(57)【要約】【課題】  小型であって、高い光学性能を得ることのできる光学系を提供することである。【解決手段】  光学系Ｌ０は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２から成る。フォーカシングに際して第１レンズ群Ｌ１が移動する。第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、正レンズＬ１１、正レンズＬ１２、正レンズＬ１３、絞りＳＰを有する。第１レンズ群Ｌ１において、絞りＳＰに隣接して配置された２枚のレンズは、共に絞りＳＰに対して凹面を向けた形状を有する。第１レンズ群ＳＰは、絞りＳＰよりも像側に、所定の条件式を満足する正の屈折力の光学素子Ｇｐを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ群、第２レンズ群から成り、フォーカシングに際して前記第１レンズ群が移動する光学系であって、
前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズＬ１１、正レンズＬ１２、正レンズＬ１３、絞りを有し、
前記第１レンズ群において、前記絞りに隣接して配置された２枚のレンズは、共に前記絞りに対して凹面を向けた形状を有し、
前記第１レンズ群は、前記絞りよりも像側に、アッベ数をνｄ、部分分散比をθｇＦとしたときに、
０．０２７２＜θｇＦ−（−１．６６５×１０−７×νｄ３＋５．２１３×１０−５×νｄ２−５．６５６×１０−３×νｄ＋７．２７８×１０−１）
なる条件式を満足する正の屈折力の光学素子を有することを特徴とする光学系。
【請求項２】
前記光学系の焦点距離をＦ、前記正レンズＬ１１の焦点距離をＦ１１としたとき、
２．５０＜Ｆ１１／Ｆ＜３．７５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
前記光学系の焦点距離をＦ、前記正レンズＬ１２の焦点距離をＦ１２としたとき、
１．１４＜Ｆ１２／Ｆ＜４．０６
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
【請求項４】
前記光学系の焦点距離をＦ、前記正レンズＬ１３の焦点距離をＦ１３としたとき、
０．８５＜Ｆ１３／Ｆ＜１．５０
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のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項５】
前記第１レンズ群は、前記絞りの物体側に隣接して配置された像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１４を有す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光学系。
【請求項６】
前記光学系の焦点距離をＦ、前記負レンズＬ１４の焦点距離をＦ１４としたとき、
０．３２＜｜Ｆ１４｜／Ｆ＜１．０５
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１レンズ群は、前記絞りの像側に隣接して配置された物体側に凹面を向けた正の屈折力の接合レンズＬ１５を有す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光学系。
【請求項８】
前記第１レンズ群は、前記接合レンズＬ１５の像側に隣接して配置された、物体側から物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズと負レンズが接合された正の屈折力の接合レンズを有することを特徴とする請求項７に記載の光学系。
【請求項９】
前記第２レンズ群は１枚以上の正レンズを有し、
前記第２レンズ群に含まれる正レンズのうち最も屈折率の大きい正レンズの屈折率をＮｐとしたとき、
１．７５＜Ｎｐ
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１０】
前記第２レンズ群は１枚以上の正レンズを有し、
前記光学系の焦点距離をＦ、前記第２レンズ群に含まれる正レンズのうち最も屈折力の大きい正レンズの焦点距離をＦ２ｐとしたとき、
０．１５＜Ｆ２ｐ／Ｆ＜０．７５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１１】
前記第２レンズ群は１枚以上の負レンズを有し、
前記第２レンズ群に含まれる負レンズのうち最も屈折率の小さい負レンズの屈折率をＮｎとしたとき、
Ｎｎ＜１．７０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１２】
前記第２レンズ群は１枚以上の負レンズを有し、
前記光学系の焦点距離をＦ、前記第２レンズ群に含まれる負レンズのうち最も屈折力の絶対値の大きい負レンズの焦点距離をＦ２ｎとしたとき、
０．３５＜｜Ｆ２ｎ｜／Ｆ＜１．３５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１３】
前記第２レンズ群は、正レンズと、前記正レンズの像側に配置された２枚以上の負レンズを有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１４】
前記光学系の最も像側の面から像面までの距離をＢＦ、前記光学系の最も物体側の面から像面までの距離をＴＤｉとしたとき、
０．０８＜ＢＦ／ＴＤｉ＜０．１５５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１５】
前記光学系の開放ＦナンバーをＦｎｏとしたとき、
Ｆｎｏ＜１．４５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１６】
前記第１レンズ群は、前記絞りの物体側に非球面を有することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか一項に記載された光学系と、前記光学系によって形成された像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系に関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
開口絞りに対して略対称にレンズを配置したガウスタイプの光学系では、コマ収差、ディストーション、倍率色収差等の光学系の非対称性に起因して発生する収差を低減させられることが知られている。
【０００３】
特許文献１には、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力の第１レンズ群と、正または負の屈折力の第２レンズ群から成るガウスタイプの大口径比の光学系が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１８０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
大口径比の光学系において、画角が望遠域となる程、軸上色収差による影響が顕著となる。また、入射瞳径が大きくなるため球面収差の補正が難しくなる。このため、特に第１レンズ群を適切に構成する必要がある。
【０００６】
特許文献１の光学系では、絞りより物体側に配置された正レンズの枚数が少なく、望遠域の画角とする際に、小型に構成しつつ高い光学性能を得ることが難しかった。
