(57)【要約】  単焦点光学系は、拡大側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、から構成され、レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、第１レンズ群Ｇ１は、拡大側から順に、第１副群、第２副群及び第３副群からなるか、又は、第１副群、１つの正レンズ成分、第２副群及び第３副群からなり、第１副群は、１つの負レンズ成分からなるか、又は、連続した複数の負レンズ成分からなり、第２副群は、凹面どうしが向かい合った２つのメニスカスレンズ成分からなり、第３副群は第３副群中にて最も縮小側に配置される複数の正レンズ成分を有し、第２レンズ群Ｇ２は、１つの負レンズ成分からなり、第３レンズ群Ｇ３は、負レンズを含むと共に、最も拡大側に正レンズ成分を有し、第１レンズ群内のすべての空気間隔は、一定である。
2016194113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
距離が長い方の拡大側の共役点と距離が短い方の縮小側の共役点との共役関係を形成する単焦点光学系であって、
前記単焦点光学系は、拡大側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、
負の屈折力を有する第２レンズ群と、
正の屈折力を有する第３レンズ群と、から構成され、
レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、
前記第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群、第２副群及び第３副群からなるか、又は、前記第１副群、１つの正レンズ成分、前記第２副群及び前記第３副群からなり、
前記第１副群は、１つの負レンズ成分からなるか、又は、連続した複数の負レンズ成分からなり、
前記第２副群は、凹面どうしが向かい合った２つのメニスカスレンズ成分からなり、
前記第３副群は前記第３副群にて最も縮小側に配置される複数の正レンズ成分を有し、
前記複数の正レンズ成分は、隣り合う全ての正レンズ成分を含み、
前記第２レンズ群は、１つの負レンズ成分からなり、
前記第３レンズ群は、負レンズを含むと共に、最も拡大側に正レンズ成分を有し、
前記第１レンズ群内のすべての空気間隔は、一定であることを特徴とする単焦点光学系。
【請求項２】
前記第２レンズ群の前記負レンズ成分における縮小側面は凹面であり、
前記第２レンズ群の前記負レンズ成分における縮小側面の曲率は、拡大側面の曲率よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
【請求項３】
前記第３レンズ群は、前記第３レンズ群の正レンズ成分の縮小側に、正レンズと前記負レンズとを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の単焦点光学系。
【請求項４】
前記第３レンズ群は、前記第３レンズ群の正レンズ成分の縮小側に複数のレンズを有し、
前記複数のレンズは、拡大側から順に、正レンズと、前記負レンズと、正レンズと、からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
【請求項５】
前記第３レンズ群は、前記第３レンズ群の正レンズ成分の縮小側に接合レンズを有し、
前記接合レンズは、正レンズと前記負レンズからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
【請求項６】
前記第２副群は、拡大側に凹面を向けた接合レンズを含み、
前記２つのメニスカスレンズ成分のうちの一方は、前記第２副群の前記接合レンズであり、
前記第２副群の前記接合レンズは、拡大側から順に、負レンズと正レンズとからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
【請求項７】
前記第２副群は、拡大側に凹面を向けた接合レンズ成分と、縮小側レンズ成分と、を有し、
前記２つのメニスカスレンズ成分のうちの一方は、前記第２副群の前記接合レンズであり、他方は、前記縮小側レンズ成分であり、
前記第２副群の前記接合レンズは、拡大側から順に、負レンズと正レンズとからなり、
前記縮小側レンズ成分は、前記第２副群の前記接合レンズの拡大側に、前記第２副群の前記接合レンズと隣接して配置され、
前記縮小側レンズ成分の形状は、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
【請求項８】
前記第２レンズ群の前記負レンズ成分の形状は、縮小側に凹面を向けたメニスカス形状であり、
前記第２レンズ群の前記負レンズ成分は、フォーカスのために光軸上を移動することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
【請求項９】
前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の前記正レンズ成分との間隔を変えつつ、前記第２レンズ群と共に、前記第３レンズ群の前記正レンズ成分のみをフォーカスのために移動させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
【請求項１０】
前記第１レンズ群は、最も拡大側に拡大側レンズ成分を有し、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
０．７５＜ＳＦ11＜３．５      （１）
ここで、
ＳＦ11＝（ＲF11＋ＲR11）／（ＲF11−ＲR11）であり、
ＲF11は、前記拡大側レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
ＲR11は、前記拡大側レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。
【請求項１１】
前記第２副群は、縮小側レンズ成分を有し、
前記縮小側レンズ成分は、前記２つのメニスカスレンズ成分のうち、拡大側に位置するメニスカスレンズ成分であって、
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
１．４＜ＳＦ12＜１５      （２）
ここで、
ＳＦ12＝（ＲF12＋ＲR12）／（ＲF12−ＲR12）であり、
ＲF12は、前記縮小側レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
ＲR12は、前記縮小側レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。
【請求項１２】
前記第２副群は、接合レンズを有し、
前記第２副群の接合レンズは、前記２つのメニスカスレンズ成分のうち、縮小側に位置するメニスカスレンズ成分であって、
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
−１５＜ＳＦ13＜−２．０      （３）
ここで、
ＳＦ13＝（ＲF13＋ＲR13）／（ＲF13−ＲR13）であり、
ＲF13は、前記第２副群の前記接合レンズにおける拡大側面の曲率半径、
ＲR13は、前記第２副群の前記接合レンズにおける縮小側面の曲率半径、
である。
【請求項１３】
前記第３副群における前記複数の正レンズ成分は、前記第３副群中の縮小側にて隣り合う正レンズ成分の全てからなり、前記複数の正レンズ成分は最も拡大側に位置する前側正レンズ成分と、最も縮小側に位置する後側正レンズ成分と、を有し、
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
０．１０＜ＳＦ14−ＳＦ15＜７．０      （４）
ここで、
ＳＦ14＝（ＲF14＋ＲR14）／（ＲF14−ＲR14）、
ＳＦ15＝（ＲF15＋ＲR15）／（ＲF15−ＲR15）であり、
ＲF14は、前記前側正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
ＲR14は、前記前側正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
ＲF15は、前記後側正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
ＲR15は、前記後側正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。
【請求項１４】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
０．８０＜ＳＦ21＜４．０      （５）
ここで、
ＳＦ21＝（ＲF21＋ＲR21）／（ＲF21−ＲR21）であり、
ＲF21は、前記第２レンズ群の前記負レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
ＲR21は、前記第２レンズ群の前記負レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。
【請求項１５】
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
−０．４＜ＳＦ31＜１．６      （６）
ここで、
ＳＦ31＝（ＲF31＋ＲR31）／（ＲF31−ＲR31）であり、
ＲF31は、前記第３レンズ群の前記正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
ＲR31は、前記第３レンズ群の前記正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。
【請求項１６】
前記第１レンズ群は、最も縮小側に縮小側正レンズ成分を有し、
前記縮小側正レンズ成分は単レンズであり、
横軸をＮｄ1PR、及び縦軸をνｄ1PRとする直交座標系において、
Ｎｄ1PR＝α×νｄ1PR＋β1PR、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、
以下の条件式（１１）の範囲の下限値β1PR＝２．２５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１２）及び（１３）で定まる領域との両方の領域に、前記縮小側正レンズ成分のＮｄ1PR及びνｄ1PRが含まれることを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
２．２５≦β1PR      （１１）
１．４０＜Ｎｄ1PR      （１２）
３５＜νｄ1PR      （１３）
ここで、
Ｎｄ1PRは、前記縮小側正レンズ成分の屈折率、
νｄ1PRは、前記縮小側正レンズ成分のアッベ数、
である。
【請求項１７】
前記第２レンズ群の負レンズ成分は単レンズであり、
横軸をＮｄ2NF、及び縦軸をνｄ2NFとする直交座標系において、
Ｎｄ2NF＝α×νｄ2NF＋β2NF、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、
以下の条件式（１４）の範囲の下限値β2NF＝２．１５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１５）及び（１６）で定まる領域との両方の領域に、前記第２レンズ群の前記負レンズ成分のＮｄ2NF及びνｄ2NFが含まれることを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
２．１５≦β2NF      （１４）
１．４５＜Ｎｄ2NF      （１５）
２５＜νｄ2NF      （１６）
ここで、
Ｎｄ2NFは、前記第２レンズ群の負レンズ成分の屈折率、
νｄ2NFは、前記第２レンズ群の負レンズ成分のアッベ数、
である。
【請求項１８】
前記第１レンズ群は、最も拡大側に拡大側レンズ成分を有し、
以下の条件式（Ａ）を満足することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
０＜ｆ／ｅN1F＜２      （Ａ）
ここで、
ｆは、無限遠物体合焦時の前記単焦点光学系全系の焦点距離、
ｅN1Fは、前記第１レンズ群の前記拡大側レンズ成分における最大有効口径、
である。
【請求項１９】
開口絞りを有し、
以下の条件式（Ｂ）を満足することを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
０＜（ｆ／ｅAS）／Ｆｎｏ＜２      （Ｂ）
ここで、
ｆは、無限遠物体合焦時の前記単焦点光学系全系の焦点距離、
ｅASは、前記開口絞りの最大直径、
Ｆｎｏは、無限遠物体合焦時の前記単焦点光学系全系のＦナンバー、
である。
【請求項２０】
以下の条件式（Ｃ）を満足することを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
０＜Ｔair_max／Σｄ≦０．２７      （Ｃ）
ここで、
Ｔair_maxは、前記単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの間で最も大きい軸上空気間隔、
Σｄは、前記単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの軸上間隔、
である。
【請求項２１】
光学系と、縮小側に配置された撮像素子と、を有し、
前記撮像素子は撮像面を有し、且つ前記光学系によって前記撮像面上に形成された像を電気信号に変換し、
前記光学系が請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の単焦点光学系であることを特徴とする光学装置。
【請求項２２】
光学系と、縮小側に配置された表示素子と、を有し、
前記表示素子は表示面を有し、
前記表示面上に表示された画像は、前記光学系によって拡大側に投影され、
前記光学系が請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の単焦点光学系であることを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単焦点光学系及びそれを備えた光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高い結像性能を有する結像光学系のタイプとして、ガウスタイプが知られている。ガウスタイプの光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する物体側群と、正の屈折力を有する像側群と、より構成されている。【０００３】
物体側群は、２枚乃至３枚の正レンズと、１枚の負レンズとからなる。この負レンズは、直前の正レンズと接合されている場合がある。また、像側群は、１枚の負レンズと、２枚乃至３枚の正レンズと、からなる。この負レンズも、直後の正レンズと接合されている場合がある。【０００４】
また、ガウスタイプの光学系は、その中央部を境に物体側の形状と像側の形状がおおむね対称で、且つコンセントリックな形状になっている。コンセントリックな形状では、各レンズで、２つのレンズ面における曲率中心が中央部の近くに位置している。【０００５】
これにより、ガウスタイプの光学系では、大口径比であっても、各収差がある程度良好に補正できている。しかし、従来以上の結像性能を実現しようとすると、ガウスタイプの光学系では画角５０度弱が限界である。よって、ガウスタイプの光学系で、５０度以上の画角の実現は困難である。【０００６】
これらの問題を解決した広角撮影レンズが、各種提案されている。提案されている広角撮影レンズでは、Ｆナンバーが１．４程度になっている。画角が広くＦナンバーが小さい広角撮影レンズの光学系として、特許文献１〜６に開示された光学系がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２２６３０９号公報
【特許文献２】特開２００４−１０１８８０号公報
【特許文献３】特開２００９−１０９７２３号公報
【特許文献４】特開２０１０−０３９３４０号公報
【特許文献５】特開２０１０−０９７２０７号公報
【特許文献６】特開２０１１−０５９２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１や特許文献２の光学系ではＦナンバーが１．２４であるため、Ｆナンバーが小さい光学系が実現できている。しかしながら、画角が６３．６°であるため、特許文献１や特許文献２の光学系では、画角が十分に広い光学系が実現できていない。【０００９】
また、特許文献３、特許文献４、特許文献５及び特許文献６の光学系では、Ｆナンバーが１．４であるが、これ以上Ｆナンバーを小さくしようとするか、又は画角を広くしようとすると、上述した諸収差の補正がさらに困難となる。【００１０】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、広い画角と小さいＦナンバーを有しながらも、諸収差が良好に補正された単焦点光学系及びそれを備えた光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の単焦点光学系は、
