特許 6344044 光学系、光学装置

(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】6344044

(24)【登録日】2018年6月1日

(45)【発行日】2018年6月20日

(54)【発明の名称】光学系、光学装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/02 20060101AFI20180611BHJP

【ＦＩ】

   G02B13/02

【請求項の数】6

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-99625(P2014-99625)

(22)【出願日】2014年5月13日

(65)【公開番号】特開2015-215560(P2015-215560A)

(43)【公開日】2015年12月3日

【審査請求日】2017年3月30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】110002435

【氏名又は名称】特許業務法人井上国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100077919

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 義雄

(74)【代理人】

【識別番号】100153899

【弁理士】

【氏名又は名称】相原 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100172638

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 隆治

(74)【代理人】

【識別番号】100159363

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 淳子

(72)【発明者】

【氏名】山下 雅史

(72)【発明者】

【氏名】三輪 哲史

【審査官】 森内 正明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１３３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−８１０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−４８１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０４９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２１８０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１３９５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１０２８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４１５９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ９／００ − １７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２ − ２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００ − ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とにより、実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第２レンズ群が、正レンズと、負レンズとを少なくとも含み、
前記第３レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、負の屈折力を有する第３ｂレンズ群と、第３ｃレンズ群とを有し、
無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第２レンズ群が光軸に沿って像側へ移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔及び前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、
前記第３ｂレンズ群がシフトレンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
３．８０＜ｆ／（−ｆ２）＜６．００
νｄｐ＜３０
Ｎｄｎ＋０．００７１×νｄｎ−１．９６４＜０
ただし、
ｆ：無限遠物体合焦時の前記光学系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
νｄｐ：前記第２レンズ群中の前記正レンズのうち最もアッベ数の小さい正レンズの硝材のｄ線に対するアッベ数
Ｎｄｎ：前記第２レンズ群中の前記負レンズのうち最も屈折率の小さい負レンズの硝材のｄ線に対する屈折率
νｄｎ：前記第２レンズ群中の前記負レンズのうち最も屈折率の小さい負レンズの硝材のｄ線に対するアッベ数

【請求項2】

以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
０＜ｆ／ｆ１２
ただし、
ｆ：無限遠物体合焦時の前記光学系の焦点距離
ｆ１２：無限遠物体合焦時の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離

【請求項3】

前記シフトレンズ群が、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学系。

【請求項4】

以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学系。
θｇｆｎ−０．６４３８＋０．００１６８２１×νｄｎ＜−０．００１
ただし、
θｇｆｎ：前記第２レンズ群中の前記負レンズのうち最も部分分散比の小さい負レンズの部分分散比
νｄｎ：前記第２レンズ群中の前記負レンズのうち最も部分分散比の小さい負レンズの硝材のｄ線に対するアッベ数

【請求項5】

前記第１レンズ群が、少なくとも２枚の負レンズを含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光学系を有することを特徴とする光学装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学系、光学装置、光学系の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した光学系が提案されている（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２０１１−８１０６４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、上述のような従来の光学系は、色収差をはじめとする諸収差が十分に補正されていないという問題があった。

【0005】

そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、色収差をはじめとする諸収差を良好に補正し優れた光学性能を有する光学系、光学装置及び光学系の製造方法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】

上記課題を解決するために本発明は、
物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とにより、実質的に３個のレンズ群からなり、
前記第２レンズ群が、正レンズと、負レンズとを少なくとも含み、
前記第３レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、負の屈折力を有する第３ｂレンズ群と、第３ｃレンズ群とを有し、
無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第２レンズ群が光軸に沿って像側へ移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔及び前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、
前記第３ｂレンズ群がシフトレンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系を提供する。
３．８０＜ｆ／（−ｆ２）＜６．００
νｄｐ＜３０
Ｎｄｎ＋０．００７１×νｄｎ−１．９６４＜０
ただし、
ｆ：無限遠物体合焦時の前記光学系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
νｄｐ：前記第２レンズ群中の前記正レンズのうち最もアッベ数の小さい正レンズの硝材のｄ線に対するアッベ数
Ｎｄｎ：前記第２レンズ群中の前記負レンズのうち最も屈折率の小さい負レンズの硝材のｄ線に対する屈折率
νｄｎ：前記第２レンズ群中の前記負レンズのうち最も屈折率の小さい負レンズの硝材のｄ線に対するアッベ数

【0007】

また本発明は、
前記光学系を有することを特徴とする光学装置を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、色収差をはじめとする諸収差を良好に補正し優れた光学性能を有する光学系、光学装置及び光学系の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本願の第１実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。

