JP6148145B2

JP6148145B2 - 結像光学系

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Publication number: JP6148145B2
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Authority: JP
Inventors: 幸広山本
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Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2017-06-14
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Also published as: JP2015075501A

Description

本発明はデジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮影装置に用いられる撮影レンズに好適な結像光学系に関するものである。

近年、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影装置が普及している。特に、従来よりレンズ交換式の撮影装置においては、結像光学系と撮像素子との間にファインダー光学系へ光線を導くためのミラーが配置されていたものが主であったが、これに変わってミラーを取り除くことで結像光学系と撮像素子の間隔を短くし、撮影装置全体の小型化を実現した撮影装置が普及しつつある。

こうしたミラーを省略し小型化した撮影装置の普及に伴い、結像光学系においても、単なるミラーの省略によるバックフォーカスの短縮化のみならず、撮影装置の小型化とバランスのとれた結像光学系全体の小型化も要求されている。

こうした撮影装置に装着可能な交換レンズの結像光学系には、ユーザの利便性を優先して１つの交換レンズで広範な焦点距離をカバーできるズームレンズであって、さらに小型化された故にＦナンバーが大きいものが多い。

しかしながら、こうした利便性に関するユーザの要求が多い一方で、Ｆナンバーを小さくすることで被写界深度を浅くし、撮影画像の背景のボカシ量を大きくしたいというユーザの要求も多い。

Ｆナンバーを小さくすることと、結像光学系全体の小型化の両立を実現する結像光学系としては、単焦点レンズが挙げられる。ただし、単焦点レンズはズームレンズのように焦点距離を変えることができず固定であるため、ユーザにとって扱いやすい画角を想定してレンズ設計をすることが重要である。

単焦点レンズの画角については、狭すぎると撮影の使用場面が限られるのでユーザにとって利便性が低く、広すぎると焦点距離が短くなることにより被写界深度が深くなってしまい目的とする撮影画像の背景のボカシ量を十分に確保することができない。そのため、単焦点レンズの画角は、４０〜６０°程度が好ましい。

また、近年のデジタルカメラの撮像素子については、撮像素子への入射角が大きい光線に対して感度が低下するという特性があり、光線の入射角が大きくなると、撮像素子面上では光量低下が発生してしまう。すなわち、像高の高い画像周辺部分では光線の入射角が大きくなり、これにより撮影画像の周辺光量が低下してしまう問題が発生しやすい。

撮影画像の周辺光量の低下を抑えるためには、レンズ設計において、結像光学系の最も像面側から射出される光線の射出角（光線射出角）を十分に小さくすることが必要である。

上記説明のとおり、近年の撮影装置においては、Ｆナンバーが小さく、小型化を実現し、かつ、光線射出角を十分に小さくした、画角が４０〜６０°程度の結像光学系が求められている。

従来、結像光学系と撮像素子との間隔が短く、小型の結像光学系として、例えば、特許文献１乃至特許文献５に記載の結像光学系が開示されている。

特開２０１３−０２５１５７号公報特開２０１１−２０９３７７号公報特開２０１３−０３７０８０号公報特開２０１２−２２０６５４号公報特開２０１２−１７３２９９号公報

特許文献１に記載の結像光学系では、Ｆナンバーが１．２程度に小さく大口径のレンズが提案されているが、そもそも画角が狭い結像光学系であり、画角４０〜６０°程度の撮影画像を得ようとしてもイメージサークルが小さすぎる。

特許文献２に記載の結像光学系では、Ｆナンバーが１．２〜２．０程度に小さく大口径のレンズが提案されているが、画角が広いため画角４０〜６０°程度の結像光学系に適用するには小型化の実現に対して不適である。

特許文献３に記載の結像光学系では、Ｆナンバーが１．８程度に小さく大口径であり、画角も６０°程度のレンズが提案されており、画角４０〜６０°の結像光学系へも適しているが、全長が長く小型化されていない。

特許文献４に記載の結像光学系では、Ｆナンバーが１．４程度に小さく大口径であり、画角も５０°程度のレンズが提案されており、画角４０〜６０°の結像光学系へも適しており十分に小型である。しかしながら、特許文献４に記載の結像光学系は、フォーカシングレンズ群の偏芯コマ収差の敏感度が高く、製造誤差により性能低下を招くおそれが大きいため好ましくない。

特許文献５に記載の結像光学系では、十分に小型であり、フォーカシングレンズ群の構成に余裕があり、画角も６０°程度のレンズが提案されており、画角４０〜６０°の結像光学系へも適しているが、全長が長く小型でない。また、製造誤差による性能低下を少なくできる見込みがあるが、Ｆナンバーが２．８程度と大きく、さらに光線射出角も大きいため好ましくない。

画角４０〜６０°程度の結像光学系において、Ｆナンバーを小さくしつつ高性能化するためのレンズ構成としては、高性能化し易いダブルガウスタイプから発展させ、レトロフォーカスタイプの特徴を持たせて、ペッツバール和の低減を行い、収差補正に余裕を持たせることが望ましい。

また、小型の結像光学系においてＦナンバーを小さくするに当たって、可動であるフォーカシングレンズ群の製造誤差による性能低下を少なくすることを考慮しなければならない。

さらに、小型の結像光学系とするためには、フォーカシングレンズ群の駆動用アクチュエータも小さくする必要があるためフォーカシングレンズ群は軽量である必要がある。フォーカシングレンズ群を軽量にするためには、特許文献３，４のようにフォーカシングのためのレンズが１枚であることが望ましい。しかしながら、そうすると製造誤差によりフォーカシングレンズ群にタオレ等が発生した場合に、偏心コマ収差が悪化し中心像高から性能低下を起こしてしまうおそれがあるため好ましくない。また、こうした製造誤差による偏心コマ収差の悪化のおそれを少なくするためには、フォーカシングレンズ群の屈折力を小さくすることが考えられるが、そうするとフォーカシング時の移動量を長くしなければならず結像光学系の小型化の実現が困難となる。

