(57)【要約】      （修正有）【課題】倍率色収差をはじめとする諸収差を良好に補正しつつ、光学系の小型化の実現が可能な、広角な光学系を提供する。【解決手段】複数のレンズ群と、開口絞りＳＰとを有する光学系であって、光学系の最も物体側の第１レンズ群Ｂ１は負の屈折力を有し、開口絞りＳＰより像側にあるレンズ群の合成焦点距離は、光学系の最短焦点距離の状態において正の屈折力を有し、第１レンズ群Ｂ１は、正の屈折力を有するレンズＰＬ、および、負の屈折力を有するレンズＮＬを有し、特定の式を満たす。【選択図】図１
2020134785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ群と、開口絞りとを有する光学系であって、
前記光学系の最も物体側の第１レンズ群Ｂ１は負の屈折力を有し、
前記開口絞りより像側にあるレンズ群の合成焦点距離は、前記光学系の最短焦点距離の状態において正の屈折力を有し、
前記Ｂ１は、正の屈折力を有するレンズＰＬ、および、負の屈折力を有するレンズＮＬを有し、
νｄ＿ＰＬを前記ＰＬのアッベ数、θｇＦ＿ＰＬを前記ＰＬの部分分散比、νｄ＿ＮＬを前記ＮＬのアッベ数、θｇＦ＿ＮＬを前記ＮＬの部分分散比とするとき、
１４＜νｄ＿ＰＬ＜２７                                    ・・・（１）
０．６０＜θｇＦ＿ＰＬ＜θｇＦ＿Ｎｏｒｍａｌ−０．００５  ・・・（２）
２０＜νｄ＿ＮＬ＜４０                                    ・・・（３）
θｇＦ＿Ｎｏｒｍａｌ＜θｇＦ＿ＮＬ                        ・・・（４）
ただし、
θｇＦ＿Ｎｏｒｍａｌ＝−１．６６５×１０−７×νｄ３＋５．２１３×１０−５×νｄ２−５．６５６×１０−３×νｄ＋０．７２６８                      ・・・（Ａ）
を満たすことを特徴とする光学系。
【請求項２】
前記ＰＬの屈折率Ｎｄ＿ＰＬは、
Ｎｄ＿ＰＬ＞１．７５                                      ・・・（５）
を満たす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ＰＬのシェイプファクターＳＦ＿ＰＬは、
−８．０＜ＳＦ＿ＰＬ＜５．０                              ・・・（６）
を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学系。
【請求項４】
前記光学系の最短焦点距離における焦点距離をｆｗ、前記最短撮影距離の状態におけるバックフォーカスをＢＦｗとすると、
ＢＦｗ／ｆｗ＞０．７                                      ・・・（７）
を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の光学系。
【請求項５】
前記ＰＬの焦点距離ｆｐは、
ｐ／ｆｗ＜１２．０                                      ・・・（８）
を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の光学系。
【請求項６】
前記ＰＬは、光学ガラスであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の光学系。
【請求項７】
前記ＰＬのアッベ数と、前記ＮＬのアッベ数とは、
νｄ＿ＮＬ／νｄ＿ＰＬ＞１．０                            ・・・（９）
を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の光学系。
【請求項８】
最短焦点距離における半画角ω（度）は、
ω＞４３．０                                              ・・・（１０）
を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の光学系。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何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像を受光する光電変換素子と、を備え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、光学系およびそれを有する撮像装置に関し、たとえば、写真用カメラ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、プロジェクタ、複写機等に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いられる光学系には、光学性能が良好であることはもちろん、加えて、レンズ全長（レンズの最も物体側の面から像面までの距離）が短いことが要求される。
【０００３】
広角レンズなどによく用いられるレトロフォーカスタイプの光学系においては、短い焦点距離と長いバックフォーカスを実現するために、開口絞りに対して物体側に負の屈折力を有するレンズ群が多く配置され、像側に正の屈折力を有するレンズ群が多く配置される。開口絞りの前後で非対称なパワー配置となるため、一般に、ガウスタイプなどをはじめとした対称系なパワー配置の光学系に対して、歪曲収差や倍率色収差などパワー配置の非対称に起因する収差の補正が困難になる。特に、レンズの小型化をするほど、各レンズ群の屈折力が強くなり、結果として収差補正がさらに困難になる。
【０００４】
レトロフォーカスタイプの光学系において、倍率色収差を補正する方法として、瞳近軸光線のレンズ面を通過する高さ（の絶対値）が大きくなる、開口絞りより物体側のレンズ群の正レンズに、異常部分分散を持った高分散材料を用いる方法がある。なお、異常部分分散については、単に異常分散と呼ばれることもある。このような方法により色収差の低減を行ったレトロフォーカスタイプの光学系が提案されている（特許文献１）。特許文献２には、レトロフォーカスタイプの光学系の第１群の正レンズに、高分散かつ、ｇ線とＦ線に関する部分分散比θｇＦが小さい材料を使用した光学系が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１３４６９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９３０６５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２に記載のレンズは、１群内の負レンズにも高分散材料を使用しており、１次の色消し効果が弱まってしまっている。一般に、レンズの広角化を実現するほど、倍率色収差の補正も困難になるため、更なる広角化が困難であった。従って、従来の方法では、広角レンズにおいて倍率色収差をはじめとする諸収差を良好に補正することが困難であった。
【０００７】
そこで本発明は、倍率色収差をはじめとする諸収差を良好に補正した、優れた画質を有する広角な光学系を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る光学系は、
複数のレンズ群と、開口絞りとを有する光学系であって、
前記光学系の最も物体側の第１レンズ群Ｂ１は負の屈折力を有し、
前記開口絞りより像側にあるレンズ群の合成焦点距離は、前記光学系の最短焦点距離の状態において正の屈折力を有し、
前記Ｂ１は、正の屈折力を有するレンズＰＬ、および、負の屈折力を有するレンズＮＬを有し、
νｄ＿ＰＬを前記ＰＬのアッベ数、θｇＦ＿ＰＬを前記ＰＬの部分分散比、νｄ＿ＮＬを前記ＮＬのアッベ数、θｇＦ＿ＮＬを前記ＮＬの部分分散比とするとき、
１４＜νｄ＿ＰＬ＜２７                                    ・・・（１）
０．６０＜θｇＦ＿ＰＬ＜θｇＦ＿Ｎｏｒｍａｌ−０．００５  ・・・（２）
２０＜νｄ＿ＮＬ＜４０                                    ・・・（３）
θｇＦ＿Ｎｏｒｍａｌ＜θｇＦ＿ＮＬ                        ・・・（４）
ただし、
θｇＦ＿Ｎｏｒｍａｌ＝−１．６６５×１０−７×νｄ３＋５．２１３×１０−５×νｄ２−５．６５６×１０−３×νｄ＋０．７２６８                        ・・・（Ａ）