【図2】図２（ａ）、及び図２（ｂ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時にレンズシフトした際のコマ収差図である。

【図3】図３（ａ）、及び図３（ｂ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係る光学系の中間距離物体合焦時の諸収差図、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。

【図4】図４は、本願の第２実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。

【図5】図５（ａ）、及び図５（ｂ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時にレンズシフトした際のコマ収差図である。

【図6】図６（ａ）、及び図６（ｂ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係る光学系の中間距離物体合焦時の諸収差図、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。

【図7】図７は、本願の第３実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。

【図8】図８（ａ）、及び図８（ｂ）はそれぞれ、本願の第３実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時にレンズシフトした際のコマ収差図である。

【図9】図９（ａ）、及び図９（ｂ）はそれぞれ、本願の第３実施例に係る光学系の中間距離物体合焦時の諸収差図、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。

【図10】図１０は、本願の光学系を備えたカメラの構成を示す図である。

【図11】図１１は、本願の光学系の製造方法の概略を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本願の光学系、光学装置及び光学系の製造方法について説明する。
本願の光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とを有し、前記第２レンズ群が、正レンズと、負レンズとを少なくとも含み、前記第３レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、負の屈折力を有する第３ｂレンズ群と、第３ｃレンズ群とを有し、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第２レンズ群が光軸に沿って像側へ移動し、前記第３ｂレンズ群がシフトレンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、以下の条件式（１）〜（３）を満足することを特徴とする。
（１） ３．２０＜ｆ／（−ｆ２）＜６．００
（２） νｄｐ＜３０
（３） Ｎｄｎ＋０．００７１×νｄｎ−１．９６４＜０
ただし、
ｆ：無限遠物体合焦時の前記光学系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
νｄｐ：前記第２レンズ群中の前記正レンズのうち最もアッベ数の小さい正レンズの硝材のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数
Ｎｄｎ：前記第２レンズ群中の前記負レンズのうち最も屈折率の小さい負レンズの硝材のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
νｄｎ：前記第２レンズ群中の前記負レンズのうち最も屈折率の小さい負レンズの硝材のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数

【0012】

上記のように本願の光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とを有し、前記第２レンズ群が、正レンズと、負レンズとを少なくとも含み、前記第３レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、負の屈折力を有する第３ｂレンズ群と、第３ｃレンズ群とを有し、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第２レンズ群が光軸に沿って像側へ移動する。この構成により、本願の光学系は近距離物体合焦時に球面収差を良好に補正することができる。

【0013】

また、上記のように本願の光学系は、前記第３ｂレンズ群がシフトレンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動、即ちレンズシフトする。この構成により、手ぶれ等に起因する像ぶれの補正、即ち防振を行うことができる。特に、レンズシフト時に偏芯コマ収差を良好に補正することができる。

【0014】

条件式（１）は、無限遠物体合焦時の本願の光学系の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離との比の適切な範囲を規定するものである。本願の光学系は、条件式（１）を満足することにより、球面収差を良好に補正することができる。

【0015】

本願の光学系の条件式（１）の対応値が上限値を上回ると、第２レンズ群の屈折力が大きくなり過ぎて、球面収差を過剰に補正してしまうため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（１）の上限値を５．８０とすることがより好ましい。

【0016】

一方、本願の光学系の条件式（１）の対応値が下限値を下回ると、第２レンズ群の屈折力が小さくなり過ぎて、第１レンズ群で発生する球面収差を十分に補正することができなくなってしまうため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（１）の下限値を３．８０とすることがより好ましい。

【0017】

条件式（２）は、第２レンズ群中の正レンズの硝材のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数の適切な範囲を規定するものである。本願の光学系は、条件式（２）を満足することにより、合焦時に色収差の変動を抑えることができる。

【0018】

本願の光学系の条件式（２）の対応値が上限値を上回ると、第２レンズ群内での色消しが困難になり、合焦時に色収差の変動が大きくなってしまうため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の上限値を２６．０とすることがより好ましい。

【0019】

なお、本願の光学系に用いる硝材のｄ線に対するアッベ数νｄ、ｇ線とＦ線に対する部分分散比θｇＦは次式で求められる。ただし、フラウンホーファー線のｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎＦ、ｎｄ、ｎＣとする。
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）

【0020】

条件式（３）は、第２レンズ群中の負レンズの硝材の条件を規定するものである。本願の光学系は、条件式（３）を満足することにより、色収差と球面収差をバランスよく補正することができる。

