特許 7414575 光学系、及びそれを用いた撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-05

(45)【発行日】2024-01-16

(54)【発明の名称】光学系、及びそれを用いた撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/00 20060101AFI20240109BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20240109BHJP

【ＦＩ】

G02B13/00

G02B13/18

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020027795

(22)【出願日】2020-02-21

(65)【公開番号】P2021131499

(43)【公開日】2021-09-09

【審査請求日】2023-01-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110412

【弁理士】

【氏名又は名称】藤元 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100104628

【弁理士】

【氏名又は名称】水本 敦也

(74)【代理人】

【識別番号】100121614

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 倫也

(72)【発明者】

【氏名】市村 純也

【審査官】殿岡 雅仁

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０３４８６８１０（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開平０７－２５３５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０３３８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１５６４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１５５０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭４７－００５４０４（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】中国実用新案第２０９４３３１１２（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ９／００ － １７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２ － ２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００ － ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側から像側へ順に配置された、正屈折力の前群と絞りと正屈折力の後群とからなる光学系であって、
前記前群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズＬ１１と正レンズＬ１２と負レンズＬ１３とからなり、
前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズＬ２１と正レンズＬ２２と正レンズＬ２３とからなり、
前記正レンズＬ１２と前記負レンズＬ１３とは、接合されており、
前記負レンズＬ２１と前記正レンズＬ２２とは、空気間隔を介して配置されており、
前記前群の焦点距離をｆＦ、前記後群の焦点距離をｆＲ、前記正レンズＬ２２の焦点距離をｆ２２、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
１．００＜ｆＦ／ｆＲ＜２．００
ｆ２２／ｆ＞１．５０
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。

【請求項2】

前記負レンズＬ２１の像側の面の曲率半径の絶対値は、物体側の面の曲率半径の絶対値よりも大きく、
前記負レンズＬ２１の焦点距離をｆ２１とするとき、
－２．００＜ｆ２１／ｆ＜－０．５０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。

【請求項3】

前記正レンズＬ２３は、物体側の曲率の絶対値よりも像側の面の曲率の絶対値が大きく、
前記正レンズＬ２３の焦点距離をｆ２３とするとき、
０．３０＜ｆ２３／ｆ＜１．１０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。

【請求項4】

像側に凹面を向けたレンズの面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けたレンズの面の曲率半径の符号を負とし、
前記前群の最も像側のレンズの面の曲率半径をＲ１ａ、前記後群の最も物体側のレンズの面の曲率半径をＲ２ａとするとき、
｜Ｒ１ａ｜＜｜Ｒ２ａ｜
０．０８＜（Ｒ２ａ＋Ｒ１ａ）／（Ｒ２ａ－Ｒ１ａ）＜０．８０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項5】

像側に凹面を向けたレンズの面の曲率半径の符号を正、像側に凸面を向けたレンズの面の曲率半径の符号を負とし、前記負レンズＬ２１の像側の面の曲率半径をＲ１ｂ、前記正レンズＬ２２の物体側の面の曲率半径をＲ２ｂとするとき、前記負レンズＬ２１と前記正レンズＬ２２との間に像側に凸面を向けた空気レンズが形成され、
（Ｒ２ｂ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ２ｂ－Ｒ１ｂ）＜－０．１０
なる条件式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光学系。

【請求項6】

前記正レンズＬ２２は、像側に凸面を向けたメニスカスレンズであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項7】

前記正レンズＬ２２は、非球面を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項8】

前記光学系の最も像側のレンズの面から像面までの距離をＢＦとするとき、
０．３０＜ＢＦ／ｆ＜０．７０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項9】

前記絞りから像面までの距離をＬｓｔとするとき、
０．６０＜Ｌｓｔ／ｆ＜１．００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項10】

前記光学系の最も物体側のレンズの面から像面までの距離をＴＴＬとするとき、
１．００＜ＴＴＬ／ｆ＜１．４０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項11】

前記正レンズＬ１２の光軸上の厚さをｄ１２、前記負レンズＬ１３の光軸上の厚さをｄ１３とするとき、
４．５０＜ｄ１２／ｄ１３＜１０．００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項12】

前記正レンズＬ２２の屈折率をＮ２２、前記正レンズＬ２３の屈折率をＮ２３とするとき、
０．７０＜Ｎ２２／Ｎ２３＜１．００
なる条件式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光学系。

