JP2012068448A

JP2012068448A - 光学系及びそれを用いた撮像装置

Info

Publication number: JP2012068448A
Application number: JP2010213419A
Authority: JP
Inventors: Ryosuke Uemura; 亮介植村
Original assignee: Olympus Imaging Corp
Current assignee: Olympus Imaging Corp
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2012-04-05
Also published as: US20120075729A1; US8390943B2

Abstract

【課題】広角及び標準程度の画角で、少ないレンズ枚数からなり、撮像時のスムーズなＡＦ追従のために、諸収差の良好な補正を保ちつつ、フォーカス群の軽量化を行う光学系を提供する。
【解決手段】物体側から順に、固定の第１レンズ群、開口絞り、固定の正屈折力の第２レンズ群、及び、１枚または接合の負レンズを有し、可動し、負屈折力の第３レンズ群からなり、第３レンズ群を光軸に沿って像側方向に移動させることによって、フォーカシングを行う所謂リアフォーカス方式を有し、｜ｆ_(2+3)g/ｆ_1g｜＜1、及び-6.0＜（Ｒ_3gr+Ｒ_3gf）/（Ｒ_3gr−Ｒ_3gf）＜3.5を満足する。ただし、ｆ_(2+3)gは第２、第３レンズ群の合成焦点距離、ｆ_1gは第１レンズ群の焦点距離、Ｒ_3grは第３レンズ群を構成する負レンズ成分の最も像側の面の曲率半径、Ｒ_3gfは３レンズ群を構成する負レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像装置等に用いられる光学系に関し、主にデジタル一眼カメラやコンパクトカメラ等に使用される光学系及びそれを用いた撮像装置に関する。

近年、デジタル一眼カメラや、コンパクトカメラ等に使用される光学系として、少ない構成枚数ながら、バックフォーカスが長い光学系が提案されている（例えば、特許文献１、２）。

特開２０１０−６１０３３号公報特開昭５５−１４３５１７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された撮像光学系は、フォーカシング時に、撮像光学系を全体に繰り出す方式のため、駆動部への負荷が大きく、撮影時のスムーズなＡＦ追従には不向きである。

また、特許文献２に記載された撮像光学系は、フォーカシング時における球面収差や像面湾曲変動が大きい。

本発明は、このような状況を鑑みて考案されたものであり、その目的は、広角及び標準程度の画角で、少ないレンズ枚数からなる光学系において、撮像時のスムーズなＡＦ追従のために、諸収差の良好な補正を保ちつつ、フォーカス群の軽量化を行う光学系及びそれを用いた撮像装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係る光学系は、物体側から順に、固定の第１レンズ群と、開口絞りと、固定され正の屈折力を有する第２レンズ群と、１枚または接合された負の屈折力を有する第１レンズを有し、可動し、負の屈折力を有する第３レンズ群からなり、前記第３レンズ群が、光軸に沿って像側方向に移動することによって、無限遠合焦状態から近距離合焦状態へとフォーカシングを行い、以下の条件式（１）及び（２）を満たす。
｜ｆ_(2+3)g / ｆ_1g｜＜ 1 ・・・（１）
-6.0 ＜（Ｒ_3gr + Ｒ_3gf）/（Ｒ_3gr − Ｒ_3gf）＜ 3.5 ・・・（２）
ただし、
ｆ_(2+3)gは、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の無限遠合焦時における合成焦点距離、
ｆ_1gは、前記第１レンズ群の焦点距離、
Ｒ_3grは、前記第３レンズ群を構成する負レンズ成分の、最も像側の面の光軸上における曲率半径、
Ｒ_3gfは、前記第３レンズ群を構成する負レンズ成分の、最も物体側の面の光軸上における曲率半径、
である。

以下、このような構成をとった理由と作用を説明する。

本発明の撮像光学系は、第１レンズ群と、第２レンズ群と、が固定であり、第３レンズ群のみが可動することによりフォーカシングを実現している。第３レンズ群は構成枚数が少なく軽量化が容易であり、従って駆動部への負荷も小さく動画撮像時のスムーズなＡＦ追従が可能となる。

この際、全系において、主となる屈折力を第２レンズ群が持ち、第１レンズ群は主に画角の確保と球面収差および像面湾曲の補正の役割を担う。絞り後の第２レンズ群は、軸外主光線を光軸に対して略平行にすることで、射出瞳位置を物体側へと引き離し高いテレセントリック性を実現する。この高いテレセントリック性により、シェーディング等の問題を回避すると同時に、第３レンズ群のフォーカシング時に入射光線高の変動が小さくなるため、諸収差の変動が抑え易くなる。

条件式（１）は、第１レンズ群の焦点距離と第２レンズ群及び第３レンズ群の合成焦点距離の比を規定する。前述の通り、全系において、主となる屈折力を第２レンズ群が持つため、所謂レトロフォーカスタイプから絞り後方群の屈折力が大きな準ガウスタイプが本発明に係る範囲である。

条件式（１）の上限値を上回ると、第１レンズ群の屈折力が強くなる。第１レンズ群が正の屈折力を有する場合、所謂テレフォトタイプに近くなるため、テレセントリック性を保ったままの小型化が困難となる。第１レンズ群が負の屈折力を有する場合、レトロフォーカス効果が強くなりバックフォーカスが不必要に長くなり全長が増大する。

条件式（２）は、第３レンズ群の負レンズ成分のシェイプファクター、すなわち、レンズ形状を規定する。第３レンズ群にはフォーカシング時に諸収差の変動が少ないことが求められる。特に、球面収差の変動量はこのレンズ形状に大きく影響を受ける。レンズ面法線と、像面に向かって収束していく軸上マージナル光線との成す角が小さい場合、球面収差の変動は小さい。この場合、光線は徐々に曲げられるため、第３レンズ群のレンズ各面での収差発生量は小さく、レンズ移動時の球面収差バランスの崩れも小さいためである。

条件式（２）の上限値を上回ると、レンズ面法線と、像面に向かって収束していく軸上マージナル光線との成す角が大きくなり、フォーカシング時に球面収差の変動が抑えることが難しい。条件式（２）の下限値を下回ると、球面収差の変動は少なくなるが、軸外主光線とレンズ面法線とが成す角が大きくなり、特にメリジオナル像面の変動が抑えられなくなる。

