(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群からなり、
フォーカシングに際して前記第２レンズ群が光軸方向に移動し、
前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力を有する第１部分レンズ群と、負の屈折力を有し、像ぶれ補正に際して光軸に対して垂直な方向の成分を持つ方向に移動する第２部分レンズ群と、正の屈折力を有する第３部分レンズ群からなり、
前記第１部分レンズ群は一つの接合レンズからなり、該接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第１メニスカスレンズと、両凸レンズと、像側に凸面を向けた負の屈折力を有する第２メニスカスレンズからなり、
無限遠にフォーカスしているときの全系の焦点距離をｆ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第１部分レンズ群の焦点距離をｆ３１、最も物体側の面から像面までの光軸上の長さをＬ、無限遠にフォーカスしているときの開放ＦナンバーをＦｎｏとするとき、
０．５０＜ｆ２／（ｆ１×Ｌ×Ｆｎｏ）＜３．００
−４．００＜ｆ３１／ｆ３＜−０．５０
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】
前記第２部分レンズ群の焦点距離をｆ３２、前記第３部分レンズ群の焦点距離をｆ３３とするとき、
４．０＜ｆ３１／ｆ３３＜３０．０
−３０＜ｆ３１／ｆ３２＜−３
−１．０＜ｆ３／ｆ＜−０．２
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】
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とするとき、
０．１０＜ｆ２／ｆ３＜１．００
なる条件式を満足す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】
前記第１メニスカスレンズ及び前記第２メニスカスレンズの夫々のｄ線に対する屈折率をＮＮ、前記両凸レンズのｄ線に対する屈折率をＮＰとするとき、
ＮＮ＞ＮＰ
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】
無限遠にフォーカスしているときの全系の屈折力をφ、前記第１部分レンズ群に含まれるレンズの総数をｎｕｍ、前記第１部分レンズ群に含まれる各レンズの物体側から数えたときの順番をｉ、ｉ番目のレンズの部分分散比差をΔθｇＦｉ、ｄ線を基準としたアッベ数をν３１ｉ、屈折力をφ３１ｉとするとき、
【数１】
0006584184.tif 000010
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】
前記第１メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径をＲ１、前記両凸レンズの物体側の面の曲率半径をＲ２、前記両凸レンズの像側の面の曲率半径をＲ３、前記第２メニスカスレンズの像側の面の曲率半径をＲ４とするとき、
０．１０＜（Ｒ１−Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜１．００
０．１０＜（Ｒ４−Ｒ３）／（Ｒ４＋Ｒ３）＜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５のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項７】
前記第２部分レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正レンズと負レンズが接合されて成る接合レンズと、負レンズからな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】
前記第３部分レンズ群は少なくとも二つの接合レンズで構成され、それぞれの接合レンズは、少なくとも一つの正レンズと少なくとも一つの負レンズが接合されて構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項９】
前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、無限遠にフォーカスしているときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆ１２とするとき、
０．３＜ｆ１２／ｆ＜１．０
−４．０＜ｆ１／ｆ２＜−０．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１０】
前記第１レンズ群は回折光学部を含む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】
前記回折光学部Ｄの回折成分のみによる焦点距離をｆＤＯＥとするとき、
１０＜ｆＤＯＥ／ｆ＜１００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１０に記載の光学系。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光学系と、該光学系により形成された像を受光する撮像素子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、固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラやビデオカメラ、銀塩フィルムを用いたカメラなどの撮像装置に適して用いられる光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
望遠レンズに適した撮影光学系として、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正または負の屈折力の第３レンズ群を有する撮影光学系が知られている（特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２５０８７号公報
【特許文献２】特開２０１３−９２５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、望遠レンズでは、焦点距離が延びるにしたがって、レンズ全長が長くなる。また、Ｆナンバー（口径比）が小さい望遠レンズを得ようとすると、特に第１レンズ群のレンズ径が大きくなると同時に重くなる。
【０００５】
第１レンズ群の小型化を図るために単純にレンズの屈折力を強めると、製造誤差に対して収差の発生量が増大しやすくなる。すなわち、製造誤差に対する敏感度が高くなる。このとき、各レンズ群に要求される面精度や組み込み精度が高くなって製造が困難となり、結果的に所望の光学性能を得るのが難しくなる。このため、製造誤差により生じる収差が小さい小型の望遠レンズを得ようとする場合、各レンズ群の構成を適切に設定することが重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群からなり、
フォーカシングに際して前記第２レンズ群が光軸方向に移動し、
前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力を有する第１部分レンズ群と、負の屈折力を有し、像ぶれ補正に際して光軸に対して垂直な方向の成分を持つ方向に移動する第２部分レンズ群と、正の屈折力を有する第３部分レンズ群からなり、
前記第１部分レンズ群は一つの接合レンズからなり、該接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第１メニスカスレンズと、両凸レンズと、像側に凸面を向けた負の屈折力を有する第２メニスカスレンズからなり、
無限遠にフォーカスしているときの全系の焦点距離をｆ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３、前記第１部分レンズ群の焦点距離をｆ３１、最も物体側の面から像面までの光軸上の長さをＬ、無限遠にフォーカスしているときの開放ＦナンバーをＦｎｏとするとき、
０．５０＜ｆ２／（ｆ１×Ｌ×Ｆｎｏ）＜３．００
−４．００＜ｆ３１／ｆ３＜−０．５０
なる条件式を満足することを特徴とする。
本発明の撮像装置は、上記の光学系と、該光学系により形成された像を受光する撮像素子を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の撮像装置は、上記の光学系と、該光学系により形成された像を撮像する撮像素子を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、製造容易で小型かつ軽量な光学系および撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１において無限遠にフォーカスしているときの光学系の断面図、収差図
【図２】実施例２において無限遠にフォーカスしているときの光学系の断面図、収差図
【図３】実施例３において無限遠にフォーカスしているときの光学系の断面図、収差図
【図４】光学材料の部分分散比θｇＦとアッベ数νｄを示すグラフ
【図５】本発明の実施例における撮像装置の概略図
【図６】本発明の実施例における光学作用の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１１】
本実施形態の光学系（撮影光学系）は、物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３を有する。フォーカシングに際して第２レンズ群Ｌ２が光軸方向に移動する。フォーカシングとは、無限遠物体や有限距離物体に焦点を合わせる操作のことをいう。
【００１２】
図１乃至図３において、（Ａ）は無限遠にフォーカスしているときの光学系の断面図であり、（Ｂ）は無限遠にフォーカスしているときの光学系の縦収差図である。
【００１３】
図５は、本発明の実施例の光学系をカメラ本体（撮像装置本体）に装着して構成された一眼レフカメラシステム（撮像装置）の概略図である。図６は、本発明の実施例の光学系の光学作用の説明図である。
【００１４】
図１乃至図３の（Ａ）の断面図において、Ｌ０は撮影光学系（光学系）である。ＳＰは開口絞りである。撮影光学系Ｌ０は、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３を有する。第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に配置された、第１部分レンズ群Ｌ３１、像ぶれ補正に際して光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動する第２部分レンズ群Ｌ３２、第３部分レンズ群Ｌ３３からなる。