【請求項13】

前記前群を構成するレンズの平均屈折率をＮｄＦ、前記後群を構成するレンズの平均屈折率をＮｄＲとするとき、
１．０５＜ＮｄＦ／ＮｄＲ＜１．５０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項14】

請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の光学系と、該光学系からの光を受光する撮像素子とを有す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、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置に好適な光学系に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、少ないレンズ枚数で諸収差を補正することができるダブルガウス型の光学系が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特公平５－０３９２８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示されているようなダブルガウス型の光学系は、小型化に伴って対称性が崩れると、球面収差や像面湾曲などの諸収差を良好に補正することが難しくなる。特に光学系を大口径比とする場合、サジタルフレアや中間画角でのコマフレアを抑制することが難しくなる。

【0005】

そこで本発明は、小型かつ大口径比でありながら高い光学性能を有する光学系および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】

【0006】

本発明の一側面としての光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正屈折力の前群と絞りと正屈折力の後群とからなる光学系であって、前記前群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズＬ１１と正レンズＬ１２と負レンズＬ１３とからなり、前記後群は、物体側から像側へ順に配置された、負レンズＬ２１と正レンズＬ２２と正レンズＬ２３とからなり、前記正レンズＬ１２と前記負レンズＬ１３とは、接合されており、前記負レンズＬ２１と前記正レンズＬ２２とは、空気間隔を介して配置されており、前記前群の焦点距離ｆＦ、前記後群の焦点距離ｆＲ、前記正レンズＬ２２の焦点距離ｆ２２、前記光学系の焦点距離ｆは、所定の条件式を満足する。

【0007】

本発明の一側面としての撮像装置は、撮像素子と前記光学系とを有する。

【0008】

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、小型かつ軽量で大口径の光学系および撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１における光学系の断面図である。

【図2】実施例１における光学系の収差図である。

【図3】実施例２における光学系の断面図である。

【図4】実施例２における光学系の収差図である。

【図5】実施例３における光学系の断面図である。

【図6】実施例３における光学系の収差図である。

【図7】各実施例における撮像装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0012】

図１、図３、および、図５はそれぞれ、実施例１～３の光学系（結像光学系）１ａ～１ｃの断面図であり、物体距離が無限である状態を示す。光学系１ａ～１ｃは、物体側から像側へ順に配置された、正屈折力の前群ＬＦと、絞りＳＴＯと、正屈折力の後群ＬＲとからなる実質２群で構成されている。前群ＬＦは、物体側から像側へ順に配置された、正レンズ（正屈折力のレンズ）Ｌ１１と正レンズＬ１２と負レンズ（負屈折力のレンズ）１３の３枚のレンズから実質的に構成される。後群ＬＲは、負レンズＬ２１と正レンズＬ２２と正レンズＬ２３とから実質的に構成される。

【0013】

正レンズＬ１１は、物体側に凸のメニスカスレンズであり、構成されるレンズの中で最も有効径が大きい。正レンズＬ１２は、物体側に凸のメニスカスレンズであり、構成されるレンズの中で光軸上の厚さが最も厚い。負レンズＬ１３は、物体側に凸のメニスカスレンズであり、絞りＳＴＯに最も近いレンズである。正レンズＬ１２と負レンズＬ１３は、接着剤によって接合された接合レンズであり、組み合わせたときの屈折力は負である。負レンズＬ２１は、物体側に凹のレンズであり、構成されるレンズの中で最も有効径が小さい。負レンズＬ２１の像側の面の曲率半径は、物体側の面の曲率半径よりも大きい。正レンズＬ２２は、像側に凸のメニスカス形状の非球面レンズであり、樹脂材料からなる。正レンズＬ２３は、像側の面の曲率が強い両凸形状を有する。正レンズＬ２３の物体側の面の曲率半径は、像側の面の曲率半径よりも大きい。

【0014】

図２、図４、および、図６はそれぞれ、光学系１ａ～１ｃの結像性能を示す収差図であり、物体距離が無限である状態を示す。左側からそれぞれ、球面収差、非点収差、歪曲収差、色収差を示している。球面収差において、実線はｄ線（５８７．５６ｎｍ）、破線はｆ線（４８６．１３ｎｍ）、一点鎖線はＣ線（６５６．２７ｎｍ）、二点鎖線はｇ線（４３５．８３ｎｍ）の収差を示している。横軸のスケールはデフォーカス量であり、－０．４００～＋０．４００［ｍｍ］である。非点収差図において、実線はサジタル像面、点線はメリディオナル像面の像面湾曲を示している。横軸は、球面収差と同じである。歪曲収差においては、横軸のスケールが－５．０００～＋５．０００［％］で示されている。色収差は、倍率色収差のｄ線からのずれを示しており、横軸のスケールは－０．０５０～＋０．０５０［ｍｍ］である。

