(57)【要約】【課題】色収差、像面湾曲を良好に補正可能で、全長の短い光学系及び光学機器を提供すること。【解決手段】絞りＳＰと、該絞りよりも像側に配置された正レンズＬｐ１〜３及び負レンズＬｎ１〜３とを有する光学系であって、最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離は、前記光学系の焦点距離よりも短く、前記光学系の焦点距離をｆｔ、最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＢｆとしたとき、Ｂｆ／ｆｔ＜０．１３なる条件式を満足し、前記正レンズ、負レンズの屈折率、アッべ数、部分分散比が所定の関係を満足することを特徴とする光学系。【選択図】図１
2019056757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞りと、該絞りよりも像側に配置された正レンズ及び負レンズとを有する光学系であって、
最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離は、前記光学系の焦点距離よりも短く、
前記光学系の焦点距離をｆｔ、最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＢｆとしたとき、
０．０２＜Ｂｆ／ｆｔ＜０．１３
なる条件式を満足し、
前記正レンズの屈折率をＮｐ、アッべ数をνｐ、部分分散比をθｐ、前記負レンズの屈折率をＮｎ、アッべ数をνｎ、部分分散比をθｎとするとき、
−０．１＜Δθｐ＜−０．００１
１．４０＜Ｎｐ＜１．７６
０．００２＜Δθｎ＜０．１
１．５５＜Ｎｎ＜２．２ 
Δθｐ＝θｐ−（−１．６６５×１０−７・νｐ３＋５．２１３×１０−５・νｐ２−５．６５６×１０−３・νｐ＋０．７２７８）
Δθｎ＝θｎ−（−１．６６５×１０−７・νｎ３＋５．２１３×１０−５・νｎ２−５．６５６×１０−３・νｎ＋０．７２７８）
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】
前記正レンズと前記負レンズの組は最も像側に位置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】
前記正レンズと前記負レンズの組のうち最も像側のレンズ面が像側に凸であ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】
前記正レンズと前記負レンズの合成焦点距離は正であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の光学系。
【請求項５】
前記正レンズと負レンズは接合レンズであることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の光学系。
【請求項６】
前記正レンズと前記負レンズの組を２つ以上有することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の光学系。
【請求項７】
前記光学系は、物体側から像側に順に、正の屈折力を有する第１群、負の屈折力を有する第２群、及び第３群を有し、合焦の際に前記第２群は無限遠から至近にかけて移動することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の光学系。
【請求項８】
前記第１群は非球面を有することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の光学系。
【請求項９】
前記第２群は非球面を有することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１０】
前記第１群は回折光学素子を有することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１１】
前記第３群は、前記正レンズと前記負レンズを有することを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１２】
前記第１群は屈折光学素子を有し、その焦点距離をｆ、アッべ数をν、部分分散比をθとするとき、
０．０１＜｜Δθ｜＜０．３
０＜Δθ・ｆ＜２００
Δθ＝θ−（−１．６６５×１０−７・ν３＋５．２１３×１０−５・ν２−５．６５６×１０−３・ν＋０．７２７８）
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のうちいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１３】
前記第１群は屈折光学素子を有し、そのアッべ数をνとするとき、
１５＜ν＜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１２のうちいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１４】
前記光学系の焦点距離をｆｔ、前記光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの距離をＬ、光学系のＦナンバーをＦｎｏとするとき、
１＜（Ｌ２・Ｆｎｏ）／ｆｔ２＜２
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のうちいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のうちいずれか１項に記載の光学系と、該光学系を保持する保持部材とを有することを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系およびそれを備えた光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
焦点距離が長い撮影光学系として、物体側から像側に順に、正の屈折力を有する前方レンズ群と、負の屈折力を有する後方レンズ群とを有する望遠タイプの撮影光学系（望遠レンズ）が知られている。この望遠レンズでは、全長を短くすると、前方レンズ群及び後方レンズ群の屈折力が強くなるため、軸上色収差及び倍率色収差が悪化する。さらに、前方レンズ群の屈折力が強くなることにより、球面収差、コマ収差が悪化する。
【０００３】
軸上色収差、倍率色収差を補正する手段としては、低分散で異常部分分散性を有する異常分散ガラスや高分散で異常部分分散性を有する光学材料、もしくは、回折光学素子を前方レンズ群に用いる方法が知られている。倍率色収差を補正する手段としては、さらに、上記光学材料および回折光学素子を後方レンズ群に用いる方法が知られている。また、球面収差やコマ収差を補正する手段として前方レンズ群に非球面を用いる方法が知られている。特許文献１は、前方レンズ群に回折光学素子と非球面、後方レンズ群に異常分散ガラスを用いて全長を大幅に短縮した大口径の望遠レンズを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４５７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、全長が短縮された望遠レンズにおいては、上記収差に加え、像面湾曲の補正が困難になってくる。これは、全長短縮に伴い、正レンズに比較して負レンズの屈折力が大きくなり、像面が物体側とは反対側に湾曲してしまうからである。一般に、像面湾曲の補正を行うには適切な屈折率を持つ硝材を選択すればよいが、全長が短縮された望遠レンズにおいては、特に色収差を補正するために硝材選択の自由度が奪われてしまい、色収差と像面湾曲の補正を両立することが困難であった。
【０００６】
また、非球面を用いて球面収差やコマ収差を補正することにより硝材選択の自由度を与えて、像面湾曲を補正する手法も知られている。しかしながら、全長が短縮された望遠レンズにおいては非球面を１面だけ用いるだけでは不十分であり、複数枚の非球面を必要としたり、やはり色収差補正に硝材選択の自由度を奪われたりするため、像面湾曲を補正することが困難である。