【０００７】
本発明の目的は、小型であって、高い光学性能を得ることのできる光学系を提供することである。
【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、正の屈折力の第１レンズ群、第２レンズ群から成り、フォーカシングに際して前記第１レンズ群が移動する光学系であって、前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズＬ１１、正レンズＬ１２、正レンズＬ１３、絞りを有し、前記第１レンズ群において、前記絞りに隣接して配置された２枚のレンズは、共に前記絞りに対して凹面を向けた形状を有し、前記第１レンズ群は、前記絞りよりも像側に、アッベ数をνｄ、部分分散比をθｇＦとしたときに、
０．０２７２＜θｇＦ−（−１．６６５×１０−７×νｄ３＋５．２１３×１０−５×νｄ２−５．６５６×１０−３×νｄ＋７．２７８×１０−１）
なる条件式を満足する正の屈折力の光学素子を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、小型であって、高い光学性能を得ることのできる光学系を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の光学系の断面図である。
【図２】実施例１の光学系の収差図である。
【図３】実施例２の光学系の断面図である。
【図４】実施例２の光学系の収差図である。
【図５】実施例３の光学系の断面図である。
【図６】実施例３の光学系の収差図である。
【図７】実施例４の光学系の断面図である。
【図８】実施例４の光学系の収差図である。
【図９】撮像装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の光学系およびそれを有する撮像装置の実施例について説明する。各実施例の光学系はデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルムカメラ、監視カメラなどの撮像装置に用いられる撮像光学系である。
【００１２】
図１，３，５，７は、それぞれ無限遠に合焦している状態の実施例１から４の光学系Ｌ０の断面図である。各断面図に示したＳＰは絞り（開口絞り）である。ＩＰは像面であり、各実施例の光学系Ｌ０をビデオカメラやデジタルカメラの撮像光学系として用いる際には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子が像面ＩＰに配置される。各実施例の光学系Ｌ０を銀塩フィルムカメラの撮像光学系として用いる際には、フィルムが像面ＩＰに配置される。また、ＧＢはガラスブロックであり、ローパスフィルタやＩＲカットフィルタ等を表している。ガラスブロックＧＢは、必要に応じて像面ＩＰの物体側に配置される。
【００１３】
レンズ断面図において、左側が物体側で、右側が像側である。また、各レンズ断面図に示す矢印は、無限遠から近距離へのフォーカシングに際してのレンズ群の移動方向を示している。
【００１４】
図２，４，６，８は、それぞれ実施例１から４の光学系Ｌ０の無限遠合焦時の収差図である。各収差図においてＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（°）である。球面収差図において、ｄ−ｌｉｎｅ（実線）はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ−ｌｉｎｅ（１点鎖線）はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。非点収差図においてΔＳ（実線）はｄ線におけるサジタル像面、ΔＭ（破線）はｄ線におけるメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差図はｇ線について示している。
【００１５】
各実施例の光学系Ｌ０は、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正または負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２からなる。各実施例の光学系Ｌ０において、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第１レンズ群Ｌ１が物体側へ移動することによって、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が変化する。
【００１６】
第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、正レンズＬ１１、正レンズＬ１２、正レンズＬ１３、絞りＳｐを有する。また、絞りＳＰの光入射側および光出射側に隣接して配置された２枚のレンズは、共に絞りＳＰに対して凹面を向けた形状を有している。すなわち、絞りＳＰの物体側に隣接して配置されたレンズの像側の面は像側に凹面を向けた形状となっており、絞りＳＰの像側に隣接して配置されたレンズの物体側の面は物体側に凹面を向けた形状となっている。
【００１７】
各実施例の光学系Ｌ０において第１レンズ群Ｌ１を上述のように構成したことの技術的意義について述べる。
【００１８】
大口径比の中望遠レンズを小型に構成するためには、Ｆナンバーを決める光束（Ｆナンバー光束）を効果的に収斂させる必要がある。このため、各実施例の光学系Ｌ０では、絞りＳＰより物体側に３枚の正レンズ（Ｌ１１〜Ｌ１３）を配置している。これによってＦナンバー光束を効果的に収斂させることができ、後続のレンズの有効径を小さくすることができる。絞りＳＰより物体側に配置された正レンズが２枚以下だと、各正レンズの屈折力が大きくなり、球面収差や色収差等の諸収差が増大し易くなる。なお、４枚以上だと光学系が大型化してしまうため、絞りＳＰより物体側に配置された正レンズの枚数は３枚であることが好ましい。
【００１９】
また、絞りＳＰに対して略対称の構成となるように凹面を配置することでコマ収差や歪曲収差等の非対称性の収差の増大を抑えることができる。
【００２０】
そして、無限遠から近距離への合焦に際し、第１レンズ群Ｌ１を物体側に移動させている。第２レンズ群Ｌ２を固定とすることで、フォーカス機構が簡易に成り光学系Ｌ０を備えるレンズ装置を小型にすることができる。
【００２１】
また、各実施例の光学系Ｌ０における第１レンズ群Ｌ１は、上述した構成に加えて、絞りＳＰよりも像側に配置された正の屈折力の光学素子Ｇｐを有する。光学素子Ｇｐは、以下の条件式を満足する媒質から成る。光学素子Ｇｐを有することにより、光学系Ｌ０を小型に構成しつつ、軸上色収差が良好に補正された高い光学性能を得ることが可能となる。また、光学素子Ｇｐを絞りＳＰよりも像側に配置することで、光学素子Ｇｐの径を小さくすることができる。これによって、光学素子Ｇｐの製造が容易となる。
０．０２７２＜θｇＦ−（−１．６６５×１０−７×νｄ３＋５．２１３×１０−５×νｄ２−５．６５６×１０−３×νｄ＋７．２７８×１０−１）  （１）
【００２２】
ここで、θｇＦは光学素子Ｇｐの部分分散比、νｄは光学素子Ｇｐのアッベ数である。アッベ数νｄと部分分散比θｇＦは、フラウンホーファー線のｄ線（５８７．６ｎｍ）、ｇ線（４３５．８ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）に対する屈折率をＮｄ，Ｎｇ、ＮＣ，ＮＦとしたとき、次の式で定義される値である。
