(57)【要約】【課題】高い結像性能を備えた単焦点光学系、該光学系を備えた撮像装置、該光学系の製造方法を提供すること。【解決手段】光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第２レンズと、物体側に凹面を向けた第３レンズと、物体側の面が凸面である正の屈折力を有する第４レンズとを有し、第４レンズ以降のレンズの少なくとも一部のレンズをフォーカス群として無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行い、所定の条件式を満足することを特徴とする。【選択図】図１
2016038548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第２レンズと、物体側に凹面を向けた第３レンズと、物体側の面が凸面である正の屈折力を有する第４レンズとを有し、
前記第４レンズ以降のレンズの少なくとも一部のレンズをフォーカス群として無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行い、
次の条件式を満足することを特徴とする光学系。
１．２４  ＜  ｆｂ／Ｆ  ＜  １．６６
ただし、
ｆｂ：前記第４レンズ以降のレンズの全体の合成焦点距離
Ｆ：前記光学系の全系の焦点距離
【請求項２】
次の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。
０．１  ＜  ｜ｆｂ／ｆｆ｜  ≦  １．０
ただし、
ｆｂ：前記第４レンズ以降のレンズの全体の合成焦点距離
ｆｆ：前記フォーカス群の焦点距離
【請求項３】
前記第４レンズ以降のレンズ中に接合レンズを含む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レンズと前記第２レンズとは、少なくとも１面の非球面を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の光学系。
【請求項５】
前記第４レンズ以降のレンズ中に、少なくとも１面の非球面を含むことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の光学系。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の光学系を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
光軸に沿って物体側から順に、第１レンズと、第２レンズと、第３レンズと、第４レンズとを有する光学系の製造方法であって、
前記第１レンズを物体側に凸面を向けた負メニスカス形状とし、前記第２レンズを物体側に凸面を向けた負メニスカス形状とし、前記第３レンズを物体側に凹面を向けたレンズとし、前記第４レンズを物体側の面が凸面である正の屈折力を有するレンズとし、
前記第４レンズ以降のレンズの少なくとも一部のレンズをフォーカス群として無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行うように構成し、
次の条件式を満足するように構成することを特徴とする光学系の製造方法。
１．２４  ＜  ｆｂ／Ｆ  ＜  １．６６
ただし、
ｆｂ：前記第４レンズ以降のレンズの全体の合成焦点距離
Ｆ：前記光学系の全系の焦点距離
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、写真用カメラや電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した光学系と、該光学系を備えた撮像装置、および該光学系の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、写真用カメラやビデオカメラ等で、小型で明るい単焦点光学系が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２１００４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
単焦点光学系は、一般的に、短い焦点距離と長いバックフォーカスとを実現するために、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と正の屈折力を有する第２レンズ群とからなる非対称の構成としている。このため諸収差の補正が困難であり、特にＦナンバーの小さい明るい光学系にあっては、諸収差の補正がさらに困難であるという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、高い結像性能を備えた単焦点光学系、該光学系を備えた撮像装置、該光学系の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る光学系は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第２レンズと、物体側に凹面を向けた第３レンズと、物体側の面が凸面である正の屈折力を有する第４レンズとを有し、前記第４レンズ以降のレンズの少なくとも一部のレンズをフォーカス群として無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行い、次の条件式を満足することを特徴とする。
１．２４  ＜  ｆｂ／Ｆ  ＜  １．６６
ただし、
ｆｂ：前記第４レンズ以降のレンズの全体の合成焦点距離
Ｆ：前記光学系の全系の焦点距離
【０００７】
また、本発明に係る撮像装置は、上記光学系を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、第１レンズと、第２レンズと、第３レンズと、第４レンズとを有する光学系の製造方法であって、前記第１レンズを物体側に凸面を向けた負メニスカス形状とし、前記第２レンズを物体側に凸面を向けた負メニスカス形状とし、前記第３レンズを物体側に凹面を向けたレンズとし、前記第４レンズを物体側の面が凸面である正の屈折力を有するレンズとし、前記第４レンズ以降のレンズの少なくとも一部のレンズをフォーカス群として無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行うように構成し、次の条件式を満足するように構成することを特徴とする。
