(57)【要約】【課題】イメージサークルが大きな光学系を、簡易な構成で、コンパクトに実現できる光学系を提供する。【解決手段】物体側１１から像面５ａに向かって順番に、全体として正の屈折力の第１のレンズ群Ｇ１と、全体として負の屈折力の第２のレンズ群Ｇ２と、開口絞りＳｔと、全体として正の屈折力の第３のレンズ群Ｇ３とから構成され、第２のレンズ群がフォーカシングの際に移動する撮像用の光学系１０を提供する。第３のレンズ群Ｇ３は、最も物体側１１に配置された正の屈折力の絞り側レンズＬ７と、正の屈折力のレンズＬ８と、両凹の負レンズＬ９と、最も像面側１２に配置された負の屈折力の像面側レンズＬ１０とから構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像面に向かって順番に、全体として正の屈折力の第１のレンズ群と、全体として負の屈折力の第２のレンズ群と、開口絞りと、全体として正の屈折力の第３のレンズ群とから構成され、
フォーカシングの際に、前記第１のレンズ群、前記開口絞りおよび前記第３のレンズ群は、前記像面に対し固定され、前記第２のレンズ群が前記像面に対して移動し
前記第３のレンズ群は、最も物体側に配置された正の屈折力の、絞り側レンズと、正の屈折力のレンズと、両凹の負レンズと、最も像面側に配置された負の屈折力の、像面側レンズとにより構成されている、光学系。
【請求項２】
請求項１において、
前記絞り側レンズの物体側の面と前記開口絞りとの距離ｄＳと、前記絞り側レンズの物体側の面と前記像面との距離ｄＩとが以下の条件を満たす、光学系。
０．０２＜ｄＳ／ｄＩ＜０．３
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２のレンズ群の合成焦点距離ｆ２と、前記絞り側レンズの焦点距離ｆｓとが以下の条件を満たす、光学系。
０．１＜｜ｆ２／ｆｓ｜＜０．８
【請求項４】
請求項１または３のいずれかにおいて、
前記第１のレンズ群の焦点距離ｆ１と、前記第２のレンズ群の焦点距離ｆ２と、バックフォーカスＢＦとが以下の条件を満たす、光学系。
−１０＜ｆ２／ＢＦ＜−１．４
−１．５＜ｆ２／ｆ１＜−０．７
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記両凹の負レンズの像面側の面の曲率半径ＲＬＮ２と、バックフォーカスＢＦとが以下の条件を満たす、光学系。
０．０５＜ＢＦ／ＲＬＮ２＜０．５
【請求項６】
請求項５において、
前記像面側レンズは像面側に凸の負のメニスカスレンズであり、前記像面側レンズの物体側の面の曲率半径ＲＬＬ１と、前記曲率半径ＲＬＮ２とが以下の条件を満たす、光学系。
−１．０＜(ＲＬＬ１＋ＲＬＮ２)／(ＲＬＬ１−ＲＬＮ２)＜−０．１
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記第１のレンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の有効径Ｄｅ１と、前記像面側レンズの像面側の面の有効径ＤｅＬＬ２とが以下の条件を満たす、光学系。
０．９＜Ｄｅ１／ＤｅＬＬ２＜１．０
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、
当該光学系の全長ＬＡとバックフォーカスＢＦとが以下の条件を満たす、光学系。
１．５＜ＬＡ／ＢＦ＜５．０
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかにおいて、
前記第１のレンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の有効径Ｄｅ１とバックフォーカスＢＦとが以下の条件を満たす、光学系。
０．８＜Ｄｅ１／ＢＦ＜２．０
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の光学系と、
