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等である。メモリ２３は撮像素子２２が受光した被写体像を記録する記録手段である。ファインダー２４は、撮像素子２２上に形成された被写体像であって、表示素子（不図示）に表示された被写体像を観察するためのファインダーである。

このように本発明の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、小型で、無限遠から至近距離まで高い光学性能を有する撮像装置を得ることができる。

Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
ＳＰ 開口絞り
ＯＬ 光学系

Claims (19)

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、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群からなり、
   無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して、前記第１レンズ群が不動であり、前記第２レンズ群が物体側へ移動し、隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、
   前記第２レンズ群は開口絞りを有し、
   前記第３レンズ群の光軸上での長さをＤ３、バックフォーカスをＢＦとするとき、
   １．０＜Ｄ３／ＢＦ＜３．０
   なる条件式を満たすことを特徴とする光学系。
2. 前記第２レンズ群は、前記開口絞りの物体側及び像側のそれぞれに配置された正レンズを有することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
3. 前記第２レンズ群は、前記開口絞りの物体側に配置された正レンズと前記開口絞りとの間に配置された負レンズを有することを特徴とする請求項２に記載の光学系。
4. 前記負レンズは、非球面を含むメニスカスレンズであることを特徴とする請求項３に記載の光学系。
5. 前記第２レンズ群は、前記開口絞りの物体側に配置された第１正レンズと、該第１正レンズと前記開口絞りとの間に配置された第２正レンズとを有し、前記第１正レンズの材料のアッベ数をνｄ１、前記第２正レンズの材料のアッベ数をνｄ２とするとき、
   ２０＜νｄ２－νｄ１
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の光学系。
6. 前記第１正レンズの材料の部分分散比をθｇＦとするとき、
   ０．５９＜θｇＦ
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項５に記載の光学系。
7. 前記第１正レンズの材料のｄ線における屈折率をＮｄ１とするとき、
   １．７０＜Ｎｄ１＜１．９０
   なる条件式を満たすことを特徴とする請求項５又は６に記載の光学系。
8. 前記第１正レンズは、前記第２レンズ群の最も物体側に配置されていることを特徴とする請求項５乃至７の何れか一項に記載の光学系。
9. 前記第２レンズ群は、前記開口絞りに隣接して配置された、正レンズと負レンズを含む接合レンズを有することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の光学系。
10. 前記第２レンズ群は非球面を含むことを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の光学系。
11. 前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、複数の正レンズと、複数の負レンズとを含むことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の光学系。
12. 前記第３レンズ群は、前記第３レンズ群の最も像側に配置された、非球面を含む負レンズを有することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の光学系。
13. 前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズ、負レンズ、前記開口絞り、正レンズを含む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光学系。
14. 前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズ、負レンズ、前記開口絞り、正レンズと負レンズを含む接合レンズ、正レンズと負レンズを含む接合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光学系。
15. 前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズと負レンズを含む接合レンズ、前記開口絞り、正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光学系。
16. 第１レンズ群の焦点距離をｆ１、光学系の焦点距離をｆとするとき、
    ２．０＜ｆ１／ｆ＜１０．０
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１５の何れか一項に記載の光学系。
17. 第２レンズ群の焦点距離をｆ２、光学系の焦点距離をｆとするとき、
    ０．３＜ｆ２／ｆ＜１．２
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１６の何れか一項に記載の光学系。
18. 第３レンズ群の焦点距離をｆ３、光学系の焦点距離をｆとするとき、
    －１０．０＜ｆ３／ｆ＜－０．１
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１７の何れか一項に記載の光学系。
19. 請求項１乃至１８の何れか一項に記載の光学系と、該光学系により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。

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