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特許7061226広角光学系及びそれを備えた撮像装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】

(24)【登録日】2022-04-19

(45)【発行日】2022-04-27

(54)【発明の名称】広角光学系及びそれを備えた撮像装置

(51)【国際特許分類】

G02B 13/04 20060101AFI20220420BHJP

G02B 13/18 20060101ALI20220420BHJP

【ＦＩ】

G02B13/04 D

G02B13/18

【請求項の数】 30

(21)【出願番号】P 2021503243

(86)(22)【出願日】2019-03-01

(86)【国際出願番号】 JP2019008034

(87)【国際公開番号】W WO2020178886

(87)【国際公開日】2020-09-10

【審査請求日】2021-02-24

(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】藤倉崇

(72)【発明者】

【氏名】市川啓介

(72)【発明者】

【氏名】三原伸一

【審査官】森内正明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１８９７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－４５０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－４０９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２２７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－６８１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８４１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－９２７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－５６１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２７３０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ９／００－１７／０８

Ｇ０２Ｂ２１／０２－２１／０４

Ｇ０２Ｂ２５／００－２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズ成分を有する広角光学系であって、
前記レンズ成分は、複数の光学面を有し、
前記レンズ成分では、２つの前記光学面が空気と接触し、且つ、少なくとも１つの前記光学面が曲面であり、
物体側から順に、負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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、からなり、
遠点から近点に焦点位置調節するときに、前記第２レンズ群が、第１の位置から第２の位置に向かって移動し、前記第１の位置は、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が最小となる位置であり、前記第２の位置は、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が最小となる位置であり、
前記第３レンズ群は、９面以上の屈折面を有し、前記第３レンズ群の最も像側の負の屈折力を有する接合面Scの像側に正の単レンズを有し、前記接合面Scの物体側に複数の負の屈折面を有し、
前記第３レンズ群は、前記複数の負の屈折面のうち像側に位置する２面よりも物体側に、以下の条件式（１）を満足する正の屈折面Spを少なくとも１つ有し、
第１屈折面を有し、
前記第１屈折面は、以下の条件式（９）を満足する屈折面であり、
前記第３レンズ群の最も物体側の面頂から像側に向かって、２．５×ｆL以内の距離に、前記第１屈折面を有することを特徴とする広角光学系。
０．０２＜ｆL／Rsp＜１．２０（１）
０．１０＜（_aｎ_SNi’－_aｎ_SNi）／_aｒ_SNi＜０．７０（９）
ここで、
Rspは、前記正の屈折面Spの曲率半径、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
_aｎ_SNiは、前記第１屈折面の物体側に位置する媒質のｄ線に対する屈折率、
_aｎ_SNi’は、前記第１屈折面の像側に位置する媒質のｄ線に対する屈折率、
_aｒ_SNiは、前記第１屈折面の光軸近傍における曲率半径、
である。

【請求項2】

レンズ成分を有する広角光学系であって、
前記レンズ成分は、複数の光学面を有し、
前記レンズ成分では、２つの前記光学面が空気と接触し、且つ、少なくとも１つの前記光学面が曲面であり、
物体側から順に、負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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、からなり、
遠点から近点に焦点位置調節するときに、前記第２レンズ群が、第１の位置から第２の位置に向かって移動し、前記第１の位置は、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が最小となる位置であり、前記第２の位置は、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が最小となる位置であり、
前記第３レンズ群は、９面以上の屈折面を有し、前記第３レンズ群の最も像側の負の屈折力を有する接合面Scの像側に正の単レンズを有し、前記接合面Scの物体側に複数の負の屈折面を有し、
前記第３レンズ群は、前記複数の負の屈折面のうち像側に位置する２面よりも物体側に、以下の条件式（１）を満足する正の屈折面Spを少なくとも１つ有し、
第２屈折面を有し、
前記第２屈折面は、以下の条件式（１０）を満足する屈折面であり、
前記第３レンズ群の最も物体側の面頂から像側に向かって、２．５×ｆL以上の距離に、前記第２屈折面を有することを特徴とする広角光学系。
０．０２＜ｆL／Rsp＜１．２０（１）
－０．６０＜（_bｎ_SNi’－_bSNi）／_bｒ_SNi＜－０．０５（１０）
ここで、
Rspは、前記正の屈折面Spの曲率半径、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
_bｎ_SNiは、前記第２屈折面の物体側に位置する媒質のｄ線に対する屈折率、
_bｎ_SNi’は、前記第２屈折面の像側に位置する媒質のｄ線に対する屈折率、
_bｒ_SNiは、前記第２屈折面の光軸近傍における曲率半径、
である。

【請求項3】

レンズ成分を有する広角光学系であって、
前記レンズ成分は、複数の光学面を有し、
前記レンズ成分では、２つの前記光学面が空気と接触し、且つ、少なくとも１つの前記光学面が曲面であり、
物体側から順に、負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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、からなり、
遠点から近点に焦点位置調節するときに、前記第２レンズ群が、第１の位置から第２の位置に向かって移動し、前記第１の位置は、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が最小となる位置であり、前記第２の位置は、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が最小となる位置であり、
前記第３レンズ群は、９面以上の屈折面を有し、前記第３レンズ群の最も像側の負の屈折力を有する接合面Scの像側に正の単レンズを有し、前記接合面Scの物体側に複数の負の屈折面を有し、
前記第３レンズ群は、前記複数の負の屈折面のうち像側に位置する２面よりも物体側に、以下の条件式（１）を満足する正の屈折面Spを少なくとも１つ有し、
以下の条件式（２４）を満足することを特徴とする広角光学系。
０．０２＜ｆL／Rsp＜１．２０（１）
０．１０＜（１－β2F²）×β3F＜０．４５（２４）
ここで、
Rspは、前記正の屈折面Spの曲率半径、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
β2Fは、前記第１の位置における前記第２レンズ群の倍率、
β3Fは、前記第１の位置における前記第３レンズ群の倍率、
である。

【請求項4】

レンズ成分を有する広角光学系であって、
前記レンズ成分は、複数の光学面を有し、
前記レンズ成分では、２つの前記光学面が空気と接触し、且つ、少なくとも１つの前記光学面が曲面であり、
物体側から順に、負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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、からなり、
遠点から近点に焦点位置調節するときに、前記第２レンズ群が、第１の位置から第２の位置に向かって移動し、前記第１の位置は、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が最小となる位置であり、前記第２の位置は、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が最小となる位置であり、
前記第３レンズ群は、９面以上の屈折面を有し、前記第３レンズ群の最も像側の負の屈折力を有する接合面Scの像側に正の単レンズを有し、前記接合面Scの物体側に複数の負の屈折面を有し、
前記第３レンズ群は、前記複数の負の屈折面のうち像側に位置する２面よりも物体側に、以下の条件式（１）を満足する正の屈折面Spを少なくとも１つ有し、
以下の条件式（２５）を満足することを特徴とする広角光学系。
０．０２＜ｆL／Rsp＜１．２０（１）
０．１５＜（１－β2N²）×β3N＜０．６０（２５）
ここで、
Rspは、前記正の屈折面Spの曲率半径、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
β2Nは、前記第２の位置における前記第２レンズ群の倍率、
β3Nは、前記第２の位置における前記第３レンズ群の倍率、
である。

【請求項5】

前記正の屈折面Spが、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の広角光学系。
１．５＜ΣＤpc／ｆL＜１０．０（２）
ここで、
ΣＤpcは、前記正の屈折面Spから前記負の屈折力を有する接合面Scまでの光軸上での距離、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
である。

【請求項6】

以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の広角光学系。
２．０＜ΣＤ３／ｆL＜１５．０（３）
ここで、
ΣＤ３は、前記第３レンズ群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上での距離、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
である。

【請求項7】

前記第３レンズ群は、以下の条件式（４）、（５）を同時に満足するレンズ成分を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の広角光学系。
１／ｒ₂＜１／ｒ₁ （４）
１／ｆ_3x＜１／（１０×ｆL）（５）
ここで、
ｒ₁は、前記第３レンズ群の各レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径、
ｒ₂は、前記第３レンズ群の各レンズ成分の最も像側の面の曲率半径、
ｆ_3xは、前記第３レンズ群の各レンズ成分の焦点距離、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
である。

【請求項8】

以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の広角光学系。
－１．５＜β3F＜－０．３（６）
ここで、
β3Fは、前記第１の位置における前記第３レンズ群の倍率、
である。

【請求項9】

以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の広角光学系。
２．０＜ｆ₃／ｆL＜６．０（７）
ここで、
ｆ₃は、前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
である。

【請求項10】

以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の広角光学系。
－０．８＜ｆL／ｆ₃₁＜１．０（８）
ここで、
ｆ₃₁は、前記第３レンズ群の最も物体側に位置するレンズ成分の焦点距離、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
である。

【請求項11】

前記第３レンズ群は、複数の正の単レンズを有し、
前記複数の正の単レンズのうち最も像側に位置する正の単レンズは、以下の条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の広角光学系。
２．０＜ｆ_3R／ｆL＜１０．０（１１）
ここで、
ｆ_3Rは、前記最も像側に位置する正の単レンズの焦点距離、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
である。

【請求項12】

前記第３レンズ群は、最も物体側に位置する物体側接合レンズと、最も像側に位置する像側接合レンズと、を有し、
以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の広角光学系。
－３０＜（ν_3RCP－ν_3RCN）－（ν_3FCP－ν_3FCN）＜１１０（１２）
ここで、
ν_3FCPは、前記物体側接合レンズの正レンズのd線アッベ数、
ν_3FCNは、前記物体側接合レンズの負レンズのd線アッベ数、
ν_3RCPは、前記像側接合レンズの正レンズのd線アッベ数、
ν_3RCNは、前記像側接合レンズの負レンズのd線アッベ数、
である。

【請求項13】

前記第３レンズ群の最も像側に位置する接合面が、以下の条件式（１３）を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の広角光学系。
－０．８０＜ｆL／ｒ_SNr＜０．６０（１３）
ここで、
ｒ_SNrは、前記最も像側に位置する接合面の光軸近傍における曲率半径、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
である。

【請求項14】

前記第３レンズ群の物体側から数えて３つ目までのレンズ成分に、以下の条件式（１４）、（１５）、（１６）を満足する接合レンズが含まれていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の広角光学系。
－１．０＜（ｒ_3XF－ｒ_3XR）／（ｒ_3XF＋ｒ_3XR）＜０．５（１４）
１／ｒ_3XC×ｒ_3XF＜０（１５）
１／ｒ_3XC×ｒ_3XR＜０（１６）
ここで、
ｒ_3XFは、所定の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径、
ｒ_3XRは、前記所定の接合レンズの最も像側の面の曲率半径、
ｒ_3XCは、前記所定の接合レンズの接合面の光軸上での曲率半径、
前記所定の接合レンズは、条件式（１４）、（１５）、（１６）を満足する前記接合レンズ、
である。

【請求項15】

前記第３レンズ群は、複数の正レンズを有し、
前記複数の正レンズは、第１正レンズと、第２正レンズと、を有し、前記第１正レンズは、前記複数の正レンズのなかで、最も物体側に位置する正レンズであり、前記第２正レンズは、前記複数の正レンズのなかで、物体側から２番目に位置する正レンズであり、
以下の条件式（１７）を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の広角光学系。
－７５＜ν_31P－ν_32P＜３５（１７）
ここで、
ν_31Pは、前記第１正レンズのアッベ数、
ν_32Pは、前記第２正レンズのアッベ数、
である。

【請求項16】

前記第３レンズ群は、複数の正レンズを有し、
前記複数の正レンズは、第１正レンズと、第２正レンズと、第３正レンズと、を有し、前記第１正レンズは、前記複数の正レンズのなかで、最も物体側に位置する正レンズであり、前記第２正レンズは、前記複数の正レンズのなかで、物体側から２番目に位置する正レンズであり、前記第３正レンズは、前記複数の正レンズのなかで、物体側から３番目に位置する正レンズであり、
以下の条件式（１８）を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の広角光学系。
－１０＜ν_33P－（ν_31P＋ν_32P）／２＜７０（１８）
ここで、
ν_31Pは、前記第１正レンズのアッベ数、
ν_32Pは、前記第２正レンズのアッベ数、
ν_33Pは、前記第３正レンズのアッベ数、
である。

【請求項17】

前記第３レンズ群は、複数の負レンズを有し、
前記複数の負レンズは、第１負レンズと、第２負レンズと、を有し、前記第１負レンズは、前記複数の負レンズのなかで、最も物体側に位置する負レンズであり、前記第２負レンズは、前記複数の負レンズのなかで、物体側から２番目に位置する負レンズであり、
以下の条件式（１９）を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の広角光学系。
－２０＜ν_31N－ν_32N＜４０（１９）
ここで、
ν_31Nは、前記第１負レンズのアッベ数、
ν_32Nは、前記第２負レンズのアッベ数、
である。

【請求項18】

前記第３レンズ群は焦点位置調節時には固定であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の広角光学系。

【請求項19】

以下の条件式（２０）を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の広角光学系。
－５０＜（R21F＋R21R）／（R21F－R21R）＜１５（２０）
ここで、
R21Fは、所定のレンズ成分の物体側の面の曲率半径、
R21Rは、前記所定のレンズ成分の像側の面の曲率半径、
前記所定のレンズ成分は、前記第２レンズ群で最も物体側に位置するレンズ成分、
である。

【請求項20】

以下の条件式（２１）を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の広角光学系。
０．３＜D21／ｆL＜２．０（２１）
ここで、
D21は、前記第２レンズ群の最も物体側の面と最も像側の面との光軸上の距離、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
である。

【請求項21】

以下の条件式（２２）を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の広角光学系。
１．０４＜β2F＜１．４０（２２）
ここで、
β2Fは、前記第１の位置における前記第２レンズ群の倍率、
である。

【請求項22】

以下の条件式（２３）を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の広角光学系。
１．０１＜β2N／β2F＜１．１５（２３）
ここで、
β2Fは、前記第１の位置における前記第２レンズ群の倍率、
β2Nは、前記第２の位置における前記第２レンズ群の倍率、
である。

【請求項23】

前記第２レンズ群は、正レンズのみで構成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の広角光学系。

【請求項24】

前記第１レンズ群は以下の条件式（２６）を満足するレンズ成分のみを有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の広角光学系。
１／ｒ_1XF＜１／ｒ_1XR （２６）
ここで、
ｒ_1XFは、前記第１レンズ群の各レンズ成分の最も物体側の面の光軸上での曲率半径、
ｒ_1XRは、前記第１レンズ群の各レンズ成分の最も像側の面の光軸上での曲率半径、
である。

【請求項25】

前記第１レンズ群は、複数の負の単レンズのみを有し、
前記複数の負の単レンズのそれぞれが、前記第３レンズ群の最も物体側の正レンズよりも大きいアッベ数を有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の広角光学系。

【請求項26】

以下の条件式（２７）を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の広角光学系。
０．２０＜ＳD1／ｆL＜５．０（２７）
ここで、
ＳD1は、前記第１レンズ群の最も物体側の面頂から前記第１レンズ群の最も像側の面頂までの距離、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
である。

【請求項27】

以下の条件式（２８）を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の広角光学系。
３．５＜ｆB／ｆL＜１０（２８）
ここで、
ｆBは、最も像側のレンズ成分の像側の面頂から結像面まで距離の空気換算長、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
である。

【請求項28】

以下の条件式（２９）を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の広角光学系。
２ｙ_max＜ｆL×tanω_max （２９）
ここで、
ｙ_maxは、最大像高、
ω_maxは、前記最大像高に対応した画角、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
である。

【請求項29】

以下の条件式（３０）を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の広角光学系。
ＥＲ3＜ｆL／（２×Ｆ_EX）（３０）
ここで、
ＥＲ3は、前記接合面Scの有効半径、
Ｆ_EXは、前記第１の位置における有効Ｆ値、
ｆLは、前記第１の位置における前記広角光学系の焦点距離、
である。

