(57)【要約】    【課題】  広画角、大口径比で迅速なフォーカシングが容易で、しかも全物体距離にわたり高い光学性能が容易に得られる光学系を得ること。    【解決手段】  物体側より像側へ順に、正の屈折力の前群、開口絞り、正の屈折力の後群より構成される光学系において、前群は、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像側へ移動する負の屈折力のレンズ系ＦＢと物体側へ移動する負の屈折力のレンズ系ＦＡを有し、又は前群は、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像側へ移動する負の屈折力のレンズ系ＦＢと像側へ移動する正の屈折力のレンズ系ＦＡを有しており、レンズ系ＦＢの焦点距離ｆＦＢ、全系の焦点距離ｆ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、正の屈折力の前群、開口絞り、正の屈折力の後群より構成される光学系において、
前記前群は、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像側へ移動する負の屈折力のレンズ系ＦＢと物体側へ移動する負の屈折力のレンズ系ＦＡを有し、又は前記前群は、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像側へ移動する負の屈折力のレンズ系ＦＢと像側へ移動する正の屈折力のレンズ系ＦＡを有しており、前記レンズ系ＦＢの焦点距離をｆＦＢ、全系の焦点距離をｆとするとき、
０．７０＜｜ｆＦＢ／ｆ｜＜３．００
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】
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の前記レンズ系ＦＡの移動量をＸＡ、前記レンズ系ＦＢの移動量をＸＢとするとき（但し移動量の符号は像側への移動量を正、物体側への移動量を負とする）、
０．０５＜｜ＸＡ／ＸＢ｜＜０．５０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
前記レンズ系ＦＢよりも物体側に位置するレンズ系の無限遠物体に合焦時の焦点距離をｆｆとするとき、
０．６０＜ｆｆ／ｆ＜１．４０
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に記載の光学系。
【請求項４】
前記後群の焦点距離をｆＬＲとするとき、
０．７０＜ｆＬＲ／ｆ＜１．６０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項５】
前記レンズ系ＦＢよりも物体側に位置するレンズ系の無限遠物体に合焦時の焦点距離をｆｆ、前記後群の焦点距離をｆＬＲとするとき、
０．６０＜ｆｆ／ｆＬＲ＜１．３０
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項に記載の光学系。
【請求項６】
前記レンズ系ＦＢは１以上の正レンズと１以上の負レンズを有し、前記１以上の正レンズのうち少なくとも１つの正レンズの材料のアッベ数をνｄとするとき、
νｄ＜２３．５
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項に記載の光学系。
【請求項７】
前記レンズ系ＦＡは前記レンズ系ＦＢより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６のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項８】
前記レンズ系ＦＡは前記レンズ系ＦＢよりも物体側に配置され、前記レンズ系ＦＡと前記レンズ系ＦＢとの間にはフォーカシングに際して不動のレンズ系が配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項９】
前記レンズ系ＦＡは前記レンズ系ＦＢよりも物体側に配置され、前記レンズ系ＦＡと前記レンズ系ＦＢは対向して配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１０】
光電変換素子に像を形成することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光学系と、該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、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】
デジタルスチルカメラや銀塩フィルム用カメラ等のうち、一眼レフカメラに用いられる撮影光学系には、撮影画角が４０°から６０°程度と広画角化が求められている。また、これらの撮影光学系には、高い光学性能を有すると共に、大口径比で、しかも迅速なフォーカシングを行うこと等が求められている。大口径比化により高速なシャッタースピードが得られ、例えば屋内撮影等において手振れを低減することが容易となる。
【０００３】
一般に撮影光学系におけるフォーカシング方式としては撮影光学系全体を移動させる方式や、撮影光学系の一部のレンズ群を移動させたりする方式がある。これらの方式のうち、撮影光学系の中間レンズ群で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。このインナーフォーカス方式は、撮影光学系全系を移動させるフォーカシング方式に対して、フォーカシング用のレンズ群（フォーカシングレンズ群）の移動量を少なくすることができ、また、フォーカシングレンズ群の小型化と軽量化が容易である。
【０００４】
その結果、フォーカシングに際しての移動を高速に行うことができ、また、フォーカシング時の駆動トルクを低減することができるため、例えば自動焦点検出装置を有する撮影装置に適用したときは駆動モータを小型化することが容易になる。
【０００５】
従来、撮影画角が比較的広画角で、インナーフォーカス方式を用いた撮影光学系が知られている（特許文献１，２）。特許文献１および特許文献２では、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、第２レンズ群にてフォーカシングを行った撮影光学系を開示している。
【０００６】
また、大口径比で広画角の撮影光学系において、インナーフォーカス方式を採用すると、フォーカシングレンズ群よりも物体側のレンズ群において、軸上光束や軸外光束の主光線の光軸からの高さが大きく変動する。このため、フォーカシングに際して収差の変動が大きくなる。これに対して近距離物体へのフォーカシングに伴う収差の変動を低減するために、複数のレンズ群を移動させてフォーカシングを行う、所謂フローティングを用いた撮影光学系が知られている（特許文献３）。
【０００７】
特許文献３では、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、正の屈折力の第４レンズ群を有する撮影光学系を開示している。そしてフォーカシングに際して、第２レンズ群および、第４レンズ群を移動させることにより、全物体距離にわたり高い光学性能を得ている。
【０００８】
