(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、フォーカシングに際して不動の負の屈折力の第１レンズ群、フォーカシングに際して移動する正の屈折力の第２レンズ群を有し、該第２レンズ群は物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第２ａ群、開口絞り、正の屈折力の第２ｂ群より構成され、フォーカシングに際して、前記第２ａ群と前記第２ｂ群は互いに異なった軌跡で移動する光学系において、
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バックフォーカスをＢＦとするとき、
１．０  ＜  ＢＦ／ｆ  ＜  ３．０
なる条件式を満足し、材料のアッベ数をνｄ、部分分散比をθｇＦとし、異常部分分散性ΔθｇＦを
ΔθｇＦ＝θｇＦ−（−１．６６５×１０−７×νｄ３＋５．２１３×１０−５×νｄ２−５．６５６×１０−３×νｄ＋７．２７８×１０−１）
とするとき、前記第２レンズ群は、
０．０２７  ＜  ΔθｇＦ
なる条件を満足する正レンズを１以上有し、
前記光学系の最も物体側のレンズ面から該１以上の正レンズのそれぞれの物体側のレンズ面までの光軸上の距離をＤｆｊとするとき、前記１以上の正レンズのそれぞれの距離Ｄｆｊが、
１．０  ＜  Ｄｆｊ／ｆ  ＜  ４．０
なる条件式を満たし、
前記第２ａ群は、正レンズＧ２１と正レンズＧ２２を有し、前記正レンズＧ２１の材料のアッベ数をνｄ２１、前記正レンズＧ２２の材料のアッベ数をνｄ２２とするとき、
１．４  ＜  νｄ２１／νｄ２２
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１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
−２０．０  ＜  ｆ１／ｆ  ＜  −３．０
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】
前記光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離をＤｔｏｔ、前記開口絞りから前記１以上の正レンズのそれぞれの物体側のレンズ面までの光軸上の距離をＤｓｊとするとき、前記１以上の正レンズのそれぞれのＤｓｊが、
（Ｄｓｊ／Ｄｔｏｔ）／（ｆ／ｆ１）  ＜  −０．４
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１以上の正レンズのそれぞれの焦点距離をｆｊとするとき、前記１以上の正レンズのそれぞれのｆｊが、
２．５  ＜  ｆｊ／ｆ  ＜  １５．０
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１以上の正レンズは有機複合物の材料よりな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２ａ群は１つ以上の負レンズを有し、前記正レンズＧ２１の材料の屈折率をｎｄ２１、前記正レンズＧ２２の材料の屈折率をｎｄ２２とするとき、
０．０３  ＜  ｎｄ２２−ｎｄ２１
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】
１．８３  ＜  ｎｄ２２
なる条件式を満足することを特徴とする請求項６に記載の光学系。
【請求項８】
νｄ２２  ＜  ３６．０
なる条件式を満足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】
前記正レンズＧ２１及び前記正レンズＧ２２は無機材料からな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】
請求項１乃至９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光学機器。
【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光学機器に関し、例えば、銀塩フィルム用カメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視用カメラ、ＴＶカメラ、プロジェクター等の光学機器に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラをはじめとする光学機器に用いられる撮像光学系においては、広範囲の撮像ができるよう広画角で明るく（Ｆナンバーが小さく大口径比であること）しかも所定の長さのバックフォーカスが容易に得られる光学系であることが要望されている。従来、このような要件を満足する光学系として、レトロフォーカス型（ネガティブリード型）の光学系が知られている。このレトロフォーカス型の光学系では、光学系の物体側に全体として負の屈折力のレンズ群を配置し、像側に正の屈折力のレンズ群を配置した構成よりなっている。
【０００３】
レトロフォーカス型の光学系において全系の小型化を図るためにレンズ全長（第１レンズ面から像面までの長さ）を短縮すると、軸上色収差や倍率色収差等の色収差が増大し、光学性能が低下してくる。また大口径比化を図ると、諸収差の発生が大きくなり、画面全体の光学性能が低下してくる。
【０００４】
従来、広画角でバックフォーカスが長く、大口径比化を図った撮像光学系が知られている（特許文献１）。またレトロフォーカス型の光学系において、倍率色収差を良好に補正するために像側のレンズ群に異常部分分散性の強い材料より成るレンズを配置した広画角の光学系が知られている（特許文献２）。  特許文献１では、開口絞りの物体側直前に低屈折率低分散で異常部分分散性の良い材料を用いて諸収差の発生を抑えながら、軸上色収差と倍率色収差をバランス良く補正している。また特許文献２では開口絞りよりも像側の正レンズに強い異常部分分散性の材料を用いて、主に倍率色収差を良好に補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−３９３４０号公報
【特許文献２】特開２００６−３０１４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般にレトロフォーカス型の光学系は開口絞りより前方に負の屈折力のレンズ群、後方に正の屈折力をレンズ群が配置され、全体として非対称なレンズ構成よりなっている。このため球面収差、コマ収差、非点収差等の諸収差が多く発生する傾向がある。例えばバックフォーカスを長くするために負の屈折力のレンズ群の負の屈折力を強くすると、この傾向はさらに顕著になる。
【０００７】
また、Ｆナンバーが小さく明るい大口径比の光学系では全系が大型化しやすくなる。全系の小型化を図りつつ、諸収差の発生を抑えるための方法として正の屈折力のレンズ群の正レンズの材料に屈折率が高く比較的低分散なＬａ系の材料を用いる方法がある。しかしながらこの方法は、Ｌａ系の材料の異常部分分散性が良くないため、軸上色収差が増加する傾向があった。
【０００８】
レトロフォーカス型の光学系において、色収差や球面収差、コマ収差、非点収差等の諸収差をバランス良く補正するには、開口絞り前後のレンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要となってくる。特にレンズに用いる材料を適切に設定することが重要になってくる。このときの構成が不適切であると、広画角化を図りつつ色収差と諸収差とをバランス良く補正して画面全体で高い光学性能を得るのが困難になってくる。  本発明は、色収差を始めとする諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり高い光学性能を有す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】
