特許 7423716 光学系およびそれを有する撮像装置

(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】2024-01-19

(45)【発行日】2024-01-29

(54)【発明の名称】光学系およびそれを有する撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/00 20060101AFI20240122BHJP

【ＦＩ】

G02B13/00

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022148286

(22)【出願日】2022-09-16

(62)【分割の表示】P 2018224135の分割

【原出願日】2018-11-29

(65)【公開番号】P2022171857

(43)【公開日】2022-11-11

【審査請求日】2022-09-16

(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】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100223941

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 佳子

(74)【代理人】

【識別番号】100159695

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 七朗

(74)【代理人】

【識別番号】100172476

【弁理士】

【氏名又は名称】冨田 一史

(74)【代理人】

【識別番号】100126974

【弁理士】

【氏名又は名称】大朋 靖尚

(72)【発明者】

【氏名】岩本 俊二

【審査官】殿岡 雅仁

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５６－１２８９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１５５２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１６０７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５６４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１２４９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２８１８６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ９／００ － １７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２ － ２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００ － ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群から成る光学系であって、
フォーカシングに際して、前記第１レンズ群は移動し、前記第２レンズ群は不動であり、
前記第１レンズ群は、前記第１レンズ群の最も物体側に配置された正レンズを有し、
前記第２レンズ群は、少なくとも２枚の負レンズを含む３枚以上のレンズを有し、
前記第１レンズ群において隣り合うレンズの間隔のうち、最も大きい間隔および２番目に大きい間隔で前記第１レンズ群を分割したとき、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１部分群、負の屈折力の第２部分群、正の屈折力の第３部分群から成り、
前記第２部分群と前記第３部分群の間に絞りが配置され、前記第３部分群は、単レンズまたは単一の接合レンズから成り、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をｓｋ、無限遠合焦時の前記光学系の焦点距離をｆ、前記第３部分群の焦点距離をｆ１３、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＤ１、前記第２部分群の焦点距離をｆ１２、前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面までの距離をＤ２としたとき、
０．１４＜ｓｋ／ｆ＜０．３０
０．５９＜ｆ１３／ｆ＜１．２１
０．４６３４≦Ｄ１／ｆ＜０．６９
０．３３＜｜ｆ１２｜／ｆ＜１．４４
０．４２６１≦Ｄ２／ｆ＜０．６８
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】

前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、
０．７６２＜ｆ１／ｆ＜１．０２６
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】

前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、
０．７５＜｜ｆ２｜／ｆ＜３．７６
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】

前記第１部分群の焦点距離をｆ１１としたとき、
０．３９＜ｆ１１／ｆ＜１．１３
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】

前記第１部分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４のいずれか一項に記載の光学系。

【請求項6】

前記第２部分群は、１枚の負レンズで構成されてい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】

物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群から成る光学系であって、
フォーカシングに際して、前記第１レンズ群は移動し、前記第２レンズ群は不動であり、
前記第１レンズ群は、前記第１レンズ群の最も物体側に配置された正レンズを有し、
前記第２レンズ群は、少なくとも２枚の負レンズを含む３枚以上のレンズを有し、
前記第１レンズ群において隣り合うレンズの間隔のうち、最も大きい間隔および２番目に大きい間隔で前記第１レンズ群を分割したとき、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１部分群、負の屈折力の第２部分群、正の屈折力の第３部分群から成り、
前記第２部分群と前記第３部分群の間に絞りが配置され、
前記第２部分群は、１枚の負レンズで構成され、
前記第３部分群は、単レンズまたは単一の接合レンズから成り、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をｓｋ、無限遠合焦時の前記光学系の焦点距離をｆ、前記第３部分群の焦点距離をｆ１３、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＤ１、前記第２部分群の焦点距離をｆ１２としたとき、
０．１４＜ｓｋ／ｆ＜０．３０
０．５９＜ｆ１３／ｆ＜１．２１
０．４６３４≦Ｄ１／ｆ＜０．６９
０．３３＜｜ｆ１２｜／ｆ＜１．４４
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。

【請求項8】

前記第２部分群は、１枚の正レンズおよび１枚の負レンズで構成されてい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9】