１．２４  ＜  ｆｂ／Ｆ  ＜  １．６６
ただし、
ｆｂ：前記第４レンズ以降のレンズの全体の合成焦点距離
Ｆ：前記光学系の全系の焦点距離
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高い結像性能を備えた単焦点光学系、該光学系を備えた撮像装置、該光学系の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施例に係る光学系の構成を示す断面図である。
【図２】第１実施例に係る光学系の諸収差図であり、（ａ）は無限遠物体合焦時を示し、（ｂ）は近距離物体合焦時を示している。
【図３】第２実施例に係る光学系の構成を示す断面図である。
【図４】第２実施例に係る光学系の諸収差図であり、（ａ）は無限遠物体合焦時を示し、（ｂ）は近距離物体合焦時を示している。
【図５】第３実施例に係る光学系の構成を示す断面図である。
【図６】第３実施例に係る光学系の諸収差図であり、（ａ）は無限遠物体合焦時を示し、（ｂ）は近距離物体合焦時を示している。
【図７】第４実施例に係る光学系の構成を示す断面図である。
【図８】第４実施例に係る光学系の諸収差図であり、（ａ）は無限遠物体合焦時を示し、（ｂ）は近距離物体合焦時を示している。
【図９】本発明に係る光学系を備えた撮像装置の断面図である。
【図１０】本発明に係る光学系の製造方法の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る光学系、撮像装置、および光学系の製造方法について説明する。まず、本発明の実施形態に係る光学系から説明する。
【００１２】
本発明に係る光学系は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第２レンズと、物体側に凹面を向けた第３レンズと、物体側の面が凸面である正の屈折力を有する第４レンズとを有している。
【００１３】
このように、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと第２レンズとを配置する構成とすることにより、前記第１レンズおよび前記第２レンズの各パワーを弱めることができ、前記第１レンズおよび第２レンズで発生する歪曲収差、像面湾曲、下方コマ収差、倍率色収差を抑えることができる。また、前記第１レンズおよび第２レンズを、それぞれ物体側に凸面を向けた負メニスカス形状とすることにより、偏角を抑え、主に像面湾曲やコマ収差の発生を抑制している。
【００１４】
また、これら第１レンズおよび第２レンズの像側に、物体側に凹面を向けた第３レンズと、物体側の面が凸面である正の屈折力を有する第４レンズとを配置する構成とすることにより、主に下方コマ収差について、前記第３レンズと前記第４レンズとが互いに逆方向の収差を発生させ、打ち消し合って良好に補正するようにしている。さらに、正の屈折力を有する前記第４レンズを配置することにより、歪曲収差、倍率色収差を良好に補正することができる。さらに、この構成により、Ｆナンバーの小さい明るい光学系を実現することができる。
【００１５】
また、本発明に係る光学系は、このような構成のもと、前記第４レンズ以降のレンズの少なくとも一部のレンズをフォーカス群として無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行うことが好ましい。
このような構成により、小型化と、高い結像性能を実現している。
【００１６】
また、本発明に係る光学系は、このような構成のもと、次の条件式（１）を満足することが好ましい。
（１）１．２４  ＜  ｆｂ／Ｆ  ＜  １．６６
ただし、
ｆｂ：前記第４レンズ以降のレンズの全体の合成焦点距離
Ｆ：前記光学系の全系の焦点距離
【００１７】
条件式（１）は、前記第４レンズ以降のレンズの全体と光学系全系との適切なパワー配置を規定する条件式である。一般的に、明るい光学系は、光学系へのマージナル光線の入射光線高が高くなり、特に球面収差の発生が大きくなることが知られている。本発明に係る光学系は、条件式（１）を満足することにより、前記第１レンズ、第２レンズ、および第３レンズで発生する球面収差を、前記第４レンズ以降のレンズで良好に補正することができる。その結果、小型で、高い結像性能を有する光学系を実現することができる。
【００１８】
条件式（１）の対応値が上限値を上回ると、前記第４レンズ以降のレンズの全体のパワーが弱くなりすぎて、球面収差を補正しきれず、好ましくない。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（１）の上限値を１．５５にすることが好ましい。
【００１９】
条件式（１）の対応値が下限値を下回ると、前記第４レンズ以降のレンズの全体のパワーが強くなりすぎて、球面収差が補正過剰となってしまい、好ましくない。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を１．３５にすることが好ましい。
【００２０】
また、本発明に係る光学系は、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）０．１  ＜  ｜ｆｂ／ｆｆ｜  ≦  １．０
ただし、
ｆｂ：前記第４レンズ以降のレンズの全体の合成焦点距離
ｆｆ：前記フォーカス群の焦点距離
【００２１】
条件式（２）は、前記第４レンズ以降のレンズの全体と前記フォーカス群との適切なパワー配置を規定する条件式である。条件式（２）を満足することにより、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態まで収差変動、特に像面湾曲の変動を良好に抑え、高い結像性能を実現することができる。
