特許 6605120 単焦点光学系及びそれを備えた光学装置

(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】6605120

(24)【登録日】2019年10月25日

(45)【発行日】2019年11月13日

(54)【発明の名称】単焦点光学系及びそれを備えた光学装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/00 20060101AFI20191031BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20191031BHJP

【ＦＩ】

   G02B13/00

   G02B13/18

【請求項の数】27

【全頁数】39

(21)【出願番号】特願2018-507914(P2018-507914)

(86)(22)【出願日】2016年3月30日

(86)【国際出願番号】JP2016060305

(87)【国際公開番号】WO2017168603

(87)【国際公開日】20171005

【審査請求日】2019年3月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000376

【氏名又は名称】オリンパス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123962

【弁理士】

【氏名又は名称】斎藤 圭介

(72)【発明者】

【氏名】市川 啓介

(72)【発明者】

【氏名】三原 伸一

【審査官】 堀井 康司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２１０６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２８４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−５３６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６６５７７（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】

距離が長い方の拡大側の共役点と距離が短い方の縮小側の共役点との共役関係を形成する単焦点光学系であって、
前記単焦点光学系は、拡大側から順に、前側レンズ群と後側レンズ群とを有し、
前記前側レンズ群は、所定の副レンズ群からなるか、又は、拡大側から順に、拡大側副レンズ群と前記所定の副レンズ群とからなり、
前記後側レンズ群は、拡大側から順に、第１副レンズ群と、第２副レンズ群と、第３副レンズ群と、第４副レンズ群と、を有し、
レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、
前記拡大側副レンズ群は、拡大側から順に、１つの負レンズ成分のみからなるか、又は複数の負レンズ成分のみからなり、
前記所定の副レンズ群は、拡大側メニスカスレンズ成分と縮小側メニスカスレンズ成分と、からなり、
前記拡大側メニスカスレンズ成分と前記縮小側メニスカスレンズ成分は、各々の凹面が向かい合うように配置され、
前記第１副レンズ群は、複数の正レンズと第１の所定の負レンズとを有し、
前記第１の所定の負レンズでは、拡大側のレンズ面が拡大側に向かって凹であり、
前記複数の正レンズのうちの１つの正レンズは、前記第１の所定の負レンズの縮小側に接合されており、
前記第２副レンズ群は、所定の負レンズ成分からなり、
前記所定の負レンズ成分では、縮小側のレンズ面が縮小側に向かって凹であり、
前記第３副レンズ群は、最も縮小側に位置する所定の正レンズ成分を有し、
前記第４副レンズ群は、前記所定の正レンズ成分よりも縮小側に位置する全てのレンズ成分を有し、
以下の条件式（７）を満足することを特徴とする単焦点光学系。
−１００＜（Ｒ_２２Ｆ＋Ｒ_２２Ｒ）／（Ｒ_２２Ｆ−Ｒ_２２Ｒ）＜−１．００ （７）
ここで、
Ｒ_２２Ｆは、前記縮小側メニスカスレンズ成分において最も拡大側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_２２Ｒは、前記縮小側メニスカスレンズ成分において最も縮小側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
である。

【請求項3】

合焦時、前記第２副レンズ群と前記第３副レンズ群の少なくとも一方が光軸に沿って移動することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。

【請求項4】

前記第３副レンズ群は、前記所定の正レンズ成分のみからなるか、又は、拡大側から順に、１つのレンズ成分と前記所定の正レンズ成分のみからなり、
前記１つのレンズ成分の屈折力の絶対値は、前記所定の正レンズ成分の屈折力の絶対値よりも小さいことを特徴とする請求項１又は３に記載の単焦点光学系。

【請求項5】

前記第１の所定の負レンズの拡大側に、前記複数の正レンズのうちの１つの正レンズが接合されていることを特徴とする請求項１、３、４のいずれか１項に記載の単焦点光学系。

【請求項6】

前記複数の正レンズのうちの１つの正レンズは、最も縮小側に配置されていることを特徴とする請求項１、３から５のいずれか１項に記載の単焦点光学系。

【請求項7】

前記縮小側メニスカスレンズ成分は、拡大側から順に、負レンズと正レンズとからなる接合レンズであることを特徴とする請求項１、３から６のいずれか１項に記載の単焦点光学系。

【請求項8】

最も縮小側から数えて２つ目までのレンズ成分は、縮小側に凸のレンズ面を２つ以上含むことを特徴とする請求項１、３から７のいずれか１項に記載の単焦点光学系。

【請求項9】

以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１、３から８のいずれか１項に記載の単焦点光学系。
｜０．５３−θｇＦ_３Ｎ｜／（７０−νｄ_３Ｎ）＜１．９５０×１０^−３
（１）
ここで、
θｇＦ_３Ｎは、前記第１の所定の負レンズの部分分散比、
νｄ_３Ｎは、前記第１の所定の負レンズのアッベ数、
θｇＦ_３Ｎ＝（ｎｇ_３Ｎ−ｎＦ_３Ｎ）／（ｎＦ_３Ｎ−ｎＣ_３Ｎ）、
νｄ_３Ｎ＝（ｎｄ_３Ｎ−１）／（ｎＦ_３Ｎ−ｎＣ_３Ｎ）、
ｎｄ_３Ｎ、ｎＦ_３Ｎ、ｎＣ_３Ｎ、ｎｇ_３Ｎは、各々、ｄ線における屈折率、Ｆ線における屈折率、Ｃ線における屈折率、ｇ線における屈折率、
である。

【請求項10】

以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１、３から９のいずれか１項に記載の単焦点光学系。
｜θｇＦ_３Ｐ−０．６｜／（νｄ_３Ｐ−３０）＜２．０００×１０^−３
（２）
ここで、
θｇＦ_３Ｐは、所定の正レンズの部分分散比、
νｄ_３Ｐは、前記所定の正レンズのアッベ数、
θｇＦ_３Ｐ＝（ｎｇ_３Ｐ−ｎＦ_３Ｐ）／（ｎＦ_３Ｐ−ｎＣ_３Ｐ）、
νｄ_３Ｐ＝（ｎｄ_３Ｐ−１）／（ｎＦ_３Ｐ−ｎＣ_３Ｐ）、
ｎｄ_３Ｐ、ｎＦ_３Ｐ、ｎＣ_３Ｐ、ｎｇ_３Ｐは、各々、ｄ線における屈折率、Ｆ線における屈折率、Ｃ線における屈折率、ｇ線における屈折率、
前記所定の正レンズは、前記複数の正レンズのうち、前記第１の所定の負レンズよりも縮小側に位置する少なくとも１つの正レンズ、
である。

【請求項11】

前記第１の所定の負レンズの屈折力の絶対値は、前記複数の正レンズの各々の屈折力の絶対値よりも大きいことを特徴とする請求項１、３から１０のいずれか１項に記載の単焦点光学系。

【請求項12】

前記所定の負レンズ成分は、拡大側に配置された正レンズと縮小側に配置された負レンズを有する接合レンズであり、
前記第１の所定の負レンズから前記所定の負レンズ成分までの間に、開口絞りが配置されていることを特徴とする請求項１、３から１１のいずれか１項に記載の単焦点光学系。

【請求項13】

前記拡大側副レンズ群は、拡大側負レンズ成分を有し、
前記拡大側負レンズ成分は、前記拡大側副レンズ群の最も拡大側に位置するメニスカス形状の負レンズ成分であることを特徴とする請求項１、３から１２のいずれか１項に記載の単焦点光学系。

【請求項14】

以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１３に記載の単焦点光学系。
０．６５＜（Ｒ_１１Ｆ＋Ｒ_１１Ｒ）／（Ｒ_１１Ｆ−Ｒ_１１Ｒ）＜４．０ （３）
ここで、
Ｒ_１１Ｆは、前記拡大側負レンズ成分において最も拡大側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_１１Ｒは、前記拡大側負レンズ成分において最も縮小側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
である。

【請求項15】

以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
−１．２＜（Ｒ_３ＮＦ＋Ｒ_３ＮＲ）／（Ｒ_３ＮＦ−Ｒ_３ＮＲ）＜１．０ （４）
ここで、
Ｒ_３ＮＦは、前記第１の所定の負レンズの拡大側レンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_３ＮＲは、前記第１の所定の負レンズの縮小側レンズ面の近軸曲率半径、
である。

【請求項16】

以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
０．５０＜（Ｒ_２１Ｆ＋Ｒ_２１Ｒ）／（Ｒ_２１Ｆ−Ｒ_２１Ｒ）＜１００ （５）
ここで、
Ｒ_２１Ｆは、前記拡大側メニスカスレンズ成分において最も拡大側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_２１Ｒは、前記拡大側メニスカスレンズ成分において最も縮小側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
である。

【請求項17】

以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
−０．８＜（Ｒ_２１Ｒ＋Ｒ_２２Ｆ）／（Ｒ_２１Ｒ−Ｒ_２２Ｆ）＜０．５ （６）
ここで、
Ｒ_２１Ｒは、前記拡大側メニスカスレンズ成分において最も縮小側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_２２Ｆは、前記縮小側メニスカスレンズ成分において最も拡大側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
である。

【請求項19】

以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
−１．０＜ＳＦ_３Ｆ−ＳＦ_３Ｒ＜１０．０ （８）
ここで、
ＳＦ_３Ｆ＝（Ｒ_３ＦＦ＋Ｒ_３ＦＲ）／（Ｒ_３ＦＦ−Ｒ_３ＦＲ）、
ＳＦ_３Ｒ＝（Ｒ_３ＲＦ＋Ｒ_３ＲＲ）／（Ｒ_３ＲＦ−Ｒ_３ＲＲ）、
Ｒ_３ＦＦは、拡大側正レンズの拡大側レンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_３ＦＲは、前記拡大側正レンズの縮小側レンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_３ＲＦは、縮小側正レンズの拡大側レンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_３ＲＲは、前記縮小側正レンズの縮小側レンズ面の近軸曲率半径、
前記拡大側正レンズは、前記複数の正レンズのうちで、最も拡大側に位置する正レンズ、
前記縮小側正レンズは、前記複数の正レンズのうちで、最も縮小側に位置する正レンズ、
である

【請求項20】

以下の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
−１．０＜（Ｒ_４１Ｆ＋Ｒ_４１Ｒ）／（Ｒ_４１Ｆ−Ｒ_４１Ｒ）＜１０．０ （９）
ここで、
Ｒ_４１Ｆは、前記所定の負レンズ成分において最も拡大側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_４１Ｒは、前記所定の負レンズ成分において最も縮小側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
である。

【請求項21】

以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
−１．０＜（Ｒ_５１Ｆ＋Ｒ_５１Ｒ）／（Ｒ_５１Ｆ−Ｒ_５１Ｒ）＜２．０ （１０）
ここで、
Ｒ_５１Ｆは、前記所定の正レンズ成分において最も拡大側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_５１Ｒは、前記所定の正レンズ成分において最も縮小側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
である。

