(57)【要約】      （修正有）【課題】諸収差を良好に補正できる単焦点撮像光学系、及びその単焦点撮像光学系を用いる撮像装置と、カメラシステムと、を提供する。【解決手段】単焦点撮像光学系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、からなる。そして、フォーカシングに際して、第２レンズ群Ｇ２が光軸に沿って移動し、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２は移動しない。【選択図】図１
2019015827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へと順に、
正のパワーを有する第１レンズ群と、
正のパワーを有する第２レンズ群と、
負のパワーを有する第３レンズ群と、
からなり、
フォーカシングに際して、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群は移動しない、
単焦点撮像光学系。
【請求項２】
下記の条件（１）、（２）、（３）を満足し、
２．３  ＜  ＴＬ／Ｙ’  ＜  ３．０  ・・・（１）
０．５  ＜  ＴＧ／ＴＬ  ＜  ０．７  ・・・（２）
１．５  ＜  ＴＬ／ＦＬ  ＜  ２．５  ・・・（３）
ここで、
ＴＬ：光学全長  （最物体側レンズ面〜像面までの距離）、
ＴＧ：光学系厚み（最物体側レンズ面〜最像面側レンズ面までの距離）、
Ｙ’：撮像面最大像高、
ＦＬ：無限遠時の焦点距離、
である、
請求項１に記載の単焦点撮像光学系。
【請求項３】
前記第１レンズ群は、物体側から像側へと順に、
負のパワーを有する第１Ａレンズ群Ｇ１Ａレンズ群と、
開口絞りＡと、
正のパワーを有する第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂレンズ群と、
からなる、
請求項１に記載の単焦点撮像光学系。
【請求項４】
前記第１Ａレンズ群Ｇ１Ａは、物体側から像側へと順に、
正のパワーを有する第１レンズ素子と、
負のパワーを有する第２レンズ素子Ｌ２と、
からなる、
請求項３に記載の単焦点撮像光学系。
【請求項５】
下記の条件（４）を満足し、
１．０  ＜  （１−β２Ｇ２）β３Ｇ２  ＜  １．５  ・・・（４）
ここで、
β２Ｇ：前記第２レンズ群の横倍率、
β３Ｇ：前記第３レンズ群の横倍率、
である、
請求項１に記載の単焦点撮像光学系。
【請求項６】
前記第２レンズ群は、正のパワーを有する単レンズ素子からなり、
下記の条件（５）を満足し、
１．７０  ＜  Ｎｄ２Ｇ  ＜  １．８５  ・・・（５）
ここで、
Ｎｄ２Ｇ：前記第２レンズ群のｄ線に対する屈折率、
である、
請求項１に記載の単焦点撮像光学系。
【請求項７】
前記第３レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズ素子を有し、
下記の条件（５）を満足し、
１４  ＜  ν３ｐ  ＜  ３５    ・・・（５）
ここで、
ν３ｐ：前記正レンズ素子のｄ線に対するアッベ数、
である、
請求項１に記載の単焦点撮像光学系。
【請求項８】
請求項１に記載の単焦点撮像光学系を含む交換レンズ装置と、
前記交換レンズ装置とカメラマウント部を介して着脱自在に接続され、前記撮像光学系が形成する光学像を受光して電気的な画像信号に変換する撮像素子を含むカメラ本体と、
を備える、カメラシステムであって、
前記交換レンズ装置は、物体の光学的な像を前記撮像素子に形成する、
カメラシステム。
【請求項９】
物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行う撮像装置であって、
物体の光学的な像を形成する請求項１に記載の単焦点撮像光学系と、
前記単焦点撮像光学系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子と、
を備える
撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、諸収差を良好に補正できる単焦点撮像光学系、及びその単焦点撮像光学系を用いる撮像装置と、カメラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、撮影対象から見て定置にある正の又は負の屈折力の前群と、撮像面の側にある正の屈折力の後群と、前記前群と前記後群との間に位置固定で配置された開口絞りとを有し、前記後群は、前記開口絞りの側にあり且つ焦点合わせのために光軸線に沿って摺動可能な第１部分後群と、前記撮像面に対して定置にある第２部分後群とから構成される形式の広角レンズを開示している。
【０００３】
特許文献２は、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３より構成され、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して前記第２レンズ群Ｇ２が光軸に沿って物体側へ移動し、前記第２レンズ群は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負レンズと像側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＤＢ２と両凸形状の正レンズのみから構成され、前記第３レンズ群は最も物体側に負レンズを有し、最も像側に正レンズを有し、少なくとも１枚ずつの正レンズと負レンズを有し、さらに所定の条件式を満足させる結像光学系を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１９１２３７号公報
【特許文献２】特開２０１５−０４３１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、諸収差を良好に補正できる単焦点撮像光学系、及びその単焦点撮像光学系を用いる撮像装置と、カメラシステムと、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】
【０００６】
