特開 2022-176367 光学系及び光学機器

(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】P2022176367

(43)【公開日】2022-11-25

(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 20060101AFI20221117BHJP

   G02B 13/00 20060101ALI20221117BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20221117BHJP

【ＦＩ】

G02B13/04

G02B13/00

G02B13/18

【審査請求】有

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022162074

(22)【出願日】2022-10-07

(62)【分割の表示】P 2018047889の分割

【原出願日】2018-03-15

(71)【出願人】

【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】100140800

【弁理士】

【氏名又は名称】保坂 丈世

(74)【代理人】

【識別番号】100156281

【弁理士】

【氏名又は名称】岩崎 敬

(72)【発明者】

【氏名】籔本 洋

(57)【要約】

【課題】良好な光学性能を備えた光学系及びこの光学系を備える光学機器を提供する。
【解決手段】光学系ＯＬは、最も物体側から順に、第１負メニスカスレンズＬ１１と、第２負メニスカスレンズＬ１２と、第３負メニスカスレンズＬ１３と、を有する負の屈折力を有する前群ＧＦと、前群ＧＦより像面側に配置された正の屈折力を有する後群ＧＲとの実質的に２個のレンズ群からなり、前群ＧＦは、最も像面側に、合焦に際し光軸方向に移動する合焦レンズ群Ｇｆｏを有し、第１負メニスカスレンズＬ１１と第２負メニスカスレンズＬ１２と第３負メニスカスレンズＬ１３とは合焦の際に像面に対して固定され、後群ＧＲは、合焦の際に像面に対して固定され、所定の条件式による条件を満足するように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

最も物体側から順に、
第１負メニスカスレンズと、
第２負メニスカスレンズと、
第３負メニスカスレンズと、を有する負の屈折力を有する前群と、
前記前群より像面側に配置された正の屈折力を有する後群との実質的に２個のレンズ群からなり、
前記前群は、最も像面側に、合焦に際し光軸方向に移動する合焦レンズ群を有し、
前記第１負メニスカスレンズと前記第２負メニスカスレンズと前記第３負メニスカスレンズとは合焦の際に像面に対して固定され、
前記後群は、合焦の際に像面に対して固定され、
次式の条件を満足する光学系。
８０° ＜ ２ω ＜ １８０°
１．２０ ＜ （－ｆＦ）／ｆ ＜ ２．５０
０．６５ ＜ （－ｆＦ）／ｆＲ ＜ ０．８５
０．８５ ＜ （－ｆｎ１２３）／ｆ ＜ １．５０
但し、
２ω：前記光学系の全画角
ｆ：無限遠合焦状態における前記光学系の全系の焦点距離
ｆＦ：無限遠合焦状態における前記前群の焦点距離
ｆＲ：前記後群の焦点距離
ｆｎ１２３：前記第１負メニスカスレンズ、前記第２負メニスカスレンズ及び前記第３負メニスカスレンズの合成焦点距離

【請求項2】

最も物体側から順に、
第１負メニスカスレンズと、
第２負メニスカスレンズと、
第３負メニスカスレンズと、を有する負の屈折力を有する前群と、
前記前群より像面側に配置された正の屈折力を有する後群との実質的に２個のレンズ群からなり、
前記前群は、最も像面側に、合焦に際し光軸方向に移動する合焦レンズ群を有し、
前記第１負メニスカスレンズと前記第２負メニスカスレンズと前記第３負メニスカスレンズとは合焦の際に像面に対して固定され、
前記後群は、合焦の際に像面に対して固定され、
次式の条件を満足する光学系。
８０° ＜ ２ω ＜ １８０°
０．６５ ＜ （－ｆＦ）／ｆＲ ＜ ０．８５
２．８０ ＜ （－ｆｎ）／ｆ ＜ １０．５０
０．８５ ＜ （－ｆｎ１２３）／ｆ ＜ １．５０
但し、
２ω：前記光学系の全画角
ｆＦ：無限遠合焦状態における前記前群の焦点距離
ｆＲ：前記後群の焦点距離
ｆ：無限遠合焦状態における前記光学系の全系の焦点距離
ｆｎ：前記第１負メニスカスレンズの焦点距離
ｆｎ１２３：前記第１負メニスカスレンズ、前記第２負メニスカスレンズ及び前記第３負メニスカスレンズの合成焦点距離

【請求項3】

最も物体側から順に、
第１負メニスカスレンズと、
第２負メニスカスレンズと、
第３負メニスカスレンズと、を有する負の屈折力を有する前群と、
前記前群より像面側に配置された正の屈折力を有する後群との実質的に２個のレンズ群からなり、
前記前群は、最も像面側に、合焦に際し光軸方向に移動する合焦レンズ群を有し、
前記第１負メニスカスレンズと前記第２負メニスカスレンズと前記第３負メニスカスレンズとは合焦の際に像面に対して固定され、
前記後群は、合焦の際に像面に対して固定され、
次式の条件を満足する光学系。
８０° ＜ ２ω ＜ １８０°
２．８０ ＜ （－ｆｎ）／ｆ ＜ １０．５０
１．００ ＜ ｆｎ／ｆＦ ＜ １０．００
０．６５ ＜ （－ｆＦ）／ｆＲ ＜ ０．８５
０．８５ ＜ （－ｆｎ１２３）／ｆ ＜ １．５０
但し、
２ω：前記光学系の全画角
ｆ：無限遠合焦状態における前記光学系の全系の焦点距離
ｆｎ：前記第１負メニスカスレンズの焦点距離
ｆＦ：無限遠合焦状態における前記前群の焦点距離
ｆＲ：前記後群の焦点距離
ｆｎ１２３：前記第１負メニスカスレンズ、前記第２負メニスカスレンズ及び前記第３負メニスカスレンズの合成焦点距離

【請求項4】

物体側から順に、
負の屈折力を有する前群と、
開口絞りと、
正の屈折力を有する後群との実質的に２個のレンズ群からなり、
前記前群は、合焦に際し光軸方向に移動する合焦レンズ群を有し、
前記前群は、前記合焦レンズ群の物体側に隣接して配置された正レンズ成分を有し、
前記前群は、最も物体側に第１負メニスカスレンズを有し、
次式の条件を満足する光学系。
８０° ＜ ２ω ＜ １８０°
０．７５ ＜ （－ｆＦ）／ｆＲ ＜ ０．９５
１．２０ ＜ （－ｆＦ）／ｆ ≦ ２．１７２
３．２０ ＜ （－ｆｎ）／ｆ ＜ １２．００
但し、
２ω：前記光学系の全画角
ｆＦ：無限遠合焦状態における前記前群の焦点距離
ｆＲ：前記後群の焦点距離
ｆ：無限遠合焦状態における前記光学系の全系の焦点距離
ｆｎ：前記第１負メニスカスレンズの焦点距離

【請求項5】

次式の条件を満足する請求項２または３に記載の光学系。
１．００ ＜ （－ｆＦ）／ｆ ＜ ５．００
但し、
ｆ：無限遠合焦状態における前記光学系の全系の焦点距離
ｆＦ：無限遠合焦状態における前記前群の焦点距離

【請求項6】

前記前群は、前記合焦レンズ群の物体側に隣接して配置された正レンズ成分を有し、
次式の条件を満足する請求項１～３、５のいずれか一項に記載に光学系。
０．０５ ＜ （－ｆｎ１２３）／ｆｐ ＜ １．００
但し、
ｆｎ１２３：前記第１負メニスカスレンズ、前記第２負メニスカスレンズ及び前記第３負メニスカスレンズの合成焦点距離
ｆｐ：前記正レンズ成分の焦点距離

