(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と、明るさ絞りと、正の屈折力を持つ後群とからなり、
前記前群が、物体側から順に、物体側の面の曲率の絶対値が像側の面の曲率の絶対値よりも大きい正レンズ成分と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分とからなり、
前記後群が、物体側から順に、物体側の面の曲率の絶対値が像側の面の曲率の絶対値よりも大きい負レンズ成分と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分である第１の正レンズ成分と、像側の面の曲率の絶対値が物体側の面の曲率の絶対値よりも大きい第２の正レンズ成分とからなり、
次の条件式（１），（２），（４’）を満足することを特徴とする結像光学系。
−４．０＜ｆＲ１２Ａ／ｆ＜−０．５                      ・・・（１）
０．７＜ｆｂ／ｆ＜１．５                                ・・・（２）
−０．８＜（ｒＡＦ＋ｒＡＲ）／（ｒＡＦ−ｒＡＲ）＜１．１・・・（４’）
ただし、
ｆは全系の焦点距離、
ｆＲ１２Ａは前記後群の前記負レンズ成分と前記第１の正レンズ成分とに挟まれる空気レンズの焦点距離、
ｆｂは前記後群の前記第２の正レンズ成分の射出面から焦点までの光軸上での空気換算距離、
ｒＡＦは前記後群の前記負レンズ成分の像側の面の近軸曲率半径、
ｒＡＲは前記後群の前記第１の正レンズ成分の物体側の面の近軸曲率半径、
である。
また、レンズ成分とは、光軸上において、各レンズ成分における最も物体側の面と最も像側の面のみが空気と接する単レンズ又は接合レンズである。
【請求項２】
次の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
２．２＜ｆＦＧ／ｆ＜４０．０ ・・・（３）
ただし、
ｆＦＧは前記前群の焦点距離、
である。
【請求項３】
次の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の結像光学系。
０．６０＜ｄＳ／ΣｄＡ ・・・（５）
ただし、
ｄＳは前記明るさ絞りを挟む空気レンズの間隔、
ΣｄＡは全系の各レンズ間隔の総和、
である。
【請求項４】
前記前群の入射面から前記前群の前記負メニスカスレンズ成分までが負の屈折力を持ち、次の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の結像光学系。
０．０３５＜ｄＡ２／ｆ＜０．１ ・・・（６）
ただし、
ｄＡ２は前記前群の前記負メニスカスレンズ成分と前記前群の前記正メニスカスレンズ成分との空気間隔、
である。
【請求項５】
次の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の結像光学系。
０．８＜ｆＲＰ１／ｆＲＰ２＜２．０ ・・・（７）
ただし、
ｆＲＰ１は前記後群の前記第１の正レンズ成分の焦点距離、
ｆＲＰ２は前記後群の前記第２の正レンズ成分の焦点距離、
である。
【請求項６】
前記前群が、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズの３枚のレンズからなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の結像光学系。
【請求項７】
無限遠合焦状態から近距離合焦を行う際に前記前群と前記後群との間隔が変化することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の結像光学系。
【請求項８】
前記後群のレンズが、全て単レンズで構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の結像光学系。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の結像光学系と、該結像光学系をカメラ本体に取り付け可能とするマウント部を備えたことを特徴とする交換レンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ（特にレンズ交換式カメラ）等に用いられる結像光学系及びそれを備えた交換レンズ装置に関するものである。
特に、ＣＣＤ（固体撮像素子）やＣ−ＭＯＳ等の電子撮像素子を備えたカメラに用いられる結像光学系、特にレンズ交換式のデジタルカメラの交換レンズに適した結像光学系及びそれを備えた交換レンズ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、銀塩フィルムを使用する一眼レフカメラに代わって、ＣＣＤ、Ｃ−ＭＯＳ等、光学像を電気信号に変換する電子撮像素子を用いたデジタル一眼レフカメラが注目されている。
これらデジタル一眼レフカメラは、フィルム用カメラでは一般的な１３５フォーマットの受光面積よりも小さい受光面積を持つ電子撮像素子を用いたものが主流である。
このような、受光面積のサイズの小型化に合わせて、結像光学系自体も小型化が行なわれている。
【０００３】
一方、１３５フォーマット専用の標準画角を持つ結像光学系として、ガウスタイプと呼ばれる結像光学系が知られている。このガウスタイプと呼ばれる結像光学系は、明るさ絞りに対して概略対称系に配されたレンズ構成となっており、その対称性のよさから、優れた収差補正能力を持つことが知られている。