以上のように本発明によれば、広角及び標準の画角において、諸収差の変動を抑えつつ、少ないレンズ構成枚数の軽量な第三群のみを可動群とした、リアフォーカスタイプのコンパクトな撮像光学系を提供することが可能となる。

実施例１の光学系の断面図である。光軸に対して２７度の入射光線（つまり入射半画角２７度）の主光線の像面での高さで定義するｈを示す図である。実施例２の光学系の断面図である。実施例３の光学系の断面図である。実施例４の光学系の断面図である。実施例５の光学系の断面図である。実施例６の光学系の断面図である。実施例７の光学系の断面図である。実施例８の光学系の断面図である。実施例９の光学系の断面図である。実施例１０の光学系の断面図である。実施例１の光学系の無限遠合焦状態と至近合焦状態(被写体距離200mm)での諸収差図である。実施例２の光学系の無限遠合焦状態と至近合焦状態(被写体距離200mm)での諸収差図である。実施例３の光学系の無限遠合焦状態と至近合焦状態(被写体距離200mm)での諸収差図である。実施例４の光学系の無限遠合焦状態と至近合焦状態(被写体距離200mm)での諸収差図である。実施例５の光学系の無限遠合焦状態と至近合焦状態(被写体距離200mm)での諸収差図である。実施例６の光学系の無限遠合焦状態と至近合焦状態(被写体距離200mm)での諸収差図である。実施例７の光学系の無限遠合焦状態と至近合焦状態(被写体距離200mm)での諸収差図である。実施例８の光学系の無限遠合焦状態と至近合焦状態(被写体距離200mm)での諸収差図である。実施例９の光学系の無限遠合焦状態と至近合焦状態(被写体距離200mm)での諸収差図である。実施例１０の光学系の無限遠合焦状態と至近合焦状態(被写体距離200mm)での諸収差図である。本発明の広角レンズを交換レンズとして用いたレンズ交換式カメラの断面図である。本発明によるデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。図２３のデジタルカメラの背面図である。図２３のデジタルカメラの横断面図である。図２３のデジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。

本実施例の広角光学系の構成による作用効果を説明する。なお、この実施例によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施例の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、当業者であれば、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えても、本発明の範囲を超えないことは理解できよう。従って、以下で説明する本発明の例示的な実施例は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。

本発明のある態様に係る光学系について説明する。

図１は実施例１の光学系の断面図である。

本発明のある態様に係る光学系は、物体側から順に、固定の第１レンズ群と、開口絞りと、固定され正の屈折力を有する第２レンズ群と、１枚の負の屈折力を有する第１レンズを有し、可動し、負の屈折力を有する第３レンズ群からなり、前記第３レンズ群が、光軸に沿って像側方向に移動することによって、無限遠合焦状態から近距離合焦状態へとフォーカシングを行い、以下の条件式（１）及び（２）を満たす。
｜ｆ_(2+3)g / ｆ_1g｜＜ 1 ・・・（１）
-6.0 ＜（Ｒ_3gr + Ｒ_3gf）/（Ｒ_3gr − Ｒ_3gf）＜ 3.5 ・・・（２）
ただし、
ｆ_(2+3)gは、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の無限遠合焦時における合成焦点距離、
ｆ_1gは、前記第１レンズ群の焦点距離、
Ｒ_3grは、前記第３レンズ群を構成する負レンズ成分の、最も像側の面の光軸上における曲率半径、
Ｒ_3gfは、前記第３レンズ群を構成する負レンズ成分の、最も物体側の面の光軸上における曲率半径、
である。

以下、このような構成をとった理由と作用を説明する。

更に、上述の発明において、以下のいずれかの構成を有する事が好ましい。

また、前記第３レンズ群は以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
−12 ＜ｆ_3g / ｆ＜ −1.5 ・・・（３）
ただし、
ｆ_3gは、前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆは、全系の無限遠合焦時における焦点距離、
である。

条件式（３）は、全系に対する第３レンズ群の屈折力の比を規定する。この条件式（３）を満たすことにより、フォーカシング時における諸収差の変動を抑え、かつ、移動量を少なくすることができる。その結果、光学系をコンパクトなスペースに収めることが求められる。

条件式（３）の上限値を上回ると、第３レンズ群のパワーが大きくなり、フォーカシング時に諸収差の変動が大きくなる。また、テレセントリック性を確保するためには、第２レンズ群のパワーを必要以上に強める必要があり、偏心等の影響を考えても好ましくない。条件式（３）の下限値を下回ると、第３レンズ群のパワーが小さくなり移動量が大きくなるため、コンパクトなスペースでのフォーカシングが困難となる。

また、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
−0.1 ＜− h / exp ＜ 0.4 ・・・（４）
ただし、
expは、無限遠状態の射出瞳位置から像面までの距離であり、物体面から像面に向う方向を正とする。
hは、図２に示すように、光軸に対して２７度の入射光線（つまり入射半画角２７度）の主光線の像面での高さで定義する。

条件式（４）は、レンズにより軸外主光線をどれだけ光軸に略平行にするかを規定する。条件式（４）を満たすことにより、射出瞳位置を物体側へ引き離し、テレセントリック性を確保しシェーディング等の問題を回避すると同時に、実質的に第３レンズ群のフォーカシング時に入射光線高の変動を小さくすることができる。この結果、諸収差の変動を抑え、偏心等の影響も小さくすることが可能になる。

条件式（４）の上限値を上回ると、斜入射がきつくなり周辺減光等の影響が大きくなると同時に、第３レンズ群のフォーカシング時に入射光線高の変動が大きくなるため、諸収差の変動を抑えることが困難になる。条件式（４）の下限値を下回ると、レンズにより必要以上に光線を曲げる構成となることを意味し、各面での諸収差の発生量が増大する、もしくは収差補正の為により多くのレンズ枚数が必要となり、コンパクトな構成とすることが困難となる。

また、前記第２レンズ群は、物体側から順に負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、正の屈折力を有するレンズ成分を有することを特徴とし、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
| ｆ_2g / ｆ_i | ＜ 0.6 ・・・（５）
ただし、
ｆ_iは前記第２レンズと前記第３レンズの合成焦点距離、
ｆ_2gは前記第２レンズ群の焦点距離
である。