【請求項22】

横軸をＮｄ_３ＰＲ、及び縦軸をνｄ_３ＰＲとする直交座標系において、
Ｎｄ_３ＰＲ＝α×νｄ_３ＰＲ＋β_３ＰＲ、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、
以下の条件式（１１）の範囲の下限値β_３ＰＲ＝２．２５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１２）及び（１３）で定まる領域との両方の領域に、縮小側正レンズのＮｄ_３ＰＲ及びνｄ_３ＰＲが含まれることを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
２．２５≦β_３ＰＲ （１１）
１．４０＜Ｎｄ_３ＰＲ （１２）
３５＜νｄ_３ＰＲ （１３）
ここで、
Ｎｄ_３ＰＲは、前記縮小側正レンズのｄ線における屈折率、
νｄ_３ＰＲは、前記縮小側正レンズのアッベ数、
前記縮小側正レンズは、前記複数の正レンズのうちで、最も縮小側に位置する正レンズ、
である。

【請求項23】

所定の負レンズ成分は、第２の所定の負レンズを有し、
横軸をＮｄ_４ＮＦ、及び縦軸をνｄ_４ＮＦとする直交座標系において、
Ｎｄ_４ＮＦ＝α×νｄ_４ＮＦ＋β_４ＮＦ、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、
以下の条件式（１４）の範囲の下限値β_４ＮＦ＝１．９５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１５）及び（１６）で定まる領域との両方の領域に、前記第２の所定の負レンズのＮｄ_４ＮＦ及びνｄ_４ＮＦが含まれることを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
１．９５＜β_４ＮＦ （１４）
１．６０＜Ｎｄ_４ＮＦ （１５）
２３＜νｄ_４ＮＦ （１６）
ここで、
Ｎｄ_４ＮＦは、前記第２の所定の負レンズのｄ線における屈折率、
νｄ_４ＮＦは、前記第２の所定の負レンズのアッベ数、
である。

【請求項24】

拡大側副レンズ群は、最も拡大側に拡大側負レンズ成分を有し、
以下の条件式（Ａ）を満足することを特徴とする請求項１、３から１７、１９から２３のいずれか１項に記載の単焦点光学系。
０＜ｆ／ｅ_Ｎ１Ｆ＜２ （Ａ）
ここで、
ｆは、無限遠物体合焦時の前記単焦点光学系全系の焦点距離、
ｅ_Ｎ１Ｆは、前記拡大側負レンズ成分における最大有効口径、
である。

【請求項25】

開口絞りを有し、
以下の条件式（Ｂ）を満足することを特徴とする請求項１、３から１７、１９から２４のいずれか１項に記載の単焦点光学系。
０＜（ｆ／ｅ_ＡＳ）／Ｆｎｏ＜２ （Ｂ）
ここで、
ｆは、無限物体合焦時の前記単焦点光学系全系の焦点距離、
ｅ_ＡＳは、開口絞りの最大直径、
Ｆｎｏは、無限物体合焦時の前記単焦点光学系全系のＦナンバー、
である。

【請求項26】

以下の条件式（Ｃ）を満足することを特徴とする請求項１、３から１７、１９から２５のいずれか１項に記載の単焦点光学系。
０＜Ｔ_{ａｉｒ＿ｍａｘ}／Σｄ≦０．２７ （Ｃ）
ここで、
Ｔ_{ａｉｒ＿ｍａｘ}は、前記単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの間で最も大きい軸上空気間隔、
Σｄは、前記単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの軸上間隔、
である。

【請求項27】

光学系と、縮小側に配置された撮像素子と、を有し、
撮像素子は撮像面を有し、且つ光学系によって撮像面上に形成された像を電気信号に変換し、
光学系が請求項１、３から１７、１９から２６のいずれか１項に記載の単焦点光学系であることを特徴とする光学装置。

【請求項28】

光学系と、縮小側に配置された表示素子と、を有し、
表示素子は表示面を有し、
表示面上に表示された画像は、光学系によって拡大側に投影され、
光学系が請求項１、３から１７、１９から２６のいずれか１項に記載の単焦点光学系であることを特徴とする光学装置。

【請求項29】

距離が長い方の拡大側の共役点と距離が短い方の縮小側の共役点との共役関係を形成する単焦点光学系であって、
前記単焦点光学系は、拡大側から順に、前側レンズ群と後側レンズ群とを有し、
前記前側レンズ群は、所定の副レンズ群からなるか、又は、拡大側から順に、拡大側副レンズ群と前記所定の副レンズ群とからなり、
前記後側レンズ群は、拡大側から順に、第１副レンズ群と、第２副レンズ群と、第３副レンズ群と、第４副レンズ群と、を有し、
レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、
前記拡大側副レンズ群は、拡大側から順に、１つの負レンズ成分のみからなるか、又は複数の負レンズ成分のみからなり、
前記所定の副レンズ群は、拡大側メニスカスレンズ成分と縮小側メニスカスレンズ成分と、からなり、
前記拡大側メニスカスレンズ成分と前記縮小側メニスカスレンズ成分は、各々の凹面が向かい合うように配置され、
前記第１副レンズ群は、複数の正レンズと第１の所定の負レンズとを有し、
前記第１の所定の負レンズでは、拡大側のレンズ面が拡大側に向かって凹であり、
前記複数の正レンズのうちの１つの正レンズは、前記第１の所定の負レンズの縮小側に接合されており、
前記第２副レンズ群は、所定の負レンズ成分からなり、
前記所定の負レンズ成分では、縮小側のレンズ面が縮小側に向かって凹であり、
前記第３副レンズ群は、最も縮小側に位置する所定の正レンズ成分を有し、
前記第４副レンズ群は、前記所定の正レンズ成分よりも縮小側に位置する全てのレンズ成分を有し、負レンズ成分のみからなることを特徴とする単焦点光学系。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、単焦点光学系及びそれを備えた光学装置に関する。

【背景技術】

【0002】

高い結像性能を有する結像光学系のタイプとして、ガウスタイプが知られている。ガウスタイプの光学系は、物体側から順に、前群、中間群及び後群より構成されている。前群は、１枚乃至３枚の正レンズ成分からなる。中間群は、凹面どうしが向かい合った２つのメニスカスレンズ成分からなる。後群は、１枚乃至３枚の正レンズ成分からなる。

【0003】

また、ガウスタイプの光学系は、その中央部を境に物体側の形状と像側の形状がおおむね対称で、且つコンセントリックな形状になっている。コンセントリックな形状では、各レンズで、２つのレンズ面における曲率中心が中央部の近くに位置している。

【0004】

これにより、ガウスタイプの光学系では、大口径比であっても、各収差がある程度良好に補正できている。しかし、従来以上の結像性能を実現しようとすると、ガウスタイプの光学系では画角５０度弱が限界である。よって、ガウスタイプの光学系で、５０度以上の画角の実現は困難である。

【0005】

これらの問題を解決した広角撮影レンズが、各種提案されている。提案されている広角撮影レンズでは、Ｆナンバーが１．４程度になっている。画角が広くＦナンバーが小さい広角撮影レンズの光学系として、特許文献１〜６に開示された光学系がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−２２６３０９号公報

【特許文献2】特開２００４−１０１８８０号公報

【特許文献3】特開２００９−１０９７２３号公報

【特許文献4】特開２０１０−０３９３４０号公報

【特許文献5】特開２０１０−０９７２０７号公報

【特許文献6】特開２０１１−０５９２９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１や特許文献２の光学系ではＦナンバーが１．２４であるため、Ｆナンバーが小さい光学系が実現できている。しかしながら、画角が６３．６°であるため、特許文献１や特許文献２の光学系では、画角が十分に広い光学系が実現できていない。

【0008】

また、特許文献３、特許文献４、特許文献５及び特許文献６の光学系では、Ｆナンバーが１．４であるが、これ以上Ｆナンバーを小さくしようとするか、又は画角を広くしようとすると、上述した諸収差の補正がさらに困難となる。

【0009】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、広い画角と小さいＦナンバーを有しながらも、諸収差が良好に補正された単焦点光学系及びそれを備えた光学装置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】

【0010】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の単焦点光学系は、
距離が長い方の拡大側の共役点と距離が短い方の縮小側の共役点との共役関係を形成する単焦点光学系であって、
単焦点光学系は、拡大側から順に、前側レンズ群と後側レンズ群とを有し、
前側レンズ群は、所定の副レンズ群からなるか、又は、拡大側から順に、拡大側副レンズ群と所定の副レンズ群とからなり、
後側レンズ群は、拡大側から順に、第１副レンズ群と、第２副レンズ群と、第３副レンズ群と、第４副レンズ群と、を有し、
レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、
拡大側副レンズ群は、拡大側から順に、１つの負レンズ成分のみからなるか、又は複数の負レンズ成分のみからなり、
所定の副レンズ群は、拡大側メニスカスレンズ成分と縮小側メニスカスレンズ成分と、からなり、
拡大側メニスカスレンズ成分と縮小側メニスカスレンズ成分は、各々の凹面が向かい合うように配置され、
第１副レンズ群は、複数の正レンズと第１の所定の負レンズとを有し、
第１の所定の負レンズでは、拡大側のレンズ面が、拡大側に向かって凹であり、
複数の正レンズのうちの１つの正レンズは、第１の所定の負レンズの縮小側に接合されており、
第２副レンズ群は、所定の負レンズ成分からなり、
所定の負レンズ成分では、縮小側のレンズ面が縮小側に向かって凹であり、
第３副レンズ群は、最も縮小側に位置する所定の正レンズ成分を有し、
第４副レンズ群は、所定の正レンズ成分よりも縮小側に位置する全てレンズ成分を有することを特徴とする。

【0011】

本発明の別の単焦点光学系は、
距離が長い方の拡大側の共役点と距離が短い方の縮小側の共役点との共役関係を形成する単焦点光学系であって、
単焦点光学系は、拡大側から順に、前側レンズ群と後側レンズ群とを有し、
前側レンズ群は、拡大側から順に、拡大側副レンズ群と所定の副レンズ群とからなり、
後側レンズ群は、拡大側から順に、第１副レンズ群と、第２副レンズ群と、第３副レンズ群と、第４副レンズ群と、を有し、
レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、
拡大側副レンズ群は、拡大側から順に、１つの負レンズ成分のみからなるか、又は複数の負レンズ成分のみからなり、
所定の副レンズ群は、拡大側メニスカスレンズ成分と縮小側メニスカスレンズ成分と、からなり、
拡大側メニスカスレンズ成分と縮小側メニスカスレンズ成分は、各々の凹面が向かい合うように配置され、
第１副レンズ群は、複数の正レンズと第１の所定の負レンズとを有し、
第１の所定の負レンズでは、拡大側のレンズ面が、拡大側に向かって凹であり、
複数の正レンズのうちの１つの正レンズは、第１の所定の負レンズの縮小側に接合されており、
第２副レンズ群は、所定の負レンズ成分からなり、
所定の負レンズ成分では、縮小側のレンズ面が縮小側に向かって凹であり、
第３副レンズ群は、最も縮小側に位置する所定の正レンズ成分を有し、
第４副レンズ群は、所定の正レンズ成分よりも縮小側に位置する全てレンズ成分を有することを特徴とする。

【0012】

また、本発明の光学装置は、
光学系と、縮小側に配置された撮像素子と、を有し、
撮像素子は撮像面を有し、且つ光学系によって撮像面上に形成された像を電気信号に変換し、
光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。

【0013】

また、本発明の別の光学装置は、
光学系と、縮小側に配置された表示素子と、を有し、
表示素子は表示面を有し、
表示面上に表示された画像は、光学系によって拡大側に投影され、
光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、広い画角と小さいＦナンバーを有しながらも、諸収差が良好に補正された単焦点光学系及びそれを備えた光学装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施例１に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。

