JP2004212644A - 撮影レンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】十分な大きさのバックフォーカスを確保しつつ軽量化でき、しかも７０度以上の比較的広画角な領域においても良好な結像性能が得られる構成の撮影レンズを提供する。
【解決手段】物体側から順に、少なくとも負メニスカスレンズと像側に隣接した正レンズを含んでなる第１レンズ群Ｇ１、絞りＳ、少なくとも両凸レンズを含んでなる第２レンズ群を備え、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２中のいずれかのレンズが光軸方向に屈折率が連続的に変化する屈折率分布型レンズｇｒからなっており、レンズ全系の焦点距離をｆ、バックフォーカスをｂｆとしたときに、０．７＜ｂｆ／ｆ＜３．０の条件を満たす構成とする。
【選択図】 図１
【解決手段】物体側から順に、少なくとも負メニスカスレンズと像側に隣接した正レンズを含んでなる第１レンズ群Ｇ１、絞りＳ、少なくとも両凸レンズを含んでなる第２レンズ群を備え、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２中のいずれかのレンズが光軸方向に屈折率が連続的に変化する屈折率分布型レンズｇｒからなっており、レンズ全系の焦点距離をｆ、バックフォーカスをｂｆとしたときに、０．７＜ｂｆ／ｆ＜３．０の条件を満たす構成とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた撮影レンズに関し、特に、比較的画角が大きく、バックフォーカスの長い撮影レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、比較的広画角を撮影可能な撮影レンズは、物体側より負の屈折力を有する第１レンズ群、絞り、正の屈折力を有する第２レンズ群を備えた構成を有しており、例えば、下記の特許文献に開示されたもの等が知られている。また、近年の撮影装置（例えばカメラ）に用いられる撮影レンズでは、撮像素子との間にフィルターやプリズム等を配置する必要があるため、十分に大きいバックフォーカスが必要となるものが多い。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−６６０９２号公報
【特許文献２】
特開平１０−１７０８１８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示された比較的画角の広い撮影レンズにおいては、７０度以上の広画角領域では十分なバックフォーカスを確保できない上、色収差（特に歪曲収差）の補正が不充分となって結像性能が低下していた。このため電子画像用カメラ、例えばビデオカメラやディジタルカメラ用の撮影レンズとして用いることは難しかった。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、十分な大きさのバックフォーカスを確保しつつ軽量化でき、しかも７０度以上の比較的広画角な領域においても良好な結像性能が得られる構成の撮影レンズを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る撮影レンズでは、物体側から順に、少なくとも負メニスカスレンズと像側に隣接した正レンズを含んでなる第１レンズ群、絞り、少なくとも両凸レンズを含んでなる第２レンズ群を備え、第１レンズ群及び第２レンズ群中のいずれかのレンズが光軸方向に屈折率が連続的に変化する屈折率分布型レンズからなっており、レンズ全系の焦点距離をｆ、バックフォーカスをｂｆとしたときに、０．７＜ｂｆ／ｆ＜３．０の条件を満たす構成とする。
【０００７】
本発明に係る撮影レンズでは、物体側から順に、少なくとも負メニスカスレンズ及び正レンズを含んでなる第１レンズ群、絞り、少なくとも両凸レンズを含んでなる第２レンズ群を備え、像面に対して射出瞳が十分に遠いレトロフォーカスタイプの撮影レンズ系を構成することにより、歪曲収差を良好に補正しつつ、電子画像機器に好適な大きいバックフォーカスを確保できるようになっている。また、第１レンズ群及び第２レンズ群中のいずれかのレンズが光軸方向に屈折率が連続的に変化する屈折率分布型レンズからなっており、これにより構成レンズ数を少なくして鏡筒のみならず、装着するカメラ全体も軽量化することができるようになっている。そして更に、上記条件式を満足することにより、７０度以上の画角領域において歪曲収差が適正な値に保たれるようにしており、比較的広画角な領域においても良好な結像性能を発揮させることができる。
【０００８】
また、本発明に係る撮影レンズにおいては、屈折率分布型レンズにおける屈折率の分布は光線の進行方向に屈折率が減少するものであるとともに、屈折率分布型レンズの光軸上における屈折率の変化量は、最も物体側に位置する面から最も像側に位置する面までの間において（すなわち基準線での屈折率の変化量が）０．０１以上であることが好ましい。このような構成であれば、これにより撮影レンズ全体のサイズを小さくすることができ、より小型でかつ軽量な構成とすることができる。本発明の実施例では、変化量は線形に変化するデータとして与えているが、非線形（２次ないしは高次項を含む形式等）で与えても同様な効果が得られる。
【０００９】
また、本発明に係る撮影レンズにおいては、第１レンズ群中のいずれかのレンズが屈折率分布型レンズからなっており、屈折率分布型レンズの物体側の有効径をＣ、撮影レンズ系全系の焦点距離をｆとしたときに、０．５＜Ｃ／ｆ＜５．０の条件を満たすことが好ましい。このような構成であれば、屈折率分布型レンズの製作を容易にしてコストダウンを図ることができる。また、屈折率分布型レンズの有効径内に外部からの有害光が入ることを防止して、フレア等による画質の低下を防ぐことができる。
【００１０】
また、本発明に係る撮影レンズにおいては、屈折率分布型レンズの焦点距離をｆａとしたときに、０．５＜｜ｆａ／ｆ｜＜８．０の条件を満たすことが好ましい。このような構成であれば、屈折率分布型レンズの製作を容易にすることができる。また、コマ収差や像面湾曲収差の発生を低減して良好な結像性能が得られるようにすることができる。
【００１１】
更に、本発明に係る撮影レンズにおいては、第１レンズ群中の負メニスカスレンズが非球面形状のレンズ面を有しており、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、絞りの前後に位置するレンズ面同士の光軸上での間隔をｄとしたときに、０．１＜ｄ／ｆ１＜３．０の条件を満たすことが好ましい。このような構成であれば、高次のコマ収差や非点収差、及び像面湾曲の発生を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係る撮影レンズでは、物体側から順に、少なくとも負メニスカスレンズ及び正レンズを含んでなる第１レンズ群、絞り、少なくとも両凸レンズを含んでなる第２レンズ群を備えていわゆるレトロフォーカスタイプのレンズを構成している。このため光学系全体の焦点距離に比較して十分なバックフォーカスが確保でき、像面との間にフィルターやプリズム等の光学部材を配置し得るようになっている。このため本撮影レンズは例えばＣＣＤを撮像素子とする電子画像機器等に用いるのに好適である。
【００１３】
ここで、第１レンズ群と第２レンズ群との間に絞りが設けられているのは、像面に対して十分に射出瞳を遠くするためである。本撮影レンズと像面との間に色分解プリズムやダイクロイックミラー等の分解光学系が設置される場合には、画面の上部に至る光束と画面の下部に至る光束とがダイクロイックミラー等となす角度は異なってしまい、画面の上下で色ムラが生じてしまうが、本発明の撮影レンズのように像面に対して十分に射出瞳を遠くする構成とすれば、このような色ムラは防ぐことができる。また、第２レンズ群は両凸レンズを有しているため、本撮影レンズのように比較的広画角なレンズ系で問題となる諸収差を良好に補正することができる。
【００１４】
また、本発明に係る撮影レンズにおいては、第１レンズ群及び第２レンズ群中のいずれかのレンズが、光軸方向に屈折率が連続的に変化する屈折率分布型レンズからなっているため、小型であるにも拘わらず、収差発生の少ない、優れた結像性能が得られるようになっている。
【００１５】