【請求項7】

次式の条件を満足する請求項１に記載の光学系。
２．００ ＜ （－ｆｎ）／ｆ ＜ １２．００
但し、
ｆ：無限遠合焦状態における前記光学系の全系の焦点距離
ｆｎ：前記第１負メニスカスレンズの焦点距離

【請求項8】

前記前群は、
最も物体側から順に、
第１負レンズと、
第２負レンズと、
第３負レンズと、を有する請求項４に記載の光学系。

【請求項9】

次式の条件を満足する請求項１、２、４のいずれか一項に記載の光学系。
１．００ ＜ ｆｎ／ｆＦ ＜ １０．００
但し、
ｆＦ：無限遠合焦状態における前記前群の焦点距離
ｆｎ：前記第１負メニスカスレンズの焦点距離

【請求項10】

無限遠から近距離物体への合焦に際し、前記合焦レンズ群は光軸に沿って物体側に移動する請求項１～９のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項11】

次式の条件を満足する請求項１～１０のいずれか一項に記載の光学系。
１．００ ＜ ｂｆａ／ｆ
但し、
ｆ：無限遠合焦状態における前記光学系の全系の焦点距離
ｂｆａ：前記光学系の空気換算したバックフォーカス

【請求項12】

前記前群は、前記合焦レンズ群の物体側に隣接して配置された正レンズ成分を有し、
次式の条件を満足する請求項１～１１のいずれか一項に記載の光学系。
１．００ ＜ ｆｐ／ｆ ＜ ５．００
但し、
ｆ：無限遠合焦状態における前記光学系の全系の焦点距離
ｆｐ：前記正レンズ成分の焦点距離

【請求項13】

請求項１～１２のいずれか一項に記載の光学系を備える光学機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学系及び光学機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、非球面レンズを用いて小型で広い画角を実現した光学系が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１は、さらなる光学性能の向上が要望されているという課題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１６／０５６３１０号公報

【発明の概要】

【0004】

本発明の第一の態様に係る光学系は、最も物体側から順に、第１負メニスカスレンズと、第２負メニスカスレンズと、第３負メニスカスレンズと、を有する負の屈折力を有する前群と、前記前群より像面側に配置された正の屈折力を有する後群との実質的に２個のレンズ群からなり、前記前群は、最も像面側に、合焦に際し光軸方向に移動する合焦レンズ群を有し、前記第１負メニスカスレンズと前記第２負メニスカスレンズと前記第３負メニスカスレンズとは合焦の際に像面に対して固定され、前記後群は、合焦の際に像面に対して固定され、次式の条件を満足する。
８０° ＜ ２ω ＜ １８０°
１．２０ ＜ （－ｆＦ）／ｆ ＜ ２．５０
０．６５ ＜ （－ｆＦ）／ｆＲ ＜ ０．８５
０．８５ ＜ （－ｆｎ１２３）／ｆ ＜ １．５０
但し、
２ω：前記光学系の全画角
ｆ：無限遠合焦状態における前記光学系の全系の焦点距離
ｆＦ：無限遠合焦状態における前記前群の焦点距離
ｆＲ：前記後群の焦点距離
ｆｎ１２３：前記第１負メニスカスレンズ、前記第２負メニスカスレンズ及び前記第３負メニスカスレンズの合成焦点距離

【0005】

また、本発明の第二の態様に係る光学系は、最も物体側から順に、第１負メニスカスレンズと、第２負メニスカスレンズと、第３負メニスカスレンズと、を有する負の屈折力を有する前群と、前記前群より像面側に配置された正の屈折力を有する後群との実質的に２個のレンズ群からなり、前記前群は、最も像面側に、合焦に際し光軸方向に移動する合焦レンズ群を有し、前記第１負メニスカスレンズと前記第２負メニスカスレンズと前記第３負メニスカスレンズとは合焦の際に像面に対して固定され、前記後群は、合焦の際に像面に対して固定され、次式の条件を満足する。
８０° ＜ ２ω ＜ １８０°
０．６５ ＜ （－ｆＦ）／ｆＲ ＜ ０．８５
２．８０ ＜ （－ｆｎ）／ｆ ＜ １０．５０
０．８５ ＜ （－ｆｎ１２３）／ｆ ＜ １．５０
但し、
２ω：前記光学系の全画角
ｆＦ：無限遠合焦状態における前記前群の焦点距離
ｆＲ：前記後群の焦点距離
ｆ：無限遠合焦状態における前記光学系の全系の焦点距離
ｆｎ：前記第１負メニスカスレンズの焦点距離
ｆｎ１２３：前記第１負メニスカスレンズ、前記第２負メニスカスレンズ及び前記第３負メニスカスレンズの合成焦点距離

【0006】

また、本発明の第三の態様に係る光学系は、最も物体側から順に、第１負メニスカスレンズと、第２負メニスカスレンズと、第３負メニスカスレンズと、を有する負の屈折力を有する前群と、前記前群より像面側に配置された正の屈折力を有する後群との実質的に２個のレンズ群からなり、前記前群は、最も像面側に、合焦に際し光軸方向に移動する合焦レンズ群を有し、前記第１負メニスカスレンズと前記第２負メニスカスレンズと前記第３負メニスカスレンズとは合焦の際に像面に対して固定され、前記後群は、合焦の際に像面に対して固定され、次式の条件を満足する。
８０° ＜ ２ω ＜ １８０°
２．８０ ＜ （－ｆｎ）／ｆ ＜ １０．５０
１．００ ＜ ｆｎ／ｆＦ ＜ １０．００
０．６５ ＜ （－ｆＦ）／ｆＲ ＜ ０．８５
０．８５ ＜ （－ｆｎ１２３）／ｆ ＜ １．５０
但し、
２ω：前記光学系の全画角
ｆ：無限遠合焦状態における前記光学系の全系の焦点距離
ｆｎ：前記第１負メニスカスレンズの焦点距離
ｆＦ：無限遠合焦状態における前記前群の焦点距離
ｆＲ：前記後群の焦点距離
ｆｎ１２３：前記第１負メニスカスレンズ、前記第２負メニスカスレンズ及び前記第３負メニスカスレンズの合成焦点距離

【0007】

また、本発明の第四の態様に係る光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する前群と、開口絞りと、正の屈折力を有する後群との実質的に２個のレンズ群からなり、前記前群は、合焦に際し光軸方向に移動する合焦レンズ群を有し、前記前群は、前記合焦レンズ群の物体側に隣接して配置された正レンズ成分を有し、前記前群は、最も物体側に第１負メニスカスレンズを有し、次式の条件を満足する。
８０° ＜ ２ω ＜ １８０°
０．７５ ＜ （－ｆＦ）／ｆＲ ＜ ０．９５
１．２０ ＜ （－ｆＦ）／ｆ ≦ ２．１７２
３．２０ ＜ （－ｆｎ）／ｆ ＜ １２．００
但し、
２ω：前記光学系の全画角
ｆＦ：無限遠合焦状態における前記前群の焦点距離
ｆＲ：前記後群の焦点距離
ｆ：無限遠合焦状態における前記光学系の全系の焦点距離
ｆｎ：前記第１負メニスカスレンズの焦点距離

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。

【図2】第１実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。

【図3】第２実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。

【図4】第２実施例に係る光学系の無限遠合焦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無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。

【図6】第３実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。

【図7】上記光学系を搭載するカメラの断面図である。

【図8】上記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】

【0009】

以下、好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、第１の本実施形態に係る光学系ＯＬは、最も物体側から順に、第１負メニスカスレンズＬ１１と、第２負メニスカスレンズＬ１２と、第３負メニスカスレンズＬ１３と、を有する前群ＧＦと、この前群ＧＦより像面側に配置された後群ＧＲと、を有している。このように構成すると、像面湾曲、歪曲収差の発生を抑えつつ、合焦に伴う収差の変動が小さく、焦点距離に対して長大なバックフォーカスを備えた光学系を実現することができる。

