特許 7566805 光学系及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】2024-10-04

(45)【発行日】2024-10-15

(54)【発明の名称】光学系及びそれを有する撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/02 20060101AFI20241007BHJP

【ＦＩ】

G02B13/02

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022008836

(22)【出願日】2022-01-24

(65)【公開番号】P2023107573

(43)【公開日】2023-08-03

【審査請求日】2024-03-19

【早期審査対象出願】

(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】井野 友裕

【審査官】瀬戸 息吹

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２１／２２０６１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６３－１０４０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６３９２６（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】

物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカシングに際して移動する正又は負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、
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をＴＬ、前記第３レンズ群における最も物体側のレンズ面から前記第３レンズ群における最も像側のレンズ面までの光軸上での距離をＴＬ３、前記第３レンズ群におけるレンズの光軸上での厚みの和をＳＤ３、前記第３レンズ群において光軸上での厚みが最大であるレンズの光軸上での厚みをＤＭ３、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離をｆとするとき、
０．１０＜ＴＬ３／ＴＬ＜０．４０
０．７０＜ＳＤ３／ＴＬ３＜０．９０
０．０５＜ＤＭ３／ＴＬ３＜０．１４
－０．２１８≦ｆ３／ｆ＜－０．１０
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】

最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上での距離をＬＤとするとき、
０．４５＜ＬＤ／ｆ＜０．８０
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】

最も像側のレンズ面から像面までの光軸上での距離をＢＦ、最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上での距離をＬＤとするとき、
０．１５＜ＢＦ／ＬＤ＜０．２７
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学系。

【請求項4】

前記第３レンズ群に含まれる正レンズのうちｄ線を基準としたアッベ数が最も大きいレンズのｄ線を基準としたアッベ数をｖｄ３Ｐとするとき、
７３＜ｖｄ３Ｐ＜９７
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の何れか一項に記載の光学系。

【請求項5】

物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカシングに際して移動する正又は負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、
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をＴＬ、前記第３レンズ群における最も物体側のレンズ面から前記第３レンズ群における最も像側のレンズ面までの光軸上での距離をＴＬ３、前記第３レンズ群におけるレンズの光軸上での厚みの和をＳＤ３、前記第３レンズ群において光軸上での厚みが最大であるレンズの光軸上での厚みをＤＭ３、前記第３レンズ群に含まれる正レンズのうちｄ線を基準としたアッベ数が最も大きいレンズのｄ線を基準としたアッベ数をｖｄ３Ｐとするとき、
０．１０＜ＴＬ３／ＴＬ＜０．４０
０．７０＜ＳＤ３／ＴＬ３＜０．９０
０．０５＜ＤＭ３／ＴＬ３＜０．１４
７３＜ｖｄ３Ｐ＜９７
なる条件式を満足することを特徴とする光学系

【請求項6】

前記第３レンズ群に含まれる負レンズのうちｄ線に対する屈折率が最も大きいレンズのｄ線に対する屈折率をｎｄ３Ｎとするとき、
１．８５＜ｎｄ３Ｎ＜２．２
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の光学系。

【請求項7】

前記第３レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された、第１部分群、第２部分群、第３部分群を有し、前記第１部分群と前記第３部分群は像ぶれ補正に際して不動であり、前記第２部分群は像ぶれ補正に際して光軸に垂直な方向の成分を含む方向へ移動することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学系。

【請求項8】

前記第１部分群は正の屈折力を有することを特徴とする請求項７に記載の光学系。

【請求項9】

前記第２部分群は負の屈折力を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の光学系。

【請求項10】

前記第３部分群は負の屈折力を有することを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載の光学系。

【請求項11】

物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカシングに際して移動する正又は負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、
前記第３レンズ群は、物体側より像側へ順に配置された、第１部分群、第２部分群、負の屈折力を有する第３部分群を有し、前記第１部分群と前記第３部分群は像ぶれ補正に際して不動であり、前記第２部分群は像ぶれ補正に際して光軸に垂直な方向の成分を含む方向へ移動し、
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をＴＬ、前記第３レンズ群における最も物体側のレンズ面から前記第３レンズ群における最も像側のレンズ面までの光軸上での距離をＴＬ３、前記第３レンズ群におけるレンズの光軸上での厚みの和をＳＤ３、前記第３レンズ群において光軸上での厚みが最大であるレンズの光軸上での厚みをＤＭ３とするとき、
０．１０＜ＴＬ３／ＴＬ＜０．４０
０．７０＜ＳＤ３／ＴＬ３＜０．９０
０．０５＜ＤＭ３／ＴＬ３＜０．１４
なる条件式を満足することを特徴とする光学系

