JP2012159613A - インナーフォーカス式レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】フォーカス群の十分な軽量化が図られていることはもとより、小型、広角で、優れた結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供する。
【解決手段】このインナーフォーカス式レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₁₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₁₃とが配置されて構成される。そして、フォーカシング時に、第２レンズ群Ｇ₁₂が光軸に沿って移動し、第１レンズ群Ｇ₁₁および前記第３レンズ群Ｇ₁₃は固定され、所定の条件を満足する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ビデオカメラ、電子スチルカメラなどに好適な小型、広角のインナーフォーカス式レンズに関する。

一般に、撮影レンズのフォーカシング方法としては、最も物体側に配置されている第１レンズ群を移動させる前玉フォーカス式、前記第１レンズ群よりも像側に配置されている第２レンズ群以降のレンズ群を移動させるインナーフォーカス式やリアフォーカス式がある。インナーフォーカス式やリアフォーカス式のレンズでは、前玉フォーカス式のものに比べ第１レンズ群の光線有効径を小さくすることができるため、光学系の径方向の小型化に資するという利点がある。また、インナーフォーカス式やリアフォーカス式のレンズでは、比較的軽量のレンズ群を移動させてフォーカシングを行うため、特に近年主流となっているオートフォーカスカメラに用いると、安定したオートフォーカス機能が得られるといった利点がある。そこで、近年かかる特徴を有するインナーフォーカス式やリアフォーカス式のレンズが多く提案されている（たとえば、特許文献１〜３を参照。）。

特開２００９−２３７５４２号公報 特許第３９５０５７１号公報 特許第３４４５５５４号公報

特許文献１に記載の光学系は、開口絞りをはさんで前群と後群とに分割され、後群を移動させることによりフォーカシングを行うものである。しかし、前記後群は３枚程度のレンズにより構成されているため、フォーカス群の十分な軽量化が図られているとは云えず、高速のフォーカシングをスムーズに行うことは困難である。

また、特許文献２に記載の光学系は、１枚程度のレンズでフォーカス群が構成されている。したがって、特許文献１に記載の光学系と比べればフォーカス群の軽量化が図られている。しかしながら、特許文献２に記載の光学系は、十分な広角化が図られておらず、特に３５ｍｍカメラ換算の焦点距離で４５ｍｍ近辺の領域での画角が狭くなる。

また、特許文献３に記載の光学系は、特許文献２に記載の光学系と同様、広角化が困難であることに加え、光学系の十分な小型化が図れていないという問題がある。

このように、上記各特許文献に記載の技術をはじめとする従来のインナーフォーカス式やリアフォーカス式のレンズでは、光学系の小型化、広角化と、フォーカス群の十分な軽量化が両立されているものはなかった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、フォーカス群の十分な軽量化が図られていることはもとより、小型、広角で、優れた結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズ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、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を備え、フォーカシング時に、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が固定され、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（１） ０．３１＜ｆ１／ｆ＜０．５８
ただし、f１は前記第１レンズ群の焦点距離、ｆは無限遠合焦状態における光学系全系の焦点距離を示す。

この発明によれば、フォーカス群の十分な軽量化が図られていることはもとより、小型で優れた結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供することができる。

さらに、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、前記発明において、前記第１レンズ群が、物体側から順に配置された、負の屈折力を有する第１サブレンズ群と、正の屈折力を有する第２サブレンズ群と、により構成されており、前記第１サブレンズ群が、物体側から順に配置された、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと、正レンズと、を備え、前記負のメニスカスレンズの像側面には非球面が形成され、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（２） ０．００４７＜｜ａｓｐ１ｎｒ｜／ｆ＜０．００８８
ただし、ａｓｐ１ｎｒは、前記負のメニスカスレンズの像側面の非球面変形量を示す。

この発明によれば、光学系の広角化、小型化を達成しつつ、諸収差、特に歪曲収差の効果的な補正を行うことができる。

さらに、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、前記発明において、前記第１サブレンズ群と前記第２サブレンズ群との間に開口絞りが配置され、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（３） ０．３１＜ＬＲ１Ｓ／ＬＧ１＜０．５７
ただし、ＬＲ１Ｓは前記第１サブレンズ群の最も物体側面から前記開口絞りまでの光軸上の距離、ＬＧ１は前記第１サブレンズ群の最も物体側面から前記第２サブレンズ群の最も像側面までの光軸上の距離を示す。

この発明によれば、光学系の小型化を阻害せずに、より結像性能の向上を図ることができる。

さらに、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、前記発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（４） １．４＜｜β２ｍｏｄ｜＜２．５
ただし、β２ｍｏｄは最至近距離合焦状態における前記第２レンズ群の結像倍率を示す。

この発明によれば、フォーカシング時の前記第２レンズ群の移動量を適切に設定して光学系全長の短縮化を図るとともに、結像性能をより向上させることができる。

さらに、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、前記発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（５） −０．８３＜ｆ２／ｆ＜−０．４４
ただし、ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離を示す。

