(57)【要約】      （修正有）【課題】広画角で高い光学性能が得られるズームレンズ光学系を提供する。【解決手段】物体側から像側へ順に、負の屈折力の前群Ｌ１、開口絞りＳＰ、正の屈折力の後群Ｌ２より構成され、ズーミングに際して前記前群と前記後群の間隔が変化する光学系であって、前記後群は物体側に凸面を向けた接合レンズ面を４以上有し、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記４以上の接合レンズ面の焦点距離の平均値をｆｓａｚとするとき、５．０＜｜ｆｓａｚ／ｆｗ｜＜２０．０なる条件式を満足する。【選択図】図１
2015114509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する前群、開口絞り、正の屈折力を有する後群より構成され、ズーミングに際して前記前群と前記後群の間隔が変化する光学系において、前記後群は物体側に凸面を向けた接合レンズ面を４以上有し、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記４以上の接合レンズ面の焦点距離の平均値をｆｓａｚとするとき、
５．０＜｜ｆｓａｚ／ｆｗ｜＜２０．０
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】
前記光学系のレンズ全長をＬｗとするとき、
８．０＜Ｌｗ／ｆｗ＜２０．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１の光学系。
【請求項３】
前記４以上の接合レンズ面は、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズが配置された接合レンズの接合レンズ面であることを特徴とする請求項１又は２の光学系。
【請求項４】
前記４以上の接合レンズ面は、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズが配置された接合レンズの接合レンズ面であり、前記接合レンズを構成する負レンズの材料の屈折率の平均値をＮｎｚ、前記接合レンズを構成する正レンズの材料の屈折率の平均値をＮｐｚとするとき、
１．０＜Ｎｎｚ／Ｎｐｚ＜１．３
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１項の光学系。
【請求項５】
前記前群の焦点距離をｆＬＦｚとするとき、
１．０＜｜ｆＬＦｚ／ｆｗ｜＜２．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項の光学系。
【請求項６】
前記後群の焦点距離をｆＬＲｚとするとき、
２．０＜ｆＬＲｚ／ｆｗ＜５．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項の光学系。
【請求項７】
前記前群は負の屈折力を有する第１レンズ群より構成され、前記後群は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群より構成され、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項の光学系。
【請求項８】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像側へ凸状の軌跡で移動し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群はいずれも物体側へ移動することを特徴とする請求項７の光学系。
【請求項９】
前記前群は負の屈折力を有する第１レンズ群より構成され、前記後群は正の屈折力を有する第２レンズ群より構成され、ズーミングに際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群が移動することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項の光学系。
【請求項１０】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記第１レンズ群は像側へ凸状の軌跡で移動し、前記第２レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項９の光学系。
【請求項１１】
物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する前群、開口絞り、正の屈折力を有する後群より構成され、前記後群は物体側に凸面を向けた接合レンズ面を４以上有し、全系の焦点距離をｆ、前記４以上の接合レンズ面の焦点距離の平均値をｆｓａとするとき、
５．０＜｜ｆｓａ／ｆ｜＜２０．０
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
【請求項１２】
前記光学系のレンズ全長をＬとするとき、
８．０＜Ｌ／ｆ＜２０．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１１の光学系。
【請求項１３】
前記４以上の接合レンズ面は、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズが配置された接合レンズの接合レンズ面であることを特徴とする請求項１１又は１２の光学系。
【請求項１４】
前記４以上の接合レンズ面は、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズが配置された接合レンズの接合レンズ面であり、前記接合レンズを構成する負レンズの材料の屈折率の平均値をＮｎ、前記接合レンズを構成する正レンズの材料の屈折率の平均値をＮｐとするとき、
１．０＜Ｎｎ／Ｎｐ＜１．３
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項の光学系。
【請求項１５】
前記前群の焦点距離をｆＬＦとするとき、
１．０＜｜ｆＬＦ／ｆ｜＜２．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項の光学系。
【請求項１６】
前記後群の焦点距離をｆＬＲとするとき、
２．０＜ｆＬＲ／ｆ＜５．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項の光学系。
【請求項１７】
