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JP2018054989A - 光学系およびそれを有する光学機器 - Google Patents

光学系およびそれを有する光学機器 Download PDF

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俊二 岩本
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Abstract

【課題】 色収差および像面湾曲が良好に補正された光学系を提供することである。【解決手段】 光学系１において、近軸軸上光線が最も拡大側のレンズ面に入射する位置から光軸までの距離は、光軸と瞳近軸光線の交点Ｐよりも縮小側におけるレンズ面に近軸軸上光線が入射する位置から光軸までの距離の最大値よりも大きい。光学系１は以下の条件式を全て満足する光学素子Ｇを有している。光学素子Ｇが点Ｐよりも拡大側に配置される場合、光学素子Ｇは負レンズであり、光学素子Ｇが点Ｐよりも縮小側に配置される場合、光学素子Ｇは正レンズである。３０≦νｄ≦４０１．２２５≦ｎｄ−１４．３８７／νｄ≦１．２７６０．４３００≦θｇＦ−２．９７９５／νｄ≦０．５０１０ただし、νｄは光学素子Ｇのアッベ数、θｇＦは光学素子Ｇのｇ線とＦ線に対する部分分散比、ｎｄは光学素子Ｇのｄ線に対する屈折率である。【選択図】 図１

Description

本発明は、光学系に関し、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルム用カメラ、監視用カメラ等の光学機器に好適なものである。
焦点距離の長い望遠レンズでは、軸上色収差や倍率色収差が生じやすいことが知られている。広い波長範囲で色収差を補正する方法としては、分散が大きく異常部分分散性を示す光学材料を用いることが知られている。
特許文献１には、高分散であり負の異常部分分散性を示す光学ガラスが記載されている。
特開平１０−２６５２３８号公報
しかしながら、特許文献１に記載された光学ガラスは、屈折率が比較的大きい。この場合、色収差を良好に補正できたとしてもペッツバール和を０近傍にすることが難しく、像面湾曲を補正することが困難であった。
本発明の目的は、色収差および像面湾曲が良好に補正された光学系を提供することである。
本発明の光学系は、最も拡大側のレンズ面に近軸軸上光線が入射する位置から光軸までの距離が、光軸と瞳近軸光線の交点Ｐより縮小側のレンズ面に近軸軸上光線が入射する位置から光軸までの距離の最大値よりも大きい光学系において、アッベ数をνｄ、ｇ線とＦ線に対する部分分散比をθｇＦ、ｄ線に対する屈折率をｎｄとしたとき、
３０≦νｄ≦４０
１．２２５≦ｎｄ−１４．３８７／νｄ≦１．２７６
０．４３００≦θｇＦ−２．９７９５／νｄ≦０．５０１０
なる条件式を満足する光学素子を備え、前記光学素子が前記点Ｐよりも拡大側に配置されている場合、前記光学素子は負レンズであり、前記光学素子が前記点Ｐよりも縮小側に配置されている場合、前記光学素子は正レンズであることを特徴とする。
本発明によれば、色収差および像面湾曲が良好に補正された光学系を実現することができる。
実施例１の光学系の断面図である。 実施例１の光学系の収差図である。 実施例２の光学系の断面図である。 実施例２の光学系の収差図である。 実施例３の光学系の断面図である。 実施例３の光学系の収差図である。 実施例４の光学系の断面図である。 実施例４の光学系の収差図である。 実施例５の光学系の断面図である。 実施例５の光学系の収差図である。 実施例６の光学系の断面図である。 実施例６の光学系の収差図である。 テレフォト型の光学系の近軸屈折力配置の概略図である。 撮像装置の概略図である。
以下、本発明の光学系およびそれを有する光学機器の実施例について説明する。各実施例の光学系はデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、放送用カメラ、銀塩フィルムカメラ、監視カメラなどの撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。また、各実施例の光学系はプロジェクタ用の投射光学系として用いることもできる。レンズ断面図において、左側が拡大側（撮影光学系においては物体側。プロジェクタ用の投射光学系においてはスクリーン側）で、右側が縮小側（撮影光学系においては像側。プロジェクタ用の投射光学系においては原画側）である。
図１，３，５，７，９，１１は、実施例１から６の光学系の断面図である。図１に示した矢印は、無限遠から最至近距離までのフォーカシングにおけるレンズの移動方向を表わしている。
図３において、Ｌ１からＬ５は第１レンズ群から第５レンズ群を表わしている。なお、レンズ群を構成するレンズの枚数は１枚であっても良い。図３（Ａ）に実線で示した矢印は、広角端から望遠端へのズーミングに際して、各レンズ群の移動軌跡を示している。なお、第４レンズ群Ｌ４に関する矢印４ａは無限遠にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズーミングに際しての移動軌跡を示す。また矢印４ｂは最至近距離にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズーミングに際しての移動軌跡を示す。さらに、第４レンズ群Ｌ４に関する矢印４ｃ（点線）は無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際しての移動方向を示している。
図５において、Ｌ１からＬ７は第１レンズ群から第７レンズ群を表わしている。図５（Ａ）に実線で示した矢印は、広角端から望遠端へのズーミングに際して、各レンズ群の移動軌跡を示している。なお、第５レンズ群Ｌ５に関する矢印５ａは無限遠にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズーミングに際しての移動軌跡を示す。また矢印５ｂは最至近距離にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズーミングに際しての移動軌跡を示す。さらに、第５レンズ群Ｌ５に関する矢印５ｃ（点線）は無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際しての移動方向を示している。また、第６レンズ群Ｌ６に関する矢印６ａは無限遠にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズーミングに際しての移動軌跡を示す。また矢印６ｂは最至近距離にフォーカスしているときの広角端から望遠端へのズーミングに際しての移動軌跡を示す。さらに、第６レンズ群Ｌ６に関する矢印６ｃ（点線）は無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際しての移動方向を示している。なお、ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１、第４レンズ群Ｌ４、第７レンズ群Ｌ７は不動である。
