【手続補正書】
【提出日】平成26年12月22日(2014.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第２レンズ群を有する光学系において、
前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１１レンズと負の屈折力の第１２レンズを接合した接合レンズＬｐ１、メニスカス形状の正の屈折力の第１３レンズからなり、前記第１１レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれｎ１１、νｄ１１、前記第１２レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれｎ１２、νｄ１２、前記接合レンズＬｐ１の焦点距離をｆｐ１、前記光学系の全系の焦点距離をｆとするとき、
０．０３０＜（ｎ１１−ｎ１２）
０．２０＜（νｄ１１／νｄ１２）＜１．３０
−１０．０＜ｆｐ１／ｆ＜−０．２
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】
フォーカシングに際して前記光学系の全体が移動し、無限遠物体に合焦しているときの前記光学系のバックフォーカスをＢＦとするとき、
０．８＜ＢＦ／ｆ＜１．５
なる条件式を満足することを特徴する請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
１．８＜ｆ１／ｆ＜２５．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学系。
【請求項４】
フォーカシングに際して前記光学系の全体が移動し、無限遠物体に合焦しているときの前記光学系のバックフォーカスをＢＦ、前記光学系のレンズ構成長をＬｔｏｔとするとき、
０．５０＜Ｌｔｏｔ／ＢＦ＜０．７２
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項５】
前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第２１レンズと正の屈折力の第２２レンズを接合した接合レンズＬｐ２、メニスカス形状の正の屈折力の第２３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１項に記載の光学系。
【請求項６】
前記第２１レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれｎ２１、νｄ２１、前記第２２レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれｎ２２、νｄ２２とするとき、
−０．１０＜（ｎ２２−ｎ２１）＜０．１５
１．２０＜（νｄ２２／νｄ２１）＜２．５０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項５に記載の光学系。
【請求項７】
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
１．００＜ｆ２／ｆ＜１．４０
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】
前記接合レンズＬｐ２の焦点距離をｆｐ２とするとき、
−５．００＜ｆｐ２／ｆ＜−０．２０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項９】
光電変換素子に像を形成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】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学系と、該光学系によって形成される像を受光する光電変換素子とを備えることを特徴とする光学機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】光学系及びそれを有する光学機器
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学系及びそれを有する光学機器に関し、たとえば、デジタルスチルカメラ・デジタルビデオカメラ、監視用カメラ、銀塩カメラ、プロジェクター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光学機器に用いられる撮像光学系として、焦点距離に対して同等程度か又はそれ以上の長いバックフォーカスを有する撮影光学系が種々と知られている。例えばダブルガウス型、レトロフォーカス型、オルソメタ型、プラズマート型、ヘキサノン型など数多くのタイプの撮影光学系が知られている（非特許文献１）。
【０００３】
非特許文献１には、焦点距離が２８ｍｍ〜５０ｍｍ（撮影半画角が２３°〜３８°)の撮影光学系が開示されている。このような撮像光学系には、全系が小型で画面全体にわたり高い光学性能を有することが求められている。これらの要求を比較的容易に達成することのできる標準画角で小型の撮影光学系として、所謂ガウス型の撮影光学系がよく知られている（特許文献１）。特許文献１には物体側より像側へ順に、正の屈折力の前群、開口絞り、正の屈折力の後群よりなるレンズ全長の短いガウス型の撮影光学系が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】辻、「レンズ設計の全て」、電波新聞社、p.２７１ 、２８８、２３０
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−３３７３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多くの場合、ガウス型の撮影光学系は開口絞りを挟んで前方（物体側）に正の屈折力のレンズ群、後方（像側）に正の屈折力のレンズ群を配置した全体として略対称なレンズ構成よりなっている。この撮影光学系で、より広画角化を図ろうとするとバックフォーカスを長く保つことが難しくなる。逆にバックフォーカスを確保しようとすると、それにつれて諸収差、特に像面湾曲が増大し、これを補正することが困難になってくる。また全系も大型化してくるという課題が生ずる。
【０００７】
非特許文献1にはこれらの撮影光学系に加えてさらに、物体側と像側を入れ替えた全体として６枚構成のプラズマート型の撮影光学系も開示されている。この撮影光学系は、前述のガウス型の撮影光学系と同様に前方に正の屈折力のレンズ群、後方に正の屈折力のレンズ群を配置した略対称なレンズ構成となっている。このため広画角化を図ろうとすると前述したのと同様の課題が生じてくる。
【０００８】
非特許文献１に開示された撮影光学系は、焦点距離の長さとレンズ全長が略反比例の関係にあり、広画角化を図りつつ、レンズ全長を短くするのが難しい。また広画角化を図ろうとすると、バックフォーカスを長く保つことが難しい。さらに非特許文献１に開示された撮影光学系は画面全体の像面湾曲をバランスさせるために球面収差曲線が膨らむように収差補正をしている。このような補正をした撮影光学系は絞り開放状態でのピント位置に対し、絞りを絞り、Ｆナンバーを大きくするとピント移動が大きくなってくる。
【０００９】
またそのように球面収差曲線を膨らむように補正しても、画面周辺画角で像面をそろえることが難しい。一般にガウス型の撮影光学系は全系が小型で広画角化が比較的容易であるが、更により広画角化を図ろうとすると球面収差と像面湾曲が増大し、画面全体にわたり高い光学性能を得るのが難しくなってくる。
【００１０】
