光学系统、具有该光学系统的摄像装置以及光学系统的制造方法与流程
本发明涉及光学系统、具有该光学系统的摄像装置以及光学系统的制造方法。
背景技术：
以往，公开有许多所谓后焦点式镜头(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2011-170128号公报
技术实现要素：
发明所要解决的课题
但是，以往的后焦点式镜头对彗差的校正不充分。
用于解决课题的手段
根据本发明的第1方式，光学系统沿着光轴从物体侧依次具备：第1透镜组，具有正的光焦度，在进行对焦时相对于像面被固定；以及第2透镜组，具有正的光焦度，在进行对焦时沿着光轴移动，所述第1透镜组具备：第1部分透镜组，具有至少两个正透镜，且具有正的光焦度；以及负透镜，所述第2透镜组具备：至少一个弯月形状的透镜，凸面朝向物体侧；至少一个负透镜，相比所述弯月形状的透镜配置于像面侧；第2部分透镜组，与所述至少一个负透镜中的负的光焦度最强的负透镜的像面侧相邻地配置，具有至少一个正透镜，且具有正的光焦度；以及接合透镜，配置在所述第2部分透镜组的像面侧，通过多个透镜接合而成，且具有正的光焦度，所述第2部分透镜组的最靠像面侧的透镜面和所述接合透镜的最靠物体侧的透镜面形成为凸向像面侧的形状，并隔着空气间隔彼此相对，且满足以下的条件式：
-1.00<(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)<0.00
其中，
rbc1：所述第2部分透镜组的最靠像面侧的所述透镜面的曲率半径，
rbc2：所述接合透镜的最靠物体侧的所述透镜面的曲率半径。
根据本发明的第2方式，优选的是，在第1方式的光学系统中，满足以下的条件式：
0.00<|(ra2-ra1)/(ra2+ra1)|<1.00
其中，
ra1：所述弯月形状的透镜的物体侧透镜面的曲率半径，
ra2：所述弯月形状的透镜的像面侧透镜面的曲率半径。
根据本发明的第3方式，优选的是，在第1或第2方式的光学系统中，满足以下的条件式：
0.40<f2/f0<1.00
其中，
f2：所述第2透镜组的焦距，
f0：无限远对焦时的整个系统的焦距。
根据本发明的第4方式，优选的是，在第1至第3中的任意一个方式的光学系统中，满足以下的条件式：
0.80<f1/f0<10.00
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f0：无限远对焦时的整个系统的焦距。
根据本发明的第5方式，优选的是，在第1至第4中的任意一个方式的光学系统中，满足以下的条件式：
55.00<νd1a
其中，
νd1a：所述第1部分透镜组中的所述至少两个正透镜的阿贝数的平均值。
根据本发明的第6方式，优选的是，在第1至第5中的任意一个方式的光学系统中，满足以下的条件式：
50.00<νd2b
其中，
νd2b：所述第2部分透镜组中的所述至少一个正透镜的阿贝数的平均值。
根据本发明的第7方式，优选的是，在第1至第6中的任意一个方式的光学系统中，满足以下的条件式：
0.50<f2c/f0<3.00
其中，
f2c：所述接合透镜的焦距，
f0：无限远对焦时的整个系统的焦距。
根据本发明的第8方式，优选的是，在第1至第7中的任意一个方式的光学系统中，所述接合透镜具备至少一个正透镜和至少一个负透镜，且满足以下的条件式：
0.10<n2cp-n2cn<0.50
其中，
n2cp：所述接合透镜的所述至少一个正透镜中配置在最靠像面侧的像面侧正透镜的对d线的折射率，
n2cn：所述接合透镜的所述至少一个负透镜中与所述像面侧正透镜的物体侧接合的负透镜的对d线的折射率。
根据本发明的第9方式，优选的是，在第1至第8中的任意一个方式的光学系统中，在比所述第1透镜组靠像面侧处具有决定f值的孔径光阑。
根据本发明的第10方式，优选的是，在第1至第8中的任意一个方式的光学系统中，在所述第2透镜组中具有决定f值的孔径光阑。
根据本发明的第11方式，优选的是，在第1至第8中的任意一个方式的光学系统中，在所述弯月形状的透镜与配置在所述第2透镜组中的所述至少一个负透镜中配置在最靠物体侧的负透镜之间，具有决定f值的孔径光阑。
根据本发明的第12方式，优选的是，在第1至第11中的任意一个方式的光学系统中，具备至少一个非球面。
根据本发明的第13方式，优选的是，在第1至第12中的任意一个方式的光学系统中，在光学面的至少一面设置有增透膜，所述增透膜包含至少一层使用湿法形成的层。
根据本发明的第14方式，优选的是，在第13方式的光学系统中，所述增透膜为多层膜，所述使用湿法形成的层为构成所述多层膜的层中的最靠表面侧的层。
根据本发明的第15方式，优选的是，在第13或第14方式的光学系统中，在设所述使用湿法形成的层的对d线(波长λ＝587.6nm)的折射率为nd时，nd为1.30以下。
根据本发明的第16方式，优选的是，在第13至第15中的任意一个方式的光学系统中，设置有所述增透膜的所述光学面为从孔径光阑观察时呈凹形状的透镜面。
根据本发明的第17方式，优选的是，在第16方式的光学系统中，所述从孔径光阑观察时呈凹形状的透镜面为像面侧的透镜面。
根据本发明的第18方式，优选的是，在第16方式的光学系统中，所述从孔径光阑观察时呈凹形状的透镜面为物体侧的透镜面。
根据本发明的第19方式，优选的是，在第13至第18中的任意一个方式的光学系统中，设置有所述增透膜的所述光学面为从物体侧观察时呈凹形状的透镜面。
根据本发明的第20方式，优选的是，在第13至第18中的任意一个方式的光学系统中，设置有所述增透膜的所述光学面为从像面侧观察时呈凹形状的透镜面。
根据本发明的第21方式，提供一种摄像装置，具备第1至第20中的任意一个方式的光学系统。
根据本发明的第22方式，光学系统，沿着光轴从物体侧依次具备：第1透镜组，具有正的光焦度，在进行对焦时相对于像面在光轴方向上被固定；第2透镜组，具有正的光焦度，为了进行对焦而沿着光轴移动；以及第3透镜组，具有正的光焦度，在进行对焦时，相对于像面在光轴方向上被固定，所述第1透镜组具备部分透镜组和负透镜，所述部分透镜组具有至少两个正透镜且作为整体具有正的光焦度，所述第2透镜组从物体侧起具备正透镜、负透镜以及具有正的光焦度的接合透镜，所述第3透镜组具备接合透镜，且满足以下的条件式：
-1.00<(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)<0.00
其中，
r2na：所述第2透镜组中的所述负透镜的物体侧透镜面的曲率半径，
r2nb：所述第2透镜组中的所述负透镜的像侧透镜面的曲率半径。
根据本发明的第23方式，优选的是，在第22方式的光学系统中，满足以下的条件式：
0.35<f2/f1<1.00
其中，
f2：所述第2透镜组的焦距，
f1：所述第1透镜组的焦距。
根据本发明的第24方式，优选的是，在第22或第23方式的光学系统中，满足以下的条件式：
0.00<x2/f2<0.10
其中，
x2：从无限远对焦状态向成像倍率β＝-1/30倍进行对焦时的所述第2透镜组的移动量，
f2：所述第2透镜组的焦距。
根据本发明的第25方式，优选的是，在第22至第24的方式的光学系统中，满足以下的条件式：
1.00<f3/f0<20.00
其中，
f3：所述第3透镜组的焦距，
f0：无限远对焦时的整个系统的焦距。
根据本发明的第26方式，优选的是，在第22至第25中的任意一个方式的光学系统中，所述第2透镜组中的所述接合透镜通过将负透镜与正透镜接合而成，且满足以下的条件式：
0.10<n24-n23<0.50
其中，
n23：构成所述第2透镜组中的所述接合透镜的所述负透镜的对d线的折射率，
n24：构成所述第2透镜组中的所述接合透镜的所述正透镜的对d线的折射率。
根据本发明的第27方式，优选的是，在第22至第26中的任意一个方式的光学系统中，所述第3透镜组中的所述接合透镜具备配置在最靠物体侧的物体侧正透镜以及与所述物体侧正透镜的像侧接合的负透镜，且满足以下的条件式：
0.10<n31-n32<0.50
其中，
n31：所述物体侧正透镜的对d线的折射率，
n32：与所述物体侧正透镜的像侧接合的所述负透镜的对d线的折射率。
根据本发明的第28方式，优选的是，在第22至第27为止的方式的光学系统中，满足以下的条件式：
57.00<νd1a
其中，
νd1a：所述部分透镜组中的所述至少两个正透镜的阿贝数的平均值。
根据本发明的第29方式，优选的是，在第22至第28中的任意一个方式的光学系统中，在比所述第1透镜组靠像侧处具有决定f值的孔径光阑。
根据本发明的第30方式，优选的是，在第22至第28中的任意一个方式的光学系统中，在所述第2透镜组中具有决定f值的孔径光阑。
根据本发明的第31方式，优选的是，在第22至第28中的任意一个方式的光学系统中，在所述第2透镜组中的所述正透镜与所述负透镜之间，或者，在所述第2透镜组中的所述负透镜与所述接合透镜之间，具有决定f值的孔径光阑。
根据本发明的第32方式，优选的是，在第22至第31中的任意一个方式的光学系统中，具备至少一个非球面。
根据本发明的第33方式，提供一种摄像装置，具备第22至第32中的任意一个方式的光学系统。
根据本发明的第34方式，提供一种光学系统的制造方法，该光学系统沿着光轴从物体侧依次具备第1透镜组和第2透镜组，所述第1透镜组具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面被固定，所述第2透镜组具有正的光焦度且在进行对焦时沿着光轴移动，所述光学系统的制造方法的特征在于，使得所述第1透镜组具备：第1部分透镜组，具有至少两个正透镜，且具有正的光焦度；以及负透镜，使得所述第2透镜组具备：至少一个弯月形状的透镜，凸面朝向物体侧；至少一个负透镜，相比所述弯月形状的透镜配置于像面侧；第2部分透镜组，与所述至少一个负透镜中负的光焦度最强的负透镜的像面侧相邻地配置，具有至少一个正透镜，且具有正的光焦度；以及接合透镜，配置在所述第2部分透镜组的像面侧，通过多个透镜接合而成，且具有正的光焦度，使得所述第2部分透镜组的最靠像面侧的透镜面和所述接合透镜的最靠物体侧的透镜面形成为凸向像面侧的形状，并隔着空气间隔彼此相对，且使得所述光学系统满足以下的条件式：
-1.00<(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)<0.00
其中，
rbc1：所述第2部分透镜组的最靠像面侧的所述透镜面的曲率半径，
rbc2：所述接合透镜的最靠物体侧的所述透镜面的曲率半径。
根据本发明的第35方式，优选的是，在第34方式的光学系统的制造方法中，包括在光学面的至少一面上设置增透膜的步骤，所述增透膜包含至少一层使用湿法形成的层。
根据本发明的第36方式，提供一种光学系统的制造方法，该光学系统沿着光轴从物体侧依次具备第1透镜组、第2透镜组及第3透镜组，所述第1透镜组具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面在光轴方向上被固定，所述第2透镜组具有正的光焦度且为了进行对焦而沿着光轴移动，所述第3透镜组具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面在光轴方向上被固定，所述光学系统的制造方法的特征在于，使得所述第1透镜组具备部分透镜组和负透镜，所述部分透镜组具有至少两个正透镜且作为整体具有正的光焦度，使得所述第2透镜组从物体侧起具备正透镜、负透镜以及具有正的光焦度的接合透镜，使得所述第3透镜组具备接合透镜，且使得所述光学系统满足以下的条件式：
-1.00<(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)<0.00
其中，
r2na：所述第2透镜组中的所述负透镜的物体侧透镜面的曲率半径，
r2nb：所述第2透镜组中的所述负透镜的像侧透镜面的曲率半径。
附图说明
图1是示出第1实施例的光学系统的无限远对焦状态下的镜头结构的剖视图。
图2是第1实施例的光学系统的无限远对焦状态下的各像差图。