ここで、屈折率分布型レンズについて説明する。一般に、光学ガラス材料には、無色、透明、均質なものが用いられているが、屈折率分布型レンズとは均質ではなく、屈折率が媒質中で連続的に変化しているものをいう。そして、基本的には、アキシャル型、ラディアル型があることが知られている。アキシャル型とは、光軸方向に屈折率が連続的に変化しているものをいい、ラディアル型とは、光軸と垂直な方向に屈折率が連続的に変化しているものをいう。また、これらの組み合わせもあり得る。図７（Ａ）はアキシャル型の屈折率分布型レンズ１を光軸と垂直な方向から見た断面図であり、光軸と垂直な線は屈折率が等しいポイントを連ねている（すなわち屈折率の等高線を示している）。また、図７（Ｂ）はラディアル型の屈折率分布型レンズ２を光軸と垂直な方向から見た断面図であり、光軸と平行な線は屈折率が等しいポイントを連ねている。そして、このアキシャル型の屈折率分布型レンズは、近年、大口径のものの製作が可能となったため、実用に供することが可能となった。
【００１６】
このアキシャル型の屈折率分布型レンズについてもう少し述べると、屈折面及び媒質内での局所的な屈折率変化によって、非球面レンズのような作用を有することや、ガラス分散値がレンズ内で連続的に変化することにより、貼り合わせレンズのような効果を有することから、単レンズでも良好な色収差補正能力を有している。このため、高価な非球面レンズや特殊低分散ガラスでしか達し得ない（通常のガラスでは達し得ない）良好な色収差補正が可能である。
【００１７】
このため本発明に係る撮影レンズでは、色収差補正が良好に補正されることとなり、７０度以上の広画角においても優れた結像性能が得られる。また、屈折率分布型レンズを使用することにより収差補正に要するレンズ枚数を少なくすることができるので、安価かつ軽量コンパクトな構成にすることもできる。
【００１８】
また、本発明に係る撮影レンズでは、上記構成に加え、撮影レンズ全系の焦点距離をｆ、バックフォーカスをｂｆとしたときに、下の条件式（１）を満たすようにしている。
【００１９】
【数１】
０．７＜ｂｆ／ｆ＜３．０ … （１）
【００２０】
上記条件式（１）は、撮影レンズ全系の焦点距離に対するバックフォーカスの大きさの適切な範囲を定めたものである。ここで、ｂｆ／ｆの値が条件式（１）の上限値を上回るとバックフォーカスが大きくなり過ぎ、撮影レンズ全体の大型化を招くので不都合である。また、後玉径が大きくなり過ぎてしまい、これによっても撮影レンズ全体の大型化を招き易いてしまう。更に、歪曲収差が負側に大きくなり易く、結像性能の点からも不都合である。
【００２１】
逆に、ｂｆ／ｆの値が条件式（１）の下限値を下回るとバックフォーカスが小さくなり過ぎ、像面との間にフィルターやプリズム等を配置する空間スペースを確保することが困難になり不都合である。また、射出瞳が像面に近くなる傾向となり、シェーディングが発生し易くなり不都合である。ここで、フィルター等がレンズ後方に配置されている場合には、バックフォーカスｂｆは最終レンズ面からフィルター等を除いた像面までの距離を指すものとする。なお、本発明の効果を十分に発揮させるには、上記条件式（１）の上限値を１．５とすることが好ましい。また、下限値については０．９とすることが好ましい。
【００２２】
このように本発明に係る撮影レンズでは、物体側から順に、少なくとも負メニスカスレンズ及び正レンズを含んでなる第１レンズ群、絞り、少なくとも両凸レンズを含んでなる第２レンズ群を備え、像面に対して射出瞳が十分に遠いレトロフォーカスタイプの撮影レンズ系を構成することにより、歪曲収差を良好に補正しつつ、電子画像機器に好適な大きいバックフォーカスを確保できるようになっている。また、第１レンズ群及び第２レンズ群中のいずれかのレンズが光軸方向に屈折率が連続的に変化する屈折率分布型レンズからなっており、これにより構成レンズ数を少なくして鏡筒のみならず、装着するカメラ全体も軽量化することができるようになっている。そして更に、上記条件式（１）を満足することにより、７０度以上の画角領域において歪曲収差が適正な値に保たれるようにしており、比較的広画角な領域においても良好な結像性能を発揮させることができるようになっている。
【００２３】
ここで、屈折率分布型レンズにおける光軸方向の屈折率の分布は、光線の進行方向に屈折率が減少するものであることが好ましい。このようにすれば光線が光軸より離れるに従ってその光線の屈折角は小さくなり、歪曲収差を減少させる補正を極めて有効に行うことができるからである。なお、本発明の効果を十分に発揮させるには、屈折率分布型レンズの光軸上における屈折率の変化量は、最も物体側に位置する面から最も像側に位置する面までの間において（すなわち基準線での屈折率の変化量が）０．０１以上であることが好ましい。これにより撮影レンズ全体のサイズを小さくすることができ、より小型でかつ軽量な構成とすることができる。
【００２４】
また、本発明に係る撮影レンズでは、上述の構成に加え、第１レンズ群中のいずれかのレンズが上記屈折率分布型レンズからなっており、屈折率分布型レンズの物体側の有効径（直径）をＣとしたときに、下の条件式（２）を満たす構成となっていることが好ましい。
【００２５】
【数２】
０．５＜Ｃ／ｆ＜５．０ … （２）
【００２６】
上記条件式（２）は、屈折率分布型レンズの有効径の適切な範囲を撮影レンズ全系の焦点距離との比で規定するものである。ここで、Ｃ／ｆの値が上記条件式（２）の上限値を上回ると屈折率分布型レンズの径が大きくなり過ぎ、屈折率分布型レンズの製作が困難となりコストアップに繋がる。また、屈折率分布型レンズの有効径内に外部からの有害光が入り易くなり、フレア等による画質の低下を招き易くなる。反対に、Ｃ／ｆの値が上記条件式（２）の下限値を下回ると、屈折率分布型レンズの適切な有効径が小さくなり過ぎて、周辺光量が不足してしまう傾向が強まり、画質の低下を招き易くなる。なお、本発明の効果を十分に発揮させるには、上記条件式（２）の上限値を３．０とすることが好ましい。また、下限値については１．５とすることが好ましい。
【００２７】
また、本発明に係る撮影レンズにおいては、屈折率分布型レンズの焦点距離をｆａとしたときに、下の条件式（３）を満たす構成であることが好ましい。
【００２８】
【数３】
０．５＜｜ｆａ／ｆ｜＜８．０ … （３）
【００２９】
上記条件式（３）は、屈折率分布型レンズの焦点距離の適切な範囲を規定する。｜ｆａ／ｆ｜の値が上記条件式（３）の上限値を上回ると、屈折率分布型レンズが芯取り困難な形状となって、屈折率分布型レンズの製作が困難となる不都合が生じる。また、｜ｆａ／ｆ｜の値が上記条件式（３）の下限値を下回ると、屈折率分布型レンズの焦点距離の大きさが小さくなり過ぎてしまい、その結果、各レンズ面の曲率半径が小さくなり過ぎてしまって屈折率分布型レンズが製造しづらくなる不都合があるばかりか、コマ収差や像面湾曲収差の発生が甚大となってしまい、良好な結像性能が得られなくなってしまう。なお、本発明の効果を十分に発揮させるには、上記条件式（３）の上限値を３．０とすることが好ましい。また、下限値については１．５とすることが好ましい。
【００３０】
また、本発明に係る撮影レンズにおいては、収差の補正上、上記第１レンズ群中の負メニスカスレンズが非球面形状のレンズ面を有しており、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、絞りの前後に位置するレンズ面同士の光軸上での間隔をｄ（図１、図３及び図５参照）としたときに、下の条件式（４）を満たす構成であることが好ましい。
【００３１】
【数４】
０．１＜ｄ／ｆ１＜３．０ … （４）
【００３２】
上記条件式（４）は、絞りの前方に位置するレンズ群、すなわち第１レンズ群の焦点距離ｆ１に対する絞りの前後に位置するレンズ面の間隔の適切な範囲を定めている。ｄ／ｆ１の値が上記条件式（４）の上限値を上回ると、前玉径も後玉径もいずれも大きくなり過ぎて不都合となるばかりか、高次のコマ収差や非点収差が発生し易くなってしまう。逆に、ｄ／ｆ１の値が上記条件式（４）の下限値を下回ると、全体の収差バランスが悪くなり、像面湾曲とコマ収差の補正が困難となってしまい不都合である。なお、本発明の効果を十分に発揮させるには、上記条件式（４）の上限値を１．０とすることが好ましい。また、下限値については０．３とすることが好ましい。
【００３３】
また、本発明に係る撮影レンズにおいては、撮影レンズ全系の最も物体側に位置する負メニスカスレンズ（第１レンズ群中に設けられた上記負メニスカスレンズ）における物体側の面の半径をｒ１、像側の面の半径をｒ２としたときに、下の条件式（５）を満たすことが好ましい。
【００３４】
【数５】
１．０＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜３．０ … （５）
【００３５】