また、製造誤差による偏心コマ収差の悪化が少なくなるようなレンズ構成としては特許文献１，５のように、フォーカシングレンズ群を複数枚の構成とし収差補正に余裕を持たせることが考えられるが、フォーカシングレンズ群の重量が増えることになるので引き換えとしてフォーカシングレンズ群のレンズ径を小さくする必要がある。

さらに、光線射出角を抑えるためには結像光学系にレトロフォーカスの特徴を利用すると容易に行えるが、全長が長くなる副作用があるためレンズ構成の屈折力の配置に注意する必要がある。

本発明は上記課題に鑑みて解決するものであり、結像光学系と撮像素子との間隔が短く、小型化を実現しており、Ｆナンバーが小さく、光線射出角を抑えることができ、無限遠撮影から近距離撮影において諸収差を良好に補正した、画角が４０〜６０°程度の結像光学系を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本出願に係る第１の発明は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動し、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は像面Ｉに対して固定であり、前記第１レンズ群Ｇ１は、絞りＳを含み、物体側から順に、少なくとも１枚の負レンズを有し全体として負の屈折力を有する第１ａレンズ群Ｇ１ａと、少なくとも１枚の正レンズを有し全体として正の屈折力を有する第１ｂレンズ群Ｇ１ｂと、物体側から少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズを有し全体として正または負の屈折力を有する第１ｃレンズ群Ｇ１ｃからなり、前記第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、負の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂからなり、所定の条件式を満足する結像光学系であることとした。

また、本出願に係る第２の発明は、第１の発明の結像光学系であって、さらに所定の条件式を満足する結像光学系であることとした。

また、本出願に係る第３の発明は、第１または第２の発明の結像光学系であって、第１ｃレンズ群Ｇ１ｃの像側に向かって凹面であるレンズ面と第２レンズ群Ｇ２の物体側に向かって凹面であるレンズ面は互いに向かい合っており、かつ、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順に物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分と両凸の正レンズ１枚からなり、所定の条件式を満足する結像光学系であることとした。

また、本出願に係る第４の発明は、第１ないし第３の発明のいずれかの結像光学系であって、さらに所定の条件式を満足する結像光学系であることとした。

また、本出願に係る第５の発明は、第１ないし第４のいずれかの結像光学系であって、第２レンズ群Ｇ２のいずれかのレンズ面に非球面を用いることを特徴とする結像光学系であることとした。

本発明を採用することにより、結像光学系と撮像素子との間隔が短く、小型化を実現しており、Ｆナンバーが小さく、光線射出角を抑えることができ、無限遠撮影から近距離撮影において諸収差を良好に補正した、画角が４０〜６０°程度の結像光学系を提供することができる。

本発明の実施例１の結像光学系の撮影距離無限遠におけるレンズ構成図である。本発明の実施例１の撮影距離無限遠における縦収差図である。本発明の実施例１の撮影距離２５０ｍｍにおける縦収差図である。本発明の実施例１の撮影距離無限遠における横収差図である。本発明の実施例１の撮影距離２５０ｍｍにおける横収差図である。本発明の実施例２の結像光学系の撮影距離無限遠におけるレンズ構成図である。本発明の実施例２の撮影距離無限遠における縦収差図である。本発明の実施例２の撮影距離２５０ｍｍにおける縦収差図である。本発明の実施例２の撮影距離無限遠における横収差図である。本発明の実施例２の撮影距離２５０ｍｍにおける横収差図である。本発明の実施例３の結像光学系の撮影距離無限遠におけるレンズ構成図である。本発明の実施例３の撮影距離無限遠における縦収差図である。本発明の実施例３の撮影距離３００ｍｍにおける縦収差図である。本発明の実施例３の撮影距離無限遠における横収差図である。本発明の実施例３の撮影距離３００ｍｍにおける横収差図である。本発明の実施例４の結像光学系の撮影距離無限遠におけるレンズ構成図である。本発明の実施例４の撮影距離無限遠における縦収差図である。本発明の実施例４の撮影距離２００ｍｍにおける縦収差図である。本発明の実施例４の撮影距離無限遠における横収差図である。本発明の実施例４の撮影距離２００ｍｍにおける横収差図である。本発明の実施例５の結像光学系の撮影距離無限遠におけるレンズ構成図である。本発明の実施例５の撮影距離無限遠における縦収差図である。本発明の実施例５の撮影距離１７０ｍｍにおける縦収差図である。本発明の実施例５の撮影距離無限遠における横収差図である。本発明の実施例５の撮影距離１７０ｍｍにおける横収差図である。本発明の実施例６の結像光学系の撮影距離無限遠におけるレンズ構成図である。本発明の実施例６の撮影距離無限遠における縦収差図である。本発明の実施例６の撮影距離３００ｍｍにおける縦収差図である。本発明の実施例６の撮影距離無限遠における横収差図である。本発明の実施例６の撮影距離３００ｍｍにおける横収差図である。

以下に、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

本実施例に係る結像光学系は、図１に示すレンズ構成図のとおり、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３で構成され、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は像面に対して固定であり、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動する構成となっている。

さらに、第１レンズ群Ｇ１は、絞りを含み、物体側から順に、少なくとも１枚の負レンズ有し全体で負の屈折力の第１ａレンズ群Ｇ１ａ、少なくとも１枚の正レンズを有し全体で正の屈折力の第１ｂレンズ群Ｇ１ｂと、物体側から少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズを有し正または負の屈折力の第１ｃレンズ群Ｇ１ｃからなり、前記第３レンズ群Ｇ３は物体側から負の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａ、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂからなる。