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれは、倍率色収差をはじめとする諸収差を良好に補正した、優れた画質を有する光学系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の光学系の広角端での縦収差図である。
【図３】実施例１の光学系の望遠端での縦収差図である。
【図４】実施例２の光学系の断面図である。
【図５】実施例２の光学系の広角端での縦収差図である。
【図６】実施例２の光学系の望遠端での縦収差図である。
【図７】実施例３の光学系の断面図である。
【図８】実施例３の光学系の広角端での縦収差図である。
【図９】実施例３の光学系の望遠端での縦収差図である。
【図１０】実施例４の光学系の断面図である。
【図１１】実施例４の光学系の縦収差図である。
【図１２】実施例５の光学系の断面図である。
【図１３】実施例５の光学系の広角端での縦収差図である。
【図１４】実施例５の光学系の望遠端での縦収差図である。
【図１５】一眼レフカメラの要部概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の撮像光学系およびそれを有する撮像装置における、最良の形態を述べる。
【００１２】
本発明の各実施形態において、最も物体側のレンズ群である第１群Ｂ１は負の屈折力を有しており、また、開口絞りより像側にあるレンズ群の合成焦点距離は、光学系の最も焦点距離の短い状態（広角端状態、もしくはワイド状態）で、正の屈折力を有している。第１群が負であり、開口絞りより像側が正であり、いわゆるレトロフォーカスのパワー配置にすることでレンズの広角化が実現でき、また、バックフォーカスも確保することができている。
【００１３】
第１群Ｂ１内には、負レンズＮＬと、正レンズＰＬを有しており、ＰＬのアッベ数νｄ＿ＰＬは、
１４＜νｄ＿ＰＬ＜２７                                    ・・・（１）
を満たす。
【００１４】
なお、フラウンフォーファー線のｇ線（波長４３５．８ｎｍ），Ｆ線（４８６．１ｎｍ），ｄ線（５８７．６ｎｍ），Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する材料の屈折率をそれぞれＮｇ，Ｎｄ，ＮＦ，ＮＣとする。そして、アッベ数νｄ、部分分散比θｇＦを、
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
として表す。
【００１５】
以下、Ｃ線に対するＦ線の色収差を１次の色収差、Ｆ線に対するｇ線の色収差を２次の色収差と記載する。適切なアッベ数を有する材料を使用することにより、１次の色消しは可能になるが、２次の色消しは行うことができない。そこで、アッベ数だけでなく、適切な部分分散比をも更に有する材料を使用することで、２次の色消しも可能になる。１次の色消しと２次の色消しの両方を適切に行うことで、良好な光学性能を有することができる。
【００１６】
条件式（１）は、Ｂ１の正レンズは高分散材料を使用するという条件式である。光学系全体での色収差、特に倍率色収差を補正するためには、各レンズ群内で色収差（１次の色収差）を補正することが必要となる。Ｂ１全体では負の屈折力を有することから、群内の色消しとしては、正レンズには高分散の材料を、負レンズには（正レンズに対して）低分散の材料を使用することで色収差が補正できる。
【００１７】
条件式（１）の上限を上回ると、分散が小さすぎてしまい１次の色収差の補正が困難になってしまう。また、条件式（１）の下限を下回ると、今度は色収差が過補正になってしまう。従って、条件式（１）を満たすことで、１次の倍率色収差を良好に補正することができる。
【００１８】
次に、正レンズＰＬの部分分散比θｇＦ＿ＰＬは、
０．６０＜θｇＦ＿ＰＬ＜θｇＦ＿Ｎｏｒｍａｌ−０．００５  ・・・（２）
ただし、
θｇＦ＿Ｎｏｒｍａｌ＝−１．６６５×１０−７×νｄ３＋５．２１３×１０−５×νｄ２−５．６５６×１０−３×νｄ＋０．７２６８                        ・・・（Ａ）
を満たす。
【００１９】
式（Ａ）は、一般的な光学ガラス材料の、アッベ数νｄと部分分散比θｇＦの関係を表現した式である。条件式（２）は、正レンズＰＬには、ｇ線とＦ線に関する部分分散比θｇＦが、通常のガラスよりも小さい材料を使うことが好ましい、ということを意味する式である。
【００２０】
条件式（２）の上限を上回ると、２次の倍率色収差が補正不足になってしまうし、条件式（２）の下限を下回ると、２次の倍率色収差が過補正になってしまう。従って、条件式（２）を満たすことで、２次の倍率色収差を良好に補正することができる。
【００２１】
なお、条件式（１）および（２）を満たす材料は、特許文献２で公知である。特許文献２で記載されている材料は光学ガラス材料であるが、本発明を実施するにあたって使用することができる材料は、これに限定するものではない。
【００２２】
次に、負レンズＮＬのアッベ数νｄ＿ＮＬは、
２０＜νｄ＿ＮＬ＜４０                                    ・・・（３）
を満たす。
【００２３】
条件式（３）は、負レンズＮＬに用いる材料のアッベ数を規定する式である。光学系ズ全体として、および、第１レンズ群Ｂ１としての色収差を適切に補正するためには、条件式（３）を満たす材料を用いるのが好ましい。
【００２４】
条件式（３）の上限を上回ると、分散が小さすぎて１次の色収差が過補正になる。また、条件式（３）の下限を下回ると、分散が大きすぎてしまい、正レンズＰＬによって１次の色を補正する以上に、負レンズＮＬで１次の色収差を発生させてしまい、光学系全体での色収差の補正が困難になってしまう。
【００２５】
更に、負レンズＮＬの部分分散比θｇＦ＿ＮＬは、
θｇＦ＿Ｎｏｒｍａｌ＜θｇＦ＿ＮＬ                        ・・・（４）
を満たす。
【００２６】
条件式（４）の下限を下回ると、２次の倍率色収差が補正不足になってしまう。従って、条件式（４）を満たすことで、２次の倍率色収差を良好に補正することができる。
【００２７】
従って、条件式（１）から（４）を満足することで、倍率色収差をはじめとする諸収差を良好に補正しつつ、光学系の小型化の実現が可能な光学系を得ることができる。
【００２８】
なお、本明細書においては、同一のレンズ群に属するレンズは、フォーカスもしくズームもしくは手振れ補正等のいかなる場合においても、同一の軌跡で移動する、もしくは固定されているとする。
【００２９】
次に、本発明を実施するにあたり、より好ましい条件について説明する。
【００３０】
本実施形態において、正レンズＰＬの屈折率Ｎｄ＿ＰＬは、
Ｎｄ＿ＰＬ＞１．７５                                      ・・・（５）
を満たす。
【００３１】
条件式（５）は光学系の性能に関する式であり、条件式（５）の下限を下回ると、光学系の小型化が困難になり、また、像面湾曲の補正も困難になる。条件式（５）を満たすことで、光学系の小型化も容易になるし、また、ペッツバール和を小さくすることができ、像面湾曲の補正が容易になる。
【００３２】
また、正レンズＰＬのシェイプファクターＳＦ＿ＰＬは、
−８．０＜ＳＦ＿ＰＬ＜５．０                              ・・・（６）
を満たす。
【００３３】
ただし、正レンズＰＬの物体側と像側の曲率半径をそれぞれＲ１，Ｒ２としたときに、
ＳＦ＿ＰＬ＝（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）
である。
【００３４】
条件式（６）は、正レンズＰＬの形状を規定する式である。
【００３５】
条件式（６）の上限を上回ると、正レンズＰＬは、物体側に強い凹面を向けたメニスカス形状の正レンズとなる。このような形状となると、軸外光線に対する屈折角が大きくなってしまい、非点収差の補正が困難になる。また、条件式（６）の下限を下回ると、正レンズＰＬは物体側に強い凸面を向けたメニスカス形状になる。この形状になると、レトロフォーカスタイプのレンズで発生しやすい、歪曲収差の補正が困難になる。
【００３６】
さらに、本実施形態の光学系の最短焦点距離における焦点距離をｆｗ、前記最短撮影距離の状態におけるバックフォーカスをＢＦｗとすると、