物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群から成る光学系であって、
フォーカシングに際して、前記第１レンズ群は移動し、前記第２レンズ群は不動であり、
前記第１レンズ群は、前記第１レンズ群の最も物体側に配置された正レンズを有し、
前記第２レンズ群は、少なくとも２枚の負レンズを含む３枚以上のレンズを有し、
前記第１レンズ群において隣り合うレンズの間隔のうち、最も大きい間隔および２番目に大きい間隔で前記第１レンズ群を分割したとき、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１部分群、負の屈折力の第２部分群、正の屈折力の第３部分群から成り、
前記第２部分群と前記第３部分群の間に絞りが配置され、
前記第２部分群は、１枚の正レンズおよび１枚の負レンズから成り、
前記第３部分群は、単レンズまたは単一の接合レンズから成り、
前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をｓｋ、無限遠合焦時の前記光学系の焦点距離をｆ、前記第３部分群の焦点距離をｆ１３、前記第２部分群の焦点距離をｆ１２、前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面までの距離をＤ２としたとき、
０．１４＜ｓｋ／ｆ＜０．３０
０．５９＜ｆ１３／ｆ＜１．２１
０．３３＜｜ｆ１２｜／ｆ＜１．４４
０．４２６１≦Ｄ２／ｆ＜０．６８
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光学系と、前記光学系によって形成される光学像を光電変換する撮像素子と、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、光学系に関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等に好適なものである。

【背景技術】

【0002】

デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に用いられる光学系として、焦点距離が長くＦナンバーが小さい大口径の望遠型の光学系がある。

【0003】

このような光学系では小型で高い光学性能を有し、オートフォーカス機能による迅速なフォーカシングに対応することが求められている。加えて、最短撮影距離の短縮、最大撮影倍率の増大が要望されることがある。

【0004】

特許文献１には、物体側から像側へ順に配置された正の第１レンズ群、正または負の第２レンズ群からなり、第１レンズ群を駆動することでフォーカシングを行う光学系が記載されている。特許文献１に記載の光学系は、近距離撮影が可能ないわゆるマクロレンズである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１３－２３１９４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載された光学系について、最短撮影距離を短くし、より焦点距離を長くしつつより大口径比化した場合、次のような課題があった。すなわち、第１レンズ群の軽量化、フォーカシングに伴う移動量の抑制、高い光学性能の実現を同時に達成することが困難である結果、迅速なフォーカシングを行うことが困難となるおそれがあった。

【0007】

そこで本発明は、迅速なフォーカシングを可能としつつ高い光学性能を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群から成る光学系であって、フォーカシングに際して、前記第１レンズ群は移動し、前記第２レンズ群は不動であり、前記第１レンズ群は、前記第１レンズ群の最も物体側に配置された正レンズを有し、前記第２レンズ群は、少なくとも２枚の負レンズを含む３枚以上のレンズを有し、前記第１レンズ群において隣り合うレンズの間隔のうち、最も大きい間隔および２番目に大きい間隔で前記第１レンズ群を分割したとき、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１部分群、負の屈折力の第２部分群、正の屈折力の第３部分群から成り、前記第２部分群と前記第３部分群の間に絞りが配置され、前記第３部分群は、単レンズまたは単一の接合レンズから成り、前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をｓｋ、無限遠合焦時の前記光学系の焦点距離をｆ、前記第３部分群の焦点距離をｆ１３、前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離をＤ１、前記第２部分群の焦点距離をｆ１２、前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面から前記第２レンズ群の最も像側のレンズ面までの距離をＤ２としたとき、
０．１４＜ｓｋ／ｆ＜０．３０
０．５９＜ｆ１３／ｆ＜１．２１
０．４６３４≦Ｄ１／ｆ＜０．６９
０．３３＜｜ｆ１２｜／ｆ＜１．４４
０．４２６１≦Ｄ２／ｆ＜０．６８
なる条件式を満足することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、迅速なフォーカシングを可能としつつ高い光学性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１の光学系の断面図である。

【図2】実施例１の光学系の収差図である。

【図3】実施例２の光学系の断面図である。

【図4】実施例２の光学系の収差図である。

【図5】実施例３の光学系の断面図である。

【図6】実施例３の光学系の収差図である。

【図7】実施例４の光学系の断面図である。

【図8】実施例４の光学系の収差図である。

【図9】実施例５の光学系の断面図である。

【図10】実施例５の光学系の収差図である。

【図11】実施例６の光学系の断面図である。

【図12】実施例６の光学系の収差図である。

【図13】実施例７の光学系の断面図である。

【図14】実施例７の光学系の収差図である。

【図15】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、本発明の光学系及びそれを有する撮像装置の実施例について、添付の図面に基づいて説明する。

