JP5903937B2 - 光学系、光学機器及び光学系の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラ、フィルムカメラ、ビデオカメラ等の撮影光学系に最適な広
角大口径の光学系に関する。

近年、コンパクトデジタルカメラのズームレンズでは、カメラ未使用時にレンズ鏡筒が
カメラ内に沈胴するタイプのものが主流となっている。ズームレンズと同様に、無限遠物
点に対して焦点距離が変化しない固定焦点の広角レンズにおいても、カメラ未使用時にレ
ンズ鏡筒がカメラ内に沈胴するタイプのものが提案されている（例えば、特許文献１を参
照）。

特開２００８−４００３３号公報

従来の固定焦点の広角レンズは、小型で広い画角を有しているが、Ｆｎｏが４．０程度
と暗い。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、カメラ未使用時にレンズ鏡筒
がカメラ内に沈胴することが可能であり、小型で広い画角を有するとともに、大口径の光
学系、光学機器及び光学系の製造方法を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明に係る光学系は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、開口絞りと、第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、前記第１レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１のレンズと、物体側面が物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つ第２のレンズと、第３のレンズとを有し、前記第３レンズ群は、正の屈折力を持つ単レンズからなり、以下の条件式を満足する。

−２３．０ ＜ νd3−νd2 ＜ ２４．２
ｆL1／ｆL2 ＜ ０．２
但し、
νd3：前記第３のレンズのｄ線を基準とするアッベ数、
νd2：前記第２のレンズのｄ線を基準とするアッベ数、
ｆL1：前記第１のレンズの焦点距離、
ｆL2：前記第２のレンズの焦点距離。

本発明に係る光学機器は、上述の光学系のいずれかを備えて構成される。

本発明に係る光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、開口絞りと、第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなる光学系の製造方法であって、前記第１レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１のレンズと、物体側面が物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つ第２のレンズと、第３のレンズとを有し、前記第３レンズ群は、正の屈折力を持つ単レンズからなり、以下の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを組み込む。

−２３．０ ＜ νd3−νd2 ＜ ２４．２
ｆL1／ｆL2 ＜ ０．２
但し、
νd3：前記第３のレンズのｄ線を基準とするアッベ数、
νd2：前記第２のレンズのｄ線を基準とするアッベ数、
ｆL1：前記第１のレンズの焦点距離、
ｆL2：前記第２のレンズの焦点距離。

本発明によれば、カメラ未使用時にレンズ鏡筒がカメラ内に沈胴することが可能であり
、小型で広い画角を有するとともに、大口径の光学系、光学機器及び光学系の製造方法を
提供することができる。

第１実施例に係る光学系の構成を示す断面図であり、（ａ）は無限遠合焦時（β＝0.000）、（ｂ）は中間距離合焦時（β＝-0.036）、（ｃ）は至近距離合焦時（β＝-0.179）の配置をそれぞれ示す。 第１実施例に係る光学系の諸収差図であり、（ａ）は無限遠合焦時（β＝0.000）、（ｂ）は中間距離合焦時（β＝-0.036）、（ｃ）は至近距離合焦時（β＝-0.179）における諸収差図をそれぞれ示す。 第２実施例に係る光学系の構成を示す断面図であり、（ａ）は無限遠合焦時（β＝0.0000）、（ｂ）は中間距離合焦時（β＝-0.009）、（ｃ）は至近距離合焦時（β＝-0.036）の配置をそれぞれ示す。 第２実施例に係る光学系の諸収差図であり、（ａ）は無限遠合焦時（β＝0.000）、（ｂ）は中間距離合焦時（β＝-0.009）、（ｃ）は至近距離合焦時（β＝-0.036）における諸収差図をそれぞれ示す。 第３実施例に係る光学系の構成を示す断面図であり、（ａ）は無限遠合焦時（β＝0.000）、（ｂ）は中間距離合焦時（β＝-0.009）、（ｃ）は至近距離合焦時（β＝-0.036）の配置をそれぞれ示す。 第３実施例に係る光学系の諸収差図であり、（ａ）は無限遠合焦時（β＝0.000）、（ｂ）は中間距離合焦時（β＝-0.009）、（ｃ）は至近距離合焦時（β＝-0.036）における諸収差図をそれぞれ示す。 本実施形態に係る光学系を搭載するデジタルカメラ（光学機器）を説明する図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は背面図である。 図７（ａ）のＡ−Ａ´線に沿った断面図である。 本実施形態に係る光学系の製造方法を説明するためのフローチャートである。

