(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に配置された、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングのために物体側へ移動する正の屈折力の第１レンズユニット、正又は負の屈折力の第２レンズユニットより構成され、前記第１レンズユニットは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力のレンズユニット１ａ、開口絞り、正の屈折力のレンズユニット１ｂからなり、前記レンズユニット１ａおよびレンズユニット１ｂの焦点距離を各々ｆ１ａ、ｆ１ｂ、全系の焦点距離をｆ、無限遠物体にフォーカスしているときのＦナンバーをＦｎｏ、最も像側のレンズ面から像面までの距離をＢｆ、無限遠物体にフォーカスしているときの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離をＬＴ、前記第２レンズユニットの焦点距離をｆ２とするとき、
０．８＜ｆ１ａ／ｆ＜５．０
０．４＜ｆ１ｂ／ｆ＜２．５
１．６＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜２．８
０．２０＜Ｂｆ／ｆ＜０．７５
０．２＜Ｆｎｏ×Ｂｆ／ＬＴ＜１．９
７．０＜｜ｆ２／ｆ｜
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】
前記レンズユニット１ａは像側のレンズ面が凹形状の負レンズＬｎ１ａを有し、前記レンズユニット１ｂは物体側のレンズ面が凹形状の負レンズＬｎ１ｂを有し、前記負レンズＬｎ１ａの像側のレンズ面の曲率半径をＲｎ１ａ、前記負レンズＬｎ１ｂの物体側のレンズ面の曲率半径をＲｎ１ｂとするとき、
０．０５＜｜Ｒｎ１ａ／ｆ｜＜０．８０
０．０５＜｜Ｒｎ１ｂ／ｆ｜＜０．８０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１の光学系。
【請求項３】
前記第１レンズユニットは１以上の正の屈折力の光学素子を有し、前記１以上の正の屈折力の光学素子のうちの１つの光学素子Ｌｐの焦点距離をｆｐ、前記光学素子Ｌｐの材料のｇ線とＦ線に関する異常部分分散性をΔθｇＦｐとするとき、
０．１＜ｆ／ｆｐ＜３．０
０．０＜ΔθｇＦｐ＜０．５
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の光学系。
【請求項４】
前記第１レンズユニットは１以上の正の屈折力の光学素子を有し、前記１以上の正の屈折力の光学素子のうちの１つの光学素子ＬｐＨの焦点距離をｆｐＨ、前記光学素子ＬｐＨの材料のｄ線に関するアッベ数をνｄｐＨ、前記光学素子ＬｐＨの材料のｇ線とＦ線に関する異常部分分散性をΔθｇＦｐＨとするとき、
０．００５＜ｆ／ｆｐＨ＜１．６００
０．０２７２＜ΔθｇＦｐＨ＜０．５０００
３＜νｄｐＨ＜６０
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項の光学系。
【請求項５】
フォーカシングに際して前記レンズユニット１ａと前記レンズユニット１ｂは双方の間隔が変化するように移動することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項の光学系。 
【請求項６】
請求項１乃至５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撮像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】
本発明は光学系に関し、例えば銀塩フィルム用カメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置として、この他、望遠鏡、双眼鏡、プロジェクタ、複写機等の光学機器に好適な光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より全系が小型でＦナンバーの明るく、バックフォーカスが長い撮像用の光学系に開口絞りに対して正の屈折力のレンズユニットを略対称型に配置した所謂ガウス型の光学系が知られている（特許文献１）。ガウス型の光学系は開口絞りに対して略対称にレンズユニットを配置することでコマ収差やディストーションや倍率色収差などの非対称性の収差を低減している。
【０００３】
またガウス型の光学系において開口絞りを含む前群と、開口絞りよりも像側に配置した正又は負の屈折力の後群の双方を互いに異なった移動軌跡で移動させてフォーカシングを行い、フォーカシングに伴う収差変動を軽減した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２０１０−７２３５９号公報
【特許文献２】特開２００９−２５１３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、撮像用の光学系は全系の更なる小型化及び画面全体にわたり高い光学性能を有すること等が求められている。開口絞りに対し略対称型の光学系で全系の小型化を図りつつ、フォーカシングに際しての収差変動が少なく、かつ高い光学性能を得るには、開口絞りの前後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。この他、高い光学性能を得るには、軸上色収差や倍率色収差等の色収差を良好に補正することが重要になってくる。
【０００６】
略対称型のガウス型の光学系は、大口径比化及び小型化が比較的容易でフォーカシングに際しての収差変動も少なく、しかも画面全体にわたり高い光学性能を得るのが容易である。ガウス型光学系においては開口絞りを含む各レンズユニットやフォーカシングレンズ群の構成、そして各レンズの材料等を適切に設定するのが重要になってくる。これらの要素が不適切であると小型化を図りつつフォーカシングに際しての色収差を含む諸収差の変動を軽減しつつ高い光学性能を得るのが困難になってくる。
【０００７】
