JPWO2016194111A1 - 単焦点光学系及びそれを備えた光学装置 - Google Patents

Abstract

単焦点光学系は、拡大側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、から構成され、レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、第１レンズ群Ｇ１は、最も縮小側に縮小側負レンズ成分を有し、更に、第１レンズ群Ｇ１は、縮小側負レンズ成分を含めて３つ以上の負レンズ成分を有し、第２レンズ群Ｇ２は、拡大側から順に、前側副群Ｇ２ａと、後側副群Ｇ２ｂと、からなり、前側副群Ｇ２ａは、正のレンズ成分のみからなり、後側副群Ｇ２ｂは、少なくとも負レンズを有する。

Description

本発明は、単焦点光学系及びそれを備えた光学装置に関する。

高い結像性能を有する結像光学系のタイプとして、ガウスタイプが知られている。ガウスタイプの光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する物体側群と、正の屈折力を有する像側群と、より構成されている。

物体側群は、２枚乃至３枚の正レンズと、１枚の負レンズとからなる。この負レンズは、直前の正レンズと接合されている場合がある。また、像側群は、１枚の負レンズと、２枚乃至３枚の正レンズと、からなる。この負レンズも、直後の正レンズと接合されている場合がある。

また、ガウスタイプの光学系は、その中央部を境に物体側の形状と像側の形状がおおむね対称で、且つコンセントリックな形状になっている。コンセントリックな形状では、各レンズで、２つのレンズ面における曲率中心が中央部の近くに位置している。

これにより、ガウスタイプの光学系では、大口径比であっても、各収差がある程度良好に補正できている。しかし、従来以上の結像性能を実現しようとすると、ガウスタイプの光学系では画角５０度弱が限界である。ガウスタイプの光学系で５０度以上の画角を実現しようとすると、特に球面収差やコマ収差の補正が困難になる。また、ガウスタイプをベースにした光学系では、光学系が大型化しやすい。

一方、Ｆナンバーが小さいという観点では、結像光学系のタイプとしてガウスタイプの他に、ゾナータイプやエルノスタータイプも知られている。これらのタイプではバックフォーカスが短くなりやすいので、これらのタイプを光学系に採用することは、光学系の全長短縮の点では有利である。しかしながら、これらのタイプには、容易に画角を広げることができないという短所がある。

これらの問題を解決した広角撮影レンズが、各種提案されている。提案されている広角撮影レンズでは、Ｆナンバーが１．４程度になっている。画角が広くＦナンバーが小さい広角撮影レンズの光学系として、特許文献１〜６に開示された光学系がある。

特開２０１２−２２６３０９号公報 特開２００４−１０１８８０号公報 特開２００９−１０９７２３号公報 特開２０１０−０３９３４０号公報 特開２０１０−０９７２０７号公報 特開２０１１−０５９２９０号公報

特許文献１や特許文献２の光学系ではＦナンバーが１．２４であるため、Ｆナンバーが小さい光学系が実現できている。しかしながら、画角が６３．６°であるため、特許文献１や特許文献２の光学系では、画角が十分に広い光学系が実現できていない。

また、特許文献３、特許文献４、特許文献５及び特許文献６の光学系では、Ｆナンバーが１．４であるが、これ以上Ｆナンバーを小さくしようとするか、又は画角を広くしようとすると、上述した諸収差の補正がさらに困難となる。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、広い画角と小さいＦナンバーを有しながらも、諸収差が良好に補正された単焦点光学系及びそれを備えた光学装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の単焦点光学系は、
距離が長い方の拡大側の共役点と距離が短い方の縮小側の共役点との共役関係を形成する単焦点光学系であって、
単焦点光学系は、拡大側から順に、
第１レンズ群と、
正の屈折力を有する第２レンズ群と、から構成され、
レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、
第１レンズ群は、最も縮小側に縮小側負レンズ成分を有し、
更に、第１レンズ群は、縮小側負レンズ成分を含めて３つ以上の負レンズ成分を有し、
第２レンズ群は、拡大側から順に、前側副群と、後側副群と、からなり、
前側副群は、正のレンズ成分のみからなり、
後側副群は、少なくとも負レンズを有することを特徴とする。

また、本発明の光学装置は、
光学系と、縮小側に配置された撮像素子と、を有し、
撮像素子は撮像面を有し、且つ光学系によって撮像面上に形成された像を電気信号に変換し、
光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。

また、本発明の別の光学装置は、
光学系と、縮小側に配置された表示素子と、を有し、
表示素子は表示面を有し、
表示面上に表示された画像は、光学系によって拡大側に投影され、
光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。

本発明によれば、広い画角と小さいＦナンバーを有しながらも、諸収差が良好に補正された単焦点光学系及びそれを備えた光学装置を提供することができる。

実施例１に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 実施例２に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 実施例３に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 実施例４に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 実施例５に係る単焦点光学系の断面図と収差図であって、（ａ）は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、無限遠物体合焦時の収差図である。 撮像装置の断面図である。 撮像装置の外観を示す前方斜視図である。 撮像装置の後方斜視図である。 撮像装置の主要部の内部回路の構成ブロック図である。 投影装置の断面図である。

以下に、本発明に係る単焦点光学系及びそれを備えた光学装置の実施形態及び実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態及び実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本実施形態の単焦点光学系は、距離が長い方の拡大側の共役点と距離が短い方の縮小側の共役点との共役関係を形成する単焦点光学系であって、単焦点光学系は、拡大側から順に、第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、から構成され、レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、第１レンズ群は、最も縮小側に縮小側負レンズ成分を有し、更に、第１レンズ群は、縮小側負レンズ成分を含めて３つ以上の負レンズ成分を有し、第２レンズ群は、拡大側から順に、前側副群と、後側副群と、からなり、前側副群は、正のレンズ成分のみからなり、後側副群は、少なくとも負レンズを有することを特徴とする。

本実施形態の単焦点光学系は、エルノスタータイプの光学系、ゾナータイプの光学系あるいはそれに準ずる構成を持つタイプの光学系をベースにしたもので、ベースにしたレンズ系の拡大側に、角倍率が１未満の高性能アフォーカル系を付加したものである。なお、アフォーカル系における屈折力は概略ゼロであれば良いので、アフォーカル系は、多少の正の屈折力あるいは負の屈折力を持っても構わない。

このようにすることで、特に、球面収差、コマ収差、軸上色収差及び倍率色収差を極めて良好に補正できる。その結果、結像性能も従来のガウスタイプの光学系よりも高い結像を有する単焦点光学系を実現することができる。例えば、単焦点光学系において、１．４よりも小さいＦナンバーと、５０°以上画角を確保することができる。

また、インナーフォーカスを行うことを考えた場合には、第１レンズ群の最も縮小側に配置された負レンズ成分を光軸に沿って移動することにより、移動させるレンズを軽量にすることができる。その結果、高速で、且つ収差変動の極めて少ないフォーカスも可能となる。

このように、本実施形態の単焦点光学系によれば、標準レンズから広角レンズのカテゴリーにおいて、１．４よりも小さいＦナンバーを有し、かつ、収差補正のポテンシャルが極めて高い単焦点光学系を提供することができる。特に、結像性能においては、従来の３５ｍｍフィルムサイズ用の単焦点光学系を凌駕するレベルの結像性能を有することができる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、後側副群の負レンズは、隣接する正レンズと接合されていることが好ましい。

このようにすることで、軸上色収差、倍率色収差及び像面湾曲をバランスよく補正できる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、第２副群は負レンズ成分のみから構成されていることが好ましい。

口径比が大きい光学系では、特に、球面収差、コマ収差及び非点収差については、良好に補正することが厳しく求められる。そこで、このようにすることで、第１副群でこれらの収差が残存しても、残存した収差を第２副群でほとんど打ち消すことが可能となる。このとき、第２副群を、少ないレンズ枚数で構成しても、第１副群における残存収差を、第２副群で補正することができる。

あるいは、インナーフォーカスを行うことを考えた場合には、この負レンズ成分を光軸に沿って移動することにより、移動させるレンズを軽量にすることができる。その結果、高速で、且つ収差変動の極めて少ないフォーカスも可能となる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、第２副群は負レンズ成分のみから構成され、第２副群は、縮小側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分を含むことが好ましい。