以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る光学系ＷＬ
は、図１に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レン
ズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２とを有し、第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から
順に並んだ、負の屈折力を持つ第１のレンズＬ１１と、物体側面が物体側に凹面を向けた
負の屈折力を持つ第２のレンズＬ１２と、第３のレンズＬ１３とを有し、次の条件式（１
）を満足する。

−２３．０ ＜ νd3−νd2 ＜ ２４．２ …（１）
但し、
νd3：第３のレンズＬ１３のｄ線を基準とするアッベ数、
νd2：第２のレンズＬ１２のｄ線を基準とするアッベ数。

一般に、写真レンズなど撮像光学系の設計では、光学系の大きさを保ちながら、広画角
化と大口径化を行うことは困難である。大口径になるほど、球面収差の補正、メリジオナ
ルコマ収差とサジタルコマ収差補正の両立、コマ収差と非点収差補正の両立は困難となる
。また、光学系を大きくせずに広角化を行うと、球面収差と非点収差、各種色収差の補正
を行うことが困難となる。しかしながら、本実施形態に係る光学系ＷＬは、上記構成によ
り、カメラ未使用時にレンズ鏡筒をカメラ内に沈胴させることが可能でありながら、小型
で、Ｆｎｏ２．０程度の大口径で、画角７５°程度の広画角化を達成しつつ、メリジオナ
ルコマ収差を増加させることなく、サジタルコマ収差を小さくすることができる。

条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１を構成する、第２のレンズＬ１２のアッベ数と第３
のレンズＬ１３のアッベ数の差を規定するものである。条件式（１）を満足することによ
り、軸上色収差と倍率色収差を同時に良好に補正することができる。条件式（１）の上限
値を上回ると、第３のレンズＬ１３のアッベ数に対して第２のレンズＬ１２のアッベ数が
小さくなりすぎるため、軸上色収差の補正が困難になる。条件式（１）の下限値を下回る
と、第３のレンズＬ１３のアッベ数に対して第２のレンズＬ１２のアッベ数が大きくなり
すぎるため、倍率色収差の補正が困難になる。

本実施形態の光学系ＷＬにおいては、次の条件式（２）を満足することが好ましい。

ｆL1／ｆL2 ＜ ０．２ …（２）
但し、
ｆL1：第１のレンズＬ１１の焦点距離、
ｆL2：第２のレンズＬ１２の焦点距離。

条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１を構成する、第１のレンズＬ１１と第２のレンズＬ
１２の焦点距離の比を規定するものである。条件式（２）を満足することにより、歪曲収
差、像面湾曲を増加させることなく、コマ収差を小さくすることができる。条件式（２）
の上限値を上回ると、第１のレンズＬ１１の屈折力に対して、第２のレンズＬ１２の屈折
力が大きくなりすぎる。これにより、メリジオナルコマ収差の補正は効果的に行えるが、
サジタルコマ収差の補正が困難となる。

本実施形態の光学系ＷＬにおいては、次の条件式（３）を満足することが好ましい。

２．５５ ＜ （−Ｒ21）／Ｒ12 …（３）
但し、
Ｒ21：第２のレンズＬ１２の物体側面の曲率半径、
Ｒ12：第１のレンズＬ１１の像側面の曲率半径。
なお、曲率半径Ｒ21、Ｒ12については、物体側に凸面を向けている場合を正とする。

条件式（３）は、第１レンズ群Ｇ１を構成する、第１のレンズＬ１１の像側面と第２の
レンズＬ１２の物体側面の曲率半径の比を規定するものである。条件式（３）を満足する
ことにより、メリジオナルコマ収差を増加させることなく、サジタルコマ収差を小さくす
ることができる。条件式（３）の下限値を下回ると、第２のレンズＬ１２の屈折力を保つ
ために、第２のレンズＬ１２の物体側面の曲率半径の絶対値が大きくなりすぎる。これに
より、メリジオナルコマ収差の補正は効果的に行えるが、サジタルコマ収差の補正が困難
となる。