前記光学系の像画側に配置された撮像素子とを有する撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラなどの撮像装置に好適な撮像用の光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、物体側より正、負、正の３群８〜９枚構成でフォーカス時に第２レンズ群が一体として移動されるインナーフォーカス式のレンズであって、所定のレンズ構成と条件式とを満足することにより、フィルムサイズが大きなカメラ用として好適な、収差が良好に補正されたコンパクトなレンズを得ることが記載されている。具体的には、物体側より順に２枚の正レンズ、負レンズ、および正レンズからなる固定で正の第１レンズ群、負レンズと正レンズからなりフォーカス時に一体として移動する負の第２レンズ群、正レンズ、負レンズ、および正レンズからなる固定で正の第３レンズ群を配列してなるレンズが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０７６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カメラなどの撮像装置に大型の撮像素子が採用されつつあり、それに対応したイメージサークルの大きい撮像用のレンズシステム（光学系）が要望されている。イメージサークルの大きな光学系で、特に画角が大きな光学系は、レンズサイズが大きくなり、バックフォーカスも相対的に短くなりやすい。このため、イメージサークルが大きな光学系を、簡易な構成で、コンパクトに実現することが要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様の１つは、物体側から像面に向かって順番に、全体として正の屈折力の第１のレンズ群と、全体として負の屈折力の第２のレンズ群と、開口絞りと、全体として正の屈折力の第３のレンズ群とから構成される光学系である。この光学系は、フォーカシングの際に、第１のレンズ群、開口絞りおよび第３のレンズ群は、像面に対し固定され、第２のレンズ群が像面に対して移動するインナーフォーカスタイプであり、第３のレンズ群は、最も物体側に配置された正の屈折力の絞り側レンズと、正の屈折力のレンズと、両凹の負レンズと、最も像面側に配置された負の屈折力の像面側レンズとから構成される。第３のレンズ群の像面側に２枚の負のパワーのレンズを配置することにより、バックフォーカスＢＦに対して大きなイメージサークルを備えた光学系を提供できる。像面から二枚目の負レンズの像面側の面を像面側に凹の面にすることにより、像面に入射する光線角度が大きくなりすぎることを抑制でき、より鮮明な像を結像できる。
【０００６】
絞り側レンズの物体側の面と開口絞りとの距離ｄＳと、絞り側レンズの面と像面との距離ｄＩとが以下の条件（１）を満たしてもよい。
０．０２＜ｄＳ／ｄＩ＜０．３  ・・・（１）
【０００７】
この光学系は、全体として、正−負−正の望遠タイプ（テレフォトタイプ）に近いパワー配分を持ち、比較的長いバックフォーカスを確保しやすいタイプである。その一方、文献１に示したレンズシステムのように、像面側のレンズ径に対して物体側のレンズ径が大きくなりやすい。このため、イメージサークルを大きくするために像面側のレンズ径を大きくすると物体側のレンズ径がますます大きくなり、光学系をコンパクトにデザインすることが難しい。また、物体側のレンズ径を小さくすると画角が小さくなりやすく、望遠としては画角が大きく、明るい光学系を得ることが難しい。
【０００８】
