光学系、この光学系を有する撮像装置、及び、光学系の製造方法
【課題】小型で、構成枚数が少なく、高性能で、コマ収差、特にサジタルコマ収差、球面収差の少ない光学系、この光学系を有する撮像装置、及び、光学系の製造方法を提供する。
【解決手段】カメラ１等に搭載される光学系ＯＳは、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇａと、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｂと、第３レンズ群Ｇｃと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｄと、を有し、第１レンズ群Ｇａは少なくとも１枚の正レンズ成分Ｌａｐを有し、第２レンズ群Ｇｂは正レンズＬｂｎｐと負レンズＬｂｎｎとが接合され、物体側に凸面を向けた接合負レンズＬｂｎを有し、第３レンズ群Ｇｃは物体側に凹面を向けた負レンズＬｃｎと正レンズＬｃｐとの接合による接合レンズＬｃを有し、第４レンズ群Ｇｄは物体側に凸面を向けた正レンズＬｄｐｐと像側に凹面を向けた負レンズＬｄｐｎとが接合された接合正レンズＬｄｐ１と、正レンズ成分Ｌｄｐ２と、を有する。
【解決手段】カメラ１等に搭載される光学系ＯＳは、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇａと、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｂと、第３レンズ群Ｇｃと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｄと、を有し、第１レンズ群Ｇａは少なくとも１枚の正レンズ成分Ｌａｐを有し、第２レンズ群Ｇｂは正レンズＬｂｎｐと負レンズＬｂｎｎとが接合され、物体側に凸面を向けた接合負レンズＬｂｎを有し、第３レンズ群Ｇｃは物体側に凹面を向けた負レンズＬｃｎと正レンズＬｃｐとの接合による接合レンズＬｃを有し、第４レンズ群Ｇｄは物体側に凸面を向けた正レンズＬｄｐｐと像側に凹面を向けた負レンズＬｄｐｎとが接合された接合正レンズＬｄｐ１と、正レンズ成分Ｌｄｐ２と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系、この光学系を有する撮像装置、及び、光学系の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所謂変形ガウス型レンズは多数提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５１３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のガウス型レンズはコマ収差の補正が不十分で、特にサジタルコマ収差の改善は困難であった。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、小型で、構成枚数が少なく、高性能で、コマ収差、特にサジタルコマ収差、球面収差の少ない光学系、この光学系を有する撮像装置、及び、光学系の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明に係る光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有し、第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズ成分を有し、第２レンズ群は、正レンズと負レンズとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズを有し、第３レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズと正レンズとの接合による接合レンズを有し、第４レンズ群は、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズと、正レンズ成分と、を有し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．００ ＜ Ｎｃｐ−Ｎｃｎ ＜ ０．４０
０．０１ ＜ Ｄｄ１／Ｄｄ０ ＜ ０．８０
但し、
Ｎｃｐ：第３レンズ群中の接合レンズ中の正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｃｎ：第３レンズ群中の接合レンズ中の負レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｄｄ１：第４レンズ群中の接合正レンズとその像側に位置する正レンズ成分との軸上空気間隔
Ｄｄ０：第４レンズ群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（第４レンズ群の総厚）
【０００７】
また、この光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．０ ＜ ｆｄ／ｆ０ ＜ ５．０
但し、
ｆｄ:第４レンズ群の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【０００８】
また、この光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．００ ＜ Ｎｄｐｐ−Ｎｄｐｎ ＜ ０．４０
但し、
Ｎｄｐｐ：第４レンズ群中の接合正レンズ中の正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｄｐｎ：第４レンズ群中の接合正レンズ中の負レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
【０００９】
また、この光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
−１．０００ ＜（ｒｄ２−ｒｄ１）／（ｒｄ２＋ｒｄ１）＜ −０．０００
但し、
ｒｄ１：第４レンズ群中の接合正レンズの最も物体側の面の曲率半径
ｒｄ２：第４レンズ群中の接合正レンズの最も像側の面の曲率半径
【００１０】
また、この光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．０ ＜ （−ｆｂｎ）／ｆ０ ＜ ５．０
但し、
ｆｂｎ：第２レンズ群中の接合負レンズの合成の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【００１１】
また、この光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．０ ＜ ｆａｐ／ｆ０ ＜ １０．０
但し、
ｆａｐ：第１レンズ群中の最も像側に位置する正レンズ成分の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【００１２】
また、この光学系は、Ｆナンバーを決定する開口絞りを、第２レンズ群と第３レンズ群との間、または第３レンズ群と第４レンズ群との間に有することが好ましい。
【００１３】
また、この光学系は、第１レンズ群または第２レンズ群に、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。
【００１４】
また、この光学系は、第４レンズ群に、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。
【００１５】
また、この光学系において、第４レンズ群中の正レンズ成分は、物体側に凸面を向けた正レンズであることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係る撮像装置は、上述の光学系のいずれかを有することを特徴とする。
【００１７】
また、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、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有する光学系の製造方法であって、第１レンズ群として、少なくとも１枚の正レンズ成分を配置し、第２レンズ群として、正レンズと負レンズとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズを配置し、第３レンズ群として、物体側に凹面を向けた負レンズと正レンズとの接合による接合レンズを配置し、第４レンズ群として、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズと、正レンズ成分と、を配置し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．００ ＜ Ｎｃｐ−Ｎｃｎ ＜ ０．４０
０．０１ ＜ Ｄｄ１ ／ Ｄｄ０ ＜ ０．８０
但し、
Ｎｃｐ：第３レンズ群中の接合レンズ中の正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｃｎ：第３レンズ群中の接合レンズ中の負レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｄｄ１：第４レンズ群中の接合正レンズとその像側に位置する正レンズ成分との軸上空気間隔
Ｄｄ０：第４レンズ群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（第４レンズ群の総厚）
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、小型で、構成枚数が少なく、高性能で、コマ収差、特にサジタルコマ収差、球面収差の少ない光学系、この光学系を有する撮像装置、及び、光学系の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
【図２】第１実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図３】第２実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
【図４】第２実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図５】第３実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
【図６】第３実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図７】光学系を搭載する一眼レフカメラの断面図を示す。
【図８】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。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る光学系ＯＳは、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇａと、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｂと、第３レンズ群Ｇｃと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｄと、を有して構成される。また、第１レンズ群Ｇａは、少なくとも１枚の正レンズ成分Ｌａｐを有し、第２レンズ群Ｇｂは、正レンズＬｂｎｐと負レンＬｐｎｎとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズＬｂｎを有し、第３レンズ群Ｇｃは、物体側に凹面を向けた負レンズＬｃｎと正レンズＬｃｐとの接合による接合レンズＬｃを有し、第４レンズ群Ｇｄは、物体側に凸面を向けた正レンズＬｄｐｐと像側に凹面を向けた負レンズＬｄｐｎとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズＬｄｐ１と、正レンズ成分Ｌｄｐ２と、を有する。なお、以降の説明において、「レンズ成分」とは、１枚の単レンズ（レンズ要素）、若しくは、２枚以上の単レンズ（レンズ要素）を接合した接合レンズを指すものとする。
【００２１】
本実施形態に係る光学系ＯＳは、基本的に正負負正に代表される、所謂ガウス型、クセノター型等の光学系の欠点であるコマ収差、特にサジタルコマ収差を、色収差、像面湾曲及び非点収差を悪化させること無く、改善したものである。以下、このような光学系ＯＳを構成するための条件について説明する。
【００２２】
本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（１）を満足することが望ましい。
【００２３】
０．００ ＜ Ｎｃｐ−Ｎｃｎ ＜ ０．４０ （１）
但し、
Ｎｃｐ：第３レンズ群Ｇｃ中の接合レンズＬｃ中の正レンズＬｃｐの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｃｎ：第３レンズ群Ｇｃ中の接合レンズＬｃ中の負レンズＬｃｎの媒質のｄ線に対する屈折率
【００２４】
条件式（１）は、第３レンズ群Ｇｃ中の、物体側に凹面を向けた接合レンズＬｃを構成する正レンズＬｃｐ及び負レンズＬｃｎの媒質のｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）における屈折率の差を規定する条件である。この条件をはずれた場合、ペッツバール和の最適値の設定が損なわれ、結果的に像面湾曲が悪化する。
【００２５】
この条件式（１）の上限値を上回る場合、屈折率差が著しく大きくなることを意味している。この場合でも、ペッツバール和が最適な値から悪化し、結果的に像面湾曲の補正が悪化し好ましくない。また、球面収差の補正能力も低下し、最適な色収差のための硝材の選択ができなくなり好ましくない。なお、条件式（１）の上限値を０．３５に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（１）の上限値を０．３０に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（１）の上限値を０．２５に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００２６】
また、条件式（１）の下限値を下回る場合、屈折率差が著しく小さくなり、ついには正レンズＬｃｐの屈折率より負レンズＬｃｎの屈折率のほうが大きくなってしまう。この場合、正負の屈折率の高低が逆になり、ペッツバール和を小さく抑えることが困難になる。従って、ペッツバール和が最適な値から大きく逸脱し、結果的に像面湾曲の補正、非点収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（１）の下限値を０．０１に設定すると、像面湾曲及び非点収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（１）の下限値を０．０３に設定すると、像面湾曲及び非点収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（１）の下限値を０．０４に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００２７】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（２）を満足することが望ましい。
【００２８】
０．０１ ＜ Ｄｄ１／Ｄｄ０ ＜ ０．８０ （２）
但し、
Ｄｄ１：第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１とその像側に位置する正レンズ成分Ｌｄｐ２との軸上空気間隔
Ｄｄ０：第４レンズ群Ｇｄ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（第４レンズ群Ｇｄの総厚）
【００２９】
条件式（２）は第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１とその像側に位置する正レンズ成分Ｌｄｐ２との軸上空気間隔Ｄｄ１の最適を規定する条件である。この空気間隔Ｄｄ１は、接合正レンズＬｄｐ１と正レンズ成分Ｌｄｐ２とで形成される空気レンズの形状および屈折力に関係している。したがって、軸上空気間隔Ｄｄ１を最適値にすることは、諸収差の良好な補正に効果がある。
【００３０】
