(57)【要約】      （修正有）【課題】全系が小型で、かつ最大撮像倍率が大きく、物体距離全般にわたり高い光学性能を有する光学系を得る。【解決手段】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、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３からなり、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において、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は物体側へ移動し、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２、無限遠に合焦しているときの第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離ｆ１２、バックフォーカスＳｋとするとき、７．０＜ｆ１／Ｓｋ＜２０．０、０．８＜ｆ１２／ｆ２＜２．５なる条件式を満足する。【選択図】図１
2020052118.tif 000002
【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、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群からなり、
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において、
無限遠から近距離へのフォーカシングに際して前記第２レンズ群は物体側へ移動し、
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、無限遠に合焦しているときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆ１２、バックフォーカスをＳｋとするとき、
７．０＜ｆ１／Ｓｋ＜２０．０
０．８＜ｆ１２／ｆ２＜２．５
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】
無限遠にフォーカスしているときの前記第２レンズ群の横倍率をβ２、無限遠にフォーカスしているときの前記第３レンズ群の横倍率をβ３とするとき、
０．５＜（１−β２２）×β３２＜１．５
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３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
−１６．０＜ｆ３／ｆ２＜−１．５
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３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
−１．２０＜ｆ１／ｆ３＜−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３のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項５】
前記第１レンズ群のレンズ群の厚みをＤ１、前記第２レンズ群のレンズ群の厚みをＤ２とするとき、
０．１＜Ｄ１／Ｄ２＜２０．０
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１項に記載の光学系。
【請求項６】
前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
５．０＜ｆ／Ｓｋ＜１５．０
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のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項７】
無限遠にフォーカスしているときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔をＤ１２とするとき、
１．０＜ｆ２／Ｄ１２＜４．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項８】
無限遠にフォーカスしているときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔をＤ１２、無限遠にフォーカスしているときの前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔をＤ２３とするとき、
４．０＜Ｄ１２／Ｄ２３＜２０．０
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１項に記載の光学系。
【請求項９】
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に開口絞りを有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１０】
フォーカシングに際して前記第１レンズ群と前記第３レンズ群は不動であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１１】
無限遠から近距離へのフォーカシングに際して前記第１レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１２】
無限遠から近距離へのフォーカシングに際して前記第３レンズ群は像側へ移動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光学系と、該光学系によって形成される像を受光する撮像素子とを備え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、光学系及びそれを有する撮像装置に関し、例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ＴＶカメラ、監視カメラ等の撮像光学系に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置に用いられる撮像光学系は、高い光学性能を維持したまま全系を小型化し、さらに最大撮影倍率を向上させる（高くする）ことが要望されている。またこのような撮像光学系には、迅速にフォーカス（合焦）ができること、フォーカシングに際して収差変動が少ないこと等が強く要望されている。フォーカス速度が速いフォーカシング方式として、レンズ系の中間に位置する小型軽量のレンズ群を動かしてフォーカシングをするインナーフォーカス方式を用いた撮像光学系が知られている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１では、物体側から像側へ順に正、正、負の屈折力の第１レンズ群乃至第３レンズ群よりなり、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第２レンズ群が物体側へ移動する撮像光学系を開示している。
【０００４】
また、フォーカシングの際に複数のレンズ群を独立に移動させ、フォーカシングに際しての諸収差の変動を補正する、所謂フローティング方式を採用した撮像光学系が知られている（特許文献２）。特許文献２は物体側から像側へ順に正、負、正、負の屈折力の第１レンズ群乃至第４レンズ群からなり、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第２レンズ群を像側へ第３レンズ群を物体側へ移動するインナーフォーカス式マクロレンズを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０４３１０４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
撮像装置に用いられる撮像光学系には全系が小型で、物体距離全般にわたって高い光学性能を有し、かつ最大撮像倍率が大きいこと等が要望されている。撮像光学系において、全系の小型化を図るには、像側に強い負の屈折力を持つレンズ群を配置し射出瞳を像側に近づければ良い。上述の特許文献１に開示されている撮像光学系では物体側から像側へ順に正、正、負の屈折力のレンズ群を有する構成とすることで射出瞳を像側に近づけ小型な撮像光学系を得ている。
【０００７】