【0021】

本願の光学系の条件式（３）の対応値が上限値を上回ると、第２レンズ群内で色収差と球面収差をバランスよく補正することが困難になるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（３）の上限値を−０．０１とすることがより好ましい。

【0022】

以上の構成により、色収差をはじめとする諸収差を良好に補正し優れた光学性能を有する光学系を実現することができる。

【0023】

なお、本願の光学系において、第２レンズ群は条件式（２）を満足する正レンズと条件式（３）を満足する負レンズとを少なくとも１枚ずつ有していればよい。したがって、例えば第２レンズ群が負レンズを複数枚有する場合には、全ての負レンズが条件式（３）を満足する必要はない。
また、本願の光学系において、条件式（２）を満足する正レンズと条件式（３）を満足する負レンズとは接合されていることが望ましい。
また、第２レンズ群は、物体側から順に、負レンズと、条件式（２）を満足する正レンズと条件式（３）を満足する負レンズとからなる接合レンズとを有していることが望ましい。この構成により、近距離物体合焦時に球面収差、像面湾曲及び色収差等を良好に補正することができる。

【0024】

また、本願の光学系は、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４） ０＜ｆ／ｆ１２
ただし、
ｆ：無限遠物体合焦時の前記光学系の焦点距離
ｆ１２：無限遠物体合焦時の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離

【0025】

条件式（４）は、無限遠物体合焦時の本願の光学系の焦点距離と無限遠物体合焦時の第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離との比の適切な範囲を規定するものである。本願の光学系は、条件式（４）を満足することにより、全長が増大することなく球面収差を良好に補正することができる。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（４）の上限値を「＜１．０」とすることがより好ましい。

【0026】

本願の光学系の条件式（４）の対応値が下限値を下回ると、第１レンズ群の屈折力が小さくなる、又は第２レンズ群の屈折力が大きくなる。これにより、本願の光学系の全長の増大を招くとともに、球面収差を過剰に補正してしまうため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（４）の下限値を０．４５とすることがより好ましい。

【0027】

また、本願の光学系は、前記シフトレンズ群が、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを含むことが望ましい。この構成により、レンズシフト時に色コマ収差を良好に補正することができる。

【0028】

また、本願の光学系は、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５） θｇｆｎ−０．６４３８＋０．００１６８２１×νｄｎ＜−０．００１
ただし、
θｇｆｎ：前記第２レンズ群中の前記負レンズのうち最も部分分散比の小さい負レンズの部分分散比
νｄｎ：前記第２レンズ群中の前記負レンズのうち最も部分分散比の小さい負レンズの硝材のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数

【0029】

条件式（５）は、第２レンズ群中の負レンズの硝材の条件を規定するものである。本願の光学系は、条件式（５）を満足することにより、色収差を良好に補正することができる。
本願の光学系の条件式（５）の対応値が上限値を上回ると、第２レンズ群内で色収差の２次スペクトルを補正することが困難になるため好ましくない。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（５）の上限値を−０．００２とすることがより好ましい。

【0030】

また、本願の光学系は、前記第１レンズ群が、少なくとも２枚の負レンズを含むことが望ましい。この構成により、球面収差と軸上色収差を良好に補正することができる。

【0031】

なお、本願の光学系は、前記第１レンズ群が、最も物体側に保護フィルタガラスを有することが好ましい。保護フィルタガラスは、実質的に屈折力を有しないレンズであって、その焦点距離が本願の光学系の焦点距離の１０倍以上であることが好ましい。特に、本願の光学系は、保護フィルタガラスが物体側に凸面を向けた負メニスカス形状であることが好ましい。この構成により、ゴーストを良好にカットすることができる。
また、本願の光学系は、前記第３レンズ群が正の屈折力を有することが望ましい。
また、本願の光学系は、前記第３ｃレンズ群が正の屈折力を有することが望ましい。

【0032】

本願の光学装置は、上述した構成の光学系を有することを特徴とする。これにより、色収差をはじめとする諸収差を良好に補正し優れた光学性能を有する光学装置を実現することができる。