図７，９，１１の各図において、Ｌ１からＬ４は第１レンズ群から第４レンズ群を表わしている。図７（Ａ），９（Ａ），１１（Ａ）の各図に実線で示した矢印は、広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１および第４レンズ群Ｌ４は不動である。また、点線で示した矢印は、無限遠から最至近距離へのフォーカシングに際して移動する第１レンズ群Ｌ１内の一部のレンズの移動方向を表わしている。
また、各断面図に示したＳＰは開口絞りである。ＩＰは像面であり、各実施例の光学系をビデオカメラやデジタルカメラの撮像光学系として用いる際には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子が像面ＩＰに配置される。また、各実施例の光学系を銀塩フィルムカメラの撮像光学系として用いる際には、フィルムが像面ＩＰに配置される。
図２，４，６，８，１０，１２は実施例１から６の光学系の収差図である。図４、６，８，１０，１２の各図において、（Ａ）は広角端、（Ｂ）は中間のズーム位置、（Ｃ）は望遠端における収差図である。収差図においてＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（度）であり、近軸計算による画角である。球面収差図において、ｄ（実線）はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ（２点鎖線）はｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｃ（１点鎖線）はＣ線（６５６．３ｎｍ）、Ｆ（破線）はＦ線（４８６．１ｎｍ）である。
非点収差図においてΔＳ（実線）はｄ線におけるサジタル像面、ΔＭ（破線）はｄ線におけるメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差図においてｇ（２点鎖線）はｇ線、Ｃ（１点鎖線）はＣ線、Ｆ（破線）はＦ線である。
図１３を用いて各実施例の光学系について説明する。各実施例の光学系は、最も拡大側のレンズ面に近軸軸上光線が入射する位置から光軸までの距離が、光軸と瞳近軸光線の交点Ｐより縮小側のレンズ面に近軸軸上光線が入射する位置から光軸までの距離の最大値よりも大きい光学系となっている。なおズームレンズの場合は、望遠端において最も拡大側のレンズ面に近軸軸上光線が入射する位置から光軸までの距離が、光軸と瞳近軸光線の交点Ｐより縮小側のレンズ面に近軸軸上光線が入射する位置から光軸までの距離の最大値よりも大きければ良い。
図１３は典型的なテレフォト型の光学系ＯＬの近軸屈折力配置の概略図である。図１３において、ＧＦは正の屈折力を有する前群であり、ＧＲは負の屈折力を有する後群である。また、図１３においてＱは近軸軸上光線であり、Ｒは瞳近軸光線である。
近軸軸上光線とは、光学系全系の焦点距離を１に正規化したとき、光学系の光軸と平行に入射する光軸からの高さが１の近軸光線である。また瞳近軸光線とは、光学系全系の焦点距離を１に正規化したとき光軸に対して−４５°の角度で入射する光線の内、光学系ＯＬの入射瞳と光軸との交点Ｐを通過する近軸光線である。なお、光学系の入射角度は、光軸から測って時計回りを正、反時計回りを負とする。また、物体は光学系の左側にあるものとし、物体側から光学系に入射する光線は左側から右側へ進むものとする。すなわち、図１３において、左方が拡大側（物体側）であり、右方が縮小側（像側）である。
なお、本発明の光学系は図１３に示す屈折力配置に限定されない。最も拡大側のレンズ面に近軸軸上光線が入射する位置から光軸までの距離が、点Ｐより縮小側のレンズ面に近軸軸上光線が入射する位置から光軸までの距離の最大値よりも大きい光学系であれば良い。
各実施例の光学系は、以下の条件式（１）から（３）を全て満足する光学素子Ｇを少なくとも１つ有している。ただし、光学素子Ｇが点Ｐよりも拡大側に配置される場合、光学素子Ｇは負レンズである。光学素子Ｇが点Ｐよりも縮小側に配置される場合、光学素子Ｇは正レンズである。各実施例の光学系にこのような光学素子Ｇを設けることで、色収差および像面湾曲を良好に補正することができる。
３０≦νｄ≦４０ （１）
１．２２５≦ｎｄ−１４．３８７／νｄ≦１．２７６ （２）
０．４３００≦θｇＦ−２．９７９５／νｄ≦０．５０１０ （３）
式（１）および（２）におけるνｄは、光学素子Ｇのｄ線に対するアッベ数である。式（２）におけるｎｄは、光学素子Ｇのｄ線に対する屈折率である。式（３）におけるθｇＦは、光学素子Ｇのｇ線とＦ線に対する部分分散比である。
なお、フラウンホーファー線のｇ線、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線に対する屈折率をそれぞれｎｇ、ｎＦ、ｎｄ、ｎＣとしたとき、アッベ数νｄは以下の式（４）で定義される値である。また、部分分散比θｇＦは以下の式（５）で定義される値である。
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ） （４）
θｇＦ＝（ｎｇ−Ｎｄ）／（ｎＦ−ｎＣ） （５）
式（１）から（３）は、光学素子Ｇが高分散、低部分分散比、低屈折率であることを表わしている。ここで、このような光学素子Ｇを用いて色収差および像面湾曲を補正できる理由について説明する。
光学系の任意の波長λにおける軸上色収差係数Ｌ（λ）および倍率色収差係数Ｔ（λ）は、次の式（６）および（７）で与えられる。
Ｌ（λ）＝Σ（ｈｉ２・Φｉ／νｉ（λ）） （６）
Ｔ（λ）＝Σ（ｈｉ・Ｈｉ・Φｉ／νｉ（λ）） （７）
ここで、ｉは物体側からレンズの枚数を数えたときの番号を表わしている。また、Σはｉに対する和をとることを表わしている。ｈｉはｉ番目のレンズにおける近軸軸上光線の入射高さである。Ｈｉはｉ番目のレンズにおける瞳近軸光線の入射高さである。Φｉはｉ番目のレンズの屈折力である。νｉ（λ）は、ｉ番目のレンズの屈折率をｎｉ（λ）とし、設計波長をλ０としたとき、以下の式（８）で定義される値である。
νｉ（λ）＝（ｎｉ（λ０）−１）／（ｎｉ（λ）−ｎｉ（λ０）） （８）
式（６）及び式（７）より、分散が大きいレンズほどＬ（λ）およびＴ（λ）に対する寄与が大きくなる。このことは収差論上、球面収差、コマ収差や非点収差など、色収差以外の諸収差に大きな影響を及ぼすことなく色収差をコントロールできることを意味する。反対に、低分散材料からなるレンズを用いて色収差を補正しようとすると該レンズに比較的大きな屈折力を与える必要があるが、この場合色収差を補正できたとしても球面収差などの諸収差が大きく変化してしまうことになる。したがって、色収差を補正する際には高分散材料を用いることが好ましい。
次に、高分散材料を用いて形成した光学素子を使って各実施例の光学系において色収差を補正するために必要な条件について説明する。
通常、望遠レンズにおいて、Ｌ（λ）は波長に対して全体の傾きが負で上に凸の特性を示す。Ｔ（λ）は、波長に対して全体の傾きが正で下に凸の特性を示す。このような光学系に光学素子Ｇを導入して色収差を補正することを考える。
光学素子Ｇ単体での軸上色収差係数ＬＧ（λ）および倍率色収差係数ＴＧ（λ）は以下の式（９）および（１０）で与えられる。
