JP2012255841A - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトで高速なフォーカシングが可能な撮像レンズおよび撮像装置を提供する。
【解決手段】 物体側より順に、第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群との実質的に３つのレンズ群で構成する。前記第１レンズ群は、最も物体側に負レンズを有する前群と、絞りと、正の屈折力を有する後群とからなる。前記第２レンズ群は物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとにより構成される。フォーカシングに際して、前記第２レンズ群が光軸方向に移動する。
【選択図】図１

Description

本開示は、標準域の撮影画角を持ち、Ｆナンバーが３．５程度以下の明るい撮像レンズ系、詳しくは、いわゆるレンズ交換式デジタルカメラの交換レンズ装置等に用いられる撮像レンズ、およびそのような撮像レンズを内蔵した撮像装置に関する。

レンズ交換式カメラシステムにおいて標準域の撮影画角を持ち、Ｆナンバーが３．５程度以下の明るいマクロレンズのタイプとしてはいくつかの種類があるが、ガウス型レンズが広く知られている。マクロレンズは一般的に最近接距離から無限遠まで良好に収差補正がなされていることが望まれているため、少なくとも２つのレンズ群を合焦のために独立して移動させる、いわゆるフローティング機構を採用しているものが多い（特許文献１参照）。また、ガウス型レンズ以外には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レンズ群とを有し、フォーカシングの際には第１レンズ群を光軸方向に移動させるレンズ系が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００９−１４５５８７号公報 特開２００９−２１０９１０号公報

近年、レンズ交換式デジタルカメラが急速に普及している。特にレンズ交換式カメラシステムにおいて、動画撮影が可能になったため、静止画だけでなく動画撮影にも適したレンズが求められている。動画撮影する際には被写体の急速な動きに追従するために、フォーカシングを行うレンズ群を高速に移動させる必要がある。標準域の撮影画角を持ち、Ｆナンバーが３．５程度以下の明るいマクロレンズに関しても、動画撮影に対応するため、フォーカシングの高速化が求められている。

上記特許文献１においては、ガウス型レンズが提案されている。フォーカシングに際して、絞りを挟んだ前群、および後群の一部が独立して光軸方向に移動している。しかしながら、動画撮影用にレンズ全系を高速に移動させてフォーカシングしようとすると、フォーカシングレンズ群の重量が重いため、レンズを移動させるためのアクチュエーターが大型化してしまい、鏡筒が大型化してしまう問題がある。また、前群と後群を独立して移動させて高速フォーカシングしようとすると、複数のアクチュエーターを鏡筒に搭載させるため、鏡筒サイズが大型化してしまう問題がある。

上記特許文献２に記載の撮像レンズでは、フォーカシングに際して、第１レンズ群が光軸方向に移動するが、動画撮影用に高速フォーカシングを行おうとすると、第１レンズ群の重量が重いため、駆動用のアクチュエーターが大型化してしまい鏡筒サイズが大型化してしまう。

本開示の目的は、コンパクトで高速なフォーカシングが可能な撮像レンズおよび撮像装置を提供することにある。

本開示による撮像レンズは、物体側より順に、第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群とで構成されているものである。また、第１レンズ群が、最も物体側に負レンズを有する前群と、絞りと、正の屈折力を有する後群とからなり、第２レンズ群が物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとにより構成されているものである。また、フォーカシングに際して、第２レンズ群が光軸方向に移動するようにしたものである。

本開示による撮像装置は、撮像レンズと、撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備え、撮像レンズを、上記本開示による撮像レンズによって構成したものである。

本開示による撮像レンズまたは撮像装置では、３つのレンズ群のうち、フォーカシングに際して、第２レンズ群が光軸方向に移動する。

本開示の撮像レンズまたは撮像装置によれば、３つのレンズ群のうち、フォーカシングに際して第２レンズ群を光軸方向に移動させるようにしたので、コンパクトで高速なフォーカシングが可能となる。

