(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカシングに際して移動するフォーカスレンズ群と、
無限遠から第１の有限距離へのフォーカシングを行う第１の合焦モードと、無限遠よりも近距離の第２の有限距離から前記第１の有限距離よりも近距離の第３の有限距離へのフォーカシングを行う第２の合焦モードの切り換えに際して移動する切り換え群から構成され、
無限遠に合焦しているときの前記フォーカスレンズ群の横倍率をβｆ、前記フォーカスレンズ群よりも像側にレンズが配置されていないときはβｒ＝１、前記フォーカスレンズ群よりも像側にレンズが配置されているときは、無限遠に合焦しているときの前記フォーカスレンズ群よりも像側に配置されたレンズの合成の横倍率をβｒとしたとき、
２．２０＜｜１−βｆ２｜×βｒ２＜９．００
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】
前記フォーカスレンズ群の光軸上の厚みをＤｆ、無限遠に合焦しているときの前記光学系の厚みをＤＬとしたとき、
０．０１０＜Ｄｆ／ＤＬ＜０．０９０
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】
前記フォーカスレンズ群は負レンズを有し、前記負レンズの材料のアッベ数をνｄｆｎとしたとき、
３５．００＜νｄｆｎ＜１００．００
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】
前記光学系は、開口絞りを更に有し、無限遠に合焦しているときの前記開口絞りから像面までの光軸上の距離をＤＳＰ、無限遠に合焦しているときの前記光学系の厚みをＤＬとしたとき、
０．６５＜｜ＤＳＰ／ＤＬ｜＜０．９５
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】
無限遠に合焦しているときの前記光学系のバックフォーカスをＢＦ、無限遠に合焦しているときの前記光学系の焦点距離をｆとしたとき、
０．２０＜ＢＦ／ｆ＜１．８０
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】
前記フォーカスレンズ群の焦点距離をｆｆ、無限遠に合焦しているときの前記光学系の焦点距離をｆとしたとき、
−１．７０＜ｆｆ／ｆ＜−０．４０
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１の合焦モードにおいて前記第１の有限距離に合焦しているときの前記光学系の横倍率をβとしたとき、
０．５０≦−β
なる条件式を満足す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】
物体側より像側へ順に配置された、前記切り換え群としての、正の屈折力を有する第１レンズ群、前記フォーカスレンズ群としての、負の屈折力を有する第２レンズ群から構成され、
前記第１レンズ群はフォーカシングに際して不動であり、
前記第２レンズ群は無限遠から前記第１の有限距離へのフォーカシング及び前記第２の有限距離から前記第３の有限距離へのフォーカシングに際して像側に移動し、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群は、前記第１の合焦モードから前記第２の合焦モードへの切り換えに際して物体側に移動す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】
物体側より像側へ順に配置された、前記切り換え群としての、正の屈折力を有する第１レンズ群、前記フォーカスレンズ群としての、負の屈折力を有する第２レンズ群、前記切り換え群としての、正の屈折力を有する第３レンズ群から構成され、
前記第１レンズ群はフォーカシングに際して不動であり、前記第２レンズ群は無限遠から前記第１の有限距離へのフォーカシング及び前記第２の有限距離から前記第３の有限距離へのフォーカシングに際して像側に移動し、前記第３レンズ群はフォーカシングに際して不動であり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群は、前記第１の合焦モードから前記第２の合焦モードへの切り換えに際して物体側に移動す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１０】
物体側より像側へ順に配置された、前記切り換え群としての、正の屈折力を有する第１レンズ群、前記フォーカスレンズ群としての、負の屈折力を有する第２レンズ群、前記切り換え群としての、負の屈折力を有する第３レンズ群から構成され、
前記第１レンズ群はフォーカシングに際して不動であり、前記第２レンズ群は無限遠から前記第１の有限距離へのフォーカシング及び前記第２の有限距離から前記第３の有限距離へのフォーカシングに際して像側に移動し、前記第３レンズ群はフォーカシングに際して不動であり、
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群は、前記第１の合焦モードから前記第２の合焦モードへの切り換えに際して物体側に移動す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１１】
前記第１の合焦モードから前記第２の合焦モードへの切り換えに際しての前記第１レンズ群の移動量をＭ１、前記第２の有限距離から前記第３の有限距離へのフォーカシングに際しての前記第２レンズ群の移動量をＭ２としたとき、
０．０１＜｜Ｍ１／Ｍ２｜＜０．８０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の光学系。
【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、該光学系によって形成される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、ビデオカメラ、監視カメラ、放送用カメラ等の撮像素子を用いた撮像装置、或いは銀塩写真フィルムを用いたカメラ等の撮像装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮影レンズのフォーカシング方式として、最も物体側に配置されたレンズよりも像側に配置されたレンズを移動させることでフォーカシングを行うインナーフォーカス方式やリアフォーカス方式が広く知られている。
【０００３】
ここで、開口絞りよりも像側に配置されたレンズを移動させることによりフォーカシングを行う方式をリアフォーカス方式とし、開口絞りよりも物体側に配置されたレンズを移動させることによりフォーカシングを行う方式をインナーフォーカス方式とする。
【０００４】