ＬＧ（λ）＝ｈＧ ２・ΦＧ／νＧ（λ） （９）
ＴＧ（λ）＝ｈＧ・ＨＧ・ΦＧ／νＧ（λ） （１０）
ここで、ｈＧは光学素子Ｇにおける近軸軸上光線の入射高さである。ＨＧは光学素子Ｇにおける瞳近軸光線の入射高さである。ΦＧは光学素子Ｇの屈折力である。νＧ（λ）は、任意の波長λにおける光学素子Ｇの屈折率をｎＧ（λ）、設計波長をλ０としたときνＧ（λ）＝（ｎＧ（λ０）−１）／（ｎＧ（λ）−ｎＧ（λ０））で与えられる値である。
１／νＧ（λ）の波長依存性はｎＧ（λ）の波長依存性がそのまま反映される。式（９）より、軸上色収差係数ＬＧ（λ）の波長に対する傾きの正負は光学素子Ｇの屈折力の符号によって定まることがわかる。
ΦＧ＞０の場合、ＬＧ（λ）は全体の傾きが負で下に凸となる。一方、ΦＧ＜０の場合、ＬＧ（λ）は全体の傾きが正で上に凸となる。したがって、Ｌ（λ）の波長に対する変化をＬＧ（λ）によって打ち消すためには、ΦＧ＜０であることが必要となる。
ただし、ΦＧ＜０として軸上色収差を補正する場合、Ｌ（λ）とＬＧ（λ）が共に上に凸の特性を有しているため、Ｌ（λ）の波長に対する変化をＬＧ（λ）によって完全に打ち消すことは困難である。したがって、短波長側で軸上色収差が残存してしまう。しかしながら、光学素子Ｇが負の異常部分分散性を有する場合、ＴＧ（λ）の短波長側での波長依存性を緩やかにすることができるため、より広い波長範囲で軸上色収差を低減することができる。従って、より広い波長範囲で軸上色収差を低減するためには、光学素子Ｇは負の異常部分分散性を有することが好ましい。なお、異常部分分散性とは、部分分散特性が通常のガラスとは異なる性質を言い、負の異常部分分散性とは短波長側での部分分散特性が通常のガラスよりも小さい性質を言う。
次に、倍率色収差の補正について説明する。
図１３より、光学素子Ｇを点Ｐ（瞳近軸光線と光軸の交点）よりも拡大側に配置する場合にはＨＧ＜０であり、光学素子Ｇを点Ｐよりも縮小側に配置する場合にはＨＧ＞０である。したがって、ＴＧ（λ）の傾きの正負は光学素子Ｇを配置する位置と光学素子Ｇの屈折力の符号により定まる。
まず、光学素子Ｇを点Ｐよりも拡大側に配置する場合を考える。ΦＧ＞０の場合、ＴＧ（λ）は全体の傾きが正で上に凸となる。一方、ΦＧ＜０の場合、ＴＧ（λ）は全体の傾きが負で下に凸となる。したがって、光学素子Ｇを点Ｐよりも拡大側に配置する場合にＴ（λ）の波長に対する変化をＴＧ（λ）によって打ち消すためには、ΦＧ＜０であることが必要となる。これは上述した軸上色収差を補正するために必要な条件と同様であるため、点Ｐよりも拡大側に負レンズとして光学素子Ｇを配置することで、軸上色収差と倍率色収差を同時に補正することができる。
次に、光学素子Ｇを点Ｐよりも縮小側に配置した場合の倍率色収差係数ＴＧ（λ）について考える。ΦＧ＞０の場合、ＴＧ（λ）は全体の傾きが負で下に凸となる。一方、ΦＧ＜０の場合、ＴＧ（λ）は全体の傾きが正で上に凸となる。したがって、光学素子Ｇを点Ｐよりも縮小側に配置する場合にＴ（λ）の波長に対する変化をＴＧ（λ）によって打ち消すためには、ΦＧ＞０であることが必要となる。これは上述した軸上色収差を補正するために必要な条件と反対である。しかしながら、図１３より点Ｐよりも縮小側において０＜ｈＧ＜ＨＧであるため、０＜ｈＧ ２＜ｈＧ・ＨＧとなる。したがって、点Ｐよりも縮小側に正レンズとして光学素子Ｇを配置することで、軸上色収差に対して大きく影響を与えることなく倍率色収差を補正することができる。
ただし、光学素子Ｇを点Ｐの拡大側と縮小側のどちらに配置する場合も、Ｔ（λ）とＴＧ（λ）は共に下に凸の特性を有しているため、Ｔ（λ）の波長に対する変化をＴＧ（λ）によって完全に打ち消すことは困難である。したがって、短波長側で倍率色収差が残存してしまう。しかしながら、上述のように光学素子Ｇが負の異常部分分散性を有する場合、ＴＧ（λ）の短波長側での波長依存性を緩やかにすることができるため、より広い波長範囲で倍率色収差を低減することができる。従って、より広い波長範囲で倍率色収差を低減する場合にも、光学素子Ｇは負の異常部分分散性を有することが好ましい。
しかしながら、従来から用いられている高分散かつ負の異常部分分散を示す材料は、屈折率が大きい傾向がある。このような既知の材料を用いて倍率色収差を補正しようとする場合、光学系のペッツバール和を０近傍の値にすることが難しく、像面湾曲を補正することが困難であった。
そこで、各実施例の光学系は高分散かつ低部分分散比でありながら、屈折率の比較的小さな光学材料を用いて光学素子Ｇを形成することによって、倍率色収差と像面湾曲を良好に補正している。
次に、式（１）から（３）の各条件式について説明する。
式（１）は、光学素子Ｇのアッベ数に関する。νｄの値が条件式（１）の上限値を超えるほどに分散が小さい場合、光学素子Ｇを用いて一次の色収差を補正することが困難となる。また、νｄの値が下限値を下回るほどに分散を大きくすると、光学素子Ｇの透過率が低下してしまったり、耐環境性が悪化してしまったりする。
一次の色収差を補正する効果をより大きくするためには、式（１）を次の式（１ａ）の範囲とするとことが好ましく、式（１ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
３１≦νｄ≦３９．５ （１ａ）
３２≦νｄ≦３８ （１ｂ）
式（２）は、光学素子Ｇの屈折率とアッベ数の関係を規定した式である。光学素子Ｇを負レンズとして用いる場合、式（２）の上限値を超えるほどに光学素子Ｇの屈折率が大きくなると、ペッツバール和が正に大きくなりすぎてしまう。その結果、像面湾曲の補正が困難となる。また、下限値を下回るほどに光学素子Ｇの屈折率が小さい場合、倍率色収差を十分に補正するために必要な光学素子Ｇの曲率が大きくなってしまい、光学系を小型に構成することが困難となる。
一方、光学素子Ｇを正レンズとして用いる場合、式（２）の上限値を超えるほどに光学素子Ｇの屈折率が大きくなると、点Ｐの縮小側に配置されたレンズ群の屈折力が大きくなるためバックフォーカスを確保することが難しくなる。また、下限値を下回るほどに正の屈折力を有する光学素子Ｇの屈折率が小さい場合、ペッツバール和が正に大きくなりすぎてしまう。その結果、像面湾曲の補正が困難となる。
像面湾曲の補正と光学系の小型化をバランスよく両立するためには、式（２）は、次の式（２ａ）の範囲とすることが好ましく、式（２ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
１．２３５＜ｎｄ−１４．３８７／νｄ＜１．２７３ （２ａ）
１．２４５＜ｎｄ−１４．３８７／νｄ＜１．２７０ （２ｂ）
条件式（３）は、光学素子Ｇの負の異常部分分散性に関する。式（３）の上限値を上回るほどに光学素子Ｇの異常部分分散性が小さくなると、光学素子Ｇによって二次の色収差を十分に補正することが困難となる。また、下限値を下回る程に負の異常部分分散性を強くする場合、式（１）および（２）を満たすガラス材料を製造することが困難となる。
一次と二次の色収差をバランスよく低減するためには、式（３）を次の式（３ａ）の範囲とするとことが好ましく、式（３ｂ）の範囲とするとことがより好ましい。
