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(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】P2022030896
(43)【公開日】2022-02-18
(54)【発明の名称】光学系及び撮像装置
(51)【国際特許分類】
G02B 13/00 20060101AFI20220210BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20220210BHJP
【ＦＩ】
G02B13/00
G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020135214
(22)【出願日】2020-08-07
(71)【出願人】
【識別番号】000133227
【氏名又は名称】株式会社タムロン
(71)【出願人】
【識別番号】000002185
【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】山添 純一
(72)【発明者】
【氏名】田崎 涼平
【テーマコード（参考）】
2H087
【Ｆターム（参考）】
2H087KA01
2H087LA01
2H087MA07
2H087PA07
2H087PA08
2H087PA16
2H087PA18
2H087PA19
2H087PA20
2H087PB08
2H087PB09
2H087PB10
2H087PB11
2H087QA02
2H087QA06
2H087QA17
2H087QA21
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA26
2H087QA34
2H087QA39
2H087QA41
2H087QA42
2H087QA45
2H087QA46
2H087RA04
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA42
2H087RA43
2H087RA44
2H087UA06
(57)【要約】
【課題】小型で高性能な光学系及び撮像装置を実現する。
【解決手段】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）、正の屈折力を有する第２レンズ群（Ｇ２）、及び負の屈折力を有する第３レンズ群（Ｇ３）からなり、第１レンズ群（Ｇ１）は、負の屈折力を有する第１ａ群及び正の屈折力を有する第１ｂ群からなる。当該光学系は、２つの式で表される特定の光学特性を有する。
【選択図】図１
【解決手段】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）、正の屈折力を有する第２レンズ群（Ｇ２）、及び負の屈折力を有する第３レンズ群（Ｇ３）からなり、第１レンズ群（Ｇ１）は、負の屈折力を有する第１ａ群及び正の屈折力を有する第１ｂ群からなる。当該光学系は、２つの式で表される特定の光学特性を有する。
【選択図】図１
【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、正の屈折力を有する第２レンズ群、及び負の屈折力を有する第３レンズ群からなる光学系であって、
前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群は、像面に対して固定されており、前記第２レンズ群は、隣り合うレンズ群間の間隔を変化させるように、光軸に沿って移動可能であり、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１ａ群及び正の屈折力を有する第１ｂ群からなり、
前記第１ａ群は、２つのレンズ成分で構成され、
以下に示す式を満足する光学系。
１．７≦β３≦５．０・・・・・（１）
０．４≦ＢＦ／Ｙｉ≦２．０・・・・・（２）
但し、
β３：前記第３レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
ＢＦ：前記光学系のバックフォーカス長
Ｙｉ：下記式（３）で求められる前記光学系の最大理想像高
Ｙｉ＝ＦＬ×ｔａｎω・・・・・（３）
ＦＬ：前記光学系の無限遠合焦時における焦点距離
ω：前記光学系の無限遠合焦時における最大画角
前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群は、像面に対して固定されており、前記第２レンズ群は、隣り合うレンズ群間の間隔を変化させるように、光軸に沿って移動可能であり、
前記第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１ａ群及び正の屈折力を有する第１ｂ群からなり、
前記第１ａ群は、２つのレンズ成分で構成され、
以下に示す式を満足する光学系。
１．７≦β３≦５．０・・・・・（１）
０．４≦ＢＦ／Ｙｉ≦２．０・・・・・（２）
但し、
β３：前記第３レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
ＢＦ：前記光学系のバックフォーカス長
Ｙｉ：下記式（３）で求められる前記光学系の最大理想像高
Ｙｉ＝ＦＬ×ｔａｎω・・・・・（３）
ＦＬ：前記光学系の無限遠合焦時における焦点距離
ω：前記光学系の無限遠合焦時における最大画角
【請求項2】
前記第１ｂ群は、正の屈折力を有する単レンズＬｐを有し、
以下の式を満足する、請求項１に記載の光学系。
０．０１２≦ΔＰｇＦ１ｂ≦０．１００・・・・・（４）
但し、
ΔＰｇＦ１ｂ：前記単レンズＬｐの異常分散性
以下の式を満足する、請求項１に記載の光学系。
０．０１２≦ΔＰｇＦ１ｂ≦０．１００・・・・・（４）
但し、
ΔＰｇＦ１ｂ：前記単レンズＬｐの異常分散性
【請求項3】
以下の式を満足する、請求項１又は２に記載の光学系。
１．０≦ＴＬ／ＦＬ≦２．９・・・・・（５）
但し、
ＴＬ：前記光学系の光学全長
１．０≦ＴＬ／ＦＬ≦２．９・・・・・（５）
但し、
ＴＬ：前記光学系の光学全長
【請求項4】
以下の式を満足する、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学系。
０．５≦ｆ１／ＦＬ≦１．１・・・・・（６）
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
０．５≦ｆ１／ＦＬ≦１．１・・・・・（６）
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
【請求項5】
以下の式を満足する、請求項１～４のいずれか一項に記載の光学系。
１．０≦｛１－（β２）２｝×（β３）２≦４．０・・・・・（７）
但し、
β２：前記第２レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
１．０≦｛１－（β２）２｝×（β３）２≦４．０・・・・・（７）
但し、
β２：前記第２レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
【請求項6】
前記第１レンズ群は絞りを有し、
以下の式を満足する、請求項１～５のいずれか一項に記載の光学系。
０．１≦Ｌ１ａ／Ｙｉ≦０．９・・・・・（８）
但し、
Ｌ１ａ：前記第１レンズ群の最も物体側の面から前記絞りまでの光軸上の距離
以下の式を満足する、請求項１～５のいずれか一項に記載の光学系。
０．１≦Ｌ１ａ／Ｙｉ≦０．９・・・・・（８）
但し、
Ｌ１ａ：前記第１レンズ群の最も物体側の面から前記絞りまでの光軸上の距離
【請求項7】
前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、及び前記第３レンズ群を構成するレンズの総数が１０枚以下である、請求項１～６のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項8】
少なくとも１面の非球面を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項9】
請求項１～８のいずれか一項に記載の光学系と、前記光学系の像側に設けられた、前記光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備える、撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学系及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、デジタルカメラ等の撮像装置は、高画質化が求められており、撮像素子の大型化及びミラーレスカメラ等によるショートフランジバック化が進んでいる。
【0003】
当該撮像装置に用いられる撮像レンズなどの光学系としては、例えば、第１レンズ群が固定されたリアフォーカスタイプの広角光学系が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、最終レンズ群として負の屈折力を有するレンズ群が配置された広角光学系が知られている（例えば、特許文献２、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１７－１６１８４７号公報
【特許文献2】特開２０１４－２３５１７６号公報
【特許文献3】特開２０１２－２５５８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前述のように撮像素子の大型化及びミラーレスカメラ等によるショートフランジバック化が進む中、高性能化とともに光学系の小型化が求められてきている。
【0006】
しかしながら、特許文献１に記載の広角光学系は、最も像面側の群が正の屈折力を有する群であるため、物体側に正の屈折力、像面側に負の屈折力を発現するレンズ構成（テレフォト構成）がとれず、光学系の小型化が不十分であるという問題がある。特許文献２に記載のインナーフォーカス式レンズは、第３レンズ群の横倍率が小さいため、テレフォト構成が弱く、光学系の小型化が不十分であるという問題がある。特許文献３に記載の撮像レンズは、バックフォーカスが長く、それに伴って光学系全体の小型化が不十分であるという問題がある。