【図2】実施例２に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。

【図3】実施例３に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。

【図4】実施例４に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。

【図5】撮像装置の断面図である。

【図6】撮像装置の外観を示す前方斜視図である。

【図7】撮像装置の後方斜視図である。

【図8】撮像装置の主要部の内部回路の構成ブロック図である。

【図9】投影装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、本発明に係る単焦点光学系及びそれを備えた光学装置の実施形態及び実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態及び実施例によりこの発明が限定されるものではない。

【0017】

第１実施形態の単焦点光学系は、距離が長い方の拡大側の共役点と距離が短い方の縮小側の共役点との共役関係を形成する単焦点光学系であって、単焦点光学系は、拡大側から順に、前側レンズ群と後側レンズ群とを有し、前側レンズ群は、所定の副レンズ群からなるか、又は、拡大側から順に、拡大側副レンズ群と所定の副レンズ群とからなり、後側レンズ群は、拡大側から順に、第１副レンズ群と、第２副レンズ群と、第３副レンズ群と、第４副レンズ群と、を有し、レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、拡大側副レンズ群は、拡大側から順に、１つの負レンズ成分のみからなるか、又は複数の負レンズ成分のみからなり、所定の副レンズ群は、拡大側メニスカスレンズ成分と縮小側メニスカスレンズ成分と、からなり、拡大側メニスカスレンズ成分と縮小側メニスカスレンズ成分は、各々の凹面が向かい合うように配置され、第１副レンズ群は、複数の正レンズと第１の所定の負レンズとを有し、第１の所定の負レンズでは、拡大側のレンズ面が拡大側に向かって凹であり、複数の正レンズのうちの１つの正レンズは、第１の所定の負レンズの縮小側に接合されており、第２副レンズ群は、所定の負レンズ成分からなり、所定の負レンズ成分では、縮小側のレンズ面が縮小側に向かって凹であり、第３副レンズ群は、最も縮小側に位置する所定の正レンズ成分を有し、第４副レンズ群は、所定の正レンズ成分よりも縮小側に位置する全てのレンズ成分を有することを特徴とする。

【0018】

第１実施形態の単焦点光学系とガウスタイプの光学系とを比較しながら、第１実施形態の単焦点光学系について説明する。以下の説明では、拡大側に物体側が対応し、縮小側に像側が対応する。

【0019】

上述のように、ガウスタイプの光学系は高い結像性能を有する。そのため、ガウスタイプの光学系を変形することで、口径比を更に大きくすると共に、画角を更に広くすることが可能である。そこで、第１実施形態の単焦点光学系では、ガウスタイプの光学系をさらに広い画角に対応できるように変形した光学系を用いている。

【0020】

第１実施形態の単焦点光学系は、ガウスタイプの光学系をベースにしている。すなわち、ガウスタイプにおける基本的なレンズの配列やレンズの形状（以下、「基本配列」という）を極力維持しつつ、様々な工夫を加えている。よって、第１実施形態の単焦点光学系は、ガウスタイプの前群、中間群及び後群と同様の基本配列を備えている。

【0021】

ただし、第１実施形態の単焦点光学系では、ガウスタイプの前群における基本配列、中間群における基本配列及び後群における基本配列を極力維持しつつ、屈折力の配列のバランスをシフトさせて、ガウスタイプの屈折力配置とは異なる屈折力配置としている。

【0022】

具体的には、単焦点光学系において、前群に相当する部分については、前群における正の屈折力を負側にシフトさせた状態にしている。また、単焦点光学系において、後群に相当する部分については、後群における正の屈折力を正側に大きくシフトした状態にしている。屈折力の負側へのシフトとは、正の屈折力を小さな負の屈折力に変更することや、正の屈折力をより小さな正の屈折力にすることである。屈折力の正側へのシフトとは、正の屈折力をより大きな正の屈折力にすることである。

【0023】

このように、第１実施形態の単焦点光学系では、ガウスタイプにおける基本配列を極力維持しながら、収差補正にとって有利になるように、光学系の構成を再構成している。すなわち、ガウスタイプの前群に相当する部分の屈折力を負側にシフトさせると共に、後群に相当する部分の屈折力を正側に大きくシフトさせた状態となるように、ガウスタイプにおける基本配列を再構成している。

【0024】

第１実施形態の単焦点光学系は、拡大側から順に、前側レンズ群と後側レンズ群とを有する。前側レンズ群は、所定の副レンズ群からなるか、又は、拡大側から順に、拡大側副レンズ群と所定の副レンズ群とからなる。

【0025】

拡大側副レンズ群は、ガウスタイプの前群に相当する。拡大側副レンズ群は、拡大側から順に、１つの負レンズ成分のみからなるか、又は複数の負レンズ成分のみからなる。

【0026】

単焦点光学系全系の焦点距離が長いうちは、前群に相当する部分の屈折力をあまり負側に大きくシフトしない方が良い。このような事情を鑑み、その場合は所定の副レンズ群の直前、すなわち、拡大側副レンズ群と所定の副レンズ群との間に１枚の正レンズ成分を配置してもよい。このようにすることで、球面収差や軸上色収差を良好に補正することができる。ただし、２枚以上の正レンズ成分を配置することは、光学系の全長が長くなり、また、物体側群に相当する部分の径が肥大化するので、かえって好ましくない。

【0027】

一方、単焦点光学系全系の焦点距離を短くする場合には、拡大側副レンズ群と所定の副レンズ群との間に正レンズ成分は配置しなくてもよい。このようにすることで、画角を広くすることができる。

【0028】

所定の副レンズ群は、ガウスタイプの中間群に相当する。所定の副レンズ群は、凹面どうしが向かい合った２つのメニスカスレンズ成分からなる。一方のメニスカスレンズ成分は、縮小側に凹面を向けて配置され、他方のメニスカスレンズ成分は、拡大側に凹面を向けて配置されている。

【0029】

後側レンズ群は、拡大側から順に、第１副レンズ群と、第２副レンズ群と、第３副レンズ群と、第４副レンズ群と、を有する。後側レンズ群は、ガウスタイプの後群に相当する。ガウスタイプの後群では、収差補正が困難になりやすい。後側レンズ群を複数の副レンズ群で構成することで、収差補正を良好に行うことができる。

【0030】

口径比が大きい光学系では、特に、球面収差、コマ収差及び非点収差については、良好に補正することが厳しく求められる。そこで、第１副レンズ群では、複数の正レンズを配置している。第１副レンズ群の直前には、所定の副レンズ群が位置しているので、複数の正レンズと所定の副レンズ群とで、相互に収差補正を行うことができる。その結果、球面収差、コマ収差及び非点収差を、全体としてバランス良く補正することができる。

【0031】

第１副レンズ群には、第１の所定の負レンズが配置されている。第１の所定の負レンズの縮小側では、軸上光線の高さが高くなる。そこで、第１の所定の負レンズの縮小側に正レンズを接合することで、軸上色収差を補正している。また、複数の正レンズと第１の所定の負レンズが配置されているので、特に倍率色収差の補正も良好に行い易くなる。

【0032】

このように、第１実施形態の単焦点光学系では、ガウスタイプの光学系に対して、前群に相当する部分における屈折力を負側へシフトすると共に、後群に相当する部分における屈折力を正側へ大きくシフトした構成を採用している。そのため、屈折力の面では、第１実施形態の単焦点光学系はガウスタイプの光学系とは異なる。

【0033】

しかしながら、第１実施形態の単焦点光学系も、ガウスタイプの基本配列を備えている。よって、第１実施形態の単焦点光学系は、収差補正のポテンシャルが極めて高い光学系をベースにしているということができる。そのため、第１実施形態の単焦点光学系では、特に、球面収差、コマ収差、軸上色収差及び倍率色収差を極めて良好に補正できる。

【0034】

その結果、従来のガウスタイプの光学系よりも高い結像性能を有する単焦点光学系を実現することができる。すなわち、広い画角と小さいＦナンバーを有しながらも、諸収差が良好に補正された単焦点光学系を実現することができる。ここでは、例えば、Ｆナンバーが１．５以下の場合を、小さいＦナンバーという。また、例えば、画角が５０度を越える場合を、広い画角という。ただし、これらの値に限定されない。

【0035】

このように、第１実施形態の単焦点光学系によれば、標準レンズから広角レンズのカテゴリーにおいて、１．５よりも小さいＦナンバーを有し、かつ、収差補正のポテンシャルが極めて高い単焦点光学系を提供することができる。特に、結像性能においては、従来の３５ｍｍフィルムサイズ用の単焦点光学系を凌駕するレベルの結像性能を有することができる。

【0036】

第２実施形態の単焦点光学系は、距離が長い方の拡大側の共役点と距離が短い方の縮小側の共役点との共役関係を形成する単焦点光学系であって、単焦点光学系は、拡大側から順に、前側レンズ群と後側レンズ群とを有し、前側レンズ群は、拡大側から順に、拡大側副レンズ群と所定の副レンズ群とからなり、後側レンズ群は、拡大側から順に、第１副レンズ群と、第２副レンズ群と、第３副レンズ群と、第４副レンズ群と、を有し、レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、拡大側副レンズ群は、拡大側から順に、１つの負レンズ成分のみからなるか、又は複数の負レンズ成分のみからなり、所定の副レンズ群は、拡大側メニスカスレンズ成分と縮小側メニスカスレンズ成分と、からなり、拡大側メニスカスレンズ成分と縮小側メニスカスレンズ成分は、各々の凹面が向かい合うように配置され、第１副レンズ群は、複数の正レンズと第１の所定の負レンズとを有し、第１の所定の負レンズでは、拡大側のレンズ面が拡大側に向かって凹であり、複数の正レンズのうちの１つの正レンズは、第１の所定の負レンズの縮小側に接合されており、第２副レンズ群は、所定の負レンズ成分からなり、所定の負レンズ成分では、縮小側のレンズ面が縮小側に向かって凹であり、第３副レンズ群は、最も縮小側に位置する所定の正レンズ成分を有し、第４副レンズ群は、所定の正レンズ成分よりも縮小側に位置する全てのレンズ成分を有することを特徴とする。

【0037】

第１本実施形態の単焦点光学系と第２実施形態の単焦点光学系（以下、「本実施形態の単焦点光学系」という）では、拡大側副レンズ群から第２副レンズ群までの間の空気間隔は、一定であることが好ましい。

【0038】

本実施形態の単焦点光学系では、第１副レンズ群は全体として正の屈折力を有し、第２副レンズ群は負の屈折力を有し、第３副レンズ群は正の屈折力を有することが好ましい。

【0039】

本実施形態の単焦点光学系では、合焦時、第２副レンズ群と第３副レンズ群の少なくとも一方が光軸に沿って移動することが好ましい。

【0040】

より近距離の被写体に合焦する方法として、単焦点光学系全体を物体側に繰り出す方法がある。しかしながら、口径比が大きい光学系は一般的に重量が大きい。そのため、合焦方式として、インナーフォーカス方式を採用するケースが多い。インナーフォーカス方式では、光学系の一部のレンズ群のみが、合焦時に光軸上を移動する。本実施形態の単焦点光学系でも、インナーフォーカス方式を採用している。

【0041】

ところで、口径比が大きい光学系では、特に、球面収差、コマ収差及び非点収差について、良好に補正することが厳しく求められる。収差補正では、１つのレンズ群又は複数レンズ群で発生した収差を、他のレンズ群で相殺する方法が用いられる。このようにすることで、各収差をバランスよく補正することが行われる。球面収差、コマ収差及び非点収差についても、この方法を用いることで各収差をバランス良く補正することができる。