【０００７】
本発明は、色収差、像面湾曲を良好に補正可能で、全長の短い光学系及び光学機器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】
【０００８】
本発明の一側面としての光学系は、絞りと、該絞りよりも像側に配置された正レンズ及び負レンズとを有する光学系であって、最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離は、前記光学系の焦点距離よりも短く、前記光学系の焦点距離をｆｔ、最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＢｆとしたとき、０．０２＜Ｂｆ／ｆｔ＜０．１３なる条件式を満足し、前記正レンズの屈折率をＮｐ、アッべ数をνｐ、部分分散比をθｐ、前記負レンズの屈折率をＮｎ、アッべ数をνｎ、部分分散比をθｎとするとき、
−０．１＜Δθｐ＜−０．００１
１．４０＜Ｎｐ＜１．７６
０．００２＜Δθｎ＜０．１
１．５５＜Ｎｎ＜２．２ 
Δθｐ＝θｐ−（−１．６６５×１０−７・νｐ３＋５．２１３×１０−５・νｐ２−５．６５６×１０−３・νｐ＋０．７２７８）
Δθｎ＝θｎ−（−１．６６５×１０−７・νｎ３＋５．２１３×１０−５・νｎ２−５．６５６×１０−３・νｎ＋０．７２７８）
なる条件式を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、色収差、像面湾曲を良好に補正可能で、全長の短い光学系及び光学機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の光学系の無限遠合焦状態における断面図である。
【図２】実施例１の光学系の無限遠合焦状態における縦収差図である。
【図３】実施例２の光学系の無限遠合焦状態における断面図である。
【図４】実施例２の光学系の無限遠合焦状態における縦収差図である。
【図５】実施例３の光学系の無限遠合焦状態における断面図である。
【図６】実施例３の光学系の無限遠合焦状態における縦収差図である。
【図７】実施例４の光学系の無限遠合焦状態における断面図である。
【図８】実施例４の光学系の無限遠合焦状態における縦収差図である。
【図９】実施例５の光学系の無限遠合焦状態における断面図である。
【図１０】実施例５の光学系の無限遠合焦状態における縦収差図である。
【図１１】本発明の光学機器の一例を示す概略断面図である。
【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詳細に説明する。
【００１２】
なお、各光学系の断面図において、ＳＰは絞り、ＩＰは像面、ＯＡは光軸を表している。また、各縦収差図において、実線はｄ線のサジタル光線、破線はｄ線のメリジオナル光線、二点鎖線はｇ線を表している。本発明の光学系は、被写体の光学像を形成する撮影光学系であってもよく、例えば、望遠タイプの撮影光学系であるが、これに限定されない。本発明の光学系は、銀塩フィルム用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置、レンズ装置、画像投射装置等の光学機器に適用可能である。
【００１３】
本発明の光学系は、最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離が焦点距離よりも短く(即ち、全長が短く)、光学系の焦点距離をｆｔ、光学系の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＢｆとしたとき、
０．０２＜Ｂｆ／ｆｔ＜０．１３   （１）
なる条件式を満足する。
【００１４】
条件式（１）を満足することにより、光学系は最も像側のレンズ面が像面ＩＰに近くなり、軸上光線と軸外光線が分離されやすくなるため、軸外収差を効果的に補正することができる。即ち、条件式（１）の値が上限よりも大きいと、軸上光線と軸外光線の分離が困難になり、倍率色収差、像面湾曲の効果的な補正が困難になるため好ましくない。また、条件式（１）の値が下限よりも小さいと、光学系の最も像側のレンズ面と像面が近くなりすぎ、像面と光学系の最も像側のレンズ面間で発生するゴーストの影響が大きくなるため好ましくない。さらに、式（１）の値が下限よりも小さいと、撮像素子で発生した熱により光学系の最も像側のレンズが加熱され、熱により結像性能が低下する恐れがあるため好ましくない。従って、条件式（１）を満たす光学系の配置にすることで、倍率色収差、像面湾曲を効果的に補正することができる。
【００１５】
光学系は、光量を調節する絞りよりも像側に正レンズと負レンズを有し、正レンズの屈折率をＮｐ、アッべ数をνｐ、部分分散比をθｐ、負レンズの屈折率をＮｎ、アッべ数をνｎ、部分分散比をθｎとするとき、
−０．１＜Δθｐ＜−０．００１   （２）
１．４０＜Ｎｐ＜１．７６         （３）
０．００２＜Δθｎ＜０．１       （４）
１．５５＜Ｎｎ＜２．２０         （５）
なる条件式を満足する。
【００１６】
ここで、νｐ、θｐはフラウンフォーファーのｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線に対する正レンズの屈折率をそれぞれ、ｎｇ、ｎＦ、ｎｄ、ｎＣとしたとき次式で定義する。
【００１７】
νｐ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）      （６）
θｐ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）    （７）
同様に、νｎ、θｎはフラウンフォーファーのｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線に対する負レンズの屈折率をそれぞれ、ｎｇ、ｎＦ、ｎｄ、ｎＣとしたとき次式で定義する。
【００１８】
νｎ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）      （８）
θｎ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）    （９）
また、Δθｐ、Δθｎは次式で定義する。
【００１９】
Δθｐ＝θｐ−（−１．６６５×１０−７・νｐ３＋５．２１３×１０−５・νｐ２−５．６５６×１０−３・νｐ＋０．７２７８）           （１０）
Δθｎ＝θｎ−（−１．６６５×１０−７・νｎ３＋５．２１３×１０−５・νｎ２−５．６５６×１０−３・νｎ＋０．７２７８）           （１１）
Δθｐ、Δθｎは一般的な光学ガラスが示す部分分散比と比較とする光学材料の部分分散比との差分を定義した式であり、その絶対値が大きいほど異常部分分散性が高くなることを意味する。
【００２０】
まず、色収差と像面湾曲を補正するために正レンズと負レンズを有し、条件式（２）〜（５）を満たす理由について説明する。
【００２１】
上記理由を説明するために、薄肉近似における、正レンズと負レンズからなる接合レンズについて考える。この接合レンズと等価な光学特性を有する、仮想光学材料からなる単レンズを等価レンズと呼ぶことにする。このとき、等価レンズの焦点距離、屈折率、アッベ数、部分分散比を、それぞれ等価焦点距離ｆｅｑ、等価屈折率ｎｅｑ、等価アッベ数νｅｑ、等価部分分散比θｅｑとすると、それぞれ次式のように定義することができる。
【００２２】
１／ｆｅｑ＝１／ｆｐ＋１／ｆｎ                                      （１２）
１／（ｎｅｑ・ｆｅｑ）＝１／（Ｎｐ・ｆｐ）＋１／（Ｎｐ・ｆｐ）      （１３）
１／（νｅｑ・ｆｅｑ）＝１／（νｐ・ｆｐ）＋１／（νｐ・ｆｐ）      （１４）
θｅｑ／（νｅｑ・ｆｅｑ）＝θｐ／（νｐ・ｆｐ）＋θｐ／（νｐ・ｆｐ）     （１５）