图3是示出第2实施例的光学系统的无限远对焦状态下的镜头结构的剖视图。
图4是第2实施例的光学系统的无限远对焦状态下的各像差图。
图5是示出第3实施例的光学系统的无限远对焦状态下的镜头结构的剖视图。
图6是第3实施例的光学系统的无限远对焦状态下的各像差图。
图7是示出第4实施例的光学系统的无限远对焦状态下的镜头结构的剖视图。
图8是第4实施例的光学系统的无限远对焦状态下的各像差图。
图9是示出具备本申请的光学系统的单反相机的结构的图。
图10是用于说明本申请的光学系统的制造方法的流程图。
图11是示出入射到本申请的第1实施例的光学系统的光线经第1个反射面和第2个反射面反射而在像面上形成重影和眩光的情况的一例的图。
图12是示出增透膜的层结构的一例的说明图。
图13是示出增透膜的光谱特性的图表。
图14是示出变形例的增透膜的光谱特性的图表。
图15是示出变形例的增透膜的光谱特性的入射角度依赖性的图表。
图16是示出通过现有技术制作的增透膜的光谱特性的图表。
图17是示出通过现有技术制作的增透膜的光谱特性的入射角度依赖性的图表。
图18是示出第5实施例的光学系统的无限远对焦状态下的镜头结构的剖视图。
图19是第5实施例的光学系统的无限远对焦状态下的各像差图。
图20是示出第6实施例的光学系统的无限远对焦状态下的镜头结构的剖视图。
图21是第6实施例的光学系统的无限远对焦状态下的各像差图。
图22是示出第7实施例的光学系统的无限远对焦状态下的镜头结构的剖视图。
图23是第7实施例的光学系统的无限远对焦状态下的各像差图。
图24是示出第8实施例的光学系统的无限远对焦状态下的镜头结构的剖视图。
图25是第8实施例的光学系统的无限远对焦状态下的各像差图。
图26是用于说明本申请的光学系统的制造方法的流程图。
具体实施方式
以下，对本申请的第1实施方式的光学系统、摄像装置以及光学系统的制造方法进行说明。如图1所示，本实施方式的光学系统os沿着光轴从物体侧依次具备：第1透镜组，具有正的光焦度，在进行对焦时相对于像面被固定；以及第2透镜组，具有正的光焦度，在进行对焦时沿着光轴移动，所述第1透镜组具备：第1部分透镜组，具有至少两个正透镜，且具有正的光焦度；以及负透镜，所述第2透镜组具备：至少一个弯月形状的透镜，凸面朝向物体侧；至少一个负透镜，相比所述弯月形状的透镜配置于像面侧；第2部分透镜组，与所述至少一个负透镜中的负的光焦度最强的负透镜的像面侧相邻地配置，具有至少一个正透镜，且具有正的光焦度；以及接合透镜，配置在所述第2部分透镜组的像面侧，通过多个透镜接合而成，且具有正的光焦度，所述第2部分透镜组的最靠像面侧的透镜面和所述接合透镜的最靠物体侧的透镜面形成为凸向像面侧的形状，并隔着空气间隔彼此相对。
本实施方式的光学系统os基本上不会使前组固定的后焦点式的光学系统的缺点、特别是大口径镜头的缺点，即球面像差、彗差、特别是弧矢彗差、色像差、像面弯曲以及像散恶化而进行了改善。以下，对用于构成这种光学系统的条件进行说明。
本实施方式的光学系统os优选满足以下的条件式(1)。
-1.00<(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)<0.00(1)其中，
rbc1：所述第2部分透镜组的最靠像面侧的所述透镜面的曲率半径
rbc2：所述接合透镜的最靠物体侧的所述透镜面的曲率半径
条件式(1)是定义了第2部分透镜组的最靠像面侧的透镜面和配置在其像面侧的接合透镜的最靠物体侧的透镜面的形状的条件式。在将第2部分透镜组的最靠像面侧的透镜面与接合透镜的最靠物体侧的透镜面之间的空气间隔捕捉为空气透镜时，条件式(1)是定义了该空气透镜的形状因子的倒数的条件式。该空气透镜形成为正透镜形状以及凸面朝向像面侧为重要的结构事项。通过该结构，能够实现对大口径化最有效且良好的、球面像差和彗差的良好的校正。
条件式(1)的值为负表示空气透镜的物体侧的面的曲率半径的绝对值大且空气透镜的像面侧的面的曲率半径的绝对值小。另外，条件式(1)的值位于比“-1”大且比“0”小的范围表示在空气透镜形成为正透镜形状时，空气透镜为凸面朝向像侧的正弯月透镜形状。
另一方面，条件式(1)的值位于比“0”大且比“+1”小的范围表示在空气透镜形成为正透镜形状时，空气透镜为凸面朝向物体侧的正弯月透镜形状。另外，在空气透镜形成为正透镜形状时，条件式(1)的值超过“+1”意味着越过凸面朝向物体侧的平凸形状而成为双凸形状的正透镜。
在超过该条件式(1)的上限值时，当空气透镜形成为正透镜形状时，空气透镜成为凹面朝向像面侧的正弯月透镜形状。即，所述第2部分透镜组的最靠像面侧的所述透镜面的曲率半径和所述接合透镜的最靠物体侧的所述透镜面的曲率半径都成为正的值。此时，彗差、弧矢彗差、像面弯曲以及像散恶化，是不优选的。另外，当将条件式(1)的上限值设定为-0.01时，有利于各像差的校正。另外，通过将条件式(1)的上限值设定为-0.05，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
在低于条件式(1)的下限值时，当空气透镜形成为正透镜形状时，空气透镜成为双凸透镜形状。即，所述第2部分透镜组的最靠像面侧的所述透镜面的曲率半径成为正的值，所述接合透镜的最靠物体侧的所述透镜面的曲率半径成为负的值。此时，很难进行球面像差的校正，因此是不优选的。另外，当将条件式(1)的下限值设定为-0.95时，对各像差的校正更有利。另外，通过将条件式(1)的下限值设定为-0.90，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
根据以上的结构，能够实现构成个数少，高性能且彗差、特别是弧矢彗差以及球面像差少的光学系统。
另外，本实施方式的光学系统os优选满足以下的条件式(2)。
0.00<|(ra2-ra1)/(ra2+ra1)|<1.00(2)
其中，
ra1：所述弯月形状的透镜的物体侧透镜面的曲率半径
ra2：所述弯月形状的透镜的像面侧透镜面的曲率半径
条件式(2)规定第2透镜组中的弯月形状的透镜的形状因子的倒数的绝对值。该弯月形状的透镜可以具有正的光焦度也可以具有负的光焦度，在成为凸面朝向物体侧的弯月形状上存在像差校正上的特征。
在超过条件式(2)的上限值时，该弯月形状的透镜成为双凸形状或双凹形状。此时，球面像差、彗差恶化，近距离像差变动也增加，是不优选的。另外，当将条件式(2)的上限值设定为0.80时，更有利于上述的各像差的校正。另外，当将条件式(2)的上限值设定为0.60时，进一步有利于上述的各像差的校正。另外，通过将条件式(2)的上限值设定为0.50，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
当将条件式(2)的下限值设定为0.001时，更有利于上述的各像差的校正。另外，当将条件式(2)的下限值设定为0.005时，进一步有利于上述的各像差的校正。
另外，本实施方式的光学系统os优选满足以下的条件式(3)。
0.40<f2/f0<1.00(3)
其中，
f2：所述第2透镜组的焦距
f0：无限远对焦时的整个系统的焦距
条件式(3)是规定所述第2透镜组g2的焦距的适当的范围、换言之所述第2透镜组g2的光焦度的适当的范围的条件式。
在超过该条件式(3)的上限值时，第2透镜组的光焦度变弱，因此光学系统变得大型化，用于对焦的第2透镜组的移动量增加。因此，基于致动器的af驱动变得困难。另外，在像差校正方面像面弯曲、球面像差的近距离变动增加，是不优选的。另外，当将条件式(3)的上限值设定为0.90时，更有利于上述的各像差的校正。另外，当将条件式(3)的上限值设定为0.85时，进一步有利于上述的各像差的校正。另外，通过将条件式(3)的上限值设定为0.80，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，在低于条件式(3)的下限值时，第2透镜组的光焦度变强，因此特别是球面像差、彗差、弧矢彗差的校正变得困难，是不优选的。另外，当将条件式(3)的下限值设定为0.50时，更有利于各像差的校正。另外，当将条件式(3)的下限值设定为0.60时，进一步有利于各像差的校正。另外，通过将条件式(3)的下限值设定为0.70，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，本实施方式的光学系统os优选满足以下的条件式(4)。
0.80<f1/f0<10.00(4)
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距
f0：无限远对焦时的整个系统的焦距
条件式(4)是规定所述第1透镜组的焦距的适当的范围、换言之光焦度的适当的范围的条件式。
在超过条件式(4)的上限值时，意味着在进行对焦时相对于像面固定的第1透镜组无焦变换器化(アフォーカルコンバータ化)。此时，整个光学系统变得大型化。因此，基于致动器的af驱动变得困难。当过度地小径化时，彗差、弧矢彗差恶化，是不优选的。另外，当将条件式(4)的上限值设定为7.00时，更有利于上述的各像差的校正。另外，当将条件式(4)的上限值设定为6.00时，进一步有利于上述的各像差的校正。另外，通过将条件式(4)的上限值设定为5.00，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，在低于条件式(4)的下限值时，第1透镜组的光焦度变强，球面像差、像面弯曲、轴向色像差的校正变得困难，是不优选的。另外，当将条件式(4)的下限值设定为0.90时，更有利于上述的各像差的校正。另外，当将条件式(4)的下限值设定为1.00时，进一步有利于上述的各像差的校正。另外，通过将条件式(4)的下限值设定为1.50，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，本实施方式的光学系统os优选满足以下的条件式(5)。
55.00<νd1a(5)
其中，
νd1a：所述第1部分透镜组中的所述至少两个正透镜的阿贝数的平均值
条件式(5)是设定具有多个正透镜的第1部分透镜组中的所有的正透镜的阿贝数的平均值的条件。在第1透镜组中位于物体侧且具有正的光焦度的第1部分透镜组对轴向色像差、倍率色像差的良好的校正起到很大的作用。在本实施方式的情况下，通过使用异常部分色散玻璃和萤石，能够进行特别是轴向色像差的改良的校正。
在不满足该条件式(5)的条件时，无法使用所谓的具有异常部分色散的特性的硝材，因此很难进行轴向色像差、倍率色像差的良好的校正，特别是二阶色散的良好的校正。另外，当将条件式(5)的下限值设定为60.00时，更有利于色像差等各像差的校正。另外，当将条件式(5)的下限值设定为65.00时，进一步有利于轴向色像差等各像差的校正。另外，通过将条件式(5)的下限值设定为75.00，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，本实施方式的光学系统os优选满足以下的条件式(6)。
50.00<νd2b(6)
其中，
νd2b：所述第2部分透镜组中的所述至少一个正透镜的阿贝数的平均值
条件式(6)是规定具有至少一个正透镜的第2部分透镜组中的所有的正透镜的阿贝数的平均值的条件。在第2透镜组中位于物体侧的第2部分透镜组对轴向色像差、倍率色像差的良好的校正起到很大的作用。在本实施方式的情况下，通过使用异常部分色散玻璃和萤石，能够进行特别是轴向色像差的改良。
在不满足该条件式(6)的条件时，无法使用所谓的具有异常部分色散的特性的硝材，因此很难进行轴向色像差、倍率色像差的良好的校正，特别是二阶色散的良好的校正。另外，当将条件式(6)的下限值设定为53.00时，对色像差等各像差的校正有利。另外，当将条件式(6)的下限值设定为55.00时，更有利于轴向色像差等各像差的校正。另外，通过将条件式(6)的下限值设定为58.00，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，本实施方式的光学系统os优选满足以下的条件式(7)。
0.50<f2c/f0<3.00(7)
其中，
f2c：所述接合透镜的焦距
