(57)【要約】    【課題】  迅速なフォーカシングが容易で、かつ色収差を含めた諸収差を良好に補正した、高い光学性能を有し、しかも全系の小型化及びレンズ重量の軽量化を図ることかできる光学系を得ること。    【解決手段】  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負の屈折力の第２レンズ群、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、第１レンズ群は最も物体側に正レンズを有し、光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＬＤ、光学系の焦点距離をｆ、正レンズの材料の屈折率をｎｄＧ１Ｐ、正レンズの材料のアッベ数をνｄＧ１Ｐを各々適切に設定すること。【選択図】    図１
2020013166.tif 000002
【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負の屈折力の第２レンズ群、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、
前記光学系は開口絞りを含み、
前記第１レンズ群は最も物体側に配置された正レンズＧ１Ｐを含む３枚以上の正レンズと複数の負レンズを有し、
前記光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＬＤ、前記光学系の焦点距離をｆ、前記正レンズＧ１Ｐの材料の屈折率をｎｄＧ１Ｐ、前記正レンズＧ１Ｐの材料のアッベ数をνｄＧ１Ｐ、前記正レンズＧ１Ｐの像側のレンズ面から前記複数の負レンズのうち最も物体側に位置する負レンズＧ１Ｎの物体側のレンズ面までの距離をｄＰＮとするとき、
ＬＤ／ｆ＜１．０
１．５８＜ｎｄＧ１Ｐ＜１．８
５０＜νｄＧ１Ｐ＜７５
０．１７＜ｄＰＮ／ｆ＜０．４５
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】
前記正レンズＧ１Ｐの材料の部分分散比をθｇＦＧ１Ｐとするとき、
０．５３４＜θｇＦＧ１Ｐ＜０．５６０
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Ｇ１Ｐの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１Ｇ１Ｐ、前記正レンズＧ１Ｐの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２Ｇ１Ｐとするとき、
０．７＜（Ｒ２Ｇ１Ｐ＋Ｒ１Ｇ１Ｐ）／（Ｒ２Ｇ１Ｐ−Ｒ１Ｇ１Ｐ）＜５．５
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とするとき、
−２．８＜ｆ１／ｆ２＜−１．２
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項５】
前記負レンズＧ１Ｎの材料のアッベ数をνｄＧ１Ｎ、前記負レンズＧ１Ｎの材料の部分分散比をθｇＦＧ１Ｎとするとき、
２４＜νｄＧ１Ｎ＜４５
０．５８＜θｇＦＧ１Ｎ＜０．５９５
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】
前記負レンズＧ１Ｎの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１Ｇ１Ｎ、前記負レンズＧ１Ｎの像側のレンズ面をＲ２Ｇ１Ｎとするとき、
−１．０＜（Ｒ２Ｇ１Ｎ＋Ｒ１Ｇ１Ｎ）／（Ｒ２Ｇ１Ｎ−Ｒ１Ｇ１Ｎ）＜−０．１
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】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
０．３＜ｆ１／ｆ＜０．７
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】
前記正レンズＧ１Ｐのヌープ硬度をＨＫＧ１Ｐとするとき、
３５０＜ＨＫＧ１Ｐ＜５００
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２レンズ群の像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離ｄＦ２とするとき、
０．２＜ｄＦ２／ＬＤ＜０．５
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１項に記載の光学系。
【請求項１０】
前記第３レンズ群は、物体側から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部分群はフォーカシング及び像ぶれの補正に際して不動であり、前記第２部分群は像ぶれの補正に際して光軸に対し垂直方向の成分を含む方向に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１１】
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１０のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１２】
前記開口絞りは、前記第１レンズ群の最も像側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１３】
開口絞りと、
最も物体側に配置された正レンズＧ１Ｐを含む、前記開口絞りの物体側に配置された３枚以上の正レンズと、複数の負レンズと、を有する光学系であって、
前記光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＬＤ、前記光学系の焦点距離をｆ、前記正レンズＧ１Ｐの材料の屈折率をｎｄＧ１Ｐ、前記正レンズＧ１Ｐの材料のアッベ数をνｄＧ１Ｐ、前記正レンズＧ１Ｐの像側のレンズ面から前記複数の負レンズのうち最も物体側に位置する負レンズＧ１Ｎの物体側のレンズ面までの距離をｄＰＮとするとき、
ＬＤ／ｆ＜１．０
１．５８＜ｎｄＧ１Ｐ＜１．８
５０＜νｄＧ１Ｐ＜７５
０．１７＜ｄＰＮ／ｆ＜０．４５
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
【請求項１４】
前記正レンズＧ１Ｐの材料の部分分散比をθｇＦＧ１Ｐとするとき、
０．５３４＜θｇＦＧ１Ｐ＜０．５６０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１３に記載の光学系。
【請求項１５】
前記正レンズＧ１Ｐの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１Ｇ１Ｐ、前記正レンズＧ１Ｐの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２Ｇ１Ｐとするとき、
０．７＜（Ｒ２Ｇ１Ｐ＋Ｒ１Ｇ１Ｐ）／（Ｒ２Ｇ１Ｐ−Ｒ１Ｇ１Ｐ）＜５．５なる条件式を満足することを特徴とする請求項１３または１４に記載の光学系。
【請求項１６】
前記正レンズＧ１Ｐのヌープ硬度をＨＫＧ１Ｐとするとき、
３５０＜ＨＫＧ１Ｐ＜５００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１７】
前記負レンズＧ１Ｎの材料のアッベ数をνｄＧ１Ｎ、前記負レンズＧ１Ｎの材料の部分
分散比をθｇＦＧ１Ｎとするとき、
２４＜νｄＧ１Ｎ＜４５
０．５８＜θｇＦＧ１Ｎ＜０．５９５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１８】
前記負レンズＧ１Ｎの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１Ｇ１Ｎ、前記負レンズＧ１Ｎの像側のレンズ面をＲ２Ｇ１Ｎとするとき、
−１．０＜（Ｒ２Ｇ１Ｎ＋Ｒ１Ｇ１Ｎ）／（Ｒ２Ｇ１Ｎ−Ｒ１Ｇ１Ｎ）＜−０．１