本発明は、フォーカシングに際しての色収差を含む諸収差の変動が少なく無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般にわたり高い光学性能が得られ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、物体側から像側へ順に配置された、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングのために物体側へ移動する正の屈折力の第１レンズユニット、正又は負の屈折力の第２レンズユニットより構成され、前記第１レンズユニットは、物体側より像側へ順に配置された、正の屈折力のレンズユニット１ａ、開口絞り、正の屈折力のレンズユニット１ｂからなり、前記レンズユニット１ａおよびレンズユニット１ｂの焦点距離を各々ｆ１ａ、ｆ１ｂ、全系の焦点距離をｆ、無限遠物体にフォーカスしているときのＦナンバーをＦｎｏ、最も像側のレンズ面から像面までの距離をＢｆ、無限遠物体にフォーカスしているときの最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの距離をＬＴ、前記第２レンズユニットの焦点距離をｆ２とするとき、
０．８＜ｆ１ａ／ｆ＜５．０
０．４＜ｆ１ｂ／ｆ＜２．５
１．６＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜２．８
０．２０＜Ｂｆ／ｆ＜０．７５
０．２＜Ｆｎｏ×Ｂｆ／ＬＴ＜１．９
７．０＜｜ｆ２／ｆ｜
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、フォーカシングに際しての色収差を含む諸収差の変動が少なく無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般にわたり高い光学性能が得られる光学系が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の無限遠物体の合焦状態における光学系の断面図である。
【図２】実施例１の無限遠物体の合焦状態における収差図である。
【図３】実施例２の無限遠物体の合焦状態における光学系の断面図である。
【図４】実施例２の無限遠物体の合焦状態における収差図である。
【図５】実施例３の無限遠物体の合焦状態における光学系の断面図である。
【図６】実施例３の無限遠物体の合焦状態における収差図である。
【図７】実施例４の無限遠物体の合焦状態における光学系の断面図である。
【図８】実施例４の無限遠物体の合焦状態における収差図である。
【図９】実施例５の無限遠物体の合焦状態における光学系の断面図である。
【図１０】実施例５の無限遠物体の合焦状態における収差図である。
【図１１】本発明の撮像装置の要部概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。本発明の光学系は、物体側から像側へ順に、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングのために物体側へ移動する正の屈折力の第１レンズユニット、正又は負の屈折力の第２レンズユニットより構成されている。そして第１レンズユニットは物体側より像側へ順に、正の屈折力のレンズユニット１ａ、開口絞り、正の屈折力のレンズユニット１ｂからなっている。
【００１２】
図１は実施例１の光学系が無限遠物体に合焦した時のレンズ断面図である。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ実施例１の光学系が無限遠物体に合焦しているとき、結像倍率０．２５倍、結像倍率０．５０における収差図である。図３は実施例２の光学系が無限遠物体に合焦した時のレンズ断面図である。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ実施例２の光学系が無限遠物体に合焦しているとき、結像倍率０．２５倍、結像倍率０．５０における収差図である。
【００１３】
図５は実施例３の光学系が無限遠物体に合焦した時のレンズ断面図である。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ実施例３の光学系が無限遠物体に合焦しているとき、結像倍率０．２５倍、結像倍率０．５０における収差図である。図７は実施例４の光学系が無限遠物体に合焦した時のレンズ断面図である。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ実施例４の光学系が無限遠物体に合焦しているとき、結像倍率０．２５倍、結像倍率０．５０における収差図である。
【００１４】
図９は実施例５の光学系が無限遠物体に合焦した時のレンズ断面図である。図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ実施例５の光学系が無限遠物体に合焦しているとき、結像倍率０．２５倍、結像倍率０．５０における収差図である。図１１は本発明の撮像装置の要部概略図である。
【００１５】
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、銀塩フィルムカメラ、監視用カメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において左方が物体側（前方）、右方が像側（後方）である。なお、各実施例の光学系をプロジェクタ等の投射レンズとして用いるときは左方が投射面（スクリーン）側、右方が投射面に投射される原画側である。
【００１６】
レンズ断面図においてｉは物体側からのレンズの順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズユニットである。ＳＰは開口絞りである。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いたときは固体撮像素子の撮像面、銀塩フィルムカメラに用いたときはフィルム面に相当する感光面が配置される。
【００１７】
各実施例の光学系は、物体側から像側に順に、正の屈折力の第１レンズユニットＬ１、正又は負の屈折力の第２レンズユニットＬ２を有する。ここでレンズユニットとはフォーカシングにより一体となり光軸方向の間隔が変化するレンズ群を意味する。なお、光学防振のために光軸に対して直交する方向にシフトするレンズ群もレンズユニットと取り扱ってもよい。
【００１８】
第１レンズユニットＬ１は物体側より像側へ順に、正の屈折力のレンズユニットＬ１ａ、開口絞りＳＰ、正の屈折力のレンズユニットＬ１ｂを有している。第１レンズユニットＬ１は無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、矢印の如く物体側へ繰り出す。尚、フォーカシングに際して第１レンズユニットＬ１の部分レンズ群であるレンズユニットＬ１ａ及びレンズユニットＬ１ｂの間隔を変化させるようにフローティング構成としても良い。