本実施形態の光学系ＷＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１を構成する、第３のレンズＬ１３
は、正の屈折力を持つことが好ましい。この構成により、歪曲収差、倍率色収差を良好に
補正することができる。

本実施形態の光学系ＷＬにおいて、第１のレンズＬ１１、第２のレンズＬ１２及び第３
のレンズＬ１３は、いずれも単レンズであることが好ましい。この構成により、歪曲収差
、倍率色収差を良好に補正することができる。

本実施形態の光学系ＷＬにおいて、第２レンズ群Ｇ２は、正の屈折力を持つことが好ま
しい。この構成により、本光学系ＷＬを、負の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１よりも像側
に正の屈折力を持つレンズ群を配置した、レトロフォーカスタイプにすることで、コンパ
クトでありながら、収差を抑えつつ、広画角化を達成することができる。

本実施形態の光学系ＷＬにおいて、第２レンズ群Ｇ２よりも物体側に、開口絞りＳを配
置することが好ましい。この構成により、最も物体側のレンズ、すなわち（第１レンズ群
Ｇ１の）第１のレンズＬ１１の有効径を小さくしながら、歪曲収差、像面湾曲を良好に補
正することができる。また、カメラ未使用時のレンズ鏡筒が沈胴した状態での鏡筒の厚み
を減らすことが可能であり、カメラの薄型化を達成できる。

本実施形態の光学系ＷＬにおいて、第１のレンズＬ１１は、少なくとも１つの面が非球
面であることが好ましい。軸外光線が光軸からの距離が遠い位置を通過する第１のレンズ
Ｌ１１に非球面を用いることにより、像面湾曲及び非点収差を良好に補正し、光学系ＷＬ
の全系の収差を良好に補正することができる。また、一般的に、最も物体側の第１レンズ
群Ｇ１に負の屈折力を持たせる光学系において広画角化を達成しようとすれば、第１レン
ズ群Ｇ１が持つ負の屈折力を大きくせざるを得ず、収差を補正することが困難になる。し
かしながら、本実施形態に係る光学系ＷＬのように、第１レンズ群Ｇ１を構成する第１の
レンズＬ１１の少なくとも１つの面を非球面とすれば、この問題を解消することができる
。なお、第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズ枚数を増やすことによって、収差を補正する
ことも可能であるが、第１レンズ群Ｇ１のレンズ枚数が増えれば、カメラ未使用時、すな
わち沈胴時におけるレンズ鏡筒の厚みが増すことになり、小型化を達成することができな
い。

以上のような本実施形態に係る光学系ＷＬによれば、カメラ未使用時にレンズ鏡筒がカ
メラ内に沈胴することが可能でありながら、小型で、広画角（画角７５°程度）で、大口
径（Ｆｎｏ２．０程度）の光学系を実現することができる。

図７及び図８に、上述の光学系ＷＬを備える光学機器として、デジタルスチルカメラＣ
ＡＭ（光学機器）の構成を示す。このデジタルスチルカメラＣＡＭは、不図示の電源釦を
押すと、撮影レンズ（光学系ＷＬ）の不図示のシャッタが開放されて、光学系ＷＬで被写
体（物体）からの光が集光され、像面Ｉ（図１参照）に配置された撮像素子Ｃ（例えば、
ＣＣＤやＣＭＯＳ等）に結像される。撮像素子Ｃに結像された被写体像は、デジタルスチ
ルカメラＣＡＭの背後に配置された液晶モニターＭに表示される。撮影者は、液晶モニタ
ーＭを見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズ釦Ｂ１を押し下げて被写体像を撮像
素子Ｃで撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。

カメラＣＡＭには、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部ＥＦ、デジタル
スチルカメラＣＡＭの種々の条件設定等に使用するファンクションボタンＢ２等が配置さ
れている。ここでは、カメラＣＡＭと光学系ＷＬとが一体に成形されたコンパクトタイプ
のカメラを例示したが、光学機器としては、光学系ＷＬを有する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カメラでも良い。

