(57)【要約】      （修正有）【課題】良好な光学性能を有し、広画角かつ大口径で小型な撮像光学系を提供する。【解決手段】物体側から像側へ順に開口絞りより物体側に配置される前群ＧＦ、開口絞りＳＳ、開口絞りＳＳより像側に配置される後群ＧＲにより構成され、前群ＧＦは、物体側から順に最も物体側に物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを有する負の屈折力の部分群ＧＦｎ、正の屈折力の部分群ＧＦｐからなり、後群ＧＲは物体側から順に両凸形状の正レンズＬＲ１ｐ、正レンズＬＲ２ｐ、両凹形状の負レンズＬＲ３ｎからなり、下記条件式を満足する。−０．２＜ｆＡ／ｆＦ＜０．２…（１）、−０．５＜（ＲＲ１ｂ＋Ｒｒ１ａ）／（ＲＲ１ｂ−Ｒｒ１ａ）＜０．２…（２）、ここで、ｆＡは、光学系全系の焦点距離、ｆＦは、前群ＧＦの焦点距離、ＲＲ１ｂは後群ＧＲの正レンズＬＲ１ｐの像側面における曲率半径、ＲＲ１ａは後群ＧＲの正レンズＬＲ１ｐの物体側面における曲率半径。【選択図】図１
2017223755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ順に
開口絞りより物体側に配置される前群
開口絞り
開口絞りより像側に配置される後群
により構成され
前記前群は、物体側から順に
最も物体側に物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを有する、負の屈折力の部分群
正の屈折力の部分群
を有し
前記後群は物体側から順に
両凸形状の正レンズ
正レンズ
両凹形状の負レンズ
からなり
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
−０．２  ＜  ｆＡ／ｆＦ  ＜  ０．２      …（１）
−０．５  ＜  （ＲＲ１ｂ＋Ｒｒ１ａ）／（ＲＲ１ｂ−Ｒｒ１ａ）  ＜  ０．２
…（２）
ここで、
ｆＡは、光学系全系の焦点距離
ｆＦは、前記前群の焦点距離
ＲＲ１ｂは、前記後群の最も物体側に配置される両凸形状の正レンズの像側面における曲率半径
ＲＲ１ａは、前記後群の最も物体側に配置される両凸形状の正レンズの物体側面における曲率半径
【請求項２】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
−１．０  ＜  ｆＲ１ｐ／ｆＲ２３  ＜  ０．０      …（３）
ここで、
ｆＲ１ｐは、前記後群の最も物体側に配置される両凸形状の正レンズの焦点距離
ｆＲ２３は、前記両凸形状の正レンズの像側に配置される正レンズと両凹形状の負レンズの合成焦点距離
【請求項３】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像光学系。
−０．７  ＜  （ＲＲ３ｂ＋ＲＲ３ａ）／（ＲＲ３ｂ−ＲＲ３ａ）  ＜  ０．９
…（４）
ここで、
ＲＲ３ｂは、前記後群の最も像側に配置される両凹形状の負レンズの像側面における曲率半径
ＲＲ３ａは、前記後群の最も像側に配置される両凹形状の正レンズの物体側面における曲率半径
【請求項４】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の撮像光学系。
−０．８  ＜  ｆＦｎ／ｆＦｐ  ＜  −０．３      …（５）
ここで、
ｆＦｎは、前記前群の中に配置される負の屈折力の部分群の焦点距離
ｆＦｐは、前記前群の中に配置される正の屈折力の部分群の焦点距離
【請求項５】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の撮像光学系。
５０．０  ＜  νｄＲ１ｐ  ＜  １００．０      …（６）
ここで、
νｄＲ１ｐは、前記後群の最も物体側に配置される両凸形状の正レンズの光学材料のアッベ数
【請求項６】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の撮像光学系。
１０．０  ＜  νｄＲ３ｎ  ＜  ２５．０      …（７）
ここで、
νｄＲ３ｎは、前記後群の最も像側に配置される両凹形状の負レンズの光学材料のアッベ数
【請求項７】
前記前群の中に配置される負の屈折力の部分群は負レンズのみから構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の撮像光学系。
【請求項８】
前記前群の中に配置される負の屈折力の部分群は２枚のレンズにて構成されることを特徴とする請求項７に記載の撮像光学系。
【請求項９】
前記前群の中に配置される正の屈折力の部分群は１枚の正レンズから構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の撮像光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系に関する。例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等に好適な撮像光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子撮像素子を用いたデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置においては、小型かつ光学性能が良好な光学系が要望されている。また、監視カメラ等に用いられる光学系ではワンショットでの撮像領域を拡大するため、画角が広く大口径な光学系が求められている。
【０００３】
従来、とくに車載向けの監視カメラの光学系として、全画角が９０度程度と広い画角を有し、口径比が２．０程度と大口径の小型光学系が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−７５１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された光学系は、球面収差の補正が不足傾向にあり、光学性能を維持しつつ更なる大口径化を実現することは困難であった。