インナーフォーカス方式やリアフォーカス方式の撮影レンズでは、比較的小型のレンズを移動させることでフォーカシングを実行することができるため、フォーカシングの高速化を実現しやすい。
【０００５】
また、撮影倍率が等倍程度の近距離撮影を主目的とした撮影レンズとしてマクロレンズが知られている。マクロレンズを構成する光学系は、近距離撮影において高い光学性能を有することが求められる。
【０００６】
特許文献１の撮影レンズでは、撮影可能な被写体距離の領域が異なる複数のモードを切り換え可能な撮影レンズを開示している。特許文献１の撮影レンズは、無限遠物体から第１の近距離物体へのフォーカシングを行う第１のモードと、無限遠物体よりも近距離の第２の近距離物体から第１の近距離物体よりも近距離の第３の近距離物体へのフォーカシングを行う第２のモードに対応している。第１のモードと第２のモードを使い分けることにより撮影可能な被写体距離領域の拡大を図っている。
【０００７】
また、第１のモードから第２のモードへの切り換えに際して撮影レンズ全体を物体側に繰り出す構成とすることで、第１のモードにおける撮影レンズの全長の短縮化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１２３３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の光学系では、フォーカス群の横倍率が低いため、フォーカス敏感度が低くなり過ぎる。その結果、フォーカシングに際してのフォーカス群の移動量が増大して、光学系全体の大型化を招くおそれがある。
【００１０】
本発明は、小型でありながら高い光学性能を有し、近距離撮影に適した光学系及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光学系は、無限遠から第１の有限距離へのフォーカシングを行う第１の合焦モードと、無限遠よりも近距離の第２の有限距離から前記第１の有限距離よりも近距離の第３の有限距離へのフォーカシングを行う第２の合焦モードにおけるフォーカシングに際して移動するフォーカスレンズ群と、前記第１の合焦モードと前記第２の合焦モードの間の切り換えに際して移動する切り換え群から構成され、無限遠に合焦しているときにおける前記フォーカスレンズ群の横倍率をβｆ、無限遠に合焦しているときにおける前記フォーカスレンズ群よりも像側に配置されたレンズの合成の横倍率をβｒとしたとき、
２．２０＜｜１−βｆ２｜×βｒ２＜９．００
なる条件式を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、小型でありながら高い光学性能を有し、近距離撮影に適した光学系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の光学系のレンズ断面図である。
【図２】実施例１の光学系の収差図である。
【図３】実施例２の光学系のレンズ断面図である。
【図４】実施例２の光学系の収差図である。
【図５】実施例３の光学系のレンズ断面図である。
【図６】実施例３の光学系の収差図である。
【図７】実施例４の光学系のレンズ断面図である。
【図８】実施例４の光学系の収差図である。
【図９】本発明の撮像装置の要部概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の光学系及びそれを有する撮像装置について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明の光学系は、複数のレンズ群を有し、フォーカシングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。レンズ群は、フォーカシングに際して変化する光軸上の間隔によって分離されたレンズ要素を示す。レンズ群は、１枚以上のレンズを有していればよく、複数枚のレンズを有していなくてもよい。また、本発明の光学系は、合焦モードの変更に際して移動する切り換え群を備える。
【００１５】
本発明の光学系は、合焦モードとして少なくとも第１の合焦モードと第２の合焦モードを備える。第１の合焦モードでは、無限遠から第１の有限距離へのフォーカシングを行うことができる。また、第２の合焦モードでは、無限遠よりも近距離の第２の有限距離から第１の有限距離よりも近距離の第３の有限距離へのフォーカシングを行うことができる。合焦モードの切り換えに関しては後述する。
【００１６】
図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例１の光学系の第１の合焦モードにおける無限遠合焦時、第１の合焦モードにおける第１の有限距離合焦時におけるレンズ断面図である。図１（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例１の光学系の第２の合焦モードにおける第２の有限距離合焦時、第２の合焦モードにおける第３の有限距離合焦時におけるレンズ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例１の光学系の第１の合焦モードにおける無限遠合焦時、第１の合焦モードにおける第１の有限距離合焦時における収差図である。図２（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例１の光学系の第２の合焦モードにおける第２の有限距離合焦時、第２の合焦モードにおける第３の有限距離合焦時における収差図である。第１の有限距離は、撮影倍率が１．００倍となる物体距離であり、第２の有限距離は、撮影倍率が０．０２倍となる物体距離であり、第３の有限距離は、撮影倍率が１．２０倍となる物体距離である。第１の有限距離、第２の有限距離、第３の有限距離の値は一例に過ぎず、第２の有限距離は無限遠よりも近距離であればよく、第３の有限距離は第１の有限距離よりも近距離であればよい。これは実施例２乃至４に関しても同様である。
【００１７】
図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例２の光学系の第１の合焦モードにおける無限遠合焦時、第１の合焦モードにおける第１の有限距離合焦時におけるレンズ断面図である。図３（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例２の光学系の第２の合焦モードにおける第２の有限距離合焦時、第２の合焦モードにおける第３の有限距離合焦時におけるレンズ断面図である。図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例２の光学系の第１の合焦モードにおける無限遠合焦時、第１の合焦モードにおける第１の有限距離合焦時における収差図である。図４（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例２の光学系の第２の合焦モードにおける第２の有限距離合焦時、第２の合焦モードにおける第３の有限距離合焦時における収差図である。第１の有限距離は、撮影倍率が１．００倍となる物体距離であり、第２の有限距離は、撮影倍率が０．０１倍となる物体距離であり、第３の有限距離は、撮影倍率が１．２０倍となる物体距離である。