【請求項12】

前記第２レンズ群は負の屈折力を有することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の光学系。

【請求項13】

前記第２レンズ群は無限遠から近距離へのフォーカシングに際して像側へ移動することを特徴とする請求項１２に記載の光学系。

【請求項14】

前記第２レンズ群は一つのレンズから構成されることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか一項に記載の光学系。

【請求項15】

隣接する二つのレンズ間の光軸上での距離のうち、最も物体側に配置されたレンズと該レンズに隣接するレンズとの距離が最も大きいことを特徴とする請求項１乃至１４の何れか一項に記載の光学系。

【請求項16】

物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカシングに際して移動する正又は負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、
隣接する二つのレンズ間の光軸上での距離のうち、最も物体側に配置されたレンズと該レンズに隣接するレンズとの距離が最も大きく、
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をＴＬ、前記第３レンズ群における最も物体側のレンズ面から前記第３レンズ群における最も像側のレンズ面までの光軸上での距離をＴＬ３、前記第３レンズ群におけるレンズの光軸上での厚みの和をＳＤ３、前記第３レンズ群において光軸上での厚みが最大であるレンズの光軸上での厚みをＤＭ３とするとき、
０．１０＜ＴＬ３／ＴＬ＜０．４０
０．７０＜ＳＤ３／ＴＬ３＜０．９０
０．０５＜ＤＭ３／ＴＬ３＜０．１４
なる条件式を満足することを特徴とする光学系

【請求項17】

前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群はフォーカシングに際して不動であることを特徴とする請求項１乃至１６の何れか一項に記載の光学系。

【請求項18】

前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に開口絞りが配置されていることを特徴とする請求項１乃至１７の何れか一項に記載の光学系。

【請求項19】

請求項１乃至１８の何れか一項に記載の光学系と、該光学系を介して物体を撮像する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。

【請求項20】

請求項１乃至１８の何れか一項に記載の光学系と、該光学系を保持する保持部材とを有することを特徴とする光学機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学系に関し、特にビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、監視カメラ等の撮像装置に好適なものである。

【背景技術】

【0002】

撮像装置に用いられる望遠型の光学系は、焦点距離が長くかつＦナンバーが小さい（大口径である）ことが求められている。特許文献１及び２には、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、正又は負の屈折力の第２レンズ群、正又は負の屈折力の第３レンズ群から成り、フォーカシングに際して第２レンズ群が移動する光学系が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－２１８２７６号公報

【文献】特開２０１２－１８９６７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、望遠型の光学系は小型かつ軽量でありながら色収差や球面収差等の諸収差が良好に補正されたものであることも要望されている。しかしながら、望遠型の光学系を大口径化しようとすると、特に物体側に配置されたレンズの有効径が大きくなるため、全系の小型化及び軽量化が難しくなる。そのため、上述した要望を実現するためには、光学系を構成する各レンズ群の光学的配置や、各レンズ群を構成する各レンズの屈折力や配置等を適切に設定することが重要である。

【0005】

本発明の目的は、小型かつ軽量でありながら諸収差が良好に補正された光学系及びそれを有する撮像装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するための一側面としての光学系は、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカシングに際して移動する正又は負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群から構成され、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する光学系であって、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をＴＬ、前記第３レンズ群における最も物体側のレンズ面から前記第３レンズ群における最も像側のレンズ面までの光軸上での距離をＴＬ３、前記第３レンズ群におけるレンズの光軸上での厚みの和をＳＤ３、前記第３レンズ群において光軸上での厚みが最大であるレンズの光軸上での厚みをＤＭ３、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記光学系の無限遠合焦時の焦点距離をｆとするとき、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．１０＜ＴＬ３／ＴＬ＜０．４０
０．７０＜ＳＤ３／ＴＬ３＜０．９０
０．０５＜ＤＭ３／ＴＬ３＜０．１４
－０．２１８≦ｆ３／ｆ＜－０．１０

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、小型かつ軽量でありながら諸収差が良好に補正された光学系及びそれを有する撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１の光学系の無限遠合焦時の断面図

【図2】実施例１の光学系の無限遠合焦時の収差図

【図3】実施例２の光学系の無限遠合焦時の断面図

【図4】実施例２の光学系の無限遠合焦時の収差図

【図5】実施例３の光学系の無限遠合焦時の断面図

【図6】実施例３の光学系の無限遠合焦時の収差図

【図7】実施例４の光学系の無限遠合焦時の断面図

【図8】実施例４の光学系の無限遠合焦時の収差図

【図9】実施形態の撮像装置の模式図

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面は、便宜的に実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。また、各図面において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。