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１９】
６３．４≦νｄＧ１Ｐ＜７５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項２０】
請求項１乃至１９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た像を受光する撮像素子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】
本発明は光学系及びそれを有する撮像装置に関し、例えば撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ＴＶ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には、焦点距離が長くＦナンバーが小さい大口径で望遠型の光学系が要望されている。この他、迅速なフォーカシングが容易で諸収差、特に光学性能に大きく影響する色収差を良好に補正した高い光学性能を有する光学系であること等が要望されている。従来このような要望を満足する光学系が知られている。
【０００３】
例えば、物体側から像側へ順に正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群よりなり、フォーカシングに際して第２レンズ群を移動させるインナーフォーカス式を用いた光学系が知られている（特許文献１）。この他、物体側から像側へ順に正の屈折力の第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レンズ群よりなり、フォーカシングに際して第２レンズ群を移動させる光学系が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２１８２７６号公報
【特許文献２】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】
【０００５】
大口径で望遠型の光学系はレンズの有効径が大きくなり、レンズ系全体が大型化及び高重量化してくる。例えばフォーカスレンズ群の質量が大きくなると、駆動するメカ機構が大型化し、光学系全体が大型化してくる。これに対してインナーフォーカス方式は比較的、小型軽量のレンズ群でフォーカシングすることができ、迅速なるフォーカシングが容易である。
【０００６】
しかしながら一般に、光学系全体を移動させるフォーカス方式に対し、インナーフォーカス方式では、フォーカスレンズ群を移動させたときの収差変動が大きくなり、物体距離全域にわたり良好に収差補正を行うことが困難になってくる。このため、望遠型の光学系において、インナーフォーカス方式を用いて色収差を良好に補正し、高い光学性能を得るには、光学系を構成する各レンズ群の光学的配置や、各レンズ群の屈折力、レンズ構成等を適切に設定することが重要になってくる。
【０００７】
本発明は、迅速なフォーカシングが容易で、かつ色収差を含めた諸収差を良好に補正した、高い光学性能を有し、しかも全系の小型化及びレンズ重量の軽量化を図ることかできる光学系及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】
【０００８】
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、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、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、
前記光学系は開口絞りを含み、
前記第１レンズ群は最も物体側に配置された正レンズＧ１Ｐを含む３枚以上の正レンズと複数の負レンズを有し、
前記光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＬＤ、前記光学系の焦点距離をｆ、前記正レンズＧ１Ｐの材料の屈折率をｎｄＧ１Ｐ、前記正レンズＧ１Ｐの材料のアッベ数をνｄＧ１Ｐ、前記正レンズＧ１Ｐの像側のレンズ面から前記複数の負レンズのうち最も物体側に位置する負レンズＧ１Ｎの物体側のレンズ面までの距離をｄＰＮとするとき、
ＬＤ／ｆ＜１．０
１．５８＜ｎｄＧ１Ｐ＜１．８
５０＜νｄＧ１Ｐ＜７５
０．１７＜ｄＰＮ／ｆ＜０．４５
なる条件式を満足することを特徴としている。
このほか本発明の光学系は、開口絞りと、
最も物体側に配置された正レンズＧ１Ｐを含む、前記開口絞りの物体側に配置された３枚以上の正レンズと、複数の負レンズと、を有する光学系であって、
前記光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＬＤ、前記光学系の焦点距離をｆ、前記正レンズＧ１Ｐの材料の屈折率をｎｄＧ１Ｐ、前記正レンズＧ１Ｐの材料のアッベ数をνｄＧ１Ｐ、前記正レンズＧ１Ｐの像側のレンズ面から前記複数の負レンズのうち最も物体側に位置する負レンズＧ１Ｎの物体側のレンズ面までの距離をｄＰＮとするとき、
ＬＤ／ｆ＜１．０
１．５８＜ｎｄＧ１Ｐ＜１．８
５０＜νｄＧ１Ｐ＜７５
０．１７＜ｄＰＮ／ｆ＜０．４５
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】
【０００９】
本発明によれば、迅速なフォーカシングが容易で、かつ色収差を含めた諸収差を良好に補正した、高い光学性能を有し、しかも全系の小型化及びレンズ重量の軽量化を図ることかできる光学系が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）  本発明の実施例１の光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図
【図２】（Ａ）、（Ｂ）  本発明の実施例２の光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図
【図３】（Ａ）、（Ｂ）  本発明の実施例３の光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図
【図４】（Ａ）、（Ｂ）  本発明の実施例４の光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図
【図５】（Ａ）、（Ｂ）  本発明の実施例５の光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図
【図６】本発明の撮像装置の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。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、負の屈折力の第２レンズ群およびの第３レンズ群から構成される。フォーカシングに際して第２レンズ群が移動し、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。ここでレンズ群とは、１枚以上のレンズを有していればよく、複数枚のレンズを有していなくてもよい。
【００１２】
図１（Ａ）乃至図５（Ａ）は本発明の実施例１乃至５の光学系のレンズ断面図である。図１（Ｂ）乃至図５（Ｂ）は実施例１乃至５の光学系の収差図である。図６は本発明の光学系を有する一眼レフカメラシステム（撮像装置）の要部概略図である。
【００１３】
実施例１はＦナンバー２．９、撮像半画角４．２度の望遠型の光学系である。実施例２はＦナンバー２．９、撮像半画角３．２度の望遠型の光学系である。実施例３はＦナンバー４．１、撮像半画角２．５度の望遠型の光学系である。実施例４はＦナンバー４．１、撮像半画角２．１度の望遠型の光学系である。実施例５はＦナンバー５．８、撮像半画角１．６度の望遠型の光学系である。
【００１４】