、フォーカシングに際して前記後群の全部又は一部が移動することを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか１項の光学系。
【請求項１８】
固体撮像素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項の光学系。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれか１項の光学系と、該光学系によって形成された像を受光する固体撮像素子と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、例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ等の撮像装置の撮像光学系として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像素子を用いた撮像装置においては、広画角で画面全体にわたり高性能（高解像力）な撮像光学系が要求されている。広画角な撮像光学系としてはレトロフォーカス型の撮像光学系が知られている（特許文献１）。特許文献１は負の屈折力の前方レンズ系、開口絞り、正の屈折力の後方レンズ系より構成され、撮影画角１２０度のレトロフォーカス型の単一焦点距離の広角レンズを開示している。
【０００３】
また広画角の撮像光学系として負の屈折力のレンズ群が先行する（最も物体側に位置する）ネガティブリード型のズームレンズが知られている（特許文献２〜４）。特許文献２は、負の屈折力の第１レンズ群（前群）、正の屈折力の第２レンズ群（後群）より成り、双方のレンズ群を移動させてズーミングを行う、広角端での撮影全画角１１４．７度で、ズーム比１．６５程度の広画角のズームレンズを開示している。
【０００４】
この他特許文献２は、負の屈折力の第１レンズ群（前群）、正の屈折力の第２レンズ群と正の屈折力の第３レンズ群よりなる後群より構成されている。そして各レンズ群を移動させてズーミングを行う広角端での撮影全画角１１４．７度でズーム比１．６５程度の広画角のズームレンズを開示している。
【０００５】
特許文献３では、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群からなり、各レンズ群の間隔を変えてズーミングを行う３群ズームレンズを開示している。特許文献４では、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群よりなり、双方のレンズ群間隔を変えてズーミングを行う２群ズームレンズを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２２７１２４号公報
【特許文献２】特開２００７−９４１７４号公報
【特許文献３】特開２００１−１４１９９７号公報
【特許文献４】特開２００８−０６５０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般にレトロフォーカス型の光学系は前方（物体側）に負の屈折力の前群、後方（像側）に正の屈折力の後群を配置した全体として非対称のレンズ構成より成っている。又長いバックフォーカスを確保する為に前群の負の屈折力の絶対値を大きくしなければならない為、諸収差の発生量が多くなる傾向がある。
【０００８】
特に撮影画角が例えば１２０°を越えるような超広画角の領域をカバーする光学系においては、前方の負の屈折力の前群と開口絞りより後方の正の屈折力の後群より多くの諸収差、特に球面収差が多く発生する。そのため、超広画角の光学系は諸収差をバランス良く良好に補正するのが大変難しいという問題点があった。
【０００９】
一般に、ネガティブリード型の光学系において広画角化を図りつつ、諸収差を良好に補正し、高い光学性能を得るには各レンズ群のレンズ構成、例えば正の屈折力の後群のレンズ構成を適切に設定することが重要になってくる。後群のレンズ構成が不適切であると、広画角化を図りつつ、高い光学性能を得るのが大変困難になってくる。
【００１０】
前述の特許文献１、２の光学系では、非球面レンズを効果的に用いることで、非対称のレンズ構成により発生するコマ収差、歪曲収差等の諸収差を少ないレンズ枚数で良好に補正している。しかしながら非球面レンズを用いても、全波長域においてコマ収差、歪曲収差等を補正するのは困難であり、広画角化を図りつつ画面全域での高画質化を達成することが困難であった。
【００１１】
本発明は、広画角で高い光学性能が得られる光学系及びそれを有する撮像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】
【００１２】
本発明の光学系がズームレンズよりなるときは、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する前群、開口絞り、正の屈折力を有する後群より構成され、ズーミングに際して前記前群と前記後群の間隔が変化し、前記後群は物体側に凸面を向けた接合レンズ面を４以上有し、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記４以上の接合レンズ面の焦点距離の平均値をｆｓａｚとするとき、
５．０＜｜ｆｓａｚ／ｆｗ｜＜２０．０  ・・・（１ａ）
なる条件式を満足することを特徴としている。
【００１３】
この他、本発明の光学系が単一の焦点距離の撮影レンズよりなるときは、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する前群、開口絞り、正の屈折力を有する後群より構成され、前記後群は物体側に凸面を向けた接合レンズ面を４以上有し、全系の焦点距離をｆ、前記４以上の接合レンズ面の焦点距離の平均値をｆｓａとするとき、
５．０＜｜ｆｓａ／ｆ｜＜２０．０      ・・・（１ｂ）
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、広画角で高い光学性能が得られる光学系が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図
【図２】（Ａ），（Ｂ）  実施例１のズームレンズの広角端と望遠端において無限遠物体に合焦させたときの縦収差図
【図３】本発明の実施例２のズームレンズの広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図
【図４】（Ａ），（Ｂ）  実施例２のズームレンズの広角端と望遠端において無限遠物体に合焦させたときの縦収差図
