特許6236794 | 知財ポータル「IP Force」

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 株式会社ニコンの特許一覧

特許6236794光学系及び光学機器

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

目に優しい文字サイズ小中大 PDF Top

< >

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6236794

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】光学系及び光学機器

(51)【国際特許分類】

G02B 13/04 20060101AFI20171120BHJP

G02B 13/18 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

G02B13/04

G02B13/18

【請求項の数】11

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-29566(P2013-29566)

(22)【出願日】2013年2月19日

(65)【公開番号】特開2014-160098(P2014-160098A)

(43)【公開日】2014年9月4日

【審査請求日】2016年2月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100092897

【弁理士】

【氏名又は名称】大西正悟

(74)【代理人】

【識別番号】100097984

【弁理士】

【氏名又は名称】川野宏

(74)【代理人】

【識別番号】100157417

【弁理士】

【氏名又は名称】並木敏章

(72)【発明者】

【氏名】古井田啓吾

【審査官】越河勉

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３−１１４３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６−１９５０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３−１９５１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０−０７８８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２−０１４２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２−１９６２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１−０９５４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０７０６８４２９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２００３／０１５１８２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００２／０１５４９０８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２−１２８２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９−２９７２６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ９／００−１７／０８

Ｇ０２Ｂ２１／０２−２１／０４

Ｇ０２Ｂ２５／００−２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

開口絞りを挟んで、最も物体側に配置された前群と、最も像側に配置された後群とから実質的に構成され、
前記前群は、最も物体側に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズを有し、
前記後群は、物体側から順に並んだ、第１の正レンズと、負レンズと第２の正レンズからなる接合レンズと、第３の正レンズとから構成され、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
−１．２＜（Ｌ22ｒ１＋Ｌ21ｒ２）／（Ｌ22ｒ１−Ｌ21ｒ２）＜−０．７
０．８＜ｆＧＦ／ｆ＜１．２
但し、
Ｌ21ｒ２：前記後群の前記第１の正レンズの像側面の曲率半径、
Ｌ22ｒ１：前記後群の前記負レンズの物体側面の曲率半径、
ｆＧＦ：前記前群の焦点距離、
ｆ：前記光学系全系の焦点距離。

【請求項2】

開口絞りを挟んで、最も物体側に配置された前群と、最も像側に配置された後群とから実質的に構成され、
前記前群は、物体側から順に並んだ、前記像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、正レンズと負レンズからなる接合レンズとから構成され、
前記後群は、物体側から順に並んだ、第１の正レンズと、負レンズと第２の正レンズからなる接合レンズと、第３の正レンズとから構成され、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
−１．２＜（Ｌ22ｒ１＋Ｌ21ｒ２）／（Ｌ22ｒ１−Ｌ21ｒ２）＜−０．７
但し、
Ｌ21ｒ２：前記後群の前記第１の正レンズの像側面の曲率半径、
Ｌ22ｒ１：前記後群の前記負レンズの物体側面の曲率半径。

【請求項3】

開口絞りを挟んで、最も物体側に配置された前群と、最も像側に配置された後群とから実質的に構成され、
前記前群は、最も物体側に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズを有し、
前記後群は、物体側から順に並んだ、第１の正レンズと、負レンズと第２の正レンズからなる接合レンズと、第３の正レンズとから構成され、前記負レンズと前記第２の正レンズからなる前記接合レンズの接合面は像側に対して凹面を向けており、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
−１．２＜（Ｌ22ｒ１＋Ｌ21ｒ２）／（Ｌ22ｒ１−Ｌ21ｒ２）＜−０．７
−０．０８＜（ｎＬ22−ｎＬ23）＜−０．０５
但し、
Ｌ21ｒ２：前記後群の前記第１の正レンズの像側面の曲率半径、
Ｌ22ｒ１：前記後群の前記負レンズの物体側面の曲率半径、
ｎＬ22：前記後群内に配置された前記接合レンズを構成する前記負レンズの光学材料のｄ線に対する屈折率、
ｎＬ23：前記後群内に配置された前記接合レンズを構成する前記第２の正レンズの光学材料のｄ線に対する屈折率。

【請求項4】

前記後群内に配置された、前記負レンズと前記第２の正レンズからなる前記接合レンズの接合面は像側に対して凹面を向けており、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
−０．０８＜（ｎＬ22−ｎＬ23）＜−０．０５
但し、
ｎＬ22：前記後群内に配置された前記接合レンズを構成する前記負レンズの光学材料のｄ線に対する屈折率、
ｎＬ23：前記後群内に配置された前記接合レンズを構成する前記第２の正レンズの光学材料のｄ線に対する屈折率。

【請求項5】

前記前群は、物体側から順に並んだ、前記像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、正レンズと負レンズからなる接合レンズとから構成されることを特徴とする請求項１に記載の光学系。