このため、この光学系においては、最も像面側に負のパワーのレンズを配置することにより像面側のレンズ径に対して大きなイメージサークルが得られるようにしている。一方、像面側に負のパワーのレンズを配置すると、像面、すなわち撮像素子に入力する軸外光線の入射角度が大きくなりすぎて（入射光線角度が立ってしまい）、周辺光の光量が不足したり収差補正が不十分になりやすい。このため、この光学系においては、第３のレンズ群の最も物体側、すなわち、最も開口絞り（以降においては、絞りと称することがある）側に正のパワーのレンズ（絞り側レンズ）を、上記の条件（１）を満たすように、開口絞りの近くに配置し、開口絞りからの光線、特に軸外光の光軸に対する発散を抑制するようにしている。これにより、像面に入射する光線の角度を小さくする（寝かす）ことができ、上記の不具合を抑制できる。
【０００９】
また、開口絞りから像面側の光束の広がりを抑制でき、イメージサークルに対して像面側のレンズ径が大きくなることを抑制できるので、像面側のレンズ径に対して、物体側のレンズ径が大きくなることを抑制できる。また、開口絞りに、第３のレンズ群の最も物体側の集光に適した正のパワーのレンズの面（第３のレンズ群の最も絞り側の面）を近づけることにより周辺光を第３のレンズ群に取り込みやすくなり、画角が小さくなることを抑制できる。したがって、光学系の最も物体側のレンズ径が小さく、画角が大きな光学系を提供できる。
【００１０】
条件（１）の上限を上回ると、第３のレンズ群の最も物体側の面（絞り側レンズの物体側（絞り側）の面）が開口絞りから離れすぎて、像面側レンズの径が大きくなるのを抑制したり、コンパクトな光学系を得ることが難しくなる。条件（１）の下限を下回ると、絞り側レンズの物体側の面が開口絞りに近づきすぎるので、絞りに対する上側、下側の光線束（光束）の割合が変化し、収差補正が困難になる。条件（１）の下限は０．１５であってもよく、収差補正がより容易となる。上限は０．２５であってもよく、像面側レンズの径が大きくなることをさらに抑制できる。
【００１１】
第２のレンズ群の合成焦点距離ｆ２と、絞り側レンズの焦点距離ｆｓとが以下の条件（２）を満たすことが望ましい。
０．１＜｜ｆ２／ｆｓ｜＜０．８  ・・・（２）
条件（２）の上限を上回ると、フォーカシングを行う第２のレンズ群のパワーに対して絞り側レンズのパワーが大きくなりすぎて収差補正が難しくなる。一方、条件（２）の下限を下回ると、絞り側レンズのパワーが弱すぎて、像面に対する光線角度の制御が難しくなる。条件（２）の下限は０．３であってもよく、像面に対する光線角度の制御がより容易になる。また、上限は０．６であってもよく、収差補正がさらに容易になる。
【００１２】
第１のレンズ群の焦点距離ｆ１と、第２のレンズ群の焦点距離ｆ２と、バックフォーカスＢＦとが以下の条件（３）および（４）を満たしてもよい。バックフォーカスＢＦは、無限遠物体にフォーカスしたときの、この光学系（レンズシステム）のバックフォーカス長である。
−１０＜ｆ２／ＢＦ＜−１．４    ・・・（３）
−１．５＜ｆ２／ｆ１＜−０．７  ・・・（４）
条件（３）および（４）の上限を上回ると、第２のレンズ群のパワーが強すぎて収差補正が過剰となりすぎる。条件（３）および（４）の下限を下回ると、第２のレンズ群のパワーが弱すぎてフォーカシングの効きが弱く、移動距離が長くなり、また、レンズ長が大きくなる。条件（３）の下限は−４であってもよく、条件（４）の下限は−１．３であってもよい。レンズ長が大きくなることをさらに抑制できる。条件（４）の上限は−０．８であってもよく、収差補正が過剰になることを抑制できる。
【００１３】
第３のレンズ群は、物体側から順に配置された絞り側レンズと、正の屈折力のレンズと、両凹の負レンズと、像面側レンズとにより構成できる。両凹の負レンズの像面側の面の曲率半径ＲＬＮ２と、バックフォーカスＢＦとが以下の条件（５）を満たすことが望ましい。
０．０５＜ＢＦ／ＲＬＮ２＜０．５  ・・・（５）
条件（５）の上限を上回ると、曲率の絶対値が大きくなり、パワーが強くなりすぎて収差補正のバランスをとることが難しくなる。また、バックフォーカスＢＦが短くなりすぎる。条件（５）の下限を下回ると、パワーが弱すぎて収差補正が難しくなり、また、バックフォーカスＢＦが長くなりすぎる。条件（５）の上限は０．４であってもよく、収差補正のバランスがとりやすくなる。
