JP2016218276A

JP2016218276A - 撮像光学系及びそれを有する撮像装置

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Publication number: JP2016218276A
Application number: JP2015103559A
Authority: JP
Inventors: 薫江口; Kaoru Eguchi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2016-12-22
Anticipated expiration: 2035-05-21
Also published as: US20160341958A1; JP6622486B2; US10168510B2

Abstract

【課題】色収差を含めた諸収差の補正が容易で、高い光学性能を有し、しかも全系の小型化及びレンズ重量の軽量化を図ることができる撮像光学系を得ること。【解決手段】部分群Ｓｔは、１枚以上の正レンズを有し、第１レンズ群の焦点距離f1、第２レンズ群の焦点距離f2、レンズ全長L、無限遠物体にフォーカスしているときの全系の焦点距離f、正レンズのうち物体側から像側へ順に数えたときの第i番目の第i正レンズの焦点距離fPi、第i正レンズを構成する材料のd線基準のアッベ数と異常部分分散比νdPi、ΔθgFPi、nを部分群Ｓｔに含まれる正レンズの総数（但し前記部分群Ｓｔが複数存在するときは、全ての部分群Ｓｔに含まれる正レンズの総数）とし、各々適切に設定する。【選択図】図１

Description

本発明は撮像光学系及びそれを有する撮像装置に関し、例えば撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ＴＶカメラ、監視用カメラや銀塩フィルムを用いたフィルム用カメラ等に好適なものである。

物体側から像側へ順に、正の屈折力の前方レンズ群と、負の屈折力の後方レンズ群より成る、望遠タイプの撮像光学系（望遠レンズ）が知られている。望遠レンズでは、焦点距離が長くなるにしたがって、諸収差のうち、特に軸上色収差及び倍率色収差等の色収差が多く発生してくる。

従来、これらの色収差を、蛍石や商品名S-FPL51（オハラ社製）等の異常部分分散性を持った低分散材料を用いた正レンズと、高分散材料を用いた負レンズとを組み合わせて補正した望遠レンズが提案されている（特許文献１）。また、Ｆナンバーの小さい望遠レンズでは、Ｆナンバーが小さくなるにしたがって、諸収差のうち、特に球面収差及びコマ収差が多く発生してくる。Ｆナンバーが小さい望遠レンズにおいて球面収差やコマ収差を補正するために、レンズ枚数を増やして収差補正に対する自由度を増やすようにした望遠レンズが知られている（特許文献２）。

一方、光学系の色収差を含めた諸収差を補正しつつレンズ全長を短縮する方法として、非球面レンズや異常分散特性を有する光学素子、回折作用を有する回折光学素子を用いる方法が知られている。従来、この方法によって、色収差と単色収差の補正を良好に行いつつ、レンズ枚数を削減することによってレンズ全長を短縮した撮像光学系が知られている（特許文献３）。特許文献３では、第１レンズ群の屈折力を増大させてレンズ全長を短縮させながら、非球面で単色の収差補正を行い、回折光学素子と異常分散特性を有する光学素子で色収差を補正している。

多くの撮像光学系において、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは、撮像光学系の全体または一部を光軸方向に移動させることにより行われる。望遠レンズでは、比較的小型で軽量な撮像光学系の中央部分のレンズ群を移動させてフォーカシングを行うインナーフォーカス方式が用いられることが多い。特許文献１乃至３の望遠レンズは、物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群を有し、フォーカシングに際して第２レンズ群が移動する。

特開平９−１４５９９６号公報特開平８−３２７８９７号公報特開２０１３−０２５０８７号公報

望遠レンズは、焦点距離が長くなるにつれて、正の屈折力の前方レンズ群が大型化しやすいため、全系の小型化及び軽量化を図りつつ、色収差を良好に補正し、高い光学性能を得るためには、前方レンズ群のレンズ構成を適切に設定することが重要である。しかしながら、レンズ全長を大幅に短縮しようとすると、前方レンズ群だけでは軸上色収差と倍率色収差をバランス良く補正することが困難となる。このため、例えば、開口絞りよりも像側の後方レンズ群でも色収差を補正することが必要となってくる。

本発明は、色収差を含めた諸収差の補正が容易で、高い光学性能を有し、全系の小型化及びレンズ重量の軽量化を図ることができる撮像光学系及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。

本発明の撮像光学系は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカシングに際して光軸方向に移動する負の屈折力の第２レンズ群、正又は負の屈折力の第３レンズ群を有する撮像光学系において、前記第１レンズ群よりも像側に開口絞りを有し、前記開口絞りよりも像側に、フォーカシング及び像ぶれ補正に際して不動の正又は負の屈折力の部分群を１つ以上有し、
前記部分群は、１枚以上の正レンズを有し、前記第１レンズ群の焦点距離をf₁、前記第２レンズ群の焦点距離をf₂、レンズ全長をL、無限遠物体にフォーカスしているときの全系の焦点距離をf、前記正レンズのうち、物体側から像側へ順に数えたときの第i番目の第i正レンズの焦点距離をfPi、前記第i正レンズを構成する材料のd線基準のアッベ数と異常部分分散比を各々ν_dPi、Δθ_gFPi、nを前記部分群に含まれる正レンズの総数（但し前記部分群が複数存在するときは、全ての部分群に含まれる正レンズの総数）とするとき、
-2.5＜f₁/f₂＜-1.0
3.0＜f²/(f₁×L)＜8.0

なる条件式を満足することを特徴としている。

本発明によれば、色収差を含めた諸収差の補正が容易で、高い光学性能を有し、全系の小型化及びレンズ重量の軽量化を図った撮像光学系が得られる。

（Ａ），（Ｂ）本発明の実施例１の撮像光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図（Ａ），（Ｂ）本発明の実施例２の撮像光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図（Ａ），（Ｂ）本発明の実施例３の撮像光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図（Ａ），（Ｂ）本発明の実施例４の撮像光学系の物体距離無限遠時におけるレンズ断面図と収差図本発明の撮像装置の説明図本発明に係る条件式（４），（５）の数値範囲の説明図一般の硝材の波長による屈折率変化を表すグラフ本発明の撮像光学系の光学作用を説明するための近軸配置の概略図

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説明する。本発明の撮像光学系は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカシングに際して光軸方向に移動する負の屈折力の第２レンズ群、正又は負の屈折力の第３レンズ群を有する。第１レンズ群よりも像側に開口絞りを有している。

図１（Ａ）乃至図４（Ａ）は、本発明の撮像光学系の実施例１乃至実施例４のレンズ断面図である。また図１（Ｂ）乃至図４（Ｂ）は本発明の撮像光学系の実施例１乃至実施例４の縦収差図である。図５は本発明の撮像光学系をカメラ本体に装着した一眼レフカメラシステム（撮像装置）の要部概略図である。

各レンズ断面図において、Ｌ０は撮像光学系である。ＳＰは開口絞りである。撮像光学系Ｌ０は正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正又は負の第３レンズ群Ｌ３を有している。第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、不動の第１部分群Ｌ３１、像ぶれ補正に際して光軸に対し垂直方向の成分を持つ方向に移動する像ぶれ補正用の第２部分群Ｌ３２、不動の第３部分群Ｌ３３を有する。

ここで不動とはフォーカシング及び像ぶれ補正に際して移動しない（固定）であることを意味する。Ｇは光学フィルター等のガラスブロックである。ＤＯＥは回折光学素子、Ｄは回折光学部である。ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルカメラの撮像光学系として使用する際には像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）の撮像面が、銀塩フィルム用カメラの撮像光学系とし使用する際にはフィルム面に相当する。