【００１９】
各実施例においてレンズユニットＬ１ａ及びレンズユニットＬ１ｂの焦点距離を各々ｆ１ａ、ｆ１ｂ、全系の焦点距離をｆとする。このとき、以下の条件式を満足する。
【００２０】
０．８＜ｆ１ａ／ｆ＜５．０          ・・・（１）
０．４＜ｆ１ｂ／ｆ＜２．５          ・・・（２）
１．６＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜２．８      ・・・（３）
条件式（１）乃至（３）は光学系の基本構成に関し、光学系の小型化を図るためのものである。条件式（１）及び（２）の下限を下回ると開口絞りＳＰに対して略対称のレンズ構成でなくなり、コマ収差やディストーションなどの諸収差が多く発生し、これらの補正が困難となる。条件式（１）及び（２）の上限を上回ると光学系の小型化が困難となる。
【００２１】
条件式（３）の下限を下回ると光学系の対称性により補正しているコマ収差やディストーションが多く発生し、これらの補正が困難となる。条件式（３）の上限を上回るとレンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）が比較的長くなり光学系の小型化が困難となる。好ましくは条件式（１）及び（２）を以下の数値範囲の如く設定するのが良い。
【００２２】
１．２＜ｆ１ａ／ｆ＜４．０          ・・・（１ａ）
０．５＜ｆ１ｂ／ｆ＜２．２          ・・・（２ａ）
さらに望ましくは条件式（１ａ）、（２ａ）を以下の数値範囲とするのがよい。
【００２３】
１．４＜ｆ１ａ／ｆ＜３．５          ・・・（１ｂ）
０．６＜ｆ１ｂ／ｆ＜１．８          ・・・（２ｂ）
さらに望ましくは条件式（１ｂ）、（２ｂ）を以下の数値範囲とするのがよい。
【００２４】
１．６＜ｆ１ａ／ｆ＜３．０          ・・・（１ｃ）
０．７＜ｆ１ｂ／ｆ＜１．５          ・・・（２ｃ）
好ましくは条件式（３）を以下の数値範囲とすることが望ましい。
【００２５】
１．６＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜２．７５      ・・・（３ａ）
さらに望ましくは条件式（３ａ）を以下の数値範囲とするのがよい。
【００２６】
１．６＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜２．７      ・・・（３ｂ）
さらに望ましくは条件式（３ｂ）を以下の数値範囲とするのがよい。
【００２７】
１．９＜ｆ１ａ／ｆ１ｂ＜２．６      ・・・（３ｃ）
レンズユニットＬ１ａは像側のレンズ面が凹形状の負レンズＬｎ１ａを有し、レンズユニットＬ１ｂは物体側のレンズ面が凹形状の負レンズＬｎ１ｂを有している。各実施例において負レンズＬｎ１ａの像側のレンズ面の曲率半径をＲｎ１ａ、負レンズＬｎ１ｂの物体側のレンズ面の曲率半径をＲｎ１ｂとする時、以下の条件式（４）及び（５）を満足するのが好ましい。
【００２８】
０．０５＜｜Ｒｎ１ａ／ｆ｜＜０．８０    ・・・（４）
０．０５＜｜Ｒｎ１ｂ／ｆ｜＜０．８０    ・・・（５）
各実施例の光学系は開口絞りＳＰに対して略対称なレンズ構成をとっており、開口絞りＳＰに対して凹形状を向けた負レンズＬｎ１ａ、Ｌｎ１ｂにより主にコマ収差を補正している。条件式（４）及び条件式（５）が上限を上回ると、コマ収差が補正不足となる。また下限を下回ると球面収差を含む諸収差が補正過剰となり、特に球面収差等を低減することが困難となる。
【００２９】
好ましくは条件式（４）及び（５）を以下の数値範囲の如く設定するのが望ましい。
【００３０】
０．１０＜｜Ｒｎ１ａ／ｆ｜＜０．７５      ・・・（４ａ）
０．１０＜｜Ｒｎ１ｂ／ｆ｜＜０．７５      ・・・（５ａ）
さらに望ましくは条件式（４ａ）、（５ａ）を以下の数値範囲とするのがよい。
【００３１】
０．１５＜｜Ｒｎ１ａ／ｆ｜＜０．７０      ・・・（４ｂ）
０．１５＜｜Ｒｎ１ｂ／ｆ｜＜０．７０      ・・・（５ｂ）
各実施例において、最も像側のレンズ面から像面までの距離（レンズバック）をＢｆとするとき、以下の条件式を満足することが望ましい。
【００３２】
０．２０＜Ｂｆ／ｆ＜０．７５      ・・・（６）
条件式（６）は光学系の小型化を図りつつ高い光学性能を実現するためのものである。条件式（６）の下限を下回ると全系の焦点距離ｆに対してレンズバックＢｆが相対的に短くなり、略対称なレンズ構成により補正しているディストーションなどの諸収差の補正が困難となる。条件式（６）の上限を上回ると全系の焦点距離ｆに対してレンズバックＢｆが相対的に長くなり、略対称なレンズ構成により補正しているディストーションなどの諸収差の補正が困難となる。好ましくは条件式（６）を以下の数値範囲とすることが望ましい。
【００３３】
０．３０＜Ｂｆ／ｆ＜０．７０      ・・・（６ａ）
さらに望ましくは条件式（６）を以下の数値範囲とするのがよい。
【００３４】
０．３８＜Ｂｆ／ｆ＜０．６４      ・・・（６ｂ）
無限遠物体に合焦しているときの光学系のＦナンバーをＦｎｏ、光学系の最も物体側のレンズ面（第１レンズ面）から最も像側のレンズ面までの距離（レンズ構成長）をＬＴとするとき、以下の条件式を満足することが望ましい。
【００３５】
０．２＜Ｆｎｏ×Ｂｆ／ＬＴ＜１．９      ・・・（７）
明るい光学系においては収差補正の制約が比較的多く、特に球面収差や色収差などの諸収差を良好に低減することが困難となる。条件式（７）は全系の小型化を図りつつ、高い光学性能の光学系を実現するためのものである。条件式（７）の下限を下回るとレンズ構成長ＬＴに対してレンズバックＢｆが相対的に短くなり、略対称なレンズ構成により補正しているディストーションなどの諸収差の補正が困難となる。条件式（７）の上限を上回るとレンズ構成長ＬＴに対してレンズバックＢｆが相対的に長くなり、略対称なレンズ構成により補正しているディストーションなどの諸収差の補正が困難となる。
【００３６】
好ましくは条件式（７）を以下の数値範囲とすることが望ましい。
【００３７】
０．３０＜Ｆｎｏ×Ｂｆ／ＬＴ＜１．７５      ・・・（７ａ）
さらに望ましくは条件式（７ａ）を以下の数値範囲とするのがよい。