f0：无限远对焦时的整个系统的焦距
条件式(7)是规定所述接合透镜的焦距、换言之所述接合透镜的光焦度的条件。
在超过该条件式(7)的上限值时，意味着接合透镜的正的光焦度变弱。此时，彗差、弧矢彗差、像面弯曲的校正变得困难，是不优选的。另外，当将条件式(7)的上限值设定为2.50时，上述的各像差的校正变得更有利。另外，通过将条件式(7)的上限值设定为2.00，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，在低于条件式(7)的下限值时，意味着接合透镜l2c的正的光焦度变强。此时，像散、像面弯曲的校正变得困难，是不优选的。另外，当将条件式(7)的下限值设定为0.70时，有利于各像差的校正。另外，通过将条件式(7)的下限值设定为1.00，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，关于本实施方式的光学系统os，优选的是，所述接合透镜具备至少一个正透镜和至少一个负透镜，且满足以下的条件式(8)。
0.10<n2cp-n2cn<0.50(8)
其中，
n2cp：所述接合透镜的所述至少一个正透镜中配置在最靠像面侧的像面侧正透镜的对d线的折射率
n2cn：所述接合透镜的所述至少一个负透镜中与所述像面侧正透镜的物体侧接合的负透镜的对d线的折射率
条件式(8)是规定了接合透镜的至少一个正透镜中配置在最靠像面侧的正透镜的对d线的折射率与接合于该正透镜的物体侧的负透镜的对d线的折射率之间的大小关系的条件。是为了最佳的佩兹伐曲率的设定和良好的像面弯曲、像散的校正而有效的条件。
在超过该条件式(8)的上限值时，大量使用高色散硝材，轴向色像差、倍率色像差的校正变得困难，是不优选的。另外，当将条件式(8)的上限值设定为0.45时，更有利于上述的各像差的校正。另外，当将条件式(8)的上限值设定为0.40时，进一步有利于上述的各像差的校正。另外，通过将条件式(8)的上限值设定为0.30，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，在低于条件式(8)的下限值时，无法设定最佳的佩兹伐曲率，像面弯曲、像散的校正变得困难，是不优选的。另外，当将条件式(8)的下限值设定为0.15时，更有利于各像差的校正。另外，当将条件式(8)的下限值设定为0.20时，进一步有利于各像差的校正。另外，通过将条件式(8)的下限值设定为0.25，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，关于本实施方式的光学系统os，优选的是，在比所述第1透镜组靠像面侧处具有决定f值的孔径光阑。关于该光学系统os，更优选的是，在所述第2透镜组中具有决定f值的孔径光阑。关于该光学系统os，进一步优选的是，在所述弯月形状的透镜与配置在所述第2透镜组中的所述至少一个负透镜中配置在最靠物体侧的负透镜之间，具有决定f值的孔径光阑。由此，能够良好地对倍率色像差、畸变进行校正。
另外，关于本实施方式的光学系统os，优选的是，具有至少一个非球面。由此，能够良好地对彗差、弧矢彗差以及球面像差进行校正。
另外，关于本实施方式的光学系统os，优选的是，在光学面的至少一面设置有增透膜，所述增透膜包含至少一层使用湿法形成的层。由此，能够减少来自物体的光经光学面反射而产生的重影和眩光，能够实现高的成像性能。
关于本实施方式的光学系统os，优选的是，所述增透膜为多层膜，所述使用湿法形成的层为构成所述多层膜的层中的最靠表面侧的层。由此，由于能够缩小所述使用湿法形成的层与空气之间的折射率差，因此能够进一步减小光的反射，能够使重影和眩光进一步减少。
关于本实施方式的光学系统os，优选的是，在设所述使用湿法形成的层的对d线(波长λ＝587.6nm)的折射率为nd时，nd为1.30以下。由此，由于能够缩小所述使用湿法形成的层与空气之间的折射率差，因此能够进一步减小光的反射，能够使重影和眩光进一步减少。
关于本实施方式的光学系统os，优选的是，设置有所述增透膜的所述光学面为从孔径光阑观察时呈凹形状的透镜面。在从孔径光阑观察时呈凹形状的透镜面上容易产生反射光，因此通过在该透镜面上形成增透膜，能够有效地使重影和眩光减少。
另外，关于本实施方式的光学系统os，优选的是，所述从孔径光阑观察时呈凹形状的透镜面为所述第1透镜组内的透镜的像面侧透镜面。在第1透镜组的光学面中的、从孔径光阑观察时呈凹形状的透镜面上容易产生反射光。因此，通过在该透镜面上形成增透膜，能够有效地使重影和眩光减少。
另外，关于本实施方式的光学系统os，优选的是，所述从孔径光阑观察时呈凹形状的透镜面为所述第1透镜组内的透镜的物体侧透镜面。在第1透镜组的光学面中的、从孔径光阑观察时呈凹形状的透镜面上容易产生反射光。因此，通过在该透镜面上形成增透膜，能够有效地使重影和眩光减少。
另外，关于本实施方式的光学系统os，优选的是，所述从孔径光阑观察时呈凹形状的透镜面为所述第2透镜组内的透镜的像面侧透镜面。在第2透镜组的光学面中的、从孔径光阑观察时呈凹形状的透镜面中容易产生反射光。因此，通过在该透镜面上形成增透膜，能够有效地使重影和眩光减少。
另外，关于本实施方式的光学系统os，优选的是，所述从孔径光阑观察时呈凹形状的透镜面为所述第2透镜组内的透镜的物体侧透镜面。在第2透镜组的光学面中的、从孔径光阑观察时呈凹形状的透镜面中容易产生反射光。因此，通过在该透镜面上形成增透膜，能够有效地使重影和眩光减少。
另外，关于本申请的光学系统，优选的是，设置有所述增透膜的所述光学面为从物体侧观察时呈凹形状的透镜面。在从第1透镜组至第2透镜组的光学面中的、从物体侧观察时呈凹形状的透镜面上容易产生反射光。因此，通过在该透镜面上形成增透膜，能够有效地使重影和眩光减少。
另外，关于本申请的光学系统，优选的是，设置有所述增透膜的所述光学面为从像侧观察时呈凹形状的透镜面。在第1透镜组至第2透镜组的光学面中的、从像侧观察时呈凹形状的透镜面上容易产生反射光。因此，通过在该透镜面上形成增透膜，能够有效地使重影和眩光减少。
另外，本实施方式的光学系统中的增透膜不限于通过湿法形成，也可以通过干法等形成。此时，优选的是，增透膜包含至少一层折射率成为1.30以下的层。通过该结构，即使在通过干法等形成了增透膜时，也能够得到与通过湿法形成了增透膜时相同的效果。另外，优选的是，折射率成为1.30以下的层为构成多层膜的层中的最靠表面侧的层。
在图9中，作为具备上述的光学系统的摄像装置，示出单反相机1(以下，在本实施方式中简单记载为相机)的概略剖视图。在该相机1中，来自未图示的物体(被摄体)的光通过摄影镜头2(光学系统os)而被聚光，通过快速复原反光镜3而成像在焦点板4上。并且，成像在焦点板4上的光在五棱镜5中多次反射而被向目镜6引导。由此，摄影者能够通过目镜6将物体(被摄体)像作为正立像来观察。
另外，当由摄影者按压未图示的释放按钮时，快速复原反光镜3向光路外退避，通过摄影镜头2聚光的未图示的物体(被摄体)的光在摄像元件7上形成被摄体像。由此，来自物体(被摄体)的光通过该摄像元件7而被摄像，作为物体(被摄体)图像而被记录在未图示的存储器中。由此，摄影者能够进行基于本相机1的物体(被摄体)的摄影。另外，记载于图9的相机1可以将摄影镜头2保持为能够拆装，也可以与摄影镜头2一体地成型。另外，相机1可以是所谓的单反相机，也可以是不具有快速复原反光镜等的紧凑型相机或者无反光镜的单反相机。
此处，在本相机1中作为摄影镜头2，上述的光学系统os通过其特征性的镜头结构，实现球面像差、弧矢彗差、像面弯曲以及彗差少的大口径镜头。由此本相机1能够实现球面像差、弧矢彗差、像面弯曲、子午彗差少且具有大口径，能够进行远焦摄影的摄像装置。
另外，能够在不损坏光学性能的范围内适当采用以下记载的内容。
在本实施方式中，虽然示出了2组结构的光学系统os，但是以上的构成条件等也能够应用于3组、4组等其他的组结构中。另外，也可以是在最靠物体侧增加了透镜或透镜组的结构，或者在最靠像侧增加了透镜或透镜组的结构，或者在各透镜组之间增加了透镜或透镜组的结构。另外，透镜组表示被空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。
另外，本申请的光学系统也可以构成为，为了从无限远物体向近距离物体进行对焦，使透镜组的一部分、一个透镜组全体或者多个透镜组作为对焦透镜组而在光轴方向上移动。特别是，优选使第2透镜组成为对焦透镜组。另外，该对焦透镜组还能够应用于自动对焦，也适合于基于自动对焦用的电机、例如超声波电机等的驱动。
另外，在本申请的光学系统中，使任意一个透镜组、部分透镜组或者其一部分作为防抖透镜组而以包含相对于光轴垂直的方向的分量的方式移动，或者在包含光轴的面内方向上旋转移动(摆动)，从而还能够对由于手抖等产生的像抖动进行校正。特别是，在本申请的光学系统中，优选的是，使第2透镜组或第2透镜组的一部分成为防抖透镜组。
另外，构成本申请的光学系统的透镜的透镜面可以是球面或平面，或者也可以是非球面。在透镜面为球面或平面时，透镜加工和组装调整变得容易，能够防止由透镜加工和组装调整的误差引起的光学性能的劣化，因此是优选的。另外，即使在像面偏移的情况下描绘性能的劣化也少，因此是优选的。在透镜面为非球面时，可以是基于研磨加工的非球面、通过模具将玻璃形成为非球面形状的玻璃模铸非球面、或者将设置在玻璃的表面的树脂形成为非球面形状的复合型非球面中的任意一种。另外，透镜面可以是衍射面，也可以使透镜为折射率分布型透镜(grin透镜)或塑料透镜。
另外，孔径光阑s虽然优选配置在光学系统os的中央附近，但是也可以不设置作为孔径光阑的部件，而通过透镜的框来代替其作用。
以下，参照图10对本实施方式的光学系统os的制造方法的概略进行说明。关于该光学系统os的制造方法，该光学系统沿着光轴从物体侧依次具备第1透镜组和第2透镜组，所述第1透镜组具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面被固定，所述第2透镜组具有正的光焦度且在进行对焦时沿着光轴移动，其中，该光学系统os的制造方法包含以下的步骤s1～s4。
使得所述第1透镜组具备：
第1部分透镜组，具有至少两个正透镜，且具有正的光焦度；以及
负透镜(步骤s1)。
使得所述第2透镜组具备：
至少一个弯月形状的透镜，凸面朝向物体侧；
至少一个负透镜，相比所述弯月形状的透镜配置于像面侧；
第2部分透镜组，与所述至少一个负透镜中负的光焦度最强的负透镜的像面侧相邻地配置，具有至少一个正透镜，且具有正的光焦度；以及
接合透镜，配置在所述第2部分透镜组的像面侧，通过多个透镜接合而成，且具有正的光焦度(步骤s2)。
使得所述第2部分透镜组的最靠像面侧的透镜面和所述接合透镜的最靠物体侧的透镜面形成为凸向像面侧的形状，并隔着空气间隔彼此相对(步骤s3)。
使得光学系统满足作为预定的条件式的以下的条件式(1)(步骤s4)。
-1.00<(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)<0.00(1)其中，
rbc1：所述第2部分透镜组的最靠像面侧的所述透镜面的曲率半径
rbc2：所述接合透镜的最靠物体侧的所述透镜面的曲率半径
根据该光学系统的制造方法，能够制造构成个数少且高性能，并且彗差、特别是弧矢彗差和球面像差少的光学系统。
如以上说明，根据本实施方式的光学系统os，能够提供适合于相机等摄像装置、打印用镜头、复印用镜头的高性能的镜头以及使用了该镜头的摄像装置。
以下，根据附图对光学系统os的实施例进行说明。另外，图1、图3、图5以及图7示出各实施例的光学系统os(os1～os4)的结构。
在各实施例中，关于非球面，在设与光轴垂直的方向的高度为y、高度y处的从各非球面的顶点的切面到各非球面为止的沿着光轴的距离(凹陷量)为s(y)、基准球面的曲率半径(近轴曲率半径)为r、圆锥常数为κ、n次非球面系数为an时，通过以下的式(a)表示。
x(y)＝(y2/r)/[1+[1-κ(y2/r2)]1/2]+a4×y4+a6×y6+a8×y8+a10×y10(a)