【0007】
本発明の一態様は、小型で高性能な光学系及び撮像装置を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、及び負の屈折力を有する第３レンズ群からなる光学系であって、前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群は、像面に対して固定されており、前記第２レンズ群は、隣り合うレンズ群間の間隔を変化させるように、光軸に沿って移動可能であり、前記第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１ａ群及び正の屈折力を有する第１ｂ群からなり、前記第１ａ群は、２つのレンズ成分で構成され、以下に示す式を満足する光学系。
１．７≦β３≦５．０・・・・・（１）
０．４≦ＢＦ／Ｙｉ≦２．０・・・・・（２）
但し、
β３：前記第３レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
ＢＦ：前記光学系のバックフォーカス長
Ｙｉ：下記式（３）で求められる前記光学系の最大理想像高
Ｙｉ＝ＦＬ×ｔａｎω・・・・・（３）
ＦＬ：前記光学系の無限遠合焦時における焦点距離
ω：前記光学系の無限遠合焦時における最大画角
１．７≦β３≦５．０・・・・・（１）
０．４≦ＢＦ／Ｙｉ≦２．０・・・・・（２）
但し、
β３：前記第３レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
ＢＦ：前記光学系のバックフォーカス長
Ｙｉ：下記式（３）で求められる前記光学系の最大理想像高
Ｙｉ＝ＦＬ×ｔａｎω・・・・・（３）
ＦＬ：前記光学系の無限遠合焦時における焦点距離
ω：前記光学系の無限遠合焦時における最大画角
【0009】
また、前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る撮像装置は、前記の光学系と、当該光学系の像側に設けられた、当該光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備える。
【発明の効果】
【0010】
本発明の一態様によれば、小型で高性能な光学系及び撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施例１の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に示す図である。
【図2】実施例１の光学系の無限遠合焦時における縦収差を示す図である。
【図3】実施例２の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に示す図である。
【図4】実施例２の光学系の無限遠合焦時における縦収差を示す図である。
【図5】実施例３の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に示す図である。
【図6】実施例３の光学系の無限遠合焦時における縦収差を示す図である。
【図7】実施例４の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に示す図である。
【図8】実施例４の光学系の無限遠合焦時における縦収差を示す図である。
【図9】本発明の一実施形態に係る撮像装置の構成の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の一実施形態に係る光学系の実施の形態を説明する。本実施形態は、より詳しくは、例えば、個体撮像素子等を用いたデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等のデジタル入出力機器の撮像光学系に好適な光学系及び撮像装置に関する。当該光学系は、特にレンズ交換式カメラに適合する光学系として好適に用いられる。但し、以下に説明する当該光学系及び撮像装置は、本発明に係る光学系及び撮像装置の一態様であって、本発明に係る光学系及び撮像装置は以下の態様に限定されるものではない。
【0013】
１．光学系
１－１． 光学的構成
本発明の一実施形態に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群から構成される。当該光学系において、第１レンズ群及び第３レンズ群は、像面に対して固定されており、第２レンズ群は、隣り合うレンズ群間の間隔を変化させるように、光軸に沿って移動可能である。第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１ａ群及び正の屈折力を有する第１ｂ群から構成される。第１ａ群は、２つのレンズ成分で構成される。当該光学系は、光学系のレンズ配置及びパワー配置を適切にすることで、小型で高性能である。
１－１． 光学的構成
本発明の一実施形態に係る光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群から構成される。当該光学系において、第１レンズ群及び第３レンズ群は、像面に対して固定されており、第２レンズ群は、隣り合うレンズ群間の間隔を変化させるように、光軸に沿って移動可能である。第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１ａ群及び正の屈折力を有する第１ｂ群から構成される。第１ａ群は、２つのレンズ成分で構成される。当該光学系は、光学系のレンズ配置及びパワー配置を適切にすることで、小型で高性能である。
【0014】
正の屈折力を有する第１レンズ群、及び正の屈折力を有する第２レンズ群が収束作用を有し、負の屈折力を有する第３レンズ群が発散作用を有することは、光学系全体としてテレフォト構成となり、光学系の小型化を実現する観点から好ましい。
【0015】
なお、本明細書中において、「レンズ群」は、１つ以上のレンズ成分の集合であって、移動する場合は相対的な位置関係を維持したまま移動する。本実施形態では、第１レンズ群及び第３レンズ群は像面に対して固定されており、第２レンズ群のみが隣り合うレンズ群間の間隔を変化させるように、光軸に沿って移動可能である。本実施形態では、第２レンズ群の移動によって、フォーカシングが行われる。したがって、第２レンズ群の光軸に沿った移動は、フォーカシング動作であるとも言える。レンズ群は、１つのレンズ成分により構成されていてもよいし、複数のレンズ成分により構成されていてもよい。レンズ群におけるレンズ成分は、フォーカシング動作において、相対的な位置関係を保ったまま移動する。フォーカシング動作は、レンズ群間の間隔を変化させることによって行われ、同一のレンズ群に属するレンズ成分間の間隔は、フォーカシング動作において変化しない。
【0016】
また、本明細書中において、レンズ成分には、レンズと、空気間隔を介することなく複数の当該レンズが一体化した接合レンズとが含まれる。当該レンズには、１枚の単レンズと、空気間隔を介することなく１枚の単レンズと樹脂とが一体化した複合レンズと、が含まれる。単レンズは、１つの硝材からなる。具体的には、本実施形態では、２枚の単レンズが接合した１つの接合レンズは、レンズ成分としては１つと数えられ、レンズとしては２枚と数えられる。レンズ（単レンズおよび複合レンズ）は、レンズ成分として１つと数えられ、またレンズとしては１枚と数えられる。
【0017】
第１レンズ群、第２レンズ群、及び第３レンズ群を構成するレンズの総数が１０枚以下であることは、光学系の小型化を実現する観点から好ましい。当該総数が上限値を上回る場合、多くのレンズを配置するために光学全長が長くなることがある。そのため、光学系の小型化の実現が困難となることがある。
【0018】
（１）第１レンズ群
第１レンズ群は、当該光学系において最も物体側に配置されるレンズ群であり、正の屈折力を有する。第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１ａ群及び正の屈折力を有する第１ｂ群から構成される。
第１レンズ群は、当該光学系において最も物体側に配置されるレンズ群であり、正の屈折力を有する。第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１ａ群及び正の屈折力を有する第１ｂ群から構成される。
【0019】
第１ａ群は、第１レンズ群における物体側から２つ目までのレンズ成分で構成される。第１ａ群が負の屈折力を有することは、広い画角で撮影可能な広角光学系を実現する観点から好ましい。第１ａ群が２つの負の屈折力を有するレンズ成分で構成されることは、第１ａ群で発生する収差を抑え、かつ広画角化を実現する観点からより好ましい。
【0020】
第１ｂ群は、第１レンズ群における、第１ａレンズ群より像側に配置されるレンズ成分の集合である。第１ｂ群は、全体で正の屈折力を有していればよい。第１ｂ群におけるレンズ成分の構成は、適宜に決めることが可能である。第１ｂ群は、正の屈折力を有する単レンズＬｐを有することがより好ましい。
【0021】
絞りは、第１ａ群と第１ｂ群との間に配置されることが好ましい。絞りが第１ａ群と第１ｂ群との間よりも物体側に配置された構成とすることは、射出瞳位置がより物体側に配置されることになり、像側のレンズ成分（第３レンズ群など）の外形が大きくなることがある。また、絞りが第１ａ群と第１ｂ群との間よりも像側に配置された場合、絞りと像面との間の空間が狭くなり、フォーカス群である第２レンズ群を移動させる機構を配置するスペースが充分に確保できないことがある。そのため、スペース確保のためには光学全長を伸ばす必要がある。従って、第１ａ群と第１ｂ群との間よりも物体側に絞りを配置することは、光学系の小型化の観点から好ましくなく、第１ａ群と第１ｂ群との間に絞りを配置することは、光学系の小型化の観点から好ましい。但し、ここでいう絞りは、当該光学系の光束径を規定する絞り、すなわち当該光学系のＦナンバーを規定する絞りをいう。
【0022】
（２）第２レンズ群