【００１５】
ＩＰは像面である。本実施例の光学系がビデオカメラやデジタルカメラの撮影光学系として用いられる場合、像面ＩＰは、この光学系により形成された像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する。また、光学系が銀塩フィルム用カメラの撮像光学系として用いられる場合、像面ＩＰはフィルム面に相当する。
【００１６】
図１乃至図３の（Ｂ）の収差図において、ｄはｄ線、ｇはｇ線である。Ｍはメリディオナル像面、Ｓはサジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表されている。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角である。全ての収差図では、後述する各数値実施例をｍｍ単位で表した場合、球面収差０．２ｍｍ、非点収差０．２ｍｍ、歪曲２％、倍率色収差０．０２ｍｍのスケールで描かれている。
【００１７】
各実施例の撮影光学系Ｌ０は望遠レンズであり、例えば以下のような特徴を有する。物体側から像側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３を有する。無限遠から至近距離へのフォーカシングに際して、第１レンズ群Ｌ１は不動であり、第２レンズ群Ｌ２は像側へ移動し、第３レンズ群Ｌ３は不動である。
【００１８】
第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力を有する第１部分レンズ群Ｌ３１、負の屈折力を有する第２部分レンズ群Ｌ３２、正の屈折力を有する第３部分レンズ群Ｌ３３からなる。
【００１９】
第１部分レンズ群Ｌ３１は１つの接合レンズからなる。この接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、物体側に凸形状を有し負の屈折力を有するメニスカスレンズと、両凸レンズと、像側に凸形状を有し負の屈折力を有するメニスカスレンズからなる。
【００２０】
また、各実施例の撮影光学系Ｌ０は、以下の条件式（１）、（２）を満足する。
０．５０＜ｆ２／（ｆ１×Ｌ×Ｆｎｏ）＜３．００    …  （１）
−４．００＜ｆ３１／ｆ３＜−０．５０              …  （２）
【００２１】
ここで、ｆは無限遠にフォーカスしているときの光学系の焦点距離、ｆ１は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離、ｆ３は第３レンズ群Ｌ３の焦点距離、ｆ３１は第１部分レンズ群Ｌ３１の焦点距離である。Ｌは光学系の最も物体側の面から像面までの光軸上の長さ（レンズ全長）である。ただし、最も像側のレンズと像面の間にガラスブロックＧが配置されている場合は、ガラスブロックＧについて空気換算長を用いる。無限遠物体にフォーカシングした場合の開放ＦナンバーをＦｎｏとする。
【００２２】
図６は、正の屈折力の第１レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群と負の屈折力の第３レンズにより構成された望遠レンズにおいて、軸上光束のうちレンズの最周辺を通る光線をＰ、軸外主光線をＱで表したものである。
【００２３】
光線Ｐのレンズへの入射高さは、光軸ＯＡと光線Ｑの交わる点より物体側で高く、像側で低くなっている。この場合、Ｆナンバーを小さく保ちつつ、第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力を強めることで全長を短縮していくと、第１レンズ群Ｌ１や第２レンズ群Ｌ２だけでなく第３レンズ群Ｌ３の屈折力も強くなる。
【００２４】
従来、レンズ全長が長いとき（例えば、レンズ全長Ｌと光学系の焦点距離ｆの比が０．６５以上）の第３レンズ群Ｌ３の屈折力は、正又は負で非常に弱い屈折力を有していた。これは、第３レンズ群Ｌ３内に手ブレ防止機構が入ったことで、フォーカス群である第２レンズ群Ｌ２から射出された光線を、第３レンズ群Ｌ３を経由して像面へリレーする役割があったためである。
【００２５】
しかし、レンズ全長を短くした場合（例えば、レンズ全長Ｌと光学系の焦点距離ｆの比が０．５５程度）の第３レンズ群Ｌ３は、従来の比較的弱い屈折力では成り立たなくなる。具体的には、第１レンズ群Ｌ１で強めた正の屈折力の分だけ、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３で分担して負の屈折力を強める必要が生じる。例えば、第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力を単純に強めてしまうと、無限遠から至近距離へのフォーカシングにおける第２レンズ群Ｌ２の移動量が非常に小さくなり、制御が難しくなる。
【００２６】
また、例えば第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力を単純に強めると、第３レンズ群Ｌ３内の各レンズの曲率半径が小さくなってしまう。そうすると、軸上光束径が小さく、軸外主光線Ｑが光軸ＯＡと交わる点よりも像側にレンズが多く配置されている第３レンズ群Ｌ３にとっては、コマ収差や非点収差等の非対称収差が増大してしまう。
【００２７】
また、非球面を多用して収差を補正できたとしても、各レンズ面や鏡筒への組み込み時の製造誤差に対する諸収差の変化量（以下、「敏感度」という）が大きくなってしまう場合がある。これは各レンズ１枚１枚が担当する収差補正量が多いために、小さな誤差によって収差補正量もしくは発生量が大きく変化してしまうからである。
【００２８】
敏感度が高いと、所望の光学性能を得ようとしたときに非常に高い製造精度が要求される。この場合、設計段階で高い結像性能を導き出せたとしても、実際の製造時には結像性能がばらつき、所望の結像性能を得ることが困難となる。
【００２９】
通常のフルハイビジョン（画素数１９２０×１０８０、画素サイズ数μｍ）相当の画質であれば、多少の製造誤差による収差のばらつきも許容される。しかし、画素数のアップと画素サイズの縮小による高画質化を考慮すると、一定の製造誤差に対する諸収差の変化量を小さくして（敏感度を小さくして）製造時の結像性能のばらつきを従来以上に低減させることが必要である。しかし、敏感度を低く維持するためにレンズ枚数を増やすと、全長短縮と軽量化の両立も難しくなる。
【００３０】
そこで、本発明は第３レンズ群Ｌ３内の各レンズに注目して、負の屈折力を強めても敏感度の増大が低減できる構成とした。
【００３１】
各実施例では、第１レンズ群Ｌ１の屈折力を強めることでレンズ全長を短縮したことに加えて、次のような構成を採用している。
【００３２】
第３レンズ群Ｌ３を、物体側から像側へ順に、第１部分レンズ群Ｌ３１、第２部分レンズ群Ｌ３２、第３部分レンズ群Ｌ３３の計３つの部分レンズ群に分けている。
【００３３】
第１部分レンズ群Ｌ３１は第３レンズ群Ｌ３の中でも最も物体側に位置するため、第３レンズ群Ｌ３の中では軸上光束径が比較的大きい。また、軸外主光線Ｑと光軸ＯＡの交点付近に位置する。このため、コマ収差に加えて軸上色収差も補正することができる。そこで第１部分レンズ群Ｌ３１にレンズを多く配置すれば収差補正力が増大するが、それぞれのレンズを組み立てる時に各レンズで組み立て誤差が生じると、レンズ枚数を増やしただけの効果を得にくい。
【００３４】
そこで、第１部分レンズ群Ｌ３１を２枚の負レンズと１枚の正レンズを接合した１つの接合レンズのみで構成した。第１部分レンズ群Ｌ３１を１つの接合レンズにより構成することで、それぞれ各レンズを個別に配置するよりも組み立て誤差要因を少なくすることができる。また、レンズ同士の界面を空気ではなく接合面とすることで、界面の屈折率差を小さくすることができ、界面での収差発生量を低減できる。このように、各レンズを接合することで、製造誤差による敏感度を低減することができる。
【００３５】
第２部分レンズ群Ｌ３２は、像ぶれ補正に際して光軸に対して垂直方向の成分を持つように移動する。負の屈折力を有する第２部分レンズ群Ｌ３２は、正の屈折力を有する第１部分レンズ群Ｌ３１と正の屈折力を有する第３部分レンズ群Ｌ３３の間に配置されている。これにより、第２部分レンズ群Ｌ３２の屈折力を、適切な像ぶれ補正効果が得られる程度に強くできると共に、第２部分レンズ群Ｌ３２が移動した際にも偏心収差を良好に補正することができる。
【００３６】
焦点距離が長くＦナンバー（開放Ｆナンバー）が小さい望遠レンズの場合、レンズ系全体が大型となり、Ｆナンバーの大きい望遠レンズに比べて高重量となる。このため、望遠レンズ全体を移動させてフォーカシングを行うのが機構的に困難となる。
【００３７】
そこで、各実施例の光学系は、第１レンズ群Ｌ１よりも像側に位置する小型軽量なレンズ群である第２レンズ群Ｌ２を光軸上移動させることによってフォーカシングを行っている。これにより、光学系全体や第１レンズ群Ｌ１全体を移動させてフォーカスする場合に比べて格段に小さい駆動装置でフォーカスすることができる。
【００３８】
また、開口絞りＳＰを第１レンズ群Ｌ１よりも像側に配置するのが良い。これにより、第１レンズ群Ｌ１のレンズ有効径を大きくすることなく画面周辺の光束を十分に取り込むことができる。
【００３９】
次に、前述の各条件式の技術的意味について説明する。
【００４０】
条件式（１）は、第１部分レンズ群Ｌ１の焦点距離とレンズ全長に関する。条件式（１）の上限値を超えると、Ｆナンバーとレンズ全長に比べて第１部分レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなりすぎる。このとき、第１レンズ群Ｌ１で発生する球面収差やコマ収差等を第１レンズ群Ｌ１内で補正することが難しくなる。
【００４１】
一方、条件式（１）の下限値を超えると、Ｆナンバーとレンズ全長に比べて第１レンズ群Ｌ１の屈折力が弱くなり、レンズ全長を短縮できなくなるため好ましくない。
【００４２】
条件式（１）は、好ましくは次のように設定される。
０．７５＜ｆ２／（ｆ１×Ｌ×Ｆｎｏ）＜２．００    …  （１ａ）
条件式（１ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
１．００＜ｆ２／（ｆ１×Ｌ×Ｆｎｏ）＜１．７０    …  （１ｂ）
【００４３】
条件式（２）は、第１部分レンズ群Ｌ３１と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離の比に関する。レンズ全長の短縮と敏感度の低減を両立するためには、各部分レンズ群の屈折力の分担を適切に設定すると共に、組み立て誤差要因を少なくすることが重要である。第３レンズ群Ｌ３は全体として負の屈折力を有しているが、第１部分レンズ群Ｌ３１は正の屈折力を有しており、第３レンズ群Ｌ３の中では収差補正を担当している。