另外，在各实施例中，2次非球面系数a2为0。另外，在各实施例的表中，对于非球面在面编号的右侧附上“*”。
[第1实施例]
图1是示出第1实施例的光学系统os1的结构的图。该光学系统os1沿着光轴从物体侧依次由第1透镜组g1和第2透镜组g2构成，所述第1透镜组g1具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面被固定，所述第2透镜组g2具有正的光焦度且为了从无限远物体向近距离物体进行对焦而沿着光轴向物体侧移动。
第1透镜组g1从物体侧依次由具有正的光焦度的第1部分透镜组u1a以及凸面朝向物体侧的负弯月透镜l1b构成。第1部分透镜组u1a从物体侧依次由凸面朝向物体侧的正弯月透镜l1以及凸面朝向物体侧的正弯月透镜l2构成。
所述第2透镜组g2从物体侧依次由具有正的光焦度的正弯月透镜l2a、孔径光阑s、双凹形状的负透镜l2n、具有正的光焦度的第2部分透镜组u2b以及具有正的光焦度的接合透镜l2c构成，所述正弯月透镜l2a在物体侧具有非球面且凸面朝向物体侧。第2部分透镜组u2b从物体侧依次由双凸形状的正透镜l2b1以及双凸形状的正透镜l2b2构成。接合透镜l2c从物体侧依次将凹面朝向物体侧的正弯月透镜l2cpa、双凹透镜l2cn以及双凸透镜l2cpb这三个接合而成。在第2部分透镜组u2b的正透镜l2b2与位于其像侧的接合透镜l2c中的正弯月透镜l2cpa之间，存在具有凸面朝向像侧的正弯月透镜形状的空气透镜lair。
关于该第1实施例的光学系统os1，在第1透镜组g1的负弯月透镜l1b的像侧透镜面(面编号6)和第2透镜组g2的正弯月透镜l2a的物体侧透镜面(面编号7)上形成有后述的增透膜。
另外，在该光学系统os1的第2透镜组g2与像面之间，配置有相当于光学低通滤波器的白玻璃fl。
在以下的表1，示出该第1实施例的光学系统os1的参数的值。在该表1的[整体参数]中，“f”表示焦距，“fno”表示f值，“ω”表示半视场角(单位为“°”)，“y”表示像高，“tl”表示光学系统os1的全长，“bf”表示空气换算后焦距。另外，全长tl表示该光学系统os1的从最靠物体侧的透镜面(第1面)到像面i为止的光轴上的距离，空气换算后焦距bf表示去除了白玻璃fl时的、该光学系统os1的从最靠像侧的透镜面(第19面)到像面为止的光轴上的距离。
另外，在[面数据]中，第1栏表示沿着光线行进的方向的从物体侧起的光学面的顺序(面编号)，第2栏r表示各光学面的曲率半径，第3栏d表示面间隔(第n面(n为整数)与第n+1面之间的间隔)，第4栏νd表示对d线(波长λ＝587.6nm)的阿贝数，第5栏nd表示对d线的折射率。另外，曲率半径r＝∞在透镜面中表示平面，在孔径光阑s中表示开口。另外，省略空气的折射率nd＝1.00000。另外，最终面(第21面)的面间隔为到像面为止的光轴上的距离。
在[透镜组焦距]中，分别示出各透镜组中的最靠物体侧的面的面编号(始面)和各透镜组的焦距。
在[各间隔数据]中，f表示整个系统的焦距，β表示物体与像之间的成像倍率，di(其中，i为整数)表示第i面的可变的面间隔。另外，“无限远”表示无限远对焦状态，“中间”表示中间距离对焦状态，“近距离”表示近距离对焦状态。另外，d0表示从物体到第1面为止的距离。
此处，虽然对于在以下的所有的参数值中记载的焦距f、曲率半径r、面间隔d、其他长度的单位一般使用“mm”，但是即使对光学系统进行比例放大或比例缩小也能够得到相同的光学性能，因此并不限定于此。另外，这些符号的说明和参数表的说明在之后的实施例中也相同。
(表1)
[整体参数]
f＝104.998
fno＝1.45
ω＝11.67
y＝21.6
tl＝138.172
bf＝39.040
[面数据]
[透镜组焦距]
[各间隔数据]
在该第1实施例的光学系统os1中，第7面的透镜面形成为非球面形状。在以下的表2中示出非球面数据、即圆锥常数κ和各非球面常数a4～a10的值。另外，在之后的实施例中，“e-n”表示“×10-n”。
(表2)
[非球面数据]
在以下的表3中，示出对于该第1实施例的光学系统os1的各条件式对应值。其中，rbc1表示所述第2部分透镜组的最靠像面侧的所述透镜面的曲率半径。rbc2表示所述接合透镜的最靠物体侧的所述透镜面的曲率半径。ra1表示所述弯月形状的透镜的物体侧透镜面的曲率半径。ra2表示所述弯月形状的透镜的像面侧透镜面的曲率半径。f0表示无限远对焦时的整个系统的焦距。f1表示所述第1透镜组的焦距。f2表示所述第2透镜组的焦距。νd1a表示所述第1部分透镜组中的所述至少两个正透镜的阿贝数的平均值。νd2b表示所述第2部分透镜组中的所述至少一个正透镜的阿贝数的平均值。f2c表示所述接合透镜的焦距。n2cp表示所述接合透镜的所述至少一个像面侧正透镜中配置于最靠像面侧的正透镜的对d线的折射率。n2cn表示所述接合透镜的所述至少一个负透镜中与所述像面侧正透镜的物体侧接合的负透镜的对d线的折射率。以上的符号的说明在之后的实施例中也相同。
(表3)
[条件式对应值]
(1)(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)＝-0.221
(2)|(ra2-ra1)/(ra2+ra1)|＝0.00533
(3)f2/f0＝0.759
(4)f1/f0＝1.761
(5)νd1a＝(67.05+95.25)/2＝81.15
(6)νd2b＝(52.34+95.00)/2＝73.67
(7)f2c/f0＝1.311
(8)n2cp-n2cn＝0.302
如上所述，第1实施例的光学系统os1将上述条件式(1)～(8)全部满足。
在图2中示出该第1实施例的光学系统os1的无限远对焦状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色像差以及彗差的各像差图。在各像差图中，fno表示f值，y表示像高，a表示半视场角[单位：“°”]。另外，在各像差图中，d表示对d线(波长λ＝587.6nm)的像差，g表示对g线(波长λ＝435.8nm)的像差。另外，在像散图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。另外，关于彗差图，在各半视场角a中，实线表示对d线和g线的子午彗差，比原点靠左侧的虚线表示对于d线在子午方向上产生的弧矢彗差，比原点靠右侧的虚线表示对于d线在弧矢方向上产生的弧矢彗差。另外，该像差图的说明在之后的实施例中也相同。如从该图2所示的各像差图明确可知，在该第1实施例的光学系统os1中，良好地对包含球面像差、弧矢彗差、像面弯曲、像散以及子午彗差在内的各像差进行校正，具有高光学性能。
此处，对在本实施例的光学系统中重影和眩光产生的原因进行说明。图11是示出入射到本实施例的光学系统的光线经第1个反射面和第2个反射面反射而在像面i上形成重影和眩光的情况的一例的图。在图11中，当来自物体侧的光线bm如图所示入射到光学系统时，光线bm的一部分经第2透镜组g2中的正弯月透镜l2a的物体侧透镜面(面编号7，产生成为重影和眩光的反射光的第1个反射面)反射，进而经第1透镜组g1中的负弯月透镜l1b的像面侧透镜面(面编号6，产生成为重影和眩光的反射光的第2个反射面)再次反射，最终到达像面i而产生重影和眩光。另外，从物体侧观察时所述第1个反射面为凸形状的透镜面，从孔径光阑s观察时所述第2个反射面为凹形状的透镜面。因此，关于本实施例的光学系统，通过在这样的透镜面上形成在宽波长范围与宽入射角的光线对应的增透膜，能够抑制反射光的产生，有效地使重影和眩光减少。
[第2实施例]
图3是示出第2实施例的光学系统os2的结构的图。该光学系统os2沿着光轴从物体侧依次由第1透镜组g1和第2透镜组g2构成，所述第1透镜组g1具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面被固定，所述第2透镜组g2具有正的光焦度且为了从无限远物体向近距离物体进行对焦而沿着光轴向物体侧移动。
第1透镜组g1从物体侧依次由具有正的光焦度的第1部分透镜组u1a和凸面朝向物体侧的负弯月透镜l1b构成。第1部分透镜组u1a从物体侧依次由凸面朝向物体侧的正弯月透镜l1、凸面朝向物体侧的正弯月透镜l2以及凸面朝向物体侧的正弯月透镜l3构成。
第2透镜组g2从物体侧依次由具有负的光焦度的负弯月透镜l2a、孔径光阑s、双凹形状的负透镜l2n、具有正的光焦度的第2部分透镜组u2b以及具有正的光焦度的接合透镜l2c构成，所述负弯月透镜l2a在物体侧具有非球面且凸面朝向物体侧。第2部分透镜组u2b从物体侧依次由双凸形状的正透镜l2b1和凸面朝向像侧的正弯月透镜l2b2这两个正透镜构成。接合透镜l2c从物体侧依次由双凹透镜l2cn与双凸透镜l2cpb接合而成。在第2部分透镜组u2b的正弯月透镜l2b2与位于其像侧的接合透镜l2c中的双凹透镜l2cn之间，存在凸面朝向像侧的正弯月透镜形状的空气透镜lair。
关于该第2实施例的光学系统os2，在第2透镜组g2的正弯月透镜l2b2的像面侧透镜面(面编号17)和第2透镜组的双凹透镜l2cn的物体侧透镜面(面编号18)上，形成有后述的增透膜。
另外，在该光学系统os2的第2透镜组g2与像面之间，配置有相当于光学低通滤波器的白玻璃fl。
在以下的表4中记载有该第2实施例的光学系统os2的参数的值。
(表4)
[整体参数]
f＝104.985
fno＝1.45
ω＝11.60
y＝21.6
tl＝133.304
bf＝39.756
[面数据]
[透镜组焦距]
[各间隔数据]
在该第2实施例的光学系统os2中，第9面的透镜面形成为非球面形状。在以下的表5中示出非球面数据、即圆锥常数κ和各非球面常数a4～a10的值。
(表5)
[非球面数据]
在以下的表6中示出对于该第2实施例的光学系统os2的各条件式对应值。
(表6)
[条件式对应值]
(1)(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)＝-0.179
(2)|(ra2-ra1)/(ra2+ra1)|＝0.0378
(3)f2/f0＝0.797
(4)f1/f0＝1.609
(5)νd1a＝(67.05+95.25+95.25)/3＝85.85
(6)νd2b＝(52.34+67.90)/2＝60.12
(7)f2c/f0＝1.627
(8)n2cp-n2cn＝0.302
如上所述，第2实施例的光学系统os2将上述条件式(1)～(8)全部满足。
在图4中示出该第2实施例的光学系统os2的无限远对焦状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色像差以及彗差的各像差图。如从该图4所示的各像差图明确可知，在该第2实施例的光学系统os2中，良好地对包含球面像差、弧矢彗差、像面弯曲、像散以及子午彗差在内的各像差进行校正，具有高光学性能。
[第3实施例]
图5是示出第3实施例的光学系统os3的结构的图。该光学系统os3沿着光轴从物体侧依次由第1透镜组g1和第2透镜组g2构成，所述第1透镜组g1具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面被固定，所述第2透镜组g2具有正的光焦度且为了从无限远物体向近距离物体进行对焦而沿着光轴向物体侧移动。
第1透镜组g1从物体侧依次由具有正的光焦度的第1部分透镜组u1a和凸面朝向物体侧的负弯月透镜l1b构成。第1部分透镜组u1a从物体侧依次由凸面朝向物体侧的正弯月透镜l1、凸面朝向物体侧的正弯月透镜l2以及凸面朝向物体侧的正弯月透镜l3构成。
第2透镜组g2从物体侧依次由具有正的光焦度的正弯月透镜l2a、孔径光阑s、双凹形状的负透镜l2n、具有正的光焦度的第2部分透镜组u2b以及具有正的光焦度的接合透镜l2c构成，所述正弯月透镜l2a在物体侧具有非球面且凸面朝向物体侧。第2部分透镜组u2b从物体侧依次由双凸形状的正透镜l2b1与凸面朝向像侧的正弯月透镜l2b2这两个正透镜构成。接合透镜l2c从物体侧依次由双凹透镜l2cn与双凸透镜l2cpb接合而成。在第2部分透镜组u2b的正弯月透镜l2b2与位于其像侧的接合透镜l2c中的双凹透镜l2cn之间，存在凸面朝向像侧的正弯月透镜形状的空气透镜lair。