上記条件式（５）は、第１レンズ群中の最も物体側に位置する負メニスカスレンズの形状の適切な範囲を規定する。ここで、（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）の値が上記条件式（５）の上限値を上回ると、レンズの研磨や芯取りが困難となり、コストアップに繋がる。反対に、（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）の値が上記条件式（５）の下限値を下回ると、非点収差や倍率色収差などの軸収差の劣化が大きくなり好ましくない。なお、本発明の効果を十分に発揮させるには、上記条件式（５）の上限値を２．０とすることが好ましい。また、第１レンズ群中の最も物体側に位置する負メニスカスレンズに非球面や回折光学面を設けるときには、上記ｒ１及びｒ２の値はそれぞれ、その負メニスカスレンズの近軸曲率半径を示すものとする。そして、負メニスカスレンズの物体側の面に回折光学面を配置するようにすれば、倍率色収差の補正に極めて有効であるため、特に好ましい。
【００３６】
更に、本発明に係る撮影レンズにおいては、下の条件式（６）を満たす構成であることが好ましい。
【００３７】
【数６】
１．０＜ｆ１／ｆ＜４．０ … （６）
【００３８】
上記条件式（６）は、撮影レンズ全系の焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距離の適切な範囲を定めている。上述したように、本発明に係る撮影レンズは、いわゆるレトロフォーカスタイプを基本構成としており、物体側に位置する負の屈折力を有したレンズ群（すなわち第１レンズ群）のレンズ系全体に対する屈折力配分は、レンズ光学系全体の構成上極めて重要である。かかる屈折力配分は、バックフォーカスの大きさや、軸外収差の発生量等に大きく寄与し、最終的なレンズ光学系の具体的構成や達成性能に大きな影響を与えるためである。
【００３９】
本発明による撮影レンズにおいては、先ず、第１レンズ群の焦点距離に関して、適切な範囲を定めた。ｆ１／ｆの値が上記条件式（６）の上限値を上回ると、ペッツバール和が負側に変移し易くなるため、像面湾曲が正側に過大となり易く、また、十分な大きさのバックフォーカスが得られないので不都合である。更に、歪曲収差が正側に大きくなり易く、良好な結像性能を得ることが困難となる。逆に、ｆ１／ｆの値が上記条件式（６）の下限値を下回ると、ペッツバール和が正側に変移し易くなるため、像面湾曲が負側に過大となり易く、不都合である。また、歪曲収差が負側に大きくなり易く、良好な結像性能を得ることが困難となる。更に、レンズ光学系の全長が長くなる傾向になり、本撮影レンズの小型化を図ることが困難となる。なお、本発明の効果を十分に発揮させるには、上記条件式（５）の上限値を３．０とすることが好ましい。また、下限値については２．０とすることが好ましい。
【００４０】
本発明に係る撮影レンズを実際に構成する場合、第１レンズ群の最も物体側の位置には物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズが設けられるとともに、その像側に隣接して凸レンズが設けられることが好ましい。そして、更には、その凸レンズは両凸レンズであることが好ましい。このような構成であれば、下方コマ収差をはじめとする諸収差の補正を十分に行うことができる。このとき、上記凸レンズは屈折率が１．６２以上であることが好ましい。これらは画角７０度以上を達成するためには重要である。
【００４１】
また、第２レンズ群は、物体側から順に、両凹レンズ、凸レンズ、凸レンズとなる構成であることが望ましい。ここで、ＣＣＤ等の撮像面とレンズ面との反射によるゴーストやフレアを軽減するため、最も像側に位置する上記凸レンズは、像側の面の曲率半径が物体側の面の曲率半径よりも大きくなっていることが望ましい。そして、最も像側に位置するレンズの屈折率は１．５５以上とすることが望ましい。更には、第２レンズ群中には非球面レンズを少なくとも１枚有することが好ましい。これにより、上側のコマ収差の補正を良好に行うことができる。
【００４２】
また、本発明に係る撮影レンズは、この撮影レンズのブレを検出するブレ検出手段と、ブレ検出手段からの信号とカメラの作動のシーケンス制御を行う制御手段とに基づいて適正なブレ補正量を定めるブレ制御装置と、ブレ制御装置により定められたブレ補正量に基づいて防振レンズ群を移動させる駆動機構とを組み合わせて、防振レンズシステムを構成することもできる。
【００４３】
また、本発明に係る撮影レンズでは、近距離物体へのフォーカシング（合焦）は、レンズ系全体を物体側に繰り出す方式が最も機構的に簡単であるが、第２レンズ群を固定としたまま、第１レンズ群のみを物体側に繰り出す方式としてもよい。この方式の方が全体繰り出し方式より、周辺での像が劣化しにくいので好ましい。また、第１レンズ群と第２レンズ群との互いの軸状空気間隔を変えながら物体側に繰り出す方式（いわゆるフローティングフォーカス方式）とすれば、より良い近距離性能が得られる。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明に係る撮影レンズの具体的な実施例について説明する。下に示す３つの実施例では、図１、図３及び図５に示すように、本発明の撮影レンズそれぞれが、物体側から順に、負メニスカスレンズ及び正レンズを含んでなる第１レンズ群Ｇ１、絞りＳ、両凸レンズを含んでなる第２レンズ群Ｇ２を備えるとともに、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２中のいずれかのレンズが光軸方向に屈折率が連続的に変化する屈折率分布型レンズからなる構成とした。また、各実施例においては、収差特性の算出対象としてｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、ｅ線（波長５４６．１ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）及びＦ線（波長４８６．１ｎｍ）の各スペクトル線を選んだ。
【００４５】
（第１実施例）
図１に、本発明の第１実施例に係る撮影レンズＭＬ１のレンズ構成を示す。本第１実施例に用いた撮影レンズＭＬ１では、図１に示すように、第１レンズ群Ｇ１には物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１、両凸レンズＬ２を配置し、第２レンズ群Ｇ２には、両凹レンズＬ３、両凸レンズＬ４、両凸レンズＬ５を配置した。
【００４６】
本実施例では、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズＬ１が屈折率分布型レンズｇｒからなっており、その屈折率分布は光線の進行方向に屈折率が減少するものとなるように構成した。更に本実施例では、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の位置に設けられた負メニスカスレンズ（ここでは負メニスカスレンズＬ１）の像側に隣接して位置する両凸レンズ（ここでは両凸レンズＬ２）の屈折率が１．６２以上であるという前述の条件も満たしたものとなっている。更に、本実施例では、最も像側に位置するレンズ（ここでは両凸レンズＬ５）について、像側の面の曲率半径が物体側の面の曲率半径よりも大きいという条件及び屈折率が１．５５以上であるという条件を満たしている（後述の表１参照）。
【００４７】
下の表１に、本第１実施例における各レンズの諸元を示す（長さの単位は全てｍｍであるが、光学系は比例拡大又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。他の実施例についても同じ）。表１における面番号１〜１１は、それぞれ図１における符号１〜１１に対応する。また、表１におけるｒはレンズ面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径）を、ｄはレンズ面の間隔を、ｎ（ｄ）はｄ線に対する屈折率を、ｎ（ｇ）はｇ線に対する屈折率を、ｎ（ｅ）はｅ線に対する屈折率を、ｎ（Ｃ）はＣ線に対する屈折率を、ｎ（Ｆ）はＦ線に対する屈折率をそれぞれ示している（他の実施例についても同じ）。
【００４８】
【表１】
【００４９】
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（６）は全て満たされることが分かる。また、屈折率分布型レンズ（ここではレンズＬ１）の光軸上における屈折率の変化量は、上記のように、最も物体側に位置する面から最も像側に位置する面までの間でｄ線、ｇ線、ｅ線、Ｃ線及びＦ線の全てについて０．０１以上であった。
【００５０】
