(57)【要約】【課題】大口径比を有しながら、小型で良好な光学性能を有した光学系（広角レンズ）を提供する。【解決手段】光学系ＷＬは、物体側から順に並んだ、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２とを有し、合焦の際、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が変化し、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の正レンズと、両凹形状の第２の負レンズと、両凸形状の第２の正レンズとを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に並んだ、第１レンズ群と、第２レンズ群とを有し、
合焦の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、
前記第１レンズ群は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の正レンズと、両凹形状の第２の負レンズと、両凸形状の第２の正レンズとを有することを特徴とする光学系。
【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に記載の光学系。
ｎｄｍ＞１．７０
但し、ｎｄｍ：前記第１レンズ群における前記第１の正レンズと前記第２の正レンズとのｄ線に対する平均屈折率。
【請求項３】
前記第１レンズ群は、物体側から順に並んだ、前記第１の負レンズおよび前記第１の正レンズから構成されて負の屈折力を有する前群と、前記第２の負レンズおよび前記第２の正レンズを有して正の屈折力を有する後群とからなり、
以下の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。
２．００＜(−ｆＧ１ａ)／ｆＧ１ｂ＜３．５０
但し、ｆＧ１ａ：前記前群の焦点距離、
ｆＧ１ｂ：前記後群の焦点距離。
【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から３のいずれか一項に記載の光学系。
０．１０＜Ｙ／ＢＬ＜０．５６
但し、Ｙ：前記光学系のイメージサークルの半径、
ＢＬ：無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離。
【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から４のいずれか一項に記載の光学系。
０．２０＜ｆ／ＴＬ＜０．３５
但し、ｆ：無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離、
ＴＬ：無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【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から５のいずれか一項に記載の光学系。
１．３０＜ＤＧ１／ｆ＜２．２０
但し、ＤＧ１：前記第１レンズ群における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離、
ｆ：無限遠合焦状態の前記光学系の焦点距離。
【請求項７】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の光学系。
２．９５＜ＴＬ／（ＦＮＯ×Ｂｆ）＜４．２０
但し、ＦＮＯ：無限遠合焦状態の前記光学系のＦナンバー、
Ｂｆ：無限遠合焦状態の前記光学系における最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離、
ＴＬ：無限遠合焦状態の前記光学系における最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【請求項８】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光学系。
０．３５＜ｆ２／ｆ１＜１．６０
但し、ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離。
【請求項９】
前記第１レンズ群の最も像側に配置されたレンズは前記第２の正レンズであり、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の光学系。
０＜（Ｒｐ２＋Ｒｐ１）／（Ｒｐ２−Ｒｐ１）＜２．００
但し、Ｒｐ１：前記第２の正レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
Ｒｐ２：前記第２の正レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径。
【請求項１０】
前記第１レンズ群における最も像側のレンズ面が非球面であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１１】
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に開口絞りが配置され、
前記開口絞りの像側に位置する前記第２レンズ群の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、
前記第２レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の光学系。
０．７０＜(−Ｒ２１)／φＳｔ＜３．３０
但し、Ｒ２１：前記第２レンズ群の最も物体側に配置された前記負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
φＳｔ：前記開口絞りの開口径。
【請求項１２】
前記合焦の際、前記第１レンズ群が固定され、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１３】
前記第２レンズ群の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面が凸面であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の光学系を搭載して構成される光学機器。
【請求項１５】
物体側から順に並んだ、第１レンズ群と、第２レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、
合焦の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、