本開示における単焦点撮像光学系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群と、からなる。そして、フォーカシングに際して、第２レンズ群が光軸に沿って移動し、前記第１レンズ群と前記第３レンズ群は移動しない。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、諸収差を良好に補正できる単焦点撮像光学系、及びその単焦点撮像光学系を用いる撮像装置と、カメラシステムと、を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１（数値実施例１）に係る単焦点撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図
【図２】数値実施例１に係る単焦点撮像光学系の無限遠合焦状態の縦収差図
【図３】実施の形態２（数値実施例２）に係る単焦点撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図
【図４】数値実施例２に係る単焦点撮像光学系の無限遠合焦状態の縦収差図
【図５】実施の形態３（数値実施例３）に係る単焦点撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図
【図６】数値実施例３に係る単焦点撮像光学系の無限遠合焦状態の縦収差図
【図７】実施の形態１に係るデジタルカメラの概略構成図
【図８】実施の形態１に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムの概略構成図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既に良く知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１０】
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１１】
（実施の形態１〜３）
図１、図３、図５は、各々実施の形態１〜３に係る単焦点撮像光学系のレンズ配置図であり、いずれも無限遠合焦状態にある単焦点撮像光学系を表している。
【００１２】
さらに図１、図３、図５において、レンズ群に付された矢印は、無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングを表す。なお、これら図１、図３、図５では、各レンズ群の位置の下部に各レンズ群の符号が記載されているため、便宜上、この各レンズ群の符号の下部にフォーカシングを表す矢印を付している。
【００１３】
なお図１、図３、図５において、特定の面に付されたアスタリスク＊は、該面が非球面であることを示している。また図１、図３、図５において、各レンズ群の符号に付された記号（＋）及び記号（−）は、各レンズ群のパワーの符号に対応する。また図１、図３、図５において、最も右側に記載された直線は、像面Ｓ（撮像素子の物体側の面）の位置を表す。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る単焦点撮像光学系を表している。
【００１５】
単焦点撮像光学系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３、で構成される。
【００１６】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１Ａレンズ群Ｇ１Ａ、開口絞りＡ、正のパワーを有する第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂと、で構成される。
【００１７】
第１Ａレンズ群Ｇ１Ａは、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ素子Ｌ１と、負のパワーを有する第２レンズ素子Ｌ２と、で構成される。
【００１８】
第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂは、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第３レンズ素子Ｌ３と、負のパワーを有する第４レンズ素子Ｌ４と、負のパワーを有する第５レンズ素子Ｌ５と、正のパワーを有する第６レンズ素子Ｌ６と、で構成される。第３レンズ素子Ｌ３と第４レンズ素子Ｌ４は接着材などで接着される接合レンズである。
【００１９】
第２レンズ群Ｇ２は、正のパワーを有する第７レンズ素子Ｌ７で構成される。
【００２０】
第３レンズ群Ｇ３は、負のパワーを有する第８レンズ素子Ｌ８で構成される。
【００２１】
各レンズ素子を説明する。
【００２２】
第１Ａレンズ群Ｇ１Ａ内におけるレンズ素子を説明する。第１レンズ素子Ｌ１は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第２レンズ素子Ｌ２は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズであり、その両面は非球面である。
【００２３】
第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂ内におけるレンズ素子を説明する。第３レンズ素子Ｌ３は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。第４レンズ素子Ｌ４は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。第５レンズ素子Ｌ５は、両凹レンズである。第６レンズ素子Ｌ６は、両凸レンズである。
【００２４】
第２レンズ群Ｇ２内におけるレンズ素子を説明する。第７レンズ素子Ｌ７は、像側に凸面を有するメニスカスレンズであり、その両面は非球面である。
【００２５】
第３レンズ群Ｇ３内におけるレンズ素子を説明する。第８レンズ素子Ｌ８は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。
【００２６】
単焦点撮像光学系において、無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１は移動せず、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は移動しない。すなわち、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、の間隔が変化する。