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）  （Ａ）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）  （Ｂ）
【００２３】
以下の説明では、θｇＦ−（−１．６６５×１０−７×νｄ３＋５．２１３×１０−５×νｄ２−５．６５６×１０−３×νｄ＋７．２７８×１０−１）の値を部分分散特性ΔθｇＦとも呼ぶ。
【００２４】
条件式（１）は、各実施例の光学系Ｌ０を小型に構成しつつ高い光学性能を得るための条件を規定するものである。条件式（１）の下限を超えて部分分散特性ΔθｇＦが小さくなると、軸上色収差（軸上色収差の二次スペクトル）を十分に補正することが困難となり、光学系Ｌ０を大口径比としつつ高い光学性能を達成することが困難となる。
【００２５】
なお、ΔθｇＦの範囲が過剰に大きすぎると色収差の過剰補正が生じ得る。このため、ΔθｇＦの範囲には上限を設けることが好ましい。このことを勘案して、条件式（１）の数値範囲は、以下の条件式（１ａ）の範囲とすることが好ましく、（１ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
０．０３＜ΔθｇＦ＜０．５０  （１ａ）
０．０５＜ΔθｇＦ＜０．５０  （１ｂ）
【００２６】
なお、光学素子Ｇｐは、粒子径が２ｎｍ〜５０ｎｍ程度の無機酸化物の微粒子を、樹脂等に混合することで得ることができる。無機酸化物の微粒子としては、例えば、ＴｉＯ２微粒子（νｄ＝１３．８２  θｇＦ＝０．８７３）がある。ＴｉＯ２微粒子を樹脂や固体材料へ適当な体積比で分散させることで、アッベ数や部分分散比等の諸物性を調整できることが知られている（特許文献１）。
【００２７】
次に、各実施例の光学系Ｌ０における好ましい構成について述べる。
【００２８】
より高い光学性能を得るためには、Ｆナンバー光束に負レンズによる屈折効果を作用させて諸収差を効果的に補正する必要がある。このため、絞りＳＰの物体側に隣接して配置されたレンズは、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１４であることが好ましい。また、さらに高い光学性能を得るためには、絞りＳＰの像側に隣接して、物体側に凹面を向けた正の屈折力の接合レンズＬ１５を配置することが好ましい。接合レンズＬ１５は全体として正の屈折力を有し、２つ以上の光学要素を接合して構成される。第１レンズ群Ｌ１をこのように構成することによって、球面収差をより良好に補正することが可能となる。
【００２９】
さらに、接合レンズＬ１５の像側には、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の接合レンズを設けることが好ましい。このとき、接合レンズＬ１５の像側に配置される接合レンズは、物体側から負レンズ、正レンズが接合されて構成され、全体として正の屈折力を有することが好ましい。これによって、コマ収差や像面湾曲をさらに効果的に補正でき、より高い光学性能を得ることが可能となる。
【００３０】
また、第１レンズ群Ｌ１の絞りＳＰより物体側に、少なくとも１面の非球面を設けることが好ましい。絞りＳＰより物体側に非球面を設けることで、効果的に球面収差を補正することができる。
【００３１】
また、各実施例の光学系Ｌ０において、第２レンズ群Ｌ２は１枚以上の正レンズと１枚以上の負レンズを有することが好ましい。より好ましくは、第２レンズ群Ｌ２は正レンズと、その像側に配置された２枚以上の負レンズを含んで構成されていることが好ましい。第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１に対して絞りＳＰから離れて配置されている。このため、第２レンズ群Ｌ２は主に像面湾曲等の軸外収差を補正する役割がある。第１レンズ群Ｌ１は正の屈折力をもつため、第２レンズ群Ｌ２に負の屈折力を持つレンズを複数配置することで、像面湾曲等の軸外収差を効果的に補正可能となる。また、第２レンズ群Ｌ２において物体側に正レンズを配置することで、軸外光束を光軸方向に屈折させることができ、第２レンズ群Ｌ２を径方向に小型化することができる。
【００３２】
次に、各実施例の光学系Ｌ０が満たすことが好ましい条件について述べる。各実施例の光学系Ｌ０は、以下の条件式（２）から（１１）のうち１つ以上を満足することが好ましい。
２．５０＜Ｆ１１／Ｆ＜３．７５  （２）
１．１４＜Ｆ１２／Ｆ＜４．０６  （３）
０．８５＜Ｆ１３／Ｆ＜１．５０  （４）
０．３２＜｜Ｆ１４｜／Ｆ＜１．０５  （５）
１．７５＜Ｎｐ  （６）
０．１５＜Ｆ２ｐ／Ｆ＜０．７５  （７）
Ｎｎ＜１．７０  （８）
０．３５＜｜Ｆ２ｎ｜／Ｆ＜１．３５  （９）
０．０８＜ＢＦ／ＴＤｉ＜０．１５５  （１０）
Ｆｎｏ＜１．４５  （１１）
【００３３】
ここで、Ｆは光学系Ｌ０の無限遠合焦時の焦点距離である。Ｆ１１は正レンズＬ１１の焦点距離である。Ｆ１２は正レンズＬ１２の焦点距離である。Ｆ１３は正レンズＬ１３の焦点距離である。Ｆ１４は負レンズＬ１４の焦点距離である。Ｎｐは第２レンズ群Ｌ２に含まれる正レンズのうち最も屈折率の大きいレンズのｄ線に対する屈折率である。Ｆ２ｐは第２レンズ群Ｌ２に含まれる正レンズのうち最も屈折力の大きいレンズの焦点距離である。Ｎｎは第２レンズ群Ｌ２に含まれる負レンズのうち最も屈折率の小さいレンズのｄ線に対する屈折率である。Ｆ２ｎは第２レンズ群Ｌ２に含まれる負レンズのうち最も屈折力の大きいレンズ（最も屈折力の絶対値の大きい負レンズ）の焦点距離である。ＢＦは、光学系Ｌ０の最も像側の面から像面ＩＰまでの距離である。ＴＤｉは光学系Ｌ０の最も物体側の面から像面ＩＰまでの距離である。なおＢＦおよびＴＤｉは像面ＩＰにガラスブロックＧＢが配置されていない状態での値である。また、光学系Ｌ０の開放ＦナンバーをＦｎｏとする。
【００３４】
条件式（２）から（４）は、正レンズＬ１１からＬ１３の焦点距離として好ましい範囲を規定するものである。
【００３５】
条件式（２）の上限値を超えて正レンズＬ１１の焦点距離が長くなると、軸上光束を十分に収斂できず、光学系Ｌ０を十分小型に構成することが困難となる。条件式（２）の下限値を下回って正レンズＬ１１の焦点距離が短くなると、第１レンズ群Ｌ１において球面収差や色収差等の諸収差が多く発生する結果、十分に高い光学性能を得ることが困難となる。
【００３６】
条件式（３）の上限値を超えて正レンズＬ１２の焦点距離が長くなると、軸上光束を十分に収斂できず、光学系Ｌ０を十分小型に構成することが困難となる。条件式（３）の下限値を下回って正レンズＬ１２の焦点距離が短くなると、第１レンズ群Ｌ１において球面収差や色収差等の諸収差が多く発生する結果、十分に高い光学性能を得ることが困難となる。
【００３７】
条件式（４）の上限値を超えて正レンズＬ１３の焦点距離が長くなると、軸上光束を十分に収斂できず、光学系Ｌ０を十分小型に構成することが困難となる。条件式（４）の下限値を下回って正レンズＬ１３の焦点距離が短くなると、第１レンズ群Ｌ１において球面収差や色収差等の諸収差が多く発生する結果、十分に高い光学性能を得ることが困難となる。
【００３８】