【0033】

本願の光学系の製造方法は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、前記第２レンズ群が、正レンズと、負レンズとを少なくとも含むようにし、前記第３レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、負の屈折力を有する第３ｂレンズ群と、第３ｃレンズ群とを有するようにし、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第２レンズ群が光軸に沿って像側へ移動するようにし、前記第３ｂレンズ群がシフトレンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにし、前記光学系が以下の条件式（１）〜（３）を満足するようにすることを特徴とする。これにより、色収差をはじめとする諸収差を良好に補正し優れた光学性能を有する光学系を製造することができる。
（１） ３．２０＜ｆ／（−ｆ２）＜６．００
（２） νｄｐ＜３０
（３） Ｎｄｎ＋０．００７１×νｄｎ−１．９６４＜０
ただし、
ｆ：無限遠物体合焦時の前記光学系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
νｄｐ：前記第２レンズ群中の前記正レンズのうち最もアッベ数の小さい正レンズの硝材のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数
Ｎｄｎ：前記第２レンズ群中の前記負レンズのうち最も屈折率の小さい負レンズの硝材のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
νｄｎ：前記第２レンズ群中の前記負レンズのうち最も屈折率の小さい負レンズの硝材のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数

【0034】

以下、本願の数値実施例に係る光学系を添付図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は、本願の第１実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。
本実施例に係る光学系は、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。なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞りＳが備えられている。

【0035】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、保護フィルタガラスＦＬＧと、平凸形状の正レンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と、両凹形状の負レンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５との接合レンズとからなる。なお、保護フィルタガラスＦＬＧは、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をしており、実質的に屈折力を有していない。

【0036】

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、平凹形状の負レンズＬ２１と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と平凹形状の負レンズＬ２３との接合レンズとからなる。

【0037】

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａと、負の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂと、正の屈折力を有する第３ｃレンズ群Ｇ３ｃとから構成されている。
第３ａレンズ群Ｇ３ａは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズからなる。
第３ｂレンズ群Ｇ３ｂは、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３３と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と両凹形状の負レンズＬ３５との接合レンズとからなる。
第３ｃレンズ群Ｇ３ｃは、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３６と、両凹形状の負レンズＬ３７と、両凸形状の正レンズＬ３８とからなる。

【0038】

以上の構成の下、本実施例に係る光学系では、第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って像側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。なおこのとき、開口絞りＳの位置は固定である。

【0039】

本実施例に係る光学系では、手ぶれ等の発生時には、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂをシフトレンズ群（防振レンズ群）として光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトさせることにより防振を行う。

【0040】

ここで、レンズ全系の焦点距離がｆ、防振係数（防振時の防振レンズ群の移動量に対する像面Ｉ上での像の移動量の比）がＫであるレンズにおいて、角度θの回転ぶれを補正するためには、防振レンズ群を（ｆ・tanθ）／Ｋだけ光軸と直交する方向へ移動させればよい。したがって、本実施例に係る光学系は、防振係数が−１．４７４、焦点距離が４９０．０（ｍｍ）であるため、０．１４９°の回転ぶれを補正するための第３ｂレンズ群Ｇ３ｂの移動量は−０．８６５（ｍｍ）となる。

【0041】

以下の表１に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
表１において、ｆは焦点距離、Ｂｆはバックフォーカスを示す。
[面データ]において、面番号は物体側から数えた光学面の順番、ｒは曲率半径、ｄは面間隔（第n面（nは整数）と第n+1面との間隔）、ｎｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数、θｇｆは部分分散比をそれぞれ示している。また、物面は物体面、可変は可変の面間隔、絞りＳは開口絞りＳ、像面は像面Ｉをそれぞれ示している。なお、曲率半径ｒ＝∞は平面を示している。

【0042】

［各種データ］において、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角（単位は「°」）、Ｙは像高、ＴＬは本実施例に係る光学系の全長（第１面から像面Ｉまでの光軸上の距離）、dnは第n面と第n+1面との可変の間隔をそれぞれ示す。なお、βは撮影倍率を示す。
［レンズ群データ］には、各レンズ群の始面と焦点距離を示す。
［条件式対応値］には、本実施例に係る光学系の各条件式の対応値を示す。

【0043】

ここで、表１に掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ及びその他の長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかしながら光学系は、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ため、これに限られるものではない。
なお、以上に述べた表１の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。

【0044】

（表１）第１実施例
[面データ]
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ θｇｆ
物面 ∞ ∞

1 1200.37020 5.000 1.51680 63.88 0.54
2 1199.78950 1.000 1.00000
3 199.15420 13.200 1.43385 95.25 0.54
4 ∞ 80.900 1.00000
5 121.53210 15.500 1.43385 95.25 0.54
6 -467.23930 2.000 1.00000
7 -468.07830 5.200 1.61266 44.46 0.56
8 374.42080 56.520 1.00000
9 78.91620 3.500 1.69680 55.52 0.54
10 45.50200 11.000 1.49782 82.57 0.54
11 253.27430 可変 1.00000