【０００９】
本発明の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、フォーカシングに際して不動の負の屈折力の第１レンズ群、フォーカシングに際して移動する正の屈折力の第２レンズ群を有し、該第２レンズ群は物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第２ａ群、開口絞り、正の屈折力の第２ｂ群より構成され、フォーカシングに際して、前記第２ａ群と前記第２ｂ群は互いに異なった軌跡で移動する光学系において、
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バックフォーカスをＢＦとするとき、
１．０  ＜  ＢＦ／ｆ  ＜  ３．０
なる条件式を満足し、材料のアッベ数をνｄ、部分分散比をθｇＦとし、異常部分分散性ΔθｇＦを
ΔθｇＦ＝θｇＦ−（−１．６６５×１０−７×νｄ３＋５．２１３×１０−５×νｄ２−５．６５６×１０−３×νｄ＋７．２７８×１０−１）
とするとき、前記第２レンズ群は、
０．０２７  ＜  ΔθｇＦ
なる条件を満足する正レンズを１以上有し、
前記光学系の最も物体側のレンズ面から該１以上の正レンズのそれぞれの物体側のレンズ面までの光軸上の距離をＤｆｊとするとき、前記１以上の正レンズのそれぞれの距離Ｄｆｊが、
１．０  ＜  Ｄｆｊ／ｆ  ＜  ４．０
なる条件式を満たし、
前記第２ａ群は、正レンズＧ２１と正レンズＧ２２を有し、前記正レンズＧ２１の材料のアッベ数をνｄ２１、前記正レンズＧ２２の材料のアッベ数をνｄ２２とするとき、
１．４  ＜  νｄ２１／νｄ２２
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、色収差を始めとする諸収差を良好に補正し、画面全体にわたり高い光学性能を有する光学系が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の光学系の断面図
【図２】実施例１の光学系の無限遠にフォーカスしているときの縦収差図
【図３】実施例２の光学系の断面図
【図４】実施例２の光学系の無限遠にフォーカスしているときの縦収差図
【図５】実施例３の光学系の断面図
【図６】実施例３の光学系の無限遠にフォーカスしているときの縦収差図
【図７】実施例４の光学系の断面図
【図８】実施例４の光学系の無限遠にフォーカスしているときの縦収差図
【図９】本発明の光学機器（撮像装置）の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の光学系及びそれを有する光学機器について説明する。本発明の光学系は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群から構成されている。ここでレンズ群とはフォーカシングに際して不動のレンズ集合体と移動するレンズ集合体との境で分けられるものである。フォーカシングに際して第１レンズ群は不動で、第２レンズ群は移動する。第２レンズ群は物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の第２ａ群、開口絞り、第２ｂ群から成っている。無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第２ａ群と第２ｂ群は互いに異なった軌跡で物体側へ移動する。
【００１３】
図１は本発明の光学系の実施例１のレンズ断面図である。図２は実施例１の光学系において無限遠にフォーカスしたときの諸収差図である。図３は本発明の光学系の実施例２のレンズ断面図である。図４は実施例２の光学系において無限遠にフォーカスしたときの諸収差図である。図５は本発明の光学系の実施例３のレンズ断面図である。図６は実施例３の光学系において無限遠にフォーカスしたときの諸収差図である。図７は本発明の光学系の実施例４のレンズ断面図である。図８は実施例４の光学系において無限遠物体にフォーカスしたときの諸収差図である。図９は本発明の光学機器の要部概略図である。
【００１４】
各実施例の光学系は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルム用カメラ等の撮像装置（光学装置）に用いられる撮影光学系である。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。尚、各実施例の光学系をプロジェクターなどの投射レンズとして用いても良い。このときは左方がスクリーン、右方が被投射画像となる。
【００１５】
レンズ断面図において、ＯＬは光学系であり、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２より成っている。また第２レンズ群は物体側から順に、第２ａ群Ｌ２ａ、開口絞りＳＰ、第２ｂ群Ｌ２ｂより成っている。また第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間にフレアカッターＦＣが配置されている。ＯＡは光学系ＯＬの光軸である。
【００１６】
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像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。収差図において、ｄ、ｇ、Ｃ、Ｆは各々ｄ線、ｇ線、Ｃ線、Ｆ線を表す。ΔＭ、ΔＳはそれぞれｄ線のメリディオナル像面、ｄ線のサジタル像面を表す。また歪曲収差はｄ線によって表している。またＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。
【００１７】
本発明の光学系ＯＬは、開口絞りＳＰの物体側に負の屈折力のレンズ群が配置され、開口絞りＳＰの像側に正の屈折力のレンズ群が配置された所謂レトロフォーカスタイプ（レトロフォーカス型）よりなっている。
【００１８】
レトロフォーカス型の光学系では像側主点を光学系の最終レンズ面より像側に位置させることが容易であり、全系の焦点距離は光学系の最終レンズ面から像面までの距離（バックフォーカス）より小さい。この光学系は広画角化が容易である。またこの光学系は、最終レンズの像面側にクイックリターンミラーを配置する一眼レフカメラやクイックリターンミラーのないミラーレスの一眼レフカメラなど、比較的長いバックフォーカスを確保したい撮像光学系に好適である。
【００１９】
各実施例の光学系は、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して第２ａ群Ｌ２ａと第２ｂ群Ｌ２ｂは互いに異なった軌跡で物体側へ移動する。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バックフォーカスをＢＦとする。このとき、
１．０  ＜  ＢＦ／ｆ  ＜  ３．０    ・・・（１）
なる条件式を満足する。材料のアッベ数をνｄ、異常部分分散性をΔθｇＦとする。このとき、第２レンズ群Ｌ２は、
０．０２７  ＜  ΔθｇＦ            ・・・（２）
なる条件を満足する正レンズを１以上有する。
【００２０】
最も物体側のレンズ面から１以上の正レンズＧｊのそれぞれの物体側のレンズ面までの光軸上の距離をＤｆｊとする。このとき、１以上の正レンズのそれぞれの距離Ｄｆｊが、
１．０  ＜  Ｄｆｊ／ｆ  ＜  ４．０    ・・・（３）
なる条件式を満足する。
【００２１】