【0012】

図１、３、５、７、９、１１，１３は、それぞれ実施例１乃至７の光学系の無限遠合焦時における断面図である。各実施例の光学系はデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる光学系である。

【0013】

各レンズ断面図において左方が物体側で、右方が像側である。各実施例の光学系は複数のレンズ群を有して構成されている。本願明細書においてレンズ群とは、フォーカシングに際して一体的に移動または静止するレンズのまとまりである。すなわち、各実施例の光学系では、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して隣接するレンズ群同士の間隔が変化する。なお、レンズ群は１枚のレンズから構成されていても良いし、複数のレンズから成っていても良い。また、レンズ群は開口絞りを含んでいても良い。

【0014】

各実施例の光学系Ｌ０は、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２から成る。

【0015】

また、各実施例の光学系において、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力の第１部分群Ｌ１１、負の屈折力の第２部分群Ｌ１２、正の屈折力の第３部分群Ｌ１３から成る。第１部分群Ｌ１１と第２部分群Ｌ１２の間の間隔、第２部分群Ｌ１２と第３部分群Ｌ１３の間の間隔は、第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズ間の間隔（空気間隔）のうち最も大きい間隔または２番目に大きい間隔となっている。すなわち、第１部分群Ｌ１１乃至第３部分群Ｌ１３のそれぞれは、第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズ間の間隔のうち最も大きい間隔と２番目に大きい間隔で第１レンズ群Ｌ１を分割した時の各部分群のいずれかであると言える。なお、第１レンズ群Ｌ１内のレンズ間の間隔のうち最も大きい間隔が２つある場合、それらの間隔で区切られた部分群が第１部分群Ｌ１１、第２部分群Ｌ１２、第３部分群Ｌ１３である。

【0016】

また、ＳＰは開口絞りである。ＩＰは像面であり、各実施例の光学系をデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が配置される。各実施例の光学系を銀塩フィルム用カメラの撮影光学系として使用する際には像面ＩＰにはフィルム面に相当する感光面が置かれる。

【0017】

また、各実施例の光学系Ｌ０では、フォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１が移動するように構成されている。各レンズ断面図に実線で示した矢印は無限遠から近距離へのフォーカシングに際しての第１レンズ群Ｌ１の移動方向を表している。なお、各実施例の光学系において、第２レンズ群Ｌ２はフォーカシングに際して不動である。

【0018】

図２、４、６、８、１０、１２、１４は、それぞれ実施例１乃至７の光学系の収差図である。各収差図において（Ａ）は無限遠合焦時の収差図、（Ｂ）は撮影倍率－０．５倍である場合の収差図である。

【0019】

球面収差図においてＦｎｏはＦナンバーであり、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に対する球面収差量を示している。非点収差図においてΔＳはサジタル像面における非点収差量、ΔＭはメリディオナル像面における非点収差量を示している。歪曲収差図においてｄ線に対する歪曲収差量を示している。色収差図ではｇ線における色収差量を示している。Ｈｇｔは像高である。

【0020】

次に、各実施例の光学系における特徴的な構成について述べる。

【0021】

各実施例の光学系Ｌ０において、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側の位置に正レンズが設けられている。第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に正レンズを設けることにより、軸上光束を収斂させて、後続のレンズの直径を小さくすることが可能となる。これにより、フォーカスレンズ群として機能する第１レンズ群Ｌ１を全体的に小径化できるため、軽量化が容易となる。

【0022】

また、光学性能を維持しつつ第１レンズ群Ｌ１の軽量化を達成するためには、第１レンズ群Ｌ１内を適切な構成とすることが重要である。そこで、各実施例では第１レンズ群Ｌ１の間隔のうち最も大きい間隔と２番目に大きい間隔で第１レンズ群Ｌ１を分割した際の構成を、物体側から順に正の第１部分群Ｌ１１、負の第２部分群Ｌ１２、正の第３部分群としている。第１レンズ群Ｌ１内で中間に位置する第２部分群Ｌ１２に対して、第１部分群Ｌ１１と第３部分群Ｌ１３を対称なパワー配置とすることで、第１部分群Ｌ１１で生じた諸収差を効果的に補正でき、フォーカシングに伴う収差変動を低減させることができる。また、正の屈折力の第１部分群Ｌ１１で軸上光束を収斂させ、第２部分群Ｌ１２との間隔を大きくすることで、第２部分群Ｌ１２、第３部分群Ｌ１３の直径を小さくできる。これにより、第１レンズ群Ｌ１の軽量化を容易にしている。また、各実施例の光学系Ｌ０では第２部分群Ｌ１２と第３部分群Ｌ１３との間隔も大きくしているため、第１レンズ群Ｌ１内のパワー配置の対称性が向上し、主として倍率色収差とコマ収差の補正を容易としている。