前記第１レンズ群が、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の正レンズと、両凹形状の第２の負レンズと、両凸形状の第２の正レンズとを有するように、
レンズ鏡筒内に各レンズを配置することを特徴とする光学系の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系、これを用いた光学機器およびこの光学系の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、デジタル一眼レフカメラやデジタルビデオカメラ等の光学機器に用いられる光学系として、広角撮影に適した明るい広角レンズが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。例えば、広角レンズには、ガウス型のレンズ構成の物体側にアフォーカルコンバータが設けられて構成されたものがある。しかしながら、このような光学系では、光学系の全長や口径が大きくなり、全体として光学系が大型化するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０２９５２号公報
【発明の概要】
【０００４】
本発明に係る光学系は、物体側から順に並んだ、第１レンズ群と、第２レンズ群とを有し、合焦の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の正レンズと、両凹形状の第２の負レンズと、両凸形状の第２の正レンズとを有する。
【０００５】
本発明に係る光学機器は、上記光学系を搭載して構成される。
【０００６】
本発明に係る光学系の製造方法は、物体側から順に並んだ、第１レンズ群と、第２レンズ群とを有する光学系の製造方法であって、合焦の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群が、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の正レンズと、両凹形状の第２の負レンズと、両凸形状の第２の正レンズとを有するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態の第１実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）は第１実施例に係る光学系の無限遠合焦時の諸収差図であり、図２（ｂ）は第１実施例に係る光学系の近距離合焦時の諸収差図である。
【図３】本実施形態の第２実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。
【図４】図４（ａ）は第２実施例に係る光学系の無限遠合焦時の諸収差図であり、図４（ｂ）は第２実施例に係る光学系の近距離合焦時の諸収差図である。
【図５】本実施形態に係る光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
【図６】本実施形態に係る光学系の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本実施形態の光学系、光学機器について図を参照して説明する。本実施形態に係る光学系（広角レンズ）ＷＬの一例として、図１に示す光学系ＷＬ（１）は、物体側から順に並んだ、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２とを有して構成される。第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の正レンズと、両凹形状の第２の負レンズと、両凸形状の第２の正レンズとを有して構成される。このような光学系ＷＬ（１）
において、合焦の際、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が変化するようになっている。この構成により、大口径比を有しながら、小型で良好な光学性能を有した光学系を得ることが可能になる。
【０００９】
本実施形態に係る光学系ＷＬは、図３に示す光学系ＷＬ（２）でも良い。なお、図３に示す光学系ＷＬ（２）の各レンズ群は、図１に示す光学系ＷＬ（１）と同様に構成される。
【００１０】
上述したように、本実施形態に係る光学系ＷＬは、第１レンズ群Ｇ１が、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の正レンズと、両凹形状の第２の負レンズと、両凸形状の第２の正レンズとを有して構成されている。従来、光学系の明るさを維持したまま、光学系の広画角化と薄型化とを同時に行うことは非常に困難であったが、本実施形態によれば、広い画角から入射光を受ける第１レンズ群Ｇ１を上記のように構成することで、コマ収差、歪曲収差、球面収差等の諸収差を良好に補正することができる。
【００１１】
本実施形態の光学系ＷＬは、次の条件式（１）を満足することが好ましい。
【００１２】
ｎｄｍ＞１．７０  ・・・（１）
但し、ｎｄｍ：第１レンズ群Ｇ１における第１の正レンズと第２の正レンズとのｄ線に対する平均屈折率。
【００１３】
条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１に含まれる正レンズの平均屈折率の適切な範囲を規定するための条件式である。条件式（１）の対応値が下限値を下回ると、ペッツバール和が小さくなりすぎるため、非点収差や像面湾曲を補正することが困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を好ましくは１．７１とし、さらに好ましくは１．７２としてもよい。
【００１４】
本実施形態の光学系ＷＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、第１の負レンズおよび第１の正レンズから構成されて負の屈折力を有する前群Ｇ１ａと、第２の負レンズおよび第２の正レンズを有して正の屈折力を有する後群Ｇ１ｂとからなり、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
【００１５】
２．００＜(−ｆＧ１ａ)／ｆＧ１ｂ＜３．５０  ・・・（２）
但し、ｆＧ１ａ：前群Ｇ１ａの焦点距離、
ｆＧ１ｂ：後群Ｇ１ｂの焦点距離。
【００１６】
条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１における前群Ｇ１ａと後群Ｇ１ｂとの適切なパワーバランスの範囲を規定するための条件式である。第１レンズ群Ｇ１は、略アフォーカルの前群Ｇ１ａと、正の屈折力を有する後群Ｇ１ｂとから構成されることが望ましい。