第２レンズ群は、第１レンズ群の像側に配置されるレンズ群であり、正の屈折力を有する。第２レンズ群は、全体で正の屈折力を有していればよく、少なくとも１つの正の屈折力を有するレンズ成分を有していればよい。第２レンズ群におけるレンズ成分の構成は、全体で正の屈折力を有する範囲において適宜に決めることが可能である。第２レンズ群が２以上のレンズ成分から構成されることは、フォーカシングに際し、収差変動の少ない良好な性能を実現する観点からより好ましい。
第２レンズ群は、第１レンズ群の像側に配置されるレンズ群であり、正の屈折力を有する。第２レンズ群は、全体で正の屈折力を有していればよく、少なくとも１つの正の屈折力を有するレンズ成分を有していればよい。第２レンズ群におけるレンズ成分の構成は、全体で正の屈折力を有する範囲において適宜に決めることが可能である。第２レンズ群が２以上のレンズ成分から構成されることは、フォーカシングに際し、収差変動の少ない良好な性能を実現する観点からより好ましい。
【0023】
（３）第３レンズ群
第３レンズ群は、第２レンズ群の像側、かつ最も像側に配置されるレンズ群であり、負の屈折力を有する。第３レンズ群は、全体で負の屈折力を有していればよく、少なくとも１つの負の屈折力を有するレンズ成分を有していればよい。第３レンズ群におけるレンズ成分の構成は、全体で負の屈折力を有する範囲において適宜に決めることが可能である。
第３レンズ群は、第２レンズ群の像側、かつ最も像側に配置されるレンズ群であり、負の屈折力を有する。第３レンズ群は、全体で負の屈折力を有していればよく、少なくとも１つの負の屈折力を有するレンズ成分を有していればよい。第３レンズ群におけるレンズ成分の構成は、全体で負の屈折力を有する範囲において適宜に決めることが可能である。
【0024】
（４）レンズ群構成
当該光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、及び、負の屈折力を有する第３レンズ群、の３つのレンズ群のみから構成される。第１レンズ群と第２レンズ群との間、第２レンズ群と第３レンズ群との間には他のレンズ群は含まれない。本実施形態の光学系は、本実施形態の効果が得られる範囲において、上記のレンズ群以外の他の光学素子をさらに含んでもよい。
当該光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、及び、負の屈折力を有する第３レンズ群、の３つのレンズ群のみから構成される。第１レンズ群と第２レンズ群との間、第２レンズ群と第３レンズ群との間には他のレンズ群は含まれない。本実施形態の光学系は、本実施形態の効果が得られる範囲において、上記のレンズ群以外の他の光学素子をさらに含んでもよい。
【0025】
当該光学系は、小型化及び効果的な収差補正を実現する観点から、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。主に非点収差、コマ収差、及び像面湾曲を適切に補正する観点から、第１ａ群、第２レンズ群、及び第３レンズ群のいずれか１つは、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。また、主に球面収差を適切に補正する観点から、第１ｂ群は、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。
【0026】
１－２．フォーカシング時の動作
当該光学系のフォーカス方式は、インナーフォーカス式である。本実施形態では、第１レンズ群及び第３レンズ群が像面に対して固定されたまま、第２レンズ群が光軸に沿って移動することにより、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。このようにフォーカシングを行うことは、高速なフォーカシングが可能であり、フォーカシングの際に光学系の全長が変化せず鏡筒を密閉構造とすることが容易になり、鏡筒内に埃及びゴミ等が隙間から侵入することを防ぐ観点から好ましい。第２レンズ群は、光軸に沿って移動することにより無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行うフォーカス群であることが好ましい。また、フォーカシングを行う際、第２レンズ群が光軸に沿って物体側に移動することがより好ましい。
当該光学系のフォーカス方式は、インナーフォーカス式である。本実施形態では、第１レンズ群及び第３レンズ群が像面に対して固定されたまま、第２レンズ群が光軸に沿って移動することにより、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。このようにフォーカシングを行うことは、高速なフォーカシングが可能であり、フォーカシングの際に光学系の全長が変化せず鏡筒を密閉構造とすることが容易になり、鏡筒内に埃及びゴミ等が隙間から侵入することを防ぐ観点から好ましい。第２レンズ群は、光軸に沿って移動することにより無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行うフォーカス群であることが好ましい。また、フォーカシングを行う際、第２レンズ群が光軸に沿って物体側に移動することがより好ましい。
【0027】
１－３．光学系の条件を表す式
本実施形態に係る光学系は、前述した構成を採用すると共に、次に説明する式を少なくとも１つ以上満足することが好ましい。
１．７≦β３≦５．０・・・・・（１）
但し、
β３：第３レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
本実施形態に係る光学系は、前述した構成を採用すると共に、次に説明する式を少なくとも１つ以上満足することが好ましい。
１．７≦β３≦５．０・・・・・（１）
但し、
β３：第３レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
【0028】
式（１）は、無限遠合焦状態における第３レンズ群の横倍率を規定するための式である。式（１）を満足することは、光学系の小型化を実現する観点から好ましい。これに対して、式（１）の下限を下回る場合、第３レンズ群のパワーが弱くなり、テレフォト構成が弱くなりすぎることがある。このため、光学系の全長が長くなり、光学系の小型化の実現が困難となることがある。また、式（１）の上限を上回る場合、第３レンズ群のパワーが強くなりすぎることがある。このため、高い結像性能を維持するためには、収差を適切に補正するために、多くの枚数のレンズを要することがある。従って、レンズ枚数の増加により、光学系の全長が長くなるため、光学系の小型化の実現が困難となることがある。
【0029】
光学系の小型化を実現する観点から、β３は、１．７３以上であることがより好ましく、１．７５以上であることがより好ましく、１．８０以上であることがさらに好ましい。また、光学系の小型化を実現する観点から、β３は、４．０以下であることがより好ましく、３．５以下であることがより好ましく、３．０以下であることがより好ましく、２．３以下であることがより好ましく、２．２以下であることがより好ましく、２．１以下であることがさらに好ましい。
【0030】
本実施形態に係る光学系は、以下の式を満足することが好ましい。
０．４≦ＢＦ／Ｙｉ≦２．０・・・・・（２）
但し、
ＢＦ：光学系のバックフォーカス長
Ｙｉ：光学系の最大理想像高
０．４≦ＢＦ／Ｙｉ≦２．０・・・・・（２）
但し、
ＢＦ：光学系のバックフォーカス長
Ｙｉ：光学系の最大理想像高
【0031】
上記最大理想像高Ｙｉは、下記式（３）より求められる。
Ｙｉ＝ＦＬ×ｔａｎω・・・・・（３）
但し、
ＦＬ：光学系の無限遠合焦時における焦点距離
ω：光学系の無限合焦時における半画角
Ｙｉ＝ＦＬ×ｔａｎω・・・・・（３）
但し、
ＦＬ：光学系の無限遠合焦時における焦点距離
ω：光学系の無限合焦時における半画角
【0032】
式（２）は、最大理想像高に対する、バックフォーカス長ＢＦの比を規定するための式である。ＢＦは、具体的には、光学系の無限遠合焦状態における最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の光学的な距離である。最も像側のレンズ面と像面との間に前述した他の光学素子が介在する場合には、当該他の光学素子の光学的な距離は、当該光学素子の光軸上における空気換算距離である。当該他の光学素子の例としては、平行な表面を有するガラス製の平板状の部材、フィルター等が挙げられる。当該ガラス製の平板状の部材としては、例えば、ダミーガラス、カバーガラス等が挙げられる。
【0033】
また、最大理想像高Ｙｉは、光学系における最大像高の理想像高である。最大理想像高Ｙｉは、式（３）に示されるように、光学系の無限遠合焦時における焦点距離ＦＬと光学系の無限合焦時における半画角ωの正接（ｔａｎ）との積により求められる。
【0034】
式（２）を満足することは、光学系の小型化を実現する観点から好ましい。これに対して、式（２）の下限を下回ると、最終レンズが像面に近づき最大画角の光線を通すために最終レンズの外径が大きくなりすぎることがある。このため、光学系の外径も大型化するため、光学系の小型化の実現が困難になることがある。また、式（２）の上限を上回ると、像面と最終レンズとの間の空気間隔を大きく取る必要があるため光学全長が長くなりすぎることがある。このため、光学系の小型化の実現が困難となることがある。
【0035】
光学系の小型化を実現する観点から、ＢＦ／Ｙｉは、０．５以上であることがより好ましく、０．６以上であることがさらに好ましい。また、光学系の小型化を実現する観点から、ＢＦ／Ｙｉは、１．８以下であることがより好ましく、１．６以下であることがより好ましく、１．４以下であることがより好ましく、１．１以下であることがさらに好ましい。
【0036】
本実施形態に係る光学系は、第１ｂ群が正の屈折力を有する単レンズＬｐを有する場合、以下の式を満足することが好ましい。
０．０１２≦ΔＰｇＦ１ｂ≦０．１００・・・・・（４）
但し、
ΔＰｇＦ１ｂ：単レンズＬｐの異常分散性
０．０１２≦ΔＰｇＦ１ｂ≦０．１００・・・・・（４）
但し、
ΔＰｇＦ１ｂ：単レンズＬｐの異常分散性
【0037】