【００４４】
条件式（２）の上限値を超えると、第１部分レンズ群Ｌ３１の焦点距離が短くなりすぎる。このとき、第３レンズ群Ｌ３が全体として負の屈折力を有しているため、群全体のパワーを維持しようとすると第２部分レンズ群Ｌ３２の負の屈折力を大きくしなくてはならない。しかし第２部分レンズ群Ｌ３２の負の屈折力を大きくすると非対称収差が多く発生してしまい、補正が困難になるため好ましくない。
【００４５】
条件式（２）の下限値を超えると、第１部分レンズ群Ｌ３１の焦点距離が長くなりすぎる。このとき、第１レンズ群Ｌ３１の収差補正力が低下してしまい、第３レンズ群Ｌ３で発生するコマ収差や非点収差が残存してしまうため好ましくない。
【００４６】
条件式（２）は、好ましくは次のように設定される。
−３．５０＜ｆ３１／ｆ３＜−０．７５    …  （２ａ）
また条件式（２ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
−３．００＜ｆ３１／ｆ３＜−１．００    …  （２ｂ）
【００４７】
本実施形態の光学系は以上のように構成されるが、更に好ましくは、次に述べる条件のうち少なくとも１つを満足するように構成される。これによれば、高い結像性能を維持しつつ、更なるレンズ全長の短縮効果と敏感度低減効果を容易に得ることができる。
【００４８】
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Ｌ３の焦点距離をｆ３、第１部分レンズ群Ｌ３１の焦点距離をｆ３１、第２部分レンズ群Ｌ３２の焦点距離をｆ３２、第３部分レンズ群Ｌ３３の焦点距離をｆ３３とする。
【００４９】
第１部分レンズ群Ｌ３１中の負レンズのｄ線の屈折率をＮＮ、第１部分レンズ群Ｌ３１中の正レンズのｄ線の屈折率をＮＰとする。第１部分レンズ群Ｌ３１に含まれる各レンズの総数をｎｕｍ（＝３）とする。第１部分レンズ群Ｌ３１に含まれる各レンズの部分分散比差をΔθｇＦｉ、ｄ線を基準としたアッベ数をν３１ｉ、パワー（焦点距離の逆数）をφ３１ｉとする。ここでｉは第１部分レンズ群Ｌ３１に含まれる各レンズの物体側から順につけた番号である。
【００５０】
ν３１ｉ、ΔθｇＦｉは、第１部分レンズ群Ｌ３１に含まれる各レンズを構成する材料のｄ線における屈折率をＮｄｉ、ｇ線における屈折率をＮｇｉ、Ｃ線における屈折率をＮＣｉ、Ｆ線における屈折率をＮＦｉとするとき、次式で定義される。
ν３１ｉ＝（Ｎｄｉ−１）／（ＮＦｉ−ＮＣｉ）
θｇＦｉ＝（Ｎｇｉ−ＮＦｉ）／（ＮＦｉ−ＮＣｉ）
ΔθｇＦｉ＝θｇＦｉ−（−１．６１７８３×１０−３×ν３１ｉ＋０．６４１４６）
【００５１】
また、第１部分レンズ群Ｌ３１の最も物体側に位置する負レンズの最も物体側の面の曲率半径をＲ１とする。第１部分レンズ群Ｌ３１に配置された両凸レンズの物体側の面（接合面）の曲率半径をＲ２、両凸レンズの像側の面（接合面）の曲率半径をＲ３とする。第１部分レンズ群Ｌ３１の最も像側に位置する負レンズの最も像側の面の曲率半径をＲ４とする。
【００５２】
無限遠にフォーカスしているときの全系の焦点距離をｆ、無限遠にフォーカスしているときの光学系のパワーをφとする。無限遠にフォーカスしているときの第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離をｆ１２とする。
【００５３】
このとき、以下の条件式（３）〜（１２）のいずれかを満足することが好ましい。
４．０＜ｆ３１／ｆ３３＜３０．０      …  （３）
−３０＜ｆ３１／ｆ３２＜−３          …  （４）
−１．０＜ｆ３／ｆ＜−０．２        …  （５）
０．１０＜ｆ２／ｆ３＜１．００      …  （６）
ＮＮ＞ＮＰ                          …  （７）
【００５４】
【数１】
0006584184.tif 000002
【００５５】
０．１０＜（Ｒ１−Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜１．００    …  （９）
０．１０＜（Ｒ４−Ｒ３）／（Ｒ４＋Ｒ３）＜１．００    …  （１０）
０．３＜ｆ１２／ｆ＜１．０                          …  （１１）
−４．０＜ｆ１／ｆ２＜−０．５                      …  （１２）
【００５６】
条件式（３）は、第１部分レンズ群Ｌ３１と第３部分レンズ群Ｌ３３の焦点距離に関する。第１部分レンズ群Ｌ３１の屈折力を第３部分レンズ群Ｌ３３の屈折力よりも小さくすることで収差補正と敏感度低減を両立している。
【００５７】
条件式（３）の下限値を超えて第１部分レンズ群Ｌ３１の屈折力が大きくなりすぎると、コマ収差などの非対称収差が多く発生してしまい、補正が難しくなる、もしくは敏感度が増大してしまうため好ましくない。また、条件式（３）の上限値を超えて第１部分レンズ群Ｌ３１の屈折力が小さくなると、収差補正効果が薄れてしまうため好ましくない。
【００５８】
条件式（３）は、好ましくは次のように設定される。
４．５＜ｆ３１／ｆ３３＜２５．０      …  （３ａ）
また、条件式（３ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
５．０＜ｆ３１／ｆ３３＜１５．０      …  （３ｂ）
【００５９】
条件式（４）は、第１部分レンズ群Ｌ３１と第２部分レンズ群Ｌ３２の焦点距離に関する。第１部分レンズ群Ｌ３１の屈折力の絶対値よりも第２部分レンズ群Ｌ３２の屈折力をかなり大きくしている。これにより、第３レンズ群Ｌ３全体としての負の屈折力を維持しつつ、第２部分レンズ群Ｌ３２が移動した際に発生する偏心収差を低減して良好な像ぶれ補正効果を得ることができる。第１部分レンズ群Ｌ３１の屈折力を小さくしすぎると収差補正効果が薄れてしまうため好ましくない。よって、条件式（４）の上限値もしくは下限値を超えると、結像性能の維持が難しくなってしまうため好ましくない。
【００６０】
条件式（４）は、好ましくは次のように設定される。
−２５＜ｆ３１／ｆ３２＜−５      …  （４ａ）
また条件式（４ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
−２０＜ｆ３１／ｆ３２＜−８      …  （４ｂ）
【００６１】
条件式（５）は、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離に関する。前述のように第１レンズ群Ｌ１の屈折力を大きくすることで全長を短縮すると、結像性能と仕様の両立のためには第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力を強める必要がある。
【００６２】
条件式（５）の上限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３の負の屈折力が大きくなりすぎて、バックフォーカスが長くなりすぎるため、全長短縮が困難になり好ましくない。
【００６３】
一方、条件式（５）の下限値を超えると、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が小さくなりすぎる。そうすると全長短縮には効果があるが、第１レンズ群Ｌ１で発生した非対称収差を第３レンズ群内で補正することができなくなるため好ましくない。
【００６４】
条件式（５）は、好ましくは次のように設定される。
−０．８＜ｆ３／ｆ＜−０．３      …  （５ａ）
条件式（５ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
−０．７＜ｆ３／ｆ＜−０．３５    …  （５ｂ）
【００６５】
条件式（６）は、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離に関する。前述のように全長短縮するために第１レンズ群Ｌ１の屈折力を大きくすると、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３とで分担して負の屈折力を大きくする必要がある。
【００６６】
条件式（６）の上限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が小さくなりすぎる。このとき、フォーカシングに際して第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きくなりすぎてしまい、物体距離によって収差変化量が大きくなってしまう。もしくは、第３レンズ群Ｌ３との干渉により、至近距離の物体にフォーカスできなくなってしまう。
【００６７】
一方、条件式（６）の下限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が大きくなりすぎてしまう。このとき、フォーカシングに際して第２レンズ群Ｌ２が少し移動しただけでピント面が大きく動いてしまい、制御するのが難しくなるため好ましくない。
【００６８】
条件式（６）は、好ましくは次のように設定される。
０．１５＜ｆ２／ｆ３＜０．８０      …  （６ａ）
条件式（６ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
０．２０＜ｆ２／ｆ３＜０．６０      …  （６ｂ）
【００６９】
条件式（７）は、第１部分レンズ群Ｌ３１の全ての負レンズと正レンズの屈折率に関する。条件式（７）を満たすことにより、全体として正の屈折力を維持しつつ、接合面を弱い発散面とすることができ、第１部分レンズ群Ｌ３１で発生する収差を補正することができる。
【００７０】
第１部分レンズ群Ｌ３１は全体として正の屈折力を有しており、負レンズ、正レンズ、負レンズの３枚のレンズが接合された接合レンズにより構成されている。
【００７１】
２つの負レンズは共にメニスカス形状であり、曲率半径の絶対値が小さい面を互いに対向させて、その間を両凸レンズで接合している。よって、接合レンズの最も物体側の面と、最も像側の面はどちらも凸面であり、光線を収束させる作用を有する。これにより正の屈折力を得ており、全体として負の屈折力を有する第２部分レンズ群Ｌ３２で発生する収差を補正している。
【００７２】
そして、第１部分レンズ群Ｌ３１の２つの負レンズの間に、２つの負レンズよりも屈折率が小さい媒質で満たす（両凸レンズで２つの負レンズを接合する）ことで、接合面を弱い発散面とすることができる。これにより、第１部分レンズ群Ｌ３１内で発生する収差や全系で残存した収差補正などの微小な収差制御が可能になり、結像性能を良好に維持することができる。
【００７３】