【００１７】
条件式（２）を満足することで、コマ収差、歪曲収差、球面収差等の諸収差を良好に補正することができる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の上限値を好ましくは３．３５とし、さらに好ましくは３．２０としてもよい。
【００１８】
また、本実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を好ましくは２．１５とし、さらに好ましくは２．３０としてもよい。
【００１９】
本実施形態の光学系ＷＬは、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
【００２０】
０．１０＜Ｙ／ＢＬ＜０．５６  ・・・（３）
但し、Ｙ：光学系ＷＬのイメージサークルの半径、
ＢＬ：無限遠合焦状態の光学系ＷＬにおける最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離。
【００２１】
条件式（３）は、光学系ＷＬのイメージサークルの半径（すなわち最大像高）とレンズ厚との適切な範囲を規定するための条件式である。条件式（３）の対応値が上限値を上回ると、撮像素子のフォーマットサイズに対して薄型のレンズ構成になっているが、コマ収差等の軸外の収差を補正することが困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を好ましくは０．５０とし、さらに好ましくは０．４０としてもよい。
【００２２】
条件式（３）の対応値が下限値を下回ると、光学系ＷＬの最大像高が小さくなるため、十分な画角が確保できない。また、球面収差等の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を好ましくは０．１５とし、さらに好ましくは０．２０としてもよい。
【００２３】
本実施形態の光学系ＷＬは、次の条件式（４）を満足することが好ましい。
【００２４】
０．２０＜ｆ／ＴＬ＜０．３５  ・・・（４）
但し、ｆ：無限遠合焦状態の光学系ＷＬの焦点距離、
ＴＬ：無限遠合焦状態の光学系ＷＬにおける最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【００２５】
条件式（４）は、光学系ＷＬの焦点距離と全長との適切な範囲を規定するための条件式である。条件式（４）を満足することで、光学系ＷＬの全長をできる限り小さく抑えながら、良好な光学性能を得ることができる。
【００２６】
条件式（４）の対応値が上限値を上回ると、光学系ＷＬの全長が短くなるため、各群のパワーを強くする必要があり、球面収差、コマ収差等の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（４）の上限値を好ましくは０．３０とし、さらに好ましくは０．２８としてもよい。
【００２７】
条件式（４）の対応値が下限値を下回ると、光学系ＷＬの全長が長くなるため、第１レンズ群Ｇ１の負レンズの径が増大し、軸外収差や色収差の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（４）の下限値を好ましくは０．２１とし、さらに好ましくは０．２３としてもよい。
【００２８】
本実施形態の光学系ＷＬは、次の条件式（５）を満足することが好ましい。
【００２９】
１．３０＜ＤＧ１／ｆ＜２．２０  ・・・（５）
但し、ＤＧ１：第１レンズ群Ｇ１における最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離、
ｆ：無限遠合焦状態の光学系ＷＬの焦点距離。
【００３０】
条件式（５）は、光学系ＷＬの焦点距離に対する第１レンズ群Ｇ１の総厚（レンズ厚）の適切な範囲を規定するための条件式である。条件式（５）の対応値が上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１が大型化するので好ましくない。また、第１レンズ群Ｇ１が大型化することにより、光軸から離れた箇所での収差が増大し、色収差等の補正が困難になる。なお、一般的に明るい光学系（広角レンズ）は第１レンズ群が大型化しやすく、第１レンズ
群が大型化することによって鏡筒全体が大型化してしまう。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（５）の上限値を好ましくは２．１０とし、さらに好ましくは２．００としてもよい。
【００３１】
条件式（５）の対応値が下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１が小さくなりすぎるため、像面湾曲や歪曲収差等の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（５）の下限値を好ましくは１．３３とし、さらに好ましくは１．３６としてもよい。
【００３２】
本実施形態の光学系ＷＬは、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
【００３３】
２．９５＜ＴＬ／（ＦＮＯ×Ｂｆ）＜４．２０  ・・・（６）
但し、ＦＮＯ：無限遠合焦状態の光学系ＷＬのＦナンバー、
Ｂｆ：無限遠合焦状態の光学系ＷＬにおける最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の空気換算距離、
ＴＬ：無限遠合焦状態の光学系ＷＬにおける最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、なお最も像側のレンズ面から像面までは空気換算距離。
【００３４】
条件式（６）は、明るい単焦点レンズ（広角レンズ）として、光学系ＷＬの全長、バックフォーカス、Ｆナンバーの適切なバランスを規定する条件式である。条件式（６）の対応値が上限値を上回ると、光学系ＷＬの全長が長すぎるため好ましくない。また、光学系ＷＬのＦナンバーが小さすぎるため、球面収差の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（６）の上限値を好ましくは４．１０とし、さらに好ましくは４．００としてもよい。
【００３５】
条件式（６）の対応値が下限値を下回ると、光学系ＷＬの全長が短すぎるため、コマ収差等の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（６）の下限値を好ましくは３．１０とし、さらに好ましくは３．３０としてもよい。
【００３６】
本実施形態の光学系ＷＬは、次の条件式（７）を満足することが好ましい。
【００３７】