０．４６５０＜θｇＦ−２．９７９５／νｄ＜０．５００５ （３ａ）
０．４８００＜θｇＦ−２．９７９５／νｄ＜０．５０００ （３ｂ）
式（１）、（２）、（３）を満たす光学材料は、例えばＳｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５系の光学ガラスの原料にＺｒＯ２、アルカリ金属酸化物などを添加して熔解することで得ることができる。例えば、特許文献１に示されたＳｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５系の光学ガラスと、特開平６−１３５７３８号公報で示されたアルカリ金属を含む光学ガラスを調合および混合する。その後、白金ルツボを使用して溶融し、攪拌均質化した後、ブロック形状に成形し徐冷することで式（１）、（２）、（３）を満たす光学ガラスを得ることができる。
また、株式会社オハラ社製の商品名Ｓ−ＴＩＭ２７（ｎｄ＝１．６３９８０、νｄ＝３４．５、θｇＦ＝０．５９２２）と特許文献１の実施例６の光学ガラス（ｎｄ＝１．６９０７２、νｄ＝３６．２、θｇＦ＝０．５７７５）を２：３の割合で混合しても良い。この場合も、条件式（１）、（２）、（３）を満たすガラス材料（ｎｄ＝１．６７０３５、νｄ＝３５．５、θｇＦ＝０．５８３４）を得ることができる。
なお、式（１）、（２）、（３）を満たす光学素子Ｇはガラス材料により形成することが好ましい。ガラス材料は樹脂等の有機材料と比較して製造が容易であるためである。また、樹脂等の成形と比較してガラス材料の成形では厚さに制約が少ない。そのため、ガラス材料を用いて光学素子Ｇを形成することで光学素子Ｇの屈折力の設計自由度を高くすることができる。さらに、ガラス材料は湿度や温度の変化に対して優れた耐環境性を備えていると共に十分な硬度を有しているため、光学素子Ｇを光学系における最も物体側のレンズとして使用することも可能である。
さらに、各実施例の光学系は、次の条件式（１１）から（１６）のうち１つ以上を満足することが好ましい。
０．０２＜｜ｆＡ｜／ｆ＜３．０ （１１）
１．５＜（ｒｎａ＋ｒｂ）／（ｒｎａ−ｒｎｂ）＜８．０ （１２）
−０．６＜（ｒｐａ＋ｒｂ）／（ｒｐａ−ｒｐｂ）＜０．５ （１３）
０．２４＜｜ｄＡ／ｆＡ｜＜７．０ （１４）
０．７＜ｎＰ／ｎＮ＜１．２ （１５）
０．８＜｜ｆＦ／ｆＲ｜＜２９０ （１６）
式（１１）におけるｆは光学系全系の焦点距離である。なお光学系がズームレンズの場合は、望遠端における全系の焦点距離をｆとする。ｆＡは、光学素子Ｇの光入射側の屈折面と光出射側の屈折面が共に空気に接しているときの光学素子Ｇの焦点距離である。
式（１２）において、負レンズとして点Ｐよりも拡大側に配置された光学素子Ｇの物体側の曲率半径をｒｎａとし、像側の曲率半径をｒｎｂとしている。
式（１３）において、正レンズとして点Ｐよりも縮小側に配置された光学素子Ｇの物体側の曲率半径をｒｐａとし、像側の曲率半径をｒｐｂとしている。
式（１４）におけるｄＡは、光学素子Ｇの開口絞りＳＰに近い側の屈折面から開口絞りＳＰまでの光軸上の距離である。なお光学系がズームレンズの場合は、望遠端における光学素子Ｇの開口絞りＳＰに近い側の屈折面から開口絞りＳＰまでの光軸上の距離をｄＡとする。
式（１５）におけるｎＰは、光学系における全ての正レンズのｄ線に対する屈折率を平均した値である。ｎＮは、光学系における全ての負レンズのｄ線に対する屈折率を平均した値である。
式（１６）におけるｆＲは、開口絞りＳＰの光出射側に配置されたレンズ群の焦点距離である。また、式（１６）におけるｆＦは、開口絞りＳＰの光入射側に配置されたレンズ群の焦点距離である。なお、光学系がズームレンズの場合、ｆＲとｆＦは共に望遠端での値とする。
式（１１）は光学素子Ｇの焦点距離と全系の焦点距離の関係を規定した式である。式（１１）の上限値を上回る程に光学素子Ｇの屈折力が弱い場合、１次の色収差を十分に低減することが困難となる。また、式（１１）の下限値を下回るほどに光学素子Ｇの屈折力を強くすると、一次の色収差の補正には有利だが色の像面湾曲が生じてしまうため好ましくない。また、式（１１）の下限値を下回る程に光学素子Ｇの曲率が強くなりすぎると、光学系が大型化してしまう。
さらに、色収差の二次スペクトルを補正しつつレンズ全長を短縮するためには、式（１１）を次の式（１１ａ）の範囲とすることが好ましく、式（１１ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
０．１＜｜ｆＡ｜／ｆ＜２．１ （１１ａ）
０．２＜｜ｆＡ｜／ｆ＜１．０ （１１ｂ）
式（１２）は、光学素子Ｇが点Ｐよりも拡大側に配置されたときの光学素子Ｇのシェープファクタに関する。この場合、光学素子Ｇは負レンズである。
光学素子Ｇのシェープファクタが上限値を上回る場合、色収差、像面湾曲、コマ収差等を良好に補正することが困難となる。また、光学素子Ｇのシェープファクタが下限値を下回る場合、球面収差が増大してしまうため好ましくない。
さらに、軸上色収差を効果的に補正しつつ球面収差を低減するためには、式（１２）を次の式（１２ａ）の範囲とすることが好ましく、式（１２ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
２．０＜（ｒｎａ＋ｒｎｂ）／（ｒｎａ−ｒｎｂ）＜７．５ （１２ａ）
２．５＜（ｒｎａ＋ｒｎｂ）／（ｒｎａ−ｒｎｂ）＜７．２ （１２ｂ）
式（１３）は光学素子Ｇが点Ｐよりも縮小側に配置されたときの光学素子Ｇのシェープファクタに関する。この場合、光学素子Ｇは正レンズである。
光学素子Ｇのシェープファクタが上限値を上回る場合、倍率色収差をはじめとした諸収差を補正することが難しくなる。特に倍率色収差の二次スペクトルを良好に補正することが難しくなる。また、光学素子Ｇのシェープファクタが下限値を下回る場合、色の像面湾曲が発生しやすくなるため好ましくない。
さらに、倍率色収差の二次スペクトルを効果的に補正しつつコマ収差を低減するためには、式（１３）を次の式（１３ａ）の範囲とすることが好ましく、式（１３ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
−０．５＜（ｒｐａ＋ｒｐｂ）／（ｒｐａ−ｒｐｂ）＜０．２ （１３ａ）
−０．４＜（ｒｐａ＋ｒｐｂ）／（ｒｐａ−ｒｐｂ）＜０．１ （１３ｂ）
式（１４）は光学系における光学素子Ｇの位置に関する。式（１０）より、瞳近軸光線が光学素子Ｇに入射する高さが高いほど光学素子Ｇによる倍率色収差の補正効果は大きくなる。光学素子Ｇを式（１４）の下限値を下回るほど開口絞りＳＰに近い位置に配置する場合、瞳近軸光線が光学素子Ｇに入射する高さが低くなりすぎてしまい、倍率色収差を十分に補正することが困難となる。一方、光学素子Ｇを式（１４）の上限値を超えるほど開口絞りＳＰから離れた位置に配置する場合、倍率色収差の補正には有利だが、光学系が大型化してしまうため好ましくない。
式（１４）は、次の式（１４ａ）の範囲とすることが好ましく、式（１４ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
０．３＜｜ｄＡ／ｆＡ｜＜６．３ （１４ａ）