条件式（５）は絞りＳＰの物体側に負レンズＬ１４を設ける場合の、負レンズＬ１４の焦点距離に関する。条件式（５）の上限値を超えて負レンズＬ１４の焦点距離の絶対値が大きくなると、球面収差や色収差等の諸収差を十分に補正できず十分高い光学性能を得ることが困難となる。条件式（５）の下限値を下回って負レンズＬ１４の焦点距離の絶対値が小さくなると、軸上光束の発散作用が大きくなりすぎ絞りＳＰの最大径の大型化を招き、光学系を十分に小型に構成することが困難となる。
【００３９】
条件式（６）は第２レンズ群Ｌ２に含まれる正レンズの屈折率に関する。第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１において補正し切れなかった収差を補正する役割がある。第１レンズ群Ｌ１では、軸上マージナル光線の高さが高いため、球面収差や軸上色収差が特に大きく発生する。そのため、第１レンズ群Ｌ１ではこれらの収差を重点的に補正するように構成することが好ましい。しかしながら、このような収差補正配分とすると、像面湾曲が補正しきれない場合がある。そのため、第２レンズ群Ｌ２は像面湾曲を効率的に補正するような構成とすることが望ましい。条件式（６）の下現値を下回ってＮｐが小さくなると像面湾曲等の諸収差を十分に補正することができず、十分高い光学性能を得ることが難しくなる。
【００４０】
条件式（７）は第２レンズ群Ｌ２に含まれる正レンズの焦点距離に関する。条件式（７）の上限値を超えてＦ２ｐが長くなると、第２レンズ群Ｌ２で軸上光束を十分に収斂できず、第２レンズ群Ｌ２を十分に小型に構成することが困難となる結果、光学系が大型化してしまう。条件式（７）の下限値を下回ってＦ２ｐが短くなると、像面湾曲やコマ収差等の諸収差が多く発生し、十分に高い光学性能を得ることが困難となる。
【００４１】
条件式（８）は第２レンズ群Ｌ２に含まれる負レンズの屈折率に関する。条件式（８）の上限値を超えてＮｎが大きくなると、第２レンズ群Ｌ２で像面湾曲等の諸収差を十分に補正しきれず、十分に高い光学性能を得ることが困難となる。
【００４２】
条件式（９）は第２レンズ群Ｌ２に含まれる負レンズの焦点距離に関する。条件式（９）の上限値を超えてＦ２ｎの絶対値が大きくなると、コマ収差や像面湾曲などの諸収差を十分に補正できず、十分に高い光学性能を得ることが困難となる。条件式（９）の下限値を下回ってＦ２ｎの絶対値が小さくなると第２レンズ群Ｌ２で軸上光束を十分に収斂することが困難となり、第２レンズ群Ｌ２を十分に小型に構成することが困難となる結果、光学系が大型化してしまう。
【００４３】
条件式（１０）は光学系Ｌ０をバックフォーカスと全長に関する。条件式（１０）の下限値を下回ってバックフォーカスが短くなりすぎると、最終レンズ（光学系Ｌ０の最も像側に配置されたレンズ）と像面ＩＰが近くなりすぎ、像面ＩＰと最終レンズで反射した光によるゴーストが発生しやすくなるため良くない。条件式（１０）の上限値を超えてバックフォーカスＢＦが長くなりすぎると、光学系Ｌ０の全長が相対的に長くなるため好ましくない。
【００４４】
条件式（１１）は光学系Ｌ０の開放Ｆナンバーに関する。条件式（１１）の上限値を超えてＦナンバーが大きくなりすぎると、非合焦面におけるボケが小さくなってしまう。この場合、被写界深度の浅さを利用した撮影効果（主被写体を際立たせる効果）が小さくなるため、光学系Ｌ０を鑑賞用の写真や動画を撮影するための撮影光学系として用いる場合には好ましくない。
【００４５】
条件式（２）乃至（１１）の数値範囲は、それぞれ以下の条件式（２ａ）乃至（１１ａ）のように設定することがより好ましい。
２．６２＜Ｆ１１／Ｆ＜３．６０  （２ａ）
１．２４＜Ｆ１２／Ｆ＜３．９６  （３ａ）
０．９５＜Ｆ１３／Ｆ＜１．４０  （４ａ）
０．４２＜｜Ｆ１４｜／Ｆ＜０．９５  （５ａ）
１．７８＜Ｎｐ＜２．１１  （６ａ）
０．２５＜Ｆ２ｐ／Ｆ＜０．６５  （７ａ）
１．４２＜Ｎｎ＜１．６５  （８ａ）
０．４０＜｜Ｆ２ｎ｜／Ｆ＜１．２５  （９ａ）
０．０９＜ＢＦ／ＴＤｉ＜０．１４５  （１０ａ）
Ｆｎｏ＜１．４０  （１１ａ）
【００４６】
また、条件式（２）乃至（１１）の数値範囲は、それぞれ以下の条件式（２ｂ）乃至（１１ｂ）のように設定することがさらに好ましい。
２．７２＜Ｆ１１／Ｆ＜３．５０  （２ｂ）
１．３４＜Ｆ１２／Ｆ＜３．８６  （３ｂ）
１．０５＜Ｆ１３／Ｆ＜１．３０  （４ｂ）
０．５２＜｜Ｆ１４｜／Ｆ＜０．８４  （５ｂ）
１．８０＜Ｎｐ＜２．１１  （６ｂ）
０．３５＜Ｆ２ｐ／Ｆ＜０．５５  （７ｂ）
１．４２＜Ｎｎ＜１．６２  （８ｂ）
０．４５＜｜Ｆ２ｎ｜／Ｆ＜１．２０  （９ｂ）
０．１０＜ＢＦ／ＴＤｉ＜０．１３５  （１０ｂ）
Ｆｎｏ＜１．３５  （１１ｂ）
【００４７】
次に、各実施例の光学系Ｌ０の詳細な構成について述べる。
【００４８】
［実施例１］
実施例１の光学系Ｌ０は、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２から成る。
【００４９】
第１レンズ群Ｌ１は、最も物体側に配置された正レンズＬ１１、正レンズＬ１１の像側に隣接して配置された正レンズＬ１２、正レンズＬ１２の像側に隣接して配置された正レンズＬ１３を有する。また、第１レンズ群Ｌ１は、正レンズＬ１３の像側に隣接して配置された、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１４、負レンズＬ１４の像側に隣接して配置された絞りＳＰ、絞りＳＰの像側に隣接して配置された接合レンズＬ１５を有する。負レンズＬ１４の物体側のレンズ面は非球面である。接合レンズＬ１５は、物体側から両凹形状の負レンズ、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状の光学素子Ｇｐ、両凸形状の正レンズの３つを接合して成る。また、第１レンズ群Ｌ１は、接合レンズＬ１５の像側に隣接して、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズを有する。
【００５０】
無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動する。
【００５１】
また、第２レンズ群Ｌ２は物体側から、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズと像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを接合した接合レンズ、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズから成る。
【００５２】
［実施例２］
実施例２の光学系Ｌ０は、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２から成る。
【００５３】
第１レンズ群Ｌ１は、最も物体側に配置された正レンズＬ１１、正レンズＬ１１の像側に隣接して配置された正レンズＬ１２、正レンズＬ１２の像側に隣接して配置された正レンズＬ１３を有する。また、第１レンズ群Ｌ１は、正レンズＬ１３の像側に隣接して配置された、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１４、負レンズＬ１４の像側に隣接して配置された絞りＳＰ、絞りＳＰの像側に隣接して配置された接合レンズＬ１５を有する。負レンズＬ１４の物体側のレンズ面は非球面である。接合レンズＬ１５は、物体側から両凹形状の負レンズ、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状の光学素子Ｇｐ、両凸形状の正レンズの３つを接合して成る。また、第１レンズ群Ｌ１は、接合レンズＬ１５の像側に隣接して、両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズを有する。