この条件式（２）の上限値を上回る場合、軸上空気間隔Ｄｄ１が大きくなりすぎて、接合正レンズＬｄｐ１と正レンズ成分Ｌｄｐ２との間にできる凸形状の空気レンズの屈折力が低下し、収差補正能力が低下する。特に球面収差、コマ収差が悪化し好ましくない。また、後玉径の増大、周辺光量低下を招き好ましくない。なお、条件式（２）の上限値を０．７０に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（２）の上限値を０．６０に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（２）の上限値を０．５０に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００３１】
また、条件式（２）の下限値を下回る場合、軸上空気間隔Ｄｄ１が小さくなりすぎて、接合正レンズＬｄｐ１と正レンズ成分Ｌｄｐ２との間にできる凸形状の空気レンズの径が、レンズの干渉で小さくなってしまう。レンズ当たり（レンズの干渉する位置）の径を増大させるには、接合正レンズＬｄｐ１の像側の面の曲率半径と正レンズ成分Ｌｄｐ２の物体側の面の曲率半径を近い値にする必要がある。したがって、やはり接合正レンズＬｄｐ１と正レンズ成分Ｌｄｐ２との間にできる空気レンズの形状が、最適値を大きく逸脱することによって、球面収差、コマ収差等の諸収差の補正が悪化し、好ましくない。なお、条件式（２）の下限値を０．１０に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（２）の下限値を０．２５に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（２）の下限値を０．３１に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００３２】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（３）を満足することが望ましい。
【００３３】
０．０ ＜ ｆｄ／ｆ０ ＜ ５．０ （３）
但し、
ｆｄ:第４レンズ群Ｇｄの焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【００３４】
条件式（３）は、第４レンズ群Ｇｄの焦点距離の大小、言い換えれば屈折力の大小を規定する条件である。
【００３５】
この条件式（３）の上限値を上回る場合、この第４レンズ群Ｇｄの焦点距離が著しく長くなり、正の屈折力が弱くなることを意味している。この場合、サジタルコマ収差、像面湾曲、非点収差の補正が悪化し好ましくない。また、バックフォーカス確保も困難になるので好ましくない。なお、条件式（３）の上限値を４．０に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（３）の上限値を２．０に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（３）の上限値を１．０に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００３６】
また、条件式（３）の下限値を下回る場合、第４レンズ群Ｇｄの焦点距離が著しく短くなり、正の屈折力が著しく強くなることを意味している。その場合、結果的に球面収差、サジタルコマ収差、メリジオナルコマ収差の補正が悪化し好ましくない。また偏芯に対する敏感度も増し好ましくない。なお、条件式（３）の下限値を０．１に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（３）の下限値を０．３に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（３）の下限値を０．４に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００３７】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（４）を満足することが望ましい。
【００３８】
０．００ ＜ Ｎｄｐｐ−Ｎｄｐｎ ＜ ０．４０ （４）
但し、
Ｎｄｐｐ：第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１中の正レンズＬｄｐｐの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｄｐｎ：第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１中の負レンズＬｄｐｎの媒質のｄ線に対する屈折率
【００３９】
条件式（４）は、第４レンズ群Ｇｄ中の、接合正レンズＬｄｐ１中の正レンズＬｄｐｐと負レンズＬｄｐｎのｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）における屈折率の差を規定する条件である。この条件をはずれた場合、ペッツバール和が最適値の設定が損なわれ、結果的に像面湾曲が悪化する。
【００４０】
この条件式（４）の上限値を上回る場合、屈折率差が著しく大きくなることを意味している。この場合でも、ペッツバール和が最適な値から悪化し、結果的に像面湾曲の補正が悪化し好ましくない。また、球面収差の補正能力も低下し、最適な色収差のための硝材の選択ができなくなり好ましくない。なお、条件式（４）の上限値を０．３５に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（４）の上限値を０．３３に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（４）の上限値を０．３０に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００４１】
また、条件式（４）の下限値を下回る場合、屈折率差が著しく小さくなり、ついには正レンズＬｄｐｐの屈折率より負レンズＬｄｐｎの屈折率のほうが大きくなってしまう。この場合、正負の屈折率の高低が逆になり、ペッツバール和を小さく抑えることが困難になる。従って、ペッツバール和が最適な値から大きく逸脱し、結果的に像面湾曲の補正、非点収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（４）の下限値を０．０１に設定すると、像面湾曲及び非点収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（４）の下限値を０．０３に設定すると、像面湾曲及び非点収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（４）の下限値を０．０４に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００４２】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（５）を満足することが望ましい。
【００４３】
−１．０００ ＜（ｒｄ２−ｒｄ１）／（ｒｄ２＋ｒｄ１）＜ −０．０００ （５）
但し、
ｒｄ１：第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１の最も物体側の面の曲率半径
ｒｄ２：第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１の最も像側の面の曲率半径
【００４４】
条件式（５）は、第４レンズ群Ｇｄ中の像側に凹面を向けた接合正レンズＬｄｐ１全体での形状因子の逆数を規定する条件である。この条件は球面収差とサジタルコマ収差の補正に大きく関わっている。この条件式（５）に設定されている値が負であると言うことは、この像側に凹面を向けた接合正レンズＬｄｐ１全体の形状が、正レンズ成分でありながら、像側に凹面を向けた負メニスカス形状であることを示している。この形状と、その像側に位置する正レンズ成分Ｌｄｐ２との間にできる空気レンズの存在によって、良好にサジタルコマ収差、メリジオナルコマ収差、球面収差の良好な補正が可能になる。
【００４５】
条件式（５）の上限値を上回る場合、接合正レンズＬｄｐ１が負メニスカス形状から大きく形状を変え、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状か、または物体側に凹面を向けた負メニスカス形状になる。どちらの形状に至っても、サジタルコマ収差、メリジオナルコマ収差の補正が悪化し、良好に補正しようとすると、球面収差の補正も悪化し好ましくない。なお、条件式（５）の上限値を−０．００１に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（５）の上限値を−０．０１０に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（５）の上限値を−０．０１５に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００４６】
また、条件式（５）の下限値を下回る場合、接合正レンズＬｄｐ１が、負メニスカス形状から大きく形状を変え、物体側に平面を向けた平凸形状または、物体側に平面を向けた平凹形状になる。そのため、上述の空気レンズも最適な形状を示さなくなり、ついには存在しなくなる。したがって、空気レンズが負メニスカス形状を維持しないので、サジタルコマ収差、メリジオナルコマ収差の補正、および球面収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（５）の下限値を−０．８００に設定すると、上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（５）の下限値を−０．６００に設定すると、上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（５）の下限値を−０．５００に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００４７】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（６）を満足することが望ましい。
【００４８】
０．０ ＜ （−ｆｂｎ）／ｆ０ ＜ ５．０ （６）
但し、
ｆｂｎ：第２レンズ群Ｇｂ中の接合負レンズＬｂｎの合成の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【００４９】
条件式（６）は第２レンズ群Ｇｂ中の接合負レンズＬｂｎの合成の焦点距離を規定する条件である。
【００５０】
この条件式（６）の上限値を上回る場合、接合負レンズＬｂｎの負の屈折力が弱くなることを意味している。この場合、像面湾曲、非点収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（６）の上限値を３．８に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（６）の上限値を１．８に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（６）の上限値を１．３に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００５１】
また、条件式（６）の下限値を下回る場合、接合負レンズＬｂｎの負の屈折力が強くなることを意味している。その場合、結果的にコマ収差、球面収差、歪曲収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（６）の下限値を０．１に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（６）の下限値を０.２に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（６）の下限値を０．４に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００５２】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（７）を満足することが望ましい。
【００５３】
０．０ ＜ ｆａｐ／ｆ０ ＜ １０．０ （７）
但し、
ｆａｐ：第１レンズ群Ｇａ中の最も像側に位置する正レンズ成分Ｌａｐの焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【００５４】
条件式（７）は第１レンズ群Ｇａ中の最も像側に位置する正レンズ成分Ｌａｐの最適な焦点距離を規定する条件である。
【００５５】
この条件式（７）の上限値を上回る場合、正レンズ成分Ｌａｐの屈折力が弱くなることを意味している。この場合、球面収差の補正が悪化し好ましくない。また、前玉径の増大を招き好ましくない。なお、条件式（７）の上限値を７．０に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（７）の上限値を３．３に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（７）の上限値を２．２に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００５６】
また、条件式（７）の下限値を下回る場合、正レンズ成分Ｌａｐの屈折力が強くなることを意味している。その場合、結果的にコマ収差、球面収差、歪曲収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（７）の下限値を０．１に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（７）の下限値を０.２に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（７）の下限値を０．４に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００５７】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、第２レンズ群Ｇｂと第３レンズ群Ｇｃとの間、または第３レンズ群Ｇｃと第４レンズ群Ｇｄとの間にこの光学系ＯＳのＦナンバーを決定する開口絞りＳを有することが、倍率色収差、歪曲収差の良好な補正のために好ましい。
【００５８】
また、このような光学系ＯＳにおいて、第１レンズ群Ｇａまたは第２レンズ群Ｇｂに、少なくとも１面の非球面を有することが、下方コマ収差、サジタルコマ収差、球面収差の補正が良好になり好ましい。
【００５９】
また、このような光学系ＯＳにおいて、第４レンズ群Ｇｄに、少なくとも１面の非球面を有することが、上方コマ収差、サジタルコマ収差、球面収差、歪曲収差等の補正を良好にするので好ましい。
【００６０】
なお、開口絞りＳを挟んで前後に１面ずつの非球面を有することは、球面収差、サジタルコマ収差、メリジオナルコマ収差等の大口径に起因する収差を補正するのに有効である。
【００６１】
また、このような光学系ＯＳにおいて、第４レンズ群Ｇｄ中の像側の正レンズ成分Ｌｄｐ２は、物体側に凸面を向けた正レンズであることが望ましい。直前にある像側に凹面を向けた正レンズ成分（接合正レンズ）Ｌｄｐ１と相まって、凸形状の空気レンズを作ることができ、球面収差、サジタルコマ収差の補正に有利となる。
【００６２】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳにおいて、第１レンズ群Ｇａを構成する正レンズ成分Ｌａｐ（後述する第２実施例における正レンズ成分Ｌａｐａも含む）、並びに、第４レンズ群Ｇｄを構成する像側の正レンズ成分Ｌｄｐ２は、図１、図３及び図５においては単レンズで構成されているが、２枚以上の単レンズを接合した接合レンズで構成しても良い。
【００６３】
図７に、上述の光学系ＯＳを備える撮像装置として、一眼レフカメラ１（以後、単にカメラと記す）の略断面図を示す。このカメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２（光学系ＯＳ）で集光されて、クイックリタ−ンミラ−３を介して焦点板４に結像される。そして、焦点板４に結像された光は、ペンタプリズム５中で複数回反射されて接眼レンズ６へと導かれる。これにより、撮影者は、物体（被写体）像を、接眼レンズ６を介して正立像として観察することができる。
【００６４】
また、撮影者によって不図示のレリ−ズボタンが押されると、クイックリタ−ンミラ−３が光路外へ退避し、撮影レンズ２で集光された不図示の物体（被写体）の光は撮像素子７上に被写体像を形成する。これにより、物体（被写体）からの光は、当該撮像素子７により撮像され、物体（被写体）画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者は本カメラ１による物体（被写体）の撮影を行うことができる。なお、図７に記載のカメラ１は、撮影レンズ２を着脱可能に保持するものでも良く、撮影レンズ２と一体に成形されるものでも良い。また、カメラ１は、いわゆる一眼レフカメラでも良く、クイックリタ−ンミラ−等を有さないコンパクトカメラ若しくはミラ−レスの一眼レフカメラでも良い。