０．５＜｜ｄＡ／ｆＡ｜＜１．２ （１４ａ）
式（１５）は光学系における負レンズの屈折率の平均値と正レンズの屈折率の平均値の比に関する。式（１５）を満たす光学系に光学素子Ｇを設けることにより、像面湾曲および色収差をより低減することができる。式（１５）の上限値を上回る程にｎＰが大きくなる場合、正レンズを構成する材料の選択の幅が狭くなり、光学系を構成する正レンズのアッベ数が全体として小さくなりすぎてしまう。その結果、軸上色収差を十分に低減することが難しくなる。
一方、式（１５）の下限値を下回る程にｎＰが小さくなる場合、光学系を構成する正レンズの屈折率が全体として小さくなりすぎてしまい、ペッツバール和が正に大きくなりすぎる。この場合、像面湾曲の低減が困難となり、像面湾曲を十分に低減しようとすると光学系が大型化してしまう。
なお、式（１５）は、次の式（１５ａ）の範囲とすることが好ましく、式（１５ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
０．８０＜ｎＰ／ｎＮ＜１．０ （１５ａ）
０．８５＜ｎＰ／ｎＮ＜０．９６ （１５ｂ）
式（１６）は開口絞りＳＰの光入射側に配置されたレンズ群と開口絞りＳＰの光出射側に配置されたレンズ群の焦点距離の比に関する。式（１６）を満たす光学系に光学素子Ｇを設けることで、諸収差を十分に補正しつつ光学系の全長の短縮を図ることができる。
開口絞りＳＰの光入射側に配置されたレンズ群に含まれるレンズの枚数を増やして開口絞りＳＰの光入射側に配置されたレンズ群の焦点距離の絶対値を大きくするほど、色収差や像面湾曲の補正には有利となる。しかしながら、式（１６）の上限値を上回るほどにｆＦの絶対値が大きい場合、光学系の全長が大きくなりすぎてしまう。
式（１６）の下限値を下回るほどにｆＦの絶対値が小さくなる場合、色収差や像面湾曲を十分に補正することが難しくなる。また、式（１６）の下限値を下回る場合、開口絞りＳＰの光入射側に配置されたレンズ群の屈折力が強くなりすぎ、バックフォーカスを確保することが難しくなる。
さらに、絞り径を小径化するためには式（１６）を次の式（１６ａ）の範囲とすることが好ましく、式（１６ｂ）の範囲とすることがより好ましい。
０．９＜ｆＦ／ｆＲ＜５０ （１６ａ）
８＜ｆＦ／ｆＲ＜２５ （１６ｂ）
なお、光学素子Ｇによる色収差および像面湾曲を補正する効果をより高めるためには、光学素子Ｇにある程度大きな屈折力を与えることが好ましい。このため、点Ｐの縮小側に配置された正レンズを光学素子Ｇとする場合、光学素子Ｇの屈折力は点Ｐの縮小側に配置された正レンズのうちで最も強くすることが好ましい。
また、光学素子Ｇが点Ｐより拡大側に配置された負レンズである場合、光学素子Ｇは光学系における全ての負レンズのうち最も拡大側に配置されていることが好ましい。これによって、光学素子Ｇにおける瞳近軸光線の入射高さを高くすることができ、光学素子Ｇによる倍率色収差を補正する効果をより高めることができる。
なお、本発明の光学系は式（１）から（３）を満たす光学素子Ｇを複数有していても良い。
次に、実施例１から６について説明する。
実施例１では第１４レンズ、第１５レンズが光学素子Ｇである。実施例２では第１４レンズ、第１７レンズが光学素子Ｇである。実施例３では第３レンズが光学素子Ｇである。実施例４では第２レンズ、第２０レンズが光学素子Ｇである。実施例５では第２レンズ、第２０レンズが光学素子Ｇである。実施例６では第２レンズ、第２０レンズが光学素子Ｇである。
このように、各実施例の光学系は、式（１）から（３）を満たす光学素子Ｇを少なくとも１つ有することによって、色収差および像面湾曲を良好に補正している。
以下に、実施例１から６に対応する数値実施例１から６を示す。
各数値実施例の面データにおいて、ｒは各光学面の曲率半径、ｄ（ｍｍ）は第ｍ面と第（ｍ＋１）面との間の軸上間隔（光軸上の距離）を表わしている。ただし、ｍは光入射側から数えた面の番号である。また、ｎｄは各光学部材のｄ線に対する屈折率、νｄは光学部材のｄ線に対するアッベ数、θｇＦは光学部材のｇ線とＦ線に関する部分分散比を表わしている。
また各数値実施例の面データにおいて、非球面形状の光学面については面番号の後に＊（アスタリスク）の符号を付加している。また、非球面データは各非球面の非球面係数を示している。非球面係数における「ｅ±Ａ」は「×１０±Ａ」を意味している。光学面の非球面形状は、光軸方向における面頂点からの変位量をＸ、光軸方向に垂直な方向における光軸からの高さをＨ、近軸曲率半径をＲ、円錐定数をＫ、非球面係数をＡ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０、Ａ１２とするとき、以下の式（１７）により表される。
Figure 2018054989
なお、各数値実施例において、ｄ、焦点距離（ｍｍ）、Ｆナンバー、半画角（°）は全て各実施例の光学系が無限遠物体に焦点を合わせた時の値である。バックフォーカスＢＦは最終レンズ面から像面までの距離である。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスを加えた値である。
［数値実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 150.203 16.20 1.59270 35.31 0.5933
2 720.830 100.00
3 102.935 15.03 1.43387 95.10 0.5373
4 -349.019 0.25
5 -340.206 3.00 1.85478 24.80 0.6122
6 82.422 3.06
7 83.827 13.05 1.43387 95.10 0.5373
8 -1054.911 29.29
9 69.179 6.24 1.89286 20.36 0.6393
10 130.865 5.00
11 64.898 2.30 1.67300 38.15 0.5754
12 45.435 2.03
13 57.495 6.55 1.43387 95.10 0.5373
14 119.415 7.99
15(絞り) ∞ 5.05
16 -5145.427 1.87 1.91082 35.25 0.5824
17 66.104 33.29
18 85.970 2.50 1.80809 22.76 0.6285
19 46.188 10.04 1.57501 41.50 0.5767
20 -112.535 1.07
21 179.837 4.16 1.80610 33.27 0.5881
22 -94.105 1.44 1.49700 81.54 0.5375
23 38.338 5.51
24 -73.606 1.47 1.69680 55.53 0.5434
25 75.078 4.05
26 84.929 7.29 1.67542 34.82 0.5825
27 -188.548 1.58
28 89.906 14.75 1.67542 34.82 0.5825
29 -107.536 2.00 1.80518 25.46 0.6156
30 6528.688 3.03
31 ∞ 2.20 1.51633 64.14 0.5353
32 ∞ 60.70
像面 ∞