この発明によれば、光学系の小型化を阻害せずに、より結像性能を向上させることができる。特に、像面湾曲をより良好に補正することが可能になる。

この発明によれば、フォーカス群の十分な軽量化が図られていることはもとより、小型、広角で、優れた結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供することができるという効果を奏する。

実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。 実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離合焦状態における諸収差図である。 実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。 実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離合焦状態における諸収差図である。 実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。 実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離合焦状態における諸収差図である。

以下、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズの好適な実施の形態を詳細に説明する。

この発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を含み構成される。そして、このインナーフォーカス式レンズでは、フォーカシング時に、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が固定される。

この発明は、フォーカス群の十分な軽量化が図られていることはもとより、小型、広角で、優れた結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを提供することを目的としている。そこで、かかる目的を達成するため、この発明では、上記特徴に加え以下に示すような条件を設定している。

まず、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、フォーカス群である前記第２レンズ群を単体のレンズで構成することが好ましい。フォーカス群を単体のレンズで構成し、軽量化すれば、たとえばこのインナーフォーカス式レンズをオートフォーカスカメラに用いた場合、安定した高速のオートフォーカス機能が得られるようになる。また、フォーカス機構の負荷を減らし、低消費電力、鏡筒外径の縮小化を図ることができる。なお、単体のレンズ要素とは、単一レンズや、非球面レンズ、複合非球面レンズ、接合レンズを意味する。

また、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、無限遠合焦状態における光学系全系の焦点距離をｆとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（１） ０．３１＜ｆ１／ｆ＜０．５８

条件式（１）は、光学系の優れた結像性能を維持しつつ、前玉径の小型化および光学全長の短縮化を達成するための条件を規定するものである。条件式（１）においてその下限を下回ると、前記第１レンズ群の焦点距離が短くなって球面収差がアンダー側に過大となるばかりか、前記第１レンズ群に後続するレンズ群の近軸結像倍率の拡大にともない後玉径が拡大し光学系の大型化を招くため、好ましくない。一方、条件式（１）においてその上限を超えると、前記第１レンズ群の焦点距離が長くなり光学系全長が増大してしまって、光学系の小型化が阻害される。

なお、上記条件式（１）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（１）’ ０．３５＜ｆ１／ｆ＜０．５３
この条件式（１）’で規定する範囲を満足することにより、より光学系の小型化を達成しつつ、より結像性能の向上を図ることができる。

さらに、上記条件式（１）’は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
（１）’’ ０．４０＜ｆ１／ｆ＜０．４９
この条件式（１）’’で規定する範囲を満足することにより、光学系のさらなる小型化を達成しつつ、結像性能のさらなる向上を図ることができる。

また、一般に、比較的広い画角を得ようとすると、画角による影響を強く受ける収差、特に歪曲収差の発生が顕著になる。そこで、広角化を達成するためには、かかる収差の対策が必須になる。この発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、前記第１レンズ群を、物体側から順に配置された、負の屈折力を有する第１サブレンズ群と、正の屈折力を有する第２サブレンズ群と、により構成する。さらに、前記第１サブレンズ群を、物体側から順に配置された、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと、正レンズと、を備えて構成し、前記負のメニスカスレンズの像側面に光軸中心付近から周辺にかけて徐々に負の屈折力が弱まっていくような形状の非球面を形成することにより、諸収差、特に歪曲収差を適切に補正する。

加えて、前記負のメニスカスレンズの像側面の非球面変形量をａｓｐ１ｎｒ、無限遠合焦状態における光学系全系の焦点距離をｆとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（２） ０．００４７＜｜ａｓｐ１ｎｒ｜／ｆ＜０．００８８

条件式（２）は、光学系の広角化、小型化を達成しつつ、諸収差、特に歪曲収差を適切に補正するための条件を規定するものである。条件式（２）においてその下限を下回ると、歪曲収差がアンダー側に過大となるばかりか、像面湾曲がオーバー側に過大となって、双方の補正が困難になる。一方、条件式（２）においてその上限を超えると、今度は歪曲収差がオーバー側に過大となるばかりか、像面湾曲がアンダー側に過大となって、やはり双方の補正が困難になる。

なお、上記条件式（２）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（２）’ ０．００５４＜｜ａｓｐ１ｎｒ｜／ｆ＜０．００８１
この条件式（２）’で規定する範囲を満足することにより、より光学系の小型化を達成しつつ、より結像性能の向上を図ることができる。

さらに、上記条件式（２）’は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
（２）’’ ０．００６１＜｜ａｓｐ１ｎｒ｜／ｆ＜０．００７４
この条件式（２）’’で規定する範囲を満足することにより、光学系のさらなる小型化を達成しつつ、結像性能のさらなる向上を図ることができる。