更に、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、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群を有する撮影光学系を開示している。そしてフォーカシングに際して第２レンズ群および、第４レンズ群を移動させることにより、全物体距離にわたり高い光学性能を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１−１５４１１１号公報
【特許文献２】特開平１−１８５５０７号公報
【特許文献３】特開２０１２−１６８４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
インナーフォーカス方式では比較的、小型軽量のレンズ群でフォーカシングすることができ、迅速なるフォーカシングが容易である。また撮影可能な最短撮影距離が短い等の特徴がある。
【００１１】
しかしながら一般に光学系全体を移動させるフォーカス方式に対し、インナーフォーカス方式では、フォーカスレンズ群を移動させたときの収差変動が大きくなり、物体距離全域にわたり良好に収差補正を行うことが困難である。例えば撮影光学系の開口絞り近傍に配置された中間レンズ群においてフォーカシングを行うインナーフォーカス方式では、フォーカシングに際して、球面収差、コマ収差の収差変動が大きくなる。このときの収差変動は撮影光学系を大口径比化すると、その傾向が顕著となる。
【００１２】
また広画角の撮影光学系では歪曲収差が増大し、フォーカシングに際して歪曲収差の変動が大きくなる傾向がある。
【００１３】
そのため、インナーフォーカス方式を用いて撮影光学系において広画角化及び大口径比化を図る場合には、フォーカスレンズ群を含め、撮影光学系を構成する各レンズ群の屈折力やレンズ構成等を適切に設定することが必要となる。これらの構成を適切に構成しないと、フォーカシングに際して収差変動が増大し、物体距離全般にわたり高い光学性能を得るのが困難になる。特に広画角化、大口径比化を図りつつ、高い光学性能を得るのが困難になる。
【００１４】
本発明は、広画角、大口径比で迅速なフォーカシングが容易で、しかも全物体距離にわたり高い光学性能が容易に得られる光学系の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の光学系は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の前群、開口絞り、正の屈折力の後群より構成される光学系において、
前記前群は、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像側へ移動する負の屈折力のレンズ系ＦＢと物体側へ移動する負の屈折力のレンズ系ＦＡを有し、又は前記前群は、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像側へ移動する負の屈折力のレンズ系ＦＢと像側へ移動する正の屈折力のレンズ系ＦＡを有しており、前記レンズ系ＦＢの焦点距離をｆＦＢ、全系の焦点距離をｆとするとき、
０．７０＜｜ｆＦＢ／ｆ｜＜３．００
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】
【００１６】
本発明によれば、広画角、大口径比で迅速なフォーカシングが容易で、しかも全物体距離にわたり高い光学性能が容易に得られる光学系が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の光学系のレンズ断面図
【図２】（Ａ），（Ｂ）  実施例１の光学系の無限遠物体と至近距離物体に合焦しているときの収差図
【図３】実施例２の光学系のレンズ断面図
【図４】（Ａ），（Ｂ）  実施例２の光学系の無限遠物体と至近距離物体に合焦しているときの収差図
【図５】実施例３の光学系のレンズ断面図
【図６】（Ａ），（Ｂ）  実施例３の光学系の無限遠物体と至近距離物体に合焦しているときの収差図
【図７】実施例４の光学系のレンズ断面図
【図８】（Ａ），（Ｂ）  実施例４の光学系の無限遠物体と至近距離物体に合焦しているときの収差図
【図９】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】
【００１８】
以下、本発明の光学系および、それを有する撮像装置について説明する。本発明の光学系は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の前群、開口絞り、正の屈折力の後群より構成される。
【００１９】
前群は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、像側へ移動する負の屈折力のレンズ系ＦＢと物体側へ移動する負の屈折力のレンズ系ＦＡを有している。又は前群は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像側へ移動する負の屈折力のレンズ系ＦＢと像側へ移動する正の屈折力のレンズ系ＦＡを有している。尚、本発明の光学系は撮像装置に用いられる撮影光学系やプロジェクター等の光学装置に用いられる投射光学系にも適用できる。
【００２０】
図１は本発明の撮影光学系の実施例１の無限遠物体にフォーカシングしたとき（合焦時）のレンズ断面図である。図２（Ａ），（Ｂ）は実施例１の撮影光学系において無限遠物体と近距離物体（４５０ｍｍ）に合焦時の縦収差図である。実施例１は撮影画角４７．６度、Ｆナンバー１．４５程度の撮影光学系である。
【００２１】
図３は本発明の撮影光学系の実施例２の無限遠物体にフォーカシングしたときのレンズ断面図である。図４（Ａ），（Ｂ）は実施例２の撮影光学系において無限遠物体と近距離物体（３００ｍｍ）に合焦時の縦収差図である。実施例２は撮影画角６２．２度、Ｆナンバー１．４５程度の撮影光学系である。
【００２２】
図５は本発明の撮影光学系の実施例３の無限遠物体にフォーカシングしたときのレンズ断面図である。図６（Ａ），（Ｂ）は実施例３の撮影光学系において無限遠物体と近距離物体（３００ｍｍ）に合焦時の縦収差図である。実施例３は撮影画角６３．０度、Ｆナンバー１．４５程度の撮影光学系である。
【００２３】
図７は本発明の撮影光学系の実施例４の無限遠物体にフォーカシングしたときのレンズ断面図である。図８（Ａ），（Ｂ）は実施例４の撮影光学系において無限遠物体と近距離物体（３００ｍｍ）に合焦時の縦収差図である。実施例４は撮影画角６４．２度、Ｆナンバー１．４５程度の撮影光学系である。
【００２４】
ここで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９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は光学系であり、物体側から像側へ順に正の屈折力の前群ＬＦ、開口絞りＳＰ、正の屈折力の後群ＬＲより成っている。
【００２５】
ＦＡはフォーカシングに際して移動するレンズ系である。ＦＢはフォーカシングに際して移動するレンズ系である。矢印は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のレンズ系ＦＡとレンズ系ＦＢの移動方向を示している。レンズ系ＦＢは主にフォーカシングを行い、レンズ系ＦＡはフォーカシングに際して生ずる収差変動を軽減するフローティング作用を行っている。
【００２６】
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、実線のｄはｄ線、一点鎖線のｇはｇ線を表わしている。点線のＳ．Ｃは正弦条件である。