ＢＦｗ／ｆｗ＞０．７                                      ・・・（７）
を満たす。
【００３７】
光学系がズームレンズのときは、ｆｗは広角端での焦点距離を、光学系が単焦点レンズの場合は、ｆｗはその単一の焦点距離を意味する。条件式（７）は、レトロフォーカスタイプのいわゆる広角レンズ（広角ズームレンズを含む）が満たす式である。
【００３８】
そして、本実施形態の正レンズＰＬの焦点距離ｆｐは、
ｆｐ／ｆｗ＜１２．０                                      ・・・（８）
を満たす。
【００３９】
条件式（８）は、正レンズＰＬに与える屈折力を規定する式である。条件式（８）の上限を上回ってしまうと、正レンズＰＬの屈折力が小さすぎ、倍率色収差をはじめとする諸収差を適切に補正することができない。
【００４０】
また、正レンズＰＬの材料は、光学ガラスであることが好ましい。一般に、樹脂材料（プラスティック材料）は、温度変化時や湿度変化時などの環境変化時に、屈折率が変化しやすいことが知られている。そのため、仮に樹脂材料のレンズに大きな屈折力をつけてしまうと、環境変化時に光学性能が大きく変化してしまう可能性がある。これを回避するためには樹脂材料のレンズに与える屈折力を小さくすればよいが、それでは正レンズＰＬによる倍率色収差の補正効果も小さくなってしまう。従って、正レンズＰＬの材料を光学ガラスにすることで、レンズに十分な屈折力を与えることができ、色収差を適切に補正することが容易になる。
【００４１】
加えて、負レンズＮＬと正レンズＰＬのアッベ数の比は、
νｄ＿ＮＬ／νｄ＿ＰＬ＞１．０                            ・・・（９）
を満たすことが好ましい。
【００４２】
条件式（９）の下限を下回ると、負レンズＮＬのアッベ数が小さく（すなわち、高分散）になってしまい、１次の倍率色収差を補正することが困難になる。
【００４３】
そして、本実施形態における光学系の、最短焦点距離における半画角ω（度）は、
ω＞４３．０                                              ・・・（１０）
を満たすことが好ましい。
【００４４】
条件式（１０）は、レトロフォーカスタイプのいわゆる広角レンズ（広角ズームレンズを含む）が満たす式である。
【００４５】
更に好ましくは、条件式（１）〜（１０）は、下記条件を満たすことが更に好ましい。
【００４６】
１５＜νｄ＿ＰＬ＜２５                                    ・・・（１Ａ）
０．６０５＜θｇＦ＿ＰＬ＜θｇＦ＿Ｎｏｒｍａｌ−０．００８・・・（２Ａ）
２２＜νｄ＿ＮＬ＜３８                                    ・・・（３Ａ）
θｇＦ＿Ｎｏｒｍａｌ＋０．００１＜θｇＦ＿ＮＬ            ・・・（４Ａ）
Ｎｄ＿ＰＬ＞１．７７                                      ・・・（５Ａ）
−７．０＜ＳＦ＿ＰＬ＜３．５                              ・・・（６Ａ）
ＢＦｗ／ｆｗ＞０．８５                                    ・・・（７Ａ）
ｆｐ／ｆｗ＜１１．０                                      ・・・（８Ａ）
νｄ＿ＮＬ／νｄ＿ＰＬ＞１．０５                          ・・・（９Ａ）
ω＞４６．０                                              ・・・（１０Ａ）
更に好ましくは、  条件式（１）〜（１０）は、下記条件を満たすことが更に好ましい。
【００４７】
２０＜νｄ＿ＰＬ＜２４                                    ・・・（１Ｂ）
０．６０７＜θｇＦ＿ＰＬ＜θｇＦ＿Ｎｏｒｍａｌ−０．０１０・・・（２Ｂ）
２３＜νｄ＿ＮＬ＜３６                                    ・・・（３Ｂ）
θｇＦ＿Ｎｏｒｍａｌ＋０．００２＜θｇＦ＿ＮＬ            ・・・（４Ｂ）
Ｎｄ＿ＰＬ＞１．７８                                      ・・・（５Ｂ）
−６．０＜ＳＦ＿ＰＬ＜２．０                              ・・・（６Ｂ）
ＢＦｗ／ｆｗ＞１．０                                      ・・・（７Ｂ）
ｆｐ／ｆｗ＜７．０                                        ・・・（８Ｂ）
νｄ＿ＮＬ／νｄ＿ＰＬ＞１．１０                          ・・・（９Ｂ）
ω＞５０．０                                              ・・・（１０Ｂ）
［実施例１］
図１は、本発明の撮像光学系の数値実施例１のレンズ断面図である。
【００４８】
実施例１の光学系は、物体側から順に、負の第１群Ｂ１、正の第２群Ｂ２、正の第３群Ｂ３、負の第４群Ｂ４、正の第５群Ｂ５から構成されるズームレンズである。第２群がフォーカス群であり、第３群の最も物体側のガラスの面の更に物体側に開口絞りを有する。
【００４９】
広角端から望遠端への変倍に際し、第１群と第２群の空気間隔は小さく、第３群と第４群の空気間隔は大きく、第４群と第５群の空気間隔は小さくなるように、第１群から第５群までの全てのレンズ群が移動する。第２群と第３群は、変倍の際は同一の軌跡で移動する。
【００５０】
最も物体側のレンズ群である第１群は負の屈折力を有しており、このレンズ群内に含まれる正レンズＰＬは、Ｎｄ＝１．８４６６０、νｄ＝２０．６、θｇＦ＝０．６１７６の特性を有している。同じく第１群に含まれる負レンズＮＬは、Ｎｄ＝１．８０５１８、νｄ＝２５．４、θｇＦ＝０．６１６１  の特性を有している。
【００５１】
本実施例の光学系の無限遠合焦状態における、広角端および望遠端での縦収差図を図２および図３に示す。このように、本実施例における光学系は、広角でありながら、倍率色収差をはじめとする諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を得ている。
【００５２】
［実施例２］
図４は、本発明の撮像光学系の数値実施例２のレンズ断面図である。
【００５３】
実施例２の光学系は、物体側から順に、負の第１群Ｂ１、正の第２群Ｂ２、負の第３群Ｂ３、正の第４群Ｂ４から構成されるズームレンズである。第３群がフォーカス群であり、第２群内に開口絞りを有する。
【００５４】
広角端から望遠端への変倍に際し、第１群と第２群の空気間隔は小さく、第２群と第３群の空気間隔は大きく、第３群と第４群の空気間隔は小さくなるように、第１群から第４群までの全てのレンズ群が移動する。
【００５５】
最も物体側のレンズ群である第１群は負の屈折力を有しており、このレンズ群内に含まれる正レンズＰＬは、Ｎｄ＝１．８４６６０、νｄ＝２０．６、θｇＦ＝０．６１７６の特性を有している。同じく第１群に含まれる負レンズＮＬは、Ｎｄ＝１．６８８９３、νｄ＝３１．１、θｇＦ＝０．６００４  の特性を有している。
【００５６】
本実施例の光学系の無限遠合焦状態における、広角端および望遠端での縦収差図を図５および図６に示す。このように、本実施例における光学系は、広角でありながら、倍率色収差をはじめとする諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を得ている。
【００５７】
［実施例３］
図７は、本発明の撮像光学系の数値実施例３のレンズ断面図である。
【００５８】
実施例３の光学系は、物体側から順に、負の第１群Ｂ１、正の第２群Ｂ２、負の第３群Ｂ３、正の第４群Ｂ４から構成されるズームレンズである。第３群がフォーカス群であり、第２群内に開口絞りを有する。
【００５９】
広角端から望遠端への変倍に際し、第１群と第２群の空気間隔は小さく、第２群と第３群の空気間隔は大きく、第３群と第４群の空気間隔は小さくなるように、第１群から第４群までの全てのレンズ群が移動する。
【００６０】