【００２７】
（実施の形態２）
図３は、実施の形態２に係る単焦点撮像光学系を表している。
【００２８】
単焦点撮像光学系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３、で構成される。
【００２９】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１Ａレンズ群Ｇ１Ａ、開口絞りＡ、正のパワーを有する第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂと、で構成される。
【００３０】
第１Ａレンズ群Ｇ１Ａは、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ素子Ｌ１と、負のパワーを有する第２レンズ素子Ｌ２と、で構成される。
【００３１】
第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂは、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第３レンズ素子Ｌ３と、負のパワーを有する第４レンズ素子Ｌ４と、負のパワーを有する第５レンズ素子Ｌ５と、正のパワーを有する第６レンズ素子Ｌ６と、で構成される。第３レンズ素子Ｌ３と第４レンズ素子Ｌ４は接着材などで接着される接合レンズである。
【００３２】
第２レンズ群Ｇ２は、正のパワーを有する第７レンズ素子Ｌ７で構成される。
【００３３】
第３レンズ群Ｇ３は、負のパワーを有する第８レンズ素子Ｌ８で構成される。
【００３４】
各レンズ素子を説明する。
【００３５】
第１Ａレンズ群Ｇ１Ａ内におけるレンズ素子を説明する。第１レンズ素子Ｌ１は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第２レンズ素子Ｌ２は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。
【００３６】
第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂ内におけるレンズ素子を説明する。第３レンズ素子Ｌ３は、像側に凸面を有するメニスカスレンズであり、その像側の面は非球面である。第４レンズ素子Ｌ４は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。第５レンズ素子Ｌ５は、両凹レンズである。第６レンズ素子Ｌ６は、両凸レンズである。
【００３７】
第２レンズ群Ｇ２内におけるレンズ素子を説明する。第７レンズ素子Ｌ７は、像側に凸面を有するメニスカスレンズであり、その両面は非球面である。
【００３８】
第３レンズ群Ｇ３内におけるレンズ素子を説明する。第８レンズ素子Ｌ８は、両凹レンズである。
【００３９】
単焦点撮像光学系において、無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１は移動せず、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は移動しない。すなわち、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、の間隔が変化する。
【００４０】
（実施の形態３）
図５は、実施の形態３に係る単焦点撮像光学系を表している。
【００４１】
単焦点撮像光学系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３、で構成される。
【００４２】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１Ａレンズ群Ｇ１Ａ、開口絞りＡ、正のパワーを有する第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂと、で構成される。
【００４３】
第１Ａレンズ群Ｇ１Ａは、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ素子Ｌ１と、負のパワーを有する第２レンズ素子Ｌ２と、で構成される。
【００４４】
第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂは、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第３レンズ素子Ｌ３と、負のパワーを有する第４レンズ素子Ｌ４と、負のパワーを有する第５レンズ素子Ｌ５と、正のパワーを有する第６レンズ素子Ｌ６と、で構成される。第３レンズ素子Ｌ３と第４レンズ素子Ｌ４は接着材などで接着される接合レンズである。
【００４５】
第２レンズ群Ｇ２は、正のパワーを有する第７レンズ素子Ｌ７で構成される。
【００４６】
第３レンズ群Ｇ３は、負のパワーを有する第８レンズ素子Ｌ８で構成される。
【００４７】
各レンズ素子を説明する。
【００４８】
第１Ａレンズ群Ｇ１Ａ内におけるレンズ素子を説明する。第１レンズ素子Ｌ１は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第２レンズ素子Ｌ２は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズであり、その物体側の面は非球面である。
【００４９】
第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂ内におけるレンズ素子を説明する。第３レンズ素子Ｌ３は、像側に凸面を有するメニスカスレンズであり、その像側の面は非球面である。第４レンズ素子Ｌ４は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。第５レンズ素子Ｌ５は、両凹レンズである。第６レンズ素子Ｌ６は、両凸レンズである。
【００５０】
第２レンズ群Ｇ２内におけるレンズ素子を説明する。第７レンズ素子Ｌ７は、像側に凸面を有するメニスカスレンズであり、その両面は非球面である。
【００５１】
第３レンズ群Ｇ３内におけるレンズ素子を説明する。第８レンズ素子Ｌ８は、両凹レンズである。
