(57)【要約】      （修正有）【課題】小さなＦナンバーと広い画角の双方が十分に確保された単焦点距離レンズ及びそれを用いた光学装置を提供する。【解決手段】単焦点距離レンズは、物体側から像側に順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、から構成され、第１レンズ群の位置、第２レンズ群の位置及び第４レンズ群の位置は、常に固定され、無限遠物体から近距離物体へのフォーカス時、第３レンズ群は像側に移動し、条件式（１）、（２）、（３）を満足する。−５＜ｆ1／ｆ＜−０．５（１）、−１０＜ｆ3／ｆ＜−１（２）、０．５＜ｆ12／ｆ＜１（３）。ｆは全系の焦点距離、ｆ１は第１レンズ群の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群の焦点距離、ｆ３は第３レンズ群の焦点距離、ｆ１２は第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側に順に、
負の屈折力を有する第１レンズ群と、
開口絞りと、
正の屈折力を有する第２レンズ群と、
負の屈折力を有する第３レンズ群と、
正の屈折力を有する第４レンズ群と、から構成され、
前記第１レンズ群の位置、前記第２レンズ群の位置及び前記第４レンズ群の位置は、常に固定され、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカス時、前記第３レンズ群は像側に移動し、
以下の条件式（１）、（２）、（３）を満足することを特徴とする単焦点距離レンズ。
−５＜ｆ1／ｆ＜−０．５      （１）
−１０＜ｆ3／ｆ＜−１    （２）
０．５＜ｆ12／ｆ＜１      （３）
但し、
ｆ1は、前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆは、無限遠物体合焦時の前記単焦点距離レンズ全系の焦点距離、
ｆ3は、前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆ12は、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成焦点距離、
である。
【請求項２】
前記第１レンズ群は、物体側サブレンズ群と、像側サブレンズ群と、を有し、
前記物体側サブレンズ群と前記像側サブレンズ群との間に、両凸形状の空気レンズが形成され、
前記物体側サブレンズ群は負の屈折力を有し、且つ、最も物体側に少なくとも２枚の負レンズを有し、
前記像側サブレンズ群は、物体側より順に、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズと、を有することを特徴とする請求項１に記載の単焦点距離レンズ。
【請求項３】
前記第２レンズ群は、物体側より順に、第１サブレンズ群と、第２サブレンズ群と、第３サブレンズ群と、から構成され、
前記第１サブレンズ群は、正の屈折力を有し、且つ、少なくとも２枚の正レンズを有し、
前記第２サブレンズ群は、負の屈折力を有し、且つ、少なくとも１枚の負レンズを有し、
前記第３サブレンズ群は、正の屈折力を有し、且つ、少なくとも１枚の正レンズを有し、
前記第２レンズ群に含まれる正レンズの少なくとも１つが、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の単焦点距離レンズ。
８０＜νｄ2p      （４）
但し、
νｄ2pは、前記第２レンズ群に含まれる前記正レンズのアッベ数、
である。
【請求項４】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の単焦点距離レンズ。
０．０５＜Ｄm／Ｓt＜１      （５）
但し、
Ｄmは、前記単焦点距離レンズ中の可変空気間隔のうち、最大となる可変空気間隔、
Ｓtは、前記開口絞りの最大径、
である。
【請求項５】
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の単焦点距離レンズ。
０．２＜ＤA／ＤL＜１      （６）
但し、
ＤAは、前記単焦点距離レンズ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間の空気間隔の総和、
ＤLは、前記単焦点距離レンズの前記最も物体側のレンズ面から前記最も像側のレンズ面までの間のレンズ厚の総和、
である。
【請求項６】
以下の条件式（７）、（８）を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の単焦点距離レンズ。
６０°＜２ω＜１９０°      （７）
０．８＜ＦＮＯm＜１．４      （８）
但し、
ωは、無限遠物体合焦時の半画角、
ＦＮＯmは、無限遠物体合焦時の最小Ｆナンバー、
である。
【請求項７】
物体側から像側に順に、
負の屈折力を有する第１レンズ群と、
開口絞りと、
正の屈折力を有する第２レンズ群と、
負の屈折力を有する第３レンズ群と、
正の屈折力を有する第４レンズ群と、から構成され、
前記第１レンズ群の位置、前記第２レンズ群の位置及び前記第４レンズ群の位置は、常に固定され、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカス時、前記第３レンズ群は像側に移動し、
前記第１レンズ群は、物体側サブレンズ群と、像側サブレンズ群と、を有し、
前記物体側サブレンズ群と前記像側サブレンズ群との間に、両凸形状の空気レンズが形成され、
前記物体側サブレンズ群は負の屈折力を有し、且つ、最も物体側に少なくとも２枚の負レンズを有し、
前記像側サブレンズ群は、物体側より順に、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズと、を有し、
前記第２レンズ群は、物体側より順に、少なくとも２枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズと、を有し、
前記第２レンズ群に含まれる正レンズの少なくとも１つが、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする単焦点距離レンズ。
８０＜νｄ2p      （４）
但し、
νｄ2pは、前記第２レンズ群に含まれる前記正レンズのアッベ数、
である。
【請求項８】
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項７に記載の単焦点距離レンズ。
０．５＜ｆ12／ｆ＜１      （３）
但し、
ｆ12は、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との合成焦点距離、
ｆは、無限遠物体合焦時の前記単焦点距離レンズ全系の焦点距離、
である。
【請求項９】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項７または８に記載の単焦点距離レンズ。
０．０５＜Ｄm／Ｓt＜１      （５）
但し、
Ｄmは、前記単焦点距離レンズ中の可変空気間隔のうち、最大となる可変空気間隔、
Ｓtは、前記開口絞りの最大径、
である。
【請求項１０】
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の単焦点距離レンズ。
０．２＜ＤA／ＤL＜１      （６）
但し、
ＤAは、前記単焦点距離レンズ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間の空気間隔の総和、
ＤLは、前記単焦点距離レンズの前記最も物体側のレンズ面から前記最も像側のレンズ面までの間のレンズ厚の総和、
である。
【請求項１１】
以下の条件式（７）、（８）を満足することを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の単焦点距離レンズ。
６０°＜２ω＜１９０°      （７）
０．８＜ＦＮＯm＜１．４      （８）
但し、
ωは、無限遠物体合焦時の半画角、
ＦＮＯmは、無限遠物体合焦時の最小Ｆナンバー、
である。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の単焦点距離レンズと、
前記単焦点距離レンズの像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、且つ前記単焦点距離レンズ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することを特徴とする光学装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の単焦点距離レンズと、
前記単焦点距離レンズの像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、前記単焦点距離レンズによって物体側に投影され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、単焦点距離レンズ及びそれを用いた光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、写真カメラの撮影レンズやスチルビデオカメラの撮影レンズとして、広角レンズや標準レンズが用いられている。広角レンズや標準レンズの光学系としては、開口絞りを挟んで屈折力が略対称になっている光学系が提案されている。
【０００３】
これらのレンズにおけるフォーカス方式として、インナーフォーカス式がある。インナーフォーカス式では、開口絞りより像側のレンズの一部を移動させてフォーカスが行われる。
【０００４】
フォーカス時、レンズ又はレンズ群が移動する。レンズを移動させる場合は、軽量のレンズが選ばれ、レンズ群を移動させる場合は、比較的枚数の少ない軽量のレンズ群が選ばれる。そのため、インナーフォーカス式には、フォーカス速度の高速化や低コスト化ができるといった利点がある。
【０００５】
特許文献１乃至７には、インナーフォーカス式を備えた撮影レンズが提案されている。特許文献１、２に開示された撮影レンズでは、Ｆナンバーが約１．４で、画角が５０°以下である。特許文献３、４、６に開示された撮影レンズでは、Ｆナンバーが約１．８で、画角が５０°以下である。特許文献５、７に開示された撮影レンズでは、Ｆナンバーが約１．８で、画角が６０°以上である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２２０６５４号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２６３０９号公報
【特許文献３】特許第５６２８０９０号公報
【特許文献４】特開２０１２−２４２６９０号公報
【特許文献５】特開２０１３−０３７０８１号公報
【特許文献６】特開２０１３−０８８７１９号公報
【特許文献７】特許第５６３１８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１乃至７に開示された撮影レンズは、十分に小さなＦナンバーと十分に広い画角の双方を備えているとはいえない。
【０００８】
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、小さなＦナンバーと広い画角の双方が十分に確保された単焦点距離レンズ及びそれを用い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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る単焦点距離レンズは、
物体側から像側に順に、
負の屈折力を有する第１レンズ群と、
開口絞りと、
正の屈折力を有する第２レンズ群と、
負の屈折力を有する第３レンズ群と、
正の屈折力を有する第４レンズ群と、から構成され、
第１レンズ群の位置、第２レンズ群の位置及び第４レンズ群の位置は、常に固定され、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカス時、第３レンズ群は像側に移動し、