【図５】本発明の実施例３の撮影レンズのレンズ断面図
【図６】本発明の実施例３の無限遠物体に合焦させたときの収差図
【図７】本発明の撮像装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の光学系及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。本発明の光学系は、撮像装置に用いられるレトロフォーカス型の広画角の単一焦点距離の撮影レンズや広画角のズームレンズである。尚、以下の説明において光学系がズームレンズのときは広角端において全系がレトロフォーカス型となっている。
【００１７】
本発明の光学系は、物体側から像側へ順に、負の屈折力の前群、開口絞り、正の屈折力の後群より構成される。本発明の光学系の説明において全系の焦点距離とは、単一焦点距離の撮像レンズにあっては、無限遠物体の合焦時におけるその焦点距離を意味する。また、ズームレンズにあっては、無限遠物体の合焦時における広角端の焦点距離を意味する。
【００１８】
図１は本発明の光学系がズームレンズのときの実施例１の広角端（短焦点距離端）において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図である。図２（Ａ），（Ｂ）は実施例１のズームレンズの広角端と望遠端（長焦点距離端）において無限遠物体に合焦させたときの縦収差図である。図３は本発明の光学系がズームレンズのときの実施例２の広角端において無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図である。図４（Ａ），（Ｂ）は実施例２のズームレンズの広角端と望遠端において無限遠物体に合焦させたときの縦収差図である。
【００１９】
図５は本発明の光学系が単一焦点距離の撮像レンズのときの実施例３の無限遠物体に合焦したときのレンズ断面図、図６は実施例３の物体距離無限遠のときの収差図である。図７は本発明の光学系を備えるカメラ（撮像装置）の要部概略図である。各実施例の光学系はビデオカメラやデジタルカメラ、そして銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる。
【００２０】
レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。レンズ断面図において、ＬＦは負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の前群である。ＬＲは正の屈折力の後群である。ＳＰは撮影時の絞り値に応じた撮影光束径を制御する開口径可変の撮影光束径決定部材（以下「開口絞り」と呼ぶ）であり、前群ＬＦと後群ＬＲとの間に配置されている。ＦＰ１，ＦＰ２は各々フレアーカット絞りである。ｉは物体側からレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。
【００２１】
図１，図３の実施例１，２のズームレンズにおけるレンズ断面図において矢印は広角端から望遠端へのズーミングに際しての各レンズ群、開口絞り、フレアーカット絞り等の移動軌跡を示している。実施例１，２において広角端と望遠端は各レンズ群が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に、銀塩フィルム用カメラのときはフィルム面に相当する感光面が置かれる。
【００２２】
図１の実施例１のズームレンズにおいて、前群ＬＦは負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１より構成されている。後群ＬＲは正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３より構成されている。ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。具体的には広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印の如く第１レンズ群Ｌ１は像側へ凸状の軌跡で移動している。第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１との間隔を縮小しつつ物体側へ移動している。
【００２３】
第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２との間隔を増大しつつ物体側へ移動している。第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３は互いに異なった軌跡で移動している。開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｌ３と異なった軌跡で移動している。フレアーカット絞りＦＰ１は独立に（他の要素とは異なった軌跡で）移動している。フレアーカット絞りＦＰ２は第３レンズ群Ｌ３と同じ軌跡で（一体的に）移動している。フォーカシングは第２レンズ群Ｌ２により行っている。
【００２４】
図３の実施例２のズームレンズにおいて、前群ＬＦは負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１より構成されている。後群ＬＲは正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２より構成されている。ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２は互いに異なった軌跡で移動する。具体的には広角端から望遠端へのズーミングに際して矢印の如く第１レンズ群Ｌ１は像側に凸状の軌跡で移動している。第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１との間隔を縮小しつつ物体側へ移動している。
【００２５】
開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２と同じ軌跡で（一体的に）移動している。フレアーカット絞りＦＰ１は独立に移動している。フレアーカット絞りＦＰ２は第２レンズ群Ｌ２と一体的に移動している。フォーカシングは第２レンズ群Ｌ２の一部の部分レンズ系で行っている。尚、実施例１，２においてフォーカシングはズームレンズ全体又は任意の１つのレンズ群を移動させて行っても良い。
【００２６】
図５の実施例３の単一焦点距離の撮像レンズにおけるレンズ断面図において、前群ＬＦは負の屈折力の前方レンズ系Ｌ１より構成されている。後群ＬＲは正の屈折力の後方レンズ系Ｌ２より構成されている。