口径比が大きい光学系では、特に、球面収差、コマ収差及び非点収差については、良好に補正することが厳しく求められる。そこで、このようにすることで、第１副群でこれらの収差が残存しても、残存した収差を第２副群でほとんど打ち消すことが可能となる。このとき、第２副群を、少ないレンズ枚数で構成しても、第１副群における残存収差を、第２副群で補正することができる。

あるいは、インナーフォーカスを行うことを考えた場合には、この負レンズ成分を光軸に沿って移動することにより、移動させるレンズを軽量にすることができる。その結果、高速で、且つ収差変動の極めて少ないフォーカスも可能となる。

更に、第２副群の負レンズ成分の形状を縮小側に凹面を向けたメニスカス形状にすることで、口径比をより大きくした場合や、画角をより広くした場合でも、各収差を良好に補正することができる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、第２副群は負レンズ成分のみから構成され、第２副群が光軸上を移動することにより合焦を行うことが好ましい。

口径比が大きい光学系では、特に、球面収差、コマ収差及び非点収差については、良好に補正することが厳しく求められる。そこで、このようにすることで、第１副群でこれらの収差が残存しても、残存した収差を第２副群でほとんど打ち消すことが可能となる。このとき、第２副群を、少ないレンズ枚数で構成しても、第１副群における残存収差を、第２副群で補正することができる。

あるいは、インナーフォーカスを行うことを考えた場合には、この負レンズ成分を光軸に沿って移動することにより、収差変動の極めて少ないフォーカスも可能となる。更に、移動させるレンズを軽量にすることができるので、駆動機構における負荷の負担を低減できる。その結果、高速でのフォーカスが可能となる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、第１副群は、最も縮小側に縮小側正レンズ成分を有し、第２副群は負レンズ成分のみから構成されていることが好ましい。

このようにすることで、口径比をより大きくした場合や、画角をより広くした場合でも、十分なバックフォーカスを確保しつつ、球面収差、コマ収差、非点収差及び像面湾曲、更には軸上色収差や倍率色収差をより良好に補正できる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、第２副群は負レンズ成分のみから構成され、フォーカス時に、第１副群と第２副群との間隔、第２副群と前側副群との間隔、及び前側副群と後側副群との間隔が変化することが好ましい。

口径比が大きい光学系では、特に、球面収差、コマ収差及び非点収差については、良好に補正することが厳しく求められる。そこで、このようにすることで、極めて少ない収差変動にてフォーカスが可能である。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１副群と後側副群はフォーカス時には固定であることが好ましい。

このようにすることで、フォーカス時に移動させるレンズ群の数を少なくし、かつ、極めて少ない収差変動にてフォーカスが可能である。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、第１副群は、最も拡大側に拡大側レンズ成分を有し、拡大側レンズ成分は負の単レンズであり、第２副群は負レンズ成分のみから構成されていることが好ましい。

このようにすることで、光学系を広角化しても、第１レンズ群の大型化を防止することができる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、第１副群は、接合レンズを含み、第１副群の接合レンズは、拡大側から順に、負レンズと正レンズとからなり、第１副群の接合レンズの形状は、拡大側に凹面を向けたメニスカス形状であり、第２副群は負レンズ成分のみから構成されていることが好ましい。

このようにすることで、球面収差、コマ収差、非点収差及び像面湾曲、更には軸上色収差や倍率色収差をより良好に補正できる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、第１副群は、接合レンズと、縮小側レンズ成分と、を含み、第１副群の接合レンズは、拡大側から順に、負レンズと正レンズとからなり、第１副群の接合レンズの形状は、拡大側に凹面を向けたメニスカス形状であり、縮小側レンズ成分は、第１副群の接合レンズの拡大側に、第１副群の接合レンズと隣接して配置され、縮小側レンズ成分の形状は、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状であり、第２副群は負レンズ成分のみから構成されていることが好ましい。

このようにすることで、口径比をより大きくした場合や、画角をより広くした場合でも、球面収差、コマ収差、非点収差及び像面湾曲、更には軸上色収差や倍率色収差をより良好に補正できる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、第２副群は１つの負レンズ成分のみから構成されていることが好ましい。

口径比が大きい光学系では、特に、球面収差、コマ収差及び非点収差については、良好に補正することが厳しく求められる。そこで、このようにすることで、第１副群でこれらの収差が残存しても、残存した収差を第２副群でほとんど打ち消すことが可能となる。このとき、第２副群を、少ないレンズ枚数で構成しても、第１副群における残存収差を、第２副群で補正することができる。その結果、球面収差、コマ収差及び非点収差を、全体としてバランス良く補正することができる。

あるいは、インナーフォーカスを行うことを考えた場合には、第２副群を光軸に沿って移動することにより、収差変動の極めて少ないフォーカスも可能となる。更に、移動させるレンズを軽量にすることができるので、駆動機構における負荷の負担を低減できる。その結果、高速でのフォーカスが可能となる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、第１副群は、拡大側から順に、接合レンズと、複数の正レンズ成分と、を含み、その複数の正レンズ成分は、隣り合う全ての正レンズ成分を含み、第１副群の接合レンズは、拡大側から順に、負レンズと正レンズとからなり、第１副群の接合レンズの形状は、拡大側に凹面を向けたメニスカス形状であり、第２副群は負レンズ成分のみから構成されていることが好ましい。

このようにすることで、口径比をより大きくした場合や、画角をより広くした場合でも、十分なバックフォーカスを確保しつつ、球面収差、コマ収差、非点収差及び像面湾曲、更には軸上色収差や倍率色収差をより良好に補正できる。

また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
０．７５＜ＳＦ₁₁＜３．５ （１）
ここで、
ＳＦ₁₁＝（Ｒ_F11＋Ｒ_R11）／（Ｒ_F11−Ｒ_R11）であり、
Ｒ_F11は、拡大側レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
Ｒ_R11は、拡大側レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。

条件式（１）の上限値を上回らないようにすることで、特に非点収差の補正が容易になる。条件式（１）の下限値を下回らないようにすることで、特に樽型の歪曲収差の補正が容易になる。

ここで、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１’）を満足するとより良い。
０．８５＜ＳＦ₁₁＜３．０ （１’）
また、条件式（１）に代えて、以下の条件式（１”）を満足するとなお良い。
０．９５＜ＳＦ₁₁＜２．７ （１”）

また、本実施形態の単焦点光学系は、第１副群の接合レンズの拡大側に、縮小側レンズ成分を有し、縮小側レンズ成分の形状は、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状であり、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
１．４＜ＳＦ₁₂＜１５ （２）
ここで、
ＳＦ₁₂＝（Ｒ_F12＋Ｒ_R12）／（Ｒ_F12−Ｒ_R12）であり、
Ｒ_F12は、縮小側レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
Ｒ_R12は、縮小側レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。

条件式（２）の上限値を上回らないようにするか、又は条件式（２）の下限値を下回らないようにすることで、口径比を大きくすると共に、画角を広くしても、球面収差とコマ収差とをバランスよく補正することが容易になる。

ここで、条件式（２）に代えて、以下の条件式（２’）を満足するとより良い。
１．６＜ＳＦ₁₂＜１０ （２’）
また、条件式（２）に代えて、以下の条件式（２”）を満足するとなお良い。
１．８＜ＳＦ₁₂＜８．０ （２”）

また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
−１５＜ＳＦ₁₃＜−２．０ （３）
ここで、
ＳＦ₁₃＝（Ｒ_F13＋Ｒ_R13）／（Ｒ_F13−Ｒ_R13）であり、
Ｒ_F13は、第１副群の接合レンズにおける拡大側面の曲率半径、
Ｒ_R13は、第１副群の接合レンズにおける縮小側面の曲率半径、
である。

条件式（３）の上限値を上回らないようにするか、又は条件式（３）の下限値を下回らないようにすることで、口径比を大きくすると共に、画角を広くしても、球面収差とコマ収差とをバランスよく補正することが容易になる。

ここで、条件式（３）に代えて、以下の条件式（３’）を満足するとより良い。
−１２＜ＳＦ₁₃＜−２．５ （３’）
また、条件式（３）に代えて、以下の条件式（３”）を満足するとなお良い。
−１０＜ＳＦ₁₃＜−３．０ （３”）