次に各条件式の技術的な意味について説明する。条件式（１）は光学系のレトロ比（Ｒｆ＝ＢＦ／ｆ）を最適な値に保つためのものである。レトロフォーカス型の光学系においては、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２のパワー（屈折力）のバランスに対するバックフォーカスＢＦの大小とには相対的な因果関係がある。長いバックフォーカスを必要とすることは、レトロ比を大きくすることに等しい。したがって条件式（１）の下限を下回ると、バックフォーカスを長くするのが困難になる。
【００２２】
また条件式（１）の上限を上回りレトロ比が大きくなると、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力が著しく大きくなる（負の屈折力の絶対値が大きくなる）。そうすると負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２とのパワーのバランスが崩れてきて、光学性能が低下してくる。特にペッツヴァール和が増大し、像面湾曲、歪曲等の軸外収差が増加してくる。そして結果的に光学系が大型化してくる。
【００２３】
次に条件式（２）について説明する。今、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する材料の屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、Ｎｄ、ＮＣとする。このときアッベ数νｄ、部分分散比θｇＦ、異常部分分散性ΔθｇＦは以下のように表すことができる。
【００２４】
νｄ＝（Ｎｄ−１）／（ＮＦ−ＮＣ）  ・・・（ａ）
θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）  ・・・（ｂ）
ΔθｇＦ＝θｇＦ−（−１．６６５×１０−７×νｄ３＋５．２１３×１０−５×νｄ２−５．６５６×１０−３×νｄ＋７．２７８×１０−１）  ・・・（ｃ）
条件式（２）は第２レンズ群Ｌ２を構成する正レンズＧｊｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）の材料の異常部分分散性に関する。条件式（２）を満たす材料からなるレンズを適切に配置することで色収差を良好に補正している。条件式（２）の下限を下回ると色収差の補正が不十分となり好ましくない。また、条件式（２）を満たす光学材料の具体例として、例えばアクリル系ＵＶ硬化樹脂（Ｎｄ＝１．６３３、νｄ＝２３．０、θｇＦ＝０．６８）やＮ−ポリビニルカルバゾール（Ｎｄ＝１．６９６、νｄ＝１７．７、θｇＦ＝０．６９）等がある。
【００２５】
尚、条件式（２）を満足する材料であれば、これらの材料に限定するものではない。また、一般の材料とは異なる特性を持つ光学材料として、下記の無機酸化物ナノ微粒子を合成樹脂中に分散させた混合体がある。無機酸化物としては、例えばＴｉＯ２（Ｎｄ＝２．７５８、νｄ＝９．５４、θｇＦ＝０．７６）等である。ＴｉＯ２微粒子を合成樹脂中に適切な体積比で分散させた場合、条件式（２）を満足する光学材料が得られる。なお、条件式（２）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。
【００２６】
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。
【００２７】
各実施例において樹脂に分散させる微粒子の平均径は、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。微粒子を分散させる媒体材料としては、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。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。
【００２８】
即ち、波長λにおける屈折率Ｎ（λ）は、
Ｎ（λ）＝［１＋Ｖ｛Ｎｐａｒ（λ）２−１｝＋（１−Ｖ）｛Ｎｐｏｌｙ（λ）２−１｝］１／２
である。ここで、λは任意の波長、Ｎｐａｒは微粒子の屈折率、Ｎｐｏｌｙはポリマーの屈折率、Ｖはポリマー体積に対する微粒子の総体積の分率である。このように樹脂や樹脂中に微粒子を適切に分散させた有機複合物は条件式（２）を満たす。各実施例では条件式（２）を満たす材料として前述の有機複合物を用いている。
【００２９】
次に条件式（３）について説明する。条件式（３）は第２レンズ群Ｌ２に配置された正レンズの配置位置に関する。各実施例のレトロフォーカスタイプ型の光学系は物体側に負の屈折力のレンズ群、像側に正の屈折力のレンズ群が配置されており光学系全体が非対称な構成となっている。負の屈折力のレンズ群に異常部分分散性の強い材料よりなる正レンズを用いると軸上色収差の補正は容易となる。しかし、倍率色収差が増大してしまう。
【００３０】
また逆に像側のレンズ群で像面の近い位置、すなわち瞳近軸光線の通過位置の高い位置に異常部分分散性の強い材料よりなる正レンズを用いると、軸上光線の通過高さが低いため強い屈折力をつけなければ軸上色収差を良好に補正することが困難となる。しかし、像面に使い位置では瞳近軸光線の通過位置が高いために倍率色収差への影響が大きい。この場合、倍率色収差が補正過剰になってくる。
【００３１】
したがって、強い異常分散性を持つ材料は光学系中の適切な位置に配置する必要がある。条件式（３）は光学系の第１レンズ面から正レンズまでの光軸上の距離のうち最短となる距離を全系の焦点距離で規格化した値である。条件式（３）の範囲内とすることで、軸上色収差を良好に補正しつつ、倍率色収差の増大を防ぐことができ、結果として高い光学性能を持つ光学系を得ることができる。
【００３２】
以上のように本発明によれば色収差を始めとする諸収差を良好に補正することができる高い光学性能を有する光学系が容易に得られる。各実施例において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。
【００３３】
第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をｆ１とする。最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離（レンズ全長）をＤｔｏｔ、開口絞りＳＰから１以上の正レンズのそれぞれの物体側のレンズ面までの光軸上の距離をＤｓｊとする。１以上の正レンズのそれぞれの焦点距離をｆｊとする。第２ａ群Ｌ２ａは２つ以上の正レンズと、１つ以上の負レンズを有する。第２ａ群Ｌ２ａの正レンズのうちの１つを正レンズＧ２１、他の１つを正レンズＧ２２とする。
【００３４】
正レンズＧ２１の材料の屈折率とアッベ数を各々ｎｄ２１、νｄ２１、正レンズＧ２２の材料の屈折率とアッベ数を各々ｎｄ２２、νｄ２２とする。このとき、次の条件式のうち１以上を満足するのが良い。
【００３５】
−２０．０  ＜  ｆ１／ｆ  ＜  −３．０              ・・・（４）
（Ｄｓｊ／Ｄｔｏｔ）／（ｆ／ｆ１）  ＜  −０．４    ・・・（５）
２．５  ＜  ｆｊ／ｆ  ＜  １５．０                  ・・・（６）
１．４  ＜  νｄ２１／νｄ２２                        ・・・（７）
０．０３  ＜  ｎｄ２２−ｎｄ２１                      ・・・（８）
νｄ２２  ＜  ３６．０                                ・・・（９）
１．８３  ＜  ｎｄ２２                                ・・・（１０）
次に各条件式の技術的意味について説明する。
【００３６】