各収差図において、ｄはｄ線、ｇはｇ線である。Ｍはｄ線のメリディオナル像面、Ｓはｄ線のサジタル像面である。倍率色収差はｄ線に対するｇ線によって表している。ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）である。すべての収差図においては、後述する各数値データをｍｍ単位で表したとき球面収差は０．４ｍｍ、非点収差は０．４ｍｍ、歪曲は２％、倍率色収差は０．０５ｍｍのスケールで描かれている。

各実施例の撮像光学系Ｌ０は望遠レンズより成り、その特徴とする構成は次のとおりである。各実施例の撮像光学系Ｌ０は、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、フォーカシングに際して光軸方向に移動する負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正又は負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を有する。第１レンズ群Ｌ１よりも像側に開口絞りＳＰを有する。開口絞りＳＰよりも像側に、フォーカシング及び像ぶれ補正に際して不動の正又は負の屈折力の部分群Ｓｔを１つ以上有する。部分群Ｓｔは、１枚以上の正レンズを有する。

第１レンズ群Ｌ１の焦点距離をf₁、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をf₂、レンズ全長をLとする。無限遠物体にフォーカスしているときの全系の焦点距離をfとする。正レンズのうち、物体側から像側へ順に数えたときの第i番目の第i正レンズの焦点距離をfPiとする。第i正レンズを構成する材料のd線基準のアッベ数と異常部分分散比を各々ν_dPi、Δθ_gFPiとする。nを部分群Ｓｔに含まれる正レンズの総数（但し部分群Ｓｔが複数存在するときは、全ての部分群Ｓｔに含まれる正レンズの総数）とする。このとき、
-2.5＜f₁/f₂＜-1.0 ・・・（１）
3.0＜f²/(f₁×L)＜8.0 ・・・（２）

なる条件式を満足する。ここでレンズ全長とは最も物体側のレンズ側のレンズ面頂点から最も像側のレンズの像側のレンズ面までの光軸上の長さに空気換算でのバックフォーカスＢＦの値を加えた値である。また、材料のアッベ数ν_d、部分分散比差Δθ_gFは、材料のｄ線における屈折率をＮ_d、ｇ線における屈折率をＮ_g、Ｃ線における屈折率をＮ_C、Ｆ線における屈折率をＮ_Fとすると次に示す式で定義するものである。
ν_d＝（Ｎ_d−1）／（Ｎ_F−Ｎ_C）
θ_gF＝（Ｎ_g−Ｎ_F）／（Ｎ_F−Ｎ_C）
Δθ_gF＝θ_gF−（−1.61783×10^-3×ν_d＋0.64146）

図８は各実施例の撮像光学系Ｌ０の近軸屈折力配置の摸式図である。図８では撮像光学系Ｌ０においてリアフォーカシング（インナーフォーカシング）を想定したときの基準状態（無限遠にフォーカスしているとき）での光学作用を説明するための近軸屈折力配置を示している。図中Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２はフォーカシングに際して光軸方向へ移動する負の屈折力の第２レンズ群である。Ｌ３は正又は負の屈折力を有する第３レンズ群である。Ｌａは撮像光学系Ｌ０の光軸である。ＩＰは像面である。Ｐは軸上近軸光線、そしてＱは瞳近軸光線である。

一般的に望遠レンズにおいて、軸上近軸光線Ｐのレンズへの入射高さは、光軸Ｌａと瞳近軸光線Ｑの交わる点ＳＰａより物体側で高く、像側で低くなっている。望遠レンズはこのようにいわゆるテレフォトタイプ（望遠タイプ）の構成をとっている。この場合、大口径（Ｆナンバーを小）化を効果的に達成しようとすると、Ｆナンバー（開放Ｆナンバー）の値は物体側近傍のレンズ有効径で決まってくる。

望遠レンズの中では物体側のレンズほど有効径が大きくなる。特にＦナンバーが小さくなれば物体側のレンズの有効径も増大し、それに伴ってレンズ外径も増大し、さらにその略３乗でレンズの重量が増す。そのため大口径比の望遠レンズほど像側より物体側のレンズの重量が増大し易い。以上のようなことから大口径比の望遠レンズにおいては全系の軽量化を図ることが重要になってくる。そこで、この状況においてレンズ系全体の重量を軽減するためには、仕様や結像性能を変えずにレンズ全長の短縮を図ったり、第１レンズ群の構成レンズの枚数を削減したり、レンズ有効径を小さくすることが必要となってくる。

各実施例の撮像光学系では望遠タイプのレンズ構成においてレンズ系全体の小型化と軽量化を図るために、レンズ全長を短縮している。レンズ全長の短縮化を図る方法としては、特許文献３に開示されている。第１レンズ群に非球面や異常分散材料を使用して収差補正力を強めることにより、第１レンズ群の屈折力を強めて第１レンズ群自体のレンズ群の厚み（光軸方向の長さ）を薄くする方法がある。

このとき、全系の焦点距離ｆが長く、ＦナンバーＦｎｏが小さい（焦点距離ｆとＦナンバーＦｎｏの比ｆ／Fnoが大きい）望遠レンズにおいてレンズ全長を短縮すると次のような課題が生じてくる。ここで望遠レンズとしては、例えば焦点距離ｆ＝６００ｍｍ、ＦナンバーFno＝４．０の望遠レンズや焦点距離ｆ＝８００ｍｍ、ＦナンバーＦｎｏ＝５．６の望遠レンズ等である。

第１レンズ群を構成する光学素子に蛍石や回折光学素子を使用して色収差を補正しつつ第１レンズ群のパワーを強くして、ある程度以上にレンズ全長を短縮して行く。そうすると、軸上色収差と倍率色収差をバランス良く補正するのが困難になってくる。例えば倍率色収差を補正しようとすると、軸上色収差が補正過剰になってしまう。特にｇＦ線間の軸上色収差を良好に補正することが困難になる。

通常のフルハイビジョン（画素数：1920×1080、画素サイズ：数μm）相当の画質であれば、多少の色収差が許容される。しかし、画素数のアップや画素サイズの縮小による高画質化を考慮すると、軸上色収差と倍率色収差の補正を十分に行うことが必要になってくる。従来、望遠レンズの色収差の補正方法としては、第１レンズ群で軸上色収差と倍率色収差を補正し、補正し切れなかった残存色収差を開口絞りよりも像側のレンズ群で補正する方法がある。

次に、開口絞りより像側のレンズ群で倍率色収差を補正する方法について説明する。この時、ＣＦ線間の倍率色収差を補正するには、正レンズの材料に高分散側の材料を用い、負レンズの材料に低分散側の材料を用いるのが良い。また、異常分散特性としては、横軸ν_d、縦軸θ_gFで表されるグラフにおいて、
θ_gF＝−1.61783×10^-3×ν_d＋0.64146
として表される直線を「標準線」と定義する。

図６(A)はこのときの標準線を示す。正レンズは標準線よりも下側（Δθ_gF＜0）に分布する材料で、また、負レンズは標準線よりも上側（Δθ_gF＞0）に分布する材料で構成すると良い。そうすればｇＦ線間の倍率色収差も補正が容易となる。しかしながら、正レンズを高分散な材料で構成しようとすると、図６（Ａ）に示すθ_gF-ν_d図のように、高分散になればなるほど部分分散比差Δθ_gFが正の方向に値が大きい材料となってしまう。そうすると、ＣＦ線間の倍率色収差は補正できるが、ｇＦ線間の倍率色収差は増加する方向となる。