【0015】

光学系１ａ～１ｃは、従来の６枚構成のダブルガウス型レンズの後群接合を分離し、後群の各レンズの屈折力を弱めることで像面湾曲の発生を低減するとともに、正レンズＬ２２に弱い屈折力の非球面を導入することで、中間画角のコマフレアの発生を抑制する。また光学系１ａ～１ｃは、絞りＳＴＯを挟んで前群ＬＦの屈折力を上げ、後群ＬＲの屈折力を前群ＬＦに対して相対的に下げる。これにより、絞りＳＴＯを挟んでテレフォトの傾向を強め、光学系１ａ～１ｃのそれぞれにおいて最も物体側のレンズ面（レンズ第１面）から像面ｉｍｇまでの長さを短くしている。

【0016】

ここで、前群ＬＦの焦点距離をｆＦ、後群ＬＲの焦点距離をｆＲとするとき、以下の条件式（１）を満足する。

【0017】

１．００＜ｆＦ／ｆＲ＜２．００ …（１）
条件式（１）の上限を超えると、バックフォーカスが長くなりすぎ、光学系１ａ～１ｃの全長（レンズ全長）を短くすることが困難になるか、大口径化が困難になるため、好ましくない。一方、条件式（１）の下限を超えると、前群ＬＦの負屈折力が不足して像面湾曲を抑制できないため、好ましくない。

【0018】

後群ＬＲは、物体側に強い凹面を向けた弱い負レンズＬ２１と、像側に強い凸面を向けた弱い正レンズＬ２２と、正レンズＬ２３とからなる。ここで、光学系１ａ～１ｃ（全系）のそれぞれの焦点距離をｆ、正レンズＬ２２の焦点距離をｆ２２とするとき、以下の条件式（２）を満足する。

【0019】

ｆ２２／ｆ＞１．００ …（２）
負レンズＬ２１の焦点距離をｆ２１、正レンズＬ２３の焦点距離をｆ２３とするとき、以下の条件式（３）、（４）を満足することが好ましい。

【0020】

－２．００＜ｆ２１／ｆ＜－０．５０ …（３）
０．３０＜ｆ２３／ｆ＜１．１０ …（４）
負レンズＬ２１と正レンズＬ２２の屈折力を弱くすることで像面湾曲の発生を抑え、図２、図４、および、図６の収差図に示されるように、非点隔差を抑え、メリディオナル断面とサジタル断面の像面湾曲をそろえることができる。また、正レンズＬ２３の屈折力をやや強めることで、後群ＬＲの中で負、正のパワー配置とし、主点を物体側に移動することで、小型化と大口径化を容易にしている。また、負レンズＬ２１および正レンズＬ２２の屈折力を弱めることで、後群ＬＲのレンズ径を小さく構成することができるため、光学系の小型化かつ軽量化を実現可能である。

【0021】

条件式（２）、（３）のそれぞれの上限を超えると、各レンズの屈折力が増加し、像面湾曲の発生が増えるとともに、偏心誤差による片ボケや偏心コマフレアの影響が大きくなるため、好ましくない。一方、条件式（３）の下限を超えると、屈折力が弱くなりすぎ、ペッツバール和の補正ができなくなるため、好ましくない。条件式（４）の上限または下限を超えると、光学系を大口径化しにくくなるか、像面湾曲が過剰に発生するため、好ましくない。

【0022】

また、正レンズＬ２２を像側に凸のメニスカス形状の非球面レンズ（像側に凸面を向けたメニスカスレンズ）とすることが好ましい。これにより、光学系の小型化に伴って発生しうる中間画角のコマフレアを低減しつつ、像面湾曲と球面収差のバランスを取りやすくすることができる。絞りＳＴＯよりも前側（物体側）には、強い屈折力を持つレンズを配置するため、製造上非球面化しにくい。一方、正レンズＬ２２よりも像側に強い屈折力を持つレンズを配置すると、像面湾曲の補正効果は向上するが、レンズ径が大きくなり製造が難しくなる。また正レンズＬ２２は、樹脂材料からなる非球面レンズであることが好ましい。正レンズＬ２２は屈折力を抑えた構成を有するため、樹脂材料による熱的特性の変化に強く、また比重が軽いことから軽量化しやすいため、好ましい。