上記の本発明の結像光学系の特徴は、第１ｂレンズ群Ｇ１ｂ、第１ｃレンズ群Ｇ１ｃ及び第２レンズ群Ｇ２によりダブルガウスタイプに近い構成として良好な収差補正を行い、さらに、第１レンズ群Ｇ１ａを配置して結像光学系全体のペッツバール和の低減を行うことで収差補正に余裕をもたせ、第２レンズ群Ｇ２をフォーカシングレンズ群とすることで結像光学系の小型化を図り、第３ａレンズ群Ｇ３ａ、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂを配置して結像光学系全体の小型化の実現とフォーカシングによる収差変動を抑えることにある。また、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２又は第３レンズ群Ｇ３をそれぞれ１つの鏡枠に保持することができるので、部品点数の増加を抑えることができる。

本発明の結像光学系は、次の条件式（１）から（３）を満足する。
（１）１．００＜Φｅｘｐ／ｆ＜１０．０
（２）０．２０＜ＤＧ２／ｆ＜０．６０
（３）１．６０＜ｆｓａ／ｆｓｂ＜１１．０
f：無限遠撮影時における結像光学系全体の焦点距離
Φｅｘｐ：無限遠撮影時における射出瞳径
ＤＧ２：無限遠撮影時における第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズ面または絞りとさらにその次に像側にある第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面との軸上間隔
ｆｓａ：無限遠撮影時における結像光学系の絞りよりも物体側にあるレンズ系の焦点距離
ｆｓｂ：無限遠撮影時における結像光学系の絞りよりも像側にあるレンズ系の焦点距離

条件式（１）は、Ｆナンバーを小さくしつつ、結像光学系全体の小型化と適切な画角を得るための好ましい条件として、無限遠撮影時における射出瞳径を規定するものである。

条件式（１）の下限を超え射出瞳径が小さくなると、軸上光束が小さくなることでＦナンバーが大きくなってしまうため好ましくない。その際に、射出瞳位置自体を像側に移動させてＦナンバーを小さくすることが考えられるが、そうすると軸外光束の上側光線部がケラれやすくなるため、十分な周辺光量が得られなくなる、あるいは軸外主光線の光線射出角が大きくなってしまいいずれにしても好ましくない。さらに、周辺光量及び光線射出角を好ましい条件にするには最大画角の像高を下げることが考えられるが、そうするとイメージサークルが狭くなる、あるいは画角が狭くなってしまいいずれにしても好ましくない。

条件式（１）の上限を超え射出瞳径が大きくなると、結像光学系を通過するＦナンバー光線の高さが高くなることにより小型化の実現が困難となるため好ましくない。

なお、条件式（１）について、望ましくはその下限値を１．１０に、または、上限値を６．００にさらに限定することで、上記の効果をより確実にすることができる。

条件式（２）は、結像光学系の小型化と第２レンズ群Ｇ２でフォーカシングするための好ましい条件として、無限遠撮影時における第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズ面または絞りとさらにその次に像側にある第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面との軸上間隔を規定するものである。

条件式（２）の下限を超え第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズ面または絞りとさらにその次に像側にある第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面との軸上間隔が短くなると、第２レンズ群Ｇ２のフォーカシング時における十分な移動量を確保することができないため最短撮影距離が長くなり好ましくない。また、条件式（２）の下限を超えた条件のままで最短撮影距離を短くしようとすると第２レンズ群Ｇ２の正の屈折力を強くさせなければならないため、フォーカシングに伴う収差変動を抑えることが困難となる。

条件式（２）の上限を超え第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズ面または絞りとさらにその次に像側にある第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面との軸上間隔が長くなると結像光学系の小型化の実現が困難となる。

なお、条件式（２）について、望ましくはその下限値を０．２４に、または、上限値を０．４９にさらに限定することで、上記の効果をより確実にすることができる。

条件式（３）は、結像光学系の小型化と光線射出角を抑制するための好ましい条件として、無限遠撮影時における結像光学系の絞りよりも物体側にあるレンズ系の焦点距離と絞りよりも像側にあるレンズ系の焦点距離の比を規定するものである。

条件式（３）の下限を超え絞りよりも物体側にあるレンズ系の屈折力が強くなると、絞りよりも物体側にあるレンズ系から射出される軸外光束が高いままとなり、結局、結像光学系のテレセントリック性が悪化し光線射出角の抑制が困難となる。

条件式（３）の上限を超え第２レンズ群Ｇ２の正の屈折力が強くなると、フォーカシングに伴う収差変動を抑えることが困難となる。また、絞りよりも像側にあるレンズ系の屈折力が絞りよりも物体側のレンズ系の屈折力に比して強くなり、結像光学系全体としてレトロフォーカス型の屈折力配置の特徴が強くなりバックフォーカスが長くなってしまうため結像光学系の小型化の実現が困難となる。

なお、条件式（３）について、望ましくはその下限値を１．７０に、または、上限値を８．９０にさらに限定することで、上記の効果をより確実にすることができる。

また、本発明の結像光学系は、さらに次の条件式（４）から（６）を満足することが望ましい。
（４）０．８０＜｜ｆ１ａ／ｆ｜＜８．００
（５）０．５５＜｜ｆ３ａ／ｆ｜＜３．９０
（６）０．４０＜ｆ２／ｆ２３＜１．５０
ｆ１ａ：第１ａレンズ群Ｇ１ａの焦点距離
ｆ３ａ：第３ａレンズ群Ｇ３ａの焦点距離
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ２３：無限遠撮影時における第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の合成焦点距離

条件式（４）は、結像光学系の小型化と製造誤差による性能低下を抑えるため、さらに良好な収差補正を行うための好ましい条件として、第１ａレンズ群Ｇ１ａの焦点距離を規定するものである。