０．３５＜ｆ２／ｆ１＜１．６０  ・・・（７）
但し、ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離。
【００３８】
条件式（７）は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との適切なパワー配分（屈折力の配分）を規定するための条件式である。条件式（７）の対応値が上限値を上回ると、第２レンズ群Ｇ２のパワー（屈折力）が弱すぎるため、第２レンズ群Ｇ２で倍率を稼ぐことができず、第２レンズ群Ｇ２によるフォーカシングが困難になり、フォーカス方式の選択肢が狭まるので好ましくない。また、第１レンズ群Ｇ１のパワーが強すぎるため、像面湾曲等の軸外収差の補正が難しく、光学系全系が大型化するので好ましくない。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（７）の上限値を好ましくは１．４０とし、さらに好ましくは１．２０としてもよい。
【００３９】
条件式（７）の対応値が下限値を下回ると、第２レンズ群Ｇ２のパワーが強すぎるため、球面収差やコマ収差等の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（７）の下限値を好ましくは０．３８とし、さらに好ましくは０．４０としてもよい。
【００４０】
本実施形態の光学系ＷＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１の最も像側に配置されたレンズは
第２の正レンズであり、次の条件式（８）を満足することが好ましい。
【００４１】
０＜（Ｒｐ２＋Ｒｐ１）／（Ｒｐ２−Ｒｐ１）＜２．００  ・・・（８）
但し、Ｒｐ１：第２の正レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
Ｒｐ２：第２の正レンズにおける像側のレンズ面の曲率半径。
【００４２】
条件式（８）は、第１レンズ群Ｇ１の最も像側に配置された第２の正レンズのシェイプファクターの適切な範囲を規定するための条件式である。条件式（８）の対応値が上限値を上回ると、歪曲収差の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（８）の上限値を好ましくは１．８５とし、さらに好ましくは１．７０としてもよい。
【００４３】
条件式（８）の対応値が下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の第２の正レンズの形状のメニスカスの度合いが強すぎるため、メリディオナル像面での像面湾曲が発生し、非点収差の補正が困難になる。また、光学系ＷＬの全長を短縮することが困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（８）の下限値を好ましくは０．２０とし、さらに好ましくは０．３０としてもよい。
【００４４】
本実施形態の光学系ＷＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１における最も像側のレンズ面が非球面であることが好ましい。これにより、光学系を小型化しつつコマ収差を良好に補正することができる。
【００４５】
本実施形態の光学系ＷＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に開口絞りＳが配置され、開口絞りＳの像側に位置する第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に配置されたレンズは負レンズであり、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に配置された負レンズにおける物体側のレンズ面は凹面であり、次の条件式（９）を満足することが好ましい。
【００４６】
０．７０＜(−Ｒ２１)／φＳｔ＜３．３０  ・・・（９）
但し、Ｒ２１：第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に配置された負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径、
φＳｔ：開口絞りＳの開口径。
【００４７】
条件式（９）は、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に配置された負レンズにおける物体側のレンズ面の曲率半径と、開口絞りＳの開口径との適切な範囲を規定するための条件式である。なお、開口絞りＳの開口径は、開口絞りＳが最も開いた状態（開放絞り）での開口部の直径である。条件式（９）の対応値が上限値を上回ると、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に配置された負レンズの曲率が小さすぎるため、コマ収差等の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（９）の上限値を好ましくは３．２０とし、さらに好ましくは３．１０としてもよい。
【００４８】
条件式（９）の対応値が下限値を下回ると、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に配置された負レンズの曲率が大きすぎるため、球面収差やコマ収差の補正が困難になる。本実施形態の効果を確実にするために、条件式（９）の下限値を好ましくは０．７５とし、さらに好ましくは０．８０としてもよい。
【００４９】
本実施形態の光学系ＷＬにおいて、合焦の際、第１レンズ群Ｇ１が固定され、第２レンズ群Ｇ２が光軸に沿って移動することが好ましい。これにより、レンズを駆動するメカ構成を簡略化することが可能になり、フォーカス群（合焦群）の軽量化が可能になる。
【００５０】
本実施形態の光学系ＷＬにおいて、第２レンズ群Ｇ２の最も像側に配置されたレンズにおける像側のレンズ面が凸面であることが好ましい。これにより、ペッツバール和を適切
に補正することが可能になり、像面Ｉから十分に離れた射出瞳の位置を確保することが可能になる。
【００５１】