【請求項6】

以下の条件式を満足することを特徴とする請求項３に記載の光学系。
０．８＜ｆＧＦ／ｆ＜１．２
但し、
ｆＧＦ：前記前群の焦点距離、
ｆ：前記光学系全系の焦点距離。

【請求項7】

合焦は、前記後群内で最も像側に配置された前記第３の正レンズを光軸に沿って移動させることにより行い、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学系。
４．０＜ｆＬ24／ｆ＜７．０
０．３５＜ｄＬ23Ｌ24／ｆ＜０．６０
但し、
ｆＬ24：前記後群の前記第３の正レンズの焦点距離、
ｆ：前記光学系全系の焦点距離、
ｄＬ23Ｌ24：前記後群の前記第２の正レンズと前記第３の正レンズの光軸上での空気間隔。

【請求項8】

前記後群は、正の屈折力を持つことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項9】

前記前群内に配置された、前記正レンズと前記負レンズからなる前記接合レンズの接合面は物体側に対して凹面を向けており、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学系。
０．０６＜（ｎＬ12−ｎＬ13）＜０．０９
但し、
ｎＬ12：前記前群内に配置された前記接合レンズを構成する前記正レンズの光学材料のｄ線に対する屈折率、
ｎＬ13：前記前群内に配置された前記接合レンズを構成する前記負レンズの光学材料のｄ線に対する屈折率。

【請求項10】

前記後群を構成する光学面のうち、少なくとも１つの面が非球面であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項11】

請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学系を搭載することを特徴とする光学機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、デジタルカメラ、フィルムカメラ、ビデオカメラ等の撮影光学系に最適な広角大口径の光学系に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、カメラ未使用時にレンズ鏡筒がカメラ内に沈胴することが可能であり、小型で広い画角を有した、広角レンズが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−４００３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の広角レンズは明るさが十分とはいえず、更なる大口径化が期待されている。

【0005】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、小型で広い画角を有するとともに、大口径の光学系及び光学機器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

このような目的を達成するため、本発明に係る第１の光学系は、開口絞りを挟んで、最も物体側に配置された前群と、最も像側に配置された後群とから実質的に構成され、前記前群は、最も物体側に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズを有し、前記後群は、物体側から順に並んだ、第１の正レンズと、負レンズと第２の正レンズからなる接合レンズと、第３の正レンズとから構成され、次の条件式を満足する。

【0007】

−１．２＜（Ｌ22ｒ１＋Ｌ21ｒ２）／（Ｌ22ｒ１−Ｌ21ｒ２）＜−０．７
０．８＜ｆＧＦ／ｆ＜１．２
但し、
Ｌ21ｒ２：前記後群の前記第１の正レンズの像側面の曲率半径、
Ｌ22ｒ１：前記後群の前記負レンズの物体側面の曲率半径、
ｆＧＦ：前記前群の焦点距離、
ｆ：前記光学系全系の焦点距離。
また、本発明に係る第２の光学系は、開口絞りを挟んで、最も物体側に配置された前群と、最も像側に配置された後群とから実質的に構成され、前記前群は、物体側から順に並んだ、前記像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、正レンズと負レンズからなる接合レンズとから構成され、前記後群は、物体側から順に並んだ、第１の正レンズと、負レンズと第２の正レンズからなる接合レンズと、第３の正レンズとから構成され、以下の条件式を満足する。
−１．２＜（Ｌ22ｒ１＋Ｌ21ｒ２）／（Ｌ22ｒ１−Ｌ21ｒ２）＜−０．７
但し、
Ｌ21ｒ２：前記後群の前記第１の正レンズの像側面の曲率半径、
Ｌ22ｒ１：前記後群の前記負レンズの物体側面の曲率半径。
また、本発明に係る第３の光学系は、開口絞りを挟んで、最も物体側に配置された前群と、最も像側に配置された後群とから実質的に構成され、前記前群は、最も物体側に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズを有し、前記後群は、物体側から順に並んだ、第１の正レンズと、負レンズと第２の正レンズからなる接合レンズと、第３の正レンズとから構成され、前記負レンズと前記第２の正レンズからなる前記接合レンズの接合面は像側に対して凹面を向けており、以下の条件式を満足する。
−１．２＜（Ｌ22ｒ１＋Ｌ21ｒ２）／（Ｌ22ｒ１−Ｌ21ｒ２）＜−０．７
−０．０８＜（ｎＬ22−ｎＬ23）＜−０．０５
但し、
Ｌ21ｒ２：前記後群の前記第１の正レンズの像側面の曲率半径、
Ｌ22ｒ１：前記後群の前記負レンズの物体側面の曲率半径、
ｎＬ22：前記後群内に配置された前記接合レンズを構成する前記負レンズの光学材料のｄ線に対する屈折率、
ｎＬ23：前記後群内に配置された前記接合レンズを構成する前記第２の正レンズの光学材料のｄ線に対する屈折率。

【0018】

本発明に係る光学機器は、上述のいずれかの光学系のいずれかを搭載する。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、小型で広い画角を有するとともに、大口径の光学系及び光学機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】第１実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図であり、（ａ）は無限遠合焦状態であり、（ｂ）は撮影倍率β=-1/20の状態を示す。

【図2】第１実施例に係る光学系の諸収差図であり、（ａ）は無限遠合焦状態における諸収差図、（ｂ）は撮影倍率β=-1/20の状態における諸収差図をそれぞれ示す。

【図3】第２実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図であり、（ａ）は無限遠合焦状態であり、（ｂ）は撮影倍率β=-1/20の状態を示す。