【００２２】
条件式（２）の対応値が上限値を上回ると、前記フォーカス群のパワーが強くなりすぎ、近距離物体合焦時の収差変動、特に像面湾曲やコマ収差の変動が大きくなり、好ましくない。
【００２３】
条件式（２）の対応値が下限値を下回ると、前記フォーカス群のパワーが弱くなりすぎて、近距離物体合焦時の収差変動、特に像面湾曲やコマ収差の変動を補正しきれず、好ましくない。さらに、近距離物体合焦時のフォーカス群の移動量が大きくなり、光学系の大型化を招いてしまい、好ましくない。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を０．５にすることが好ましい。
【００２４】
また、本発明に係る光学系は、前記第４レンズ以降のレンズ中に接合レンズを含むことが好ましい。
このような構成とすることにより、明るい光学系において大きく発生する軸上色収差を良好に補正することができる。
【００２５】
また、本発明に係る光学系は、前記第１レンズと前記第２レンズとは、少なくとも１面の非球面を含むことが好ましい。
このような構成とすることにより、下方コマ収差および像面湾曲を良好に補正することができる。また、高い結像性能を保ちつつレンズの枚数を減らすことができ、小型化を図ることができる。
【００２６】
また、本発明に係る光学系は、前記第４レンズ以降のレンズ中に、少なくとも１面の非球面を含むことが好ましい。
このような構成とすることにより、上方コマ収差を良好に補正することができる。また、高い結像性能を保ちつつレンズの枚数を減らすことができ、小型化を図ることができる。
【００２７】
また、本発明に係る撮像装置は、上述した構成の光学系を備えていることを特徴とする。これにより、高い結像性能を有する光学系を備えた撮像装置を実現することができる。
【００２８】
また、本発明に係る光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、第１レンズと、第２レンズと、第３レンズと、第４レンズとを有する光学系の製造方法であって、前記第１レンズを物体側に凸面を向けた負メニスカス形状とし、前記第２レンズを物体側に凸面を向けた負メニスカス形状とし、前記第３レンズを物体側に凹面を向けたレンズとし、前記第４レンズを物体側の面が凸面である正の屈折力を有するレンズとし、前記第４レンズ以降のレンズの少なくとも一部のレンズをフォーカス群として無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行うように構成し、次の条件式（１）を満足するように構成することを特徴とする。
（１）１．２４  ＜  ｆｂ／Ｆ  ＜  １．６６
ただし、
ｆｂ：前記第４レンズ以降のレンズの全体の合成焦点距離
Ｆ：前記光学系の全系の焦点距離
【００２９】
斯かる光学系の製造方法により、高い結像性能を備えた光学系を製造することができる。
【００３０】
（数値実施例）
以下、本発明の数値実施例に係る光学系を添付図面に基づいて説明する。
【００３１】
（第１実施例）
図１は、第１実施例に係る光学系ＯＳ１の構成を示す断面図である。
図１に示すように、本実施例に係る光学系ＯＳ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、両凸レンズＬ４と、開口絞りＳと、両凹レンズＬ５と両凸レンズＬ６との接合レンズと、両凸レンズＬ７と、フィルタ群ＦＬとから構成されている。
【００３２】
負メニスカスレンズＬ１と、負メニスカスレンズＬ２と、負メニスカスレンズＬ３とからなるレンズ群は、負の屈折力を有している。また、両凸レンズＬ４と、開口絞りＳと、両凹レンズＬ５と両凸レンズＬ６との接合レンズと、両凸レンズＬ７とからなるレンズ群は、正の屈折力を有している。
【００３３】
フィルタ群ＦＬは、ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等から構成され、像面Ｉの近傍に配置されている。
【００３４】
像面Ｉ上には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成された撮像素子（図示省略）が配置されている。
【００３５】
本実施例に係る光学系ＯＳ１は、両凸レンズＬ７をフォーカス群として物体側に移動することにより、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態へのフォーカシングを行っている。また、開口絞りＳは、両凸レンズＬ４と、両凹レンズＬ５と両凸レンズＬ６との接合レンズとの間に配置され、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態へのフォーカシングに際して、像面Ｉに対して固定である。
【００３６】
以下の表１に、本発明の第１実施例に係る光学系ＯＳ１の諸元値を掲げる。
表１中の［面データ］において、面番号は物体側から数えたレンズ面の順番、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面の間隔、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、物面は物体面、（絞りＳ）は開口絞りＳ、像面は像面Ｉをそれぞれ示している。なお、曲率半径ｒ＝∞は平面を示し、空気の屈折率ｄ＝1.00000の記載は省略している。また、レンズ面が非球面である場合には面番号に＊印を付して曲率半径ｒの欄には近軸曲率半径を示している。
【００３７】
［非球面データ］には、［面データ］に示した非球面について、その形状を次式で表した場合の円錐係数と非球面係数を示す。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｙ2／ｒ2）｝1／2］＋Ａ４ｙ4＋Ａ６ｙ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｙ10