そこで、ＣＦ線間とｇＦ線間の倍率色収差を補正するバランス解として、従来、オハラ社（株）製のガラス材料を例にとると、次の構成がとられている。開口絞りよりも像側の正レンズにはＴＩＬ系、ＴＩＭ系そしてＴＩＨ系のガラス材料が多用され、負レンズにはＬＡＨ系、ＬＡＬ系そしてＦＰＭ２等の異常分散特性を有する材料も使用されてきた。しかしながら、望遠レンズにおいてレンズ全長を短縮すると、第１レンズ群のみならず、開口絞りよりも像側のレンズ群の屈折力も増大する。いま、テレ比を
テレ比＝（レンズ全長）÷（無限遠にフォーカス時の全系の焦点距離）
とする。

そうするとテレ比で０．６を下回るほどレンズ全長を短縮していくと、開口絞りより像側の正レンズに使用した材料の部分分散比差Δθ_gFも大きく影響して、全系におけるｇＦ線間の倍率色収差が残存してしまう。これは前記ＴＩＬ系、ＴＩＭ系そしてＴＩＨ系の材料における異常分散特性のほとんどがΔθ_gF＞0ということからくるものである。

そこで本発明の各実施例では、条件式（１）と条件式（２）を満足するようにしてレンズ全長の短縮を行っただけではなく、次のように構成している。即ち開口絞りＳＰよりも像側の不動の部分群Ｓｔにおいて、条件式（３）を満足するように正レンズの材料と屈折力を適切にしている。これによりｇＦ線間の倍率色収差の補正を良好に行っている。

次にこのときの色収差の補正のメカニズムについて説明する。図８の近軸屈折力配置のモデルに示すような望遠レンズＬ０において、瞳近軸光線Ｑが光軸Ｌａと交わる位置ＳＰａよりも物体側では、軸上近軸光線Ｐがレンズ面に光軸Ｌａから高い位置を通過する。このため、像面側のレンズよりも軸上色収差が多く発生する。また瞳近軸光線Ｑが光軸Ｌａと交わる位置ＳＰａから物体側（又は像側）へ行けば行くほど軸外主光線がレンズの周辺部分を通過するため、倍率色収差が多く発生する。

そのため、瞳近軸光線Ｑが光軸Ｌａと交わる位置ＳＰａよりも物体側（特に第１レンズ群）に異常分散特性を有する材料からなるレンズや回折光学素子などの色収差補正用の光学素子を配置している。これにより軸上色収差と倍率色収差の両方を良好に補正している。こうすることで各実施例では軸上色収差と倍率色収差それぞれのＣＦ線間の色収差補正とｇＦ線間の色収差補正を行っている。

しかしながら、レンズ全長を短縮するために第１レンズ群の正の屈折力を強めていくと、特にｇＦ線間の色収差量が増大してくる。これは図７に示すように、レンズに使われるような一般的な光学材料は、分散の違いで大きさは異なるが短波長になればなるほど屈折率の変化が大きくなっているからである。

図７は一般的な材料の波長による屈折率を示している。一般に第１レンズ群内の正レンズは、軸上色収差と倍率色収差の両方のＣＦ線間とｇＦ線間の色収差をバランスよく補正しようとして異常分散性の大きい材料を多く使用している。

レンズ全長の短縮化のため第１レンズ群の正の屈折力を更に強める。そうすると、軸上色収差と倍率色収差の補正の寄与率が異なるために、第１レンズ群に配置した材料や回折光学素子だけでは軸上色収差と倍率色収差の両方についてｄ、ｇ、Ｃ、Ｆの４波長の色収差の補正が難しくなる。特に、軸上色収差を十分に補正しようとすると、ｇＦ線間の倍率色収差の補正が不足してしまうため、第１レンズ群だけでは軸上色収差と倍率色収差の両方を補正することが困難になる。

そこで、各実施例では開口絞りＳＰよりも像側に位置する不動の部分群Ｓｔにおいて、条件式（３）を満足するように正レンズを配置する。これにより正レンズでもｇＦ線間の倍率色収差を補正するようにしている。各実施例ではこのようにすることで、色収差を補正しつつ全体として軽量化・小型化した高画質な画像が得られる撮像光学系を構成している。このとき開口絞りＳＰを第１レンズ群Ｌ１よりも像側に配置している。こうすることで、第１レンズ群Ｌ１のレンズ有効径を大きくすることなく画面周辺の光束を十分に取り込んでいる。

更に、多くの撮像光学系におけるフォーカシングでは、撮像光学系全体を移動させたり、もしくは撮像光学系の一部のレンズ群を移動させたりして行っている。このうち焦点距離が長くＦナンバー（開放Ｆナンバー）が小さい望遠レンズの場合は、レンズ系全体が大型となり、又、Ｆナンバーの大きい望遠レンズに比べて高重量となる。このため、望遠レンズ全体を移動させてフォーカシングを行うのが機構的に困難となる。そこで本発明の各実施例の撮像光学系は、第１レンズ群Ｌ１よりも像側に位置する小型軽量なレンズ群である第２レンズ群Ｌ２を光軸上移動させることによってフォーカシングを行っている。

これにより、光学系全体や第１レンズ群Ｌ１全体を移動させてフォーカスすることに比して格段に小さい駆動装置でフォーカシングすることを容易にしている。駆動装置に必要なトルクが小さければ、駆動装置自体の小型化も容易となり、その結果全系の小型化が容易になる。また各実施例の撮像光学系は第２レンズ群Ｌ２より像側に第３レンズ群Ｌ３を配置している。第２レンズ群Ｌ２よりも像側に第３レンズ群Ｌ３を配置することで、軸上光線のレンズへの入射高さが低く、かつ軸外主光線が高い位置を通過する箇所にレンズ面を配置することができる。これにより、像面湾曲や倍率色収差の補正を容易にしている。

次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は撮像光学系Ｌ０を構成する第１レンズ群Ｌ１の焦点距離と第２レンズ群Ｌ２の焦点距離に関する。条件式（１）の上限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなると、又は第２レンズ群Ｌ２の負の焦点距離が長くなると（絶対値が大きくなると）、レンズ全長の短縮には効果がある。

しかし、それにより第１レンズ群Ｌ１より球面収差やコマ収差等が多く発生し、これらの諸収差を第１レンズ群Ｌ１内で補正することが難しくなり、レンズ全系で球面収差とコマ収差が補正不足となるため好ましくない。また、第２レンズ群Ｌ２の負の焦点距離が長くなると（絶対値が大きくなると）、有限距離物体にフォーカシングする際のフォーカス移動量が増大してしまう。そうすると、そのための空間を予めレンズ系中に空けておく必要が出てしまい、レンズ全長の短縮が難しくなるため好ましくない。

一方、条件式（１）の下限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が長くなるか、第２レンズ群Ｌ２の負の焦点距離が短くなると、レンズ全長の短縮化が困難となる。また、第２レンズ群Ｌ２の負の焦点距離が短くなるとフォーカス移動量は短くなるが、負の屈折力が強くなった分だけフォーカシングに際して球面収差やコマ収差の変動が大きくなってしまうため好ましくない。

条件式（１）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
-2.0＜f₁/f₂＜-1.0 ・・・（１ａ）
また条件式（１ａ）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
-1.6＜f₁/f₂＜-1.0 ・・・（１ｂ）

条件式（２）は撮像光学系Ｌ０のレンズ全長と第１レンズ群Ｌ１の焦点距離に関する。条件式（２）の上限値を超えて、レンズ全長が短くなりすぎるか、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなりすぎると、全系の小型化が有利となる。しかしながら第１レンズ群Ｌ１より球面収差やコマ収差が多く発生し、これらの諸収差の補正が難しくなるため好ましくない。また条件式（２）の下限値を超えて、レンズ全長が長くなると、全系の小型化が困難になる。条件式（２）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。