本実施形態の光学機器は、上述した構成の光学系ＷＬを備えて構成される。その具体例として、上記光学系ＷＬを備えたカメラ（光学機器）を図５に基づいて説明する。このカメラ１は、図５に示すように撮影レンズ２として上記実施形態に係る光学系ＷＬを備えたデジタルカメラである。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、撮像素子３へ到達する。これにより被写体からの光は、当該撮像素子３によって撮像されて、被写体画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者はカメラ１による被写体の撮影を行うことができる。なお、このカメラ１は、ミラーレスカメラでも、クイックリターンミラーを有した一眼レフタイプのカメラであってもよい。また、このカメラ１は、レンズ鏡筒とカメラボディ本体とが着脱可能な一眼レフタイプのカメラに限られるものではなく、レンズ鏡筒とカメラボディ本体とが一体型のコンパクトタイプのカメラであってもよい。このような構成によれば、撮影レンズとして上記光学系ＷＬを搭載することにより、大口径比を有しながら、小型で良好な光学性能を有した光学機器を得ることが可能になる。
【００５２】
続いて、図６を参照しながら、上述の光学系ＷＬの製造方法について概説する。まず、鏡筒内に、物体側から順に並べて、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２とを配置する（ステップＳＴ１）。このとき、第１レンズ群Ｇ１が、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の正レンズと、両凹形状の第２の負レンズと、両凸形状の第２の正レンズとを有するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する。そして、合焦の際、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が変化するように構成する（ステップＳＴ２）。このような製造方法によれば、大口径比を有しながら、小型で良好な光学性能を有した光学系を製造することが可能になる。なお、上記条件式（１）等を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置するようにしてもよい。
【実施例】
【００５３】
以下、本実施形態の実施例に係る光学系（広角レンズ）ＷＬを図面に基づいて説明する。図１および図３は、第１〜第２実施例に係る光学系ＷＬ｛ＷＬ（１）〜ＷＬ（２）｝の構成及び屈折力配分を示す断面図である。各断面図には、無限遠から近距離物体へ合焦する際の、（「無限遠」および「近距離」と併記された）各群の位置が記載されている。
【００５４】
これら図１および図３において、各レンズ群を符号Ｇと数字の組み合わせにより、各レンズを符号Ｌと数字の組み合わせにより、それぞれ表している。この場合において、符号、数字の種類および数が大きくなって煩雑化するのを防止するため、実施例毎にそれぞれ独立して符号と数字の組み合わせを用いてレンズ群等を表している。このため、実施例間で同一の符号と数字の組み合わせが用いられていても、同一の構成であることを意味するものでは無い。
【００５５】
以下に表１〜表２を示すが、この内、表１は第１実施例、表２は第２実施例における各諸元データを示す表である。各実施例では収差特性の算出対象として、ｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）を選んでいる。
【００５６】
［全体諸元］の表において、ｆは無限遠合焦状態の光学系ＷＬにおける全系の焦点距離を示し、ＦＮОはＦナンバーを示す。２ωは画角（単位は°（度）で、ωが半画角である）を示し、Ｙは像高（最大像高）を示す。Ｂｆは無限遠合焦状態の光学系ＷＬにおける最も像側のレンズ面から像面Ｉまでの光軸上の空気換算距離（バックフォーカス）を示し、ＴＬは無限遠合焦状態の光学系ＷＬにおける最も物体側のレンズ面から像面Ｉまでの光軸
上の距離（全長）を示す。なお、ＴＬにおいて、光学系ＷＬにおける最も像側のレンズ面から像面Ｉまでは空気換算距離を示す。また、ＴＬおよびＢｆの値は、後述の［可変間隔データ］において、無限遠合焦状態、近距離（至近距離）合焦状態におけるそれぞれについて示す。
【００５７】
また、ｆＧ１ａは前群Ｇ１ａの焦点距離を示し、ｆＧ１ｂは後群Ｇ１ｂの焦点距離を示す。φＳｔは開口絞りＳの開口径を示す。
【００５８】
［レンズ諸元］の表において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序を示し、Ｒは各光学面の曲率半径（曲率中心が像側に位置する面を正の値としている）、Ｄは各光学面から次の光学面（又は像面）までの光軸上の距離である面間隔、ｎｄは光学部材の材質のｄ線に対する屈折率、νｄは光学部材の材質のｄ線を基準とするアッベ数を、それぞれ示す。曲率半径の「∞」は平面又は開口を示し、（絞りＳ）は開口絞りＳを示す。空気の屈折率ｎｄ＝1.00000の記載は省略している。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。
【００５９】
［非球面データ］の表には、［レンズ諸元］に示した非球面について、その形状を次式（ａ）で示す。Ｘ（ｙ）は非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離（ザグ量）を、Ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）を、κは円錐定数を、Ａｉは第ｉ次の非球面係数を示す。「Ｅ-n」は、「×１０-n」を示す。例えば、1.234E-05＝1.234×10-5である。なお、２次の非球面係数Ａ２は０であり、その記載を省略している。
【００６０】
Ｘ（ｙ）＝（ｙ2／Ｒ）／｛１＋（１−κ×ｙ2／Ｒ2）1/2｝＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10  ・・・（ａ）
【００６１】
［レンズ群データ］の表において、第１レンズ群Ｇ１および第２レンズ群Ｇ２のそれぞれの始面（最も物体側の面）と焦点距離を示す。
【００６２】
［可変間隔データ］の表は、［レンズ諸元］を示す表において面間隔が「可変」となっている面番号ｉにおける次の面までの面間隔Ｄｉを示す。例えば、第１実施例では、面番号９，２１での面間隔Ｄ９，Ｄ２１を示す。これらの値は、無限遠合焦状態、近距離（至近距離）合焦状態におけるそれぞれについて示す。
【００６３】
［条件式対応値］の表には、上記の条件式（１）〜（９）に対応する値を示す。
【００６４】
以下、全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径Ｒ、面間隔Ｄ、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。
【００６５】
ここまでの表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での重複する説明は省略する。
【００６６】