各実施例の光学系はビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、監視カメラ、ＴＶカメラなどの撮像装置に用いられる撮像光学系である。尚、各実施例の光学系は投射装置（プロジェクタ）用の投射光学系として用いることもできる。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。
【００１５】
各レンズ断面図において、Ｌ０は光学系である。光学系Ｌ０は正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正又は負の第３レンズ群Ｌ３を有している。第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、不動の正の屈折力の第１部分群Ｌ３Ａ、像ぶれ補正に際して光軸に対し垂直方向の成分を含む方向に移動する像ぶれ補正用の負の屈折力の第２部分群Ｌ３Ｂ、不動の第３部分群Ｌ３Ｃを有する。
即ち第３レンズ群Ｌ３は、フォーカシングに際して不動である。
【００１６】
ＳＰは開放Ｆナンバー（Ｆｎｏ）の光束を決定（制限）する開口絞りであり、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。即ち開口絞りは第１レンズ群Ｌ１の最も像側に配置されている。Ｇは光学フィルター等のガラスブロックである。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）の撮像面が置かれる。フォーカスに関する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レンズ群の移動方向を示している
【００１７】
また、各実施例の光学系では、第３レンズ群Ｌ３の一部のレンズを防振用の部分群として、像ぶれを補正している。尚、像ぶれの補正は第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３のいずれかのレンズ群で行っても良い。また、特定のレンズ群に含まれる一部のレンズを防振用の部分群としても良い。
【００１８】
収差図においてＦｎｏはＦナンバー、ωは撮像半画角（度）であり、近軸計算による画角である。球面収差図において、ｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）、ｇはｇ線（波長４３５．８３５ｎｍ）、ＣはＣ線（波長６５６．２７ｎｍ）、ＦはＦ線（波長４８６．１３ｎｍ）である。非点収差図においてΔＳはｄ線におけるサジタル像面、ΔＭはｄ線におけるメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差図においてｇはｇ線、ＣはＣ線、ＦはＦ線である。
【００１９】
多くの光学系では、レンズ全長（物体側の第１レンズ面から像面までの長さ）を短縮し、光学系全体の小型化を図るほど諸収差、特に軸上色収差及び倍率色収差などの色収差が多く発生し、光学性能が低下してくる。特にレンズ全長の短縮化を図った望遠型の光学系では、焦点距離が長くなるにつれて色収差の発生が多くなってくる。また、焦点距離が長くなるにつれて、正の屈折力の第１レンズ群の有効径が大型化しやすくなる。このため全系の小型化を図るには第１レンズ群Ｌ１のレンズ構成を適切にすることが重要となる。
【００２０】
さらに、望遠型の光学系では物体側のレンズほど有効径が大きくなるため、Ｆナンバーが小さくなれば物体側のレンズの有効径も増大し、それに伴ってレンズ外径も増大し、その略３乗でレンズの質量が増加する。そのため、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側のレンズの材料の屈折率、アッベ数、比重、二次分散等を適切に設定することが非常に重要になってくる。
【００２１】
本発明の光学系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、第３レンズ群Ｌ３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Ｌ０の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離（フィルター等の平行平板を除去したときのレンズ全長）をＬＤとする。光学系Ｌ０の焦点距離をｆ、第１レンズ群Ｌ１は最も物体側に正レンズＧ１Ｐを有し、正レンズＧ１Ｐの材料の屈折率とアッベ数を各々ｎｄＧ１Ｐ、νｄＧ１Ｐとする。
【００２２】
このとき、
ＬＤ／ｆ＜１．０                ・・・（１）
１．５８＜ｎｄＧ１Ｐ＜１．８０  ・・・（２）
５０＜νｄＧ１Ｐ＜７５          ・・・（３）
なる条件式を満足する。
【００２３】
なお、材料のアッベ数νｄ、部分分散比θｇＦはフラウンホーファ線のｄ線、Ｆ線、Ｃ線、ｇ線における屈折率をＮｄ、ＮＦ、ＮＣ、Ｎｇとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）
で定義される。
【００２４】
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は、レンズ全長ＬＤが光学系全系の焦点距離ｆよりも短いことを示している。ここでレンズ全長とは最も物体側のレンズ側のレンズ面頂点から最も像側のレンズの像側のレンズ面までの光軸上の長さ（光学全長）に空気換算でのバックフォーカスＢＦの値を加えた値である。
【００２５】
レンズ全長を大幅に短縮しようとすると、開口絞りＳＰよりも物体側の前方レンズ群だけでは軸上色収差と倍率色収差をバランス良く補正することが困難となる。このため、例えば、開口絞りＳＰよりも像側の後方レンズ群でも色収差を補正することが必要となってくる。条件式（１）の上限を超えると、収差補正は容易となるが、光学系が大型化し、光学系を保持する鏡筒が大型化してくる。
【００２６】
条件式（２）、（３）は、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に位置する正レンズＧ１Ｐのｄ線における屈折率とアッベ数を規定し、主にレンズ全長を短縮化しつつ、球面収差、倍率色収差等を良好に補正するためのものである。条件式（２）の上限を超えると、全系の小型化は容易となるが、屈折力が高くなりすぎ、球面収差を補正する際、正レンズＧ１Ｐのメニスカス形状が強くなり、歪曲収差の補正が難しくなる。条件式（２）の下限を超えると、正レンズＧ１Ｐとして必要な屈折力を得るためにレンズ面の曲率が強くなり、その結果、高次の球面収差が増大してくる。
【００２７】
条件式（３）の上限を超えると、軸上色収差の補正は容易となるが、光学材料の特性上、アッベ数が大きくなるにつれて、屈折率が小さくなり、球面収差やコマ収差等の補正が困難になってくる。条件式（３）の下限を超えて、アッベ数が小さくなると、軸上色収差と倍率色収差の補正が難しくなってくる。
【００２８】
各実施例では、条件式（１）乃至（３）を満足するように各要素を適切に設定することにより、全系が軽量であり、かつ色収差等の諸収差が良好に補正された光学系を得ている。
【００２９】
各実施例において更に好ましくは条件式（２）、（３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
１．５８５＜ｎｄＧ１Ｐ＜１．７００        ・・・（２ａ）
５５＜νｄＧ１Ｐ＜７２                    ・・・（３ａ）
【００３０】
更に好ましくは条件式（２ａ）及び（３ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
１．５９＜ｎｄＧ１Ｐ＜１．６５            ・・・（２ｂ）
５８＜νｄＧ１Ｐ＜７０                    ・・・（３ｂ）
【００３１】
本発明では以上のように各レンズ群の構成を適切にすることにより、広画角で大口径比を実現し、色収差を良好に補正した高い結像性能を有す光学系を得ている。各実施例において、更に好ましくは次の条件式のうち１以上を満足するのがよい。正レンズＧ１Ｐの材料の部分分散比をθｇＦＧ１Ｐとする。前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とする。正レンズＧ１Ｐの物体側のレンズ面と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ１Ｇ１Ｐ、Ｒ２Ｇ１Ｐとする。