また、本実施形態の単焦点光学系では、複数の正レンズ成分は、最も拡大側に位置する前側正レンズ成分と、最も縮小側に位置する後側正レンズ成分と、を有し、
以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．１０＜ＳＦ₁₄−ＳＦ₁₅＜７．０ （４）
ここで、
ＳＦ₁₄＝（Ｒ_F14＋Ｒ_R14）／（Ｒ_F14−Ｒ_R14）、
ＳＦ₁₅＝（Ｒ_F15＋Ｒ_R15）／（Ｒ_F15−Ｒ_R15）であり、
Ｒ_F14は、前側正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
Ｒ_R14は、前側正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
Ｒ_F15は、後側正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
Ｒ_R15は、後側正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。

第１レンズ群において、複数の正レンズ成分が配置されている位置では、軸上光線高が高くなっている。そのため、複数の正レンズ成分における各レンズ成分の形状は、像全体の鮮鋭性に影響のある球面収差の補正に関係が深い。

また、この軸上光線束は、複数の正レンズ成分の拡大側では発散状態になっている。複数の正レンズ成分では、発散状態を収斂状態に転じさせるために、各正レンズ成分のシェーピングファクターが拡大側から縮小側にて負の方向になるように、正レンズ成分の各々を並べるのがよい。そして、複数の正レンズ成分のうち、両端に位置する正レンズ成分のシェーピングファクターの差がある適当な値をとることが必要である。

条件式（４）の上限値を上回らないようにするか、又は条件式（４）の下限値を下回らないようにすることで、口径比を大きくすると共に、画角を広くしても、球面収差を補正することが容易になる。

ここで、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４’）を満足するとより良い。
０．３０＜ＳＦ₁₄−ＳＦ₁₅＜６．０ （４’）
また、条件式（４）に代えて、以下の条件式（４”）を満足するとなお良い。
０．４５＜ＳＦ₁₄−ＳＦ₁₅＜５．５ （４”）

また、本実施形態の単焦点光学系では、第２副群は、１つの負レンズ成分のみで構成され、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．８０＜ＳＦ₁₆＜４．０ （５）
ここで、
ＳＦ₁₆＝（Ｒ_F16＋Ｒ_R16）／（Ｒ_F16−Ｒ_R16）であり、
Ｒ_F16は、第２副群の負レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
Ｒ_R16は、第２副群の負レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。

インナーフォーカスを用いる場合には、収差変動が問題となる。インナーフォーカスにおいて、光軸上を移動する群を第２副群にすると、収差変動を最も少なくできる。よって、安定したフォーカスが行える。更に、条件式（５）を満足することで、収差変動を十分に抑えることができる。

条件式（５）の上限値を上回らないようにすることで、非点収差の変動の増大を抑えることができる。条件式（５）の下限値を下回らないようにすることで、球面収差の変動の増大を抑えることができる。

ここで、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５’）を満足するとより良い。
０．８５＜ＳＦ₁₆＜３．０ （５’）
また、条件式（５）に代えて、以下の条件式（５”）を満足するとなお良い。
０．９０＜ＳＦ₁₆＜２．５ （５”）

また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
−０．４＜ＳＦ₂₁＜１．６ （６）
ここで、
ＳＦ₂₁＝（Ｒ_F21＋Ｒ_R21）／（Ｒ_F21−Ｒ_R21）であり、
Ｒ_F21は、前側副群の正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
Ｒ_R21は、前側副群の正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
である。

光学系の小型化や軽量化のためには、光学系を構成するレンズ成分の枚数を減らすことが好ましい。しかしながら、レンズ成分の枚数を減らしていくと、インナーフォーカスにおいて第２副群のみを移動した場合は、上述の条件式（５）を満足したとしても収差変動を十分に抑えられないことがある。このような場合には、第２副群との相対的間隔を変化させながら、前側副群を移動させると良い。そして、その場合、条件式（６）を満足すると良い。

条件式（６）の上限値を上回らないようにすることで、球面収差の変動の増大を抑えることができる。条件式（６）の下限値を下回らないようにすることで、非点収差の変動の増大を抑えることができる。

ここで、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６’）を満足するとより良い。
−０．２＜ＳＦ₂₁＜１．３ （６’）
また、条件式（６）に代えて、以下の条件式（６”）を満足するとなお良い。
０＜ＳＦ₂₁＜１．１ （６”）

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、第１副群は、最も縮小側に縮小側正レンズ成分を有し、縮小側正レンズ成分は正の単レンズであり、第２副群は負レンズ成分のみから構成され、横軸をＮｄ_1PR、及び縦軸をνｄ_1PRとする直交座標系において、Ｎｄ_1PR＝α×νｄ_1PR＋β_1PR、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、以下の条件式（１１）の範囲の下限値β_1PR＝２．２５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１２）及び（１３）で定まる領域との両方の領域に、縮小側正レンズ成分のＮｄ_1PR及びνｄ_1PRが含まれることが好ましい。
２．２５≦β_1PR （１１）
１．４０＜Ｎｄ_1PR （１２）
３５＜νｄ_1PR （１３）
ここで、
Ｎｄ_1PRは、縮小側正レンズ成分の屈折率、
νｄ_1PRは、縮小側正レンズ成分のアッベ数、
である。

第１副群において、複数の正レンズ成分が配置されている位置では、軸上光線高が高くなっている。そのため、複数の正レンズ成分では、特に、軸上色収差や球面収差の色収差が発生しやすい。

縮小側正レンズ成分は、第１副群において最も縮小側に位置している。この位置は、第１副群の接合レンズから最も離れた位置である。

第１レンズ群の小型化と軽量化のためには、縮小側正レンズ成分を単レンズにて構成することが好ましい。ただし、縮小側正レンズ成分が配置されている位置では、上述のように色収差が発生し易い。そこで、縮小側正レンズ成分を単レンズで構成する場合、この縮小側正レンズ成分の屈折率とアッベ数が、条件式（１１）、（１２）、（１３）で決まる領域に含まれるようにする。このようにすることで、軸上色収差や球面収差の色収差の発生を抑えることができる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第２副群は１つの負レンズ成分からなり、第２副群の負レンズ成分は単レンズであり、横軸をＮｄ_1NR、及び縦軸をνｄ_1NRとする直交座標系において、Ｎｄ_1NR＝α×νｄ_1NR＋β_1NR、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、以下の条件式（１４）の範囲の下限値β_1NR＝２．１５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１５）及び（１６）で定まる領域との両方の領域に、第２副群の負レンズ成分のＮｄ_1NR及びνｄ_1NRが含まれることが好ましい。
２．１５≦β_1NR （１４）
１．４５＜Ｎｄ_1NR （１５）
２５＜νｄ_1NR （１６）
ここで、
Ｎｄ_1NRは、第２副群の負レンズ成分の屈折率、
νｄ_1NRは、第２副群の負レンズ成分のアッベ数、
である。

第２副群がフォーカス時に移動する場合、色収差の変動の小さいことが望まれる。第２副群の負レンズ成分の屈折率とアッベ数が、条件式（１４）、（１５）、（１６）で決まる領域に含まれるようにする。このようにすることで、軸上色収差、倍率色収差、球面収差の色収差、あるいは色コマの発生を抑えることができる。

また、本実施形態の単焦点光学系では、第１レンズ群は、最も拡大側に拡大側レンズ成分を有し、以下の条件式（Ａ）を満足することが好ましい。
０＜ｆ／ｅ_N1F＜２ （Ａ）
ここで、
ｆは、無限遠物体合焦時の単焦点光学系全系の焦点距離、
ｅ_N1Fは、第１レンズ群の拡大側レンズ成分における最大有効口径、
である。

条件式（Ａ）の上限値を上回ると、画角を広げることが困難になる。すなわち、画角を広げようとすると、球面収差、歪曲収差及び非点収差が発生し易い。一方、条件式（Ａ）の下限値を下回ると、光学系が径方向に大型化し易い。

ここで、条件式（Ａ）に代えて、以下の条件式（Ａ’）を満足すると良い。
０．１＜ｆ／ｅ_N1F＜１．５ （Ａ’）
また、条件式（Ａ）に代えて、以下の条件式（Ａ’’）を満足するとなお良い。
０．２＜ｆ／ｅ_N1F＜１ （Ａ’’）