【００６５】
ここで、本カメラ１に撮影レンズ２として上述した光学系ＯＳを搭載することにより、その特徴的なレンズ構成によって、球面収差、サジタルコマフレアー、像面湾曲、コマ収差の少ない大口径レンズを実現している。これにより本カメラ１は、球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、メリジオナルコマ収差の少なく、大口径を有し、広角撮影可能な撮像装置を実現することができる。
【００６６】
また、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である
【００６７】
本実施形態では、４群構成の光学系ＯＳを示したが、以上の構成条件等は、５群、６群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたは前群後群間等にレンズ群を追加した構成、若しくは各レンズ群の間にレンズ群を追加した構成でも構わない。
【００６８】
また、本実施形態では全体（全群）繰り出しによって無限遠物体から近距離物体に対して合焦するが、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。すなわち、第１レンズ群Ｇａ等を用いる方式や第３レンズ群Ｇｃ、第４レンズ群Ｇｄを用いたリヤフォーカスでも良い。この場合、前記合焦レンズ群はオートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モーター等を用いた）モーター駆動にも適している。
【００６９】
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動（揺動）させて、手ぶれによって生じる像ぶれを補正する防振レンズ群としても良い。特に、第３レンズ群Ｇｃ、第４レンズ群Ｇｄの少なくとも一枚を防振レンズ群とするのが好ましい。
【００７０】
また、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を妨げるので好ましい。また、光軸方向に像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモ−ルド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としても良く、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしても良い。
【００７１】
また、開口絞りＳは光学系ＯＳの中央近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用しても良い。
【００７２】
さらに、各レンズ面には、フレアやゴ−ストを軽減し高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施しても良い。
【００７３】
以下、本実施形態に係る光学系ＯＳの製造方法の概略を、図８を参照して説明する。この光学系ＯＳの製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇａと、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｂと、第３レンズ群Ｇｃと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｄと、を配置する。具体的には、第１レンズ群Ｇａとして、少なくとも１枚の正レンズ成分Ｌａｐを配置し（ステップＳ１００）、第２レンズ群Ｇｂとして、正レンズＬｂｎｐと負レンズＬｂｎｎとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズＬｂｎを配置し（ステップＳ２００）、第３レンズ群Ｇｃとして、物体側に凹面を向けた負レンズＬｃｎと正レンズＬｃｐとの接合による接合レンズＬｃを配置し（ステップＳ３００）、第４レンズ群Ｇｄとして、物体側に凸面を向けた正レンズＬｄｐｐと像側に凹面を向けた負レンズＬｄｐｎとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズＬｄｐ１と、正レンズ成分Ｌｄｐ２と、を配置する（ステップＳ４００）。このとき、各群は、上述の条件式（１）及び条件式（２）を満足する。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態に係る光学系ＯＳによれば、カメラ等の撮像装置、印刷用レンズ、複写用レンズに好適な、小型で高性能なレンズ、およびそれを用いた撮像装置を提供することができる。
【実施例】
【００７５】
以下、光学系ＯＳの実施例を、図面に基づいて説明する。なお、図１、図３及び図５は、各実施例に係る光学系ＯＳ（ＯＳ１〜ＯＳ３）の構成を示している。
【００７６】
各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒとし、円錐定数をκとし、ｎ次の非球面係数をＡｎとしたとき、以下の式（ａ）で表される。なお、以降の実施例において、「Ｅ−ｎ」は「×１０-n」を示す。
【００７７】
Ｓ（ｙ）＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｙ2／ｒ2）｝1/2］
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10
＋Ａ12×ｙ12＋Ａ14×ｙ14＋Ａ16×ｙ16 （ａ）
【００７８】
なお、各実施例において、２次の非球面係数Ａ2は０である。また、各実施例の表中において、非球面には面番号の左側に＊を付している。
【００７９】
［第１実施例］
図１は、第１実施例に係る光学系ＯＳ１の構成を示す図である。この光学系ＯＳ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側の面に非球面を有した両凸レンズ（正レンズ成分）Ｌａｐよりなる第１レンズ群Ｇａと、両凸レンズ（正レンズ）Ｌｂｎｐと両凹レンズ（負レンズ）Ｌｂｎｎとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズＬｂｎよりなる第２レンズ群Ｇｂと、開口絞りＳと、両凹レンズ（負レンズ）Ｌｃｎと両凸レンズ（正レンズ）Ｌｃｐとの接合による接合負レンズＬｃからなる第３レンズ群Ｇｃと、両凸レンズ（正レンズ）Ｌｄｐｐと両凹レンズ（負レンズ）Ｌｄｐｎとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズＬｄｐ１、及び、物体側の面に非球面を有した両凸レンズ（正レンズ成分）Ｌｄｐ２を有し、全体で正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｄと、から構成される。なお、この光学系ＯＳ１の第４レンズ群Ｇｄと像面との間には、オプティカル・ローパス・フィルター相当のダミーガラスＦＬが配置されている。
【００８０】
以下の表１に、本第１実施例に係る光学系ＯＳ１の諸元の値を掲げる。この表１の全体諸元において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角（単位：度）、Ｙは像高、ＴＬは光学系ＯＳ１の全長、及び、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ表している。なお、全長ＴＬは、この光学系ＯＳ１の最も物体側のレンズ面（第１面）から像面までの光軸上の距離を示し、空気換算バックフォーカスＢｆは、ダミーガラスＦＬを取り除いたときの、この光学系ＯＳ１の最も像側のレンズ面（第１４面）から像面までの光軸上の距離を表している。また、レンズデータにおいて、第１欄ｍ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（面番号）を、第２欄ｒは、各光学面の曲率半径を、第３欄ｄは、各光学面から次の光学面までの光軸上の距離（面間隔）を、第４欄νｄ及び第５欄ｎｄは、それぞれｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッべ数及び屈折率を示している。なお、この表１に示す面番号１〜１６は、図１に示す番号１〜１６に対応している。また、曲率半径0.0000はレンズ面においては平面を示し、開口絞りＳにおいては開口を示す。また、空気の屈折率1.00000は省略してある。また、最終面（第１６面）の面間隔は、像面までの光軸上の距離である。また、レンズ群焦点距離は、各レンズ群が開始する面番号（始面）および各レンズ群の焦点距離をそれぞれ示している。
【００８１】
ここで、以下の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、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は、比例拡大また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、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。
【００８２】
（表１）
［全体諸元］
ｆ ＝ 58.0216
ＦＮＯ＝ Ｆ1.452
ω ＝ 20.79
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 117.10249
空気換算Ｂｆ ＝ 38.72105
［レンズデータ］
ｍ r d νｄ ｎd
* 1 41.7829 12.0000 49.53 1.744430
2 -983.2203 0.3000
3 357.3028 6.0000 82.57 1.497820
4 -283.8317 1.5000 56.00 1.568830
5 22.0816 12.0000
6 0.0000 8.5500 開口絞りＳ
7 -28.7533 1.7000 28.38 1.728250
8 82.6638 8.5000 46.59 1.816000
9 -39.5671 0.1000
10 45.7762 10.4000 40.66 1.883000
11 -48.2606 1.6000 33.73 1.647690
12 42.8602 10.0000
*13 142.6567 5.0500 49.53 1.744430
14 -94.6176 36.0000
15 0.0000 2.0000 63.88 1.516800
16 0.0000 1.4025
［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 54.10970
第２レンズ群 3 -40.91000
第３レンズ群 7 -1311.04467
第４レンズ群 10 49.55460
【００８３】
この第１実施例に係る光学系ＯＳ１において、第１面及び第１３面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表２に、非球面データ、すなわち円錐定数κ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ16の値を示す。
【００８４】
（表２）
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第 1面 -1.0836 2.91667E-06 -9.66089E-10 8.91173E-13 -1.43337E-15
Ａ12 Ａ14 Ａ16
0.14883E-17 -0.79488E-21 0.58104E-25
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第13面 -51.0569 -9.69256E-07 -2.85815E-09 -3.50912E-12 -1.76023E-14
Ａ12 Ａ14 Ａ16
0.64501E-16 -0.76248E-19 0.00000
【００８５】
次の表３に、この第１実施例に係る光学系ＯＳ１に対する各条件式対応値を示す。但し、Ｎｃｐは第３レンズ群Ｇｃ中の接合レンズＬｃ中の正レンズＬｃｐの媒質のｄ線に対する屈折率を、Ｎｃｎは第３レンズ群Ｇｃ中の接合レンズＬｃ中の負レンズＬｃｎの媒質のｄ線に対する屈折率を、Ｄｄ１は第４レンズ群Ｇｄの接合正レンズＬｄｐ１とその像側に位置する正レンズ成分Ｌｄｐ２との軸上空気間隔を、Ｄｄ０は第４レンズ群Ｇｄ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（第４レンズ群Ｇｄの総厚）を、ｆｄは第４レンズ群Ｇｄの焦点距離を、ｆ０は無限遠合焦時の全系の焦点距離を、Ｎｄｐｐは第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１中の正レンズＬｄｐｐの媒質のｄ線に対する屈折率を、Ｎｄｐｎは第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１中の負レンズＬｄｐｎの媒質のｄ線に対する屈折率を、ｒｄ１は第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１の最も物体側の面の曲率半径を、ｒｄ２は第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１の最も像側の面の曲率半径を、ｆｂｎは第２レンズ群Ｇｂ中の接合負レンズＬｂｎの合成の焦点距離を、ｆａｐは第１レンズ群Ｇａ中の最も像側に位置する正レンズ成分Ｌａｐの焦点距離をそれぞれ示す。これらの符号の説明は以降の実施例においても同様である。
【００８６】
（表３）
（１）Ｎｃｐ−Ｎｃｎ＝0.08775
（２）Ｄｄ１／Ｄｄ０＝0.3704
（３）ｆｄ／ｆ０＝0.8541
（４）Ｎｄｐｐ−Ｎｄｐｎ＝0.23531
（５）（ｒｄ２−ｒｄ１）／（ｒｄ２＋ｒｄ１）＝-0.03290
（６）（−ｆｂｎ）／ｆ０＝0.7051
（７）ｆａｐ／ｆ０＝0.9326
【００８７】
このように、第１実施例に係る光学系ＯＳ１は、上記条件式（１）〜（８）を全て満足している。
【００８８】
図２に、この第１実施例に係る光学系ＯＳ１の無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高を、ωは半画角［単位：度］を、それぞれ示している。また、各収差図において、ｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）、及び、ｇはｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）に対する収差を表している。また、非点収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリジオナル像面を示している。また、コマ収差図は、各半画角ωにおいて、実線はｄ線及びｇ線に対するメリジオナルコマ収差を表し、原点より左側の破線は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、原点より右側の破線は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表している。なお、この収差図の説明は以降の実施例においても同様である。この図２に示す各収差図から明らかなように、この第１実施例に係る光学系ＯＳ１では、球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、非点収差、メリジオナルコマ収差を含め諸収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることが分かる。
【００８９】
［第２実施例］
図３は、第２実施例に係る光学系ＯＳ２の構成を示す図である。この光学系ＯＳ２は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬａｐａ、及び、物体側に凸面を向け、物体側の面に非球面を有した正メニスカスレンズ（正レンズ成分）Ｌａｐよりなる第１レンズ群Ｇａと、両凸レンズ（正レンズ）Ｌｂｎｐと両凹レンズ（負レンズ）Ｌｂｎｎとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズＬｂｎよりなる第２レンズ群Ｇｂと、開口絞りＳと、両凹レンズ（負レンズ）Ｌｃｎと両凸レンズ（正レンズ）Ｌｃｐとの接合によりなる接合負レンズＬｃからなる第３レンズ群Ｇｃと、両凸レンズ（正レンズ）Ｌｄｐｐと両凹レンズ（負レンズ）Ｌｄｐｎとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズＬｄｐ１、及び、物体側の面に非球面を有した両凸レンズ（正レンズ成分）Ｌｄｐ２を有し、全体で正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｄと、から構成される。なお、この光学系ＯＳ２の第４レンズ群Ｇｄと像面との間には、オプティカル・ローパス・フィルター相当のダミーガラスＦＬが配置されている