【００１８】
図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例３の光学系の第１の合焦モードにおける無限遠合焦時、第１の合焦モードにおける第１の有限距離合焦時におけるレンズ断面図である。図５（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例３の光学系の第２の合焦モードにおける第２の有限距離合焦時、第２の合焦モードにおける第３の有限距離合焦時におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例３の光学系の第１の合焦モードにおける無限遠合焦時、第１の合焦モードにおける第１の有限距離合焦時における収差図である。図６（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例３の光学系の第２の合焦モードにおける第２の有限距離合焦時、第２の合焦モードにおける第３の有限距離合焦時における収差図である。第１の有限距離は、撮影倍率が１．００倍となる物体距離であり、第２の有限距離は、撮影倍率が０．０６倍となる物体距離であり、第３の有限距離は、撮影倍率が１．２０倍となる物体距離である。
【００１９】
図７（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例４の光学系の第１の合焦モードにおける無限遠合焦時、第１の合焦モードにおける第１の有限距離合焦時におけるレンズ断面図である。図７（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例４の光学系の第２の合焦モードにおける第２の有限距離合焦時、第２の合焦モードにおける第３の有限距離合焦時におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ実施例４の光学系の第１の合焦モードにおける無限遠合焦時、第１の合焦モードにおける第１の有限距離合焦時における収差図である。図８（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ実施例４の光学系の第２の合焦モードにおける第２の有限距離合焦時、第２の合焦モードにおける第３の有限距離合焦時における収差図である。第１の有限距離は、撮影倍率が１．００倍となる物体距離であり、第２の有限距離は、撮影倍率が０．０２倍となる物体距離であり、第３の有限距離は、撮影倍率が１．２０倍となる物体距離である。
【００２０】
図９は、本発明の光学系を備える撮像装置の要部概略図である。各実施例の光学系はビデオカメラやデジタルカメラ、銀塩フィルムカメラ、テレビカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。またレンズ断面図において、ｉを物体側から像側へのレンズ群の順番とするとＬｉは第ｉレンズ群を示す。
【００２１】
実施例１及び４の光学系ＯＬは、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から構成される。実施例２の光学系ＯＬは、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、負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３から構成される。実施例３の光学系ＯＬは、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から構成される。
【００２２】
各実施例において、ＳＰは開口絞りであり、第１レンズ群Ｌ１中に配置される。ＦＣは開口径が一定のフレアカット絞りであり、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間に配置される。フレアカット絞りＦＣにより、ゴーストやフレア等の不要光線を低減させることができる。ＦＰは開口径が一定の副絞りであり、第１レンズ群Ｌ１中に配置される。副絞りＦＰにより、画面周辺光束の上方光線のコマフレアを低減させることができる。
【００２３】
ＩＰは像面である。ビデオカメラやデジタルカメラの撮像光学系として光学系を使用する際には、像面ＩＰはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサといった固体撮像素子（光電変換素子）に相当する。銀塩フィルムカメラの撮像光学系として本発明の光学系を使用する際には、像面ＩＰはフィルム面に相当する。
【００２４】
球面収差図においてＦｎｏはＦナンバーであり、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に対する球面収差を示している。非点収差図においてＳはサジタル像面、Ｍはメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。色収差図ではｇ線における色収差を示している。ωは撮像半画角である。
【００２５】
各実施例では、レンズ断面図中の矢印で示すように、無限遠から第１の有限距離へのフォーカシングと、第２の有限距離から第３の有限距離へのフォーカシングに際して第２レンズ群Ｌ２が移動し、隣り合うレンズ群の間隔が変化する。各実施例の光学系において第２レンズ群Ｌ２がフォーカスレンズ群に相当する。
【００２６】
第３の有限距離は、第１の有限距離よりも近距離の有限距離となるように設定されており、第２の合焦モードでは、第１の合焦モードと比較して、より近距離の被写体を対象とした撮影を行うことができる。第２の有限距離は、無限遠よりも近距離の有限距離となるように設定される。また、第１の有限距離が第２の有限距離も近距離になるように、第１の有限距離と第２の有限距離が設定されることが好ましい。
【００２７】
このように、第１の合焦モードにおける合焦領域と第２の合焦モードにおける合焦領域の一部が重なるように合焦領域を設定することにより、撮影可能な被写体距離の中抜けを防止することができる。
【００２８】
また、第１の合焦モードから第２の合焦モードへの切り換えに際して、切り換え群が光軸上を移動する。合焦モードの切り換えに際して、フォーカスレンズ群と切り換え群を適切に移動させることにより、合焦可能な被写体距離の領域を変化させることができる。各実施例の光学系を含む交換レンズや撮像装置に備えられた操作部を操作することにより、合焦モードの切り換えが実行される。