【００１４】
最も像面側のレンズは像面側に凸の負のメニスカスレンズであってもよく、この像面側レンズの物体側の面の曲率半径ＲＬＬ１と、曲率半径ＲＬＮ２とが以下の条件（６）を満たしてもよい。大きなイメージサークルを備えたコンパクトな光学系を提供できる。
−１．０＜（ＲＬＬ１＋ＲＬＮ２）／（ＲＬＬ１−ＲＬＮ２）＜−０．１
・・・（６）
条件（６）の上限を上回ると、像面側の最終の２つのレンズの向かい合った面の組み合わせのパワーが大きくなりすぎてバックフォーカスＢＦが短くなりすぎる。一方、条件（６）の下限を下回ると、向かい合った面の組み合わせのパワーが不足して、バックフォーカスＢＦが長くなりすぎ、また、レンズ径やレンズ長も大きくなる。条件（６）の上限は−０．５であってもよく、バックフォーカスＢＦが短くなりすぎることをさらに抑制できる。
【００１５】
この光学系においては、望遠タイプとしては像面側レンズ径に対して物体側のレンズ径を小さくすることができる。例えば、第１のレンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の有効径Ｄｅ１と、第３のレンズ群の最も像面側レンズの像面側の面の有効径ＤｅＬＬ２とが以下の条件（７）を満たしてもよい。
０．９＜Ｄｅ１／ＤｅＬＬ２＜１．０  ・・・（７）
【００１６】
この光学系においては、望遠タイプとしては光学系の全長ＬＡを短くすることが可能であり、全長ＬＡとバックフォーカスＢＦとが以下の条件（８）を満たしてもよい。
１．５＜ＬＡ／ＢＦ＜５．０  ・・・（８）
条件（８）の下限は２．０であってもよく、上限は４．０であってもよい。
【００１７】
さらに、この光学系においては、望遠タイプとしては最も物体側のレンズの物体側の面の有効径Ｄｅ１をバックフォーカスＢＦに対して小さくでき、以下の条件（９）を満たしてもよい。
０．８＜Ｄｅ１／ＢＦ＜２．０  ・・・（９）
条件（９）の上限は１．６であってもよい。
【００１８】
本発明の他の態様の１つは、上記の光学系と、光学系の像面側に配置された撮像素子とを有する撮像装置である。光学系は交換用レンズであってもよく、撮像装置は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ、アクションカメラを含む。大口径でコンパクトな光学系を提供できるので、撮像装置も小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】撮像用の光学系を含む撮像装置の概要を示す図。
【図２】図１に示す光学系のレンズデータを示す図。
【図３】図１に示す光学系の焦点距離を示す図。
【図４】図１に示す光学系の諸収差を示す図。
【図５】図１に示す光学系の横収差を示す図。
【図６】撮像用の異なる光学系を含む撮像装置の概要を示す図。
【図７】図６に示す光学系のレンズデータを示す図。
【図８】図６に示す光学系の焦点距離を示す図。
【図９】図６に示す光学系の諸収差を示す図。
【図１０】図６に示す光学系の横収差を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に、撮像用の光学系を備えた撮像装置（カメラ、カメラ装置）の一例を示している。このカメラ１は、光学系（撮像光学系、結像光学系、レンズシステム）１０と、光学系１０の像面側（撮像側、結像側）１２に配置され、像面５ａを形成する撮像素子（撮像デバイス）５とを有する。光学系１０は、物体側１１から像面５ａに向かって順番に、全体として正の屈折力の第１のレンズ群Ｇ１と、全体として負の屈折力の第２のレンズ群Ｇ２と、開口絞りＳｔと、全体として正の屈折力の第３のレンズ群Ｇ３とから構成され、フォーカシングの際に第１のレンズ群Ｇ１、開口絞りＳｔおよび第３のレンズ群Ｇ３が像面５ａに対して固定され、第２のレンズ群Ｇ２が像面５ａに対して移動する、インナーフォーカスタイプの撮像用の光学系１０である。