【００３８】
０．４０＜Ｆｎｏ×Ｂｆ／ＬＴ＜１．６０      ・・・（７ｂ）
第１レンズユニットＬ１よりも像側に配置された正又は負の屈折力の第２レンズユニットＬ２の焦点距離をｆ２とするとき、以下の条件式を満足することが望ましい。
【００３９】
７．０＜｜ｆ２／ｆ｜      ・・・（８）
第１レンズユニットＬ１よりも像側に第２レンズユニットＬ２を配置することでフォーカシングに際しての球面収差等の諸収差の変動を低減している。条件式（８）の下限を下回るとレンズ構成の対称性が崩れてしまい、第１レンズユニットＬ１において球面収差やコマ収差などの諸収差を補正することが困難となる。第２レンズユニットＬ２はパワーが小さい又は殆どない光学素子より構成して収差補正用として用いても良い。
【００４１】
Ｆナンバーが比較的明るい（Ｆナンバーが小さい）光学系において、合焦していない被写体での色フレアを抑制するためには特に軸上色収差を良好に低減する必要がある。また、色収差は２次スペクトルを考慮して可視域全域で良好に低減することが好ましい。
【００４２】
このとき、第１レンズユニットＬ１は１以上の正の屈折力の光学素子を有し、１以上の正の屈折力の光学素子のうちの１つの光学素子Ｌｐの焦点距離をｆｐとする。光学素子Ｌｐの材料のｇ線とＦ線に関する異常部分分散性をΔθｇＦｐとする。このとき、以下の条件式を満足することが望ましい。
【００４３】
０．１＜ｆ／ｆｐ＜３．０        ・・・（９）
０．０＜ΔθｇＦｐ＜０．３      ・・・（１０）
いま、波長λの光線に関する屈折率をｎλとし、フラウンフォーファー線であるｇ線（４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）およびＣ線（６５６．３ｎｍ）に関する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎＦ、ｎｄ、ｎＣとする。ｄ線に関する材料のアッベ数νｄ、ｇ線とＦ線に関する材料の部分分散比θｇＦはそれぞれ以下で表される。
【００４４】
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
θｇＦ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）
また、異常部分分散性ΔθｇＦはｇ線とＦ線の異常分散性を表しており、ｇ線とＦ線に関する部分分散比θｇＦ及びｄ線に関するアッベ数νｄを用いて以下の式で表す。
【００４５】
ΔθｇＦ＝θｇＦ−（−１．６６５×１０−７νｄ３＋５．２１３×１０−５νｄ２
−５．６５６×１０−３νｄ＋０．７２７８）
条件式（９）の下限を下回ると光学素子Ｌｐによる色収差補正効果が少なくなり、色収差の２次スペクトルの補正が不十分となる。条件式（９）の上限を上回ると色収差が補正過剰となり、像面湾曲等の諸収差が大きくなってしまい好ましくない。
【００４６】
条件式（１０）の下限を下回ると色収差の２次スペクトルが残存してしまうため好ましくない。条件式（１０）の上限を上回ると色収差の２次スペクトルが補正過剰となり高性能な光学系を得ることが困難となる。好ましくは条件式（９）及び（１０）は色収差の２次スペクトルを低減することの観点から、以下の数値範囲とすることが望ましい。
【００４７】
０．２＜ｆ／ｆｐ＜２．４                ・・・（９ａ）
０．００２＜ΔθｇＦｐ＜０．２００      ・・・（１０ａ）
さらに望ましくは条件式（９ａ）、（１０ａ）を以下の数値範囲とするのがよい。
【００４８】
０．３＜ｆ／ｆｐ＜２．０                ・・・（９ｂ）
０．００４＜ΔθｇＦｐ＜０．１００      ・・・（１０ｂ）
さらに望ましくは条件式（９）及び（１０）を以下の数値範囲とするとよい。
【００４９】
０．４＜ｆ／ｆｐ＜１．６                ・・・（９ｃ）
０．００８＜ΔθｇＦｐ＜０．０５        ・・・（１０ｃ）
また色収差補正の観点から前記第１レンズユニットＬ１は１以上の正の屈折力の光学素子を有する。１以上の正の屈折力の光学素子のうちの１つの光学素子ＬｐＨの焦点距離をｆｐＨ、光学素子ＬｐＨの材料のｄ線に関するアッベ数をνｄｐＨとする。光学素子ＬｐＨの材料のｇ線とＦ線に関する異常部分分散性をΔθｇＦｐＨとする時、以下の条件を満足することが望ましい。
【００５０】
０．００５＜ｆ／ｆｐＨ＜１．６００        ・・・（１１）
０．０２７２＜ΔθｇＦｐＨ＜０．５０００  ・・・（１２）
３＜νｄｐＨ＜６０                        ・・・（１３）
条件式（１１）の下限を下回ると光学素子ＬｐＨによる色収差の補正効果が少なくなり、色収差の２次スペクトルの補正が不十分となる。条件式（１１）の上限を上回ると色収差が補正過剰となり、像面湾曲等の諸収差が大きくなってしまい好ましくない。条件式（１２）の下限を下回ると色収差の２次スペクトルが残存してしまうため好ましくない。条件式（１２）の上限を上回ると色収差の２次スペクトルが補正過剰となり高性能な光学系を得ることが困難となる。
【００５１】
光学素子ＬｐＨを比較的高分散の材料で構成する場合、相対的に小さい屈折力の変化で色収差を大きく変化させることができる。これによれば球面収差やコマ収差などの諸収差への影響を相対的に小さくして色収差をコントロールすることが容易となるため好ましい。条件式（１３）の下限を下回る場合には相対的に屈折力の変化に対する色収差の変化量が大きくなりすぎてしまいレンズ形状の敏感度が過度に高くなるため好ましくない。また色収差の１次スペクトルを補正することが困難となるため好ましくない。
【００５２】
条件式（１３）の上限を上回る場合には相対的に大きな屈折力で色収差をコントロールすることになり、諸収差と色収差をバランス良く補正することが困難となる。好ましくは条件式（１１）、（１２）、（１３）は色収差の２次スペクトル低減の観点から、以下の数値範囲とすることが望ましい。
【００５３】
０．０１＜ｆ／ｆｐＨ＜１．２５        ・・・（１１ａ）
０．０３＜ΔθｇＦｐＨ＜０．４５      ・・・（１２ａ）
５＜νｄｐＨ＜５０                    ・・・（１３ａ）
さらに望ましくは条件式（１１ａ）、（１２ａ）、（１３ａ）を以下の数値範囲とするのがよい。
【００５４】
０．０２＜ｆ／ｆｐＨ＜１．１０        ・・・（１１ｂ）
０．０４＜ΔθｇＦｐＨ＜０．４０      ・・・（１２ｂ）