ここで、ｆｐ、Ｎｐ、νｐ、θｐはそれぞれ正レンズの焦点距離、屈折率、アッべ数、部分分散比であり、ｆｎ、Ｎｎ、νｎ、θｎはそれぞれ負レンズの焦点距離、屈折率、アッべ数、部分分散比である。
【００２３】
式（１２）乃至（１５）からわかるように、正レンズと負レンズの硝材の組み合わせにより、接合レンズの等価屈折率ｎｅｑ、等価アッべ数νｅｑ、等価部分分散比θｅｑを変化させることができる。本発明者は、このことを利用し、色収差と像面湾曲を両立して補正できる光学特性が得られる、正レンズと負レンズの硝材選択範囲を発見した。これにより、単レンズでは得られない屈折率とアッべ数、部分分散比を得ることができる。なお、簡単のため、接合レンズの場合について説明したが、接合が分離されていてもその効果がなくなるわけではないので、接合レンズに限ったものではない。
【００２４】
条件式（２）は正レンズと負レンズの異常部分分散性を定義した式である。条件式（２）を満足する硝材を選択することにより、全長を短縮した際に悪化する倍率色収差の２次スペクトルを良好に補正することができる。即ち、条件式（２）において、Δθｐの絶対値が小さすぎると、倍率色収差の２次スペクトルの補正が困難になるため好ましくない。反対に、Δθｐの絶対値が大きすぎると、倍率色収差の２次スペクトルの補正が過剰になるため好ましくない。
【００２５】
また、条件式（３）は正レンズと負レンズの屈折率を定義した式である。条件式（３）を満足する硝材を正レンズと負レンズに選択することにより、全長を短縮した際に悪化する像面湾曲を補正することができる。即ち、条件式（３）において、Ｎｐが上限よりも大きいと像面湾曲の補正が困難になるため好ましくない。反対に、Ｎｐが下限よりも小さいと像面湾曲が過補正になるため好ましくない。
【００２６】
条件式（４）は正レンズと負レンズの異常部分分散性を定義した式である。条件式（４）を満足する硝材を選択することにより、全長を短縮した際に悪化する倍率色収差の２次スペクトルを良好に補正することができる。即ち、条件式（４）において、Δθｎの絶対値が小さすぎると、倍率色収差の２次スペクトルの補正が困難になるため好ましくない。反対に、Δθｎの絶対値が大きすぎると、倍率色収差の２次スペクトルの補正が過剰になるため好ましくない。
【００２７】
また、条件式（５）は正レンズと負レンズの屈折率を定義した式である。条件式（５）を満足する硝材を正レンズと負レンズに選択することにより、全長を短縮した際に悪化する像面湾曲を補正することができる。即ち、式（５）において、Ｎｎが下限よりも小さいと像面湾曲の補正が困難になるため好ましくない。反対に、Ｎｎが上限よりも大きいと像面湾曲が過補正になるため好ましくない。
【００２８】
従って、条件式（２）〜（５）を満足する硝材を正レンズと負レンズに選択することにより、倍率色収差と像面湾曲を両立して補正することができる。
【００２９】
また、正レンズと負レンズの組を最も像側に配置すると、倍率色収差と像面湾曲をより効果的に補正できるため好ましい。光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの距離が焦点距離よりも短い、いわゆる、テレフォトタイプの光学系では、像側に位置するほど近軸軸上光線の通過位置が低く、瞳近軸光線の通過位置は高くなる。そのため、軸上色収差や球面収差に与える影響を少なくして、倍率色収差や像面湾曲を補正できるようになる。
【００３０】
また、光学系は、正レンズと負レンズの組を２つ以上有すると、倍率色収差と像面湾曲の補正効果を強めることができるため好ましい。
【００３１】
また、光学系を撮影光学系として構成し、撮影光学系が形成した光学像を光電変換する撮像素子を有する撮像装置に適用した場合を考える。この場合、正レンズと負レンズの最も像側のレンズ面を像側に凸にすると、撮像素子と撮像素子に最も近い光学系のレンズ最終面との間で発生するゴーストやフレアを低減できるため好ましい。
【００３２】
光学系において、正レンズと負レンズの合成焦点距離を正にすると、正の歪曲収差を補正できるため好ましい。光学系において、正レンズと負レンズの合成焦点距離を正にすると、軸外光線が撮像素子に入射する際の角度を低減することができるため好ましい。光学系において、正レンズと負レンズを接合レンズにすると、ゴーストやフレアの発生を抑えることができるため好ましい。光学系において、正レンズと負レンズを接合にすると敏感度を低減できるため好ましい。
【００３３】
本発明の光学系は、物体側から像側に順に、正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、そして第３群を有し、合焦の際に第２群は無限遠から至近にかけて物体側から像側に移動する構成であってもよい。また、第３群が正レンズと負レンズの組を有してもよい。第１群を非球面を有すると、全長を短縮した際に悪化する球面収差やコマ収差を良好に補正できるため好ましい。第１群が回折面を有すると、全長を短縮した際に悪化する軸上色収差、倍率色収差を良好に補正できるため好ましい。
【００３４】
また、第１群は条件式（１６）、（１７）を満足する光学材料からなる単レンズ（後述する屈折光学素子ＬＲ１〜４）を有することが好ましい。
【００３５】
０．０１＜｜Δθ｜＜０．３              （１６）
０＜Δθ・ｆ＜２００                    （１７）
ここで、ｆ、ν、θは単レンズの焦点距離、アッべ数、部分分散比であり、Δθは次式で定義される。
【００３６】
Δθ＝θ−（−１．６６５×１０−７・ν３＋５．２１３×１０−５・ν２−５．６５６×１０−３・ν＋０．７２７８）             （１８）
第１群が、条件式（１６）を満足する光学材料からなる単レンズを有すると、全長を短縮した際に悪化する軸上色収差、倍率色収差を良好に補正できるため好ましい。即ち、条件式（１６）において、Δθの絶対値が下限よりも小さいと、軸上色収差、倍率色収差の補正が困難なため、好ましくない。また、Δθの絶対値が上限よりも大きいと、軸上色収差、倍率色収差が過補正になるため好ましくない。
【００３７】
第１群が、条件式（１７）を満足する光学材料からなる単レンズを有すると、全長を短縮した際に悪化する軸上色収差、倍率色収差を良好に補正できるため好ましい。即ち、条件式（１７）において、Δθ・ｆが下限よりも小さいと、軸上色収差、倍率色収差が悪化するため好ましくない。また、Δθ・ｆが上限よりも大きいと、軸上色収差、倍率色収差が過補正になるため好ましくない。
【００３８】
また、単レンズのアッべ数νは、条件式（１９）を満足すると、球面収差やコマ収差などの諸収差に与える影響を少なくして色収差を独立して補正できるため好ましい。即ち、条件式（１９）において、νが上限よりも大きいと、球面収差やコマ収差が悪化するため好ましくない。また、νが下限よりも小さいと、一次の色収差が悪化するため好ましくない。
【００３９】
１５＜ν＜６０                   （１９）
また、光学系の焦点距離をｆｔ、光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＬ、光学系のＦナンバーをＦｎｏとしたとき、条件式（２０）を満足すると、倍率色収差、像面湾曲を効果的に補正することができる。即ち、式（２０）の値が上限よりも大きいと、全長短縮ができないので好ましくない。また、式（２０）の値が下限よりも小さいと、全長短縮と収差補正の両立が困難になるため好ましくない。
【００４０】
１＜（Ｌ２・Ｆｎｏ）／ｆｔ２＜２ （２０）
以下、本発明の実施例について説明する。各実施例の光学系は、物体側から像側に順に、正の屈折力を有する第１群Ｌ１、負の屈折力を有する第２群Ｌ２、そして第３群Ｌ３を有する。実施例１から５の光学系は全画角が４°から６°、Ｆナンバー４程度の望遠レンズを構成する。第２レンズ群Ｌ２を無限遠から至近にかけて、物体側から像側に移動させることによりフォーカシングを行い、第３レンズ群Ｌ３の一部を光軸と直交する方向にシフト移動させることで防振を行う。また、第３群Ｌ３が正レンズと負レンズを有する。以降、各実施例の違いについて説明する。