【請求項30】

光学系と、像面に配置された撮像素子と、を有し、
前記撮像素子は撮像面を有し、且つ前記光学系によって前記撮像面上に形成された像を電気信号に変換し、
前記光学系が請求項１乃至２９のいずれか一項に記載の広角光学系であることを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、広角光学系及びそれを備えた撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

広い画角を有する光学系として、内視鏡用対物光学系が知られている。内視鏡用対物光学系には、画角が１００度を超えるような広角光学系が用いられている。

【0003】

従来の内視鏡では、画素数が少ない撮像素子が用いられていた。そのため、内視鏡用対物光学系には、固定焦点の光学系が用いられていた。固定焦点の光学系を用いても、観察する必要のある被写体距離の範囲（観察深度）を、被写界深度でカバーすることができていた。

【0004】

しかし、近年では、観察像質を向上するために、画素数が多い撮像素子が用いられるようになってきた。画素数が多い撮像素子が用いられる内視鏡では、光学系にも高い分解能が要求される。

【0005】

光学系に高い分解能を持たせると、被写界深度が、必要な観察深度よりも狭くなる。そのため、必要な観察深度を、ピントの合った状態で観察することが困難になる。このようなことから、光学系に焦点位置を調節する機能を持たせる必要が出てきた。

【0006】

焦点位置が調節できる内視鏡用対物光学系が、知られている。この内視鏡用対物光学系では、焦点位置の調整に、インナーフォーカスが用いられている。インナーフォーカスを行うために、光学系の周囲にアクチュエーターが設けられている。

【0007】

光学ユニットは、例えば、光学系とアクチュエーターとを含む。内視鏡では、光学ユニットを密封する必要がある。また、画角が１４０°以上であることや、アクチュエーターのサイズや出力に制限がある。そのため、焦点位置調節では、光学系を移動させることが困難である。軽量で省スペースなインナーフォーカスが必要である。

【0008】

インナーフォーカスを用いた内視鏡用対物光学系が、特許文献１と特許文献２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】国際公開第２０１４／１２９０８９号

【文献】国際公開第２０１６／０６７８３８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、特許文献１の内視鏡用対物光学系と、特許文献２の内視鏡用対物光学系では、移動するレンズの外径と、移動するレンズ群の近くに位置するレンズの外径が、十分に小さいとは言えない。そのため、光学ユニットの更なる小型化が難しい。

【0011】

また、レンズの移動では、レンズの偏心やレンズ面の倒れを少なくすることが望ましい。そのためには、アクチュエーターの光軸方向へのサイズを小さくする必要がある。しかしながら、特許文献１の内視鏡用対物光学系と、特許文献２の内視鏡用対物光学系では、アクチュエーターの小型化が難しい。

【0012】

また、内視鏡用対物光学系では、光学系で最も物体側に位置する面から結像位置までの間に、例えば、フィルタ、プリズム、又はフィルタとプリズムが配置されること多くなってきている。フィルタとプリズムは、結像作用を持たない光学素子である。

【0013】

結像作用を持たない光学素子を配置するスペースを確保するためには、光学系のバックフォーカスを長くすれば良い。しかしながら、バックフォーカスを長くすると、光線高が高くなる。そのため、光学ユニットの小型化が難しくなる。

【0014】

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、諸収差が良好に補正され、移動するレンズの外径と、移動するレンズ群の近くに位置するレンズの外径が、十分に小さく、適切なバックフォーカスを有する広角光学系及びそれ用いた撮像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】

【0015】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る広角光学系は、
レンズ成分を有する広角光学系であって、
レンズ成分は、複数の光学面を有し、
レンズ成分では、２つの光学面が空気と接触し、且つ、少なくとも１つの光学面が曲面であり、
物体側から順に、負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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、からなり、
遠点から近点に焦点位置調節するときに、第２レンズ群が、第１の位置から第２の位置に向かって移動し、第１の位置は、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が最小となる位置であり、第２の位置は、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が最小となる位置であり、
第３レンズ群は、９面以上の屈折面を有し、第３レンズ群の最も像側の負の屈折力を有する接合面Scの像側に正の単レンズを有し、接合面Scの物体側に複数の負の屈折面を有し、
第３レンズ群は、複数の負の屈折面のうち像側に位置する２面よりも物体側に、以下の条件式（１）を満足する正の屈折面Spを少なくとも１つ有すると共に、以下の（ａ）～（ｄ）の何れか１つを備えることを特徴とする。
０．０２＜ｆL／Rsp＜１．２０（１）
ここで、
Rspは、正の屈折面Spの曲率半径、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。
（ａ）第１屈折面を有し、
第１屈折面は、以下の条件式（９）を満足する屈折面であり、
第３レンズ群の最も物体側の面頂から像側に向かって、２．５×ｆL以内の距離に、第１屈折面を有する。
０．１０＜（_aｎ_SNi’－_aｎ_SNi）／_aｒ_SNi＜０．７０（９）
ここで、
_aｎ_SNiは、第１屈折面の物体側に位置する媒質のｄ線に対する屈折率、
_aｎ_SNi’は、第１屈折面の像側に位置する媒質のｄ線に対する屈折率、
_aｒ_SNiは、第１屈折面の光軸近傍における曲率半径、
である。
（ｂ）第２屈折面を有し、
第２屈折面は、以下の条件式（１０）を満足する屈折面であり、
第３レンズ群の最も物体側の面頂から像側に向かって、２．５×ｆL以上の距離に、第２屈折面を有する。
－０．６０＜（_bｎ_SNi’－_bSNi）／_bｒ_SNi＜－０．０５（１０）
ここで、
_bｎ_SNiは、第２屈折面の物体側に位置する媒質のｄ線に対する屈折率、
_bｎ_SNi’は、第２屈折面の像側に位置する媒質のｄ線に対する屈折率、
_bｒ_SNiは、第２屈折面の光軸近傍における曲率半径、
である。
（ｃ）以下の条件式（２４）を満足する。
０．１０＜（１－β2F²）×β3F＜０．４５（２４）
ここで、
β2Fは、第１の位置における第２レンズ群の倍率、
β3Fは、第１の位置における第３レンズ群の倍率、
である。
（ｄ）以下の条件式（２５）を満足する。
０．１５＜（１－β2N²）×β3N＜０．６０（２５）
ここで、
β2Nは、第２の位置における第２レンズ群の倍率、
β3Nは、第２の位置における第３レンズ群の倍率、
である。

【0016】

また、本発明の撮像装置は、
光学系と、像面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、
光学系が上述の広角光学系であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、諸収差が良好に補正され、移動するレンズの外径と、移動するレンズ群の近くに位置するレンズの外径が、十分に小さく、適切なバックフォーカスを有する広角光学系及びそれ用いた撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施例１の広角光学系のレンズ断面図である。

【図2】実施例２の広角光学系のレンズ断面図である。

【図3】実施例３の広角光学系のレンズ断面図である。

【図4】実施例４の広角光学系のレンズ断面図である。

【図5】実施例５の広角光学系のレンズ断面図である。

【図6】実施例６の広角光学系のレンズ断面図である。

【図7】実施例７の広角光学系のレンズ断面図である。

【図8】実施例８の広角光学系のレンズ断面図である。

【図9】実施例９の広角光学系のレンズ断面図である。

【図10】実施例１０の広角光学系のレンズ断面図である。

【図11】実施例１の広角光学系の収差図である。

【図12】実施例２の広角光学系の収差図である。

【図13】実施例３の広角光学系の収差図である。

【図14】実施例４の広角光学系の収差図である。

【図15】実施例５の広角光学系の収差図である。

【図16】実施例６の広角光学系の収差図である。

【図17】実施例７の広角光学系の収差図である。

【図18】実施例８の広角光学系の収差図である。

【図19】実施例９の広角光学系の収差図である。

【図20】実施例１０の広角光学系の収差図である。

【図21】内視鏡システムの概略構成を示す図である。

【図22】内視鏡の光学系の構成を示す図である。

【図23】撮像装置の光学系の構成を示す図である。

【図24】撮像装置の光学系の構成を示す図である。

【図25】撮像装置の概略構成を示す図である。

【図26】物体、対物光学系、及び光路分割素子の位置関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

実施例の説明に先立ち、本発明のある態様にかかる実施形態の作用効果を説明する。なお、本実施形態の作用効果を具体的に説明するに際しては、具体的な例を示して説明することになる。しかし、後述する実施例の場合と同様に、それらの例示される態様はあくまでも本発明に含まれる態様のうちの一部に過ぎず、その態様には数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は例示される態様に限定されるものではない。

【0020】

本実施形態の広角光学系は、レンズ成分を有する広角光学系であって、レンズ成分は、複数の光学面を有し、レンズ成分では、２つの光学面が空気と接触し、且つ、少なくとも１つの光学面が曲面であり、物体側から順に、負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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を備え、遠点から近点に焦点位置調節するときに、第２レンズ群が、第１の位置から第２の位置に向かって移動し、第１の位置は、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が最小となる位置であり、第２の位置は、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が最小となる位置であり、第３レンズ群は、９面以上の屈折面を有し、第３レンズ群の最も像側の負の屈折力を有する接合面Scの像側に正の単レンズを有し、接合面Scの物体側に複数の負の屈折面を有し、第３レンズ群は、複数の負の屈折面のうち像側に位置する２面よりも物体側に、以下の条件式（１）を満足する正の屈折面Spを少なくとも１つ有することを特徴とする。
０．０２＜ｆL／Rsp＜１．２０（１）
ここで、
Rspは、正の屈折面Spの曲率半径、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。

【0021】

本実施形態の広角光学系は、例えば、画角が１００度を超える広角光学系に関するものである。近年、高解像度モニターなどの登場により、観察時の画質に、高い画質が求められるようになってきた。本実施形態の広角光学系は、このような要求に対応できる広角光学系である。

【0022】

また、本実施形態の広角光学系は、インナーフォーカスを用いた光学系である。そのため、インナーフォーカスレンズの周囲に、アクチュエーターが配置される。本実施形態の広角光学系では、光学系の周囲にアクチュエーターが配置されても、光学系全体の外径が小さい。本実施形態の広角光学系は、広い画角を有する光学系でありながらも、光学系の中央部の長い範囲で光線高が低く抑えられた光学系である。

【0023】

本実施形態の広角光学系は、レンズ成分を有する広角光学系である。レンズ成分は、複数の光学面を有する。レンズ成分では、２つの光学面が空気と接触し、少なくとも１つの光学面が曲面である。レンズ成分には、例えば、単レンズと、接合レンズと、が含まれる。

【0024】

また、レンズ成分では、レンズと平行平板とが接合されていても良い。この場合、一方の空気と接触する光学面はレンズ面で、他方の空気と接触する光学面は平面である。単レンズと平行平板とが接合されているレンズ成分は、単レンズと見なす。接合レンズと平行平板とが接合されているレンズ成分は、接合レンズと見なす。

【0025】

また、平凸レンズと平凹レンズとが接合されていても良い。この場合、接合面が曲面で、空気と接触する光学面は平面である。

【0026】

レンズ成分の物体側の面は、空気と接触する２つの光学面のうち、物体側に位置する光学面である。レンズ成分の像側の面は、空気と接触する２つの光学面のうち、像側に位置する光学面である。レンズ成分が接合レンズの場合、物体側の面と像側の面の間に接合面が位置している。

【0027】

本実施形態の広角光学系は、物体側から順に負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、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を備える。遠点から近点に焦点位置調節するときに、第２レンズ群が、第１の位置から第２の位置に向かって移動する。この移動は、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が広がる方向の移動で、かつ、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が縮まる方向の移動である。

【0028】

第１の位置は、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が最小となる位置である。第１の位置では、第２レンズ群は、移動範囲のなかで最も物体側に位置している。第１の位置では、遠点に位置する物体に合焦することができる。

【0029】

第２の位置は、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が最小となる位置である。第２の位置では、第２レンズ群は、移動範囲のなかで最も像側に位置している。第２の位置では、近点に位置する物体に合焦することができる。

【0030】

第２レンズ群は、焦点位置調節のために移動する。第２レンズ群の移動には、アクチュエーターが用いられる。アクチュエーターは、第２レンズ群の近傍、または第３レンズ群の近傍に配置される。よって、第２レンズ群の近傍、または第３レンズ群の近傍に、アクチュエーターを配置するための空間を設ける必要がある。

【0031】

第３レンズ群は、９面以上の屈折面を有し、第３レンズ群の最も像側の負の屈折力を有する接合面Scの像側に正の単レンズを有し、接合面Scの物体側に複数の負の屈折面を有する。

【0032】

本実施形態の広角光学系では、第２レンズ群を移動させて焦点位置の調節を行っている。そのため、第３レンズ群の物体側での光線高を低く抑えることが好ましい。ただし、バックフォーカスも十分に確保する必要がある。

【0033】

広角光学系において長いバックフォーカスを確保しようとすると、光学系内での光線高が高くなりがちである。上述のように、第３レンズ群の物体側には第２レンズ群が位置している。よって、第３レンズ群の物体側では、光線高を低くできると良い。しかしながら、長いバックフォーカスを確保しようとすると、第３レンズ群の物体側で、一旦光線高を高くして、像側で収斂させることになる。

【0034】

そこで、本実施形態の広角光学系では、第３レンズ群に屈折面を多めに設けている。具体的には、第３レンズ群に、９面以上の屈折面を配置している。このようにすることで、第３レンズ群内での光線高の上昇を抑えている。

【0035】

第３レンズ群では、最も像側の負の屈折力を有する接合面Scの像側に、正の単レンズを配置している。このようにすることで、第３レンズ群の物体側での光線高の上昇を抑えている。

【0036】

更に、第３レンズ群では、接合面Scの物体側に、複数の負の屈折面を配置している。このようにすることで、第３レンズ群における負の屈折力を複数の屈折面で分担させて、光線高の上昇を抑えている。

【0037】

第３レンズ群は、複数の負の屈折面のうち像側に位置する２面よりも物体側に、条件式（１）を満足する正の屈折面Spを少なくとも１つ有する。接合面Scは、光線高の上昇を抑える作用を有する。

【0038】

屈折面Spを、正の単レンズ、及び複数の負の屈折面と共に用いることで、第３レンズ群の物体側で光線が上昇しないようにすることができる。その結果、第２レンズ群の物体側から第３レンズ群の中央付近までの広い範囲（以下、「所定の範囲」という）で、光線高を低くすることができ、しかも、十分なバックフォーカスを確保することができる。

【0039】

値が条件式（１）の上限値を上回る場合、球面収差の補正、コマの補正、及び非点収差の補正が困難になる。値が条件式（１）の下限値を下回る場合、所定の範囲で光線高が高くなり易くなるか、又は、バックフォーカスを十分に確保することが困難になる。

【0040】

条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’）を満足すると良い。
０．０５＜ｆL／Rsp＜０．８０（１’）
また、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１”）を満足するとなお良い。
０．０８＜ｆL／Rsp＜０．５０（１”）

【0041】

本実施形態の広角光学系では、正の屈折面Spが、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
１．５＜ΣＤpc／ｆL＜１０．０（２）
ここで、
ΣＤpcは、正の屈折面Spから負の屈折力を有する接合面Scまでの光軸上での距離、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。

【0042】

正の屈折面Spから負の屈折力を有する接合面Scまでの光軸上での距離は、できるだけ長いほうが良い。このようにすることで、光線高の上昇の抑制、長いバックフォーカスの確保、及び良好な収差補正を、バランスよく成り立たせやすくなる。

【0043】

値が条件式（２）の上限値を上回る場合、光学系の全長が長くなり易い。値が条件式（２）の下限値を下回る場合、光線高の上昇の抑制、長いバックフォーカスの確保、及び良好な収差補正が、バランスよく成り立たたない。