关于该第3实施例的光学系统os3，在第2透镜组g2的负透镜l2n的像面侧透镜面(面编号13)和第2透镜组g2的正透镜l2b1的物体侧透镜面(面编号14)上，形成有后述的增透膜。
另外，在该光学系统os2的第2透镜组g2与像面之间，配置有相当于光学低通滤波器的白玻璃fl。
在以下的表7中，记载有该第3实施例的光学系统os3的参数的值。
(表7)
[整体参数]
f＝104.990
fno＝1.45
ω＝11.63
y＝21.6
tl＝139.798
bf＝38.536
[面数据]
[透镜组焦距]
[各间隔数据]
在该第3实施例的光学系统os3中，第9面的透镜面形成为非球面形状。在以下的表8中示出非球面数据、即圆锥常数κ和各非球面常数a4～a10的值。
(表8)
[非球面数据]
在以下的表9中，示出对于该第3实施例的光学系统os3的各条件式对应值。
(表9)
[条件式对应值]
(1)(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)＝-0.250
(2)|(ra2-ra1)/(ra2+ra1)|＝0.0766
(3)f2/f0＝0.711
(4)f1/f0＝1.780
(5)νd1a＝(67.05+95.25+95.25)/3＝85.85
(6)νd2b＝(52.34+67.90)/2＝60.12
(7)f2c/f0＝1.555
(8)n2cp-n2cn＝0.302
如上所述，第3实施例的光学系统os3将上述条件式(1)～(8)全部满足。
在图6中示出该第3实施例的光学系统os3的无限远对焦状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色像差以及彗差的各像差图。如该图6所示的各像差图明确可知，在该第3实施例的光学系统os3中，良好地对包含球面像差、弧矢彗差、像面弯曲、像散以及子午彗差在内的各像差进行校正，具有高光学性能。
[第4实施例]
图7是示出第4实施例的光学系统os4的结构的图。该光学系统os4沿着光轴从物体侧依次由第1透镜组g1和第2透镜组g2构成，所述第1透镜组g1具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面被固定，所述第2透镜组g2具有正的光焦度且为了从无限远物体向近距离物体进行对焦而沿着光轴向物体侧移动。
所述第1透镜组g1从物体侧依次由具有正的光焦度的第1部分透镜组u1a以及凸面朝向物体侧且在像侧具有非球面的负弯月透镜l1b构成。第1部分透镜组u1a从物体侧依次由凸面朝向物体侧的正弯月透镜l1、凸面朝向物体侧的正弯月透镜l2以及凸面朝向物体侧的正弯月透镜l3构成。
所述第2透镜组g2从物体侧依次由凸面朝向物体侧的正弯月透镜l2a、孔径光阑s、凸面朝向物体侧的正弯月透镜l2a2、双凹形状的负透镜l2n、第2部分透镜组u2b以及具有正的光焦度的接合透镜l2c构成，所述第2部分透镜组u2b由凸面朝向像侧的正弯月透镜l2b2构成。接合透镜l2c从物体侧依次由双凹透镜l2cn与双凸透镜l2cpb接合而成。在第2部分透镜组u2b的正弯月透镜l2b2与位于其像侧的接合透镜l2c中的双凹透镜l2cn之间，存在凸面朝向像侧的正弯月透镜形状的空气透镜lair。
关于该第4实施例的光学系统os4，在第1透镜组g1的正弯月透镜l1的像面侧透镜面(面编号2)和第1透镜组g1的正弯月透镜l2的物体侧透镜面(面编号3)上形成有后述的增透膜。
另外，在该光学系统os2的第2透镜组g2与像面之间，配置有相当于光学低通滤波器的白玻璃fl。
在以下的表10中记载有该第4实施例的光学系统os4的参数的值。
(表10)
[整体参数]
f＝105.025
fno＝1.45
ω＝11.59
y＝21.6
tl＝142.650
bf＝38.412
[面数据]
[透镜组焦距]
[各间隔数据]
在该第4实施例的光学系统os4中，第8面的透镜面形成为非球面形状。在以下的表11中示出非球面数据、即圆锥常数κ和各非球面常数a4～a10值。
(表11)
[非球面数据]
在以下的表12中，示出对于该第4实施例的光学系统os4的各条件式对应值。
(表12)
[条件式对应值]
(1)(rbc2-rbc1)/(rbc2+rbc1)＝-0.224
(2)|(ra2-ra1)/(ra2+ra1)|＝0.4948
(3)f2/f0＝0.739
(4)f1/f0＝4.391
(5)νd1a＝(63.34+95.25+95.25)/3＝84.61
(6)νd2b＝82.57
(7)f2c/f0＝1.194
(8)n2cp-n2cn＝0.302
如上所述，第4实施例的光学系统os4将上述条件式(1)～(8)全部满足。
在图8中示出该第4实施例的光学系统os4的无限远对焦状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色像差以及彗差的各像差图。如从该图8所示的各像差图明确可知，在该第3实施例的光学系统os3中，良好地对包含球面像差、弧矢彗差、像面弯曲、像散以及子午彗差在内的各像差进行校正，具有高光学性能。
根据以上的各实施例，具有2ω＝23°左右的包含角，而且具有大口径f1.4的口径，能够实现高性能且良好地对球面像差、弧矢彗差、像面弯曲以及子午彗差进行了校正的光学系统os。
另外，通过将以上的各实施例所示的光学系统os1～os4搭载到上述的相机1起到上述的效果，这是不言而喻的。另外，上述各实施例示出本发明的一具体例，本发明并不限定于此。
此处，对在本申请的实施方式的光学系统中使用的增透膜(也称为多层宽带增透膜)进行说明。图12是示出增透膜的膜结构的一例的图。该增透膜101由7层构成，形成在透镜等光学部件102的光学面上。第1层101a由通过真空蒸镀法蒸镀的氧化铝形成。另外，在该第1层101a之上还形成有由通过真空蒸镀法蒸镀的氧化钛与氧化锆的混合物构成的第2层101b。而且，在该第2层101b之上形成有由通过真空蒸镀法蒸镀的氧化铝构成的第3层101c，在该第3层101c之上形成有由通过真空蒸镀法蒸镀的氧化钛与氧化锆的混合物构成的第4层101d。而且，在该第4层101d之上形成有由通过真空蒸镀法蒸镀的氧化铝构成的第5层101e，在该第5层101e之上形成有由通过真空蒸镀法蒸镀的氧化钛与氧化锆的混合物构成的第6层101f。
并且，在由此形成的第6层101f之上，通过湿法形成由氟化镁与二氧化硅的混合物构成的第7层101g，而形成本实施方式的增透膜101。对于第7层101g的形成，使用作为湿法的一种的溶胶-凝胶法。溶胶-凝胶法是使将原料混合而得到的溶胶通过水解/缩聚反应等成为没有流动性的凝胶，对该凝胶进行加热/分解而得到生成物的方法，在光学薄膜的制作中，在光学部件的光学面上涂布光学薄膜材料溶胶，通过干燥固化而成为凝胶膜，从而能够生成膜。另外，作为湿法，不限定于溶胶-凝胶法，也可以使用不经过凝胶状态而得到固体膜的方法。
如上所述，该增透膜101的从第1层101a～第6层101f为止通过作为干法的电子束蒸镀来形成，作为最上层的第7层101g，通过使用了由氢氟酸/乙酸镁法调制的溶胶液的湿法按照以下的步骤形成。首先，预先在透镜成膜面(上述的光学部件102的光学面)上使用真空蒸镀装置依次形成成为第1层101a的氧化铝层、成为第2层101b的氧化钛-氧化锆混合层、成为第3层101c的氧化铝层、成为第4层101d的氧化钛-氧化锆混合层、成为第5层101e的氧化铝层以及成为第6层101f的氧化钛-氧化锆混合层。并且，在从蒸镀装置取出了光学部件102之后，通过旋涂涂胶法对在通过氢氟酸/乙酸镁法调制的溶胶液中加入了硅醇盐的液体进行涂布，从而形成成为第7层101g的由氟化镁与二氧化硅的混合物构成的层。由以下的式(b)表示通过氢氟酸/乙酸镁法调制时的反应式。
2hf+mg(ch3coo)2→mgf2+2ch3cooh(b)
关于在该成膜中使用的溶胶液，在原料混合之后，在高压灭菌器中以140℃实施了24小时高温加压熟化处理之后，用于成膜。关于该光学部件102，在第7层101g的成膜结束之后，在大气中以160℃进行1小时加热处理而完成。通过使用这种溶胶-凝胶法，大小为几nm至几十nm的粒子残留空隙地堆积，从而形成第7层101g。
使用图13所示的光谱特性对具有由此形成的增透膜101的光学部件的光学性能进行说明。
以以下的表13所示的条件形成具有本实施方式的增透膜的光学部件(透镜)。此处表13是设基准波长为λ且针对衬底(光学部件)的折射率为1.62、1.74以及1.85分别求出了增透膜101的各层101a(第1层)～101g(第7层)的光学膜厚的表。另外，在表13中，将氧化铝表示为al2o3，将氧化钛与氧化锆混合物表示为zro2+tio2，将氟化镁与二氧化硅的混合物表示为mgf2+sio2。
(表13)
图13表示光线垂直入射到在表13中使基准波长λ为550nm而设计了增透膜101的各层的光学膜厚的光学部件时的光谱特性。
从图13可知，具有使基准波长λ为550nm而设计的增透膜101的光学部件，在光线的波长为420nm～720nm的整个区域中将反射率抑制为0.2％以下。另外，即使是具有在表13中使基准波长λ为d线(波长587.6nm)来设计了各光学膜厚的增透膜101的光学部件，也几乎不对该光谱特性产生影响，具有与图13所示的基准波长λ为550nm时基本同样的光谱特性。
接着，对本增透膜的变形例进行说明。该增透膜由5层构成，与表13同样，以在以下的表14中示出的条件设计对于基准波长λ的各层的光学膜厚。在本变形例中，第5层的形成使用上述的溶胶-凝胶法。
(表14)
图14示出光线垂直入射到具有在表14中使衬底的折射率为1.52以及使基准波长λ为550nm而设计了各光学膜厚的增透膜的光学部件时的光谱特性。从图14可知，本变形例的增透膜在光线的波长为420nm～720nm的整个区域中将反射率抑制为0.2％以下。另外，即使是具有在表14中使基准波长λ为d线(波长587.6nm)而设计了各光学膜厚的增透膜的光学部件，也几乎不对该光谱特性产生影响，具有与图14所示的光谱特性基本同样的特性。
图15分别示出光线向具有图14所示的光谱特性的光学部件入射的入射角为30度、45度、60度时的光谱特性。另外，虽然在图14、图15中没有示出具有表14所示的衬底的折射率为1.46的增透膜的光学部件的光谱特性，但是当然具有与衬底的折射率为1.52时基本同样的光谱特性。
另外，为了进行比较，在图16中示出仅通过以往的真空蒸镀法等干法成膜的增透膜的一例。图16示出光线垂直入射到设计了对与表14同样的衬底的折射率1.52以以下的表15中所示的条件构成的增透膜的光学部件时的光谱特性。另外，图17分别示出光线向具有图16所示的光谱特性的光学部件入射的入射角为30度、45度、60度时的光谱特性。
(表15)
当将图13～图15所示的具有本实施方式的增透膜的光学部件的光谱特性与在图16和图17所示的以往例的光谱特性进行比较时，可知本实施方式的增透膜在任何入射角下都具有更低的反射率，而且在更宽的带宽上具有低反射率。
接着，对本申请的第1实施例至第4实施例中应用了上述表13和表14所示的增透膜的例子进行说明。
在第1实施例的光学系统os1中，如表1所示，第1透镜组g1的负弯月透镜l1b的折射率为nd＝1.575010，第2透镜组g2的正弯月透镜l2a的折射率为nd＝1.516800。因此，对于负弯月透镜l1b的像面侧的透镜面使用与衬底的折射率为1.62对应的增透膜101(参照表13)，对于正弯月透镜l2a的物体侧的透镜面使用与衬底的折射率为1.52对应的增透膜101(参照表14)，从而能够减小来自各透镜面的反射光，能够减少重影和眩光。
在第2实施例的光学系统os2中，如表4所示，第2透镜组g2的正弯月透镜l2b2的折射率为nd＝1.593190，第2透镜组g2的双凹透镜l2cn的折射率为nd＝1.581440。因此，对于正弯月透镜l2b2的像面侧的透镜面使用与衬底的折射率为1.62对应的增透膜101(参照表13)，对于双凹透镜l2cn的物体侧的透镜面也使用与衬底的折射率为1.62对应的增透膜101(参照表13)，从而能够减小来自各透镜面的反射光，能够减少重影和眩光。