【００２１】
第１のレンズ群Ｇ１は、４枚構成で、光軸１５に沿って物体側１１から順番に配置された、物体側１１に凸の正の屈折力（パワー、以下、屈折力を単に正または負として示すことがある）のメニスカスレンズＬ１と、物体側１１に凸の正のメニスカスレンズＬ２と、物体側１１に凸の負のメニスカスレンズＬ３と、物体側１１に凸の正のメニスカスレンズＬ４とから構成されている。正のメニスカスレンズＬ２と負のメニスカスレンズＬ３とで負の屈折力の接合レンズＢ１が構成されている。すなわち、第１のレンズ群Ｇ１は、正−正−負−正、または、正−負−正のパワー配置を備えている。
【００２２】
第２のレンズ群Ｇ２は２枚構成で、光軸１５に沿って物体側１１から順番に配置された、像面側１２に凸の正のメニスカスレンズＬ５と、両凹の負レンズＬ６とから構成されており、これらのレンズＬ５およびＬ６により、負の屈折力の接合レンズＢ２が構成されている。この接合レンズＢ２は、フォーカシングのために光軸１５に沿って前後に移動する。
【００２３】
第２のレンズ群Ｇ２に対し開口絞りＳｔを挟んで像面側１２に配置された第３のレンズ群Ｇ３は４枚構成で、光軸１５に沿って物体側１１から順番に配置された、物体側１１に凸の正のメニスカスレンズ（絞り側レンズ）Ｌ７と、両凸の正レンズＬ８と、両凹の負レンズＬ９と、最も像面側１２に配置され、像面側１２に凸の負のメニスカスレンズ（像面側レンズ）Ｌ１０とから構成されている。すなわち、第３のレンズ群Ｇ３は、正−正−負−負のパワー配置を備えている。このため、この光学系は全体が２組の接合レンズを含む１０枚構成で、開口絞りＳｔを挟んで、物体側１１が正−負−正−負（レンズ単位では、正−正−負−正−正−負）、像面側１２が正−正−負−負のパワー配置を備え、プラスリードの望遠型のパワーの組み合わせで、全体としてコンパクトな構成となるパワー配置を備えている。
【００２４】
図２に光学系１０を構成する各レンズのデータを示している。曲率半径（Ｒ）は物体側１１から順に並んだ各レンズの各面の曲率半径（ｍｍ）、間隔ｄは各レンズ面の間の距離（ｍｍ）、有効径Ｄｅは各レンズ面の有効径（直径、ｍｍ）、屈折率ｎｄは各レンズの屈折率（ｄ線）、アッベ数νｄは各レンズのアッベ数（ｄ線）を示している。なお、ｄ１９は、光学系１０と撮像デバイス５との距離（バックフォーカス、ＢＦ）を示す。図３には、各レンズのｄ線基準の焦点距離（ｍｍ）と、各接合レンズＢ１およびＢ２の合成焦点距離（ｍｍ）と、各レンズ群Ｇ１〜Ｇ３の合成焦点距離（ｍｍ）とを示している。以下に示すレンズデータにおいても同様である。また、以下に述べる焦点距離はｄ線基準の値である。
【００２５】
図４に、光学系１０の球面収差、非点収差、歪曲収差を示している。球面収差は、波長４３５．８３４０ｎｍ（二点鎖線）と、波長４８６．１３３０ｎｍ（長破線）と、波長５４６．０７４０ｎｍ（実線）と、波長５８７．５６２０ｎｍ（一点鎖線）と、６５６．２７３０ｎｍ（短破線）とを示している。非点収差はタンジェンシャル光線Ｔとサジタル光線Ｓとを示している。図５に、光学系１０の倍率色収差（横収差）をタンジェンシャル光線およびサジタル光線のそれぞれについて上記のそれぞれの波長で示している。以下に示す収差図においても同様である。
【００２６】
この光学系１０の主な性能を示す数値は以下の通りである。
全体の合成焦点距離（ｆ）：８９．９４ｍｍ
Ｆ値：３．２６
最大画角（半画角）：１７．４６度
イメージサークル：φ５６ｍｍ
バックフォーカス（ＢＦ）：２４．０２ｍｍ
全体のレンズ長（ＬＡ）：８０．２９ｍｍ
【００２７】
この光学系１０の条件（１）〜（９）の値は以下の通りであり、いずれの条件も満足している。なお、カギかっこ内は、本例の光学系１０の対応するパラメータを示す。
条件（１）（ｄＳ／ｄＩ、「ｄ１１／（ｄ１２〜ｄ１９）」）：０．２０７
条件（２）（｜ｆ２／ｆｓ｜、「｜ｆ２／ｆＬ７｜」）：０．３６１
条件（３）（ｆ２／ＢＦ）：−２．３５