以下の条件式（１）、（２）、（３）を満足することを特徴とする。
−５＜ｆ1／ｆ＜−０．５      （１）
−１０＜ｆ3／ｆ＜−１    （２）
０．５＜ｆ12／ｆ＜１      （３）
但し、
ｆ1は、第１レンズ群の焦点距離、
ｆは、無限遠物体合焦時の単焦点距離レンズ全系の焦点距離、
ｆ3は、第３レンズ群の焦点距離、
ｆ12は、第１レンズ群と第２レンズ群との合成焦点距離、
である。
【００１０】
また、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る単焦点距離レンズは、
物体側から像側に順に、
負の屈折力を有する第１レンズ群と、
開口絞りと、
正の屈折力を有する第２レンズ群と、
負の屈折力を有する第３レンズ群と、
正の屈折力を有する第４レンズ群と、から構成され、
第１レンズ群の位置、第２レンズ群の位置及び第４レンズ群の位置は、常に固定され、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカス時、第３レンズ群は像側に移動し、
第１レンズ群は、物体側サブレンズ群と、像側サブレンズ群と、を有し、
物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群との間に、両凸形状の空気レンズが形成され、
物体側サブレンズ群は負の屈折力を有し、且つ、最も物体側に少なくとも２枚の負レンズを有し、
像側サブレンズ群は、物体側より順に、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズと、を有し、
前記第２レンズ群は、物体側より順に、少なくとも２枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズと、を有し、
前記第２レンズ群に含まれる正レンズの少なくとも１つが、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする。
８０＜νｄ2p      （４）
但し、
νｄ2pは、第２レンズ群に含まれる正レンズのアッベ数、
である。
【００１１】
また、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る光学装置は、
上述の単焦点距離レンズと、
単焦点距離レンズの像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、且つ単焦点距離レンズによって撮像面上に形成された像を電気信号に変換することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る光学装置は、
上述の単焦点距離レンズと、
単焦点距離レンズの像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、単焦点距離レンズによって物体側に投影されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、小さなＦナンバーと広い画角の双方が十分に確保された単焦点距離レンズ及びそれを用いた光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１に係る単焦点距離レンズの無限遠物体合焦時のレンズ断面図である。
【図２】実施例２に係る単焦点距離レンズの無限遠物体合焦時のレンズ断面図である。
【図３】実施例３に係る単焦点距離レンズの無限遠物体合焦時のレンズ断面図である。
【図４】実施例４に係る単焦点距離レンズの無限遠物体合焦時のレンズ断面図である。
【図５】実施例５に係る単焦点距離レンズの収差図である。
【図６】実施例６に係る単焦点距離レンズの収差図である。
【図７】実施例７に係る単焦点距離レンズの収差図である。
【図８】実施例８に係る単焦点距離レンズの収差図である。
【図９】撮像装置の断面図である。
【図１０】撮像装置の前方斜視図である。
【図１１】撮像装置の後方斜視図である。
【図１２】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１３】投影装置の断面図である。
【図１４】顕微鏡の断面図である。
【図１５】内視鏡の概略図である。
【図１６】挿入部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施例の説明に先立ち、本発明のある態様にかかる実施形態の作用効果を説明する。なお、本実施形態の作用効果を具体的に説明するに際しては、具体的な例を示して説明することになる。しかし、後述する実施例の場合と同様に、それらの例示される態様はあくまでも本発明に含まれる態様のうちの一部に過ぎず、その態様には数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は例示される態様に限定されるものではない。
【００１６】
本実施形態の単焦点距離レンズが備える基本構成（以下、「本実施形態の基本構成」という）について説明する。本実施形態の基本構成では、単焦点距離レンズは、物体側から像側に順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、から構成され、第１レンズ群の位置、第２レンズ群の位置及び第４レンズ群の位置は、常に固定され、無限遠物体から近距離物体へのフォーカス時、第３レンズ群は像側に移動する。
【００１７】
本実施形態の基本構成では、物体側から像側に順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、を有する。このような構成を備えることで、広画角化が容易に行える。
【００１８】
本実施形態の基本構成では、第２レンズ群より像側に、負の屈折力を有する第３レンズ群を配置している。このようにすることで、適切なバックフォーカスの確保が比較的容易に行える。
【００１９】
また、第３レンズ群を像側に移動させることで、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスを行うようにしている。
【００２０】
近距離物体にフォーカスしたときの撮影倍率（以下、「近点倍率」という）を大きくするために、第３レンズ群の負の屈折力を大きくする場合、バックフォーカスが大きくなるので、光学系の全長が長くなる。
【００２１】
また、第３レンズ群の屈折力を小さくすると、第３レンズ群の移動量が大きくなる。特に、近距離物体にフォーカスしたとき、球面収差の変動や像面湾曲の変動が大きくなる。そのため、第３レンズ群の屈折力は、それほど小さくすることができない。
【００２２】
本実施形態の基本構成では、第３レンズ群の像側には、正の屈折力を有する第４レンズ群が配置されている。この場合、全系の倍率を、第３レンズ群と第４レンズ群とに分担させることができる。
【００２３】
また、この構成とすることで、フォーカス群である第３レンズ群の屈折力を大きくする、すなわち、第３レンズ群における倍率負担を大きくすることができる。そのため、近距離の倍率を大きくしても、無限から近距離物体へのフォーカス移動量が小さくなる。その結果、第３レンズ群の移動に伴う収差変動を抑制できる。
【００２４】
また、正の屈折力を有する第４レンズ群を配置することにより、第３レンズ群の負の屈折力を大きくしてもバックフォーカスが大きくならない。よって、第４レンズ群を配置することは、光学系の全長の短縮化に有利となる。
【００２５】
特に、大口径化した光学系では、近距離物体にフォーカスしたとき、球面収差や像面湾曲が大きくなり易い。しかしながら、本実施形態の基本構成では、第３レンズ群の屈折力を小さくしなくても良い。そのため、近距離物体にフォーカスしたときの球面収差や像面湾曲を小さくすることができる。
【００２６】
また、第３レンズ群の屈折力を小さくしなくても良いので、第３レンズ群の移動量が増大しない。よって、光学系の全長が長くなることも無い。
【００２７】
また、第３レンズ群の像側に第４レンズ群を配置することで、ペッツバール和を小さくできると共に、色収差を良好に補正できる。
【００２８】
第１実施形態の単焦点距離レンズは、上述の基本構成を備えると共に、以下の条件式（１）、（２）、（３）を満足することを特徴とする。
−５＜ｆ1／ｆ＜−０．５      （１）
−１０＜ｆ3／ｆ＜−１    （２）
０．５＜ｆ12／ｆ＜１      （３）
但し、
ｆ1は、第１レンズ群の焦点距離、
ｆは、無限遠物体合焦時の単焦点距離レンズ全系の焦点距離、
ｆ3は、第３レンズ群の焦点距離、
ｆ12は、第１レンズ群と第２レンズ群との合成焦点距離、
である。
【００２９】
条件式（１）では、第１レンズ群の焦点距離を規定している。条件式（２）では、第３レンズ群の焦点距離を規定している。条件式（１）、（２）を満足することは、大口径化したときの光学系の小型化や、近距離物体へのフォーカス時の収差変動の低減に有利となる。
【００３０】
条件式（１）の下限値を下回らないようにすることで、第１レンズ群における負の屈折力を十分に確保することができる。その結果、広い画角の確保が行い易くなる。また、条件式（１）の下限値を下回らないことは、第１レンズ群の小型化に有利となる。
【００３１】
条件式（１）の上限値を上回らないようにすることで、第１レンズ群における負の屈折力の増大を抑えることができる。その結果、第１レンズ群よりも像側に配置された複数のレンズ群（以下「レンズ群Ａ」という）における横倍率の増大を相対的に抑えられる。
【００３２】
第１レンズ群で発生した収差は、レンズ群Ａで拡大される。レンズ群Ａには、第３レンズ群が含まれている。第３レンズ群はフォーカス時に移動するので、第３レンズ群の移動に伴って収差が変動する。レンズ群Ａの横倍率の増大を抑えることで、近距離物体にフォーカスしたときの収差変動、特に像面湾曲の変動とコマ収差の変動を抑えやすくなる。
【００３３】
また、第１レンズ群における負の屈折力の増大を抑えることで、第２レンズ群へ入射する軸上光束の径の増大を抑え易くなる。よって、条件式（１）の上限値を上回らないことは、第２レンズ群の小型化に有利となる。
【００３４】
条件式（２）の下限値を下回らないようにすることで、第３レンズ群における負の屈折力を十分に確保することができる。その結果、フォーカス時の第３レンズ群の移動量の増大を抑えることができる。条件式（２）の下限値を下回らないようにすることは、単焦点距離レンズの小型化に有利となる。
【００３５】
加えて、ペッツバール和を小さくし易くなる。よって、条件式（２）の下限値を下回らないようにすることは、像面湾曲の補正や色収差の補正に有利となる。
【００３６】
条件式（２）の上限値を上回らないようにすることで、第３レンズ群における負の屈折力の増大を抑えることができる。その結果、単焦点距離レンズ全系における諸収差や、近距離物体にフォーカスしたときの球面収差やコマ収差を良好に補正できる。条件式（２）の上限値を上回らないようにすることは、上述の収差の補正に有利となる。
【００３７】
条件式（３）では、第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離を規定している。条件式（３）を満足することで、収差補正の負担割合を、第３レンズ群と第４レンズ群の双方で適切にすることができる。条件式（３）を満足することは、単焦点距離レンズ全系の小型化と、単焦点距離レンズ全系の収差低減に有利となる。
【００３８】
第１レンズ群と第２レンズ群で構成されたレンズ群（以下、「合成レンズ群」という）で発生する収差は、第２レンズ群よりも像側に配置された複数のレンズ群（以下、「レンズ群Ｂ」という）で拡大される。
【００３９】
条件式（３）の下限値を下回らないようにすることで、合成レンズ群の焦点距離が、単焦点距離レンズ全系の焦点距離よりも短くなりすぎない。この場合、レンズ群Ｂにおける倍率の増大を抑えられる。上述のように、合成レンズ群で発生した収差はレンズ群Ｂで拡大されるが、拡大後の収差はそれほど大きくならない。
【００４０】
これは、合成レンズ群で発生する収差の許容量を大きくできることを意味している。よって、第１レンズ群におけるレンズ枚数や、第２レンズ群におけるレンズ枚数を低減できる。このように、条件式（３）の下限値を下回らないようにすることは、光学系の小型化や、低コスト化に有利となる。
