(57)【要約】    【課題】  広画角、大口径比で、長いバックフォーカスを有し、高速なフォーカシングを行うことができ、高い光学性能得られる撮影光学系を得ること。    【解決手段】  物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群から構成され、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、第２レンズ群が像側へ移動する撮影光学系において、第１レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズＬｎと負レンズＬｎの像側に配置された正レンズＬｐを含む５枚以下のレンズより構成され、正レンズＬｐの物体側のレンズ面の曲率半径Ｒ１、正レンズＬｐの像側のレンズ面の曲率半径Ｒ２を各々適切に設定すること。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群から構成され、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記第２レンズ群が像側へ移動する撮影光学系において、
前記第１レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズＬｎと該負レンズＬｎの像側に配置された正レンズＬｐを含む５枚以下のレンズより構成され、
前記正レンズＬｐの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１、前記正レンズＬｐの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２とするとき、
０．０４＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜２．００
なる条件式を満足することを特徴とする撮影光学系。
【請求項２】
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、前記撮影光学系の焦点距離をｆとするとき、
０．７０＜｜ｆ２／ｆ｜＜２．５０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮影光学系。
【請求項３】
前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記撮影光学系の焦点距離をｆとするとき、
０．５０＜ｆ１／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又は２に記載の撮影光学系。
【請求項４】
前記負レンズＬｎは、前記第１レンズ群の最も物体側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項５】
前記第２レンズ群よりも像側に開口絞りを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項６】
前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側に凹面を向けた負レンズ、正レンズ、正レンズより構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項７】
前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側に凹面を向けた負レンズ、正レンズ、正レンズ、正レンズより構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項８】
前記第１レンズ群は、物体側から像側へ順に、物体側に凹面を向けた負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズより構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項９】
前記第２レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズ、負レンズより構成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項１０】
前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、正レンズと負レンズとを接合した接合レンズ、負レンズと正レンズとを接合した接合レンズ、正レンズより構成されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項１１】
前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記撮影光学系の焦点距離をｆとするとき、
０．７５  ＜  ｆ３／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１０のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項１２】
前記第３レンズ群に配置される正レンズのうち最も屈折力が強い正レンズの焦点距離をｆｐ、撮影光学系の焦点距離をｆとするとき、
０．３０＜ｆｐ／ｆ＜１．００
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１項に記載の撮影光学系。
【請求項１３】
前記第３レンズ群の物体側に配置された負レンズの物体側の凹レンズ面の曲率半径をＲｎ、第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
０．２５＜｜Ｒｎ／ｆ３｜＜０．６０
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のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のうちいずれか１項に記載の撮影光学系と、該撮影光学系によって形成される像を受光する光電変換素子とを備え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、撮影光学系及びそれを有する撮像装置に関し、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラ、銀塩フィルム用カメラ等の撮影光学系として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフカメラ等の撮像装置に用いられる撮影光学系は、広画角であること、大口径比であること、所定の長さのバックフォーカスを有すること、高速にフォーカスできること等が求められている。フォーカシング方式としては、撮影光学系の最も物体側に配置されたレンズ群よりも像側に配置されたレンズ群を移動させてフォーカシングを行うインナーフォーカス方式が知られている。インナーフォーカス方式では、フォーカシングのために移動させるレンズ群の小型化と軽量化が容易であるため、高速なフォーカシングや駆動モータの小型化を実現しやすい。
【０００３】
特許文献１は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群を有し、フォーカシングに際して第２レンズ群を移動させる撮影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２０００−２８４１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インナーフォーカス方式の撮影光学系において広画角化と大口径化を図ると、フォーカシングに際して、球面収差、コマ収差、歪曲収差等の諸収差の変動が大きくなり、収差補正が困難になってくる。例えば、撮影画角が４０°から６０°程度で、Ｆナンバーが小さい撮影光学系において収差補正を良好に行うには、一定のレンズ枚数が必要になってくる。