【0044】

条件式（２）に代えて、以下の条件式（２’）を満足すると良い。
２．０＜ΣＤpc／ｆL＜８．０（２’）
また、条件式（２）に代えて、以下の条件式（２”）を満足するとなお良い。
２．５＜ΣＤpc／ｆL＜６．０（２”）

【0045】

本実施形態の広角光学系は、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
２．０＜ΣＤ３／ｆL＜１５．０（３）
ここで、
ΣＤ３は、第３レンズ群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上での距離、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。

【0046】

値が条件式（３）の上限値を上回る場合、光学系の全長が長くなり易いか、又は、十分なバックフォーカスの確保が困難になる。値が条件式（３）の下限値を下回る場合、球面収差の補正、コマの補正、及び非点収差の補正が困難になる。

【0047】

条件式（３）に代えて、以下の条件式（３’）を満足すると良い。
３．０＜ΣＤ３／ｆL＜１２．０（３’）
また、条件式（３）に代えて、以下の条件式（３”）を満足するとなお良い。
４．０＜ΣＤ３／ｆL＜９．０（３”）

【0048】

本実施形態の広角光学系では、第３レンズ群は、以下の条件式（４）、（５）を同時に満足するレンズ成分を含むことが好ましい。
１／ｒ₂＜１／ｒ₁ （４）
１／ｆ_3x＜１／（１０×ｆL）（５）
ここで、
ｒ₁は、第３レンズ群の各レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径、
ｒ₂は、第３レンズ群の各レンズ成分の最も像側の面の曲率半径、
ｆ_3xは、第３レンズ群の各レンズ成分の焦点距離、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。

【0049】

条件式（４）は、レンズ成分が凸レンズ（両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、平凸レンズ）であることを示している。一方、条件式（５）は、レンズ成分が、小さい正の屈折力、又は負の屈折力を有していることを示している。

【0050】

つまり、条件式（４）、（５）を同時に満足するレンズ成分は、仮に両凸形状であっても、大きい負の屈折力の面を有していることになる。このようなレンズ成分は、収差補正と光線高の上昇の抑制とを両立させることに、大きく寄与する。よって、このようなレンズ成分を用いることで、収差補正と光線高の上昇の抑制とを両立させることができる。

【0051】

また、このようなレンズ成分を複数有する場合、正屈折力の面と負屈折力の面とを、おおむね交互に配置することができる。この場合、正屈折力の面と負屈折力の面とを、広角光学系の焦点距離と同程度の間隔で配置し、それぞれの屈折面に適正な大きさの屈折力を配分する。このようにすることで、光線高の上昇の抑制、長いバックフォーカスの確保、及び良好な収差補正を、同時に行うことができる。

【0052】

条件式（４）と条件式（５）を同時に満足しない場合、正屈折力と負屈折力との配分のバランスがとりづらくなる。その結果、光線高の上昇の抑制、長いバックフォーカスの確保、及び良好な収差補正を、同時に行うことが困難になる。

【0053】

条件式（５）に代えて、以下の条件式（５’）を満足すると良い。
１／ｆ_3x＜１／（２０×ｆL）（５’）
また、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５”）を満足するとなお良い。
１／ｆ_3x＜１／（２５×ｆL）（５”）

【0054】

本実施形態の広角光学系は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
－１．５＜β3F＜－０．３（６）
ここで、
β3Fは、第１の位置における第３レンズ群の倍率、
である。

【0055】

値が条件式（６）の上限値を上回る場合、十分なバックフォーカスを確保しにくくなる。値が条件式（６）の下限値を下回る場合、実効Ｆ値の確保が難しくなる。実効Ｆ値は、例えば、第２の位置におけるＦ値である。実効Ｆ値の確保が難しい場合、すなわち、Ｆ値の増大を抑制できない場合、第２の位置において、収差補正が困難になるか、あるいは回折による結像性能の劣化の回避が困難となる。

【0056】

条件式（６）に代えて、以下の条件式（６’）を満足すると良い。
－１．２＜β3F＜－０．４（６’）
また、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６”）を満足するとなお良い。
－１．０＜β3F＜－０．５（６”）

【0057】

本実施形態の広角光学系は、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
２．０＜ｆ₃／ｆL＜６．０（７）
ここで、
ｆ₃は、第３レンズ群の焦点距離、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。

【0058】

値が条件式（７）の上限値を上回る場合、所定の範囲での光線高の上昇を抑えることが困難になる。値が条件式（７）の下限値を下回る場合、十分なバックフォーカスを確保しにくくなるか、又は実効Ｆ値の確保が難しくなる。この場合、収差補正が困難になるか、あるいは回折による結像性能の劣化の回避が困難となる。

【0059】

条件式（７）に代えて、以下の条件式（７’）を満足すると良い。
２．５＜ｆ₃／ｆL＜５．０（７’）
また、条件式（７）に代えて、以下の条件式（７”）を満足するとなお良い。
３．０＜ｆ₃／ｆL＜４．５（７”）

【0060】

本実施形態の広角光学系は、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
－０．８＜ｆL／ｆ₃₁＜１．０（８）
ここで、
ｆ₃₁は、第３レンズ群の最も物体側に位置するレンズ成分の焦点距離、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。

【0061】

値が条件式（８）の上限値を上回る場合、球面収差とコマ収差が発生し易くなるか、あるいは製造誤差感度が高くなり易い。画素数が多い撮像素子を使用しても、その画素数に応じた鮮明な画像の取得が困難になる。また、所望のバックフォーカスの確保も困難となる。値が条件式（８）の下限値を下回る場合、光線高が高くなる。そのため、本実施形態の広角光学系を内視鏡の光学系に用いた場合、挿入部の径が大きくなる。

【0062】

条件式（８）に代えて、以下の条件式（８’）を満足すると良い。
－０．５＜ｆL／ｆ₃₁＜０．７（８’）
また、条件式（８）に代えて、以下の条件式（８”）を満足するとなお良い。
－０．３＜ｆL／ｆ₃₁＜０．５（８”）

【0063】

本実施形態の広角光学系は、第１屈折面を有し、第１屈折面は、以下の条件式（９）を満足する屈折面であり、第３レンズ群の最も物体側の面頂から像側に向かって、２．５×ｆL以内の距離に、第１屈折面を有することが好ましい。
０．１０＜（_aｎ_SNi’－_aｎ_SNi）／_aｒ_SNi＜０．７０（９）
ここで、
_aｎ_SNiは、第１屈折面の物体側に位置する媒質のｄ線に対する屈折率、
_aｎ_SNi’は、第１屈折面の像側に位置する媒質のｄ線に対する屈折率、
_aｒ_SNiは、第１屈折面の光軸近傍における曲率半径、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。

【0064】

値が条件式（９）の上限値を上回る場合、球面収差の補正とコマ収差の補正が困難になる。値が条件式（９）の下限値を下回る場合、所定の範囲で低い光線高を維持できなくなる。

【0065】

条件式（９）に代えて、以下の条件式（９’）を満足すると良い。
０．１５＜（_aｎ_SNi’－_aｎ_SNi）／_aｒ_SNi＜０．５５（９’）
また、条件式（９）に代えて、以下の条件式（９”）を満足するとなお良い。
０．２０＜（_aｎ_SNi’－_aｎ_SNi）／_aｒ_SNi＜０．４５（９”）

【0066】

上述のように、_aｎ_SNiと_aｎ_SNi’は屈折率を表している。より詳しくは、 _a ｎ _SNiは、第１屈折面の物体側に位置し、且つ第１屈折面と隣接する媒質のｄ線に対する屈折率であり、_aｎ_SNi’は、第１屈折面の像側に位置し、且つ第１屈折面と隣接する媒質のｄ線に対する屈折率である。

【0067】

本実施形態の広角光学系は、第２屈折面を有し、第２屈折面は、以下の条件式（１０）を満足する屈折面であり、第３レンズ群の最も物体側の面頂から像側に向かって、２．５×ｆL以上の距離に、第２屈折面を有することが好ましい。
－０．６０＜（_bｎ_SNi’－_bｎ_SNi）／_bｒ_SNi＜－０．０５（１０）
ここで、
_bｎ_SNiは、第２屈折面の物体側に位置する媒質のｄ線に対する屈折率、
_bｎ_SNi’は、第２屈折面の像側に位置する媒質のｄ線に対する屈折率、
_bｒ_SNiは、第２屈折面の光軸近傍における曲率半径、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。

【0068】

値が条件式（１０）の上限値を上回る場合、所定の範囲で低い光線高を維持できなくなる。値が条件式（１０）の下限値を下回る場合、球面収差の補正とコマ収差の補正が困難になる。

【0069】

条件式（１０）に代えて、以下の条件式（１０’）を満足すると良い。
－０．５５＜（_bｎ_SNi’－_bｎ_SNi）／_bｒ_SNi＜－０．０９（１０’）
また、条件式（１０）に代えて、以下の条件式（１０”）を満足するとなお良い。
－０．５０＜（_bｎ_SNi’－_bｎ_SNi）／_bｒ_SNi＜－０．１２（１０”）

【0070】

上述のように、_bｎ_SNiと_bｎ_SNi’は屈折率を表している。より詳しくは、_bｎ_SNiは、第２屈折面の物体側に位置し、且つ第２屈折面と隣接する媒質のｄ線に対する屈折率であり、_bｎ_SNi’は、第２屈折面の像側に位置し、且つ第２屈折面と隣接する媒質のｄ線に対する屈折率である。

【0071】

本実施形態の広角光学系では、第３レンズ群は、複数の正の単レンズを有し、複数の正の単レンズのうち最も像側に位置する正の単レンズは、以下の条件式（１１）を満足することが好ましい。
２．０＜ｆ_3R／ｆL＜１０．０（１１）
ここで、
ｆ_3Rは、最も像側に位置する正の単レンズの焦点距離、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。

【0072】

値が条件式（１１）の上限値を上回る場合、十分なバックフォーカスを確保しつつ、射出側の開口数を十分に確保することが困難になる。値が条件式（１１）の下限値を下回る場合、軸外収差の補正、例えば、非点収差の補正が困難になる。

【0073】

条件式（１１）に代えて、以下の条件式（１１’）を満足すると良い。
２．５＜ｆ_3R／ｆL＜８．０（１１’）
また、条件式（１１）に代えて、以下の条件式（１１”）を満足するとなお良い。
３．０＜ｆ_3R／ｆL＜７．０（１１”）

【0074】

本実施形態の広角光学系では、第３レンズ群は、最も物体側に位置する物体側接合レンズと、最も像側に位置する像側接合レンズと、を有し、以下の条件式（１２）を満足することが好ましい。
－３０＜（ν_3RCP－ν_3RCN）－（ν_3FCP－ν_3FCN）＜１１０（１２）
ここで、
ν_3FCPは、物体側接合レンズの正レンズのd線アッベ数、
ν_3FCNは、物体側接合レンズの負レンズのd線アッベ数、
ν_3RCPは、像側接合レンズの正レンズのd線アッベ数、
ν_3RCNは、像側接合レンズの負レンズのd線アッベ数、
である。

【0075】

値が条件式（１２）の上限値を上回る場合、軸上色収差が補正過剰になると共に、倍率色収差が補正不足になりやすい。値が条件式（１２）の下限値を下回る場合、軸上色収差が補正不足になると共に、倍率色収差が補正過剰になりやすい。

【0076】

条件式（１２）に代えて、以下の条件式（１２’）を満足すると良い。
－２０＜（ν_3RCP－ν_3RCN）－（ν_3FCP－ν_3FCN）＜１００（１２’）
また、条件式（１２）に代えて、以下の条件式（１２”）を満足するとなお良い。
－１５＜（ν_3RCP－ν_3RCN）－（ν_3FCP－ν_3FCN）＜９５（１２”）

【0077】

本実施形態の広角光学系では、第３レンズ群の最も像側に位置する接合面が、以下の条件式（１３）を満足することが好ましい。
－０．８０＜ｆL／ｒ_SNr＜０．６０（１３）
ここで、
ｒ_SNrは、最も像側に位置する接合面の光軸近傍における曲率半径、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。

【0078】

値が条件式（１３）の上限値を上回る場合、軸外収差の補正、例えば、非点収差の補正が困難になる。値が条件式（１３）の下限値を下回る場合、球面収差が補正過剰になり易い。

【0079】

条件式（１３）に代えて、以下の条件式（１３’）を満足すると良い。
－０．７０＜ｆL／ｒ_SNr＜０．５０（１３’）
また、条件式（１３）に代えて、以下の条件式（１３”）を満足するとなお良い。
－０．６５＜ｆL／ｒ_SNr＜０．４５（１３”）

【0080】

本実施形態の広角光学系では、第３レンズ群の物体側から数えて３つ目までのレンズ成分に、以下の条件式（１４）、（１５）、（１６）を満足する接合レンズが含まれていることが好ましい。
－１．０＜（ｒ_3XF－ｒ_3XR）／（ｒ_3XF＋ｒ_3XR）＜０．５（１４）
１／ｒ_3XC×ｒ_3XF＜０（１５）
１／ｒ_3XC×ｒ_3XR＜０（１６）
ここで、
ｒ_3XFは、所定の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径、
ｒ_3XRは、所定の接合レンズの最も像側の面の曲率半径、
ｒ_3XCは、所定の接合レンズの接合面の光軸上での曲率半径、
所定の接合レンズは、条件式（１４）、（１５）、（１６）を満足する接合レンズ、
である。

【0081】

物体側から数えて３つ目までのレンズ成分に、複数の接合レンズが含まれていても良い。この場合、１つの接合レンズが、条件式（１４）、（１５）、（１６）を満足する接合レンズであれば良い。

【0082】

条件式（１４）は、いわゆるシェープファクターの逆数に相当する量に関して規定している。条件式（１５）（１６）は、接合面といずれかの空気接触面との向きが逆であることを規定している。空気接触面は、レンズ成分の最も物体側の面と、レンズ成分の最も像側の面である。

【0083】

条件式（１４）、（１５）、（１６）のいずれかが満足しない場合は、所定の範囲で光線高を低く維持することと、十分なバックフォーカスを確保することの両立が困難になる。
条件式（１４）に代えて、以下の条件式（１４’）を満足すると良い。
－０．８＜（ｒ_3XF－ｒ_3XR）／（ｒ_3XF＋ｒ_3XR）＜０．３（１４’）
また、条件式（１４）に代えて、以下の条件式（１４”）を満足するとなお良い。
－０．６＜（ｒ_3XF－ｒ_3XR）／（ｒ_3XF＋ｒ_3XR）＜０．２（１４”）

【0084】

本実施形態の広角光学系では、第３レンズ群は、複数の正レンズを有し、複数の正レンズは、第１正レンズと、第２正レンズと、を有し、第１正レンズは、複数の正レンズのなかで、最も物体側に位置する正レンズであり、第２正レンズは、複数の正レンズのなかで、物体側から２番目に位置する正レンズであり、以下の条件式（１７）を満足することが好ましい。
－７５＜ν_31P－ν_32P＜３５（１７）
ここで、
ν_31Pは、第１正レンズのアッベ数
ν_32Pは、第２正レンズのアッベ数、
である。

【0085】

値が条件式（１７）の上限値を上回る場合、倍率色収差を良好に補正できても、軸上色収差が補正過剰になり易い。値が条件式（１７）の下限値を下回る場合、倍率色収差を良好に補正できても、軸上色収差が補正不足になり易い。

【0086】

条件式（１７）に代えて、以下の条件式（１７’）を満足すると良い。
－６５＜ν_31P－ν_32P＜２５（１７’）
また、条件式（１７）に代えて、以下の条件式（１７”）を満足するとなお良い。
－６０＜ν_31P－ν_32P＜２０（１７”）