【０００６】
また、とくに監視等に用いられる光学系においては、撮像素子面上においてより広い画角を確保することが求められる。つまり、撮像光学系を電子的な補正処理（引き延ばし操作）に耐えうる光学性能を有する構成とすれば、ある程度の負の歪曲収差は残存させたほうが光学系小型化の観点から好ましい。
【０００７】
ここで、特許文献１に開示された光学系は、周辺部における画質を確保するため、負の歪曲収差を光学的に補正している。このため、撮像素子面上に実際に結像する画角は負の歪曲が残存している場合と比して狭い範囲となり、更なる広画角化を実現しようとすると光学系が大型化してしまう。
【０００８】
本発明は、良好な光学性能を有し、広画角かつ大口径で小型な撮像光学系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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像光学系は、
物体側から像側へ順に
開口絞りより物体側に配置される前群
開口絞り
開口絞りより像側に配置される後群
により構成され
前記前群は、物体側から順に
最も物体側に物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを有する、負の屈折力の部分群
正の屈折力の部分群
を有し
前記後群は物体側から順に
両凸形状の正レンズ
正レンズ
両凹形状の負レンズ
からなり
光学系全系の焦点距離をｆＡ
前記前群の焦点距離をｆＦ
前記後群の最も物体側に配置される両凸形状の正レンズの像側面における曲率半径をＲＲ１ｂ
前記後群の最も物体側に配置される両凸形状の正レンズの物体側面における曲率半径をＲＲ１ａ
とするとき
以下の条件式を満足することを特徴としている。
−０．２  ＜  ｆＡ／ｆＦ  ＜  ０．２      …（１）
−０．５  ＜  （ＲＲ１ｂ＋ＲＲ１ａ）／（ＲＲ１ｂ−ＲＲ１ａ）  ＜  ０．２
…（２）
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、良好な光学性能を有し、広画角かつ大口径で小型な撮像光学系の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１のレンズ断面図
【図２】実施例１の無限遠合焦時における縦収差図
【図３】実施例２のレンズ断面図
【図４】実施例２の無限遠合焦時における縦収差図
【図５】実施例３のレンズ断面図
【図６】実施例３の無限遠合焦時における縦収差図
【図７】実施例４のレンズ断面図
【図８】実施例４の無限遠合焦時における縦収差図
【図９】実施例５のレンズ断面図
【図１０】実施例５の無限遠合焦時における縦収差図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
本発明の光学系は、物体側から像側へ順に、開口絞りより物体側に配置された前群、開口絞り、開口絞りより像側に配置された後群にて構成している。また、前記前群は物体側から順に、最も物体側に物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを有する負の屈折力の部分群と、正の屈折力の部分群にて構成としている。また、前記後群は物体側から順に、両凸形状の正レンズ、正レンズ、両凹形状の負レンズにて構成している。
【００１４】
図１、図３、図５、図７、図９は本発明の実施例１乃至５の無限遠物体合焦時におけるレンズ断面図である。また、図２、図４、図６、図８、図１０は本発明の実施例１乃至５の無限遠物体への合焦時における縦収差図である。
【００１５】
各実施例の光学系は撮像装置に用いられる撮影レンズ系であり、レンズ断面図において、左方が被写体側（物体側）で、右方が像側（後方）である。
【００１６】
レンズ断面図においてＬＦはワイドコンバータ相当の作用を持つ前群である。ＬＲは正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の後群である。ＳＳは開口絞りである。ＧＦｎは前群ＧＦの中に配置される負の屈折力の部分群である。ＧＦｐは前群ＧＦの中に配置される正の屈折力の部分群である。ＬＲ１ｐは後群ＧＲの中で最も物体側に配置される両凸形状の正レンズである。ＬＲ２ｐは後群ＧＲの中でＬＲ１ｐの像側に配置される正レンズである。ＬＲ３ｎは後群ＧＲの中で最も像側に配置される両凹形状の負レンズである。Ｇは固体撮像素子のカバーガラスや各種光学フィルタ類に相当するガラスブロックである。ＩＰはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面に相当する像面である。
【００１７】
縦収差図において、ｄ−ｌｉｎｅ、ｇ−ｌｉｎｅは各々ｄ線及びｇ線、ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面である。倍率色収差はｇ線によって表している。ωは理想像高に対応する撮影半画角（度）、ＦｎｏはＦナンバーである。
【００１８】
各実施例において、光学系全系の焦点距離をｆＡとする。また、開口絞りＳＳよりも物体側に配置される前群ＧＦの焦点距離をｆＦとする。また、また、絞りＳＳよりも像側に配置される後群ＧＲの最も物体側に配置される正レンズＬＲ１ｐの物体側面の曲率半径をＲＲ１ａ、像側面の曲率半径をＲＲ１ｂとする。ここで、正レンズＬＲ１ｐが非球面レンズの場合、曲率半径とは近軸曲率半径とする。
このとき、
−０．２  ＜  ｆＡ／ｆＦ  ＜  ０．２      …（１）
−０．５  ＜  （ＲＲ１ｂ＋Ｒｒ１ａ）／（ＲＲ１ｂ−Ｒｒ１ａ）  ＜  ０．２
…（２）
なる条件式を満足している。
【００１９】
本発明において、広角光学系の大口径化と高性能化、小型化を両立するためには、前記条件式（１）と（２）を同時に満足することが重要である。
【００２０】