条件式（４）について説明する。条件式（４）は負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を全系の焦点距離で規格化した値である。第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を条件式（４）の範囲内とすることで、必要な長さのバックフォーカスを確保しつつ、球面収差、コマ収差、非点収差を始め諸収差を良好に補正することが容易となる。条件式（４）の下限を外れると、長いバックフォーカスを確保するのが難しくなる。また条件式（４）の上限を外れると、球面収差、コマ収差、非点収差を始め諸収差が増大し、結果的に光学系が大型化してくるので好ましくない。
【００３７】
条件式（５）は正レンズと開口絞りＳＰとの光軸上の最短距離Ｄｓｊｉと第１レンズ群Ｌ１の屈折力（＝１／ｆ１）に関する条件式である。開口絞りＳＰの近傍では瞳近軸光線の通過高さが低くなり倍率色収差への影響が少なく、その付近に異常部分分散材料を配置した場合、軸上色収差のみ補正することができる。したがって、軸上色収差と倍率色収差の補正割合は開口絞りＳＰからの距離によって変えることができる。
【００３８】
また第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力によって、光学系の非対称性が決まるため、第１レンズ群Ｌ１の負の屈折力と異常部分分散材料を配置する位置、つまり軸上色収差と倍率色収差の補正割合は相関がある。条件式（５）はこの関係を表した式であり、開口絞りＳＰと正レンズの距離はレンズ全長で規格化し、また第１レンズ群Ｌ１の焦点距離は全系の焦点距離で規格化してある。条件式（５）の上限を外れると、軸上色収差を良好に補正しつつ倍率色収差も良好に保つことが困難となるので好ましくない。
【００３９】
次に条件式（６）について説明する。条件式（６）は正レンズの焦点距離を全系の焦点距離で規格化した値である。条件式（６）の下限を下回ると、正レンズＧｊｉの屈折力が強くなりすぎて、軸上色収差を補正するとき、軸上色収差以外の諸収差への影響が増大してくるため好ましくない。また正レンズＧｊｉが有機複合物からなる場合、正の屈折力が強くなると、必然的にレンズ厚みが厚くなりすぎて、外部環境の影響を受けやすくなるため好ましくない。また条件式（６）の上限を上回ると軸上色収差が補正不足となるため好ましくない。
【００４０】
次に条件式（７）乃至（９）について説明する。条件式（７）乃至（９）は第２ａ群Ｌ２ａ中の正レンズの材料に関する条件式である。各実施例では第２レンズ群Ｌ２に用いる正レンズＧｊｉを適切な位置で、かつ適切なパワーを有するように用いることで軸上色収差を良好に補正している。さらに第２ａ群Ｌ２ａの２つの正レンズの材料を条件式（７）乃至（９）のように設定することで、色収差をより良好に補正している。
【００４１】
条件式（７）を満たすように第２ａ群Ｌ２ａ中の１つの正レンズを高分散、また他の正レンズを低分散の材料を用いることで２次の色収差が増大しやすくなるＬａ系の材料を使用しないようにして、軸上色収差を良好に補正している。また条件式（１０）を満たすように、正レンズＧ２２の材料を高屈折率高分散材料とすることで、色収差を始め諸収差を良好に補正している。各実施例において更に好ましくは各条件式の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４２】
１．０  ＜  ＢＦ／ｆ  ＜  ２．０                        ・・・（１ａ）
０．０３０  ＜  ΔθｇＦ  ＜  ０．１５０                ・・・（２ａ）
１．１  ＜  Ｄｆｊ／ｆ  ＜  ２．５                      ・・・（３ａ）
−２０．０  ＜  ｆ１／ｆ  ＜  −５．０                  ・・・（４ａ）
−１５．０  ＜  （Ｄｓｊ／Ｄｔｏｔ）／（ｆ／ｆ１）  ＜  −１．５
・・・（５ａ）
２．９  ＜  ｆｊ／ｆ  ＜  １４．０                      ・・・（６ａ）
１．４  ＜  νｄ２１／νｄ２２  ＜  ２．５                ・・・（７ａ）
０．１３  ＜  ｎｄ２２−ｎｄ２１ ＜  ０．４０              ・・・（８ａ）
νｄ２２  ＜  ３５．５                                    ・・・（９ａ）
１．８８  ＜  ｎｄ２２                                    ・・・（１０ａ）
各実施例において１以上の正レンズは有機複合物の材料よりなる。また正レンズＧ２１及び正レンズＧ２２は無機材料からなる。次に各実施例の光学系のレンズ構成について説明する。
【００４３】
［実施例１］
図１の実施例１の光学系ＯＬのレンズ構成について説明する。実施例１の光学系ＯＬは大口径比で撮影画角６４．５度程度の撮像光学系である。実施例１の光学系ＯＬは物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２より成っている。第２レンズ群Ｌ２は正の屈折力の第２ａ群Ｌ２ａ、開口絞りＳＰ、正の屈折力の第２ｂ群Ｌ２ｂから成っている。
【００４４】
無限遠から近距離への合焦（フォーカス）に際して第１レンズ群Ｌ１は不動、第２レンズ群Ｌ２は物体側へ移動する。またこの際、第２ａ群Ｌ２ａと第２ｂ群Ｌ２ｂは異なる速度（異なった軌跡）で物体側へ移動する。
【００４５】
第１レンズ群Ｌ１の焦点距離は−２１２．４８ある。全系の焦点距離は３４．３０ｍｍであり、開口比（Ｆｎｏ）は１．４５である。第２レンズ群Ｌ２の物体側から数えて３枚目のレンズは異常部分分散性の強い材料からなる正レンズＧｊ１である。また第２ａ群Ｌ２ａの中の物体側から数えて１枚目の正レンズは高屈折率高分散材料からなる正レンズＧ２２であり、物体側から数えて２枚目の正レンズは正レンズＧ２１である。正レンズＧｊ１は前述のアクリル系ＵＶ硬化樹脂を硬化させたものである。
【００４６】
この材料の屈折率Ｎｄは１．６３６、アッベ数νｄは２２．７である。また部分分散比θｇＦは０．６８９であり、異常部分分散性ΔθｇＦは０．０６５である。正レンズＧｊ１を適切な位置に配置し、さらに第２ａ群Ｌ２ａのレンズ構成を適切に配置することで、図２の縦収差図からわかるように軸上色収差を良好に補正しつつ、球面収差、コマ収差、非点収差を始めとする諸収差も良好に補正している。また倍率色収差を低減し、ＦナンバーＦｎｏ＝１．４５と大口径でありながら高性能な光学系を実現している。
【００４７】
［実施例２］
図３の実施例２の光学系ＯＬのレンズ構成について説明する。実施例２の光学系は撮影画角４５度程度である。レンズ構成は実施例１と同様である。この実施例２において、第２ｂ群Ｌ２ｂ中の物体側から数えて２枚目のレンズは異常部分分散性の強い材料からなる正レンズＧｊ１である。また第２ａ群Ｌ２ａ中の物体側から数えて１枚目の正レンズは高屈折率高分散材料からなる正レンズＧ２２であり、物体側から数えて２枚目の正レンズは正レンズＧ２１である。正レンズＧｊ１は前述のＮ−ポリビニルカルバゾールを硬化させたものである。
【００４８】
この材料の屈折率Ｎｄは１．６９６、アッベ数νｄは１７．７である。また部分分散比θｇＦは０．６８６であり、異常部分分散性ΔθｇＦは０．０４３である。正レンズＧｊ１を適切な位置に配置し、さらに第２ａ群Ｌ２ａのレンズ構成を適切に配置することで、図４の縦収差図からわかるように軸上色収差を良好に補正しつつ、球面収差、コマ収差、非点収差を始めとする諸収差も良好に補正している。また倍率色収差を低減し、ＦナンバーＦｎｏ＝１．４５と大口径でありながら高性能な光学系を実現している。
【００４９】
［実施例３］