【0087】

本実施形態の広角光学系では、第３レンズ群は、複数の正レンズを有し、複数の正レンズは、第１正レンズと、第２正レンズと、第３正レンズと、を有し、第１正レンズは、複数の正レンズのなかで、最も物体側に位置する正レンズであり、第２正レンズは、複数の正レンズのなかで、物体側から２番目に位置する正レンズであり、第３正レンズは、複数の正レンズのなかで、物体側から３番目に位置する正レンズであり、以下の条件式（１８）を満足することが好ましい。
－１０＜ν_33P－（ν_31P＋ν_32P）／２＜７０（１８）
ここで、
ν_31Pは、第１正レンズのアッベ数
ν_32Pは、第２正レンズのアッベ数、
ν_33Pは、第３正レンズのアッベ数、
である。

【0088】

値が条件式（１８）の上限値を上回る場合、倍率色収差を良好に補正できても、軸上色収差が補正不足になり易い。値が条件式（１８）の下限値を下回る場合、倍率色収差を良好に補正できても、軸上色収差が補正過剰になり易い。

【0089】

条件式（１８）に代えて、以下の条件式（１８’）を満足すると良い。
０＜ν_33P－（ν_31P＋ν_32P）／２＜６０（１８’）
また、条件式（１８）に代えて、以下の条件式（１８”）を満足するとなお良い。
５＜ν_33P－（ν_31P＋ν_32P）／２＜５０（１８”）

【0090】

本実施形態の広角光学系では、第３レンズ群は、複数の負レンズを有し、複数の負レンズは、第１負レンズと、第２負レンズと、を有し、第１負レンズは、複数の負レンズのなかで、最も物体側に位置する負レンズであり、第２負レンズは、複数の負レンズのなかで、物体側から２番目に位置する負レンズであり、以下の条件式（１９）を満足することが好ましい。
－２０＜ν_31N－ν_32N＜４０（１９）
ここで、
ν_31Nは、第１負レンズのアッベ数、
ν_32Nは、第２負レンズのアッベ数、
である。

【0091】

値が条件式（１９）の上限値を上回る場合、倍率色収差を良好に補正できても、軸上色収差が補正不足になり易い。値が条件式（１９）の下限値を下回る場合、倍率色収差を良好に補正できても、軸上色収差が補正過剰になり易い。

【0092】

条件式（１９）に代えて、以下の条件式（１９’）を満足すると良い。
－１６＜ν_31N－ν_32N＜３３（１９’）
また、条件式（１９）に代えて、以下の条件式（１９”）を満足するとなお良い。
－１２＜ν_31N－ν_32N＜２８（１９”）

【0093】

本実施形態の広角光学系では、第３レンズ群は焦点位置調節時には固定であることが好ましい。

【0094】

第３レンズ群は、レンズ成分の枚数が多い。また、第３レンズ群では、製造誤差感度が高くなる傾向強い。そのため、第３レンズ群は、焦点位置調節時には固定とするのが好ましい。

【0095】

以下では、第１レンズ群における好ましい構成や条件式と、第２レンズ群における好ましい構成や条件式を説明する。

【0096】

本実施形態の広角光学系は、以下の条件式（２０）を満足することが好ましい。
－５０＜（R21F＋R21R）／（R21F－R21R）＜１５（２０）
ここで、
R21Fは、所定のレンズ成分の物体側の面の曲率半径、
R21Rは、所定のレンズ成分の像側の面の曲率半径、
所定のレンズ成分は、第２レンズ群で最も物体側に位置するレンズ成分、
である。

【0097】

値が条件式（２０）の上限値を上回る場合、焦点位置調節時の非点収差の変動が大きくなり易い。値が条件式（２０）の下限値を下回る場合、焦点位置調節時の球面収差の変動が大きくなり易い。

【0098】

条件式（２０）に代えて、以下の条件式（２０’）を満足すると良い。
－３０＜（R21F＋R21R）／（R21F－R21R）＜１０（２０’）
また、条件式（２０）に代えて、以下の条件式（２０”）を満足するとなお良い。
－１５＜（R21F＋R21R）／（R21F－R21R）＜７（２０”）

【0099】

本実施形態の広角光学系は、以下の条件式（２１）を満足することが好ましい。
０．３＜D21／ｆL＜２．０（２１）
ここで、
D21は、第２レンズ群の最も物体側の面と最も像側の面との光軸上の距離、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。

【0100】

値が条件式（２１）の上限値を上回る場合、所定の範囲で光線高を低く維持しづらくなる。値が条件式（２１）の下限値を下回る場合、焦点位置調節時の球面収差の変動と非点収差の変動とのバランスがとりづらくなる。その結果、焦点位置調節時の像面の平坦性が維持しづらくなる。

【0101】

条件式（２１）に代えて、以下の条件式（２１’）を満足すると良い。
０．４＜D21／ｆL＜１．５（２１’）
また、条件式（２１）に代えて、以下の条件式（２１”）を満足するとなお良い。
０．５＜D21／ｆL＜１．０（２１”）

【0102】

本実施形態の広角光学系は、以下の条件式（２２）を満足することが好ましい。
１．０４＜β2F＜１．４０（２２）
ここで、
β2Fは、第１の位置における第２レンズ群の倍率、
である。

【0103】

値が条件式（２２）の上限値を上回る場合、第２レンズ群の移動量に対するピント移動量（以下、「フォーカス感度」という）が高くなりすぎる。この場合、第２レンズ群を停止させるときの精度（以下、「停止精度」という）が高くなりすぎる。そのため、移動機構が複雑になる。

【0104】

値が条件式（２２）の下限値を下回る場合、フォーカス感度が低くなり易い。この場合、第２レンズ群の移動量が増えるので、移動のための空間を広くしなくてはならない。そのため、光学ユニットが大きくなる。

【0105】

条件式（２２）に代えて、以下の条件式（２２’）を満足すると良い。
１．０６＜β2F＜１．３５（２２’）
また、条件式（２２）に代えて、以下の条件式（２２”）を満足するとなお良い。
１．０８＜β2F＜１．３０（２２”）

【0106】

本実施形態の広角光学系は、以下の条件式（２３）を満足することが好ましい。
１．０１＜β2N／β2F＜１．１５（２３）
ここで、
β2Fは、第１の位置における第２レンズ群の倍率、
β2Nは、第２の位置における第２レンズ群の倍率、
である。

【0107】

条件式（２３）を満足する場合、遠点における焦点距離が短くなるので、遠点において広い画角を確保することができる。また、近点における焦点距離が長くなるので、近点において高い倍率が得られる。

【0108】

遠点で広い画角を有し、近点で高い倍率を有する光学系は、内視鏡の光学系に適している。よって、本実施形態の広角光学系は、内視鏡の光学系として用いることができる。

【0109】

内視鏡では、例えば、広い範囲を観察して病変部の有無を確認する。そして、病変部が確認された場合、病変部を拡大して詳しく観察する。そのため、内視鏡の光学系は、遠点観察では広い画角を有し、近点観察では高い倍率を有していることが好ましい。

【0110】

また、近点観察では、病変部を詳細に観察する必要がある。よって、内視鏡の光学系では、高い精度で合焦できることが好ましい。

【0111】

値が条件式（２３）の上限値を上回る場合、近点側でのフォーカス感度が高くなる。この場合、近点側での停止精度が高くなる。そのため、高い精度で合焦することが困難になる。値が条件式（２３）の下限値を下回る場合、遠点観察における広い画角の確保と、近点観察における高い倍率の確保が困難になる。そのため、内視鏡の光学系には適さなくなる。

【0112】

条件式（２３）に代えて、以下の条件式（２３’）を満足すると良い。
１．０１＜β2N／β2F＜１．１０（２３’）
また、条件式（２３）に代えて、以下の条件式（２３”）を満足するとなお良い。
１．０２＜β2N／β2F＜１．０７（２３”）

【0113】

本実施形態の広角光学系は、以下の条件式（２４）を満足することが好ましい。
０．１０＜（１－β2F²）×β3F＜０．４５（２４）
ここで、
β2Fは、第１の位置における第２レンズ群の倍率、
β3Fは、第１の位置における第３レンズ群の倍率、
である。

【0114】

値が条件式（２４）の上限値を上回る場合、遠点側でのフォーカス感度が高くなりすぎる。この場合、遠点側での停止精度が高くなる。値が条件式（２４）の下限値を下回る場合、遠点側でのフォーカス感度が低くなり易い。この場合、第２レンズ群の移動量が増えるので、移動のための空間を広くしなくてはならない。そのため、光学ユニットが大きくなる。

【0115】

条件式（２４）に代えて、以下の条件式（２４’）を満足すると良い。
０．１３＜（１－β2F²）×β3F＜０．４０（２４’）
また、条件式（２４）に代えて、以下の条件式（２４”）を満足するとなお良い。
０．１６＜（１－β2F²）×β3F＜０．３５（２４”）

【0116】

本実施形態の広角光学系は、以下の条件式（２５）を満足することが好ましい。
０．１５＜（１－β2N²）×β3N＜０．６０（２５）
ここで、
β2Nは、第２の位置における第２レンズ群の倍率、
β3Nは、第２の位置における第３レンズ群の倍率、
である。

【0117】

値が条件式（２５）の上限値を上回る場合、近点側でのフォーカス感度が高くなりすぎる。この場合、近点側での停止精度が高くなる。値が条件式（２５）の下限値を下回る場合、近点側でのフォーカス感度が低くなり易い。この場合、第２レンズ群の移動量が増えるので、移動のための空間を広くしなくてはならない。

【0118】

条件式（２５）に代えて、以下の条件式（２５’）を満足すると良い。
０．２０＜（１－β2N²）×β3N＜０．５０（２５’）
また、条件式（２５）に代えて、以下の条件式（２５”）を満足するとなお良い。
０．２５＜（１－β2N²）×β3N＜０．４２（２５”）

【0119】

本実施形態の広角光学系では、第２レンズ群は、正レンズのみを有することが好ましい。

【0120】

このようにすることで、焦点位置調節時の非点収差の変動を小さくすることができる。

【0121】

本実施形態の広角光学系では、第１レンズ群は以下の条件式（２６）を満足するレンズ成分のみを有することが好ましい。
１／ｒ_1XF＜１／ｒ_1XR （２６）
ここで、
ｒ_1XFは、第１レンズ群の各レンズ成分の最も物体側の面の光軸上での曲率半径、
ｒ_1XRは、第１レンズ群の各レンズ成分の最も像側の面の光軸上での曲率半径、
である。

【0122】

条件式（２６）を満足しない場合、非点収差の補正が行いにくい。

【0123】

本実施形態の広角光学系では、第１レンズ群は、複数の負の単レンズのみを有し、複数の負の単レンズのそれぞれが、第３レンズ群の最も物体側の正レンズよりも大きいアッベ数を有することが好ましい。

【0124】

非常に広い画角を有する光学系において光線高を低くするには、入射面から入射瞳位置までの距離をできる限り短くすることが効果的である。そのために、第１レンズ群に、敢えて色収差を補正するレンズを配置しないことも、選択肢の１つとして考えられる。色収差を補正するレンズが第１レンズ群に配置されない場合、第１レンズ群は、単レンズのみを有する。

【0125】

この場合、第１レンズ群で、倍率色収差が発生しやすくなる。しかしながら、第１レンズ群で発生した倍率色収差は、第３レンズ群で補正することができる。このとき、第１レンズ群の負の単レンズのアッベ数を、第３レンズ群の最も物体側の正レンズのアッベ数よりも大きくする。

【0126】

第３レンズ群の最も物体側の正レンズは、第１レンズ群の負の単レンズに対して、最も近い距離に位置している。そのため、軸上色収差を悪化せずに、倍率色収差の補正が可能になる。第１レンズ群の負の単レンズのアッベ数が第３レンズ群の最も物体側の正レンズのアッベ数よりも小さい場合、軸上色収差の補正と倍率色収差の補正を同時に行うことは困難となる。

【0127】

本実施形態の広角光学系は、以下の条件式（２７）を満足することが好ましい。
０．２０＜ＳD1／ｆL＜５．０（２７）
ここで、
ＳD1は、第１レンズ群の最も物体側の面頂から第１レンズ群の最も像側の面頂までの距離、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。

【0128】

条件式（２７）を満足することで、第１レンズ群の外径、特に、最も物体側のレンズの外径を大きくさせずにバックフォーカスを確保することができ、且つ、画角が広くても、軸外収差、例えば、非点収差を良好に補正できる。

【0129】

値が条件式（２７）の上限値を上回る場合、最も物体側のレンズの外径が大きくなり易い。値が条件式（２７）の下限値を下回る場合、適切なバックフォーカスの確保が困難になるか、又は、軸外収差の補正が困難になる。

【0130】

条件式（２７）に代えて、以下の条件式（２７’）を満足すると良い。
０．２５＜ＳD1／ｆL＜４．０（２７’）
また、条件式（２７）に代えて、以下の条件式（２７”）を満足するとなお良い。
０．３０＜ＳD1／ｆL＜３．５（２７”）

【0131】

本実施形態の広角光学系は、以下の条件式（２８）を満足することが好ましい。
３．５＜ｆB／ｆL＜１０（２８）
ここで、
ｆBは、最も像側のレンズ成分の像側の面頂から結像面まで距離の空気換算長、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。

【0132】

値が条件式（２８）の上限値を上回る場合、所定の範囲で光線高を低くすることが困難になる。又は、結像性能が劣化する。値が条件式（２８）の下限値を下回る場合、適切なバックフォーカスを確保しつつ、所定の範囲で光線高を低くすると共に、諸収差を良好に補正ことが困難になる。

【0133】

本実施形態の広角光学系は、以下の条件式（２９）を満足することが好ましい。
２ｙ_max＜ｆL×ｔａｎω_max （２９）
ここで、
ｙ_maxは、最大像高、
ω_maxは、最大像高に対応した画角、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。

【0134】

本実施形態の広角光学系は、高い分解能を有すると共に、焦点位置調節に必要なアクチュエーターを配置して外径が小さな光学系である。よって、本実施形態の広角光学系は、内視鏡の光学系に用いることができる。

【0135】

本実施形態の広角光学系を内視鏡の光学系に用いるためには、例えば、１００度以上の画角が確保されることが好ましい。１００度以上の画角を有する光学系では、歪曲収差の発生が許容されている。よって、このような光学系は、以下の式（Ａ）を満足していない。式（Ａ）歪曲収差のない条件である。
ｙ_max＝ｆL×ｔａｎω_max （Ａ）

【0136】

その代わりに、本実施形態の広角光学系は、条件式（２９）を満足している。条件式（２９）を満足することで、広い画角を確保しつつ、光学ユニットの外径を小さくすることができる。よって、本実施形態の広角光学系を、内視鏡の光学系に用いることができる。

【0137】

本実施形態の広角光学系は、以下の条件式（３０）を満足することが好ましい。
ＥＲ3＜ｆL／（２×Ｆ_EX）（３０）
ここで、
ＥＲ3は、接合面Scの有効半径、
Ｆ_EXは、第１の位置における有効Ｆ値、
ｆLは、第１の位置における広角光学系の焦点距離、
である。

【0138】

条件式（３０）は、光線高に関する条件式である。条件式（３０）を満足することで、本実施形態の広角光学系を内視鏡の光学系に用いることができる。有効半径は、面における最外光線高で決まる。

【0139】

本実施形態の撮像装置は、光学系と、像面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、光学系が上述の広角光学系であることを特徴する。

【0140】

実施形態の撮像装置によれば、画素数が多い撮像素子を使用しても、その画素数に応じた鮮明な画像を取得することができる。

【0141】

以下に、広角光学系の実施例を、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。

【0142】

各実施例のレンズ断面図について説明する。（ａ）は遠点における断面図、（ｂ）は近点における断面図である。

【0143】

第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群はＧ３、明るさ絞りはＳ、フィルタはＦ、カバーガラスはＣ、Ｃ１、Ｃ２、プリズムはＰ、像面（撮像面）はＩで示してある。