各種データ

焦点距離 392.54
Fナンバー 2.90
半画角（°） 3.15
像高 21.64
レンズ全長 372.01
BF 60.70
［数値実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 277.034 1.95 1.83481 42.73 0.5648
2 78.236 6.47 1.49700 81.54 0.5375
3 -579.585 0.10
4 76.297 5.41 1.43387 95.10 0.5373
5 702.461 0.10
6 79.014 3.83 1.49700 81.54 0.5375
7 221.639 (可変)
8* 50.139 1.00 1.72903 54.04 0.5441
9* 11.259 8.95
10 -17.165 0.70 1.59282 68.63 0.5446
11 290.855 0.10
12 35.241 5.96 1.75211 25.05 0.6190
13 -12.993 0.60 2.00100 29.13 0.5997
14 -60.588 (可変)
15(絞り) ∞ (可変)
16* 15.888 2.97 1.49700 81.61 0.5386
17* -111.082 4.65
18 43.674 1.66 1.49700 81.54 0.5375
19 -115.426 4.17
20 112.858 0.45 1.95375 32.32 0.5898
21 11.025 2.66 1.48749 70.23 0.5300
22 476.148 2.60
23 29.949 1.52 1.62004 36.26 0.5879
24 -72.380 (可変)
25 49.927 1.24 1.67542 34.82 0.5825
26 -59.622 0.60 1.77250 49.60 0.5520
27* 28.517 (可変)
28 18.841 0.50 1.91082 35.25 0.5824
29 9.245 5.82 1.67542 34.82 0.5825
30 -11.373 0.70 1.85135 40.10 0.5695
31* 30.744 (可変)
像面 ∞

非球面データ
第8面
K = 0.00000e+000 A4= 2.47795e-005 A6=-1.74662e-007 A8= 9.26391e-010 A10=-1.13242e-012

第9面
K = 0.00000e+000 A4= 1.96953e-006 A6=-2.74501e-007

第16面
K = 0.00000e+000 A4=-2.26841e-005 A6=-7.30345e-008 A8=-2.65549e-010 A10=-2.22745e-013

第17面
K = 0.00000e+000 A4= 1.73755e-005 A6=-5.51244e-008

第27面
K = 0.00000e+000 A4=-3.65728e-006 A6= 2.45181e-007 A8=-9.54069e-009 A10= 1.12175e-010

第31面
K = 0.00000e+000 A4=-4.82489e-005 A6=-6.71531e-007 A8= 1.04746e-008 A10=-1.18274e-010

各種データ
ズーム比 39.04
広角 中間 望遠
焦点距離 9.06 43.42 353.84
Fナンバー 2.88 5.00 6.49
半画角（°） 35.52 10.00 1.28
像高 6.47 7.65 7.89
レンズ全長 130.70 169.20 200.00
BF 3.99 23.84 19.78

d 7 1.00 45.70 84.66
d14 43.36 10.50 0.68
d15 4.91 15.10 0.29
d24 4.33 3.93 1.49
d27 8.40 5.41 28.38
d31 3.99 23.84 19.78