【００５２】
単焦点撮像光学系において、無限遠合焦状態から近接合焦状態へのフォーカシングの際に、第１レンズ群Ｇ１は移動せず、第２レンズ群Ｇ２は光軸に沿って物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は移動しない。すなわち、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、の間隔が変化する。
【００５３】
（条件及び効果等）
以下、例えば実施の形態１から３に係る単焦点撮像光学系が満足することが可能な条件を説明する。なお、実施の形態１から３に係る単焦点撮像光学系に対して、複数の可能な条件が規定されるが、これら複数の条件すべてを満足する単焦点撮像光学系の構成が最も効果的である。しかしながら、個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏する単焦点撮像光学系を得ることも可能である。
【００５４】
例えば実施の形態１〜３に係る単焦点撮像光学系のように、本開示における単焦点撮像光学系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、からなる。そして、フォーカシングの際に、第２レンズ群Ｇ２はが光軸に沿って移動し、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は移動しない。
【００５５】
これにより、単焦点撮像光学系の全長が変化することなくフォーカシングが可能となる。
【００５６】
また、例えば、単焦点撮像光学系は、以下の条件（１）、（２）、及び（３）を満足することが望ましい。
【００５７】
２．３  ＜  ＴＬ／Ｙ’  ＜  ３．０  ・・・（１）
０．５  ＜  ＴＧ／ＴＬ  ＜  ０．７  ・・・（２）
１．５  ＜  ＴＬ／ＦＬ  ＜  ２．５  ・・・（３）
ここで、
ＴＬ：光学全長  （最物体側レンズ面〜像面までの距離）、
ＴＧ：光学系厚み（単焦点撮像光学系を構成する各レンズ素子の厚みの合計）、
Ｙ’：撮像面最大像高、
ＦＬ：無限遠時の焦点距離、
である。
【００５８】
条件（１）は、撮像面最大像高と、光学全長（最物体側レンズ面〜像面までの距離）との関係を規定する条件である。条件（１）の下限を下回ると、光学全長が短くなり過ぎて十分な収差補正が困難になる。逆に条件（１）の上限を上回ると、光学全長が長くなり、小型化を達成することが困難になる。
【００５９】
条件（２）は、光学全長（最物体側レンズ面〜像面までの距離）と、光学系厚み（単焦点撮像光学系を構成する各レンズ素子の厚みの合計）との関係を規定する条件である。条件（２）の下限を下回ると、レンズ厚が薄くなりすぎ、諸収差、特にコマ収差の補正が困難になる。逆に条件（２）の上限を上回ると、十分なバックフォーカスを確保できず、赤外線（ＩＲ）カットフィルタやローパスフィルタ（ＬＰＦ）等のカメラ側光学素子を配置することが困難となる。
【００６０】
条件（３）は、無限遠時の焦点距離と、光学全長（最物体側レンズ面〜像面までの距離）との関係を規定する条件である。条件（３）の下限を下回ると、光学全長が短くなりすぎて、十分な諸収差、特にコマ収差、像面湾曲の補正が困難になる。逆に条件（３）の上限を上回ると、光学全長が長くなりすぎ、小型化を達成することが困難となる。
【００６１】
好ましくは、以下の条件（１ａ）、（１ｂ）、（２ａ）、（２ｂ）、（３ａ）、（３ｂ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
【００６２】
２．２．３５  ＜  ＴＬ／Ｙ’  ・・・（１ａ）
ＴＬ／Ｙ’  ＜  ３．０２．８  ・・・（１ｂ）
０．５０．５３  ＜  ＴＧ／ＴＬ  ・・・（２ａ）
ＴＧ／ＴＬ  ＜  ０．７０．６７  ・・・（２ｂ）
１．５１．７  ＜  ＴＬ／ＦＬ  ・・・（３ａ）
ＴＬ／ＦＬ  ＜  ２．５２．３  ・・・（３ｂ）
より好ましくは、以下の条件（１ｃ）、（１ｄ）、（２ｃ）、（２ｄ）、（３ｃ）、（３ｄ）のいずれか１つを満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
【００６３】
２．３２．４  ＜  ＴＬ／Ｙ’  ・・・（１ｃ）
ＴＬ／Ｙ’  ＜  ３．０２．７５  ・・・（１ｄ）
０．５０．５５  ＜  ＴＧ／ＴＬ  ・・・（２ｃ）
ＴＧ／ＴＬ  ＜  ０．７０．６５  ・・・（２ｄ）
１．５１．９  ＜  ＴＬ／ＦＬ  ・・・（３ｃ）
ＴＬ／ＦＬ  ＜  ２．５２．２  ・・・（３ｄ）
また、例えば、単焦点撮像光学系において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第１Ａレンズ群Ｇ１Ａと、開口絞りＡと、正のパワーを有する第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂレンズ群からなることが望ましい。
【００６４】
これにより、第１レンズ群Ｇ１は、負のパワーを有する第１Ａレンズ群Ｇ１Ａ、正のパワーを有する第１Ｂレンズ群Ｇ１Ｂレンズ群のレトロフォーカス型となり、広角レンズに適した構成となる。
【００６５】
また、例えば、単焦点撮像光学系において、第１Ａレンズ群Ｇ１Ａは、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ素子Ｌ１と、負のパワーを有する第２レンズ素子Ｌ２と、からなることが望ましい。
【００６６】
これにより、第１Ａレンズ群Ｇ１Ａは負のパワーを有しながら、第１レンズ素子Ｌ１が物体側に凸面を有する構成が可能となり、レンズ全長をより短くできる。
【００６７】
また、例えば、単焦点撮像光学系は、以下の条件（４）を満足することが望ましい。
【００６８】
１．０  ＜  （１−β２Ｇ２）β３Ｇ２  ＜  １．５  ・・・（４）
ここで、
β２Ｇ：第２レンズ群Ｇ２の横倍率、
β３Ｇ：第３レンズ群Ｇ３の横倍率、
である。
【００６９】
条件（４）は、第２レンズ群Ｇ２の横倍率と、第３レンズ群Ｇ３の横倍率と、の関係を規定する条件である。条件（４）の下限を下回ると、フォーカスレンズの移動量が大きくなる為、フォーカスの為に十分な群間隔が必要となる。結果、鏡筒全長を長くする必要が生じる。逆に、条件（４）の上限を上回ると、フォーカスレンズの移動量に対して像面ピント移動量が大きくなる。その結果、高精度なフォーカス制御が必要となり、僅かなフォーカス制御誤差でもピントボケを発生してしまう。