【００２７】
フォーカシングは後方レンズ系Ｌ２の一部又は全部の部分レンズ系を移動させて行っている。それぞれの収差図は左から順に、球面収差、非点収差、歪曲、倍率色収差を表わしている。球面収差と倍率色収差を示す図において、実線はｄ線（５８７．６ｎｍ）、二点鎖線はｇ線（４３５．８ｎｍ）を表わしている。また、非点収差を示す図において、実線はｄ線のサジタル方向、破線はｄ線のメリディオナル方向を表わしている。また歪曲を示す図はｄ線における歪曲を表わしている。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。
【００２８】
次に、各実施例の前述した特徴以外の特徴について説明する。本発明の光学系は、最も大きな空気間隔を境に、前群ＬＦと後群ＬＲより構成されている。具体的には物体側から像側へ順に、負の屈折力の前群ＬＦ、開口絞りＳＰ、正の屈折力の後群ＬＲより構成されている。
【００２９】
光学系がズームレンズのときは、後群ＬＲは物体側に凸面を向けた接合レンズ面を４以上有している。そして広角端における全系の焦点距離をｆｗ、４以上の接合レンズ面の焦点距離の平均値をｆｓａｚとする。このとき、
５．０＜｜ｆｓａｚ／ｆｗ｜＜２０．０    ・・・（１ａ）
なる条件式を満足している。
【００３０】
次に光学系が単一焦点距離の撮影レンズのときは、後群ＬＲは物体側に凸面を向けた接合レンズ面を４以上有している。そして全系の焦点距離をｆ、４以上の接合レンズ面の焦点距離の平均値をｆｓａとする。このとき、
５．０＜｜ｆｓａ／ｆ｜＜２０．０    ・・・（１ｂ）
なる条件式を満足している。
【００３１】
条件式（１ａ）と条件式（１ｂ）は光学系がズームレンズであるか、単一焦点距離の撮影レンズであるかの違いであり、技術的内容は同じである。ここでレンズ面の焦点距離ｆLとは、レンズ面の光入射側と光出射側の媒質の屈折率を各々Ｎ、Ｎ’、レンズ面の曲率半径をＲとするとき、
１／ｆL＝（Ｎ’−Ｎ）／Ｒ
である。
【００３２】
超広画角レンズを設計する際には、適切な大きさの前玉有効径を維持しつつ、良好なる光学性能を得ることが重要になってくる。レトロフォーカスタイプの光学系において、負の屈折力の前群と正の屈折力の後群のパワーのバランスとバックフォーカスの長短には相対的な因果関係がある。長いバックフォーカスを必要とすることは、レトロ比を大きくすることに等しい。また、著しく大きなレトロ比は、前群の負の屈折力が著しく大きくなることを意味する。
【００３３】
前群と後群の屈折力のバランスが崩れると、光学性能が劣化してくる。特にペッツヴァール和が増大し、コマ収差、像面湾曲、歪曲等の軸外収差が増大し、また結果的に光学系全体が大型化してくる。各実施例の光学系は物体側に凸面を向けた接合レンズ面を４以上有する。
【００３４】
条件式（１ａ），（１ｂ）はこのときの物体側に凸面を向けた接合レンズ面の焦点距離を適切に設定するものである。条件式（１ａ），（１ｂ）を満足することで、レトロフォーカスタイプの屈折力配置を維持しつつ、広角端の広画角化を図り、前玉有効径の小型化を容易にしている。
【００３５】
条件式（１ａ），（１ｂ）の上限を越えると、接合レンズ面の負の屈折力が弱く（負の屈折力の絶対値が小さく）なりすぎ、レトロフォーカスタイプの屈折力配置とするのが難しくなり、撮影画角を広くすることが困難となる。又、色のコマ収差、色の歪曲収差の補正が困難になってくる。下限を越えると、接合レンズ面の負の屈折力が強く（負の屈折力の絶対値が大きく）なりすぎ、色のコマ収差、色の歪曲収差が補正過剰となる。更に好ましくは条件式（１ａ），（１ｂ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００３６】
７．０＜｜ｆｓａｚ／ｆｗ｜＜１８．０  ・・・（１ａａ）
７．０＜｜ｆｓａ／ｆ｜＜１８．０      ・・・（１ｂｂ）
各実施例によれば以上の構成をとることにより、撮影画角が１２０°を超える超広画角でありながら、全系が小型で良好な光学性能を有する光学系が得られる。
【００３７】
各実施例の光学系において、好ましくは次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
それによれば各条件式に対応した効果が得られる。
【００３８】
まず光学系がズームレンズのときは次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。光学系の広角端におけるレンズ全長をＬｗとする。ここでレンズ全長とは最も物体側のレンズ面から像面までの距離である。
【００３９】
４以上の接合レンズ面は、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズが配置された接合レンズの接合レンズ面である。接合レンズを構成する負レンズの材料の屈折率の平均値をＮｎｚ、接合レンズを構成する正レンズの材料の屈折率の平均値をＮｐｚとする。前群ＬＦの焦点距離をｆＬＦｚとする。後群ＬＲの焦点距離をｆＬＲｚとする。このとき、次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００４０】
８．０＜Ｌｗ／ｆｗ＜２０．０        ・・・（２ａ）
１．０＜Ｎｎｚ／Ｎｐｚ＜１．３      ・・・（３ａ）
１．０＜｜ｆＬＦｚ／ｆｗ｜＜２．０  ・・・（４ａ）
２．０＜ｆＬＲｚ／ｆｗ＜５．０      ・・・（５ａ）
光学系が単一焦点距離の撮影レンズのときは次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。光学系のレンズ全長をＬとする。
【００４１】
４以上の接合レンズ面は、物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズが配置された接合レンズの接合レンズ面である。そして接合レンズを構成する負レンズの材料の屈折率の平均値をＮｎ、接合レンズを構成する正レンズの材料の屈折率の平均値をＮｐとする。前群ＬＦの焦点距離をｆＬＦとする。後群ＬＲの焦点距離をｆＬＲとする。このとき、次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００４２】
８．０＜Ｌ／ｆ＜２０．０        ・・・（２ｂ）
１．０＜Ｎｎ／Ｎｐ＜１．３      ・・・（３ｂ）
１．０＜｜ｆＬＦ／ｆ｜＜２．０  ・・・（４ｂ）