また、本実施形態の単焦点光学系では、開口絞りを有し、以下の条件式（Ｂ）を満足することが好ましい。
０＜（ｆ／ｅ_AS）／Ｆｎｏ＜２ （Ｂ）
ここで、
ｆは、無限遠物体合焦時の単焦点光学系全系の焦点距離、
ｅ_ASは、開口絞りの最大直径、
Ｆｎｏは、無限遠物体合焦時の単焦点光学系全系のＦナンバー、
である。

条件式（Ｂ）の上限値を上回ると、画角を広くすることが困難になる。すなわち、画角を広げようとすると、球面収差と色収差の補正が困難になる。一方、条件式（Ｂ）の下限値を下回ると、光学系が径方向に大型化し易い。

ここで、条件式（Ｂ）に代えて、以下の条件式（Ｂ’）を満足すると良い。
０．２＜（ｆ／ｅ_AS）／Ｆｎｏ＜１ （Ｂ’）
また、条件式（Ｂ）に代えて、以下の条件式（Ｂ’’）を満足するとなお良い。
０．３＜（ｆ／ｅ_AS）／Ｆｎｏ＜０．９ （Ｂ’’）

また、本実施形態の単焦点光学系は、以下の条件式（Ｃ）を満足することが好ましい。
０＜Ｔ_{air_max}／Σｄ≦０．２７ （Ｃ）
ここで、
Ｔ_{air_max}は、単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの間で最も大きい軸上空気間隔、
Σｄは、単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの軸上間隔、
である。

条件式（Ｃ）は、高い光学性能の確保、光学系の全長の短縮化及び結像光学系の外径の小径化に有利となる条件式である。

レンズ同士の空気間隔を適度に広くすることは、光学性能の向上に繋がる。ただし、Σｄ、すなわち、単焦点光学系の最も拡大側に位置するレンズ面から最も縮小側に位置するレンズ面までの軸上間隔に対して、レンズ同士の空気間隔を過剰に広げて光学性能を確保することは、光学系の全長の増加と光学系の大口径化につながり易い。

そこで、条件式（Ｃ）を満足することで、光学系の全長の短縮化と小径化を行いつつ、高い光学性能の実現に必要なレンズ枚数の確保に有利となる。

ここで、条件式（Ｃ）に代えて、以下の条件式（Ｃ’）を満足すると良い。
０．０３＜Ｔ_{air_max}／Σｄ≦０．２（Ｃ’）
また、条件式（Ｃ）に代えて、以下の条件式（Ｃ’’）を満足するとなお良い。
０．０７＜Ｔ_{air_max}／Σｄ≦０．１８（Ｃ’’）

また、本実施形態の光学装置は、光学系と、縮小側に配置された撮像素子と、を有し、
撮像素子は撮像面を有し、且つ光学系によって撮像面上に形成された像を電気信号に変換し、光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。

本実施形態の光学装置によれば、広い撮影範囲を、低ノイズ、高解像度で撮像することができる。

また、本実施形態の光学装置は、光学系と、縮小側に配置された表示素子と、を有し、
表示素子は表示面を有し、表示面上に表示された画像は、光学系によって拡大側に投影され、光学系が上述の単焦点光学系であることを特徴とする。

本実施形態の光学装置によれば、広い投影範囲に、低ノイズ、高解像度で像を投影することができる。

なお、上述の単焦点光学系や光学装置は、複数の構成を同時に満足してもよい。このようにすることが、良好な単焦点光学系や光学装置を得る上で好ましい。また、好ましい構成の組み合わせは任意である。また、各条件式について、より限定した条件式の数値範囲の上限値又は下限値のみを限定しても構わない。

以下に、単焦点光学系の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

以下、単焦点光学系の実施例１〜５を図面に基づいて説明する。実施例１〜５の単焦点光学系は、いずれもＦナンバーが１．５を下回る単焦点光学系である。

図１（ａ）〜図５（ａ）は、各実施例の単焦点光学系におけるレンズ断面図を示している。なお、レンズ断面図は、無限遠物体合焦時のレンズ断面図である。

また、図１（ｂ）〜図５（ｂ）は、各実施例の単焦点光学系における球面収差（ＳＡ）を示し、図１（ｃ）〜図５（ｃ）は非点収差（ＡＳ）を示し、図１（ｄ）〜図５（ｄ）は歪曲収差（ＤＴ）を示し、図１（ｅ）〜図５（ｅ）は歪曲収差（ＤＴ）を示している。なお、各収差図は、無限遠物体合焦時の収差図である。また“ω”は半画角を表している。

また、各実施例のレンズ断面図では、第１レンズ群をＧ１、第２レンズ群をＧ２、前側副群をＧ２ａ、後側副群をＧ２ｂ、カバーガラスをＣ、像面をＩで示してある。

また、図示しないが、第２レンズ群Ｇ２と像面Ｉとの間に、ローパスフィルタを構成する平行平板が配置されていても良い。なお、平行平板の表面に、赤外光を制限する波長域制限コートを施しても良い。また、カバーガラスＣの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスＣにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。

また、単焦点光学系を撮像に用いる場合、像面Ｉには撮像素子が配置される。一方、単焦点光学系を投影に用いる場合、像面Ｉには表示素子が配置される。各実施例の構成の説明では、単焦点光学系を撮像に用いることを前提に説明する。よって、拡大側を物体側、縮小側を像側とする。

実施例１に係る単焦点光学系について説明する。図１（ａ）は、実施例１係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図１（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例１に係る単焦点光学系の収差図である。

実施例１に係る単焦点光学系は、図１（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、で構成されている。第２副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。また、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、前側副群Ｇ２ａと、後側副群Ｇ２ｂと、で構成されている。前側副群Ｇ２ａは、両凸正レンズＬ１０で構成されている。後側副群Ｇ２ｂは、両凹負レンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ１１と両凸正レンズＬ１２とが接合されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動すると共に、両凸正レンズＬ１０が光軸に沿って物体側に移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、負メニスカスレンズＬ９の両面と、両凸正レンズＬ１０両面と、の合計６面に設けられている。

次に、実施例２に係る単焦点光学系について説明する。図２（ａ）は、実施例２に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例２に係る単焦点光学系の収差図である。

実施例２に係る単焦点光学系は、図２（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８と、で構成されている。第２副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。また、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、前側副群Ｇ２ａと、後側副群Ｇ２ｂと、で構成されている。前側副群Ｇ２ａは、両凸正レンズＬ１０で構成されている。後側副群Ｇ２ｂは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、で構成されている。ここで、負メニスカスレンズＬ１１と両凸正レンズＬ１２とが接合されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動すると共に、両凸正レンズＬ１０が光軸に沿って物体側に移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ９の両面と、両凸正レンズＬ１０両面と、の合計４面に設けられている。

次に、実施例３に係る単焦点光学系について説明する。図３（ａ）は、実施例３に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例３に係る単焦点光学系の収差図である。
実施例３に係る単焦点光学系は、図３（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、で構成されている。第２副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９で構成されている。ここで、正メニスカスレンズＬ３と負メニスカスレンズＬ４とが接合されている。また、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、前側副群Ｇ２ａと、後側副群Ｇ２ｂと、で構成されている。前側副群Ｇ２ａは、両凸正レンズＬ１０で構成されている。後側副群Ｇ２ｂは、両凹負レンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、で構成されている。ここで、両凹負レンズＬ１１と両凸正レンズＬ１２とが接合されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ９が光軸に沿って像側へ移動すると共に、両凸正レンズＬ１０が光軸に沿って物体側に移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ９の両面と、両凸正レンズＬ１０両面と、の合計４面に設けられている。

次に、実施例４に係る単焦点光学系について説明する。図４（ａ）は、実施例４に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例４に係る単焦点光学系の収差図である。

実施例４に係る単焦点光学系は、図４（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、で構成されている。第２副群は、ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。また、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。また、両凸正レンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、前側副群Ｇ２ａと、後側副群Ｇ２ｂと、で構成されている。前側副群Ｇ２ａは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凸正レンズＬ１２と、で構成されている。後側副群Ｇ２ｂは、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３で構成されている。ここで、負メニスカスレンズＬ１１と両凸正レンズＬ１２とが接合されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、負メニスカスレンズＬ１０が光軸に沿って像側へ移動すると共に、負メニスカスレンズＬ１１と両凸正レンズＬ１２とが光軸に沿って物体側に移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、負メニスカスレンズＬ１０の両面と、両凸正レンズＬ１２の像側面と、の合計５面に設けられている。