【００２９】
実施例１及び４の光学系では、第１レンズ群Ｌ１が切り換え群に相当し、第１の合焦モードから第２の合焦モードへの切り換えに際して、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２が物体側に繰り出す。
【００３０】
実施例２及び３の光学系では、第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３が切り換え群に相当する。第１の合焦モードから第２の合焦モードへの切り換えに際して、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３が物体側に繰り出す。
【００３１】
第１の合焦モードでは光学系の小型化を重視して、光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの距離ができるだけ短くなるように各レンズが配置される。一方、第２の合焦モードでは、第１の合焦モードにおいて撮影可能な被写体距離よりもさらに近距離に位置する被写体を対象とした撮影を可能とするために、フォーカスレンズ群や切り換え群を物体側に繰り出している。
【００３２】
以上のように第１の合焦モードによるフォーカシングと第２の合焦モードによるフォーカシングを適切に使い分けることにより、第１の合焦モードにおける光学系の全長の短縮化を実現すると共に、より近距離の被写体を対象とした撮影を実行することができる。
【００３３】
フォーカシングに際しての各レンズ群の移動態様について説明する。実施例１及び４の光学系では、無限遠から第１の有限距離へのフォーカシングと、第２の有限距離から第３の有限距離へのフォーカシングに際して第２レンズ群Ｌ２が像側に移動し、第１レンズ群Ｌ１は不動である。また、実施例２及び３の光学系では、無限遠から第１の有限距離へのフォーカシングと、第２の有限距離から第３の有限距離へのフォーカシングに際して第２レンズ群Ｌ２が像側に移動し、第１レンズ群Ｌ１及び第３レンズ群Ｌ３は不動である。フォーカシングに際して第３レンズ群Ｌ３を不動とすることで、光学系の駆動機構を簡略化することができる。
【００３４】
また、各実施例の光学系では、第１レンズ群Ｌ１の一部の部分群を光軸と垂直方向の成分を持つ方向に移動させることにより結像位置を変化させることができる。これにより像ぶれ補正を行うことができる。
【００３５】
無限遠に合焦しているときのフォーカスレンズ群の横倍率をβｆ、前記フォーカスレンズ群よりも像側にレンズが配置されていないときはβｒ＝１、前記フォーカスレンズ群よりも像側にレンズが配置されているときは、無限遠に合焦しているときの前記フォーカスレンズ群よりも像側に配置されたレンズの合成の横倍率をβｒとしたとき、各実施例の光学系は、
２．２０＜｜１−βｆ２｜×βｒ２＜９．００  ・・・（１）
なる条件式を満足している。
【００３６】
条件式（１）は、光学系におけるフォーカス敏感度の数値範囲を規定した条件式である。フォーカス敏感度とは、フォーカス群の光軸方向への移動量と、フォーカス群の移動による結像位置の移動量の比を示すパラメータであり、フォーカス敏感度は条件式（１）に示した式により表される。
【００３７】
条件式（１）の上限値を超えてフォーカス敏感度が高くなり過ぎると、フォーカスレンズ群の位置制御の誤差に起因したピント変動が発生しやすくなるため、好ましくない。また、条件式（１）の上限を超えて、フォーカスレンズ群の横倍率βｆが高くなると、フォーカシングに際しての収差変動が多く発生するため好ましくない。条件式（１）の下限を超えて、フォーカスレンズ群の横倍率βｆが低くなると、フォーカシングに際してのフォーカスレンズ群の移動量が大きくなり、高速なフォーカシングを実行することが困難になるため好ましくない。
【００３８】
各実施例では以上説明したように、条件式（１）を満足するように各要素を適切に設定している。これにより小型でありながら高い光学性能を有し、近距離撮影に適した光学系を得ることができる。
【００３９】
なお、各実施例において、好ましくは、条件式（１）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
２．５０＜｜１−βｆ２｜×βｒ２＜８．００…（１ａ）
【００４０】
また、さらに好ましくは、条件式（１）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
３．００＜｜１−βｆ２｜×βｒ２＜７．５０…（１ｂ）
【００４１】
さらに、各実施例において、次の条件式のうち１つ以上を満足することがより好ましい。
０．０１０＜Ｄｆ／ＤＬ＜０．０９０…（２）
３５．００＜νｄｆｎ＜１００．００…（３）
０．６５＜｜ＤＳＰ／ＤＬ｜＜０．９５…（４）
０．２０＜ＢＦ／ｆ＜１．８０…（５）
−１．７０＜ｆｆ／ｆ＜−０．４０…（６）
０．５０≦−β…（７）
０．０１＜｜Ｍ１／Ｍ２｜＜０．８０…（８）
【００４２】
ここで、フォーカスレンズ群の光軸上の厚みをＤｆ、無限遠に合焦しているときにおける全系の光軸上の厚みをＤＬ、フォーカスレンズ群に含まれる負レンズの材料のｄ線を基準としたアッベ数をνｄｆｎとする。また、無限遠に合焦しているときにおける開口絞りＳＰから像面までの光軸上の距離をＤＳＰ、無限遠に合焦しているときにおける光学系のバックフォーカスをＢＦ、無限遠に合焦しているときにおける全系の焦点距離をｆとする。さらに、フォーカスレンズ群の焦点距離をｆｆ、第１の合焦モードにおいて第１の有限距離に合焦しているときにおける全系の横倍率をβ、第１の合焦モードから第２の合焦モードへの切り換えに際しての第１レンズ群Ｌ１の移動量をＭ１とする。また、第２の合焦モードでの第２の有限距離から第３の有限距離へのフォーカシングに際してのフォーカスレンズ群の移動量をＭ２とする。
【００４３】
なお、全系の光軸上の厚みとは、光学系の最も物体側のレンズ面から光学系の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離を示す。また、バックフォーカスは、光学系の最も像側のレンズ面から像面までの距離を、空気換算長により表したものである。移動量は移動前のレンズ群の位置と移動後のレンズ群の位置の差を示す。
【００４４】
アッベ数νｄは、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）、ｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する材料の屈折率をそれぞれＮＦ、ＮＣ、Ｎｄとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