距離が長い方の拡大側の共役点と距離が短い方の縮小側の共役点との共役関係を形成する単焦点光学系であって、
単焦点光学系は、拡大側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、
負の屈折力を有する第２レンズ群と、
正の屈折力を有する第３レンズ群と、から構成され、
レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、
第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群、第２副群及び第３副群からなるか、又は、第１副群、１つの正レンズ成分、第２副群及び第３副群からなり、
第１副群は、１つの負レンズ成分からなるか、又は、連続した複数の負レンズ成分からなり、
第２副群は、凹面どうしが向かい合った２つのメニスカスレンズ成分からなり、
第３副群は第３副群中にて最も縮小側に配置される複数の正レンズ成分を有し、
複数の正レンズ成分は、隣り合う全ての正レンズ成分を含み、
第２レンズ群は、１つの負レンズ成分からなり、
第３レンズ群は、負レンズを含むと共に、最も拡大側に正レンズ成分を有し、
第１レンズ群内のすべての空気間隔は、一定であることを特徴とする。【００１２】
また、本発明の光学装置は、
光学系と、縮小側に配置された撮像素子と、を有し、
撮像素子は撮像面を有し、且つ光学系によって撮像面上に形成された像を電気信号に変換し、
光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。【００１３】
また、本発明の別の光学装置は、
光学系と、縮小側に配置された表示素子と、を有し、
表示素子は表示面を有し、
表示面上に表示された画像は、光学系によって拡大側に投影され、
光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、広い画角と小さいＦナンバーを有しながらも、諸収差が良好に補正された単焦点光学系及びそれを備えた光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。
【図２】実施例２に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。
【図３】実施例３に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。
【図４】実施例４に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。
【図５】実施例５に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。
【図６】実施例６に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。
【図７】実施例７に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。
【図８】実施例８に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。
【図９】実施例９に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。
【図１０】実施例１０に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。
【図１１】実施例１１に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。
【図１２】実施例１２に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。
【図１３】撮像装置の断面図である。
【図１４】撮像装置の外観を示す前方斜視図である。
【図１５】撮像装置の後方斜視図である。
【図１６】撮像装置の主要部の内部回路の構成ブロック図である。
【図１７】投影装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る単焦点光学系及びそれを備えた光学装置の実施形態及び実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態及び実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
本実施形態の単焦点光学系は、距離が長い方の拡大側の共役点と距離が短い方の縮小側の共役点との共役関係を形成する単焦点光学系であって、単焦点光学系は、拡大側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、から構成され、レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群、第２副群及び第３副群からなるか、又は、第１副群、１つの正レンズ成分、第２副群及び第３副群からなり、第１副群は、１つの負レンズ成分からなるか、又は、連続した複数の負レンズ成分からなり、第２副群は、凹面どうしが向かい合った２つのメニスカスレンズ成分からなり、第３副群は第３副群中にて最も縮小側に配置される複数の正レンズ成分を有し、複数の正レンズ成分は、隣り合う全ての正レンズ成分を含み、第２レンズ群は、１つの負レンズ成分からなり、第３レンズ群は、負レンズを含むと共に、最も拡大側に正レンズ成分を有し、第１レンズ群内のすべての空気間隔は、一定であることを特徴とする。
【００１８】
本実施形態の単焦点光学系とガウスタイプの光学系とを比較しながら、本実施形態の単焦点光学系について説明する。以下の説明では、拡大側に物体側が対応し、縮小側に像側が対応する。
【００１９】
上述のように、ガウスタイプの光学系は高い結像性能を有する。そのため、ガウスタイプの光学系を変形することで、口径比を更に大きくすると共に、画角を更に広くすることが可能である。そこで、本実施形態の単焦点光学系では、ガウスタイプの光学系をさらに広い画角に対応できるように変形した光学系を用いている。
【００２０】
本実施形態の単焦点光学系は、ガウスタイプの光学系をベースにしている。すなわち、ガウスタイプにおける基本的なレンズの配列やレンズの形状（以下、「基本配列」という）を極力維持しつつ、様々な工夫を加えている。よって、本実施形態の単焦点光学系は、ガウスタイプの物体側群や像側群と同様の基本配列を備えている。
【００２１】
ただし、本実施形態の単焦点光学系では、ガウスタイプの物体側群における基本配列や像側群における基本配列を極力維持しつつ、屈折力の配列のバランスをシフトさせて、ガウスタイプの屈折力配置とは異なる屈折力配置としている。
【００２２】
具体的には、単焦点光学系において、物体側群に相当する部分については、物体側群における正の屈折力を負側にシフトさせた状態にしている。また、単焦点光学系において、像側群に相当する部分については、像側群における正の屈折力を正側に大きくシフトした状態にしている。屈折力の負側へのシフトとは、正の屈折力を小さな負の屈折力に変更することや、正の屈折力をより小さな正の屈折力にすることである。屈折力の正側へのシフトとは、正の屈折力をより大きな正の屈折力にすることである。
【００２３】
このように、本実施形態の単焦点光学系では、ガウスタイプにおける基本配列を極力維持しながら、収差補正にとって有利になるように、光学系の構成を再構成している。すなわち、ガウスタイプの物体側群に相当する部分の屈折力を負側にシフトさせると共に、像側群に相当する部分の屈折力を正側に大きくシフトさせた状態となるように、ガウスタイプにおける基本配列を再構成している。
【００２４】
第１レンズ群は３つの副群を含んでいる。単焦点光学系全系の焦点距離が長いうちは、物体側群に相当する部分の屈折力をあまり負側に大きくシフトしない方が良い。このような事情を鑑み、その場合は第２副群の直前、すなわち、１または複数の負レンズ成分からなる第１副群と第２副群との間に１枚の正レンズ成分を配置してもよい。このようにすることで、球面収差や軸上色収差を良好に補正することができる。ただし、２枚以上の正レンズ成分を配置することは、光学系の全長が長くなり、また、物体側群に相当する部分の径が肥大化するので、かえって好ましくない。
【００２５】
一方、単焦点光学系全系の焦点距離を短くする場合には、第１副群と第２副群との間に正レンズ成分は配置しなくてもよい。このようにすることで、画角を広くすることができる。
【００２６】
第２副群は、凹面どうしが向かい合った２つのメニスカスレンズ成分からなる。一方のメニスカスレンズ成分は、縮小側に凹面を向けて配置され、他方のメニスカスレンズ成分は、拡大側に凹面を向けて配置されている。よって、本実施形態の単焦点光学系では、一方のメニスカスレンズ成分から拡大側の部分が物体側群に相当する部分になるので、この部分の屈折力が負側にシフトされている。また、他方のメニスカスレンズ成分から縮小側の部分が像側群に相当する部分になるので、この部分の屈折力が正側に大きくシフトしている。
【００２７】
口径比が大きい光学系では、特に、球面収差、コマ収差及び非点収差については、良好に補正することが厳しく求められる。そこで、第３レンズ群では、最も拡大側に、正レンズ成分を配置している。第３レンズ群の直前には、負の屈折力を有する第２レンズ群が位置しているので、正レンズ成分と第２レンズ群とで、相互に収差補正を行うことができる。その結果、球面収差、コマ収差及び非点収差を、全体としてバランス良く補正することができる。また、正レンズ成分の縮小側に負レンズ成分が配置されているので、特に倍率色収差の補正も良好に行い易くなる。
【００２８】
このように、本実施形態の単焦点光学系では、ガウスタイプの光学系に対して、物体側群に相当する部分における屈折力を負側へシフトすると共に、像側群に相当する部分における屈折力を正側へ大きくシフトした構成を採用している。そのため、屈折力の面では、本実施形態の単焦点光学系はガウスタイプの光学系とは異なる。
【００２９】
しかしながら、本実施形態の単焦点光学系も、ガウスタイプの基本配列を備えている。よって、本実施形態の単焦点光学系は、収差補正のポテンシャルが極めて高い光学系をベースにしているということができる。そのため、本実施形態の単焦点光学系では、特に、球面収差、コマ収差、軸上色収差及び倍率色収差を極めて良好に補正できる。その結果、従来のガウスタイプの光学系よりも高い結像性能を有する単焦点光学系を実現することができる。例えば、単焦点光学系において、１．４よりも小さいＦナンバーと、５０°以上の画角を確保することができる。
【００３０】
このように、本実施形態の単焦点光学系によれば、標準レンズから広角レンズのカテゴリーにおいて、１．４よりも小さいＦナンバーを有し、かつ、収差補正のポテンシャルが極めて高い単焦点光学系を提供することができる。特に、結像性能においては、従来の３５ｍｍフィルムサイズ用の単焦点光学系を凌駕するレベルの結像性能を有することができる。
【００３１】
また、本実施形態の単焦点光学系では、第２レンズ群の負レンズ成分における縮小側面は凹面であり、第２レンズ群の負レンズ成分における縮小側面の曲率は、拡大側面の曲率よりも大きいことが好ましい。
【００３２】
口径比が大きい光学系では、特に、球面収差、コマ収差及び非点収差については、良好に補正することが厳しく求められる。そこで、このようにすることで、球面収差、コマ収差及び非点収差を、バランス良く補正することができる。
【００３３】
また、本実施形態の単焦点光学系では、第３レンズ群は、第３レンズ群の正レンズ成分の縮小側に、正レンズと負レンズとを有することが好ましい。
【００３４】
第３レンズ群が正レンズを備えることで、ガウスタイプの像側群に相当する部分の屈折力を大きくすることができる。そして、更に、第３レンズ群が負レンズを備えることで、屈折力の増大を行いつつも、球面収差、コマ収差、非点収差及び像面湾曲、更には軸上色収差や倍率色収差をより良好に補正できる。
【００３５】
また、本実施形態の単焦点光学系では、第３レンズ群は、第３レンズ群の正レンズ成分の縮小側に複数のレンズを有し、複数のレンズは、拡大側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズと、からなることが好ましい。
【００３６】
このようにすることで、ガウスタイプの像側群に相当する部分の屈折力を大きくしつつも、球面収差、コマ収差、非点収差及び像面湾曲、更には軸上色収差や倍率色収差をより良好に補正できる。また、光線高の増大を抑え易くなるので、光学系の小型化が行い易くなる。
【００３７】
また、本実施形態の単焦点光学系では、第３レンズ群は、第３レンズ群の正レンズ成分の縮小側に接合レンズを有し、接合レンズは、正レンズと負レンズからなることが好ましい。
【００３８】
このようにすることで、色コマや球面収差の色収差を低減できる。
【００３９】
また、本実施形態の単焦点光学系では、第２副群は、拡大側に凹面を向けた接合レンズを含み、２つのメニスカスレンズ成分のうちの一方は、第２副群の接合レンズであり、第２副群の接合レンズは、拡大側から順に、負レンズと正レンズとからなることが好ましい。
【００４０】
このようにすることで、球面収差、コマ収差、非点収差及び像面湾曲、更には軸上色収差や倍率色収差をより良好に補正できる。
【００４１】
また、本実施形態の単焦点光学系では、第２副群は、拡大側に凹面を向けた接合レンズと、縮小側レンズ成分と、を有し、２つのメニスカスレンズ成分のうちの一方は、第２副群の接合レンズであり、他方は、縮小側レンズ成分であり、第２副群の接合レンズは、拡大側から順に、負レンズと正レンズとからなり、縮小側レンズ成分は、第２副群の接合レンズの拡大側に、第２副群の接合レンズと隣接して配置され、縮小側レンズ成分の形状は、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状であることが好ましい。
【００４２】
このようにすることで、口径比をより大きくした場合や、画角をより広くした場合でも、球面収差、コマ収差、非点収差及び像面湾曲、更には軸上色収差や倍率色収差をより良好に補正できる。
【００４３】
また、本実施形態の単焦点光学系では、第２レンズ群の負レンズ成分の形状は、縮小側に凹面を向けたメニスカス形状であり、第２レンズ群の負レンズ成分は、フォーカスのために光軸上を移動することが好ましい。
【００４４】
第２レンズ群の負レンズ成分の形状を、縮小側に凹面を向けたメニスカス形状にすることで、球面収差の変動を最も少なくすることができる。よって、第２レンズ群をフォーカスのために移動させても、フォーカスによる球面収差の変動が最も少なくすることができる。
【００４５】
また、本実施形態の単焦点光学系では、第２レンズ群と第３レンズ群の正レンズ成分との間隔を変えつつ、第２レンズ群と共に、第３レンズ群の正レンズ成分のみをフォーカスのために移動させることが好ましい。
【００４６】
フォーカス時に第２レンズ群を移動させることで、各収差が変動する。各収差の変動量が許容できないほど大きい場合には、第３レンズ群の正レンズ成分のみを第２レンズ群と共に、両者の間隔を変えつつ光軸上を移動させることでことが好ましい。これにより、球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることができる。
【００４７】
また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、最も拡大側に拡大側レンズ成分を有し、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
０．７５＜ＳＦ11＜３．５      （１）
ここで、
ＳＦ11＝（ＲF11＋ＲR11）／（ＲF11−ＲR11）であり、
ＲF11は、拡大側レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
ＲR11は、拡大側レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。
【００４８】
条件式（１）の上限値を上回らないようにすることで、特に非点収差の補正が容易になる。条件式（１）の下限値を下回らないようにすることで、特に樽型の歪曲収差の補正が容易になる。
【００４９】
ここで、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’）を満足するとより良い。
０．８５＜ＳＦ11＜３．０      （１’）
また、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１”）を満足するとなお良い。
０．９５＜ＳＦ11＜２．７      （１”）
【００５０】