最も物体側のレンズ群である第１群は負の屈折力を有しており、このレンズ群内に含まれる正レンズＰＬは、Ｎｄ＝１．９６４７０、νｄ＝１５．２、θｇＦ＝０．６３２０の特性を有している。同じく第１群に含まれる負レンズＮＬは、Ｎｄ＝１．６３９７９、νｄ＝３４．５、θｇＦ＝０．５９２２  の特性を有している。
【００６１】
本実施例の光学系の無限遠合焦状態における、広角端および望遠端での縦収差図を図８および図９に示す。このように、本実施例における光学系は、広角でありながら、倍率色収差をはじめとする諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を得ている。
【００６２】
［実施例４］
図１０は、本発明の撮像光学系の数値実施例４のレンズ断面図である。
【００６３】
実施例４の光学系は、物体側から順に、負の第１群Ｂ１、正の第２群Ｂ２から構成されるレンズである。第２群がフォーカス群であり、第２群の最も物体側のガラスの面の更に物体側に開口絞りを有する。
【００６４】
広角端から望遠端への変倍に際し、第１群と第２群の空気間隔は小さく、第２群と第３群の空気間隔は大きく、第３群と第４群の空気間隔は小さくなるように、第１群から第４群までの全てのレンズ群が移動する。
【００６５】
最も物体側のレンズ群である第１群は負の屈折力を有しており、このレンズ群内に含まれる正レンズＰＬは、Ｎｄ＝１．７８７６０、νｄ＝２３．３、θｇＦ＝０．６１００の特性を有している。同じく第１群に含まれる負レンズＮＬは、Ｎｄ＝１．７６１８０、νｄ＝２６．５、θｇＦ＝０．６１３６の特性を有している。
【００６６】
本実施例の光学系の無限遠合焦状態における縦収差図を図１１に示す。このように、本実施例における光学系は、倍率色収差をはじめとする諸収差が良好に補正され、広角でありながら、優れた光学性能を得ている。
【００６７】
［実施例５］
図１２は、本発明の撮像光学系の数値実施例５のレンズ断面図である。
【００６８】
実施例５の光学系は、物体側から順に、負の第１群Ｂ１、正の第２群Ｂ２、正の第３群Ｂ３、負の第４群Ｂ４、正の第５群Ｂ５から構成されるズームレンズである。第２群がフォーカス群であり、第３群の最も物体側のガラスの面の更に物体側に開口絞りを有する。
【００６９】
広角端から望遠端への変倍に際し、第１群と第２群の空気間隔は小さく、第３群と第４群の空気間隔は大きく、第４群と第５群の空気間隔は小さくなるように、第１群から第５群までの全てのレンズ群が移動する。第２群と第３群は、変倍の際は同一の軌跡で移動する。
【００７０】
最も物体側のレンズ群である第１群は負の屈折力を有しており、このレンズ群内に含まれる正レンズＰＬは、Ｎｄ＝１．７８７６０、νｄ＝２３．３、θｇＦ＝０．６１００の特性を有している。同じく第１群に含まれる負レンズＮＬは、Ｎｄ＝１．５９２７０、νｄ＝３５．３、θｇＦ＝０．５９３３  の特性を有している。
【００７１】
本実施例の光学系の無限遠合焦状態における、広角端および望遠端での縦収差図を図１３および図１４に示す。このように、本実施例における光学系は、広角でありながら、倍率色収差をはじめとする諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を得ている。
【００７２】
図１５は一眼レフカメラの要部概略図である。
【００７３】
図１５において、１０は実施例１から５までの撮像光学系１を有する光学系である。撮像光学系１は保持部材である鏡筒２に保持されている。２０はカメラ本体である。カメラ本体２０はクイックリターンミラー３、焦点板４、ペンタダハプリズム５、接眼レンズ６等によって構成されている。クイックリターンミラー３は、光学系１０からの光束を上方に反射する。焦点板４は光学系１０の像形成位置に配置されている。ペンタダハプリズム５は焦点板４に形成された逆像を正立像に変換する。観察者は、その正立像を、接眼レンズ６を介して観察する。
【００７４】
７は感光面であり、像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）や銀塩フィルムが配置される。撮影時にはクイックリターンミラー３が光路から退避して、感光面７上に光学系１０によって像側形成される。
【００７５】
このように本発明の撮像光学系を一眼レフカメラ交換レンズ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有する光学機器を実現している。尚、本発明の撮像光学系は、デジタルカメラ・ビデオカメラ・銀塩フィルム用カメラ等の他に望遠鏡、双眼鏡、複写機、プロジェクタ等の光学機器にも適用できる。また、クイックリターンミラーのないミラーレスの一眼レフカメラ（ミラーレスカメラ）にも適用することができる。
【００７６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００７７】
以下に、実施例１〜５に各々対応する数値実施例１〜５に示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順番を示し、ｒｉは第ｉ番目（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線を基準とした屈折率、アッベ数を示す。ｒｉおよびｄｉの単位はいずれもミリである。ＢＦはバックフォーカスである。
【００７８】
また、非球面は面番号の後に、＊の符号を付加して表している。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、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆを各次数の非球面係数とするとき、
【００７９】
【数１】
2020134785.tif 000003
【００８０】
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。
また、前述の各条件式に相当する数値を表１示す。
【００８１】
[数値実施例１]
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径        θgF
1*      10000.000    2.70   1.58313    59.4       48.80
2*        13.689    9.76                         32.70
3*       150.889    1.80   1.85400    40.4       32.38
4*        43.842    4.39                         28.57
5        -62.309    1.10   1.80518    25.4       28.53      0.6161
6         69.757    0.20                         28.83
7         43.809    6.07   1.84660    20.6       29.43      0.6176
8        -76.794  (可変)                         29.27
9         37.074    1.00   2.00100    29.1       18.42
10         19.801    3.99   1.65412    39.7       18.30
11       -145.424  (可変)                         18.52
12(絞り)    ∞       1.48                         20.07
13         22.475    1.00   1.84666    23.9       20.73
14         16.334    5.83   1.48749    70.2       20.02
15        -50.423  (可変)                         19.86
16          ∞       2.24                         17.34
17       -101.513    0.80   1.88300    40.8       16.61
18         14.288    3.17   1.80100    35.0       16.17