【0010】

第１の本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（１）を満足することが望ましい。

【0011】

８０° ＜ ２ω ＜ １８０° （１）
但し、
２ω：光学系ＯＬの全画角

【0012】

条件式（１）は、光学系ＯＬの全画角を規定したものである。この条件式（１）を満足することにより、小型軽量でありながら、イメージサークルの全域にわたって良好な光学性能を得ることができる。条件式（１）の下限値を下回ると、球面収差及び軸上色収差の補正が難しくなるため好ましくない。なお、条件式（１）の効果を確実なものとするために、条件式（１）の下限値を８５°、更に９０°、９５°、１００°とすることがより望ましい。また、条件式（１）の効果を確実なものとするために、条件式（１）の上限値を１７５°、更に１７０°、１６５°、１６０°、１５０°とすることがより望ましい。

【0013】

また、第１の本実施形態に係る光学系ＯＬにおいて、前群ＧＦは、最も像面側に、合焦に際し光軸方向に移動する合焦レンズ群Ｇｆｏを有することが望ましい。このように構成すると、合焦に伴う収差変動を抑えることができる。

【0014】

また、第１の本実施形態に係る光学系ＯＬは、無限遠から近距離物体への合焦に際し、合焦レンズ群Ｇｆｏが光軸に沿って物体側に移動することが望ましい。このように構成すると、合焦に伴う像面湾曲や歪曲収差の変動を抑えることができる。

【0015】

また、第１の本実施形態に係る光学系ＯＬにおいて、前群ＧＦは、合焦レンズ群Ｇｆｏの物体側に隣接して配置された正レンズ成分（例えば、図１における両凸正レンズＬ１６）を有することが望ましい。

【0016】

また、第１の本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（２）を満足することが望ましい。

【0017】

０．０５ ＜ （－ｆｎ１２３）／ｆｐ ＜ １．００ （２）
但し、
ｆｎ１２３：第１負メニスカスレンズＬ１１、第２負メニスカスレンズＬ１２及び第３負メニスカスレンズＬ１３の合成焦点距離
ｆｐ：前群ＧＦの合焦レンズ群Ｇｆｏの物体側に隣接して配置された正レンズ成分の焦点距離

【0018】

条件式（２）は、前群ＧＦの合焦レンズ群Ｇｆｏの物体側に隣接して配置された正レンズ成分の焦点距離に対して、前群ＧＦの最も物体側に配置された３枚の負メニスカスレンズの合成焦点距離を規定したものである。この条件式（２）を満足することにより、小型化を満足し、球面収差、軸上色収差、倍率色収差などを良好に補正しつつ、合焦に伴う収差変動を抑えることができる。条件式（２）の下限値を下回ると、倍率色収差や像面湾曲、歪曲収差の補正が困難なため好ましくない。なお、条件式（２）の効果を確実なものとするために、条件式（２）の下限値を０．１０、更に０．１５、０．２０、０．２５、０．２８とすることがより望ましい。また、条件式（２）上限値を上回ると、合焦による収差変動を抑えることが困難なため好ましくない。なお、条件式（２）の効果を確実なものとするために、条件式（２）の上限値を０．９０、更に０．８５、０．８０、０．７５、０．７０、０．６５、０．６０、０．５５、０．５０、０．４５、０．４２とすることがより望ましい。

【0019】

また、第１の本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（３）を満足することが望ましい。

【0020】

０．５０ ＜ （－ｆｎ１２３）／ｆ ＜ １．５０ （３）
但し、
ｆ：無限遠合焦状態における光学系ＯＬの全系の焦点距離
ｆｎ１２３：第１負メニスカスレンズＬ１１、第２負メニスカスレンズＬ１２及び第３負メニスカスレンズＬ１３の合成焦点距離

【0021】

条件式（３）は、無限遠合焦状態における光学系ＯＬの全系の焦点距離に対して、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に配置された３枚の負メニスカスレンズの合成焦点距離を規定したものである。この条件式（３）を満足することにより、焦点距離に対して長大なバックフォーカスを確保しつつ、小型で、諸収差が良好に補正された光学系を得ることができる。条件式（３）の下限値を下回ると、倍率色収差の補正が難しくなるため好ましくない。なお、条件式（３）の効果を確実なものとするために、条件式（３）の下限値を０．５５、更に０．６０、０．６５、０．７０、０．７５、０．８０、０．８５、０．９０、０．９５、１．００とすることがより望ましい。また、条件式（３）上限値を上回ると、光学系が大型化し、無理に小型化すると像面湾曲や歪曲収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式（３）の効果を確実なものとするために、条件式（３）の上限値を１．４５、更に１．４０、１．３５、１．３０、１．２５、１．２０、１．１５とすることがより望ましい。

【0022】

また、第１の本実施形態に係る光学系ＯＬにおいて、前群ＧＦは、負の屈折力を有し、後群ＧＲは、正の屈折力を有することが望ましい。このように構成すると、収差が良好に補正でき、好ましい光学性能を確保できる。

【0023】

また、第１の本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（４）を満足することが望ましい。

【0024】

０．２０ ＜ （－ｆＦ）／ｆＲ ＜ ２．００ （４）
但し、
ｆＦ ：無限遠合焦状態における前群ＧＦの焦点距離
ｆＲ ：後群ＧＲの焦点距離

【0025】

条件式（４）は、後群ＧＲの焦点距離に対して、無限遠合焦状態における前群ＧＦの焦点距離を規定したものである。この条件式（４）を満足することにより、焦点距離に対して十分なバックフォーカスを確保しつつ、小型で、諸収差が良好に補正された光学系を得ることができる。条件式（４）の下限値を下回ると、後群ＧＲが大型化し、無理に小型化しようとすると球面収差やコマ収差、倍率色収差の補正が難しくなるため好ましくない。なお、条件式（４）の効果を確実なものとするために、条件式（４）の下限値を０．２５、更に０．３０、０．３５、０．４０、０．４５、０．５０、０．５５、０．６０、０．６５、０．７０、０．７５とすることがより望ましい。また、条件式（４）上限値を上回ると、十分なバックフォーカスを確保するために前群ＧＦが大型化し、無理に小型化しようとすると像面湾曲や歪曲収差の補正が難しくなるため好ましくない。なお、条件式（４）の効果を確実なものとするために、条件式（３）の上限値を１．９０、更に１．８０、１．７０、１．６０、１．５０、１．４０、１．３０、１．２０、１．１０、１．００、０．９５、０．９０、０．８５とすることがより望ましい。

【0026】

また、第２の本実施形態に係る光学系ＯＬは、物体側から順に、負の屈折力を有する前群ＧＦと、開口絞りＳと、正の屈折力を有する後群ＧＲと、を有し、前群ＧＦは、合焦に際し光軸方向に移動する合焦レンズ群Ｇｆｏを有している。このように構成すると、像面湾曲、歪曲収差の発生を抑えつつ、合焦に伴う収差の変動が小さく、焦点距離に対して長大なバックフォーカスを備えた光学系を実現することができる。

【0027】

また、第２の本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（１）を満足することが望ましい。

【0028】

条件式（１）は、光学系ＯＬの全画角を規定したものである。この条件式（１）を満足することにより、小型軽量でありながら、イメージサークルの全域にわたって良好な光学性能を得ることができる。条件式（１）の下限値を下回ると、球面収差及び軸上色収差の補正が難しくなるため好ましくない。なお、条件式（１）の効果を確実なものとするために、条件式（１）の下限値を８５°、更に９０°、９５°、１００°とすることがより望ましい。また、条件式（１）の効果を確実なものとするために、条件式（１）の上限値を１７５°、更に１７０°、１６５°、１６０°、１５０°とすることがより望ましい。