【実施例１】
【００４１】
本発明の実施例１の光学系は全画角５．３°、Ｆナンバー４．１２の望遠レンズを構成する。図１、２はそれぞれ実施例１の光学系の断面図、縦収差図である。図１の左側が物体側、右側が像側である。また、図２のｇ、ｄはｇ線、ｄ線、Ｍ、Ｓは、メリジオナル、サジタルを表す。
【００４２】
第１レンズ群Ｌ１は屈折光学素子ＬＲ１と回折光学素子ＬＤを有し、これにより、軸上色収差と倍率色収差を補正している。第１レンズ群Ｌ１に非球面ＡＳを用いることにより、球面収差とコマ収差を良好に補正している。第３レンズ群Ｌ３は正レンズＬｐ１〜Ｌｐ３と負レンズＬｎ１〜Ｌｎ３を有し、各組の正レンズと負レンズは、条件式（２）乃至（５）を満足し、これにより、倍率色収差と像面湾曲を更に補正している。実施例１では、条件式（２）乃至（５）を満足する正レンズと負レンズを３組用いて倍率色収差と像面湾曲を良好に補正し、良好な結像性能を維持しながら、望遠比０．５８と全長が小型化された望遠レンズを実現している。また、実施例１は、各組の正レンズと負レンズを接合レンズとして構成することで、ゴースト、フレアの低減と敏感度を低減している。また、実施例１は、正レンズと負レンズの組を最も物体側に配置することで倍率色収差と像面湾曲に対する補正効果を強めている。実施例１の光学系の最も像側のレンズ面（最終面）を像側に凸に構成し、ゴースト、フレアを低減している。
【実施例２】
【００４３】
本発明の実施例２の光学系は全画角５．３°、Ｆナンバー４．１２の望遠レンズを構成する。図３、４はそれぞれ実施例２の光学系の断面図、縦収差図である。図３の左側が物体側、右側が像側である。また、図４のｇ、ｄはｇ線、ｄ線、Ｍ、Ｓは、メリジオナル、サジタルを表す。
【００４４】
第１レンズ群Ｌ１は、屈折光学素子ＬＲ１とＬＲ２を有し、これにより、軸上色収差と倍率色収差を補正している。第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２に非球面ＡＳを用いることにより、球面収差とコマ収差を良好に補正している。第３レンズ群Ｌ３の最も像側のレンズ面（最終面）を像側に凹に構成している。その他は実施例１と同じである。
【実施例３】
【００４５】
本発明の実施例３の光学系は全画角４°、Ｆナンバー４．１２の望遠レンズを構成する。図５、６はそれぞれ実施例３の光学系の断面図、縦収差図である。図５の左側が物体側、右側が像側である。また、図６のｇ、ｄはｇ線、ｄ線、Ｍ、Ｓは、メリジオナル、サジタルを表す。
【００４６】
第１レンズ群Ｌ１は、屈折光学素子ＬＲ１〜ＬＲ４を有し、これにより、軸上色収差と倍率色収差を補正している。屈折光学素子ＬＲ３には高分散でΔθが０．０６５１と大きい光学材料を用いている。このような光学材料を凸レンズに用いることで、色収差の２次スペクトルを良好に補正している。さらに、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２に非球面ＡＳを用いることにより、球面収差とコマ収差を良好に補正している。その他は実施例１と同じである。
【実施例４】
【００４７】
本発明の実施例４の光学系は全画角４°、Ｆナンバー４．１２の望遠レンズを構成する。図７、８はそれぞれ実施例４の光学系の断面図、縦収差図である。図７の左側が物体側、右側が像側である。また、図８のｇ、ｄはｇ線、ｄ線、Ｍ、Ｓは、メリジオナル、サジタルを表す。
【００４８】
第１レンズ群Ｌ１は、屈折光学素子ＬＲ１を有し、これにより、軸上色収差と倍率色収差を補正している。屈折光学素子ＬＲは高分散でΔθが−０．２２９６と小さい光学材料を用いている。このような光学材料を凹レンズに用いることで、色収差の２次スペクトルの発生を抑えている。第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２に非球面ＡＳを用いることにより、球面収差とコマ収差を良好に補正している。第３レンズ群Ｌ３の正レンズと負レンズの各組は、条件式（２）乃至（５）を満足するが、実施例１とは異なり、接合レンズではない。その他は実施例１と同じである。
【実施例５】
【００４９】
本発明の実施例５の光学系は実施例３、４と同じく全画角４°程度、Ｆナンバー４．１２の望遠レンズを構成する。ただし、実施例３、４とは撮像素子のサイズが異なっているため、焦点距離は異なっている。図９、１０はそれぞれ実施例５の光学系の断面図、縦収差図である。図９の左側が物体側、右側が像側である。また、図１０のｇ、ｄはｇ線、ｄ線、Ｍ、Ｓは、メリジオナル、サジタルを表す。
【００５０】
第１レンズ群Ｌ１は屈折光学素子ＬＲ１〜ＬＲ３を有し、これにより、軸上色収差と倍率色収差を補正している。また、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２に非球面ＡＳを用いることにより、球面収差とコマ収差を良好に補正している。第３レンズ群Ｌ３の正レンズと負レンズの各組は、条件式（２）乃至（５）を満足するが、組数は実施例１とは異なり２組であり、これにより、倍率色収差と像面湾曲を補正している。その他は実施例１と同じである。
【００５１】
なお、いずれの実施例においても、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２が有するレンズの数は限定されず、非球面ＡＳを設ける位置も限定されない。第３レンズ群が必ずしも正レンズと負レンズを有しなくてもよい。また、正レンズと負レンズの組のうち負レンズが必ず像側に配置されなくてもよい。
【００５２】
次に、本発明の光学系を用いた一眼レフカメラシステム（光学機器）の実施形態を、図１１を用いて説明する。図１１において、１０は一眼レフカメラ本体（撮像装置本体）、１１は本発明の光学系を搭載した交換レンズ（光学機器）であり、一眼レフカメラ本体１０に着脱可能に構成されている。１２は交換レンズ１１を通して得られる被写体像を記録するフィルムや撮像素子などの記録手段である。１３は交換レンズ１１からの被写体像を観察するファインダー光学系、１４は交換レンズ１１からの被写体像を記録手段１２とファインダー光学系１３に切り換えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー１４を介してピント板１５に結像した被写体像をペンタプリズム１６で正立像としたのち、接眼光学系１７で拡大して観察する。撮影時にはクイックリターンミラー１４が矢印方向に回動して被写体像は記録手段１２に結像して記録される。１８はサブミラー、１９は焦点検出装置である。このように本発明の光学系を一眼レフカメラ交換レンズなどの光学機器に適用することにより、高い光学性能を有した光学機器が実現できる。なお、本発明はクイックリターンミラーのないノンリフレックスカメラ（いわゆるミラーレスカメラ）や、交換レンズ１２が一眼レフカメラ本体１０に一体の撮像装置にも適用可能である。
【００５３】
次に、各実施例の数値データを示す。各実施例の数値データにおいて、ｒは曲率半径、ｄは光軸上の面間隔、ｎ、νは光学材料のｄ線に対する屈折率、アッベ数を表している。
【００５４】
また、非球面形状は、Ｘを光軸方向の面頂点からの変異量、ｈを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、ｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ２、Ａ４、Ａ６、・・・を各次数の非球面形状としたとき、次式によって表される。
【００５５】
【数１】
2019056757.tif 000003
【００５６】
なお、各係数における「Ｅ±ＹＹ」は「×１０±ＹＹ」を意味している。
【００５７】
また、各実施例における各条件式の値を表１に示す。
【００５８】
（実施例１）
焦点距離     294.04  
Fナンバー      4.12  
全画角         5.32  