【図4】第２実施例に係る光学系の諸収差図であり、（ａ）は無限遠合焦状態における諸収差図、（ｂ）は撮影倍率β=-1/20の状態における諸収差図である。

【図5】第３実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図であり、（ａ）は無限遠合焦状態であり、（ｂ）は撮影倍率β=-1/20の状態を示す。

【図6】第３実施例に係る光学系の諸収差図であり、（ａ）は無限遠合焦状態における諸収差図であり、（ｂ）は撮影倍率β=-1/20の状態における諸収差図である。

【図7】第４実施例に係る光学系のレンズ構成を示す断面図であり、（ａ）は無限遠合焦状態であり、（ｂ）は撮影倍率β=-1/20の状態を示す。

【図8】第４実施例に係る光学系の諸収差図であり、（ａ）は無限遠合焦状態における諸収差図であり、（ｂ）は撮影倍率β=-1/20の状態における諸収差図である。

【図9】本実施形態に係る光学系を搭載するデジタルカメラ（光学機器）を説明する図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は背面図である。

【図10】図９（ａ）のＡ−Ａ´線に沿った断面図である。

【図11】本実施形態に係る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。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0024】

本実施形態に係る光学系ＷＬは、図１に示すように、開口絞りＳを挟んで、最も物体側に配置された前群ＧＦと、最も像側に配置された後群ＧＲとを有し、前群ＧＦは、最も物体側に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１を有し、後群ＧＲは、物体側から順に並んだ、第１の正レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と第２の正レンズＬ２３からなる接合レンズと、第３の正レンズＬ２４とから構成され、次の条件式（１）を満足する。

【0025】

−１．２＜（Ｌ22ｒ１＋Ｌ21ｒ２）／（Ｌ22ｒ１−Ｌ21ｒ２）＜−０．７ …（１）
但し、
Ｌ21ｒ２：後群ＧＲの第１の正レンズＬ２１の像側面の曲率半径、
Ｌ22ｒ１：後群ＧＲの負レンズＬ２２の物体側面の曲率半径。

【0026】

上記構成を有する光学系ＷＬによれば、カメラ未使用時にレンズ鏡筒がカメラ内に沈胴することが可能であり、小型で、広い画角（画角７７度程度）を有するとともに、大口径（Ｆｎｏ２．８程度）の光学系を提供することができる。

【0027】

条件式（１）は、後群ＧＲの正レンズＬ２１と負レンズＬ２２との間に形成される空気間隔（いわゆる空気レンズ）の形状を規定するものである。条件式（１）を満足することにより、コマ収差、像面湾曲、非点収差をそれぞれ良好に補正することができる。条件式（１）が下限値を下回ると、コマ収差が増大し、補正が困難となる。条件式（１）が上限値を上回ると、非点収差、像面湾曲の補正が困難となる。また、コマ収差は内コマとなり、補正が困難となる。

【0028】

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（１）の下限値を−１．０とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（１）の上限値を−０．８とすることが好ましい。

【0029】

本実施形態に係る光学系ＷＬにおいて、無限遠物体から近距離物体への合焦は、後群ＧＲ内で最も像側に配置された第３の正レンズＬ２４を光軸に沿って移動させることにより行い、次の条件式（２）、（３）を満足することが好ましい。

【0030】

４．０＜ｆＬ24／ｆ＜７．０ …（２）
０．３５＜ｄＬ23Ｌ24／ｆ＜０．６０ …（３）
但し、
ｆＬ24：後群ＧＲの第３の正レンズＬ２４の焦点距離、
ｆ：光学系ＷＬの全系の焦点距離、
ｄＬ23Ｌ24：後群ＧＲの第２の正レンズＬ２３と第３の正レンズＬ２４の光軸上での空気間隔。

【0031】

小型化という観点から、カメラ未使用時にレンズ鏡筒をカメラ内に沈胴させる場合、無限遠物体から有限距離物体へのフォーカシングを、後群ＧＲ内の最も像側に配置された第３の正レンズＬ２４で行うことが好ましい。また、第３の正レンズＬ２４単体で行うことにより、フォーカシング時に駆動するレンズの重量が小さくなるため、迅速なフォーカシングが可能となる。

【0032】

条件式（２）は、後群ＧＲの最も像側に位置する正レンズＬ２４の焦点距離を規定するものである。条件式（３）は、後群ＧＲを構成する正レンズＬ２３と正レンズＬ２４との光軸上での空気間隔を規定するものである。これら条件式（２），（３）を満たすことにより、フォーカス時に正レンズＬ２４の十分な移動量を確保しながら、諸収差を良好に補正することができる。

【0033】

条件式（２）の下限値を下回ると、フォーカス移動量は減少するが、ペッツバール和が増大し、収差補正上不利となるため好ましくない。条件式（２）の上限値を上回ると、ペッツバール和が減少し、収差補正上は有利となるが、フォーカス移動量が増加するため、好ましくない。

【0034】

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（２）の下限値を５．５とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（２）の上限値を６．５とすることが好ましい。