【0042】

インナーフォーカス方式では、合焦時にレンズ群の一部が移動する。そのため、口径比が大きい光学系においてインナーフォーカス方式を用いると、特に、球面収差、コマ収差及び非点収差に関しては、バランスのとれた補正状態が崩れてしまう。

【0043】

上述のように、本実施形態の単焦点光学系でも、インナーフォーカス方式を採用している。ここで、本実施形態の単焦点光学系の第２副レンズ群と第３副レンズ群では、レンズ群を移動させたときの収差変動が小さい。また、第２副レンズ群と第３副レンズ群は、共に軽量である。そこで、本実施形態の単焦点光学系では、合焦時、第２副レンズ群と第３副レンズ群の少なくとも一方を光軸に沿って移動させている。このようにすることで、球面収差、コマ収差及び非点収差について、バランスがとれた補正状態を維持することができる。

【0044】

本実施形態の単焦点光学系では、第３副レンズ群は、所定の正レンズ成分のみからなるか、又は、拡大側から順に、１つのレンズ成分と所定の正レンズ成分のみからなり、１つのレンズ成分の屈折力の絶対値は、所定の正レンズ成分の屈折力の絶対値よりも小さいことが好ましい。

【0045】

このようにすることで、球面収差、コマ収差及び非点収差をバランス良く補正することができる。

【0046】

本実施形態の単焦点光学系では、第１の所定の負レンズの拡大側に、複数の正レンズのうちの１つの正レンズが接合されていることが好ましい。

【0047】

上述のように、第１の所定の負レンズの縮小側には、正レンズが接合されている。これにより、軸上色収差を補正することができる。更に、第１の所定の負レンズの拡大側にも正レンズを接合することで、軸上色収差をより良好に補正することができる。更に、高次の色収差の発生、例えば、球面収差の色収差の発生や色コマの発生を抑えることができる。

【0048】

本実施形態の単焦点光学系では、複数の正レンズのうちの１つの正レンズは、最も縮小側に配置されていることが好ましい。

【0049】

上述のように、本実施形態の単焦点光学系では、ガウスタイプの後群に相当するレンズ群の屈折力を、正側に大きくシフトさせている。第１副レンズ群は、ガウスタイプの後群の一部に相当する。よって、第１副レンズ群では、正の屈折力が大きくなっている。

【0050】

第１副レンズ群の縮小側の正の屈折力を大きくすることで、球面収差やコマ収差を良好に補正することができる。よって、第１副レンズ群の縮小側に、正レンズを配置するのが好ましい。このようにすることで、口径比を大きくすると共に、画角を広くしても、球面収差やコマ収差を良好に補正することができる。

【0051】

本実施形態の単焦点光学系では、縮小側メニスカスレンズ成分は、拡大側から順に、負レンズと正レンズとからなる接合レンズであることが好ましい。

【0052】

このようにすることで、軸上収差と軸外収差の両方を、良好に補正することができる。

【0053】

所定の副レンズ群は、ガウスタイプの中間群に相当する。所定の副レンズ群は球面収差の要になると同時に、色収差の補正にも重要な役割を持つ。このようなことから、所定の副レンズ群は、基本的にガウスタイプの中間群の構成をそのまま備えることが好ましい。このようにすることは、軸上収差と軸外収差の両方を補正することができるので好ましい。

【0054】

本実施形態の単焦点光学系では、最も縮小側から数えて２つ目までのレンズ成分は、縮小側に凸のレンズ面を２つ以上含むことが好ましい。

【0055】

単焦点光学系から出射する光束のうち、軸上光束に対しては、最も縮小側から数えて２つ目までのレンズ成分では、縮小側に凹のレンズ面である方が好ましい。しかしながら、これら２つのレンズ成分では、軸外光束は軸上光束よりも光線の高さが高く、しかも射出角が負である。そのため、軸外光束に対しては、最も縮小側から数えて２つ目までのレンズ成分では、縮小側に凸のレンズ面であるほうが好ましい。全体の収差補正のバランスを考えると、最も縮小側から数えて２つ目までのレンズ成分は、縮小側に凸のレンズ面を２つ以上含むことが好ましい。

【0056】

本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
｜０．５３−θｇＦ_3N｜／（７０−νｄ_3N）＜１．９５０×１０^-3 （１）
ここで、
θｇＦ_3Nは、第１の所定の負レンズの部分分散比、
νｄ_3Nは、第１の所定の負レンズのアッベ数、
θｇＦ_3N＝（ｎｇ_3N−ｎＦ_3N）／（ｎＦ_3N−ｎＣ_3N）、
νｄ_3N＝（ｎｄ_3N−１）／（ｎＦ_3N−ｎＣ_3N）、
ｎｄ_3N、ｎＦ_3N、ｎＣ_3N、ｎｇ_3Nは、各々、ｄ線における屈折率、Ｆ線における屈折率、Ｃ線における屈折率、ｇ線における屈折率、
である。

【0057】

Ｆナンバーが小さい光学系、すなわち、口径比が大きい光学系では、焦点距離が短くても、２次スペクトル軸上色収差は結像性能を著しく低下させる。軸上色収差の補正に対しては、軸上光線の高さが有効口径に対して相対的に高く、屈折力の大きなレンズが高い影響力を持つ。このようなレンズに、第１の所定の負レンズが相当する。

【0058】

このようなことから、条件式（１）を満足することが好ましい。条件式（１）の左辺は、横軸をνｄ、縦軸をθｇＦとした座標系において、（νd、θgF）＝（７０、０．５３）と第１の所定の負レンズの（νd、θgF）とを結ぶ線の勾配を表わす。勾配は、特にゼロに近いことが好ましい。

【0059】

条件式（１）を満足しない場合、２次スペクトルの補正が困難となる。

【0060】

条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’）を満足することが好ましい。
｜０．５３−θｇＦ_3N｜／（７０−νｄ_3N）＜１．８５７×１０^-3 （１’）
条件式（１）に代えて、以下の条件式（１”）を満足することが好ましい。
｜０．５３−θｇＦ_3N｜／（７０−νｄ_3N）＜１．８５０×１０^-3 （１”）

【0061】

本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
｜θｇＦ_3P−０．６｜／（νｄ_3P−３０）＜２．０００×１０^-3 （２）
ここで、
θｇＦ_3Pは、所定の正レンズの部分分散比、
νｄ_3Pは、所定の正レンズのアッベ数、
θｇＦ_3P＝（ｎｇ_3P−ｎＦ_3P）／（ｎＦ_3P−ｎＣ_3P）、
νｄ_3P＝（ｎｄ_3P−１）／（ｎＦ_3P−ｎＣ_3P）、
ｎｄ_3P、ｎＦ_3P、ｎＣ_3P、ｎｇ_3Pは、各々、ｄ線における屈折率、Ｆ線における屈折率、Ｃ線における屈折率、ｇ線における屈折率、
所定の正レンズは、複数の正レンズのうち、第１の所定の負レンズよりも縮小側に位置する少なくとも１つの正レンズ、
である。

【0062】

上述のように、Ｆナンバーが小さい光学系、すなわち、口径比が大きい光学系では、焦点距離が短くても、軸上色収差、特に２次スペクトルは結像性能を著しく低下させる。軸上色収差の補正に対しては、軸上光線の高さが有効口径に対して相対的に高く、屈折力の大きなレンズが高い影響力を持つ。このようなレンズに、第１の所定の負レンズより縮小側に位置する正レンズが相当する。この正レンズには、第１の所定の負レンズの縮小側に接合されている正レンズも相当する。

【0063】

このようなことから、条件式（２）を満足することが好ましい。条件式（２）の左辺は、横軸をνｄ、縦軸をθｇＦとした座標系において、（νd、θgF）＝（３０、０．６）と正レンズの（νd、θgF）とを結ぶ線の勾配を表わす。勾配は、特にゼロに近いことが好ましい

【0064】

条件式（２）を満足しない場合、２次スペクトルの補正が困難となる。

【0065】

第１の所定の負レンズより縮小側に位置する正レンズのうち、２つの正レンズが条件式（２）を満足することが好ましい。３つの正レンズが条件式（２）を満足すると、さらに良い。

【0066】

条件式（２）に代えて、以下の条件式（２’）を満足することが好ましい。
｜θｇＦ_3P−０．６｜／（νｄ_3PP−３０）＜１．２５０×１０^-3 （２’）
条件式（２）に代えて、以下の条件式（２”）を満足することが好ましい。
｜θｇＦ_3P−０．６｜／（νｄ_3PP−３０）＜−２．０００×１０^-3 （２”）

【0067】

本実施形態の単焦点光学系では、第１の所定の負レンズの屈折力の絶対値は、複数の正レンズの各々の屈折力の絶対値よりも大きいことが好ましい。

【0068】

上述のように、第１の所定の負レンズは、Ｆナンバーが小さく、焦点距離が短い光学系であっても、軸上色収差に対しては高い影響力を持つ。そこで、第１の所定の負レンズでは、νｄの値とθｇＦの値の両方を極力小さくすることが望ましい。

【0069】

特に、θｇＦの値を小さくすることは重要であるが、現実にはそのような高分散材料がなかなか存在しない。このような状況では、２次スペクトルを良好に補正しようとすると、１次の色収差、つまりＣ線とＦ線の２波長についての色消しが不足しやすい。

【0070】

そこで、第１の所定の負レンズの屈折力を、第１副レンズ群中のいずれの正レンズの屈折力大きくする。このようにすることで、１次の色収差と次スペクトルを、共に良好に補正することができる。第１の所定の負レンズの屈折力は、両面が空気と接触している状態での屈折力の絶対値である。

【0071】

本実施形態の単焦点光学系では、所定の負レンズ成分は、拡大側に配置された正レンズと縮小側に配置された負レンズを有する接合レンズであり、第１の所定の負レンズから所定の負レンズ成分までの間に、開口絞りが配置されていることが好ましい。

【0072】

このようにすることで、開口絞り近傍では、レンズの屈折力の正負の並びがおおむね対称になる。そのため、軸外の色収差の補正、特に、倍率色収差の補正や色コマ収差の補正が良好となる。

【0073】

本実施形態の単焦点光学系では、拡大側副レンズ群は、拡大側負レンズ成分を有し、拡大側負レンズ成分は、拡大側副レンズ群の最も拡大側に位置するメニスカス形状の負レンズ成分であることが好ましい。

【0074】

開口絞りが所定の副レンズ群よりも縮小側に配置されている場合、拡大側負レンズ成分は縮小側メニスカスレンズ成分に比べて開口絞りから離れている。そのため、縮小側メニスカスレンズ成分に比べて軸外光束の光線高が高くなる。

【0075】

そこで、拡大側負レンズ成分の形状をメニスカス形状にすることが好ましい。このようにすることで、口径比を大きくすると共に、画角を広くすることができる。拡大側負レンズ成分では、縮小側のレンズ面が縮小側に凹であることがより好ましい。

【0076】

本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．６５＜（Ｒ_11F＋Ｒ_11R）／（Ｒ_11F−Ｒ_11R）＜４．０ （３）
ここで、
Ｒ_11Fは、拡大側負レンズ成分において最も拡大側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_11Rは、拡大側負レンズ成分において最も縮小側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
である。