条件式（４）の下限を超え第１ａレンズ群Ｇ１ａの負の屈折力が強くなると、レトロフォーカス型の屈折力配置の特徴が強くなりバックフォーカスが長くなってしまうため結像光学系の小型化の実現が困難となる。レトロフォーカス型の屈折力配置の特徴が強くなることを抑えるためには、第１レンズ群Ｇ１内の特に第１ｂレンズ群Ｇ１ｂの正の屈折力を強くする必要がある。しかしながら、そうすると第１レンズ群Ｇ１内の第１ａレンズ群Ｇ１ａの強い負の屈折力と第１ｂレンズ群Ｇ１ｂの強い正の屈折力とにより収差が打ち消され合うこととなるため、第１ａレンズ群Ｇ１ａと第１ｂレンズ群Ｇ１ｂとの相対的な組み立ての製造誤差により性能低下のおそれが大きくなるため好ましくない。

条件式（４）の上限を超え第１ａレンズ群Ｇ１ａの負の屈折力が弱くなると、結像光学系全体のペッツバール和の絶対値が大きくなり、像面湾曲が大きくなってしまうため良好な収差補正が困難となる。また、瞳収差が小さくなり周辺光量が少なくなるため好ましくない。

なお、条件式（４）について、望ましくはその下限値を０．９０に、または、上限値を２．８０にさらに限定することで、上記の効果をより確実にすることができる。

条件式（５）は、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３の小型化と良好な収差補正を行うための好ましい条件として、第３ａレンズ群Ｇ３ａの焦点距離を規定するものである。

条件式（５）の下限を超え第３ａレンズ群Ｇ３ａの負の屈折力が強くなると、特にコマ収差、非点収差が大きくなり良好な収差補正を行うことが困難となるため好ましくない。

条件式（５）の上限を超え第３ａレンズ群Ｇ３ａの負の屈折力が弱くなると、第２レンズ群Ｇ２から射出された光束を軸外方向へ高く屈折させることができなくなるため、光線射出角を抑制するためには第２レンズ群Ｇ２のレンズ外径を大きくして射出される光束を光軸方向へ高くしておく必要が生じ、結果として結像光学系の小型が困難となるので好ましくない。

さらに、第２レンズ群Ｇ２が大きくなると、第３ａレンズ群Ｇ３ａのレンズ外径も大きくなってしまう。一般的には、レンズ鏡筒後方にＣ形若しくはドーナッツ形の電装パーツ等が配置されるため、第３レンズ群Ｇ３のレンズ外径が大きくなってしまうと、この電装パーツ等の配置が困難となるため好ましくない。

なお、条件式（５）について、望ましくはその下限値を０．８０に、または、上限値を３．５０にさらに限定することで、上記の効果をより確実にすることができる。

条件式（６）は、光学系の小型化と、フォーカシングレンズ群である第２レンズ群Ｇ２の移動量と良好な収差補正を行うための好ましい条件として、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離と無限遠撮影時の第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の合成焦点距離との比を規定するものである。

条件式（６）の下限を超え第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなると、非点収差が悪化しフォーカシングに伴う収差変動を抑えることが困難となるので好ましくない。

条件式（６）の上限を超え第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の屈折力が弱くなるとフォーカシングレンズ群である第２レンズ群Ｇ２の移動量が長くなるため結像光学系全体の小型化が困難となるので好ましくない。

なお、条件式（６）について、望ましくはその下限値を０．６０に、または、上限値を１．１５にさらに限定することで、上記の効果をより確実にすることができる。

また、本発明の結像光学系は、さらに第１ｃレンズ群Ｇ１ｃの像側に向かって凹面であるレンズ面と第２レンズ群Ｇ２の物体側に向かって凹面であるレンズ面は互いに向かい合っており、かつ、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順に物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分と両凸の正レンズ１枚からなり、次の条件式（７）を満足することが望ましい。
（７）０．１０＜｜Ｒ１ｃ×Ｒ２／ｆ^２｜＜１．３０
Ｒ１ｃ：第１ｃレンズ群Ｇ１ｃの像側に向かって凹面であるレンズ面のうち曲率が最も大きいレンズ面の曲率半径
Ｒ２：第２レンズ群Ｇ２の物体側に向かって凹面であるレンズ面のうち曲率が最も大きいレンズ面の曲率半径

第２レンズ群Ｇ２を構成する物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分には、メニスカス形状の単レンズとメニスカス形状の接合レンズとを含む。

上記のように第２レンズ群Ｇ２を複数枚のレンズにより構成することで、単数枚のレンズで構成されるのと比較して、フォーカシングに伴う収差変動と、第２レンズ群Ｇ２の組み付けにおけるチルトやシフトの製造誤差による性能低下をより抑えることができる。

条件式（７）は、製造誤差による性能低下を抑えるため、良好な収差補正を行うための好ましい条件として、曲率半径Ｒ１ｃ及びＲ２を規定するものである。

条件式（７）の下限を超え向かい合った凹面の曲率半径Ｒ１ｃ及びＲ２が小さくなると、特に球面収差、コマ収差が大きくなり良好な収差補正を行うことが困難となるため好ましくない。また、製造誤差による性能低下が大きくなるため好ましくない。

条件式（７）の上限を超え向かい合った凹面の曲率半径Ｒ１ｃ及びＲ２が大きくなると、特に非点収差が大きくなり良好な収差補正を行うことが困難となるため好ましくない。

なお、条件式（７）について、望ましくはその下限値を０．１２に、または、上限値を１．１０にさらに限定することで、上記の効果をより確実にすることができる。

また、本発明の結像光学系は、さらに次の条件式（８）を満足することが望ましい。
（８）０．１０＜｜ｆ１ｂ／ｆ１ａ｜＜１．６５
ｆ１ａ：第１ａレンズ群Ｇ１ａの焦点距離
ｆ１ｂ：第１ｂレンズ群Ｇ１ｂの焦点距離