【００９０】
以下の表４に、本第２実施例に係る光学系ＯＳ２の諸元の値を掲げる。なお、この表４に示す面番号１〜１８は、図３に示す番号１〜１８に対応している。
【００９１】
（表４）
［全体諸元］
ｆ ＝ 58.0216
ＦＮＯ＝ Ｆ1.447
ω ＝ 20.78
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 116.59449
空気換算Ｂｆ ＝ 38.71306
［レンズデータ］
ｍ r d νｄ ｎd
1 48.3691 6.0000 52.34 1.755000
2 64.8757 0.2000
* 3 48.5769 8.0000 49.53 1.744430
4 315.5532 1.0000
5 192.0921 5.0000 82.57 1.497820
6 -177.9144 1.5000 58.82 1.518230
7 22.1903 12.0000
8 0.0000 8.5500 開口絞りＳ
9 -25.4714 1.7000 28.38 1.728250
10 74.9213 8.5000 46.59 1.816000
11 -38.2856 0.1000
12 48.9473 8.0000 40.66 1.883000
13 -81.3767 1.6000 33.73 1.647690
14 46.9021 10.0000
*15 135.5889 5.0500 49.53 1.744430
16 -67.9281 36.0000
17 0.0000 2.0000 63.88 1.516800
18 0.0000 1.3945
［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 58.61368
第２レンズ群 5 -48.50394
第３レンズ群 9 -364.73701
第４レンズ群 12 46.87082
【００９２】
この第２実施例に係る光学系ＯＳ２において、第３面及び第１５面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表５に、非球面データ、すなわち円錐定数κ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ14の値を示す。
【００９３】
（表５）
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第 3面 -1.6299 2.68345E-06 -8.23800E-10 1.14177E-12 -1.24468E-15
Ａ12 Ａ14 Ａ16
0.14554E-17 -0.10321E-20 0.27667E-24
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第15面 -60.1023 -6.09416E-08 -8.52690E-10 -4.41425E-12 -2.55685E-14
Ａ12 Ａ14 Ａ16
0.86429E-17 0.22562E-18 0.00000
【００９４】
次の表６に、この第２実施例に係る光学系ＯＳ２に対する各条件式対応値を示す。
【００９５】
（表６）
（１）Ｎｃｐ−Ｎｃｎ＝0.08775
（２）Ｄｄ１／Ｄｄ０＝0.40568
（３）ｆｄ／ｆ０＝0.80784
（４）Ｎｄｐｐ−Ｎｄｐｎ＝0.23531
（５）（ｒｄ２−ｒｄ１）／（ｒｄ２＋ｒｄ１）＝-0.02134
（６）（−ｆｂｎ）／ｆ０＝0.8360
（７）ｆａｐ／ｆ０＝1.3125
【００９６】
このように、第２実施例に係る光学系ＯＳ２は、上記条件式（１）〜（７）を全て満足している。
【００９７】
図４に、この第２実施例に係る光学系ＯＳ２の無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。この図４に示す各収差図から明らかなように、この第２実施例に係る光学系ＯＳ２では、球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、非点収差、メリジオナルコマ収差を含め諸収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることが分かる。
【００９８】
［第３実施例］
図５は、第３実施例に係る光学系ＯＳ３の構成を示す図である。この光学系ＯＳ３は、光軸に沿って物体側から順に、物体側の面に非球面を有した両凸レンズ（正レンズ成分）Ｌａｐよりなる第１レンズ群Ｇａと、両凸レンズ（正レンズ）Ｌｂｎｐと両凹レンズ（負レンズ）Ｌｂｎｎとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズＬｂｎよりなる第２レンズ群Ｇｂと、両凹レンズ（負レンズ）Ｌｃｎと両凸レンズ（正レンズ）Ｌｃｐとの接合によりなる接合正レンズＬｃからなる第３レンズ群Ｇｃと、開口絞りＳと、両凸レンズ（正レンズ）Ｌｄｐｐと両凹レンズ（負レンズ）Ｌｄｐｎとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズＬｄｐ１、及び、像側の面に非球面を有した両凸レンズ（正レンズ成分）Ｌｄｐ２を有し、全体で正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｄと、から構成される。なお、この光学系ＯＳ３の第４レンズ群Ｇｄと像面との間には、オプティカル・ローパス・フィルター相当のダミーガラスＦＬが配置されている。
【００９９】
以下の表７に、本第３実施例に係る光学系ＯＳ３の諸元の値を掲げる。なお、この表７に示す面番号１〜１６は、図５に示す番号１〜１６に対応している。
【０１００】
（表７）
［全体諸元］
ｆ ＝ 58.0216
ＦＮＯ＝ Ｆ1.4498
ω ＝ 20.89
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 118.68947
空気換算Ｂｆ ＝ 38.72512
［レンズデータ］
ｍ r d νｄ ｎd
* 1 41.5795 12.0000 49.53 1.744430
2 -813.4478 0.3000
3 244.3063 6.0000 82.57 1.497820
4 -235.8932 1.5000 59.42 1.583130
5 21.4783 18.6829
6 -28.4726 1.7000 28.38 1.728250
7 45.3584 11.0000 46.59 1.816000
8 -39.2591 1.0000
9 0.0000 1.0000 開口絞りＳ
10 46.1192 9.5000 40.66 1.883000
11 -58.1813 1.6000 38.03 1.603420
12 41.2425 10.0000
13 86.1329 5.0000 58.12 1.622990
*14 -174.2894 36.0000
15 0.0000 2.0000 63.88 1.516800
16 0.0000 1.4066
［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 53.45815
第２レンズ群 3 -39.67314
第３レンズ群 6 1460.90741
第４レンズ群 10 53.19978
【０１０１】
この第３実施例に係る光学系ＯＳ３において、第１面及び第１４面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表８に、非球面データ、すなわち円錐定数κ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ14の値を示す。
【０１０２】
（表８）
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第 1面 -1.1184 2.85351E-06 -1.04658E-09 8.00265E-13 -1.54291E-15
Ａ12 Ａ14 Ａ16
0.14216E-17 -0.58285E-21 0.000000
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第14面 -0.1123E+03 1.29475E-06 4.06801E-09 3.95038E-12 1.23421E-14
Ａ12 Ａ14 Ａ16
-0.14579E-15 0.51293E-18 0.00000
【０１０３】
次の表９に、この第３実施例に係る光学系ＯＳ３に対する各条件式対応値を示す。
【０１０４】
（表９）
（１）Ｎｃｐ−Ｎｃｎ＝0.08775
（２）Ｄｄ１／Ｄｄ０＝0.38314
（３）ｆｄ／ｆ０＝0.91692
（４）Ｎｄｐｐ−Ｎｄｐｎ＝0.27958
（５）（ｒｄ２−ｒｄ１）／（ｒｄ２＋ｒｄ１）＝-0.05582
（６）（−ｆｂｎ）／ｆ０＝0.6838
（７）ｆａｐ／ｆ０＝0.9209
【０１０５】
このように、第３実施例に係る光学系ＯＳ３は、上記条件式（１）〜（７）を全て満足している。
【０１０６】
図６に、この第３実施例に係る光学系ＯＳ３の無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。この図６に示す各収差図から明らかなように、この第３実施例に係る光学系ＯＳ３では、球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、非点収差、メリジオナルコマ収差を含め諸収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることが分かる。
【０１０７】
以上の各実施例によれば、２ω＝４１．８°程度の包括角を有し、さらに大口径Ｆ１．４の口径を有し、高性能で球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、メリジオナルコマ収差が良好に補正された光学系ＯＳが実現できる。
【０１０８】
なお、以上の各実施例に示す光学系ＯＳ１〜ＯＳ３を、上述したカメラ１に搭載することにより、上述した効果を奏することは言うまでもない。また、上記各実施例は本発明の一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１０９】
ＯＳ（ＯＳ１〜ＯＳ３） 光学系
Ｇａ 第１レンズ群 Ｇｂ 第２レンズ群
Ｇｃ 第３レンズ群 Ｇｄ 第４レンズ群
Ｌａｐａ 第１レンズ群中の物体側の正レンズ成分
Ｌａｐ 第1レンズ群中の像側の正レンズ成分
Ｌｂｎ 第２レンズ群中の接合負レンズ
Ｌｃ 第３レンズ群中の接合レンズ成分
Ｌｄｐ１ 第４レンズ群中の接合正レンズ
Ｌｄｐ２ 第４レンズ群中の像側の正レンズ成分
Ｓ 開口絞り １ 一眼レフカメラ（撮像装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系、この光学系を有する撮像装置、及び、光学系の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所謂変形ガウス型レンズは多数提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５１３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のガウス型レンズはコマ収差の補正が不十分で、特にサジタルコマ収差の改善は困難であった。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、小型で、構成枚数が少なく、高性能で、コマ収差、特にサジタルコマ収差、球面収差の少ない光学系、この光学系を有する撮像装置、及び、光学系の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明に係る光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有し、第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズ成分を有し、第２レンズ群は、正レンズと負レンズとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズを有し、第３レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズと正レンズとの接合による接合レンズを有し、第４レンズ群は、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズと、正レンズ成分と、を有し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．００ ＜ Ｎｃｐ−Ｎｃｎ ＜ ０．４０
０．０１ ＜ Ｄｄ１／Ｄｄ０ ＜ ０．８０
但し、
Ｎｃｐ：第３レンズ群中の接合レンズ中の正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｃｎ：第３レンズ群中の接合レンズ中の負レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｄｄ１：第４レンズ群中の接合正レンズとその像側に位置する正レンズ成分との軸上空気間隔
Ｄｄ０：第４レンズ群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（第４レンズ群の総厚）
【０００７】
また、この光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．０ ＜ ｆｄ／ｆ０ ＜ ５．０
但し、
ｆｄ:第４レンズ群の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【０００８】
また、この光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．００ ＜ Ｎｄｐｐ−Ｎｄｐｎ ＜ ０．４０
但し、
Ｎｄｐｐ：第４レンズ群中の接合正レンズ中の正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｄｐｎ：第４レンズ群中の接合正レンズ中の負レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
【０００９】
また、この光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
−１．０００ ＜（ｒｄ２−ｒｄ１）／（ｒｄ２＋ｒｄ１）＜ −０．０００
但し、
ｒｄ１：第４レンズ群中の接合正レンズの最も物体側の面の曲率半径
ｒｄ２：第４レンズ群中の接合正レンズの最も像側の面の曲率半径
【００１０】
また、この光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．０ ＜ （−ｆｂｎ）／ｆ０ ＜ ５．０
但し、
ｆｂｎ：第２レンズ群中の接合負レンズの合成の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【００１１】
また、この光学系は、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．０ ＜ ｆａｐ／ｆ０ ＜ １０．０
但し、
ｆａｐ：第１レンズ群中の最も像側に位置する正レンズ成分の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【００１２】
また、この光学系は、Ｆナンバーを決定する開口絞りを、第２レンズ群と第３レンズ群との間、または第３レンズ群と第４レンズ群との間に有することが好ましい。
【００１３】
また、この光学系は、第１レンズ群または第２レンズ群に、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。
【００１４】
また、この光学系は、第４レンズ群に、少なくとも１面の非球面を有することが好ましい。
【００１５】
また、この光学系において、第４レンズ群中の正レンズ成分は、物体側に凸面を向けた正レンズであることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係る撮像装置は、上述の光学系のいずれかを有することを特徴とする。