12 ∞ 2.500 1.83400 37.18 0.58
13 82.22170 3.940 1.00000
14 -408.75480 3.900 1.80809 22.74 0.63
15 -94.71900 2.500 1.55298 55.07 0.54
16 ∞ 可変 1.00000

17(絞りＳ) ∞ 25.550 1.00000

18 96.56750 1.800 1.80809 22.74 0.63
19 47.00200 5.500 1.49782 82.57 0.54
20 -244.38620 4.500 1.00000
21 -634.04200 1.800 1.62299 58.12 0.54
22 142.83860 1.650 1.00000
23 -256.01900 4.700 1.61266 44.46 0.56
24 -42.18200 1.800 1.49782 82.57 0.54
25 69.59100 4.500 1.00000
26 45.69560 6.700 1.61266 44.46 0.56
27 -114.28170 12.908 1.00000
28 -62.33220 1.800 1.83481 42.73 0.56
29 50.30970 1.654 1.00000
30 63.83160 4.900 1.80100 34.92 0.59
31 -136.04010 Ｂｆ 1.00000

像面 ∞

［各種データ］
ｆ 490.000
ＦＮＯ 4.122
２ω 5.035
Ｙ 21.63
ＴＬ 424.803
Ｂｆ 87.772

無限遠物体合焦時 中間距離物体合焦時 近距離物体合焦時
ｆ又はβ 490.000 -0.033 -0.153
ｄ11 14.505 17.427 28.403
ｄ16 36.105 33.183 22.207

［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1 1 197.04184
2 12 -107.21029
3 18 618.12575

［条件式対応値］
（１） ｆ／（−ｆ２） ＝ 4.57
（２） νｄｐ ＝ 22.74
（３） Ｎｄｎ＋０．００７１×νｄｎ−１．９６４ ＝ -0.02
（４） ｆ／ｆ１２ ＝ 0.74
（５） θｇｆｎ−０．６４３８＋０．００１６８２１×νｄｎ ＝ -0.007

【0045】

図２（ａ）、及び図２（ｂ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に０．１４９°の回転ぶれに対してレンズシフトした際のコマ収差図である。
図３（ａ）、及び図３（ｂ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係る光学系の中間距離物体合焦時の諸収差図、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。

【0046】

各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高をそれぞれ示す。ｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）における収差をそれぞれ示す。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。コマ収差図は、各像高Ｙにおけるコマ収差を示す。なお、後述する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。
各収差図より、本実施例に係る光学系は無限遠物体合焦時から近距離物体合焦時にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらにレンズシフト時にも優れた結像性能を有していることがわかる。

【0047】

（第２実施例）
図４は、本願の第２実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。
本実施例に係る光学系は、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。なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞りＳが備えられている。

【0048】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、保護フィルタガラスＦＬＧと、両凸形状の正レンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と、両凹形状の負レンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５との接合レンズとからなる。なお、保護フィルタガラスＦＬＧは、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をしており、実質的に屈折力を有していない。

【0049】

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ２１と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と両凹形状の負レンズＬ２３との接合レンズとからなる。

【0050】

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａと、負の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂと、正の屈折力を有する第３ｃレンズ群Ｇ３ｃとから構成されている。
第３ａレンズ群Ｇ３ａは、両凸形状の正レンズＬ３１からなる。
第３ｂレンズ群Ｇ３ｂは、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ３２と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３３と両凹形状の負レンズＬ３４との接合レンズとからなる。
第３ｃレンズ群Ｇ３ｃは、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３５と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３６と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３７とからなる。

【0051】

以上の構成の下、本実施例に係る光学系では、第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って像側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。なおこのとき、開口絞りＳの位置は固定である。

【0052】

本実施例に係る光学系では、手ぶれ等の発生時には、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂをシフトレンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトさせることにより防振を行う。
本実施例に係る光学系は、防振係数が−１．１７４、焦点距離が３９２．０（ｍｍ）であるため、０．１６７°の回転ぶれを補正するための第３ｂレンズ群Ｇ３ｂの移動量は−０．９７１（ｍｍ）となる。
以下の表２に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。

【0053】

（表２）第２実施例
[面データ]
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ θｇｆ
物面 ∞ ∞