19         44.598    2.28                         16.08
20        -23.864    0.80   1.91082    35.3       16.11
21       -164.521    0.15                         16.96
22         92.678    3.16   1.80809    22.8       17.55
23        -31.110  (可変)                         17.98
24         24.936    6.79   1.49700    81.5       23.09
25        -36.215    0.15                         23.26
26*      5924.940    1.20   1.91082    35.3       22.88
27         20.670    6.56   1.49700    81.5       22.92
28        -93.759  (可変)                         23.88
像面        ∞   
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.73860e-005  A 6=-3.89339e-008  A 8= 6.43143e-011  A10=-3.75458e-014  A12=-2.57558e-017  A14= 3.33857e-020  
第2面
K =-8.76587e-001  A 4=-4.21648e-006  A 6= 3.13540e-008  A 8=-3.23745e-010  A10=-2.34729e-013  A12= 8.74798e-016  
第3面
K = 0.00000e+000  A 4=-7.37119e-005  A 6= 2.59625e-007  A 8=-2.22124e-011  A10=-1.39940e-012  A12= 1.93186e-015  
第4面
K = 0.00000e+000  A 4=-5.39215e-005  A 6= 3.17376e-007  A 8=-1.59425e-010  A10= 8.68939e-014  A12=-3.35192e-016  
第26面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.88061e-005  A 6=-1.03598e-008  A 8=-7.81234e-011  A10= 6.20585e-013  A12=-1.46830e-015  
各種データ
ズーム比      2.06
広角     中間     望遠
焦点距離      16.49    24.02    33.97  
Fナンバー      4.12     4.12     4.12  
画角          52.69    42.01    32.49  
像高          21.64    21.64    21.64  
レンズ全長   148.05   142.57   146.98  
BF            38.50    48.92    62.98  
d 8           27.35    11.45     1.80  
d11            8.99     8.99     8.99  
d15            1.00     3.28     5.61  
d23            5.60     3.32     1.00  
d28           38.50    48.92    62.98  
入射瞳位置    17.06    15.86    14.81  
射出瞳位置   -47.47   -45.18   -42.58  
前側主点位置  30.39    33.75    37.85  
後側主点位置  22.01    24.90    29.01  
ズームレンズ群データ
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     -20.65        26.02         1.52        -21.26
2    9      71.18         4.99         0.32         -2.63
3   12      40.02         8.31         2.75         -3.35
4   16     -37.92        12.59         0.49         -9.43
5   24      52.11        14.70         0.50         -9.42
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -23.51
2       3    -72.93
3       5    -40.72
4       7     33.73
5       9    -43.72
6      10     26.90
7      13    -76.30
8      14     26.05
9      17    -14.14
10      18     25.08
11      20    -30.73
12      22     29.16
13      24     30.85
14      26    -22.78
15      27     34.74
[数値実施例２]
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径        θgF
1         26.065    1.50   1.77250    49.6       33.76
2*        10.544   10.47                         24.34
3        160.564    0.85   1.68893    31.1       21.68      0.6004
4         16.960    9.64                         18.98
5        -23.333    0.86   1.48749    70.2       16.61
6        -66.217    0.50                         16.55
7         71.354    2.80   1.84660    20.6       16.28      0.6176
8        -95.486  (可変)                         15.88
9       -127.656    2.10   1.48749    70.2        8.74
10        -57.141    1.29                          9.00
11         18.566    0.80   1.91082    35.3        9.24
12          8.602    2.72   1.60131    39.3        8.97
13       -204.522    2.17                          8.99
14(絞り)    ∞       4.04                          8.98
15         82.293    0.80   1.77250    49.9        9.21
16          9.233    4.72   1.59270    35.3        9.18
17        -68.022    0.15                         10.19
18         20.540    3.33   1.49700    81.5       10.88
19        -14.155  (可変)                         11.19