ここで、光軸に垂直な方向の高さをｙ、高さｙにおける光軸方向の変位量をＸ（ｙ）、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒ、円錐係数をκ、ｎ次の非球面係数をＡｎとする。２次の非球面係数Ａ２は０（零）であり、記載を省略している。また、「Ｅ−ｎ」は「×１０−ｎ」を示し、例えば、「１．２３４Ｅ−０５」は、「１．２３４×１０−5」を示す。
【００３８】
［各種データ］において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角（単位は「°」）、Ｙは像高、ＴＬは光学系全長、空気換算ＢＦは空気換算バックフォーカスを示している。なお、これらの値は無限遠物体合焦時のものである。ここで、空気換算ＢＦは、最も像側のレンズ面から像面Ｉまでの光軸上の距離を、屈折力のないフィルタ等の光学ブロックを光路中から除去した状態で測ったときの値であり、光学系全長ＴＬは最も物体側のレンズ面から像面Ｉまでの光軸上の距離である。
【００３９】
［可変間隔データ］において、ｄｉ（ｉは整数）は第ｉ面と第（ｉ＋１）面との面間隔をそれぞれ示す。また、βは撮影倍率、ｄ０は物体から最も物体側のレンズ面までの距離をそれぞれ示す。
【００４０】
［条件式対応値］には、各条件式の対応値をそれぞれ示す。
【００４１】
ここで、表１に記載されている焦点距離ｆや曲率半径ｒ、およびその他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかしながら光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
なお、以上に述べた表１の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。
【００４２】
（表１）第１実施例
［面データ］
面番号            ｒ           ｄ        ｎｄ        νｄ
物面            ∞
1)         18.54788     1.00000     1.589130     61.22
2)          7.50000     2.12941
3)         16.22552     1.00000     1.589130     61.25
＊4)          7.58973     5.72040
5)         -9.94774     1.00000     1.804000     46.60
6)        -10.55499     1.30000
7)         11.87324     3.27689     1.801000     34.92
8)        -69.00733     2.00000
9)         (絞りＳ)     2.50000
10)        -14.96139     2.14237     1.846660     23.80
11)          9.34458     2.86767     1.696799     55.46
＊12)        -14.12229     d12
13)         21.82646     2.25540     1.834000     37.18
14)        -56.15437     d14
15)          0.00000     0.50000     1.516800     63.88
16)          0.00000     1.11000
17)          0.00000     1.59000     1.516800     63.88
18)          0.00000     0.30000
19)          0.00000     0.70000     1.516800     63.88
20)          0.00000     0.700000
像面            ∞
［非球面データ］
面番号：4
κ  = 0.0176
A4 ＝ 1.80491E-04
A6 ＝ 9.05319E-07
A8 ＝-2.16689E-10
A10＝ 0.00000E+00
面番号：12
κ  = 0.2796
A4 ＝ 9.46215E-05
A6 ＝ 1.62602E-07
A8 ＝ 6.13069E-08
A10＝ 0.00000E+00
［各種データ］
ｆ        9.14
ＦＮＯ      1.85
２ω      83.72
Ｙ        7.04
ＴＬ      43.50
空気換算ＢＦ  13.61
［可変間隔データ］
無限遠合焦    近距離合焦
ｆ又はβ     9.14         -0.08088
ｄ 0        ∞         106.5000
ｄ12       1.74787       0.97133
ｄ14       9.66000      10.43654
［各条件式対応値］
ｆｂ＝12.9571
ｆｆ＝19.0969
（１）ｆｂ／Ｆ＝1.4176
（２）｜ｆｂ／ｆｆ｜＝0.6785
【００４３】
図２は、第１実施例に係る光学系ＯＳ１の諸収差図であり、（ａ）は無限遠物体合焦時を示し、（ｂ）は近距離物体合焦時を示している。
【００４４】
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、ＮＡは開口数を、Ｙは像高をそれぞれ示している。なお、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバーの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。またｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。また、コマ収差図において、実線はｄ線およびｇ線に対するメリディオナルコマ収差を表している。なお、以降の実施例においても同様の記号を使用し、以降の説明を省略する。