【００３２】
第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。第１レンズ群Ｌ１は複数の負レンズを有し、第１レンズ群Ｌ１に含まれる負レンズのうち、最も物体側に位置する負レンズＧ１Ｎの材料のアッベ数と、部分分散比を各々νｄＧ１Ｎ、θｇＦＧ１Ｎとする。負レンズＧ１Ｎの物体側のレンズ面と像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ１Ｇ１Ｎ、Ｒ２Ｇ１Ｎとする。正レンズＧ１Ｐの像側のレンズ面から負レンズＧ１Ｎの物体側のレンズ面までの距離をｄＰＮとする。
【００３３】
正レンズＧ１Ｐのヌープ硬度をＨＫＧ１Ｐとする。第２レンズ群Ｌ２の像側のレンズ面頂点から像面までの光軸上の距離ｄＦ２とする。
【００３４】
ここでヌープ硬度は、工業材料の硬さを表す尺度の一つであり、押込み硬さの一種である。また、ヌープ硬度ＨＫは、
Ｌ２＝圧痕表面積（単位ｍｍ２）
Ｃｐ＝補正係数０．０７０２７９
Ｐ＝加重（単位ｋｇｆ）
とするとき、圧痕表面積で試験荷重を割って算出される。
ＨＫ＝Ｐ／ＣｐＬ２
【００３５】
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。
０．５３４＜θｇＦＧ１Ｐ＜０．５６０          ・・・（４）
０．７＜（Ｒ２Ｇ１Ｐ＋Ｒ１Ｇ１Ｐ）／（Ｒ２Ｇ１Ｐ−Ｒ１Ｇ１Ｐ）＜５．５
・・・（６）
−２．８＜ｆ１／ｆ２＜−１．２                ・・・（７）
２４＜νｄＧ１Ｎ＜４５                        ・・・（８）
０．５８＜θｇＦＧ１Ｎ＜０．５９５            ・・・（９）
−１．０＜（Ｒ２Ｇ１Ｎ＋Ｒ１Ｇ１Ｎ）／（Ｒ２Ｇ１Ｎ−Ｒ１Ｇ１Ｎ）＜−０．１
・・・（１０）
０．１７＜ｄＰＮ／ｆ＜０．４５                ・・・（１１）
０．３＜ｆ１／ｆ＜０．７                      ・・・（１３）
３５０＜ＨＫＧ１Ｐ＜５００                    ・・・（１４）
０．２＜ｄＦ２／ＬＤ＜０．５                  ・・・（１５）
【００３６】
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（４）は、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に位置する正レンズＧ１Ｐの材料の部分分散比を規定し、主に倍率色収差と軸上色収差をバランスを良く補正するためのものである。
【００３７】
条件式（４）の上限を超えると、軸上色収差の補正は容易となるが、光学材料の特性上、屈折率が小さくなり、正レンズＧ１Ｐの材料の屈折力が弱くなり、高次の球面収差が多く発生してくる。条件式（４）の下限を超えると、正レンズＧ１Ｐによる軸上色収差の補正効果が弱くなり、正レンズＧ１Ｐより像側のレンズの色収差の分担が増え、光線の入射高さの高い位置に部分分散比の大きなレンズを配置する必要がある。そうすると正レンズＧ１Ｐより像側のレンズの有効径が増大し、質量も増加するので良くない。
【００３８】
【００３９】
【００４０】
条件式（６）は、第１レンズ群Ｌ１の最も物体側に位置する正レンズＧ１Ｐのレンズ形状を規定したもので、主に球面収差を良好に補正するためのものである。条件式（６）の上限を超えると、正レンズＧ１Ｐのメニスカス形状が強くなり、歪曲収差がプラス側に強く発生し、また、レンズの製造が難しくなる。条件式（６）の下限を超えると、球面収差が過補正となり、好ましくない。
【００４１】
条件式（７）は、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の比を規定し、主にフォーカシングによる球面収差の変動を軽減するためのものである。
【００４２】
条件式（７）の上限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短く、屈折力が強くなると、第２レンズ群の入射する光束の収斂性が強くなる。そうすると、フォーカシングによる緒収差の変動を軽減しようとすると、第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力を強くする必要があり、製造誤差に対する球面収差の敏感度が高くなるため好ましくない。条件式（７）の下限を超えて、第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が強くなると、レンズ全長の短縮化は容易となるが、フォーカシングによる軸上色収差の変動が増大してくる。
【００４３】
条件式（８）、（９）は、第１レンズ群Ｌ１に含まれる複数の負レンズのうち最も物体側に位置する負レンズＧ１Ｎの材料のアッベ数と部分分散比を規定している。条件式（８）、（９）は軸上色収差の二次スペクトルを軽減し、第１レンズ群Ｌ１の色消しを効果的に行うためのものである。
【００４４】
条件式（８）の上限を超えると、色消しに必要なレンズの屈折力を得るためにレンズ面の曲率が大きくなり、その結果、高次収差が大きく発生してくる。条件式（８）の下限を超えると、全系の小型化は容易となるが、分散の大きな材料を使用するため、波長ごとの球面収差のばらつきが大きくなり、好ましくない。
【００４５】
条件式（９）の上限を超えると、部分分散比が大きくなり、軸上色収差の二次スペクトルの軽減が難しくなる。条件式（９）の下限を超えると、軸上色収差の二次スペクトルは軽減されるが、材料の特性上、部分分散比が小さくなるにつれて、アッベ数が大きくなり、一次の色収差の補正が困難になる。
【００４６】
条件式（１０）は、第１レンズ群Ｌ１に含まれる負レンズのうち最も物体側に位置する負レンズＧ１Ｎのレンズ形状に関する。条件式（１０）は主に球面収差とコマ収差を適切に補正するためのものである。条件式（１０）の上限を超えて、負レンズＧ１Ｎの物体側のレンズ面の曲率半径が小さくなると、コマ収差の補正が難しくなる。条件式（１０）の下限を超えると、軸上色収差とコマ収差をバランス良く補正するのが困難になる。
【００４７】
条件式（１１）は、レンズ全系の焦点距離ｆに対する正レンズＧ１Ｐと負レンズＧ１Ｎとの光軸上の距離ｄＰＮの比を規定したものである。条件式（１１）の上限を超えて、距離ｄＰＮが長くなると、負レンズＧ１Ｎに入射する軸上光線の入射高さが低くなり、負レンズＧ１Ｎにおいて球面収差を良好に補正することが困難になる。条件式（１１）の下限値を超えて、距離ｄＰＮが短くなると、正レンズＧ１Ｐと負レンズＧ１Ｎの距離が短くなり過ぎて、負レンズＧ１Ｎの有効径が大きくなり負レンズＧ１Ｎの質量が増大するので、好ましくない。
【００４８】
【００４９】
条件式（１３）は、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１と全系の焦点距離ｆの比を規定している。条件式（１３）の上限を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１が長くなると、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が弱くなり過ぎて、レンズ全長が増大してくる。条件式（１３）の下限を超えて、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１が短くなると、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が強くなり、球面収差や軸上色収差の補正が難しくなる。
【００５０】