【０００６】
一方、撮影光学系を小型化、軽量化するためには、全系のレンズ枚数、特にレンズの有効径が大きくなる物体側に配置されたレンズ群のレンズ枚数を減らすことが重要になってくる。このため、全系の小型化を図りつつ、収差を良好に補正するためには、全系のレンズ構成を適切に定めることが重要になってくる。広画角でバックフォーカスが長い撮影光学系においては、フォーカス用のレンズ群を移動させたときに歪曲収差の変動が大きくなりやすい。このときの歪曲収差の変動を低減するには、第１レンズ群に物体側に凹面を向けた負の屈折力のレンズを配置するのが良い。
【０００７】
しかし、単に物体側に凹面を向けた負の屈折力のレンズを配置すると、そのレンズによって、光線が発散するので、口径比を大きくしたときに高次の球面収差が大きく発生してしまう。
【０００８】
本発明は、広画角、大口径で、長いバックフォーカスを有し、高速なフォーカシングを行うことができ、高い光学性能を有する撮影光学系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】
【０００９】
本発明の撮影光学系は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群から構成され、
遠距離物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、前記第２レンズ群が像側へ移動する撮影光学系において、
前記第１レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズＬｎと該負レンズＬｎの像側に配置された正レンズＬｐを含む５枚以下のレンズより構成され、
前記正レンズＬｐの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１、前記正レンズＬｐの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２とするとき、
０．０４＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜２．００
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】
【００１０】
本発明によれば、広画角、大口径で、長いバックフォーカスを有し、高速なフォーカシングを行うことができ、高い光学性能を有する撮影光学系が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１におけるレンズ断面図
【図２】（Ａ），（Ｂ）  本発明の実施例１における収差図（無限遠物体と至近距離物体）
【図３】本発明の実施例２におけるレンズ断面図
【図４】（Ａ），（Ｂ）  本発明の実施例２における収差図（無限遠物体と至近距離物体）
【図５】本発明の実施例３におけるレンズ断面図
【図６】（Ａ），（Ｂ）  本発明の実施例３における収差図（無限遠物体と至近距離物体）
【図７】本発明の実施例４におけるレンズ断面図
【図８】（Ａ），（Ｂ）  本発明の実施例４における収差図（無限遠物体と至近距離物体）
【図９】本発明の実施例５におけるレンズ断面図
【図１０】（Ａ），（Ｂ）  本発明の実施例５における収差図（無限遠物体と至近距離物体）
【図１１】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】
【００１２】
本発明の各実施例の撮影光学系は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第３レンズ群を有する。そして遠距離物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、第２レンズ群が像側へ移動する。
【００１３】
図１は、本発明の実施例１の撮影光学系の無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。図２（Ａ），（Ｂ）は、実施例１の撮影光学系の無限遠物体と至近距離物体（４５０ｍｍ）に合焦しているときの縦収差図である。実施例１は撮影画角４０．９２度、Ｆナンバー１．４５程度の撮影光学系である。
【００１４】
図３は本発明の実施例２の撮影光学系の無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。図４（Ａ），（Ｂ）は実施例２の撮影光学系の無限遠物体と至近距離物体（３００ｍｍ）に合焦しているときの縦収差図である。実施例２は撮影画角４６．８度、Ｆナンバー１．４５程度の撮影光学系である。
【００１５】
図５は本発明の実施例３の撮影光学系の無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。図６（Ａ），（Ｂ）は実施例３の撮影光学系の無限遠物体と至近距離物体（４５０ｍｍ）に合焦しているときの縦収差図である。実施例３は撮影画角５１．１４度、Ｆナンバー１．４５程度の撮影光学系である。
【００１６】
図７は本発明の実施例４の撮影光学系の無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。図８（Ａ），（Ｂ）は実施例４の撮影光学系の無限遠物体と至近距離物体（４５０ｍｍ）に合焦しているときの縦収差図である。実施例４は撮影画角３９．７度、Ｆナンバー１．４５程度の撮影光学系である。
【００１７】
図９は本発明の実施例５の撮影光学系の無限遠物体に合焦しているときのレンズ断面図である。図１０（Ａ），（Ｂ）は実施例５の撮影光学系の無限遠物体と至近距離物体（４５０ｍｍ）に合焦しているときの縦収差図である。実施例５は撮影画角６２．１８度、Ｆナンバー１．４５程度の撮影光学系である。
【００１８】
至近距離物体の数値は後述する数値実施例をｍｍ単位で表したときの数値である。図１１は本発明の撮像装置の要部概略図である。レンズ断面図において左側が物体側（前方、拡大側）、右側が像側（後方、縮小側）である。ＯＬは撮影光学系であり、物体側から像側へ順に正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、開口絞りＳＰ、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３より成っている。第１レンズ群Ｌ１は、物体側に凹面を向けた負レンズＬｎと負レンズＬｎの像側に配置された正レンズＬｐを有する。
【００１９】
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用いる際には像面はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。また銀塩フィルムカメラ用として用いる際には、像面はフィルム面に相当する。球面収差図において、ｄはｄ線、ｇはｇ線を表わしている。非点収差図において、ΔＭはｄ線のメリディオナル像面、ΔＳはｄ線のサジタル像面を表わす。また歪曲収差はｄ線によって表している。倍率色収差はｇ線について示している。またＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。
【００２０】