在第3实施例的光学系统os3中，如表7所示，第2透镜组g2的负透镜l2n的折射率为nd＝1.603420，第2透镜组g2的正透镜l2b1的折射率为nd＝1.755000。因此，对于负透镜l2n的像面侧的透镜面使用与衬底的光焦度为1.62对应的增透膜101(参照表13)，对于负透镜l2n的物体侧的透镜面使用与衬底的折射率为1.74对应的增透膜101(参照表13)，从而能够减小来自各透镜面的反射光，能够减少重影和眩光。
在第4实施例的光学系统os4中，如表10所示，第1透镜组g1的正弯月透镜l1的折射率为nd＝1.618000，第1透镜组g1的正弯月透镜l2的折射率为nd＝1.433852。因此，对于正弯月透镜l1的像面侧的透镜面使用与衬底的光焦度为1.62对应的增透膜101(参照表13)，对于正弯月透镜l2的物体侧的透镜面使用与衬底的光焦度为1.46对应的增透膜101(参照表14)，从而能够减小来自各透镜面的反射光，能够减少重影和眩光。
以下，参照附图对第2实施方式进行说明。如图18所示，本实施方式的光学系统os沿着光轴从物体侧依次具备：第1透镜组g1，具有正的光焦度，在进行对焦时相对于像面在光轴方向上被固定；第2透镜组g2，具有正的光焦度，为了进行对焦而沿着光轴移动；以及第3透镜组g3，具有正的光焦度，在进行对焦时相对于像面在光轴方向上被固定，第1透镜组g1具备部分透镜组g1a和负透镜l1b，所述部分透镜组g1a具有至少两个正透镜l11、l12且作为整体具有正的光焦度，第2透镜组g2从物体侧起具备正透镜l21、负透镜l22以及具有正的光焦度的接合透镜l20a，第3透镜组g3从物体侧起具备接合透镜l3a。接合透镜l20a至少通过负透镜l23与正透镜l24接合而成。
本实施方式的光学系统os基本上不会使在前组、后组固定的内对焦式的光学系统中、其中特别是在大口径镜头中成为缺点的球面像差、彗差、弧矢彗差、色像差、像面弯曲以及像散恶化而进行了改善的系统。以下，对用于构成这种光学系统os的条件进行说明。
本实施方式的光学系统os优选满足以下的条件式(101)。
-1.00<(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)<0.00(101)其中，
r2na：第2透镜组g2中的负透镜l22的物体侧透镜面的曲率半径
r2nb：第2透镜组g2中的负透镜l22的像侧透镜面的曲率半径
条件式(101)是将第2透镜组g2中的负透镜l22的形状因子(q因子)的值设定为最佳的值的条件式。本实施方式的要点在于，内对焦方式的对焦透镜组通过所谓天塞型的光学系统构成。天塞型是能够应用于大口径的最小构成个数的透镜组，作为满足自动对焦系统的各条件的对焦透镜组具有最佳的特征。在该天塞型的对焦透镜组中，中央的负透镜的最佳的形状因子对于得到良好的球面像差、像散、彗差是重要的。
在超过该条件式(101)的上限时，负透镜l22的形状越过物体侧透镜面与像侧透镜面的曲率半径的绝对值相同的双凹形状，而成为物体侧的曲率比像面侧的曲率高的形状、即物体侧透镜面的曲率半径的绝对值比像面侧透镜面的曲率半径的绝对值小的形状。另外，当成为更大的正数时，成为凹面朝向物体侧的平凹形状，甚至成为凸面朝向像侧的弯月形状。此时，球面像差、彗差恶化，因此是不优选的。另外，当将条件式(101)的上限值设定为-0.05时，更有利于上述的各像差的校正。另外，当将条件式(101)的上限值设定为-0.10时，进一步有利于上述的各像差的校正。另外，通过将条件式(101)的上限值设定为-0.20，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，在低于条件式(101)的下限时，负透镜l22的形状越过凹面朝向像侧的平凹形状，而成为凸面朝向物体侧的弯月形状。此时，像散、像面弯曲、彗差的校正变得困难，因此是不优选的。另外，当将条件式(101)的下限值设定为-0.90时，更有利于上述的各像差的校正。另外，当将条件式(101)的下限值设定为-0.85时，进一步有利于上述的各像差的校正。另外，通过将条件式(101)的下限值设定为-0.83，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
根据以上的结构，能够实现对焦透镜组的构成个数少、高性能且各像差少的光学系统。
另外，本实施方式的光学系统os优选满足以下的条件式(102)。
0.35<f2/f1<1.00(102)
其中，
f2：第2透镜组g2的焦距
f1：第1透镜组g1的焦距
条件式(102)是设定第2透镜组g2的焦距的最佳值、换言之第2透镜组g2的光焦度的最佳值的条件。
在超过该条件式(102)的上限时，由于第2透镜组g2的光焦度变弱，因此光学系统os变得大型化，用于进行对焦的第2透镜组g2的移动量增大。因此，基于致动器的af驱动变得困难。另外，意味着第1透镜组g1的光焦度相对地变强，在像差校正上很难进行球面像差、轴向色像差的校正，是不优选的。另外，当将条件式(102)的上限值设定为0.90时，更有利于上述的各像差的校正。另外，当将条件式(102)的上限值设定为0.80时，进一步有利于上述的各像差的校正。另外，通过将条件式(102)的上限值设定为0.70，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，在低于条件式(102)的下限时，第2透镜组g2的光焦度变强，因此特别是球面像差、彗差的校正变得困难，是不优选的。另外，当将条件式(102)的下限值设定为0.36时，更有利于各像差的校正。另外，当将条件式(102)的下限值设定为0.37时，进一步有利于各像差的校正。另外，通过将条件式(102)的下限值设定为0.38，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，本实施方式的光学系统os优选满足以下的条件式(103)。
0.00<x2/f2<0.10(103)
其中，
x2：从无限远对焦状态向成像倍率β＝-1/30倍进行对焦时的第2透镜组g2的移动量
f2：第2透镜组g2的焦距
条件式(103)是规定作为对焦透镜组的第2透镜组g2的移动量与光焦度的关系的条件式。
在超过条件式(103)的上限时，用于进行对焦的第2透镜组g2的移动量增加，基于致动器的af驱动变得困难。另外，作为对焦透镜组的第2透镜组g2的焦距变小，意味着光焦度变强，其结果球面像差、彗差的校正变得困难。另外，当将条件式(103)的上限值设定为0.08时，更有利于上述的各像差的校正。另外，当将条件式(103)的上限值设定为0.07时，进一步有利于上述的各像差的校正。另外，通过将条件式(103)的上限值设定为0.06，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，当超过条件式(103)的下限时，能够良好地对球面像差的近距离变动等进行校正。另外，当将条件式(103)的下限值设定为0.02时，有利于球面像差的近距离变动等的校正。另外，当将条件式(103)的下限值设定为0.03时，进一步有利于各像差的校正。另外，通过将条件式(103)的下限值设定为0.04，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，本实施方式的光学系统os优选满足以下的条件式(104)。
1.00<f3/f0<20.00(104)
其中，
f3：第3透镜组g3的焦距
f0：无限远对焦时的整个系统的焦距
条件式(104)是设定第3透镜组g3的焦距的最佳值、换言之第3透镜组g3的光焦度的最佳值的条件。
在超过条件式(104)的上限时，意味着在进行对焦，相对于像面在光轴方向上被固定的第3透镜组g3的光焦度显著变弱。此时，像差校正效果也减少，其结果彗差等轴外像差的校正变得困难，因此是不优选的。另外，当将条件式(104)的上限值设定为19.00时，更有利于上述的各像差的校正。另外，当将条件式(104)的上限值设定为18.00时，进一步有利于上述的各像差的校正。另外，通过将条件式(104)的上限值设定为17.50，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，在低于条件式(104)的下限时，第3透镜组g3的光焦度变强，后焦距变短，当以能够确保充分的后焦距的方式设定各组的光焦度时，其结果球面像差、像面弯曲的校正变得困难，近距离像差变动变大，因此是不优选的。另外，当将条件式(104)的下限值设定为1.30时，有利于上述的各像差的校正。另外，当将条件式(104)的下限值设定为1.50时，有利于上述的各像差的校正。另外，通过将条件式(104)的下限值设定为2.00，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，关于本实施方式的光学系统os，优选的是，第2透镜组g2中的接合透镜l20a通过将负透镜l23与正透镜l24接合而成，且满足以下的条件式(105)。
0.10<n24-n23<0.50(105)
其中，
n23：构成第2透镜组g2中的接合透镜l20a的负透镜l23的对d线的折射率
n24：构成第2透镜组g2中的接合透镜l20a的正透镜l24的对d线的折射率
条件式(105)是设定了第2透镜组g2中的构成接合透镜l20a的正透镜l24与负透镜l23的折射率的大小关系的条件。是为了最佳的佩兹伐曲率的设定以及像面弯曲、像散的良好的校正而有效的条件。
在超过该条件式(105)的上限时，如果选择合适的硝材，则会大量使用高色散硝材，轴向色像差、倍率色像差的校正变得困难，因此是不优选的。另外，当将条件式(105)的上限值设定为0.45时，更有利于上述的各像差的校正。另外，当将条件式(105)的上限值设定为0.40时，进一步有利于上述的各像差的校正。另外，通过将条件式(105)的上限值设定为0.30，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，在低于条件式(105)的下限时，最佳的佩兹伐曲率的设定变得困难，像面弯曲、像散的校正变得困难，因此是不优选的。另外，当将条件式(105)的下限值设定为0.15时，更有利于各像差的校正。另外，当将条件式(105)的下限值设定为0.19时，进一步有利于各像差的校正。另外，通过将条件式(105)的下限值设定为0.21，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，关于本实施方式的光学系统os，优选的是，第3透镜组g3中的接合透镜l3a具备配置在最靠物体侧的物体侧正透镜l31以及与所述物体侧正透镜的像侧接合的负透镜l32，且满足以下的条件式(106)。
0.10<n31-n32<0.50(106)
其中，
n31：物体侧正透镜l31的对d线的折射率
n32：与物体侧正透镜l31的像侧接合的负透镜l32的对d线的折射率
条件式(106)是设定构成第3透镜组g3中的接合透镜l3a的物体侧正透镜l31与负透镜l32的折射率的大小关系的条件。是为了最佳的佩兹伐曲率的设定以及良好的像面弯曲、像散的校正而有效的条件。
在超过该条件式(106)的上限时，如果选择合适的硝材，则会大量使用高色散硝材，轴向色像差、倍率色像差的校正变得困难，因此是不优选的。另外，当将条件式(106)的上限值设定为0.45时，更有利于上述的各像差的校正。另外，当将条件式(106)的上限值设定为0.40时，进一步有利于上述的各像差的校正。另外，通过将条件式(106)的上限值设定为0.30，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，在低于条件式(106)的下限时，最佳的佩兹伐曲率的设定变得困难，像面弯曲、像散的校正变得困难，因此是不优选的。另外，当将条件式(106)的下限值设定为0.12时，更有利于各像差的校正。另外，当将条件式(106)的下限值设定为0.13时，进一步有利于各像差的校正。另外，通过将条件式(106)的下限值设定为0.15，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，本实施方式的光学系统os优选满足以下的条件式(107)。