条件式（１４）は正レンズＧ１Ｐの材料のヌープ硬度ＨＫを規定している。また、ヌープ硬度ＨＫは、３５０〜５００程度であることが好ましく、より好ましくは３６０〜４６０程度であることがより好ましく、３８０〜４５０程度であることがさらに好ましい。ヌープ硬度ＨＫがこのような値を満足すると、光学部品の耐薬品性がさらに高くなる。また、光学部品の表面を劣化させないように研磨することも容易となる。条件式（１５）を満足することにより、全系の軽量化を図ることが容易となる。
【００５１】
更に好ましくは条件式（４）、（６）乃至（１１）、（１３）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．５３４＜θｇＦＧ１Ｐ＜０．５５５        ・・・（４ａ）
０．７５＜（Ｒ２Ｇ１Ｐ＋Ｒ１Ｇ１Ｐ）／（Ｒ２Ｇ１Ｐ−Ｒ１Ｇ１Ｐ）＜３．００
・・・（６ａ）
−２．５＜ｆ１／ｆ２＜−１．５              ・・・（７ａ）
２８＜νｄＧ１Ｎ＜３５                      ・・・（８ａ）
０．５８５＜θｇＦＧ１Ｎ＜０．５９３        ・・・（９ａ）
−０．９０＜（Ｒ２Ｇ１Ｎ＋Ｒ１Ｇ１Ｎ）／（Ｒ２Ｇ１Ｎ−Ｒ１Ｇ１Ｎ）＜−０．１５                                          ・・・（１０ａ）
０．１８＜ｄＰＮ／ｆ＜０．４０              ・・・（１１ａ）
０．３２＜ｆ１／ｆ＜０．６０                ・・・（１３ａ）
３６０＜ＨＫＧ１Ｐ＜４６０                  ・・・（１４ａ）
０．３０＜ｄＦ２／ＬＤ＜０．４９            ・・・（１５ａ）
【００５２】
更に好ましくは条件式（４ａ）、（６ａ）乃至（１１ａ）、（１３ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
０．５３５＜θｇＦＧ１Ｐ＜０．５５０        ・・・（４ｂ）
０．８０＜（Ｒ２Ｇ１Ｐ＋Ｒ１Ｇ１Ｐ）／（Ｒ２Ｇ１Ｐ−Ｒ１Ｇ１Ｐ）＜１．８０
・・・（６ｂ）
−２．３＜ｆ１／ｆ２＜−１．６              ・・・（７ｂ）
３０＜νｄＧ１Ｎ＜３４                      ・・・（８ｂ）
０．５８７＜θｇＦＧ１Ｎ＜０．５９０        ・・・（９ｂ）
−０．８６＜（Ｒ２Ｇ１Ｎ＋Ｒ１Ｇ１Ｎ）／（Ｒ２Ｇ１Ｎ−Ｒ１Ｇ１Ｎ）＜−０．２５                                          ・・・（１０ｂ）
０．１９＜ｄＰＮ／ｆ＜０．３６              ・・・（１１ｂ）
０．３４＜ｆ１／ｆ＜０．５５                ・・・（１３ｂ）
３８０＜ＨＫＧ１Ｐ＜４５０                  ・・・（１４ｂ）
０．３５＜ｄＦ２／ＬＤ＜０．４８            ・・・（１５ｂ）
【００５３】
各実施例の光学系は、第１レンズ群Ｌ１の最も像側に開口絞りＳＰを有すことが望ましい。
【００５４】
第３レンズ群Ｌ３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Ｌ３Ａ、負の屈折力の第２部分群Ｌ３Ｂ、第３部分群Ｌ３Ｃからなる構成とするのが良い。そして第２部分群Ｌ３Ｂを光軸に対して垂直方向の成分を含む方向に移動させ像ぶれの補正を行うことが望ましい。これによれば、像ぶれ補正用の部分群の径小化が容易となる。第３レンズ群Ｌ３は最も物体側に、負レンズと正レンズを接合した接合レンズからなる構成とするこがことが好ましい。これによれば、軸外のコマ収差の補正と球面収差の補正が容易になる。
【００５５】
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）の実施例を図６を用いて説明する。図６において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至５に説明したいずれか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。
【００５６】
以下に本発明の実施例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、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目と第ｉ＋１番目の間隔、ｎｄｉとνｄｉは第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。無限遠物体にフォーカスしたときの全系の焦点距離、Ｆナンバー、画角（度）を示す。ＢＦは空気換算値（フィルター等の平行平板を除去したときの距離）でのバックフォーカスである。
【００５７】
各数値データにおいて最も像側の２つの面はフィルター等のガラスブロックである。表１に前述の各条件式と実施例における諸数値との関係を示す。
【００５８】
［数値データ１］
単位  ｍｍ
面データ
面番号
r        d      nd         νd       θgF
1        142.636   10.36   1.61800    63.40    0.5395          
2        803.414   87.02                                       
3         64.050   11.52   1.43387    95.10    0.5373          
4      -4275.797    0.53                                       
5       -789.539    1.20   1.80610    33.27    0.5881          
6         61.251    0.25                                       
7         55.129    9.48   1.43387    95.10    0.5373          
8        293.161    5.47                                       
9         67.158    3.97   1.89286    20.36    0.6393          
10        114.029    0.15                                       
11         47.312    1.40   1.83481    42.74    0.5648          
12         30.444   10.09   1.43875    94.66    0.5340          
13        113.939    5.13                                       
14(絞り)    ∞       3.69                                       
15        567.430    1.20   1.60300    65.44    0.5401          
16         43.779   16.52                                       
17         93.335    1.20   1.89286    20.36    0.6393          
18         58.681    4.90   1.49700    81.54    0.5375          
19       -115.284    5.67                                       
20         80.365    4.02   1.85025    30.05    0.5979          
21        -65.106    1.20   1.62299    58.16    0.5458          