【0023】

さらに、第１レンズ群Ｌ１内の中間位置に負の屈折力の第２部分群Ｌ１２を配置することで、第１レンズ群Ｌ１で生じる球面収差および像面湾曲の補正が容易となる。

【0024】

また、各実施例の光学系Ｌ０では、第１レンズ群Ｌ１の像側に負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を設けている。第１レンズ群Ｌ１の像側に負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を設けることで、フォーカシング時の第１レンズ群Ｌ１の移動量を小さくすることができる。また、第１レンズ群Ｌ１で発生した正のペッツバール和を第２レンズ群Ｌ２でキャンセルすることができるため、像面湾曲の補正が容易となる。

【0025】

また、各実施例の光学系Ｌ０では、第２レンズ群Ｌ２は少なくとも２枚の負レンズを含む３枚以上のレンズを含んで構成されている。第２レンズ群Ｌ２が２枚以上の負レンズを含むことより、第２レンズ群Ｌ２による諸収差（特にペッツバール和や球面収差）の補正が容易となる。また、第２レンズ群Ｌ２が合計３枚以上のレンズを含んで構成されていることにより、諸収差（特にコマ収差や倍率色収差）の補正が容易となる。これらの結果、第１レンズ群Ｌ１を構成するレンズ枚数を削減して軽量な構成としながら、高い光学性能を維持することが可能となる。

【0026】

各実施例の光学系Ｌ０では、以上の構成により迅速なフォーカシングを可能としつつ高い光学性能を得ている。

【0027】

次に、各実施例の光学系Ｌ０において、満足することが好ましい構成について述べる。

【0028】

各実施例の光学系Ｌ０において、開口絞りＳＰは第２部分群Ｌ１２と第３部分群Ｌ１３の間に配置することが好ましい。これにより、第１部分群Ｌ１１と第３部分群Ｌ１３の対称性を確保しつつ、合焦する物体距離に依らず絞り込んだ時においても十分な光量を確保することが可能となる。

【0029】

また、各実施例の光学系Ｌ０において、フォーカシングをより迅速にする観点から、第３部分群Ｌ１３の構成枚数はなるべく少ない方が良い。このため、第３部分群Ｌ１３は単レンズまたは単一の接合レンズで構成されていることが好ましい。接合レンズとは複数のレンズが接合されて成るレンズである。第３部分群Ｌ１３の構成枚数が多い場合（例えば所謂ガウス型の後群構成のような負レンズ、正レンズ、正レンズとした場合）、球面収差の補正には有利になるが、十分に軽量化することが困難となってしまう。各実施例の光学系Ｌ０では、第１レンズ群Ｌ１の構成を軽量化する代わりに、主として第２レンズ群Ｌ２で諸収差を良好に補正する構成としている。

【0030】

また、第１部分群は正レンズのみで構成されていることが好ましい。第１部分群Ｌ１１は光学系Ｌ０において最も物体側に配置されるため、第１部分群Ｌ１１を正レンズのみで構成することにより効果的に軸上光束を収斂させることができ、後続のレンズを十分に小径化することが可能となる。さらに、第１部分群Ｌ１１は光学系Ｌ０の中で比較的有効径の大きなレンズで構成される。第１部分群Ｌ１１内に負レンズを配置すると歪曲収差や球面収差の補正には有利であるが、負レンズは正レンズより体積が大きくなる傾向がある。このため、負レンズを第１部分群Ｌ１１内に配置しないようにすることで第１部分群Ｌ１１をより軽量化することができる。

【0031】

また、第１レンズ群Ｌ１内における第２部分群Ｌ１２は、主として球面収差、軸上色収差、ペッツバール和を補正する効果を有するが、第２部分群Ｌ１２内に多くのレンズを配置する場合、第１レンズ群Ｌ１の十分な軽量化が困難となってしまう。このため、第２部分群Ｌ１２は１枚の負レンズで構成される、または１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成されることが好ましい。なお、軸上色収差とペッツバール和の補正がより良好となるため、第２部分群Ｌ１２は、１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成されることがより好ましい。