条件式（１）は、絞りより物体側に配置される前群ＧＦの焦点距離と光学系全系の焦点距離の比を規定した条件式である。条件式（１）を満足することにより、前群は略アフォーカルの構成となり、後群ＧＲに対してワイドコンバータの役割を配置している。
【００２１】
また、条件式（２）は、後群ＧＲの中で最も物体側に配置される正レンズＬＲ１ｐのレンズ形状を規定する条件式である。条件式（１）を満足することにより、正レンズＬＲ１ｐで発生する球面収差を良好に補正している。
【００２２】
ここで、光学系全系の小型化と高性能化を両立し、大口径化を実現するためには、前群ＧＦと後群ＧＲの役割分担を明確化することが重要である。つまり、条件式（１）を満足する屈折力配置をとることで、前群ＧＦは広画角を取り込むためのワイドコンバータ、後群ＧＲは収斂作用を有するマスターレンズの役割を配置できる。ここで、後群ＧＲについて条件式（２）を満足する構成をとることで、マスターレンズである後群ＧＲで生じる球面収差を群内で良好に補正することができる。
【００２３】
条件式（１）の範囲を超えて、前群ＧＦの屈折力が強まりすぎると、前群で残存する諸収差とくに球面収差を後群ＧＲにて分担して補正する構成となり、光学系全系の小型化と高性能化の両立が困難となる。
【００２４】
また、条件式（２）の上限を超えると、正レンズＬＲ１ｐの物体側面の曲率が緩くなりすぎこの面での屈折作用が小さくなりすぎる。また、条件式（２）の下限を超えると、正レンズＬＲ１ｐの物体側面の曲率がきつくなりすぎこの面での屈折作用が大きくなりすぎる。いずれの場合も、正レンズＬＲ１ｐで生じる球面収差が大きく補正不足となるため、後群ＧＲ内にて球面収差が残存し光学系全系の大口径化が困難となる。
【００２５】
これにより、各実施例では良好な光学性能を有し、広画角かつ大口径で小型な撮像光学系を実現している。
【００２６】
各実施例においてより好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００２７】
−０．１５  ＜  ｆＡ／ｆＦ  ＜  ０．１      …（１ａ）
−０．４５  ＜  （ＲＲ１ｂ＋Ｒｒ１ａ）／（Ｒｒ１ｂ−ＲＲ１ａ）  ＜  ０．１
…（２ａ）
各実施例において、さらに好ましくは、条件式（１ａ）、（２ａ）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００２８】
−０．１  ＜  ｆＡ／ｆＦ  ＜  ０．０５      …（１ｂ）
−０．４  ＜  （ＲＲ１ｂ＋ＲＲ１ａ）／（ＲＲ１ｂ−Ｒ１ａ）  ＜  ０．０５
…（２ｂ）
また、本発明の光学系において、より好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
【００２９】
前記後群ＧＲの中で最も物体側に配置される両凸形状の正レンズＬＲ１ｐの焦点距離をｆＲ１ｐとする。前記後群ＧＲの中でｆＲ１ｐより像側に配置される正レンズＬＲ２ｐと両凹形状の負レンズＬＲ３ｎの合成焦点距離をｆＲ２３とする。また、前記後群ＧＲの最も像側に配置される両凹形状の負レンズＬＲ３ｎの像側面の曲率半径をＲＲ３ｂ、物体側面の曲率半径をＲＲ３ａとする。ここで、負レンズＬＲ３ｎが非球面レンズの場合、曲率半径とは近軸曲率半径とする。また、前記前群ＧＦの中に配置される負の屈折力の部分群ＧＦｎの焦点距離をｆＦｎ、正の屈折力の部分群ＧＦｐの焦点距離をｆＦｐとする。前記正レンズＬＲ１ｐの光学材料のアッベ数をνｄＲ１ｐとする。前記負レンズＬＲ３ｎの光学材料のアッベ数をνｄＲ３ｎとする。
【００３０】
このとき次の諸条件のうち１以上を満足するのが良い。
【００３１】
−１．０  ＜  ｆＲ１ｐ／ｆＲ２３  ＜  ０．０      …（３）
−０．７  ＜  （ＲＲ３ｂ＋ＲＲ３ａ）／（ＲＲ３ｂ−ＲＲ３ａ）  ＜  ０．９
…（４）
−０．８  ＜  ｆＦｎ／ｆＦｐ  ＜  −０．３      …（５）
５０．０  ＜  νｄＲ１ｐ  ＜  １００．０      …（６）
１０．０  ＜  νｄＲ３ｎ  ＜  ２５．０      …（７）
次に各条件式の技術的意味について説明する。
【００３２】
条件式（３）は、開口絞りより像側に配置される後群ＧＲの群内における屈折力配置を規定した条件式である。前述のように、本発明における後群ＧＲは、収斂作用を有するマスターレンズ群のため、各収差を群内で充分に補正することが重要である。条件式（３）を満足する屈折力配置とすることで、とくに後群ＧＲ群内において球面収差と色収差を良好に補正している。
【００３３】
条件式（３）の下限を超えると、正レンズＬＲ１ｐの焦点距離が長くなりすぎ、後群ＧＲ全体で正の屈折力が弱まりすぎてしまうため、光学系全系において広画角化が困難となる。一方、上限を超えると、正レンズＬＲ２ｐとＬＲ２ｎの合成レンズＬＲ２３の焦点距離が正となる。このとき、正レンズＬＲ１ｐで残存する球面収差と色収差について、後群ＧＲ群内での補正が困難となる。
【００３４】
条件式（４）は、後群ＧＲの中で最も像側に配置される負レンズＬＲ３ｎのレンズ形状を規定する条件式である。条件式（４）を満足することにより、正レンズＬＲ１ｐで残存する球面収差を良好に補正し、光学系全系として負の歪曲収差をコントロールしている。
【００３５】
条件式（４）の下限を超えると、負レンズＬＲ３ｎの物体側面の曲率が緩くなりすぎる。このとき、正レンズＬＲ１ｐで生じる高次の球面収差が補正不足となり光学系の大口径化が困難となる。一方、上限を超えると、負レンズＬＲ３ｎの像側面の曲率が緩くなりすぎる。このとき、光学系全系として負の歪曲収差が補正不足となる。つまりり、負の歪曲の残存量が大きくなりすぎ、電子的な補正処理（引き延ばし操作）を考慮したときの画質劣化が大きくなるため、高画質化が困難となる。
【００３６】
本発明の光学系において、後群ＧＲを物体側から順に、両凸形状の正レンズＬＲ１ｐ、正レンズＬＲ２ｐ、両凹形状の負レンズＬＲ３ｎを配置するテレフォト構成とすることで、ＧＲ群の主点を物体側に配置しマスター光学系の小型化を実現している。また、正レンズＬＲ２ｐと負レンズＬＲ３ｎを接合レンズとすることで、面の偏芯敏感度を低減し鏡筒構成を簡略化している。