【0010】

図１，３，５，７は、実施例１乃至４に係る光学系Ｌ０の無限遠合焦時における光軸を含む断面図である。各断面図において、左側が物体側（前側）であり、右側が像側（後側）である。各実施例の光学系Ｌ０は撮像装置に用いられる撮像光学系であり、像面ＩＰの位置には撮像素子の撮像面が配置される。なお、各実施例の光学系Ｌ０をプロジェクタ等の投射装置における投射光学系として用いてもよく、その場合は像面ＩＰの位置に液晶パネル等の表示素子の表示面が配置されることになる。

【0011】

図２，４，６，８は、実施例１乃至４に係る光学系Ｌ０の無限遠合焦時における収差図である。各収差図においてＦｎｏはＦナンバー、ωは近軸計算により求められる撮像半画角（度）を示す。球面収差図において、ｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）における球面収差、ｇはｇ線（波長４３５．８３５ｎｍ）における球面収差、ＣはＣ線（波長６５６．２７ｎｍ）における球面収差、ＦはＦ線（波長４８６．１３ｎｍ）における球面収差を示す。非点収差図において、Ｓはサジタル像面でのｄ線における非点収差、Ｍはメリディオナル像面でのｄ線における非点収差を示す。歪曲図はｄ線における歪曲を示す。色収差図において、ｇはｇ線における倍率色収差、ＣはＣ線における倍率色収差、ＦはＦ線における倍率色収差を示す。

【0012】

実施例１に係る光学系Ｌ０は、Ｆナンバーが５．９、半画角が１．５１度の望遠型の光学系である。実施例２に係る光学系Ｌ０は、Ｆナンバーが８．０、半画角が１．０５度の望遠型の光学系である。実施例３に係る光学系Ｌ０は、Ｆナンバーが８．０、半画角が１．２４度の望遠型の光学系である。実施例４に係る光学系Ｌ０は、Ｆナンバーが５．９、半画角が１．５９度の望遠型の光学系である。

【0013】

実施例１乃至４に係る光学系Ｌ０は、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、フォーカシングに際して移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成される。光学系Ｌ０においては、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。すなわち、ここでのレンズ群とは、フォーカシングに際して一体的に移動するレンズの集合、あるいはフォーカシングに際して不動であるレンズの集合を示す。なお、レンズ群は１枚以上のレンズを有していればよく、単一のレンズから成る構成であっても複数のレンズから成る構成であってもよい。なお、ここでのレンズとは、屈折力を有する光学素子のことを示しており、屈折力を有さない平行平板ガラスなどの光学素子は含まないものとする。

【0014】

次に、各実施例に係る光学系Ｌ０の特徴について詳細に説明する。

【0015】

一般的に、光学系の全系の小型化のためにレンズ全長（最も物体側のレンズ面から像面までの距離）を短縮すればするほど諸収差が発生し、特に色収差（軸上色収差及び倍率色収差）の発生が顕著になるため、高い光学性能を実現することが難しくなる。とりわけ望遠型の光学系においてレンズ全長の短縮化を図った場合、焦点距離が長くなるにつれて色収差の発生が多くなる。また、光学系の焦点距離が長くなるにつれて、正の屈折力の第１レンズ群のレンズの有効径が大型化しやすくなる。

【0016】

ここで、光学系の全系の小型化を図りつつ球面収差や軸上色収差等の諸収差を良好に補正するには、第１レンズ群に多くのレンズを配置することが有効である。しかし、望遠型の光学系では物体側へ向かうほどレンズの有効径が大きくなり、その大きさはＦナンバーが小さくなるほど増大する。また、レンズの有効径が大きくなるとそれに伴ってレンズの外径も増大し、その略３乗でレンズの重量も増加してしまう。よって、第１レンズ群を構成するレンズの数を増やすと全系の軽量化が難しくなる。

【0017】

そこで、各実施例においては、小型かつ軽量でありながら諸収差が良好に補正された望遠型の光学系を実現するために、第３レンズ群Ｌ３の構成を適切に設定している。具体的には、各実施例に係る光学系Ｌ０は以下の条件式（１）乃至（３）を満足している。ここでは、最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上での距離（光学全長）をＴＬ、第３レンズ群Ｌ３における最も物体側のレンズ面から第３レンズ群Ｌ３における最も像側のレンズ面までの光軸上での距離をＴＬ３としている。また、第３レンズ群Ｌ３におけるレンズの光軸上での厚みの和をＳＤ３、第３レンズ群Ｌ３において光軸上での厚みが最大であるレンズの光軸上での厚みをＤＭ３としている。
０．１０＜ＴＬ３／ＴＬ＜０．４０ （１）
０．７０＜ＳＤ３／ＴＬ３＜０．９０ （２）
０．０５＜ＤＭ３／ＴＬ３＜０．１４ （３）