【0035】

条件式（３）の下限値を下回ると、フォーカシングによる正レンズＬ２４の移動間隔の確保が難しく、ペッツバール和が増大し、収差補正が困難となる。また、有限系における収差変動が大きくなり、良好な性能を得るのが困難となるため好ましくない。条件式（３）の上限値を上回ると、フォーカシングによる正レンズＬ２４の移動間隔の確保には有利であるが、有限系における収差変動が大きくなり、良好な性能を得るのが難しくなるため好ましくない。

【0036】

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（３）の下限値を０．３５とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（３）の上限値を０．４５とすることが好ましい。

【0037】

本実施形態に係る光学系ＷＬにおいて、前群ＧＦは、物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と、正レンズＬ１２と負レンズＬ１３からなる接合レンズとから構成され、次の条件式（４）を満足することが好ましい。

【0038】

０．８＜ｆＧＦ／ｆ＜１．２ …（４）
但し、
ｆＧＦ：前群ＧＦの焦点距離、
ｆ：光学系ＷＬの全系の焦点距離。

【0039】

上記構成により、前群ＧＦで画角に対する諸収差（特に、コマ収差）を良好に補正することができる。

【0040】

条件式（４）は、小型化を達成しつつ、諸収差を良好に補正するために、前群ＧＦの焦点距離を規定するものである。条件式（４）の下限値を下回ると、バックフォーカスが短くなり、コンパクト化には有利となるが、諸収差（特に、コマ収差）を十分に補正することが困難となるため、好ましくない。条件式（４）の上限値を上回ると、後群ＧＲの焦点距離を短くすることになり、球面収差の補正に不利となる。また、バックフォーカスが長くなってしまうため、コンパクト化に不利となるため好ましくない。

【0041】

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（４）の下限値を０．９とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（４）の上限値を１．１とすることが好ましい。

【0042】

本実施形態に係る光学系ＷＬにおいて、後群ＧＲは、正の屈折力を持つことが好ましい。この構成により、球面収差を良好に補正することができる。

【0043】

本実施形態に係る光学系ＷＬにおいて、後群ＧＲ内に配置された、負レンズＬ２２と第２の正レンズＬ２３からなる接合レンズの接合面は像側に対して凹面を向けており、次の条件式（５）を満足することが好ましい。

【0044】

−０．０８＜（ｎＬ22−ｎＬ23）＜−０．０５ …（５）
但し、
ｎＬ22：後群ＧＲ内に配置された接合レンズを構成する負レンズＬ２２の光学材料のｄ線に対する屈折率、
ｎＬ23：後群ＧＲ内に配置された接合レンズを構成する第２の正レンズＬ２３の光学材料のｄ線に対する屈折率。

【0045】

条件式（５）は、小型化を達成しつつ、ペッツバール和を適切な値にするために、後群ＧＲを構成する負レンズＬ２２と正レンズＬ２３との屈折率差を規定するものである。負レンズＬ２２と正レンズＬ２３との接合面が像側に対して凹面を向けて、条件式（５）を満たす場合、ペッツバール和の補正に有利となり、像面湾曲、非点収差を良好に補正することができる。条件式（５）を満たさない場合、ペッツバール和を下げるために、後群ＧＲの最も像側に位置する正レンズのＬ２４の屈折力を弱くするか、または第２の正レンズＬ２３と第３の正レンズＬ２４との間隔を広くしなければならず、これに伴い光学系全長が長くなり、小型化に不利となるため好ましくない。

【0046】

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（５）の下限値を−０．０７とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（５）の上限値を−０．０６とすることが好ましい。

【0047】

本実施形態に係る光学系ＷＬにおいて、前群ＧＦ内に配置された、正レンズＬ１２と負レンズＬ１３からなる接合レンズの接合面は物体側に対して凹面を向けており、次の条件式（６）を満足することが好ましい。

【0048】

０．０６＜（ｎＬ12−ｎＬ13）＜０．０９…（６）
但し、
ｎＬ12：前群ＧＦ内に配置された接合レンズを構成する正レンズＬ１２の光学材料のｄ線に対する屈折率、
ｎＬ13：前群ＧＦ内に配置された接合レンズを構成する負レンズＬ１３の光学材料のｄ線に対する屈折率。

【0049】

条件式（６）は、小型化を達成しつつ、ペッツバール和を適切な値にするために、前群ＧＦの正レンズＬ１２と負レンズＬ１３との適切な屈折率差を規定するものである。正レンズＬ１２と負レンズＬ１３との接合面が物体側に対して凹面を向けて、条件式（６）を満たす場合、ペッツバール和の補正に有利となり、像面湾曲、非点収差を良好に補正することができる。条件式（６）を満たさない場合、ペッツバール和を下げるために、正レンズＬ１２の屈折力を強くするか、または負レンズＬ１１と正レンズＬ１２との間隔を広くしなければならず、これに伴い光学系全長が長くなり、小型化には不利となるため好ましくない。

【0050】

本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（６）の下限値を０．０７とすることが好ましい。本実施形態の効果を確実なものとするために、条件式（６）の上限値を０．０８とすることが好ましい。

【0051】

本実施形態に係る光学系ＷＬは、後群ＧＲを構成する光学面のうち、少なくとも１つの面が非球面であることが好ましい。この構成により、球面収差、コマ収差、像面湾曲の補正が良好となる。