本開示の一実施の形態に係る撮像レンズの第１の構成例を示すものであり、数値実施例１に対応するレンズ断面図である。 撮像レンズの第２の構成例を示すものであり、数値実施例２に対応するレンズ断面図である。 撮像レンズの第３の構成例を示すものであり、数値実施例３に対応するレンズ断面図である。 撮像レンズの第４の構成例を示すものであり、数値実施例４に対応するレンズ断面図である。 撮像レンズの第５の構成例を示すものであり、数値実施例５に対応するレンズ断面図である。 数値実施例１に対応する撮像レンズの無限遠合焦時における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 数値実施例１に対応する撮像レンズの近距離合焦時（β＝−１）における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 数値実施例２に対応する撮像レンズの無限遠合焦時における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 数値実施例２に対応する撮像レンズの近距離合焦時（β＝−１）における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 数値実施例３に対応する撮像レンズの無限遠合焦時における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 数値実施例３に対応する撮像レンズの近距離合焦時（β＝−１）における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 数値実施例４に対応する撮像レンズの無限遠合焦時における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 数値実施例４に対応する撮像レンズの近距離合焦時（β＝−１）における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 数値実施例５に対応する撮像レンズの無限遠合焦時における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 数値実施例５に対応する撮像レンズの近距離合焦時（β＝−１）における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示す。 撮像装置の一構成例を示すブロック図である。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

［レンズ構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係る撮像レンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の数値実施例１のレンズ構成に対応している。なお、図１は無限遠合焦時でのレンズ配置に対応している。同様にして、後述の数値実施例２〜５のレンズ構成に対応する第２ないし第５の構成例の断面構成を、図２〜図５に示す。図１〜図５において、符号Ｒｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお符号Ｄｉについては、フォーカシングに伴って変化する部分の面間隔（例えば図１ではＤ８，Ｄ１３）のみ符号を付す。符号Ｓｉｍｇは像面を示す。

本実施の形態に係る撮像レンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側より順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３との実質的に３つのレンズ群で構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、前群Ｇ１Ｆと、絞りＳｔと、後群Ｇ１Ｒとからなる。フォーカシングに際しては、第２レンズ群Ｇ２が光軸方向に移動する。第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は、フォーカシングに際して固定とされている。

絞りＳｔ（開口絞り）は、第１レンズ群Ｇ１内において後群Ｇ１Ｒに隣接する位置に配置されていることが好ましい。具体的な構成例として、第１ないし第５の構成例に係る撮像レンズ１〜５ではいずれも、絞りＳｔは、第１レンズ群Ｇ１内において前群Ｇ１Ｆと後群Ｇ１Ｒとの間に配置されている。

第１レンズ群Ｇ１において、前群Ｇ１Ｆは、最も物体側に負レンズを有している。具体的な構成例として、第１ないし第５の構成例に係る撮像レンズ１〜５ではいずれも、前群Ｇ１Ｆの最も物体側の第１レンズＬ１１Ｆが、負レンズとなっている。

前群Ｇ１Ｆは、例えば２枚または３枚のレンズで構成することができる。具体的な構成例として、第１、第４および第５の構成例に係る撮像レンズ１，４，５では、前群Ｇ１Ｆを物体側より順に、第１レンズＬ１１Ｆと第２レンズＬ１２Ｆとの２枚のレンズで構成している。また、第２および第３の構成例に係る撮像レンズ２，３では、前群Ｇ１Ｆを物体側より順に、第１レンズＬ１１Ｆと第２レンズＬ１２Ｆと第３レンズＬ１３Ｆとの３枚のレンズで構成している。特に、第２の構成例に係る撮像レンズ２では物体側より順に、第１レンズＬ１１Ｆを負レンズ、第２レンズＬ１２Ｆを正レンズ、第３レンズＬ１３Ｆを負レンズとし、第２レンズＬ１２Ｆと第３レンズＬ１３Ｆとを接合レンズの構成にしている。また、第３の構成例に係る撮像レンズ３では物体側より順に、第１レンズＬ１１Ｆを負レンズ、第２レンズＬ１２Ｆを正レンズ、第３レンズＬ１３Ｆを正レンズの構成にしている。

後群Ｇ１Ｒは、正の屈折力を有している。具体的な構成例として、第１ないし第５の構成例に係る撮像レンズ１〜５ではいずれも、後群Ｇ１Ｒは、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１１Ｒで構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、負の屈折力を有する第１レンズＬ２１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ２２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ２３とにより構成されている。第１ないし第５の構成例に係る撮像レンズ１〜５ではいずれも、第２レンズ群Ｇ２が、そのような構成とされている。

第３レンズ群Ｇ３は、例えば１枚または２枚のレンズで構成することができる。具体的な構成例として、第１ないし第３の構成例に係る撮像レンズ１，２，３では、第３レンズ群Ｇ３が１枚の負レンズＬ３１で構成されている。また、第４、第５の構成例に係る撮像レンズ４，５では、第３レンズ群Ｇ３が物体側より順に、負レンズＬ３１と、正レンズＬ３２との２枚のレンズで構成されている。