【0032】

次に、各実施例の光学系が満足することが好ましい条件について述べる。各実施例の光学系は、以下の条件式（１）から（８）のうち１つ以上を満足することが好ましい。
０．７６２＜ｆ１／ｆ＜１．０２６ （１）
０．７５＜｜ｆ２｜／ｆ＜３．７６ （２）
０．３７＜Ｄ１／ｆ＜０．６９ （３）
０．２５＜Ｄ２／ｆ＜０．６８ （４）
０．１４＜ｓｋ／ｆ＜０．３０ （５）
０．３９＜ｆ１１／ｆ＜１．１３ （６）
０．３３＜｜ｆ１２｜／ｆ＜１．４４ （７）
０．５９＜ｆ１３／ｆ＜１．２１ （８）

【0033】

ここで、ｆ１は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離である。ｆは無限遠合焦時の光学系Ｌ０の焦点距離である。ｆ２は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離である。Ｄ１は第１レンズ群Ｌ１の最も物体側のレンズ面から第１レンズ群Ｌ１の最も像側のレンズ面までの距離である。Ｄ２は第２レンズ群Ｌ２の最も物体側のレンズ面から第２レンズ群Ｌ２の最も像側のレンズ面までの距離とする。ｓｋは第２レンズ群Ｌ２の最も像側のレンズ面の面頂点から像面ＩＰまでの距離である。なお、ｓｋの算出に当たり実質的にパワーを有しない光学部材（例えばカバーガラス）が像面ＩＰの物体側に隣接して配置される場合には当該光学部材は第２レンズ群Ｌ２を構成しないものとする。ｆ１１は第１部分群Ｌ１１の焦点距離である。ｆ１２は第２部分群Ｌ１２の焦点距離である。ｆ１３は第３部分群Ｌ１３の焦点距離である。

【0034】

条件式（１）は、第１レンズ群Ｌ１と光学系Ｌ０全系の焦点距離の関係を規定するものである。条件式（１）の上限値を超える程に第１レンズ群Ｌ１の焦点距離の値が大きくなると、フォーカス時の第１レンズ群Ｌ１の移動量が大きくなりすぎる。その結果、十分に迅速なフォーカシングを行うことが難しくなる。下限値を下回る程に第１レンズ群Ｌ１の焦点距離の値が小さくなりすぎると、第１レンズ群Ｌ１で生じる球面収差や像面湾曲の量が大きくなり十分高い光学性能を得ることが難しくなる。

【0035】

条件式（２）は第２レンズ群Ｌ２と光学系Ｌ０全系の焦点距離の関係を規定するものである。条件式（２）の上限値を超える程に第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の絶対値が大きくなると、第２レンズ群Ｌ２による球面収差やペッツバール和の補正効果が弱まり十分に高い光学性能を得ることが難しくなる。条件式（２）の下限値を下回る程に第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎると、光学系Ｌ０のパワー配置が非対称となりすぎ第２レンズ群Ｌ２で発生する歪曲収差と倍率色収差を十分に補正することが困難となる。

【0036】

条件式（３）は第１レンズ群Ｌ１の光軸方向の長さと光学系Ｌ０全系の焦点距離の関係を規定するものである。物体側に配置された正レンズで軸上光束を収斂させて後続のレンズ径を小径化するためには、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１の長さを適正な値とすることが有効である。一方、第１レンズ群Ｌ１の長さが長すぎると前玉（最も物体側に配置されるレンズ）で軸外光束のケラレが生じやすくなるため、十分な光量を確保するためには前玉が大きくなってしまう。条件式（３）の上限を超える程に第１レンズ群Ｌ１の長さが長いと、前玉が大きくなりすぎる。条件式（３）の下限値を下回る程に第１レンズ群Ｌ１の長さが短いと第２部分群Ｌ１２、第３部分群Ｌ１３に含まれるレンズを十分に小径化することが難しくなる。

【0037】

条件式（４）は第２レンズ群Ｌ２の光軸方向の長さと光学系Ｌ０全系の焦点距離の関係を規定するものである。第２レンズ群Ｌ２の長さを長くし厚肉系とすることで、収差補正の自由度を高めることができる。その結果より高画質化が容易となる。一方、第２レンズ群Ｌ２の長さが長すぎると後玉（最も像側に配置されたレンズ）で軸外光束のケラレが生じやすくなるため、十分な光量を確保するためには後玉が大きくなってしまう。条件式（４）の上限値を超える程に第２レンズ群Ｌ２の長さが長くなると後玉が大きくなる結果、重量が重くなり、さらにレンズを保持する機構が大型化するため、光学系Ｌ０が大型化してしまい好ましくない。条件式（４）の下限値を下回る程に第２レンズ群Ｌ２の長さが短いと、第２レンズ群Ｌ２における収差補正の自由度が低くなり、諸収差（特に歪曲収差やコマ収差）の十分な補正が困難となる。