第２レンズ群は、物体側から順に負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズを有するため、主に色収差と像面湾曲を補正することができる。また、レンズ成分は第２レンズ群内の主となる屈折力を持ち、主に軸外主光線を光軸に対して略平行にする役割を有している。

条件式（５）は、第２レンズ群内屈折力の比を規定する。条件式（５）の上限値を上回ると、前記第２レンズと第３レンズによるパワーが過剰となる。本来は、レンズ成分によってうテレセントリック性を高めることが好ましいが、第２レンズと第３レンズが、テレセントリック性を高める役割を担うこととなる。その結果、諸収差の補正バランス、特に色収差の補正バランスが崩れるため性能確保上好ましくない。

さらに第２レンズ群は、第２、第３レンズが接合レンズであることが好ましい。第２レンズ群の像側には、絞りが配置されるため、軸上マージナル光線の光線高が高くなる。ここで、絞りの像側に位置する第２レンズ群において、第２、第３レンズが接合レンズであるため、当該接合レンズにより、色収差、特に軸上色収差の補正を容易にすることができる。

また、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
0.005 ＜ｄ_2g-3g / TL ＜ 0.2 ・・・（６）
ただし、
ｄ_2g-3gは、前記第２レンズ群の最も像側の面と前記第３レンズ群の最も物体側の面との、無限遠合焦時における光軸上での間隔、
TLは、光学系全長、
である。

条件式（６）は、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を規定する。過剰に間隔を空けると、十分なフォーカス移動量の確保が困難となり、さらにフォーカス群が径方向に大きくなり重量的にもサイズ的にも好ましくない。一方、レンズ同士のフォーカス時の干渉を防ぐ観点や、製造誤差等による像面ずれをフォーカス群の移動で吸収する観点から、実用上ある程度の間隔を設けることが好ましい。

条件式（６）の上限を上回ると、十分なフォーカス移動量の確保が困難となり好ましくない。条件式（６）の下限を下回ると、フォーカシング時のレンズ同士の干渉等が問題となり好ましくない。

また本発明においては、絞り後の正群パワーが大きいレトロフォーカスタイプで発生しやすい負のディストーションを光学系では積極的に補正はせず、ある程度発生させている。これは、全系のコンパクト化を行う上で有利な為である。この像の歪みを固体撮像素子で撮像後、得られたデータに画像処理を施して補正すれば、物体とほぼ相似形状を持つ画像データを得ることもできる。

また、条件式（１）乃至条件式（６）のいずれか１つ以上をそれぞれに対応するより限定した条件式（１'）乃至条件式（６'）に置き換えることで、より好ましい構成となる。
｜ｆ_(2+3)g / ｆ_1g｜＜ 0.7 ・・・（１'）
−4 ＜（Ｒ_3gr + Ｒ_3gf）/（Ｒ_3gr − Ｒ_3gf）＜ 2 ・・・（２'）
−10 ＜ｆ_3g / ｆ＜ −2 ・・・（３'）
0.1 ＜− h / exp ＜ 0.35 ・・・（４'）
−0.2 ＜ｆ_i / ｆ_2g ＜ 0.5 ・・・（５'）
0.01 ＜ｄ_2g-3g / TL ＜ 0.1 ・・・（６'）

また、条件式（１）乃至条件式（６）のいずれか１つ以上をそれぞれに対応するより限定した条件式（１''）乃至条件式（６''）に置き換えることで、さらに好ましい構成となる。
｜ｆ_(2+3)g / ｆ1g ｜＜ 0.55 ・・・（１''）
−1 ＜（Ｒ_3gr + Ｒ_3gf）/（Ｒ_3gr − Ｒ_3gf）＜ 2 ・・・（２''）
−10 ＜ｆ_3g / ｆ＜ −2.5 ・・・（３''）
0.12 ＜− h / exp ＜ 0.3 ・・・（４''）
−0.1 ＜ｆ_i / ｆ_2g ＜ 0.4 ・・・（５''）
0.02 ＜ｄ_2g-3g / TL ＜ 0.06 ・・・（６''）

各条件式の上限値のみ、もしくは下限値のみを新たな上限値、下限値としても良い。

本発明のある態様に係る実施例１〜１０の光学系について説明する。

図１は実施例１の光学系の断面図である。

実施例１の光学系は、図１に示すように、物体側から順に、固定の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、固定され正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、１枚の負レンズを有し、可動し、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成されている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と両凹負レンズＬ１３の接合レンズＳＵ１１と、からなる。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹負レンズＬ２１と両凸正レンズＬ２２の接合レンズＳＵ２１と、両凸正レンズＬ２３と、からなる。

第３レンズ群Ｇ３は、１枚の両凹負レンズＬ３１からなる。

Ｆはフィルター、Ｉは像面である。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズＬ１１の両面及び第２レンズ群Ｇ２の像側の両凸正レンズＬ２３の両面の４面に用いている。

図３は実施例２の光学系の断面図である。

実施例２の光学系は、図３に示すように、物体側から順に、固定の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、固定され正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、１枚の負レンズを有し、可動し、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹負レンズＬ２１と両凸正レンズＬ２２の第２の２枚接合レンズＳＵ２１と、両凸正レンズＬ２３と、からなる。

第３レンズ群Ｇ３は、１枚の像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１からなる。

Ｆはフィルター、Ｉは像面である。

非球面は、第２レンズ群Ｇ２の像側の両凸正レンズＬ２３の両面の２面に用いている。

図４は実施例３の光学系の断面図である。

実施例３の光学系は、図４に示すように、物体側から順に、固定の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、固定され正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、１枚の負レンズを有し、可動し、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、１枚の物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１からなる。

Ｆはフィルター、Ｉは像面である。

図５は実施例４の光学系の断面図である。

実施例４の光学系は、図５に示すように、物体側から順に、固定の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、固定され正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、１枚の負レンズを有し、可動し、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成されている。

Ｆはフィルター、Ｉは像面である。

非球面は、第２レンズ群Ｇ２の像側の両凸正レンズＬ２３の両面及び第３レンズ群の両凹負レンズＬ３１の両面の４面に用いている。

図６は実施例５の光学系の断面図である。

実施例５の光学系は、図６に示すように、物体側から順に、固定の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、固定され正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、１枚の負レンズを有し、可動し、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成されている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、からなる。