【0029】

また、第２の本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（４）を満足することが望ましい。

【0030】

０．２０ ＜ （－ｆＦ）／ｆＲ ＜ ２．００ （４）
但し、
ｆＦ ：無限遠合焦状態における前群ＧＦの焦点距離
ｆＲ ：後群ＧＲの焦点距離

【0031】

条件式（４）は、後群ＧＲの焦点距離に対して、無限遠合焦状態における前群ＧＦの焦点距離を規定したものである。この条件式（４）を満足することにより、焦点距離に対して十分なバックフォーカスを確保しつつ、小型で、諸収差が良好に補正された光学系を得ることができる。条件式（４）の下限値を下回ると、後群ＧＲが大型化し、無理に小型化しようとすると球面収差やコマ収差、倍率色収差の補正が難しくなるため好ましくない。なお、条件式（４）の効果を確実なものとするために、条件式（４）の下限値を０．２５、更に０．３０、０．３５、０．４０、０．４５、０．５０、０．５５、０．６０、０．６５、０．７０、０．７５とすることがより望ましい。また、条件式（４）上限値を上回ると、十分なバックフォーカスを確保するために前群ＧＦが大型化し、無理に小型化しようとすると像面湾曲や歪曲収差の補正が難しくなるため好ましくない。なお、条件式（４）の効果を確実なものとするために、条件式（３）の上限値を１．９０、更に１．８０、１．７０、１．６０、１．５０、１．４０、１．３０、１．２０、１．１０、１．００、０．９５、０．９０、０．８５とすることがより望ましい。

【0032】

また、第２の本実施形態に係る光学系ＯＬは、無限遠から近距離物体への合焦に際し、合焦レンズ群Ｇｆｏが光軸に沿って物体側に移動することが望ましい。このように構成すると、合焦に伴う球面収差や軸上色収差の変動を抑えることができる。

【0033】

また、第２の本実施形態に係る光学系ＯＬにおいて、前群ＧＦは、最も物体側から順に、第１負レンズＬ１１と、第２負レンズＬ１２と、第３負レンズＬ１３と、を有することが望ましい。このように構成すると、像面湾曲と歪曲収差を良好に補正することができる。

【0034】

また、第２の本実施形態に係る光学系ＯＬにおいて、前群ＧＦは、合焦レンズ群Ｇｆｏの物体側に少なくとも１枚の正レンズ成分（例えば、図１における両凸正レンズＬ１６）を有することが望ましい。このように構成すると、球面収差、軸上色収差、倍率色収差を良好に補正することができる。

【0035】

また、第１及び第２の本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（５）を満足することが望ましい。

【0036】

１．００ ＜ ｂｆａ／ｆ （５）
但し、
ｆ：無限遠合焦状態における光学系ＯＬの全系の焦点距離
ｂｆａ：光学系ＯＬの空気換算したバックフォーカス

【0037】

条件式（５）は、無限遠合焦状態における光学系ＯＬの全系の焦点距離に対して、光学系ＯＬの空気換算したバックフォーカスを規定したものである。なお、バックフォーカスｂｆａは、無限遠合焦時の光学系ＯＬの最も像面側のレンズ面から像面Ｉまでの光軸上の距離（空気換算長）を示している。この条件式（５）を満足することにより、広い画角を確保しつつ、ミラーボックスを備える一眼レフカメラに適した長いバックフォーカスを得ることができる。条件式（５）の下限値を下回ると、バックフォーカスの確保のために焦点距離を長くせざるを得ず、広い画角が確保できないため好ましくない。なお、条件式（５）の効果を確実なものとするために、条件式（５）の下限値を１，３０、更に１．５０、１．８０、２．００、２．１０、２．２０、２．３０とすることがより望ましい。

【0038】

また、第１及び第２の本実施形態に係る光学系ＯＬにおいて、前群ＧＦは、最も物体側に負メニスカスレンズ（例えば、図１における負メニスカスレンズＬ１１）を有することが望ましい。このように構成すると、諸収差、特に像面湾曲と歪曲収差とを良好に補正することができる。

【0039】

また、第１及び第２の本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（６）を満足することが望ましい。

【0040】

２．００ ＜ （－ｆｎ）／ｆ ＜ １２．００ （６）
但し、
ｆ：無限遠合焦状態における光学系ＯＬの全系の焦点距離
ｆｎ：前群ＧＦの最も物体側の負メニスカスレンズの焦点距離

【0041】

条件式（６）は、無限遠合焦状態における光学系ＯＬの全系の焦点距離に対して、前群ＧＦの最も物体側の負メニスカスレンズの焦点距離を規定したものである。この条件式（６）を満足することにより、小型でありながら十分な周辺光量があり、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正した光学系を得ることができる。条件式（６）の下限値を下回ると、歪曲収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式（６）の効果を確実なものとするために、条件式（６）の下限値を２．３０、更に２．５０、２．８０、３．００、３．１０、３．２０、３．３０とすることがより望ましい。また、条件式（６）上限値を上回ると、像面湾曲の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式（６）の効果を確実なものとするために、条件式（６）の上限値を１１．００、更に１０．５０、１０．００、９．５０、９．００、８．９０、８．８０、８．７０とすることがより望ましい。

【0042】

また、第１及び第２の本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（７）を満足することが望ましい。

【0043】

１．００ ＜ ｆｎ／ｆＦ ＜ １０．００ （７）
但し、
ｆＦ ：無限遠合焦状態における前群ＧＦの焦点距離
ｆｎ：前群ＧＦの最も物体側の負メニスカスレンズの焦点距離

【0044】

条件式（７）は、無限遠合焦状態における前群ＧＦの焦点距離に対して、前群ＧＦの最も物体側の負メニスカスレンズの焦点距離を規定したものである。この条件式（７）を満足することにより、小型でありながら十分な周辺光量があり、像面湾曲、歪曲収差を良好に補正した光学系を得ることができる。条件式（７）の下限値を下回ると、歪曲収差の補正が困難になる。また、倍率色収差の補正も困難になる。なお、条件式（７）の効果を確実なものとするために、条件式（７）の下限値を１．１０、更に１．２０、１．３０、１．４０、１．４５、１．５０、１．５５とすることがより望ましい。また、条件式（７）上限値を上回ると、像面湾曲の補正、周辺光量の確保が困難になる。なお、条件式（７）の効果を確実なものとするために、条件式（７）の上限値を９．００、更に８．００、７．５０、７．００、６．５０、６．００、５．５０とすることがより望ましい。

【0045】

また、第１及び第２の本実施形態に係る光学系ＯＬは、以下に示す条件式（８）を満足することが望ましい。

【0046】

１．００ ＜ （－ｆＦ）／ｆ ＜ ５．００ （８）
但し、
ｆ：無限遠合焦状態における光学系ＯＬの全系の焦点距離
ｆＦ ：無限遠合焦状態における前群ＧＦの焦点距離

【0047】

条件式（８）は、無限遠合焦状態における光学系ＯＬの全系の焦点距離に対して、無限遠合焦状態における前群ＧＦの焦点距離を規定したものである。この条件式（８）を満足することにより、小型軽量でありながら、ミラーボックスを備えた一眼レフカメラに対して十分なバックフォーカスを確保し、諸収差が良好に補正された光学系を得ることができる。条件式（８）の下限値を下回ると、後群ＧＲが大型化し、無理に小型化しようとすると球面収差やコマ収差、倍率色収差の補正が難しくなるため好ましくない。なお、条件式（８）の効果を確実なものとするために、条件式（８）の下限値を１．１０、更に１．２０、１．３０、１．３５、１．４０、１．４５、１．５０、１．５５とすることがより望ましい。また、条件式（８）上限値を上回ると、十分なバックフォーカスを確保するために前群ＧＦが大型化し、無理に小型化しようとすると像面湾曲や歪曲収差の補正が難しくなるため好ましくない。なお、条件式（８）の効果を確実なものとするために、条件式（８）の上限値を４．５０、更に４．００、３．５０、３．００、２．８０、２．５０、２．４０、２．３０、２．２０とすることがより望ましい。