ここで、「異常分散性」とは、ｇ線とＦ線の部分分散比を縦軸、ｄ線に対するアッベ数νｄを横軸とする座標系において、部分分散比が０．５３９３、νｄが６０．４９の硝材Ｃ７の座標と、部分分散比が０．５８２９、νｄが３６．３０の硝材Ｆ２の座標とを通る直線を基準線としたときの、部分分散比の基準線からの偏差を表している。
【0038】
式（４）は、単レンズＬｐの異常分散性を規定するための式である。単レンズＬｐは、第１ｂ群中の少なくとも１つの正の屈折力を有するレンズ成分である。式（４）を満足することは、異常分散性の高いレンズを第１ｂ群に使用することとなる。正の屈折力を有する群内において、負の屈折力を有するレンズとして高分散ガラスを使用し、正の屈折力を有するレンズとして低分散ガラスを使用することで色収差補正を行うことが一般的である。しかしながら、高分散ガラスの分散特性は２次曲線的であり、低分散ガラスの分散特性は直線的であるため、この２つのガラスを組み合わせても、全ての波長領域で色収差を適切に補正することが困難であることがある。但し、異常分散性の高いレンズは分散特性が２次曲線的であるため、全波長領域において色収差を適切に補正することが可能である。式（４）を満足することは、光軸上の色収差を適切に補正することができ、光学系の高性能化を実現する観点から好ましい。
【0039】
光学系の高性能化を実現する観点から、ΔＰｇＦ１ｂは、０．０１３以上であることがより好ましく、０．０１４以上であることがさらに好ましい。また、光学系の高性能化を実現する観点から、ΔＰｇＦ１ｂは、０．０８０以下であることがより好ましく、０．０６０以下であることがさらに好ましい。
【0040】
本実施形態に係る光学系は、以下の式を満足することが好ましい。
１．０≦ＴＬ／ＦＬ≦２．９・・・・・（５）
但し、
ＴＬ：光学系の光学全長
ＦＬ：光学系の無限遠合焦時における焦点距離
１．０≦ＴＬ／ＦＬ≦２．９・・・・・（５）
但し、
ＴＬ：光学系の光学全長
ＦＬ：光学系の無限遠合焦時における焦点距離
【0041】
式（５）は、光学系の無限遠合焦時における焦点距離に対する、光学系の光学全長の比を規定するための式である。当該比は、いわゆるテレフォト比を示している。ＴＬは、具体的には、光学系の無限遠合焦時における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上における光学的な距離である。本実施形態の光学系は、本実施形態の効果が得られる範囲において、レンズ成分以外の光学素子をさらに含んでよく、当該レンズ成分以外の光学素子の光学的な距離は、当該光学素子の光軸上における空気換算距離である。レンズ成分以外の光学素子は、前述した他の光学素子であってよい。上記のレンズ成分以外の光学素子の例としては、平行な表面を有するガラス製の平板状の部材、フィルター等が挙げられる。当該ガラス製の平板状の部材としては、例えば、ダミーガラス、カバーガラス等が挙げられる。
【0042】
式（５）を満足することは、球面収差及び光軸上の色収差等を適切に補正する観点、及び光学系の小型化を実現する観点から好ましい。これに対して、式（５）の下限を下回る場合、光学系の無限遠合焦時における焦点距離に対する、光学系の光学全長が短くなりすぎるため、球面収差及び光軸上の色収差等を適切に補正することが困難となることがある。また、組み立て誤差に対する収差発生量、すなわち感度が高くなりすぎるために、高い組み立て精度及び部品精度が要求されることがある。また、式（５）の上限を上回る場合、光学系の無限遠合焦時における焦点距離に対する、光学系の光学全長が長くなりすぎることがある。このため、光学系の小型化の実現が困難となることがある。
【0043】
球面収差及び光軸上の色収差等を適切に補正する観点から、ＴＬ／ＦＬは、１．５以上であることがより好ましく、２．０以上であることがさらに好ましい。また、光学系の小型化を実現する観点から、ＴＬ／ＦＬは、２．８以下であることがより好ましく、２．７以下であることがさらに好ましい。
【0044】
本実施形態に係る光学系は、以下の式を満足することが好ましい。
０．５≦ｆ１／ＦＬ≦１．１・・・・・（６）
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ＦＬ：光学系の無限遠合焦時における焦点距離
０．５≦ｆ１／ＦＬ≦１．１・・・・・（６）
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ＦＬ：光学系の無限遠合焦時における焦点距離
【0045】
式（６）は、撮影レンズの無限遠合焦時における焦点距離に対する、第１レンズ群の焦点距離の比を規定するための式である。式（６）を満足することは、光学系の小型化を実現する観点から好ましい。これに対して、式（６）の下限を下回る場合、第１レンズ群のパワーが強くなりすぎることがある。このため、高い結像性能を維持するためには、収差を適切に補正するために、多くの枚数のレンズを要することがある。従って、レンズ枚数の増加により、光学系の全長が長くなるため、光学系の小型化の実現が困難となることがある。また、式（６）の上限を上回る場合、第１レンズ群のパワーが弱くなり、テレフォト構成が弱くなりすぎることがある。このため、光学系の全長が長くなり、光学系の小型化の実現が困難となることがある。
【0046】
光学系の小型化を実現する観点から、ｆ１／ＦＬは、０．６以上であることがより好ましく、０．７以上であることがさらに好ましい。また、光学系の小型化を実現する観点から、ｆ１／ＦＬは、１．０以下であることがより好ましく、０．９以下であることがさらに好ましい。
【0047】
本実施形態に係る光学系は、以下の式を満足することが好ましい。
１．０≦｛１－（β２）２｝×（β３）２≦４．０・・・・・（７）
但し、
β２：第２レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
β３：第３レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
１．０≦｛１－（β２）２｝×（β３）２≦４．０・・・・・（７）
但し、
β２：第２レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
β３：第３レンズ群の無限遠合焦時における横倍率
【0048】
式（７）は、第２レンズ群の光軸方向の移動量に対する結像面の移動量の比を規定するための式である。式（７）を満足することは、光学系の小型化を実現する観点から好ましい。これに対して、式（７）の下限を下回ると、第２レンズ群のパワーが弱くなりすぎることがある。このため、無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングの際、第２レンズ群は移動量を大きくとらざるを得ないことがある。従って、第２レンズ群の移動量の増加により、光学全長が長くなることがある。このため、光学系の小型化の実現が困難となることがある。式（７）の上限を上回ると、第２レンズ群のパワーが強くなりすぎることがある。このため、高い結像性能を維持するためには、収差を適切に補正するために、多くの枚数のレンズを要することがある。従って、レンズ枚数の増加により、光学系の全長が長くなるため、光学系の小型化の実現が困難となることがある。
【0049】
光学系の小型化を実現する観点から、｛１－（β２）２｝×（β３）２は、１．２以上であることがより好ましく、１．４以上であることがさらに好ましい。また、光学系の小型化を実現する観点から、｛１－（β２）２｝×（β３）２は、３．０以下であることがより好ましく、２．０以下であることがさらに好ましい。
【0050】
本実施形態に係る光学系は、第１レンズ群が絞りを有する場合、以下の式を満足することが好ましい。
０．１≦Ｌ１ａ／Ｙｉ≦０．９・・・・・（８）
但し、
Ｌ１ａ：第１レンズ群の最も物体側の面から絞りまでの光軸上の距離
Ｙｉ：光学系の最大理想像高
０．１≦Ｌ１ａ／Ｙｉ≦０．９・・・・・（８）
但し、
Ｌ１ａ：第１レンズ群の最も物体側の面から絞りまでの光軸上の距離
Ｙｉ：光学系の最大理想像高
【0051】
上記最大理想像高Ｙｉは、下記式（３）より求められる。
Ｙｉ＝ＦＬ×ｔａｎω・・・・・（３）
ＦＬ：光学系の無限遠合焦時における焦点距離
ω：光学系の無限合焦時における最大画角
Ｙｉ＝ＦＬ×ｔａｎω・・・・・（３）
ＦＬ：光学系の無限遠合焦時における焦点距離
ω：光学系の無限合焦時における最大画角
【0052】
式（８）は、最大理想像高に対する第１レンズ群の最も物体側の面から絞りまでの光軸上の距離の比を規定するための式である。式（８）を満足することは、光学系の高性能化及び小型化の観点から好ましい。これに対して、式（８）の下限を下回る場合、第１ａ群のレンズ配置の自由度が低くなり、非点収差又は歪曲収差を効果的に補正することができず、光学系の高性能化を実現することが困難となることがある。また、式（８）の上限を上回る場合、光学系の全長が長くなりすぎることがある。このため、光学系の小型化の実現が困難となることがある。
【0053】
光学系の高性能化を実現する観点から、Ｌ１ａ／Ｙｉは、０．２以上であることがより好ましく、０．３以上であることがさらに好ましい。また、光学系の小型化を実現する観点から、Ｌ１ａ／Ｙｉは、０．８以下であることがより好ましく、０．７以下であることがさらに好ましい。
【0054】
２．撮像装置
次に、本発明の一実施形態に係る撮像装置について説明する。当該撮像装置は、上記実施形態に係る光学系と、当該光学系の像面側に設けられた、当該光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備える。本実施形態における光学系は、例えば単焦点レンズである。
次に、本発明の一実施形態に係る撮像装置について説明する。当該撮像装置は、上記実施形態に係る光学系と、当該光学系の像面側に設けられた、当該光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備える。本実施形態における光学系は、例えば単焦点レンズである。
【0055】