条件式（８）は、結像光学系の小型化と良好な収差補正を行うための好ましい条件として、第１ａレンズ群Ｇ１ａと第１ｂレンズ群Ｇ１ｂの焦点距離の比を規定するものである。

条件式（８）の下限を超え第１ｂレンズ群Ｇ１ｂの正の屈折力が強くなると、特に非点収差が大きくなり良好な収差補正を行うことが困難となるため好ましくない。

条件式（８）の上限を超え第１ｂレンズ群Ｇ１ｂの正の屈折力が弱くなると、絞り径の小型化が困難となるため好ましくない。

なお、条件式（８）について、望ましくはその下限値を０．１７に、または、上限値を１．４５にさらに限定することで、上記の効果をより確実にすることができる。

また、本発明の結像光学系は、第２レンズ群Ｇ２のレンズ面に非球面を用いることが望ましい。

第２レンズ群のレンズ面に非球面を用いることで球面収差をはじめ諸収差の補正を良好に行うことが可能となり、フォーカシングに伴う収差変動を抑えることができるため好ましい。

非球面の形状は、光軸と非球面との交点を原点とし、原点を含む光軸と直交する平面から非球面への光軸方向への変位量（サグ量）をｚとし、原点を含む光軸と直交する平面において原点からの距離をｙとし、基準球面の曲率半径をｒとし、コーニック係数をＫとし、４次、６次、８次及び１０次の非球面係数をそれぞれＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０とするとき、次の式で表されるものとする。

また、本発明の結像光学系では、第１ｃレンズ群Ｇ１ｃは正または負のどちらの屈折力であってもよい。第１ａレンズ群Ｇ１ａの負の屈折力が比較的強い場合、若しくは、第１ｂレンズ群Ｇ１ｂの正の屈折力が比較的弱い場合に第１ｃレンズ群Ｇ１ｃの屈折力は正になり、第１ａレンズ群Ｇ１ａの負の屈折力が比較的弱い場合、若しくは第１ｂレンズ群Ｇ１ｂの正の屈折力が比較的強い場合に第１ｃレンズ群Ｇ１ｃの屈折力は負になる。

次に、本発明の結像光学系に係る各実施例のレンズ構成について詳しく説明する。

図１に、実施例１の結像光学系のレンズ構成図を示す。

実施例１の結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動し、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は像面Ｉに対して固定である。

また、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ１枚からなる負の屈折力を有する第１aレンズ群Ｇ１ａと、両凸の正レンズ１枚からなる正の屈折力を有する第１ｂレンズ群Ｇ１ｂと、両凸レンズ１枚と両凹レンズ１枚との接合レンズからなる負の屈折力を有する第１ｃレンズ群Ｇ１ｃとからなる。

また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズ１枚と両凸レンズ１枚との接合レンズと、両凸レンズ１枚からなる。両凹レンズ１枚と両凸レンズ１枚との接合レンズは全体としてメニスカス形状である。

また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ１枚からなる負の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ１枚からなる正の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂからなる。

また、第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉとの間には平行平面板であるフィルターＦが配置されている。このフィルターＦの光軸上の位置は第３レンズ群Ｇ３と像面Ｉとの間であればどこであっても収差に影響を与えない。

図６に、実施例２の結像光学系のレンズ構成図を示す。

実施例２の結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動し、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は像面Ｉに対して固定である。

また、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ１枚からなる負の屈折力を有する第１aレンズ群Ｇ１ａと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ１枚からなる正の屈折力を有する第１ｂレンズ群Ｇ１ｂと、両凸レンズ１枚と両凹レンズ１枚との接合レンズからなる正の屈折力を有する第１ｃレンズ群Ｇ１ｃとからなる。

また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ１枚からなる負の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａと、両凸レンズ１枚からなる正の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂからなる。

図１１に、実施例３の結像光学系のレンズ構成図を示す。

実施例３の結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動し、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は像面Ｉに対して固定である。

また、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ１枚からなる負の屈折力を有する第１aレンズ群Ｇ１ａと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ１枚からなる正の屈折力を有する第１ｂレンズ群Ｇ１ｂと、両凸レンズ１枚と両凹レンズ１枚との接合レンズからなる負の屈折力を有する第１ｃレンズ群Ｇ１ｃとからなる。

図１６に、実施例４の結像光学系のレンズ構成図を示す。

実施例４の結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動し、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は像面Ｉに対して固定である。

また、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ１枚からなる負の屈折力を有する第１aレンズ群Ｇ１ａと、両凸の正レンズ１枚からなる正の屈折力を有する第１ｂレンズ群Ｇ１ｂと、両凸レンズ１枚と両凹レンズ１枚との接合レンズからなる正の屈折力を有する第１ｃレンズ群Ｇ１ｃとからなる。

図２１に、実施例５の結像光学系のレンズ構成図を示す。

実施例５の結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動し、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は像面Ｉに対して固定である。

また、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、両凹レンズ１枚からなる負の屈折力を有する第１ａレンズ群Ｇ１ａと、両凸の正レンズ１枚からなる正の屈折力を有する第１ｂレンズ群Ｇ１ｂと、両凸レンズ１枚と両凹レンズ１枚との接合レンズからなる正の屈折力を有する第１ｃレンズ群Ｇ１ｃとからなる。

また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凹レンズ１枚からなる負の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａと、両凸レンズ１枚からなる正の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂからなる。

図２６に、実施例６の結像光学系のレンズ構成図を示す。

実施例６の結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３からなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動し、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は像面Ｉに対して固定である。

また、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる負の屈折力を有する第１ａレンズ群Ｇ１ａと、両凸の正レンズ１枚からなる正の屈折力を有する第１ｂレンズ群Ｇ１ｂと、両凸レンズ１枚と両凹レンズ１枚との接合レンズからなる負の屈折力を有する第１ｃレンズ群Ｇ１ｃとからなる。