【0144】

各実施例の収差図について説明する。収差図は、遠点における収差図、近点における収差図の順に示している。遠点における収差図では、（ａ）は球面収差（ＳＡ）、（ｂ）は非点収差（ＡＳ）、（ｃ）は倍率色収差（ＣＣ）、（ｄ）は歪曲収差（ＤＴ）を示している。近点における収差図では、（ｅ）は球面収差（ＳＡ）、（ｆ）は非点収差（ＡＳ）、（ｇ）は倍率色収差（ＣＣ）、（ｈ）は歪曲収差（ＤＴ）を示している。

【0145】

実施例１の広角光学系は、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、を有する。

【0146】

第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、両凹負レンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、を有する。両凹負レンズＬ２と正メニスカスレンズＬ３とが接合されている。

【0147】

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Ｌ４を有する。

【0148】

第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、両凹負レンズＬ９と、両凸正レンズＬ１０と、両凸正レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、を有する。

【0149】

負メニスカスレンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。負メニスカスレンズＬ７と両凸正レンズＬ８とが接合されている。両凹負レンズＬ９と両凸正レンズＬ１０とが接合されている。

【0150】

第１レンズ群Ｇ１中に、フィルタＦが配置されている。第３レンズ群Ｇ３中に、明るさ絞りＳが配置されている。第３レンズ群Ｇ３の像側に、カバーガラスＣとプリズムＰとが配置されている。

【0151】

焦点位置の調節では、第２レンズ群Ｇ２が移動する。遠点から近点への調節時、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動する。

【0152】

実施例２の広角光学系は、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、を有する。

【0153】

第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、両凹負レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、を有する。両凹負レンズＬ２と両凸正レンズＬ３とが接合されている。

【0154】

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Ｌ４を有する。

【0155】

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、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、両凸正レンズＬ１０と、を有する。

【0156】

両凹負レンズＬ６と両凸正レンズＬ７とが接合されている。正メニスカスレンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。

【0157】

第１レンズ群Ｇ１中に、フィルタＦが配置されている。第３レンズ群Ｇ３中に、明るさ絞りＳが配置されている。第３レンズ群Ｇ３の像側に、カバーガラスＣ１と、プリズムＰと、カバーガラスＣ２と、が配置されている。

【0158】

焦点位置の調節では、第２レンズ群Ｇ２が移動する。遠点から近点への調節時、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動する。

【0159】

実施例３の広角光学系は、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、を有する。

【0160】

第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１を有する。

【0161】

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Ｌ２を有する。

【0162】

第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、を有する。

【0163】

両凹負レンズＬ４と両凸正レンズＬ５とが接合されている。正メニスカスレンズＬ６と負メニスカスレンズＬ７とが接合されている。

【0164】

第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に、フィルタＦが配置されている。第３レンズ群Ｇ３中に、明るさ絞りＳが配置されている。第３レンズ群Ｇ３の像側に、カバーガラスＣ１と、プリズムＰと、カバーガラスＣ２と、が配置されている。

【0165】

焦点位置の調節では、第２レンズ群Ｇ２が移動する。遠点から近点への調節時、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動する。

【0166】

実施例４の広角光学系は、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、を有する。

【0167】

【0168】

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Ｌ４を有する。

【0169】

【0170】

両凸正レンズＬ５と両凹負レンズＬ６とが接合されている。正メニスカスレンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。

【0171】

【0172】

焦点位置の調節では、第２レンズ群Ｇ２が移動する。遠点から近点への調節時、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動する。

【0173】

実施例５の広角光学系は、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、を有する。

【0174】

第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、を有する。

【0175】

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を有する。

【0176】

第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、を有する。

【0177】

両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。正メニスカスレンズＬ７と負メニスカスレンズＬ８とが接合されている。

【0178】

【0179】

焦点位置の調節では、第２レンズ群Ｇ２が移動する。遠点から近点への調節時、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動する。フィルタＦは、第２レンズ群Ｇ２と一緒に移動する。

【0180】

実施例６の広角光学系は、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、を有する。

【0181】

第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１を有する。

【0182】

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Ｌ２を有する。

【0183】

第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ３と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、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、を有する。

【0184】

両凸正レンズＬ３と負メニスカスレンズＬ４とが接合されている。両凸正レンズＬ５、両凹負レンズＬ６、及び両凸正レンズＬ７が接合されている。

【0185】

第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に、フィルタＦが配置されている。第３レンズ群Ｇ３中に、明るさ絞りＳが配置されている。第３レンズ群Ｇ３の像側に、プリズムＰと、カバーガラスＣと、が配置されている。

【0186】

焦点位置の調節では、第２レンズ群Ｇ２が移動する。遠点から近点への調節時、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動する。

【0187】

実施例７の広角光学系は、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、を有する。

【0188】

第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、両凹負レンズＬ２と、を有する。

【0189】

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を有する。

【0190】

第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凹負レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、両凸正レンズＬ１０と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、を有する。

【0191】

両凸正レンズＬ６と両凹負レンズＬ７とが接合されている。両凸正レンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。両凸正レンズＬ１０と負メニスカスレンズＬ１１とが接合されている。

【0192】

【0193】

焦点位置の調節では、第２レンズ群Ｇ２が移動する。遠点から近点への調節時、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動する。

【0194】

実施例８の広角光学系は、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、を有する。

【0195】

第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、平凹負レンズＬ２と、を有する。

【0196】

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を有する。

【0197】

第３レンズ群Ｇ３は、両凹負レンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凹負レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、両凸正レンズＬ１０と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、を有する。

【0198】

両凹負レンズＬ４と両凸正レンズＬ５とが接合されている。両凸正レンズＬ６と両凹負レンズＬ７とが接合されている。両凸正レンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。両凸正レンズＬ１０と負メニスカスレンズＬ１１とが接合されている。

【0199】

【0200】

焦点位置の調節では、第２レンズ群Ｇ２が移動する。遠点から近点への調節時、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動する。

【0201】

実施例９の広角光学系は、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、を有する。

【0202】

第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、平凹負レンズＬ２と、を有する。

【0203】

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を有する。

【0204】

第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、平凹負レンズＬ９と、両凸正レンズＬ１０と、を有する。

【0205】

両凸正レンズＬ４と両凹負レンズＬ５とが接合されている。両凸正レンズＬ６と負メニスカスレンズＬ７とが接合されている。両凸正レンズＬ８と平凹負レンズＬ９とが接合されている。

【0206】

第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間に、フィルタＦと明るさ絞りＳが配置されている。第３レンズ群Ｇ３の像側に、カバーガラスＣ１と、プリズムＰと、カバーガラスＣ２と、が配置されている。

【0207】

焦点位置の調節では、第２レンズ群Ｇ２が移動する。遠点から近点への調節時、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動する。

【0208】

実施例１０の広角光学系は、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、を有する。

【0209】

第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、両凹負レンズＬ２と、を有する。

【0210】

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を有する。

【0211】

【0212】

【0213】

【0214】

焦点位置の調節では、第２レンズ群Ｇ２が移動する。遠点から近点への調節時、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動する。

【0215】

以下に、上記各実施例の数値データを示す。面データにおいて、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数、＊印は非球面である。絞りは明るさ絞りである。

【0216】

また、各種データにおいて、ＯＢＪは物体距離、ＦＬは全系の焦点距離、ＭＧは全系の倍率、ＦＮＯはＦナンバー、ＦＩＭは像高、ＬＴＬは光学系の全長、ＢＦはバックフォーカスである。バックフォーカスは、最も像側のレンズ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。全長は、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。また、β１は第１レンズ群の倍率、β２は第２レンズ群の倍率、β３は第３レンズ群の倍率である。

【0217】

また、各焦点距離において、ｆ１、ｆ２…は各レンズ群の焦点距離である。

【0218】

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、Ａ１２…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＋Ａ１２ｙ¹²＋…
また、非球面係数において、「Ｅ－ｎ」（ｎは整数）は、１０のｎ乗を示している。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。

【0219】

数値実施例１
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ 13.0000 1.
1 ∞ 0.2500 1.88300 40.76 1.404
2* 0.9721 0.5998 1. 0.965
3 ∞ 0.4000 1.49400 75.01 0.945
4 ∞ 0.1025 1. 0.891
5 -7.4090 0.3000 1.81600 46.62 0.881
6 1.0886 0.7980 1.80518 25.42 0.840
7 76.4205 d7 1. 0.820
8* 2.2208 0.4521 1.49700 81.54 0.786
9* 2.9006 d9 1. 0.722
10 6.3327 0.3000 1.83400 37.16 0.650
11 1.1384 1.1031 1.64769 33.79 0.614
12 -9.1597 0.1000 1. 0.598
13(絞り) ∞ 0.1000 1. 0.590
14 2.4331 0.4109 1.81600 46.62 0.624
15 1.4835 0.6873 1.49700 81.54 0.615
16 -1.5523 0.1000 1. 0.650
17 -1.7693 0.3000 1.81600 46.62 0.643
18 4.9222 0.5112 1.49700 81.54 0.711
19 -5.5507 0.1000 1. 0.795
20* 5.0297 0.6920 1.49700 81.54 0.850
21* -1.8981 0.1000 1. 0.907
22 16.7852 0.5780 1.83400 37.16 0.902
23 9.3753 0.4930 1. 0.882
24 ∞ 0.2000 1.51633 64.14 0.890
25 ∞ 0.1000 1. 0.892
26 ∞ 5.3000 1.63854 55.38 0.894
27 ∞ 0.0856 1. 0.950
像面 ∞ 0.

非球面データ
第２面
K=-1.0000
A2=0.0000E+00,A4=-1.6360E-02,A6=4.6266E-02,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第８面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-5.2700E-02,A6=5.4101E-02,A8=4.5765E-03,
A10=0.0000E+00
第９面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-4.9134E-02,A6=6.3791E-02,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第２０面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-5.9779E-03,A6=1.4095E-03,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第２１面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=2.2880E-02,A6=3.2241E-03,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00

各種データ
遠点近点
OBJ 13.0000 2.4000
FL 0.80002 0.79259
MG -0.057538 -0.240455
FNO 3.6407 3.5879
FIM 0.948 0.948
LTL 15.7036 15.7037
FB 0.03958 -0.10492
d7 0.30000 0.98746
d9 1.24011 0.55265
β1 0.06093 0.24500
β2 1.11789 1.16191
β3 -0.84467 -0.84469

各群焦点距離
f1=-0.85974, f2=15.61736, f3=2.99266

【0220】

数値実施例２
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ 16.0000 1.
1 ∞ 0.2500 1.88300 40.76 1.282
2* 0.9612 0.6709 1. 0.877
3 ∞ 0.4000 1.49400 75.01 0.833
4 ∞ 0.1500 1. 0.782
5 -5.5346 0.2500 1.77250 49.60 0.764
6 2.4020 0.4500 1.95906 17.47 0.745
7 -15.4746 d7 1. 0.724
8* 8.6565 0.5000 1.74320 49.34 0.659
9* 51.2636 d9 1. 0.628
10 2.9556 0.4161 1.65160 58.55 0.560
11 -8.3048 0.1000 1. 0.399
12(絞り) ∞ 0.1000 1. 0.366
13 -1.5648 0.2500 1.88300 40.76 0.377
14 2.2526 0.4000 1.49700 81.54 0.462
15 -1.5310 0.2000 1. 0.560
16 -37.1740 0.7000 1.49700 81.54 0.680
17 -1.2180 0.3360 1.77250 49.60 0.789
18 -1.9323 0.2000 1. 0.923
19 6.2625 0.5000 1.49700 81.54 1.027
20 -3.2562 0.6500 1. 1.045
21 ∞ 0.2000 1.51633 64.14 0.999
22 ∞ 0.2030 1. 0.991
23 ∞ 4.3000 1.63854 55.38 0.980
24 ∞ 0.3500 1.51633 64.14 0.831
25 ∞ 0.0444 1. 0.818
像面 ∞ 0.

非球面データ
第２面
K=-0.4160
A2=0.0000E+00,A4=-8.4650E-02,A6=1.3557E-01,A8=-1.2736E-01,
A10=3.9760E-02,A12=-1.2666E-09,A14=0.0000E+00,
A16=0.0000E+00,A18=0.0000E+00,A20=0.0000E+00
第８面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-4.4332E-02,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第９面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-6.7341E-02,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00

各種データ
遠点近点
OBJ 16.0000 2.5000
FL 0.75025 0.72600
MG -0.044343 -0.212650
FNO 3.6905 3.6648
FIM 0.812 0.812
LTL 13.0974 13.0974
FB 0.01109 -0.11003
d7 0.42707 1.09071
d9 1.05000 0.38636
β1 0.06595 0.30490
β2 1.27724 1.32483
β3 -0.52644 -0.52644

各群焦点距離
f1=-1.13600, f2=13.94442, f3=2.57607

【0221】

数値実施例３
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ 16.0000 1.
1 ∞ 0.2500 1.88300 40.76 1.264
2* 0.9272 1.1000 1. 0.857
3 ∞ 0.4000 1.49400 75.01 0.751
4 ∞ d4 1. 0.708
5* -9.5539 0.6179 1.88300 40.76 0.626
6* -6.5358 d6 1. 0.620
7 4.3878 0.4161 1.95906 17.47 0.560
8 -3.3352 0.1000 1. 0.439
9(絞り) ∞ 0.1000 1. 0.390
10 -1.5583 0.2500 1.88300 40.76 0.393
11 2.0000 0.5400 1.48749 70.23 0.453
12 -1.3000 0.1000 1. 0.560
13 -5.7457 0.8000 1.49700 81.54 0.610
14 -1.2000 0.2500 1.84666 23.78 0.730
15 -4.2732 0.1000 1. 0.854
16* 5.3140 0.9434 1.49700 81.54 0.956
17* -1.5831 0.6500 1. 1.054
18 ∞ 0.2000 1.51633 64.14 0.997
19 ∞ 0.2000 1. 0.989
20 ∞ 4.3000 1.63854 55.38 0.978
21 ∞ 0.3500 1.51633 64.14 0.831
22 ∞ 0.0420 1. 0.818
像面 ∞ 0.

非球面データ
第２面
K=-0.3786
A2=0.0000E+00,A4=-4.8645E-02,A6=5.8716E-02,A8=-7.4460E-02,
A10=1.7666E-02,A12=-1.2683E-09,A14=0.0000E+00,
A16=0.0000E+00,A18=0.0000E+00,A20=0.0000E+00
第５面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-4.5962E-02,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第６面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-5.7654E-02,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第１６面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-1.9531E-02,A6=5.2759E-03,A8=-3.6036E-04,
A10=0.0000E+00
第１７面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=1.9479E-02,A6=1.3298E-03,A8=4.9924E-03,
A10=0.0000E+00

各種データ
遠点近点
OBJ 16.0000 2.5000
FL 0.75052 0.72372
MG -0.044403 -0.212614
FNO 3.7116 3.6936
FIM 0.812 0.812
LTL 13.2865 13.2865
FB 0.00868 -0.11186
d4 0.53174 1.21609
d6 1.04533 0.36098
β1 0.06111 0.28511
β2 1.21847 1.25048
β3 -0.59635 -0.59635

各群焦点距離
f1=-1.05000, f2=21.37800, f3=2.80754

【0222】

数値実施例４
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ 16.0000 1.
1 ∞ 0.2500 1.88300 40.76 1.241
2* 0.8793 0.9000 1. 0.836
3 -13.0485 0.2500 1.88300 40.76 0.762
4 1.8000 0.6000 1.69895 30.13 0.736
5 -7.4550 0.1000 1. 0.727
6 ∞ 0.4000 1.49400 75.01 0.710
7 ∞ d7 1. 0.685
8 1.6909 0.6500 1.53172 48.84 0.645
9 1.9976 d9 1. 0.536
10(絞り) ∞ 0.1000 1. 0.436
11 2.7616 0.5000 1.76182 26.52 0.479
12 -1.2000 0.2500 1.88300 40.76 0.509
13 2.5713 0.1500 1. 0.557
14 6.2066 0.7000 1.53172 48.84 0.613
15 -1.9348 0.1000 1. 0.740
16 -33.0278 0.7000 1.49700 81.54 0.791
17 -1.5927 0.2500 1.95906 17.47 0.857
18 -3.4446 0.1000 1. 0.950
19 8.2079 0.7457 1.49700 81.54 1.016
20 -2.6637 0.6500 1. 1.063
21 ∞ 0.2000 1.51633 64.14 1.010
22 ∞ 0.2000 1. 1.002
23 ∞ 4.3000 1.63854 55.38 0.989
24 ∞ 0.3500 1.51633 64.14 0.829
25 ∞ 0.0452 1. 0.815
像面 ∞ 0.

