JP6120923B2

JP6120923B2 - 単焦点結像光学系及びそれを用いた撮像装置

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Publication number: JP6120923B2
Application number: JP2015162485A
Authority: JP
Inventors: 一輝河村
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2030-05-17
Also published as: JP2016001335A

Description

本発明は、撮像装置等に用いられる光学系に関し、主にデジタルカメラ等に使用される結像光学系及びそれを用いた撮像装置に関する。

近年、デジタルカメラの様な電子撮像素子を用いたカメラは、小型化高性能化が進んでいる。それに伴い、光学系の小型化と高性能化の必要性が高まっている。レンズ交換式のカメラにおいても携帯性のニーズが高く例外ではない。また、最大入射半画角が３２度以上（１３５フォーマット換算で焦点距離３５ｍｍの画角を上回る画角）の広角域を有するレンズ系は人物撮影や風景撮影などの観点で使い易い画角である。より画角の広いフィッシュアイ光学系もディフォルメ効果をねらった撮影ができ好まれている。比較的広角域を有する結像光学系の従来技術として以下のものが知られている。

特開平１−３１９００９号公報特開昭５５−６７７１５号公報特開２００１−８３４１１号公報特開昭５９−２１６１１４号公報特開平１１−０５２２２９号公報特開昭４９−０２０２１７号公報特開２００５−２２７４２６号公報

特許文献１には、半画角が４７度と広画角で、最終レンズ群を２枚のレンズで構成し、フォーカス群の小型化を図った光学系が開示されている。この光学系は画角が広いものの、最大像高に入射する光線の像面への入射角が２０度近くとなっている。

このような光学系に電子撮像素子を使用した場合、光線ケラレにより周辺光量低下を招きやすい。また、ＩＲカットフィルターなどフィルター類は入射角度により透過率が変化する。さらに、レンズ交換式カメラを想定すると、撮像素子の入射角特性を特許文献１に開示される光学系に最適化させた場合、望遠レンズ系の射出瞳を像面に近づけた仕様にしなければならなくなる。また、撮像素子と光学系が固定式の撮像系においても電子撮像素子の共通化が難しくなり部品共通化の点で不利となり、コストアップの要因となる。

特許文献２に開示されたレンズ系は、バックフォーカスが長く撮影時のレンズ全長が長くなりやすい。

特許文献３に開示されたレンズ系は、半画角が３１．６度以下のものである。

特許文献４に開示されたレンズ系は、リアフォーカス方式のレンズ系が開示されているが、フォーカス群のレンズ枚数が多くレンズ系の大きさに対して相対的に重たいレンズ群をフォーカス駆動させる必要がある。これにより、安定したフォーカス停止精度が得にくい。

特許文献５に開示されたレンズ系は、バックフォーカスが長く周辺光線の射出角が20度以上のフィッシュアイ光学系が開示されている。

特許文献６に開示されたレンズ系は、バックフォーカスが短く周辺光線の射出角が20度以上のフィッシュアイ光学系が開示されている

特許文献７に開示されたレンズ系は、バックフォーカスが短く、周辺光線の射出角が14度程度と緩いものの、球面収差やアスが大きいフィシュアイ光学系が開示されている。

本発明は、このような状況を鑑み発明されたものであって、広い画角を確保しながらも、小型化と周辺光量の確保、良好な結像性能の確保を行いやすいフォーカス時全長が一定の結像光学系を提供することを目的とする。さらに、このような結像光学系を用いた撮像装置の提供を目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明に係る結像光学系は、
明るさ絞りと、
前記明るさ絞りよりも物体側に配置された前側レンズ群（ＬＦ）と、
前記明るさ絞りよりも像側に配置された正屈折力の後側レンズ群（ＬＲ）とからなり、
前記前側レンズ群（ＬＦ）は物体側から像側に順に負屈折力の第１副レンズ群（Ｌ１）と正屈折力の第２副レンズ群（Ｌ２）とからなり、
前記後側レンズ群（ＬＲ）は物体側から像側に順に最も像側の面が凸面である第３副レンズ群（Ｌ３）と正屈折力の第４副レンズ群（Ｌ４）とを有し、
前記第１副レンズ群は位置が固定であることを基本構成としている。

以下、このような構成をとった理由と作用を説明する。

本発明に係る結像光学系は、このような基本構成とすることで、いわゆるレトロフォーカスタイプと呼ばれるレンズ配置となり、広い画角を確保しつつ射出瞳を像面から離しやすい結像光学系となる。このレンズ配置においては、負の方向のディストーションを許容することでバックフォーカスを適度に短くでき、このレンズ配置のタイプにおける更なる小型化と性能確保が可能になる。

そして、上述の基本構成、つまり、前側レンズ群（ＬＦ）中の物体側に負屈折力の第１副レンズ群（Ｌ１）とその像側に配置された正屈折力の第２副レンズ群（Ｌ２）とすることで、主に球面収差の発生を抑えつつ広い画角の確保に有利となる。

また、後側レンズ群（ＬＲ）の明るさ絞り側の第３副レンズ群（Ｌ３）の最も像側の面を凸面として、その後方に正屈折力の第４副レンズ群（Ｌ４）を配置することで、バックフォーカスを適度な長さとしつつ、周辺の入射光線角度を像面に向けて徐々に屈折させて結像面へ導くことが可能となる。それにより、結像面への入射角度を小さくできるので周辺光量低下やフィルター類の波長透過率の角度特性の影響を受けにくい結像光学系とすることが可能となる。

加えて、この基本構成とすることで、ペッツバール像面の湾曲を前側レンズ群と後側レンズ群とで打ち消しやすくなり、特に広角撮影にて重要となる像面湾曲の補正と非点較差の補正に有利となる。

さらに加えて、本発明の基本構成では、前述のように、フォーカシングの際に第１副レンズ群の位置を固定している。

第１副レンズ群をフォーカシングレンズ群とした場合、第２副レンズ群（Ｌ２）以降のレンズによる急激な収差発生が生じ易くなる。一方、本発明のように、第２副レンズ群かそれよりも像側のレンズ群中の少なくとも何れかのレンズ（単数、複数問わず）の移動によりフォーカシングを行うことで収差発生を抑えることが可能となる。加えて、このようにインナーフォーカス方式やリアフォーカス方式とすることで全長が不変の結像光学系となる。それにより、フォーカシング時に移動するレンズ（単数、複数問わず）の軽量化を図ることが可能になり撮影時の合焦の高速化と静音化に有利となる。更には、例えば動画撮影時など連続的合焦精度の確保が容易となる。

このような基本構成において、フォーカシングを行うフォーカシングレンズ群を後側レンズ群中に配置することがより好ましい。

また、前記前側レンズ群中の負屈折力の第1副レンズ群（Ｌ１）で発散した光束を像面に向けて複数の正レンズ群で徐々に収束させてゆくことが性能確保のために必要であるが、この際にフォーカシングを行うレンズ群を正の屈折力とすることでフォーカシングの機能と光束を収束させる効果を両立でき光学系の構成をより簡略化することに有利となる。

また、後側レンズ群（ＬＲ）の構成により前述のように適度なバックフォーカスの確保と軸外領域での光学性能の向上に有利となるが、加えて第４副レンズ群（Ｌ４）で発生する収差を低減する効果もある。そのため、第４副レンズ群（Ｌ４）でフォーカシングを行うことが収差変動および周辺光線の射出角度の変動の低減につながりより好ましい。

また、フォーカシングを行うレンズ群は一つのレンズ群のみを一体で移動させるようにすると枠構成の簡略化や低コスト化、可動群の軽量化の点でより好ましい。

上述の基本構成にて更に以下のいずれかひとつ、または複数を満足することが好ましい。

前記第１副レンズ群は物体側に凸の最も物体側のレンズ面を有し、
前記第３副レンズ群は物体側に凹の最も物体側のレンズ面を有し、
以下の条件式（１）、（２）、（３）を満足することが好ましい。
−１４０％ ≦ ＤＴ ≦ −７％（１）
−２．２ ≦ Ｒ＿Ｌ３ｆ／ｆ ≦ −０．２５（２）
０．８ ≦ Ｒ＿Ｌ１ｆ／ｆ ≦ ５．５（３）
ただし、
ＤＴ＝（ＩＨω−ｆ・ｔａｎω）／（ｆ・ｔａｎω）×１００％であり、
ωは結像光学系の最大半画角、
ＩＨωは、最大半画角ωの主光線が像面と交わる点の光軸からの距離、
ｆは、結像光学系の全系の焦点距離、
Ｒ＿Ｌ３ｆは、第３副レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ＿Ｌ１ｆは、第１副レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
ｆＬＦは、前側レンズ群の焦点距離
である。

なお、各条件式は結像光学系が最も遠距離の物点に合焦した状態での条件とする。以降に示す各条件式についても同様に結像光学系が最も遠距離の物点に合焦した状態での条件とする。

条件式（１）は、結像光学系の小型化のために上記基本構成の特性を十分に引き出すために好ましい条件である。

条件式（１）の下限を下回らないようにすることで、像面湾曲を低減しやすくなり、像面湾曲の補正のための前側レンズ群の構成枚数の増加を抑え小型化につながる。また、撮像面中の最大像高へ入射する光線の入射角度の増大を抑えやすくなる。

条件式（１）の上限を上回らないようにして負のディストーションを意図的に発生させることで、バックフォーカスを適度に短くすることに有利となる。

条件式（２）は、アス・コマ収差の発生を抑えて軸外光束を効率的に結像面に導くための好ましい条件である。

条件式（２）の下限を下回らないようにすることで、後側レンズ群でのアス・コマ収差の補正効果を得やすくなり光学性能の確保に有利となる。加えて、第３副レンズ群の物体側の凹面の曲率を確保してこの面にて軸外光束を光軸から離れるように屈折させ、凹面以降の光線高を高くすることで、凹面以降の収斂作用による射出瞳を像面から離す機能を確保し易くなる。