本実施の形態に係る撮像レンズは、以下の条件式を適宜選択的に満足するように構成されていることが好ましい。
１＜ｆ１Ｒ／ｆ＜５ …（１）
０．２＜β２＜０．７ …（２）
１．５＜β３＜３．１ …（３）
Ｎｄ２１＜１．７ …（４）
Ｎｄ２２＜１．７５ …（５）
Ｎｄ２３＜１．７５ …（６）
−１０＜Ｇ１Ｒｒ／ｆ＜−０．７ …（７）
−１．４＜ｆ３／ｆ＜−０．５ …（８）

ただし、
ｆ１Ｒ：後群Ｇ１Ｒの焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
β２：第２レンズ群Ｇ２の横倍率
β３：第３レンズ群Ｇ３の横倍率
Ｎｄ２１：第２レンズ群Ｇ２内の第１レンズＬ２１のｄ線に対する屈折率
Ｎｄ２２：第２レンズ群Ｇ２内の第２レンズＬ２２のｄ線に対する屈折率
Ｎｄ２３：第２レンズ群Ｇ２内の第３レンズＬ２３のｄ線に対する屈折率
Ｇ１Ｒｒ：後群Ｇ１Ｒにおける最も物体側の面の曲率半径
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
とする。

［作用・効果］
次に、本実施の形態に係る撮像レンズの作用および効果を説明する。
この撮像レンズでは、最も物体側に負のレンズを配置することで、軸外光束の入射角度を緩くしてフォーカスレンズ群である第２レンズ群Ｇ２に入射させることにより、フォーカシングによる像面変動を抑えることが可能になる。さらに、第２レンズ群Ｇ２の外形を小さくすることができ、重量を軽くすることができる。これにより、フォーカシングの際に小型アクチュエータで高速に移動させることが可能になる。

また、絞りＳｔの直後に正の屈折力を有する後群Ｇ１Ｒを配置することで、フォーカシングを行う第２レンズ群Ｇ２へ入射する光線の角度を小さくすることができ、これにより無限遠から近接撮影までの領域において、像面性を良好に保つことができる。第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ１Ｒの直後に配置されており、レンズの外形が小さいため、重量が軽く、小型アクチュエーターで高速に移動させることが可能である。よって、第２レンズ群Ｇ２をフォーカシングレンズ群に使用することで、鏡筒サイズをコンパクトに保ちながら、フォーカシングレンズ群を高速に移動することができる。また、第２レンズ群Ｇ２が正の屈折力を有し、第３レンズ群Ｇ２が負の屈折力を有するパワー配置を取ることで、第２レンズ群Ｇ２が光軸方向に移動した際に、第２レンズ群Ｇ２の移動量に対する像面位置の変動量の比（ピント敏感度）を大きくすることができる。ピント敏感度を大きくすることで、フォーカスストロークを短くすることができるため、レンズ全長を短くすることができる。

また、第３レンズ群Ｇ３を、物体側より順に負レンズＬ３１と、正レンズＬ３２とにより構成することで、軸外収差、特に歪曲収差、像面湾曲を良好に補正することができる。

また、第１レンズ群Ｇ１内で前群Ｇ１Ｆを物体側より順に、第１レンズＬ１１Ｆ、第２レンズＬ１２Ｆおよび第３レンズＬ１３Ｆの３つのレンズで構成する場合において、第１レンズＬ１１Ｆを負レンズ、第２レンズＬ１２Ｆを正レンズ、第３レンズＬ１３Ｆを負レンズとし、第２レンズＬ１２Ｆと第３レンズＬ１３Ｆとを接合レンズの構成にすることで、球面収差、および軸外収差、特にコマ収差を良好に補正することができる。

また、前群Ｇ１Ｆを物体側より順に、第１レンズＬ１１Ｆ、第２レンズＬ１２Ｆおよび第３レンズＬ１３Ｆの３つのレンズで構成する場合において、第１レンズＬ１１Ｆを負レンズ、第２レンズＬ１２Ｆを正レンズ、第３レンズＬ１３Ｆを正レンズとすることで、絞りＳｔを挟んだ構成が対称となり、軸外収差、特に歪曲収差を良好に補正することができる。

条件式（１）は、レンズ全系の焦点距離ｆに対する第１レンズ群Ｇ１内の後群Ｇ１Ｒの焦点距離ｆ１Ｒを規定している。条件式（１）を下回ると、後群Ｇ１Ｒのパワーが強くなり過ぎるため、偏芯敏感度が大きくなり、製造難易度が上がってしまう。条件式（１）を上回ると、後群Ｇ１Ｒのパワーが弱くなりすぎるため、フォーカシング群に入射する周辺の光線角度が小さくならず、近接撮影時の像面変動が大きくなってしまう。