【００７０】
好ましくは、以下の条件（４ａ）または（４ｂ）のいずれか一方を満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
【００７１】
１．０１．０５  ＜  （１−β２Ｇ２）β３Ｇ２  ・・・（４ａ）
（１−β２Ｇ２）β３Ｇ２  ＜  １．５１．４  ・・・（４ｂ）
より好ましくは、以下の条件（４ｃ）または（４ｄ）のいずれか一方を満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
【００７２】
１．０１．１  ＜≦  （１−β２Ｇ２）β３Ｇ２  ・・・（４ｃ）
（１−β２Ｇ２）β３Ｇ２  ＜≦  １．５１．３  ・・・（４ｄ）
また、例えば、単焦点撮像光学系において、第２レンズ群Ｇ２は正のパワーを有する単レンズ素子からなり、以下の条件（５）を満足することが望ましい。
【００７３】
１．７０  ＜  Ｎｄ２Ｇ  ＜  １．８５  ・・・（５）
ここで、
Ｎｄ２Ｇ：第２レンズ群Ｇ２のｄ線に対する屈折率、
である。
【００７４】
条件（５）は、第２レンズ群Ｇ２が備える、正レンズ素子のｄ線に対する屈折率を規定する条件である。条件（５）の下限を下回ると、像面湾曲、非点収差の補正が困難となる。逆に、条件（５）の上限を上回ると、色分散が大きい硝材となり、色収差補正が困難になる。
【００７５】
好ましくは、以下の条件（５ａ）または（５ｂ）のいずれか一方を満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
【００７６】
１．７０  １．７３＜  Ｎｄ２Ｇ  ・・・（５ａ）
Ｎｄ２Ｇ  ＜  １．８５１．８０  ・・・（５ｂ）
より好ましくは、以下の条件（５ｃ）または（５ｄ）のいずれか一方を満足することにより、前述の効果をさらに奏功させることができる。
【００７７】
１．７０１．７５  ＜  Ｎｄ２Ｇ  ・・・（５ｃ）
Ｎｄ２Ｇ  ＜  １．８５１．７８  ・・・（５ｄ）
（実施の形態１を適用した撮像装置の概略構成）
図７は、本実施の形態１に係る単焦点撮像光学系を適用した撮像装置の概略構成を示す。なお、本実施の形態２及び３に係る単焦点撮像光学系を撮像装置に適用することも可能である。
【００７８】
撮像装置１００は、筐体１０４と、撮像素子１０２と、単焦点撮像光学系１０１と、で構成されている。撮像装置１００の具体例はデジタルカメラである。
【００７９】
単焦点撮像光学系１０１は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、を備える。
【００８０】
鏡筒３０２は、単焦点撮像光学系１０１の各レンズ群と、開口絞りＡを保持する。
【００８１】
撮像素子１０２は、本実施の形態１に係る単焦点撮像光学系における像面Ｓの位置に配置されている。
【００８２】
単焦点撮像光学系１０１には、第２レンズ群Ｇ２がフォーカシングの際に移動するように、筐体１０４に含まれるアクチュエータやレンズ枠が構成されている。
【００８３】
これにより、諸収差を良好に補正できる撮像装置を実現することができる。
【００８４】
なお、以上説明した実施の形態１に係る単焦点撮像光学系をデジタルカメラに適用した例を示したが、監視カメラ、スマートフォン等に適用することもできる。
【００８５】
（実施の形態１を適用したカメラシステムの概略構成）
図８は、本実施の形態１に係る単焦点撮像光学系を適用したカメラシステムの概略構成を示す。なお、本実施の形態２及び３に係る単焦点撮像光学系をカメラシステムに適用することも可能である。
【００８６】
カメラシステム２００は、カメラ本体２０１と、カメラ本体２０１に着脱自在に接続される交換レンズ装置３００とを備える。
【００８７】
カメラ本体２０１は、交換レンズ装置３００の単焦点撮像光学系によって形成される光学像を受光して、電気的な画像信号に変換する撮像素子２０２と、撮像素子２０２によって変換された画像信号を表示するモニタ２０３と、画像信号を記憶するメモリ（図示せず）と、カメラマウント部２０４と、ファインダ２０５と、を含む。
【００８８】
交換レンズ装置３００は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、を備える。
【００８９】
第１レンズ群Ｇ１は、開口絞りＡを備える。
【００９０】
鏡筒３０２は、単焦点撮像光学系１０１の各レンズ群と、開口絞りＡを保持し、カメラ本体２０１のカメラマウント部２０４に接続されるレンズマウント部３０４とを含む。
【００９１】
カメラマウント部２０４及びレンズマウント部３０４は、物理的な接続のみならず、カメラ本体２０１内のコントローラ（図示せず）と交換レンズ装置３００内のコントローラ（図示せず）とを電気的に接続し、相互の信号のやり取りを可能とするインターフェースとしても機能する。
【００９２】
単焦点撮像光学系１０１は、鏡筒３０２が保持する各レンズ群と、カメラ本体２０１と、から構成される。単焦点撮像光学系１０１には、第２レンズ群Ｇ２がフォーカシングの際に移動するように、交換レンズ装置３００内のコントローラによって制御されるアクチュエータやレンズ枠が構成されている。
【００９３】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１から３を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
【００９４】
実施の形態１〜３に係る単焦点撮像光学系を構成している各レンズ群は、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レンズ素子（すなわち、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ素子）のみで構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、回折により入射光線を偏向させる回折型レンズ素子、回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ素子、入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ素子等で、各レンズ群を構成してもよい。特に、屈折・回折ハイブリッド型レンズ素子において、屈折率の異なる媒質の界面に回折構造を形成すると、回折効率の波長依存性が改善されるので、好ましい。