Ｆはフィルター、Ｉは像面である。

図７は実施例６の光学系の断面図である。

実施例６の光学系は、図７に示すように、物体側から順に、固定の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、固定され正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、接合の負レンズを有し、可動し、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹負レンズＬ２１と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２と、両凸正レンズＬ２３と、からなる。

第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と両凹負レンズＬ３２の接合レンズＳＵ３１からなる。

Ｆはフィルター、Ｉは像面である。

図８は実施例７の光学系の断面図である。

実施例７の光学系は、図８に示すように、物体側から順に、固定の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、固定され正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、１枚の負レンズを有し、可動し、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、１枚の両凹負レンズＬ３１と、からなる。

Ｆはフィルター、Ｉは像面である。

図９は実施例８の光学系の断面図である。

実施例８の光学系は、図９に示すように、物体側から順に、固定の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、固定され正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、１枚の負レンズを有し、可動し、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成されている。

Ｆはフィルター、Ｉは像面である。

図１０は実施例９の光学系の断面図である。

実施例９の光学系は、図１０に示すように、物体側から順に、固定の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、固定され正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、１枚の負レンズを有し、可動し、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成されている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、両凹負レンズＬ１２と、両凸正レンズＬ１３と、からなる。

第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２の接合レンズＳＵ２１と、両凸正レンズＬ２３と、からなる。

Ｆはフィルター、Ｉは像面である。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズＬ１１の物体側の面及び第２レンズ群の両凸正レンズＬ２３の両面の３面に用いている。

図１１は実施例１０の光学系の断面図である。

実施例１０の光学系は、図１１に示すように、物体側から順に、固定の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、固定され正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、１枚の負レンズを有し、可動し、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３から構成されている。

第１レンズ群Ｇ１は、両凸正レンズＬ１１と両凹負レンズＬ１２の接合レンズＳＵ１１からなる。

Ｆはフィルター、Ｉは像面である。

非球面は、第２レンズ群の像側の両凸正レンズＬ２３の両面の２面に用いている。

以下に、実施例１〜１０の数値データを示す。実施例１〜５の数値データにおいて、ｒはレンズ面の曲率半径，ｄはレンズ肉厚または空気間隔，Ｎｄおよびνｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）における屈折率およびアッべ数，ｆは光学系全系の無限遠合焦状態での焦点距離，ＦnoはＦナンバー，ωは半画角（°）である。

実施例の説明の諸元表中、（非球面）を付した面は非球面形状の面である。非球面形状を表す式は、光軸に垂直な高さをＨ，面頂を原点としたときの高さＨにおける光軸方向の変位量をＸ（Ｈ），近軸曲率半径をｒ，円錐係数をＫ，２次，４次，６次，８次，１０次の非球面係数をそれぞれA2，A4，A6，A8，A10としたとき次の（ａ）式で表される。
Ｘ（Ｈ）＝（Ｈ²／ｒ）／｛１＋［１−（１＋Ｋ）・（Ｈ²／ｒ²）］^1/2｝
＋A4Ｈ⁴＋A6Ｈ⁶＋A8Ｈ⁸＋A10Ｈ¹⁰ ・・・（ａ）なお、Ｅは１０のべき乗を表している。例えば、「Ｅ−１０」は、１０のマイナス１０乗を表している。

数値実施例１
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1(非球面) 29.202 0.95 1.53071 55.67
2(非球面) 7.525 1.38
3 26.121 2.34 1.83400 37.16
4 -23.499 0.69 1.48749 70.23
5 92.385 1.82
6(絞り) ∞ 4.13
7 -11.943 0.85 1.75211 25.05
8 67.908 5.14 1.74100 52.64
9 -10.224 0.12
10(非球面) 29.259 3.85 1.53071 55.67
11(非球面) -26.799 D11
12 -87.241 1.00 1.74077 27.79
13 150.774 D13
14 ∞ 4.05 1.51633 64.14
15 ∞ 2.07
像面 ∞

非球面データ
第１面
K=0.012,A4=-1.72584E-09,A6=1.61391E-07,A8=-6.62397E-09
第２面
K=0.002,A4=-1.70425E-09,A6=1.61644E-06,A8=-9.27089E-08
第１０面
K=-0.010,A4=-3.46439E-05,A6=2.96282E-08,A8=-9.18617E-14
第１１面
K=-0.015,A4=1.40993E-05,A6=-7.71734E-08,A8=9.43176E-10

フォーカスデータ
無限遠合焦時至近合焦時(被写体距離200mm)
D11 1.405 4.750
D13 14.95 11.61

各種データ
無限遠合焦時
f 17.34
Fno 2.89
画角２ω 70.87°
像高 11.15
BF_inair 19.69
レンズ全長 43.37

数値実施例２
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 37.763 1.00 1.48749 70.23
2 8.553 2.61
3 22.373 2.46 1.83400 37.16
4 -21.797 0.69 1.56732 42.82
5 54.431 1.84
6(絞り) ∞ 4.17
7 -9.862 0.80 1.75211 25.05
8 102.176 5.01 1.72916 54.68
9 -10.386 0.13
10(非球面) 22.942 2.80 1.53071 55.67
11(非球面) -27.438 D11
12 -84.633 1.00 1.84666 23.78
13 -228.457 D13
14 ∞ 4.05 1.51633 64.14
15 ∞ 2.10
像面 ∞

非球面データ
第１０面
K=-0.099,A4=-4.14490E-05,A6=1.50625E-07,A8=-6.63952E-10
第１１面
K=0.004,A4=1.58636E-05,A6=1.46862E-08

フォーカスデータ
無限遠合焦時至近合焦時(被写体距離200mm)
D11 0.31 7.13
D13 15.50 8.68

各種データ
無限遠合焦時
f 16.16
Fno 2.89
画角２ω 77.24°
像高 11.15
BF_inair 20.26
レンズ全長 43.08

数値実施例３
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 34.037 1.14 1.48749 70.23
2 9.032 2.58
3 22.452 2.47 1.83400 37.16
4 -21.023 0.71 1.56732 42.82
5 54.684 1.86
6(絞り) ∞ 4.61
7 -9.114 0.80 1.75211 25.05
8 160.635 5.01 1.72916 54.68
9 -10.437 0.13
10(非球面) 24.999 2.80 1.53071 55.67
11(非球面) -25.191 D11
12 44.007 1.00 1.59270 35.31
13 28.619 D13
14 ∞ 4.05 1.51633 64.14
15 ∞ 1.99
像面 ∞