続いて、図９を参照しながら、上述の光学系ＷＬの製造方法について説明する。まず、
鏡筒内に、光軸に沿って物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２とを組
み込む（ステップＳＴ１０）。このとき、第１レンズ群Ｇ１として、光軸に沿って物体側
から順に、負の屈折力を持つ第１のレンズＬ１１と、物体側面が物体側に凹面を向けた負
の屈折力を持つ第２のレンズＬ１２と、第３のレンズＬ１３とを配置する。また、第３の
レンズＬ１３のｄ線を基準とするアッベ数をνd3とし、第２のレンズＬ１２のｄ線を基準
とするアッベ数をνd2としたとき、次の条件式（１）を満足するように、レンズ鏡筒内に
各レンズを組み込む（ステップＳＴ２０）。

−２３．０ ＜ νd3−νd2 ＜ ２４．２ …（１）

ここで、本実施形態におけるレンズ配置の一例を挙げると、図１に示すように、第１レ
ンズ群Ｇ１として、光軸に沿って物体側から順に、物体側面が物体側に凸面を向けた負メ
ニスカスレンズＬ１１（第１のレンズに該当）と、物体側面が物体側に凹面を向けた負メ
ニスカスレンズＬ１２（第２のレンズに該当）と、両凸形状の正レンズＬ１３（第３のレ
ンズに該当）とを組み込み、全体として負の屈折力を持つようにした。第２レンズ群Ｇ２
として、光軸に沿って物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と、両凸形状の正レン
ズＬ２２と両凹形状の負レンズＬ２３との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ２４と両
凸形状の正レンズＬ２５との接合レンズとを組み込み、全体として正の屈折力を持つよう
にした。第３レンズ群Ｇ３として、両凸形状の正レンズＬ３１を組み込み、全体として正
の屈折力を持つようにした。

以上のような本実施形態に係る光学系の製造方法によれば、カメラ未使用時にレンズ鏡
筒がカメラ内に沈胴することが可能でありながら、小型で、広い画角（画角７５°程度）
で、大口径（Ｆｎｏ２．０程度）の光学系を得ることができる。

これより本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表１
〜表３を示すが、これらは第１実施例〜第３実施例における各諸元の表である。

なお、各実施例では収差特性の算出対象として、Ｃ線（波長656.2730nm）、ｄ線（波長
587.5620nm）、Ｆ線（波長486.1330nm）、ｇ線（波長435.8350nm）を選んでいる。

表中の［レンズ諸元］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、Ｒは各光学面の曲率半径、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示す。物面は物体面を、（可変）は可変の面間隔
を、曲率半径の「∞」は平面又は開口を、(絞りＦＳ)はフレアカット絞りＦＳを、(絞り
Ｓ)は開口絞りＳを、像面は像面Ｉを示す。空気の屈折率「1.000000」は省略する。光学
面が非球面である場合には、面番号に＊印を付し、曲率半径Ｒの欄には近軸曲率半径を示
す。

表中の［非球面データ］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。

Ｘ（ｙ）＝（ｙ²／ｒ）／｛１＋（１−κ×ｙ²／ｒ²）^1/2｝
＋Ａ4×ｙ⁴＋Ａ6×ｙ⁶＋Ａ8×ｙ⁸＋Ａ10×ｙ¹⁰ …（ａ）

［各種データ］において、βは各合焦位置における撮影倍率、ｆは光学系全系の焦点距
離、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角（最大入射角、単位：°）、Ｙは像高、ＴＬは光学
系全長、Ｂｆは最も像側に配置されている光学部材の像側の面から近軸像面までの距離、
Ｂｆ（空気換算）は最終光学面から近軸像面までの空気換算した際の距離を示す。

［可変面間隔データ］において、βは各合焦位置における撮影倍率、Ｄｉは第ｉ面の可
変の面間隔をそれぞれ示す。

［条件式］において、上記の条件式（１）〜（３）に対応する値を示す。

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。また、単位は
「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。

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、以下での説明を省略する。

（第１実施例）
第１実施例について、図１、図２及び表１を用いて説明する。第１実施例に係る光学系
ＷＬ（ＷＬ１）は、図１に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力
を持つ第１レンズ群Ｇ１と、フレアカット絞りＦＳと、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ
第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、フィルタ群ＦＬとから構成
されている。

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メ
ニスカスレンズＬ１１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、両凸形状
の正レンズＬ１３とからなる。負レンズＬ１１の像側のレンズ面には、非球面が形成され
ている。