【００５４】
無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動する。
【００５５】
また、第２レンズ群Ｌ２は物体側から、両凸形状の正レンズと像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを接合した接合レンズ、両凹形状の負レンズ、像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズから成る。
【００５６】
［実施例３］
実施例３の光学系Ｌ０は、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２から成る。
【００５７】
第１レンズ群Ｌ１は、最も物体側に配置された正レンズＬ１１、正レンズＬ１１の像側に隣接して配置された正レンズＬ１２、正レンズＬ１２の像側に隣接して配置された正レンズＬ１３を有する。また、第１レンズ群Ｌ１は、正レンズＬ１３の像側に隣接して配置された、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１４、負レンズＬ１４の像側に隣接して配置された絞りＳＰ、絞りＳＰの像側に隣接して配置された接合レンズＬ１５を有する。接合レンズＬ１５は、物体側から両凹形状の負レンズ、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状の光学素子Ｇｐ、両凸形状の正レンズの３つを接合して成る。また、第１レンズ群Ｌ１は、接合レンズＬ１５の像側に隣接して、両凹形状の負レンズと両凸形状で像側のレンズ面が非球面である正レンズを接合した接合レンズを有する。
【００５８】
無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動する。
【００５９】
また、第２レンズ群Ｌ２は物体側から、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズを接合した接合レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズから成る。
【００６０】
［実施例４］
実施例４の光学系Ｌ０は、物体側から像側へ順に配置された正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２から成る。
【００６１】
第１レンズ群Ｌ１は、最も物体側に配置された正レンズＬ１１、正レンズＬ１１の像側に隣接して配置された正レンズＬ１２、正レンズＬ１２の像側に隣接して配置された正レンズＬ１３を有する。また、第１レンズ群Ｌ１は、正レンズＬ１３の像側に隣接して配置された、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１４、負レンズＬ１４の像側に隣接して配置された絞りＳＰ、絞りＳＰの像側に隣接して配置された接合レンズＬ１５を有する。負レンズＬ１４の物体側のレンズ面は非球面である。接合レンズＬ１５は、物体側から両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズを接合した接合レンズから成る。また、第１レンズ群Ｌ１は、接合レンズＬ１５の像側に隣接して、両凹形状の負レンズ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の光学素子Ｇｐ、両凸形状の正レンズの３つを接合した接合レンズを有する。
【００６２】
無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１は物体側へ移動する。
【００６３】
また、第２レンズ群Ｌ２は物体側から、両凸形状の正レンズと像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを接合した接合レンズ、両凹形状の負レンズ、両凸形状の正レンズを接合した接合レンズから成る。
【００６４】
次に、上述した実施例１から実施例４の光学系Ｌ０に対応する数値実施例１から数値実施例４を示す。
【００６５】
各数値実施例の面データにおいて、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄ（ｍｍ）は第ｍ面と第（ｍ＋１）面との間の軸上間隔（光軸上の距離）を表わしている。ただし、ｍは光入射側から数えた面の番号である。また、ｎｄは各光学部材のｄ線に対する屈折率、νｄは光学部材のアッベ数を表わしている。
【００６６】
各数値実施例の面データにおいて、非球面形状のレンズ面については面番号の後に＊（アスタリスク）の符号を付加している。また、非球面データには各非球面の非球面係数を示している。非球面係数における「ｅ±Ｚ」は「×１０±Ｚ」を意味している。レンズ面の非球面形状は、光軸方向における面頂点からの変位量をＸ、光軸方向に垂直な方向における光軸からの高さをＨ、近軸曲率半径をＲ、円錐定数をＫ、非球面係数をＡ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０、Ａ１２とするとき、以下の式（１３）により表される。
【００６７】
【数１】
2019207376.tif 000003
【００６８】
なお、各数値実施例において、焦点距離（ｍｍ）、Ｆナンバー、半画角（°）は全て各実施例の光学系が無限遠に焦点を合わせた時の値である。バックフォーカスＢＦは最終レンズ面（第２レンズ群Ｌ２において最も像側のレンズ面）から像面ＩＰまでの距離である。各数値実施例の面データには、ガラスブロックＧＢに相当する面を記載しているが、バックフォーカスの算出に当たってはガラスブロックＧＢを空気換算している。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスを加えた値である。
【００６９】
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd        νd       有効径
1         86.134    6.23   1.69680    55.5       70.22
2        142.855    0.50                         69.14
3         48.755   11.64   1.49700    81.5       66.67
4        132.021    0.50                         64.83
5         39.630   14.15   1.49700    81.5       57.34
6        129.778    0.50                         51.91
7*        68.677    2.50   1.72047    34.7       48.53