なお、各実施例において、絞りＳは、第１レンズ群Ｇ１と一体的であり、第１レンズ群Ｇ１のうち最も像側に配置されているが、例えば、絞りＳと第２レンズ群Ｇ２との間にフィルター若しくは弱い屈折力のレンズをさらに配置して全体として第１レンズ群Ｇ１を構成しても問題はなく、絞りＳの位置は第１レンズ群Ｇ１に含まれていればよいので、各実施例の絞りＳの位置に限られるものではない。

以下、各実施例に対応する各数値実施例について具体的な数値データを示す。

面データにおいて、面番号は物体側から数えたレンズ面又は絞りＳの番号、ｒは各面の曲率半径、ｄは各面の間隔、ｎｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、ｖｄはｄ線に対するアッベ数を示している。

面番号に付した（絞り）は、その位置に絞りＳが位置していることを示している。平面又は絞りＳに対する曲率半径には∞（無限大）を記入している。また、面番号にアスタリスクが付いたレンズ面は非球面であることを示し、非球面データにおいてその非球面の式の係数を示している。

各種データには、撮影距離が無限遠のときの焦点距離等の値を示している。

可変間隔データには、撮影距離が無限遠と至近距離のときの可変面間隔及びＢＦ（バックフォーカス）の値を示している。

なお、以下の全ての諸元の値において、記載している焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、レンズ面間隔ｄ、その他の長さの単位は特記のない限りミリメートル（ｍｍ）を使用するが、光学系では比例拡大と比例縮小とにおい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、これらの各実施例における条件式の対応値の一覧を示す。

また、各実施例に対応する収差図において、ｄ、ｇ、Ｃはそれぞれｄ線、ｇ線、Ｃ線を表しており、△Ｓ、△Ｍはそれぞれサジタル像面、メリジオナル像面を表している。

［数値実施例１］
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
1 118.2461 1.0000 1.62588 35.74
2 17.4553 3.7360
3 20.8049 5.8693 1.88100 40.14
4 -1000.0000 0.3844
5* 34.7639 4.3008 1.80610 40.73
6 -49.6628 0.8000 1.60342 38.01
7 16.2493 3.2123
8（絞り） ∞ d8
9 -10.7721 0.8000 1.69895 30.05
10 26.5433 4.0014 1.88100 40.14
11 -20.1977 0.4762
12* 60.1666 4.0601 1.69350 53.20
13* -21.2817 d13
14 43.3775 0.8000 1.74077 27.76
15 17.2144 1.4476
16 20.1587 2.9593 1.83481 42.72
17 43.4347 12.2630
18 ∞ 4.0000 1.51680 64.20
19 ∞ (BF)

[非球面データ]
5面 12面 13面
K 0.0000 0.0000 0.0000
A4 -7.37304E-06 -9.75750E-06 2.85098E-05
A6 2.98804E-08 4.13773E-08 2.22304E-08
A8 -9.79820E-10 9.86608E-10 1.48907E-09
A10 1.28606E-11 -5.04731E-11 -3.83056E-11
A12 -5.25852E-14 2.93810E-13 1.38708E-13

[各種データ]
INF
焦点距離 24.53
Fナンバー 1.82
全画角2ω 48.10
像高Y 10.80

[可変間隔データ]
撮影距離 INF 250mm
d8 8.0395 5.1012
d13 1.6000 4.5383
BF 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 88.66
G2 9 23.21
G3 14 -444.61
fsa 1 88.66
fsb 9 24.43
f1a 1 -32.84
f1b 3 23.20
f3a 14 -39.04
f23 9 24.43

［数値実施例２］
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
1 63.1093 1.2000 1.54072 47.20
2 15.6523 3.9557
3* 22.3446 4.6975 1.80610 40.73
4 195.3260 0.1500
5 21.0617 4.5857 1.88100 40.14
6 -100.3308 0.8000 1.67270 32.17
7 13.8288 2.7183
8（絞り） ∞ d8
9 -11.2094 0.8000 1.74077 27.76
10 22.1572 4.2959 1.91082 35.25
11 -19.5147 0.1500
12* 51.3374 3.5823 1.69350 53.20
13* -23.6930 d13
14 346.8831 0.8000 1.80610 33.27
15 19.9818 1.6761
16 23.6625 3.5372 1.80420 46.50
17 -1000.0000 13.2299
18 ∞ 2.0000 1.51680 64.20
19 ∞ (BF)

[非球面データ]
3面 12面 13面
K 0.0000 0.0000 0.0000
A4 3.72001E-06 -1.07744E-05 2.95263E-05
A6 -2.04693E-08 -2.32907E-08 -5.45830E-08
A8 9.68055E-10 -6.73002E-09 -5.12105E-09
A10 -8.31560E-12 1.11471E-10 8.92550E-11
A12 2.83413E-14 -1.25128E-12 -1.03337E-12

[各種データ]
INF
焦点距離 25.00
Fナンバー 1.80
全画角2ω 47.37
像高Y 10.80

[可変間隔データ]
撮影距離 INF 250mm
d8 7.5838 4.7861
d13 2.0000 4.7977
BF 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 85.04
G2 9 22.23
G3 14 -995.75
fsa 1 85.04
fsb 9 24.20
f1a 1 -38.84
f1b 3 30.93
f3a 14 -26.33
f23 9 24.20