ここで、撮像素子に限定はなく、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ及びＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどの固体撮像素子、銀塩フィルム等も用いることができる。本実施形態に係る撮像装置は、デジタルカメラ及びビデオカメラ等の、上記の固体撮像素子を用いた撮像装置に好適である。また、当該撮像装置は、レンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよいし、ミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換式の撮像装置であってもよい。
【0056】
図９は、本実施形態に係る撮像装置の構成の一例を模式的に示す図である。図９に示されるように、ミラーレス一眼カメラ１は、本体２、及びマウント部２１を介して本体２に着脱可能な鏡筒３を有している。ミラーレス一眼カメラ１は、撮像装置の一態様である。マウント部２１としては、スクリュータイプ及びバヨネットタイプ等のマウントが用いられる。図９に示される例では、バヨネットタイプのマウントを使用している。
【0057】
鏡筒３は、光学系３０を有している。光学系３０は、第１レンズ群３１、第２レンズ群３２、及び第３レンズ群３３を備えている。第１レンズ群３１は、第１ａ群３１ａ、第１ｂ群３１ｂ、及び第１ａ群３１ａと第１ｂ群３１ｂとの間に絞り３１ｃを備えている。光学系３０は、例えば前述した式（１）、（２）を満足するように構成されている。
【0058】
第１レンズ群３１は正の屈折力を有しており、第２レンズ群３２は正の屈折力を有しており、第３レンズ群３３は負の屈折力を有している。第１ａ群３１ａは負の屈折力を有しており、第１ｂ群３１ｂは正の屈折力を有している。
【0059】
本体２は、表示部２２、撮像素子としてのＣＣＤセンサ２３、及びカバーガラス２４を有している。ＣＣＤセンサ２３は、本体２中における、本体２に装着された鏡筒３内の光学系３０の光軸ＯＡが中心軸となる位置に配置されている。本体２は、カバーガラス２４の代わりに、実質的な屈折力を有さない平行平板を有していてもよい。
【0060】
本実施形態に係る撮像装置は、撮像素子により取得した撮像画像データを電気的に加工して、撮像画像の形状を変化させる画像処理部、ならびに、当該画像処理部において撮像画像データを加工するために用いる画像補正データ及び画像補正プログラム等を保持する画像補正データ保持部、等を有することがより好ましい。
【0061】
光学系を小型化した場合、結像面において結像された撮像画像形状の歪み（歪曲）が生じやすくなる。その際、撮像画像形状の歪みを補正することが好ましい。当該補正は、例えば、画像補正データ保持部に予め撮像画像形状の歪みを補正するための歪み補正データを保持させておき、上記画像処理部において、画像補正データ保持部に保持された歪み補正データを用いることによって実施することができる。このような撮像装置によれば、光学系の小型化をより一層図ることができ、秀麗な撮像画像を得ると共に、撮像装置全体の小型化を図ることができる。
【0062】
さらに、本実施形態に係る撮像装置において、上記画像補正データ保持部に予め倍率色収差補正データを保持させておくことが好ましい。また、上記画像処理部において、画像補正データ保持部に保持された倍率色収差補正データを用いて、当該撮像画像の倍率色収差補正を行わせることが好ましい。画像処理部により、倍率色収差、すなわち、色の歪曲収差を補正することで、光学系を構成するレンズの数を削減することが可能になる。そのため、このような撮像装置によれば、光学系の小型化をより一層図ることができる。
【0063】
本発明は、上述した各実施形態に限定されず、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例0064】
本発明の一実施例について以下に説明する。なお、以下の各表において、長さの単位は全て「ｍｍ」であり、画角の単位は全て「°」である。また、「Ｅ＋ａ」は「×１０ａ」を示す。
【0065】
［実施例１］
図１は、実施例１の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に示す図である。実施例１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から構成されている。第１レンズ群Ｇ１内には絞りＳが配置されている。図１に示す「ＩＭＧ」は像面（結像面）であり、第３レンズ群Ｇ３と像面ＩＭＧとの間には、カバーガラスＣＧが配置されている。図１における「Ｆ」はフォーカス群を示し、実施例１の光学系では、第２レンズ群がフォーカス群である。
図１は、実施例１の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に示す図である。実施例１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から構成されている。第１レンズ群Ｇ１内には絞りＳが配置されている。図１に示す「ＩＭＧ」は像面（結像面）であり、第３レンズ群Ｇ３と像面ＩＭＧとの間には、カバーガラスＣＧが配置されている。図１における「Ｆ」はフォーカス群を示し、実施例１の光学系では、第２レンズ群がフォーカス群である。
【0066】
無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシング時において、第１レンズ群Ｇ１及び第３レンズ群Ｇ３はそれぞれ像面ＩＭＧに対して固定されたまま移動せず、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って物体側に移動する。
【0067】
第１レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１ａ群と、絞りと、正の屈折力を有する第１ｂ群から構成されている。第１ａ群は、物体側から順に、物体側凸形状の負メニスカスレンズと、像側に非球面形状を有する樹脂と両凹レンズとが一体化した複合レンズから構成されている。第１ｂ群は、物体側から順に、両凸レンズと、物体側凸形状の負メニスカスレンズと両凸レンズとが接合された接合レンズから構成されている。
【0068】
第２レンズ群は、物体側から順に、物体側に非球面形状を有する樹脂と像側凸形状の負メニスカスレンズとが一体化した複合レンズと、物体側と像側に非球面形状を有する像側凸形状の正メニスカスレンズから構成されている。
【0069】
第３レンズ群は、両凹レンズから構成されている。
【0070】
次に、光学系の具体的数値を適用した例について説明する。表１は、実施例１の光学系の面データの表である。
【0071】
面データの表において、「面番号」は物体側から数えたレンズ面の順番、「ｒ」はレンズ面の曲率半径、「ｄ」はレンズ面の光軸上の間隔、「Ｎｄ」はｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、「ｖｄ」はｄ線に対するアッベ数、「Ｈ」は有効半径を表す。「ΔＰｇＦ」は、異常分散性を表す。また、面番号において「＊」の表示は、レンズ面が非球面であることを表し、「Ｓ」の表示は、絞りであることを表す。さらに、「ｄ」の欄における「Ｄ（１１）」、「Ｄ（１６）」等の表示は、レンズ面の光軸上の間隔がフォーカシング時に変化する可変間隔であることを意味する。
【0072】
なお、曲率半径の「ＩＮＦ」は平面を意味する。表１において、Ｎｏ１～１１は第１レンズ群Ｇ１の面番号であり、Ｎｏ．６は絞りを表す。Ｎｏ．１２～１６は第２レンズ群Ｇ２の面番号である。Ｎｏ．１７、１８は第３レンズ群Ｇ３の面番号である。Ｎｏ．１９、２０はカバーガラスＣＧを表す。第１レンズ群Ｇ１におけるＮｏ．１０、１１で表される単レンズは、前述した単レンズＬｐに該当する。
【0073】
［表１］
面番号 r d Nd vd ΔPgF H
1 27.692 0.900 1.48749 70.44 8.930
2 10.708 6.301 7.320
3 -29.255 0.700 1.48749 70.44 5.640
4 36.278 0.200 1.53610 41.21 5.420
5 * 72.902 2.215 5.410
6 S INF 2.477 5.769
7 46.922 2.834 1.83481 42.72 6.760
8 -28.663 0.500 6.910
9 559.336 0.800 1.72047 34.71 6.890
10 15.165 5.872 1.49700 81.61 0.0374 6.850
11 -13.100 D(11) 6.990
12 * -11.559 0.200 1.53610 41.21 6.510
13 -11.675 0.700 1.54814 45.82 6.530
14 -17.230 2.222 6.800
15 * -399.343 4.468 1.49710 81.56 0.0369 7.940
16 * -12.285 D(16) 8.470
17 -20.578 1.000 1.54072 47.20 8.800
18 43.110 18.907 9.640
19 INF 2.500 1.51680 64.20
20 INF 1.000
面番号 r d Nd vd ΔPgF H
1 27.692 0.900 1.48749 70.44 8.930
2 10.708 6.301 7.320
3 -29.255 0.700 1.48749 70.44 5.640
4 36.278 0.200 1.53610 41.21 5.420
5 * 72.902 2.215 5.410
6 S INF 2.477 5.769
7 46.922 2.834 1.83481 42.72 6.760
8 -28.663 0.500 6.910
9 559.336 0.800 1.72047 34.71 6.890
10 15.165 5.872 1.49700 81.61 0.0374 6.850
11 -13.100 D(11) 6.990
12 * -11.559 0.200 1.53610 41.21 6.510