【００４１】
条件式（３）の上限値を上回らないようにすることで、合成レンズ群の焦点距離が、単焦点距離レンズ全系の焦点距離よりも長くなりすぎない。この場合、レンズ群Ｂにおける倍率が小さくなることを抑えられる。レンズ群Ｂにおける倍率が小さくなると、合成レンズ群で発生する収差をレンズ群Ｂで縮小する必要があり収差補正の負担が大きくなるが、上限値を上回らないようにすることで、レンズ群Ｂにおける収差補正の負担割合の増大を抑制できる。
【００４２】
具体的には、収差補正の負担割合が、第３レンズ群や第４レンズ群で増大することを抑制できる。第３レンズ群はフォーカス時に移動するので、第３レンズ群の移動に伴って収差が変動する。レンズ群Ｂにおける収差補正の負担割合の増大を抑制できると、レンズ群Ｂにおける収差補正能力を、至近物体にフォーカスしたときの収差変動の抑制に利用することができる。その結果、至近物体にフォーカスしたときの収差変動、特に像面湾曲の変動とコマ収差の変動を低減できる。
【００４３】
また、第３レンズ群における偏心感度や第４レンズ群における偏心感度を抑えることができるので、短焦点距離レンズの製造が容易になる。偏心感度は、レンズやレンズ群の設計値からのずれ量に対する像の劣化の度合で表すことができる。
【００４４】
第１実施形態の単焦点距離レンズによれば、小さなＦナンバーと広い画角の双方が十分に確保された単焦点距離レンズを実現することができる。より具体的には、例えば、Ｆナンバーが１．４以下で、画角が６０°以上のインナーフォーカス式の単焦点距離レンズを実現することができる。
【００４５】
第１実施形態の単焦点距離レンズでは、第１レンズ群は、物体側サブレンズ群と、像側サブレンズ群と、を有し、物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群との間に、両凸形状の空気レンズが形成され、物体側サブレンズ群は負の屈折力を有し、且つ、最も物体側に少なくとも２枚の負レンズを有し、像側サブレンズ群は、物体側より順に、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズと、を有することが好ましい。
【００４６】
第１レンズ群では、物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群との間に、両凸形状の空気レンズが形成されている。このようにすることで、大口径化した場合の球面収差や非点収差を良好に補正することができる。
【００４７】
両凸形状の空気レンズの物体側には、物体側サブレンズ群が配置されている。物体側サブレンズ群は、最も物体側に、少なくとも２枚の負レンズを有する。このような構成を備えることで、広画角化と大口径化を両立した場合であっても、軸外収差の良好な補正が行い易くなる。
【００４８】
両凸形状の空気レンズの像側には、像側サブレンズ群が配置されている。像側サブレンズ群は、物体側より順に、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズと、を有する。このような構成を備えることで、球面収差の補正や色収差の補正を良好に行うことができる。
【００４９】
物体側サブレンズ群では、少なくとも２枚の負レンズを、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズにすることができる。このようにすることは、コマ収差の補正に有利となる。
【００５０】
第１実施形態の単焦点距離レンズでは、第２レンズ群は、物体側より順に、第１サブレンズ群と、第２サブレンズ群と、第３サブレンズ群と、から構成され、第１サブレンズ群は、正の屈折力を有し、且つ、少なくとも２枚の正レンズを有し、第２サブレンズ群は、負の屈折力を有し、且つ、少なくとも１枚の負レンズを有し、第３サブレンズ群は、正の屈折力を有し、且つ、少なくとも１枚の正レンズを有し、第２レンズ群に含まれる正レンズの少なくとも１つが、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
８０＜νｄ2p      （４）
但し、
νｄ2pは、第２レンズ群に含まれる正レンズのアッベ数、
である。
【００５１】
第２レンズ群では、第１レンズ群に対して最も近い位置に、第１サブレンズ群が配置されている。第１サブレンズ群は、正の屈折力を有し、且つ、少なくとも２枚の正レンズを有する。このような構成を備えることで、第１レンズ群における光線高を低くし、且つ、大口径化により発生しやすい球面収差を、良好に補正することができる。
【００５２】
第１サブレンズ群の像側には、第２サブレンズ群が配置されている。第２サブレンズ群は、負の屈折力を有し、且つ、少なくとも１枚の負レンズを有する。第２サブレンズ群の像側には、第３サブレンズ群が配置されている。第３サブレンズ群は、正の屈折力を有し、且つ、少なくとも１枚の正レンズを有する。
【００５３】
この場合、第２サブレンズ群が負の屈折力を有し、第３サブレンズ群が正の屈折力を有するので、第２サブレンズ群と第３サブレンズ群とで、レトロフォーカスタイプの光学系を構成できる。この場合、第２レンズ群における主点位置を像面寄りにすることができる。その結果、バックフォーカスを十分に確保することができる。また、第３レンズ群に入射する軸外光線高を低くすることができる。
【００５４】
また、第２レンズ群に含まれる正レンズの少なくとも１つが、条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）は、第２レンズ群に含まれる正レンズのアッベ数を適切に規定するものである。
【００５５】
第２レンズ群は、第１レンズ群の像側に配置されている。第１レンズ群は負の屈折力を有するので、第２レンズ群では、軸上マージナル光線高が最大となりやすい。この場合、第２レンズ群のいずれかの正レンズに低分散の材料を用いることで、単焦点距離レンズ全系の軸上色収差を良好に補正することができる。条件式（４）を満足することは、大口径化した場合の軸上色収差の補正に有利となる。
【００５６】
単焦点距離レンズのＦナンバーを１．４以下にする場合、条件式（４）を満足することは特に有効である。
【００５７】
第２レンズ群では、小型化と大口径化を両立させるために、正の屈折力を大きくすることが好ましい。ただし、屈折力を大きくすると、球面収差やコマ収差が増大し易くなる。この場合、レトロフォーカスタイプの光学系を構成するレンズ群に、少なくとも１つの非球面を用いることが好ましい。このようにすることで、小型化と大口径化を行っても、球面収差やコマ収差を低減することができる。
【００５８】
レトロフォーカスタイプの光学系を構成するレンズ群は、第２サブレンズ群と第３サブレンズ群である。よって、第２サブレンズ群と第３サブレンズ群の少なくとも一方に、非球面を用いることが好ましい。非球面の数は、１つでも複数でも良い。
【００５９】
第１実施形態の単焦点距離レンズは、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．０５＜Ｄm／Ｓt＜１      （５）
但し、
Ｄmは、単焦点距離レンズ中の可変空気間隔のうち、最大となる可変空気間隔、
Ｓtは、開口絞りの最大径、
である。
【００６０】
条件式（５）では、可変間隔を適切に規定している。条件式（５）を満足することは、大口径化、小型化及び収差補正に有利となる。
【００６１】
条件式（５）の下限値を下回らないようにすることで、可変空気間隔を十分確保することができる。この場合、でフォーカス時に移動するレンズ群の屈折力の増大を抑えやすくなる。条件式（５）の下限値を下回らないようにすることは、大口径化した場合の焦点距離レンズ全系での収差の低減に有利となる。
【００６２】
条件式（５）の上限値を上回らないようにすることで、開口絞り径より可変空気間隔を小さくできる。その結果、大口径化と小型化を行うことができる。
【００６３】
第１実施形態の単焦点距離レンズは、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．２＜ＤA／ＤL＜１      （６）
但し、
ＤAは、単焦点距離レンズ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間の空気間隔の総和、
ＤLは、単焦点距離レンズ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間のレンズ厚の総和、
である。
【００６４】
条件式（６）では、単焦点距離レンズ全系の空気間隔の総和を規定している。条件式（６）を満足することは、大口径化した場合の単焦点距離レンズ全系の収差補正に有利となる。
【００６５】
条件式（６）の下限値を下回らないようにすることで、単焦点距離レンズ全系のレンズ厚の総和に対する空気間隔の総和を確保することができる。条件式（６）の下限値を下回らないようにすることは、レンズの曲率半径を小さくし易くすることや、各レンズの屈折力の確保に有利となる。
【００６６】
条件式（６）の上限値を上回らないようにすることで、単焦点距離レンズ全系のレンズ厚の総和に対する空気間隔の総和が大きくなりすぎないようにすることができる。この場合、相対的にレンズ枚数を十分に確保できる。条件式（６）の上限値を上回らないようにすることは、大口径化した場合の単焦点距離レンズ全系の収差補正に有利となる。
【００６７】
第１実施形態の単焦点距離レンズは、以下の条件式（７）、（８）を満足することが好ましい。
６０°＜２ω＜１９０°      （７）
０．８＜ＦＮＯm＜１．４      （８）
但し、
ωは、無限遠物体合焦時の半画角、
ＦＮＯmは、無限遠物体合焦時の最小Ｆナンバー、
である。
【００６８】
条件式（７）、（８）を満足することで、最も物体側に位置するレンズの大口径化が過剰になることを抑えながら、広画角化が行える。収差補正のためには、レンズ数の増加や大口径化が必要になるが、これらが過剰になることを抑えつつ、光学系の明るさを確保できる。これにより、スナップ撮影に有利な画角と明るさを確保しながらも、小型化を行い易くなる。
【００６９】
第２実施形態の単焦点距離レンズは、上述の基本構成を備えると共に、第１レンズ群は、物体側サブレンズ群と、像側サブレンズ群と、を有し、物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群との間に、両凸形状の空気レンズが形成され、物体側サブレンズ群は負の屈折力を有し、且つ、最も物体側に少なくとも２枚の負レンズを有し、像側サブレンズ群は、物体側より順に、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズと、を有し、第２レンズ群は、物体側より順に、少なくとも２枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズと、を有し、第２レンズ群に含まれる正レンズの少なくとも１つが、条件式（４）を満足することを特徴とする。
【００７０】
第２実施形態の単焦点距離レンズは、物体側より順に、第１レンズ群、開口絞り及び正の屈折力を有する第２レンズ群を有する。第１レンズ群では、物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群との間に、両凸形状の空気レンズが形成され、第２レンズ群は、物体側より順に、少なくとも２枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズと、１枚の正レンズと、を有している。
【００７１】
第２実施形態の単焦点距離レンズでは、第１レンズ群の各レンズ、開口絞り及び第２レンズ群の各レンズによって、ガウスタイプの光学系が構成されている。このようにすることで、光学系の構成を大口径化し易い構成としている。
【００７２】
また、このような構成とすることで、光学系全体の収差補正は、主に、第３レンズ群より物体側に位置するレンズ群、すなわち、ガウスタイプの光学系を構成しているレンズ群にて行える。そのため、第３レンズ群における収差補正の負担割合を小さくできるので、第３レンズ群を少なくとも１枚の負レンズから構成することができる。第３レンズ群はフォーカス群として、フォーカス時に移動する。よって、このような構成にすることは、フォーカス群の軽量化に有利となる。