8         26.163   12.99                         39.48
9(絞り)    ∞       9.33                         37.00
10        -51.699    1.60   1.66565    35.6       32.87
11         51.742    1.00   1.60401    29.8       32.39
12         75.790    8.20   1.83481    42.7       32.38
13        -53.417    2.54                         32.00
14        -35.698    1.60   1.59270    35.3       30.79
15         86.004    6.26   1.90043    37.4       31.95
16        -61.815  (可変)                         33.14
17      -3877.302    9.32   1.83481    42.7       34.67
18        -32.818    2.50   1.67270    32.1       35.59
19       -215.127    4.56                         36.46
20        -48.475    2.00   1.59551    39.2       36.63
21         57.351    6.88   1.91082    35.3       39.91
22       -254.483   13.70                         40.33
23          ∞       2.30   1.51633    64.1       50.00
24          ∞       1.00                         50.00
像面        ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.21993e-006  A 6= 2.35480e-011  A 8= 6.45204e-014
各種データ
焦点距離      87.00
Fナンバー      1.24
半画角（°）  13.96
像高          21.64
レンズ全長   122.53
BF            16.22
物体距離      無限遠   -0.85m(像面から物体までの距離)
d16            1.50     16.65
入射瞳位置    76.34
射出瞳位置   -57.69
前側主点位置  60.93
後側主点位置 -70.78
レンズ群データ
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      98.80        79.54        31.55        -61.45
2   17     208.71        25.27         7.54         -8.71
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    297.88
2       3    148.64
3       5    109.11
4       7    -60.14
5      10    -38.61
6      11    265.82
7      12     38.65
8      14    -42.36
9      15     40.76
10      17     39.60
11      18    -57.89
12      20    -43.81
13      21     51.93
【００７０】
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd        νd       有効径
1         82.964    7.50   1.72916    54.7       59.23
2        166.238    0.50                         57.78
3         53.037    9.81   1.43875    94.7       56.05
4         84.673    0.50                         52.67
5         40.718   13.74   1.49700    81.5       50.10
6        290.168    0.50                         45.09
7*        81.402    3.00   1.72047    34.7       42.56
8         28.472   10.77                         36.45
9(絞り)    ∞       9.33                         35.00
10        -77.528    1.60   1.72047    34.7       32.34
11         44.494    1.00   1.53876    44.7       32.23
12         60.939    8.43   1.83481    42.7       32.24
13        -53.708    2.05                         32.14
14        -37.058    1.60   1.59270    35.3       31.50
15         65.429    6.84   1.90043    37.4       31.49
16        -55.832  (可変)                         32.49
17        139.633    8.21   1.80400    46.5       34.08
18        -40.933    2.00   1.62588    35.7       34.29
19       -151.883    1.00                         34.14
20       -236.919    2.00   1.53172    48.8       33.88
21        101.199    5.94                         33.58
22        -42.255    2.50   1.90043    37.4       33.65
23        -88.276   12.70                         35.47
24          ∞       2.30   1.51633    64.1       50.00
25          ∞       1.00                         50.00