一方、最大撮像倍率を大きくするためには、フォーカシングによるレンズ群の繰り出し量を確保する必要があり、そうすると全系の小型化を図ることが困難となる。特に望遠型の撮像光学系においては、フォーカシングによる繰り出し量が大きくなるため、全系の小型化を図りつつ最大撮像倍率を大きくするのが困難となる。全系の小型化を図りつつ、最大撮像倍率が大きく、かつフォーカシングに際しての収差変動が少なく、物体距離全般にわたり高い光学性能を得るには、フォーカスレンズ群を適切に選択し、かつレンズ構成を適切に構成することが重要になってくる。
【０００８】
本発明は、全系が小型で、かつ最大撮像倍率が大きく、物体距離全般にわたり高い光学性能を有する光学系およびそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、正の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群からなり、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において、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して前記第２レンズ群は物体側へ移動し、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、無限遠に合焦しているときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆ１２、バックフォーカスをＳｋとするとき、
７．０＜ｆ１／Ｓｋ＜２０．０
０．８＜ｆ１２／ｆ２＜２．５
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、全系が小型で、かつ最大撮像倍率が大きく、物体距離全般にわたり高い光学性能を有する光学系が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の光学系のレンズ断面（物体距離：無限遠）
【図２】（Ａ）、（Ｂ）  実施例１の光学系の縦収差図（物体距離：無限遠、至近）
【図３】実施例２の光学系のレンズ断面（物体距離：無限遠）
【図４】（Ａ）、（Ｂ）  実施例２の光学系の縦収差図（物体距離：無限遠、至近））
【図５】実施例３の光学系のレンズ断面（物体距離：無限遠）
【図６】（Ａ）、（Ｂ）  実施例３の光学系の縦収差図（物体距離：無限遠、至近）
【図７】実施例４の光学系のレンズ断面（物体距離：無限遠）
【図８】（Ａ）、（Ｂ）  実施例４の光学系の縦収差図（物体距離：無限遠、至近）
【図９】実施例５の光学系のレンズ断面（物体距離：無限遠）
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）  実施例５の光学系の縦収差図（物体距離：無限遠、至近）
【図１１】実施例６の光学系のレンズ断面（物体距離：無限遠）
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）  実施例６の光学系の縦収差図（物体距離：無限遠、至近）
【図１３】実施例７の光学系のレンズ断面（物体距離：無限遠）
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）  実施例７の光学系の縦収差図（物体距離：無限遠、至近）
【図１５】本発明の撮像装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の光学系及びそれを有する撮像装置について説明する。本発明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Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３からなっている。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。
【００１３】
図１は本発明の実施例１の光学系のレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例１の無限遠に合焦しているときと、最至近に合焦しているときの縦収差図である。実施例１は後述する数値データをｍｍ単位で表したとき（以下同じ）焦点距離８４．０５ｍｍ、Ｆナンバー１．８６の光学系である。
【００１４】
図３は本発明の実施例２の光学系のレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例２の無限遠に合焦しているときと、最至近に合焦しているときの縦収差図である。実施例２は焦点距離８４．０５ｍｍ、Ｆナンバー１．８６の光学系である。
【００１５】
図５は本発明の実施例３の光学系のレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例３の無限遠に合焦しているときと、最至近に合焦しているときの縦収差図である。実施例３は焦点距離８４．０５ｍｍ、Ｆナンバー１．８６の光学系である。
【００１６】
図７は本発明の実施例４の光学系のレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例４の無限遠に合焦しているときと、最至近に合焦しているときの縦収差図である。実施例４は焦点距離１０１．０３ｍｍ、Ｆナンバー２．８８の光学系である。
【００１７】
図９は本発明の実施例５の光学系のレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例５の無限遠に合焦しているときと、最至近に合焦しているときの縦収差図である。実施例５は焦点距離９６．２４ｍｍ、Ｆナンバー２．０６の光学系である。
【００１８】
図１１は本発明の実施例６の光学系のレンズ断面図である。図１２（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例６の無限遠に合焦しているときと、最至近に合焦しているときの縦収差図である。実施例６は焦点距離８４．０５ｍｍ、Ｆナンバー１．８６の光学系である。
【００１９】
図１３は本発明の実施例７の光学系のレンズ断面図である。図１４（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例７の無限遠に合焦しているときと、最至近に合焦しているときの縦収差図である。実施例７は焦点距離８４．０５ｍｍ、Ｆナンバー１．８６の光学系である。
【００２０】
図１５は、本発明の光学系を用いた撮像装置の要部概略図である。
【００２１】
各実施例の光学系はデジタルスチルカメラ、監視カメラ、ＴＶカメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系である。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。尚、各実施例の光学系をプロジェクター等の投射レンズとして用いるときは、左方がスクリーン、右方が被投射画像となる。レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は正の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は負の屈折力の第３レンズ群である。
【００２２】
ＳＰは開口絞り（Ｆナンバー決定絞り）である。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮像光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれている。ｆｏｃｕｓに関する矢印は無限遠から至近距離へのフォーカシング（合焦）に際してのレンズ群の移動方向を示している。
【００２３】
球面収差図において実線のｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、二点鎖線のｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図において点線のΔＭはメリディオナル像面、実線のΔＳはサジタル像面である。歪曲はｄ線について示している。倍率色収差はｇ線を表わしている。ωは半画角（度）、ＦｎｏはＦナンバーである。
【００２４】