非球面データ
第２面
K=-3.7635
A2=0.0000E+00,A4=5.1278E-01,A6=-4.9820E-01,A8=5.0168E-01,
A10=-2.0428E-01,A12=2.2569E-08,A14=0.0000E+00,
A16=0.0000E+00,A18=0.0000E+00,A20=0.0000E+00

各種データ
遠点近点
OBJ 16.0000 2.5000
FL 0.75014 0.74690
MG -0.044500 -0.223334
FNO 3.7097 3.6824
FIM 0.812 0.812
LTL 13.8280 13.8280
FB 0.01182 -0.12161
d7 0.26174 0.92454
d9 1.07533 0.41253
β1 0.05298 0.25362
β2 1.14594 1.20148
β3 -0.73293 -0.73293

各群焦点距離
f1=-0.90415, f2=11.93355, f3=2.72360

【0223】

数値実施例５
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ 15.8000 1.
1 ∞ 0.2500 1.88300 40.76 1.298
2* 1.1014 0.7055 1. 0.910
3 4.9262 0.2500 1.88300 40.76 0.812
4 2.2000 d4 1. 0.743
5 ∞ 0.4000 1.49400 75.01 0.690
6 ∞ 0.1000 1. 0.674
7* 1.8277 0.5170 1.51633 64.14 0.660
8* 2.3331 d8 1. 0.590
9 4.0162 0.4161 1.95906 17.47 0.560
10 -3.2257 0.1000 1. 0.448
11(絞り) ∞ 0.1000 1. 0.400
12 -1.5381 0.2500 1.88300 40.76 0.398
13 2.2458 0.5400 1.48749 70.23 0.457
14 -1.3000 0.2000 1. 0.560
15 -9.0844 0.8000 1.49700 81.54 0.638
16 -1.2998 0.2500 1.84666 23.78 0.751
17 -5.5081 0.1000 1. 0.870
18* 3.9469 0.9447 1.49700 81.54 0.986
19* -1.6844 0.6500 1. 1.058
20 ∞ 0.2000 1.51633 64.14 1.001
21 ∞ 0.2000 1. 0.993
22 ∞ 4.3000 1.63854 55.38 0.981
23 ∞ 0.3500 1.51633 64.14 0.828
24 ∞ 0.0428 1. 0.814
像面 ∞ 0.

非球面データ
第２面
K=-2.2853
A2=0.0000E+00,A4=1.3338E-01,A6=2.5305E-02,A8=-4.2323E-02,
A10=2.6226E-02,A12=-1.2684E-09,A14=0.0000E+00,
A16=0.0000E+00,A18=0.0000E+00,A20=0.0000E+00
第７面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-6.4410E-02,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第８面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-9.2071E-02,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第１８面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-1.3990E-02,A6=1.2717E-02,A8=1.9476E-04,
A10=0.0000E+00
第１９面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=2.4646E-02,A6=4.1843E-03,A8=7.7537E-03,
A10=0.0000E+00

各種データ
遠点近点
OBJ 15.8000 2.6200
FL 0.75036 0.74853
MG -0.044776 -0.209826
FNO 3.6332 3.6154
FIM 0.812 0.812
LTL 13.2903 13.2903
FB 0.00925 -0.11422
d4 0.60084 1.19477
d8 1.02333 0.42940
β1 0.05010 0.22503
β2 1.13061 1.17962
β3 -0.79044 -0.79044

各群焦点距離
f1=-0.84949, f2=12.12002, f3=2.73833

【0224】

数値実施例６
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ 15.0000 1.
1 ∞ 0.2500 1.88300 40.76 1.270
2* 0.7856 0.6500 1. 0.838
3 ∞ 0.4000 1.49400 75.01 0.824
4 ∞ d4 1. 0.800
5* 1.9309 0.4597 1.49700 81.54 0.766
6 2.8631 d6 1. 0.685
7 8.2193 0.5563 1.72825 28.46 0.492
8 -0.8058 0.3000 1.81600 46.62 0.453
9 -2.4732 0.1000 1. 0.430
10(絞り) ∞ 0.6013 1. 0.395
11 9.1375 0.4871 1.49700 81.54 0.517
12 -2.2107 0.2570 1.80518 25.42 0.562
13 1.6710 0.6818 1.49700 81.54 0.623
14 -1.7198 0.1000 1. 0.728
15* 2.9755 0.5709 1.49700 81.54 0.800
16 -5.8213 0.6000 1. 0.818
17 ∞ 3.2000 1.88300 40.76 0.816
18 ∞ 0.3000 1.51633 64.14 0.812
19 ∞ 0.0263 1. 0.812
像面 ∞ 0.

非球面データ
第２面
K=-1.0000
A2=0.0000E+00,A4=3.5380E-02,A6=2.5784E-02,A8=7.1050E-02,
A10=0.0000E+00
第５面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-1.5830E-02,A6=4.2282E-02,A8=1.6255E-02,
A10=0.0000E+00
第１５面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=2.1314E-03,A6=1.0242E-02,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00

各種データ
遠点近点
OBJ 15.0000 1.7300
FL 0.70373 0.69457
MG -0.044525 -0.275741
FNO 3.6056 3.5439
FIM 0.812 0.812
LTL 11.0387 11.0387
FB -0.00508 -0.16527
d4 0.26500 1.03032
d6 1.23330 0.46798
β1 0.05553 0.32325
β2 1.16820 1.24284
β3 -0.68635 -0.68635

各群焦点距離
f1=-0.88975, f2=10.25404, f3=2.38964

【0225】

数値実施例７
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ 20.0000 1.
1 ∞ 0.2500 1.88300 40.76 1.304
2* 1.1969 0.5230 1. 0.936
3 ∞ 0.4000 1.49400 75.01 0.881
4 ∞ 0.1000 1. 0.784
5 -14.1887 0.2500 1.88300 40.76 0.750
6 3.1892 d6 1. 0.697
7* 2.6326 0.4906 1.51633 64.14 0.655
8* 4.1921 d8 1. 0.603
9 -2.4500 0.7844 1.88300 40.76 0.500
10 -8.9678 0.1000 1. 0.546
11 1.8948 0.3500 1.58144 40.75 0.560
12 20.9186 0.1000 1. 0.549
13(絞り) ∞ 0.1000 1. 0.550
14 1.8313 0.5142 1.72825 28.46 0.560
15 -1.6911 0.6836 1.88300 40.76 0.549
16* 1.9299 0.2109 1. 0.560
17 2.3041 0.6736 1.49700 81.54 0.652
18 -1.4862 0.2853 1.88300 40.76 0.713
19 -25.9918 0.1000 1. 0.817
20 2.7755 0.9730 1.49700 81.54 0.934
21 -1.6000 0.2500 1.92286 18.90 0.993
22 -2.6855 0.1000 1. 1.089
23* 7.2385 0.6621 1.49700 81.54 1.129
24* -3.6160 0.6500 1. 1.149
25 ∞ 0.2000 1.51633 64.14 1.080
26 ∞ 0.1900 1. 1.069
27 ∞ 4.3000 1.63854 55.38 1.054
28 ∞ 0.3500 1.51633 64.14 0.837
29 ∞ 0.0464 1. 0.818
像面 ∞ 0.

非球面データ
第２面
K=0.1809
A2=0.0000E+00,A4=-6.5666E-02,A6=-9.9331E-02,A8=1.3138E-01,
A10=-1.1544E-01,A12=4.6840E-05,A14=0.0000E+00,
A16=0.0000E+00,A18=0.0000E+00,A20=0.0000E+00
第７面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-1.2607E-01,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第８面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-1.1353E-01,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第１６面
K=-5.7627
A2=0.0000E+00,A4=1.5242E-01,A6=-1.8344E-02,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第２３面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-2.7365E-02,A6=5.7805E-03,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第２４面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-6.8530E-03,A6=5.7331E-03,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00

各種データ
遠点近点
OBJ 20.0000 2.7000
FL 0.75014 0.75236
MG -0.035750 -0.204777
FNO 3.6726 3.6658
FIM 0.812 0.812
LTL 15.0265 15.0265
FB 0.01960 -0.10765
d6 0.39113 0.94749
d8 0.99828 0.44192
β1 0.03555 0.19570
β2 1.10738 1.15232
β3 -0.90809 -0.90809

各群焦点距離
f1=-0.75157, f2=12.37976, f3=3.00572

【0226】

数値実施例８
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ 22.0000 1.
1 ∞ 0.2500 1.88300 40.76 1.300
2* 1.1937 0.5429 1. 0.933
3 ∞ 0.4000 1.49400 75.01 0.877
4 ∞ 0.1000 1. 0.785
5 ∞ 0.2500 1.88300 40.76 0.750
6 2.4860 d6 1. 0.686
7* 2.6512 0.4886 1.51633 64.14 0.652
8* 4.1408 d8 1. 0.607
9 -10.0924 0.7107 1.81600 46.62 0.543
10 5.6745 0.6175 1.54814 45.79 0.541
11 -3.2760 0.1000 1. 0.549
12(絞り) ∞ 0.1000 1. 0.541
13 1.7391 0.8527 1.69895 30.13 0.560
14 -1.9645 0.2891 1.81600 46.62 0.551
15 1.8083 0.2000 1. 0.560
16 3.4408 0.7985 1.49700 81.54 0.710
17 -1.9495 0.2500 1.88300 40.76 0.735
18 -4.8688 0.1000 1. 0.809
19 4.1440 0.8767 1.49700 81.54 0.883
20 -1.7027 0.2500 1.84666 23.78 0.935
21 -6.8733 0.1000 1. 1.026
22* 5.6133 0.8858 1.49700 81.54 1.092
23* -2.3000 0.6500 1. 1.149
24 ∞ 0.2000 1.51633 64.14 1.075
25 ∞ 0.1800 1. 1.064
26 ∞ 4.3000 1.63854 55.38 1.050
27 ∞ 0.3500 1.51633 64.14 0.840
28 ∞ 0.0497 1. 0.822
像面 ∞ 0.

非球面データ
第２面
K=-0.1405
A2=0.0000E+00,A4=-6.3105E-02,A6=4.0405E-02,A8=-4.5730E-02,
A10=4.2020E-03,A12=4.6840E-05,A14=0.0000E+00,
A16=0.0000E+00,A18=0.0000E+00,A20=0.0000E+00
第７面
K=-13.9021
A2=0.0000E+00,A4=-3.0044E-02,A6=-5.5844E-02,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第８面
K=-33.7333
A2=0.0000E+00,A4=-5.5130E-02,A6=-1.5208E-02,A8=-1.9281E-02,
A10=0.0000E+00
第２２面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-1.1313E-02,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第２３面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=1.2548E-02,A6=-1.3517E-04,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00

各種データ
遠点近点
OBJ 22.0000 2.7000
FL 0.75029 0.75440
MG -0.032633 -0.204826
FNO 3.6486 3.6448
FIM 0.812 0.812
LTL 15.2613 15.2613
FB 0.02521 -0.10483
d6 0.40585 0.97313
d8 0.96324 0.39595
β1 0.03157 0.19051
β2 1.09942 1.14360
β3 -0.94012 -0.94012

各群焦点距離
f1=-0.73041, f2=12.83960, f3=3.20872

【0227】

数値実施例９
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ 18.0000 1.
1 ∞ 0.2500 1.88300 40.76 1.305
2* 1.0490 0.9609 1. 0.916
3 ∞ 0.2500 1.83400 37.16 0.750
4 2.9201 d4 1. 0.691
5* 1.8022 0.4386 1.49700 81.54 0.650
6* 2.4247 d6 1. 0.604
7 ∞ 1.0000 1.49400 75.01 0.550
8 ∞ 0.2338 1. 0.513
11(絞り) ∞ 0.1000 1. 0.503
10 1.8323 0.6035 1.76182 26.52 0.560
11 -1.3953 0.3644 1.81600 46.62 0.546
12 1.8982 0.2730 1. 0.560
13 2.5712 0.7054 1.49700 81.54 0.675
14 -1.3610 0.2500 1.80518 25.42 0.737
15 -3.7471 0.1000 1. 0.825
16 3.6004 0.6856 1.43875 94.66 0.898
17 -2.5684 0.2500 1.80518 25.42 0.930
18 ∞ 0.1000 1. 0.989
19* 3.5622 0.8149 1.43875 94.66 1.048
20* -2.0300 0.6500 1. 1.094
21 ∞ 0.2000 1.51633 64.14 1.031
22 ∞ 0.1800 1. 1.022
23 ∞ 4.3000 1.63854 55.38 1.010
24 ∞ 0.3500 1.51633 64.14 0.836
25 ∞ 0.0518 1. 0.820
像面 ∞ 0.

非球面データ
第２面
K=-4.6518
A2=0.0000E+00,A4=3.5553E-01,A6=-3.7848E-01,A8=4.1948E-01,
A10=-3.1048E-01,A12=1.0674E-01,A14=0.0000E+00,
A16=0.0000E+00,A18=0.0000E+00,A20=0.0000E+00
第５面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-1.1803E-01,A6=-3.8081E-02,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第６面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-1.0644E-01,A6=-4.1513E-02,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第１９面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-2.5373E-02,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第２０面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=2.0486E-02,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00

各種データ
遠点近点
OBJ 18.0000 2.5000
FL 0.71645 0.72316
MG -0.037821 -0.210608
FNO 3.6623 3.6500
FIM 0.812 0.812
LTL 14.5404 14.5404
FB 0.02475 -0.10045
d4 0.39000 0.94593
d6 1.03852 0.48259
β1 0.03768 0.20097
β2 1.10187 1.15044
β3 -0.91093 -0.91093

各群焦点距離
f1=-0.71883, f2=11.44611, f3=3.09757

【0228】

数値実施例１０
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd ER
物面 ∞ 20.0000 1.
1 ∞ 0.2500 1.88300 40.76 1.403
2* 1.3766 0.5408 1. 1.007
3 ∞ 0.4000 1.49400 75.01 0.947
4 ∞ 0.1000 1. 0.839
5 -8.1026 0.4350 1.88300 40.76 0.940
6 2.8146 d6 1. 0.725
7* 2.6512 0.4886 1.51633 64.14 0.700
8* 4.1408 d8 1. 0.669
9 -10.0924 0.7107 1.81600 46.62 0.583
10 5.6745 0.6175 1.54814 45.79 0.564
11 -3.2760 0.1000 1. 0.558
12(絞り) ∞ 0.1000 1. 0.550
13 1.7391 0.8527 1.69895 30.13 0.560
14 -1.9645 0.2891 1.81600 46.62 0.551
15 1.8083 0.2000 1. 0.560
16 3.4408 0.7985 1.49700 81.54 0.710
17 -1.9495 0.2500 1.88300 40.76 0.736
18 -4.8688 0.1000 1. 0.810
19 4.1440 0.8767 1.49700 81.54 0.884
20 -1.7027 0.2500 1.84666 23.78 0.936
21 -6.8733 0.1000 1. 1.028
22* 5.6133 0.8858 1.49700 81.54 1.094
23* -2.3000 0.6500 1. 1.151
24 ∞ 0.2000 1.51633 64.14 1.076
25 ∞ 0.1800 1. 1.066
26 ∞ 4.3000 1.63854 55.38 1.051
27 ∞ 0.3500 1.51633 64.14 0.842
28 ∞ 0.0531 1. 0.824
像面 ∞ 0.