【0023】

ここで、前群ＬＦの最も像側のレンズ面の曲率半径をＲ１ａ、後群ＬＲの最も物体側のレンズ面の曲率半径をＲ２ａとする。このとき、曲率半径Ｒ１ａのレンズ面と曲率半径Ｒ２ａのレンズ面とで空気レンズが形成される。空気レンズの像側の面の曲率半径は、物体側の面の曲率半径よりも大きく（Ｒ１ａ＜Ｒ２ａ）、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。

【0024】

０．０８＜（Ｒ２ａ＋Ｒ１ａ）／（Ｒ２ａ－Ｒ１ａ）＜０．８０ …（５）
従来のダブルガウス型の光学系では、絞りの像側の強い負の曲率で軸上光線を大きく跳ね上げて球面収差を補正するため、サジタルフレアの補正が難しく、大きな非点隔差が発生する。一方、各実施例の光学系は、条件式（５）を満足することで、サジタルフレアの発生を抑制することができる。また各実施例において、絞りＳＴＯの物体側の最も近い面の曲率を大きくすることで、前群ＬＦを正、負のパワー配置として大口径化の実現が容易になる。

【0025】

条件式（５）の上限を超えると、曲率半径Ｒ１ａが小さくなりすぎ（曲率が大きくなりすぎ）、製造性が低下するため好ましくない。一方、条件式（５）の下限を超えると、従来のダブルガウス型の光学系と同様に、曲率半径Ｒ２ａが小さくなり（曲率が大きくなり）、空気レンズの形状が対称に近くなり、小型化した上でサジタルフレアを補正することが難しくなるため好ましくない。

【0026】

負レンズＬ２１の像側のレンズ面の曲率半径をＲ１ｂ、正レンズＬ２２の物体側のレンズ面の曲率半径をＲ２ｂとするとき、負レンズＬ２１と正レンズＬ２２との間に像側に凸面を向けた空気レンズが形成され、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。

【0027】

（Ｒ２ｂ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ２ｂ－Ｒ１ｂ）＜－０．１０ …（６）
負レンズＬ２１の屈折力を弱めることで不足しがちな負屈折力を、条件式（６）を満足することで補てんすることができるため、ペッツバール和を許容の範囲に収めることが可能となる。条件式（６）の範囲を超えると、実質的に負レンズＬ２１と正レンズＬ２２の組み合わせで補正していたペッツバール和のバランスが崩れ、像面湾曲が発生するため好ましくない。

【0028】

光学系１ａ～１ｃの焦点距離をｆ、光学系１ａ～１ｃの最も像側のレンズ面（レンズ最終面）から像面ｉｍｇまでの距離ＢＦとするとき、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。

【0029】

０．３０＜ＢＦ／ｆ＜０．７０ …（７）
条件式（７）は、焦点距離に対するバックフォーカスのバランスを示しており、下限を超えるとバックフォーカスが短くなりすぎ、後群ＬＲのレンズ径が大きくなりすぎるため好ましくない。上限を超えるとバックフォーカスが長すぎ、所望の小型化が達成できないか、レンズ第１面からレンズ最終面までの距離であるレンズ全長が極端に短くなるため好ましくない。

【0030】

光学系１ａ～１ｃの焦点距離をｆ、絞りＳＴＯから像面ｉｍｇまでの距離をＬｓｔとするとき、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。

【0031】

０．６０＜Ｌｓｔ／ｆ＜１．００ …（８）
条件式（８）は、レンズ内の絞りの好ましい位置を表しており、上限を超えるとレンズの後側主点に対して絞り位置が像側に移動しすぎて所望の小型化が達成できない。また下限を超えると絞りの位置が物体側に移動しすぎて大口径化が難しくなるか、絞りを絞りこんだ際に周辺光量の改善が不十分となる。

【0032】

光学系１ａ～１ｃの焦点距離をｆ、光学系の最も物体側のレンズ面（レンズ第１面）から像面ｉｍｇまでの距離をＴＴＬとするとき、以下の条件式（９）を満足することが好ましい。