57.00<νd1a(107)
其中，
νd1a：部分透镜组g1a中的至少两个正透镜(l11，l12)的阿贝数的平均值
条件式(107)是设定配置在具有多个正透镜且具有正的光焦度的部分透镜组g1a中的所有的正透镜的阿贝数的平均值的条件。在第1透镜组g1中位于物体侧且具有正的光焦度的部分透镜组g1a对轴向色像差、倍率色像差的良好的校正起到很大的作用。在本实施方式的情况下，通过使用异常部分色散玻璃和萤石，从而进行特别是轴向色像差的校正。
在不满足该条件式(107)的条件时，无法使用所谓的具有异常部分色散的特性的硝材，因此很难进行轴向色像差、倍率色像差的良好的校正，特别是二阶色散的良好的校正。另外，当将条件式(107)的下限值设定为60.00时，有利于色像差等各像差的校正。另外，当将条件式(107)的下限值设定为69.00时，有利于轴上对色像差等各像差的校正。另外，通过将条件式(107)的下限值设定为75.00，能够最大限度地发挥本实施方式的效果。
另外，关于本实施方式的光学系统os，优选的是，在比第1透镜组g1靠像侧处具有决定f值的孔径光阑s。另外，关于光学系统os，更优选的是，在第2透镜组g2中具有决定f值的孔径光阑s。另外，关于光学系统os，进一步优选的是，在第2透镜组g2中的正透镜l21与负透镜l22之间，或者在第2透镜组g2中的负透镜l22与接合透镜l20a之间，具有决定f值的孔径光阑。由此，能够进行像散、畸变的良好的校正。
另外，关于本实施方式的光学系统os，优选的是，具有至少一个非球面。由此，能够良好地对彗差，特别是弧矢彗差、球面像差进行校正。
在图9中，作为具备上述的光学系统os的摄像装置，示出单反相机1(以下，简单记载为相机1)的概略剖视图。在该相机1中，来自未图示的物体(被摄体)的光通过摄影镜头2(光学系统os)而被聚光，通过快速复原反光镜3而成像在焦点板4上。并且，成像在焦点板4上的光在五棱镜5中多次反射而被向目镜6引导。由此，摄影者能够通过目镜6将物体(被摄体)像作为正立像来观察。
另外，当由摄影者按压未图示的释放按钮时，快速复原反光镜3向光路外退避，通过摄影镜头2而被聚光的未图示的物体(被摄体)的光在摄像元件7上形成被摄体像。由此，来自物体(被摄体)的光通过摄像元件7而被摄像，作为物体(被摄体)图像而被记录在未图示的存储器中。由此，摄影者能够进行基于本相机1的物体(被摄体)的摄影。另外，记载于图9的相机1可以将摄影镜头2保持为能够拆装，也可以与摄影镜头2一体地成型。另外，相机1可以是所谓的单反相机，也可以是不具有快速复原反光镜等的紧凑型相机或者无反光镜的单反相机。
此处，作为本相机1的摄影镜头2，上述的光学系统os通过其特征性的镜头结构，实现对焦透镜组的构成个数少、高性能且各像差少的光学系统。由此，本相机1实现高速的对焦和高性能的摄影。
另外，能够在不损坏光学性能的范围内适当采用以下记载的内容。
在本实施方式中，虽然示出了3组结构的光学系统os，但是以上的构成条件等也能够应用于4组、5组等其他的组结构。另外，也可以是在最靠物体侧增加了透镜或透镜组的结构，或者在最靠像侧增加了透镜或透镜组的结构，或者在各透镜组之间增加了透镜或透镜组的结构。另外，透镜组表示被空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。另外，第2透镜组也可以在正透镜、负透镜、具有正的光焦度的接合透镜的物体侧、像侧、各透镜之间具有其他的透镜分量。
另外，本申请的光学系统也可以构成为，为了从无限远物体向近距离物体进行对焦，使透镜组的一部分、一个透镜组全体或者多个透镜组作为对焦透镜组而在光轴方向上移动。特别是，优选如上所述地使第2透镜组成为对焦透镜组。另外，该对焦透镜组还能够应用于自动对焦，也适合于基于自动对焦用的电机、例如超声波电机等的驱动。
另外，在本申请的光学系统中，使任意一个透镜组、部分透镜组或者其一部分作为防抖透镜组而以包含相对于光轴垂直的方向的分量的方式移动，或者在包含光轴的面内方向上旋转移动(摆动)，从而还能够对由于手抖等产生的像抖动进行校正。特别是，在本申请的光学系统中，优选的是，使第2透镜组或第2透镜组的一部分成为防抖透镜组。
另外，构成本申请的光学系统的透镜的透镜面可以是球面或平面，或者也可以是非球面。在透镜面为球面或平面时，透镜加工和组装调整变得容易，能够防止由透镜加工和组装调整的误差引起的光学性能的劣化，因此是优选的。另外，即使在像面偏移的情况下描绘性能的劣化也少，因此是优选的。在透镜面为非球面时，可以是基于研磨加工的非球面、通过模具将玻璃形成为非球面形状的玻璃模铸非球面、或者将设置在玻璃的表面的树脂形成为非球面形状的复合型非球面中的任意一种。另外，透镜面可以是衍射面，也可以使透镜为折射率分布型透镜(grin透镜)或塑料透镜。
另外，孔径光阑s虽然优选配置在光学系统os的中央附近，但是也可以不设置作为孔径光阑的部件，而通过透镜的框来代替其作用。
而且，在各透镜面上，为了减轻眩光和重影并实现高对比度的高光学性能，也可以施加在宽波长区域中具有高透射率的增透膜。
以下，参照图26对本实施方式的光学系统os的制造方法的概略进行说明。关于该光学系统os的制造方法，该光学系统沿着光轴从物体侧依次具备第1透镜组g1、第2透镜组g2及第3透镜组g3，所述第1透镜组g1具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面在光轴方向上被固定，所述第2透镜组g2具有正的光焦度且为了进行对焦而沿着光轴移动，所述第3透镜组g3具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面在光轴方向上被固定，其中，所述光学系统os的制造方法包含以下的步骤s1至s4。
使得第1透镜组g1具备部分透镜组g1a和负透镜l1b，所述部分透镜组g1a具有至少两个正透镜l11、l12且作为整体具有正的光焦度的(步骤s1)。
使得第2透镜组g2从物体侧起具备正透镜l21、负透镜l22以及具有正的光焦度的接合透镜l20a(步骤s2)。
使得第3透镜组g3具备接合透镜l3a(步骤s3)。
使得光学系统满足作为预定的条件式的以下的条件式(101)(步骤s4)。
-1.00<(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)<0.00(101)
其中，
r2na：第2透镜组中的负透镜l22的物体侧透镜面的曲率半径
r2nb：第2透镜组中的负透镜l22的像侧透镜面的曲率半径
根据以上的制造方法，能够制造对焦透镜组的构成个数少、高性能且各像差少的光学系统。
以下，根据附图对光学系统os的数值实施例进行说明。另外，图18、图20、图22以及图24示出各实施例的光学系统os(os5～os8)的结构。
在各实施例中，关于非球面，在设与光轴垂直的方向的高度为y、高度y处的从各非球面的顶点的切面到各非球面为止的沿着光轴的距离(凹陷量)为s(y)、基准球面的曲率半径(近轴曲率半径)为r、圆锥常数为κ、n次非球面系数为an时，通过以下的式(a)表示。
x(y)＝(y2/r)/[1+[1-κ(y2/r2)]1/2]+a4×y4+a6×y6+a8×y8+a10×y10(a)
另外，在各实施例中，2次非球面系数a2为0。另外，在各实施例的表中，对于非球面在面编号的右侧附上“*”。
[第5实施例]
图18是示出第5实施例的光学系统os5的结构的图。该光学系统os5沿着光轴从物体侧依次由第1透镜组g1、第2透镜组g2及第3透镜组g3构成，所述第1透镜组g1具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面在光轴方向上被固定，所述第2透镜组g2具有正的光焦度且为了进行对焦而沿着光轴向物体侧移动，所述第3透镜组g3具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面在光轴方向上被固定。
第1透镜组g1由具有正的光焦度的部分透镜组g1a以及凸面朝向物体侧的负弯月透镜l1b构成。部分透镜组g1a由凸面朝向物体侧的正弯月透镜l11以及凸面朝向物体侧的正弯月透镜l12构成。
第2透镜组g2从物体侧依次由凸面朝向物体侧且使物体侧和像侧的两透镜面为非球面形状的正弯月透镜l21、孔径光阑s、双凹形状的负透镜l22以及通过凸面朝向物体侧的负弯月透镜l23与双凸形状的正透镜l24接合而成的接合正透镜l20a构成。
第3透镜组g3由通过凸面朝向像侧的正弯月透镜l31、凸面朝向像侧的负弯月透镜l32以及凸面朝向像侧的正弯月透镜l33这三个透镜接合而成的接合正透镜构成。
在以下的表101中，记载有该第5实施例的光学系统os5的参数的值。在该表101的[整体参数]中，“f”表示焦距，“fno”表示f值，“ω”表示半视场角(单位为“°”)，“y”表示像高，“tl”表示光学系统os5的全长，“bf”表示后焦距。另外，全长tl表示该光学系统os5的从最靠物体侧的透镜面(第1面)到像面为止的光轴上的距离。
另外，在[面数据]中，第1栏表示沿着光线行进的方向的从物体侧起的光学面的顺序(面编号)，第2栏r表示各光学面的曲率半径，第3栏d表示面间隔(第n面(n为整数)与第n+1面之间的间隔)，第4栏νd表示对d线(波长λ＝587.6nm)的阿贝数，第5栏nd表示对d线的折射率。另外，曲率半径r＝∞在透镜面中表示平面，在孔径光阑s中表示开口。另外，省略空气的折射率nd＝1.00000。另外，最终面(第18面)的面间隔为到像面i为止的光轴上的距离。面编号1～18对应于图18所示的编号1～18。
在[透镜组焦距]中分别示出各透镜组中的最靠物体侧的面的面编号(始面)和各透镜组的焦距。
在[各间隔数据]中，“f”表示整个系统的焦距，“β”表示物体与像之间的成像倍率，“di”(其中，i为整数)表示第i面的可变的面间隔。另外，“无限远”表示无限远对焦状态，“中间”表示中间距离对焦状态，“近距离”表示近距离对焦状态。另外，“d0”表示从物体到第1面为止的距离。
此处，虽然在以下的所有的参数值中记载的焦距f、曲率半径r、面间隔d、其他长度的单位一般使用“mm”，但是即使对光学系统进行比例放大或比例缩小也能够得到相同的光学性能，因此并不限定于此。另外，这些符号的说明和参数表的说明在之后的实施例中也相同。
(表101)
[整体参数]
f＝103.256
fno＝1.45
ω＝11.68
y＝21.6
tl＝130.513
bf＝39.073
[面数据]
[透镜组焦距]
[各间隔数据]
在该第5实施例的光学系统os5中，第7面和第8面的透镜面形成为非球面形状。在以下的表102中，示出非球面数据、即圆锥常数κ和各非球面常数a4～a10的值。另外，在之后的实施例中，“e-n”表示“×10-n”。
(表102)
[非球面数据]
在以下的表103中，示出对于该第5实施例的光学系统os5的各条件式对应值。其中，“r2na”表示第2透镜组g2中的负透镜l22的物体侧透镜面的曲率半径。另外，“r2nb”表示第2透镜组g2中的负透镜l22的像侧透镜面的曲率半径。“f2”表示第2透镜组g2的焦距。“f1”表示第1透镜组g1的焦距。“x2”表示从无限远对焦状态向成像倍率β＝-1/30倍进行对焦时的第2透镜组g2的移动量。“f3”表示第3透镜组g3的焦距。“f0”表示无限远对焦时的整个系统的焦距。“n23”表示构成第2透镜组g2中的接合透镜l20a的负透镜l23的对d线的折射率。“n24”表示构成第2透镜组g2中的接合透镜l20a的正透镜l24的对d线的折射率。“n31”表示物体侧正透镜l31的对d线的折射率。“n32”表示与物体侧正透镜l31的像侧接合的负透镜l32的对d线的折射率。“νd1a”表示部分透镜组g1a中的至少两个正透镜(l11，l12)的阿贝数的平均值。