像高          13.66  
レンズ全長   172.07  
BF            15.59  
面データ
面番号       r        d      n          v        有効径     Δθ
1         70.801   12.47   1.48749    70.2       71.37
2      -1184.233    7.84                         70.52
3         58.982   13.53   1.49700    81.5       60.57      0.0146   (LR1)
4       -281.021    0.09                         57.69
5       -287.904    2.75   1.80400    46.6       57.49
6*       182.719   12.59                         53.76
7         56.333    3.01   1.88300    40.8       41.79
8(回折)   27.340    8.56   1.48749    70.2       36.82     (LD)
9         99.800   21.91                         35.04
10        174.774    2.08   1.74077    27.8       20.23
11        -94.888    1.11   1.83481    42.7       19.66
12         35.699   17.77                         18.49
13(絞り)    ∞       1.50                         13.32
14         49.930    0.68   1.84666    23.8       12.73
15         19.266    2.28   1.63980    34.5       12.45
16        -71.197    0.40                         12.54
17         53.962    1.80   1.78472    25.7       12.57
18        -30.357    0.69   1.83481    42.7       12.50
19         23.088    8.09                         12.35
20        -75.015    0.84   1.83481    42.7       14.73
21         53.333    1.79                         15.21
22         51.759    6.51   1.61340    44.3       16.80     -0.0018   (Lp1)
23        -13.596    1.02   1.59522    67.7       17.68      0.0121   (Ln1)
24        102.120    5.80                         19.23
25         43.925    6.43   1.73800    32.3       23.91     -0.0041   (Lp2)
26        -26.583    1.23   1.92286    18.9       24.11      0.0111   (Ln2)
27        -96.844    6.71                         24.76  
28        -47.599    4.67   1.61340    44.3       25.53     -0.0018   (Lp3)
29        -19.512    2.34   1.59522    67.7       25.96      0.0121   (Ln3)
30        -38.725   15.59                         27.29
像面        ∞   
非球面データ
第6面
K =-2.15464e+000  A 4= 2.67834e-007  A 6=-6.41277e-011  A 8= 8.84124e-014  A10=-1.93618e-017  A12= 4.64908e-020  A14=-5.18909e-022  A16= 9.08186e-025  
A18=-4.75810e-028  
第8面(回折面)
A 2=-9.86231e-005  A 4=-5.76020e-008  A 6= 2.40647e-011  A 8=-1.24842e-013  
A10= 1.32032e-018  
（実施例２）
焦点距離     294.00  
Fナンバー      4.12  
全画角         5.32  
像高          13.66  
レンズ全長   198.18  
BF            19.66  
面データ
面番号       r        d      n          v        有効径      Δθ
1         75.819   11.98   1.48749    70.2       71.36
2       9027.329   15.93                         70.30
3         58.887   11.43   1.43387    95.1       58.28       0.0191   (LR1)
4       -371.483    0.10                         56.47
5       -345.496    3.65   1.80400    46.6       56.45
6*       153.083    8.30                         52.96
7         47.087    2.62   1.88300    40.8       45.61
8         27.782    0.19                         40.85
9         27.483    9.89   1.43387    95.1       40.90       0.0191   (LR2)
10        139.620   21.91                        39.77
11        179.066    1.98   1.76182    26.5       26.66
12       -179.665    1.77   1.83481    42.7       26.25
13*        48.692   17.77                        24.75
14(絞り)    ∞       1.51                         20.27
15         63.642    1.93   1.64000    60.1       19.64
16         35.117    3.02   1.59270    35.3       18.93
17       -129.194    0.40                         18.53
18         44.697    2.40   1.78472    25.7       17.64
19        -60.114    1.67   1.83481    42.7       17.20