条件式（２）の上限を上回らないようにすることでアス・コマの補正効果の過剰を抑えやすくなる。

条件式（３）は、広い画角を確保して主にアスの発生を少なくするために好ましい条件である。

条件式（３）の下限を下回らないようにすることで、第１副レンズ群の負屈折力を確保しやすくなりバックフォーカスの確保と広画角化に有利となる。

条件式（３）の上限を上回らないようにすることで、アスの発生を低減しやすくなり光学性能の確保に有利となる。

また、上述の基本構成において、もしくは、基本構成にて上述の条件式（２）、（３）のいずれか１つまたは複数を満足する結像光学系において、
前記後側レンズ群（ＬＲ）はフォーカシング時に移動するフォーカシングレンズ群を有し、
前記第１副レンズ群は少なくとも１つの負レンズを含み、
前記第１副レンズ群中の負レンズで最も物体側に配置された負レンズを第１の負レンズ（ｎ１）としたときに、
前記第１の負レンズは、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、
以下の条件式（１）、（４）を満足することが好ましい。
−１４０％ ≦ ＤＴ ≦ −７％（１）
１．１ ≦ ＳＦｎ１ ≦ ５．０（４）
ただし、
ＤＴ＝（ＩＨω−ｆ・ｔａｎω）／（ｆ・ｔａｎω）×１００％であり、
ωは結像光学系の最大半画角、
ＩＨωは、最大半画角ωの主光線が像面と交わる点の光軸からの距離、
ｆは、結像光学系の全系の焦点距離、
ＳＦｎ１＝（Ｒｎ１ｆ＋Ｒｎ１ｒ）／（Ｒｎ１ｆ−Ｒｎ１ｒ）であり
Ｒｎ１ｆは、前記第１の負レンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒｎ１ｒは、前記第１の負レンズの像側面の近軸曲率半径
である。

第１の負レンズを像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとすることで、このレンズの屈折力を強めて画角を確保した際に発生しやすい軸外諸収差、主に非点較差の低減に有利となる。

条件式（４）は、広い画角を確保しつつコマ収差と非点較差を良好に保つためのより好ましい条件である。

条件式（４）の下限を下回らないようにすることで、第１の負レンズの屈折力を抑えやすくなりコマ収差の低減に有利となる。加えて、ペッツバール像面がプラス側に曲がる傾向を抑えられ、広画角ながら非点較差を良好に保つことに有利となる。

条件式（４）の上限を上回らないようにすることで、収差の補正効果を確保すると共に明るさ絞りよりも物体側のレンズの大型化を抑えやすくなる。

また、上述の基本構成において、もしくは、基本構成にて更に上述の条件（１）、（２）、（３）、（４）のいずれか１つまたは複数を満足する結像光学系において、
前記後側レンズ群（ＬＲ）がフォーカシング時に移動する正屈折力のフォーカシングレンズ群を有し、
前記第１副レンズ群は少なくとも負レンズを含み、
前記第１副レンズ群中の負レンズで最も物体側に配置された負レンズを第１の負レンズ（ｎ１）としたとき、
前記第１の負レンズは、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、
以下の条件式（５）、（６）、（７）を満足することが好ましい。
−３ ≦ ｆｎ１／ｆＬＲ ≦ −０．５（５）
−２ ≦ ｆｎ１１／ｆＬＲ ≦ −０．１（６）
Ｔｍａｘ／ＩＨω３０ ≦ １．２（７）
ただし、
ｆｎ１は、前記第１の負レンズの焦点距離、
ｆｎ１１は、前記第１の負レンズとその負レンズの像側直後に配置されたレンズとの合成焦点距離、
ｆＬＲは、前記後側レンズ群の焦点距離、
Ｔｍａｘは、前記第１の負レンズに接する像側の空間を除く結像光学系中の複数のレンズに挟まれる空間の距離のうちの最大値、
ＩＨω３０は、半画角３０度の主光線が像面と交わる点の光軸からの距離
である。

条件式（５）は、適度なバックフォーカスの確保と光学性能の確保と小型化、光学全長の短縮化を両立させ前側レンズ群（ＬＦ）と正屈折力の第４副レンズ群（Ｌ４）の構成をより簡単にしやすくするために好ましい条件である。

条件式（５）の下限を下回らないように第１の負レンズの屈折力を確保することで、広画角化した際のバックフォーカスを確保しやすくなると共にペッツバール像面がマイナス側に強まる傾向を低減でき像面湾曲の補正に有利となる。加えて、バックフォーカスの確保の機能を第１の負レンズが負担することで、前側レンズ群（ＬＦ）のレンズ枚数を少なく構成することが可能となり、光学系の全長の低減や前側レンズ群のサイズの小型化につながる。

条件式（５）の上限を上回らないようにすることで、ペッツバール像面がプラス側に強まる傾向を低減でき、像面湾曲の補正に有利となる。加えて、第４レンズ群、特に第４副レンズ群の構成レンズ枚数を少なくしつつ、バックフォーカスの増大を抑えやすくなる。そして、後側レンズ群中の正屈折力のレンズ群でフォーカシングする際、フォーカシングレンズ群の構成を簡単にでき、フォーカシングレンズ群の軽量化を図ることが可能になり、フォーカシング動作の高速化と静音化、動画撮影時など連続的合焦精度の確保に有利となる。

条件式（６）は、広画角化をしながらもバックフォーカスの確保と小型化、光学系全長の短縮化を両立させ前側レンズ群（ＬＦ）と第４副レンズ群（Ｌ４）の構成をより簡単にしやすくするための好ましい条件である。

条件式（６）の下限を下回らないようにすることで、広画角化時のバックフォーカスを確保しやすくなり、バックフォーカスの確保の機能を２つのレンズが負担することで、前側レンズ群（ＬＦ）のレンズ枚数を少なく構成することが可能となり、光学系の全長の低減や前側レンズ群のサイズの小型化につながる。また、ペッツバール像面がマイナス傾向に強まる傾向を抑制し非点較差の補正につながる。

条件式（６）の上限を上回らないようにすることで、ペッツバール像面がプラス側に強まる傾向を低減でき、像面湾曲の補正に有利となる。加えて、後側レンズ群、特に第４副レンズ群の構成レンズ枚数を少なくしつつ、バックフォーカスの増大を抑えやすくなる。そして、後側レンズ群中の正屈折力のレンズ群でフォーカシングする際、フォーカシングレンズ群の構成を簡単にでき、フォーカシングレンズ群の軽量化を図ることが可能になり、フォーカシング動作の高速化と静音化、動画撮影時など連続的合焦精度の確保に有利となる。

条件式（７）は、結像光学系の最も物体側レンズ面から最も像側レンズ面までの長さ（Σｄ）の短縮化と光学系の外径の小径化に有利とするための好ましい条件である。

第1の負レンズ（ｎ１）は、広画角の確保と性能の確保のため、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとし、上述の条件を満足して負の屈折力を十分に確保することが好ましい。そのため、収差を抑えるためには像側の面が凹面のメニスカス形状とすることが効果的であるので、第１の負レンズ（ｎ１）の像側直後の空気間隔を確保することでこの負レンズの機能の確保に有利となる。一方、この空気間隔よりも像側の各空気間隔についてみると各レンズに挟まれる空気間隔を短くすることでレンズ外径の小型化や結像光学系の最も物体側レンズ面から最も像側レンズ面までの長さ（Σｄ）を小さくできる。

上述の本発明の構成においては、大きい空気間隔を用いずとも性能の確保に有利となる。そのため、条件式（７）を満足して結像光学系の最も物体側レンズ面から最も像側レンズ面までの長さ（Σｄ）の短縮化とレンズ外径の小径化を図ることが好ましい。

もちろん、前記条件式（１）「−１４０％ ≦ ＤＴ ≦ −７％」を満足する構成とすると、小型化と性能確保等の点でより好ましい。

また、上述の基本構成において、もしくは、基本構成にて更に上述の条件式（２）、（４）、（５）、（６）、（７）のいずれか１つまたは複数を満足する結像光学系において、
前記後側レンズ群（ＬＲ）はフォーカシング時に移動するフォーカシングレンズ群を有し、
以下の条件式（１）、（３）を満足することが好ましい。
−１４０％ ≦ ＤＴ ≦ −７％（１）
０．８ ≦ Ｒ＿Ｌ１ｆ／ｆ ≦ ５．５（３）
ただし、
ＤＴ＝（ＩＨω−ｆ・ｔａｎω）／（ｆ・ｔａｎω）×１００％であり、
ωは結像光学系の最大半画角、
ＩＨωは、最大半画角ωの主光線が像面と交わる点の光軸からの距離、
ｆは、結像光学系の全系の焦点距離、
Ｒ＿Ｌ１ｆは、第１副レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
である。

各構成要件にて前述した機能を得られ好ましい。

また、上述の基本構成において、もしくは、基本構成にて更に上述の条件式（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）のいずれか１つまたは複数を満足する結像光学系において、
前記後側レンズ群（ＬＲ）がフォーカシング時に移動する正屈折力のフォーカシングレンズ群を有し、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
−１４０％＜ＤＴ＜ −４０％（８）
ただし、
ＤＴ＝（ＩＨω−ｆ・ｔａｎω）／（ｆ・ｔａｎω）×１００％であり、
ωは結像光学系の最大半画角、
ＩＨωは、最大半画角ωの主光線が像面と交わる点の光軸からの距離、
ｆは、結像光学系の全系の焦点距離、
Ｒ＿Ｌ１ｆは、第１副レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
である。

条件式（８）は、特に最大入射角（＝最大半画角）が４０度を上回る様な広画角の結像光学系の小型化に好ましい条件であり、上記基本構成の作用効果を十分に引き出すことに有利となる。

条件式（８）の下限を下回らないようにすることで、像面湾曲を低減しやすくなり、像面湾曲の補正のための前側レンズ群の構成枚数の増加を抑え小型化につながる。また、撮像面中の最大像高へ入射する光線の入射角度の増大を抑えやすくなる。

条件式（８）の上限を上回らないようにして負のディストーションを意図的に発生させることで、広画角化と小型化の両立に有利となる。

また、上述のいずれかの発明において、以下のいずれかの構成を満足することがより好ましい。

以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
０．８ ≦ ｆｂ／ｆ ≦ ２．７（９）
ただし、
ｆｂは、結像光学系の最も像側のレンズ面から像面までの空気換算距離、
ｆは、結像光学系の全系の焦点距離、
である。

条件式（９）は、上述の各発明による機能をより確実にするための条件であり、特に光学系の全長の短縮と小径化に有利となる。

条件式（９）の下限を下回らないように最終レンズが結像面に近づきすぎないようにすることで、最終レンズのサイズの小型化に有利となる。

条件式（９）の上限を上回らないようにして後側レンズ群を無理なく配置することで、光学系の全長の短縮化と撮像面への入射角の緩和の両立に有利となる。

以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。
０．８ ≦ ｆｂ／ＩＨω ≦ ２．４（１０）
ただし、
ｆｂは、結像光学系の最も像側のレンズ面から像面までの空気換算距離
ＩＨωは、最大半画角ωの主光線が像面と交わる点の光軸からの距離、
である。