【0048】

また、第１及び第２の本実施形態に係る光学系ＯＬおいて、前群ＧＦは、合焦レンズ群Ｇｆｏの物体側に隣接して配置された正レンズ成分を有し、以下に示す条件式（９）を満足することが望ましい。

【0049】

１．００ ＜ ｆｐ／ｆ ＜ ５．００ （９）
但し、
ｆ：無限遠合焦状態における光学系ＯＬの全系の焦点距離
ｆｐ：前群ＧＦの合焦レンズ群Ｇｆｏの物体側に隣接して配置された正レンズ成分の焦点距離

【0050】

条件式（９）は、無限遠合焦状態における光学系ＯＬの全系の焦点距離に対して、前群ＧＦの合焦レンズ群Ｇｆｏの物体側に隣接して配置された正レンズ成分の焦点距離を規定したものである。この条件式（９）を満足することにより、諸収差、特に像面湾曲と球面収差とを良好に補正することができる。条件式（９）の下限値を下回ると、球面収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、条件式（９）の効果を確実なものとするために、条件式（９）の下限値を１．３０、更に１．５０、１．８０、２．００、２．３０、２．４０、２．５０、２．６０、２．７０とすることがより望ましい。また、条件式（９）上限値を上回ると、合焦に伴う収差変動が大きくなるため好ましくない。なお、条件式（９）の効果を確実なものとするために、条件式（９）の上限値を４．８０、更に４．５０、４．３０、４．００、３．９０、３．８０、３．７０、３．６０とすることがより望ましい。

【0051】

また、第１及び第２の本実施形態に係る光学系ＯＬにおいて、合焦レンズ群Ｇｆｏは、負レンズと正レンズとが接合された接合レンズであることが望ましい。合焦レンズ群Ｇｆｏを正レンズと負レンズを接合した接合レンズとすることにより、合焦に伴う収差変動、特に軸上の変動を抑えることができる。

【0052】

また、第１及び第２の本実施形態に係る光学系ＯＬにおいて、前群ＧＦは、正レンズと負レンズとが接合された接合レンズ（例えば、図１における両凸正レンズＬ１４と両凹負レンズＬ１５とを接合した接合レンズＣＬ１）を有することが望ましい。このように構成すると、諸収差、特に倍率色収差を抑えることができる。

【0053】

また、第１及び第２の本実施形態に係る光学系ＯＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、最も物体側より、第１負レンズＬ１１、第２負レンズＬ１２、第３負レンズＬ１３、正レンズＬ１４及び第４負レンズＬ１５を有することにより、像面湾曲と歪曲収差と倍率色収差とを良好に補正することができる。

【0054】

ここで、正レンズＬ１４及び第４負レンズＬ１５は、接合レンズとすることが望ましい。このように構成すると、諸収差、特に倍率色収差を抑えることができる。

【0055】

また、第１負レンズＬ１１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであることが望ましい。このように構成すると、諸収差、特に像面湾曲と歪曲収差とを良好に補正することができる。

【0056】

また、第２負レンズＬ１２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであることが望ましい。このように構成すると、諸収差、特に像面湾曲と歪曲収差とを良好に補正することができる。

【0057】

また、第３負レンズＬ１３は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであることが望ましい。このように構成すると、諸収差、特に像面湾曲と歪曲収差とを良好に補正することができる。

【0058】

また、第１及び第２の本実施形態に係る光学系ＯＬは、無限遠から近距離物体への合焦に際し、合焦レンズ群Ｇｆｏが光軸に沿って物体側に移動することが望ましい。このように構成すると、合焦に伴う球面収差や軸上色収差の変動を抑えることができる。

【0059】

なお、以上で説明した条件及び構成は、それぞれが上述した効果を発揮するものであり、全ての条件及び構成を満たすものに限定されることはなく、いずれかの条件又は構成、或いは、いずれかの条件又は構成の組み合わせを満たすものでも、上述した効果を得ることが可能である。

【0060】

図７に、上述の光学系ＯＬを備える撮像装置として、一眼レフカメラ１（以後、単にカメラと記す）の略断面図を示す。このカメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２（光学系ＯＬ）で集光されて、クイックリタ－ンミラ－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へと導かれる。これにより、撮影者は、物体（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。

【0061】

また、撮影者によって不図示のレリ－ズボタンが押されると、クイックリタ－ンミラ－３が光路外へ退避し、撮影レンズ２で集光された不図示の物体（被写体）の光は撮像素子７上に被写体像を形成する。これにより、物体（被写体）からの光は、当該撮像素子７により撮像され、物体（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による物体（被写体）の撮影を行うことができる。なお、図７に記載のカメラ１は、撮影レンズ２を着脱可能に保持するものでも良く、撮影レンズ２と一体に成形されるものでも良い。また、カメラ１は、いわゆる一眼レフカメラでも良く、クイックリタ－ンミラ－等を有さないコンパクトカメラ若しくはミラ－レスの一眼レフカメラでも良い。

【0062】

以下、第２の実施形態に係る光学系ＯＬを例にして、本実施形態に係る光学系ＯＬの製造方法の概略を、図８を参照して説明する。まず、各レンズを配置して光学系ＯＬの前群ＧＦ、開口絞りＳ及び後群ＧＲを準備する（ステップＳ１００）。また、前群ＧＦに、合焦に際し光軸方向に移動する合焦レンズ群Ｇｆｏを配置する（ステップＳ２００）。そして、所定の条件式（例えば、上述した条件式（１））による条件を満足するように各レンズ群及び開口絞りＳを配置する（ステップＳ３００）。

【0063】

具体的には、本実施形態では、例えば図１に示すように、光学系ＯＬとして、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１負レンズＬ１１、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２負レンズＬ１２、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第３負レンズＬ１３、両凸正レンズＬ１４と両凹負レンズＬ１５とを接合した接合レンズＣＬ１、両凸正レンズＬ１６、及び、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２２とを接合した接合レンズを配置して前群ＧＦとし、両凸正レンズＬ３１と両凹負レンズＬ３２とを接合した接合レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３３、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３４と両凸正レンズＬ３５とを接合した接合レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３６と両凸正レンズＬ３７とを接合した接合レンズ、及び、像面側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３８を配置して後群ＧＲとする。なお、前群ＧＦの物体側に凸面を向けた負レンズＬ２１と物体側に凸面を向けた正レンズＬ２２とを接合した接合レンズを合焦レンズ群Ｇｆｏとする。そして、このようにして準備した各レンズ群及び開口絞りＳを上述した手順で配置して光学系ＯＬを製造する。

【0064】

以上のような構成により、良好な結像性能を有する光学系、この光学系を有する光学機器及び光学系の製造方法を提供することができる。

【実施例0065】

以下、本願の各実施例を、図面に基づいて説明する。なお、図１、図３、及び、図５は、各実施例に係る光学系ＯＬ（ＯＬ１～ＯＬ３）の構成及び屈折力配分を示す断面図である。

【0066】

各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒとし、円錐定数をＫとし、ｎ次の非球面係数をＡnとしたとき、以下の式（ａ）で表される。なお、以降の実施例において、「Ｅ－ｎ」は「×１０^-n」を示す。

