特開 2018-72457 光学系及び撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-72457(P2018-72457A)

(43)【公開日】2018年5月10日

(54)【発明の名称】光学系及び撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/02 20060101AFI20180406BHJP

   G02B 17/08 20060101ALI20180406BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20180406BHJP

【ＦＩ】

   G02B13/02

   G02B17/08 A

   G02B13/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2016-209293(P2016-209293)

(22)【出願日】2016年10月26日

(71)【出願人】

【識別番号】000133227

【氏名又は名称】株式会社タムロン

(74)【代理人】

【識別番号】100124327

【弁理士】

【氏名又は名称】吉村 勝博

(74)【代理人】

【識別番号】100143786

【弁理士】

【氏名又は名称】根岸 宏子

(72)【発明者】

【氏名】岩澤 嘉人

(72)【発明者】

【氏名】定直 高太郎

(72)【発明者】

【氏名】大森 圭介

【テーマコード（参考）】

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H087KA01

2H087LA02

2H087MA07

2H087NA07

2H087PA11

2H087PA19

2H087PA20

2H087PB13

2H087PB14

2H087QA02

2H087QA06

2H087QA12

2H087QA21

2H087QA26

2H087QA39

2H087QA41

2H087QA45

2H087QA46

2H087RA05

2H087RA12

2H087RA32

2H087RA42

2H087TA01

2H087TA04

(57)【要約】

【課題】本件発明の課題は、大型の撮像素子に適用することができ、焦点距離が長く、且つ、良好な光学性能を有する小型の光学系及び撮像装置を提供することにある。
【解決手段】上記課題を解決するため、本件発明に係る光学系は、最も結像面側に、結像面と空気間隔を隔てて両凹形状のレンズＬｒが配置され、所定の条件を満足することを特徴とする光学系を提供する。また、上記課題を解決するため、本件発明に係る撮像装置は、当該光学系を用いるものとする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

最も結像面側に、結像面と空気間隔を隔てて両凹形状のレンズＬｒが配置され、以下の条件を満足することを特徴とする光学系。
０．８０ ＜ ｆｂ／（ｆ×ｔａｎω） ＜ １．４０ ・・・（１）
−０．５０ ＜ ｆＬｒ／ｆ ＜ −０．１０ ・・・（２）
但し、
ｆｂ ：前記両凹形状のレンズＬｒの結像面側の面から前記結像面までの空気換算長
ｆ ：当該光学系の焦点距離
ω ：当該光学系の半画角
ｆＬｒ：前記両凹形状のレンズＬｒの焦点距離

【請求項2】

以下の条件を満足する負の屈折力を有するレンズを少なくとも１枚有する請求項１に記載の光学系。
１．８３ ＜ Ｎｄｎ ・・・（３）
但し、
Ｎｄｎ ：前記負の屈折力を有するレンズのｄ線における屈折率

【請求項3】

前記両凹形状のレンズＬｒが、以下の条件を満足する請求項１又は請求項２に記載の光学系。
−３．２０ ＜ ｆＬｒ／（ｆ×ｔａｎω） ＜ −０．９５ ・・・（４）

【請求項4】

前記両凹形状のレンズＬｒが、以下の条件を満足する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学系。
−０．９０＜（ＣｒＬｒｆ＋ＣｒＬｒｒ）／（ＣｒＬｒｆ−ＣｒＬｒｒ）＜０．１５ ・・・（５）
但し、
ＣｒＬｒｆ ：前記両凹形状のレンズＬｒの最も物体側の面の曲率半径
ＣｒＬｒｒ ：前記両凹形状のレンズＬｒの最も結像面側の面の曲率半径

【請求項5】

当該光学系において、以下の条件を満足する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光学系。
０．２０ ＜ ｔａｎθＹ１０ ＜ ０．６５ ・・・（６）
但し、
θＹ１０ ：メリジオナル断面上において、半画角ωの光線の主光線が結像面に入射する角度

【請求項6】

前記両凹形状のレンズＬｒの結像面側の面が、以下の条件を満足する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光学系。
０．１０ ＜ ＣｒＬｒｒ／ｆ ＜ ４．００ ・・・（７）
但し、
ＣｒＬｒｒ ：前記両凹形状のレンズＬｒの結像面側の面の曲率半径

【請求項7】

前記両凹形状のレンズＬｒと空気間隔を隔てて物体側に配置されるレンズが両凸形状である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項8】

前記両凹形状のレンズＬｒが、以下の条件を満足する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光学系。
１．４０ ＜ βＬｒ ＜ １．７０ ・・・（８）
但し、
βＬｒ ： 前記両凹形状のレンズＬｒの横倍率

【請求項9】

当該光学系において最も物体側に配置される面が以下の条件を満足する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の光学系。
０．１０ ＜ ＣｒＬ１ｆ／ｆ ＜ ４．００ ・・・（９）
但し、
ＣｒＬ１ｆ ： 当該光学系において最も物体側に配置される面の曲率半径

【請求項10】

当該光学系が物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群から構成され、前記第２レンズ群を被写体の距離に応じて光軸方向に移動させることで合焦を行う請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項11】

前記第２レンズ群が以下の条件を満足する請求項１０に記載の光学系。
―８．０ ＜ ｛１−（β２×β２）｝×β３×β３ ＜ −０．５ ・・・（１０）
但し、
β２ ： 前記第２レンズ群の横倍率
β３ ： 前記第３レンズ群の横倍率

【請求項12】

前記両凹形状のレンズＬｒの物体側の面の有効半径と、前記両凹形状のレンズＬｒと空気間隔を隔てて物体側に配置されるレンズ面の有効半径と、が以下の条件を満足する請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の光学系。
１．００ ＜ Ｈｐｒ／Ｈｒｆ ・・・（１１）
但し、
Ｈｐｒ ： 前記両凹形状のレンズＬｒと空気間隔を隔てて物体側に配置されるレンズ面の有効半径
Ｈｒｆ ： 前記両凹形状のレンズＬｒの物体側の面の有効半径