【0018】

条件式（１）は、光学系Ｌ０の光学全長に対して第３レンズ群Ｌ３の全長（厚み）が十分に長いことを示している。上述したように、全系の小型化と諸収差の補正を両立するために第１レンズ群Ｌ１に多くのレンズを配置すると第１レンズ群Ｌ１の重量が増大してしまう。そこで、各実施例では条件式（１）を満たすように第３レンズ群Ｌ３に比較的多くのレンズを配置することで、全系の小型化と第１レンズ群Ｌ１の軽量化を両立しつつ諸収差を良好に補正することを可能にしている。

【0019】

条件式（１）の下限を下回ると、第３レンズ群Ｌ３の全長が小さくなり過ぎるため、諸収差を良好に補正するのに十分な数のレンズを第３レンズ群Ｌ３に配置することが困難となる。ここで、第３レンズ群Ｌ３によって諸収差を良好に補正するためには、軸上光束の通過位置が比較的高くなる物体側に多くのレンズを配置することが重要である。しかし、条件式（１）の上限を上回ると、第３レンズ群Ｌ３における像側の各レンズが像面に近づいて配置されることになり、第３レンズ群Ｌ３によって諸収差を良好に補正することが困難となる。

【0020】

条件式（２）は、第３レンズ群Ｌ３の全長に対して第３レンズ群Ｌ３におけるレンズの厚みの和が十分に大きいことを示している。条件式（２）の下限を下回ると、第３レンズ群Ｌ３における像側の各レンズが像面に近づいて配置されることになり、第３レンズ群Ｌ３によって諸収差を良好に補正することが困難となる。条件式（２）の上限を上回ると、第３レンズ群Ｌ３における各レンズの間隔が狭くなり過ぎるため、各レンズにおいて各光束が十分に分離されず諸収差を良好に補正することが困難となる。

【0021】

条件式（３）は、第３レンズ群Ｌ３の全長に対して第３レンズ群Ｌ３における最も厚いレンズの厚みが十分に小さいこと、すなわち第３レンズ群Ｌ３における各レンズの厚みが十分に小さいことを示している。条件式（３）の上限を上回ると、第３レンズ群Ｌ３における各レンズの厚みが大きくなり過ぎてしまい、第３レンズ群Ｌ３に設けることができるレンズの数が少なくなり、諸収差を良好に補正することが困難となる。条件式（３）の下限を下回ると、第３レンズ群Ｌ３における像側の各レンズが像面に近づいて配置されることになり、第３レンズ群Ｌ３によって諸収差を良好に補正することが困難となる。

【0022】

以上、各実施例に係る光学系Ｌ０は、上述した三つのレンズ群を有する構成において条件式（１）乃至（３）を満足することで、小型化及び軽量化と諸収差の良好な補正を両立することができる。

【0023】

なお、条件式（１）乃至（３）の数値範囲を以下の如く設定することが好ましい。
０．１５＜ＴＬ３／ＴＬ＜０．３５ （１ａ）
０．７１＜ＳＤ３／ＴＬ３＜０．８５ （２ａ）
０．０６＜ＤＭ３／ＴＬ３＜０．１３ （３ａ）

【0024】

さらに、条件式（１ａ）乃至（３ａ）の数値範囲を以下の如く設定することがより好ましい。
０．２０＜ＴＬ３／ＴＬ＜０．３０ （１ｂ）
０．７２＜ＳＤ３／ＴＬ３＜０．８０ （２ｂ）
０．０８＜ＤＭ３／ＴＬ３＜０．１２ （３ｂ）

【0025】

また、各実施例に係る光学系Ｌ０は、後述する条件式（４）乃至（８）の少なくとも一つを満足することが望ましい。
０．４５＜ＬＤ／ｆ＜０．８０ （４）
０．１５＜ＢＦ／ＬＤ＜０．２７ （５）
－０．５０＜ｆ３／ｆ＜－０．１０ （６）
７３＜ｖｄ３Ｐ＜９７ （７）
１．８５＜ｎｄ３Ｎ＜２．２ （８）

【0026】

ここで、最も物体側のレンズ面から像面ＩＰまでの光軸上での距離（レンズ全長）をＬＤ、最も像側のレンズ面から像面ＩＰまでの光軸上での距離（バックフォーカス）をＢＦとしている。ただし、レンズ全長及びバックフォーカスは、フィルター等の平行平板が光路上に配置されている場合はそれを無視したときの（空気換算での）距離を示す。また、光学系Ｌ０の無限遠物体にフォーカスしたとき（無限遠合焦時）の焦点距離をｆ、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３としている。さらに、第３レンズ群Ｌ３に含まれる正レンズのうちｄ線を基準としたアッベ数が最も大きいレンズの該アッベ数をｖｄ３Ｐ、第３レンズ群Ｌ３に含まれる負レンズのうちｄ線に対する屈折率が最も大きいレンズの該屈折率をｎｄ３Ｎとしている。