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 114.95
2 8 -13.42
3 16 24.66
4 25 -67.60
5 28 -63.13
［数値実施例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 120.056 3.00 1.67300 38.15 0.5754
2 86.093 11.11 1.49700 81.54 0.5375
3 6846.686 6.50
4 83.832 2.50 1.67542 34.82 0.5825
5 63.264 8.21 1.49700 81.54 0.5375
6 237.424 (可変)
7 275.103 1.50 1.80400 46.57 0.5572
8 42.358 6.18
9 -85.745 1.40 1.53775 74.70 0.5392
10 50.630 4.80 1.85478 24.80 0.6122
11 1527.793 2.42
12 -67.236 1.50 1.69680 55.53 0.5434
13 519.433 (可変)
14 115.262 5.85 1.69680 55.53 0.5434
15 -63.867 0.15
16 97.855 4.02 1.43875 94.93 0.5340
17 -215.445 1.90
18 -62.883 1.70 1.80610 33.27 0.5881
19 -312.899 (可変)
20(絞り) ∞ 2.50
21 260.000 4.42 1.59522 67.74 0.5442
22 -76.000 0.20
23 48.352 5.30 1.72916 54.68 0.5444
24 -363.922 0.64
25 -153.344 1.60 1.85478 24.80 0.6122
26 155.105 (可変)
27 -291.410 4.48 1.85025 30.05 0.5979
28 -46.574 1.60 1.77250 49.60 0.5520
29 40.427 (可変)
30 57.811 4.22 1.49700 81.54 0.5375
31 178.409 0.90
32 551.539 2.00 1.80518 25.42 0.6161
33 119.956 8.90 1.59522 67.74 0.5442
34 -47.692 (可変)
35 -46.765 2.40 1.60562 43.70 0.5721
36 58.751 4.42
37 81.269 7.38 1.90043 37.37 0.5774
38 -135.685 54.96
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.67
広角 中間 望遠
焦点距離 72.23 140.52 192.61
Fナンバー 2.86 2.91 2.87
半画角（°） 16.68 8.75 6.4
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 259.17 259.17 259.17
BF 54.96 54.96 54.96

d 6 1.76 42.90 58.97
d13 20.65 7.57 1.32
d19 39.60 11.53 1.71
d26 3.26 5.33 3.68
d29 19.13 16.09 19.10
d34 6.12 7.09 5.73

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 150.44
2 7 -32.68
3 14 71.45
4 20 58.79
5 27 -48.78
6 30 58.03
7 35 -305.11
［数値実施例４］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 120.851 3.33 1.48749 70.23 0.5300
2 315.461 12.15
3 95.307 2.10 1.66565 35.64 0.5824
4 49.107 6.40 1.49700 81.54 0.5375
5 307.760 0.15
6 75.771 4.96 1.43875 94.66 0.5340
7 -948.148 (可変)
8 -392.683 1.10 1.91082 35.25 0.5824
9 38.248 4.53
10 -48.536 1.15 1.48749 70.23 0.5300
11 44.085 4.32 1.84666 23.78 0.6205
12 -106.227 0.71
13 -60.502 1.15 1.77250 49.60 0.5520
14 2593.264 (可変)
15 206.750 5.29 1.77250 49.60 0.5520
16 -31.897 1.30 2.00100 29.13 0.5997
17 -67.197 (可変)
18(絞り) ∞ 0.15
19 30.956 3.50 1.80400 46.57 0.5572
20 64.686 3.33
21 36.964 5.70 1.90366 31.32 0.5946
22 17.578 4.95 1.49700 81.54 0.5375
23 78.241 3.99
24 59.130 3.78 1.85478 24.80 0.6122
25 -67.372 1.00 1.59551 39.24 0.5803
26 40.858 2.22
27 -100.615 1.00 1.83400 37.34 0.5790
28 44.661 2.37
29 110.296 2.82 1.91082 35.25 0.5824
30 -88.626 0.15
31 61.598 6.20 1.48749 70.23 0.5300
32 -24.988 1.40 1.91082 35.25 0.5824
33 87.005 8.48
34 82.280 4.73 1.63980 36.20 0.5778
35 -80.687 56.43
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.70
広角 中間 望遠
焦点距離 72.09 118.86 194.61
Fナンバー 4.10 4.10 4.10
半画角（°） 16.71 10.32 6.34
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 203.43 203.43 203.43
BF 56.43 56.43 56.43

d 7 1.94 22.95 35.85
d14 27.29 17.40 1.00
d17 13.37 2.25 5.75

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 97.89
2 8 -29.05
3 15 87.60
4 18 104.15
［数値実施例５］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 124.480 3.36 1.48749 70.23 0.5300
2 347.938 12.18
3 107.441 2.10 1.62606 39.09 0.5762
4 46.739 6.73 1.49700 81.54 0.5375
5 302.580 0.15
6 71.156 5.26 1.43875 94.66 0.5340
7 -729.623 (可変)
8 -393.869 1.10 1.91082 35.25 0.5824
9 38.677 4.89
10 -46.952 1.15 1.48749 70.23 0.5300
11 45.354 4.31 1.84666 23.78 0.6205
12 -102.877 0.64
13 -62.785 1.15 1.77250 49.60 0.5520
14 1106.189 (可変)
15 219.679 5.25 1.77250 49.60 0.5520
16 -32.206 1.30 2.00100 29.13 0.5997
17 -67.327 (可変)
18(絞り) ∞ 0.15
19 31.728 3.53 1.80400 46.57 0.5572
20 72.353 2.95
21 36.352 5.58 1.90366 31.32 0.5946
22 17.617 4.98 1.49700 81.54 0.5375
23 88.734 4.72
24 62.192 3.71 1.85478 24.80 0.6122
25 -66.129 1.00 1.59551 39.24 0.5803
26 47.810 2.07
27 -94.527 1.00 1.83400 37.34 0.5790
28 39.028 2.40
29 204.293 2.82 1.91082 35.25 0.5824
30 -78.350 0.15
31 58.344 6.17 1.48749 70.23 0.5300
32 -25.500 1.40 1.91082 35.25 0.5824
33 103.330 9.39
34 92.382 4.64 1.65460 37.95 0.5675
35 -70.742 50.39
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.70
広角 中間 望遠
焦点距離 67.16 110.69 181.31
Fナンバー 4.10 4.10 4.10
半画角(°) 17.86 11.06 6.80
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 199.12 199.12 199.12
BF 50.39 50.39 50.39