【００２７】
非点収差図において、破線のΔＭはｄ線のメリディオナル像面、実線の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。
【００２８】
撮影画角が４０°から６０°程度の広画角で長いバックフォーカスを有する撮影光学系としては、所謂ガウス型の撮影光学系が知られている。ガウス型の撮影光学系は、広画角化と大口径比化を図ること及び長いバックフォーカスを得ることが比較的容易である。しかしながら多くの場合、撮影光学系全体を移動させて、フォーカシングを行っている。この方式は撮影光学系全体の重量が重いため、高速なフォーカシングが困難である。
【００２９】
これに対して本発明の光学系では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、開口絞りＳＰ近傍に配置された負の屈折力のレンズ系ＦＢ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。この方式は光学系全体を移動させる方式に対し、フォーカシング用のレンズ系は軽量であるため、高速なフォーカシングが容易になる。
【００３０】
各実施例において、正の屈折力の前群ＬＦでは、フォーカス用のレンズ系ＦＢよりも物体側に位置するレンズ系より発生する正の歪曲収差を、負の屈折力のフォーカス用のレンズ系ＦＢで発生する負の歪曲収差で打ち消すレンズ構成となっている。
【００３１】
各実施例において、軸外光束の主光線の光軸からの入射高さは、フォーカス用のレンズ系ＦＢよりも物体側のレンズで高くなる。このため、正の歪曲収差が補正不足として残る。補正不足として残った正の歪曲収差は、正の屈折力の前群ＬＦと開口絞りＳＰを挟んで対称に配置した正の屈折力の後群ＬＲより発生する負の歪曲収差により打ち消し、光学系全系での歪曲収差を良好に補正している。
【００３２】
一方、フォーカス用のレンズ系ＦＢを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像側へ移動させると、フォーカス用のレンズ系ＦＢにおける軸外光束の主光線の光軸からの入射高さが低くなり、レンズ系ＦＢより発生する負の歪曲収差が小さくなる。そのため、前群ＬＦで残存する正の歪曲収差が大きくなり、後群ＬＲより発生する負の歪曲収差でも打ち消しあうのが困難になる。この結果、全系では、正の歪曲収差が大きくなる。
【００３３】
そこで各実施例では、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、前群ＬＦの正の屈折力のレンズ群ＦＡを像側へ移動させる、または前群ＬＦの負の屈折力のレンズ系ＦＡを物体側へ移動させることにより、収差変動を軽減している。
【００３４】
近距離物体へのフォーカシングに際して残存するフォーカス用のレンズ系ＦＢよりも物体側に位置するレンズ系より発生する正の歪曲収差を低減させるために、負の屈折力のレンズ系ＦＡを軸外光束の主光線の光軸からの入射高さが高くなる物体側へ移動させている。これにより、負の歪曲収差を大きく発生させている。若しくは、前群ＬＦの中の正の屈折力のレンズ系ＦＡを軸外光束の主光線の光軸からの入射高さが低くなる像側へ移動させている。これによりフォーカス用のレンズ系ＦＢよりも物体側のレンズ系より発生する正の歪曲収差そのものを低減している。以上の構成により、フォーカシングに際しての歪曲収差の変動を低減している。
【００３５】
また、大口径比化を行うと、フォーカス用のレンズ系ＦＢよりも物体側のレンズ系より諸収差、特に球面収差、コマ収差が多く発生し、画質が低下してくる。各実施例の光学系では、歪曲収差と同様にフォーカス用のレンズ系ＦＢよりも物体側のレンズ系より発生する球面収差、コマ収差を負の屈折力のレンズ系ＦＢで打ち消す構成としている。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負の屈折力のフォーカス用のレンズ系ＦＢを像側へ移動させるとレンズ系ＦＢへの軸上光束の主光線の光軸からの入射高さが低くなる。
【００３６】
そのため、近距離物体での合焦状態では、フォーカス用のレンズ系ＦＢによる球面収差、コマ収差の打ち消し効果が低減し、フォーカシングによる諸収差の変動が大きくなる。このようなフォーカシングに際しての球面収差、コマ収差を低減するためには、フォーカス用のレンズ系ＦＢの屈折力を適切に設定する必要がある。
【００３７】
そこで各実施例において、フォーカス用のレンズ系ＦＢの焦点距離をｆＦＢ、光学系全系の焦点距離をｆとする。このとき、以下の条件式を満足するようにしている。
０．７０＜｜ｆＦＢ／ｆ｜＜３．００      ・・・（１）
条件式（１）はフォーカス用のレンズ系ＦＢの焦点距離に関し、大口径比化しつつ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。
【００３８】
条件式（１）の下限を超えてフォーカス用のレンズ系ＦＢ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レンズ系ＦＢの繰り出し量を低減することができ、全系の小型化が容易になる。しかしながらフォーカシングに際して諸収差の変動が大きくなる。上限を超えてフォーカス用のレンズ系ＦＢ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）、フォーカシングに際してレンズ系ＦＢの繰り出しスペースが長くなるため、全系が大型化してくる。
【００３９】
好ましくは、条件式（１）の数値範囲を以下のようにするのが望ましい。
０．８０＜｜ｆＦＢ／ｆ｜＜２．８０  ・・・（１ａ）
さらに好ましくは、条件式（１ａ）の数値範囲を以下のようにするのが望ましい。
０．９０＜｜ｆＦＢ／ｆ｜＜２．６０  ・・・（１ｂ）
以上により、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、かつ、フォーカシングに際しての収差変動を低減した光学系を得ている。
【００４０】
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。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のレンズ系ＦＡの移動量をＸＡ、レンズ系ＦＢの移動量をＸＢとする。但し移動量の符号は像側への移動量を正、物体側への移動量を負とする。レンズ系ＦＢよりも物体側に位置するレンズ系の無限遠物体に合焦時の焦点距離をｆｆとする。後群ＬＲの焦点距離をｆＬＲとする。レンズ系ＦＢは１以上の正レンズと１以上の負レンズを有し、１以上の正レンズのうち少なくとも１つの正レンズの材料のアッベ数をνｄとする。
【００４１】
このとき次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
０．０５＜｜ＸＡ／ＸＢ｜＜０．５０  ・・・（２）
０．６０＜ｆｆ／ｆ＜１．４０        ・・・（３）
０．７０＜ｆＬＲ／ｆ＜１．６０      ・・・（４）
０．６０＜ｆｆ／ｆＬＲ＜１．３０    ・・・（５）
νｄ＜２３．５                      ・・・（６）
次に各条件式の技術的意味について説明する。
【００４２】