4.0＜f²/(f₁×L)＜7.0 ・・・（２ａ）
また条件式（２ａ）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
4.5＜f²/(f₁×L)＜6.0 ・・・（２ｂ）

条件式（３）は、不動の部分群Ｓｔ中に含まれる正レンズの色収差の補正力に関する。条件式（３）の上限値（又は下限値）を超えると、正レンズの色収差の補正力の総和が小さすぎる（又は大きすぎる）。そうすると、倍率色収差と軸上色収差をバランス良く補正するのが困難になる。特にｇＦ線間の倍率色収差を補正するのが困難になる。条件式（３）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。

また条件式（３ａ）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。

以上のような構成とすることで本発明の目的とする撮像光学系は達成されるが、更に好ましくは次に述べる条件式のうち１つ以上を満足するのが良く、これによれば更なるレンズ全長を短縮しつつ高い光学性能が容易に得られる。部分群Ｓｔに含まれる全ての正レンズの材料の屈折率をN_dP、ｄ線基準のアッベ数をν_dPとする。無限遠物体にフォーカスしているときの全系の焦点距離をf、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離をf₃とする。

無限遠物体にフォーカスしているときの第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離をf₁₂とする。部分群Ｓｔは、１枚以上の負レンズを有し、負レンズのうち、物体側から像側へ順に数えたときの第j番目の第j負レンズの焦点距離をf_Njとする。第j負レンズを構成する材料のｄ線基準のアッベ数と異常部分分散比をν_dNj、Δθ_gFNjとするmを部分群Ｓｔに含まれる負レンズの総数（但し、部分群Ｓｔが複数存在するときは、全ての部分群Ｓｔに含まれる負レンズの総数）とする。

このとき、次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
-0.014×ν_dP+2.16＜N_dP＜-0.014×ν_dP+2.52 ・・・（４）
1.45＜N_dP＜1.76 ・・・（５）
-15.0＜f²/(f₁×f₃)＜-4.0 ・・・（６）
2.0＜f²/(f₁₂×L)＜10.0 ・・・（７）

次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式（４）は不動の部分群Ｓｔに含まれる正レンズを構成する材料の屈折率とアッベ数に関する。望遠レンズにおいてレンズ全長を短縮していくと、第１レンズ群Ｌ１だけではなく、その他のレンズ群の屈折力（屈折力の絶対値）が増大する。そうなると、レンズ群を構成する正レンズや負レンズの各々の屈折力も増大する。

前述のように部分群Ｓｔに含まれる正レンズは、ＣＦ線間の倍率色収差の補正上、高分散材料で構成するのが好ましい。しかしながら一般的に高分散ガラス材料は短波長領域（380nm〜410nm程度の波長領域にかけて）の透過率が低くなる傾向にある。屈折力の大きい（中心肉厚が大きい）正レンズにこのような高分散ガラスを使用すると、短波長域の透過率が低下してカラーバランスが崩れてしまうため好ましくない。

条件式（４）の下限値を超えると、正レンズを構成する材料による短波長側の透過率の低下によりカラーバランスが崩れてしまうため好ましくない。一方、条件式（４）の上限値を超えると、正レンズを構成する材料が低分散になりすぎる。そうすると、ＣＦ線間の倍率色収差の補正が困難になる。また、部分分散比差Δθ_gFに関してもΔθ_gF＞0となるため、ｇＦ線間の倍率色収差が増加してしまうので好ましくない。

条件式（４）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
-0.014×ν_dP+2.18＜N_dP＜-0.014×ν_dP+2.50 ・・・（４ａ）
条件式（４ａ）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
-0.014×ν_dP+2.20＜N_dP＜-0.014×ν_dP+2.48 ・・・（４ｂ）

上記条件式（４）に関する屈折率N_dPの範囲を図６（Ｂ）に図示する。条件式（５）は部分群Ｓｔに含まれる正レンズを構成する材料の屈折率に関する。条件式（５）の上限値を超えると屈折率が大きくなりすぎるとペッツバール和が負の方向に増加してしまい像面湾曲の補正が難しくなるため好ましくない。一方、下限値を超えるとペッツバール和は少なくなるが、屈折率が低いために同じ屈折力を得るためのレンズ面の曲率半径が小さくなりすぎてしまう。そうすると、そこから球面収差やコマ収差が多く発生し、これらの諸収差の補正が難しくなるため好ましくない。条件式（５）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。

1.45＜N_dP＜1.75 ・・・（５ａ）
また条件式（５ａ）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
1.48＜N_dP＜1.75 ・・・（５ｂ）

上記条件式（５）に関する屈折率N_dPの範囲を図６（Ｂ）に図示する。条件式（６）は第１レンズ群Ｌ１と第３レンズ群Ｌ３の焦点距離に関する。条件式（６）の上限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１もしくは第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が長くなりすぎると（焦点距離の絶対値が大きくなると）、全長が長くなってしまい、全系の小型化が困難になる。

一方、下限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１もしくは第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が短くなりすぎると（焦点距離の絶対値が小さくなると）、レンズ全長の短縮は有利となる。しかしながら、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなりすぎると球面収差やコマ収差が多く発生する。また第３レンズ群Ｌ３の負の焦点距離が短くなりすぎるとコマ収差や非点収差が多く発生する。そうなるとそれらの諸収差を補正するのが難しくなるため好ましくない。条件式（６）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。

-14.0＜f²/(f₁×f₃)＜-6.0 ・・・（６ａ）
また条件式（６ａ）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
-13.0＜f²/(f₁×f₃)＜-7.0 ・・・（６ｂ）
また条件式（６ｂ）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
-12.0＜f²/(f₁×f₃)＜-7.5 ・・・（６ｃ）

条件式（７）は無限遠にフォーカスしているときの第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離とレンズ全長に関する。条件式（７）の上限値を超えて、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の合成焦点距離が短くなりすぎるか、又はレンズ全長が短くなりすぎると、各レンズ群の屈折力が大きくなりすぎる。そうすると、球面収差やコマ収差が増大し、これらの諸収差の補正が難しくなり好ましくない。下限値を超えて、レンズ全長が長くなってくると、小型化が困難になってくる。条件式（７）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。

2.2＜f²/(f₁₂×L)＜6.0 ・・・（７ａ）
また条件式（７ａ）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。
2.3＜f²/(f₁₂×L)＜4.5 ・・・（７ｂ）

条件式（８）は部分群Ｓｔに含まれる正レンズと負レンズによる色収差の補正をバランス良く行うためのものである。条件式（８）の上限値又は下限値を超えると、ｇＦ線間の倍率色収差と軸上色収差の補正をバランス良く補正するのが困難になる。条件式（８）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。

また条件式（８ａ）は更に好ましくは次の如く設定するのが良い。

以上のように各実施例によれば画面内全体に渡って色収差を良好に補正し、高い光学性能を持った撮像光学系が得られる。

各実施例において第３レンズ群Ｌ３は、物体側から像側へ順に、不動の第１部分群Ｓｔ１、像ぶれ補正に際して光軸に対し垂直方向の成分を持つ方向に移動する第２部分群Ｓｔ２、不動の第３部分群Ｓｔ３を有する。第３レンズ群Ｌ３をこのように不動の部分群と可動の部分群に分ける構成にすることで、像ぶれ補正時の結像性能の低下を低減している。このとき、不動の部分群Ｓｔは第１部分群Ｓｔ１と第３部分群ｓｔ３である。