図２は第１実施例における光学系の無限遠合焦点状態での諸収差図であり、ｄはｄ線を、ｇはｇ線を、ｅはｅ線を、ＣはＣ線を、ＦはＦ線をそれぞれ示している。また、球面収差図におけるＨは最大の入射高を１に規格化した入射高を、非点収差図及び歪曲収差図におけるＹは像高の最大値をそれぞれ示している。更に、非点収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している（後述する第２実施例についても同様）。これら収差図より、本第１実施例では諸収差が良好に補正されており、撮影レンズＭＬ１全体において、優れた結像性能が確保されていることが分かる。なお、この実施例における画角はおよそ７６度であった。
【００５１】
（第２実施例）
図３に、本発明の第２実施例に係る撮影レンズＭＬ２のレンズ構成を示す。本第２実施例に用いた撮影レンズＭＬ２では、図３に示すように、第１レンズ群Ｇ１には物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１、両凸レンズＬ２を配置し、第２レンズ群Ｇ２には、両凹レンズＬ３、両凸レンズＬ４、両凸レンズＬ５を配置した。
【００５２】
本実施例では、第１レンズ群Ｇ１の両凸レンズＬ２が屈折率分布型レンズｇｒからなっており、その屈折率分布は光線の進行方向に屈折率が減少するものとなるように構成した。更に本実施例では、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の位置に設けられた負メニスカスレンズ（ここでは負メニスカスレンズＬ１）の像側に隣接して位置する両凸レンズ（ここでは両凸レンズＬ２）の屈折率が１．６２以上であるという前述の条件も満たしたものとなっている。更に、本実施例では、最も像側に位置するレンズ（ここでは両凸レンズＬ５）について、像側の面の曲率半径が物体側の面の曲率半径よりも大きいという条件及び屈折率が１．５５以上であるという条件を満たしている（後述の表２参照）。
【００５３】
下の表２に、本第２実施例における各レンズの諸元を示す。表２における面番号１〜１１は、それぞれ図３における符号１〜１１に対応する。
【００５４】
【表２】
【００５５】
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（６）は全て満たされることが分かる。また、屈折率分布型レンズ（ここではレンズＬ２）の光軸上における屈折率の変化量は、上記のように、最も物体側に位置する面から最も像側に位置する面までの間でｄ線、ｇ線、ｅ線、Ｃ線及びＦ線の全てについて０．０１以上であった。
【００５６】
図４は第２実施例における光学系の無限遠合焦点状態での諸収差図である。これら収差図より、本第２実施例では諸収差が良好に補正されており、撮影レンズＭＬ２全体において、優れた結像性能が確保されていることが分かる。なお、この実施例における画角はおよそ７６度であった。
【００５７】
（第３実施例）
図５に、本発明の第３実施例に係る撮影レンズＭＬ３のレンズ構成を示す。本第２実施例に用いた撮影レンズＭＬ２では、図５に示すように、第１レンズ群Ｇ１には物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１、両凸レンズＬ２を配置し、第２レンズ群Ｇ２には、両凹レンズＬ３、両凸レンズＬ４、両凸レンズＬ５を配置した。
【００５８】
本実施例では、第１レンズ群Ｇ２の両凸レンズＬ５が屈折率分布型レンズｇｒからなっており、その屈折率分布は光線の進行方向に屈折率が減少するものとなるように構成した。更に本実施例では、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の位置に設けられた負メニスカスレンズ（ここでは負メニスカスレンズＬ１）の像側に隣接して位置する両凸レンズ（ここでは両凸レンズＬ２）の屈折率が１．６２以上であるという前述の条件も満たしたものとなっている。更に、本実施例では、最も像側に位置するレンズ（ここでは両凸レンズＬ５）について、像側の面の曲率半径が物体側の面の曲率半径よりも大きいという条件及び屈折率が１．５５以上であるという条件を満たしている（後述の表３参照）。
【００５９】
下の表３に、本第３実施例における各レンズの諸元を示す。表３における面番号１〜１１は、それぞれ図５における符号１〜１１に対応する。
【００６０】
【表３】
【００６１】
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（６）は全て満たされることが分かる。また、屈折率分布型レンズ（ここではレンズＬ５）の光軸上における屈折率の変化量は、上記のように、最も物体側に位置する面から最も像側に位置する面までの間でｄ線、ｇ線、ｅ線、Ｃ線及びＦ線の全てについて０．０１以上であった。
【００６２】
図６は第３実施例における光学系の無限遠合焦点状態での諸収差図である。これら収差図より、本第３実施例では諸収差が良好に補正されており、撮影レンズＭＬ３全体において、優れた結像性能が確保されていることが分かる。なお、この実施例における画角はおよそ７６度であった。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る撮影レンズでは、物体側から順に、少なくとも負メニスカスレンズ及び正レンズを含んでなる第１レンズ群、絞り、少なくとも両凸レンズを含んでなる第２レンズ群を備え、像面に対して射出瞳が十分に遠いレトロフォーカスタイプの撮影レンズ系を構成することにより、歪曲収差を良好に補正しつつ、電子画像機器に好適な大きいバックフォーカスを確保できるようになっている。また、第１レンズ群及び第２レンズ群中のいずれかのレンズが光軸方向に屈折率が連続的に変化する屈折率分布型レンズからなっており、これにより構成レンズ数を少なくして鏡筒のみならず、装着するカメラ全体も軽量化することができるようになっている。そして更に、上記条件式を満足することにより、７０度以上の画角領域において歪曲収差が適正な値に保たれるようにしており、比較的広画角な領域においても良好な結像性能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る撮影レンズのレンズ構成を示す図である。
【図２】第１実施例における撮影レンズの諸収差図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る撮影レンズのレンズ構成を示す図である。
【図４】第２実施例における撮影レンズの諸収差図である。
【図５】本発明の第３実施例に係る撮影レンズのレンズ構成を示す図である。
【図６】第３実施例における撮影レンズの諸収差図である。
【図７】（Ａ）はアキシャル型の屈折率分布型レンズを光軸と垂直な方向から見た断面図であり、（Ｂ）はラディアル型の屈折率分布型レンズを光軸と垂直な方向から見た断面図である。
【符号の説明】
ＭＬ１ 撮影レンズ
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
ｇｒ 屈折率分布型レンズ
Ｉ 像面
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた撮影レンズに関し、特に、比較的画角が大きく、バックフォーカスの長い撮影レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、比較的広画角を撮影可能な撮影レンズは、物体側より負の屈折力を有する第１レンズ群、絞り、正の屈折力を有する第２レンズ群を備えた構成を有しており、例えば、下記の特許文献に開示されたもの等が知られている。また、近年の撮影装置（例えばカメラ）に用いられる撮影レンズでは、撮像素子との間にフィルターやプリズム等を配置する必要があるため、十分に大きいバックフォーカスが必要となるものが多い。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−６６０９２号公報
【特許文献２】
特開平１０−１７０８１８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示された比較的画角の広い撮影レンズにおいては、７０度以上の広画角領域では十分なバックフォーカスを確保できない上、色収差（特に歪曲収差）の補正が不充分となって結像性能が低下していた。このため電子画像用カメラ、例えばビデオカメラやディジタルカメラ用の撮影レンズとして用いることは難しかった。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、十分な大きさのバックフォーカスを確保しつつ軽量化でき、しかも７０度以上の比較的広画角な領域においても良好な結像性能が得られる構成の撮影レンズを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る撮影レンズでは、物体側から順に、少なくとも負メニスカスレンズと像側に隣接した正レンズを含んでなる第１レンズ群、絞り、少なくとも両凸レンズを含んでなる第２レンズ群を備え、第１レンズ群及び第２レンズ群中のいずれかのレンズが光軸方向に屈折率が連続的に変化する屈折率分布型レンズからなっており、レンズ全系の焦点距離をｆ、バックフォーカスをｂｆとしたときに、０．７＜ｂｆ／ｆ＜３．０の条件を満たす構成とする。