条件式（２）は、レンズ系ＦＢに対するレンズ系ＦＡのフォーカシングに際しての移動量の比に関し、フォーカシングに際しての収差変動を効果的に低減するためのものである。条件式（２）の下限を超えて、レンズ系ＦＡの移動量が小さくなると、近距離物体へフォーカシングした際のレンズ系ＦＢよりも物体側のレンズ系より正の歪曲収差が多く発生し、フォーカシングに際しての歪曲収差の変動が大きくなる。条件式（２）の上限を超えて、レンズ系ＦＡの移動量が大きくなると、移動用のスペースが大きくなり全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望ましい。
【００４３】
０．０７＜｜ＸＡ／ＸＢ｜＜０．４５  ・・・（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望ましい。
【００４４】
０．０９＜｜ＸＡ／ＸＢ｜＜０．４０  ・・・（２ｂ）
条件式（３）は、光学性能を良好に維持しつつ全系の小型化を図るものである。条件式（３）の下限を超えて、レンズ系ＦＢよりも物体側のレンズ系の焦点距離が短くなると、レンズ系ＦＢに入射させる撮影光束を強く収斂させることができ、レンズ系ＦＢの小型化が容易になる。しかしながら、球面収差やコマ収差等の諸収差が大きく発生し、画質が低下してくる。
【００４５】
特に大口径化した場合、画質が大きく低下してくる。条件式（３）の上限を超えると、レンズ全長が増大してくるので良くない。特に、レンズ系ＦＢに入射する光束の収斂作用が小さくなるため、レンズ系ＦＢが大型化する。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望ましい。
【００４６】
０．７０＜ｆｆ／ｆ＜１．３０      ・・・（３ａ）
さらに好ましくは、条件式（３ａ）の数値範囲を以下のようにするのが望ましい。
【００４７】
０．８０＜ｆｆ／ｆ＜１．２０      ・・・（３ｂ）
条件式（４）は、光学性能を良好に維持するためのものである。各実施例の光学系は、物体側より像側へ順に、正の屈折力の前群ＬＦ、開口絞りＳＰ、正の屈折力の後群ＬＲより構成され、開口絞りＳＰを挟んで略対称なレンズ構成より成っている。この光学配置により、前群ＬＦで発生している軸外の収差、特に歪曲収差や倍率色収差を後群ＬＲで打ち消している。
【００４８】
条件式（４）の下限を超えて後群ＬＲの屈折力が大きくなると、前群ＬＦに対し後群ＬＲの屈折力が大きくなりすぎるため、軸外の収差の打ち消し効果が不足し、歪曲収差や倍率色収差が増加してくる。また、条件式（４）の上限を超えて後群ＬＲの屈折力が小さくなると、前群ＬＦに対し後群ＬＲの屈折力が小さくなりすぎるため、軸外の収差の打ち消し効果が不足し、歪曲収差や倍率色収差が増加してくる。好ましくは、条件式（４）の数値範囲を以下のようにするのが望ましい。
【００４９】
０．８０＜ｆＬＲ／ｆ＜１．５０  ・・・（４ａ）
条件式（５）は、後群ＬＲの焦点距離に対するレンズ系ＦＢよりも物体側に位置するレンズ系の焦点距離の比に関するもので、主に軸外収差の補正を良好に行うためのものである。条件式（５）の上限又は下限を超えると、レンズ系ＦＢよりも物体側に位置するレンズ系と後群ＬＲの軸外の収差の打ち消し効果が不足し、歪曲収差や倍率色収差が増加してくる。好ましくは、条件式（５）の数値範囲を以下のようにするのが好ましい。
【００５０】
０．７０＜ｆｆ／ｆＬＲ＜１．２０  ・・・（５ａ）
条件式（６）は、レンズ系ＦＢを構成する１つの正レンズに使用される材料のアッベ数に関し、フォーカシングに際しての色収差の変動を低減するためのものである。条件式（６）の上限を超えて正レンズの材料のアッベ数が大きくなると、負の屈折力のレンズ系ＦＢの色収差の補正が不足し、物体距離全域にわたり軸上色収差と、倍率色収差の補正を良好に行うことが困難になる。更に好ましくは条件式（６）の数値を次の如く設定するのが良い。
【００５１】
νｄ＜２３．０    ・・・（６ａ）
次に各実施例のレンズ構成について説明する。各実施例において、レンズ系ＦＡはレンズ系ＦＢよりも物体側に配置されている。実施例１乃至３において、レンズ系ＦＡとレンズ系ＦＢとの間にはフォーカシングに際して不動のレンズ系が配置されている。実施例４において、レンズ系ＦＡとレンズ系ＦＢは対向して配置されている。ここで対向配置とはレンズ系ＦＡとレンズ系ＦＢとの間にレンズ系が配置されていないことを言う。
【００５２】
［実施例１］
次に図１を参照して実施例１の光学系のレンズ構成について説明する。以下、前群ＬＦと後群ＬＲを構成する各レンズは、物体側から像側へ順に配置されているものとする。正の屈折力の前群ＬＦは、物体側が凹面のメニスカス形状の正レンズＧ１１、物体側が凹面のメニスカス形状の負レンズＧ１２、両凸形状の正レンズＧ１３を有している。更に両凹形状の負レンズＧ１４と物体側が凸面のメニスカス形状の正レンズＧ１５を接合した全体として負の接合レンズＧＢにより構成している。
【００５３】
正レンズＧ１１、正レンズＧ１３は非球面を有しており、これによって球面収差、コマ収差等を良好に補正している。また、正の屈折力の後群ＬＲは、両凸形状の正レンズＧ２１と両凹形状の負レンズＧ２２とを接合した接合レンズ、両凹形状の負レンズＧ２３と両凸形状の正レンズ２４とを接合した接合レンズ、両凸形状の正レンズＧ２５により構成されている。正レンズＧ２５は非球面を有しており、これによって軸外収差の補正を良好に行っている。また、前群ＬＦと後群ＬＲの間に開口絞りＳＰを有している。
【００５４】
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、合成焦点距離が負の屈折力の接合レンズＧＢ（レンズ系ＦＢ）を像側へ移動させ、負レンズＧ１２（レンズ系ＦＡ）を物体側へ移動させている。これにより、フォーカシングに際しての歪曲収差の変動を低減している。
【００５５】
［実施例２］
図３を参照して、本発明の実施例２の光学系のレンズ構成について説明する。正の屈折力の前群ＬＦは、物体側が凸面のメニスカス形状の負レンズＧ１１、物体側が凹面のメニスカス形状の正レンズＧ１２、物体側が凹面のメニスカス形状の負レンズＧ１３、両凸形状の正レンズＧ１４、両凸形状の正レンズＧ１５を有している。更に両凸形状の正レンズＧ１６と両凹形状の負レンズＧ１７とを接合した全体として負の接合レンズＧＢにより構成している。
【００５６】
正レンズＧ１４、負レンズＧ１７は非球面を有しており、これにより球面収差、コマ収差等を良好に補正している。正の屈折力の後群ＬＲは両凸形状の正レンズＧ２１、両凹形状の負レンズＧ２２、両凹形状の負レンズＧ２３と両凸形状の正レンズＧ２４とを接合した接合レンズ、像側が凸面のメニスカス形状の正レンズＧ２５により構成している。正レンズＧ２５は非球面を有しており、これにより軸外収差の補正を良好に行っている。また、前群ＬＦと後群ＬＲの間に開口絞りＳＰを有している。
【００５７】
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、合成焦点距離が負の屈折力の接合レンズＧＢ（レンズ系ＦＢ）を像側へ移動させ、正レンズＧ１２（レンズ系ＦＡ）を像側へ移動させている。これにより、フォーカシングに際しての歪曲収差の変動を低減している。大口径比で、かつ、フォーカスシングに際しての収差変動を低減した光学系を実現する構成に関しては、実施例１と同様である。
【００５８】
［実施例３］