像面        ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.14580e-006  A 6=-1.51923e-010  A 8= 1.06215e-014
各種データ
焦点距離      77.00
Fナンバー      1.30
半画角（°）  15.69
像高          21.64
レンズ全長   115.54
BF            15.22
物体距離      無限遠  -0.85m(像面から物体までの距離)
d16            1.50     10.97
入射瞳位置    62.70
射出瞳位置   -38.43
前側主点位置  29.18
後側主点位置 -61.78
レンズ群データ
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      81.10        77.17        50.78        -44.58
2   17    -356.88        21.65        54.04         33.28
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    218.83
2       3    295.59
3       5     93.59
4       7    -62.25
5      10    -39.02
6      11    299.66
7      12     35.38
8      14    -39.69
9      15     34.38
10      17     40.18
11      18    -90.16
12      20   -133.09
13      22    -92.39
【００７１】
［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd        νd       有効径
1*       143.870    6.61   1.59522    67.7       72.66
2        634.763    0.50                         72.12
3         45.220   18.87   1.43875    94.7       69.15
4        211.107    0.50                         65.11
5         48.074   15.28   1.43875    94.7       57.67
6       -581.429    0.50                         51.93
7       1118.511    2.50   1.59551    39.2       49.03
8         28.973    9.96                         38.76
9(絞り)    ∞       8.86                         37.00
10        -36.217    1.70   1.54814    45.8       33.72
11         50.263    1.00   1.60401    29.8       33.58
12         70.178    9.07   1.90043    37.4       33.58
13        -49.879    2.89                         33.12
14        -36.445    1.55   1.63980    34.5       30.71
15         53.427    7.62   1.80400    46.6       30.88
16*       -70.530  (可変)                         32.45
17        197.520   10.16   1.81600    46.6       34.28
18        -33.300    1.75   1.67270    32.1       35.00
19        365.184    5.85                         35.53
20        -47.555    1.80   1.61272    58.7       35.89
21        204.612    1.54                         38.50
22         93.933    7.20   1.90043    37.4       40.98
23       -151.865   11.36                         41.63
24          ∞       2.30   1.51633    64.1       50.00
25          ∞       1.00                         50.00
像面        ∞
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.33636e-007  A 6=-2.68616e-011  A 8= 7.35710e-015  A10=-1.01978e-017
第16面
K = 0.00000e+000  A 4= 6.24746e-007  A 6= 5.99097e-010  A 8=-6.24025e-013  A10=-1.72733e-015  A12= 9.13595e-018
各種データ
焦点距離      93.00
Fナンバー      1.28
半画角（°）  13.10
像高          21.64
レンズ全長   131.08
BF            13.88
物体距離      無限遠    -0.85m(像面から物体までの距離)
d16            1.50     20.76
入射瞳位置    83.96
射出瞳位置   -69.05
前側主点位置  72.67
後側主点位置 -79.12
レンズ群データ
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     108.70        87.40        22.99        -69.46
2   17     154.63        28.30        11.63         -8.45
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    310.99
2       3    126.76
3       5    101.96
4       7    -49.99
5      10    -38.14
6      11    287.79
7      12     33.58
8      14    -33.64
9      15     38.87
10      17     35.63
11      18    -45.29
12      20    -62.81