しかしながら、これらのガウスタイプとよばれるタイプの結像光学系は、主として１３５フォーマットのフィルム用に設計されたものが多い。そのため、前述のように受光面積が小さいタイプのカメラに用いようとすると、十分な画角が得られなくなってくる。
受光面積のサイズに併せて結像光学系を小さくしようとすると、こんどはバックフォーカスが短くなってくる。バックフォーカスが短くなると、デジタル一眼レフレックスカメラの場合、クイックリターンミラーなどの光路分割部材やフィルター類を配するスペースが小さくなり、光学レイアウト上不利となってくる。
一方、バックフォーカスの確保と画角の維持のためにレトロフォーカスタイプのレンズ構成とすると、結像光学系の入射面の径が大きくなり易い。
【０００４】
そのため、ガウスタイプの対称性をできるだけ維持したまま長いバックフォーカスを得た従来技術として、例えば、次の特許文献１、２に記載のものが提案されている。
これらの先行技術は、一般的なガウスタイプのレンズを基に、絞り直前の負レンズ成分とその物体側の正レンズ成分の配置を入れ替えることで、バックフォーカスを長くしたものである。
【特許文献１】特公昭６１−２８９７３号公報
【特許文献２】特公昭５６−４６１２８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の先行技術文献のものであっても、昨今のデジタル一眼レフに求められるバックフォーカスを考慮すると、焦点距離に対するバックフォーカスの長さの確保が十分とはいい難い。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バックフォーカスの長さを確保し、光学性能も良好に確保することのできる結像光学系及びそれを備えた交換レンズ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明による結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と、明るさ絞りと、正の屈折力を持つ後群とからなり、前記前群が、物体側から順に、物体側の面の曲率の絶対値が像側の面の曲率の絶対値よりも大きい正レンズ成分と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分とからなり、前記後群が、物体側から順に、物体側の面の曲率の絶対値が像側の面の曲率の絶対値よりも大きい負レンズ成分と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分である第１の正レンズ成分と、像側の面の曲率の絶対値が物体側の面の曲率の絶対値よりも大きい第２の正レンズ成分とからなり、次の条件式（１），（２），（４’）を満足することを特徴としている。
−４．０＜ｆＲ１２Ａ／ｆ＜−０．５                      ・・・（１）
０．７＜ｆｂ／ｆ＜１．５                                ・・・（２）
−０．８＜（ｒＡＦ＋ｒＡＲ）／（ｒＡＦ−ｒＡＲ）＜１．１・・・（４’）
ただし、ｆは全系の焦点距離、ｆＲ１２Ａは前記後群の前記負レンズ成分と前記第１の正レンズ成分とに挟まれる空気レンズの焦点距離、ｆｂは前記後群の前記第２の正レンズ成分の射出面から焦点までの光軸上での空気換算距離、ｒＡＦは前記後群の前記負レンズ成分の像側の面の近軸曲率半径、ｒＡＲは前記後群の前記第１の正レンズ成分の物体側の面の近軸曲率半径、である。
また、レンズ成分とは、光軸上において、各レンズ成分における最も物体側の面と最も像側の面のみが空気と接する単レンズ又は接合レンズである。
【０００８】
また、本発明の結像光学系においては、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
２．２＜ｆＦＧ／ｆ＜４０．０ ・・・（３）
ただし、ｆＦＧは前記前群の焦点距離、である。
また、本発明の結像光学系においては、次の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．６０＜ｄＳ／ΣｄＡ ・・・（５）
ただし、ｄＳは前記明るさ絞りを挟む空気レンズの間隔、ΣｄＡは全系の各レンズ間隔の総和、である。
また、本発明の結像光学系においては、前記前群の入射面から前記前群の前記負メニスカスレンズ成分までが負の屈折力を持ち、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．０３５＜ｄＡ２／ｆ＜０．１ ・・・（６）
ただし、ｄＡ２は前記前群の前記負メニスカスレンズ成分と前記前群の前記正メニスカスレンズ成分との空気間隔、である。
また、本発明の結像光学系においては、次の条件式（７）を満足することが好ましい。
０．８＜ｆＲＰ１／ｆＲＰ２＜２．０ ・・・（７）
ただし、ｆＲＰ１は前記後群の前記第１の正レンズ成分の焦点距離、ｆＲＰ２は前記後群の前記第２の正レンズ成分の焦点距離、である。
また、本発明の結像光学系においては、前記前群が、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズの３枚のレンズからなることが好ましい。
また、本発明の結像光学系においては、無限遠合焦状態から近距離合焦を行う際に前記前群と前記後群との間隔が変化することが好ましい。
さらに、本発明の結像光学系においては、前記後群のレンズが、全て単レンズで構成されていることが好ましい。
【０００９】