【００３７】
条件式（５）は、開口絞りより物体側に配置される前群ＧＦの群内構成を規定した条件式である。前述のように、本発明における前群ＧＦは、条件式（１）を満たす略アフォーカル系を構成し、広い画角を取り込むためのワイドコンバータの役割を配置している。ここで、前群ＧＦがアフォーカル光学系を構成しているとすると、条件式（５）はアフォーカル倍率を規定していることとなる。
【００３８】
条件式（５）の下限を超えると、前群ＧＦのアフォーカル倍率が等倍に近づきすぎてしまう。このとき、光学系全系を広画角化するためには、マスター群である後群ＧＲの屈折力を強めることとなり、光学系の大口径化、高性能化と光学系小型化の両立が困難となる。一方、上限を超えると、前群ＧＦのアフォーカル倍率が増大しすぎてしてしまう。このとき、前群ＧＦを構成する正の屈折力の部分群ＧＦｐの焦点距離が長くなりすぎ、アフォーカル系をなすとき前群ＧＦが大型化し光学系全系の小型化が困難となる。
【００３９】
条件式（６）は、後群ＧＲの中で最も物体側に配置される両凸形状の正レンズＬＲ１ｐの光学材料のアッベ数を規定した条件式である。正レンズＬＲ１ｐは後群ＧＲの中で主たる屈折力を分担しており、低分散材料を用いることで色収差の発生を抑制している。
【００４０】
条件式（６）の下限を超えると、正レンズＬＲ１ｐの光学材料が高分散となりすぎ、光学系全系で色収差の補正が困難となる。一方、上限を超えると、正レンズＬＲ１ｐの光学材料が低分散となりすぎる。また、条件式の上限を超える領域に実在する光学材料は屈折率が低いため、正レンズＬＲ１ｐで生じる球面収差量が増大し、光学系全系で球面収差の補正が困難となる。
【００４１】
条件式（７）は、後群ＧＲの中で最も像側に配置される両凹形状の負レンズＬＲ３ｎの光学材料のアッベ数を規定した条件式である。負レンズＬＲ３ｎは後群ＧＲの中で球面収差と色収差を補正する役割を分担しており、高分散材料を用いることで球面収差と色収差をＧＲ群内において良好に補正している。
【００４２】
条件式（７）の下限を超えると、負レンズＬＲ３ｎの光学材料が高分散となりすぎ、光学系全系で色収差が補正過剰となる。一方、上限を超えると、負レンズＬＲ３ｎの光学材料が低分散となりすぎ、色収差の補正のために強い屈折力を配置することとなる。このとき、ＧＲ群内において球面収差が過剰補正となり、色収差との収差補正の両立が困難となる。
【００４３】
各実施例において、より好ましくは条件式（３）乃至（７）の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
【００４４】
−０．８  ＜  ｆＲ１ｐ／ｆＲ２３  ＜  ０．０      …（３ａ）
−０．６  ＜  （ＲＲ３ｂ＋ＲＲ３ａ）／（ＲＲ３ｂ−ＲＲ３ａ）  ＜  ０．８
…（４ａ）
−０．３５  ＜  ｆＦｎ／ｆＦｐ  ＜  −０．７      …（５ａ）
５２．０  ＜  νｄＲ１ｐ  ＜  ９０．０      …（６ａ）
１３．０  ＜  νｄＲ３ｎ  ＜  ２４．０      …（７ａ）
各実施例において、さらに好ましくは条件式（３ａ）〜（７ａ）の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
【００４５】
−０．６  ＜  ｆＲ１ｐ／ｆＲ２３  ＜  ０．０      …（３ｂ）
−０．５  ＜  （ＲＲ３ｂ＋ＲＲ３ａ）／（ＲＲ３ｂ−ＲＲ３ａ）  ＜  ０．７
…（４ｂ）
−０．４  ＜  ｆＦｎ／ｆＦｐ  ＜  −０．６      …（５ｂ）
５４．０  ＜  νｄＲ１ｐ  ＜  ８５．０      …（６ｂ）
１６．０  ＜  νｄＲ３ｎ  ＜  ２３．０      …（７ｂ）
［実施例１］
以下、図１を参照して、本発明の実施例１の光学系について説明する。
【００４６】
実施例１は物体側から像側へ順に、前群ＧＦ、開口絞りＳＳ、後群ＧＲにて構成している。また、前群ＧＦは物体側から像側へ順に、負の屈折力の部分群ＧＦｎ、負の屈折力の部分群ＧＦｐにて構成している。また、負の屈折力の部分群ＧＦｎは最も物体側に物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズを有する構成としている。また、後群ＧＲは物体側から像側へ順に、両凸形状の正レンズＬＲ１ｐ、正レンズＬＲ２ｐ、両凹形状の負レンズＬＲ３ｎにて構成している。
【００４７】
具体的には、前群ＧＦを構成する負の部分群ＧＦｎは物体側から像側へ順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ、両凹レンズの２枚にて構成している。また、前群ＧＦを構成する正の部分群ＧＦｐは、両凸形状の正レンズ１枚にて構成している。また、後群ＧＲは、正レンズＬＲ２ｐと両凹形状の負レンズＬＲ３ｎを接合し、合計３枚のレンズにて構成している。
【００４８】
前群ＧＦは条件式（１）を満たす略アフォーカルの構成として、広い画角を取り込むワイドコンバータの作用を分担している。また、後群ＧＲは収斂作用のマスター群となり、群内の正レンズＬＲ１ｐは条件式（２）を満たす形状として、球面収差を良好に補正している。この構成により、光学系全系において良好な光学性能を有し、広画角かつ大口径で小型な撮像光学系を実現している。
【００４９】
また、光学系全系において負の歪曲収差を適切に残存させている。これにより、歪曲収差を考慮しない理想結像状態における光学系の半画角は４８度であるが、歪曲収差を考慮した実光線トレースでは半画角５２度を超える光線が撮像面上に結像し、光学系サイズを大型化することなく光学系の広画角化を実現している。
【００５０】
［実施例２］
以下、図３を参照して、本発明の実施例２の光学系について説明する。実施例２の光学系の構成は実施例１と同じである。
【００５１】
実施例２は実施例１と比較して、光学系の口径を大口径化したことが異なる。
【００５２】
［実施例３］
以下、図５を参照して、本発明の実施例３の光学系について説明する。実施例３の光学系の構成は実施例１と同じである。