非球面データ
第１０面
K=-0.004,A4=-4.79269E-05,A6=1.82002E-07,A8=-4.99154E-10
第１１面
K=-0.001,A4=1.06430E-05,A6=9.89060E-08

フォーカスデータ
無限遠合焦時至近合焦時(被写体距離200mm)
D11 1.83 11.25
D13 14.32 4.90

各種データ
無限遠合焦時
f 17.35
Fno 2.89
画角２ω 70.21°
像高 11.15
BF_inair 18.98
レンズ全長 43.92

数値実施例４
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 17.840 0.56 1.48749 70.23
2 7.430 1.88
3 18.522 2.10 1.83400 37.16
4 -22.398 0.86 1.56732 53.00
5 22.062 1.84
6(絞り) ∞ 3.90
7 -12.226 1.64 1.75265 26.50
8 20.027 5.42 1.72669 54.70
9 -11.180 0.15
10(非球面) 37.205 2.23 1.74320 49.34
11(非球面) -38.408 D11
12(非球面) -82.000 1.00 1.53071 55.67
13(非球面) 168.000 D13
14 ∞ 4.05 1.51633 64.14
15 ∞ 2.04
像面 ∞

非球面データ
第１０面
K=-8.323,A4=1.43803E-05,A6=2.70208E-08,A8=-1.15996E-09
第１１面
K=9.024,A4=3.74844E-05,A6=-5.71708E-10,A8=-4.43968-11
第１２面
K=-2.677,A4=1.02373E-05,A6=-6.51161E-08,A8=4.34427E-10
第１３面
K=-1.407,A4=7.77734E-07,A6=7.60175E-08

フォーカスデータ
無限遠合焦時至近合焦時(被写体距離200mm)
D11 1.80 6.87
D13 14.86 9.79

各種データ
無限遠合焦時
f 17.40
Fno 2.89
画角２ω 71.18°
像高 11.15
BF_inair 19.57
レンズ全長 42.95

数値実施例５
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 51.326 1.22 1.49700 81.54
2 8.402 2.38
3 26.336 2.35 1.83400 37.16
4 -59.578 1.59
5(絞り) ∞ 4.10
6 -9.632 0.92 1.75211 25.05
7 122.226 5.43 1.72916 54.68
8 -10.321 0.17
9(非球面) 26.719 2.40 1.58313 59.38
10(非球面) -27.532 D10
11 -102.167 1.00 1.64769 33.79
12 115.625 D12
13 ∞ 4.05 1.51633 64.14
14 ∞ 2.05
像面 ∞

非球面データ
第９面
K=-0.22,A4=-4.00875E-05,A6=5.77805E-08,A8=-4.43437E-10
第１０面
K=-0.010,A4=1.11310E-05,A6=6.69425E-10

フォーカスデータ
無限遠合焦時至近合焦時(被写体距離200mm)
D10 2.29 5.88
D12 13.86 10.28

各種データ
無限遠合焦時
f 16.27
Fno 2.89
画角２ω 75.99°
像高 11.15
BF_inair 18.58
レンズ全長 42.44

数値実施例６
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1(非球面) 26.460 0.95 1.53071 55.67
2(非球面) 8.762 1.40
3 27.091 2.48 1.83400 37.16
4 -27.931 0.68 1.48749 70.23
5 100.800 1.82
6(絞り) ∞ 4.42
7 -13.489 0.82 1.84000 24.00
8 162.565 0.59
9 -250.212 5.13 1.74100 52.64
10 -10.790 0.51
11(非球面) 31.744 4.62 1.74320 49.34
12(非球面) -37.928 D12
13 -238.328 1.00 1.51633 64.14
14 -55.574 1.68 1.76182 26.52
15 68.111 D15
16 ∞ 4.05 1.51633 64.14
17 ∞ 2.07
像面 ∞

非球面データ
第１面
K=1.159,A4=4.56502E-05,A6=-1.39874E-09,A8=2.74264E-11
第２面
K=0.273,A4=3.93049E-05,A6=1.98347E-10,A8=-2.83272E-10
第１１面
K=-0.010,A4=-2.82264E-05,A6=9.40616E-10,A8=2.10448E-09
第１２面
K=0.382,A4=-7.58543E-06,A6=-1.43213E-07,A8=3.02164E-09

フォーカスデータ
無限遠合焦時至近合焦時(被写体距離200mm)
D12 1.40 4.36
D15 13.38 10.42

各種データ
無限遠合焦時
f 18.35
Fno 2.89
画角２ω 67.50°
像高 11.15
BF_inair 18.12
レンズ全長 45.63

数値実施例７
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1(非球面) 29.856 0.95 1.53071 55.67
2(非球面) 7.695 1.38
3 25.972 2.51 1.83400 37.16
4 -23.010 0.69 1.48749 70.23
5 87.649 1.82
6(絞り) ∞ 4.13
7 -10.936 0.88 1.75211 25.05
8 37.206 5.07 1.74100 52.64
9 -10.225 0.12
10(非球面) 32.122 3.65 1.53071 55.67
11(非球面) -28.137 D11
12 -192.861 1.00 1.74077 27.79
13 308.172 D13
14 ∞ 4.05 1.51633 64.14
15 ∞ 2.07
像面 ∞

非球面データ
第１面
K=-0.149,A4=-4.30218E-07,A6=-1.91070E-09,A8=-1.12997E-08
第２面
K=-0.000,A4=-1.09661E-07,A6=1.92319E-06,A8=-1.45954E-07
第１０面
K=-0.009,A4=-3.20893E-05,A6=2.74308E-08,A8=3.01212E-11
第１１面
K=-0.007,A4=6.07754E-06,A6=-3.48783E-08,A8=6.28869E-10