次に、実施例５に係る単焦点光学系について説明する。図５（ａ）は、実施例５に係る単焦点光学系のレンズ断面図である。図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は実施例５に係る単焦点光学系の収差図である。

実施例５に係る単焦点光学系は、図５（ａ）に示すように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は開口絞りＳを含んでいる。

第１レンズ群Ｇ１は、第１副群と、第２副群と、で構成されている。第１副群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、で構成されている。第２副群は、両凹負レンズＬ１０と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、で構成されている。ここで、両凸正レンズＬ３と両凹負レンズＬ４とが接合されている。また、両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。また、両凸正レンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。また、両凹負レンズＬ１０と負メニスカスレンズＬ１１とが接合されている。

第２レンズ群Ｇ２は、前側副群Ｇ２ａと、後側副群Ｇ２ｂと、で構成されている。前側副群Ｇ２ａは、両凸正レンズＬ１２で構成されている。後側副群Ｇ２ｂは、両凹負レンズＬ１３で構成されている。

また、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、両凹負レンズＬ１０と負メニスカスレンズＬ１１とが光軸に沿って像側へ移動する共に、両凸正レンズＬ１２とが光軸に沿って物体側に移動する。

非球面は、負メニスカスレンズＬ２の両面と、両凹負レンズＬ１０の物体側面と、負メニスカスレンズＬ１１の像側面と、両凸正レンズＬ１２の両面と、の合計６面に設けられている。

次に、上記各実施例の単焦点光学系を構成する光学部材の数値データを掲げる。なお、各実施例の数値データにおいて、ｒ１、ｒ２、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ１、ｄ２、…は各レンズの肉厚または空気間隔、ｎｄ１、ｎｄ２、…は各レンズのｄ線での屈折率、νｄ１、νｄ２、…は各レンズのアッベ数、＊印は非球面である。また、各種データにおいて、ｆは単焦点光学系全系の焦点距離、ＦＮＯ．はＦナンバー、ωは半画角、ＩＨは像高、ＦＢはバックフォーカス、ｆ１、ｆ２…は各レンズ群の焦点距離である。なお、全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。バックフォーカスは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。また、角度の単位は°（度）である。また、無限遠は無限遠物体合焦時、近距離は近距離物体合焦時を表す。また、近距離における値は、物体から像までの距離である。

また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとり、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０としたとき、次の式で表される。
ｚ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｙ／ｒ）²｝^1/2］
＋Ａ４ｙ⁴＋Ａ６ｙ⁶＋Ａ８ｙ⁸＋Ａ１０ｙ¹⁰
また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０^−ｎ」を示している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。

数値実施例１
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 45.177 1.50 1.48749 70.23
2 17.000 4.00
3* 21.613 1.50 1.49700 81.55
4* 16.408 3.71
5 33.130 4.48 1.96883 28.00
6 -186.862 1.04 1.54957 51.13
7 14.440 9.33
8 -18.541 1.20 1.85478 24.80
9 28.572 5.84 1.72861 54.71
10 -30.117 1.54
11 286.405 4.55 1.99807 29.24
12 -33.276 0.43
13 36.446 3.78 1.72662 54.82
14 -2481.168 1.40
15(絞り) ∞ 可変
16* 84.278 1.20 1.88202 37.22
17* 24.173 可変
18* 42.431 4.89 1.72905 54.69
19* -31.908 可変
20 -82.933 1.50 1.84665 23.78
21 36.531 5.54 1.60104 64.35
22 -28.145 13.06
23 ∞ 2.66 1.51633 64.14
24 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第３面
k=0.000
A4=5.19654e-05,A6=-2.81630e-07,A8=7.08313e-13
第４面
k=0.000
A4=5.38337e-05,A6=-3.12605e-07,A8=-7.17510e-10
第１６面
k=0.000
A4=-1.30471e-05,A6=1.96636e-07,A8=-5.69299e-10
第１７面
k=0.000
A4=-7.78499e-06,A6=1.86510e-07,A8=-3.57991e-10
第１８面
k=0.000
A4=-1.34050e-07,A6=8.63654e-09,A8=-4.17685e-11
第１９面
k=0.000
A4=2.46242e-05,A6=-1.08174e-08,A8=-3.39479e-11

各種データ
ｆ 14.43
ＦＮＯ． 1.29
２ω 82.71
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 15.81
全長(in air) 88.12

無限遠 近距離
d15 4.10 6.92
d17 8.69 4.33
d19 2.10 3.63

各群焦点距離
f1=121.52 f2=24.62 f2a=25.69 f2b=172.42

数値実施例２
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 45.036 1.50 1.48749 70.23
2 18.798 3.57
3 31.519 1.50 1.43700 95.00
4 18.954 3.09
5 33.264 4.23 2.00100 29.14
6 -654.148 1.00 1.57135 52.95
7 14.026 9.91
8 -16.426 1.20 1.85478 24.80
9 36.552 5.68 1.72916 54.68
10 -27.504 0.41
11 921.803 4.77 2.00100 29.14
12 -29.779 0.50
13 33.641 3.87 1.72916 54.68
14 802.835 1.49
15(絞り) ∞ 可変
16* 128.134 1.20 1.88202 37.22
17* 25.190 可変
18* 45.242 5.17 1.69350 53.21
19* -30.726 可変
20 180.235 1.50 1.85478 24.80
21 24.427 7.24 1.49700 81.61
22 -27.240 12.81
23 ∞ 2.66 1.51633 64.14
24 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第１６面
k=0.000
A4=-2.35489e-05,A6=2.08977e-07,A8=-5.75192e-10
第１７面
k=0.000
A4=-1.64225e-05,A6=2.02401e-07,A8=-4.53593e-10
第１８面
k=0.000
A4=-4.76620e-06,A6=2.89813e-09,A8=1.65972e-12
第１９面
k=0.000
A4=1.85762e-05,A6=-1.85673e-08,A8=-2.32249e-12

各種データ
ｆ 14.43
ＦＮＯ． 1.28
２ω 82.98
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 15.56
全長(in air) 87.36

無限遠 近距離
d15 4.10 6.71
d17 7.77 4.10
d19 2.10 3.16

各群焦点距離
f1=247.84 f2=24.10 f2a=27.14 f2b=108.74

数値実施例３
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 45.139 1.50 1.48749 70.23
2 19.428 2.14
3 25.204 3.00 2.00100 29.14
4 30.000 0.89
5 32.668 3.89 2.00100 29.14
6 145.374 1.06 1.69895 30.13
7 15.005 7.16
8 -16.973 1.20 1.85478 24.80
9 33.157 6.55 1.80440 39.59
10 -31.101 0.40
11 -291.093 4.14 2.00100 29.14
12 -33.778 0.55
13 31.502 4.59 1.72916 54.68
14 -2185.944 1.40
15(絞り) ∞ 可変
16* 228.186 1.20 1.58313 59.38
17* 18.790 可変
18* 30.585 7.76 1.69350 53.21
19* -27.119 可変
20 -47.315 1.50 1.85478 24.80
21 25.460 5.95 1.72916 54.68
22 -38.878 13.73
23 ∞ 2.66 1.51633 64.14
24 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第１６面
k=0.000
A4=-3.19803e-05,A6=2.26858e-07,A8=-5.60129e-10
第１７面
k=0.000
A4=-3.67839e-05,A6=2.04164e-07,A8=-5.35483e-10
第１８面
k=0.000
A4=-5.17599e-06,A6=-6.11069e-09,A8=-2.12624e-11
第１９面
k=0.000
A4=1.87622e-05,A6=-1.76699e-08,A8=-1.41729e-12

各種データ
ｆ 20.62
ＦＮＯ． 1.29
２ω 62.33
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 16.49
全長(in air) 87.07