また、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、前記第１レンズ群で作った像を、前記第１レンズ群に後続するレンズ群で拡大させ所望の像高を得る。このため、前記第１レンズ群で残存した諸収差が光学系全系の結像性能に影響する度合いが強い。したがって、前記第１レンズ群内で十分な収差補正がされていないと、結像性能が劣化する。そこで、このインナーフォーカス式レンズでは、前記第１サブレンズ群と前記第２サブレンズ群との間に開口絞りを配置する。そして、前記第１サブレンズ群の最も物体側面から前記開口絞りまでの光軸上の距離をＬＲ１Ｓ、前記第１サブレンズ群の最も物体側面から前記第２サブレンズ群の最も像側面までの光軸上の距離をＬＧ１とするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（３） ０．３１＜ＬＲ１Ｓ／ＬＧ１＜０．５７

条件式（３）は、光学系の小型化を阻害せずに、前記第１レンズ群自体で諸収差を十分に補正し結像性能を高めるための条件を規定するものである。条件式（３）においてその下限を下回ると、前記開口絞りが物体側に寄りすぎて上光線が前記第１レンズ群に後続するレンズ群の周辺部を通過するため、後続群のレンズ径を拡大しなくてはならなくなるばかりか、前記第１レンズ群の屈折力の影響を強く受けコマ収差が過大となる。一方、条件式（３）においてその上限を超えると、前記開口絞りが像側に寄りすぎて下光線がより光軸から高いところを通過するため、前玉径を拡大しなくてはならなくなるばかりか、歪曲収差がアンダー側に大きく発生する。

なお、上記条件式（３）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（３）’ ０．３５＜ＬＲ１Ｓ／ＬＧ１＜０．５３
この条件式（３）’で規定する範囲を満足することにより、より光学系の小型化を達成しつつ、より結像性能の向上を図ることができる。

さらに、上記条件式（３）’は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
（３）’’ ０．４０＜ＬＲ１Ｓ／ＬＧ１＜０．４９
この条件式（３）’’で規定する範囲を満足することにより、光学系のさらなる小型化を達成しつつ、結像性能のさらなる向上を図ることができる。

さらに、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、最至近距離合焦状態における前記第２レンズ群の結像倍率をβ２ｍｏｄとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（４） １．４＜｜β２ｍｏｄ｜＜２．５

条件式（４）は、フォーカシング時の前記第２レンズ群の移動量を適切に設定して光学系の小型化を図るとともに、結像性能を向上させるための条件を規定するものである。条件式（４）においてその下限を下回ると、フォーカシング時の前記第２レンズ群の移動量が大きくなり、光学系全長が伸びるため、好ましくない。一方、条件式（４）においてその上限を超えると、フォーカシング時の前記第２レンズ群の移動量は小さくなるものの、像面湾曲がオーバー側に過大となりその補正が困難になるため、好ましくない。

なお、上記条件式（４）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（４）’ １．６＜｜β２ｍｏｄ｜＜２．３
この条件式（４）’で規定する範囲を満足することにより、より光学系の小型化を達成しつつ、より結像性能の向上を図ることができる。

さらに、上記条件式（４）’は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
（４）’’ １．８＜｜β２ｍｏｄ｜＜２．１
この条件式（４）’’で規定する範囲を満足することにより、光学系のさらなる小型化を達成しつつ、結像性能のさらなる向上を図ることができる。

さらに、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、無限遠合焦状態における光学系全系の焦点距離をｆとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（５） −０．８３＜ｆ２／ｆ＜−０．４４

条件式（５）は、光学系の小型化を阻害せずに、高い結像性能を維持する（特に像面湾曲を良好に補正する）ための条件を規定するものである。条件式（５）においてその下限値を下回ると、前記第２レンズ群の焦点距離が短くなり負の屈折力が強くなりすぎて、像面湾曲がオーバー側に過大となりその補正が困難になるため、好ましくない。一方、条件式（５）においてその上限を超えると、前記第２レンズ群の焦点距離が長くなり負の屈折力が弱くなりすぎて、像面湾曲がアンダー側に過大となりその補正が困難になるため、好ましくない。

なお、上記条件式（５）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（５）’ −０．７６＜ｆ２／ｆ＜−０．５１
この条件式（５）’で規定する範囲を満足することにより、より光学系の小型化を達成しつつ、より結像性能の向上を図ることができる。

さらに、上記条件式（５）’は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
（５）’’ −０．７０＜ｆ２／ｆ＜−０．５７
この条件式（５）’’で規定する範囲を満足することにより、光学系のさらなる小型化を達成しつつ、結像性能のさらなる向上を図ることができる。

以上説明したように、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、フォーカス群である前記第２レンズ群を単体のレンズで構成することにより、フォーカス群の軽量化を図ることができる。さらに、前記第１レンズ群の最も物体側に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズを配置し、この負のメニスカスレンズの像側面に光軸中心付近から周辺にかけて徐々に負の屈折力が弱まっていくような形状の非球面を形成することにより、広角化に伴って顕著となる収差、特に歪曲収差を効果的に補正することが可能になる。加えて、上記各条件式を満足することにより、より小型で、優れた結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを実現することができる。

以下、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズの実施例を図面に基づき詳細に説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このインナーフォーカス式レンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₁₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₁₃と、が配置されて構成される。第３レンズ群Ｇ₁₃の後方（図面右側）の像面ＩＭＧには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の受光面が配置される。