13 -11.675 0.700 1.54814 45.82 6.530
14 -17.230 2.222 6.800
15 * -399.343 4.468 1.49710 81.56 0.0369 7.940
16 * -12.285 D(16) 8.470
17 -20.578 1.000 1.54072 47.20 8.800
18 43.110 18.907 9.640
19 INF 2.500 1.51680 64.20
20 INF 1.000
【0074】
表２は、実施例１の光学系の諸元表を示す。当該諸元表中、「ｆ」は光学系の焦点距離、「Ｆｎｏ」はＦナンバー、「ω」は半画角、「Ｙ」は最大像高、「ＴＬ」は前述の光学全長、「ＢＦ」は前述のバックフォーカス長をそれぞれ表す。
【0075】
［表２］
f 24.710
Fno 2.884
ω 42.489
Y 19.924
TL 60.000
BF 21.555
f 24.710
Fno 2.884
ω 42.489
Y 19.924
TL 60.000
BF 21.555
【0076】
表３は、撮影距離変化に伴う可変間隔を表す表である。当該表中、「撮影距離」は物体から光学系の最も物体側の面までの光軸上の距離である。また、当該表中、撮影距離が「ＩＮＦ」であるときの各値は、光学系の無限遠合焦時における値である。また、表中、「Ｄ（ｎ）」（ｎは整数）は、合焦時における光学系の光軸上の可変間隔を表す。
【0077】
［表３］
撮影距離 INF 180.000
D(5) 4.520 2.978
D(7) 2.535 4.077
撮影距離 INF 180.000
D(5) 4.520 2.978
D(7) 2.535 4.077
【0078】
表４は、実施例１の光学系における各非球面の非球面係数を表す表である。当該表における非球面係数は、各非球面形状を下記式で定義したときの値である。
［式］ｚ＝ｃｈ２／［１＋｛１－（１＋Ｋ）ｃ２ｈ２｝１／２］＋Ａ４ｈ４＋Ａ６ｈ６＋Ａ８ｈ８
［式］ｚ＝ｃｈ２／［１＋｛１－（１＋Ｋ）ｃ２ｈ２｝１／２］＋Ａ４ｈ４＋Ａ６ｈ６＋Ａ８ｈ８
【0079】
上記式において、「ｚ」は光軸に垂直な基準面からの光軸方向における非球面の変位量、「ｃ」は曲率（１／ｒ）、「ｈ」は光軸からの高さ、「Ｋ」は円錐係数、「Ａｎ」（ｎは整数）はｎ次数の非球面係数とする。なお、表示していない面番号の非球面係数は０である。
【0080】
［表４］
面番号 K A4 A6 A8
5 0.0000E+00 1.6217E-04 5.4176E-07 1.8017E-08
12 0.0000E+00 7.7335E-05 -8.1694E-07 3.8172E-09
15 0.0000E+00 -1.2010E-04 6.1727E-07 -2.7390E-09
16 0.0000E+00 3.8253E-05 -3.5929E-09 1.6953E-09
面番号 K A4 A6 A8
5 0.0000E+00 1.6217E-04 5.4176E-07 1.8017E-08
12 0.0000E+00 7.7335E-05 -8.1694E-07 3.8172E-09
15 0.0000E+00 -1.2010E-04 6.1727E-07 -2.7390E-09
16 0.0000E+00 3.8253E-05 -3.5929E-09 1.6953E-09
【0081】
表５は、実施例１の光学系を構成する各レンズ群における焦点距離を示している。
【0082】
［表５］
レンズ群 面番号 焦点距離
G1 1-11 19.312
G2 12-16 34.734
G3 17-18 -25.620
レンズ群 面番号 焦点距離
G1 1-11 19.312
G2 12-16 34.734
G3 17-18 -25.620
【0083】
また、図２は、実施例１の光学系の無限遠合焦時における縦収差を示す図である。各図に示す縦収差を示す図は、図面に向かって左側から順に、それぞれ球面収差（ＳＡ（ｍｍ））、非点収差（ＡＳＴ（ｍｍ））、歪曲収差（ＤＩＳ（％））である。他の実施例においても同様である。
【0084】
球面収差を示す図では、縦軸をＦナンバー（図中、「FNO」で示す）とし、横軸をデフォーカスとしている。球面収差を示す図では、実線がｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）、短破線がｇ線（波長λ＝４３５．８４ｎｍ）、長破線がＣ線（波長λ＝６５６．２８ｎｍ）における球面収差を示す。
【0085】
非点収差を示す図では、縦軸を像高（図中、「Ｙ」で示す）とし、横軸をデフォーカスとしている。非点収差を示す図では、実線がｄ線に対するサジタル平面、破線がｄ線に対するメリディオナル平面における非点収差を示す。
【0086】
歪曲収差を表す図では、縦軸を像高（図中、「Ｙ」で示す）とし、横軸を％としている。
【0087】
［実施例２］
図３は、実施例２の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に示す図である。図４は、実施例２の光学系の無限遠合焦時における縦収差を示す図である。実施例２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、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群から構成されている。第１レンズ群Ｇ１内には絞りＳが配置されている。
図３は、実施例２の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に示す図である。図４は、実施例２の光学系の無限遠合焦時における縦収差を示す図である。実施例２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、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群から構成されている。第１レンズ群Ｇ１内には絞りＳが配置されている。
【0088】
無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシング時において、第１レンズ群Ｇ１及び第３レンズ群Ｇ３はそれぞれ像面ＩＭＧに対して固定されたまま移動せず、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って物体側に移動する。
【0089】
表６は、実施例２の光学系の面データの表である。表６において、Ｎｏ．１～１１は第１レンズ群Ｇ１の面番号であり、Ｎｏ．６は絞りを表す。Ｎｏ．１２～１５は第２レンズ群Ｇ２の面番号である。Ｎｏ．１６～２０は第３レンズ群Ｇ３の面番号である。Ｎｏ．２１、２２はカバーガラスＣＧを表す。第１レンズ群Ｇ１におけるＮｏ．１０、１１で表される単レンズは、前述した単レンズＬｐに該当する。
【0090】
［表６］
面番号 r d Nd vd ΔPgF H
1 89.860 1.000 1.48749 70.44 8.620
2 9.781 3.990 6.740
3 -52.092 0.700 1.48749 70.44 6.360
4 56.979 0.200 1.53610 41.21 6.050
5 * 347.165 3.152 6.000
6 S INF 1.500 6.221
7 * 54.326 2.630 1.76802 49.24 7.020
8 * -41.229 0.300 7.120
9 25.496 0.800 1.83400 37.35 7.260
10 11.918 7.100 1.49700 81.61 0.0374 7.070
11 -13.174 D(11) 7.210
12 -12.431 0.700 1.48749 70.44 6.060
13 -19.764 1.356 6.480
14 * -77.229 4.252 1.49710 81.56 0.0369 7.190
15 * -11.214 D(15) 7.760
16 * -13.556 0.200 1.53610 41.21 8.090
17 -14.550 1.100 1.58144 40.89 8.130
18 40.884 4.299 9.450
19 -112.205 3.239 1.72916 54.67 11.400
20 -32.484 12.852 12.050
21 INF 2.500 1.51680 64.20
22 INF 1.000
面番号 r d Nd vd ΔPgF H
1 89.860 1.000 1.48749 70.44 8.620
2 9.781 3.990 6.740
3 -52.092 0.700 1.48749 70.44 6.360
4 56.979 0.200 1.53610 41.21 6.050
5 * 347.165 3.152 6.000
6 S INF 1.500 6.221
7 * 54.326 2.630 1.76802 49.24 7.020
8 * -41.229 0.300 7.120
9 25.496 0.800 1.83400 37.35 7.260
10 11.918 7.100 1.49700 81.61 0.0374 7.070
11 -13.174 D(11) 7.210
12 -12.431 0.700 1.48749 70.44 6.060
13 -19.764 1.356 6.480
14 * -77.229 4.252 1.49710 81.56 0.0369 7.190
15 * -11.214 D(15) 7.760
16 * -13.556 0.200 1.53610 41.21 8.090
17 -14.550 1.100 1.58144 40.89 8.130
18 40.884 4.299 9.450
19 -112.205 3.239 1.72916 54.67 11.400
20 -32.484 12.852 12.050
21 INF 2.500 1.51680 64.20
22 INF 1.000
【0091】