【0052】

以上のような構成の本実施形態に係る光学系ＷＬによれば、カメラ未使用時にレンズ鏡筒がカメラ内に沈胴することが可能であり、小型で、広い画角を有するとともに、大口径の光学系を実現することができる。また、これにより、沈胴収納状態でのレンズ鏡筒部分の厚み寸法を極力減らして、カメラの薄型化を達成することができる。

【0053】

図９及び図１０に、上述の光学系ＷＬを備える光学機器として、デジタルスチルカメラＣＡＭ（光学機器）の構成を示す。このデジタルスチルカメラＣＡＭは、不図示の電源釦を押すと、撮影レンズ（光学系ＷＬ）の不図示のシャッタが開放されて、光学系ＷＬで被写体（物体）からの光が集光され、像面Ｉ（図１参照）に配置された撮像素子Ｃ（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）に結像される。撮像素子Ｃに結像された被写体像は、デジタルスチルカメラＣＡＭの背後に配置された液晶モニターＭに表示される。撮影者は、液晶モニターＭを見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズ釦Ｂ１を押し下げて被写体像を撮像素子Ｃで撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。

【0054】

カメラＣＡＭには、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部ＥＦ、デジタルスチルカメラＣＡＭの種々の条件設定等に使用するファンクションボタンＢ２等が配置されている。ここでは、カメラＣＡＭと光学系ＷＬとが一体に成形されたコンパクトタイプのカメラを例示したが、光学機器としては、光学系ＷＬを有するレンズ鏡筒とカメラボディ本体とが着脱可能な一眼レフカメラでも良い。

【0055】

上記構成のカメラＣＡＭによれば、撮影レンズとして上述の光学系ＷＬを搭載することにより、カメラ未使用時にレンズ鏡筒がカメラ内に沈胴することが可能であり、小型で、広い画角を有するとともに、大口径のカメラを実現することができる。

【0056】

続いて、図１１を参照しながら、上述の光学系ＷＬの製造方法について説明する。まず、鏡筒内に、開口絞りＳを挟んで、最も物体側に前群ＧＦが、最も像側に後群ＧＲが位置するように、各レンズを組み込む（ステップＳＴ１０）。このとき、前群ＧＦとして、最も物体側に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１が位置するように、レンズを組み込む（ステップＳＴ２０）。また、後群ＧＲとして、物体側から順に、第１の正レンズＬ２１と、負レンズＬ２２と第２の正レンズＬ２３からなる接合レンズと、第３の正レンズＬ２４とが並ぶように、各レンズを組み込む（ステップＳＴ３０）。そして、条件式（１）を満足するように、鏡筒内に各レンズを組み込む（ステップＳＴ４０）。

【0057】

【0058】

ここで、本実施形態におけるレンズ配置の一例を挙げると、図１に示す光学系ＷＬでは、前群ＧＦとして、光軸に沿って物体側から、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と両凹形状の負レンズＬ１３からなる接合レンズの順で並ぶように、各レンズが鏡筒内に組み込まれている。後群ＧＲとして、光軸に沿って物体側から、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と両凸形状の正レンズＬ２３からなる接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ２４の順で並ぶように、各レンズが鏡筒内に組み込まれている。そしてこのとき、条件式（１）を満足している（対応値-0.972）。

【0059】

上記のような光学系ＷＬの製造方法によれば、カメラ未使用時にレンズ鏡筒がカメラ内に沈胴することが可能であり、小型で、広い画角を有するとともに、大口径の光学系を得ることができる。

【実施例】

【0060】

これより本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表１〜表４を示すが、これらは第１実施例〜第４実施例における各諸元の表である。

【0061】

なお、第１実施例に係る図１に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、実施例ごとに独立して用いている。ゆえに、他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していても、それらは他の実施例とは必ずしも共通の構成ではない。

【0062】

各実施例では収差特性の算出対象として、Ｃ線（波長656.2730nm）、ｄ線（波長587.5620nm）、Ｆ線（波長486.1330nm）、ｇ線（波長435.8350nm）を選んでいる。

【0063】

表中の［レンズ諸元］において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序、Ｒは各光学面の曲率半径、Ｄは各光学面から次の光学面（又は像面）までの光軸上の距離である面間隔、ｎｄは光学部材の材質のｄ線に対する屈折率、νｄは光学部材の材質のｄ線を基準とするアッベ数をそれぞれ示す。物面は物体面、（可変）は可変の面間隔、曲率半径の「∞」は平面又は開口、(絞りＳ)は開口絞りＳ、像面は像面Ｉをそれぞれ示す。空気の屈折率「1.00000」は省略する。光学面が非球面である場合には、面番号に＊印を付し、曲率半径Ｒの欄には近軸曲率半径を示す。

【0064】

表中の［非球面データ］には、［レンズ諸元］に示した非球面について、その形状を次式（ａ）で示す。Ｘ（ｙ）は非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離を、Ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）を、κは円錐定数を、Ａｉは第ｉ次の非球面係数を示す。「Ｅ-n」は、「×１０^-n」を示す。例えば、1.234E-05＝1.234×10^-5である。