【請求項13】

請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の光学系と、当該光学系の像側に、当該光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学系及び撮像装置に関し、特に、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の固体撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳ等）を用いた撮像装置に好適な光学系及び撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、一眼レフカメラ、ミラーレス一眼カメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が普及している。特に、近年では、ミラーレス一眼カメラ等と称される小型のレンズ交換式の撮像装置の普及が著しい。小型のレンズ交換式の撮像装置では、一般に、光学式ファインダーや、位相差センサ、これらに光路を導くためのリフレックスミラー等を省くことにより、バックフォーカスを短縮化し、交換レンズ部分を含む撮像装置全体の小型化、軽量化を図っている。

【0003】

小型のレンズ交換式の撮像装置の急速な普及に伴い、これらの撮像装置にあっても画素数が多く、より高性能な大型の固体撮像素子が用いられるようになってきている。それに伴い、大型の固体撮像素子に適用可能な結像性能の高い小型のレンズ交換式の撮像装置用の光学系が求められている。例えば、特許文献１には、３５ｍｍ版相当の固体撮像素子に適用可能な光学系が提案されている。小型のレンズ交換式撮像装置において、固体撮像素子の大型化を図った場合、バックフォーカスが長くなり、光学系の全長方向及び径方向のいずれも大きくなる傾向にある。しかしながら、当該特許文献１に記載の光学系は、従来の小型の固体撮像素子を用いたときと同程度のバックフォーカスを維持しつつ、結像性能の高い光学系を実現している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−９０７４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、レンズ交換式の撮像装置では、焦点距離のより長い望遠系光学系に対する要望が大きい。小型のレンズ交換式の撮像装置において、このような要望に応えるには、光学系の全長方向及び径方向の大型化が避けられない。上記特許文献１に記載の光学系は、全長方向及び径方向の小型化を実現しているが、焦点距離が２８ｍｍであり、長焦点距離化の点で十分ではない。

【0006】

また、特許文献１に記載の光学系は、射出瞳が像面から近い焦点距離の短い光学系に適用することを前提としている。そのため、当該光学系を、射出瞳が像面から遠い焦点距離の長い光学系に適用した場合、最終レンズの大型化が避けられず、光学系の小型化を十分に図ることができない。

【0007】

そこで、本件発明の課題は、大型の撮像素子に適用することができ、焦点距離が長く、且つ、良好な光学性能を有する小型の光学系及び撮像装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本件発明に係る光学系は、最も結像面側に、結像面と空気間隔を隔てて両凹形状のレンズＬｒが配置され、以下の条件を満足することを特徴とする。

【0009】

（１） ０．８０ ＜ ｆｂ／（ｆ×ｔａｎω） ＜ １．４０
（２） −０．５０ ＜ ｆＬｒ／ｆ ＜ −０．１０
但し、
ｆｂ ：前記両凹形状のレンズＬｒの結像面側の面から前記結像面までの空気換算長
ｆ ：前記光学系の焦点距離
ω ：前記光学系の半画角
ｆＬｒ：前記両凹形状のレンズＬｒの焦点距離

【0010】

また、上記課題を解決するために、本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係る光学系と、当該光学系の像側に、当該光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本件発明によれば、大型の撮像素子に適用することができ、焦点距離が長く、且つ、良好な光学性能を有する小型の光学系及び撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本件発明の実施例１の光学系の無限遠合焦時におけるレンズ構成例を示す断面図である。

【図2】実施例１の光学系の無限遠合焦時における球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。

【図3】本件発明の実施例２の光学系の無限遠合焦時におけるレンズ構成例を示す断面図である。

【図4】実施例２の光学系の無限遠合焦時における球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。

【図5】本件発明の実施例３の光学系の無限遠合焦時におけるレンズ構成例を示す断面図である。

【図6】実施例３の光学系の無限遠合焦時における球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。

【図7】メリジオナル断面上において、半画角ωの光線の主光線が結像面に入射する角度を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本件発明に係る光学系及び撮像装置の実施の形態を説明する。但し、以下に説明する当該光学系及び撮像装置は本件発明に係る光学系及び撮像装置の一態様であって、本件発明に係る光学系及び撮像装置は以下の態様に限定されるものではない。

【0014】

１．光学系
１−１．光学系の構成
まず、本件発明に係る光学系の実施の形態を説明する。本件発明に係る光学系は、最も結像面側に、結像面と空気間隔を隔てて両凹形状のレンズＬｒが配置され、後述する条件式（１）及び条件式（２）で表される所定の条件を満足することを特徴とする。まず、本件発明に係る光学系の構成について説明し、条件式に関する事項は後で説明するものとする。当該構成を採用すると共に、所定の条件式で表される条件を満足させることにより、大型の撮像素子に適用することができ、焦点距離が長く、且つ、良好な光学性能を有する小型の光学系及び撮像装置を提供することができる。

【0015】

（１）レンズＬｒ
本件発明に係る光学系では、最も結像面側に上記レンズＬｒを配置すること、すなわち最も結像面側に負の屈折力を有するレンズを配置することで、射出瞳位置を結像面側に近づけることが可能になり、最も結像面側に配置されるレンズＬｒの径の小型化を実現することができる。このため、当該光学系の径方向の小型化を図ることができる。

【0016】

また、当該光学系において、最終レンズを負の屈折力を有する上記レンズＬｒとすることにより、テレフォト型のパワー配置とすることができ、当該光学系の望遠化を図ることが容易になる。さらに従来よりも大型の固体撮像素子を用いた場合も（例えば、３５ｍｍ版相当の固体撮像素子を用いた場合等も）、ミラーレスカメラに好適な、例えば約１５ｍｍ〜３０ｍｍ程度のバックフォーカスを維持することができる。これらのことから、当該光学系の光学全長方向の小型化を図ることができる。

【0017】

また、当該光学系の最も結像面側に配置されるレンズＬｒを両凹形状とすることにより、すなわち、物体側の面及び結像面側の面をそれぞれ負の屈折力を有する面とすることにより、各面の屈折力を強くしすぎることなく、最終レンズの屈折力を強くすることができる。そのため、テレフォト型のパワー配置を強めたときも、各面で発生するコマ収差を小さくすることができ、結像性能の高い光学系を得ることが容易になる。

【0018】

ここで、当該レンズＬｒは両凹形状であればよく、当該レンズＬｒは単レンズ、接合レンズ、複合非球面レンズ、ガラスモールド非球面レンズ等のいずれのレンズであってもよい。すなわち、当該レンズＬｒは、その最も物体側の面が物体側に凹であり、その最も結像面側の面が結像面側に凹であり、最も物体側の面と最も結像面側の面との間に空気間隔を有しないレンズであればどのようなレンズであってもよい。