【００７３】
第１レンズ群では、物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群との間に、両凸形状の空気レンズが形成されている。このとき、物体側サブレンズ群と像側サブレンズ群とが、両凸形状の空気レンズを挟んで対称となるようにすることが好ましい。このようにすることで、第１レンズ群の構成を、ガウスタイプの光学系の構成にすることができる。その結果、大口径化した場合の球面収差や非点収差を良好に補正することができる。
【００７４】
両凸形状の空気レンズの物体側には、物体側サブレンズ群が配置されている。物体側サブレンズ群では、最も物体側に、少なくとも２枚の負レンズが配置されている。このようにすることで、大口径化した場合の軸外収差の補正を良好に行える。
【００７５】
両凸形状の空気レンズの像側には、像側サブレンズ群が配置されている。像側サブレンズ群は、物体側より順に、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズと、を有する構成になっている。このようにすることで、ガウスタイプの対称性が確保でき、また、球面収差の補正や色収差の補正を良好に行うことができる。
【００７６】
物体側サブレンズ群では、負レンズを、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズにすることができる。このようにすることで、コマ収差の補正が行える。
【００７７】
第２レンズ群では、物体側に、少なくとも２枚の正レンズが配置されている。このようにすることで、第１レンズ群から入射する光線高を低くし、大口径化によって発生する球面収差を、良好に補正することができる。
【００７８】
少なくとも２枚の正レンズの像側には、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズが配置されている。このようにすることで、レトロフォーカスタイプの光学系を構成できる。この場合、第２レンズ群における主点位置を像面寄りにすることができる。その結果、バックフォーカスを十分に確保することができる。また、第３レンズ群に入射する軸外光線高を低くすることができる。
【００７９】
第２レンズ群に含まれる正レンズの少なくとも１つが条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）の技術的意義は、上述のとおりである。
【００８０】
短焦点距離レンズのＦナンバーを１．４以下、すなわち光学系を大口径にする場合は、少なくとも１枚の正レンズに条件式（４）を満足する硝子材料を用いることが望ましい。
【００８１】
第２レンズ群では、小型化と大口径化を両立させるために、相対的に正レンズの屈折力を大きくする必要がある。ただし、屈折力を大きくすると、球面収差やコマ収差が増大し易くなる。この場合、レトロフォーカスタイプの光学系を構成するレンズに、少なくとも１つの非球面を用いることが好ましい。このようにすることで、小型化と大口径化を行っても、球面収差やコマ収差を適切に補正することができる。
【００８２】
レトロフォーカスタイプの光学系を構成するレンズは、少なくとも１つの正レンズと、少なくとも１つの負レンズである。よって、これらのレンズ少なくとも一つに、非球面を用いることが好ましい。非球面の数は、１つでも複数でも良い。
【００８３】
第２実施形態の単焦点距離レンズは、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．５＜ｆ12／ｆ＜１      （３）
但し、
ｆ12は、第１レンズ群と第２レンズ群との合成焦点距離、
ｆは、無限遠物体合焦時の単焦点距離レンズ全系の焦点距離、
である。
【００８４】
条件式（３）の技術的意義は、上述のとおりである。
【００８５】
条件式（３）の下限値を下回ると、合成レンズ群の焦点距離が、単焦点距離レンズ全系の焦点距離よりも短くなりすぎる。この場合、合成レンズ群で発生する収差が増大する。合成レンズ群で発生する収差は、レンズ群Ｂで拡大される。そのため、合成レンズ群で発生する収差を、ある程度小さく補正する必要がある。
【００８６】
しかしながら、合成レンズ群で発生する収差を良好に補正するためには、レンズ枚数を増やす必要がある。レンズ枚数が増えると、光学系の大型化やコストの上昇を招いてしまう。このように、条件式（３）の下限値を下回ることは、光学系の小型化や低コスト化に反する。
【００８７】
条件式（３）の上限値を上回ると、合成レンズ群の焦点距離が単焦点距離レンズ全系の焦点距離よりも長くなりすぎる。この場合、合成レンズ群の焦点距離が長くなると、レンズ群Ｂにおける倍率が小さくなり過ぎ、合成レンズ群で発生した収差をレンズ群Ｂで縮小する必要があるので、レンズ群Ｂで発生する収差を、ある程度小さくする必要がある。
【００８８】
レンズ群Ｂは、第３レンズ群や第４レンズ群を有する。レンズ群Ｂで収差をある程度小さくしようとすると、収差補正の負担割合が、第３レンズ群や第４レンズ群で増大する。
【００８９】
第３レンズ群はフォーカス時に移動するので、第３レンズ群の移動に伴って収差が変動する。レンズ群Ｂにおける収差補正の負担割合が増大すると、レンズ群Ｂにおける収差補正能力を、至近物体にフォーカスしたときの収差変動の抑制に利用することが難しくなる。その結果、至近物体にフォーカス時の収差変動、特に像面湾曲の変動とコマ収差の変動が大きくなる。よって、条件式（３）の上限値を上回ることは、好ましくない。
【００９０】
また、偏心による製造誤差の感度が、第３レンズ群や第４レンズ群で大きくなる。そのため、条件式（３）の上限値を上回ることは、製造上も好ましくない。
【００９１】
第２実施形態の単焦点距離レンズは、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．０５＜Ｄm／Ｓt＜１      （５）
但し、
Ｄmは、単焦点距離レンズ中の可変空気間隔のうち、最大となる可変空気間隔、
Ｓtは、開口絞りの最大径、
である。
【００９２】
条件式（５）の技術的意義は、上述のとおりである。
【００９３】
条件式（５）を満足することで、大口径化した場合でも、光学系を大型化せずに単焦点距離レンズ全系での結像性能を良好にすることができる。
【００９４】
条件式（５）の下限値を下回ると、光学系の小型化には有利である。しかしながら、可変空気間隔を短くするために、各レンズの屈折力を大きくする必要がある。そのため、大口径化した場合の単焦点距離レンズ全系での収差を、良好に補正することが困難になる。
【００９５】
条件式（５）の上限値を上回ると、開口絞り径より可変間隔が大きくなる。そのため、大口径化した場合には、光学系の小型化が困難となる。
【００９６】
第２実施形態の単焦点距離レンズは、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．２＜ＤA／ＤL＜１      （６）
但し、
ＤAは、単焦点距離レンズ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間の空気間隔の総和、
ＤLは、単焦点距離レンズ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間のレンズ厚の総和、
である。
【００９７】
条件式（６）の技術的意義は、上述のとおりである。
【００９８】
条件式（６）を満足することで、大口径化した場合の単焦点距離レンズ全系の収差を良好に補正することができる。
【００９９】
条件式（６）の下限値を下回ると、単焦点距離レンズ全系のレンズ厚の総和に対する空気間隔の総和が小さくなる。そのため、各レンズの曲率半径を大きくして、各レンズの屈折力を大きくする必要がある。その場合、大口径化した場合の収差補正のためレンズ枚数を増やす必要があるので、レンズのコストが増大する。よって、条件式（６）の下限値を下回ることは好ましくない。
【０１００】
条件式（６）の上限値を上回ると、単焦点距離レンズ全系のレンズ厚の総和に対する空気間隔の総和が大きくなる。そのため、相対的にレンズ枚数を増やすことができない。その結果、大口径化した場合の単焦点距離レンズ全系の収差を、良好に補正することが困難となる。
【０１０１】
第２実施形態の単焦点距離レンズは、以下の条件式（７）、（８）を満足することが好ましい。
６０°＜２ω＜１９０°      （７）
０．８＜ＦＮＯm＜１．４      （８）
但し、
ωは、無限遠物体合焦時の半画角、
ＦＮＯmは、無限遠物体合焦時の最小Ｆナンバー、
である。
【０１０２】
条件式（７）、（８）の技術的意義は、上述のとおりである。
【０１０３】
本実施形態の光学装置は、上述の単焦点距離レンズと、単焦点距離レンズの像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、且つ単焦点距離レンズによって撮像面上に形成された像を電気信号に変換することを特徴とする。
【０１０４】
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。
【０１０５】
本実施形態の光学装置は、上述の単焦点距離レンズと、単焦点距離レンズの像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、単焦点距離レンズによって物体側に投影されることを特徴とする。
【０１０６】
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。
【０１０７】
また、本実施形態の光学装置は、画像変換部を有し、画像変換部は、単焦点距離レンズによる歪曲収差を含んだ電気信号を、画像処理により歪曲収差を補正した画像信号に変換することが好ましい。
【０１０８】
単焦点距離レンズが歪曲収差を持つ場合、光学像も歪曲収差を有する。このような光学像を撮像素子で撮像すると、撮像素子で変換された電気信号は歪曲収差を含む。そこで、画像変換部（画像処理部）を用いて、歪曲収差を含んだ電気信号を画像処理により歪曲収差を補正した画像信号に変換することが好ましい。
【０１０９】
歪曲収差を電気的に補正することにより、単焦点距離レンズ自体の収差補正負担を軽減できる。また、第１レンズ群の負の屈折力に関して、適切な大きさの屈折力の確保が容易となる。このようなことから、電気的な歪曲収差の電気的な補正は、光学系の小型化と高変倍比化に有利となる。また、歪曲収差の補正量を色信号ごとに変更して、倍率の色収差も画像処理により補正してもよい。
【０１１０】
各条件式について、以下のように下限値、または上限値を変更しても良い、このようにすることで、各条件式の効果を一層確実にできるので好ましい。
条件式（１）については、以下の通りである。
下限値を−３．５、更には、−２．５とすることが好ましい。
上限値を−０．８、更には、−１とすることが好ましい。
条件式（２）については、以下の通りである。
下限値を−６、更には、−４とすることが好ましい。
上限値を−１．５、更には、−２とすることが好ましい。
条件式（３）については、以下の通りである。
下限値を０．６５、更には、０．７５とすることが好ましい。
上限値を０．９７、更には、０．９５とすることが好ましい。
条件式（４）については、以下の通りである。
下限値を８１、更には、８１．５とすることが好ましい。
上限値を９６とし、これを上回らないようにすることで、材料コストの低減を行うことが好ましい。
条件式（５）については、以下の通りである。
下限値を０．１、更には、０．１６とすることが好ましい。
上限値を０．６、更には、０．４とすることが好ましい。
条件式（６）については、以下の通りである。
下限値を０．４、更には、０．５とすることが好ましい。
上限値を０．８、更には、０．７とすることが好ましい。
条件式（７）については、以下の通りである。
下限値を６４°、更には、７０°とすることがより好ましい。
上限値を１００°、更には、９０°とすることがより好ましい。
条件式（８）については、以下の通りである。
下限値を１．０、更には、１．２とすることがより好ましい。