【0077】

条件式（３）の下限値を下回ると、樽型の歪曲収差の補正が困難になる。条件式（３）の上限値を上回ると、特に非点収差の補正が困難になる。

【0078】

条件式（３）に代えて、以下の条件式（３’）を満足することが好ましい。
０．８５＜（Ｒ_11F＋Ｒ_11R）／（Ｒ_11F−Ｒ_11R）＜３．５ （３’）
条件式（３）に代えて、以下の条件式（３”）を満足することが好ましい。
１．０５＜（Ｒ_11F＋Ｒ_11R）／（Ｒ_11F−Ｒ_11R）＜３．０ （３”）

【0079】

本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
−１．２＜（Ｒ_3NF＋Ｒ_3NR）／（Ｒ_3NF−Ｒ_3NR）＜１．０ （４）
ここで、
Ｒ_3NFは、第１の所定の負レンズの拡大側レンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_3NRは、第１の所定の負レンズの縮小側レンズ面の近軸曲率半径、
である。

【0080】

第１の所定の負レンズの拡大側からは、発散光束が入射する。このような状態で、口径比を大きくする場合、球面収差の補正やコマ収差の補正を考えると、第１の所定の負レンズの形状は、発散光束の入射角が小さくなるような形状が好ましい。

【0081】

条件式（４）の下限値を下回るか、又は条件式（４）の上限値を上回ると、球面収差やコマ収差の補正が困難となる。

【0082】

条件式（４）に代えて、以下の条件式（４’）を満足することが好ましい。
−１．２＜（Ｒ_3NF＋Ｒ_3NR）／（Ｒ_3NF−Ｒ_3NR）＜０．５ （４’）
条件式（４）に代えて、以下の条件式（４”）を満足することが好ましい。
−０．５＜（Ｒ_3NF＋Ｒ_3NR）／（Ｒ_3NF−Ｒ_3NR）＜０．５ （４”）

【0083】

本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．５０＜（Ｒ_21F＋Ｒ_21R）／（Ｒ_21F−Ｒ_21R）＜１００ （５）
ここで、
Ｒ_21Fは、拡大側メニスカスレンズ成分において最も拡大側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_21Rは、拡大側メニスカスレンズ成分において最も縮小側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
である。

【0084】

条件式（５）の下限値を下回るか、又は条件式（５）の上限値を上回ると、口径比を大きくすると共に、画角を広くする場合に、球面収差とコマ収差をバランス良く補正することが困難になる。

【0085】

条件式（５）に代えて、以下の条件式（５’）を満足することが好ましい。
０．８０＜（Ｒ_21F＋Ｒ_21R）／（Ｒ_21F−Ｒ_21R）＜１００ （５’）
条件式（５）に代えて、以下の条件式（５”）を満足することが好ましい。
１．００＜（Ｒ_21F＋Ｒ_21R）／（Ｒ_21F−Ｒ_21R）＜１００ （５”）

【0086】

本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
−０．８＜（Ｒ_21R＋Ｒ_22F）／（Ｒ_21R−Ｒ_22F）＜０．５ （６）
ここで、
Ｒ_21Rは、拡大側メニスカスレンズ成分において最も縮小側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_22Fは、縮小側メニスカスレンズ成分において最も拡大側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
である。

【0087】

拡大側メニスカスレンズ成分において最も縮小側に位置するレンズ面と、縮小側メニスカスレンズ成分において最も拡大側に位置するレンズ面との間には、空気で満たされた空間が形成される。この空間の両側面は、強い発散作用を有する。後群に開口絞りが位置する場合、軸外光束は、開口絞りの中心をめがけてこの空間に入射する。このとき、軸外光束は発散光束になっている。

【0088】

そのため、２つの収差群をバランスよく補正することを考慮すると、空間の形状は両凸形状であること、すなわち、（Ｒ_21R＋Ｒ_22F）／（Ｒ_21R−Ｒ_22F）の値はゼロに近いことが好ましい。２つの収差群のうち、一方の収差群における収差は、球面収差とコマ収差である。他方の収差群における収差は、非点収差、歪曲収差及び倍率色収差である。

【0089】

条件式（６）の下限値を下回るか、又は条件式（６）の上限値を上回ると、２つの収差群をバランス良く補正することが困難になる。条件式（６）を満足しないことは、口径比を大きくすると共に、画角を広くすることにとって好ましくない。

【0090】

条件式（６）に代えて、以下の条件式（６’）を満足することが好ましい。
−０．６＜（Ｒ_21R＋Ｒ_22F）／（Ｒ_21R−Ｒ_22F）＜０．３ （６’）
条件式（６）に代えて、以下の条件式（６”）を満足することが好ましい。
−０．４＜（Ｒ_21R＋Ｒ_22F）／（Ｒ_21R−Ｒ_22F）＜０．１ （６”）

【0091】

本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
−１００＜（Ｒ_22F＋Ｒ_22R）／（Ｒ_22F−Ｒ_22R）＜−１．００ （７）
ここで、
Ｒ_22Fは、縮小側メニスカスレンズ成分において最も拡大側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_22Rは、縮小側メニスカスレンズ成分において最も縮小側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
である。

【0092】

条件式（７）の下限値を下回るか、又は条件式（７）の上限値を上回ると、口径比を大きくすると共に、画角を広くする場合に、球面収差やコマ収差をバランス良く補正することが困難になる。

【0093】

条件式（７）に代えて、以下の条件式（７’）を満足することが好ましい。
−１００＜（Ｒ_22F＋Ｒ_22R）／（Ｒ_22F−Ｒ_22R）＜１．５０ （７’）
条件式（７）に代えて、以下の条件式（７”）を満足することが好ましい。
−１００＜（Ｒ_22F＋Ｒ_22R）／（Ｒ_22F−Ｒ_22R）＜−２．００ （７”）

【0094】

本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
−１．０＜ＳＦ_3F−ＳＦ_3R＜１０．０ （８）
ここで、
ＳＦ_3F＝（Ｒ_3FF＋Ｒ_3FR）／（Ｒ_3FF−Ｒ_3FR）、
ＳＦ_3R＝（Ｒ_3RF＋Ｒ_3RR）／（Ｒ_3RF−Ｒ_3RR）、
Ｒ_3FFは、拡大側正レンズの拡大側レンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_3FRは、拡大側正レンズの縮小側レンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_3RFは、縮小側正レンズの拡大側レンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_3RRは、縮小側正レンズの縮小側レンズ面の近軸曲率半径、
拡大側正レンズは、複数の正レンズのうちで、最も拡大側に位置する正レンズ、
縮小側正レンズは、複数の正レンズのうちで、最も縮小側に位置する正レンズ、
である。

【0095】

第１副レンズ群において、複数の正レンズが配置されている位置では、軸上光線高が最も高くなっている。そのため、複数の正レンズにおける各レンズの形状は、像全体の鮮鋭性に影響のある球面収差の補正に関係が深い。

【0096】

また、この軸上光線束は、第１副レンズ群の物体側では発散状態になっている。第１副レンズ群では、発散状態を収斂状態に転じさせるために、各正レンズのシェーピングファクターが拡大側から縮小側にて負の方向になるように、正レンズの各々を並べるのがよい。そして、複数の正レンズのうち、両端に位置する正レンズのシェーピングファクターの差がある適当な値をとることが必要である。

【0097】

条件式（８）の下限値を下回るか、あるいは条件式（８）の上限値を上回ると、口径比を大きくすると共に、画角を広くした場合に、球面収差を補正することが困難になる。

【0098】

条件式（８）に代えて、以下の条件式（８’）を満足することが好ましい。
−０．６＜ＳＦ_3F−ＳＦ_3R＜７．０ （８’）
条件式（８）に代えて、以下の条件式（８”）を満足することが好ましい。
−０．２＜ＳＦ_3F−ＳＦ_3R＜４．０ （８”）

【0099】

本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
−１．０＜（Ｒ_41F＋Ｒ_41R）／（Ｒ_41F−Ｒ_41R）＜１０．０ （９）
ここで、
Ｒ_41Fは、所定の負レンズ成分において最も拡大側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_41Rは、所定の負レンズ成分において最も縮小側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
である。

【0100】

インナーフォーカスを用いる場合には、収差変動が問題となる。インナーフォーカスにおいて、光軸上を移動するレンズ成分を所定の負レンズ成分にすると、収差変動を最も少なくできる。この場合、安定したフォーカスが行えるが、条件式（９）を満足しないと、収差変動を十分に抑えることができない。

【0101】

条件式（９）の下限値を下回ると、球面収差の変動が大きくなりやすい。条件式（９）の上限値を上回ると、非点収差の変動が大きくなりやすい。

【0102】

条件式（９）に代えて、以下の条件式（９’）を満足することが好ましい。
−０．４０＜（Ｒ_41F＋Ｒ_41R）／（Ｒ_41F−Ｒ_41R）＜５．０ （９’）
条件式（９）に代えて、以下の条件式（９”）を満足することが好ましい。
−０．２０＜（Ｒ_41F＋Ｒ_41R）／（Ｒ_41F−Ｒ_41R）＜２．５ （９”）

【0103】

本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。
−１．０＜（Ｒ_51F＋Ｒ_51R）／（Ｒ_51F−Ｒ_51R）＜２．０ （１０）
ここで、
Ｒ_51Fは、所定の正レンズ成分において最も拡大側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ_51Rは、所定の正レンズ成分において最も縮小側に位置するレンズ面の近軸曲率半径、
である。

【0104】

光学系の小型化や軽量化のためには、光学系を構成するレンズ成分の枚数を減らすことが好ましい。しかしながら、レンズ成分の枚数を減らしていくと、インナーフォーカスにおいて所定の負レンズ成分のみを移動した場合は、上述の条件式（９）を満足したとしても、収差変動を十分に抑えられないことがある。このような場合には、所定の負レンズ成分との相対的間隔を変化させながら、所定の正レンズ成分を移動させると良い。そして、その場合、形状についても条件式（１０）を満足すると良い。

【0105】

条件式（１０）の下限値を下回ると、非点収差の変動が大きくなりやすい。条件式（１０）の上限値を上回ると、球面収差の変動が大きくなりやすい。なお、所定の負レンズ成分を固定し、所定の正レンズ成分のみを移動させてフォーカスを行なってもよい。

【0106】

条件式（１０）に代えて、以下の条件式（１０’）を満足することが好ましい。
−０．３＜（Ｒ_51F＋Ｒ_51R）／（Ｒ_51F−Ｒ_51R）＜１．４ （１０’）
条件式（１０）に代えて、以下の条件式（１０”）を満足することが好ましい。
０．０＜（Ｒ_51F＋Ｒ_51R）／（Ｒ_51F−Ｒ_51R）＜１．０ （１０”）

【0107】

本実施形態の単焦点光学系では、横軸をＮｄ_3PR、及び縦軸をνｄ_3PRとする直交座標系において、Ｎｄ_3PR＝α×νｄ_3PR＋β_3PR、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、以下の条件式（１１）の範囲の下限値β_3PR＝２．２５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１２）及び（１３）で定まる領域との両方の領域に、縮小側正レンズのＮｄ_3PR及びνｄ_3PRが含まれることが好ましい。
２．２５≦β_3PR （１１）
１．４０＜Ｎｄ_3PR （１２）
３５＜νｄ_3PR （１３）
ここで、
Ｎｄ_3PRは、縮小側正レンズのｄ線における屈折率、
νｄ_3PRは、縮小側正レンズのアッベ数、
縮小側正レンズは、複数の正レンズのうちで、最も縮小側に位置する正レンズ、
である。