各実施例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Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３からなる。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。そして無限遠から至近端へのフォーカシング（合焦）に際し、各レンズ群のうち少なくとも第２レンズ群Ｌ２は物体側へ移動する。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。無限遠に合焦（フォーカス）させたときの第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離をｆ１２、バックフォーカスをＳｋとする。このとき、
７．０＜ｆ１／Ｓｋ＜２０．０・・・（１）
０．８＜ｆ１２／ｆ２＜２．５・・・（２）
なる条件式を満足する。
【００２５】
次に各実施例の光学系の構成および前述した条件式（１）、（２）の技術的意味について説明する。
【００２６】
一般に高い光学性能に保ったまま光学系の小型化を図るためには光学系の射出瞳距離を像側に近付ければ良い。さらに、小型を維持しつつ最大撮影倍率を向上させるためには、大きなフォーカス敏感度を確保し、フォーカシングによるレンズ群の繰り出し量（移動量）を小さくすれば良い。フォーカス敏感度ＦＢは下記式で求めることができる。
【００２７】
ＦＢ＝（１−βｆ２）×βＬ２
βｆ：フォーカスレンズ群の横倍率
βＬ：フォーカスレンズ群より後ろにあるレンズ群の合成横倍率
上記式から一般的に、フォーカスレンズ群とそれより像側のレンズ群のパワーを強くすることで十分なフォーカス敏感度ＦＢを確保することができる。したがって、最も像側に負のパワー（屈折力）を持つレンズ群を配置し、その物体側に正のパワーを持つフォーカスレンズ群を配置することで射出瞳距離の短縮化を図りつつフォーカス敏感度ＦＢを高めることができる。
【００２８】
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、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３からなっている。さらに、光学系Ｌ０の小型を維持しつつ最大撮影倍率を向上させるために、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の屈折力バランスを最適化している。そして、フォーカシングに際して正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を移動することで、フォーカス敏感度の確保を行い、小さい繰り出し量で最大撮影倍率の向上を図っている。
【００２９】
条件式（１）、（２）は第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離（屈折力の逆数）に関する。条件式（１）の下限を下回ると第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が強くなりすぎて、収差補正が困難となる。条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が弱くなり、射出瞳距離が遠くなるため、光学系が大型化してくる。
【００３０】
条件式（２）の下限を下回ると第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力が弱くなり、フォーカシングに際しての繰り出し量が大きくなり、光学系が大型化してくる。条件式（２）の上限を上回ると、第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力が強くなりすぎて、フォーカシングによる収差変動が大きくなるため好ましくない。
【００３１】
以上のように、条件式（１）、（２）を満足することにより高性能かつ、小型に保ちつつ最大撮影倍率を大きくしている。
【００３２】
更に好ましくは、条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３３】
７．１＜ｆ１／Ｓｋ＜１９．５      ・・・（１ａ）
０．９＜ｆ１２／ｆ２＜２．３      ・・・（２ａ）
更に好ましくは、条件式（１ａ）、（２ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３４】
７．２＜ｆ１／Ｓｋ＜１９．０      ・・・（１ｂ）
０．９５＜ｆ１２／ｆ２＜２．１０  ・・・（２ｂ）
各実施例において更に好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
【００３５】
無限遠にフォーカスしているときの第２レンズ群Ｌ２の横倍率をβ２、無限遠にフォーカスしているときの第３レンズ群Ｌ３の横倍率をβ３とする。第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をｆ３とする。第１レンズ群Ｌ１のレンズ群の厚み（物体側のレンズ面から像側のレンズ面までの距離）をＤ１、第２レンズ群Ｌ２のレンズ群の厚みをＤ２とする。光学系Ｌ０の焦点距離をｆとする。無限遠にフォーカスしているときの第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔をＤ１２とする。無限遠にフォーカスしているときの第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔をＤ２３とする。このとき、次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
【００３６】
０．５＜（１−β２２）×β３２＜１．５・・・（３）
−１６．０＜ｆ３／ｆ２＜−１．５    ・・・（４）
−１．２０＜ｆ１／ｆ３＜−０．１０  ・・・（５）
０．１＜Ｄ１／Ｄ２＜２０．０        ・・・（６）
５．０＜ｆ／Ｓｋ＜１５．０          ・・・（７）
１．０＜ｆ２／Ｄ１２＜４．０        ・・・（８）
４．０＜Ｄ１２／Ｄ２３＜２０．０    ・・・（９）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
【００３７】
条件式（３）は第２レンズ群Ｌ２のフォーカス敏感度に関する。条件式（３）の下限を下回ると、第２レンズ群Ｌ２のフォーカス敏感度が低くなり、至近への合焦の際に繰り出し量が大きくなり、光学系が大型化してくる。また条件式（３）の上限を超えるとフォーカス敏感度が高くなり、軸外光線の光路が物体距離によって大きく変動し、像面湾曲の補正が困難となるので好ましくない。
【００３８】
条件式（４）は第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の比に関する。条件式（４）の下限を下回ると、像側の負の屈折力が小さくなり、射出瞳の距離が長くなるため、光学系が大型化してくる。また条件式（４）の上限を超えると、第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力が強くなり（負の屈折力の絶対値が大きくなり）、諸収差の補正が困難となる。
【００３９】
条件式（５）は第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の比に関する。条件式（５）の上限を上回ると、像側の負の屈折力が小さくなり、射出瞳の距離が長くなるため、光学系が大型化してくる。また条件式（５）の下限を超えると、第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力が強くなり、諸収差の補正が困難となる。
【００４０】
条件式（６）は第１レンズ群Ｌ１のレンズ群の厚みと第２レンズ群Ｌ２のレンズ群の厚みに関する。条件式（６）の下限を下回ると、第２レンズ群Ｌ２と共にフォーカス機構が大きくなるため、光学系が径方向に大型化してくる。また条件式（６）の上限を超えると、第１レンズ群Ｌ１のレンズ群の厚みが長くなるため、光学系が光軸方向に大型化してくる。
【００４１】
条件式（７）は光学系のバックフォーカスと焦点距離の比に関する。条件式（７）の下限を下回ると、相対的にバックフォーカスが短くなり、有効径の大きなレンズを像側に配置することになり、光学系が径方向に大型化してくる。条件式（７）の上限を上回ると、バックフォーカスが長くなり、光学系が光軸方向に大型化してくる。
【００４２】