22         28.801    4.48                                       
23        -49.796    1.20   1.77250    49.60    0.5520          
24         83.318    3.95                                       
25         94.977    2.93   1.69895    30.13    0.6030          
26       -154.696    5.82                                       
27         59.250    1.20   1.94595    17.98    0.6544          
28         40.611    6.51   1.66565    35.64    0.5824          
29       -262.154    4.96                                       
30          ∞       2.20   1.51633    64.14    0.5353          
31          ∞      58.94                                       
像面        ∞   
【００５９】
各種データ
焦点距離     294.00  
Fナンバー      2.91  
半画角（度）   4.21  
像高          21.64  
レンズ全長   276.40  
BF            65.35  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     132.30  
2   15     -78.74  
3   17     341.78  
【００６０】
［数値データ２］
単位 mm
面データ
面番号        r        d      nd         νd       θgF
1        154.557   14.23   1.59522    67.74    0.5442          
2        679.875  120.54                                       
3         94.858   14.30   1.43700    95.10    0.5326          
4       -305.077    0.17                                       
5       -287.520    1.50   1.80610    33.27    0.5881          
6         74.517    2.79                                       
7         74.499   11.84   1.43700    95.10    0.5326          
8          ∞      17.88                                       
9         67.131    5.78   1.89286    20.36    0.6393          
10        126.369    1.51                                       
11         70.332    2.00   1.83400    37.16    0.5776          
12         40.254   10.32   1.43700    95.10    0.5326          
13        136.354    6.96                                       
14(絞り)    ∞       5.00                                       
15       -565.896    1.60   1.61800    63.40    0.5395          
16         60.047   36.49                                       
17        100.609    1.40   1.89286    20.36    0.6393          
18         65.898    7.56   1.51742    52.43    0.5564          
19        -93.940    1.00                                       
20         93.498    5.02   1.80610    33.27    0.5881          
21       -121.171    1.20   1.53775    74.70    0.5392          
22         36.544    5.43                                       
23        -82.448    1.20   1.72916    54.68    0.5444          
24         68.589    3.01                                       
25        137.981    4.68   1.65412    39.68    0.5737          
26      -1080.069    6.25                                       
27         71.025   10.18   1.72047    34.71    0.5834          
28        -58.624    1.50   1.80810    22.76    0.6307          
29       -358.198    7.77                                       
30          ∞       2.20   1.51633    64.14    0.5353          
31          ∞      60.70                                       
像面        ∞   
【００６１】
各種データ
焦点距離     392.00  
Fナンバー      2.90  
半画角（度）   3.16  
像高          21.64  
レンズ全長   371.25  
BF            69.92  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     187.63  
2   15     -87.76  
3   17     246.94  
【００６２】
［数値データ３］
単位 mm
面データ
面番号        r        d      nd         νd       θgF
1        239.937   10.05   1.59349    67.00    0.5361          
2       7608.704  143.66                                       
3         92.480   11.58   1.43387    95.10    0.5373          