表７は、実施例２の光学系の諸元表を示す。表８は、実施例２の光学系における撮影距離変化に伴う可変間隔を表す表である。表９は、実施例２の光学系における各非球面の非球面係数を表す表である。表１０は、実施例２の光学系を構成する各レンズ群における焦点距離を示している。
【0092】
［表７］
f 24.710
Fno 2.884
ω 42.594
Y 20.004
TL 60.000
BF 15.500
f 24.710
Fno 2.884
ω 42.594
Y 20.004
TL 60.000
BF 15.500
【0093】
［表８］
撮影距離 INF 180.000
D(11) 5.482 3.828
D(15) 2.500 4.155
撮影距離 INF 180.000
D(11) 5.482 3.828
D(15) 2.500 4.155
【0094】
［表９］
面番号 K A4 A6 A8
5 0.0000E+00 1.8099E-04 5.5006E-07 1.1316E-08
7 0.0000E+00 7.6679E-05 1.8247E-07 4.1900E-09
8 0.0000E+00 3.4052E-05 3.1062E-07 7.4962E-09
14 0.0000E+00 -4.7364E-05 1.7210E-07 -2.2950E-09
15 0.0000E+00 1.1074E-04 -1.0510E-07 2.6920E-09
16 0.0000E+00 7.1222E-05 -3.3363E-07 4.5997E-10
面番号 K A4 A6 A8
5 0.0000E+00 1.8099E-04 5.5006E-07 1.1316E-08
7 0.0000E+00 7.6679E-05 1.8247E-07 4.1900E-09
8 0.0000E+00 3.4052E-05 3.1062E-07 7.4962E-09
14 0.0000E+00 -4.7364E-05 1.7210E-07 -2.2950E-09
15 0.0000E+00 1.1074E-04 -1.0510E-07 2.6920E-09
16 0.0000E+00 7.1222E-05 -3.3363E-07 4.5997E-10
【0095】
［表１０］
レンズ群 面番号 焦点距離
G1 1-11 17.575
G2 12-15 35.925
G3 16-20 -29.245
レンズ群 面番号 焦点距離
G1 1-11 17.575
G2 12-15 35.925
G3 16-20 -29.245
【0096】
［実施例３］
図５は、実施例３の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に示す図である。図６は、実施例３の光学系の無限遠合焦時における縦収差を示す図である。実施例３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、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群から構成されている。第１レンズ群Ｇ１内には絞りＳが配置されている。
図５は、実施例３の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に示す図である。図６は、実施例３の光学系の無限遠合焦時における縦収差を示す図である。実施例３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、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群から構成されている。第１レンズ群Ｇ１内には絞りＳが配置されている。
【0097】
無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシング時において、第１レンズ群Ｇ１及び第３レンズ群Ｇ３はそれぞれ像面ＩＭＧに対して固定されたまま移動せず、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って物体側に移動する。
【0098】
表１１は、実施例３の光学系の面データの表である。表１１において、Ｎｏ．１～１１は第１レンズ群Ｇ１の面番号であり、Ｎｏ．６は絞りを表す。Ｎｏ．１２～１６は第２レンズ群Ｇ２の面番号である。Ｎｏ．１７～１９は第３レンズ群Ｇ３の面番号である。Ｎｏ．２０、２１はカバーガラスＣＧを表す。第１レンズ群Ｇ１におけるＮｏ．９、１０で表される単レンズは、前述した単レンズＬｐに該当する。
【0099】
［表１１］
面番号 r d Nd vd ΔPgF H
1 469.182 1.200 1.64769 33.84 10.610
2 10.904 3.463 8.290
3 26.035 3.086 1.91082 35.25 8.170
4 -114.423 0.800 1.49700 81.61 0.0374 7.840
5 27.300 5.856 7.210
6 S INF 1.500 7.240
7 * 42.181 4.500 1.76802 49.24 7.720
8 * -20.483 0.300 7.800
9 -26.651 3.913 1.49700 81.61 0.0374 7.570
10 -11.482 1.000 1.90366 31.31 7.380
11 -16.599 D(11) 7.590
12 * -24.090 0.200 1.53610 41.21 6.120
13 -19.359 0.800 1.54072 47.20 6.160
14 31.086 1.097 6.770
15 * 33.966 6.414 1.49710 81.56 0.0369 7.730
16 * -11.097 D(16) 8.480
17 * -25.953 0.200 1.53610 41.21 9.070
18 -24.340 1.000 1.64769 33.84 9.110
19 127.109 19.990 9.810
20 INF 2.500 1.51680 64.20
21 INF 1.000
面番号 r d Nd vd ΔPgF H
1 469.182 1.200 1.64769 33.84 10.610
2 10.904 3.463 8.290
3 26.035 3.086 1.91082 35.25 8.170
4 -114.423 0.800 1.49700 81.61 0.0374 7.840
5 27.300 5.856 7.210
6 S INF 1.500 7.240
7 * 42.181 4.500 1.76802 49.24 7.720
8 * -20.483 0.300 7.800
9 -26.651 3.913 1.49700 81.61 0.0374 7.570
10 -11.482 1.000 1.90366 31.31 7.380
11 -16.599 D(11) 7.590
12 * -24.090 0.200 1.53610 41.21 6.120
13 -19.359 0.800 1.54072 47.20 6.160
14 31.086 1.097 6.770
15 * 33.966 6.414 1.49710 81.56 0.0369 7.730
16 * -11.097 D(16) 8.480
17 * -25.953 0.200 1.53610 41.21 9.070
18 -24.340 1.000 1.64769 33.84 9.110
19 127.109 19.990 9.810
20 INF 2.500 1.51680 64.20
21 INF 1.000
【0100】
表１２は、実施例３の光学系の諸元表を示す。表１３は、実施例３の光学系における撮影距離変化に伴う可変間隔を表す表である。表１４は、実施例３の光学系における各非球面の非球面係数を表す表である。表１５は、実施例３の光学系を構成する各レンズ群における焦点距離を示している。
【0101】
［表１２］
f 24.717
Fno 2.575
ω 42.460
Y 19.909
TL 65.000
BF 22.638
f 24.717
Fno 2.575
ω 42.460
Y 19.909
TL 65.000
BF 22.638
【0102】
［表１３］
撮影距離 INF 175.000
D(11) 4.530 2.468
D(16) 2.503 4.565
撮影距離 INF 175.000
D(11) 4.530 2.468
D(16) 2.503 4.565
【0103】
［表１４］
面番号 K A4 A6 A8
7 0.0000E+00 -5.6643E-06 -1.2041E-07 2.6492E-09
8 0.0000E+00 -9.7416E-06 -1.4069E-07 2.2985E-09
12 0.0000E+00 -6.9409E-05 -1.0197E-06 -6.2393E-09
15 0.0000E+00 -5.4590E-05 6.0649E-07 -3.5157E-09
16 9.2371E-04 5.6822E-05 -1.6886E-07 2.6114E-09
17 0.0000E+00 1.9077E-06 -1.4674E-07 -3.0145E-10
面番号 K A4 A6 A8
7 0.0000E+00 -5.6643E-06 -1.2041E-07 2.6492E-09
8 0.0000E+00 -9.7416E-06 -1.4069E-07 2.2985E-09
12 0.0000E+00 -6.9409E-05 -1.0197E-06 -6.2393E-09
15 0.0000E+00 -5.4590E-05 6.0649E-07 -3.5157E-09
16 9.2371E-04 5.6822E-05 -1.6886E-07 2.6114E-09
17 0.0000E+00 1.9077E-06 -1.4674E-07 -3.0145E-10
【0104】
［表１５］
レンズ群 面番号 焦点距離
G1 1-11 20.186
G2 12-16 36.360
G3 17-19 -32.850
レンズ群 面番号 焦点距離
G1 1-11 20.186
G2 12-16 36.360
G3 17-19 -32.850