第１レンズ群Ｇ₁₁は、前記物体側から順に、負の屈折力を有する第１サブレンズ群Ｇ₁₁Ｆと、正の屈折力を有する第２サブレンズ群Ｇ₁₁Ｒとが配置されて構成される。第１サブレンズ群Ｇ₁₁Ｆと第２サブレンズ群Ｇ₁₁Ｒとの間には、所定の口径を規定する開口絞りＳが配置されている。また、第１サブレンズ群Ｇ₁₁Ｆは、前記物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ₁₁₁と、正レンズＬ₁₁₂と，が配置されて構成されている。負のメニスカスレンズＬ₁₁₁は複合レンズになっており、像面ＩＭＧ側には光軸中心付近から周辺にかけて徐々に負の屈折力が弱まっていくような形状の非球面が形成されている。第２サブレンズ群Ｇ₁₁Ｒは、前記物体側から順に、負レンズＬ₁₁₃と、正レンズＬ₁₁₄と、正レンズＬ₁₁₅と、が配置されて構成されている。負レンズＬ₁₁₃と正レンズＬ₁₁₄とは接合されている。また、正レンズＬ₁₁₅の両面には、それぞれ非球面が形成されている。

第２レンズ群Ｇ₁₂は、負レンズＬ₁₂₁により構成されている。負レンズＬ₁₂₁は複合レンズになっており、像面ＩＭＧ側の面には非球面が形成されている。

第３レンズ群Ｇ₁₃は、正レンズＬ₁₃₁により構成されている。

このインナーフォーカス式レンズは、第２レンズ群Ｇ₁₂を光軸に沿って前記物体側から像面ＩＭＧ側へ移動させることにより無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。なお、第１レンズ群Ｇ₁₁および第３レンズ群Ｇ₁₃は、常時固定されている。

以下、実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズに関する各種数値データを示す。

（レンズデータ）
ｒ₁＝49.294
ｄ₁＝0.70 ｎｄ₁＝1.61800 νｄ₁＝63.4
ｒ₂＝8.281
ｄ₂＝0.20 ｎｄ₂＝1.53610 νｄ₂＝41.2
ｒ₃＝7.498（非球面）
ｄ₃＝3.00
ｒ₄＝16.940
ｄ₄＝2.68 ｎｄ₃＝1.64769 νｄ₃＝33.8
ｒ₅＝-57.578
ｄ₅＝4.90
ｒ₆＝∞（開口絞り）
ｄ₆＝5.80
ｒ₇＝-700.000
ｄ₇＝0.70 ｎｄ₄＝1.75520 νｄ₄＝27.5
ｒ₈＝16.807
ｄ₈＝2.90 ｎｄ₅＝1.49700 νｄ₅＝81.6
ｒ₉＝-50.056
ｄ₉＝0.50
ｒ₁₀＝21.061（非球面）
ｄ₁₀＝3.87 ｎｄ₆＝1.59201 νｄ₆＝67.0
ｒ₁₁＝-14.209（非球面）
ｄ₁₁＝Ｄ（１１）
ｒ₁₂＝-46.085
ｄ₁₂＝0.70 ｎｄ₇＝1.48749 νｄ₇＝70.4
ｒ₁₃＝13.045
ｄ₁₃＝0.20 ｎｄ₈＝1.53610 νｄ₈＝41.2
ｒ₁₄＝11.339（非球面）
ｄ₁₄＝Ｄ（１４）
ｒ₁₅＝37.899
ｄ₁₅＝3.92 ｎｄ₉＝1.53172 νｄ₉＝48.8
ｒ₁₆＝-81.945
ｄ₁₆＝ｆＢ
ｒ₁₇＝∞（像面）

（コーニック係数（k）および非球面係数（Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀））
（第３面）
k＝0,
Ａ₄＝-1.8909×10^-4, Ａ₆＝-2.4100×10^-6,
Ａ₈＝-4.4700×10^-8, Ａ₁₀＝-4.2700×10^-10
（第１０面）
k＝0,
Ａ₄＝-5.7937×10^-5, Ａ₆＝1.0969×10^-6,
Ａ₈＝-2.7388×10^-8, Ａ₁₀＝3.8051×10^-10
（第１１面）
k＝0,
Ａ₄＝5.1068×10^-5, Ａ₆＝1.2754×10^-6,
Ａ₈＝-3.1751×10^-8, Ａ₁₀＝4.2140×10^-10
（第１４面）
k＝0,
Ａ₄＝-6.9421×10^-5, Ａ₆＝-3.4378×10^-7,
Ａ₈＝-6.9182×10^-9, Ａ₁₀＝6.8268×10^-11

（各合焦状態の数値データ）
無限遠 最至近距離
Ｆｎｏ． 3.60 4.23
全系の焦点距離（ｆ） 29.1 20.6
画角（２ω） 48.9
像高（Ｙ） 14.20 14.20
Ｄ（１１） 1.51 7.57
Ｄ（１４） 12.43 6.36
ｆＢ（バックフォーカス） 27.30 27.30