１０＜νｄｐＨ＜４５                  ・・・（１３ｂ）
さらに望ましくは条件式（１１ｂ）、（１２ｂ）、（１３ｂ）を以下の数値範囲とするのがよい。
【００５５】
０．０３＜ｆ／ｆｐＨ＜１．００        ・・・（１１ｃ）
０．０５＜ΔθｇＦｐＨ＜０．３０      ・・・（１２ｃ）
１４＜νｄｐＨ＜４０                  ・・・（１３ｃ）
［実施例１］
図１に示す実施例１（数値実施例１）の光学系は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズユニットＬ１と、負の屈折力の第２レンズユニットＬ２から構成されている。第１レンズユニットＬ１は物体側より像側へ順に、正の屈折力のレンズユニットＬ１ａ、開口絞りＳＰ、正の屈折力のレンズユニットＬ１ｂから構成されている。無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、第１レンズユニットＬ１は矢印の如く物体側へ移動する。
【００５６】
このとき、レンズユニットＬ１ａとレンズユニットＬ１ｂの双方の間隔が変化するように移動するフローティング構成とすることでフォーカシングに際しての諸収差の変動を低減している。これにより結像倍率０．５倍の近距離撮影が容易な光学系を実現している。
【００５７】
本実施例では開口絞りＳＰよりも物体側に条件式（９），（１０）を満足する光学素子Ｌｐを配置している。これによれば色収差を始めとする諸収差を良好に低減することが容易となる。また、開口絞りＳＰよりも像側に条件式（１１）乃至（１３）を満足する光学素子ＬｐＨを配置している。これによれば特に色収差を良好に低減することが容易となる。
【００５８】
光学素子ＬｐＨを構成する材料としては、樹脂や固体材料に無機酸化物の微粒子を混合した材料などがある。無機酸化物微粒子の混合体の場合には、例えばＴｉＯ2微粒子、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）微粒子を固体材料中に適切な体積比で分散させれば良い。
【００５９】
散乱を考慮するとこれらの微粒子の粒径は２ｎｍから５０ｎｍが好ましく、凝集を抑えるために分散剤等を添加してもよい。微粒子を分散させた混合体において、波長λでの屈折率ｎ（λ）はＭａｘｗｅｌｌ−Ｇａｒｎｅｔ理論に基づく関係式から導き出すことができる。
【００６０】
【数１】
0005932444.tif 000002
但し、波長λの関数であるεａｖは混合体の比誘電率、εｐは分散する微粒子等の比誘電率であり、εｍは微粒子等を分散させる母材の比誘電率であり、ηは母材の体積に対する微粒子等の総体積の分率である。各波長における混合体の比誘電率から屈折率は以下の式を用いて計算することができる。
【００６１】
【数２】
0005932444.tif 000003
なお、条件式（１）乃至（１３）を満足すれば製法および材料は上述したものに限定されない。
【００６２】
本実施例の光学素子ＬｐＨには、ＵＶ硬化性の（メタ）アクリルモノマー１にＴｉＯ2微粒子を体積比２５％で分散させた混合体を用いている。表１に各実施例に用いた材料及び光学素子ＬｐＨの光学特性を示す。
【００６３】
［実施例２］
図３に示す実施例２（数値実施例２）の光学系のレンズ構成は図１の実施例１と略同じである。本実施例において開口絞りＳＰよりも像側に配置した条件式（１１）乃至（１３）を満足する光学素子ＬｐＨにはＵＶ硬化性の（メタ）アクリルモノマー２を用いている。これによれば特に色収差を良好に低減することが容易となる。
【００６４】
［実施例３］
図５に示す実施例３（数値実施例３）の光学系は物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズユニットＬ１と、正の屈折力の第２レンズユニットＬ２から構成されている。。フォーカスの構成については図１の実施例１と略同じである。
【００６５】
本実施例は実施例１に比べて、開口絞りＳＰよりも像側にのみ条件式（１１）乃至（１３）を満足する光学素子ＬｐＨを配置している点が異なっている。光学素子ＬｐＨにはＵＶ硬化樹脂１にＴｉＯ2微粒子を体積比８％で分散させた混合体を用いている。これによれば特に色収差を良好に低減することが容易となる。
【００６６】
［実施例４］
図７に示す実施例４（数値実施例４）の光学系のレンズ構成は図５の実施例３と略同じである。
【００６７】
本実施例は実施例１に比べて開口絞りＳＰよりも像側にのみ条件式（９）、（１０）を満足する光学素子Ｌｐを配置している点が異なっている。この他、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスのために、第１レンズユニットＬ１は物体側へと移動するが、このときレンズユニットＬ１ａとレンズユニットＬ１ｂは一体となって移動する。これにより結像倍率０．５倍の近距離撮影が可能な光学系を実現している点が異なっている。
【００６８】
本実施例では開口絞りＳＰよりも像側に配置した条件式（９）、（１０）を満足する光学素子Ｌｐによってフォーカシングに際しての色収差をはじめとする諸収差の変動を良好に低減することを容易にしている。
【００６９】
［実施例５］
図９に示す実施例５（数値実施例５）の光学系のレンズ構成は、図７の実施例３と略同じである。
【００７０】
本実施例は実施例１に比べて条件式（９）、（１０）を満足する光学素子Ｌｐや条件式（１１）乃至（１３）を満足する光学素子ＬｐＨを用いている点が異なっている。この他、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスのために、第１レンズユニットＬ１は物体側へと移動するが、このとき、レンズユニットＬ１ａとレンズユニットＬ１ｂは一体となって移動する。これにより結像倍率０．５倍の近距離撮影が可能な光学系を実現している点が異なっている。
【００７１】
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。
【００７２】
次に本発明の光学系を撮影光学系として用いたスチルカメラの実施形態について図１１を用いて説明する。図１１において、１０はスチルカメラ本体、１１は本発明の光学系によって構成された撮影光学系、１２は撮影光学系１１によって形成される像を受光する撮像素子（固体撮像素子）ある。
【００７３】