【0067】

Ｓ（ｙ）＝（ｙ²／ｒ）／｛１＋（１－Ｋ×ｙ²／ｒ²）^1/2｝
＋Ａ4×ｙ⁴＋Ａ6×ｙ⁶＋Ａ8×ｙ⁸＋Ａ10×ｙ¹⁰ （ａ）

【0068】

なお、各実施例において、２次の非球面係数Ａ2は０である。また、各実施例の表中において、非球面には面番号の右側に＊印を付している。

【0069】

［第１実施例］
図１は、第１実施例に係る光学系ＯＬ１の構成を示す図である。この光学系ＯＬ１は、物体側から順に、負の屈折力を有する前群ＧＦと、正の屈折力を有する後群ＧＲとから構成される。また、前群ＧＦ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とから構成される。

【0070】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１負レンズ（または第１負メニスカスレンズ）Ｌ１１、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２負レンズ（または第２負メニスカスレンズ）Ｌ１２、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第３負レンズ（または第３負メニスカスレンズ）Ｌ１３、両凸正レンズＬ１４と両凹負レンズＬ１５とを接合した接合レンズＣＬ１、及び、両凸正レンズＬ１６で構成されている。

【0071】

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２２とを接合した接合レンズで構成されている。

【0072】

後群ＧＲ（以下「第３レンズ群Ｇ３」と呼ぶ）は、物体側から順に、両凸正レンズＬ３１と両凹負レンズＬ３２とを接合した接合レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３３、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３４と両凸正レンズＬ３５とを接合した接合レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３６と両凸正レンズＬ３７とを接合した接合レンズ、及び、像面側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３８で構成されている。

【0073】

また、光学系ＯＬ１において、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間（前群ＧＦと後群ＧＲとの間）に開口絞りＳが配置されている。また、光学系ＯＬ１において、第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉとの間にフィルターＦＬが配置されている。

【0074】

また、この光学系ＯＬ１において、無限遠物体から近距離物体への合焦は、第１レンズ群Ｇ１及び第３レンズ群Ｇ３を像面Ｉに対して固定とし、第２レンズ群Ｇ２である合焦レンズ群Ｇｆｏを光軸に沿って像面側から物体側に移動させることにより行われる。

【0075】

以下の表１に、光学系ＯＬ１の諸元の値を掲げる。この表１において、全体諸元に示すｆは無限遠合焦状態の全系の焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角［°］、Ｙは最大像高、及び、ＴＬは全長の値を表している。ここで、全長ＴＬは、無限合焦時の最も物体側のレンズ面（図１における第１面）から像面Ｉまでの光軸上の距離を示している。また、レンズデータにおける第１欄ｍは、光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序（面番号）を、第２欄ｒは、各レンズ面の曲率半径を、第３欄ｄは、各光学面から次の光学面までの光軸上の距離（面間隔）を、第４欄νｄ及び第５欄ｎｄは、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数及び屈折率を示している。また、曲率半径0.00000は平面を示し、空気の屈折率1.00000は省略してある。また、レンズ群焦点距離は、前群ＧＦ、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の各々の始面の面番号と焦点距離を示している（前群ＧＦの焦点距離は無限遠合焦状態の値）。

【0076】

ここで、以下の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、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は、比例拡大また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、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。

【0077】

（表１）第１実施例
［全体諸元］
ｆ ＝ 14.36
ＦＮＯ ＝ 2.88
ω［°］ ＝ 56.4
Ｙ ＝ 21.60
ＴＬ ＝ 159.9

［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
物面 ∞ D0
1 47.0219 2.5000 59.95 1.631835
2 26.9000 8.6766
3* 37.7100 2.5000 82.57 1.497820
4* 13.9470 16.4215
5 125.3586 2.3000 52.67 1.741000
6* 28.0288 7.9769
7 384.3276 6.4852 31.85 1.826164
8 -32.1222 3.0000 81.47 1.487469
9 32.0024 10.9635
10 84.4517 9.4797 91.37 1.456000
11 -25.7140 D1
12 152.3955 1.2000 33.60 1.862086
13 13.3320 4.3737 30.37 1.899345
14 40.8063 D2
15 0.0000 0.0500 開口絞りＳ
16 21.4627 5.6551 53.56 1.507742
17 -29.7782 1.0000 25.46 2.000690
18 39.2894 0.1000
19 24.3575 2.3131 23.94 1.768502
20 98.6099 0.1000
21 17.1858 1.0000 31.10 1.897498
22 12.1955 5.3161 70.32 1.487490
23 -53.4117 0.1592
24 2408.9184 1.0000 32.26 1.737999
25 11.7446 5.2963 26.87 1.659398
26 -45.7195 0.3474
27 -68.6279 1.2000 47.25 1.773870
28* -986.9537 38.0908
29 0.0000 2.0000 64.13 1.516800
30 0.0000 BF
像面 ∞

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
前群ＧＦ 1 -26.6303
第１レンズ群Ｇ１ 1 127.4216
第２レンズ群Ｇ２ 12 -76.3989
第３レンズ群Ｇ３ 16 33.6830

【0078】

この光学系ＯＬ１において、第３面、第４面、第６面及び第２８面は非球面形状に形成されている。次の表２に、非球面のデータ、すなわち円錐定数Ｋ及び各非球面定数Ａ4～Ａ10の値を示す。

【0079】

（表２）
［非球面データ］
面 Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
3 1.0000 -2.84128E-06 1.77032E-08 -1.78479E-11 1.20562E-14
4 0.1703 -1.57086E-06 8.88007E-09 9.96821E-11 -7.62152E-14
6 1.0000 2.01863E-05 1.95042E-08 2.45909E-11 -2.94950E-14
28 1.0000 3.93832E-05 5.20934E-08 8.66287E-10 -5.91381E-12

【0080】

この光学系ＯＬ１において、光学系ＯＬ１の最も物体側の面（第１面）から物体までの軸上間隔Ｄ０、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上間隔Ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳ（第３レンズ群Ｇ３）との軸上間隔Ｄ２、及び、フィルターＦＬと像面Ｉとの軸上間隔ＢＦは、合焦に際して変化する。次の表３に、無限遠合焦状態及び近距離物体合焦状態での可変間隔を示す。なお、βは撮影倍率を示す。

【0081】

（表３）
［可変間隔データ］
無限遠 近距離
ｆ 14.35999 －
β － -0.03330
Ｄ０ ∞ 392.93110
Ｄ１ 18.06566 16.30623
Ｄ２ 2.42023 4.15465
ＢＦ 0.00000 -0.00603

【0082】

次の表４に、この光学系ＯＬ１における各条件式対応値を示す。この表４において、２ωは光学系ＯＬ１の全画角を、ｆは無限遠合焦状態における光学系ＯＬ１の全系の焦点距離を、ｆＦは無限遠合焦状態における前群ＧＦの焦点距離を、ｆＲは後群ＧＲである第３レンズ群Ｇ３の焦点距離を、ｆｐは前群ＧＦの合焦レンズ群Ｇｆｏの物体側に隣接して配置された正レンズ成分の焦点距離を、ｆｎ１２３は第１負メニスカスレンズＬ１１、第２負メニスカスレンズＬ１２及び第３負メニスカスレンズＬ１３の合成焦点距離を、ｂｆａは光学系ＯＬ１の空気換算したバックフォーカスを、ｆｎは前群ＧＦの最も物体側の負メニスカスレンズの焦点距離を、それぞれ表している。この符号の説明は、以降の実施例においても同様である。なお、この第１実施例において、ｆｐは、両凸正レンズＬ１６の焦点距離であり、ｆｎは、第１負メニスカスレンズＬ１１の焦点距離である。