上限値を１．３とすることがより好ましい。
【０１１１】
以下に、単焦点距離レンズの実施例を、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。
【０１１２】
各実施例のレンズ断面図について説明する。各実施例のレンズ断面図は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図である。
【０１１３】
第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群はＧ３、第４レンズ群はＧ４、開口絞り（明るさ絞り）はＳ、像面（撮像面）はＩで示してある。また、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間に、カバーガラスＣが配置されている。
【０１１４】
各実施例の収差図について説明する。（ａ）は近距離物体合焦時の球面収差（ＳＡ）、（ｂ）は近距離物体合焦時の非点収差（ＡＳ）、（ｃ）は近距離物体合焦時の歪曲収差（ＤＴ）、（ｄ）は近距離物体合焦時の倍率色収差（ＣＣ）を示している。
【０１１５】
（ｅ）は至近物体合焦時の球面収差（ＳＡ）、（ｆ）は至近物体合焦時の非点収差（ＡＳ）、（ｇ）は至近物体合焦時の歪曲収差（ＤＴ）、（ｈ）は至近物体合焦時の倍率色収差（ＣＣ）を示している。
【０１１６】
（ｉ）は無限遠物体合焦時の球面収差（ＳＡ）、（ｊ）は無限遠物体合焦時の非点収差（ＡＳ）、（ｋ）は無限遠物体合焦時の歪曲収差（ＤＴ）、（ｌ）は無限遠物体合焦時の倍率色収差（ＣＣ）を示している。
【０１１７】
実施例１の単焦点距離レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、で構成されている。開口絞りＳは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に配置されている。
【０１１８】
第１レンズ群Ｇ１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、両凹負レンズＬ３と、両凸正レンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、両凹負レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ３と両凸正レンズＬ４とが接合されている。両凸正レンズＬ５、両凹負レンズＬ６及び両凸正レンズＬ７が接合されている。
【０１１９】
第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１０と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、両凸正レンズＬ１３と、で構成されている。ここで、正メニスカスレンズＬ１０と負メニスカスレンズＬ１１とが接合されている。
【０１２０】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１５と、で構成されている。ここで、正メニスカスレンズＬ１４と負メニスカスレンズＬ１５とが接合されている。
【０１２１】
第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズＬ１６で構成されている。
【０１２２】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側サブレンズ群と、像側サブレンズ群と、を有する。負メニスカスレンズＬ１と負メニスカスレンズＬ２とで、物体側サブレンズ群が構成されている。両凹負レンズＬ３、両凸正レンズＬ４、両凸正レンズＬ５、両凹負レンズＬ６及び両凸正レンズＬ７で、像側サブレンズ群が構成されている。
【０１２３】
第２レンズ群Ｇ２は、第１サブレンズ群と、第２サブレンズ群と、第３サブレンズ群と、を有する。両凸正レンズＬ８と両凸正レンズＬ９とで、第１サブレンズ群が構成されている。正メニスカスレンズＬ１０、負メニスカスレンズＬ１１及び正メニスカスレンズＬ１２で、第２サブレンズ群が構成されている。両凸正レンズＬ１３で第３サブレンズ群が構成されている。
【０１２４】
フォーカス時、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４は移動せず、第３レンズ群Ｇ３は移動する。より具体的には、無限遠物体から近距離物体へのフォーカス時、第３レンズ群Ｇ３は像側に移動する。
【０１２５】
非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、両凸正レンズＬ９の両面と、正メニスカスレンズＬ１２の両面と、の合計６面に設けられている。
【０１２６】
実施例２の単焦点距離レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、で構成されている。開口絞りＳは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に配置されている。
【０１２７】
第１レンズ群Ｇ１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、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、両凸正レンズＬ５と、両凹負レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズＬ３と正メニスカスレンズＬ４とが接合されている。両凸正レンズＬ５、両凹負レンズＬ６及び両凸正レンズＬ７が接合されている。
【０１２８】
第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１０と、両凹負レンズＬ１１と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、両凸正レンズＬ１３と、で構成されている。ここで、正メニスカスレンズＬ１０と両凹負レンズＬ１１とが接合されている。
【０１２９】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１５と、で構成されている。ここで、正メニスカスレンズＬ１４と負メニスカスレンズＬ１５とが接合されている。
【０１３０】
第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズＬ１６で構成されている。
【０１３１】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側サブレンズ群と、像側サブレンズ群と、を有する。負メニスカスレンズＬ１と負メニスカスレンズＬ２とで、物体側サブレンズ群が構成されている。負メニスカスレンズＬ３、正メニスカスレンズＬ４、両凸正レンズＬ５、両凹負レンズＬ６及び両凸正レンズＬ７で、像側サブレンズ群が構成されている。
【０１３２】
第２レンズ群Ｇ２は、第１サブレンズ群と、第２サブレンズ群と、第３サブレンズ群と、を有する。両凸正レンズＬ８と両凸正レンズＬ９とで、第１サブレンズ群が構成されている。正メニスカスレンズＬ１０、両凹負レンズＬ１１及び正メニスカスレンズＬ１２で、第２サブレンズ群が構成されている。両凸正レンズＬ１３で第３サブレンズ群が構成されている。
【０１３３】
フォーカス時、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４は移動せず、第３レンズ群Ｇ３は移動する。より具体的には、無限遠物体から近距離物体へのフォーカス時、第３レンズ群Ｇ３は像側に移動する。
【０１３４】
非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、正メニスカスレンズＬ１２の両面と、両凸正レンズＬ１３の両面と、の合計６面に設けられている。
【０１３５】
実施例３の単焦点距離レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、で構成されている。開口絞りＳは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に配置されている。
【０１３６】
第１レンズ群Ｇ１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、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、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７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。両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。
【０１３７】
第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ８と、両凸正レンズＬ９と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズ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、両凸正レンズＬ９と負メニスカスレンズＬ１０とが接合されている。
【０１３８】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ１３と、両凹負レンズＬ１４と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ１３と両凹負レンズＬ１４とが接合されている。
【０１３９】
第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズＬ１５で構成されている。
【０１４０】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側サブレンズ群と、像側サブレンズ群と、を有する。負メニスカスレンズＬ１、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で、物体側サブレンズ群が構成されている。両凹負レンズＬ５、両凸正レンズＬ６及び正メニスカスレンズＬ７で、像側サブレンズ群が構成されている。
【０１４１】
第２レンズ群Ｇ２は、第１サブレンズ群と、第２サブレンズ群と、第３サブレンズ群と、を有する。両凸正レンズＬ８、両凸正レンズＬ９及び負メニスカスレンズＬ１０で、第１サブレンズ群が構成されている。負メニスカスレンズＬ１１で、第２サブレンズ群が構成されている。両凸正レンズＬ１２で第３サブレンズ群が構成されている。
【０１４２】
フォーカス時、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４は移動せず、第３レンズ群Ｇ３は移動する。より具体的には、無限遠物体から近距離物体へのフォーカス時、第３レンズ群Ｇ３は像側に移動する。
【０１４３】
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Ｌ１１の両面と、両凸正レンズＬ１２の両面と、の合計６面に設けられている。
【０１４４】
実施例４の単焦点距離レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、で構成されている。開口絞りＳは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に配置されている。
【０１４５】
第１レンズ群Ｇ１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、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、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７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。両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。