無限遠 近距離
d15 4.14 4.74
d17 9.36 8.58
d19 2.20 2.38

各群焦点距離
f1=1356.56 f2=24.94 f2a=21.93 f2b=-391.37

数値実施例４
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 54.301 1.50 1.48749 70.23
2 17.105 4.00
3* 22.655 1.50 1.49700 81.61
4* 13.783 5.65
5 47.419 4.91 2.00100 29.14
6 -40.946 1.50 1.49700 81.61
7 17.739 6.17
8 -18.916 1.20 1.85478 24.80
9 22.938 5.88 1.72916 54.68
10 -30.236 1.43
11(絞り) ∞ 1.00
12 86.514 5.50 2.00100 29.14
13 -30.725 0.40
14 31.726 7.58 1.49700 81.61
15 -23.755 1.20 2.00100 29.14
16 -72.101 可変
17* 58.976 1.20 1.88202 37.22
18* 23.004 可変
19 35.206 1.50 1.85478 24.80
20 21.523 7.64 1.69350 53.21
21* -23.391 可変
22 -89.135 1.50 1.85478 24.80
23 -355.544 10.81
24 ∞ 2.66 1.51633 64.14
25 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第３面
k=0.000
A4=4.11853e-05,A6=-5.16604e-07,A8=1.05864e-09
第４面
k=0.000
A4=4.38670e-05,A6=-6.01995e-07,A8=-1.18982e-10
第１７面
k=0.000
A4=-8.15788e-06,A6=1.62936e-07,A8=-2.77428e-10
第１８面
k=0.000
A4=-5.38507e-06,A6=1.41312e-07,A8=-6.87814e-11
第２１面
k=0.000
A4=3.31222e-05,A6=-3.47713e-08,A8=4.91193e-11

各種データ
ｆ 14.43
ＦＮＯ． 1.28
２ω 82.67
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 13.57
全長(in air) 86.94

無限遠 近距離
d16 2.10 4.37
d18 7.69 5.40
d21 2.31 2.33

各群焦点距離
f1=55.58 f2=26.39 f2a=22.87 f2b=-139.53

数値実施例５
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 56.666 1.50 1.48749 70.23
2 17.381 4.00
3* 26.130 1.50 1.49700 81.61
4* 14.593 5.45
5 36.407 5.70 2.00100 29.14
6 -43.000 1.07 1.51633 64.14
7 17.284 6.73
8 -16.026 1.20 1.85478 24.80
9 31.874 5.80 1.72916 54.68
10 -24.566 1.40
11 絞り 1.00
12 74.674 5.36 2.00100 29.14
13 -35.918 0.40
14 38.381 7.78 1.49700 81.61
15 -21.723 1.20 2.00100 29.14
16 -51.835 可変
17* -876.835 1.90 1.49700 81.61
18 4834.356 1.01 1.88202 37.22
19* 34.099 可変
20* 26.746 7.90 1.59201 67.02
21* -19.467 可変
22 -101.033 1.50 1.85478 24.80
23 665.463 11.44
24 ∞ 2.66 1.51633 64.14
25 ∞ 1.00
像面 ∞

非球面データ
第３面
k=0.000
A4=3.02491e-05,A6=-2.96892e-07,A8=7.24372e-10
第４面
k=0.000
A4=2.08903e-05,A6=-3.62573e-07,A8=-1.14396e-10
第１７面
k=0.000
A4=4.34401e-05,A6=-7.16017e-08,A8=2.37592e-10
第１９面
k=0.000
A4=2.76916e-05,A6=-1.05004e-08,A8=3.38439e-11
第２０面
k=0.000
A4=-1.95186e-05,A6=2.00819e-08,A8=-8.54673e-12
第２１面
k=0.000
A4=4.36333e-05,A6=-5.29835e-08,A8=2.29440e-10

各種データ
ｆ 14.43
ＦＮＯ． 1.28
２ω 80.38
ＩＨ 11.15
ＦＢ(in air) 14.19
全長(in air) 87.58

無限遠 近距離
d16 2.10 3.56
d19 6.79 4.14
d21 2.10 3.29

各群焦点距離
f1=88.93 f2=24.05 f2a=20.32 f2b=-102.53

次に、各実施例における条件式（１）〜（６）、（１１）〜（１６）、（Ａ）〜（Ｃ）の値を掲げる。-（ハイフン）は対応値がないことを示す。

条件式 実施例１ 実施例２ 実施例３
(1)SF₁₁ 2.207 2.433 2.511
(2)SF₁₂ 2.545 2.458 2.699
(3)SF₁₃ -4.203 -3.966 -3.403
(4)SF₁₄-SF₁₅ 1.763 2.025 2.234
(5)SF₁₆ 1.804 1.489 1.179
(6)SF₂₁ 0.142 0.191 0.060
(11)β_1PR 2.275 2.276 2.276
(12)Nd_1PR 1.72662 1.72916 1.72916
(13)νd_1PR 54.82 54.68 54.68
(14)β_1NR 2.254 2.254 2.177
(15)Nd_1NR 1.88202 1.88202 1.58313
(16)νd_1NR 37.22 37.22 59.38
(A)f/e_N1F 0.409605 0.422059 0.645649424
(B)(f/e_AS)/Fno 0.496762 0.497197 0.676205414
(C)T_{air_max}/Σd 0.129058 0.13808 0.132682123

条件式 実施例４ 実施例５
(1)SF₁₁ 1.920 1.885
(2)SF₁₂ 2.195 2.808
(3)SF₁₃ -4.342 -4.754
(4)SF₁₄-SF₁₅ 0.865 0.500
(5)SF₁₆ 2.279 0.925
(6)SF₂₁ 0.202 0.158
(11)β_1PR - -
(12)Nd_1PR - -
(13)νd_1PR - -
(14)β_1NR 2.254 -
(15)Nd_1NR 1.88202 -
(16)νd_1NR 37.22 -
(A)f/e_N1F 0.416962387 0.397884552
(B)(f/e_AS)/Fno 0.480486104 0.493256505
(C)T_{air_max}/Σd 0.104847505 0.107655992

本実施形態の光学装置としては、例えば、撮像装置や投影装置がある。以下、撮像装置と投影装置の具体例を説明する。

図６は、撮像装置としての一眼ミラーレスカメラの断面図である。図６において、一眼ミラーレスカメラ１の鏡筒内には撮影光学系２が配置される。マウント部３は、撮影光学系２を一眼ミラーレスカメラ１のボディに着脱可能とする。マウント部３としては、スクリュータイプのマウントやバヨネットタイプのマウント等が用いられる。この例では、バヨネットタイプのマウントを用いている。また、一眼ミラーレスカメラ１のボディには、撮像素子面４、バックモニタ５が配置されている。なお、撮像素子としては、小型のＣＣＤ又はＣＭＯＳ等が用いられている。

そして、一眼ミラーレスカメラ１の撮影光学系２として、例えば上記実施例１〜５に示した単焦点光学系が用いられる。

図７、図８は、撮像装置の構成の概念図を示す。図７は撮像装置としての一眼ミラーレスカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図８は同後方斜視図である。この一眼ミラーレスカメラ４０の撮影光学系４１に、上記実施例１〜５に示した単焦点光学系が用いられている。

この実施形態の一眼ミラーレスカメラ４０は、撮影用光路４２上に位置する撮影光学系４１、シャッターボタン４５、液晶表示モニター４７等を含み、一眼ミラーレスカメラ４０の上部に配置されたシャッターボタン４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば実施例１の単焦点光学系を通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、結像面近傍に設けられた撮像素子（光電変換面）上に形成される。この撮像素子で受光された物体像は、処理手段によって電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、撮影された電子画像は記憶手段に記録することができる。

図９は、一眼ミラーレスカメラ４０の主要部の内部回路を示すブロック図である。なお、以下の説明では、前述した処理手段は、例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部２４、一時記憶メモリ１７、画像処理部１８等で構成され、記憶手段は、記憶媒体部１９等で構成される。

図９に示すように、一眼ミラーレスカメラ４０は、操作部１２と、この操作部１２に接続された制御部１３と、この制御部１３の制御信号出力ポートにバス１４及び１５を介して接続された撮像駆動回路１６並びに一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１を備えている。

上記の一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１は、バス２２を介して相互にデータの入力、出力が可能とされている。また、撮像駆動回路１６には、ＣＣＤ４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部２４が接続されている。

操作部１２は、各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部１３に通知する。制御部１３は、例えばＣＰＵなどからなる中央演算処理装置であって、不図示のプログラムメモリを内蔵し、プログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、一眼ミラーレスカメラ４０全体を制御する。