【0038】

条件式（５）はバックフォーカスと光学系Ｌ０全系の焦点距離の関係を規定するものである。条件式（５）の上限値を超える程にバックフォーカスが長くなると、光学系Ｌ０の全長が長くなり過ぎるため好ましくない。条件式（５）の下限値を下回る程にバックフォーカスが短くなると、第２レンズ群Ｌ２と像面ＩＰの間にローパスフィルタ等の光学部材やシャッターユニット等を配置する十分なスペースを確保することが困難となり得る。その結果、各実施例の光学系Ｌ０を撮像装置の撮影光学系として利用する際の撮像装置側の設計自由度が低くなるため好ましくない。

【0039】

条件式（６）は、第１部分群Ｌ１１と光学系Ｌ０全系の焦点距離の関係を規定するものである。条件式（６）の上限値を超える程に第１部分群Ｌ１１の焦点距離の値が大きくなると、第１部分群Ｌ１１による軸上光束を収斂する効果が弱まり、第２部分群Ｌ１２と第３部分群Ｌ１３を十分に小径化することが難しくなる。その結果、第１レンズ群Ｌ１を十分軽量化できなくなってしまう。条件式（６）の下限値を下回る程に第１部分群Ｌ１１の焦点距離の値が小さくなると、歪曲収差と倍率色収差を十分に補正することが難しくなる。

【0040】

条件式（７）は第２部分群Ｌ１２の焦点距離と光学系Ｌ０全系の焦点距離の関係を規定するものである。条件式（７）の上限値を超える程に第２部分群Ｌ１２の焦点距離の絶対値が大きくなると、第２部分群Ｌ１２による収差補正効果が不十分となり、球面収差や軸上色収差、ペッツバール和の十分な補正が困難となる。条件式（７）の下限値を下回る程に第２部分群Ｌ１２の焦点距離の絶対値が小さくなると、高次収差の十分な補正が困難となる。その結果、特に遠距離撮影時と近距離撮影時とで瞳周辺の球面収差の変動が大きくなり、広い撮影距離にわたった高画質化が困難となる。

【0041】

条件式（８）は第３部分群Ｌ１３の焦点距離と光学系Ｌ０全系の焦点距離の比を規定している。条件式（８）の上限値を超える程に第３部分群Ｌ１３の焦点距離の値が大きくなると、第３部分群Ｌ１３による収差補正効果が不十分となる。その結果、倍率色収差やコマ収差の十分な補正が困難となる。条件式（８）の下限値を下回る程に第３部分群Ｌ１３の焦点距離の値が小さくなると、第１レンズ群Ｌ１内のパワー配置がレトロフォーカス型のパワー配置に近づき全長が長くなりすぎるため好ましくない。

【0042】

なお、条件式（１）乃至（８）の数値範囲は、以下の条件式（１ａ）乃至（８ａ）の範囲とすることがより好ましい。
０．７７７＜ｆ１／ｆ＜０．９８０ （１ａ）
０．８２＜｜ｆ２｜／ｆ＜３．５２ （２ａ）
０．４０＜Ｄ１／ｆ＜０．６４ （３ａ）
０．２５＜Ｄ２／ｆ＜０．６４ （４ａ）
０．１５＜ｓｋ／ｆ＜０．２８ （５ａ）
０．３９＜ｆ１１／ｆ＜１．０５ （６ａ）
０．３６＜｜ｆ１２｜／ｆ＜１．３２ （７ａ）
０．６５＜ｆ１３／ｆ＜１．１３ （８ａ）

【0043】

また、条件式（１）乃至（８）の数値範囲は、以下の条件式（１ｂ）乃至（８ｂ）の範囲とすることがさらに好ましい。
０．７８５＜ｆ１／ｆ＜０．９２０ （１ｂ）
０．８９＜｜ｆ２｜／ｆ＜３．２９ （２ｂ）
０．４４＜Ｄ１／ｆ＜０．６０ （３ｂ）
０．３０＜Ｄ２／ｆ＜０．６０ （４ｂ）
０．１７＜ｓｋ／ｆ＜０．２７ （５ｂ）
０．４７＜ｆ１１／ｆ＜０．９８ （６ｂ）
０．３９＜｜ｆ１２｜／ｆ＜１．２６ （７ｂ）
０．７０＜ｆ１３／ｆ＜１．０６ （８ｂ）