【０００７】
本発明に係る撮影レンズでは、物体側から順に、少なくとも負メニスカスレンズ及び正レンズを含んでなる第１レンズ群、絞り、少なくとも両凸レンズを含んでなる第２レンズ群を備え、像面に対して射出瞳が十分に遠いレトロフォーカスタイプの撮影レンズ系を構成することにより、歪曲収差を良好に補正しつつ、電子画像機器に好適な大きいバックフォーカスを確保できるようになっている。また、第１レンズ群及び第２レンズ群中のいずれかのレンズが光軸方向に屈折率が連続的に変化する屈折率分布型レンズからなっており、これにより構成レンズ数を少なくして鏡筒のみならず、装着するカメラ全体も軽量化することができるようになっている。そして更に、上記条件式を満足することにより、７０度以上の画角領域において歪曲収差が適正な値に保たれるようにしており、比較的広画角な領域においても良好な結像性能を発揮させることができる。
【０００８】
また、本発明に係る撮影レンズにおいては、屈折率分布型レンズにおける屈折率の分布は光線の進行方向に屈折率が減少するものであるとともに、屈折率分布型レンズの光軸上における屈折率の変化量は、最も物体側に位置する面から最も像側に位置する面までの間において（すなわち基準線での屈折率の変化量が）０．０１以上であることが好ましい。このような構成であれば、これにより撮影レンズ全体のサイズを小さくすることができ、より小型でかつ軽量な構成とすることができる。本発明の実施例では、変化量は線形に変化するデータとして与えているが、非線形（２次ないしは高次項を含む形式等）で与えても同様な効果が得られる。
【０００９】
また、本発明に係る撮影レンズにおいては、第１レンズ群中のいずれかのレンズが屈折率分布型レンズからなっており、屈折率分布型レンズの物体側の有効径をＣ、撮影レンズ系全系の焦点距離をｆとしたときに、０．５＜Ｃ／ｆ＜５．０の条件を満たすことが好ましい。このような構成であれば、屈折率分布型レンズの製作を容易にしてコストダウンを図ることができる。また、屈折率分布型レンズの有効径内に外部からの有害光が入ることを防止して、フレア等による画質の低下を防ぐことができる。
【００１０】
また、本発明に係る撮影レンズにおいては、屈折率分布型レンズの焦点距離をｆａとしたときに、０．５＜｜ｆａ／ｆ｜＜８．０の条件を満たすことが好ましい。このような構成であれば、屈折率分布型レンズの製作を容易にすることができる。また、コマ収差や像面湾曲収差の発生を低減して良好な結像性能が得られるようにすることができる。
【００１１】
更に、本発明に係る撮影レンズにおいては、第１レンズ群中の負メニスカスレンズが非球面形状のレンズ面を有しており、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、絞りの前後に位置するレンズ面同士の光軸上での間隔をｄとしたときに、０．１＜ｄ／ｆ１＜３．０の条件を満たすことが好ましい。このような構成であれば、高次のコマ収差や非点収差、及び像面湾曲の発生を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係る撮影レンズでは、物体側から順に、少なくとも負メニスカスレンズ及び正レンズを含んでなる第１レンズ群、絞り、少なくとも両凸レンズを含んでなる第２レンズ群を備えていわゆるレトロフォーカスタイプのレンズを構成している。このため光学系全体の焦点距離に比較して十分なバックフォーカスが確保でき、像面との間にフィルターやプリズム等の光学部材を配置し得るようになっている。このため本撮影レンズは例えばＣＣＤを撮像素子とする電子画像機器等に用いるのに好適である。
【００１３】
ここで、第１レンズ群と第２レンズ群との間に絞りが設けられているのは、像面に対して十分に射出瞳を遠くするためである。本撮影レンズと像面との間に色分解プリズムやダイクロイックミラー等の分解光学系が設置される場合には、画面の上部に至る光束と画面の下部に至る光束とがダイクロイックミラー等となす角度は異なってしまい、画面の上下で色ムラが生じてしまうが、本発明の撮影レンズのように像面に対して十分に射出瞳を遠くする構成とすれば、このような色ムラは防ぐことができる。また、第２レンズ群は両凸レンズを有しているため、本撮影レンズのように比較的広画角なレンズ系で問題となる諸収差を良好に補正することができる。
【００１４】
また、本発明に係る撮影レンズにおいては、第１レンズ群及び第２レンズ群中のいずれかのレンズが、光軸方向に屈折率が連続的に変化する屈折率分布型レンズからなっているため、小型であるにも拘わらず、収差発生の少ない、優れた結像性能が得られるようになっている。
【００１５】
ここで、屈折率分布型レンズについて説明する。一般に、光学ガラス材料には、無色、透明、均質なものが用いられているが、屈折率分布型レンズとは均質ではなく、屈折率が媒質中で連続的に変化しているものをいう。そして、基本的には、アキシャル型、ラディアル型があることが知られている。アキシャル型とは、光軸方向に屈折率が連続的に変化しているものをいい、ラディアル型とは、光軸と垂直な方向に屈折率が連続的に変化しているものをいう。また、これらの組み合わせもあり得る。図７（Ａ）はアキシャル型の屈折率分布型レンズ１を光軸と垂直な方向から見た断面図であり、光軸と垂直な線は屈折率が等しいポイントを連ねている（すなわち屈折率の等高線を示している）。また、図７（Ｂ）はラディアル型の屈折率分布型レンズ２を光軸と垂直な方向から見た断面図であり、光軸と平行な線は屈折率が等しいポイントを連ねている。そして、このアキシャル型の屈折率分布型レンズは、近年、大口径のものの製作が可能となったため、実用に供することが可能となった。
【００１６】
このアキシャル型の屈折率分布型レンズについてもう少し述べると、屈折面及び媒質内での局所的な屈折率変化によって、非球面レンズのような作用を有することや、ガラス分散値がレンズ内で連続的に変化することにより、貼り合わせレンズのような効果を有することから、単レンズでも良好な色収差補正能力を有している。このため、高価な非球面レンズや特殊低分散ガラスでしか達し得ない（通常のガラスでは達し得ない）良好な色収差補正が可能である。
【００１７】
このため本発明に係る撮影レンズでは、色収差補正が良好に補正されることとなり、７０度以上の広画角においても優れた結像性能が得られる。また、屈折率分布型レンズを使用することにより収差補正に要するレンズ枚数を少なくすることができるので、安価かつ軽量コンパクトな構成にすることもできる。
【００１８】
また、本発明に係る撮影レンズでは、上記構成に加え、撮影レンズ全系の焦点距離をｆ、バックフォーカスをｂｆとしたときに、下の条件式（１）を満たすようにしている。
【００１９】
【数１】
０．７＜ｂｆ／ｆ＜３．０ … （１）
【００２０】
上記条件式（１）は、撮影レンズ全系の焦点距離に対するバックフォーカスの大きさの適切な範囲を定めたものである。ここで、ｂｆ／ｆの値が条件式（１）の上限値を上回るとバックフォーカスが大きくなり過ぎ、撮影レンズ全体の大型化を招くので不都合である。また、後玉径が大きくなり過ぎてしまい、これによっても撮影レンズ全体の大型化を招き易いてしまう。更に、歪曲収差が負側に大きくなり易く、結像性能の点からも不都合である。
【００２１】
逆に、ｂｆ／ｆの値が条件式（１）の下限値を下回るとバックフォーカスが小さくなり過ぎ、像面との間にフィルターやプリズム等を配置する空間スペースを確保することが困難になり不都合である。また、射出瞳が像面に近くなる傾向となり、シェーディングが発生し易くなり不都合である。ここで、フィルター等がレンズ後方に配置されている場合には、バックフォーカスｂｆは最終レンズ面からフィルター等を除いた像面までの距離を指すものとする。なお、本発明の効果を十分に発揮させるには、上記条件式（１）の上限値を１．５とすることが好ましい。また、下限値については０．９とすることが好ましい。
【００２２】