２．０＜ｆＬＲ／ｆ＜５．０      ・・・（５ｂ）
ここで、条件式（２ａ）と条件式（２ｂ）、条件式（３ａ）と条件式（３ｂ）、条件式（４ａ）と条件式（４ｂ）、条件式（５ａ）と条件式（５ｂ）は、光学系がズームレンズであるか単一焦点距離の撮影レンズであるかの違いであり、技術的内容は同じである。
【００４３】
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（２ａ），（２ｂ）は光学系の焦点距離（光学系がズームレンズのときは広角端における焦点距離）に対するレンズ全長との比に関する。条件式（２ａ），（２ｂ）は、所謂テレ比を適切に設定するものである。条件式（２ａ），（２ｂ）の上限を超え、レンズ全長が長くなりすぎると、前玉有効径の小型化が困難となる。条件式（２ａ），（２ｂ）の下限を越え、レンズ全長が短くなりすぎると、ペッツヴァール和が正の方向に大きくなりすぎ、像面湾曲が増大し、これを補正することが困難となる。
【００４４】
条件式（３ａ），（３ｂ）は接合レンズを構成する負レンズの材料の屈折率と正レンズの材料の屈折率の比を規定するものである。条件式（３ａ），（３ｂ）の下限を超えるとペッツヴァール和が増大し、像面湾曲等の軸外収差が増加し、結果的に全系が大型化してくる。条件式（３ａ），（３ｂ）の上限値を超えると屈折率差が大きくなりすぎて諸収差の補正が困難になる。
【００４５】
条件式（４ａ），（４ｂ）は前群ＬＦの焦点距離を規定する。条件式（４ａ），（４ｂ）の上限を超え、前群ＬＦの焦点距離が長くなりすぎると（負の焦点距離の絶対値が大きくなりすぎると）、前玉有効径の小型化が困難となる。また、所定の長さのバックフォーカスを得るのが困難となる。下限を越え、前群ＬＦの焦点距離が短くなりすぎると（負の焦点距離の絶対値が小さくなりすぎると）、像面湾曲、歪曲収差等を補正することが困難となる。
【００４６】
条件式（５ａ），（５ｂ）は後群ＬＲの焦点距離を規定する。条件式（５ａ），（５ｂ）の上限を超え、後群ＬＲの焦点距離が長くなりすぎると、前玉有効径の小型化が困難となる。また、所定の長さのバックフォーカスを得るのが困難となる。下限を越え、後群ＬＲの焦点距離が短くなりすぎると、像面湾曲、歪曲収差等を補正することが困難となる。更に好ましくは条件式（２ａ）乃至（５ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４７】
１０．０＜Ｌｗ／ｆｗ＜１９．０        ・・・（２ａａ）
１．１０＜Ｎｎｚ／Ｎｐｚ＜１．２０        ・・・（３ａａ）
１．１０＜｜ｆＬＦｚ／ｆｗ｜＜１．８０  ・・・（４ａａ）
２．４０＜ｆＬＲｚ／ｆｗ＜４．２０      ・・・（５ａａ）
又、好ましくは条件式（２ｂ）乃至（５ｂ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４８】
１０．０＜Ｌ／ｆ＜１９．０          ・・・（２ｂｂ）
１．１０＜Ｎｎ／Ｎｐ＜１．２０      ・・・（３ｂｂ）
１．１０＜｜ｆＬＦ／ｆ｜＜１．８０  ・・・（４ｂｂ）
２．４０＜ｆＬＲ／ｆ＜４．２０      ・・・（５ｂｂ）
以上のように各実施例では、接合レンズを効果的に用いることで、広角端の画角が１２０°を超える超広画角でありながら、全系が小型で、色のコマ収差、歪曲収差等の諸収差を良好に補正し、画面全域での高画質化の光学系が容易に得られる。
【００４９】
各実施例において、接合レンズ面はそれぞれ物体側から像側へ順に、負レンズと正レンズを接合した接合レンズの接合レンズ面からなるのが良い。上記構成とすることで、光学系をレトロフォーカスタイプの屈折力配置とすることが容易となり、広画角化と、前玉有効径の小型化が容易になる。
【００５０】
次に本発明の光学系を撮影光学系として用いた実施例を図７を用いて説明する。図７において、１０は一眼レフカメラ本体、１１は本発明による光学系を搭載した交換レンズである。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銀塩フィルムや被写体像を受光する固体撮像素子（光電変換素子）などの感光面である。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からの被写体像を感光面１２とファインダー光学系１３に切り替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。
【００５１】
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感光面記録手段１２に形成される結像して記録される。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等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有した撮像装置が実現できる。
【００５２】
尚、本発明はクイックリターンミラーのないＳＬＲ（Ｓｉｎｇｌｅ  ｌｅｎｓ  Ｒｅｆｌｅｘ）カメラにも同様に適用することができる。尚、本発明の光学系はビデオカメラにも同様に適用することができる。以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００５３】
次に本発明の各実施例の数値実施例を示す。各数値実施例においてｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉはレンズ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚および空気間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する材料の屈折率、材料のアッベ数を示す。ＢＦはバックフォーカスであり、最終レンズ面から像面までの距離で示している。レンズ全長は第１レンズ面から像面までの距離である。
【００５４】
非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２，Ａ１４を各々非球面係数としたとき、
【００５５】
【数１】
2015114509.tif 000003
【００５６】
なる式で表している。また［ｅ＋Ｘ］は［１０＋X］を意味し、［ｅ−Ｘ］は［１０−X］を意味している。非球面は面番号の後に＊を付加して示す。また、各光学面の間隔dが（可変）となっている部分は、ズーミングに際して変化するものである。また前述の各条件式と数値実施例の関係を表１に示す。 