20         31.476    1.26                         15.68
21       -542.058    1.81   1.83481    42.7       15.59
22         54.525   23.62                         15.08
23         59.230    3.40   1.61340    44.3       20.52      -0.0018   (Lp1)
24       -107.304    1.95   1.59522    67.7       20.64       0.0121   (Ln1)
25         59.108    1.03                         20.83
26         39.089    4.73   1.67300    38.1       21.33      -0.0041   (Lp2)
27        -60.872    2.07   1.92286    18.9       21.22       0.0111   (Ln2)
28         93.332   13.04                         21.24
29         50.892    5.97   1.61340    44.3       24.36      -0.0018   (Lp3)
30        -30.346    1.21   1.59522    67.7       24.26       0.0121   (Ln3)
31         52.157   19.66                         23.95
像面        ∞   
非球面データ
第6面
K =-8.55030e+000  A 4= 2.52644e-007  A 6=-7.42593e-011  A 8= 3.36958e-014  A10= 1.20819e-016  A12= 3.84220e-020  A14=-9.86278e-022  A16= 1.43688e-024  
A18=-6.01216e-028  
第13面
K =-9.88413e-003  A 4= 1.80519e-007  A 6=-3.17151e-009  A 8= 1.14755e-011  A10= 3.48412e-014  A12=-1.65052e-016  A14= 4.82359e-020  A16= 1.40965e-022  
A18=-6.48883e-024  
（実施例３）
焦点距離     388.00  
Fナンバー      4.12  
全画角         4.04  
像高          13.66  
レンズ全長   249.85  
BF            31.77  
面データ
面番号       r        d      n          v        有効径      Δθ
1        105.990   15.61   1.49700    81.5       94.17       0.0146   (LR1)
2      -3893.108   30.86                         92.79
3         89.651   12.63   1.49700    81.5       73.26       0.0146   (LR2)
4       -476.436    0.40                         71.07
5       -368.810    4.35   1.80400    46.6       71.06
6*       198.830   25.94                         66.96
7         62.282    3.01   1.80518    25.4       51.13
8         34.675    2.28   1.63555    22.7       46.55       0.0651   (LR3)
9         42.985    7.35   1.49700    81.5       46.48       0.0146   (LR4)
10        213.245   28.92                         45.52
11        236.024    1.58   1.80518    25.4       25.06
12       -418.073    1.58   1.83481    42.7       24.60
13*        43.309   23.45                         23.16
14(絞り)    ∞       1.69                         15.92
15       -495.842    1.74   1.64000    60.1       15.38
16         21.445    3.37   1.59270    35.3       14.80
17       -349.069    0.53                         14.46
18         74.337    2.55   1.78472    25.7       14.18
19        -91.416    1.55   1.83481    42.7       13.68
20         49.913    5.22                         13.14
21       32028.63    0.76   1.83481    42.7       13.79
22         66.434   16.76                         13.98
23        185.859    3.32   1.61340    44.3       22.40      -0.0018   (Lp1)
24        -35.937    1.20   1.59522    67.7       22.69       0.0121   (Ln1)
25        266.820    2.82                         23.52
26         54.860    3.97   1.67300    38.1       25.41      -0.0041   (Lp2)
27        -64.437    2.28   1.92286    18.9       25.50       0.0111   (Ln2)
28        428.105    7.42                         25.93
29         94.196    3.49   1.61340    44.3       28.25      -0.0018   (Lp3)
30        -73.433    1.45   1.59522    67.7       28.31       0.0121   (Ln3)
31       -146.606   31.77                         28.42
像面        ∞   
非球面データ
第6面
K =-7.68871e+000  A 4= 1.41480e-007  A 6=-1.50146e-011  A 8=-8.28602e-016  A10= 7.79025e-018  A12= 7.46949e-021  A14=-2.83235e-023  A16= 2.18069e-026  
A18=-5.28084e-030  
第13面