次に各実施例のレンズ構成について説明する。各レンズに付した符号のレンズは前述した各レンズに付した符号のレンズと対応している。まず各実施例で共通しているレンズ構成を説明する。

各実施例の撮像光学系Ｌ０では、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、フォーカス用の負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正又は負の屈折力の第３レンズ群Ｌ３より構成されている。そして第１レンズ群Ｌ１よりも像側に開口絞りＳＰを有している。また第３レンズ群Ｌ３は、正又は負の屈折力の第１部分群Ｌ３１、負の屈折力の第２部分群Ｌ３２、正の屈折力の第３部分群Ｌ３３より成っている。

そして撮像光学系Ｌ０が振動した時の撮影画像のブレの補正（振動補償）（像ぶれ補正）を第２部分群Ｌ３２で行っている。即ち第２部分群Ｌ３２を矢印ＬＴの如く光軸と直交する方向の成分を持つ方向に移動させて行なっている。

実施例１、３は第１レンズ群Ｌ１内に回折光学素子ＤＯＥを使用している。レンズ断面図において、ＤＯＥは回折光学素子である。Ｄは回折光学素子ＤＯＥの一部を構成する回折光学部（回折光学面）である。回折光学部Ｄより生ずる回折光のうち、各実施例で用いる回折光の回折次数ｍは１であり、設計波長λ₀はｄ線の波長（５８７．５６ｎｍ）である。

なお撮像光学系Ｌ０に設ける回折光学面Ｄは１つに限らず複数用いても良く、これによれば更に良好な光学性能が得られる。また回折光学面Ｄは球面に限らず非球面をベースとしても良く、ベースの材質は光を透過するものであればガラスでもプラスチックでも良い。回折格子の形状は、その２ｉ次項の位相係数をＣ_2iとした時、光軸からの距離Ｈにおける位相φ（Ｈ）は次式で表される。ただしｍは回折次数、λ₀は基準波長である。

一般に、レンズ、プリズム等の屈折光学材料のアッベ数（分散値）ν_dは、ｄ線、Ｃ線、Ｆ線の各波長における屈折力をＮ_d、Ｎ_C、Ｎ_Fとするとき、次式で表される。
ν_d＝（Ｎ_d−１）／（Ｎ_F−Ｎ_C）＞0 ・・・（ｂ）
一方、回折光学部のアッベ数ν_dはｄ線、Ｃ線、Ｆ線の各波長をλ_d、λ_C、λ_Fとするとき、
ν_d＝λ_d／（λ_F−λ_C）・・・（ｃ）
と表され、ν_d＝−3.453となる。

また回折光学部の部分分散比θ_gFは
θ_gF＝（λ_g−λ_F）／（λ_F−λ_C）・・・（ｄ）
と表され、θ_gF＝0.2956となる。
そして回折光学部の部分分散比差は、
Δθ_gF＝θ_gF−（−1.61783×10^-3×ν_d＋0.64146）・・・（ｅ）
の定義式より、Δθ_gF＝−0.35145となる。

これにより、任意波長における分散性は、屈折光学素子と逆作用を有する。また、回折光学部の基準波長における近軸的な一時回折光（ｍ＝１）の屈折力φ_Dは、回折光学部の位相を表す前式（ａ）から２次項の係数をＣ₂とした時、φ_D= −2・Ｃ₂と表される。これより回折光学素子ＤＯＥの回折成分のみによる焦点距離ｆ_DOEは

となる。さらに、任意波長をλ、基準波長をλ_０とした時、任意波長λの基準波長λ₀に対する屈折力変化は、次式となる。

φ_D’＝（λ／λ₀）×（−2・Ｃ₂）・・・（ｇ）
これにより、回折光学部の特徴として、前式（ａ）の位相係数Ｃ₂を変化させることにより、弱い近軸屈折力変化で大きな分散性が得られる。これは色収差以外の諸収差に大きな影響を与えることなく、色収差の補正を行うことを意味している。また位相係数Ｃ₄以降の高次数の係数については、回折光学部の光線入射高の変化に対する屈折力変化は非球面と類似した効果を得ることができる。それと同時に、光線入射高の変化に応じて基準波長λ₀に対し任意波長λの屈折力変化を与えることができる。このため、倍率色収差の補正に有効である。

さらに本発明の撮像光学系のように、軸上光線がレンズ面を通過する際、光軸からの高さが高い位置を通過する面に回折光学素子を配置すれば、軸上色収差の補正にも有効である。次に各実施例におけるレンズ構成について説明する。以下、各レンズ群は、断りがなければ物体側から像側へ順に配置されているものとする。

［実施例１］
図１（Ａ）の実施例１の撮像光学系Ｌ０について説明する。第１レンズ群Ｌ１は１枚の両凸形状の正レンズ、２枚のメニスカス形状の正レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、メニスカス形状の正レンズより構成されている。接合レンズは回折光学素子ＤＯＥを構成している。回折光学素子ＤＯＥを構成する回折光学部Ｄは、接合レンズの接合面に配置されている。

第１レンズ群Ｌ１の最も物体側の正レンズと接合レンズは、物体側の空気に接するレンズ面が非球面形状である。そして第２レンズ群Ｌ２は１枚の負レンズで構成されている。また開口絞りＳＰは、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間に配置されている。第３レンズ群Ｌ３において、第１部分群Ｌ３１は、２組の接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは負レンズと正レンズを接合した接合レンズである。

そして像側の接合レンズは正レンズと負レンズを接合した接合レンズで構成されている。また像側の接合レンズの最も物体側のレンズ面は非球面形状である。第２部分群Ｌ３２は、正レンズと負レンズを接合した１組の接合レンズと、１つの負レンズで構成されている。第３部分群Ｌ３３は、２組の接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、正レンズと負レンズを接合した接合レンズで構成されている。

また像側の接合レンズは１つの正レンズと２つの負レンズを接合した接合レンズで構成されている。また、この２つの負レンズのうち物体側にある負レンズは、（表１）に記載の光学特性を有するＵＶ硬化性の樹脂材料から構成されたレンズである。また、第３部分群Ｌ３３の最も物体側の正レンズの物体側のレンズ面は非球面形状である。尚、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは矢印の如く第２レンズ群Ｌ２を像面側へ光軸上を移動させることで行なっている。

部分群Ｓｔは、第１部分群Ｌ３１と第３部分群Ｌ３３が対応している。この部分群Ｓｔに含まれる正レンズの全てが条件式（３）、条件式（４）、条件式（５）、そして条件式（８）を満足している。また、第１部分群Ｌ３１と第３部分群Ｌ３３に含まれる負レンズの全てが条件式（８）を満足している。

［実施例２］
図２（Ａ）の実施例２の撮像光学系Ｌ０について説明する。第１レンズ群Ｌ１は１枚の両凸形状の正レンズ、３枚のメニスカス形状の正レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、メニスカス形状の正レンズより構成されている。

第１レンズ群Ｌ１の最も物体側の正レンズと接合レンズは、物体側の空気に接するレンズ面が非球面形状である。第２レンズ群Ｌ２は実施例１と同じである。また開口絞りＳＰの位置は、実施例１と同じである。第３レンズ群Ｌ３において、第１部分群Ｌ３１は、実施例１と同じである。第２部分群Ｌ３２は、実施例１と同じである。第３部分群Ｌ３３は、２組の接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、正レンズと負レンズを接合した接合レンズである。また像側の接合レンズは１つの正レンズと２つの負レンズを接合した接合レンズである。