【００４５】
各収差図より第１実施例に係る光学系ＯＳ１は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。
【００４６】
（第２実施例）
図３は、第２実施例に係る光学系ＯＳ２の構成を示す断面図である。
図３に示すように、本実施例に係る光学系ＯＳ２は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、両凸レンズＬ４と、開口絞りＳと、両凹レンズＬ５と両凸レンズＬ６との接合レンズと、両凸レンズＬ７と、フィルタ群ＦＬとから構成されている。
【００４７】
負メニスカスレンズＬ１と、負メニスカスレンズＬ２と、正メニスカスレンズＬ３とからなるレンズ群は、負の屈折力を有している。また、両凸レンズＬ４と、開口絞りＳと、両凹レンズＬ５と両凸レンズＬ６との接合レンズと、両凸レンズＬ７とからなるレンズ群は、正の屈折力を有している。
【００４８】
フィルタ群ＦＬは、ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等から構成され、像面Ｉの近傍に配置されている。
【００４９】
像面Ｉ上には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成された撮像素子（図示省略）が配置されている。
【００５０】
本実施例に係る光学系ＯＳ２は、両凸レンズＬ７をフォーカス群として物体側に移動することにより、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態へのフォーカシングを行っている。また、開口絞りＳは、両凸レンズＬ４と、両凹レンズＬ５と両凸レンズＬ６との接合レンズとの間に配置され、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態へのフォーカシングに際して、像面Ｉに対して固定である。
【００５１】
以下の表２に、本発明の第２実施例に係る光学系ＯＳ２の諸元値を掲げる。
【００５２】
（表２）第２実施例
［面データ］
面番号          ｒ           ｄ        ｎｄ        νｄ
物面          ∞
1)         17.8523     1.0000     1.589130     61.22
2)          7.5000     2.4530
3)         23.0815     1.0000     1.589130     61.25
＊4)          8.3118     7.2048
5)        -13.0604     1.0000     1.804000     46.60
6)        -13.2666     0.1000
7)         11.9473     2.4240     1.801000     34.92
8)        -51.2133     1.6367
9)         (絞りＳ)    2.5000
10)        -16.1101     2.3630     1.846660     23.80
11)          8.9943     3.2964     1.696799     55.46
＊12)        -14.5058     d12
13)         23.7406     1.9620     1.834000     37.18
14)        -82.0680     d14
15)          0.0000     0.5000     1.516800     63.88
16)          0.0000     1.1100
17)          0.0000     1.5900     1.516800     63.88
18)          0.0000     0.3000
19)          0.0000     0.7000     1.516800     63.88
20)          0.0000     0.7000
像面          ∞
［非球面データ］
面番号：4
κ  =-0.0451
A4 ＝ 1.80373E-04
A6 ＝ 1.86365E-06
A8 ＝-9.16924E-09
A10＝ 0.00000E+00
面番号：12
κ  =-0.2268
A4 ＝ 8.70019E-05
A6 ＝ 4.27010E-07
A8 ＝ 5.84379E-08
A10＝ 0.00000E+00
［各種データ］
ｆ        9.14
ＦＮＯ      1.86
２ω      83.72
Ｙ        7.043
ＴＬ      43.50
空気換算ＢＦ  13.61
［可変間隔データ］
無限遠合焦    近距離合焦
ｆ又はβ     9.14         -0.08065
ｄ 0        ∞         106.5000
ｄ12       2.00000       1.17149
ｄ14       9.66000      10.48851
［各条件式対応値］
ｆｂ＝12.7904
ｆｆ＝22.2667
（１）ｆｂ／Ｆ＝1.3994
（２）｜ｆｂ／ｆｆ｜＝0.5744
【００５３】
図４は、第２実施例に係る光学系ＯＳ２の諸収差図であり、（ａ）は無限遠物体合焦時を示し、（ｂ）は近距離物体合焦時を示している。
【００５４】
各収差図より第２実施例に係る光学系ＯＳ２は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。
【００５５】
（第３実施例）
図５は、第３実施例に係る光学系ＯＳ３の構成を示す断面図である。