【００５７】
[数値実施例１]
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd        νd       有効径
1*       100.402    3.10   1.77250    49.6       83.99
2         32.787   10.70                         62.10
3         42.207    3.20   1.58443    59.4       59.67
4*        20.133   10.96                         49.61
5        100.037    2.60   1.85000    40.3       46.09
6*        47.753    5.77                         36.38
7        313.541    1.30   1.59522    67.7       35.84
8         24.146    7.54                         30.95
9        -76.811    1.15   1.43875    94.9       30.84
10         64.103    0.89                         30.46
11         39.327    6.40   1.72047    34.7       30.67
12       -123.615  (可変)                         29.97
13          ∞     (可変)                         17.72
14(絞り)    ∞     (可変)                         18.91
15         20.914    1.10   2.00100    29.1       20.11
16         15.600    7.47   1.57501    41.5       19.38
17        -34.531    2.04                         19.13
18        -26.292    0.90   1.91082    35.3       18.24
19         68.346    2.28   1.80518    25.4       18.57
20        -87.663  (可変)                         18.72
21          ∞       0.00                         18.98
22         29.727    0.95   1.88300    40.8       19.07
23         14.164    6.33   1.51742    52.4       18.30
24        -97.092    0.95   1.83481    42.7       18.40
25        117.819    0.15                         18.52
26         22.677    6.42   1.49700    81.5       19.06
27        -27.253    0.20                         19.64
28       -210.616    1.10   1.88300    40.8       19.59
29         16.507    7.00   1.58313    59.4       19.72
30*       -89.025  (可変)                         20.89
像面        ∞   
【００５８】
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4= 5.07039e-006  A 6=-3.66524e-009 
A 8= 2.14684e-012  A10=-1.59746e-016  A12=-3.49877e-019 
A14= 1.41029e-022  
第4面
K =-3.08703e+000  A 4= 3.79875e-005  A 6=-6.27286e-008 
A 8= 1.29970e-011  A10= 1.49707e-014  
第6面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.15171e-005  A 6=-2.29358e-009 
A 8= 2.08815e-010  A10=-7.57344e-013  A12= 1.20672e-015  
第30面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.96961e-005  A 6= 3.33943e-008 
A 8= 2.90343e-011  A10=-2.00200e-013  A12= 7.23046e-015  
【００５９】
各種データ
ズーム比      2.05 
広角     中間     望遠
焦点距離      11.33    17.32    23.28  
Fナンバー      4.12     4.12     4.12  
半画角（度）  62.36    51.32    42.90  
像高          21.64    21.64    21.64  
レンズ全長   171.38   162.77   165.23  
BF            39.88    52.64    65.40  
d12           26.47     7.95     0.51  
d13            9.51     6.65     3.80  
d14            1.74     1.51     1.29  
d20            3.29     3.52     3.74  
d30           39.88    52.64    65.40  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離 