このように本発明に係る撮影レンズでは、物体側から順に、少なくとも負メニスカスレンズ及び正レンズを含んでなる第１レンズ群、絞り、少なくとも両凸レンズを含んでなる第２レンズ群を備え、像面に対して射出瞳が十分に遠いレトロフォーカスタイプの撮影レンズ系を構成することにより、歪曲収差を良好に補正しつつ、電子画像機器に好適な大きいバックフォーカスを確保できるようになっている。また、第１レンズ群及び第２レンズ群中のいずれかのレンズが光軸方向に屈折率が連続的に変化する屈折率分布型レンズからなっており、これにより構成レンズ数を少なくして鏡筒のみならず、装着するカメラ全体も軽量化することができるようになっている。そして更に、上記条件式（１）を満足することにより、７０度以上の画角領域において歪曲収差が適正な値に保たれるようにしており、比較的広画角な領域においても良好な結像性能を発揮させることができるようになっている。
【００２３】
ここで、屈折率分布型レンズにおける光軸方向の屈折率の分布は、光線の進行方向に屈折率が減少するものであることが好ましい。このようにすれば光線が光軸より離れるに従ってその光線の屈折角は小さくなり、歪曲収差を減少させる補正を極めて有効に行うことができるからである。なお、本発明の効果を十分に発揮させるには、屈折率分布型レンズの光軸上における屈折率の変化量は、最も物体側に位置する面から最も像側に位置する面までの間において（すなわち基準線での屈折率の変化量が）０．０１以上であることが好ましい。これにより撮影レンズ全体のサイズを小さくすることができ、より小型でかつ軽量な構成とすることができる。
【００２４】
また、本発明に係る撮影レンズでは、上述の構成に加え、第１レンズ群中のいずれかのレンズが上記屈折率分布型レンズからなっており、屈折率分布型レンズの物体側の有効径（直径）をＣとしたときに、下の条件式（２）を満たす構成となっていることが好ましい。
【００２５】
【数２】
０．５＜Ｃ／ｆ＜５．０ … （２）
【００２６】
上記条件式（２）は、屈折率分布型レンズの有効径の適切な範囲を撮影レンズ全系の焦点距離との比で規定するものである。ここで、Ｃ／ｆの値が上記条件式（２）の上限値を上回ると屈折率分布型レンズの径が大きくなり過ぎ、屈折率分布型レンズの製作が困難となりコストアップに繋がる。また、屈折率分布型レンズの有効径内に外部からの有害光が入り易くなり、フレア等による画質の低下を招き易くなる。反対に、Ｃ／ｆの値が上記条件式（２）の下限値を下回ると、屈折率分布型レンズの適切な有効径が小さくなり過ぎて、周辺光量が不足してしまう傾向が強まり、画質の低下を招き易くなる。なお、本発明の効果を十分に発揮させるには、上記条件式（２）の上限値を３．０とすることが好ましい。また、下限値については１．５とすることが好ましい。
【００２７】
また、本発明に係る撮影レンズにおいては、屈折率分布型レンズの焦点距離をｆａとしたときに、下の条件式（３）を満たす構成であることが好ましい。
【００２８】
【数３】
０．５＜｜ｆａ／ｆ｜＜８．０ … （３）
【００２９】
上記条件式（３）は、屈折率分布型レンズの焦点距離の適切な範囲を規定する。｜ｆａ／ｆ｜の値が上記条件式（３）の上限値を上回ると、屈折率分布型レンズが芯取り困難な形状となって、屈折率分布型レンズの製作が困難となる不都合が生じる。また、｜ｆａ／ｆ｜の値が上記条件式（３）の下限値を下回ると、屈折率分布型レンズの焦点距離の大きさが小さくなり過ぎてしまい、その結果、各レンズ面の曲率半径が小さくなり過ぎてしまって屈折率分布型レンズが製造しづらくなる不都合があるばかりか、コマ収差や像面湾曲収差の発生が甚大となってしまい、良好な結像性能が得られなくなってしまう。なお、本発明の効果を十分に発揮させるには、上記条件式（３）の上限値を３．０とすることが好ましい。また、下限値については１．５とすることが好ましい。
【００３０】
また、本発明に係る撮影レンズにおいては、収差の補正上、上記第１レンズ群中の負メニスカスレンズが非球面形状のレンズ面を有しており、第１レンズ群の焦点距離をｆ１、絞りの前後に位置するレンズ面同士の光軸上での間隔をｄ（図１、図３及び図５参照）としたときに、下の条件式（４）を満たす構成であることが好ましい。
【００３１】
【数４】
０．１＜ｄ／ｆ１＜３．０ … （４）
【００３２】
上記条件式（４）は、絞りの前方に位置するレンズ群、すなわち第１レンズ群の焦点距離ｆ１に対する絞りの前後に位置するレンズ面の間隔の適切な範囲を定めている。ｄ／ｆ１の値が上記条件式（４）の上限値を上回ると、前玉径も後玉径もいずれも大きくなり過ぎて不都合となるばかりか、高次のコマ収差や非点収差が発生し易くなってしまう。逆に、ｄ／ｆ１の値が上記条件式（４）の下限値を下回ると、全体の収差バランスが悪くなり、像面湾曲とコマ収差の補正が困難となってしまい不都合である。なお、本発明の効果を十分に発揮させるには、上記条件式（４）の上限値を１．０とすることが好ましい。また、下限値については０．３とすることが好ましい。
【００３３】
また、本発明に係る撮影レンズにおいては、撮影レンズ全系の最も物体側に位置する負メニスカスレンズ（第１レンズ群中に設けられた上記負メニスカスレンズ）における物体側の面の半径をｒ１、像側の面の半径をｒ２としたときに、下の条件式（５）を満たすことが好ましい。
【００３４】
【数５】
１．０＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜３．０ … （５）
【００３５】
上記条件式（５）は、第１レンズ群中の最も物体側に位置する負メニスカスレンズの形状の適切な範囲を規定する。ここで、（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）の値が上記条件式（５）の上限値を上回ると、レンズの研磨や芯取りが困難となり、コストアップに繋がる。反対に、（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）の値が上記条件式（５）の下限値を下回ると、非点収差や倍率色収差などの軸収差の劣化が大きくなり好ましくない。なお、本発明の効果を十分に発揮させるには、上記条件式（５）の上限値を２．０とすることが好ましい。また、第１レンズ群中の最も物体側に位置する負メニスカスレンズに非球面や回折光学面を設けるときには、上記ｒ１及びｒ２の値はそれぞれ、その負メニスカスレンズの近軸曲率半径を示すものとする。そして、負メニスカスレンズの物体側の面に回折光学面を配置するようにすれば、倍率色収差の補正に極めて有効であるため、特に好ましい。
【００３６】
更に、本発明に係る撮影レンズにおいては、下の条件式（６）を満たす構成であることが好ましい。
【００３７】
【数６】
１．０＜ｆ１／ｆ＜４．０ … （６）
【００３８】
上記条件式（６）は、撮影レンズ全系の焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距離の適切な範囲を定めている。上述したように、本発明に係る撮影レンズは、いわゆるレトロフォーカスタイプを基本構成としており、物体側に位置する負の屈折力を有したレンズ群（すなわち第１レンズ群）のレンズ系全体に対する屈折力配分は、レンズ光学系全体の構成上極めて重要である。かかる屈折力配分は、バックフォーカスの大きさや、軸外収差の発生量等に大きく寄与し、最終的なレンズ光学系の具体的構成や達成性能に大きな影響を与えるためである。
【００３９】
本発明による撮影レンズにおいては、先ず、第１レンズ群の焦点距離に関して、適切な範囲を定めた。ｆ１／ｆの値が上記条件式（６）の上限値を上回ると、ペッツバール和が負側に変移し易くなるため、像面湾曲が正側に過大となり易く、また、十分な大きさのバックフォーカスが得られないので不都合である。更に、歪曲収差が正側に大きくなり易く、良好な結像性能を得ることが困難となる。逆に、ｆ１／ｆの値が上記条件式（６）の下限値を下回ると、ペッツバール和が正側に変移し易くなるため、像面湾曲が負側に過大となり易く、不都合である。また、歪曲収差が負側に大きくなり易く、良好な結像性能を得ることが困難となる。更に、レンズ光学系の全長が長くなる傾向になり、本撮影レンズの小型化を図ることが困難となる。なお、本発明の効果を十分に発揮させるには、上記条件式（５）の上限値を３．０とすることが好ましい。また、下限値については２．０とすることが好ましい。
【００４０】
本発明に係る撮影レンズを実際に構成する場合、第１レンズ群の最も物体側の位置には物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズが設けられるとともに、その像側に隣接して凸レンズが設けられることが好ましい。そして、更には、その凸レンズは両凸レンズであることが好ましい。このような構成であれば、下方コマ収差をはじめとする諸収差の補正を十分に行うことができる。このとき、上記凸レンズは屈折率が１．６２以上であることが好ましい。これらは画角７０度以上を達成するためには重要である。