この様に本発明の光学系をスチルカメラ等の撮像装置に適用する事により、高い光学性能を有する撮像装置が実現できる。なお、固体撮像素子にＣＣＤ等の電子撮像素子を用いれば、電子的に歪曲収差や色収差等の諸収差の補正をする事ができ、出力画像を高画質化する事が容易になる。また本発明の光学系はクイックリターンミラーのないノンフレックスの一眼カメラにも適用することができる。
【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】
次に本発明の実施例１乃至５に対応する数値実施例１乃至５を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの光学面の順序を示す。ｒｉは物体側より順に第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径である。ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔である。ｎｉとνｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。
【００７６】
また、非球面形状は、Ｘを光軸方向の面頂点からの変位量とし、ｈを光軸に直交する方向の光軸からの高さとし、ｒを近軸曲率半径とし、ｋを円錐定数とし、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，…を各次数の非球面係数とするとき以下のように表す。
【００７７】
【数３】
0005932444.tif 000004
なお、各数値における「Ｅ±ＸＸ」は「×１０±ＸＸ」を意味する。ＢＦは最終面から像面までの距離（バックフォーカス）である。×０．２５、×０．５は撮像倍率が０．２５倍、０．５倍を表す。レンズ全長は無限遠物体にフォーカスしているときの第１レンズ面から像面までの距離である。
【００７８】
数値実施例１
面番号       ｒ       ｄ      ｎｄ     νｄ
1         49.847    3.19   1.71300    53.9           
2       1199.862    0.15                             
3(Lp)     19.591    3.99   1.59522    67.7           
4         47.727    0.25                             
5(Ln1a)   51.490    1.20   1.53172    48.8           
6         15.076    5.42                             
7(絞り)    ∞     (可変)                             
8(Ln1b)  -19.299    1.59   1.72047    34.7           
9         27.824    6.28   1.80400    46.6           
10        -23.689    2.53                             
11        -17.693    1.66   1.69895    30.1           
12(LpH)   100.797    0.87   1.69934    26.4           
13       -337.317    3.30   1.83481    42.7           
14        -27.763    0.15                             
15*       177.831    2.90   1.80400    46.6           
16        -44.661  (可変)                             
17         38.954    4.98   1.58313    59.4           
18        -55.255    2.20                             
19        -41.604    1.17   1.56732    42.8           
20         37.112   17.32                             
像面        ∞   
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000  B=-4.29965e-006  C= 4.42378e-008  D=-5.23926e-010  
E= 3.14780e-012  F=-7.51205e-015  
各種データ
焦点距離      36.00  
Fナンバー     1.45 
半画角（度）  20.78 
像高          13.66 
レンズ全長    67.20
BF            17.32
無限遠    x0.25    x0.5
d 7            4.85     7.35     5.91  
d16            1.19    12.00    23.36  
レンズユニットデータ
群  始面    焦点距離  
1a   1      81.41  
1b   8      38.05  
2   17   -1256.38  
【００７９】
数値実施例２
面番号       ｒ       ｄ      ｎｄ     νｄ
1         39.433    2.83   1.72916    54.7           
2        281.196    0.15                             
3(Lp)     18.518    4.27   1.49700    81.5           
4         42.242    0.17                             
5(Ln1a)   42.828    1.18   1.51742    52.4           
6         14.224    5.52                             
7(絞り)    ∞     (可変)                             