また、第３部分群Ｌ３３の最も物体側の正レンズの物体側のレンズ面は非球面形状である。尚、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは第２レンズ群Ｌ２を像面側へ光軸上を移動させることで行なっている。部分群Ｓｔの構成は実施例１と同じである。

［実施例３］
図３（Ａ）の実施例３の撮像光学系Ｌ０について説明する。第１レンズ群Ｌ１は両凸形状の正レンズ、２枚のメニスカス形状の正レンズ、負レンズと正レンズを接合した接合レンズ、両凸形状の正レンズより構成されている。接合レンズは回折光学素子ＤＯＥを構成している。回折光学素子ＤＯＥを構成する回折光学部Ｄは、接合レンズの接合面に配置されている。

第１レンズ群Ｌ１の最も物体側の正レンズと接合レンズは、物体側の空気に接するレンズ面が非球面形状である。第２レンズ群Ｌ２は実施例１と同じである。開口絞りＳＰは、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間に配置されている。第３レンズ群Ｌ３において、第１部分群Ｌ３１は、実施例１と同じである。第２部分群Ｌ３２は実施例１と同じである。

第３部分群Ｌ３３は、２組の接合レンズで構成されている。物体側の接合レンズは、正レンズと負レンズを接合した接合レンズで構成されている。また像側の接合レンズは１つの正レンズと２つの負レンズを接合した接合レンズで構成されている。第３部分群Ｌ３３の最も物体側の正レンズの物体側のレンズ面は非球面形状である。尚、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは実施例１と同じである。部分群Ｓｔの構成は実施例１と同じである。

［実施例４］
図４（Ａ）の実施例４の撮像光学系Ｌ０について説明する。第１レンズ群Ｌ１は実施例１と同じである。第２レンズ群Ｌ２は実施例１と同じである。開口絞りＳＰの位置は実施例１と同じである。開口絞りＳＰの位置は実施例１と同じである。第３レンズ群Ｌ３において、第１部分群Ｌ３１は、実施例１と同じである。第２部分群Ｌ３２は実施例１と同じである。第３部分群Ｌ３３は実施例１と同じである。

尚、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングは実施例１と同じである。部分群Ｓｔの構成は実施例１と同じである。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。

次に本発明の撮像光学系を撮像装置（カメラシステム）に適用した実施例を図５を用いて説明する。図５は一眼レフカメラの要部概略図である。図５において、１０は実施例１乃至４のいずれか１つの撮像光学系１を有する撮像レンズである。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。カメラ本体は撮像レンズ１０からの光束を上方に反射するクイックリターンミラー３、撮像レンズ１０の像形成位置に配置された焦点板４、焦点板４に形成された逆像を正立像に変換するペンタダハプリズム５を有している。

更に、その正立像を観察するための接眼レンズ６等によって構成されている。７は感光面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の像を受光するための撮像素子（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上に撮像レンズ１０によって像が形成される。このように実施例１乃至４の撮像光学系を写真用カメラや、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、軽量で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。

尚、本発明の撮像光学系はクイックリターンミラーのない撮像装置にも適用することができる。

以下に本発明の実施例１乃至４に対応する数値データを示す。各数値データにおいて、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目と第ｉ＋１番目の間隔、ｎｄｉとνｄｉは第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数である。ｆ、Fno、２ωはそれぞれ無限遠物体にフォーカスしたときの全系の焦点距離、Ｆナンバー、画角（度）を表している。BFは空気換算値でのバックフォーカスである。

各数値データにおいて最も像側の２つの面はフィルター等のガラスブロックである。回折光学素子（回折面）は前述（ａ）式の位相関数の位相係数を与えることで表している。非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正、Ｒを近軸曲率半径、ｋを離心率、A4、A6、A8、A10を各々非球面係数としたとき、

なる式で表している。また例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０−Ｚ」を意味する。（表１）に、実施例１と実施例４で第３部分群Ｌ３３の像側の接合レンズで用いた負レンズの樹脂材料の材料特性を示す。そして、前述の各条件式と実施例における諸数値との関係を（表２）に示す。

（数値データ１）
f= 585.04mm Fno= 4.12 ２ω= 4.24
面番号 r d nd νd 有効径 θgF ΔθgF
1(非球面)296.316 17.00 1.48749 70.2 142.00
2 -703.060 0.35 141.23
3 100.243 24.00 1.43387 95.1 132.10
4 357.151 33.70 128.58
5 105.918 14.30 1.43387 95.1 94.79
6 538.600 5.00 90.26
7(非球面)401.672 4.60 1.78800 47.4 83.40
8(回折) 50.466 12.00 1.48749 70.2 70.61
9 81.341 7.20 67.82
10 77.901 11.62 1.43875 94.9 65.10
11 963.831 11.63 62.36
12 1088.734 3.00 1.51633 64.1 53.38
13 63.064 41.00 49.40
14(絞り) ∞ 10.50 36.80 開口絞りSP
15 62.968 2.00 1.91082 35.3 34.82 0.58243 -0.00201
16 29.083 9.10 1.48749 70.2 33.15 0.53026 0.00244
17 -161.066 2.15 32.92
18(非球面) 84.047 7.00 1.65412 39.7 31.89 0.57403 -0.00322
19 -55.433 2.00 1.83481 42.7 30.87 0.56500 -0.00735
20 129.764 4.85 29.73
21 98.870 5.00 1.84666 23.9 28.80
22 -55.750 2.00 1.88300 40.8 28.30
23 41.653 3.58 26.96
24 -251.141 2.50 1.88300 40.8 27.14
25 84.643 3.82 27.75
26(非球面) 49.384 11.50 1.61340 44.3 30.84 0.56277 -0.00709
27 -26.123 2.00 1.59522 67.7 31.34 0.54380 0.01189
28 146.229 4.30 32.26
29 68.542 10.70 1.61340 44.3 34.03 0.56277 -0.00709
30 -33.756 0.10 1.63555 22.7 34.01 0.68947 0.08477
31 -49.914 2.50 1.59522 67.7 34.03 0.54380 0.01189
32 487.552 2.50 34.00
33 ∞ 2.00 1.51633 64.1 34.32
34 ∞ 60.51 34.51
像面 ∞

面番号 16,18,26,29 正レンズ
面番号 15,19,27,30,31 負レンズ

ΔθgF＝θgF−（−1.61783×10^-3×ν_ｄ＋0.64146）
なる式で定義されるものである。

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.63748e-008 A 6=-2.17840e-013
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.59564e-008 A 6=-1.27898e-012
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.95580e-006 A 6= 1.61847e-009
A 8= 3.41190e-012
第26面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.34099e-006 A 6=-2.87323e-010
第8面(回折面)
C₂=-3.71782e-005 C₄= 6.35608e-011 C₆=-1.95114e-012
C₈= 6.06149e-016

焦点距離 585.04
Fナンバー 4.12
半画角（度） 2.12
像高 21.64
レンズ全長 335.33
BF 64.33

入射瞳位置 780.12
射出瞳位置 -70.16
前側主点位置-1254.23
後側主点位置 -524.53

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 1 189.58 129.77 -15.95 -108.30
2 12 -129.78 3.00 2.10 0.12
3 14 -219.00 90.10 29.00 -44.55
31 14 576.70 32.75 -21.63 -44.01
32 21 -37.09 13.08 7.55 -1.30
33 26 61.35 31.10 3.89 -17.57
G 33 ∞ 2.00 0.66 -0.66