で表される数値である。
【００４５】
条件式（２）は、フォーカスレンズ群の光軸上の厚みＤｆと、無限遠に合焦しているときにおける全系の光軸上の厚みＤＬの比を規定した条件式である。条件式（２）の上限を超えて、フォーカスレンズ群の光軸上の厚みＤｆが大きくなると、フォーカス群の重量が増大し、フォーカシングの高速化を実現することが困難になるため、好ましくない。条件式（２）の下限を超えて、光学系全系の光軸上の厚みＤＬが大きくなると、光学全長が増大し、光学系の小型化を実現することが困難になるため好ましくない。条件式（３）は、フォーカスレンズ群に含まれる負レンズの材料のｄ線を基準としたアッベ数νｄｆｎを規定した条件式である。
【００４６】
条件式（３）の上限を超えて、フォーカスレンズ群に含まれる負レンズの材料のｄ線を基準としたアッベ数νｄｆｎが大きくなると、軸上色収差や倍率色収差の補正が過剰になり、色収差を良好に補正することが困難になるため好ましくない。条件式（３）の下限を超えて、フォーカスレンズ群に含まれる負レンズの材料のｄ線を基準としたアッベ数νｄｆｎが小さくなると、フォーカシングに伴う軸上色収差や倍率色収差の変動を抑制することが困難になるため、好ましくない。
【００４７】
条件式（４）は、無限遠に合焦しているときにおける全系の光軸上の厚みＤＬと、無限遠に合焦しているときにおける開口絞りから像面までの光軸上の距離ＤＳＰの比を規定した条件式である。条件式（４）の上限を超えて、開口絞りＳＰから像面までの光軸上の距離ＤＳＰが長くなると、入射瞳位置が物体側に移動し、フォーカスレンズ群の径が大型化するため好ましくない。条件式（４）の下限を超えて、開口絞りＳＰから像面までの光軸上の距離ＤＳＰが短くなると、近距離に合焦しているときに、第１レンズ群Ｌ１を通過する軸外光束が光軸から大きく離れたところを通過する。その結果、第１レンズ群Ｌ１の有効径が大型化するため好ましくない。
【００４８】
条件式（５）は、無限遠に合焦しているときにおける光学系のバックフォーカスＢＦと、無限遠に合焦しているときにおける全系の焦点距離ｆの比を規定した条件式である。条件式（５）の上限を超えて、無限遠に合焦しているときにおける光学系のバックフォーカスＢＦが長くなると、光学全長が増大し、光学系の小型化を実現することが困難になるため好ましくない。条件式（５）の下限を超えて、無限遠に合焦しているときにおける光学系のバックフォーカスＢＦが短くなると、像面に対する軸外光線の入射角が大きくなり、シェーディングの発生を抑制することが困難になるため、好ましくない。
【００４９】
条件式（６）は、無限遠に合焦しているときにおける全系の焦点距離ｆと、フォーカスレンズ群の焦点距離ｆｆの比を規定した条件式である。条件式（６）の上限を超えて、フォーカスレンズ群の焦点距離ｆｆが短くなると、フォーカスレンズ群の屈折力が強くなり過ぎて、像面湾曲がオーバー側に多く発生するため好ましくない。条件式（６）の下限を超えて、フォーカスレンズ群の焦点距離ｆｆが長くなると、フォーカスレンズ群の屈折力が弱くなり過ぎて、像面湾曲がアンダー側に多く発生するため好ましくない。
【００５０】
条件式（７）は、第１の合焦モードにおいて第１の有限距離に合焦しているときにおける全系の横倍率βを規定した条件式である。条件式（７）の下限値を超えて第１の合焦モードにおいて第１の有限距離に合焦しているときにおける全系の横倍率βが低くなると、近距離撮影を行うことが困難になるため好ましくない。
【００５１】
条件式（８）は、第１の合焦モードから第２の合焦モードへの切り換えに際しての第１レンズ群Ｌ１の移動量Ｍ１と、第２の有限距離から第３の有限距離へのフォーカシングに際してのフォーカスレンズ群の移動量Ｍ２の比を規定した条件式である。条件式（８）の上限値を超えて、第１の合焦モードから第２の合焦モードへの切り換えに際しての第１レンズ群Ｌ１の移動量Ｍ１が大きくなると、像面湾曲がオーバー側に多く発生するため好ましくない。条件式（８）の下限値を超えて、第２の合焦モードにおけるフォーカシングに際しての第２レンズ群Ｌ２の移動量Ｍ２が大きくなると、像面湾曲がアンダー側に多く発生すると共に、高速なフォーカシングを実行することが困難になるため好ましくない。
【００５２】
好ましくは、条件式（２）〜（８）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
０．０１２＜Ｄｆ／ＤＬ＜０．０７０…（２ａ）
３７．００＜νｄｆｎ＜８０．００…（３ａ）
０．７０＜｜ＤＳＰ／ＤＬ｜＜０．９３…（４ａ）
０．２５＜ＢＦ／ｆ＜１．７０…（５ａ）
−１．６５＜ｆｆ／ｆ＜−０．５０…（６ａ）
０．７０≦−β…（７ａ）
０．０２＜｜Ｍ１／Ｍ２｜＜０．６０…（８ａ）
【００５３】
なお、さらに好ましくは、条件式（２）〜（８）の数値範囲を次のように設定するのが良い。
０．０１５＜Ｄｆ／ＤＬ＜０．０６０…（２ｂ）
４０．００＜νｄｆｎ＜６０．００…（３ｂ）
０．７５＜｜ＤＳＰ／ＤＬ｜＜０．９０…（４ｂ）
０．３０＜ＢＦ／ｆ＜１．６５…（５ｂ）
−１．６０＜ｆｆ／ｆ＜−０．６０…（６ｂ）
１．００≦−β…（７ｂ）
０．０３＜｜Ｍ１／Ｍ２｜＜０．５０…（８ｂ）
【００５４】
続いて、各レンズ群の構成について説明する。
【００５５】
実施例１、３、４の光学系において、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、負レンズ、正レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズから成る。実施例２の光学系において、第１レンズ群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、負レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、負レンズ、正レンズ、正レンズから成る。
【００５６】
各実施例の光学系において、第２レンズ群Ｌ２は、物体側から像側へ順に正レンズと負レンズが接合された接合レンズから成る。フォーカス群である第２レンズ群Ｌ２に正レンズと負レンズを配置することで、フォーカシングに伴う色収差の変動を抑制することができる。また、フォーカス群である第２レンズ群Ｌ２を２枚のレンズで構成することにより、フォーカス群を軽量化することができ、結果として高速なフォーカシングを実現することができる。
【００５７】
また、実施例２の光学系において、第３レンズ群Ｌ３は、１枚の負レンズから構成される。実施例３の光学系において、第３レンズ群Ｌ３は、１枚の正レンズから構成される。
【００５８】