条件式（１）の数値範囲は以下の条件式（１）’の通り、設定することが好ましい。
１．１＜ｆ１Ｒ／ｆ＜４ …（１）’
さらに、以下の条件式（１）’’の通り、設定することがより好ましい。条件式（１）’’の数値範囲に設定することで、偏芯敏感度を抑えながら、近接撮影時の像面変動をさらに抑えることができる。
１．２＜ｆ１Ｒ／ｆ＜３．５ …（１）’’

条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ２の横倍率を規定している。条件式（２）を下回ると、第２レンズ群Ｇ２のパワーが強くなり過ぎるため、偏芯敏感度が大きくなり、製造難易度が上がってしまう。条件式（２）を上回ると、ピント敏感度が小さくなるため、フォーカスストロークが長くなるため、レンズ全長が長くなってしまう。

条件式（２）の数値範囲は以下の条件式（２）’の通り、設定することが好ましい。
０．２＜β２＜０．６ …（２）’
さらに、以下の条件式（２）’’の通り、設定することがより好ましい。条件式（２）’’の数値範囲に設定することで、偏芯敏感度を抑えながら、レンズ全長を更に小型化することができる。
０．２５＜β２＜０．５５ …（２）’’

条件式（３）は、第３レンズ群Ｇ３の横倍率を規定している。条件式（３）を下回ると、ピント敏感度が小さくなるため、フォーカスストロークが長くなり、レンズ全長が長くなってしまう。条件式（３）を上回ると、第３レンズ群Ｇ３のパワーが強くなりすぎるため、偏芯敏感度が大きくなり、製造難易度が上がってしまう。

条件式（３）の数値範囲は以下の条件式（３）’の通り、設定することが好ましい。
１．７＜β３＜２．５ …（３）’
さらに、以下の条件式（３）’’の通り、設定することがより好ましい。条件式（３）’’の数値範囲に設定することで、偏芯敏感度を抑えながら、レンズ全長を更に小型化することができる。
１．８＜β３＜２．４ …（３）’’

条件式（４）は第２レンズ群Ｇ２内の負の屈折力を有する第１レンズＬ２１の媒質のｄ線に対する屈折率を規定している。条件式（５）、（６）はそれぞれ第２レンズ群Ｇ２内の正の屈折力を有する第２レンズＬ２２および第３レンズＬ２３の媒質のｄ線に対する屈折率を規定している。条件式（４），（５），（６）を上回ると、媒質の比重が大きくなり、レンズ重量が重くなるため、フォーカシング群を移動させるためのアクチュエーターが大型化し、鏡筒サイズが大きくなってしまう。

条件式（７）は、レンズ全系の焦点距離ｆに対する後群Ｇ１Ｒの最も物体側の面の曲率半径Ｇ１Ｒｒを規定している。条件式（７）を下回ると、後群Ｇ１Ｒに入射する上下光線の偏角の差が大きくなるため、発生するコマ収差を補正するのが困難になり、それに付随して起こるフォーカシング時の像面変動が大きくなってしまう。条件式（７）を上回ると、軸外光束が後群Ｇ１Ｒにて屈折作用を受けにくく、特に近接撮影時の像面湾曲が悪化してしまう。

条件式（７）の数値範囲は以下の条件式（７）’の通り、設定することが好ましい。
−４＜Ｇ１Ｒｒ／ｆ＜−０．８ …（７）’
さらに、以下の条件式（７）’’の通り、設定することがより好ましい。条件式（７）’’の数値範囲に設定することで、コマ収差の発生を抑えながら、近接撮影時の像面湾曲を良好に保つことができる。
−２．５＜Ｇ１Ｒｒ／ｆ＜−０．８ …（７）’’

条件式（８）は、レンズ全系の焦点距離ｆに対する第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ３を規定している。条件式（８）を下回ると、第３レンズ群Ｇ３で受ける屈折作用が弱くなるためバックフォーカスが長くなり、結果的に全長が長くなってしまう。条件式（８）を上回ると、第３レンズ群Ｇ３のパワーが強くなりすぎ球面収差の補正が困難になってしまう。

条件式（８）の数値範囲は以下の条件式（８）’の通り、設定することが好ましい。
−１．２＜ｆ３／ｆ＜−０．６ …（８）’
さらに、以下の条件式（８）’’の通り、設定することがより好ましい。条件式（８）’’の数値範囲に設定することで、レンズ全長を小型化しながら、球面収差を良好に保つことができる。
−１．１＜ｆ３／ｆ＜−０．６ …（８）’’