以下、図５を参照して、本発明の実施例３の光学系のレンズ構成について説明する。正の屈折力の前群ＬＦは、像側が凹面のメニスカス形状の負レンズＧ１１、像側が凸面のメニスカス形状の正レンズＧ１２、両凹形状の負レンズＧ１３と両凸形状の正レンズＧ１４とを接合した全体として負の接合レンズＧＡを有している。更に両凸形状の正レンズＧ１５、両凸形状の正レンズＧ１６、両凸形状の正レンズＧ１７と両凹形状の負レンズＧ１８とを接合した全体として負の接合レンズＧＢにより構成している。
【００５９】
正レンズＧ１５、負レンズＧ１８は非球面を有しており、これによって球面収差、コマ収差等を良好に補正している。正の屈折力の後群ＬＲは両凸形状の正レンズＧ２１、両凹形状の負レンズＧ２２、両凹形状の負レンズＧ２３と両凸形状の正レンズＧ２４とを接合した接合レンズ、像側が凸面のメニスカス形状の正レンズＧ２５により構成している。正レンズＧ２５は非球面を有しており、これにより軸外収差の補正を良好に行っている。また、前群ＬＦと後群ＬＲの間に開口絞りＳＰを有している。
【００６０】
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、合成焦点距離が負の屈折力の接合レンズＧＢ（レンズ系ＦＢ）を像側へ移動させ、合成焦点距離が負の屈折力の接合レンズＧＡ（レンズ系ＦＡ）を物体側へ移動させている。これにより、フォーカシングに際して歪曲収差の変動を低減している。大口径比で、かつ、フォーカスシングに際しての収差変動を低減した光学系を実現する構成に関しては、実施例１と同様である。
【００６１】
［実施例４］
以下、図７を参照して、本発明の実施例４の光学系のレンズ構成について説明する。正の屈折力の前群ＬＦは、物体側が凸面のメニスカス形状の負レンズＧ１１、物体側が凹面のメニスカス形状の正レンズＧ１２、物体側が凹面のメニスカス形状の負レンズＧ１３、両凸形状の正レンズＧ１４を有している。更に両凸形状の正レンズＧ１５、両凸形状の正レンズＧ１６と両凹形状の負レンズＧ１７とを接合した負の接合レンズＧＢにより構成している。
【００６２】
正レンズＧ１４、負レンズＧ１７は非球面を有しており、これにより球面収差、コマ収差を良好に補正している。正の屈折力の後群ＬＲは、両凸形状の正レンズＧ２１、両凹形状の負レンズＧ２２、両凹形状の負レンズＧ２３と両凸形状の正レンズＧ２４とを接合した接合レンズ、像側が凸面のメニスカス形状の正レンズにより構成している。正レンズＧ２５は非球面を有しており、これにより軸外収差の補正を良好に行っている。また、前群ＬＦと後群ＬＲの間に開口絞りＳＰを有している。
【００６３】
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、合成焦点距離が負の屈折力の接合レンズＧＢ（レンズ系ＦＢ）を像側へ移動させている。また、正レンズＧ１４と正レンズＧ１５よりなる正の屈折力のレンズ系ＦＡを像側へ移動させている。これにより、フォーカシングに際しての歪曲収差の変動を低減している。大口径比で、かつ、フォーカスシングに際しての収差変動を低減した光学系を実現する構成に関しては、実施例１と同様である。
【００６４】
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。
【００６５】
次に、本発明の光学系を用いた一眼レフカメラシステム（撮像装置）の実施例を図９を用いて説明する。図９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を通して形成される被写体像を記録（受光）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。
【００６６】
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。
【００６７】
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、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。
【００６８】
次に本発明の光学系の実施例１〜４に対応する数値実施例１〜４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。
【００６９】
前群ＬＦ、後群ＬＲ、レンズ系ＦＡ、レンズ系ＦＢの焦点距離も示す。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。 
【００７０】
数値実施例１
単位ｍｍ
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1       -310.269    4.18   1.85400    40.4       41.44
2*       -54.710  (可変)                         40.87
3        -51.860    1.30   1.85478    24.8       35.19
4       -265.838  (可変)                         34.04
5         57.252    6.42   1.77250    49.6       34.05
6*       -68.478  (可変)                         33.68
7       -511.783    1.10   1.60311    60.6       31.80
8         23.785    1.99   1.80809    22.8       28.94
9         28.769  (可変)                         28.46
10(絞り)    ∞       0.70                         27.41
11         71.034    5.40   1.88300    40.8       27.12
12        -33.098    1.20   1.60342    38.0       26.80
13         29.672    7.62                         23.66
14        -17.914    1.50   1.85478    24.8       23.46
15         69.881    6.87   1.88300    40.8       27.97
16        -32.303    0.15                         30.16
17        144.375    7.62   1.85400    40.4       37.85
18*       -35.185   38.10                         38.50
像面        ∞   
【００７１】
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000  A 4= 4.15820e-006  A 6=-2.66397e-009 
A 8= 1.63206e-012  A10=-3.42288e-017  
第6面
K = 0.00000e+000  A 4=-3.12237e-007  A 6= 5.76283e-009 
A 8=-8.37899e-012  A10= 4.69602e-015  