【００１７】
また、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、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有する光学系の製造方法であって、第１レンズ群として、少なくとも１枚の正レンズ成分を配置し、第２レンズ群として、正レンズと負レンズとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズを配置し、第３レンズ群として、物体側に凹面を向けた負レンズと正レンズとの接合による接合レンズを配置し、第４レンズ群として、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズと、正レンズ成分と、を配置し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．００ ＜ Ｎｃｐ−Ｎｃｎ ＜ ０．４０
０．０１ ＜ Ｄｄ１ ／ Ｄｄ０ ＜ ０．８０
但し、
Ｎｃｐ：第３レンズ群中の接合レンズ中の正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｃｎ：第３レンズ群中の接合レンズ中の負レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｄｄ１：第４レンズ群中の接合正レンズとその像側に位置する正レンズ成分との軸上空気間隔
Ｄｄ０：第４レンズ群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（第４レンズ群の総厚）
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、小型で、構成枚数が少なく、高性能で、コマ収差、特にサジタルコマ収差、球面収差の少ない光学系、この光学系を有する撮像装置、及び、光学系の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
【図２】第１実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図３】第２実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
【図４】第２実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図５】第３実施例に係る光学系の無限遠合焦状態におけるレンズ構成を示す断面図である。
【図６】第３実施例に係る光学系の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図７】光学系を搭載する一眼レフカメラの断面図を示す。
【図８】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。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る光学系ＯＳは、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇａと、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｂと、第３レンズ群Ｇｃと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｄと、を有して構成される。また、第１レンズ群Ｇａは、少なくとも１枚の正レンズ成分Ｌａｐを有し、第２レンズ群Ｇｂは、正レンズＬｂｎｐと負レンＬｐｎｎとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズＬｂｎを有し、第３レンズ群Ｇｃは、物体側に凹面を向けた負レンズＬｃｎと正レンズＬｃｐとの接合による接合レンズＬｃを有し、第４レンズ群Ｇｄは、物体側に凸面を向けた正レンズＬｄｐｐと像側に凹面を向けた負レンズＬｄｐｎとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズＬｄｐ１と、正レンズ成分Ｌｄｐ２と、を有する。なお、以降の説明において、「レンズ成分」とは、１枚の単レンズ（レンズ要素）、若しくは、２枚以上の単レンズ（レンズ要素）を接合した接合レンズを指すものとする。
【００２１】
本実施形態に係る光学系ＯＳは、基本的に正負負正に代表される、所謂ガウス型、クセノター型等の光学系の欠点であるコマ収差、特にサジタルコマ収差を、色収差、像面湾曲及び非点収差を悪化させること無く、改善したものである。以下、このような光学系ＯＳを構成するための条件について説明する。
【００２２】
本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（１）を満足することが望ましい。
【００２３】
０．００ ＜ Ｎｃｐ−Ｎｃｎ ＜ ０．４０ （１）
但し、
Ｎｃｐ：第３レンズ群Ｇｃ中の接合レンズＬｃ中の正レンズＬｃｐの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｃｎ：第３レンズ群Ｇｃ中の接合レンズＬｃ中の負レンズＬｃｎの媒質のｄ線に対する屈折率
【００２４】
条件式（１）は、第３レンズ群Ｇｃ中の、物体側に凹面を向けた接合レンズＬｃを構成する正レンズＬｃｐ及び負レンズＬｃｎの媒質のｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）における屈折率の差を規定する条件である。この条件をはずれた場合、ペッツバール和の最適値の設定が損なわれ、結果的に像面湾曲が悪化する。
【００２５】
この条件式（１）の上限値を上回る場合、屈折率差が著しく大きくなることを意味している。この場合でも、ペッツバール和が最適な値から悪化し、結果的に像面湾曲の補正が悪化し好ましくない。また、球面収差の補正能力も低下し、最適な色収差のための硝材の選択ができなくなり好ましくない。なお、条件式（１）の上限値を０．３５に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（１）の上限値を０．３０に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（１）の上限値を０．２５に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００２６】
また、条件式（１）の下限値を下回る場合、屈折率差が著しく小さくなり、ついには正レンズＬｃｐの屈折率より負レンズＬｃｎの屈折率のほうが大きくなってしまう。この場合、正負の屈折率の高低が逆になり、ペッツバール和を小さく抑えることが困難になる。従って、ペッツバール和が最適な値から大きく逸脱し、結果的に像面湾曲の補正、非点収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（１）の下限値を０．０１に設定すると、像面湾曲及び非点収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（１）の下限値を０．０３に設定すると、像面湾曲及び非点収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（１）の下限値を０．０４に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００２７】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（２）を満足することが望ましい。
【００２８】
０．０１ ＜ Ｄｄ１／Ｄｄ０ ＜ ０．８０ （２）
但し、
Ｄｄ１：第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１とその像側に位置する正レンズ成分Ｌｄｐ２との軸上空気間隔
Ｄｄ０：第４レンズ群Ｇｄ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（第４レンズ群Ｇｄの総厚）
【００２９】
条件式（２）は第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１とその像側に位置する正レンズ成分Ｌｄｐ２との軸上空気間隔Ｄｄ１の最適を規定する条件である。この空気間隔Ｄｄ１は、接合正レンズＬｄｐ１と正レンズ成分Ｌｄｐ２とで形成される空気レンズの形状および屈折力に関係している。したがって、軸上空気間隔Ｄｄ１を最適値にすることは、諸収差の良好な補正に効果がある。
【００３０】
この条件式（２）の上限値を上回る場合、軸上空気間隔Ｄｄ１が大きくなりすぎて、接合正レンズＬｄｐ１と正レンズ成分Ｌｄｐ２との間にできる凸形状の空気レンズの屈折力が低下し、収差補正能力が低下する。特に球面収差、コマ収差が悪化し好ましくない。また、後玉径の増大、周辺光量低下を招き好ましくない。なお、条件式（２）の上限値を０．７０に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（２）の上限値を０．６０に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（２）の上限値を０．５０に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００３１】
また、条件式（２）の下限値を下回る場合、軸上空気間隔Ｄｄ１が小さくなりすぎて、接合正レンズＬｄｐ１と正レンズ成分Ｌｄｐ２との間にできる凸形状の空気レンズの径が、レンズの干渉で小さくなってしまう。レンズ当たり（レンズの干渉する位置）の径を増大させるには、接合正レンズＬｄｐ１の像側の面の曲率半径と正レンズ成分Ｌｄｐ２の物体側の面の曲率半径を近い値にする必要がある。したがって、やはり接合正レンズＬｄｐ１と正レンズ成分Ｌｄｐ２との間にできる空気レンズの形状が、最適値を大きく逸脱することによって、球面収差、コマ収差等の諸収差の補正が悪化し、好ましくない。なお、条件式（２）の下限値を０．１０に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（２）の下限値を０．２５に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（２）の下限値を０．３１に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００３２】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（３）を満足することが望ましい。
【００３３】
０．０ ＜ ｆｄ／ｆ０ ＜ ５．０ （３）
但し、
ｆｄ:第４レンズ群Ｇｄの焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【００３４】
条件式（３）は、第４レンズ群Ｇｄの焦点距離の大小、言い換えれば屈折力の大小を規定する条件である。
【００３５】
この条件式（３）の上限値を上回る場合、この第４レンズ群Ｇｄの焦点距離が著しく長くなり、正の屈折力が弱くなることを意味している。この場合、サジタルコマ収差、像面湾曲、非点収差の補正が悪化し好ましくない。また、バックフォーカス確保も困難になるので好ましくない。なお、条件式（３）の上限値を４．０に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（３）の上限値を２．０に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（３）の上限値を１．０に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００３６】
また、条件式（３）の下限値を下回る場合、第４レンズ群Ｇｄの焦点距離が著しく短くなり、正の屈折力が著しく強くなることを意味している。その場合、結果的に球面収差、サジタルコマ収差、メリジオナルコマ収差の補正が悪化し好ましくない。また偏芯に対する敏感度も増し好ましくない。なお、条件式（３）の下限値を０．１に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（３）の下限値を０．３に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（３）の下限値を０．４に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００３７】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（４）を満足することが望ましい。
【００３８】
０．００ ＜ Ｎｄｐｐ−Ｎｄｐｎ ＜ ０．４０ （４）
但し、
Ｎｄｐｐ：第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１中の正レンズＬｄｐｐの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｄｐｎ：第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１中の負レンズＬｄｐｎの媒質のｄ線に対する屈折率
【００３９】
条件式（４）は、第４レンズ群Ｇｄ中の、接合正レンズＬｄｐ１中の正レンズＬｄｐｐと負レンズＬｄｐｎのｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）における屈折率の差を規定する条件である。この条件をはずれた場合、ペッツバール和が最適値の設定が損なわれ、結果的に像面湾曲が悪化する。
【００４０】
この条件式（４）の上限値を上回る場合、屈折率差が著しく大きくなることを意味している。この場合でも、ペッツバール和が最適な値から悪化し、結果的に像面湾曲の補正が悪化し好ましくない。また、球面収差の補正能力も低下し、最適な色収差のための硝材の選択ができなくなり好ましくない。なお、条件式（４）の上限値を０．３５に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（４）の上限値を０．３３に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（４）の上限値を０．３０に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００４１】
また、条件式（４）の下限値を下回る場合、屈折率差が著しく小さくなり、ついには正レンズＬｄｐｐの屈折率より負レンズＬｄｐｎの屈折率のほうが大きくなってしまう。この場合、正負の屈折率の高低が逆になり、ペッツバール和を小さく抑えることが困難になる。従って、ペッツバール和が最適な値から大きく逸脱し、結果的に像面湾曲の補正、非点収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（４）の下限値を０．０１に設定すると、像面湾曲及び非点収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（４）の下限値を０．０３に設定すると、像面湾曲及び非点収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（４）の下限値を０．０４に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００４２】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（５）を満足することが望ましい。
【００４３】
−１．０００ ＜（ｒｄ２−ｒｄ１）／（ｒｄ２＋ｒｄ１）＜ −０．０００ （５）
但し、
ｒｄ１：第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１の最も物体側の面の曲率半径
ｒｄ２：第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１の最も像側の面の曲率半径
【００４４】
条件式（５）は、第４レンズ群Ｇｄ中の像側に凹面を向けた接合正レンズＬｄｐ１全体での形状因子の逆数を規定する条件である。この条件は球面収差とサジタルコマ収差の補正に大きく関わっている。この条件式（５）に設定されている値が負であると言うことは、この像側に凹面を向けた接合正レンズＬｄｐ１全体の形状が、正レンズ成分でありながら、像側に凹面を向けた負メニスカス形状であることを示している。この形状と、その像側に位置する正レンズ成分Ｌｄｐ２との間にできる空気レンズの存在によって、良好にサジタルコマ収差、メリジオナルコマ収差、球面収差の良好な補正が可能になる。
【００４５】