条件（４）（ｆ２／ｆ１）：−０．９３７
条件（５）（ＢＦ／ＲＬＮ２、「ＢＦ／Ｒ１７」）：０．１０２
条件（６）（（ＲＬＬ１＋ＲＬＮ２）／（ＲＬＬ１−ＲＬＮ２）、
「（Ｒ１８＋Ｒ１７）／（Ｒ１８−Ｒ１７）」）：−０．７９９
条件（７）（Ｄｅ１／ＤｅＬＬ２、「Ｄｅ１／Ｄｅ１９」）：０．９９
条件（８）（ＬＡ／ＢＦ）：３．３４
条件（９）（Ｄｅ１／ＢＦ）：１．５０
【００２８】
この撮像光学系１０は、物体側１１から、正のパワーの第１のレンズ群Ｇ１、負のパワーの第２のレンズ群Ｇ２、絞りＳｔおよび正のパワーの第３のレンズ群Ｇ３が並んだ、正−負−正のパワー配置を持つ望遠タイプ（テレフォトタイプ、逆レトロフォーカスタイプ）に近い光学系であり、第２のレンズ群Ｇ２を焦点距離調整（フォーカシング）の際に動かすインナーフォーカスタイプの光学系である。この望遠タイプの光学系は、一般的に焦点距離を長くできるが、画角が小さく、画角を確保しようとすると物体側１１の有効径が大きくなる。したがって、大型の撮像素子５に対応するように、上記のようなφ５６ｍｍという大きなイメージサークルを実現して像面側１２のレンズの有効径を単純に大きくすると、光学系が大型になり、全長も長く、重いレンズシステムとなってしまう。
【００２９】
これに対し、この光学系１０においては、最も像面側１２に負のパワーのレンズＬ１０を配置することにより像面側レンズＬ１０の有効径に対して大きなサイズのイメージサークルが得られるようにしている。さらに、第３のレンズ群Ｇ３の最も物体側１１、すなわち、最も開口絞りＳｔの近傍に、条件（１）を満たすように、正のパワーのレンズ（絞り側レンズ）Ｌ７の物体側の面（第３のレンズ群Ｇ３の最も絞り側の面）Ｓ１２を配置し、開口絞りＳｔからの光線、特に軸外光の光軸１５に対する発散を抑制し、像面側１２の負のパワーのレンズＬ１０を介して、像面５ａ、すなわち撮像素子５に入力する軸外光線の入射角度を寝かせ（小さくし）、周辺光の光量を確保するとともに収差補正を十分に行えるようにしている。したがって、最も像面側１２に負のレンズＬ１０を採用でき、それにより、イメージサークルに対して最も像面側１２のレンズＬ１０の径Ｄｅ１９（ＤｅＬＬ２）が大きくなることを抑制できる。このため、像面側１２のレンズＬ１０の径Ｄｅ１９に対して、物体側１１のレンズＬ１の径Ｄｅ１が大きくなることを抑制できる。
【００３０】
また、開口絞りＳｔに、第３のレンズ群Ｇ３の最も物体側１１で集光に適した正のパワーのレンズＬ７を近づけることにより、周辺光を第３のレンズ群Ｇ３に取り込みやすくなり、画角が小さくなることを抑制できる。したがって、光学系１０の最も物体側１１のレンズＬ１の径Ｄｅ１が小さく、画角が大きな光学系１０を提供できる。この例では、最も物体側１１のレンズＬ１の有効径Ｄｅ１が、最も像面側１２のレンズＬ１０の有効径Ｄｅ１９よりも小さい光学系１０を提供できる。
【００３１】
さらに、開口絞りＳｔを隔ててレンズＬ７と対峙し、インナーフォーカスを行う第２のレンズ群Ｇ２のパワー（焦点距離ｆ２）と、レンズＬ７のパワー（焦点距離ｆｓ）との関係を、条件（２）を満足するように設定し、第３のレンズ群Ｇ３の絞り側レンズＬ７のパワーを収差補正が良好に行えるとともに、像面５ａに対する光線角度を適切に制御できるようにしている。
【００３２】
第２のレンズ群Ｇ２のパワー（焦点距離ｆ２）は、バックフォーカスＢＦおよび第１のレンズ群のパワー（焦点距離ｆ１）に対して条件（３）および（４）を満たすように設定されており、第２のレンズ群Ｇ２で収差補正が十分に行えるとともに、フォーカシング性能を確保し、全長ＬＡのより短い光学系１０を実現している。また、この光学系１０においては、フォーカシングの際に第２のレンズ群Ｇ２をモーターで駆動するが、条件（３）および（４）を満足する範囲に第２のレンズ群Ｇ２のパワーを設定することにより、第２のレンズ群Ｇ２をレンズＬ５およびＬ６の二枚構成、具体的には接合レンズＢ２のみで構成しており、軽量でモーター負荷の少ない光学系１０となっている。