［数値実施例３］
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
1 83.2092 1.0000 1.48749 70.44
2 24.1237 4.1372
3 22.1333 5.3960 1.95375 32.32
4 118.6052 0.1500
5* 30.7220 5.0001 1.80610 40.73
6 -41.7988 1.0000 1.76182 26.61
7 14.9114 3.3505
8（絞り） ∞ d8
9 -11.1326 0.8000 1.74077 27.76
10 36.5504 4.1369 1.88100 40.14
11 -21.0754 0.1500
12* 41.6984 4.5964 1.69350 53.20
13* -21.1861 d13
14 48.6244 2.0000 1.51680 64.20
15 17.6335 2.4140
16 30.4008 2.7105 1.91082 35.25
17 55.4557 11.9627
18 ∞ 4.0000 1.51680 64.20
19 ∞ (BF)

[非球面データ]
5面 12面 13面
K 0.0000 0.0000 0.0000
A4 -7.11392E-06 -1.16206E-05 2.63143E-05
A6 -2.19023E-09 1.15529E-07 -3.63503E-08
A8 -3.86839E-10 -5.82146E-10 2.87891E-09
A10 4.64369E-12 -7.44305E-12 -4.09712E-11
A12 -1.82161E-14 1.03621E-13 2.24747E-13

[各種データ]
INF
焦点距離 30.00
Fナンバー 1.81
全画角2ω 39.62
像高Y 10.80

[可変間隔データ]
撮影距離 INF 300mm
d8 9.6934 5.6411
d13 1.6000 5.6523
BF 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 115.96
G2 9 22.98
G3 14 -248.02
fsa 1 115.96
fsb 9 25.32
f1a 1 -70.08
f1b 3 27.77
f3a 14 -54.74
f23 9 25.32

［数値実施例４］
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
1 123.0000 1.0000 1.95375 32.32
2 15.4331 2.8510
3 28.3212 4.6089 1.91082 35.25
4 -49.4986 2.4714
5* 130.3075 3.9362 1.88202 37.22
6 -27.6383 0.8000 1.48749 70.44
7 24.4762 2.1059
8（絞り） ∞ d8
9 -8.4568 0.8000 1.80518 25.46
10 875.1123 3.5819 1.88100 40.14
11 -13.2635 0.1500
12* 33.2976 4.4893 1.69350 53.20
13* -18.3152 d13
14 24.9134 0.8000 1.84666 23.78
15 15.0023 2.6708
16 32.4046 2.4854 1.77250 49.62
17 95.9500 11.6919
18 ∞ 4.0000 1.51680 64.20
19 ∞ (BF)

[非球面データ]
5面 12面 13面
K 0.0000 0.0000 0.0000
A4 5.33211E-06 -2.05870E-05 3.51085E-05
A6 7.63517E-08 -4.25198E-08 2.75357E-08
A8 2.95730E-09 3.50965E-09 1.27435E-09
A10 -3.66953E-11 -6.03825E-11 -3.35393E-11
A12 3.11006E-13 4.64600E-13 3.39785E-13

[各種データ]
INF
焦点距離 17.12
Fナンバー 1.82
全画角2ω 64.97
像高Y 10.80

[可変間隔データ]
撮影距離 INF 200mm
d8 6.9573 5.3813
d13 1.6000 3.1760
BF 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 145.78
G2 9 17.58
G3 14 -195.45
fsa 1 145.78
fsb 9 19.84
f1a 1 -18.59
f1b 3 20.35
f3a 14 -46.25
f23 9 19.84

［数値実施例５］
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
1 -140.5282 1.0000 1.56732 42.84
2 20.3205 5.8585
3 33.8665 5.4418 1.88100 40.14
4 -91.6596 2.5094
5* 26.0890 6.1130 1.80834 40.92
6 -25.9701 0.8000 1.64769 33.84
7 17.9317 2.4708
8（絞り） ∞ d8
9 -11.1249 0.8000 1.74077 27.76
10 25.7667 4.2796 1.88100 40.14
11 -19.9514 0.1500
12* 39.5436 4.0190 1.69350 53.20
13* -20.9570 d13
14 -273.2710 0.8000 1.80611 40.73
15 23.2793 1.8158
16 48.2899 2.5003 1.91082 35.25
17 -127.2950 11.3401
18 ∞ 4.0000 1.51680 64.20
19 ∞ (BF)

[非球面データ]
5面 12面 13面
K 0.0000 0.0000 0.0000
A4 -1.29638E-06 -1.69510E-05 3.79508E-05
A6 -3.25320E-08 4.56195E-08 -1.05586E-07
A8 4.24736E-10 -6.00062E-10 1.98402E-09
A10 -1.45818E-12 1.95853E-11 -4.25551E-12
A12 0.00000E+00 -1.89672E-13 -8.74752E-14

[各種データ]
INF
焦点距離 24.53
Fナンバー 1.80
全画角2ω 47.01
像高Y 10.80

[可変間隔データ]
撮影距離 INF 170mm
d8 8.6017 5.0686
d13 2.0000 5.5331
BF 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 57.91
G2 9 20.39
G3 14 -103.83
fsa 1 57.91
fsb 9 27.50
f1a 1 -31.22
f1b 3 28.65
f3a 14 -26.58
f23 9 27.50

［数値実施例６］
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
1 82.5280 1.2000 1.58913 61.25
2 23.6652 11.5460
3 -66.7862 1.2000 1.59551 39.22
4 -273.6452 0.1500
5 59.5355 7.6183 1.88300 40.81
6 -80.6737 3.9477
7* 26.7748 10.1972 1.80834 40.92
8 -28.0488 1.0000 1.67270 32.17
9 16.2306 4.5126
10（絞り） ∞ d10
11 -13.5576 1.0000 1.76182 26.61
12 57.9070 6.5781 1.88100 40.14
13 -22.7005 0.1500
14* 31.1680 6.2376 1.74330 49.33
15* -37.1761 d15
16 23.3570 0.8000 1.74077 27.76
17 15.9929 3.0947
18 38.2413 2.4534 1.77250 49.62
19 87.6292 11.8173
20 ∞ 4.0000 1.51680 64.20
21 ∞ (BF)