【００４１】
また、第２レンズ群は、物体側から順に、両凹レンズ、凸レンズ、凸レンズとなる構成であることが望ましい。ここで、ＣＣＤ等の撮像面とレンズ面との反射によるゴーストやフレアを軽減するため、最も像側に位置する上記凸レンズは、像側の面の曲率半径が物体側の面の曲率半径よりも大きくなっていることが望ましい。そして、最も像側に位置するレンズの屈折率は１．５５以上とすることが望ましい。更には、第２レンズ群中には非球面レンズを少なくとも１枚有することが好ましい。これにより、上側のコマ収差の補正を良好に行うことができる。
【００４２】
また、本発明に係る撮影レンズは、この撮影レンズのブレを検出するブレ検出手段と、ブレ検出手段からの信号とカメラの作動のシーケンス制御を行う制御手段とに基づいて適正なブレ補正量を定めるブレ制御装置と、ブレ制御装置により定められたブレ補正量に基づいて防振レンズ群を移動させる駆動機構とを組み合わせて、防振レンズシステムを構成することもできる。
【００４３】
また、本発明に係る撮影レンズでは、近距離物体へのフォーカシング（合焦）は、レンズ系全体を物体側に繰り出す方式が最も機構的に簡単であるが、第２レンズ群を固定としたまま、第１レンズ群のみを物体側に繰り出す方式としてもよい。この方式の方が全体繰り出し方式より、周辺での像が劣化しにくいので好ましい。また、第１レンズ群と第２レンズ群との互いの軸状空気間隔を変えながら物体側に繰り出す方式（いわゆるフローティングフォーカス方式）とすれば、より良い近距離性能が得られる。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明に係る撮影レンズの具体的な実施例について説明する。下に示す３つの実施例では、図１、図３及び図５に示すように、本発明の撮影レンズそれぞれが、物体側から順に、負メニスカスレンズ及び正レンズを含んでなる第１レンズ群Ｇ１、絞りＳ、両凸レンズを含んでなる第２レンズ群Ｇ２を備えるとともに、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２中のいずれかのレンズが光軸方向に屈折率が連続的に変化する屈折率分布型レンズからなる構成とした。また、各実施例においては、収差特性の算出対象としてｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、ｅ線（波長５４６．１ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）及びＦ線（波長４８６．１ｎｍ）の各スペクトル線を選んだ。
【００４５】
（第１実施例）
図１に、本発明の第１実施例に係る撮影レンズＭＬ１のレンズ構成を示す。本第１実施例に用いた撮影レンズＭＬ１では、図１に示すように、第１レンズ群Ｇ１には物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１、両凸レンズＬ２を配置し、第２レンズ群Ｇ２には、両凹レンズＬ３、両凸レンズＬ４、両凸レンズＬ５を配置した。
【００４６】
本実施例では、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズＬ１が屈折率分布型レンズｇｒからなっており、その屈折率分布は光線の進行方向に屈折率が減少するものとなるように構成した。更に本実施例では、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の位置に設けられた負メニスカスレンズ（ここでは負メニスカスレンズＬ１）の像側に隣接して位置する両凸レンズ（ここでは両凸レンズＬ２）の屈折率が１．６２以上であるという前述の条件も満たしたものとなっている。更に、本実施例では、最も像側に位置するレンズ（ここでは両凸レンズＬ５）について、像側の面の曲率半径が物体側の面の曲率半径よりも大きいという条件及び屈折率が１．５５以上であるという条件を満たしている（後述の表１参照）。
【００４７】
下の表１に、本第１実施例における各レンズの諸元を示す（長さの単位は全てｍｍであるが、光学系は比例拡大又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。他の実施例についても同じ）。表１における面番号１〜１１は、それぞれ図１における符号１〜１１に対応する。また、表１におけるｒはレンズ面の曲率半径（非球面の場合には頂点曲率半径）を、ｄはレンズ面の間隔を、ｎ（ｄ）はｄ線に対する屈折率を、ｎ（ｇ）はｇ線に対する屈折率を、ｎ（ｅ）はｅ線に対する屈折率を、ｎ（Ｃ）はＣ線に対する屈折率を、ｎ（Ｆ）はＦ線に対する屈折率をそれぞれ示している（他の実施例についても同じ）。
【００４８】
【表１】
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（６）は全て満たされることが分かる。また、屈折率分布型レンズ（ここではレンズＬ１）の光軸上における屈折率の変化量は、上記のように、最も物体側に位置する面から最も像側に位置する面までの間でｄ線、ｇ線、ｅ線、Ｃ線及びＦ線の全てについて０．０１以上であった。
【００５０】
図２は第１実施例における光学系の無限遠合焦点状態での諸収差図であり、ｄはｄ線を、ｇはｇ線を、ｅはｅ線を、ＣはＣ線を、ＦはＦ線をそれぞれ示している。また、球面収差図におけるＨは最大の入射高を１に規格化した入射高を、非点収差図及び歪曲収差図におけるＹは像高の最大値をそれぞれ示している。更に、非点収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している（後述する第２実施例についても同様）。これら収差図より、本第１実施例では諸収差が良好に補正されており、撮影レンズＭＬ１全体において、優れた結像性能が確保されていることが分かる。なお、この実施例における画角はおよそ７６度であった。
【００５１】
（第２実施例）
図３に、本発明の第２実施例に係る撮影レンズＭＬ２のレンズ構成を示す。本第２実施例に用いた撮影レンズＭＬ２では、図３に示すように、第１レンズ群Ｇ１には物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１、両凸レンズＬ２を配置し、第２レンズ群Ｇ２には、両凹レンズＬ３、両凸レンズＬ４、両凸レンズＬ５を配置した。
【００５２】
本実施例では、第１レンズ群Ｇ１の両凸レンズＬ２が屈折率分布型レンズｇｒからなっており、その屈折率分布は光線の進行方向に屈折率が減少するものとなるように構成した。更に本実施例では、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の位置に設けられた負メニスカスレンズ（ここでは負メニスカスレンズＬ１）の像側に隣接して位置する両凸レンズ（ここでは両凸レンズＬ２）の屈折率が１．６２以上であるという前述の条件も満たしたものとなっている。更に、本実施例では、最も像側に位置するレンズ（ここでは両凸レンズＬ５）について、像側の面の曲率半径が物体側の面の曲率半径よりも大きいという条件及び屈折率が１．５５以上であるという条件を満たしている（後述の表２参照）。
【００５３】
下の表２に、本第２実施例における各レンズの諸元を示す。表２における面番号１〜１１は、それぞれ図３における符号１〜１１に対応する。
【００５４】
【表２】
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（６）は全て満たされることが分かる。また、屈折率分布型レンズ（ここではレンズＬ２）の光軸上における屈折率の変化量は、上記のように、最も物体側に位置する面から最も像側に位置する面までの間でｄ線、ｇ線、ｅ線、Ｃ線及びＦ線の全てについて０．０１以上であった。
【００５６】
図４は第２実施例における光学系の無限遠合焦点状態での諸収差図である。これら収差図より、本第２実施例では諸収差が良好に補正されており、撮影レンズＭＬ２全体において、優れた結像性能が確保されていることが分かる。なお、この実施例における画角はおよそ７６度であった。
【００５７】
（第３実施例）
図５に、本発明の第３実施例に係る撮影レンズＭＬ３のレンズ構成を示す。本第２実施例に用いた撮影レンズＭＬ２では、図５に示すように、第１レンズ群Ｇ１には物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１、両凸レンズＬ２を配置し、第２レンズ群Ｇ２には、両凹レンズＬ３、両凸レンズＬ４、両凸レンズＬ５を配置した。