【0105】
［実施例４］
図７は、実施例４の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に示す図である。図８は、実施例４の光学系の無限遠合焦時における縦収差を示す図である。実施例４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、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群から構成されている。第１レンズ群Ｇ１内には絞りＳが配置されている。
図７は、実施例４の光学系の無限遠合焦時における光学的な構成を模式的に示す図である。図８は、実施例４の光学系の無限遠合焦時における縦収差を示す図である。実施例４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、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群から構成されている。第１レンズ群Ｇ１内には絞りＳが配置されている。
【0106】
無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシング時において、第１レンズ群Ｇ１及び第３レンズ群Ｇ３はそれぞれ像面ＩＭＧに対して固定されたまま移動せず、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って物体側に移動する。
【0107】
表１６は、実施例４の光学系の面データの表である。表１４において、Ｎｏ．１～１１は第１レンズ群Ｇ１の面番号であり、Ｎｏ．６は絞りを表す。Ｎｏ．１２～１６は第２レンズ群Ｇ２の面番号である。Ｎｏ．１７、１８は第３レンズ群Ｇ３の面番号である。Ｎｏ．１９、２０はカバーガラスＣＧを表す。第１レンズ群Ｇ１におけるＮｏ．１０、１１で表される単レンズは、前述した単レンズＬｐに該当する。
【0108】
［表１６］
面番号 r d Nd vd ΔPgF H
1 30.687 0.900 1.48749 70.44 8.350
2 9.683 4.589 6.710
3 -36.067 0.700 1.48749 70.44 5.970
4 40.521 0.200 1.53610 41.21 5.790
5 * 105.059 3.227 5.790
6 S INF 1.634 6.058
7 55.579 2.951 1.87071 40.73 6.770
8 -23.695 0.500 6.940
9 -159.381 0.800 1.74950 35.33 6.870
10 14.695 6.183 1.49700 81.61 0.0374 6.850
11 -12.579 D(11) 7.030
12 * -12.678 0.200 1.53610 41.21 6.540
13 -13.016 0.700 1.54814 45.82 6.560
14 -23.720 2.798 6.720
15 * 68.054 4.582 1.49710 81.56 0.0369 8.030
16 * -13.646 D(16) 8.470
17 -25.572 1.000 1.53172 48.84 8.830
18 33.131 19.771 9.520
19 INF 2.500 1.51680 64.20
20 INF 1.000
面番号 r d Nd vd ΔPgF H
1 30.687 0.900 1.48749 70.44 8.350
2 9.683 4.589 6.710
3 -36.067 0.700 1.48749 70.44 5.970
4 40.521 0.200 1.53610 41.21 5.790
5 * 105.059 3.227 5.790
6 S INF 1.634 6.058
7 55.579 2.951 1.87071 40.73 6.770
8 -23.695 0.500 6.940
9 -159.381 0.800 1.74950 35.33 6.870
10 14.695 6.183 1.49700 81.61 0.0374 6.850
11 -12.579 D(11) 7.030
12 * -12.678 0.200 1.53610 41.21 6.540
13 -13.016 0.700 1.54814 45.82 6.560
14 -23.720 2.798 6.720
15 * 68.054 4.582 1.49710 81.56 0.0369 8.030
16 * -13.646 D(16) 8.470
17 -25.572 1.000 1.53172 48.84 8.830
18 33.131 19.771 9.520
19 INF 2.500 1.51680 64.20
20 INF 1.000
【0109】
表１７は、実施例４の光学系の諸元表を示す。表１８は、実施例４の光学系における撮影距離変化に伴う可変間隔を表す表である。表１９は、実施例４の光学系における各非球面の非球面係数を表す表である。表２０は、実施例４の光学系を構成する各レンズ群における焦点距離を示している。
【0110】
［表１７］
f 24.710
Fno 2.884
ω 42.536
Y 19.949
TL 60.000
BF 22.419
f 24.710
Fno 2.884
ω 42.536
Y 19.949
TL 60.000
BF 22.419
【0111】
［表１８］
撮影距離 INF 180.000
D(11) 4.112 2.569
D(16) 2.504 4.047
撮影距離 INF 180.000
D(11) 4.112 2.569
D(16) 2.504 4.047
【0112】
［表１９］
面番号 K A4 A6 A8
5 0.0000E+00 1.7399E-04 6.9711E-07 2.0963E-08
12 0.0000E+00 9.3537E-05 -9.7545E-07 6.6519E-09
15 0.0000E+00 -1.0656E-04 6.8300E-07 -1.5510E-09
16 0.0000E+00 4.3500E-05 -6.5612E-08 2.7431E-09
面番号 K A4 A6 A8
5 0.0000E+00 1.7399E-04 6.9711E-07 2.0963E-08
12 0.0000E+00 9.3537E-05 -9.7545E-07 6.6519E-09
15 0.0000E+00 -1.0656E-04 6.8300E-07 -1.5510E-09
16 0.0000E+00 4.3500E-05 -6.5612E-08 2.7431E-09
【0113】
［表２０］
レンズ群 面番号 焦点距離
G1 1-11 19.801
G2 12-16 34.500
G3 17-18 -26.984
レンズ群 面番号 焦点距離
G1 1-11 19.801
G2 12-16 34.500
G3 17-18 -26.984
【0114】
実施例１～４における各式による算出値及び当該式に用いた数値を表２１に示す。
【0115】
［表２１］
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
式(1)β3 1.859 1.934 1.708 1.845
式(2)BF/Yi 0.952 0.682 1.001 0.989
式(4)ΔPgF1b 0.0374 0.0374 0.0374 0.0374
式(5)TL/FL 2.428 2.428 2.630 2.428
式(6)f1/FL 0.782 0.711 0.817 0.801
式(7){1-(β2)2}×(β3)2 1.818 1.765 1.416 1.848
式(8)L1a/Yi 0.456 0.398 0.637 0.424
TL 60.000 60.000 65.000 60.000
FL 24.710 24.710 24.717 24.710
f1 19.312 17.575 20.186 19.801
BF 21.555 15.500 22.648 22.419
ω 42.489 42.594 42.460 42.536
β2 0.688 0.727 0.717 0.676
L1a 10.316 9.042 14.405 9.616
実施例1 実施例2 実施例3 実施例4
式(1)β3 1.859 1.934 1.708 1.845
式(2)BF/Yi 0.952 0.682 1.001 0.989
式(4)ΔPgF1b 0.0374 0.0374 0.0374 0.0374
式(5)TL/FL 2.428 2.428 2.630 2.428
式(6)f1/FL 0.782 0.711 0.817 0.801
式(7){1-(β2)2}×(β3)2 1.818 1.765 1.416 1.848
式(8)L1a/Yi 0.456 0.398 0.637 0.424
TL 60.000 60.000 65.000 60.000
FL 24.710 24.710 24.717 24.710
f1 19.312 17.575 20.186 19.801
BF 21.555 15.500 22.648 22.419
ω 42.489 42.594 42.460 42.536
β2 0.688 0.727 0.717 0.676
L1a 10.316 9.042 14.405 9.616
【符号の説明】
【0116】
１ ミラーレス一眼カメラ
２ 本体
３ 鏡筒
２１ マウント部
２２ 表示部
２３ ＣＣＤセンサ
２４、ＣＧ カバーガラス
３０ 光学系
３１、Ｇ１ 第１レンズ群
３１ａ 第１ａ群
３１ｂ 第１ｂ群
３１ｃ、Ｓ 絞り
３２、Ｇ２ 第２レンズ群
３３、Ｇ３ 第３レンズ群
ＯＡ 光軸
２ 本体
３ 鏡筒
２１ マウント部
２２ 表示部
２３ ＣＣＤセンサ
２４、ＣＧ カバーガラス
３０ 光学系
３１、Ｇ１ 第１レンズ群
３１ａ 第１ａ群
３１ｂ 第１ｂ群
３１ｃ、Ｓ 絞り
３２、Ｇ２ 第２レンズ群
３３、Ｇ３ 第３レンズ群
ＯＡ 光軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】