[非球面データ]
7面 14面 15面
K 0.0000 0.0000 0.0000
A4 -2.08451E-06 -8.85865E-06 1.13680E-05
A6 -1.21785E-08 1.91166E-08 -5.04290E-09
A8 5.32348E-12 -1.22240E-10 2.10810E-11
A10 1.35431E-13 4.00198E-13 2.79000E-16
A12 -6.70071E-16 9.66610E-16 1.19246E-15

[各種データ]
INF
焦点距離 24.53
Fナンバー 1.20
全画角2ω 47.06
像高Y 10.80

[可変間隔データ]
撮影距離 INF 300mm
d10 9.9028 7.3303
d15 1.6000 4.1725
BF 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 118.27
G2 11 22.08
G3 16 -468.39
fsa 1 118.27
fsb 11 23.46
f1a 1 -38.99
f1b 5 39.81
f3a 16 -71.80
f23 11 23.46

[条件式対応値]
実施例
条件式１２３４５６
（１）Φｅｘｐ／ｆ 1.32 1.38 1.33 2.14 1.38 3.94
（２）ＤＧ２／ｆ 0.33 0.30 0.32 0.41 0.35 0.40
（３）ｆｓａ／ｆｓｂ 3.63 3.51 4.58 7.35 2.11 5.04
（４）｜ｆ１ａ／ｆ｜ 1.34 1.55 2.34 1.09 1.27 1.59
（５）｜ｆ３ａ／ｆ｜ 1.59 1.05 1.82 2.70 1.08 2.93
（６）ｆ２／ｆ２３ 0.95 0.92 0.91 0.89 0.74 0.94
（７）｜Ｒ１ｃ×Ｒ２／ｆ^２｜ 0.29 0.25 0.18 0.71 0.33 0.37
（８）｜ｆ１ｂ／ｆ１ａ｜ 0.71 0.80 0.40 1.09 0.92 1.02

Ｓ：絞り
Ｉ：像面
Ｆ：フィルター
Ｇ１：第１レンズ群
Ｇ２：第２レンズ群
Ｇ３：第３レンズ群
Ｇ１ａ：第１ａレンズ群
Ｇ１ｂ：第１ｂレンズ群
Ｇ１ｃ：第１ｃレンズ群
Ｇ３ａ：第３ａレンズ群
Ｇ３ｂ：第３ｂレンズ群
ＣＣ線（波長λ＝６５６．３ｎｍ）
ｄｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）
ｇｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）
Ｙ像高
ΔＳサジタル像面
ΔＭメリジオナル像面

Claims

物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３からなり、
無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動し、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３は像面Ｉに対して固定であり、
前記第１レンズ群Ｇ１は、絞りＳを含み、物体側から順に、少なくとも１枚の負レンズを有し全体として負の屈折力を有する第１ａレンズ群Ｇ１ａと、少なくとも１枚の正レンズを有し全体として正の屈折力を有する第１ｂレンズ群Ｇ１ｂと、物体側から少なくとも１枚の正レンズと１枚の負レンズを有し全体として正または負の屈折力を有する第１ｃレンズ群Ｇ１ｃからなり、
前記第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、負の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂからなり、以下の条件式を満足することを特徴とする結像光学系。
（１）１．００＜Φｅｘｐ／ｆ＜１０．０
（２）０．２０＜ＤＧ２／ｆ＜０．６０
（３）１．６０＜ｆｓａ／ｆｓｂ＜１１．０
f：無限遠撮影時における結像光学系全体の焦点距離
Φｅｘｐ：無限遠撮影時における射出瞳径
ＤＧ２：無限遠撮影時における第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズ面または絞りとさらにその次に像側にある第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面との軸上間隔
ｆｓａ：無限遠撮影時における結像光学系の絞りよりも物体側にあるレンズ系の焦点距離
ｆｓｂ：無限遠撮影時における結像光学系の絞りよりも像側にあるレンズ系の焦点距離
請求項１に記載の結像光学系であって、以下の条件式を満足することを特徴とする結像光学系。
（４）０．８０＜｜ｆ１ａ／ｆ｜＜８．００
（５）０．５５＜｜ｆ３ａ／ｆ｜＜３．９０
（６）０．４０＜ｆ２／ｆ２３＜１．５０
ｆ１ａ：第１ａレンズ群Ｇ１ａの焦点距離
ｆ３ａ：第３ａレンズ群Ｇ３ａの焦点距離
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ２３：無限遠撮影時における第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の合成焦点距離
請求項１または請求項２に記載の結像光学系であって、第１ｃレンズ群Ｇ１ｃの像側に向かって凹面であるレンズ面と第２レンズ群Ｇ２の物体側に向かって凹面であるレンズ面は互いに向かい合っており、かつ、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順に物体側に凹面を向けたメニスカス形状のレンズ成分と両凸の正レンズ１枚からなり、以下の条件式を満足することを特徴とする結像光学系。
（７）０．１０＜｜Ｒ１ｃ×Ｒ２／ｆ^２｜＜１．３０
Ｒ１ｃ：第１ｃレンズ群Ｇ１ｃの像側に向かって凹面であるレンズ面のうち曲率が最も大きいレンズ面の曲率半径
Ｒ２：第２レンズ群Ｇ２の物体側に向かって凹面であるレンズ面のうち曲率が最も大きいレンズ面の曲率半径
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の結像光学系であって、以下の条件式を満足することを特徴とする結像光学系。
（８）０．１０＜｜ｆ１ｂ／ｆ１ａ｜＜１．６５
ｆ１ａ：第１ａレンズ群Ｇ１ａの焦点距離
ｆ１ｂ：第１ｂレンズ群Ｇ１ｂの焦点距離
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の結像光学系であって、第２レンズ群Ｇ２のいずれかのレンズ面に非球面を用いることを特徴とする結像光学系。