第18面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.65767e-006  A 6= 1.15138e-009 
A 8= 2.41050e-012  A10=-1.89551e-015  
各種データ
焦点距離      49.10  
Fナンバー      1.45  
半画角（度）  23.78  
像高          21.64  
レンズ全長   100.16  
BF            38.10  
物体距離無限遠    物体距離450mm
d 2            2.83             1.02
d 4            1.42             3.24
d 6            0.51             7.00
d 9           11.24             4.75
入射瞳位置    30.69  
射出瞳位置   -58.83  
前側主点位置  54.92  
後側主点位置 -11.00  
ズームレンズ群データ
レンズ群    始面  終面  焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
（レンズ系）
LF           1     9   165.55        19.76       -12.03        -22.72
LR          11    18    44.32        30.36        25.78          6.92
FA           3     4   -75.59         1.30        -0.17         -0.87
FB           7     9   -48.94         3.09         2.16          0.36
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     77.20
2       3    -75.59
3       5     41.28
4       7    -37.66
5       8    144.15
6      11     26.21
7      12    -25.74
8      14    -16.55
9      15     25.83
10      17     33.79
【００７２】
数値実施例２
単位ｍｍ
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1        457.618    2.50   1.48749    70.2       50.00
2         29.672  (可変)                         41.68
3       -158.058    5.41   1.85478    24.8       40.49
4        -50.080  (可変)                         40.35
5        -31.714    1.90   1.84666    23.9       34.63
6       -430.754    0.20                         35.69
7*       273.371    5.58   1.80400    46.6       35.81
8        -48.370    0.20                         36.22
9         72.914    8.05   1.59282    68.6       37.75
10        -41.408  (可変)                         37.78
11        173.580    3.02   1.80809    22.8       33.73
12       -118.732    1.50   1.77250    49.6       33.29
13*        37.794  (可変)                         30.58
14(絞り)    ∞       0.80                         30.03
15         68.190    5.30   1.88300    40.8       29.88
16        -68.441    0.20                         29.38
17       -202.162    1.30   1.51742    52.4       28.10
18         26.334    8.05                         25.34
19        -20.076    1.50   1.80809    22.8       25.24
20        148.582    6.08   1.80400    46.6       28.83
21        -31.858    0.15                         29.83
22      -1146.274    5.77   1.85400    40.4       34.29
23*       -33.068   38.09                         35.00
像面        ∞   
【００７３】
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-5.33449e-006  A 6=-4.93317e-009 
A 8= 2.69050e-011  A10=-7.23479e-014  A12= 5.90834e-017  
第13面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.06653e-006  A 6= 6.39602e-009 
A 8=-4.30461e-011  A10= 2.02219e-013  A12=-3.25094e-016  
第23面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.42517e-006  A 6=-5.40713e-009 
A 8= 3.19229e-011  A10=-7.28895e-014  A12= 6.22738e-017  
各種データ
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   128.03  
BF            38.09  
物体距離無限遠    物体距離300mm
d 2           13.41            16.01
d 4            6.07             3.47
d 10           1.00             8.55
d 13          11.93             4.38
入射瞳位置    33.95  
射出瞳位置   -47.12  
前側主点位置  54.72  
後側主点位置   2.22  
レンズ群データ
レンズ群    始面  終面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