フォーカスデータ
無限遠合焦時至近合焦時(被写体距離200mm)
D11 1.41 9.88
D13 15.34 6.87

各種データ
無限遠合焦時
f 17.10
Fno 2.89
画角２ω 72.16°
像高 11.15
BF_inair 20.08
レンズ全長 43.70

数値実施例８
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1(非球面) 125.562 0.95 1.53071 55.67
2(非球面) 6.900 1.38
3 20.818 2.17 1.83400 37.16
4 -20.572 0.67 1.48749 70.23
5 96.761 1.82
6(絞り) ∞ 5.19
7 -13.489 0.82 1.75211 25.05
8 36.390 4.58 1.74100 52.64
9 -10.497 0.12
10(非球面) 25.598 3.82 1.53071 55.67
11(非球面) -24.390 D11
12 -110.170 1.00 1.74077 27.79
13 187.683 D13
14 ∞ 4.05 1.51633 64.14
15 ∞ 2.07
像面 ∞

非球面データ
第１面
K=-2.536,A4=-1.09261E-05,A6=-5.89657E-09,A8=1.13666E-12
第２面
K=-0.166,A4=-2.61853E-05,A6=-2.16439E-06,A8=-2.45117E-08
第１０面
K=-0.005,A4=-2.11108E-05,A6=2.61003E-08,A8=4.76609E-10
第１１面
K=-0.022,A4=3.54665E-05,A6=-7.17246E-08,A8=1.26379E-09

フォーカスデータ
無限遠合焦時至近合焦時(被写体距離200mm)
D11 1.44 4.83
D13 12.76 9.37

各種データ
無限遠合焦時
f 14.46
Fno 2.89
画角２ω 85.47°
像高 11.15
BF_inair 17.50
レンズ全長 41.45

数値実施例９
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1(非球面) 64.053 2.00 1.53071 55.67
2 171.562 0.70
3 -183.020 0.70 1.48749 70.23
4 11.398 4.16
5 23.950 1.86 1.83400 37.16
6 -79.853 1.05
7(絞り) ∞ 4.71
8 -9.271 1.41 1.75211 25.05
9 -80.000 5.59 1.72916 54.68
10 -11.558 0.17
11(非球面) 29.822 2.70 1.58313 59.38
12(非球面) -26.108 D12
13 -322.510 1.00 1.84666 23.78
14 87.000 D14
15 ∞ 4.05 1.51633 64.14
16 ∞ 2.06
像面 ∞

非球面データ
第１面
K=16.282,A4=4.47970E-08,A6=-4.18587E-08
第１１面
K=-0.143,A4=-2.55896E-05,A6=6.06481E-08,A8=-4.60179E-10
第１２面
K=-1.287,A4=1.85888E-05,A6=1.68780E-09

フォーカスデータ
無限遠合焦時至近合焦時(被写体距離200mm)
D12 2.49 6.63
D14 15.38 11.24

各種データ
無限遠合焦時
f 18.26
Fno 2.89
画角２ω 68.17°
像高 11.15
BF_inair 20.11
レンズ全長 48.66

数値実施例１０
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 28.199 2.18 1.85026 32.27
2 -50.692 1.13 1.56732 42.82
3 28.622 1.56
4(絞り) ∞ 4.02
5 -8.340 0.87 1.75211 25.05
6 96.685 5.44 1.73400 51.47
7 -11.041 0.25
8(非球面) 32.720 2.99 1.74320 49.34
9(非球面) -40.176 D9
10 -200.425 1.00 1.49700 81.54
11 41.724 D11
12 ∞ 4.05 1.51633 64.14
13 ∞ 2.05
像面 ∞

非球面データ
第８面
K=-0.173,A4=-2.66631E-05,A6=8.53561E-08,A8=-2.52417E-10
第９面
K=-0.169,A4=1.38528E-07,A6=2.04712E-09

フォーカスデータ
無限遠合焦時至近合焦時(被写体距離200mm)
D11 5.40 11.81
D13 10.66 4.25

各種データ
無限遠合焦時
f 22.85
Fno 2.89
画角２ω 54.41°
像高 11.15
BF_inair 15.38
レンズ全長 40.23

図１２〜図２１は実施例１〜１０の光学系の諸収差図である。各図中（ａ）は無限遠合焦状態の諸収差図、各図中（ｂ）は至近合焦時の諸収差図である。球面収差と倍率色収差は、５８７．６ｎｍ（ｄ線：実線），４３５．８ｎｍ（ｇ線：一点鎖線），６５６．３ｎｍ（Ｃ線：破線）の各波長における数値を示してある。また、非点収差は、実線がサジタル像面、点線がメリジオナル像面を示している。なお、ＦＮＯはＦナンバー、ＦＩＹは像高を示す。

次に、上記各実施例における条件式（１）〜（６）の値を示す。

条件式実施例１実施例２実施例３実施例４実施例５
（１） 0.13 0.01 0.08 0.07 0.03
（２） 0.27 2.18 -4.72 0.34 0.06
（３） -4.29 -9.85 -8.16 -5.96 -5.14
（４） 0.19 0.17 0.18 0.18 0.17
（５） 0.36 0.18 0.11 0.28 0.19
（６） 0.03 0.01 0.04 0.04 0.05

条件式実施例６実施例７実施例８実施例９実施例１０
（１） 0.01 0.11 0.24 0.29 0.45
（２） 0.10 0.23 0.26 -0.58 -0.66
（３） -3.05 -9.35 -6.47 -4.43 -3.04
（４） 0.19 0.18 0.14 0.18 0.29
（５） 0.24 0.33 0.36 0.05 0.04
（６） 0.03 0.03 0.03 0.05 0.13

図２２は、本発明の広角レンズを用い、撮像素子として小型のＣＣＤ又はＣＭＯＳ等を用いた電子撮像装置としての一眼レフレックスカメラの断面図である。図２２において、１は一眼レフレックスカメラ（一眼レフカメラ）、２は鏡筒内に配置された撮影レンズ系、３は撮影レンズ系２を一眼レフレックスカメラ１に着脱可能とする鏡筒のマウント部であり、スクリュータイプのマウントやバヨネットタイプのマウント等が用いられる。この例では、バヨネットタイプのマウントを用いている。また、４は撮像素子面、５はバックモニタである。