ＣＣＤ４９は、撮像駆動回路１６により駆動制御され、撮影光学系４１を介して形成された物体像の画素ごとの光量を電気信号に変換し、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４に出力する撮像素子である。

ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４は、ＣＣＤ４９から入力する電気信号を増幅し、かつ、アナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時記憶メモリ１７に出力する回路である。

一時記憶メモリ１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４から出力されるＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１８は、一時記憶メモリ１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１３にて指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。

記憶媒体部１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、これらのフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１８で画像処理された画像データを記録して保持する。

表示部２０は、液晶表示モニター４７などにて構成され、撮影したＲＡＷデータ、画像データや操作メニューなどを表示する。設定情報記憶メモリ部２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、操作部１２の入力操作によってＲＯＭ部から読み出された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。

このように構成された一眼ミラーレスカメラ４０では、撮影光学系４１として本発明の単焦点光学系を採用することで、広い撮影範囲を、低ノイズ、高解像度で撮像することができる。なお、本発明の単焦点光学系は、クイックリターンミラーを持つタイプの撮像装置にも用いることができる。

図１０は、投影装置としてのプロジェクタの断面図である。図１０に示すように、プロジェクタ１００は、光源部１１０と、照明部１２０と、画像形成部１３０と、投射部１４０と、を有する。

光源部１１０は、光源１１１と反射部材１１２とを有する。光源１１１からは照明光が出射する。照明光は白色光である。照明光は反射部材１１２で反射され、照明部１２０に入射する。

照明部１２０は、第１のダイクロイックミラー１２１と、第２のダイクロイックミラー１２２と、第３のダイクロイックミラー１２３と、第１の反射部材１２４と、第２の反射部材１２５と、を有する。

第１のダイクロイックミラー１２１では、赤色の波長域の光（以下、「赤色光」という）が透過され、それ以外の波長域の光は反射される。第２のダイクロイックミラー１２２では、緑色の波長域の光（以下、「緑色光」という）が反射され、それ以外の波長域の光は透過される。第３のダイクロイックミラー１２３では、青色の波長域の光（以下、「青色光」という）が反射され、それ以外の波長域の光は透過される。赤色光、緑色光および青色光は、画像形成部１３０に入射する。なお、第３のダイクロイックミラー１２３の代わりに、通常の平面反射鏡を用いても良い。

画像形成部１３０は、第１の表示素子１３１と、第２の表示素子１３２と、第３の表示素子１３３と、を有する。

第１の表示素子１３１には、第１の反射部材１２４を介して赤色光が照射される。第２の表示素子１３２には緑色光が照射される。第３の表示素子１３３には、第２の反射部材１２５を介して青色光が照射される。

ここで、第１の表示素子１３１、第２の表示素子１３２及び第３の表示素子１３３には、同じ画像が表示されている。よって、第１の表示素子１３１では赤色の画像が表示され、第２の表示素子１３２では緑色の画像が表示され、第３の表示素子１３３では青色の画像が表示される。

第１の表示素子１３１、第２の表示素子１３２及び第３の表示素子１３３から出射した光は、投射部１４０に入射する。

投射部１４０は、ダイクロイックプリズム１４１と、投影光学系１４２と、を有する。

第１の表示素子１３１、第２の表示素子１３２及び第３の表示素子１３３から出射した光は、ダイクロイックプリズム１４１で合成される。上述のように、画像形成部１３０では、赤色の画像、緑色の画像及び青色の画像が表示されている。ダイクロイックプリズム１４１によって、３つの画像が合成される。

投影光学系１４２は、合成された３つの画像を所定の位置に投影する。この投影光学系１４２に、例えば上記実施例１〜５に示した単焦点光学系が用いられている。

なお、画像形成部１３０は、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）等のライトバルブとしても良い。この場合、光源部１１０からの光をライトバルブで反射させ、ライトバルブからの画像を、投射部１４０にて拡大投影するように構成すれば良い。

このように構成されたプロジェクタ１００では、投影光学系１４２として本発明の単焦点光学系を採用することで、広い投影範囲に、低ノイズ、高解像度で像を投影することができる。

以上のように、本発明に係る単焦点光学系は、広い画角と小さいＦナンバーを有しながらも、諸収差が良好に補正された単焦点光学系に適している。また、本発明に係る光学装置は、広い撮影範囲を、低ノイズ、高解像度で撮像する撮像装置や、広い投影範囲に、低ノイズ、高解像度で像を投影する投影装置に適している。

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ２ａ 前側副群
Ｇ２ｂ 後側副群
Ｓ 明るさ（開口）絞り
Ｉ 像面
１ 一眼ミラーレスカメラ
２ 撮影光学系
３ 鏡筒のマウント部
４ 撮像素子面
５ バックモニタ
１２ 操作部
１３ 制御部
１４、１５ バス
１６ 撮像駆動回路
１７ 一時記憶メモリ
１８ 画像処理部
１９ 記憶媒体部
２０ 表示部
２１ 設定情報記憶メモリ部
２２ バス
２４ ＣＤＳ／ＡＤＣ部
４０ 一眼ミラーレスカメラ
４１ 撮影光学系
４２ 撮影用光路
４５ シャッターボタン
４７ 液晶表示モニター
４９ ＣＣＤ
１００ プロジェクタ
１１０ 光源部
１１１ 光源
１１２ 反射部材
１２０ 照明部
１２１ 第１のダイクロイックミラー
１２２ 第２のダイクロイックミラー
１２３ 第３のダイクロイックミラー
１２４ 第１の反射部材
１２５ 第２の反射部材
１３０ 画像形成部
１３１ 第１の表示素子
１３２ 第２の表示素子
１３３ 第３の表示素子
１４０ 投射部
１４１ ダイクロイックプリズム
１４２ 投影光学系

Claims (26)