【０１４６】
第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ８と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、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Ｌ９と両凸正レンズＬ１０とが接合されている。
【０１４７】
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ１３と、両凹負レンズＬ１４と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ１３と両凹負レンズＬ１４とが接合されている。
【０１４８】
第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズＬ１５で構成されている。
【０１４９】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側サブレンズ群と、像側サブレンズ群と、を有する。負メニスカスレンズＬ１、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で、物体側サブレンズ群が構成されている。両凹負レンズＬ５、両凸正レンズＬ６及び正メニスカスレンズＬ７で、像側サブレンズ群が構成されている。
【０１５０】
第２レンズ群Ｇ２は、第１サブレンズ群と、第２サブレンズ群と、第３サブレンズ群と、を有する。両凸正レンズＬ８、負メニスカスレンズＬ９及び両凸正レンズＬ１０で、第１サブレンズ群が構成されている。負メニスカスレンズＬ１１で、第２サブレンズ群が構成されている。両凸正レンズＬ１２で第３サブレンズ群が構成されている。
【０１５１】
フォーカス時、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第４レンズ群Ｇ４は移動せず、第３レンズ群Ｇ３は移動する。より具体的には、無限遠物体から近距離物体へのフォーカス時、第３レンズ群Ｇ３は像側に移動する。
【０１５２】
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Ｌ１１の両面と、両凸正レンズＬ１２の両面と、の合計６面に設けられている。
【０１５３】
以下に、上記各実施例の数値データを示す。面データにおいて、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数、＊印は非球面である。
【０１５４】
各種データにおいて、ＩＮＦは物体が無限遠に位置すること、ＣＬ１は物体が近距離に位置すること、ＣＬ２は物体が至近距離に位置することを表している。また、βは撮影倍率、ｆは全系の焦点距離、ＦＮＯ．はＦナンバー、ωは半画角、ＩＨは像高、φは開口絞りの直径、ｄ０は物面までの距離である。
【０１５５】
また、各群焦点距離において、ｆ１、ｆ２…は各レンズ群の焦点距離、ｆ１２は第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離である。
【０１５６】
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、Ａ１２…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＋Ａ１２ｙ12＋…
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。
【０１５７】
数値実施例１
単位  ｍｍ
面データ
面番号    r          d         nd       νd
物面      ∞        可変
1       36.299      2.50     1.48749    70.23
2       15.371      6.04
3*      34.878      3.00     1.49700    81.61
4*      11.582     15.06
5      -22.117      1.50     1.80400    46.57
6      312.545      2.50     1.84666    23.78
7      -62.694      0.20
8       89.489      6.50     1.65844    50.86
9      -20.410      1.50     1.69895    30.13
10     178.097      3.90     1.43875    94.93
11     -48.985      1.00
12(絞り)  ∞        1.25
13      71.395      4.31     1.80518    25.42
14     -99.001      0.20
15*     57.394      6.60     1.49700    81.61
16*    -56.686      2.74
17    -195.611      5.83     1.43875    94.93
18     -23.388      1.50     1.66680    33.05
19    -651.528      1.96
20*    -67.770      2.00     1.80610    40.88
21*    -43.920      0.20
22      44.727      7.79     1.49700    81.61
23     -24.863      可変
24      71.748      1.87     1.49700    81.61
25     100.000      0.80     1.71736    29.52
26      18.234      可変
27      43.450      3.88     1.49700    81.61
28     -49.551      9.40
29        ∞        4.11     1.51633    64.14
30        ∞        2.05
撮像面    ∞
非球面データ
第３面
k=0.000
A4=-8.54431e-07,A6=2.92406e-08,A8=8.71166e-12,A10=5.96446e-14
第４面
k=-0.915
A4=2.98400e-05,A6=5.87514e-08,A8=5.70905e-10,A10=-3.59278e-13
第１５面
k=0.000
A4=1.16127e-06,A6=-3.18739e-09,A8=2.26403e-12
第１６面
k=0.000
A4=6.73233e-06,A6=-3.06451e-08,A8=5.06806e-11
第２０面
k=0.000
A4=-8.16392e-06,A6=-5.09021e-08,A8=1.56178e-10
第２１面
k=0.000
A4=1.79292e-05,A6=-1.71235e-08,A8=1.86557e-10
各種データ
ＩＮＦ    ＣＬ１    ＣＬ２
β         0        -0.02     -0.11
ｆ        12.24     12.19     11.95
ＦＮＯ．   1.24      1.24      1.23
２ω      82.90     83.03     83.69
ＩＨ      10.14     10.14     10.14
φ        29.30     29.30     29.30
ｄ0        ∞      591.98     91.99
ｄ23       2.00      2.22      3.19
ｄ26       5.83      5.61      4.64
各群焦点距離
f1=-17.89   f2=23.29   f3=-33.64   f4=47.23   f12=9.68
【０１５８】
数値実施例２
単位  ｍｍ
面データ
面番号    r          d         nd       νd
物面      ∞        可変
1       33.043      2.75     1.59282    68.63
2       15.055      5.47
3*      32.816      3.00     1.49700    81.61
4*      11.820     12.92
5      -18.331      1.51     1.80400    46.57
6     -103.368      2.85     1.84666    23.78
7      -31.726      0.23
8       82.178      7.23     1.64850    53.02
9      -17.280      1.50     1.69895    30.13
10      73.656      2.79     1.43875    94.93
11    -610.867      1.00
12(絞り)  ∞        1.50
13      56.879      5.30     1.80518    25.42
14     -59.444      0.20
15      46.254      5.58     1.49700    81.61
16     -65.174      2.14
17    -160.136      6.00     1.43875    94.93
18     -20.354      1.50     1.66680    33.05
19      42.211      2.43
20*  -2987.084      3.24     1.80610    40.88
21*    -70.729      0.20
22*     29.292      8.51     1.49700    81.61
23*    -25.097      可変
24      62.146      2.00     1.59282    68.63
25     105.744      0.80     1.66680    33.05
26      19.165      可変
27      37.666      4.00     1.49700    81.61
28     -55.696      9.40
29        ∞        4.11     1.51633    64.14
30        ∞        2.05
撮像面    ∞
非球面データ
第３面
k=0.000
A4=4.25777e-06,A6=2.71488e-08,A8=2.37707e-10,A10=-1.31085e-13
第４面
k=-1.060
A4=3.84307e-05,A6=1.52123e-08,A8=1.39055e-09,A10=-8.18815e-13
第２０面
k=0.000
A4=-1.91140e-05,A6=6.65182e-08,A8=1.81417e-10,A10=-2.82387e-13
第２１面
k=0.000
A4=5.42178e-06,A6=5.18614e-08,A8=3.35488e-10,A10=-8.59916e-13
第２２面
k=0.000
A4=2.11946e-06,A6=-2.98337e-08,A8=3.43568e-11
第２３面
k=0.000
A4=1.05949e-05,A6=-2.62754e-08,A8=9.64274e-11
各種データ
ＩＮＦ    ＣＬ１    ＣＬ２
β         0        -0.02     -0.11
ｆ        12.24     12.20     11.97
ＦＮＯ．   1.26      1.26      1.24
２ω      85.23     85.40     86.16