（第１実施例）
第１実施例について、図１〜図２および表１を用いて説明する。図１は、本実施形態の第１実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。第１実施例に係る光学系ＷＬ（１）は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成される。また、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に、開口絞りＳが配置される。各レンズ群の記号に付けている符号（＋）もしくは（−）は各レンズ群の屈折力を示し、このことは以下の全ての実施例でも同様である。
【００６７】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の正レンズＬ１２と、両凹形状の第２の負レンズＬ１３と、両凸形状の第２の正レンズＬ１４と、から構成される。すなわち、第１レンズ群Ｇ１は４枚のレンズから構成される。第２の正レンズＬ１４は、像側のレンズ面が非球面である。第１実施例において、第１の負レンズＬ１１および第１の正レンズＬ１２が、負の屈折力を有する前群Ｇ１ａを構成する。また、第２の負レンズＬ１３および第２の正レンズＬ１４が、本実施形態の正の屈折力を有する後群Ｇ１ｂを構成する。
【００６８】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、像側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズＬ２１と、両凸形状の第１の正レンズＬ２２および両凹形状の第２の負レンズＬ２３からなる接合レンズと、両凸形状の第２の正レンズＬ２４と、両凹形状の第３の負レンズＬ２５と、両凹形状の第４の負レンズＬ２６および両凸形状の第３の正レンズＬ２７からなる接合レンズと、から構成される。すなわち、第２レンズ群Ｇ２は７枚のレンズから構成される。第２の正レンズＬ２４は、像側のレンズ面が非球面である。第３の正レンズＬ２７は、像側のレンズ面が非球面である。
【００６９】
第２レンズ群Ｇ２の像側に、像面Ｉが配置される。第２レンズ群Ｇ２と像面Ｉとの間における像面Ｉの近傍に、像面Ｉに配設される撮像素子（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタＦＬが配置される。第１実施例に係る光学系ＷＬ（１）では、無限遠から近距離物体への合焦の際、第１レンズ群Ｇ１が固定されるとともに、第２レンズ群Ｇ２が光軸に沿って物体側へ移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が変化する（小さくなる）ように構成される。また、合焦の際、開口絞りＳが第１レンズ群Ｇ１とともに固定されるように構成される。
【００７０】
以下の表１に、第１実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
【００７１】
（表１）
［全体諸元］
ｆ＝24.89
ＦＮＯ＝1.85
２ω＝84.2
Ｙ＝21.60
Ｂｆ＝16.080(空気換算長）
ＴＬ＝98.489(空気換算長）
ｆＧ１ａ＝-215.401
ｆＧ１ｂ＝83.533
φＳｔ＝21.52
［レンズ諸元］
面番号        Ｒ          Ｄ         ｎｄ        νｄ
1       259.93798      1.800      1.61800      63.3
2        23.21609     17.645
3        57.64328      3.617      1.85026      32.4
4       825.22838     10.110
5       -34.47703      1.000      1.80518      25.4
6       537.21533      0.500
7        87.30361      5.646      1.85108      40.1
8*      -33.94300      2.539
9           ∞         D9（可変）                    （絞りＳ）
10      -51.86043      2.000      1.63980      34.5
11     -625.30255      0.100
12       25.00000     11.041      1.61800      63.3
13      -27.39159      1.000      1.62588      35.7
14       27.16911      0.782
15       24.68610      5.040      1.88202      37.2
16*    -127.35739      3.526
17     -866.88526      1.000      1.64769      33.7
18       37.60165      3.974
19      -29.83312      1.000      1.69895      30.1
20      108.02024      3.000      1.82098      42.5
21*     -34.70573      D21（可変）
22          ∞         1.500      1.51680      63.9
23          ∞         0.100
［非球面データ］
第８面
κ=4.89200E-01
A4=8.32980E-07,A6=1.36681E-09,A8=2.95579E-12,A10=-9.22667E-15
第１６面
κ=-1.97822E+01
A4=1.34043E-05,A6=-1.68712E-08,A8=-6.06266E-11,A10=1.67715E-13
第２１面
κ=1.03830E+00
A4=2.78128E-05,A6=1.14967E-08,A8=6.40144E-10,A10=-8.79238E-13
［レンズ群データ］
群      始面      焦点距離
G1        1        73.76
G2       10        52.78
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態      近距離合焦状態
ｆ＝24.89         β＝-0.1527
D0          ∞             150.00