（レンズ系）
LF           1    13     135.62        48.84        53.17         34.33
LR          15    23      48.03        28.35        23.67          2.77
FA           3     4      83.83         5.41         4.17          1.32
FB          11    13     -65.61         4.52         3.34          0.79
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -65.21
2       3     83.83
3       5    -40.52
4       7     51.52
5       9     45.75
6      11     87.65
7      12    -36.96
8      15     39.40
9      17    -44.94
10      19    -21.80
11      20     33.13
12      22     39.78
【００７４】
数値実施例３
単位ｍｍ
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1        313.955    2.50   1.60311    60.6       49.29
2         32.830    9.62                         42.13
3       -126.074    4.90   1.80809    22.8       42.07
4        -48.795  (可変)                        42.03
5        -31.756    1.90   1.84666    23.9       34.96
6        146.052    3.17   1.90366    31.3       36.48
7       -165.231  (可変)                         36.65
8*       555.263    4.88   1.80400    46.6       36.75
9        -55.357    0.20                         37.14
10         72.569    8.04   1.59282    68.6       37.83
11        -41.887  (可変)                         37.88
12        104.844    3.25   1.80809    22.8       33.86
13       -163.599    1.50   1.77250    49.6       33.39
14*        36.729  (可変)                         30.59
15(絞り)    ∞       0.80                         29.60
16         88.618    4.86   1.88300    40.8       29.38
17        -66.425    0.20                         28.94
18       -325.097    1.30   1.51742    52.4       27.57
19         26.877    8.06                         25.06
20        -19.484    1.50   1.80809    22.8       24.93
21        129.080    5.69   1.80400    46.6       28.72
22        -34.326    0.15                         29.58
23      -9537.864    6.31   1.85400    40.4       34.25
24*       -30.333   38.09                         35.00
像面        ∞   
【００７５】
非球面データ
第8面
K = 0.00000e+000  A 4=-5.36445e-006  A 6=-4.17964e-009 
A 8= 1.64736e-011  A10=-4.52672e-014  A12= 3.32215e-017  
第14面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.66531e-006  A 6= 1.15469e-008 
A 8=-9.85511e-011  A10= 4.20390e-013  A12=-6.27804e-016  
第24面
K = 0.00000e+000  A 4= 4.43873e-006  A 6=-4.79289e-009 
A 8= 3.43315e-011  A10=-8.03719e-014  A12= 7.93139e-017  
各種データ
焦点距離      35.32  
Fナンバー      1.45  
半画角（度）  31.49  
像高          21.64  
レンズ全長   128.08  
BF            38.09  
物体距離無限遠    物体距離300mm
d 4            7.36             6.07
d 7            0.20             1.48
d 11           0.99             9.12
d 14          12.59             4.47
入射瞳位置    32.94  
射出瞳位置   -48.17  
前側主点位置  53.80  
後側主点位置   2.78  
レンズ群データ
レンズ群    始面  終面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
（レンズ系）
LF           1    14     110.48        48.51        48.52         30.73
LR          16    24      48.50        28.08        24.59          5.10
FA           5     7     -49.01         5.07        -0.74         -3.49
FB          12    14     -78.88         4.75         4.35          1.62
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -60.99
2       3     95.80
3       5    -30.66
4       6     86.21