非球面データ
第２面
K=0.2119
A2=0.0000E+00,A4=-5.0745E-02,A6=9.5398E-03,A8=-8.6284E-03,
A10=-1.2475E-02,A12=-4.0707E-04,A14=0.0000E+00,
A16=0.0000E+00,A18=0.0000E+00,A20=0.0000E+00
第７面
K=-13.9021
A2=0.0000E+00,A4=-3.0044E-02,A6=-5.5844E-02,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第８面
K=-33.7333
A2=0.0000E+00,A4=-5.5130E-02,A6=-1.5208E-02,A8=-1.9281E-02,
A10=0.0000E+00
第２２面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=-1.1313E-02,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00
第２３面
K=0.
A2=0.0000E+00,A4=1.2548E-02,A6=-1.3517E-04,A8=0.0000E+00,
A10=0.0000E+00

遠点近点
OBJ 20.0000 2.7000
FL 0.75032 0.75450
MG -0.035629 -0.201141
FNO 3.6403 3.6358
FIM 0.812 0.812
LTL 15.4477 15.4477
FB 0.02640 -0.09862
d6 0.40585 0.95462
d8 0.96324 0.41446
β1 0.03444 0.18716
β2 1.09912 1.14186
β3 -0.94119 -0.94119

各群焦点距離
f1=-0.73021, f2=12.83960, f3=3.20872

【0229】

次に、各実施例における条件式の値を以下に掲げる。

実施例１実施例２実施例３
(1)fL/Rsp 0.12633158 0.25384017 0.17104699
(2)ΣDpc/fL 3.87653912 2.88715356 3.07265224
(3)ΣD3/fL 6.35297874 4.26802896 4.79604325
(4)1/r₁-1/r₂ 0.26708441 0.01410856 0.12750581
0.05997346
(5)1/f_3x-1/(10×fL) -0.0828932 -0.4679049 -0.4032266
-0.3068069
(6)β3F -0.8446714 -0.5264441 -0.5963461
(7)f₃/fL 3.74072703 3.43361518 3.74079101
(8)fL/f₃₁ 0.03368378 0.22099325 0.36984182
(9)(_an_SNi’-_an_SNi)/_ar_SNi 0.33537462 0.22046285 0.28755697
(10)(_bn_SNi’-_bn_SNi)/_br_SNi -0.4611993 -0.2261905 -0.2913833
(11)f_3R/fL 3.58478538 5.84738421 3.42549166
(12)(ν_3RCP-ν_3RCN)
-(ν_3FCP-ν_3FCN) 38.29 -8.84 28.29
(13)fL/r_SNr 0.16253301 -0.6159688 -0.6254333
(14)(r_3XF-r_3XR)
/(r_3XF+r_3XR) -0.5165847 0.01091802 0.0903684
(15)1/r_3XC×r_3XF -0.1148257 -0.2836985 -0.3208625
(16)1/r_3XC×r_3XR -0.036601 -0.2899618 -0.3846154
(17)ν_31P-ν_32P -47.75 -22.99 -52.76
(18)ν_33P
-(ν_31P+ν_32P)/2 23.875 11.495 37.69
(19)ν_31N-ν_32N -9.46 -8.84 16.98
(20)(R21F+R21R)
/(R21F-R21R) -7.5336864 -1.4063407 5.33106922
(21)D21/fL 0.56511087 0.66644452 0.82329585
(22)β2F 1.11789 1.27724 1.21847
(23)β2N/β2F 1.03937776 1.03726003 1.02627065
(24)(1-β2F²)×β3F 0.21089556 0.33236369 0.28903244
(25)(1-β2N²)×β3N 0.29567094 0.39755408 0.33616263
(26)1/r_1XF-1/r_1XR -1.0287007 -1.0403662 -1.078516
-0.1480565 -0.1160595
(27)SD1/fL 3.06279843 2.89354215 0.33310238
(28)fB/fL 4.99875003 5.13308897 5.12404733
(29)fL×tanω_max 2.46301838 2.28223144 2.24501224
2y_max 1.896 1.624 1.624
(30)ER3 0.711 0.789 0.73
fL/(2×F_EX) 0.1092625 0.10078587 0.10084923

実施例４実施例５実施例６
(1)fL/Rsp 0.27163239 0.18683333 0.08561921
(2)ΣDpc/fL 3.19940278 3.20657679 3.27068549
(3)ΣD3/fL 4.66003651 4.93204141 5.19295294
(4)1/r₁-1/r₂ 0.26003195 0.11907798
0.07147199
(5)1/f_3x-1/(10×fL) -0.1492162 -0.3893579
-0.2997501
(6)β3F -0.7329317 -0.7904393 -0.6863543
(7)f₃/fL 3.63078673 3.64935171 3.39567989
(8)fL/f₃₁ -0.0940709 0.39097541 0.21412749
(9)(_an_SNi’-_an_SNi)/_ar_SNi 0.27586182 0.37499231 0.32993692
(10)(_bn_SNi’-_bn_SNi)/_br_SNi -0.2901111 -0.2690106 -0.1844285
(11)f_3R/fL 5.51990295 3.35239085 5.7539113
(12)(ν_3RCP-ν_3RCN)
-(ν_3FCP-ν_3FCN) 78.31 28.29 74.28
(13)fL/r_SNr -0.4709864 -0.5772888 0.42114303
(14)(r_3XF-r_3XR)
/(r_3XF+r_3XR) 0.03568415 0.08389415 0
(15)1/r_3XC×r_3XF -0.3017574 -0.2894972
(16)1/r_3XC×r_3XR -0.3240903 -0.3425197
(17)ν_31P-ν_32P -22.32 -52.76 -53.08
(18)ν_33P
-(ν_31P+ν_32P)/2 43.86 37.69 26.54
(19)ν_31N-ν_32N 23.29 16.98 21.2
(20)(R21F+R21R)
/(R21F-R21R) -12.02641 -8.232687 -5.1426732
(21)D21/fL 0.86650492 0.68900261 0.65323348
(22)β2F 1.14594 1.13061 1.1682
(23)β2N/β2F 1.04846676 1.04334828 1.06389317
(24)(1-β2F²)×β3F 0.22953791 0.21996283 0.25030583
(25)(1-β2N²)×β3N 0.32509417 0.3094599 0.3738214
(26)1/r_1XF-1/r_1XR -1.1372683 -0.9079353 -1.2729124
-0.2515492
(27)SD1/fL 2.66616898 1.60656218 1.84729939
(28)fB/fL 5.13077559 5.12593955 3.54141503
(29)fL×tanω_max 2.30910847 2.28831395 2.15048988
2y_max 1.624 1.624 1.624
(30)ER3 0.857 0.751 0.623
fL/(2×F_EX) 0.10082527 0.10301483 0.09720028

実施例７実施例８実施例９
(1)fL/Rsp 0.39589403 0.4314243 0.3910113
(2)ΣDpc/fL 5.31976658 4.48759499 4.16200581
(3)ΣD3/fL 7.84796988 8.17154509 5.78787886
(4)1/r₁-1/r₂ 0.02789861 0.02200448 0.27774691
(5)1/f_3x-1/(10×fL) -0.1670682 -0.1137174 -0.1520987
(6)β3F -0.9080881 -0.9401166 -0.9109319
(7)f₃/fL 4.00688218 4.27663826 4.32350348
(8)fL/f₃₁ -0.1854074 0.03879834 0.03353994
(9)(_an_SNi’-_an_SNi)/_ar_SNi 0.39766832 0.40190328 0.41577253
(10)(_bn_SNi’-_bn_SNi)/_br_SNi -0.2661625 -0.2053562 -0.1426686
(11)f_3R/fL 6.60170102 4.54410961 4.30483635
(12)(ν_3RCP-ν_3RCN)
-(ν_3FCP-ν_3FCN) 74.94 58.59 89.34
(13)fL/r_SNr -0.4688375 -0.4406472 -0.278948
(14)(r_3XF-r_3XR)
/(r_3XF+r_3XR) -0.026215 -0.0195072 -0.0176652
(15)1/r_3XC×r_3XF -0.3229024 -0.2927005 -0.3911432
(16)1/r_3XC×r_3XR -0.306405 -0.2814994 -0.3775639
(17)ν_31P-ν_32P -53.08 15.66 -55.02
(18)ν_33P
-(ν_31P+ν_32P)/2 26.54 43.58 40.63
(19)ν_31N-ν_32N 0 0 21.2
(20)(R21F+R21R)
/(R21F-R21R) -4.3762103 -4.5596133 -6.7902008
(21)D21/fL 0.65401125 0.65121486 0.61218508
(22)β2F 1.10738 1.09942 1.10187
(23)β2N/β2F 1.04058228 1.04018482 1.04407961
(24)(1-β2F²)×β3F 0.20549211 0.19622592 0.19504605
(25)(1-β2N²)×β3N 0.29770948 0.28938864 0.29469696
(26)1/r_1XF-1/r_1XR -0.8354917 -0.8377314 -0.9532888
-0.3840369 -0.4022526 -0.342454
(27)SD1/fL 2.03028791 2.05644261 2.03914818
(28)fB/fL 5.1278428 5.12095323 5.36227231
(29)fL×tanω_max 2.30155347 2.31473051 2.194474
2y_max 1.624 1.624 1.624
(30)ER3 0.993 0.935 0.93
fL/(2×F_EX) 0.10200435 0.10272317 0.09766221

実施例１０
(1)fL/Rsp 0.43144155
(2)ΣDpc/fL 4.48741556
(3)ΣD3/fL 8.17121837
(4)1/r₁-1/r₂ 0.02200448
(5)1/f_3x-1/(10×fL) -0.1137121
(6)β3F -0.9411887
(7)f₃/fL 4.27646727
(8)fL/f₃₁ 0.03879989
(9)(_an_SNi’-_an_SNi)/_ar_SNi 0.40190328
(10)(_bn_SNi’-_bn_SNi)/_br_SNi -0.2053562
(11)f_3R/fL 4.54392792
(12)(ν_3RCP-ν_3RCN)
-(ν_3FCP-ν_3FCN) 58.59
(13)fL/r_SNr -0.4406648
(14)(r_3XF-r_3XR)
/(r_3XF+r_3XR) -0.0195072
(15)1/r_3XC×r_3XF -0.2927005
(16)1/r_3XC×r_3XR -0.2814994
(17)ν_31P-ν_32P 15.66
(18)ν_33P
-(ν_31P+ν_32P)/2 43.58
(19)ν_31N-ν_32N 0
(20)(R21F+R21R)
/(R21F-R21R) -4.5596133
(21)D21/fL 0.65118883
(22)β2F 1.09912
(23)β2N/β2F 1.03888565
(24)(1-β2F²)×β3F 0.19582849
(25)(1-β2N²)×β3N 0.28597518
(26)1/r_1XF-1/r_1XR -0.7264274
-0.4787074
(27)SD1/fL 2.30009848
(28)fB/fL 5.1223478
(29)fL×tanω_max 4.17170907
2y_max 1.624
(30)ER3 0.936
fL/(2×F_EX) 0.1029528

【0230】

図２１は、撮像装置の例である。この例では、撮像装置は内視鏡システムである。図２１は、内視鏡システムの概略構成を示す図である。

【0231】

内視鏡システム３００は、電子内視鏡を用いた観察システムである。内視鏡システム３００は、電子内視鏡３１０と画像処理装置３２０とから構成されている。電子内視鏡３１０は、スコープ部３１０ａと接続コード部３１０ｂとを備えている。また、画像処理装置３２０には、表示ユニット３３０が接続されている。

【0232】

スコープ部３１０ａは、操作部３４０と挿入部３４１に大別される。挿入部３４１は、細長で患者の体腔内へ挿入可能になっている。また、挿入部３４１は、可撓性を有する部材で構成されている。観察者は、操作部３４０に設けられているアングルノブ等により、諸操作を行うことができる。

【0233】

また、操作部３４０からは、接続コード部３１０ｂが延設されている。接続コード部３１０ｂは、ユニバーサルコード３５０を備えている。ユニバーサルコード３５０は、コネクタ３６０を介して画像処理装置３２０に接続されている。

【0234】

ユニバーサルコード３５０は、各種の信号等の送受信に用いられる。各種の信号としては、電源電圧信号及びＣＣＤ駆動信号等がある。これらの信号は、電源装置やビデオプロセッサからスコープ部３１０ａに送信される。また、各種の信号として映像信号がある。この信号は、スコープ部３１０ａからビデオプロセッサに送信される。

【0235】

なお、画像処理装置３２０内のビデオプロセッサには、図示しないＶＴＲデッキ、ビデオプリンタ等の周辺機器が接続可能である。ビデオプロセッサは、スコープ部３１０ａからの映像信号に対して信号処理を施す。映像信号に基づいて、表示ユニット３３０の表示画面上に内視鏡画像が表示される。

【0236】

挿入部３４１の先端部３４２には、光学系が配置されている。図２２は、内視鏡の光学系の構成を示す図である。光学系４００は、照明部と観察部とを有する。

【0237】

照明部は、ライトガイド４０１と照明レンズ４０２とを有する。ライトガイド４０１は、照明光を挿入部３４１の先端部３４２に伝送する。伝送された照明光は、ライトガイド４０１の先端面から出射する。

【0238】

先端部３４２には、照明レンズ４０２が配置されている。照明レンズ４０２は、ライトガイド４０１の先端面と対向する位置に配置されている。照明光は照明レンズ４０２を通過し、照明窓４０３から出射する。これにより、被検体内部の観察対象部位（以下、「観察部位４０４」という）が照明される。

【0239】

先端部３４２には、観察窓４０５が、照明窓４０３の隣に設けられている。観察部位４０４からの光は、観察窓４０５を通過して、先端部３４２内に入射する。観察窓４０５の後方には、観察部が設けられている。

【0240】

観察部は、広角光学系４０６と撮像素子４０７とを有する。広角光学系４０６に、例えば、実施例１の広角光学系が用いられている。

【0241】

観察部位４０４からの反射光は、広角光学系４０６を通過して撮像素子４０７に入射する。撮像素子４０７の撮像面には、観察部位４０４の像（光学像）が形成される。観察部位４０４の像は撮像素子４０７によって光電変換され、これにより観察部位４０４の画像が得られる。観察部位４０４の画像は表示ユニット３３０に表示される。このようにして、観察者は、観察部位４０４の画像を観察できる。

【0242】

広角光学系４０６では、像面は湾曲形状になっている。撮像素子４０７は、像面の形状と同じ湾曲形状の受光面（撮像面）を有している。撮像素子４０７を用いることで、撮影画像の画質を向上することができる。

【0243】

図２３と図２４は、撮像装置の光学系の構成を示す図である。光学系は、対物光学系ＯＢＪと、カバーガラスＣと、プリズムＰと、を有する。カバーガラスＣは、対物光学系ＯＢＪとプリズムＰとの間に配置されている。カバーガラスＣの代わりに、光学フィルタを配置しても良い。あるいは、カバーガラスＣは配置しなくても良い。

【0244】

図２３では、対物光学系ＯＢＪに、実施例１の広角光学系が用いられている。図２４では、対物光学系ＯＢＪに、実施例２の広角光学系が用いられている。また、図２４では、プリズムＰと像面Ｉの間に、カバーガラスＣ’が配置されている。

【0245】

プリズムＰは、プリズムＰ１と、プリズムＰ２と、を有する。プリズムＰ１とプリズムＰ２は、共に三角プリズムである。プリズムＰ１とプリズムＰ２とで、光路分割素子が形成されている。

【0246】

プリズムＰ１は、光学面Ｓ１と、光学面Ｓ２と、光学面Ｓ３と、を有する。プリズムＰ２は、光学面Ｓ３と、光学面Ｓ４と、光学面Ｓ５と、を有する。プリズムＰ１は、プリズムＰ２に接合されている。プリズムＰ１とプリズムＰ２とで、接合面が形成される。光学面Ｓ３は、接合面である。