(表103)
(101)(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)＝-0.414
(102)f2/f1＝0.487
(103)x2/f2＝0.0440
(104)f3/f0＝3.69
(105)n24-n23＝0.223
(106)n31-n32＝0.152
(107)νd1a＝81.1
如上所述，第5实施例的光学系统os5将上述条件式(101)～(107)全部满足。
在图19中，示出该第5实施例的光学系统os5的无限远对焦状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色像差以及彗差的各像差图。在各像差图中，“fno”表示f值，“y”表示像高，“ω”表示半视场角[单位：“°”]。另外，在各像差图中，“d”表示对d线(波长λ＝587.6nm)的像差，“g”表示对g线(波长λ＝435.8nm)的像差。另外，在像散图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。另外，关于彗差图，在各半视场角ω中，实线表示对d线和g线的子午彗差，比原点靠左侧的虚线表示对于d线在子午方向上产生的弧矢彗差，比原点靠右侧的虚线表示对于d线在弧矢方向上产生的弧矢彗差。另外，该像差图的说明在之后的实施例中也相同。如从该图19所示的各像差图明确可知，在该第5实施例的光学系统os5中，良好地对包含球面像差、弧矢彗差、像面弯曲、像散以及子午彗差在内的各像差进行校正，具有高光学性能。
[第6实施例]
图20是示出第6实施例的光学系统os6的结构的图。该光学系统os6沿着光轴从物体侧依次由第1透镜组g1、第2透镜组g2及第3透镜组g3构成，所述第1透镜组g1具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面在光轴方向上被固定，所述第2透镜组g2具有正的光焦度且为了进行对焦而沿着光轴向物体侧移动，所述第3透镜组g3具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面在光轴方向上被固定。
第1透镜组g1由具有正的光焦度的部分透镜组g1a以及凸面朝向物体侧的负弯月透镜l1b构成。部分透镜组g1a由凸面朝向物体侧的正弯月透镜l11以及凸面朝向物体侧的正弯月透镜l12构成。
第2透镜组g2从物体侧依次由凸面朝向物体侧且使物体侧和像侧的两透镜面为非球面形状的正弯月透镜l21、双凹形状的负透镜l22、孔径光阑s以及通过凸面朝向物体侧的负弯月透镜l23与双凸形状的正透镜l24接合而成的接合正透镜l20a构成。
第3透镜组g3由通过凸面朝向像侧的正弯月透镜l31、凸面朝向像侧的负弯月透镜l32以及凸面朝向像侧的正弯月透镜l33这三个透镜接合而成的接合正透镜l3a构成。
在以下的表104中，记载有该第6实施例的光学系统os6的参数的值。另外，[面数据]中所示的面编号1～18对应于图20所示的编号1～18。
(表104)
[整体参数]
f＝103.026
fno＝1.45
ω＝11.76
y＝21.6
tl＝131.154
bf＝39.078
[面数据]
[透镜组焦距]
[各间隔数据]
在该第6实施例的光学系统os6中，第7面和第8面的透镜面形成为非球面形状。在以下的表105中，示出非球面数据、即圆锥常数κ和各非球面常数a4～a10的值。
(表105)
在以下的表106中，示出对于该第6实施例的光学系统os6的各条件式对应值。
(表106)
(101)(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)＝-0.454
(102)f2/f1＝0.416
(103)x2/f2＝0.0481
(104)f3/f0＝3.86
(105)n24-n23＝0.223
(106)n31-n32＝0.152
(107)νd1a＝81.1
如上所述，第6实施例的光学系统os6将上述条件式(101)～(107)全部满足。
在图21中，示出该第6实施例的光学系统os6的无限远对焦状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色像差以及彗差的各像差图。如从该图21所示的各像差图明确可知，在该第2实施例的光学系统os6中，良好地对包含球面像差、弧矢彗差、像面弯曲、像散以及子午彗差在内的各像差进行校正，具有高光学性能。
[第7实施例]
图22是示出第7实施例的光学系统os7的结构的图。该光学系统os7沿着光轴从物体侧依次由第1透镜组g1、第2透镜组g2及第3透镜组g3构成，所述第1透镜组g1具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面在光轴方向上被固定，所述第2透镜组g2具有正的光焦度且为了进行对焦而沿着光轴向物体侧移动，所述第3透镜组g3具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面在光轴方向上被固定。
第1透镜组g1由具有正的光焦度的部分透镜组g1a以及凸面朝向物体侧的负弯月透镜l1b构成。部分透镜组g1a由凸面朝向物体侧的正弯月透镜l11以及凸面朝向物体侧的正弯月透镜l12构成。
第2透镜组g2从物体侧依次由凸面朝向物体侧且使物体侧和像侧的两透镜面为非球面形状的正弯月透镜l21、双凹形状的负透镜l22、孔径光阑s以及通过双凹形状的负透镜l23与双凸形状的正透镜l24接合而成的接合正透镜l20a构成。
第3透镜组g3由通过凸面朝向像侧的正弯月透镜l31、双凹形状的负透镜l32、双凸形状的正透镜l33这三个透镜接合而成的接合正透镜l3a构成。
在以下的表107中，记载有该第7实施例的光学系统os7的参数的值。另外，[面数据]中所示的面编号1～18对应于图22所示的编号1～18。
(表107)
[整体参数]
f＝102.950
fno＝1.45
ω＝11.76
y＝21.6
tl＝129.128
bf＝39.107
[面数据]
[透镜组焦距]
[各间隔数据]
在该第7实施例的光学系统os7中，第7面和第8面的透镜面形成为非球面形状。在以下的表108中，示出非球面数据、即圆锥常数κ和各非球面常数a4～a10的值。
(表108)
在以下的表109中，示出对于该第7实施例的光学系统os7的各条件式对应值。
(表109)
(101)(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)＝-0.828
(102)f2/f1＝0.383
(103)x2/f2＝0.0431
(104)f3/f0＝17.33
(105)n24-n23＝0.223
(106)n31-n32＝0.300
(107)νd1a＝81.1
如上所述，第7实施例的光学系统os7将上述条件式(101)～(107)全部满足。
在图23中，示出该第7实施例的光学系统os7的无限远对焦状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色像差以及彗差的各像差图。如从该图23所示的各像差图明确可知，在该第7实施例的光学系统os7中，良好地对包含球面像差、弧矢彗差、像面弯曲、像散以及子午彗差在内的各像差进行校正，具有高光学性能。
[第8实施例]
图24是示出第8实施例的光学系统os8的结构的图。该光学系统os8沿着光轴从物体侧依次由第1透镜组g1、第2透镜组g2及第3透镜组g3构成，所述第1透镜组g1具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面在光轴方向上被固定，所述第2透镜组g2具有正的光焦度且为了进行对焦而沿着光轴向物体侧移动，所述第3透镜组g3具有正的光焦度且在进行对焦时相对于像面在光轴方向上被固定。
第1透镜组g1由具有正的光焦度的部分透镜组g1a以及凸面朝向物体侧的负弯月透镜l1b构成。部分透镜组g1a由凸面朝向物体侧的正弯月透镜l11以及凸面朝向物体侧的正弯月透镜l12构成。
第2透镜组g2从物体侧依次由凸面朝向物体侧且使物体侧和像侧的两透镜面为非球面形状的正弯月透镜l21、孔径光阑s、双凹形状的负透镜l22以及通过凸面朝向物体侧的负弯月透镜l23与双凸形状的正透镜l24接合而成的接合正透镜l20a构成。
第3透镜组g3由具有负的光焦度的接合透镜l3a以及凸面朝向像侧的正弯月透镜l33构成。接合透镜l3a通过凸面朝向像侧的正弯月透镜l31与凸面朝向像侧的负弯月透镜l32接合而成。
在以下的表110中，记载有该第8实施例的光学系统os8的参数的值。另外，该表10所示的面编号1～19对应于图24所示的编号1～19。
(表110)
[整体参数]
f＝103.323
fno＝1.45
ω＝11.67
y＝21.6
tl＝130.794
bf＝38.989
[面数据]
[透镜组焦距]
[各间隔数据]
在该第8实施例的光学系统os8中，第7面和第8面的透镜面形成为非球面形状。在以下的表111中，示出非球面数据、即圆锥常数κ和各非球面常数a4～a10的值。
(表111)
在以下的表112中，示出对于该第8实施例的光学系统os8的各条件式对应值。
(表112)
(101)(r2nb+r2na)/(r2nb-r2na)＝-0.471
(102)f2/f1＝0.525
(103)x2/f2＝0.0443
(104)f3/f0＝2.997
(105)n24-n23＝0.223
(106)n31-n32＝0.152
(107)νd1a＝81.1
如上所述，第8实施例的光学系统os8将上述条件式(101)～(107)全部满足。
在图25中，示出该第8实施例的光学系统os8的无限远对焦状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色像差以及彗差的各像差图。如从该图25所示的各像差图明确可知，在该第8实施例的光学系统os8中，良好地对包含球面像差、弧矢彗差、像面弯曲、像散以及子午彗差在内的各像差进行校正，具有高光学性能。
根据以上的各实施例，具有2ω＝23°左右的包含角，而且具有f1.4这样的大口径，能够实现高性能且良好地对球面像差、像散、像面弯曲以及彗差进行校正的光学系统os。
另外，通过将以上的各实施例所示的光学系统os5～os8搭载到上述的相机1起到上述的效果，这是不言而喻的。另外，上述各实施例示出本发明的一具体例，本发明并不限定于此。
将以下的优先权基础申请的公开内容作为引用文援引于此。
日本国专利申请2015年第011652号(2015年1月23日申请)
日本国专利申请2015年第098229号(2015年5月13日申请)
标号说明
os(os1～os8)光学系统
g1第1透镜组
g2第2透镜组
u1a第1透镜组中的具有正的光焦度的第1部分透镜组
u2b第2透镜组中的具有正的光焦度的第2部分透镜组
l2c第2透镜组中的接合透镜
l1部分透镜组u1a中的第1正透镜
l2部分透镜组u1a中的第2正透镜
l3部分透镜组u1a中的第3正透镜
l1b第1透镜组中的负透镜
l2a第2透镜组中的弯月透镜
l2a2第2透镜组中的正透镜
l2n第2透镜组中的负透镜
l2b1第2部分透镜组u2b中的正透镜
l2b2第2部分透镜组u2b中的正透镜
l2cpa接合透镜l2c中的正透镜
l2cn接合透镜l2c中的负透镜
l2cpb接合透镜l2c中的正透镜
s孔径光阑
1单反相机(摄像装置)
g3第3透镜组
g1a第1透镜组中的具有正的光焦度的部分透镜组
l20a第2透镜组中的接合正透镜
l11部分透镜组g1a中的第1正透镜
l12部分透镜组g1a中的第2正透镜
l21第2透镜组中的正弯月透镜
l22第2透镜组中的负透镜
l23第2透镜组中的正接合透镜l2a中的负透镜
l24第2透镜组中的正接合透镜l2a中的正透镜
l31第3透镜组中的正透镜
l32第3透镜组中的负透镜
l33第3透镜组中的正透镜。
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