【００５３】
実施例３は実施例１と比較して、負の歪曲の残存量を増大し光学系全系の小型化を図っていることが異なる。
【００５４】
［実施例４］
以下、図７を参照して、本発明の実施例４の光学系について説明する。実施例４の光学系の構成は実施例３と同じである。
【００５５】
実施例４は実施例３と比較して、レンズ形状と光学材料を変化したことが異なる。
【００５６】
［実施例５］
以下、図９を参照して、本発明の実施例５の光学系について説明する。実施例５の光学系の基本構成は実施例１と同じである。
【００５７】
実施例５は実施例１と比較して、前群ＧＦの構成を変更したことが異なる。
【００５８】
具体的には、前群ＧＦを構成する負の部分群ＧＦｎは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ１枚にて構成している。また、前群ＧＦを構成する正の部分群ＧＦｐは、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ１枚にて構成している。
【００５９】
光学系の構成枚数を削減し、光学系と鏡筒の簡略化を実現している。
【００６０】
ここで、近距離物体への合焦は、光学系全体を物体側に移動する全体フォーカスのほか、光学系の一部を移動する部分フォーカスなどが適用できる。また、手ぶれの補正に際して、光学系全体もしくはその一部を変位する構成のほか、撮像素子を変位する構成など、各種公知の手法を適用してもよい。
【００６１】
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。
【００６２】
次に、本発明の数値実施例を示す。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はレンズ面の曲率半径である。ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚および空気間隔である。ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。＊は非球面であることを示す。また、ｋ、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０は非球面係数である。
【００６３】
非球面形状は光軸からの高さ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
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）2｝1/2］＋Ａ４・ｈ4＋Ａ６・ｈ6＋Ａ８・ｈ8＋Ａ１０・ｈ10
で表される。但しＲは近軸曲率半径である。
【００６４】
尚、バックフォーカスＢＦは最終面からの距離で表している。また、前述の各条件式と各数値実施例との関係を表１に示す。
【００６５】
（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1          7.099    0.60   1.55332    71.7        7.85
2*         2.403    2.64                          5.17
3         -7.395    0.60   1.69895    30.1        4.72
4          8.594    0.71                          4.33
5*        13.494    2.40   1.81000    41.0        4.24
6         -5.913    1.60                          3.93
7(絞り)    ∞       1.45                          3.62
8*         8.053    2.80   1.59201    67.0        3.68
9*        -3.632    0.19                          4.42
10        274.504    2.20   1.83400    37.2        4.36
11         -3.646    0.60   1.92286    20.9        4.29
12*        16.248    1.68                          4.33
13          ∞       1.05   1.51633    64.1        8.00
14          ∞       0.50                          8.00
像面        ∞   
非球面データ
第2面
K =-3.24137e-001  A 4= 1.72497e-004  A 6=-1.06680e-006  
第5面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.00701e-003  A 6=-5.00006e-006  
第8面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.36219e-003  A 6=-1.16243e-004  A 8=-3.92404e-005  
第9面
K = 0.00000e+000  A 4= 5.37246e-003  A 6=-2.93638e-004  
第12面
K = 0.00000e+000  A 4=-3.87267e-005  A 6= 5.27490e-004  A 8= 8.36625e-007  
各種データ
焦点距離       2.70  
Fナンバー      1.64  
画角          48.01  
像高           3.00  
レンズ全長    19.01  
BF             0.50   