条件式（１０）は、条件式（９）と同様に、各発明による機能をより確実にするための条件であり、特に光学系の全長の短縮化と小径化に有利となる。

条件式（１０）の下限を下回らないように最終レンズが結像面に近づきすぎないようにすることで、最終レンズのサイズの小型化に有利となる。

条件式（１０）の上限を上回らないようにして後側レンズ群を無理なく配置することで、光学系の全長の短縮化と撮像面への入射角の緩和の両立に有利となる。

前記結像光学系は単焦点レンズであり、前記結像光学系中の移動可能なレンズ群は、１つのフォーカシングレンズ群のみであることが好ましい。

それにより、枠構成をより簡略化でき小型化と低コスト化を達成できる。加えて、ズームレンズとしてではなく本構成上有効な広角域に特化した単焦点レンズとすることで本構成はより高性能で小型の光学系とすることが可能となる。

更に好ましい構成として、フォーカシングレンズ群中のレンズの総数を２枚以下とすることで駆動部の軽量化に有利となりいっそう好ましい。

前記第４副レンズ群（Ｌ４）がフォーカシング時に移動する唯一のレンズ群であり、且つ前記第４副レンズ群に含まれるレンズの総数が２枚以下であることが好ましい。

フォーカシング時に移動するレンズ群を一つのみとすることで枠構成をより簡略化でき軽量化・小型化・低コスト化に有利となる。

加えて、本発明は適度なバックフォーカスの確保と撮像面の入射光線角度を像面に向けて徐々に緩めることによる高性能化の両立を行い易く、結像面に近い第４副レンズ群（Ｌ４）で発生する収差を少なくしやすい。

そのため、第４副レンズ群（Ｌ４）をフォーカシングレンズ群とすることで、収差変動および周辺光線の射出角度変動を少なくすることができ入射角のフォーカシング時の変動も少なくすることができる。

収差変動を抑えやすいこの第４副レンズ群を２枚以下のレンズ構成とすることで、より軽量化を図ることが可能になり撮影時の合焦の高速化と静音化に有利となる。更には、動画撮影時などの連続的合焦精度の確保に有利となる。

以下の条件式（１１）を満足することが好ましい。
−１ ≦ Ｒ＿Ｌ３ｆ／ｆＬＲ ≦ −０．２（１１）
ただし、
Ｒ＿Ｌ３ｆは、第３副レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
ｆＬＲは、前記後側レンズ群の焦点距離、
である。

条件式（１１）は、アスとコマ収差の発生を抑えて軸外光束を効率的に結像面に向けて緩める条件である。

条件式（１１）の下限を下回らないように第３副レンズ群の物体側レンズ面の曲率を確保して、この面にて後側レンズ群のアスとコマ収差をキャンセルする機能を十分確保することが好ましい。

条件式（１１）の上限を上回らないようにすることで、アスとコマ収差の補正過剰を抑えやすくなる。

前記第４副レンズ群が最も像側に配置されたレンズ群であることが好ましい。

本発明は小型化や性能確保に有利となり、第４副レンズ群を最も像側に配置することで本発明の機能を得ながらも結像光学系の最も物体側レンズ面から最も像側レンズ面までの長さ（Σｄ）を短くすることにいっそう有利となる。

更には、以下の条件式（１２）を満足することが好ましい。
−１．１ ≦ ＳＦ＿Ｌ４ ≦ ４．０（１２）
ただし、
ＳＦ＿Ｌ４＝（ＲＬ４ｆ＋ＲＬ４ｒ）／（ＲＬ４ｆ−ＲＬ４ｒ）であり
ＲＬ４ｆは、前記第４副レンズ群の物体側面の近軸曲率半径、
ＲＬ４ｒは、前記第４副レンズ群の像側面の近軸曲率半径
である。

条件式（１２）は、広い画角を確保した際に有効性を発揮する条件式である。特に結像光学系の最大半画角（ω）が４０度を越える時に上記条件式（１２）を満足することがより好ましい。

条件式（１２）の下限を下回らないようにすることで、第４副レンズ群（Ｌ４）でのペッツバール像面のマイナス側への湾曲を抑えやすくなり像面湾曲や非点較差を良好に保つことに有利となる。収差を抑えやすくなることで、他のレンズ群のレンズ枚数や非球面の多用を低減でき、低コスト化あるいは結像光学系の最も物体側レンズ面から最も像側レンズ面までの長さ（Σｄ）の短縮化に有利となる。

条件式（１２）の上限を上回らないようにすることで、第４副レンズ群（Ｌ４）での収差補正効果と効率的に周辺光線角度を像面に向けて緩める機能の確保に有利となる。それにより、レンズ枚数や非球面の多用を低減でき、低コスト化あるいは結像光学系の最も物体側レンズ面から最も像側レンズ面までの長さ（Σｄ）の短縮化に有利となる。

以下の条件式（１３）を満足することが好ましい。
０．８９５ ≦ ＩＨω３０／（ｆ・tan３０°） ≦ ０．９９（１３）
ただし、
ＩＨω３０は、半画角３０度の主光線が像面と交わる点の光軸からの距離、
ｆは、結像光学系の全系の焦点距離、
である。

本発明の構成においては、負のディストーションを発生させることで、小型化と高性能化に有利な構成となる。光学的に発生させたディストーションを活用することで広い画角を得ることができる。

一方、撮像素子の撮像面上に形成された光学的に発生したディストーションを含む像の信号を電気的な画像処理により補正し、記録、表示等を行うことも可能である。

これにより光学系は負のディストーションを積極的に発生させて小型化と高性能化を達成し撮影した画像の歪みを低減することで小型化と高性能化の双方のメリットをいっそう活かすことが可能となる。

条件式（１３）の下限を下回らないようにすることで、電気的な補正をした際のディストーションの補正量の過剰を抑え、軸外領域の解像の低減を防ぎやすくなる。

条件式（１３）の上限を上回らないようにすることで、歪曲収差の積極的な使用による画角の確保等に有利となる。

以下の条件式（１４）を満足することが好ましい。
１．５≦ Σｄ／ＩＨω ≦ ６．０（１４）
ただし、
Σｄは、結像光学系の最も物体側レンズ面から最も像側レンズ面までの長さ、
ＩＨωは、最大半画角ωの主光線が像面と交わる点の光軸からの距離、
である。

条件式（１４）は、結像光学系の光軸上での好ましい厚さを特定するものである。

条件式（１４）の下限を下回らないようにして、レンズ枚数の確保しやすくし光学性能の確保に有利とすることが好ましい。

条件式（１４）の上限を上回らないようにして、結像光学系を小型化することが好ましい。

フォーカシングの際に移動するレンズ群を１枚の正レンズとすることが好ましい。

フォーカシングレンズ群を１枚の正レンズで構成することでフォーカシングの作用と光束の収束効果を両立でき結像光学系をより簡略化することが可能になる。また、フォーカシングレンズ群をレンズ１枚のみで構成することでフォーカシングレンズ群の大幅な軽量化を果たすことが可能となり、撮影時の合焦の高速化と静音化に有利となる。更には、動画撮影時などの連続的合焦精度の確保が容易な構造が可能になる。

さらに、フォーカシングの際に移動する前記１枚の正レンズの比重が以下の条件式（１５）を満足することが好ましい。
０．８ ≦ Ｄｆｏ ≦ １．５（１５）
ただし、
Ｄｆｏは、フォーカシングの際に移動する前記１枚の正レンズの比重であり、単位はｇ／ｃｍ³
である。

条件式（１５）の上限を上回らないようにすることで、フォーカシングレンズ群のいっそうの軽量化に有利となる。

条件式（１５）の下限を下回らないようにすることで、十分な屈折率の材料にてレンズを構成でき、性能の確保に有利となる。

また、フォーカシングの際に少なくとも１枚の正レンズが移動し、
以下の条件式（１６）を満足することが好ましい。
νｄ＿ｆｏ＞５０（１６）
ただし、
νｄ＿ｆｏは、フォーカシングの際に移動する正レンズのアッベ数の内の最大値
である。

条件式（１６）を満足することでフォーカスシングによる色収差の変動を抑え至近においても良好な性能を得る事ができる。特に、フォーカシングの際に移動するレンズを１枚のみの正レンズとした際に目立ちやすくなる色収差の発生を抑えられる。

前記第１副レンズ群（Ｌ１）は物体側から順に、負屈折力の第１の負レンズとその像側に配置された第２のレンズの２枚のみのレンズからなり、
前記第１の負レンズは像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、
前記第２のレンズは物体側の面よりも曲率の絶対値が大きい凹面の像側面をもち、
以下の条件式（１７）を満足することが好ましい。
０．４ ≦ＳＦ２≦６．０（１７）
ただし、
ＳＦ２＝（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）であり
Ｒ２ｆは、前記第２のレンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ２ｒは、前記第２のレンズの像側面の近軸曲率半径
である。

第１の負レンズのすぐ像側に第２のレンズを配置し、条件式（１７）を満足することでより広画角化と光学性能の確保に有利となる。

条件式（１７）の下限を下回らないようにすることで、第２のレンズが強い負の屈折力のレンズにならないようにし、コマ収差とペッツバール像面のプラス側の湾曲を抑制できる。

条件式（１７）の上限を上回らないようにすることで第２のレンズでの収差補正効果を確保し、第１の負レンズの屈折力を抑えやすくなり、アスの低減と前側レンズ群の小型化に有利となる。

前記第１副レンズ群は少なくとも負レンズを含み、
前記第１副レンズ群中の負レンズで最も物体側に配置された負レンズを第１の負レンズ（ｎ１）としたとき、
前記第１の負レンズは、像側に凹面を向けた負レンズであり、
以下の条件（１８）を満足することが好ましい。
Ｔｍａｘ／Σｄ ≦ ０．２７（１８）
ただし、
Ｔｍａｘは、前記第１の負レンズに接する像側の空間を除く結像光学系中の複数のレンズに挟まれる空間の距離うちの最大値、
Σｄは、結像光学系の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの長さ、
である。

条件式（１８）は、性能を確保し全長の短縮化と結像光学系の外径の小径化に有利となる好ましい条件である。

第1の負レンズ（ｎ１）は広画角の確保と性能の確保のため、像側に凹面を向けた負レンズとし、負の屈折力を十分に確保することが好ましい。このとき、第１の負レンズ（ｎ１）の像側直後の空気間隔を確保することでこの負レンズの機能の確保に有利となる。一方、この空気間隔よりも像側の各空気間隔についてみると各レンズに挟まれる空気間隔を短くすることでレンズ外径の小型化や結像光学系の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの長さ（Σｄ）を小さくできる。
上述の本発明の構成においては、大きい空気間隔を用いずとも性能の確保に有利となる。
そのため、条件式（１８）を満足して結像光学系の最も物体側レンズ面から最も像側レンズ面までの長さ（Σｄ）の短縮化とレンズ外径の小径化を図ることが好ましい。

前記第１副レンズ群は少なくとも負レンズを含み、
前記第１副レンズ群中の負レンズで最も物体側に配置された負レンズを第１の負レンズ（ｎ１）としたとき、
前記第１の負レンズは、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、
前記第１の負レンズは、前記第１副レンズ群中で最も物体側に配置されたレンズであることが好ましい。