【0108】

第１副レンズ群において、複数の正レンズ成分が配置されている位置では、軸上光線高が高くなっている。そのため、複数の正レンズ成分では、特に、軸上色収差や球面収差の色収差が発生しやすい。

【0109】

縮小側正レンズは、第１副レンズ群において最も縮小側に位置している。この位置は、第１副レンズ群の接合レンズから最も離れた位置である。

【0110】

第１副レンズ群の小型化と軽量化のためには、縮小側正レンズを単レンズにて構成することが好ましい。ただし、縮小側正レンズが配置されている位置では、上述のように色収差が発生し易い。そこで、縮小側正レンズを単レンズで構成する場合、この縮小側正レンズの屈折率とアッベ数が、条件式（１１）、（１２）、（１３）で決まる領域に含まれるようにする。このようにすることで、軸上色収差の発生や球面収差の色収差の発生を抑えることができる。

【0111】

本実施形態の単焦点光学系では、所定の負レンズ成分は、第２の所定の負レンズを有し、横軸をＮｄ_4NF、及び縦軸をνｄ_4NFとする直交座標系において、Ｎｄ_4NF＝α×νｄ_4NF＋β_4NF、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、以下の条件式（１４）の範囲の下限値β_4NF＝１．９５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１５）及び（１６）で定まる領域との両方の領域に、第２の所定の負レンズのＮｄ_4NF及びνｄ_4NFが含まれることが好ましい。
１．９５＜β_4NF （１４）
１．６０＜Ｎｄ_4NF （１５）
２３＜νｄ_4NF （１６）
ここで、
Ｎｄ_4NFは、第２の所定の負レンズのｄ線における屈折率、
νｄ_4NFは、第２の所定の負レンズのアッベ数、
である。

【0112】

所定の負レンズ成分がフォーカス時に移動する場合、色収差の変動の小さいことが望まれる。所定の負レンズ成分が第２の所定の負レンズを含むようにすると共に、第２の所定の負レンズの屈折率とアッベ数が、条件式（１４）、（１５）、（１６）で決まる領域に含まれるようにする。このようにすることで、軸上色収差、倍率色収差、球面収差の色収差、あるいは色コマの発生を抑えることができる。

【0113】

本実施形態の単焦点光学系では、拡大側副レンズ群は、最も拡大側に拡大側負レンズを有し、以下の条件式（Ａ）を満足することが好ましい。
０＜ｆ／ｅ_N1F＜２ （Ａ）
ここで、
ｆは、無限遠物体合焦時の単焦点光学系全系の焦点距離、
ｅ_N1Fは、拡大側負レンズ成分における最大有効口径、
である。

【0114】

条件式（Ａ）の上限値を上回ると、画角を広げることが困難になる。すなわち、画角を広げようとすると、球面収差、歪曲収差及び非点収差が発生し易い。一方、条件式（Ａ）の下限値を下回ると、光学系が径方向に大型化し易い。

【0115】

条件式（Ａ）に代えて、以下の条件式（Ａ’）を満足することが好ましい。
０．１＜ｆ／ｅ_N1F＜１．５ （Ａ’）
条件式（Ａ）に代えて、以下の条件式（Ａ”）を満足することが好ましい。
０．２＜ｆ／ｅ_N1F＜１ （Ａ’’）

【0116】

本実施形態の単焦点光学系は、開口絞りを有し、以下の条件式（Ｂ）を満足することが好ましい。
０＜（ｆ／ｅ_AS）／Ｆｎｏ＜２ （Ｂ）
ここで、
ｆは、無限物体合焦時の単焦点光学系全系の焦点距離、
ｅ_ASは、開口絞りの最大直径、
Ｆｎｏは、無限物体合焦時の単焦点光学系全系のＦナンバー、
である。

【0117】

条件式（Ｂ）の上限値を上回ると、画角を広くすることが困難になる。すなわち、画角を広げようとすると、球面収差と色収差の補正が困難になる。一方、条件式（Ｂ）の下限値を下回ると、光学系が径方向に大型化し易い。

【0118】

条件式（Ｂ）に代えて、以下の条件式（Ｂ’）を満足することが好ましい。
０．１＜（ｆ／ｅ_AS）／Ｆｎｏ＜１ （Ｂ’）
条件式（Ｂ）に代えて、以下の条件式（Ｂ”）を満足することが好ましい。
０．２＜（ｆ／ｅ_AS）／Ｆｎｏ＜０．６ （Ｂ’’）

【0119】

本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（Ｃ）を満足することが好ましい。
０＜Ｔ_{air_max}／Σｄ≦０．２７ （Ｃ）
ここで、
Ｔ_{air_max}は、単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの間で最も大きい軸上空気間隔、
Σｄは、単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの軸上間隔、
である。

【0120】

条件式（Ｃ）は、高い光学性能の確保、光学系の全長の短縮化及び結像光学系の外径の小径化に有利となる条件式である。

【0121】

レンズ同士の空気間隔を適度に広くすることは、光学性能の向上に繋がる。ただし、Σｄ、すなわち、単焦点光学系の最も拡大側に位置するレンズ面から最も縮小側に位置するレンズ面までの軸上間隔に対して、レンズ同士の空気間隔を過剰に広げて光学性能を確保することは、光学系の全長の増加と光学系の大口径化につながり易い。

【0122】

そこで、条件式（Ｃ）を満足することで、光学系の全長の短縮化と小径化を行いつつ、高い光学性能の実現に必要なレンズ枚数の確保に有利となる。

【0123】

条件式（Ｃ）に代えて、以下の条件式（Ｃ’）を満足することが好ましい。
０．０３＜Ｔ_{air_max}／Σｄ≦０．２４ （Ｃ’）
条件式（Ｃ）に代えて、以下の条件式（Ｃ”）を満足することが好ましい。
０．０５＜Ｔ_{air_max}／Σｄ≦０．２０ （Ｃ’’）

【0124】

なお、最も大きい軸上空気間隔は、第２副群内に設けることが特にコマなど軸外収差を補正するうえで有利となる。

【0125】

本実施形態の光学装置は、光学系と、縮小側に配置された撮像素子と、を有し、撮像素子は撮像面を有し、且つ光学系によって撮像面上に形成された像を電気信号に変換し、光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。

【0126】

本実施形態の光学装置によれば、広い撮影範囲を、低ノイズ、高解像度で撮像することができる。

【0127】

本実施形態の光学装置は、光学系と、縮小側に配置された表示素子と、を有し、表示素子は表示面を有し、表示面上に表示された画像は、光学系によって拡大側に投影され、光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。

【0128】

本実施形態の光学装置によれば、広い投影範囲に、低ノイズ、高解像度で像を投影することができる。

【0129】

なお、上述の単焦点光学系や光学装置は、複数の構成を同時に満足してもよい。このようにすることが、良好な単焦点光学系や光学装置を得る上で好ましい。また、好ましい構成の組み合わせは任意である。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値又は下限値のみを限定しても構わない。

【0130】

以下に、単焦点光学系の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

【0131】

以下、単焦点光学系の実施例１〜４を図面に基づいて説明する。実施例１〜４の単焦点光学系は、いずれもＦナンバーが１．５を下回る単焦点光学系である。

【0132】

図１（ａ）〜図４（ａ）は、各実施例の単焦点光学系におけるレンズ断面図を示している。なお、レンズ断面図は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図である。

【0133】

また、図１（ｂ）〜図４（ｂ）は、各実施例の単焦点光学系における球面収差（ＳＡ）を示し、図１（ｃ）〜図４（ｃ）は非点収差（ＡＳ）を示し、図１（ｄ）〜図４（ｄ）は歪曲収差（ＤＴ）を示し、図１（ｅ）〜図４（ｅ）は歪曲収差（ＤＴ）を示している。なお、各収差図は、無限遠物体合焦時の収差図である。また“ω”は半画角を表している。

【0134】

また、各実施例のレンズ断面図では、第１レンズ群をＧ１、第２レンズ群をＧ２、第３レンズ群をＧ３、第４レンズ群をＧ４、第５レンズ群をＧ５、第６レンズ群をＧ６、カバーガラスをＣ、像面をＩで示してある。

【0135】

また、図示しないが、第５レンズ群をＧ５と像面Ｉとの間、又は第６レンズ群Ｇ６と像面Ｉとの間に、ローパスフィルタを構成する平行平板が配置されていても良い。なお、平行平板の表面に、赤外光を制限する波長域制限コートを施しても良い。また、カバーガラスＣの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスＣにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。

【0136】

また、単焦点光学系を撮像に用いる場合、像面Ｉには撮像素子が配置される。一方、単焦点光学系を投影に用いる場合、像面Ｉには表示素子が配置される。各実施例の構成の説明では、単焦点光学系を撮像に用いることを前提に説明する。よって、拡大側を物体側、縮小側を像側とする。

【0137】

上述の「拡大側副レンズ群」、「所定の副レンズ群」、「第１副レンズ群」、「第２副レンズ群」、「第３副レンズ群」及び「第４副レンズ群」と、各実施例における第１レンズ群Ｇ１〜第６レンズ群Ｇ６との関係を表１に示す。

【表1】

【0138】

実施例１に係る単焦点光学系について説明する。図１（ａ）は、実施例１に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例１に係る単焦点光学系の収差図である。

【0139】

実施例１に係る単焦点光学系は、図１（ａ）に示すように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正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、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、負の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６と、で構成されている。第３レンズ群Ｇ３は開口絞りＳを含んでいる。

【0140】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、で構成されている。

【0141】

第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、で構成されている。ここで、正メニスカスレンズＬ３と負メニスカスレンズＬ４とが接合されている。また、負メニスカスレンズＬ５と正メニスカスレンズＬ６とが接合されている。

【0142】

第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ７と、両凹負レンズＬ８と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１０と、両凸正レンズＬ１１と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ７、両凹負レンズＬ８及び正メニスカスレンズＬ９が接合されている。

【0143】

第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、両凹負レンズＬ１３と、で構成されている。ここで、正メニスカスレンズＬ１２と両凹負レンズＬ１３とが接合されている。

【0144】

第５レンズ群Ｇ５は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、両凸正レンズＬ１５と、で構成されている。

【0145】

第６レンズ群Ｇ６は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１６で構成されている。

【0146】

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第５レンズ群Ｇ５が光軸に沿って物体側へ移動する。

【0147】

非球面は、負メニスカスレンズＬ２の像側面と、正メニスカスレンズＬ１４の両面と、の合計３面に設けられている。

【0148】

実施例２に係る単焦点光学系について説明する。図２（ａ）は、実施例２に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例２に係る単焦点光学系の収差図である。

【0149】

実施例２に係る単焦点光学系は、図２（ａ）に示すように、物体側から順に、負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、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、負の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６と、で構成されている。第３レンズ群Ｇ３は開口絞りＳを含んでいる。

【0150】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１で構成されている。

【0151】

第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズＬ３と正メニスカスレンズＬ４とが接合されている。

【0152】

第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ５と、両凹負レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ６と両凸正レンズＬ７とが接合されている。

【0153】

第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズＬ１０と、両凹負レンズＬ１１と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ１０と両凹負レンズＬ１１とが接合されている。

【0154】

第５レンズ群Ｇ５は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、両凸正レンズＬ１３と、で構成されている。