また、本実施形態の単焦点光学系では、第２副群は、縮小側レンズ成分を有し、縮小側レンズ成分は、２つのメニスカスレンズ成分のうち、拡大側に位置するメニスカスレンズ成分であって、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
１．４＜ＳＦ12＜１５      （２）
ここで、
ＳＦ12＝（ＲF12＋ＲR12）／（ＲF12−ＲR12）であり、
ＲF12は、縮小側レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
ＲR12は、縮小側レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。
【００５１】
条件式（２）の上限値を上回らないようにするか、又は条件式（２）の下限値を下回らないようにすることで、口径比を大きくすると共に、画角を広くしても、球面収差とコマ収差とをバランスよく補正することが容易になる。
【００５２】
ここで、条件式（２）に代えて、以下の条件式（２’）を満足するとより良い。
１．６＜ＳＦ12＜１０      （２’）
また、条件式（２）に代えて、以下の条件式（２”）を満足するとなお良い。
１．８＜ＳＦ12＜８．０      （２”）
【００５３】
また、本実施形態の単焦点光学系では、第２副群は、接合レンズを有し、第２副群の接合レンズは、２つのメニスカスレンズ成分のうち、縮小側に位置するメニスカスレンズ成分であって、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
−１５＜ＳＦ13＜−２．０      （３）
ここで、
ＳＦ13＝（ＲF13＋ＲR13）／（ＲF13−ＲR13）であり、
ＲF13は、第２副群の接合レンズにおける拡大側面の曲率半径、
ＲR13は、第２副群の接合レンズにおける縮小側面の曲率半径、
である。
【００５４】
条件式（３）の上限値を上回らないようにするか、又は条件式（３）の下限値を下回らないようにすることで、口径比を大きくすると共に、画角を広くしても、球面収差とコマ収差とをバランスよく補正することが容易になる。
【００５５】
ここで、条件式（３）に代えて、以下の条件式（３’）を満足するとより良い。
−１２＜ＳＦ13＜−２．５      （３’）
また、条件式（３）に代えて、以下の条件式（３”）を満足するとなお良い。
−１０＜ＳＦ13＜−３．０      （３”）
【００５６】
また、本実施形態の単焦点光学系では、第３副群における複数の正レンズ成分は、第３副群中の縮小側にて隣り合う正レンズ成分の全てからなり、複数の正レンズ成分は最も拡大側に位置する前側正レンズ成分と、最も縮小側に位置する後側正レンズ成分と、を有し、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．１０＜ＳＦ14−ＳＦ15＜７．０      （４）
ここで、
ＳＦ14＝（ＲF14＋ＲR14）／（ＲF14−ＲR14）、
ＳＦ15＝（ＲF15＋ＲR15）／（ＲF15−ＲR15）であり、
ＲF14は、前側正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
ＲR14は、前側正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
ＲF15は、後側正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
ＲR15は、後側正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。
【００５７】
第３副群において、複数の正レンズ成分が配置されている位置では、軸上光線高が高くなっている。そのため、複数の正レンズ成分における各レンズ成分の形状は、像全体の鮮鋭性に影響のある球面収差の補正に関係が深い。
【００５８】
また、この軸上光線束は、第３副群の拡大側では発散状態になっている。第３副群では、発散状態を収斂状態に転じさせるために、各正レンズ成分のシェーピングファクターが拡大側から縮小側にて負の方向になるように、正レンズ成分の各々を並べるのがよい。そして、複数の正レンズ成分のうち、両端に位置する正レンズ成分のシェーピングファクターの差がある適当な値をとることが必要である。
【００５９】
条件式（４）の上限値を上回らないようにするか、又は条件式（４）の下限値を下回らないようにすることで、口径比を大きくすると共に、画角を広くしても、球面収差を補正することが容易になる。
【００６０】
ここで、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４’）を満足するとより良い。
０．３０＜ＳＦ14−ＳＦ15＜６．０      （４’）
また、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４”）を満足するとなお良い。
０．４５＜ＳＦ14−ＳＦ15＜５．５      （４”）
【００６１】
また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．８０＜ＳＦ21＜４．０      （５）
ここで、
ＳＦ21＝（ＲF21＋ＲR21）／（ＲF21−ＲR21）であり、
ＲF21は、第２レンズ群の負レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
ＲR21は、第２レンズ群の負レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。
【００６２】
インナーフォーカスを用いる場合には、収差変動が問題となる。インナーフォーカスにおいて、光軸上を移動する群を第２レンズ群にすると、収差変動を最も少なくできる。よって、安定したフォーカスが行える。更に、条件式（５）を満足することで、収差変動を十分に抑えることができる。
【００６３】
条件式（５）の上限値を上回らないようにすることで、非点収差の変動の増大を抑えることができる。条件式（５）の下限値を下回らないようにすることで、球面収差の変動の増大を抑えることができる。
【００６４】
ここで、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５’）を満足するとより良い。
０．８５＜ＳＦ21＜３．０      （５’）
また、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５”）を満足するとなお良い。
０．９０＜ＳＦ21＜２．５      （５”）
【００６５】
また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
−０．４＜ＳＦ31＜１．６      （６）
ここで、
ＳＦ31＝（ＲF31＋ＲR31）／（ＲF31−ＲR31）であり、
ＲF31は、第３レンズ群の正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
ＲR31は、第３レンズ群の正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。
【００６６】
光学系の小型化や軽量化のためには、光学系を構成するレンズ成分の枚数を減らすことが好ましい。しかしながら、レンズ成分の枚数を減らしていくと、インナーフォーカスにおいて第２レンズ群のみを移動した場合は、上述の条件式（５）を満足したとしても収差変動を十分に抑えられないことがある。このような場合には、第２レンズ群との相対的間隔を変化させながら、第３レンズ群の正レンズ成分を移動させると良い。そして、その場合、条件式（６）を満足すると良い。
【００６７】
条件式（６）の上限値を上回らないようにすることで、球面収差の変動の増大を抑えることができる。条件式（６）の下限値を下回らないようにすることで、非点収差の変動の増大を抑えることができる。
【００６８】
ここで、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６’）を満足するとより良い。
−０．２＜ＳＦ31＜１．３      （６’）
また、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６”）を満足するとなお良い。
０＜ＳＦ31＜１．１      （６”）
【００６９】
また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、最も縮小側に縮小側正レンズ成分を有し、縮小側正レンズ成分は単レンズであり、横軸をＮｄ1PR、及び縦軸をνｄ1PRとする直交座標系において、Ｎｄ1PR＝α×νｄ1PR＋β1PR、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、以下の条件式（１１）の範囲の下限値β1PR＝２．２５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１２）及び（１３）で定まる領域との両方の領域に、縮小側正レンズ成分のＮｄ1PR及びνｄ1PRが含まれることが好ましい。
２．２５≦β1PR      （１１）
１．４０＜Ｎｄ1PR      （１２）
３５＜νｄ1PR      （１３）
ここで、
Ｎｄ1PRは、縮小側正レンズ成分の屈折率、
νｄ1PRは、縮小側正レンズ成分のアッベ数、
である。
【００７０】
第１レンズ群において、複数の正レンズ成分が配置されている位置では、軸上光線高が高くなっている。そのため、複数の正レンズ成分では、特に、軸上色収差や球面収差の色収差が発生しやすい。
【００７１】
縮小側正レンズ成分は、第１レンズ群において最も縮小側に位置している。この位置は、第１レンズ群の接合レンズから最も離れた位置である。
【００７２】
第１レンズ群の小型化と軽量化のためには、縮小側正レンズ成分を単レンズにて構成することが好ましい。ただし、縮小側正レンズ成分が配置されている位置では、上述のように色収差が発生し易い。そこで、縮小側正レンズ成分を単レンズで構成する場合、この縮小側正レンズ成分の屈折率とアッベ数が、条件式（１１）、（１２）、（１３）で決まる領域に含まれるようにする。このようにすることで、軸上色収差や球面収差の色収差の発生を抑えることができる。
【００７３】
また、本実施形態の単焦点光学系では、第２レンズ群の負レンズ成分は単レンズであり、横軸をＮｄ2NF、及び縦軸をνｄ2NFとする直交座標系において、Ｎｄ2NF＝α×νｄ2NF＋β2NF、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、以下の条件式（１４）の範囲の下限値β2NF＝２．１５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１５）及び（１６）で定まる領域との両方の領域に、第２レンズ群の負レンズ成分のＮｄ2NF及びνｄ2NFが含まれることが好ましい。
２．１５≦β2NF      （１４）
１．４５＜Ｎｄ2NF      （１５）
２５＜νｄ2NF      （１６）
ここで、
Ｎｄ2NFは、第２レンズ群の負レンズ成分の屈折率、
νｄ2NFは、第２レンズ群の負レンズ成分のアッベ数、
である。
【００７４】
第２レンズ群がフォーカス時に移動する場合、色収差の変動の小さいことが望まれる。第２レンズ群の負レンズ成分の屈折率とアッベ数が、条件式（１４）、（１５）、（１６）で決まる領域に含まれるようにする。このようにすることで、軸上色収差、倍率色収差、球面収差の色収差、あるいは色コマの発生を抑えることができる。
【００７５】
また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、最も拡大側に拡大側レンズ成分を有し、以下の条件式（Ａ）を満足することが好ましい。
０＜ｆ／ｅN1F＜２      （Ａ）
ここで、
ｆは、無限遠物体合焦時の単焦点光学系全系の焦点距離、
ｅN1Fは、第１レンズ群の拡大側レンズ成分における最大有効口径、
である。
【００７６】
条件式（Ａ）の上限値を上回ると、画角を広げることが困難になる。すなわち、画角を広げようとすると、球面収差、歪曲収差及び非点収差が発生し易い。一方、条件式（Ａ）の下限値を下回ると、光学系が径方向に大型化し易い。
【００７７】
ここで、条件式（Ａ）に代えて、以下の条件式（Ａ’）を満足すると良い。
０．１＜ｆ／ｅN1F＜１．５      （Ａ’）
また、条件式（Ａ）に代えて、以下の条件式（Ａ’’）を満足するとなお良い。
０．２＜ｆ／ｅN1F＜１      （Ａ’’）
【００７８】
また、本実施形態の単焦点光学系では、開口絞りを有し、以下の条件式（Ｂ）を満足することが好ましい。
０＜（ｆ／ｅAS）／Ｆｎｏ＜２      （Ｂ）
ここで、
ｆは、無限遠物体合焦時の単焦点光学系全系の焦点距離、
ｅASは、開口絞りの最大直径、
Ｆｎｏは、無限遠物体合焦時の単焦点光学系全系のＦナンバー、
である。
【００７９】
条件式（Ｂ）の上限値を上回ると、画角を広くすることが困難になる。すなわち、画角を広げようとすると、球面収差と色収差の補正が困難になる。一方、条件式（Ｂ）の下限値を下回ると、光学系が径方向に大型化し易い。
【００８０】
ここで、条件式（Ｂ）に代えて、以下の条件式（Ｂ’）を満足すると良い。
０．２＜（ｆ／ｅAS）／Ｆｎｏ＜１      （Ｂ’）
また、条件式（Ｂ）に代えて、以下の条件式（Ｂ’’）を満足するとなお良い。
０．３＜（ｆ／ｅAS）／Ｆｎｏ＜０．９      （Ｂ’’）
【００８１】
また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（Ｃ）を満足することが好ましい。
０＜Ｔair_max／Σｄ≦０．２７      （Ｃ）
ここで、
Ｔair_maxは、単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの間で最も大きい軸上空気間隔、
Σｄは、単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの軸上間隔、
である。
【００８２】
条件式（Ｃ）は、高い光学性能の確保、光学系の全長の短縮化及び結像光学系の外径の小径化に有利となる条件式である。
【００８３】
レンズ同士の空気間隔を適度に広くすることは、光学性能の向上に繋がる。ただし、Σｄ、すなわち、単焦点光学系の最も拡大側に位置するレンズ面から最も縮小側に位置するレンズ面までの軸上間隔に対して、レンズ同士の空気間隔を過剰に広げて光学性能を確保することは、光学系の全長の増加と光学系の大口径化につながり易い。
【００８４】
そこで、条件式（Ｃ）を満足することで、光学系の全長の短縮化と小径化を行いつつ、高い光学性能の実現に必要なレンズ枚数の確保に有利となる。
【００８５】
ここで、条件式（Ｃ）に代えて、以下の条件式（Ｃ’）を満足すると良い。
０．０３＜Ｔair_max／Σｄ≦０．２（Ｃ’）
また、条件式（Ｃ）に代えて、以下の条件式（Ｃ’’）を満足するとなお良い。
０．０７＜Ｔair_max／Σｄ≦０．１８（Ｃ’’）
【００８６】
また、本実施形態の光学装置は、光学系と、縮小側に配置された撮像素子と、を有し、
撮像素子は撮像面を有し、且つ光学系によって撮像面上に形成された像を電気信号に変換し、光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。
【００８７】
本実施形態の光学装置によれば、広い撮影範囲を、低ノイズ、高解像度で撮像することができる。
【００８８】
また、本実施形態の光学装置は、光学系と、縮小側に配置された表示素子と、を有し、
表示素子は表示面を有し、表示面上に表示された画像は、光学系によって拡大側に投影され、光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。
【００８９】
本実施形態の光学装置によれば、広い投影範囲に、低ノイズ、高解像度で像を投影することができる。
【００９０】
なお、上述の単焦点光学系や光学装置は、複数の構成を同時に満足してもよい。このようにすることが、良好な単焦点光学系や光学装置を得る上で好ましい。また、好ましい構成の組み合わせは任意である。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値又は下限値のみを限定しても構わない。
【００９１】
以下に、単焦点光学系の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００９２】
以下、単焦点光学系の実施例１〜１２を図面に基づいて説明する。実施例１〜１２の単焦点光学系は、いずれもＦナンバーが１．５を下回る単焦点光学系である。
【００９３】
図１（ａ）〜図１２（ａ）は、各実施例の単焦点光学系におけるレンズ断面図を示している。なお、レンズ断面図は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図である。
【００９４】
また、図１（ｂ）〜図１２（ｂ）は、各実施例の単焦点光学系における球面収差（ＳＡ）を示し、図１（ｃ）〜図１２（ｃ）は非点収差（ＡＳ）を示し、図１（ｄ）〜図１２（ｄ）は歪曲収差（ＤＴ）を示し、図１（ｅ）〜図１２（ｅ）は歪曲収差（ＤＴ）を示している。なお、各収差図は、無限遠物体合焦時の収差図である。また“ω”は半画角を表している。