これにより、諸収差の良好なカメラを実現することができる。
【００９５】
（数値実施例）
以下、実施の形態１〜３に係る単焦点撮像光学系を具体的に実施した数値実施例を説明する。なお、各数値実施例において、表中の長さの単位はすべて「ｍｍ」であり、画角の単位はすべて「°」である。また、各数値実施例において、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄ（ｖｄとも記す）はｄ線に対するアッベ数である。また、各数値実施例において、＊印を付した面は非球面であり、非球面形状は次式で定義している。
【００９６】
【数１】
2019015827.tif 000003
ここで、
Ｚ：光軸からの高さがｈの非球面上の点から、非球面頂点の接平面までの距離、
ｈ：光軸からの高さ、
ｒ：頂点曲率半径、
κ：円錐定数、
Ａｎ：ｎ次の非球面係数
である。
【００９７】
図２、図４、図６は、各々実施例１〜３に係る単焦点撮像光学系の無限遠合焦状態の縦収差図である。
【００９８】
各縦収差図は、左側から順に、球面収差（ＳＡ（ｍｍ））、非点収差（ＡＳＴ（ｍｍ））、歪曲収差（ＤＩＳ（％））を示す。球面収差図において、縦軸はＦナンバー（図中、Ｆで示す）を表し、実線はｄ線（ｄ−ｌｉｎｅ）、短破線はＦ線（Ｆ−ｌｉｎｅ）、長破線はＣ線（Ｃ−ｌｉｎｅ）の特性である。非点収差図において、縦軸は像高（図中、Ｈで示す）を表し、実線はサジタル平面（図中、ｓで示す）、破線はメリディオナル平面（図中、ｍで示す）の特性である。歪曲収差図において、縦軸は像高（図中、Ｈで示す）を表す。
【００９９】
（数値実施例１）
数値実施例１の単焦点撮像光学系は、図１に示した実施の形態１に対応する。数値実施例１の単焦点撮像光学系の面データを表１に、非球面データを表２に、無限遠合焦状態での各種データを表３Ａ〜表３Ｂに示す。
【０１００】
（表１：面データ）
面番号         r           d           nd         vd     
物面             ∞                                     
1         12.82170     1.24620     2.00100    29.1     
2         19.48950     0.20000                         
3*        14.16440     0.60000     1.58699    59.5     
4          7.30140     3.06590                         
5(絞り)           ∞     1.74410                         
6*       -46.73260     1.78530     1.77200    50.0     
7         -5.24090     0.01000     1.56732    42.8     
8         -5.24090     0.60000     1.75211    25.0     
9         -9.29880     0.51810                         
10         -6.11690     0.75000     1.69895    30.0     
11         29.04080     0.01000     1.56732    42.8     
12         29.04080     2.21160     2.00100    29.1     
13        -14.01940     2.15010                         
14*       -12.62510     2.42650     1.77200    50.0     
15*        -8.02200     1.30110                         
16        -46.30850     0.70000     1.80809    22.8     
17               ∞      BF                                       
像面             ∞                                               
（表２：非球面データ）
第3面
K= 0.00000E+00, A4=-6.99573E-05, A6= 5.01968E-07, A8=-1.32014E-07 
A10= 2.84445E-09, A12= 0.00000E+00, A14= 0.00000E+00 
第6面
K= 0.00000E+00, A4= 1.72235E-04, A6=-4.97053E-06, A8= 5.70084E-06 
A10=-2.30020E-06, A12= 4.66915E-07, A14=-3.59489E-08 
第14面
K= 0.00000E+00, A4=-1.15700E-04, A6=-6.73709E-07, A8= 5.53616E-08 
A10=-3.20100E-10, A12= 0.00000E+00, A14= 0.00000E+00 
第15面
K=-6.08700E-01, A4=-2.73845E-05, A6=-8.65500E-07, A8= 2.45811E-08 
A10=-2.76025E-11, A12= 7.17156E-12, A14=-5.48961E-14
（無限遠合焦状態での各種データ）
（表３Ａ：各種データ）
焦点距離      18.0157
Ｆナンバー     4.10720
画角        38.5407
像高        13.2000