条件式（８）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離に対する第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔に関する。条件式（８）の下限を下回ると、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が大きくなり、光学系が光軸方向に大型化してくる。条件式（８）の上限を上回ると、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が小さくなり、フォーカシングのための第２レンズ群Ｌ２の繰り出し量の確保が少なくなり、最大撮影倍率を大きくすることが困難となる。
【００４３】
条件式（９）は第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔に対する第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔の比に関する。条件式（９）の下限を下回ると第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が小さくなり、フォーカスのための第２レンズ群Ｌ２の繰り出し量の確保が少なくなり、最大撮影倍率を大きくすることが困難となる。条件式（９）の上限を上回ると、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が大きくなり、光学系が光軸方向に大型化してくる。
【００４４】
更に好ましくは、条件式（３）乃至（９）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４５】
０．６０＜（１−β２２）×β３２＜１．４５・・・（３ａ）
−１５．８＜ｆ３／ｆ２＜−１．６０      ・・・（４ａ）
−１．１９＜ｆ１／ｆ３＜−０．１１        ・・（５ａ）
０．５＜Ｄ１／Ｄ２＜１．８              ・・・（６ａ）
５．２＜ｆ／Ｓｋ＜１３．０              ・・・（７ａ）
１．２＜ｆ２／Ｄ１２＜２．９            ・・・（８ａ）
６．０＜Ｄ１２／Ｄ２３＜１８．０        ・・・（９ａ）
更に好ましくは、条件式（３ａ）乃至（９ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４６】
０．７０＜（１−β２２）×β３２＜１．４０・・・（３ｂ）
−１５．７＜ｆ３／ｆ２＜−１．７０      ・・・（４ｂ）
−１．１９０＜ｆ１／ｆ３＜−０．１１５  ・・・（５ｂ）
０．５５＜Ｄ１／Ｄ２＜１．７７          ・・・（６ｂ）
５．３＜ｆ／Ｓｋ＜１２．０              ・・・（７ｂ）
１．３＜ｆ２／Ｄ１２＜２．８            ・・・（８ｂ）
８．０＜Ｄ１２／Ｄ２３＜１５．０        ・・・（９ｂ）
また、第１レンズ群Ｌ１の大型化を避けるためには、開口絞りはＳＰを第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間に配置することが好ましい。また、フォーカス機構の大型化を避けるためには、フォーカシングの際、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３は不動であることが好ましい。
【００４７】
無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動することが良い。また、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第３レンズ群は像側へ移動するのが良い。
【００４８】
次に各実施例のズームレンズのレンズ構成について説明する。
【００４９】
以下に示す数値データは後述する各数値実施例の単位をｍｍで表したときである。このことは以下全て同じである。
［実施例１］
【００５０】
以下、図１を参照して、本発明の実施例１の光学系Ｌ０について説明する。実施例１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Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成されている。実施例１の光学系Ｌ０は無限遠から近距離のフォーカシングに際して第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３を不動として、第２レンズ群Ｌ２を物体側に稼動させている。
［実施例２乃至５］
【００５１】
実施例２乃至５の光学系Ｌ０のレンズ群の数、各レンズ群の屈折力の符号、フォーカシングに際してのレンズ群の移動像件は実施例１と同じである。
［実施例６］
【００５２】
以下、図１１を参照して、本発明の実施例６の光学系Ｌ０について説明する。実施例６の光学系Ｌ０のレンズ群の数、各レンズ群の屈折力の符号等については実施例１と同じである。実施例６の光学系Ｌ０は無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第３レンズ群Ｌ３を不動として、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２を物体側に稼動させている。
［実施例７］
【００５３】
以下、図１３を参照して、本発明の実施例７の光学系Ｌ０について説明する。実施例７の光学系Ｌ０のレンズ群の数、各レンズ群の屈折力の符号等については実施例１と同じである。実施例７の光学系Ｌ０は無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第１レンズ群Ｌ１を不動として、第２レンズ群Ｌ２を物体側に、第３レンズ群Ｌ３を像側に稼動させている。
【００５４】
図１５は本発明の撮像装置（カメラ）の要部概略図である。図１５において、１０はカメラ本体、１１は本発明の光学系によって構成された撮像光学系である。１２はカメラ本体１０に内蔵され、撮像光学系１１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）である。
【００５５】
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、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。本発明の光学系Ｌ０は一眼レフカメラ交換レンズ等の撮像装置にも同様に適用することもできる。この他、本発明の光学系は、デジタルカメラ・ビデオカメラ等の他に望遠鏡、双眼鏡、複写機、プロジェクター等の光学機器にも同様に適用できる。
【００５６】
以下、実施例１乃至７の光学系Ｌ０に対応する具体的な数値データ１乃至７を示す。ｉは物体から数えた順序を示す。面番号ｉは物体側から順に数えている。ｒｉは第ｉ番目の光学面の曲率半径（ｍｍ）、ｄｉは第ｉ番目と第ｉ＋１番目の光学面間隔（ｍｍ）である。ｎｄｉとνｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の媒質の屈折率、アッベ数を表す。またＢＦは空気換算のバックフォーカスである。レンズ全長は第１レンズ面から像面までの距離を表す。
【００５７】
前述の各条件式に相当する各数値データにおける数値を表１に示す。
【００５８】
（数値データ１）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         45.722    5.92   1.60300    65.4       47.64
2        108.980    0.20                         46.35
3         38.820    5.34   1.83481    42.7       42.45
4         82.472    0.20                         41.15
5         30.224    7.83   1.59522    67.7       37.04
6        102.999    0.07                         33.53
7        105.111    3.10   1.95375    32.3       33.45
8         19.339    8.36                         26.34