【0065】

Ｘ（ｙ）＝（ｙ²／Ｒ）／｛１＋（１−κ×ｙ²／Ｒ²）^1/2｝
＋Ａ4×ｙ⁴＋Ａ6×ｙ⁶＋Ａ8×ｙ⁸ …（ａ）

【0066】

表中の［各種データ］において、ｆは光学系ＷＬ全系の焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（最大入射角、単位：°）、Ｙは像高、ＢＦはバックフォーカス（光軸上でのレンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算距離）、ＴＬはレンズ全長（光軸上でのレンズ最前面からレンズ最終面までの距離に、ＢＦを加えたもの）を示す。

【0067】

表中の［可変間隔データ］において、無限遠合焦状態（撮影倍率β＝0.00）、撮影倍率β＝-1/20の状態それぞれにおける各可変間隔Ｄｉを示す。なお、Ｄｉは、第ｉ面と第（ｉ＋１）面の可変間隔を示す。

【0068】

表中の［レンズ群データ］において、Ｇは群番号、群初面は各群の最も物体側の面番号を、群焦点距離は各群の焦点距離を示す。

【0069】

表中の［条件式］には、上記の条件式（１）〜（６）に対応する値を示す。

【0070】

以下、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、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大又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、単位は「ｍｍ」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。

【0071】

ここまでの表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での説明を省略する。

【0072】

（第１実施例）
第１実施例について、図１，図２及び表１を用いて説明する。第１実施例に係る光学系ＷＬ（ＷＬ１）は、図１に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ前群ＧＦと、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ後群ＧＲと、フィルタ群ＦＬとから構成されている。

【0073】

前群ＧＦは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と両凹形状の負レンズＬ１３からなる接合レンズとからなる。

【0074】

後群ＧＲは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と両凸形状の正レンズＬ２３からなる接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ２４とからなる。正レンズＬ２３の像側レンズ面には、非球面が形成されている。

【0075】

フィルタ群ＦＬは、像面Ｉに配設される固体撮像素子（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）の限界解像以上の空間周波数をカットするための、ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等で構成されている。

【0076】

本実施例に係る光学系ＷＬ１において、無限遠物体から有限距離物体へのフォーカシングは、後群ＧＲ内の最も像側に配置された正レンズＬ２４を光軸に沿って移動させることにより行っている。

【0077】

下記の表１に、第１実施例における各諸元の値を示す。表１における面番号１〜１７が、図１に示す曲率半径Ｒ１〜Ｒ１７の各光学面に対応している。第１実施例では、第１１面が非球面形状に形成されている。

【0078】

（表１）
［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎｄ νｄ
物面 ∞
1 3.0935 0.0653 1.62280 57.10
2 0.5713 0.5438
3 0.6509 0.2284 1.81600 46.59
4 -1.3074 0.1088 1.74077 27.74
5 25.1245 0.1196
6（絞りＳ） ∞ 0.0778
7 2.7190 0.0979 1.79504 28.69
8 34.1231 0.0696
9 -0.4895 0.0435 1.69895 30.13
10 0.8594 0.1903 1.76802 49.23
*11(非球面) -0.8257 D11(可変)
12 4.2417 0.1088 1.69680 55.52
13 -114.5150 D13(可変)
14 ∞ 0.0865 1.51680 64.20
15 ∞ 0.0544
16 ∞ 0.0381 1.51680 64.20
17 ∞ 0.033
像面 ∞

［非球面データ］
第11面
κ=-2.1683，A4=2.51801E-01，A6=4.63597E+00，A8=-2.43802E+00

［各種データ］
ｆ 1.00
Ｆｎｏ 2.88
ω 39.03
Ｙ 0.79
ＢＦ 0.49
ＴＬ 2.55

［可変間隔データ］
無限遠 β=-1/20
D11 0.40785 0.17389
D13 0.31544 0.54940

［レンズ群データ］
群番号群初面群焦点距離
ＧＦ１ 1.00
ＧＲ７ 5.36

［条件式］
条件式（１）（Ｌ22ｒ１＋Ｌ21ｒ２）／（Ｌ22ｒ１−Ｌ21ｒ２）＝ -0.972
条件式（２）ｆＬ24／ｆ＝ 5.872
条件式（３）ｄＬ23Ｌ24／ｆ＝ 0.408
条件式（４）ｆＧＦ／ｆ＝ 0.997
条件式（５）（ｎＬ22−ｎＬ23）＝ -0.069
条件式（６）（ｎＬ12−ｎＬ13）＝ 0.075

【0079】

表１から、本実施例に係る光学系ＷＬ１は、条件式（１）〜（６）を満たすことが分かる。

【0080】

図２は、第１実施例に係る光学系ＷＬ１の諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図）であり、（ａ）は無限遠合焦状態（撮影倍率β＝0.00）における諸収差図、（ｂ）は撮影倍率β=-1/20の状態における諸収差図をそれぞれ示す。

【0081】

各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、ＮＡは開口数、Ａは各像高に対する半画角（単位:°）、Ｈ０は物体高をそれぞれ示す。ｄはｄ線、ｇはｇ線、ＣはＣ線、ＦはＦ線における収差をそれぞれ示す。また、記載のないものは、ｄ線における収差を示す。非点収差図において、実線はサジタル像面を、破線はメリディオナル像面を示す。