（条件式（１）に関する数値）
ｆ１（第１レンズ群Ｇ₁₁の焦点距離）＝12.7
ｆ１／ｆ＝0.44

（条件式（２）に関する数値）
｜ａｓｐ１ｎｒ（負のメニスカスレンズＬ₁₁₁の像側面の非球面変形量）｜＝0.20
｜ａｓｐ１ｎｒ｜／ｆ＝0.0067

（条件式（３）に関する数値）
ＬＲ１Ｓ（第１サブレンズ群Ｇ₁₁Ｆの最も物体側面から開口絞りＳまでの光軸上の距離）＝11.48
ＬＧ１（第１サブレンズ群Ｇ₁₁Ｆの最も物体側面から第２サブレンズ群Ｇ₁₁Ｒの最も像側面までの光軸上の距離）＝25.25
ＬＲ１Ｓ／ＬＧ１＝0.45

（条件式（４）に関する数値）
｜β２ｍｏｄ（最至近距離合焦状態における第２レンズ群Ｇ₁₂の結像倍率）｜＝2.0

（条件式（５）に関する数値）
ｆ２（第２レンズ群Ｇ₁₂の焦点距離）＝-18.3
ｆ２／ｆ＝-0.63

また、図２は、実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。図３は、実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離合焦状態における諸収差図である。図はいずれもｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

図４は、実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このインナーフォーカス式レンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₂₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₂₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₂₃と、が配置されて構成される。第３レンズ群Ｇ₂₃の後方（図面右側）の像面ＩＭＧには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の受光面が配置される。

第１レンズ群Ｇ₂₁は、前記物体側から順に、負の屈折力を有する第１サブレンズ群Ｇ₂₁Ｆと、正の屈折力を有する第２サブレンズ群Ｇ₂₁Ｒと、が配置されて構成される。第１サブレンズ群Ｇ₂₁Ｆと第２サブレンズ群Ｇ₂₁Ｒとの間には、所定の口径を規定する開口絞りＳが配置されている。また、第１サブレンズ群Ｇ₂₁Ｆは、前記物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ₂₁₁と、正レンズＬ₂₁₂と、が配置されて構成されている。負のメニスカスレンズＬ₂₁₁の両面には、それぞれ非球面が形成されている。特に、負のメニスカスレンズＬ₂₁₁の像面ＩＭＧ側面に形成された非球面は、光軸中心付近から周辺にかけて徐々に負の屈折力が弱まっていくような形状になっている。第２サブレンズ群Ｇ₂₁Ｒは、前記物体側から順に、負レンズＬ₂₁₃と、正レンズＬ₂₁₄と、正レンズＬ₂₁₅と、が配置されて構成されている。負レンズＬ₂₁₃と正レンズＬ₂₁₄とは接合されている。また、正レンズＬ₂₁₅の両面には、それぞれ非球面が形成されている。

第２レンズ群Ｇ₂₂は、負レンズＬ₂₂₁により構成されている。負レンズＬ₂₂₁は複合レンズになっており、像面ＩＭＧ側の面には非球面が形成されている。

第３レンズ群Ｇ₂₃は、正レンズＬ₂₃₁により構成されている。

このインナーフォーカス式レンズは、第２レンズ群Ｇ₂₂を光軸に沿って前記物体側から像面ＩＭＧ側へ移動させることにより無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。なお、第１レンズ群Ｇ₂₁および第３レンズ群Ｇ₂₃は、常時固定されている。

以下、実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズに関する各種数値データを示す。

（レンズデータ）
ｒ₁＝22.524（非球面）
ｄ₁＝0.70 ｎｄ₁＝1.59201 νｄ₁＝67.02
ｒ₂＝7.844（非球面）
ｄ₂＝5.77
ｒ₃＝1314.307
ｄ₃＝2.30 ｎｄ₂＝1.59270 νｄ₂＝35.45
ｒ₄＝-18.604
ｄ₄＝4.60
ｒ₅＝∞（開口絞り）
ｄ₅＝4.60
ｒ₆＝-100.502
ｄ₆＝0.70 ｎｄ₃＝1.75520 νｄ₃＝27.53
ｒ₇＝23.311
ｄ₇＝4.18 ｎｄ₄＝1.48749 νｄ₄＝70.44
ｒ₈＝-23.571
ｄ₈＝0.50
ｒ₉＝29.769（非球面）
ｄ₉＝3.93 ｎｄ₅＝1.55332 νｄ₅＝71.68
ｒ₁₀＝-14.098（非球面）
ｄ₁₀＝Ｄ（１０）
ｒ₁₁＝-76.166
ｄ₁₁＝0.70 ｎｄ₆＝1.48749 νｄ₆＝70.44
ｒ₁₂＝13.111
ｄ₁₂＝0.20 ｎｄ₇＝1.53610 νｄ₇＝41.21
ｒ₁₃＝11.448（非球面）
ｄ₁₃＝Ｄ（１３）
ｒ₁₄＝29.494
ｄ₁₄＝3.01 ｎｄ₈＝1.48749 νｄ₈＝70.44
ｒ₁₅＝168.008
ｄ₁₅＝ｆＢ
ｒ₁₆＝∞（像面）