9(絞り)    ∞     (可変)                         25.12
10        -46.472    1.50   1.48749    70.2       19.41
11         34.895    5.92   1.88300    40.8       22.64
12        -47.271    0.96                         23.62
13        -32.053    6.79   1.69895    30.1       23.67
14        -19.198    1.50   1.92286    18.9       25.66
15        -32.671  (可変)                         27.71
16        -34.605    5.45   1.92286    18.9       28.55
17        -27.141    5.05                         30.79
18        -24.704    4.35   1.89286    20.4       30.55
19        -53.734    0.20                         35.02
20        283.955    4.12   2.00069    25.5       37.44
21       -257.295   14.64                         38.12
像面        ∞   
各種データ
焦点距離      84.05  
Fナンバー      1.86  
半画角（度）  14.44  
像高          21.64  
レンズ全長   100.02  
BF            14.64  
物体距離／倍率   無限  β＝-0.14
d 9             16.01     3.33
d15              2.50    15.18
入射瞳位置    44.65  
射出瞳位置   -64.85  
前側主点位置  39.83  
後側主点位置 -69.41  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     121.36        31.03       -54.33        -54.52
2   10      66.51        16.67        10.29          0.40
3   16    -1039.67        19.17       -83.91       -104.64
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    126.19
2       3     83.22
3       5     69.09
4       7    -25.30
5      10    -40.64
6      11     23.53
7      13     56.27
8      14    -53.29
9      16    100.94
10      18    -55.11
11      20    135.41
（数値データ２） 
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1        141.431    3.29   1.64000    60.1       45.12
2       15502.588    0.20                         44.93
3         36.065    5.98   1.95375    32.3       43.40
4         75.261    0.20                         42.04
5         33.675    6.49   1.48749    70.2       38.68
6         92.224    0.06                         36.22
7         87.660    3.10   1.92119    24.0       36.00
8         23.936    8.41                         29.82
9(絞り)    ∞     (可変)                         28.33
10        -32.572    1.50   1.59270    35.3       21.26
11         73.622   16.11   2.00100    29.1       24.43
12        -39.951    1.22                         30.34
13        -32.180    3.38   1.92286    18.9       30.41
14        -49.869   -0.00                         32.99
15         84.794   10.00   1.65412    39.7       35.24
16        -38.390    1.50   1.92286    18.9       35.65
17        -69.678  (可変)                         36.47
18        -51.050    4.41   1.92286    18.9       36.37
19        -36.813   -0.00                         37.28
20        -48.272    3.04   1.92286    18.9       36.62
21        -44.137    1.05                         37.06
22        -36.035    2.22   1.70154    41.2       37.06
23       -159.359    0.53                         38.26
24       -109.446    1.50   2.00100    29.1       38.26
25       -272.429   11.00                         38.90
像面        ∞   
各種データ
焦点距離      84.05  
Fナンバー      1.86  
半画角（度）  14.43  
像高          21.64  
レンズ全長   109.56  
BF            11.00  
物体距離／倍率   無限  β＝-0.21
d 9             20.94    4.84
d17              3.42   19.52
入射瞳位置    35.52  
射出瞳位置   -66.55  
前側主点位置  28.47  
後側主点位置 -73.05  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     105.14        27.73       -31.20        -40.82
2   10      50.08        33.71        18.24          2.06
3   18     -88.87        12.75         0.52         -6.84
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    223.00
2       3     67.58
3       5    104.99
4       7    -36.60
5      10    -37.90
6      11     27.85
7      13   -108.24
8      15     41.74
9      16    -94.82
10      18    124.53
11      20    412.66
12      22    -66.87
13      24   -183.60
（数値データ３） 