各実施例において、遠距離物体（無限遠物体）から近距離物体へのフォーカシングに際して、第２レンズ群Ｌ２を像側へ移動させるインナーフォーカス方式を採用している。正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１により、撮影光束を収斂させて第２レンズ群Ｌ２に入射させるため、第２レンズ群Ｌ２の有効径を小さくすることができ、フォーカシング用のレンズ群を小型化している。撮影画角が４０°から６０°程度の広画角な撮影光学系では、焦点距離が比較的短くなるためバックフォーカスを長くするのが困難となる。さらに、大口径化を図ると各レンズの厚みが増大し、バックフォーカスを長くするのが更に困難となる。
【００２１】
そこで、各実施例では、第３レンズ群Ｌ３をレトロフォーカス型のレンズ構成とすることにより、バックフォーカスが長くなるようにしている。
【００２２】
各実施例の撮影光学系では、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１において正の歪曲収差が発生する。このときの歪曲収差を負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２と正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３で発生する負の歪曲収差によって低減する構成としている。遠距離物体から近距離物体へのフォーカシングに際して第２レンズ群Ｌ２を像側へ移動させている。撮影光学系の入射瞳の端を通る光線をマージナル光線とすると、第２レンズ群Ｌ２におけるマージナル光線の入射高は、遠距離物体の合焦状態に対して近距離物体の合焦状態では低い状態となっている。
【００２３】
よって、近距離物体へ合焦している状態では、第１レンズ群Ｌ１より発生する正の歪曲収差と第３レンズ群Ｌ３より発生する負の歪曲収差はほとんど変わらないのに対して、第２レンズ群Ｌ２から発生する負の歪曲収差が大きく減少する。そのため、フォーカシングによって第１レンズ群Ｌ１より発生する正の歪曲収差を軽減する効果が低減し、歪曲収差の変動が大きくなる。
【００２４】
そこで各実施例では、第１レンズ群Ｌ１に物体側に凹面を向けた負レンズＬｎを配置し、その像側に正レンズＬｐを配置する構成としている。正レンズＬｐの物体側に負レンズＬｎを隣接して配置することによって、正レンズＬｐより発生する正の歪曲収差を低減することができ、フォーカシングに伴う歪曲収差の変動を低減することができる。さらに、負レンズＬｎから出射した発散光束が入射する正レンズＬｐにおいて球面収差などの高次収差を低減するために、正レンズＬｐの形状は物体側のレンズ面の曲率半径が大きくなるようにしている。
【００２５】
各実施例において、正レンズＬｐの物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１、正レンズＬｐの像側のレンズ面の曲率半径をＲ２とする。このとき、
０．０４＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜２．００    ・・・（１）
なる条件式を満足している。
【００２６】
条件式（１）は正レンズＬｐのレンズ形状に関し、負レンズＬｎから出射した発散光束が入射する正レンズＬｐにおいて球面収差などの高次収差の発生を低減するためのものである。条件式（１）の下限を下回ると、負レンズＬｎからの発散光束が正レンズＬｐへ入射する角度が大きくなり、大口径化を図る際に球面収差、コマ収差等が増大し、これらの収差を補正することが困難となる。
【００２７】
一方、条件式（１）の上限を上回ると、正レンズＬｐの像側のレンズ面の曲率半径が小さくなり、球面収差などの高次収差が多く発生し、これらの諸差を補正することが困難となる。好ましくは、条件式（１）の範囲を以下のようにするのがよい。
【００２８】
０．０８＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜１．８０  ・・・（１ａ）
さらに好ましくは、条件式（１）の範囲を以下のようにするのがよい。
【００２９】
０．０９＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜１．４０  ・・・（１ｂ）
各実施例では、撮影光学系の小型化を図りつつ、諸収差を良好に補正するために第１レンズ群Ｌ１の構成レンズ枚数を５枚以下としている。第１レンズ群Ｌ１の構成レンズ枚数をこれ以上増やすと、撮影光学系の小型化及び軽量化が困難となる。また、第１レンズ群Ｌ１の構成レンズ枚数を２枚以下とすると、収差補正を良好に行うのが困難となる。より好ましくは、第１レンズ群Ｌ１の構成レンズ枚数を３枚以上、５枚以下とすることが望ましい。
【００３０】
以上のように構成することにより、撮影画角が４０°から６０°程度と広画角で、Ｆナンバーが１．４程度と大口径比で、バックフォーカスが長く、フォーカス用の第２レンズ群Ｌ２を移動させたときの収差変動が小さい小型の撮影光学系が得られる。尚、各実施例において更に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。
【００３１】
第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、撮影光学系の焦点距離をｆ、第３レンズ群に配置される正レンズのうち、最も屈折力が強い正レンズの焦点距離をｆｐとする。また、第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置された負レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をＲｎとする。このとき、以下の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００３２】
０．７０＜｜ｆ２／ｆ｜＜２．５０    ・・・（２）
０．５０＜ｆ１／ｆ＜１．５０        ・・・（３）
０．７５＜ｆ３／ｆ＜１．５０        ・・・（４）
０．３０＜ｆｐ／ｆ＜１．００        ・・・（５）
０．２５＜｜Ｒｎ／ｆ３｜＜０．６０  ・・・（６）
【００３３】
条件式（２）はフォーカシング用の第２レンズ群Ｌ２の屈折力に関し、主に大口径化しつつフォーカシング伴う歪曲収差の変動を低減するためのものである。条件式（２）の下限を超えて第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が大きくなると（負の屈折力の絶対値が大きくなると）、フォーカシングに際して収差の変動が大きくなってくる。条件式（２）の上限を超えて第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が小さくなると（負の屈折力の絶対値が小さくなると）、フォーカシングのための繰り出し量が長くなるため、撮影光学系が大型化してくる。好ましくは、条件式（２）の数値範囲を以下のようにするのがよい。
【００３４】
０．８０＜｜ｆ２／ｆ｜＜２．３０    ・・・（２ａ）
さらに好ましくは、条件式（２ａ）の数値範囲を以下のようにするのがよい。
【００３５】
０．９０＜｜ｆ２／ｆ｜＜２．００    ・・・（２ｂ）
条件式（３）は、第１レンズ群Ｌ１の屈折力に関し、光学性能を良好に維持しつつ撮影光学系の小型化を図るものである。条件式（３）の下限を超えて第１レンズ群の正の屈折力が大きくなると、第１レンズ群Ｌ１より球面収差やコマ収差が大きく発生し画質が低下してくる。
【００３６】
条件式（３）の上限を超えて第１レンズ群Ｌ１の屈折力が小さくなると、レンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）が長くなってきて、全系の小型化が困難になる。特に、第２レンズ群Ｌ２に入射する光束の収斂作用が小さくなり、第２レンズ群Ｌ２が大型化してくる。好ましくは、条件式（３）の数値範囲を以下のようにするのがよい。
【００３７】
０．６０＜ｆ１／ｆ＜１．３０      ・・・（３ａ）