【0082】

これら収差図に関する説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。

【0083】

図２に示す各収差図から明らかなように、第１実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。

【0084】

（第２実施例）
第２実施例について、図３，図４及び表２を用いて説明する。第２実施例に係る光学系ＷＬ（ＷＬ２）は、図３に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ前群ＧＦと、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ後群ＧＲと、フィルタ群ＦＬとから構成されている。

【0085】

【0086】

【0087】

【0088】

本実施例に係る光学系ＷＬ２において、無限遠物体から有限距離物体へのフォーカシングは、後群ＧＲ内の最も像側に配置された正レンズＬ２４を光軸に沿って移動させることにより行っている。

【0089】

下記の表２に、第２実施例における各諸元の値を示す。表２における面番号１〜１７が、図３に示す曲率半径Ｒ１〜Ｒ１７の各光学面に対応している。第２実施例では、第１１面が非球面形状に形成されている。

【0090】

（表２）
［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎｄ νｄ
物面 ∞
1 2.81876 0.06533 1.65100 56.24
2 0.57178 0.53895
3 0.62198 0.22320 1.81600 46.59
4 -1.46662 0.10888 1.74077 27.74
5 5.74708 0.11977
6（絞りＳ） ∞ 0.06533
7 1.63318 0.13610 1.77250 49.62
8 8.16592 0.07077
9 -0.43794 0.03811 1.69895 30.13
10 1.49543 0.18509 1.76802 49.23
*11(非球面) -0.73787 D11(可変)
12 4.35516 0.10888 1.69680 55.52
13 -114.64001 D13(可変)
14 ∞ 0.08656 1.51680 64.20
15 ∞ 0.05444
16 ∞ 0.03811 1.51680 64.20
17 ∞ 0.037
像面 ∞

［非球面データ］
第11面
κ=-0.9570，A4=3.34667E-01，A6=4.42540E+00，A8=-2.28401E+00

［各種データ］
ｆ 1.00
Ｆｎｏ 2.88
ω 38.98
Ｙ 0.79
ＢＦ 0.43
ＴＬ 2.53

［可変間隔データ］
無限遠 β=-1/20
D11 0.43552 0.18100
D13 0.26000 0.51452

［レンズ群データ］
群番号群初面群焦点距離
ＧＦ１ 1.06
ＧＲ７ 4.48

［条件式］
条件式（１）（Ｌ22ｒ１＋Ｌ21ｒ２）／（Ｌ22ｒ１−Ｌ21ｒ２）＝ -0.898
条件式（２）ｆＬ24／ｆ＝ 6.024
条件式（３）ｄＬ23Ｌ24／ｆ＝ 0.436
条件式（４）ｆＧＦ／ｆ＝ 1.062
条件式（５）（ｎＬ22−ｎＬ23）＝ -0.069
条件式（６）（ｎＬ12−ｎＬ13）＝ 0.075

【0091】

表２から、本実施例に係る光学系ＷＬ２は、条件式（１）〜（６）を満たすことが分かる。

【0092】

図４は、第２実施例に係る光学系ＷＬ２の諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図）であり、（ａ）は無限遠合焦状態（撮影倍率β＝0.00）における諸収差図、（ｂ）は撮影倍率β=-1/20の状態における諸収差図をそれぞれ示す。

【0093】

図４に示す各収差図から明らかなように、第２実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。

【0094】

（第３実施例）
第３実施例について、図５，図６及び表３を用いて説明する。第３実施例に係る光学系ＷＬ（ＷＬ３）は、図５に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ前群ＧＦと、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ後群ＧＲと、フィルタ群ＦＬとから構成されている。

【0095】

【0096】

【0097】

【0098】

本実施例に係る光学系ＷＬ３において、無限遠物体から有限距離物体へのフォーカシングは、後群ＧＲ内の最も像側に配置された正レンズＬ２４を光軸に沿って移動させることにより行っている。

【0099】

下記の表３に、第３実施例における各諸元の値を示す。表３における面番号１〜１７が、図５に示す曲率半径Ｒ１〜Ｒ１７の各光学面に対応している。第３実施例では、第１１面が非球面形状に形成されている。

【0100】

（表３）
［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎｄ νｄ
物面 ∞
1 3.67143 0.06515 1.58913 61.22
2 0.57061 0.54292
3 0.64353 0.22803 1.81600 46.59
4 -1.26794 0.10858 1.74077 27.74
5 9.64318 0.11944
6（絞りＳ） ∞ 0.06515
7 1.90022 0.12759 1.78800 47.35
8 7.20062 0.07058
9 -0.46932 0.03800 1.69895 30.13
10 1.65587 0.18459 1.76802 49.23
*11(非球面) -0.76832 D11(可変)
12 4.34336 0.10858 1.69680 55.52
13 -114.32956 D13(可変)
14 ∞ 0.08632 1.51680 64.20
15 ∞ 0.05429
16 ∞ 0.03800 1.51680 64.20
17 ∞ 0.010
像面 ∞