第１副レンズ群（Ｌ１）中の最も物体側のレンズを像側に凹面を向けた負メニスカスレンズ（ｎ１）とすることで、第１副レンズ群（Ｌ１)の負の屈折力を十分に確保でき、広い画角の確保を容易にし、小径化や、広画角化の際に発生しやすい軸外諸収差、特に非点較差の補正に有利となる。

また、以下の条件式（１９）を満足することが好ましい。
−１ ≦ｆ／ｆＬＦ ≦ １．５（１９）
ただし、
ｆは、結像光学系の全系の焦点距離、
ｆＬＦは、前側レンズ群の焦点距離
である。

条件式（１９）の下限を下回らないように前側レンズ群の屈折力が強い負屈折力にならないようにすることで、小型化等のためにバックフォーカスを適度に短くしても、後側レンズ群（ＬＲ)の正屈折力を弱められ、ペッツバール像面のマイナス側への湾曲を抑えられ像面湾曲や非点較差の補正を行い易くなる。

条件式（１９）の上限を上回らないように前側レンズ群の屈折力が強い正屈折力にならないようにすることで、後側レンズ群（ＬＲ)の正の屈折力を確保しやすくなりバックフォーカスの確保が容易となる。それにより、周辺光線の射出角を小さくする機能を確保しやすくなる。

前記第１副レンズ群が像側に凹面を向けた２つの負レンズ成分からなり、
前記２つの負レンズ成分の像側面の近軸曲率の絶対値は物体側面の近軸曲率の絶対値よりも小さく、
前記第２副レンズ群が正レンズを含む２枚から４枚のレンズからなり、
前記第３副レンズ群が１枚の負レンズと該１枚の負レンズの像側に配置された２枚以下の正レンズからなり、
前記第４副レンズ群が１つの正レンズ成分からなることがより好ましい。
ここで、レンズ成分は入射側の屈折面と像側の屈折面の２つのみの屈折面が光軸上にて空気に接するレンズ体を意味する。

このように構成することで、結像光学系の画角の確保、射出角の調整、光学性能の確保を行いつつ全長の短縮化に有利となり好ましい。

上述の各構成要件や条件式は、任意に満足するようにしてもよい。

例えば、上述の各発明にて、以下の条件式（５）を満足するようにしてもよい。
−３ ≦ ｆｎ１／ｆＬＲ ≦ −０．５（５）

例えば、上述の各発明にて、以下の条件式（６）を満足するようにしてもよい。
−２ ≦ ｆｎ１１／ｆＬＲ ≦ −０．１（６）

例えば、上述の各発明にて、以下の条件式（７）を満足するようにしてもよい。
Ｔｍａｘ／ＩＨω３０ ≦ １．２（７）

これらの結像光学系は、射出瞳を像面から離しやすく高性能化しやすいのでデジタルカメラなどの撮像装置に用いることが効果的である。

結像光学系及び結像光学系の像側に配置され光学像を電気信号に変換する撮像面を持つ撮像素子とを有する撮像装置において、その撮像装置の結像光学系は、上記いずれかの結像光学系とすることが好ましい。

また、上述の各発明は任意に複数を同時に満足することがより好ましい。

また、各条件式について、上限値もしくは下限値を以下のように限定することで、その効果をより確実にでき好ましい。

条件式（１）について
下限値を−１２０％、更には−１００％とすることがより好ましい、ディストーションを電気的に補正することを前提とすれば更に下限値を−１５％とするとよい。画像補正時の画像の流れを抑えやすくなる。
上限値を−１３％、更には−１２％とすることがより好ましい。歪みを生かした撮影を行いたい場合は更に上限値を−４０％とするとよい。

条件式（２）について
下限値を−１．６、更には−１．４とすることがより好ましい。
上限値を−０．４、更には−０．５５とすることがより好ましい。

条件式（３）について
下限値を１．１、更には１．５とすることがより好ましい。
上限値を４．５、更には４．０とすることがより好ましい。

条件式（４）について
下限値を１．４、更には１．６とすることがより好ましい。
上限値を３．５、更には３．０とすることがより好ましい。

条件式（５）について
下限値を−２．３、更には−１．８とすることがより好ましい。
上限値を−０．６、更には−０．７とすることがより好ましい。

条件式（６）について
下限値を−１、更には−０．８５とすることがより好ましい。
上限値を−０．１５、更には−０．１９とすることがより好ましい。

条件式（７）について
上限値を１．０、更には０．６とすることがより好ましい。
下限値を設け、０．１更には０．２を下回らないようにすることが好ましい。可変絞りなどを配置するスペースの確保に有利となる。

条件式（８）について
下限値を−１２０％、更には−１１０％とすることがより好ましい。
上限値を−６０％、更には−８０％とすることがより好ましい。

条件式（９）について
下限値を１．０、更には１．２とすることがより好ましい。
上限値を２．５、更には２．３とすることがより好ましい。

条件式（１０）について
下限値を１．０、更には１．２とすることがより好ましい。
上限値を１．７５、更には１．６とすることがより好ましい。

条件式（１１）について
下限値を−０．８５、更には−０．７とすることがより好ましい。
上限値を−０．３、更には−０．３５とすることがより好ましい。

条件式（１２）について
下限値を−０．９、−０．７、更には−０．３とすることがより好ましい。
上限値を３．５、更には３．３とすることがより好ましい。

条件式（１３）について
ディストーションを電気的に補正することを前提とすれば、
下限値を０．９、更には０．９３とすることがより好ましい。
ディストーションを生かした撮影に有利とするためには、
上限値を０．９５、更には０．９３とすることがより好ましい。

条件式（１４）について
下限値を２．０、更には２．３とすることがより好ましい。
上限値を５．０、更には４．５とすることがより好ましい。

条件式（１６）について
上限値を５５、更には６０とすることがより好ましい。

条件式（１７）について
下限値を０．５５、更には０．７とすることがより好ましい。
上限値を４．５、更には２．５とすることがより好ましい。

条件式（１８）について
上限値を０．１８、更には０．１５とすることがより好ましい。
下限値０．０４、更には０．０６を設け、これを上回らないようにすることで可変絞りなどを配置するスペースの確保に有利となる。

条件式（１９）について
下限値を−０．４５、更には−０．３０とすることがより好ましい。
上限値を１．０、更には０．８とすることがより好ましい。

以上のように、本発明によれば、広い画角を確保しながらも、小型化と周辺光量の確保、良好な結像性能の確保を行いやすいフォーカス時全長が一定の結像光学系を提供することが可能となる。さらに、このような結像光学系を用いた撮像装置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。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１１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の諸収差図である。実施例２の光学系の無限遠合焦状態の諸収差図である。実施例３の光学系の無限遠合焦状態の諸収差図である。実施例４の光学系の無限遠合焦状態の諸収差図である。実施例５の光学系の無限遠合焦状態の諸収差図である。実施例６の光学系の無限遠合焦状態の諸収差図である。実施例７の光学系の無限遠合焦状態の諸収差図である。実施例８の光学系の無限遠合焦状態の諸収差図である。実施例９の光学系の無限遠合焦状態の諸収差図である。実施例１０の光学系の無限遠合焦状態の諸収差図である。実施例１１の光学系の無限遠合焦状態の諸収差図である。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２４のデジタルカメラの背面図である。図２４のデジタルカメラの横断面図である。図２４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。

本発明の実施例１〜１１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、フィッシュアイレンズを構成する。また、フォーカシングレンズは、最も像側の正レンズである。フォーカシングレンズの近距離時の移動方向は物体側である。

実施例１の光学系は、図１に示すように、物体側から像側に順に、前側レンズ群ＬＦ、明るさ絞りＳ、及び後側レンズ群ＬＲから構成されている。また、前側レンズ群ＬＦは、物体側から像側に順に、負屈折力を有する第１副レンズ群Ｌ１と、正屈折力を有する第２副レンズ群Ｌ２と、から構成され、後側レンズ群ＬＲは、物体側から像側に順に、最も像側の面が像面側に凸面である第３副レンズ群Ｌ３と、正屈折力を有するフォーカスレンズ群としての第４副レンズ群Ｌ４から構成されている。

前側レンズ群ＬＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負レンズとしての負メニスカスレンズｎ１及び第２負レンズとしての両凹負レンズｎ２からなる第１副レンズ群Ｌ１と、両凸正レンズ及び像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２副レンズ群Ｌ２と、からなる。

後側レンズ群ＬＲは、物体側から順に、両凹負レンズ、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズ及び両凸正レンズからなる第３副レンズ群Ｌ３と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第４副レンズ群Ｌ４からなる。フォーカスレンズ群は、第４副レンズ群Ｌ４からなる。Ｉは像面である。

図２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、フィッシュアイレンズを構成する。また、フォーカシングレンズは、最も像側の正レンズである。フォーカシングレンズの近距離時の移動方向は物体側である。

実施例２の光学系は、図２に示すように、物体側から像側に順に、前側レンズ群ＬＦ、明るさ絞りＳ、及び後側レンズ群ＬＲから構成されている。また、前側レンズ群ＬＦは、物体側から像側に順に、負屈折力を有する第１副レンズ群Ｌ１と、正屈折力を有する第２副レンズ群Ｌ２と、から構成され、後側レンズ群ＬＲは、物体側から像側に順に、最も像側の面が像面側に凸面である第３副レンズ群Ｌ３と、正屈折力を有するフォーカスレンズ群ＬＦとしての第４副レンズ群Ｌ４から構成されている。

前側レンズ群ＬＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負レンズとしての負メニスカスレンズｎ１及び第２負レンズとしての両凹負レンズｎ２からなる第１副レンズ群Ｌ１と、両凸正レンズ及び物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズからなる第２副レンズ群Ｌ２と、からなる。

図３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、フィッシュアイレンズを構成する。また、フォーカシングレンズは、最も像側の正レンズである。フォーカシングレンズの近距離時の移動方向は物体側である。

実施例３の光学系は、図３に示すように、物体側から像側に順に、前側レンズ群ＬＦ、明るさ絞りＳ、及び後側レンズ群ＬＲから構成されている。また、前側レンズ群ＬＦは、物体側から像側に順に、負屈折力を有する第１副レンズ群Ｌ１と、正屈折力を有する第２副レンズ群Ｌ２と、から構成され、後側レンズ群ＬＲは、物体側から像側に順に、最も像側の面が像面側に凸面である第３副レンズ群Ｌ３と、正屈折力を有するフォーカスレンズ群としての第４副レンズ群Ｌ４から構成されている。

前側レンズ群ＬＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負メニスカスレンズｎ１及び両凹負レンズｎ２からなる第１副レンズ群Ｌ１と、両凸正レンズ及び両凸正レンズからなる第２副レンズ群Ｌ２と、からなる。