図５に示すように、本実施例に係る光学系ＯＳ３は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、両凸レンズＬ４と、開口絞りＳと、両凹レンズＬ５と両凸レンズＬ６との接合レンズと、両凸レンズＬ７と、フィルタ群ＦＬとから構成されている。
【００５６】
負メニスカスレンズＬ１と、負メニスカスレンズＬ２と、負メニスカスレンズＬ３とからなるレンズ群は、負の屈折力を有している。また、両凸レンズＬ４と、開口絞りＳと、両凹レンズＬ５と両凸レンズＬ６との接合レンズと、両凸レンズＬ７とからなるレンズ群は、正の屈折力を有している。
【００５７】
フィルタ群ＦＬは、ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等から構成され、像面Ｉの近傍に配置されている。
【００５８】
像面Ｉ上には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成された撮像素子（図示省略）が配置されている。
【００５９】
本実施例に係る光学系ＯＳ３は、両凹レンズＬ５と両凸レンズＬ６との接合レンズと、両凸レンズＬ７とをフォーカス群として物体側に移動することにより、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態へのフォーカシングを行っている。また、開口絞りＳは、両凸レンズＬ４と、両凹レンズＬ５と両凸レンズＬ６との接合レンズとの間に配置され、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態へのフォーカシングに際して、像面Ｉに対して固定である。
【００６０】
以下の表３に、本発明の第３実施例に係る光学系ＯＳ３の諸元値を掲げる。
【００６１】
（表３）第３実施例
［面データ］
面番号          ｒ           ｄ        ｎｄ        νｄ
物面          ∞
1)         16.8806     1.0000     1.589130     61.22
2)          7.5000     1.8238
3)         13.5569     1.0000     1.589130     61.25
＊4)          7.0000     4.0233
5)         -8.5743     1.2767     1.804000     46.60
6)         -9.2233     2.1983
7)         11.5344     4.4828     1.801000     34.92
8)        725.8725     2.2000
9)         (絞りＳ)    d9
10)        -15.4096     1.8552     1.846660     23.80
11)          9.5141     2.7432     1.696799     55.46
＊12)        -15.1860     1.0000
13)         22.0317     2.8367     1.834000     37.18
14)        -29.7665     d14
15)          0.0000     0.5000     1.516800     63.88
16)          0.0000     1.1100
17)          0.0000     1.5900     1.516800     63.88
18)          0.0000     0.3000
19)          0.0000     0.7000     1.516800     63.88
20)          0.0000     0.7000
像面          ∞
［非球面データ］
面番号：4
κ  = 0.9030
A4 ＝-1.21741E-04
A6 ＝-1.69821E-06
A8 ＝-4.30897E-08
A10＝ 0.00000E+00
面番号：12
κ  = 0.9238
A4 ＝ 1.19426E-04
A6 ＝ 2.42593E-07
A8 ＝ 4.76112E-08
A10＝ 0.00000E+00
［各種データ］
ｆ        9.14
ＦＮＯ      1.84
２ω      83.69
Ｙ        7.028
ＴＬ      43.49
空気換算ＢＦ  13.60
［可変間隔データ］
無限遠合焦    近距離合焦
ｆ又はβ     9.14498      -0.08027
ｄ 0        ∞         106.5116
ｄ 9       2.50000       1.68480
ｄ14       9.64841      10.46361
［各条件式対応値］
ｆｂ＝13.7001
ｆｆ＝16.8665
（１）ｆｂ／Ｆ＝1.4981
（２）｜ｆｂ／ｆｆ｜＝0.8123
【００６２】
図６は、第３実施例に係る光学系ＯＳ３の諸収差図であり、（ａ）は無限遠物体合焦時を示し、（ｂ）は近距離物体合焦時を示している。
【００６３】
各収差図より第３実施例に係る光学系ＯＳ３は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。
【００６４】
（第４実施例）
図７は、第４実施例に係る光学系ＯＳ４の構成を示す断面図である。
図７に示すように、本実施例に係る光学系ＯＳ４は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と、開口絞りＳと、両凹レンズＬ５と両凸レンズＬ６との接合レンズと、両凸レンズＬ７と、フィルタ群ＦＬとから構成されている。
【００６５】
負メニスカスレンズＬ１と、負メニスカスレンズＬ２と、負メニスカスレンズＬ３とからなるレンズ群は、負の屈折力を有している。また、正メニスカスレンズＬ４と、開口絞りＳと、両凹レンズＬ５と両凸レンズＬ６との接合レンズと、両凸レンズＬ７とからなるレンズ群は、正の屈折力を有している。