【0155】

第６レンズ群Ｇ６は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４で構成されている。

【0156】

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第５レンズ群Ｇ５が光軸に沿って物体側へ移動する。

【0157】

非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、両凸正レンズＬ９の両面と、負メニスカスレンズＬ１２の像側面と、の合計５面に設けられている。

【0158】

実施例３に係る単焦点光学系について説明する。図３（ａ）は、実施例３に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例３に係る単焦点光学系の収差図である。

【0159】

実施例３に係る単焦点光学系は、図３（ａ）に示すように、物体側から順に、負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、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、負の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６と、で構成されている。第３レンズ群Ｇ３は開口絞りＳを含んでいる。

【0160】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１で構成されている。

【0161】

第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズＬ３と正メニスカスレンズＬ４とが接合されている。

【0162】

第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ５と、両凹負レンズＬ６と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ５、両凹負レンズＬ６及び正メニスカスレンズＬ７が接合されている。

【0163】

第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズＬ１０と、両凹負レンズＬ１１と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ１０と両凹負レンズＬ１１とが接合されている。

【0164】

第５レンズ群Ｇ５は、両凹負レンズＬ１２と、両凸正レンズＬ１３と、で構成されている。

【0165】

第６レンズ群Ｇ６は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４で構成されている。

【0166】

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第５レンズ群Ｇ５が光軸に沿って物体側へ移動する。

【0167】

非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、両凹負レンズＬ１２の両面と、の合計４面に設けられている。

【0168】

実施例４に係る単焦点光学系について説明する。図４（ａ）は、実施例４に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例４に係る単焦点光学系の収差図である。

【0169】

実施例４に係る単焦点光学系は、図４（ａ）に示すように、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、で構成されている。第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳを含んでいる。

【0170】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、両凹負レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ２と両凸正レンズＬ３とが接合されている。

【0171】

第２レンズ群Ｇ２は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、で構成されている。ここで、正メニスカスレンズＬ４、負メニスカスレンズＬ５及び正メニスカスレンズＬ６が接合されている。

【0172】

第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ９と、両凹負レンズＬ１０と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ９と両凹負レンズＬ１０とが接合されている。

【0173】

第４レンズ群Ｇ４は、両凹負レンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、で構成されている。

【0174】

第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３で構成されている。

【0175】

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って物体側へ移動する。

【0176】

非球面は、負メニスカスレンズＬ１の像側面と、両凹負レンズＬ１１の両面と、の合計３面に設けられている。

【0177】

次に、上記各実施例の単焦点光学系を構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、各実施例の数値データにおいて、ｒ１、ｒ２、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ１、ｄ２、…は各レンズの肉厚または空気間隔、ｎｄ１、ｎｄ２、…は各レンズのｄ線での屈折率、νｄ１、νｄ２、…は各レンズのアッベ数、＊印は非球面である。また、各種データにおいて、ｆは単焦点光学系全系の焦点距離、ＦＮＯ．はＦナンバー、ωは半画角、ＩＨは像高、ＦＢはバックフォーカス、ｆ１、ｆ２…は各レンズ群の焦点距離である。なお、全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。バックフォーカスは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。また、角度の単位は°（度）である。また、無限遠は無限遠物体合焦時、近距離は近距離物体合焦時を表す。また、近距離における値は、物体から像までの距離である。

【0178】

また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとり、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０としたとき、次の式で表される。
ｚ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｙ／ｒ）²｝^1/2］
＋Ａ４ｙ⁴＋Ａ６ｙ⁶＋Ａ８ｙ⁸＋Ａ１０ｙ¹⁰
また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０^−ｎ」を示している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。

【0179】

数値実施例１
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 42.908 2.00 1.72916 54.68
2 20.321 4.58
3 28.000 2.00 1.69350 53.21
4* 10.885 5.00
5 18.379 5.54 1.84666 23.78
6 74.991 1.50 2.00100 29.14
7 17.663 5.93
8 -18.500 1.50 1.49700 81.61
9 -266.020 7.10 1.83400 37.16
10 -31.031 3.17
11 56.548 6.58 1.72916 54.68
12 -31.211 1.50 1.69895 30.13
13 22.754 4.00 1.43875 94.93
14 182.833 0.40
15 25.179 4.98 1.80518 25.42
16 1424.620 1.20
17(絞り) ∞ 1.20
18 43.741 4.66 1.43875 94.93
19 -35.941 0.40
20 -78.587 4.26 1.43875 94.93
21 -16.468 1.50 1.64769 33.79
22 80.038 可変
23* -69.005 2.00 1.88202 37.22
24* -56.741 1.79
25 32.952 7.31 1.43875 94.93
26 -16.318 可変
27 -50.000 2.00 2.00069 25.46
28 -60.000 10.81
29 ∞ 4.00 1.51633 64.10
30 ∞ 0.80
像面 ∞

非球面データ
第４面
k=-1.025
A4=4.67830e-05,A6=1.90334e-08,A8=3.68882e-10
第２３面
k=0.000
A4=5.61311e-05,A6=4.22640e-07,A8=-4.60190e-09
第２４面
k=0.000
A4=1.08489e-04,A6=5.29311e-07,A8=-2.43622e-09,A10=-8.44061e-12

各種データ
ｆ 10.20
ＦＮＯ． 1.42
２ω 98.94
ＩＨ 10.82
ＦＢ(in air) 14.25
全長(in air) 102.77
無限遠 近距離
d22 4.31 3.30
d26 2.10 3.12

各群焦点距離
f1=-16.95 f2=352.69 f3=21.83 f4=-37.25 f5=24.23
f6=-333.12

【0180】

数値実施例２
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 51.359 1.50 1.48749 70.23
2 17.447 4.00
3* 28.000 1.05 1.49700 81.61
4* 10.998 12.21
5 -23.269 2.78 1.80400 46.57
6 -263.331 7.00 1.84666 23.78
7 -48.151 2.94
8 34.802 4.70 1.69680 55.53
9 -69.074 4.34
10 -29.726 1.00 1.69895 30.13
11 24.142 5.42 1.43875 94.93
12 -69.211 0.40
13 43.592 5.43 1.80518 25.42
14 -66.668 1.20
15(絞り) ∞ 1.20
16* 23.844 6.23 1.49700 81.61
17* -40.207 0.40
18 128.972 3.47 1.43875 94.93
19 -28.860 1.50 1.64769 33.79
20 22.338 可変
21 -25.599 1.50 1.88202 37.22
22* -35.024 0.74
23 40.421 6.59 1.43875 94.93
24 -15.529 可変
25 -22.517 2.00 2.00069 25.46
26 -25.897 10.75
27 ∞ 4.00 1.51633 64.10
28 ∞ 0.80
像面 ∞

非球面データ
第３面
k=0.000
A4=1.97524e-05,A6=-6.94238e-08,A8=3.02280e-10
第４面
k=-0.346
A4=2.69501e-06,A6=-1.37276e-07,A8=-9.71370e-11
第１６面
k=0.000
A4=-4.23540e-06,A6=-1.84329e-09,A8=-1.18407e-10
第１７面
k=0.000
A4=1.83935e-05,A6=-6.52797e-08,A8=1.06552e-10
第２２面
k=0.000
A4=4.68770e-05,A6=1.64627e-07,A8=6.00709e-10

各種データ
ｆ 12.33
ＦＮＯ． 1.43
２ω 88.90
ＩＨ 10.82
ＦＢ(in air) 14.19
全長(in air) 100.58
無限遠 近距離
d20 6.68 5.66
d24 2.10 3.13

各群焦点距離
f1=-55.00 f2=-23.45 f3=19.93 f4=-30.64 f5=31.74
f6=-244.81

【0181】

数値実施例３
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 44.532 2.00 1.48749 70.23
2 16.489 4.00
3* 31.116 2.00 1.49700 81.61
4* 9.958 12.94
5 -17.003 1.50 1.49700 81.61
6 -76.992 4.38 1.84666 23.78
7 -39.331 3.17
8 46.215 6.20 1.72916 54.68
9 -21.146 1.50 1.69895 30.13
10 31.663 3.46 1.43875 94.93
11 1873.641 0.40
12 30.282 5.04 1.80518 25.42
13 -190.270 1.20
14(絞り) ∞ 1.20
15 40.175 4.44 1.43875 94.93
16 -51.308 0.40
17 543.044 4.77 1.43875 94.93
18 -18.150 1.50 1.64769 33.79
19 72.975 可変
20* -576.372 2.00 1.88202 37.22
21* 208.102 0.40
22 33.612 7.78 1.43875 94.93
23 -15.137 可変
24 -21.002 2.00 2.00069 25.46
25 -24.744 10.73
26 ∞ 4.00 1.51633 64.10
27 ∞ 0.80
像面 ∞

非球面データ
第３面
k=0.000
A4=3.33231e-05,A6=-1.04214e-07,A8=6.27652e-10
第４面
k=-0.241
A4=6.68858e-06,A6=-2.99234e-07,A8=3.41965e-10
第２０面
k=0.000
A4=-5.87962e-05,A6=-3.15433e-07,A8=5.54064e-10
第２１面
k=0.000
A4=4.81270e-06,A6=-1.79503e-07,A8=1.84575e-09,A10=-1.22394e-13
各種データ
ｆ 12.00
ＦＮＯ． 1.43
２ω 90.35
ＩＨ 10.82
ＦＢ(in air) 14.17
全長(in air) 93.56
無限遠 近距離
d19 5.02 3.93
d23 2.10 3.19

各群焦点距離
f1=-55.00 f2=-22.38 f3=20.18 f4=-50.99 f5=28.34
f6=-189.39

【0182】

数値実施例４
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 102.262 2.00 1.51633 64.14
2* 15.444 11.63
3 -19.694 1.50 1.71545 33.68
4 117.851 3.59 1.98617 28.60
5 -24.191 5.59
6 -19.486 3.35 1.66041 58.22
7 -13.479 1.50 1.73800 32.26
8 -5708.705 3.00 1.87667 33.26
9 -44.786 0.40
10 94.919 4.17 1.84666 23.78
11 -65.478 1.20
12(絞り) ∞ 1.20
13 39.903 4.34 1.72916 54.68
14 -132.248 0.41
15 32.534 5.92 1.72916 54.68
16 -33.075 1.50 1.84666 23.78
17 20.135 可変
18* -576.372 2.00 1.88202 37.22
19* 208.102 3.84
20 189.054 6.01 1.72916 54.68
21 -19.946 可変
22 112.017 2.00 1.85478 24.80
23 83.482 10.65
24 ∞ 4.00 1.51633 64.10
25 ∞ 0.80
像面 ∞

非球面データ
第２面
k=-0.926
A4=1.98735e-05,A6=2.12872e-08
第１８面
k=0.000
A4=-5.87962e-05,A6=-3.15433e-07,A8=5.54064e-10
第１９面
k=0.000
A4=-9.13484e-06,A6=-2.28819e-07,A8=1.25592e-09

各種データ
ｆ 16.90
ＦＮＯ． 1.43
２ω 70.00
ＩＨ 10.82
ＦＢ(in air) 14.08
全長(in air) 90.24
無限遠 近距離
d17 8.91 6.60
d21 2.10 4.41