8(Ln1b)  -18.831    1.08   1.72047    34.7           
9         21.511    6.53   1.80400    46.6           
10        -23.161    2.06                             
11        -17.544    1.28   1.69895    30.1           
12(LpH)    46.103    1.27   1.63429    23.3           
13      -3465.813    3.56   1.83481    42.7           
14        -26.089    0.15                             
15*       131.720    2.63   1.80400    46.6           
16        -55.435  (可変)                             
17         35.765    4.64   1.58313    59.4           
18        -56.187    2.11                             
19        -42.552    1.15   1.56732    42.8           
20         34.975   17.38                             
像面        ∞   
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000  B=-3.48818e-006  C= 4.64092e-008  D=-5.55436e-010  
E= 3.41931e-012  F=-8.48042e-015  
各種データ
焦点距離      36.00 
Fナンバー      1.45 
半画角（度）  20.78 
像高          13.66 
レンズ全長    63.38 
BF            17.38 
無限遠    x0.25    x0.5
d 7            4.60     7.33     5.90  
d16            0.80    11.86    23.62  
レンズユニットデータ
群  始面    焦点距離  
1a    1      78.74  
1b    8      38.87  
2    17    -6597.19  
【００８０】
数値実施例３
面番号       ｒ       ｄ      ｎｄ     νｄ
1         91.893    3.92   1.71300    53.9           
2       -331.055    0.21                             
3         27.286    6.66   1.77250    49.6           
4         68.390    1.06                             
5(Ln1a)  128.043    2.14   1.60342    38.0           
6         18.740    6.88                             
7(絞り)    ∞     (可変)                             
8(Ln1b)  -26.954    1.87   1.63980    34.5           
9       -362.180    4.49   1.80400    46.6           
10        -29.588    3.50                             
11        -21.118    2.05   1.69895    30.1           
12(LpH)    72.620    3.14   1.57934    38.1           
13        -64.625    2.65   1.83481    42.7           
14        -38.440    0.18                             
15*      1012.543    5.02   1.80400    46.6           
16        -36.330  (可変)                             
17         61.822    4.56   1.58313    59.4           
18        -72.521    2.20                             
19        -61.806    1.69   1.56732    42.8           
20         83.541   27.55                             
像面        ∞   
非球面データ
第15面
K = 0.00000e+000  B=-8.61550e-007  C= 4.57440e-009  D=-3.32546e-011  
E= 1.42177e-013  F=-2.38757e-016  
各種データ
焦点距離      51.00
Fナンバー      1.45
半画角（度）  14.99
像高          13.66
レンズ全長    87.56
BF            27.55
無限遠    x0.25    x0.5
d 7            5.28     4.76     4.91  
d16            2.50    19.78    36.97  
レンズユニットデータ
群  始面    焦点距離  
1a   1     137.21  
1b   8      53.66  
2   17     418.59  
【００８１】
数値実施例４
面番号       ｒ       ｄ      ｎｄ     νｄ
1         34.866    3.50   1.77250    49.6           