条件式（５）の上限値を上回る場合、接合正レンズＬｄｐ１が負メニスカス形状から大きく形状を変え、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状か、または物体側に凹面を向けた負メニスカス形状になる。どちらの形状に至っても、サジタルコマ収差、メリジオナルコマ収差の補正が悪化し、良好に補正しようとすると、球面収差の補正も悪化し好ましくない。なお、条件式（５）の上限値を−０．００１に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（５）の上限値を−０．０１０に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（５）の上限値を−０．０１５に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００４６】
また、条件式（５）の下限値を下回る場合、接合正レンズＬｄｐ１が、負メニスカス形状から大きく形状を変え、物体側に平面を向けた平凸形状または、物体側に平面を向けた平凹形状になる。そのため、上述の空気レンズも最適な形状を示さなくなり、ついには存在しなくなる。したがって、空気レンズが負メニスカス形状を維持しないので、サジタルコマ収差、メリジオナルコマ収差の補正、および球面収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（５）の下限値を−０．８００に設定すると、上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（５）の下限値を−０．６００に設定すると、上述の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（５）の下限値を−０．５００に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００４７】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（６）を満足することが望ましい。
【００４８】
０．０ ＜ （−ｆｂｎ）／ｆ０ ＜ ５．０ （６）
但し、
ｆｂｎ：第２レンズ群Ｇｂ中の接合負レンズＬｂｎの合成の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【００４９】
条件式（６）は第２レンズ群Ｇｂ中の接合負レンズＬｂｎの合成の焦点距離を規定する条件である。
【００５０】
この条件式（６）の上限値を上回る場合、接合負レンズＬｂｎの負の屈折力が弱くなることを意味している。この場合、像面湾曲、非点収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（６）の上限値を３．８に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（６）の上限値を１．８に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（６）の上限値を１．３に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００５１】
また、条件式（６）の下限値を下回る場合、接合負レンズＬｂｎの負の屈折力が強くなることを意味している。その場合、結果的にコマ収差、球面収差、歪曲収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（６）の下限値を０．１に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（６）の下限値を０.２に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（６）の下限値を０．４に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００５２】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、次の条件式（７）を満足することが望ましい。
【００５３】
０．０ ＜ ｆａｐ／ｆ０ ＜ １０．０ （７）
但し、
ｆａｐ：第１レンズ群Ｇａ中の最も像側に位置する正レンズ成分Ｌａｐの焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【００５４】
条件式（７）は第１レンズ群Ｇａ中の最も像側に位置する正レンズ成分Ｌａｐの最適な焦点距離を規定する条件である。
【００５５】
この条件式（７）の上限値を上回る場合、正レンズ成分Ｌａｐの屈折力が弱くなることを意味している。この場合、球面収差の補正が悪化し好ましくない。また、前玉径の増大を招き好ましくない。なお、条件式（７）の上限値を７．０に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（７）の上限値を３．３に設定すると、より上述の諸収差の補正が有利になる。また、条件式（７）の上限値を２．２に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００５６】
また、条件式（７）の下限値を下回る場合、正レンズ成分Ｌａｐの屈折力が強くなることを意味している。その場合、結果的にコマ収差、球面収差、歪曲収差の補正が悪化し好ましくない。なお、条件式（７）の下限値を０．１に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（７）の下限値を０.２に設定すると、球面収差等の諸収差の補正に有利となる。また、条件式（７）の下限値を０．４に設定することによって、本願の効果を最大限に発揮できる。
【００５７】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳは、第２レンズ群Ｇｂと第３レンズ群Ｇｃとの間、または第３レンズ群Ｇｃと第４レンズ群Ｇｄとの間にこの光学系ＯＳのＦナンバーを決定する開口絞りＳを有することが、倍率色収差、歪曲収差の良好な補正のために好ましい。
【００５８】
また、このような光学系ＯＳにおいて、第１レンズ群Ｇａまたは第２レンズ群Ｇｂに、少なくとも１面の非球面を有することが、下方コマ収差、サジタルコマ収差、球面収差の補正が良好になり好ましい。
【００５９】
また、このような光学系ＯＳにおいて、第４レンズ群Ｇｄに、少なくとも１面の非球面を有することが、上方コマ収差、サジタルコマ収差、球面収差、歪曲収差等の補正を良好にするので好ましい。
【００６０】
なお、開口絞りＳを挟んで前後に１面ずつの非球面を有することは、球面収差、サジタルコマ収差、メリジオナルコマ収差等の大口径に起因する収差を補正するのに有効である。
【００６１】
また、このような光学系ＯＳにおいて、第４レンズ群Ｇｄ中の像側の正レンズ成分Ｌｄｐ２は、物体側に凸面を向けた正レンズであることが望ましい。直前にある像側に凹面を向けた正レンズ成分（接合正レンズ）Ｌｄｐ１と相まって、凸形状の空気レンズを作ることができ、球面収差、サジタルコマ収差の補正に有利となる。
【００６２】
また、本実施形態に係る光学系ＯＳにおいて、第１レンズ群Ｇａを構成する正レンズ成分Ｌａｐ（後述する第２実施例における正レンズ成分Ｌａｐａも含む）、並びに、第４レンズ群Ｇｄを構成する像側の正レンズ成分Ｌｄｐ２は、図１、図３及び図５においては単レンズで構成されているが、２枚以上の単レンズを接合した接合レンズで構成しても良い。
【００６３】
図７に、上述の光学系ＯＳを備える撮像装置として、一眼レフカメラ１（以後、単にカメラと記す）の略断面図を示す。このカメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２（光学系ＯＳ）で集光されて、クイックリタ−ンミラ−３を介して焦点板４に結像される。そして、焦点板４に結像された光は、ペンタプリズム５中で複数回反射されて接眼レンズ６へと導かれる。これにより、撮影者は、物体（被写体）像を、接眼レンズ６を介して正立像として観察することができる。
【００６４】
また、撮影者によって不図示のレリ−ズボタンが押されると、クイックリタ−ンミラ−３が光路外へ退避し、撮影レンズ２で集光された不図示の物体（被写体）の光は撮像素子７上に被写体像を形成する。これにより、物体（被写体）からの光は、当該撮像素子７により撮像され、物体（被写体）画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者は本カメラ１による物体（被写体）の撮影を行うことができる。なお、図７に記載のカメラ１は、撮影レンズ２を着脱可能に保持するものでも良く、撮影レンズ２と一体に成形されるものでも良い。また、カメラ１は、いわゆる一眼レフカメラでも良く、クイックリタ−ンミラ−等を有さないコンパクトカメラ若しくはミラ−レスの一眼レフカメラでも良い。
【００６５】
ここで、本カメラ１に撮影レンズ２として上述した光学系ＯＳを搭載することにより、その特徴的なレンズ構成によって、球面収差、サジタルコマフレアー、像面湾曲、コマ収差の少ない大口径レンズを実現している。これにより本カメラ１は、球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、メリジオナルコマ収差の少なく、大口径を有し、広角撮影可能な撮像装置を実現することができる。
【００６６】
また、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である
【００６７】
本実施形態では、４群構成の光学系ＯＳを示したが、以上の構成条件等は、５群、６群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたは前群後群間等にレンズ群を追加した構成、若しくは各レンズ群の間にレンズ群を追加した構成でも構わない。
【００６８】
また、本実施形態では全体（全群）繰り出しによって無限遠物体から近距離物体に対して合焦するが、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。すなわち、第１レンズ群Ｇａ等を用いる方式や第３レンズ群Ｇｃ、第４レンズ群Ｇｄを用いたリヤフォーカスでも良い。この場合、前記合焦レンズ群はオートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モーター等を用いた）モーター駆動にも適している。
【００６９】
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動（揺動）させて、手ぶれによって生じる像ぶれを補正する防振レンズ群としても良い。特に、第３レンズ群Ｇｃ、第４レンズ群Ｇｄの少なくとも一枚を防振レンズ群とするのが好ましい。
【００７０】
また、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を妨げるので好ましい。また、光軸方向に像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモ−ルド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としても良く、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしても良い。
【００７１】
また、開口絞りＳは光学系ＯＳの中央近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用しても良い。
【００７２】
さらに、各レンズ面には、フレアやゴ−ストを軽減し高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施しても良い。
【００７３】
以下、本実施形態に係る光学系ＯＳの製造方法の概略を、図８を参照して説明する。この光学系ＯＳの製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇａと、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇｂと、第３レンズ群Ｇｃと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｄと、を配置する。具体的には、第１レンズ群Ｇａとして、少なくとも１枚の正レンズ成分Ｌａｐを配置し（ステップＳ１００）、第２レンズ群Ｇｂとして、正レンズＬｂｎｐと負レンズＬｂｎｎとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズＬｂｎを配置し（ステップＳ２００）、第３レンズ群Ｇｃとして、物体側に凹面を向けた負レンズＬｃｎと正レンズＬｃｐとの接合による接合レンズＬｃを配置し（ステップＳ３００）、第４レンズ群Ｇｄとして、物体側に凸面を向けた正レンズＬｄｐｐと像側に凹面を向けた負レンズＬｄｐｎとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズＬｄｐ１と、正レンズ成分Ｌｄｐ２と、を配置する（ステップＳ４００）。このとき、各群は、上述の条件式（１）及び条件式（２）を満足する。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態に係る光学系ＯＳによれば、カメラ等の撮像装置、印刷用レンズ、複写用レンズに好適な、小型で高性能なレンズ、およびそれを用いた撮像装置を提供することができる。
【実施例】
【００７５】
以下、光学系ＯＳの実施例を、図面に基づいて説明する。なお、図１、図３及び図５は、各実施例に係る光学系ＯＳ（ＯＳ１〜ＯＳ３）の構成を示している。
【００７６】
各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒとし、円錐定数をκとし、ｎ次の非球面係数をＡｎとしたとき、以下の式（ａ）で表される。なお、以降の実施例において、「Ｅ−ｎ」は「×１０-n」を示す。
【００７７】
Ｓ（ｙ）＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｙ2／ｒ2）｝1/2］
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10
＋Ａ12×ｙ12＋Ａ14×ｙ14＋Ａ16×ｙ16 （ａ）
【００７８】
なお、各実施例において、２次の非球面係数Ａ2は０である。また、各実施例の表中において、非球面には面番号の左側に＊を付している。
【００７９】
［第１実施例］
図１は、第１実施例に係る光学系ＯＳ１の構成を示す図である。この光学系ＯＳ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側の面に非球面を有した両凸レンズ（正レンズ成分）Ｌａｐよりなる第１レンズ群Ｇａと、両凸レンズ（正レンズ）Ｌｂｎｐと両凹レンズ（負レンズ）Ｌｂｎｎとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズＬｂｎよりなる第２レンズ群Ｇｂと、開口絞りＳと、両凹レンズ（負レンズ）Ｌｃｎと両凸レンズ（正レンズ）Ｌｃｐとの接合による接合負レンズＬｃからなる第３レンズ群Ｇｃと、両凸レンズ（正レンズ）Ｌｄｐｐと両凹レンズ（負レンズ）Ｌｄｐｎとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズＬｄｐ１、及び、物体側の面に非球面を有した両凸レンズ（正レンズ成分）Ｌｄｐ２を有し、全体で正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｄと、から構成される。なお、この光学系ＯＳ１の第４レンズ群Ｇｄと像面との間には、オプティカル・ローパス・フィルター相当のダミーガラスＦＬが配置されている。
【００８０】
以下の表１に、本第１実施例に係る光学系ＯＳ１の諸元の値を掲げる。この表１の全体諸元において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角（単位：度）、Ｙは像高、ＴＬは光学系ＯＳ１の全長、及び、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ表している。なお、全長ＴＬは、この光学系ＯＳ１の最も物体側のレンズ面（第１面）から像面までの光軸上の距離を示し、空気換算バックフォーカスＢｆは、ダミーガラスＦＬを取り除いたときの、この光学系ＯＳ１の最も像側のレンズ面（第１４面）から像面までの光軸上の距離を表している。また、レンズデータにおいて、第１欄ｍ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（面番号）を、第２欄ｒは、各光学面の曲率半径を、第３欄ｄは、各光学面から次の光学面までの光軸上の距離（面間隔）を、第４欄νｄ及び第５欄ｎｄは、それぞれｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッべ数及び屈折率を示している。なお、この表１に示す面番号１〜１６は、図１に示す番号１〜１６に対応している。また、曲率半径0.0000はレンズ面においては平面を示し、開口絞りＳにおいては開口を示す。また、空気の屈折率1.00000は省略してある。また、最終面（第１６面）の面間隔は、像面までの光軸上の距離である。また、レンズ群焦点距離は、各レンズ群が開始する面番号（始面）および各レンズ群の焦点距離をそれぞれ示している。