1    1     -18.23        
2   13       ∞           
3   14       ∞           
4   15      70.93        
5   21      56.82        
【００６０】
[数値実施例２]
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd        νd       有効径
1*        66.540    2.60   1.77250    49.6       69.99
2         25.367    8.07                         49.58
3         28.749    2.60   1.58383    59.4       47.72
4*        16.316   10.33                         43.43
5        100.001    2.10   1.85400    40.4       40.57
6*        32.421    6.16                         30.66
7        189.979    1.30   1.59522    67.7       30.34
8         39.134    5.01                         28.64
9        -53.880    1.20   1.43875    94.9       28.51
10         56.561    0.15                         28.22
11         36.018    7.45   1.72047    34.7       28.40
12        -99.582  (可変)                         27.43
13          ∞     (可変)                         16.59
14(絞り)    ∞       1.74                         17.77
15         20.662    1.00   2.00100    29.1       19.04
16         15.022    7.90   1.61340    44.3       18.38
17        -32.080    1.45                         18.05
18        -26.143    0.90   1.91082    35.3       17.34
19         26.601    3.61   1.85478    24.8       17.60
20       -105.795    3.69                         17.76
21          ∞       0.00                         17.86
22         29.922    0.95   1.88300    40.8       17.89
23         14.726    6.00   1.49700    81.5       17.23
24       -106.579    0.14                         17.26
25        -86.482    0.95   1.76421    50.4       17.26
26         81.303    0.15                         17.35
27         21.584    6.24   1.49700    81.5       19.33
28        -28.319    0.20                         19.84
29       -261.504    1.05   1.88300    40.8       19.82
30         19.182    5.48   1.58313    59.4       19.94
31*      -103.197  (可変)                         20.67
像面        ∞   
【００６１】
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4= 6.42646e-006  A 6=-8.86916e-009 
A 8= 1.26766e-011  A10=-9.48216e-015  A12= 3.74162e-018 
A14=-2.77582e-022  
第4面
K =-1.00193e+000  A 4= 9.47246e-006  A 6=-3.04033e-008 
A 8=-9.25956e-011  A10= 1.29892e-013  
第6面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.20599e-005  A 6= 2.45095e-008 
A 8= 5.49604e-010  A10=-3.00594e-012  A12= 8.33695e-015  
第31面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.69196e-005  A 6= 2.94334e-008 
A 8= 8.62945e-010  A10=-6.99775e-012  A12= 3.65541e-014  
【００６２】
各種データ
ズーム比      1.88 
広角     中間     望遠
焦点距離      12.36    17.82    23.28  
Fナンバー      4.12     4.12     4.12  
半画角（度）  60.26    50.52    42.90  
像高          21.64    21.64    21.64  
レンズ全長   158.46   152.79   155.01  
BF            40.01    51.17    62.34  
d12           20.62     6.58     0.44  
d13            9.40     6.60     3.80  