以上のように本実施の形態によれば、コンパクトでありながら高速フォーカシングが可能で、高い結像性能を有する撮像レンズを実現できる。

［撮像装置への適用例］
図１６は、本実施の形態に係る撮像レンズを適用した撮像装置１００の一構成例を示している。この撮像装置１００は、例えばデジタルスチルカメラであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０が全体を統括制御し、上述した撮像レンズ１（２，３，４，５）によって得られる光学像を撮像素子１４０により電気信号へ変換した後、これを映像分離回路１５０へ送出するようになされている。ここで撮像素子１４０としては、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の光電変換素子が用いられる。映像分離回路１５０は、その電気信号に基づいてフォーカス制御信号を生成し、これをＣＰＵ１１０へ送出すると共に、電気信号のうち映像部分に相当する映像信号を後段の映像処理回路（図示せず）へ送出するようになされている。映像処理回路では、その後の処理に適した信号形式に変換し、表示部に対する映像表示処理、所定の記録媒体に対する記録処理、所定の通信インタフェースを介したデータ転送処理等に供するようになされている。

ＣＰＵ１１０は、フォーカシング操作等の外部からの操作信号が供給され、その操作信号に応じて種々の処理を実行するようになされている。ＣＰＵ１１０は、例えばフォーカシングボタンによるフォーカシング操作信号が供給された場合、その指令に応じた合焦常態にするべく、ドライバ回路１２０を介して駆動モータ１３０を動作させる。これにより撮像装置１００のＣＰＵ１１０は、フォーカシング操作信号に応じて撮像レンズ１のフォーカスレンズ群（第２レンズ群Ｇ２）を光軸に沿って移動させるようになされている。なお、撮像装置１００のＣＰＵ１１０は、そのときのフォーカスレンズ群の位置情報をフィードバックさせるようになされており、次に駆動モータ１３０を介してフォーカスレンズ群を移動させる際に参照するようになされている。

ちなみに、この撮像装置１００では、説明の簡略化のために、駆動系を１系統しか示していないが、ズーム系、フォーカス系、撮影モード切替系等をそれぞれ個別に具え、また、手振れ補正機能を具える場合には、ブレ補正レンズ（群）を駆動するための防振駆動系を備えることもある。また上述した駆動系は、そのいくつかを共通とすることも可能である。

また上述の実施の形態においては、撮像装置１００の具体的対象としてデジタルスチルカメラとするようにした場合について述べたが、これに限らず、他の種々の電子機器を撮像装置１００の具体的対象とするようにしても良い。例えば、レンズ交換式のカメラや、デジタルビデオカメラ、デジタルビデオカメラ等が組み込まれた携帯電話機、ＰＤＡ（Personal DigitalAssistant）等のその他の種々の電子機器を、撮像装置１００の具体的対象とするようにしても良い。

次に、本実施の形態に係る撮像レンズの具体的な数値実施例について説明する。

［数値実施例１］
［表１］〜［表３］は、図１に示した第１の構成例に係る撮像レンズ１に対応する具体的なレンズデータを示している。特に［表１］にはその基本的なレンズデータを示し、［表２］および［表３］にはその他のデータを示す。

［表１］に示したレンズデータにおける面 Ｎｏ．は、この撮像レンズ１について、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の番号を示している。Ｒｉは、図１において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。Ｄｉは、同様に物体側からｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。Ｎｄｊは、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数の値を示す。

この撮像レンズ１は、フォーカシングに伴って第２レンズ群Ｇ２が移動するため、第２レンズ群Ｇ２の前後の面間隔Ｄ８，Ｄ１３の値は可変となっている。この可変の面間隔Ｄ８，Ｄ１３のデータは［表３］に示す。なお、［表３］において、Ｆｎｏ．はＦナンバー、ｆは全系の焦点距離、ωは半画角、βは撮影倍率を示す。

［表１］において「ＳＴＯ」は絞り面であることを示す。「ＡＳＰ」で示した面は非球面である。非球面の形状は次式で表される形状である。［表１］のレンズデータにおける非球面の曲率半径は、光軸近傍（近軸）での曲率半径の数値を示している。非球面係数のデータは［表３］に示す。［表３］に示した数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０５」であれば、「１．０×１０^-5」であることを示す。

ただし、
ｘ：レンズ面頂点からの光軸方向の距離
ｙ：光軸と垂直な方向の高さ
ｃ：レンズ頂点での近軸曲率
Ｋ：コーニック定数
Ａｉ：第ｉ次の非球面係数である。
とする。