第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ２１
と、両凸形状の正レンズＬ２２と両凹形状の負レンズＬ２３との接合レンズと、両凹形状
の負レンズＬ２４と両凸形状の正レンズＬ２５との接合レンズとからなる。正レンズＬ２
５の像側のレンズ面には、非球面が形成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズＬ３１からなる。

フィルタ群ＦＬは、像面Ｉに配設される固体撮像素子（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や赤外カットフィルタ
等で構成されている。

このような構成の第１実施例に係る光学系ＷＬ１において、無限遠物体から倍率β＝−
０．０３６程度の有限距離物体へのフォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って
移動させることによって行うことが望ましい。倍率β＝−０．０３６程度よりもさらに近
距離の有限距離物体へのフォーカシングは、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３を光
軸に沿ってそれぞれ移動させることによって行うことが望ましい。

下記の表１に、第１実施例における各諸元の値を示す。表１における面番号１〜２２が
、図１に示す曲率半径Ｒ１〜Ｒ２２の各光学面に対応している。第１実施例では、第２面
、第１６面が非球面である。

（表１）
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 3.0675 0.0865 1.5889 61.18
*2 0.6059 0.4621
3 -1.7942 0.0703 1.6477 33.72
4 -2.6821 0.0054
5 2.8738 0.1270 1.9108 35.25
6 -9.2330 0.2432
7(絞りFS) ∞ D7(可変)
8(絞りＳ) ∞ 0.0054
9 0.9156 0.2795 1.4978 82.57
10 -2.5496 0.0300
11 1.3142 0.1424 1.8160 46.59
12 -3.3908 0.0540 1.6398 34.55
13 0.9273 0.1943
14 -1.1082 0.1395 1.7408 27.74
15 3.2628 0.1170 1.8513 40.10
*16 -1.8675 D16(可変)
17 4.0834 0.1277 1.6180 63.34
18 -6.8503 D18(可変)
19 ∞ 0.0859 1.5168 64.20
20 ∞ 0.0541
21 ∞ 0.0378 1.5168 64.20
22 ∞ BF
像面 ∞

［非球面データ］
第２面
κ=0.7323,A4=-3.7914E-02,A6=-3.4715E-01,A8=7.9334E-01,A10=-2.7509E+00
第１６面
κ=1.0000,A4=3.9172E-01,A6=7.6310E-01,A8=-6.1183E-02,A10=4.3105E+00

［各種データ］
β 0.000 -0.036 -0.179
ｆ 1.000 0.983 1.011
ＦＮＯ 2.057 2.056 2.219
ω 38.624 22.289 4.452
Ｙ 0.783 0.783 0.783
ＴＬ 3.792 3.792 3.762
ＢＦ 0.038 0.038 0.038
ＢＦ（空気換算） 0.812 0.905 1.090

［可変面間隔データ］
β 0.000 -0.036 -0.179
D7 0.559 0.559 0.413
D16 0.293 0.201 0.162
D18 0.639 0.731 0.916
ＢＦ 0.038 0.038 0.038

［条件式］
νd2＝ 33.72
νd3＝ 35.25
ｆL1＝ -1.3011
ｆL2＝ -8.9628
Ｒ12＝ 0.6059
Ｒ21＝ -1.7942
条件式（１） νd3−νd2 ＝ -1.53
条件式（２） ｆL1／ｆL2 ＝ 0.1452
条件式（３） （−Ｒ21）／Ｒ12 ＝ 2.889

表１から、第１実施例に係る光学系ＷＬ１は、条件式（１）〜（３）を満たすことが分
かる。

図２は、第１実施例に係る光学系ＷＬ１の諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収
差図、コマ収差図及び倍率色収差図）であり、（ａ）は無限遠合焦時（β＝0.000）、（
ｂ）は中間距離合焦時（β＝-0.036）、（ｃ）は至近距離合焦時（β＝-0.179）における
諸収差図をそれぞれ示す。