条件式（７）の範囲を満たさなければ、第１部分レンズ群Ｌ３１内に発散面がなくなってしまい、第１部分レンズ群Ｌ３１内の収差補正ができなくなってしまうため好ましくない。
【００７４】
条件式（８）は、第１部分レンズ群Ｌ３１の色収差補正力に関する。前述のように第１部分レンズ群Ｌ３１は第３レンズ群Ｌ３の中で最も物体側に位置しているため軸上光束径が比較的大きく、軸外主光線Ｑと光軸ＯＡの交点付近にレンズが多く配置されている。したがって、第１部分レンズ群Ｌ３１は、特に軸上色収差の補正効果が期待できる。条件式（８）の下限値を超えると、色収差補正力が弱くなりすぎてしまい軸上色収差が残存してしまう。
【００７５】
一方、上限値を超えると、色収差補正力が強くなりすぎてしまい軸上色収差（特にｇ線とＦ線間の軸上色収差）が過補正になってしまう。そうすると、逆補正のために他のレンズ群で色収差補正を行う必要が生じ、色収差補正の敏感度も増大してしまうため好ましくない。
【００７６】
条件式（８）は、好ましくは次のように設定される。
【００７７】
【数２】
0006584184.tif 000003
【００７８】
条件式（８ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
【００７９】
【数３】
0006584184.tif 000004
【００８０】
条件式（９）と条件式（１０）は第１部分レンズ群Ｌ３１内の各レンズの面形状に関する。第１部分レンズ群Ｌ３１内の各レンズの面形状が条件式（９）乃至（１０）を満たすことで、収差補正と屈折力の維持を行っている。条件式（９）乃至（１０）の上限値もしくは下限値を超えてしまうと、収差補正と屈折力のバランスを保つことが難しくなってしまうため好ましくない。
【００８１】
条件式（９）乃至（１０）は、好ましくは次のように設定される。
０．２０＜（Ｒ１−Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．７０    …  （９ａ）
０．１５＜（Ｒ４−Ｒ３）／（Ｒ４＋Ｒ３）＜０．６０    …  （１０ａ）
【００８２】
また条件式（９ａ）乃至（１０ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
０．３０＜（Ｒ１−Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．５０    …  （９ｂ）
０．２０＜（Ｒ４−Ｒ３）／（Ｒ４＋Ｒ３）＜０．４０    …  （１０ｂ）
【００８３】
条件式（１１）は、無限遠にフォーカスしているときの第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離に関する。条件式（１１）の上限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離が長くなりすぎて、全長の短縮が困難となるため、好ましくない。一方、条件式（１１）の下限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離が短くなりすぎる。このとき、第２レンズ群Ｌ２までに発生した球面収差やコマ収差を第３レンズ群Ｌ３で補正することが困難となるため、好ましくない。
【００８４】
条件式（１１）は、好ましくは次のように設定される。
０．４＜ｆ１２／ｆ＜０．９    …  （１１ａ）
また条件式（１１ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
０．６＜ｆ１２／ｆ＜０．８    …  （１１ｂ）
【００８５】
条件式（１２）は、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との焦点距離に関する。条件式（１２）の上限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離に比べて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなりすぎる。このとき、第１レンズ群Ｌ１で発生する球面収差の補正が困難になる。また、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が長くなり、フォーカシングの際の第２レンズ群Ｌ２の移動量が増大して、レンズ全体が大型化してしまうため好ましくない。
【００８６】
一方、条件式（１２）の下限値を超えると、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離に比べて第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が長くなりすぎる。このとき、レンズ全長を短縮することが困難になるため好ましくない。
【００８７】
条件式（１２）は、好ましくは次のように設定される。
−３．０＜ｆ１／ｆ２＜−０．８０    …  （１２ａ）
条件式（１２ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
−２．０＜ｆ１／ｆ２＜−１．２５    …  （１２ｂ）
【００８８】
第２部分レンズ群Ｌ３２は、１つの正レンズと１つの負レンズが接合された１つの接合レンズと、１つの負レンズで構成されていることが好ましい。こうすることで、第２部分レンズ群Ｌ３２内で発生する色収差を補正しつつ、強い負の屈折力を最小限のレンズ枚数で維持できる。このため、第２部分レンズ群Ｌ３２を光軸ＯＡに対し垂直方向の成分を持つように移動させても色収差を良好に補正できる。
【００８９】
第３部分レンズ群Ｌ３３は、正レンズと負レンズが接合された少なくとも２つの接合レンズで構成されていることが好ましい。こうすることで、単レンズで別々に構成するよりも鏡筒に組み入れるレンズユニット数を低減させることができ、更には接合レンズに焦点距離が異符号のレンズを含ませることで倍率色収差も補正できる。鏡筒に組み入れるレンズユニット数を低減させることにより、組み立てる際の誤差要因を少なくすることができる。
【００９０】
また、第１レンズ群Ｌ１は少なくとも１つの回折光学部Ｄを有する回折光学素子ＤＯＥが設けられていることが好ましい。回折光学素子ＤＯＥを設けることで、レンズ枚数を増やすことなく色収差を補正することが容易となり、比重が比較的重い蛍石などの異常分散ガラスを使用しなくても色収差が補正可能となる。このとき、更なる軽量化が達成できるため好ましい。
【００９１】
後述する実施例１、３において、回折光学部Ｄが光学面の上に施されているが、その光学面の形状は球面、平面、または、非球面のいずれでもよい。また回折光学部Ｄは、それらの光学面にプラスチックなどの膜を回折光学部（回折面）として添付する方法である所謂レプリカで作成してもよい。回折格子の形状について、その２ｉ次項の位相係数をＣ２ｉとしたとき、光軸ＯＡからの距離Ｈにおける位相φ（Ｈ）は以下の式（ａ）で表される。ただし、ｍは回折次数、λ０は基準波長である。
【００９２】
【数４】
0006584184.tif 000005
【００９３】
一般に、レンズ、プリズム等の屈折光学材料のｄ線基準のアッベ数（分散値）νｄは、ｄ、Ｃ、Ｆ線の各波長におけるパワーをＮｄ、ＮＣ、ＮＦとしたとき、次式で表される。
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）＞０      …  （ｂ）
【００９４】
一方、回折光学部のアッベ数νｄはｄ、Ｃ、Ｆ線の各波長をλｄ、λＣ、λＦとしたとき、
νｄ＝λｄ／（λＦ−λＣ）                …  （ｃ）
と表され、νｄ＝−３．４５３となる。
【００９５】
また、部分分散比θｇＦは
θｇＦ＝（λｇ−λＦ）／（λＦ−λＣ）      …  （ｄ）
と表され、θｇＦ＝０．２９５６となる。
【００９６】
そして部分分散比差は、
ΔθｇＦ＝θｇＦ−（−１．６１７８３×１０−３×νｄ＋０．６４１４６）
…  （ｅ）
の定義式より、ΔθｇＦ＝−０．３５１４５となる。
【００９７】
これにより、任意波長における分散性は、屈折光学素子と逆作用を有する。また、回折光学部の基準波長における近軸的な一時回折光（ｍ＝１）のパワーφＤは、回折光学部の位相を表す前式（ａ）から２次項の係数をＣ２としたとき、
φＤ＝−２・Ｃ２
と表される。これより回折光学素子ＤＯＥの回折成分のみによる焦点距離ｆＤＯＥは
【００９８】
【数５】
0006584184.tif 000006
【００９９】
となる。さらに、任意波長をλ、基準波長をλ０としたとき、任意波長の基準波長に対するパワー変化は、次式となる。
φＤ’＝（λ／λ０）×（−２・Ｃ２）    …  （ｇ）
【０１００】
これにより、回折光学部Ｄの特徴として、前式（ａ）の位相係数Ｃ２を変化させることにより、弱い近軸パワー変化で大きな分散性が得られる。これは色収差以外の諸収差に大きな影響を与えることなく、色収差の補正を行うことを意味している。
【０１０１】
位相係数Ｃ４以降の高次数の係数については、回折光学部Ｄの光線入射高の変化に対するパワー変化が非球面と類似した効果を得ることができる。それと同時に、光線入射高の変化に応じて基準波長に対し任意波長のパワー変化を与えることができる。このため、倍率色収差の補正に有効である。
【０１０２】
さらに本発明の光学系のように、軸上光束がレンズ面を通過する際、光束の周辺部が光軸から高い位置を通過する面に回折光学素子を配置すれば、軸上色収差の補正にも有効である。
【０１０３】
条件式（１３）は、第１レンズ群Ｌ１内に回折光学素子を使用した際の回折光学部Ｄのみによる焦点距離に関する。条件式（１３）の上限値または下限値を超えると、第１レンズ群Ｌ１内で軸上色収差と倍率色収差の補正バランスが取りにくくなる。このため、軸上色収差か倍率色収差の一方が補正不足になり、他方が補正過剰になる。
【０１０４】
条件式（１３）は、好ましくは次のように設定される。
１３＜ｆＤＯＥ／ｆ＜７０      …  （１３ａ）
また条件式（１３ａ）は、更に好ましくは次のように設定される。
１７＜ｆＤＯＥ／ｆ＜５０      …  （１３ｂ）
【０１０５】
また、第１レンズ群Ｌ１もしくは第３レンズ群Ｌ３内の第３部分レンズ群Ｌ３３は、色収差補正を目的とした樹脂材料からなる光学素子Ａを少なくとも１つ有することが好ましい。各実施例において、第１レンズ群Ｌ１もしくは第３部分レンズ群Ｌ３３には、表２に示すような樹脂材料からなる光学素子Ａが配置されている。
【０１０６】
図４は、光学ガラスの部分分散比θｇＦとアッベ数νｄを示すグラフ（以下「θｇＦ−νｄ図」と呼ぶ）である。縦軸は部分分散比θｇＦであり、横軸はアッベ数νｄである。一般的な光学ガラスは、ほぼ直線に沿って分布することが知られている。また、一般的な光学ガラスは、部分分散比が大きくなると、アッベ数は小さくなり、分散が大きくなる傾向がある。