1 1200.37020 5.000 1.51680 63.88 0.54
2 1199.78950 1.000 1.00000
3 237.23701 17.094 1.43385 95.25 0.54
4 -780.80894 55.000 1.00000
5 151.99218 18.000 1.43385 95.25 0.54
6 -434.28682 2.353 1.00000
7 -396.78779 5.200 1.61266 44.46 0.56
8 339.13983 94.399 1.00000
9 69.95818 3.500 1.76684 46.78 0.56
10 46.63731 11.000 1.49782 82.57 0.54
11 808.77894 可変 1.00000

12 -494.42249 2.500 1.83400 37.18 0.58
13 88.85487 3.814 1.00000
14 -421.85554 4.200 1.84666 23.78 0.62
15 -71.46098 2.500 1.61266 44.46 0.56
16 538.80053 可変 1.00000

17(絞りＳ) ∞ 21.500 1.00000

18 319.21962 4.139 1.48749 70.32 0.53
19 -96.89607 4.500 1.00000
20 -531.82331 2.000 1.72916 54.61 0.54
21 116.61020 1.764 1.00000
22 -431.49513 3.860 1.80610 33.27 0.59
23 -73.26709 1.800 1.49782 82.57 0.54
24 64.15266 4.500 1.00000
25 141.31626 3.889 1.72916 54.61 0.54
26 -140.22741 0.522 1.00000
27 -90.78808 1.800 1.80809 22.74 0.63
28 -951.12603 1.500 1.00000
29 83.00247 3.498 1.78590 44.17 0.56
30 514.51680 Ｂｆ 1.00000

像面 ∞

［各種データ］
ｆ 392.000
ＦＮＯ 2.868
２ω 6.245
Ｙ 21.60
ＴＬ 398.807
Ｂｆ 82.991

無限遠物体合焦時 中間距離物体合焦時 近距離物体合焦時
ｆ又はβ 392.000 -0.033 -0.145
ｄ11 14.306 17.669 29.606
ｄ16 20.680 17.316 5.380

［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1 1 188.28068
2 12 -91.64969
3 18 234.04474

［条件式対応値］
（１） ｆ／（−ｆ２） ＝ 4.28
（２） νｄｐ ＝ 23.78
（３） Ｎｄｎ＋０．００７１×νｄｎ−１．９６４ ＝ -0.04
（４） ｆ／ｆ１２ ＝ 0.64
（５） θｇｆｎ−０．６４３８＋０．００１６８２１×νｄｎ ＝ -0.005

【0054】

図５（ａ）、及び図５（ｂ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に０．１６７°の回転ぶれに対してレンズシフトした際のコマ収差図である。
図６（ａ）、及び図６（ｂ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係る光学系の中間距離物体合焦時の諸収差図、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。
各収差図より、本実施例に係る光学系は無限遠物体合焦時から近距離物体合焦時にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらにレンズシフト時にも優れた結像性能を有していることがわかる。

【0055】

（第３実施例）
図７は、本願の第３実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時のレンズ配置を示す断面図である。
本実施例に係る光学系は、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。なお、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞りＳが備えられている。

【0056】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、保護フィルタガラスＦＬＧと、両凸形状の正レンズＬ１１と、両凸形状の正レンズＬ１２と、両凹形状の負レンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５との接合レンズとからなる。なお、保護フィルタガラスＦＬＧは、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状をしており、実質的に屈折力を有していない。

【0057】

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ２１と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と平凹形状の負レンズＬ２３との接合レンズとからなる。

【0058】

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａと、負の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂと、正の屈折力を有する第３ｃレンズ群Ｇ３ｃとから構成されている。
第３ａレンズ群Ｇ３ａは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズからなる。
第３ｂレンズ群Ｇ３ｂは、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３３と両凹形状の負レンズＬ３４との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ３５とからなる。
第３ｃレンズ群Ｇ３ｃは、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３６と、両凹形状の負レンズＬ３７と、両凸形状の正レンズＬ３８とからなる。

【0059】

以上の構成の下、本実施例に係る光学系では、第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って像側へ移動させることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。なおこのとき、開口絞りＳの位置は固定である。

【0060】

本実施例に係る光学系では、手ぶれ等の発生時には、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂをシフトレンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトさせることにより防振を行う。
本実施例に係る光学系は、防振係数が−１．４９５、焦点距離が５８８．０（ｍｍ）であるため、０．１３６°の回転ぶれを補正するための第３ｂレンズ群Ｇ３ｂの移動量は−０．９３４（ｍｍ）となる。
以下の表３に、本実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。

【0061】

（表３）第３実施例
[面データ]
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ θｇｆ
物面 ∞ ∞