2        480.762    0.15                             
3         20.295    3.58   1.83481    42.7           
4         37.308    0.92                             
5(Ln1a)   74.198    1.65   1.68893    31.1           
6         13.790    5.97                             
7(絞り)    ∞       4.54                             
8(Ln1b)  -13.103    1.56   1.72825    28.5           
9(Lp)    -90.888    4.29   1.59282    68.6           
10        -17.956    0.15                             
11       -195.138    2.88   1.88300    40.8           
12        -26.616    0.15                             
13         40.874    1.41   1.80400    46.6           
14         53.620  (可変)                             
15         77.083    2.97   1.58913    61.1           
16        -43.430    1.69                             
17        -35.296    1.06   1.53172    48.8           
18        117.415   18.30                             
像面        ∞   
各種データ
焦点距離      36.04
Fナンバー      1.45
半画角（度）  20.76
像高          13.66
レンズ全長    56.58
BF            18.30
無限遠    x0.25    x0.5
d14            1.80    12.89   23.99  
レンズユニットデータ
群  始面    焦点距離  
1a   1      90.96  
1b   8      36.97  
2   15     413.62  
【００８２】
数値実施例５
面番号       ｒ       ｄ      ｎｄ     νｄ
1         32.132    3.31   1.71300    53.9           
2         88.899    0.39                             
3         21.232    4.09   1.83481    42.7           
4         56.633    0.94                             
5(Ln1a)   63.897    1.10   1.68893    31.1           
6         13.652    6.29                             
7(絞り)    ∞       9.50                             
8(Ln1b)  -13.887    1.10   1.66680    33.0           
9       -384.217    4.54   1.77250    49.6           
10        -17.584    0.30                             
11        211.417    2.22   1.80400    46.6           
12        -69.002  (可変)                             
13         55.063    1.20   1.51633    64.1           
14         27.452    2.00                             
15         44.658    2.57   1.53996    59.5           
16        201.391   26.50                             
像面        ∞   
各種データ
焦点距離      50.00
Fナンバー      1.80
半画角（度）  15.28
像高          13.66
レンズ全長    68.51
BF            26.50
無限遠    x0.25    x0.5
d12            2.45    14.95   27.45
レンズユニットデータ
群  始面    焦点距離  
1a   1     105.27  
1b   1      49.50  
2   13     4224.35  
【００８３】
【表１】
0005932444.tif 000005
【００８４】
【表２】
0005932444.tif 000006
【符号の説明】
【００８５】
Ｌ１    第１レンズユニット        Ｌ１ａ  レンズユニットＬ１ａ
Ｌ１ｂ  レンズユニットＬ１ｂ      Ｌ２    第２レンズユニット
ＳＰ    開口絞り
【図１】
0005932444.tif 000007
【図２】
0005932444.tif 000008
【図３】
0005932444.tif 000009
【図４】
0005932444.tif 000010
【図５】
0005932444.tif 000011
【図６】
0005932444.tif 000012
【図７】
0005932444.tif 000013
【図８】
0005932444.tif 000014
【図９】
0005932444.tif 000015
【図１０】
0005932444.tif 000016
【図１１】
0005932444.tif 000017