ＩＨ      10.47     10.45     10.48
φ        26.94     26.94     26.94
ｄ0        ∞      592.63     91.99
d23        1.98      2.27      3.62
d26        5.80      5.51      4.17
各群焦点距離
f1=-14.47   f2=23.86   f3=-41.71   f4=45.86   f12=10.82
【０１５９】
数値実施例３
単位  ｍｍ
面データ
面番号    r          d         nd       νd
物面      ∞        可変
1       32.026      2.50     1.48749    70.23
2       15.890      6.59
3*      49.380      2.50     1.49700    81.61
4*      14.883      3.78
5       36.123      5.50     2.00100    29.13
6      -46.913      1.27     1.63980    34.46
7       22.472      6.10
8      -17.446      1.50     1.67300    38.15
9       99.740      3.00     1.59349    67.00
10    -152.014      0.23
11    -672.762      4.69     1.76200    40.10
12     -28.555      1.00
13(絞り)  ∞        1.50
14      44.126      8.18     1.59282    68.63
15     -44.126      0.20
16      81.931      6.16     1.43700    95.10
17     -45.479      1.47     1.80518    25.42
18    -140.099      0.20
19*     46.606      2.50     1.74320    49.34
20*     32.114      2.48
21*     47.549      8.52     1.49700    81.61
22*    -28.010      可変
23     167.629      2.05     1.84666    23.78
24    -167.629      1.00     1.67270    32.10
25      20.452      可変
26      30.472      4.88     1.59282    68.63
27     -58.696     11.14
28        ∞        4.11     1.51633    64.14
29        ∞        2.05
撮像面    ∞
非球面データ
第３面
k=0.000
A4=1.10200e-05,A6=-2.61980e-08,A8=1.23579e-10
第４面
k=-1.010
A4=3.30747e-05,A6=-9.37804e-09,A8=8.11522e-11
第１９面
k=0.000
A4=1.16974e-05,A6=-7.20617e-08,A8=-6.22130e-11
第２０面
k=0.000
A4=3.12669e-05,A6=-3.36762e-08,A8=1.97108e-11
第２１面
k=0.000
A4=5.76048e-06,A6=3.94500e-08,A8=1.11640e-10
第２２面
k=0.000
A4=1.09484e-05,A6=-2.61853e-08,A8=7.66353e-12
各種データ
ＩＮＦ    ＣＬ１    ＣＬ２
β         0        -0.02     -0.15
ｆ        17.15     17.12     16.82
ＦＮＯ．   1.26      1.26      1.25
２ω      66.07     66.10     66.10
ＩＨ      10.87     10.95     10.86
φ        28.82     28.82     28.82
ｄ0        ∞      837.06     94.99
d22        1.98      2.36      4.92
d25        7.91      7.53      4.97
各群焦点距離
f1=-30.97   f2=25.12   f3=-37.73   f4=34.54   f12=16.09
【０１６０】
数値実施例４
単位  ｍｍ
面データ
面番号    r          d         nd       νd
物面      ∞        可変
1       34.060      2.48     1.48749    70.23
2       15.890      6.27
3*      36.526      2.50     1.49700    81.61
4*      14.421      4.13
5       40.489      5.59     2.00100    29.13
6      -40.489      1.30     1.60342    38.03
7       21.327      5.94
8      -18.152      1.50     1.67300    38.15
9       51.277      4.81     1.59282    68.63
10     -51.277      0.24
11     -86.319      4.02     1.76200    40.10
12     -27.680      1.00
13(絞り)  ∞        1.50
14      48.618      7.37     1.59282    68.63
15     -48.618      0.20
16      76.695      1.59     1.84666    23.78
17      45.653      5.54     1.43700    95.10
18     -94.330      0.20
19*     81.029      2.49     1.74320    49.34
20*     38.257      2.66
21*     51.308      8.63     1.49700    81.61
22*    -26.655      可変
23     247.923      2.14     1.85025    30.05
24     -99.447      1.00     1.66680    33.05
25      19.800      可変
26      29.883      5.18     1.59282    68.63
27     -53.477     11.00
28        ∞        4.11     1.51633    64.14
29        ∞        2.05
撮像面    ∞
非球面データ
第３面
k=0.000
A4=6.39453e-06,A6=-5.82819e-08,A8=1.46593e-10
第４面
k=-0.828
A4=2.81137e-05,A6=-6.66953e-08,A8=2.46322e-13
第１９面
k=0.000
A4=-3.96187e-07,A6=1.84354e-08,A8=-1.16042e-10
第２０面
k=0.000
A4=1.87054e-05,A6=8.61743e-08,A8=-4.73479e-11
第２１面
k=0.000
A4=1.05728e-05,A6=7.42740e-08,A8=-4.38814e-11
第２２面
k=0.000
A4=1.35526e-05,A6=-2.20924e-08,A8=-2.06785e-11
各種データ
ＩＮＦ    ＣＬ１    ＣＬ２
β         0        -0.02     -0.15
ｆ        16.67     16.65     16.39
ＦＮＯ．   1.24      1.24      1.25
２ω      67.55     67.60     67.51
ＩＨ      10.81     10.89     10.79
φ        28.98     28.98     28.98
ｄ0        ∞      813.34     94.99
d22        1.98      2.34      4.65
d25        7.57      7.21      4.91
各群焦点距離
f1=-36.72   f2=25.72   f3=-35.50   f4=33.10   f12=15.53
【０１６１】
各実施例における条件式の値を以下に掲げる。
条件式     実施例１   実施例２   実施例３   実施例４
(1)f1/f    -1.461     -1.182     -1.806     -2.203
(2)f3/f    -2.748     -3.407     -2.200     -2.129
(3)f12/f    0.790      0.884      0.938      0.931
(4)νd2p   81.61      81.61      94.93      94.93
94.93      94.93      81.61      81.61
81.61      81.61
(5)Dm/St    0.199      0.215      0.274      0.261
(6)DA/DL    0.652      0.579      0.574      0.565
(7)2ω     82.90      85.23      66.07      67.55
(8)FNOm     1.240      1.260      1.260      1.240
【０１６２】
各パラメータの値を以下に掲げる。
実施例１   実施例２   実施例３   実施例４
f          12.241     12.242     17.148     16.671
FNOm        1.240      1.260      1.260      1.240
f1        -17.885    -14.473    -30.968    -36.722
f2         23.293     23.862     25.118     25.717
f3        -33.643    -41.710    -37.729    -35.499
f4         47.234     45.864     34.540     33.103
f12         9.676     10.818     16.089     15.529
Dm          5.828      5.803      7.908      7.569
St         29.298     26.944     28.824     28.980
DA         36.4688    33.8925    31.9695    31.6987
DL         55.9712    58.5476    55.7351    56.1414
【０１６３】
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。
【０１６４】
図９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９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。