図４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、フィッシュアイレンズを構成する。また、フォーカシングレンズは、最も像側の正レンズである。フォーカシングレンズの近距離時の移動方向は物体側である。

実施例４の光学系は、図４に示すように、物体側から像側に順に、前側レンズ群ＬＦ、明るさ絞りＳ、及び後側レンズ群ＬＲから構成されている。また、前側レンズ群ＬＦは、物体側から像側に順に、負屈折力を有する第１副レンズ群Ｌ１と、正屈折力を有する第２副レンズ群Ｌ２と、から構成され、後側レンズ群ＬＲは、物体側から像側に順に、最も像側の面が像面側に凸面である第３副レンズ群Ｌ３と、正屈折力を有するフォーカスレンズ群としての第４副レンズ群Ｌ４から構成されている。

図５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、フィッシュアイレンズを構成する。また、フォーカシングレンズは、最も像側の正レンズである。フォーカシングレンズの近距離時の移動方向は物体側である。

実施例５の光学系は、図５に示すように、物体側から像側に順に、前側レンズ群ＬＦ、明るさ絞りＳ、及び後側レンズ群ＬＲから構成されている。また、前側レンズ群ＬＦは、物体側から像側に順に、負屈折力を有する第１副レンズ群Ｌ１と、正屈折力を有する第２副レンズ群Ｌ２と、から構成され、後側レンズ群ＬＲは、物体側から像側に順に、最も像側の面が像面側に凸面である第３副レンズ群Ｌ３と、正屈折力を有するフォーカスレンズ群としての第４副レンズ群Ｌ４から構成されている。

前側レンズ群ＬＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負レンズとしての第１負メニスカスレンズｎ１及び物体側に凸面を向けた第２負レンズとしての第２負メニスカスレンズｎ２からなる第１副レンズ群Ｌ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズからなる第２副レンズ群Ｌ２と、からなる。

後側レンズ群ＬＲは、物体側から順に、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズ及び両凸正レンズからなる第３副レンズ群Ｌ３と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第４副レンズ群Ｌ４からなる。フォーカスレンズ群は、第４副レンズ群Ｌ４からなる。Ｉは像面である。

非球面は、後側レンズ群ＬＲの第３副レンズ群Ｌ３の最も像側の両凸正レンズの両面の２面に用いている。

図６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、広角レンズを構成する。また、フォーカシングレンズは、最も像側の正レンズである。フォーカシングレンズの近距離時の移動方向は物体側である。

実施例６の光学系は、図６に示すように、物体側から像側に順に、前側レンズ群ＬＦ、明るさ絞りＳ、及び後側レンズ群ＬＲから構成されている。また、前側レンズ群ＬＦは、物体側から像側に順に、負屈折力を有する第１副レンズ群Ｌ１と、正屈折力を有する第２副レンズ群Ｌ２と、から構成され、後側レンズ群ＬＲは、物体側から像側に順に、最も像側の面が像面側に凸面である第３副レンズ群Ｌ３と、正屈折力を有するフォーカスレンズ群としての第４副レンズ群Ｌ４から構成されている。

前側レンズ群ＬＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負レンズとしての第１負メニスカスレンズｎ１及び物体側に凸面を向けた第２負レンズとしての第２負メニスカスレンズｎ２からなる第１副レンズ群Ｌ１と、両凸正レンズ、両凹負レンズ及び両凸正レンズからなる第２副レンズ群Ｌ２と、からなる。

後側レンズ群ＬＲは、物体側から順に、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズ及び像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第３副レンズ群Ｌ３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第４副レンズ群Ｌ４からなる。フォーカスレンズ群は、第４副レンズ群Ｌ４からなる。Ｉは像面である。

非球面は、前側レンズ群ＬＦの第１副レンズ群Ｌ１の第２負メニスカスレンズｎ２の両面と、後側レンズ群ＬＲの第３副レンズ群Ｌ３の最も像側の正メニスカスレンズの両面の４面に用いている。

図７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、広角レンズを構成する。また、フォーカシングレンズは、最も像側の正レンズである。フォーカシングレンズの近距離時の移動方向は物体側である。

実施例７の光学系は、図７に示すように、物体側から像側に順に、前側レンズ群ＬＦ、明るさ絞りＳ、及び後側レンズ群ＬＲから構成されている。また、前側レンズ群ＬＦは、物体側から像側に順に、負屈折力を有する第１副レンズ群Ｌ１と、正屈折力を有する第２副レンズ群Ｌ２と、から構成され、後側レンズ群ＬＲは、物体側から像側に順に、最も像側の面が像面側に凸面である第３副レンズ群Ｌ３と、正屈折力を有するフォーカスレンズ群としての第４副レンズ群Ｌ４から構成されている。

前側レンズ群ＬＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負レンズとしての第１負メニスカスレンズｎ１及び物体側に凸面を向けた第２負レンズとしての第２負メニスカスレンズｎ２からなる第１副レンズ群Ｌ１と、両凸正レンズ及び像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズと像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２副レンズ群Ｌ２と、からなる。

後側レンズ群ＬＲは、物体側から順に、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸正レンズ及び像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第３副レンズ群Ｌ３と、両凸正レンズからなる第４副レンズ群Ｌ４からなる。フォーカスレンズ群は、第４副レンズ群Ｌ４からなる。Ｉは像面である。

また、第２負メニスカスレンズｎ２、第３副レンズ群Ｌ３の最も像側のレンズ及び第４副レンズ群Ｌ４の両凸正レンズは、比重１．０１のシクロオレフィンポリマーを用いたプラスチックレンズからなる。プラスチックのような軽量な材質を使用することで、フィーカシング速度の向上や駆動電力の軽減につながる。

図８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、広角レンズを構成する。また、フォーカシングレンズは、最も像側の正レンズである。フォーカシングレンズの近距離時の移動方向は物体側である。

実施例８の光学系は、図８に示すように、物体側から像側に順に、前側レンズ群ＬＦ、明るさ絞りＳ、及び後側レンズ群ＬＲから構成されている。また、前側レンズ群ＬＦは、物体側から像側に順に、負屈折力を有する第１副レンズ群Ｌ１と、正屈折力を有する第２副レンズ群Ｌ２と、から構成され、後側レンズ群ＬＲは、物体側から像側に順に、最も像側の面が像面側に凸面である第３副レンズ群Ｌ３と、正屈折力を有するフォーカスレンズ群としての第４副レンズ群Ｌ４から構成されている。

前側レンズ群ＬＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負レンズとしての第１負メニスカスレンズｎ１及び物体側に凸面を向けた第２負レンズとしての第２負メニスカスレンズｎ２からなる第１副レンズ群Ｌ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ及び像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２副レンズ群Ｌ２と、からなる。

非球面は、前側レンズ群ＬＦの第１副レンズ群Ｌ１の第２負メニスカスレンズｎ２の像側の面と、後側レンズ群ＬＲの第３副レンズ群Ｌ３の最も像側の正メニスカスレンズの両面の３面に用いている。

また、第３副レンズ群Ｌ３の最も像側のレンズ及び第４副レンズ群Ｌ４の両凸正レンズは、比重１．０１のシクロオレフィンポリマーを用いたプラスチックレンズからなる。プラスチックのような軽量な材質を使用することで、フィーカシング速度の向上や駆動電力の軽減につながる。

図９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、広角レンズを構成する。また、フォーカシングレンズは、最も像側の正レンズである。フォーカシングレンズの近距離時の移動方向は物体側である。

実施例９の光学系は、図９に示すように、物体側から像側に順に、前側レンズ群ＬＦ、明るさ絞りＳ、及び後側レンズ群ＬＲから構成されている。また、前側レンズ群ＬＦは、物体側から像側に順に、負屈折力を有する第１副レンズ群Ｌ１と、正屈折力を有する第２副レンズ群Ｌ２と、から構成され、後側レンズ群ＬＲは、物体側から像側に順に、最も像側の面が像面側に凸面である第３副レンズ群Ｌ３と、正屈折力を有するフォーカスレンズ群としての第４副レンズ群Ｌ４から構成されている。

前側レンズ群ＬＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負レンズとしての第１負メニスカスレンズｎ１及び物体側に凸面を向けた第２負レンズとしての第２負メニスカスレンズｎ２からなる第１副レンズ群Ｌ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ及び両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズからなる第２副レンズ群Ｌ２と、からなる。

図１０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、フィッシュアイレンズを構成する。また、フォーカシングレンズは、像側から２番目の正レンズである。フォーカシングレンズの近距離時の移動方向は物体側である。

実施例１０の光学系は、図１０に示すように、物体側から像側に順に、前側レンズ群ＬＦ、明るさ絞りＳ、及び後側レンズ群ＬＲから構成されている。また、前側レンズ群ＬＦは、物体側から像側に順に、負屈折力を有する第１副レンズ群Ｌ１と、正屈折力を有する第２副レンズ群Ｌ２と、から構成され、後側レンズ群ＬＲは、物体側から像側に順に、最も像側の面が像面側に凸面である第３副レンズ群Ｌ３と、正屈折力を有するフォーカスレンズ群としての第４副レンズ群Ｌ４と、正屈折力を有する第５レンズ群Ｌ５と、から構成されている。

前側レンズ群ＬＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負レンズとしての第１負メニスカスレンズｎ１及び第２負レンズとしての両凹負レンズｎ２からなる第１副レンズ群Ｌ１と、両凸正レンズ及び像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第２副レンズ群Ｌ２と、からなる。

後側レンズ群ＬＲは、物体側から順に、両凹負レンズ、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第３副レンズ群Ｌ３と、両凸正レンズからなる第４副レンズ群Ｌ４と、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第５副レンズ群Ｌ５からなる。フォーカスレンズ群は、第４副レンズ群Ｌ４からなる。Ｉは像面である。

図１１は実施例１１の光学系の断面図である。実施例１１の光学系は、広角レンズを構成する。また、フォーカシングレンズ群は、絞り直前の正レンズ成分である。フォーカシングレンズ群の近距離時の移動方向は像側である。

実施例１１の光学系は、図１１に示すように、物体側から像側に順に、前側レンズ群ＬＦ、明るさ絞りＳ、及び後側レンズ群ＬＲから構成されている。また、前側レンズ群ＬＦは、物体側から像側に順に、負屈折力を有する第１副レンズ群Ｌ１と、正屈折力を有する第２副レンズ群Ｌ２と、から構成され、後側レンズ群ＬＲは、物体側から像側に順に、最も像側の面が像面側に凸面である第３副レンズ群Ｌ３と、正屈折力を有する第４副レンズ群Ｌ４から構成されている。