1 1200.37020 5.000 1.51680 63.88 0.54
2 1199.78950 1.000 1.00000
3 232.05690 17.300 1.43385 95.25 0.54
4 -1443.25300 75.000 1.00000
5 171.01460 16.836 1.43385 95.25 0.54
6 -481.22900 2.274 1.00000
7 -446.29160 5.200 1.61266 44.46 0.56
8 357.03330 115.998 1.00000
9 79.30560 3.500 1.69680 55.52 0.54
10 50.10590 11.000 1.49782 82.57 0.54
11 387.42990 可変 1.00000

12 -576.54480 2.500 1.83400 37.18 0.58
13 98.59630 3.688 1.00000
14 -314.34080 3.900 1.84666 23.78 0.62
15 -72.23670 2.500 1.61266 44.46 0.56
16 ∞ 可変 1.00000

17(絞りＳ) ∞ 26.500 1.00000

18 100.68080 1.800 1.80809 22.74 0.63
19 61.50240 5.500 1.49782 82.57 0.54
20 -178.46460 14.084 1.00000
21 103.14150 4.700 1.61266 44.46 0.56
22 -63.97380 1.800 1.49782 82.57 0.54
23 58.13640 3.427 1.00000
24 -112.49160 2.000 1.59349 67.00 0.54
25 59.83320 4.500 1.00000
26 50.64810 7.000 1.61266 44.46 0.56
27 -45.76020 0.551 1.00000
28 -45.73290 1.800 1.78590 44.17 0.56
29 56.67030 1.500 1.00000
30 66.94890 4.400 1.61266 44.46 0.56
31 -105.85340 Ｂｆ 1.00000

像面 ∞

［各種データ］
ｆ 588.000
ＦＮＯ 4.080
２ω 4.166
Ｙ 21.60
ＴＬ 477.808
Ｂｆ 87.638

無限遠物体合焦時 中間距離物体合焦時 近距離物体合焦時
ｆ又はβ 588.000 -0.033 -0.142
ｄ11 15.664 19.116 30.912
ｄ16 29.247 25.795 14.000

［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1 1 234.13893
2 12 -107.89870
3 18 768.78557

［条件式対応値］
（１） ｆ／（−ｆ２） ＝ 5.45
（２） νｄｐ ＝ 23.78
（３） Ｎｄｎ＋０．００７１×νｄｎ−１．９６４ ＝ -0.04
（４） ｆ／ｆ１２ ＝ 0.76
（５） θｇｆｎ−０．６４３８＋０．００１６８２１×νｄｎ ＝ -0.005

【0062】

図８（ａ）、及び図８（ｂ）はそれぞれ、本願の第３実施例に係る光学系の無限遠物体合焦時の諸収差図、及び無限遠物体合焦時に０．１３６°の回転ぶれに対してレンズシフトした際のコマ収差図である。
図９（ａ）、及び図９（ｂ）はそれぞれ、本願の第３実施例に係る光学系の中間距離物体合焦時の諸収差図、及び近距離物体合焦時の諸収差図である。
各収差図より、本実施例に係る光学系は無限遠物体合焦時から近距離物体合焦時にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらにレンズシフト時にも優れた結像性能を有していることがわかる。

【0063】

上記各実施例によれば、焦点距離が大きく、Ｆナンバーが小さく、無限遠物体合焦時から近距離物体合焦時にわたって色収差をはじめとする諸収差を良好に補正し優れた光学性能を維持しつつ、広範囲な撮影領域に対応し得る大口径比の内焦式光学系を実現することができる。なお、上記各実施例は本願発明の一具体例を示しているものであり、本願発明はこれらに限定されるものではない。以下の内容は、本願の光学系の光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。

【0064】

本願の光学系の数値実施例として３群構成のものを示したが、本願はこれに限られず、その他の群構成（例えば、４群や５群等）の光学系を構成することもできる。具体的には、本願の光学系の最も物体側や最も像側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。なお、上記各実施例に係る光学系は、第１レンズ群中の最も物体側に保護フィルタガラスを備えているが、これを備えない構成としてもよい。

【0065】

また、本願の光学系は、無限遠物体から近距離物体への合焦を行うために、レンズ群の一部、１つのレンズ群全体、或いは複数のレンズ群を合焦レンズ群として光軸方向へ移動させる構成としてもよい。特に、第２レンズ群の少なくとも一部を合焦レンズ群とすることが好ましい。斯かる合焦レンズ群は、オートフォーカスに適用することも可能であり、オートフォーカス用のモータ、例えば超音波モータ等による駆動にも適している。