ガウス型やそれを変形した変形ガウス型の撮影光学系において、全系の小型化及び撮影画角の広画角化を図るには、球面収差と像面湾曲をバランス良く補正することが重要になってくる。このような撮影光学系において画面全体にわたり高い光学性能を得るには開口絞りに対して略対称となる物体側と像側のレンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。特に開口絞りよりも物体側のレンズ群のレンズ構成が重要で、このレンズ構成が不適切であると球面収差や像面湾曲をバランス良く補正し、高い光学性能を得るのが困難になってくる。
【００１１】
本発明は、球面収差や像面湾曲を始めとする諸収差を良好に補正することができ、高い光学性能を有する光学系及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の光学系は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第２レンズ群を有する光学系において、
前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１１レンズと負の屈折力の第１２レンズを接合した接合レンズＬｐ１、メニスカス形状の正の屈折力の第１３レンズからなり、前記第１１レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれｎ１１、νｄ１１、前記第１２レンズの材料の屈折率とアッベ数をそれぞれｎ１２、νｄ１２、前記接合レンズＬｐ１の焦点距離をｆｐ１、前記光学系の全系の焦点距離をｆとするとき、
０．０３０＜（ｎ１１−ｎ１２）
０．２０＜（νｄ１１／νｄ１２）＜１．３０
−１０．０＜ｆｐ１／ｆ＜−０．２
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】
【００１３】
本発明によれば、球面収差や像面湾曲を始めとする諸収差を良好に補正することができ、高い光学性能を有する光学系が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）  実施例１の光学系の断面図と無限遠合焦時の縦収差図
【図２】（Ａ）、（Ｂ）  実施例２の光学系の断面図と無限遠合焦時の縦収差図
【図３】（Ａ）、（Ｂ）  実施例３の光学系の断面図と無限遠合焦時の縦収差図
【図４】（Ａ）、（Ｂ）  実施例４の光学系の断面図と無限遠合焦時の縦収差図
【図５】本発明の光学機器（撮像装置）の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の光学系及びそれを有する光学機器について説明する。本発明の光学系は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第２レンズ群を有する。第１レンズ群は物体側から像側へ順に、正の屈折力（以下単に「正」と称する。）の第１１レンズと負の屈折力（以下単に「負」と称する。）の第１２レンズを接合した接合レンズＬｐ１、メニスカス形状の正の第１３レンズからなっている。第２レンズ群は物体側から像側へ順に、負の第２１レンズと正の第２２レンズを接合した接合レンズＬｐ２、メニスカス形状の正の第２３レンズからなっている。
【００１６】
図１（Ａ）は本発明の光学系の実施例１のレンズ断面図である。図１（Ｂ）は実施例１の光学系において無限遠物体にフォーカスを合わせたときの縦収差図である。図２（Ａ）は本発明の光学系の実施例２のレンズ断面図である。図２（Ｂ）は実施例２の光学系において無限遠物体にフォーカスを合わせたときの縦収差図である。
【００１７】
図３（Ａ）は本発明の光学系の実施例３のレンズ断面図である。図３（Ｂ）は実施例３の光学系において無限遠物体にフォーカスを合わせたときの縦収差図である。図４（Ａ）は本発明の光学系の実施例４のレンズ断面図である。図４（Ｂ）は実施例４の光学系において無限遠物体にフォーカスを合わせたときの縦収差図である。図５は本発明の光学機器の要部概略図である。
【００１８】
レンズ断面図において左側が物体側（前方、拡大側）、右側が像側（後方、縮小側）である。ＯＬは光学系である。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮像光学系として用いる際には像面はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。また銀塩フィルムカメラ用として用いる際には、像面はフィルム面に相当する。ＯＡは光学系ＯＬの光軸を表す。
【００１９】
収差図において、ｄ、ｇ、Ｃ、Ｆは各々ｄ線、ｇ線、Ｃ線、Ｆ線を表す。ΔＭ、ΔＳはそれぞれｄ線のメリディオナル像面、サジタル像面を表す。また歪曲収差はｄ線によって表している。またＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。
【００２０】
各実施例の光学系は物体側から像側へ順に正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、第１レンズ群Ｌ１の直後の像側に配置された開口絞りＳＰと、開口絞りＳＰの直後の像側に配置された正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を有している。また第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に、正の第１１レンズＬ１１と負の第１２レンズＬ１２を接合した接合レンズＬｐ１、メニスカス形状の正の第１３レンズＬ１３よりなっている。
【００２１】
第１１レンズＬ１１の材料の屈折率とアッベ数をそれぞれｎ１１、νｄ１１とする。第１２レンズＬ１２の材料の屈折力とアッベ数をそれぞれｎ１２、νｄ１２とする。接合レンズＬｐ１の焦点距離をｆｐ１、光学系ＯＬの全系の焦点距離をｆとする。このとき、
０．０３０＜（ｎ１１−ｎ１２）                ・・・（１）
０．２０＜（νｄ１１／νｄ１２）＜１．３０    ・・・（２）
−１０．０＜ｆｐ１／ｆ＜−０．２              ・・・（３）
なる条件を満足している。
【００２２】
次に各条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は第１レンズ群Ｌ１内の接合レンズＬｐ１を構成する正の第１１レンズＬ１１と負の第１２レンズＬ１２の材料の屈折率差に関する。接合レンズＬｐ１を構成する正の第１１レンズＬ１１の材料の屈折率が負の第１２レンズＬ１２の材料の屈折率よりも高くなるように設定している。
【００２３】
この条件式（１）を満たすことで、光学系全体のペッツバール和を小さく抑えることが容易となり、標準画角からやや広画角よりの光学系であっても像面特性を良好に補正することができるようにしている。条件式（１）の下限を外れると像面特性（像面湾曲）を良好に補正することが困難となる。
【００２４】
条件式（２）は第１レンズ群Ｌ１中の接合レンズＬｐ１を構成する正の第１１レンズＬ１１と負の第１２レンズＬ１２の材料のアッベ数に関する。各実施例の光学系では接合レンズＬｐ１を構成する正の第１１レンズＬ１１と負の第１２レンズＬ１２の材料のアッベ数が条件式（２）の範囲内に入るように、比較的近い値としている。このようにアッベ数の比を適切な範囲とすることで、接合レンズ面の曲率を適切な範囲に保ち、球面収差を良好に補正している。また負の第１２レンズＬ１２の屈折力にある程度の屈折力を与えることができ、ペッツバール和を小さく保ち像面特性を良好に保っている。
【００２５】
条件式（２）の下限を外れると、接合レンズ面の光線収斂作用を強くしなければならず、この結果、球面収差を良好に補正することが困難となる。逆に条件式（２）の上限を外れると、接合レンズ面の光線発散作用を強くしなければならず、球面収差を良好に補正することが困難となる。
【００２６】