【００３３】
第３のレンズ群Ｇ３は、物体側１１から順に、正のパワーのレンズＬ７およびＬ８と、負のパワーのレンズＬ９およびＬ１０との構成となっており、最も像面側１２を２枚の負のパワーのレンズＬ９およびＬ１０で構成することにより像面側１２のレンズ径を抑えて大きなイメージサークルを形成できるようにしている。特に、像面側１２の２枚目のレンズＬ９を両凹の負レンズとし、像面側１２の面の曲率半径Ｒ１７を条件（５）の範囲に設定することにより、像面５ａに入射する光線角度が大きくなりすぎることを抑制でき、より鮮明な像を結像できるようにしている。バックフォーカスＢＦも長くなりすぎない構成となっている。
【００３４】
最も像面側の像面側レンズＬ１０は、像面側１２に凸の負のメニスカスレンズであり、像面側１２の最終の２つのレンズＬ１０およびＬ９により、条件（６）を満足する向かい合った面の組み合わせを形成している。これらの面により負のパワーを確保するとともに、収差補正に要する面の数を確保し、さらに、ペッツバール和が大きくなりすぎて像面湾曲が増加することも抑制できている。
【００３５】
したがって、この光学系１０は、望遠タイプとしては像面側１２のレンズＬ１０の径Ｄｅ１９に対して物体側１１のレンズＬ１の径Ｄｅ１を小さくでき、本例では、最も物体側１１のレンズＬ１の方が、最も像面側１２のレンズＬ１０よりも小さい光学系１０を実現している。また、イメージサークルがφ５６ｍｍと大きいにも関わらず、比較的長いバックフォーカスＢＦを確保でき、バックフォーカスＢＦに対して最も物体側１１のレンズＬ１が小さく、全長ＬＡが短い、全体としてコンパクトなレンズシステム（光学系）１０を提供している。さらに、画角が半画角で１７．４６度と望遠タイプとして大きく、Ｆ値が３．２６と明るい、交換レンズなどとして好適な光学系１０となっている。
【００３６】
図６に、異なる撮像用の光学系１０を備えたカメラ１の例を示している。この光学系１０も、物体側１１から像面５ａに向かって順番に、全体として正の屈折力の第１のレンズ群Ｇ１と、全体として負の屈折力の第２のレンズ群Ｇ２と、開口絞りＳｔと、全体として正の屈折力の第３のレンズ群Ｇ３とから構成され、フォーカシングの際に第２のレンズ群Ｇ２が動く、インナーフォーカスタイプの撮像用の光学系１０である。第１のレンズ群Ｇ１は４枚構成であり、第２のレンズ群Ｇ２は２枚構成であり、第３のレンズ群Ｇ３は４枚構成である。それぞれの群の基本的なレンズの構成は上記の光学系と共通するので説明は省略するが、全体として、２組の接合レンズＢ１およびＢ２を含む１０枚構成の光学系である。
【００３７】
図７に光学系１０を構成する各レンズのデータを示している。図８には、各レンズのｄ線基準の焦点距離（ｍｍ）と、各レンズ群の合成焦点距離（ｍｍ）とを示している。図９に、光学系１０の球面収差、非点収差、歪曲収差を示し、図１０に、光学系１０の倍率色収差（横収差）をタンジェンシャル光線およびサジタル光線のそれぞれについて上記のそれぞれの波長で示している。
【００３８】
この光学系１０の主な性能を示す数値は以下の通りである。
全体の合成焦点距離（ｆ）：９５．１９ｍｍ
Ｆ値：３．４
最大画角（半画角）：１６．５５度
イメージサークル：φ５６ｍｍ
バックフォーカス（ＢＦ）：３４．０５ｍｍ
全体のレンズ長（ＬＡ）：７２．４６ｍｍ
【００３９】
この光学系１０の条件（１）〜（９）の値は以下の通りであり、いずれの条件も満足している。なお、カギかっこ内は、本例の光学系１０の対応するパラメータを示す。
条件（１）（ｄＳ／ｄＩ、「ｄ１１／（ｄ１２〜ｄ１９）」）：０．２００
条件（２）（｜ｆ２／ｆｓ｜、「｜ｆ２／ｆＬ７｜」）：０．３４５
条件（３）（ｆ２／ＢＦ）：−１．６０
条件（４）（ｆ２／ｆ１）：−０．９１７
条件（５）（ＢＦ／ＲＬＮ２、「ＢＦ／Ｒ１７」）：０．３００
条件（６）（（ＲＬＬ１＋ＲＬＮ２）／（ＲＬＬ１−ＲＬＮ２）、