【0033】

１．００＜ＴＴＬ／ｆ＜１．４０ …（９）
条件式（９）は、本構成による小型化の適切な範囲を表しており、上限を超えると所望の小型化が得られない。条件式（９）の下限を超えると大口径化が難しくなるか、十分な結像性能が得られない。

【0034】

従来のダブルガウス型では絞り前の第２レンズと第３レンズの間に空気レンズを構成して軸外のコマ収差の補正を行うことが行われていたが、レンズに不要光が入射した際にこの空気レンズに起因する全反射ゴーストが発生しやすい。

【0035】

レンズ全長を小型化することで、レンズが全体的に像面（センサ面）に近づくため、不要光がレンズに入射した際に発生する面反射ゴーストがセンサ面に届きやすくなる。これを回避するため、正レンズＬ１２と負レンズＬ１３は接合レンズであることが好ましい。

【0036】

また、正レンズＬ１２の光軸上の厚さをｄ１２、負レンズＬ１３の光軸上の厚さをｄ１３とするとき、以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。

【0037】

４．５０＜ｄ１２／ｄ１３＜１０．００ …（１０）
条件式（１０）を満足することで、正レンズＬ１２と負レンズＬ１３を接合レンズ化した際に、接合面周辺部の接着剤だまりで拡散するゴースト光を低減することができる。条件式（１０）の上限を超えると、正レンズＬ１２の厚さが厚くなりすぎて全長の小型化の妨げになるとともに、絞りの位置が像側に移動しすぎるため好ましくない。一方、条件式（１０）の下限を超えると、接着剤だまりのゴーストが発生しやすいため好ましくない。

【0038】

正レンズＬ２２の屈折率をＮ２２、正レンズＬ２３の屈折率をＮ２３とするとき、以下の条件式（１１）を満足することが好ましい。

【0039】

０．７０＜Ｎ２２／Ｎ２３＜１．００ …（１１）
条件式（１１）を満足することで、条件式（２）、（３）、（４）を満足することが容易になる。条件式（１１）の上限を超えると、正レンズＬ２３の必要な屈折力を得るためにレンズの曲率が不要に小さくなりすぎ、像面湾曲を十分に補正することができない。一方、条件式（１１）の下限を超えると、既存のガラスでは正レンズＬ２３のレンズ分散が大きくなりすぎ、倍率色収差を良好に補正することができない。

【0040】

前群ＬＦを構成するレンズ（正レンズＬ１１、Ｌ１２、負レンズＬ１３）の平均屈折率をＮｄＦ、後群ＬＲを構成するレンズ（負レンズＬ２１、正レンズＬ２２、Ｌ２３）の平均屈折率をＮｄＲとするとき、以下の条件式（１２）を満足することが好ましい。

【0041】

１．０５＜ＮｄＦ／ＮｄＲ＜１．５０ …（１２）
条件式（１２）を満足することで、条件式（１）を満足することが容易になる。条件式（１２）の上限を超えると、後群ＬＲの屈折力が下がりすぎて所望の大口径化が難しくなる。一方、条件式（１２）の下限を超えると、前群ＬＦの屈折力が下がりすぎ、小型化が難しくなる。

【0042】

条件式（１）～（１２）の数値範囲は、以下の条件式（１ａ）～（１２ａ）のように設定することが好ましい。

【0043】

１．２０＜ｆＦ／ｆＲ＜１．９０ …（１ａ）
ｆ２２／ｆ＞１．２０ …（２ａ）
－１．６０＜ｆ２１／ｆ＜－０．６０ …（３ａ）
０．４０＜ｆ２３／ｆ＜１．００ …（４ａ）
０．１２＜（Ｒ２ａ＋Ｒ１ａ）／（Ｒ２ａ－Ｒ１ａ）＜０．６０ …（５ａ）
（Ｒ２ｂ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ２ｂ－Ｒ１ｂ）＜－０．５０ …（６ａ）
０．３５＜ＢＦ／ｆ＜０．６５ …（７ａ）
０．６５＜Ｌｓｔ／ｆ＜０．９５ …（８ａ）
１．０５＜ＴＴＬ／ｆ＜１．３５ …（９ａ）
５．００＜ｄ１２／ｄ１３＜８．００ …（１０ａ）
０．７５＜Ｎ２２／Ｎ２３＜０．９５ …（１１ａ）
１．０６＜ＮｄＦ／ＮｄＲ＜１．３０ …（１２ａ）
条件式（１）～（１２）の数値範囲は、以下の条件式（１ｂ）～（１２ｂ）のように設定することがより好ましい。