d 7 1.87 22.82 35.78
d14 27.16 17.37 1.00
d17 13.45 2.30 5.71

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 97.88
2 8 -29.03
3 15 88.95
4 18 96.94
［数値実施例６］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd θgF
1 118.282 3.27 1.48749 70.23 0.5300
2 263.809 12.17
3 92.817 2.10 1.72439 32.05 0.5867
4 53.958 6.08 1.49700 81.54 0.5375
5 573.020 0.15
6 80.740 4.74 1.43875 94.66 0.5340
7 -3060.828 (可変)
8 -401.987 1.10 1.91082 35.25 0.5824
9 38.614 4.35
10 -51.918 1.15 1.48749 70.23 0.5300
11 43.108 4.33 1.84666 23.78 0.6205
12 -113.084 0.79
13 -59.690 1.15 1.77250 49.60 0.5520
14 2164.740 (可変)
15 205.952 5.29 1.77250 49.60 0.5520
16 -31.940 1.30 2.00100 29.13 0.5997
17 -68.181 (可変)
18(絞り) ∞ 0.15
19 30.883 3.49 1.80400 46.57 0.5572
20 64.208 3.15
21 36.409 5.74 1.90366 31.32 0.5946
22 17.515 5.17 1.49700 81.54 0.5375
23 85.459 2.19
24 57.415 3.75 1.85478 24.80 0.6122
25 -83.560 1.00 1.59551 39.24 0.5803
26 38.241 2.70
27 -112.100 1.00 1.83400 37.34 0.5790
28 47.109 4.82
29 320.608 2.55 1.91082 35.25 0.5824
30 -85.737 0.15
31 60.025 6.78 1.48749 70.23 0.5300
32 -24.456 1.40 1.91082 35.25 0.5824
33 116.866 4.72
34 89.543 4.42 1.70771 31.16 0.5958
35 -78.496 59.42
像面 ∞

各種データ
ズーム比 2.66
広角 中間 望遠
焦点距離 71.96 117.40 191.62
Fナンバー 4.10 4.10 4.10
半画角(°) 16.73 10.44 6.44
像高 21.64 21.64 21.64
レンズ全長 203.58 203.58 203.58
BF 59.42 59.42 59.42

d 7 2.05 22.87 35.96
d14 27.92 18.17 1.85
d17 13.04 1.97 5.20

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 98.44
2 8 -29.39
3 15 89.08
4 18 103.65
各数値実施例における種々の数値を表１にまとめて示す。
Figure 2018054989
［光学機器］
図１４は、本発明の一実施形態としての光学機器としての撮像装置（デジタルスチルカメラ）１００の概略図である。本実施形態の撮像装置１００は、カメラ本体７０と、上述した実施例１から５のいずれかと同様である光学系７１と、光学系７１によって形成される像を光電変換する受光素子（撮像素子）７２を備える。
本実施形態の撮像装置１００は、実施例１から６のいずれかと同様である光学系７１を有するため、色収差および像面湾曲が良好に補正された高品位な画像を得ることができる。なお、受光素子７２としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いることができる。このとき、受光素子７２により取得された画像の歪曲収差や色収差等の諸収差を電気的に補正することにより、出力画像を高画質化することが可能になる。
なお、上述した各実施例の光学系は、図１４に示したデジタルスチルカメラに限らず、銀塩フィルム用カメラやビデオカメラ、望遠鏡等の種々の光学機器に適用することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
１，２，３，４，５，６ 光学系
Ｇ 光学素子

Claims (11)

  1. 最も拡大側のレンズ面に近軸軸上光線が入射する位置から光軸までの距離が、光軸と瞳近軸光線の交点Ｐより縮小側のレンズ面に近軸軸上光線が入射する位置から光軸までの距離の最大値よりも大きい光学系において、
    アッベ数をνｄ、ｇ線とＦ線に対する部分分散比をθｇＦ、ｄ線に対する屈折率をｎｄとしたとき、
    ３０≦νｄ≦４０
    １．２２５≦ｎｄ−１４．３８７／νｄ≦１．２７６
    ０．４３００≦θｇＦ−２．９７９５／νｄ≦０．５０１０
    なる条件式を満足する光学素子を備え、
    前記光学素子が前記点Ｐよりも拡大側に配置されている場合、前記光学素子は負レンズであり、
    前記光学素子が前記点Ｐよりも縮小側に配置されている場合、前記光学素子は正レンズであることを特徴とする光学系。
  2. 前記光学系の全系の焦点距離をｆ、前記光学素子の焦点距離をｆＡとしたとき、
    ０．０２＜｜ｆＡ｜／ｆ＜３．０
    なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
  3. 前記光学素子が前記点Ｐよりも拡大側に配置された負レンズである場合に、
    前記光学素子の物体側の屈折面の曲率半径をｒｎａ、像側の屈折面の曲率半径をｒｎｂとしたとき、
    １．５＜（ｒｎａ＋ｒｎｂ）／（ｒｎａ−ｒｎｂ）＜８．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
  4. 前記光学素子が前記点Ｐよりも縮小側に配置された正レンズである場合に、
    前記光学素子の物体側の屈折面の曲率半径をｒｐａ、像側の屈折面の曲率半径をｒｐｂとしたとき、
    −０．６＜（ｒｐａ＋ｒｐｂ）／（ｒｐａ−ｒｐｂ）＜０．５
    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項に記載の光学系。
  5. 前記点Ｐよりも縮小側に配置された全ての正レンズのうち最も強い屈折力を有する正レンズは前記光学素子であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学系。
  6. 前記点Ｐよりも拡大側に配置された全ての負レンズのうち最も拡大側に配置された負レンズは前記光学素子であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学系。
  7. 前記光学系は開口絞りを有しており、
    前記光学素子の焦点距離をｆＡ、前記光学素子の前記開口絞りに近い側の屈折面から前記開口絞りまでの光軸上の距離をｄＡとしたとき、
    ０．２４＜｜ｄＡ／ｆＡ｜＜７．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学系。
  8. 前記光学系における全ての負レンズの屈折率を平均した値をｎＮ、前記光学系における全ての正レンズの屈折率を平均した値をｎＰとしたとき、
    ０．７＜ｎＰ／ｎＮ＜１．２
    なる条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学系。
  9. 前記光学系は開口絞りを有しており、
    前記開口絞りの光出射側に配置されたレンズ群の焦点距離をｆＲ、前記開口絞りの光入射側に配置されたレンズ群の焦点距離をｆＦとしたとき、
    ０．８＜｜ｆＦ／ｆＲ｜＜２９０
    なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学系。
  10. 前記光学素子はガラス材料を用いて形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学系。
  11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光学系と、該光学系によって形成された像を受光する撮像素子を有することを特徴とする光学機器。
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