【0044】

以下に、実施例１から７にそれぞれ対応する数値実施例１から７を示す。

【0045】

各数値実施例の面データにおいて、ｒ（ｍｍ）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）を表わしている。ただし、ｍは光入射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わしている。

【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は最終レンズ面から像面までの距離である。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスを加えた値である。

【0047】

［数値実施例１］
単位 mm

面番号 r d nd νd
1 109.670 3.89 1.60311 60.6
2 -13453.197 0.15
3 40.964 6.24 1.49700 81.5
4 152.598 9.64
5 35.061 4.10 1.59282 68.6
6 77.304 1.29
7 306.296 1.20 1.72825 28.5
8 29.098 10.10
9(絞り) ∞ 2.42
10 81.557 2.46 1.90043 37.4
11 -367.944 (可変)
12 -3014.564 1.20 1.64769 33.8
13 57.651 2.98
14 -197.606 2.79 1.92286 20.9
15 -37.449 1.00 1.72047 34.7
16 46.613 3.18
17 54.242 5.78 1.67003 47.2
18 -68.720 1.54
19 -38.310 1.40 1.56732 42.8
20 82.874 0.82
21 48.826 9.38 1.77250 49.6
22 -51.165 10.69
23 -31.058 1.60 1.84666 23.8
24 -64.222 (BF)
像面 ∞

各種データ
焦点距離 82.79
Fナンバー 1.86
半画角（°） 14.64
像高 21.64
レンズ全長 101.21
BF 15.89

∞ -0.5倍
d11 1.47 28.49

【0048】

［数値実施例２］
単位 mm

面番号 r d nd νd
1 53.698 6.48 1.69680 55.5
2 13605.519 6.20
3 36.110 5.12 1.59282 68.6
4 91.341 1.95
5 -905.701 1.20 1.67270 32.1
6 31.425 13.27
7(絞り) ∞ 10.05
8 116.751 2.92 1.72916 54.7
9 -117.670 (可変)
10 -62.813 1.00 1.80000 29.8
11 60.998 3.97
12 66.454 9.06 1.95375 32.3
13 -61.225 19.52
14 -33.369 1.60 1.78472 25.7
15 -73.589 (BF)
像面 ∞

各種データ
焦点距離 82.50
Fナンバー 1.86
半画角（°） 14.70
像高 21.64
レンズ全長 101.23
BF 16.35

∞ -0.5倍
d 9 2.54 37.18

【0049】

［数値実施例３］
単位 mm

面番号 r d nd νd
1 59.147 5.10 1.59349 67.0
2 299.280 0.15
3 39.761 4.86 1.49700 81.5
4 83.750 6.00
5 31.094 5.40 1.59282 68.6
6 93.251 0.77
7 179.792 1.20 1.73800 32.3
8 24.594 11.37
9(絞り) ∞ 9.93
10 77.264 2.23 1.80400 46.5
11 -506.205 (可変)
12 -135.339 1.00 1.80610 33.3
13 38.836 1.52
14 38.263 11.32 1.74077 27.8
15 -48.146 10.27
16 -28.290 1.60 1.84666 23.8
17 -134.602 (BF)
像面 ∞

各種データ
焦点距離 82.50
Fナンバー 1.86
半画角（°） 14.69
像高 21.64
レンズ全長 89.44
BF 14.42

∞ -0.5倍
d11 2.29 31.6

【0050】

［数値実施例４］
単位 mm

面番号 r d nd νd
1 83.142 3.99 1.59349 67.0
2 247.758 0.15
3 38.802 7.80 1.49700 81.5
4 154.819 0.15
5 35.816 4.97 1.49700 81.5
6 64.596 8.78
7 149.262 1.20 1.73887 28.1
8 24.692 12.33
9(絞り) ∞ 4.00
10 56.184 2.27 1.95772 31.6
11 205.265 (可変)
12 -182.428 3.16 1.92286 20.9
13 -31.805 1.00 1.77541 35.8
14 35.974 2.59
15 38.749 5.80 1.80630 46.3
16 -54.922 1.60 1.84697 23.8
17 -113.085 0.15
18 2339.654 2.00 1.61636 43.1
19 22.222 6.01 1.51608 53.6
20 89.421 4.59
21 -32.428 1.60 1.92297 20.9
22 -47.782 0.15
23 171.140 2.42 2.00103 29.1
24 -486.410 (BF)
像面 ∞