K =-6.41557e-001  A 4= 6.84354e-007  A 6= 2.60361e-010  A 8=-3.28405e-012  A10= 3.63810e-014  A12= 1.88189e-016  A14=-4.91007e-018  A16= 2.81664e-020  
A18=-5.86412e-023  
（実施例４）
焦点距離     388.00  
Fナンバー      4.12  
全画角         4.04  
像高          13.66  
レンズ全長   260.00  
BF            27.70  
面データ
面番号       r        d      n          v        有効径      Δθ
1        105.098   15.95   1.48749    70.2       94.17
2      -2329.396   31.28                         92.78
3         88.481   12.75   1.48749    70.2       72.79
4       -440.823    0.35                         70.58
5       -368.866    4.34   1.80400    46.6       70.50
6*       201.042   29.46                         66.42
7         67.119    2.34   1.80100    35.0       48.87
8         40.496    0.22   1.58977    17.7       45.71      -0.2296   (LR1)
9         35.983    9.86   1.48749    70.2       45.09
10        180.273   28.92                         43.44
11        400.048    1.99   1.80000    29.8       25.41
12       -505.945    2.23   1.83481    42.7       24.79
13*        50.634   23.45                         23.41
14(絞り)    ∞       5.64                         17.09
15        -75.947    1.28   1.64000    60.1       15.58
16         37.079    2.97   1.59270    35.3       15.36
17        -79.505    0.53                         15.21
18         58.843    2.30   1.78470    26.3       14.87
19        266.410    1.76   1.83400    37.2       14.39
20         52.905    7.38                         13.91
21       5649.991    1.34   1.80400    46.6       15.68
22         72.618   25.63                         15.93
23        251.199    3.92   1.61340    44.3       27.26      -0.0018   (Lp1)
24        -41.989    1.39   1.59522    67.7       27.54       0.0121   (Ln1)
25        467.839    1.35                         28.42
26         50.863    5.35   1.67300    38.1       29.75      -0.0041   (Lp2)
27        -63.635    1.45   1.92286    18.9       29.72       0.0111   (Ln2)
28       -249.516    1.00                         29.85
29        355.473    2.27   1.61340    44.3       29.80      -0.0018   (Lp3)
30        -97.364    2.20                         29.76
31        -92.851    1.42   1.59522    67.7       29.17       0.0121   (Ln3)
32       1191.652   27.70                         29.04
像面        ∞   
非球面データ
第6面
K =-7.63433e+000  A 4= 1.45554e-007  A 6=-1.13542e-011  A 8=-5.10026e-017  A10= 6.91171e-018  A12= 7.51684e-021  A14=-2.82154e-023  A16= 2.22424e-026  
A18=-5.56683e-030  
第13面
K =-8.36803e-001  A 4= 5.40202e-007  A 6=-5.85560e-010  A 8=-1.29820e-011  A10= 2.58854e-013  A12=-2.37120e-016  A14=-1.63454e-017  A16= 6.79979e-020  
A18= 2.91023e-023  
（実施例５）
焦点距離     584.00  
Fナンバー      4.12  
全画角         4.24  
像高          21.64  
レンズ全長   367.12  
BF            69.39
面データ
面番号       r        d      n          v        有効径      Δθ
1        150.055   24.01   1.49700    81.5      141.75       0.0146   (LR1)
2      -5995.515   34.32                        139.74
3        112.003   22.73   1.43387    95.1      112.77       0.0191   (LR2)
4       -782.568    0.47                        108.75
5       -646.975    6.14   1.80400    46.6      108.65
6*       320.063   19.26                        102.29
7         88.793    4.61   1.88300    40.8       85.07
8         54.829    0.83                         76.93
9         54.606   15.71   1.43387    95.1       76.89       0.0191   (LR3)
10        254.564   43.52                         75.35
11        351.044    3.22   1.76182    26.5       46.23