【0019】

（２）レンズＬｒの物体側に配置されるレンズ
当該光学系において、上記両凹形状のレンズＬｒと空気間隔を隔てて物体側に配置されるレンズが両凸形状であることが好ましい。上述したとおり、当該光学系では、その最も結像面側に上記レンズＬｒを配置することにより、結像面の大きさに対して当該レンズＬｒの径の小型化を図っている。しかしながら、当該レンズＬｒは両凹形状であり、当該光学系の最も結像面側に強い負の屈折力を配置することになる。そのため、像面湾曲を小さくする上でペッツバール和を小さくする必要がある。そこで、当該両凹形状のレンズＬｒの物体側に、当該レンズＬｒと空気間隔を隔てて、両凸形状のレンズを配置することにより、この両凹形状のレンズＬｒが有する負の屈折力が、両凸形状のレンズが有する正の屈折力により打ち消されて、ペッツバール和が補正され良好な像面性を実現できる。

【0020】

（２）具体的構成例
本件発明に係る光学系の具体的な構成は特に限定されるものではないが、焦点距離の長い望遠系の光学系を提供するという観点から、物体側に正の屈折力を配置し、結像面側に負の屈折力を配置することが好ましい。例えば、当該光学系を物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、及び、正の屈折力を有する第３レンズ群から構成され、前記第２レンズ群を被写体の距離に応じて光軸方向に移動させることで合焦を行う構成とすることが好ましい。

【0021】

当該光学系において最も物体側に配置される第１レンズ群に正の屈折力を持たせ、当該第１レンズ群により入射光を収束させることにより、第２レンズ群を構成するレンズの径を小さくすることができる。そして、第２レンズ群に負の屈折力を持たせることにより、テレフォト型のパワー配置とすることができ、焦点距離に比して光学全長を短くすることができ、当該光学系の小型化を実現することがより容易になる。また、第２レンズ群に負の屈折力を持たせることにより、第２レンズ群の軽量化を図ることができる。そして、当該光学系において、最も結像面側に配置される第３レンズ群に正の屈折力を持たせているため、当該第３レンズ群により入射光束を収束することができる。そのため、当該光学系の大口径化を図ることができる。

【0022】

また、上記パワー配置を採用しつつ、第２レンズ群をフォーカス群とすることにより、フォーカス群の小型化及び軽量化を図ることができる。そのため、フォーカス群を駆動するための駆動機構の小型化及び軽量化を図ることができる。

【0023】

さらに、第１レンズ群及び第３レンズ群に正の屈折力を持たせることで、第２レンズ群に強い負の屈折力を持たせることができるため、合焦時の第２レンズ群の移動量を小さくすることができるため、光学全長の小型化を図ることができる。また、フォーカス群の小型化及び軽量化が図られており、且つ、合焦時の移動量を小さくすることができるため、迅速な合焦動作を実現することができる。

【0024】

１−２．条件式
次に、当該光学系が満たすべき条件、又は、満足することが好ましい条件について説明する。

【0025】

当該光学系は、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足することを特徴とする。
条件式（１）： ０．８０ ＜ ｆｂ／（ｆ×ｔａｎω） ＜ １．４０
条件式（２）：−０．５０ ＜ ｆＬｒ／ｆ ＜ −０．１０
但し、
ｆｂ ：当該両凹形状のレンズＬｒの結像面側の面から結像面までの空気換算長
ｆ ：当該光学系の焦点距離
ω ：当該光学系の半画角
ｆＬｒ：当該両凹形状のレンズＬｒの焦点距離

【0026】

１−２−１．条件式（１）
上記条件式（１）は、バックフォーカスと、結像面の大きさとに関する式である。ここで、上記両凹形状のレンズＬｒが光軸方向に沿って移動可能に構成されている場合、当該両凹形状のレンズＬｒの結像面側の面から結像面までの空気換算長ｆｂ、当該光学系の焦点距離ｆ及び当該光学系の半画角ωは、それぞれ当該光学系において当該両凹形状のレンズＬｒが最も結像面に近い位置にあるときの値をいう。条件式（１）を満足させることにより、結像面の大きさに対して、当該両凹形状のレンズＬｒの径を小さく維持しつつ、バックフォーカスを短くすることが可能になる。従って、従来よりも大型の固体撮像素子を用いた場合も、当該光学系において最も結像面側に配置される当該レンズＬｒの径を小さく維持しつつ、従来と同程度のバックフォーカスを維持することができる。そのため、当該光学系の光学全長方向及び径方向の小型化を図ることができる。

【0027】

これに対して、条件式（１）の数値が上限値以上になると、結像面の大きさに対して、バックフォーカスが長くなるため、従来よりも大型の個体撮像素子を用いた場合に、光学全長の小型化を図ることができず、好ましくない。一方、条件式（１）の数値が下限値以下になると、結像面の大きさに対して、バックフォーカスが短くなりすぎる。この場合、当該両凹形状のレンズＬｒの径を大きくする必要があるため、当該光学系の径方向の小型化を図ることができず、好ましくない。

【0028】

これらの効果を得る上で、条件式（１）において、その下限値は０．８２であることが好ましく、０．８５であることがより好ましく、０．９１であることが更に好ましい。また、条件式（１）において、その上限値は１．３９であることが好ましく、１．３８であることがより好ましく、１．３７であることが更に好ましい。

【0029】

１−２−２．条件式（２）
上記条件式（２）は、当該光学系の焦点距離に対する当該両凹形状のレンズＬｒの焦点距離の比を規定する式である。ここで、条件式（１）の場合と同様に、上記両凹形状のレンズＬｒが光軸方向に沿って移動可能に構成されている場合、当該光学系の焦点距離ｆは、当該光学系において当該両凹形状のレンズＬｒが最も結像面に近い位置にあるときの値をいう。条件式（２）を満足させることにより、当該光学系の焦点距離に対して、当該両凹形状のレンズＬｒの焦点距離が適正な範囲内となり、収差補正等を行う上で好ましく、当該レンズＬｒの径を小さく維持することができる。そのため、良好な光学性能を有する小型の光学系を実現することができる。