各種データ
焦点距離 98.50
Fナンバー 2.05
半画角（°） 12.39
像高 21.64
レンズ全長 104.21
BF 25.00

∞ -0.5倍
d11 2.50 37.18

【0051】

［数値実施例５］
単位 mm

面番号 r d nd νd
1 57.307 4.81 1.58718 69.0
2 2917.360 0.15
3 37.731 4.94 1.69213 58.0
4 95.607 8.70
5 -272.228 1.20 1.71526 29.2
6 30.833 9.29
7(絞り) ∞ 4.00
8 71.548 3.52 1.77456 49.4
9 -93.145 (可変)
10 -141.581 2.85 1.92286 20.9
11 -35.153 1.00 1.72051 36.1
12 35.617 2.27
13 34.846 8.20 1.88165 37.7
14 -43.732 -0.03
15 -45.039 1.60 1.74258 27.9
16 18.000 11.98 1.66976 32.3
17 89.462 7.00
18 -24.504 1.60 1.80803 22.8
19 -47.020 0.15
20 133.582 3.73 1.98464 28.0
21 -195.679 (BF)
像面 ∞

各種データ
焦点距離 71.09
Fナンバー 1.86
半画角（°） 16.93
像高 21.64
レンズ全長 92.50
BF 13.04

∞ -0.5倍
d 9 2.50 31.16

【0052】

［数値実施例６］
単位 mm

面番号 r d nd νd
1 173.807 3.27 1.61800 63.4
2 -818.806 0.30
3 39.895 6.89 1.49700 81.5
4 198.596 6.01
5 37.106 4.30 1.59282 68.6
6 86.491 1.58
7 777.888 1.20 1.69895 30.1
8 30.010 14.19
9(絞り) ∞ 4.15
10 110.133 2.44 1.90043 37.4
11 -193.363 (可変)
12 -229.105 3.16 1.92286 20.9
13 -39.441 1.00 1.59270 35.3
14 62.269 2.24
15 286.618 0.80 1.59349 67.0
16 37.496 1.78
17 44.912 4.04 1.77250 49.6
18 -135.082 1.85
19 -37.829 1.40 1.69895 30.1
20 69.408 2.06
21 44.055 10.78 1.61800 63.4
22 -42.519 10.88
23 -27.659 1.60 1.59270 35.3
24 -57.250 (BF)
像面 ∞

各種データ
焦点距離 82.81
Fナンバー 1.86
半画角（°） 14.64
像高 21.64
レンズ全長 101.83
BF 14.49

∞ -0.5倍
d11 1.41 31.84

【0053】

［数値実施例７］
単位 mm

面番号 r d nd νd
1 117.345 3.86 1.60311 60.6
2 -1761.216 0.15
3 40.828 6.33 1.49700 81.5
4 158.671 9.37
5 35.845 3.99 1.59282 68.6
6 76.461 1.43
7 421.299 1.20 1.69895 30.1
8 29.235 10.28
9(絞り) ∞ 2.28
10 85.074 1.20 1.85478 24.8
11 48.139 3.42 1.91082 35.3
12 -314.625 (可変)
13 760.079 1.20 1.69895 30.1
14 55.173 2.93
15 -218.160 2.72 1.92286 20.9
16 -37.679 1.00 1.72047 34.7
17 44.097 2.72
18 57.038 5.27 1.66998 39.3
19 -70.744 1.60
20 -36.896 1.40 1.57501 41.5
21 93.293 0.42
22 47.909 9.45 1.77250 49.6
23 -47.516 9.77
24 -29.905 1.60 1.84666 23.8
25 -59.414 (BF)
像面 ∞

焦点距離 82.79
Fナンバー 1.86
半画角（°） 14.65
像高 21.64
レンズ全長 101.32
BF 16.26

∞ -0.5倍
d12 1.48 27.50

【0054】

各数値実施例における種々の値を、以下の表１にまとめて示す。

【0055】

【表1】

【0056】

［撮像装置］
次に、本発明の光学系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）の実施例について、図１５を用いて説明する。図１５において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至７で説明したいずれかの光学系によって構成された撮影光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系１１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センサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。カメラ本体１０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。

【0057】

このように本発明の光学系をデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、迅速なフォーカシングを可能としつつ高い光学性能の撮像装置を得ることができる。

【0058】

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

【符号の説明】

【0059】

Ｌ０ 光学系
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ１１ 第１部分群
Ｌ１２ 第２部分群
Ｌ１３ 第３部分群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】