入射瞳位置     3.60  
射出瞳位置    -7.76  
前側主点位置   5.41  
後側主点位置  -2.21  
ズームレンズ群データ
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
GF    1     740.55         6.95       392.55        820.86
SS    7       ∞
GR    8       5.70         5.79         0.32         -2.82
G    13       ∞           1.05
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -6.88
2       3     -5.60
3       5      5.37
LR1p      8      4.64
LR2p     10      4.33
LR3n     11     -3.18
（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1          7.088    0.60   1.55332    71.7        8.96
2*         2.745    2.86                          5.99
3        -23.640    0.60   1.69895    30.1        5.56
4          4.960    1.16                          4.81
5*         9.172    2.50   1.81000    41.0        4.66
6         -8.098    1.75                         4.10
7(絞り)    ∞       1.30                          4.16
8*        10.438    2.70   1.55332    71.7        4.20
9*        -4.970    0.10                          4.41
10*         8.312    1.90   1.81000    41.0        4.60
11         -5.940    0.60   1.92286    18.9        4.55
12          9.757    1.89                          4.57
13          ∞       1.05   1.51633    64.1        8.00
14          ∞       0.50                          8.00
像面        ∞   
非球面データ
第2面
K =-2.91266e-001  A 4= 7.27613e-005  A 6= 1.49120e-005  
第5面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.16101e-003  A 6= 7.81714e-006  
第8面
K = 0.00000e+000  A 4= 7.16181e-004  A 6=-7.18229e-005  A 8=-1.21930e-005  
第9面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.52635e-003  A 6=-1.07478e-004  
第10面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.16826e-003  A 6=-1.57627e-004  
各種データ
焦点距離       2.78  
Fナンバー      1.44  
画角          47.18  
像高           3.00  
レンズ全長    19.51  
BF             0.50   
入射瞳位置     4.15  
射出瞳位置    -7.46  
前側主点位置   5.96  
後側主点位置  -2.29  
ズームレンズ群データ
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
GF    1      92.77         7.72        50.77         95.45
SS    7       ∞
GR    8       5.71         5.30         0.40         -2.47
G    13       ∞           1.05
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -8.51
2       3     -5.82
3       5      5.68
LR1p      8      6.49
LR2p     10      4.55
LR3n     11     -3.93
（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         14.677    0.60   1.74330    49.3        7.40
2*         2.516    1.79                          4.93
3        -48.838    0.60   1.69895    30.1        4.80
4          8.487    0.12                          4.50
5*         8.119    2.50   1.81000    41.0        4.49