【００８１】
ここで、以下の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、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は、比例拡大また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、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。
【００８２】
（表１）
［全体諸元］
ｆ ＝ 58.0216
ＦＮＯ＝ Ｆ1.452
ω ＝ 20.79
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 117.10249
空気換算Ｂｆ ＝ 38.72105
［レンズデータ］
ｍ r d νｄ ｎd
* 1 41.7829 12.0000 49.53 1.744430
2 -983.2203 0.3000
3 357.3028 6.0000 82.57 1.497820
4 -283.8317 1.5000 56.00 1.568830
5 22.0816 12.0000
6 0.0000 8.5500 開口絞りＳ
7 -28.7533 1.7000 28.38 1.728250
8 82.6638 8.5000 46.59 1.816000
9 -39.5671 0.1000
10 45.7762 10.4000 40.66 1.883000
11 -48.2606 1.6000 33.73 1.647690
12 42.8602 10.0000
*13 142.6567 5.0500 49.53 1.744430
14 -94.6176 36.0000
15 0.0000 2.0000 63.88 1.516800
16 0.0000 1.4025
［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 54.10970
第２レンズ群 3 -40.91000
第３レンズ群 7 -1311.04467
第４レンズ群 10 49.55460
【００８３】
この第１実施例に係る光学系ＯＳ１において、第１面及び第１３面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表２に、非球面データ、すなわち円錐定数κ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ16の値を示す。
【００８４】
（表２）
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第 1面 -1.0836 2.91667E-06 -9.66089E-10 8.91173E-13 -1.43337E-15
Ａ12 Ａ14 Ａ16
0.14883E-17 -0.79488E-21 0.58104E-25
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第13面 -51.0569 -9.69256E-07 -2.85815E-09 -3.50912E-12 -1.76023E-14
Ａ12 Ａ14 Ａ16
0.64501E-16 -0.76248E-19 0.00000
【００８５】
次の表３に、この第１実施例に係る光学系ＯＳ１に対する各条件式対応値を示す。但し、Ｎｃｐは第３レンズ群Ｇｃ中の接合レンズＬｃ中の正レンズＬｃｐの媒質のｄ線に対する屈折率を、Ｎｃｎは第３レンズ群Ｇｃ中の接合レンズＬｃ中の負レンズＬｃｎの媒質のｄ線に対する屈折率を、Ｄｄ１は第４レンズ群Ｇｄの接合正レンズＬｄｐ１とその像側に位置する正レンズ成分Ｌｄｐ２との軸上空気間隔を、Ｄｄ０は第４レンズ群Ｇｄ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（第４レンズ群Ｇｄの総厚）を、ｆｄは第４レンズ群Ｇｄの焦点距離を、ｆ０は無限遠合焦時の全系の焦点距離を、Ｎｄｐｐは第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１中の正レンズＬｄｐｐの媒質のｄ線に対する屈折率を、Ｎｄｐｎは第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１中の負レンズＬｄｐｎの媒質のｄ線に対する屈折率を、ｒｄ１は第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１の最も物体側の面の曲率半径を、ｒｄ２は第４レンズ群Ｇｄ中の接合正レンズＬｄｐ１の最も像側の面の曲率半径を、ｆｂｎは第２レンズ群Ｇｂ中の接合負レンズＬｂｎの合成の焦点距離を、ｆａｐは第１レンズ群Ｇａ中の最も像側に位置する正レンズ成分Ｌａｐの焦点距離をそれぞれ示す。これらの符号の説明は以降の実施例においても同様である。
【００８６】
（表３）
（１）Ｎｃｐ−Ｎｃｎ＝0.08775
（２）Ｄｄ１／Ｄｄ０＝0.3704
（３）ｆｄ／ｆ０＝0.8541
（４）Ｎｄｐｐ−Ｎｄｐｎ＝0.23531
（５）（ｒｄ２−ｒｄ１）／（ｒｄ２＋ｒｄ１）＝-0.03290
（６）（−ｆｂｎ）／ｆ０＝0.7051
（７）ｆａｐ／ｆ０＝0.9326
【００８７】
このように、第１実施例に係る光学系ＯＳ１は、上記条件式（１）〜（８）を全て満足している。
【００８８】
図２に、この第１実施例に係る光学系ＯＳ１の無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高を、ωは半画角［単位：度］を、それぞれ示している。また、各収差図において、ｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）、及び、ｇはｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）に対する収差を表している。また、非点収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリジオナル像面を示している。また、コマ収差図は、各半画角ωにおいて、実線はｄ線及びｇ線に対するメリジオナルコマ収差を表し、原点より左側の破線は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、原点より右側の破線は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表している。なお、この収差図の説明は以降の実施例においても同様である。この図２に示す各収差図から明らかなように、この第１実施例に係る光学系ＯＳ１では、球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、非点収差、メリジオナルコマ収差を含め諸収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることが分かる。
【００８９】
［第２実施例］
図３は、第２実施例に係る光学系ＯＳ２の構成を示す図である。この光学系ＯＳ２は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬａｐａ、及び、物体側に凸面を向け、物体側の面に非球面を有した正メニスカスレンズ（正レンズ成分）Ｌａｐよりなる第１レンズ群Ｇａと、両凸レンズ（正レンズ）Ｌｂｎｐと両凹レンズ（負レンズ）Ｌｂｎｎとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズＬｂｎよりなる第２レンズ群Ｇｂと、開口絞りＳと、両凹レンズ（負レンズ）Ｌｃｎと両凸レンズ（正レンズ）Ｌｃｐとの接合によりなる接合負レンズＬｃからなる第３レンズ群Ｇｃと、両凸レンズ（正レンズ）Ｌｄｐｐと両凹レンズ（負レンズ）Ｌｄｐｎとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズＬｄｐ１、及び、物体側の面に非球面を有した両凸レンズ（正レンズ成分）Ｌｄｐ２を有し、全体で正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｄと、から構成される。なお、この光学系ＯＳ２の第４レンズ群Ｇｄと像面との間には、オプティカル・ローパス・フィルター相当のダミーガラスＦＬが配置されている
【００９０】
以下の表４に、本第２実施例に係る光学系ＯＳ２の諸元の値を掲げる。なお、この表４に示す面番号１〜１８は、図３に示す番号１〜１８に対応している。
【００９１】
（表４）
［全体諸元］
ｆ ＝ 58.0216
ＦＮＯ＝ Ｆ1.447
ω ＝ 20.78
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 116.59449
空気換算Ｂｆ ＝ 38.71306
［レンズデータ］
ｍ r d νｄ ｎd
1 48.3691 6.0000 52.34 1.755000
2 64.8757 0.2000
* 3 48.5769 8.0000 49.53 1.744430
4 315.5532 1.0000
5 192.0921 5.0000 82.57 1.497820
6 -177.9144 1.5000 58.82 1.518230
7 22.1903 12.0000
8 0.0000 8.5500 開口絞りＳ
9 -25.4714 1.7000 28.38 1.728250
10 74.9213 8.5000 46.59 1.816000
11 -38.2856 0.1000
12 48.9473 8.0000 40.66 1.883000
13 -81.3767 1.6000 33.73 1.647690
14 46.9021 10.0000
*15 135.5889 5.0500 49.53 1.744430
16 -67.9281 36.0000
17 0.0000 2.0000 63.88 1.516800
18 0.0000 1.3945
［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 58.61368
第２レンズ群 5 -48.50394
第３レンズ群 9 -364.73701
第４レンズ群 12 46.87082
【００９２】
この第２実施例に係る光学系ＯＳ２において、第３面及び第１５面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表５に、非球面データ、すなわち円錐定数κ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ14の値を示す。
【００９３】
（表５）
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第 3面 -1.6299 2.68345E-06 -8.23800E-10 1.14177E-12 -1.24468E-15
Ａ12 Ａ14 Ａ16
0.14554E-17 -0.10321E-20 0.27667E-24
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第15面 -60.1023 -6.09416E-08 -8.52690E-10 -4.41425E-12 -2.55685E-14
Ａ12 Ａ14 Ａ16
0.86429E-17 0.22562E-18 0.00000
【００９４】
次の表６に、この第２実施例に係る光学系ＯＳ２に対する各条件式対応値を示す。
【００９５】
（表６）
（１）Ｎｃｐ−Ｎｃｎ＝0.08775
（２）Ｄｄ１／Ｄｄ０＝0.40568
（３）ｆｄ／ｆ０＝0.80784
（４）Ｎｄｐｐ−Ｎｄｐｎ＝0.23531
（５）（ｒｄ２−ｒｄ１）／（ｒｄ２＋ｒｄ１）＝-0.02134
（６）（−ｆｂｎ）／ｆ０＝0.8360
（７）ｆａｐ／ｆ０＝1.3125
【００９６】
このように、第２実施例に係る光学系ＯＳ２は、上記条件式（１）〜（７）を全て満足している。
【００９７】
図４に、この第２実施例に係る光学系ＯＳ２の無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。この図４に示す各収差図から明らかなように、この第２実施例に係る光学系ＯＳ２では、球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、非点収差、メリジオナルコマ収差を含め諸収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることが分かる。
【００９８】
［第３実施例］
図５は、第３実施例に係る光学系ＯＳ３の構成を示す図である。この光学系ＯＳ３は、光軸に沿って物体側から順に、物体側の面に非球面を有した両凸レンズ（正レンズ成分）Ｌａｐよりなる第１レンズ群Ｇａと、両凸レンズ（正レンズ）Ｌｂｎｐと両凹レンズ（負レンズ）Ｌｂｎｎとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズＬｂｎよりなる第２レンズ群Ｇｂと、両凹レンズ（負レンズ）Ｌｃｎと両凸レンズ（正レンズ）Ｌｃｐとの接合によりなる接合正レンズＬｃからなる第３レンズ群Ｇｃと、開口絞りＳと、両凸レンズ（正レンズ）Ｌｄｐｐと両凹レンズ（負レンズ）Ｌｄｐｎとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズＬｄｐ１、及び、像側の面に非球面を有した両凸レンズ（正レンズ成分）Ｌｄｐ２を有し、全体で正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇｄと、から構成される。なお、この光学系ＯＳ３の第４レンズ群Ｇｄと像面との間には、オプティカル・ローパス・フィルター相当のダミーガラスＦＬが配置されている。
【００９９】
以下の表７に、本第３実施例に係る光学系ＯＳ３の諸元の値を掲げる。なお、この表７に示す面番号１〜１６は、図５に示す番号１〜１６に対応している。
【０１００】
（表７）
［全体諸元］
ｆ ＝ 58.0216
ＦＮＯ＝ Ｆ1.4498
ω ＝ 20.89
Ｙ ＝ 21.6
ＴＬ ＝ 118.68947
空気換算Ｂｆ ＝ 38.72512
［レンズデータ］
ｍ r d νｄ ｎd
* 1 41.5795 12.0000 49.53 1.744430
2 -813.4478 0.3000
3 244.3063 6.0000 82.57 1.497820
4 -235.8932 1.5000 59.42 1.583130
5 21.4783 18.6829
6 -28.4726 1.7000 28.38 1.728250
7 45.3584 11.0000 46.59 1.816000
8 -39.2591 1.0000
9 0.0000 1.0000 開口絞りＳ
10 46.1192 9.5000 40.66 1.883000
11 -58.1813 1.6000 38.03 1.603420
12 41.2425 10.0000
13 86.1329 5.0000 58.12 1.622990
*14 -174.2894 36.0000
15 0.0000 2.0000 63.88 1.516800
16 0.0000 1.4066
［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 53.45815
第２レンズ群 3 -39.67314
第３レンズ群 6 1460.90741
第４レンズ群 10 53.19978
【０１０１】
この第３実施例に係る光学系ＯＳ３において、第１面及び第１４面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表８に、非球面データ、すなわち円錐定数κ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ14の値を示す。
【０１０２】
（表８）