20        -31.360    0.70   1.91082    35.3       11.02
21         32.124  (可変)                         11.21
22         97.263    0.80   1.90366    31.3       12.25
23         13.296    5.18   1.58313    59.4       12.78
24*       -18.328  (可変)                         13.95
像面        ∞   
非球面データ
第2面
K =-6.09871e-001  A 4=-1.95183e-006  A 6= 3.16903e-007  A 8=-2.67141e-009  A10= 1.58937e-011  A12=-1.88253e-014  
第24面
K = 0.00000e+000  A 4= 6.58175e-006  A 6=-4.23816e-007  A 8= 6.34964e-009  A10=-8.13511e-011  A12=-1.30128e-013  
各種データ
ズーム比      1.69 
広角     中間     望遠
焦点距離      10.33    14.00    17.46  
Fナンバー      4.64     5.24     5.80  
画角          52.90    44.30    38.04  
像高          13.66    13.66    13.66  
レンズ全長   111.24   108.01   108.82  
BF            34.95    42.20    48.89  
d 8           17.77     7.30     1.42  
d19            1.00     1.10     1.20  
d21            2.10     2.00     1.90  
d24           34.95    42.20    48.89  
入射瞳位置    14.19    13.55    13.07  
射出瞳位置   -24.10   -23.92   -23.74  
前側主点位置  22.72    24.59    26.33  
後側主点位置  24.62    28.20    31.43  
ズームレンズ群データ
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     -13.86        26.62         3.44        -22.53
2    9      16.15        22.12        15.35         -5.32
3   20     -17.33         0.70         0.18         -0.18
4   22      54.05         5.98         5.86          2.39
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -23.93
2       3    -27.59
3       5    -74.40
4       7     48.61
5       9    210.15
6      11    -18.30
7      12     13.79
8      15    -13.53
9      16     14.04
10      18     17.42
11      20    -17.33
12      22    -17.12
13      23     14.06
[数値実施例３]
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径        θgF
1         38.998    1.80   1.58313    59.4       39.07
2*        10.500   13.88                         25.27
3        -59.712    1.20   1.63979    34.5       23.40      0.5922
4         74.140    9.06                         22.31
5         35.847    1.89   1.96470    15.2       18.82      0.6320
6         51.680  (可変)                         18.16
7         32.999    1.60   1.74400    44.8        9.44
8         80.994    2.71                          9.38
9(絞り)    ∞       1.00                          9.42
10         22.102    4.53   1.48749    70.2        9.44
11         -9.858    0.70   1.60311    60.6        9.05
12         17.382    1.39                          8.93
13          9.783    5.40   1.48749    70.2        9.44
14        -25.210    0.40                          9.98
15         22.879    5.92   1.49700    81.5       10.02
16         -6.778    0.60   1.85400    40.4        9.57
17*       -30.727  (可変)                         10.15
18         27.570    0.50   1.77250    49.6       10.65
19         13.139  (可変)                         10.62
20        -80.871    6.88   1.59270    35.3       15.30
21        -12.384    1.00   1.83481    42.7       17.28
22        -39.175  (可変)                         19.53
像面        ∞   
非球面データ
第2面
K =-4.42062e-001  A 4= 5.42162e-006  A 6=-2.15403e-008  A 8=-1.12024e-011  A10= 6.23378e-013  A12= 1.18906e-015  
第17面
K = 0.00000e+000  A 4= 4.83855e-005  A 6= 3.22518e-007  A 8= 1.89300e-008  A10=-8.19091e-010  A12= 1.80887e-011  
各種データ
ズーム比      1.89 
広角     中間     望遠
焦点距離      11.33    14.95    21.40  
Fナンバー      4.10     4.67     5.68  
画角          50.33    42.41    32.55  
像高          13.66    13.66    13.66  
レンズ全長    99.75    92.29    87.92  
BF             8.00    11.40    17.30  
d 6           22.63    11.76     1.50  
d17            0.93     1.71     2.93  
d19            7.74     6.95     5.74  