この撮像レンズ１では、第１レンズ群Ｇ１内の前群Ｇ１Ｆが、物体側より順に、第１レンズＬ１１Ｆと第２レンズＬ１２Ｆとの２枚のレンズで構成されている。具体的には第１レンズＬ１１Ｆは、物体側に凸面を向け、像側に複合非球面Ｌ１０を有する負メニスカスレンズで構成されている。第２レンズＬ１２Ｆは、両凸レンズで構成されている。後群Ｇ１Ｒは、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１１Ｒから構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズＬ２１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ２２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ２３とにより構成されている。第１レンズＬ２１は物体側に非球面が形成された両凹レンズ、第２レンズＬ２２は両凸レンズで構成され、第１レンズＬ２１と第２レンズＬ２２とを接合レンズの構成にしている。第３レンズＬ２３は、両面に非球面が形成された正メニスカスレンズで構成されている。第３レンズ群Ｇ３は両凹の負レンズＬ３１で構成されている。第３レンズ群Ｇ３全体を光軸Ｚ１に対して垂直方向へ移動させることにより、像シフトさせることが可能である。

［数値実施例２］
以上の数値実施例１と同様にして、図２に示した第２の構成例に係る撮像レンズ２の構成に対応する具体的なレンズデータを数値実施例２として、［表４］〜［表６］に示す。

この撮像レンズ２では、第１レンズ群Ｇ１内の前群Ｇ１Ｆが、物体側より順に、第１レンズＬ１１Ｆと第２レンズＬ１２Ｆと第３レンズＬ１３Ｆとの３枚のレンズで構成されている。具体的には第１レンズＬ１１Ｆは、像側に複合非球面Ｌ１０を有する両凹レンズで構成されている。第２レンズＬ１２Ｆは両凸レンズ、第３レンズＬ１３Ｆは負メニスカスレンズで構成され、第２レンズＬ１２Ｆと第３レンズＬ１３Ｆとを接合レンズの構成にしている。後群Ｇ１Ｒは、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１１Ｒから構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズＬ２１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ２２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ２３とにより構成されている。第１レンズＬ２１は物体側に非球面が形成された両凹レンズ、第２レンズＬ２２は両凸レンズで構成され、第１レンズＬ２１と第２レンズＬ２２とを接合レンズの構成にしている。第３レンズＬ２３は、両面に非球面が形成された正メニスカスレンズで構成されている。第３レンズ群Ｇ３は両凹の負レンズＬ３１で構成されている。第３レンズ群Ｇ３全体を光軸Ｚ１に対して垂直方向へ移動させることにより、像シフトさせることが可能である。

［数値実施例３］
同様にして、図３に示した第３の構成例に係る撮像レンズ３の構成に対応する具体的なレンズデータを数値実施例３として、［表７］〜［表９］に示す。

この撮像レンズ２では、第１レンズ群Ｇ１内の前群Ｇ１Ｆが、物体側より順に、第１レンズＬ１１Ｆと第２レンズＬ１２Ｆと第３レンズＬ１３Ｆとの３枚のレンズで構成されている。具体的には第１レンズＬ１１Ｆは、像側に複合非球面Ｌ１０を有する負メニスカスレンズで構成されている。第２レンズＬ１２Ｆは両凸レンズ、第３レンズＬ１３Ｆは物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズで構成されている。後群Ｇ１Ｒは、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１１Ｒから構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズＬ２１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ２２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ２３とにより構成されている。第１レンズＬ２１は物体側に非球面が形成された両凹レンズ、第２レンズＬ２２は両凸レンズで構成され、第１レンズＬ２１と第２レンズＬ２２とを接合レンズの構成にしている。第３レンズＬ２３は、両面に非球面が形成された正メニスカスレンズで構成されている。第３レンズ群Ｇ３は両凹の負レンズＬ３１で構成されている。第３レンズ群Ｇ３全体を光軸Ｚ１に対して垂直方向へ移動させることにより、像シフトさせることが可能である。