各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、ＮＡは開口数、Ａは各像高に対する半画角（
単位：°）を、Ｈ０は物体高をそれぞれ示す。ｄはｄ線、ｇはｇ線、ＣはＣ線、ＦはＦ線
における収差をそれぞれ示す。非点収差図において、実線はサジタル像面を、破線はメリ
ジオナル像面を示す。コマ収差図において、実線はメリジオナルコマ収差を、点線はサジ
タルコマ収差を示し、原点より右側の点線はｄ線に対してメリジオナル方向に発生するサ
ジタルコマ収差、原点より左側の点線はｄ線に対してサジタル方向に発生するサジタルコ
マ収差をそれぞれ示す。後述する各実施例の収差図においても、本実施例と同様の記号を
用いる。

図２（ａ）〜（ｃ）に示す各収差図から明らかなように、第１実施例に係る光学系ＷＬ
１は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。

（第２実施例）
第２実施例について、図３、図４及び表２を用いて説明する。第２実施例に係る光学系
ＷＬ（ＷＬ２）は、図３に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力
を持つ第１レンズ群Ｇ１と、フレアカット絞りＦＳと、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ
第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、フィルタ群ＦＬとから構成
されている。

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メ
ニスカスレンズＬ１１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、両凸形状
の正レンズＬ１３とからなる。負レンズＬ１１の像側のレンズ面には、非球面が形成され
ている。

第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ２１
と、両凸形状の正レンズＬ２２と両凹形状の負レンズＬ２３との接合レンズと、両凹形状
の負レンズＬ２４と両凸形状の正レンズＬ２５との接合レンズとからなる。正レンズＬ２
５の像側のレンズ面には、非球面が形成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズＬ３１からなる。

フィルタ群ＦＬは、像面Ｉに配設される固体撮像素子（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や赤外カットフィルタ
等で構成されている。

このような構成の第２実施例に係る光学系ＷＬ２において、無限遠物体から倍率β＝−
０．０３６程度の有限距離物体へのフォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って
移動させることによって行うことが望ましい。倍率β＝−０．０３６程度よりもさらに近
距離の有限距離物体へのフォーカシングは、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３を光
軸に沿ってそれぞれ移動させることによって行うことが望ましい。

下記の表２に、第２実施例における各諸元の値を示す。表２における面番号１〜２２が
、図３に示す曲率半径Ｒ１〜Ｒ２２の各光学面に対応している。第２実施例では、第２面
、第１６面が非球面である。

（表２）
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 2.1637 0.0865 1.6516 58.57
*2 0.6042 0.4694
3 -1.7507 0.0703 1.6700 57.35
4 -2.5109 0.0054
5 2.4999 0.1198 1.9108 35.25
6 -52.2956 0.2432
7(絞りFS) ∞ D7(可変)
8(絞りＳ) ∞ 0.0054
9 0.9370 0.2274 1.4978 82.57
10 -2.6585 0.0300
11 1.2910 0.1576 1.8160 46.59
12 -2.8071 0.0541 1.6398 34.55
13 0.9366 0.2032
14 -1.1194 0.1622 1.7408 27.74
15 3.0615 0.1191 1.8513 40.10
*16 -1.9609 D16(可変)
17 3.3931 0.1295 1.6180 63.34
18 -9.4947 D18(可変)
19 ∞ 0.0859 1.5168 64.20
20 ∞ 0.0541
21 ∞ 0.0378 1.5168 64.20
22 ∞ BF
像面 ∞

［非球面データ］
第２面
κ=0.7466,A4=-2.9535E-02,A6=-3.0881E-01,A8=7.8703E-01,A10=-2.6992E+00
第１６面
κ=1.0000,A4=3.8500E-01,A6=6.8014E-01,A8=1.3926E-01,A10=2.9104E+00

［各種データ］
β 0.000 -0.009 -0.036
ｆ 1.000 0.996 0.984
ＦＮＯ 2.051 0.002 0.009
ω 38.624 87.096 22.281
Ｙ 0.783 0.783 0.783
ＴＬ 3.820 3.820 3.820
ＢＦ 0.378 0.378 0.378
ＢＦ（空気換算） 1.189 1.212 1.276

［可変面間隔データ］
β 0.000 -0.009 -0.036
D7 0.569 0.569 0.569
D16 0.277 0.254 0.190
D18 0.675 0.698 0.762
ＢＦ 0.378 0.378 0.378