また、上記目的を達成するため、本発明による交換レンズ装置は、上記本発明のいずれかの結像光学系と、該結像光学系をカメラ本体に取り付け可能とするマウント部を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バックフォーカスを長くしても、光学性能も良好に確保することのできる結像光学系及びそれを備えた交換レンズ装置が得られる。さらには、レンズの外径の大型化を抑え易い結像光学系及びそれを備えた交換レンズ装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施例の説明に先立ち、本発明のより具体的な作用効果について説明する。
本発明の結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群と、明るさ絞りと、正の屈折力を持つ後群とからなり、前記前群が、物体側から順に、物体側の面の曲率の絶対値が像側の面の曲率の絶対値よりも大きい正レンズ成分と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ成分と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分からなり、前記後群が、物体側から順に、物体側の面の曲率の絶対値が像側の面の曲率の絶対値よりも大きい負レンズ成分と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズ成分である第１の正レンズ成分と、像側の面の曲率の絶対値が物体側の面の曲率の絶対値よりも大きい第２の正レンズ成分からなり、次の条件式（１），（２），（４’）を満足する。
−４．０＜ｆＲ１２Ａ／ｆ＜−０．５                      ・・・（１）
０．７＜ｆｂ／ｆ＜１．５                                ・・・（２）
−０．８＜（ｒＡＦ＋ｒＡＲ）／（ｒＡＦ−ｒＡＲ）＜１．１・・・（４’）
ただし、ｆは全系の焦点距離、ｆＲ１２Ａは前記後群の前記負レンズ成分と前記第１の正レンズ成分とに挟まれる空気レンズの焦点距離、ｆｂは前記後群の前記第２の正レンズ成分の射出面から焦点までの光軸上での空気換算距離、ｒＡＦは前記後群の前記負レンズ成分の像側の面の近軸曲率半径、ｒＡＲは前記後群の前記第１の正レンズ成分の物体側の面の近軸曲率半径、である。
また、レンズ成分とは、光軸上において、各レンズ成分における最も物体側の面と最も像側の面のみが空気と接する単レンズ又は接合レンズである。
【００１２】
即ち、本発明の結像光学系では、明るさ絞りを挟む前群と後群とで正の屈折力を分担している。このように、明るさ絞りに対して対称な屈折力の配置とすると、歪曲収差等の軸外収差の補正に有利となる。
ただし、このような明るさ絞りを挟む前群と後群とで正の屈折力を分担する光学構成において、バックフォーカスを長くしようとすると、前群の正の屈折力が弱くなり易い。
そこで、本発明では、条件式（２）で規定するバックフォーカスを確保しても、収差を良好に補正するために、条件式（１）を満足するように構成している。
【００１３】
条件式（１）は、結像光学系全系の焦点距離に対する、後群の負レンズ成分と第１の正レンズ成分とに挟まれる空気レンズの焦点距離を規定した式である。
この空気レンズの焦点距離ｆＲ１２Ａは負の値となるが、この負の屈折力が条件式（１）を満足するように適度に強くすると、後群の物体側に負の屈折力を寄せることが可能となる。そして、この空気レンズの像側に複数の正レンズ成分を配置し、後群における正の屈折力をこの空気レンズの像側にて負担させている。このようにすると、前群、後群のパワーバランスを維持し易くなり、光学性能も良好に保ちつつ、バックフォーカスを長くすることが可能となる。
【００１４】
条件式(1)の下限値を下回って空気レンズの負の屈折力が小さくなると、必要なバックフォーカスを確保するためには前群の正の屈折力が弱くなり易くなる。そのため、明るさ絞りの前後の屈折力の対称性を良好にすることが難しくなり、全体の収差バランスがとり難くなる。
一方、条件式(1)の上限値を上回って空気レンズの負屈折力が強くなると、後群の第１の正レンズ成分に入射する光束の発散性が強くなりすぎてしまう。そのため、後群に第１の正レンズ成分と第２の正レンズ成分というように複数の正レンズ成分を備えても、収差補正が難しくなり、特に、球面収差がアンダーになり易くなる。
【００１５】
条件式(2)の下限値を下回ると、バックフォーカスが短くなってしまう。
一方、条件式(2)の上限値を上回ると、バックフォーカスが長くなりすぎてしまい、結像光学系の入射面から像面までの距離が長くなりすぎてしまい、小型化に不利となる。
【００１６】
なお、条件式(1)の下限値を−３．５とすると、より好ましい。
また、条件式(1)の上限値を−０．８、更には−１．０とすると、より好ましい。
また、条件式(2)の下限値を０．８、更には０．９５とすると、より好ましい。
また、条件式(2)の上限値を１．３、更には１．２とすると、より好ましい。
【００１７】
また、本発明の結像光学系においては、前記前群が、前記明るさ絞り側に向けた凹面を有する、該前群における最も像側のレンズ成分と、該前群における最も像側のレンズ成分よりも物体側に配置された正レンズ成分を有し、前記後群の前記負レンズ成分が、前記明るさ絞り側に凹面を向けるのが好ましい。
【００１８】
即ち、本発明の結像光学系では、明るさ絞りを挟む前群と後群とで正の屈折力を分担することに加えて、明るさ絞りを挟む空気レンズが両凸形状となるようにして、この空気レンズに負の屈折力を与えるのが好ましい。このようにすれば、前群、後群中の正レンズ成分とも相まって、球面収差、ペッツバール和の補正が行い易くなる。また、明るさ絞りに対して対称性を維持し易く、軸外収差補正や、光学系の小径化にも有利となる。
【００１９】