【0247】

対物光学系ＯＢＪから射出された光（以下、「結像光」という）は、カバーガラスＣを通過して、光学面Ｓ１に入射する。光学面Ｓ１は透過面なので、結像光は光学面Ｓ１を透過する。

【0248】

続いて、結像光は光学面Ｓ３に入射する。光学面Ｓ３は、面の法線が光軸に対して４５度となるように配置されている。光学面Ｓ３に入射した結像光は、光学面Ｓ３を透過する光（以下、「結像光１」という）と、光学面Ｓ３で反射される光（以下、「結像光２」という）と、に分かれる。

【0249】

結像光１と結像光２は、互いに異なる方向に進行する。結像光１が進行する光路を第１の光路とし、結像光２が進行する光路を第２の光路とすると、光学面Ｓ３によって、第１の光路と第２の光路が形成される。このように、光学面Ｓ３は、光路分割面として機能する。

【0250】

第１の光路は、対物光学系ＯＢＪの光路の延長線上に形成されている。第２の光路は、第１の光路と交差するように形成されている。図２３と図２４では、第２の光路は第１の光路と直交している。

【0251】

第１の光路には、光学面Ｓ３、光学面Ｓ４、及び光学面Ｓ５が位置している。光学面Ｓ３を透過した結像光１は、光学面Ｓ４に入射する。光学面Ｓ４は反射面である。結像光１は光学面Ｓ４で反射され、光学面Ｓ５に入射する。光学面Ｓ５は透過面である。結像光１は光学面Ｓ５を透過し、光学面Ｓ５の近傍の像面Ｉに集光する。像面Ｉに、結像光１による光学像が形成される。

【0252】

第２の光路には、光学面Ｓ３、光学面Ｓ２、光学面Ｓ３、及び光学面Ｓ５が位置している。光学面Ｓ３で反射された結像光２は、光学面Ｓ２に入射する。光学面Ｓ２は反射面である。結像光２は光学面Ｓ２で反射され、光学面Ｓ３に入射する。光学面Ｓ３では、結像光２は、光学面Ｓ３を透過する光と、光学面Ｓ３で反射される光と、に分かれる。

【0253】

光学面Ｓ３を透過した結像光２は、光学面Ｓ５に入射する。結像光２は光学面Ｓ５を透過し、光学面Ｓ５の近傍の像面Ｉに集光する。像面Ｉに、結像光２による光学像が形成される。

【0254】

図２３に示す光学系と図２４に示す光学系では２つの光路が形成されているので、同一平面に光学像が２つ形成される。この同一平面は、２つの光路における像面Ｉである。

【0255】

第１の光路における光路長と第２の光路における光路長が等しい場合、同一平面内の異なる位置に、ピントの合った光学像が２つ形成される。２つの光学像は、同一物体にピントが合ったときの光学像である。よって、一方の光学像における物体面の位置と他方の光学像における物体面の位置は等しい。

【0256】

一方、第１の光路における光路長と第２の光路における光路長が異なる場合も、同一平面内の異なる位置に、ピントの合った光学像が２つ形成される。ただし、２つの光学像は、異なる物体にピントが合ったときの光学像である。よって、一方の光学像における物体面の位置と他方の光学像における物体面の位置は異なる。

【0257】

例えば、第１の光路における光路長が第２の光路における光路長よりも短いとする。この場合、結像光１によって形成される光学像の物体面は、結像光２によって形成される物体面よりも遠くに位置している。このように、対物光学系ＯＢＪからの距離（以下、「物体距離」という）が異なる２つの物体面に対して、それぞれピントを合わせることになる。２つの物体面で物体距離が異なっていても、同一平面内の異なる位置に、２つの光学像が形成される。

【0258】

対物光学系ＯＢＪは、ピントの合っている区間（以下、「合焦区間」という）を有する。合焦区間は物体距離で表される区間であって、対物光学系ＯＢＪの被写界深度に相当する。合焦区間では、物体面がどこに位置していても、ピントの合った光学像が形成される。

【0259】

２つの物体面で物体距離が異なる場合、一方の物体面における合焦区間の位置と、他方の物体面における合焦区間の位置との間で、ずれが生じる。２つの物体面の間隔を適切に設定することで、一方の物体面における合焦区間の一部と、他方の物体面における合焦区間の一部を、重複させることができる。

【0260】

こうして、合焦区間がずれた２つの光学像を撮像し、これにより２つの画像を取得する。そして、撮像した２つの画像からピントが合っている領域（被写界深度に相当する範囲の画像領域）だけを抽出し、抽出した領域を合成する。このようにすることで、被写界深度の大きな画像を取得することができる。

【0261】

光学面Ｓ３には、例えば、ハーフミラー面、又は偏光ビームスプッリタ面を用いることができる。

【0262】

光学面Ｓ３がハーフミラー面の場合、結像光の光量の半分が光学面Ｓ３で反射され、残りの半分が光学面Ｓ３を透過する。よって、結像光２の光量は、結像光の光量の半分の光量になる。結像光２は、光学面Ｓ２で反射される。光学面Ｓ２で反射された結像光２は、光学面Ｓ３を透過する。光学面Ｓ３では、結像光２の光量の半分しか透過させることができない。

【0263】

光学面Ｓ３が偏光ビームスプッリタ面の場合、カバーガラスＣの代わりに、偏光解消板、又は波長板を用いてもよい。また、光学面Ｓ２は反射面ではなく、透過面である。そして、光学面Ｓ２から離れた位置に、反射面を配置する。更に、光学面Ｓ２と反射面との間に、λ／４波長板を配置する。

【0264】

Ｐ偏光は紙面内に光の振幅を持つ偏光で、Ｓ偏光は紙面と直交する面内に振幅を持つ偏光である。Ｐ偏光は光学面Ｓ３を透過し、Ｓ偏光は光学面Ｓ３で反射されるとすると、Ｐ偏光が結像光１に対応し、Ｓ偏光が結像光２に対応する。

【0265】

例えば、カバーガラスＣの代わりに偏光解消板が用いられると、結像光は偏光解消板を通過する。そのため、偏光解消板から射出された結像光では、結像光に含まれるＰ偏光とＳ偏光の割合は、略半分になる。光学面Ｓ３に入射した結像光は、光学面Ｓ３でＰ偏光とＳ偏光に分かれる。よって、結像光２の光量は、結像光の光量の半分の光量になる。

【0266】

光学面Ｓ３から光学面Ｓ２に向かうときの結像光２は、Ｓ偏光である。光学面Ｓ２が反射面の場合、結像光２はＳ偏光のままで光学面Ｓ３に向かって反射される。光学面Ｓ２から光学面Ｓ３に向かうときの結像光２はＳ偏光なので、結像光２は光学面Ｓ３を透過できない。

【0267】

一方、光学面Ｓ２が透過面の場合、結像光２は反射面で反射される。光学面Ｓ２と反射面との間には、λ／４波長板が配置されている。光学面Ｓ２と反射面との間を結像光２が往復することで、結像光２における偏光方向が９０度回転する。よって、Ｓ偏光をＰ偏光に変換することができる。その結果、光学面Ｓ２から光学面Ｓ３に向かうときの結像光は、Ｐ偏光になる。

【0268】

光学面Ｓ３には、Ｐ偏光に変換された結像光２が到達する。よって、結像光２は光学面Ｓ３で反射されない。すなわち、光学面Ｓ３では、結像光２の光量のほぼ全てを透過させることができる。

【0269】

図２５は、撮像装置の概略構成を示す図である。（Ａ）は全体構成を示す図、（Ｂ）は物体の向きを示す図である。

【0270】

図２５（Ａ）に示すように、撮像装置５００は、対物光学系５０１と、偏光解消板５０２と、第１プリズム５０３と、第２プリズム５０４と、第３プリズム５０５と、波長板５０６と、ミラー５０７と、撮像素子５０８と、画像処理部５１１と、画像表示装置５１２と、を有する。

【0271】

撮像装置５００では、第１プリズム５０３、第２プリズム５０４、及び第３プリズム５０５で、光路分割素子が形成されている。

【0272】

対物光学系５０１は、物体の像を形成する。対物光学系５０１と第１プリズム５０３との間に、偏光解消板５０２が配置されている。

【0273】

第１プリズム５０３と第２プリズム５０４は接合されている。第１プリズム５０３と第２プリズム５０４によって、接合面５０９が形成されている。接合面５０９に入射した光は、接合面５０９で反射された光と、接合面５０９を透過する光に分かれる。

【0274】

接合面５０９には、偏光ビームスプリッタ面を用いることができる。この場合、接合面５０９では、例えば、Ｐ偏光は透過され、Ｓ偏光は反射される。

【0275】

接合面５０９を透過したＰ偏光は、第２プリズム５０４から射出される。Ｐ偏光は、第３プリズム５０５に入射し、光学面５１０に到達する。光学面５１０は、例えば、ミラー面である。よって、Ｐ偏光は、光学面５１０で反射される。

【0276】

光学面５１０で反射されたＰ偏光は、第３プリズム５０５から射出され、撮像素子５０８に入射する。図２５（Ｂ）に示すように、撮像素子５０８は、第１領域５１３と、第２領域５１４と、を有する。光学面５１０で反射されたＰ偏光は、第１領域５１３に入射する。よって、第１領域５１３に、光学像が形成される。

【0277】

一方、接合面５０９で反射されたＳ偏光は、第１プリズム５０３から射出される。Ｓ偏光は、波長板５０６に入射する。波長板５０６には、λ／４波長板が用いられている。そのため、Ｓ偏光は、波長板５０６で円偏光に変換される。その結果、波長板５０６から、円偏光が射出される。

【0278】

円偏光は、ミラー５０７で反射され、再び波長板５０６に入射する。波長板５０６から射出された光は、第１プリズム５０３に入射し、接合面５０９に到達する。波長板５０６に入射した円偏光は、波長板５０６でＰ偏光に変換される。接合面５０９に到達した光はＰ偏光なので、接合面５０９を透過する。

【0279】

接合面５０９を透過したＰ偏光は、第２プリズム５０４から射出され、撮像素子５０８に入射する。上述のように、撮像素子５０８は、第１領域５１３と、第２領域５１４と、を有する。接合面５０９を透過したＰ偏光は、第２領域５１４に入射する。その結果、第２領域５１４に、光学像が形成される。

【0280】

撮像素子５０８には、例えば、ローリングシャッタ方式が採用されている。ローリングシャッタ方式では、１ラインずつ画像情報が読み出される。撮像素子５０８は、画像処理部５１１に接続されている。読み出された画像情報は、画像処理部５１１に入力される。

【0281】

画像処理部５１１は、第２画像処理部５１１ｂを有する。第２画像処理部５１１ｂでは、１ラインずつ読み出された画像情報を用いて、焦点が合った画像を表示用画像として選択することができる。第２画像処理部５１１ｂが選択した１ラインずつの画像は、合成されて画像表示装置５１２に表示される。

【0282】

画像処理部５１１について説明する。画像処理部５１１は、例えば、中央処理演算装置（不図示）に設けられている。画像処理部５１１は、第１画像処理部５１１ａと、第２画像処理部５１１ｂと、第３画像処理部５１１ｃと、第４画像処理部５１１ｄと、第５画像処理部５１１ｅと、を有している。

【0283】

第１画像処理部５１１ａでは、第１領域５１３から取得された画像（以下「第１画像」という）の向きと、第２領域５１４から取得された画像（以下「第２画像」という）の向きが補正される。画像の向きの補正では、例えば、画像が回転される。

【0284】

第１画像の向きと、第２画像の向きは、各々、第１領域５１３に形成される光学像（以下「第１光学像」という）の向きと、第２領域５１４に形成される光学像（以下「第２光学像」という）の向きによって決まる。

【0285】

図２６は、物体、対物光学系、及び光路分割素子の位置関係を示す図である。例えば、図２６に示すような”Ｆ”の文字を観察する場合について説明する。第１光学像の向きと、第２光学像の向きは、各々、図２５（Ｂ）に示すような向きになる。

【0286】

図２５（Ｂ）に示すように、第１光学像と第２光学像は、互いに鏡像の関係になっている。更に、紙面の上下方向を正立方向とすると、第１光学像と第２光学像は、正立方向から９０度回転している。

【0287】

そこで、物体の画像を画像表示装置５１２に表示させる場合には、第１画像処理部５１１ａで、第１画像を、第１領域５１３の中心点を中心として９０度回転させる。第２画像についても、領域５１４の中心点を中心として９０度回転させる。そして、第２画像については、画像を反転させて鏡像を補正する。

【0288】

第１画像処理部５１１ａによる処理が終ると、第２画像処理部５１１ｂによる処理が実行される。ただし、必要に応じて、第２画像処理部５１１ｂによる処理を実行する前に、第３画像処理部５１１ｃ、第４画像処理部５１１ｄ、及び第５画像処理部５１１ｅのうちの少なくとも１つの処理を実行しても良い。

【0289】

第３画像処理部５１１ｃは、第１画像のホワイトバランスと第２画像のホワイトバランスが、調整可能に構成されている。第４画像処理部５１１ｄは、第１画像の中心位置と第２画像の中心位置が、移動可能又は選択可能に構成されている。第５画像処理部５１１ｅは、第１画像の表示範囲と第２画像の表示範囲が、調整可能に構成されている。また、第５画像処理部５１１ｅでは、表示範囲に代えて、表示倍率が調整可能に構成されていても良い。

【0290】

第２画像処理部５１１ｂは、第１画像と第２画像とを比較し、焦点が合った領域の画像を表示用画像として選択するように構成されている。

【0291】

第２画像処理部５１１ｂは、例えば、高域通過フィルタと、比較器と、切替器と、を有する。第１領域５１３と第２領域５１４の各々に、高域通過フィルタが接続されている。高域通過フィルタでは、第１画像と第２画像の各々から、高域成分が抽出される。

【0292】

２つの高域通過フィルタの出力は、比較器に入力される。２つの高域通過フィルタで抽出された高域成分は、比較器で比較される。比較結果は、切替器に入力される。切替器には、更に、第１領域５１３と第２領域５１４が接続されている。よって、切替器には、比較結果、第１画像の信号、及び第２画像の信号が入力されている。

【0293】

切替器では、比較結果に基づいて、第１画像において高域成分の多い領域と、第２画像において高域成分の多い領域とが、選択される。

【0294】

画像表示装置５１２は、表示領域を有している。表示領域には、第２画像処理部５１１ｂが選択した画像が表示される。画像表示装置５１２は、第１の画像と第２の画像を表示する表示領域を有していてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0295】

以上のように、本発明は、諸収差が良好に補正され、移動するレンズの外径と、移動するレンズ群の近くに位置するレンズの外径が、十分に小さく、適切なバックフォーカスを有する広角光学系及びそれ用いた撮像装置に適している。

【符号の説明】

【0296】

Ｇ１第１レンズ群
Ｇ２第２レンズ群
Ｇ３第３レンズ群
Ｓ明るさ絞り
Ｆフィルタ
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２カバーガラス
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２プリズム
Ｉ像面
３００内視鏡システム
３１０電子内視鏡
３１０ａスコープ部
３１０ｂ接続コード部
３２０画像処理装置
３３０表示ユニット
３４０操作部
３４１挿入部
３４２先端部
３５０ユニバーサルコード
３６０コネクタ
４００光学系
４０１ライトガイド
４０２照明レンズ
４０３照明窓
４０４観察部位
４０５観察窓
４０６広角光学系
４０７撮像素子
５００撮像装置
５０１対物光学系
５０２偏光解消板
５０３第１プリズム
５０４第２プリズム
５０５第３プリズム
５０６波長板
５０７ミラー
５０８撮像素子
５０９接合面
５１０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５光学面
５１１画像処理部
５１１ａ第１画像処理部
５１１ｂ第２画像処理部
５１１ｃ第３画像処理部
５１１ｄ第４画像処理部
５１１ｅ第５画像処理部
５１２画像表示装置
５１３第１領域
５１４第２領域

【図1】