【0027】

条件式（４）は、光学系Ｌ０の焦点距離に対してレンズ全長（光学全長とバックフォーカスの和）が十分に短いことを示している。条件式（４）の下限を下回ると、レンズ全長が短くなり過ぎてしまい、軸上色収差と倍率色収差を良好に補正することが難しくなる。条件式（４）の上限を上回ると、レンズ全長が長くなり過ぎてしまい、光学系Ｌ０を保持する鏡筒（保持部材）の小型化が難しくなる。

【0028】

条件式（５）は、レンズ全長に対してバックフォーカス十分に長いことを示している。条件式（５）の下限を下回ると、バックフォーカスが短くなり過ぎてしまい、第３レンズ群Ｌ３が像面に近接して配置されることになるため、第３レンズ群Ｌ３における軸上光束の通過位置が低くなってしまう。結果として、第３レンズ群Ｌ３により球面収差や軸上色収差を良好に補正することが難しくなる。条件式（５）の上限を上回ると、バックフォーカスが長くなり過ぎてしまい、光学系Ｌ０に設けることができるレンズの数が少なくなり、諸収差を良好に補正することが難しくなる。

【0029】

条件式（６）は、光学系Ｌ０の全系の焦点距離に対して第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の絶対値が十分に小さいこと、すなわち第３レンズ群Ｌ３の屈折力の絶対値が十分に大きい（負の屈折力が強い）ことを示している。条件式（６）の下限を下回ると、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の絶対値が大きくなり過ぎてしまい、すなわち第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力が弱くなり過ぎてしまい、テレフォトの効果が小さくなってレンズ全長を短くすることが難しくなる。条件式（６）の上限を上回ると、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の絶対値が小さくなり過ぎてしまい、すなわち第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力が強くなり過ぎてしまい、球面収差及び軸上色収差を良好に補正することが難しくなる。

【0030】

条件式（７）は、第３レンズ群Ｌ３に含まれる正レンズのうち最もアッベ数が大きい材料のアッベ数を規定しており、特に軸上色収差をより良好に補正するための条件を示している。条件式（７）の下限を下回ると、第３レンズ群Ｌ３の正レンズのアッベ数が小さくなり過ぎてしまい、軸上色収差を良好に補正が難しくなる。条件式（７）の上限を上回ると、第３レンズ群Ｌ３の正レンズのアッベ数が大きくなるため軸上色収差の補正は容易となる。しかし、光学材料のアッベ数が大きくなるにつれてその屈折率は小さくなる傾向にあるため、条件式（７）の上限を上回ると球面収差やコマ収差等の補正が難しくなる可能性がある。

【0031】

条件式（８）は、第３レンズ群Ｌ３に含まれる負レンズのうちｄ線に対する屈折率が最も大きいレンズのｄ線に対する屈折率を規定しており、特に像面湾曲をより良好に補正するための条件を示している。条件式（８）の下限を下回ると、第３レンズ群Ｌ３の負レンズの屈折率が小さくなり過ぎてしまい、像面湾曲を良好に補正することが難しくなる。条件式（８）の上限を上回ると、第３レンズ群Ｌ３の負レンズの材料の選択自由度が低くなってしまう。具体的には、条件式（８）の上限を上回る材料の中からレンズとして加工することが容易なものを選択することが難しく、所望の光学性能を有する光学系を安定して製造することが難しくなる。

【0032】

なお、条件式（４）乃至（６）の数値範囲を以下の如く設定することが好ましい。
０．４６＜ＬＤ／ｆ＜０．７５ （４ａ）
０．１７＜ＢＦ／ＬＤ＜０．２６ （５ａ）
－０．４５＜ｆ３／ｆ＜－０．１５ （６ａ）

【0033】

さらに、条件式（４ａ）乃至（６ａ）の数値範囲を以下の如く設定することがより好ましい。
０．４７＜ＬＤ／ｆ＜０．６０ （４ｂ）
０．１９＜ＢＦ／ＬＤ＜０．２５ （５ｂ）
－０．４０＜ｆ３／ｆ＜－０．２０ （６ｂ）