【００９５】
また、各実施例のレンズ断面図では、第１レンズ群をＧ１、第２レンズ群をＧ２、第３レンズ群をＧ３、カバーガラスをＣ、像面をＩで示してある。
【００９６】
また、図示しないが、第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉとの間に、ローパスフィルタを構成する平行平板が配置されていても良い。なお、平行平板の表面に、赤外光を制限する波長域制限コートを施しても良い。また、カバーガラスＣの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスＣにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。
【００９７】
また、単焦点光学系を撮像に用いる場合、像面Ｉには撮像素子が配置される。一方、単焦点光学系を投影に用いる場合、像面Ｉには表示素子が配置される。各実施例の構成の説明では、単焦点光学系を撮像に用いることを前提に説明する。よって、拡大側を物体側、縮小側を像側とする。
【００９８】
実施例１に係る単焦点光学系について説明する。図１（ａ）は、実施例１に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例１に係る単焦点光学系の収差図である。
【００９９】
実施例１に係る単焦点光学系は、図１（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。
【０１００】
第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ２と、両凹負レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、で構成されている。第３副群は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、ここで、両凸正レンズＬ２と両凹負レンズＬ３とが接合されている。また、両凹負レンズＬ４と両凸正レンズＬ５とが接合されている。
【０１０１】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。
【０１０２】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ１０と、両凸正レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、で構成されている。
【０１０３】
また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動する。
【０１０４】
非球面は、負メニスカスレンズＬ１の物体側面と、両凹負レンズＬ３の像側面と、負メニスカスレンズＬ９の両面と、両凸正レンズＬ１０の像側面と、の合計５面に設けられている。
【０１０５】
次に、実施例２に係る単焦点光学系について説明する。図２（ａ）は、実施例２に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例２に係る単焦点光学系の収差図である。
【０１０６】
実施例２に係る単焦点光学系は、図２（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。
【０１０７】
第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ２と、両凹負レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ２と両凹負レンズＬ３とが接合されている。また、両凹負レンズＬ４と両凸正レンズＬ５とが接合されている。
【０１０８】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。
【０１０９】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ１０と、両凸正レンズＬ１１と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、で構成されている。
【０１１０】
また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動する。
【０１１１】
非球面は、負メニスカスレンズＬ１の両面と、負メニスカスレンズＬ９の両面と、の合計４面に設けられている。
【０１１２】
次に、実施例３に係る単焦点光学系について説明する。図３（ａ）は、実施例３に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例３に係る単焦点光学系の収差図である。
【０１１３】
実施例３に係る単焦点光学系は、図３（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。
【０１１４】
第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１で構成されている。第２副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、で構成されている。第３副群は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズＬ２、両凸正レンズＬ３及び両凹負レンズＬ４が接合されている。また、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。
【０１１５】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０で構成されている。
【０１１６】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、両凸正レンズＬ１３と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と、で構成されている。
【０１１７】
また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ１０が光軸に沿って像側へ移動する。
【０１１８】
非球面は、負メニスカスレンズＬ２の物体側面と、負メニスカスレンズＬ１０の両面と、の合計３面に設けられている。
【０１１９】
次に、実施例４に係る単焦点光学系について説明する。図４（ａ）は、実施例４に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例４に係る単焦点光学系の収差図である。
【０１２０】
実施例４に係る単焦点光学系は、図４（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。
【０１２１】
第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。また、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。
【０１２２】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。
【０１２３】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ１０と、両凸正レンズＬ１１と、両凹負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ１１と両凹負レンズＬ１２とが接合されている。
【０１２４】
また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動する。
【０１２５】
非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、負メニスカスレンズＬ９の両面と、の合計４面に設けられている。
【０１２６】
次に、実施例５に係る単焦点光学系について説明する。図５（ａ）は、実施例５に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例５に係る単焦点光学系の収差図である。
【０１２７】
実施例５に係る単焦点光学系は、図５（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。
【０１２８】
第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。また、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。
【０１２９】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。
【０１３０】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ１０と、両凸正レンズＬ１１と、両凹負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ１１と両凹負レンズＬ１２とが接合されている。
【０１３１】
また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動する。
【０１３２】
非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、負メニスカスレンズＬ９の両面と、の合計４面に設けられている。
【０１３３】
次に、実施例６に係る単焦点光学系について説明する。図６（ａ）は、実施例６に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例６に係る単焦点光学系の収差図である。
【０１３４】
実施例６に係る単焦点光学系は、図６（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。
【０１３５】
第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。また、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。
【０１３６】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。
【０１３７】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ１０と、両凸正レンズＬ１１と、両凹負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ１１と両凹負レンズＬ１２とが接合されている。
【０１３８】
また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動する。
【０１３９】
非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、負メニスカスレンズＬ９の両面と、の合計４面に設けられている。
【０１４０】
次に、実施例７に係る単焦点光学系について説明する。図７（ａ）は、実施例７に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例７に係る単焦点光学系の収差図である。
【０１４１】
実施例７に係る単焦点光学系は、図７（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。
【０１４２】
第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、で構成されている。第２副群は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、で構成されている。ここで、正メニスカスレンズＬ３と負メニスカスレンズＬ４とが接合されている。また、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。
【０１４３】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。
【０１４４】
第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１０と、両凸正レンズＬ１１と、両凹負レンズＬ１２と、両凸正レンズＬ１３と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ１１と両凹負レンズＬ１２とが接合されている。
【０１４５】
また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動する。
【０１４６】
非球面は、負メニスカスレンズＬ９の両面に設けられている。
【０１４７】
次に、実施例８に係る単焦点光学系について説明する。図８（ａ）は、実施例８に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例８に係る単焦点光学系の収差図である。
【０１４８】
実施例８に係る単焦点光学系は、図８（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。
【０１４９】
第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。また、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。
【０１５０】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。
【０１５１】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ１０と、両凹負レンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ１１と両凸正レンズＬ１２とが接合されている。
【０１５２】
また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動すると共に、両凸正レンズＬ１０が光軸に沿って物体側に移動する。
【０１５３】
非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、負メニスカスレンズＬ９の両面と、両凸正レンズＬ１０両面と、の合計６面に設けられている。
【０１５４】
次に、実施例９に係る単焦点光学系について説明する。図９（ａ）は、実施例９に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図９（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例９に係る単焦点光学系の収差図である。
【０１５５】
実施例９に係る単焦点光学系は、図９（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。
【０１５６】
第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。また、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。
【０１５７】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。
【０１５８】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ１０と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズＬ１１と両凸正レンズＬ１２とが接合されている。
【０１５９】
また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動すると共に、両凸正レンズＬ１０が光軸に沿って物体側に移動する。
【０１６０】
非球面は、負メニスカスレンズＬ９の両面と、両凸正レンズＬ１０両面と、の合計４面に設けられている。
【０１６１】
次に、実施例１０に係る単焦点光学系について説明する。図１０（ａ）は、実施例１０に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図１０（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例１０に係る単焦点光学系の収差図である。
実施例１０に係る単焦点光学系は、図１０（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。
【０１６２】