さらに好ましくは、条件式（３ａ）の範囲を以下のようにするのがよい。
【００３８】
０．７０＜ｆ１／ｆ＜１．１０      ・・・（３ｂ）
また、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、撮影光学系の焦点距離をｆとするとき、下記条件式を満足することを特徴としている。
【００３９】
条件式（４）は、第３レンズ群の屈折力に関するものである。各実施例の撮影光学系は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、開口絞り、正の屈折力の第３レンズ群を有している。この光学配置により、第１レンズ群で発生する軸外収差、特に歪曲収差や倍率色収差を第３レンズ群で打ち消している。条件式（４）の条件式の範囲を超えると第１レンズ群と第３レンズ群の軸外収差の打ち消し効果が不足し、歪曲収差や倍率色収差が低下する。好ましくは、条件式（４）の範囲を以下のようにするのが望ましい。
【００４０】
０．８０＜ｆ３／ｆ＜１．４０  ・・・（４ａ）
条件式（５）は高い光学性能と長いバックフォーカスを確保するための条件式である。各実施例の撮影光学系は、第３レンズ群を構成する正レンズの中で最も屈折力が強い正レンズを第３レンズ群の像側に配置して、レトロフォーカス型のレンズ構成とすることによって長いバックフォーカスを確保している。
【００４１】
条件式（５）の下限を超えて、第３レンズ群の像側に配置された正レンズの屈折力が大きくなると、バックフォーカスを長くすることが出来るが、ペッツバール和が大きくなり像面湾曲が低下する。条件式（５）の上限を超えて、第３レンズ群の像側に配置された正レンズの屈折力が小さくなると、バックフォーカスの確保が困難となる。好ましくは、条件式（５）の範囲を以下のようにするのが好ましい。
【００４２】
０．３５＜ｆｐ／ｆ＜０．９５    ・・・（５ａ）
条件式（６）は、第３レンズ群の物体側に配置された負レンズの物体側の凹レンズ面の屈折力に関するもので、フォーカシングによる収差変動を低減するためのものである。条件式（６）の下限を超えて、凹面の屈折力が大きくなると、この面で発生する高次の球面収差、コマ収差が大きく発生し画質を低下させる。
【００４３】
条件式（６）の上限を超えて凹面の屈折力が小さくなると、第２レンズ群の収差補正分担が大きくなり、フォーカシングの収差変動が大きくなる。また、ペッツバール和が大きくなり像面湾曲が低下する。さらに、第３レンズ群のレトロフォーカス型の構成によるバックフォーカスを長くする作用が低下するため、バックフォーカスを長く出来ない。好ましくは、条件式（６）の範囲を以下のようにするのが望ましい。
【００４４】
０．３０＜｜Ｒｎ／ｆ３｜＜０．５０      ・・・（６ａ）
以下、各実施形態について説明する。
【００４５】
［実施例１］
図１を参照して、本発明の実施例１の撮影光学系のレンズ構成について説明する。実施例１は物体側から像側へ順に、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、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を有している。また、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間に開口絞りＳＰを有している。遠距離物体から近距離物体へのフォーカシングに際して第２レンズ群Ｌ２は矢印の如く像側へ移動する。
【００４６】
次に、各レンズ群の構成に関して説明する。以下、各レンズ群の各レンズは、物体側から像側へ順に配置されているものとする。第１レンズ群Ｌ１は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬｎ、両凸形状の正レンズＬｐ、物体側のレンズ面が非球面形状で像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ、両凸形状の正レンズにより構成されている。
【００４７】
負レンズＬｎと正レンズＬｐを隣接して配置することで、高次収差を効果的に補正している。第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズ、像側のレンズ面が非球面形状で両凹形状の負レンズの独立した２つのレンズより構成されている。この非球面形状によりコマ収差を良好に補正している。第３レンズ群Ｌ３は、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズとを接合した接合レンズ、像側に比べ物体側に強い曲率を有する両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズとを接合した接合レンズより構成されている。更に像側のレンズ面が非球面形状で両凸形状の正レンズにより構成されている。
【００４８】
この非球面形状により軸外収差の補正を良好に行っている。収差図から分かるように、フォーカシングに際しての収差変動、特に歪曲収差の変動が少なく、また球面収差についても高次収差が少なく、良好な光学性能を得ている。
【００４９】
［実施例２］
以下、図３を参照して、本発明の実施例２の撮影光学系のレンズ構成について説明する。実施例２においては、レンズ群の数、各レンズ群の屈折力、フォーカシングに際してのレンズ群の移動に関しては実施例１と同じである。
【００５０】
次に、レンズ群の構成に関して説明する。以下、各レンズ群は、物体側から像側へ順に配置されているものとする。第１レンズ群Ｌ１は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬｎ、物体側のレンズ面が非球面形状で両凸形状の正レンズＬｐ、両凸形状の正レンズにより構成されている。第２レンズ群Ｌ２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ、像側の面が非球面形状で像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズの独立した２つのレンズにより構成されている。
【００５１】
この非球面形状によりコマ収差を良好に補正している。第３レンズ群Ｌ３は、実施例１と同じである。実施例１と同様にフォーカシングに際しての収差変動、特に歪曲収差の変動が少なく、また球面収差についても高次収差が少なく、良好な光学性能を得ている。
【００５２】
［実施例３］
以下、図５を参照して、本発明の実施例３の撮影光学系のレンズ構成について説明する。実施例３において、レンズ群の数、各レンズ群の屈折力、フォーカシングに際してのレンズ群の移動に関しては実施例１と同じである。
【００５３】
次に、各レンズ群の構成に関して説明する。第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２は、実施例２と同じである。第３レンズ群Ｌ３は実施例１と同じである。実施例１と同様にフォーカシングに際しての収差変動、特に歪曲収差の変動が少なく、また球面収差についても高次収差が少なく、良好な光学性能を得ている。
【００５４】
［実施例４］
以下、図７を参照して、本発明の実施例４の撮影光学系のレンズ構成について説明する。実施例４において、レンズ群の数、各レンズ群の屈折力、フォーカシングに際してのレンズ群の移動に関しては実施例１と同じである。
【００５５】
次に、各レンズ群の構成に関して説明する。第１レンズ群Ｌ１は、実施例２と同じである。第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３は、実施例１と同じである。実施例１と同様にフォーカシングに際しての収差変動、特に歪曲収差の変動が少なく、また球面収差についても高次収差が少なく、良好な光学性能を得ている。