このような構成の一眼レフレックスカメラ１の撮影レンズ系２として、例えば上記実施例１〜１０に示した本発明の光学系が用いられる。

以上の本発明によれば、一眼レフタイプのデジタルカメラに適した交換レンズとして、ある程度ディストーション補正を行いつつ、特に色収差や像面湾曲などの諸収差が良好に補正され、テレセントリック性を確保した、少ない構成枚数のコンパクトな広角光学系を提供することが可能となる。

図２３〜図２６は、レンズを撮影光学系４１に組み込んだ本発明に係る撮像装置の構成の概念図を示す。図２３はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図２４は同背面図、図２５はデジタルカメラ４０の構成を示す模式的な横断面図である。

デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２上に位置する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４上に位置するファインダー光学系４３、シャッターボタン４５、ポップアップストロボ４６、液晶表示モニター４７等を含み、カメラ４０の上部に配置されたシャッターボタン４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１の光学系を通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、フィルターＦを介して結像面近傍に設けた撮像素子としてのＣＣＤ４９の撮像面（光電変換面）上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７や、ファインダー用画像表示素子５４に表示される。また、この処理手段５１には記録手段５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。

なお、この記録手段５２は処理手段５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。

さらに、ファインダー用光路４４上にはファインダー用接眼レンズ５９が配置してある。ファインダー用画像表示素子５４に表示された物体像が、このファインダー用接眼レンズ５９によって拡大および観察者が見やすい視度に調整され、観察者眼球Ｅに導かれている。なお、ファインダー用接眼レンズ５９の射出側にカバー部材５０が配置されている。

図２６は、上記デジタルカメラ４０の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段５１は例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部２４、一次記憶メモリ１７、画像処理部１８等からなり、記憶手段５２は例えば記憶媒体部１９等からなる。

図２６に示すように、デジタルカメラ４０は、操作部１２と、この操作部１２に接続された制御部１３と、この制御部１３の制御信号出力ポートにバス１４及び１５を介して接続された撮像駆動回路１６並びに一次記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１を備えている。

上記の一次記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１はバス２２を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路１６には、ＣＣＤ４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部２４が接続されている。

操作部１２は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。制御部１３は、例えばＣＰＵ等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部１２を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ４０全体を制御する回路である。

ＣＣＤ４９は、本発明による撮影光学系４１を介して形成された物体像を受光する。ＣＣＤ４９は、撮影駆動回路１６により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してＣＤＳ／ＡＤＣ部２４に出力する撮像素子である。

ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４は、ＣＣＤ４９から入力する電気信号を増幅しかつアナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時記憶メモリ１７に出力する回路である。

一次記憶メモリ１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４から出力される上記ＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１８は、一次記憶メモリ１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１３から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。

記憶媒体部１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一次記憶メモリ１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１８で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。

表示部２０は、液晶表示モニター４７及びファインダー用画像表示素子５４を備え、その液晶表示モニター４７及びファインダー用画像表示素子５４に画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、そのＲＯＭ部から読み出された画質パラメータの中から操作部１２の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。設定情報記憶メモリ部２１は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。

このように構成されたデジタルカメラ４０は、本発明により、ある程度ディストーション補正を行いつつ、特に色収差や像面湾曲などの諸収差が良好に補正され、テレセントリック性を確保した、少ない構成枚数のコンパクトな広角光学系を用いた撮像装置を提供することが可能となる。

特に、動画撮影に本実施例の撮像装置を用いた場合、動画撮像時のスムーズなＡＦ追従が可能となり、諸収差の良好な補正を保ちつつ、フォーカス群の軽量化を行うことができる。

また、本実施例の撮像装置は、バックフォーカスが長いため、撮像面の直前方にフィルターＦなどの光学素子を挿入するスペースを十分に設けることができる。

本発明は、以上のような一般的な被写体を撮影する所謂デジタルカメラだけではなく、広い画角が必要な監視カメラ等に適用してもよい。

Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｇ３…第３レンズ群
Ｓ…開口絞り
Ｆ…フィルター
Ｅ…観察者眼球
１…レンズ交換式カメラ
２…撮影レンズ系
３…マウント部
４…撮像素子面
５…バックモニタ
１２…操作部
１３…制御部
１４、１５…バス
１６…撮像駆動回路
１７…一次記憶メモリ
１８…画像処理部
１９…記憶媒体部
２０…表示部
２１…設定情報記憶メモリ部
２２…バス
２４…ＣＤＳ／ＡＤＣ部
４０…デジタルカメラ
４１…撮影光学系
４２…撮影用光路
４３…ファインダー光学系
４４…ファインダー用光路
４５…シャッターボタン
４６…ポップアップストロボ
４７…液晶表示モニター
４９…ＣＣＤ
５０…カバー部材
５１…処理手段
５２…記録手段
５４…ファインダー用画像表示素子
５９…ファインダー用接眼レンズ

条件式（３）は、全系に対する第３レンズ群の屈折力の比を規定する。この条件式（３）を満たすことにより、フォーカシング時における諸収差の変動を抑え、かつ、移動量を少なくすることができる。その結果、光学系をコンパクトなスペースに収めることが可能となる。

条件式（４）は、レンズにより軸外主光線をどれだけ光軸に略平行にするかを規定する。条件式（４）を満たすことにより、射出瞳位置を像面から引き離し、テレセントリック性を確保しシェーディング等の問題を回避すると同時に、実質的に第３レンズ群のフォーカシング時に入射光線高の変動を小さくすることができる。この結果、諸収差の変動を抑え、偏心等の影響も小さくすることが可能になる。

第２レンズ群は、物体側から順に負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズを有し、主に色収差と像面湾曲を補正する役割を持つ。また、レンズ成分は第２レンズ群内の主となる屈折力を持ち、主に軸外主光線を光軸に対して略平行にする役割を有している。

条件式（５）は、第２レンズ群内屈折力の比を規定する。条件式（５）の上限値を上回ると、前記第２レンズと第３レンズによるパワーが過剰となる。本来は、レンズ成分によってテレセントリック性を高めることが好ましいが、第２レンズと第３レンズが、テレセントリック性を高める役割を担うこととなる。その結果、諸収差の補正バランス、特に色収差の補正バランスが崩れるため性能確保上好ましくない。