また、条件式（４’）は、上述した後群中の第１レンズ成分（即ち、負レンズ成分）と第２レンズ成分（即ち、第１の正レンズ成分）との間の空気レンズの形状を規定した式である。
この空気レンズには、上述の条件式（１）で規定したように、負の屈折力を持たせている。空気レンズの形状は、両凸形状や平凸形状に近いことが好ましい。
条件式（４’）の下限値を下回ると、後群の負レンズ成分における像側の凹面の曲率が強くなり、コマ収差等の収差バランスがとり難くなる。
一方、条件式（４’）の上限値を上回ると、空気レンズが、両側の曲率が強いメニスカス形状となる。そのため、後群中の負の屈折力を物体側に寄せる機能を十分に得ることが難しくなり、バックフォーカスを長く保ちながらの収差補正が難しくなる。
なお、条件式（４’）の下限値を０．０、更には０．５とすると、より好ましい。
また、条件式（４’）の上限値を１．０、更には０．９とすると、より好ましい。
また、後群の第１レンズ成分の像側の面を平面、即ち、（ｒＡＦ＋ｒＡＲ）／（ｒＡＦ−ｒＡＲ）＝１とすると、製造上有利となる。
【００２０】
また、レンズ構成を上記のように構成すると、レンズ成分の数を少なく抑えつつ、結像光学系全系における明るさ絞りに対する対称性を良好に確保し、軸外主光線の入射角も小さくすることができ、諸収差の補正に有利となる。
また、前群内のレンズ成分のパワー配置を上述の正、負、正の配置とすることで、結像光学系全系の対称性を確保しつつも、負レンズ成分の発散作用を物体側に寄せることができバックフォーカスも長くし易くなる。
さらに、前群と後群を明るさ絞りに対して対称的な配置に近づけることができ、諸収差の補正に有利となる。
【００２３】
さらに、上記本発明の結像光学系においては、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
２．２＜ｆＦＧ／ｆ＜４０．０                            ・・・（３）
ただし、
ｆＦＧは前記前群の焦点距離、
である。
【００２４】
条件式(3)は、前群の焦点距離を結像光学系全系の焦点距離で規定したものである。
条件式(3)の下限値を下回ると、前群の正の屈折力が強くなりすぎてしまい、バックフォーカスの確保に不利となる。
一方、条件式(3)の上限値を上回ると、前群の正の屈折力が弱くなりすぎてしまい、結像光学系の対称性が崩れ易く収差バランスがとり難くなる。
なお、条件式(3)の下限値を２．４、更には２．５とするとより好ましい。
また、条件式(3)の上限値を３０．０、更には２５．０とするとより好ましい。
【００２７】
さらに、上記本発明のいずれの結像光学系においても、次の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．６０＜ｄＳ／ΣｄＡ                                  ・・・（５）
ただし、ｄＳは前記明るさ絞りを挟む空気レンズの間隔、ΣｄＡは全系の各レンズ間隔の総和、である。
【００２８】
条件式(5)の下限値を下回ると、前群、後群の空気間隔が長くなりすぎてしまい、コンパクト化が難しくなる。
あるいは、明るさ絞りを挟む空気レンズの間隔が小さくなりすぎてしまい、諸収差のバランスがとり難くなる。
なお、条件式(5)の下限値を０．６５、更には０．７０とすると、より好ましい。
なお、ｄＳ／ΣｄＡは、１．０以上にはならない。
【００３１】
さらに、上記本発明のいずれの結像光学系においても、前記前群の入射面から前記前群の前記負メニスカスレンズ成分までが負の屈折力を持ち、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．０３５＜ｄＡ２／ｆ＜０．１                          ・・・（６）
ただし、ｄＡ２は前記前群の前記負メニスカスレンズ成分と前記前群の前記正メニスカスレンズ成分との空気間隔、である。
【００３２】
前群をこのようなパワー配置で構成すると、早い段階（即ち、より物体側に寄った位置）で発散作用を持たせることができ、バックフォーカスの確保に有利となる。
条件式(6)の下限値を下回ると、空気間隔ｄＡ２が小さくなりすぎてしまい、焦点距離に対するバックフォーカスを長くする機能が低下してしまう。
一方、条件式(6)の上限値を上回ると、空気間隔ｄＡ２が長くなりすぎてしまい、コンパクト化に不利となる。また、光学系の対称性が崩れ易くなり、負のディストーション等を抑えることが難しくなる。
なお、条件式(6)の下限値を０．０４、更には０．０４３とすると、より好ましい。
また、条件式(6)の上限値を０．０８、更には０．０６とすると、より好ましい。
【００３３】
さらに、上記本発明のいずれの結像光学系においても、次の条件式（７）を満足することが好ましい。
０．８＜ｆＲＰ１／ｆＲＰ２＜２．０                      ・・・（７）
ただし、ｆＲＰ１は前記後群の前記第１の正レンズ成分の焦点距離、ｆＲＰ２は前記後群の前記第２の正レンズ成分の焦点距離、である。
【００３４】
前記後群における第１の正レンズ成分と第２の正レンズ成分との屈折力比を、条件式(7)を満足するようにすれば、光学性能を良好に維持したままバックフォーカスを長くすることが可能となる。
条件式(7)の上限値を上回ると、バックフォーカスを長くすることに対しては有利となるが、後群における第２の正レンズ成分の屈折力が強くなりすぎてしまい、アンダーの球面収差が出易くなる。また、第２の正レンズ成分でのコマ収差が発生し易くなってしまう。