単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 430.01
2 3 312.36
3 5 300.88
4 7 -73.67(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
5 8 241.91(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
6 10 192.40
7 12 -129.78
8 15 -61.05
9 16 51.34
10 18 52.10
11 19 -46.30
12 21 42.74
13 22 -26.74
14 24 -71.45
15 26 29.57
16 27 -37.07
17 29 38.40
18 30 -164.47
19 31 -75.94
G 33 0.00

（数値データ２）
f= 586.48mm Fno= 4.13 ２ω= 4.22
面番号 r d nd νd 有効径 θgF ΔθgF
1(非球面) 590.400 13.65 1.49700 81.5 142.00
2 -540.113 0.35 141.65
3 90.753 18.21 1.43875 94.9 133.59
4 140.939 16.47 130.03
5 140.724 13.04 1.43875 94.9 121.12
6 507.046 5.00 119.06
7 128.623 14.37 1.43875 94.9 106.49
8 7925.270 5.00 103.65
9(非球面)7665.050 4.60 1.72916 54.7 96.25
10 50.682 17.60 1.43875 94.9 78.81
11 169.750 7.24 77.28
12 71.493 10.27 1.43875 94.9 71.44
13 132.816 11.63 68.10
14 2810.602 3.00 1.49700 81.5 62.55
15 94.919 50.65 58.89
16(絞り) ∞ 10.50 40.10 開口絞りSP
17 75.300 2.00 1.88300 40.8 37.17 0.56694 -0.00857
18 39.936 10.98 1.51823 58.9 35.77 0.54608 -0.00001
19 -140.628 2.15 34.57
20(非球面) 116.258 7.57 1.65412 39.7 32.47 0.57403 -0.00322
21 -45.607 2.00 1.88300 40.8 30.94 0.56694 -0.00857
22 98.306 5.16 29.34
23 75.373 5.06 1.84666 23.9 27.99
24 -54.470 2.00 1.88300 40.8 27.37
25 36.149 3.91 25.59
26 -138.090 2.50 1.88300 40.8 25.70
27 108.246 3.54 26.27
28(非球面) 43.972 9.51 1.61340 44.3 29.02 0.56277 -0.00709
29 -36.501 2.00 1.59522 67.7 29.45 0.54380 0.01189
30 69.973 6.32 30.10
31 58.673 10.57 1.61340 44.3 33.17 0.56277 -0.00709
32 -35.764 0.10 1.92286 18.9 33.30 0.64947 0.03858
33 -52.939 2.50 1.59522 67.7 33.58 0.54380 0.01189
34 -168.200 2.50 34.00
35 ∞ 2.00 1.51633 64.1 34.48
36 ∞ 59.28 34.67
像面 ∞

面番号 18,20,28,31 正レンズ
面番号 17,21,29,32,33 負レンズ

ΔθgF＝θgF−（−1.61783×10^-3×ν_ｄ＋0.64146）
なる式で定義されるものである。

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-8.49144e-009 A 6=-1.55397e-013
第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.65911e-008 A 6=-1.65327e-012
第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.99203e-006 A 6= 8.49947e-010
A 8= 2.10290e-012
第28面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.90452e-006 A 6= 4.02307e-010

焦点距離 586.48
Fナンバー 4.13
半画角（度） 2.11
像高 21.64
レンズ全長 342.54
BF 63.10

入射瞳位置 706.35
射出瞳位置 -77.45
前側主点位置-1222.76
後側主点位置 -527.19

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 1 200.05 125.81 -19.58 -102.85
2 14 -197.73 3.00 2.07 0.07
3 16 -163.87 92.85 26.83 -54.39
31 16 -1104.51 35.20 159.59 117.49
32 23 -36.11 13.47 8.12 -1.21
33 28 60.82 30.99 6.93 -16.30
G 35 ∞ 2.00 0.66 -0.66

単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 569.83
2 3 523.01
3 5 439.18
4 7 297.83
5 9 -69.99
6 10 157.58
7 12 335.77
8 14 -197.73
9 17 -98.93
10 18 61.29
11 20 51.02
12 21 -35.05
13 23 38.03
14 24 -24.36
15 26 -68.40
16 28 34.04
17 29 -40.02
18 31 37.83
19 32 -119.78
20 33 -130.85
G 35 0.00

（数値データ3）
f= 585.00mm Fno= 4.12 ２ω= 4.24
面番号 r d nd νd 有効径 θgF ΔθgF
1(非球面)292.756 17.00 1.48749 70.2 142.00
2 -1000.000 0.35 141.09
3 104.991 24.00 1.43387 95.1 133.27
4 437.232 33.70 129.96
5 112.064 14.30 1.43387 95.1 96.78
6 633.926 5.00 92.43
7(非球面)803.667 4.60 1.78800 47.4 86.89
8(回折) 59.375 12.00 1.48749 70.2 75.34
9 105.424 7.20 72.79
10 131.211 11.62 1.43875 94.9 70.54
11 -326.431 5.63 68.29
12(絞り) ∞ 6.00 62.44 開口絞りSP
13 464.523 3.00 1.51633 64.1 57.03
14 62.415 61.33 52.69
15 141.781 2.00 1.80610 33.3 32.47 0.58811 0.00047
16 26.582 9.10 1.61340 44.3 30.68 0.56277 -0.00709
17 472.868 2.15 29.89
18(非球面) 64.830 7.00 1.74950 35.3 28.98 0.58180 -0.00249
19 -80.105 2.00 1.91082 35.3 27.51 0.58243 -0.00201
20 203.085 4.85 27.12
21 70.969 5.00 1.84666 23.9 26.67
22 -73.253 2.00 1.88300 40.8 26.12
23 40.368 3.58 25.05
24 -372.434 2.50 1.88300 40.8 25.31
25 62.834 3.82 25.84
26(非球面) 42.207 11.50 1.65412 39.7 29.21 0.57403 -0.00322
27 -26.269 2.00 1.69350 50.8 29.61 0.55458 -0.00469
28 117.457 4.30 30.52
29 64.168 10.70 1.61340 44.3 32.67 0.56277 -0.00709
30 -30.251 0.10 1.80809 22.8 32.80 0.63070 0.02607
31 -49.638 2.50 1.59522 67.7 33.15 0.54380 0.01189
32 -6759.918 2.50 33.65
33 ∞ 2.00 1.51633 64.1 34.03
34 ∞ 60.50 34.23
像面 ∞

面番号 16,18,26,29 正レンズ
面番号 15,19,27,30,31 負レンズ

ΔθgF＝θgF−（−1.61783×10^-3×ν_ｄ＋0.64146）
なる式で定義されるものである。

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.34793e-008 A 6=-2.97171e-013
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.27562e-008 A 6= 2.33317e-012
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.61319e-006 A 6= 9.05984e-010
A 8= 2.71458e-012
第26面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.12073e-006 A 6= 8.29672e-010
第8面(回折面)
C₂=-4.94736e-005 C₄= 9.80877e-009 C₆=-1.63242e-012
C₈= 7.20466e-016

焦点距離 585.00
Fナンバー 4.12
半画角（度） 2.12
像高 21.64
レンズ全長 345.15
BF 64.32

入射瞳位置 253.38
射出瞳位置 -96.01
前側主点位置-1348.24
後側主点位置 -524.50

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 1 189.41 135.40 -2.52 -108.84
2 13 -140.00 3.00 2.29 0.31
3 15 -189.04 79.60 25.86 -32.91
31 15 392.44 22.25 0.18 -13.44
32 21 -38.58 13.08 8.88 -0.19
33 26 64.54 31.10 1.57 -19.41
G 33 ∞ 2.00 0.66 -0.66