次に、本発明の実施例１から４にそれぞれ対応する数値実施例１から４を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの光学面の順序を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉとνｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。
【００５９】
またＫを円錐定数、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋［１−（１＋Ｋ）（ｈ／Ｒ）２］１／２］＋Ｂ×ｈ４＋Ｃ×ｈ６＋Ｄ×ｈ８＋Ｅ×ｈ１０
なる式で表示される。但しＲは近軸曲率半径である。また「ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。
【００６０】
各実施例において、バックフォーカス（ＢＦ）は、光学系の最も像側の面から像面までの距離を、空気換算長により表したものである。また、各数値実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。
【００６１】
［数値実施例１］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1       -197.665    0.50   1.58313    59.5
2*         8.009    3.03
3         34.792    1.84   1.80518    25.4
4        -34.792    2.55
5        -39.399    1.22   1.77250    49.6
6        -24.094    1.67
7        -23.519    0.60   1.95375    32.3
8         82.440    0.95
9          ∞       1.90
10(絞り)    ∞       0.61
11         16.940    5.23   1.51823    58.9
12        -16.940    2.75
13        -12.932    0.65   1.90366    31.3
14       -143.739    0.15
15         26.215    4.23   1.49700    81.5
16        -18.292    0.15
17*        64.432    2.97   1.58313    59.5
18*       -17.234    0.29
19          ∞     (可変)
20         51.516    1.22   1.95906    17.5
21        332.148    0.45   1.83481    42.7
22         16.990  (可変)
23          ∞       1.00   1.51633    64.1
24          ∞      12.28
像面        ∞
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000  B =-1.76791e-004  C =-2.65273e-006  D = 7.81442e-009  E =-6.68614e-010
第17面
K = 0.00000e+000  B =-7.23379e-005  C =-1.23764e-008  D =-2.58452e-009  E = 1.02225e-010
第18面
K = 0.00000e+000  B = 6.10927e-005  C = 1.30720e-007  D =-2.33941e-009  E = 1.12506e-010
各種データ
無限遠   第１の有限距離   第２の有限距離   第３の有限距離
焦点距離      27.74         18.14          27.76           16.95
Fナンバー      3.61          4.12           5.95            5.80
半画角        26.21         36.98          26.20           38.86
像高          13.66         13.66          13.66           13.66
レンズ全長    76.47         76.47          77.06           77.06
BF            42.22         34.41          42.81           33.44
d19            0.94          8.75           0.94           10.32
d22           29.28         21.47          29.87           20.49
レンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      12.30
2   20     -33.23
【００６２】
［数値実施例２］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         70.443    0.50   1.59201    67.0
2*         8.169    2.54
3         24.222    2.15   1.72825    28.5
4        -24.222    1.08
5        -20.096    0.67   1.77250    49.6
6        -56.978    0.39
7       -143.264    0.60   1.88300    40.8
8         25.796    3.17
9          ∞       1.90
10(絞り)    ∞       0.60
11         15.909    5.48   1.49700    81.5
12        -15.909    3.21
13        -10.911    0.65   1.91082    35.3
14        762.731    0.15
15         25.278    4.64   1.49700    81.5
16        -16.379    0.15
17*        36.818    3.69   1.59201    67.0
18*       -14.928   -0.35
19          ∞     (可変)