一方、条件式(7)の下限値を下回ると、後群における第１の正レンズ成分の屈折力が強くなりすぎてしまい、バックフォーカスの確保に不利となる。また、第１の正レンズ成分の直前に形成される空気レンズの負の屈折力を確保しようとすると、第１の正レンズ成分の像側の面の曲率が大きくなり易く、この面での収差が発生し易くなってしまう。
なお、条件式(7)の下限値を０．８５とすると、より好ましい。
また、条件式(7)の上限値を１．７、更には、１．６とすると、より好ましい、
【００３７】
さらに、上記本発明のいずれの結像光学系においても、前記前群が、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズの３枚のレンズからなるのが好ましい。
【００３８】
一般的なガウスタイプの前群の構成としては、正レンズ、正レンズ、負レンズの順で構成されるものが主流であるが、物体側から二番目のレンズに関し、正レンズと負レンズとを入れ替えると、負レンズ成分の発散作用を物体側に寄せることができ、バックフォーカスの確保に有利となる。
【００３９】
さらに、上記本発明のいずれの結像光学系においても、無限遠合焦状態から近距離合焦を行う際に前記前群と前記後群との間隔が変化するように構成するのが好ましい。
【００４０】
明るさ絞りが配置される空間を変化させるフローティングを行うと、光学性能の維持が容易となり、マクロレンズとしての使用が可能となる。
具体的には、至近合焦側で発生し易いコマ収差の補正に有利となり、例えば、等倍撮影付近まで光学性能の確保が可能となる。
【００４１】
さらに、上記本発明のいずれの結像光学系においても、前記後群のレンズが、全て単レンズで構成されているのが好ましい。
【００４２】
上述したように本発明のいずれの結像光学系も、レンズ枚数を少なくしても光学性能を良好に確保することができる構成となっている。そこで、上述のように前記後群のレンズを全て単レンズで構成すれば、光学性能を良好に確保しつつ、コスト低減、小型軽量化に有利となる。
【００４３】
さらに、上記本発明のいずれの結像光学系においても、前記前群のレンズが、全て単レンズで構成されているのが好ましい。
【００４４】
上述したように本発明のいずれの結像光学系も、レンズ枚数を少なくしても光学性能を良好に確保することができる構成となっている。そこで、さらに、上述のように前記前群のレンズを全て単レンズで構成すれば、光学性能を良好に確保しつつ、コスト低減、小型軽量化に有利となる。
【００４５】
さらに、本発明の結像光学系を備えた交換レンズ装置は、上記本発明のいずれかの結像光学系と、該結像光学系をカメラ本体に取り付け可能とするマウント部を備えたことを特徴としている。
【００４６】
上述したように、上記本発明の結像光学系は、いずれもバックフォーカスの確保と光学性能とのバランスが良好にとることができる。このため、上記本発明のいずれの結像光学系は、例えば、クイックリターンミラー、ローパスフィルターなどを結像光学系の像側に結像光学系を配置するような構成の光学装置に適用すると有用である。
そのような使用形態の１つとして、上述の交換レンズ装置に用いると好適である。
【００４７】
なお、上述した本発明の結像光学系の各構成は、当該結像光学系の無限遠物点に対して合焦を行った状態での構成である。
また、上述した本発明の結像光学系の各構成は、任意に組み合わせて同時に満足させるようにするのが好ましい。
【実施例１】
【００４９】
次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図１は本発明の実施例１にかかる結像光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は無限遠合焦時の状態、（b）は近距離合焦時の状態（至近状態（等倍））を夫々示している。図２は実施例１にかかる結像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示すグラフであり、(a)は無限遠合焦時の状態、（b）は近距離合焦時の状態（至近状態（等倍））を夫々示している。
【００５０】
実施例１の結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力を持つ後群Ｇ２とで構成されている。なお、図１中、ＩＭは結像面である。
前群Ｇ１は、物体側から順に、（明るさ絞りＳ側に向けた凹面を有する前群Ｇ１における最も像側のレンズ成分よりも物体側に配置された正レンズ成分としての）物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、（負レンズ成分としての）物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、（明るさ絞りＳ側に向けた凹面を有する、前群Ｇ１における最も像側の正メニスカスレンズ成分としての）物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とで構成されている。正メニスカスレンズＬ１１は、物体側の面の曲率の絶対値が像側の面の曲率の絶対値よりも大きくなるように（即ち、物体側の面の曲率半径ｒ1の絶対値が像側の面の曲率半径ｒ2の絶対値よりも小さくなるように）形成されている。また、これらのレンズＬ１１〜Ｌ１３は、全て単レンズで構成されている。また、前群Ｇ１は、レンズＬ１１からレンズＬ１２までにかけて負の屈折力を持っている。
【００５１】