各群焦点距離
f1=-90.77 f2=27.78 f3=-52.53 f4=27.91 f5=-396.19

【0183】

次に、各実施例における条件式（１）〜（１０）、（Ａ）〜（Ｃ）の値を掲げる。-（ハイフン）は対応値がないことを示す。
実施例１ 実施例２
(1)|0.53-θgF_3N|/(70-νd_3N） 0.001831 0.001831
(2)|θgF_3P-0.6|/(νd_3P-30) -0.00361 -0.00361
(3)(R_11F+R_11R)/(R_11F-R_11R) 2.799397 2.028966
(4)(R_3NF+R_3NR)/(R_3NF-R_3NR) 0.156708 0.103652
(5)(R_21F+R_21R)/(R_21F-R_21R) 50.35923 2.293769
(6)(R_21R+R_22F)/(R_21R-R_22F) -0.02314 -0.35809
(7)(R_22F+R_22R)/(R_22F-R_22R) -3.95261 -2.87031
(8)SF_3F-SF_3R 0.19083 -0.07446
(9)(R_41F+R_41R)/(R_41F-R_41R) -0.00915 1.418971
(10)(R_51F+R_51R)/(R_51F-R_51R) 0.337613 0.444882
(11)β_3PR 2.38805 2.3131
(12)Nd_3PR 1.43875 1.497
(13)νd_3PR 94.93 81.61
(14)β_4NF 1.98559 1.98559
(15)Nd_4NF 1.64769 1.64769
(16)νd_4NF 33.79 33.79
(A)f/e_N1F 0.248477 0.340464
(B)(f/e_AS)/Fno 0.342052 0.329924
(C)T_{air_max}/Σd 0.06699 0.141359

実施例３ 実施例４
(1)|0.53-θgF_3N|/(70-νd_3N） 0.001831 0.001598
(2)|θgF_3P-0.6|/(νd_3P-30) -0.00361 -0.00326
(3)(R_11F+R_11R)/(R_11F-R_11R) 2.176035 -
(4)(R_3NF+R_3NR)/(R_3NF-R_3NR) -0.19916 -1.00473
(5)(R_21F+R_21R)/(R_21F-R_21R) 1.941355 1.355785
(6)(R_21R+R_22F)/(R_21R-R_22F) -0.26129 -0.12094
(7)(R_22F+R_22R)/(R_22F-R_22R) -2.5231 -9.75825
(8)SF_3F-SF_3R 0.493857 6.023892
(9)(R_41F+R_41R)/(R_41F-R_41R) 1.310484 4.247826
(10)(R_51F+R_51R)/(R_51F-R_51R) 0.378966 0.809129
(11)β_3PR 2.38805 2.27596
(12)Nd_3PR 1.43875 1.72916
(13)νd_3PR 94.93 54.68
(14)β_4NF 1.98559 2.08446
(15)Nd_4NF 1.64769 1.84666
(16)νd_4NF 33.79 23.78
(A)f/e_N1F 0.34956 0.773172
(B)(f/e_AS)/Fno 0.352806 0.48503
(C)T_{air_max}/Σd 0.163005 0.152683

【0184】

本実施形態の光学装置としては、例えば、撮像装置や投影装置がある。以下、撮像装置と投影装置の具体例を説明する。

【0185】

図５は、撮像装置としての一眼ミラーレスカメラの断面図である。図５において、一眼ミラーレスカメラ１の鏡筒内には撮影光学系２が配置される。マウント部３は、撮影光学系２を一眼ミラーレスカメラ１のボディに着脱可能とする。マウント部３としては、スクリュータイプのマウントやバヨネットタイプのマウント等が用いられる。この例では、バヨネットタイプのマウントを用いている。また、一眼ミラーレスカメラ１のボディには、撮像素子面４、バックモニタ５が配置されている。なお、撮像素子としては、小型のＣＣＤ又はＣＭＯＳ等が用いられている。

【0186】

そして、一眼ミラーレスカメラ１の撮影光学系２として、例えば上記実施例１〜４に示した単焦点光学系が用いられる。

【0187】

図６、図７は、撮像装置の構成の概念図を示す。図６は撮像装置としての一眼ミラーレスカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図７は同後方斜視図である。この一眼ミラーレスカメラ４０の撮影光学系４１に、上記実施例１〜４に示した単焦点光学系が用いられている。

【0188】

この実施形態の一眼ミラーレスカメラ４０は、撮影用光路４２上に位置する撮影光学系４１、シャッターボタン４５、液晶表示モニター４７等を含み、一眼ミラーレスカメラ４０の上部に配置されたシャッターボタン４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１の単焦点光学系を通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、結像面近傍に設けられた撮像素子（光電変換面）上に形成される。この撮像素子で受光された物体像は、処理手段によって電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、撮影された電子画像は記憶手段に記録することができる。

【0189】

図８は、一眼ミラーレスカメラ４０の主要部の内部回路を示すブロック図である。なお、以下の説明では、前述した処理手段は、例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部２４、一時記憶メモリ１７、画像処理部１８等で構成され、記憶手段は、記憶媒体部１９等で構成される。

【0190】

図８に示すように、一眼ミラーレスカメラ４０は、操作部１２と、この操作部１２に接続された制御部１３と、この制御部１３の制御信号出力ポートにバス１４及び１５を介して接続された撮像駆動回路１６並びに一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１を備えている。

【0191】

上記の一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１は、バス２２を介して相互にデータの入力、出力が可能とされている。また、撮像駆動回路１６には、ＣＣＤ４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部２４が接続されている。

【0192】

操作部１２は、各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部１３に通知する。制御部１３は、例えばＣＰＵなどからなる中央演算処理装置であって、不図示のプログラムメモリを内蔵し、プログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、一眼ミラーレスカメラ４０全体を制御する。

【0193】

ＣＣＤ４９は、撮像駆動回路１６により駆動制御され、撮影光学系４１を介して形成された物体像の画素ごとの光量を電気信号に変換し、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４に出力する撮像素子である。

【0194】

ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４は、ＣＣＤ４９から入力する電気信号を増幅し、かつ、アナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時記憶メモリ１７に出力する回路である。

【0195】

一時記憶メモリ１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４から出力されるＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１８は、一時記憶メモリ１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１３にて指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。

【0196】

記憶媒体部１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、これらのフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１８で画像処理された画像データを記録して保持する。

【0197】

表示部２０は、液晶表示モニター４７などにて構成され、撮影したＲＡＷデータ、画像データや操作メニューなどを表示する。設定情報記憶メモリ部２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、操作部１２の入力操作によってＲＯＭ部から読み出された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。

【0198】

このように構成された一眼ミラーレスカメラ４０では、撮影光学系４１として本発明の単焦点光学系を採用することで、広い撮影範囲を、低ノイズ、高解像度で撮像することができる。なお、本発明の単焦点光学系は、クイックリターンミラーを持つタイプの撮像装置にも用いることができる。

【0199】

図９は、投影装置としてのプロジェクタの断面図である。図９に示すように、プロジェクタ１００は、光源部１１０と、照明部１２０と、画像形成部１３０と、投射部１４０と、を有する。

【0200】

光源部１１０は、光源１１１と反射部材１１２とを有する。光源１１１からは照明光が出射する。照明光は白色光である。照明光は反射部材１１２で反射され、照明部１２０に入射する。

【0201】

照明部１２０は、第１のダイクロイックミラー１２１と、第２のダイクロイックミラー１２２と、第３のダイクロイックミラー１２３と、第１の反射部材１２４と、第２の反射部材１２５と、を有する。

【0202】

第１のダイクロイックミラー１２１では、赤色の波長域の光（以下、「赤色光」という）が透過され、それ以外の波長域の光は反射される。第２のダイクロイックミラー１２２では、緑色の波長域の光（以下、「緑色光」という）が反射され、それ以外の波長域の光は透過される。第３のダイクロイックミラー１２３では、青色の波長域の光（以下、「青色光」という）が反射され、それ以外の波長域の光は透過される。赤色光、緑色光および青色光は、画像形成部１３０に入射する。なお、第３のダイクロイックミラー１２３の代わりに、通常の平面反射鏡を用いても良い。

【0203】

画像形成部１３０は、第１の表示素子１３１と、第２の表示素子１３２と、第３の表示素子１３３と、を有する。

【0204】

第１の表示素子１３１には、第１の反射部材１２４を介して赤色光が照射される。第２の表示素子１３２には緑色光が照射される。第３の表示素子１３３には、第２の反射部材１２５を介して青色光が照射される。

【0205】

ここで、第１の表示素子１３１、第２の表示素子１３２及び第３の表示素子１３３には、同じ画像が表示されている。よって、第１の表示素子１３１では赤色の画像が表示され、第２の表示素子１３２では緑色の画像が表示され、第３の表示素子１３３では青色の画像が表示される。

【0206】

第１の表示素子１３１、第２の表示素子１３２及び第３の表示素子１３３から出射した光は、投射部１４０に入射する。

【0207】

投射部１４０は、ダイクロイックプリズム１４１と、投影光学系１４２と、を有する。

【0208】

第１の表示素子１３１、第２の表示素子１３２及び第３の表示素子１３３から出射した光は、ダイクロイックプリズム１４１で合成される。上述のように、画像形成部１３０では、赤色の画像、緑色の画像及び青色の画像が表示されている。ダイクロイックプリズム１４１によって、３つの画像が合成される。

【0209】

投影光学系１４２は、合成された３つの画像を所定の位置に投影する。この投影光学系１４２に、例えば上記実施例１〜４に示した単焦点光学系が用いられている。

【0210】

なお、画像形成部１３０は、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）等のライトバルブとしても良い。この場合、光源部１１０からの光をライトバルブで反射させ、ライトバルブからの画像を、投射部１４０にて拡大投影するように構成すれば良い。

【0211】

このように構成されたプロジェクタ１００では、投影光学系１４２として本発明の単焦点光学系を採用することで、広い投影範囲に、低ノイズ、高解像度で像を投影することができる。

【産業上の利用可能性】

【0212】

以上のように、本発明に係る単焦点光学系は、広い画角と小さいＦナンバーを有しながらも、諸収差が良好に補正された単焦点光学系に適している。また、本発明に係る光学装置は、広い撮影範囲を、低ノイズ、高解像度で撮像する撮像装置や、広い投影範囲に、低ノイズ、高解像度で像を投影する投影装置に適している。

【符号の説明】

【0213】

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
Ｇ６ 第６レンズ群
Ｃ カバーガラス
Ｓ 明るさ（開口）絞り
Ｉ 像面
１ 一眼ミラーレスカメラ
２ 撮影光学系
３ 鏡筒のマウント部
４ 撮像素子面
５ バックモニタ
１２ 操作部
１３ 制御部
１４、１５ バス
１６ 撮像駆動回路
１７ 一時記憶メモリ
１８ 画像処理部
１９ 記憶媒体部
２０ 表示部
２１ 設定情報記憶メモリ部
２２ バス
２４ ＣＤＳ／ＡＤＣ部
４０ 一眼ミラーレスカメラ
４１ 撮影光学系
４２ 撮影用光路
４５ シャッターボタン
４７ 液晶表示モニター
４９ ＣＣＤ
１００ プロジェクタ
１１０ 光源部
１１１ 光源
１１２ 反射部材
１２０ 照明部
１２１ 第１のダイクロイックミラー
１２２ 第２のダイクロイックミラー
１２３ 第３のダイクロイックミラー
１２４ 第１の反射部材
１２５ 第２の反射部材
１３０ 画像形成部
１３１ 第１の表示素子
１３２ 第２の表示素子
１３３ 第３の表示素子
１４０ 投射部
１４１ ダイクロイックプリズム
１４２ 投影光学系

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】