図５の実施例３の光学系ＯＬのレンズ構成について説明する。実施例３の光学系は撮影画角４５度程度である。レンズ構成は実施例１と同様である。この実施例３において第２ａ群Ｌ２ａ中の物体側から数えて３枚目のレンズは異常部分分散性の強い材料からなる正レンズＧｊ１である。また第２ａ群Ｌ２ａ中の物体側から数えて１枚目の正レンズは高屈折率高分散材料からなる正レンズＧ２２であり、物体側から数えて２枚目の正レンズは正レンズＧ２１である。
【００５０】
正レンズＧｊ１は前述の微粒子分散材料からなる有機複合物を硬化させたものであり、フルオレン系樹脂にＴｉＯ２微粒子を体積比で９％混合させたものである。この材料の屈折率Ｎｄは１．７５７、アッベ数νｄは１６．１である。また部分分散比θｇＦは０．７１１であり、異常部分分散性ΔθｇＦは０．０６１である。
【００５１】
正レンズＧｊ１を適切な位置に配置し、さらに第２ａ群Ｌ２ａのレンズ構成を適切に配置することで、図６の縦収差図からわかるように軸上色収差を良好に補正しつつ、球面収差、コマ収差、非点収差を始めとする諸収差も良好に補正している。また倍率色収差を低減し、ＦナンバーＦｎｏ＝１．４５と大口径でありながら高性能な光学系を実現している。
【００５２】
［実施例４］
図７の実施例３の光学系ＯＬのレンズ構成について説明する。実施例４の光学系は撮影画角７５．７度程度である。レンズ構成は実施例１と同様である。全系の焦点距離は２８ｍｍである。この実施例４において第２ａ群Ｌ２ａ中の物体側から数えて３枚目のレンズは異常部分分散性の強い材料からなる正レンズＧｊ１である。また第２ｂ群Ｌ２ｂ中の物体側から数えて２枚目のレンズは異常部分分散性の強い材料からなる正レンズＧｊ２である。
【００５３】
また第２ａ群Ｌ２ａ中の物体側から数えて２枚目の正レンズは高屈折率高分散材料からなる正レンズＧ２２であり、物体側から数えて１枚目の正レンズは正レンズＧ２１である。正レンズＧｊ１と正レンズＧｊ２は前述の微粒子分散材料からなる有機複合物を硬化させたものであり、アクリルにＴｉＯ２微粒子を体積比で１５％混合させたものである。この材料の屈折率Ｎｄは１．７６５、アッベ数νｄは１５．０である。また部分分散比θｇＦは０．７４８であり、異常部分分散性ΔθｇＦは０．０９４である。
【００５４】
正レンズＧｊ１及び正レンズＧｊ２を適切な位置に配置し、さらに第２ａ群Ｌ２ａのレンズ構成を適切に配置することで、図８の縦収差図からわかるように軸上色収差を良好に補正しつつ、球面収差、コマ収差、非点収差を始めとする諸収差も良好に補正している。また倍率色収差を低減し、ＦナンバーＦｎｏ＝１．４５と大口径でありながら高性能な光学系を実現している。
【００５５】
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。
【００５６】
図９は本発明の一眼レフカメラ（撮像装置）の要部概略図である。図９において、１０は実施例１乃至４のいずれか１つの光学系１を有する撮像光学系である。撮像光学系１は保持部材である鏡筒２に保持されている。２０はカメラ本体である。カメラ本体２０はクイックリターンミラー３、焦点板４、ペンタダハプリズム５、接眼レンズ６等によって構成されている。
【００５７】
クイックリターンミラー３は、撮像光学系１０からの光束を上方に反射する。焦点板４は撮像光学系１０の像形成位置に配置されている。ペンタダハプリズム５は焦点板４に形成された逆像を正立像に変換する。観察者は、その正立像を接眼レンズ６を介して観察する。７は感光面であり、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）や銀塩フィルムが配置される。撮影時にはクイックリターンミラー３が光路から退避して、感光面７上に撮像光学系１０によって像側形成される。
【００５８】
このように本発明の光学系を一眼レフカメラ等の撮像装置に適用することにより、高い光学性能を得ている。尚、本発明の光学系は、ミラーレンズの一眼レフカメラやデジタルカメラ・ビデオカメラ・銀塩フィルム用カメラ等の他に望遠鏡、双眼鏡、複写機、プロジェクター等の光学機器にも適用できる。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。
【００５９】
以下、実施例１乃至４に対応する数値実施例１乃至４の光学系の数値データを示す。ｉは物体から数えた順序を示す。面番号ｉは物体側から順に数えている。Ｒｉは曲率半径(mm)、Ｄｉは第ｉ番目と第ｉ＋１番目の面間隔(mm)である。Ｎｄｉとνｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の媒質の屈折率と、アッベ数を表す。またＢＦはバックフォーカスであり、レンズ全長は第１レンズ面から像面までの距離を表す。
【００６０】
また、非球面は面番号の後に、＊の符号を付加して表している。非球面形状は、Ｘを光軸方向の面頂点からの変位量、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、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ・・・を各次数の非球面係数とするとき、
【００６１】
【数１】
0006391344.tif 000002
【００６２】
で表す。なお、各非球面係数における「Ｅ±ＸＸ」は「×１０±ＸＸ」を意味している。また、前述の各条件式に相当するパラメータと各条件式の数値を表１に示す。表２に実施例１乃至４で用いられている有機複合物の光学定数を示す。表３に実施例１乃至４で用いている微粒子分散材料を構成するフルオレン系樹脂とアクリル系樹脂及びＴｉＯ２単独の光学定数を示す。
[数値実施例１]
単位 mm                         
面番号     R         D         Nd       νd     光線有効径
1      220.067     2.78     1.58313     59.4     47.54
2*      25.828    10.84                          39.33
3     -235.510     2.41     1.54814     45.8     38.80
4       62.102     4.41                 37.92
5       51.426     7.34     1.72916     54.7     38.60
6     -115.567     1.65                          38.07
7(FC)     ∞       5.00                          36.34
8       46.078     3.99     1.91082     35.3     37.00(G22)
9      153.126     2.67                          36.55
10      47.226     4.08     1.72916     54.7     34.19(G21)
11     325.367     2.01     1.63555     22.7     33.40(Gji)
12     -90.639     1.67     1.72825     28.5     33.37
13      37.114     8.88                          29.71
14(絞り)(SP)∞     6.07                          27.54
15     -25.361     2.72     1.72916     54.7     26.69
16     -19.816     1.83     1.80518     25.4     27.06