レンズ全長     34.5079
ＢＦ       15.18901
入射瞳位置      4.8707
射出瞳位置    -18.0488
前側主点位置   13.1215
後側主点位置   16.4922
（表３Ｂ：単レンズデータ）
レンズ     始面     焦点距離
1         1       34.2382
2         3      -26.5301
3         6        7.5056
4         8      -17.0502
5        10       -7.1660
6        12        9.6946
7        14       23.1775
8        16      -57.3062
（数値実施例２）
数値実施例２の単焦点撮像光学系は、図４に示した実施の形態２に対応する。数値実施例２の単焦点撮像光学系の面データを表４に、非球面データを表５に、無限遠合焦状態での各種データを表６Ａ〜表６Ｂに示す。
【０１０１】
（表４：面データ）
面番号         r           d           nd         vd     
物面             ∞                                     
1         12.32460     1.56120     2.00100    29.1     
2         18.80530     0.20000                         
3         11.37350     0.60000     1.51823    59.0     
4          6.29020     3.66170                         
5(絞り)           ∞     2.19210                         
6*       -30.50330     1.91020     1.77250    49.5     
7         -5.36360     0.01000     1.56732    42.8     
8         -5.36360     0.60000     1.75211    25.0     
9        -14.78670     1.02930                         
10         -7.21210     0.75000     1.69895    30.0     
11        142.57870     0.01000     1.56732    42.8     
12        142.57870     2.79300     2.00100    29.1     
13        -12.55910     2.21150                         
14*       -56.19540     3.37110     1.77250    49.5     
15*       -12.65650     1.30000                         
16        -58.97190     0.70000     1.80809    22.8     
17               ∞      BF                                       
像面             ∞                                               
（表５：非球面データ）
第6面
K= 0.00000E+00, A4= 5.34374E-05, A6=-9.46644E-06, A8= 3.37504E-06 
A10=-5.37095E-07, A12= 4.39385E-08, A14=-1.44592E-09 
第14面
K= 0.00000E+00, A4= 1.96784E-06, A6=-3.08457E-07, A8= 1.45813E-08 
A10=-1.91592E-10, A12= 0.00000E+00, A14= 0.00000E+00 
第15面
K=-9.98321E-01, A4= 2.46609E-05, A6=-5.39172E-07, A8= 2.00280E-08 
A10=-2.81286E-10, A12= 2.19599E-12, A14=-1.52395E-14
（無限遠合焦状態での各種データ）
（表６Ａ：各種データ）
焦点距離      18.0140
Ｆナンバー     2.88966
画角        38.5846
像高        13.2000
レンズ全長     38.0027
ＢＦ       15.10256
入射瞳位置      6.0333
射出瞳位置    -28.5180
前側主点位置   16.6081
後側主点位置   19.9886
（表６Ｂ：単レンズデータ）
レンズ     始面     焦点距離
1         1       31.8845
2         3      -28.2976
3         6        8.1544
4         8      -11.5050
5        10       -9.8015
6        12       11.6356
7        14       20.4562
8        16      -72.9770
（数値実施例３）
数値実施例３の単焦点撮像光学系は、図７に示した実施の形態３に対応する。数値実施例３の単焦点撮像光学系の面データを表７に、非球面データを表８に、無限遠合焦状態での各種データを表９Ａ〜表９Ｂに示す。
【０１０２】
（表７：面データ）
面番号         r           d           nd         vd     
物面             ∞                                     
1         11.50480     1.65870     2.00100    29.1     