後群Ｇ２は、物体側から順に、（明るさ絞りＳ側に凹面を向けた負レンズ成分としての）物体側が凹面で像側が平面の平凹レンズＬ２１と、（第１の正レンズ成分としての）物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と、（第２の正レンズ成分としての）両凸レンズＬ２３とで構成されている。両凸レンズＬ２３は、像側の面の曲率の絶対値が物体側の面の曲率の絶対値より大きくなるように（即ち、像側の面の曲率半径ｒ13の絶対値が物体側の面の曲率半径ｒ12の絶対値より小さくなるように）形成されている。また、これらのレンズＬ２１〜Ｌ２３は、全て単レンズで構成されている。
また、無限遠合焦状態から近距離合焦を行う際に、前群Ｇ１と後群Ｇ２は、ともに物体側に移動し、且つ、互いの間隔が広がるようになっている。
【００５２】
次に、実施例１の結像光学系を構成する光学部材の数値データを示す。数値データ中、ｒ1、ｒ2、・・・は光学部材の曲率半径、ｄ1、ｄ2、・・・は光学部材の面間隔（肉厚又は空気間隔）、ｎd1、ｎd2、・・・は光学部材のｄ線での屈折率、νd1、νd2、・・・は光学部材のｄ線でのアッベ数、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、ＩＨは像高、ωは半画角である。これらは以下の各実施例の数値データにおいて共通である。
また、実施例１の数値データは、無限遠合焦時と、近距離合焦時（至近状態（等倍））のそれぞれにおけるデータである。
【００５３】
数値データ１（実施例１）
焦点距離（ｆ）        ３５．５９ｍｍ
Ｆナンバー（ＦＮＯ）  ２．７９３
像高（ＩＨ）          １１．１５ｍｍ
半画角（ω）          １７．６°
至近状態（等倍）での像側の面の面頂から結像面までの距離（空気換算距離）  ７０．７９ｍｍ
ｒ1 ＝31.402
ｄ1 ＝2.20        ｎd1 ＝1.8044        νd1 ＝39.59
ｒ2 ＝103.805
ｄ2 ＝0.20
ｒ3 ＝18.004
ｄ3 ＝1.23        ｎd3 ＝1.58267       νd3 ＝46.42
ｒ4 ＝10.237
ｄ4 ＝1.64
ｒ5 ＝10.612
ｄ5 ＝2.12        ｎd  ＝1.757         νd5 ＝47.82
ｒ6 ＝11.886
ｄ6 ＝3.19
ｒ7 ＝∞（明るさ絞り）
ｄ7 ＝Ｄ７
ｒ8 ＝-12.458
ｄ8 ＝2.00        ｎd8 ＝1.78472       νd8 ＝25.68
ｒ9 ＝∞
ｄ9 ＝0.50
ｒ10＝-46.137
ｄ10＝3.30        ｎd10＝1.7725        νd10＝49.6
ｒ11＝-16.376
ｄ11＝0.35
ｒ12＝111.996
ｄ12＝3.30        ｎd12＝1.51633       νd12＝49.6
ｒ13＝-23.531
【００５４】
0004824981.tif 000002
【実施例２】
【００５５】
図３は本発明の実施例２にかかる結像光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、無限遠合焦時の状態を示している。図４は実施例２にかかる結像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示すグラフであり、無限遠合焦時の状態を示している。
【００５６】
実施例２の結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力を持つ後群Ｇ２とで構成されている。
前群Ｇ１は、物体側から順に、（明るさ絞りＳ側に向けた凹面を有する前群Ｇ１における最も像側のレンズ成分よりも物体側に配置された正レンズ成分としての）物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、（負レンズ成分としての）物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、（明るさ絞りＳ側に向けた凹面を有する、前群Ｇ１における最も像側の正メニスカスレンズ成分としての）物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とで構成されている。正メニスカスレンズＬ１１は、物体側の面の曲率の絶対値が像側の面の曲率の絶対値よりも大きくなるように（即ち、物体側の面の曲率半径ｒ1の絶対値が像側の面の曲率半径ｒ2の絶対値よりも小さくなるように）形成されている。また、これらのレンズＬ１１〜Ｌ１３は、全て単レンズで構成されている。また、前群Ｇ１は、レンズＬ１１からレンズＬ１２までにかけて負の屈折力を持っている。
【００５７】
後群Ｇ２は、物体側から順に、（明るさ絞りＳ側に凹面を向けた負レンズ成分としての）両凹レンズＬ２１’と、（第１の正レンズ成分としての）物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と、（第２の正レンズ成分としての）両凸レンズＬ２３とで構成されている。両凹レンズＬ２１’は、物体側の面の曲率の絶対値が像側の面の曲率の絶対値よりも大きくなるように（即ち、物体側の面の曲率半径ｒ8の絶対値が像側の面の曲率半径ｒ9の絶対値よりも小さくなるように）形成されている。両凸レンズＬ２３は、像側の面の曲率の絶対値が物体側の面の曲率の絶対値より大きくなるように（即ち、像側の面の曲率半径ｒ13の絶対値が物体側の面の曲率半径ｒ12の絶対値より小さくなるように）形成されている。また、これらのレンズＬ２１’〜Ｌ２３は、全て単レンズで構成されている。
【００５８】
次に、実施例２の結像光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
実施例２の数値データは、無限遠合焦時におけるデータである。
数値データ２（実施例２）