前側レンズ群ＬＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた第１負メニスカスレンズｎ１及び物体側に凸面を向けた第２負メニスカスレンズｎ２からなる第１副レンズ群Ｌ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、両凹負レンズ及び両凸正レンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズからなる第２副レンズ群Ｌ２と、からなる。

後側レンズ群ＬＲは、物体側から順に、像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズ、両凸正レンズ及び像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる第３副レンズ群Ｌ３と、両凸正レンズからなる第４副レンズ群Ｌ４からなる。Ｉは像面である。

以下に、実施例１〜１１の数値データを示す。実施例１〜１１の数値データにおいて、ｒはレンズ面の曲率半径，ｄはレンズ肉厚および空気間隔，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は焦点距離，ＦnoはＦナンバー，ωは半画角（°）である。また、ＩＯは至近距離を示す。

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，１２次の非球面係数をそれぞれA2，A4，A6，A8，A10,A12としたとき次の（９）式で表される。
Ｘ（Ｈ）＝（Ｈ²／ｒ）／｛１＋［１−（１＋Ｋ）・（Ｈ²／ｒ²）］^1/2｝
＋A4Ｈ⁴＋A6Ｈ⁶＋A8Ｈ⁸＋A10Ｈ¹⁰＋A12Ｈ¹²

数値実施例 1
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 25.537 1.312 1.77250 49.60
2 12.203 7.677
3 -298.932 1.312 1.72916 54.68
4 8.389 3.891
5 21.543 5.818 1.84666 23.78
6 -38.486 1.477
7 -200.001 7.266 1.72916 54.68
8 -13.098 1.009
9（絞り） ∞ 0.850
10 -10.293 0.706 1.84666 23.78
11 29.636 0.416
12 -49.806 2.162 1.72916 54.68
13 -10.736 0.953
14 35.833 4.469 1.49700 81.54
15 -20.922 d1
16 -177.472 4.233 1.51633 64.14
17 -17.646 d2
像面 ∞

無限 IO＝20cm
d1 2.87153 2.21183
d2 15.05353 15.71323

各種データ
f (mm) 7.973
Fno 3.578
2ω(画角(°)) 180.0
FB (mm) 15.054

数値実施例 2
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 26.659 1.300 1.88300 40.76
2 11.072 6.949
3 -55.898 1.300 1.74100 52.64
4 8.386 2.400
5 18.914 5.197 1.84666 23.78
6 -42.757 0.540
7 33.063 3.182 1.80400 46.57
8 6.463 6.288 1.67790 55.34
9 -11.187 1.000
10（絞り） ∞ 2.266
11 -11.274 0.700 1.84666 23.78
12 31.002 0.469
13 -55.449 3.184 1.72916 54.68
14 -11.265 0.100
15 26.327 3.784 1.49700 81.54
16 -28.876 d1
17 -36.149 3.602 1.72916 54.68
18 -18.915 d2
像面 ∞

無限 IO＝20cm
d1 1.74050 0.84631
d2 15.85997 16.75417

各種データ
f (mm) 8.097
Fno 3.571
2ω(画角(°)) 180.0
FB (mm) 15.860

数値実施例 3
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 23.076 1.300 1.88300 40.76
2 10.604 6.766
3 -242.498 1.300 1.72916 54.68
4 7.415 2.888
5 18.801 5.393 1.84666 23.78
6 -33.860 0.307
7 555.916 7.000 1.53996 59.46
8 -10.452 1.603
9（絞り） ∞ 1.000
10 -9.704 0.700 1.84666 23.78
11 30.764 0.362
12 -65.567 2.140 1.72916 54.68
13 -10.008 0.985
14 34.634 3.021 1.49700 81.54
15 -21.817 d1
16 -202.933 3.714 1.51633 64.14
17 -17.890 d2
像面 ∞

無限 IO＝20cm
d1 4.52093 3.85135
d2 14.53338 15.2029

各種データ
f (mm) 7.992
Fno 3.541
2ω(画角(°)) 178.9
FB (mm) 14.533

数値実施例 4
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 26.028 1.300 1.88300 40.76
2 10.500 6.116
3 -60.301 1.300 1.72916 54.68
4 7.473 2.199
5 15.552 5.105 1.84666 23.78
6 -44.411 0.646
7 25.252 2.135 1.88300 40.76
8 6.404 5.391 1.67790 55.34
9 -10.164 1.000
10（絞り） ∞ 2.137
11 -11.003 0.700 1.84666 23.78
12 31.451 0.598
13 -28.269 2.181 1.72916 54.68
14 -10.686 0.343
15 34.427 3.640 1.49700 81.54
16 -23.275 d1
17 -53.532 3.184 1.72916 54.68
18 -17.928 d2
像面 ∞

無限 IO＝20cm
d1 1.52528 0.87829
d2 15.91143 16.55842

各種データ
f (mm) 8.196
Fno 3.580
2ω(画角(°)) 180.0
FB (mm) 15.911

数値実施例 5
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 31.981 1.300 1.88300 40.76
2 7.900 3.336
3 27.433 1.300 1.72916 54.68
4 9.394 1.322
5 17.826 2.800 1.72916 54.68
6 5.801 4.363 1.78470 26.29
7 -31.469 1.000
8（絞り） ∞ 1.974
9 -8.708 0.700 1.84666 23.78
10 18.135 2.623 1.72916 54.68
11 -10.770 0.100
12 38.301 3.586 1.49700 81.54
13 -10.110 d1
14 -91.516 2.176 1.72916 54.68
15 -26.333 d2
像面 ∞

非球面データ
第12面
K=0.0000,A4=-1.8322E-004,A6=4.1784E-007,A8=3.2461E-009
第13面
K=0.0000,A4=2.8568E-005,A6=-5.1944E-007,A8=5.8954E-009,A10=-5.9788E-010

無限 IO＝20cm
d1 1.52001 0.81803
d2 17.8276 18.52964

各種データ
f (mm) 8.091
Fno 3.580
2ω(画角(°)) 179.7
FB (mm) 17.828

数値実施例 6
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 22.606 1.300 1.72916 54.68
2 11.000 4.774
3（非球面） 34.070 1.300 1.49700 81.54
4（非球面） 9.635 1.708
5 16.792 3.784 1.84666 23.78
6 -144.046 1.033
7 -27.287 2.627 1.80518 25.42
8 18.198 0.100
9 12.817 4.328 1.88300 40.76
10 -35.320 4.052
11（絞り） ∞ 1.687
12 -7.629 0.700 1.84666 23.78
13 -43.264 0.100
14 -412.872 2.312 1.72916 54.68
15 -18.418 0.050
16（非球面） -52.097 5.700 1.72916 54.68
17（非球面） -11.919 d1
18 30.926 2.844 1.72916 54.68
19 -494.396 d2
像面 ∞

非球面データ
第3面
K=0.0000,A4= 3.7228E-005,A6= -6.5360E-007,A8= 4.4385E-009
第4面
K=0.0000,A4= -8.9286E-005,A6= -1.4980E-006,A8= -5.1285E-009,A10= 2.4033E-011
第16面
K=0.0000,A4= -8.9177E-005,A6= 5.6335E-007,A8= -1.0779E-008
第17面
K=0.0000,A4=3.3603E-005,A6=1.5726E-007,A8=2.7065E-009,A10=-2.3966E-011,A12=2.6347E-014

無限 IO＝20cm
d1 2.10128 0.74329
d2 16.43147 17.7894

各種データ
f (mm) 12.282
Fno 1.851
2ω(画角(°)) 91.5
FB (mm) 16.431

数値実施例 7
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 33.391 1.300 1.58913 61.14
2 8.700 2.563
3（非球面） 14.957 1.500 1.53113 55.80
4（非球面） 7.763 2.402
5 11.415 3.370 1.90366 31.32
6 -12810.386 1.128
7 -18.543 0.700 1.84666 23.78
8 -30.437 1.869 1.48749 70.23
9 -13.512 2.056
10（絞り） ∞ 2.201
11 -6.924 0.700 1.84666 23.78
12 -41.871 0.100
13 115.593 4.268 1.72916 54.68
14 -10.030 0.100
15（非球面） -26.464 2.250 1.53113 55.80
16（非球面） -13.646 d1
17 25.463 3.821 1.53113 55.80
18 -121.573 d2
像面 ∞

非球面データ
第3面
K=0.0000,A4=1.6516E-004,A6=-1.8552E-006,A8=9.3914E-009
第4面
K=0.0000,A4=-3.9730E-005,A6=-5.5610E-006,A8=-1.4707E-008,A10=-6.1975E-010
第15面
K=0.0000,A4=-8.4240E-005,A6=1.1973E-006,A8=-3.8484E-010
第16面
K=0.0000,A4=5.5262E-005,A6=1.9772E-006,A8=-9.1438E-009,A10=4.4737E-010,A12= -3.7042E-012

無限 IO＝20cm
d1 2.17158 0.81998
d2 15.09187 16.44346

各種データ
f (mm) 12.284
Fno 2.838
2ω(画角(°)) 90.4
FB (mm) 15.092

数値実施例 8
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 18.991 1.300 1.74100 52.64
2 8.700 2.813
3 15.201 1.500 1.49700 81.54
4（非球面） 7.248 2.820
5 12.268 2.842 1.90366 31.32
6 105.059 2.275
7 -18.650 1.640 1.48749 70.23
8 -11.455 1.263
9（絞り） ∞ 2.207
10 -6.945 0.700 1.84666 23.78
11 -59.552 0.100
12 109.913 4.256 1.72916 54.68
13 -9.978 0.100
14（非球面） -22.042 2.250 1.53113 55.80
15（非球面） -12.471 d1
16 24.893 3.806 1.53113 55.80
17 -137.292 d2
像面 ∞

非球面データ
第4面
K=0.0000,A4=-2.3503E-004,A6=-5.0402E-006,A8=4.6076E-008,A10=-1.8927E-009
第14面
K=0.0000,A4=-7.6376E-005,A6=2.4694E-006,A8=-7.1225E-009
第15面
K=0.0000,A4=5.5064E-005,A6=2.7701E-006,A8=-1.3255E-008,A10=6.3187E-010,A12= -5.5319E-012

無限 IO＝20cm
d1 2.12831 0.81692
d2 15.90411 17.21550

各種データ
f (mm) 12.287
Fno 2.835
2ω(画角(°)) 90.4
FB (mm) 15.904

数値実施例 9
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 24.929 1.300 1.58913 61.14
2 9.904 4.536
3（非球面） 35.300 1.500 1.49700 81.54
4（非球面） 8.309 3.804
5 10.730 3.703 1.90366 31.32
6 113.647 1.241
7 -33.764 0.700 1.80810 22.76
8 91.774 2.189 1.48749 70.23
9 -15.848 1.763
10（絞り） ∞ 2.242
11 -6.274 0.700 1.84666 23.78
12 -24.483 0.100
13 334.732 2.896 1.72916 54.68
14 -15.781 0.100
15（非球面） -34.786 3.851 1.58913 61.14
16（非球面） -9.163 d1
17 33.907 3.312 1.72916 54.68
18 -200.000 d2
像面 ∞