D9         7.089             2.926
D21       14.991            19.153
Bf(air)   16.080            20.242
TL(air)   98.489            98.489
［条件式対応値］
条件式（１）  ｎｄｍ＝1.73
条件式（２）  (−ｆＧ１ａ)／ｆＧ１ｂ＝2.41
条件式（３）  Ｙ／ＢＬ＝0.26
条件式（４）  ｆ／ＴＬ＝0.31
条件式（５）  ＤＧ１／ｆ＝1.62
条件式（６）  ＴＬ／（ＦＮＯ×Ｂｆ）＝2.95
条件式（７）  ｆ２／ｆ１＝0.716
条件式（８）  （Ｒｐ２＋Ｒｐ１）／（Ｒｐ２−Ｒｐ１）＝0.72
条件式（９）  (−Ｒ２１)／φＳｔ＝2.41
【００７２】
図２（ａ）は、第１実施例に係る光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。図２（ａ）の各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ａは半画角をそれぞれ示す。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、非点収差図および歪曲収差図では半画
角の最大値をそれぞれ示し、横収差図では各半画角の値を示す。図２（ｂ）は、第１実施例に係る光学系の近距離（至近距離）合焦時の諸収差図である。図２（ｂ）の各収差図において、ＮＡは開口数、Ｈ０は物体高をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応する開口数の値を示し、非点収差図および歪曲収差図では物体高の最大値をそれぞれ示し、横収差図では各物体高の値を示す。また、図２（ａ）および図２（ｂ）の各収差図において、ｄはｄ線(波長λ＝５８７．６ｎｍ)、ｇはｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示す。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。なお、以下に示す各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用い、重複する説明は省略する。
【００７３】
各収差図より、第１実施例に係る光学系は、諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。
【００７４】
（第２実施例）
第２実施例について、図３〜図４および表２を用いて説明する。図３は、本実施形態の第２実施例に係る光学系のレンズ構成を示す図である。第２実施例に係る光学系ＷＬ（２）は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とから構成される。また、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に、開口絞りＳが配置される。
【００７５】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の正レンズＬ１２と、両凹形状の第２の負レンズＬ１３と、両凸形状の第２の正レンズＬ１４と、から構成される。すなわち、第１レンズ群Ｇ１は４枚のレンズから構成される。第２の正レンズＬ１４は、像側のレンズ面が非球面である。第１実施例において、第１の負レンズＬ１１および第１の正レンズＬ１２が、負の屈折力を有する前群Ｇ１ａを構成する。また、第２の負レンズＬ１３および第２の正レンズＬ１４が、本実施形態の正の屈折力を有する後群Ｇ１ｂを構成する。
【００７６】
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、像側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズＬ２１と、両凸形状の第１の正レンズＬ２２および両凹形状の第２の負レンズＬ２３からなる接合レンズと、両凸形状の第２の正レンズＬ２４と、両凹形状の第３の負レンズＬ２５と、両凹形状の第４の負レンズＬ２６および両凸形状の第３の正レンズＬ２７からなる接合レンズと、から構成される。すなわち、第２レンズ群Ｇ２は７枚のレンズから構成される。第２の正レンズＬ２４は、像側のレンズ面が非球面である。第３の正レンズＬ２７は、像側のレンズ面が非球面である。
【００７７】
第２レンズ群Ｇ２の像側に、像面Ｉが配置される。第２レンズ群Ｇ２と像面Ｉとの間における像面Ｉの近傍に、像面Ｉに配設される撮像素子（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）の限界解像以上の空間周波数をカットするためのローパスフィルタＦＬが配置される。第２実施例に係る光学系ＷＬ（２）では、無限遠から近距離物体への合焦の際、第１レンズ群Ｇ１が固定されるとともに、第２レンズ群Ｇ２が光軸に沿って物体側へ移動して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が変化する（小さくなる）ように構成される。また、合焦の際、開口絞りＳが第１レンズ群Ｇ１とともに固定されるように構成される。
【００７８】
以下の表２に、第２実施例に係る光学系の諸元の値を掲げる。
【００７９】
（表２）
ｆ＝24.88
ＦＮＯ＝1.85
２ω＝85.0
Ｙ＝21.60
Ｂｆ＝16.084  (空気換算長）
ＴＬ＝98.489(空気換算長）
ｆＧ１ａ＝-260.663
ｆＧ１ｂ＝84.025
φＳｔ＝21.65
［レンズ諸元］
面番号        Ｒ          Ｄ         ｎｄ        νｄ
1       311.04316      1.800      1.61800      63.3
2        23.23403     17.966
3        53.06674      3.753      1.85026      32.4
4       524.38118      9.489
5       -36.35863      1.200      1.80518      25.4
6       321.12595      0.500
7        86.27627      5.718      1.85108      40.1
8*      -34.48263      2.220
9           ∞         D9（可変）                    （絞りＳ）
10      -48.48648      2.000      1.63980      34.5