【0030】

これに対して、条件式（２）の数値が上限値以上である場合、当該光学系の焦点距離に対して当該両凹形状のレンズＬｒの焦点距離が短く、コマ収差、像面湾曲及び歪曲収差の補正が困難になる。そのため、光学性能の良好な光学系を実現することが困難になり、好ましくない。一方、条件式（２）の数値が下限値以下である場合、当該光学系の焦点距離に対して当該両凹形状のレンズＬｒの焦点距離が長く、当該レンズＬｒの径の小型化を図ることが困難になる。

【0031】

これらの効果を得る上で、条件式（２）において、その下限値は−０．４５であることが好ましく、−０．４０であることがより好ましく、−０．３５であることが更に好ましい。また、条件式（２）において、その上限値は−０．１２であることが好ましく、−０．１３であることがより好ましく、−０．１４であることが更に好ましい。

【0032】

１−２−３．条件式（３）
当該光学系は、以下の条件式（３）で表される条件を満足する負の屈折力を有するレンズを少なくとも１枚有することが好ましい。

【0033】

条件式（３）：１．８３ ＜ Ｎｄｎ
但し、
Ｎｄｎ ：負の屈折力を有するレンズのｄ線における屈折率

【0034】

上記条件式（３）を満足する負のレンズとは、屈折率の高い硝材からなる負のレンズであることを意味する。この条件式（３）で表される条件を満足する負の屈折力を有するレンズは、当該光学系に含まれていればよく、その配置や枚数は特に限定されるものではない。当該光学系は全体で正の屈折力を有する。そのため、当該光学系に含まれる負の屈折力は、当該光学系に含まれる正の屈折力と比較すると弱い。そこで、当該光学系に上記条件式（３）を満足する負の屈折力を有するレンズを含めることにより、ペッツバール和の補正が容易となり、光学性能の高い光学系を実現することができる。

【0035】

上記効果を得る上で、条件式（３）の下限値は１．８４であることがより好ましい。また、条件式（３）において、その上限値は２．４０であることが更に好ましい。

【0036】

１−２−４．条件式（４）
当該光学系において、前記両凹形状のレンズＬｒが、以下の条件を満足することが好ましい。

【0037】

条件式（４）：−３．２０ ＜ ｆＬｒ／（ｆ×ｔａｎω） ＜ −０．９５

【0038】

上記条件式（４）は、上記両凹形状のレンズＬｒの焦点距離と、結像面の大きさとに関する式である。ここで、条件式（４）においてｆＬｒ、ｆ、ｔａｎωは条件式（１）において述べたとおりである。条件式（４）を満足させることにより、結像面の大きさに対して、当該両凹形状のレンズＬｒの焦点距離が適切な範囲内となり、像面湾曲や歪曲収差の補正を良好に行うことができる。ところで、固体撮像素子の各画素上にはオンチップマイクロレンズが設けられている。条件式（４）を満足させることで、結像面に対する光線の入射角度が適正な範囲内となるため、オンチップマイクロレンズによる集光率が良好であり、オンチップレンズ開口効率、すなわち、光学系から射出された光量に対する各素子に入射する光量の割合を大きくすることができる。

【0039】

これに対して、条件式（４）の数値が上限値以上になると、結像面の大きさに対して、上記両凹形状のレンズＬｒの焦点距離が短くなり、像面湾曲や歪曲収差の補正が困難となり好ましくない。さらに、結像面に対する光線の入射角度が大きくなりすぎるため、上記オンチップマイクロレンズよる集光率が低下する。すなわち、いわゆるケラレが生じ、オンチップマイクロレンズにおける開口効率が低下する。そのため、周辺光量の低下が顕著となり好ましくない。一方、条件式（４）の数値が下限値以下になると、結像面の大きさに対して、上記両凹形状のレンズＬｒの焦点距離が長くなる。そのため、結像面に対する光線の入射角度が小さくなるため、当該両凹形状のレンズＬｒの径の小型化が困難となり好ましくない。

【0040】

これらの効果を得る上で、条件式（４）の下限値は−３．００であることがより好ましく、−２．８０であることが更に好ましく、−２．５６であることが一層好ましい。また条件式（４）の上限値は−１．００であることがより好ましく、−１．２０であることが更に好ましく、−１．４０であることが一層好ましい。

【0041】

１−２−５．条件式（５）
当該光学系において、上記両凹形状のレンズＬｒが、以下の条件式（５）で表される条件を満足することが好ましい。

【0042】

条件式（５）：
−０．９０＜（ＣｒＬｒｆ＋ＣｒＬｒｒ）／（ＣｒＬｒｆ−ＣｒＬｒｒ）＜０．１５
但し、
ＣｒＬｒｆ ：前記両凹形状のレンズＬｒの最も物体側の面の曲率半径
ＣｒＬｒｒ ：前記両凹形状のレンズＬｒの最も結像面側の面の曲率半径

【0043】

上記条件式（５）は、当該光学系において最も結像面側に配置された両凹形状のレンズＬｒの形状を規定するための式である。条件式（５）の範囲を満足すると、当該レンズＬｒが両凹形状となる。この場合、当該レンズＬｒにおいて、最も物体側の面の曲率半径を小さくせずとも、当該光学系の最も結像面側に強い負の屈折力を配置することが可能になる。また、当該レンズＬｒにおいて、最も物体側の面の曲率半径を小さくしすぎないことにより、コマ収差の発生を抑制することができ、良好な光学性能を得る上でも好ましい。

【0044】

これらの効果を得る上で、条件式（５）の下限値は−０．８０であることがより好ましく、−０．６５であることが更に好ましく、−０．５５であることが一層好ましい。また条件式（５）の上限値は０．０５であることがより好ましく、０．０２であることが更に好ましく、０．００であることが一層好ましい。

【0045】

１−２−６．条件式（６）
当該光学系において、以下の条件式（６）で表される条件を満足することが好ましい。

【0046】

条件式（６）： ０．２０ ＜ ｔａｎθＹ１０ ＜ ０．６５
但し、
θＹ１０ ：メリジオナル断面上において、半画角ωの光線の主光線が結像面に入射する角度

【0047】

ここで、半画角ωとは、条件式（１）の場合と同様に、当該光学系において上記両凹形状のレンズＬｒが最も結像面に近い位置にあるときの当該光学系の半画角をいう。また、主光線とは、当該光学系の入射瞳の中心を通る光線をいう。そして、半画角ωの光線の主光線とは、入射瞳平面に対して光軸との角度ωで入射する主光線をいう。図７において実線で例示する光線が、この半画角ωの光線の主光線である。そして、図７において、メリジオナル断面上において、当該半画角ωの光線の主光線（実線）と結像面の法線（点線）とがなす角度が上記θＹ１０である。また、図７において矢印で示す方向を正（＋）とし、一点鎖線は光軸を表す。