【０１０７】
これに対して、様々な樹脂の中でも一部の紫外線硬化樹脂やＮ−ポリビニルカルバゾールは、θｇＦ−νｄ図において通常の光学ガラスとは異なる領域に存在する。紫外線硬化樹脂（Ｎｄ＝１．６３５，νｄ＝２２．７，θｇＦ＝０．６９）やＮ−ポリビニルカルバゾール（Ｎｄ＝１．６９６，νｄ＝１７．７，θｇＦ＝０．６９）は、同じアッベ数を有する光学ガラスに比べて、部分分散比が大きい。これらは下記条件式（１４）乃至条件式（１５）を満足する材料である。樹脂材料からなる光学素子Ａのｄ線を基準としたアッベ数をνｄＡ、部分分散比をθｇＦＡ、とするとき、
０．０２７２＜Ａθ１＜０．３０００    …  （１４）
５＜νｄＡ＜４５                      …  （１５）
なる条件を満足することが好ましい。
【０１０８】
ただし、Ａθ１は以下で定義されるものである。
Ａθ１＝θｇＦＡ−θｇＦＢａｓｅ
θｇＦＢａｓｅ＝−１×１０−９×νｄＡ４＋５×１０−８×νｄＡ３＋７．５×１０−５×νｄＡ２−７×１０−３×νｄＡ＋０．７２１
【０１０９】
ここでθｇＦＡとは光学素子Ａを構成する材料のｄ線における屈折率をＮｄＡ、ｇ線における屈折率をＮｇＡ、Ｃ線における屈折率をＮＣＡ、Ｆ線における屈折率をＮＦＡとすると次に示す式で定義するものである。
νｄＡ＝（ＮｄＡ−１）／（ＮＦＡ−ＮＣＡ）
θｇＦＡ＝（ＮｇＡ−ＮＦＡ）／（ＮＦＡ−ＮＣＡ）
【０１１０】
条件式（１４）を満足する光学素子Ａを光学系内に使用することで、色収差（特にｇ線とＦ線間の色収差）を補正することが可能になり、全長短縮時の結像性能を向上させることができる。軸上光束がレンズ面を通過する際、光束の周辺部が光軸から高い位置を通過する位置に光学素子Ａを配置すれば軸上色収差補正に効果があり、軸外主光線がレンズ周辺部を通るような位置に配置すれば倍率色収差補正に効果がある。
【０１１１】
尚、条件式（１４）を満足する材料であれば、これらに限定するものではない。
【０１１２】
また、他にも一般の硝材とは異なる特性を持つ材料として、下記の無機酸化物ナノ微粒子（無機微粒子）を合成樹脂（透明媒体）中に分散させた混合体がある。無機酸化物の例としては、ＴｉＯ２（Ｎｄ＝２．３０４，νｄ＝１３．８），Ｎｂ２Ｏ５（Ｎｄ＝２．３６７，νｄ＝１４．０），ＩＴＯ（Ｎｄ＝１．８５７１，νｄ＝５．６８），Ｃｒ２Ｏ３（Ｎｄ＝２．２１７８，νｄ＝１３．４），ＢａＴｉＯ３（Ｎｄ＝２．４３６２，νｄ＝１１．３）等がある。
【０１１３】
これらの無機酸化物の中では、ＴｉＯ２（Ｎｄ＝２．３０４，νｄ＝１３．８，θｇＦ＝０．８７）微粒子を合成樹脂中に適切なる体積比で分散させた場合、上記条件式（１４）を満足する材料が得られる。
【０１１４】
ＴｉＯ２は様々な用途で使われる材料であり、光学分野では反射防止膜などの光学薄膜を構成する蒸着用材料として用いられている。他にも光触媒、白色顔料などとして、またＴｉＯ２微粒子は化粧品材料として用いられている。
【０１１５】
各実施例において合成樹脂に分散させるＴｉＯ２微粒子の平均径は、散乱などの影響を考えると２ｎｍ〜５０ｎｍ程度がよく、凝集を抑えるために分散剤などを添加しても良い。
【０１１６】
またＴｉＯ２を分散させる合成樹脂材料としては、ポリマーが良く、成形型等を用いて光重合成形または熱重合成形することにより高い量産性を得ることができる。
【０１１７】
そして、合成樹脂の光学定数の特性としても、部分分散比が比較的大きい合成樹脂、あるいはアッベ数が比較的小さい合成樹脂か、両者を満たす合成樹脂が良い。例えば、Ｎ−ポリビニルカルバゾール、スチレン、ポリメタクリル酸メチル（アクリル）、などが適用できる。
【０１１８】
後述する実施例ではＴｉＯ２微粒子を分散させる合成樹脂として紫外線硬化性の（メタ）アクリルモノマー１（Ｎｄ＝１．５２４，νｄ＝５１．５，θｇＦ＝０．５６）を用いている。しかし、これに限定するものではない。
【０１１９】
ナノ微粒子を分散させた混合体の分散特性Ｎ（λ）は、良く知られたＤｒｕｄｅの式から導きだされた次式によって簡単に計算することができる。即ち、波長λにおける屈折率Ｎ（λ）は、
Ｎ（λ）＝［１＋Ｖ｛ＮＭ２（λ）−１｝＋（１−Ｖ）｛ＮＰ２（λ）−１｝］１／２  …  （ｉ）
である。
【０１２０】
ここで、λは任意の波長、ＮＭはＴｉＯ２の屈折率、ＮＰは合成樹脂の屈折率、Ｖは合成樹脂体積に対するＴｉＯ２微粒子の総体積の分率である。
【０１２１】
条件式（１４）は光学素子Ａを構成する材料の部分分散比差に関する。
【０１２２】
条件式（１４）の上限値を超えると、光学素子Ａにおいてアッベ数に対して部分分散比差が大きくなりすぎる。そうなると、ｇ線とＦ線間の色収差が補正されるのは良いが、Ｃ線とＦ線間の色収差が悪化する。このため、他のレンズでＣ線とＦ線間の色収差補正を強める必要が出てしまい、色収差以外の収差補正バランスが難しくなるため好ましくない。
【０１２３】
一方、条件式（１４）の下限値を超えると、光学素子Ａにおいてアッベ数に対して部分分散比差が小さくなりすぎる。そうなるとｇ線とＦ線間の色収差が補正できなくなるため好ましくない。
【０１２４】
条件式（１４）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
０．０５５０＜Ａθ１＜０．２７００      …  （１４ａ）
【０１２５】
条件式（１５）は光学素子Ａを構成する材料のアッベ数に関する。
【０１２６】
条件式（１５）の上限値を超えると、光学素子Ａを構成する材料のアッベ数が大きくなり低分散となる。そうするとｇ線とＦ線間の色収差を補正しようとすると大きなパワーが必要となる。パワーを大きくすることで、色収差以外のコマ収差や非点収差が多く発生し、補正困難になるため好ましくない。
【０１２７】
一方、条件式（１５）の下限値を超えると、光学素子Ａを構成する材料のアッベ数が小さくなり高分散となる。そうすると特にｇ線とＦ線間の色収差は弱いパワーで補正しやすくなるが、同時に色収差補正の敏感度が増加することになるため製造難易度が上がり好ましくない。
【０１２８】
条件式（１５）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
７＜νｄＡ＜４２          …  （１５ａ）
条件式（１５ａ）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
１３＜νｄＡ＜３５        …  （１５ｂ）
【０１２９】
以上の通り、本実施形態の光学系（望遠レンズ）によれば、製造容易で小型および軽量な光学系および撮像装置を提供することができる。
【０１３０】
次に、実施例１〜３の光学系の構成について詳述する。各実施例において、第１レンズ群Ｌ１の最も像側のレンズの物体側の面は非球面形状である。第２レンズ群Ｌ２よりも像側に開口絞りＳＰが配置されている。第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、第１部分レンズ群Ｌ３１、第２部分レンズ群Ｌ３２、第３部分レンズ群Ｌ３３から構成される。
【０１３１】
第２部分レンズ群Ｌ３２は、光軸ＯＡに直交方向（矢印ＬＴ）に移動することにより、画像のブレ補正を行うことが可能である。第１部分レンズ群Ｌ３１の最も物体側のレンズの物体側の面は非球面形状である。また、第３部分レンズ群Ｌ３３の最も物体側のレンズの物体側の面は非球面形状である。
【０１３２】
無限遠から至近距離へのフォーカシングは、第２レンズ群Ｌ２を像側へ移動させることで行われる。
【実施例１】
【０１３３】
図１（Ａ）を参照して、本発明の実施例１における撮影光学系Ｌ０（光学系）について説明する。第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、１つの両凸レンズ、正の屈折力を有し物体側に凸形状の２つのメニスカスレンズ、１つの接合レンズ、正の屈折力を有し物体側に凸形状の１つのメニスカスレンズで構成されている。
【０１３４】
接合レンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力を有する物体側に凸形状のメニスカスレンズと、正の屈折力を有する物体側に凸形状のメニスカスレンズにより構成されている。また、接合レンズは回折光学素子ＤＯＥを構成している。回折光学素子ＤＯＥを構成する回折光学部Ｄは、接合レンズの接合面に配置されている。
【０１３５】
第２レンズ群Ｌ２は、両凸レンズと両凹レンズが接合されている接合レンズにより構成されている。開口絞りＳＰは、開口径可変の開口絞りとして、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間に配置されている。
【０１３６】
第３レンズ群Ｌ３において、第１部分レンズ群Ｌ３１は、１つの接合レンズからなる。接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力を有する物体側に凸形状のメニスカスレンズと両凸レンズと負の屈折力を有する像側に凸形状のメニスカスレンズにより構成されている。
【０１３７】
第２部分レンズ群Ｌ３２は、両凸レンズと両凹レンズとを接合して構成された１つの接合レンズと、１つの両凹レンズで構成されている。
【０１３８】
第３部分レンズ群Ｌ３３は、２つの接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、両凸レンズと両凹レンズにより構成されている。像側の接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、両凸レンズと負のパワーを有する像側に凸形状の２つのメニスカスレンズにより構成されている。第３部分レンズ群Ｌ３３の像側の接合レンズを構成するレンズのうち、中間に位置するメニスカスレンズは、光学素子Ａからなっている。
【実施例２】
【０１３９】
図２（Ａ）を参照して、本発明の実施例２における撮影光学系Ｌ０（光学系）について説明する。第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、１つの両凸レンズ、正の屈折力を有する物体側に凸形状の２つのメニスカスレンズ、１つの接合レンズ、正の屈折力を有する物体側に凸形状のメニスカスレンズで構成されている。
【０１４０】
接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力を有する物体側に凸形状のメニスカスレンズと、正の屈折力を有する物体側に凸形状の２つのメニスカスレンズにより構成されている。また、この接合レンズの最も物体側に位置する正の屈折力を有する物体側に凸形状のメニスカスレンズは光学素子Ａからなっている。
【０１４１】