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         57.083    4.60   1.59522    67.7       48.24
2        122.018    0.20                         47.21
3         43.512    5.00   2.00100    29.1       44.01
4         91.006    0.20                         42.48
5         36.127   10.63   1.59522    67.7       39.01
6        127.339    0.12                         32.70
7        127.715    3.10   1.92119    24.0       32.52
8         21.026    7.88                         26.45
9(絞り)    ∞     (可変)                         25.36
10        -71.987    1.50   1.48749    70.2       20.02
11         32.668    5.95   1.88300    40.8       22.91
12        -60.269    1.17                         23.80
13        -34.026   10.00   1.67270    32.1       23.85
14        -19.166    1.50   1.92286    18.9       26.90
15        -31.539  (可変)                         29.07
16        -37.989    4.26   1.89286    20.4       29.89
17        -28.920    6.50                         31.35
18        -25.785    2.00   2.00069    25.5       30.88
19        -72.600    0.20                         34.26
20      -1004.889    2.00   1.72047    34.7       36.06
21         47.782   13.86   2.00100    29.1       39.16
22       -130.619    7.08                         41.33
像面        ∞   
各種データ
焦点距離      84.05  
Fナンバー      1.86  
半画角（度）  14.43  
像高          21.64  
レンズ全長   106.58  
BF             7.08  
物体距離／倍率   無限  β＝-0.17
d 9             16.34     2.73
d15              2.50    16.11
d22              7.08    
入射瞳位置    44.33  
射出瞳位置   -78.39  
前側主点位置  45.73  
後側主点位置 -76.97  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     133.38        31.73       -61.28        -58.94
2   10      60.00        20.12        10.85         -1.76
3   16    -657.70        28.82       -51.60        -76.02
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    175.56
2       3     79.13
3       5     81.20
4       7    -27.71
5      10    -45.88
6      11     24.73
7      13     51.34
8      14    -56.21
9      16    111.09
10      18    -40.83
11      20    -63.26
12      21     36.36
（数値データ４）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         45.211   11.60   1.58484    68.0       49.94
2        683.833    0.20                         46.65
3         52.019    7.33   1.85025    30.1       41.56
4         76.242    0.20                         36.08
5         48.141   11.73   1.59522    67.7       34.10
6         69.157    1.11                         21.74
7        754.851    3.10   2.00100    29.1       20.98
8         26.076    8.25                         18.25
9(絞り)    ∞     (可変)                         17.47
10        200.711    1.50   1.59270    35.3       17.75
11         31.751    5.89   1.80100    35.0       19.13
12        -51.049    1.25                         20.32
13        -26.069   10.00   1.84666    23.8       20.38
14        -14.749    1.50   1.92286    18.9       23.72
15        -28.301  (可変)                         26.32
16        -35.747   10.00   1.92286    18.9       27.08
17        -31.229    9.87                         31.39
18        -28.123    3.81   1.92286    18.9       30.93
19       -221.952    0.20                         35.39
20        148.083    6.90   1.89286    20.4       37.55
21        -77.186   18.70                         38.70
像面        ∞   
各種データ
焦点距離     101.03  
Fナンバー      2.88  
半画角（度）  12.09  
像高          21.64  
レンズ全長   130.45  
BF            18.70  
物体距離／倍率   無限  β＝-0.18
d 9             14.80     2.50
d15              2.50    14.80
入射瞳位置    69.99  
射出瞳位置   -91.25  
前側主点位置  78.19  
後側主点位置 -82.32  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     300.02        43.52      -231.76       -150.44
2   10      47.47        20.15        11.31         -1.21