【００５６】
［実施例５］
以下、図９を参照して、本発明の実施例５の撮影光学系のレンズ構成について説明する。実施例５においてレンズ群の数、各レンズ群の屈折力、フォーカシングに際してのレンズ群の移動に関しては実施例１と同じである。
【００５７】
次に、各レンズ群の構成に関して説明する。以下、各レンズ群は、物体側から像側へ順に配置されているものとする。第１レンズ群Ｌ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ、物体側が凹面のメニスカス形状の正レンズ、物体側が凹面のメニスカス形状の負レンズＬｎ、物体側のレンズ面が非球面形状で両凸形状の正レンズＬｐより構成されている。更に両凸形状の正レンズにより構成されている。
【００５８】
第２レンズ群Ｌ２は、両凸形状の正レンズと像側のレンズ面が非球面形状で両凹形状の負レンズを接合した接合レンズにより構成している。この非球面形状によりコマ収差を良好に補正している。第３レンズ群Ｌ３は実施例１と同じである。実施例１と同様にフォーカシングに際しての収差変動、特に歪曲収差の変動が少なく、球面収差についても高次収差が少なく、良好な光学性能を得ている。
【００５９】
次に実施例１乃至５に示した光学系を一眼レフカメラ等の撮影装置に適用した実施例を図１１を用いて説明する。図１１は一眼レフカメラの概略図である。図１１において、１０は実施例１乃至５の撮影光学系１を有する交換レンズである。撮影光学系１は保持部材である鏡筒２に保持されている。２０はカメラ本体であり、撮影光学系１からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー３、撮影光学系１の像形成位置に配置された焦点板４によって構成されている。更に焦点板４に形成された逆像を正立像に変換するペンタダハプリズム５、その正立像を観察するための接眼レンズ６等によって構成されている。
【００６０】
７は被写体像を受光する光電変換素子等の撮像面である。撮影時にはクイックリターンミラー３が光路から退避して、撮像面７上に撮影光学系１によって像が形成される。
【００６１】
このように本発明の撮影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、画角が４０°から６０°程度と広画角でＦナンバーが１．４程度と大口径比のインナーフォーカス式の撮像装置が実現できる。尚、本発明はクイックリターンミラーのないカメラにも同様に適用することができる。
【００６２】
次に本発明の撮影光学系の実施例１乃至５に対応する数値実施例１乃至５を示す。数値実施例において、ｉは物体側から数えた面番号を示す。ｒｉは物体側より順に、第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ番目のレンズ厚または空気間隔、ｎｄｉとνｄｉは第ｉ番目のレンズの材質のｄ線の屈折率とアッベ数である。間隔が可変のところは物体距離が変化したときの値である。
【００６３】
また、非球面形状は、光の進行方向を正、ｘを光軸方向の面頂点からの変位量として、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、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を非球面係数とするとき、
ｘ＝（ｈ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）×（ｈ／ｒ）2｝1/2］＋Ａ４×ｈ4＋Ａ６×ｈ6＋Ａ８×ｈ8＋Ａ１０×ｈ10＋Ａ１２×ｈ12
なる式で表している。なお、数値の「ｅ±ＸＸ」は「×１０±XX」を意味している。また、前述の各条件式と数値実施例との関係を表１に示す。 
【００６４】
数値実施例１
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1        -50.254    2.50   1.92286    20.9       43.35
2        -95.060    0.21                         43.93
3        201.609    5.03   1.85400    40.4       43.11
4       -163.764    0.93                         43.34
5*     -1869.670    2.51   1.90270    31.0       43.25
6       -233.276    0.15                         43.41
7         75.181    8.26   1.64000    60.1       43.32
8        -74.579  (可変)                         42.84
9        110.155    5.62   1.92286    20.9       38.16
10       -338.943    0.44                         35.97
11       -195.318    1.76   1.74330    49.3       35.81
12*        30.222  (可変)                         31.12
13(絞り)    ∞       0.10                         28.78
14        148.200    6.04   1.88300    40.8       28.56
15        -25.216    4.66   1.69895    30.1       28.33
16         37.970    7.29                         23.58
17        -17.577    2.00   1.73800    32.3       23.29
18         55.235    9.08   1.77250    49.6       33.62
19        -30.680    0.10                         34.93
20        108.441    9.35   1.76802    49.2       44.86
21*       -40.414   38.23                         45.25
像面        ∞   
【００６５】
非球面データ
第5面
K  = 0.00000e+000  A 4=-2.39429e-006  A 6= 5.81878e-010 
A 8=-1.81921e-012  A10= 1.31469e-015  
第12面
K  = 0.00000e+000  A 4= 7.43317e-007  A 6= 8.71318e-009 
A 8=-3.06680e-011  A10= 5.05093e-014  
第21面
K  = 0.00000e+000  A 4= 3.22879e-006  A 6=-3.69434e-010 
A 8= 2.74844e-012  A10=-1.67092e-015  
各種データ
焦点距離      57.99  
Fナンバー      1.45  
半画角（度）  20.46  
像高          21.64  
レンズ全長   117.64  
BF            38.23  
物体無限遠      至近距離物体450ｍｍ
d 8            0.32                8.76