第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、で構成されている。第２副群は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、で構成されている。第３副群は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、で構成されている。ここで、正メニスカスレンズＬ３と負メニスカスレンズＬ４とが接合されている。また、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。
【０１６３】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。
【０１６４】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ１０と、両凹負レンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ１１と両凸正レンズＬ１２とが接合されている。
【０１６５】
また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動すると共に、両凸正レンズＬ１０が光軸に沿って物体側に移動する。
【０１６６】
非球面は、負メニスカスレンズＬ９の両面と、両凸正レンズＬ１０両面と、の合計４面に設けられている。
【０１６７】
次に、実施例１１に係る単焦点光学系について説明する。図１１（ａ）は、実施例１１に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図１１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例１１に係る単焦点光学系の収差図である。
【０１６８】
実施例１１に係る単焦点光学系は、図１１（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。
【０１６９】
第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。また、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。また、両凸正レンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。
【０１７０】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０で構成されている。
【０１７１】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズＬ１１と両凸正レンズＬ１２とが接合されている。
【０１７２】
また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ１０が光軸に沿って像側へ移動すると共に、負メニスカスレンズＬ１１と両凸正レンズＬ１２とが光軸に沿って物体側に移動する。
【０１７３】
非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、負メニスカスレンズＬ１０の両面と、両凸正レンズＬ１２の像側面と、の合計５面に設けられている。
【０１７４】
次に、実施例１２に係る単焦点光学系について説明する。図１２（ａ）は、実施例１２に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図１２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例１２に係る単焦点光学系の収差図である。
【０１７５】
実施例１２に係る単焦点光学系は、図１２（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。
【０１７６】
第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、第３副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、で構成されている。第２副群は、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、で構成されている。第３副群は、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。また、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。また、両凸正レンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。
【０１７７】
第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ１０と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ１０と負メニスカスレンズＬ１１とが接合されている。
【０１７８】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ１２と、両凹負レンズＬ１３と、で構成されている。
【０１７９】
また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、両凹負レンズＬ１０と負メニスカスレンズＬ１１とが光軸に沿って像側へ移動する共に、両凸正レンズＬ１２とが光軸に沿って物体側に移動する。
【０１８０】
非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、両凹負レンズＬ１０の物体側面と、負メニスカスレンズＬ１１の像側面と、両凸正レンズＬ１２の両面と、の合計６面に設けられている。
【０１８１】
次に、上記各実施例の単焦点光学系を構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、各実施例の数値データにおいて、ｒ１、ｒ２、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ１、ｄ２、…は各レンズの肉厚または空気間隔、ｎｄ１、ｎｄ２、…は各レンズのｄ線での屈折率、νｄ１、νｄ２、…は各レンズのアッベ数、＊印は非球面である。また、各種データにおいて、ｆは単焦点光学系全系の焦点距離、ＦＮＯ．はＦナンバー、ωは半画角、ＩＨは像高、ＦＢはバックフォーカス、ｆ１、ｆ２…は各レンズ群の焦点距離である。なお、全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。バックフォーカスは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。また、角度の単位は°（度）である。また、無限遠は無限遠物体合焦時、近距離は近距離物体合焦時を表す。また、近距離における値は、物体から像までの距離である。
【０１８２】
また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとり、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０としたとき、次の式で表される。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ４ｙ4＋Ａ６ｙ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｙ10
また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０−ｎ」を示している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
【０１８３】
数値実施例１
単位  ｍｍ
面データ
面番号         r          d         nd       νd
物面        ∞          ∞
1*     88.390      1.50     1.58313    59.38
2      18.061      3.03
3      37.369      5.62     2.00069    25.46
4     -34.405      1.00     1.80610    40.92
5*     21.776      6.79
6     -13.943      1.20     1.80518    25.42
7     104.914      5.50     1.72916    54.68
8     -23.818      0.40
9     -51.466      3.06     2.00100    29.13
10     -27.493      0.40
11     456.546      3.21     1.72916    54.68
12     -54.882      0.60
13(絞り)  ∞        0.60
14      31.746      6.64     1.43875    94.93
15     -57.403      可変
16*     55.821      1.20     1.88202    37.22
17*     21.400      可変
18      58.597      7.89     1.49700    81.61
19*    -22.104      0.40
20      53.129      6.95     1.65160    58.55
21    -157.363      0.40
22      46.040      1.50     1.84666    23.78
23      25.000     13.44
24        ∞        2.66     1.51633    64.14
25        ∞        1.00
像面        ∞
非球面データ
第１面
k=0.000
A4=1.39089e-05,A6=-3.51071e-08,A8=3.62113e-11
第５面
k=2.001
A4=9.68258e-06,A6=-1.18998e-08,A8=-7.24540e-10
第１６面
k=0.000
A4=-2.43484e-05,A6=3.04464e-08,A8=-1.53837e-11
第１７面
k=0.000
A4=-1.81003e-05,A6=8.23510e-09,A8=-2.70354e-11,A10=2.00162e-14
第１９面
k=0.000
A4=1.70588e-05,A6=-1.01511e-08,A8=4.76074e-11
各種データ
ｆ                17.27
ＦＮＯ．           1.28
２ω              72.91
ＩＨ              11.15
ＦＢ(in air)      16.19
全長(in air)      85.58
無限遠    近距離
d15          2.60      5.50
d17          8.90      6.01
各群焦点距離
f1=21.69   f2=-40.00   f3=28.81
【０１８４】
数値実施例２
単位  ｍｍ
面データ
面番号         r          d         nd       νd
物面        ∞          ∞
1*     60.000      1.50     1.51633    64.14
2*     15.321      7.79
3      51.957      4.18     2.00069    25.46
4     -40.711      1.67     1.58144    40.75
5      18.522      6.11
6     -15.466      2.14     1.80518    25.42
7      40.917      5.53     1.72916    54.68
8     -29.285      0.40
9     477.426      3.40     2.00100    29.13
10     -41.268      0.40
11      76.380      3.61     1.72916    54.68
12     -64.022      0.60
13(絞り)  ∞        0.60
14      25.427      2.74     1.43875    94.93
15      49.067      可変
16*    100.636      1.20     1.88202    37.22
17*     20.772      可変
18      52.118      6.63     1.43875    94.93
19     -25.082      0.40
20      35.500      5.63     1.43875    94.93
21     -35.582      4.29
22     -25.262      1.50     1.84666    23.78
23     -38.219     11.33
24        ∞        2.66     1.51633    64.14
25        ∞        1.00
像面        ∞
非球面データ
第１面
k=0.000
A4=-6.25493e-06,A6=3.64926e-09,A8=2.64667e-11
第２面
k=-0.044
A4=-3.93649e-06,A6=-2.57510e-08,A8=-7.47822e-11
第１６面
k=0.000
A4=-3.64663e-05,A6=7.16280e-08,A8=-1.39163e-10
第１７面
k=0.000
A4=-2.99600e-05,A6=3.10159e-08,A8=-1.22130e-10
各種データ
ｆ                17.27
ＦＮＯ．           1.29
２ω              72.94
ＩＨ              11.15
ＦＢ(in air)      14.08
全長(in air)      86.56
無限遠    近距離
d15          4.29      6.64
d17          7.85      5.50
各群焦点距離
f1=20.10   f2=-29.89   f3=25.27
【０１８５】
数値実施例３
単位  ｍｍ
面データ
面番号         r          d         nd       νd
物面        ∞          ∞
1      45.000      1.50     1.48749    70.23
2      15.940      6.68
3*    117.273      1.20     1.58313    59.38
4      43.893      5.24     2.00069    25.46
5     -32.953      1.20     1.58144    40.75
6      17.981      6.43
7     -16.100      1.20     1.80518    25.42
8      38.948      6.76     1.72916    54.68
9     -25.538      0.20
10    -113.515      2.27     2.00100    29.13
11     -45.425      0.20
12      60.466      5.42     1.72916    54.68
13     -43.382      0.70
14(絞り)  ∞        0.40
15      31.583      2.76     1.49700    81.61
16      70.705      可変
17*     80.495      1.20     1.85400    40.39
18*     21.402      可変
19      59.511      6.44     1.43875    94.93
20     -27.694      0.20
21     126.850      3.39     1.58313    59.38
22     -46.638      0.20
23      56.417      2.63     1.43875    94.93
24    -173.464      2.57
25     -52.866      1.50     1.84666    23.78
26    -335.063     11.34
27        ∞        2.66     1.51633    64.14
28        ∞        1.00
像面        ∞
非球面データ