条件式（３）は第１レンズ群Ｌ１中の接合レンズＬｐ１の屈折力に関する。接合レンズＬｐ１の焦点距離を全系の焦点距離で割って規格化した値で示してある。接合レンズＬｐ１の合成焦点距離は負とするのが良く、かつその屈折力は強くしすぎないのが良い。接合レンズＬｐ１の合成焦点距離が正に近づくと、光学系の物体側のレンズ群の正の屈折力が強くなり光学系全系のバックフォーカスを一定以上確保することが困難となる。
【００２７】
また接合レンズＬｐ１の負の屈折力が強くなると、バックフォーカスを一定以上確保することは容易になるが、光学系の後方レンズ群の正の屈折力を強めないと光学系を小型に保つことが困難となる。しかし、この場合、光学系の光学性能を良好に保つことが困難となる。つまり、接合レンズＬｐ１の負の屈折力を強くすると、光学系の小型化を図りつつ、高い光学性能を得るのが困難となる。
【００２８】
つまり条件式（３）の下限を超えると接合レンズＬｐ１の負の屈折力が弱まり正に近づき、バックフォーカスを一定以上確保するのが困難となる。また条件式（３）の上限を超えると、接合レンズＬｐ１の負の屈折力が強まり、光学系の小型化を図りつつ、高い光学性能を得るのが困難となる。このように条件式（３）は、小型で高性能な光学系を実現するために必要な条件となっている。更に好ましくは条件式（１）〜（３）は以下の範囲とするのが良い。
【００２９】
０．０５０＜（ｎ１１−ｎ１２）＜０．３５０    ・・・（１ａ）
０．４０＜（νｄ１１／νｄ１２）＜１．３０    ・・・（２ａ）
−８．０＜ｆｐ１／ｆ＜−０．４                ・・・（３ａ）
更に好ましくは、条件式（１ａ）〜（３ａ）は以下の範囲とするのが良い。
【００３０】
０．０７０＜（ｎ１１−ｎ１２）＜０．３４０    ・・・（１ｂ）
０．６０＜（νｄ１１／νｄ１２）＜１．２０    ・・・（２ｂ）
−７．０＜ｆｐ１／ｆ＜−０．６                ・・・（３ｂ）
以上のように各実施例によれば第１レンズ群Ｌ１の接合レンズＬｐ１に適切な負の屈折力を持たせ光学系ＯＬ全体の主点位置を像側へ移動させることで一定以上のバックフォーカスを確保しつつ光学系を小型に保っている。
【００３１】
また、その接合レンズＬｐ１の接合レンズの双方の材料の屈折率の関係を適切に設定することで、ペッツバール和を小さく保ち像面特性を良好に保っている。さらに接合レンズの双方の材料のアッベ数を適切に設定し、色収差と球面収差を良好に補正している。
【００３２】
各実施例において更に好ましくは次の諸条件のうち１以上を満足するのが良い。各実施例においてフォーカシングは光学系全体を移動して行っている。光学系ＯＬの無限遠物体に合焦しているときのバックフォーカスをＢＦとする。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。光学系ＯＬのレンズ構成長（最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離）をＬｔｏｔとする。第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に、負の第２１レンズＬ２１と正の第２２レンズＬ２２を接合した接合レンズＬｐ２、メニスカス形状の正の第２３レンズＬ２３からなる。
【００３３】
第２１レンズＬ２１の材料の屈折率と、アッベ数をそれぞれｎ２１、νｄ２１、第２２レンズＬ２２の材料の屈折率とアッベ数をそれぞれｎ２２、νｄ２２とする。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、接合レンズＬｐ２の焦点距離をｆｐ２とする。このとき、以下の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００３４】
０．８＜ＢＦ／ｆ＜１．５                    ・・・（４）
１．８＜ｆ１／ｆ＜２５．０                  ・・・（５）
０．５０＜Ｌｔｏｔ／ＢＦ＜０．７２          ・・・（６）
−０．１０＜（ｎ２２−ｎ２１）＜０．１５    ・・・（７）
１．２０＜（νｄ２２／νｄ２１）＜２．５０  ・・・（８）
１．００＜ｆ２／ｆ＜１．４０                ・・・（９）
−５．００＜ｆｐ２／ｆ＜−０．２０        ・・・（１０）
次に各条件式の技術的意味について説明する。
【００３５】
条件式（４）は光学系ＯＬのバックフォーカスに関する。条件式（４）はバックフォーカスを焦点距離で規格化して示している。条件式（４）の範囲内に入るようにバックフォーカスの長さを設定すると、全系の小型化がより容易となる。更に好ましくは条件式（４）は以下の範囲とするのが良い。
【００３６】
０．８＜ＢＦ／ｆ＜１．４                      ・・・（４ａ）
条件式（５）は、第１レンズ群Ｌ１の屈折力に関する。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を光学系ＯＬ全系の焦点距離で割って規格化して示している。各実施例の光学系ＯＬのように標準画角から、やや広画角よりの光学系ＯＬでは一定以上のバックフォーカスを確保すること及び光学系ＯＬの小型化と高い光学性能をバランス良く図る必要がある。条件式（５）はこの事に関連している。
【００３７】
各実施例の光学系ＯＬにおいて、第１レンズ群Ｌ１の屈折力は正である。この正の屈折力が強くなると、光学系ＯＬの小型化は容易となるが、一定以上のバックフォーカスの確保と良好な光学性能を得るのが困難となる。また逆にこの正の屈折力を弱くすると、一定以上のバックフォーカスの確保は容易になるが、光学系ＯＬの小型化と良好な光学性能を保つことが困難となる。このことから第１レンズ群Ｌ１の屈折力は条件式（５）の範囲内にある必要があるのが良い。
【００３８】
条件式（５）の下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が強く（焦点距離が短く）なり、前述のように一定以上のバックフォーカスの確保と良好な光学性能を保つことが困難となる。また条件式（５）の上限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱く（焦点距離が長く）なり、前述のように光学系ＯＬの小型化と良好な光学性能を保つことが困難となる。このように条件式（５）を満足すると、小型で高性能な光学系ＯＬを実現しつつ一定以上のバックフォーカスも確保するのが容易となる。更に好ましくは条件式（５）は以下の範囲とするのが良い。
【００３９】
２．０＜ｆ１／ｆ＜２４．０                      ・・・（５ａ）
更に好ましくは、条件式（５ａ）は以下の範囲とするのが良い。
【００４０】
２．２＜ｆ１／ｆ＜２３．０                      ・・・（５ｂ）
条件式（６）は光学系ＯＬのレンズ構成長とバックフォーカスの関係に関する。条件式（６）の下限を超えると、レンズ構成長が短くなりすぎ、光学性能を良好に保つことが困難となる。また条件式（６）の上限を超えると、逆にレンズ構成長が長くなりすぎて全系が大型化してくる。更に好ましくは条件式（６）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４１】
０．５１０＜Ｌｔｏｔ／ＢＦ＜０．７１５          ・・・（６ａ）
条件式（７）、（８）は第２レンズ群Ｌ２内の接合レンズＬｐ２を構成する正の第２２レンズ及び負の第２１レンズの材料の屈折率及びアッベ数に関する。条件式（７）、（８）にあるように接合レンズＬｐ２を構成する正の第２２レンズＬ２２の材料の屈折率と負の第２１レンズＬ２２の材料の屈折率の差を所定の範囲内に抑え、かつアッベ数の比の値をある範囲内としている。これにより、基準波長における球面収差、像面湾曲、そして色収差はもとより、色毎の球面収差の補正を容易にしている。