第２レンズ群Ｌ２は、両凸レンズと両凹レンズが接合されている接合レンズにより構成されている。開口絞りＳＰは、開口径可変の開口絞りとして、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間に配置されている。
【０１４２】
第３レンズ群Ｌ３において、第１部分レンズ群Ｌ３１は、１つの接合レンズからなる。接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力を有する物体側に凸形状のメニスカスレンズと両凸レンズと負の屈折力を有する像側に凸形状のメニスカスレンズにより構成されている。
【０１４３】
第２部分レンズ群Ｌ３２は、両凸レンズと両凹レンズとを接合して構成された１つの接合レンズと、１つの両凹レンズで構成されている。
【０１４４】
第３部分レンズ群Ｌ３３は、２つの接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、両凸レンズと両凹レンズにより構成されている。像側の接合レンズは、物体側から順に配置された、両凸レンズと負の屈折力を有する像側に凸形状のメニスカスレンズと両凹レンズにより構成されている。第３部分レンズ群Ｌ３３の像側の接合レンズを構成するレンズのうち、中間に位置するメニスカスレンズは、光学素子Ａからなっている。
【実施例３】
【０１４５】
図３（Ａ）を参照して、本発明の実施例３における撮影光学系Ｌ０（光学系）について説明する。第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に配置された、接合レンズ、物体側に凸形状の２つのメニスカスレンズ、接合レンズ、正の屈折力を有する物体側に凸形状のメニスカスレンズで構成されている。第１レンズ群Ｌ１の最も物体側の接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力を有する物体側に凸形状のメニスカスレンズと両凸レンズにより構成されている。
【０１４６】
また、他方の接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力を有する物体側に凸形状のメニスカスレンズと、正の屈折力を有する物体側に凸形状のメニスカスレンズにより構成されている。また、第１レンズ群Ｌ１の最も像側の接合レンズは回折光学素子ＤＯＥを構成している。回折光学素子ＤＯＥを構成する回折光学部Ｄは、接合レンズの接合面に配置されている。
【０１４７】
第２レンズ群Ｌ２は、両凸レンズと両凹レンズの接合により構成されている。また、開口絞りＳＰは、開口径可変の開口絞りとして、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間に配置されている。
【０１４８】
第３レンズ群Ｌ３において、第１部分レンズ群Ｌ３１は、１つの接合レンズからなる。接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力を有する物体側に凸形状のメニスカスレンズと両凸レンズと負の屈折力を有する像側に凸形状のメニスカスレンズにより構成されている。
【０１４９】
第２部分レンズ群Ｌ３２は、両凸レンズと両凹レンズとを接合して構成された１つの接合レンズと、１つの両凹レンズで構成されている。
【０１５０】
第３部分レンズ群Ｌ３３は、２つの接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、両凸レンズと両凹レンズにより構成されている。像側の接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された、両凸レンズと負の屈折力を有する像側に凸形状の２つのメニスカスレンズにより構成されている。第３部分レンズ群Ｌ３３の像側の接合レンズを構成するレンズのうち、中間に位置するメニスカスレンズは、光学素子Ａからなっている。
【０１５１】
以下に、実施例１〜３に対応する数値実施例１〜３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は物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目と第ｉ＋１番目の間隔、ｎｄｉとνｄｉはそれぞれ、第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。ｆ、Ｆｎｏ、２ωはそれぞれ、無限遠物体に焦点を合わせたときの全系の焦点距離、Ｆナンバー、画角（度）を表している。各数値実施例において、最も像側の２つの面はフィルター等のガラスブロックＧである。ＢＦは最終レンズ面（ガラスブロックＧはレンズとみなさない）から像面までの空気換算値でのバックフォーカスである。回折光学部Ｄ（回折面）は、式（ａ）の位相関数の位相係数を与えることで表される。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、Ｒを近軸曲率半径、ｋを離心率、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を各々非球面係数としたとき、以下の式（ｈ）で表される。
【０１５２】
【数６】
0006584184.tif 000007
【０１５３】
以下の各数値実施例において、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。また、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。
【０１５４】
（数値実施例１）
f= 585.01mm  Fno= 4.12  ２ω=4.24
面データ
面番号       r        d      nd       vd    有効径    θgF    ΔθgF
1        236.836   14.66   1.48749  70.2   142.00
2     -12278.983    1.50                   141.28
3        101.862   26.00   1.43387  95.1   133.06
4        474.371   30.44                   129.11
5        125.148   12.60   1.43875  94.9    97.01
6        626.048    0.20                    93.01
7        699.200    4.60   1.88300  40.8    92.99
8(回折)   87.268   13.00   1.48749  70.2    83.65
9        317.318   16.20                    80.79
10(非球面)111.291    6.20   1.51633  64.1    66.95
11        142.419   18.00                    63.56
12        470.559    4.50   1.84666  23.9    51.61
13       -437.937    2.60   1.78590  44.2    50.20
14         76.259   38.69                    46.82
15(絞り)    ∞      10.50                    34.28  開口絞りSP
16(非球面) 76.958    1.80   1.88300  40.8    29.97 0.566944 -0.008570
17         41.233   11.20   1.48749  70.2    28.86 0.530259  0.002439
18        -49.294    1.80   1.88300  40.8    26.88 0.566944 -0.008570
19        -97.255    7.30                    26.59
20         86.385    3.35   1.84666  23.9    22.45
21        -86.385    1.80   1.83481  42.7    22.09
22         39.179    2.42                    21.65
23       -115.841    1.80   1.69680  55.5    21.76
24         66.503    4.39                    22.57
25(非球面) 51.640   11.95   1.61340  44.3    26.19
26        -33.673    1.80   1.59522  67.7    27.71
27        256.410    3.00                    28.74
28         68.145   11.95   1.61340  44.3    30.44
29        -35.681    0.10   1.69934  26.4    30.85 0.758113  0.159346
30        -51.438    3.50   1.88300  40.8    30.97
31       -228.092    5.00                    31.80
32          ∞       2.00   1.51633  64.1    32.74
33          ∞      61.14                    32.96
像面        ∞
ΔθgF＝θgF−（−1.61783×10-3×νｄ＋0.64146）
なる式で定義されるものである。
非球面データ
第10面
K = 0.00000e+000  A4=-2.65959e-007  A6=-4.93899e-011  A8=-5.35993e-015
第16面
K = 0.00000e+000  A4= 6.74344e-007  A6= 2.84537e-010  A8= 1.09269e-014
第25面
K = 0.00000e+000  A4=-8.55719e-007  A6=-1.37747e-010
第8面(回折面)
C2=-3.10268e-005  C4=-1.49191e-009  C6= 4.77924e-013  C8=-1.41082e-016
各種データ
焦点距離       585.01
Fナンバー        4.12
半画角             2.12
像高            21.64
レンズ全長     335.32