【0044】

１．５０＜ｆＦ／ｆＲ＜１．８０ …（１ｂ）
ｆ２２／ｆ＞１．５０ …（２ｂ）
－１．３０＜ｆ２１／ｆ＜－０．７０ …（３ｂ）
０．５０＜ｆ２３／ｆ＜０．９０ …（４ｂ）
０．１５＜（Ｒ２ａ＋Ｒ１ａ）／（Ｒ２ａ－Ｒ１ａ）＜０．４０ …（５ｂ）
（Ｒ２ｂ＋Ｒ１ｂ）／（Ｒ２ｂ－Ｒ１ｂ）＜－１．００ …（６ｂ）
０．４５＜ＢＦ／ｆ＜０．６０ …（７ｂ）
０．７０＜Ｌｓｔ／ｆ＜０．９０ …（８ｂ）
１．１０＜ＴＴＬ／ｆ＜１．３０ …（９ｂ）
５．５＜ｄ１２／ｄ１３＜７．０ …（１０ｂ）
０．８０＜Ｎ２２／Ｎ２３＜０．９０ …（１１ｂ）
１．０６＜ＮｄＦ／ＮｄＲ＜１．２０ …（１２ｂ）
なお、光学系１ａ～１ｃのそれぞれにおいて、物体距離の変化に対するフォーカシングは、前群ＬＦ、絞りＳＴＯ、および後群ＬＲを同時に繰り出すことで行うことができ、物体距離が無限から、結像倍率が０．２倍程度まで十分な光学性能を得ることができる。

【0045】

以下、実施例１～３にそれぞれ対応する数値実施例１～３について説明する。各数値実施例の面データにおいて、ｒは各光学面の曲率半径、ｄ（ｍｍ）は第ｍ面と第（ｍ＋１）面との間の軸上間隔（光軸上の距離）を表している。ただし、ｍは光入射側（物体側）から数えた面の番号である。また、ｎｄは各光学部材のｄ線に対する屈折率、νｄは光学部材のアッベ数を表している。なお、ある材料のアッベ数νｄは、フラウンホーファ線のｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）における屈折率をＮｄ、ＮＦ、ＮＣとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
で表される。

【0046】

なお、各数値実施例において、ｄ、焦点距離（ｍｍ）、Ｆナンバー、半画角（°）は全て各実施例の光学系が無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。バックフォーカス（ＢＦ）は、レンズ最終面（最も像側のレンズ面）から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。レンズ全長は、光学系のレンズ第１面（最も物体側のレンズ面）からレンズ最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。

【0047】

また、光学面が非球面の場合は、面番号の右側に、＊の符号を付している。非球面形状は、ｘを光軸方向の面頂点からの変位量、ｈを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を各次数の非球面係数とするとき、
ｘ＝（ｈ^２／Ｒ）／［１＋｛１－（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）^２｝^１／２＋Ａ４×ｈ^４＋Ａ６×ｈ^６＋Ａ８×ｈ^８＋Ａ１０×ｈ^１０＋Ａ１２×ｈ^１２
で表す。なお、各非球面係数における「ｅ±ＸＸ」は「×１０±^ＸＸ」を意味している。

【0048】

表１は、各数値実施例における各条件式の数値を含む各種の値を示す。

【0049】

（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 28.621 4.20 1.83481 42.7 29.99
2 68.136 0.18 28.48
3 17.772 6.70 1.79952 42.2 23.90
4 59.525 1.10 1.80518 25.4 20.78
5 11.427 5.27 16.78
6(絞り) ∞ 6.20 16.24
7 -16.726 0.90 1.67270 32.1 14.95
8 -29.829 0.83 15.46
9* -25.000 2.95 1.53110 55.9 15.52
10* -18.373 0.98 18.14
11 280.004 4.60 1.73400 51.5 24.43
12 -34.002 (可変) 25.71
像面 ∞

非球面データ
第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.12032e-005 A 6=-2.90015e-007 A 8=-4.67119e-009 A10= 7.90646e-011 A12=-9.28470e-013

第10面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.41619e-005 A 6=-3.29146e-007 A 8= 1.91098e-010 A10=-9.28593e-013 A12=-2.29193e-013