3   16    -476.64        30.78       -52.99        -82.64
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     82.23
2       3    169.04
3       5    220.26
4       7    -27.04
5      10    -63.85
6      11     25.24
7      13     28.55
8      14    -35.25
9      16    129.83
10      18    -35.23
11      20     57.66
（数値データ５）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         82.618    6.81   1.49700    81.5       46.72
2        539.692    0.20                         45.96
3         31.622    7.96   1.80100    35.0       43.84
4         77.910    0.20                         42.00
5         32.625    6.97   1.59522    67.7       37.85
6        111.289    0.95                         34.86
7        125.138    3.10   2.00069    25.5       33.25
8         20.409    8.00                         26.29
9(絞り)    ∞     (可変)                         24.75
10        -25.433    1.50   1.83481    42.7       17.20
11         33.936    6.92   1.95375    32.3       17.54
12        -27.879    3.13                         17.74
13        -20.578    8.84   1.85896    22.7       17.81
14        -29.755   -0.00                         22.67
15         48.921    8.66   1.63930    44.9       23.98
16        -22.666    1.50   1.95906    17.5       24.01
17        -40.162  (可変)                         24.63
18        -38.479    3.49   1.95906    17.5       24.10
19        -28.718    0.20                         24.66
20        -38.433    2.00   1.95906    17.5       24.10
21        -56.187    1.56                         24.28
22        -26.989    2.00   1.88300    40.8       24.28
23       1512.184    1.20                         25.83
24        -73.249    5.38   1.84666    23.8       25.83
25        -27.607   14.96                         27.30
像面        ∞   
各種データ
焦点距離      96.24  
Fナンバー      2.06  
半画角（度）   8.08  
像高          13.66  
レンズ全長   115.28  
BF            14.96  
物体距離／倍率   無限  β＝-0.15
d 9             17.25     7.58
d17              2.50    12.17
入射瞳位置    51.02  
射出瞳位置  -193.50  
前側主点位置 102.83  
後側主点位置 -81.27  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     109.97        34.19       -52.71        -53.38
2   10      35.07        30.55        19.27          6.48
3   18    -134.56        15.83       -20.03        -35.64
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    195.32
2       3     61.73
3       5     75.06
4       7    -24.74
5      10    -17.22
6      11     16.97
7      13   -140.00
8      15     25.43
9      16    -56.63
10      18    100.47
11      20   -134.22
12      22    -30.01
13      24     49.64
（数値データ６）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1        103.121    3.00   1.64000    60.1       45.37
2        261.189    0.20                         44.86
3         35.803    6.68   1.91650    31.6       43.69
4         87.593    0.20                         42.27
5         34.598    6.84   1.59522    67.7       38.55
6        124.622    0.08                         35.91
7        123.566    3.10   2.00069    25.5       35.75
8         23.032    8.36                         29.06
9(絞り)    ∞     (可変)                         27.78
10       -122.038    1.50   1.48749    70.2       20.79
11         46.222    3.93   1.90525    35.0       22.29
12       -136.411    2.02                         22.94
13        -29.972    9.27   1.92286    18.9       23.04
14        -40.828    2.14                         28.69
15        411.500   10.00   1.60562    43.7       31.34
16        -26.184    1.50   1.89286    20.4       32.51
17        -43.950  (可変)                         34.23
18       -109.086    5.67   1.92286    18.9       34.90
19        -40.879    2.79                         35.59