（コーニック係数（k）および非球面係数（Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀））
（第１面）
k＝0,
Ａ₄＝-8.9726×10^-5, Ａ₆＝1.2520×10^-6,
Ａ₈＝-4.2438×10^-8, Ａ₁₀＝4.3907×10^-10
（第２面）
k＝0,
Ａ₄＝-1.4202×10^-4, Ａ₆＝-6.7903×10^-7,
Ａ₈＝-7.3755×10^-8, Ａ₁₀＝5.1855×10^-12
（第９面）
k＝0,
Ａ₄＝-2.9541×10^-5, Ａ₆＝1.6453×10^-7,
Ａ₈＝-3.3458×10^-9, Ａ₁₀＝5.5809×10^-11
（第１０面）
k＝0,
Ａ₄＝6.1294×10^-5, Ａ₆＝1.5463×10^-7,
Ａ₈＝-3.0315×10^-9, Ａ₁₀＝5.5815×10^-11
（第１３面）
k＝0,
Ａ₄＝-4.7521×10^-5, Ａ₆＝-5.7981×10^-7,
Ａ₈＝4.4984×10^-9, Ａ₁₀＝-7.0155×10^-11

（各合焦状態の数値データ）
無限遠 最至近距離
Ｆｎｏ． 3.58 4.13
全系の焦点距離（ｆ） 29.1 19.4
画角（２ω） 49.7
像高（Ｙ） 14.20 14.20
Ｄ（１０） 1.80 7.73
Ｄ（１３） 13.01 7.08
ｆＢ（バックフォーカス） 25.30 25.30

（条件式（１）に関する数値）
ｆ１（第１レンズ群Ｇ₂₁の焦点距離）＝12.2
ｆ１／ｆ＝0.42

（条件式（２）に関する数値）
｜ａｓｐ１ｎｒ（負のメニスカスレンズＬ₂₁₁の像側面の非球面変形量）｜＝0.19
｜ａｓｐ１ｎｒ｜／ｆ＝0.0066

（条件式（３）に関する数値）
ＬＲ１Ｓ（第１サブレンズ群Ｇ₂₁Ｆの最も物体側面から開口絞りＳまでの光軸上の距離）＝13.37
ＬＧ１（第１サブレンズ群Ｇ₂₁Ｆの最も物体側面から第２サブレンズ群Ｇ₂₁Ｒの最も像側面までの光軸上の距離）＝27.28
ＬＲ１Ｓ／ＬＧ１＝0.49

（条件式（４）に関する数値）
｜β２ｍｏｄ（最至近距離合焦状態における第２レンズ群Ｇ₂₂の結像倍率）｜＝1.8

（条件式（５）に関する数値）
ｆ２（第２レンズ群Ｇ₂₂の焦点距離）＝-20.1
ｆ２／ｆ＝-0.69

また、図５は、実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。図６は、実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離合焦状態における諸収差図である。図はいずれもｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

図７は、実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このインナーフォーカス式レンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₃₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₃₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₃₃と、が配置されて構成される。第３レンズ群Ｇ₃₃の後方（図面右側）の像面ＩＭＧには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の受光面が配置される。

第１レンズ群Ｇ₃₁は、前記物体側から順に、負の屈折力を有する第１サブレンズ群Ｇ₃₁Ｆと、正の屈折力を有する第２サブレンズ群Ｇ₃₁Ｒと、が配置されて構成される。第１サブレンズ群Ｇ₃₁Ｆと第２サブレンズ群Ｇ₃₁Ｒとの間には、所定の口径を規定する開口絞りＳが配置されている。また、第１サブレンズ群Ｇ₃₁Ｆは、前記物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズＬ₃₁₁と、正レンズＬ₃₁₂と、が配置されて構成されている。負のメニスカスレンズＬ₃₁₁は複合レンズになっており、負のメニスカスレンズＬ₃₁₁の像面ＩＭＧ側には光軸中心付近から周辺にかけて徐々に負の屈折力が弱まっていくような形状の非球面が形成されている。第２サブレンズ群Ｇ₃₁Ｒは、前記物体側から順に、負レンズＬ₃₁₃と、正レンズＬ₃₁₄と、正レンズＬ₃₁₅と、が配置されて構成されている。負レンズＬ₃₁₃と正レンズＬ₃₁₄とは接合されている。また、正レンズＬ₃₁₅の両面には、それぞれ非球面が形成されている。

第２レンズ群Ｇ₃₂は、負レンズＬ₃₂₁により構成されている。負レンズＬ₃₂₁の像面ＩＭＧ側の面には、非球面が形成されている。

第３レンズ群Ｇ₃₃は、正レンズＬ₃₃₁により構成されている。

このインナーフォーカス式レンズは、第２レンズ群Ｇ₃₂を光軸に沿って前記物体側から像面ＩＭＧ側へ移動させることにより無限遠合焦状態から最至近距離合焦状態までのフォーカシングを行う。なお、第１レンズ群Ｇ₃₁および第３レンズ群Ｇ₃₃は、常時固定されている。