【0048】

上記条件式（６）を満足させることにより、結像面に対する光線の入射角度が適正な範囲内となるため、オンチップマイクロレンズによる集光率が良好であり、オンチップレンズ開口効率を大きくすることができる。また、従来よりも大型の固体撮像素子を用いた場合も、当該光学系において最も結像面側に配置される当該レンズＬｒの径を小さく維持しつつ、ミラーレスカメラに好適な、例えば約１５ｍｍ〜３０ｍｍ程度のバックフォーカスを維持することがより容易になる。そのため、当該光学系の光学全長方向及び径方向の小型化を図ることがより容易になる。

【0049】

これに対して、条件式（６）の数値が上限値以上になると、結像面に対する光線の入射角度が大きくなりすぎるため、オンチップレンズによる集光率が低下する。そのため、周辺光量の低下が顕著となり好ましくない。一方、条件式（６）の数値が下限値以下になると、結像面に対する光線の入射角度が小さくなりすぎるため、結像面の大きさに対して、当該レンズＬｒの径の小型化を図ることが困難になる。その一方、バックフォーカスは長くなる。そのため、従来よりも大型の固体撮像素子を用いた場合に、当該光学系の光学全長方向及び径方向の小型化を図ることが困難になる。

【0050】

これらの効果を得る上で、条件式（６）の下限値は０．２１であることがより好ましい。また条件式（６）の上限値は０．６３であることがより好ましく、０．５９であることが更に好ましく、０．５２であることが一層好ましい。

【0051】

１−２−７．条件式（７）
当該光学系において、上記両凹形状のレンズＬｒの結像面側の面が、以下の条件を満足することが好ましい。

【0052】

条件式（７）： ０．１０ ＜ ＣｒＬｒｒ／ｆ ＜ ４．００
但し、
ＣｒＬｒｒ ：両凹形状のレンズＬｒの結像面側の面の曲率半径

【0053】

上記条件式（７）は、当該光学系の焦点距離に対する上記両凹形状のレンズＬｒの結像面側の面の曲率半径の比を規定する式である。ここで、当該光学系の焦点距離とは、条件式（１）の場合と同様に、当該光学系において上記両凹形状のレンズＬｒが最も結像面に近い位置にあるときの値をいう。条件式（７）を満足させることにより、当該レンズＬｒの結像面側の面の曲率半径が当該光学系の焦点距離に対して適性な範囲内となり、収差補正を良好に行うことができ、光学性能の高い光学系を得る上で好ましい。

【0054】

これに対して、条件式（７）の数値が上限値以上になると、当該両凹形状のレンズＬｒの結像面側の面の曲率半径が当該光学系の焦点距離に対して大きくなりすぎるため、像面湾曲の補正が不足となり、光学性能の高い光学系を得ることが困難になる。一方、条件式（７）の数値が下限値以下になると、当該両凹形状のレンズＬｒの結像面側の面の曲率半径が当該光学系の焦点距離に対して小さくなりすぎるため、コマ収差や歪曲収差の補正が困難となり、光学性能の高い光学系を得ることが困難になる。

【0055】

但し、上記両凹形状のレンズＬｒが接合レンズである場合、上記条件式（７）に関して、ＣｒＬｒｒで定義する上記両凹形状のレンズＬｒの結像面側の面の曲率半径とは当該両凹形状のレンズＬｒが備える光学面のうち、最も結像面側に配置される光学面の有効半径をいうものとする。

【0056】

これらの効果を得る上で、条件式（７）の下限値は０．１５であることがより好ましく、０．２０であることが更に好ましく、０．２５であることが一層好ましい。また、条件式（７）の上限値は３．００であることがより好ましく、２．２０であることが更に好ましく、１．５０であることがより一層好ましく、１．００であることがより一層好ましい。

【0057】

１−２−８．条件式（８）
当該光学系において、上記両凹形状のレンズＬｒが、以下の条件を満足することが好ましい。

【0058】

条件式（８）：１．４０ ＜ βＬｒ ＜ １．７０
但し、
βＬｒ ： 上記両凹形状のレンズＬｒの横倍率

【0059】

上記条件式（８）は、上記両凹形状のレンズＬｒの横倍率を規定する式である。条件式（８）を満足させることにより、当該両凹形状のレンズＬｒの横倍率が適正な範囲内になり、当該光学系の望遠化を図ったときも、収差補正を良好に行うことができ、光学性能の高い光学系を実現することがより容易になる。これと同時に、当該光学系の小型化を図ることもより容易になる。

【0060】

これに対して、条件式（８）の数値が上限値以上になると、当該両凹形状のレンズＬｒの横倍率が大きくなり過ぎるため、最も結像面側に配置されるレンズによる像の拡大効果が大きく、球面収差や像面湾曲、コマ収差等の収差補正が困難となる。そのため、良好な光学性能を実現するには、少ないレンズ枚数で光学系を構成することが困難になり、光学系の小型化を図ることが困難になるため好ましくない。一方、条件式（８）の数値が下限値以下になると、上記両凹形状のレンズＬｒの横倍率が小さくなり過ぎるため、最も結像面側に配置されるレンズによる像の拡大効果が小さく、光学全長の小型化が困難となり好ましくない。

【0061】

これらの効果を得る上で、条件式（８）の下限値は１．４５であることがより好ましく、１．５０であることが更に好ましい。また条件式（８）の上限値は１．６８であることがより好ましく、１．６６であることが更に好ましい。