【0083】

（表４）
ｆｐ＝44.4254
ｆｎ１２３＝-14.9537
ｂｆａ＝39.4093
ｆｎ＝-104.5181

（１）２ω＝112.8
（２）（－ｆｎ１２３）／ｆｐ＝0.337
（３）（－ｆｎ１２３）／ｆ＝1.041
（４）（－ｆＦ）／ｆＲ＝0.791
（５）ｂｆａ／ｆ＝2.744
（６）（－ｆｎ）／ｆ＝7.278
（７）ｆｎ／ｆＦ＝3.925
（８）（－ｆＦ）／ｆ＝1.854
（９）ｆｐ／ｆ＝3.094

【0084】

このように、光学系ＯＬ１は、上記条件式（１）～（９）を全て満足している。

【0085】

この光学系ＯＬ１の、無限遠合焦状態のときの球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図２に示す。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。なお、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバーの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）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、破線はメリジオナル像面をそれぞれ示す。コマ収差図において、実線はメリジオナルのコマを、破線はスキュー光線のＹ方向（メリジオナル）とＺ方向（サジタル）をそれぞれ示す。また、以降に示す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。これらの各収差図より、光学系ＯＬ１は、諸収差が良好に補正されていることがわかる。

【0086】

［第２実施例］
図３は、第２実施例に係る光学系ＯＬ２の構成を示す図である。この光学系ＯＬ２は、物体側から順に、負の屈折力を有する前群ＧＦと、正の屈折力を有する後群ＧＲとから構成される。また、前群ＧＦ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とから構成される。

【0087】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１負レンズ（または第１負メニスカスレンズ）Ｌ１１、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２負レンズ（または第２負メニスカスレンズ）Ｌ１２、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第３負レンズ（または第３負メニスカスレンズ）Ｌ１３、両凸正レンズＬ１４と両凹負レンズＬ１５とを接合した接合レンズＣＬ１、及び、両凸正レンズＬ１６で構成されている。

【0088】

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２２とを接合した接合レンズで構成されている。

【0089】

後群ＧＲ（以下「第３レンズ群Ｇ３」と呼ぶ）は、物体側から順に、両凸正レンズＬ３１と両凹負レンズＬ３２とを接合した接合レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３３、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３４と両凸正レンズＬ３５とを接合した接合レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３６と両凸正レンズＬ３７とを接合した接合レンズ、及び、両凹形状の負レンズＬ３８で構成されている。

【0090】

また、光学系ＯＬ２において、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間（前群ＧＦと後群ＧＲとの間）に開口絞りＳが配置されている。また、光学系ＯＬ２において、第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉとの間にフィルターＦＬが配置されている。

【0091】

また、この光学系ＯＬ２において、無限遠物体から近距離物体への合焦は、第１レンズ群Ｇ１及び第３レンズ群Ｇ３を像面Ｉに対して固定とし、第２レンズ群Ｇ２である合焦レンズ群Ｇｆｏを光軸に沿って像面側から物体側に移動させることにより行われる。

【0092】

以下の表５に、光学系ＯＬ２の諸元の値を掲げる。

【0093】

（表５）第２実施例
［全体諸元］
ｆ ＝ 12.36
ＦＮＯ ＝ 2.88
ω［°］ ＝ 61.2
Ｙ ＝ 21.60
ＴＬ ＝ 165.6

［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
物面 ∞ D0
1* 123.6764 3.0000 43.81 1.837208
2 26.9000 10.8592
3* 34.1255 2.5000 87.13 1.468099
4* 17.5865 13.7281
5 72.2114 2.3000 40.66 1.883000
6* 28.0288 9.3790
7 209.6969 9.2128 26.90 1.755328
8 -29.5048 2.5559 84.24 1.477461
9 31.8373 8.9410
10 60.9536 12.1981 91.37 1.456000
11 -28.3539 D1
12 297.1761 1.0226 30.08 1.806044
13 12.2150 5.9179 28.04 1.813749
14 51.2545 D2
15 0.0000 0.0500 開口絞りＳ
16 22.5323 4.6551 56.39 1.500845
17 -33.5240 1.0000 25.38 1.994547
18 37.3510 0.1000
19 25.0529 2.1694 25.77 1.720823
20 90.6318 0.1000
21 17.7582 1.0000 33.75 1.865872
22 12.8125 5.0030 70.32 1.487490
23 -54.9085 0.9159
24 326.9572 1.0000 32.26 1.737999
25 11.6430 5.2310 26.87 1.659398
26 -50.9878 0.0500
27 -96.5889 1.1078 47.25 1.773870
28* 4697.2424 38.0937
29 0.0000 2.0000 64.13 1.516800
30 0.0000 BF
像面 ∞

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
前群ＧＦ 1 -26.8417
第１レンズ群Ｇ１ 1 89.3772
第２レンズ群Ｇ２ 12 -81.0572
第３レンズ群Ｇ３ 16 34.7892

【0094】

この光学系ＯＬ２において、第１面、第３面、第４面、第６面及び第２８面は非球面形状に形成されている。次の表６に、非球面のデータ、すなわち円錐定数Ｋ及び各非球面定数Ａ4～Ａ10の値を示す。

【0095】

（表６）
［非球面データ］
面 Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
1 2.9452 8.50155E-06 -6.55314E-09 2.83916E-12 -4.23824E-16
3 1.0000 -1.17482E-05 2.74323E-08 -1.86417E-11 -1.88477E-15
4 0.5619 -4.26615E-06 7.98631E-08 -2.70962E-10 1.56850E-13
6 1.0000 1.13709E-05 1.60615E-09 1.49741E-10 -3.77636E-13
28 1.0000 3.40787E-05 4.23370E-08 7.46077E-10 -4.31808E-12

【0096】

この光学系ＯＬ２において、光学系ＯＬ１の最も物体側の面（第１面）から物体までの軸上間隔Ｄ０、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上間隔Ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳ（第３レンズ群Ｇ３）との軸上間隔Ｄ２、及び、フィルターＦＬと像面Ｉとの軸上間隔ＢＦは、合焦に際して変化する。次の表７に、無限遠合焦状態及び近距離物体合焦状態での可変間隔を示す。なお、βは撮影倍率を示す。

【0097】

（表７）
［可変間隔データ］
無限遠 近距離
ｆ 12.36000 －
β － -0.02500
Ｄ０ ∞ 460.73750
Ｄ１ 19.32015 17.66124
Ｄ２ 2.21228 3.87119
ＢＦ 0.00000 -0.01285

【0098】

次の表８に、この光学系ＯＬ２における各条件式対応値を示す。なお、この第２実施例において、ｆｐは、両凸正レンズＬ１６の焦点距離であり、ｆｎは、第１負メニスカスレンズＬ１１の焦点距離である。

【0099】

（表８）
ｆｐ＝44.3349
ｆｎ１２３＝-13.1306
ｂｆａ＝39.4122
ｆｎ＝-41.6500

（１）２ω＝122.4
（２）（－ｆｎ１２３）／ｆｐ＝0.296
（３）（－ｆｎ１２３）／ｆ＝1.062
（４）（－ｆＦ）／ｆＲ＝0.772
（５）ｂｆａ／ｆ＝3.189
（６）（－ｆｎ）／ｆ＝3.370
（７）ｆｎ／ｆＦ＝1.552
（８）（－ｆＦ）／ｆ＝2.172
（９）ｆｐ／ｆ＝3.587

【0100】

このように、光学系ＯＬ２は、上記条件式（１）～（９）を全て満足している。

【0101】

この光学系ＯＬ２の、無限遠合焦状態のときの球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図４に示す。これらの各収差図より、光学系ＯＬ２は、諸収差が良好に補正されていることがわかる。

【0102】

［第３実施例］
図５は、第３実施例に係る光学系ＯＬ３の構成を示す図である。この光学系ＯＬ３は、物体側から順に、負の屈折力を有する前群ＧＦと、正の屈折力を有する後群ＧＲとから構成される。また、前群ＧＦ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とから構成される。