【0034】

各実施例に係る光学系Ｌ０において、隣接する二つのレンズ間の光軸上での距離（レンズ間隔）のうち、最も物体側に配置されたレンズと該レンズに隣接するレンズとの距離が最も大きくなっている。これにより、有効径が大きくなりやすい第１レンズ群Ｌ１の物体側に配置されるレンズの数を減らすことができるため、光学系Ｌ０を軽量化することができる。ただし、必要に応じて他のレンズ間隔を最大としてもよい。また、光学系Ｌ０においては、光束を制限することでＦナンバー（Ｆｎｏ）を決定する開口絞りＳＰが第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間に配置されているが、必要に応じて他の位置に開口絞りを配置してもよい。

【0035】

各実施例に係る光学系Ｌ０は、第２レンズ群Ｌ２を移動させることでフォーカシングを行うインナーフォーカス方式を採用している。また、図１，３，５，７に矢印で示したように、各実施例においては第２レンズ群Ｌ２が無限遠から近距離（最至近）へのフォーカシングに際して像側へ移動している。また、各実施例においては、第２レンズ群Ｌ２を一つの（単一の）レンズで構成することにより軽量化し、フォーカシングを容易に行うことを可能にしている。ただし、必要に応じて第２レンズ群Ｌ２を複数のレンズで構成してもよい。

【0036】

なお、各実施例においては第２レンズ群Ｌ２が負の屈折力を有する構成を採っているが、必要に応じて第２レンズ群Ｌ２が正の屈折力を有する構成としてもよい。この場合、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第２レンズ群Ｌ２を物体側へ移動させればよい。また、各実施例においてはフォーカシングに際して第１レンズ群Ｌ１及び第３レンズ群Ｌ３が不動であるが、必要に応じて第１レンズ群Ｌ１及び第３レンズ群Ｌ３の少なくとも一方がフォーカシングに際して移動する構成を採ってもよい。

【0037】

各実施例に係る第３レンズ群Ｌ３は、物体側より像側へ順に配置された、第１部分群Ｌ３Ａ、像ぶれ補正に際して光軸に垂直な方向の成分を含む方向へ移動する第２部分群Ｌ３Ｂ、及び第３部分群Ｌ３Ｃを有している。なお、第１部分群Ｌ３Ａ及び第３部分群Ｌ３Ｃは像ぶれ補正に際して不動であり、各部分群の間隔はフォーカシングに際して変化しない。このように、光学系Ｌ０において有効径が比較的小さい第３レンズ群Ｌ３の一部を像ぶれ補正用の部分群（防振群）とすることで、防振群を軽量化して像ぶれ補正を容易に行うことが可能になる。

【0038】

ここで、各実施例においては、第１部分群Ｌ３Ａが正の屈折力、第２部分群Ｌ３Ｂが負の屈折力、第３部分群Ｌ３Ｃが負の屈折力である構成を採っている。第１部分群Ｌ３Ａを正の屈折力とすることで、第２部分群Ｌ３Ｂに入射する光を集光することができ、防振群としての第２部分群Ｌ３Ｂを小型化及び軽量化することができる。また、第３部分群Ｌ３Ｃを負の屈折力とすることで、テレフォトの効果を高めてレンズ全長を短くすることができる。ただし、各部分群の屈折力の符号は上述したものに限られず、必要に応じて第１部分群Ｌ３Ａを負の屈折力としたり、第２部分群Ｌ３Ｂを正の屈折力としたり、第３部分群Ｌ３Ｃを正の屈折力としたりしてもよい。

【0039】

また、必要に応じて第１部分群Ｌ３Ａと第３部分群Ｌ３Ｃの少なくとも一方が像ぶれ補正に際して移動する構成を採ってもよい。このとき、第２部分群Ｌ３Ｂを像ぶれ補正に際して不動としてもよい。すなわち、第１部分群Ｌ３Ａ、第２部分群Ｌ３Ｂ、及び第３部分群Ｌ３Ｃの少なくとも一つを移動させることにより像ぶれ補正を行えばよい。あるいは、必要に応じて第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２の少なくとも一方の一部に防振群を設けてもよい。

【0040】

以下に、実施例１乃至５に対応する数値データを示す。各数値データにおいて、物体側から数えたときの光学面の番号をｉとするとき、ｒは第ｉ面の曲率半径、ｄは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の軸上間隔（光軸上での距離）を示す。ｎｄは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の媒質のｄ線に対する屈折率、νｄは該媒質のｄ線を基準としたアッベ数を示している。また、「焦点距離」は無限遠合焦時の全系の焦点距離、「半画角」は撮像半画角（度）、ＢＦはバックフォーカスの空気換算値を示している。なお、アッべ数νｄは、Ｆ線（４８６．１３ｎｍ）、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）に対する屈折率を各々ｎＦ、ｎｄ、ｎＣとしたとき以下の式で定義される値である。
νｄ＝（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）