【００４２】
条件式（７）の下限を超えると、ペッツバール和が増大し、像面特性が悪化してくる。また条件式（７）の上限を超えると色毎の球面収差の補正が難しくなってくる。条件式（８）の下限を超えると、正の第２２レンズＬ２２の材料のアッベ数が高分散側に寄りすぎ、色収差の補正が困難となる。逆に条件式（８）の上限を超えると、負の第２１レンズＬ２１の材料のアッベ数が高分散側に寄りすぎ、色収差と像面湾曲をバランス良く補正するのが困難となる。更に好ましくは、条件式（７）、（８）は以下の範囲とするのが良い。
【００４３】
−０．０８＜（ｎ２２−ｎ２１）＜０．１４        ・・・（７ａ）
１．４０＜（νｄ２２／νｄ２１）＜２．１０      ・・・（８ａ）
条件式（９）は第２レンズ群Ｌ２の屈折力に関する。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を光学系ＯＬの全系の焦点距離で割って規格化して示している。第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強く（焦点距離が短く）なると、非点収差や歪曲収差が悪化する。また後玉有効径が増大し所定の外径の鏡筒内に収めることが困難になる。逆に第２レンズ群Ｌ２の屈折力が弱く（焦点距離が長く）なると、射出瞳位置が像面に近くなり軸外光束の像面への入射角が大きくなってくるので良くない。
【００４４】
条件式（９）の下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が強く（焦点距離が短く）なり過ぎ、前述の理由から好ましくない。逆に条件式（９）の上限を超えると前述のように第２レンズ群Ｌ２の屈折力が弱く（焦点距離が短く）なり、前述の理由から好ましくない。
【００４５】
条件式（１０）は第２レンズ群Ｌ２内の接合レンズＬｐ２の合成屈折力に関する。焦点距離を全系の焦点距離で割って規格化して示している。接合レンズＬｐ２の屈折力を条件式（１０）に入るように負の第２１レンズＬ２１を設定することで、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差等の諸収差を良好に補正することが容易となる。
【００４６】
条件式（１０）の下限を超えると、接合レンズＬｐ２の屈折力が弱く（焦点距離が長く）なり過ぎ、特に像面特性と歪曲収差の補正が困難となる。また条件式（１０）の上限を超えると接合レンズＬｐ２の屈折力が強く（焦点距離が短く）なり過ぎ、諸収差が悪化するので好ましくない。更に好ましくは条件式（９）、（１０）は以下の範囲とするのが良い。
【００４７】
１．０５＜ｆ２／ｆ＜１．２５                ・・・（９ａ）
−４．６０＜ｆｐ２／ｆ＜−０．８０            ・・・（１０ａ）
各実施例において好ましくはメニスカス形状の正の第２３レンズＬ２３の少なくとも１つのレンズ面を非球面形状とするのが収差補正上好ましい。
【００４８】
以上のように各実施例によれば、諸収差特に球面収差と像面湾曲が良好に補正された高い光学性能の光学系が得られる。
【００４９】
次に各実施例の光学系の特徴について説明する。
［実施例１］
図１の実施例１の光学系ＯＬについて説明する。以下、長さに関する値は後述する数値実施例をｍｍ単位で表したときである。実施例１の光学系ＯＬは焦点距離４５．０ｍｍ、画角（撮影画角）２ωが５１．４°（半画角ωが２５．７°）である。図１（Ａ）の光学系ＯＬは物体側から像側へ順に、合成焦点距離が１０１．３ｍｍの正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、開口絞りＳＰ、合成焦点距離が５４．４ｍｍの正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２よりなっている。
【００５０】
そして第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に、正の第１１レンズ（正の屈折力のレンズ）Ｌ１１と負の第１２レンズ（負の屈折力のレンズ）Ｌ１２が接合され合成焦点距離が−３００．０ｍｍの負の接合レンズＬｐ１からなっている。更にメニスカス形状の正の第１３レンズＬ１３からなっている。また第２レンズ群Ｌ２群は物体側から像側へ順に、負の第２１レンズＬ２１と正の第２２レンズＬ２２が接合され合成焦点距離が−４９．８ｍｍの負の接合レンズＬｐ２とメニスカス形状の正の第２３レンズＬ２３からなっている。またこの正の第２３レンズＬ２３の像側のレンズ面は非球面形状である。
【００５１】
本実施例の光学系ＯＬにおいて、条件式（１）で示される第１レンズ群Ｌ１内の正の第１１レンズＬ１１と負の第１２レンズＬ１２の材料の屈折率差は０．２１５で正の第１１レンズＬ１１の方が高くなっている。また条件式（２）で示される材料のアッベ数の比は１．１８である。また条件式（３）で示される、接合レンズＬｐ１と全系の焦点距離の比は−６．６７である。
【００５２】
実施例１の光学系ＯＬでは、上記のようなパワー配置で、第１レンズ群Ｌ１内の接合レンズＬｐ１の正の第１１レンズＬ１１と負の第１２レンズＬ１２の材料の屈折率差とアッベ数比を適切に設定している。これにより負の第１２レンズＬ１２に適切な屈折力を与え光学系全体のペッツバール和を小さく抑え像面特性を良好に保っている。
【００５３】
また接合レンズＬｐ１の合成焦点距離を適切に設定することで、バックフォーカスＢＦも３８．０ｍｍとクイックリターンミラーを有する一眼レフカメラに適用できる十分な値を保っている。その結果、レンズ構成長Ｌｔｏｔが２０．０ｍｍと非常に小型でありながら、図１（Ｂ）の収差図からわかるように球面収差、像面湾曲、歪曲収差等が良好に補正された高い光学性能を有する光学系を得ている。
【００５４】
［実施例２］
図２の実施例２の光学系ＯＬについて説明する。実施例２の光学系ＯＬは焦点距離３９．０ｍｍ、画角２ωが５８．０°（半画角ωが２９．０°）である。図２（Ａ）の光学系ＯＬは物体側から像側へ順に、合成焦点距離が１１７．５ｍｍの正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、開口絞りＳＰ、合成焦点距離が４５．５ｍｍの正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２よりなっている。そして第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に正の第１１レンズＬ１１と負の第１２レンズＬ１２が接合され合成焦点距離が−７６．５ｍｍの負の接合レンズＬｐ１、及びメニスカス形状の正の第１３レンズＬ１３からなっている。
【００５５】
また第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に負の第２１レンズＬ２１と正の第２２レンズＬ２２が接合され合成焦点距離が−１６０．１ｍｍの負の接合レンズＬｐ２とメニスカス形状の正の第２３レンズＬ２３からなっている。またこの正の第２３レンズＬ２３の物体側のレンズ面は非球面形状である。
【００５６】
本実施例の光学系ＯＬにおいて、条件式（１）で示される第１レンズ群Ｌ１内の正の第１１レンズＬ１１と負の第１２レンズＬ１２の材料の屈折率差は０．３０３で正の第１１レンズＬ１１の方が高くなっている。また条件式（２）で示される材料のアッベ数の比は０．８８である。また条件式（３）で示される、接合レンズＬｐ１と全系の焦点距離の比は−１．９６である。
【００５７】