【0103】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１負レンズ（または第１負メニスカスレンズ）Ｌ１１、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２負レンズ（または第２負メニスカスレンズ）Ｌ１２、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第３負レンズ（または第３負メニスカスレンズ）Ｌ１３、両凸正レンズＬ１４と両凹負レンズＬ１５とを接合した接合レンズＣＬ１、及び、両凸正レンズＬ１６で構成されている。

【0104】

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ２１と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２２とを接合した接合レンズで構成されている。

【0105】

後群ＧＲ（以下「第３レンズ群Ｇ３」と呼ぶ）は、物体側から順に、両凸正レンズＬ３１と両凹負レンズＬ３２とを接合した接合レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３３、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３４と両凸正レンズＬ３５とを接合した接合レンズ、両凹負レンズＬ３６と両凸正レンズＬ３７とを接合した接合レンズ、及び、両凹形状の負レンズＬ３８で構成されている。

【0106】

また、光学系ＯＬ３において、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＳが配置されている。また、光学系ＯＬ３において、第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉとの間にフィルターＦＬが配置されている。

【0107】

また、この光学系ＯＬ３において、無限遠物体から近距離物体への合焦は、第１レンズ群Ｇ１及び第３レンズ群Ｇ３を像面Ｉに対して固定とし、第２レンズ群Ｇ２である合焦レンズ群Ｇｆｏを光軸に沿って像面側から物体側に移動させることにより行われる。

【0108】

以下の表９に、光学系ＯＬ３の諸元の値を掲げる。

【0109】

（表９）第３実施例
［全体諸元］
ｆ ＝ 16.48
ＦＮＯ ＝ 2.88
ω［°］ ＝ 52.8
Ｙ ＝ 21.60
ＴＬ ＝ 160.0

［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
物面 ∞ D0
1 39.6142 5.0000 52.34 1.755000
2 27.3858 8.5477
3* 33.2055 2.5000 82.57 1.497820
4* 13.1996 15.9987
5 83.3700 2.3000 52.67 1.741000
6* 28.0288 7.4882
7 903.1304 8.3689 30.08 1.911918
8 -41.4440 3.0000 80.65 1.490638
9 33.5455 10.7750
10 84.0718 10.1279 91.37 1.456000
11 -26.2853 D1
12 446.9940 1.2000 33.67 1.861126
13 15.7892 4.2607 29.37 1.922788
14 44.2919 D2
15 0.0000 0.0500 開口絞りＳ
16 22.0269 4.2536 53.81 1.507088
17 -35.1767 1.0000 25.32 1.989791
18 41.4549 0.1000
19 28.1065 2.5043 22.74 1.808090
20 464.3428 0.1000
21 17.9194 1.0000 30.30 1.908654
22 12.7733 5.3094 70.32 1.487490
23 -52.2422 1.5697
24 -75.1921 1.0000 32.26 1.737999
25 12.5296 5.1199 26.87 1.659398
26 -75.7013 0.1000
27 -2698.6076 1.2000 47.25 1.773870
28* 598.3062 38.3669
29 0.0000 2.0000 64.13 1.516800
30 0.0000 BF
像面 ∞

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
前群ＧＦ 1 -26.3599
第１レンズ群Ｇ１ 1 132.8313
第２レンズ群Ｇ２ 12 -67.9699
第３レンズ群Ｇ３ 16 32.6991

【0110】

この光学系ＯＬ３において、第３面、第４面、第６面及び第２８面は非球面形状に形成されている。次の表１０に、非球面のデータ、すなわち円錐定数Ｋ及び各非球面定数Ａ4～Ａ10の値を示す。

【0111】

（表１０）
［非球面データ］
面 Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
3 1.0000 -6.10454E-06 1.37878E-08 -1.88319E-11 1.07993E-14
4 0.3686 -4.34076E-06 -1.36341E-08 1.07882E-10 -2.38693E-13
6 1.0000 1.36143E-05 2.57728E-08 -9.18517E-12 2.04898E-13
28 1.0000 3.36113E-05 3.50988E-08 5.15560E-10 -3.38548E-12

【0112】

この光学系ＯＬ３において、光学系ＯＬ１の最も物体側の面（第１面）から物体までの軸上間隔Ｄ０、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上間隔Ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳ（第３レンズ群Ｇ３）との軸上間隔Ｄ２、及び、フィルターＦＬと像面Ｉとの軸上間隔ＢＦは、合焦に際して変化する。次の表１１に、無限遠合焦状態及び近距離物体合焦状態での可変間隔を示す。なお、βは撮影倍率を示す。

【0113】

（表１１）
［可変間隔データ］
無限遠 近距離
ｆ 16.48000 －
β － -0.03300
Ｄ０ ∞ 450.56370
Ｄ１ 14.28467 12.81127
Ｄ２ 2.47799 3.95140
ＢＦ 0.00000 -0.00671

【0114】

次の表１２に、この光学系ＯＬ３における各条件式対応値を示す。なお、この第３実施例において、ｆｐは、両凸正レンズＬ１６の焦点距離であり、ｆｎは、第１負メニスカスレンズＬ１１の焦点距離である。

【0115】

（表８）
ｆｐ＝45.2130
ｆｎ１２３＝-17.9914
ｂｆａ＝39.6855
ｆｎ＝-142.5868

（１）２ω＝105.6
（２）（－ｆｎ１２３）／ｆｐ＝0.398
（３）（－ｆｎ１２３）／ｆ＝1.092
（４）（－ｆＦ）／ｆＲ＝0.806
（５）ｂｆａ／ｆ＝2.408
（６）（－ｆｎ）／ｆ＝8.652
（７）ｆｎ／ｆＦ＝5.409
（８）（－ｆＦ）／ｆ＝1.600
（９）ｆｐ／ｆ＝2.744

【0116】

このように、光学系ＯＬ３は、上記条件式（１）～（９）を全て満足している。

【0117】

この光学系ＯＬ３の、無限遠合焦状態のときの球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図を図６に示す。これらの各収差図より、光学系ＯＬ３は、諸収差が良好に補正されていることがわかる。

【0118】

なお、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。

【0119】

本実施形態では、３群構成の光学系ＯＬを示したが、以上の構成条件等は、４群、５群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像面側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。具体的には、最も像面側に、変倍時又は合焦時に像面に対する位置を固定されたレンズ群を追加した構成が考えられる。また、レンズ群とは、変倍時又は合焦時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも１枚のレンズを有する部分を示す。また、レンズ成分とは、単レンズ又は複数のレンズが接合された接合レンズをいう。

【0120】

また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。この場合、合焦レンズ群はオートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モータ等の）モータ駆動にも適している。特に、上述したように、第２レンズ群ＧＲを合焦レンズ群Ｇｆｏとし、その他のレンズは合焦時に像面に対する位置を固定とするのが好ましい。モータにかかる負荷を考慮すると、合焦レンズ群は単レンズから構成するのが好ましい。

【0121】

また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に直交方向の変位成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動（揺動）させて、手振れによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第３レンズ群Ｇ３の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。

【0122】

また、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。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。

【0123】

開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の近傍または中に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用してもよい。

【0124】

さらに、各レンズ面には、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ために、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。

【符号の説明】

【0125】

１ カメラ（光学機器） ＯＬ（ＯＬ１～ＯＬ３） 光学系
ＧＦ 前群 Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群（Ｇｆｏ 合焦レンズ群） Ｓ 開口絞り
Ｇ３ 第３レンズ群（ＧＲ 後群）
Ｌ１１ 第１負メニスカスレンズ、第１負レンズ
Ｌ１２ 第２負メニスカスレンズ、第２負レンズ
Ｌ１３ 第３負メニスカスレンズ、第３負レンズ
Ｌ１６ 両凸正レンズ（正レンズ成分）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】