単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 466.55
2 3 311.64
3 5 311.17
4 7 -81.58(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
5 8 256.90(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
6 10 214.98
7 13 -140.00
8 15 -40.90
9 16 45.56
10 18 48.82
11 19 -62.86
12 21 43.26
13 22 -29.23
14 24 -60.72
15 26 26.51
16 27 -30.78
17 29 35.03
18 30 -96.07
19 31 -84.02
G 33 0.00

（数値データ4）
f=595.94 mm Fno= 4.20 ２ω=4.16
面番号 r d nd νd 有効径 θgF ΔθgF
1(非球面)275.346 14.48 1.48749 70.2 142.00
2 -938.384 0.35 141.54
3 96.394 23.98 1.43387 95.1 132.31
4 307.334 33.44 128.98
5 96.017 14.97 1.43387 95.1 94.73
6 494.132 3.38 90.39
7(非球面)334.434 4.60 1.78800 47.4 84.95
8(回折) 47.419 11.30 1.48749 70.2 70.59
9 90.160 7.00 69.16
10 82.205 9.16 1.43875 94.9 65.88
11 473.616 11.51 63.91
12 499.184 3.00 1.51633 64.1 54.85
13 63.013 41.00 50.66
14(絞り) ∞ 10.50 36.54 開口絞りSP
15 89.303 2.00 1.83400 37.2 33.37 0.57754 -0.00379
16 23.677 6.62 1.61340 44.3 31.35 0.56277 -0.00709
17 84.021 1.00 31.07
18(非球面) 56.174 9.63 1.61340 44.3 31.09 0.56277 -0.00709
19 -40.724 2.00 1.83400 37.2 29.95 0.57754 -0.00379
20 -318.194 6.22 29.50
21 124.179 4.45 1.84666 23.9 28.01
22 -54.401 2.00 1.88300 40.8 27.63
23 42.976 2.99 26.53
24 -326.606 2.50 1.88300 40.8 26.67
25 102.397 3.82 27.25
26(非球面) 49.210 20.91 1.61340 44.3 30.13 0.56277 -0.00709
27 -31.252 2.00 1.59522 67.7 31.66 0.54380 0.01189
28 144.278 4.30 32.34
29 68.657 9.44 1.61340 44.3 33.95 0.56277 -0.00709
30 -41.983 0.10 1.63555 22.7 33.87 0.68947 0.08477
31 -67.510 2.50 1.59522 67.7 33.86 0.54380 0.01189
32 297.661 2.50 34.00
33 ∞ 2.00 1.51633 64.1 34.29
34 ∞ 61.62 34.48
像面 ∞

面番号 16,18,26,29 正レンズ
面番号 15,19,27,30,31 負レンズ

ΔθgF＝θgF−（−1.61783×10^-3×ν_ｄ＋0.64146）
なる式で定義されるものである。

非球面データ
第1面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.31092e-008 A 6=-3.24074e-013
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.77158e-008 A 6= 1.17006e-013
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.81334e-006 A 6= 2.28035e-009 A 8= 5.10215e-012
第26面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.61368e-006 A 6=-4.18266e-010
第8面(回折面)
C₂=-3.78026e-005 C₄= 1.11813e-009 C₆=-3.96337e-012 C₈= 1.83305e-015

焦点距離 595.94
Fナンバー 4.20
半画角（度） 2.08
像高 21.64
レンズ全長 336.61
BF 65.44

入射瞳位置 743.52
射出瞳位置 -76.85
前側主点位置-1225.16
後側主点位置 -534.31

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 1 184.78 122.67 -17.83 -103.37
2 12 -140.00 3.00 2.27 0.29
3 14 -185.77 97.49 15.77 -62.31
31 14 946.73 31.75 0.37 -23.15
32 21 -39.00 11.94 6.29 -1.59
33 26 65.48 39.25 4.40 -22.44
G 33 ∞ 2.00 0.66 -0.66

単レンズデータ
レンズ始面焦点距離
1 1 438.40
2 3 312.94
3 5 271.59
4 7 -70.62(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
5 8 188.83(回折光学素子を除いたレンズ単体の値)
6 10 225.10
7 12 -140.00
8 15 -39.18
9 16 51.59
10 18 40.00
11 19 -56.18
12 21 45.20
13 22 -26.93
14 24 -88.05
15 26 34.58
16 27 -42.97
17 29 43.90
18 30 -174.97
19 31 -92.22
G 33 0.00

Ｌ０撮像光学系Ｌ１第１レンズ群Ｌ２第２レンズ群
Ｌ３第３レンズ群Ｌ３１第１部分群Ｌ３２第２部分群Ｌ３第３部分群
Ｓｔ部分群ＤＯＥ回折光学素子Ｄ回折光学部

Claims

物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、フォーカシングに際して光軸方向に移動する負の屈折力の第２レンズ群、正又は負の屈折力の第３レンズ群を有する撮像光学系において、前記第１レンズ群よりも像側に開口絞りを有し、前記開口絞りよりも像側に、フォーカシング及び像ぶれ補正に際して不動の正又は負の屈折力の部分群を１つ以上有し、
前記部分群は、１枚以上の正レンズを有し、前記第１レンズ群の焦点距離をf₁、前記第２レンズ群の焦点距離をf₂、レンズ全長をL、無限遠物体にフォーカスしているときの全系の焦点距離をf、前記正レンズのうち、物体側から像側へ順に数えたときの第i番目の第i正レンズの焦点距離をfPi、前記第i正レンズを構成する材料のd線基準のアッベ数と異常部分分散比を各々ν_dPi、Δθ_gFPi、nを前記部分群に含まれる正レンズの総数（但し前記部分群が複数存在するときは、全ての部分群に含まれる正レンズの総数）とするとき、
-2.5＜f₁/f₂＜-1.0
3.0＜f²/(f₁×L)＜8.0
なる条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
前記部分群に含まれる正レンズの材料の屈折率をN_dP、ｄ線基準のアッベ数をν_dPとするとき、
-0.014×ν_dP+2.16＜N_dP＜-0.014×ν_dP+2.52
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１の撮像光学系。
前記部分群に含まれる正レンズの材料の屈折率をN_dPとするとき、
1.45＜N_dP＜1.76
なる条件を満足することを特徴とする請求項１の撮像光学系。
第１レンズ群の焦点距離をf₁、無限遠物体にフォーカスしているときの全系の焦点距離をf、第３レンズ群の焦点距離をf₃とするとき、
-15.0＜f²/(f₁×f₃)＜-4.0
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項の撮像光学系。
無限遠物体にフォーカスしているときの前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離をf₁₂とするとき、
2.0＜f²/(f₁₂×L)＜10.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項の撮像光学系。
前記部分群は、１枚以上の負レンズを有し、前記負レンズのうち、物体側から像側へ順に数えたときの第j番目の第j負レンズの焦点距離をf_Nj、前記第j負レンズを構成する材料のｄ線基準のアッベ数と異常部分分散比をν_dNj、Δθ_gFNj、mを前記部分群に含まれる負レンズの総数（但し、前記部分群が複数存在するときは、全ての部分群に含まれる負レンズの総数）とするとき、
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項の撮像光学系。
前記第３レンズ群は、物体側から像側へ順に、第１部分群、第２部分群、第３部分群を有し、前記第１部分群と前記第３部分群はフォーカシング及び像ぶれ補正に際して不動であり、前記第２部分群は像ぶれ補正に際して光軸に対し垂直方向の成分を持つ方向に移動することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項の撮像光学系。
請求項１乃至７のいずれか１項の撮像光学系と、前記撮像光学系によって形成された像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。