BF              67.46
入射瞳位置     848.92
射出瞳位置     -69.61
前側主点位置 -1183.48
後側主点位置  -523.86
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
1    1     189.12       125.40       -12.72       -103.50
2   12    -120.57         7.10         4.80          0.87
3   15    -243.94        78.66        14.13        -49.93
31  15     326.16        25.30        13.51         -6.64
32  20     -36.44         9.37         5.82         -0.60
33  25      60.80        32.30         3.47        -17.83
G   32       ∞           2.00         0.66         -0.66
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    476.82
2       3    292.79
3       5    353.79
4       7   -113.33(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
5       8    242.43(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
6      10    923.53
7      12    268.52
8      13    -82.46
9      16   -103.03
10      17     48.00
11      18   -115.23
12      20     51.47
13      21    -32.08
14      23    -60.39
15      25     35.10
16      26    -49.89
17      28     39.93
18      29   -166.99
19      30    -75.92
G      32      0.00
第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離
f12= 394.94
【０１５５】
（数値実施例２）
f= 585.00mm  Fno= 4.12  ２ω=4.24
面データ
面番号       r        d      nd       vd    有効径    θgF    ΔθgF
1        230.884   15.84   1.43387   95.1  142.00
2      -2039.032    1.50                   141.34
3        102.196   26.48   1.43387   95.1  132.88
4        564.319   28.08                   128.99
5        131.698   12.60   1.43387   95.1   98.01
6        400.509    1.17                    92.87
7        723.934    4.60   1.88300   40.8   92.91
8         85.748    1.44   1.63555   22.7   83.75 0.689465  0.084768
9         92.981   13.38   1.43387   95.1   83.51
10        336.063   16.87                    80.38
11(非球面)103.275    6.20   1.43387   95.1   67.30
12        134.171   30.08                    64.17
13        545.548    4.25   1.84666   23.9   45.47
14       -308.059    2.60   1.78590   44.2   44.26
15         76.875   31.42                    41.60
16(絞り)    ∞      10.50                    32.45  開口絞りSP
17(非球面)162.951    1.80   1.88300   40.8   28.88 0.566944 -0.008570
18         65.070   11.99   1.48749   70.2   28.17 0.530259  0.002439
19        -38.705    1.80   1.88300   40.8   26.43 0.566944 -0.008570
20        -69.450    7.24                    26.39
21         84.246    5.02   1.84666   23.9   23.22
22       -115.951    1.80   1.83481   42.7   22.92
23         40.135    2.37                    22.58
24       -168.821    1.80   1.69680   55.5   22.71
25         88.593    3.33                    23.48
26(非球面) 66.437   15.60   1.61340   44.3   26.02
27        -27.155    1.80   1.59522   67.7   28.50
28        528.006    2.07                    29.90
29         55.361    9.43   1.61340   44.3   31.60
30        -60.771    0.10   1.63555   22.7   31.66 0.689465  0.084768
31       -198.414    3.50   1.88300   40.8   31.70
32        297.337    5.00                    31.88
33          ∞       2.20   1.51633   64.1   32.65
34          ∞      61.14                    32.90
像面        ∞
ΔθgF＝θgF−（−1.61783×10-3×νｄ＋0.64146）
なる式で定義されるものである。
非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000  A4=-2.80822e-007  A6=-5.69658e-011  A8=-5.14718e-015
第17面
K = 0.00000e+000  A4= 7.74984e-007  A6= 4.48745e-011  A8= 5.78682e-013
第26面
K = 0.00000e+000  A4=-1.14034e-006  A6=-2.88890e-010
各種データ
焦点距離       585.00
Fナンバー        4.12
半画角             2.12
像高            21.64
レンズ全長     344.25
BF              67.59
入射瞳位置     943.16
射出瞳位置     -69.23
前側主点位置 -1096.89
後側主点位置  -523.86
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
1     1     210.63       128.15       -26.48       -114.05
2    13    -118.88         6.85         4.51          0.73
3    16    -387.24        80.16         2.94        -59.86
31   16     500.16        26.09        25.59          5.13
32   21     -45.83        10.99         7.37         -0.04
33   26      65.99        32.51         3.28        -17.21
G    33       ∞           2.20         0.73         -0.73
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    479.03
2       3    282.73
3       5    445.93
4       7   -110.53
5       8   1610.25
6       9    291.43
7      11    974.52
8      13    233.07
9      14    -78.05
10      17   -123.75
11      18     51.74
12      19   -101.81
13      21     58.30
14      22    -35.53
15      24    -83.15
16      26     33.55
17      27    -43.34
18      29     48.73
19      30   -137.88
20      31   -134.33
G       33      0.00
第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離
f12= 440.14
【０１５６】
（数値実施例３）
f= 489.98mm  Fno= 4.12  ２ω=5.06
面データ
面番号       r        d      nd         vd    有効径    θgF    ΔθgF