【００５８】
本実施例では、第１レンズ群Ｇ２の両凸レンズＬ５が屈折率分布型レンズｇｒからなっており、その屈折率分布は光線の進行方向に屈折率が減少するものとなるように構成した。更に本実施例では、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の位置に設けられた負メニスカスレンズ（ここでは負メニスカスレンズＬ１）の像側に隣接して位置する両凸レンズ（ここでは両凸レンズＬ２）の屈折率が１．６２以上であるという前述の条件も満たしたものとなっている。更に、本実施例では、最も像側に位置するレンズ（ここでは両凸レンズＬ５）について、像側の面の曲率半径が物体側の面の曲率半径よりも大きいという条件及び屈折率が１．５５以上であるという条件を満たしている（後述の表３参照）。
【００５９】
下の表３に、本第３実施例における各レンズの諸元を示す。表３における面番号１〜１１は、それぞれ図５における符号１〜１１に対応する。
【００６０】
【表３】
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（６）は全て満たされることが分かる。また、屈折率分布型レンズ（ここではレンズＬ５）の光軸上における屈折率の変化量は、上記のように、最も物体側に位置する面から最も像側に位置する面までの間でｄ線、ｇ線、ｅ線、Ｃ線及びＦ線の全てについて０．０１以上であった。
【００６２】
図６は第３実施例における光学系の無限遠合焦点状態での諸収差図である。これら収差図より、本第３実施例では諸収差が良好に補正されており、撮影レンズＭＬ３全体において、優れた結像性能が確保されていることが分かる。なお、この実施例における画角はおよそ７６度であった。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る撮影レンズでは、物体側から順に、少なくとも負メニスカスレンズ及び正レンズを含んでなる第１レンズ群、絞り、少なくとも両凸レンズを含んでなる第２レンズ群を備え、像面に対して射出瞳が十分に遠いレトロフォーカスタイプの撮影レンズ系を構成することにより、歪曲収差を良好に補正しつつ、電子画像機器に好適な大きいバックフォーカスを確保できるようになっている。また、第１レンズ群及び第２レンズ群中のいずれかのレンズが光軸方向に屈折率が連続的に変化する屈折率分布型レンズからなっており、これにより構成レンズ数を少なくして鏡筒のみならず、装着するカメラ全体も軽量化することができるようになっている。そして更に、上記条件式を満足することにより、７０度以上の画角領域において歪曲収差が適正な値に保たれるようにしており、比較的広画角な領域においても良好な結像性能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る撮影レンズのレンズ構成を示す図である。
【図２】第１実施例における撮影レンズの諸収差図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る撮影レンズのレンズ構成を示す図である。
【図４】第２実施例における撮影レンズの諸収差図である。
【図５】本発明の第３実施例に係る撮影レンズのレンズ構成を示す図である。
【図６】第３実施例における撮影レンズの諸収差図である。
【図７】（Ａ）はアキシャル型の屈折率分布型レンズを光軸と垂直な方向から見た断面図であり、（Ｂ）はラディアル型の屈折率分布型レンズを光軸と垂直な方向から見た断面図である。
【符号の説明】
ＭＬ１ 撮影レンズ
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
ｇｒ 屈折率分布型レンズ
Ｉ 像面
Claims (5)
- 物体側から順に、少なくとも負メニスカスレンズと像側に隣接した正レンズを含んでなる第１レンズ群、絞り、少なくとも両凸レンズを含んでなる第２レンズ群を備え、前記第１レンズ群及び前記第２レンズ群中のいずれかのレンズが光軸方向に屈折率が連続的に変化する屈折率分布型レンズからなっており、レンズ全系の焦点距離をｆ、バックフォーカスをｂｆとしたときに、
０．７＜ｂｆ／ｆ＜３．０
の条件を満たすことを特徴とする撮影レンズ。 - 前記屈折率分布型レンズにおける前記屈折率の分布は光線の進行方向に前記屈折率が減少するものであるとともに、前記屈折率分布型レンズの光軸上における前記屈折率の変化量は、最も物体側に位置する面から最も像側に位置する面までの間において０．０１以上であることを特徴とする請求項１記載の撮影レンズ。
- 前記第１レンズ群中のいずれかのレンズが前記屈折率分布型レンズからなっており、前記屈折率分布型レンズの物体側の有効径をＣ、前記撮影レンズ系全系の焦点距離をｆとしたときに、
０．５＜Ｃ／ｆ＜５．０
の条件を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載の撮影レンズ。 - 前記屈折率分布型レンズの焦点距離をｆａとしたときに、
０．５＜｜ｆａ／ｆ｜＜８．０
の条件を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撮影レンズ。 - 前記第１レンズ群中の前記負メニスカスレンズが非球面形状のレンズ面を有しており、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記絞りの前後に位置するレンズ面同士の光軸上での間隔をｄとしたときに、
０．１＜ｄ／ｆ１＜３．０
の条件を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮影レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002382141A JP2004212644A (ja) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | 撮影レンズ |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004212644A true JP2004212644A (ja) | 2004-07-29 |
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ID=32817805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002382141A Pending JP2004212644A (ja) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | 撮影レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004212644A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008008960A (ja) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Kyocera Corp | レンズユニット |
| US8189265B2 (en) | 2009-09-25 | 2012-05-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical element having refractive index distribution and optical apparatus |
| JP2012128294A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Ricoh Co Ltd | 広角レンズ、撮像レンズユニット、カメラおよび情報装置 |
| KR101522288B1 (ko) * | 2012-05-01 | 2015-05-22 | 삼성테크윈 주식회사 | 고정 초점 렌즈계 |
-
2002
- 2002-12-27 JP JP2002382141A patent/JP2004212644A/ja active Pending
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| JP2012128294A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Ricoh Co Ltd | 広角レンズ、撮像レンズユニット、カメラおよび情報装置 |
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