第３面
k=0.000
A4=-1.42073e-05,A6=1.41551e-08,A8=-4.10807e-11
第１７面
k=0.000
A4=-2.78668e-05,A6=3.74803e-08,A8=-5.39959e-11
第１８面
k=0.000
A4=-2.14468e-05,A6=1.51713e-08,A8=-9.12361e-11
各種データ
ｆ                17.27
ＦＮＯ．           1.28
２ω              72.94
ＩＨ              11.15
ＦＢ(in air)      14.10
全長(in air)      86.58
無限遠    近距離
d16          3.77      6.37
d18          8.42      5.82
各群焦点距離
f1=20.72   f2=-34.46   f3=26.28
【０１８６】
数値実施例４
単位  ｍｍ
面データ
面番号         r          d         nd       νd
物面        ∞          ∞
1      45.946      1.50     1.48749    70.23
2      14.406      9.15
3*    130.753      1.20     1.58313    59.38
4*     27.135      0.76
5      28.653      6.18     2.00069    25.46
6     -33.821      1.20     1.58144    40.75
7      20.407      5.07
8     -25.734      1.20     1.80518    25.42
9      25.000      6.18     1.69680    55.53
10     -35.122      0.20
11      63.389      5.66     1.72916    54.68
12     -31.891      0.70
13(絞り)  ∞        0.40
14      35.850      2.94     1.49700    81.61
15     244.348      可変
16*     92.337      1.20     1.85400    40.39
17*     25.577      可変
18      54.229      4.71     1.59522    67.74
19     -43.438      0.20
20      30.927      5.69     2.00100    29.13
21     -89.137      1.20     1.80518    25.42
22      18.359      1.76
23      36.962      2.79     1.72916    54.68
24    1389.522     11.49
25        ∞        2.66     1.51633    64.14
26        ∞        1.00
像面        ∞
非球面データ
第３面
k=0.000
A4=-1.99067e-05,A6=6.32029e-09,A8=-1.75482e-10
第４面
k=0.000
A4=-5.57900e-06,A6=-7.59483e-09,A8=-1.60555e-10
第１６面
k=0.000
A4=-2.38100e-06,A6=4.81486e-09,A8=-7.43803e-14
第１７面
k=0.000
A4=3.21789e-06,A6=3.58266e-09,A8=7.48716e-12
各種データ
ｆ                17.27
ＦＮＯ．           1.29
２ω              72.96
ＩＨ              11.15
ＦＢ(in air)      14.25
全長(in air)      86.58
無限遠    近距離
d15          2.62      6.20
d17          9.83      6.25
各群焦点距離
f1=24.02   f2=-41.77   f3=26.68
【０１８７】
数値実施例５
単位  ｍｍ
面データ
面番号         r          d         nd       νd
物面        ∞          ∞
1      40.000      1.50     1.48749    70.23
2      14.959     10.01
3*    284.838      1.20     1.49700    81.61
4*     24.501      1.55
5      30.509      6.26     2.00069    25.46
6     -32.686      1.30     1.58144    40.75
7      22.918      4.80
8     -27.864      1.20     1.85478    24.80
9      25.040      6.47     1.69680    55.53
10     -34.741      0.20
11      55.767      5.17     1.72916    54.68
12     -35.759      0.20
13      36.555      3.19     1.43875    94.93
14    4229.057      0.62
15(絞り)  ∞        可変
16*    112.818      1.20     1.85400    40.39
17*     25.701      可変
18      70.785      3.81     1.72916    54.68
19     -48.006      0.20
20      28.778      5.11     2.00100    29.13
21     -53.599      1.20     1.85478    24.80
22      18.702      1.95
23      38.612      2.63     1.72916    54.68
24   13210.087     11.35
25        ∞        2.66     1.51633    64.14
26        ∞        1.00
像面        ∞
非球面データ
第３面
k=0.000
A4=-1.98270e-05,A6=-1.62289e-08,A8=-6.87416e-11
第４面
k=0.000
A4=-4.30732e-06,A6=-4.24639e-08,A8=-4.55491e-11
第１６面
k=0.000
A4=-1.79188e-06,A6=1.11638e-10
第１７面
k=0.000
A4=3.97297e-06,A6=-1.99307e-10
各種データ
ｆ                17.27
ＦＮＯ．           1.29
２ω              72.65
ＩＨ              11.15
ＦＢ(in air)      14.11
全長(in air)      86.46
無限遠    近距離
d15          3.41      6.92
d17          9.16      5.65
各群焦点距離
f1=23.96   f2=-39.22   f3=25.48
【０１８８】
数値実施例６
単位  ｍｍ
面データ
面番号         r          d         nd       νd
物面        ∞          ∞
1    1822.498      1.50     1.48749    70.23
2      24.046      4.33
3*    104.293      1.20     1.49700    81.61
4*     85.426      0.40
5      33.165      6.73     2.00069    25.46
6     -41.379      1.20     1.58144    40.75
7      21.826      6.38
8     -26.782      1.20     1.85478    24.80
9      25.731      7.42     1.69680    55.53
10     -36.641      0.20
11      52.705      5.13     1.72916    54.68
12     -51.343      0.20
13      46.341      3.42     1.43875    94.93
14    -290.158      0.60
15(絞り)  ∞        可変
16*     70.509      1.20     1.74320    49.34
17*     24.442      可変
18     466.560      3.82     1.72916    54.68
19     -36.184      0.20
20      22.789      5.31     2.00100    29.13
21    -224.725      1.20     1.85478    24.80
22      16.310      2.53
23      40.941      1.79     1.72916    54.68
24      84.296     11.94
25        ∞        2.66     1.51633    64.14
26        ∞        1.00
像面        ∞
非球面データ
第３面
k=0.000
A4=-1.20042e-05,A6=2.38213e-09,A8=-2.73467e-12
第４面
k=0.000
A4=-5.23359e-07,A6=7.45881e-09,A8=1.61344e-11
第１６面
k=0.000
A4=-1.14003e-05,A6=1.53037e-08
第１７面
k=0.000
A4=-7.07063e-06,A6=7.53398e-09
各種データ
ｆ                24.59
ＦＮＯ．           1.29
２ω              51.63
ＩＨ              11.15
ＦＢ(in air)      14.70
全長(in air)      86.58
無限遠    近距離
d15          3.40      9.24
d17         12.53      6.69
各群焦点距離
f1=33.40   f2=-50.90   f3=31.32
【０１８９】
数値実施例７
単位  ｍｍ
面データ
面番号         r          d         nd       νd
物面        ∞          ∞
1     848.636      1.50     1.48749    70.23
2      26.057      1.34
3      30.008      4.14     2.00100    29.13
4      79.152      0.40
5      31.332      3.61     2.00069    25.46
6      72.289      1.50     1.58144    40.75
7      14.571     10.23 
8     -26.712      1.50     1.85478    24.80
9      34.227      8.21     1.69680    55.53
10     -37.482      0.20
11      52.231      5.56     1.69680    55.53
12     -44.033      0.20
13      30.054      3.96     1.43875    94.93
14     169.005      1.03
15(絞り)  ∞        可変 
16*   1643.120      1.20     1.74320    49.34
17*     24.933      可変
18    -933.181      3.97     1.72916    54.68
19     -31.002      0.20
20      22.554      5.95     2.00100    29.13
21    -178.529      1.20     1.85478    24.80
22      17.042      2.82
23      59.139      2.97     1.72916    54.68
24    -698.477     11.56
25        ∞        2.66     1.51633    64.14
26        ∞        1.00
像面        ∞
非球面データ
第１６面
k=0.000
A4=-1.06473e-05,A6=2.88989e-08,A8=-8.90399e-12
第１７面
k=0.000
A4=-2.82395e-06,A6=9.74767e-09,A8=1.85663e-12
各種データ
ｆ                25.77
ＦＮＯ．           1.29
２ω              48.87
ＩＨ              11.15
ＦＢ(in air)      14.31
全長(in air)      88.04
無限遠    近距離
d15          2.90      7.95
d17          9.15      4.10
各群焦点距離
f1=32.91   f2=-34.08   f3=25.80
【０１９０】
数値実施例８
単位  ｍｍ
面データ
面番号         r          d         nd       νd
物面        ∞          ∞
1      45.177      1.50     1.48749    70.23
2      17.000      4.00
3*     21.613      1.50     1.49700    81.55
4*     16.408      3.71
5      33.130      4.48     1.96883    28.00
6    -186.862      1.04     1.54957    51.13
7      14.440      9.33
8     -18.541      1.20     1.85478    24.80
9      28.572      5.84     1.72861    54.71
10     -30.117      1.54
11     286.405      4.55     1.99807    29.24
12     -33.276      0.43
13      36.446      3.78     1.72662    54.82
14   -2481.168      1.40
15(絞り)  ∞        可変
16*     84.278      1.20     1.88202    37.22
17*     24.173      可変
18*     42.431      4.89     1.72905    54.69
19*    -31.908      可変
20     -82.933      1.50     1.84665    23.78
21      36.531      5.54     1.60104    64.35
22     -28.145     13.06
23        ∞        2.66     1.51633    64.14
24        ∞        1.00
像面        ∞
非球面データ
第３面
k=0.000
A4=5.19654e-05,A6=-2.81630e-07,A8=7.08313e-13
第４面
k=0.000
A4=5.38337e-05,A6=-3.12605e-07,A8=-7.17510e-10
第１６面
k=0.000
A4=-1.30471e-05,A6=1.96636e-07,A8=-5.69299e-10
第１７面
k=0.000
A4=-7.78499e-06,A6=1.86510e-07,A8=-3.57991e-10