4       -608.676    0.07                                       
5       -572.992    1.85   1.80610    33.27    0.5881          
6        110.750    0.15                                       
7         80.486    7.96   1.43387    95.10    0.5373          
8        268.516   29.41                                       
9         74.048    3.77   1.92286    18.90    0.6495          
10        114.076    0.15                                       
11         81.966    2.10   1.83481    42.74    0.5648          
12         40.684   10.10   1.43700    95.10    0.5326          
13        211.722   13.05                                       
14(絞り)    ∞       3.76                                       
15        454.394    1.60   1.59522    67.74    0.5442          
16         67.563   42.53                                       
17        250.115    1.30   1.89286    20.36    0.6393          
18         41.548    4.42   1.80610    33.27    0.5881          
19       -259.897    2.39                                       
20         69.730    4.44   1.66680    33.05    0.5957          
21        -54.212    1.30   1.59522    67.74    0.5442          
22         42.897    3.59                                       
23       -112.462    1.10   1.77250    49.60    0.5520          
24         66.134    4.10                                       
25         75.201    2.95   1.76182    26.52    0.6136          
26       -469.229   31.57                                       
27         64.591    4.29   1.66565    35.64    0.5824          
28        519.783    1.50   1.92286    20.88    0.6391          
29        117.158    4.99                                       
30          ∞       2.20   1.51633    64.14    0.5353          
31          ∞      59.59                                       
像面        ∞   
【００６３】
各種データ
焦点距離     490.00  
Fナンバー      4.12  
半画角（度）   2.53  
像高          21.64  
レンズ全長   410.77  
BF            66.03  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     215.15  
2   15    -133.54  
3   17     7321.08  
【００６４】
［数値データ４］
単位 mm
面データ
面番号        r        d      nd         νd       θgF
1        285.176   12.69   1.59349    67.00    0.5361          
2      -4767.657  161.04                                       
3        122.017   15.58   1.43387    95.10    0.5373          
4       -233.175    0.00                                       
5       -238.384    1.60   1.80610    33.27    0.5881          
6        141.021    0.15                                       
7         93.182   10.34   1.43387    95.10    0.5373          
8        377.979   45.03                                       
9         80.811    5.76   1.84666    23.88    0.6218          
10        182.524    0.15                                       
11        120.397    2.00   1.80420    46.50    0.5572          
12         44.703   13.45   1.43700    95.10    0.5326          
13        642.625   15.35                                       
14(絞り)    ∞        3.49                                       
15        491.750    1.60   1.59349    67.00    0.5361          
16         62.367   38.06                                       
17        325.083    1.50   1.89286    20.36    0.6393          
18         59.275    4.64   1.73800    32.26    0.5899          
19       -214.466    1.00                                       
20         74.220    4.00   1.80518    25.46    0.6156          
21       -119.987    1.30   1.59349    67.00    0.5361          
22         41.290    4.13                                       