【0062】

１−２−９．条件式（９）
当該光学系において、最も物体側に配置される面が以下の条件式（９）で表される条件を満足することが好ましい。

【0063】

条件式（９）：０．１０ ＜ ＣｒＬ１ｆ／ｆ ＜ ４．００
但し、
ＣｒＬ１ｆ ： 当該光学系において最も物体側に配置される面の曲率半径

【0064】

上記条件式（９）は、当該光学系の焦点距離に対する、当該光学系の最も物体側に配置される面の曲率半径の比を規定する式である。ここで、光学系の焦点距離ｆは、条件式（１）の場合と同様に、当該光学系において上記両凹形状のレンズＬｒが最も結像面に近い位置にあるときの値をいう。条件式（９）を満足させることにより、当該光学系の望遠化を図ったときも、収差補正を良好に行うことができ、光学性能の高い光学系を実現することがより容易になる。これと同時に、当該光学系の小型化を図ることもより容易になる。

【0065】

これに対して、条件式（９）の数値が上限値以上になると、すなわち当該光学系の焦点距離に対して、最も物体側に配置される面の曲率半径が大きくなり、像面湾曲や歪曲の補正が不足となり、高性能な光学系を実現する上で好ましくない。一方、条件式（９）の数値が下限値以下になると、すなわち当該光学系の焦点距離に対して、最も物体側に配置される面の曲率半径が小さくなり、球面収差の補正が困難となり好ましくない。

【0066】

これらの効果を得る上で、条件式（９）の下限値は０．１５であることがより好ましく、０．２５であることが更に好ましく、０．３０であることが一層好ましい。また条件式（９）の上限値は３．５０であることがより好ましく、３．００であることが更に好ましく、２．８０であることが一層好ましい。

【0067】

１−２−１０．条件式（１０）
当該光学系が、物体側から順に正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群及び正の屈折力を有する第３レンズ群から構成され、第２レンズ群を被写体の距離に応じて光軸方向に移動させることで合焦を行う場合、当該第２レンズ群が以下の条件式（１０）で表される条件を満足することが好ましい。

【0068】

条件式（１０）：
―８．０ ＜ ｛１−（β２×β２）｝×β３×β３ ＜ −０．５
但し、
β２ ： 第２レンズ群の横倍率
β３ ： 第３レンズ群の横倍率

【0069】

上記条件式（１０）は、当該光学系を上記構成としたときの第２レンズ群のフォーカス敏感度、すなわちフォーカス群である第２レンズ群が単位量動いた場合の像面移動量を規定するための式である。上記構成において、条件式（１０）を満足させることにより、無限遠物体から有限距離物体への合焦時の移動量を適正な範囲内にすることができ、且つ、当該光学系の光学全長の小型化を実現することが容易になる。また、フォーカス敏感度が適正な範囲内となり、合焦時の第２レンズ群の駆動制御が容易になる。

【0070】

これに対して、条件式（１０）の数値が上限値以上になると、すなわちフォーカス敏感度が小さくなりすぎると、無限遠物体から有限距離物体への合焦時の移動量が大きくなり、光学全長の小型化が困難となり好ましくない。一方、条件式（１０）の数値が下限値以下になると、すなわちフォーカス敏感度が大きくなりすぎると、ピント位置の位置ずれを補正するためのフォーカス群の移動量が小さくなり過ぎるため、高精度の制御が必要となるため好ましくない。

【0071】

これらの効果を得る上で、条件式（１０）の下限値は−６．５であることがより好ましく、−５．０であることが更に好ましく、−４．０であることが一層好ましく、−３．５であることがより一層好ましい。また、条件式（１０）の上限値は−０．７であることがより好ましく、−０．９であることが更に好ましく、−１．１であることが一層好ましく、−１．３であることがより一層好ましい。

【0072】

１−２−１１．条件式（１１）
当該光学系において、上記両凹形状のレンズＬｒの物体側の面の有効半径と、上記両凹形状のレンズＬｒと空気間隔を隔てて物体側に配置されるレンズ面の有効半径と、が以下の条件を満足することが好ましい。

【0073】

条件式（１１）： １．００ ＜ Ｈｐｒ／Ｈｒｆ
但し、
Ｈｐｒ ： 前記両凹形状のレンズＬｒと空気間隔を隔てて物体側に配置されるレンズ面の有効半径
Ｈｒｆ ： 前記両凹形状のレンズＬｒの物体側の面の有効半径

【0074】

上記条件式（１１）は、上記両凹形状のレンズＬｒの空気間隔を隔てて物体側に配置されるレンズ面の有効半径に対する上記両凹形状のレンズＬｒの物体側の面の有効半径の比を規定する式である。条件式（１１）を満足する（換言すれば、前記両凹形状のレンズＬｒの物体側の面より、その物体側に配置される面の有効径が大きくなる）と、当該光学系において最も結像面側に配置されるレンズＬｒに対して、入射する光線が集光する方向の光線角度を有することとなり、当該レンズＬｒの有効径を小さくすることができ、当該光学系の小型化を実現することがより容易になる。

【0075】

但し、上記両凹形状のレンズＬｒが接合レンズである場合、上記条件式（１１）に関して、Ｈｒｆで定義する上記両凹形状のレンズＬｒの物体側の面の有効半径とは当該両凹形状のレンズＬｒが備える光学面のうち、最も物体側に配置される面の有効半径をいうものとする。

【0076】

これらの効果を得る上で、条件式（１１）の上限値は３．００であることがより好ましく、２．００であることが更に好ましく、１．５０であることが一層好ましく、１．４０であることがより一層好ましい。

【0077】

２．撮像装置
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係る光学系と、当該光学系の像面側に設けられた、当該光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする。

【0078】

ここで、撮像素子等に特に限定はなく、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどの固体撮像素子等も用いることができる。本件発明に係る撮像装置は、デジタルカメラやビデオカメラ等のこれらの固体撮像素子を用いた撮像装置に好適である。また、当該撮像装置は、レンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよいし、一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換式の撮像装置であってもよいのは勿論である。本件発明に係る光学系は、結像面の大きさに対して、バックフォーカスを小さくすることができる。そのため、本件発明に係る撮像装置は、例えば、ミラーレス一眼カメラ等の光学式ファインダーや、位相差センサ、これらに光路を導くためのリフレックスミラー等を備えていない小型の撮像装置に好適である。