焦点距離（ｆ）        ３０．５０ｍｍ
Ｆナンバー（ＦＮＯ）  ３．２９０
像高（ＩＨ）          １１．１５ｍｍ
半画角（ω）          ２０．７°
ｒ1＝39.0231
ｄ1＝2.20        ｎd1＝1.8044        νd1＝39.59
ｒ2＝124.3583
ｄ2＝0.20
ｒ3＝21.8137
ｄ3＝1.23        ｎd3＝1.497          νd3＝81.54
ｒ4＝9.0005
ｄ4＝1.69
ｒ5＝10.6888
ｄ5＝2.12        ｎd5＝1.757          νd5＝47.82
ｒ6＝13.3166
ｄ6＝3.19
ｒ7＝∞（明るさ絞り）
ｄ7＝5.21
ｒ8＝-12.5403
ｄ8＝2.00        ｎd8＝1.84666        νd8＝23.78
ｒ9＝782.1809
ｄ9＝0.50
ｒ10＝-93.024
ｄ10＝3.30        ｎd10＝1.7725        νd10＝49.6
ｒ11＝-15.1073
ｄ11＝0.35
ｒ12＝120.3961
ｄ12＝3.30        ｎd12＝1.7725        νd12＝49.6
ｒ13＝-23.6548
【実施例３】
【００５９】
図５は本発明の実施例３にかかる結像光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、無限遠合焦時の状態を示している。図６は実施例３にかかる結像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示すグラフであり、無限遠合焦時の状態を示している。
【００６０】
実施例３の結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を持つ前群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力を持つ後群Ｇ２とで構成されている。
前群Ｇ１は、物体側から順に、（明るさ絞りＳ側に向けた凹面を有する前群Ｇ１における最も像側のレンズ成分よりも物体側に配置された正レンズ成分としての）物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、（負レンズ成分としての）物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、（明るさ絞りＳ側に向けた凹面を有する、前群Ｇ１における最も像側の正メニスカスレンズ成分としての）物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とで構成されている。正メニスカスレンズＬ１１は、物体側の面の曲率の絶対値が像側の面の曲率の絶対値よりも大きくなるように（即ち、物体側の面の曲率半径ｒ1の絶対値が像側の面の曲率半径ｒ2の絶対値よりも小さくなるように）形成されている。また、これらのレンズＬ１１〜Ｌ１３は、全て単レンズで構成されている。また、前群Ｇ１は、レンズＬ１１からレンズＬ１２までにおいて負の屈折力を持っている。
【００６１】
後群Ｇ２は、物体側から順に、（明るさ絞りＳ側に凹面を向けた負レンズ成分としての）両凹レンズＬ２１’と、（第１の正レンズ成分としての）物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と、（第２の正レンズ成分としての）両凸レンズＬ２３とで構成されている。両凹レンズＬ２１’は、物体側の面の曲率の絶対値が像側の面の曲率の絶対値よりも大きくなるように（即ち、物体側の面の曲率半径ｒ8の絶対値が像側の面ｒ9の曲率半径の絶対値よりも小さくなるように）形成されている。両凸レンズＬ２３は、像側の面の曲率の絶対値が物体側の面の曲率の絶対値より大きくなるように（即ち、像側の面の曲率半径ｒ13の絶対値が物体側の面の曲率半径ｒ12の絶対値より小さくなるように）形成されている。また、これらのレンズＬ２１’〜Ｌ２３は、全て単レンズで構成されている。
【００６２】
次に、実施例３の結像光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
実施例３の数値データは、無限遠合焦時におけるデータである。
【００６３】
数値データ３（実施例３）
焦点距離（ｆ）        ３０．６０ｍｍ
Ｆナンバー（ＦＮＯ）  ２．８０
像高（ＩＨ）          １１．１５ｍｍ
半画角（ω）          １７．５°
ｒ1＝34.1904
ｄ1＝2.50        ｎd1＝1.8044        νd1＝39.59
ｒ2＝178.6685
ｄ2＝0.20
ｒ3＝18.735
ｄ3＝1.23        ｎd3＝1.58267        νd3＝46.42
ｒ4＝10.2208
ｄ4＝1.70
ｒ5＝11.5169
ｄ5＝2.12        ｎd5＝1.757          νd5＝47.82
ｒ6＝13.9416
ｄ6＝2.71
ｒ7＝∞（明るさ絞り）
ｄ7＝5.35
ｒ8＝-13.1851
ｄ8＝2.00        ｎd8＝1.78472        νd8＝25.68
ｒ9＝225.1578
ｄ9＝0.70
ｒ10＝-38.2218
ｄ10＝3.30        ｎd10＝1.7725        νd10＝49.6
ｒ11＝-16.9776
ｄ11＝0.20
ｒ12＝159.7236
ｄ12＝3.30        ｎd12＝1.7725        νd12＝49.6
ｒ13＝-20.7761
【００６４】