d12           13.06                4.62        
入射瞳位置    39.33  
射出瞳位置   -90.08  
前側主点位置  71.11  
後側主点位置 -19.75  
ズームレンズ群データ
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
L1    1      45.64        19.59         9.65         -1.60
L2    9     -61.16         7.82         6.88          2.25
L3   13      49.39        38.61        33.47         13.80
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1   -118.71
2       3    106.49
3       5    295.04
4       7     59.79
5       9     90.63
6      11    -35.09
7      14     24.81
8      15    -21.04
9      17    -17.86
10      18     26.77
11      20     39.41
【００６６】
数値実施例２
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1        -47.040    4.46   1.92286    20.9       41.41
2        -98.783    1.13                         42.06
3*       875.642    3.15   1.90270    31.0       41.35
4        -90.250    0.10                         41.30
5         63.573    7.06   1.64000    60.1       38.34
6        -71.298  (可変)                         38.03
7         67.062    4.56   1.92286    20.9       34.09
8        222.325    0.65                         32.17
9       2204.106    1.00   1.74330    49.3       32.02
10*        28.684  (可変)                         28.90
11(絞り)    ∞       0.10                         26.47
12         89.328    5.58   1.88300    40.8       26.19
13        -24.988    1.00   1.69895    30.1       25.91
14         32.215    7.74                         22.75
15        -15.860    1.00   1.73800    32.3       22.47
16         55.274    8.09   1.77250    49.6       30.39
17        -30.618    0.10                         32.28
18        130.414    9.75   1.76802    49.2       41.96
19*       -30.667   38.00                         42.50
像面        ∞   
【００６７】
非球面データ
第3面
K  = 0.00000e+000  A 4=-2.64999e-006  A 6=-1.96470e-010 
A 8= 1.04264e-012  A10=-1.56044e-015  
第10面
K  = 0.00000e+000  A 4= 1.22166e-006  A 6=-5.40431e-009 
A 8= 4.56519e-011  A10=-1.08047e-013  
第19面
K  = 0.00000e+000  A 4= 5.77530e-006  A 6= 1.68886e-009 
A 8= 3.83603e-012  A10= 6.04991e-016  
各種データ
焦点距離      50.00  
Fナンバー      1.45  
半画角（度）  23.40  
像高          21.64  
レンズ全長   106.85  
BF            38.00  
物体無限遠    至近距離物体450ｍｍ
d 6      0.32           8.74
d10    13.06                 4.63
入射瞳位置    32.39  
射出瞳位置   -76.16  
前側主点位置  60.49  
後側主点位置 -12.00  
ズームレンズ群データ
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
L1    1      45.75        15.90         9.48          0.74
L2    7     -68.09         6.20         6.95          3.04
L3   11      45.24        33.37        30.09         13.73
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1   -101.51
2       3     90.78
3       5     53.61
4       7    102.61
5       9    -39.11
6      12     22.63
7      13    -19.99
8      15    -16.60
9      16     26.60
10      18     33.20
単位 mm
【００６８】
数値実施例３
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1        -42.981    5.34   1.92286    20.9       37.95
2        -68.390    0.10                         38.42
3*     -1522.722    2.37   1.90270    31.0       37.37
4        -96.296    0.10                         37.23
5         68.684    5.30   1.64000    60.1       34.42
6        -69.940  (可変)                         34.06
7         62.664    2.15   1.92286    20.9       31.10
8        143.293    0.39                         30.51
9        220.766    1.00   1.74330    49.3       30.41