【0079】

本発明の撮像装置は、前記撮像素子により取得した撮像画像データを電気的に加工して、撮像画像の形状を変化させる画像処理部や、当該画像処理部において撮像画像データを加工するために用いる画像補正データ、画像補正プログラム等を保持する画像補正データ保持部等を有することがより好ましい。光学系を小型化した場合、結像面において結像された撮像画像形状の歪み（歪曲）が生じやすくなる。その際、画像補正データ保持部に予め撮像画像形状の歪みを補正するための歪み補正データを保持させておき、上記画像処理部において、画像補正データ保持部に保持された歪み補正データを用いて、撮像画像形状の歪みを補正することが好ましい。このような撮像装置によれば、光学系の小型化をより一層図ることができ、秀麗な撮像画像を得ると共に、撮像装置全体の小型化を図ることができる。

【0080】

さらに、本件発明に係る光学系において、上記画像補正データ保持部に予め倍率色収差補正データを保持させておき、上記画像処理部において、画像補正データ保持部に保持された倍率色収差補正データを用いて、当該撮像画像の倍率色収差補正を行わせることが好ましい。画像処理部により、倍率色収差、すなわち、色の歪曲収差を補正することで、光学系を構成するレンズ枚数を削減することが可能になる。そのため、このような撮像装置によれば、光学系の小型化をより一層図ることができ、秀麗な撮像画像を得ると共に、撮像装置全体の小型化を図ることができる。

【0081】

上記説明した本件発明に係る光学系は、当該光学系の焦点距離、Ｆｎｏ、変倍比、群構成等によらず小型化を図ることができる。そのため、従来と比して大型の撮像素子に適用することができ、焦点距離が長く、且つ、良好な光学性能を有する小型の光学系及び撮像装置を実現することができる。

【0082】

次に、実施例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下に挙げる各実施例の光学系は撮像光学系であり、デジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルムカメラ等の撮像装置（光学装置）に適用可能である。また、各レンズ断面図において、図面に向かって左方が物体側、右方が結像面側である。

【実施例1】

【0083】

（１）光学系の構成
図１は、本件発明に係る実施例１の光学系の無限遠合焦時におけるレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。無限遠物体から近距離物体への合焦の際、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３が光軸方向に固定された状態で、第２レンズ群Ｇ２が光軸に沿って物体側に移動する。開口絞りＳは第１レンズ群Ｇ１の内部に配置されている。

【0084】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凸レンズＬ１と、結像面側の面が反射ミラーで構成される物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、物体側の面が反射ミラーで構成される物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、物体側に凸形状の負メニスカスレンズＬ４、両凸レンズＬ５及び上記負メニスカスレンズＬ２を接合した接合レンズと、両凸レンズＬ６及び物体側に凹形状の負メニスカスレンズＬ７を接合した接合レンズとから構成される。ここで、負メニスカスレンズＬ３の結像面側の面が開口絞りＳである。

【0085】

第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸形状の負メニスカスレンズＬ８から構成されている。

【0086】

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸レンズＬ９と、両凹レンズＬ１０とから構成されている。ここで、当該光学系において、最も結像面側に配置された両凹レンズＬ１０が本件発明にいう両凹形状のレンズＬｒである。

【0087】

なお、当該光学系において、手振れ発生時には、光学系に含まれる少なくとも１枚のレンズを偏芯させることでブレ補正を行うことができる。例えば、第１レンズ群Ｇ１中の両凸レンズＬ６及び負メニスカスレンズＬ７を接合した接合レンズを防振レンズ群とし、当該接合レンズを光軸と垂直な方向に動かすことで、結像面ＩＭＧ上のブレ補正を行うことができる。

【0088】

また、「ＩＭＧ」は結像面であり、具体的にはＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子の撮像面、或いは、銀塩フィルムのフィルム面等を表す。また、結像面ＩＭＧの
物体側にはカバーガラスＣＧ等の実質的な屈折力を有さない平行平板を備える。これらの点は、他の実施例で示す各レンズ断面図においても同様であるため、以下では説明を省略する。

【0089】

（２）数値実施例
次に、当該光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表１に当該光学系の面データを示す。表１において、「面番号」は物体側から数えたレンズ面の順番、「ｒ」はレンズ面の曲率半径、「ｄ」はレンズ面の光軸上の間隔、「Ｎｄ」はｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、「νｄ」はｄ線に対するアッベ数、「Ｈ」は有効半径を示している。また、面番号の次の欄に表示する「ＡＳＰ」は当該レンズ面が非球面であることを表し、「Ｓ」は開口絞りを表している。さらに、レンズ面の光軸上の間隔の欄に、「Ｄ１８」、「Ｄ２０」等と示すのは、当該レンズ面の光軸上の間隔が合焦時に変化する可変間隔であることを意味する。なお、各表中の長さの単位は全て「ｍｍ」であり、画角の単位は全て「°」であり、「ＩＮＦ」は無限大であることを表している。

【0090】

表２に、当該光学系の光軸上の可変間隔を示す。可変間隔は、無限遠合焦時及び１．９ｍ合焦時における各レンズ面間の間隔を示している。

【0091】

表３に、当該光学系を構成する各レンズ群の焦点距離を示す。

【0092】

表４は、当該光学系の緒元表である。当該緒元表には、無限遠物体合焦時における当該光学系の焦点距離「ｆ」、Ｆナンバー「Ｆｎｏ．」、半画角「ω」、像高「Ｙ」、光学全長「ＴＬ」を示す。

【0093】

また、表１４に、各条件式（１）〜条件式（１１）の数値を示す。これらの表に関する事項は実施例２〜実施例３で示す各表においても同様であるため、以下では説明を省略する。

【0094】

また、図２に当該実施例１の光学系無限遠合焦時の縦収差図を示す。各図に示す縦収差図は、図面に向かって左側から順に、それぞれ球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）である。球面収差を表す図では、縦軸は開放Ｆ値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線がｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）、点線がｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）における球面収差を示す。非点収差を表す図では、縦軸は像高、横軸にデフォーカスをとり、実線がｄ線に対するサジタル像面（ｄｓ）、点線がｄ線に対するメリジオナル像面（ｄｍ）を示す。歪曲収差を表す図では、縦軸は像高、横軸に％をとり、歪曲収差を表す。これらの縦収差図に関する事項は、他の実施例で示す縦収差図においても同様であるため、以下では説明を省略する。

【0095】

また、当該光学系の無限遠合焦時におけるバックフォーカス「ｆｂ」は以下のとおりである。但し、以下の値は、厚さ２．５ｍｍのカバーガラス（Ｎｄ＝１．５１６８）を含まない値であり、他の実施例に示すバックフォーカスも同様である。
ｆｂ＝ ２９．３５８（ｍｍ）