実施例２の光学系ＯＬでは、上記のようなパワー配置で第１レンズ群Ｌ１内の接合レンズＬｐ１の正の第１１レンズＬ１１と負の第１２レンズＬ１２の材料の屈折率差とアッベ数比を適切に設定している。これにより、負の第１２レンズＬ１２に適切な屈折力を与え光学系全体のペッツバール和を小さく抑え像面特性を良好に保っている。また接合レンズＬｐ１の合成焦点距離を適切に設定することで、バックフォーカスＢＦも３９．０ｍｍとクイックリターンミラーを有する一眼レフカメラに適用できる十分な値を保っている。
【００５８】
その結果、レンズ構成長Ｌｔｏｔが２３．５ｍｍと非常に小型でありながら、図２（Ｂ）の収差図からわかるように球面収差、像面湾曲、歪曲収差等が良好に補正された高い光学性能を有する光学系を得ている。
【００５９】
［実施例３］
図３の実施例３の光学系ＯＬについて説明する。実施例３の光学系ＯＬは焦点距離３５．０ｍｍ、画角２ωが６３．４°（半画角ωが３１．７°）である。図３（Ａ）の光学系ＯＬは物体側から像側へ順に、合成焦点距離が１３０．３ｍｍで正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、開口絞りＳＰ、合成焦点距離が３８．１ｍｍで正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２よりなっている。
【００６０】
そして第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に、正の第１１レンズＬ１１と負の第１２レンズＬ１２が接合され合成焦点距離が−３２．６ｍｍの負の接合レンズＬｐ１、及びメニスカス形状の正の第１３レンズＬ１３からなっている。また第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に、負の第２１レンズＬ２１と正の第２２レンズＬ２２が接合され合成焦点距離が−３１．３ｍｍの負の接合レンズＬｐ２とメニスカス形状の正の第２３レンズＬ２３からなっている。またこの正の第２３レンズＬ２３の像側のレンズ面は非球面形状である。
【００６１】
本実施例の光学系において、条件式（１）で示される第１レンズ群Ｌ１内の正の第１１レンズＬ１１と負の第１２レンズＬ１２の材料の屈折率差は０．３２９で正の第１１レンズの方が高くなっている。また条件式（２）で示される材料のアッベ数の比は０．６６である。また条件式（３）で示される、接合レンズＬｐ１と全系の焦点距離の比は−０．９３である。
【００６２】
実施例３の光学系ＯＬでは、上記のようなパワー配置で第１レンズ群Ｌ１内の接合レンズＬｐ１の正の第１１レンズＬ１１と負の第１２レンズＬ１２の材料の屈折率差とアッベ数比を適切に設定している。これにより、負の第１２レンズＬ１２に適切な屈折力を与え光学系全体のペッツバール和を小さく抑え像面特性を良好に保っている。また接合レンズＬｐ１の合成焦点距離を適切に設定することで、バックフォーカスＢＦも３８．０ｍｍとクイックリターンミラーを有する一眼レフカメラに適用できる十分な値を保っている。
【００６３】
その結果、レンズ構成長Ｌｔｏｔが２５．０ｍｍと非常に小型でありながら、図３（Ｂ）の収差図からわかるように球面収差、像面湾曲、歪曲収差等が良好に補正された高い光学性能を有する光学系を得ている。
【００６４】
［実施例４］
図４の実施例４の光学系ＯＬについて説明する。実施例４の光学系ＯＬは焦点距離２８．０ｍｍ、画角２ωが７５．４°（半画角ωが３７．７°）である。図４（Ａ）の光学系ＯＬは物体側から像側へ順に、合成焦点距離が６２６．２ｍｍで正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、開口絞りＳＰ、合成焦点距離が３３．３ｍｍで正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２よりなっている。
【００６５】
そして第１レンズ群Ｌ１は物体側から像側へ順に、正の第１１レンズＬ１１と負の第１２レンズＬ１２が接合され合成焦点距離が−２１．８ｍｍの負の接合レンズＬｐ１、及びメニスカス形状の正の第１３レンズＬ１３からなっている。また第２レンズ群Ｌ２は物体側から像側へ順に、負の第２１レンズＬ２１と正の第２２レンズＬ２２が接合され合成焦点距離が−３７．８ｍｍの負の接合レンズＬｐ２とメニスカス形状の正の第２３レンズＬ２３からなっている。またこの正の第２３レンズＬ２３の像側のレンズ面は非球面形状である。
【００６６】
本実施例の光学系ＯＬにおいて、条件式（１）で示される第１レンズ群Ｌ１内の正の第１１レンズＬ１１と負の第１２レンズＬ１２の材料の屈折率差は０．０７５で正の第１１レンズの方が高くなっている。また、条件式（２）で示される材料のアッベ数の比は０．８５である。また条件式（３）で示される、接合レンズＬｐ１と全系の焦点距離の比は−０．７８である。
【００６７】
実施例４の光学系ＯＬでは、上記のようなパワー配置で第１レンズ群Ｌ１内の接合レンズＬｐ１の正の第１１レンズＬ１１と負の第１２レンズの材料の屈折率差とアッベ数比を適切に設定している。これにより、負の第１２レンズＬ１２に適切な屈折力を与え光学系全体のペッツバール和を小さく抑え像面特性を良好に保っている。また接合レンズＬｐ１の合成焦点距離を適切に設定することで、バックフォーカスＢＦも３８．０ｍｍとクイックリターンミラーを有する一眼レフカメラに適用できる十分な値を保っている。
【００６８】
その結果、レンズ構成長Ｌｔｏｔが２７．０ｍｍと非常に小型でありながら、図４（Ｂ）の収差図からわかるように球面収差、像面湾曲、歪曲収差等が良好に補正された高い光学性能を有する光学系を得ている。
【００６９】
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。図５は一眼レフカメラの要部概略図である。図５において、１０は実施例１乃至４の光学系１を有する撮影光学系である。
【００７０】
撮影光学系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、撮影光学系１０からの光束を上方に反射する。焦点板４は撮影光学系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。
【００７１】
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上に撮影光学系１０によって像側形成される。
【００７２】
このように本発明の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、プロジェクター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にも適用することができる。
【００７３】
以上のように各実施例によれば、諸収差特に球面収差と像面湾曲が良好に補正された撮影画角が５０°〜８０°程度で小型化と高性能化を図った光学系及びそれを有する光学機器が得られる。
【００７４】
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。
【００７５】
以下、数値実施例１乃至４の光学系の具体的な数値データを示す。ｉは物体から数えた順序を示す。面番号ｉは物体側から順に数えている。Ｒｉは曲率半径(mm)、Ｄｉは第ｉ番目と第ｉ＋１番目の面間隔(mm)である。Ｎｄｉとνｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の媒質の屈折率、アッベ数を表す。またＢＦはバックフォーカスであり、光学全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離を表す。第２レンズ群Ｌ２の群データは開口絞りＳＰを入れた状態で示している。