次に、各実施例における条件式の数値パラメータ対応値を次の表１に示す。
0004824981.tif 000003
【００６５】
以上説明した本発明の結像光学系は、それを備えた交換レンズ装置として、その結像光学系で結像した物体像をＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子に受光されて撮影を行う電子撮像装置、特にレンズ交換式のデジタル一眼レフカメラに用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
【００６６】
図７は本発明の結像光学系を備えた交換レンズ装置として、撮影レンズに用いた一眼レフレックスカメラの断面図である。図７において、１は一眼レフレックスカメラ、２は撮影レンズ、３は撮影レンズ２を一眼レフレックスカメラ１に着脱可能とするマウント部であり、スクリュータイプのマウントやバヨネットマウント等が用いられる。この例では、バヨネットタイプのマウントを用いている。また、４は受光面、５は撮影レンズ２の光路６上のレンズ系と受光面４との間に配置されたクイックリターンミラー、７はクイックリターンミラーより反射された光路に配置されたファインダースクリーン、８はペンタプリズム、９はファインダー、Ｅは観察者の眼（アイポイント）である。受光面４は、撮像素子として小型のＣＣＤまたはＣ−ＭＯＳ等の受光面として、デジタル一眼レフカメラへの適用が可能である。このような構成の一眼レフレックスカメラ１の撮影レンズ２を構成する光学系として、例えば上記実施例１〜３に示した本発明の結像光学系が用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の結像光学系及びそれを備えたレンズ交換装置は、ＣＣＤ、Ｃ−ＭＯＳ等、光学像を電気信号に変換する電子撮像素子を用いたデジタル一眼レフカメラを使用する技術分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施例１にかかる結像光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は無限遠合焦時の状態、（b）は近距離合焦時の状態（至近状態（等倍））を夫々示している。
【図２】実施例１にかかる結像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示すグラフであり、(a)は無限遠合焦時の状態、（b）は近距離合焦時の状態（至近状態（等倍））を夫々示している。
【図３】本発明の実施例２にかかる結像光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、無限遠合焦時の状態を示している。
【図４】実施例２にかかる結像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示すグラフであり、無限遠合焦時の状態を示している。
【図５】本発明の実施例３にかかる結像光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、無限遠合焦時の状態を示している。
【図６】実施例３にかかる結像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示すグラフであり、無限遠合焦時の状態を示している。
【図７】本発明の結像光学系を備えた交換レンズ装置として、撮影レンズに用いたレンズ交換式一眼レフレックスカメラの断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
Ｅ                観察者の眼
Ｇ１              前群
Ｇ２              後群
ＩＭ              結像面
Ｌ１１            物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ１２            物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ１３            物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ２１            物体側が凹面で像側が平面の平凹レンズ
Ｌ２１’          両凹レンズ
Ｌ２２            物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ２３            両凸レンズ
Ｓ                明るさ絞り
１                一眼レフレックスカメラ
２                撮影レンズ
３                一眼レフレックスカメラ
４                受光面
５                クイックリターンミラー
６                撮影レンズ２の光路
７                ファインダースクリーン
８                ペンタプリズム
９                ファインダー
【図１】
0004824981.tif 000004
【図２】
0004824981.tif 000005
【図３】
0004824981.tif 000006
【図４】
0004824981.tif 000007
【図５】
0004824981.tif 000008
【図６】
0004824981.tif 000009
【図７】
0004824981.tif 000010