11     -383.13109      0.100
12       25.00000     10.035      1.60300      65.4
13      -28.47157      1.000      1.62588      35.7
14       27.69283      1.053
15       25.37798      5.249      1.88202      37.2
16*     -99.38873      3.512
17    -3108.75430      1.000      1.64769      33.7
18       38.11144      4.048
19      -29.70213      1.000      1.69895      30.1
20       80.32765      3.642      1.82098      42.5
21*     -37.16425      D21（可変）
22          ∞         1.500      1.51680      64.2
23          ∞         0.100
［非球面データ］
第８面
κ=4.87100E-01
A4=9.57616E-07,A6=1.30032E-09,A8=1.39336E-12,A10=-6.18169E-15
第１６面
κ=-6.72550E+00
A4=1.26488E-05,A6=-1.58130E-08,A8=-4.86762E-11,A10=1.46674E-13
第２１面
κ=1.28460E+00
A4=2.74071E-05,A6=1.81033E-08,A8=5.13415E-10,A10=-6.63454E-13
［レンズ群データ］
群      始面      焦点距離
G1        1        70.44
G2       10        53.52
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態      近距離合焦状態
ｆ＝24.88         β＝-0.1525
D0          ∞             150.00
D9         7.119             2.916
D21       14.995            19.198
Bf(air)   16.084            20.287
TL(air)   98.489            98.489
［条件式対応値］
条件式（１）  ｎｄｍ＝1.73
条件式（２）  (−ｆＧ１ａ)／ｆＧ１ｂ＝3.10
条件式（３）  Ｙ／ＢＬ＝0.26
条件式（４）  ｆ／ＴＬ＝0.25
条件式（５）  ＤＧ１／ｆ＝1.62
条件式（６）  ＴＬ／（ＦＮＯ×Ｂｆ）＝3.55
条件式（７）  ｆ２／ｆ１＝0.760
条件式（８）  （Ｒｐ２＋Ｒｐ１）／（Ｒｐ２−Ｒｐ１）＝0.76
条件式（９）  (−Ｒ２１)／φＳｔ＝2.24
【００８０】
図４（ａ）は、第２実施例に係る光学系の無限遠合焦時の諸収差図である。図４（ｂ）は、第２実施例に係る光学系の近距離（至近距離）合焦時の諸収差図である。各収差図より、第２実施例に係る光学系は、諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有していることがわかる。
【００８１】
上記各実施例によれば、大口径比を有しながら、小型で良好な光学性能を有した光学系を実現することができる。
【００８２】
ここで、上記各実施例は本願発明の一具体例を示しているものであり、本願発明はこれらに限定されるものではない。
【００８３】
なお、以下の内容は、本実施形態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。
【００８４】
本実施形態の光学系の数値実施例として、２群構成のものを示したが、本願はこれに限られず、その他の群構成（例えば、３群等）の光学系を構成することもできる。具体的には、本実施形態の光学系の最も物体側や最も像面側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。
【００８５】
本実施形態の光学系において、第２レンズ群Ｇ２に限らず、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モータ等を用いた）モータ駆動にも適している。
【００８６】
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動（揺動）させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。
【００８７】
レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易になり、加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。
【００８８】
レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非
球面のいずれでも構わない。また、レンズ面は回折面としても良く、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしても良い。
【００８９】
開口絞りは、第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用しても良い。
【００９０】
各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し、コントラストの高い光学性能を達成するために、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良い。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。
【符号の説明】
【００９１】
Ｇ１  第１レンズ群                    Ｇ２  第２レンズ群
Ｉ  像面                              Ｓ  開口絞り
【図１】
2017161849.tif 000003
【図２】
2017161849.tif 000004
【図３】
2017161849.tif 000005
【図４】
2017161849.tif 000006
【図５】
2017161849.tif 000007
【図６】
2017161849.tif 000008