【0066】

また、本願の光学系において、いずれかのレンズ群全体又はその一部を、防振レンズ群として光軸に対して垂直な方向の成分を含むように移動させ、又は光軸を含む面内方向へ回転移動（揺動）させることにより、防振を行う構成とすることもできる。特に、本願の光学系では第３レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とすることが好ましい。

【0067】

また、本願の光学系を構成するレンズのレンズ面は、球面又は平面としてもよく、或いは非球面としてもよい。レンズ面が球面又は平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、レンズ加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防ぐことができるため好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないため好ましい。レンズ面が非球面の場合、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、又はガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでもよい。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。

【0068】

また、本願の光学系において開口絞りは第２レンズ群と第３レンズ群の間に配置されることが好ましく、開口絞りとして部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用する構成としてもよい。

【0069】

また、本願の光学系を構成するレンズのレンズ面に、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。これにより、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ことができる。

【0070】

次に、本願の光学系を備えたカメラを図１０に基づいて説明する。
図１０は、本願の光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
本カメラ１は、撮影レンズ２として上記第１実施例に係る光学系を備えたレンズ交換式のデジタル一眼レフカメラである。
本カメラ１において、被写体である不図示の物体からの光は、撮影レンズ２で集光されて、クイックリターンミラー３を介して焦点板４に結像される。そして焦点板４に結像されたこの光は、ペンタプリズム５中で複数回反射されて接眼レンズ６へ導かれる。これにより撮影者は、被写体像を接眼レンズ６を介して正立像として観察することができる。

【0071】

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、クイックリターンミラー３が光路外へ退避し、不図示の被写体からの光は撮像素子７へ到達する。これにより被写体からの光は、当該撮像素子７によって撮像されて、被写体画像として不図示のメモリに記録される。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。

【0072】

ここで、本カメラ１に撮影レンズ２として搭載した上記第１実施例に係る光学系は、上述のように色収差をはじめとする諸収差を良好に補正し優れた光学性能を有している。即ち本カメラ１は、高性能化を実現することができる。なお、上記第２、第３実施例に係る光学系を撮影レンズ２として搭載したカメラを構成しても、上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。また、クイックリターンミラー３を有しない構成のカメラに上記各実施例に係る光学系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。

【0073】

最後に、本願の光学系の製造方法の概略を図１１に基づいて説明する。
図１１は、本願の光学系の製造方法の概略を示す図である。
図１１に示す本願の光学系の製造方法は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、以下のステップＳ１〜Ｓ５を含むものである。

【0074】

ステップＳ１：第１〜第３レンズ群を準備し、第２レンズ群が、正レンズと、負レンズとを少なくとも含むようにする。
ステップＳ２：第３レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、負の屈折力を有する第３ｂレンズ群と、第３ｃレンズ群とを有するようにする。そして、第１〜第３レンズ群を鏡筒内に物体側から順に配置する。

【0075】

ステップＳ３：公知の移動機構を鏡筒に設けることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第２レンズ群が光軸に沿って像側へ移動するようにする。
ステップＳ４：公知の移動機構を鏡筒に設けることにより、第３ｂレンズ群がシフトレンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動するようにする。

【0076】

ステップＳ５：光学系が以下の条件式（１）〜（３）を満足するようにする。
（１） ３．２０＜ｆ／（−ｆ２）＜６．００
（２） νｄｐ＜３０
（３） Ｎｄｎ＋０．００７１×νｄｎ−１．９６４＜０
ただし、
ｆ：無限遠物体合焦時の光学系の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
νｄｐ：第２レンズ群中の前記正レンズのうち最もアッベ数の小さい正レンズの硝材のｄ線に対するアッベ数
Ｎｄｎ：第２レンズ群中の前記負レンズのうち最も屈折率の小さい負レンズの硝材のｄ線に対する屈折率
νｄｎ：第２レンズ群中の前記負レンズのうち最も屈折率の小さい負レンズの硝材のｄ線に対するアッベ数

【0077】

斯かる本願の光学系の製造方法によれば、色収差をはじめとする諸収差を良好に補正し優れた光学性能を有する光学系を製造することができる。

【符号の説明】

【0078】

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ３ａ 第３ａレンズ群
Ｇ３ｂ 第３ｂレンズ群
Ｇ３ｃ 第３ｃレンズ群
ＦＬＧ 保護フィルタガラス
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】