20        -39.349    2.00   1.92286    18.9       34.18
21       -161.276    2.74                         35.32
22        -43.855    2.00   1.58144    40.8       35.32
23         72.847    0.16                         39.24
24         77.356    6.50   2.00100    29.1       39.24
25       -259.432    8.00                         40.07
像面        ∞   
各種データ
焦点距離      84.05  
Fナンバー      1.86  
半画角（度）  14.43  
像高          21.64  
レンズ全長   109.05  
BF             8.00  
物体距離／倍率   無限  β＝-0.53
d 9             17.87     2.50
d17              2.50    38.44
入射瞳位置    36.83  
射出瞳位置   -68.98  
前側主点位置  29.12  
後側主点位置 -76.05  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     122.13        28.46       -43.33        -48.40
2   10      60.02        30.35        18.74          0.20
3   18    -147.46        21.87         5.56         -8.79
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    264.28
2       3     62.23
3       5     78.25
4       7    -28.73
5      10    -68.57
6      11     38.53
7      13   -206.94
8      15     41.00
9      16    -75.55
10      18     68.13
11      20    -56.85
12      22    -46.79
13      24     60.11
（数値データ７）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         59.480    4.59   1.72916    54.7       45.12
2        166.495    0.20                         44.56
3         43.260    5.75   2.00100    29.1       42.85
4         68.394    0.20                         40.51
5         42.263    6.45   1.59522    67.7       38.87
6        130.366    1.20                         36.09
7        134.160    3.10   1.85478    24.8       34.54
8         23.915    8.06                         28.91
9(絞り)    ∞     (可変)                         27.91
10        -98.374    1.50   1.54814    45.8       22.01
11         34.720    5.75   1.88300    40.8       24.13
12        -68.439    1.26                         24.90
13        -36.440   10.00   1.68893    31.1       24.95
14        -21.165    1.50   1.85896    22.7       28.05
15        -36.137  (可変)                         30.02
16        -42.178    3.72   1.85478    24.8       30.78
17        -33.282    9.93                         32.04
18        -28.726    2.00   1.92119    24.0       32.22
19        -80.345   -0.00                         35.34
20       6601.279    2.00   1.62004    36.3       36.93
21         51.153   10.00   2.00100    29.1       39.72
22       -246.571   (可変)                        40.73
像面        ∞   
各種データ
焦点距離      84.05  
Fナンバー      1.86  
半画角（度）  14.43  
像高          21.64  
レンズ全長   109.68  
BF            10.44  
物体距離／倍率   無限  β＝-0.19
d 9           19.53     2.59
d15            2.50    21.76
d22           10.44     8.13
入射瞳位置    37.91  
射出瞳位置   -76.06  
前側主点位置  40.28  
後側主点位置 -73.61  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
1    1     142.66        29.54       -51.54        -54.98
2   10      70.59        20.01        11.49         -0.89
3   16    -700.31        27.65       -12.88        -33.03
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    124.66
2       3    105.53
3       5    102.27
4       7    -34.49
5      10    -46.63
6      11     26.79
7      13     57.84
8      14    -62.36
9      16    154.76
10      18    -49.46
11      20    -83.15
12      21     43.04
【表１】
2020052118.tif 000003
【符号の説明】
【００５９】
ＳＰ    開口絞り
ＩＰ    像面
Ｌ１    第１レンズ群
Ｌ２    第２レンズ群
Ｌ３    第３レンズ群
【図１】
2020052118.tif 000004
【図２】
2020052118.tif 000005
【図３】
2020052118.tif 000006
【図４】
2020052118.tif 000007
【図５】
2020052118.tif 000008
【図６】
2020052118.tif 000009
【図７】
2020052118.tif 000010
【図８】
2020052118.tif 000011
【図９】
2020052118.tif 000012
【図１０】
2020052118.tif 000013
【図１１】
2020052118.tif 000014
【図１２】
2020052118.tif 000015
【図１３】
2020052118.tif 000016
【図１４】
2020052118.tif 000017
【図１５】
2020052118.tif 000018