17    1271.403     0.15                          29.73
18      98.651     6.94     1.72916     54.7     30.63
19     -36.207     0.15                          31.18
20*    519.367     4.12     1.88202     37.2     30.85
21     -53.501     38.77                         31.67
像面     ∞                    
非球面データ                         
円錐定数(K)  4次の係数(B)  6次の係数(C)  8次の係数(D)  10次の係数(E)
第2面   K= 0.00000E+00   B=-1.40338E-06  C=-1.17061E-08  D=2.42780E-11
E=-4.37360E-14
第20面  K= 0.00000E+00   B=-5.92861E-06  C=-3.10359E-09  D=2.00905E-12
E=-1.11765E-14
各種データ 
焦点距離     34.30                     
Fno          1.45                     
像高        21.64                     
レンズ全長  118.46                     
BF          38.77                     
入射瞳位置   31.06                     
射出瞳位置  -27.50                     
前側主点位置 47.61                     
後側主点位置  4.47                     
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     -212.48     29.42      -49.77          -97.81
2a    8       85.98     14.42      -10.92          -17.75
2b   14       50.05     21.97       21.19            9.24
単レンズデータ                         
レンズ     始面     焦点距離               
1           1      -50.450               
2           3      -89.400               
3           5       49.730               
4           8       71.100               
5          10       75.300               
6          11      111.750               
7          12      -35.960               
8          15      102.990               
9          16      -24.220               
10         18       37.130               
11         20       55.180               
[数値実施例２]
単位 mm                         
面番号     R         D         Nd       νd     光線有効径
1      665.021     2.45     1.58313     59.4     49.55
2*      32.286     7.35                          42.33
3      320.512     2.12     1.72916     54.7     42.10
4       44.551     7.06                          40.36
5       52.968     8.92     1.72916     54.7     42.08
6      -83.782     5.37                          41.66
7(FC)    ∞        7.61                          35.88
8       38.165     4.68     2.00330     28.3     36.00(G22)
9      130.763     0.15                          35.30
10      58.998     4.31     1.72916     54.7     34.15(G21)
11    -336.851     1.71     1.80518     25.4     33.19
12      33.047     9.20                          29.48
13(絞り)(SP)∞     6.62                           27.11
14     -22.211     1.47     1.80518     25.4     26.14
15      54.392     1.58     1.69591     17.7     29.39(Gj1)
16     219.904     3.72     1.72916     54.7     29.41
17     -64.749     0.23                          30.11
18    -249.421     6.24     1.59522     67.7     30.84
19     -28.651     0.15                          31.52
20      92.461     5.09     1.80400     46.6     34.61
21*    -90.935    38.97                          35.07
像面     ∞                    
非球面データ                         
円錐定数(K)  4次の係数(B)  6次の係数(C)  8次の係数(D)  10次の係数(E)
第2面   K=0.00000E+00   B=-1.05041E-06   C=-3.57283E-09   D=5.59092E-12
E=-7.87571E-15
第21面  K=0.00000E+00   B=3.49995E-06    C=-1.58991E-09   D=7.65184E-12
E=-9.95414E-15
各種データ                         
焦点距離     34.30                     
Fno           1.45                     
像高         21.64                     
レンズ全長   125.01                     
BF           38.97                     