以下、実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズに関する各種数値データを示す。

（レンズデータ）
ｒ₁＝28.611
ｄ₁＝0.80 ｎｄ₁＝1.51680 νｄ₁＝64.20
ｒ₂＝7.876
ｄ₂＝0.20 ｎｄ₂＝1.53610 νｄ₂＝41.2
ｒ₃＝7.203（非球面）
ｄ₃＝2.94
ｒ₄＝22.605
ｄ₄＝1.87 ｎｄ₃＝1.84666 νｄ₃＝23.78
ｒ₅＝-250.000
ｄ₅＝4.45
ｒ₆＝∞（開口絞り）
ｄ₆＝4.36
ｒ₇＝-570959.758
ｄ₇＝1.00 ｎｄ₄＝1.84666 νｄ₄＝23.78
ｒ₈＝15.967
ｄ₈＝4.99 ｎｄ₅＝1.51680 νｄ₅＝64.20
ｒ₉＝-37.596
ｄ₉＝0.50
ｒ₁₀＝22.552（非球面）
ｄ₁₀＝4.03 ｎｄ₆＝1.61881 νｄ₆＝63.86
ｒ₁₁＝-12.996（非球面）
ｄ₁₁＝Ｄ（１１）
ｒ₁₂＝132.018
ｄ₁₂＝0.80 ｎｄ₇＝1.77250 νｄ₇＝49.62
ｒ₁₃＝12.784（非球面）
ｄ₁₃＝Ｄ（１３）
ｒ₁₄＝25.076
ｄ₁₄＝3.00 ｎｄ₈＝1.84666 νｄ₈＝23.78
ｒ₁₅＝38.589
ｄ₁₅＝ｆＢ
ｒ₁₆＝∞（像面）

（コーニック係数（k）および非球面係数（Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀））
（第３面）
k＝0.0506,
Ａ₄＝-1.5403×10^-4, Ａ₆＝-4.7926×10^-6,
Ａ₈＝5.2480×10^-8, Ａ₁₀＝-2.7248×10^-9
（第１０面）
k＝-0.3705,
Ａ₄＝-4.6113×10^-5, Ａ₆＝-1.6401×10^-7,
Ａ₈＝5.6221×10^-9, Ａ₁₀＝-1.2939×10^-10
（第１１面）
k＝0.8893,
Ａ₄＝1.2728×10^-4, Ａ₆＝4.5991×10^-7,
Ａ₈＝3.7545×10^-9, Ａ₁₀＝-3.0634×10^-12
（第１３面）
k＝-0.8959,
Ａ₄＝3.9849×10^-5, Ａ₆＝-1.7211×10^-7,
Ａ₈＝4.1223×10^-9, Ａ₁₀＝-5.2291×10^-11

（各合焦状態の数値データ）
無限遠 最至近距離
Ｆｎｏ． 3.54 4.10
全系の焦点距離（ｆ） 30.0 19.0
画角（２ω） 50.6
像高（Ｙ） 14.20 14.20
Ｄ（１１） 1.03 6.56
Ｄ（１３） 13.03 7.50
ｆＢ（バックフォーカス） 23.70 23.70

（条件式（１）に関する数値）
ｆ１（第１レンズ群Ｇ₃₁の焦点距離）＝12.0
ｆ１／ｆ＝0.40

（条件式（２）に関する数値）
｜ａｓｐ１ｎｒ（負のメニスカスレンズＬ₃₁₁の像側面の非球面変形量）｜＝0.21
｜ａｓｐ１ｎｒ｜／ｆ＝0.0070

（条件式（３）に関する数値）
ＬＲ１Ｓ（第１サブレンズ群Ｇ₃₁Ｆの最も物体側面から開口絞りＳまでの光軸上の距離）＝10.26
ＬＧ１（第１サブレンズ群Ｇ₃₁Ｆの最も物体側面から第２サブレンズ群Ｇ₃₁Ｒの最も像側面までの光軸上の距離）＝25.13
ＬＲ１Ｓ／ＬＧ１＝0.41

（条件式（４）に関する数値）
｜β２ｍｏｄ（最至近距離合焦状態における第２レンズ群Ｇ₃₂の結像倍率）｜＝1.8

（条件式（５）に関する数値）
ｆ２（第２レンズ群Ｇ₃₂の焦点距離）＝-18.3
ｆ２／ｆ＝-0.61

また、図８は、実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠合焦状態における諸収差図である。図９は、実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離合焦状態における諸収差図である。図はいずれもｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

なお、上記各実施例中の数値データにおいて、ｒ₁，ｒ₂，・・・・は各レンズ、絞り面などの曲率半径、ｄ₁，ｄ₂，・・・・は各レンズ、絞りなどの肉厚またはそれらの面間隔、ｎｄ₁，ｎｄ₂，・・・・は各レンズのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、νｄ₁，νｄ₂，・・・・は各レンズのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対するアッベ数を示している。そして、長さの単位はすべて「ｍｍ」、角度の単位はすべて「°」である。