10*        30.898  (可変)                         28.05
11(絞り)    ∞       0.10                         25.47
12        117.847    5.26   1.88300    40.8       25.26
13        -23.632    1.00   1.69895    30.1       25.01
14         31.205    7.83                         22.16
15        -14.959    1.00   1.73800    32.3       21.95
16         66.269    8.04   1.77250    49.6       30.34
17        -26.643    0.10                         31.84
18        128.701    9.99   1.76802    49.2       42.70
19*       -31.040   38.00                         43.23
像面        ∞   
【００６９】
非球面データ
第3面
K  = 0.00000e+000  A 4=-2.83682e-006  A 6=-3.27329e-010 
A 8= 4.06440e-012  A10=-6.10390e-015  
第10面
K  = 0.00000e+000  A 4= 1.78612e-006  A 6= 3.31697e-010 
A 8= 2.63907e-011  A10=-5.81325e-014  
第19面
K  = 0.00000e+000  A 4= 5.59608e-006  A 6= 1.72914e-009 
A 8= 2.54516e-012  A10= 1.59027e-015  
焦点距離      45.21  
Fナンバー      1.45  
半画角（度）  25.57  
像高          21.64  
レンズ全長   101.44  
BF            38.00  
物体無限遠    至近距離物体450ｍｍ
d 6      0.32                9.65
d10      13.06                 3.74
入射瞳位置    26.20  
射出瞳位置   -85.31  
前側主点位置  54.83  
後側主点位置  -7.21  
ズームレンズ群データ
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
L1    1      46.24        13.20         8.19          1.41
L2    7     -85.27         3.54         4.45          2.25
L3   11      42.86        33.32        30.12         15.98
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1   -139.42
2       3    113.79
3       5     54.96
4       7    119.15
5       9    -48.44
6      12     22.69
7      13    -19.10
8      15    -16.45
9      16     25.56
10      18     33.47
【００７０】
数値実施例４
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1        -46.591    2.00   1.92286    20.9       44.39
2        -97.429    0.10                         45.34
3*       653.453    4.08   1.90270    31.0       45.17
4        -75.530    2.31                         45.21
5         73.930    8.46   1.64000    60.1       45.31
6        -67.200  (可変)                         45.10
7        110.112    7.00   1.92286    20.9       39.38
8       -425.202    0.53                         36.21
9       -199.361    1.66   1.74330    49.3       36.04
10*        29.577  (可変)                         31.26
11(絞り)    ∞       0.10                         28.75
12        888.190    5.56   1.88300    40.8       28.69
13        -25.125    1.62   1.69895    30.1       28.52
14         51.240    8.08                         25.76
15        -17.688    1.00   1.73800    32.3       25.51
16         62.560    8.33   1.77250    49.6       31.19
17        -27.743    3.95                         32.27
18        120.189    8.66   1.76802    49.2       44.85
19*       -44.018   42.17                         45.22
像面        ∞   
【００７１】
非球面データ
第3面
K  = 0.00000e+000  A 4=-2.66236e-006  A 6= 1.98415e-010 
A 8=-3.00976e-013  A10=-2.40862e-016  
第10面
K  = 0.00000e+000  A 4= 9.95403e-007  A 6= 1.57296e-010 
A 8= 8.50330e-012  A10=-3.55320e-014  
第19面
K  = 0.00000e+000  A 4= 2.51453e-006  A 6=-5.81872e-010 
A 8= 2.71017e-012  A10=-1.85250e-015  
各種データ
焦点距離      59.92  
Fナンバー      1.45  
半画角（度）  19.85  
像高          21.64  
レンズ全長   118.97  
BF            42.17  
物体無限遠     至近距離物体450ｍｍ
d 6            0.32             8.75
d10           13.06             4.63
入射瞳位置    40.61  
射出瞳位置   -87.93  
前側主点位置  72.93  
後側主点位置 -17.75  
ズームレンズ群データ