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第 1面 -1.1184 2.85351E-06 -1.04658E-09 8.00265E-13 -1.54291E-15
Ａ12 Ａ14 Ａ16
0.14216E-17 -0.58285E-21 0.000000
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第14面 -0.1123E+03 1.29475E-06 4.06801E-09 3.95038E-12 1.23421E-14
Ａ12 Ａ14 Ａ16
-0.14579E-15 0.51293E-18 0.00000
【０１０３】
次の表９に、この第３実施例に係る光学系ＯＳ３に対する各条件式対応値を示す。
【０１０４】
（表９）
（１）Ｎｃｐ−Ｎｃｎ＝0.08775
（２）Ｄｄ１／Ｄｄ０＝0.38314
（３）ｆｄ／ｆ０＝0.91692
（４）Ｎｄｐｐ−Ｎｄｐｎ＝0.27958
（５）（ｒｄ２−ｒｄ１）／（ｒｄ２＋ｒｄ１）＝-0.05582
（６）（−ｆｂｎ）／ｆ０＝0.6838
（７）ｆａｐ／ｆ０＝0.9209
【０１０５】
このように、第３実施例に係る光学系ＯＳ３は、上記条件式（１）〜（７）を全て満足している。
【０１０６】
図６に、この第３実施例に係る光学系ＯＳ３の無限遠合焦状態における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差、及び、コマ収差の諸収差図を示す。この図６に示す各収差図から明らかなように、この第３実施例に係る光学系ＯＳ３では、球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、非点収差、メリジオナルコマ収差を含め諸収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることが分かる。
【０１０７】
以上の各実施例によれば、２ω＝４１．８°程度の包括角を有し、さらに大口径Ｆ１．４の口径を有し、高性能で球面収差、サジタルコマ収差、像面湾曲、メリジオナルコマ収差が良好に補正された光学系ＯＳが実現できる。
【０１０８】
なお、以上の各実施例に示す光学系ＯＳ１〜ＯＳ３を、上述したカメラ１に搭載することにより、上述した効果を奏することは言うまでもない。また、上記各実施例は本発明の一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１０９】
ＯＳ（ＯＳ１〜ＯＳ３） 光学系
Ｇａ 第１レンズ群 Ｇｂ 第２レンズ群
Ｇｃ 第３レンズ群 Ｇｄ 第４レンズ群
Ｌａｐａ 第１レンズ群中の物体側の正レンズ成分
Ｌａｐ 第1レンズ群中の像側の正レンズ成分
Ｌｂｎ 第２レンズ群中の接合負レンズ
Ｌｃ 第３レンズ群中の接合レンズ成分
Ｌｄｐ１ 第４レンズ群中の接合正レンズ
Ｌｄｐ２ 第４レンズ群中の像側の正レンズ成分
Ｓ 開口絞り １ 一眼レフカメラ（撮像装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に沿って物体側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、
負の屈折力を有する第２レンズ群と、
第３レンズ群と、
正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有し、
前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズ成分を有し、
前記第２レンズ群は、正レンズと負レンズとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズを有し、
前記第３レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズと正レンズとの接合による接合レンズを有し、
前記第４レンズ群は、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズと、正レンズ成分と、を有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
０．００ ＜ Ｎｃｐ−Ｎｃｎ ＜ ０．４０
０．０１ ＜ Ｄｄ１／Ｄｄ０ ＜ ０．８０
但し、
Ｎｃｐ：前記第３レンズ群中の前記接合レンズ中の前記正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｃｎ：前記第３レンズ群中の前記接合レンズ中の前記負レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｄｄ１：前記第４レンズ群中の前記接合正レンズとその像側に位置する前記正レンズ成分との軸上空気間隔
Ｄｄ０：前記第４レンズ群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（前記第４レンズ群の総厚）
【請求項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。
０．０ ＜ ｆｄ／ｆ０ ＜ ５．０
但し、
ｆｄ:前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【請求項３】
以下の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。
０．００ ＜ Ｎｄｐｐ−Ｎｄｐｎ ＜ ０．４０
但し、
Ｎｄｐｐ：前記第４レンズ群中の前記接合正レンズ中の前記正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｄｐｎ：前記第４レンズ群中の前記接合正レンズ中の前記負レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
【請求項４】
以下の条件式を満足す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。
−１．０００ ＜（ｒｄ２−ｒｄ１）／（ｒｄ２＋ｒｄ１）＜ −０．０００
但し、
ｒｄ１：前記第４レンズ群中の前記接合正レンズの最も物体側の面の曲率半径
ｒｄ２：前記第４レンズ群中の前記接合正レンズの最も像側の面の曲率半径
【請求項５】
以下の条件式を満足する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。
０．０ ＜ （−ｆｂｎ）／ｆ０ ＜ ５．０
但し、
ｆｂｎ：前記第２レンズ群中の前記接合負レンズの合成の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【請求項６】
以下の条件式を満足す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。
０．０ ＜ ｆａｐ／ｆ０ ＜ １０．０
但し、
ｆａｐ：前記第１レンズ群中の最も像側に位置する前記正レンズ成分の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【請求項７】
Ｆナンバーを決定する開口絞りを、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間、または前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間に有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項８】
前記第１レンズ群または前記第２レンズ群に、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項９】
前記第４レンズ群に、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１０】
前記第４レンズ群中の前記正レンズ成分は、物体側に凸面を向けた正レンズであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学系を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有する光学系の製造方法であって、
前記第１レンズ群として、少なくとも１枚の正レンズ成分を配置し、
前記第２レンズ群として、正レンズと負レンズとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズを配置し、
前記第３レンズ群として、物体側に凹面を向けた負レンズと正レンズとの接合による接合レンズを配置し、
前記第４レンズ群として、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズと、正レンズ成分と、を配置し、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系の製造方法。
０．００ ＜ Ｎｃｐ−Ｎｃｎ ＜ ０．４０
０．０１ ＜ Ｄｄ１ ／ Ｄｄ０ ＜ ０．８０
但し、
Ｎｃｐ：前記第３レンズ群中の前記接合レンズ中の前記正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｃｎ：前記第３レンズ群中の前記接合レンズ中の前記負レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｄｄ１：前記第４レンズ群中の前記接合正レンズとその像側に位置する前記正レンズ成分との軸上空気間隔
Ｄｄ０：前記第４レンズ群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（前記第４レンズ群の総厚）
【請求項１】
光軸に沿って物体側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、
負の屈折力を有する第２レンズ群と、
第３レンズ群と、
正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有し、
前記第１レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズ成分を有し、
前記第２レンズ群は、正レンズと負レンズとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズを有し、
前記第３レンズ群は、物体側に凹面を向けた負レンズと正レンズとの接合による接合レンズを有し、
前記第４レンズ群は、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズと、正レンズ成分と、を有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系。
０．００ ＜ Ｎｃｐ−Ｎｃｎ ＜ ０．４０
０．０１ ＜ Ｄｄ１／Ｄｄ０ ＜ ０．８０
但し、
Ｎｃｐ：前記第３レンズ群中の前記接合レンズ中の前記正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｃｎ：前記第３レンズ群中の前記接合レンズ中の前記負レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｄｄ１：前記第４レンズ群中の前記接合正レンズとその像側に位置する前記正レンズ成分との軸上空気間隔
Ｄｄ０：前記第４レンズ群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（前記第４レンズ群の総厚）
【請求項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。
０．０ ＜ ｆｄ／ｆ０ ＜ ５．０
但し、
ｆｄ:前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【請求項３】
以下の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。
０．００ ＜ Ｎｄｐｐ−Ｎｄｐｎ ＜ ０．４０
但し、
Ｎｄｐｐ：前記第４レンズ群中の前記接合正レンズ中の前記正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｄｐｎ：前記第４レンズ群中の前記接合正レンズ中の前記負レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
【請求項４】
以下の条件式を満足す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。
−１．０００ ＜（ｒｄ２−ｒｄ１）／（ｒｄ２＋ｒｄ１）＜ −０．０００
但し、
ｒｄ１：前記第４レンズ群中の前記接合正レンズの最も物体側の面の曲率半径
ｒｄ２：前記第４レンズ群中の前記接合正レンズの最も像側の面の曲率半径
【請求項５】
以下の条件式を満足する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。
０．０ ＜ （−ｆｂｎ）／ｆ０ ＜ ５．０
但し、
ｆｂｎ：前記第２レンズ群中の前記接合負レンズの合成の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【請求項６】
以下の条件式を満足す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。
０．０ ＜ ｆａｐ／ｆ０ ＜ １０．０
但し、
ｆａｐ：前記第１レンズ群中の最も像側に位置する前記正レンズ成分の焦点距離
ｆ０：無限遠合焦時の全系の焦点距離
【請求項７】
Ｆナンバーを決定する開口絞りを、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間、または前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間に有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項８】
前記第１レンズ群または前記第２レンズ群に、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項９】
前記第４レンズ群に、少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１０】
前記第４レンズ群中の前記正レンズ成分は、物体側に凸面を向けた正レンズであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学系。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学系を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有する光学系の製造方法であって、
前記第１レンズ群として、少なくとも１枚の正レンズ成分を配置し、
前記第２レンズ群として、正レンズと負レンズとが接合され、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する接合負レンズを配置し、
前記第３レンズ群として、物体側に凹面を向けた負レンズと正レンズとの接合による接合レンズを配置し、
前記第４レンズ群として、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとが接合され、正の屈折力を有する接合正レンズと、正レンズ成分と、を配置し、
以下の条件式を満足することを特徴とする光学系の製造方法。
０．００ ＜ Ｎｃｐ−Ｎｃｎ ＜ ０．４０
０．０１ ＜ Ｄｄ１ ／ Ｄｄ０ ＜ ０．８０
但し、
Ｎｃｐ：前記第３レンズ群中の前記接合レンズ中の前記正レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｎｃｎ：前記第３レンズ群中の前記接合レンズ中の前記負レンズの媒質のｄ線に対する屈折率
Ｄｄ１：前記第４レンズ群中の前記接合正レンズとその像側に位置する前記正レンズ成分との軸上空気間隔
Ｄｄ０：前記第４レンズ群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（前記第４レンズ群の総厚）
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１９９９４（Ｐ２０１３−１９９９４Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５１８２３（Ｐ２０１１−１５１８２３）
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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