20         58.872    2.13   1.84666    23.8
21       -118.425    1.20   1.77250    49.5
22*        15.634  (可変)
23        -19.827    2.20   1.48749    70.2
24        -21.419  (可変)
像面        ∞
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000  B =-1.25297e-004  C =-1.66834e-006  D =-1.75070e-008  E = 6.34797e-011
第17面
K = 0.00000e+000  B =-8.05716e-005  C =-9.83620e-008  D =-4.92724e-009  E = 1.64436e-011
第18面
K = 0.00000e+000  B = 6.86752e-005  C =-2.06549e-008  D =-3.50284e-009  E = 2.41952e-011
第22面
K = 0.00000e+000  B =-1.30779e-006  C = 4.02976e-008  D =-9.27977e-010  E = 4.25211e-012
各種データ
無限遠   第１の有限距離   第２の有限距離   第３の有限距離
焦点距離      26.86           17.61         26.86           16.39
Fナンバー      3.61           4.02          6.54            6.06
半画角        26.96           38.90         26.96           39.81
像高          13.66           13.66         13.66           13.66
レンズ全長    77.00           77.00         77.30           77.30
BF            12.00           12.00         12.30           12.30
d19            1.34            7.97          1.34            9.42
d22           26.91           20.27         26.91           18.83
d24           12.00           12.00         12.30           12.30
レンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      11.25
2   20     -30.22
3   23   -1000.00
【００６３】
［数値実施例３］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1         70.574    0.50   1.58313    59.5
2*         9.415    3.60
3         44.653    1.80   1.84666    23.8
4        -44.653    3.13
5         -9.690    1.00   1.77250    49.6
6         -9.672    0.30
7       -527.293    0.60   1.83400    37.2
8         24.934    6.67
9          ∞       1.90
10(絞り)    ∞       1.43
11         18.294    4.87   1.49700    81.5
12        -18.294    2.82
13        -13.196    0.65   1.91082    35.3
14        266.505    0.15
15         28.120    4.54   1.49700    81.5
16        -17.762    0.15
17*        25.437    4.83   1.59201    67.0
18*       -18.308   -0.26
19          ∞     (可変)
20         74.011    1.39   2.10420    17.0
21        -98.534    0.40   1.85135    40.1
22*        12.832  (可変)
23        -19.041    2.80   1.48749    70.2
24        -17.213  (可変)
像面        ∞
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000  B =-5.86062e-005  C = 1.79931e-007  D =-2.65838e-008  E = 3.72478e-010
第17面
K = 0.00000e+000  B =-5.66043e-005  C = 7.56951e-009  D =-2.54878e-009  E = 3.04982e-011
第18面
K = 0.00000e+000  B = 8.23502e-005  C =-1.27811e-007  D =-1.13965e-009  E = 3.33358e-011
第22面
K = 0.00000e+000  B =-2.20684e-006  C =-3.39497e-009  D =-8.55126e-010  E = 6.21437e-012
各種データ
無限遠   第１の有限距離   第２の有限距離   第３の有限距離
焦点距離      27.61         19.11            27.61           18.42
Fナンバー      3.61         4.05             7.45            7.09
半画角        26.32         35.56            26.32           36.56
像高          13.66         13.66            13.66           13.66
レンズ全長    82.50         82.50            84.19           84.19