【0041】

［数値データ１］
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd vd
1 154.563 14.23 1.59522 67.7
2 679.967 120.54
3 94.854 14.30 1.43700 95.1
4 -304.998 0.17
5 -287.507 1.50 1.80610 33.3
6 74.518 2.79
7 74.498 11.84 1.43700 95.1
8 ∞ 17.88
9 67.130 5.78 1.89286 20.4
10 126.373 1.51
11 70.327 2.00 1.83400 37.2
12 40.256 10.32 1.43700 95.1
13 136.385 6.96
14(絞り) ∞ 5.00
15 -565.591 1.60 1.61800 63.4
16 60.054 36.49
17 100.609 1.40 1.89286 20.4
18 65.895 7.56 1.51742 52.4
19 -93.947 1.00
20 93.499 5.02 1.80610 33.3
21 -121.235 1.20 1.53775 74.7
22 36.546 5.43
23 -82.443 1.20 1.72916 54.7
24 68.591 3.01
25 137.981 4.68 1.65412 39.7
26 -1079.970 6.25
27 71.027 10.18 1.72047 34.7
28 -58.536 1.50 1.80810 22.8
29 -358.382 2.00
30 137.275 1.40 1.92286 20.9
31 66.149 6.02 1.49700 81.5
32 -67.277 4.78
33 -90.283 1.20 1.77250 49.6
34 21.745 10.05 1.71736 29.5
35 -33.233 0.55
36 -25.355 1.47 1.72916 54.7
37 33.912 9.48 1.54072 47.2
38 -22.646 0.10
39 -36.033 1.20 1.65160 58.5
40 45.606 0.10
41 39.716 8.07 1.73800 32.3
42 -26.727 1.20 1.92286 20.9
43 -1863.408 88.12
像面 ∞

各種データ
焦点距離 820.00
Fナンバー 5.90
半画角 1.51
像高 21.64
レンズ全長 437.08
BF 88.12

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 187.58
2 15 -87.76
3 17 -178.50

【0042】

［数値データ２］
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd vd
1 202.979 13.85 1.59349 67.0
2 1146.213 159.36
3 112.201 13.48 1.43387 95.1
4 -294.589 0.08
5 -285.813 2.03 1.80610 33.3
6 95.724 0.64
7 85.744 9.70 1.43387 95.1
8 383.200 41.51
9 80.052 5.75 1.80810 22.8
10 167.608 0.15
11 91.557 2.26 1.77250 49.6
12 45.827 10.97 1.43875 94.7
13 202.203 20.88
14(絞り) ∞ 5.00
15 2486.000 2.00 1.59349 67.0
16 68.618 36.49
17 155.135 1.80 1.89286 20.4
18 60.697 5.22 1.70154 41.2
19 -150.303 8.04
20 64.876 3.66 1.85478 24.8
21 -242.070 1.45 1.61800 63.4
22 33.397 4.39
23 -100.746 1.10 1.81600 46.6
24 149.076 5.00
25 48.596 3.17 1.74077 27.8
26 -404.782 1.18
27 138.695 2.77 1.71736 29.5
28 -130.959 0.86 1.92286 20.9
29 419.022 1.92
30 -162.632 1.40 1.91082 35.2
31 79.849 6.02 1.53775 74.7
32 -65.599 3.25
33 -75.659 1.20 1.81600 46.6
34 55.017 10.05 1.65412 39.7
35 -32.781 0.87
36 -28.199 1.50 1.59522 67.7
37 33.147 9.51 1.51823 58.9
38 -27.446 0.38
39 -33.252 1.20 1.70300 52.4
40 82.476 0.30
41 69.620 8.05 1.71736 29.5
42 -28.138 1.20 1.92286 20.9
43 -103.166 140.36
像面 ∞

各種データ
焦点距離 1180.10
Fナンバー 8.00
半画角 1.05
像高 21.64
レンズ全長 550.00
BF 140.36

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 262.69
2 15 -118.94
3 17 -201.50