5       8     62.83
6      10     46.00
7      12     79.50
8      13    -38.70
9      16     43.64
10      18    -47.92
11      20    -20.85
12      21     34.26
13      23     35.62
【００７６】
数値実施例４
単位ｍｍ
面データ
面番号       r        d      nd         νd       有効径
1        180.257    2.50   1.60311    60.6       48.69
2         29.841   12.15                         41.04
3       -114.420    5.37   1.80809    22.8       40.32
4        -45.348    5.40                         40.27
5        -29.720    1.90   1.84666    23.9       35.82
6       -198.700  (可変)                         37.68
7*       395.858    6.27   1.77250    49.6       37.89
8        -44.965    0.20                         38.65
9         89.406    7.76   1.59282    68.6       37.66
10        -39.682  (可変)                         37.65
11         97.742    2.92   1.80809    22.8       33.74
12       -306.412    1.50   1.77250    49.6       33.29
13*        37.061  (可変)                         30.77
14(絞り)    ∞       0.80                         29.68
15         87.658    5.04   1.88300    40.8       29.46
16        -61.193    0.20                         29.02
17       -189.674    1.30   1.51742    52.4       27.61
18         26.623    8.08                         24.94
19        -19.274    1.50   1.80809    22.8       24.81
20        118.620    5.76   1.80400    46.6       28.65
21        -34.387    0.15                         29.62
22       1953.952    6.42   1.85400    40.4       34.47
23*       -30.384   38.09                         35.21
像面        ∞   
【００７７】
非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000  A 4=-6.64404e-006  A 6=-3.95749e-009 
A 8= 2.22647e-011  A10=-5.40424e-014  A12= 3.38934e-017  
第13面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.27812e-006  A 6= 4.18855e-009 
A 8=-3.38970e-011  A10= 1.54483e-013  A12=-2.47188e-016  
第23面
K = 0.00000e+000  A 4= 4.58651e-006  A 6=-3.68361e-009 
A 8= 2.91151e-011  A10=-6.69207e-014  A12= 6.66843e-017  
各種データ
焦点距離      34.52  
Fナンバー      1.45  
半画角（度）  32.08  
像高          21.64  
レンズ全長   128.15  
BF            38.09  
物体距離無限遠    物体距離300mm
d 6            0.20             1.27
d 10           0.99             9.13
d 13          13.64             4.43
入射瞳位置    32.57  
射出瞳位置   -49.77  
前側主点位置  53.53  
後側主点位置   3.58  
レンズ群データ
レンズ群     始面  終面    焦点距離  レンズ構成長  前側主点位置  後側主点位置
（レンズ系）
LF           1    13     109.28        47.16        49.95         34.31
LR          15    23      48.15        28.45        24.86          5.15
FA           7    10      25.98        14.23         5.40         -3.51
FB          11    13     -83.09         4.42         4.25          1.70
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    -59.67
2       3     89.84
3       5    -41.49
4       7     52.60
5       9     47.42
6      11     92.00
7      12    -42.72
8      15     41.47
9      17    -45.03
10      19    -20.42
11      20     33.72
12      22     35.09
【００７８】
【表１】
2015138121.tif 000003
【符号の説明】
【００７９】
ＬＦ    前群
ＬＲ    後群
ＦＡ    レンズ系
ＦＢ    レンズ系
ＳＰ    開口絞り
【図２】
2015138121.tif 000004
【図４】
2015138121.tif 000005
【図６】
2015138121.tif 000006
【図８】
2015138121.tif 000007
【図１】
2015138121.tif 000008
【図３】
2015138121.tif 000009
【図５】
2015138121.tif 000010
【図７】
2015138121.tif 000011
【図９】
2015138121.tif 000012