第１８面
k=0.000
A4=-1.34050e-07,A6=8.63654e-09,A8=-4.17685e-11
第１９面
k=0.000
A4=2.46242e-05,A6=-1.08174e-08,A8=-3.39479e-11
各種データ
ｆ                14.43
ＦＮＯ．           1.29
２ω              82.71
ＩＨ              11.15
ＦＢ(in air)      15.81
全長(in air)      88.12
無限遠    近距離
d15          4.10      6.92
d17          8.69      4.33
d19          2.10      3.63
各群焦点距離
f1=20.13   f2=-38.79   f3=24.62
【０１９１】
数値実施例９
単位  ｍｍ
面データ
面番号         r          d         nd       νd
物面        ∞          ∞
1      45.036      1.50     1.48749    70.23
2      18.798      3.57
3      31.519      1.50     1.43700    95.00
4      18.954      3.09
5      33.264      4.23     2.00100    29.14
6    -654.148      1.00     1.57135    52.95
7      14.026      9.91
8     -16.426      1.20     1.85478    24.80
9      36.552      5.68     1.72916    54.68
10     -27.504      0.41
11     921.803      4.77     2.00100    29.14
12     -29.779      0.50
13      33.641      3.87     1.72916    54.68
14     802.835      1.49
15(絞り)  ∞        可変
16*    128.134      1.20     1.88202    37.22
17*     25.190      可変
18*     45.242      5.17     1.69350    53.21
19*    -30.726      可変
20     180.235      1.50     1.85478    24.80
21      24.427      7.24     1.49700    81.61
22     -27.240     12.81
23        ∞        2.66     1.51633    64.14
24        ∞        1.00
像面        ∞
非球面データ
第１６面
k=0.000
A4=-2.35489e-05,A6=2.08977e-07,A8=-5.75192e-10
第１７面
k=0.000
A4=-1.64225e-05,A6=2.02401e-07,A8=-4.53593e-10
第１８面
k=0.000
A4=-4.76620e-06,A6=2.89813e-09,A8=1.65972e-12
第１９面
k=0.000
A4=1.85762e-05,A6=-1.85673e-08,A8=-2.32249e-12
各種データ
ｆ                14.43
ＦＮＯ．           1.28
２ω              82.98
ＩＨ              11.15
ＦＢ(in air)      15.56
全長(in air)      87.36
無限遠    近距離
d15          4.10      6.71
d17          7.77      4.10
d19          2.10      3.16
各群焦点距離
f1=20.23   f2=-35.74   f3=24.10
【０１９２】
数値実施例１０
単位  ｍｍ
面データ
面番号         r          d         nd       νd
物面        ∞          ∞
1      45.139      1.50     1.48749    70.23
2      19.428      2.14
3      25.204      3.00     2.00100    29.14
4      30.000      0.89
5      32.668      3.89     2.00100    29.14
6     145.374      1.06     1.69895    30.13
7      15.005      7.16 
8     -16.973      1.20     1.85478    24.80
9      33.157      6.55     1.80440    39.59
10     -31.101      0.40
11    -291.093      4.14     2.00100    29.14
12     -33.778      0.55
13      31.502      4.59     1.72916    54.68
14   -2185.944      1.40
15(絞り)  ∞        可変 
16*    228.186      1.20     1.58313    59.38
17*     18.790      可変
18*     30.585      7.76     1.69350    53.21
19*    -27.119      可変
20     -47.315      1.50     1.85478    24.80
21      25.460      5.95     1.72916    54.68
22     -38.878     13.73
23        ∞        2.66     1.51633    64.14
24        ∞        1.00
像面        ∞
非球面データ
第１６面
k=0.000
A4=-3.19803e-05,A6=2.26858e-07,A8=-5.60129e-10
第１７面
k=0.000
A4=-3.67839e-05,A6=2.04164e-07,A8=-5.35483e-10
第１８面
k=0.000
A4=-5.17599e-06,A6=-6.11069e-09,A8=-2.12624e-11
第１９面
k=0.000
A4=1.87622e-05,A6=-1.76699e-08,A8=-1.41729e-12
各種データ
ｆ                20.62
ＦＮＯ．           1.29
２ω              62.33
ＩＨ              11.15
ＦＢ(in air)      16.49
全長(in air)      87.07
無限遠    近距離
d15          4.14      4.74
d17          9.36      8.58
d19          2.20      2.38
各群焦点距離
f1=28.68   f2=-35.19   f3=24.94
【０１９３】
数値実施例１１
単位  ｍｍ
面データ
面番号         r          d         nd       νd
物面        ∞          ∞
1      54.301      1.50     1.48749    70.23
2      17.105      4.00
3*     22.655      1.50     1.49700    81.61
4*     13.783      5.65
5      47.419      4.91     2.00100    29.14
6     -40.946      1.50     1.49700    81.61
7      17.739      6.17
8     -18.916      1.20     1.85478    24.80
9      22.938      5.88     1.72916    54.68
10     -30.236      1.43
11(絞り)  ∞        1.00
12      86.514      5.50     2.00100    29.14
13     -30.725      0.40
14      31.726      7.58     1.49700    81.61
15     -23.755      1.20     2.00100    29.14
16     -72.101      可変
17*     58.976      1.20     1.88202    37.22
18*     23.004      可変
19      35.206      1.50     1.85478    24.80
20      21.523      7.64     1.69350    53.21
21*    -23.391      可変
22     -89.135      1.50     1.85478    24.80
23    -355.544     10.81
24        ∞        2.66     1.51633    64.14
25        ∞        1.00
像面        ∞
非球面データ
第３面
k=0.000
A4=4.11853e-05,A6=-5.16604e-07,A8=1.05864e-09
第４面
k=0.000
A4=4.38670e-05,A6=-6.01995e-07,A8=-1.18982e-10
第１７面
k=0.000
A4=-8.15788e-06,A6=1.62936e-07,A8=-2.77428e-10
第１８面
k=0.000
A4=-5.38507e-06,A6=1.41312e-07,A8=-6.87814e-11
第２１面
k=0.000
A4=3.31222e-05,A6=-3.47713e-08,A8=4.91193e-11
各種データ
ｆ                14.43
ＦＮＯ．           1.28
２ω              82.67
ＩＨ              11.15
ＦＢ(in air)      13.57
全長(in air)      86.94
無限遠    近距離
d16          2.10      4.37
d18          7.69      5.40
d21          2.31      2.33
各群焦点距離
f1=18.77   f2=-43.44   f3=26.39
【０１９４】
数値実施例１２
単位  ｍｍ
面データ
面番号         r          d         nd       νd
物面        ∞          ∞
1      56.666      1.50     1.48749    70.23
2      17.381      4.00
3*     26.130      1.50     1.49700    81.61
4*     14.593      5.45
5      36.407      5.70     2.00100    29.14
6     -43.000      1.07     1.51633    64.14
7      17.284      6.73
8     -16.026      1.20     1.85478    24.80
9      31.874      5.80     1.72916    54.68
10     -24.566      1.40
11       絞り       1.00
12      74.674      5.36     2.00100    29.14
13     -35.918      0.40
14      38.381      7.78     1.49700    81.61
15     -21.723      1.20     2.00100    29.14
16     -51.835      可変
17*   -876.835      1.90     1.49700    81.61
18    4834.356      1.01     1.88202    37.22
19*     34.099      可変
20*     26.746      7.90     1.59201    67.02
21*    -19.467      可変
22    -101.033      1.50     1.85478    24.80
23     665.463     11.44
24        ∞        2.66     1.51633    64.14
25        ∞        1.00
像面        ∞
非球面データ
第３面
k=0.000
A4=3.02491e-05,A6=-2.96892e-07,A8=7.24372e-10
第４面
k=0.000
A4=2.08903e-05,A6=-3.62573e-07,A8=-1.14396e-10
第１７面
k=0.000
A4=4.34401e-05,A6=-7.16017e-08,A8=2.37592e-10
第１９面
k=0.000
A4=2.76916e-05,A6=-1.05004e-08,A8=3.38439e-11
第２０面
k=0.000
A4=-1.95186e-05,A6=2.00819e-08,A8=-8.54673e-12
第２１面
k=0.000
A4=4.36333e-05,A6=-5.29835e-08,A8=2.29440e-10
各種データ
ｆ                14.43
ＦＮＯ．           1.28
２ω              80.38
ＩＨ              11.15
ＦＢ(in air)      14.19
全長(in air)      87.58
無限遠    近距離
d16          2.10      3.56
d19          6.79      4.14
d21          2.10      3.29
各群焦点距離
f1=19.73   f2=-37.91   f3=24.05
【０１９５】
次に、各実施例における条件式（１）〜（６）、（１１）〜（１６）、（Ａ）〜（Ｃ）の値を掲げる。-（ハイフン）は対応値がないことを示す。
条件式          実施例１      実施例２      実施例３
(1)SF11           1.514         1.686         2.097
(2)SF12           3.793         2.108         2.388
(3)SF13          -3.824        -3.238        -4.412
(4)SF14-SF15       3.581         3.992         4.949
(5)SF21           2.243         1.520         1.724
(6)SF31           0.452         0.350         0.365
(11)β1PR          2.388         2.388         2.313
(12)Nd1PR          1.43875       1.43875       1.497
(13)νd1PR        94.93         94.93         81.61
(14)β2NF          2.254         2.254         2.258
(15)Nd2NF          1.88202       1.88202       1.854
(16)νd2NF        37.22         37.22         40.39
(A)f/eN1F          0.5999003     0.5491233     0.5507341
(B)(f/eAS)/Fno    0.5142357     0.5136662     0.5383091
(C)Tair_max/Σd     0.1283268     0.1082906     0.1161658
条件式          実施例４      実施例５      実施例６