【００６６】
フィルタ群ＦＬは、ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等から構成され、像面Ｉの近傍に配置されている。
【００６７】
像面Ｉ上には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成された撮像素子（図示省略）が配置されている。
【００６８】
本実施例に係る光学系ＯＳ４は、正メニスカスレンズＬ４と、両凹レンズＬ５と両凸レンズＬ６との接合レンズと、両凸レンズＬ７とをフォーカス群として物体側に移動することにより、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態へのフォーカシングを行っている。また、開口絞りＳは、正メニスカスレンズＬ４と、両凹レンズＬ５両凸レンズＬ６との接合レンズとの間に配置され、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態へのフォーカシングに際して、フォーカス群とともに物体側に移動する。
【００６９】
以下の表４に、本発明の第４実施例に係る光学系ＯＳ４の諸元値を掲げる。
【００７０】
（表４）第４実施例
［面データ］
面番号          ｒ           ｄ        ｎｄ        νｄ
物面          ∞
1)         25.4954     1.0000     1.589130     61.22
2)          7.5000     1.2150
3)         10.1542     1.0000     1.589130     61.25
＊4)          7.9738     3.6936
5)        -10.9006     2.4514     1.804000     46.60
6)        -12.3758     d6
7)         10.5717     2.3943     1.801000     34.92
8)        457.1998     2.2000
9)         (絞りＳ)    2.5000
10)        -13.3336     1.6441     1.846660     23.80
11)          7.7432     2.4125     1.696799     55.46
＊12)        -32.9373     1.0558
13)         28.8500     2.8161     1.834000     37.18
14)        -15.1532     d14
15)          0.0000     0.5000     1.516800     63.88
16)          0.0000     1.1100
17)          0.0000     1.5900     1.516800     63.88
18)          0.0000     0.3000
19)          0.0000     0.7000     1.516800     63.88
20)          0.0000     0.7000
像面          ∞
［非球面データ］
面番号：4
κ  = 0.6278
A4 ＝-4.28303E-05
A6 ＝-1.27961E-06
A8 ＝-2.61290E-09
A10＝ 0.00000E+00
面番号：12
κ  = 6.6975
A4 ＝ 3.02787E-04
A6 ＝ 8.83314E-07
A8 ＝ 2.87734E-08
A10＝ 0.00000E+00
［各種データ］
ｆ        9.14000
ＦＮＯ      1.81518
２ω      83.7246
Ｙ        7.091
ＴＬ      43.60000
空気換算ＢＦ  13.60997
［可変間隔データ］  
無限遠合焦    近距離合焦
ｆ又はβ     9.14         -0.08747
ｄ 0        ∞         106.4000
ｄ 6       4.65718       3.22283
ｄ14       9.66000      11.09435
［各条件式対応値］
ｆｂ＝14.04143
ｆｆ＝14.04143
（１）ｆｂ／Ｆ＝1.536261
（２）｜ｆｂ／ｆｆ｜＝1.00
【００７１】
図８は、第４実施例に係る光学系ＯＳ４の諸収差図であり、（ａ）は無限遠物体合焦時を示し、（ｂ）は近距離物体合焦時を示している。
【００７２】
各収差図より第４実施例に係る光学系ＯＳ４は、諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有していることがわかる。
【００７３】
上記各実施例によれば、Ｆナンバーが２よりも小さくて明るく、レンズ枚数が６〜８枚程度と少なく小型であり、且つ無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態まで高い結像性能を有するインナーフォーカス方式、またはリアフォーカス方式の単焦点光学系を実現することができる。なお、上記各実施例は本発明の一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。以下の内容は、本発明の光学系の光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。
【００７４】
本発明に係る光学系において、いずれかのレンズ群全体又はその一部を、防振レンズ群として光軸に対して垂直な方向の成分を含むように移動させ、又は光軸を含む面内方向へ回転移動（揺動）させることにより、手ぶれ等によって生じる像ぶれを補正する構成とすることができる。特に、本発明に係る光学系では、正の屈折力を有する第４レンズ以降のレンズの少なくとも一部を防振レンズ群とすることが好ましい。なお、レンズ群とは、空気間隔で分離された、少なくとも１枚のレンズを有する部分を示す。