【0096】

【表1】

【0097】

【表2】

【0098】

【表3】

【0099】

【表4】

【実施例2】

【0100】

（１）光学系の構成
図３は、本件発明に係る実施例２の光学系の無限遠合焦時におけるレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。無限遠物体から近距離物体への合焦の際、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３が光軸方向に固定された状態で、第２レンズ群Ｇ２が光軸に沿って物体側に移動する。開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の最も物体側に配置されている。

【0101】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸形状の正メニスカスレンズＬ１、両凸レンズＬ２及び両凹レンズＬ３を接合した接合レンズと、両凸レンズＬ４と、両凹レンズＬ５と、両凸レンズＬ６とから構成されている。

【0102】

第２レンズ群Ｇ２は、両凹レンズＬ７から構成されている。

【0103】

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、開口絞りＳと、物体側に凸形状の負メニスカスレンズＬ８及び両凸レンズＬ９を接合した接合レンズと、物体側に凸形状の負メニスカスレンズＬ１０と、両凸レンズＬ１１と、両凸レンズＬ１２と、両凹レンズＬ１３とから構成されている。ここで、当該光学系において、最も結像面側に配置された両凹レンズＬ１３が本件発明にいう両凹形状のレンズＬｒである。また、負メニスカスレンズＬ１０は両面を非球面形状としたガラスモールド型非球面レンズ、又は研削加工による非球面レンズである。

【0104】

なお、当該光学系において、手振れ発生時には、光学系に含まれる少なくとも１枚のレンズを偏芯させることでブレ補正を行うことができる。例えば、第３レンズ群Ｇ３中のレンズＬ１０を防振レンズとし、当該レンズＬ１０を光軸と垂直な方向に動かすことで、結像面ＩＭＧ上のブレ補正を行うことができる。

【0105】

（２）数値実施例
次に、当該光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表５に、当該光学系の面データを示す。表６に、当該光学系の光軸上の可変間隔を示す。当該可変間隔は、無限遠合焦時及び０．９５ｍ合焦時における各レンズ面間の間隔を示している。表７に、当該光学系を構成する各レンズ群の焦点距離を示す。表８は、当該光学系の緒元表である。表９は、各非球面の非球面係数である。当該非球面係数は、各非球面形状を下記式で定義したときの値である。また、表１４に、各条件式（１）〜条件式（１１）の数値を示す。

【0106】

X(Y)= (Y²/r)/[1+(1-ε・Y²/r²)^1/2]+A4・Y⁴+A6・Y⁶+A8・Y⁸+A10・Y¹⁰+A12・Y¹²

【0107】

但し、表９において、「Ｅ−ａ」は「×１０^−ａ」を示す。また、上記式において、「Ｘ」は光軸方向の基準面からの変位量、「ｒ」は近軸曲率半径、「Ｙ」は光軸に垂直な方向の光軸からの高さ、「ε」は円錐係数、「Ａｎ」はｎ次の非球面係数とする。

【0108】

また、図４に、当該実施例２の光学系の無限遠合焦時の縦収差図を示す。さらに、当該光学系の無限遠合焦時におけるバックフォーカスは以下のとおりである。
ｆｂ＝ ２５．９７９（ｍｍ）

【0109】

【表5】

【0110】

【表6】

【0111】

【表7】

【0112】

【表8】

【0113】

【表9】

【実施例3】

【0114】

（１）光学系の構成
図５は、本件発明に係る実施例３の光学系の無限遠合焦時におけるレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。無限遠物体から近距離物体への合焦の際、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３が光軸方向に固定された状態で、第２レンズ群Ｇ２が光軸に沿って物体側に移動する。開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の内部に配置されている。

【0115】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸形状の正メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸形状の正メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸形状の負メニスカスレンズＬ３及び両凸形状の正レンズＬ４を接合した接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ５及び両凹形状の負レンズＬ６を接合した接合レンズとから構成されている。

【0116】

第２レンズ群Ｇ２は、両凹レンズＬ７から構成されている。

【0117】

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ８及び物体側に凹形状の負メニスカスレンズＬ９を接合した接合レンズと、開口絞りＳと、物体側に凸形状の負メニスカスレンズＬ１０と、両凸レンズＬ１１と、両凹レンズＬ１２と、両凸レンズＬ１３と、両凹レンズＬ１４とから構成されている。ここで、当該光学系において、最も結像面側に配置された両凹レンズＬ１４が本件発明にいう両凹形状のレンズＬｒである。

【0118】

なお、当該光学系において、手振れ発生時には、光学系に含まれる少なくとも１枚のレンズを偏芯させることでブレ補正を行うことができる。例えば、第３レンズ群Ｇ３中のレンズＬ１０を防振レンズとし、当該レンズＬ１０を光軸と垂直な方向に動かすことで、結像面ＩＭＧ上のブレ補正を行うことができる。

【0119】

（２）数値実施例
次に、当該光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表１０に、当該光学系の面データを示す。表１１に、当該光学系の光軸上の可変間隔を示す。当該可変間隔は、無限遠合焦時及び０．８７ｍ合焦時における各レンズ面間の間隔を示している。表１２に、当該光学系を構成する各レンズ群の焦点距離を示す。表１３は、当該光学系の緒元表である。また、表１４に、各条件式（１）〜条件式（１１）の数値を示す。

【0120】

また、図６に、当該実施例３の光学系の無限遠合焦時の縦収差図を示す。さらに、当該光学系の無限遠合焦時におけるバックフォーカスは以下のとおりである。
ｆｂ＝ ２１．６３６（ｍｍ）

【0121】

【表10】

【0122】

【表11】

【0123】

【表12】

【0124】

【表13】

【0125】

【表14】

【産業上の利用可能性】

【0126】

本件発明によれば、大型の撮像素子に適用することができ、焦点距離が長く、且つ、良好な光学性能を有する小型の光学系及び撮像装置を提供することができる。

【符号の説明】

【0127】

Ｇ１ ・・・第１レンズ群
Ｇ２ ・・・第２レンズ群
Ｇ３ ・・・第３レンズ群
Ｆ ・・・フォーカス群
Ｓ ・・・開口絞り
ＣＧ ・・・カバーガラス
ＩＭＧ・・・結像面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】