非球面データ
第3面
K=0.0000,A4=2.0831E-004,A6=-2.8865E-006,A8=1.4553E-008
第4面
K=0.0000,A4=5.3524E-006,A6=-1.0573E-006,A8=-1.0958E-007,A10=9.0487E-010
第15面
K=0.0000,A4=-1.5448E-004,A6=2.4159E-006,A8=-8.1475E-009
第16面
K=0.0000,A4=1.0917E-004,A6=4.1350E-009,A8=5.6916E-008,A10=-3.5194E-010,A12= 3.6760E-012

無限 IO＝20cm
d1 1.56416 0.48612
d2 14.53567 15.61372

各種データ
f (mm) 10.711
Fno 2.857
2ω(画角(°)) 98.3
FB (mm) 14.536

数値実施例 10
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 25.537 1.312 1.77250 49.60
2 12.203 7.677
3 -298.932 1.312 1.72916 54.68
4 8.389 3.891
5 21.543 5.818 1.84666 23.78
6 -38.486 1.477
7 -200.001 7.266 1.72916 54.68
8 -13.098 1.009
9（絞り） ∞ 0.850
10 -10.293 0.706 1.84666 23.78
11 29.636 0.416
12 -49.806 2.162 1.72916 54.68
13 -10.736 d1
14 35.833 4.469 1.49700 81.54
15 -20.922 d2
16 -177.472 4.233 1.51633 64.14
17 -17.646 d2
像面 ∞

無限 IO＝40cm
d1 0.95255 0.44108
d2 2.87153 3.38299

各種データ
f (mm) 7.973
Fno 3.578
2ω(画角(°)) 180.0
FB (mm) 15.054

数値実施例 11
単位ｍｍ

面データ
面番号ｒｄｎｄ νｄ
1 25.406 1.300 1.51633 64.14
2 9.921 2.500
3（非球面） 19.577 1.300 1.49700 81.54
4（非球面） 9.911 3.796
5 18.558 2.381 1.90366 31.32
6 39.785 1.893
7 -25.885 1.031 1.49700 81.54
8 19.566 d1
9 11.900 3.300 1.58913 61.14
10 -19.340 0.860 1.59551 39.24
11 -25.112 d2
12（絞り） ∞ 3.321
13 -8.611 0.700 1.84666 23.78
14 -70.087 0.100
15 54.102 3.013 1.72916 54.68
16 -22.699 0.100
17（非球面） -39.887 2.958 1.67790 55.34
18（非球面） -12.288 2.100
19 39.423 2.888 1.72916 54.68
20 -108.634
像面 ∞

非球面データ
第3面
K=0.0000,A4=4.0081E-004,A6=-3.4017E-006,A8=3.0491E-008
第4面
K=0.0000,A4=3.7954E-004,A6=-2.4199E-006,A8=-1.4760E-009,A10=5.5307E-010
第17面
K=0.0000,A4=-1.0226E-004,A6=4.3804E-007,A8=8.9066E-009
第18面
K=0.0000,A4=4.7263E-005,A6=4.3180E-007,A8=4.4250E-009,A10=2.3859E-010,A12= -1.6112E-012

無限 IO＝20cm
d1 2.28937 3.30296
d2 2.47490 1.46131

各種データ
f (mm) 12.131
Fno 2.099
2ω(画角(°)) 92.3
FB (mm) 17.415

図１２〜図２２は実施例１〜１１の光学系の無限遠合焦状態の諸収差図である。球面収差と倍率色収差は、４０４．７ｎｍ（Ｈ線：点線），４３５．８ｎｍ（ｇ線：長破線），４８６．１ｎｍ（Ｆ線：一点鎖線），５４６．１ｎｍ（Ｅ線：二点鎖線），５８７．６ｎｍ（ｄ線：実線），６５６．３ｎｍ（Ｃ線：短波線）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の要素値及び条件式（１）〜（１５）の値を示す。

要素値実施例１実施例２実施例３実施例４
ｆ 7.973 8.097 7.992 8.196
Σｄ 46.421 44.000 43.000 39.500
ｆb 15.054 15.860 14.533 15.911
全長 61.475 59.860 57.533 55.411
ω 90.000 90.000 90.000 90.000
ＩＨω 11.300 11.300 11.900 11.700
ｆｎ１ -31.611 -22.320 -23.360 -20.747
ｆｎ１１ -6.994 -5.561 -5.738 -5.201
ｆＬＦ 11.304 11.341 12.864 10.595
ｆＬＲ 24.105 26.070 23.257 26.346
Ｔ max 3.891 3.266 2.888 3.137
ＩＨω３０ 4.168 4.230 4.188 4.291

要素値実施例５実施例６実施例７実施例８
ｆ 8.091 12.282 12.284 12.287
Σｄ 28.100 40.500 32.500 32.000
ｆb 17.828 16.431 15.092 15.904
全長 45.928 56.931 47.592 47.904
ω 90.000 45.743 45.221 45.210
ＩＨω 11.900 11.150 11.150 11.150
ｆｎ１ -12.190 -30.841 -20.369 -22.897
ｆｎ１１ -6.715 -13.340 -11.586 -11.983
ｆＬＦ -36.552 36.617 42.450 37.599
ｆＬＲ 13.686 18.009 17.634 18.472
Ｔ max 2.974 5.739 4.257 3.470
ＩＨω３０ 4.218 6.801 6.817 6.826

要素値実施例９実施例１０実施例１１
ｆ 10.711 7.973 12.131
Σｄ 35.500 46.421 38.307
ｆb 14.536 15.054 17.415
全長 50.036 61.475 55.721
ω 49.129 90.000 46.128
ＩＨω 11.150 11.300 11.150
ｆｎ１ -28.819 -31.611 -32.453
ｆｎ１１ -11.380 -6.994 -17.476
ｆＬＦ 31.605 11.304 33.923
ｆＬＲ 16.461 24.105 21.410
Ｔ max 4.005 3.891 5.796
ＩＨω３０ 6.038 4.168 6.757

条件式実施例１実施例２実施例３実施例４
(1) -100.000 -100.000 -100.000 -100.000
(2) -1.291 -1.392 -1.214 -1.342
(3) 3.203 3.293 2.888 3.176
(4) 2.830 2.421 2.700 2.352
(5) -1.311 -0.856 -1.004 -0.787
(6) -0.290 -0.213 -0.247 -0.197
(7) 0.934 0.772 0.690 0.731
(8) -100.000 -100.000 -100.000 -100.000
(9) 1.888 1.959 1.819 1.941
(10) 1.332 1.404 1.221 1.360
(11) -0.427 -0.432 -0.417 -0.418
(12) 1.221 3.195 1.193 2.007
(13) 0.905 0.905 0.908 0.907
(14) 4.108 3.894 3.613 3.376
(15) 2.52 4.18 2.52 4.18
(16) 64.140 54.680 64.140 54.680
(17) 0.945 0.739 0.941 0.779
(18) 0.084 0.074 0.067 0.079
(19) 0.705 0.714 0.621 0.774

条件式実施例５実施例６実施例７実施例８
(1) -100.000 -11.540 -9.929 -9.915
(2) -1.076 -0.621 -0.564 -0.565
(3) 3.953 1.841 2.718 1.546
(4) 1.656 2.896 1.705 2.691
(5) -0.891 -1.713 -1.155 -1.240
(6) -0.491 -0.741 -0.657 -0.649
(7) 0.705 0.844 0.624 0.508
(8) -100.000 -11.540 -9.929 -9.915
(9) 2.203 1.338 1.229 1.294
(10) 1.498 1.474 1.354 1.426
(11) -0.636 -0.424 -0.393 -0.376
(12) 1.808 -0.882 -0.654 -0.693
(13) 0.903 0.959 0.961 0.962
(14) 2.361 3.632 2.915 2.870
(15) 4.18 4.18 1.01 1.01
(16) 54.680 54.680 55.800 55.800
(17) 2.041 1.789 3.158 2.823
(18) 0.106 0.142 0.131 0.108
(19) -0.221 0.335 0.289 0.327

条件式実施例９実施例１０実施例１１
(1) -9.917 -100.000 -11.638
(2) -0.586 -1.291 -0.710
(3) 2.327 3.203 2.094
(4) 2.318 2.830 2.281
(5) -1.751 -1.311 -1.516
(6) -0.691 -0.290 -0.816
(7) 0.663 0.934 0.858
(8) -9.917 -100.000 -11.638
(9) 1.357 1.888 1.436
(10) 1.304 1.332 1.562
(11) -0.381 -0.427 -0.402
(12) -0.710 1.221 -0.467
(13) 0.976 0.905 0.965
(14) 3.184 4.108 3.436
(15) 4.18 3.62 接合レンズ
(16) 54.680 81.540 61.140
(17) 1.616 0.945 3.051
(18) 0.113 0.084 0.151
(19) 0.339 0.705 0.358

各実施例における撮像面の有効撮像領域は、ＩＨω＊２をイメージサークルとするものである。直径がＩＨω＊２の円形の画像を撮影するように有効撮像領域を定めることも可能である。こうした場合、実施例１〜５、及び実施例１０の結像光学系は円周フィッシュアイレンズとして使用できる。また、対角長がＩＨω＊２の矩形の有効撮像領域とすると、実施例１〜５、及び実施例１０の結像光学系は対角フィッシュアイレンズとして使用でき、実施例６〜９、及び実施例１１は一般的な広角レンズとして使用できる。なお、有効撮像領域をたる型とし、たる型の画像を信号処理により矩形の画像に変換してもよい。また、有効撮像領域の形状は、周辺での歪みと画像補正による像の流れを考慮し任意に定めてよい。

本発明の構成要件を満足する各実施の形態に示す結像光学系は、主に電子撮像素子を用いた光学系に適し、半画角が３２度以上の広角域を有し性能確保に最適なバックフォーカスを確保しつつ光学系の総厚を短くし小型化を達成している。加えて、良好な性能が得られると共に合焦の高速化と静音化を図れる構造を可能にしている。例えば動画撮影時など連続的合焦精度の確保が容易な結像光学系となっている。

図２３は、本発明のレンズを用い、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ミラーレスカメラの断面図である。図２３において、１は一眼ミラーレスカメラ、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を一眼ミラーレスカメラ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ミラーレスカメラ１の撮影レンズ系２として、例えば上記実施例１〜１１に示した本発明のレンズが用いられる。