23       -102.097    1.30   1.81600    46.62    0.5568          
24         85.886    3.79                                       
25         68.860    5.13   1.85478    24.80    0.6122          
26       2687.062   30.08                                       
27         99.601    9.53   1.66565    35.64    0.5824          
28        -56.296    1.50   1.89286    20.36    0.6393          
29        979.304    5.25                                       
30          ∞       2.20   1.51633    64.14    0.5353          
31          ∞      73.90                                       
像面        ∞   
【００６５】
各種データ
焦点距離     588.00  
Fナンバー      4.12  
半画角（度）   2.11  
像高          21.64  
レンズ全長   474.78  
BF            80.59  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     237.94  
2   15    -120.51  
3   17    -47873.47  
【００６６】
［数値データ５］
単位 mm
面データ
面番号        r        d      nd         νd       θgF
1        240.726   12.89   1.61800    63.40    0.5395          
2          ∞     138.98                                       
3        114.535   12.87   1.43387    95.10    0.5373          
4       -359.087    0.18                                       
5       -332.929    1.50   1.80610    33.27    0.5881          
6        117.700    0.64                                       
7         87.931   10.17   1.43387    95.10    0.5373          
8        505.314   44.59                                       
9         82.410    4.12   1.89286    20.36    0.6393          
10        139.657    0.15                                       
11        102.973    2.00   1.77250    49.60    0.5520          
12         44.474   10.25   1.43387    95.10    0.5373          
13        164.169   10.67                                       
14(絞り)    ∞        3.94                                       
15       2771.562    1.50   1.60311    60.64    0.5415          
16         81.493   45.55                                       
17        135.371    1.20   1.89286    20.36    0.6393          
18         36.458    7.13   1.63980    34.46    0.5922          
19       -142.839    3.59                                       
20         92.151    4.92   1.76182    26.52    0.6136          
21        -64.477    1.20   1.72916    54.68    0.5444          
22         44.366    4.67                                       
23        -78.668    1.20   1.76385    48.51    0.5587          
24        401.999    2.82                                       
25         54.724    4.09   1.67270    32.10    0.5988          
26       -248.815   66.28                                       
27        -46.725    1.20   1.43875    94.66    0.5340          
28         39.037    8.98   1.59551    39.24    0.5803          
29        -31.547    1.30   1.92286    20.88    0.6391          
30        -78.510    8.46                                       
31          ∞       2.20   1.51633    64.14    0.5353          
32          ∞      66.02                                       
像面        ∞   
【００６７】
各種データ
焦点距離     784.00  
Fナンバー      5.80  
半画角（度）   1.58  
像高          21.64  
レンズ全長   484.53  
BF            75.94
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     269.42  
2   15    -139.24  
3   17    -439.91  
【００６８】
【表１】
2020013166.tif 000003
【符号の説明】
【００６９】
Ｌ１  第１レンズ群      Ｌ２  第２レンズ群      Ｌ３  第３レンズ群
Ｌ０  光学系      ＳＰ  開口絞り
【図１】
2020013166.tif 000004
【図２】
2020013166.tif 000005
【図３】
2020013166.tif 000006
【図４】
2020013166.tif 000007
【図５】
2020013166.tif 000008
【図６】
2020013166.tif 000009