【０１６５】
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１〜４に示した単焦点距離レンズが用いられる。
【０１６６】
図１０、図１３は、撮像装置の構成の概念図を示す。図１０は撮像装置としての一眼ミラーレスカメラ４０の前方斜視図、図１１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１〜４に示した単焦点距離レンズが用いられている。
【０１６７】
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の単焦点距離レンズ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。
【０１６８】
図１２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。
【０１６９】
図１２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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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距離レンズを採用することで、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、本発明の単焦点距離レンズは、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。
【０１７８】
図１３は、投影装置としてのプロジェクタの断面図である。図１３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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
投影光学系１４２は、合成された３つの画像を投影する。この投影光学系１４２に、例えば上記実施例１〜４に示した単焦点距離レンズが用いられている。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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距離レンズを採用することで、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。
【０１９１】
光学装置に用いられる光学系は、前述の数値データに基づく大きさのものに限られない。前述の数値データは、適宜、縮小又は拡大することができる。縮小又は拡大した光学系を、光学装置に用いてもよい。光学系は、像縮小光学系や像拡大光学系として用いることができる。
【０１９２】
実施例１の無限遠合焦状態の単焦点距離レンズを縮小したものを用い、その焦点の位置よりも遠方に標本を配置したレイアウトとして拡大撮像を行う光学系の例を以下に示す。
【０１９３】
図１４は、光学機器であるデジタル顕微鏡を示す図である。顕微鏡２００は正立型の顕微鏡である。図１４に示すように、顕微鏡２００は、本体２０１、前後左右の水平方向および垂直方向に可動するステージ２０２、撮像部２０３、照明ユニット２０４、照準ノブ２０５、光学系２０６、撮像素子２０７を備える。
【０１９４】
本体２０１には、ステージ２０２、撮像部２０３及び照準ノブ２０５が設けられている。ステージ２０２の上には、標本が載置される。ステージ２０２の光軸方向への移動は、照準ノブ２０５によって行なわれる。照準ノブ２０５の操作（回転）によってステージ２０２を上下に移動させ、これにより、標本に対する大まかなピント合わせができる。そのために、本体２０１とステージ２０２との間に移動機構（不図示）が設けられている。
【０１９５】
撮像部２０３には、照明ユニット２０４が設けられている。撮像部２０３と照明ユニット２０４は、ステージ２０２の上方に位置している。照明ユニット２０４には、照明素子２０４ａが輪帯状に配置されている。照明素子２０４ａとしては、例えば、ＬＥＤがある。
【０１９６】
撮像部２０３の内部には、光学系２０６と撮像素子２０７が配置されている。光学系２０６には、例えば、実施例１の単焦点距離レンズが用いられている。光学系２０６は、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群と、を有する。第１レンズ群の先端は、照明ユニット２０４の中央部に位置している。
【０１９７】
光学系２０６では、第３レンズ群を移動させて細かなピント合わせが行える。
【０１９８】
光学系２０６では、第１レンズ群と第２レンズ群の間に、開口絞りが配置されている。開口絞りは可変絞りでも、開口径が一定の絞りでもよい。
【０１９９】
照明ユニット２０４から、標本に照明光が照射される。この場合、照明は落射照明になる。標本からの反射光は、光学系２０６を通過して撮像素子２０７に入射する。撮像素子２０７の撮像面には、標本像（光学像）が形成される。標本像は撮像素子２０７によって光電変換され、これにより標本の画像が得られる。標本の画像は表示装置（不図示）に表示される。このようにして、観察者は、標本の画像を観察できる。
【０２００】
光学系２０６では、像面は湾曲形状になっている。撮像素子２０７は、像面の形状に沿った湾曲形状を持つ撮像面を有している。撮像素子２０７を用いることで、撮影画像の画質向上を行っている。
【０２０１】
光学像の明るさ調整は、照明ユニット２０４により行うことや、電子シャッター速度やゲインの調整により行うことが可能である。
【０２０２】
顕微鏡２００は、光学系２０６（本実施形態の単焦点距離レンズ）を備えている。この光学系２０６は、明るく諸収差が良好に補正されている。そのため、顕微鏡２００では、諸収差が良好に補正され、明るく鮮明な標本像が得られる。
【０２０３】
なお、上記の例では、光学系を撮像部に配置したが、これに限られない。
【０２０４】
また、ステージ２０２を、不図示の駆動機構により前後左右に移動させても良い。このようにすると、移動した位置にリンクして複数枚撮像することができる。撮像した複数枚の画像を合成することで、撮影範囲の広い、高解像の撮影画像を得る構成にすることができる。
【０２０５】
光学機器である内視鏡システムについて説明する。図１５は、内視鏡システムの概略構成を示す図である。
【０２０６】
内視鏡システム３００は、電子内視鏡を用いた観察システムである。内視鏡システム３００は、電子内視鏡３１０と画像処理装置３２０とから構成されている。電子内視鏡３１０は、スコープ部３１０ａと接続コード部３１０ｂとを備えている。また、画像処理装置３２０には、表示ユニット３３０が接続されている。
【０２０７】
スコープ部３１０ａは、操作部３４０と挿入部３４１に大別される。挿入部３４１は、細長で患者の体腔内へ挿入可能になっている。また、挿入部３４１は、可撓性を有する部材で構成されている。観察者は、操作部３４０に設けられているアングルノブ等により、諸操作を行うことができる。
【０２０８】
また、操作部３４０からは、接続コード部３１０ｂが延設されている。接続コード部３１０ｂは、ユニバーサルコード３５０を備えている。ユニバーサルコード３５０は、コネクタ３６０を介して画像処理装置３２０に接続されている。
【０２０９】
ユニバーサルコード３５０は、各種の信号等の送受信に用いられる。各種の信号としては、電源電圧信号及びＣＣＤ駆動信号等がある。これらの信号は、電源装置やビデオプロセッサからスコープ部３１０ａに送信される。また、各種の信号として映像信号がある。この信号は、スコープ部３１０ａからビデオプロセッサに送信される。
【０２１０】
なお、画像処理装置３２０内のビデオプロセッサには、図示しないＶＴＲデッキ、ビデオプリンタ等の周辺機器が接続可能である。ビデオプロセッサは、スコープ部３１０ａからの映像信号に対して信号処理を施す。映像信号に基づいて、表示ユニット３３０の表示画面上に内視鏡画像が表示される。
【０２１１】
挿入部３４１の先端部３４２には、光学系が配置されている。図１６は、内視鏡の光学系の構成を示す図である。光学系４００は、照明部と観察部とを有する。この光学系４００では、標本Ｓは落射照明で照明される。
【０２１２】
照明部は、光源と照明光学系とを有する。光源からの光は光ファイバ４０１から出射する。照明光学系は、レンズ４０２と、ミラー４０３と、レンズ４０４と、ハーフプリズム４０５と、対物レンズ４０６とを備える。
【０２１３】
光源としては、例えば白色光源が用いられる。ただし、光源を白色光源以外の、光源としてもよい。例えば、標本Ｓが蛍光を発する物質（蛍光タンパク質や蛍光体を注入した標本など）の場合、光源を、狭帯域の波長を持つ励起光を発する光源とすれば、標本Ｓの蛍光観察が行える。
【０２１４】
観察部は、結像光学系と撮像装置とを有する。結像光学系は、対物レンズ４０６と、ハーフプリズム４０５と、を有する。撮像装置は撮像素子４０７を有する。対物レンズ４０６に、例えば、実施例１の単焦点距離レンズが用いられている。
【０２１５】
照明部から、標本Ｓに照明光が照射される。この場合、照明は落射照明になる。標本Ｓからの反射光は、対物レンズ４０６を通過して撮像素子４０７に入射する。撮像素子４０７の撮像面には、標本Ｓの像（光学像）が形成される。標本Ｓの像は撮像素子４０７によって光電変換され、これにより標本Ｓの画像が得られる。標本Ｓの画像は表示ユニット３３０に表示される。このようにして、観察者は、標本Ｓの画像を観察できる。
【０２１６】
対物レンズ４０６では、像面は湾曲形状になっている。撮像素子４０７は、像面の形状に沿った湾曲形状を持つ撮像面を有している。撮像素子４０７を用いることで、撮影画像の画質向上を行っている。
【０２１７】
デジタル顕微鏡や内視鏡システムの例では、実施例１の単焦点距離レンズは拡大投影光学系として用いられている。その結果、これらの撮像装置において良好な画像を取得できる。
【０２１８】
撮像装置は、例えば、以下のように構成できる。
（Ａ）物体の像を形成する拡大投影光学系と、拡大投影光学系の像側に配置され、拡大投影光学系側に向けた凹形状の受光面を持つ撮像素子と、を有する撮像装置。
（Ｂ）拡大投影光学系の物体側入射面から撮像素子までの間に、物体を照明する照明光を拡大投影光学系の光路内に導く反射面を持つ反射部材を備える（Ａ）の撮像装置。
（Ｃ）照明光を発する発光光源を備える（Ｂ）の撮像装置。
（Ｃ）拡大投影光学系の光路外に、物体を照明する照明光を発する発光光源を備える（Ａ）の撮像装置。
（Ｄ）発光光源が、照明光として物体を蛍光発光させる励起光を照射する励起光光源である（Ｂ）または（Ｃ）の撮像装置。
【産業上の利用可能性】
【０２１９】
以上のように、本発明は、小さなＦナンバーと広い画角の双方が十分に確保された単焦点距離レンズ及びそれを用いた光学装置に適している。
【符号の説明】
【０２２０】
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
Ｇ３  第３レンズ群
Ｇ４  第４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  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
２００  顕微鏡（光学機器）
２０１  本体
２０２  ステージ
２０３  撮像部
２０４  照明ユニット
２０４ａ  照明素子
２０５  照準ノブ
２０６  光学系
２０７  撮像素子
３００  内視鏡システム
３１０  電子内視鏡
３１０ａ  スコープ部
３１０ｂ  接続コード部
３２０  画像処理装置
３３０  表示ユニット
３４０  操作部
３４１  挿入部
３４２  先端部
３５０  ユニバーサルコード
３６０  コネクタ
４００  光学系
４０１  光ファイバ
４０２、４０４  レンズ
４０３  ミラー
４０５  ハーフプリズム
４０６  対物レンズ
４０７  撮像素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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