6         -7.079    1.50                          4.00
7(絞り)    ∞       1.30                          3.37
8*        10.527    2.00   1.67790    54.9        3.48
9*        -4.835    0.20                          4.10
10*         8.446    1.50   1.81000    41.0        4.25
11         -5.862    0.60   1.92286    18.9        4.22
12          7.598    1.94                          4.24
13          ∞       1.05   1.51633    64.1        8.00
14          ∞       0.50                          8.00
像面        ∞   
非球面データ
第2面
K =-3.47275e-001  A 4= 3.11351e-004  A 6= 9.25723e-005  
第5面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.32486e-003  A 6=-1.03847e-005  
第8面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.14835e-003  A 6=-1.14219e-005  A 8=-3.25952e-005  
第9面
K = 0.00000e+000  A 4= 3.27144e-003  A 6=-3.23771e-004  
第10面
K = 0.00000e+000  A 4=-5.59573e-004  A 6=-4.01063e-004  
各種データ
焦点距離       2.78  
Fナンバー      1.65  
画角          47.18  
像高           3.00  
レンズ全長    16.20  
BF             0.50   
入射瞳位置     2.76  
射出瞳位置    -6.53  
前側主点位置   4.44  
後側主点位置  -2.29  
ズームレンズ群データ
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
GF    1     -62.58         5.61       -26.68        -54.09
SS    7       ∞
GR    8       5.08         4.30        -0.02         -2.19
G    13       ∞           1.05
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -4.17
2       3    -10.30
3       5      5.04
LR1p      8      5.16
LR2p     10      4.48
LR3n     11     -3.51
（数値実施例４）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         19.223    0.60   1.76802    49.2        7.66
2*         2.592    1.92                          5.14
3        -54.048    0.60   1.76182    26.5        4.98
4          8.053    0.25                          4.72
5*         5.895    2.65   1.85400    40.4        4.72
6         -9.009    1.55                          4.16
7(絞り)    ∞       1.20                          3.43
8*         8.656    2.00   1.67790    54.9        3.46
9*        -5.392    0.33                          4.03
10*        11.207    1.40   1.85400    40.4        4.20
11         -6.224    0.60   1.95906    17.5        4.22
12          9.278    1.85                          4.29
13          ∞       1.05   1.51633    64.1        8.00
14          ∞       0.50                          8.00
像面        ∞   
非球面データ
第2面
K =-3.79407e-001  A 4=-8.06802e-005  A 6= 2.60618e-005  
第5面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.22215e-003  A 6=-1.44823e-005  
第8面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.71623e-004  A 6= 5.28095e-005  A 8=-2.48694e-005  
第9面
K = 0.00000e+000  A 4= 2.56868e-003  A 6=-1.74638e-004  