【0043】

［数値データ３］
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd vd
1 239.922 10.06 1.59349 67.0
2 7630.475 143.66
3 92.483 11.58 1.43387 95.1
4 -609.787 0.07
5 -571.874 1.85 1.80610 33.3
6 110.755 0.15
7 80.471 8.00 1.43387 95.1
8 268.516 29.41
9 74.041 3.77 1.92286 18.9
10 114.095 0.15
11 81.951 2.10 1.83481 42.7
12 40.678 10.10 1.43700 95.1
13 212.122 13.05
14(絞り) ∞ 5.00
15 453.386 1.60 1.59522 67.7
16 67.582 36.49
17 250.519 1.30 1.89286 20.4
18 41.617 4.42 1.80610 33.3
19 -260.662 8.04
20 69.888 4.44 1.66680 33.0
21 -53.319 1.30 1.59522 67.7
22 42.907 3.59
23 -112.551 1.10 1.77250 49.6
24 63.547 3.00
25 71.157 2.95 1.76182 26.5
26 -3456.991 2.76
27 67.168 2.77 1.68893 31.1
28 -162.677 3.76 1.90043 37.4
29 110.060 1.06
30 146.490 1.40 1.90043 37.4
31 58.451 6.02 1.49700 81.5
32 -64.196 3.25
33 -101.733 1.20 1.75500 52.3
34 22.804 10.05 1.72047 34.7
35 -33.199 0.87
36 -26.967 1.50 1.69930 51.1
37 48.467 9.51 1.51742 52.4
38 -24.871 0.38
39 -35.800 1.20 1.61772 49.8
40 50.064 0.30
41 44.202 8.05 1.71736 29.5
42 -27.006 1.20 1.92286 20.9
43 -294.520 115.01
像面 ∞

各種データ
焦点距離 1000.00
Fナンバー 8.00
半画角 1.24
像高 21.64
レンズ全長 477.48
BF 115.01

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 215.09
2 15 -133.64
3 17 -103.47

【0044】

［数値データ４］
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd vd
1 148.873 15.64 1.59349 67.0
2 588.063 117.90
3 89.476 14.55 1.43700 95.1
4 -297.675 0.20
5 -288.374 2.10 1.80610 33.3
6 66.359 2.06
7 66.691 12.93 1.43700 95.1
8 14668.598 17.05
9 64.298 6.21 1.89286 20.4
10 132.593 0.32
11 69.442 2.72 1.83400 37.2
12 38.710 9.67 1.43875 94.7
13 95.465 9.65
14(絞り) ∞ 4.50
15 -477.364 1.90 1.61800 63.4
16 61.827 32.21
17 115.625 2.10 1.89286 20.4
18 72.037 7.20 1.53172 48.8
19 -92.175 2.10
20 110.462 5.13 1.80610 33.3
21 -136.740 1.60 1.53775 74.7
22 39.052 4.91
23 -91.721 1.60 1.72916 54.7
24 73.953 6.75
25 87.265 6.00 1.65412 39.7
26 -746.562 2.75
27 92.618 10.23 1.72047 34.7
28 -56.836 2.10 1.80810 22.8
29 -669.731 1.64
30 145.532 1.40 1.92286 20.9
31 64.398 6.12 1.49700 81.5
32 -62.120 3.30
33 -93.129 1.30 1.77250 49.6
34 21.107 10.15 1.71736 29.5
35 -32.887 0.90
36 -24.583 1.50 1.72916 54.7
37 38.446 9.51 1.54072 47.2
38 -22.396 0.38
39 -35.368 1.30 1.65160 58.5
40 45.856 0.30
41 38.488 8.05 1.73800 32.3
42 -25.087 1.30 1.92286 20.9
43 -714.778 87.88
像面 ∞

各種データ
焦点距離 780.00
Fナンバー 5.90
半画角 1.59
像高 21.64
レンズ全長 437.12
BF 87.88

レンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 196.48
2 15 -88.45
3 17 -251.98

【0045】

以下の表に、各実施例における前述の各条件式に関する諸数値を示す。

【0046】

【表1】

【0047】

図９は、本発明の実施形態に係る光学機器としての撮像装置（デジタルスチルカメラ）の概略図（模式図）である。本実施形態の撮像装置は、カメラ本体１０と、光学系１１と、光学系１１によって形成される像を光電変換する撮像素子（光電変換素子）１２とを備える。光学系１１は、上述した各実施例の何れかに係る光学系Ｌ０であり、保持部材（鏡筒）により保持されている。撮像素子１２は、光学系１１からの光を受光することで物体の撮像を行う素子であり、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子を採用することができる。

【0048】

なお、本実施形態に係る撮像装置はカメラ本体１０と光学系１１とが一体化されたレンズ一体型カメラを想定しているが、レンズ交換式カメラであってもよい。例えば、光学系１１を保持する保持部材が撮像装置としてのカメラ本体１０に着脱可能である光学装置（レンズ装置）を採用してもよい。また、各実施例の光学系は、上述した撮像装置に用に限らず、銀塩フィルム用カメラやデジタルビデオカメラ、望遠鏡や双眼鏡、プロジェクタ（投射装置）等の種々の光学機器に適用することができる。

【0049】

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】

【0050】

Ｌ０ 光学系
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】