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
L1    1      45.78        16.95         8.87         -1.53
L2    7     -58.25         9.19         7.94          2.48
L3   11      49.82        37.30        33.81         17.26
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -98.62
2       3     75.20
3       5     56.32
4       7     95.37
5       9    -34.54
6      12     27.75
7      13    -23.91
8      15    -18.59
9      16     25.92
10      18     42.93
【００７２】
数値実施例５
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1        165.189    2.50   1.72916    54.7       51.05
2         35.993    9.16                         44.48
3       -196.245    4.40   1.84666    23.9       44.41
4        -61.179   10.52                         44.31
5        -30.643    1.90   1.80809    22.8       36.00
6       -402.160    0.20                         37.79
7*       136.859    6.80   1.85400    40.4       38.30
8        -48.859    0.20                         38.68
9        109.645    5.82   1.72916    54.7       36.39
10        -51.807  (可変)                         36.38
11        187.717    2.40   1.80809    22.8       33.20
12       -185.275    1.50   1.77250    49.6       32.80
13*        40.799  (可変)                         30.43
14(絞り)    ∞       0.80                         29.46
15         73.090    5.24   1.83481    42.7       29.26
16        -60.391    1.30   1.51742    52.4       28.79
17         29.107    7.48                         26.34
18        -23.041    1.50   1.80809    22.8       26.32
19        154.263    6.01   1.88300    40.8       29.75
20        -32.463    0.15                         30.51
21        326.570    5.45   1.77250    49.6       33.83
22*       -38.496   38.77                         34.41
像面        ∞   
【００７３】
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-5.21875e-006  A 6= 5.13741e-009 
A 8=-2.05161e-011  A10= 4.53067e-014  A12=-4.02280e-017  
第13面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.91423e-006  A 6= 1.73656e-008 
A 8=-8.83548e-011  A10= 2.38442e-013  A12=-1.93864e-016  
第22面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.93084e-006  A 6=-9.04798e-009 
A 8= 7.06725e-011  A10=-2.46566e-013  A12= 3.02917e-016  
焦点距離      35.88  
Fナンバー      1.45  
半画角（度）  31.09  
像高          21.64  
レンズ全長   126.92  
BF            38.77  
物体無限遠    至近距離物体450ｍｍ
d10       0.90           6.09
d13       13.91          8.72
入射瞳位置    34.83  
射出瞳位置   -41.84  
前側主点位置  54.74  
後側主点位置   2.90  
ズームレンズ群データ
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
L1    1      38.53        41.50        33.31         13.45
L2   11     -70.14         3.90         2.87          0.67
L3   14      48.17        27.93        23.65          4.63
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -63.63
2       3    103.44
3       5    -41.14
4       7     42.88
5       9     49.00
6      11    115.72
7      12    -43.16
8      15     40.33
9      16    -37.77
10      18    -24.71
11      19     30.84
12      21     44.87
【００７４】
【表１】
2015172611.tif 000003
【符号の説明】
【００７５】
Ｌ１  第１レンズ群      Ｌ２  第２レンズ群    Ｌ３  第３レンズ群
Ｌｎ  負レンズ      Ｌｐ  正レンズ      ＳＰ  開口絞り
【図１】
2015172611.tif 000004
【図２】
2015172611.tif 000005
【図３】
2015172611.tif 000006
【図４】
2015172611.tif 000007
【図５】
2015172611.tif 000008
【図６】
2015172611.tif 000009
【図７】
2015172611.tif 000010
【図８】
2015172611.tif 000011
【図９】
2015172611.tif 000012
【図１０】
2015172611.tif 000013
【図１１】
2015172611.tif 000014