【００７６】
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・・・を各次数の非球面係数とするとき、
【００７７】
【数１】
2013137411.tif 000001
【００７８】
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。前述の各条件式に関係した数値を表１に示す。表２に前述の各条件式に相当する数値を示す。
【００７９】
[数値実施例１]
単位 mm                                        
面番号      R            D      Nd            νd    光線有効径    
1          20.432        3.44   1.83481       42.7   18.66  
2          209.304       1.20   1.62004       36.3   17.29  
3          12.815        0.44                        14.90  
4          14.204        2.39   1.83481       42.7   14.94  
5          17.605        2.83                        14.19  
6(絞り)     ∞           3.35                        12.95  
7          -14.284       1.00   1.72825       28.5   14.02  
8          456.136       2.28   1.83481       42.7   15.26  
9          -29.737       0.32                        15.72  
10         -105.914      2.75   1.83481       42.7   16.01  
11*        -20.244       37.99                       16.31  
像面       ∞                                 
非球面
データ                                        
円錐定数  4次の係数  6次の係数  8次の係数 10次の係数  12次の係数
K        B          C           D          E           F
第11面
0.0000E+00 1.1494E-05 -4.6190E-08 1.2748E-09 -2.1883E-11 1.4551E-13
各種データ                                     
焦点距離      45.00                                   
Fno           2.80                                  
ω            25.68                                  
像高          21.64                                  
レンズ構成長  20.00                                  
レンズ全長    57.99
BF            37.99                                  
入射瞳位置    9.46                                  
射出瞳位置    -9.78                                
前側主点位置  12.08                                   
後側主点位置  -7.01                                   
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      101.29         7.47          -15.36            -17.11    
2       6       54.44         9.7            13.26            7.74    
単レンズデータ                                 
レンズ      始面   焦点距離                           
1    1      26.900                           
2    2      -22.070                            
3    4      66.750                           
4    7      -19.000                            
5    8      33.510                           
6    10     29.550                           
接合レンズデータ                               
レンズ      始面   焦点距離                           
1           1      -300.000                           
2           7      -49.826                          
【００８０】
[数値実施例２]
単位 mm                                        
面番号         R      D        Nd          νd    光線有効径    
1           38.185    3.07   1.83481       42.7   18.64  
2           -93.918   1.20   1.53172       48.8   17.40  
3           13.191    2.20                        13.62  
4           15.211    2.01   1.69680       55.5   13.34  
5           28.380    2.33                        13.02  
6(絞り)        ∞     5.12                        12.84  
7           -11.637   1.00   1.69895       30.1   12.47  
8           132.356   3.35   1.83481       42.7   13.78  
9           -18.087   0.15                        14.44  
10*         -39.511   3.08   1.58313       59.4   15.17  
11          -15.371   39.00                       16.50  
像面        ∞                                 
非球面