入射瞳位置    32.11                     
射出瞳位置   -35.84                     
前側主点位置  50.69                     
後側主点位置   4.67                     
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     -588.83     33.27         -167.15        -271.45
2a    8       97.79     10.86          -12.89         -16.59
2b   13       49.59     25.11           24.28          11.76
単レンズデータ                         
レンズ     始面    焦点距離               
1           1     -58.280               
2           3     -71.190               
3           5      45.760               
4           8      52.390               
5          10      69.170               
6          11     -37.300               
7          14     -19.420               
8          15     103.440               
9          16      68.980               
10         18      53.810               
11         20      57.740               
[数値実施例３]
単位 mm                         
面番号     R         D         Nd       νd     光線有効径
1      625.244     2.85     1.58313     59.4     49.11
2*      30.323     7.54                          41.47
3      275.506     2.49     1.74950     35.3     41.19
4       46.840     5.13                          39.50
5       51.884     8.29     1.72916     54.7     40.50
6      -97.108     5.54                          40.01
7(FC)    ∞        7.72                          34.78
8       35.919     4.61     1.90366     31.3     36.00(G22)
9      107.697     0.15                          35.40
10      32.267     2.73     1.72916     54.7     33.34(G21)
11      46.763     1.46     1.75728     16.1     32.49(Gj1)
12      88.473     1.45     1.80518     25.4     32.45
13      23.432     8.71                          28.461
14(絞り)(SP)∞     6.16                           27.06
15     -24.065     1.87     1.80518     25.4     26.24
16      58.320     6.25     1.72916     54.7     29.12
17     -47.082     1.79                          29.95
18     148.518     5.94     1.72916     54.7     32.42
19     -46.119     0.15                          33.51
20   -2662.475     3.30     1.80400     46.6     34.87
21*    -75.874    38.80                          35.27
像面     ∞                    
非球面データ                         
円錐定数(K)  4次の係数(B)  6次の係数(C)  8次の係数(D)  10次の係数(E)
第2面    K=0.00000E+00   B=-1.72073E-06   C=-4.31250E-09   D=3.11391E-12
E=-5.80526E-15
第21面   K=0.00000E+00   B= 3.94330E-06   C= 1.38447E-09   D=-3.76051E-12
E=8.84045E-15
各種データ                         
焦点距離     34.30                     
Fno          1.45                     
像高        21.64                     
レンズ全長  122.92                     
BF          38.80                     
入射瞳位置   31.56                     
射出瞳位置  -36.17                     
前側主点位置 50.17                     
後側主点位置  4.50                     
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      -223.55     31.83            -48.7            -95.47
2a    8        86.76     10.4            -13.14            -16.32
2b   14        47.82     25.47             23.53            10.16
単レンズデータ                         
レンズ   始面    焦点距離               
1         1     -54.750               
2         3     -75.650               
3         5      47.490               
4         8      57.870               
5        10     132.260               
6        11     129.040               
7        12     -39.980               