d22            8.00    11.40    17.30  
入射瞳位置    16.81    15.81    14.45  
射出瞳位置   -22.69   -22.31   -21.69  
前側主点位置  23.96    24.13    24.10  
後側主点位置  -3.33    -3.55    -4.10  
ズームレンズ群データ
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     -19.36        27.84         2.86        -23.53
2    7      18.48        24.24         7.33        -11.16
3   18     -32.99         0.50         0.55          0.26
4   20    -192.52         7.88        -3.89         -8.98
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -25.23
2       3    -51.51
3       5    114.56
4       7     73.80
5      10     14.67
6      11    -10.33
7      13     15.23
8      15     11.27
9      16    -10.30
10      18    -32.99
11      20     23.78
12      21    -22.07
[数値実施例４]
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径        θgF
1         30.157    2.50   1.83481    42.7       49.50
2         18.403    6.13                         35.99
3         19.907    2.00   1.77250    49.6       34.04
4*        10.284    9.05                         27.63
5         14.143    1.20   1.49700    81.5       20.98
6         10.055    7.69                         17.52
7        -25.193    1.00   1.76180    26.5       15.33      0.6136
8         15.956    1.20                         13.93
9         19.317    6.00   1.78760    23.3       13.99      0.6100
10        -12.333    0.80   2.00100    29.1       13.17
11        -32.219    2.39                         12.93
12         37.976    3.44   1.65412    39.7       10.51
13        -13.417    0.80   1.80100    39.2       10.14
14        -50.891  (可変)                         10.34
15(絞り)    ∞       0.70                         10.64
16         23.024    0.60   1.90366    31.3       10.74
17          9.436    4.14   1.56732    42.8       10.45
18       -231.082    0.70                         10.58
19         43.996    0.60   1.91082    35.3       10.63
20         10.362    3.85   1.80809    22.8       10.49
21         24.347    0.20                         10.40
22         13.663    3.16   1.59522    67.7       10.63
23        -21.760    0.20                         10.45
24       -209.258    0.60   1.91082    35.3       10.04
25          9.882    4.00   1.49700    81.5       10.48
26        -22.339  (可変)                         11.71
像面        ∞
非球面データ
第4面
K =-8.42933e-001  A 4= 4.10804e-005  A 6=-3.71506e-007  A 8= 3.96600e-009  A10=-1.87581e-011  A12= 1.93674e-014  
各種データ
ズーム比      1.00 
焦点距離      12.30  
Fナンバー      4.12  
画角          60.38  
像高          21.64  
レンズ全長   105.29  
BF            38.49  
d14            3.84  
d26           38.49  
入射瞳位置    18.80  
射出瞳位置   -14.95  
前側主点位置  28.27  
後側主点位置  26.19
ズームレンズ群データ
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     -38.86        44.20        -8.75        -90.80
2   15      33.80        18.76         7.07         -6.00
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -62.62
2       3    -30.28
3       5    -77.56
4       7    -12.69
5       9     10.43
6      10    -20.37
7      12     15.57
8      13    -22.96
9      16    -18.07
10      17     16.08
11      19    -15.01
12      20     19.88
13      22     14.59
14      24    -10.35
15      25     14.38
[数値実施例５]
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径        θgF
1*      10000.000    2.70   1.58313    59.4       51.50
2*        13.480    9.72                         35.55
3*        65.505    1.80   1.77250    49.6       34.82
4*        35.039    3.99                         30.25
5       -221.969    1.10   1.59270    35.3       30.17      0.5933
6         43.711    0.20                         29.65
7         31.950    5.50   1.78760    23.3       29.95      0.6100