［非球面データ］
第11面
κ=-0.8431，A4=4.39025E-01，A6=4.29306E+00，A8=-1.16486E+00

［各種データ］
ｆ 1.00
Ｆｎｏ 2.88
ω 38.65
Ｙ 0.78
ＢＦ 0.46
ＴＬ 2.53

［可変間隔データ］
無限遠 β=-1/20
D11 0.40719 0.16188
D13 0.31493 0.56024

［レンズ群データ］
群番号群初面群焦点距離
ＧＦ１ 1.03
ＧＲ７ 5.02

［条件式］
条件式（１）（Ｌ22ｒ１＋Ｌ21ｒ２）／（Ｌ22ｒ１−Ｌ21ｒ２）＝ -0.878
条件式（２）ｆＬ24／ｆ＝ 6.007
条件式（３）ｄＬ23Ｌ24／ｆ＝ 0.407
条件式（４）ｆＧＦ／ｆ＝ 1.029
条件式（５）（ｎＬ22−ｎＬ23）＝ -0.069
条件式（６）（ｎＬ12−ｎＬ13）＝ 0.075

【0101】

表３から、本実施例に係る光学系ＷＬ３は、条件式（１）〜（６）を満たすことが分かる。

【0102】

図６は、第３実施例に係る光学系ＷＬ３の諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図）であり、（ａ）は無限遠合焦状態（撮影倍率β＝0.00）における諸収差図、（ｂ）は撮影倍率β=-1/20の状態における諸収差図をそれぞれ示す。

【0103】

図６に示す収差図から明らかなように、第３実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。

【0104】

（第４実施例）
第４実施例について、図７，図８及び表４を用いて説明する。第４実施例に係る光学系ＷＬ（ＷＬ４）は、図７に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ前群ＧＦと、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ後群ＧＲと、フィルタ群ＦＬとから構成されている。

【0105】

【0106】

【0107】

【0108】

本実施例に係る光学系ＷＬ４において、無限遠物体から有限距離物体へのフォーカシングは、後群ＧＲ内の最も像側に配置された正レンズＬ２４を光軸に沿って移動させることにより行っている。

【0109】

下記の表４に、第４実施例における各諸元の値を示す。表４における面番号１〜１７が、図７に示す曲率半径Ｒ１〜Ｒ１７の各光学面に対応している。第４実施例では、第１１面が非球面形状に形成されている。

【0110】

（表４）
［レンズ諸元］
面番号ＲＤｎｄ νｄ
物面 ∞
1 3.81559 0.06487 1.58913 61.22
2 0.57102 0.54057
3 0.65152 0.22704 1.81600 46.59
4 -1.24961 0.10811 1.74077 27.74
5 13.99216 0.11892
6（絞りＳ） ∞ 0.06487
7 1.89198 0.12703 1.78800 47.35
8 5.40565 0.07027
9 -0.48370 0.03784 1.69895 30.13
10 1.43940 0.18379 1.76802 49.23
*11(非球面) -0.78223 D11(可変)
12 4.32452 0.10811 1.69680 55.52
13 -113.83359 D13(可変)
14 ∞ 0.08595 1.51680 64.20
15 ∞ 0.05406
16 ∞ 0.03784 1.51680 64.20
17 ∞ 0.023
像面 ∞

［非球面データ］
第11面
κ=-0.6683，A4=5.30186E-01，A6=4.42920E+00，A8=-1.47383E+00

［各種データ］
ｆ 1.00
Ｆｎｏ 2.88
ω 38.66
Ｙ 0.78
ＢＦ 0.47
ＴＬ 2.53

［可変間隔データ］
無限遠 β=-1/20
D11 0.40542 0.16424
D13 0.31356 0.55475

［レンズ群データ］
群番号群初面群焦点距離
ＧＦ１ 1.02
ＧＲ７ 5.17

［条件式］
条件式（１）（Ｌ22ｒ１＋Ｌ21ｒ２）／（Ｌ22ｒ１−Ｌ21ｒ２）＝ -0.836
条件式（２）ｆＬ24／ｆ＝ 5.982
条件式（３）ｄＬ23Ｌ24／ｆ＝ 0.405
条件式（４）ｆＧＦ／ｆ＝ 1.024
条件式（５）（ｎＬ22−ｎＬ23）＝ -0.069
条件式（６）（ｎＬ12−ｎＬ13）＝ 0.075

【0111】

表４から、本実施例に係る光学系ＷＬ４は、条件式（１）〜（６）を満たすことが分かる。

【0112】

図８は、第４実施例に係る光学系ＷＬ４の諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、コマ収差図及び倍率色収差図）であり、（ａ）は無限遠合焦状態（撮影倍率β＝0.00）における諸収差図、（ｂ）は撮影倍率β=-1/20の状態における諸収差図をそれぞれ示す。

【0113】

図８に示す各収差図から明らかなように、第４実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。

【0114】

上記の各実施例によれば、カメラ未使用時にレンズ鏡筒がカメラ内に沈胴することが可能であり、小型で、画角が７７度程度と広く、Ｆｎｏが２．８程度と明るい光学系を実現することができる。

【0115】

ここまで本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。

【符号の説明】

【0116】