12       -249.834    2.78   1.83481    42.7       45.60
13*        79.303   35.29                         42.78
14(絞り)    ∞       4.71                         32.93
15        415.102    2.23   1.64000    60.1       31.40
16         51.958    5.13   1.59270    35.3       30.49
17       -187.530    0.79                         30.04
18        102.659    2.87   1.78472    25.7       29.00
19       -113.957    1.40   1.83481    42.7       28.66
20         59.658    7.00                         27.31
21       2745.666    2.28   1.83481    42.7       25.97
22        175.871   42.30                         25.59
23         68.081    5.54   1.67300    38.1       36.78      -0.0041   (Lp1)
24       -107.654    2.79   1.92286    18.9       36.71       0.0111   (Ln1)
25        381.086    0.15                         36.72
26        101.580    5.85   1.61340    44.3       36.86      -0.0018   (Lp2)
27        -62.538    1.79   1.59522    67.7       36.74       0.0121   (Ln2)
28         88.715   69.39                         36.17
像面        ∞   
非球面データ
第6面
K =-8.52763e+000  A 4= 3.41025e-008  A 6=-1.83150e-012  A 8= 5.30206e-017  A10= 1.45942e-019  A12= 4.72628e-023  A14=-1.18306e-025  A16= 4.79091e-029  
A18=-6.09666e-033  
第13面
K =-4.63514e-002  A 4=-1.65543e-008  A 6=-3.77731e-011  A 8=-9.51069e-015  A10= 1.37246e-016  A12= 3.63075e-020  A14=-6.92525e-022  A16= 5.98191e-025  
A18= 2.71414e-028  
（表１）
条件式           実施例１   実施例２   実施例３   実施例４   実施例５
（1）             0.05       0.07       0.08       0.07       0.12
（2）   Ｌｐ１   -0.0018    -0.0018    -0.0018    -0.0018    -0.0041
Ｌｐ２   -0.0041    -0.0041    -0.0041    -0.0041    -0.0018
Ｌｐ３   -0.0018    -0.0018    -0.0018    -0.0018       −
（3）   Ｌｐ１    1.61340    1.61340    1.61340    1.61340    1.73800
Ｌｐ２    1.73800    1.73800    1.73800    1.73800    1.61340 
Ｌｐ３    1.61340    1.61340    1.61340    1.61340      −
（4）   Ｌｎ１    0.0121     0.0121     0.0121     0.0121     0.0111
Ｌｎ２    0.0111     0.0111     0.0111     0.0111     0.0121
Ｌｎ３    0.0121     0.0121     0.0121     0.0121       −
（5）   Ｌｎ１    1.59522    1.59522    1.59522    1.59522    1.92286 
Ｌｎ２    1.92286    1.92286    1.92286    1.92286    1.59522 
Ｌｎ３    1.59522    1.59522    1.59522    1.59522      −
（16）  ＬＲ１    0.0146     0.0191     0.0146    -0.2296     0.0146
ＬＲ２      −       0.0191     0.0146        −      0.0191
ＬＲ３      −         −       0.0651        −      0.0191
ＬＲ４      −         −       0.0146        −        −
（17）  ＬＲ１    1.5        2.3        3.0      128.1        4.3 
ＬＲ２      −       1.5        2.2          −       4.3 
ＬＲ３      −         −      16.6          −       3.0 
ＬＲ４      −         −       1.6          −         −
（19）  ＬＲ１   81.5       95.1       81.5       17.7       81.5
ＬＲ２      −      95.1       81.5          −      95.1
ＬＲ３      −         −      22.7          −      95.1
ＬＲ４      −         −      81.5          −         −
（20）            1.41       1.87      1.71        1.85       1.64 
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
Ｌ１          第１レンズ群（第１群）
Ｌ２          第２レンズ群（第２群）
Ｌ３          第３レンズ群（第３群）
ＬＤ          回折光学素子
ＬＲ１〜４    屈折光学素子
Ｌｐ１〜３    正レンズ
Ｌｎ１〜３    負レンズ
ＡＳ          非球面
ＳＰ          絞り
ＩＰ          像面
【図１】
2019056757.tif 000004
【図２】
2019056757.tif 000005
【図３】
2019056757.tif 000006
【図４】
2019056757.tif 000007
【図５】
2019056757.tif 000008
【図６】
2019056757.tif 000009
【図７】
2019056757.tif 000010
【図８】
2019056757.tif 000011
【図９】
2019056757.tif 000012
【図１０】
2019056757.tif 000013
【図１１】
2019056757.tif 000014