［数値実施例４］
同様にして、図４に示した第４の構成例に係る撮像レンズ４の構成に対応する具体的なレンズデータを数値実施例４として、［表１０］〜［表１２］に示す。

この撮像レンズ４では、第１レンズ群Ｇ１内の前群Ｇ１Ｆが、物体側より順に、第１レンズＬ１１Ｆと第２レンズＬ１２Ｆとの２枚のレンズで構成されている。具体的には第１レンズＬ１１Ｆは、物体側に凸面を向け、像側に複合非球面Ｌ１０を有する負メニスカスレンズで構成されている。第２レンズＬ１２Ｆは、両凸レンズで構成されている。後群Ｇ１Ｒは、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１１Ｒから構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズＬ２１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ２２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ２３とにより構成されている。第１レンズＬ２１は物体側に非球面が形成された両凹レンズ、第２レンズＬ２２は両凸レンズで構成され、第１レンズＬ２１と第２レンズＬ２２とを接合レンズの構成にしている。第３レンズＬ２３は、両面に非球面が形成された正メニスカスレンズで構成されている。第３レンズ群Ｇ３は物体側より順に、負レンズＬ３１と、正レンズＬ３２との２枚のレンズで構成されている。負レンズＬ３１は両凹レンズ、正レンズＬ３２は物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズで構成されている。第３レンズ群Ｇ３全体、あるいは第３レンズ群Ｇ３内の負レンズＬ３１を光軸Ｚ１に対して垂直方向へ移動させることにより、像シフトさせることが可能である。

［数値実施例５］
同様にして、図５に示した第５の構成例に係る撮像レンズ５の構成に対応する具体的なレンズデータを数値実施例５として、［表１３］〜［表１５］に示す。

この撮像レンズ５では、第１レンズ群Ｇ１内の前群Ｇ１Ｆが、物体側より順に、第１レンズＬ１１Ｆと第２レンズＬ１２Ｆとの２枚のレンズで構成されている。具体的には第１レンズＬ１１Ｆは、像側に複合非球面Ｌ１０を有する両凹レンズで構成されている。第２レンズＬ１２Ｆは、両凸レンズで構成されている。後群Ｇ１Ｒは、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ１１Ｒから構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズＬ２１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ２２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ２３とにより構成されている。第１レンズＬ２１は物体側に非球面が形成された両凹レンズ、第２レンズＬ２２は両凸レンズで構成され、第１レンズＬ２１と第２レンズＬ２２とを接合レンズの構成にしている。第３レンズＬ２３は、両面に非球面が形成された正メニスカスレンズで構成されている。第３レンズ群Ｇ３は物体側より順に、負レンズＬ３１と、正レンズＬ３２との２枚のレンズで構成されている。負レンズＬ３１は両凹レンズ、正レンズＬ３２は物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズで構成されている。第３レンズ群Ｇ３全体、あるいは第３レンズ群Ｇ３内の負レンズＬ３１を光軸Ｚ１に対して垂直方向へ移動させることにより、像シフトさせることが可能である。

［各実施例のその他の数値データ］
［表１６］には、上述の各条件式に関する値を、各数値実施例についてまとめたものを示す。［表１６］から分かるように、各条件式について、各数値実施例の値がその数値範囲内となっている。

［収差性能］
図６（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、数値実施例１に対応する撮像レンズ１の無限遠合焦時における球面収差、非点収差、およびディストーション（歪曲収差）を示している。図７（Ａ）〜（Ｃ）は近距離合焦時における同様の各収差を示している。各収差図には、ｄ線（５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図には、ｇ線（４３５．８４ｍ）、Ｃ線（６５６．２８ｍ）についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はメリジオナル方向の収差を示す。Ｆｎｏ．はＦ値、ωは半画角を示す。

同様に、数値実施例２に対応する撮像レンズ２についての諸収差を図８（Ａ）〜（Ｃ）および図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す。同様にして、数値実施例３ないし５に対応する撮像レンズ３〜５についての諸収差を図１０〜図１５の（Ａ）〜（Ｃ）に示す。

以上の各収差図から分かるように、各実施例について、無限遠合焦時および近距離合焦時において各収差ともバランス良く補正されている。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、コンパクトで高速なフォーカシングが可能で、高い結像性能を有する撮像レンズが実現できている。

＜その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記実施の形態および実施例の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記実施例では、３つのレンズ群からなる構成について説明したが、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた構成であっても良い。