また、上記各非球面形状は、非球面の深さをＺ、曲率をｃ（＝１／ｒ：ｒは曲率半径）、光軸からの高さをｈとし、光の進行方向を正とするとき、以下に示す式により表される。

ただし、ｋはコーニック係数、Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀はそれぞれ４次，６次，８次，１０次の非球面係数である。

以上説明したように、上記各実施例のインナーフォーカス式レンズは、フォーカス群である前記第２レンズ群を単体のレンズで構成することにより、フォーカス群の軽量化を図ることができる。さらに、前記第１レンズ群の最も物体側に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズを配置し、この負のメニスカスレンズの像側面に光軸中心付近から周辺にかけて徐々に負の屈折力が弱まっていくような形状の非球面を形成することにより、広角化に伴って顕著となる収差、特に歪曲収差を効果的に補正することが可能になる。さらに、上記各条件式を満足することにより、より小型で、優れた結像性能を備えたインナーフォーカス式レンズを実現することができる。また、上記各実施例のインナーフォーカス式レンズは、適宜非球面が形成されたレンズや接合レンズを用いているため、少ないレンズ枚数で、良好な光学性能を維持することができる。なお、上記各実施例に示したインナーフォーカス式レンズは、いずれも３５ｍｍカメラ換算で焦点距離が４５ｍｍになる。

以上のように、この発明のインナーフォーカス式レンズは、ビデオカメラ、電子スチルカメラなどに有用であり、特に、小型で高い結像性能が要求される撮像装置に最適である。

Ｇ₁₁，Ｇ₂₁，Ｇ₃₁ 第１レンズ群
Ｇ₁₂，Ｇ₂₂，Ｇ₃₂ 第２レンズ群
Ｇ₁₃，Ｇ₂₃，Ｇ₃₃ 第３レンズ群
Ｇ₁₁Ｆ，Ｇ₂₁Ｆ，Ｇ₃₁Ｆ 第１サブレンズ群
Ｇ₁₁Ｒ，Ｇ₂₁Ｒ，Ｇ₃₁Ｒ 第２サブレンズ群
Ｌ₁₁₁，Ｌ₂₁₁，Ｌ₃₁₁ 負のメニスカスレンズ
Ｌ₁₁₂，Ｌ₁₁₄，Ｌ₁₁₅，Ｌ₁₃₁，Ｌ₂₁₂，Ｌ₂₁₄，Ｌ₂₁₅，Ｌ₂₃₁，Ｌ₃₁₂，Ｌ₃₁₄，Ｌ₃₁₅，Ｌ₃₃₁ 正レンズ
Ｌ₁₁₃，Ｌ₁₂₁，Ｌ₂₁₃，Ｌ₂₂₁，Ｌ₃₁₃，Ｌ₃₂₁ 負レンズ
ＩＭＧ 像面
Ｓ 開口絞り

Claims (5)

1. 物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を備え、
   フォーカシング時に、前記第２レンズ群が光軸に沿って移動し、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群が固定され、
   以下の条件式を満足することを特徴とするインナーフォーカス式レンズ。
   （１） ０．３１＜ｆ１／ｆ＜０．５８
   ただし、ｆ１は前記第１レンズ群の焦点距離、ｆは無限遠合焦状態における光学系全系の焦点距離を示す。
2. 前記第１レンズ群は、物体側から順に配置された、負の屈折力を有する第１サブレンズ群と、正の屈折力を有する第２サブレンズ群と、により構成されており、
   前記第１サブレンズ群は、物体側から順に配置された、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと、正レンズと、を備え、前記負のメニスカスレンズの像側面には非球面が形成され、
   以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のインナーフォーカス式レンズ。
   （２） ０．００４７＜｜ａｓｐ１ｎｒ｜／ｆ＜０．００８８
   ただし、ａｓｐ１ｎｒは、前記負のメニスカスレンズの像側面の非球面変形量を示す。
3. 前記第１サブレンズ群と前記第２サブレンズ群との間に開口絞りが配置され、
   以下の条件式を満足することを特徴とする請求項２に記載のインナーフォーカス式レンズ。
   （３） ０．３１＜ＬＲ１Ｓ／ＬＧ１＜０．５７
   ただし、ＬＲ１Ｓは前記第１サブレンズ群の最も物体側面から前記開口絞りまでの光軸上の距離、ＬＧ１は前記第１サブレンズ群の最も物体側面から前記第２サブレンズ群の最も像側面までの光軸上の距離を示す。
4. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のインナーフォーカス式レンズ。
   （４） １．４＜｜β２ｍｏｄ｜＜２．５
   ただし、β２ｍｏｄは最至近距離合焦状態における前記第２レンズ群の結像倍率を示す。
5. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のインナーフォーカス式レンズ。
   （５） −０．８３＜ｆ２／ｆ＜−０．４４
   ただし、ｆ２は前記第２レンズ群の焦点距離を示す。

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