8        15     -20.940               
9        16      36.640               
10       18      48.890               
11       20      97.080               
[数値実施例４]
単位 mm                         
面番号     R         D         Nd       νd     光線有効径
1       65.666     2.29     1.58313     59.4     47.22
2*      24.192     9.69                          38.93
3     -564.406     1.93     1.72916     54.7     38.39
4       35.397     11.87                         35.25
5       54.150     6.42     1.72916     54.7     35.54
6      -89.404     5.90                          35.37
7(FC)    ∞        4.83                          35.61
8       37.102     4.66     1.72916     54.7     35.91(G21)
9      119.078     0.24                          35.33
10      63.517     2.50     1.90366     31.3     34.63(G22)
11     154.456     0.58     1.76499     15.0     34.06(Gj1)
12     351.981     1.68     1.71736     29.5     34.03
13      47.685     8.67                          31.68
14(絞り)(SP)∞     5.91                          28.65
15     -29.243     1.42     1.80518     25.4     27.37
16      26.188     0.92     1.76498     15.0     29.35(Gj2)
17      31.480     7.51     1.59522     67.7     29.36
18     -66.987     0.15                          30.24
19      75.952     6.75     1.69350     50.8     31.57
20     -39.293     0.15                          31.64
21     262.779     2.27     1.85400     40.4     32.16
22*   -191.766     38.73                         32.36
像面     ∞                                        0.00
非球面データ                         
円錐定数(K)  4次の係数(B)  6次の係数(C)  8次の係数(D)  10次の係数(E)
第2面  K=0.00000E+00   B=-2.01242E-06   C=-1.61297E-08   D=3.35347E-11
E=-7.70935E-14
第22面 K=0.00000E+00   B= 5.11141E-06   C= 6.70046E-10   D=5.71770E-12
E=-6.95706E-15
各種データ                         
焦点距離     28.00                     
Fno          1.45                     
像高        21.64                     
レンズ全長  125.07                     
BF          38.73                     
入射瞳位置   28.44                     
射出瞳位置  -33.75                     
前側主点位置 45.63                     
後側主点位置 10.73                     
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     -228.88     38.09         -74.98       -164.47
2a    8       75.73      9.66          -4.68         -9.59
2b   14       53.43     25.08          24.86         12.73
単レンズデータ                         
レンズ     始面   焦点距離               
1           1     -67.050               
2           3     -45.620               
3           5      47.140               
4           8      72.180               
5          10     117.850               
6          11     359.330               
7          12     -77.070               
8          15     -16.970               
9          16     189.410               
10         17      37.030               
11         19      38.260               
12         21     130.120               
【００６３】
表１においてパラメータｆｊ、ΔθｇＦ、Ｄｆｊ、Ｄｓｊに関し該当するレンズが複数存在するときは添字1、2を付けて示している。
【表１】
0006391344.tif 000003
【００６４】
【表２】
0006391344.tif 000004
【００６５】
【表３】
0006391344.tif 000005
【符号の説明】
【００６６】
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
Ｌ２ａ  第２ａ群
Ｌ２ｂ  第２ｂ群
【図１】
0006391344.tif 000006
【図２】
0006391344.tif 000007
【図３】
0006391344.tif 000008
【図４】
0006391344.tif 000009
【図５】
0006391344.tif 000010
【図６】
0006391344.tif 000011
【図７】
0006391344.tif 000012
【図８】
0006391344.tif 000013
【図９】
0006391344.tif 000014