データ                                        
円錐定数  4次の係数  6次の係数  8次の係数 10次の係数  12次の係数
K        B          C           D          E           F
第10面
0.0000E+00 -3.4255E-05 4.6012E-08 -2.0635E-09 1.3485E-11 0.0000E+00
各種データ                                     
焦点距離         39.00                                
Fno              2.80                                
ω               29.02                                
像高             21.64                                
レンズ構成長     23.50                         
レンズ全長       62.50
BF               39.00                                
入射瞳位置       9.01                                
射出瞳位置       -16.10                                
前側主点位置     20.40                                 
後側主点位置     0.00                                 
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      117.49        8.47           -1.81           -7.58
2       6       45.5         12.7           16.01           8.6
単レンズデータ                                 
レンズ      始面   焦点距離                           
1    1      32.870                      
2    2      -21.670                            
3    4      44.280                      
4    7      -15.260                            
5    8      19.260                      
6    10     41.210                      
接合レンズデータ                               
レンズ      始面   焦点距離                           
1           1      -76.465                            
2           7      -160.098                           
【００８１】
[数値実施例３]
単位 mm                                        
面番号      R         D      Nd           νd    光線有効径    
1          31.110    2.71   1.81600       46.6   20.00  
2          64.750    1.20   1.48749       70.2   18.32  
3*         8.834     1.58                        13.99  
4          10.683    5.01   1.51823       58.9   13.36  
5          49.751    2.23                        11.83  
6(絞り)     ∞       4.32                        11.58  
7          -10.553   2.22   1.84666       23.8   11.31  
8          -31.837   1.82   1.77250       49.6   12.90  
9          -19.871   0.35                        13.54  
10         -127.701  3.57   1.77250       49.6   15.60  
11*        -14.960   38.01                       16.82  
像面 ∞                                 
円錐定数  4次の係数  6次の係数  8次の係数 10次の係数  12次の係数
K        B          C           D          E           F
第3面
0.0000E+00 -9.3583E-05  2.6056E-06 -1.2162E-07  1.9474E-09 -1.5434E-11
第11面
0.0000E+00  4.2878E-05 -7.3591E-07  2.1396E-08  -2.4980E-10 1.1415E-12
各種データ                                     
焦点距離         35.00                                
Fno              2.80                                
ω               31.72                                
像高             21.64                                
レンズ構成長     25.00                         
レンズ全長       63.01
BF               38.01                                
入射瞳位置       10.29                                
射出瞳位置       -16.86                                
前側主点位置     22.96                                 
後側主点位置     3.01                                 
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       130.29       10.5            -1.42             -8.51
2      6       38.11        12.27           15.8              10.14
単レンズデータ                                 
レンズ      始面   焦点距離                           
1    1      70.810                           