［条件式］
νd2＝ 57.35
νd3＝ 35.25
ｆL1＝ -1.3152
ｆL2＝ -8.9629
Ｒ12＝ 0.6042
Ｒ21＝ -1.7507
条件式（１） νd3−νd2 ＝ -22.10
条件式（２） ｆL1／ｆL2 ＝ 0.1467
条件式（３） （−Ｒ21）／Ｒ12 ＝ 2.898

表２から、第２実施例に係る光学系ＷＬ２は、条件式（１）〜（３）を満たすことが分
かる。

図４は、第２実施例に係る光学系ＷＬ２の諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収
差図、コマ収差図及び倍率色収差図）であり、（ａ）は無限遠合焦時（β＝0.000）、（
ｂ）は中間距離合焦時（β＝-0.009）、（ｃ）は至近距離合焦時（β＝-0.036）における
諸収差図をそれぞれ示す。

図４（ａ）〜（ｃ）に示す各収差図から明らかなように、第２実施例に係る光学系ＷＬ
２は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。

（第３実施例）
第３実施例について、図５、図６及び表３を用いて説明する。第３実施例に係る光学系
ＷＬ（ＷＬ３）は、図５に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力
を持つ第１レンズ群Ｇ１と、フレアカット絞りＦＳと、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ
第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、フィルタ群ＦＬとから構成
されている。

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メ
ニスカスレンズＬ１１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と、物体側に
凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とからなる。負レンズＬ１１の物体側及び像側の
レンズ面には、非球面が形成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ２１
と、両凸形状の正レンズＬ２２と両凹形状の負レンズＬ２３との接合レンズと、両凹形状
の負レンズＬ２４と両凸形状の正レンズＬ２５との接合レンズとからなる。正レンズＬ２
５の像側のレンズ面には、非球面が形成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズＬ３１からなる。

フィルタ群ＦＬは、像面Ｉに配設される固体撮像素子（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や赤外カットフィルタ
等で構成されている。

このような構成の第３実施例に係る光学系ＷＬ３において、無限遠物体から倍率β＝−
０．０３６程度の有限距離物体へのフォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って
移動させることによって行うことが望ましい。倍率β＝−０．０３６程度よりもさらに近
距離の有限距離物体へのフォーカシングは、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３を光
軸に沿ってそれぞれ移動させることによって行うことが望ましい。

下記の表３に、第３実施例における各諸元の値を示す。表３における面番号１〜２２が
、図５に示す曲率半径Ｒ１〜Ｒ２２の各光学面に対応している。第３実施例では、第１面
、第２面及び第１６面が非球面である。

（表３）
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
*1 2.7352 0.0865 1.5691 71.31
*2 0.5942 0.4818
3 -1.5351 0.0703 1.9459 17.98
4 -1.6290 0.0054
5 2.0037 0.1074 1.7995 42.09
6 6.5923 0.2432
7(絞りFS) ∞ D7(可変)
8(絞りＳ) ∞ 0.5475
9 0.9412 0.2465 1.4978 82.57
10 -3.0012 0.0300
11 1.2540 0.1514 1.8160 46.59
12 -3.3541 0.0541 1.6259 35.72
13 0.9427 0.2405
14 -1.1378 0.1110 1.7408 27.74
15 1.9537 0.1395 1.8513 40.10
*16 -1.8564 D16(可変)
17 3.3216 0.1464 1.6180 63.34
18 -27.8378 D18(可変)
19 ∞ 0.0859 1.5168 64.20
20 ∞ 0.0541
21 ∞ 0.0378 1.5168 64.20
22 ∞ BF
像面 ∞

［非球面データ］
第１面
κ=1.0000,A4=-4.5412E-02,A6=2.5782E-02,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00
第２面
κ=0.7000,A4=-6.7660E-02,A6=-3.9725E-01,A8=6.4185E-01,A10=-2.2663E+00
第１６面
κ=1.0000,A4=4.0710E-01,A6=8.1699E-01,A8=-3.5427E-01,A10=3.6897E+00

［各種データ］
β 0.000 -0.009 -0.036
ｆ 1.000 0.995 0.981
ＦＮＯ 2.051 0.002 0.009
ω 38.624 87.094 22.278
Ｙ 0.783 0.783 0.783
ＴＬ 3.768 3.768 3.768
ＢＦ 0.038 0.038 0.038
ＢＦ（空気換算） 0.702 0.732 0.815