また例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）
物体側より順に、第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群とで構成され、
前記第１レンズ群は、最も物体側に負レンズを有する前群と、絞りと、正の屈折力を有する後群とからなり、
前記第２レンズ群は物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとにより構成され、
フォーカシングに際して、前記第２レンズ群が光軸方向に移動する
撮像レンズ。
（２）
以下の条件式を満足する、上記（１）に記載の撮像レンズ。
１＜ｆ１Ｒ／ｆ＜５ …（１）
ただし、
ｆ１Ｒ：前記後群の焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
とする。
（３）
以下の条件式を満足する、上記（１）または（２）に記載の撮像レンズ。
０．２＜β２＜０．７ …（２）
１．５＜β３＜３．１ …（３）
ただし、
β２：前記第２レンズ群の横倍率
β３：前記第３レンズ群の横倍率
とする。
（４）
以下の条件式を満足する、上記（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
Ｎｄ２１＜１．７ …（４）
Ｎｄ２２＜１．７５ …（５）
Ｎｄ２３＜１．７５ …（６）
ただし、
Ｎｄ２１：前記第２レンズ群内の前記第１レンズのｄ線に対する屈折率
Ｎｄ２２：前記第２レンズ群内の前記第２レンズのｄ線に対する屈折率
Ｎｄ２３：前記第２レンズ群内の前記第３レンズのｄ線に対する屈折率
とする。
（５）
以下の条件式を満足する、上記（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
−１０＜Ｇ１Ｒｒ／ｆ＜−０．７ …（７）
ただし、
Ｇ１Ｒｒ：前記後群における最も物体側の面の曲率半径
とする。
（６）
以下の条件式を満足する、上記（１）ないし（５）のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
−１．４＜ｆ３／ｆ＜−０．５ …（８）
ただし、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
とする。
（７）
前記第３レンズ群は物体側より順に、負レンズと、正レンズとからなる
上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
（８）
前記前群は物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、負の屈折力を有する第３レンズとからなり、
前記前群内の前記第２レンズと前記第３レンズとが接合されている
上記（１）ないし（７）のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
（９）
前記前群は物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとからなり、
上記（１）ないし（７）のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
（１０）
実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた
上記（１）ないし（９）のいずれか１つに記載の撮像レンズ。

Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ１Ｆ…前群、Ｇ１Ｒ…後群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｇ３…第３レンズ群、Ｓｔ…開口絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｓｉｍｇ…像面、Ｚ１…光軸、１〜５…撮像レンズ、１００…撮像装置、１１０…ＣＰＵ、１２０…ドライバ回路、１３０…駆動モータ、１４０…撮像素子、１５０…映像分離回路。

Claims (10)

1. 物体側より順に、第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群とで構成され、
   前記第１レンズ群は、最も物体側に負レンズを有する前群と、絞りと、正の屈折力を有する後群とからなり、
   前記第２レンズ群は物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとにより構成され、
   フォーカシングに際して、前記第２レンズ群が光軸方向に移動する
   撮像レンズ。
2. 以下の条件式を満足する
   請求項１に記載の撮像レンズ。
   １＜ｆ１Ｒ／ｆ＜５ …（１）
   ただし、
   ｆ１Ｒ：前記後群の焦点距離
   ｆ：全系の焦点距離
   とする。
3. 以下の条件式を満足する
   請求項１に記載の撮像レンズ。
   ０．２＜β２＜０．７ …（２）
   １．５＜β３＜３．１ …（３）
   ただし、
   β２：前記第２レンズ群の横倍率
   β３：前記第３レンズ群の横倍率
   とする。
4. 以下の条件式を満足する
   請求項１に記載の撮像レンズ。
   Ｎｄ２１＜１．７ …（４）
   Ｎｄ２２＜１．７５ …（５）
   Ｎｄ２３＜１．７５ …（６）
   ただし、
   Ｎｄ２１：前記第２レンズ群内の前記第１レンズのｄ線に対する屈折率
   Ｎｄ２２：前記第２レンズ群内の前記第２レンズのｄ線に対する屈折率
   Ｎｄ２３：前記第２レンズ群内の前記第３レンズのｄ線に対する屈折率
   とする。
5. 以下の条件式を満足する
   請求項１に記載の撮像レンズ。
   −１０＜Ｇ１Ｒｒ／ｆ＜−０．７ …（７）
   ただし、
   Ｇ１Ｒｒ：前記後群における最も物体側の面の曲率半径
   とする。
6. 以下の条件式を満足する
   請求項１に記載の撮像レンズ。
   −１．４＜ｆ３／ｆ＜−０．５ …（８）
   ただし、
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
   とする。
7. 前記第３レンズ群は物体側より順に、負レンズと、正レンズとからなる
   請求項１に記載の撮像レンズ。
8. 前記前群は物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、負の屈折力を有する第３レンズとからなり、
   前記前群内の前記第２レンズと前記第３レンズとが接合されている
   請求項１に記載の撮像レンズ。
9. 前記前群は物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとからなり、
   請求項１に記載の撮像レンズ。
10. 撮像レンズと、前記撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備え、
    前記撮像レンズは、
    物体側より順に、第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群とで構成され、
    前記第１レンズ群は、最も物体側に負レンズを有する前群と、絞りと、正の屈折力を有する後群とからなり、
    前記第２レンズ群は物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとにより構成され、
    フォーカシングに際して、前記第２レンズ群が光軸方向に移動する
    撮像装置。

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