各種データ
焦点距離 49.57
Ｆナンバー 1.85
半画角 23.58
像高 21.64
レンズ全長 59.59
BF 25.67

入射瞳位置 22.51
射出瞳位置 -21.30
前側主点位置 19.77
後側主点位置-23.90

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 56.39
2 3 29.58
3 4 -17.74
4 7 -58.21
5 9 113.04
6 11 41.57

（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 26.907 4.70 1.90525 35.0 30.58
2 69.548 0.20 29.16
3 17.472 6.70 1.69680 55.5 24.30
4 76.318 1.00 1.80518 25.4 20.87
5 11.232 5.07 16.39
6(絞り) ∞ 6.83 15.85
7 -20.163 1.00 1.67270 32.1 14.50
8 -40.590 1.20 15.76
9* -25.730 3.00 1.53110 55.9 16.31
10* -23.300 0.50 19.68
11 657.387 5.80 1.77250 49.6 25.92
12 -27.082 (可変) 27.49
像面 ∞

非球面データ
第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.67639e-005 A 6=-1.12292e-006 A 8= 2.49541e-008 A10=-3.78123e-010 A12= 2.13795e-012

第10面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.36398e-005 A 6=-6.45466e-007 A 8= 9.49554e-009 A10=-9.59556e-011 A12= 3.62348e-013

各種データ
焦点距離 50.03
Ｆナンバー 1.85
半画角 23.38
像高 21.64
レンズ全長 60.52
BF 24.52

入射瞳位置 23.78
射出瞳位置 -26.38
前側主点位置 24.62
後側主点位置-25.51

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 46.07
2 3 31.07
3 4 -16.47
4 7 -60.76
5 9 325.23
6 11 33.79

（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 41.334 5.80 1.80610 40.9 38.42
2 185.916 0.20 37.16
3 22.947 9.00 1.69680 55.5 32.87
4 135.554 1.50 1.80000 29.8 29.52
5 15.457 6.70 23.12
6(絞り) ∞ 7.00 22.56
7 -34.225 1.50 1.67270 32.1 20.66
8 -500.000 2.75 20.84
9* -39.888 5.00 1.53110 55.9 20.93
10* -27.362 2.45 22.87
11 161.836 5.00 1.76385 48.5 28.98
12 -50.994 (可変) 31.25
像面 ∞

非球面データ
第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.44755e-005 A 6=-1.15532e-007 A 8= 4.82289e-011 A10= 3.50956e-012 A12=-3.66450e-014

第10面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.53594e-005 A 6=-6.43135e-008 A 8=-4.65667e-011 A10= 7.05869e-013 A12=-8.22743e-015

各種データ
ズーム比 1.00

焦点距離 70.00
Ｆナンバー 1.85
半画角 17.17
像高 21.64
レンズ全長 83.52
BF 36.62

d12 36.62

入射瞳位置 30.36
射出瞳位置 -34.15
前側主点位置 31.12
後側主点位置-33.38

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 64.78
2 3 38.38
3 4 -21.93
4 7 -54.69
5 9 144.10
6 11 51.29

【0050】

【表1】

【0051】

（撮像装置）
次に、図７を参照して、各実施例の光学系１ａ～１ｃを撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）１００について説明する。図７において、１０１はカメラ本体、１０２は実施例１～３の光学系１ａ～１ｃのいずれかによって構成された撮像光学系（交換レンズ）である。１０３はカメラ本体１０１に内蔵され、撮像光学系１０２によって形成された光学像を受光して光電変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）である。カメラ本体１０１は、クイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラでも良いし、クイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラでも良い。また各実施例は、カメラ本体と撮像光学系とが一体的に構成された撮像装置にも適用可能である。

【0052】

各実施例によれば、小型かつ軽量で大口径の光学系および撮像装置を提供することができる。

【0053】

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

【0054】

各実施例において、例えば、本レンズの物体側または像側に弱い屈折力のレンズ群を配置する構成や、前群ＬＦの前や後群ＬＲの後に弱い屈折力のレンズを配置する構成を採用してもよい。また、各実施例の光学系において、更に他のレンズを有していても、同様の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0055】

１ａ、１ｂ、１ｃ 光学系
ＬＦ 前群
Ｌ１１ 正レンズ
Ｌ１２ 正レンズ
Ｌ１３ 負レンズ
ＬＲ 後群
Ｌ２１ 負レンズ
Ｌ２２ 正レンズ
Ｌ２３ 正レンズ
ＳＴＯ 絞り

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】