d31           40.01    51.17    62.34  
ズームレンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     -18.23       
2   13       ∞           
3   14      37.27        
【００６３】
[数値実施例３]
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd        νd       有効径
1*        63.441    2.20   1.69680    55.5       59.00
2         25.442    5.52                         45.91
3         28.300    2.20   1.58313    59.4       42.76
4*        12.904    7.23                         37.90
5         50.374    1.70   1.85000    40.3       31.20
6*        24.947    4.05                         22.99
7         59.522    0.85   1.59522    67.7       22.32
8         15.341    4.35                         19.00
9        -64.807    0.80   1.43875    94.9       18.69
10         31.693    0.20                         17.51
11         20.918   10.35   1.72047    34.7       17.21
12        547.908    1.48                         12.19
13          ∞       7.86                         10.62
14(絞り)    ∞       0.00                         13.07
15         22.443    1.42   2.00100    29.1       13.39
16         14.385    4.86   1.62004    36.3       13.07
17        -20.142    0.17                         13.16
18        -20.527    0.80   1.91082    35.3       13.08
19         20.122    3.34   1.84666    23.8       13.46
20       -235.657    2.62                         13.79
21         20.587    0.80   1.88300    40.8       14.78
22         12.875    6.84   1.51742    52.4       14.40
23        -13.416    0.80   1.83400    37.2       15.20
24       -160.886    0.15                         17.31
25         40.147    6.23   1.49700    81.5       19.53
26        -19.300    0.20                         20.70
27         54.325    1.10   1.88300    40.8       21.87
28         15.275    8.45   1.55332    71.7       21.64
29*       -48.549                                 22.86
像面        ∞   
【００６４】
非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000  A 4= 5.33233e-006  A 6= 1.54429e-009 
A 8=-8.67461e-013  A10= 2.56875e-015  A12=-1.67470e-018 
A14= 2.74451e-021  
第4面
K =-1.68145e+000  A 4=-7.54012e-007  A 6=-6.22445e-008 
A 8= 6.75757e-011  A10= 2.02117e-014  
第6面
K = 0.00000e+000  A 4= 7.63671e-005  A 6= 1.39072e-007 
A 8= 4.35972e-010  A10=-9.56156e-012  A12= 8.97876e-014  
第29面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.00655e-005  A 6=-5.66525e-009 
A 8= 3.94520e-010  A10=-2.36003e-012  A12= 5.91161e-015  
【００６５】
各種データ
焦点距離      10.30  
Fナンバー      2.88  
半画角（度）  64.54  
像高          21.64  
レンズ全長   124.58  
BF            38.00  
【００６６】
【表１】
2015114509.tif 000004
【符号の説明】
【００６７】
ＬＦ  前群      ＬＲ  後群      Ｌ１  第１レンズ群    Ｌ２  第２レンズ群
Ｌ３  第３レンズ群    ＳＰ  開口絞り
【図１】
2015114509.tif 000005
【図２】
2015114509.tif 000006
【図３】
2015114509.tif 000007
【図４】
2015114509.tif 000008
【図５】
2015114509.tif 000009
【図６】
2015114509.tif 000010
【図７】
2015114509.tif 000011