さらに第２レンズ群は、第２、第３レンズが接合レンズであることが好ましい。第２レンズ群の物体側には、絞りが配置されるため、軸上マージナル光線の光線高が高くなる。ここで、絞りの像側に位置する第２レンズ群において、第２、第３レンズが接合レンズであるため、当該接合レンズにより、色収差、特に軸上色収差の補正を容易にすることができる。

また、条件式（１）乃至条件式（６）のいずれか１つ以上をそれぞれに対応するより限定した条件式（１'）乃至条件式（６'）に置き換えることで、より好ましい構成となる。
｜ｆ_(2+3)g / ｆ_1g｜＜ 0.7 ・・・（１'）
−4 ＜（Ｒ_3gr + Ｒ_3gf）/（Ｒ_3gr − Ｒ_3gf）＜ 2 ・・・（２'）
−10 ＜ｆ_3g / ｆ＜ −2 ・・・（３'）
0.1 ＜− h / exp ＜ 0.35 ・・・（４'）
−0.2 ＜ｆ _2g / ｆ _i ＜ 0.5 ・・・（５'）
0.01 ＜ｄ_2g-3g / TL ＜ 0.1 ・・・（６'）

また、条件式（１）乃至条件式（６）のいずれか１つ以上をそれぞれに対応するより限定した条件式（１''）乃至条件式（６''）に置き換えることで、さらに好ましい構成となる。
｜ｆ_(2+3)g / ｆ1g ｜＜ 0.55 ・・・（１''）
−1 ＜（Ｒ_3gr + Ｒ_3gf）/（Ｒ_3gr − Ｒ_3gf）＜ 2 ・・・（２''）
−10 ＜ｆ_3g / ｆ＜ −2.5 ・・・（３''）
0.12 ＜− h / exp ＜ 0.3 ・・・（４''）
−0.1 ＜ｆ _2g / ｆ _i ＜ 0.4 ・・・（５''）
0.02 ＜ｄ_2g-3g / TL ＜ 0.06 ・・・（６''）

以下に、実施例１〜１０の数値データを示す。実施例１〜１０の数値データにおいて、ｒはレンズ面の曲率半径，ｄはレンズ肉厚または空気間隔，Ｎｄおよびνｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）における屈折率およびアッべ数，ｆは光学系全系の無限遠合焦状態での焦点距離，ＦnoはＦナンバー，ωは半画角（°）である。

実施例の説明の諸元表中、（非球面）を付した面は非球面形状の面である。非球面形状を表す式は、光軸に垂直な高さをＨ，面頂を原点としたときの高さＨにおける光軸方向の変位量をＸ（Ｈ），近軸曲率半径をｒ，円錐係数をＫ，４次，６次，８次，１０次の非球面係数をそれぞれA4，A6，A8，A10としたとき次の（ａ）式で表される。
Ｘ（Ｈ）＝（Ｈ²／ｒ）／｛１＋［１−（１＋Ｋ）・（Ｈ²／ｒ²）］^1/2｝
＋A4Ｈ⁴＋A6Ｈ⁶＋A8Ｈ⁸＋A10Ｈ¹⁰ ・・・（ａ）なお、Ｅは１０のべき乗を表している。例えば、「Ｅ−１０」は、１０のマイナス１０乗を表している。

以上の本発明によれば、一眼レフタイプのデジタルカメラに適した交換レンズとして、ある程度ディストーション補正を行いつつ、特に色収差や像面湾曲などの諸収差が良好に補正され、テレセントリック性を確保した、少ない構成枚数のコンパクトな光学系を提供することが可能となる。

このように構成されたデジタルカメラ４０は、本発明により、ある程度ディストーション補正を行いつつ、特に色収差や像面湾曲などの諸収差が良好に補正され、テレセントリック性を確保した、少ない構成枚数のコンパクトな光学系を用いた撮像装置を提供することが可能となる。

Claims

物体側から順に、
固定の第１レンズ群と、
開口絞りと、
固定され正の屈折力を有する第２レンズ群と、
１枚または接合された負の屈折力を有する第１レンズを有し、可動し、負の屈折力を有する第３レンズ群からなり、
前記第３レンズ群が、を光軸に沿って像側方向に移動することによって、無限遠合焦状態から近距離合焦状態へとフォーカシングを行い、
以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする光学系。
｜ｆ_(2+3)g / ｆ_1g｜＜ 1 ・・・（１）
-6.0 ＜（Ｒ_3gr + Ｒ_3gf）/（Ｒ_3gr − Ｒ_3gf）＜ 3.5 ・・・（２）
ただし、
ｆ_(2+3)gは、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の無限遠合焦時における合成焦点距離
ｆ_1gは、前記第１レンズ群の焦点距離、
Ｒ_3grは、前記第３レンズ群を構成する負レンズ成分の、最も像側の面の光軸上における曲率半径、
Ｒ_3gfは、前記第３レンズ群を構成する負レンズ成分の、最も物体側の面の光軸上における曲率半径、
である。
前記第３レンズ群は以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
−12 ＜ｆ_3g / ｆ＜ −1.5 ・・・（３）
ただし、
ｆ3gは、前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆは、全系の無限遠合焦時における焦点距離、
である。
以下の条件式（４）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。
−0.1 ＜− h / exp ＜ 0.4 ・・・（４）
ただし、
expは、無限遠状態の射出瞳位置から像面までの距離であり、物体面から像面に向う方向を正とする。
hは、光軸に対して２７度の入射光線（つまり入射半画角２７度）の主光線の像面での高さで定義する。
前記第２レンズ群は、物体側から順に負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズ、正の屈折力を有するレンズ成分を有し、
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の光学系。
|ｆ_2g / ｆ_i| ＜ 0.6 ・・・（５）
ただし、
ｆ_iは前記第２レンズと前記第３レンズの合成焦点距離、
ｆ_2gは前記第２レンズ群の焦点距離、
である。
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の光学系。
0.005 ＜ｄ_2g-3g/ TL ＜ 0.2 ・・・（６）
ただし、
ｄ_2g-3gは、前記第２レンズ群の最も像側の面と前記第３レンズ群の最も物体側の面との、無限遠合焦時における光軸上での間隔、
TLは、光学系全長、
である。