【００７５】
また、本発明に係る光学系を構成するレンズのレンズ面は、球面又は平面としてもよく、或いは非球面としてもよい。レンズ面が球面又は平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、レンズ加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防ぐことができるため好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないため好ましい。レンズ面が非球面の場合、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、又はガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでもよい。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）或いはプラスチックレンズとしてもよい。
【００７６】
また、本発明に係る光学系において、開口絞りは全系の中央近傍に配置されているが、開口絞りとして部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用する構成としてもよい。
【００７７】
また、本発明に係る光学系を構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成することができる。
【００７８】
次に、本発明に係る光学系を備えた撮像装置について説明する。
【００７９】
図９は、本発明に係る光学系を備えたカメラの構成を示す図である。カメラ１は、図９に示すように、撮影レンズ２として上記第１実施例に係る光学系ＯＳ１を備えたレンズ交換式の所謂ミラーレスカメラである。カメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２で集光されて、不図示の光学ローパスフィルタを介して撮像部３の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部３に設けられた光電変換素子により被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ１に設けられた電子ビューファインダ４に表示される。これにより撮影者は、電子ビューファインダ４を介して被写体を観察することができる。
【００８０】
撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、撮像部３により光電変換された画像が不図示のメモリに記憶される。このようにして、撮影者は本カメラ１による被写体の撮影を行うことができる。
【００８１】
ここで、カメラ１に撮影レンズ２として搭載した上記第１実施例に係る光学系ＯＳ１は、高い結像性能を備えた光学系である。したがって、カメラ１は、高い結像性能を有する光学系を備えた撮像装置を実現することができる。
【００８２】
なお、上記第２実施例、第３実施例、または第４実施例に係る光学系ＯＳ２、ＯＳ３、ＯＳ４の何れかを撮影レンズ２として搭載したカメラを構成しても、上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態では、ミラーレスカメラの例を説明したが、カメラ本体にクイックリターンミラーを有しファインダー光学系により被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに上記各実施例に係る撮影レンズを搭載した場合でも、上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。
【００８３】
次に、本発明に係る光学系の製造方法について説明する。図１０は、本発明に係る光学系の製造方法の概略を示す図である。
【００８４】
本発明に係る光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、第１レンズと、第２レンズと、第３レンズと、第４レンズとを有する光学系の製造方法であって、図１０に示すように、以下の各ステップＳ１〜Ｓ３を含むものである。
ステップＳ１：前記第１レンズを物体側に凸面を向けた負メニスカス形状とし、前記第２レンズを物体側に凸面を向けた負メニスカス形状とし、前記第３レンズを物体側に凹面を向けたレンズとし、前記第４レンズを物体側の面が凸面である正の屈折力を有するレンズとする。
ステップＳ２：前記第４レンズ以降のレンズの少なくとも一部のレンズをフォーカス群として無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを行うように構成する。
ステップＳ３：次の条件式（１）を満足するように構成する。
（１）１．２４  ＜  ｆｂ／Ｆ  ＜  １．６６
ただし、
ｆｂ：前記第４レンズ以降のレンズの全体の合成焦点距離
Ｆ：前記光学系の全系の焦点距離
【００８５】
斯かる本発明の光学系の製造方法によれば、高い結像性能を備えた光学系を製造することができる。
【符号の説明】
【００８６】
ＯＳ１、ＯＳ２、ＯＳ３、ＯＳ４  撮影レンズ
Ｓ  開口絞り
Ｉ  像面
１  カメラ
２  撮影レンズ
３  撮影部
４  電子ビューファインダ
【図１】
2016038548.tif 000003
【図２】
2016038548.tif 000004
【図３】
2016038548.tif 000005
【図４】
2016038548.tif 000006
【図５】
2016038548.tif 000007
【図６】
2016038548.tif 000008
【図７】
2016038548.tif 000009
【図８】
2016038548.tif 000010
【図９】
2016038548.tif 000011
【図１０】
2016038548.tif 000012