13      22     65.36
【００７２】
［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd        νd       有効径
1         78.514    7.24   1.65160    58.5       69.33
2        153.880    0.50                         68.19
3         48.730   11.40   1.49700    81.5       65.18
4        102.027    0.50                         62.31
5         40.717   13.54   1.49700    81.5       56.52
6        141.817    0.50                         51.40
7*        68.747    2.50   1.72047    34.7       47.91
8         26.359   12.80                         39.31
9(絞り)    ∞       6.42                         37.00
10        -58.484    1.75   1.66565    35.6       34.82
11         75.869    8.95   1.83481    42.7       34.37
12        -56.464    2.49                         33.91
13        -38.901    1.65   1.59270    35.3       32.66
14         57.306    1.00   1.60401    29.8       31.96
15         83.985    7.28   1.90043    37.4       31.93
16        -70.996  (可変)                         31.36
17        794.869   11.19   1.83481    42.7       33.51
18        -32.697    1.75   1.67270    32.1       34.80
19       -244.343    4.32                         35.53
20        -51.044    2.00   1.59551    39.2       35.70
21         63.487    5.78   1.91082    35.3       38.46
22       -629.439   13.70                         38.87
23          ∞       2.30   1.51633    64.1       50.00
24          ∞       1.00                         50.00
像面        ∞
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.21321e-006  A 6= 3.90042e-011  A 8= 4.69869e-014
各種データ
焦点距離      85.89
Fナンバー      1.24
半画角（°）  14.14
像高          21.64
レンズ全長   122.77
BF            16.22
物体距離      無限遠    -0.85m(像面から物体までの距離)
d16            2.99     17.61
入射瞳位置    75.11
射出瞳位置   -49.46
前側主点位置  48.67
後側主点位置 -69.68
レンズ群データ
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      97.01        78.52        28.83        -58.09
2   17     269.21        25.05         1.09        -14.63
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    237.04
2       3    175.25
3       5    110.03
4       7    -60.84
5      10    -49.36
6      11     40.01
7      13    -38.85
8      14    294.50
9      15     43.70
10      17     37.85
11      18    -56.30
12      20    -47.21
13      21     63.57
【００７３】
各数値実施例における種々の数値を表１、２にまとめて示す。
【００７４】
【表１】
2019207376.tif 000004
【００７５】
【表２】
2019207376.tif 000005
【００７６】
また、各実施例の光学素子Ｇｐの光学特性（ΔθｇＦ、Ｎｄ、Ｎｇ，Ｎｃ、ＮＦ）を表３に示す。
【００７７】
【表３】
2019207376.tif 000006
【００７８】
［撮像装置］
図９は、本発明の一実施形態としての撮像装置（デジタルスチルカメラ）１００の概略図である。本実施形態の撮像装置１００は、カメラ本体７０と、上述した実施例１から４のいずれかの光学系と同様である光学系７１と、光学系７１によって形成される像を光電変換する撮像素子７２を備える。撮像素子７２としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いることができる。
【００７９】
本実施形態の撮像装置１００は、実施例１から４のいずれかの光学系と同様である光学系７１を有するため、小型でありながら高画質な画像を得ることができる。
【００８０】
なお、上述した各実施例の光学系は、図９に示したデジタルスチルカメラに限らず、銀塩フィルム用カメラやビデオカメラ、望遠鏡等の種々の光学機器に適用することができる。
【００８１】
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００８２】
Ｌ０  光学系
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
Ｌ１１  正レンズ
Ｌ１２  正レンズ
Ｌ１３  正レンズ
ＳＰ  絞り
Ｇｐ  光学素子
【図１】
2019207376.tif 000007
【図２】
2019207376.tif 000008
【図３】
2019207376.tif 000009
【図４】
2019207376.tif 000010
【図５】
2019207376.tif 000011
【図６】
2019207376.tif 000012
【図７】
2019207376.tif 000013
【図８】
2019207376.tif 000014
【図９】
2019207376.tif 000015