BF             9.00          9.00            10.70           10.70
d19            1.25          5.29             1.25            5.77
d22           28.97         24.93            28.97           24.45
d24            9.00          9.00            10.70           10.70
レンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1       9.51
2   20     -20.84
3   23     244.79
【００６４】
［数値実施例４］
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         νd
1       -131.170    0.50   1.58313    59.5
2*         8.645    3.63
3         34.909    1.75   1.80518    25.4
4        -34.909    1.70
5        -65.410    1.21   1.77250    49.6
6        -31.388    1.88
7        -23.367    0.60   1.95375    32.3
8         59.083    1.15
9          ∞       1.90
10(絞り)    ∞       0.60
11         17.916    4.95   1.51823    58.9
12        -17.916    4.23
13        -11.175    0.65   1.90366    31.3
14        -81.207    0.15
15         31.223    4.27   1.49700    81.5
16        -16.433    0.15
17*        84.231    3.25   1.58313    59.5
18*       -15.207   -1.02
19          ∞     (可変)
20         41.213    1.21   1.95906    17.5
21         95.318    0.45   1.83481    42.7
22         17.685  (可変)
23          ∞       1.00   1.51633    64.1
24          ∞      12.36
像面        ∞
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000  B =-1.52175e-004  C =-1.89541e-006  D = 1.14333e-008  E =-4.65721e-010
第17面
K = 0.00000e+000  B =-8.52137e-005  C =8.37789e-008  D =-5.94189e-009  E = 3.11259e-011
第18面
K = 0.00000e+000  B = 3.99446e-005  C = 2.34884e-008  D =-4.55913e-009  E = 2.93729e-011
各種データ
無限遠   第１の有限距離   第２の有限距離   第３の有限距離
焦点距離      26.74         17.08           26.75        16.61
Fナンバー      3.60         4.06            5.89         5.54
半画角        27.06         38.65           27.06        38.49
像高          13.66         13.66           13.66        13.66
レンズ全長    78.98         78.98           79.57        79.57
BF            43.32         33.14           43.91        31.55
d19            2.11         12.29            2.11        14.47
d22           30.30         20.12           30.89        18.53
レンズ群データ
群  始面    焦点距離
1    1      13.16
2   20     -41.18
【００６５】
【表１】
0006377009.tif 000002
【００６６】
次に、本発明の光学系を撮像光学系として用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）の実施例について、図９を用いて説明する。図９において、１０はカメラ本体、１１は実施例１乃至４で説明したいずれかの光学系によって構成された撮影光学系である。１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系１１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。
【００６７】
このように本発明の光学系を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、小型でありながら高い光学性能を有し、近距離撮影に適した撮像装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００６８】
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
Ｌ３  第３レンズ群
ＳＰ  開口絞り
ＯＡ  光軸
ＯＬ  光学系
ＩＰ  像面
ＦＰ  副絞り
ＦＣ  フレアカット絞り
【図１】
0006377009.tif 000003
【図２】
0006377009.tif 000004
【図３】
0006377009.tif 000005
【図４】
0006377009.tif 000006
【図５】
0006377009.tif 000007
【図６】
0006377009.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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