第10面
K = 0.00000e+000  A 4=-1.00608e-003  A 6=-2.25666e-004  
各種データ 
焦点距離       2.78  
Fナンバー      1.65  
画角          47.18  
像高           3.00  
レンズ全長    16.50  
BF             0.50   
入射瞳位置     2.77  
射出瞳位置    -6.32  
前側主点位置   4.42  
後側主点位置  -2.29  
ズームレンズ群データ
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
GF    1     343.06         6.01       167.07        316.85
SS    7       ∞
GR    8       5.37         4.33        -0.03         -2.29
G    13       ∞           1.05
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -3.96
2       3     -9.16
3       5      4.54
LR1p      8      5.20
LR2p     10      4.87
LR3n     11     -3.81
（数値実施例５）
単位 mm
面データ
面番号       r        d      nd         vd       有効径
1         11.692    0.60   1.85135    40.1        8.47
2*         3.406    4.91                          5.88
3       -125.709    1.35   1.88300    40.8        4.63
4        -11.403    1.50                          4.41
5(絞り)    ∞       1.20                          3.05
6*         4.885    2.65   1.55332    71.7        3.54
7*        -5.235    0.10                          4.11
8*         5.326    1.25   1.76802    49.2        4.05
9         -8.054    0.60   1.80809    22.8        3.89
10          3.102    1.79                          3.59
11          ∞       1.05   1.51633    64.1        8.00
12          ∞       0.50                          8.00
像面        ∞   
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000  A 4= 9.98111e-004  A 6= 2.51293e-006  A 8= 1.22071e-005  
第6面
K = 0.00000e+000  A 4=-3.94024e-004  A 6=-3.84531e-004  A 8=-1.78025e-005  
第7面
K = 0.00000e+000  A 4= 1.12369e-003  A 6=-5.15237e-004  
第8面
K = 0.00000e+000  A 4=-2.33210e-003  A 6=-5.95313e-004  
各種データ
焦点距離       2.90  
Fナンバー      1.95  
画角          45.97  
像高           3.00  
レンズ全長    17.50  
BF             0.50  
入射瞳位置     3.69  
射出瞳位置    -5.51  
前側主点位置   5.19  
後側主点位置  -2.41  
ズームレンズ群データ
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     -30.30         6.86       -11.46        -28.78
2    5       ∞
3    6       5.31         4.60        -1.02         -2.85
4   11       ∞           1.05
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     -5.84
2       3     14.12
LR1p      6      5.04
LR2p      8      4.35
LR3n      9     -2.71
【００６６】
【表１】
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【符号の説明】
【００６７】
ＧＦ  前群、ＧＲ  後群、ＧＦｎ  前群中の負の部分レンズ群、
ＧＦｐ  前群中の正の部分レンズ群、
ＬＲ１ｐ  後群中で最も物体側に配置される両凸形状の正レンズ、
ＬＲ２ｐ  後群中で物体側から２番目に配置される正レンズ、
ＬＲ３ｎ  後群中で最も像側に配置される両凹形状の負レンズ、Ｇ  ガラスブロック、
ＳＳ  開口絞り、  ＩＰ  像面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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