(1)SF11           1.913         2.195         1.027
(2)SF12           5.950         7.039         4.850
(3)SF13          -6.483        -9.103        -6.433
(4)SF14-SF15       1.674         1.236         0.738
(5)SF21           1.766         1.590         2.061
(6)SF31           0.110         0.192         0.856
(11)β1PR          2.313         2.388         2.388
(12)Nd1PR          1.497         1.43875       1.43875
(13)νd1PR        81.61         94.93         94.93
(14)β2NF          2.258         2.258         2.276
(15)Nd2NF          1.854         1.854         1.72916
(16)νd2NF        40.39         40.39         54.68
(A)f/eN1F          0.5423631     0.5218127     0.7857366
(B)(f/eAS)/Fno    0.5729585     0.6086666     0.7636523
(C)Tair_max/Σd     0.1359051     0.1383453     0.1743081
条件式          実施例７      実施例８      実施例９
(1)SF11           1.063         2.207         2.433
(2)SF12           2.739         2.545         2.458
(3)SF13          -5.960        -4.203        -3.966
(4)SF14-SF15       1.518         1.763         2.025
(5)SF21           1.031         1.804         1.489
(6)SF31           1.069         0.142         0.191
(11)β1PR          2.388         2.275         2.276
(12)Nd1PR          1.43875       1.72662       1.72916
(13)νd1PR        94.93         54.82         54.68
(14)β2NF          2.237         2.254         2.254
(15)Nd2NF          1.7432        1.88202       1.88202
(16)νd2NF        49.34         37.22         37.22
(A)f/eN1F          0.7343145     0.409605      0.422059
(B)(f/eAS)/Fno    0.8667391     0.496762      0.497197
(C)Tair_max/Σd     0.1388118     0.129058      0.13808
条件式          実施例１０    実施例１１    実施例１２
(1)SF11           2.511         1.920         1.885
(2)SF12           2.699         2.195         2.808
(3)SF13          -3.403        -4.342        -4.754
(4)SF14-SF15       2.234         0.865         0.500
(5)SF21           1.179         2.279         0.925
(6)SF31           0.060         0.202         0.158
(11)β1PR          2.276          -             -
(12)Nd1PR          1.72916        -             -
(13)νd1PR        54.68           -             -
(14)β2NF          2.177          2.254         -
(15)Nd2NF          1.58313        1.88202       -
(16)νd2NF        59.38          37.22          -
(A)f/eN1F          0.645649424    0.416962387   0.397884552
(B)(f/eAS)/Fno    0.676205414    0.480486104   0.493256505
(C)Tair_max/Σd     0.132682123    0.104847505   0.107655992
【０１９６】
本実施形態の光学装置としては、例えば、撮像装置や投影装置がある。以下、撮像装置と投影装置の具体例を説明する。
【０１９７】
図１３は、撮像装置としての一眼ミラーレスカメラの断面図である。図１３において、一眼ミラーレスカメラ１の鏡筒内には撮影光学系２が配置される。マウント部３は、撮影光学系２を一眼ミラーレスカメラ１のボディに着脱可能とする。マウント部３としては、スクリュータイプのマウントやバヨネットタイプのマウント等が用いられる。この例では、バヨネットタイプのマウントを用いている。また、一眼ミラーレスカメラ１のボディには、撮像素子面４、バックモニタ５が配置されている。なお、撮像素子としては、小型のＣＣＤ又はＣＭＯＳ等が用いられている。
【０１９８】
そして、一眼ミラーレスカメラ１の撮影光学系２として、例えば上記実施例１〜１２に示した単焦点光学系が用いられる。
【０１９９】
図１４、図１５は、撮像装置の構成の概念図を示す。図１４は撮像装置としての一眼ミラーレスカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１５は同後方斜視図である。この一眼ミラーレスカメラ４０の撮影光学系４１に、上記実施例１〜１２に示した単焦点光学系が用いられている。
【０２００】
この実施形態の一眼ミラーレスカメラ４０は、撮影用光路４２上に位置する撮影光学系４１、シャッターボタン４５、液晶表示モニター４７等を含み、一眼ミラーレスカメラ４０の上部に配置されたシャッターボタン４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１の単焦点光学系を通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、結像面近傍に設けられた撮像素子（光電変換面）上に形成される。この撮像素子で受光された物体像は、処理手段によって電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、撮影された電子画像は記憶手段に記録することができる。
【０２０１】
図１６は、一眼ミラーレスカメラ４０の主要部の内部回路を示すブロック図である。なお、以下の説明では、前述した処理手段は、例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部２４、一時記憶メモリ１７、画像処理部１８等で構成され、記憶手段は、記憶媒体部１９等で構成される。
【０２０２】
図１６に示すように、一眼ミラーレスカメラ４０は、操作部１２と、この操作部１２に接続された制御部１３と、この制御部１３の制御信号出力ポートにバス１４及び１５を介して接続された撮像駆動回路１６並びに一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１を備えている。
【０２０３】
上記の一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１は、バス２２を介して相互にデータの入力、出力が可能とされている。また、撮像駆動回路１６には、ＣＣＤ４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部２４が接続されている。
【０２０４】
操作部１２は、各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部１３に通知する。制御部１３は、例えばＣＰＵなどからなる中央演算処理装置であって、不図示のプログラムメモリを内蔵し、プログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、一眼ミラーレスカメラ４０全体を制御する。
【０２０５】
ＣＣＤ４９は、撮像駆動回路１６により駆動制御され、撮影光学系４１を介して形成された物体像の画素ごとの光量を電気信号に変換し、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４に出力する撮像素子である。
【０２０６】
ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４は、ＣＣＤ４９から入力する電気信号を増幅し、かつ、アナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時記憶メモリ１７に出力する回路である。
【０２０７】
一時記憶メモリ１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４から出力されるＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１８は、一時記憶メモリ１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１３にて指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
【０２０８】
記憶媒体部１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、これらのフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１８で画像処理された画像データを記録して保持する。
【０２０９】
表示部２０は、液晶表示モニター４７などにて構成され、撮影したＲＡＷデータ、画像データや操作メニューなどを表示する。設定情報記憶メモリ部２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、操作部１２の入力操作によってＲＯＭ部から読み出された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。
【０２１０】
このように構成された一眼ミラーレスカメラ４０では、撮影光学系４１として本発明の単焦点光学系を採用することで、広い撮影範囲を、低ノイズ、高解像度で撮像することができる。なお、本発明の単焦点光学系は、クイックリターンミラーを持つタイプの撮像装置にも用いることができる。
【０２１１】
図１７は、投影装置としてのプロジェクタの断面図である。図１７に示すように、プロジェクタ１００は、光源部１１０と、照明部１２０と、画像形成部１３０と、投射部１４０と、を有する。
【０２１２】
光源部１１０は、光源１１１と反射部材１１２とを有する。光源１１１からは照明光が出射する。照明光は白色光である。照明光は反射部材１１２で反射され、照明部１２０に入射する。
【０２１３】
照明部１２０は、第１のダイクロイックミラー１２１と、第２のダイクロイックミラー１２２と、第３のダイクロイックミラー１２３と、第１の反射部材１２４と、第２の反射部材１２５と、を有する。
【０２１４】
第１のダイクロイックミラー１２１では、赤色の波長域の光（以下、「赤色光」という）が透過され、それ以外の波長域の光は反射される。第２のダイクロイックミラー１２２では、緑色の波長域の光（以下、「緑色光」という）が反射され、それ以外の波長域の光は透過される。第３のダイクロイックミラー１２３では、青色の波長域の光（以下、「青色光」という）が反射され、それ以外の波長域の光は透過される。赤色光、緑色光および青色光は、画像形成部１３０に入射する。なお、第３のダイクロイックミラー１２３の代わりに、通常の平面反射鏡を用いても良い。
【０２１５】
画像形成部１３０は、第１の表示素子１３１と、第２の表示素子１３２と、第３の表示素子１３３と、を有する。
【０２１６】
第１の表示素子１３１には、第１の反射部材１２４を介して赤色光が照射される。第２の表示素子１３２には緑色光が照射される。第３の表示素子１３３には、第２の反射部材１２５を介して青色光が照射される。
【０２１７】
ここで、第１の表示素子１３１、第２の表示素子１３２及び第３の表示素子１３３には、同じ画像が表示されている。よって、第１の表示素子１３１では赤色の画像が表示され、第２の表示素子１３２では緑色の画像が表示され、第３の表示素子１３３では青色の画像が表示される。
【０２１８】
第１の表示素子１３１、第２の表示素子１３２及び第３の表示素子１３３から出射した光は、投射部１４０に入射する。
【０２１９】
投射部１４０は、ダイクロイックプリズム１４１と、投影光学系１４２と、を有する。
【０２２０】
第１の表示素子１３１、第２の表示素子１３２及び第３の表示素子１３３から出射した光は、ダイクロイックプリズム１４１で合成される。上述のように、画像形成部１３０では、赤色の画像、緑色の画像及び青色の画像が表示されている。ダイクロイックプリズム１４１によって、３つの画像が合成される。
【０２２１】
投影光学系１４２は、合成された３つの画像を所定の位置に投影する。この投影光学系１４２に、例えば上記実施例１〜１２に示した単焦点光学系が用いられている。
【０２２２】
なお、画像形成部１３０は、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）等のライトバルブとしても良い。この場合、光源部１１０からの光をライトバルブで反射させ、ライトバルブからの画像を、投射部１４０にて拡大投影するように構成すれば良い。
【０２２３】
このように構成されたプロジェクタ１００では、投影光学系１４２として本発明の単焦点光学系を採用することで、広い投影範囲に、低ノイズ、高解像度で像を投影することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２２４】
以上のように、本発明に係る単焦点光学系は、広い画角と小さいＦナンバーを有しながらも、諸収差が良好に補正された単焦点光学系に適している。また、本発明に係る光学装置は、広い撮影範囲を、低ノイズ、高解像度で撮像する撮像装置や、広い投影範囲に、低ノイズ、高解像度で像を投影する投影装置に適している。
【符号の説明】
【０２２５】
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
Ｇ３  第３レンズ群
Ｓ  明るさ（開口）絞り
Ｉ  像面
１  一眼ミラーレスカメラ
２  撮影光学系
３  鏡筒のマウント部
４  撮像素子面
５  バックモニタ
１２  操作部
１３  制御部
１４、１５  バス
１６  撮像駆動回路
１７  一時記憶メモリ
１８  画像処理部
１９  記憶媒体部
２０  表示部
２１  設定情報記憶メモリ部
２２  バス
２４  ＣＤＳ／ＡＤＣ部
４０  一眼ミラーレスカメラ
４１  撮影光学系
４２  撮影用光路
４５  シャッターボタン
４７  液晶表示モニター
４９  ＣＣＤ
１００  プロジェクタ
１１０  光源部
１１１  光源
１１２  反射部材
１２０  照明部
１２１  第１のダイクロイックミラー
１２２  第２のダイクロイックミラー
１２３  第３のダイクロイックミラー
１２４  第１の反射部材
１２５  第２の反射部材
１３０  画像形成部
１３１  第１の表示素子
１３２  第２の表示素子
１３３  第３の表示素子
１４０  投射部
１４１  ダイクロイックプリズム
１４２  投影光学系
【図１】
2016194113.tif 000003
【図２】
2016194113.tif 000004
【図３】
2016194113.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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