8        340.709  (可変)                         29.26
9         37.995    1.00   2.00100    29.1       16.90
10         19.568    4.23   1.65412    39.7       16.84
11       -151.353  (可変)                         17.18
12(絞り)    ∞       1.48                         19.11
13         24.179    1.00   1.84666    23.9       19.81
14         17.462    5.14   1.48749    70.2       19.27
15        -55.678  (可変)                         19.17
16          ∞       2.24                         17.07
17       -256.311    0.80   1.83481    42.7       16.48
18         13.699    3.12   1.80100    35.0       16.05
19         37.021    2.05                         15.92
20        -31.091    0.80   1.90366    31.3       15.94
21       -208.020    0.15                         16.52
22         79.488    2.37   1.92286    18.9       16.98
23        -74.510  (可変)                         17.25
24         26.329    7.37   1.49700    81.5       24.31
25        -33.830    0.15                         24.61
26*       330.289    1.20   1.91082    35.3       24.21
27         22.364    7.02   1.49700    81.5       24.31
28        -73.149  (可変)                         25.29
像面        ∞ 
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.06899e-005  A 6=-2.28587e-008  A 8= 4.14156e-011  A10=-4.31302e-014  A12= 2.30925e-017  A14=-4.18137e-021  
第2面
K =-9.71824e-001  A 4=-6.13877e-006  A 6=-5.14587e-009  A 8=-3.26249e-011  A10=-1.00515e-012  A12= 1.40798e-015  
第3面
K = 0.00000e+000  A 4=-8.27894e-005  A 6= 2.40030e-007  A 8= 1.30824e-011  A10=-1.23976e-012  A12= 1.44636e-015  
第4面
K = 0.00000e+000  A 4=-6.72405e-005  A 6= 3.02891e-007  A 8=-9.72015e-011  A10=-3.48364e-013  A12= 1.11564e-015  
第26面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.76487e-005  A 6=-6.50433e-009  A 8=-1.50703e-010  A10= 8.76926e-013  A12=-2.11962e-015
各種データ
ズーム比      2.06
広角     中間     望遠
焦点距離      16.49    24.19    33.97  
Fナンバー      4.12     4.12     4.12  
画角          52.69    41.81    32.49  
像高          21.64    21.64    21.64  
レンズ全長   146.45   141.62   146.76  
BF            38.50    48.71    62.48  
d 8           25.46    10.42     1.80  
d11            9.70     9.70     9.70  
d15            1.00     4.03     6.68  
d23            6.68     3.65     1.00  
d28           38.50    48.71    62.48  
入射瞳位置    17.64    16.36    15.32  
射出瞳位置   -55.49   -50.31   -45.64  
前側主点位置  31.23    34.64    38.62  
後側主点位置  22.01    24.52    28.51
ズームレンズ群データ
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     -21.00        25.01         2.15        -18.34
2    9      76.81         5.23         0.34         -2.75
3   12      43.52         7.62         2.53         -3.06
4   16     -37.22        11.53         2.84         -5.64
5   24      42.03        15.74         2.22         -8.65
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -23.15
2       3   -100.10
3       5    -61.52
4       7     44.42
5       9    -41.43
6      10     26.75
7      13    -79.68
8      14     27.91
9      17    -15.56
10      18     25.62
11      20    -40.54
12      22     41.98
13      24     31.05
14      26    -26.39
15      27     35.32
【００８２】
【表１】
2020134785.tif 000004
【符号の説明】
【００８３】
ＳＰ  開口絞り、Ｓ  フレアカット絞り、ＩＰ  像面、ｄ  ｄ線、ｇ  ｇ線、
Ｆ  Ｆ線、Ｃ  Ｃ線、Ｓ  サジタル像面、Ｍ  メリディオナル像面
【図１】
2020134785.tif 000005
【図２】
2020134785.tif 000006
【図３】
2020134785.tif 000007
【図４】
2020134785.tif 000008
【図５】
2020134785.tif 000009
【図６】
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【図７】
2020134785.tif 000011
【図８】
2020134785.tif 000012
【図９】
2020134785.tif 000013
【図１０】
2020134785.tif 000014
【図１１】
2020134785.tif 000015
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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