2         16.06050     0.40000                         
3*         9.11350     0.60000     1.69384    53.1     
4*         5.71770     3.85300                         
5(絞り)           ∞     2.20750                         
6        -58.80920     2.52780     1.83481    42.7     
7         -5.47060     0.00500     1.56732    42.8     
8         -5.47060     0.45000     1.84666    23.8     
9        -20.14240     1.16300                         
10         -8.31450     0.50000     1.69895    30.0     
11         69.18830     0.00500     1.56732    42.8     
12         69.18830     3.40760     2.00100    29.1     
13        -10.78810     2.61300                         
14*       -33.95210     2.35910     1.77200    50.0     
15*       -14.07390     1.30000                         
16        -18.99640     0.65000     1.80809    22.8     
17        -33.40560     BF
像面             ∞                                               
（表８：非球面データ）
第3面
K= 0.00000E+00, A4=-1.61457E-04, A6= 7.00707E-06, A8=-1.73998E-07 
A10= 1.71888E-09, A12= 0.00000E+00, A14= 0.00000E+00 
第4面
K=-5.31488E-01, A4= 1.83770E-04, A6= 9.56358E-06, A8= 2.36100E-07 
A10= 4.57222E-09, A12= 0.00000E+00, A14= 0.00000E+00 
第14面
K= 0.00000E+00, A4=-3.34972E-05, A6=-1.35259E-06, A8= 4.18710E-08 
A10=-6.42356E-10, A12= 0.00000E+00, A14= 0.00000E+00 
第15面
K=-2.04613E+00, A4=-5.18764E-05, A6=-2.72762E-07, A8=-7.09851E-09 
A10= 6.26453E-10, A12=-1.31377E-11, A14= 5.97116E-14
（無限遠合焦状態での各種データ）
（表９Ａ：各種データ）
焦点距離      18.4556
Ｆナンバー     2.90444
画角        37.9021
像高        13.2000
レンズ全長     38.9660
ＢＦ       15.26634
入射瞳位置      6.5973
射出瞳位置    -25.4382
前側主点位置   16.6850
後側主点位置   20.5104
（表９Ｂ：単レンズデータ）
レンズ     始面     焦点距離
1         1       34.2752
2         3      -23.8414
3         6        7.0727
4         8       -8.9971
5        10      -10.5914
6        12        9.5266
7        14       29.6070
8        16      -55.6207
（条件の対応値）
以下、条件（１）〜条件（５）の対応値を表１に示す。
【０１０３】
【表１】
2019015827.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本開示に係る単焦点撮像光学系は、デジタルスチルカメラ、交換レンズ式デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話機器のカメラ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）のカメラ、スマートフォンのカメラ、監視システムにおける監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、車載カメラ等に適用可能である。特にデジタルスチルカメラシステム、デジタルビデオカメラシステムといった高画質が要求される単焦点撮影光学系に好適である。
【符号の説明】
【０１０５】
Ｇ１    第１レンズ群
Ｇ１Ａ  第１Ａレンズ群
Ｇ１Ｂ  第１Ｂレンズ群
Ｇ２    第２レンズ群
Ｇ３    第３レンズ群
Ｌ１    第１レンズ素子
Ｌ２    第２レンズ素子
Ｌ３    第３レンズ素子
Ｌ４    第４レンズ素子
Ｌ５    第５レンズ素子
Ｌ６    第６レンズ素子
Ｌ７    第７レンズ素子
Ｌ８    第８レンズ素子
Ａ      開口絞り
Ｓ      像面
１００  撮像装置
１０１  単焦点撮像光学系
１０２  撮像素子
１０４  筐体
２００  カメラシステム
２０１  カメラ本体
２０２  撮像素子
２０３  モニタ
２０４  カメラマウント部
２０５  ファインダ
３００  交換レンズ装置
３０２  鏡筒
３０４  レンズマウント部
【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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