1        236.836   12.00   1.48749    70.2   118.94
2       1000.000    8.00   1.43387    95.1   117.90
3     -12278.983    1.50                     116.85
4         92.821   23.00   1.43387    95.1   111.77
5        372.246   28.20                     106.88
6         88.935   12.60   1.43875    94.9    81.46
7        440.570    0.10                      77.78
8        461.752    4.60   1.88300    40.8    77.76
9(回折)   78.323    9.00   1.48749    70.2    70.34
10        299.920   16.00                      68.83
11(非球面)102.391    6.20   1.51633    64.1    55.61
12        159.052   18.00                      52.45
13        377.525    4.50   1.84666    23.9    38.81
14       -221.671    2.60   1.78590    44.2    37.27
15         49.472   10.61                      34.04
16(絞り)    ∞       8.50                      31.54  開口絞りSP
17(非球面) 93.005    1.80   1.88300    40.8    28.35 0.566944 -0.008570
18         41.212   10.69   1.49700    81.5    27.36 0.538588  0.029155
19        -49.654    1.80   1.91082    35.3    25.76 0.582430 -0.002010
20        -98.545    7.30                      25.58
21        100.531    3.35   1.84666    23.9    22.28
22       -100.531    1.80   1.83481    42.7    22.04
23         42.416    2.11                      21.87
24       -208.214    1.80   1.69680    55.5    22.01
25         95.691    4.00                      22.75
26(非球面) 64.152   11.95   1.61340    44.3    25.75
27        -21.826    1.80   1.59522    67.7    27.09
28        256.410    2.50                      28.53
29         56.147   11.95   1.61340    44.3    30.24
30        -38.084    0.10   1.69934    26.4    30.43 0.758113  0.159346
31        -52.974    3.50   1.88300    40.8    30.51
32       -538.336    5.00                      31.18
33          ∞       2.00   1.51633    64.1   32.11
34          ∞      61.14                     32.35
像面        ∞
ΔθgF＝θgF−（−1.61783×10-3×νｄ＋0.64146）
なる式で定義されるものである。
非球面データ
第11面
K = 0.00000e+000  A4=-4.07023e-007  A6=-8.56458e-011  A8=-2.20870e-015
第17面
K = 0.00000e+000  A4= 1.09836e-006  A6= 2.40181e-010  A8=-4.26026e-013
第26面
K = 0.00000e+000  A4=-6.77077e-007  A6= 1.55724e-010
第9面(回折面)
C2=-3.10268e-005  C4=-1.49191e-009  C6= 4.77924e-013  C8=-1.41082e-016
各種データ
焦点距離      489.98
Fナンバー       4.12
半画角            2.53
像高           21.64
レンズ全長    299.32
BF             67.46
入射瞳位置    515.94
射出瞳位置    -65.65
前側主点位置 -887.70
後側主点位置 -428.84
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
1    1     150.26       121.20        13.13        -84.30
2   13     -75.61         7.10         4.62          0.69
3   16    -318.97        74.95         1.87        -57.47
31  16     846.20        22.79        15.13         -2.56
32  21     -46.72         9.06         5.44         -0.64
33  26      67.35        31.80         2.56        -17.69
G   33       ∞           2.00         0.66         -0.66
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1    633.33
2       2    2131.66
3       4    278.08
4       6    251.22
5       8   -107.42(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
6       9    214.60(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
7      11    536.67
8      13    165.53
9      14    -51.25
10      17    -85.20
11      18     47.15
12      19   -111.84
13      21     59.83
14      22    -35.53
15      24    -93.86
16      26     28.03
17      27    -33.71
18      29     38.87
19      30   -194.29
20      31    -66.77
G       33      0.00
第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離
f12= 352.09
【０１５７】
【表１】
0006584184.tif 000008
【０１５８】
（表１中の「−−」は、その数値実施例には該当しない条件式であることを示す。）
【０１５９】
【表２】
0006584184.tif 000009
【０１６０】
次に、図５を参照して、本実施形態の光学系を適用した撮像装置（カメラシステム）について説明する。図５は、一眼レフカメラの概略構成図である。図５において、１０は実施例１〜３のいずれか１つの撮影光学系１（光学系）を備えた撮像レンズである。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。
【０１６１】
２０はカメラ本体である。カメラ本体２０は、撮像レンズ１０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、撮像レンズ１０の像形成位置に配置された焦点板４、および、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を有する。またカメラ本体２０は、その正立像を観察するための接眼レンズ６等を備えている。
【０１６２】
７は感光面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）や銀塩フィルムが感光面７に配置される。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、感光面７上に撮影レンズ１０によって像が形成される。なお、本実施形態の撮影光学系１はクイックリターンミラー３のない撮像装置にも適用可能である。
【０１６３】
このように、実施例１〜３の撮影光学系１を写真用カメラや、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、製造容易な軽量で高い光学性能を有する撮像装置を実現できる。したがって上記各実施例によれば、製造容易で小型および軽量な撮影光学系および撮像装置を提供することができる。
【０１６４】
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。
【符号の説明】
【０１６５】
Ｌ０  撮影光学系（光学系）
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
Ｌ３  第３レンズ群
Ｌ３１  第１部分レンズ群
Ｌ３２  第２部分レンズ群
Ｌ３３  第３部分レンズ群
【図１】
0006584184.tif 000011
【図２】
0006584184.tif 000012
【図３】
0006584184.tif 000013
【図４】
0006584184.tif 000014
【図５】
0006584184.tif 000015
【図６】
0006584184.tif 000016