2    2      -21.130                            
3    4      25.150                           
4    7      -19.580                            
5    8      64.190                           
6    10     21.640                           
接合レンズデータ                               
レンズ      始面   焦点距離                           
1            1      -32.559                            
2            7      -31.298                            
【００８２】
[数値実施例４]
単位 mm                                        
面番号      R         D      Nd            νd    光線有効径    
1           23.016    2.10   1.80400       46.6   20.00  
2           31.381    1.20   1.72916       54.7   19.83  
3*          8.695     5.15                        14.40  
4           12.971    2.69   1.57501       41.5   12.88  
5           148.422   4.15                        12.35  
6(絞り)     ∞        5.11                        12.12  
7           -11.338   1.00   1.84666       23.8   11.92  
8           -38.142   2.02   1.77250       49.6   13.02  
9           -18.778   0.15                        13.69  
10          -236.118  3.42   1.69350       53.2   14.47  
11*         -13.763   38.00                       15.62  
像面        ∞                                 
非球面
データ                                        
円錐定数  4次の係数  6次の係数  8次の係数 10次の係数  12次の係数
K        B          C           D          E           F
第3面
0.0000E+00 -5.0785E-05 -1.1153E-06 -1.4349E-08 5.4826E-10 -9.8501E-12
第11面
0.0000E+00  4.9467E-05 -8.6411E-08  1.3298E-08 -2.1686E-10 1.3404E-12
各種データ                                     
焦点距離         28.00                                
Fno              2.80                                
ω               37.69                                
像高             21.64                                
レンズ構成長     27.00                         
レンズ全長       65.00
BF               38.00                                
入射瞳位置       11.02                                
射出瞳位置       -16.44                                
前側主点位置     24.62                                 
後側主点位置     10.00                                 
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        626.17       11.15          95.6             101.95
2      6        33.26        11.7           13.48            6.23
単レンズデータ                                 
レンズ      始面   焦点距離                           
1    1      96.590                      
2    2      -16.870                            
3    4      24.540                      
4    7      -19.390                            
5    8      45.800                      
6    10     20.940                      
接合レンズデータ                               
レンズ      始面   焦点距離                           
1            1      -21.783                            
2            7      -37.814                            
【００８３】
【表１】
2013137411.tif 000002
【００８４】
【表２】
2013137411.tif 000003
【符号の説明】
【００８５】
ＯＬ  光学系      Ｌ１  光学系の第１レンズ群 Ｌ２  光学系の第２レンズ群
Ｌ１１  正レンズＬ１１      Ｌ１２  負レンズＬ１２      Ｌ１３  正レンズＬ１３
ＯＡ  光軸      ＳＰ  開口絞り      ＩＰ  像面      ｄ  ｄ線
ｇ  ｇ線      Ｃ  Ｃ線      Ｆ  Ｆ線      ΔＭ  メリディオナル像面
ΔＳ  サジタル像面
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2013137411.tif 000004
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2013137411.tif 000005
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2013137411.tif 000006
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2013137411.tif 000007