「（Ｒ１８＋Ｒ１７）／（Ｒ１８−Ｒ１７）」）：−０．６６２
条件（７）（Ｄｅ１／ＤｅＬＬ２、「Ｄｅ１／Ｄｅ１９」）：０．９７
条件（８）（ＬＡ／ＢＦ）：２．１３
条件（９）（Ｄｅ１／ＢＦ）：０．８８
【００４０】
このように、上記において開示した光学系（レンズシステム）１０は撮像光学装置およびデジタル機器に関連し、風景や被写体を撮像素子に取り込むレンズ交換式デジタルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ、アクションカメラなどに適した大口径でコンパクトな光学系１０である。特に、大型の撮像素子５に使用するイメージサークルの大きなレンズシステムとして適しており、１０枚、３群構成という簡易な構成でありながら、望遠レンズとしての性能を備え、さらに、長いバックフォーカスＢＦを有しながら、レンズ径およびレンズ全長ＬＡが小さく、かつ、広角で明るく、そして、良好に収差補正がされた光学系１０を提供できる。
【００４１】
上記には、物体側から像面に向かって順番に、全体として正の屈折力の第１のレンズ群と、全体として負の屈折力の第２のレンズ群と、開口絞りと、全体として正の屈折力の第３のレンズ群とから構成され、前記第３のレンズ群は、最も物体側に配置された正の屈折力の、絞り側レンズと、最も像面側に配置された負の屈折力の、像面側レンズとを含み、前記絞り側レンズの物体側の面と前記開口絞りとの距離ｄＳと、前記絞り側レンズの物体側の面と前記像面との距離ｄＩとが以下の条件を満たす、光学系が開示されている。また、これらの光学系と、前記光学系の像画側に配置された撮像素子とを有する撮像装置が開示されている。
０．０２＜ｄＳ／ｄＩ＜０．３
【００４２】
この光学系においては、フォーカシングの際に、前記第１のレンズ群、前記開口絞りおよび前記第３のレンズ群は、前記像面に対し固定され、前記第２のレンズ群が前記像面に対して移動してもよい。前記第２のレンズ群の合成焦点距離ｆ２と、前記絞り側レンズの焦点距離ｆｓとが以下の条件を満たしてもよい。
０．１＜｜ｆ２／ｆｓ｜＜０．８
【００４３】
前記第１のレンズ群の焦点距離ｆ１と、前記第２のレンズ群の焦点距離ｆ２と、バックフォーカスＢＦとが以下の条件を満たしてもよい。
−１０＜ｆ２／ＢＦ＜−１．４
−１．５＜ｆ２／ｆ１＜−０．７
【００４４】
前記第３のレンズ群は、物体側から順に配置された前記絞り側レンズと、正の屈折力のレンズと、両凹の負レンズと、前記像面側レンズとにより構成されており、前記両凹の負レンズの像面側の面の曲率半径ＲＬＮ２と、バックフォーカスＢＦとが以下の条件を満たしてもよい。
０．０５＜ＢＦ／ＲＬＮ２＜０．５
【００４５】
前記像面側レンズは像面側に凸の負のメニスカスレンズであり、前記像面側レンズの物体側の面の曲率半径ＲＬＬ１と、前記曲率半径ＲＬＮ２とが以下の条件を満たしてもよい。
−１．０＜(ＲＬＬ１＋ＲＬＮ２)／(ＲＬＬ１−ＲＬＮ２)＜−０．１
【００４６】
前記第１のレンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の有効径Ｄｅ１と、前記像面側レンズの像面側の面の有効径ＤｅＬＬ２とが以下の条件を満たしてもよい。
０．９＜Ｄｅ１／ＤｅＬＬ２＜１．０
【００４７】
当該光学系の全長ＬＡとバックフォーカスＢＦとが以下の条件を満たしてもよい。
１．５＜ＬＡ／ＢＦ＜５．０
【００４８】
前記第１のレンズ群の最も物体側のレンズの物体側の面の有効径Ｄｅ１とバックフォーカスＢＦとが以下の条件を満たしてもよい。
０．８＜Ｄｅ１／ＢＦ＜２．０
【符号の説明】
【００４９】
１０  光学系、  Ｇ１  第１のレンズ群、  Ｇ２  第２のレンズ群、  Ｇ３  第３のレンズ群
【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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