1. 距離が長い方の拡大側の共役点と距離が短い方の縮小側の共役点との共役関係を形成する単焦点光学系であって、
   前記単焦点光学系は、拡大側から順に、
   第１レンズ群と、
   正の屈折力を有する第２レンズ群と、から構成され、
   レンズ成分は、単レンズ又は接合レンズであり、
   前記第１レンズ群は、最も縮小側に縮小側負レンズ成分を有し、
   更に、前記第１レンズ群は、前記縮小側負レンズ成分を含めて３つ以上の負レンズ成分を有し、
   前記第２レンズ群は、拡大側から順に、前側副群と、後側副群と、からなり、
   前記前側副群は、正のレンズ成分のみからなり、
   前記後側副群は、少なくとも負レンズを有することを特徴とする単焦点光学系。
2. 前記後側副群の前記負レンズは、隣接する正レンズと接合されていることを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
3. 前記第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、
   前記第２副群は負レンズ成分のみから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の単焦点光学系。
4. 前記第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、
   前記第２副群は負レンズ成分のみから構成され、
   前記第２副群は、縮小側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の単焦点光学系。
5. 前記第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、
   前記第２副群は負レンズ成分のみから構成され、
   前記第２副群が光軸上を移動することにより合焦を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の単焦点光学系。
6. 前記第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、
   前記第１副群は、最も縮小側に縮小側正レンズ成分を有し、
   前記第２副群は負レンズ成分のみから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の単焦点光学系。
7. 前記第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、
   前記第２副群は負レンズ成分のみから構成され、
   フォーカス時に、前記第１副群と前記第２副群との間隔、前記第２副群と前記前側副群との間隔、及び前記前側副群と前記後側副群との間隔が変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の単焦点光学系。
8. 前記第１副群と前記後側副群はフォーカス時には固定であることを特徴とする請求項７に記載の単焦点光学系。
9. 前記第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、
   前記第１副群は、最も拡大側に拡大側レンズ成分を有し、
   前記拡大側レンズ成分は負の単レンズであり、
   前記第２副群は負レンズ成分のみから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の単焦点光学系。
10. 前記第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、
    前記第１副群は、接合レンズを含み、
    前記第１副群の前記接合レンズは、拡大側から順に、負レンズと正レンズとからなり、
    前記第１副群の前記接合レンズの形状は、拡大側に凹面を向けたメニスカス形状であり、
    前記第２副群は負レンズ成分のみから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の単焦点光学系。
11. 前記第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、
    前記第１副群は、接合レンズと、縮小側レンズ成分と、を含み、
    前記第１副群の前記接合レンズは、拡大側から順に、負レンズと正レンズとからなり、
    前記第１副群の前記接合レンズの形状は、拡大側に凹面を向けたメニスカス形状であり、
    前記縮小側レンズ成分は、前記第１副群の前記接合レンズの拡大側に、前記第１副群の前記接合レンズと隣接して配置され、
    前記縮小側レンズ成分の形状は、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状であり、
    前記第２副群は負レンズ成分のみから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の単焦点光学系。
12. 前記第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、
    前記第２副群は１つの負レンズ成分のみから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の単焦点光学系。
13. 前記第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、
    前記第１副群は、拡大側から順に、接合レンズと、複数の正レンズ成分と、を含み、
    前記複数の正レンズ成分は、隣り合う全ての正レンズ成分を含み、
    前記第１副群の前記接合レンズは、拡大側から順に、負レンズと正レンズとからなり、
    前記第１副群の前記接合レンズの形状は、拡大側に凹面を向けたメニスカス形状であり、
    前記第２副群は負レンズ成分のみから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の単焦点光学系。
14. 以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項９に記載の単焦点光学系。
    ０．７５＜ＳＦ₁₁＜３．５ （１）
    ここで、
    ＳＦ₁₁＝（Ｒ_F11＋Ｒ_R11）／（Ｒ_F11−Ｒ_R11）であり、
    Ｒ_F11は、前記拡大側レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
    Ｒ_R11は、前記拡大側レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
    である。
15. 前記第１副群の前記接合レンズの拡大側に、縮小側レンズ成分を有し、
    前記縮小側レンズ成分の形状は、拡大側に凸面を向けたメニスカス形状であり、
    以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１０に記載の単焦点光学系。
    １．４＜ＳＦ₁₂＜１５ （２）
    ここで、
    ＳＦ₁₂＝（Ｒ_F12＋Ｒ_R12）／（Ｒ_F12−Ｒ_R12）であり、
    Ｒ_F12は、前記縮小側レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
    Ｒ_R12は、前記縮小側レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
    である。
16. 以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１０に記載の単焦点光学系。
    −１５＜ＳＦ₁₃＜−２．０ （３）
    ここで、
    ＳＦ₁₃＝（Ｒ_F13＋Ｒ_R13）／（Ｒ_F13−Ｒ_R13）であり、
    Ｒ_F13は、前記第１副群の前記接合レンズにおける拡大側面の曲率半径、
    Ｒ_R13は、前記第１副群の前記接合レンズにおける縮小側面の曲率半径、
    である。
17. 前記複数の正レンズ成分は、最も拡大側に位置する前側正レンズ成分と、最も縮小側に位置する後側正レンズ成分と、を有し、
    以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１３に記載の単焦点光学系。
    ０．１０＜ＳＦ₁₄−ＳＦ₁₅＜７．０ （４）
    ここで、
    ＳＦ₁₄＝（Ｒ_F14＋Ｒ_R14）／（Ｒ_F14−Ｒ_R14）、
    ＳＦ₁₅＝（Ｒ_F15＋Ｒ_R15）／（Ｒ_F15−Ｒ_R15）であり、
    Ｒ_F14は、前記前側正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
    Ｒ_R14は、前記前側正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
    Ｒ_F15は、前記後側正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
    Ｒ_R15は、前記後側正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
    である。
18. 前記第２副群は、１つの負レンズ成分のみで構成され、
    以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項５に記載の単焦点光学系。
    ０．８０＜ＳＦ₁₆＜４．０ （５）
    ここで、
    ＳＦ₁₆＝（Ｒ_F16＋Ｒ_R16）／（Ｒ_F16−Ｒ_R16）であり、
    Ｒ_F16は、前記第２副群の前記負レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
    Ｒ_R16は、前記第２副群の前記負レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
    である。
19. 以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１８に記載の単焦点光学系。
    −０．４＜ＳＦ₂₁＜１．６ （６）
    ここで、
    ＳＦ₂₁＝（Ｒ_F21＋Ｒ_R21）／（Ｒ_F21−Ｒ_R21）であり、
    Ｒ_F21は、前記前側副群の前記正レンズ成分における拡大側面の曲率半径、
    Ｒ_R21は、前記前側副群の前記正レンズ成分における縮小側面の曲率半径、
    である。
20. 前記第１レンズ群は、拡大側から順に、第１副群と第２副群と、からなり、
    前記第１副群は、最も縮小側に縮小側正レンズ成分を有し、
    前記縮小側正レンズ成分は正の単レンズであり、
    前記第２副群は負レンズ成分のみから構成され、
    横軸をＮｄ_1PR、及び縦軸をνｄ_1PRとする直交座標系において、
    Ｎｄ_1PR＝α×νｄ_1PR＋β_1PR、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、
    以下の条件式（１１）の範囲の下限値β_1PR＝２．２５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１２）及び（１３）で定まる領域との両方の領域に、前記縮小側正レンズ成分のＮｄ_1PR及びνｄ_1PRが含まれることを特徴とする請求項１に記載の単焦点光学系。
    ２．２５≦β_1PR （１１）
    １．４０＜Ｎｄ_1PR （１２）
    ３５＜νｄ_1PR （１３）
    ここで、
    Ｎｄ_1PRは、前記縮小側正レンズ成分の屈折率、
    νｄ_1PRは、前記縮小側正レンズ成分のアッベ数、
    である。
21. 前記第２副群は１つの負レンズ成分からなり、前記第２副群の前記負レンズ成分は単レンズであり、
    横軸をＮｄ_1NR、及び縦軸をνｄ_1NRとする直交座標系において、
    Ｎｄ_3PF＝α×νｄ_1NR＋β_1NR、但し、α＝−０．０１、で表される直線を設定したときに、
    以下の条件式（１４）の範囲の下限値β_1NR＝２．１５であるときの直線で定まる領域と、以下の条件式（１５）及び（１６）で定まる領域との両方の領域に、前記第２副群の前記負レンズ成分のＮｄ_1NR及びνｄ_1NRが含まれることを特徴とする請求項７又は８に記載の単焦点光学系。
    ２．１５≦β_1NR （１４）
    １．４５＜Ｎｄ_1NR （１５）
    ２５＜νｄ_1NR （１６）
    ここで、
    Ｎｄ_1NRは、前記第２副群の前記負レンズ成分の屈折率、
    νｄ_1NRは、前記第２副群の前記負レンズ成分のアッベ数、
    である。
22. 前記第１レンズ群は、最も拡大側に拡大側レンズ成分を有し、
    以下の条件式（Ａ）を満足することを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
    ０＜ｆ／ｅ_N1F＜２ （Ａ）
    ここで、
    ｆは、無限遠物体合焦時の前記単焦点光学系全系の焦点距離、
    ｅ_N1Fは、前記第１レンズ群の前記拡大側レンズ成分における最大有効口径、
    である。
23. 開口絞りを有し、
    以下の条件式（Ｂ）を満足することを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
    ０＜（ｆ／ｅ_AS）／Ｆｎｏ＜２ （Ｂ）
    ここで、
    ｆは、無限遠物体合焦時の前記単焦点光学系全系の焦点距離、
    ｅ_ASは、前記開口絞りの最大直径、
    Ｆｎｏは、無限遠物体合焦時の前記単焦点光学系全系のＦナンバー、
    である。
24. 以下の条件式（Ｃ）を満足することを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の単焦点光学系。
    ０＜Ｔ_{air_max}／Σｄ≦０．２７ （Ｃ）
    ここで、
    Ｔ_{air_max}は、前記単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの間で最も大きい軸上空気間隔、
    Σｄは、前記単焦点光学系の最も拡大側に位置する面から最も縮小側に位置する面までの軸上間隔、
    である。
25. 光学系と、縮小側に配置された撮像素子と、を有し、
    前記撮像素子は撮像面を有し、且つ前記光学系によって前記撮像面上に形成された像を電気信号に変換し、
    前記光学系が請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の単焦点光学系であることを特徴とする光学装置。
26. 光学系と、縮小側に配置された表示素子と、を有し、
    前記表示素子は表示面を有し、
    前記表示面上に表示された画像は、前記光学系によって拡大側に投影され、
    前記光学系が請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の単焦点光学系であることを特徴とする光学装置。

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