以上の本発明によれば、一眼ミラーレス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２４〜図２７は、レンズを撮影光学系４１に組み込んだ本発明に係る他の撮像装置の構成の概念図を示す。図２４はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図２５は同背面図、図２６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のレンズ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、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２７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、一時記憶メモリ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２７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並びに一時記憶メモリ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。

上記の一時記憶メモリ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。）を一時メモリ１７に出力する回路である。

一時記憶メモリ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、一時記憶メモリ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、一時記憶メモリ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。

本発明は、以上のような一般的な被写体を撮影する所謂コンパクト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。

ＬＦ…前側レンズ群
ＬＲ…後側レンズ群
Ｌ１…第１副レンズ群
Ｌ２…第２副レンズ群
Ｌ３…第３副レンズ群
Ｌ４…第４副レンズ群
Ｌ５…第５副レンズ群
ｎ１…第１の負レンズ
ｎ２…第２の負レンズ
Ｓ…明るさ絞り
Ｉ…像面
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…一時記憶メモリ
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

Claims

明るさ絞りと、
前記明るさ絞りよりも物体側に配置された前側レンズ群と、
前記明るさ絞りよりも像側に配置された正屈折力の後側レンズ群とからなり、
前記前側レンズ群は物体側から像側に順に負屈折力の第１副レンズ群と正屈折力の第２副レンズ群とからなり、
前記後側レンズ群は物体側から像側に順に第３副レンズ群と正屈折力の第４副レンズ群とからなり、
レンズ成分を入射側の屈折面と像側の屈折面の２つのみの屈折面が光軸上にて空気に接するレンズ体とするとき、
前記第４副レンズ群が１つの正レンズ成分からなり、
フォーカシングに際して、前記第１副レンズ群は位置が固定であり、
前記第２副レンズ群が、前記第２副レンズ群の最も像側に位置しフォーカシングに際して移動する１つのみのフォーカシングレンズ群を有し、前記フォーカシングレンズ群のみが移動可能なレンズ群であり、フォーカシングの際に少なくとも１枚の正レンズが移動し、
前記第１副レンズ群は、最も物体側に配置され物体側に凸の物体側レンズ面と像側に凹の像側レンズ面とを有する負メニスカスレンズである第１の負レンズ、および、第２の負レンズの２枚の負レンズからなり、
前記第３副レンズ群は物体側に凹の最も物体側のレンズ面と像側に凸の最も像側のレンズ面を有し、
以下の条件式（１）、（２）、（３）、（５’）、（１６）、（１８）を満足することを特徴とする単焦点結像光学系。
−１４０％ ≦ ＤＴ ≦ −７％（１）
−２．２ ≦ Ｒ＿Ｌ３ｆ／ｆ ≦ −０．２５（２）
０．８ ≦ Ｒ＿Ｌ１ｆ／ｆ ≦ ５．５（３）
−２．３ ≦ ｆｎ１／ｆＬＲ ≦ −０．５（５’）
νｄ＿ｆｏ＞５０（１６）
０．０４ ≦ Ｔｍａｘ／Σｄ ≦ ０．１８（１８）
ただし、
ＤＴ＝（ＩＨω−ｆ・ｔａｎω）／（ｆ・ｔａｎω）×１００％であり、
ωは結像光学系の最大半画角、
ＩＨωは、最大半画角ωの主光線が像面と交わる点の光軸からの距離、
ｆは、結像光学系の全系の焦点距離、
Ｒ＿Ｌ３ｆは、第３副レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ＿Ｌ１ｆは、第１副レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
ｆＬＦは、前側レンズ群の焦点距離、
ｆｎ１は、前記第１の負レンズの焦点距離、
ｆＬＲは、前記後側レンズ群の焦点距離、
νｄ＿ｆｏは、フォーカシングの際に移動する正レンズのアッベ数の内の最大値、
Ｔｍａｘは、前記第１の負レンズに接する像側の空間を除く結像光学系中の複数のレンズに挟まれる空間の距離うちの最大値、
Σｄは、結像光学系の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長さ、
である。
以下の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１に記載の単焦点結像光学系。
０．８ ≦ ｆｂ／ｆ ≦ ２．７（９）
ただし、
ｆｂは、結像光学系の最も像側のレンズ面から像面までの空気換算距離、
ｆは、結像光学系の全系の焦点距離、
である。
以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の単焦点結像光学系。
０．８ ≦ ｆｂ／ＩＨω ≦ ２．４（１０）
ただし、
ｆｂは、結像光学系の最も像側のレンズ面から像面までの空気換算距離
ＩＨωは、最大半画角ωの主光線が像面と交わる点の光軸からの距離、
である。
前記フォーカシングレンズ群中のレンズの総数が２以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の単焦点結像光学系。
以下の条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の単焦点結像光学系。
−１ ≦ Ｒ＿Ｌ３ｆ／ｆＬＲ ≦ −０．２（１１）
ただし、
Ｒ＿Ｌ３ｆは、第３副レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
ｆＬＲは、前記後側レンズ群の焦点距離、
である。
以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の単焦点結像光学系。
−１．１ ≦ ＳＦ＿Ｌ４ ≦ ４．０（１２）
ただし、
ＳＦ＿Ｌ４＝（ＲＬ４ｆ＋ＲＬ４ｒ）／（ＲＬ４ｆ−ＲＬ４ｒ）であり
ＲＬ４ｆは、前記第４副レンズ群の物体側面の近軸曲率半径、
ＲＬ４ｒは、前記第４副レンズ群の像側面の近軸曲率半径
である。
以下の条件式（１３）を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の単焦点結像光学系。
０．８９５ ≦ ＩＨω３０／（ｆ・tan３０°） ≦ ０．９９（１３）
ＩＨω３０は、半画角３０度の主光線が像面と交わる点の光軸からの距離、
ｆは、結像光学系の全系の焦点距離、
である。
以下の条件式（１４）を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の単焦点結像光学系。
１．５≦ Σｄ／ＩＨω ≦ ６．０（１４）
ただし、
Σｄは、結像光学系の最も物体側レンズ面から最も像側レンズ面までの長さ、
ＩＨωは、最大半画角ωの主光線が像面と交わる点の光軸からの距離、
である。
フォーカシングの際に移動するフォーカシングレンズ群が１つの正レンズ成分であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の単焦点結像光学系。
前記第１副レンズ群は物体側から順に、負屈折力の第１の負レンズとその像側に配置された第２のレンズを有し、
前記第１の負レンズは像側に凹面を向けた負メニスカスレンズであり、
前記第２のレンズは物体側の面よりも曲率の絶対値が大きい凹面の像側面をもち、
以下の条件式（１７）を満足することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の単焦点結像光学系。
０．４ ≦ＳＦ２≦６．０（１７）
ただし、
ＳＦ２＝（Ｒ２ｆ＋Ｒ２ｒ）／（Ｒ２ｆ−Ｒ２ｒ）であり
Ｒ２ｆは、前記第２のレンズの物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ２ｒは、前記第２のレンズの像側面の近軸曲率半径
である。
以下の条件式（１９）を満足することを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の単焦点結像光学系。
−１ ≦ｆ／ｆＬＦ ≦ １．５（１９）
ｆは、結像光学系の全系の焦点距離、
ｆＬＦは、前側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から１１のいずれかに記載の単焦点結像光学系。
−２ ≦ ｆｎ１１／ｆＬＲ ≦ −０．１（６）
ただし、
ｆｎ１１は、前記第１の負レンズとその負レンズの像側直後に配置されたレンズとの合成焦点距離、
ｆＬＲは、前記後側レンズ群の焦点距離、
である。
明るさ絞りと、
前記明るさ絞りよりも物体側に配置された前側レンズ群と、
前記明るさ絞りよりも像側に配置された正屈折力の後側レンズ群とからなり、
前記前側レンズ群は物体側から像側に順に負屈折力の第１副レンズ群と正屈折力の第２副レンズ群とからなり、
前記後側レンズ群は物体側から像側に順に第３副レンズ群と正屈折力の第４副レンズ群とからなり、
レンズ成分を入射側の屈折面と像側の屈折面の２つのみの屈折面が光軸上にて空気に接するレンズ体とするとき、
前記第４副レンズ群が１つの正レンズ成分からなり、
フォーカシングに際して、前記第１副レンズ群は位置が固定であり、
前記第２副レンズ群が、前記第２副レンズ群の最も像側に位置しフォーカシングに際して移動する１つのみのフォーカシングレンズ群を有し、前記フォーカシングレンズ群のみが移動可能なレンズ群であり、フォーカシングの際に少なくとも１枚の正レンズが移動し、
前記第１副レンズ群は、最も物体側に配置され物体側に凸の物体側レンズ面と像側に凹の像側レンズ面とを有する負メニスカスレンズである第１の負レンズ、および、第２の負レンズの２枚の負レンズからなり、
前記第３副レンズ群は物体側に凹の最も物体側のレンズ面と像側に凸の最も像側のレンズ面を有し、
以下の条件式（１）、（２）、（３）、（５’）、（１６）、（７）を満足することを特徴とする単焦点結像光学系。
−１４０％ ≦ ＤＴ ≦ −７％（１）
−２．２ ≦ Ｒ＿Ｌ３ｆ／ｆ ≦ −０．２５（２）
０．８ ≦ Ｒ＿Ｌ１ｆ／ｆ ≦ ５．５（３）
−２．３ ≦ ｆｎ１／ｆＬＲ ≦ −０．５（５’）
νｄ＿ｆｏ＞５０（１６）
０．１ ≦ Ｔｍａｘ／ＩＨω３０ ≦ １．２（７）
ただし、
ＤＴ＝（ＩＨω−ｆ・ｔａｎω）／（ｆ・ｔａｎω）×１００％であり、
ωは結像光学系の最大半画角、
ＩＨωは、最大半画角ωの主光線が像面と交わる点の光軸からの距離、
ｆは、結像光学系の全系の焦点距離、
Ｒ＿Ｌ３ｆは、第３副レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
Ｒ＿Ｌ１ｆは、第１副レンズ群の最も物体側のレンズ面の近軸曲率半径、
ｆＬＦは、前側レンズ群の焦点距離、
ｆｎ１は、前記第１の負レンズの焦点距離、
ｆＬＲは、前記後側レンズ群の焦点距離、
νｄ＿ｆｏは、フォーカシングの際に移動する正レンズのアッベ数の内の最大値、
Ｔｍａｘは、前記第１の負レンズに接する像側の空間を除く結像光学系中の複数のレンズに挟まれる空間の距離うちの最大値、
ＩＨω３０は、半画角３０度の主光線が像面と交わる点の光軸からの距離
である。
請求項１乃至請求項１３のいずれか１つに記載の単焦点結像光学系、
及び前記単焦点結像光学系の像側に配置され光学像を電気信号に変換する撮像面を持つ撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。