［可変面間隔データ］
β 0.000 -0.009 -0.036
D7 0.548 0.548 0.548
D16 0.357 0.327 0.245
D18 0.529 0.559 0.641
ＢＦ 0.378 0.378 0.378

［条件式］
νd2＝ 17.98
νd3＝ 42.09
ｆL1＝ -1.3536
ｆL2＝ -44.2169
Ｒ12＝ 0.5942
Ｒ21＝ -1.5351
条件式（１） νd3−νd2 ＝ 24.110
条件式（２） ｆL1／ｆL2 ＝ 0.0306
条件式（３） （−Ｒ21）／Ｒ12 ＝ 2.584

表３から、第３実施例に係る光学系ＷＬ３は、条件式（１）〜（３）を満たすことが分
かる。

図６は、第３実施例に係る光学系ＷＬ３の諸収差図（球面収差図、非点収差図、歪曲収
差図、コマ収差図及び倍率色収差図）であり、（ａ）は無限遠合焦時（β＝0.000）、（
ｂ）は中間距離合焦時（β＝-0.009）、（ｃ）は至近距離合焦時（β＝-0.036）における
諸収差図をそれぞれ示す。

図６（ａ）〜（ｃ）に示す各収差図から明らかなように、第３実施例に係る光学系ＷＬ
３は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。

本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明が
これに限定されるものではないことは言うまでもない。

ＷＬ（ＷＬ１〜ＷＬ３） 光学系
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１１ （第１レンズ群を構成する）第１のレンズ
Ｌ１２ （第１レンズ群を構成する）第２のレンズ
Ｌ１３ （第１レンズ群を構成する）第３のレンズ
ＦＳ フレアカット絞り
Ｓ 開口絞り
ＦＬ フィルタ群
Ｉ 像面
ＣＡＭ デジタルスチルカメラ（光学機器）

Claims (8)

1. 光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、開口絞りと、第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなり、
   前記第１レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１のレンズと、物体側面が物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つ第２のレンズと、第３のレンズとを有し、
   前記第３レンズ群は、正の屈折力を持つ単レンズからなり、
   以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
   −２３．０ ＜ νd3−νd2 ＜ ２４．２
   ｆL1／ｆL2 ＜ ０．２
   但し、
   νd3：前記第３のレンズのｄ線を基準とするアッベ数、
   νd2：前記第２のレンズのｄ線を基準とするアッベ数、
   ｆL1：前記第１のレンズの焦点距離、
   ｆL2：前記第２のレンズの焦点距離。
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。
   ２．５５ ＜ （−Ｒ21）／Ｒ12
   但し、
   Ｒ21：前記第２のレンズの物体側面の曲率半径、
   Ｒ12：前記第１のレンズの像側面の曲率半径。
   なお、曲率半径Ｒ21、Ｒ12については、物体側に凸面を向けている場合を正とする。
3. 前記第３のレンズは、正の屈折力を持つことを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
4. 前記第１のレンズ、前記第２のレンズ及び前記第３のレンズは、いずれも単レンズであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学系。
5. 前記第２レンズ群は、正の屈折力を持つことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学系。
6. 前記第１のレンズは、少なくとも１つの面が非球面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学系。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学系を搭載することを特徴とする光学機器。
8. 光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１レンズ群と、開口絞りと、第２レンズ群と、正の屈折力を持つ第３レンズ群とにより実質的に３個のレンズ群からなる光学系の製造方法であって、
   前記第１レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、負の屈折力を持つ第１のレンズと、物体側面が物体側に凹面を向けた負の屈折力を持つ第２のレンズと、第３のレンズとを有し、
   前記第３レンズ群は、正の屈折力を持つ単レンズからなり、
   以下の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを組み込むことを特徴とする光学系の製造方法。
   −２３．０ ＜ νd3−νd2 ＜ ２４．２
   ｆL1／ｆL2 ＜ ０．２
   但し、
   νd3：前記第３のレンズのｄ線を基準とするアッベ数、
   νd2：前記第２のレンズのｄ線を基準とするアッベ数、
   ｆL1：前記第１のレンズの焦点距離、
   ｆL2：前記第２のレンズの焦点距離。

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